KR20020081326A

KR20020081326A - 자동차용 냉각 시스템

Info

Publication number: KR20020081326A
Application number: KR1020027010531A
Authority: KR
Inventors: 홀라이너; 슈미트만프레트
Original assignee: 로베르트 보쉬 게엠베하
Priority date: 2000-12-23
Filing date: 2001-11-21
Publication date: 2002-10-26
Also published as: DE10065003A1; JP2004515715A; EP1348070A1; WO2002052132A1; US20020189800A1

Abstract

본 발명은 냉각 시스템 내에서 냉각제를 순환시키기 위해 제공된 적어도 하나의 냉각제 펌프(30) 및, 적어도 하나의 주 냉각기 유입부(11)와 적어도 하나의 주 냉각기 유출부(12)를 포함하는 주 냉각기(10)를 구비한 자동차용 냉각 시스템에 관한 것이며, 주 냉각기 유입부(11)는 냉각하고자 하는 내연 기관(20)의 냉각제 유출부(24)와 적어도 임시로 연결되는 반면, 주 냉각기 유출부(12)는 내연 기관(20)의 냉각제 유입부(23)와 연결된다.

본 발명에 따라, 냉각하고자 하는 적어도 하나의 제 1 장치(60, 80)는 내연 기관 및/또는 주 냉각기(10)에 평행하게 접속된다.

Description

자동차용 냉각 시스템{Cooling system for a motor vehicle}

내연 기관에서 냉각의 필요성은, 뜨거운 가스와 접촉된 면 및 실린더 내부에서의 상기 면의 윤활은 발생된 온도를 단지 소정의 경계에서만 손상 없이 견딜 수 있다는 사실로부터 생긴다. 점화시 2000℃ 이상의 온도가 발생하지만, 이는 두 점화 사이의 냉각 단계, 예컨대 청정 공기(scavenging air), 팽창 과정 또는, 연료 증발시의 열흡수를 통해 야기되는 냉각 단계에서는 실린더 내부에 존재하므로, 전체적으로 실제로 낮은 중간 온도가 생길 수 있다. 점화 플러그, 분사 노즐, 예비 챔버, 배기 가스 밸브, 피스톤 헤드 등등과 같은 부품들은 특히 높은 평균 온도를 유지해야 하므로, 상기와 같은 부품들은 높은 내열성을 갖는 재료로 제조되며 양호한 열 전도성 및 특수한 냉각 조치로써 설치되어야 한다. 상기의 열 전도성을 위해 냉각 시스템이 사용되며, 상기 시스템에서 냉각제는 적어도 실린더 및 실린더 헤드를 둘러싸는 냉각수 챔버를 관류하는데 이는 이어서 냉각제에 의해 열을 적어도 부분적으로 원주에서 송출하기 위해서이다.

도 1은 종래 기술에 따른 일반적인 냉각 시스템의 개략도를 도시한다. 냉각기(10)는 냉각기 유입부(11) 및 냉각기 유출부(12)를 포함한다. 냉각하고자 하는 내연 기관(20)은 냉각제 유입부(23) 및 냉각제 유출부(24)를 포함하며, 냉각제 유출부는 라인(101, 102) 및 믹싱 밸브(50)에 의해 냉각기 유입부(11)와 연결된다. 냉각제를 순환시키기 위해, 냉각제 펌프(30)가 제공되며 상기 펌프의 송출면(34)은 라인(105)에 의해 내연 기관(20)의 냉각제 유입부(23)와 연결된다. 냉각제 펌프 (30)의 흡인면(33)은 라인(103, 104)에 의해서 냉각기(10)의 냉각기 유출부 (12)와 연결된다. 냉각제 유출부(24)는 예컨대 서모스탯 밸브를 통해 형성될 수 있는 믹싱 밸브(50) 및 단락 라인(106)에 의해 냉각제 펌프(30)의 흡인면(33)과 연결된다. 냉각제 유출부(24)로부터 배출된 냉각제는 상기 믹싱 밸브(50)의 위치에 따라 독점적으로 또는 부분적으로 냉각제 유입부(11)에 제공되거나 또는 단락 라인(106)에 의해 독점적 또는 부분적으로 냉각제 펌프(30)의 흡인면(33)에 제공된다. 따라서 내연 기관(20)을 통해 흐르는 냉각제의 온도는 상기 믹싱 밸브(50)에 의해 조절될 수 있다. 도 1에는 또한 여기에 자세히 관련되지 않은 보상 탱크(40)가 도시되며, 상기 탱크는 라인(108)에 의해 냉각기 유입부(11) 및, 라인(107)에 의해서는 냉각기 유출부(12)와 연결된다. 또한 냉각팬(45)이 제공되며 상기 냉각팬은 공기 흐름을 냉각기(10) 쪽으로 편향시키기 위해 제공되고, 이로써 열은 원하는 방식으로 냉각기(10)를 거쳐서 주변 공기에 전달될 수 있다. 냉각팬(45)은 예컨대 냉각제 온도 및/또는 자동차 속도 및 주행풍에 따라 좌우될 수 있으므로 주행풍에 의해서 조절 또는 제어될 수 있다.

