JP2001030740A - Heating apparatus serving as pump and variable restrictor mechanism - Google Patents

Heating apparatus serving as pump and variable restrictor mechanism

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JP2001030740A
JP2001030740A JP11209358A JP20935899A JP2001030740A JP 2001030740 A JP2001030740 A JP 2001030740A JP 11209358 A JP11209358 A JP 11209358A JP 20935899 A JP20935899 A JP 20935899A JP 2001030740 A JP2001030740 A JP 2001030740A
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pump
valve
throttle valve
opening
throttle
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JP11209358A
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Japanese (ja)
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Takahiro Moroi
隆宏 諸井
Shigeru Suzuki
鈴木  茂
Masami Niwa
正美 丹羽
Tatsuyuki Hoshino
辰幸 星野
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Toyota Industries Corp
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Toyoda Automatic Loom Works Ltd
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    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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    • F01P2060/00Cooling circuits using auxiliaries
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    • F01P2060/18Heater

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heating apparatus also serving as a pump allowing selective use of its two function by intentionally adjusting between the heating function and the force feed function according to various external factors. SOLUTION: The heating apparatus 15 also serving as a pump is disposed in a cooling fluid circulation circuit of a liquid-cooled engine E. This device is provided with an auxiliary pump 30 for pressure feeding cooling fluid and a throttle 40 which can adjust the opening of a valve disposed on the downstream side. The opening of the throttle 40 is adjusted by an actuator controlled by a controller. The controller determines an appropriate opening of the throttle 40 based on the external information from various sensors.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ポンプ兼用加熱装
置および可変絞り機構に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pump / heating device and a variable throttle mechanism.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に車輌用空調システムでは、エンジ
ンの冷却に用いる冷却液(エンジンクーラント)の熱量
を暖房に利用している。しかし、エンジンの起動直後
等、冷却液がまだ暖まっていない場合には、エンジン廃
熱のみで十分な暖房能力を確保することが難しい。この
ため、暖房能力の迅速な立ち上げを目的として、冷却液
の循環経路に補助加熱装置を設けることがある。
2. Description of the Related Art Generally, in a vehicle air conditioning system, the amount of heat of a coolant (engine coolant) used for cooling an engine is used for heating. However, if the coolant has not yet been warmed, such as immediately after the start of the engine, it is difficult to secure sufficient heating capacity only with the engine waste heat. For this reason, an auxiliary heating device may be provided in the coolant circulation path for the purpose of quickly starting the heating capacity.

【0003】米国特許第3,720,372号公報は、
タービンポンプ型の補助加熱装置(いわゆるポンプヒー
タ)を開示する。一般にポンプヒータでは、圧送する液
体にポンプ仕事を付与して内部エネルギーを高め、その
結果として液体の温度上昇(即ち加熱)を図っている。
その米国特許のポンプヒータはポンプの出口通路に調節
バルブを備え、その調節バルブは、ポンプ内部の温度や
圧力を感知する感知部材と、その感知部材に作動連結さ
れた弁体とを備えている。そして、ポンプ内部の温度や
圧力の高まり具合に応じて弁体を適宜位置決めしポンプ
出口通路の開度を調節することで、ポンプヒータにおけ
る液体の加熱能力を自律的にフィードバック制御してい
る。
[0003] US Patent No. 3,720,372 discloses that
A turbine pump type auxiliary heating device (a so-called pump heater) is disclosed. Generally, in a pump heater, a pump work is given to a liquid to be pumped to increase internal energy, and as a result, the temperature of the liquid is raised (that is, heated).
The pump heater of the U.S. patent includes a control valve in the outlet passage of the pump, the control valve including a sensing member for sensing temperature and pressure inside the pump, and a valve body operatively connected to the sensing member. . Then, by appropriately positioning the valve body in accordance with the degree of increase in the temperature and pressure inside the pump and adjusting the opening of the pump outlet passage, the liquid heating capability of the pump heater is autonomously feedback-controlled.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記調
節バルブは、ポンプヒータを流れる冷却液が予め定めら
れた閾値温度や閾値圧力を超えないようにポンプヒータ
の発熱作用を抑制するに過ぎない。つまり従来のポンプ
ヒータでは、加熱装置としての能力を一定レベルに維持
することに主眼があり、液体を圧送するというポンプ的
機能は、発熱原理との関係で切り離せないだけの付随的
な作用に過ぎなかった。少なくとも従来のポンプヒータ
には、車輌の状況等の外部的要因に応じてポンプヒータ
の二つの機能(加熱機能と圧送機能)を適宜使い分ける
という観点はなく、そのような使い分けを可能とする構
成でもない。又、加熱機能に注目した場合でも、発熱能
力の積極的な可変制御を目的とするものでもない。
However, the control valve only suppresses the heat generation of the pump heater so that the coolant flowing through the pump heater does not exceed a predetermined threshold temperature or threshold pressure. In other words, in conventional pump heaters, the main purpose is to maintain the performance as a heating device at a constant level, and the pump-like function of pumping the liquid is merely an incidental operation that cannot be separated due to the principle of heat generation. Did not. At least in the conventional pump heater, there is no viewpoint of appropriately using the two functions (heating function and pumping function) of the pump heater according to external factors such as the condition of the vehicle. Absent. Further, even if attention is paid to the heating function, it is not intended to actively control the heat generation capability.

【0005】本発明の目的は、各種の外部的要因に応じ
て加熱機能と圧送機能との間の意図的な調整を図り、両
機能の使い分けを可能とするポンプ兼用加熱装置を提供
することにある。又、そのようなポンプ兼加熱システム
に適用可能な可変絞り機構を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a pump / heating apparatus which intentionally adjusts between a heating function and a pumping function according to various external factors, and which can use both functions properly. is there. Another object of the present invention is to provide a variable throttle mechanism applicable to such a pump and heating system.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、液冷
式エンジンの冷却液循環回路に配設されるポンプ兼用加
熱装置であって、冷却液を圧送する機械式圧送手段と、
前記圧送手段の下流側に設けられた弁開度調節可能な絞
り弁と、前記絞り弁の開度を調節するアクチュエータ
と、制御に必要な外部情報を得るための情報収集手段
と、前記情報収集手段から提供される外部情報に基づい
て前記絞り弁の適切な開度を決定し、その弁開度に前記
絞り弁の弁開度を調節すべく前記アクチュエータを制御
する制御装置とを備えている。
According to the present invention, there is provided a pump / heating device provided in a coolant circulation circuit of a liquid-cooled engine, wherein the mechanical pumping means pumps the coolant.
A throttle valve provided on the downstream side of the pumping means and capable of adjusting a valve opening degree, an actuator for adjusting the opening degree of the throttle valve, information collecting means for obtaining external information necessary for control, and the information collecting means A control device for determining an appropriate opening of the throttle valve based on external information provided from the means, and controlling the actuator to adjust the valve opening of the throttle valve to the valve opening. .

