JP4034010B2

JP4034010B2 - Vehicle heat storage system

Info

Publication number: JP4034010B2
Application number: JP20957299A
Authority: JP
Inventors: 敏雄矢島; 克展飯塚
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Calsonic Kansei Corp
Priority date: 1999-07-23
Filing date: 1999-07-23
Publication date: 2008-01-16
Anticipated expiration: 2019-07-23
Also published as: JP2001030741A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の暖房補助装置等に用いられる車両用蓄熱システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、内燃エンジンを駆動源とする車両では、その車室内を暖房するために、エンジンの冷却水系統からの温水を空調ユニットのヒータコアに循環させることにより、熱交換して車室内空気を暖めるようにしている。
一方、環境保護の観点から、例えば交差点などでのアイドリング停止が課題に挙がっているが、アイドリング停止の間も十分な暖房性能を確保したいという要求がある。
【０００３】
そのため、例えばエンジンの冷却水系統から空調ユニットのヒータコアにつながる管路の途中に蓄熱器を設け、走行中に高温の冷却水から蓄熱器に熱を蓄えておき、エンジンが停止して冷却水の温度が低下したときには蓄熱器から冷却水へ放熱するようにしたものが提案されている。これにより、アイドリング停止の例えば５分間程度は暖房性能を維持できるように意図したものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年、車両の燃料消費性能の改善向上とともに、エンジンからの発熱が少なくなり、冷却水の温度が十分に上昇しないという状況になってきている。そのため、上述のように蓄熱器を設けただけでは十分でなく、とくに潜熱型の蓄熱器の場合には所定温度以上でないと有効に蓄熱されない。かわりに低温で必要な熱量を蓄熱するには蓄熱器の容量をとくに大きくしなければならず、車両に確保できる設置空間からみて非現実的なものとなる。
【０００５】
このほか、冷却水温度を上昇させるものとして、エンジンの排気管途中に熱交換器形式の廃熱回収器を設置して、エンジンから空調機のヒータコアへ供給される冷却水をその廃熱回収器に通すようにしたものがある。
しかし、この装置ではエンジン駆動中は冷却水を加熱し水温を上昇させることができるが、エンジン停止中に暖房を行なうと、冷却水が廃熱回収器においても放熱して、急速に冷却水温度が低下してしまうという問題がある。
【０００６】
したがって、本発明は、上記の問題点に鑑み、蓄熱器の容量を大きくすることなく、エンジン停止時の冷却水温度を有効に維持可能とした車両用蓄熱システムを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１の本発明車両用蓄熱システムは、エンジンの冷却水系統に、廃熱回収手段と蓄熱器を備え、廃熱回収手段は、冷却水と排気ガス間で熱交換可能にエンジンの排気系統にそって設置され、廃熱回収手段で冷却水の温度を上昇させて蓄熱器で蓄熱するよう構成されており、エンジンの冷却水系統が制御バルブにより分岐された分岐流路を有し、上記廃熱回収手段と蓄熱器が分岐流路に備えられ、冷却水系統が空調ユニットのヒータコアへの空調循環路であり、分岐流路がヒータコア上流の冷却水供給路に対して並列となっており、制御バルブと蓄熱器の間に、廃熱回収手段と並列にバイパス路が設けられ、制御バルブは、暖房モード時に排気ガス温度が冷却水温度より高いときは冷却水の流れを前記分岐流路へ開き、排気ガス温度が冷却水温度以下のときには、冷却水の流れをバイパス路へ開くよう構成されているものとした。
これにより、冷却水温度が低い場合にも蓄熱器が蓄熱可能な温度までその温度が廃熱回収手段で上昇されるので、蓄熱器で効率よく蓄熱することができる。
また、制御バルブにより切り換えることにより、必要に応じて蓄熱可能となる。
さらに、空調のモードに応じて、例えば暖房時に冷却水を分岐流路に流して蓄熱し、蓄熱された熱量で、エンジン停止時にも相当時間暖房機能が維持できる。
また、排気ガス温度が冷却水温度以下のときには、冷却水の流れをバイパス路へ開き、廃熱回収手段へは流さないので、廃熱回収手段で熱を奪われることなく冷却水を蓄熱器へ通すことができる。
【０００８】
請求項２の発明は、廃熱回収手段が排気管内に設置されたケーシングを備え、該ケーシングの冷却水の入口および出口が排気管外へ延びて、入口が制御バルブに接続され、出口が蓄熱器に接続されているものとした。
ケーシングが排気管内に設置されているので、ケーシングを流れる冷却水が効率よく排気ガスから熱を吸収することができる。
【０００９】
請求項３の発明は、制御バルブが暖房モード時に冷却水の流れを分岐流路へ開き、冷却水温度が所定値より高くなると分岐流路を閉じるよう構成されているものとした。
これにより、冷却水温度が一定の範囲に収まるので、安定した空調が得られる。
【００１０】
請求項４の発明は、排気管が分岐管に分岐され、当該分岐部には排気ガスの流れをいずれかの分岐管に切り換える切換弁が設けられ、廃熱回収手段は一方の分岐管に設置されて、切換弁は、廃熱回収手段の温度が所定値より高くなると当該廃熱回収手段が設置された分岐管を閉じるよう構成されているものとした。
廃熱回収手段の温度が所定値より高くなるとその分岐管を閉じるので、廃熱回収手段が排気ガスに曝されなくなり、廃熱回収手段の過熱が防止される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を実施例により詳細に説明する。
図１は第１の実施例の構成を示す図である。エンジン１にはその冷却水の放熱のためラジエータ２が付設され、冷却水ポンプ３によりラジエータ２へ冷却水を循環させるようになっている。放熱循環路４にはサーモバルブ５が設けられ、エンジン始動後冷却水温度が所定値になるまではラジエータ２への流通を遮断して、速やかに暖機が行なわれるようになっている。
【００１２】
サーモバルブ５からは車室内に設置された空調ユニットのヒータコア６へ冷却水を供給する第１冷却水供給路７が分岐し、第１冷却水供給路７は制御バルブ２５と第２冷却水供給路８を経てヒータコアに接続している。ヒータコア６からは冷却水をエンジン１側へ戻す冷却水戻し路９が冷却水ポンプ３の入口側に接続している。
サーモバルブ５は常時冷却水を冷却水供給路７へ流すようになっており、第１、第２冷却水供給路７、８と冷却水戻し路９とでヒータコア６のための空調循環路１０を形成している。
【００１３】
つぎに、エンジン１の排気マニホルド１１には、コンバータ１２を介して排気管１３が接続され、排気管１３にはコンバータ１２の直後に第１および第２の分岐管１４、１５が形成されている。
各分岐管１４、１５の入口には、アクチュエータ１６に連結され、連動して作動する第１および第２開閉弁１７、１８が設けられている。第１開閉弁１７が開のとき第２開閉弁１８は閉じられ、第１開閉弁１７が閉のとき第２開閉弁１８は開となる。
【００１４】
第１の分岐管１４にはその内部に廃熱回収器２０が設けられている。廃熱回収器２０は上流側および下流側の両端に入口および出口を備えたケーシング２１からなり、ケーシング２１の外周面には排気ガスの流れにそう方向に延びた多数のフィン２４が設けられている。
第１の分岐管１４は廃熱回収器２０の下流側において第２の分岐管１５と合流している。
