KR101316234B1 - Rapid Heating Apparatus for Internal Combustion Engine and the Control Method thereof - Google Patents

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KR101316234B1 KR1020110099056A KR20110099056A KR101316234B1 KR 101316234 B1 KR101316234 B1 KR 101316234B1 KR 1020110099056 A KR1020110099056 A KR 1020110099056A KR 20110099056 A KR20110099056 A KR 20110099056A KR 101316234 B1 KR101316234 B1 KR 101316234B1
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Abstract

본 발명은 내연 기관의 급속 승온 장치가 배기 파이프(1)에 구비된 제어 밸브(20)의 개폐작용으로 빠져나온 배기 가스 열을 이용해 승온되는 축열 물질(12)을 내부로 갖춘 축열기(10)와, 상기 축열 물질(12)과 열교환으로 승온되어 순환 흐름을 형성하는 열유체를 갖춘 열유체 순환기(30)와, 한쪽으로 상기 열유체 순환기(30)의 고온 유체가 순환되고 반대쪽으로 내연 기관 쪽에 이어진 열교환 순환기(50)의 저온 유체인 오일(엔진 오일 또는 변속기 오일)/냉각수가 열교환으로 온도상승되도록 연결되는 열교환기(40)로 구성됨으로써, 간단한 구성으로 레이아웃으로 인한 공간 제약을 가져오지 않고, 차량 시동 초기나 냉각시 연비 저하의 원인이 되는 낮은 온도의 냉각수 또는 오일로 인한 마찰 저항 증대를 방지함은 물론, 특히 일산화탄소(CO) 또는 탄화수소(HC)와 같은 유해 배출 가스의 다량 발생을 방지할 수 있는 특징을 갖는다.The present invention provides a heat storage device (10) having a heat storage material (12) therein, in which a rapid temperature raising device of an internal combustion engine is heated up using exhaust gas heat released by opening and closing of a control valve (20) provided in an exhaust pipe (1). And a thermofluid circulator 30 having a thermofluid that is heated by heat exchange with the heat storage material 12 to form a circulating flow, and the hot fluid of the thermofluid circulator 30 is circulated on one side and is on the opposite side to the internal combustion engine. By consisting of a heat exchanger 40 which is connected to the temperature (heating oil or transmission oil) / cooling water which is a low-temperature fluid of the heat exchanger circulator 50 followed by a heat exchange, a simple configuration does not bring about space constraints due to layout, It prevents the increase of frictional resistance due to low temperature coolant or oil, which causes the fuel economy to be lowered at the start or cooling of the vehicle, and especially with carbon monoxide (CO) or hydrocarbon (HC) Has a feature that can prevent the occurrence of a large amount of harmful exhaust gas.

Description

내연기관의 급속승온장치 및 그 제어방법{Rapid Heating Apparatus for Internal Combustion Engine and the Control Method thereof} Rapid Heating Apparatus for Internal Combustion Engine and the Control Method

본 발명은 내연기관에 관한 것으로, 특히 차량 시동 초기 또는 차량 냉각시 낮은 오일온도와 냉각수온도로 인한 마찰증대가 가져오는 연비 악화와 더불어 유해 배출 가스증가를 가져오지 않는 내연기관의 급속승온장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an internal combustion engine, and in particular, a rapid heating device of an internal combustion engine that does not lead to an increase in fuel efficiency caused by increased friction due to a low oil temperature and a coolant temperature when the vehicle is started or the vehicle is cooled, and that does not cause an increase in harmful emissions. It relates to a control method.

일반적으로 시동 초기나 또는 냉각시에는 일산화탄소(CO) 또는 탄화수소(HC)와 같은 오염 물질이 다량 함유된 배기가스를 발생하게 된다.In general, during start-up or cooling, exhaust gases containing a large amount of pollutants such as carbon monoxide (CO) or hydrocarbons (HC) are generated.

이러한 현상은 차량 시동 초기 또는 차량 냉각시 연소실 온도가 떨어져 다량의 유해 배출 가스를 배출하게 된다.This phenomenon causes the combustion chamber temperature to drop during the initial start of the vehicle or when the vehicle is cooled, thereby emitting a large amount of harmful emissions.

이때, 유해 배출 가스 저감 촉매의 온도는 유해 배출 가스를 정화하기에 충분히 높지 않기 때문에 촉매를 통과한 후에도 유해 배출 가스가 정화되지 않고 대기중으로 배출된다.At this time, since the temperature of the noxious exhaust gas reducing catalyst is not high enough to purify the noxious exhaust gas, noxious exhaust gas is discharged to the atmosphere without being purified even after passing through the catalyst.

이에 대한 대응책으로써 연료 분사 및 점화 시기 또는 연료 분사량 조정 등을 통해 대응할 수 있지만, 이러한 방식은 그 조정 과정에서 상당 수준의 유해 가스를 배출하게 되어 효과가 낮고 특히, 연비 악화를 가중시키게 된다.As a countermeasure, it is possible to respond by adjusting fuel injection and ignition timing or adjusting fuel injection amount, but this method generates a considerable amount of harmful gas during the adjustment process, and thus, it is ineffective and, in particular, increases fuel economy.

또 다른 대응책으로써 오일이나 냉각수와 같은 유체를 승온시켜주는 방식이 있는데, 일례로 배기계 끝단부인 테일 파이프(Tail-Pipe)를 통해 버려지는 배기가스 폐열을 이용하여 오일이나 냉각수를 승온해주는 방식이 있다.As another countermeasure, there is a method of heating a fluid such as oil or cooling water. For example, a method of heating oil or cooling water by using waste heat waste gas discarded through a tail pipe, which is an end of an exhaust system.

이러한 방식은 차량 냉각시 테일 파이프(Tail-Pipe)를 통해 외부로 버려지는 폐열과 오일 또는 냉각수 사이에 열교환하여 승온 속도를 향상시켜줌으로써, 내연 기관의 온도가 연비 손실 없이도 다소 빠르게 상승될 수 있는 장점이 있게 된다.This method improves the temperature increase rate by exchanging heat between waste heat and oil or coolant that is discarded to the outside through tail pipe during cooling of the vehicle, thereby increasing the temperature of the internal combustion engine rather quickly without losing fuel economy. This will be.

하지만, 엔진 시동 초기에는 배기 가스 폐열의 낮은 온도로 오일이나 냉각수와 일어나는 열교환 성능도 아주 낮게 되고, 이로 인해 일산화탄소(CO) 또는 탄화수소(HC)와 같은 오염 물질이 대량으로 함유된 배출 가스 발생을 중점적으로 감소시켜야 하는 시동 초기 또는 냉각시 그 효과가 거의 없거나 극히 미약하여 급속 승온 효과에는 제한적일 수밖에 없다.However, in the early stage of engine start-up, the low temperature of the exhaust gas waste heat results in a very low heat exchange performance with oil or cooling water, which results in the generation of large amounts of pollutants such as carbon monoxide (CO) or hydrocarbons (HC). In the initial stage of cooling or cooling, which has to be reduced, the effect is little or very weak, so it is limited to the rapid temperature increase effect.

도 5는 오일 또는 냉각수를 배기 가스 폐열을 이용해 급속 승온할 때, 내연 기관의 시동 초기 배기 가스 폐열의 낮은 온도로 인한 문제를 해소한 예를 나타낸다.5 illustrates an example in which the problem caused by the low temperature of the exhaust gas waste heat at the start of the internal combustion engine is rapidly solved when the oil or cooling water is rapidly heated using the waste gas waste heat.

도 5(가)는 열을 축적하는 별도의 축열물질을 이용한 경우로써, 도시된 바와 같이 축열물질에 열을 축적시켜주는 배기 가스의 주 흐름(110)과 이로부터 분기되어진 배기 가스의 또 다른 서브흐름(120)으로 나뉘어지는 배기관(100)과, 상기 주 흐름(110) 또는 서브흐름(120)을 이용해 냉각수와 열교환하는 냉각수회로(200)와, 엔진오일과 열교환하는 엔진오일회로(300)와, 변속기오일과 열교환하는 변속기오일회로(400)로 구성된다.FIG. 5A illustrates a case in which a separate heat storage material is used to accumulate heat, and as shown in FIG. 5A, a main flow of the exhaust gas 110 that accumulates heat in the heat storage material and another sub branch of the exhaust gas branched therefrom. An exhaust pipe (100) divided into the stream (120), a coolant circuit (200) for exchanging heat with the coolant using the main stream (110) or a subflow (120), and an engine oil circuit (300) for exchanging heat with the engine oil; , The transmission oil circuit 400 is heat-exchanged with the transmission oil.

상기 냉각수회로(200)와 상기 엔진오일회로(300) 및 상기 변속기오일회로(400)는 모두 배기 가스로부터 열을 축적하는 축열 물질을 통과하는 레이아웃을 가지며, 축열 물질의 열저장시 축열 물질 쪽으로 통하는 흐름이 차단시켜주는 3방향 밸브가 각각 설치된다.The coolant circuit 200, the engine oil circuit 300, and the transmission oil circuit 400 all have a layout that passes through a heat storage material that accumulates heat from exhaust gas, and passes through the heat storage material during heat storage of the heat storage material. Three-way valves are provided to block the flow.

상기와 같이 냉각수 회로(200)와 엔진 오일 회로(300) 및 변속기 오일 회로(400)가 축열 물질을 통과하도록 구성됨으로써, 배기 가스 온도가 낮은 경우에도 오일과 냉각수는 열을 축적한 축열 물질과 열교환하여 빠르게 승온될 수 있다.As described above, the coolant circuit 200, the engine oil circuit 300, and the transmission oil circuit 400 are configured to pass through the heat storage material, so that even when the exhaust gas temperature is low, the oil and the coolant exchange heat with the heat storage material that has accumulated heat. It can be quickly heated up.

그러므로, 내연 기관의 시동 초기시 제한적인 급속 승온의 문제점을 해결할 수 있게 된다.Therefore, it is possible to solve the problem of limited rapid temperature increase at the start of the internal combustion engine.