【0007】このポンプ兼用加熱装置によれば、その発
熱原理自体は従来のポンプヒータと何等変わるところは
ないが、制御装置及びアクチュエータを用いた外部制御
によって絞り弁の開度を調節することにより、加熱装置
としての機能を抑制してポンプ的機能を増大させるとい
うような従来にない柔軟な使い方が可能となる。つま
り、弁開度調節可能な絞り弁に外部制御手段を付加する
ことで、発熱機能と圧送機能との間の機能比率が制御可
能となり、事実上前記二つの機能のうちの一方を事情に
応じて選択できるという機能選択の自由が与えられる。
従って、この構成によれば、各種の外部的要因に応じて
加熱機能と圧送機能との間の意図的な調整を図り、両機
能の使い分けが可能となる。
According to this pump / heating device, the heat generation principle itself is not different from that of the conventional pump heater, but by adjusting the opening of the throttle valve by external control using a control device and an actuator, Unprecedented flexible usage, such as increasing the function of a pump by suppressing the function as a heating device, becomes possible. That is, by adding an external control means to the throttle valve whose valve opening can be adjusted, the function ratio between the heat generation function and the pumping function can be controlled, and in fact, one of the two functions can be changed according to the circumstances. The user is given the freedom to select functions.
Therefore, according to this configuration, intentional adjustment between the heating function and the pumping function can be achieved according to various external factors, and the two functions can be selectively used.

【0008】請求項2は、機械式圧送手段として渦流型
ポンプが好ましい旨を限定したものである。かかるポン
プを用いれば、加熱装置として機能させる場合に十分な
発熱量を確保できる。
[0008] Claim 2 restricts that a vortex pump is preferable as the mechanical pumping means. By using such a pump, it is possible to secure a sufficient amount of heat generated when functioning as a heating device.

【0009】請求項3は、発熱機能と圧送機能との間の
機能比率の制御手法を具体的に特定したものである。即
ち、制御装置は、外部情報に基づいて冷却液循環回路に
おける熱量の過不足を検知し、熱量が不足傾向の場合に
は絞り弁の開度を小さくして当該ポンプ兼用加熱装置の
加熱機能を相対的に高める一方で圧送機能を抑制し、逆
に熱量が過剰傾向の場合には絞り弁の開度を大きくして
当該ポンプ兼用加熱装置の圧送機能を相対的に高める一
方で加熱機能を抑制する。
A third aspect of the present invention specifically specifies a control method of a function ratio between the heat generation function and the pressure feeding function. That is, the control device detects the excess or deficiency of the heat amount in the coolant circulation circuit based on the external information, and if the heat amount is in a shortage tendency, reduces the opening of the throttle valve to reduce the heating function of the pump / heating device. On the contrary, the pumping function is suppressed while the amount of heat is excessively increased. Conversely, when the amount of heat tends to be excessive, the opening degree of the throttle valve is increased to relatively increase the pumping function of the pump and heating device, while suppressing the heating function. I do.

【0010】請求項4は、機械式圧送手段がエンジンか
らの動力供給によって駆動されるという特殊事情下にお
いて、外部情報としてエンジン負荷を考慮する場合の制
御手法に言及したものてある。即ち、制御装置は、外部
情報に基づいてエンジンの負荷状況を検知し、エンジン
負荷の低減が必要な場合には、冷却液循環回路における
熱量の過不足に関係なく絞り弁の開度を大きくする。絞
り弁開度の増大によって、冷却液の内部エネルギーを高
めるために付与すべき仕事量が減り、エンジンが機械式
圧送手段を駆動するために供給しなければならない動力
も減って、エンジン負荷の低減が図られる。
[0010] The fourth aspect refers to a control method in a case where the engine load is considered as external information under special circumstances in which the mechanical pumping means is driven by power supply from the engine. That is, the control device detects the load state of the engine based on the external information, and when the engine load needs to be reduced, increases the opening of the throttle valve regardless of whether the amount of heat in the coolant circulation circuit is excessive or insufficient. . Increasing the throttle valve opening reduces the amount of work to be provided to increase the internal energy of the coolant, and also reduces the power that the engine must supply to drive the mechanical pumping means, reducing engine load. Is achieved.

【0011】請求項5の発明は、液冷式エンジンの冷却
液循環回路において、当該循環回路を構成する冷却液の
機械式圧送手段よりも下流側に設けられるべき可変絞り
機構に関するものであり、その技術的意義は請求項1の
発明と同じである。従って、必要に応じて請求項2〜4
に記載の技術事項を請求項5と組み合わせる補正が当然
許されるものと理解すべきである。
A fifth aspect of the present invention relates to a variable throttle mechanism which is to be provided downstream of a mechanical pumping means for a cooling liquid constituting the circulation circuit in a cooling liquid circulation circuit of a liquid-cooled engine. The technical significance is the same as that of the first aspect. Accordingly, claims 2 to 4 may be made as necessary.
It should be understood that the correction combining the technical matters described in the above with claim 5 is naturally allowed.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】本発明を車輌用空調システムに適
用した一実施形態を説明する。図1は、液冷式のエンジ
ンEの冷却液の循環回路を概念的に示す。エンジンE
は、ウォータジャケットWJと、そのジャケットに冷却
液を圧送するウォータポンプWPとを備えている。冷却
液(エンジンクーラント)は、例えば水とエチレングリ
コール等とからなる不凍液である。この冷却液循環回路
はエンジンEの他に、ラジエータ11、サーモスタット
弁12、ヒータコア13、電磁バルブ13a、逆止弁1
4およびポンプ兼用加熱装置15、並びに、それらをつ
なぐ複数の配管21〜25からなる。これら配管は、ウ
ォータジャケットWJの下流側にあたる三つの配管2
1,22,23と、ウォータジャケットWJの上流側に
あたる二つの配管24,25とに大別される。配管24
は、ラジエータ11及びサーモスタット弁12を経由し
てウォータポンプWPに戻る流入側の回路又は経路を構
成する。配管25は、電磁バルブ13a及びヒータコア
13を経由してウォータポンプWPに戻る流入側の回路
又は経路を構成する。配管21は、ウォータジャケット
WJからサーモスタット弁12に到る流出側の回路又は
経路を構成する。つまりサーモスタット弁12は、配管
21と配管24との分岐点に設けられている。配管22
は、ウォータジャケットWJを逆止弁14を経由して前
記両配管24,25につなぐ流出側の回路又は経路を構
成する。配管23は、ウォータジャケットWJをポンプ
兼用加熱装置15を経由して前記両配管24,25につ
なぐ流出側の回路又は経路を構成する。配管22及び2
3はウォータジャケットWJと配管24,25との間に
おいて並列関係にある。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which the present invention is applied to a vehicle air conditioning system will be described. FIG. 1 conceptually shows a circuit for circulating a coolant of a liquid-cooled engine E. Engine E
Is provided with a water jacket WJ and a water pump WP for pumping the coolant to the jacket. The coolant (engine coolant) is an antifreeze made of, for example, water and ethylene glycol. This coolant circulation circuit includes a radiator 11, a thermostat valve 12, a heater core 13, an electromagnetic valve 13a, a check valve 1 in addition to the engine E.
4 and a pump / heating device 15 and a plurality of pipes 21 to 25 connecting them. These pipes are three pipes 2 downstream of the water jacket WJ.
1, 22, 23, and two pipes 24, 25, which are upstream of the water jacket WJ. Piping 24
Constitutes an inflow-side circuit or path returning to the water pump WP via the radiator 11 and the thermostat valve 12. The pipe 25 constitutes an inflow-side circuit or path that returns to the water pump WP via the electromagnetic valve 13a and the heater core 13. The pipe 21 constitutes a circuit or a path on the outflow side from the water jacket WJ to the thermostat valve 12. That is, the thermostat valve 12 is provided at a branch point between the pipe 21 and the pipe 24. Piping 22
Constitutes a circuit or a path on the outflow side that connects the water jacket WJ to the two pipes 24 and 25 via the check valve 14. The pipe 23 constitutes a circuit or a path on the outflow side that connects the water jacket WJ to both the pipes 24 and 25 via the pump / heating device 15. Piping 22 and 2
Reference numeral 3 denotes a parallel relationship between the water jacket WJ and the pipes 24 and 25.

