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JP2008291690A - Cooling system - Google Patents

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Publication number
JP2008291690A
JP2008291690A JP2007136381A JP2007136381A JP2008291690A JP 2008291690 A JP2008291690 A JP 2008291690A JP 2007136381 A JP2007136381 A JP 2007136381A JP 2007136381 A JP2007136381 A JP 2007136381A JP 2008291690 A JP2008291690 A JP 2008291690A
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JP
Japan
Prior art keywords
cooling water
water passage
route
heater core
exhaust heat
Prior art date
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Pending
Application number
JP2007136381A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigeki Kinomura
茂樹 木野村
Naoto Yumizashi
直人 弓指
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Aisin Corp
Original Assignee
Aisin Seiki Co Ltd
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aisin Seiki Co Ltd, Toyota Motor Corp filed Critical Aisin Seiki Co Ltd
Priority to JP2007136381A priority Critical patent/JP2008291690A/en
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    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
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    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cooling system capable of increasing heating effect of a heater core and suppressing flow resistance in circulating cooling water. <P>SOLUTION: In the cooling system, a cooling water passage to which an exhaust heat recovery device is attached and another cooling water passage to which the heater core is attached are provided in parallel, and the cooling system has two routes of a first route for cooling water passage and a second route for cooling water passage. The first route for cooling water passage is the route in which cooling water is circulated among an internal combustion engine, the exhaust heat recovery device and the heater core. The second route for cooling water passage is the route in which the cooling water is circulated between the exhaust heat recovery device and the heater core. In warming up the internal combustion engine, when heating is required by a user, the route for flow of the cooling water is set at the first route for cooling water passage and is then changed to the second route for cooling water passage. With this, the heating effect by the heater core can be increased and the flow resistance can be suppressed. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、排気熱回収器と熱交換を行う冷却系システムに関する。   The present invention relates to a cooling system that performs heat exchange with an exhaust heat recovery device.

従来から、排気ガスと冷却水との間で熱交換を行い、排気熱を回収する技術が提案されている。例えば、特許文献1には、冷却水の加温時には、冷却水と排気熱回収器との間の熱交換を行うことで、暖房効果を高め、冷却水の加温後には、排気ガスを、排気熱回収器をバイパスさせることにより、熱交換を抑制する技術が記載されている。また、特許文献2には、ヒータコアをバイパスする冷却水通路が設けられた排気還流装置が記載されている。   Conventionally, techniques for exchanging heat between exhaust gas and cooling water to recover exhaust heat have been proposed. For example, Patent Document 1 discloses that when cooling water is heated, heat exchange is performed between the cooling water and the exhaust heat recovery device, thereby enhancing the heating effect. A technique for suppressing heat exchange by bypassing an exhaust heat recovery device is described. Patent Document 2 discloses an exhaust gas recirculation device provided with a cooling water passage that bypasses the heater core.

特開2006−283711号公報JP 2006-283711 A 特開2004−285919号公報JP 2004-285919 A

しかしながら、特許文献1に記載の技術では、エンジンにも多量の冷却水を循環させるので、ヒータコアの暖房効果は抑えられてしまう。また、ヒータコアと排気熱回収器とは直列に接続されているので、冷却水を循環させる際における通水抵抗が高くなってしまう。特許文献2に記載の技術では、エンジンの暖機時において、冷却水がヒータコアをバイパスする場合には、ヒータコアには一切冷却水が流れないため、暖房が機能しなくなる。   However, in the technique described in Patent Document 1, a large amount of cooling water is circulated through the engine, so that the heating effect of the heater core is suppressed. In addition, since the heater core and the exhaust heat recovery device are connected in series, the water flow resistance when circulating the cooling water is increased. In the technique described in Patent Document 2, when the cooling water bypasses the heater core when the engine is warmed up, the cooling water does not flow at all in the heater core, so that the heating does not function.

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、ヒータコアの暖房効果を高めると共に、冷却水を循環させる際における通水抵抗を抑えることの可能な冷却系システムを提供することを課題とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a cooling system capable of enhancing the heating effect of the heater core and suppressing the water flow resistance when circulating the cooling water. This is the issue.

本発明の1つの観点では、内燃機関と排気熱回収器とヒータコアとの間で冷却水を循環させることで、前記内燃機関の暖機及び前記ヒータコアによる暖房を行う冷却系システムは、前記内燃機関に対し、前記排気熱回収器が取り付けられた冷却水通路と、前記ヒータコアが取り付けられた冷却水通路と、が並列に設けられ、前記内燃機関と、前記排気熱回収器及び前記ヒータコアと、の間で、前記冷却水が循環する第1の冷却水通過ルートと、前記排気熱回収器と前記ヒータコアとの間で、前記冷却水が循環する第2の冷却水通過ルートと、前記第1の冷却水通過ルートと前記第2の冷却水通過ルートとの間で、前記冷却水の流れるルートを切り換える切換手段と、前記切換手段を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記内燃機関の暖機時において、ユーザからの暖房要求がある場合には、前記冷却水の流れるルートを、前記第2の冷却水通過ルートに設定した後、前記第1の冷却水通過ルートに切り換える。   In one aspect of the present invention, a cooling system that warms up the internal combustion engine and performs heating by the heater core by circulating cooling water between the internal combustion engine, the exhaust heat recovery device, and the heater core includes the internal combustion engine. On the other hand, a cooling water passage to which the exhaust heat recovery device is attached and a cooling water passage to which the heater core is attached are provided in parallel, and the internal combustion engine, the exhaust heat recovery device and the heater core, A first cooling water passage route through which the cooling water circulates, a second cooling water passage route through which the cooling water circulates between the exhaust heat recovery device and the heater core, and the first A switching means for switching the route through which the cooling water flows between the cooling water passage route and the second cooling water passage route; and a control means for controlling the switching means, the control means comprising the internal combustion engine During warm-up, if there is a heating requirement from the user, the route of flow of the cooling water, after setting the second coolant passage route switches to the first coolant passage route.

