JP2016074380A - Vehicle heating apparatus - Google Patents

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JP2016074380A JP2014207838A JP2014207838A JP2016074380A JP 2016074380 A JP2016074380 A JP 2016074380A JP 2014207838 A JP2014207838 A JP 2014207838A JP 2014207838 A JP2014207838 A JP 2014207838A JP 2016074380 A JP2016074380 A JP 2016074380A
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篤徳 橋本
Atsunori Hashimoto
篤徳 橋本
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Aisin Corp
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Aisin Seiki Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vehicle heating apparatus capable of sufficiently using, for a heating operation, the quantity of heat obtained from an exhaust heat recovery unit while suppressing the reduction of engine warm-up operation efficiency.SOLUTION: This vehicle heating apparatus 100 comprises: an engine cooling water passage 1a; an exhaust heat recovery passage 1c that includes an exhaust heat recovery unit 13; an electric W/P 16b circulating cooling water in the exhaust heat recovery passage 1c; an electric W/P 16a circulating the cooling water in the engine cooling water passage 1a; a heater core 14; and a sub-heater core 15 smaller in heat radiation amount than the heater core 14. The vehicle heating apparatus 100 also comprises three-way valves 17a to 17c switching over between a circulation route A in which the sub-heater core 15 is connected to the exhaust heat recovery passage 1c without connecting the engine cooling water passage 1a thereto and a circulation route B in which the heater core 14 is connected to the exhaust heat recovery passage 1c without connecting the engine cooling passage 1a thereto.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、車両用暖房装置に関する。   The present invention relates to a vehicle heating device.

従来、排熱回収器を含む排熱回収通路を備える車両用暖房装置が知られている(たとえば、特許文献1参照)。   2. Description of the Related Art Conventionally, a vehicle heating apparatus including an exhaust heat recovery passage including an exhaust heat recovery device is known (see, for example, Patent Document 1).

上記特許文献1には、第1実施形態として、エンジンの排気通路において排気と冷却水との間で熱交換を行う熱交換流路と、冷却水と車室内の空気との間で熱交換を行うヒータコアと、熱交換流路とヒータコアとを接続する冷却水流路と、冷却水を循環させるためのポンプとを備える、車両用暖房装置が開示されている。この第1実施形態の車両用暖房装置では、エンジンの暖機運転効率の低下を抑制するために、エンジンの冷却水回路とは別個の流体回路を設けている。また、第1実施形態の車両用暖房装置では、冷却水が所定の温度以上になった場合に排気通路を切り替えることによって、熱交換流路におけるエンジンの排気通路において排気と冷却水との間の熱交換を停止させるように構成されている。   In Patent Document 1, as a first embodiment, a heat exchange flow path for exchanging heat between exhaust gas and cooling water in an exhaust passage of an engine, and heat exchange between cooling water and air in a passenger compartment are disclosed. There is disclosed a vehicle heating apparatus including a heater core to be performed, a cooling water flow path connecting the heat exchange flow path and the heater core, and a pump for circulating the cooling water. In the vehicle heating apparatus of the first embodiment, a fluid circuit separate from the engine coolant circuit is provided in order to suppress a decrease in engine warm-up operation efficiency. Moreover, in the vehicle heating device of the first embodiment, when the cooling water reaches a predetermined temperature or higher, the exhaust passage is switched, so that the exhaust air between the exhaust and the cooling water in the exhaust passage of the engine in the heat exchange passage is changed. It is configured to stop heat exchange.

また、上記特許文献1には、第2実施形態として、上記第1実施形態の構成に加えて、エンジンと冷却水との間で熱交換を行うシリンダブロック内流路が冷却水流路に接続された、車両用暖房装置が開示されている。この第2実施形態の車両用暖房装置では、冷却水の温度が所定の温度に上昇するまで、ヒータコアとシリンダブロック内流路とに冷却水を流通させることによって、暖房運転を行いつつ、エンジンの暖機運転を行うように構成されている。   Further, in Patent Document 1, as a second embodiment, in addition to the configuration of the first embodiment, a cylinder block flow path for exchanging heat between the engine and the cooling water is connected to the cooling water flow path. In addition, a vehicle heating device is disclosed. In the vehicle heating device of the second embodiment, the cooling water is circulated through the heater core and the cylinder block flow path until the temperature of the cooling water rises to a predetermined temperature, thereby performing the heating operation, It is configured to perform warm-up operation.

特開2013−249012号公報JP 2013-249012 A

しかしながら、上記特許文献1の第1実施形態の車両用暖房装置では、冷却水が所定の温度以上になった場合に熱交換流路におけるエンジンの排気通路において排気と冷却水との間の熱交換を停止させるように構成されているため、排気と冷却水との間の熱交換の停止後にはヒータコアにおいて熱交換が行われない。このため、熱交換流路から得られる熱を暖房運転に十分に用いることができないという問題点がある。   However, in the vehicle heating apparatus according to the first embodiment of Patent Document 1, heat exchange between the exhaust gas and the cooling water is performed in the exhaust passage of the engine in the heat exchange flow path when the cooling water reaches a predetermined temperature or higher. Therefore, the heat exchange is not performed in the heater core after the heat exchange between the exhaust gas and the cooling water is stopped. For this reason, there exists a problem that the heat obtained from a heat exchange channel cannot fully be used for heating operation.

また、第2実施形態の車両用暖房装置では、エンジンの暖機運転が十分でない場合においても、ヒータコアとシリンダブロック内流路とに冷却水が流通されると考えられる。このため、エンジンの暖機運転が不十分な状態において、エンジンの熱がヒータコアにおいて冷却水に伝達される(奪われる)ことに起因して、エンジンの暖機運転効率が低下するという問題点があると考えられる。   Further, in the vehicle heating device of the second embodiment, it is considered that the cooling water is circulated through the heater core and the cylinder block passage even when the engine is not warmed up sufficiently. For this reason, in a state where engine warm-up operation is insufficient, the engine heat is transmitted to the cooling water in the heater core (deprived), resulting in a decrease in engine warm-up operation efficiency. It is believed that there is.

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の1つの目的は、エンジンの暖機運転効率が低下するのを抑制しつつ、排熱回収器から得られる熱を十分に暖房運転に用いることが可能な車両用暖房装置を提供することである。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and one object of the present invention is obtained from an exhaust heat recovery device while suppressing a decrease in engine warm-up operation efficiency. An object of the present invention is to provide a vehicle heating apparatus that can sufficiently use heat for heating operation.

上記目的を達成するために、この発明の一の局面における車両用暖房装置は、エンジンを冷却するエンジン冷却水通路と、エンジン冷却水通路に対して接続可能に設けられ、エンジンの排熱を回収して冷却水に伝達する排熱回収器を含む排熱回収通路と、排熱回収通路に冷却水を流通させる第1ウォータポンプと、エンジン冷却水通路に冷却水を流通させる第2ウォータポンプと、冷却水の熱を空気に伝達する主ヒータコアと、主ヒータコアよりも放熱量が小さいとともに、冷却水の熱を空気に伝達する補助ヒータコアと、排熱回収通路に対してエンジン冷却水通路を接続せずに補助ヒータコアを接続する第1循環経路と、排熱回収通路にエンジン冷却水通路を接続せずに主ヒータコアを接続する第2循環経路とを切り替える経路切替部と、を備える。   In order to achieve the above object, a vehicle heating apparatus according to one aspect of the present invention is provided so as to be connectable to an engine cooling water passage for cooling an engine and the engine cooling water passage, and recovers exhaust heat of the engine. An exhaust heat recovery passage including an exhaust heat recovery device that transmits the coolant to the cooling water, a first water pump that causes the cooling water to flow through the exhaust heat recovery passage, and a second water pump that causes the cooling water to flow through the engine cooling water passage; The cooling water passage is connected to the main heater core that transmits the heat of the cooling water to the air, the auxiliary heater core that transmits the heat of the cooling water to the air, and the heat dissipation amount is smaller than that of the main heater core. A path switching unit that switches between a first circulation path that connects the auxiliary heater core without connecting to a second circulation path that connects the main heater core without connecting the engine coolant passage to the exhaust heat recovery path; Provided.

この発明の一の局面による車両用空調システムでは、上記のように、排熱回収通路に対してエンジン冷却水通路を接続せずに補助ヒータコアを接続する第1循環経路と、排熱回収通路にエンジン冷却水通路を接続せずに主ヒータコアを接続する第2循環経路とを切り替える経路切替部を備える。これにより、排熱回収器による排熱回収量が小さな場合などには、第1循環経路に切り替えて放熱量が小さな補助ヒータコアで放熱させることによって、少ない熱量を効率的に暖房運転に用いることができる。また、排熱回収器による排熱回収量が大きな場合などには、第2循環経路に切り替えて主ヒータコアで放熱させることによって、排熱回収器から得られる熱を十分に暖房運転に用いることができる。また、第1循環経路および第2循環経路のいずれもエンジン冷却水通路に接続されないので、エンジンの暖機運転が不十分な状態などにおいて、エンジン冷却水通路に主ヒータコアや補助ヒータコアが接続されることに起因して、エンジンの熱が冷却水に伝達されて(奪われて)主ヒータコアや補助ヒータコアから放出されるのを抑制することができる。これにより、エンジンの暖機運転効率が低下するのを抑制することができる。これらの結果、エンジンの暖機運転効率が低下するのを抑制しつつ、排熱回収器から得られる熱を十分に暖房運転に用いることができる。   In the vehicle air conditioning system according to one aspect of the present invention, as described above, the exhaust heat recovery passage includes the first circulation path that connects the auxiliary heater core without connecting the engine cooling water passage, and the exhaust heat recovery passage. A path switching unit that switches between the second circulation path that connects the main heater core without connecting the engine coolant passage is provided. As a result, when the amount of exhaust heat recovered by the exhaust heat recovery device is small, it is possible to efficiently use a small amount of heat for heating operation by switching to the first circulation path and dissipating heat with an auxiliary heater core with a small amount of heat dissipation. it can. In addition, when the amount of exhaust heat recovered by the exhaust heat recovery device is large, the heat obtained from the exhaust heat recovery device can be sufficiently used for heating operation by switching to the second circulation path and dissipating heat from the main heater core. it can. In addition, since neither the first circulation path nor the second circulation path is connected to the engine coolant passage, the main heater core and the auxiliary heater core are connected to the engine coolant passage in a state where the engine warm-up operation is insufficient. As a result, it is possible to suppress the heat of the engine from being transmitted (taken away) to the cooling water and released from the main heater core or the auxiliary heater core. Thereby, it can suppress that the engine warm-up operation efficiency falls. As a result, it is possible to sufficiently use the heat obtained from the exhaust heat recovery device for the heating operation while suppressing a decrease in the engine warm-up operation efficiency.