상기와 같은 방식에서는 축열 물질의 축열 성능이 가장 중요하므로 통상 상변화 온도가 높은 물질을 축열 물질로 사용하지만, 통상 오일 및 냉각수가 축열 물질이 포함된 공간내 머물러 열교환되는 구조로 인해 축열 물질의 선택시 오일 및 냉각수의 한계 온도를 고려해야 한다.In the above manner, since the heat storage performance of the heat storage material is most important, a material having a high phase change temperature is generally used as the heat storage material, but the heat storage material is selected due to the structure in which the oil and the coolant stay in the space containing the heat storage material and heat exchange. Consideration should be given to the limit temperatures of the oil and coolant.

이는, 축열 물질의 축열 온도가 오일 및 냉각수의 한계 온도보다 더 높게 상승되면 오일 또는 냉각수 내구 문제를 일으킬 수 있기 때문이다.This is because if the heat storage temperature of the heat storage material rises higher than the limit temperature of the oil and cooling water, it may cause oil or coolant durability problems.

한편, 도 5(나)는 열을 축적하는 별도의 축열 물질을 이용하더라도 축열 물질의 축열 온도로 인한 문제를 해소한 것으로서, 이는 도시된 바와 같이 배기 가스와 열교환되도록 배기 파이프(500)를 감싼 배기열회수기(600)와, 3방향 밸브를 갖추고 배기열회수기(600)와 회로를 이루는 열교환 라인(800)과, 열교환 라인(800)에 설치되어 승온된 냉각수를 내연 기관(E)쪽으로 순환시키는 유체 라인(900)과 이어지는 축열기(700)로 구성된다.On the other hand, Figure 5 (b) is to solve the problem caused by the heat storage temperature of the heat storage material even when using a separate heat storage material that accumulates heat, which is exhaust heat wrapped around the exhaust pipe 500 to heat exchange with the exhaust gas as shown A heat exchanger line 800 having a recoverer 600, a three-way valve and a circuit with the exhaust heat recovery unit 600, and a fluid line installed in the heat exchanger line circulating the elevated temperature of the cooling water toward the internal combustion engine E ( 900 and subsequent regenerator 700.

상기와 같이 배기가스와 열교환하는 배기열회수기(600)가 3방향 밸브를 갖춘 열교환라인(800)을 매개로 축열기(700)와 분리됨으로써, 축열 물질의 선택시 냉각수의 한계 온도를 고려하지 않아도 된다.
As described above, since the exhaust heat recoverer 600 which exchanges heat with the exhaust gas is separated from the heat storage 700 via the heat exchange line 800 having a three-way valve, the limit temperature of the coolant may not be considered when selecting the heat storage material. .

국내특허공개 10-1997-700815(1997.02.12)는 상변화 물질과 열교환기 챔버 및 촉매 컨버터로 열을 이송하는 유체로 구성된 차량 배기 시스템의 열 조정에 관한 것이며, 이는 도 5및 7쪽 23줄내지 63줄 참조.Korean Patent Publication No. 10-1997-700815 (February 12, 1997) relates to thermal adjustment of a vehicle exhaust system composed of a phase change material and a fluid transferring heat to a heat exchanger chamber and a catalytic converter. See lines 63 to.

하지만, 이 경우에는 열교환 라인(800)을 갖춘 배기열회수기(600)와 유체라인(900)을 갖춘 축열기(700)등과 같이 차량 냉각시외에는 사용하지 않는 부품 구성이 많아 공간 구성의 레이아웃 제약이 있을 수밖에 없고, 부가적인 부품 사용으로 인한 원가 상승을 가져올 수밖에 없다.However, in this case, there are many components that are not used outside the vehicle cooling, such as the exhaust heat recoverer 600 having the heat exchange line 800 and the heat storage 700 having the fluid line 900, and thus there may be layout constraints of the space configuration. Inevitably, the cost increases due to the use of additional parts.

특히, 이 경우엔 단지 냉각수 승온으로 국한됨으로써, 엔진오일이나 변속기 오일에 대한 승온기능을 제공하지 못하는 불편이 있게 된다.
In particular, in this case, it is limited to only the temperature of the coolant, so that it is inconvenient to provide a temperature raising function for the engine oil or the transmission oil.

이에 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 본 발명은 배기 가스로부터 열을 축적하여 냉각수 또는 오일(엔진오일 또는 변속기오일)과 열교환되는 축열 물질이 구비된 축열기를 배기파이프와 일체화함으로써, 냉각수 또는 오일(엔진오일 또는 변속기오일)의 급속 승온을 위한 구성을 간단화하면서도 레이아웃으로 인한 공간제약을 가져오지 않는 내연기관의 급속승온장치를 제공하는데 목적이 있다.Accordingly, the present invention in view of the above-described invention by accumulating heat from the exhaust gas by integrating a heat storage material having a heat storage material heat exchanged with the cooling water or oil (engine oil or transmission oil), the cooling water or oil It is an object of the present invention to provide a rapid heating apparatus of an internal combustion engine that simplifies the configuration for rapid temperature raising of (engine oil or transmission oil) and does not bring about space constraints due to layout.

또한, 본 발명은 냉각수 또는 오일(엔진오일 또는 변속기오일)이 일반 작동 온도보다 낮은 상태일 때 배기 가스로부터 축적된 열을 이용하여 열교환함으로써, 급속 승온에 따른 차량 시동 초기 또는 냉각시 낮은 온도의 냉각수와 오일로 인한 마찰 저항 증대를 방지하여 연비를 향상시키고, 특히 일산화탄소(CO) 또는 탄화수소(HC)와 같은 유해 배기 가스 성분의 다량 발생을 방지할 수 있는 내연기관의 급속 승온 제어 방법을 제공하는데 목적이 있다.
In addition, the present invention heat exchanges using the heat accumulated from the exhaust gas when the coolant or oil (engine oil or transmission oil) is lower than the normal operating temperature, so that the coolant of the low temperature during the initial start or cooling of the vehicle due to rapid temperature increase The purpose of the present invention is to provide a rapid temperature control method of an internal combustion engine that can improve fuel economy by preventing frictional resistance caused by oil and oil, and in particular, prevent generation of a large amount of harmful exhaust gas components such as carbon monoxide (CO) or hydrocarbon (HC). There is this.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 내연 기관의 급속 승온 장치는 배기 파이프에 천공된 전방 통공과 후방 통공사이에 설치되어, 상기 후방 통공을 지나가기 전 배기 가스를 차단해 상기 전방 통공으로 배출하여 주는 제어 밸브와;Rapid heating device of the internal combustion engine of the present invention for achieving the above object is installed in the front through hole and the rear through hole perforated in the exhaust pipe, block the exhaust gas before passing through the rear through the exhaust to the front through hole A control valve;

상기 전방 통공과 상기 후방 통공을 가진 상기 배기 파이프가 내부에 위치되고, 상기 전방 통공으로 빠져나온 배기 가스와 열교환하여 승온되는 축열 물질을 내부로 갖춘 축열기와;A heat accumulator having the exhaust pipe having the front through holes and the rear through holes located therein and having a heat storage material heated therein by heat exchange with the exhaust gas discharged into the front through holes;

상기 축열 물질과 열교환으로 승온되어 순환 흐름을 형성하는 열유체를 갖춘 열유체 순환기와; A thermofluid circulator having a thermofluid that is heated by heat exchange with the heat storage material to form a circulating flow;

한쪽으로 상기 열유체 순환기의 고온 유체가 순환되고 반대쪽으로 내연 기관쪽에 이어진 상기 열교환 순환기에 오일(엔진 오일 또는 변속기 오일) 또는 냉각수가 순환되어 서로 열교환되도록 연결되고, 상기 배기 가스 온도와 상기 축열 물질 온도와 상기 오일(엔진 오일 또는 변속기 오일)온도, 냉각수 온도를 제어 인자로 하는 컨트롤러에 의해 작동제어되는 열교환기;The hot fluid of the heat fluid circulator is circulated to one side and oil (engine oil or transmission oil) or coolant is circulated to the heat exchange circulator connected to the internal combustion engine on the opposite side so as to exchange heat with each other, the exhaust gas temperature and the heat storage material temperature And a heat exchanger operated and controlled by a controller having the oil (engine oil or transmission oil) temperature and the cooling water temperature as control factors.

를 포함해 구성된 것을 특징으로 한다.And a control unit.

상기 제어밸브는 배기가스의 온도변화로 통로를 개폐하는 써모스텟으로 이루어지거나 또는 상기 컨트롤러로 개폐 제어된다.The control valve is made of a thermostat for opening and closing the passage due to the temperature change of the exhaust gas or controlled by the controller.

상기 축열기는 상기 배기 파이프의 전방 통공 부위를 상기 축열 물질로 감싸고, 상기 배기 파이프의 후방 통공이 위치하는 공간을 빈공간으로 형성하며, 그 내부로 단열물질을 더 덧대어 줄 수 있다.The heat accumulator surrounds the front through-hole of the exhaust pipe with the heat storage material, forms a space in which the rear through-hole of the exhaust pipe is located as an empty space, and adds a heat insulating material therein.

상기 축열 물질은 상변화 온도가 높은 물질로 이루어지고, 온도 센서 또는 배기 가스 온도에 대한 모델링(Modeling)을 통한 유추방식으로 온도를 측정한다.The heat storage material is made of a material having a high phase change temperature, and the temperature is measured by analogy through a temperature sensor or modeling the exhaust gas temperature.

상기 열유체 순환기는 상기 축열기 내부를 순환하는 열유체를 이송시키는 열유체 순환 펌프와, 상기 열교환기에서 나오는 저온의 열유체를 상기 축열기 쪽으로 흘려주는 저온 라인과, 상기 축열기 내부에서 상기 축열 물질과 열교환을 통해 승온된 고온의 열유체를 상기 열교환기쪽으로 다시 보내주도록 상기 저온 라인과 폐회로를 이루는 고온 라인으로 구성된다.The heat fluid circulator may include a heat fluid circulation pump for transferring heat fluid circulating in the heat accumulator, a low temperature line for flowing low temperature heat fluid from the heat exchanger toward the heat accumulator, and the heat storage in the heat accumulator. It consists of a high temperature line forming a closed circuit with the low temperature line to send the high temperature heat fluid heated up through the heat exchange with the material to the heat exchanger.

상기 열유체는 상기 축열 물질의 상변화 온도 이상의 온도 범위까지로 승온될 수 있다.The thermal fluid may be heated up to a temperature range above the phase change temperature of the heat storage material.

