JP2015094260A - Vehicle warm-up system - Google Patents

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飯島 章
Akira Iijima
章 飯島
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vehicle warm-up system which uses a latent heat storage material, allows a water capacity of an entire engine to be reduced and can improve fuel efficiency.SOLUTION: A vehicle warm-up system comprises: a heat storage material line 4 which is installed so as to diverge from an engine cooling water line 2; a heat storage tank 6 which is installed on the heat storage material line 4, has a latent heat storage material 5 stored therein and is configured to exchange heat between engine cooling water flowing in the heat storage material line 4 and the latent heat storage material 5; a solenoid valve 7 which is installed at a point where the heat storage material line 4 diverges from the engine cooling water line 2; and a control section 8 which controls whether or not to introduce the engine cooling water into the heat storage material line 4 by controlling the solenoid valve 7. The vehicle warm-up system also has a coagulation sensor 21 which is installed in the heat storage tank 6 and detects whether or not the latent heat storage material 5 is coagulated. The control section 8 controls the solenoid valve 7 on the basis of a temperature of the engine cooling water and a detection result of the coagulation sensor 21.

Description

本発明は、車両用暖機システムに関するものである。   The present invention relates to a vehicle warm-up system.

エンジンの暖機性を向上させるために、潜熱蓄熱材を用いた車両用暖機システムが開発されている。   In order to improve engine warm-up, a vehicle warm-up system using a latent heat storage material has been developed.

潜熱蓄熱材を用いた車両用暖機システムでは、エンジンからラジエータを経てエンジンに戻るエンジン冷却水ラインから分岐するように蓄熱材ラインを設けると共にその分岐点に電磁弁を設けて、電磁弁により蓄熱材ラインにエンジン冷却水を流すか否かを切り替え可能に構成されている。   In a vehicle warm-up system using a latent heat storage material, a heat storage material line is provided so as to branch from an engine cooling water line that returns from the engine to the engine via a radiator, and an electromagnetic valve is provided at the branch point. It is configured to be able to switch whether or not to flow engine cooling water through the material line.

蓄熱材ラインには潜熱蓄熱剤を収容した蓄熱タンクが設けられており、暖機時には、電磁弁を制御して蓄熱材ラインにエンジン冷却水を導入することで、蓄熱タンク内でエンジン冷却水と潜熱蓄熱材との間で熱交換させて、エンジン冷却水を加熱し暖機を促進する。   The heat storage material line is provided with a heat storage tank that contains the latent heat storage agent.When the engine is warmed up, engine cooling water is introduced into the heat storage material line by controlling the solenoid valve so that Heat is exchanged with the latent heat storage material to heat the engine coolant and promote warm-up.

また、エンジンが十分に暖機された後には、再び蓄熱材ラインに高温のエンジン冷却水を導入して、潜熱蓄熱材を加熱し蓄熱する。   In addition, after the engine is sufficiently warmed up, high-temperature engine cooling water is again introduced into the heat storage material line to heat and store the latent heat storage material.

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、特許文献1,2がある。   As prior art document information related to the invention of this application, there are Patent Documents 1 and 2.

特開2010−144636号公報JP 2010-144636 A 特開2012−002469号公報JP 2012-002469 A

しかしながら、従来の車両用暖機システムでは、潜熱蓄熱材がどのような状態になっているかを判断することができないため、エンジンが十分に暖機された後には、蓄熱材ラインにエンジン冷却水を導入した状態のままにするのが通常であった。そのため、エンジン全体の水容量が大きくなり、エンジン冷却水の温度の制御性が悪化してしまうという問題があった。   However, in the conventional vehicle warm-up system, it is impossible to determine what state the latent heat storage material is in. Therefore, after the engine is sufficiently warmed up, the engine coolant is not supplied to the heat storage material line. It was normal to leave it in the introduced state. For this reason, there is a problem that the water capacity of the entire engine is increased and the controllability of the temperature of the engine cooling water is deteriorated.

近年、例えば、部分負荷時にエンジン冷却水の温度を100℃前後と高く制御してフリクション等を低減させ燃費を向上させたり、あるいは、高負荷時にオーバーヒートを抑制し信頼性を向上させるためにエンジン冷却水の温度を80〜90℃と低めに制御したりして、エンジン負荷に応じてエンジン冷却水の温度を制御することが行われてきているが、エンジン冷却水の温度の制御性が悪化すると、これらの制御が充分に機能しない場合がある。よって、潜熱蓄熱材を用いた車両用暖機システムにおいては、水容量をなるべく小さくすることが求められる。   In recent years, for example, the engine cooling water temperature is controlled as high as around 100 ° C. during partial loads to reduce friction and improve fuel efficiency, or engine cooling to suppress overheating and improve reliability during high loads. It has been practiced to control the temperature of the engine cooling water according to the engine load by controlling the temperature of the water as low as 80 to 90 ° C, but if the controllability of the temperature of the engine cooling water deteriorates These controls may not function sufficiently. Therefore, in the vehicle warm-up system using the latent heat storage material, it is required to reduce the water capacity as much as possible.

また、蓄熱材ラインにエンジン冷却水を導入したままにすると、エンジン冷却水が流れる配管距離が長くなるため、通水抵抗が増加してエンジン冷却水を循環させるウォーターポンプの仕事量が増加し、燃費が悪化するという問題もある。   In addition, if the engine coolant is introduced into the heat storage material line, the piping distance through which the engine coolant flows increases, so the water flow resistance increases and the work of the water pump that circulates the engine coolant increases. There is also a problem that fuel consumption deteriorates.