上記一の局面による車両用暖房装置において、好ましくは、エンジンの暖機運転初期において、第1循環経路に切り替えて、第1ウォータポンプにより第1循環経路に冷却水を流通させ、その後、経路切替部により第2循環経路に切り替えて、第1ウォータポンプにより第2循環経路に冷却水を流通させるように構成されている。このように構成すれば、エンジン暖機運転初期のような、エンジンから冷却水に伝達される(奪われる)熱量を極力少なくしたい場合において、主ヒータコアおよび補助ヒータコアのいずれもエンジン冷却水通路に接続しないことによって、エンジンの熱が冷却水に伝達される(奪われる)のを確実に抑制することができる。これにより、エンジンの暖機運転効率が低下するのを確実に抑制することができる。また、エンジンの暖機運転初期において、第1循環経路に切り替え、その後、経路切替部により第2循環経路に切り替える。このように構成すれば、エンジン始動時などの排熱回収器からの排熱回収量が小さい場合には、経路切替部により第1循環経路に切り替えることによって、補助ヒータコアにより、少ない熱量を効率的に暖房運転に用いることができる。また、第1循環経路に切り替えた後に、エンジンの運転により排熱回収器からの排熱回収量が大きくなった際に、経路切替部により第2循環経路に切り替えることによって、主ヒータコアにより排熱回収器から得られる熱を十分に暖房運転に用いることができる。   In the vehicle heating device according to the above aspect, preferably, at the initial stage of engine warm-up operation, the vehicle is switched to the first circulation path, the cooling water is circulated to the first circulation path by the first water pump, and then the path is switched. It is configured to switch to the second circulation path by the section and to circulate the cooling water to the second circulation path by the first water pump. With this configuration, when it is desired to minimize the amount of heat transferred (sucked) from the engine to the cooling water, such as in the early stage of engine warm-up, both the main heater core and the auxiliary heater core are connected to the engine cooling water passage. By not doing so, it is possible to reliably suppress the heat of the engine from being transferred (taken away) to the cooling water. Thereby, it can suppress reliably that the engine warm-up operation efficiency falls. Further, at the initial stage of engine warm-up operation, the engine is switched to the first circulation path, and then switched to the second circulation path by the path switching unit. If comprised in this way, when the amount of exhaust heat recovery from an exhaust heat recovery device at the time of engine starting etc. is small, a small amount of heat is efficiently generated by the auxiliary heater core by switching to the first circulation path by the path switching unit. It can be used for heating operation. Further, after the switch to the first circulation path, when the amount of exhaust heat recovery from the exhaust heat recovery device becomes large due to the operation of the engine, the main heater core exhausts the heat by switching to the second circulation path by the path switching unit. The heat obtained from the recovery unit can be sufficiently used for the heating operation.

この場合、好ましくは、エンジンの暖機運転初期において、排熱回収器の排熱回収量が所定の排熱回収量以上になったことに基づいて、経路切替部により第1循環経路から第2循環経路に切り替えるように構成されている。このように構成すれば、排熱回収量に基づいて循環経路を切り替えることによって、排熱回収量が小さい状態で循環経路が切り替えられるのを抑制することができる。これにより、排熱回収器から得られる熱を効果的に暖房運転に用いることができる。   In this case, preferably, at the initial stage of the warm-up operation of the engine, based on the fact that the exhaust heat recovery amount of the exhaust heat recovery device is equal to or greater than a predetermined exhaust heat recovery amount, the path switching unit causes the second circulation path to be It is configured to switch to a circulation path. If comprised in this way, it can suppress that a circulation path is switched in a state with a small waste heat recovery amount by switching a circulation path based on a waste heat recovery amount. Thereby, the heat obtained from the exhaust heat recovery device can be effectively used for the heating operation.

上記エンジンの暖機運転初期において第1循環経路に切り替えた後第2循環経路に切り替える構成において、好ましくは、経路切替部は、さらに、排熱回収通路に主ヒータコアおよびエンジン冷却水通路が接続された第3循環経路に切り替え可能に構成されており、エンジンの暖機運転中期において、第3循環経路に切り替えて、第2ウォータポンプにより第3循環経路に冷却水を流通させるように構成されている。このように構成すれば、エンジンがある程度暖機運転されたエンジンの暖機運転中期においては、排熱回収通路に主ヒータコアおよびエンジン冷却水通路を接続することによって、排熱回収器により回収した熱とエンジンからの熱とを、主ヒータコアによる暖房運転とエンジンの暖機運転とに用いることができる。これにより、排熱回収量が大きい場合には、排熱回収量の一部をエンジンの暖機運転に用いることができるので、エンジンの暖機運転効率を向上させることができる。また、暖房要求が大きく主ヒータコアから排熱回収量より大きな熱量を放出する必要がある場合には、エンジンの熱の一部を主ヒータコアからの放熱に用いることによって、確実に暖房要求を満たすことができる。これらの結果、エンジンの暖機運転効率の向上と車両用暖房装置の暖房性能の向上とを両立させることができる。なお、エンジンの暖機運転中期においてはある程度エンジンの温度が上昇しているため、エンジンの熱の一部が暖房運転に用いられても、特に問題にはならないと考えられる。   In the configuration in which the engine is switched to the first circulation path in the initial warm-up operation of the engine and then switched to the second circulation path, preferably, the path switching unit further includes a main heater core and an engine coolant passage connected to the exhaust heat recovery passage. It is configured to be switchable to the third circulation path, and is configured to switch to the third circulation path in the middle of the warm-up operation of the engine and to circulate the cooling water to the third circulation path by the second water pump. Yes. With this configuration, in the middle of the warm-up operation of the engine in which the engine has been warmed up to some extent, the heat recovered by the exhaust heat recovery device is connected by connecting the main heater core and the engine coolant passage to the exhaust heat recovery passage. And the heat from the engine can be used for the heating operation by the main heater core and the engine warm-up operation. Thereby, when the exhaust heat recovery amount is large, a part of the exhaust heat recovery amount can be used for the engine warm-up operation, so that the engine warm-up operation efficiency can be improved. In addition, when the heating requirement is large and it is necessary to release a larger amount of heat than the exhaust heat recovery amount from the main heater core, the heating requirement is surely satisfied by using a part of the engine heat for heat radiation from the main heater core. Can do. As a result, it is possible to achieve both improvement in the engine warm-up operation efficiency and improvement in the heating performance of the vehicle heating device. In the middle of the warm-up operation of the engine, the temperature of the engine has risen to some extent. Therefore, even if a part of the heat of the engine is used for the heating operation, it is not considered a problem.

上記エンジンの暖機運転中期に第3循環経路に切り替える構成において、好ましくは、エンジン冷却水通路に並列接続されるラジエータと、エンジン冷却水通路とラジエータとの間に配置され、冷却水がしきい値温度以上の温度に上昇した場合に開弁する弁部材とをさらに備え、エンジンの暖機運転の完了時において、第3循環経路に流れる冷却水がしきい値温度以上の温度に上昇することにより、弁部材が開弁して、第3循環経路にラジエータが接続された第4循環経路が形成されて、第2ウォータポンプにより第4循環経路に冷却水が流通されるように構成されている。このように構成すれば、エンジンが十分に暖機運転されたエンジンの暖機運転の完了時に、主ヒータコアだけでなくラジエータにおいても冷却水の熱を放出することができるので、冷却水によりエンジンを確実に冷却することができる。   In the configuration in which the engine is switched to the third circulation path in the middle of the warm-up operation of the engine, the cooling water is preferably disposed between the radiator connected in parallel to the engine cooling water passage and the engine cooling water passage and the radiator. A valve member that opens when the temperature rises to a value equal to or higher than the value temperature, and the cooling water flowing through the third circulation path rises to a temperature equal to or higher than a threshold temperature when the warm-up operation of the engine is completed. Thus, the valve member is opened, a fourth circulation path in which a radiator is connected to the third circulation path is formed, and cooling water is circulated to the fourth circulation path by the second water pump. Yes. With this configuration, the heat of the cooling water can be released not only in the main heater core but also in the radiator at the completion of the warm-up operation of the engine that has been sufficiently warmed up. Cooling can be ensured.

上記エンジンの暖機運転中期に第3循環経路に切り替える構成において、好ましくは、エンジンの暖機運転中期において、第1循環経路に第1ウォータポンプにより冷却水を流通させるとともに、第1循環経路とは独立して設けられ、エンジン冷却水通路と主ヒータコアとを接続した第5循環経路に第2ウォータポンプにより冷却水を流通させる制御を行った後、第3循環経路に切り替えて、第2ウォータポンプにより第3循環経路に冷却水を流通させるように構成されている。このように構成すれば、放熱量が小さな補助ヒータコアで放熱させる第1循環経路と、第1循環経路とは別にエンジン冷却水通路と主ヒータコアとを接続した第5循環経路とを設けることによって、排熱回収器からの少ない熱量を補助ヒータコアによる暖房運転に用いつつ、エンジンの熱を主ヒータコアによる暖房運転に用いることができる。これにより、補助ヒータコアが暖房運転する分、主ヒータコアの暖房運転に要する熱量を減少させることができるので、エンジンの熱が冷却水に大幅に伝達される(奪われる)のを抑制することができる。この結果、エンジンの暖機運転効率が大幅に低下するのを抑制することができる。また、第1循環経路と第5循環経路とが設けられた状態から、その後、エンジン冷却水通路と排熱回収通路とが主ヒータコアに接続された第3循環経路に切り替えることによって、排熱回収量がある程度大きくなった後に第3循環経路に切り替えて、エンジンの暖機運転効率の向上と車両用暖房装置の暖房性能の向上とを両立させることができる。   In the configuration in which the engine is switched to the third circulation path in the middle of the warm-up operation of the engine, preferably, in the middle period of the warm-up operation of the engine, the cooling water is circulated to the first circulation path by the first water pump, Is provided independently, and after controlling to circulate the cooling water by the second water pump to the fifth circulation path connecting the engine cooling water passage and the main heater core, the second water pump is switched to the third circulation path. The cooling water is circulated through the third circulation path by the pump. If comprised in this way, by providing the 5th circulation path which connected the engine cooling water passage and the main heater core separately from the 1st circulation path which makes heat dissipation with the auxiliary heater core with small heat dissipation, and the 1st circulation path, While using a small amount of heat from the exhaust heat recovery device for the heating operation by the auxiliary heater core, the heat of the engine can be used for the heating operation by the main heater core. Thereby, since the amount of heat required for the heating operation of the main heater core can be reduced by the amount of heating operation of the auxiliary heater core, it is possible to suppress the heat of the engine from being significantly transmitted (taken away) to the cooling water. . As a result, it is possible to suppress the engine warm-up operation efficiency from greatly decreasing. In addition, after the first circulation path and the fifth circulation path are provided, the engine cooling water passage and the exhaust heat recovery passage are then switched to the third circulation route connected to the main heater core, thereby recovering the exhaust heat. After the amount has increased to some extent, switching to the third circulation path makes it possible to achieve both improvement in engine warm-up operation efficiency and improvement in the heating performance of the vehicle heating device.

