JP2008232031A - Exhaust heat recovery device - Google Patents

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茂樹 木野村
Naoto Yumizashi
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To materialize efficient and effective recovery and use of exhaust heat. <P>SOLUTION: A vehicle 10 is provided with an exhaust heat recovery system 300. An exhaust heat recovery apparatus 360 and an EGR cooler 370 are arranged in a supply route of cooling water in series with a heater core 350 and mutually in parallel in the exhaust heat recovery system 300. A flow rate ratio control valve 380 varying flow rate ratio of cooling water among a plurality of exhaust heat collecting means is installed between the heater core 350 and the exhaust heat recovery means. ECU 100 controls an operation state of flow rate ratio control valve 380 by executing flow rate ratio control process. Each operation mode of a low water temperature mode, a middle water temperature mode, high water temperature mode or a very high water temperature mode is selected and executed according to cooling water temperature Thw, flow rate ratio between the exhaust heat recovery apparatus 360 and the EGR cooler 370 are optimized and flow rate of cooling water is optimized in each operation mode. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、内燃機関の排気熱を回収可能な排気熱回収装置の技術分野に関する。   The present invention relates to a technical field of an exhaust heat recovery device capable of recovering exhaust heat of an internal combustion engine.

この種の装置として、EGR(Exhaust Gas Recirculation:排気ガス再循環)クーラを備えるものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に開示された排熱回収システム(以下、「従来の技術」と称する)によれば、当該EGRクーラとの熱交換により昇温せしめられた冷却水をヒータコアに供給することにより、暖房能力が不足した場合等においても速やかな暖房を行うことができ、乗員の快適性を向上させることが可能であるとされている。   As this type of apparatus, an apparatus provided with an EGR (Exhaust Gas Recirculation) cooler has been proposed (see, for example, Patent Document 1). According to the exhaust heat recovery system disclosed in Patent Document 1 (hereinafter referred to as “conventional technology”), the cooling water heated by heat exchange with the EGR cooler is supplied to the heater core, thereby heating the heater core. It is said that rapid heating can be performed even when the ability is insufficient, and passenger comfort can be improved.

尚、ヒータコアと蓄熱器とが並列に配置された冷却回路構造において、エンジン停止時に蓄熱器に蓄えられた高温の冷却水により暖房を行う装置も提案されている(例えば、特許文献2参照)。   In addition, in the cooling circuit structure in which the heater core and the heat accumulator are arranged in parallel, an apparatus for heating with high-temperature cooling water stored in the heat accumulator when the engine is stopped has been proposed (for example, see Patent Document 2).

特開2005−173582号公報JP 2005-173582 A 特開平9−272327号公報JP-A-9-272327

内燃機関は、例えば始動時等、機関暖機が不十分な状況において燃焼が安定しない。通常、このような燃焼が安定しない期間については、燃焼性をより悪化させ得るEGRの利用は行われない。EGR装置が利用されない場合、当然ながらEGRクーラが排気熱を回収することもない。従って、機関暖機が不十分な状況等では、冷却水に排気熱を付与することは難しい。このため、内燃機関を暖機する観点からみた場合、従来の技術は必ずしも有効に作用しない。即ち、従来の技術には、車内の暖房と機関暖機とを場合によっては両立させ難いという技術的な問題点がある。   The combustion of an internal combustion engine is not stable in a situation where engine warm-up is insufficient, such as at the time of starting. Usually, in such a period in which combustion is not stable, use of EGR that can further deteriorate the combustibility is not performed. When the EGR device is not used, the EGR cooler naturally does not recover the exhaust heat. Therefore, it is difficult to give exhaust heat to the cooling water in a situation where engine warm-up is insufficient. For this reason, when viewed from the viewpoint of warming up the internal combustion engine, the conventional technique does not always work effectively. In other words, the conventional technique has a technical problem that it is difficult to achieve both heating in the vehicle and engine warm-up in some cases.

本発明は上述した問題点に鑑みてなされたものであり、排気熱の効率的且つ効果的な回収及び利用を実現し得る排気熱回収装置を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an exhaust heat recovery apparatus capable of realizing efficient and effective recovery and use of exhaust heat.

上述した課題を解決するため、本発明に係る排気熱回収装置は、冷却水の供給対象として内燃機関及びヒータコアを含む車両において該内燃機関の排気に係る排気熱を回収する排気熱回収装置であって、前記供給対象の一部として前記冷却水の供給経路に前記ヒータコアと直列に且つ相互に並列に配置された、前記排気熱を回収可能な複数の排気熱回収手段と、該複数の排気熱回収手段相互間における前記冷却水の流量比を変更可能な流量比変更手段とを具備することを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, an exhaust heat recovery apparatus according to the present invention is an exhaust heat recovery apparatus that recovers exhaust heat related to exhaust gas from an internal combustion engine in a vehicle including an internal combustion engine and a heater core as a cooling water supply target. A plurality of exhaust heat recovery means capable of recovering the exhaust heat, arranged in series with the heater core as a part of the supply target and in parallel with the heater core, and the exhaust heat And a flow rate ratio changing means capable of changing the flow rate ratio of the cooling water between the recovery means.

本発明に係る排気熱回収装置によれば、冷却水の供給経路において、ヒータコアと直列に、且つ相互に並列して配置された複数の排気熱回収手段各々における冷却水の流量比が、流量比変更手段によって変更可能に構成される。従って、個々の排気熱回収手段に供給される冷却水の流量を個別に最適化することが可能となる。   According to the exhaust heat recovery apparatus of the present invention, in the cooling water supply path, the flow rate of the cooling water in each of the plurality of exhaust heat recovery means arranged in series with the heater core and in parallel with each other is the flow rate ratio. It can be changed by changing means. Therefore, the flow rate of the cooling water supplied to each exhaust heat recovery means can be individually optimized.

このため、本発明に係る排気熱回収装置によれば、複数の排気熱回収手段と直列に配置されたヒータコアにおいて冷却水との熱交換を効果的に行わせ(即ち、ヒータコアに対し十分に熱供給を行い)、且つ複数の排気熱回収手段各々が相互に並列に配置されることによる流路抵抗の低減を図りつつ、排気熱回収手段各々の構成、用途或いは動作条件に応じて、当該各々における熱交換に供し得る冷却水の流量を適切に制御することが可能となる。即ち、排気熱の効率的且つ効果的な回収及びその利用が可能となる。   Therefore, according to the exhaust heat recovery apparatus according to the present invention, heat exchange with the cooling water is effectively performed in the heater core arranged in series with the plurality of exhaust heat recovery means (that is, sufficient heat is supplied to the heater core. Each of the plurality of exhaust heat recovery means is arranged in parallel with each other, and the flow resistance is reduced. It is possible to appropriately control the flow rate of the cooling water that can be used for heat exchange in. That is, the exhaust heat can be efficiently and effectively recovered and used.

本発明に係る排気熱回収装置の一の態様では、少なくとも前記冷却水の温度を含む前記内燃機関の動作条件を特定する特定手段と、該特定された動作条件に基づいて前記流量比及び前記複数の排気熱回収手段の少なくとも一部に供給すべき前記冷却水の流量のうち少なくとも一方を設定する設定手段と、該設定された少なくとも一方に応じて前記流量比変更手段を制御する第1の制御手段とを更に具備する。   In one aspect of the exhaust heat recovery apparatus according to the present invention, specifying means for specifying an operating condition of the internal combustion engine including at least the temperature of the cooling water, the flow rate ratio and the plurality of the plurality of operating conditions based on the specified operating condition Setting means for setting at least one of the flow rates of the cooling water to be supplied to at least a part of the exhaust heat recovery means, and a first control for controlling the flow rate ratio changing means according to the set at least one Means.

この態様によれば、冷却水温を含む内燃機関の動作条件に基づいて設定された、上述した流量比又は複数の排気熱回収手段の少なくとも一部に供給すべき冷却水の流量、或いはその両方に応じて、流量比変更手段が制御される。従って、個々の排気熱回収手段をより効率的且つ効果的に機能させることが可能となる。   According to this aspect, the flow rate ratio set based on the operating conditions of the internal combustion engine including the cooling water temperature or the flow rate of the cooling water to be supplied to at least part of the plurality of exhaust heat recovery means, or both Accordingly, the flow rate ratio changing means is controlled. Therefore, the individual exhaust heat recovery means can be functioned more efficiently and effectively.

尚、この態様では、前記内燃機関の機関回転から独立して前記供給経路に前記冷却水を供給可能な供給手段と、前記設定された少なくとも一方に応じて前記供給手段を制御する第2の制御手段とを更に具備してもよい。   In this aspect, the supply means capable of supplying the cooling water to the supply path independently from the engine rotation of the internal combustion engine, and the second control for controlling the supply means according to at least one of the set values. And a means.

この場合、排気熱回収手段各々に供給すべき冷却水の流量を、実質的に自由に制御することが可能となる。従って、排熱回収手段が相互に並列配置されることによる利益を享受しつつ、実質的に個々の排熱回収手段に対応する流量を自由に制御し得る点において、実践上極めて高い利益が提供される。   In this case, the flow rate of the cooling water to be supplied to each of the exhaust heat recovery means can be controlled substantially freely. Therefore, while enjoying the benefits of the waste heat recovery means being arranged in parallel with each other, the practically high benefit is provided in that the flow rate corresponding to each individual waste heat recovery means can be freely controlled. Is done.

また、この態様では、前記複数の排気熱回収手段は、前記内燃機関の吸気系に還流されるEGRガスを冷却可能なEGRクーラ、及び前記回収した排気熱により前記冷却水を加熱可能な排気熱回収器を含んでもよい。   In this aspect, the plurality of exhaust heat recovery means include an EGR cooler capable of cooling EGR gas recirculated to the intake system of the internal combustion engine, and exhaust heat capable of heating the cooling water by the recovered exhaust heat. A collector may also be included.

排気熱回収手段としてEGRクーラが備わる場合、吸気管、吸気マニホールド又は吸気ポート等を包括する概念としての吸気系に還流されるEGRガスとしての排気を、冷却水との熱交換により冷却することが可能となり、吸気効率の低下等に起因する内燃機関の性能低下が防止される等して好適である。また、排気熱回収手段として排気熱回収器が備わる場合、顕著には始動時等、内燃機関の未暖機時において排気熱から回収した熱を冷却水に付与し、内燃機関の早期暖機を図り得る点において効果的である。   When the EGR cooler is provided as the exhaust heat recovery means, the exhaust as EGR gas recirculated to the intake system as a concept including the intake pipe, the intake manifold, the intake port, etc. can be cooled by heat exchange with the cooling water. This is preferable because it prevents a decrease in the performance of the internal combustion engine due to a decrease in intake efficiency or the like. Further, when an exhaust heat recovery device is provided as an exhaust heat recovery means, the heat recovered from the exhaust heat when the internal combustion engine is not warmed up, such as at the time of start-up, is applied to the cooling water, so that the internal combustion engine can be warmed up early. It is effective in that it can be achieved.

一方で、これらEGRクーラ及び排気熱回収器相互間の動作条件は、大きく異なり得る。例えば、未暖機時にEGRガスを吸気系に還流させると、燃焼性の更なる悪化を招きかねないため、一般的には、未暖機時においてEGR装置は非稼動状態を採る。反対に、排気熱回収器の使用を暖機後も継続すると(即ち、冷却水への熱供給を継続すると)、冷却水を意味無く昇温させるだけであり、結局ラジエータ等の放熱手段の頻繁な使用を促すのみである。複数の排気熱回収手段に係る動作条件が、このように比較的大きく異なり得る場合には、流量比変更手段及び供給手段の相乗効果によりもたらされる実践上の利益は大きいものとなる。   On the other hand, the operating conditions between the EGR cooler and the exhaust heat recovery unit can vary greatly. For example, if the EGR gas is recirculated to the intake system when the engine is not warmed up, the combustibility may be further deteriorated. Therefore, the EGR device is generally in a non-operating state when the engine is not warmed up. On the other hand, if the exhaust heat recovery unit is used even after warming up (that is, if the heat supply to the cooling water is continued), the temperature of the cooling water is merely increased without meaning, and eventually the heat radiation means such as a radiator is frequently used. It only encourages proper use. If the operating conditions related to the plurality of exhaust heat recovery means can be relatively different in this way, the practical benefit brought about by the synergistic effect of the flow rate ratio changing means and the supply means will be great.

EGRクーラ及び排気熱回収器を備えた本発明に係る排気熱回収装置の一の態様では、前記設定手段は、前記冷却水の温度が低い場合に大きくなるように、前記特定された冷却水の温度に応じて少なくとも前記排気熱回収器に対応する前記流量比を設定する。   In one aspect of the exhaust heat recovery apparatus according to the present invention including an EGR cooler and an exhaust heat recovery device, the setting means is configured to increase the specified cooling water when the temperature of the cooling water is low. The flow rate ratio corresponding to at least the exhaust heat recovery device is set according to the temperature.

