KR102213227B1 - Temperature control apparatus and method for gas fuel vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 가스 연료 차량의 온도 제어 장치 및 온도 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 감압 과정에서 온도가 낮아진 가스 연료를 이용하여 차량의 온도를 제어하는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a temperature control apparatus and a temperature control method of a gas fuel vehicle, and more particularly, to an apparatus and method for controlling the temperature of a vehicle using a gas fuel whose temperature is lowered during a decompression process.
압축 쳔연 가스(Compressed Natural Gas, CNG)와 같은 가스 연료를 사용하는 차량에서는 가스 연료를 저압으로 감압한 이후 실린더로 분사하여 연소시킨다. 이 때, 단열 팽창을 통해 가스 연료를 감압하게 되는데, 이 과정에서 가스 연료는 영하 40℃의 저온으로 냉각된다. 그런데, 차량의 시동을 건 직후나 운전 초기에는 지나치게 낮은 연료 온도로 인해 시동 꺼짐이나 연소 불량 등의 문제가 발생할 수 있다. 이를 해결하기 위하여, 엔진 냉각수와의 열교환을 통해 가스 연료의 온도를 상승시키는 방법이 사용되고 있다. 이러한 종래의 방식이 도 1에 도시되어 있다.In vehicles that use gaseous fuel such as compressed natural gas (CNG), the gaseous fuel is decompressed to a low pressure and then injected into a cylinder for combustion. At this time, the gas fuel is decompressed through adiabatic expansion, and in this process, the gas fuel is cooled to a low temperature of -40°C. However, immediately after starting the vehicle or at the beginning of driving, problems such as shutdown or poor combustion may occur due to an excessively low fuel temperature. In order to solve this problem, a method of increasing the temperature of gaseous fuel through heat exchange with engine coolant has been used. This conventional scheme is shown in FIG. 1.
도 1을 참조하면, 가스 탱크(10)에 저장된 고압의 가스 연료는 레귤레이터(20) 내에서 단열팽창을 통해 감압되고, 이 과정에서 가스 연료는 영하의 온도로 냉각된다. 냉각된 가스 연료는 열교환기(50)에서 가스 연료보다 상대적으로 온도가 높은 엔진 냉각수와 열교환을 통해 가열될 수 있다. 가열된 가스 연료는 연료 레일(35) 및 가스 인젝터(30)를 순차적으로 지나 흡기 매니폴드(41) 내부로 분사될 수 있다. 분사된 가스 연료는 흡기 매니폴드(41) 내에서 공기와 혼합되고, 엔진(60)으로 공급될 수 있다. 엔진(60)의 동작에 따라 가열된 엔진 냉각수는 고온 라인(43)을 통해 열교환기(50)로 이동하고, 저온의 가스 연료에 의해 냉각된 이후 저온 라인(44)을 통해 다시 엔진(60)으로 공급될 수 있다.Referring to FIG. 1, the high-pressure gas fuel stored in the
한편, 엔진(60)이 충분히 가열되면 엔진 냉각수의 온도가 상승하고, 엔진 냉각수와 열교환하는 가스 연료의 온도도 함께 상승할 수 있다. 그런데, 가스 연료의 온도가 지나치게 상승하면 가스 연료의 밀도가 낮아지면서 차량의 연비가 나빠지고 유해가스 배출량이 증가할 수 있다. 이 때문에 엔진 냉각수가 일정 온도 이상으로 가열된 이후에는 엔진 냉각수가 열교환기(50)로 공급되는 것을 차단하여 가스 연료의 과열을 방지한다.Meanwhile, when the
그러나, 상기와 같은 종래의 가스 연료 제어 방식은, 엔진 냉각수가 충분히 가열된 이후에는 가스 연료의 저온 특성을 전혀 활용하지 못한다는 문제점이 있다.However, the conventional gas fuel control method as described above has a problem that the low temperature characteristics of the gas fuel cannot be utilized at all after the engine coolant is sufficiently heated.
본 발명의 과제는 가스 연료의 저온 특성을 이용하여 흡기나 실내 공기를 냉각시킴으로써, 차량의 연비를 향상시킬 수 있는 가스 연료 차량의 온도 제어 장치 및 제어 방법을 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide a temperature control apparatus and a control method of a gas fuel vehicle capable of improving fuel efficiency of a vehicle by cooling intake air or indoor air using the low temperature characteristics of gas fuel.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.However, the problem to be solved by the present invention is not limited to the above-described problem, and may be variously expanded within a range not departing from the spirit and scope of the present invention.