なお、本出願では、上記一の局面による車両用暖房装置において、以下のような構成も考えられる。   In addition, in this application, the following structures are also considered in the heating apparatus for vehicles by the said one situation.

(付記項1)
すなわち、上記一の局面による車両用暖房装置において、経路切替部は、排熱回収通路と、主ヒータコアおよび補助ヒータコアとの間に配置され、第1循環経路と第2循環経路とを切り替えるための第1切換弁と、排熱回収通路とエンジン冷却水通路との間に配置され、排熱回収通路とエンジン冷却水通路との接続および切り離しを切り替えるための第2切換弁とを含む。
(Additional item 1)
That is, in the vehicle heating apparatus according to the above aspect, the path switching unit is disposed between the exhaust heat recovery passage, the main heater core, and the auxiliary heater core, and switches between the first circulation path and the second circulation path. It includes a first switching valve, and a second switching valve that is disposed between the exhaust heat recovery passage and the engine coolant passage and switches between connection and disconnection of the exhaust heat recovery passage and the engine coolant passage.

(付記項2)
また、上記一の局面による車両用暖房装置において、第1循環経路における冷却水の水容量は、第2循環経路における冷却水の水容量よりも小さい。
(Appendix 2)
In the vehicle heating device according to the first aspect, the water capacity of the cooling water in the first circulation path is smaller than the water capacity of the cooling water in the second circulation path.

本発明によれば、上記のように、エンジンの暖機運転効率が低下するのを抑制しつつ、排熱回収器から得られる熱量を十分に暖房運転に用いることができる。   According to the present invention, as described above, the amount of heat obtained from the exhaust heat recovery device can be sufficiently used for the heating operation while suppressing a decrease in the warm-up operation efficiency of the engine.

本発明の一実施形態による車両において、車両用暖房装置の主な構成要素の位置関係を示した概略図である。In the vehicle by one Embodiment of this invention, it is the schematic which showed the positional relationship of the main components of the heating apparatus for vehicles. 本発明の一実施形態による車両用暖房装置を概略的に示した図である。It is the figure which showed roughly the heating apparatus for vehicles by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態による車両用暖房装置の循環経路Aを概略的に示した図である。It is the figure which showed roughly the circulation path | route A of the heating apparatus for vehicles by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態による車両用暖房装置の循環経路Bを概略的に示した図である。It is the figure which showed roughly the circulation path | route B of the heating apparatus for vehicles by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態による車両用暖房装置の循環経路CおよびDが共に設けられる状態を概略的に示した図である。It is the figure which showed roughly the state in which the circulation paths C and D of the heating apparatus for vehicles by one Embodiment of this invention are provided together. 本発明の一実施形態による車両用暖房装置の循環経路Eを概略的に示した図である。It is the figure which showed roughly the circulation path | route E of the heating apparatus for vehicles by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態による車両用暖房装置の循環経路Fを概略的に示した図である。It is the figure which showed roughly the circulation path F of the heating apparatus for vehicles by one Embodiment of this invention.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

まず、図1および図2を参照して、本発明の一実施形態による車両用暖房装置100の構成について説明する。   First, with reference to FIG. 1 and FIG. 2, the structure of the heating apparatus 100 for vehicles by one Embodiment of this invention is demonstrated.

第1実施形態による車両用暖房装置100は、図1に示すように、エンジン91を備えた乗用車、バスおよびトラックなどの車両90の車室95の空調(暖房)に適用されるように構成されている。また、車両用暖房装置100は、図示しないECUにより駆動制御されるように構成されている。また、車両用暖房装置100は、車両90に搭載可能であるように配管類および機器配置のレイアウトが構成されている。   As shown in FIG. 1, the vehicle heating apparatus 100 according to the first embodiment is configured to be applied to air conditioning (heating) of a passenger compartment 95 of a vehicle 90 such as a passenger car, a bus, and a truck provided with an engine 91. ing. The vehicle heating device 100 is configured to be driven and controlled by an ECU (not shown). Moreover, the layout of piping and apparatus arrangement | positioning is comprised so that the heating apparatus 100 for vehicles can be mounted in the vehicle 90. FIG.

車両用暖房装置100は、エンジン91を冷却するための冷却水(クーラント)が循環可能なように構成されている。また、車両用暖房装置100は、図2に示すように、ラジエータ11と、サーモスタット12と、排熱回収器13と、ヒータコア14と、サブヒータコア15と、一対の電動式ウォータポンプ(電動式W/P)16aおよび16bとを主に備えている。   The vehicle heating device 100 is configured such that cooling water (coolant) for cooling the engine 91 can be circulated. As shown in FIG. 2, the vehicle heating apparatus 100 includes a radiator 11, a thermostat 12, an exhaust heat recovery unit 13, a heater core 14, a sub heater core 15, and a pair of electric water pumps (electric W / P) 16a and 16b.

ラジエータ11は、ラジエターコアを含み、冷却水を車両90(図1参照)の前方から主に取り込まれた外気により冷やす役割を有する。また、サーモスタット12は、冷却水の温度が開弁温度(たとえば、約90℃)未満の場合には閉状態になり、冷却水の温度が開弁温度以上の場合には開状態になるように構成されている。排熱回収器13は、たとえばプレート式熱交換器であり、車両90のエンジン91に接続された排気ガス管92を流通する高温(約300℃〜約400℃)の排気ガスと、排熱回収器13内を流通する冷却水とが熱交換されるように構成されている。これにより、排熱回収器13は、エンジン91の排熱を回収して、冷却水に伝達するように構成されている。なお、排熱回収器13は、プレート式熱交換器に限られず、チューブ式熱交換器などであってもよい。   The radiator 11 includes a radiator core, and has a role of cooling the cooling water by outside air mainly taken from the front of the vehicle 90 (see FIG. 1). Further, the thermostat 12 is closed when the temperature of the cooling water is lower than the valve opening temperature (for example, about 90 ° C.), and is opened when the temperature of the cooling water is equal to or higher than the valve opening temperature. It is configured. The exhaust heat recovery unit 13 is, for example, a plate heat exchanger, a high-temperature (about 300 ° C. to about 400 ° C.) exhaust gas flowing through an exhaust gas pipe 92 connected to the engine 91 of the vehicle 90, and exhaust heat recovery. The cooling water flowing through the vessel 13 is configured to exchange heat. Thereby, the exhaust heat recovery device 13 is configured to recover the exhaust heat of the engine 91 and transmit it to the cooling water. The exhaust heat recovery device 13 is not limited to a plate heat exchanger, and may be a tube heat exchanger or the like.

ヒータコア14およびサブヒータコア15は、各々、流通する空気に冷却水の熱を伝達する機能を有し、車室95(図1参照)内を暖房する際に使用される。ここで、サブヒータコア15は、約2kW以下の熱量を空気に放出可能なように構成されている。なお、サブヒータコア15の放熱量は、ヒータコア14よりも放熱面が小さいことにより、ヒータコア14の放熱量よりも小さい。   Each of the heater core 14 and the sub-heater core 15 has a function of transmitting heat of the cooling water to the circulating air, and is used when heating the interior of the passenger compartment 95 (see FIG. 1). Here, the sub-heater core 15 is configured to be able to release a heat amount of about 2 kW or less to the air. The heat dissipation amount of the sub-heater core 15 is smaller than the heat dissipation amount of the heater core 14 because the heat dissipation surface is smaller than that of the heater core 14.

また、図1に示すように、サブヒータコア15は、車両90において、ヒータコア14よりも排熱回収器13に近接する位置に配置されている。具体的には、排熱回収器13は、車室95内に配置されたシート95aの前方側で、かつ、下方の車両90の下部に配置されている。ヒータコア14は、シート95aよりも前方に配置されているとともに、排熱回収器13から上方に離れた車両90の上部に配置されている。一方、サブヒータコア15は、シート95aの直前で、かつ排熱回収器13の直上に配置されており、その結果、ヒータコア14よりも排熱回収器13の近傍に配置されている。   Further, as shown in FIG. 1, the sub heater core 15 is disposed in a position closer to the exhaust heat recovery device 13 than the heater core 14 in the vehicle 90. Specifically, the exhaust heat recovery device 13 is disposed on the front side of the seat 95 a disposed in the passenger compartment 95 and below the vehicle 90 below. The heater core 14 is disposed in front of the seat 95a, and is disposed in an upper portion of the vehicle 90 that is spaced upward from the exhaust heat recovery device 13. On the other hand, the sub-heater core 15 is disposed immediately before the seat 95a and immediately above the exhaust heat recovery unit 13, and as a result, is disposed nearer the exhaust heat recovery unit 13 than the heater core 14.

図2に示すように、電動式W/P16aおよび16bは、電動式のウォータポンプであり、エンジン91の運転状態にかかわらず、図示しないバッテリの蓄電電力により駆動可能なように構成されている。これにより、エンジン91なお、電動式W/P16aおよび16bは、エンジン91が運転している状態では、オルタネータ(図示せず)の発電電力によっても駆動することが可能なように構成されている。   As shown in FIG. 2, the electric W / Ps 16 a and 16 b are electric water pumps, and are configured to be driven by stored power of a battery (not shown) regardless of the operating state of the engine 91. Thus, the engine 91 is configured such that the electric W / Ps 16a and 16b can be driven by the generated power of an alternator (not shown) when the engine 91 is in operation.

また、車両用暖房装置100では、各構成要素が冷却水通路1により接続されている。冷却水通路1は、エンジン冷却水通路1aと、ラジエータ通路1bと、排熱回収通路1cと、排熱回収器迂回通路1dと、ヒータ通路1eと、サブヒータ通路1fと、エンジン迂回通路1gと、サーモスタット通路1hとを含んでいる。   Further, in the vehicle heating apparatus 100, each component is connected by the cooling water passage 1. The cooling water passage 1 includes an engine cooling water passage 1a, a radiator passage 1b, an exhaust heat recovery passage 1c, an exhaust heat recovery device bypass passage 1d, a heater passage 1e, a sub heater passage 1f, an engine bypass passage 1g, And a thermostat passage 1h.

エンジン冷却水通路1aには、エンジン91および電動式W/P16aが配置されており、通路内でエンジン91が冷却される。具体的には、エンジン91に設けられた図示しないウォータジャケット内のエンジン冷却水通路1aを冷却水が流通することによって、エンジン91から生じた熱が冷却水に伝達されて、エンジン91が冷却される。   An engine 91 and an electric W / P 16a are arranged in the engine coolant passage 1a, and the engine 91 is cooled in the passage. Specifically, when the cooling water flows through an engine cooling water passage 1a in a water jacket (not shown) provided in the engine 91, heat generated from the engine 91 is transmitted to the cooling water, and the engine 91 is cooled. The

ラジエータ通路1bには、エンジン冷却水通路1aに並列に接続されたラジエータ11が配置されている。排熱回収通路1cには、排熱回収器13が配置されている。ヒータ通路1eには、ヒータコア14が配置されている。サブヒータ通路1fには、サブヒータコア15が配置されている。エンジン迂回通路1gには、電動式W/P16bが配置されている。   A radiator 11 connected in parallel to the engine coolant passage 1a is disposed in the radiator passage 1b. An exhaust heat recovery device 13 is disposed in the exhaust heat recovery passage 1c. A heater core 14 is disposed in the heater passage 1e. A sub-heater core 15 is disposed in the sub-heater passage 1f. An electric W / P 16b is disposed in the engine bypass passage 1g.