【００１５】
サーモバルブ５からヒータコア６に至る第１冷却水供給路７および第２冷却水供給路の間に設けられた制御バルブ２５は三方弁からなっている。制御バルブ２５には管路２６により廃熱回収器２０が接続されている。
制御バルブ２５は第１冷却水供給路７を管路２６（廃熱回収器２０側）と第２冷却水供給路とに切換接続するようになっており、ここでは管路２６への連通状態を開、遮断状態を閉と呼ぶ。
この制御バルブ２５は全開から複数段で段階的に閉じることができ、閉じるに従って第１冷却水供給路７との連通が徐々に拡大する。
【００１６】
また、廃熱回収器２０の出口２３には管路２７により潜熱型の蓄熱器３０が接続され、蓄熱器３０の出口３２は管路２８により冷却水供給路７の制御バルブ２５とヒータコア６の間に接続されている。これにより、制御バルブ２５から廃熱回収器２０および蓄熱器３０を経てヒータコア６に至る冷却水の分岐流路が形成される。
【００１７】
アクチュエータ１６および制御バルブ２５を制御するため制御装置３５が設けられており、制御装置３５は、イグニッションスイッチ４０のオンにより作動し、エンジン１から流出した冷却水温度（エンジン水温）Ｔｗを検出する水温センサ３６、コンバータ１２直後の排気ガス温度Ｔｃを検出する排気ガス温度センサ３７、廃熱回収器２０の温度を検出する廃熱回収器温度センサ３８、ならびに蓄熱器３０の温度を検出する蓄熱器温度センサ３９からの信号が入力される。
【００１８】
なお、廃熱回収器温度センサ３８は廃熱回収器２０の出口２３における水温をもって廃熱回収器温度Ｔｒとする。また、蓄熱器温度センサ３９は蓄熱器３０の出口３２における水温をもって蓄熱器温度Ｔｂとする。制御装置３５はまた空調装置の図示しない制御部にも接続され、暖房モードであるかどうかの情報を得られるようになっている。
【００１９】
図２、図３は、上記構成における制御の流れを示すフローチャートである。車両のイグニッションスイッチ４０がオンされると制御が開始される。まず、ステップ１０１においてエンジン１が始動されると、初期設定としてステップ１０２で、第１開閉弁１７を閉じ、第２開閉弁１８を開く。これにより、排気ガスは廃熱回収器２０をバイパスし、第２の分岐管１５を流れることになる。
ステップ１０２ではまた、制御バルブ２５を閉じて、冷却水が廃熱回収器２０へ流れない状態とする。これにより、冷却水は廃熱回収器２０と蓄熱器３０をバイパスすることになる。
【００２０】
ステップ１０３では、空調装置が暖房モードになっているかどうかを適宜の間隔でチェックする。
暖房モードになっている場合には、ステップ１０４に進んで、水温センサ３６、排気ガス温度センサ３７、廃熱回収器温度センサ３８および蓄熱器温度センサ３９からの信号を入力して、冷却水、排気ガス、廃熱回収器および蓄熱器の各温度データＴｗ、Ｔｃ、Ｔｒ、Ｔｂを求める。
【００２１】
そして、ステップ１０５では、冷却水温度Ｔｗが蓄熱器温度Ｔｂ以上であるかどうかをチェックする。
冷却水温度Ｔｗが蓄熱器温度Ｔｂ以上であれば、ステップ１０６に進み、冷却水温度Ｔｗが第１の所定値Ｔ１（例えば４０℃）より高いかどうかをチェックする。
冷却水温度ＴｗがＴ１以下の場合には、ステップ１０３に戻る。
【００２２】
冷却水温度ＴｗがＴ１より高い場合には、ステップ１０７で、排気ガス温度Ｔｃが冷却水温度Ｔｗより高いかどうかをチェックする。
排気ガス温度ＴｃがＴｗ以下であれば、そのままステップ１０３に戻る。
冷却水は廃熱回収器２０を流れないので、低温の排気ガスに熱を奪われない。
【００２３】
排気ガス温度ＴｃがＴｗよりも大きくなると、ステップ１０８で、排気管１３の第１開閉弁１７を開いて、排気ガスを第１の分岐管１４に通して廃熱回収器２０に導く。
続いてステップ１０９では、制御バルブ２５を開いてエンジン１からの冷却水を通廃熱回収器２０へ通すようにする。
これにより、冷却水は廃熱回収器２０において第１の分岐管１４を流れる排気ガスから熱を吸収して、蓄熱器３０に蓄熱される。
【００２４】
一方、ステップ１０５のチェックにおいて冷却水温度Ｔｗが蓄熱器温度Ｔｂより低いときには、ステップ１１０に進み、冷却水温度Ｔｗが第１の所定値Ｔ１より高いかどうかをチェックする。
冷却水温度ＴｗがＴ１より高い場合は、ステップ１１１で、排気ガス温度Ｔｃが冷却水温度Ｔｗより高いかどうかをチェックする。
【００２５】
排気ガス温度ＴｃがＴｗ以下であれば、ステップ１０９へ進んで制御バルブ２５を開く。
これにより、冷却水は蓄熱器３０で加熱される。
排気ガス温度ＴｃがＴｗよりも大きくなると、ステップ１０８へ進んで排気管の第１開閉弁１７を開き、続いてステップ１０９で制御バルブ２５を開く。
【００２６】
一方、ステップ１１０のチェックにおいて冷却水温度ＴｗがＴ１以下の場合には、ステップ１０９へ進む。
【００２７】
ステップ１０９の次に、ステップ１１２では、冷却水温度Ｔｗが第２の所定値Ｔ２（例えば８０℃）よりも低いかどうかをチェックする。
冷却水温度ＴｗがＴ２よりも低いときは、ステップ１１３において、廃熱回収器温度Ｔｒが第３の所定値Ｔ３（例えば８０℃）より低いかどうかをチェックする。
【００２８】
廃熱回収器温度ＴｒがＴ３より低いときは、ステップ１１４に進んで、交差点でのアイドリング停止など、エンジン１が停止されたかどうかをチェックする。
エンジン１が回転中であれば、ステップ１０３へ戻り、暖房モードが継続されていれば上記のフローを繰り返す。
【００２９】
この間、冷却水温度が上昇して、ステップ１１２のチェックにおいて冷却水温度ＴｗがＴ２以上となったときには、ステップ１１５で、制御バルブ２５を１段階だけ閉じてステップ１０３へ戻る。
こうして、制御バルブ２５は冷却水温度ＴｗがＴ２より低くなるまで段階的に閉じられる。
【００３０】
一方、制御バルブ２５が開いている間に、廃熱回収器２０の過熱により、ステップ１１３のチェックにおいて廃熱回収器温度ＴｒがＴ３以上となったときには、ステップ１１６に進み、排気管の第１開閉弁１７を閉じて、ステップ１０３へ戻る。
【００３１】
つぎに、ステップ１１４のチェックにおいてエンジン１が停止された場合には、ステップ１１７に進み、排気管の第１開閉弁１７を閉じる。
そして、ステップ１１８でイグニッション４０がオフされれば、制御が終了する。
一方、イグニッション４０がオン状態であれば、ステップ１１９でエンジン１が再始動されたかどうかをチェックし、始動された場合にはステップ１０３へ戻る。
【００３２】
なお、ステップ１１５、１１６の実行後はいずれもエンジン再始動時と同様にステップ１０３へ戻るので、制御の途中で非暖房モードになったときにはステップ１０３からステップ１０２へ移って、第１開閉弁および制御バルブが閉じられる。
【００３３】
本実施例は以上のように構成され、長時間駐車の後に車両運行を開始する場合には、エンジン１が始動されると、まず、ステップ１０２で排気管の第１開閉弁１７を閉じて排気ガスは廃熱回収器２０をバイパスさせるとともに、制御バルブ２５を閉じて冷却水は廃熱回収器２０、蓄熱器３０をバイパスさせて第１冷却水供給路７から第１冷却水供給路８のみを流れるように初期設定される。
これにより、冷却水は廃熱回収器２０で低温の排気ガスに曝されることなく、暖機が始まる。
【００３４】
まず、長時間駐車駐車で蓄熱器３０が放熱しきった状態では、ステップ１０５から１０６へ進み、冷却水温度が低い間は冷却水自体が廃熱回収器２０や蓄熱器３０で放熱しないよう、初期設定のまま暖機が続けられる。
【００３５】
そして暖房モードにおいて、冷却水温度が上昇してＴ１に達し、しかも排気ガス温度が冷却水温度より高くなると、ステップ１０８、１０９で第１開閉弁１７を開くとともに制御バルブ２５を開いて、冷却水を廃熱回収器２０で加熱して蓄熱器３０に蓄熱しながら、空調ユニットのヒータコア６に循環させる。