この場合、冷却水の温度が低い場合に大きくなるように少なくとも排気熱回収器に対応する流量比が設定されるため、内燃機関の暖機を促進することが可能となり実践上有益である。   In this case, since the flow rate ratio corresponding to at least the exhaust heat recovery device is set so as to increase when the temperature of the cooling water is low, warming up of the internal combustion engine can be promoted, which is beneficial in practice.

EGRクーラ及び排気熱回収器を備えた本発明に係る排気熱回収装置の他の態様では、前記設定手段は、前記冷却水の温度が高い場合に大きくなるように、前記特定された冷却水の温度に応じて少なくとも前記EGRクーラに対応する前記流量比を設定する。   In another aspect of the exhaust heat recovery apparatus according to the present invention including an EGR cooler and an exhaust heat recovery device, the setting means is configured to increase the specified cooling water so as to increase when the temperature of the cooling water is high. The flow rate ratio corresponding to at least the EGR cooler is set according to the temperature.

この場合、冷却水の温度が高い場合に大きくなるように少なくともEGRクーラに対応する流量比が設定されるため、EGRガスを効果的に冷却することが可能となり実践上有益である。   In this case, since the flow rate ratio corresponding to at least the EGR cooler is set so as to increase when the temperature of the cooling water is high, the EGR gas can be effectively cooled, which is useful in practice.

EGRクーラ及び排気熱回収器を備えた本発明に係る排気熱回収装置の他の態様では、前記特定手段は、前記動作条件の一部として前記内燃機関の負荷状態を特定し、前記設定手段は、前記特定された負荷状態が所定の高負荷状態に該当する場合に、少なくとも前記EGRクーラに優先して前記排気熱回収器が冷却されるように前記少なくとも一方を設定する。   In another aspect of the exhaust heat recovery apparatus according to the present invention including an EGR cooler and an exhaust heat recovery device, the specifying means specifies a load state of the internal combustion engine as a part of the operating condition, and the setting means includes When the specified load state corresponds to a predetermined high load state, at least one is set so that the exhaust heat recovery device is cooled at least in preference to the EGR cooler.

この場合、少なくとも排気熱回収器の冷却をEGRクーラの冷却に優先することが可能となるため、排気熱回収器が過剰に高温な状態に陥ることが防止され、実践上有益である。   In this case, cooling of the exhaust heat recovery device can be prioritized over cooling of the EGR cooler, so that the exhaust heat recovery device is prevented from falling into an excessively high temperature state, which is useful in practice.

本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。   Such an operation and other advantages of the present invention will become apparent from the embodiments described below.

<発明の実施形態>
<第1実施形態>
<実施形態の構成>
始めに、図1を参照して、本発明の第1実施形態に係る車両10の構成について説明する。ここに、図1は、車両10の構成を概念的に表してなる概略構成図である。
<Embodiment of the Invention>
<First Embodiment>
<Configuration of Embodiment>
First, the configuration of the vehicle 10 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic configuration diagram conceptually showing the configuration of the vehicle 10.

図1において、車両10は、ECU100、エンジン200、排気熱回収システム300を備える。   In FIG. 1, the vehicle 10 includes an ECU 100, an engine 200, and an exhaust heat recovery system 300.

ECU100は、図示せぬCPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)等を備え、車両10の動作全体を制御することが可能に構成された電子制御ユニットであり、
本発明に係る「特定手段」、「設定手段」、「第1の制御手段」及び「第2の制御手段」の夫々一例として機能するように構成されている。尚、本発明に係るこれら各手段の物理的、機械的、機構的又は電気的な構成は、当該手段に係る機能を実現可能な限りにおいてハードウェア的に一体に構成されたECU100に限定されず、例えば相互に異なるハードウェア構成を採ってもよいし、その他の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採ってもよい。ECU100は、排気熱回収システム300と共に、本発明に係る「排気熱回収装置」の一例を構成しており、ROMに格納された制御用のプログラムに従って、後述する流量比制御処理を実行することが可能に構成される。
The ECU 100 is an electronic control unit that includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and the like (not shown) and is configured to be able to control the entire operation of the vehicle 10. ,
Each of the “specifying means”, “setting means”, “first control means”, and “second control means” according to the present invention is configured to function as an example. It should be noted that the physical, mechanical, mechanical, or electrical configuration of each means according to the present invention is not limited to the ECU 100 that is integrally configured in hardware as long as the function according to the means can be realized. For example, different hardware configurations may be adopted, and various other processing units, various controllers, various computer systems such as a microcomputer device, and the like may be employed. The ECU 100, together with the exhaust heat recovery system 300, constitutes an example of an “exhaust heat recovery device” according to the present invention, and can execute a flow rate ratio control process, which will be described later, according to a control program stored in the ROM. Configured to be possible.

エンジン200は、本発明に係る「内燃機関」の一例たるガソリンエンジンである。尚、本発明に係る「内燃機関」とは、例えば複数の気筒を有し、当該複数の気筒の各々における燃焼室において、例えばガソリン或いは各種アルコール等の各種燃料と吸入空気との混合体である混合気が燃焼した際に発生する爆発力たる動力を、例えばピストン及びコネクティングロッド等の機械的な伝達経路を適宜介して、例えばクランク軸等の出力軸を介して動力として出力可能な機関を包括する概念であり、例えば2サイクル或いは4サイクルレシプロエンジン等を好適に含む趣旨である。ここで、図2を参照し、エンジン200の詳細な構成について説明する。ここに、図2は、エンジン200の模式図である。尚、図2において、図1と重複する箇所には同一の符合を付してその説明を適宜省略することとする。   The engine 200 is a gasoline engine as an example of the “internal combustion engine” according to the present invention. The “internal combustion engine” according to the present invention is, for example, a mixture of various fuels such as gasoline or various alcohols and intake air in a combustion chamber in each of the plurality of cylinders. Includes engines that can output power as explosive power generated when the air-fuel mixture burns, as appropriate, via a mechanical transmission path such as a piston and connecting rod, for example, via an output shaft such as a crankshaft. This is a concept that preferably includes, for example, a 2-cycle or 4-cycle reciprocating engine. Here, a detailed configuration of the engine 200 will be described with reference to FIG. Here, FIG. 2 is a schematic diagram of the engine 200. In FIG. 2, the same reference numerals are given to the same portions as those in FIG. 1, and the description thereof is omitted as appropriate.

図2において、エンジン200は、気筒201内において燃焼室に点火プラグ(符号省略)の一部が露出してなる点火装置202による点火動作を介して混合気を燃焼せしめると共に、係る燃焼による爆発力に応じて生じるピストン203の往復運動を、コネクティングロッド204を介してクランクシャフト205の回転運動に変換することが可能に構成されている。また、クランクシャフト205近傍には、クランクシャフト205の回転位置(即ち、クランク角)を検出するクランクポジションセンサ206が設置されている。クランクポジションセンサ206は、ECU100と電気的に接続されており、ECU100は、クランクポジションセンサ206によって検出されたクランク角に基づいて、点火装置202の点火時期等を制御することが可能に構成されている。また、ECU100は、クランクシャフト205の回転位置に基づいてエンジン200の機関回転数NEを算出することが可能に構成されている。尚、エンジン200は、紙面と垂直な方向に4本の気筒201が直列に配されてなる直列4気筒エンジンであるが、個々の気筒201の構成は相互に等しいため、図2においては一の気筒201についてのみ説明を行うこととする。   In FIG. 2, an engine 200 burns an air-fuel mixture through an ignition operation by an ignition device 202 in which a part of a spark plug (not shown) is exposed in a combustion chamber in a cylinder 201, and an explosive force due to such combustion. The reciprocating motion of the piston 203 that occurs in response to the above is converted into the rotational motion of the crankshaft 205 via the connecting rod 204. A crank position sensor 206 that detects the rotational position (ie, crank angle) of the crankshaft 205 is installed in the vicinity of the crankshaft 205. The crank position sensor 206 is electrically connected to the ECU 100, and the ECU 100 is configured to be able to control the ignition timing and the like of the ignition device 202 based on the crank angle detected by the crank position sensor 206. Yes. Further, the ECU 100 is configured to be able to calculate the engine speed NE of the engine 200 based on the rotational position of the crankshaft 205. The engine 200 is an in-line four-cylinder engine in which four cylinders 201 are arranged in series in a direction perpendicular to the paper surface. However, since the configurations of the individual cylinders 201 are equal to each other, in FIG. Only the cylinder 201 will be described.

エンジン200において、外部から吸入された空気は吸気管207を通過し、吸気ポート210において、インジェクタ212から噴射された燃料と混合されて前述の混合気となる。燃料は、図示せぬ燃料タンクに貯留されており、図示せぬフィードポンプの作用により、図示せぬデリバリパイプを介してインジェクタ212に圧送供給されている。インジェクタ212は、ECU100と電気的に接続されており、この供給される燃料を、ECU100の制御に従って吸気ポート210に噴射することが可能に構成されている。尚、燃料を噴射する噴射手段の形態は、図示するような所謂吸気ポートインジェクタの構成を採らずともよく、例えば、フィードポンプ或いは他の低圧ポンプにより圧送される燃料の圧力を更に高圧ポンプによって昇圧せしめ、高温高圧の気筒201内部へ燃料を直接噴射することが可能に構成された、所謂直噴インジェクタ等の形態を有していてもよい。   In the engine 200, the air sucked from the outside passes through the intake pipe 207 and is mixed with the fuel injected from the injector 212 in the intake port 210 to become the above-mentioned air-fuel mixture. The fuel is stored in a fuel tank (not shown), and is pumped and supplied to the injector 212 via a delivery pipe (not shown) by the action of a feed pump (not shown). The injector 212 is electrically connected to the ECU 100, and is configured to be able to inject the supplied fuel into the intake port 210 in accordance with the control of the ECU 100. The form of the injection means for injecting the fuel does not have to adopt a so-called intake port injector configuration as shown in the figure. For example, the pressure of fuel pumped by a feed pump or other low-pressure pump is further increased by a high-pressure pump. It may have a form such as a so-called direct injection injector configured to be able to directly inject fuel into the high-temperature and high-pressure cylinder 201.

気筒201内部と吸気管207とは、吸気バルブ211の開閉によってその連通状態が制御されている。気筒201内部で燃焼した混合気は排気となり吸気バルブ211の開閉に連動して開閉する排気バルブ213の開弁時に排気ポート214を介して排気管215に導かれる。   The communication state between the inside of the cylinder 201 and the intake pipe 207 is controlled by opening and closing the intake valve 211. The air-fuel mixture combusted inside the cylinder 201 becomes exhaust and is led to the exhaust pipe 215 via the exhaust port 214 when the exhaust valve 213 that opens and closes in conjunction with opening and closing of the intake valve 211 is opened.

一方、吸気管207における、吸気ポート210の上流側には、図示せぬクリーナを経て導かれた吸入空気に係る吸入空気量を調節するスロットルバルブ208が配設されている。尚、この際、この吸入空気量は、図示せぬエアフローメータにより検出され、当該エアフローメータと電気的に接続されてなるECU100により把握される構成となっている。   On the other hand, on the upstream side of the intake port 210 in the intake pipe 207, a throttle valve 208 for adjusting the intake air amount related to the intake air guided through a cleaner (not shown) is disposed. At this time, the intake air amount is detected by an air flow meter (not shown) and is grasped by the ECU 100 electrically connected to the air flow meter.

スロットバルブモータ209は、ECU100と電気的に接続され、スロットルバルブ208を駆動することが可能に構成されたモータである。ECU100は、車両10に備わる不図示のアクセルポジションセンサによって検出される、不図示のアクセ開度に基づいて、スロットルバルブモータ209の駆動状態を制御することが可能に構成されており、これによりスロットルバルブ208の開閉状態(即ち、スロットル開度)が制御される構成となっている。尚、スロットルバルブ208は、上述したように一種の電子制御式スロットルバルブであり、スロットル開度は、ECU100により運転者の意思(即ち、アクセル開度)とは無関係に制御され得る。   The slot valve motor 209 is a motor that is electrically connected to the ECU 100 and configured to drive the throttle valve 208. The ECU 100 is configured to be able to control the drive state of the throttle valve motor 209 based on an access opening (not shown) detected by an accelerator position sensor (not shown) provided in the vehicle 10, thereby The opening / closing state of the valve 208 (that is, the throttle opening) is controlled. The throttle valve 208 is a kind of electronically controlled throttle valve as described above, and the throttle opening can be controlled by the ECU 100 regardless of the driver's intention (that is, the accelerator opening).

