JP6593266B2 - 車両の暖機装置 - Google Patents
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Description
また、上記目的を達成するため、請求項12に記載の発明は、車両の暖機装置であって、車両の内燃機関に冷却水を循環させる冷却水回路(100、200)と、内燃機関に流入する冷却水の流れに対して抵抗となるよう冷却水回路内に配置され、内燃機関の始動時に内燃機関に流入する冷却水を加熱する暖機部(8)と、を備え、暖機部は、内燃機関の排熱を蓄熱する蓄熱材(801)と冷却水とを熱交換させる蓄熱器(80)を備え、蓄熱材は、固液相変化する物質を用いて構成され、暖機部は、蓄熱材の固液相変化に伴う体積変化に応じて内燃機関に流入する冷却水の流量を変化させる。
これにより、より効果的に早期暖機を実現できる。さらに、流路切替部の切替制御を必要としないので、シンプルな構成とすることができる。
また、上記目的を達成するため、請求項15に記載の発明は、車両の暖機装置であって、車両の内燃機関に冷却水を循環させる冷却水回路(100、200)と、内燃機関に流入する冷却水の流れに対して抵抗となるよう冷却水回路内に配置され、内燃機関の始動時に内燃機関に流入する冷却水を加熱する暖機部(8)と、を備え、暖機部は、内燃機関の排熱を蓄熱する蓄熱材(801)と冷却水とを熱交換させる蓄熱器(80)を備え、暖機部は、内燃機関に流入する冷却水を、蓄熱器に流す流路と、蓄熱器を迂回させて流すバイパス通路(81)と、のいずれかに切り替える流路切替部(82)と、内燃機関の始動時と異なる期間に内燃機関に流入する冷却水をバイパス通路に流すとともに、内燃機関の始動時に内燃機関に流入する冷却水を蓄熱器に流すように流路切替部を制御する切替制御部(30)と、を備え、暖機部に流入した冷却水の温度が所定温度以上のときに暖機部に流入した冷却水が蓄熱器およびバイパス通路の両方に通水されるよう構成されている。
これにより、より効果的に早期暖機を実現できる。さらに、暖機部の圧力損失を低減することができ、ウォータポンプのポンプ動力を軽減することもできる。
以下、本発明の第1実施形態に係る車両の暖機装置について、図1〜図8を用いて説明する。本実施形態の車両は、走行用駆動源としての内燃機関であるエンジン1を備える車両として構成されている。また、本車両は、走行停止時にエンジン1が作動を停止するアイドリングストップ機能を有している。図1は、本実施形態の車両の暖機装置の冷却水回路の構成を示している。なお、図1中の太線は、冷却水回路を表している。この暖機装置は、エンジン1の内部を通って冷却水を循環させる第1冷却水回路100と、エンジン1の内部を通らずに且つ排熱回収器2を通って冷却水を循環させる第2冷却水回路200とを備えている。
本発明の第2実施形態の車両の暖機装置について、図9を用いて説明する。上記第1実施形態では、三方弁を用いて流路切替部82を構成したが、本実施形態では、2つの二方弁82a、82bを用いて流路切替部82を構成している。
本発明の第3実施形態の車両の暖機装置について、図10を用いて説明する。上記第1実施形態の蓄熱器80は、カプセルタイプの蓄熱材801を有しているが、本実施形態の蓄熱器80は、積層熱交換タイプの蓄熱材801を有している。
本発明の第4実施形態の車両の暖機装置について、図11を用いて説明する。上記第2実施形態の蓄熱材801は、固液相変化に伴って発生する潜熱を利用した潜熱蓄熱材を用いているが、本実施形態の蓄熱材801は、物質の反応熱を利用して熱を取り出し、また熱分解して蓄熱する化学蓄熱材を用いている。
なお、化学蓄熱材としては、酸化カルシウム以外にも、蓄熱、放熱を可逆的に繰り返す材料を用いることができる。
本発明の第4実施形態の車両の暖機装置について、図12〜図14を用いて説明する。図12は、蓄熱材801が収縮した状態の蓄熱器80の概略断面図である。図13は、蓄熱材801の可動部材の外観図である。図14は、蓄熱材801が膨張した状態の蓄熱器80の概略断面図である。