【0013】ウォータポンプWPは、エンジンEのクラ
ンク軸(出力軸)にVベルト等を介して作動連結されて
おり、エンジンの駆動力を利用して作動する。ウォータ
ジャケットWJの入口近傍に配設されたウォータポンプ
WPは、配管21,24,25を経由して帰還する冷却
液をウォータジャケットWJ内に圧送する。この圧送力
こそが冷却液が循環回路を流通する際の主たる駆動力と
なる。
The water pump WP is operatively connected to the crankshaft (output shaft) of the engine E via a V-belt or the like, and operates using the driving force of the engine. The water pump WP disposed near the inlet of the water jacket WJ pumps the coolant returning via the pipes 21, 24, 25 into the water jacket WJ. This pumping force is the main driving force when the coolant flows through the circulation circuit.

【0014】ラジエータ11は、冷却液から外気への放
熱用熱交換器として機能する。サーモスタット弁12
は、配管21又は24を経由してエンジンEから流れて
きた冷却液の温度を検出し、その検出温度に応じて配管
21及び24のいずれか一方をウォータポンプWPに連
通させる。つまりサーモスタット弁12での検出温度が
設定温度(例えば80℃)未満の場合には、配管21を
ウォータポンプWPに接続して冷却液循環回路を短絡さ
せ、エンジン廃熱による冷却液の昇温を図る。他方、サ
ーモスタット弁12での検出温度が設定温度以上の場合
には、配管24をウォータポンプWPに接続することで
配管21経由の回路短絡を中止して冷却液の降温を図
る。換言すれば、サーモスタット弁12は、循環回路を
流れる冷却液に温度を指標としてラジエータ11を選択
的に通過させ、液温が前記設定温度付近を維持し得るよ
うに仕向ける。尚、ラジエータ11、サーモスタット弁
12及び配管24は、その他の回路要素及び配管と共に
冷却液を選択的に冷却するためのエンジン冷却回路を構
成する。
The radiator 11 functions as a heat exchanger for radiating heat from the coolant to the outside air. Thermostat valve 12
Detects the temperature of the coolant flowing from the engine E via the pipe 21 or 24, and connects one of the pipes 21 and 24 to the water pump WP according to the detected temperature. That is, when the temperature detected by the thermostat valve 12 is lower than the set temperature (for example, 80 ° C.), the pipe 21 is connected to the water pump WP to short-circuit the coolant circulation circuit, and the temperature of the coolant due to engine waste heat is increased. Aim. On the other hand, when the temperature detected by the thermostat valve 12 is equal to or higher than the set temperature, the short circuit through the pipe 21 is stopped by connecting the pipe 24 to the water pump WP, and the temperature of the coolant is reduced. In other words, the thermostat valve 12 selectively allows the coolant flowing through the circulation circuit to pass through the radiator 11 using the temperature as an index so that the coolant temperature can be maintained near the set temperature. The radiator 11, the thermostat valve 12, and the pipe 24 constitute an engine cooling circuit for selectively cooling the coolant together with other circuit elements and pipes.

【0015】ヒータコア13は、配管25を流れる冷却
液の熱量を利用して車室内の空気を暖める暖房用熱交換
器として機能する。電磁バルブ13aは、車輌用空調シ
ステムの冷暖房の状況に応じてエンジンEからヒータコ
ア13への冷却液の供給及び遮断を制御するON/OF
F弁(単純開閉弁)である。尚、ヒータコア13、電磁
バルブ13a及び配管25は、その他の回路要素及び配
管と共に、車輌用空調システムの暖房回路を構成する。
The heater core 13 functions as a heating heat exchanger that warms the air in the vehicle cabin by using the amount of heat of the coolant flowing through the pipe 25. The electromagnetic valve 13a is an ON / OF that controls supply and cutoff of a coolant from the engine E to the heater core 13 in accordance with a state of cooling and heating of the vehicle air conditioning system.
This is an F valve (simple on-off valve). In addition, the heater core 13, the electromagnetic valve 13a, and the piping 25 constitute a heating circuit of a vehicle air conditioning system together with other circuit elements and piping.

【0016】逆止弁14は、ウォータジャケットWJか
ら配管24及び25に向かう流出方向の流れのみを許容
する。逆止弁14は主に、サーモスタット弁12により
配管21経由の流出が止められた状況の下(つまりラジ
エータ11の有効時)、配管23経由の流出量が大きく
絞られたときに開弁し、配管24及び/又は25におけ
る冷却液の流通を常時確保する。
The check valve 14 allows only the flow in the outflow direction from the water jacket WJ toward the pipes 24 and 25. The check valve 14 mainly opens when the amount of outflow through the pipe 23 is greatly reduced under a situation where the outflow through the pipe 21 is stopped by the thermostat valve 12 (that is, when the radiator 11 is effective). The circulation of the coolant in the pipes 24 and / or 25 is always ensured.

【0017】ポンプ兼用加熱装置15は、図1に示すよ
うに、配管23に沿って直列に設けられた補助ポンプ3
0と絞り弁40とからなる。そして、両者の協働によ
り、ポンプ的機能と加熱装置的機能とのバランスをとり
ながら二つの能力を同時に(又は選択的に)発揮するこ
とができる。なお、補助ポンプ30は機械的圧送手段と
して位置づけられる。
As shown in FIG. 1, the pump / heating device 15 includes an auxiliary pump 3 provided in series along a pipe 23.
0 and a throttle valve 40. Then, by the cooperation of the two, the two functions can be simultaneously (or selectively) exhibited while balancing the functions of the pump and the functions of the heating device. In addition, the auxiliary pump 30 is positioned as a mechanical pumping means.

