KR19980702303A - 내연엔진내에 온도제어 시스템 및 온도제어유체의 흐름을 제어하는 방법 - Google Patents

Abstract

라디에이터와 함께 설비되는 수냉내연기관내에 온도제어 시스탬은 기관내에 통로를 통한 온도제어유체의 흐름을 제어하기 위하여 흐름제어밸브의 상태를 제어한다. 센서들은 엔진오일온도와 같은 엔진조건온도를 검출한다. 엔진 컴퓨터는 센서들로 부터의 신호를 수신하고, 하나 이상의 예정된 값에 대하여 신호들을 비교한다. 일 실시예에 있어서, 엔진 컴퓨터는 예정된 엔진 오일 온도값에 대한 엔진오일 온도의 비교를 기초로 한 예정된 엔진온도 제어 유체 온도를 조절한다. 그 다음, 엔진 컴퓨터는 온도 제어 유체 온도를 조절된 온도 제어 유체 온도에 비교한다. 엔진 컴퓨터는 조절된 온도 제어 유체 온도에 대한 온도 제어 유체 온도 신호를 기초로 하여 흐름 제어 밸브를 작동시킨다. 예정된 엔진 오일 온도 밸브 및 예정된 온도제어 유체 온도 주위공기온도와 함께 변화를 주는 것이 바람직하다.

Description

내연엔진내에 온도제어 시스템 및 온도제어유체의 흐름을 제어하는 방법

[관련된 출원에 대한 참조]

이 출원은 온도제어유체의 흐름을 제어하기 위한 시스템으로 명명되어 1995년 9월 12일자에 출원된 PCT 출원 제 PCTUS95/11742호에 관련된다.

굳헤어트-윌콕스 콤패니 인코포레이티드(the Goodheart-Willcox Company, Inc.,)에 의해 사우스 홀랜드 일리노이즈에서 1995년 출간된 굳헤얼트-윌콕스 오토모티브 엔시크로페디아(the Goodheart-Willcox Automotive Encyclopedia)의 169쪽에는 연료가 내연엔진내에서 연소되어, 연료내에서 약 1/3의 열 에너지가 동력으로 변환되는 것을 기재한다. 다른 1/3의 열 에너지는 사용되지 않고 배기 파이프의 외부로 나가고, 남은 1/3의 열 에너지는 냉각 시스템에 의해 조절되지 않으면 안된다. 이 1/3의 열 에너지는 종종 무시되거나 한층 작게 이해되었다.

대부분의 내연기관은 연소공정에 의해서 발생되는 열 에너지를 없애도록 가압된 냉각시스템을 사용한다. 냉각시스템은 엔진의 일정부위(즉, 블록, 실린더, 실린더 헤드, 피스톤) 둘러싸는 워터 재킷(water jacket)을 통하여 물 또는 유체 냉각제를 순환시킨다. 열 에너지는 엔진의 부위들로 부터 워터 재킷내에 냉각제로 전도된다.

고온의 주위공기 온도환경에서 또는 엔진이 과작동할 때, 전도된 열 에너지는 유체냉각제를 끓게(즉, 기화)하고, 냉각시스템을 파손시킬만큼 클 것이다. 이러한 사고를 예방하도록 고온 냉각제는 비등점에 도달하기전에 라디에이터를 통하여 충분히 순환된다. 라디에이터는 냉각제를 유체상태로 유지하도록 열 에너지를 주위 공기에 충분히 방산한다.

저온 주위공기 온도환경, 특히 화씨 영도이하(-17.8℃)에서 또는 저온엔진이 초기가동될 때, 냉각제가 충분히 비등하도록 고온이 되지 않으므로 냉각제는 라디에이터를 통하여 흐를 필요가 없다. 내연엔진이 최고의 효율로 작동하고, 적어도 냉각제가 상대적으로 고온으로 흐를 때 부터의 이러한 환경에서는 냉각재내에 열에너지의 방산이 요구되지 않는다. 오일점도가 온도에 의해 저하되므로 고온운전엔진보다 저온운전엔진의 피스톤과 각각의 실린더 벽 사이의 슬라이딩 마찰이 매우 클 것이다. 또한, 저온운전엔진은 엔진연소실 내에서의 완전연소가 매우작고, 고온운전엔진 보다 매우 빨리 슬러지를 만들 것이다. 엔진이 저온일 때 연소를 증가시키는 시도에 있어서는 충분한 연료가 제공된다. 이들 모든 인자들은 연료 경제성을 저하시키고, 탄화수소 배기배출 레벨을 증가시킨다.

라디에이터를 통해 냉각제가 흐르는 것을 방지하도록 냉각 시스템들은 온도조절장치를 사용한다. 온도조절장치는 라디에이터로의 흐름을 차단하거나 허용하는 일방향 밸브(one-way valve)와 같이 작동한다. 미합중국 특허 제 4,545,333 호의 도 2는 전형적인 종래의 온도조절장치로 제어되는 냉각제 시스템을 도시한다. 대부분의 종래 냉각제 시스템들은 왁스 펠렛형(wax pellet type) 또는 바이메탈릭 코일형(bimetallic coil type) 온도조절장치를 사용한다. 이들 온도조절장치들은 예비 조정된 온도값에 따라 열리고 닫히는 셀프-수용장치들(self-contained devices)이다.

실제적인 설계구속은 작동환경의 폭넓은 범위에 적합하도록 냉각제 시스템의 성능을 한정한다. 예로써, 열제거용량은 라디에이터의 크기와 냉각제 흐름 속도 및 부피에 의해 한정된다. 셀프-수용되는 종래의 왁스 펠릿형 또는 바이메탈릭 코일형 온도조절장치의 상태는 냉각제 온도에 의해 단독으로 제어된다. 그러므로, 주위공기온도와 같은 다른 인자들은 이러한 온도조절장치의 상태를 설정할 때를 고려할 수 없다.

다수의 제안은 차량의 필요에 따라 냉각제 시스템을 보다 면밀히 맞춤제작하고, 비교적 강한 종래의 온도조절장치를 개량하도록 종래기술내에서 설명한다.

미합중국 특허 제 5,121,714 호는 오일 온도가 예정된 값이상일 때 두 개의 상이한 스팀으로 엔진내로 냉각제로 향하게하기 위한 시스템을 개시한다. 하나의 스팀은 실린더 헤드를 통하여 흐르고, 다른 스팀은 실린더 블록을 통하여 흐른다. 오일 온도는 예정된 값이하이고, 흐름제어밸브는 실린더 블록을 통과하는 스팀을 차단한다. 흐름제어밸브는 전자제어유닛(ECU)에 연결된다. ECU는 흐름제어밸브 및 다른 엔진 냉각 시스템 부속품에 제어신호를 보낸다. 또한, 미합중국 특허 제 5,121,714 호는 냉각제의 온도가 예비선택된 값이상일 때 냉각유체를 라디에이터를 통과하게 하기 위하여 종래의 온도조절장치 밸브(108)를 사용한다. 또한, 이 특허는 비록 특별한 예가 나타나 있지 않더라도 온도조절장치 밸브가 전기제어밸브로 대체될 수 있다고 기재된다.

미합중국 특허 제 4,744,336 호는 서보제어밸브내에 냉각제 흐름을 무한히 변화시키기 위한 솔레노이드 작동 피스톤형 흐름제어밸브를 개시하고 있다. 솔레노이드는 전자제어유닛(ECU)으로 부터 펄스신호를 수신한다. ECU는 주위온도, 엔진입력 및 출력 냉각제 온도, 연소온도, 매니폴드 압력 및 히터온도를 측정하는 센서로 부터 입력을 수신한다.

모든 엔진냉각 시스템의 목적은 내부엔진온도를 예정된 값으로 가급적 접근하게 유지시키는 것이다. 엔진냉각제 온도는 일반적으로 내부엔진온도를 추정하기 때문에 내부엔진온도제어를 제어하는데 접근하는 종래기술은 엔진냉각제온도를 제어하는 것이다. 많은 문제들은 이 접근법으로 부터 일어난다. 예로써, 엔진상에 증가하는 돌발적인 부하는 냉각제 온도가 이 사실을 나타내기전에 내부온도가 최적값을 중대하게 초과할 수 있다. 만약 온도조절장치가 돌발적인 부하증가전에 정확히 닫힌 상태라면, 열림에서의 임시지연은 엔진이 필요없이 과열되는 시간동안연장될 것이다. 또다른 문제는 엔진운전개시 또는 시운전시에 일어난다. 이 시간동안에 냉각제온도는 내부엔진온도 보다 더욱 빠르게 올라간다. 온도조절장치는 냉각제온도에 따라서 작동되기 때문에, 온도조절장치는 종종 내부엔진온도가 예정된 값에 도달하기 전에 열려 워터재킷내에 냉각제가 엔진을 조기냉각하도록 한다. 다른 시나리오가 있지만 엔진 냉각제 온도는 요구된 내부엔진온도가 되도록 충분히 조절될 수 없다.

내부엔진온도가 최적값으로 유지되지 않을 때 엔진오일은 최적온도로 유지되지 못할 것이다. 엔진오일수명은 마모조건에 크게 좌우된다. 엔진오일수명은 엔진이 저온 이거나 또는 고온운전될 때 크게 짧아진다. 상기에서 알 수 있는 바와 같이, 저온운전엔진은 엔진연소실내에 완전연소를 작게하고, 고온운전엔진 보다 슬러지를 더욱 빠르게 생성시킬 것이다. 슬러지는 오일을 오염시킨다. 고온운전엔진은 오일을 조기에 변질시킨다. 그러므로, 상습적인 오일교환은 내부엔진온도가 최적값으로 지속되게 유지되지 않을 때 요구된다.

또한, 종래의 냉각 시스템은 최적오일온도가 주위 공기온도에 의해 변화한다는 사실을 고려하지 않는다. 주위공기온도의 저하만큼 내부엔진부속품은 주위에 더욱 빠르게 열을 빼앗기며, 유도공기로 내부엔진부속품에 대한 증가된 냉각효과가 있다. 이 효과를 계수하여 내부엔진 부속품을 최적작동온도로 유지하는 엔진오일은 고온 주위공기온도에서 보다 작은 주위공기온도에서 고온이다. 널리 알려진 종래의 냉각 시스템은 냉각제 온도에만 응답하기 때문에 이 차이점을 고려할 수 없다.

말하자면, 내부엔진온도를 제어하도록 냉각제 온도를 사용하여 접근하는 종래기술은 유치하고, 부정확하다. 따라서, 대부분의 아이디어가 엔진냉각시스템의 성능을 개선하는 제안임에도 불구하고, 엔진의 순간적인 결핍에 대한 성능에 보다 효과적으로 적합한 냉각 시스템이 여전히 하고, 냉각 시스템에 요구되는 상기에서 알 수 있는 다수개의 다른 기능을 만족시킬 필요성이 있다. 특히 실제 내부엔진온도를 포함하는 예정된 엔진 및 주위온도조건에 따라 엔진냉각시스템내에 하나이상의 흐름제어밸브의 상태를 제어하기 위한 시스템 및 기술이 필요하며, 본 발명은 그 필요성을 충분시킨다.

[발명의 요지]

라디에이터를 구비하는 수냉식 내연엔진내에 온도제어시스템은 엔진내에 통로를 통과하는 온도제어유체의 흐름을 제어하기 위한 흐름제어밸브의 상태를 제어한다. 센서는 엔진오일의 온도와 같이 엔진조절온도를 검출한다. 또한, 센서는 온도제어유체의 온도 및 주위공기의 온도를 검출하는 것이 바람직하다. 엔진 컴퓨터는 센서로 부터 신호를 수신하고, 예정된 값과 신호를 비교한다. 일 실시예에 있어서, 엔진 컴퓨터는 밸브의 작동을 제어하도록 예정된 값과 엔진오일온도신호를 비교한다.

또다른 실시예에 있어서, 엔진 컴퓨터는 예정된 엔진오일온도 값과 엔진오일 신호를 비교한다. 엔진 컴퓨터는 예정된 엔진오일온도 값과 엔진오일온도 신호의 비교값을 기초로하여 예정된 온도제어유체온도 값을 조정한다. 그 다음 엔진 컴퓨터는 조정된 온도제어유체온도와 온도제어유체온도 신호를 비교한다. 엔진 컴퓨터는 조정된 온도제어유체온도와 온도제어유체온도 신호의 비교값을 기초로하여 흐름제어밸브를 작동시킨다.

예정된 온도오일온도 값 및 예정된 온도제어유체온도 값은 주위공기에 따라 변화시키는 것이 바람직하다. 따라서, 엔진 컴퓨터는 커브(curve)를 한정하는 하나 이상의 세트 값과 감지된 주위공기온도를 비교하므로써 예정된 값을 결정한다.

본 발명의 특징짓고, 이롭게하는 상기 및 다른 목적들은 첨부된 도면에 예시된 바와 같이 양호한 실시예의 하기 상세한 설명에서 더욱 명료해질 것이다.

본 발명은 라디에이터를 갖춘 내연 가솔린 또는 디젤엔진내에 온도제어유체의 흐름을 조절하는 하나이상의 흐름제어밸브의 상태를 제어하므로써 엔진 윤활유를 요구된 온도로 유지하기 위한 시스템에 관한 것이다.

본 발명을 예시할 목적으로, 곧 양호하고 이해되는 형태를 도면에 도시하고 있지만 본 발명은 도시된 정확한 배열 및 수단에 한정되는 것은 아니다.

도 1은 엔진내에 온도제어유체의 흐름을 제어하기 위한 수력작동 전자엔진온도제어 밸브의 하나의 양호한 형태를 도시하는 평면도.

도 2는 도 1의 2-2선을 따라 단면하여 도시한 도 1의 밸브의 측단면도.

도 3은 도 1의 3-3선을 따라 단면하여 도시한 도 1의 밸브의 다른 측단면도.

도 4는 도 1의 4-4선을 따라 단면하여 도시한 도 1의 밸브의 또 다른 측단면도.

도 5는 도 2의 5-5선을 따라 단면하여 도시한 도 1 및 도 2의 밸브의 평단면도.

도 6은 엔진의 일부에 연결되는 도 1의 밸브의 개략도.

도 7은 제 1 피스톤으로 도시된 엔진의 복수개의 부분에 대한 온도제어유체온도의 흐름을 제어하는 다중기능밸브의 양호한 형태의 측단면도.

도 8은 제 2 피스톤으로 도시된 도 7의 다중기능밸브의 측단면도.

도 9는 엔진내에 온도제어유체의 흐름을 제어하기 위한 피스톤형 수력작동 전자엔진온도제어밸브를 도시하는 측단면도.

도 10은 도 9에 밸브의 단부를 도시하는 도면.

도 11은 엔진내에 온도제어유체의 흐름을 제어하기 위한 피스톤형 수력작동 전자엔진온도제어밸브의 다른 실시예를 도시하는 측단면도.

도 12는 도 11에 밸브의 단부를 도시하는 도면.

도 13A는 도 7에 도시된 본 발명의 실시예에 사용되는 고정봉 시일을 도시하는 확대 단면도.

도 13B는 도 7에 도시된 본 발명의 실시예에 사용되는 가스킷 시일을 도시하는 확대 단면도.

도 14A는 정상작동시 내연엔진을 가로지르는 GM 3800 V6내에 온도제어밸브를 사용하는 본 발명에 따른 온도제어시스템의 일 실시예의 개략 예시도.

도 14B는 시운전 위상시 도 14A의 온도제어 시스템의 개략 예시도.

도 14C는 시운전 위상시 내연엔진을 가로지르는 GM 3800 V6내에 라디에이터로의 흐름을 제어하도록 노벨 EETC 밸브를 사용하는 본 발명의 온도제어 시스템의 제 2 실시예의 개략 예시도.

도 14D는 라디에이터로 흐르는 TCF의 일부 및 흡기 매니폴드 및 오일팬을 통하여 흐르는 일부를 도시하는 정상작동시 도 14C의 온도제어 시스템의 제 2 실시예의 개략 예시도.

도 14E는 정상작동시 내연엔진을 가로지르는 GM 3800 V6내에 원격(도 8 및 도 33에 도시된 것과 같은)원격 가동정지 밸브를 사용하는 본 발명의 온도제어 시스템의 제 3 실시예의 개략 예시도.

도 14F는 라디에이터로 흐르는 TCF를 도시하는 정상작동시 도 14E의 온도제어 시스템의 제 3 실시예의 개략 예시도.

도 15는 격막의 양호한 실시예 및 격막이 밸브 하우징에 어떤게 부착되는지를 도시하는 도 2에 밸브의 일부 확대도.

도 16A 및 도 16B는 본 발명에 밸브의 상태 또는 피스톤을 제어하기에 적당한 수력유체 인젝터의 단면도.

도 16C는 본 발명에 밸브의 상태 또는 피스톤을 제어하기에 적당한 수력유체 인젝터의 선택적인 형태의 단면도.

도 17은 본 발명에 밸브의 상태 또는 피스톤을 제어하기 위한 엔진 컴퓨터와의 연결을 예시하는 블록 다이아그램.

도 18은 도 7에 도시된 밸브와 함께 사용하기 위해 오일팬까지 엔진블록을 통과하는 온도제어유체통로를 도시하는 엔진블록의 개략 단면도.

도 19 및 도 20은 선택된 온도제어유체 및 주위공기온도에서의 본 발명에 밸브의 상태를 도시하는 그래프도.

도 21은 도 19 및 도 20에서와 같은 온도의 동일하게 선택된 온도제어유체 및 주위공기온도에서의 종래의 펠릿형 또는 바이메탈릭 코일형 온도조절장치의 상태를 도시하는 그래프도.

도 22A 및 도 22B는 선택된 온도제어유체 및 주위공기온도에서의 본 발명에 복수의 밸브 상태를 도시하는 그래프도.

도 23은 종래의 온도조절장치가 도 21 도표에 따라 제어되고 사용될 때 엔진냉각제의 실제온도와 비교되는 도 22A 도표에 따라 도 22A와 관련된 복수개의 밸브를 제어할 때 온도제어유체의 실제온도를 도시하는 그래프도.

도 24는 정상(저)엔진부하 및 고 엔진부하조건에 대한 선택된 온도제어유체 및 주위공기온도에서의 본 발명에 밸브상태를 도시하는 그래프도.

도 25는 선택된 주위공기온도에서의 최적엔진오일온도를 도시하는 그래프도.

도 26는 정상(저)엔진부하조건에 대한 선택된 온도제어유체 및 주위공기온도에서와 운전개시/시운전시에서의 밸브상태를 도시하는 그래프도.

도 27은 도 24 및 도 26에 도시된 다중엔진작동조건을 기초로하여 밸브상태를 결정하기 위한 시스템을 도시하는 흐름도.

도 28은 도 24 및 도 26에 도시된 다중엔진작동조건에 따라 본 발명에 밸브의 상태 또는 피스톤을 제어하기 위한 엔진 컴퓨터와의 연결을 도시하는 블록 다이아그램.

도 29는 도 24 내지 도 28에서의 본 발명을 사용할 때 선택된 주위공기온도에서의 실제엔진오일온도의 그래프도.

도 30은 도 24 내지 도 28에서의 본 발명을 사용할 때 차량운전시 오일온도 및 온도제어유체온도의 추세선을 도시하는 그래프도.

도 31A는 시운전시 흡기 매니폴드 및 오일팬을 포함하는 엔진을 통과하는 온도제어유체흐름경로의 이상화한 개략도.

도 31B는 부분적으로 열린 EETC 밸브를 갖는 정상작동시 흡기 매니폴드 및 오일팬을 포함하는 엔진을 통과하는 온도제어유체흐름경로의 이상화한 개략도.

도 32A는 시운전시 흡기 매니폴드 및 오일팬을 포함하는 엔진을 통과하는 온도제어유체흐름경로를 도시하는 제 1 실시예의 이상화한 개략도.

도 32B는 정상작동시 온도제어유체흐름경로를 도시하는 도 32A의 제 2 실시예의 이상화한 개략도.

도 33은 본 발명에 따른 한정/잠금 흐름제어밸브를 도시하는 엔진블록의 개략 단면도.

도 34는 유체통로에 장치되는 한정/잠금 밸브의 부분 확대도.

도 35는 도 34에 한정/잠금밸브의 부분 확대도.

도 36은 도 34에 36-36선을 따라 단면하여 도시한 도 34에 한정/잠금밸브의 단면도.

도 37은 도 34에 37-37선을 따라 단면하여 도시한 도 34에 한정/잠금밸브의 단면도.

도 38은 두 개의 상이한 통로내에 유체흐름을 동시에 제어하기 위한 환경내에 한정/잠금밸브의 선택적인 실시예의 측단면도.

도 39는 한정/잠금밸브가 워터재킷의 내부 및 외부통로내에 유체흐름을 어떤게 제어하는지를 도시하는 엔진블록내에 워터재킷의 개략 단면도.

도 40은 온도조절장치가 닫혔을 때 종래의 엔진을 통과하는 냉각제 순환흐름 경로의 개략도.

도 41은 온도조절장치가 열렸을 때 종래의 엔진을 통과하는 냉각제 순환흐름 경로의 이상화한 개략도.

도 42는 온도조절장치가 열렸을 때 종래의 엔진블록을 통과하는 냉각제순환흐름경로의 실제 개략도.

도 43은 엔진의 복수개의 부분에 온도제어유체의 흐름을 제어하는 다중기능 밸브의 양호한 형태의 측단면도.

도 44A는 엔진 시운전을 돕기 위한 바이패스 워터재킷을 포함하는 내부연소에서 본 발명에 따른 온도제어시스템의 선택적인 실시예의 개략 예시도.

도 44B는 정상작동시 도 44A에 도시된 온도제어시스템의 개략 예시도.

도 45A는 온도제어유체온도부속품을 조정하기 위한 방법을 예시하는 그래프도.

도 45B는 엔진조건을 고려하도록 온도제어곡선을 조정한 결과를 예시하는 그래프도.

도 45C는 온도제어유체온도부속품을 조정하는 다른방법을 예시하는 그래프도.

도 46은 엔진이 부하조건을 변화를 주는동안 시간의 경과에 따른 실제 엔진오일온도 및 온도제어유체온도를 도시하는 실험곡선 그래프도.

도 47은 GM 3800 V6 엔진상에서 발생되고, 부하조건을 변화시킨 경험적인 데이터의 실제 그래프도.

도 48은 오일온도에 요구된 상수가 활용되는 본 발명의 선택적인 실시예를 예시하는 그래프도.

도 49는 온도제어시스템에서 사용하기 위한 전자적으로 조력되는 온도조절장치의 예시도.

내용 없음

본 발명은 양호한 실시예와 관련하여 기재될 것이며, 실시예에 발명이 한정되지 않는다는 것이 이해될 것이다. 이에 반하여, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해서 한정되는 바와 같이 발명의 정신 및 범위내에 포함되는 것과 같은 모든 대안, 변경 및 등가물을 커버하도록 의도되었다.

일정한 기술은 오직 편의를 위해 본 명세서에 사용되었고, 발명을 한정하기 위해서 취해지지 않았다. 특히, 상, 하, 좌, 우, 수평, 수직, 상방 및 하방과 같은 용어는 단지 도면에 도시된 구조를 묘사한다. 게다가, 밸브 및 관련된 부속품은 어떤 방향으로 향해진다. 예로써, 수직으로 향해진 라디에이터가 도면에 예시되는 동시에 수평으로 향해진 라디에이터는 본 발명의 범위를 벗어난다.

노벨 전자엔진온도제어밸브의 양호한 실시예를 묘사하는 장치는 도면에 예시된다.

도 1은 엔진온도제어유체통로(12)에 부착되게 나타나는 바와 같이(통로(12)의 일부는 이 도면에서만 보인다) 전자엔진온도제어밸브(10)(이하, EETC 밸브(10))의 평면도이다. EETC 밸브(10)는 볼트(14)를 장치하므로써 통로(12)에 부착된다. EETC 밸브(10)는 두 개의 중요한 보조 부속품, 밸브 메카니즘(16) 및 솔레노이드 작동 수력유체인젝터(18, 20)상, 인젝터(18)는 유체입구밸브이며, 인젝터(20)는 유체출구 밸브이다. 결과적으로 인젝터(18, 20)는 밸브를 통과하는 일방흐름이다.

도 1은 각각의 수력유체인젝터(18, 20)의 하우징(24, 26)과 밸브 메카니즘(16)의 하우징(22)을 포함하는 밸브하우징 보조부품을 도시한다. EETC밸브(10)는 삽입물(30)을 통과하는 밸브하우징에 장치되는 유체압력센서(28)를 포함한다.

양호한 실시예에 있어서, 삽입물(30)은 황동조립물이다.

또한, 도 1에서 나타나는 것은 전기 터미널(32, 34)이며, 유체입구 및 출구튜브(36, 38)는 각기 유체 인젝터(18, 20)와 조립된다. 이들 튜브는 삽입물(30)을 통과하는 밸브하우징내에 공급하는 각기 솔이드 튜브에 부착된다. 이들 삽입물(30)은 이 도면에서 보여지지 않는다. 그러나, 입구튜브(36)와 조립되는 삽입물(30)은 도 3에 보여진다. 입구튜브(36)는 엔진윤활오일과 같은 가압수력유체원에 연결된다. 출구튜브(38)는 엔진윤활유 팬과같이 수력유체의 저압저장소에 연결된다. 전기 터미널(32, 34)은 각기 유체인젝터(도시되지 않음)의 솔레노이드 내측 일단부에 연결되고, 컴퓨터 처리되는 엔진 전자제어유닛(ECU)(도시되지 않음)의 타단부에 연결된다.

도 2는 도 1에서 2-2선을 따라 단면하여 도시한 EETC 밸브(10)의 하나의 변형의 측단면도이다. 이 변형에 있어서, EETC 밸브(10)는 수력작동 격막밸브(40)이다. 격막밸브(40)는 제 1 및 제 2 상태 또는 위치사이의 축(A)를 따라 밸브하우징(22)내에서 왕복운동 시킨다. 도 2내에 실선은 밸브의 닫힘상태와 조립되는 제 1 위치내에 밸브(40)를 도시한다. 또한, 도 2는 밸브의 열림상태와 조립되는 은선으로 밸브의 제위치를 도시한다. 제 1 닫힘위치에서, 밸브(40)는 통로구멍(42)을 통과하는 온도제어유체(이하, TCF라 칭함)의 흐름을 막는다. 제 2 열림위치에서 밸브(40)는 구멍(42)을 통과하는 유체흐름을 허용한다. 구멍(42)은 엔진 라디에이터(도시되지 않음)까지 연통한다. 또한, 도 2에서 보여지는 것은 솔레노이드(20)와 조립되는 출구튜브(38) 및 전기 터미널(34), 유체압력센서(28) 및 장치볼트(14)중의 하나이다.

본 명세서에서 언급되는 온도제어유체(TCF)는 냉각체로서 당해기술분야에서 일반적으로 알려져 있다. 냉각체는 열이 발생되는 반응기의 어떤 부분을 냉각하기 위하여 사용되는 화학물질이고, 유체이며, 하기에 기재되는 바와 같다. TCF는 엔진부속품으로부터 열에너지 원을 제거하는 것은 아니지만 확실한 실시예에서 엔진부속품에 열에너지를 인도하는데 사용된다. 그러므로 TCF는 냉각체 보다 많다. 마찬가지로, 본 명세서에서 참조된 종래기술은 엔진냉각시스템에 관련되며, 본 명세서에서의 발명은 엔진부속품에 대한 냉각 및 가열기능을 제공하는 온도제어 시스템내에 단일밸브를 사용한다.

도 2를 다시 참조하면, 밸브(40)는 밸브 메카니즘 하우징(22)내에서 왕복운동한다. 하우징(22)은 밴드 클램프 또는 클램프(48)에 의해 함께 파지되고, 본체(44)와 커버(46)로 구성된다. 본체(44)는 상부 부속품(52) 및 하부 부속품(54)내로 본체를 분할하는 일반적으로 수평분할 벽(50)을 포함한다.(분할 벽(50)이 일반적으로 3차원의 원통형디스크라는 것을 인지할 것이다.)

분할 디스크 또는 벽(50)의 중앙부는 하기 기재된 바와 같이, 재순환밸브 샤프트 또는 봉의 통과를 허용하도록 환공을 갖는다. 원통형 칼라(56)는 분할 벽(50)의 내측연부로부터 수직되게 장하방으로 연정하므로 환공의 외주와 일치한다. 칼라(56)는 분할 벽(50)과 일체이다. 하부 부속품(54)의 하단부는 구멍(42)까지 연통된다.

상기에서 알 수 있듯이, 밸브(40)는 통로구멍(42)을 통과하는 TCF의 흐름을 방지하는 제 1 닫힘 위치와 구멍(42)을 통과하는 유체흐름을 허용하는 제 2 열림 위치사이를 왕복운동 한다. 밸브(40)가 닫힘 위치일 때 워터펌프는 엔진블록 워터재킷을 통과하는 TCF 만을 순환시킨다. 만약 히터 또는 서리제거기가 작동하면, 유체는 승객부속히터 전형적으로 히터코어용 열 분출기를 통하여 순환된다. 밸브가 열림위치이면, 최대량의 TCF는 엔진블록 워터재킷 및 히터의 열 분출기를 통하여 순환되기전에 라디에이터를 통하여 흐른다.

그러므로, 도 2에 도시된 본 발명의 실시예에 있어서, 밸브(40)는 종래의 왁스델릿 온도조절장치와 유사한 방식으로 작동된다. 그러나 조립된 왁스델릿 온도조절장치와 다른 밸브(40)는 전기적으로 제어되므로 특별한 엔진작동조건 및 주위환경조건을 고치는 컴퓨터 제어신호에 따라 열리고 닫힐 수 있다.

격막밸브(40)는 상부챔버(58), 격막(60), 플레이트(62), 하부챔버(64), 샤프트 또는 봉(66), 밸브부재(68) 및 바이어싱 스프링(70)을 포함한다. 격막(60), 플레이트(62) 및 스프링(70)은 하우징 본체의 상부 부속품(52)내에 배치된다. 격막(60)은 상부 및 하부챔버(58, 64)내로 하우징 본체의 상부 부속품(52)을 분리한다. 스프링(70)은 플레이트(62)의 하면에 대하여 일측면상에 안착되고, 하우징 본체의 분할 벽(50)의 상면에 대하여 타측면이 안착된다. 봉(66)은 플레이트(62)의 하면에 대하여 일측면이 안착되고, 하우징본체의 상부 및 하부 부속품(52, 54)을 통과하여 연장된다. 격막(60)은 플레이트(62) 및 봉(66)을 통하여 밸브부재(68)에 기계적으로 연동된다. 격막(60)의 위치는 각기 실선과 은선으로 도시된 제 1 및 제 2 위치사이에서 밸브부재(68)를 왕복운동하도록 하므로 밸브부재(68)에 플레이트(62) 및 봉(66)을 통하여 이어진다.