(1)上記各実施形態では、走行用駆動源としてエンジン1を備える車両の暖機装置を例に示したが、例えば、走行用駆動源としてモータとエンジン1とを備えるハイブリッド車の暖機装置として構成することもできる。また、本発明を、アイドリングストップ機能を有していない車両に適用することもできる。
上記各実施形態の一部または全部で示された第1の観点によれば、車両の暖機装置であって、車両の内燃機関に冷却水を循環させる冷却水回路を備えている。さらに、内燃機関に流入する冷却水の流れに対して抵抗となるよう冷却水回路内に配置され、内燃機関の始動時に内燃機関に流入する冷却水を加熱する暖機部と、を備えている。
3 ウォータポンプ
8 暖機部
30 エンジン冷却制御部
80 蓄熱器
82 流路切替部
801 蓄熱材
802 蓄熱容器
803 断熱材
Claims (15)
- 車両の暖機装置であって、
前記車両の内燃機関に冷却水を循環させる冷却水回路(100、200)と、
前記内燃機関に流入する前記冷却水の流れに対して抵抗となるよう前記冷却水回路内に配置され、前記内燃機関の始動時に前記内燃機関に流入する前記冷却水を加熱する暖機部(8)と、を備え、
前記暖機部は、
前記内燃機関の排熱を蓄熱する蓄熱材(801)と前記冷却水とを熱交換させる蓄熱器(80)を備え、
前記暖機部は、
前記内燃機関に流入する前記冷却水を、前記蓄熱器に流す流路と、前記蓄熱器を迂回させて流すバイパス通路(81)と、のいずれかに切り替える流路切替部(82)と、
前記内燃機関の始動時と異なる期間に前記内燃機関に流入する前記冷却水を前記バイパス通路に流すとともに、前記内燃機関の始動時に前記内燃機関に流入する前記冷却水を前記蓄熱器に流すように前記流路切替部を制御する切替制御部(30)と、を備え、
前記切替制御部は、前記暖機部に流入した前記冷却水の温度が初期暖機完了閾値よりも低い場合、前記暖機部に流入した前記冷却水を前記蓄熱器に通水するよう前記流路切替部を制御し、前記暖機部に流入した前記冷却水の温度が前記初期暖機完了閾値以上で、かつ、前記初期暖機完了閾値より高い暖機完了閾値未満の場合、前記暖機部に流入した前記冷却水を前記バイパス通路に通水するよう前記流路切替部を制御し、前記暖機部に流入した前記冷却水の温度が前記暖機完了閾値より高く、かつ、前記内燃機関が動作を停止している場合、前記暖機部に流入した前記冷却水を前記蓄熱器に通水するよう前記流路切替部を制御する車両の暖機装置。 - 前記切替制御部は、前記暖機部に流入した前記冷却水の温度が前記暖機完了閾値より高く、かつ、前記内燃機関が動作中の場合、前記暖機部に流入した前記冷却水を前記バイパス通路に通水するよう前記流路切替部を制御する請求項1に記載の車両の暖機装置。
- 前記冷却水を冷却するラジエータ(4)と、
前記蓄熱器または前記バイパス通路に流入する前記冷却水の温度が規定値以上のときに前記ラジエータに前記冷却水を通水するサーモスタット(5)と、を備え、
前記暖機完了閾値は、前記規定値よりも低く設定されている請求項1または2に記載の車両の暖機装置。 - 前記バイパス通路を通って前記内燃機関に流入する前記冷却水の流量は、前記蓄熱器を通って前記内燃機関に流入する前記冷却水の流量よりも多くなっている請求項1ないし3のいずれか1つに記載の車両の暖機装置。
- 前記冷却水回路は、前記内燃機関の内部を通過して前記冷却水を循環させる第1冷却回路(100)と、
前記内燃機関の内部を通過させずに前記冷却水を循環させる第2冷却回路(200)と、を備え、
前記暖機部は、前記第1冷却回路内に配置されている請求項1ないし4のいずれか1つに記載の車両の暖機装置。 - 前記第2冷却回路には、前記内燃機関のスロットルボディ(9)、エンジン1の排気系から吸気系へと還流される排気を冷却する排気冷却用熱交換器(10)、エンジン1の排ガスの熱で冷却水を加熱する加熱用熱交換器(2)および車室内暖房用の熱交換機(6)の少なくとも1つが配置されており、