上記の冷却系システムは、内燃機関(エンジン)と排気熱回収器とヒータコアとの間で冷却水を循環させることで、前記内燃機関の暖機及び前記ヒータコアによる暖房を行い、前記内燃機関に対し、前記排気熱回収器が取り付けられた冷却水通路と、前記ヒータコアが取り付けられた冷却水通路と、が並列に設けられている。冷却系システムは、第1の冷却水通過ルートと第2の冷却水通過ルートの2つのルートを有する。前記第1の冷却水通過ルートは、前記内燃機関と、前記排気熱回収器及び前記ヒータコアと、の間で、前記冷却水が循環するルートである。前記第2の冷却水通過ルートは、前記排気熱回収器と前記ヒータコアとの間で、前記冷却水が循環するルートである。冷却系システムは、更に、切換手段と、制御手段と、を備える。切換手段は、例えば、弁や三方弁であり、前記第1の冷却水通過ルートと前記第2の冷却水通過ルートとの間で前記冷却水の流れるルートを切り換える。前記制御手段は、例えば、ECU(Engine Control Unit)であり、前記内燃機関の暖機時において、ユーザからの暖房要求がある場合には、前記冷却水の流れるルートを、前記第2の冷却水通過ルートに設定した後、例えば、車内の温度がユーザにより要求された設定温度になった場合には、前記第1の冷却水通過ルートに切り換える。このようにすることで、本発明の冷却系システムは、一般的な冷却系システムと比較して、ヒータコアによる暖房効果を高めることができると共に、冷却水を循環させる際における通水抵抗を抑えることができる。   In the cooling system, the cooling water is circulated among the internal combustion engine (engine), the exhaust heat recovery device, and the heater core, so that the internal combustion engine is warmed up and heated by the heater core. The cooling water passage to which the exhaust heat recovery device is attached and the cooling water passage to which the heater core is attached are provided in parallel. The cooling system has two routes, a first cooling water passage route and a second cooling water passage route. The first cooling water passage route is a route through which the cooling water circulates between the internal combustion engine, the exhaust heat recovery device, and the heater core. The second cooling water passage route is a route through which the cooling water circulates between the exhaust heat recovery device and the heater core. The cooling system further includes a switching unit and a control unit. The switching means is, for example, a valve or a three-way valve, and switches the route through which the cooling water flows between the first cooling water passage route and the second cooling water passage route. The control means is, for example, an ECU (Engine Control Unit), and when the internal combustion engine is warmed up, if there is a heating request from a user, a route through which the cooling water flows is set to the second cooling water. After the passage route is set, for example, when the temperature in the vehicle reaches the set temperature requested by the user, the route is switched to the first cooling water passage route. By doing in this way, the cooling system of the present invention can increase the heating effect by the heater core and suppress the water flow resistance when circulating the cooling water, as compared with a general cooling system. Can do.

上記の冷却系システムの他の一態様は、前記制御手段は、前記内燃機関の暖機時において、ユーザからの暖房要求がない場合には、前記冷却水の流れるルートを、前記第1の冷却水通過ルートに設定する。これにより、一般的な冷却系システムと比較して、冷却水を循環させる際における通水抵抗を抑えることができると共に、エンジン1の暖機を促進することができる。   According to another aspect of the cooling system, the control unit may change the route of the cooling water to the first cooling when there is no heating request from the user when the internal combustion engine is warmed up. Set to water passage route. Thereby, compared with a general cooling system, the water flow resistance when circulating the cooling water can be suppressed, and warm-up of the engine 1 can be promoted.

以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。   Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

[第1実施形態]
まず、本発明の実施形態に係る冷却系システムについて説明する。図1、図2は、本発明の実施形態に係る冷却系システム100の概略構成を示す図である。なお、図1においては、実線矢印が冷却水の流れを示し、破線矢印が信号の入出力を示している。また、太線で表した実線は、冷却水が流れる通路(冷却水通路)を示している。
[First Embodiment]
First, a cooling system according to an embodiment of the present invention will be described. 1 and 2 are diagrams showing a schematic configuration of a cooling system 100 according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, solid arrows indicate the flow of cooling water, and broken arrows indicate input / output of signals. A solid line indicated by a bold line indicates a passage (cooling water passage) through which the cooling water flows.