요즘의 자동차에서는, 하기에서 장치 또는 부가 장치로 짧게 표현되는 엔진 부가 장치가 사용되며 이는 예컨대 전기 기계, 오일 냉각기, 압축기 등을 포함할 수 있다. 많은 경우에서 상기와 같은 장치를 내연 기관과 유사한 방식으로 자체적으로 냉각하는 것이 필요하다. 오일 냉각기 또는, 특히 자동 트랜스미션 오일용 오일-물-열교환기와 관련하여서는, 상기 오일-물-열교환기가 내연 기관을 향한 방향으로 전달되기 전에, 특수한 냉각기 섹션으로부터 빼내어지는 냉각제를 오일-물-열교환기에 제공하는 것은 이미 제시되어 있다. 더욱이 자동차를 냉각제 순환계에 연결하는 것은 일반적이며, 부가적인 냉각제 펌프는 가열 시스템의 영역에 제공될 수 있다.

본 발명은 냉각 시스템 내에서 냉각제를 순환시키기 위해 제공된 적어도 하나의 냉각제 펌프 및, 적어도 하나의 주 냉각기 유입부(11)와 적어도 하나의 주 냉각기 유출부(12)를 포함하는 주 냉각기를 구비한 자동차용 냉각 시스템에 관한 것이며, 주 냉각기 유입부는 냉각하고자 하는 내연 기관의 냉각제 유출부와 적어도 임시로 연결되는 반면, 주 냉각기 유출부는 내연 기관의 냉각제 유입부와 연결된다.

도 1은 종래 기술에 따른 냉각 시스템을 도시한 도면.

도 2는 스타터 제너레이터 및 오일 냉각기의 형태인 2 개의 제 1 장치가 제공되는, 본 발명에 따른 냉각 시스템의 제 1 실시예를 도시한 도면.

도 3은 오일 냉각기 형태인 제 1 장치 및 파워 전자 회로 형태인 제 2 장치가 제공된, 본 발명에 따른 냉각 시스템의 제 2 실시예를 도시한 도면.

도 4는 오일 냉각기 및 스타터 제너레이터 형태인 2 개의 제 1 장치 및, 파워 전자 회로 형태인 하나의 제 2 장치가 제공되며, 상기 파워 전자 회로가 스타터 제너레이터에 할당되는, 본 발명에 따른 냉각 시스템의 제 3 실시예를 도시한 도면.

도 5는 스타터 제너레이터 형태인 하나의 제 1 장치 및 파워 전자 회로 형태인 하나의 제 2 장치가 제공되며, 파워 전자 회로는 스타터 제너레이터에 할당되는, 본 발명에 따른 냉각 시스템의 제 4 실시예를 도시한 도면.

본 발명에 따른 냉각 시스템에서는, 냉각하고자 하는 적어도 하나의 제 1 장치가 내연 기관 및/또는 주 냉각기에 평행하게 접속되는 것이 제공됨으로써, 상기 장치는 부가적인 냉각제 펌프가 필요하지 않고도 또한 내연 기관에 의해 가열된 냉각제가 상기 장치에 제공되거나 또는 상기 장치에 의해 가열된 냉각제가 내연 기관에 제공되지 않고도, 냉각될 수 있다.

특히 본 발명에 따른 냉각 시스템의 바람직한 실시예에 따라, 또한 냉각하고자 하는 적어도 하나의 제 2 장치가 제공되며, 상기 장치는 하나의 부가 냉각기를통해 냉각 시스템에 연결된다. 하나의 부가 냉각기를 사용함으로써, 냉각하고자 하는 제 2 장치는 엔진 온도 레벨과 다른 온도, 예컨대 분명히 더 낮은 온도로써 구동될 수 있다.

본 발명에 따른 냉각 시스템에서, 제 1 장치는 전기 기계, 예컨대 제너레이터, 스타터, (부가적인) 구동 모터 또는 스타터 제너레이터이다.

상기 제 2 장치가 전기 회로이면, 많은 경우 상기 회로가 내연 기관 보다 분명이 더 낮은 온도 영역에서 구동되는 것이 필요할 수 있다. 본 발명에 따른 냉각 시스템의 특히 바람직한 실시예는, 제 1 장치가 전기 기계, 특히 스타터 제너레이터이고, 제 2 장치는 상기 스타터 제너레이터에 할당된 파워 전자 회로인 것을 제공한다. 스타터 제너레이터는 종래의 스타터 및 종래의 전기 제너레이터 또는 제너레이터의 기능을 합친다. 스타너 제너레이터는 상대적으로 강한 열원이므로 다수의 경우에서 냉각되어야 한다. 스타터 제너레이터는 상기 제너레이터가 내연 기관의 냉각을 위해 사용되는 냉각제를 포함할 때와 마찬가지로 유사한 온도일 때 구동될 수 있기 때문에, 내연 기관 및/또는 주 냉각기에 대해 평행하게 접속되는 것이 바람직하다. 또한 일반적으로 반드시 스타터 제너레이터에 할당된 파워 전자 회로는, 상기 회로를 형성하는 부품들의 손상을 방지하기 위해 다수의 경우에서 냉각되어야 한다. 물론 일반적으로 내연 기관의 냉각을 위해, 상기와 같은 파워 전자 회로를 위해서 사용되는 냉각제 온도는 일반적으로 매우 높다. 특히 스타터 제너레이터에 할당된 파워 전자 회로가 부가의 냉각기에 의해 냉각 시스템에 접속되는 것이 바람직하므로, 상기 파워 전자 회로는 내연 기관의 냉각을 위해 사용되는냉각제의 온도 범위 아래에 위치한 온도 범위에서 작동될 수 있다.