【0018】図2(A)及び(B)は補助ポンプ30の
内部構造の一例を示す。図2に示す構造はポンプヒータ
の典型的な内部構造としてよく知られたものである。図
2(A)及び(B)に示すように、ポンプハウジング3
1内には略環状の作動室32が区画されている。作動室
32は、導入ポート33を介して配管23の上流部に連
結されると共に、導出ポート34を介して配管23の下
流部(又は絞り弁40)に連結されている。作動室32
内には、一体化された駆動軸35及びロータ36が回転
可能に配設されている。ロータ36の前後端面には複数
の凹部又は溝36aが形成されている。ポンプハウジン
グ31の外において駆動軸35の端部にはプーリ37が
固着され、このプーリ37はVベルト(図示略)等を介
してエンジンEのクランク軸(出力軸)に作動連結され
ている。従って、エンジンEの駆動力を利用して駆動軸
35及びロータ36が回転する限り、そのポンプ的作用
により、導入ポート33から導入された冷却液が作動室
32内を巡って導出ポート34に導出される。この意味
で補助ポンプ30は、前記ウォータポンプWPと同様の
ポンプ機能を有し、ウォータポンプWPを補助する補助
ポンプとしての役目を果たし得る。
FIGS. 2A and 2B show an example of the internal structure of the auxiliary pump 30. FIG. The structure shown in FIG. 2 is well known as a typical internal structure of a pump heater. As shown in FIGS. 2A and 2B, the pump housing 3
A substantially annular working chamber 32 is defined in 1. The working chamber 32 is connected to an upstream portion of the pipe 23 via an introduction port 33 and is connected to a downstream portion (or a throttle valve 40) of the pipe 23 via an outlet port 34. Working chamber 32
Inside, an integrated drive shaft 35 and rotor 36 are rotatably disposed. A plurality of recesses or grooves 36a are formed on the front and rear end surfaces of the rotor 36. A pulley 37 is fixed to an end of the drive shaft 35 outside the pump housing 31, and the pulley 37 is operatively connected to a crankshaft (output shaft) of the engine E via a V-belt (not shown) or the like. Therefore, as long as the drive shaft 35 and the rotor 36 rotate using the driving force of the engine E, the coolant introduced from the introduction port 33 circulates through the working chamber 32 to the outlet port 34 due to its pumping action. Is done. In this sense, the auxiliary pump 30 has a pump function similar to that of the water pump WP, and can serve as an auxiliary pump that assists the water pump WP.

【0019】更に補助ポンプ30は、単にポンプとして
機能するのみならず、加熱装置としても機能する。なぜ
なら、ロータ36の回転時には作動室32の冷却液に仕
事を付与して内部エネルギーの高まりによる発熱を生じ
させることができるように、例えば作動室32の内径と
ロータ36の外径との差を微少化する等、冷却液の流通
経路を構成する部材又は部位間に流通抵抗となる隙間を
確保するといった構成が採用されているからである。こ
のため、外部から駆動軸35及びロータ36に付与され
る動力は、ロータ36が冷却液の強制圧送のためになす
仕事と、動力損失の結果として生ずる熱とに変換され
る。尚、図2(A)に示すように、ロータ36と対向す
る作動室32の湾曲内壁面により区画された断面半円形
状の溝32aと、前記ロータの溝36aとを組み合わせ
て得られる領域で、回転するロータ36の前後に矢印で
示すような冷却液の二次渦流を生じさせることができ
る。この二次渦流は、導出ポート34側と導入ポート3
3側との間に圧力差を作り出すことに一役かう。そし
て、相対的に高圧な導出ポート34側から相対的に低圧
な導入ポート33側に向けて冷却液の内部漏洩(内部リ
ーク)が生じることで、ポンプ30での発熱が促進され
る。
Further, the auxiliary pump 30 functions not only as a pump but also as a heating device. The reason is that, for example, the difference between the inner diameter of the working chamber 32 and the outer diameter of the rotor 36 is set so that work can be applied to the coolant in the working chamber 32 when the rotor 36 rotates to generate heat due to an increase in internal energy. This is because such a configuration is employed that a gap is formed between the members or parts constituting the flow path of the cooling liquid, which becomes a flow resistance, such as miniaturization. For this reason, the power externally applied to the drive shaft 35 and the rotor 36 is converted into the work that the rotor 36 performs for forcibly pumping the coolant and the heat generated as a result of the power loss. As shown in FIG. 2A, a region obtained by combining the groove 32a having a semicircular cross section defined by the curved inner wall surface of the working chamber 32 facing the rotor 36 and the groove 36a of the rotor. A secondary vortex of the coolant can be generated before and after the rotating rotor 36 as shown by the arrows. This secondary vortex flows between the outlet port 34 side and the inlet port 3
It helps to create a pressure difference between the three sides. Then, the internal leakage (internal leakage) of the coolant from the relatively high-pressure outlet port 34 toward the relatively low-pressure inlet port 33 causes heat generation in the pump 30 to be promoted.

【0020】補助ポンプ30では、ロータ36の回転数
(回転速度)が大きいほど、冷却液の圧送作用及び発熱
作用の絶対値が大きくなることは間違いない。但し、ポ
ンプ30はロータ36の回転速度に応じた冷却液の圧送
作用及び発熱作用を発揮するに過ぎず、ポンプ単独で
は、同一回転速度下で圧送作用と発熱作用との割合(機
能比率)を変えることはできない。ポンプの導出ポート
34より下流に設けられた絞り弁40こそが、ポンプ兼
用加熱装置15全体での圧送作用と発熱作用との割合変
更を実現する。
In the auxiliary pump 30, it is certain that the greater the rotation speed (rotation speed) of the rotor 36, the greater the absolute values of the pumping action and the heating action of the coolant. However, the pump 30 merely exerts a pumping action and a heat generating action of the coolant in accordance with the rotation speed of the rotor 36, and the pump alone determines the ratio (functional ratio) between the pumping action and the heating action at the same rotation speed. It cannot be changed. The throttle valve 40 provided downstream of the pump outlet port 34 realizes a change in the ratio between the pumping action and the heat generating action in the entire pump / heating device 15.

【0021】図3は、ポンプ兼用加熱装置15の一構成
要素である絞り弁40と、その制御構成とを示す。な
お、図3に示した絞り弁前後の液柱は、絞り弁40の前
後で圧力差が生じ得ることを概念的に示したものであ
り、そのような二つの液柱が実在するわけではない。
FIG. 3 shows a throttle valve 40 which is a component of the pump / heating device 15 and a control structure thereof. Note that the liquid columns before and after the throttle valve shown in FIG. 3 conceptually show that a pressure difference may occur before and after the throttle valve 40, and such two liquid columns do not actually exist. .

【0022】絞り弁40は、配管23の途中に設けられ
て当該配管の開度(つまり弁開度)を任意調節可能な開
度調節弁である。絞り弁40として使用可能な弁の具体
例を図4及び図6に示す。図4(A)及び(B)は、仕
切り板41,42の移動により弁開度調節可能な仕切り
弁を示す。図4(A)は配管23が円筒管の場合を、図
4(B)は配管23が断面方形管の場合をそれぞれ示
す。かかる仕切り弁では、仕切り板41又は42のリフ
ト量Lを、仕切り板の移動方向に沿った配管23の径D
又は一辺長Sに相当する最大リフト量で除した値(L/
D)又は(L/S)で弁開度を表現できる。図6(A)
及び(B)は、回転式の弁体43,44の回動により弁
開度調節可能な回転弁を示す。図6(A)は蝶型弁の場
合を、図6(B)は回転コック弁の場合をそれぞれ示
す。かかる回転弁では、配管23の軸線Cと弁体43又
は44の軸線とのなす角度θで弁開度を表現できる。例
えばθ=0度(deg)のときに弁開度が100%(全
開)となり、θ=80度(deg)のときに弁開度が0
%(全閉)となる。
The throttle valve 40 is an opening control valve provided in the middle of the pipe 23 and capable of arbitrarily adjusting the opening of the pipe (that is, the valve opening). FIGS. 4 and 6 show specific examples of valves that can be used as the throttle valve 40. FIGS. 4A and 4B show a partition valve whose valve opening can be adjusted by moving the partition plates 41 and 42. 4A shows a case where the pipe 23 is a cylindrical pipe, and FIG. 4B shows a case where the pipe 23 is a square pipe. In such a partition valve, the lift amount L of the partition plate 41 or 42 is set to the diameter D of the pipe 23 along the moving direction of the partition plate.
Or the value obtained by dividing by the maximum lift amount corresponding to one side length S (L /
The valve opening can be expressed by D) or (L / S). FIG. 6 (A)
(B) shows a rotary valve whose valve opening can be adjusted by rotating the rotary valve bodies 43 and 44. FIG. 6A shows the case of a butterfly valve, and FIG. 6B shows the case of a rotary cock valve. In such a rotary valve, the valve opening can be expressed by an angle θ between the axis C of the pipe 23 and the axis of the valve element 43 or 44. For example, when θ = 0 degrees (deg), the valve opening becomes 100% (fully open), and when θ = 80 degrees (deg), the valve opening becomes 0.
% (Fully closed).