本実施形態に係る冷却系システム100は、冷却水を用いてエンジン1の冷却を行うと共に、この冷却水と排気ガスとの間で熱交換を行うことによって排気熱を回収し、エンジン1の暖機やヒータコア9の熱源に利用するシステムである。冷却水は、冷却水通路7a、7b、7c、7d、7eを通過することによって、エンジン1の冷却及び暖機などを行う。   The cooling system 100 according to the present embodiment cools the engine 1 using cooling water, collects exhaust heat by exchanging heat between the cooling water and the exhaust gas, and warms the engine 1. This system is used as a heat source for the machine and the heater core 9. The cooling water cools and warms up the engine 1 by passing through the cooling water passages 7a, 7b, 7c, 7d, and 7e.

冷却水通路7dは、エンジン1から延びており、冷却水通路7eと三方弁11を介して接続されている。冷却水通路7aは、冷却水通路7eと接続されている。冷却水通路7cは、冷却水通路7aと、冷却水通路7eから分岐して延びている冷却水通路7bと、サーモスタット4を介して接続されている。冷却水通路7cは、エンジン1に通じている。ここで、冷却水通路7b上には、ラジエータ3が設けられている。   The cooling water passage 7 d extends from the engine 1 and is connected to the cooling water passage 7 e via the three-way valve 11. The cooling water passage 7a is connected to the cooling water passage 7e. The cooling water passage 7 c is connected to the cooling water passage 7 a, the cooling water passage 7 b extending from the cooling water passage 7 e, and the thermostat 4. The cooling water passage 7 c communicates with the engine 1. Here, the radiator 3 is provided on the cooling water passage 7b.

冷却水通路7eは、冷却水通路7e1と冷却水通路7e2とに二股に分岐した後、再び合流する構成となっている、即ち、エンジン1に対し、冷却水通路7e1と冷却水通路7e2とが並列に設けられた構成となっている。具体的には、冷却水通路7e1と冷却水通路7e2とが、冷却水通路7dと三方弁11を介して接続されている。冷却水通路7e1上には、電動WP8と、排気熱回収器2とが設けられ、冷却水通路7e2上には、ヒータコア9が設けられている。冷却水通路7bは、冷却水通路7e1から分岐している。   The cooling water passage 7e is configured to branch again into the cooling water passage 7e1 and the cooling water passage 7e2 and then merge again. That is, the cooling water passage 7e1 and the cooling water passage 7e2 are connected to the engine 1. The configuration is provided in parallel. Specifically, the cooling water passage 7e1 and the cooling water passage 7e2 are connected via the cooling water passage 7d and the three-way valve 11. The electric WP 8 and the exhaust heat recovery device 2 are provided on the cooling water passage 7e1, and the heater core 9 is provided on the cooling water passage 7e2. The cooling water passage 7b branches off from the cooling water passage 7e1.

また、冷却水通路7e3が、冷却水通路7e1と冷却水通路7e2とを結んで設けられている。弁10は、冷却水通路7e3上に設けられており、開閉することで、冷却水通路7e3の冷却水の流量を制御することができる。弁10は、ECU50からの制御信号S10に基づいて、弁の開閉を行う。   A cooling water passage 7e3 is provided to connect the cooling water passage 7e1 and the cooling water passage 7e2. The valve 10 is provided on the cooling water passage 7e3, and the flow rate of the cooling water in the cooling water passage 7e3 can be controlled by opening and closing. The valve 10 opens and closes the valve based on a control signal S10 from the ECU 50.

三方弁11は、三方向に冷却水の出入り口を有し、各方向の出入り口には開閉可能な弁を有している。図1に示す例では、三方弁11は、冷却水通路7d、7e1、7e2の各方向に冷却水の出入り口を有しており、冷却水通路7d、7e1、7e2の各方向の出入り口に弁を有している。三方弁11は、ECU50からの制御信号S11に基づいて、各方向の出入り口の弁の開閉を行う。   The three-way valve 11 has a cooling water inlet / outlet in three directions, and an openable / closable valve at the inlet / outlet in each direction. In the example shown in FIG. 1, the three-way valve 11 has a cooling water inlet / outlet in each direction of the cooling water passages 7d, 7e1, 7e2, and a valve is provided at the inlet / outlet of each direction of the cooling water passages 7d, 7e1, 7e2. Have. The three-way valve 11 opens and closes the inlet / outlet valves in each direction based on a control signal S11 from the ECU 50.

なお、以下では、冷却水通路7a〜7eを区別しない場合には、単に冷却水通路7として用いるものとする。   Hereinafter, when the cooling water passages 7a to 7e are not distinguished from each other, they are simply used as the cooling water passage 7.

エンジン(内燃機関)1は、供給される燃料と空気との混合気を燃焼させることによって動力を発生する装置である。例えば、エンジン1は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどによって構成される。また、エンジン1は、ハイブリッド車両などに搭載される。冷却水は、冷却水通路7cよりエンジン1に流入する。   The engine (internal combustion engine) 1 is a device that generates power by burning a mixture of supplied fuel and air. For example, the engine 1 is configured by a gasoline engine, a diesel engine, or the like. The engine 1 is mounted on a hybrid vehicle or the like. The cooling water flows into the engine 1 from the cooling water passage 7c.