また、冷却水通路1の所定の接続部分には、3つの通路のうち2つの通路を接続する三方弁17a、17bおよび17cが配置されている。具体的には、三方弁17aには、エンジン91の下流側のエンジン冷却水通路1aと、排熱回収器13の上流側の排熱回収通路1cと、排熱回収器迂回通路1dとが接続されている。つまり、三方弁17aは、エンジン冷却水通路1aと排熱回収通路1cとの間に配置されているとともに、エンジン冷却水通路1aと排熱回収通路1cとの接続および切り離しを切り替える機能を有している。   In addition, three-way valves 17a, 17b, and 17c that connect two of the three passages are disposed at a predetermined connection portion of the cooling water passage 1. Specifically, the engine cooling water passage 1a on the downstream side of the engine 91, the exhaust heat recovery passage 1c on the upstream side of the exhaust heat recovery device 13, and the exhaust heat recovery device bypass passage 1d are connected to the three-way valve 17a. Has been. That is, the three-way valve 17a is disposed between the engine coolant passage 1a and the exhaust heat recovery passage 1c, and has a function of switching connection and disconnection between the engine coolant passage 1a and the exhaust heat recovery passage 1c. ing.

三方弁17bには、排熱回収器13の下流側の排熱回収通路1cと、ヒータコア14の上流側のヒータ通路1eと、サブヒータコア15の上流側のサブヒータ通路1fとが接続されている。つまり、三方弁17bは、ヒータコア14とサブヒータコア15との間に配置されており、後述する循環経路Aと循環経路Bとを切り替える機能を有している。   The three-way valve 17b is connected to an exhaust heat recovery passage 1c on the downstream side of the exhaust heat recovery device 13, a heater passage 1e on the upstream side of the heater core 14, and a sub heater passage 1f on the upstream side of the sub heater core 15. That is, the three-way valve 17b is disposed between the heater core 14 and the sub-heater core 15, and has a function of switching between a circulation path A and a circulation path B described later.

三方弁17cには、ヒータコア14の下流側のヒータ通路1eと、電動式W/P16bの上流側のエンジン迂回通路1gと、サーモスタット通路1hとが接続されている。   A heater passage 1e on the downstream side of the heater core 14, an engine bypass passage 1g on the upstream side of the electric W / P 16b, and a thermostat passage 1h are connected to the three-way valve 17c.

また、エンジン91の下流側のエンジン冷却水通路1aには、エンジン冷却水通路1aに流れる冷却水の温度を検出するための温度センサ18aが配置されている。この温度センサ18aは、エンジン91の暖機運転が略行われていない状態(エンジン暖機運転初期)か、または、ある程度行われた状態(エンジン暖機中期または完了時)かを判断するために設けられている。具体的には、温度センサ18aにおいて検出された冷却水の温度が約60℃未満である場合は、エンジン暖機運転初期であると判断され、温度センサ18aにおいて検出された冷却水の温度が約60℃以上である場合は、エンジン暖機中期または完了時であると判断されるように構成されている。   Further, a temperature sensor 18a for detecting the temperature of the cooling water flowing in the engine cooling water passage 1a is disposed in the engine cooling water passage 1a on the downstream side of the engine 91. This temperature sensor 18a is used to determine whether the engine 91 has not been warmed up substantially (initial stage of engine warmup), or has been performed to some extent (mid-time or when the engine is warmed up). Is provided. Specifically, when the temperature of the cooling water detected by the temperature sensor 18a is less than about 60 ° C., it is determined that the engine is warming up, and the temperature of the cooling water detected by the temperature sensor 18a is about When the temperature is 60 ° C. or higher, it is determined that the engine is warming up or being completed.

また、排熱回収器13の下流側の排熱回収通路1cには、排熱回収通路1cに流れる冷却水の温度を検出するための温度センサ18bが配置されている。温度センサ18bは、排熱回収通路1cに流れる冷却水の温度が冷却水の沸点以上であるかを検出可能なように構成されている。なお、温度センサ18aおよび18bの検出結果と、冷却水の流速とに基づいて、排熱回収器13において冷却水に回収される排熱回収量を算出することが可能である。また、排気ガス管92への吸入空気量と触媒前の排気温度とから排熱回収量を算出することも可能である。   In addition, a temperature sensor 18b for detecting the temperature of the cooling water flowing in the exhaust heat recovery passage 1c is disposed in the exhaust heat recovery passage 1c on the downstream side of the exhaust heat recovery device 13. The temperature sensor 18b is configured to detect whether the temperature of the cooling water flowing through the exhaust heat recovery passage 1c is equal to or higher than the boiling point of the cooling water. It is possible to calculate the amount of exhaust heat recovered that is recovered in the cooling water in the exhaust heat recovery unit 13 based on the detection results of the temperature sensors 18a and 18b and the flow rate of the cooling water. It is also possible to calculate the exhaust heat recovery amount from the intake air amount to the exhaust gas pipe 92 and the exhaust temperature before the catalyst.

また、サーモスタット12の上流側は、サーモスタット通路1hに接続されているとともに、下流側は、電動式W/P16aの上流側のエンジン冷却水通路1aと、ラジエータ11の上流側のラジエータ通路1bとに接続されている。また、ラジエータ通路1bは、ラジエータ11の下流側において、エンジン91の下流側のエンジン冷却水通路1aに接続されている。   The upstream side of the thermostat 12 is connected to the thermostat passage 1h, and the downstream side is connected to the engine coolant passage 1a on the upstream side of the electric W / P 16a and the radiator passage 1b on the upstream side of the radiator 11. It is connected. The radiator passage 1 b is connected to the engine coolant passage 1 a on the downstream side of the engine 91 on the downstream side of the radiator 11.

また、排熱回収器迂回通路1dは、三方弁17aに接続されているとともに、ヒータコア14の上流側で、かつ、三方弁17bよりも下流側のヒータ通路1eに接続されている。また、サブヒータ通路1fの下流側は、電動式W/P16bの上流側で、かつ、三方弁17cよりも下流側のエンジン迂回通路1gに接続されている。また、エンジン迂回通路1gの下流側は、排熱回収器13の上流側で、かつ、三方弁17aよりも下流側の排熱回収通路1cに接続されている。   The exhaust heat recovery device bypass passage 1d is connected to the three-way valve 17a, and is connected to the heater passage 1e upstream of the heater core 14 and downstream of the three-way valve 17b. The downstream side of the sub-heater passage 1f is connected to the engine bypass passage 1g upstream of the electric W / P 16b and downstream of the three-way valve 17c. The downstream side of the engine bypass passage 1g is connected to the exhaust heat recovery passage 1c upstream of the exhaust heat recovery unit 13 and downstream of the three-way valve 17a.

ここで、本実施形態では、車両用暖房装置100は、暖房運転時において、エンジン91の暖機運転状態と排熱回収器13における排熱回収量とに基づいて、三方弁17a〜17cの通路の接続状態と、サーモスタット12の開閉状態とを切り替えることによって、複数の循環経路(循環経路A〜F)を切り替えるように構成されている。なお、三方弁17a〜17cは、本発明の「経路切替部」の一例であり、サーモスタット12は、本発明の「弁部材」の一例である。   Here, in the present embodiment, the vehicle heating apparatus 100 is configured so that the passage of the three-way valves 17a to 17c is based on the warm-up operation state of the engine 91 and the exhaust heat recovery amount in the exhaust heat recovery unit 13 during the heating operation. By switching between the connection state and the open / close state of the thermostat 12, a plurality of circulation paths (circulation paths A to F) are switched. The three-way valves 17a to 17c are examples of the “path switching unit” of the present invention, and the thermostat 12 is an example of the “valve member” of the present invention.

次に、図1および図3〜図7を参照して、本実施形態におけるエンジン91の運転による循環経路の具体的な切替について説明する。   Next, with reference to FIG. 1 and FIGS. 3-7, the specific switching of the circulation path by the driving | operation of the engine 91 in this embodiment is demonstrated.

温度センサ18aにおいて検出された冷却水の温度が約60℃未満であって、エンジン91の暖機運転が略行われていないエンジン暖機運転初期で、かつ、排熱回収器13における排熱回収量がサブヒータコア15の最大放熱量(約2kW)未満である(排熱回収量小の)場合においては、車両用暖房装置100の循環経路は、図3に示す循環経路Aに切り替えられるように構成されている。なお、エンジン暖機運転初期で、かつ、排熱回収量小の場合としては、主に、エンジン始動直後が挙げられる。   The temperature of the cooling water detected by the temperature sensor 18a is less than about 60 ° C., and the exhaust heat recovery in the exhaust heat recovery unit 13 is performed at the initial stage of the engine warm-up operation where the warm-up operation of the engine 91 is not substantially performed. When the amount is less than the maximum heat dissipation amount (about 2 kW) of the sub-heater core 15 (the exhaust heat recovery amount is small), the circulation path of the vehicle heating device 100 is switched to the circulation path A shown in FIG. It is configured. In addition, as a case where the engine warm-up operation is in the initial stage and the exhaust heat recovery amount is small, the engine is immediately after starting.

循環経路Aは、図3に太線で示すように、排熱回収通路1c、サブヒータ通路1fおよびエンジン迂回通路1gから構成されている。つまり、循環経路Aでは、排熱回収通路1cに対してエンジン冷却水通路1aが接続されておらず、サブヒータコア15が配置されたサブヒータ通路1fが接続されている。   The circulation path A is constituted by an exhaust heat recovery passage 1c, a sub-heater passage 1f, and an engine bypass passage 1g as shown by a thick line in FIG. That is, in the circulation path A, the engine coolant passage 1a is not connected to the exhaust heat recovery passage 1c, and the sub heater passage 1f in which the sub heater core 15 is disposed is connected.