상술한 본 발명의 과제를 달성하기 위하여, 예시적인 실시예들에 따른 가스 연료 차량의 온도 제어 장치는 레귤레이터에 저장된 가스 연료가 가스 인젝터로 공급되는 통로인 제1 내지 제3 유로들, 엔진 냉각수의 온도, 흡기 공기의 온도, 및 차량의 실내 공기 온도를 측정하는 측정부, 및 상기 측정부에서 측정된 온도에 따라 상기 제1 내지 제3 유로를 선택적으로 개폐하는 제어부를 포함한다. 이때, 상기 제1 내지 제3 유로들은 각각 엔진 냉각수, 흡기 공기, 및 차량의 실내 공기와 열교환을 수행하는 유로들이다.In order to achieve the object of the present invention described above, the temperature control apparatus of a gas fuel vehicle according to exemplary embodiments includes first to third flow paths, which are passages through which gas fuel stored in the regulator is supplied to the gas injector, and the engine coolant. And a measuring unit that measures a temperature, a temperature of intake air, and an indoor air temperature of the vehicle, and a control unit that selectively opens and closes the first to third flow paths according to the temperature measured by the measuring unit. In this case, the first to third flow paths are flow paths for performing heat exchange with engine coolant, intake air, and indoor air of the vehicle, respectively.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제2 유로는 상기 제1 유로에서 분기될 수 있고, 상기 제3 유로는 상기 제2 유로에서 분기될 수 있다.In example embodiments, the second flow path may branch from the first flow path, and the third flow path may branch from the second flow path.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 유로는, 유로를 개폐하는 제1 개폐 밸브 및 가스 연료와 엔진의 냉각수 사이에 열교환이 일어나는 제1 열교환기를 포함할 수 있다. 상기 제2 유로는, 유로를 개폐하는 제2 개폐 밸브 및 가스 연료와 흡기 공기 사이에 열교환이 일어나는 제2 열교환기를 포함할 수 있다. 상기 제3 유로는, 유로를 개폐하는 제3 개폐 밸브 및 가스 연료와 차량의 실내 공기 사이에 열교환이 일어나는 제3 열교환기를 포함할 수 있다.In example embodiments, the first flow path may include a first opening/closing valve for opening and closing the flow path, and a first heat exchanger in which heat exchange occurs between the gas fuel and the coolant of the engine. The second flow path may include a second on/off valve for opening and closing the flow path, and a second heat exchanger in which heat exchange occurs between gaseous fuel and intake air. The third flow path may include a third on-off valve for opening and closing the flow path, and a third heat exchanger in which heat exchange occurs between gaseous fuel and indoor air of the vehicle.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제어부는 상기 측정부에서 측정된 온도에 따라 상기 제1 내지 제3 개폐 밸브들을 선택적으로 개폐할 수 있다.In example embodiments, the control unit may selectively open and close the first to third open/close valves according to the temperature measured by the measuring unit.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제어부는, 엔진 냉각수의 온도가 제1 설정 온도 미만이면 상기 제1 개폐 밸브를 개방할 수 있다. 상기 제어부는, 엔진 냉각수의 온도가 상기 제1 설정 온도 이상이고, 흡기 공기의 온도가 제2 설정 온도 이상이면 상기 제1 개폐 밸브를 폐쇄하고 상기 제2 개폐 밸브를 개방할 수 있다. 상기 제어부는, 엔진 냉각수의 온도가 상기 제1 설정 온도 이상이고, 흡기 공기의 온도가 제2 설정 온도 이상이고, 차량의 실내 공기 온도가 제3 설정 온도 이상이면 상기 제3 개폐 밸브를 개방할 수 있다.In example embodiments, the controller may open the first opening/closing valve when the temperature of the engine coolant is less than a first set temperature. The controller may close the first on-off valve and open the second on-off valve when the temperature of the engine coolant is higher than the first set temperature and the temperature of the intake air is higher than the second set temperature. The control unit may open the third opening/closing valve when the temperature of the engine coolant is higher than the first set temperature, the temperature of the intake air is higher than the second set temperature, and the indoor air temperature of the vehicle is higher than the third set temperature. have.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 설정 온도는 40℃일 수 있고, 상기 제2 설정 온도는 20℃일 수 있고, 상기 제3 설정 온도는 25℃일 수 있다.In example embodiments, the first set temperature may be 40°C, the second set temperature may be 20°C, and the third set temperature may be 25°C.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제어부는, 엔진 냉각수의 온도가 상기 제1 설정 온도 이상이면 엔진 냉각수가 상기 제1 열교환기로 공급되지 않도록 제어할 수 있다.In example embodiments, when the temperature of the engine coolant is equal to or higher than the first set temperature, the control unit may control the engine coolant to not be supplied to the first heat exchanger.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 내지 제3 유로들은 상기 제1 내지 제3 열교환기들 각각의 후단에 설치되어 가스 연료의 역류를 방지하는 제1 내지 제3 체크 밸브들을 각각 더 포함할 수 있다.In example embodiments, the first to third flow paths further include first to third check valves installed at rear ends of each of the first to third heat exchangers to prevent reverse flow of gaseous fuel. I can.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제2 유로 및 상기 제3 유로는 각각 상기 제1 유로에서 분기될 수 있다.In example embodiments, each of the second flow path and the third flow path may branch from the first flow path.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 유로에는, 유로를 개폐하는 제1 개폐 밸브, 가스 연료와 엔진의 냉각수 사이에 열교환이 일어나는 제1 열교환기, 및 가스 연료의 역류를 방지하는 제1 체크 밸브가 순차적으로 설치될 수 있다. 상기 제2 유로에는, 유로를 개폐하는 제2 개폐 밸브, 가스 연료와 흡기 공기 사이에 열교환이 일어나는 제2 열교환기, 및 가스 연료의 역류를 방지하는 제2 체크 밸브가 순차적으로 설치될 수 있다. 상기 제3 유로에는, 유로를 개폐하는 제3 개폐 밸브, 가스 연료와 차량의 실내 공기 사이에 열교환이 일어나는 제3 열교환기, 및 가스 연료의 역류를 방지하는 제3 체크 밸브가 순차적으로 설치될 수 있다.In example embodiments, in the first flow path, a first opening/closing valve for opening and closing the flow path, a first heat exchanger in which heat exchange occurs between the gas fuel and the coolant of the engine, and a first check for preventing reverse flow of the gas fuel. Valves can be installed sequentially. In the second flow path, a second on-off valve for opening and closing the flow path, a second heat exchanger in which heat exchange occurs between gaseous fuel and intake air, and a second check valve for preventing reverse flow of gaseous fuel may be sequentially installed. In the third flow path, a third on-off valve for opening and closing the flow path, a third heat exchanger in which heat exchange occurs between gaseous fuel and indoor air of the vehicle, and a third check valve for preventing reverse flow of gaseous fuel may be sequentially installed. have.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제어부는, 엔진 냉각수의 온도가 제1 설정 온도 미만이면 상기 제1 개폐 밸브를 개방할 수 있다. 상기 제어부는, 엔진 냉각수의 온도가 상기 제1 설정 온도 이상이고, 흡기 공기의 온도가 제2 설정 온도 이상이면 상기 제1 개폐 밸브를 폐쇄하고 상기 제2 개폐 밸브를 개방할 수 있다. 상기 제어부는, 엔진 냉각수의 온도가 상기 제1 설정 온도 이상이고, 차량의 실내 공기 온도가 제3 설정 온도 이상이면 상기 제3 개폐 밸브를 개방할 수 있다.In example embodiments, the controller may open the first opening/closing valve when the temperature of the engine coolant is less than a first set temperature. The controller may close the first on-off valve and open the second on-off valve when the temperature of the engine coolant is higher than the first set temperature and the temperature of the intake air is higher than the second set temperature. The controller may open the third on-off valve when the temperature of the engine coolant is higher than the first set temperature and the indoor air temperature of the vehicle is higher than the third set temperature.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 가스 연료는 압축 천연 가스(CNG)일 수 있다.In example embodiments, the gaseous fuel may be compressed natural gas (CNG).