본체(44)의 하부챔버위치는 격막밸브(40)가 제 1 및 제 2 위치사이에서 이동되는 것과 같이, 본체(44)의 하부챔버(64)내로 제거하고, 재도입하기 위한 공기추출구멍(72)를 포함한다. 방사 0-링(74)은 수력 유체가 통로(76)의 외부로 누출되는 것을 방지한다.

밸브(40)는 밸브가 제 1위치일 때 구멍(42)을 통한 흐름을 차단하게 밸브부재(68)를 허용하도록 구멍(42)의 외주 주위에 가스킷 시일(78)을 포함한다.

본 발명의 양호한 실시예에 있어서, 가스킷 시일(78)은 비록 다른 형상이 본 발명에 의해 완성된다 할지라도 일반적으로 종단면이 정사각형이다.

가스켓 시일 물질의 하나의 양호한 형태는 에이. 아이.듀.폰트 데 네모울스 앤드 코포레이션, 윌밍톤, 디에이(E. I. Du Pant De Nemeurs Wilington, DE)에 의해 제조되는 Viton(상표명)이다. 0-링(78)은 밸브의 하부챔버(68)내로 하부 부속품(54)내의 TCF가 누출되는 것을 방지하도록 봉(80)의 외주내에 배치된다.

본 발명의 양호한 실시예에 있어서, 격막(60)은 매우 높은 압력에 보다 용이하게 저항하도록 하는 특별한 특성을 갖는다. 격막(60)의 세부사항은 도 15를 참조하여 보다 충분히 기재된다.

격막밸브 상부챔버(58)는 구멍(84)을 통하여 수력유체통로(82)와 유체연통수단이다. 유체통로는 도 4에 도시된 바와같이 통로를 통하여 수력유체 인젝터(18)의 출구 및 수력유체 인젝터(20)의 입구와의 유체연통수단이다.

유체통로는 밸브상태를 제어하기 위해 통로내의 압력을 모니터하게 하도록 유체압력센서(28)와의 유체연통수단이다. 엔진유체내상태내에 설치하기에 적합한 크기의 격막밸브는 전형적으로 200 psi(1378.9 kPa)범위내에 압력을 견딜 수 있다. 격막강도는 과도한 고압을 없애는 제1부속품이다. 압력모니터링은 밸브부속품이 안전하게 취급할 수 있는 압력을 초과하지 않게 보장하는 것을 돕는다.

경보시스템은 만약 수압의 손실이 있다면, 압력이 예정된 한계를 초과하거나 또는 이하로 떨어질 때 압력센서로부터 ECU에 신호를 보내 조합될 수 있다. ECU는 작동기에 대한 적당한 경보를 디스플레이할 수 있다. 추가적으로, 전기 기계장치와 같은 보조수동메카니즘은 밸브의 파손시 라디에이터로의 흐름을 유지하기 때문에 열림위치에 EETC를 잠그도록 통전되게 할 수 있다.

본 발명의 양호한 실시예에 있어서, 격막은 고압환경에 보다 좋게 견딜 수 있도록하는 확실한 특성을 포함한다. 양호한 격막을 도시하는 도15는 격막이 고압하에서 가장 좋은 결과를 달성하도록 격막밸브 메카니즘하우징내에 장치되는 양호한 방식의 절취도이다.

상부챔버에서 상부챔버까지 진공을 공급하고 제거하므로써, 작동되고 정지시키는 종래의 격막밸브와 다른 미합중국특허 제4,484,541호에 개시된 것과 같은 본 명세서에서 기재되는 격막밸브는 수력유체를 갖는 상부챔버를 가압하고, 감압함으로써 작동시키는 것이 바람직하다. 수력유체시스템은 최대온도에 대한 낮은 민감성, 증가된 정착성, 내구성 및 신뢰성을 포함하는 진공작동시스템이상의 많은 장점을 구비한다. 이것은 EETC 시스템이 환경 및 물리적인 다수의 극한조건하에서 작동하여야 하는 고려이다. 따라서, 확실한 동력원이 요구되고, 엔진내의 수력유체의 가장 신뢰성 있는 소스중 하나는 가압엔진 오일이다.

EETC 내부엔진 순환은 일반적으로 엔진성능을 최적화하는 높은 온도에서 작동한다. 이들 높은 온도는 EETC 밸브를 작동시키도록 높은 압력(즉, 약 힘의 10 파운드)를 요구한다. 표준 전기-기계적인 솔레노이드형 또는 진공형 밸브는 최악의 조건시 작동문제에 부딪힌다. 본 발명의 노벨 EETC 밸브는 오일퍼센트의 양이 낮고, 오일온도가 높고 또는 오일펌프가 닳았을 때와 같이 정상엔진 오일압의 50% 이하가 이용가능할 때 밸브를 작동시키도록 요구되는 힘을 제공하도록 설계된다. 따라서, 기재된 수력작동 EETC는 기재된 시스템에 대한 양호한 밸브이다.

작동에 있어서, 밸브(40)는 하기와 같이 작동한다. 엔진이 작동하고, 밸브(40)를 열도록 요구할 때 ECU는 인젝터의 밸브를 열도록 수력유체인젝터(18)의 솔레노이드로 제어신호를 보낸다. 동시에 ECU는 만약 인젝터의 밸브가 미리 닫혀있지 않다면 인젝터의 밸브를 닫도록 수력유체인젝터(20)의 솔레노이드에 제어신호를 보낸다. 유체입구튜브(36)로부터 가압된 수력유체는 유체 인젝터(18), 수력유체통로(82), 구멍(84)을 통하여 밸브 상부챔버(58)내로 흐르고, 격막(60) 및 롤레이트(62)를 밀친다. 격막(60) 및 롤레이트(62)에 대한 유체압이 바이어싱스프링(70)의 대항력을 초과할때, 격막(60)은 밸브부재(68)가 하방으로 이동하므로 하방으로 이동한다. 상부챔버(58)는 격막(60) 및 롤레이트(62)가 하방으로 이동한 만큼 팽창한다. 상부챔버(58)가 유체에 의해 채워지는 만큼 챔버내에 압력은 상승한다. 압력 센서가 유체압력이 예정된 레벨에 도달된 것을 검출하였을 때, ECU는 예정된 시간동안 작동하는 타이머를 작동개시시킨다. 그 시간이 종료한 후, ECU는 인젝터의 밸브를 닫도록 수력유체인젝터의 솔레노이드에 제어신호를 보낸다. 그러므로 상부챔버(58)내에 수력유체는 상부챔버내에 흐름이 막혀 잔류한다.

예정된 압력레벨 및 시간은 밸브부재(68)가 열림 또는 제2위치에 도달하도록 하기 위하여 경험적으로 결정된다. 인젝터의 솔레노이드에 과도하게 충전하는 것을 방지하도록 격막밸브(40)나 요구된 상태에 도달하자마자 열린 인젝터밸브는 닫힌다. 또한, 격막밸브(40)는 유체인젝터(18)나 부착되는 수력유체시스템내에 존재하는 것보다 낮은 압력하에서 항상 열리게 선택된다. 상부챔버(58) 및/또는 연결된 통로내에서 흐름이 막힌 공기를 제거하도록 ECU는 짧은시간(즉 1초)동안에 출구유체 인젝터(20)를 열도록 프로그램될 수 있다. 이것은 차량의 수력브레이킹시스템으로부터 공기를 추출하기 위한 기술과 유사하다.

만약 수력유체가 상부챔버(58)의 외부로 누출되면, 압력센서(28)는 이 조건을 즉시 감지할 것이다. ECU는 인젝터의 밸브를 열도록 수력유체 인젝터(28)의 솔레노이드로 제어신호를 재차보내므로써 응답한다. 유체압력이 예정된 레벨에 다시 도달한 것을 압력센서(28)가 검출하였을 때, ECU는 예정된 시간동안 작동하는 타이머를 작동개시 시킨다. 그 시간이 경과한 후, ECU는 인젝터의 밸브를 닫도록 수력유체 인젝터(18)의 솔레노이드로 제어신호를 보낸다.

EETC 밸브를 여는 공정은 수력유체압력원이 정상작동레벨에 도달할 때까지 엔진운전개시하는 동안 ECU에 의해 자동으로 지연된다. 수력유체와 같은 엔진윤활오일을 사용하는 본 발명의 실시예에 있어서, 지연시간은 모든순환 엔진부속품을 윤할시킬 수 있는 약 2 또는 3초이다.

밸브(40)가 닫히도록 요구될 때, 상기 단계는 역순으로 작동된다. 즉, ECU는 인젝터의 밸브가 미리 닫혀있지 않다면 인젝터의 밸브를 닫도록 수력유체 인젝터(18)의 솔레노이드에 제어신호를 보낸다. 동시에, ECU는 그 인젝터 밸브를 열도록 수력유체 인젝터(20)의 솔레노이드에 제어신호를 보낸다. 상부챔버(58)내측의 가압된 수력유체는 구멍(84)을 통하여 상부챔버(58)의 외부로 흘러 수력유체통로(82)내로 흐르고, 수력유체 인젝터(20)의 열린 밸브를 통하여 유체출구튜브(38)내로 흐른다. 유체출구튜브(38)는 수력유체의 저장소(도시되지 않음)에 연결된다. 수력유체가 상부챔버(58)을 비운 만큼 바이어싱 스프링(70)은 밸브(40)가 닫힐 때까지 밸브부재(68)를 상방으로 이동시키기 때문에 격막(60) 및 플레이트(62)를 상방으로 밀친다. 상부챔버(58)가 길게 가압되지 않은 것을 압력센서(28)가 검출하였을 때 ECU는 인젝터 밸브를 닫도록 수력유체 인젝터(20)의 솔레노이드에 제어신호를 보내도록 한다.

차량엔진은 밸브(40)를 닫도록 작동될 필요가 없다. 그러므로, 젖은 고온 엔진(즉 고온엔진을 차단하는 시간)동안에, 수력유체가 상부챔버(58)내에 흐름이 막혀 잔류하므로 밸브(40)는 열린상태로 머문다. 이 기능은 온도조절장치의 왁스 펠릿이 재경화할 때까지 라디에이터까지 열린경로를 유지하는 종래의 냉각시스템과 흡수하다. 엔진이 냉각된 후(차량의 전지로부터 동력이 공급되는) ECU는 상기된 바와같이 밸브(40)를 닫는다.

도 3은 도 1에 3-3선을 따라 단면하여 도시한 EETC 밸브(10)의 격막변형 상이한 측단면도이다. 이 도면은 엔진블록워터재킷으로부터 밸브(40)을 통하여 라디에이터까지 이미지는 통로로부터 TCF의 전체경로가 매우 명료하게 도시한다. 상기에서 알 수 있는 바와 같이, 만약 밸브(40)가 닫히면, TCF는 라디에이터내로 전환되지 않고 엔진블록워터재킷내로 직립역으로 순환한다.

또한 도 3은 입력수력유체 인젝터(18) 및 입구수력유체 인젝터와 조합되는 삽입물(30)을 따라 입구 수력유체 인젝터까지 이어지는 유체입구튜브(36)를 도시한다. 상기에서 알수 있는 바와 같이, 삽입물(30)은 황동맞춤물이 바람직하다. 인젝터 밸브의 출구에서 상부챔버(58)까지의 통로(82)는 이 도면에서 보여지지 않지만 도 4에서 명료하게 도시된다. 또한, 유체입구튜브(36)와 인젝터(18) 사이의 유체연결 또는 경로는 이 도면에 나타나지 않지만 도 6을 참조하면 이해할 수 있을 것이다.

도 4는 도 1에 3-3선을 따라 단면하여 도시한 EETC 밸브(10)의 격막변형의 다른 측단면도를 도시한다. 이 도면은 수력유체 인젝터(18)의 출구로 부터 격막상부챔버(58)로 이어지는 통로(76)까지와 상부챔버(58)에서 수력유체 인젝터(20)로 이어지는 통로(76)까지의 유체통로(86)를 도시한다. 다시, 유체입구 및 출구튜브(36, 38) 및 각각의 인젝터(18, 20) 사이의 유체 연결부 또는 경로는 이 도면에서는 나타나지 않지만 도 6을 참조하여 이해할 수 있을 것이다.

도 5는 도 2의 5-5선을 따라 단면하여 도시한 도 1 및 도 2에 EETC 밸브(10)의 횡단면도이다. 이 도면은 밸브부의 내부구조를 상세히 도시한다.

도 6은 수력유체원에 연결되는 어떤 EETC 밸브(10)의 양호한 실시예를 개략적으로 도시하는 도식도이다. 본 발명의 이 실시예에 있어서, 수력유체원은 엔진윤활 오일이다. 도 6에 있어서, 오일팬(94)의 일부는 오일팬(94)내에 엔진윤활오일 저장소(92) 및 엔진윤활오일펌프(90)를 도시하도록 절취하였다. 당해기술분야에서 잘 알려져 있는 바와 같이, 오일펌프(90)의 출구(96)는 분배헤더(도시되지 않음)를 통한 펌프압력하에서 모든 엔진작동부에 실질적으로 오일을 공급한다. 입구유체인젝터(18)에 가압수력유체원을 제공하도록 유체입구튜브(36)는 오일펌프출구(96)에 연결된다. 임의로 재배치가능한 필터(98)는 밸브(10)로 흐르는 오일이 인젝터를 방해하지 않게 보장할 수 있도록 가압된 오일선내에 배치되어도 좋다. 출구유체인젝터(20)로 부터 빠져나가는 수력유체용 복귀경로를 제공하도록 유체출구튜브(38)는 오일팬(94)내의 오일 저장소(92)에 연결된다.

도 7, 도 8, 도 13A, 및 도 15는 엔진의 복수개의 부품들로의 TCF의 흐름을 동시에 제어하는 EETC 밸브(도면부호 100으로 표지됨)의 다른 양호한 형태를 도시한다. 일 실시예에 있어서, EETC 밸브(100)는 라디에이터 및 오일팬으로의 유체흐름을 제어한다. 이 EETC 밸브는 미합중국 특허 제 5,458,096 호에 상세하게 기재된다(본 발명은 EETC 밸브의 어떤 실시예에도 적용가능하다는 것에 주의하여야 할 것이다. 편의상, 도면부호 EETC 밸브(10 및/또는 100)로 할 것이다).

도 14A는 GM 3800 V6 교차 내연엔진내에 본 발명에 따른 온도제어시스템의 일 실시예를 개략적으로 도시한다. 시스템은 흡기 매니폴드 및 오일팬에 유체경로를 갖는 다중-기능 EETC 밸브(100)의 변경된 버전을 포함한다. 자동차 히터에서 히터까지의 유체흐름경로는 이 간단한 다이아그램내에 도시되지 않았다. 도 14A에 도시된 시스템은 하기와 같이 작동한다.

밸브(100)가 제 2 위치일때(즉, TCF가 라디에이터로 흐르도록 열리고, TCF가 흡기 매니폴드/오일팬으로 흐르도록 닫힘), TCF는 실린더 블록내에 형성된 TCF 재킷(200)에 유입된다. 그 곳에서, TCF는 통로(202')를 통하여 실린더 헤드 워터재킷(202)으로 공급된다. 재킷(200, 202)를 지나는 TCF는 EETC 밸브(100)를 통하여 흐르고, 라디에이터 입구 통로(208)를 통하여 라디에이터(206)로 유입된다. 라디에이터(206)로 유입된 TCF는 라디에이터(206)의 후미측면에 위치된 냉각팬(210)으로 부터 흐르는 에어에 의해 라디에이터를 통과하는 동안에 냉각된다. 냉각된 TCF는 라디에이터 출구 통로(214)를 통하여 TCF 펌프(212)(즉, 워터펌프)에 공급된다. 펌프(212)에 공급된 TCF는 재킷(200, 202)으로 재차 순환된다.

도 14B는 밸브(100)가 제 1 위치일때(즉, TCF가 라디에이터로 흐르도록 열리고, TCF가 흡기 매니폴드/오일팬으로 흐르도록 닫힘)의 온도제어시스템을 예시한다. 이 실시예에 있어서, 라리스트릭터(restrictor)(400)는 엔진블록 재킷(200)에서 실린더 헤드(202)까지 TCF의 흐름을 제한 및/또는 방지하도록 활용되는 것이 바람직하다. 따라서, 재킷(200)에 유입되는 TCF의 작은양은 (작은 화살표로 도면에 표시되는) 실린더 헤드재킷(202)로 공급된다. 따라서, 실린더 헤드내의 TCF의 작은부피는 빠르게 가열될 것이다. 그 동안 워터재킷(200)내에 TCF의 제한된 부피는 열손실을 막도록 절연체와 같이 작용한다. 실린더 헤드 재킷(202)을 지나는 TCF는 EETC 밸브(100)에 의해 라디에이터 입구 통로(208)에 유입되는 것이 방지된다. 그러므로, TCF는 라디에이터(206)를 바이패스하고, 흡기 매니폴드 재킷(204)에 유입된다. 흡기 매니폴드 재킷(204)에서, TCF는 열교환기(218)내에 바이패스통로(216)를 통하여 오일팬(94)로 흐른다. 열 교환기(218)는 열이 TCF로 부터 오일팬(94)내의 오일내로 통과하도록 허용하는 U-형 열전도튜브(220)로 구성되는 것이 바람직하다. 또한, 다른 튜빙형상도 적합하다. 열 교환기(218)를 빠져나온 TCF는 엔진 블록내로 재순환하기 위하여 펌프(212)내로 흘러 복귀한다.

저온 환경에 있어서 또는 엔진이 최초로 데펴졌을 때, 엔진윤활오일은 가능한한 신속하게 정상작동온도로 가열되고, 그 온도를 유지할 것이다. 종래의 냉각 시스템에 있어서, 엔진 냉각제는 이 목적을 돕도록 사용되지 않았다. 반대로, 종래의 시스템은 재킷을 통하여 냉각제를 즉시 순환시키고, 엔진블록으로 부터 열을 제거하므로써 이 목적에 대한 작용을 하였기 때문에 엔진 오일로 부터 열이 가능한한 빠르게 최적온도에 도달하는 것을 방해한다.

본 발명은 오일팬(94)을 통하여 TCF의 일부를 순환시키므로써 그 목적을 달성하도록 돕는다. 밸브(100)는 엔진이 저온 환경 또는 최초로 데펴져있을 때 제 1 위치에 있게 될 것이므로 오일팬(94)내의 오일은 가장 필요할 때 데펴지거나 또는 고온의 TCF를 수용할 것이다. 데펴지거나 또는 고온의 TCF로 부터 오일로 전도되는 열 에너지는 오일이 이상적인 작동온도에 빠르게 도달하게 한다. 사실상, 온도팬에 전환되는 TCF는 TCF의 순환에 의해 발생되는 약간의 기생하는 엔진 열 손실을 불러 일으킨다.

본 명세서에서 기재된 발명 시스템은 엔진이 정지한 후 엔진 오일이 TCF내에 약간의 열 에너지를 잡도록 허용한다. 대조적으로, 종래의 냉각시스템의 냉각제내에 열 에너지는 환경내로 보내짐으로써 낭비된다. 본 발명내에 밸브(100)는 엔진이 냉각된 후 항상 제 1 위치일 것이므로, 열 에너지는 통로(216)을 통하여 오일팬(94)내로 대류하여 통과할 수 있다. 만약 주위의 공기온도가 매우 차갑다면, 밸브(100)는 엔진작동시 및 후에라도 제 1 위치에 남는다. 그러므로, 엔진오일의 전도가열은 엔진이 정지한 후에도 계속될 것이다. 고온 TCF의 부피는 엔진의 운전정치후 엔진오일을 길게 데필 수 있는 잠재력을 갖는다. 결과적으로, 본 발명은 엔진이 빈번한 온/오프 사이클, 즉 운반차량을 조건으로 하는 상태에서 실질적인 이익을 제공한다.

상기에서 잘 알수 있는 바와 같이, EETC 밸브(100)는 택일적인 실시예에서 작동할 수 있다. 예로써, 제 2 실시예는 라디에이터를 통과하여 흐르는 유체를 물리적으로 제어하도록 EETC 밸브(100)를 조합한다. 라디에이터로의 흐름을 방해하고 허용하는 결과로써, 흡기 매니폴드 및 오일팬을 통하하는 흐름은 제어된다. 이것은 도 14C 및 도 14D에 개략적으로 도시되고, 하기와 같이 작동한다. EETC 밸트(100)가 제 1 위치일 때, 라디에이터로의 흐름은 차단되고, 흡기 매니폴드 및 오일팬을 통과하는 흐름은 허용된다(즉, 엔진 데핌단계). EETC 밸브(100)가 제 2 위치일 때(도 14D), 라디에이터로의 흐름은 허용된다. 흡기 매니폴드 및 오일팬으로의 흐름은 물리적으로 제한되지는 않지만 워터펌프로 부터의 압력은 TCF의 유효양이 흡기 매니폴드 및 오일팬을 통하여 흐르는 최소량으로 라디에이터를 통하여 흐르도록 할 것이다.

온도제어시스템의 제 3 실시예는 도 14E 및 도 14F에 도시된다. 밸브(300)는 흡기 매니폴드(도시되지 않음)를 둘러싸는 흡기 매니폴드 재킷(204)을 통과하는 유체의 흐름을 제어한다. 여기서의 목적을 위하여, 밸브(300)는 밸브챔버에 가해지는 수력유체압력에 의해 제 1 위치에서 제 2 위치로 이동되는 어떤 밸브일 수 있고, 여기서 제 1 위치는 연합된 통로를 통과하는 유체흐름을 제한되지 않게 조합되고, 제 2 위치는 통로를 통과하는 흐름을 제한하거나 또는 차단하게 조합된다. 이 목적에 적합한 밸브(300)의 일례는 본 명세서의 도 33 내지 도 39에 기재된다. 그러나, 밸브(300)는 피스톤 밸브, 격막밸브 등과 같은 수력유체작동밸브의 어떤 형태로 구성할 수 있다. 더구나, 양호한 밸브가 수압에 의해 작동되며, 동시에 다른 작동 메카니즘은 본 발명의 범위내에 있다. 밸브는 편의상 EETC 밸브(100)에 근접하여 위치되게 도시된다. 밸브(300)는 흡기 매니폴드 재킷(204)내로의 흐름을 제한 및/또는 차단하기에 적당한 위치에 배치될 수 있다는 것이 잘 이해되었을 것이다.

온도제어시스템은 EETC 밸브(100)가 흡기 매니폴드로의 온도제어유체의 흐름을 제어하는 것과 같이 배열될 수 있다는 것이 관찰된다. 제 2 위치로 밸브(100)를 이동시키도록 요구될 때 가압된 수력유체는 유체출구튜브(174)를 따라 흡기 매니폴드 흐름제어 밸브(300)의 챔버(도시되지 않음)내로 동시에 흐른다. 이 챔버내의 가압된 유체는 밸브(300)를 제 1 위치(흐름을 제한하지 않음)에서 제 2 위치(흐름을 제한 또는 차단함)로 이동시키도록 한다.

밸브(100) 제 1 위치로 복귀하게 이동하도록 요구될 때, 수력 유체는 밸브(300)에서 EETC 밸브(100)내로 역으로 흐르고, 출구 수력유체 인젝터를 통하여 외부로 흐른다. 이 방식에 있어서, EETC 밸브(100)의 상태는 밸브(300)의 상태를 결정한다.

이 제어설계의 목적은 엔진이 고온일 때 흡기 매니폴드를 통하여 흐르는 열 에너지의 양을 감소시키는 것이다. 전형적인 내연엔진에 있어서, 흡기 매니폴드는 약 화씨 120도(48.9℃)의 이상온도를 갖는다. 이러한 엔진에서는 약 화씨 130도(54.5℃)보다 높은 온도로 흡기 매니폴드를 가열하는 중요한 장점이 없다. 실제로, 극단적으로 고온인 흡기 매니폴드 온도는 연소효율이 감소한다. 이것은 공기가 가열된 만큼 팽창한다는 사실 때문이다. 결과적으로 공기 부피가 팽창하는 만큼 단위부피당 산소의 몰수는 감소한다. 연소는 산소를 요구하기 때문에 주어진 부피내의 산소 몰량의 감소는 연소효율을 감소시킨다. 종래의 냉각 재킷은 언제든지 흡기 매니폴드를 통하여 전형적으로 인도한다. 엔진이 고온작동할 때, 냉각제 온도는 전형적으로 약 화씨 220도 내지 약 화씨 260도(104.4℃ 내지 126.7℃)의 범위에 있다. 그러므로, 냉각제는 흡기 매니폴드의 이상온도 보다 상당히 고온이다. 그럼에도 불구하고, 종래의 냉각 시스템은 과도하게 높은 범위로 흡기 매니폴드 온도를 유지함으로써 흡기 매니폴드를 통하여 고온 냉각제를 인도하는 것이 계속될 것이다.

본 명세서에 기재된 발명의 제 2 실시예는 상기된 불필요한 조건을 피하기 때문에 흡기 매니폴드를 통과하는 TCF의 흐름을 제한 또는 차단하도록 EETC 밸브(100)를 사용한다. EETC 밸브(100)가 제 1 위치일 때 TCF의 온도는 흡기 매니폴드가 이상작동 온도를 초과하게 하는 온도 이하일 것이다. 그러므로, EETC 밸브(100)가 제 1 위치일 때, 흡기 매니폴드를 통한 TCF의 흐름은 허용된다. 이 설계는 오일팬으로 유체를 인도하기 위한 온도제어유체통로에 대한 변경에 의해 또는 변경없이 작동한다.

밸브(300)는 재킷(204)을 통한 유체의 흐름을 데드 헤딩(dead heading)에 의해 흡기 매니폴드 재킷(204)(도면에 도시되지 않음)의 단부에 대신 장치된다. 데드 헤딩은 어떻게 하여 유체의 흐름이 차단되는지의 상태를 설명하도록 본 면세성에 사용되지만 유체는 엔진의 워터펌프에 의해 유체의 펌핑을 계속하기 때문에 워터 재킷통로내에 잔류한다. 제한(restricting)은 어떻게 하여 유체의 흐름이 부분적으로 차단되는지의 상태를 설명하도록 이 실시예에 사용되지만 유체의 일부는 엔진의 워터펌프에 의해 유체의 연속적인 펌핑으로 인해 워터재킷통로내에 흐른다. 열 에너지는 유체의 흐름에 의해 엔진블록에서 엔진블록까지 최초로 전도되기 때문에 흐름을 데드 헤딩하는 것은 흐름을 차단하는 것과 같은 거의 동일한 효과를 갖을 것이다. 이것은 흡기 매니폴드의 워터재킷내에 지체 TCF로 부터 열을 추출하도록 작동하는 흡기 매니폴드를 통해 통과하는 에어에 의해 제공되는 냉각효과에 대하여 부분적으로 당연하다. 전도유체열흐름의 최소양은 실린더 헤드와 흡기 매니폴드 사이의 채널이 열리므로 이 배열내에 흡기 매니폴드 재킷(204)과 실린더 헤드 및 블록 재킷(200, 202) 사이에서 생길 것이다. 그러나, 그것은 흡기 매니폴드 재킷(204)을 통한 유체흐름 및 재킷(204)과 재킷(200, 202) 사이의 전도유체열흐름을 예방하기 때문에 흡기 매니폴드 재킷(204)(도 14E 및 도 14F에 도시됨)의 시작부까지 이어지는 통로내에 밸브(300)를 배치하도록 하는 것이 보다 바람직하다.

도 14A 내지 도 14F내에 배열은 EETC 밸브(100)가 라디에이터, 오일팬으로의 유체흐름을 제어하고, 엔진블록워터재킷(즉, 흡기 매니폴드를 둘러싸는 부분)은 엔진이 데펴지는 동안 뿐만 아니라 주위 온도조건의 폭넓은 범위내에서 고효율의 엔진 온도 제어 시스템을 생산한다. 저온 환경 및 데핌시에 있어서, EETC 밸브(100)는 엔진오일 및 흡기 매니폴드가 그들 이상작동 온도에 보다 신속하게 도달되게 하기 때문에 오일팬 및 흡기 매니폴드로의 TCF의 흐름을 허용한다. 일단 엔진이 충분히 데펴지거나 또는 엔진이 매우 뜨거운 주위공기온도내에서 작동할 때, EETC 밸브(100)는 이들 조건들중 8개 이하에서 추가적인 열 에너지를 필요로 하는 오일 또 흡기 매니폴드도 없기 때문에 오일 팬 밑 흡기 매니폴드 양측에 TCF의 흐름을 차단한다.

EETC 밸브(100)는 흡기 매니폴드를 둘러싸는 일부 보다 다른 엔진블록워터재킷의 일부에 TCF의 흐름을 제어한다. 도 14E 및 도 14F에 도시되는 밸브(300)는 택일적으로, 실린더블롯재킷(200) 및 실린더 헤드재킷(202)의 일부를 통과하는 흐름을 차단 또는 제한하도록 배치될 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 다수개의 워터재킷 차단/제한 밸브는 격막밸브(102)의 수력유체 시스템으로 부터 동시에 제어될 수 있다. 도 14A 내지 도 14F는 은선으로 이러한 추가적인 밸브(400)를 도시한다. 도 14F는 엔진 블록(200)과 실린더 헤드 재킷(202) 사이의 채널(202')의 약간의 제한/차단을 예시한다.

도 14A 내지 도 14F에 도시되는 택일적인 실시예는 실린더 헤드 및/또는 흡기 매니폴드의 일부로의 유체의 통과를 방지 또는 감소시키는 제한/차단 밸브의 사용을 예시한다. 상기 상태와 같이, 이들 배열은 가능한한 최적의 작동온도로 가열하기 때문에 운전개시시와 같이 엔진이 차가울 때 유익하다. 비록 라디에이터를 포함하지 않는 엔진을 통한 TCF 유체의 일정한 순환이 엔진 오일을 결국 가열할지라도, 요구되는 것 보다 상당히 길 것이다. 따라서, 이들 실시예에 있어서, 실린더 헤드 및/또는 흡기 매니폴드로 부터의 열은 직접 가열하도록 엔진 오일까지 경로를 통해 나른다. 이들 실시예에서의 EETC 밸브는 도 43에 묘솨되는 밸브와 유사한 것이 바람직하다. 그러나, 흐름은 오일 팬으로 진행하기 전에 흡기 매니폴드를 향한다.