エンジン1に流入した冷却水は、エンジン1内部のウォータージャケット(不図示)を通過した後、冷却水通路7dより流出する。ウォータージャケットは、エンジン1内部のシリンダ(不図示)の周囲に設けられており、シリンダは、ウォータージャケットを通過する冷却水と熱交換を行うことにより、暖機される。   The coolant flowing into the engine 1 passes through a water jacket (not shown) inside the engine 1 and then flows out from the coolant passage 7d. The water jacket is provided around a cylinder (not shown) inside the engine 1, and the cylinder is warmed up by exchanging heat with cooling water passing through the water jacket.

排気熱回収器2は、エンジン1からの排気ガスが通過する排気通路(不図示)上に設けられている。排気熱回収器2は、内部に冷却水が通過し、この冷却水と排気ガスの間で熱交換を行うことによって、排気熱を回収する。これにより、冷却水は加温される。   The exhaust heat recovery device 2 is provided on an exhaust passage (not shown) through which exhaust gas from the engine 1 passes. The exhaust heat recovery device 2 recovers exhaust heat by allowing cooling water to pass through and exchanging heat between the cooling water and the exhaust gas. Thereby, the cooling water is heated.

電動ポンプ(以下、「電動WP」と呼ぶ。)8は、電動式のモータを備えて構成され、このモータの駆動により冷却水を冷却水通路7内で循環させる。具体的には、電動WP8は、バッテリから電力が供給され、ECU50から供給される制御信号S8によって回転数などが制御される。   The electric pump (hereinafter referred to as “electric WP”) 8 includes an electric motor, and circulates cooling water in the cooling water passage 7 by driving the motor. Specifically, the electric WP 8 is supplied with electric power from a battery, and the rotation speed and the like are controlled by a control signal S 8 supplied from the ECU 50.

ヒータコア9は、内部を通過する冷却水によって、車室内の空気を暖める装置(暖房装置)である。この場合、ヒータコア9によって暖められた空気は、ブロア(不図示)と呼ばれる送風機によって車室内に送風される。   The heater core 9 is a device (heating device) that warms the air in the passenger compartment with cooling water passing through the inside. In this case, the air warmed by the heater core 9 is blown into the vehicle interior by a blower called a blower (not shown).

ラジエータ3では、その内部を通過する冷却水が外気によって冷却される。この場合、電動ファン(不図示)の回転により導入された風によって、ラジエータ3内の冷却水の冷却が促進される。   In the radiator 3, the cooling water passing through the inside thereof is cooled by outside air. In this case, cooling of the cooling water in the radiator 3 is promoted by the wind introduced by the rotation of the electric fan (not shown).

サーモスタット4は、冷却水の温度に応じて開閉する弁によって構成される。基本的には、サーモスタット4は、冷却水の温度が高温となったときに開弁する。この場合、サーモスタット4を介して冷却水通路7bと冷却水通路7cとが接続され、冷却水はラジエータ3を通過することとなる。これにより、冷却水が冷却され、エンジン1のオーバーヒートが抑制される。   The thermostat 4 is configured by a valve that opens and closes according to the temperature of the cooling water. Basically, the thermostat 4 opens when the temperature of the cooling water becomes high. In this case, the cooling water passage 7 b and the cooling water passage 7 c are connected via the thermostat 4, and the cooling water passes through the radiator 3. Thereby, a cooling water is cooled and the overheating of the engine 1 is suppressed.

これに対して、冷却水の温度が比較的低温である場合には、サーモスタット4は閉弁している。この場合には、冷却水はラジエータ3を通過しない。これにより、冷却水の温度低下が抑制されるため、エンジン1のオーバークールが抑制される。   On the other hand, when the temperature of the cooling water is relatively low, the thermostat 4 is closed. In this case, the cooling water does not pass through the radiator 3. Thereby, since the temperature fall of a cooling water is suppressed, the overcool of the engine 1 is suppressed.

ECU(Engine Control Unit)50は、図示しないCPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)などを備える。ECU50は、図示しない種々のセンサから供給された検出信号を基づいて、弁10、三方弁11の制御を実行する。   The ECU (Engine Control Unit) 50 includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and the like (not shown). The ECU 50 controls the valve 10 and the three-way valve 11 based on detection signals supplied from various sensors (not shown).