본 발명에 따른 냉각 시스템의 실시예의 경우, 주 냉각기와 냉각제 유출부 사이에는 믹싱 밸브가 제공되며, 상기 밸브는 공지된 방법으로 단락 라인에 의해 냉각제 펌프의 흡인면과 연결되고, 제 1 장치는 믹싱 밸브와 내연 기관의 냉각제 유출부 사이에 연결된다. 상기 실시예의 경우, 제 1 장치의 폐열은 내연 기관의 예열 단계 중 내연 기관의 신속한 가열을 위해 사용될 수 있다. 이와 같은 목적으로 믹싱 밸브는 주 냉각기에 대한 냉각제 공급을 완전히 또는 부분적으로 밀봉하므로, 내연 기관으로부터 역류된 냉각제 및 제 1 장치를 통해서 유도된 냉각제는 냉각제 펌프의 흡인면의 단락 라인을 통해 공급된다.

본 발명에 따른 냉각 시스템의 다른 실시예의 경우 마찬가지로, 주 냉각기 유입부 및 냉각제 유출부 사이에 믹싱 밸브가 제공되며, 상기 밸브는 단락 라인에 의해서 냉각제 펌프의 흡인면과 연결된다. 그러나 상기 실시예의 경우, 믹싱 밸브와 주 냉각기 유입부 사이에 제 1 장치가 접속되는 것도 제공된다. 상기 실시예는 내연 기관보다 더 낮은 온도일 때 제 1 장치가 구동될 수 있게 한다. 물론 상기 실시예의 경우 제 1 장치의 폐열은 내연 기관의 예열 단계의 단축을 위해서만 사용될 수 있다. 이는 제 1 장치를 통해서 유동된 냉각제가 단지 주 냉각기를 통해서만 내연 기관의 냉각 분기 내로 역류할 수 있을 때에 국한된다.

바람직하게는 상기 제 1 장치가 냉각제 펌프의 송출면 상에 연결되는 것이 제공된다. 상기 조치를 통해, 어차피 존재하는 냉각제 펌프가 필요한 냉각제 부피 흐름을 발생시키는 것이 확실해 질 수 있으므로, 다수의 경우, 부가의 냉각제 펌프는 생략될 수 있다.

부가의 냉각기에 의해 냉각 시스템에 연결되는, 냉각하고자 하는 적어도 하나의 제 2 장치가 제공되는 실시예에서, 부가의 냉각기는 냉각제 펌프의 송출면에 연결된 적어도 하나의 부가의 냉각기 유입부를 포함한다. 상기 조치를 통해, 충분한 압력을 갖는 냉각제가 부가의 냉각기를 통해 흐르는 것이 보장될 수 있다.

부가의 냉각기에 의해 냉각 시스템에 연결되는 적어도 하나의 냉각하고자 하는 제 2 장치가 제공되는 한, 본 발명에 따른 냉각 시스템의 특히 바람직한 실시예는 상기 부가의 냉각기가, 밸브에 의해 제 2 장치와 연결된 적어도 하나의 부가의 냉각기 유출부를 제공하는 것을 제시한다. 상기 밸브를 통해, 제 2 장치를 통해 유동된 냉각제 부피 흐름은 영향을 받을 수 있다. 상기 조치를 통해, 내연 기관보다 더 낮은 온도일 경우, 즉 한정된 제 2 온도 범위 내에서 제 2 장치가 구동될 수 있다. 상기와 같은 제 2 지정 온도 범위가 제공되는 것은, 제 1 장치가 스타터 제너레이터를 통해, 제 2 장치는 상기 스타터 제너레이터에 할당된 파워 전자 회로를 통해 형성될 때 바람직하다. 상기의 경우 스타터 제너레이터 자체를 내연 기관과 유사한 온도 범위로 구동하는 것이 가능한 반면, 해당 파워 전자 회로는 분명 더 낮은 온도 범위로 구동될 수 있으며 이는 파워 전자 회로의 구성 부품이 열적으로 손상되지 않거나 또는 부정적으로 영향을 받지 않도록 하기 위함이다.

특히 제 2 장치가 파워 전자 회로일 때, 본 발명에 따른 냉각 시스템의 바람직한 실시예에서는 제 2 장치에 온도 센서가 할당된다. 상기 제 2 장치가 파워 전자 회로를 통해 형성되는 한, 예컨대 온도 센서가 전자 부품 내에서 열적으로 가장중요한 위치에 통합되는 것이 제시될 수 있다.

하나의 온도 센서가 제공되는 한, 제 2 장치에 접속된 밸브는 온도 센서에 의해 검출된 온도에 따라 작동될 수 있다. 상기의 목적으로, 적절한 제어 및/또는 조절 장치가 제공될 수 있다. 제 2 장치가 파워 전자 회로 또는 그밖의 다른 회로를 통해 형성되면, 제어 및/또는 조절 장치는 상기 회로 내에 통합될 수 있다. 물론 상응하는 제어 및/또는 조절 장치가 제 2 장치와 분리되는 실시예도 마찬가지로 가능하다.