【0023】図3に示すように、前記絞り弁40はアク
チュエータ45に作動連結されている。アクチュエータ
45は、仕切り板41,42又は弁体43,44を駆動
して仕切り板のリフト量L又は弁体の角度θを変更す
る。アクチュエータ45は、駆動回路46Aを介して制
御装置47と接続されている。又、前記電磁バルブ13
aも駆動回路46Bを介して制御装置47と接続されて
いる。
As shown in FIG. 3, the throttle valve 40 is operatively connected to an actuator 45. The actuator 45 drives the partition plates 41 and 42 or the valve bodies 43 and 44 to change the lift amount L of the partition plate or the angle θ of the valve body. The actuator 45 is connected to the control device 47 via a drive circuit 46A. Also, the electromagnetic valve 13
a is also connected to the control device 47 via the drive circuit 46B.

【0024】制御装置47は、車輌用空調システムの制
御全般を司る制御ユニットである。制御装置47は、情
報収集手段48から提供される外部情報に基づいて、仕
切り板のリフト量L又は弁体の角度θの最適値を演算し
てその最適開度に絞り弁40を制御したり、電磁バルブ
13aを開閉制御する。情報収集手段48とは、各種セ
ンサ類及びスイッチ類を総称したものであり、例えば回
転数センサや温度センサが含まれる。情報収集手段48
から制御装置47に提供される外部情報としては、エン
ジン回転数、冷却液の温度、車室内温度、温度設定器の
設定温度、空調システムスイッチのON/OFF設定状
況等があげられる。
The control unit 47 is a control unit that controls the overall control of the vehicle air conditioning system. The control device 47 calculates the optimum value of the lift amount L of the partition plate or the angle θ of the valve body based on the external information provided from the information collecting means 48 and controls the throttle valve 40 to the optimum opening degree. The opening and closing of the electromagnetic valve 13a is controlled. The information collecting means 48 is a general term for various sensors and switches, and includes, for example, a rotation speed sensor and a temperature sensor. Information collecting means 48
The external information provided to the control device 47 includes the engine speed, the coolant temperature, the vehicle interior temperature, the set temperature of the temperature setting device, the ON / OFF setting status of the air conditioning system switch, and the like.

【0025】補助ポンプ30に発熱機能があることは前
述したが、ポンプ30との協働により、絞り弁40にお
いても熱が発生する。次の数1の式は、絞り弁40にお
ける理論発熱量Qvを表す。
As described above, the auxiliary pump 30 has a heat generating function. In cooperation with the pump 30, heat is generated also in the throttle valve 40. The following equation 1 represents the theoretical heating value Q v of the throttle valve 40.

【0026】[0026]

【数1】 ここで、ρは冷却液の密度、gは重力加速度、hは損失
ヘッド(図3参照)、qは絞り弁を通過する冷却液の流
量(m3/s)を示す。絞り弁の前後の圧力差に相当す
る損失ヘッドhは、次の数2の式のように表される。
(Equation 1) Here, ρ is the density of the cooling liquid, g is the gravitational acceleration, h is the loss head (see FIG. 3), and q is the flow rate (m 3 / s) of the cooling liquid passing through the throttle valve. The loss head h corresponding to the pressure difference before and after the throttle valve is expressed by the following equation (2).

【0027】[0027]

【数2】 ここで、Vは冷却液の流速(m/s)、Aは配管23の
断面積(m2)、ζ(ツェータ)は損失係数を示す。損
失係数ζは、絞り弁の種類や形状によって決まる個々の
絞り弁に固有の比例定数である。換言すれば、図4及び
図6に示す絞り弁ごとに損失係数ζが与えられる。ζは
一般には実験によって判明する。数2の式を数1の式に
代入して整理すると、理論発熱量Qvは数3の式のよう
になる。
(Equation 2) Here, V represents the flow rate (m / s) of the cooling liquid, A represents the cross-sectional area (m 2 ) of the pipe 23, and ζ (zeta) represents the loss factor. The loss coefficient ζ is a proportional constant unique to each throttle valve determined by the type and shape of the throttle valve. In other words, the loss coefficient ζ is given for each throttle valve shown in FIGS. ζ is generally found by experiment. By substituting equation (2) into equation (1) and rearranging, the theoretical heating value Q v is as shown in equation (3).

【0028】[0028]

【数3】 上記理論発熱量Qvの式に基づき、各絞り弁毎に、弁開
度と発熱量との関係をコンピュータでシミュレーション
した結果が図5及び図7のグラフである。
(Equation 3) Based on the formula above theoretical calorific value Q v, for each throttle valve, simulation results of the relationship between the valve opening and the amount of heat generated by the computer is a graph of FIG. 5 and FIG.

【0029】図5における白丸プロットは図4(A)の
仕切り弁の場合を示し、黒丸プロットは図4(B)の仕
切り弁の場合を示す。図5の結果より、絞り弁40とし
て仕切り弁を用いる場合には、弁開度を表すL/D又は
L/Sがほぼ0.4(より好ましくは0.2)を境界と
して、その境界値よりも閉じ側(即ちリフト量Lの少な
い側)にあるときに顕著な発熱作用を示し、前記境界値
よりも開き側(即ちリフト量Lの多い側)にあるときに
はほとんど発熱作用を示さないことがわかる。
The white circle plot in FIG. 5 shows the case of the gate valve of FIG. 4A, and the black circle plot shows the case of the gate valve of FIG. 4B. According to the results of FIG. 5, when the gate valve is used as the throttle valve 40, L / D or L / S representing the valve opening is set to approximately 0.4 (more preferably 0.2) as a boundary value. A remarkable heat-generating effect when it is on the closed side (ie, a side with a smaller lift amount L), and hardly exhibits a heat-generating effect when it is on an open side (ie, a side with a larger lift amount L) than the boundary value. I understand.

【0030】図7における黒三角プロットは図6(A)
の蝶型弁の場合を示し、白四角プロットは図6(B)の
回転コック弁の場合を示す。図7の結果より、絞り弁4
0として回転弁を用いる場合には、弁開度を表す角度θ
がほぼ40度(より好ましくは60度)を境界として、
その境界角度よりも閉じ側(即ち角度θの大きい側)に
あるときに顕著な発熱作用を示し、前記境界角度よりも
開き側(即ち角度θの小さい側)にあるときにはほとん
ど発熱作用を示さないことがわかる。
The black triangle plot in FIG. 7 is shown in FIG.
And the white square plot shows the case of the rotary cock valve of FIG. 6 (B). According to the result of FIG.
When a rotary valve is used as 0, the angle θ representing the valve opening is used.
With approximately 40 degrees (more preferably 60 degrees) as the boundary,
A remarkable heat-generating effect is exhibited when it is on the closed side (ie, the side with a large angle θ), and hardly on the open side (ie, a side with a small angle θ) than the boundary angle. You can see that.

