JP2001248489A

JP2001248489A - エンジンヒートポンプの制御方法

Info

Publication number: JP2001248489A
Application number: JP2000063788A
Authority: JP
Inventors: Kensuke Murakami; 研介村上
Original assignee: Yanmar Diesel Engine Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2000-03-08
Filing date: 2000-03-08
Publication date: 2001-09-14

Abstract

(57)【要約】【課題】エンジンヒートポンプにおいて、エンジンの
排熱の回収率を向上させ、かつ安定運転制御を行うこと
を課題とする。【解決手段】エンジン３の排気ガスの温度制御を行
う。排気ガスの温度制御をエンジンの点火時期、燃料の
空燃比、排気ガスの再循環率により行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンによりコ
ンプレッサーを駆動する空調装置の制御方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、エンジンの排熱を利用したエンジ
ンヒートポンプは知られており、暖房効率を高めるため
の数多くの技術が公開されている。これらは、エンジン
により暖められたエンジン周囲の空気を利用したり、エ
ンジンの冷却水により冷媒を暖めるものである。さら
に、特開平５−２７２８３８に示すごとく、エンジンの
上部に冷媒タンクを装着し、冷媒を温めるものが知られ
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記の技術において
は、いずれもエンジンよりの排熱を十分に利用すること
ができない。特開平５−２７２８３８に示される技術に
おいては、エンジンのシリンダー周りに冷媒が導入され
るため、機構が複雑になり、整備性において問題があ
る。さらに、排気ガスの熱を十分に回収するものでは無
い。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するべ
く、以下のような解決手段を用いるものである。まず、
請求項１に記載のごとく、熱交換器に供給される排気ガ
スの温度を調節する。

【０００５】請求項２に記載のごとく、排気ガスの温度
により、エンジンの点火時期を制御する。

【０００６】請求項３に記載のごとく、排気ガスの温度
により、エンジンの空燃比を調節する。

【０００７】請求項４に記載のごとく、排気ガスの温度
により、ＥＧＲバルブを制御する。

【０００８】請求項５に記載のごとく、排気ガスの温度
により、熱交換器に接続する排気ガスの経路を変更す
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態につい
て、図面を用いて詳細に説明する。図１はエンジンの排
熱利用の基本的な構成を示す排熱回収回路図、図２は排
気ガス熱交換器と第二副熱交換器の構成を示す図、図３
は第二副熱交換器の構成を示す図、図４は冷媒回路およ
び排熱回収回路の第一実施例を示す図、図５は第一実施
例の冷媒回路および冷却水回路を示す図、図６は冷媒回
路および排熱回収回路の第二実施例を示す図、図７は冷
媒回路および排熱回収回路の第三実施例を示す図、図８
は冷媒回路および排熱回収回路の第四実施例を示す図、
図９はコントローラの接続構成を示す図、図１０は排気
ガス温度の制御構成を示す図、図１１は排気管にバイパ
スパイプを接続した構成を示す図、図１２はバイパスパ
イプへの排気ガス流量調整の構成を示す図である。

【００１０】図１を用いて排熱回収回路の基本構成につ
いて説明する。冷媒回路１２は主に、コンプレッサー
７、四方弁１９、室内熱交換器２３、膨張弁２４、室外
熱交換器２２により構成されている。そして、冷媒回路
１２にはコンプレッサー７と室外熱交換器２２の間に、
第一副熱交換器２５、第二副熱交換器９が配置されてい
る。図１に示す四方弁１９は暖房状態に設定されてお
り、四方弁１９を切り替え、冷媒の供給方向を逆転する
ことにより、冷房が行われる。冷房が行われる際には回
路の切り替えにより、第一副熱交換器２５、第二副熱交
換器９を介することなく、冷媒がコンプレッサー７より
室外熱交換器２２に冷媒が供給されるものである。