排気管215には、三元触媒216が設置されている。三元触媒216は、エンジン200から排出されるCO(一酸化炭素)、HC(炭化水素)、及びNOx(窒素酸化物)を夫々浄化することが可能な触媒である。また、気筒201を収容するシリンダブロックに設置されたウォータジャケットには、エンジン200を冷却するために循環供給される冷却水(LLC)に係る冷却水温Thwを検出するための水温センサ217が配設されている。水温センサ217は、ECU100と電気的に接続されており、検出された冷却水温Thwは、ECU100によって絶えず、或いは一定又は不定の周期で把握される構成となっている。   A three-way catalyst 216 is installed in the exhaust pipe 215. The three-way catalyst 216 is a catalyst capable of purifying CO (carbon monoxide), HC (hydrocarbon), and NOx (nitrogen oxide) discharged from the engine 200, respectively. A water temperature sensor 217 for detecting a cooling water temperature Thw related to cooling water (LLC) that is circulated and supplied to cool the engine 200 is disposed in the water jacket installed in the cylinder block that houses the cylinder 201. Has been. The water temperature sensor 217 is electrically connected to the ECU 100, and the detected cooling water temperature Thw is grasped by the ECU 100 constantly or at a constant or indefinite period.

一方、排気管215における三元触媒216下流には、排気熱回収器360が設置されている。排気熱回収器360は、排気管215内に導かれる高温の排気から排気熱を回収することが可能に構成された、本発明に係る「排気熱回収手段」の一例である。排気熱回収器360は、蓄熱材としてのステンレス鋼製のマトリクス部材(或いはメッシュ部材)が複数積層された構成を有しており、排気がこのマトリクス部材を通過する際に、排気からの熱伝達を介して排気熱の少なくとも一部を奪うことが可能に構成されている。この際、排気熱回収器360は、排気抵抗の大きさが実践上顕在化することのないように、その流動損失や圧力損失が決定されている。   On the other hand, an exhaust heat recovery device 360 is installed downstream of the three-way catalyst 216 in the exhaust pipe 215. The exhaust heat recovery unit 360 is an example of the “exhaust heat recovery means” according to the present invention configured to be able to recover exhaust heat from the high-temperature exhaust led into the exhaust pipe 215. The exhaust heat recovery device 360 has a structure in which a plurality of stainless steel matrix members (or mesh members) as heat storage materials are stacked, and heat transfer from the exhaust gas when the exhaust gas passes through the matrix member. It is possible to take away at least a part of the exhaust heat through the air. At this time, the flow loss and the pressure loss of the exhaust heat recovery device 360 are determined so that the magnitude of the exhaust resistance does not become practical.

尚、本発明において「「排気熱を回収する」とは、例えば排気ポート、排気マニホールド、及びこれらよりも下流に位置する排気管等各種の部位を包括する概念としての排気系に導かれる排気から排気熱の一部を奪うことを少なくとも含み、好適な一形態としては、この奪った排気熱の少なくとも一部を、例えば何らかの蓄熱手段等を介して一時的にしろ蓄熱した後に、又はこのような蓄熱のプロセスを経ることなく直接的に、冷却水との間で空間輻射や物理的な熱伝達等を含む概念としての熱交換を行うこと等により当該冷却水に付与すること等も含み、更にはこのように奪った排気熱を例えば機械的なエネルギに変換することや、ヒートポンプ或いは熱電変換モジュール等を介して電気エネルギに変換すること等を含む広い概念である。係る概念を満たし得る限りにおいて、本発明に係る排気熱回収装置における、排気熱回収手段の物理的、機械的、機構的、電気的又は化学的な構成は何ら限定されない。   In the present invention, “recovering exhaust heat” means, for example, exhaust gas guided to an exhaust system as a concept including various parts such as an exhaust port, an exhaust manifold, and an exhaust pipe located downstream of these. Including at least taking a part of the exhaust heat, and as a preferred form, at least a part of the taken exhaust heat is temporarily stored, for example, through some heat storage means, or such Including heat treatment as a concept including spatial radiation, physical heat transfer, etc. directly with the cooling water without going through a heat storage process, etc. Is a broad concept including, for example, converting the exhaust heat thus taken into mechanical energy, converting it into electrical energy through a heat pump, a thermoelectric conversion module, or the like. As long as such a concept can be satisfied, the physical, mechanical, mechanical, electrical, or chemical configuration of the exhaust heat recovery means in the exhaust heat recovery apparatus according to the present invention is not limited.

また、排気管215からは、排気ポート214の下流においてEGRパイプ218が分岐しており、吸気管207における吸気ポート210上流に連通している。このEGRパイプ218には、EGRバルブ219が設置されている。EGRバルブ219は、ECU100と電気的に接続され、その開閉状態がECU100により制御されるように構成された電磁開閉弁である。EGRバルブ219は、その開閉状態を規定する開度が連続的に変化し得る物理構成を有している。   Further, an EGR pipe 218 is branched from the exhaust pipe 215 downstream of the exhaust port 214 and communicates with the intake port 210 upstream of the intake pipe 207. An EGR valve 219 is installed on the EGR pipe 218. The EGR valve 219 is an electromagnetic on-off valve that is electrically connected to the ECU 100 and configured to be controlled by the ECU 100. The EGR valve 219 has a physical configuration in which the opening degree that defines the open / close state can continuously change.

このEGRバルブ219及びEGRパイプ218は、所謂EGR装置を構成しており、排気管215に導かれた排気の一部をEGRガスとして吸気系に還流させることが可能に構成される。この際、EGRガスの流量は、EGRバルブ219により制御される構成となっている。   The EGR valve 219 and the EGR pipe 218 constitute a so-called EGR device, and are configured to be able to recirculate a part of the exhaust gas guided to the exhaust pipe 215 to the intake system as EGR gas. At this time, the flow rate of the EGR gas is controlled by the EGR valve 219.

一方、このEGRパイプ218におけるEGRバルブ219の上流(この場合、排気管側)には、EGRクーラ370が設置されている。EGRクーラ370は、EGR装置を構成する要素の一つであると共に、EGRガスと冷却水との熱交換によりEGRガスを冷却することが可能に構成された、本発明に係る「排気熱回収手段」の他の一例としても機能する。   On the other hand, an EGR cooler 370 is installed upstream of the EGR valve 219 in this EGR pipe 218 (in this case, on the exhaust pipe side). The EGR cooler 370 is one of the elements constituting the EGR device, and is configured to be able to cool the EGR gas by heat exchange between the EGR gas and the cooling water. As another example.

図1に戻り、排気熱回収システム300は、冷却水循環路310、電動W/P320、サーモスタット330、ラジエータ340、ヒータコア350、流量比制御バルブ380並びに上述した排気熱回収器360及びEGRクーラ370を含んで構成される。   Returning to FIG. 1, the exhaust heat recovery system 300 includes a cooling water circulation path 310, an electric W / P 320, a thermostat 330, a radiator 340, a heater core 350, a flow rate control valve 380, and the above-described exhaust heat recovery device 360 and EGR cooler 370. Consists of.

冷却水循環路310は、エンジン200のシリンダブロック周囲に張り巡らされた前述したウォータジャケットを含み、電動W/P320によって適宜に吐出される冷却水の供給経路(即ち、本発明に係る「供給経路」の一例)を規定する、例えば金属製或いは樹脂製の配管である。   The cooling water circulation path 310 includes the above-described water jacket stretched around the cylinder block of the engine 200, and a cooling water supply path appropriately discharged by the electric W / P 320 (that is, the “supply path” according to the present invention). For example, it is a pipe made of metal or resin.

冷却水循環路310は、電動W/P320、エンジン200(主として、ウォータジャケット)、ヒータコア350並びに排気熱回収器360及びEGRクーラ370を順次介して、サーモスタット330に至る主循環路310d、ヒータコア350上流において当該主循環路310dから分岐してサーモスタット330に至るラジエータバイパス路310a、エンジン200のウォータジャケットから分岐して冷却水をラジエータ340に導くラジエータインレット310b、ラジエータ340を通過した後の冷却水を電動W/P320に還流させるラジエータアウトレット310c、流量比制御バルブ380において主循環路310dから分岐し、夫々排気熱回収器360及びEGRクーラ370を通過した後に再び主循環路310dに合流する分岐路210e及び310fを含んで構成される。   The cooling water circulation path 310 is disposed upstream of the main circulation path 310d and the heater core 350 through the electric W / P 320, the engine 200 (mainly a water jacket), the heater core 350, the exhaust heat recovery device 360, and the EGR cooler 370 to the thermostat 330. A radiator bypass passage 310a branched from the main circulation passage 310d to the thermostat 330, a radiator inlet 310b branched from the water jacket of the engine 200 to guide the cooling water to the radiator 340, and the cooling water after passing through the radiator 340 is supplied to the electric W / P320 is recirculated from the main circulation path 310d at the radiator outlet 310c and the flow rate control valve 380, and passes through the exhaust heat recovery device 360 and the EGR cooler 370, respectively, and then returns to the main circulation path 310d. Configured to include a branch passage 210e and 310f to flow.

電動W/P320は、渦巻き式の電動ポンプである。電動W/P320は、不図示のモータの回転力によって冷却水を吸引し、当該モータの回転速度に応じた量の冷却水を吐出することが可能に構成されている。   The electric W / P 320 is a spiral electric pump. The electric W / P 320 is configured to be able to suck the cooling water by the rotational force of a motor (not shown) and discharge the cooling water in an amount corresponding to the rotational speed of the motor.

ここで、電動W/P320は、内燃機関の機関回転から独立して冷却水を供給可能に構成されており、本発明に係る「供給手段」の一例となっている。尚、本発明に係る「内燃機関の機関回転から独立して」とは、例えば内燃機関(本実施形態ではエンジン200)のクランクシャフト(本実施形態ではクランクシャフト205)の回転状態に応じて回転状態が一義的に定まり得ないことを指す概念であり、内燃機関の機関回転に影響されることなく冷却水の供給量が制御され得ることを指す。従って、係る概念に反しない限りにおいて、本発明に係る「供給手段」の態様は、電動W/P320に限定されず、例えばクランクシャフト205と連結され、クランクシャフト205の回転駆動力の一部を利用して回転可能であると共に、当該回転に係る回転速度を、例えばクラッチ等、物理的な係合手段における係合力を二値的に、段階的に又は連続的に可変に制御することにより夫々二値的に、段階的に又は連続的に制御することが可能に構成された機械式のポンプ等であってもよい。   Here, the electric W / P 320 is configured to be able to supply the cooling water independently of the engine rotation of the internal combustion engine, and is an example of the “supply means” according to the present invention. Note that “independent of the engine rotation of the internal combustion engine” according to the present invention refers to, for example, rotation according to the rotational state of the crankshaft (crankshaft 205 in this embodiment) of the internal combustion engine (engine 200 in this embodiment). This is a concept indicating that the state cannot be uniquely determined, and indicates that the supply amount of the cooling water can be controlled without being influenced by the engine rotation of the internal combustion engine. Therefore, as long as it does not violate such a concept, the aspect of the “supply means” according to the present invention is not limited to the electric W / P 320, and is connected to, for example, the crankshaft 205, and a part of the rotational driving force of the crankshaft 205 It is possible to rotate using the rotation, and to control the rotation speed related to the rotation by variably controlling the engagement force in the physical engagement means such as a clutch in a binary, stepwise or continuous manner. It may be a mechanical pump or the like configured to be capable of being controlled in a binary, stepwise or continuous manner.

電動W/P320において、モータは、不図示の電力供給源(例えば、車載用12Vバッテリ、或いは他のバッテリ)等から電力の供給を受け、不図示のモータ駆動系を介して供給される制御電圧(又は電流)のデューティ比に応じて、その回転速度が増減制御される構成となっている。また、このモータ駆動系は、ECU100と電気的に接続された状態にあり、ECU100によって上述したデューティ比を含む動作状態が制御される構成となっている。即ち、電動W/P320は、ECU100によってその動作状態が制御される構成となっている。   In the electric W / P 320, the motor is supplied with electric power from a power supply source (not shown) (for example, a vehicle-mounted 12V battery or other battery) and supplied via a motor drive system (not shown). According to the duty ratio of (or current), the rotation speed is controlled to increase or decrease. Further, the motor drive system is in a state of being electrically connected to the ECU 100, and the operation state including the above-described duty ratio is controlled by the ECU 100. That is, the operation state of the electric W / P 320 is controlled by the ECU 100.

尚、本発明に係る供給手段が、この電動W/P320に例示される電気駆動式のポンプとして構成される場合、例えばこのような電力供給源及びモータ駆動系を介して供給される電力、電圧又は電流、又はそれらに対応するデューティ比等の各種制御量が、例えば機関回転数又は負荷或いはその両方等、内燃機関の各種運転条件に応じて制御されることによって、或いは回転センサ等により検出されるモータ回転数等をこれら各種制御量にフィードバックすることによって、モータ回転数、モータ回転速度又はポンプ回転速度等を目標とする値に正確に且つ容易に制御することが可能となる。   In addition, when the supply means which concerns on this invention is comprised as an electric drive type pump illustrated by this electric W / P320, for example, the electric power and voltage supplied via such an electric power supply source and a motor drive system Alternatively, various control amounts such as currents or duty ratios corresponding thereto are detected according to various operating conditions of the internal combustion engine, such as engine speed and / or load, or detected by a rotation sensor or the like. It is possible to accurately and easily control the motor rotation speed, the motor rotation speed, the pump rotation speed, or the like to a target value by feeding back the motor rotation speed to the various control amounts.