【0031】尚、図8のグラフは、ポンプ兼用加熱装置
15を流れる冷却液の流量qと、装置15全体としての
総発熱量QTとの相関関係を概念的に示す。図8によれ
ば、流量qBを境界としてQTの傾向が変わる。即ち、
qBよりも流量の多い領域では、流量qと総発熱量QT
とは直線的な逆相関関係にある。この多流量領域では、
ポンプ30だけで総発熱量QTのほとんどを稼ぎ出す。
これに対し、qBよりも流量の少ない領域では、前記直
線的な関係を逸脱して発熱量ΔQを上乗せするかたちで
総発熱量QTの増加がみられる。この少流量領域では、
ポンプ30での発熱量に絞り弁40での発熱量が目に見
えて加味されるためであり、前記増加量ΔQが絞り弁4
0単独での貢献分と言える。ちなみに、試作実験での総
発熱量Q Tに対する増加量ΔQの割合は、数%〜十数%
程度であった。
The graph of FIG. 8 shows a heating device that also serves as a pump.
15 and the flow rate q of the cooling liquid flowing through the
Total calorific value QTThe concept is shown conceptually. According to FIG.
If the flow rate qB is the boundary,TThe trend changes. That is,
In the region where the flow rate is larger than qB, the flow rate q and the total heat generation QT
Has a linear inverse correlation. In this multi-flow area,
Total heat Q with pump 30 aloneTEarn most of the.
On the other hand, in the region where the flow rate is smaller than qB,
Deviate from the linear relationship and add the heat value ΔQ
Total calorific value QTIncrease is seen. In this low flow rate region,
The amount of heat generated by the throttle valve 40 is visually evident from the amount of heat generated by the pump 30.
The increase amount ΔQ is determined by the throttle valve 4
It can be said that this is the contribution of 0 alone. By the way, the total
Heat value Q TThe ratio of the increase amount ΔQ to the
It was about.

【0032】次に制御装置47によるポンプ兼用加熱装
置15の制御の概要を説明する。 (ケース1):エンジンEのアイドリング回転時には、
それなりにウォータポンプWPの回転数も低い。通常の
気候条件であればそれでも問題は生じないが、夏場で気
温がかなり高い日中には、ウォータポンプWPによる冷
却水の循環流量が結果的に不足し、エンジンがオーバー
ヒート状態に陥いる等の事態が危惧される。このような
場合には、制御装置47はポンプ兼用加熱装置15を主
として補助ポンプ(第2のウォータポンプ)として機能
させる。具体的には制御装置47は、エンジン回転数や
冷却液温度等の外部情報に基づいて、メインのウォータ
ポンプWPが能力不足状態に陥っている可能性を判定す
る。そして、ウォータポンプWPが能力不足状態にある
と判定したときには、絞り弁40が全開となるようにア
クチュエータ45を制御する。これにより、絞り弁40
の発熱作用は抑制され、且つ、アイドリング回転時には
流量qも少なく補助ポンプ30での発熱も無視できる程
度であるから、ポンプ兼用加熱装置15はほとんど補助
ポンプとして機能する。なお、この場合には、電磁バル
ブ13aは閉じられ、サーモスタット弁12も配管24
をウォータポンプWPに繋ぐ。従って、冷却液は主とし
て、ウォータジャケットWJ→配管23(及びポンプ兼
用加熱装置15)→配管24(及びラジエータ11)→
ウォータポンプWPの経路で循環する。
Next, an outline of the control of the pump / heating device 15 by the control device 47 will be described. (Case 1): When the engine E is idling,
As such, the rotation speed of the water pump WP is also low. Under normal climatic conditions, there is no problem. However, during the daytime when the temperature is quite high in summer, the circulation flow rate of the cooling water by the water pump WP is eventually insufficient, and the engine is overheated. I am worried about the situation. In such a case, the control device 47 causes the pump / heating device 15 to mainly function as an auxiliary pump (second water pump). Specifically, the control device 47 determines a possibility that the main water pump WP is in a capacity shortage state based on external information such as an engine speed and a coolant temperature. When it is determined that the water pump WP is in the insufficient capacity state, the actuator 45 is controlled so that the throttle valve 40 is fully opened. Thereby, the throttle valve 40
Is suppressed, and the flow rate q is small during idling rotation, and the heat generated by the auxiliary pump 30 is negligible. Therefore, the pump / heating device 15 almost functions as an auxiliary pump. In this case, the electromagnetic valve 13a is closed, and the thermostat valve 12 is connected to the pipe 24.
To the water pump WP. Therefore, the cooling liquid is mainly water jacket WJ → pipe 23 (and pump / heating device 15) → pipe 24 (and radiator 11) →
Circulates in the path of the water pump WP.

【0033】(ケース2):冬場におけるエンジンの起
動直後や、寒冷地では、エンジンの廃熱だけで冷却液の
温度を設定温度(例えば80℃)にまで高め維持するこ
とは難しい。このような場合には、制御装置47はポン
プ兼用加熱装置15を主として補助加熱装置として機能
させる。具体的には制御装置47は、冷却液温度、車室
内温度、温度設定器の設定温度等の外部情報に基づき、
暖房要求に対し空調システム全体の発熱能力が不足状態
に陥っている可能性を判定する。そして、発熱能力が不
足していると判定したときには、その不足の程度に応じ
て絞り弁40の開度が最適絞り量となるようにアクチュ
エータ45をフィードバック制御する。これにより、絞
り弁40の発熱作用が発現され、且つ、補助ポンプ30
での内部漏洩による発熱作用も高まることから、ポンプ
兼用加熱装置15は補助加熱装置としての性格を強め、
熱量補充に貢献する。エンジンからの廃熱供給量が増え
る等すれば、絞り弁40の開度が大きくされてポンプ兼
用加熱装置15の補助加熱装置としての機能が弱められ
ることは言うまでもない。なお、この場合には、電磁バ
ルブ13aは開かれ、サーモスタット弁12は配管21
をウォータポンプWPに繋ぐ。従って、冷却液の多く
は、ウォータジャケットWJ→配管23(及びポンプ兼
用加熱装置15)→配管25(及びヒータコア13)→
ウォータポンプWPの経路で循環する一方、冷却液の一
部が、ウォータジャケットWJ→配管21→ウォータポ
ンプWPの経路で循環する。
(Case 2): Immediately after starting the engine in winter or in a cold region, it is difficult to raise and maintain the temperature of the coolant to a set temperature (for example, 80 ° C.) only by waste heat of the engine. In such a case, the control device 47 causes the heating device for pump 15 to function mainly as an auxiliary heating device. Specifically, the control device 47 determines the temperature of the cooling liquid,
It is determined that the heat generation capability of the entire air conditioning system may be in an insufficient state in response to the heating request. Then, when it is determined that the heat generation capacity is insufficient, the actuator 45 is feedback-controlled so that the opening of the throttle valve 40 becomes the optimal throttle amount in accordance with the degree of the shortage. As a result, the heating effect of the throttle valve 40 is developed, and the auxiliary pump 30
Since the heat generation effect due to the internal leakage in the pump also increases, the pump / heating device 15 strengthens its character as an auxiliary heating device,
Contributes to heat replenishment. If the amount of waste heat supplied from the engine increases, it goes without saying that the opening degree of the throttle valve 40 is increased and the function of the pump-and-heating device 15 as an auxiliary heating device is weakened. In this case, the electromagnetic valve 13a is opened, and the thermostat valve 12 is connected to the pipe 21.
To the water pump WP. Therefore, most of the coolant is supplied to the water jacket WJ → the pipe 23 (and the pump / heating device 15) → the pipe 25 (and the heater core 13) →
While circulating on the path of the water pump WP, a part of the coolant circulates on the path of the water jacket WJ → pipe 21 → water pump WP.