본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 가스 연료 차량의 온도 제어 장치는 가스 연료의 저온 특성을 이용하여 흡기 또는 차량의 실내 공기를 선택적으로 냉각시킬 수 있다. 이 경우, 흡기나 실내 공기 냉각을 위해 추가적으로 사용되었어야 할 에너지를 절약할 수 있기 때문에, 차량의 연비를 향상시킬 수 있다. 또한, 흡기 공기 냉각을 통해 충분한 양의 공기를 엔진으로 공급할 수 있고, 불완전 연소를 방지하여 유해가스 배출량을 감소시킬 수 있다.The temperature control apparatus of a gas fuel vehicle according to exemplary embodiments of the present invention may selectively cool the intake air or the indoor air of the vehicle by using the low temperature characteristic of the gas fuel. In this case, since energy that should have been additionally used for cooling intake air or indoor air can be saved, fuel efficiency of the vehicle can be improved. In addition, a sufficient amount of air can be supplied to the engine through intake air cooling, and harmful gas emissions can be reduced by preventing incomplete combustion.
도 1은 종래의 가스 연료 차량의 온도 제어 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 연료 차량의 온도 제어 장치를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가스 연료 차량의 온도 제어 장치를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 가스 연료 차량의 온도 제어 방법의 단계들을 설명하기 위한 순서도이다.1 is a view showing a conventional temperature control apparatus for a gas fuel vehicle.
2 is a view showing a temperature control apparatus of a gas fuel vehicle according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing a temperature control apparatus of a gas fuel vehicle according to another embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating steps of a method for controlling a temperature of a gas fuel vehicle according to the present invention.
본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.With respect to the embodiments of the present invention disclosed in the text, specific structural or functional descriptions have been exemplified only for the purpose of describing the embodiments of the present invention, and the embodiments of the present invention may be implemented in various forms. It should not be construed as being limited to the embodiments described in.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the present invention can apply various changes and have various forms, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to a specific form of disclosure, it is to be understood as including all changes, equivalents, or substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms may be used for the purpose of distinguishing one component from another component. For example, without departing from the scope of the present invention, a first element may be referred to as a second element, and similarly, a second element may be referred to as a first element.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it is understood that it may be directly connected or connected to the other component, but other components may exist in the middle. Should be. On the other hand, when a component is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in the middle. Other expressions describing the relationship between components, such as "between" and "just between" or "adjacent to" and "directly adjacent to" should be interpreted as well.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present application, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the presence of a set feature, number, step, action, component, part, or combination thereof, and one or more other features or numbers It is to be understood that the possibility of addition or presence of, steps, actions, components, parts, or combinations thereof is not preliminarily excluded.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms as defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning of the context of the related technology, and should not be interpreted as an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in this application. .