循環経路Aでは、三方弁17aにより、エンジン91の下流側のエンジン冷却水通路1aと、排熱回収器迂回通路1dとが接続されている。また、三方弁17bにより、排熱回収器13の下流側の排熱回収通路1cと、サブヒータコア15の上流側のサブヒータ通路1fとが接続されている。また、三方弁17cにより、ヒータコア14の下流側のヒータ通路1eと、電動式W/P16bの上流側のエンジン迂回通路1gとが接続されている。また、循環経路Aにおいて、サーモスタット12は閉状態である。また、循環経路Aでは、エンジン迂回通路1gの電動式W/P16bが駆動されることにより冷却水の流通が行われる。なお、循環経路Aは、本発明の「第1循環経路」の一例であり、電動式W/P16bは、本発明の「第1ウォータポンプ」の一例である。   In the circulation path A, the engine cooling water passage 1a on the downstream side of the engine 91 and the exhaust heat recovery device bypass passage 1d are connected by the three-way valve 17a. Further, the three-way valve 17 b connects the exhaust heat recovery passage 1 c on the downstream side of the exhaust heat recovery device 13 and the sub heater passage 1 f on the upstream side of the sub heater core 15. Further, the three-way valve 17c connects the heater passage 1e on the downstream side of the heater core 14 and the engine bypass passage 1g on the upstream side of the electric W / P 16b. Further, in the circulation path A, the thermostat 12 is in a closed state. In the circulation path A, the cooling water is circulated by driving the electric W / P 16b of the engine bypass path 1g. The circulation path A is an example of the “first circulation path” in the present invention, and the electric W / P 16b is an example of the “first water pump” in the present invention.

ここで、循環経路Aでは、エンジン91が位置するエンジン冷却水通路1aの冷却水は循環されないので、サブヒータコア15にエンジン91の熱が伝達されるのが抑制される。この結果、熱源としてのエンジン91に冷却水を循環させなくとも、排熱回収器13およびサブヒータコア15に冷却水を循環させることにより、暖房運転を行うことが可能である。   Here, in the circulation path A, the cooling water in the engine cooling water passage 1 a where the engine 91 is located is not circulated, so that the heat of the engine 91 is suppressed from being transmitted to the sub heater core 15. As a result, it is possible to perform the heating operation by circulating the cooling water through the exhaust heat recovery unit 13 and the sub heater core 15 without circulating the cooling water through the engine 91 as a heat source.

エンジン91の暖機運転が未だ不十分(エンジン暖機運転初期)である一方、エンジン91の高速走行や高負荷運転などによって、排熱回収器13における排熱回収量がサブヒータコア15の最大放熱量(約2kW)以上(排熱回収量大)になった際には、車両用暖房装置100の循環経路は、循環経路Aから図4に示す循環経路Bに切り替えられるように構成されている。   While the warming-up operation of the engine 91 is still insufficient (the engine warm-up operation initial stage), the exhaust heat recovery amount in the exhaust heat recovery device 13 is maximized by the sub-heater core 15 due to the engine 91 running at high speed or high load operation. When the heat amount (about 2 kW) or more (exhaust heat recovery amount is large), the circulation path of the vehicle heating device 100 is configured to be switched from the circulation path A to the circulation path B shown in FIG. .

循環経路Bは、図4に太線で示すように、排熱回収通路1c、ヒータ通路1eおよびエンジン迂回通路1gから構成されている。つまり、循環経路Bでは、循環経路Aと同様に、排熱回収通路1cに対してエンジン冷却水通路1aが接続されていないとともに、サブヒータ通路1fが接続された循環経路Aとは異なり、ヒータコア14が配置されたヒータ通路1eが接続されている。   The circulation path B is composed of an exhaust heat recovery passage 1c, a heater passage 1e, and an engine bypass passage 1g as shown by a thick line in FIG. That is, in the circulation path B, similarly to the circulation path A, the engine coolant passage 1a is not connected to the exhaust heat recovery passage 1c, and the heater core 14 is different from the circulation path A in which the sub heater passage 1f is connected. Is connected to the heater passage 1e.

循環経路Bでは、循環経路Aと異なり、三方弁17bにより、排熱回収器13の下流側の排熱回収通路1cと、ヒータコア14の上流側のヒータ通路1eとが接続されている。つまり、三方弁17bにより、循環経路Aが循環経路Bに切り替えられるように構成されている。また、循環経路Bでは、循環経路Aと同様に、サーモスタット12は閉状態であり、エンジン迂回通路1gの電動式W/P16bが駆動されることにより冷却水の流通が行われる。なお、循環経路Bは、本発明の「第2循環経路」の一例である。   In the circulation path B, unlike the circulation path A, the three-way valve 17 b connects the exhaust heat recovery passage 1 c on the downstream side of the exhaust heat recovery device 13 and the heater passage 1 e on the upstream side of the heater core 14. In other words, the circulation path A is switched to the circulation path B by the three-way valve 17b. Further, in the circulation path B, as in the circulation path A, the thermostat 12 is in a closed state, and the cooling water is circulated by driving the electric W / P 16b of the engine bypass path 1g. The circulation path B is an example of the “second circulation path” in the present invention.

ここで、循環経路Bでは、循環経路Aと同様に、エンジン91が位置するエンジン冷却水通路1aの冷却水は循環されないので、ヒータコア14にエンジン91の熱が伝達されるのが抑制される。この結果、熱源としてのエンジン91に冷却水を循環させなくとも、排熱回収器13およびヒータコア14に冷却水を循環させることにより、暖房運転を行うことが可能である。   Here, in the circulation path B, similarly to the circulation path A, the cooling water in the engine cooling water passage 1a where the engine 91 is located is not circulated, so that the heat of the engine 91 is suppressed from being transmitted to the heater core 14. As a result, it is possible to perform the heating operation by circulating the cooling water through the exhaust heat recovery device 13 and the heater core 14 without circulating the cooling water through the engine 91 as a heat source.

また、本実施形態では、図1に示すように、ヒータコア14よりも排熱回収器13の近傍に配置されたサブヒータコア15を冷却水が流通する循環経路A(破線)は、サブヒータコア15よりも排熱回収器13に対して離間した位置に配置されたヒータコア14を冷却水が流通する循環経路B(一点鎖線)よりも、冷却水が流通する流路長が短い。この結果、循環経路Aを流通する冷却水の水容量は、1×10−3程度である一方、循環経路Bを流通する冷却水の水容量は、3×10−3〜4×10−3程度になり、この結果、循環経路Aの冷却水の水容量は、循環経路Bの冷却水の水容量よりも小さくなる。したがって、循環経路Aを流通する冷却水を暖めるのに要する熱量は、循環経路Bを流通する冷却水を暖めるのに要する熱量よりも少なくなる。 Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 1, the circulation path A (broken line) through which the cooling water flows through the sub-heater core 15 disposed nearer the exhaust heat recovery unit 13 than the heater core 14 is provided by the sub-heater core 15. In addition, the flow path length through which the cooling water flows is shorter than the circulation path B (one-dot chain line) through which the cooling water flows through the heater core 14 disposed at a position separated from the exhaust heat recovery unit 13. As a result, the water capacity of the cooling water flowing through the circulation path A is about 1 × 10 −3 m 3 , while the water capacity of the cooling water flowing through the circulation path B is 3 × 10 −3 to 4 × 10. becomes about -3 m 3, the result, the water capacity of the cooling water circulation path a is smaller than the water volume of the cooling water circulation path B. Therefore, the amount of heat required to warm the cooling water flowing through the circulation path A is less than the amount of heat required to warm the cooling water flowing through the circulation path B.

これにより、循環経路Aに切り替えられている場合には、排熱回収器13における排熱回収量が小さくても、少ない熱量で循環経路Aを流通する冷却水を暖めることが可能であるので、サブヒータコア15により少ない熱量を効率的に暖房運転に用いることが可能である。一方、サブヒータコア15で放熱可能な熱量(最大放熱量、約2kW)以上の排熱回収量が排熱回収器13から回収される場合には、循環経路Aの冷却水の水容量が少ないため、循環経路A内の冷却水の温度が容易に上昇し、冷却水が沸騰する虞がある。そこで、最大放熱量以上の排熱回収量が排熱回収器13から回収される場合には、循環経路Aから、冷却水の水容量が大きく、かつ、放熱量が大きいヒータコア14を冷却水が流通する循環経路Bに切り替えることによって、冷却水が沸騰するのを抑制することが可能であるとともに、排熱回収器13から得られる熱量を十分に暖房運転に用いることが可能である。   Thereby, when switching to the circulation path A, even if the exhaust heat recovery amount in the exhaust heat recovery device 13 is small, it is possible to warm the cooling water flowing through the circulation path A with a small amount of heat. A small amount of heat can be efficiently used for the heating operation by the sub-heater core 15. On the other hand, when the exhaust heat recovery amount greater than the amount of heat that can be radiated by the sub-heater core 15 (maximum heat dissipation amount, about 2 kW) is recovered from the exhaust heat recovery device 13, the water capacity of the cooling water in the circulation path A is small. The temperature of the cooling water in the circulation path A easily rises and the cooling water may boil. Therefore, when the exhaust heat recovery amount equal to or greater than the maximum heat dissipation amount is recovered from the exhaust heat recovery device 13, the cooling water is supplied from the circulation path A to the heater core 14 having a large cooling water capacity and a large heat dissipation amount. By switching to the circulation path B that circulates, it is possible to suppress the boiling of the cooling water, and it is possible to sufficiently use the amount of heat obtained from the exhaust heat recovery device 13 for the heating operation.

温度センサ18aにおいて検出された冷却水の温度が約60℃以上で、かつ、サーモスタット12の開弁温度未満であって、エンジン91がある程度暖機運転された(エンジン91の温度が上昇した)エンジン暖機運転中期で、かつ、排熱回収量小の場合においては、図5に示すように、車両用暖房装置100の循環経路は、循環経路CおよびDが共に設けられる状態に切り替えられるように構成されている。なお、一般的に、エンジン暖機運転初期で、かつ、排熱回収量小の循環経路Aの後に、循環経路CおよびDが共に設けられる状態に切り替えられる。   An engine in which the temperature of the cooling water detected by the temperature sensor 18a is about 60 ° C. or higher and lower than the valve opening temperature of the thermostat 12, and the engine 91 is warmed up to some extent (the temperature of the engine 91 has increased). In the middle of the warm-up operation and when the exhaust heat recovery amount is small, as shown in FIG. 5, the circulation path of the vehicle heating device 100 is switched to a state in which both of the circulation paths C and D are provided. It is configured. In general, the engine is switched to a state in which both of the circulation paths C and D are provided at the initial stage of the engine warm-up operation and after the circulation path A with a small exhaust heat recovery amount.

循環経路Cは、図5に太線で示すように、図3に示す循環経路Aと同一である。また、循環経路Dは、図5に太線で示すように、エンジン冷却水通路1a、排熱回収器迂回通路1d、ヒータ通路1eおよびサーモスタット通路1hから構成されている。つまり、循環経路Dでは、エンジン冷却水通路1aと、ヒータコア14が配置されたヒータ通路1eとが接続されている。なお、循環経路CおよびDは、それぞれ、本発明の「第1循環経路」および「第5循環経路」の一例である。   The circulation path C is the same as the circulation path A shown in FIG. 3, as shown by a thick line in FIG. Further, as shown by a thick line in FIG. 5, the circulation path D includes an engine cooling water passage 1a, an exhaust heat recovery device bypass passage 1d, a heater passage 1e, and a thermostat passage 1h. That is, in the circulation path D, the engine coolant passage 1a and the heater passage 1e in which the heater core 14 is disposed are connected. The circulation paths C and D are examples of the “first circulation path” and the “fifth circulation path” of the present invention, respectively.