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、潜熱蓄熱材を用いた車両用暖機システムにおいて、エンジン全体の水容量を小さくでき燃費を向上可能な車両用暖機システムを提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a vehicle warm-up system that can solve the above-described problems and can reduce the water capacity of the entire engine and improve fuel efficiency in a vehicle warm-up system using a latent heat storage material. is there.

本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、エンジンからラジエータを経て前記エンジンに戻るエンジン冷却水ラインから分岐するように設けられた蓄熱材ラインと、前記蓄熱材ラインに設けられると共に、潜熱蓄熱材が収容され、前記蓄熱材ラインを流れるエンジン冷却水と前記潜熱蓄熱材との間で熱交換がなされるように構成された蓄熱タンクと、前記エンジン冷却水ラインと前記蓄熱材ラインとの分岐点に設けられた電磁弁と、前記電磁弁を制御することで、前記蓄熱材ラインにエンジン冷却水を導入するか否かを制御する制御部と、を備えた車両用暖機システムにおいて、前記蓄熱タンクに設けられ、前記潜熱蓄熱材が凝固しているか否かを検出する凝固センサを備え、前記制御部は、前記エンジン冷却水の温度と、前記凝固センサの検出結果とに基づき、前記電磁弁を制御するように構成される車両用暖機システムである。   The present invention was devised to achieve the above object, and is provided in the heat storage material line provided to branch from an engine cooling water line that returns from the engine to the engine via a radiator and returns to the engine. And a heat storage tank configured to exchange heat between the engine cooling water flowing through the heat storage material line and the latent heat storage material, and the engine cooling water line and the heat storage material. A vehicle warm-up comprising: a solenoid valve provided at a branch point with the line; and a control unit that controls whether the engine coolant is introduced into the heat storage material line by controlling the solenoid valve. In the system, provided with a solidification sensor provided in the heat storage tank to detect whether the latent heat storage material is solidified, the control unit, the temperature of the engine cooling water, Based on the detection result of the serial coagulation sensor, a vehicle warm-up system configured to control the solenoid valve.

前記蓄熱タンクに設けられ、過冷却状態の液相の前記潜熱蓄熱材に刺激を与えて凝固を開始させるトリガを備え、前記凝固センサは、前記トリガの近傍に設けられてもよい。   There may be provided a trigger provided in the heat storage tank for stimulating the latent heat storage material in the supercooled liquid phase to start solidification, and the solidification sensor may be provided in the vicinity of the trigger.

前記制御部は、前記凝固センサが前記潜熱蓄熱材が凝固していないと検出し、かつ、前記エンジン冷却水の温度が予め設定した第1閾値温度より小さいとき、前記トリガにより前記潜熱蓄熱材の凝固を開始させると共に、前記蓄熱材ラインに前記エンジン冷却水を導入するように前記電磁弁を制御する暖機促進制御を行うとよい。   When the solidification sensor detects that the latent heat storage material has not solidified, and the temperature of the engine coolant is lower than a preset first threshold temperature, the trigger causes the latent heat storage material to It is preferable to perform warming-up promotion control for controlling the solenoid valve so as to start solidification and introduce the engine coolant into the heat storage material line.

前記制御部は、前記暖機促進制御中に、前記凝固センサが前記潜熱蓄熱材が凝固していると検出するか、あるいは、前記エンジン冷却水の温度が前記第1閾値温度以上となったとき、前記蓄熱材ラインに前記エンジン冷却水を導入しないように前記電磁弁を制御して前記暖機促進制御を終了するとよい。   The control unit detects that the latent heat storage material is solidified during the warm-up promotion control, or when the temperature of the engine cooling water is equal to or higher than the first threshold temperature. The warm-up promotion control may be terminated by controlling the solenoid valve so as not to introduce the engine coolant into the heat storage material line.

前記制御部は、前記エンジン冷却水を前記潜熱蓄熱材により加熱する暖機促進制御を終了した後、前記凝固センサが前記潜熱蓄熱材が凝固していると検出し、かつ、前記エンジン冷却水の温度が予め設定した第2閾値温度以上であるとき、前記蓄熱材ラインに前記エンジン冷却水を導入するように前記電磁弁を制御して、前記潜熱蓄熱材を溶融させる蓄熱制御を行うとよい。   The control unit detects that the latent heat storage material is solidified after the warming-up acceleration control for heating the engine cooling water by the latent heat storage material is completed, and detects the engine cooling water. When the temperature is equal to or higher than a preset second threshold temperature, heat storage control may be performed by controlling the solenoid valve so as to introduce the engine coolant into the heat storage material line to melt the latent heat storage material.

前記制御部は、前記蓄熱制御中に、前記凝固センサが前記潜熱蓄熱材が凝固していないと検出したとき、前記蓄熱材ラインに前記エンジン冷却水を導入しないように前記電磁弁を制御して前記蓄熱制御を終了するとよい。   When the solidification sensor detects that the latent heat storage material is not solidified during the heat storage control, the control unit controls the solenoid valve so as not to introduce the engine coolant into the heat storage material line. The heat storage control may be terminated.

本発明によれば、潜熱蓄熱材を用いた車両用暖機システムにおいて、エンジン全体の水容量を小さくでき燃費を向上させることができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in the warming-up system for vehicles using a latent heat storage material, the water capacity of the whole engine can be made small and a fuel consumption can be improved.