(冷却水の制御方法)
次に、冷却水の制御方法について説明する。図1の実線矢印は、弁10が開いて、かつ、三方弁11において、冷却水通路7d、7e1側の弁が開くと共に冷却水通路7e2側の弁が閉じた場合における冷却水の流れ(以下、この冷却水の流れる通過ルートを「第1の冷却水の通過ルート」と称す)を示している。図2の実線矢印は、弁10が閉じて、かつ、三方弁11において、冷却水通路7e1、7e2側の弁が開くと共に冷却水通路7d側の弁が閉じた場合における冷却水の流れ(以下、この冷却水の流れる通過ルートを「第2の冷却水の通過ルート」と称す)を示している。
(Control method for cooling water)
Next, a cooling water control method will be described. The solid line arrows in FIG. 1 indicate the flow of cooling water when the valve 10 is open and the three-way valve 11 is open on the cooling water passages 7d and 7e1 and the cooling water passage 7e2 is closed (hereinafter referred to as the flow of cooling water). , The passage route through which the cooling water flows is referred to as “first passage passage of the cooling water”). The solid line arrow in FIG. 2 indicates the flow of cooling water when the valve 10 is closed and the three-way valve 11 is opened on the cooling water passages 7e1 and 7e2 and the cooling water passage 7d is closed (hereinafter referred to as the cooling water flow). The passage route through which the cooling water flows is referred to as “second passage route of the cooling water”).

まず、第1の冷却水の通過ルートについて、図1を用いて説明する。このとき、三方弁11において、冷却水通路7d、7e1側の弁が開き、冷却水通路7e2側の弁が閉じる。従って、図1に示すように、冷却水通路7dより流出した冷却水は、全て冷却水通路7e1に流入して電動WP8により押し出される一方、冷却水通路7e2に流入することはない。そして、弁10が開いた場合には、冷却水通路7e1から冷却水通路7e3へも冷却水が流れる。従って、電動WP8の駆動により押し出された冷却水は、2つのルートに別れて進む。1つは、冷却水通路7e1を進んで、排気熱回収器2を通過した後、冷却水通路7aに至るルートであり、もう1つは、冷却水通路7e1から冷却水通路7e3へと進んで、冷却水通路7e2上のヒータコア9を通過した後、冷却水通路7aに至るルートである。なお、三方弁11において、冷却水通路7e2側の弁が閉じているので、冷却水通路7e3から冷却水通路7e1の三方弁11に向かう方向に冷却水が流れることはない。これら2つのルートを通過した冷却水は、冷却水通路7aに至る際に合流し、冷却水通路7a、7cを通過して、エンジン1内部のウォータージャケットに流入する。そして、冷却水は、エンジン1内部のウォータージャケット(不図示)を通過した後、冷却水通路7dより流出し、再び、冷却水通路7e1へ流入して電動WP8によって押し出される。   First, the passage route of the first cooling water will be described with reference to FIG. At this time, in the three-way valve 11, the valves on the cooling water passages 7d and 7e1 side are opened, and the valve on the cooling water passage 7e2 side is closed. Therefore, as shown in FIG. 1, all the cooling water flowing out from the cooling water passage 7d flows into the cooling water passage 7e1 and is pushed out by the electric WP 8, but does not flow into the cooling water passage 7e2. When the valve 10 is opened, the cooling water also flows from the cooling water passage 7e1 to the cooling water passage 7e3. Therefore, the cooling water pushed out by driving the electric WP 8 advances in two routes. One is a route that travels through the cooling water passage 7e1, passes through the exhaust heat recovery device 2, and reaches the cooling water passage 7a. The other is a route that travels from the cooling water passage 7e1 to the cooling water passage 7e3. This is a route that reaches the cooling water passage 7a after passing through the heater core 9 on the cooling water passage 7e2. In the three-way valve 11, since the valve on the cooling water passage 7e2 side is closed, the cooling water does not flow in the direction from the cooling water passage 7e3 toward the three-way valve 11 of the cooling water passage 7e1. The cooling water that has passed through these two routes merges when it reaches the cooling water passage 7a, passes through the cooling water passages 7a and 7c, and flows into the water jacket inside the engine 1. Then, after passing through a water jacket (not shown) inside the engine 1, the cooling water flows out of the cooling water passage 7d, flows again into the cooling water passage 7e1, and is pushed out by the electric WP8.

次に、第2の冷却水の通路ルートについて、図2を用いて説明する。図2に示すように、弁10が閉じた場合には、冷却水通路7e3には冷却水が流れない。従って、電動WP8の駆動により押し出された冷却水は、冷却水通路7e1を進んで、排気熱回収器2を通過する。このとき、三方弁11において、冷却水通路7e1、7e2側の弁が開き、冷却水通路7d側の弁が閉じているので、エンジン1内部のウォータージャケット内の冷却水は流れることがない。従って、排気熱回収器2を通過した冷却水は、冷却水通路7aには進まずに、冷却水通路7e2に進み、ヒータコア9を通過する。ヒータコア9を通過した冷却水は、冷却水通路7e2を進んだ後、冷却水通路7e1に進み、再び、電動WP8によって押し出される。   Next, the passage route of the second cooling water will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 2, when the valve 10 is closed, the cooling water does not flow into the cooling water passage 7e3. Therefore, the cooling water pushed out by driving the electric WP 8 travels through the cooling water passage 7 e 1 and passes through the exhaust heat recovery device 2. At this time, in the three-way valve 11, the valves on the cooling water passages 7e1 and 7e2 side are open and the valve on the cooling water passage 7d side is closed, so that the cooling water in the water jacket inside the engine 1 does not flow. Therefore, the cooling water that has passed through the exhaust heat recovery device 2 does not proceed to the cooling water passage 7 a but proceeds to the cooling water passage 7 e 2 and passes through the heater core 9. The cooling water that has passed through the heater core 9 advances through the cooling water passage 7e2, then goes to the cooling water passage 7e1, and is pushed out again by the electric WP8.