【００１１】次に、冷媒回路１２の暖房時における冷媒
への熱の出入りについて説明する。エンジン３により駆
動されたコンプレッサー７は、四方弁１９を介して冷媒
を室内熱交換器２３に供給する。室内熱交換器２３にお
いて冷媒は熱を放出し、膨張弁２４を介して室外熱交換
器２２導入される。この室外熱交換器２２において、冷
媒は外気より熱を吸収する。この後、第二副熱交換器
９、第一副熱交換器２５において、冷媒は排気ガスおよ
びエンジンの冷却水から熱を吸収し、コンプレッサー７
に戻るものである。これにより、ガスヒートポンプは室
内の暖房を行うものである。

【００１２】第一副熱交換器２５は冷却水回路２０によ
り、排気ガス熱交換器５１およびエンジン３のウォータ
ジャケットに接続されている。排気ガス熱交換器５１は
排気管に接続されており、冷却水により排気ガスの熱を
吸収するものである。そして、排気管には第二副熱交換
器９が接続されており、冷媒により排気ガスの熱を吸収
するものである。すなわち、冷媒回路１２の暖房時に、
冷媒は室外熱交換器２２、第二副熱交換器９、第一副熱
交換器２５より熱の供給をうけるものである。一方、排
気ガスの熱は排気ガス熱交換器５１および第二副熱交換
器９において吸収されるものである。上記の構成におい
て、第一副熱交換器２５と第二副熱交換器９は冷媒回路
１２に対して直列的に接続されているが、並列的に接続
し第一副熱交換器２５と第二副熱交換器９への冷媒の流
量を調節可能に構成することも可能である。

【００１３】次にガスヒートポンプにおいて、前述した
構成を取ることによる、排熱からの熱吸収について、図
２を用いて説明する。図２（ａ）は排気ガスの熱回収構
成を示すものであり、図２（ｂ）は排気ガスと冷媒及び
冷却水の温度差を示すものである。図２（ａ）におい
て、冷却水および冷媒は排気ガスの下流側より、それぞ
れ排気ガス熱交換器５１と第二副熱交換器９に流入し、
上流側より流出するものである。

【００１４】排気ガス熱交換器と第二副熱交換器を使用
した場合には、エンジン３の冷却水により排気ガスの熱
量を吸収した後に、冷媒によりさらに排気ガスの熱量を
吸収するものである。このため、図２（ｂ）に示すごと
く、排気ガスの温度が十分に高い排気ガス経路の前半に
おいて、冷却水により排気ガスの熱量を吸収し、排気ガ
スの温度が低い経路の後半において、冷媒により排気ガ
スの熱量を吸収する。このため、排気ガス経路の後半に
おいても、有効な温度差を得ることができ、十分に排気
ガスの熱量を吸収することができる。

【００１５】また、図２（ｂ）に示すごとく、排気ガス
は冷媒により１００℃以下に冷却される。燃料である炭
化水素が燃焼して発生する排気ガスには、多量の水蒸気
が含まれ、この水蒸気の一部は１００℃以下に冷却され
ることにより、液化する。このため、第二副熱交換器９
において排気ガスが冷却されると、温度の低い冷媒が流
れる冷媒管の外周面に、水蒸気が結露する。そして、水
蒸気が液化することにより潜熱が発生し、この潜熱が冷
媒管を介して冷媒に伝達され、冷媒が暖められるもので
ある。すなわち、冷媒により排気ガスの熱量を吸収する
ことにより、排気ガスに含まれる水蒸気を液化し、これ
に伴い発生する潜熱を冷媒の加熱に利用することができ
るのである。排気ガスから冷却水および冷媒に熱の伝達
を効率的に行うことができるので、熱交換器における経
路長を短くすることができ、熱交換器をコンパクトに構
成できる。