循環経路CおよびDが共に設けられる状態では、循環経路Aのみの場合と異なり、三方弁17cにより、ヒータコア14の下流側のヒータ通路1eと、サーモスタット通路1hとが接続されている。つまり、三方弁17cにより、循環経路Aが循環経路CおよびDが共に設けられる状態に切り替えられるように構成されている。また、循環経路CおよびDが共に設けられる状態において、サーモスタット12は閉状態である。   In the state where both the circulation paths C and D are provided, unlike the case of only the circulation path A, the heater passage 1e on the downstream side of the heater core 14 and the thermostat passage 1h are connected by the three-way valve 17c. That is, the three-way valve 17c is configured to switch the circulation path A to a state in which the circulation paths C and D are both provided. Further, in a state where the circulation paths C and D are both provided, the thermostat 12 is in a closed state.

また、図5に示すように、三方弁17a〜17cにより、循環経路Dは、循環経路Cとは接続されておらず、循環経路Cとは独立して設けられている。つまり、排熱回収器13が配置された循環経路Cは、エンジン91とサーモスタット12とが配置された循環経路Dに対して、冷却水が独立して循環されるように構成されている。なお、循環経路Cでは、エンジン迂回通路1gの電動式W/P16bが駆動されることにより冷却水の流通が行われ、循環経路Dでは、エンジン冷却水通路1aの電動式W/P16aが駆動されることにより冷却水の流通が行われる。   Further, as shown in FIG. 5, the circulation path D is not connected to the circulation path C and is provided independently of the circulation path C by the three-way valves 17 a to 17 c. That is, the circulation path C in which the exhaust heat recovery device 13 is arranged is configured such that the cooling water is circulated independently with respect to the circulation path D in which the engine 91 and the thermostat 12 are arranged. In the circulation path C, the cooling water is circulated by driving the electric W / P 16b of the engine bypass passage 1g, and in the circulation path D, the electric W / P 16a of the engine cooling water path 1a is driven. Thus, the cooling water is circulated.

ここで、循環経路A〜Cには、サーモスタット12が配置されないので、循環経路A〜C内を流通する冷却水の温度を、サーモスタット12の開弁温度よりも高くすることが可能である。これにより、サーモスタット12の開弁温度よりも高い温度域の冷却水と、車室95内の空気との温度差を大きくすることができるので、サブヒータコア15またはヒータコア14による暖房効率を向上させることが可能である。   Here, since the thermostat 12 is not disposed in the circulation paths A to C, the temperature of the cooling water flowing through the circulation paths A to C can be made higher than the valve opening temperature of the thermostat 12. Thereby, since the temperature difference between the cooling water in the temperature range higher than the valve opening temperature of the thermostat 12 and the air in the passenger compartment 95 can be increased, the heating efficiency by the sub heater core 15 or the heater core 14 is improved. Is possible.

エンジン暖機運転中期で、かつ、排熱回収量大の場合においては、図6に示すように、車両用暖房装置100の循環経路は、循環経路Eに切り替えられるように構成されている。なお、一般的に、エンジン暖機運転初期で、かつ、排熱回収量大の循環経路Bの後、または、エンジン暖機運転中期で、かつ、排熱回収量小の循環経路CおよびDが共に設けられる状態の後に、循環経路Eに切り替えられる。この循環経路Eは、エンジン冷却水通路1a、排熱回収通路1c、ヒータ通路1eおよびサーモスタット通路1hから構成されている。つまり、循環経路Eでは、エンジン91と排熱回収器13とが、ヒータコア14に接続されている。なお、循環経路Eは、本発明の「第3循環経路」の一例である。   In the middle of the engine warm-up operation and when the exhaust heat recovery amount is large, the circulation path of the vehicle heating device 100 is configured to be switched to the circulation path E as shown in FIG. In general, the circulation paths C and D at the initial stage of the engine warm-up operation and after the circulation path B with a large exhaust heat recovery amount or at the middle stage of the engine warm-up operation and with a small exhaust heat recovery amount After being provided together, the circuit is switched to the circulation path E. The circulation path E includes an engine coolant passage 1a, an exhaust heat recovery passage 1c, a heater passage 1e, and a thermostat passage 1h. That is, in the circulation path E, the engine 91 and the exhaust heat recovery device 13 are connected to the heater core 14. The circulation path E is an example of the “third circulation path” in the present invention.

循環経路Eでは、三方弁17aにより、エンジン91の下流側のエンジン冷却水通路1aと、排熱回収器13の上流側の排熱回収通路1cとが接続されている。また、三方弁17bにより、排熱回収器13の下流側の排熱回収通路1cと、ヒータコア14の上流側のヒータ通路1eとが接続されている。また、三方弁17cにより、ヒータコア14の下流側のヒータ通路1eと、サーモスタット通路1hとが接続されている。また、循環経路Eにおいて、サーモスタット12は閉状態である。また、循環経路Eでは、エンジン冷却水通路1aの電動式W/P16aが駆動されることにより冷却水の流通が行われる。   In the circulation path E, the engine cooling water passage 1a on the downstream side of the engine 91 and the exhaust heat recovery passage 1c on the upstream side of the exhaust heat recovery device 13 are connected by the three-way valve 17a. Further, the exhaust heat recovery passage 1 c on the downstream side of the exhaust heat recovery device 13 and the heater passage 1 e on the upstream side of the heater core 14 are connected by the three-way valve 17 b. Further, the heater passage 1e on the downstream side of the heater core 14 and the thermostat passage 1h are connected by the three-way valve 17c. Further, in the circulation path E, the thermostat 12 is in a closed state. Further, in the circulation path E, the coolant is circulated by driving the electric W / P 16a of the engine coolant passage 1a.

ここで、循環経路Eでは、エンジン91の熱と排熱回収器13の熱とが、ヒータコア14に伝達される。なお、排熱回収器13における排熱回収量が大きい場合には、排熱回収量の一部をエンジン91の暖機運転に用いることが可能である。また、暖房要求が大きくヒータコア14から排熱回収量より大きな熱量を放出する必要がある場合には、エンジン91の熱の一部をヒータコア14からの放熱に用いることが可能である。   Here, in the circulation path E, the heat of the engine 91 and the heat of the exhaust heat recovery device 13 are transmitted to the heater core 14. In addition, when the exhaust heat recovery amount in the exhaust heat recovery unit 13 is large, a part of the exhaust heat recovery amount can be used for the warm-up operation of the engine 91. Further, when the heating requirement is large and it is necessary to release a heat amount larger than the exhaust heat recovery amount from the heater core 14, a part of the heat of the engine 91 can be used for heat radiation from the heater core 14.

また、エンジン91の運転が停止された場合に図6に示す循環経路Eに切り替えることによって、エンジン91に残る熱を利用して、ヒータコア14による暖房を行うことが可能である。この際、循環経路Eでは、冷却水の流通が電動式の電動式W/P16aにより行われるため、エンジン91の運転が停止されていたとしても、循環経路E内における冷却水の流通を行わせることが可能である。   Further, when the operation of the engine 91 is stopped, by switching to the circulation path E shown in FIG. 6, it is possible to perform heating by the heater core 14 using the heat remaining in the engine 91. At this time, in the circulation path E, the cooling water is circulated by the electric W / P 16a. Therefore, even if the operation of the engine 91 is stopped, the cooling water is circulated in the circulation path E. It is possible.

サーモスタット12を流通する冷却水の温度がサーモスタット12の開弁温度以上であって、エンジン91が十分に暖機運転されたエンジン暖機運転完了時においては、図7に示すように、車両用暖房装置100の循環経路は、循環経路Eの状態からサーモスタット12が開弁することによって、循環経路Fに切り替えられるように構成されている。つまり、この循環経路Fは、循環経路Eにラジエータ11が接続されることによって形成されている。また、循環経路Fでは、エンジン冷却水通路1aの電動式W/P16aが駆動されることにより冷却水の流通が行われる。なお、循環経路Fは、本発明の「第4循環経路」の一例であり、サーモスタット12の開弁温度は、本発明の「しきい値温度」の一例である。   When the temperature of the cooling water flowing through the thermostat 12 is equal to or higher than the valve opening temperature of the thermostat 12 and the engine 91 is sufficiently warmed up, as shown in FIG. The circulation path of the apparatus 100 is configured to be switched to the circulation path F when the thermostat 12 opens from the state of the circulation path E. That is, the circulation path F is formed by connecting the radiator 11 to the circulation path E. Further, in the circulation path F, the coolant is circulated by driving the electric W / P 16a of the engine coolant passage 1a. The circulation path F is an example of the “fourth circulation path” in the present invention, and the valve opening temperature of the thermostat 12 is an example of the “threshold temperature” in the present invention.

ここで、循環経路Fでは、エンジン91の熱と排熱回収器13の熱とが、ヒータコア14だけでなく、ラジエータ11に伝達されることによって、循環経路F内の冷却水の熱がラジエータ11から効率的に放出される。   Here, in the circulation path F, the heat of the engine 91 and the heat of the exhaust heat recovery device 13 are transmitted not only to the heater core 14 but also to the radiator 11, whereby the heat of the cooling water in the circulation path F is changed to the radiator 11. Is efficiently released from

このように、エンジン91の暖機運転状態と排熱回収器13における排熱回収量とに基づいて、三方弁17a〜17cの通路の接続状態と、サーモスタット12の開閉状態とを適切に切り替えることにより、複数の循環経路(循環経路A〜F)を切り替えることによって、エンジン91の暖機運転効率が低下するのを抑制しつつ、車両用暖房装置100の暖房性能を向上させることが可能である。   Thus, the connection state of the passages of the three-way valves 17a to 17c and the open / close state of the thermostat 12 are appropriately switched based on the warm-up operation state of the engine 91 and the exhaust heat recovery amount in the exhaust heat recovery unit 13. Thus, by switching a plurality of circulation paths (circulation paths A to F), it is possible to improve the heating performance of the vehicle heating device 100 while suppressing a decrease in the warm-up operation efficiency of the engine 91. .

本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。   In the present embodiment, the following effects can be obtained.