(a)は、本発明の一実施形態に係る車両用暖機システムの概略構成図であり、(b)はその蓄熱タンクの概略構成図である。(A) is a schematic block diagram of the warming-up system for vehicles which concerns on one Embodiment of this invention, (b) is a schematic block diagram of the thermal storage tank. 図1の車両用暖機システムの制御フローを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control flow of the warming-up system for vehicles of FIG.

以下、本発明の実施形態を添付図面にしたがって説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

図1(a)は、本実施形態に係る車両用暖機システムの概略構成図であり、図1(b)はその蓄熱タンクの概略構成図である。   Fig.1 (a) is a schematic block diagram of the warming-up system for vehicles which concerns on this embodiment, FIG.1 (b) is a schematic block diagram of the thermal storage tank.

図1に示すように、車両用暖機システム1は、エンジン冷却水ライン2から分岐するように設けられた蓄熱材ライン4と、蓄熱材ライン4に設けられた蓄熱タンク6と、エンジン冷却水ライン2と蓄熱材ライン4との分岐点に設けられた電磁弁7と、電磁弁7を制御することで、蓄熱材ライン4にエンジン冷却水を導入するか否かを制御する制御部8と、を備えている。   As shown in FIG. 1, a vehicle warm-up system 1 includes a heat storage material line 4 provided so as to branch from an engine cooling water line 2, a heat storage tank 6 provided in the heat storage material line 4, and engine cooling water. An electromagnetic valve 7 provided at a branch point between the line 2 and the heat storage material line 4; and a control unit 8 that controls whether the engine coolant is introduced into the heat storage material line 4 by controlling the electromagnetic valve 7; It is equipped with.

エンジン冷却水ライン2は、エンジンEにおけるエンジン冷却水の出口からラジエータ3を経てエンジンEの冷却水の入口に戻るように構成されている。   The engine cooling water line 2 is configured to return from the engine cooling water outlet of the engine E to the cooling water inlet of the engine E via the radiator 3.

エンジンEからラジエータ3に至るエンジン冷却水ライン2には、サーモスタット9が設けられている。サーモスタット9には、ラジエータ3をバイパスしてラジエータ3の下流にエンジン冷却水を通すバイパスライン10が接続されており、エンジン冷却水の温度が予め設定された開弁温度(例えば85℃)より低いときには、ラジエータ3への通路を閉じてバイパスライン10にエンジン冷却水を導き、ラジエータ3を介さずにエンジン冷却水をエンジンEに戻し、エンジン冷却水の温度の上昇を促進して暖機性能を向上させ、エンジンEのオーバークールを防止する。また、エンジン冷却水の温度が開弁温度以上となると、ラジエータ3への通路を開いてエンジン冷却水をラジエータ3に供給し、エンジン冷却水を外気で冷却してエンジンEのオーバーヒートを防止する。   A thermostat 9 is provided in the engine coolant line 2 from the engine E to the radiator 3. The thermostat 9 is connected to a bypass line 10 that bypasses the radiator 3 and passes engine cooling water downstream of the radiator 3, and the temperature of the engine cooling water is lower than a preset valve opening temperature (for example, 85 ° C.). Sometimes, the passage to the radiator 3 is closed and the engine cooling water is led to the bypass line 10, the engine cooling water is returned to the engine E without passing through the radiator 3, and the warming-up performance is promoted by promoting the temperature rise of the engine cooling water. Improve and prevent engine E overcooling. When the temperature of the engine cooling water becomes equal to or higher than the valve opening temperature, the passage to the radiator 3 is opened to supply the engine cooling water to the radiator 3, and the engine cooling water is cooled with outside air to prevent overheating of the engine E.

エンジン冷却液は、エンジン冷却水ライン2に設けられたウォーターポンプ(W/P)11により循環させられている。サーモスタット9より延びるバイパスライン10は、ウォーターポンプ11よりも上流側のエンジン冷却水ライン2に接続される。   The engine coolant is circulated by a water pump (W / P) 11 provided in the engine coolant line 2. A bypass line 10 extending from the thermostat 9 is connected to the engine coolant line 2 upstream of the water pump 11.

ウォーターポンプ11から吐出されたエンジン冷却水は、その大部分がオイルクーラ16を経てエンジンEに戻される。また、ウォーターポンプ11にはEGRクーラ冷却ライン12が接続されており、ウォーターポンプ11から吐出されたエンジン冷却水の一部をEGRクーラ13に導入した後に、ウォーターポンプ11の上流側のエンジン冷却水ライン2に戻すように構成されている。   Most of the engine coolant discharged from the water pump 11 is returned to the engine E through the oil cooler 16. Further, an EGR cooler cooling line 12 is connected to the water pump 11, and after introducing a part of the engine cooling water discharged from the water pump 11 to the EGR cooler 13, the engine cooling water on the upstream side of the water pump 11. It is configured to return to line 2.

また、エンジンEにはヒータ加熱用ライン14が接続されており、高温のエンジン冷却水の一部を暖房空調用のヒータ15に供給した後に、ウォーターポンプ11の上流側のエンジン冷却水ライン2に戻すように構成されている。   A heater heating line 14 is connected to the engine E, and after supplying a part of high-temperature engine cooling water to the heater 15 for heating and air conditioning, the heater E is connected to the engine cooling water line 2 upstream of the water pump 11. It is configured to return.