【００１６】第二副熱交換器９の構成について図３を用
いて説明する。図３（ａ）は第二副熱交換器の構成を示
す模式図であり、図３（ｂ）は第二副熱交換器の断面図
である。排気ガスの熱により冷媒を暖める第二副熱交換
器９は、冷媒管９ｂ、外管９ａおよびドレイン９ｃによ
り構成されている。外管９ａの内側には複数の冷媒管９
ｂが配設されており、該冷媒管９ｂは端部において互い
に接続されている。冷媒は冷媒管９ｂの一端より導入さ
れ、他端より流出するものである。外管９ａの内側には
排気ガスが流入し、冷媒管９ｂに熱を伝達して排出され
る。第二副熱交換器９の下部には、ドレイン９ｃが設け
られており、冷媒管９ｂに結露した排気ガス中の水分が
該ドレイン９ｃより排出されるものである。また、ドレ
インより排出される水は酸性である為、中和処理が行わ
れるものである。

【００１７】次に、本発明の第一実施例について、図４
を用いて説明する。コンプレッサー７・７は、エンジン
３により駆動され、冷媒をオイルセパレータ２１に供給
する。オイルセパレータ２１において冷媒と潤滑油が分
離され、オイルセパレータ２１を介した冷媒は、四方弁
１９に流入する。なお、図５に示す四方弁１９は暖房時
のものであり、この四方弁１９の切り替えにより冷房を
行うことが可能である。また、暖房のみに使用するヒー
トポンプである場合には、この四方弁を省略することも
可能である。冷媒は、四方弁１９を介して室内熱交換器
２３・２３に供給される。冷媒回路１２には室内熱交換
器２３・２３が並列接続されており、室内熱交換器２３
・２３にそれぞれ冷媒が供給されるものである。そし
て、室内熱交換器２３・２３において、冷媒の熱が室内
に放出され、暖房が行われるものである。

【００１８】室内熱交換器２３・２３を介した冷媒はそ
れぞれ膨張弁２４・２４およびリキッドレシーバ１３を
介し、室外熱交換器２２に供給される。ここにおいて、
リキッドレシーバ１３は必ずしも必要なものではなく、
エンジンヒートポンプの規模および構成に応じて、取り
付けられるものである。リキッドレシーバ１３を介した
冷媒は、膨張弁６１を介して室外熱交換器２２に供給さ
れる。この後、第二副熱交換器９および四方弁１９を介
して第一副熱交換器２５に供給される。冷媒には、第二
副熱交換器９および第一副熱交換器２５によりエンジン
３の排熱が供給されるものである。そして、冷媒は第一
副熱交換器２５を介してアキュムレータ１６に導入さ
れ、再びコンプレッサー７・７に供給されるものであ
る。

【００１９】次に、第一実施例における排気ガスの経路
について説明する。エンジン３の排気ガスは、排気ガス
熱交換器５１に導入され、エンジン３を冷却する冷却水
により冷却される。そして、第二副熱交換器９に導入さ
れ、冷媒によりさらに冷却されるものである。エンジン
３の冷却水は、排気ガス熱交換器５１およびエンジン３
のウォータジャケットにおいて熱を吸収して、第一副熱
交換器２５において冷媒を暖めるものである。

【００２０】第一実施例の冷媒回路において、第二副熱
交換器９と第一副熱交換器２５は直列的に接続されてお
り、第二副熱交換器９において暖められた冷媒が第一副
熱交換器２５に導入され、さらに暖められるものであ
る。これにより、エンジン３の排熱を効率的に暖房に用
いることができ、暖房にかかる燃料を節約することがで
きる。

【００２１】第一実施例に示すエンジンヒートポンプの
冷却水回路の構成について、図５を用いてより詳しく説
明する。図５において、太線により示されるのが冷却水
回路２０である。冷却水は冷却水回路２０内をポンプ２
９により循環されており、エンジン３内で高温になった
冷却水をラジエター２６によって冷却するようにしてい
る。また、三方弁２８を切換えて、高温の冷却水を第二
副熱交換器２５に案内し、冷媒に熱を与えることができ
る構成となっている。そして、冷却水回路２０はサーモ
スタット２７を設けて、冷却水の温度がさほど高くな
く、冷却する必要がない場合には、冷却水がラジエター
２６を通過することなく直接エンジン３へ戻るように構
成している。なお、冷却水回路２０には、前述のごと
く、排気ガス熱交換器５１を設けられており、エンジン
３からの排気と冷却水が熱交換する構成になっている。