EETC 및 제한/차단 밸브의 위치 및 제어되는 경로는 당연히 정선된 엔진의 배열에 종속되어 변화시킬 것이다. 본 명세서를 읽은 당해 기술분야의 이들 숙련공들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 기재된 양호한 실시예를 즉시 변화시킬 수 있을 것이다.

EETC 밸브(100)는 종래의 온도조절장치를 사용하는 종래의 엔진냉각 시스템내에 본래부터 가지고 있는 설계 절충안을 어드레스하도록 사용될 수 있다. 종래의 도 40 및 도 41은 이러한 엔진을 통과하는 냉각제순환 흐름경로의 유사한 개략적인 설명을 도시한다. 냉각제 온도는 밀도를 묘사함으로써 설명되며, 고온 냉각제는 큰 밀도를 갖고, 저온 냉각제는 작은 밀도를 갖는다. 도 40은 온도조절장치(1200)가 닫혔을 때, 출구 워터재킷(1202)이 구멍(1204)를 통하여 워터펌프(1206)의 흡기측내로 흐르고, 그 다음 워터재킷(1202)으로 복귀하는 것을 도시한다. 그러므로, 냉각제는 라디에이터(1208)를 피하고 오로지 엔진워터재킷(1202)내에서 순환한다. 도 41은 온도조절장치(1200)가 열릴 때 모든 냉각제가 라디에이터(1208)를 통하여 워터펌프(1206)의 흡기측내로 흐르고, 그 다음 워터재킷(1202)으로 복귀하는 것을 도시한다.

도 41은 냉각제 흐름의 이상적인 다이아그램이다. 유체가 최소한의 저항경로를 취하기 때문에 냉각제의 최대량은 보다 제한적인 구멍(1204)에 대향하는 것과 같이, 온도조절장치(1200)와 조합되는 큰 구멍을 통하여 흐를 것이다. 그러나, 냉각제의 작은량은 종래의 도 42에 도시된 바와 같이 구멍(1204)를 통하여 워터펌프(1206)의 흡기측내로 통과한다. 냉각제의 이 작은량은 라디에이터(1208)에 의해 냉각되지 않고, 요구되는 것보다 높은 레벨로 워터재킷에 다시 넣는 냉각제의 전체온도를 상승시킨다.

이 문제를 최소화하도록, 온도조절장치(1200)와 조합된 구멍은 가능한한 크게 만들고, 구멍(1204)는 가능한한 작게 만든다. 그러나, 만약 구멍(1204)이 너무 작게 만들어지면, 워터재킷(1202)을 통한 순환은 온도조절장치(1200)가 닫힐 때 엄격하게 제한될 것이다. 이것은 엔진블록의 일부의 과열을 잠재적으로 초기에 일으키고, 저온 환경에서 및 엔진의 운전개시시 히터 및 흡기 매니폴드에 대해 이용할 수 있는 열 에너지의 양을 감소시킬 것이다. 만약 구멍(1204)이 너무 크게 만들어지면, 구멍을 통과하는 냉각제 흐름의 퍼센테이지는 온도조절장치(1200)가 열릴 때 클 것이다. 따라서, 워터재킷(1202)으로 복귀하는 냉각제의 평균온도는 엔진을 적당히 냉각하도록 뜨거울 것이다.

그러므로, 종래의 엔진 냉각 시스템은 절충안에 결과이지만 일찍 이상화된 크기이므로 구멍(1204)의 크기를 잴 때 양극 사이에 적당한 평형을 깨도록 항상 시도하지 않으면 안된다. 이상화된 시스템에 있어서, 구멍(1204)은 온도조절장치(1200)가 닫힐 때 크게 열리고, 온도조절장치(1200)가 열릴 때 닫힌다.

도 43은 어떻게 EETC 밸브(100)가 이 이상화된 시스템을 만들도록 사용될 수 있는지를 도시한다. 이 실시예는 미합중국 특허 제 5,458,096 호에 개시되어 있다.

EETC 밸브(100)는 종래의 엔진냉각 시스템내에 하나의 문제를 어드레스하도록 예측한 모드내에 사용될 수 있고, 불시의 엔진블록 온도피크의 문제는 배기터빈과급기(turbocharger) 및 과급기(supercharger)가 작동될 때 일으킨다. 이들 불시의 피크는 차례로, 이상적인 범위를 초과하는 레벨로 냉각제온도 및 엔진오일 온도에 빠른 상승을 일으킨다. 종래의 냉각 시스템은 전형적으로 흡기 매니폴드로의 냉각제의 흐름을 차단할 수 없기 때문에 엔진블록 온도에 상승은 불필요한 열에너지를 이미 과열된 흡기 매니폴드의 주위를 흐르도록 한다. 더구나, 만약 엔진이 데펴진다면, 종래의 왁스 펠릿형 온도조절장치는 열리지 않는다. 온도조절장치는 만약 냉각제 온도가 왁스의 용해와 연합되는 이력현상(hysteresis)으로 인해 열린 범위에 도달된다면 닫혀진다.

본 명세서내에서의 발명은 배기터빈과급기 또는 과급기의 온도상승 효과를 줄이도록 EETC 밸브(100)를 사용할 수 있다. 배기터빈과급기 또는 과급기가 작동될 때 만약 EETC 밸브(100)가 제 2 위치가 아니라면, 신호는 EETC 밸브(100)가 제 2 위치로 이동되도록 EETC 밸브(100)로 즉시 인도될 수 있다. 양호한 실시예에 있어서, 이것은 배기터빈과급기 또는 과급기의 작동으로 인해 오일 및 흡기 매니폴드내에 빠른 온도상승을 예상하여 흡기 매니폴드를 통해 엔진오일로의 TCF의 흐름이 정지할 것이다. 마찬가지로, 라디에이터를 통과하는 TCF의 흐름은 엔진블록온도의 어떤 피킹(peaking)을 줄일 것이다. 배기터빈과급기 또는 과급기가 정지된 후 짧은 시간동안 EETC 밸브는 ECU에 의해 지시된 상태로 복귀된다.

도 9 내지 도 12는 흐름을 제어하기 위한 피스톤을 활용하는 EETC 밸브의 선택적인 실시예를 도시한다. 이들 실시예는 미합중국 특허 제 5,458,096 호에 개시되어 있다.

도 16A 및 도 16B는 본 발명에서 EETC 밸브의 상태 또는 위치를 제어하기에 적당한 양호한 수력유체 인젝터(700)를 단면으로 도시한다. 상기에서 일 수 있는 바와 같이, 유체 인젝터(700)는 작동되는 솔레노이드이소, 인젝터 솔레노이드(704)에 일단부 및 ECU( 도시되지 않음)에 타단부에 연결되는 전기 터미널(702)을 포함한다. 솔레노이드(704)가 통전될 때 솔레노이드는 시트(708)로 부터 떨어지게 이동하고, 유체흐름에 대하여 구멍(710)을 열기 때문에 니들밸브(706)을 이동하게 한다. 솔레노이드(704)가 단전되었을 때 바이어싱 스프링(712)은 니들밸브(706)를 닫힘 위치로 복귀하게 한다.

도 16A는 가압수력유체원으로 부터 인젝터를 통하여 밸브챔버까지의 입구유체 흐름경로를 도시한다. 그러므로, 이 도면내에 밸브는 도 4내에 밸브(18)의 기능을 실행한다. 도 16B는 밸브챔버로 부터 인젝터를 통하여 수력유체의 저장소까지의 출구유체 흐름경로를 도시한다. 그러므로 이 도면내에 밸브는 도 4 내에 밸브(20)의 기능을 실행한다.

유체 인젝터(700)는 시에맨스 오토모티브, 뉴폴트 뉴스, 브이에이(Siemens Automotive, Newport News, VA)에 의해 상업적으로 제작되는 DEKA Type Ⅱ 바닥 공급 인젝터와 유사하다. 비록 이 인젝터가 전형적으로 엔진의 연소챔버내로 가솔린의 양을 미터로 지는 주입하도록 사용된다할지라도, 수력유체의 다른 형태를 통과시키도록 밸브와 같이 작동할 수 있다.

수력유체가 엔진윤활오일일 때 시에맨스형 인젝터는 증가된 리프트 또는 스트로크(즉, 0.010 인지 (0.0025㎜) 대신에 0.016 인지(0.004㎜)) 및 흐름용량을 증가시키기 위한 큰 흐름구멍(710)(죽, 0.060φ 면적(0.015㎜)과 같이 오직 보다 작은 변형을 위해 사용될 수 있다. 바이어싱 스프링(712)은 반대위치에 최고 80psi(551 kPa)까지의 압력에 대하여 밀봉하도록 중보강스프링이 바람직하다. 니들밸브(706)는 특유의 리프트를 얻도록 3% 실리콘 철 보강물(707)을 포함하는 것이 바람직하다. 인젝터의 금속 하우징은 트위스트 스냅조립을 허용하도록 약간 변경 및 배열된다. 0-링은 작고, 밸브 본체상에 재배치된다. 또한, 엔진오일은 가솔린과 같이 부식성이 없기 때문에 시에맨스형 인젝터의 내부 부속품은 도장될 필요가 없다. 더욱이, 상업적으로 이용가능한 인젝터와 조합되는 필터는 사용되지 않는다.

입구유체 인젝터(700)는 역흐름 패턴에서 작동되는 것이 바람직하다. 즉, 유체는 인젝터가 가솔린 엔진에서 정상적으로 사용되는 것과 같이 대향하는 방향에서 인젝터(700)를 통하여 흐른다. 입구 인젝터(700)가 이 방식으로 작동될 때 밸브챔버로 부터 압력은 누출하는 인젝터(700)의 경향을 줄이기 때문에 시트(708)에 대하여 니들밸브(706)를 밀봉하게 한다. 또한, 이것은 만약 조건들이 열림상태를 보장한다면 엔진의 고온담금(hot soak)시 EETC 밸브가 열림을 유지할 수 있게 한다.

도 16C는 본 발명에 EETC 밸브들의 상태 또는 위치를 제어하기에 적당한 선택적인 형태의 수력유체 인젝터(800)를 단면하여 도시한다. 인젝터(800)는 시맨스 오토모티브, 뉴폴트 뉴스, 브이에이에 의해 상업적으로 제작되는 DEKA Type Ⅰ 톱 피드 인젝터(top feed injector)와 유사하다. 인젝터의 이 형태에 있어서, 수력유체는 전체 길이를 통하여 흐른다. 비록 도 16C는 동일한 인젝터(800)를 통과하는 양측의 유체흐름을 도시한다 할지라도 하나의 인젝터(800)만이 각각의 경로에 사용된다. 또한, 인젝터(800)는 필터없이 반대흐름패턴에서 작동되는 것이 바람직하다. 인젝터의 이 형태는 DEKA Type Ⅱ 인젝터 이상의 다수개의 장점을 갖는다.

EETC 밸브에 인젝터(800)를 사용할 때 인젝터(800)의 정부는 EETC 밸브의 상부챔버에 직접 연결되고, 공동통로에는 연결되지 않는다. 이것은 입구 및 출구 인젝터가 물리적으로 상호 인접될 필요가 없기 때문에 보다 다능의 패키기 배치를 허용한다. 그것은 EETC 밸브 내에 흐름이 막혀 잔류된 공기의 양을 감소시키고, 챔버를 충전할 때 흐름이 막힌 공기를 외부로 빼도록 잠재적으로 몰아낸다. 또한, 인젝터(800)는 인젝터(700) 보다 작고 값이 싸다. 이 형태의 인젝터의 하나의 단점은 인젝터를 통하여 매끄럽게 흐르는 오일과 같은 수력유체를 얻기가 매우 어렵다는 것이다.

도 17은 EETC 밸브의 상태 또는 위치를 제어하기 위한 ECU(90)에서 ECU까지의 연결의 블록 다이아그램 회로도를 도시한다. ECU(900)의 양호한 실시예는 적어도 하기 소스로 부터 센서출력신호를 수신한다:

1. 에어크리너(세척측면) 또는 다른 적당한 위치에 주위공기센서;

2. 엔진블록(또는 실린더 헤드의 입구)의 온도제어 유체워터재킷의 단부에 온도센서;

3. 엔진 또는 엔진오일 온도의 온도표시를 제공하기 위한 온도센서;

4. 엔진오일 라인에 입력센서;

5. EETC 밸브의 수력유체통로에 압력센서.

ECU(900)는 EETC 밸브의 유체 인젝터용 열림/닫힘 명령신호를 발생하도록 이들 센서신호의 약간 또는 모두를 활용한다. 상기에서 알 수 있는 바와 같이, 수력 유체압력은 불안정한 작동조건을 검출하도록 사용한다. 엔진오일 유체압력신호는 불안정한 작동조건을 검출하고 및/또는 오일윤활 시스템이 EETC 밸브의 적당한 작동을 허용하도록 충분히 가압될 때를 결정하도록 사용될 수 있다.

격막형 EETC 밸브를 열기 위한 전형적인 제어루틴은 종래의 왁스 펠릿 또는 바이메탈릭 코일 형 온도조절장치를 재배치하도록 배열하고, 엔진윤활오일 시스템에 연결되는 사용하는 유체 인젝터는 하기와 같다:

1. 만약 엔진이 운전개시된다면, 엔진오일이 충분히 가압되기 까지 적정시간 대기한다. 시간은 전형적으로 40psi(275.8kPa)의 최저압력에 도달하게 하는 2 내지 3초일 것이다.

2. 밸브를 열도록 입구유체 인젝터의 솔레노이드를 통전시킨다(만약 미리 닫혀져 있지 않으면 출구유체 인젝터의 밸브를 닫는다).

3. (유압 압력센서에 의해 측정되는) 챔버압력이 약 25psi(172.3kPa)에 도달할 때까지 대기한다.

4. ECU 내에 두 개의 초타이머를 작동시킨다.

5. 2초후 밸브를 닫도록 입구유체 인젝터의 솔레노이드를 작동정지시킨다.

6. 만약 유체 압력센서가 25psi 이하로 떨어지는 압력을 검출하였다면, 단계 2 내지 5를 반복한다.

만약 엔진오일이 데펴진다면, 단계 2 내지 5는 완료하는데 걸리는 총시간은 약 6초일 것이다. 만약 엔진오일이 차갑다면, 단계 2는 총시간이 길기 때문에 완료되는 시간이 길 것이다.

ECU(900)는 TCF를 안정범위를 유지하도록 다른 비상제어기능을 실행할 수 있다. 예로써, 극단적으로 뜨거운 주위공기조건에서, TCF의 온도는 EETC 밸브가 완전히 열렸을 때 조차도 안전한 범위를 초과한다. 전형적인 종래의 차량에 있어서, 과열조건은 엔진경보등 등이 장치된 계기판을 통해 운전자에게 신호를 보낼 것이다. 도 17에 도시된 노벨 시스템은 히터코어밸브를 순간적으로 열거나 및/또는 차량의 에어 컨디셔닝 시스템을 중시시킴으로써 이 조건에 응답할 수 있다. 두 번째의 이들 측정은 열 에너지출력이 감소하기 때문에 엔진에 대한 부하를 감소시킬 것이다. 만약 이들 측정이 안전범위로 TCF의 온도를 감소시키는데 실패한다면, 시스템은 엔진경보 등을 작동시킬 것이다. 라이트를 장치한 다른 계기판은 ECU가 차량의 환경제어 시스템의 비상제어를 취할 때를 표시할 수 있다.

마찬가지로, 주위 공기온도가 극단적으로 영도로 기준치 보다 극단적으로 차가울 때에는 히터코어밸브는 TCF의 온도가 조건에 맞는 최하레벨에 도달할 때까지 엔진블록으로 부터 열 에너지의 배출을 방지하도록 자동으로 작동정지되거나 또는 제한될 수 있다.

ECU(900)가 어떻게 특별한 매개변수를 기초로 하는 ETC 밸브의 상태 또는 위치를 제어하는가의 일례를 본 명세서의 도 19 내지 도 21에 기재되어 있고, 하기에 상세하게 설명될 것이다.

도 18은 통로(160)로 부터 오일팬내에 열분출기를 통과하는 TCF의 흐름경로를 개략적으로 도시한다. 통로(160)는 TCF가 다른 부품들을 데피고 가열하도록 하기 때문에 다른 엔진부품내에 배치되는 다른 통로 및 튜브에 이어질 수 있다. 예로써, 추가적인 TCF 통로는 오토매틱 트랜스미션, 브레이크 시스템의 마스터 실린더 또는 ABS 시스템, 전면유리 세척 유체 등의 저장소내에 배치된 튜브에 이어질 수 있다. TCF는 오일팬으로 흐를 때마다 이들 부품에 흐른다. 택일적으로, 하나 이상의 이들 부품으로의 흐름은 TCF가 오릴팬에 흐를 때 분할흐름 제어밸브에 의해 제어될 수 있고, 유체는 상이한 온도 매개변수에 따라 요구된 부분에 선택적으로 흐른다.

본 명세서에 기재된 EETC 밸브는 종래의 왁스 펠릿형 또는 바이메탈릭 코일형 온도조절장치를 재배치하도록 설계된다. 이들 온도조절장치는 엔진워터재킷의 출구로 라디에이터 입구통로를 연결하는 구멍내에 전형적으로 위치된다. 따라서, EETC 밸브는 그 구멍내에 조립되게 맞추어진다. 마찬가지로, EETC 밸브 하우징은 종래의 온도조절장치가 엔진내에 장치되는 것과 동일한 방식으로 구멍내에 밸브를 장치할 수 있게 하도록 홀을 포함한다. 그러므로, EETC 밸브는 배출엔진 TCF 통로내에 거꾸로 조립될 수 있다. EETC 밸브를 설치하는데 요구되는 추가적인 장치는 오직 입구 및 출구 수력유체 인젝터에 연결을 위한 수력유체라인 몇 전기 와이어이다. 이들 라인 및 와이어는 공간이 허락되면 어디든지 엔진 부속품 내측에 배치될 수 있다. 그것은 도 14A 내지 도 14F 및 도 18에 개략적으로 도시된 임의의 통로(160 및/또는 216)를 제공하도록 TCF 통로를 변경하도록 요구하여도 좋다. 마찬가지로, 만약 EETC 밸브가 흡기 매니폴드 흐름 제어밸브(300) 및/또는 실린더 헤드 밸브(400)를 제어하도록 사용된다면, 유체 출구튜브(174)는 EETC 밸브로 부터 밸브(300)까지 제공되지 않으면 안된다.

밸브 위치의 상기 기재에도 불구하고, EETC 밸브는 어디든지 밸브에서 기인되는 기능(들)을 정확히 실행하는 곳에 선택적으로 위치될 수 있다. 마찬가지로, EETC 밸브는 선택적인 위치에 상당하는 다른 크기를 갖을 수 있다.

EETC 밸브는 라디에이터로의 엔진 블록 TCF 통로를 열고 닫는 내연엔진의 어떤 형태에도 적합하다. 그러므로, 가솔린 및 디젤엔진 양측의 환경은 본 발명의 범위에 있다.

비록 EETC 밸브의 상태 또는 위치를 제어하는 수력유체가 엔진오일에 바람직하다할지라도, 내연엔진에 의해 동력을 공급받는 차량에 조합되는 가압수력유체의 어떤 형태일 수 있다. 하나의 선택적인 실시예에 있어서, 수력유체는 파워 스티어링유체이고, 여기서 가압수력유체원은 파워 스티어링 펌프의 고압력 라인이다. EETC 밸브로 부터 빠져나간 수력유체는 파워 스티어링 유체 저장소내로 흐른다. 이 실시예에 있어서, 파워 스티어링 펌프는 항상 고압을 제공하도록 변경된다. 즉, 고압은 휠이 회전하지 않고, 엔진이 꺼질 대 휠이 회전될 때까지 펌프로 부터 이어질 수 있다. 또한, 이 버전은 100psi(6894 kPa)까지 한도일 수 있는 파워 스티어링 유닛의 변화출력압에 관계없이 약 10 내지 120psi(69 kPa - 83 kPa)의 일정한 출력 압력을 달성하도록 고압라인에 종래의 압력조절밸브를 사용한다. 이 방식에 있어서, EETC 밸브는 파워 스티어링 유닛의 출력압력에 관계없이 약 120psi(827 kPa)를 초과하는 압력에 언제나 노출된다.

또한, 본 발명은 비록 양호하지 못하다할지라도 EETC 밸브를 제어하기 위한 선택적인 수단의 사용을 고려한다. 예로써, TCF 유체는 유체를 가압하는 분리펌프에 공급될 수 있다. 가압된 TCF는 격막을 작동시키기 위하여 인젝터내에 공급된다. 본 발명의 다른 실시예에 있어서, 전기-기계 서보는 밸브를 작동시킬 수 있다. 당해 기술분야의 숙련공들은 본 발명의 범위내에서 가능한 변화를 즉시 인정할 것이다.

그것은 워터재킷의 일부를 통과하는 TCF 흐름의 데드 헤딩 또는 제한은 엔진블록으로 부터 손실하는 열을 감소시킨다. 그것은 질량이 만약 부피가 크면 얼마인지 그 이상의 순환부피의 온도를 상승시킴으로 워터재킷을 통한 TCF 순환부피를 감소시킨다. 이들 양측의 효과는 엔진블록을 매우 빠르게 데펴지도록 한다. 상기에서 알 수 있는 바와 같이, 열 에너지는 유체의 흐름에 의해 엔진블록에서 엔진블록까지 최초로 전도된다. 따라서, 흐름의 데드 헤딩 또는 제한은 흐름을 차단하는 것과 같은 동일한 효과의 역 효과를 갖을 것이다. TCF 흐름의 데드 헤딩 또는 제한이 데드 헤딩되고 또는 제한된 통로내에 TCF의 일부 또는 모든 량을 효과적으로 막기 때문에 흐름이 막힌 TCF는 절연물과 같은 작용을 한다. 즉, 워터재킷내에 고온유체는 환경으로 엔진열이 신속히 방산하는 것을 방해한다. 이것은 TCF가 보다 좋은 절연물이라는 사실을 입증한다. 따라서, 이 절연기능은 열이 엔진블록으로 부터 손실되는 것을 감소시킨다.

EETC 밸브를 제작하기 위한 약간의 양호한 물질 및 작동 매개변수는 미합중국 특허 제 5,458,096 호에 기재되어 있다.

ECU(900)는 EETC 밸브 및 ECU와 연합되는 어떤 제한기/차단밸브(300 및/또는 400)의 상태를 제어하도록 특별한 정보를 갖게 프로그램될 수 있다.

도 19 및 도 20은 ECU(900)가 어떻게 TCF의 온도 및 주위공기온도를 기초로 하여 EETC 밸브의 상태를 제어하는 정보를 갖도록 프로그램되는가에 대한 일례를 도시하고 있는데 반하여 도 21은 온도의 동일한 범위내에 종래의 왁스 펠릿형 또는 바이메탈 코일형 온도조절장치의 상태를 도시한다.

도 21로 돌아가서, 종래의 왁스 펠릿형 또는 바이메탈 코일용 온도조절장치는 예비선택된 냉각제온도에서 열고 닫도록 설정하는 제조소이다. 그러므로, 이들 온도조절장치의 상태는 주위공기온도에 영향을 받지 않는다. 즉, 주위공기온도가 차갑게 되지 않으며, 온도조절장치는 냉각제 온도가 제조설정값에 도달할 때 열릴 것이다. (알콜형 부동액과 반대인) 불변형 부동액을 사용하는 냉각 시스템내에 사용하기 위해 설계된 온도조절장치는 전형적으로 약 화씨 188 내지 195도(86.7℃ 내지 90.6℃)에서 열렸을 때 구경이 측정되고, 약 화씨 210 내지 212도(98.9℃ 내지 100℃) 사이에서 완전히 열린다.

본 발명내에 EETC 밸브는 컴퓨터 제어되므로 EETC 밸브의 상태가 주위공기온도 및 TCF 온도의 폭 넓은 범위이상의 엔진온도조건을 완벽하게 활용하도록 설정될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 도 17 내의 ECU(900)는 도 19에 도시된 곡선을 갖도록 프로그램된다. 곡선은 t1=f(t2)의 치수적 수학적 기능에 의해 한정되고, 여기서, t1은 엔진블록내에 TCF의 온도이고, t2는 주위공기온도이고, t1 및 t2 직교 좌표 시스템상에서 삭감한다(즉, TCF 부속품 및 주위공기 부속품을 갖는 예정된 값의 설정에 의해 한정된다). 곡선은 곡선의 8개 측면에 대해 하나, 두 개의 영역으로 좌표 시스템을 분할한다.

작동에 있어서, ECU(900)는 EETC 밸브내의 어떤 상태를 결정하도록 주위공기온도 및 TCF 온도를 연속적으로 감시한다. 만약 이들 값의 좌표쌍이 도 19의 그래프도의 영역 1에 놓이면, EETC 밸브는 닫힌다(또는 만약 닫혀진 상태라면 닫혀진 상태를 유지한다). 마찬가지로, 만약 이들 값의 좌표쌍이 영역 2에 놓인다면, EETC 밸브는 열린다(또는 이미 알려진 상태라면 열린상태를 유지한다). 만약 좌표쌍이 정확히 곡선상에 놓인다면, ECU는 두 개의 영역중 하나를 자동으로 선택하도록 하거나 또는 좌표쌍이 곡선상에 정확히 놓이지 않도록 하기 위하여 하나 또는 양측 값을 변경하도록 프로그램된다.

택일적으로, EETC 밸브의 상태는 실제 엔진오일온도를 기초로 하여 간단하게 제어될 수 있다. 이러한 실시예에 있어서, 실제 엔진오일온도는 도 25에 도시된 바와 같이, 주위온도의 기능이 바람직한 예정된 최적엔진온도와 비교될 것이다(즉, 곡선은 주위공기온도성분 및 엔진오일온도성분을 갖는 예정된 값의 설정에 의해 한정된다). 실제 엔진오일온도가 요구된/최적의 온도보다 낮을 때 EETC 밸브는 엔진 온도를 상승시킴으로 닫힌다. 마찬가지로, 만약 실제 엔진오일온도가 요구된/최적의 온도보다 높다면, EETC 밸브는 온도를 낮추도록 TCF를 라디에이터를 통해 순환시키므로 열린다. 제어인자로써 엔진오일온도를 사용하는데 있어서 하나의 결함은 규정된 온도로 오일을 가져오는데 수반되는 지연시간이다. 추가적으로, 통상의 자동차 냉각 시스템에서는 초과되지 않는 TCF에 대한 상한 및 하한 온도한계가 있다.

도 19에 도시된 곡선은 EETC 밸브가 상기 설명된 전형적인 종래의 온도조절장치를 재배치할 때 전형적인 내연엔진내에서 제어하는 최적의 엔진온도를 제공하도록 실험적으로 결정된다. 도시된 바와 같이, 적어도 곡선의 일부는 비 제로경사를 갖는다. 그러나, 곡선은 다를 수 있고, 엔진 및 엔진 부속품의 요구된 작동매개 변수에 달려있다. 도 19의 곡선에 따라 제어되는 EETC 밸브를 사용하는 엔진은 저방사성, 좋은 연비를 갖을 것이며, 온도조절장치를 사용하는 동일한 엔진보다 차량 환경제어 시스템에 더욱 민감할 것이다. 이들 개량점들은 자주 주위온도범위에서 발생할 것이다.

EETC 시스템의 약간의 장점을 예시하기 위하여 주위공기온도가 화씨 영 도(-17.8℃)일 때 최초로 운전개시하는 차량을 고려하였다. 냉각제 또는 TCF 온도가 약 화씨 188도(86.7℃)에 도달할 때까지 도 21의 종래의 시스템 및 도 19의 EETC 시스템은 냉각제 또는 TCF가 라디에이터를 통하여 흐르는 것을 방지할 것이다. 그러나 냉각제 온도는 약 화씨 188도(86.7℃)를 초과할 때, 종래의 시스템은 온도조절장치를 열고, 냉각제 온도를 낮춤으로써 라디에이터를 통하여 약간 또는 실질적으로 모든 냉각제를 흐르도록 할 것이다. 이것은 히터코어를 통하여 흐르는 냉각제가 라디에이터를 흐르지 않는 것보다 차가운 것이므로 차량내부 및 창문으로 전하도록 차량의 히터/제상장치의 성능을 감소시킨다. 더구나, 이것은 엔진블록으로 부터 귀중한 열 에너지를 불필요하게 제거한다.

주위온도가 화씨 영도(-17.8℃)일 때 전형적인 내연엔진은 주위공기가 중대한 열 강하가 있으므로 워터재킷을 통하여 흐르는 냉각제에 의해 자주 냉각될 필요가 없다. 더구나, 주위공기온도가 약 화씨 영도(-17.8℃)일 때 엔진연소에 의해 방사되는 열은 안전 및 최적의 작동을 위해 요구되는 레벨 이상으로 오일온도 또는 엔진블록을 종종 상승시키지 않는다. 실제로, 서브-영 주위공기온도에 있어서, 내연엔진의 엔진블록이상적인 작동온도보다 낮은 화씨 150도(65.6℃)이하의 평균 온도를 갖을 것이다. 따라서, 방사를 증가시키고 연비를 나쁘게 하는 높은 오일점성 및 슬러지 생성은 작동하는 엔진이 서브-제로 주위공기온도에서 종래의 온도조절장치 제어냉각 시스템을 갖을 때 사실상 피할 수 없다.

동일한 차량은 EETC 밸브 시스템을 갖는 동일한 주위온도환경에서 작동하는 것을 고려한다. 도 19에 도시된 바와 같이, EETC 밸브는 TCF가 약 화씨 260도(126.7℃)를 초과할 때까지 닫힘상태를 유지할 것이고, 조건은 엔진이 매우 강하고 및/또는 빠르게 구동되지 않으면 발생하지 않을 것이다. 결과적으로, 엔진워터재킷을 통하여 흐르는 TCF는 엔진블록 및 엔진윤활오일로 부터 귀중한 열 에너지가 불필요하게 제거시킬 것이다. 더구나, 히터코어를 통하여 흐르는 TCF는 보다 빠르게 뜨거워질 것이며, 개선된 제상 및 차량 내부 가열성능에 결과 때문에 도 21 각본에서의 냉각제보다 더 뜨겁게 유지될 것이다.