【0034】(ケース3):エンジンEが補機類(ポン
プ兼用加熱装置15は補機の一つである)を駆動する際
の負荷を一時的に減らしたい場合がある。例えば、スタ
ータモータでエンジンを起動するときや、追い越し加速
等の車輌加速時である。ポンプ兼用加熱装置15におい
て絞り弁40の開度が絞られていると、補助ポンプ30
のロータ36を駆動するために必要な動力も大きくな
る。それ故、エンジン負荷を一時的に低減する必要があ
る場合、つまりエンジン負荷の低減を最優先する場合に
は、制御装置47は絞り弁40を強制全開すべく、アク
チュエータ45を制御する。なお、この場合には冷却液
が、配管24又は配管25のいずれを経由して循環して
もよい。
(Case 3): There is a case where it is desired to temporarily reduce the load when the engine E drives accessories (the pump / heating device 15 is one of the accessories). For example, when starting the engine with a starter motor, or when accelerating a vehicle such as overtaking acceleration. When the opening of the throttle valve 40 is reduced in the pump / heating device 15, the auxiliary pump 30
The power required to drive the rotor 36 is also increased. Therefore, when it is necessary to temporarily reduce the engine load, that is, when the reduction of the engine load is the highest priority, the control device 47 controls the actuator 45 to forcibly and fully open the throttle valve 40. In this case, the cooling liquid may be circulated through either the pipe 24 or the pipe 25.

【0035】(効果)本実施形態によれば、以下のよう
な効果を得ることができる。 ○ 制御装置47及びアクチュエータ45を用いた外部
制御により絞り弁40の開度を調節することで、加熱装
置としての機能を抑制し、ポンプ的機能を増大させると
いう従来にない柔軟な使い方が可能となる。
(Effects) According to the present embodiment, the following effects can be obtained. ○ By adjusting the opening of the throttle valve 40 by external control using the control device 47 and the actuator 45, the function as a heating device can be suppressed and the function like a pump can be increased, enabling a more flexible use than ever before. Become.

【0036】〇 絞り弁開度の外部制御により、ポンプ
兼用加熱装置15における発熱機能と圧送機能との間の
機能比率が制御可能となり、事実上前記二つの機能のう
ちの一方を事情に応じて選択することができる(機能選
択の自由度付与)。従って、外部的要因に応じて加熱機
能と圧送機能との間の意図的な調整を図り、両機能を使
い分けることができる。
(2) The external ratio of the throttle valve can be controlled externally to control the function ratio between the heat generation function and the pumping function in the pump / heating device 15, and in fact, one of the two functions can be changed according to the circumstances. Can be selected (giving the freedom of function selection). Therefore, intentional adjustment between the heating function and the pressure feeding function can be achieved according to external factors, and both functions can be used properly.

【0037】(別例)本発明の実施形態を以下のように
変更してもよい。 ○ 図1の冷却液循環回路において、ウォータポンプW
Pを省略しポンプ30に主ウォータポンプとしての役目
を担わせてもよい。
(Another Example) The embodiment of the present invention may be modified as follows. ○ In the coolant circulation circuit of FIG.
P may be omitted and the pump 30 may serve as a main water pump.

【0038】〇 図1の循環回路からポンプ30を取り
除き、絞り弁40のみで絞り弁機構を構成してもよい。
この場合には、冷却液の圧送駆動力を生むポンプとして
ウォータポンプWPが必須となろう。
(1) The pump 30 may be removed from the circulation circuit of FIG. 1 and the throttle valve mechanism may be constituted only by the throttle valve 40.
In this case, the water pump WP will be indispensable as a pump that generates the driving force for pumping the coolant.

【0039】(各請求項に記載した以外の技術的思想の
要点)請求項1〜5において、前記絞り弁は、仕切り板
の移動により弁開度調節可能な仕切り弁であること。
(Points of technical idea other than those described in each claim) In the above-mentioned claims, the throttle valve is a partition valve whose valve opening can be adjusted by moving a partition plate.

【0040】請求項1〜5において、前記絞り弁は、弁
体の角度に応じて弁開度調節可能な回転弁であること。
より好ましくは蝶型弁であること。特に蝶型弁によれ
ば、微妙な開度調節も可能となる。
The throttle valve according to any one of claims 1 to 5, wherein the throttle valve is a rotary valve whose valve opening can be adjusted according to an angle of a valve body.
More preferably, it is a butterfly valve. In particular, according to the butterfly valve, fine adjustment of the opening degree is also possible.

【0041】[0041]

【発明の効果】本発明のポンプ兼用加熱装置および可変
絞り機構によれば、各種の外部的要因に応じて加熱機能
と圧送機能との間の意図的な調整を図り、両機能の使い
分けが可能となる。
According to the heating device combined with the pump and the variable throttle mechanism of the present invention, the heating function and the pumping function can be intentionally adjusted according to various external factors, and both functions can be used properly. Becomes

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】車輌用空調システムにおける冷却液循環回路の
概略平面図。
FIG. 1 is a schematic plan view of a coolant circulation circuit in a vehicle air conditioning system.

【図2】ポンプの縦断面および横断面を示す断面図。FIG. 2 is a sectional view showing a longitudinal section and a transverse section of the pump.

【図3】絞り弁及びその制御構成を示す概略図。FIG. 3 is a schematic diagram showing a throttle valve and a control configuration thereof.

【図4】仕切り板型絞り弁の例を示す断面図。FIG. 4 is a sectional view showing an example of a partition plate type throttle valve.

【図5】仕切り板のリフト比と絞り弁での発熱量との関
係を示すグラフ。
FIG. 5 is a graph showing a relationship between a lift ratio of a partition plate and a calorific value at a throttle valve.

【図6】回転型絞り弁の例を示す断面図。FIG. 6 is a sectional view showing an example of a rotary throttle valve.

【図7】弁体の角度と絞り弁での発熱量との関係を示す
グラフ。
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the angle of a valve body and the amount of heat generated by a throttle valve.

【図8】流量とポンプ兼用加熱装置での総発熱量との関
係を示すグラフ。
FIG. 8 is a graph showing a relationship between a flow rate and a total calorific value in a pump / heating device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

15…ポンプ兼用加熱装置、30…ポンプ(機械式圧送
手段)、32…作動室、36…ロータ、40…絞り弁、
45…アクチュエータ、47…制御装置、48…情報収
集手段、E…エンジン(外部駆動源)、WP…ウォータ
ポンプ。
15: Pump / heating device, 30: Pump (mechanical pumping means), 32: Working chamber, 36: Rotor, 40: Throttle valve,
45 ... actuator, 47 ... control device, 48 ... information collecting means, E ... engine (external drive source), WP ... water pump.