【００２２】次に、第二実施例のエンジンヒートポンプ
の構成について、図６を用いて説明する。第二実施例の
冷媒回路においては、第一副熱交換器２５と第二副熱交
換器９が並列に接続されているものである。室外熱交換
器２２とコンプレッサー７の間の冷媒回路に第一副熱交
換器２５と第二副熱交換器９を並列に接続し、ソレノイ
ドバルブ６４により、第二副熱交換器９への冷媒の流入
を制御するものである。すなわち、ソレノイドバルブ６
４により、第一副熱交換器２５と第二副熱交換器９の両
方もしくは、第一副熱交換器２５にのみ冷媒を導入する
ことができるものである。

【００２３】第二実施例の冷媒回路において、コンプレ
ッサー７により冷媒は四方弁１９を介して室内熱交換器
２３・２３に供給され、膨張弁２４を介して室外熱交換
器２２に供給される。そして、室外熱交換器２２を介し
た冷媒は分岐６５に導入される。分岐６５にはそれぞれ
第一副熱交換器２５およびソレノイドバルブ６４が接続
されている。ソレノイドバルブ６４は第二副熱交換器９
に接続しており、『開』状態においては、冷媒を第二副
熱交換器９に供給し、『閉』状態においては、冷媒の第
二副熱交換器９への流入を防ぐものである。

【００２４】ソレノイドバルブ６４が開いており、冷媒
が第一副熱交換器２５と第二副熱交換器９の両方に供給
される場合、第二副熱交換器９に供給された冷媒はキャ
ピラリーチューブ６３を介して、第一副熱交換器２５に
供給された冷媒とともにアキュムレータ１６に導入され
る。そして、コンプレッサー７に戻る構成となってい
る。

【００２５】上記のごとく、ソレノイドバルブ６４の制
御により、冷媒が第一副熱交換器２５と第二副熱交換器
９への冷媒の導入を制御できるので、冷媒に与える熱量
の調節を容易に行える。第一副熱交換器２５と第二副熱
交換器９が冷媒回路において並列接続されているので、
冷媒の循環抵抗を低減できるとともに、冷媒への熱量供
給効率が向上する。また、排気ガスよりの結露水の発生
を調節できる。

【００２６】次に、本発明の第３実施例について、図７
を用いて説明する。第３実施例においては、冷媒回路に
おいて、室外熱交換器２２と第二副熱交換器９が並列接
続されているものである。暖房時の冷媒循環経路におい
て、冷媒回路は室内熱交換器２３の下流側で、室外熱交
換２２へ通じる経路と第二副熱交換器９へ通じる経路に
分岐している。

【００２７】室外熱交換２２へ通じる経路に導入された
冷媒は、室外熱交換２２および四方弁１９を介して第一
副熱交換器２５に導入される。第二副熱交換器９へ通じ
る経路に導入された冷媒は、ソレノイドバルブ６４が開
いている場合には、キャピラリーチューブ６３を介して
第二副熱交換器９を介して第一副熱交換器２５に導入さ
れる。そして、室外熱交換器２２もしくは室外熱交換器
２２と第二副熱交換器９を介した冷媒は、アキュムレー
タ１６を介してコンプレッサー７に戻されるものであ
る。

【００２８】上記の構成により、冷媒を室外熱交換器２
２のみ、もしくは室外熱交換器２２と第二副熱交換器
９、第一副熱交換器２５に供給することができるもので
ある。これにより、ソレノイドバルブ６４を用いて冷媒
経路の切換えを容易に行い冷媒の循環抵抗を低減でき、
冷媒に対する熱量の供給効率が向上する。