상기 열교환기는 한쪽으로 고온의 열유체가 유입되어 열교환된 후 저온의 열유체로 다시 빠져나가는 흐름을 형성하도록 상기 열유체 순환기를 연결한 고온 커넥터와, 그 반대쪽으로 저온의 오일(엔진 오일 또는 변속기 오일) 또는 냉각수가 유입되어 열교환된 후 고온 상태로 다시 빠져나가는 흐름을 형성하도록 상기 열교환 순환기를 연결한 저온 커넥터로 구성된다.The heat exchanger has a high temperature connector which connects the heat fluid circulator so as to form a flow in which a high temperature heat fluid flows into one side and then exits again to a low temperature heat fluid, and a low temperature oil (engine oil or transmission oil) on the other side. Or a low temperature connector connected to the heat exchange circulator so as to form a flow in which coolant flows in and out of heat exchange and then exits back to a high temperature state.

상기 저온 커넥터에는 상기 열교환 순환기의 오일 라인과 연결된 오일 루프가 상기 열교환 순환기의 냉각수 라인과 연결된 냉각수 루프를 감싸 이중으로 형성될 수 있다.In the low temperature connector, an oil loop connected to an oil line of the heat exchange circulator may be formed to doublely surround a cooling water loop connected to a coolant line of the heat exchange circulator.

상기 오일 루프는 상기 저온 커넥터의 내부에 폐회로를 이루는 순환 라인과 연결되는 상기 오일 라인 부위로 3방향 타입 제어 밸브를 구비하며, 상기 냉각수 루프는 상기 저온 커넥터의 내부에 폐회로를 이루는 순환 라인과 연결되는 상기 냉각수 라인 부위로 3방향 타입 제어 밸브를 구비한다.
The oil loop has a three-way type control valve connected to a circulation line forming a closed circuit inside the low temperature connector, and the cooling water loop is connected to a circulation line forming a closed circuit inside the low temperature connector. The cooling water line is provided with a three-way type control valve.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 내연 기관의 급속 승온 제어 방법은 차량 시동후 설정된 오일(엔진 오일 또는 변속기 오일)온도 또는 냉각수 온도와 현 상태에서의 오일(엔진 오일 또는 변속기 오일)온도 또는 냉각수 온도를 서로 비교한 후, 오일(엔진 오일과 변속기 오일)과 냉각수의 승온 여부를 판단하는 가동 조건 판단 단계;In addition, the rapid temperature control method of the internal combustion engine of the present invention for achieving the above object is the oil (engine oil or transmission oil) temperature or the coolant temperature and the oil in the current state (engine oil or transmission oil) set after starting the vehicle. An operation condition determination step of determining whether the temperature of the oil (engine oil and transmission oil) and the coolant is elevated after comparing the temperature or the coolant temperature with each other;

상기 오일(엔진 오일 또는 변속기 오일) 또는 냉각수의 승온의 필요성이 있으면, 상기 오일(엔진 오일 또는 변속기 오일) 또는 냉각수의 온도를 높이기 위해 열유체을 이송할 때 배기가스와 열교환을 통해 승온되는 축열 물질의 승온 여부를 다시 판단하는 가동 조건 확인 단계;If there is a need for an elevated temperature of the oil (engine oil or transmission oil) or cooling water, the heat of the heat storage material is heated through heat exchange with the exhaust gas when transferring the thermal fluid to raise the temperature of the oil (engine oil or transmission oil) or cooling water. An operation condition checking step of determining whether the temperature is elevated;

상기 축열 물질의 승온 필요시, 배기 가스와의 열교환을 통해 상기 축열 물질을 승온시켜주는 급속 승온 준비 단계;A rapid temperature increase preparation step of raising the heat storage material through heat exchange with exhaust gas when the temperature of the heat storage material is increased;

상기 오일(엔진 오일 또는 변속기 오일) 또는 냉각수의 승온이 실행되면, 배기 파이프를 흐르는 배기 가스로 상기 축열 물질을 승온시키고, 상기 축열 물질과 열교환을 통해 승온된 열유체를 열교환기의 한쪽으로 보내 반대쪽으로 내연 기관에서 보내진 오일(엔진 오일 또는 변속기 오일) 또는 냉각수를 승온시켜주는 급속 승온 수행 단계;When the temperature of the oil (engine oil or transmission oil) or cooling water is increased, the heat storage material is heated by exhaust gas flowing through an exhaust pipe, and the heat fluid heated by heat exchange with the heat storage material is sent to one side of the heat exchanger. A rapid temperature increase step of raising the temperature of the oil (engine oil or transmission oil) or cooling water sent from the internal combustion engine;

를 포함해 수행는 것을 특징으로 한다.It is characterized by performing, including.

상기 가동 조건 판단 단계의 조건은 오일 온도Toil > 설정 오일 온도Toil-set 또는 냉각수 온도Tcoolant > 설정 냉각수 온도Tcoolant-set를 적용한다.The condition of the operation condition determination step applies oil temperature T oil > set oil temperature T oil-set or coolant temperature T coolant > set coolant temperature T coolant-set .

상기 가동 조건 확인 단계는 오일 온도Toil > 설정 오일 온도Toil-set 또는 냉각수 온도Tcoolant > 설정 냉각수 온도Tcoolant-set 중 한가지 조건도 만족되지 않을 때, 축열 물질 온도T축열물질 ≤ 오일 온도Toil 또는 T축열물질 ≤냉각수 온도Tcoolant 를 적용한다. The operation condition checking step is oil temperature T oil > set oil temperature T oil-set or coolant temperature T coolant > set coolant temperature T coolant-set when one of the conditions is not satisfied, heat storage material temperature T heat storage material ≤ oil temperature T Apply oil or T heat storage material ≤ coolant temperature T coolant .

상기 설정 오일 온도Toil-set 와 설정 냉각수 온도Tcoolant-set은 연비 저하를 가져오는 마찰 저항 증대 또는 일산화탄소(CO) 또는 탄화수소(HC)와 같은 유해 배출 가스를 다량 발생시키는 온도이다.The set oil temperature T oil-set and the set coolant temperature T coolant-set are temperatures for generating a large amount of harmful exhaust gases such as carbon monoxide (CO) or hydrocarbons (HC) or increased frictional resistance resulting in lower fuel efficiency.

상기 급속 승온 준비 단계는 축열 물질 온도T축열물질 ≥ 설정 축열 물질 온도T축열물질-set 를 만족할 때까지 적용한다.
The rapid heating preparation step is applied until the heat storage material temperature T heat storage material ≥ set heat storage material temperature T heat storage material-set is satisfied.

이러한 본 발명은 시동 초기나 냉각시 냉각수 또는 오일(엔진오일 또는 변속기오일)을 급속 승온시키는 축열 물질을 구비한 축열기가 배기파이프와 일체화되어 단순한 구성으로 부품 수량을 최소화할 수 있고, 특히 배기 파이프와 일체화된 축열기 구성으로 레이아웃으로 인한 공간제약을 줄일 수 있는 효과가 있다.The present invention integrates the exhaust pipe with a heat storage material for rapidly raising the coolant or oil (engine oil or transmission oil) during initial start-up or cooling, thereby minimizing the number of parts in a simple configuration. Integrated heat storage configuration can reduce the space constraints due to layout.

또한, 본 발명은 배기가스로부터 축적된 열을 이용하여 열교환함으로써 일반 작동 온도보다 낮은 상태일 때 냉각수 또는 오일(엔진오일 또는 변속기오일)을 급속 승온시켜줄 수 있어, 상대적으로 낮은 온도상태인 차량 시동 초기나 냉각시에도 내연 기관의 마찰 저항 증대를 최소화하여 연비를 향상시키는 효과가 있다.In addition, the present invention can rapidly heat up the coolant or oil (engine oil or transmission oil) when the temperature is lower than the normal operating temperature by heat exchange using heat accumulated from the exhaust gas, so that the initial start of the vehicle at a relatively low temperature state In cooling, the fuel efficiency is improved by minimizing the increase in frictional resistance of the internal combustion engine.

또한, 본 발명은 배기 가스로부터 축적된 열을 이용한 열교환으로 일반 작동 온도보다 낮은 상태일 때 냉각수 또는 오일(엔진오일 또는 변속기오일)을 급속 승온시켜줄 수 있어, 상대적으로 낮은 온도상태인 차량 시동 초기나 냉각시에도 실린더 블록의 온도를 상승시켜 일산화탄소(CO) 또는 탄화수소(HC)와 같은 유해 배출 가스의 다량 발생을 방지할 수 있음은 물론, 특히 배기 가스 승온에 따라 촉매 활성율을 높여 후처리 촉매 원가도 절감시켜줄 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention can rapidly increase the temperature of the coolant or oil (engine oil or transmission oil) when the temperature is lower than the normal operating temperature by heat exchange using heat accumulated from the exhaust gas, so that the initial starting of the vehicle at a relatively low temperature state or Even during cooling, the temperature of the cylinder block can be raised to prevent the generation of a large amount of harmful exhaust gases such as carbon monoxide (CO) or hydrocarbons (HC), as well as to increase the catalytic activity rate according to the temperature of the exhaust gas. There is also an effect that can reduce.

또한, 본 발명은 시동 초기시 급속 승온된 냉각수를 이용한 급속 실내난방으로 겨울철 난방성능에 대한 상품성을 크게 향상할 수 있는 효과도 있게 된다.
In addition, the present invention has an effect that can greatly improve the merchandise for the winter heating performance by rapid indoor heating using the cooling water rapidly heated at the start of the startup.

도 1은 본 발명에 따른 내연 기관의 급속 승온 장치의 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 내연 기관의 급속 승온 장치의 일부 변형예이며, 도 3은 본 발명에 따른 급속 승온 장치가 온도를 제어 인자로 하여 활성화 또는 비활성화되는 예시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 내연 기관의 급속 승온 장치의 작동상태이며, 도 5(가),(나)는 종래에 따른 내연 기관의 급속 승온 장치의 구성예이다.1 is a block diagram of a rapid heating apparatus of the internal combustion engine according to the present invention, Figure 2 is a partial modification of the rapid heating apparatus of the internal combustion engine according to the present invention, Figure 3 is a rapid heating apparatus according to the invention temperature Figure 4 is an exemplary diagram that is activated or deactivated as a control factor, Figure 4 is an operating state of the rapid heating apparatus of the internal combustion engine according to the present invention, Figure 5 (a), (b) of the conventional rapid heating apparatus of the internal combustion engine. A configuration example.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which illustrate exemplary embodiments of the present invention. The present invention is not limited to these embodiments.