도 19의 곡선을 사용하는 제어 시스템에 있어서, EETC 밸브는 본 발명내에 기재된 밸브중 어떤 것일 것이다. 만약 EETC 밸브가 하나이상의 제한기/차단흐름제어 밸브(300 또는 400)를 갖는 결합으로 사용된다면, 곡선은 최적의 온도제어조건을 얻도록 약간 변경될 수 있다. 특히, 도 19에서 약 화씨 58도 내지 80도(약 114.4℃ 내지 26.7℃) 사이의 곡선의 일부는 도 20에서 도시된 바와 같이 약 화씨 60℃ 내지 영도(약 15.6℃ 내지 -17.8℃) 사이의 곡선의 일부와 같이 동일한 경사면을 갖을 수 있다.

EETC 밸브가 추가적인 흐름제어밸브를 갖는 주문으로 사용될 때 방사 레벨은 낮을 것이고, 연비는 좋을 것이며, 차량 환경제어 시스템은 EETC 밸브만을 사용하는 시스템보다 민감할 것이다. 만약 EETC 밸브(100)가 시스템에 사용된다면, 고온의 TCF는 주위공기온도가 화씨 영도(-17.8℃)일 때 사실상 모든 시간에 오일 팬을 통하여 흐를 것이다. 이것은 오일 점도를 향상시키고, 엔진 슬러지 생성을 감소시킬 것이다.

EETC 밸브가 흡기 매니폴드 흐름제어 밸브(300)를 갖는 주문으로 사용될 때 엔진 성능 향상은 도 14A 내지 도 14C의 시스템에 관하여 상기된 바와 같이 흡기 매니폴드의 과도한 가열을 방지한 결과로써 높은 온도환경에서 일어날 것이다.

실린더 헤드 및 실린더 블록 또는 어느 한쪽에 결합된 유동제어밸브와 함께 적용된 EETC 밸브일 때, 도 14A 내지 14C에 관하여 상기에서 검토된 것으로, 엔진온도의 아주 정밀한 변경을 이룰 수 있다. 예를 들면, 적합한 온도가 매우 낮고 EETC 밸브가 닫혀 있을 때에 하나 또는 그 이상의 유동밸브는 엔진블록의 어떤 단부를 통해 통상시에 유동되는 TCF가 제한적이고 죽은 듯한 헤드 또는 어느 한쪽과 같이 닫혀진다. 오히려, TCF는 마치 실린더에 가장 근접된 실린더 헤드 재킷의 영역과 같이 엔진블록의 가장 뜨거운 부분만을 통해 유동되는 것이 허용된다. 이러한 업적은 최소한 두 개의 결과를 요구한다. 첫번째로, 엔진 워터재킷의 제한된 부분을 통한 TCF 유동은 엔진블록 및 엔진 윤활유로 부터 쓸모 있는 열에너지를 불필요하게 제거시키지는 않을 것이다. 두 번째로, 워터재킷이 퇴출하는 TCF의 제한적인 양은 만약 엔진블록의 모든 부분을 통해 유동된 TCF 보다 더욱 뜨거워 질 것이다. 그러면, 히터코어을 통한 TCF 유동은 보다 빠르게 뜨거워지게 될 것이고, 그것에 의해 개선된 냉각과 차량내부 가열용량의 결과로, 만일 엔진블록의 모든 부분을 통한 유동된 TCF 보다 더욱 뜨거워 질 것이다.

도 22A에 나타난 밸브 상태 그래프는 도 20의 곡선과 유사한 곡선이 적용되지만 EETC 밸브와 두 제한기/차단밸브의 상태를 제어하는 밸브상태가 적용된다. 영역 1에서, EETC 밸브는 닫혀지고 제한기/차단밸브는 제한/장애상태에 있다. 영역 2에서, EETC 밸브는 개방되고 제한기/차단밸브는 비제한/비장애상태에 있다.

도 23의 그래프는 밸브의 상태가 도 22A의 개략도에 따라 제어된 때에 EETC 밸브와 두 제한기/차단밸브에 갖춰진 GM 3800 횡엔진의 엔진블록에 측정된 온도제어 유동의 실제 온도의 점선곡선을 나타낸다.

제한기/차단밸브는 실린더 라이너(Liner)의 주위를 통과하는 외부 TCF 유동내에 V자형 엔진블록의 옆과, 그것들에 완전히 제한된 상태로 약 50%에 의해 엔진블록을 통한 유동을 다 함께 제한하는 것중 어느 하나에 위치된다. 도 23은 또한 종래의 왁스 펠릿타입 또는 바이메탈 코일타입 서모스탯이 적용되고 도 21의 개략도의 종래기술에 따라 결정된 상태일 때에 엔진블록내에 측정된 엔진냉각의 실제온도의 밑줄친 곡선을 보여준다.

종래의 서모스탯은 약 108에서 약 190℉(약 82.2에서 87.8℃) 범위내에 일정한 냉각온도를 유지하려는 조작이 시도된다. 그러나, 대기온도가 아주 뜨거울 때(예를 들어, 100℉(37.8℃)), 냉각온도는 비록 서모스탯이 완전히 개방되고 엔진이 연속적인 고부하 조건하에서 기동중이라도 요구되는 범위를 초과할 것이다. 이것은 냉각수가 라디에이터의 용량에 의존하여 냉각되는 차량의 냉각 시스템의 능력이기 때문이다. 이것은 매번 200℉(93.3℃) 이하로 온도를 유지하기 위해 너무 큰 라디에이터를 설치하기에는 항상 비실용적이고 너무 고가이다. 이렇게, 유동 제어밸브의 무관한 타입이 차량의 엔진에 적용되고, 냉각수 온도는 조건이야 어떻든 뜨거운 최적의 범위를 초과할 것이다.

영하의 온도에 같이 아주 차가운 주위온도에서, 종래의 시스템의 냉각수 온도는 요구되는 범위이하가 될 것이고 증가하는 대기온도에 계속 감소할 것이다. 이것은 연료경제성에 현저한 감소와 상술한 모든 이유를 위한 배출되는 배기의 현저한 증가를 야기할 것이다, 슬러지형성은 또한 현저한 문제가 될 것이다.

이 시스템은 EETC 밸브에 적용되고 제한기/차단밸브는 보다 큰 주위온도범위를 통해서 최적의 범위에 더욱 가깝게 TCF 온도를 유지하기 때문에 TCF 온도곡선이 개선된 것을 보여준다. 대기온도가 매우 뜨겁고(예를 들어, 100℉(37.8℃) 라디에이터를 통해 완전 유동이 시작되었을 때, TCF온도는 주로 EETC밸브를 통해 허용된 보다 큰 유동의 결과로, 종래 왁스 펠릿타입 서모스탯에 비교로, 종래 시스템의 냉각온도보다 덜 작게될 것이다. 그러나, 본 발명의 시스템의 냉각능력은 여전히 라디에이터의 고정된 능력에 의해 제한될 것이다.

특히 영하의 온도로 차가운 대기온도에서, 본 발명의 시스템은 종래 시스템의 냉각수온도보다 현저하게 높은 값으로 TCF온도를 유지한다. 이것은 제한기/차단밸브가 엔진블록을 통해 유동의 부분을 제한하거나 차단하는 상태에 놓여 있었던적이 있기 때문이다. 이 유동제한은 엔진블록으로부터 가열 에너지손실을 감소시키고, 그것에 의해 더 큰 온도에 도달하는 유동되는 TCF의 제한된 양을 허용하는 것이다. 이 엔진블록 가열 에너지손실을 최소한 두가지 방법으로 감소된다. 첫째로, 가열에너지보다 아주 적은 위터재킷을 통한 TCF의 더 적은 덩어리는 대기에 손실된 TCF에 천이된다. 둘째로, 제한되고 방취된 또는 어느 한쪽의 TCF는 엔진블록의 부분주위에 절연체로 작용한다. 유동되는 TCF의 제한된 양으로부터 종래 냉각수보다 큰 온도이고, TCF는 차량내부 히터와 디프로스터의 작동 능력을 개선한다. 더욱이, 엔진이 더 뜨거운 온도에서 조작된 이래에, 엔진외부로 배기방출은 더 적고, 연료 경제성은 종래 시스템보다 더 크다. 또한, 슬러지는 엔진내에 덜 형성되는 것과 같다.

도 22A에 나타낸 곡선에 따른 EETC밸브와 제한기/차단밸브의 상태를 제어하는 대신에, 도 22B에 나타난 것으로, EETC밸브와 제한기/차단밸브는 분리된 곡선에 따라 제어되어 질 수 있다. 분리된 곡선의 적용에 의해, TCF의 유동은 도 23에 더욱 최적의 실제 TCF온도를 달성하는데 더욱 정밀하게 맞추어질 수 있다. 아주 높은 대기온도에서, EETC밸브는 일반적으로 완전히 개방될 것이고, 제한기/차단밸브는 일반적으로 완전히 비제한/비장애가 될 것이다. 아주 낮은 대기온도에서, EETC밸브는 일반적으로 완전히 닫힐 것이고, 제한기/차단밸브는 일반적으로 완전히 제한/장애가 될 것이다. 그러나, EETC밸브가 닫혀진 후라도, 중간 온도범위에서 제한기/차단밸브의 하나 또는 둘 다를 개방상태로 유지하는 이상적인 엔진 조작조건을 위하여 더욱 요구될 것이다. 도 22B에 나타난 영역 3은 이중상태를 이룩하고 있다. 본 발명의 하나의 구체성에 있어서, 약 15℉(8.3℃)의 TCF온도 차이가 적용되었다.

도 22B에 나타난 곡선이 적용되는 시스템은 주어진 대기온도에서 EETC밸브 개방이 라디에이터로 유동되기 전에 짧게 TCF통로를 개방 또는 비장애시키는 제한기/차단밸브를 허용할 것이다. 이 시스템의 장점중 하나는 EETC밸브를 개방시킨 때에 결정되는 시스템의 종합적인 정밀도를 개선하는 것에 의해, EETC밸브가 개방되기 전에 개방된 제한기/차단밸브에 의해 더욱 균질화되게 될 엔진블록의 워터재킷을 통해서 순환되는 TCF의 온도이다. 이것은 전체 TCF 덩어리가 TCF유동이 라디에이터에 유입되기 전에 요구되는 프로그램된 온도(EETC밸브 곡선에 의해 결정된)로 가열될 것이다. 시간지연은 개방과 닫힘위치사이의 진동으로부터 EETC 및 제한기밸브 또는 어느 한쪽을 방지하여 협력될 수 있다. 번갈아서 부가적인 곡선은 다음에 설명되는 것으로 이용될 수 있다.

제한기/차단밸브가 그들내에서 제한되거나 장애가 되는 위치에 있을 때, 엔진블록의 다른 위치에 TCF온도는 현저하게 변화할 수 있다. 예를 들면, 만약 외부 워터재킷 통로내에 유체는 수두가 정체되고, 이는 내부 워터재킷 통로내에 유체보다 더 차거워질 것이다. 제 1차단밸브가 개방되었을 때, 뜨겁고 차거운 유체는 즉시 혼합되고, 그것에 의해 워터재킷의 다른 부분에 TCF의 온도에 변화가 감소된다. 따라서, TCF가 계속 가열됨으로써, EETC밸브를 개방시킨 때에 결정되는 측정된 TCF온도가 더 정확해질 것이다. GM3800 V-6엔진과 같은 몇몇 엔진은, 엔진블록과 실린더 헤드 사이에 워터재킷을 연결시키는 개방의 무작위 패턴을 이용한다. 따라서, 제한기/차단 유동체에 밸브는 보다 빠른 워엄업을 위한 블록내에 TCF의 덩어리를 유지하기 위해서 블록과 실린더 헤드사이의 연속적인 유동통로를 제한하고 방해하기 위해 정확히 위치되어야 될 것이다. 다음으로 엔진 워터재킷 자체적으로 부가적인 효율을 제공하는 EETC밸브를 작동시키도록 설계될 수 있다. 그런 구체성의 예는 도 44A 및 도 44B에 나타나 있고, 일반적으로 (1400)으로 표시되고, 각각 (1402) 및 (1404)의 두 개별적인 워터재킷 유동통로를 엔진배부로 합체된다. 워터재킷은 명확하게 연합된 엔진요소들에 개략적으로 외부에 나타내고 있다. 그러나, 되도록, 워터재킷은 엔진요소들로 집적된 것으로 이해해야 될 것이다. 한 유동통로(1402)는 실린더헤드(1410)와 흡기 매니폴드(1412)내로 엔진블록을 통해 워터펌프(1406)로 부터 일반 워터재킷 통로일 것이다. 두 번째 워터재킷(1401)은 엔진블록을 우회하는 실린더헤드(1410), 흡기 매니폴드(1412), 히터/디프로스터(도시하지 않음) 및 엔진오일팬(1414)에 직접적으로 워터펌프로부터 유동될 것이다. 상기에 기술한 것으로, 번갈아 EETC밸브 또는 로터리밸브(1416)는 엔진의 작동적인 상태에 의존하여 두 워터재킷 사이에 TCF를 가로질려 합체될 것이다. 도 44A는 엔진 워엄업동안에 새로운 시스템을 나타낸 것이다. EETC밸브(100)은 라디에이터에 TCF유동을 억제하는 닫힌 위치에 있다. 그러므로 사실상 모든 TCF는 오일에 의해 열 교환되는 흡기 매니폴드와 오일팬(1414)에 향해진다. TCF는 두 번째 제어밸브(1416)에 워터펌프(1406)를 통해서 향해진 때이다. 워엄업중에 제어밸브(1416)는 되도록 모든 TCF가 실린더헤드 및 흡기 매니폴드내로 우회 워터재킷(1404)을 따라 향하게 되는 상태이다. 워터재킷은 효과적으로 엔진블록내에 있는 TCF의 덩어리를 끌어들이는 것에 의해 억제된다. 실린더 헤드내로 우회 워터재킷(1404)을 통과하는 TCF유동은 실린더 헤드의 열에 방출되는 조금의 덩어리가 있는 것으로부터 온도에서 빠르게 증가할 것이다. 그 사이에 엔진블록에 끌어들여진 TCF는 절연체로 불필요한 열손실을 방지하며, 결국에는 저 배기방출을 초래하고, 더 나은 연료경제성과 더 빠른 히터/프로스터 능률로 작용할 것이다. 제한기밸브는 실린더헤드(1410) 및 흡기 매니폴드(1412)(도 14E 및 도 14F와 유사한)사이에 합체될 것이다. 이 밸브들은 상기와 같이, 연료의 연소상에 역효과를 갖는 미리 결정된 온도에 도달하는 TCF일 때 그것을 통해서 TCF유동을 방지하거나 감소시키는 동작을 하게 될 것이다. 족, 되도록이면, EETC밸브(100)는 오일팬 뿐만아니라 흡기 매니폴드내로 TCF유동을 제어한다.

제한기밸브(도시되지 않음)는 또한 워엄업하는 동안에 둘사이에 TCF유동을 막는 엔진블록(1408) 및 실린더헤드(1410)사이에 합체될 것이다. 그러나, 우회 워터재킷(1404)을 통해 TCF의 연속적인 유동은 엔진블록(1408)으로부터 실린더 헤드까지 TCF의 통과를 차단할 것이다. 따라서, 워터재킷의 디자인에 의존하는 제한기밸브는 필요치 않을 것이다.

엔진 냉각수온도를 제어하는 것에 의해 오로지 내부 엔진온도를 제어하는 종래기술은 본 발명에서 서술한 배경의 마지막부분이 있는 그대로이고 정확하지는 않다. 본 발명의 배경은 또한 이 기술이 냉각수온도가 미리 설정된 레벨에 유지될 때까지 종종 엔진의 과열이나 과쟁을 어떻게 일으키는 지를 서술하고 있다. 본 발명은 도 19~23에 나타낸 것으로, 엔진 과열 및 과냉의 양을 현저하게 감소시키고 있다.

내부 엔진의 온도를 훨씬 더 정확하게 제어하기 위하여, 도 19-23에 설명된 본 발명은 EETC밸브 및 스로틀/차단 밸브의 상태를 제어하기 위한 둘 또는 그 이상의 서로 다른 곡선들을 이요할 수 있도록 변형될 수 있다. 실제 엔진오일 온도를 미리 설정된 엔진오일 온도값과 비교함으로써 적절한 곡선이 선택된다. 본 발명의 바람직한 일실시예에 의하면, 미리 설정된 값은 최적 내부엔진 성능과 관련된 온도(예를들면, 연료의 효율을 최대화시키며 엔진으로부터 나오는 배기가스의 양을 최소화시키는 온도)이다. 본 발명의 일실시예에 의하면, 이러한 값은 정해질 수 있다. 그러나, 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 이러한 값은 현재의 대기온도에 관련된다.

EETC밸브와 스로틀/차단 밸브의 상태는 각각의 밸브를 제어하기 위해 단지하나의 곡선만이 사용될 때보다도 오히려 실제 내부엔진 온도(엔진오일 온도에 의해 측정된 바와 같이)에 좀 더 응답적이기 때문에 서로 다른 곡선들 사이에서 선택하는 것이 엔진온도 제어 시스템의 성능을 좀 더 향상시킨다.

도 24는 3개의 EETC 밸브곡선, 즉 실선 일반 곡선, 점선 고부하 곡선, 및 대각선 최고 부하 곡선을 나타낸다는 점을 제외하고는 도 20과 일반적으로 유사하다. 일반곡선은 도 20에 도시된 곡선과 일반적으로 유사하다. 그러나, 도 24의 곡선들은 GM 3800 트랜스버스 엔진에 대한 실제적인 데이터에 기초한 것이다. 따라서, 도 24의 일반곡선은 도 20에 도시된 곡선과 약간 차이가 있으며, 이는 그러한 엔진에 대해 반드시 최적화되는 것은 아니다. 다수곡선 실시예의 설명의 편의를 위하여, 밸브의 상태와 영역들은 다수곡선 도면에 표시되어 있지 않다. 실제 엔진오일의 온도가 미리 설정된 엔진오일 온도와 같거나 이보다 떨어질때마다 EETC 밸브의 상태는 일반곡선에 따라 제어된다. 실제 엔진오일 온도가 미리 설정된 엔진오일 온도를 초과할때마다 EETC 밸브의 상태는 고부하 곡선에 따라 제어된다. 일반곡선과 고부하 곡선 사이에서의 빈번한 이동률이 존재할때마다 EETC 밸브의 상태는 최고 부하 곡선에 따라 제어된다. 그러한 빈번한 이동은 이후 상세히 설명하겠지만, EETC 밸브가 원하는 엔진오일 온도를 유지하기 위하여 너무나 자주 차단된다는 것을 가리킨다.

차량이 저부하 조건하에서 주행될때는 일반곡선이 통상 이용될 것이다. 이것은 그 시간의 약 80%를 발생시킬 것이다. 그 나머지 시간동안은 고부하 곡선이 통상 이용될 것이다. 차량이 고속으로 주행될 때, 차량이 완전 부하상태에 있거나 트레일러를 끌 때, 고온의 대기온도에서 산을 오르는 동안 고부하 조건들이 일어날 수 있다.

고부하 곡선은 약 50℉(27.8℃)만큼 일반곡선으로부터 아래로 이동된다는 점을 제외하고는 일반곡선과 같은 전체적인 일반형상을 가질 수 있다. 유사하게는, 최고 부하 곡선은 약 20℉(11.1℃)만큼 고부하 곡선으로부터 아래로 이동된다는 점을 제외하고는 고부하 곡선과 같은 전체적인 일반형상을 가질 수 있다.

미리 설정된 엔진오일 온도는 엔진의 바람직한 작동온도에 관계된 값이다. 각각의 엔진은 성능(즉, 마력 출력)을 최대화시키고 연료의 효율을 최대화 시키며 엔진 배기량을 최소화시키기 위한 최적 작동온도를 가진다. 비록 연료 효율의 최대화를 위한 최적온도가 배기량의 최소화를 위한 최적온도와 유사해지는 경향이 있음에도, 최적 작동온도는 이러한 파라미터 각각에 대해 달라질 수 있다. 여기에 기술된 예들은 엔진의 성능에 초점을 맞춘 것이 아니라 주로 연료의 효율과 배기량에 초점을 맞춘 것이다. 따라서, 여기에 기술된 미리 설정된 값은 연료효율과 엔진 배기량에 의해 정의된 바와 같이 내부 엔진의 성능을 최적화시키는 값이다. 그러나, 저온에서, EETC 밸브와 스로틀 밸브를 구비한 시스템은 또한 증가된 엔진 마력을 발생시켜야 한다.

본 발명의 일실시예에 의하면, 이 값은 정해진다. 즉, 단 하나의 최적 엔진오일 온도가 선택되어 가장 빈번하게 직면하는 대기온도에 대해 가장 큰 연료효율과 가장 낮은 배기량에 기인한다. 이러한 구체예에 있어서, 실제 엔진오일 온도(오일 팬에서 측정)는 미리 설정된 최적치와 비교된다. 비교의 결과는 상술한 바와 같이 적절한 곡선을 선택하는데 사용된다.

본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 미리 설정된 값은 정해지지 않는다. 대신에, 현재의 대기온도에 의존한다. 발명의 배경부분에서는 대기온도가 내려감에 따라 내부 엔진부품들이 좀 더 급격하게 대기중으로 열을 잃어버린다는 내용이 설명되어 있다. 또한, 유도 공기로부터 내부 엔진부품들에 미치는 증가된 냉각효과가 있다. 이러한 효과들을 극복하고 이에 따라 내부 엔진부품들을 최적 작동온도로 유지하기 위해서는, 엔진오일은 온도의 대기온도에서 보다 저온의 대기온도에서 좀더 뜨거워야 한다. 최적 엔진오일 온도는 실제 데이터와 공지된 엔진 사양에 기초한 대기온도에 따라 구성될 수 있다. 비교를 위한 용도로 사용하기 위한 미리 설정된 최적치를 결정하기 위하여, 현재의 대기온도가 측정되며 최적의 엔진오일 온도가 플롯에 지적된 값에 기초하여 선택된다.

도 25는 GM 3800 트랜스버스 엔진에 대하여 상기와 같이 실제로 결정된 하나의 플롯을 나타낸다. 플롯에 따르면, 최적 엔진오일 온도는 대기온도가 낮아짐에 따라 올라간다. 도 25의 플롯은 차량이 고 또는 저 고도에서 작동될 때 상방 또는 하방으로 이동될 수 있다. 고/저 고도 조건에서 각 엔진의 실제적인 시험은 플롯이 상방으로 이동될 것인지 하방으로 이동될 것인지를 결정하는데 필요하다. 물론, 만약 특정의 파라미터(예를 들면, 연료의 효율, 엔진 배기량, 엔진 성능)가 좀 더 중요하다면 플롯은 약간 달라질 것이다. 따라서, 전형적인 엔진 작동동안 도 25에 도시된 곡선을 변화시키는 것이 가능하다. 예를 들면, ECU는 크고 급격한 가속 증가, 고속도로로 들어갈 때 가스페달의 현저한 하강이 명령되었다는 것을 가리키는 신호를 받을 수 있다. 따라서, 그러한 곡선을 좀 더 높은 성능을 연료 효율에 영향을 덜 미치도록 하는 곡선으로 변경 또는 변화될 수 있다. 당업자라면 누구든지 본 발명의 범주내에서 실행될 수 있는 시스템에 대한 변화들을 용이하게 인식할 수 있을 것이다.

본 발명의 배경부에서 언급한 바와 같이, 엔진의 냉각제 온도는 엔진의 스타트-업 또는 워밍-업 기간동안 내부 엔진온도보다 좀 더 급격하게 올라간다. 종래의 서모스탯은 냉각제 온도에 의해 가동되기 때문에, 그 서모스탯은 종종 내부 엔진온도가 이의 최적치에 도달되기 전에 오픈되며, 이에 의해 워터재킷 내의 냉각제가 엔진을 너무 빨리 냉각시키는 결과를 초래한다. 상술한 바와 같이, 저온상태에서 운행되는 엔진에서 나온 배기는 대기오염의 주원인이다. 예를 들면, 추운 계절동안 도시의 대기에서 작동되는 운송트럭이나 택시는 통상 저속으로 단거리를 운행하며 빈번하게 정지된다. 따라서, 엔진은 슬러지의 형성에 기인하는 크랭크케이스의 밖으로 물과 증기를 운반하기에 충분한 고온을 거의 얻지 못한다. 오일내에 슬러지가 형성되는 것을 방지하기 위해서는, 엔진오일을 상승된 온도로 유지하는 것이 바람직하다. 그러나, 종래의 서모스탯은 스타트-업 기간동안 슬러지를 방지하기 위해 바람직한 온도보다 현저히 낮은 엔진오일 온도에 해당하는 약 195℉(90.6℃)에서 오픈되도록 설정된다. 더구나, 서모스탯을 오픈시켜 저온의 냉각제를 엔진 블록내로 흐르도록 하면 오일의 가열이 느려진다. 이것은 최적의 엔진오일 온도값을 얻는데 있어서 지연효과에 기인한다.

엔진의 스타트-업 기간동안 특수한 곡선과 신규한 EETC 밸브를 이용함으로써, 최적의 엔진오일 온도값은 종래의 서모스탯 시스템을 이용한 것보다 빨리 도달된다. 결정적으로, 엔진오일은 엔진의 작동중 좀 더 오랜 기간동안 이의 최적 온도값이나 그 근방에서 작동된다. 더구나, 좀 더 오랜 엔진작동 기간동안 엔진 오일을 좀 더 높은 온도에서 유지하게 되면 크랭크케이스와 오일 팬내에 슬러지가 형성되는 것이 거의 완전히 방지된다. 엔진오일을 좀 더 빨리 가열하게 되면 워밍업 기간동안과 저온의 대기에서 개선된 엔진 배기특성을 제공하며 이에 의해 현저한 대기상의 잇점들을 제공한다. 이러한 잇점에 부가적으로, 엔진을 좀 더 빨리 가열시키게 되면 차량의 히터/제상기 응답성과 효율이 현저히 향상된다. 최적온도에서 또는 그 근방에서 작동되는 엔진은 또한 저온상태하에서 운행되는 엔진과 비교해볼 때 좀 더 나은 연료효율을 가질 것이다. 따라서, 작동곡선과 조합하여 EETC 밸브와 스로틀 밸브는 엔진의 성능을 제어하기 위한 최적의 시스템을 제공한다. 엔진에 구동될때마다, TCF 온도가 이의 최대 작동수준(예를 들면, 240 내지 250℉(115.6 내지 121.1℃) 범위)에 도달되고 엔진오일, 바람직하기로는 오일 팬에서 측정된 엔진오일이 이의 최적 작동온도에 도달하여 유지될때까지 그러한 온도수준으로 유지될때까지 라지에타를 통한 열의 손실은 전혀 없을 것이다.

도 26은 두 개의 EETC 밸브 곡선인, 도 24에 도시된 것과 유사한 일반곡선과 스타트-업/워밍-업 곡선을 도시하고 있다. 스타트-업/워밍-업 곡선은 약 110℉ 내지 약 20℉(약 43.3℃ 내지 약 -6.7℃) 의 범프-업영역을 가진다는 점을 제외하고는 일반곡선과 통상 유사하다. 범프-업 영역은 대기온도가 약 85℉(29.4℃)일 때 약 100℉(36.1℃)의 최대 범프-업을 가진다. 범프-업은 대기온도가 약 20℉(-6.7℃)에 도달할 때 좀 더 작아진다. 최대 범프-업은 종래의 서모스탯에 비해 약 50℉(27.8℃)이다.

엔진의 스타트-업이나 워밍-업 기간동안, 엔진오일은 거의 헝상 최적온도보다 차게 유지될 것이다. 따라서, 대부분의 경우, 스타트-업/워밍-업 곡선은 초기의 차량 작동기간 동안 이용될 것이다. 도 25에 의해 측정된 바와 같이 일단 엔진오일이 이의 최적온도에 도달하게 되면, 그 시스템은 일반곡선으로 변경된다. 드물게는, 초기 엔진오일 온도는 엔진의 스타트-업 기간동안 최적온도나 이보다 높게 유지될 것이다. 이것은 만약 엔진이 수초동안만 차단되거나 또는 엔진의 고부하의 기간 직후 출발되면 일어날 수 있다. 이러한 경우에 있어서, EETC 밸브는 스타트-업/워밍-업 곡선 대신에 일반곡선에 따라 작동된다.

도 24와 도 26에 도시된 본 발명은 바람직하기로는 동일한 시스템에서 이용된다. 따라서, EETC 밸브는 차량의 작동 기간동안 적어도 3개의 곡선, 즉 스타트-업/워밍업 기간동안 하나의 곡선, 스타트-업/워밍업후 일반적인 공정동안 하나의 곡선, 및 워밍업/스타트업후 고부하 조건동안 하나의 곡선을 실제적으로 따른다. 만약 필요하다면, 최고 부하 조건동안의 4번째 곡선이 포함될 수 있다.

비록 도 24와 도 26이 EETC 밸브의 작동에 대해 설명하고 있음에도, 스로틀 밸브/차단 밸브가 유사한 방식으로 또한 제어될 수 있다. 바람직하기로는, 스로틀 밸브/차단 밸브는 도 22B에 도시된 바와 같이 그들 자신의 곡선을 따른다. 이러한 곡선들은 EETC 밸브 곡선의 버전 아래로 이동된다. 만약 이러한 도면이 도 24에 도시되었더라면, 총 4개의 곡선이 존재하게 될 것이다. 연장 곡선은 스로틀 밸브/차단 밸브에 대한 일반 곡선을 나타낸다. 고부하 조건하에서 스로틀 밸브/차단 밸브들은 완전히 물러나야 하기 때문에 스로틀 밸브/차단 밸브에 대한 고부하 조건은 존재하지 않을 것이다. 도 26은 총 4개의 곡선(종래의 곡선은 제외)을 나타낸다. 그 도면에서 두개의 연장곡선들은 스로틀 밸브/차단 밸브에 대한 일반곡선과 스타트-업/워밍-업 곡선을 나타낸다. 편의상, 이 도면은 단지 도시만 했을뿐 설명은 생략한다.

도 27은 도 24 및 도 26의 스타트-업/워밍-업 곡선, 일반곡선 및 고부하 곡선을 이용한 시스템의 플로우챠트이다. 플로우챠트에서 단계들은 상기에서 완전히 설명되어 있다.