【００２９】次に、本発明の第４実施例について、図８
を用いて説明する。第４実施例においては、室外熱交換
器２２と第二副熱交換器９を並列接続し、第二副熱交換
器９に通じる冷媒回路に電子流量制御弁６６を設けるも
のである。電子流量制御弁６６により、第二副熱交換器
９に供給される冷媒量を連続的に調節するものである。
冷媒回路は暖房時における膨張弁６１の上流側において
分岐しており、室内熱交換器２３を介した冷媒が膨張弁
６１および電子流量制御弁６６にそれぞれ供給される。
電子流量制御弁６６を介した冷媒は第二副熱交換器９を
介して第一副熱交換器２５に供給される。電子流量制御
弁６６により、冷媒量を連続的に調節可能であるので、
第二副熱交換器９において冷媒に供給する熱量を調節す
ることが可能である。これにより、排気ガスの冷却の程
度を調節できるのである。また、膨張弁６１を介した冷
媒は室外熱交換器２２を介して第一副熱交換器２５に供
給される。

【００３０】次に、エンジン３の制御構成について、図
９を用いて説明する。なお、以下に説明するエンジンの
制御構成は、前述した各実施例において用いることがで
きるものである。エアクリーナ７５より吸入された空気
は燃料供給装置７４に導入され、燃料と混合された混合
気として、スロットルバルブ７３を介して、エンジン３
の燃焼室内に導入される。燃焼室内において圧縮された
混合気は点火プラグ７２のスパークにより燃焼したの
ち、排気管７１により排出される。

【００３１】排気管７１には排気温センサー７６が取り
付けられており、排気管７１内の排気ガスの温度を検出
可能に構成されている。排気温センサー７６は排気管７
１の外周面に配設し、熱伝導により排気温を検出するこ
とも可能であり、排気管７１の内部に配設し、排気温を
検出することも可能である。さらに、排気管７１には再
循環パイプ７８が接続されており、排気管７１内に導入
された排気ガスをスロットブバルブ７３の上流側に供給
することが可能である。そして、再循環パイプ７８の排
気ガス導入側には電磁バルブ７７が配設されており、該
電磁バルブ７７の開閉により、スロットルバルブ７３へ
の排気ガス供給を調節できる構成となっている。

【００３２】燃料供給装置７４、スロットルバルブ７
３、点火プラグ７２、排気温度センサー７６および電磁
バルブ７７は、コントローラ８０によって制御されてい
る。これにより、燃料供給装置７４においては混合気の
空燃比の調節、スロットルバルブ７３においてはスロッ
トルの開度の調整を行えるものである。そして、点火プ
ラグ７２においては点火時期の調節、電磁バルブ７７に
おいては開閉の調節を行えるものである。

【００３３】排気温度センサー７６により、エンジン３
の排気ガスの温度が検出され、コントローラ８０に該排
気温度センサー７６の検出値が出力されるものである。
コントローラ８０においては、排気温度センサー７６の
検出値に基づき演算が行われる。この結果により、コン
トローラ８０が、燃料供給装置７４、点火プラグ７２に
よる点火時期、電磁バルブ７７の内、一つもしくは２つ
以上を制御する。そして、排気ガスの温度を制御するも
のである。

【００３４】排気温度センサー７６の配設位置は、特に
限定されるものではないが、排気ガスの温度管理を必要
とする機構の近傍に配置し、その機構に対する温度管理
を行うことができるものである。本実施例においては、
排気ガスの熱量を冷媒に伝達する第二副熱交換器９の温
度管理を行うものである。排気温度センサー７６は、第
二副熱交換器９の排気ガス経路における直前に配設され
ており、第二副熱交換器９に導入される排気ガスの温度
を検出し、コントローラ８０に出力するものである。

【００３５】コントローラ８０においては、一定の温度
が設定されており、排気温度センサー７６により検出さ
れた温度と比較が行われる。そして、排気温度センサー
７６により検出された温度が設定された温度より高い場
合に、前述した燃料供給装置７４、点火プラグ７２によ
る点火時期、電磁バルブ７７により排気ガスの温度を低
下させるものである。