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. The same reference numerals are used for the same elements in the drawings, and duplicate descriptions for the same elements are omitted.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 연료 차량의 온도 제어 장치를 나타내는 도면이다.2 is a view showing a temperature control apparatus of a gas fuel vehicle according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 가스 연료 차량의 온도 제어 장치(100)는 레귤레이터(20)에 저장된 가스 연료가 가스 인젝터(30)로 공급되는 제1 내지 제3 유로들(110, 120, 130), 엔진 냉각수, 흡기 및 차량 실내의 온도를 측정하는 측정부(140), 및 상기 측정된 온도에 따라 제1 내지 제3 유로들(110, 120, 130)을 선택적으로 개폐하는 제어부(150)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the
여기서, 상기 가스 연료는 압축 천연 가스(CNG) 또는 액화 석유 가스(LPG)일 수 있다. 즉, 본 발명은 가스 연료를 사용하는 차량에 적용이 가능하다. 예를 들면, 본 발명은 가스 연료만을 사용하는 차량은 물론, 가솔린 등의 액체 연료와 가스 연료를 동시에 사용하는 바이퓨얼(Bi-fuel) 차량에도 적용될 수 있다.Here, the gaseous fuel may be compressed natural gas (CNG) or liquefied petroleum gas (LPG). That is, the present invention can be applied to a vehicle using gas fuel. For example, the present invention can be applied to a vehicle using only gaseous fuel, as well as a bi-fuel vehicle that simultaneously uses liquid fuel such as gasoline and gaseous fuel.
상기 가스 연료는 액체 상태로 가스 탱크(10)에 저장되며, 약 200bar의 고압 상태일 수 있다. 가스 탱크(10)에 저장된 가스 연료는 레귤레이터(20) 내에서 단열 팽창을 통해 저압의 기체 상태로 변환되며, 이 과정에서 저온으로 냉각될 수 있다. 예를 들면, 레귤레이터(20) 내의 가스 연료는 약 2bar의 압력을 가질 수 있다. 이후, 가스 연료는 가스 레일(35) 및 가스 인젝터(30)를 순차적으로 거쳐 흡기 매니폴드(41) 내부로 분사될 수 있다. 제어부(150)는 레귤레이터(20)와 가스 인젝터(30) 사이의 가스 연료 공급 유로를 선택적으로 변경함으로써, 가스 연료의 저온 특성을 효율적으로 활용하여 차량의 연비를 개선할 수 있다. 이하에서, 각각의 유로에 대하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.The gaseous fuel is stored in the
제1 유로(110)는 가스 연료와 엔진 냉각수 사이에 열교환이 이루어지는 유로이다. 상기 제1 유로(110)에는 제1 개폐 밸브(111), 제1 열교환기(113), 및 제1 체크 밸브(115)가 순차적으로 설치될 수 있다.The
제1 개폐 밸브(111)는 제어부(150)에 의해 개폐가 제어되며, 제1 개폐 밸브(111)가 개방되면 레귤레이터(20)의 가스 연료가 제1 유로(110)를 통해 가스 인젝터(30)로 공급될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 개폐 밸브(111)는 솔레노이드 밸브일 수 있다.The first on-off
제1 체크 밸브(115)는 가스 연료가 역류하는 것을 방지하는 밸브이다. 구체적으로, 제1 체크 밸브(115)는 제2 유로(120)나 제3 유로(130)로 공급된 가스 연료가 제1 열교환기(113)로 유입되는 것을 방지할 수 있다.The
제1 열교환기(113)에서는 가스 연료와 엔진 냉각수 사이에 열교환이 일어날 수 있다. 상기 엔진 냉각수는 엔진(60)을 냉각시킨 이후 고온 라인(43)을 통해 제1 열교환기(113)로 유입되며, 제1 열교환기(113)에서 가스 연료와 열교환 이후 저온 라인(44)을 통해 다시 엔진(60)으로 공급될 수 있다.In the
제2 유로(120)는 가스 연료와 흡기 사이에 열교환이 이루어지는 유로이다. 상기 제2 유로(120)에는 제2 개폐 밸브(121), 제2 열교환기(123), 및 제2 체크 밸브(125)가 순차적으로 설치될 수 있다.The
제2 개폐 밸브(121)는 제어부(150)에 의해 개폐가 제어되며, 제2 개폐 밸브(121)가 개방되면 레귤레이터(20)의 가스 연료가 제2 유로(120)를 통해 가스 인젝터(30)로 공급될 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 개폐 밸브(121)는 솔레노이드 밸브일 수 있다.The second on-off
한편, 도 2에서 제2 개폐 밸브(121)는 제1 유로(110)와, 제2 유로(120)가 제3 유로(130)와 만나는 A 지점 사이에 설치되는 것으로 도시되어 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 제3 개폐 밸브(131)가 제3 유로(130)로 가스 연료가 유입되는 것을 단속할 수 있기 때문이다. 따라서, 제2 개폐 밸브(121)는 상기 A지점과 제2 열교환기(123) 사이에 설치될 수도 있다.Meanwhile, in FIG. 2, the second opening/
제2 체크 밸브(125)는 가스 연료가 역류하는 것을 방지하는 밸브이다. 구체적으로, 제2 체크 밸브(125)는 제1 유로(110)나 제3 유로(130)로 공급된 가스 연료가 제2 열교환기(123)로 유입되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 제2 체크 밸브(125)는 제2 열교환기(123)와, 제2 유로(120)가 제3 유로(130)와 만나는 B 지점 사이에 설치되는 것이 바람직하다.The
제2 열교환기(123)에서는 가스 연료와 흡기 사이에 열교환이 일어날 수 있다. 상기 흡기는 외부로부터 유입되며, 제2 열교환기(123)에서 가스 연료와 열교환을 통해 냉각될 수 있다. 이 경우, 흡기의 충진 효율(charging efficiency)이 증가될 수 있고, 결과적으로 차량의 연비가 향상될 수 있다.In the
제3 유로(130)는 가스 연료와 차량 실내 공기 사이에 열교환이 이루어지는 유로이다. 상기 제3 유로(130)에는 제3 개폐 밸브(131), 제3 열교환기(133), 및 제3 체크 밸브(135)가 순차적으로 설치될 수 있다.The
제3 개폐 밸브(131)는 제어부(150)에 의해 개폐가 제어되며, 제3 개폐 밸브(131)가 개방되면 레귤레이터(20)의 가스 연료가 제3 유로(130)를 통해 가스 인젝터(30)로 공급될 수 있다. 예를 들면, 상기 제3 개폐 밸브(131)는 솔레노이드 밸브일 수 있다.The third on-off
한편, 가스 연료가 제3 유로(130)를 통해 흐르기 위해서는, 제2 개폐 밸브(121)와 제3 개폐 밸브(131)가 동시에 개방되어야 한다. 이 경우, 가스 연료의 일부는 제2 열교환기(123)에서 흡기와 열교환을 수행하고, 나머지 일부는 제3 열교환기(133)에서 차량 실내 공기와 열교환을 수행할 수 있다.Meanwhile, in order for gaseous fuel to flow through the