도 28은 EETC 밸브의 위치 또는 상태를 제어하기 위한 ECU(900) 여기저기에 대한 연결부들의 블록 회로도를 나타낸다. 도 28은 ECU(900)가 도 27의 플로우챠트를 따라 받어들여진 센서 출력신호들을 처리한다는 점을 제외하고는 도 17과 통상 유사하다. ECU(900)는 차량이 높은 고도에서 작동될 때 도 25의 플롯을 상방 또는 하방으로 이동시키기 위한 고도 신호를 또한 받아들일 수 있다. 도 28은 수압 신호와 엔진오일 유압 신호를 나타내지는 않는다. 그러나, 이러한 것들은 도 28의 완전작동 실시예에 선택적으로 포함될 수 있다.

도 28의 ECU(900)는 바람직하기로는 최소한 다음의 소스들로부터 센서 출력 신호들을 받아들인다:

1. 에어 클리너(세척되는 쪽) 또는 다른 적절한 위치에 설치된 대기 센서;

2. 엔진 블록의 온도제어 유체 워터재킷의 단부 또는 다른 적절한 위치에 설치된 온도 센서;

3. 엔진오일 팬 또는 엔진블록의 온도 표시부 또는 엔진오일 온도에 설치된 오일 온도센서;

4. 고도 센서; 및

5. 선택적 고 엔진 부하 센서.

ECU(900)는 일부 또는 모든 센서 신호들을 이용하여 EETC 밸브의 유체 인젝터에 대한 개폐 명령신호들을 발생시킨다. 비록 도 27과 도 28의 스로틀 밸브/차단 밸브의 작동을 설명하고 있지는 않음에도, 이러한 밸브들은 EETC 밸브와 같은 원리에 따라 또한 동작될 것이다.

상술한 다수곡선을 이용한 시스템의 부가적인 잇점은 오일 교환시간이 증가될 수 있다는 것이다. 내부 엔진온도가 현저하 백분율의 운행시간동안 이의 최적치로 유지되지 않을 때 빈번한 오일교환이 필요하게 된다. 다수곡선 시스템은 이러한 백분율을 감소시키며, 이에 의해 오일의 수명이 연장된다.

도 29는 다수 곡선에 따른 엔진의 작동 잇점을 입체적으로 나타내고 있다. 도 29는 선택적 대기온도에서 최적의 엔진오일 온도의 실선 플롯을 나타내고 있다. 이것은 도 25에 도시된 플롯과 동일하다. 도 29는 또한 EETC 밸브의 상태가 도 24와 도 26에 도시된 곡선들에 따라 제어될 때 EETC 밸브가 장착된 GM 3800 트랜스버스 엔진의 오일 팬에서 측정된 엔진 윤활유의 실제 온도의 데쉬선 플롯을 또한 나타낸다(도 29의 플롯을 만든 시스템에서 최고 부하곡선은 전혀 사용되지 않는다). 비교를 위하여, 도 29는 라지에타로의 냉각제 흐름이 약 195℉(90.6℃)에서 오픈되도록 설계된 종래의 서모스탯에 의해 제어될 때 엔진 윤활유의 실제 온도의 데쉬선/점선 플롯을 또한 나타낸다.

대기온도가 약 60℉(15.6℃)보다 낮을 때, EETC 밸브 시스템은 종래의 서모스탯보다 성능이 현저히 우수하다. 즉, EETC 밸브 시스템은 최적치에 가까운 실제 엔진오일 온도를 유지한다. 대기온도가 약 70℉(21.1℃)보다 높을 때, 라디에이터의 용량은 냉각 시스템의 성능을 제한하여 엔진오일의 온도를 이의 최적치로 유지시킨다. 따라서, 어떠한 종류의 흐름제어 밸브가 사용된다 하더라도, 엔진오일은 원하는 것보다 고온으로 흐른다. 그러나, 도 29에 도시된 바와 같이 본 발명을 구성하는 엔진은 종래의 서모스탯 시스템에 비해 좀 더 고온에서 최적의 엔진곡선에 가깝게 작동될 것이다. 이것은 EETC 밸브에 의해 제공된 좀 더 양호한 흐름용량, 즉 스로틀 서모스탯보다 50% 이상 많은 흐름용량에 기인한 것이다. 본 발명의 EETC 밸브는 또한 서모스탯 시스템보다 좀 더 고온에서 작동될 때 좀 더 빨리 오픈 되면, 따라서 엔진을 가능한한 가장 차가운 작동온도로 유지시킨다(도 24에 도시된 바와 같이).

대기온도가 거의 0℉(-17.8℃)내에 있을 때, 종래의 서모스탯은 엔진오일의 온도를 슬러지 형성 온도범위로 내려가게 한다. 이것은 냉각제 온도가 심지어 내부 엔진온도가 이의 최적 작동값보다 현저히 낮을 때 조차도 종래의 서모스탯이 오픈되기에 충분한 수준에 도달할 수 있기 때문에 발생된다.

도 29는 EETC 밸브, 스로틀/차단 밸브 및 열을 엔진오일로 전달하기 위한 오일 팬 튜브를 이용한 시스템내의 실제 엔진오일 온도를 나타내는 대각선 플롯을 도시하고 있다. 그러한 시스템은 심지어 거의 0℉(-17.8℃)의 대기온도 조차에서도 최적치에 매우 가까운 실제 엔진오일 온도를 유지시킨다. 거의 약 0℉(-17.8℃)보다 높은 대기온도에서, 그러한 시스템의 플롯은 단지 EETC 밸브만을 이용한 시스템의 플롯을 일반적으로 따른다.

도 30은 차량의 작동기간 동안(그리고 엔진의 스타트-업/워밍업 이후) TCF 온도와 오일 온도의 방향선을 도시한 것이다. 이러한 예에서, 대기온도는 약 40℉(4.4℃)이다. 도 25의 플롯에 따르면, 이 온도에서의 최적 엔진오일 온도는 약 240℉(115.6℃)이다.

시간 t₀에서 t₁까지, 엔진은 저부하 조건하에서 작동되면 이에 따라 도 24의 일반곡선을 따른다. 실제 TCF 온도는 약 220℉(104.4℃)이다. EETC 밸브는 일반곡선으로 묘사된 바와 같이 폐쇄된다. 실제 엔진오일 온도는 도 29로부터 알수 있듯이 약 238℉(114.4℃)이다.

시간 t₁에서, 차량의 엔진은 고부하 조건을 경험하기 시작한다. 거의 곧바로, 엔진오일이 가열되어 도 25의 최적치를 초과한다. 따라서, 그 시스템은 도 24의 고부하 곡선으로 이동된다. 그것은 EETC 밸브를 오픈되게 하고, 이에 의해 TCF가 라지에타로 흐르도록 한다. t₁과 t₂사이에서, TCF 온도는 급격히 떨어져 약 180℉(82.2℃)의 좀더 낮은 값에서 안정화시킨다. 이러한 시간동안, 좀 더 낮은 TCF 온도는 엔진오일의 온도를 이의 빠른 상승후 느리게 떨어지게 한다. 시간 t₂에서, 엔진오일 온도는 238℉(114.4℃)로 회복되며 시스템은 일반곡선으로 다시 이동된다. 이에 의해 EETC 밸브가 닫히게 된다. t₂와 t₃사이에서, TCF 온도는 느리게 상승한다. t₂와 t₃사이에서, 엔진오일의 온도는 계속적으로 느리게 떨어질 수 있으며 그후 좀 더 고온의 TCF가 오일을 가열시키기 시작할때까지 지연시간으로 인해 상승된다. 궁극적으로, 엔진오일의 온도는 238℉(114.4℃)에서 안정화된다.

시간 t₃에서, 방향선은 고부하 조건이 여전히 존재하는한 자체적으로 반복된다. 따라서, 시스템은 일반곡선과 고부하 곡선 사이에서 순환된다. 만약 시스템이 선택적인 최고 부하 곡선에 장착된다면, 싸이클링 주파수가 트랙킹된다. 만약 주파수가 너무 높다면, 시스템은 일반곡선과 최고 부하곡선 사이에서 변경되기 시작하며 고부하 곡선은 무시된다. 만약 고부하 조건이 소멸한다면, 시스템은 일반곡선으로 되돌아가고 엔진오일과 TCF의 온도는 시간 t₀값에서 안정화된다.

비록 다수곡선 실시예들이 엔진오일 온도에 의존하여 곡선들이 변경되는 때를 결정함에도, 다른 내부엔진 온도 파라미터들이 대신 이용될 수 있으며 이는 본 발명의 범주내에 해당되는 것이다. 예를 들면, 엔진블록내에 개재된 서미스터는 실제 엔진 작동온도의 좀 더 정확한 해독을 얻는제 사용될 수 있다.

도 31A와 도 31B는 도 24-30에 기술된 시스템애 대한 신규한 선택적 오일 가열특성을 나타낸 것이다. 도 31A는 폐쇄된 상태의 TCF 밸브가 장착된 GM 3800 V6 트랜스버스 엔진을 통한 TCF 순환 흐름경로의 이상적인 도면이다. 도 31A는 도 40의 종래의 서모스탯(1200)이 EETC밸브(100)로 대체된 점을 제외하고는 종래의 도 40과 유사하다. 또한, 도 31A에 있어서, 워터재킷(1202)의 출구는 도 40에서와 같이 워터펌프(1206)의 입구로 직접 흐르지는 않는다. 대신에, 워터재킷(1202)의 출구는 TCF 흐름경로(1300)로 흐른다. 이러한 구조는 도 14A 내지 도 14F에 대하여 이미 설명되었다. 따라서, TCF 흐름경로(1300)는 그러한 도면에서 통로(216)에 해당된다. TCF 흐름경로(1300)는 오일 팬(1302)을 통하여 흘러가 일련의 방식으로 워터펌프(1206)의 입구로 흘러 들어간다. 따라서, 바람직하기로는 워터재킷(1202)을 떠나는 모든 TCF는 재순환을 위해 워터펌프(1206)로 되돌아오기 전에 오일 팬(1302)를 통하여 흐른다. TCF 흐름경로(1300)는 도 18에 도시된 열전도 튜브(220)과 유사한 열전도 튜브(1304)를 포함한다. 설명의 편의를 위하여, 도 31은 열전도 튜브(1304)의 길이와 오일 팬(1302)의 치수를 확대한 것이다.

작동에 있어서, 바람직하기로는 EETC 밸브(100)가 폐쇄될때마다 워터재킷(1202)의 출구에 위치한 모든 TCF는 열전도 튜브(1304)를 통하여 흐른다. 엔진의 스타트-업/워밍업 기간동안, EETC 밸브(100)는 통상 폐쇄되며 내부 엔진온도는 최적치와 거의 비슷하게 차가워진다. 워터재킷(1202)내의 TCF 온도는 엔진의 스타트-업/워밍업 기간동안 엔진오일의 온도보다 좀 더 급격하게 상승하기 때문에, 열전도 튜브(1304)내의 좀 더 고온의 TCF로부터 나온 열에너지는 오일 팬(1302)내의 엔진 오일로 전달되어 이에 의해 좀 더 빠른 엔진 워밍업 특성을 향상시킨다.

도 31B는 EETC 밸브가 오픈위치에 있을 때 도 31A의 온도 제어 시스템을 나타낸 것이다. 실질적으로 모든 TCF RK 밸브를 통하여 라지에타(208)로 전달된다. 그러나, 만약 EETC 밸브가 이를 통한 흐름을 완전히 차단시키지 못하도록 설계되었다면 소량의 TCF는 흡입 매니폴드를 통하여 오일 팬으로 여전히 전달된다.

도 32A 및 도 32B는 온도제어 시스템의 선택적인 실시예를 나타내고 있는데, 여기서 TCF가 엔진 오일을 냉각시키는데 사용될 수 있다. 도 32A는 도 31A와 유사하면 폐쇄된 상태의 EETC 밸브가 장착된 GM 3800 V6 엔진을 통하여 흐르는 TCF 순환 흐름경로의 이상적인 도면이다. 도 32B는 TCF가 흡입 매니폴드와 오일 팬으로 통과하는 것을 완전히 차단하는 오픈된 상태의 밸브를 도시하고 있다. 따라서, 모든 TCF는 이러한 상태로 라지에타(208)를 통하여 흐르게 될 것이다.

도 30으로 돌아가서, 엔진이 고부하 조건을 경험하고 엔진오일이 이의 최적치를 초과할 때, 시스템은 고부하 곡선으로 이동된다. 만약 EETC 밸브(100)가 이미 오픈되어 있지 않다면, 그것은 오픈될 것이며, 이에 의해 TCF 온도가 상대적으로 빠르게 급격히 내려갈 것이다. 만약 TCF 흐름경로(1300)내의 TCF가 엔진오일보다 차갑다면, 열전도 튜브(1304)를 통하여 순환되는 TCF는 엔진오일로부터 열을 끌어내릴 것이며, 이에 의해 엔진오일의 냉각을 촉진시킨다. 이것은 도 30의 t₁과 t₂사이의 시간을 단축시킬 것이다.

EETC 밸브(100)가 오픈되고 엔진오일의 온도가 이미 최적치에 있거나 그 근방에 있을 때 여러 가지 경우들이 존재할 수 있다. 이 경우, 흐름경로(1300)를 통한 흐름은 엔진오일의 불필요한 냉각을 초래할 수 있기 때문에 바람직하지 않다. 비록 도 32A의 흐름경로(1300)가 흐름제어밸브를 포함하지 않음에도, 그러한 밸브는 엔진오일 온도가 이의 최적치를 초과할 때 그러한 흐름만이 발생할 수 있도록 하기 위하여 사용될 수 있다.

별도의 흐름경로(1300)의 부가적인 잇점은 엔진의 작동이 중단되었을 때 TCF내의 열에너지는 오일 팬(1302)로 전달된다. 이것은 차량이 사용중이 아닐 때 슬러지 형성조건보다 높게 오일온도를 유지하는데 기여한다. 도 32A 및 도 32B에 도시된 시스템은 또한 전체 시스템 전역에서 좀 더 균일한 온도차에 기여할 것이며, 이에 의해 TCF 온도가 오일온도보다 좀 더 낮아질 것이다.

여기에 기술된 EETC 밸브는 하나 또는 그 이상의 스로틀/차단 흐름제어 밸브가 사용되어 이의 선택적인 오일 팬 가열특성을 갖거나 가지지 않는 EETC 밸브만을 사용할 때 달성되는 것보다 시스템의 온도제어 기능을 향상시킬 수 있다. 상술한 바와 같이, 도 14A에 도시된 스로틀/차단 흐름제어 밸브(200, 400)는 작업을 위해 적절한 어떠한 종류의 것도 사용될 수 있다. 이러한 작업을 위해 특히 적절한 신규한 스로틀/차단 흐름제어 밸브의 한 종류는 도 33-39에 도시되어 있으며 미합중국 특허 제 5,458,096호에 개시되어 있다.

스로틀/차단 밸브는 예측모드에서 사용되어 EETC 밸브에 대해 상술한 예측모드와 같은 방식으로 터보차저 또는 슈퍼차저가 작동될 때 야기된 급격한 엔진블록 온도피크를 줄일 수 있다. 터보차저 또는 슈퍼차저가 작동될 때, 하나의 신호가 스로틀/차단 밸브로 즉시 전달되어 만약 밸브들이 차단되지 않은 상태에 있다면 밸브들이 차단된 상태로 위치되도록 한다. 터보차저 또는 슈퍼차저가 중지된후 단시간내에, 밸브들이 ECU에 의한 상태로 되돌아갈 수 있다.

극히 고온의 대기조건에서, EETC 밸브와 스로틀/차단 밸브들의 상태가 하나 또는 그 이상의 곡선들에 따라 제어되는 시스템은 냉각제 온도에 의해 단지 제어된 서모스탯을 갖는 냉각 시스템보다 엔진 스타트업에 좀 더 양호한 성능을 가질 것이다. 이것은 그러한 곡선들이 디자이너가 본 발명의 TCF와 대기온도에 기초한 예측되는 엔진 작동조건들을 예측할 수 있도록 하기 때문이다. 따라서, EETC 밸브는 즉시 오픈될 수 있으며 스로틀/차단 밸브는 그러한 상태를 요구하는 예측된 엔진 작동조건의 예측시에 차단된 상태로 즉시 배치될 수 있다.

예를 들면, 대기온도가 100℉(37.8℃)일 때 직사광선에 놓여 있는 종래의 차량을 고려하라. 그러한 환경에서, 언더후드와 차량의 내부는 적어도 120℉(48.9℃)가 될 것이다. 냉각제 온도는 적어도 100℉(37.8℃)가 될 것이다. 운전자가 차량에 들어가 엔진을 출발시킬 때, 공기조화는 통상 최대 설정치에서 즉시 켜진다. 고온의 조건과 공기조화 시스템으로 인한 엔진상에 미치는 과다한 응력으로 인하여, 냉각제 온도는 급격히 상승한다. 비록 냉각제가 라지에타로 흘러가 엔진 블록을 선택적 작동온도로 유지될 필요가 있다는 것은 궁극적으로 확실함에도, 서모스탯은 오픈되어 라지에타로 흘러들어갈 수 있도록 하기 전에 그 온도가 적절한 수준에 도달 될때까지 기다려야 한다. 그 결과, 완전한 엔진냉각이 일시적으로 지연된다. 만약 차량이 종래의 왁스 펠릿형 또는 바이메탈 코일형 서모스탯을 장착하고 있다면, 냉각제가 서모스탯 히스테리시스로 인해 라지에타로 흘러들어가기 전에 훨씬 큰 지연이 있을 것이다. 이러한 지연은 냉각제의 온도와 엔진오일의 온도를 이상적인 범위를 초과하는 수준까지 일시적으로 도달하게 할 수 있는 급격한 엔진블록 온도피크를 포래할 수 있다.

그러나, 만약 차량이 프로그램된 곡선에 의해 제어된 신규한 EETC 밸브 및/또는 스로틀/차단 밸브들로 장착되어 있다면, 모든 TCF는 엔진 스타트업 직후 라지에타를 통하여 즉시 흐르게 될 것이다. 따라서, 급격한 엔진블록 온도피크의 유사성은 감소될 것이다. 이것은 도 19, 20, 22A, 22B, 24 및 26에 도시된 곡선들이 100℉(37.8℃)의 대기온도와 100℉(37.8℃)보다 높은 TCF 온도에서 EETC 밸브는 오픈된 상태여야 하며 스로틀/차단 밸브는 차단되지 않은 상태여야 한다는 것을 가리키기 때문이다. 물론, 수냉 시스템이 적절한 작동압력에 이르도록 하기 위하여 엔진 출발후 밸브가 이러한 상태로 배치되기 전에 2 또는 3초의 지연이 있을 것이다.

이러한 예측가능한 특징은 프로그램된 곡선에 따른 흐름제어 밸브의 상태를 제어하는 고유의 잇점이 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 의하며, ECU는 대기온도, 엔진오일 온도 및 온도제어 유체온도를 나타내는 신호를 받아들인다. ECU는 이러한 신호들과 하나 또는 그 이상의 온도제어 곡선들을 비교한다. 바람직한 실시예에 의하면, ECU는 엔진오일 온도를 최적 엔진오일 온도곡선과 비교한다. ECU는 이러한 비교에 기초한 엔진의 작동상태를 결정한다(예를 들면, 일반, 고부하 또는 최고 부하). ECU는 그후 대기 및 온도제어 유체의 실제온도를 흐름제어 밸브(예를 들면, EETC 밸브, 스로틀 밸브)의 바람직한 위치 또는 상태를 결정하기 위해 미리 결정된 곡선 또는 설정값과 비교한다. 미리 결정된 설정값은 바람직하기로는 적어도 대기온도 및 온도제어 유체온도의 함수인 하나의 곡선을 한정한다. 바람직한 곡선의 일부는 0이 아닌 기울기를 가진다. ECU는 제어신호를 솔레노이드로 보내 수냉식 인젝터를 개폐한다. 이것은 필요에 따라 흐름제어 밸브들을 개폐시킬 수 있다.

본 발명의 선택적인 일실시예에 의하면, ECU는 실제 오일온도를 최적 엔진오일 온도값 또는 하나의 곡선을 한정하는 일련의 값들에 대해 비교한다. 만약 실제오일의 온도가 최적 또는 바람직한 엔진오일 온도값보다 높다면, ECU는 고부하 곡선으로 이동시키는 대신에 일반 온도제어 곡선을 조정한다. 구체적으로는, ECU는 그들의 상태 또는 위치들 사이에서 밸브들의 구동을 야기시키는 온도제어 유체의 온도를 낮출 수 있도록 미리 설정된 양보다 하방으로 일반 온도곡선을 이동시킨다.

본 발명의 일실시예에 의하면, 실제 엔진오일의 온도가 최적 엔진오일의 온도보다 높은 매 1℉(.56℃)의 경우, 밸브를 구동시키는 온도제어 유체온도 부품에서 2℉(1.1℃)의 감소가 존재한다. 이것은 온도제어 곡선의 하방이동에 효과적으로 기인한다. 서로 다른 엔진구성은 물론 서로 다른 양에 기인하여 온도제어 유체온도 부품은 실제 엔진오일 온도에서 1℉의 상승을 위해 하방으로 이동된다. 예를 들면, 최적 오일온도보다 높은 실제 오일온도에서 1℉의 상승은 약 1 내지 10℉의 범위내에서 온도제어 유체의 구동온도에서 감소를 초래할 수 있다. 더구나, 온도 부품의 하방이동량은 일정해질 수 없다(예를 들면, 하방이동량은 실제 오일온도와 최적 오일온도 사이의 차가 증가됨에 따라 증가될 수 있다).

또 다른 실시예에 의하면, 온도제어 유체온도 부품의 하방 이동량은 대기온도의 변화에 따라 변화될 수 있다. 예를 들면, 0℉(-17.8℃)의 대기온도에서, 실제 오일온도가 최적 오일온도보다 높은 매 1도에는 온도제어 유체온도 부품에서 1도의 감소를 만든다. 50℉(10℃) 대기온도에서, 실제 오일온도가 최적 오일온도보다 높은 매 1도는 온도제어 유체온도 부품에서 메 2도의 감소를 만든다. 80℉(26.7℃)의 대기온도에서, 실제 오일온도가 최적 오일온도보다 높은 매 1도는 온도제어 유체온도 부품에서 매 3도의 감소를 만든다. 본 발명의 이러한 실시예는 도 45A에 도시된 바와 같이 입체적으로 도시될 수 있는데, 여기서 제어곡선은 감지된 대기온도에 따라 ECU에 의해 선택된다. 복수의 제어곡선들은 대기온도범위를 나타내도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 제어곡선들은 약 -60℉(-51.1℃)에서 약 110℉(43.3℃)까지 구성될 수 있으며, 그 각각의 온도제어 유체온도 부품을 조정하거나 및/또는 미리 결정된 설정치를 이동시키기 위한 관련 조정인자를 가진다. 조정인자들은 변경될 수 있다. ECU는 정확한 조정인자들을 제공하는 지정된 곡선 사이에 개재되도록 구성될 수 있다. 비록 선형 곡선들이 실시예에 도시되어 있음에도, 선택적인 비선형 곡선들이 각각의 대기온도를 위해 포함될 수 있다. 또한, 온도제어 곡선을 이동시키기 위해 단 하나의 곡선만이 이용될 수도 있다. 플롯상의 하나의 축은 감지된 대기온도를 나타낸다. 다른 축은 온도제어 곡선의 해당 하방이동(예를 들면, 1/1, 1/2, 1/3)에 대해 엔진오일에서의 1도의 증가의 비율을 나타낸다.

선택적으로, 실제 엔진오일 온도가 온도제어 곡선을 변화시키기 전에 설정된 값만큼 최적의 엔진오일 온도값을 초과할 때까지 기다리는 것이 바람직하다. 예를 들면, 최적 오일온도보다 높은 실제 엔진오일 온도에서 매 3 또는 5도의 증가가 있는 경우, 밸브를 구동시키는 온도제어 유체의 설정 온도에서 대응되는 감소가 존재한다. 도 45B는 이러한 본 발명의 특징을 그래프로 나타낸 것이다. 일련의 동일한 온도제어 곡선들은 실제로 감지된 복수의 엔진오일 온도에 대해 도시하고 있다. 각각의 대쉬선(NC')은 실선 “일반” 온도제어 곡선(NC)의 하방이동된 버전을 나타낸다. 단지 하나의 특정곡선 또는 값이 소정의 감지된 엔진오일 온도를 위해 이용될 것이라는 것은 명백하다. 선택적인 배열에 있어서, 별도의 곡선 대신에 식 및/또는 스케일링 인자가 이용되어 일반곡선에 따라 작동을 일으킬 수 있는 값을 변경시킬 수 있다.

많은 경우에 있어서, 실제 엔진오일 온도가 최적 엔진오일 값을 초과하는 양에만 기초하고 있는 온도제어 유체부품을 변화시키는 것만으로도 충분하다. 그러나, 바람직한 실시예에 있어서, 엔진의 부하를 모니터하여 얼마나 많은 온도제어곡선의 변화가 필요한지를 결정하여 실제 엔진오일 온도를 최적 오일온도에서 또는 그 부근으로 유지시키는 것이 바람직하다.

엔진 부하의 함수로서 온도제어곡선을 변화시키기 위한 하나의 방법은 실제엔진오일 온도의 변화율을 모니터링하는 것이다. 도 45C를 참조하면, 온도제어 유체온도 부품에 대한 그리고 및/또는 미리 결정된 설정치의 하방이동을 결정하기 위한 스케일링 또는 조정인자에 대한 실제 엔진오일 온도의 변화를 기술하는 예시적인 곡선이 도시되어 있다. 만약 검출된 실제 오일온도의 변화율이 상대적으로 작다면(R₁), 온도제어 곡선의 하방이동도 또한 작다(S₁). 바꾸어 말해서, 만약 검출된 실제 오일온도의 변화율이 크다면(R₂), 이는 고부하 조건을 가리키며, 따라서 온도제어 곡선의 하방이동도 또한 상대적으로 크다(S₂). 비록 상기 예시적인 곡선이 선형곡선을 도시하고 있음에도, 지수, 대수, 곡선 등과 같은 다른 곡선형태가 이를 위해 대체될 수 있다. 더구나, 검출된 실제 엔진오일의 서로 다른 변화율에 대한 온도제어 곡선의 서로 다른 하방이동을 제공하는 스텝기능이 대신 사용될 수 있다.

사용동안, 엔진 컴퓨터가 실제 감지된 오일온도가 최적 오일온도를 초과하는 것으로 검출할 때, 컴퓨터는 실제 엔진오일 온도의 변화율을 결정한다. 엔진 컴퓨터는 이러한 변화율로부터 스케일링 또는 조정 인자를 결정한다. 조정인자는 그 후 일반 온도곡선에 적용되어 곡선을 하방으로 이동시킨다. 엔진 컴퓨터는 실제 오일온도의 변화율을 계속적으로 변화시켜 온도제어 곡선을 이동시킨다. 발생되는 온도제어 곡선의 이동량을 최소화시키기 위해 시스템내에 지연이 포함될 수 있다.

상술한 실시예의 효과를 나타내는 분석 결정된 곡선은 도 46에 도시되어 있다. 도시된 곡선은 60℉(15.6℃)의 일정한 대기온도에 대한 것이다. 시간 t₀에서 t₁까지, 엔진 컴퓨터는 일반 온도제어 곡선(레벨 1)에 따라 EETC 밸브와 스로틀 밸브의 개폐를 제어한다. t₁에서, 엔진 컴퓨터는 도 25에 도시된 것과 유사한 최적 엔진오일 온도로부터 바람직하기로는 결정된 최적 엔진오일 온도(도시된 실시예에서 약 235℉(112.8℃))보다 높은 실제 오일 온도에서의 증가를 검출한다. 엔진 컴퓨터는 온도제어 곡선(예를 들면, 엔진오일 온도 각 1도의 상승에 대해 TCF 에서는 2도의 강하)의 하방이동을 위해 미리 결정된 인자를 제공하거나, 또는 좀 더 바람직하기로는 엔진 컴퓨터는 엔진오일 온도의 변화율을 결정하고 그러한 변화율로부터 요구되는 온도제어 곡선의 하방 이동량이 계산된다.

EETC 밸브는 새로이 이동된 온도제어 곡선(레벨 2)에 따라 오픈되어, 시간 t1과 t2사이에 도시된 바와 같이 온도제어 유체의 즉각적인 하강을 초래한다. 그러나, 엔진오일은 온도제어 유체의 냉각효과가 시작되어 엔진오일을 냉각시킬 때까지 계속해서 상승될 것이다.

엔진 컴퓨터는 실제 엔진오일 온도를 계속적으로 모니터한다. 시간 t2에서, 온도제어 유체의 온도는 새로이 이동된 온도제어 유체밸브에서 안정화된다. 만약 실제 엔진오일이 여전히 최적 엔진오일 온도보다 높다면, 엔진 컴퓨터는 시간 t1과 t2사이의 엔진오일 온도의 변화율을 결정한다. 고 변화율은 계속된 고 엔진부하 조건을 가리킨다. 따라서, 이러한 결정된 변화율에 기초하여, 엔진 컴퓨터는 요구되는 온도제어 곡선의 부가적인 하방 이동량을 결정한다. 흐름제어 밸브 또는 밸브들은 그후 이러한 2차로 이동된 온도제어 곡선에 기초하여 제어된다(레벨 3).

t₃에서, 엔진 컴퓨터는 시간 t₂와 t₃사이에서 엔진오일의 온도 변화율을 결정한다. 도시된 실시예에서 새로운 변화율은 종전의 변화율보다 작기 때문에, 엔진 컴퓨터는 온도제어 곡선을 하방으로 이동되지 않는다. 대신에, 엔진 컴퓨터는 레벨 3 온도제어 곡선에 기초하여 흐름제어 밸브 또는 밸브들을 계속적으로 제어한다.

t₅에서, 엔진 컴퓨터는 시간 t₄와 t₅사이의 엔진오일 변화율을 결정한다. 도시된 실시예의 새로운 변화율은 감소하기 때문에, 엔진 컴퓨터는 제 1 또는 일반레벨쪽으로 되돌아가 상방으로 온도제어 곡선을 이동시킨다. 결과적으로, 온도제어유체온도는 계속적으로 가열되는 반면 엔진오일은 온도가 내려가서 이의 최적 작동온도로 되돌아가기 시작한다.