【００３６】次に、図１０を用いて、排気温度の制御構
成について説明する。図１０（ａ）は点火時期の調節の
構成を示すものであり、図１０（ｂ）は空燃比調節の構
成を示すものである。そして、図１０（ｃ）は排気再循
環率調節の構成を示すものである。図１０（ａ）におい
て、縦軸は排気温度センサーの温度を示すものであり、
横軸は点火時期を示すものである。図１０（ｂ）におい
て、縦軸は排気温度センサーの温度を、横軸は空燃比を
示すものである。そして、図１０（ｃ）において、縦軸
は排気温度センサーの温度を、横軸は排気再循環率を示
すものである。

【００３７】まず、点火時期による排気ガス温度の調節
構成について説明する。コントローラ８０には前述のご
とく、排気温度センサー７６および点火プラグ７２が接
続されている。排気温度センサー７６の検出した温度
が、コントローラ８０において設定されている温度より
高い温度を検出した場合、点火時期を早め、排気ガスの
温度を低下させるものである。本実施例においては、第
二副熱交換器９の冷媒を安定的に使用できるように、排
気温度センサー７６を第二副熱交換器９の直前に配設
し、排気ガスの温度を制御するものである。そして、設
定温度を１６０℃としている。設定温度は用いる冷媒に
より、排気温度センサー７６の取り付け位置により、最
適の温度に変更されるものであり、限定されるものでは
ない。

【００３８】図１０（ａ）に示すごとく、排気ガスの温
度が設定温度より大となり、そのときの点火時期がｔ１
であった場合、コントローラ８０により点火時期の制御
が行われ、点火時期がｔ２となる。一般的に点火は、混
合気の圧縮が終了する上死点に達する少し前に行われ
る。このため、点火時期が早くなることにより、燃焼が
急速に完了し、燃焼後の排気ガスの温度が低下する。す
なわち、コントローラ８０により、点火プラグ７２の点
火時期をｔ１からｔ２へと早めることにより、排気ガス
の温度が低下させる。これにより、第二副熱交換器９へ
流入する排気ガスの温度を制御するものである。

【００３９】次に、空燃比による排気ガス温度の調節機
構について説明する。コントローラ８０には、排気温度
センサー７６および燃料供給装置７４が接続されてい
る。排気温度センサー７６の検出した温度が、コントロ
ーラ８０において設定されている温度より高い温度を検
出した場合、燃料供給装置７４により空燃比を調節し、
排気ガスの温度を低下させるものである。

【００４０】図１０（ｂ）に示すごとく、排気ガスの温
度が設定温度より大となり、空燃比がｒ１であった場
合、コントローラ８０により燃料供給装置７４の制御が
行われ、空燃比がｒ２となる。すなわち、燃料に対する
空気の量を増すのである。空燃比が大きくなることによ
り、シリンダー内に導入される空気が多くなり、燃焼ガ
スが希釈され、燃焼後の排気ガスの温度が低下する。す
なわち、コントローラ８０により、燃料供給装置７４を
制御し、燃焼室内に導入される空燃比をｒ１からｒ２へ
と増大させることにより、排気ガスの温度が低下させ
る。これにより、第二副熱交換器９へ流入する排気ガス
の温度を制御するものである。

【００４１】次に、排気循環率による排気ガス温度の調
節機構について説明する。コントローラ８０には、排気
温度センサー７６および排気再循環パイプ７８に配設さ
れた電磁バルブ７７が接続されている。排気温度センサ
ー７６の検出した温度が、コントローラ８０において設
定されている温度より高い温度を検出した場合、電磁バ
ルブ７７を制御することにより、排気再循環率を調節
し、排気ガスの温度を低下させるものである。