電磁弁7は、バイパスライン10のエンジン冷却水ライン2への合流点の下流側で、かつウォーターポンプ11の上流側のエンジン冷却水ライン2に設けられる。蓄熱材ライン4は、その一端が電磁弁7を介してエンジン冷却水ライン2と接続され、その他端が、電磁弁7の下流側で、かつウォーターポンプ11の上流側のエンジン冷却水ライン2に接続される。   The electromagnetic valve 7 is provided in the engine cooling water line 2 on the downstream side of the joining point of the bypass line 10 to the engine cooling water line 2 and on the upstream side of the water pump 11. One end of the heat storage material line 4 is connected to the engine cooling water line 2 via the electromagnetic valve 7, and the other end is connected to the engine cooling water line 2 downstream of the electromagnetic valve 7 and upstream of the water pump 11. Connected.

図1(b)に示すように、蓄熱タンク6には、潜熱蓄熱材5を収容した容器17が複数備えられており、容器17の周囲の空間19にエンジン冷却水を流すことで、容器17内の潜熱蓄熱材5とエンジン冷却水との間で熱交換がなされるように構成されている。なお、蓄熱タンク6の構成はこれに限定されるものではない。   As shown in FIG. 1 (b), the heat storage tank 6 is provided with a plurality of containers 17 containing the latent heat storage material 5, and by flowing engine cooling water into a space 19 around the container 17, the container 17 Heat exchange is performed between the internal latent heat storage material 5 and the engine coolant. The configuration of the heat storage tank 6 is not limited to this.

潜熱蓄熱材5としては、酢酸ナトリウムを用いるとよい。酢酸ナトリウムは、液相の状態から冷却して凝固点(60℃)以下の温度としても凝固せず、液相のまま過冷却状態となる性質がある。過冷却状態の液相の酢酸ナトリウムに物理的刺激を加えると、凝固が開始され、発熱が開始される。   As the latent heat storage material 5, sodium acetate may be used. Sodium acetate does not solidify even when cooled from the liquid phase to a temperature below the freezing point (60 ° C.), and has a property of being supercooled in the liquid phase. When a physical stimulus is applied to the supercooled liquid phase sodium acetate, solidification begins and exotherm begins.

蓄熱タンク6の各容器17には、過冷却状態の液相の潜熱蓄熱材5に刺激を与えて凝固を開始させるトリガ18が備えられている。本実施形態では、トリガ18として電熱線(ニクロム線)を用い、電熱線に電流を流すことで潜熱蓄熱材5に刺激を与えて凝固を開始させるように構成した。なお、トリガ18の構成はこれに限定されるものではない。   Each container 17 of the heat storage tank 6 is provided with a trigger 18 for stimulating the liquid phase latent heat storage material 5 in a supercooled state to start solidification. In the present embodiment, a heating wire (nichrome wire) is used as the trigger 18, and a current is passed through the heating wire to stimulate the latent heat storage material 5 to start coagulation. The configuration of the trigger 18 is not limited to this.

制御部8は、電磁弁7を制御して流路の切替制御を行うと共に、トリガ18である電熱線の通電制御を行う。制御部8は、車両のECU(電子制御ユニット)20に搭載される。   The control unit 8 controls the electromagnetic valve 7 to perform switching control of the flow path, and performs energization control of the heating wire that is the trigger 18. The control unit 8 is mounted on an ECU (electronic control unit) 20 of the vehicle.

さて、本実施形態に係る車両用暖機システム1では、蓄熱タンク6に設けられ、潜熱蓄熱材5が凝固しているか否かを検出する凝固センサ21を備え、制御部8は、エンジン冷却水の温度と、凝固センサ21の検出結果とに基づき、電磁弁7を制御するように構成されている。   Now, in the warming-up system 1 for vehicles which concerns on this embodiment, the thermal storage tank 6 is provided with the solidification sensor 21 which detects whether the latent heat storage material 5 is solidified, and the control part 8 is engine cooling water. The solenoid valve 7 is controlled on the basis of the temperature and the detection result of the coagulation sensor 21.

凝固センサ21は、発光ダイオード等の発光素子と、フォトトランジスタ等の受光素子を対向配置して構成される。凝固センサ21では、発光素子と受光素子間の潜熱蓄熱材5が液相と固相で光の透過率が異なることを利用して、潜熱蓄熱材5が凝固しているか否かを検出するものである。   The coagulation sensor 21 is configured by arranging a light emitting element such as a light emitting diode and a light receiving element such as a phototransistor facing each other. The solidification sensor 21 detects whether or not the latent heat storage material 5 is solidified using the fact that the latent heat storage material 5 between the light emitting element and the light receiving element has different light transmittances between the liquid phase and the solid phase. It is.

潜熱蓄熱材5として酢酸ナトリウムを用いる場合、液相のときは光の透過率が高く、固相のときは光の透過率が低くなるので、受光素子で受光する光強度が所定値よりも高いときは液相、所定値以下であるときは固相、と判断することができる。   When sodium acetate is used as the latent heat storage material 5, the light transmittance is high in the liquid phase and the light transmittance is low in the solid phase, so that the light intensity received by the light receiving element is higher than a predetermined value. Sometimes it can be judged as a liquid phase, and when it is below a predetermined value, it can be judged as a solid phase.

ここでは、容器17の1つに凝固センサ21を設けた場合を示しているが、各容器17に凝固センサ21を設けるようにしてもよい。凝固センサ21は、潜熱蓄熱材5の凝固を確実に検出できるように、トリガ18の近傍に設けられることが望ましい。   Here, the case where the coagulation sensor 21 is provided in one of the containers 17 is shown, but the coagulation sensor 21 may be provided in each container 17. The coagulation sensor 21 is desirably provided in the vicinity of the trigger 18 so that the coagulation of the latent heat storage material 5 can be reliably detected.