つまり、本実施形態に係る冷却系システム100では、弁10が開いて、かつ、三方弁11において、冷却水通路7d側の弁と電動WP8が設置されている冷却水通路7e1側の弁とが開くと共に冷却水通路7e2側の弁が閉じることにより、排気熱回収器2とヒータコア9とは、並列に接続されて、冷却水は、エンジン1と、排気熱回収器2及びヒータコア9との間で循環する。従って、第1の冷却水の通過ルート(図1の実線矢印)が本発明の第1の冷却水の通過ルートとなる。また、弁10が閉じて、かつ、三方弁11において、冷却水通路7e1、7e2側の弁が開くと共にエンジン1に通じる冷却水通路7d側の弁が閉じることにより、排気熱回収器2とヒータコア9とは、直列に接続されて、冷却水は、排気熱回収器2とヒータコア9との間で循環する。従って、第2の冷却水の通過ルート(図2の実線矢印)が本発明の第2の冷却水通過ルートとなる。また、弁10、三方弁11は、本発明における切換手段として機能し、ECU50は、本発明における制御手段として機能する。   That is, in the cooling system 100 according to the present embodiment, the valve 10 is opened, and the three-way valve 11 includes a valve on the cooling water passage 7d side and a valve on the cooling water passage 7e1 side where the electric WP 8 is installed. By opening and closing the valve on the side of the cooling water passage 7e2, the exhaust heat recovery device 2 and the heater core 9 are connected in parallel, and the cooling water flows between the engine 1, the exhaust heat recovery device 2 and the heater core 9. Circulate with. Accordingly, the first coolant passage route (solid arrow in FIG. 1) is the first coolant passage route of the present invention. Further, when the valve 10 is closed and the three-way valve 11 is opened, the valves on the cooling water passages 7e1 and 7e2 side are opened and the valve on the cooling water passage 7d side leading to the engine 1 is closed. The cooling water is circulated between the exhaust heat recovery device 2 and the heater core 9. Accordingly, the second cooling water passage route (solid arrow in FIG. 2) is the second cooling water passage route of the present invention. Further, the valve 10 and the three-way valve 11 function as switching means in the present invention, and the ECU 50 functions as control means in the present invention.

一般的な車両に適用される一般的な冷却系システムでは、エンジンの暖機時に、ユーザより暖房要求があった場合、冷却水の温度が所定温度(例えば40℃)になるまで、暖房が作動しない、即ち、ヒータコアにおけるブロアが作動しない構成となっている。そのため、ユーザがエアコンを作動させて暖房により車内を温めようとしても、冷却水の全量が加温されて所定温度になるまでの時間の間、待つ必要が出てきてしまい、ヒータコアによる暖房効果が抑えられてしまう。また、ヒータコアと排気熱回収器とは直列に接続されているので、エンジンとヒータコアと排気熱回収器との間で、冷却水を循環させる際には、その通水抵抗が大きくなってしまう。   In a general cooling system applied to a general vehicle, when the user requests heating when the engine is warmed up, the heating is operated until the temperature of the cooling water reaches a predetermined temperature (for example, 40 ° C.). In other words, the blower in the heater core does not operate. Therefore, even if the user operates the air conditioner and tries to warm the interior of the vehicle by heating, it becomes necessary to wait for the time until the entire amount of cooling water is heated to reach a predetermined temperature, and the heating effect of the heater core is increased. It will be suppressed. In addition, since the heater core and the exhaust heat recovery device are connected in series, when the cooling water is circulated between the engine, the heater core, and the exhaust heat recovery device, the water flow resistance increases.

そこで、本実施形態に係る冷却系システム100では、ECU50は、エンジン1の暖機時に、ユーザにより暖房要求があった場合には、冷却水の流れるルートを、第2の冷却水通過ルートに設定した後、第1の冷却水通過ルートに切り換えることとする。   Therefore, in the cooling system 100 according to the present embodiment, the ECU 50 sets the route through which the coolant flows as the second coolant passage route when the user requests heating when the engine 1 is warmed up. After that, the first cooling water passage route is switched.

具体的には、ECU50は、エンジン1の暖機時に、ユーザにより暖房要求があった場合には、弁10、三方弁11を制御して、冷却水の流れるルートを、第2の冷却水通過ルートに設定する。これにより、図2の実線矢印に示すように、冷却水通路7e1、7e2の冷却水のみが、排気熱回収器2とヒータコア9との間を循環することとなるので、冷却水の全量が加温される一般的な冷却系システムと比較して、ヒータコアを通過する冷却水の水温は早く昇温することとなり、ブロアが作動する所定温度になるまでの時間を短縮することができる。このようにして、本実施形態に係る冷却系システム100では、一般的な冷却系システムと比較して、ヒータコアによる暖房効果を高めることができる。   Specifically, the ECU 50 controls the valve 10 and the three-way valve 11 when the user requests heating when the engine 1 is warmed up, and passes the second coolant through the route through which the coolant flows. Set to root. As a result, only the cooling water in the cooling water passages 7e1 and 7e2 circulates between the exhaust heat recovery device 2 and the heater core 9 as shown by the solid arrows in FIG. Compared with a general cooling system that is heated, the temperature of the cooling water that passes through the heater core is increased quickly, and the time required to reach a predetermined temperature at which the blower operates can be shortened. Thus, in the cooling system 100 according to the present embodiment, the heating effect by the heater core can be enhanced as compared with a general cooling system.