本実施形態では、上記のように、三方弁17bにより、排熱回収通路1cに対してエンジン冷却水通路1aを接続せずにサブヒータコア15を接続する循環経路Aと、排熱回収通路1cにエンジン冷却水通路1aを接続せずにヒータコア14を接続する循環経路Bとを切り替える。これにより、排熱回収器13による排熱回収量が小さな場合には、循環経路Aに切り替えて放熱量が小さなサブヒータコア15で放熱させることによって、少ない熱量を効率的に暖房運転に用いることができる。また、排熱回収器13による排熱回収量が大きな場合には、循環経路Bに切り替えてヒータコア14で放熱させることによって、排熱回収器13から得られる熱量を十分に暖房運転に用いることができる。また、循環経路Aおよび循環経路Bのいずれもエンジン冷却水通路1aに接続されないので、エンジン91の暖機運転が不十分なエンジン暖機運転初期などおいて、エンジン冷却水通路1aにヒータコア14やサブヒータコア15が接続されることに起因して、エンジン91の熱が冷却水に伝達されて(奪われて)ヒータコア14やサブヒータコア15から放出されるのを抑制することができる。これにより、エンジン91の暖機運転効率が低下するのを抑制することができる。これらの結果、エンジン91の暖機運転効率が低下するのを抑制しつつ、排熱回収器13から得られる熱を十分に暖房運転に用いることができる。   In the present embodiment, as described above, the three-way valve 17b causes the exhaust heat recovery passage 1c to be connected to the circulation path A that connects the sub heater core 15 without connecting the engine cooling water passage 1a and the exhaust heat recovery passage 1c. The circulation path B to which the heater core 14 is connected is switched without connecting the engine coolant passage 1a. Thereby, when the exhaust heat recovery amount by the exhaust heat recovery device 13 is small, the heat is efficiently used for the heating operation by switching to the circulation path A and dissipating heat with the sub-heater core 15 having a small heat dissipation amount. it can. When the amount of exhaust heat recovered by the exhaust heat recovery unit 13 is large, the amount of heat obtained from the exhaust heat recovery unit 13 can be sufficiently used for the heating operation by switching to the circulation path B and dissipating heat by the heater core 14. it can. Since neither the circulation path A nor the circulation path B is connected to the engine coolant passage 1a, the heater core 14 or the Due to the connection of the sub-heater core 15, it is possible to suppress the heat of the engine 91 from being transmitted (taken away) to the cooling water and released from the heater core 14 or the sub-heater core 15. Thereby, it can suppress that the warming-up operation efficiency of the engine 91 falls. As a result, it is possible to sufficiently use the heat obtained from the exhaust heat recovery device 13 for the heating operation while suppressing a decrease in the warm-up operation efficiency of the engine 91.

また、本実施形態では、エンジン91の暖機運転初期において、循環経路Aに切り替えて、電動式W/P16bにより循環経路Aに冷却水を流通させ、その後、三方弁17bにより循環経路Bに切り替えて、電動式W/P16bにより循環経路Bに冷却水を流通させる。これにより、エンジン暖機運転初期のような、エンジン91から冷却水に伝達される(奪われる)熱量を極力少なくしたい場合において、ヒータコア14およびサブヒータコア15のいずれもエンジン冷却水通路1aに接続しないことによって、エンジン91の熱が冷却水に伝達される(奪われる)のを確実に抑制することができるので、エンジン91の暖機運転効率が低下するのを確実に抑制することができる。   Further, in the present embodiment, in the initial warm-up operation of the engine 91, switching to the circulation path A is performed, the cooling water is circulated through the circulation path A by the electric W / P 16b, and then the circulation path B is switched by the three-way valve 17b. Then, the cooling water is circulated through the circulation path B by the electric W / P 16b. As a result, when it is desired to reduce the amount of heat transferred (sucked) from the engine 91 to the cooling water as much as possible at the beginning of the engine warm-up operation, neither the heater core 14 nor the sub-heater core 15 is connected to the engine cooling water passage 1a. As a result, the heat of the engine 91 can be reliably suppressed (taken away) to the cooling water, so that the warm-up operation efficiency of the engine 91 can be reliably suppressed from decreasing.

また、本実施形態では、エンジン91の暖機運転初期において、循環経路Aに切り替え、その後、排熱回収量が大きくなったことに基づいて、三方弁17bにより循環経路Bに切り替える。これにより、エンジン91の始動時などの排熱回収器13からの排熱回収量が小さい場合には、三方弁17bにより循環経路Aに切り替えることによって、サブヒータコア15により、少ない熱量を効率的に暖房運転に用いることができる。また、循環経路Aに切り替えた後に、エンジン91の運転により排熱回収器13からの排熱回収量が大きくなった際に、三方弁17bにより循環経路Bに切り替えることによって、ヒータコア14により排熱回収器13から得られる熱量を十分に暖房運転に用いることができる。   In the present embodiment, the engine 91 is switched to the circulation path A at the initial stage of the warm-up operation, and then switched to the circulation path B by the three-way valve 17b based on the increase in the exhaust heat recovery amount. As a result, when the amount of exhaust heat recovered from the exhaust heat recovery device 13 is small, such as when the engine 91 is started, the sub heater core 15 efficiently reduces the amount of heat by switching to the circulation path A by the three-way valve 17b. It can be used for heating operation. Further, after switching to the circulation path A, when the exhaust heat recovery amount from the exhaust heat recovery device 13 becomes large due to the operation of the engine 91, the heat is exhausted by the heater core 14 by switching to the circulation path B by the three-way valve 17b. The amount of heat obtained from the recovery unit 13 can be sufficiently used for the heating operation.

また、本実施形態では、エンジン91の暖機運転初期において、排熱回収器13の排熱回収量が所定の排熱回収量(約2kW)以上になったことに基づいて、三方弁17bにより循環経路Aから循環経路Bに切り替える。これにより、排熱回収量に基づいて循環経路を切り替えることによって、排熱回収量が小さい状態で循環経路が切り替えられるのを抑制することができる。この結果、排熱回収器13から得られる熱を効果的に暖房運転に用いることができる。   In the present embodiment, the three-way valve 17b controls the exhaust heat recovery amount of the exhaust heat recovery device 13 to be equal to or greater than a predetermined exhaust heat recovery amount (about 2 kW) in the initial warm-up operation of the engine 91. Switch from circulation path A to circulation path B. Thereby, by switching the circulation path based on the exhaust heat recovery amount, switching of the circulation path in a state where the exhaust heat recovery amount is small can be suppressed. As a result, the heat obtained from the exhaust heat recovery device 13 can be effectively used for the heating operation.

また、本実施形態では、三方弁17a〜17cにより、エンジン91の暖機運転中期において、エンジン91と排熱回収器13とがヒータコア14に接続された循環経路Eに切り替えて、電動式W/P16aにより循環経路Eに冷却水を流通させる。これにより、エンジン91がある程度暖機運転されたエンジン91の暖機運転中期においては、排熱回収通路1cにヒータコア14およびエンジン冷却水通路1aを接続することによって、排熱回収器13により回収した熱とエンジン91からの熱とを、ヒータコア14による暖房運転とエンジン91の暖機運転とに用いることができる。この結果、排熱回収量が大きい場合には、排熱回収量の一部をエンジン91の暖機運転に用いることができるので、エンジン91の暖機運転効率を向上させることができる。また、暖房要求が大きくヒータコア14から排熱回収量より大きな熱量を放出する必要がある場合には、エンジン91の熱の一部をヒータコア14からの放熱に用いることによって、確実に暖房要求を満たすことができる。これらの結果、エンジン91の暖機運転効率の向上と車両用暖房装置100の暖房性能の向上とを両立させることができる。   In the present embodiment, the three-way valves 17a to 17c are switched to the circulation path E in which the engine 91 and the exhaust heat recovery device 13 are connected to the heater core 14 in the middle of the warm-up operation of the engine 91. Cooling water is circulated through the circulation path E by P16a. Thereby, in the middle of the warm-up operation of the engine 91 in which the engine 91 has been warmed up to some extent, the heater core 14 and the engine coolant passage 1a are connected to the exhaust heat recovery passage 1c, and the exhaust heat recovery device 13 collects the heat. Heat and heat from the engine 91 can be used for heating operation by the heater core 14 and warm-up operation of the engine 91. As a result, when the exhaust heat recovery amount is large, a part of the exhaust heat recovery amount can be used for the warm-up operation of the engine 91, so that the warm-up operation efficiency of the engine 91 can be improved. Further, when the heating requirement is large and it is necessary to release a larger amount of heat than the exhaust heat recovery amount from the heater core 14, the heating requirement is surely satisfied by using a part of the heat of the engine 91 for heat radiation from the heater core 14. be able to. As a result, it is possible to improve both the warm-up operation efficiency of the engine 91 and the heating performance of the vehicle heating device 100.

また、本実施形態では、エンジン91の暖機運転の完了時において、循環経路Eに流れる冷却水がしきい値温度(サーモスタット12の開弁温度)以上の温度に上昇することにより、サーモスタット12が開弁して、循環経路Eにラジエータ11が接続された循環経路Fが形成されて、電動式W/P16aにより循環経路Fに冷却水が流通されるように構成する。これにより、エンジン91が十分に暖機運転されたエンジン91の暖機運転の完了時に、ヒータコア14だけでなくラジエータ11においても冷却水の熱を放出することができるので、冷却水によりエンジン91を確実に冷却することができる。   In the present embodiment, when the warm-up operation of the engine 91 is completed, the cooling water flowing in the circulation path E rises to a temperature equal to or higher than the threshold temperature (the valve opening temperature of the thermostat 12), so that the thermostat 12 The valve is opened to form a circulation path F in which the radiator 11 is connected to the circulation path E, and the cooling water is circulated through the circulation path F by the electric W / P 16a. Thereby, when the engine 91 is sufficiently warmed up, the heat of the cooling water can be released not only in the heater core 14 but also in the radiator 11 when the engine 91 is warmed up. Cooling can be ensured.

また、本実施形態では、エンジン91の暖機運転中期において、循環経路Aと同一の循環経路Cに電動式W/P16bにより冷却水を流通させるとともに、循環経路Cとは独立して設けられ、エンジン冷却水通路1aとヒータコア14とを接続した循環経路Dに電動式W/P16aにより冷却水を流通させる制御を行った後、エンジン91と排熱回収器13とがヒータコア14に接続された循環経路Eに切り替えて、電動式W/P16aにより循環経路Eに冷却水を流通させる。これにより、排熱回収器13からの排熱回収量が小さい場合には、放熱量が小さなサブヒータコア15で放熱させる循環経路Cと、循環経路Cとは別にエンジン冷却水通路1aとヒータコア14とを接続した循環経路Dとを設けることによって、排熱回収器13からの少ない熱量をサブヒータコア15による暖房運転に用いつつ、エンジン91の熱をヒータコア14による暖房運転に用いることができる。この結果、サブヒータコア15が暖房運転する分、ヒータコア14の暖房運転に要する熱量を減少させることができるので、エンジン91の熱が冷却水に大幅に伝達される(奪われる)のを抑制することができる。したがって、エンジン91の暖機運転効率が大幅に低下するのを抑制することができる。また、循環経路Cと循環経路Dとが設けられた状態から、その後、エンジン冷却水通路1aと排熱回収通路1cとがヒータコア14に接続された循環経路Eに切り替えることによって、排熱回収量がある程度大きくなった後に循環経路Eに切り替えて、エンジン91の暖機運転効率の向上と車両用暖房装置100の暖房性能の向上とを両立させることができる。   In the present embodiment, in the middle of warm-up operation of the engine 91, the cooling water is circulated by the electric W / P 16b through the same circulation path C as the circulation path A, and provided independently of the circulation path C. After controlling the circulation of the cooling water by the electric W / P 16 a to the circulation path D connecting the engine cooling water passage 1 a and the heater core 14, the circulation in which the engine 91 and the exhaust heat recovery device 13 are connected to the heater core 14. Switching to the route E, the cooling water is circulated through the circulation route E by the electric W / P 16a. Thus, when the amount of exhaust heat recovered from the exhaust heat recovery unit 13 is small, the engine coolant passage 1a and the heater core 14 are separated from the circulation path C for radiating heat with the sub-heater core 15 having a small heat dissipation amount, and the circulation path C. By providing the circulation path D to which the heat exchanger 13 is connected, the heat of the engine 91 can be used for the heating operation by the heater core 14 while using a small amount of heat from the exhaust heat recovery device 13 for the heating operation by the sub-heater core 15. As a result, since the amount of heat required for the heating operation of the heater core 14 can be reduced by the amount of heating operation of the sub-heater core 15, it is possible to suppress the heat of the engine 91 from being significantly transmitted (taken away) to the cooling water. Can do. Therefore, it can suppress that the warming-up operation efficiency of the engine 91 falls significantly. Further, after the circulation path C and the circulation path D are provided, the engine coolant passage 1a and the exhaust heat recovery path 1c are then switched to the circulation path E connected to the heater core 14, whereby the amount of exhaust heat recovery is increased. Can be switched to the circulation path E after a certain degree of increase, and both improvement in the warm-up operation efficiency of the engine 91 and improvement in the heating performance of the vehicle heating device 100 can be achieved.