제3 체크 밸브(135)는 가스 연료가 역류하는 것을 방지하는 밸브이다. 구체적으로, 제3 체크 밸브(125)는 제1 유로(110)나 제2 유로(120)에서 열교환을 이미 수행한 가스 연료가 제3 열교환기(133)로 유입되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 제3 체크 밸브(135)는 제3 열교환기(133)와, 제2 유로(120)가 제3 유로(130)와 만나는 B 지점 사이에 설치되는 것이 바람직하다.The
제3 열교환기(133)에서는 가스 연료와 차량 실내 공기 사이에 열교환이 일어날 수 있다. 즉, 차량 내부의 실내 공기는 제3 열교환기(133)로 유입되고, 제3 열교환기(133) 내에서 저온의 가스 연료와의 열교환을 통해 냉각될 수 있다.In the
제1 내지 제3 개폐 밸브들(111, 121, 131)은 제어부(150)에 의해 선택적으로 개폐될 수 있다. 제1 개폐 밸브(111)가 개방되면 저온의 가스 연료는 제1 유로(110)를 통해 가스 인젝터(30)로 이동하며, 이 과정에서 엔진 냉각수가 냉각될 수 있다. 제2 개폐 밸브(121)가 개방되면 저온의 가스 연료는 제2 유로(120)를 통해 가스 인젝터(30)로 이동하며, 이 과정에서 흡기가 냉각될 수 있다. 또한, 제2 개폐 밸브(121)와 제3 개폐 밸브(131)가 동시에 개방되면 가스 연료의 일부는 제2 유로(120)를 통해 흐르고, 나머지 일부는 제3 유로(130)를 통해 흐를 수 있다. 이 과정에서 흡기 및 차량 실내 공기가 냉각될 수 있다. 마지막으로, 제1 내지 제3 개폐 밸브(111, 121, 131)가 모두 개방되면 가스 연료는 제1 내지 제3 유로들(110, 120, 130)로 분할되어 가스 인젝터(30)로 이동할 수 있다.The first to third opening/closing
측정부(140)는 제1 내지 제3 온도 센서들(141, 143, 145)을 포함하며, 측정한 온도 정보를 제어부(150)로 전달할 수 있다.The
제1 온도 센서(141)는 엔진 냉각수의 온도를 측정할 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 온도 센서(141)는 고온 라인(43) 또는 엔진(60)에 설치되어 냉각수의 온도 변화를 모니터링 할 수 있다. 제1 온도 센서(141)는 측정한 엔진 냉각수의 온도 정보를 제어부(150)로 송신할 수 있다.The
제2 온도 센서(143)는 흡기의 온도를 측정할 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 온도 센서(143)는 흡기 매니폴드(41)에 설치되어 흡기의 온도 변화를 모니터링 할 수 있다. 제2 온도 센서(143)는 측정한 흡기의 온도 정보를 제어부(150)로 송신할 수 있다.The
제3 온도 센서(145)는 차량 실내 공기의 온도를 측정할 수 있다. 예를 들면, 상기 제3 온도 센서(145)는 차량의 실내에 설치되어 실내 공기의 온도 변화를 모니터링 할 수 있다. 제3 온도 센서(145)는 측정한 차량 실내 공기의 온도 정보를 제어부(150)로 송신할 수 있다.The
제어부(150)는 측정부(140)로부터 온도 정보를 수신하고, 수신한 온도 정보를 이용하여 제1 내지 제3 개폐 밸브들(111, 121, 131)을 선택적으로 개폐할 수 있다.The
예를 들어, 시동을 건 직후이거나 운전 초기에, 제어부(150)는 제1 개폐 밸브(111)를 개방하고 제2 및 제3 개폐 밸브들(121, 131)은 폐쇄할 수 있다. 이 경우, 가스 연료는 제1 유로(110)를 통해 흐르며, 제1 열교환기(113)에서 엔진 냉각수와 열교환을 수행할 수 있다. 이에 따라, 가스 연료는 상대적으로 온도가 높은 엔진 냉각수와의 열교환을 통해 가열될 수 있다.For example, immediately after starting or at the beginning of operation, the
이후, 엔진(60)이 충분히 가열되어 엔진 냉각수의 온도가 제1 설정 온도 이상으로 상승하고 흡기의 온도가 제2 설정 온도 이상이 되면, 제어부(150)는 제2 개폐 밸브(121)를 개방하고 제1 개페 밸브(111)는 폐쇄할 수 있다. 엔진(60)이 충분히 가열되면 가스 연료를 가열하지 않더라도 원활한 연소가 가능해지기 때문이다. 이 경우, 가스 연료는 제2 유로(120)를 통해 흐르며, 제2 열교환기(123)에서 흡기와 열교환을 수행할 수 있다. 이에 따라, 엔진(60)으로 공급되는 흡기의 온도를 낮출 수 있고, 공기의 충진 효율을 증가시킬 수 있다.Thereafter, when the
일 실시예에 있어서, 상기 제1 설정 온도는 40℃일 수 있고, 상기 제2 설정 온도는 20℃일 수 있다. 다만, 상기 제1 설정 온도 및 제2 설정 온도는 필요에 따라 적절히 선택될 수 있다.In one embodiment, the first set temperature may be 40°C, and the second set temperature may be 20°C. However, the first set temperature and the second set temperature may be appropriately selected as necessary.
차량 실내에 냉방이 필요한 경우, 예를 들어, 제3 온도 센서(145)의 측정 값이 제3 설정 온도 이상이면, 제어부(150)는 제3 개폐 밸브(131)를 개방할 수 있다. 이 경우, 가스 연료의 일부는 제3 유로(130)를 통해 흐르며, 제3 열교환기(133)에서 차량 실내 공기와 열교환을 수행할 수 있다. 이에 따라, 차량의 실내 온도를 낮출 수 있다. 특히, 에어컨을 가동시키지 않더라도 냉방 효과를 얻을 수 있기 때문에 차량의 연비를 향상시킬 수 있다. 한편, 상기 제3 설정 온도는, 예를 들면 25℃일 수 있다.When cooling is required in the vehicle interior, for example, when the measured value of the
한편, 도시되지는 않았으나, 고온 라인(43)에는 엔진 냉각수의 흐름을 제어하는 제4 개폐 밸브(도시되지 않음)가 더 설치될 수 있다. 예를 들어, 엔진 냉각수의 온도가 상기 제1 설정 온도 이상이면, 제어부(150)는 제1 개폐 밸브(111)를 개방하고 상기 제4 개폐 밸브는 폐쇄할 수 있다. 이 경우, 가스 연료는 제1 유로(110)를 통해 흐르되, 일체의 열교환 없이 레귤레이터(20)에서 곧바로 가스 인젝터(30)로 제공될 수 있다.Meanwhile, although not shown, a fourth on-off valve (not shown) for controlling the flow of engine coolant may be further installed in the high-
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 가스 연료 차량의 온도 제어 장치(100)는 가스 연료의 저온 특성을 이용하여 흡기를 냉각시키거나 또는 차량의 실내 공기를 냉각시킬 수 있다. 이 경우, 흡기나 실내 공기 냉각을 위해 추가적으로 사용되었어야 할 에너지를 절약할 수 있기 때문에, 차량의 연비를 향상시킬 수 있다. 또한, 흡기 공기 냉각을 통해 충분한 양의 공기를 엔진(60)으로 공급할 수 있고, 불완전 연소를 방지하여 유해가스 배출량을 감소시킬 수 있다.As described above, the
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가스 연료 차량의 온도 제어 장치를 나타내는 도면이다. 도 3에 도시된 가스 연료 차량의 온도 제어 장치(101)는 제3 유로(160)가 제1 유로(110)에서 분기된다는 것을 제외하고는, 도 2를 참조로 설명한 가스 연료 차량의 온도 제어 장치(100)와 실질적으로 동일하다. 이에 따라, 동일한 구성 요소에 대한 중복 설명은 생략하기로 한다.3 is a view showing a temperature control apparatus of a gas fuel vehicle according to another embodiment of the present invention. The