制御部8は、電磁弁7でのエンジン冷却水の温度と、凝固センサ21の検出結果とに基づき、電磁弁7を制御するように構成されている。   The control unit 8 is configured to control the electromagnetic valve 7 based on the temperature of the engine coolant at the electromagnetic valve 7 and the detection result of the coagulation sensor 21.

より具体的には、制御部8は、エンジンEの始動後、凝固センサ21が潜熱蓄熱材5が凝固していないと検出し、かつ、エンジン冷却水の温度が予め設定した第1閾値温度(例えば50℃)より小さいとき、トリガ18により潜熱蓄熱材5の凝固を開始させると共に、蓄熱材ライン4にエンジン冷却水を導入するように電磁弁7を制御する暖機促進制御を行う。なお、潜熱蓄熱材5が凝固していないということは、潜熱蓄熱材5の蓄熱が完了していることを意味し、潜熱蓄熱材5が過冷却状態となっていても、トリガ18により刺激を与えることで発熱が開始される。   More specifically, after the engine E is started, the control unit 8 detects that the latent heat storage material 5 is not solidified, and the engine cooling water temperature is set to a first threshold temperature (preset) When the temperature is smaller than 50 ° C., for example, the trigger 18 starts the solidification of the latent heat storage material 5 and performs warm-up promotion control for controlling the electromagnetic valve 7 so as to introduce engine cooling water into the heat storage material line 4. The fact that the latent heat storage material 5 has not solidified means that the heat storage of the latent heat storage material 5 has been completed, and the trigger 18 stimulates even if the latent heat storage material 5 is in a supercooled state. Heating starts when given.

また、制御部8は、暖機促進制御中に、凝固センサ21が潜熱蓄熱材5が凝固していると検出するか、あるいは、エンジン冷却水の温度が第1閾値温度以上となったとき、蓄熱材ライン4にエンジン冷却水を導入しないように電磁弁7を制御して暖機促進制御を終了する。なお、潜熱蓄熱材5が凝固しているということは、相変化が終了し発熱が終了したことを意味し、この状態で蓄熱材ライン4にエンジン冷却水を導入しても暖機促進の効果が得られないため、潜熱蓄熱材5が凝固した時点で暖機促進制御を終了する。エンジン冷却水の温度が第1閾値温度以上となった場合には、エンジン冷却水が充分に加熱され暖機が終了したと判断し、暖機促進制御を終了する。   In addition, when the control unit 8 detects that the latent heat storage material 5 is solidified during the warm-up promotion control, or when the temperature of the engine coolant becomes equal to or higher than the first threshold temperature, The solenoid valve 7 is controlled so as not to introduce the engine coolant into the heat storage material line 4 and the warm-up promotion control is terminated. The fact that the latent heat storage material 5 is solidified means that the phase change has ended and heat generation has ended, and even if engine cooling water is introduced into the heat storage material line 4 in this state, the effect of promoting warm-up is achieved. Is not obtained, the warm-up promotion control is terminated when the latent heat storage material 5 is solidified. When the temperature of the engine cooling water is equal to or higher than the first threshold temperature, it is determined that the engine cooling water is sufficiently heated and the warm-up is finished, and the warm-up promotion control is finished.

さらに、制御部8は、暖機促進制御を終了した後、凝固センサ21が潜熱蓄熱材5が凝固していると検出し、かつ、エンジン冷却水の温度が予め設定した第2閾値温度(例えば60℃)以上であるとき、蓄熱材ライン4にエンジン冷却水を導入するように電磁弁7を制御して、潜熱蓄熱材5を溶融させる蓄熱制御を行う。つまり、エンジン冷却水の温度が充分高くなったときに、凝固した潜熱蓄熱材5を溶融させて液相とすることで、蓄熱を行う。   Further, after the warm-up promotion control is completed, the control unit 8 detects that the latent heat storage material 5 is solidified by the solidification sensor 21, and the engine cooling water temperature is set to a second threshold temperature (for example, When the temperature is 60 ° C. or higher, the electromagnetic valve 7 is controlled so as to introduce engine cooling water into the heat storage material line 4, and heat storage control for melting the latent heat storage material 5 is performed. That is, when the temperature of the engine cooling water becomes sufficiently high, heat storage is performed by melting the solidified latent heat storage material 5 into a liquid phase.

さらにまた、制御部8は、蓄熱制御中に、凝固センサ21が潜熱蓄熱材5が凝固していないと検出したとき、すなわち、潜熱蓄熱材5が液相となり蓄熱が終了したときに、蓄熱材ライン4にエンジン冷却水を導入しないように電磁弁7を制御して蓄熱制御を終了する。   Furthermore, when the solidification sensor 21 detects that the latent heat storage material 5 is not solidified during the heat storage control, that is, when the latent heat storage material 5 becomes a liquid phase and the heat storage is finished, The solenoid valve 7 is controlled so as not to introduce the engine coolant to the line 4 and the heat storage control is finished.

次に、車両用暖機システム1の制御フローを図2を用いて説明する。車両用暖機システム1は、例えばエンジンEの始動時に図2の制御フローを実行するように構成されている。以下、第1閾値温度を50℃、第2閾値温度を60℃とした場合について説明する。   Next, the control flow of the vehicle warm-up system 1 will be described with reference to FIG. The vehicle warm-up system 1 is configured to execute the control flow of FIG. Hereinafter, a case where the first threshold temperature is 50 ° C. and the second threshold temperature is 60 ° C. will be described.