また、本発明に係る供給手段が、電動W/P320或いは、上述した係合手段に如く係合力を変更可能な態様を有する場合、冷却水の供給量(吐出量)は、実質的にエンジン200の機関状態に影響され難く、その制御上の自由度は相応に高くなる。とりわけ、電気駆動式のポンプであれば、極端な場合エンジン200が停止していたとしても駆動可能であり、好適である。   Further, when the supply means according to the present invention has an aspect in which the engagement force can be changed like the electric W / P 320 or the engagement means described above, the supply amount (discharge amount) of the cooling water is substantially equal to the engine 200. The degree of freedom in control is accordingly increased. In particular, an electrically driven pump is preferable because it can be driven even if the engine 200 is stopped in an extreme case.

サーモスタット330は、冷却水温Thwを安定せしめるために設けられた温度調節手段である。サーモスタット330の内部には、前述したラジエータアウトレット310cと主循環路310dとの連通状態を制御するための制御弁が設けられている。サーモスタット330は、この制御弁が開弁状態にある場合に、ラジエータインレット310bを介してラジエータ340に冷却水を導き、ラジエータ340を通過した後の冷却水を、ラジエータアウトレット310cを介して主循環路310dへ還流させることが可能に構成されている。サーモスタット330は、ECU100と電気的に接続されており、当該制御弁の開閉状態は、ECU100により上位に制御される構成となっている。本実施形態では、冷却水温Thwが80℃に到達した場合に、冷却水がラジエータ340での放熱に供されるように、ECU100により制御弁の弁体が駆動制御される構成となっている。   The thermostat 330 is temperature adjusting means provided to stabilize the cooling water temperature Thw. Inside the thermostat 330, a control valve for controlling the communication state between the radiator outlet 310c and the main circulation path 310d described above is provided. When the control valve is in the open state, the thermostat 330 guides the cooling water to the radiator 340 via the radiator inlet 310b, and the cooling water after passing through the radiator 340 is supplied to the main circulation path via the radiator outlet 310c. It is configured to be able to reflux to 310d. The thermostat 330 is electrically connected to the ECU 100, and the open / close state of the control valve is controlled to the upper level by the ECU 100. In this embodiment, when the cooling water temperature Thw reaches 80 ° C., the valve body of the control valve is driven and controlled by the ECU 100 so that the cooling water is provided for heat dissipation by the radiator 340.

尚、サーモスタット330は、ラジエータアウトレット310cと主循環路310dとの連通状態を制御する制御弁の他に、ラジエータバイパス路310aと主循環路310dとの連通状態を制御する制御弁を有し、いずれか一方の制御弁が開弁状態に制御される構成を有していてもよい。或いは更に、そのような複数の制御弁の代わりに三方弁を備え、上述した制御弁の動作の同等の動作が実現されてもよい。即ち、ラジエータ340によって冷却水を放熱に供する場合、ラジエータバイパス路310aが併用されてもよいし、ラジエータバイパス路310aの使用が停止されてもよい。   The thermostat 330 has a control valve for controlling the communication state between the radiator bypass passage 310a and the main circulation passage 310d in addition to the control valve for controlling the communication state between the radiator outlet 310c and the main circulation passage 310d. One of the control valves may be configured to be opened. Alternatively, a three-way valve may be provided instead of such a plurality of control valves, and an operation equivalent to the operation of the control valve described above may be realized. That is, when the cooling water is used for heat radiation by the radiator 340, the radiator bypass passage 310a may be used in combination, or the use of the radiator bypass passage 310a may be stopped.

ラジエータ340は、ラジエータインレット310b及びラジエータアウトレット310cと夫々連通してなるウォータパイプが複数配列してなると共に、当該ウォータパイプの外周に多数の波板状のフィンを備え、当該ウォータパイプ内を冷却水が流れる際に、当該フィンを介した大気との熱交換により、即ち冷却水の熱を外界に放熱することによって、冷却水を相対的に冷却することが可能に構成されている。従って、ラジエータアウトレット310cから排出される冷却水は、ラジエータインレット310bを介してラジエータ340に流入する冷却水と較べて、その温度が低下した状態となる。   The radiator 340 includes a plurality of water pipes arranged in communication with the radiator inlet 310b and the radiator outlet 310c. The radiator 340 includes a plurality of corrugated fins on the outer periphery of the water pipe. When the water flows, the cooling water can be relatively cooled by heat exchange with the atmosphere via the fins, that is, by radiating the heat of the cooling water to the outside. Therefore, the temperature of the cooling water discharged from the radiator outlet 310c is lower than that of the cooling water flowing into the radiator 340 via the radiator inlet 310b.

ヒータコア350は、図示せぬ暖房装置の熱源として機能するように構成されている。ヒータコア350は、冷却水循環路310の主循環路310d上に設置されており、主循環路310dに供給される冷却水との熱交換を行うことが可能に構成されている。一方、ヒータコア350は、車両10の不図示の空調ダクトと連通しており、当該空調ダクト内に吸引された空気を、冷却水との熱交換により取得した熱により昇温することが可能に構成されている。   The heater core 350 is configured to function as a heat source of a heating device (not shown). The heater core 350 is installed on the main circulation path 310d of the cooling water circulation path 310, and is configured to be able to exchange heat with the cooling water supplied to the main circulation path 310d. On the other hand, the heater core 350 communicates with an air conditioning duct (not shown) of the vehicle 10 and is configured to be able to raise the temperature of air sucked into the air conditioning duct by heat acquired by heat exchange with cooling water. Has been.

流量比制御バルブ380は、ECU100と電気的に接続され、ECU100によりその開閉状態が電気的に制御されるように構成された、本発明に係る「流量比変更手段」の一例たる電磁開閉弁である。流量比制御バルブ380は、その開閉状態に応じて、分岐路310eを流れる冷却水の流量と、分岐路310fを流れる冷却水の流量との比である流量比を変化させることが可能に構成されている。尚、ECU100は、予め流量比制御バルブ380への通電量と流量比との関係を規定する制御用のマップを保持しており、当該マップから一の通電量を選択して流量比制御バルブ380への通電制御に供することにより、分岐管310e及び分岐管310f相互間の流量比を所望の値に制御することが可能に構成される。この流量比は、流量比制御処理によって制御される。   The flow rate control valve 380 is an electromagnetic on-off valve that is electrically connected to the ECU 100 and is configured to be electrically controlled by the ECU 100 as an example of the “flow rate changing means” according to the present invention. is there. The flow rate ratio control valve 380 is configured to be able to change a flow rate ratio that is a ratio between the flow rate of the cooling water flowing through the branch path 310e and the flow rate of the cooling water flowing through the branch path 310f according to the open / closed state. ing. The ECU 100 holds in advance a control map that prescribes the relationship between the energization amount to the flow rate control valve 380 and the flow rate ratio, and selects one energization amount from the map to select the flow rate control valve 380. By being subjected to the energization control, the flow rate ratio between the branch pipe 310e and the branch pipe 310f can be controlled to a desired value. This flow rate ratio is controlled by a flow rate control process.

尚、本発明に係る流量比変更手段は、例えば開閉状態に応じて、例えば段階的に或いは連続的に、複数の排気熱回収手段相互間における冷却水の流量比を変更することが可能な限りにおいて、流量比制御バルブ380の如き構成を採らずともよく、例えばバタフライ弁等他の各種可動弁装置等の態様を採ってもよい。尚、流量比を変更するとは言え、必ずしも実際の流量比が定量的に制御される必要は必ずしもなく、例えば定性的に流量比の大小関係のみが制御可能な構成を有していてもよい。   Note that the flow rate ratio changing means according to the present invention is capable of changing the flow rate of the cooling water between the plurality of exhaust heat recovery means, for example, stepwise or continuously, for example, depending on the open / closed state. However, the configuration of the flow rate control valve 380 may not be employed, and various other movable valve devices such as a butterfly valve may be employed. Although the flow rate ratio is changed, the actual flow rate ratio is not necessarily controlled quantitatively. For example, the flow rate ratio may be qualitatively controllable only for the flow rate ratio.

<実施形態の動作>
<流量比制御処理の概要>
ここで、これら複数の排気熱回収手段(本実施形態ではEGRクーラ370及び排気熱回収器360)が相互に並列して冷却水の供給経路に配置されることに鑑みれば、一の排気熱回収手段に排気が供給されない状況(例えば、EGRクーラには、EGRバルブ219が全閉されるEGR装置の非稼動時には排気は供給されない)が生じ得るとしても、他の排気熱回収手段に排気が供給され得るため、排気熱の回収を少なくとも幾らかなり有意に実行することが可能となり得る。また、排気熱回収器360のように、内燃機関たるエンジン200や車両10の動作条件に影響されることなく排気が供給され得る(内燃機関が停止している場合は除かれてよい)位置に少なくとも一の排気熱回収手段を備えることによって、排気は幾らかなり排気熱の回収に供される。また、これらが例えば相互に直列に配置される場合と較べれば、冷却水の供給経路における流路抵抗は相対的に小さくなり易く、冷却水を効率良く循環供給させることが可能となる。
<Operation of Embodiment>
<Outline of flow ratio control process>
Here, in view of the fact that the plurality of exhaust heat recovery means (EGR cooler 370 and exhaust heat recovery device 360 in this embodiment) are arranged in parallel with each other in the cooling water supply path, one exhaust heat recovery unit is provided. Even if there is a situation where exhaust is not supplied to the means (for example, the EGR cooler is not supplied with exhaust when the EGR valve 219 is fully closed and the EGR device is not in operation), the exhaust is supplied to other exhaust heat recovery means As such, it may be possible to perform at least some significant significant exhaust heat recovery. Further, like the exhaust heat recovery device 360, the exhaust gas can be supplied without being affected by the operating conditions of the engine 200 or the vehicle 10 as the internal combustion engine (may be excluded when the internal combustion engine is stopped). By providing at least one exhaust heat recovery means, the exhaust is somewhat subject to exhaust heat recovery. Moreover, compared with the case where these are arrange | positioned mutually in series, the flow-path resistance in the supply path | route of a cooling water becomes comparatively small easily, and it becomes possible to circulate and supply cooling water efficiently.

ここで特に、個々の排気熱回収手段に対応する冷却水の流量は、エンジン200や車両10の各種動作条件に応じてその必要量又は要求量が異なる場合が多い。この場合、複数の排気熱回収手段が相互に並列に配置されたのみの構成においては、物理的に、機械的に又は電気的に、例えば各種ポンプにおける冷却水の吐出量制御等を介して、供給経路全体における冷却水の流量(即ち、冷却水の供給量)を増加或いは減少せしめる以外に、これらに各々に対応する流量を制御する手段が存在し難い。従って、一の排気熱回収手段において冷却水の流量の変更が要求される場合、並列に配置された他の排気熱回収手段に対応する冷却水の流量変化が避け難い。   Here, in particular, the flow rate of the cooling water corresponding to each exhaust heat recovery means is often different in required amount or required amount depending on various operating conditions of the engine 200 or the vehicle 10. In this case, in the configuration in which the plurality of exhaust heat recovery means are only arranged in parallel with each other, physically, mechanically, or electrically, for example, via the cooling water discharge amount control in various pumps, In addition to increasing or decreasing the flow rate of the cooling water in the entire supply path (that is, the supply amount of the cooling water), there is hardly any means for controlling the flow rate corresponding to each of them. Therefore, when a change in the flow rate of the cooling water is required in one exhaust heat recovery means, it is difficult to avoid a change in the flow rate of the cooling water corresponding to the other exhaust heat recovery means arranged in parallel.