なお、排気ガス温度が冷却水温度以下であれば、冷却水が廃熱回収器２０で放熱することになるので、第１開閉弁１７は閉じたままステップ１０７からステップ１０９へ進み制御バルブ２５を開いて、蓄熱器３０に蓄熱する。
【００３６】
一方、蓄熱器３０に残存熱量があり蓄熱器温度が冷却水温度より高い状態でスタートした場合には、ステップ１０５から１１０へ進み、冷却水温度が低い間は直接ステップ１０９で制御バルブ２５を開くことにより、蓄熱器３０で加熱され、暖機が促進される。
さらに、排気ガス温度が冷却水温度以下のときも、ステップ１０９で制御バルブ２５のみを開いて、蓄熱器３０により温度を高く保持される。
【００３７】
冷却水温度が上昇してＴ１に達し、しかも排気ガス温度が冷却水温度より高くなると、ステップ１０８、１０９で第１開閉弁１７を開くとともに制御バルブ２５を開いて、今度は、冷却水を廃熱回収器２０で加熱して蓄熱器３０に蓄熱しながら、空調ユニットのヒータコア６に循環させる。
【００３８】
その後、冷却水温度が上昇してＴ２以上となると、ステップ１１５で制御バルブ２５を段階的に閉じて、冷却水温度が高温になり過ぎないように温度調節を行う。
【００３９】
一方、冷却水を廃熱回収器２０で加熱している間、廃熱回収器２０の温度が所定値Ｔ３以上となった場合には、廃熱回収器２０に対する過負荷となるから、ステップ１１６で第１開閉弁１７を閉じて、廃熱回収器２０側への排気ガスの供給を停止する。
【００４０】
また、例えば交差点でアイドリング停止した場合には、まずステップ１１７で第１開閉弁１７を閉じて、エンジン１の再始動を待つ。
この間は、制御バルブ２５は閉じておらず、アイドリング停止中も蓄熱器３０からの高温冷却水により相当時間にわたって暖房性能が維持される。
そして、第１開閉弁１７が閉じられているので、再始動したときに低温の排気ガスが第1の分岐管１４に流入するのが阻止され、冷却水が廃熱回収器２０において熱を奪われることがない。
なお、エンジン停止に引き続いてイグニッション４０がオフされたときには、制御も終了する。
【００４１】
本実施例によれば、蓄熱器３０と排気ガスの廃熱回収器２０とを組み合わせたことにより、冷却水温度が低くても効率よく、比較的小容量の蓄熱器で高い熱量を蓄熱でき、エンジン停止時でも冷却水温度を有効に維持して十分な暖房性能を確保することができるとともに、再始動の際にもその蓄熱による暖かい冷却水によってエンジンが速やかに暖められ、良好な立ち上がり特性を得ることができるという効果を有する。
【００４２】
図４は走行とアイドリング停止を交互に繰り返した際の冷却水の変化を模式的に示す図である。
走行を開始すると冷却水温度が上昇するが、廃熱回収器を備えない場合には冷却水の温度は破線で示す高さまでしか上昇せず、潜熱型の蓄熱器に対して蓄熱可能の高さに足りない。これに対して、本実施例では廃熱回収器において冷却水を加熱して温度を実線位置まで上昇させているので、効率よく蓄熱される。
【００４３】
また、アイドリング停止時の冷却水温度も、蓄熱器があっても破線の高さからは短時間に低下してしまうので、アイドリング停止期間の途中で暖房機能が失われてしまうが、実施例では蓄熱器が十分機能して実線の高さから緩やかに低下し、アイドリング停止の期間にわたって暖房機能を維持するに必要な温度を保持することができる。
【００４４】
図５は第２の実施例を示す図である。これは、前実施例における三方弁の制御バルブ２５のかわりに、四方弁の制御バルブ４５を用い、蓄熱器３０と制御バルブ４５の間に廃熱回収器２０をスキップするバイパス路４７を設けたものである。
【００４５】
制御バルブ４５は、第１冷却水供給路７を管路２６（廃熱回収器２０側）とバイパス路４７と第２冷却水供給路とに切換接続するようになっており、ここでは管路２６への連通状態を「制御バルブの開」、閉遮断状態を「制御バルブの閉」と呼び、バイパス路４７との連通を「バイパス路の開」と呼ぶ。
この制御バルブ４５は全開から複数段で段階的に閉じることができ、閉じるに従ってバイパス路４７との連通が徐々に拡大する。
【００４６】
図６は第２の実施例における制御の流れの要部を示す。
図示外の他のステップは図３のフローチャートと同じである。
ステップ１０７において、排気ガス温度Ｔｃが冷却水温度Ｔｗより高いかどうかをチェックする。排気ガス温度ＴｃがＴｗよりも大きい場合は、ステップ１０８、１０９で、排気管１３の第１開閉弁１７を開き、制御バルブ４５を開いて、冷却水が廃熱回収器２０において第１の分岐管１４を流れる排気ガスから熱を吸収して、蓄熱器３０に蓄熱されるようにする。
【００４７】
一方、排気ガス温度ＴｃがＴｗ以下であれば、ステップ２０１に進んで、制御バルブ４５を操作してバイパス路４７を開く。
これにより、冷却水は廃熱回収器２０を流れないので、外気温度がとくに低いときにも廃熱回収器部分で熱を奪われることなく、有効に蓄熱器３０に蓄熱を行うことができる。
このあと、ステップ１１２へ進む。
【００４８】
また、ステップ１１１のチェックにおいて、排気ガス温度ＴｃがＴｗ以下であるときも、ステップ２０２に進んで、バイパス路４７を開くよう制御バルブ４５を制御する。
これにより、冷却水は廃熱回収器部分で熱を奪われることなく蓄熱器３０へ流れ、蓄熱器で加熱される。このあと、ステップ１１２へ進む。
その他の構成は、第１の実施例と同じである。
【００４９】
本実施例によれば、第１の実施例の効果が得られるとともに、排気ガス温度Ｔｃが冷却水温度Ｔｗ以下のときは冷却水をバイパス路４７を経て蓄熱器３０へ流し、廃熱回収器２０を通過しないようにしたので、廃熱回収器部分で冷却水が熱を奪われず、蓄熱器３０へ蓄熱する場合、および蓄熱器３０から放熱（冷却水加熱）する場合のいずれにおいても、冷却水および蓄熱器の保有する熱がきわめて有効に生かされるという効果を有している。
【００５０】
なお、各実施例では廃熱回収手段としてフィンを備えたケーシングを排気管内に設置した廃熱回収器を用いたが、これに限定されず、任意の形式で排気ガスの熱を吸収できるものであればよい。
また、排気管の分岐管を切り換える切換弁として、第１および第２開閉弁を用いているが、これも分岐部分において１つの弁で切り換えることもできる。
さらに、制御の基準値としての温度Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３の値も、例示値に限定されず、エンジンやラジエータの性能、蓄熱器、廃熱回収器の仕様その他システムの特性に対応させて設定される。
【００５１】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明は、エンジンの冷却水系統に、蓄熱器と排気ガスから熱を吸収する廃熱回収手段とを備え、廃熱回収手段で冷却水の温度を上昇させて蓄熱器で蓄熱するよう構成したので、冷却水温度が低い場合にも蓄熱器が蓄熱可能な温度まで上昇させることができ、蓄熱器の容量を大きくすることなく効率よく蓄熱することができるという効果を有する。したがってまた、エンジン停止の間も冷却水温度を長く維持することができる。
【００５２】
なお、上記エンジンの冷却水系統は制御バルブにより分岐された分岐流路を有するものとし、廃熱回収手段と蓄熱器を分岐流路に備えることにより、必要に応じて制御バルブで蓄熱状態を切り換えることができる。
【００５３】
また、冷却水系統が空調ユニットのヒータコアへの空調循環路で、分岐流路をヒータコア上流の冷却水供給路に対して並列とすることにより、空調のモードに応じて、例えばエンジン停止時にも相当時間暖房機能を維持することができる。
【００５４】
さらに、暖房モード時に制御バルブが冷却水の流れを分岐流路へ開き、冷却水温度が所定値より高くなると分岐流路を閉じるよう制御することにより、冷却水温度が一定の範囲に収まり、安定した空調が得られる。
【００５５】
そしてまた、排気管を分岐して廃熱回収手段を一方の分岐管に設置し、排気ガスの流れをいずれかの分岐管に切り換える切換弁を設けて、廃熱回収手段の温度が所定値より高くなると当該廃熱回収手段が設置された分岐管を閉じるよう制御することにより、廃熱回収手段の過熱が防止される。