도 3을 참조하면, 가스 연료 차량의 온도 제어 장치(101)는 레귤레이터(20)에 저장된 가스 연료가 가스 인젝터(30)로 공급되는 제1 내지 제3 유로들(110, 120, 160), 엔진 냉각수, 흡기 및 차량 실내의 온도를 측정하는 측정부(140), 및 상기 측정된 온도에 따라 제1 내지 제3 유로들(110, 120, 160)을 선택적으로 개폐하는 제어부(150)를 포함한다.Referring to FIG. 3, the
제3 유로(160)는 가스 연료와 차량 실내 공기 사이에 열교환이 이루어지는 유로이다. 상기 제3 유로(160)에는 제3 개폐 밸브(161), 제3 열교환기(163), 및 제3 체크 밸브(165)가 순차적으로 설치될 수 있다.The
제3 개폐 밸브(161)는 제어부(150)에 의해 개폐가 제어되며, 제3 개폐 밸브(161)가 개방되면 레귤레이터(20)의 가스 연료가 제3 유로(160)를 통해 가스 인젝터(30)로 공급될 수 있다. 예를 들면, 상기 제3 개폐 밸브(161)는 솔레노이드 밸브일 수 있다.The third on-off
제3 체크 밸브(165)는 가스 연료가 역류하는 것을 방지하는 밸브이다. 구체적으로, 제3 체크 밸브(165)는 제1 유로(110)나 제2 유로(120)에서 열교환을 이미 수행한 가스 연료가 제3 열교환기(163)로 유입되는 것을 방지할 수 있다.The
제3 열교환기(163)에서는 가스 연료와 차량 실내 공기 사이에 열교환이 일어날 수 있다. 즉, 차량 내부의 실내 공기는 제3 열교환기(163)로 유입되고, 제3 열교환기(163) 내에서 저온의 가스 연료와의 열교환을 통해 냉각될 수 있다.In the
상술한 바와 같이, 본 실시예에 따른 가스 연료 차량의 온도 제어 장치(101)는, 도 2를 참조로 설명한 가스 연료 차량의 온도 제어 장치(100)와는 다르게, 제2 개폐 밸브(121) 또는 제3 개폐 밸브(161)를 선택적으로 개폐할 수 있다. 예를 들어, 제어부(150)가 제2 개폐 밸브(121)는 폐쇄하고 제3 개폐 밸브(161)만을 선택적으로 개방할 수 있고, 이 경우 가스 연료는 제3 열교환기(163)만을 경유한 이후 가스 인젝터(30)로 공급될 수 있다. 즉, 저온의 가스 연료를 차량의 실내 공기를 냉각하기 위해서만 사용할 수 있는 것이다. 따라서, 가스 연료의 저온 특성을 보다 효율적으로 사용할 수 있다.As described above, the
이하에서는, 도 2 및 도 3에 도시된 가스 연료 차량의 온도 제어 장치들(100, 101)을 이용하여 가스 연료 차량의 온도를 제어하는 방법에 대하여 설명하기로 한다. 한편, 도 2 및 도 3에 도시된 온도 제어 장치들(100, 101)을 이용하는 경우 그 제어 방법은 실질적으로 동일하거나 유사하다. 따라서, 설명의 편의를 위하여, 이하에서는 도 2에 도시된 가스 연료 차량의 온도 제어 장치(100)를 기준으로 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of controlling the temperature of the gas fuel vehicle using the
도 4는 본 발명에 따른 가스 연료 차량의 온도 제어 방법의 단계들을 설명하기 위한 순서도이다.4 is a flowchart illustrating steps of a method for controlling a temperature of a gas fuel vehicle according to the present invention.
도 4를 참조하면, 차량 시동이 온(on)되면 레귤레이터(20)를 작동시켜 가스 연료를 감압한다(S100). 구체적으로, 가스 탱크(10)에 저장된 액체 상태의 가스 연료는 레귤레이터(20) 내에서 단열 팽창하며, 저온 저압의 기체로 상변화 할 수 있다.Referring to FIG. 4, when the vehicle is started, the
제1 유로(110)는 개방하고 제2 유로(120)는 폐쇄함으로써(S120), 가스 연료가 엔진 냉각수와 열교환을 통해 어느 정도 가열된 상태로 엔진(60)으로 공급되도록 제어한다(S130).By opening the
구체적으로, 차량의 시동을 건 직후에는 엔진(60)이 충분히 가열되지 못한 상태이기 때문에, 저온의 가스 연료는 엔진(60) 내에서 원활하게 연소되지 못할 수도 있고, 경우에 따라서는 시동이 꺼질 수도 있다. 이를 방지하기 위하여, 상대적으로 온도가 높은 엔진 냉각수와의 열교환을 통해 가스 연료를 가열한 이후에 엔진(60)으로 공급할 수 있다. 이 경우, 제어부(150)는 제1 개폐 밸브(111)를 개방하고 제2 개폐 밸브(121)는 폐쇄하여, 가스 연료가 제1 유로(110)의 제1 열교환기(113)를 경유하도록 제어할 수 있다.Specifically, since the
엔진 냉각수, 흡기 및 차량 실내의 온도를 모니터링 한다(S140).Engine coolant, intake air and vehicle interior temperatures are monitored (S140).
구체적으로, 측정부(140)는 엔진 냉각수의 온도, 흡기의 온도, 및 차량의 실내 온도를 측정하고, 측정된 온도 정보를 제어부(150)로 송신할 수 있다.Specifically, the
엔진 냉각수의 온도가 기 설정된 제1 설정 온도 이상이고(S150), 흡기의 온도가 기 설정된 제2 설정 온도 이상이면(S160), 제2 유로(120)를 개방하여(S170) 가스 연료와 흡기 간에 열교환을 수행한다(S180).If the temperature of the engine coolant is higher than a preset first set temperature (S150) and the intake air temperature is higher than a preset second set temperature (S160), the
엔진 냉각수의 온도가 상기 제1 설정 온도 이상이 되면 엔진(60)이 충분히 가열된 상태일 수 있다. 즉, 엔진 냉각수가 상기 제1 설정 온도 이상이면, 가스 연료를 가열하지 않더라도 엔진(60) 내에서 완전 연소가 가능하다고 볼 수 있다. 따라서, 가스 연료의 저온 특성을 다른 곳에 활용할 수 있는 것이다. 이 때, 상기 제1 설정 온도는, 예를 들면 40℃일 수 있다.When the temperature of the engine coolant reaches the first set temperature or higher, the
구체적으로, 제1 온도 센서(141)가 측정한 엔진 냉각수의 온도가 상기 제1 설정 온도 이상이고, 제2 온도 센서(143)가 측정한 흡기의 온도가 상기 제2 설정 온도 이상이면, 제어부(150)는 제1 개폐 밸브(111)를 폐쇄하고 제2 개폐 밸브(121)를 개방한다. 이 때, 상기 제2 설정 온도는, 예를 들면 20℃일 수 있다. 이에 따라, 레귤레이터(20)의 가스 연료는 제1 유로(110) 대신 제2 유로(120)를 통해 가스 인젝터(30)로 공급될 수 있다. 이 과정에서 가스 연료는 제2 열교환기(123)에서 흡기와 열교환을 수행할 수 있고, 흡기의 온도를 낮출 수 있다. 이에 따라, 엔진(60)으로 공급되는 공기의 충진 효율을 증가시킬 수 있고, 차량의 연비를 향상시킬 수 있다.Specifically, when the temperature of the engine coolant measured by the
이후, 차량에 냉방이 필요한 경우에는(S200) 가스 연료의 저온 특성을 활용하여 차량의 실내 공기를 냉방한다.Thereafter, when the vehicle needs cooling (S200), the indoor air of the vehicle is cooled by utilizing the low-temperature characteristics of the gas fuel.