시간 t₅에서 t₆까지 그 사이의 기간으로 도시된 바와 같이, 온도제어 유체의 재가열공정은 느린 공정이기 때문에, 최적의 엔진오일에 가까워지도록 엔진오일을 유지하기 위하여 온도제어 유체가 불필요하게 낮은 온도로 하강되지 않도록 하는 것이 중요하다.

감지된 대기온도는 도 46에 도시된 온도제어 유체온도 곡선의 비율 또는 기울기에 영향을 줄 것이다. 예를 들면, 고온의 대기온도에서, 시간 t₅에서 t₆사이에서 온도제어 유체의 온도 기울기는 낮은 대기온도에서 보다 좀 더 급격해질 것이다. 이것은 좀 더 저온(예를 들면, 0도의 대기)에서 엔진오일은 좀 더 오랜 시간동안 좀 더 고온에서 유지되어 히터 및 제상기의 성능을 향상시키는 것이 좀 더 바람직하다는 사실에 기인한다. 저온의 대기온도는 엔진오일이 과다하게 뜨거워지게 될 것이라는 유사성을 감소시킨다. 좀 더 따뜻한 대기온도에서, 과열되는 것을 방지하기 위하여 엔진오일을 이의 최적치에 가깝게 유지하는 것이 바람직하다. 온도제어 유체의 온도 기울기는 이러한 좀 더 따뜻한 온도에서 좀 더 급격하다.

엔진 부하를 결정하기 위한 선택적인 방법은 흡입 매니폴드 진공압을 모니터링하는 것이다. 감지된 흡입 매니폴드 압력은 통상 현재의 엔진부하의 정확한 표시를 제공한다. 예를 들면, 만약 감지된 흡입 매니폴드 진공압이 약 4인치 Hg(13.5kPa)보다 작다면, 엔진은 고부하 조건하에서 동작된다. 따라서, 미리 결정된 제 1 조정인자 또는 곡선은 온도제어 곡선의 감소 또는 대체를 위해 선택될 수 있다. 그러나, 만약 감지된 흡입 매니폴드 진공압이 약 2인치 Hg (6.77kPa)보다 작다면, 엔진은 최고 부하 조건하에서 동작된다. 이 경우, 미리 결정된 제 2 조정인자는 일반적인 온도제어 곡선을 변화시키기 위해 선택될 수 있다.

엔진 부하를 결정하기 위한 또 다른 방법은 명령된 엔진 가속을 모니터링하는 것이다. 예를 들면, 명령된 고속의 엔진가속은 고 엔진부하 조건을 가리킨다. 엔진 가속량은 액셀레이터 페달의 변위, 연료분사 시스템에서 나오는 신호 등과 같은 다양한 방법으로부터 결정될 수 있다. 명령된 가속에 따라, 미리 결정된 인자 및/또는 곡선이 일반 온도제어 곡선을 변화시키기 위해 선택된다.

명령된 엔진 가속방법과 흡입 매니폴드 진공압 방법에 있어서, 엔진오일 온도에 대해 상술한 바 있는 것과 유사한 비율 모니터링 시스템이 이러한 방법들을 더욱 더 최적화시키는데 포함될 수 있다.

도 47은 GM 3800 V6 엔진에 포함된 본 발명의 실제 플롯이다. 차량이 매우 급격한 기울기로 운행될 때의 데이터가 기록되었다. 도시된 데이터는 엔진오일 온도(곡선 A), 온도제어 유체의 온도(곡선 B), 대기의 온도(곡선 C), 차량의 속도(곡선 D) 및 진공압(곡선 E)이다. X축은 수분의 시간을 나타낸다. 점 Z₁에서, 차량에 의해 가속이 명령되었고, 이의 속도를 시간당 약 55마일에서 약 90마일(88km/h ~ 145km/h)로 증가시켰다. 엔진 속도와 가속도의 증가는 진공압의 감소와 엔진오일의 온도 증가에 기인한다. 온도제어 시스템은 엔진오일 온도의 증가를 검출하며, 따라서 온도제어 유체의 온도를 감소시킨다. 점 Z₂에서, 온도제어 유체의 좀 더 낮은 온도는 엔진오일의 온도를 낮추기 시작한다. 도 47은 검출된 엔진부하 조건(가속도, 속도, 및/또는 진공압)과 엔진오일 및 온도제어 유체의 온도 사이의 상관관계를 명확히 나타낸 것이다.

상술한 설명에 기초해 볼 때, 예시적인 실시예로부터 다양한 변형들이 이루어질 수 있으며 이는 모두 본 발명의 범주내에 포함될 것이다. 예를 들면, 온도제어 곡선들은 밸브의 작동을 제어하기 위하여 하나 또는 그 이상의 식들로 대체될 수 있다. 또 다른 실시예에 있어서, 밸브의 작동을 제어하고 및/또는 온도제어 곡선들을 변화시키기 위해 퍼지 로직 콘트롤러들이 실행될 수 있다.

상술한 바와 같이 온도제어 곡선들의 변화 또는 하방이동은 바람직하기로는 약 50~70℉(27.8~38.8℃) 사이로 제한된다. 이것은 현저히 고온에서 온도제어 유체를 유지함에 의해 히터/제상기 시스템의 성능의 실질적인 저하를 방지하기 위한 것이다.

온도제어 곡선들을 조정하기 위한 상술한 방법은 스타트업/워밍업 상태에서 또한 이용될 수 있다. 예를 들면, 만약 실제 엔진오일 온도가 미리 결정된 양만큼 바람직한 또는 최적의 엔진오일 온도보다 낮다면, 조정인자가 온도제어 곡선에 적용되어 미리 설정된 양보다 위쪽으로 이동된다. 바람직하기로는, 조정량은 이동된 온도제어 곡선이 도 26에 도시된 스타트업/워밍업 곡선과 유사한 정도로 대기온도에 따라 또한 변화된다.

상술한 설명은 엔진오일의 온도를 이의 최적 온도로 또는 그 부근으로 유지시키기 위하여 엔진오일의 온도를 제어하는 온도제어 시스템쪽으로 유도되었다. 그러나, 어떤 경우에 있어서는, 최적의 제어가 필요하지 않을 수 있다. 이러한 관점에서, 본 발명의 또 다른 실시예는 밸브의 작동을 제어하기 위해 대기온도에 따라 변하는 곡선들을 이용하지 않는 것이 개시되어 있다. 대신에, 하나 또는 그 이상의 미리 결정된 엔진오일 및/또는 온도제어 유체온도치가 대기온도에 관계없이 밸브들을 제어하기 위해 사용된다. 미리 결정된 엔진오일 및 온도제어 유체온도는 바람직하기로는 폭넓은 범위의 대기온도에 걸쳐 엔진에 대한 만족할만한 온도상태를 제공하기 위해 선택된다. 예를 들면, 약 260℉(126.7℃)의 평균 엔진오일 온도치가 미리 결정된 값으로서 이용될 수 있다.

도 48을 참조하면, 본 발명의 이러한 구체예의 그래프가 도시되어 있다. 이러한 구체예에 있어서, 엔진오일을 적어도 하나의 엔진오일 온도치(문자 A로 표시) 또는 그 근방으로 유지하기 위하여 온도제어 시스템이 작동된다. 그러한 시스템의 작동은 다음과 같다. 엔진내의 센서는 엔진오일의 온도를 나타내는 온도를 검출한다. 이것은 예를 들면 오일 팬내의 오일의 온도를 직접 감지함에 의해, 또는 엔진 블록 또는 오일 팬 그 자체의 온도를 감지함에 의해 수행될 수 있다. 이러한 신호는 엔진 컴퓨터로 보내진다. 엔진 컴퓨터는 그 신호를 미리 결정된 엔진오일 온도값과 비교한다. 만약 감지된 오일온도 신호가 미리 결정된 엔진오일 온도값보다 작으면, 엔진오일은 상대적으로 차가운 상태하에 있게 된다. 이러한 상태에서, 온도제어 유체의 흐름을 순환시키는 것은 바람직하지 않다. 엔진 컴퓨터는 라지에타와 엔진 사이의 온도제어 유체의 흐름을 제어하는 밸브(예를 들면, EETC 밸브)의 위치를 결정하는데 이용될 수 있다. 엔진 컴퓨터는 많은 다른 방법들을 이용하여 밸브의 위치를 결정할 수 있다. 하나의 방법은 이의 위치를 나타내는 밸브로부터 나온 신호들을 제공하는 것이다. 만약 밸브가 오픈위치(라지에타와 엔진 사이에서 온도제어 유체의 흐름을 가능하게 해준다)에 있다면, 엔진 컴퓨터가 시그날을 보내 밸브가 폐쇄되도록 하는 것이 바람직하다(온도제어 유체가 라지에타 쪽으로 흐르는 것을 방지).

상술한 설명에 있어서, 엔진 컴퓨터는 밸브의 위치를 결정하여 엔진오일의 온도에만 기초하여 밸브를 자동적으로 폐쇄시킨다. 그러나, 엔진 컴퓨터는 밸브의 개폐를 제어하기 위해 온도제어 유체의 온도를 또한 이용할 수 있다. 온도제어 유체의 온도를 이용함으로써, 시스템은 오일의 가열에 관련된 지연시간을 좀 더 용이하게 책임질 수 있다(즉, 엔진은 엔진오일보다 좀 더 빨리 가열된다). 이러한 실시예에서, 온도제어 유체의 실제 또는 감지된 온도를 나타내는 신호는 엔진 컴퓨터로 보내진다. 엔진 컴퓨터는 이 신호(또는 온도)를 적어도 하나의 미리 결정된 온도제어 유체 온도값과 비교한다. 만약 실제 감지된 온도가 미리 결정된 온도제어 유체온도값보다 낮다면, 그 값은 라지에타와 엔진 사이의 흐름을 억제하는 이의 밀폐된 위치에 있을 것이다. 밸브가 이의 밀폐된 위치를 떠나게 됨으로써, 더이상 라지에타로부터 나온 유체에 의해 제공되는 냉각은 존재하지 않기 때문에 엔진오일의 온도는 상승될 것이다.

만약 다시 말하면, 온도제어유체의 감지된 온도가 예정된 온도제어유체온도값보다 크다면, 밸브는 라디에이터에서 엔진으로 온도제어유체를 순환시키게 하는 열림위치이다. 그러나, 엔진오일의 온도가 상대적으로 저온이기 때문에 밸브가 닫혀진 위치에 배치되도록 요구할 수 있다. (만약 밸브가 미리 닫혀진 위치가 아니면) 밸브를 닫도록, 엔진 컴퓨터는 규정된 양 이상의 예정된 온도제어유체온도값을 변환한다. 이것은 예정된 온도값을 조정 또는 증가시키는 것과 같다. 변환 또는 조정량은 여러 가지 인자에 의해 좌우된다. 상승변환은 실제 엔진오일온도가 예정된 엔진오일온도값 이하가 되도록 하는 양의 기능이다. 상세한 설명은 이미 예정된 온도값 또는 성분을 변환 또는 조정하는 것에 대한 상기 설명에 제공되었다.

그것은 예정된 엔진오일온도값에 대한 실제엔진오일온도의 비교에 관계없이 실제온도제어유체온도의 상측에 자동으로 배치될 양을 예정된 온도제어유체온도값에 조정하거나 또는 예정된 온도제어유체온도값으로 증가시키는 것 대신에 요구할 수 있다. 엔진 컴퓨터는 실제 엔진오일온도가 예정된 엔진오일온도값에 도달할 때까지 그 온도(또는 이상)으로 예정된 온도제어유체값을 유지할 것이다. 다른 실시예에 있어서, 엔진 컴퓨터는 예정된 온도제어유체온도값을 조정하기는 않지만 실제엔진오일온도가 예정된 엔진오일온도값에 도달할 때까지 닫힘 위치에 밸브를 간단히 유지한다.

엔진 컴퓨터가 예정된 엔진오일온도값 이상인 엔진오일온도신호를 수신할 때 엔진은 비교적 고온상태이다. 이 상태에서는 엔진을 둘러싸는 라디에이터로부터 워터재킷을 통하여 냉각온도제어유체를 순환시키도록 요구할 수 있다. 상기 설명에서와 같이, 엔진 컴퓨터는 밸브의 위치를 결정하도록 활용되고, 그 다음 요구된 위치(즉, 열림)로 밸브를 자동으로 배치한다. 그러나, 하나의 양호한 실시예에 있어서, 엔진 컴퓨터는 온도제어유체의 실제 또는 감지된 온도를 활용한다. 엔진 컴퓨터는 적어도 하나의 예정된 온도제어유체온도값에 온도제어유체의 온도를 비교한다. 만약 실제 감지된 온도가 예정된 온도제어유체값 이상이라면, 밸브는 이미 라이에이터와 엔진 사이의 온도제어유체흐름을 허용하는 열림위치일 것이다. 그러나, 만약 온도제어유체의 감지된 온도가 예정된 온도제어유체온도값 이하라면, 밸브는 마찬가지로 닫힘위치일 것이다. 따라서, 그것은 엔진을 냉각시키기 위해 밸브를 열 것을 요구할 수 있다. 이렇게 하기 위하여, 엔진 컴퓨터는 상기된 바와 같이 간단한 방식으로 규정된 양 이하로 예정된 온도제어유체온도값을 변환 또는 조정한다. 온도제어유체의 실제온도가 예정된 온도제어값을 초과하였을 때 밸브는 열릴 것이다.

도 48은 상한 및 하한 온도제어유체온도한계(이하 'C'및 'D')를 예시한다. 이들 온도한계는 히터/디프로스 시스템의 효율은 온도제어시스템이 심각하게 감소시키는 것을 방지한다.

양호한 온도제어시스템은 예정된 엔진오일온도값에 대한 실제 엔진오일온도값의 비교를 기초로 하여 예정된 온도제어온도값을 연속적으로 변환하도록 엔진 컴퓨터를 활용한다. 그러므로, 변환되고 또는 조정된 예정된 온도제어값은 밸브를 직접 작동시키는 것이 반드시 필요하지 않다. 그 대신, 새로운 변환값은 밸브의 신속한 작동으로 실제온도결과까지 간단히 총결하고 온도를 확인할 수 있다. 택일적으로, 양호한 실시예가 아니지만, 예정된 온도제어유체온도값은 조정되지 않는다. 그 대신, 감지된 또는 실제 온도제어유체온도가 조정되고, 그 다음 예정된 온도제어유체온도값에 대하여 비교한다. 당해 기술분야의 숙련공들은 엔진오일온도를 기초로 하여 온도제어시스템을 제어하기 위한 교체방법을 실제로 즉시 실시할 수 있을 것이다. 이들 교체방법은 청구범위를 벗어나지 않는다.

작동에 있어서, 상기 시스템은 하기와 같이 작동한다. 초기 개시시, 만약 엔진오일온도가 대략 화씨 230도(110℃) 이하인 것을 엔진 컴퓨터가 감지하였다면, 엔진 컴퓨터는 엔진오일온도가 정상작동하는 온도인 대략 화씨 230 도(110℃) 또는 근접인 것을 엔진 컴퓨터가 검출할 때까지 대략 화씨 240 도(115.6℃)로 예정된 온도제어유체온도값을 상승 또는 설정한다.

만약 엔진오일 온도가 대략 화씨 230 도(110℃)보다 크다고 엔진 컴퓨터가 계속해서 결정한다면, 컴퓨터는 정상작동값(즉, 대략 화씨 200 도(93.3℃))에서 낮은 값으로 예정된 온도제어유체온도값을 변환한다. 이 변환은 실제 엔진오일온도가 예정된 엔진오일온도값을 초과하는 화씨 1 도(0.56℃)마다 예정된 온도제어유체온도값 화씨 2 도(1.1℃)를 감소시키므로써 달성된다. 예정된 온도제어유체온도값의 하향 변환은 대략 화씨 170 도(76.7℃)까지 한정된다.

만약 정상엔진오일작동온도에 도달한 후 엔진오일온도가 대략 화씨 230 도(110℃) 이하로 엔진 컴퓨터가 계속적으로 결정한다면, 컴퓨터는 정상작동값(즉, 대략 화씨 200 도(93.3℃))에서 높은 값으로 예정된 온도제어유체온도값을 변환한다. 예정된 온도제어유체온도값의 상향 변환은 대략 화씨 240 도(115.6℃)까지 한정된다.

온도제어 시스템용 제어로직은 엔진 컴퓨터 대신에 밸브내에 직접 장치되는 컴퓨터 칩 또는 프로세서내에 조합된다. 그러므로, 상기 논의는 밸브를 제어하기 위해 엔진 컴퓨터를 활용하는 것으로 모아지는 동시에 다른 전자제어 메카니즘이 대신 활용되는 것이 고려된다.

비록 EETC 밸브가 밸브 하우징내에 통합되는 유체 인젝터를 기재한다 할지라도, 본 발명의 범위는 유체 인젝터가 교체하는 EETC 밸브 부속품으로부터 물리적으로 분리되고, 부속품들 사이에서 유체라인으로 연결되는 실시예를 포함한다. 마찬가지로, 제한기/차단 밸브와 조합되는 유체 인젝터는 도 38에 도시된 것과 같이 밸브 하우징내에 통합될 수 있거나 또는 도 33 및 도 34에 도시된 것과 같이 교체하는 밸브 부속품으로부터 물리적으로 분리될 수 있다. 선택적으로, 도 38에 도시된 바와 같은 통합된 밸브와 조합되는 유체 인젝터는 그들 자체의 유체 인젝터를 갖지 않는 다른 제한기/차단 밸브의 상태를 제어할 수 있다.

양호한 실시예가 밸브 부재(146)를 작동시키기 위해 EETC 밸브로 가압된 수력오일을 제공하도록 ECU를 활용하는 동시에 가압된 유체를 제공하기 위한 간단하고 정밀도가 떨어지는 수단은 EETC에서 EETC까지 이어지는 수력유체라인내에 온도조절장치 형 장치하는 것이다. 온도조절장치는 라인 또는 팬에서 오일이 양호한 실시예에서 엔진오일 온도를 표시하도록 정선된 규정된 온도를 초과하였을 때 감압된 수력유체를 제공할 것이다. 이 형태의 시스템에 대한 결점은 메카니즘이 밸브를 닫도록 요구될 때, 즉, 격막에 압력을 가하지 않을 때 EETC 밸브내에 오일을 제거 또는 빼내는 시스템을 추가하지 않으면 안된다는 것이다.

상기 상태와 같이, 본 발명에서 양호한 밸브는 수력유체의 사용에 의해 작동된다. 그러나, 밸브의 다른 형태 또한 본 발명의 범위내에서 활용될 수 있다. 예로써, 도 49를 참조하면, 전자적으로 작동되는 온도조절장치(950)는 본 발명의 일 실시예 내에서 활용될 수 있게 예시되어 있다. 전자적으로 작동되는 온도조절장치(950)는 대부분 관례적인 온도조절장치에 대하여 간단히 배치되고 작동된다. 전자적으로 작동되는 온도조절장치(950)의 관례적인 부분은 외부 하우징(952), 밸브 부재(954), 왁스 펠릿(956) 및 복원 스프링(958)을 포함한다. 왁스 펠릿(956)은 응고될 때 닫힘 위치내에 밸브 부재(954)를 유지하도록 설계된다. 복원 스프링(958)은 왁스 펠릿(956)이 용해될 때 열림 위치내로 밸브 부재(954)을 엇갈리도록 배치된다. 관례적인 온도조절장치의 상세한 구성 및 작동은 당해 기술분야의 숙련공들에서 잘 알려져 있다.

전자적으로 작동되는 온도조절장치(950)는 왁스 펠릿(956)을 통과 또는 주위에 연장형성하는 코일과 같은 가열요소(960)를 포함한다. 가열요소(960)는 전기 케이블(962)을 통과하는 전원(도시되지 않음)에 전기적으로 연결된다. ECU(900)와 같은 컴퓨터는 가열요소(960)로 케이블(962)을 따라 전류의 통전을 제어한다. 가열요소(960)는 전류가 공급될 때 상승된 온도로 가열하도록 설계된다. 가열 요소(960)로 부터의 열은 대략 화씨 80 도(44.4℃)의 온도증가에 왁스 펠릿(956)을 노출시킨다. 이것은 다른 것이 용해되기 전에 왁스 펠릿(956)을 용해시키도록 돕는다. 절연 히터 및 저항 히터와 같은 가열 요소는 당해 기술분야에 잘 알려져 있으므로 더 이상의 상세하게 설명하지 않는다.

본 시스템내에서 보다 효과적으로 작동시키기 위하여, 왁스 펠릿(956)은 화씨 220 도 내지 226 도(104.4℃ 내지 107.8℃) 사이의 유체온도에서 열림이 시작되고, 화씨 236 도 내지 240 도(113.3℃ 내지 115.6℃) 사이의 유체온도에서 완전히 열리게 되도록 측정된다. 이들 온도는 전류 온도조절장치 설계(즉, 대략 화씨 180 도(82.2℃)보다 높다. 그러나, 온도제어유체가 화씨 220 도(104.4℃)에 도달할 때까지 순환이 차단되는(즉 라디에이터가 아니다) 것과 같이 온도제어시스템을 유지하는 것은 시스템내에 증간된 압력(대략 7 psi (48.263 kPa)를 생성한다. 이 증가된 압력을 조절하도록, 왁스 펠릿(956)은 관례적인 펠릿보다 약간 크게 제조되는 것이 바람직하다. 큰 복원 스프링(958) 및 하우징(952)도 필요하다.

정상적으로 용해되기 전에 왁스 펠릿(956)을 화씨 80 도(44.4℃)로 용해하도록 하는 가열요소(960)의 성능은 온도제어유체온도의 변화를 위하여 온도제어유체흐름 이상의 제어를 허용한다. 가열 요소(960)에 대한 화씨 80 도(44.4℃) 온도한계는 밸브 부재(954)가 열릴 수 있는 온도(즉, 화씨 160 도(71.1℃)의 하부 온도한계)에서 하한점을 제공한다. 이것은 시스템의 히터 및 디프로스트 성능의 손실을 방지하게 돕는다. 상부 온도한계는 왁스 펠릿(956)의 용해온도에 의해 화씨 240 도(115.6℃)에서 유지된다.

전자적으로 작동되는 온도조절장치(950)의 양호한 실시예의 작동은 지금부터 기재될 것이다. ECU(900)는 실제 엔진오일차단온도를 나타내는 신호를 수신한다. 만약 실제 엔진온도가 예정된 엔진온도 값(즉, 주어진 감지된 주위공기온도에 대한 요구된 엔진오일온도) 이하이면, 온도조절장치는 관례적인 방식(즉, 온도제어유체가 화씨 220 도/화씨 226 도(104.4℃/107.8℃)에 도달하였을 때 최초로 열림)으로 작동된다. 그러나, 만약 실제 엔진온도가 예정된 엔진온도값 보다 크면, ECU(900)는 케이블(962)을 따라 전류의 통전을 제어한다. 전류는 온도조절장치의 초기 열림 때문에 왁스 펠릿(956)의 용해를 차례차례 시작하게 하는 가열 요소(960)의 가열에 의한 결과이다.

상기된 전자적으로 작동되는 온도조절장치(950)는 온도제어유체의 흐름을 효과적으로 제어하기 위하여 단일의 경량의 장치를 제공한다.

노벨 EETC 및 제한기/차단 밸브에 사용되는 입구 수력유체 인젝터는 각각의 밸브챔버를 충전하도록 가압된 수력유체원내로 접속하지 않으면 안된다. 전형적인 밸브는 약 6초 동안에 상태를 완전히 교체하도록 가압된 수력유체원에 접속할 것이다. 약간 긴 시간은 단일 인젝터가 다중 제한기/차단 밸브의 챔버를 충전하는 시스템에 요구된다. 이들 시간은 차량 트립(trip)의 평균길이에 비교하여 매우 짧다. 밸브 상태가 정상적인 차량 트립시 약간의 시간보다 더 길게 교체될 것 같이 않으므로 가압된 수력유체원이 접속되는 시간의 퍼센테지는 전형적으로 구동하는 매시간에 대하여 1분 이하 또는 2% 이하로 매우 작게 예상된다. 따라서, 만일 있다면 수력유체 시스템의 정상적인 기능을 실행하는 작은 시간이다. 그러므로, 만약 엔진윤활오일펌프출구라인이 수력유체원이라면, 노벨 밸브의 작동은 윤활시스템의 정상적인 작동에 대한 어떤 중대한 실행도 없을 것이며, 또한 노벨 밸브를 조절하도록 존재하는 오일펌프 또는 윤활시스템을 변경할 필요가 없다. 라인은 요구된다면 실린더 헤드 또는 실린더 블록에 접속되므로 존재하는 엔진 엔벨오프(envelope)에 대하여 매우 작은 교체를 요구한다.

상기 서술된 새로운 EETC와 제한기/차단밸브는 최소한 한 통로를 통해서 유체의 비제한적인 유동을 허용하기 위한 첫 번째 위치와 통로를 통해서 제한적인 유동을 위한 두 번째 위치 사이에서 왕복운동을 한다. 유동제한은 부분적 또는 전부(약, 100%)중 어느 하나이다. 밸브들의 각각은 편심스프링에 의해 한 위치에 편향되고 피스톤 멤버에 대향하여 미는 수력유체압에 의해 다른 위치에 대신된다.

피스톤맴버는 EETC 밸브내에 되도록이면, 다이어프램이거나 또는 피스톤샤프트이다.

제한기/차단밸브내에, 피스톤 맴버는 분리된 피스톤과 샤프트의 조합결합을 포함한다.

EETC와 제한기/차단밸브는 가압시켜 완전히 채워진 챔버로 연합시킨 첫 번째 위치와 가압시키지 않아 빈 챔버로 연합시킨 두 번째 위치를 가진 것을 보여주고, 밸브의 각각은 역으로 작동됨에 디자인될 수 있다. 즉, 챔버들의 위치와 편심스프링은 챔버가 가입되지 않고 비어있을 때 밸브가 제 1 위치에 있도록 하고 챔버가 가압되고 완전히 충전될 때 밸브가 제 2 위치에 있도록 역진시킬 수 있다. 본 발명의 범위는 이런 역으로 된 구성을 포함한다.

또한, 본 발명의 범위는 구체화된 EETC와 제한기/차단밸브는 각기 챔버들을 단지 부분적으로 채우고 가압시키는 것에 의해 첫번째 및 두번째 위치 사이의 위치에 놓여 있는 것도 포함한다. 특정의 밸브를 위한 은구된 중간위치를 달성하는 것은, 챔버압력밸브와 채워지거나 비워지는 시간주기 또는 어느 한쪽은 그 밸브를 위하여 실험적으로 결정된 것일 것이다.

예를 들면, 만약 특정한 EETC 밸브가 25 psi(172kPa)로 챔버를 가압함으로써 완전히 열려지고 챔버가 25 psi(172kPa)에 도달된 후 2초 동안에 계속하여 가압하도록 한다면 챔버가 15 psi(172kPa)에 도달할 때까지 가압절차는 요구된 중간위치로 밸브를 배치시키지 않으면 안된다.

대신으로, 만약 중간 피스톤에 개방 EETC 밸브를 이동시키는 것이 요구된다면, 부분챔버가압이 적용될 것이다. 다시, 특정의 압력 밸브와 부가적인 시간주기는 주어진 새로운 밸브를 위하여 실험적으로 결정될 수 있다.

대신으로, 피드백제어시스템적용는 ECU에 연결된 밸브위치 트랜스듀서가 적용될 것이다.

본 발명의 온도제어시스템은 내연엔진의 서모스탯을 대신하는 것으로 서술되고, 시스템은 또한 표준 서모스탯과 관련하여 이용될 수 있다. 이 형태의 구체성은 되도록이면, 서모스탯을 갖는 시리즈에 EETC 밸브를 합체될 것이다. 즉, 라디에이터에 유체라인은 EETC 밸브 뿐만 아니라 그위에 설치된 표준 서모스탯들도 가질 수 있다.

ECU는 EETC 밸브가 유체흐름을 넘는 제어를 할 때 결정될 수 있다.

되도록이면, EETC 밸브는 엔진의 초기운전계시/데핌모드를 제어할 것이고, 서모스탯이 효율적으로 작동되지 않을 때이다.

이 모드에서, 서모스탯을 억제하기 위한 수단은 엔진이 최적의 온도에 도달되기 전에 개방된 라인으로부터 라디에이터에 서모스탯을 억제하도록 합체되는 것일 것이다. 예를 들면, 핀은 닫혀진 위치에서 서모스탯의 밸브를 잠금시키는 작동을 할 수 있다. 핀의 작동은 상기에서 서술한 바와 같이 밸브제어 곡선의 하나 또는 더 이상을 기본으로 한 ECU에 의해 제어될 수 있다. 따라서, EETC 밸브는 더 나아가 제어되는 것으로부터 금지될 수 있고 서모스탯은 일반적으로 수행전 것으로 시스템을 제어하도록 릴레이 될 수 있는 것으로써 TCF 유체가 일반적인 작동온도에 도달할 때까지 시스템의 제어내에 있을 것이다.

서모스탯은 또한 약 화씨 0도(-17.8℃)와 같이, 미리 예정된 온도 이하로 대기온도가 떨어질 때 잠겨줄 수 있다.

이것은 존재하는 엔진의 개장이 기술된 온도제어시스템을 완전히 수행할 때 더욱 요구될 수 있을 상황에 이용될 수 있는 구체성이 계획된 것이다. 운전개시/데핌 및 저온을 유지하는 동안에 현저한 이득을 제공하는 서술된 온도제어시스템으로부터, 상기에서 서술된 수정된 구체성은 표준 서모스탯 시스템을 능가하는 장점을 가지고 있다.

본 발명의 또다른 특징은 TCF의 제어에 의해 결합된 다양한 다른 엔진 매개변수들을 제어하는 능력이 있다. 예를 들면, 이것은 라디에이터를 위하여 냉각시키는 제공된 전기팬을 제어하는 것이 가능하다.

라이에이터의 출구에 TCF의 온도를 측정하면 대략 약 150℉와 150℉(65.6℃~71.1℃)이고, 차량속도는 약 시간당 35마일(56.3km/h)보다 덜하며, 팬은 작동되는 것에 의해 설계된다.

이것은 차량이 각기 천천히 움직이고 TCF가 뜨거운 차량이 되게 하는 작동상태에 대응한다.