【００５６】
さらに、制御バルブと蓄熱器の間に、廃熱回収手段と並列にバイパス路を設け、制御バルブを、暖房モード時に排気ガス温度が冷却水温度より高いときは冷却水の流れを前記分岐流路へ開き、排気ガス温度が冷却水温度以下のときには、冷却水の流れをバイパス路へ開くよう制御することにより、排気ガス温度が冷却水温度以下のときには、廃熱回収手段で熱を奪われることなく冷却水を蓄熱器へ通すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例の構成を示す図である。
【図２】実施例における制御の流れを示すフローチャートである。
【図３】実施例における制御の流れを示すフローチャートである。
【図４】走行とアイドリング停止を交互に繰り返した際の冷却水の変化を示す図である。
【図５】第２の実施例の構成を示す図である。
【図６】第２の実施例における制御の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１エンジン
２ラジエータ
３冷却水ポンプ
４放熱循環路
５サーモバルブ
６ヒータコア
７第１冷却水供給路
８第２冷却水供給路
９冷却水戻し路
１０空調循環路
１１排気マニホルド
１２コンバータ
１３排気管
１４第１の分岐管
１５第２の分岐管
１６アクチュエータ
１７第１開閉弁
１８第２開閉弁
２０廃熱回収器
２１ケーシング
２４フィン
２５、４５制御バルブ
２６、２７、２８管路
３０蓄熱器
３５制御装置
３６水温センサ
３７排気ガス温度センサ
３８廃熱回収器温度センサ
３９蓄熱器温度センサ
４０イグニッションスイッチ
４７バイパス路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a thermal storage system for a vehicle which is used for heating the auxiliary device of a vehicle.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in a vehicle using an internal combustion engine as a drive source, in order to heat the vehicle interior, hot water from the engine cooling water system is circulated to the heater core of the air conditioning unit to exchange heat and warm the vehicle interior air. I have to.
On the other hand, from the viewpoint of environmental protection, for example, idling stop at an intersection or the like is raised, but there is a demand for ensuring sufficient heating performance even during idling stop.
[0003]
Therefore, for example, the thermal storage unit is provided in the middle of the cooling water system of the engine of the conduit leading to the heater core of the air-conditioning unit, while driving keep accumulated heat to thermal storage unit from the hot coolant, the engine is stopped cooled when the temperature of the water is decreased it has been proposed which is adapted to radiate the thermal storage unit to the cooling water. Thus, for example, about 5 minutes after idling is stopped, the heating performance is intended to be maintained.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in recent years, with improvement in the fuel consumption performance of vehicles, heat generation from the engine has decreased, and the temperature of the cooling water has not risen sufficiently. Therefore, by merely providing a thermal storage unit as described above it is not enough, not effectively 蓄 heated unless the predetermined temperature or more in the particular case of a latent heat type thermal storage device. Must be particularly increasing the capacity of the thermal storage unit to 蓄 heat the heat required at a low temperature instead, the installation space viewed from unrealistic that can be secured to the vehicle.
[0005]
In addition, in order to raise the cooling water temperature, a heat exchanger type waste heat recovery unit is installed in the middle of the engine exhaust pipe, and the cooling water supplied from the engine to the heater core of the air conditioner is used as the waste heat recovery unit. There is something that I tried to pass.
However, with this device, the cooling water can be heated and the water temperature can be raised while the engine is running. However, if heating is performed while the engine is stopped, the cooling water dissipates even in the waste heat recovery device, and the cooling water temperature is rapidly increased. There is a problem that will decrease.