一方、このように一の排気熱回収手段における冷却水の流量変化に伴って他の排気熱回収手段に対応する冷却水の流量変化が生じる場合、元々当該他の排気熱回収手段における事情は考慮されていないから、当該他の排気熱回収手段においては不要に多くの冷却水が供給される、或いは冷却水の流量が不足するといった実践上看過し得ない不具合が発生し易い。従って、より現実な選択視の一としては、より緊急度の高い排気熱回収手段の事情に応じて、供給経路全体の冷却水の流量を決定する必要が生じ得る。ところが、供給経路全体で冷却水の流量増加が生じた場合、場合によっては、内燃機関壁体の過剰な冷却によって、冷却損失(以下、適宜「冷損」と称する)が発生し、内燃機関における燃費及びエミッションの悪化が生じ得る。即ち、複数の排気熱回収手段を、ヒータコアに対し直列に且つ相互に並列に配置したのみでは、ヒータコアへの熱供給自体は好適に行い得ても、機関暖機、或いは冷却水の利用効率等に対する悪影響が排除され難い場合がある。   On the other hand, when the change in the flow rate of the cooling water corresponding to the other exhaust heat recovery unit occurs with the change in the flow rate of the cooling water in the one exhaust heat recovery unit, the situation in the other exhaust heat recovery unit is originally considered. Therefore, in the other exhaust heat recovery means, a problem that cannot be overlooked in practice, such as an excessive amount of cooling water being supplied or a flow rate of the cooling water being insufficient, is likely to occur. Therefore, as one of the more realistic choices, it may be necessary to determine the flow rate of the cooling water in the entire supply path according to the circumstances of the exhaust heat recovery means having a higher degree of urgency. However, when the flow rate of the cooling water increases in the entire supply path, in some cases, excessive cooling of the wall of the internal combustion engine causes a cooling loss (hereinafter referred to as “cold loss” as appropriate). Deterioration of fuel consumption and emission can occur. That is, even if a plurality of exhaust heat recovery means are simply arranged in series with each other in parallel with the heater core, the heat supply to the heater core itself can be suitably performed, but the engine warm-up or cooling water utilization efficiency, etc. It may be difficult to eliminate the adverse effects on

その点、本実施形態に係る車両10には、本発明に係る「流量比変更手段」の一例たる流量比制御バルブ380が備わり、複数の排気熱回収手段相互間の冷却水の流量比が、排気熱回収システム300を最適に稼動させ得るように変更可能となっている。この流量比制御バルブ380の動作状態は、流量比制御処理によって制御される。   In that regard, the vehicle 10 according to the present embodiment includes a flow rate control valve 380 that is an example of the “flow rate changing unit” according to the present invention, and the flow rate ratio of the cooling water between the plurality of exhaust heat recovery units is The exhaust heat recovery system 300 can be changed so as to be optimally operated. The operation state of the flow rate control valve 380 is controlled by the flow rate control process.

<流量比制御処理の詳細>
ECU100は、流量比制御処理を実行することによって、流量比制御バルブ380の開閉状態を制御し、もって排気熱の効率的且つ効果的な回収及び利用を実現している。ここで、図3を参照し、流量比制御処理の詳細について説明する。ここに、図3は、流量比制御処理のフローチャートである。
<Details of flow rate control process>
The ECU 100 controls the open / closed state of the flow rate control valve 380 by executing the flow rate control process, thereby realizing efficient and effective recovery and use of exhaust heat. Here, the details of the flow rate control process will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a flowchart of the flow rate ratio control process.

図3において、ECU100は、水温センサ217によって検出される冷却水温Thwが、予め設定された第1の閾値thw1未満であるか否かを判別する(ステップS101)。   In FIG. 3, the ECU 100 determines whether or not the cooling water temperature Thw detected by the water temperature sensor 217 is lower than a preset first threshold thw1 (step S101).

尚、このようなECU100の動作は、冷却水温に関する、本発明における「特定」の一例である。ここで、本発明に係る「特定」とは、例えば、何らかの検出手段を介して直接的に又は間接的に物理的数値又は物理的数値に対応する例えば電気信号等として検出すること、予め然るべき記憶手段等に記憶されたマップ等から該当する数値を選択する又はそのような選択を介して推定すること、それら検出された物理的数値若しくは電気信号又は選択若しくは推定された数値等から、予め設定されたアルゴリズムや計算式等に従って導出又は推定すること、或いはこのように検出、選択、推定又は導出された値等を単に電気信号等として取得すること等を包括する広い概念である。従って、ECU100が冷却水温Thwを取得する態様は、本実施形態のものに限定されない。   Such an operation of the ECU 100 is an example of “specification” in the present invention relating to the cooling water temperature. Here, “specific” according to the present invention refers to, for example, detecting directly or indirectly as a physical numerical value or an electric signal or the like corresponding to the physical numerical value via some detection means, or storing appropriate memory in advance. From the map stored in the means etc., select the corresponding numerical value, or estimate through such selection, the detected physical numerical value or electrical signal or the selected or estimated numerical value, etc. It is a broad concept encompassing derivation or estimation in accordance with an algorithm, a calculation formula, or the like, or simply acquiring a value detected, selected, estimated or derived as an electrical signal or the like. Therefore, the aspect in which the ECU 100 acquires the cooling water temperature Thw is not limited to that in the present embodiment.

ここで、第1の閾値thw1は、エンジン200の暖機が完了しているか否かを規定し得る値に設定されており、本実施形態では40℃に設定されている。冷却水温Thwが第1の閾値thw1未満である場合(ステップS101:YES)、ECU100は、流量比制御バルブ380の動作モードとして低水温モードを選択且つ実行し、流量比制御バルブ380の動作状態を当該低水温モードに対応する動作状態に制御する(ステップS102)。尚、低水温モードについては後述する。   Here, the first threshold thw1 is set to a value that can define whether or not the engine 200 has been warmed up, and is set to 40 ° C. in the present embodiment. When the coolant temperature Thw is less than the first threshold thw1 (step S101: YES), the ECU 100 selects and executes the low water temperature mode as the operation mode of the flow rate control valve 380, and changes the operation state of the flow rate control valve 380. The operation state corresponding to the low water temperature mode is controlled (step S102). The low water temperature mode will be described later.

一方、冷却水温Thwが第1の閾値thw1以上である場合(ステップS101:NO)、ECU100は、水温センサ217によって検出される冷却水温Thwが、予め設定された第2の閾値thw2未満であるか否かを判別する(ステップS103)。ここで、第2の閾値thw2は、冷却水が高温状態にあるか否かを規定し得る値に設定されており、本実施形態では80℃に設定されている。冷却水温Thwが第2の閾値thw2未満である場合(ステップS103:YES)、ECU100は、流量比制御バルブ380の動作モードとして中水温モードを選択且つ実行し、流量比制御バルブ380の動作状態を当該中水温モードに対応する動作状態に制御する(ステップS104)。尚、中水温モードについては後述する。   On the other hand, when the cooling water temperature Thw is equal to or higher than the first threshold thw1 (step S101: NO), the ECU 100 determines whether the cooling water temperature Thw detected by the water temperature sensor 217 is lower than a preset second threshold thw2. It is determined whether or not (step S103). Here, the second threshold thw2 is set to a value that can define whether or not the cooling water is in a high temperature state, and is set to 80 ° C. in the present embodiment. When the cooling water temperature Thw is lower than the second threshold thw2 (step S103: YES), the ECU 100 selects and executes the intermediate water temperature mode as the operation mode of the flow rate control valve 380, and changes the operation state of the flow rate control valve 380. It controls to the operation state corresponding to the said middle water temperature mode (step S104). The medium water temperature mode will be described later.

一方、冷却水温Thwが第2の閾値thw2以上である場合(ステップS103:NO)、ECU100は、水温センサ217によって検出される冷却水温Thwが、予め設定された第3の閾値thw3未満であるか否かを判別する(ステップS105)。ここで、第3の閾値thw3は、冷却水が超高温状態にあるか否かを規定し得る値に設定されており、本実施形態では95℃に設定されている。冷却水温Thwが第3の閾値thw3未満である場合(ステップS105:YES)、ECU100は、流量比制御バルブ380の動作モードとして高水温モードを選択且つ実行し、流量比制御バルブ380の動作状態を当該高水温モードに対応する動作状態に制御する(ステップS106)。尚、高水温モードについては後述する。   On the other hand, when the cooling water temperature Thw is equal to or higher than the second threshold thw2 (step S103: NO), the ECU 100 determines whether the cooling water temperature Thw detected by the water temperature sensor 217 is lower than a preset third threshold thw3. It is determined whether or not (step S105). Here, the third threshold thw3 is set to a value that can define whether or not the cooling water is in an ultra-high temperature state, and is set to 95 ° C. in the present embodiment. When the cooling water temperature Thw is less than the third threshold thw3 (step S105: YES), the ECU 100 selects and executes the high water temperature mode as the operation mode of the flow rate control valve 380, and changes the operation state of the flow rate control valve 380. It controls to the operation state corresponding to the said high water temperature mode (step S106). The high water temperature mode will be described later.

一方、冷却水温Thwが第3の閾値thw3以上である場合(ステップS105:NO)、ECU100は、流量比制御バルブ380の動作モードとして超高水温モードを選択且つ実行し、流量比制御バルブ380の動作状態を当該超高水温モードに対応する動作状態に制御する(ステップS107)。尚、超高水温モードについては後述する。ここで、補足すると、冷却水温Thwが第3の閾値thw3以上となり易い状況として、主としてエンジン200が高負荷状態にある場合が挙げられる。従ってステップS107に係る処理は、エンジン200が高負荷状態にあるか否かの判別をもって代替させることも可能である。無論、高負荷状態において冷却水温Thwは必ずしもthw3以上となる訳ではないが、逆に言えばこの場合、冷却水温Thwがthw3以上となることが未然に防がれる。従って、ECU100は、吸入空気量、アクセル開度、スロットル開度或いはこれらから算出され得る負荷率等に基づいて、エンジン200が高負荷状態にあるか否かを判別し、高負荷状態にある旨を判別した場合に超高水温モードを実行してもよい。   On the other hand, when the cooling water temperature Thw is equal to or higher than the third threshold thw3 (step S105: NO), the ECU 100 selects and executes the ultra-high water temperature mode as the operation mode of the flow rate control valve 380, and sets the flow rate control valve 380. The operation state is controlled to an operation state corresponding to the ultra high water temperature mode (step S107). The super high water temperature mode will be described later. Here, supplementally, as a situation where the coolant temperature Thw is likely to be equal to or higher than the third threshold thw3, there is a case where the engine 200 is mainly in a high load state. Therefore, the process according to step S107 can be replaced by determining whether or not the engine 200 is in a high load state. Of course, the cooling water temperature Thw is not necessarily equal to or higher than thw3 in a high load state, but in other words, in this case, the cooling water temperature Thw is prevented from being equal to or higher than thw3. Therefore, the ECU 100 determines whether or not the engine 200 is in a high load state based on the intake air amount, the accelerator opening, the throttle opening, or a load factor that can be calculated from the intake air amount, the fact that it is in the high load state. If it is determined, the super high water temperature mode may be executed.

ステップS102、S104、S106又はS107に係る処理において、流量比制御バルブ380の動作状態が上述したいずれかの動作モードに対応する動作状態に制御されると、ECU100は、処理をステップS101に戻し、一連の処理を繰り返す。流量比制御処理は以上のように実行される。   In the process according to step S102, S104, S106 or S107, when the operation state of the flow rate control valve 380 is controlled to an operation state corresponding to any of the operation modes described above, the ECU 100 returns the process to step S101, Repeat a series of processes. The flow rate ratio control process is executed as described above.

ここで、図4を参照し、流量比制御処理において選択且つ実行される各種動作モードの詳細について説明する。ここに、図4は、各動作モードに対応する流量比及び流量を表す表である。   Here, with reference to FIG. 4, details of various operation modes selected and executed in the flow ratio control process will be described. FIG. 4 is a table showing the flow rate ratio and flow rate corresponding to each operation mode.

図4において、低水温モードでは、EGRクーラ370と排気熱回収器360との流量比は「0:100」に設定される。即ち、主循環路310dにおいて流量比制御バルブ380に導かれた冷却水(以下、適宜「基準冷却水」と称する)が全て(即ち、100%であり、以下、適宜「基準流量」と称する)が排気熱回収器360に供給される。尚、図4において、基準流量は、各動作モード一律に、6L(リットル)/minであるとする。   In FIG. 4, in the low water temperature mode, the flow rate ratio between the EGR cooler 370 and the exhaust heat recovery device 360 is set to “0: 100”. That is, all of the cooling water (hereinafter referred to as “reference cooling water” as appropriate) led to the flow rate control valve 380 in the main circulation path 310d (ie, 100%, hereinafter referred to as “reference flow rate” as appropriate). Is supplied to the exhaust heat recovery device 360. In FIG. 4, it is assumed that the reference flow rate is 6 L (liter) / min uniformly for each operation mode.

ここで、低水温モードが実行される状況は、エンジン200が未暖機状態にあると判断され得る状況、即ち、燃焼性が相対的に悪いと判断される状況である。従って、ECU100は、低水温モードを実行すべきタイミングにおいて、EGRバルブ219を閉弁する。EGRバルブ219が閉弁された状態では、EGRパイプ218を介したEGRガスの還流は生じないから、EGRクーラ370によるEGRガスの冷却の必要性もまた生じない。一方で、エンジン200が未暖機状態にあることに鑑みれば、エンジン200の早期暖機を図るべきであり、冷却水を可及的に速やかに昇温させる必要が生じる。   Here, the situation where the low water temperature mode is executed is a situation where the engine 200 can be judged to be in an unwarmed state, that is, a situation where the combustibility is judged to be relatively poor. Therefore, the ECU 100 closes the EGR valve 219 at the timing when the low water temperature mode should be executed. In the state where the EGR valve 219 is closed, the EGR gas does not recirculate through the EGR pipe 218, so that the necessity of cooling the EGR gas by the EGR cooler 370 also does not occur. On the other hand, considering that the engine 200 is in an unwarmed state, the engine 200 should be warmed up early, and the cooling water needs to be heated as quickly as possible.