본 발명에 따른 냉각 시스템의 경우, 냉각제 펌프의 이송 용량은 온도 센서에 의해 검출된 온도에 따라 좌우된다. 냉각제 펌프의 이송 용량은, 전체적으로 고려의 대상이 되는 온도 범위 또는 일정한 온도 범위를 위해 상기와 같이 좌우될 수 있다. 예컨대 온도 센서에 의해 검출되어야 한다면, 제 2 장치의 온도는 상기 장치에 할당된 밸브가 완전히 개방됨에도 불구하고 매우 높으므로, 냉각제 펌프는 상기 조치를 통해, 그 이송 용량이 증가되도록 제어될 수 있다.

본 발명에 따른 냉각 시스템의 경우, 또한 부가적 또는 선택적으로 냉각제 펌프의 이송 용량은 내연 기관의 회전수에 따라 제어 또는 조절될 수 있다.

특히 이와 관련하여서는, 냉각제 펌프가 전기 냉각제 펌프인 실시예가 고려된다.

주 냉각기 및/또는 부가의 냉각기에는, 적어도 하나의 공지된 냉각팬이 할당된다. 주 냉각기 및 경우에 따라서는 부가의 냉각기의 공간적 구성에 따라, 공통의 냉각팬이 제공될 수 있거나 또는 상기 냉각기 각각에는 별도의 냉각팬이 설치될수 있다. 이와 관련하여 본 발명에 따른 실시예에서, 온도 센서에 의해 검출된 온도는 냉각팬의 제어 또는 조절시 고려된다. 물론 또 다른 온도 센서 또는 다른 센서들이 제공될 수 있으며, 상기 센서의 측정 신호들은 냉각팬 또는 냉각 시스템의 다른 구성 부품들의 제어 또는 조절을 위해 사용된다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 밸브는 조절부의 구성에 따라 작동된다.

또한 상기 제 2 장치는 냉각제 펌프의 흡인면에 연결될 수 있다. 제 2 장치의 냉각제 유출부가 냉각제 펌프의 흡인면에 연결되면, 상기 제 2 장치로부터 유출된 냉각제는 주 냉각기로부터 유출된 냉각제에 공급될 수 있다. 상기 조치는 특히, 제 2 장치로부터 유출된 냉각제의 온도가, 내연 기관을 냉각할 수 있도록 항상 충분히 낮을 때 제공된다.

본 발명에 따른 냉각 시스템의 모든 실시예에서, 내연 기관 및/또는 주 냉각기에 평행하게 연결된, 냉각하고자 하는 제 1 장치는 오일 냉각기이며, 또한 예컨대 스타터 제너레이터인 또 다른 제 1 장치가 평행하게 연결되는 것은 물론 제외되지 않는다.

제 1 장치가 특수하게 형성되는 것에 따라, 본 발명에 따른 냉각 시스템에서는 제 1 장치에 하나의 밸브가 할당될 수 있다. 이는 특히, 제 1 장치가 스타터 제너레이터 및/또는 오일 냉각기로써 형성되는, 이미 언급된 경우에 적용된다.

본 발명은 도면에 의해 하기에서 더 자세히 설명된다.

우선 도 2 내지 도 5에 따른 실시예를 위해 적어도 실제로 동일한 시스템 구성 부품의 설명이 따른다.