도 1은 본 실시예에 따른 내연 기관의 급속 승온 장치의 구성을 나타내다.1 shows a configuration of a rapid temperature raising device of an internal combustion engine according to the present embodiment.

도시된 바와 같이, 엔진에서 나온 배기가스가 흘러가는 배기 파이프(1)를 감싸고 그 내부에 위치하며 배기 가스와 열교환을 통해 열을 축적하는 축열기(11)와, 배기 파이프(1)를 흐르는 배기 가스를 축열기(11)의 내부 공간으로 이송시켜주는 개폐밸브(20)와, 축열 물질(12)로부터 열을 전달받아 순환되는 열유체의 온도를 승온시켜주는 열유체 순환기(30)와, 한쪽으로 열유체 순환기(30)의 고온 열유체가 순환되고 반대쪽으로 내연 기관쪽으로 이어진 열교환 순환기(50)의 저온 유체가 순환되어 서로 열교환되는 열교환기(40)와, 배기가스를 통한 축열기(11)내 축열물질(12)의 열교환작용 또는 열교환기(40)의 개폐를 통한 유체의 열교환 작용을 제어하는 컨트롤러(60)로 구성된다.As shown, the heat accumulator 11 surrounds the exhaust pipe 1 through which the exhaust gas from the engine flows and is located therein, and accumulates heat through heat exchange with the exhaust gas, and exhaust gas flowing through the exhaust pipe 1. An on / off valve 20 for transferring gas to the internal space of the heat storage 11, a heat fluid circulator 30 for raising the temperature of the heat fluid circulated by receiving heat from the heat storage material 12, and one side The heat exchanger 40 through which the high temperature heat fluid of the heat fluid circulator 30 is circulated and the low temperature fluid of the heat exchange circulator 50 which is connected to the internal combustion engine on the opposite side is circulated to exchange heat with each other, and the heat accumulator 11 through exhaust gas. It consists of a controller 60 for controlling the heat exchange action of the fluid through the heat exchange action of the heat storage material 12 or the opening and closing of the heat exchanger (40).

상기 축열기(10)는 배기 파이프(1)에서 나온 배기가스가 충진되는 챔버 공간(11a)을 형성한 챔버 하우징(11)과, 챔버 공간(11a)을 점유하고 배기가스와 열교환하여 열을 축적하는 축열물질(12)로 구성된다.The heat accumulator 10 occupies a chamber housing 11 having a chamber space 11a filled with exhaust gas from the exhaust pipe 1, and accumulates heat by occupying the chamber space 11a and exchanging heat with the exhaust gas. It is composed of a heat storage material (12).

상기 챔버 공간(11a)은 축열 물질(12)로 채워지지 않아 배기 가스로 충진되며, 상기 축열 물질(12)로 점유된 공간은 전체 공간중 약 3/5이상으로 형성된다.The chamber space 11a is not filled with the heat storage material 12 and filled with exhaust gas, and the space occupied by the heat storage material 12 is formed to be about 3/5 or more of the total space.

상기 축열 물질(12)은 챔버 공간(11a)을 관통하는 배기 파이프(1)를 감싸면서 챔버 공간(11a)에 채워지며, 상변화 온도가 높은 물질을 적용한다.The heat storage material 12 is filled in the chamber space 11a while surrounding the exhaust pipe 1 passing through the chamber space 11a and applies a material having a high phase change temperature.

이와 더불어, 상기 축열기(10)에는 챔버 하우징(11)의 내부에 단열물질을 더 덧대어 차량의 주차나 정차시 외부로 빠져나가는 열손실을 최소화하도록 구성될 수 있으며, 또한 축열 물질(12)의 온도를 검출해 컨트롤러(60)로 전송하는 온도 센서가 더 구비된다.In addition, the heat accumulator 10 may be configured to further add a heat insulating material to the inside of the chamber housing 11 to minimize heat loss to the outside when the vehicle is parked or stopped, and also the heat storage material 12 A temperature sensor for detecting the temperature of the and transmits to the controller 60 is further provided.

하지만, 본 실시예에서 축열 물질(12)의 온도 검출은 유입되는 배기 가스 온도에 대한 모델링(Modeling)을 통한 유추방식으로도 산출될 수 있다.However, in the present embodiment, the temperature detection of the heat storage material 12 may also be calculated by an analogy method through modeling the incoming exhaust gas temperature.

그리고, 상기 개폐 밸브(20)는 배기 가스의 배출홀인 전ㅇ후방 통공(2,3)이 다수로 천공된 배기파이프(1)의 내부에 설치된다.The on-off valve 20 is installed inside the exhaust pipe 1 in which a plurality of front and rear through holes 2 and 3, which are exhaust holes of the exhaust gas, are perforated.

구체적으로, 상기 배기파이프(1)의 전방 통공(2)은 축열기(10)의 챔버 하우징(11)에 채워진 축열 물질(12)로 가려지는 구간에 천공되는 반면 후방 통공(3)은 축열물질(12)을 벗어난 구간에 천공되고, 상기 개폐밸브(20)는 전방 통공(2)과 후방 통공(3)사이로 위치되어진다.Specifically, the front through hole 2 of the exhaust pipe 1 is drilled in a section covered by the heat storage material 12 filled in the chamber housing 11 of the heat storage device 10 while the rear hole 3 is a heat storage material. Perforated in the section out of 12, the on-off valve 20 is located between the front through hole (2) and the rear through hole (3).

상기와 같이 개폐밸브(20)가 전방통공(2)과 후방통공(3)사이로 위치됨으로써 배기 파이프(1)를 흐르는 배기가스흐름을 제어하게 된다.As described above, the on-off valve 20 is positioned between the front through hole 2 and the rear through hole 3 to control the exhaust gas flow through the exhaust pipe 1.

일례로, 개폐밸브(20)가 닫힐 때 축열기(10)의 챔버 하우징(11)내 배기가스흐름을 설명하면, 닫혀진 개폐밸브(20)로 인해 전방통공(2)의 뒤쪽 부위인 후방 통공(3)으로 배기가스흐름이 차단됨으로써 배기가스는 모두 전방 통공(2)으로 빠져 나오게 된다.For example, when describing the exhaust gas flow in the chamber housing 11 of the heat storage 10 when the on-off valve 20 is closed, the rear through hole (the rear portion of the front through-hole 2) due to the closed on-off valve 20 ( 3) the exhaust gas flow is blocked, so that all the exhaust gas exits the front through hole (2).

상기 전방 통공(2)을 빠져 나온 배기가스는 축열 물질(12)측으로 유입되면서 축열 물질(12)과 열교환한 후 축열 물질(12)로 점유되지 않은 챔버 공간(11a)으로 나온 다음, 축열 물질(12)로 감싸여지지 않은 후방 통공(3)으로 다시 유입된 후 배기 파이프(1)를 타고 빠져나가게 된다.The exhaust gas exiting the front through hole 2 flows into the heat storage material 12 while being heat-exchanged with the heat storage material 12, and then enters the chamber space 11a not occupied by the heat storage material 12. 12) flows back into the rear through-hole 3, which is not enclosed in 12, and then exits through the exhaust pipe 1;

상기 개폐밸브(21)는 온도변화로 통로를 개폐하는 써모스텟으로 이루어지거나 또는 컨트롤러(60)로 제어되도록 구성됨으로써, 축열 물질(12)의 한계 온도를 고려하여 배기가스와 축열 물질(12)사이의 열교환을 제어할 수 있게 된다.The on-off valve 21 is composed of a thermostat for opening and closing the passage due to the temperature change, or is configured to be controlled by the controller 60, so that the exhaust gas and the heat storage material 12 between the heat storage material 12 in consideration of the limit temperature It is possible to control the heat exchange of the.

본 실시예에서 개폐밸브(21)는 온도를 기반으로 하는 컨트롤러(60)의 제어로 개폐되도록 구성되며, 제어 인자인 온도는 배기 가스 온도 또는 축열 물질 온도, 오일(엔진 오일 또는 변속기 오일) 온도, 냉각수 온도이다.In this embodiment, the on-off valve 21 is configured to be opened and closed under the control of the controller 60 based on the temperature, the control factor temperature is the exhaust gas temperature or heat storage material temperature, oil (engine oil or transmission oil) temperature, Coolant temperature.

또한, 상기 열유체 순환기(30)는 축열기(10)내부에 삽입되어 축열 물질(12)로 감싸임으로써 축열 물질(12)로부터 열을 전달받은 열유체 순환시키는 열유체 순환 펌프(31)와, 열교환기(40)에서 나오는 저온의 열유체를 축열기(10)쪽으로 흘려주는 저온 라인(32)과, 상기 축열기(10)의 내부에서 상기 축열 물질(12)과 열교환으로 승온된 고온의 열유체를 상기 열교환기(40)쪽으로 다시 보내주도록 상기 저온라인(32)과 연결되는 고온라인(33)으로 구성된다.In addition, the heat fluid circulator 30 is inserted into the heat accumulator 10 and wrapped with the heat storage material 12 to heat the heat fluid circulation pump 31 which receives heat from the heat storage material 12 and And a low temperature line 32 flowing a low temperature heat fluid from the heat exchanger 40 toward the heat accumulator 10, and a high temperature of the heat accumulating heat generated by heat exchange with the heat storage material 12 in the heat accumulator 10. It consists of a high online (33) connected with the low online (32) to send heat fluid back to the heat exchanger (40).

상기 저온 라인(32)과 고온 라인(33)은 서로 연결되어 폐회로를 이룬다.The low temperature line 32 and the high temperature line 33 are connected to each other to form a closed circuit.

이때, 상기 열유체는 축열물질(12)의 상변화 온도 이상의 온도 범위에서 사용 가능한 물질을 적용하여 준다.In this case, the thermal fluid is a material that can be used in the temperature range of the phase change temperature of the heat storage material 12 or more.