そこで、ECU100は、排気熱回収器360と冷却水との熱交換を行うことによって冷却水を昇温せしめるべく、排気熱回収器360に基準冷却水の全てが供給されるように流量比制御バルブ380を制御する。その結果、排気熱回収器360における冷却水の流量は、基準流量に等しい6L/minに制御される。このように、低水温モードでは、流量比制御バルブ380により、実質的に実現され得る最大の効率で冷却水への熱供給がなされ、エンジン200の暖機に供される。即ち、エンジン200の暖機が優先的に実行される。   Therefore, the ECU 100 controls the flow rate control valve so that all the reference cooling water is supplied to the exhaust heat recovery device 360 in order to raise the temperature of the cooling water by exchanging heat between the exhaust heat recovery device 360 and the cooling water. 380 is controlled. As a result, the flow rate of the cooling water in the exhaust heat recovery device 360 is controlled to 6 L / min which is equal to the reference flow rate. In this way, in the low water temperature mode, the flow rate control valve 380 supplies heat to the cooling water with the maximum efficiency that can be substantially realized, and is used to warm up the engine 200. That is, the engine 200 is warmed up preferentially.

尚、流量比に限って言えば、排気熱回収器360に対応する流量比を増加させれば、一義的にEGRクーラ370に対応する流量比は低下する。上述したように、冷却水温Thwが低い場合にはEGRクーラ370を稼動する必然性は低いから、流量比の変更のみによっても実践上十分な効果が得られるが、より効果的な態様としては、このような流量比の設定に伴い、電動W/P320の制御により、冷却水の供給量が変更されてもよい。即ち、供給経路全体としての冷却水の要求流量が小さい場合には、流量比の制御に相前後して当該供給量の制御を行って、例えば、排気熱回収器360に対応する流量を増加させつつ、供給経路全体の冷却水の流量を、例えば冷却水温Thwが低くない場合(即ち、少なくとも未暖機状態は脱したとみなし得る場合)と較べて抑制してもよい。   As far as the flow rate ratio is concerned, if the flow rate ratio corresponding to the exhaust heat recovery device 360 is increased, the flow rate ratio corresponding to the EGR cooler 370 is uniquely reduced. As described above, since the necessity of operating the EGR cooler 370 is low when the cooling water temperature Thw is low, a sufficient effect in practice can be obtained only by changing the flow rate ratio, but as a more effective aspect, With the setting of the flow rate ratio, the supply amount of the cooling water may be changed by the control of the electric W / P 320. That is, when the required flow rate of the cooling water as the entire supply path is small, the supply amount is controlled before or after the control of the flow rate ratio, and for example, the flow rate corresponding to the exhaust heat recovery device 360 is increased. However, the flow rate of the cooling water in the entire supply path may be suppressed as compared with, for example, the case where the cooling water temperature Thw is not low (that is, at least when the unwarmed state can be considered to have been removed).

図4において、中水温モードでは、EGRクーラ370及び排気熱回収器360相互間の流量比は「50:50」であり、即ち、基準冷却水は等分され、基準流量の50%に相当する冷却水が排気熱回収器360及びEGRクーラ370に供給される。即ち、各々3L/minの冷却水が供給される。補足すると、中水温モードが実行される状況では、EGR装置を稼動してもエンジン200の燃焼が不安定とならない程度にエンジン200は暖機された状態にあると判断され得る。従って、ECU100は、中水温モードを実行すべきタイミングにおいて、EGRバルブ219を開弁する。EGRバルブ219が開弁された状態では、EGRパイプ218を介してEGRガスが吸気系に還流するから、EGRクーラ370によるEGRガスの冷却の必要性が生じ得る。一方で、エンジン200は必ずしも十分に暖機されている訳ではなく、未だ暖機の余地を残した状態にある。従って、エンジン200の暖機は継続される。そこで、流量比が「50:50」となるように流量比制御バルブ380が制御されることにより、中水温モードにおいては、エンジン200の暖機とEGRガスの冷却とが両立される。   In FIG. 4, in the intermediate water temperature mode, the flow rate ratio between the EGR cooler 370 and the exhaust heat recovery device 360 is “50:50”, that is, the reference cooling water is equally divided and corresponds to 50% of the reference flow rate. Cooling water is supplied to the exhaust heat recovery device 360 and the EGR cooler 370. That is, 3 L / min of cooling water is supplied. Supplementally, in the situation where the medium water temperature mode is executed, it can be determined that the engine 200 is warmed up to such an extent that combustion of the engine 200 does not become unstable even when the EGR device is operated. Therefore, the ECU 100 opens the EGR valve 219 at the timing when the middle water temperature mode should be executed. In the state where the EGR valve 219 is opened, the EGR gas recirculates to the intake system via the EGR pipe 218, so that it may be necessary to cool the EGR gas by the EGR cooler 370. On the other hand, the engine 200 is not necessarily sufficiently warmed up, and still has room for warming up. Therefore, warm-up of engine 200 is continued. Therefore, by controlling the flow rate control valve 380 so that the flow rate ratio becomes “50:50”, warm-up of the engine 200 and cooling of the EGR gas are compatible in the intermediate water temperature mode.

図4において、高水温モードでは、EGRクーラ370及び排気熱回収器360相互間の流量比は「100:0」であり、即ち、基準冷却水が全てEGRクーラ370に供給される。即ち、EGRクーラ370における冷却水の流量は基準流量に等しい6L/minとなる。補足すると、高水温モードが実行される状況は、エンジン200の暖機が完了したと判断され得る状況である。従って、ECU100は、高水温モードを実行すべきタイミングにおいて、EGRバルブ219をより大きく開弁させ、積極的にEGRガスを吸気系に還流させる。従って、EGRガスを冷却する必要性は、前述の二種類のモードと比較して高くなる。   In FIG. 4, in the high water temperature mode, the flow rate ratio between the EGR cooler 370 and the exhaust heat recovery device 360 is “100: 0”, that is, all the reference cooling water is supplied to the EGR cooler 370. That is, the flow rate of the cooling water in the EGR cooler 370 is 6 L / min equal to the reference flow rate. Supplementally, the situation in which the high water temperature mode is executed is a situation in which it can be determined that the engine 200 has been warmed up. Therefore, the ECU 100 opens the EGR valve 219 more greatly at the timing when the high water temperature mode is to be executed, and actively recirculates the EGR gas to the intake system. Therefore, the necessity for cooling the EGR gas is higher than in the two types of modes described above.

一方、エンジン200の暖機が完了すると、冷却水に排気熱を付与することによってエンジン200の暖機を図る必要はなくなるため、例えばエンジン200の停止時にヒータコア350の熱源として利用される等、限定された状況以外では排気熱回収器360は実質的に不要となる。即ち、この状況では排気熱回収器360に冷却水を供給する必要は基本的に存在しない。但し、EGR装置と異なり、排気熱回収器360には稼動及び非稼動の概念が存在しないため、冷却水温Thwによらず、排気熱回収器360においては排気熱の回収が継続される。ここで特に、排熱回収器360への冷却水の供給が継続されると、冷却水は排熱回収器360から余分な熱の供給を受けることになる。高水温モードが実行されるタイミングでは、ECU100はラジエータ340において適宜放熱を行いつつ冷却水を供給させるから、排熱回収器360から供給される余分な熱は、結局そのままラジエータ340を介して外界に放出されるだけとなる。従って、高水温モードでは、排熱回収器360には冷却水を供給しない方がよく、基準冷却水が全てEGRクーラ370に供給されることによって、回収された熱が効率的に利用されることとなる。   On the other hand, when the engine 200 is warmed up, it is not necessary to warm up the engine 200 by applying exhaust heat to the cooling water. For example, the engine 200 is used as a heat source for the heater core 350 when the engine 200 is stopped. Except for the situation described above, the exhaust heat recovery device 360 is substantially unnecessary. That is, in this situation, there is basically no need to supply cooling water to the exhaust heat recovery unit 360. However, unlike the EGR device, the exhaust heat recovery unit 360 does not have the concept of operation and non-operation, and therefore the exhaust heat recovery unit 360 continues to recover exhaust heat regardless of the cooling water temperature Thw. Here, in particular, when the supply of the cooling water to the exhaust heat recovery device 360 is continued, the cooling water is supplied with excess heat from the exhaust heat recovery device 360. At the timing when the high water temperature mode is executed, the ECU 100 causes the radiator 340 to appropriately dissipate the cooling water while supplying the cooling water, so that the excess heat supplied from the exhaust heat recovery device 360 is eventually passed through the radiator 340 to the outside as it is. It will only be released. Therefore, in the high water temperature mode, it is better not to supply the cooling water to the exhaust heat recovery device 360, and all the reference cooling water is supplied to the EGR cooler 370 so that the recovered heat can be used efficiently. It becomes.

尚、流量比に限って言えば、EGRクーラ370に対応する流量比を増加させれば、一義的に排気熱回収器360に対応する流量比は低下する。このように冷却水温Thwが高い場合には、排気熱回収器360と冷却水との熱交換の必然性は上述したように低下しており、流量比の変更のみによっても実践上十分な効果が得られるが、より効果的な態様としては、このような流量比の設定に伴い、電動W/P320の制御により冷却水の供給量が変更されてもよい。即ち、供給経路全体としての冷却水の要求流量が小さくて済むのであれば、流量比の制御に相前後して供給量の制御を行って、例えば、EGRクーラ370に対応する流量を増加させつつ、全体的な流量の抑制を図ってもよい。   As far as the flow rate ratio is concerned, if the flow rate ratio corresponding to the EGR cooler 370 is increased, the flow rate ratio corresponding to the exhaust heat recovery device 360 is uniquely lowered. Thus, when the cooling water temperature Thw is high, the necessity of heat exchange between the exhaust heat recovery device 360 and the cooling water is reduced as described above, and a practically sufficient effect can be obtained only by changing the flow rate ratio. However, as a more effective aspect, the supply amount of the cooling water may be changed by the control of the electric W / P 320 in accordance with the setting of the flow rate ratio. That is, if the required flow rate of the cooling water for the entire supply path is small, the supply amount is controlled immediately before the flow rate ratio control, for example, while increasing the flow rate corresponding to the EGR cooler 370. The overall flow rate may be suppressed.

図4において、超高水温モードでは、EGRクーラ370及び排気熱回収器360相互間の流量比は「0:100」であり、即ち、低水温モードと同様に、基準冷却水が全て(即ち、流量にして6L/minの冷却水が)排気熱回収器360に供給される。   In FIG. 4, in the super high water temperature mode, the flow rate ratio between the EGR cooler 370 and the exhaust heat recovery device 360 is “0: 100”, that is, all of the reference cooling water (ie, as in the low water temperature mode) Cooling water having a flow rate of 6 L / min is supplied to the exhaust heat recovery device 360.

内燃機関の負荷状態が、例えば過渡運転時等に代表される高負荷状態に該当する場合、排気熱回収手段は、高負荷状態でない場合と較べてより多くの熱を回収することとなり、予め設定される熱容量を超える可能性がある。この場合、排気熱回収器360内部に残留する冷却水が沸騰して、何らかの弊害が生じる可能性がある。一方で、EGRクーラ370も同様に排気を冷却するのであるが、EGR装置には、EGRガスの流量を制御するEGRバルブ219が備わり、EGR装置の稼動状態は比較的簡便に制御可能である。従って、このような高負荷状態においては、排気熱回収器360の方が、冷却水が過剰に高温となることによる実践上の不利益を生じさせ易い。そこで、超高水温モードの実行時においては、少なくともEGRクーラ370に優先して排気熱回収器360が冷却されるように、冷却水の流量比又は流量或いはその両方が設定される。   When the load state of the internal combustion engine corresponds to a high load state typified by, for example, transient operation, the exhaust heat recovery means recovers more heat than when it is not in a high load state, and is set in advance. There is a possibility that the heat capacity will be exceeded. In this case, the cooling water remaining inside the exhaust heat recovery device 360 may boil and cause some adverse effects. On the other hand, the EGR cooler 370 similarly cools the exhaust gas. However, the EGR device is provided with an EGR valve 219 for controlling the flow rate of the EGR gas, and the operating state of the EGR device can be controlled relatively easily. Therefore, in such a high load state, the exhaust heat recovery device 360 is more likely to cause a practical disadvantage due to excessively high cooling water. Therefore, when the ultra high water temperature mode is executed, the flow rate ratio and / or flow rate of the cooling water is set so that the exhaust heat recovery device 360 is cooled at least in preference to the EGR cooler 370.