예를 들어, 제3 온도 센서(145)에서 측정한 차량의 실내 온도가 제3 설정 온도 이상인 경우, 제어부(150)는 냉방이 필요하다고 판단할 수 있다. 상기 제3 설정 온도는, 예를 들면, 25℃일 수 있다. 이 경우, 제어부(150)는 제3 개폐 밸브(131)를 개방하여, 가스 연료의 일부가 제3 유로(130)로 공급되도록 제어할 수 있다(S210). 제3 유로(130)의 제3 열교환기(135)에서 가스 연료는 차량 실내 공기와 열교환을 수행할 수 있다(S220). 이에 따라, 차량 실내 공기가 냉각될 수 있다. 이에 따라, 별도로 에어컨을 작동시키지 않더라도 차량 실내 공기를 냉각시킬 수 있다.For example, when the indoor temperature of the vehicle measured by the
이후, 차량 실내 공기가 충분히 냉각되어 상기 제3 설정 온도 이하로 떨어지면, 제어부(150)는 더 이상 냉방이 필요하지 않다고 판단할 수 있다. 이 경우에는, 제어부(150)는 제3 개폐 밸브(131)를 폐쇄하여, 제3 유로(130)에 가스 연료가 공급되지 않도록 제어할 수 있다(S230).Thereafter, when the vehicle interior air is sufficiently cooled and falls below the third set temperature, the
추가로, 냉방 성능이 충분하지 않은 경우에는(S240) 추가로 에어컨을 작동(S250)시키고, 냉방 성능이 충분한 경우에는 에어컨을 작동시키지 않을 수 있다(S260).In addition, when the cooling performance is insufficient (S240), the air conditioner is additionally operated (S250), and when the cooling performance is sufficient, the air conditioner may not be operated (S260).
이 때, 냉방 성능이 충분한지 여부는 제3 온도 센서(145)가 측정한 차량 실내 온도를 기준으로 판단할 수 있다. 예를 들어, 제3 유로(130)를 개방하여 차량 실내 공기를 냉각시켰음에도 불구하고 차량 실내 온도가 상기 제3 설정 온도 이하로 떨어지지 않으면, 제어부(150)는 냉방 성능이 충분하지 않은 것으로 판단하여 에어컨을 추가로 작동시킬 수 있다. 이와 다르게, 사용자로부터 에어컨 작동 신호가 입력되는 경우에도, 제어부(150)는 냉방 성능이 충분하지 않은 것으로 판단할 수 있다.In this case, whether the cooling performance is sufficient may be determined based on the vehicle interior temperature measured by the
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 가스 연료 차량의 온도 제어 방법은, 시동 초기에는 가스 연료가 엔진 냉각수와 열교환 하도록 유로를 제어함으로써 가스 연료의 연소 확실성을 담보할 수 있다. 이후 엔진이 충분히 가열된 이후에는, 저온의 가스 연료를 이용하여 흡기나 차량 실내 공기를 선택적으로 냉각시킬 수 있다. 이 경우 흡기나 실내 공기 냉각을 위해 추가적으로 사용되었어야 할 에너지를 절약할 수 있기 때문에, 차량의 연비를 향상시킬 수 있다.As described above, in the method for controlling the temperature of a gas fuel vehicle according to the present invention, the combustion reliability of the gas fuel can be ensured by controlling the flow path so that the gas fuel exchanges heat with the engine coolant at the initial start-up. Thereafter, after the engine is sufficiently heated, the intake air or the vehicle interior air may be selectively cooled using a low-temperature gas fuel. In this case, since energy that should have been additionally used for cooling intake air or indoor air can be saved, fuel efficiency of the vehicle can be improved.
이상에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to embodiments of the present invention, those skilled in the art will be able to variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention described in the following claims. You will understand that you can.
10: 가스 탱크 20: 레귤레이터
30: 가스 인젝터 60: 엔진
100, 101: 가스 연료 차량의 온도 제어 장치
110, 120, 130: 제1, 제2, 제3 유로
111, 121, 131: 제1, 제2, 제3 개폐 밸브
113, 123, 133: 제1, 제2, 제3 열 교환기
115, 125, 135: 제1, 제2, 제3 체크 밸브
140: 측정부 150: 제어부10: gas tank 20: regulator
30: gas injector 60: engine
100, 101: temperature control device of gas fuel vehicle
110, 120, 130: 1st, 2nd, 3rd flow path
111, 121, 131: first, second, third on-off valve
113, 123, 133: first, second, and third heat exchangers
115, 125, 135: first, second, third check valve
140: measurement unit 150: control unit
Claims (11)
상기 제1 유로에서 분기되며, 유로를 개폐하는 제2 개폐 밸브 및 가스 연료와 흡기 공기 사이에 열교환이 일어나는 제2 열교환기를 포함하는 제2 유로;
상기 제2 유로에서 분기되며, 유로를 개폐하는 제3 개폐 밸브 및 가스 연료와 차량의 실내 공기 사이에 열교환이 일어나는 제3 열교환기를 포함하는 제3 유로;
엔진 냉각수의 온도, 흡기 공기의 온도, 및 차량의 실내 공기 온도를 측정하는 측정부; 및
상기 측정부에서 측정된 온도에 따라 상기 제1 내지 제3 유로를 선택적으로 개폐하는 제어부를 포함하되,
상기 제어부는,
엔진 냉각수의 온도가 제1 설정 온도 미만이면 상기 제1 개폐 밸브를 개방하고,
엔진 냉각수의 온도가 상기 제1 설정 온도 이상이고, 흡기 공기의 온도가 제2 설정 온도 이상이면 상기 제1 개폐 밸브를 폐쇄하고 상기 제2 개폐 밸브를 개방하고,
엔진 냉각수의 온도가 상기 제1 설정 온도 이상이고, 흡기 공기의 온도가 제2 설정 온도 이상이고, 차량의 실내 공기 온도가 제3 설정 온도 이상이면 상기 제3 개폐 밸브를 개방하는 것을 특징으로 하는 가스 연료 차량의 온도 제어 장치.A first flow path that is a path through which gas fuel stored in the regulator is supplied to the gas injector, and includes a first opening/closing valve for opening and closing the flow path, and a first heat exchanger in which heat exchange occurs between the gas fuel and the coolant of the engine;
A second flow path branched from the first flow path and including a second on/off valve for opening and closing the flow path and a second heat exchanger in which heat exchange occurs between gaseous fuel and intake air;
A third flow path branched from the second flow path and including a third opening/closing valve for opening and closing the flow path and a third heat exchanger in which heat exchange occurs between gaseous fuel and indoor air of the vehicle;
A measuring unit that measures a temperature of engine coolant, a temperature of intake air, and a temperature of an indoor air of the vehicle; And
Including a control unit for selectively opening and closing the first to third flow paths according to the temperature measured by the measurement unit,
The control unit,
When the temperature of the engine coolant is less than the first set temperature, the first on-off valve is opened,
When the temperature of the engine coolant is higher than the first set temperature and the temperature of the intake air is higher than or equal to the second set temperature, the first on-off valve is closed and the second on-off valve is opened,
Gas, characterized in that the third opening/closing valve is opened when the temperature of the engine coolant is higher than the first set temperature, the temperature of the intake air is higher than the second set temperature, and the indoor air temperature of the vehicle is higher than the third set temperature. Temperature control unit of fuel vehicle.