한편, 상기 열교환기(40)는 바디 하우징(41)의 한쪽으로 고온의 열유체가 유입되어 열교환된 후 저온의 열유체로 다시 빠져나가도록 흐름을 형성하는 고온 커넥터(42)와, 그 반대쪽으로 저온 유체가 유입되어 열교환된 후 고온 유체로 다시 빠져나가도록 흐름을 형성하는 저온 커넥터(43)로 구성되어진다.On the other hand, the heat exchanger 40 is a high-temperature connector 42 to form a flow so that the high-temperature heat fluid flows into one side of the body housing 41 to escape to the low-temperature heat fluid after the heat exchange, and the opposite side It consists of a low temperature connector 43 to form a flow so that the low temperature fluid is introduced into the heat exchange after the heat exchange.

일례로, 상기 고온 커넥터(42)에는 열유체 순환기(30)가 연결됨으로써 배기 가스와 축열 물질(12)을 이용해 승온된 고온의 열유체가 들어오고, 반면 상기 저온 커넥터(43)에는 열교환 순환기(50)가 연결됨으로써 내연기관의 저온 상태의 오일(엔진오일 또는 변속기오일) 또는 냉각수가 들어오게 된다.For example, the high temperature connector 42 is connected to the heat fluid circulator 30 so that a high temperature heat fluid is heated using the exhaust gas and the heat storage material 12, while the low temperature connector 43 has a heat exchange circulator ( 50 is connected to the low-temperature oil (engine oil or transmission oil) or cooling water of the internal combustion engine.

상기 열교환 순환기(50)는 엔진 쪽에서 나와 다시 엔진 쪽으로 들어가는 냉각 수흐름을 형성하는 냉각수 라인(51)과, 엔진과 변속기 쪽에서 나와 다시 엔진과 변속기 쪽으로 들어가는 오일 흐름을 형성하는 오일 라인(52)으로 구성된다.The heat exchange circulator 50 is composed of a coolant line 51 forming a cooling water flow coming out of the engine side and into the engine again, and an oil line 52 forming an oil flow coming out of the engine and the transmission side and into the engine and the transmission. do.

상기 컨트롤러(60)는 배기 가스 온도 또는 축열 물질 온도, 오일(엔진 오일 또는 변속기 오일) 온도, 냉각수 온도를 입력받고 이를 제어 인자로 취급함으로써, 개폐밸브(21)의 개폐 제어 또는 열교환기(40)의 제어를 수행한다.The controller 60 receives an exhaust gas temperature or a heat storage material temperature, an oil (engine oil or transmission oil) temperature, a coolant temperature, and treats it as a control factor, thereby controlling the opening / closing control of the on-off valve 21 or the heat exchanger 40. Perform control of the.

본 실시예에 따라 상기 컨트롤러(60)가 수행하는 제어 로직은 이후 상세히 기술된다. The control logic performed by the controller 60 according to this embodiment is described in detail later.

한편, 도 2는 본 실시예의 변형예로서, 특히 열교환기(40)의 변형예를 나타낸다.2 shows a modification of the heat exchanger 40 as a modification of the present embodiment.

도시된 바와 같이, 변형된 열교환기(40)는 고온커넥터(42)와 열교환되는 저온 커넥터(43)에 오일 루프(430)가 냉각수 루프(530)를 감싸도록 이중으로 형성할 수 있고, 상기 오일 루프(430)와 냉각수 루프(530)에는 각각의 열교환 순환기(50)를 연결하여 준다.As shown, the deformed heat exchanger 40 may be formed in a double so that the oil loop 430 surrounds the cooling water loop 530 in the low temperature connector 43 that exchanges heat with the high temperature connector 42. The heat exchange circulator 50 is connected to the loop 430 and the coolant loop 530.

상기 오일 루프(430)는 저온 커넥터(43)의 내부에 폐회로를 이루는 순환라인(431)과 연결되는 오일 라인(52)부위로 3방향밸브(432)를 구비하며, 상기 냉각수 루프(530)는 저온 커넥터(43)의 내부에서 폐회로를 이루는 순환 라인(531)과 연결되는 냉각수 라인(51)부위로 3방향밸브(532)를 구비한다. 그리고, 오일 루프(430)는 내연기관(엔진)에서 오일을 순환시키는 오일순환라인으로 이어지고, 냉각수 루프(530)는 내연기관(엔진)에서 냉각수를 순환시키는 냉각수순환라인으로 이어지며, 내연기관(엔진)의 배기매니폴드에서 이어지는 배기가스 라인은 축열기(10)로 연결된다. 이 경우, 상기 오일순환라인과 상기 냉각수 순환라인은 내연기관(엔진)의 기본적이면서 필수적인 구성요소이다. 또한 상기오일루프(430)의 상기 순환라인(431)은 3방향밸브(432)를 매개로 내연기관(엔진)과 오일이 공급 및 회수되도록 공급 및 회수라인으로 구성되며, 상기 냉각수 루프(530)의 상기 순환 라인(531)은 3방향밸브(532)를 매개로 내연기관(엔진)과 냉각수가 공급 및 회수되도록 공급 및 회수라인으로 구성된다.The oil loop 430 includes a three-way valve 432 at an oil line 52 connected to a circulation line 431 forming a closed circuit in the low temperature connector 43, and the cooling water loop 530 is The three-way valve 532 is provided at the cooling water line 51 connected to the circulation line 531 forming a closed circuit in the low temperature connector 43. And, the oil loop 430 is connected to the oil circulation line circulating the oil in the internal combustion engine (engine), the cooling water loop 530 is connected to the cooling water circulation line circulating the coolant in the internal combustion engine (engine), the internal combustion engine ( The exhaust gas line from the exhaust manifold of the engine is connected to the heat storage 10. In this case, the oil circulation line and the cooling water circulation line are basic and essential components of the internal combustion engine (engine). In addition, the circulation line 431 of the oil loop 430 is composed of a supply and recovery line to supply and recover the internal combustion engine (engine) and oil through the three-way valve 432, the cooling water loop 530 The circulation line 531 is composed of a supply and recovery line to supply and recover the internal combustion engine (engine) and the cooling water through the three-way valve (532).

도 3은 본 실시예에 따른 급속 승온 장치가 온도를 제어인자로 하는 컨트롤러(60)로직의 예로서, 이는 열유체와 오일(엔진 오일 또는 변속기 오일), 냉각수 사이에 열교환기(40)를 이용한 열교환이 이루어지기 위해서는 배기 가스와의 열교환을 통해서 축열 물질(12)이 충분히 승온되어야 한다.3 is an example of a controller 60 logic in which the rapid temperature raising device according to the present embodiment uses a temperature as a control factor, which uses a heat exchanger 40 between a thermal fluid and oil (engine oil or transmission oil) and cooling water. In order for heat exchange to take place, the heat storage material 12 must be sufficiently heated through heat exchange with the exhaust gas.

단계S10에서 차량 시동이 확인되면, 컨트롤러(60)는 단계S20과 같이 오일(엔진오일 또는 변속기오일)온도 또는 냉각수 온도에 대한 조건를 이용해 급속 승온 장치의 작동 여부를 판단하게 된다.When the vehicle is started in step S10, the controller 60 determines whether the rapid temperature raising device is operated using the conditions for the oil (engine oil or transmission oil) temperature or the coolant temperature as in step S20.

판단조건은 오일온도Toil > 설정오일온도Toil-set 또는 냉각수온도Tcoolant > 설정냉각수온도Tcoolant-set 중 한가지 조건도 만족되지 않을 경우 적용하게 된다.The judgment condition is applied when one condition of oil temperature T oil > set oil temperature T oil-set or coolant temperature T coolant > set coolant temperature T coolant-set is not satisfied.

이때, 설정오일온도Toil-set 와 설정냉각수온도Tcoolant-set는 연비 저하를 가져오는 마찰 저항 증대 또는 일산화탄소(CO) 또는 탄화수소(HC)와 같은 유해 배출 가스를 다량으로 발생시키는 온도를 의미한다.At this time, the set oil temperature T oil-set and the set coolant temperature T coolant-set mean a temperature at which a large amount of harmful emissions such as carbon monoxide (CO) or hydrocarbon (HC) are generated, such as increased frictional resistance, which leads to lower fuel efficiency. .

만약, 단계S20판단결과, 오일온도Toil > 설정오일온도Toil-set 또는 냉각수온도Tcoolant > 설정냉각수온도Tcoolant-set 중 한가지 조건이 만족되면, 현재 차량 상태는 오일(엔진 오일 또는 변속기 오일)과 냉각수를 승온시킬 필요가 없는 상태를 의미하므로 단계S30과 같이 급속 승온 장치는 작동되지 않는 오프(Off)상태를 유지한다.If, as a result of step S20, one of the conditions of oil temperature T oil > set oil temperature T oil-set or coolant temperature T coolant > set coolant temperature T coolant-set is satisfied, the current vehicle condition is oil (engine oil or transmission oil). ) And the coolant does not need to be raised, so the rapid warming device maintains an off state in which it is not operated as in step S30.

반면, 단계S20판단결과, 오일온도Toil > 설정오일온도Toil-set 또는 냉각수온도Tcoolant > 설정냉각수온도Tcoolant-set 중 한가지 조건도 만족되지 않으면, 이어 단계S50과 같이 축열 물질 온도를 이용해 급속 승온 장치의 작동여부를 다시 한번 판단하게 된다.On the other hand, as a result of the determination of step S20, if one of the conditions of the oil temperature T oil > set oil temperature T oil-set or coolant temperature T coolant > set coolant temperature T coolant-set is not satisfied, the heat storage material temperature is then used as in step S50. It is determined once again whether the rapid temperature riser is operating.

판단조건은 축열물질온도T축열물질 ≤ 오일온도Toil 또는 T축열물질 ≤ 냉각수온도Tcoolant를 적용한다.The judging conditions apply to the heat storage material temperature T heat storage material ≤ oil temperature T oil or T heat storage material ≤ coolant temperature T coolant .