도 2 내지 도 5의, 본 발명에 따른 냉각 시스템의 경우 냉각 시스템은 주 냉각기 유입부(11) 및 주 냉각기 유출부(12)를 포함하는 주 냉각기(10)를 포함한다. 주 냉각기(10)에 인접하여 냉각팬(45)이 배열된다. 냉각팬(45)은 환풍기(46) 및, 환풍기(46)를 회전시킬 수 있는 냉각팬 모터(47)를 포함한다. 여기서 자세히 도시되지 않은 보상 탱크(40)는 라인 섹션(108)에 의해 주 냉각기 유입부(11)와, 라인 섹션(107)에 의해서는 주 냉각기 유출부(12)와 연결된다. 냉각 시스템은 일차적으로는 내연 기관(20)을 냉각시키기 위해 사용된다. 내연 기관(20)은 실린더 헤드(21) 및 모터 유닛(22)을 포함한다. 내연 기관(20)의 냉각제 유입부(23)는 냉각제 유출부(24)와 마찬가지로 개략적으로 도시된다. 내연 기관(20)의 냉각제 유출부(24)는 라인 섹션(101)에 의해 믹싱 밸브(50)와, 라인 섹션(102)에 의해서는 주 냉각기 유입부(11)와 연결된다. 믹싱 밸브(50)는 예컨대 공지된 서모스탯 밸브로써 형성될 수 있다. 내연 기관(20)의 냉각제 유입부(23)는 라인 섹션(105)에 의해서 냉각제 펌프(30)의 송출면(34)과 연결된다. 냉각제 펌프(30)의 흡인면(33)은 라인 섹션(103, 104)에 의해서 주 냉각기 유출부(12)와 연결된다. 믹싱 밸브(50)에는 단락 라인(106)이 할당되며, 내연 기관의 냉각제 유출부(34)는 라인 섹션(101)에 의해서 믹싱 밸브(50)와, 단락 라인(106), 라인 섹션(104)에 의해서는 냉각제 펌프(30)와, 라인 섹션(105)에 의해서는 냉각제 유입부(23)와 연결된다. 예컨대 서모스탯 밸브의 형태인 상기 믹싱 밸브(50)에 의해, 내연 기관(20)의 작동 온도가 세팅될 수 있거나 조절될 수 있다. 내연 기관(20)의 예열 단계중, 주 냉각기(10)에 대한 냉각제 공급은 믹싱 밸브(50)을 통해 완전히 또는 부분적으로 밀폐될 수 있으므로, 주 냉각제가 주 냉각기(10)를 통해 도입될 때보다 내연 기관(20)의 작동 온도에 더 신속하게 이를 수 있다. 내연 기관(20)의 실린더 헤드(21)는 또한 가열 연결부(25)를 포함한다. 상기 가열 연결부(25)에서는, 내연 기관(20)을 통해 가열되었던 냉각제가 나올 수 있다. 가열 연결부(25)는 라인 섹션(109)에 의해, 가열 열교환기(35)와 연결된다. 가열 열교환기(35)를 통해, 예컨대 객실을 따뜻하게 하기 위해 제공되는 공기 흐름이 적절한 조치를 통해 안내된다. 운전석 및조수석, 객실을 서로 다르게 조정할 수 있도록, 가열 열교환기(35)에는 2 개의 출구가 할당되며 상기 출구 중 제 1 출구는 제 1 가열 밸브(36)를 포함하는 반면, 제 2 출구는 제 2 가열 밸브(37)를 포함한다. 제 1 가열 밸브(36) 및 제 2 가열 밸브(37)에 의해, 가열 열교환기(35)의 상이한 섹션을 통해 흐르는 냉각제량 및, 좌측 또는 우측 자동차 측면의 온도도 영향을 받을 수 있다. 제 1 가열 밸브(36) 및 제 2 가열 밸브(37)는 라인 섹션(113, 112)에 의해 가열제 펌프(32)의 흡인면과 연결된다. 가열제 펌프(32)의 송출면은 라인 섹션(114)에 의해 냉각제 펌프(30)의 흡인면(33)과 연결된다. 도시된 경우 가열제 및 냉각제는 동일한 매체를 통해 형성된다. 내연 기관(20)의 가열 연결부(25)는 또한 라인 섹션(110)에 의해 세척수 열교환기(39)의 가열제 유입부와 연결된다. 세척수 열교환기(39)는 세척수 탱크(38) 내에 있는 유체를 가열하기 위해 제공되며, 이로써 도시되지 않은 세척수 시스템의 빙결은 방지된다. 세척수 열교환기(39)의 유출부는 라인 섹션(111)에 의해, 마찬가지로 가열제 펌프(32)의 흡인면과 연결된다.

도 2의 실시예에 따라, 스타터 제너레이터 형태의 제 1 장치(60)는 내연 기관(20) 및 주 냉각기(10)에 평행하게 접속된다. 스타터 제너레이터(60)의 냉각제 공급부는 라인 섹션(115)에 의해 냉각제 펌프(30)의 송출면(34)과 연결된다. 상기 스타터 제너레이터(60)의 냉각제 유출부는 라인 섹션(116)에 의해, 믹싱 밸브(50) 및, 내연 기관(20)의 냉각제 유출부(24) 사이에 접속된다. 유사한 방식으로, 또 다른 제 1 장치(80)는 내연 기관(20) 및 주 냉각기(10)에 평행하게 접속되며, 상기 장치(80)의 냉각제 유입부는 라인 섹션(117)에 의해 냉각제 펌프(30)의 송출면(34)과 연결되는 반면, 장치(80)의 냉각제 유출부는 라인 섹션(118)에 의해, 믹싱 밸브(50) 및 내연 기관(20)의 냉각제 유출부(24) 사이에 접속된다. 라인 섹션(118)에는 밸브(81)가 제공되며, 상기 밸브에 의해 냉각제 공급부는 장치(80)에 대해 조정될 수 있다. 상기 실시예의 경우, 2 개의 장치가 제공되는 것은 선택적이기 때문에, 라인 섹션(117, 118)은 점선으로 도시된다. 스타터 제너레이터(60) 및 오일 냉각기(80)가 냉각제 펌프(30)의 송출면(34) 상에 접속됨으로써, 상기 장치(60, 80)는 또 다른 냉각제 없이도 냉각될 수 있다. 본 발명에 따른 도 2의 냉각 시스템의 또 다른 실시예는, 예컨대 스타터 제너레이터(60)의 폐열이, 내연 기관의 더 신속한 가열을 위한 내연 기관(20)의 예열 단계 중 사용될 수 있는 장점이 있으며, 이로써 믹싱 밸브(50)를 통한 주 냉각기(10)로의 냉각제 공급은 전체적 또는 부분적으로 차단된다. 오일 냉각기(80)에 할당된 밸브(81)는, 내연 기관(20) 보다 더 높은 온도에서 오일 냉각기(80)가 구동되도록 하므로, 오일 냉각기(80)로의 냉각제 공급은 경우에 따라 밸브(81)에 의해 제한된다.