ECU50は、車内の温度を計測する温度センサ(不図示)などにより、例えば、車内の温度が、ユーザにより要求された設定温度になっていると判定した場合には、弁10、三方弁11を制御して、冷却水の流れるルートを、第2の冷却水通過ルートから第1の冷却水通過ルートに切り換える。これにより、図1の実線矢印に示すように、冷却水が、排気熱回収器2を通過するルートと、ヒータコア9を通過するルートとで分かれて流れるので、排気熱回収器とヒータコアとを直列に結んだルートを冷却水が通過する一般的な冷却系システムと比較して、冷却水を循環させる際における通水抵抗を抑えることができ、電動WP8の駆動力を低減できる。   When the ECU 50 determines, for example, that the temperature inside the vehicle is a set temperature requested by the user by a temperature sensor (not shown) that measures the temperature inside the vehicle, the ECU 50 sets the valve 10 and the three-way valve 11. By controlling, the route through which the cooling water flows is switched from the second cooling water passage route to the first cooling water passage route. As a result, as shown by the solid line arrow in FIG. 1, the cooling water flows separately in a route passing through the exhaust heat recovery device 2 and a route passing through the heater core 9, so that the exhaust heat recovery device and the heater core are connected in series. Compared with a general cooling system in which cooling water passes through the route connected to, the water flow resistance when circulating the cooling water can be suppressed, and the driving force of the electric WP 8 can be reduced.

なお、本実施形態に係る冷却系システム100では、ECU50は、エンジン1の暖機時に、ユーザにより暖房要求がなかった場合には、弁10、三方弁11を制御して、冷却水の流れるルートを最初から第1の冷却水通過ルートに設定することとする。これにより、先にも述べたように、一般的な冷却系システムと比較して、冷却水を循環させる際における通水抵抗を抑えることができる。   In the cooling system 100 according to the present embodiment, the ECU 50 controls the valve 10 and the three-way valve 11 when the user does not request heating when the engine 1 is warmed up, and the route through which the cooling water flows. Is set as the first coolant passage route from the beginning. Thereby, as also stated above, compared with a general cooling system, the water flow resistance when circulating the cooling water can be suppressed.

また、このとき、排気熱回収器2で加温された冷却水は、冷却水通路7e1から冷却水通路7aへと通過し、冷却水通路7e1から冷却水通路7e2へと通過することは殆どない。なぜなら、図1に示すように、冷却水通路7e2から冷却水通路7aへと通過する冷却水の流れが存在するからである。従って、排気熱回収器2で加温された冷却水は、冷却水通路7e1から冷却水通路7aへと進んで、冷却水通路7cを介して、エンジン1へ流入する。つまり、排気熱回収器2において回収された熱量は、エンジン1で放熱される前に、ヒータコア9で放熱されることはない。従って、本実施形態に係る冷却系システム100では、排気熱回収器2において回収された熱量の殆どを、エンジン1の暖機に用いることができるので、冷却水が排気熱回収器とヒータコアとを直列に結んだルートを通過した後でエンジンに流入する一般的な冷却系システムと比較して、エンジン1の暖機を促進することができる。   At this time, the cooling water heated by the exhaust heat recovery device 2 passes from the cooling water passage 7e1 to the cooling water passage 7a, and hardly passes from the cooling water passage 7e1 to the cooling water passage 7e2. . This is because there is a flow of cooling water that passes from the cooling water passage 7e2 to the cooling water passage 7a as shown in FIG. Accordingly, the cooling water heated by the exhaust heat recovery device 2 proceeds from the cooling water passage 7e1 to the cooling water passage 7a and flows into the engine 1 through the cooling water passage 7c. That is, the amount of heat recovered in the exhaust heat recovery device 2 is not radiated by the heater core 9 before being radiated by the engine 1. Therefore, in the cooling system 100 according to the present embodiment, most of the amount of heat recovered in the exhaust heat recovery unit 2 can be used for warming up the engine 1, so that the cooling water causes the exhaust heat recovery unit and the heater core to be used together. As compared with a general cooling system that flows into the engine after passing through a route connected in series, warm-up of the engine 1 can be promoted.