이 작동상태는 최고로 과열될 때 발생되는 전형적인 것이다. 차량이 상기 시간당 35마일로 주행될 때, 라디에이터를 통한 공기유동과 엔진블록주위는 TCF온도를 감소시키는 작용을 할 것이다. 팬의 제어에 다양성도 가능하다. ECU는 팬제어를 제공하는 프로그램이 될 수 있거나, 대신에 개별적인 팬제어유닛을 이용할 수 있다.

이것은 덜한 ECU로부터 신호를 이용하는 점화플러그에 의해 발생된 스파크를 제어할 수 있다. 예를 들면, 라디에이터 및 대기온도에 TCF의 온도는 얼마나 많은 스파크가 연료의 최적연소를 만들어내는데 요구되는가를 결정하도록 감시될 수 있다.

이것은 이 밸브가 현저하게 다양화될 수 있는 엔진블록의 외부로 TCF온도를 비교함으로써 각각 안정될 수 있는 것으로부터 라디에이터내에 TCF온도를 이용하는 것이 바람직하다. 이러한 기술이 쉽게 이해할 수 있는 다른 변경이 기술된 새로운 시스템을 이용할 때 내연엔진의 작동상태에 만들어질 수 있다.

본 발명에서는 온도제어시스템은 부가되는 연속적인 장점이 제공된다. 냉각온도 환경(도 23)에서 TCF유체의 실제 온도를 증가시키는 수단을 제공하는 것에 의해 히터의 물리적인 크기는 감소될 것이다. 이것은 TCF의 온도를 더욱 뜨겁게 하기 때문이고, TCF로부터 차량의 승객석을 데우는 것으로부터 가열에너지의 필수적인 양을 뽑아내는데 요구되는 히터코어의 표면적이 적다.

EETC 밸브와 하나 또는 더 이상의 제한기/차단밸브들이 적용되는 엔진은 종래 서모스탯이 하나만 적용된 엔진냉각시스템보다 작은 엔진 배기방출과 좋은 연료 경제성을 가질 것이다. 방출에서 감소되고 연료 경제성에서 개선된 이래로 냉각온도환경과 엔진 운전개시동안에 가장 커질 것이고, 본 발명은 현저하게 감소된 차량 배기오염레벨을 제공하는 것이 가능하다.

새로운 EECT와 제한기밸브를 합체한 엔진은 또한 저온에서 증가되는 마력을 만들어낸다.

현재로는, 미합중국 환경보호국이 각기 더운대기온도에서 배출시험을 지도하고 있다. 이 더운온도에서의 시험은 그들이 냉온기후에서 시작되고 조작될 때에 차량의 실제오염결과를 발표하지는 않고 있다. 예를 들면, 현재 시험절차는 12시간동안 68에서 80℉(20℃~26.7℃)의 대기 온도내에 차량 “냉담금액”을 요구한다. 즉, 차량은 엔진부가 주위공기온도로 안정되도록 이 온도환경에서 12 동안 사용하지 않고 배치시키지 않으면 안된다. 그 다음 엔진은 운전개시되고, 열방사가 견딜 수 있는 한계를 입증하도록 측정된다. 주위공기온도가 상대적으로 데펴지기 때문에 엔진 및 촉매 컨버터는 효과적인 작동온도로 신속하게 가열된다. 현재 최고의 차량은 만약 “냉담금액” 데스트가 화씨 28 도 내지 40 도(-2.2℃ 내지 4.4℃)와 같은 매우 낮은 주위공기온도에서 실시될 것이 요구된다면 현행열방사기준에 미달될 것이다. 도 44A 및 도 44B에 예시된 제한기/차단 밸브 또는 엔진블록 바이패스 시스템과 함께 EETC 밸브를 사용하는 엔진은 이러한 낮은 주위공기온도에서의 “냉담금액” 데스트하의 현행열방사기준을 만족시키도록 현행 시스템 이상의 실질적인 향상을 보여질 것이다.

상기 기재된 본 발명은 (굳할스-윌콕스 오토모티브 엔시크로페디아(Goodheart-Willcox Automotive Encyopedia)의 169쪽에서부터 발명의 배경내에 인용문에서 보이는) 차량의 냉각 시스템에 의해 취급되는 과소평가된 1 내지 3의 열 에너지를 이용하는 효과적인 방법을 제공한다. EETC 밸브, 제한기/차단 밸브 및 그들 상태를 결정하기 위해 프로그램된 곡선의 사용은 차량의 종합적인 필요성을 갖는 엔진냉각시스템의 성능을 효과적으로 맞추는 엔진온도제어시스템을 위한 기본적인 구조블록이다.

본 발명은 본 발명의 정신 또는 필수적인 특성을 벗어남이 없이 다른 특정한 형태로 실시될 수 있고, 따라서, 기준은 본 발명의 범위를 나타내는 상세한 설명보다 오히려 첨부된 청구범위에서 이루어질 것이다.

내용 없음.

Claims (102)