尚、補足すれば、この場合、あくまでも排気熱回収器360への冷却水の供給が優先されるのであって、EGRクーラ370に対する冷却水の供給は、理想的にはこのような排気熱回収器360の事情とは無関係に継続される方がよい場合がある。このような場合に備え、ECU100は、電動W/P320を介して冷却水の供給経路全体としての流量を増加せしめる等して、排気熱回収器360に対応する冷却水流量を増量させつつ、EGRクーラ370に最適な量の冷却水を供給してもよい。   Note that, in this case, the cooling water supply to the exhaust heat recovery device 360 is given priority in this case. Ideally, the cooling water supply to the EGR cooler 370 is such an exhaust heat recovery device. It may be better to continue regardless of the circumstances of 360. In preparation for such a case, the ECU 100 increases the flow rate of the cooling water corresponding to the exhaust heat recovery device 360 by increasing the flow rate of the cooling water supply path as a whole via the electric W / P 320, and the EGR. An optimal amount of cooling water may be supplied to the cooler 370.

また、エンジン200が、超高水温モードを実行すべき高負荷状態にあるか否かの判断は、冷却水温Thwのみに基づいてなされずともよい。例えば、ECU100は、本発明に係る「動作条件」の一部として、内燃機関たるエンジン200の負荷状態(例えば、トルク、吸入空気量或いはアクセル開度等によって代替的に規定されてもよい)を、エアフローメータ、アクセルポジションセンサ又はスロットル開度センサ等から得られる吸入空気量、アクセル開度又はスロットル開度等の各種指標に対応する電気信号を取得することにより特定し、予め設定された条件を満たすか否かの判断に基づいて、冷却水温Thwに基づいた判断とは別に、或いはそれに加えて、高負荷状態にあるか否かを判別してもよい。この場合、実際に冷却水温Thwが高騰する以前に、そのような事態を察知することが可能となり、言わばアクティブに冷却水温Thwをコントロールすることも可能である。   Further, the determination as to whether or not the engine 200 is in a high load state in which the super high water temperature mode should be executed may not be made based only on the cooling water temperature Thw. For example, the ECU 100 determines the load state of the engine 200 that is an internal combustion engine (for example, alternatively defined by torque, intake air amount, accelerator opening, etc.) as part of the “operating condition” according to the present invention. , By acquiring electrical signals corresponding to various indicators such as intake air amount, accelerator opening or throttle opening obtained from an air flow meter, accelerator position sensor or throttle opening sensor, etc. Based on the determination of whether or not it is satisfied, it may be determined whether or not the vehicle is in a high load state separately from or in addition to the determination based on the cooling water temperature Thw. In this case, it is possible to detect such a situation before the cooling water temperature Thw actually rises. In other words, it is possible to actively control the cooling water temperature Thw.

このように、本実施形態に係る流量比制御処理によれば、EGRクーラ370及び排気熱回収器360相互間の流量比が、基本的に冷却水温Thwに応じて制御される。ここで特に、本実施形態において流量比制御バルブ380に相当する何らかの流量比変更手段が存在しない場合、流量比は予め適合された固定値を採る以外にない。ここで、例えば、当該固定された流量比が「50:50(即ち、1:1)」であった場合、例えば上述した低水温モードを例に採れば、排気熱回収器360に十分な量(例えば、6L/min)の冷却水を供給するためには、必然的にEGRクーラ370における冷却水の流量も同程度とならざるを得ない。この場合、基準冷却水の流量(即ち、基準流量)は12L/minとなって、本実施形態と較べて冷却水の供給量は明らかに過剰となり、冷却水の冷損が増大し、エンジン200の壁体が過剰に冷却されて、暖機が阻害されることになる。或いは冷却水の供給量を無駄に増加させることによる燃費の悪化も生じ得る。   As described above, according to the flow rate control process according to the present embodiment, the flow rate ratio between the EGR cooler 370 and the exhaust heat recovery device 360 is basically controlled according to the cooling water temperature Thw. Here, in particular, in the case where there is no flow rate change means corresponding to the flow rate control valve 380 in the present embodiment, the flow rate ratio can only be a fixed value that is adapted in advance. Here, for example, when the fixed flow rate ratio is “50:50 (ie, 1: 1)”, for example, if the low water temperature mode described above is taken as an example, a sufficient amount for the exhaust heat recovery device 360 is obtained. In order to supply cooling water (for example, 6 L / min), the flow rate of cooling water in the EGR cooler 370 inevitably has to be approximately the same. In this case, the flow rate of the reference cooling water (that is, the reference flow rate) is 12 L / min, the supply amount of the cooling water is clearly excessive as compared with the present embodiment, the cooling loss of the cooling water increases, and the engine 200 As a result, the wall is excessively cooled, and warm-up is hindered. Alternatively, fuel consumption may be deteriorated by unnecessarily increasing the amount of cooling water supplied.

これに対し、本実施形態によれば、当該流量比が可変となるため、冷却水の供給経路全体における冷却水の流量を維持したまま一の排気熱回収手段に対応する冷却水の流量を変化させることが可能となる。或いは、冷却水の供給量を変化させつつ当該流量比を変化させることより、例えば、一の排気熱回収手段に対応する冷却水の流量を維持したまま、他の排気熱回収手段に対応する流量を増加又は減少させることが可能となる。即ち、実質的に、個々の排気熱回収手段に供給される冷却水の流量を効率的且つ効果的に制御することが可能となる。従って、このような冷損の増大を招くことなく、且つ燃費の悪化を招くこともなく、排気熱の効率的且つ効果的な回収及びその利用が実現されるのである。   On the other hand, according to this embodiment, since the flow rate ratio is variable, the flow rate of the cooling water corresponding to one exhaust heat recovery means is changed while maintaining the flow rate of the cooling water in the entire cooling water supply path. It becomes possible to make it. Alternatively, by changing the flow rate ratio while changing the cooling water supply amount, for example, while maintaining the flow rate of the cooling water corresponding to one exhaust heat recovery means, the flow rate corresponding to another exhaust heat recovery means Can be increased or decreased. In other words, it becomes possible to effectively and effectively control the flow rate of the cooling water supplied to the individual exhaust heat recovery means. Therefore, efficient and effective recovery and use of exhaust heat can be realized without causing such an increase in cooling loss and without causing deterioration of fuel consumption.

尚、冷却水の動粘度は、冷却水温に応じて変化し、冷却水温が低い程当該動粘度は上昇する傾向がある。従って、定性的にみて冷却水は、冷却水温が低い程流れ難くなり、圧力損失(以下、適宜「圧損」と称する)が増大することになる。冷却水温が変化した場合、期待通りの流量が得られない場合がある。そのような問題に対処するため、例えば本実施形態に係る各種動作モードにおける、冷却水の基準流量自体が、冷却水温を含む動作条件に応じて可変とされていてもよい。或いは更に、流量比が、このような冷却水の動粘度を考慮して決定或いは補正されてもよい。   The kinematic viscosity of the cooling water changes according to the cooling water temperature, and the kinematic viscosity tends to increase as the cooling water temperature decreases. Therefore, qualitatively, the cooling water becomes difficult to flow as the cooling water temperature is low, and the pressure loss (hereinafter referred to as “pressure loss” as appropriate) increases. When the cooling water temperature changes, the expected flow rate may not be obtained. In order to deal with such a problem, for example, the reference flow rate of the cooling water itself in various operation modes according to the present embodiment may be variable according to the operating conditions including the cooling water temperature. Alternatively or additionally, the flow rate ratio may be determined or corrected taking into account the kinematic viscosity of such cooling water.

尚、本実施形態では、冷却水温Thwを流量比制御バルブ380の動作モードに対応付けられた4つの領域に分割し、冷却水温Thwがいずれの温度領域に属するかにより、当該動作モードを変更しているが、本発明に係る「冷却水の温度が低い場合」、或いは「冷却水の温度が高い場合」とは、必ずしもこのような固定された段階的な指標により規定されるものでなくてもよく、例えば、その時点の内燃機関の各種動作条件や車両10が置かれた環境条件等に応じて可変な指標により、フレキシブルに判断されてもよい。更には、流量比制御バルブ380の動作状態は、本実施形態に係る4種類の動作モードに限らず、より連続的に変化せしめられてもよい。
<第2実施形態>
上述した第1実施形態では、流量比制御バルブ380の動作状態が流量比をパラメータとして制御された。一方、排気熱回収システム300が備える電動W/P320は、ECU100及び駆動ユニットにより、冷却水の吐出量或いは当該吐出量を規定するモータ回転速度がエンジン200のクランクシャフト205の回転とは無関係に制御され得る。従って、各冷却水温範囲に応じた各種動作モードの実行に際しては、第1実施形態で説明した流量比のみならず、冷却水循環路310内に循環供給される冷却水の供給量を当該流量比に応じて変化させることもできる。
In the present embodiment, the cooling water temperature Thw is divided into four regions associated with the operation mode of the flow rate control valve 380, and the operation mode is changed depending on which temperature region the cooling water temperature Thw belongs to. However, “when the temperature of the cooling water is low” or “when the temperature of the cooling water is high” according to the present invention is not necessarily defined by such a fixed stepwise index. For example, the determination may be made flexibly by using an index that is variable according to various operating conditions of the internal combustion engine at that time, environmental conditions in which the vehicle 10 is placed, and the like. Furthermore, the operation state of the flow ratio control valve 380 is not limited to the four types of operation modes according to the present embodiment, and may be changed more continuously.
Second Embodiment
In the first embodiment described above, the operating state of the flow ratio control valve 380 is controlled using the flow ratio as a parameter. On the other hand, the electric W / P 320 provided in the exhaust heat recovery system 300 is controlled by the ECU 100 and the drive unit so that the discharge amount of the cooling water or the motor rotation speed defining the discharge amount is independent of the rotation of the crankshaft 205 of the engine 200. Can be done. Therefore, when performing various operation modes corresponding to each cooling water temperature range, not only the flow rate ratio described in the first embodiment, but also the supply amount of cooling water circulated and supplied into the cooling water circulation path 310 is set to the flow rate ratio. It can be changed accordingly.

ここで、図5を参照し、本発明の第2実施形態に係る流量比制御処理における各種動作モードの詳細を説明する。ここに、図5は、各動作モードに対応する流量比及び流量を表す表である。尚、同図において、図4と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。   Here, with reference to FIG. 5, details of various operation modes in the flow ratio control process according to the second embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a table showing the flow rate ratio and flow rate corresponding to each operation mode. In the figure, the same reference numerals are given to the same portions as those in FIG. 4, and the description thereof will be omitted as appropriate.

図5において、各動作モードにおける、EGRクーラ370及び排気熱回収器360相互間における流量比は、超高水温モードを除いて第1実施形態と等しいものとする。ここで、低水温モードにおいて、EGRクーラ370と排気熱回収器360との流量比は、即ち第1実施形態と同様に、「0:100」であるが、基準流量が、5L/minに低減されている。即ち、低水温モードの実行に際して、ECU100はエンジン200の暖機に十分に供し得る程度の流量が得られる限りにおいて可及的に効率良く電動W/P320を制御し、冷却水の流量を適宜に変更する。即ち、この場合、実質的には5L/minの流量が担保されていれば十分であり、電動W/P320を駆動するに要する電力資源は、第1実施形態と較べて節約される。   In FIG. 5, the flow rate ratio between the EGR cooler 370 and the exhaust heat recovery device 360 in each operation mode is the same as that in the first embodiment except for the super high water temperature mode. Here, in the low water temperature mode, the flow rate ratio between the EGR cooler 370 and the exhaust heat recovery device 360 is “0: 100” as in the first embodiment, but the reference flow rate is reduced to 5 L / min. Has been. That is, when executing the low water temperature mode, the ECU 100 controls the electric W / P 320 as efficiently as possible as long as a flow rate sufficient to warm up the engine 200 is obtained, and the flow rate of the cooling water is appropriately adjusted. change. That is, in this case, it is sufficient that the flow rate of 5 L / min is substantially secured, and the power resource required to drive the electric W / P 320 is saved as compared with the first embodiment.

高水温モードにしても同様であり、EGRクーラ370に供給すべき流量は、5L/minで十分であるとして、単に流量比の制御のみならず、電動W/P320の吐出量が変更される。尚、中水温モードでは、第1実施形態と同様に基準流量が6L/minに制御される。   The same applies to the high water temperature mode. Assuming that the flow rate to be supplied to the EGR cooler 370 is 5 L / min, not only the flow rate ratio but also the discharge amount of the electric W / P 320 is changed. In the middle water temperature mode, the reference flow rate is controlled to 6 L / min as in the first embodiment.

ここで、超高水温モードが実行される場合、第1実施形態では、排気熱回収器360の冷却を優先する目的から、EGRクーラ370及び排気熱回収器360相互間の流量比は「0:100」に制御された。然るに、本来EGRクーラ370にも冷却水の供給が必要であり、ECU100は係る点に鑑みて、基準流量を増加させ、排気熱回収器360に対し第1実施形態と同様6L/minの冷却水を供給させつつ、EGRクーラ370にも5L/minの冷却水を供給する。その結果、流量比は、「55:45」となる。   Here, when the super high water temperature mode is executed, in the first embodiment, the flow rate ratio between the EGR cooler 370 and the exhaust heat recovery device 360 is “0: 100 ". However, the EGR cooler 370 originally needs to be supplied with cooling water. In view of this point, the ECU 100 increases the reference flow rate, and the exhaust heat recovery device 360 has 6 L / min of cooling water as in the first embodiment. The cooling water of 5 L / min is also supplied to the EGR cooler 370. As a result, the flow rate ratio is “55:45”.