前記暖機部の前記蓄熱器に前記冷却水が通水しているときにも、前記第2冷却回路に所定流量の冷却水が流れるようになっている請求項5に記載の車両の暖機装置。 - 前記蓄熱器は、前記蓄熱材を収納するとともに周囲との間の熱移動を抑制する断熱ケース(802、803)を備え、
前記蓄熱材は、固液相変化または電子相転移によって蓄熱する部材により構成されている請求項1ないし6のいずれか1つに記載の車両の暖機装置。 - 前記蓄熱材は、水またはアンモニアとの化学反応により蓄熱および放熱を可逆的に繰り返す化学蓄熱材により構成され、
前記蓄熱器は、前記化学蓄熱材を収納する化学蓄熱材ケース(801a)と、
前記化学蓄熱材ケースの内部と連通する配管(806)と、
前記配管を介して前記化学蓄熱材ケースの内部と接続され、前記化学蓄熱材ケースの内部において前記化学蓄熱材から分離した前記水または前記アンモニアを取り出して蒸発凝固させる熱交換器(804)と、を備えた請求項1ないし7のいずれか1つに記載の車両の暖機装置。 - 前記蓄熱材は、固液相変化する物質を用いて構成され、
前記暖機部は、前記蓄熱材の固液相変化に伴う体積変化に応じて前記内燃機関に流入する前記冷却水の流量を変化させる請求項1ないし8のいずれか1つに記載の車両の暖機装置。 - 前記内燃機関が停止中の場合でも前記冷却水回路に前記冷却水を循環させることが可能なウォータポンプ(3)を備えた請求項1ないし9のいずれか1つに記載の車両の暖機装置。
- 前記暖機部に流入した前記冷却水の温度が所定温度以上のときに前記暖機部に流入した前記冷却水が前記蓄熱器および前記バイパス通路の両方に通水されるよう構成されている請求項1ないし10のいずれか1つに記載の車両の暖機装置。
- 車両の暖機装置であって、
前記車両の内燃機関に冷却水を循環させる冷却水回路(100、200)と、
前記内燃機関に流入する前記冷却水の流れに対して抵抗となるよう前記冷却水回路内に配置され、前記内燃機関の始動時に前記内燃機関に流入する前記冷却水を加熱する暖機部(8)と、を備え、
前記暖機部は、
前記内燃機関の排熱を蓄熱する蓄熱材(801)と前記冷却水とを熱交換させる蓄熱器(80)を備え、
前記蓄熱材は、固液相変化する物質を用いて構成され、
前記暖機部は、前記蓄熱材の固液相変化に伴う体積変化に応じて前記内燃機関に流入する前記冷却水の流量を変化させる車両の暖機装置。 - 前記内燃機関が停止中の場合でも前記冷却水回路に前記冷却水を循環させることが可能なウォータポンプ(3)を備えた請求項12に記載の車両の暖機装置。
- 前記暖機部に流入した前記冷却水の温度が所定温度以上のときに前記暖機部に流入した前記冷却水が前記蓄熱器および前記バイパス通路の両方に通水されるよう構成されている請求項12または13に記載の車両の暖機装置。
- 車両の暖機装置であって、
前記車両の内燃機関に冷却水を循環させる冷却水回路(100、200)と、
前記内燃機関に流入する前記冷却水の流れに対して抵抗となるよう前記冷却水回路内に配置され、前記内燃機関の始動時に前記内燃機関に流入する前記冷却水を加熱する暖機部(8)と、を備え、
前記暖機部は、
前記内燃機関の排熱を蓄熱する蓄熱材(801)と前記冷却水とを熱交換させる蓄熱器(80)を備え、
前記暖機部は、
前記内燃機関に流入する前記冷却水を、前記蓄熱器に流す流路と、前記蓄熱器を迂回させて流すバイパス通路(81)と、のいずれかに切り替える流路切替部(82)と、
前記内燃機関の始動時と異なる期間に前記内燃機関に流入する前記冷却水を前記バイパス通路に流すとともに、前記内燃機関の始動時に前記内燃機関に流入する前記冷却水を前記蓄熱器に流すように前記流路切替部を制御する切替制御部(30)と、を備え、
前記暖機部に流入した前記冷却水の温度が所定温度以上のときに前記暖機部に流入した前記冷却水が前記蓄熱器および前記バイパス通路の両方に通水されるよう構成されている車両の暖機装置。
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