1. 라디에이터 및 엔진을 구비하는 수냉식 내연엔진내에 온도제어 시스템에 있어서, 상기 시스템은 라디에이터와 연통되는 통로를 따라 온도제어유체의 흐름을 제어하고, 상기 흐름을 차단하기 위한 제 1 상태와 상기 흐름을 허용하기 위한 제 2 상태를 구비하는 흐름제어밸브와; 엔진오일온도를 표시하는 온도를 감지하고 엔진오일온도신호를 제공하기 위한 센서와; 엔진오일온도신호를 수신하고, 예정된 엔진오일온도값에 엔진오일온도신호를 비교하고, 예정된 엔진오일온도값에 엔진오일온도신호를 비교하는 기능과 같이 제 1과 제 2 상태 사이에서의 흐름제어밸브의 작동을 제어하기 위한 신호를 제공하는 엔진 컴퓨터를 포함하는 것을 특징으로 하는 라디에이터 및 엔진을 구비하는 수냉식 내연엔진내에 온도제어 시스템.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 엔진 컴퓨터는 엔진오일온도신호가 예정된 엔진오일온도값 이하일 때 밸브를 제 1 상태에 있도록 하고, 엔진오일온도신호가 예정된 엔진오일온도값 보다 클 때 밸브를 제 2 상태에 있도록 흐름 제어 밸브를 제어하는 것을 특징으로 하는 라디에이터 및 엔진을 구비하는 수냉식 내연엔진내에 온도제어 시스템.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 시스템은 주위공기온도를 감지하고, 주위공기온도를 표시하는 주위공기온도신호를 제공하기 위한 센서와; 주위공기온도신호를 수신하고, 주위공기온도의 작용만큼 변화하는 엔진오일온도값에 주위공기온도신호를 비교하므로써 예정된 엔진오일온도값을 결정하는 엔진 컴퓨터를 포함하는 것을 특징으로 하는 라디에이터 및 엔진을 구비하는 수냉식 내연엔진내에 온도제어 시스템.
4. 제 1 항, 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 시스템은 온도제어유체온도를 표시하는 온도를 감지하고, 온도제어유체온도를 표시하는 신호를 제공하기 위한 센서를 포함하며; 엔진 컴퓨터는 온도제어유체온도신호를 수신하고, 예정된 엔진오일온도값에 엔진오일온도신호의 비교의 기초로 하여 예정된 온도제어유체온도값을 조정하고, 조정된 예정된 온도제어유체값에 온도제어유체온도를 비교하고, 조정된 온도제어유체온도값에 온도제어유체온도신호를 비교하는 기능에 따라 제 1 및 제 2 상태 사이에서의 흐름제어밸브의 작동을 제어하기 위한 신호를 제공하는 것을 특징으로 하는 라디에이터 및 엔진을 구비하는 수냉식 내연엔진내에 온도제어 시스템.
5. 라디에이터를 구비하는 수냉식 내연엔진내에 온도제어 시스템에 있어서, 상기 시스템은 (a) 라디에이터와 연통되는 통로를 통한 온도제어유체의 흐름을 제어하고, 상기 흐름을 차단하기 위한 제 1 상태 및 상기 흐름을 허용하는 제 2 상태를 구비하는 제 1 흐름제어밸브와; (b) 온도제어유체의 온도를 측정하고, 온도를 표시하는 신호를 제공하기 위한 제 1 센서와; (c) 주위공기온도를 측정하고, 주위공기온도를 표시하는 신호를 제공하기 위한 제 2 센서와; 실제엔진작동온도를 측정하고, 실제엔진작동온도를 표시하는 신호를 제공하기 위한 제 2 센서와; (d) 예비선택된 엔진작동온도에 측정된 엔진작동온도를 비교하고, 예비선택된 엔진작동온도에 측정된 엔진작동온도의 비교치를 기초로 하여 밸브의 상태를 제어하기 위한 온도제어곡선을 선택하고, 선택된 곡선에 측정된 주위공기온도신호 및 측정된 온도제어유체온도신호를 비교하고, 비교치를 기초로 하여 제어신호를 생성하고, 밸브의 상태를 제어하도록 제 1 흐름제어밸브로 제어신호를 보내기 위한 엔진 컴퓨터를 포함하며; 상기 온도제어곡선은 주위공기온도성분 및 온도제어유체성분을 구비하는 포인트의 세트에 의해 한정되고, 제 1 곡선은 실제온도작동온도가 예비선택된 온도 또는 이하일 때 선택되고, 제 2 곡선은 실제엔진작동온도가 예비선택된 온도 이상일 때 선택되는 것을 특징으로 하는 라디에이터를 구비하는 수냉식 내연엔진내에 온도제어 시스템.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 제 2 곡선은 일반적으로 주위공기온도가 X축상에 좌표되고, 온도제어유체가 Y축에 좌표될 때 제 1 곡선의 변환된 하향 버전인 것을 특징으로 하는 라디에이터를 구비하는 수냉식 내연엔진내에 온도제어 시스템.
7. 제 5 항에 있어서, 제 1 및 제 2 곡선의 적어도 일부는 약 화씨 100 도(37.8℃) 내지 약 화씨 260 도(126.7℃)의 온도제어유체온도범위 및 약 화씨 100 도(37.8℃) 내지 약 화씨 영 도(-17.8℃)의 주위공기온도범위로 한정되는 면적에서 일반적으로 플러스인 경사면을 갖는 것을 특징으로 하는 라디에이터를 구비하는 수냉식 내연엔진내에 온도제어 시스템.
8. 제 5 항에 있어서, 제 1 및 제 2 곡선의 적어도 일부는 일반적으로 주위공기온도가 일반적으로 화씨 영 도(-17.8℃) 이하인 면적에서 제로 경사면을 갖는 것을 특징으로 하는 라디에이터를 구비하는 수냉식 내연엔진내에 온도제어 시스템.
9. 제 5 항에 있어서, 제 1 곡선은 일반적으로 주위공기온도가 X축상에 좌표되고, 온도제어유체가 Y축에 좌표될 때 주위공기온도의 선택된 범위내에 제 1 곡선에 범프-업 영역에서 제외되는 제 2 곡선과 유사한 것을 특징으로 하는 라디에이터를 구비하는 수냉식 내연엔진내에 온도제어 시스템.
10. 제 5 항에 있어서, 상기 시스템은 주위공기온도의 범위에 대한 최적엔진작동온도를 저장하고, 측정된 주위공기온도에 대한 최적엔진작동온도를 출력하는 수단을 포함하며; 예비선택된 엔진작동온도는 주위공기온도를 측정한 전류에서의 최적엔진작동온도인 것을 특징으로 하는 라디에이터를 구비하는 수냉식 내연엔진내에 온도제어 시스템.
11. 제 5 항에 있어서, 상기 시스템은 제 2 통로를 통한 온도제어유체의 흐름을 제어하고, 상기 흐름을 제한하기 위한 제 1 상태 및 흐름을 제한하지 않게 하기 위한 제 2 상태를 구비하는 제 2 흐름제어밸브와; 측정된 주위공기온도신호 및 측정된 온도제어유체온도신호가 선택된 곡선 상측에 위치되는 포인트를 한정할 때 제 1 상태에 제 2 밸브를 배치하도록 제어신호를 보내고, 측정된 온도신호가 선택된 곡선 하측에 위치된 포인트를 한정될 때 제 2 상태에 밸브를 배치하도록 상기 제어신호를 보내는 엔진 컴퓨터를 포함하는 것을 특징으로 하는 라디에이터를 구비하는 수냉식 내연엔진내에 온도제어 시스템.
12. 제 6 항에 있어서, 상기 제 2 곡선은 제 1 곡선에서 약 화씨 50 도(27.8℃)만큼 하향 변환되는 것을 특징으로 하는 라디에이터를 구비하는 수냉식 내연엔진내에 온도제어 시스템.
13. 제 9 항에 있어서, 범프-업 영역은 약 화씨 110 도(43.3℃) 내지 약 화씨 20도(-6.7℃)인 것을 특징으로 하는 라디에이터를 구비하는 수냉식 내연엔진내에 온도제어 시스템.
14. 제 9 항에 있어서, 범프-업 영역은 약 화씨 65 도(36.1℃)의 최대 범프-업을 갖고, 주위공기온도감소만큼 작아지는 것을 특징으로 하는 라디에이터를 구비하는 수냉식 내연엔진내에 온도제어 시스템.
15. 제 13 항에 있어서, 범프-업 영역은 약 화씨 85 도(29.4℃)에서 약 화씨 65도(36.1℃)의 최대 범프-업을 갖는 것이며, 주위공기온도가 화씨 20 도(-6.7℃)에 접근함에 따라 작아지는 것을 특징으로 하는 라디에이터를 구비하는 수냉식 내연엔진내에 온도제어 시스템.
16. 라디에이터를 구비하는 수냉식 내연엔진내에 온도제어 시스템에 있어서, 상기 시스템은 (a) 라디에이터와 연통하는 통로를 통한 온도제어유체의 흐름을 제어하고, 상기 흐름을 차단하기 위한 제 1 상태 및 상기 흐름을 허용하는 제 2 상태를 갖고, 데핌 또는 운전개시시 제 1 상태인 흐름제어밸브와; (b) 실제엔진작동온도를 측정하기 위한 제 1 센서와; (c) 예비선택된 엔진작동온도에 측정된 엔진작동온도를 비교하기 위한 수단과; (d) 제어신호를 생성하고, 밸브의 상태를 제어하도록 흐름제어밸브로 상기 제어신호를 보내고, 온도제어유체의 온도에 상관없이 실제엔진작동온도가 예비선택된 엔진작동온도에 도달할 때까지 제 1 상태로 밸브를 유지시키고, 실제 엔진작동온도가 예비선택된 엔진작동온도에 도달하였을 때 제 2 상태에 밸브를 배치하기 위한 엔진 컴퓨터를 포함하는 것을 특징으로 하는 라디에이터를 구비하는 수냉식 내연엔진내에 온도제어 시스템.
17. 제 16 항에 있어서, 상기 시스템은 (e) 주위공기온도를 측정하기 위한 제 2 센서와; (f) 주위공기온도의 범위에 최적엔진온도를 저장하고, 측정된 주위공기온도에 대한 최적엔진작동온도를 출력하기 위한 수단을 포함하며; 예비선택된 엔진작동온도는 통상 측정된 주위공기온도에서 최적엔진작동온도인 것을 특징으로 하는 라디에이터를 구비하는 수냉식 내연엔진내에 온도제어 시스템.
18. 라디에이터를 구비하는 수냉식 내연엔진내에 온도제어 시스템에 있어서, 상기 시스템은 통로를 통한 온도제어유체의 흐름을 제어하고, 상기 흐름을 차단하기 위한 제 1 상태 및 상기 흐름을 허용하는 제 2 상태를 구비하는 제 1 흐름제어밸브와; 실제엔진작동온도를 측정하고, 실제 엔진작동온도를 표시하는 신호를 제공하기 위한 제 1 센서와; 실제 주위온도를 측정하고, 실제 주위온도를 표시하는 신호를 제공하기 위한 제 2 센서와; 상기 실제주위온도를 기초로 하여 주위온도의 작용에 따라 변화하는 요구된 엔진작동온도를 결정하기 위한 상기 실제 주위온도에 응답하는 수단과; 상기 요구된 엔진작동온도에 상기 실제엔진작동온도를 비교하기 위한 수단과; 상기 제 1 및 제 2 상태 사이에서 흐름제어밸브의 상태를 제어하기 위한 수단을 포함하며; 상기 흐름제어밸브는 상기 실제엔진작동온도가 상기 요구된 엔진작동온도를 초과할 때 제 1 상태이고, 상기 실제엔진작동온도가 상기 요구된 엔진작동온도 초과할 때 상기 제 2 상태인 것을 특징으로 하는 라디에이터를 구비하는 수냉식 내연엔진내에 온도제어 시스템.
19. 제 18 항에 있어서, 상기 시스템은 상기 온도제어유체온도를 측정하고, 상기 온도제어유체온도를 표시하는 신호를 제공하기 위한 제 2 센서를 포함하며, 흐름제어밸브의 상태를 제어하기 위한 수단은 상기 감지된 실제 주위온도 및 상기 감지된 온도제어유체온도의 작용에 따라 상기 제 1 및 제 2 상태 사이에서 흐름제어밸브를 이동시키는 것을 특징으로 하는 라디에이터를 구비하는 수냉식 내연엔진내에 온도제어 시스템.
20. 제 18 항에 있어서, 상기 통로는 실린더 헤드 및 흡기 매니폴드와 연통되고, 상기 흐름제어밸브는 실린더 헤드와 흡기 매니폴드 사이의 흐름을 제어하는 것을 특징으로 하는 라디에이터를 구비하는 수냉식 내연엔진내에 온도제어 시스템.
21. 제 18 항에 있어서, 상기 흐름제어밸브는 엔진과 라디에이터 사이의 흐름을 제어하는 것을 특징으로 하는 라디에이터를 구비하는 수냉식 내연엔진내에 온도제어 시스템.
22. 제 5 항, 제 16 항 또는 제 18 항에 있어서, 상기 시스템은 오일팬내에 입구 및 출구를 갖는 열 교환기와; 열 교환기의 입구에 연결되고, 통로와 연통되는 도관과; 라디에이터 및 열 교환기의 출구에 연결되는 입구 및 통로에 연결되는 출구를 갖는 워터 펌프를 포함하며; 흐름제어밸브의 적어도 하나의 상태는 열 교환기로 온도제어유체의 적어도 일부의 흐름을 허용할 수 있는 것을 특징으로 하는 라디에이터를 구비하는 수냉식 내연엔진내에 온도제어 시스템.
23. 제 22 항에 있어서, 열 교환기는 열 전도튜브인 것을 특징으로 하는 라디에이터를 구비하는 수냉식 내연엔진내에 온도제어 시스템.
24. 제 5 항, 제 10 항, 제 16 항, 제 17 항 또는 제 18 항에 있어서, 상기 시스템은 높이 센서와 높이에 따라 예비선택된 엔진작동온도를 조정하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 라디에이터를 구비하는 수냉식 내연엔진내에 온도제어 시스템.
25. 제 5 항, 제 10 항, 제 16 항, 제 17 항, 제 18 항 또는 제 19 항에 있어서, 엔진작동온도는 엔진오일온도인 것을 특징으로 하는 라디에이터를 구비하는 수냉식 내연엔진내에 온도제어 시스템.
26. 제 5 항, 제 10 항, 제 16 항, 제 17 항, 제 18 항 또는 제 19 항에 있어서, 엔진작동온도는 엔진블록의 온도인 것을 특징으로 하는 라디에이터를 구비하는 수냉식 내연엔진내에 온도제어 시스템.
27. 제 25 항에 있어서, 엔진은 오일팬을 포함하고, 엔진오일온도는 오일팬내에 오일온도인 것을 특징으로 하는 라디에이터를 구비하는 수냉식 내연엔진내에 온도제어 시스템.
28. 제 1 항, 제 2 항, 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 엔진은 엔진블록을 포함하고, 센서에 의해 감지된 온도는 엔진블록의 온도인 것을 특징으로 하는 라디에이터를 구비하는 수냉식 내연엔진내에 온도제어 시스템.
29. 제 1 항, 제 2 항, 제 3 항, 제 4 항, 제 5 항, 제 11 항, 제 16 항, 제 18 항 또는 제 19 항에 있어서, 흐름제어밸브는 수력학적으로 제어되는 격막밸브인 것을 특징으로 하는 라디에이터를 구비하는 수냉식 내연엔진내에 온도제어 시스템.
30. 제 1 항, 제 2 항, 제 3 항, 제 4 항, 제 5 항, 제 11 항, 제 16 항, 제 18 항 또는 제 19 항에 있어서, 흐름제어밸브는 전자적으로 작동되는 온도조절장치인 것을 특징으로 하는 라디에이터를 구비하는 수냉식 내연엔진내에 온도제어 시스템.
31. 제 30 항에 있어서, 전자적으로 작동되는 온도조절장치는 하우징과; 열림상태와 닫힘상태 사이를 하우징내에서 왕복운동할 수 있는 밸브부재와; 열림상태내로 밸브 부재를 엇갈리게 하기 위한 복원 부재와; 밸브부재에 부착되고, 고체 및 유체상태를 갖고, 고체상태일 때 밸브부재를 닫힘상태로 유지시키고, 유체상태일 때 복원스프링이 밸브부재를 열림상태로 엇갈리게 허용하는 왁스 펠릿과; 하우징내에 장치되고, 왁스 펠릿으로 열을 전달하도록 설치되고, 열을 발생하기 위하여 통전을 수용하는 가열요소를 포함하며; 엔진 컴퓨터로 부터의 신호는 가열요소에 대한 통전을 제어하는 것을 특징으로 하는 라디에이터를 구비하는 수냉식 내연엔진내에 온도제어 시스템.
32. 제 31 항에 있어서, 가열요소는 왁스 펠릿의 주위에 둥글게 감겨진 가열코일인 것을 특징으로 하는 라디에이터를 구비하는 수냉식 내연엔진내에 온도제어 시스템.
33. 제 31 항에 있어서, 가열요소는 왁스 펠릿내에 배치되는 것을 특징으로 하는 라디에이터를 구비하는 수냉식 내연엔진내에 온도제어 시스템.
34. 제 31 항에 있어서, 왁스 펠릿은 대략 화씨 220 도(104.4℃)의 용융점을 갖는 것을 특징으로 하는 라디에이터를 구비하는 수냉식 내연엔진내에 온도제어 시스템.
35. 제 31 항에 있어서, 엔진 컴퓨터는 엔진오일온도신호가 예정된 엔진오일온도값 이상일 때 가열요소의 가열을 발생하기 위하여 통전을 제어하는 것을 특징으로 하는 라디에이터를 구비하는 수냉식 내연엔진내에 온도제어 시스템.
36. 제 4 항에 있어서, 엔진 컴퓨터는 엔진오일은 예정된 엔진오일온도를 초과하는 양을 결정하고, 엔진 컴퓨터는 상기 초가양의 작용만큼 예정된 온도제어유체온도를 조정하는 것을 특징으로 하는 라디에이터를 구비하는 수냉식 내연엔진내에 온도제어 시스템.
37. 제 4 항에 있어서, 엔진 컴퓨터는 엔진오일온도신호가 예정된 엔진오일온도값을 초과하는 각각의 일 도에 대하여 예비설정 양 아래로 예정된 온도제어유체온도값을 조정하는 것을 특징으로 하는 라디에이터를 구비하는 수냉식 내연엔진내에 온도제어 시스템.
38. 제 37 항에 있어서, 조정의 예비설정양은 약 화씨 1 도(0.56℃) 내지 약 화씨 10 도(5.6℃) 범위내의 값인 것을 특징으로 하는 라디에이터를 구비하는 수냉식 내연엔진내에 온도제어 시스템.
39. 라디에이터 및 워터재킷을 구비하는 수냉식 내열엔진내에 온도제어 시스템에 있어서, 상기 시스템은 워터재킷을 통한 온도제어유체의 흐름을 제어하고, 상기 흐름을 차단하기 위한 제 1 상태 및 상기 흐름을 허용하기 위한 제 2 상태를 구비하는 흐름제어밸브와; 실제 엔진오일온도를 감지하고, 실제 엔진오일온도를 표시하는 신호를 제공하기 위한 제 1 센서와; 실제 주위공기온도를 감지하고, 실제 주위공기온도를 표시하는 신호를 제공하기 위한 제 2 센서와; 실제 온도제어유체온도를 감지하고, 실제 온도제어유체온도를 제공하기 위한 제 3 센서와, 실제 엔진오일온도, 실제 주위공기온도 및 온도제어유체온도를 수용하고, 주위공기온도를 기초로 하여 실제 주위공기온도의 작용에 따라 변화시키는 요구된 엔진오일온도를 결정하고, 엔진의 온도상태를 결정하기 위하여 요구된 엔진오일온도에 실제 엔진오일온도를 비교하고, 엔진의 온도상태를 기초로 하여 온도제어유체온도성분 및 주위공기온도성분을 구비하고, 유체제어밸브의 상태를 결정하는 곡선을 한정하는 예정된 값의 세트를 조정하고, 예정된 값의 조정된 세트에 실제 주위온도를 비교하므로써 요구된 온도제어유체온도를 결정하고, 요구된 온도제어유체온도의 비교에 의해 한정하는 제 1 및 제 2 상태 사이에서 흐름제어밸브의 작동을 제어하기 위한 엔진 컴퓨터를 포함하며; 흐름제어밸브는 실제 온도제어유체온도가 요구된 온도제어유체온도 이하일 때 제 1 상태이고, 실제 온도제어유체온도가 요구된 온도제어유체온도 이상일 때 제 2 상태인 것을 특징으로 하는 라디에이터를 구비하는 수냉식 내연엔진내에 온도제어 시스템.
40. 제 39 항에 있어서, 엔진 컴퓨터는 요구된 엔진오일온도에 대한 실제 엔진오일온도의 비교치를 기초로 하여 엔진부하조건을 결정하고, 엔진 컴퓨터는 부하조건에 따라 예정된 값의 세트의 온도제어유체온도성분을 조정하는 것을 특징으로 하는 라디에이터를 구비하는 수냉식 내연엔진내에 온도제어 시스템.
41. 제 39 항에 있어서, 엔진 컴퓨터는 실제 엔진오일온도가 요구된 엔진오일온도를 초과하는 양을 결정하고, 엔진 컴퓨터는 상기 초과양의 작용에 따라 예정된 값의 세트의 온도제어유체온도성분을 조정하는 것을 특징으로 하는 라디에이터를 구비하는 수냉식 내연엔진내에 온도제어 시스템.
42. 제 39 항에 있어서, 엔진 컴퓨터는 실제 엔진오일온도가 요구된 엔진오일온도를 초과하는 1 도마다 예비설정 양 이하로 예정된 값의 세트의 온도제어유체온도성분을 조정하는 것을 특징으로 하는 라디에이터를 구비하는 수냉식 내연엔진내에 온도제어 시스템.
43. 제 39 항에 있어서, 엔진 컴퓨터는 실제 엔진오일온도가 요구된 엔진오일온도를 초과하는 3 도마다 예비설정양 이하로 예정된 값의 세트의 온도제어유체온도성분을 조정하는 것을 특징으로 하는 라디에이터를 구비하는 수냉식 내연엔진내에 온도제어 시스템.
44. 제 39 항에 있어서, 엔진 컴퓨터는 실제 엔진오일온도가 요구된 엔진오일온도를 초과하는 화씨 3 도마다 예비설정양 이하로 예정된 값의 세트의 온도제어유체온도성분을 조정하는 것을 특징으로 하는 라디에이터를 구비하는 수냉식 내연엔진내에 온도제어 시스템.
45. 제 39 항에 있어서, 엔진 컴퓨터는 실제 엔진오일온도의 변화율을 결정하고, 엔진 컴퓨터는 변화율의 작용에 따라 예정된 값의 세트의 온도제어유체온도성분을 조정하는 것을 특징으로 하는 라디에이터를 구비하는 수냉식 내연엔진내에 온도제어 시스템.
46. 제 39 항에 있어서, 엔진 컴퓨터는 예정된 값의 세트의 온도제어유체온도성분을 위한 주위공기온도의 작용에 따라 변화시키는 조정인자를 결정하고, 엔진 컴퓨터는 조정인자에 따라 예정된 값의 세트의 온도제어유체온도성분을 조정하는 것을 특징으로 하는 라디에이터를 구비하는 수냉식 내연엔진내에 온도제어 시스템.
47. 제 39 항에 있어서, 엔진의 흡기 매니폴드를 포함하고, 엔진 컴퓨터는 흡기 매니폴드 진공압력을 표시하는 흡기 매니폴드로 부터의 신호를 수신하고, 엔진 컴퓨터는 흡기 매니폴드 진공압력을 기초로 하여 엔진부하조건을 결정하고, 부하조건에 따라 예정된 값의 세트의 온도제어유체온도성분을 조정하는 것을 특징으로 하는 라디에이터를 구비하는 수냉식 내연엔진내에 온도제어 시스템.
48. 제 42 항에 있어서, 조정의 예비설정 양은 약 화씨 1 도(0.56℃) 내지 약 화씨 10 도(5.6℃)의 범위내의 값인 것을 특징으로 하는 라디에이터를 구비하는 수냉식 내연엔진내에 온도제어 시스템.
49. 제 45 항에 있어서, 예정된 값의 세트의 온도제어유체온도성분의 조정은 실제 엔진오일온도의 변화율을 갖는 직선으로 변화시키는 것을 특징으로 하는 라디에이터를 구비하는 수냉식 내연엔진내에 온도제어 시스템.
50. 제 45 항에 있어서, 예정된 값의 세트의 온도제어유체온도성분의 조정은 실제 엔진오일온도의 변화율을 갖는 비직선으로 변화시키는 것을 특징으로 하는 라디에이터를 구비하는 수냉식 내연엔진내에 온도제어 시스템.
51. 제 46 항에 있어서, 조정인자는 주위공기온도를 갖는 직선으로 변화시키는 것을 특징으로 하는 라디에이터를 구비하는 수냉식 내연엔진내에 온도제어 시스템.
52. 제 46 항에 있어서, 조정인자는 주위공기온도를 갖는 비직선으로 변화시키는 것을 특징으로 하는 라디에이터를 구비하는 수냉식 내연엔진내에 온도제어 시스템.
53. 제 47 항에 있어서, 엔진부하조건은 흡기 매니폴드 진공압력이 약 4 인치 Hg(13.55 kPa)일 때의 높은 부하조건이며, 엔진 컴퓨터는 제 1 예비설정 양 이하로 예정된 값의 세트의 온도제어유체온도성분을 조정하는 것을 특징으로 하는 라디에이터를 구비하는 수냉식 내연엔진내에 온도제어 시스템.
54. 제 47 항에 있어서, 엔진부하조건은 흡기 매니폴드 진공압력이 약 2 인치 Hg(6.77 kPa) 이하일 때의 매우 높은 부하조건이며, 엔진 컴퓨터는 제 2 예비세트 양 이하로 예정된 값의 세트의 온도제어유체온도성분을 조정하는 것을 특징으로 하는 라디에이터를 구비하는 수냉식 내연엔진내에 온도제어 시스템.
55. 제 48 항에 있어서, 조정의 예비설정 양은 약 화씨 3 도(1.67℃)인 것을 특징으로 하는 라디에이터를 구비하는 수냉식 내연엔진내에 온도제어 시스템.
56. 제 55 항에 있어서, 조정의 예비설정 양은 약 화씨 2 도(1.22℃)인 것을 특징으로 하는 라디에이터를 구비하는 수냉식 내연엔진내에 온도제어 시스템.
57. 제 56 항에 있어서, 조정의 예비설정 양은 약 화씨 1 도(0.56℃)인 것을 특징으로 하는 라디에이터를 구비하는 수냉식 내연엔진내에 온도제어 시스템.
58. 라디에이터 및 워터재킷을 구비하는 수냉식 내연엔진내에 온도제어 시스템에 있어서, 상기 시스템은 워터재킷을 통한 온도제어유체의 흐름을 제어하고, 상기 흐름을 차단하기 위한 제 1 상태 및 상기 흐름을 허용하기 위한 제 2 상태를 구비하는 흐름제어밸브와; 실제 엔진오일온도를 감지하고 실제 엔진오일온도를 표시하는 신호를 제공하기 위한 제 1 센서와; 실제 주위공기온도를 감지하고, 실제 주위공기온도를 표시하는 신호를 제공하기 위한 제 2 센서와; 실제 온도제어유체온도를 감지하고, 실제 온도제어유체온도를 표시하는 신호를 제공하기 위한 제 3 센서와; 실제 주위온도를 기초로 하여 실제 주위온도의 작용에 따라 변화시키는 용구된 엔진오일온도를 결정하기 위하여 실제 주위온도신호에 응답하는 수단과; 요구된 엔진오일온도에 실제 엔진오일온도를 비교하기 위한 수단과; 요구된 엔진오일온도에 실제 엔진오일온도의 비교치를 기초로 하여 엔진부하조건을 결정하기 위한 수단과; 요구된 온도제어유체온도를 결정하기 위한 수단과; 엔진부하조건의 작용에 따라 조정인자를 결정하기 위한 수단과; 결정된 조정인자에 따라 요구된 온도제어유체온도를 조정하기 위한 수단과; 흐름제어밸브의 요구된 상태를 결정하기 위하여 조정된 요구된 온도제어유체온도에 실제 온도제어유체온도를 비교하기 위한 수단과; 요구된 상태로 흐름제어밸브를 작동하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 라디에이터 및 워터재킷을 구비하는 수냉식 내연엔진내에 온도제어 시스템.
59. 내연엔진내에 통로를 통한 온도제어유체의 흐름을 제어하고, 통로를 통한 온도제어유체의 흐름을 차단하기 위한 제 1 상태 및 통로를 통한 온도제어유체의 흐름을 허용하기 위한 제 2 상태를 갖는 흐름제어밸브의 상태를 제어하기 위한 방법에 있어서, 상기 방법은 엔진오일온도를 표시하는 온도신호를 수신하는 단계와; 예정된 엔진오일온도 값에 엔진오일온도 신호를 비교하는 단계와; 예정된 엔진오일온도 값에 엔진오일온도 신호를 비교한 비교치를 기초로 하여 제 1 및 제 2 상태 사이에서 흐름제어밸브를 작동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 내연엔진내에 흐름제어밸브의 상태를 제어하기 위한 방법.
60. 제 59 항에 있어서, 상기 방법은 흐름제어밸브를 작동시키기 위한 신호를 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 내연엔진내에 흐름제어밸브의 상태를 제어하기 위한 방법.
61. 엔진내에 라디에이터와 엔진내의 통로 사이에서 엔진을 냉각시키는 온도제어유체의 흐름을 제어하기 위하여 라디에이터와 통로 사이의 온도제어유체의 흐름을 차단하기 위한 제 1 상태 및 라디에이터와 통로사이의 온도제어유체의 흐름을 허용하기 위한 제 2 상태를 구비한 흐름제어밸브를 포함하는 내연엔진의 온도상태를 제어하기 위한 방법에 있어서, 상기 방법은 엔진오일온도를 표시하는 온도신호를 수신하는 단계와; 온도신호가 예정된 온도값 이상일 때 흐름제어밸브를 제 2 상태로 작동시키고, 온도신호가 예정된 온도값 이하일 때 흐름제어밸브를 제 1 상태로 작동시키므로써 예정된 온도값으로 사실상 온도신호를 유지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 내연엔진의 온도상태를 제어하기 위한 방법.
62. 라디에이터 및 엔진 컴퓨터를 구비한 내연엔진내에 온도제어유체의 흐름을 제어하는 흐름제어밸브의 상태를 제어하기 위한 방법에 있어서, 상기 방법은 제 1 온도센서에 의해 온도제어유체의 온도를 측정하는 단계와; 제 2 온도센서에 의해 주위공기온도를 측정하는 단계와; 제 3 온도센서에 의해 실제 엔진작동온도를 측정하는 단계와; 예정된 엔진작동온도에 실제 엔진작동온도를 비교하는 단계와, 온도제어유체온도성분 및 주위공기온도성분을 갖는 제 1 곡선을 한정하는 단계와; 온도제어유체온도성분 및 주위공기온도성분을 갖는 제 2 곡선을 한정하는 단계와; 밸브의 상태를 제어하도록 실제 엔진작동온도가 예비선택된 온도이거나 또는 이하일 때 선택되는 제 1 곡선이거나 또는 실제 엔진작동온도가 예비선택된 온도 이상일 때 선택되는 제 2 곡선을 선택하는 단계와; 선택된 곡선에 대한 측정된 주위공기온도 및 온도제어유체의 측정된 온도에 의해 한정된 포인트를 위치시키는 단계와; 포인트가 선택된 곡선 하측에 위치될 때 상기 흐름을 차단하기 위한 제 1 상태이거나 또는 포인트가 선택된 곡선의 상측에 위치될 때 상기 흐름을 허용하기 위한 제 2 상태로 밸브를 작동시키도록 밸브에 제어신호를 보내는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 라디에이터 및 엔진 컴퓨터를 구비한 내연엔진내에 흐름제어밸브의 상태를 제어하기 위한 방법.
63. 제 62 항에 있어서, 제 2 곡선은 일반적으로 주위공기온도가 X축상에 좌표되고 온도제어유체가 Y축에 좌표될 때 제 1 곡선의 하향변환버젼인 것을 특징으로 하는 라디에이터 및 엔진 컴퓨터를 구비한 내연엔진내에 흐름제어밸브의 상태를 제어하기 위한 방법.
64. 제 62 항에 있어서, 제 1 및 제 2 곡선의 적어도 일부는 약 화씨 100 도(37.8℃) 내지 약 화씨 260 도(126.7℃)의 온도제어유체온도 범위 및 약 화씨 100 도(37.8℃) 내지 약 화씨 영 도(-17.8℃)의 주위공기온도 범위에 의해 한정되는 면적내의 적어도 일부에 일반적으로 플러스인 경사면을 갖는 것을 특징으로 하는 라디에이터 및 엔진 컴퓨터를 구비한 내연엔진내에 흐름제어밸브의 상태를 제어하기 위한 방법.
65. 제 62 항에 있어서, 제 1 및 제 2 곡선의 적어도 일부는 주위공기온도가 일반적으로 화씨 영 도(-17.8℃) 이하인 면적의 일부를 일반적으로 영 도의 경사면을 갖는 것을 특징으로 하는 라디에이터 및 엔진 컴퓨터를 구비한 내연엔진내에 흐름제어밸브의 상태를 제어하기 위한 방법.
66. 제 63 항에 있어서, 제 2 곡선은 약 화씨 50 도(27.8℃)에 의해 제 1 곡선으로부터 하측으로 변환되는 것을 특징으로 하는 라디에이터 및 엔진 컴퓨터를 구비한 내연엔진내에 흐름제어밸브의 상태를 제어하기 위한 방법.
67. 라디에이터 및 엔진 컴퓨터를 구비한 내연엔진내에 온도제어유체의 흐름을 제어하는 흐름제어밸브의 상태를 제어하기 위한 방법에 있어서, 상기 방법은 제 1 온도센서에 의해 온도제어유체의 온도(t1)을 측정하고, 엔진 컴퓨터로 t1을 보내는 단계와; 제 2 온도센서에 의해 주위공기온도(t2)를 측정하고, 엔진 컴퓨터로 (t2)를 보내는 단계와; 제 3 온도센서에 의해 실제 엔진작동온도를 측정하는 단계와; 예비선택된 엔진작동온도에 실제 엔진작동온도를 비교하는 단계와; 축 (t1, t2)를 갖는 직교 좌표 시스템상에 제 1 곡선의 양측중 하나, 두 개의 영역으로 좌표시스템을 분할하는 제 1 2 분할곡선을 형성하는 t1=f(t2)의 제 1 수학함수를 한정하는 단계와; 축(t1, t2)를 갖는 직교좌표시스템상에 제 2 곡선의 양측중 하나, 두 개의 영역으로 좌표시스템을 분할하는 제 1 2 분할곡선을 형성하는 t1=f(t2)의 제 2 수학함수를 함정하는 단계와; 밸브의 상태를 제어하도록 엔진의 데핌 또는 운전개시시 선택되는 제 1 곡선이거나 또는 실제 엔진작동온도가 예비선택된 온도에 도달할 때 선택되는 제 2 곡선을 선택하는 단계와; 측정된 온도(t1, t2)를 선택된 곡선의 좌표시스템의 영역에 놓는 것을 엔진 컴퓨터에서 결정하는 단계와; t1 및 t2의 좌표쌍이 선택된 곡선의 좌표시스템의 제 1 영역내에 놓일 때 상기 흐름을 차단하기 위한 제 1 상태이거나 또는 t1 및 t2의 좌표쌍이 선택된 곡선의 좌표 시스템의 제 2 영역내에 놓일 때 상기 흐름을 허용하기 위한 제 2 상태로 밸브를 작동시키도록 엔진 컴퓨터에서 밸브로 제어신호를 보내는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 라디에이터 및 엔진 컴퓨터를 구비한 내연엔진내에 흐름제어밸브의 상태를 제어하기 위한 방법.
68. 제 67 항에 있어서, 제 1 곡선은 일반적으로 주위공기온도가 X축상에 좌표되고, 온도제어유체가 Y축상에 좌표될 때 주위공기온도의 선택된 범위내의 제 1 곡선 내에 범프-업 영역을 제외하면 제 2 곡선와 유사한 것을 특징으로 하는 라디에이터 및 엔진 컴퓨터를 구비한 내연엔진내에 흐름제어밸브의 상태를 제어하기 위한 방법.
69. 제 68 항에 있어서, 범프-업 영역은 약 화씨 110 도(43.3℃) 내지 약 화씨 20 도(-6.7℃)인 것을 특징으로 하는 라디에이터 및 엔진 컴퓨터를 구비한 내연엔진내에 흐름제어밸브의 상태를 제어하기 위한 방법.
70. 제 68 항에 있어서, 범프-업 영역은 약 화씨 65 도(36.1℃)의 최대 범프-업을 갖고, 주위공기온도가 화씨 20 도(-6.7℃)에 접근함에 따라 작어지는 것을 특징으로 하는 라디에이터 및 엔진 컴퓨터를 구비한 내연엔진내에 흐름제어밸브의 상태를 제어하기 위한 방법.
71. 제 69 항에 있어서, 범프-업 영역은 약 화씨 85 도(29.4℃)의 주위온도에서 약 화씨 65 도(36.1℃)의 최대 범프-업을 갖고, 주위공기온도가 화씨 20 도(-6.7℃)에 접근함에 따라 작어지는 것을 특징으로 하는 라디에이터 및 엔진 컴퓨터를 구비한 내연엔진내에 흐름제어밸브의 상태를 제어하기 위한 방법.
72. 라디에이터 및 워터재킷을 포함하는 내연엔진내에 워터재킷과 라디에이터 사이의 온도제어유체의 흐름을 제어하고 온도제어유체의 흐름을 차단하기 위한 닫힘 상태를 갖는 흐름제어밸브의 상태를 제어하기 위한 방법에 있어서, 상기 방법은 제 1 온도센서에 의해 실제 엔진작동온도를 측정하는 단계와; 예정된 엔진작동온도에 실제 엔진작동온도를 비교하는 단계와; 실제 엔진작동온도가 예비선택된 엔진작동온도에 도달할 때 제 2 상태로 밸브를 작동시키도록 하는 엔진 컴퓨터, 온도제어유체의 온도에 상관없이 실제 엔진작동온도가 예비선택된 엔진작동온도에 도달할 때까지 닫힘상태로 밸브를 유지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 내연엔진내에 흐름제어밸브의 상태를 제어하기 위한 방법.
73. 제 72 항에 있어서, 상기 시스템은 주위공기온도에 대한 최적엔진작동온도를 저장하는 단계와; 제 2 온도센서에 의해 주위공기온도를 측정하고, 측정된 주위공기온도에 대한 최적 엔진작동온도를 결정하는 단계를 포함하며; 예비선택된 엔진작동온도는 주위공기온도를 측정한 흐름에서의 최적엔진작동온도인 것을 특징으로 하는 내연엔진내에 흐름제어밸브의 상태를 제어하기 위한 방법.
74. 라디에이터 및 오일팬을 구비한 내연엔진내에 온도제어유체의 흐름을 제어하는 흐름제어밸브의 상태를 제어하기 위한 방법에 있어서, 상기 방법은 엔진작동온도를 측정하는 단계와; 주위공기온도를 측정하는 단계와; 감지된 주위온도에 대한 한계엔진작동온도값을 결정하는 단계와, 상기 한계엔진작동온도 값은 주위공기온도의 작용에 따라 변화하며; 엔진의 온도상태를 결정하도록 한계엔진작동온도 값과 엔진작동온도를 비교하는 단계와; 엔진의 온도상태를 기초로 하여 요구된 밸브위치를 결정하는 단계와; 상기 요구된 밸브 위치내에 밸브를 배치하도록 밸브를 작동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 라디에이터 및 오일팬을 구비한 내연엔진내에 흐름제어밸브의 상태를 제어하기 위한 방법.
75. 제 74 항에 있어서, 상기 요구된 밸브 위치는 라디에이터로의 유체흐름을 차단하고, 오일팬으로의 흐름을 허용하는 것을 라디에이터 및 오일팬을 구비한 내연엔진내에 흐름제어밸브의 상태를 제어하기 위한 방법.
76. 제 74 항에 있어서, 상기 요구된 밸브 위치는 흡기 매니폴드로의 흐름을 허용하는 것을 라디에이터 및 오일팬을 구비한 내연엔진내에 흐름제어밸브의 상태를 제어하기 위한 방법.
77. 제 74 항에 있어서, 상기 제 1 온도는 엔진오일온도인 것을 라디에이터 및 오일팬을 구비한 내연엔진내에 흐름제어밸브의 상태를 제어하기 위한 방법.
78. 제 74 항에 있어서, 요구된 밸브위치를 결정하는 방법은 온도제어유체의 온도를 측정하는 단계와; 엔진의 온도 상태를 기초로 하여 감지된 주위온도에 대한 요구된 온도제어유체온도 값을 결정하는 단계와, 요구된 온도제어유체온도 값은 엔진의 온도상태 및 주위공기온도의 작용에 따라 변화하며; 요구된 밸브위치를 결정하도록 요구된 온도제어유체온도 값에 측정된 온도제어유체온도를 비교하는 단계를 포함하는 것을 라디에이터 및 오일팬을 구비한 내연엔진내에 흐름제어밸브의 상태를 제어하기 위한 방법.
79. 라디에이터, 엔진블록내의 워터재킷, 실린더 헤드내의 워터재킷 및 오일팬내의 워터재킷을 구비한 내연엔진내에 온도제어유체의 흐름을 제어하기 위한 방법에 있어서, 상기 방법은 엔진온도를 표시하는 제 1 온도를 측정하는 단계와; 주위공기온도를 측정하는 단계와; 상기 감지된 주위온도에 대한 한계엔진온도 값을 결정하는 단계와, 상기 한계엔진온도값은 상기 주위공기온도의 작용에 따라 변화하며; 한계엔진온도값과 상기 제 1 온도를 비교하는 단계와; 실린더 헤드로 부터의 열을 온도제어유체에 의해 오일팬으로 전도시키므로써 제 1 온도가 한계엔진온도 값 이하일 때 라디에이터를 통한 흐름을 차단하고, 실린더 헤드 워터재킷 및 오일팬 워터재킷을 통한 온도제어유체의 흐름을 허용하는 단계와; 제 1 온도가 한계엔진온도 이상일 때 엔진블록워터재킷 및 실린더 헤드 워터재킷을 통한 온도제어유체의 흐름을 허용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 라디에이터, 엔진블록내의 워터재킷, 실린더 해드내의 워터재킷 및 오일팬내의 워터재킷을 구비한 내연엔진내에 온도제어유체의 흐름을 상태를 제어하기 위한 방법.
80. 제 79 항에 있어서, 엔진은 흡기 매니폴드내에 워터재킷을 포함하며, 상기 방법은 제 1 온도가 한계엔진온도 값 이하일 때 흡기 매니폴드를 통한 온도제어유체의 흐름을 허용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 라디에이터, 엔진블록내의 워터재킷, 실린더 헤드내의 워터재킷 및 오일팬내의 워터재킷을 구비한 내연엔진내에 온도제어유체의 흐름을 제어하기 위한 방법.
81. 제 79 항에 있어서, 제 1 온도는 온도제어유체의 온도이며, 한계엔진온도 값은 온도제어유체에 대한 한계값인 것을 특징으로 하는 라디에이터, 엔진블록내의 워터재킷, 실린더 헤드내의 워터재킷 및 오일팬내의 워터재킷을 구비한 내연엔진내에 온도제어유체의 흐름을 제어하기 위한 방법.
82. 제 62 항 또는 제 67 항에 있어서, 상기 방법은 주위공기온도의 범위에 대한 최적엔진작동온도를 저장하는 단계와; 측정된 주위공기온도에 대한 최적엔진작동온도를 결정하도록 주위공기온도측정을 사용하는 단계를 포함하며; 예비선택된 엔진작동온도는 주위공기온도를 측정한 흐름에서 최적엔진작동온도인 것을 특징으로 하는 내연엔진내에 흐름제어밸브의 상태를 제어하기 위한 방법.
83. 제 62 항, 제 67 항, 제 72 항, 제 73 항, 또는 제 82 항에 있어서, 엔진작동온도는 엔진오일온도인 것을 특징으로 하는 내연엔진내에 흐름제어밸브의 상태를 제어하기 위한 방법.
84. 제 83 항에 있어서, 엔진오일온도는 오일팬내에 오일온도인 것을 특징으로 하는 내연엔진내에 흐름제어밸브의 상태를 제어하기 위한 방법.
85. 제 62 항, 제 67 항, 제 72 항, 제 74 항, 제 78 항 또는 제 79 항에 있어서, 상기 방법은 높이센서에 의해 높이를 측정하는 단계와; 높이에 따른 예비선택된 엔진작동온도를 조정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 내연엔진내에 흐름제어밸브의 상태를 제어하기 위한 방법.
86. 제 62 항, 제 67 항, 제 72 항, 제 74 항 또는 제 79 항에 있어서, 엔진은 오일팬 내에 입구 및 출구를 갖는 열 교환기와, 열 교환기의 입구에 연결되는 출구를 갖는 워터재킷과; 라디에이터의 출구 및 열 교환기의 출구에 연결되는 입구 및 워터재킷의 입구에 연결되는 출구를 갖는 워터펌프를 구비하고, 상기 방법은 열 교환기를 통과하는 워터재킷으로부터 온도제어유체의 적어도 일부를 채널링하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 내연엔진내에 온도제어유체의 흐름을 제어하기 위한 방법.
87. 내연엔진내에 통로를 통한 온도제어유체의 흐름을 제어하고, 통로를 통한 온도제어유체의 흐름을 차단하기 위한 제 1 상태 및 통로를 통한 온도제어유체의 흐름을 허용하기 위한 제 2 상태를 갖는 흐름제어밸브의 상태를 제어하기 위한 방법에 있어서, 상기 방법은 엔진오일온도를 표시하는 온도신호를 수신하는 단계와; 온도제어유체온도를 표시하는 온도제어유체온도신호를 수신하는 단계와; 예정된 엔진오일온도값에 엔진오일온도를 비교하는 단계와; 예정된 엔진오일온도 값에 엔진오일온도신호를 비교한 비교치를 기초로 하여 예정된 온도제어유체온도 값을 조정하는 단계와; 조정된 온도제어유체온도 값에 온도제어유체온도신호를 비교하는 단계와; 조정된 온도제어유체온도 값에 온도제어유체온도신호를 비교한 비교치를 기초로 하여 제 1 및 제 2 상태 사이에서 흐름제어밸브를 작동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 내연엔진내에 흐름제어밸브의 상태를 제어하기 위한 방법.
88. 제 87 항에 있어서, 상기 방법은 엔진오일온도를 표시하는 온도를 감지하고, 엔진오일온도를 표시하는 엔진오일온도신호를 제공하는 단계와; 온도제어유체온도를 감지하고, 온도제어유체온도를 표시하는 온도제어유체온도신호를 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 내연엔진내에 흐름제어밸브의 상태를 제어하기 위한 방법.
89. 제 87 항에 있어서, 온도제어유체온도를 조정하는 단계는 엔진오일온도신호가 예정된 엔진오일온도 값을 초과하는 양을 결정하는 단계와; 상기 초과양을 기초로 하여 예정된 온도제어유체온도 값을 조정하기 위하여 조정인자를 결정하는 단계와; 조정된 온도제어유체온도 값을 형성하도록 예정된 온도제어유체온도값 및 조정인자를 결합시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 내연엔진내에 흐름제어밸브의 상태를 제어하기 위한 방법.
90. 제 59 항, 제 61 항, 제 62 항, 제 67 항, 제 72 항, 제 74 항 또는 제 87 항에 있어서, 흐름제어밸브는 전자적으로 작동되는 온도조절장치이며, 흐름제어밸브를 작동시키는 단계는 가열 요소의 가열을 생성하도록 가열 요소에 통전을 보내는 단계와, 왁스 펠릿을 가열된 코일에 노출시키므로써 왁스 펠릿을 용융시키고 왁스의 용융이 밸브를 작동시키는 단게를 포함하는 것을 특징으로 하는 내연엔진내에 흐름제어밸브의 상태를 제어하기 위한 방법.
91. 내연엔진내에 통로를 통한 온도제어유체의 흐름을 제어하고, 통로를 통한 온도제어유체의 흐름을 차단하기 위한 제 1 상태 및 통로를 통한 온도제어유체의 흐름을 허용하기 위한 제 2 상태를 갖는 흐름제어밸브의 상태를 제어하기 위한 방법에 있어서, 상기 방법은 실제 엔진오일온도를 측정하는 단계와; 실제 주위공기온도를 측정하는 단계와; 실제 온도제어유체온도를 측정하는 단계와; 실제 주위공기온도에 대한 요구된 엔진오일온도를 결정하는 단계와, 상기 요구된 엔진오일온도 값은 주위공기온도의 작용에 따라 변화하며; 요구된 엔진오일온도값에 실제 엔진오일온도를 비교하는 단계와; 실제 주위공기온도에 대한 요구된 온도제어유체온도를 결정하는 단계와; 실제 주위공기온도에 대한 요구된 온도제어유체온도를 결정하는 단계와, 상기 요구된 온도제어유체온도는 주위공기온도의 작용에 따라 변화하며; 조정된 요구된 온도제어유체온도에 실제 온도제어유체온도를 비교하는 단계와; 실제 온도제어유체온도가 조정된 요구된 온도제어유체온도 이하일 때 상기 밸브를 제 1 상태에 배치하도록 흐름제어밸브를 작동시키고, 실제 온도제어유체온도가 조정된 요구된 온도제어유체온도 이상일 때 밸브를 제 2 상태에 배치하도록 흐름제어밸브를 작동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 내연엔진내에 흐름제어밸브의 상태를 제어하기 위한 방법.
92. 제 91 항에 있어서, 상기 제 1 상태는 라디에이터로의 유체흐름을 차단하는 것을 특징으로 하는 내연엔진내에 흐름제어밸브의 상태를 제어하기 위한 방법.
93. 제 91 항에 있어서, 상기 제 1 상태는 흡기 매니폴드로의 흐름을 허용하는 것을 특징으로 하는 내연엔진내에 흐름제어밸브의 상태를 제어하기 위한 방법.
94. 제 91 항에 있어서, 상기 온도제어유체온도를 조정하는 단계는 실제 엔진오일온도가 요구된 엔진오일온도를 초과하는 양을 결정하는 단계와; 상기 초과양을 기초로 하여 요구된 온도제어유체온도를 조정하기 위해 조정인자를 결정하는 단계와; 조정된 요구된 온도제어유체온도를 형성하도록 조정인자와 요구된 온도제어유체온도를 결합시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 내연엔진내에 흐름제어밸브의 상태를 제어하기 위한 방법.
95. 제 91 항에 있어서, 상기 온도제어유체온도성분을 조정하는 단계는 요구된 엔진오일온도에 관하여 실제 엔진오일온도의 변화율을 결정하는 단계와; 실제 오일온도의 변화율을 기초로 하여 요구된 온도제어유체온도를 조정하기 위하여 조정인자를 결정하는 단계와; 조정된 요구된 온도제어유체온도를 형성하도록 조정인자와 요구된 온도제어유체온도를 결합시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 내연엔진내에 흐름제어밸브의 상태를 제어하기 위한 방법.
96. 제 91 항에 있어서, 온도제어유체온도성분을 조정하는 단계는 실제 주위공기온도를 기초로 하여 요구된 온도제어유체온도를 조정하기 위한 조정인자를 결정하는 단계와, 상기 조정인자는 적어도 주위공기온도의 작용에 따라 변화하며; 조정된 요구된 온도제어유체온도를 형성하도록 조정인자와 요구된 온도제어유체온도를 결합시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 내연엔진내에 흐름제어밸브의 상태를 제어하기 위한 방법.
97. 내연엔진내에 통로를 통한 온도제어유체의 흐름을 제어하고, 통로를 통한 온도제어유체의 흐름을 차단하기 위한 제 1 상태 및 통로를 통한 온도제어유체의 흐름을 허용하기 위한 제 2 상태를 갖는 흐름제어밸브의 상태를 제어하기 위한 방법에 있어서, 상기 방법은 실제 엔진오일온도를 측정하는 단계와; 실제 주위공기온도를 측정하는 단계와; 실제 온도제어유체온도를 측정하는 단계와; 실제 주위온도에 대한 요구된 엔진오일온도를 결정하는 단계와, 상기 요구된 오일온도값은 주위공기온도의 작용에 따라 변화하며; 요구된 엔진오일온도값에 실제 엔진오일온도를 비교하는 단계와; 요구된 엔진오일온도에 실제 엔진오일온도를 비교한 비교치를 기초로 하여 조정인자를 결정하는 단계와; 온도제어유체온도성분 및 주위공기온도성분을 갖는 예정된 값의 세트의 적어도 하나의 온도제어유체온도성분과 조정인자를 결합시키는 단계와, 상기 결합은 조정된 온도제어유체온도성분을 형성하며; 조정된 온도제어유체온도성분에 실제 온도제어유체온도를 비교하므로써 흐름제어밸브의 요구된 상태를 결정하고, 예정된 값의 세트의 주위공기온도성분에 실제 주위공기온도를 비교하는 단계와; 요구된 상태로 밸브를 배치하도록 밸브를 작동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 내연엔진내에 흐름제어밸브의 상태를 제어하기 위한 방법.
98. 제 97 항에 있어서, 예정된 값의 세트는 곡선을 한정하고, 곡선의 적어도 일부는 영이 아닌 경사면을 갖는 것을 특징으로 하는 내연엔진내에 흐름제어밸브의 상태를 제어하기 위한 방법.
99. 제 97 항에 있어서, 조정인자는 주위공기온도의 작용에 따라 변화하는 것을 특징으로 하는 내연엔진내에 흐름제어밸브의 상태를 제어하기 위한 방법.
100. 제 97 항에 있어서, 조정인자를 결정하는 단계는 실제 엔진오일온도가 요구된 엔진오일온도를 초과하는 양을 결정하는 단계와; 초과양을 기초로 하여 조정인자를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 내연엔진내에 흐름제어밸브의 상태를 제어하기 위한 방법.
101. 제 97 항에 있어서, 요구된 엔진오일온도에 관하여 실제 엔진오일온도의 변화율을 결정하는 단계와; 실제 오일온도의 변화율을 기초로 하여 조정인자를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 내연엔진내에 흐름제어밸브의 상태를 제어하기 위한 방법.
102. 내연엔진내에 온도제어유체의 흐름을 제어하기 위한 방법에 있어서, 상기 방법은 실제 엔진오일온도를 측정하는 단계와; 실제 주위공기온도를 측정하는 단계와; 실제 온도제어유체온도를 측정하는 단계와; 실제 주위온도에 대한 요구된 엔진오일온도를 결정하는 단계와, 요구된 엔진오일온도 값은 주위공기온도의 작용에 따라 변화하며; 요구된 엔진오일온도값에 실제 엔진오일온도를 비교하는 단계와; 내연엔진을 통한 온도제어유체의 흐름을 한정하는 온도제어곡선을 제공하는 단계와, 온도제어곡선은 온도제어유체온도 및 주위공기온도성분을 갖으며; 요구된 엔진오일온도값에 실제 엔진오일온도를 비교한 비교치를 기초로 하여 온도제어곡선을 조정하는 단계와; 조정된 온도제어곡선에 실제 온도제어유체온도 및 실제 주위공기온도를 비교하는 단계와; 조정된 온도제어값에 실제 온도제어유체온도와 실체 주위온도를 비교한 비교치를 기초로 하여 온도제어유체의 흐름을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 내연엔진내에 온도제어유체의 흐름을 제어하기 위한 방법.