[0006]
Accordingly, the present invention includes a aims view of the above problems, without increasing the capacity of the thermal storage unit, provides a thermal storage system for a vehicle as effectively capable of maintaining the coolant temperature when the engine is stopped To do.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, the present invention thermal storage system for a vehicle according to claim 1, the cooling water system of the engine, comprising a waste heat recovery unit and thermal storage unit, waste heat recovery means, the heat exchangeable between the cooling water exhaust gas to be placed along the exhaust system of the engine, waste heat recovery means to increase the temperature of the cooling water and is configured to thermal storage in the thermal storage unit, the cooling water system of the engine is branched by the control valve branch The waste heat recovery means and the heat accumulator are provided in the branch flow path, the cooling water system is an air conditioning circulation path to the heater core of the air conditioning unit, and the branch flow path is a cooling water supply path upstream of the heater core. The bypass is provided in parallel with the waste heat recovery means between the control valve and the heat accumulator, and the control valve is used for cooling water when the exhaust gas temperature is higher than the cooling water temperature in the heating mode. To the branch channel and exhaust gas Degrees is when: the cooling water temperature was assumed to be configured to open the flow of cooling water to the bypass passage.
Thus, the thermal storage device even when the cooling water temperature is low that temperature until thermal storage possible temperature is raised in the waste heat recovery unit, it is possible to efficiently thermal storage in thermal storage unit.
Further, heat can be stored as necessary by switching with the control valve.
Further, according to the air conditioning mode, for example, cooling water is flowed through the branch flow path during heating to store heat, and the heating function can be maintained for a considerable time even when the engine is stopped by the stored heat amount.
In addition, when the exhaust gas temperature is lower than the cooling water temperature, the cooling water flow is opened to the bypass passage and does not flow to the waste heat recovery means, so the cooling water is transferred to the regenerator without taking heat away by the waste heat recovery means. Can pass through.
[0008]
The invention according to claim 2, comprising a casing waste heat recovery means is installed in the exhaust pipe, the inlet and outlet of the cooling water of the casing extends to the exhaust pipe outside the inlet is connected to the control valve, the outlet 蓄 It was assumed that it was connected to a heater.
Since the casing is installed in the exhaust pipe, the cooling water flowing through the casing can efficiently absorb heat from the exhaust gas.
[0009]
The invention according to claim 3 is configured such that the control valve opens the flow of the cooling water to the branch flow path when in the heating mode, and closes the branch flow path when the cooling water temperature becomes higher than a predetermined value.
Thereby, since the cooling water temperature falls within a certain range, stable air conditioning can be obtained.
[0010]
According to a fourth aspect of the present invention, the exhaust pipe is branched into a branch pipe, and a switching valve for switching the flow of the exhaust gas to any one of the branch pipes is provided in the branch portion, and the waste heat recovery means is installed in one branch pipe Then, the switching valve is configured to close the branch pipe in which the waste heat recovery means is installed when the temperature of the waste heat recovery means becomes higher than a predetermined value.
Since the branch pipe is closed when the temperature of the waste heat recovery means becomes higher than a predetermined value, the waste heat recovery means is not exposed to the exhaust gas, and overheating of the waste heat recovery means is prevented.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail by way of examples.
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of the first embodiment. The engine 1 is provided with a radiator 2 for radiating the cooling water, and the cooling water is circulated to the radiator 2 by a cooling water pump 3. The heat radiation circuit 4 is provided with a thermo valve 5, which shuts off the flow to the radiator 2 until the cooling water temperature reaches a predetermined value after the engine is started, so that warm-up is performed quickly.
[0012]
A first cooling water supply path 7 for supplying cooling water to the heater core 6 of the air conditioning unit installed in the passenger compartment is branched from the thermo valve 5, and the first cooling water supply path 7 is supplied with the control valve 25 and the second cooling water supply. It is connected to the heater core via a path 8. A cooling water return path 9 for returning cooling water from the heater core 6 to the engine 1 side is connected to the inlet side of the cooling water pump 3.
The thermo valve 5 is configured to constantly flow cooling water to the cooling water supply path 7, and the first and second cooling water supply paths 7, 8 and the cooling water return path 9 serve as an air conditioning circulation path 10 for the heater core 6. Is forming.
[0013]
Next, an exhaust pipe 13 is connected to the exhaust manifold 11 of the engine 1 via a converter 12, and first and second branch pipes 14 and 15 are formed in the exhaust pipe 13 immediately after the converter 12. .
At the inlets of the branch pipes 14 and 15, first and second on-off valves 17 and 18 that are connected to the actuator 16 and operate in conjunction with each other are provided. When the first on-off valve 17 is open, the second on-off valve 18 is closed, and when the first on-off valve 17 is closed, the second on-off valve 18 is opened.
[0014]
The first branch pipe 14 is provided with a waste heat recovery device 20 therein. The waste heat recovery unit 20 includes a casing 21 having an inlet and an outlet at both ends on the upstream side and the downstream side, and a plurality of fins 24 extending in the direction of the exhaust gas flow are provided on the outer peripheral surface of the casing 21. Yes.
The first branch pipe 14 merges with the second branch pipe 15 on the downstream side of the waste heat recovery unit 20.
[0015]
The control valve 25 provided between the first cooling water supply path 7 and the second cooling water supply path from the thermo valve 5 to the heater core 6 is a three-way valve. The waste heat recovery unit 20 is connected to the control valve 25 by a pipe line 26.
The control valve 25 switches and connects the first cooling water supply path 7 to the pipe line 26 (waste heat recovery device 20 side) and the second cooling water supply path. Here, the control valve 25 communicates with the pipe line 26. Is called open, and the shut-off state is called closed.
The control valve 25 can be closed in stages from a fully opened state, and the communication with the first cooling water supply path 7 is gradually expanded as the control valve 25 is closed.
[0016]
Further, the outlet 23 of the waste heat recovery equipment 20 is thermal storage unit 30 of the latent heat type is connected via line 27, heater core and the control valve 25 of the cooling water supply passage 7 by the outlet 32 is conduit 28 of thermal storage unit 30 6 is connected. Thus, the branch flow path of the cooling water is formed to reach the heater core 6 through a waste heat recovery device 20 and thermal storage unit 30 from the control valve 25.
[0017]
A control device 35 is provided to control the actuator 16 and the control valve 25, and the control device 35 operates when the ignition switch 40 is turned on, and detects a coolant temperature (engine coolant temperature) Tw flowing out from the engine 1. sensor 36, converter 12 exhaust gas temperature sensor 37 for detecting the exhaust gas temperature Tc just after, thermal storage for detecting the temperature of the waste heat recovery device temperature sensor 38 and thermal storage unit 30, detects the temperature of the waste heat recovery equipment 20 A signal from the temperature sensor 39 is input.