하기에서는 도 3의 냉각제 시스템이 설명되며, 도 2 내지 5의 실시예의 공통된 시스템 부품들과 관련하여서는 상응된 상기의 실시예가 참고되고, 반복을 피하기 위해 차이점 만이 제시된다. 도 3의 본 발명에 따른 냉각 시스템의 제 2 실시예의 경우, 오일 냉각기 형태인, 냉각하고자 하는 하나의 제 1 장치(80)는 내연 기관(20) 및 주 냉각기(10)에 평행하게 접속된다. 오일 냉각기(80)에는 밸브(81)가 할당되며, 이로써 오일 냉각기(80)는 경우에 따라 내연 기관(20) 보다 더 높은 온도에서 구동될 수 있다. 밸브(81)는 라인 섹션(118)에 배열되며, 상기 섹션은 믹싱 밸브(50) 및 내연 기관(20)의 냉각제 유출부(24) 사이에 접속된다. 오일 냉각기(80)의 냉각제 유입부는 도 2의 실시예의 경우와 마찬가지로, 라인 섹션(117)에 의해 냉각제 펌프(30)의 송출면과 연결된다. 평행하게 접속된 제 1 장치(80)에 부가적으로, 도 3에 따른 실시예에서는 냉각하고자 하는 제 2 장치(70)가 제공되며 상기 장치는 부가의 냉각기(15)에 의해 냉각 시스템에 접속된다. 도시된 실시예에서 부가의 냉각기(15)는, 냉각팬(45)이 부가의 냉각기(15) 상에도 작용할 수 있도록 공간적으로 배열된다. 부가의 냉각기(15)는, 라인 섹션(119 또는 117)에 의해 냉각제 펌프(30)의 송출면(34)과 연결된 부가의 냉각기 유입부(16)를 포함한다. 또한 부가의 냉각기(15)는 라인 섹션(120)에 의해 제 2 장치(70)의 냉각제 유입부와 연결된 부가의 냉각기 유출부(17)를 포함한다. 상기 라인 섹션(120)에는 밸브(72)가 제공되며, 제 2 장치(70)에 제공되는 냉각제량은 상기 밸브에 의해 영향을 받을 수 있다. 또한 제 2 장치(70)에는 온도 센서(71)가 할당되며, 상기 센서는 제 2 장치(70)의 온도 또는 온도에 민감한 상기 장치(70)의 부품의 온도를 검출한다. 제 2 장치(70)의 작동 온도는 온도 센서(71) 및 밸브(72)에 의해 조절기의 방식에 따라 조정될 수 있다. 주 냉각기(10)로부터 나온 냉각제가 제 2 장치(70)에 공급되기 전에 우선 부가의 냉각기(15)를 통해 흐르는 사실에 의해, 제 2 장치(70)는 내연 기관(20)에서보다 분명히 더 낮은 온도일 때 구동될 수 있다. 제 2 장치(70)로부터 나온 냉각제는 일반적으로, 내연 기관(20)을 냉각할 수 있도록 항상 충분히 낮은 온도를 갖는다. 상기의 이유로, 제 2 장치(70)의 냉각제 유출부는 라인 섹션(123)에 의해 단락 라인(106) 및 냉각제 펌프(30)의 흡인면(33)에접속된다. 도 3의 실시예의 경우, 제 2 장치(70)는 예컨대 회로, 특히 파워 전자 회로를 통해 형성될 수 있으며, 상기 회로는 내연 기관(20) 보다 분명히 더 낮은 온도일 때 구동되어야 한다.