───────────────────────────────────────────────────── 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) F01P 5/10 F01P 5/10 B 7/14 7/14 Z 7/16 504 7/16 504E 9/00 9/00 F04B 49/06 321 F04B 49/06 321Z (72)発明者 丹羽 正美 愛知県刈谷市豊田町2丁目1番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 (72)発明者 星野 辰幸 愛知県刈谷市豊田町2丁目1番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 Fターム(参考) 3H045 AA05 AA10 AA12 AA23 BA31 CA09 CA19 CA21 CA24 CA29 DA16 DA19 EA34 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI theme coat ゛ (Reference) F01P 5/10 F01P 5/10 B 7/14 7/14 Z 7/16 504 7/16 504E 9/00 9/00 F04B 49/06 321 F04B 49/06 321Z (72) Inventor Masami Niwa 2-1-1 Toyota-cho, Kariya-shi, Aichi Prefecture Inside Toyota Industries Corporation (72) Inventor Tatsuyuki Hoshino Toyota, Kariya-shi Aichi Prefecture 2 chome, 1-cho F-term in Toyota Industries Corporation (reference) 3H045 AA05 AA10 AA12 AA23 BA31 CA09 CA19 CA21 CA24 CA29 DA16 DA19 EA34

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 液冷式エンジンの冷却液循環回路に配設
されるポンプ兼用加熱装置であって、 冷却液を圧送する機械式圧送手段と、 前記圧送手段の下流側に設けられた弁開度調節可能な絞
り弁と、 前記絞り弁の開度を調節するアクチュエータと、 制御に必要な外部情報を得るための情報収集手段と、 前記情報収集手段から提供される外部情報に基づいて前
記絞り弁の適切な開度を決定し、その弁開度に前記絞り
弁の弁開度を調節すべく前記アクチュエータを制御する
制御装置とを備えたポンプ兼用加熱装置。
1. A pump / heating device provided in a coolant circulation circuit of a liquid-cooled engine, comprising: mechanical pumping means for pumping a coolant; and a valve provided on a downstream side of the pumping means. A throttle valve capable of adjusting the degree, an actuator for adjusting the opening of the throttle valve, an information collecting means for obtaining external information necessary for control, and the throttle based on external information provided from the information collecting means. A control device for determining an appropriate opening of the valve and controlling the actuator to adjust the opening of the throttle valve to the opening of the valve;
【請求項2】 前記機械式圧送手段は、作動室と、その
作動室内に設けられたロータとを備え、ロータの回転に
より作動室に取り込んだ冷却液を前記絞り弁に向けて圧
送する際の動力損失に基づいて発熱可能な渦流型ポンプ
であることを特徴とする請求項1に記載のポンプ兼用加
熱装置。
2. The mechanical pumping means includes a working chamber and a rotor provided in the working chamber. When the cooling fluid taken into the working chamber by the rotation of the rotor is pumped toward the throttle valve, The pump / heater according to claim 1, wherein the vortex pump is capable of generating heat based on power loss.
【請求項3】 前記制御装置は、前記外部情報に基づい
て冷却液循環回路における熱量の過不足を検知し、熱量
が不足傾向の場合には前記絞り弁の開度を小さくして当
該ポンプ兼用加熱装置の加熱機能を相対的に高める一方
で圧送機能を抑制し、逆に熱量が過剰傾向の場合には前
記絞り弁の開度を大きくして当該ポンプ兼用加熱装置の
圧送機能を相対的に高める一方で加熱機能を抑制するこ
とを特徴とする請求項1又は2に記載のポンプ兼用加熱
装置。
3. The control device detects, based on the external information, whether the amount of heat in the coolant circulation circuit is excessive or deficient. While the heating function of the heating device is relatively increased, the pumping function is suppressed, and conversely, when the amount of heat tends to be excessive, the opening of the throttle valve is increased to relatively increase the pumping function of the pump / heating device. The pump / heating device according to claim 1 or 2, wherein the heating function is suppressed while increasing the temperature.
【請求項4】 前記機械式圧送手段はエンジンからの動
力供給によって駆動され、前記制御装置は、前記外部情
報に基づいてエンジンの負荷状況を検知し、エンジン負
荷の低減が必要な場合には、冷却液循環回路における熱
量の過不足に関係なく前記絞り弁の開度を大きくするこ
とを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のポ
ンプ兼用加熱装置。
4. The mechanical pumping means is driven by power supply from an engine, and the control device detects a load state of the engine based on the external information, and when it is necessary to reduce the engine load, The pump / heating device according to any one of claims 1 to 3, wherein the degree of opening of the throttle valve is increased regardless of whether the amount of heat in the coolant circulation circuit is excessive or insufficient.
【請求項5】 液冷式エンジンの冷却液循環回路におい
て、当該循環回路を構成する冷却液の機械式圧送手段よ
りも下流側に設けられるべき可変絞り機構であって、 弁開度調節可能な絞り弁と、 前記絞り弁の開度を調節するアクチュエータと、 制御に必要な外部情報を得るための情報収集手段と、 前記情報収集手段から提供される外部情報に基づいて前
記絞り弁の適切な開度を決定し、その弁開度に前記絞り
弁の弁開度を調節すべく前記アクチュエータを制御する
制御装置とを備えた可変絞り機構。
5. A variable throttle mechanism which is to be provided downstream of a mechanical pumping means for a cooling liquid constituting the circulation circuit in a coolant circulation circuit of a liquid-cooled engine, wherein the valve opening degree can be adjusted. A throttle valve, an actuator for adjusting the opening of the throttle valve, an information collecting unit for obtaining external information necessary for control, and an appropriate information of the throttle valve based on the external information provided from the information collecting unit. A variable throttle mechanism comprising: a controller that determines an opening degree and controls the actuator to adjust the valve opening degree of the throttle valve to the valve opening degree.
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JP2013504717A (en) * 2009-09-16 2013-02-07 ピールブルグ パンプ テクノロジー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング Mechanical coolant pump

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100473555C (en) * 2004-02-26 2009-04-01 万泰克有限公司 Vehicle supplemental heating system
US8480006B2 (en) 2006-09-08 2013-07-09 Ventech, Llc Vehicle supplemental heating system
DE102007043014A1 (en) * 2007-09-11 2009-03-12 Webasto Ag Recuperation system for supporting energy balance of vehicle i.e. motor vehicle, has controller controlling heating efficiency of fluid eddy heater corresponding to driving conditions of vehicle over throttle and single solenoid valves
WO2010014717A2 (en) 2008-07-29 2010-02-04 Ventech, Llc Supplemental heating system including integral heat exchanger
DE102019105505A1 (en) * 2019-03-05 2020-09-10 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Coolant circuit in a vehicle
DE102019209907A1 (en) * 2019-07-05 2021-01-07 Ford Global Technologies, Llc Arrangement and method for temperature control of an internal combustion engine and electrical drive components of a hybrid vehicle
EP3760848B1 (en) 2019-07-05 2023-03-08 Ford Global Technologies, LLC Arrangement and method for controlling the temperature of an internal combustion engine and electric drive components of a hybrid vehicle

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013504717A (en) * 2009-09-16 2013-02-07 ピールブルグ パンプ テクノロジー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング Mechanical coolant pump
US8955471B2 (en) 2009-09-16 2015-02-17 Pierburg Pump Technology Gmbh Mechanical coolant pump

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