만약, 단계S50판단결과, 축열물질온도T축열물질 ≤ 오일온도Toil 또는 T축열물질 ≤ 냉각수온도Tcoolant중 한가지 조건이 만족되면, 현재 차량상태는 오일(엔진오일과 변속기오일)과 냉각수를 승온시킬 필요가 없는 상태를 의미하므로 단계S30과 같이 유체 급속 승온 장치는 작동되지 않는 상태(Off)로 유지하여 준다.If, as a result of step S50, the heat storage material temperature T heat storage material ≤ oil temperature T oil or T heat storage material ≤ coolant temperature T coolant is satisfied, the current vehicle condition is to raise the oil (engine oil and transmission oil) and the coolant Since it means a state that does not need to be made, as shown in step S30 the fluid rapid temperature raising device is kept in an inactive state (Off).

반면, 단계S50판단 결과, 축열물질온도T축열물질 ≤오일온도Toil 또는 T축열물질 ≤냉각수온도Tcoolant중 한가지 조건도 만족되지 않으면, 현재 차량상태는 오일(엔진 오일 또는 변속기 오일)과 냉각수를 승온시킬 수 있는 상태를 의미하므로 급속 승온 장치는 작동되는 상태(On)로 전환하며, 이때 열 유체 순환 펌프(31)를 작동한다.On the other hand, if the result of step S50 determines that either the heat storage material temperature T heat storage material ≤ oil temperature T oil or the T heat storage material ≤ coolant temperature T coolant is not satisfied, the current vehicle condition is the oil (engine oil or transmission oil) and the coolant. Since it means a state that can increase the temperature, the rapid warming device is switched to the operating state (On), at this time operating the thermal fluid circulation pump 31.

이어, 상기와 같이 급속 승온 장치는 작동되지 않는 상태(Off)로 전환되면, 컨트롤러(60)는 단계S100과 같이 축열 물질 온도T축열물질 ≥ 설정 축열 물질 온도T축열물질-set에 대한 조건을 판단하여 준다.Subsequently, when the rapid temperature raising device is turned off (Off) as described above, the controller 60 determines the condition for the heat storage material temperature T heat storage material ≥ set heat storage material temperature T heat storage material-set as in step S100. Give it.

만약, 단계S100판단결과, 축열 물질 온도T축열물질 ≥ 설정 축열 물질 온도T축열물질-set을 만족하면, 현재 축열물질(12)상태는 배기 가스 열을 이용하여 승온시킬 필요가 없는 상태를 의미하므로 단계S110과 같이 축열 물질(12)과 배기 가스간 열교환상태가 필요 없는 상태(Off)로 유지하여 준다.If, as a result of step S100, the heat storage material temperature T heat storage material ≥ set heat storage material temperature T heat storage material-set is satisfied, the current heat storage material 12 state means that the temperature does not need to be heated up using exhaust gas heat. As in step S110, the heat exchange state between the heat storage material 12 and the exhaust gas is maintained in an off state (off).

이는, 도 4(가)의 [축열 물질 승온 불 필요]와 같이 제어 밸브(20)가 배기 파이프(1)의 전방 통공(2)과 후방 통공(3)사이를 열어줌으로써, 배기 파이프(1)를 흐르는 배기 가스는 축열기(10)를 지나지 않아 축열 물질(12)을 승온시켜주지 않은 상태로 외부로 배출됨을 의미한다.This is because the control valve 20 opens between the front through hole 2 and the rear through hole 3 of the exhaust pipe 1 as shown in FIG. It means that the exhaust gas flowing through the heat accumulator 10 is discharged to the outside without raising the heat storage material (12).

반면, 단계S100판단 결과, 축열 물질 온도T축열물질 ≥ 설정 축열 물질 온도T축열물질-set을 만족하지 않으면, 현재 축열 물질(12)상태는 배기 가스 열을 이용하여 승온시킬 필요가 있는 상태를 의미하므로 단계S120과 같이 축열 물질(12)과 배기 가스간 열교환상태가 일어나는 상태(On)로 전환시켜 준다.On the other hand, as a result of the determination of step S100, if the heat storage material temperature T heat storage material ≥ set heat storage material temperature T heat storage material-set is not satisfied, the current heat storage material 12 state means a state that needs to be heated up using exhaust gas heat. Therefore, as in step S120, the heat exchange state between the heat storage material 12 and the exhaust gas is switched to a state (On) that occurs.

이는, 도 4(나)의 [축열 물질 승온 필요]와 같이 제어 밸브(20)가 배기 파이프(1)의 전방 통공(2)과 후방 통공(3)사이를 막아줌으로써, 배기 파이프(1)를 흐르는 배기 가스는 후방 통공(3)으로 가기 전 모두 전방 통공(2)으로 빠져 나와 축열물질(12)로 보내지게 된다. This is because the control valve 20 closes between the front through hole 2 and the rear through hole 3 of the exhaust pipe 1 as shown in FIG. The flowing exhaust gas exits the front through hole 2 before being directed to the rear through hole 3 and is sent to the heat storage material 12.

이러한 상태로 전환되면, 배기가스는 축열 물질(12)로 침투되어 축열 물질(12)을 승온시켜준 후 축열물질(12)로 점유되지 않은 챔버공간(11a)으로 빠져나감으로써 축열기(10)의 챔버공간(11a)은 배기가스로 채워지게 된다.In this state, the exhaust gas penetrates into the heat storage material 12 to heat up the heat storage material 12, and then exits into the chamber space 11a not occupied by the heat storage material 12. The chamber space 11a is filled with exhaust gas.

상기 축열 물질(12)과 열교환된 후 상기 챔버 공간(11a)을 채운 배기 가스는 축열 물질(12)로 감싸여지지 않은 후방 통공(3)으로 다시 유입되고, 유입된 배기가스는 배기 파이프(1)를 타고 빠져나가게 된다.After the heat exchange with the heat storage material 12, the exhaust gas filling the chamber space (11a) is introduced back to the rear through-hole (3) which is not wrapped with the heat storage material 12, the introduced exhaust gas is exhaust pipe (1) Got through.

상기와 같은 과정은 축열물질온도T축열물질 ≥ 설정축열물질온도T축열물질-set을 만족할 때 까지 시행된다.The above process is carried out until the heat storage material temperature T heat storage material ≥ set heat storage material temperature T heat storage material-set is satisfied.

이 경우 열유체 순환기(30)에 충진된 열유체의 온도는 승온된 축열 물질(12)과 열교환으로 함께 승온되어진다.In this case, the temperature of the heat fluid filled in the heat fluid circulator 30 is raised together with the heat storage material 12 and the heat exchange.

한편, 상기와 같은 과정을 거쳐 급속 승온 장치의 작동이 필요하게 되면, 도 4(다)와 같이 컨트롤러(60)는 열교환기(40)를 작동시켜줌으로써 고온의 열유체와 저온의 오일(엔진 오일 또는 변속기 오일)/냉각수간 열교환을 수행하게 된다.On the other hand, if it is necessary to operate the rapid temperature raising device through the above process, as shown in Figure 4 (c) the controller 60 operates the heat exchanger 40, the high temperature thermal fluid and low temperature oil (engine oil Or transmission oil) / coolant water exchange.

이러한 상태에서는 열교환기(40)의 고온 커넥터(42)쪽으로 열유체 순환기(30)의 고온 열유체가 순환되고, 동시에 열교환기(40)의 저온 커넥터(43)쪽으로 열교환 순환기(50)의 저온 오일(엔진 오일 또는 변속기 오일)/냉각수가 순환됨으로써, 열교환기(40)의 내부에서 저온 오일(엔진 오일 또는 변속기 오일)/냉각수가 고온 열유체를 통해 승온된 후 내연 기관(엔진과 변속기)쪽으로 순환된다.In this state, the high temperature heat fluid of the heat fluid circulator 30 is circulated toward the high temperature connector 42 of the heat exchanger 40, and at the same time, the low temperature oil of the heat exchange circulator 50 is directed to the low temperature connector 43 of the heat exchanger 40. (Engine oil or transmission oil) / cooling water is circulated, whereby low temperature oil (engine oil or transmission oil) / cooling water is heated through the high temperature heat fluid inside the heat exchanger 40 and then circulated to the internal combustion engine (engine and transmission). do.

즉, 저온 상태에서 고온 상태로 승온된 냉각수는 냉각수라인(51)을 타고 엔진 쪽으로 들어가 저온 냉각수와 대체되고, 또한 저온 상태에서 고온 상태로 승온된 오일(엔진 오일 도는 변속기 오일)은 오일 라인(52)을 타고 엔진과 변속기 쪽으로 들어가 저온 오일과 대체된다.That is, the coolant heated up from the low temperature state to the high temperature state enters the engine via the coolant line 51 and is replaced with the low temperature coolant, and the oil heated up from the low temperature state to the high temperature state (engine oil or transmission oil) is the oil line 52. ) Into the engine and gearbox to be replaced by low temperature oil.

이로 인해, 엔진과 변속기에는 고온의 냉각수와 오일이 지속적으로 공급됨으로써, 차량 시동 초기 또는 냉각시 연비저하를 가져오는 낮은 온도의 냉각수 또는 오일에 의한 마찰 저항 증대를 방지함은 물론, 특히 일산화탄소(CO) 또는 탄화수소(HC)와 같은 유해 배출 가스의 다량 발생을 방지하 수 있게 된다.As a result, the engine and the transmission are continuously supplied with high temperature coolant and oil, which prevents the increase in frictional resistance due to low temperature coolant or oil, which leads to lower fuel efficiency at the beginning of the vehicle or during cooling. Or a large amount of harmful emissions such as hydrocarbons (HC) can be prevented.