図2に示すように、まず、ステップS1にて、トリガ18である電熱線に通電せず(以下、トリガ18をオフという)、蓄熱材ライン4にエンジン冷却水を導入しないように電磁弁7を制御(以下、蓄熱回路をオフという)した初期状態とする。   As shown in FIG. 2, first, in step S <b> 1, the solenoid valve 7 is not energized so that the heating wire as the trigger 18 is not energized (hereinafter, the trigger 18 is turned off) and the engine coolant is not introduced into the heat storage material line 4. Is an initial state in which control is performed (hereinafter, the heat storage circuit is referred to as OFF).

その後、ステップS2にて、制御部8が、凝固センサ21の検出結果を基に潜熱蓄熱材5が凝固しているかを判断する。ステップS2にてYESと判断された場合、潜熱蓄熱材5は蓄熱していない状態(あるいは発熱が終わった状態)であり暖機促進制御を行うことはできないので、ステップS7に進む。   Thereafter, in step S2, the control unit 8 determines whether the latent heat storage material 5 is solidified based on the detection result of the solidification sensor 21. If YES is determined in step S2, the latent heat storage material 5 is not storing heat (or has finished generating heat) and cannot be subjected to warm-up promotion control, so the process proceeds to step S7.

ステップS2にてNOと判断された場合、ステップS3にて、制御部8が、エンジン冷却水の温度が第1閾値温度である50℃より小さいかを判断する。ステップS3にてNOと判断された場合、エンジン冷却水の温度は充分に高く暖機促進制御を行う必要が無いので、ステップS7に進む。   When it is determined NO in step S2, in step S3, the control unit 8 determines whether the temperature of the engine coolant is lower than 50 ° C. that is the first threshold temperature. If NO is determined in step S3, the temperature of the engine cooling water is sufficiently high and it is not necessary to perform the warm-up promotion control, so the process proceeds to step S7.

ステップS3でYESと判断された場合、すなわち、凝固センサ21が潜熱蓄熱材5が凝固していないと検出し、かつ、エンジン冷却水の温度が第1閾値温度より小さいとき、ステップS4にて、トリガ18である電熱線に通電(以下、トリガ18をオンという)して潜熱蓄熱材5の凝固を開始させると共に、蓄熱材ライン4にエンジン冷却水を導入するように電磁弁7を制御(以下、蓄熱回路をオンという)する暖機促進制御を行う。   When YES is determined in step S3, that is, when the solidification sensor 21 detects that the latent heat storage material 5 is not solidified and the temperature of the engine coolant is lower than the first threshold temperature, in step S4, The heating valve that is the trigger 18 is energized (hereinafter, the trigger 18 is turned on) to start the solidification of the latent heat storage material 5 and the electromagnetic valve 7 is controlled so as to introduce the engine coolant into the heat storage material line 4 (hereinafter referred to as “cooling valve”). The warm-up promotion control for turning on the heat storage circuit is performed.

その後、ステップS5にて、制御部8が、エンジン冷却水の温度が第1閾値温度である50℃より小さいかを判断する。ステップS5にてNOと判断された場合、エンジン冷却水の加熱が充分に行われたと判断し、ステップS7に進む。   Thereafter, in step S5, the control unit 8 determines whether or not the temperature of the engine cooling water is lower than 50 ° C. which is the first threshold temperature. If NO is determined in step S5, it is determined that the engine coolant has been sufficiently heated, and the process proceeds to step S7.

ステップS5でYESと判断された場合、ステップS6にて、制御部8が、凝固センサ21の検出結果を基に潜熱蓄熱材5が凝固しているかを判断する。ステップS6にてYESと判断された場合、潜熱蓄熱材5の発熱が終了したので、ステップS7に進む。ステップS6にてNOと判断された場合、すなわち、エンジン冷却水の温度が第1閾値温度より小さく、かつ潜熱蓄熱材5が凝固していない場合にのみ、ステップS5に戻り暖機促進制御を継続する。   When YES is determined in step S5, in step S6, the control unit 8 determines whether the latent heat storage material 5 is solidified based on the detection result of the solidification sensor 21. If YES is determined in step S6, the heat generation of the latent heat storage material 5 is completed, and thus the process proceeds to step S7. If NO is determined in step S6, that is, if the engine coolant temperature is lower than the first threshold temperature and the latent heat storage material 5 is not solidified, the process returns to step S5 and the warm-up promotion control is continued. To do.

ステップS7では、制御部8が、トリガ18をオフすると共に蓄熱回路をオフにして、暖機促進制御を終了する。   In step S7, the control unit 8 turns off the trigger 18 and turns off the heat storage circuit, and ends the warm-up promotion control.

その後、ステップS8にて、制御部8が、凝固センサ21の検出結果を基に潜熱蓄熱材5が凝固しているかを判断する。ステップS8にてNOと判断された場合、ステップS8に戻る。   Thereafter, in step S8, the control unit 8 determines whether the latent heat storage material 5 is solidified based on the detection result of the solidification sensor 21. If NO is determined in step S8, the process returns to step S8.

ステップS8にてYESと判断された場合、ステップS9にて、制御部8が、エンジン冷却水の温度が第2閾値温度である60℃以上であるかを判断する。ステップS9にてNOと判断された場合、ステップS8に戻る。   When YES is determined in step S8, in step S9, the control unit 8 determines whether or not the temperature of the engine coolant is equal to or higher than 60 ° C., which is the second threshold temperature. If NO is determined in step S9, the process returns to step S8.