도 4에 따른 시스템은 하기에서 설명되며, 도 2 내지 5의 실시예에서 공통된 시스템 부품에 대해서는 상응된 상기의 실시예들이 참조되고, 반복을 피하기 위해 단지 차이점만이 설명된다. 도 4는 본 발명에 따른 냉각 시스템의 제 3 실시예를도시한다. 상기 실시예의 경우, 오일 냉각기 형태인 냉각하고자 하는 제 1 장치(80)는 내연 기관(20)에 평행하게 접속된다. 상기의 목적으로, 오일 냉각기(80)의 냉각제 유출부는 내연 기관(20)의 냉각제 유출부(24)와 믹싱 밸브(50) 사이의 라인 섹션(118)에 의해 접속된다. 상기 라인 섹션(118)에는 밸브(81)가 재차 할당되며 오일 냉각기(80)의 작동 온도는 상기 밸브에 의해 조정될 수 있다. 오일 냉각기(80)의 냉각제 유입부는 라인 섹션(117)에 의해서 냉각제 펌프(30)의 송출면(34)과 연결된다. 오일 냉각기(80)가 선택적으로 제공되기 때문에, 라인 섹션(117 또는 118)은 재차 점선으로 도시된다. 오일 냉각기(80) 옆에는 스타터 제너레이터 형태인 또 다른 하나의 제 1 장치(60)가 제공된다. 스타터 제너레이터(60)는 내연 기관(20)에 마찬가지로 평행하게 접속된다. 스타터 제너레이터(60)의 냉각제 유입부는 라인 섹션(115)에 의해 냉각제 펌프(30)의 송출면(34)과 연결된다. 스타터 제너레이터(60)의 냉각제 유출부는 믹싱 밸브(50) 및, 내연 기관(20)의 냉각제 유출부(24) 사이의 라인 섹션(116)에 의해 접속된다. 도시된 경우 스타터 제너레이터(60)는 내연 기관(20)과 동일한 온도 범위에서 구동되며, 이는 라인 섹션(116 또는 115)에는 특수하게 스타터 제너레이터(60)에 할당된 밸브가 제공되지 않기 때문이다. 특히 스타터 제너레이터(60)가 내연 기관보다 더 높은 온도일 때 구동되어야 한다면, 상기와 같은 적어도 하나의 밸브가 라인 섹션(116 및/또는 115)에 제공될 수 있다. 스타터 제너레이터(60)는 스타터 제너레이터(60)자체보다 분명히 더 낮은 온도일 때 구동되어야 하는 파워 전자 회로(70)를 포함한다. 따라서 도 4에 따른 실시예에는, 주 냉각기(10)에 공간적으로 인접하여 배열된 부가의 냉각기(15)가 제공되므로, 냉각팬(45)은 부가의 냉가기(15) 상에도 작용할 수 있다. 부가의 냉각기(15)는 라인 섹션(119, 115)에 의해 냉각제 펌프(30)의 송출면(34)과 연결된 부가의 냉각기 유입부(16)를 포함한다. 또한 부가의 냉각기(15)는 라인 섹션(120)에 의해 파워 전자 회로(70)의 냉각제 유입부와 연결된 부가의 냉각기 유출부(17)를 포함하며 파워 전자 회로는 상기 실시예의 경우, 부가의 냉각기(15)에 의해 냉각 시스템에 접속되는 냉각하고자 하는 제 2 장치를 형성한다. 라인 섹션(120)에는, 파워 전자 회로(70)를 냉각하기 위해 사용되는 냉각제량을 조정하며 더욱이 파워 전자 회로(70)의 작동 온도를 정하기 위해 밸브(72)가 제공된다. 파워 전자 회로(70)에는 주로 파워 전자 회로(70)의 열감성 영역에 배열된 온도 센서(71)가 할당된다. 파워 전자 회로(70)는 온도 센서(71)에 의해 검출된 온도 또는 상응하는 신호를 평가하기 위해 사용되는 회로 부품을 포함할 수 있다. 밸브(72)가 조절부의 구성에 따른 상응된 회로 부품들에 의해, 온도 센서(71)에 의해 검출된 온도에 따라 작동될 때 특히 효과적인 구성이 생긴다. 파워 전자 회로(70)의 냉각제 유출부는 라인 섹션(123)에 의해 단락 라인(106)과 연결되고, 또다른 라인 섹션(104)에 의해서는 냉각제 펌프(30)의 흡인면(33)과 연결된다. 도 4에 따른 실시예서, 스타터 제너레이터(60) 자체는 상기 제너레이터에 할당된 파워 전자 회로(70)보다 높은 온도 레벨로 구동될 수 있다. 또 다른 냉각제 펌프는 상기의 목적을 위해서는 필요하지 않다.

도 5에 따른 냉각 시스템이 하기에서 설명되며, 도 2 내지 5의 실시예에서 공통된 시스템 부품과 관련하여서는 상응하는 상기의 실시예가 참조되고, 반복을 피하기 위해 하기에서는 단지 차이점 만이 제시된다. 도 5는 본 발명에 따른 냉각 시스템의 제 4 실시예를 도시한다. 상기 실시예에서 스타터 제너레이터(60)는 냉각하고자 하는 제 1 장치를 형성한다. 도 5에 도시된 실시예에서, 스타터 제너레이터(60)의 냉각제 유출부는 라인 섹션(122)에 의해 주 냉각제 유입부(11) 및 믹싱 밸브(50) 사이에 접속된다. 스타터 제너레이터(60)의 냉각제 유입부는 라인 섹션(115)에 의해 냉각제 펌프(30)의 송출면(34)과 연결된다. 상기 제 1 장치 또는 스타터 제너레이터(60)의 상기와 같은 연결부 변형예에서, 스타터 제너레이터(60)는 내연 기관(20)보다 더 낮은 온도일 때 구동될 수 있다. 이를 위해 냉각제 흐름은, 냉각제 펌프(30)의 이송 용량이 높을 경우에도 내연 기관(20), 예컨대 밸브(50)를 통해 스로틀링될 수 있으며, 이는 내연 기관(20)의 작동 온도를 높이기 위해서이다. 물론 상기와 같은 연결부 변형예에서, 스타터 제너레이터(60)의 폐열은 내연 기관(20)의 예열 단계를 단축하기 위해서만 사용될 수 있는데, 이는 스타터 제너레이터(60)로부터 나온 냉각제는 주 냉각기(10)에 의해서만 내연 기관(20)의 냉각 분기로 역류할 수 있기 때문이다. 스타터 제너레이터(60)에는, 부가의 냉각기(15)에 의해 냉각 시스템에 접속되는 2 개의 장치를 형성하는 파워 전자 회로(70)가 재차 할당된다. 부가의 냉각기(15)는 주 냉각기(10)에 공간적으로 인접하게 배열되므로, 단 하나의 냉각팬(45)은 주 냉각기(10) 및 부가의 냉각기(15)에 작용할 수 있다. 부가의 냉각기(15)는 라인 섹션(119, 115)에 의해 냉각제 펌프(30)의 송출면(34)과 연결되는 부가의 냉각기 유입부(16)를 포함한다. 또한 부가의 냉각기(15)는, 라인 섹션(120)에 의해 파워 전자 회로(70)의 냉각제 유입부와 연결되는 냉각제 유출부(17)를 포함한다. 라인 섹션(120)에는 밸브(72)가 제공되며, 상기 밸브에 의해 파워 전자 회로(70)의 작동 온도가 조정될 수 있다. 이를 위해 적절한 제어 장치 및/또는 조절 장치가 제공될 수 있다. 파워 전자 회로(70)의 냉각제 유출부는 라인 섹션(122, 104)에 의해 냉각제 펌프(30)의 흡인면(33)과 연결된다. 따라서 파워 전자 회로(70)를 통해 가열된 냉각제는 내연 기관(20)용 냉각 분기에 공급된다.