한편, 도 2에 예시된 열교환기(40)의 변형예의 경우 그 작용은 동일하며 다만, 전술한 바와 같이 급속 승온 장치의 작동이 필요할 때 컨트롤러(60)를 통한 3방향 밸브(432,532)의 제어가 더 요구됨으로써, 오일 라인(52)을 통해 공급된 저온 오일이 열교환된 후 순환 라인(431)을 흐르면서 이루어지는 오일 루프(430)의 흐름이 3방향 밸브(432)로 제어되고, 냉각수 라인(51)을 통해 공급된 저온 냉각수가 열교환된 후 순환 라인(531)을 흐르면서 이루어지는 냉각수 루프(530)의 흐름이 3방향 제어밸브(532)로 제어되는 차이가 있을 뿐 동일하게 구현되어진다. 그러므로 전술된 바와같이, 상기 오일 루프(430)의 상기 순환라인(431)은 3방향밸브(432)를 매개로 내연기관(엔진)과 오일이 공급 및 회수되도록 공급 및 회수라인으로 구성되며, 상기 냉각수 루프(530)의 상기 순환 라인(531)은 3방향밸브(532)를 매개로 내연기관(엔진)과 냉각수가 공급 및 회수되도록 공급 및 회수라인으로 구성된다.Meanwhile, in the modified example of the heat exchanger 40 illustrated in FIG. 2, the operation is the same. However, as described above, the control of the three-way valves 432 and 532 through the controller 60 is required when the rapid temperature raising device is required. By further requiring, the flow of the oil loop 430 made by flowing the circulation line 431 after the low temperature oil supplied through the oil line 52 is heat-exchanged is controlled by the three-way valve 432, the cooling water line 51 After the low-temperature cooling water supplied through the heat exchange, the flow of the cooling water loop 530 which flows through the circulation line 531 is controlled by the three-way control valve 532, but the same is implemented. Therefore, as described above, the circulation line 431 of the oil loop 430 is composed of a supply and recovery line so that the internal combustion engine (engine) and the oil is supplied and recovered through the three-way valve 432, The circulation line 531 of the cooling water loop 530 is composed of an internal combustion engine (engine) and a supply and recovery line for supplying and recovering cooling water through the three-way valve 532.

상기와 같이 본 실시예에 따른 급속 승온 장치는 배기 파이프(1)에 구비된 제어 밸브(20)의 개폐 작용으로 배기 가스 폐열을 이용해 승온되는 축열 물질(12)을 내부로 갖춘 축열기(10)와, 상기 축열 물질(12)과 열교환으로 승온되어 순환 흐름을 형성하는 열유체를 갖춘 열유체 순환기(30)와, 한쪽으로 상기 열유체 순환기(30)의 고온 유체가 순환되고 반대쪽으로 내연 기관 쪽에 이어진 열교환 순환기(50)의 저온 유체인 오일(엔진 오일 또는 변속기 오일)/냉각수가 열교환으로 온도상승되도록 연결되는 열교환기(40)로 구성함으로써, 레이아웃으로 인한 공간제약을 가져오지 않게 구성할 수 있다.As described above, the rapid heating apparatus according to the present embodiment has a heat storage device 10 having a heat storage material 12 heated therein by using waste gas waste heat due to the opening and closing action of the control valve 20 provided in the exhaust pipe 1. And a thermofluid circulator 30 having a thermofluid that is heated by heat exchange with the heat storage material 12 to form a circulating flow, and the hot fluid of the thermofluid circulator 30 is circulated on one side and is on the opposite side to the internal combustion engine. By configuring the heat exchanger 40 which is connected to the temperature (temperature of the oil or engine oil or transmission oil) / cooling water which is a low temperature fluid of the heat exchanger continuity subsequent to the heat exchange, it can be configured not to bring about the space constraint due to the layout. .

또한, 본 실시예에 따른 급속 승온 장치는 배기온을 이용해 승온되는 축열 물질(12)과 열교환으로 승온되는 열유체를 열교환기(40)로 순환시켜 오일(엔진 오일 또는 변속기 오일)/냉각수의 온도를 신속하게 높여줌으로써, 차량 시동 초기 또는 냉각시 연비저하를 가져오는 낮은 온도의 냉각수와 오일에 의한 마찰 저항 증대를 방지함은 물론, 특히 일산화탄소(CO) 또는 탄화수소(HC)와 같은 유해 배출 가스의 다량 발생을 방지할 수 있게 된다.In addition, the rapid temperature increase apparatus according to the present embodiment circulates the heat storage material 12 heated up using the exhaust temperature and the heat fluid heated up by heat exchange to the heat exchanger 40, so that the temperature of oil (engine oil or transmission oil) / coolant water. By rapidly increasing the pressure, it prevents the increase in frictional resistance caused by low temperature coolant and oil, which leads to lower fuel economy during the initial start or cooling of the vehicle, as well as the removal of harmful emissions such as carbon monoxide (CO) or hydrocarbons (HC). A large amount can be prevented from occurring.

그러므로, 본 실시예와 같은 급속 승온 장치가 엔진 공회전 정지 제어로 도로 조건에 따라 엔진 시동을 끄거나 키는 동작을 반복적으로 구현함으로써 연료의 경제성을 구현하는 아이에스지(ISG,Idle Stop and Go) 차량에 적용되면, 엔진 꺼짐과 엔진 켜짐이 빈번하게 반복되더라도 오일(엔진 오일 또는 변속기 오일)/냉각수의 온도를 신속하게 높여줄 수 있게 되고, 이러한 특징으로 인해 아이에스지(ISG,Idle Stop and Go) 차량의 연비상승은 물론 일산화탄소(CO) 또는 탄화수소(HC)와 같은 유해 배출 가스도 크게 저감될 수 있게 된다.
Therefore, an ISG (Idle Stop and Go) vehicle that realizes fuel economy by repeatedly implementing the operation of turning off or turning on the engine according to the road condition by the engine idling stop control according to the present embodiment. When applied to the engine, it is possible to rapidly increase the temperature of the oil (engine oil or transmission oil) / coolant even if the engine off and engine on are repeated frequently, and this feature allows the Idle Stop and Go (ISG) vehicle to be used. In addition to the increase in fuel economy, harmful emissions such as carbon monoxide (CO) or hydrocarbons (HC) can be greatly reduced.

1 : 배기 파이프 2, 3 : 전ㅇ후방 통공
10 : 축열기 11 : 챔버 하우징
11a : 챔버 공간 12 : 축열 물질
20 : 개폐 밸브
30 : 열유체 순환기
31 : 열유체 순환 펌프 32,33 : 유체유입ㅇ유체유출라인
40 : 열교환기 41 : 바디 하우징
42 : 고온 커넥터 43 : 저온 커넥터
50 : 열교환순환기 51 : 냉각수 라인
52 : 오일 라인 60 : 컨트롤러
430 : 오일 루프 431,531 : 순환 라인
432,532 : 3방향 밸브 530 : 냉각수 루프
1: exhaust pipe 2, 3: front and rear through hole
10: heat storage 11: chamber housing
11a: chamber space 12: heat storage material
20: on-off valve
30: thermofluid circulator
31: heat fluid circulation pump 32, 33: fluid inlet fluid outflow line
40: heat exchanger 41: body housing
42: high temperature connector 43: low temperature connector
50: heat exchange circulator 51: cooling water line
52: oil line 60: controller
430 oil loop 431531 circulation line
432,532 three-way valve 530 coolant loop

Claims (14)