ステップS9にてYESと判断された場合、すなわち、潜熱蓄熱材5が凝固し、かつ、エンジン冷却水の温度が第2閾値温度以上であるとき、ステップS10にて、制御部8は、蓄熱回路をオンにして蓄熱制御を行う。このとき、トリガ18はオフのままとする。   When YES is determined in step S9, that is, when the latent heat storage material 5 is solidified and the temperature of the engine cooling water is equal to or higher than the second threshold temperature, in step S10, the control unit 8 controls the heat storage circuit. Turn on and perform heat storage control. At this time, the trigger 18 remains off.

その後、ステップS11にて、制御部8が、凝固センサ21の検出結果を基に潜熱蓄熱材5が凝固しているかを判断する。ステップS11にてNOと判断された場合、潜熱蓄熱材5が液相となり蓄熱が完了したので、ステップS15に進む。   Thereafter, in step S11, the control unit 8 determines whether the latent heat storage material 5 is solidified based on the detection result of the solidification sensor 21. If NO is determined in step S11, the latent heat storage material 5 becomes a liquid phase and the heat storage is completed, and thus the process proceeds to step S15.

ステップS11にてYESと判断された場合、ステップS12にて、制御部8が、エンジン冷却水の温度が第2閾値温度である60℃以上であるかを判断する。ステップS12にてNOと判断された場合、ステップS13にて制御部8が蓄熱回路をオフした後に、ステップS12に戻る。すなわち、エンジン冷却水の温度が第2閾値温度である60℃以上となるまで蓄熱制御を一時中断する。   When YES is determined in step S11, in step S12, the control unit 8 determines whether the temperature of the engine coolant is equal to or higher than 60 ° C., which is the second threshold temperature. If NO is determined in step S12, the control unit 8 turns off the heat storage circuit in step S13, and then returns to step S12. That is, the heat storage control is temporarily suspended until the temperature of the engine cooling water reaches 60 ° C., which is the second threshold temperature.

ステップS12にてYESと判断された場合、ステップS14にて制御部8が蓄熱回路をオンした後に、ステップS11に戻り、蓄熱制御を継続する。なお、ステップS14では、蓄熱回路がオンとなっている場合には、蓄熱回路のオンを維持する。   If YES is determined in step S12, the control unit 8 turns on the heat storage circuit in step S14, and then returns to step S11 to continue the heat storage control. In step S14, when the heat storage circuit is on, the heat storage circuit is kept on.

ステップS15では、制御部8が蓄熱回路をオフして蓄熱制御を終了する。このとき、トリガ18はオフのままとする。その後、制御を終了する。   In step S15, the control unit 8 turns off the heat storage circuit and ends the heat storage control. At this time, the trigger 18 remains off. Thereafter, the control is terminated.

以上説明したように、本実施形態に係る車両用暖機システム1では、蓄熱タンク6に設けられ、潜熱蓄熱材5が凝固しているか否かを検出する凝固センサ21を備え、制御部8は、エンジン冷却水の温度と、凝固センサ21の検出結果とに基づき、電磁弁7を制御するように構成されている。   As described above, the vehicle warm-up system 1 according to the present embodiment includes the solidification sensor 21 that is provided in the heat storage tank 6 and detects whether or not the latent heat storage material 5 is solidified. The electromagnetic valve 7 is controlled based on the temperature of the engine cooling water and the detection result of the coagulation sensor 21.

凝固センサ21を備えることで、潜熱蓄熱材5がどのような状態となっているかを判断することが可能となり、暖機中に潜熱蓄熱材5が固相となって発熱が終了すれば蓄熱回路をオフにしたり、蓄熱中に潜熱蓄熱材5が液相となって蓄熱が完了すれば蓄熱回路をオフにしたり、といった潜熱蓄熱材5の状態に応じた制御か可能になる。   By providing the solidification sensor 21, it is possible to determine what state the latent heat storage material 5 is in, and if the latent heat storage material 5 becomes a solid phase during warming up and heat generation ends, the heat storage circuit It is possible to perform control according to the state of the latent heat storage material 5 such as turning off the heat storage circuit 5 or turning off the heat storage circuit when the latent heat storage material 5 becomes a liquid phase and the heat storage is completed during the heat storage.

つまり、車両用暖機システム1では、暖機や蓄熱の必要がないときには蓄熱回路をオフにすることが可能になり、エンジン全体の水容量を小さくすることが可能になり、エンジン冷却水の温度の制御性を向上できる。   That is, in the vehicle warm-up system 1, it is possible to turn off the heat storage circuit when there is no need for warm-up or heat storage, and the water capacity of the entire engine can be reduced. Controllability can be improved.

また、暖機や蓄熱の必要がないときに蓄熱回路をオフにすることで、エンジン冷却水の通水抵抗の増加を抑制して燃費を向上させることも可能になる。   Further, by turning off the heat storage circuit when there is no need for warm-up or heat storage, it becomes possible to improve fuel efficiency by suppressing an increase in the resistance of water flowing through the engine cooling water.

本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

例えば、上記実施形態では、潜熱蓄熱材5として酢酸ナトリウムを用いたが、これに限らず、潜熱蓄熱材5として他の材料を用いるようにしてもよい。   For example, in the above embodiment, sodium acetate is used as the latent heat storage material 5, but the present invention is not limited thereto, and other materials may be used as the latent heat storage material 5.