[0018]
The waste heat recovery device temperature sensor 38 uses the water temperature at the outlet 23 of the waste heat recovery device 20 as the waste heat recovery device temperature Tr. Also, thermal storage unit temperature sensor 39 is a thermal storage unit temperature Tb with a water temperature at the outlet 32 of thermal storage unit 30. The control device 35 is also connected to a control unit (not shown) of the air conditioner so as to obtain information on whether or not it is in the heating mode.
[0019]
2 and 3 are flowcharts showing the flow of control in the above configuration. Control is started when the ignition switch 40 of the vehicle is turned on. First, when the engine 1 is started in step 101, the first on-off valve 17 is closed and the second on-off valve 18 is opened in step 102 as an initial setting. As a result, the exhaust gas bypasses the waste heat recovery device 20 and flows through the second branch pipe 15.
In step 102, the control valve 25 is also closed so that the cooling water does not flow to the waste heat recovery unit 20. Thus, the cooling water would bypass the waste heat recovery unit 20 and thermal storage unit 30.
[0020]
In step 103, it is checked at appropriate intervals whether or not the air conditioner is in the heating mode.
If that is the heating mode, the process proceeds to step 104, the water temperature sensor 36, and receives a signal from the exhaust gas temperature sensor 37, a waste heat recovery device temperature sensor 38 and the thermal storage device temperature sensor 39, the cooling water obtains the exhaust gas, the temperature data Tw of the waste heat recovery equipment and thermal storage unit, Tc, Tr, the Tb.
[0021]
In step 105, the coolant temperature Tw is checked whether a thermal storage unit temperature Tb or more.
If the coolant temperature Tw is thermal storage unit temperature Tb or more, the process proceeds to step 106, to check whether the coolant temperature Tw is higher than the first predetermined value T1 (for example 40 ° C.).
When the cooling water temperature Tw is equal to or lower than T1, the process returns to step 103.
[0022]
If the cooling water temperature Tw is higher than T1, it is checked in step 107 whether the exhaust gas temperature Tc is higher than the cooling water temperature Tw.
If the exhaust gas temperature Tc is equal to or lower than Tw, the process returns to step 103 as it is.
Since the cooling water does not flow through the waste heat recovery device 20, heat is not taken away by the low-temperature exhaust gas.
[0023]
When the exhaust gas temperature Tc becomes higher than Tw, in step 108, the first on-off valve 17 of the exhaust pipe 13 is opened, and the exhaust gas is guided to the waste heat recovery unit 20 through the first branch pipe 14.
Subsequently, in step 109, the control valve 25 is opened so that the cooling water from the engine 1 is passed to the waste heat recovery unit 20.
Thus, the cooling water absorbs heat from the exhaust gas flowing through the first branch pipe 14 in the waste heat recovery unit 20, is heated 蓄 the thermal storage unit 30.
[0024]
On the other hand, in the check in step 105 the cooling water temperature Tw is at lower than thermal storage unit temperature Tb, the process proceeds to step 110, to check whether the coolant temperature Tw is higher than the first predetermined value T1.
If the coolant temperature Tw is higher than T1, it is checked in step 111 whether the exhaust gas temperature Tc is higher than the coolant temperature Tw.
[0025]
If the exhaust gas temperature Tc is equal to or lower than Tw, the routine proceeds to step 109 where the control valve 25 is opened.
Thus, the cooling water is heated by the thermal storage unit 30.
When the exhaust gas temperature Tc becomes higher than Tw, the routine proceeds to step 108 where the first on-off valve 17 of the exhaust pipe is opened, and then the control valve 25 is opened at step 109.
[0026]
On the other hand, if it is determined in step 110 that the coolant temperature Tw is equal to or lower than T1, the process proceeds to step 109.
[0027]
After step 109, in step 112, it is checked whether the coolant temperature Tw is lower than a second predetermined value T2 (for example, 80 ° C.).
When the cooling water temperature Tw is lower than T2, it is checked in step 113 whether the waste heat recovery device temperature Tr is lower than a third predetermined value T3 (for example, 80 ° C.).
[0028]
When the waste heat recovery device temperature Tr is lower than T3, the routine proceeds to step 114 where it is checked whether or not the engine 1 has been stopped, such as idling stop at an intersection.
If the engine 1 is rotating, the process returns to step 103, and if the heating mode is continued, the above flow is repeated.
[0029]
During this time, when the cooling water temperature rises and the cooling water temperature Tw becomes equal to or higher than T2 in the check in step 112, the control valve 25 is closed by one stage in step 115 and the process returns to step 103.
Thus, the control valve 25 is closed in stages until the cooling water temperature Tw becomes lower than T2.
[0030]
On the other hand, when the waste heat recovery unit 20 is overheated while the control valve 25 is open and the waste heat recovery unit temperature Tr becomes equal to or higher than T3 in the check of step 113, the process proceeds to step 116, where the first exhaust pipe The on-off valve 17 is closed and the process returns to step 103.
[0031]
Next, when the engine 1 is stopped in the check in step 114, the process proceeds to step 117, and the first on-off valve 17 of the exhaust pipe is closed.
Then, if the ignition 40 is turned off in step 118, the control is finished.
On the other hand, if the ignition 40 is on, it is checked in step 119 whether the engine 1 has been restarted. If it has been started, the process returns to step 103.
[0032]
Since both steps 115 and 116 return to step 103 in the same manner as when the engine is restarted, when the non-heating mode is entered during the control, the routine proceeds from step 103 to step 102, where the first on-off valve and The control valve is closed.
[0033]
The present embodiment is configured as described above. When the vehicle operation is started after long-time parking, when the engine 1 is started, first, in step 102, the first on-off valve 17 of the exhaust pipe is closed and the exhaust gas is exhausted. with gas to bypass the waste heat recovery unit 20, the control valve 25 closed cooling water waste heat recovery unit 20, thermal storage unit 30 first coolant supplying passage 7 from the first coolant supply passage 8 by bypassing the Initially set to flow only.
Accordingly, the cooling water is warmed up without being exposed to the low-temperature exhaust gas in the waste heat recovery unit 20.
[0034]
First, in the state where the thermal storage device 30 is fully dissipated in a long time car parking, the process proceeds from step 105 to 106, while the coolant temperature is low so that the cooling water itself is not radiated by the waste heat recovery unit 20 and the thermal storage device 30 The warm-up continues with the initial settings.
[0035]
In the heating mode, when the cooling water temperature rises and reaches T1, and the exhaust gas temperature becomes higher than the cooling water temperature, the first on-off valve 17 and the control valve 25 are opened in steps 108 and 109, and the cooling water was heated in a waste heat recovery unit 20 while heating 蓄 the thermal storage unit 30, it is circulated to the heater core 6 of the air conditioning unit.
If the exhaust gas temperature is equal to or lower than the cooling water temperature, the cooling water will dissipate heat in the waste heat recovery device 20, so the first on-off valve 17 is closed and the control valve 25 is moved from step 107 to step 109. open, 蓄 heat to thermal storage unit 30.
[0036]
On the other hand, if the thermal storage device temperature has remained heat the thermal storage device 30 is started at a higher coolant temperature condition, the process proceeds from step 105 to 110, the control between the cooling water temperature is low in directly to step 109 Valve 25 by opening and is heated by thermal storage device 30, warm-up is promoted.