배기 파이프에 천공된 전방 통공과 후방 통공사이에 설치되어, 상기 후방 통공을 지나가기 전 배기 가스를 차단해 상기 전방 통공으로 배출하여 주는 제어 밸브와;
상기 전방 통공과 상기 후방 통공을 가진 상기 배기 파이프가 내부에 위치되고, 상기 전방 통공으로 빠져나온 배기 가스와 열교환하여 승온되는 축열 물질을 내부로 갖춘 축열기와;
상기 축열 물질과 열교환으로 승온되어 순환 흐름을 형성하는 열유체를 갖춘 열유체 순환기와;
한쪽으로 상기 열유체 순환기의 고온 유체가 순환되고 반대쪽으로 내연기관쪽에 이어진 열교환 순환기에 엔진 오일 또는 변속기 오일중 하나인 오일 또는 냉각수가 순환되어 서로 열교환되도록 연결되고, 상기 배기 가스 온도와 상기 축열 물질 온도 또는 상기 엔진 오일 또는 상기 변속기 오일중 하나인 오일의 온도, 냉각수 온도를 제어 인자로 하는 컨트롤러에 의해 작동 제어되는 열교환기;
를 포함해 구성된 것을 특징으로 하는 내연 기관의 급속 승온 장치.
A control valve installed at a front through hole and a rear through hole drilled in the exhaust pipe to block the exhaust gas before passing through the rear through hole and discharge the exhaust gas into the front through hole;
A heat accumulator having the exhaust pipe having the front through holes and the rear through holes located therein and having a heat storage material heated therein by heat exchange with the exhaust gas discharged into the front through holes;
A thermofluid circulator having a thermofluid that is heated by heat exchange with the heat storage material to form a circulating flow;
The hot fluid of the thermal fluid circulator is circulated to one side and the heat exchange circulator opposite to the internal combustion engine is circulated to the oil or coolant, either engine oil or transmission oil, and connected to exchange heat with each other. A heat exchanger operatively controlled by a controller having a temperature and a coolant temperature of one of the engine oil and the transmission oil as control factors;
Rapid heating device of the internal combustion engine, characterized in that configured to include.
청구항 1에 있어서, 상기 제어밸브는 배기가스의 온도변화로 통로를 개폐하는 써모스텟으로 이루어지거나 또는 상기 컨트롤러로 개폐 제어되는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 급속 승온 장치.
The method of claim 1, wherein the control valve is a rapid heating device of the internal combustion engine, characterized in that consisting of a thermostat for opening and closing the passage by the temperature change of the exhaust gas or controlled by the controller.
청구항 1에 있어서, 상기 축열기는 상기 배기 파이프의 전방 통공 부위를 상기 축열 물질로 감싸고, 상기 배기 파이프의 후방 통공이 위치하는 공간을 빈공간으로 형성하며, 그 내부로 단열물질을 더 덧대어 줄 수 있는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 급속 승온 장치.
The method of claim 1, wherein the heat accumulator surrounds the front through-hole of the exhaust pipe with the heat storage material, forms a space in which the rear through-hole of the exhaust pipe is located, and adds a heat insulating material therein. Rapid heating device of the internal combustion engine, characterized in that.
청구항 3에 있어서, 상기 축열 물질은 온도에 의해 상변화가 일어나는 물질로 이루어지고, 온도 센서 또는 배기 가스 온도에 대한 모델링(Modeling)을 통한 유추방식으로 온도를 측정하는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 급속 승온 장치.
The method of claim 3, wherein the heat storage material is made of a material that changes the phase by the temperature, the temperature of the internal combustion engine, characterized in that by measuring the temperature by analogy method through the modeling (temperature) or the exhaust gas temperature. Temperature riser.
청구항 1에 있어서, 상기 열유체 순환기는 상기 축열기의 내부를 순환하는 열유체를 이송시키는 열유체 순환 펌프와, 상기 열교환기에서 나오는 저온의 열유체를 상기 축열기 쪽으로 흘려주는 저온 라인과, 상기 축열기의 내부에 상기 축열 물질과 열교환을 통해 승온된 고온의 열유체를 상기 열교환기쪽으로 다시 보내주도록 상기 저온 라인과 폐회로를 이루는 고온 라인으로 구성되어진 것을 특징으로 하는 내연 기관의 급속 승온 장치.
The method of claim 1, wherein the heat fluid circulator is a heat fluid circulation pump for transferring the heat fluid circulating inside the heat accumulator, and a low temperature line for flowing a low temperature heat fluid from the heat exchanger toward the heat accumulator, And a high temperature line constituting a closed circuit with the low temperature line to send the high temperature heat fluid, which is heated up through heat exchange with the heat storage material, to the heat exchanger.
청구항 5에 있어서, 상기 열유체는 상기 축열 물질의 상변화 온도 이상의 온도 범위까지로 승온될 수 있는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 급속 승온 장치.
The rapid heating apparatus of claim 5, wherein the heat fluid may be heated up to a temperature range equal to or greater than a phase change temperature of the heat storage material.
청구항 1에 있어서, 상기 열교환기는 한쪽으로 고온의 열유체가 유입되어 열교환된 후 저온의 열유체로 다시 빠져나가는 흐름을 형성하도록 상기 열유체 순환기를 연결한 고온 커넥터와, 그 반대쪽으로 저온의 상기 엔진 오일 또는 상기 변속기 오일중 하나인 오일 또는 냉각수가 유입되어 열교환된 후 고온 상태로 다시 빠져나가는 흐름을 형성하도록 상기 열교환 순환기를 연결한 저온 커넥터로 구성되어진 것을 특징으로 하는 내연 기관의 급속 승온 장치.
The heat exchanger of claim 1, wherein the heat exchanger connects the heat fluid circulator so that a high temperature heat fluid flows in to one side and then flows out again to the low temperature heat fluid, and the engine at a low temperature toward the other side. And a low temperature connector connected to the heat exchange circulator so as to form a flow in which oil or coolant, one of the oils of the transmission oil or the transmission oil, is heat-exchanged and then exits again to a high temperature state.
청구항 7에 있어서, 상기 저온 커넥터에는 상기 열교환 순환기의 오일 라인과 연결된 오일 루프가 상기 열교환 순환기의 냉각수 라인과 연결된 냉각수 루프를 감싸고, 서로 감싼 상태는 상기 오일 루프의 안쪽에 상기 냉각수 루프를 위치한 이중 배열로 이루어진 것을 특징으로 하는 내연 기관의 급속 승온 장치.
8. The dual arrangement of claim 7, wherein an oil loop connected to the oil line of the heat exchange circulator encloses the coolant loop connected to the coolant line of the heat exchange circulator, and a state in which the low temperature connector wraps the coolant loop inside the oil loop. Rapid heating device of the internal combustion engine, characterized in that consisting of.
청구항 8에 있어서, 상기 오일 루프는 상기 저온 커넥터의 내부에 폐회로를 이루는 순환 라인과 연결되는 상기 오일 라인 부위로 3방향 타입 제어 밸브를 구비하며, 상기 3방향 타입 제어 밸브의 작용으로 상기 엔진쪽에서 나온 오일이 상기 열교환기를 거친 후 상기 엔진쪽으로 배출되거나 상기 열교환기를 거치지 않고 상기 엔진쪽으로 배출되고;
상기 냉각수 루프는 상기 저온 커넥터의 내부에 폐회로를 이루는 순환 라인과 연결되는 상기 냉각수 라인 부위로 3방향 타입 제어 밸브를 구비하며, 상기 3방향 타입 제어 밸브의 작용으로 상기 엔진쪽에서 나온 냉각수가 상기 열교환기를 거친 후 상기 엔진쪽으로 배출되거나 상기 열교환기를 거치지 않고 상기 엔진쪽으로 배출되는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 급속 승온 장치.
The method of claim 8, wherein the oil loop has a three-way type control valve to the oil line portion connected to the circulation line constituting a closed circuit inside the low temperature connector, and is released from the engine side by the action of the three-way type control valve. Oil is discharged to the engine after passing through the heat exchanger or to the engine without passing through the heat exchanger;
The coolant loop has a three-way type control valve connected to a circulation line constituting a closed circuit inside the low temperature connector, and the cooling water from the engine side is controlled by the action of the three-way type control valve. After the rough is discharged toward the engine or discharged toward the engine without passing through the heat exchanger.
차량 시동후 설정된 엔진 오일 또는 변속기 오일중 하나인 오일의 온도 또는 냉각수 온도와 현 상태에서의 상기 엔진 오일 또는 상기 변속기 오일중 하나인 오일의 온도 또는 냉각수 온도를 서로 비교한 후, 상기 엔진 오일과 상기 변속기 오일중 하나인 오일과 냉각수의 승온 여부를 판단하는 가동 조건 판단 단계;
상기 엔진 오일 또는 상기 변속기 오일중 하나인 오일 또는 냉각수의 승온의 필요성이 있으면, 상기 엔진 오일 또는 상기 변속기 오일중 하나인 오일 또는 냉각수의 온도를 높이기 위해 열유체을 이송할 때 배기가스와 열교환을 통해 승온되는 축열 물질의 승온 여부를 다시 판단하는 가동 조건 확인 단계;
상기 축열 물질의 승온 필요시, 배기 가스와의 열교환을 통해 상기 축열 물질을 승온시켜주는 급속 승온 준비 단계;
상기 엔진 오일 또는 상기 변속기 오일중 하나인 오일 또는 냉각수의 승온이 실행되면, 배기 파이프를 흐르는 배기 가스로 상기 축열 물질을 승온시키고, 상기 축열 물질과 열교환을 통해 승온된 열유체를 열교환기의 한쪽으로 보내 반대쪽으로 내연 기관에서 보내진 상기 엔진 오일 또는 상기 변속기 오일중 하나인 오일 또는 냉각수를 승온시켜주는 급속 승온 수행 단계;
를 포함해 수행되는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 급속 승온 제어 방법.
After comparing the temperature or the coolant temperature of the oil which is one of the engine oil or the transmission oil set after the vehicle starts with the temperature or the coolant temperature of the oil which is one of the engine oil or the transmission oil at the present state, the engine oil and the transmission oil An operation condition determination step of determining whether one of the oil and the coolant is heated up;
If there is a need to increase the temperature of the engine oil or one of the transmission oil or cooling water, the heat storage is heated by heat exchange with the exhaust gas when transferring the thermal fluid to increase the temperature of the engine oil or one of the transmission oil or the cooling water Operating condition checking step of determining again whether the temperature of the material is elevated;
A rapid temperature increase preparation step of raising the heat storage material through heat exchange with exhaust gas when the temperature of the heat storage material is increased;
When the temperature of the engine oil or one of the transmission oils is increased, the temperature of the heat storage material is increased by the exhaust gas flowing through the exhaust pipe, and the heat fluid heated up by heat exchange with the heat storage material is sent to one side of the heat exchanger. A rapid temperature increase step of raising an oil or coolant which is one of the engine oil or the transmission oil sent from the internal combustion engine to the other side;
Rapid temperature control method of the internal combustion engine, characterized in that performed.
청구항 10에 있어서, 상기 가동 조건 판단 단계의 조건은 오일 온도Toil > 설정 오일 온도Toil-set 또는 냉각수 온도Tcoolant > 설정 냉각수 온도Tcoolant-set를 적용하는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 급속 승온 제어방법.
The method of claim 10, wherein the operating condition determination step is a rapid temperature increase of the internal combustion engine, characterized in that the oil temperature T oil > set oil temperature T oil-set or coolant temperature T coolant > set coolant temperature T coolant-set is applied. Control method.
청구항 10에 있어서, 상기 가동 조건 확인 단계는 오일 온도Toil > 설정 오일 온도Toil-set 또는 냉각수 온도Tcoolant > 설정 냉각수 온도Tcoolant-set 중 한가지 조건도 만족되지 않을 때, 축열 물질 온도T축열물질 ≤ 오일 온도Toil 또는 T축열물질 ≤냉각수 온도Tcoolant 를 적용하는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 급속 승온 제어방법.
The method according to claim 10, wherein the operation condition check step is the oil temperature T oil > set oil temperature T oil-set or coolant temperature T coolant > set coolant temperature T coolant-set when one of the conditions are not satisfied, the heat storage material temperature T heat storage A method for controlling rapid temperature increase of an internal combustion engine, characterized by applying a material ≤ oil temperature T oil or a T heat storage material ≤ cooling water temperature T coolant .
청구항 11 또는 청구항12에 있어서, 상기 설정 오일 온도Toil-set 와 설정 냉각수 온도Tcoolant-set은 연비 저하를 가져오는 마찰 저항 증대 또는 일산화탄소(CO) 또는 탄화수소(HC)와 같은 유해 배출 가스를 다량 발생시키는 차량 시동 초기나 엔진 냉각시 온도인 75℃ 이하인 것을 특징으로 하는 내연 기관의 급속 승온 제어 방법.
The method according to claim 11 or 12, wherein the set oil temperature T oil-set and the set coolant temperature T coolant-set have a large amount of harmful exhaust gases such as carbon monoxide (CO) or hydrocarbons (HC) or increased frictional resistance resulting in lower fuel efficiency. A method for controlling rapid temperature increase of an internal combustion engine, wherein the temperature is 75 ° C. or lower which is a temperature at which the vehicle is started at the start or when the engine is cooled.
청구항 10에 있어서, 상기 급속 승온 준비 단계는 축열 물질 온도T축열물질 ≥ 설정 축열 물질 온도T축열물질-set 를 만족할 때 까지 적용하는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 급속 승온 제어 방법.The method of claim 10, wherein the rapid temperature preparation preparation step is applied until the heat storage material temperature T heat storage material ≥ set heat storage material temperature T heat storage material-set is satisfied.
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