상기 제1 유로에는, 유로를 개폐하는 제1 개폐 밸브, 가스 연료와 엔진의 냉각수 사이에 열교환이 일어나는 제1 열교환기, 및 가스 연료의 역류를 방지하는 제1 체크 밸브가 순차적으로 설치되고,
상기 제2 유로에는, 유로를 개폐하는 제2 개폐 밸브, 가스 연료와 흡기 공기 사이에 열교환이 일어나는 제2 열교환기, 및 가스 연료의 역류를 방지하는 제2 체크 밸브가 순차적으로 설치되고,
상기 제3 유로에는, 유로를 개폐하는 제3 개폐 밸브, 가스 연료와 차량의 실내 공기 사이에 열교환이 일어나는 제3 열교환기, 및 가스 연료의 역류를 방지하는 제3 체크 밸브가 순차적으로 설치되는 것을 특징으로 하는 가스 연료 차량의 온도 제어 장치.The method of claim 8,
In the first flow path, a first on-off valve for opening and closing the flow path, a first heat exchanger in which heat exchange occurs between the gas fuel and the coolant of the engine, and a first check valve for preventing reverse flow of the gas fuel are sequentially installed,
In the second flow path, a second on-off valve for opening and closing the flow path, a second heat exchanger in which heat exchange occurs between gaseous fuel and intake air, and a second check valve for preventing reverse flow of gaseous fuel are sequentially installed,
In the third flow path, a third on-off valve for opening and closing the flow path, a third heat exchanger in which heat exchange occurs between gaseous fuel and indoor air of the vehicle, and a third check valve for preventing reverse flow of gaseous fuel are sequentially installed. A temperature control device for a gas fuel vehicle, characterized in that.
엔진 냉각수의 온도가 제1 설정 온도 미만이면 상기 제1 개폐 밸브를 개방하고,
엔진 냉각수의 온도가 상기 제1 설정 온도 이상이고, 흡기 공기의 온도가 제2 설정 온도 이상이면 상기 제1 개폐 밸브를 폐쇄하고 상기 제2 개폐 밸브를 개방하고,
엔진 냉각수의 온도가 상기 제1 설정 온도 이상이고, 차량의 실내 공기 온도가 제3 설정 온도 이상이면 상기 제3 개폐 밸브를 개방하는 것을 특징으로 하는 가스 연료 차량의 온도 제어 장치.The method of claim 9, wherein the control unit,
When the temperature of the engine coolant is less than the first set temperature, the first on-off valve is opened,
When the temperature of the engine coolant is higher than the first set temperature and the temperature of the intake air is higher than or equal to the second set temperature, the first on-off valve is closed and the second on-off valve is opened,
When the temperature of the engine coolant is equal to or higher than the first set temperature and the indoor air temperature of the vehicle is equal to or higher than the third set temperature, the third on-off valve is opened.
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---|---|---|---|
KR1020190159248A KR102213227B1 (en) | 2019-12-03 | 2019-12-03 | Temperature control apparatus and method for gas fuel vehicle |
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Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58152549U (en) * | 1982-04-06 | 1983-10-12 | 日産自動車株式会社 | liquefied gas fuel vehicle |
JPS61107955U (en) * | 1984-12-20 | 1986-07-09 | ||
JP2000028218A (en) * | 1998-07-09 | 2000-01-28 | Sanyo Electric Co Ltd | Onboard refrigeration circuit |
KR100535452B1 (en) * | 2002-06-24 | 2005-12-07 | 현대자동차주식회사 | Control apparatus for gas temperature of CNG engine |
JP2006002670A (en) * | 2004-06-17 | 2006-01-05 | Toyota Motor Corp | Heating system for liquefied gas fuel supply device |
JP2006125249A (en) * | 2004-10-27 | 2006-05-18 | Toyota Motor Corp | Cooling control device of gas fuel engine |
JP5780205B2 (en) * | 2012-05-10 | 2015-09-16 | 株式会社デンソー | Fuel vaporizer |
-
2019
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Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58152549U (en) * | 1982-04-06 | 1983-10-12 | 日産自動車株式会社 | liquefied gas fuel vehicle |
JPS61107955U (en) * | 1984-12-20 | 1986-07-09 | ||
JP2000028218A (en) * | 1998-07-09 | 2000-01-28 | Sanyo Electric Co Ltd | Onboard refrigeration circuit |
KR100535452B1 (en) * | 2002-06-24 | 2005-12-07 | 현대자동차주식회사 | Control apparatus for gas temperature of CNG engine |
JP2006002670A (en) * | 2004-06-17 | 2006-01-05 | Toyota Motor Corp | Heating system for liquefied gas fuel supply device |
JP2006125249A (en) * | 2004-10-27 | 2006-05-18 | Toyota Motor Corp | Cooling control device of gas fuel engine |
JP5780205B2 (en) * | 2012-05-10 | 2015-09-16 | 株式会社デンソー | Fuel vaporizer |
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