このように、第2実施形態によれば、単に流量比だけでなく、電動W/P320による冷却水吐出量を可変に制御することによって、EGRクーラ370及び排気熱回収器360に対応する冷却水の流量を実質的に自由に制御することが可能となる。また、低水温モード及び高水温モードとして示した如く、全体の冷却水流量を抑制することも可能であり、また超高水温モードとして示した如く、必要な箇所に必要な量の冷却水を供給し得るように冷却水循環路310全体に供給される冷却水の供給量を増量することも可能となる。即ち、第2実施形態によれば、より効率的且つ効果的に、排気熱の回収及びその利用を行うことが可能となるのである。   As described above, according to the second embodiment, the cooling water corresponding to the EGR cooler 370 and the exhaust heat recovery device 360 is controlled not only by the flow rate ratio but also by variably controlling the cooling water discharge amount by the electric W / P 320. It is possible to substantially freely control the flow rate. Also, as shown in the low water temperature mode and high water temperature mode, it is possible to suppress the overall cooling water flow rate, and as shown in the super high water temperature mode, supply the required amount of cooling water to the necessary locations. It is also possible to increase the amount of cooling water supplied to the entire cooling water circulation path 310. That is, according to the second embodiment, exhaust heat can be recovered and used more efficiently and effectively.

尚、このように冷却水の流量自体を可変とする場合、冷却水温Thwに応じた冷却水の動粘度の影響、即ち、冷却水温Thwが低い程、冷却水の動粘度が増加して圧損が増大する問題に好適に対処し得る。即ち、このような圧損の増大が見込まれる場合については、予め圧損の増加量をキャンセルし得るように全体的な冷却水の流量を補正することによって、圧損の影響を受けることなく冷却水の流量を最適化することが可能となる。
<第3実施形態>
一方、冷却水を循環供給するに際しての冷却水循環路310の圧損の変化は、上述したように冷却水の動粘度のみに依存する訳ではなく、第1及び第2実施形態に示した如くの各種態様を経て生じる流量比の変更時にも生じ得る。圧損の変化は、冷却水の流量変化に繋がり、例えば、流量比の変更に伴う圧損の変化によって冷却水温Thwが急激に変化して、流量比の制御に影響するといった悪循環が発生する可能性がある。また、このような冷却水温Thwの急激な変化によって、ノッキングの発生も懸念される。
When the flow rate of the cooling water itself is made variable in this way, the influence of the kinematic viscosity of the cooling water according to the cooling water temperature Thw, that is, the lower the cooling water temperature Thw, the higher the kinematic viscosity of the cooling water and the pressure loss. The increasing problem can be dealt with favorably. That is, when such an increase in pressure loss is expected, the flow rate of the cooling water is not affected by the pressure loss by correcting the overall flow rate of the cooling water so that the increase amount of the pressure loss can be canceled in advance. Can be optimized.
<Third Embodiment>
On the other hand, the change in pressure loss of the cooling water circulation path 310 when the cooling water is circulated and supplied does not depend only on the kinematic viscosity of the cooling water as described above, but various types as shown in the first and second embodiments. It can also occur when the flow ratio changes through the embodiment. The change in the pressure loss leads to a change in the flow rate of the cooling water. For example, the change in the pressure loss caused by the change in the flow rate ratio may cause a sudden change in the cooling water temperature Thw, which may affect the control of the flow rate ratio. is there. Further, there is a concern that knocking may occur due to such a rapid change in the cooling water temperature Thw.

そのような問題に対処し得る本発明の第3実施形態として、上述した各実施形態に係る流量比制御処理における各動作モードの実行態様に変更が加えられてもよい。即ち、ステップS102、S104、S106及びS107における各動作モードの実行に際し、ECU100は、水温センサ217の出力を継続的に監視し、冷却水温Thwの急激な変化が生じないように、流量比制御バルブ380又は電動W/P320或いはその両方の動作状態を制御してもよい。この際、このように冷却水温Thwの急変を抑制する手法として下記(1)又は(2)のプロセスを経てもよい。   As a third embodiment of the present invention that can deal with such a problem, a change may be made to the execution mode of each operation mode in the flow rate ratio control processing according to each of the above-described embodiments. That is, when executing each operation mode in steps S102, S104, S106, and S107, the ECU 100 continuously monitors the output of the water temperature sensor 217, and prevents the rapid change in the cooling water temperature Thw from occurring. You may control the operation state of 380 or electric W / P320 or both. At this time, the following process (1) or (2) may be performed as a technique for suppressing the sudden change in the cooling water temperature Thw.

(1)冷却水温Thwの時間微分値に基づいた急変抑制制御
(2)流量比変更前後の冷却水温Thwの差分に基づいた急変抑制制御
上記(1)に相当する制御がなされる場合、ECU100は、当該微分値として、冷却水温Thwの時間変化量を算出し、当該時間変化量が予め冷却水温Thwが急変していないと判断し得るものとして設定された所定値以下となるように、流量比制御バルブ380又は電動W/P320或いはその両方を制御する。また、(2)に相当する制御がなされる場合、ECU100は、各動作モードに対応するステップに係る処理の実行前後の冷却水温Thwの差分が所定値以下となるように、流量比制御バルブ380又は電動W/P320を制御する。
(1) Sudden change suppression control based on time differential value of cooling water temperature Thw (2) Sudden change suppression control based on difference of cooling water temperature Thw before and after changing the flow rate ratio When the control corresponding to the above (1) is performed, the ECU 100 The flow rate ratio is calculated so that the time change amount of the cooling water temperature Thw is calculated as the differential value, and the time change amount is equal to or less than a predetermined value set in advance so that it can be determined that the cooling water temperature Thw has not suddenly changed. Control the control valve 380 or the electric W / P 320 or both. When the control corresponding to (2) is performed, the ECU 100 controls the flow rate ratio control valve 380 so that the difference in the cooling water temperature Thw before and after the execution of the process related to the step corresponding to each operation mode is equal to or less than a predetermined value. Alternatively, the electric W / P 320 is controlled.

これらの各種態様を採ることによって、冷却水温Thwの急激な変化が抑制されることにより、制御上の不具合やノッキングの発生が防止され、上述した各種実施形態に係る利益をより顕著に享受することが可能となる。   By adopting these various aspects, a sudden change in the cooling water temperature Thw is suppressed, so that control problems and knocking are prevented, and the benefits according to the various embodiments described above are more remarkably enjoyed. Is possible.

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う排気熱回収装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed without departing from the gist or concept of the invention that can be read from the claims and the entire specification, and an exhaust heat recovery apparatus with such a change. Is also included in the technical scope of the present invention.

本発明の第1実施形態に係る車両の構成を概念的に表してなる概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram conceptually illustrating a configuration of a vehicle according to a first embodiment of the present invention. 図1の車両におけるエンジンの模式図である。It is a schematic diagram of the engine in the vehicle of FIG. 図1の車両においてECUにより実行される流量比制御処理のフローチャートである。2 is a flowchart of a flow ratio control process executed by an ECU in the vehicle of FIG. 図3の処理において選択及び実行される流量比制御バルブの各種動作モードを説明する表である。It is a table | surface explaining the various operation modes of the flow ratio control valve selected and performed in the process of FIG. 本発明の第2実施形態に係る流量比制御バルブの各種動作モードを説明する表である。It is a table | surface explaining various operation modes of the flow ratio control valve which concerns on 2nd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10…車両、100…ECU、200…エンジン、300…排気熱回収システム、310…冷却水循環流路、320…電動W/P、330…サーモスタット、340…ラジエータ、350…ヒータコア、360…排気熱回収器、370…EGRクーラ、380…流量比制御バルブ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Vehicle, 100 ... ECU, 200 ... Engine, 300 ... Exhaust heat recovery system, 310 ... Cooling water circulation flow path, 320 ... Electric W / P, 330 ... Thermostat, 340 ... Radiator, 350 ... Heater core, 360 ... Exhaust heat recovery 370 ... EGR cooler, 380 ... Flow ratio control valve.

Claims (7)

冷却水の供給対象として内燃機関及びヒータコアを含む車両において該内燃機関の排気に係る排気熱を回収する排気熱回収装置であって、
前記供給対象の一部として前記冷却水の供給経路に前記ヒータコアと直列に且つ相互に並列に配置された、前記排気熱を回収可能な複数の排気熱回収手段と、
該複数の排気熱回収手段相互間における前記冷却水の流量比を変更可能な流量比変更手段と
を具備することを特徴とする排気熱回収装置。
An exhaust heat recovery device that recovers exhaust heat related to exhaust of an internal combustion engine in a vehicle including an internal combustion engine and a heater core as a cooling water supply target,
A plurality of exhaust heat recovery means capable of recovering the exhaust heat disposed in parallel to each other in series with the heater core in the cooling water supply path as part of the supply target;
An exhaust heat recovery apparatus comprising: a flow rate ratio changing means capable of changing a flow rate ratio of the cooling water between the plurality of exhaust heat recovery means.
少なくとも前記冷却水の温度を含む前記内燃機関の動作条件を特定する特定手段と、
該特定された動作条件に基づいて前記流量比及び前記複数の排気熱回収手段の少なくとも一部に供給すべき前記冷却水の流量のうち少なくとも一方を設定する設定手段と、
該設定された少なくとも一方に応じて前記流量比変更手段を制御する第1の制御手段と
を更に具備する
ことを特徴とする請求項1に記載の排気熱回収装置。
Specifying means for specifying an operating condition of the internal combustion engine including at least a temperature of the cooling water;
Setting means for setting at least one of the flow rate and the flow rate of the cooling water to be supplied to at least some of the plurality of exhaust heat recovery means based on the specified operating condition;
The exhaust heat recovery apparatus according to claim 1, further comprising: a first control unit that controls the flow rate ratio changing unit according to at least one of the set values.
前記内燃機関の機関回転から独立して前記供給経路に前記冷却水を供給可能な供給手段と、
前記設定された少なくとも一方に応じて前記供給手段を制御する第2の制御手段と
を更に具備する
ことを特徴とする請求項2に記載の排気熱回収装置。
Supply means capable of supplying the cooling water to the supply path independently of engine rotation of the internal combustion engine;
The exhaust heat recovery apparatus according to claim 2, further comprising: a second control unit that controls the supply unit in accordance with at least one of the set values.
前記複数の排気熱回収手段は、前記内燃機関の吸気系に還流されるEGRガスを冷却可能なEGRクーラ、及び前記回収した排気熱により前記冷却水を加熱可能な排気熱回収器を含む
ことを特徴とする請求項2又は3に記載の排気熱回収装置。
The plurality of exhaust heat recovery means includes an EGR cooler capable of cooling EGR gas recirculated to the intake system of the internal combustion engine, and an exhaust heat recovery device capable of heating the cooling water by the recovered exhaust heat. The exhaust heat recovery apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that
前記設定手段は、前記冷却水の温度が低い場合に大きくなるように、前記特定された冷却水の温度に応じて少なくとも前記排気熱回収器に対応する前記流量比を設定する
ことを特徴とする請求項4に記載の排気熱回収装置。
The setting means sets the flow rate ratio corresponding to at least the exhaust heat recovery device according to the temperature of the specified cooling water so as to increase when the temperature of the cooling water is low. The exhaust heat recovery apparatus according to claim 4.
前記設定手段は、前記冷却水の温度が高い場合に大きくなるように、前記特定された冷却水の温度に応じて少なくとも前記EGRクーラに対応する前記流量比を設定する
ことを特徴とする請求項4又は5に記載の排気熱回収装置。
The setting means sets the flow rate ratio corresponding to at least the EGR cooler according to the temperature of the specified cooling water so as to increase when the temperature of the cooling water is high. The exhaust heat recovery apparatus according to 4 or 5.
前記特定手段は、前記動作条件の一部として前記内燃機関の負荷状態を特定し、
前記設定手段は、前記特定された負荷状態が所定の高負荷状態に該当する場合に、少なくとも前記EGRクーラに優先して前記排気熱回収器が冷却されるように前記少なくとも一方を設定する
ことを特徴とする請求項4から6のいずれか一項に記載の排気熱回収装置。
The specifying means specifies a load state of the internal combustion engine as a part of the operating condition,
The setting means sets the at least one so that the exhaust heat recovery device is cooled at least in preference to the EGR cooler when the specified load state corresponds to a predetermined high load state. The exhaust heat recovery apparatus according to any one of claims 4 to 6, characterized in that
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