본 발명에 따른 실시예의 상세한 설명은 본 발명을 제한하기 위한 목적이 아닌 단지 설명할 목적으로만 사용된다. 본 발명의 범위 내에서, 본 발명 및 동일한 실시예의 범주를 벗어나지 않은 채 다양한 변형예가 가능하다.

Claims

냉각 시스템 내에서 냉각제를 순환시키기 위해 제공된 적어도 하나의 냉각제 펌프(30) 및, 적어도 하나의 주 냉각기 유입부(11)와 적어도 하나의 주 냉각기 유출부(12)를 포함하는 주 냉각기(10)를 구비한 자동차용 냉각 시스템으로서, 상기 주 냉각기 유입부(11)는 냉각하고자 하는 내연 기관(20)의 냉각제 유출부(24)와 적어도 임시로 연결되는 반면, 주 냉각기 유출부(12)는 내연 기관(20)의 냉각제 유입부(23)와 연결되는 냉각 시스템에 있어서,

냉각하고자 하는 적어도 하나의 제 1 장치(60, 80)는 내연 기관 및/또는 주 냉각기(10)에 평행하게 접속되는 것을 특징으로 하는 냉각 시스템.
제 1 항에 있어서, 냉각하고자 하는 적어도 하나의 제 2 장치(70)가 제공되며, 상기 장치는 부가의 냉각기(15)에 의해 냉각 시스템에 접속되는 것을 특징으로 하는 냉각 시스템.
제 1 항 내지 제 2 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 장치(60)는 전기 기계인 것을 특징으로 하는 냉각 시스템.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 2 장치(70)는 회로(70)인 것을 특징으로 하는 냉각 시스템.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 장치(60)는 스타터 제너레이터이며, 상기 제 2 장치(70)는 스타터 제너레이터에 할당된 파워 전자 회로인 것을 특징으로 하는 냉각 시스템.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 주 냉각기 유입부(11) 및 냉각제 유출부(24) 사이에는, 단락 라인(106)에 의해서 냉각제 펌프(30)의 흡인면(33)과 연결되는 믹싱 밸브(50)가 제공되며, 상기 제 1 장치(60, 80)는 믹싱 밸브(50)와 냉각제 유출부(24) 사이에 접속되는 것을 특징으로 하는 냉각 시스템.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 주 냉각기 유입부(11) 및 냉각제 유출부(24) 사이에는, 단락 라인(106)에 의해서 냉각제 펌프(30)의 흡인면(33)과 연결된 믹싱 밸브(50)가 제공되며, 상기 제 1 장치(60, 80)는 믹싱 밸브(50)와 주 냉각기 유입부(11) 사이에 접속되는 것을 특징으로 하는 냉각 시스템.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 장치는 냉각제 펌프(30)의 송출면(34) 상에 접속되는 것을 특징으로 하는 냉각 시스템.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 부가의 냉각기(15)는냉각제 펌프(30)의 송출면(34)에 접속된 적어도 하나의 부가의 냉각기 유입부(16)를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각 시스템.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 부가의 냉각기(15)는 제 2 장치(70)와 연결된 적어도 하나의 부가의 냉각기 유출부(17)를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각 시스템.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 부가의 냉각기 유출부(17)는 밸브(72)에 의해 제 2 장치(70)와 연결되는 것을 특징으로 하는 냉각 시스템.
제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 2 장치(70)에는 온도 센서(71)가 할당되는 것을 특징으로 하는 냉각 시스템.
제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밸브(72)는 온도 센서(71)에 의해 검출된 온도에 따라 작동되는 것을 특징으로 하는 냉각 시스템.
제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 냉각제 펌프(30)의 이송 용량은 온도 센서(71)에 의해 검출된 온도에 따라 좌우되는 것을 특징으로 하는 냉각 시스템.
제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 냉각제 펌프(30)의 이송 용량은 내연 기관의 회전수에 따라 제어 또는 조절될 수 있는 것을 특징으로 하는 냉각 시스템.
제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 냉각제 펌프(30)는 전기 냉각제 펌프인 것을 특징으로 하는 냉각 시스템.
제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 주 냉각기(10) 및/또는 부가의 냉각기(15)에는 적어도 하나의 냉각팬(45)이 할당되며, 상기 온도 센서(71)에 의해 검출된 온도는 냉각팬(45)의 제어 및 또는 조절시 고려되는 것을 특징으로 하는 냉각 시스템.
제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밸브(72)는 조절부의 구성에 따라 작동되는 것을 특징으로 하는 냉각 시스템.
제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 2 장치(70)는 냉각제 펌프(30)의 흡인면(33)에 접속되는 것을 특징으로 하는 냉각 시스템.
제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 내연 기관(20) 및/또는 주 냉각기(10)에 평행하게 접속된, 냉각하고자 하는 제 1 장치(80)는 오일 냉각기인 것을 특징으로 하는 냉각 시스템.
제 1 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 장치(60, 80)에는 밸브(81)가 할당되는 것을 특징으로 하는 냉각 시스템.