【００４２】図１０（ｃ）に示すごとく、排気ガスの温
度が設定温度より大となり、そのときの排気再循環率が
ｐ１であった場合、コントローラ８０により電磁バルブ
７７の制御が行われ、電磁バルブ７７の開度が増大す
る。電磁バルブ７７の開度の増大にともない、排気再循
環パイプ７８に流入する排気ガス量が増大し、排気再循
環率がｐ２に増える。排気再循環率が大きくなることに
より、シリンダー内に導入される排気ガス量が多くな
り、燃焼ガスが希釈されるため、燃焼後の排気ガスの温
度が低下する。すなわち、コントローラ８０により、電
磁バルブ７７を制御し、排気再循環率をｐ１からｐ２へ
と増大させることにより、排気ガスの温度が低下させ
る。これにより、第二副熱交換器９へ流入する排気ガス
の温度を制御するものである。

【００４３】次に、排気ガス供給量を制御することによ
り、流入する排気ガスの温度を調節する構成について、
図１１を用いて説明する。図１１において、排気管７１
には第一副熱交換気５１および第二副熱交換器９が配設
されている。そして、第二熱交換器９に流入する排気ガ
スをバイパスするパイプ８４が接続されている。パイプ
８４は排気ガスの流出経路において、第二副熱交換器９
と並列に配設されているものである。パイプ８４にはソ
レノイドバルブ８３が配設されており、パイプ８４に流
入する排気ガスを規制可能に構成されている。第二副熱
交換器９に接続する排気管７１においても同様にソレノ
イドバルブ８２が配設されており、第二副熱交換器９に
流入する排気ガスを規制可能に構成されている。

【００４４】排気温度センサー７６は第二副熱交換器９
の直前に配設されており、排気ガスの温度をコントロー
ラ８０に出力するものである。コントローラ８０には、
ソレノイドバルブ８２・８３が接続されており、該コン
トローラ８０によりソレノイドバルブ８２・８３の開閉
が制御されるものである。すなわち、ソレノイドバルブ
８２の開度を減少させることにより、第二副熱交換器９
に導入される排気ガスの量を減少させ、ソレノイドバル
ブ８３の開度を増大させることにより、パイプ８４に導
入される排気ガスの量を増大させることができる。ま
た、逆にソレノイドバルブ８２の開度を増大させること
により、第二副熱交換器９に導入される排気ガスの量を
増大させ、ソレノイドバルブ８３の開度を減少させるこ
とにより、パイプ８４に導入される排気ガスの量を減少
させることができる。コントローラ８０によりソレノイ
ドバルブ８２・８３の開閉を制御し、第二副熱交換器９
に導入される排気ガスの熱量を調節できるものである。

【００４５】排気温度センサー７６が、コントローラ８
０において設定されている温度より高い温度を検出した
際には、ソレノイドバルブ８２・８３の開閉度が制御さ
れ、第二副熱交換器９に導入される排気ガスの熱量が調
節される。第二副熱交換器９においては、冷媒により熱
が吸収されているため、排気ガスの導入量の減少により
温度が低下する。そして、排気温度センサー７６の検出
温度が、設定温度より低くなった場合には、ソレノイド
バルブ８２・８３の開閉度が制御され、第二副熱交換器
９に導入される排気ガスの熱量が増大する。これによ
り、第二副熱交換器９の温度制御を行い、冷媒を安定的
に使用することができる。

【００４６】また、図１２に示すごとく、ソレノイドバ
ルブ８２・８３の代わりに、バルブアーム９１を配設
し、排気管７１およびパイプ８４への排気ガスの流入量
を調節することも可能である。バルブアーム９１は、排
気管７１とパイプ８４の接続部下流側に配設されてい
る。バルブアーム９１は排気管７１の内側に配設されて
おり、排気管７１の外側に配設されたプーリー９４と一
体的に回動可能に構成されている。プーリー９４には、
ワイヤー９２・９２の一端が接続されており、該ワイヤ
ー９２・９２の他端はサーボモータ９３のドライブプー
リーに接続している。このため、サーボモータ９３を駆
動することによりバルブアーム９１を回動するものであ
る。サーボモータ９３はコントローラ８０に接続されて
おり、排気温度センサー７６の検出温度により回動が制
御されるものである。排気温度センサー７６の検出温度
が、設定温度より低い場合には、図１２（ａ）に示すご
とく、バルブアーム９１によりパイプ８４への排気ガス
の流入を抑制し、第二副熱交換器９へ排気ガスを供給す
る。そして、排気温度センサー７６の検出温度が、設定
温度より高い場合には、図１２（ｂ）に示すごとく、バ
ルブアーム９１により第二副熱交換器９への排気ガスの
流入を抑制し、パイプ８４へ排気ガスを供給する。これ
により、第二副熱交換器９の温度制御を行うものであ
る。