なお、本発明の冷却系システムは、図1及び図2に示した図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、電動WP8は、冷却水通路7e1上に設けられるとしているが、これに限られるものではなく、代わりに、冷却水通路7e2上(図1の破線8aの位置)に設けるとしてもよい。なお、この場合には、ラジエータ3に通じる冷却水通路7bは、冷却水通路7e2から分岐することとなる。また、この場合、弁10が開いて、かつ、三方弁11において、冷却水通路7dの側の弁と電動WP8が設置されている冷却水通路7e2側の弁とが開くと共に冷却水通路7e1側の弁が閉じることにより、排気熱回収器2とヒータコア9とは、並列に接続されて、冷却水は、エンジン1と、排気熱回収器2及びヒータコア9との間で循環する(第1の冷却水通過ルート)。また、弁10が閉じて、かつ、三方弁11において、冷却水通路7e1、7e2側の弁が開くと共にエンジン1に通じる冷却水通路7d側の弁が閉じることにより、排気熱回収器2とヒータコア9とは、直列に接続されて、冷却水は、排気熱回収器2とヒータコア9との間で循環する(第2の冷却水通過ルート)。このようにしても、上述した本発明の効果と同様の効果が得られることはいうまでもない。   Note that the cooling system of the present invention is not limited to the illustrated examples shown in FIGS. 1 and 2, and it is needless to say that various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. For example, although the electric WP 8 is provided on the cooling water passage 7e1, the electric WP 8 is not limited to this. Instead, the electric WP 8 may be provided on the cooling water passage 7e2 (position of the broken line 8a in FIG. 1). In this case, the cooling water passage 7b leading to the radiator 3 is branched from the cooling water passage 7e2. In this case, the valve 10 is opened, and in the three-way valve 11, the valve on the cooling water passage 7d side and the valve on the cooling water passage 7e2 side where the electric WP 8 is installed are opened and the cooling water passage 7e1 side is opened. When the valve is closed, the exhaust heat recovery device 2 and the heater core 9 are connected in parallel, and the cooling water circulates between the engine 1, the exhaust heat recovery device 2 and the heater core 9 (first Cooling water passage route). Further, when the valve 10 is closed and the three-way valve 11 is opened, the valves on the side of the cooling water passages 7e1 and 7e2 are opened and the valve on the side of the cooling water passage 7d leading to the engine 1 is closed. 9 is connected in series, and the cooling water circulates between the exhaust heat recovery device 2 and the heater core 9 (second cooling water passage route). Even if it does in this way, it cannot be overemphasized that the effect similar to the effect of this invention mentioned above is acquired.

本実施形態に係る冷却系システムの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the cooling system which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る冷却系システムの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the cooling system which concerns on this embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1 エンジン(内燃機関)
2 排気熱回収器
3 ラジエータ
4 サーモスタット
8 電動ポンプ(電動WP)
7 冷却水通路
9 ヒータコア
10 弁
11 三方弁
1 engine (internal combustion engine)
2 Exhaust heat recovery device 3 Radiator 4 Thermostat 8 Electric pump (Electric WP)
7 Cooling water passage 9 Heater core 10 Valve 11 Three-way valve

Claims (2)

内燃機関と排気熱回収器とヒータコアとの間で冷却水を循環させることで、前記内燃機関の暖機及び前記ヒータコアによる暖房を行う冷却系システムであって、
前記内燃機関に対し、前記排気熱回収器が取り付けられた冷却水通路と、前記ヒータコアが取り付けられた冷却水通路と、が並列に設けられ、
前記内燃機関と、前記排気熱回収器及び前記ヒータコアと、の間で、前記冷却水が循環する第1の冷却水通過ルートと、
前記排気熱回収器と前記ヒータコアとの間で、前記冷却水が循環する第2の冷却水通過ルートと、
前記第1の冷却水通過ルートと前記第2の冷却水通過ルートとの間で、前記冷却水の流れるルートを切り換える切換手段と、
前記切換手段を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記内燃機関の暖機時において、ユーザからの暖房要求がある場合には、前記冷却水の流れるルートを、前記第2の冷却水通過ルートに設定した後、前記第1の冷却水通過ルートに切り換えることを特徴とする冷却系システム。
A cooling system that warms up the internal combustion engine and heats the heater core by circulating cooling water between the internal combustion engine, the exhaust heat recovery device, and the heater core,
For the internal combustion engine, a cooling water passage to which the exhaust heat recovery device is attached and a cooling water passage to which the heater core is attached are provided in parallel.
A first coolant passage route through which the coolant circulates between the internal combustion engine, the exhaust heat recovery unit and the heater core;
A second coolant passage route through which the coolant circulates between the exhaust heat recovery device and the heater core;
Switching means for switching a route through which the cooling water flows between the first cooling water passage route and the second cooling water passage route;
Control means for controlling the switching means,
When the internal combustion engine is warmed up, and when there is a heating request from the user, the control means sets the route through which the cooling water flows to the second cooling water passage route, and then A cooling system characterized by switching to a cooling water passage route.
前記制御手段は、前記内燃機関の暖機時において、ユーザからの暖房要求がない場合には、前記冷却水の流れるルートを、前記第1の冷却水通過ルートに設定することを特徴とする請求項1に記載の冷却系システム。   The control means sets the route through which the cooling water flows to the first cooling water passage route when there is no heating request from the user when the internal combustion engine is warmed up. Item 4. The cooling system according to Item 1.
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