Furthermore, the exhaust gas temperature is also when the following cooling water temperature, open only the control valve 25 at step 109, high held the temperature by thermal storage unit 30.
[0037]
When the cooling water temperature rises and reaches T1, and the exhaust gas temperature becomes higher than the cooling water temperature, the first on-off valve 17 is opened and the control valve 25 is opened at steps 108 and 109. This time, the cooling water is discarded. while heated by the heat recovery device 20 heated 蓄 the thermal storage unit 30, is circulated to the heater core 6 of the air conditioning units.
[0038]
Thereafter, when the cooling water temperature rises to T2 or more, the control valve 25 is closed stepwise in step 115, and temperature adjustment is performed so that the cooling water temperature does not become too high.
[0039]
On the other hand, if the temperature of the waste heat recovery unit 20 becomes equal to or higher than the predetermined value T3 while the cooling water is being heated by the waste heat recovery unit 20, the waste heat recovery unit 20 is overloaded. Then, the first on-off valve 17 is closed, and the supply of the exhaust gas to the waste heat recovery unit 20 side is stopped.
[0040]
For example, when idling is stopped at an intersection, the first on-off valve 17 is first closed at step 117 and the engine 1 is awaited to be restarted.
During this time, the control valve 25 is not closed, and the heating performance is maintained for a considerable time by the high-temperature cooling water from the heat accumulator 30 even when idling is stopped.
And since the 1st on-off valve 17 is closed, when it restarts, it is blocked | prevented that low temperature exhaust gas flows in into the 1st branch pipe 14, and cooling water takes heat in the waste heat recovery device 20. It will never be.
Note that when the ignition 40 is turned off following the engine stop, the control is also ended.
[0041]
According to the present embodiment, by combining the heat accumulator 30 and the exhaust gas waste heat recovery device 20, it is possible to efficiently store a high amount of heat with a relatively small-capacity heat accumulator, even if the cooling water temperature is low, Even when the engine is stopped, the cooling water temperature can be effectively maintained to ensure sufficient heating performance.At the time of restarting, the engine is quickly warmed by the warm cooling water due to the heat storage, resulting in good start-up characteristics. It has the effect that it can be obtained.
[0042]
FIG. 4 is a diagram schematically showing changes in cooling water when traveling and idling stop are alternately repeated.
Although the starts running cooling water temperature rises, the temperature of the cooling water in the case without the waste heat recovery unit does not rise only to a height indicated by a broken line, the thermal storage possible for the latent heat type thermal storage device Not enough height. In contrast, since in this embodiment to raise the temperature by heating the cooling water in the waste heat recovery unit to the solid line position, is heated efficiently 蓄.
[0043]
The cooling water temperature at the time of idling is also stopped, so even if there is thermal storage device decreases in a short period of time from the dashed line height, heating function during the idling stop period is lost, which examples in can be thermal storage device is gradually lowered from the solid line height sufficiently function to hold the temperature required to maintain the heating function for a period of idling stop.
[0044]
FIG. 5 is a diagram showing a second embodiment. This is provided in place of the control valve 25 of the three-way valve in the previous embodiment, using the control valve 45 of the four-way valve, the bypass passage 47 to skip the waste heat recovery unit 20 during the thermal storage unit 30 and the control valve 45 It is a thing.
[0045]
The control valve 45 is configured to switch and connect the first cooling water supply path 7 to the pipe line 26 (waste heat recovery device 20 side), the bypass path 47 and the second cooling water supply path. The communication state with the control circuit 26 is called “control valve open”, the closed / closed state is called “control valve close”, and the communication with the bypass passage 47 is called “bypass passage open”.
The control valve 45 can be closed in a plurality of stages from fully open, and the communication with the bypass passage 47 gradually increases as the control valve 45 is closed.
[0046]
FIG. 6 shows the main part of the flow of control in the second embodiment.
Other steps not shown are the same as those in the flowchart of FIG.
In step 107, it is checked whether the exhaust gas temperature Tc is higher than the cooling water temperature Tw. When the exhaust gas temperature Tc is higher than Tw, the first on-off valve 17 of the exhaust pipe 13 is opened and the control valve 45 is opened at steps 108 and 109, and the cooling water is first branched in the waste heat recovery unit 20. absorbs heat from the exhaust gas flowing in the tube 14, it is to be heated 蓄 the thermal storage unit 30.
[0047]
On the other hand, if the exhaust gas temperature Tc is equal to or lower than Tw, the routine proceeds to step 201, where the control valve 45 is operated to open the bypass passage 47.
Thus, the cooling water does not flow through the waste heat recovery device 20, without being deprived of heat by the waste heat recovery device portion even when the outside air temperature is especially low, be carried out effectively thermal storage in thermal storage vessel 30 it can.
Thereafter, the process proceeds to step 112.
[0048]
Further, when the exhaust gas temperature Tc is equal to or lower than Tw in the check in step 111, the process proceeds to step 202 and the control valve 45 is controlled so as to open the bypass passage 47.
Thus, the cooling water flows into the thermal storage unit 30 without being deprived of heat by the waste heat recovery device portion is heated by the thermal storage unit. Thereafter, the process proceeds to step 112.
Other configurations are the same as those of the first embodiment.
[0049]
According to this embodiment, along with the effects of the first embodiment can be obtained, when the exhaust gas temperature Tc is less than the cooling water temperature Tw flowing cooling water through the bypass passage 47 to the thermal storage device 30, waste heat recovery since not to pass through the vessel 20, either cooling water waste heat recovery equipment part is not deprived of heat, when thermal storage to thermal storage unit 30, and the thermal storage device 30 radiating when (coolant heating) to in also has the effect that heat held by the cooling water and thermal storage unit is very effectively exploited.
[0050]
In each embodiment, a waste heat recovery unit in which a casing having fins is installed in the exhaust pipe as a waste heat recovery means is used. However, the present invention is not limited to this, and can absorb the heat of exhaust gas in any form. I just need it.
Moreover, although the 1st and 2nd on-off valve is used as a switching valve which switches the branch pipe of an exhaust pipe, this can also be switched by one valve in a branch part.
Furthermore, the value of temperature T1, T2, T3 as a reference value of the control is not limited to the exemplified values, the performance of the engine and a radiator, thermal storage unit, corresponding to the characteristics of the specification other system waste heat recovery equipment set Is done.
[0051]
【The invention's effect】
As described above, the present invention is, in the cooling water system of the engine, and a waste heat recovery means for absorbing heat from the thermal storage vessel with the exhaust gas, raising the temperature of the cooling water in the waste heat recovery unit thermal storage unit in since it is configured to thermal storage, thermal storage unit even when the cooling water temperature is low it can be raised to thermal storage temperature capable, be efficiently thermal storage without increasing the capacity of the thermal storage unit It has the effect of being able to. Therefore, the cooling water temperature can be maintained for a long time even when the engine is stopped.