【００４７】

【発明の効果】請求項１に記載のごとく、熱交換器に供
給される排気ガスの温度を調節するので、熱交換器に安
定的に熱量を供給することができる。さらに、熱交換器
に導入される冷媒を安定的に使用することができる。

【００４８】請求項２に記載のごとく、排気ガスの温度
により、エンジンの点火時期を制御するので、簡便な構
成により実施可能であり、制御機構に誤差が生じにく
い。熱交換器に供給する熱量を安定させることができ
る。さらに、熱交換器に導入される冷媒を保護すること
ができる。

【００４９】請求項３に記載のごとく、排気ガスの温度
により、エンジンの空燃比を調節するので、熱交換器に
安定的に熱量を供給することができる。さらに、熱交換
器に導入される冷媒を安定的に使用することができる。
また、窒素酸化物の発生を抑制することもでき、排気ガ
スにさらされる機器の耐久性を向上できる。

【００５０】請求項４に記載のごとく、排気ガスの温度
により、ＥＧＲバルブを制御するので、熱交換器に供給
する熱量を安定させることができる。さらに、熱交換器
に導入される冷媒を保護することができる。また、窒素
酸化物の発生を抑制することもでき、排気ガスにさらさ
れる機器の耐久性を向上できる。

【００５１】請求項５に記載のごとく、排気ガスの温度
により、熱交換器に接続する排気ガスの経路を変更する
ので、熱交換器に供給する熱量を安定させることができ
る。さらに、熱交換器に導入される冷媒を保護すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】エンジンの排熱利用の基本的な構成を示す排熱
回収回路図。

【図２】排気ガス熱交換器と第二副熱交換器の構成を示
す図。

【図３】第二副熱交換器の構成を示す図。

【図４】冷媒回路および排熱回収回路の第一実施例を示
す図。

【図５】第一実施例の冷媒回路および冷却水回路を示す
図。

【図６】冷媒回路および排熱回収回路の第二実施例を示
す図。

【図７】冷媒回路および排熱回収回路の第三実施例を示
す図。

【図８】冷媒回路および排熱回収回路の第四実施例を示
す図。

【図９】コントローラの接続構成を示す図。

【図１０】排気ガス温度の制御構成を示す図。

【図１１】排気管にバイパスパイプを接続した構成を示
す図。

【図１２】バイパスパイプへの排気ガス流量調整の構成
を示す図。

【符号の説明】

３エンジン７コンプレッサー９第二副熱交換器２２室外熱交換器２３室内熱交換器２５第一副熱交換器５１排気ガス熱交換器７１排気管７２点火プラグ７３スロットルバルブ７４燃料供給装置７５エアクリーナ７６排気温度センサー７７電磁バルブ８０コントローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ２５Ｂ 27/02 Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｂ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱交換器に供給される排気ガスの温度を
調節することを特徴とするエンジンヒートポンプの制御
方法。
【請求項２】排気ガスの温度により、エンジンの点火
時期を制御することを特徴とするエンジンヒートポンプ
の制御方法。
【請求項３】排気ガスの温度により、エンジンの空燃
比を調節することを特徴とするエンジンヒートポンプの
制御方法。
【請求項４】排気ガスの温度により、ＥＧＲバルブを
制御することを特徴とするエンジンヒートポンプの制御
方法。
【請求項５】排気ガスの温度により、熱交換器に接続
する排気ガスの経路を変更することを特徴とするエンジ
ンヒートポンプの制御方法。