1 車両用暖機システム
2 エンジン冷却水ライン
3 ラジエータ
4 蓄熱材ライン
5 潜熱蓄熱材
6 蓄熱タンク
7 電磁弁
8 制御部
21 凝固センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vehicle warm-up system 2 Engine cooling water line 3 Radiator 4 Thermal storage material line 5 Latent heat thermal storage material 6 Thermal storage tank 7 Electromagnetic valve 8 Control part 21 Solidification sensor

Claims (6)

エンジンからラジエータを経て前記エンジンに戻るエンジン冷却水ラインから分岐するように設けられた蓄熱材ラインと、
前記蓄熱材ラインに設けられると共に、潜熱蓄熱材が収容され、前記蓄熱材ラインを流れるエンジン冷却水と前記潜熱蓄熱材との間で熱交換がなされるように構成された蓄熱タンクと、
前記エンジン冷却水ラインと前記蓄熱材ラインとの分岐点に設けられた電磁弁と、
前記電磁弁を制御することで、前記蓄熱材ラインにエンジン冷却水を導入するか否かを制御する制御部と、を備えた車両用暖機システムにおいて、
前記蓄熱タンクに設けられ、前記潜熱蓄熱材が凝固しているか否かを検出する凝固センサを備え、
前記制御部は、前記エンジン冷却水の温度と、前記凝固センサの検出結果とに基づき、前記電磁弁を制御するように構成される
ことを特徴とする車両用暖機システム。
A heat storage material line provided to branch from an engine cooling water line returning from the engine to the engine via a radiator;
A heat storage tank configured to be provided in the heat storage material line, to store a latent heat storage material, and to exchange heat between the engine cooling water flowing through the heat storage material line and the latent heat storage material;
A solenoid valve provided at a branch point between the engine coolant line and the heat storage material line;
In the vehicle warm-up system comprising: a control unit that controls whether to introduce engine cooling water into the heat storage material line by controlling the electromagnetic valve;
A solidification sensor that is provided in the heat storage tank and detects whether the latent heat storage material is solidified;
The control unit is configured to control the solenoid valve based on a temperature of the engine cooling water and a detection result of the coagulation sensor.
前記蓄熱タンクに設けられ、過冷却状態の液相の前記潜熱蓄熱材に刺激を与えて凝固を開始させるトリガを備え、
前記凝固センサは、前記トリガの近傍に設けられる
請求項1記載の車両用暖機システム。
Provided in the heat storage tank, provided with a trigger to start solidification by stimulating the latent heat storage material in the liquid phase in a supercooled state,
The vehicle warm-up system according to claim 1, wherein the coagulation sensor is provided in the vicinity of the trigger.
前記制御部は、前記凝固センサが前記潜熱蓄熱材が凝固していないと検出し、かつ、前記エンジン冷却水の温度が予め設定した第1閾値温度より小さいとき、前記トリガにより前記潜熱蓄熱材の凝固を開始させると共に、前記蓄熱材ラインに前記エンジン冷却水を導入するように前記電磁弁を制御する暖機促進制御を行う
請求項2記載の車両用暖機システム。
When the solidification sensor detects that the latent heat storage material has not solidified, and the temperature of the engine coolant is lower than a preset first threshold temperature, the trigger causes the latent heat storage material to The vehicle warm-up system according to claim 2, wherein solidification is started and warm-up promotion control is performed to control the electromagnetic valve so as to introduce the engine coolant into the heat storage material line.
前記制御部は、前記暖機促進制御中に、前記凝固センサが前記潜熱蓄熱材が凝固していると検出するか、あるいは、前記エンジン冷却水の温度が前記第1閾値温度以上となったとき、前記蓄熱材ラインに前記エンジン冷却水を導入しないように前記電磁弁を制御して前記暖機促進制御を終了する
請求項3記載の車両用暖機システム。
The control unit detects that the latent heat storage material is solidified during the warm-up promotion control, or when the temperature of the engine cooling water is equal to or higher than the first threshold temperature. The vehicle warm-up system according to claim 3, wherein the warm-up promotion control is terminated by controlling the solenoid valve so as not to introduce the engine coolant into the heat storage material line.
前記制御部は、前記エンジン冷却水を前記潜熱蓄熱材により加熱する暖機促進制御を終了した後、前記凝固センサが前記潜熱蓄熱材が凝固していると検出し、かつ、前記エンジン冷却水の温度が予め設定した第2閾値温度以上であるとき、前記蓄熱材ラインに前記エンジン冷却水を導入するように前記電磁弁を制御して、前記潜熱蓄熱材を溶融させる蓄熱制御を行う
請求項1〜4いずれかに記載の車両用暖機システム。
The control unit detects that the latent heat storage material is solidified after the warming-up acceleration control for heating the engine cooling water by the latent heat storage material is completed, and detects the engine cooling water. 2. When the temperature is equal to or higher than a second threshold temperature set in advance, the electromagnetic valve is controlled to introduce the engine coolant into the heat storage material line to perform heat storage control for melting the latent heat storage material. The vehicle warm-up system according to any one of?
前記制御部は、前記蓄熱制御中に、前記凝固センサが前記潜熱蓄熱材が凝固していないと検出したとき、前記蓄熱材ラインに前記エンジン冷却水を導入しないように前記電磁弁を制御して前記蓄熱制御を終了する
請求項5記載の車両用暖機システム。
When the solidification sensor detects that the latent heat storage material is not solidified during the heat storage control, the control unit controls the solenoid valve so as not to introduce the engine coolant into the heat storage material line. The vehicle warm-up system according to claim 5, wherein the heat storage control is terminated.
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