[0052]
The cooling water system of the engine is assumed to have a branch flow path branched by the control valve, by providing a waste heat recovery unit and thermal storage device to the branch flow path, thermal storage state control valves as required Can be switched.
[0053]
In addition, the cooling water system is an air conditioning circulation path to the heater core of the air conditioning unit, and the branch flow path is parallel to the cooling water supply path upstream of the heater core, so that, for example, when the engine is stopped Time heating function can be maintained.
[0054]
Furthermore, the control valve opens the flow of cooling water to the branch flow path in the heating mode, and the cooling water temperature falls within a certain range by controlling to close the branch flow path when the cooling water temperature becomes higher than a predetermined value. Air conditioning.
[0055]
Further, the exhaust pipe is branched and the waste heat recovery means is installed in one of the branch pipes, and a switching valve for switching the flow of the exhaust gas to one of the branch pipes is provided, so that the temperature of the waste heat recovery means exceeds the predetermined value. When it becomes higher, the waste heat recovery means is prevented from being overheated by controlling to close the branch pipe in which the waste heat recovery means is installed.
[0056]
Further, between the control valve and the thermal storage device, a bypass passage provided in parallel with waste heat recovery unit, a control valve, said branch flow the flow of the cooling water when the exhaust gas temperature in the heating mode is higher than the cooling water temperature When the exhaust gas temperature is lower than the cooling water temperature, the waste heat recovery means removes heat when the exhaust gas temperature is lower than the cooling water temperature. the cooling water can be passed to the thermal storage device without.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a first exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing a flow of control in the embodiment.
FIG. 3 is a flowchart showing a flow of control in the embodiment.
FIG. 4 is a diagram showing changes in cooling water when traveling and idling stop are alternately repeated.
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a second exemplary embodiment.
FIG. 6 is a flowchart showing a flow of control in the second embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine 2 Radiator 3 Cooling water pump 4 Radiation circulation path 5 Thermo valve 6 Heater core 7 First cooling water supply path 8 Second cooling water supply path 9 Cooling water return path 10 Air conditioning circulation path 11 Exhaust manifold 12 Converter 13 Exhaust pipe 14 1 branch pipe 15 and the second branch pipe 16 the actuator 17 the first on-off valve 18 second on-off valve 20 waste heat recovery device 21 casing 24 fin 25, 45 control valves 26, 27, 28 conduit 30 thermal storage unit 35 control unit 36 the water temperature sensor 37 exhaust gas temperature sensor 38 heat recovery device temperature sensor 39 thermal storage device temperature sensor 40 ignition switch 47 bypass passage

Claims

エンジンの冷却水系統（１０）に、廃熱回収手段（２０）と蓄熱器（３０）を備え、前記廃熱回収手段は、冷却水と排気ガス間で熱交換可能にエンジンの排気系統（１３）にそって設置され、前記廃熱回収手段で冷却水の温度を上昇させて前記蓄熱器で蓄熱するよう構成されており、
前記エンジンの冷却水系統（１０）が制御バルブ（２５、４５）により分岐された分岐流路（２６、２７）を有し、前記廃熱回収手段（２０）と蓄熱器（３０）は前記分岐流路に備えられており、
前記冷却水系統は空調ユニットのヒータコア（６）への空調循環路（１０）であり、前記分岐流路（２６、２７）は、ヒータコア上流の冷却水供給路（８）に対して並列となっており、
前記制御バルブ（４５）と蓄熱器（３０）の間に、前記廃熱回収手段（２０）と並列にバイパス路（４７）が設けられ、前記制御バルブは、暖房モード時に排気ガス温度が冷却水温度より高いときは冷却水の流れを前記分岐流路（２６、２７）へ開き、排気ガス温度が冷却水温度以下のときには、冷却水の流れを前記バイパス路へ開くよう構成されていることを特徴とする車両用蓄熱システム。The cooling water system of the engine (10), provided with waste heat recovery means (20) thermal storage device (30), the waste heat recovery means may comprise heat interchangeably engine exhaust system between the coolant exhaust gas ( placed along the 13), it is configured to thermal storage in the thermal storage unit by increasing the temperature of the cooling water in the waste heat recovery unit,
The engine coolant system (10) has branch passages (26, 27) branched by control valves (25, 45), and the waste heat recovery means (20) and the heat accumulator (30) are branched. Provided in the flow path,
The cooling water system is an air conditioning circulation path (10) to the heater core (6) of the air conditioning unit, and the branch flow paths (26, 27) are in parallel to the cooling water supply path (8) upstream of the heater core. And
A bypass passage (47) is provided between the control valve (45) and the heat accumulator (30) in parallel with the waste heat recovery means (20), and the control valve has an exhaust gas temperature of cooling water in the heating mode. When the temperature is higher than the temperature, the cooling water flow is opened to the branch flow path (26, 27). When the exhaust gas temperature is lower than the cooling water temperature, the cooling water flow is opened to the bypass passage. thermal storage system for a vehicle according to claim.

前記廃熱回収手段（２０）は、排気管（１３）内に設置されたケーシング（２１）を備え、該ケーシングの冷却水の入口および出口が排気管外へ延びて、入口が前記制御バルブ（２５、４５）に接続され、出口が前記蓄熱器（３０）に接続されているものであることを特徴とする請求項１記載の車両用蓄熱システム。 The waste heat recovery means (20) includes a casing (21) installed in an exhaust pipe (13), and an inlet and an outlet of cooling water of the casing extend outside the exhaust pipe, and an inlet is the control valve ( is connected to 25 and 45), vehicle thermal storage system according to claim 1, characterized in that the outlet is connected to said heat accumulator (30).

前記制御バルブ（２５、４５）は、暖房モード時に冷却水の流れを前記分岐流路（２６、２７）へ開き、冷却水温度が所定値より高くなると分岐流路を閉じるよう構成されていることを特徴とする請求項１または２記載の車両用蓄熱システム。 The control valve (25, 45) is configured to open the flow of cooling water to the branch flow path (26, 27) in the heating mode and close the branch flow path when the cooling water temperature becomes higher than a predetermined value. claim 1 or 2 thermal storage system for a vehicle wherein.

前記排気管（１３）は分岐管（１４、１５）に分岐され、当該分岐部には排気ガスの流れをいずれかの分岐管に切り換える切換弁（１７、１８）が設けられ、前記廃熱回収手段（２０）は一方の分岐管（１４）に設置されて、前記切換弁は、廃熱回収手段の温度が所定値より高くなると当該廃熱回収手段が設置された分岐管を閉じるよう構成されていることを特徴とする請求項２または３記載の車両用蓄熱システム。 The exhaust pipe (13) is branched into branch pipes (14, 15), and a switching valve (17, 18) for switching the flow of exhaust gas to any one of the branch pipes is provided at the branch section, so that the waste heat recovery is performed. The means (20) is installed in one branch pipe (14), and the switching valve is configured to close the branch pipe in which the waste heat recovery means is installed when the temperature of the waste heat recovery means becomes higher than a predetermined value. and claim 2 or 3 vehicle thermal storage system, wherein the are.