また、本実施形態では、エンジン冷却水通路1aと排熱回収通路1cとの間に、エンジン冷却水通路1aと排熱回収通路1cとの接続および切り離しを切り替える機能を有する三方弁17aを配置し、ヒータコア14とサブヒータコア15との間に、循環経路Aと循環経路Bとを切り替える機能を有する三方弁17bを配置する。これにより、三方弁17aおよび17bを切り替えることにより、容易に、循環経路を切り替えることができる。   In the present embodiment, a three-way valve 17a having a function of switching connection and disconnection between the engine coolant passage 1a and the exhaust heat recovery passage 1c is disposed between the engine coolant passage 1a and the exhaust heat recovery passage 1c. A three-way valve 17b having a function of switching between the circulation path A and the circulation path B is disposed between the heater core 14 and the sub heater core 15. Thus, the circulation path can be easily switched by switching the three-way valves 17a and 17b.

また、本実施形態では、循環経路Aにおける冷却水の水容量を、循環経路Bにおける冷却水の水容量よりも小さくする。これにより、循環経路Aに切り替えられている場合には、少ない熱量で循環経路Aを流通する冷却水を暖めることができるので、サブヒータコア15により少ない熱量を効率的に暖房運転に用いることができる。また、冷却水の水容量が大きく、かつ、放熱量が大きいヒータコア14を冷却水が流通する循環経路Bに切り替えられている場合には、冷却水が沸騰するのを抑制することができるとともに、排熱回収器13から得られる熱量を十分に暖房運転に用いることができる。   In the present embodiment, the water capacity of the cooling water in the circulation path A is made smaller than the water capacity of the cooling water in the circulation path B. Thereby, when it is switched to the circulation path A, the cooling water flowing through the circulation path A can be warmed with a small amount of heat, so that the sub-heater core 15 can efficiently use a small amount of heat for the heating operation. . In addition, when the cooling water has a large capacity and the heat dissipation amount is switched to the circulation path B through which the cooling water flows, the cooling water can be prevented from boiling, The amount of heat obtained from the exhaust heat recovery device 13 can be sufficiently used for the heating operation.

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更(変形例)が含まれる。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiment but by the scope of claims for patent, and further includes all modifications (modifications) within the meaning and scope equivalent to the scope of claims for patent.

たとえば、上記実施形態では、エンジン暖機運転初期において、排熱回収器13の排熱回収量が所定の排熱回収量(約2kW)以上になったことに基づいて、三方弁17bにより循環経路Aから循環経路Bに切り替え、エンジン暖機運転中期において、排熱回収器13の排熱回収量が所定の排熱回収量(約2kW)以上になったことに基づいて、三方弁17a〜17cにより循環経路CおよびDが共に設けられる状態から循環経路Eに切り替えた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、三方弁による循環経路の切替を、排熱回収器の排熱回収量以外のパラメータに基づいて行ってもよい。たとえば、暖房要求の大きさや温度センサにより検出された温度に基づいて、三方弁により循環経路の切替を行うように構成してもよい。   For example, in the above embodiment, based on the fact that the exhaust heat recovery amount of the exhaust heat recovery unit 13 is equal to or greater than a predetermined exhaust heat recovery amount (about 2 kW) in the initial stage of engine warm-up operation, the circulation path is caused by the three-way valve 17b. The three-way valves 17a to 17c are switched from A to the circulation path B based on the fact that the exhaust heat recovery amount of the exhaust heat recovery unit 13 is equal to or greater than a predetermined exhaust heat recovery amount (about 2 kW) in the middle of the engine warm-up operation. However, the present invention is not limited to this example. In the present invention, switching of the circulation path by the three-way valve may be performed based on a parameter other than the exhaust heat recovery amount of the exhaust heat recovery device. For example, the circulation path may be switched by a three-way valve based on the magnitude of the heating request or the temperature detected by the temperature sensor.

また、上記実施形態では、電動式の電動式ウォータポンプ16aおよび16bを用いた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、エンジンの駆動力により駆動されるウォータポンプを用いてもよい。   Moreover, in the said embodiment, although the example using the electrically driven water pump 16a and 16b was shown, this invention is not limited to this. In the present invention, a water pump driven by the driving force of the engine may be used.

また、上記実施形態では、エンジン91とは別に、エンジン冷却水通路1a上に温度センサ18aを配置した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、エンジンに一体的に温度センサを設けてもよい。   In the above embodiment, an example in which the temperature sensor 18a is arranged on the engine coolant passage 1a separately from the engine 91 is shown, but the present invention is not limited to this. In the present invention, a temperature sensor may be provided integrally with the engine.

1a エンジン冷却水通路
1c 排熱回収通路
11 ラジエータ
12 サーモスタット(弁部材)
13 排熱回収器
14 ヒータコア(主ヒータコア)
15 サブヒータコア(補助ヒータコア)
16a 電動式W/P(第2ウォータポンプ)
16b 電動式W/P(第1ウォータポンプ)
17a、17b、17c 三方弁(経路切替部)
91 エンジン
100 車両用暖房装置
A、C 循環経路(第1循環経路)
B 循環経路(第2循環経路)
D 循環経路(第5循環経路)
E 循環経路(第3循環経路)
F 循環経路(第4循環経路)
1a Engine cooling water passage 1c Waste heat recovery passage 11 Radiator 12 Thermostat (valve member)
13 Waste heat recovery unit 14 Heater core (main heater core)
15 Sub heater core (auxiliary heater core)
16a Electric W / P (second water pump)
16b Electric W / P (1st water pump)
17a, 17b, 17c Three-way valve (path switching unit)
91 Engine 100 Vehicle heating device A, C Circulation path (first circulation path)
B Circulation route (second circulation route)
D Circulation route (5th circulation route)
E Circulation route (third circulation route)
F Circulation route (4th circulation route)

Claims (6)

エンジンを冷却するエンジン冷却水通路と、
前記エンジン冷却水通路に対して接続可能に設けられ、前記エンジンの排熱を回収して冷却水に伝達する排熱回収器を含む排熱回収通路と、
前記排熱回収通路に冷却水を流通させる第1ウォータポンプと、
前記エンジン冷却水通路に冷却水を流通させる第2ウォータポンプと、
冷却水の熱を空気に伝達する主ヒータコアと、
前記主ヒータコアよりも放熱量が小さいとともに、冷却水の熱を空気に伝達する補助ヒータコアと、
前記排熱回収通路に対して前記エンジン冷却水通路を接続せずに前記補助ヒータコアを接続する第1循環経路と、前記排熱回収通路に前記エンジン冷却水通路を接続せずに前記主ヒータコアを接続する第2循環経路とを切り替える経路切替部と、を備えた、車両用暖房装置。
An engine coolant passage for cooling the engine;
An exhaust heat recovery passage provided so as to be connectable to the engine cooling water passage, and including an exhaust heat recovery device that recovers the exhaust heat of the engine and transmits it to the cooling water;
A first water pump for circulating cooling water through the exhaust heat recovery passage;
A second water pump for circulating cooling water through the engine cooling water passage;
A main heater core that transfers heat of the cooling water to the air;
Auxiliary heater core that transmits heat of cooling water to air with a smaller heat dissipation amount than the main heater core,
A first circulation path for connecting the auxiliary heater core without connecting the engine cooling water path to the exhaust heat recovery path; and a main heater core without connecting the engine cooling water path to the exhaust heat recovery path. A vehicle heating device, comprising: a path switching unit that switches between a second circulation path to be connected.
前記エンジンの暖機運転初期において、前記第1循環経路に切り替えて、前記第1ウォータポンプにより前記第1循環経路に冷却水を流通させ、その後、前記経路切替部により前記第2循環経路に切り替えて、前記第1ウォータポンプにより前記第2循環経路に冷却水を流通させるように構成されている、請求項1に記載の車両用暖房装置。   In the early stage of warm-up operation of the engine, switching to the first circulation path, circulating cooling water to the first circulation path by the first water pump, and then switching to the second circulation path by the path switching unit. The vehicle heating device according to claim 1, wherein the first water pump is configured to circulate cooling water through the second circulation path. 前記エンジンの暖機運転初期において、前記排熱回収器の排熱回収量が所定の排熱回収量以上になったことに基づいて、前記経路切替部により前記第1循環経路から前記第2循環経路に切り替えるように構成されている、請求項2に記載の車両用暖房装置。   Based on the fact that the exhaust heat recovery amount of the exhaust heat recovery device is equal to or greater than a predetermined exhaust heat recovery amount in the early stage of warm-up operation of the engine, the path switching unit causes the second circulation to be performed from the first circulation path. The vehicle heating device according to claim 2, wherein the vehicle heating device is configured to switch to a route. 前記経路切替部は、さらに、前記排熱回収通路に前記主ヒータコアおよび前記エンジン冷却水通路が接続された第3循環経路に切り替え可能に構成されており、
前記エンジンの暖機運転中期において、前記第3循環経路に切り替えて、前記第2ウォータポンプにより前記第3循環経路に冷却水を流通させるように構成されている、請求項2または3に記載の車両用暖房装置。
The path switching unit is further configured to be switchable to a third circulation path in which the main heater core and the engine cooling water path are connected to the exhaust heat recovery path,
4. The engine according to claim 2, wherein the engine is configured to switch to the third circulation path and to circulate cooling water to the third circulation path by the second water pump in the middle of warm-up operation of the engine. Vehicle heating device.
前記エンジン冷却水通路に並列接続されるラジエータと、
前記エンジン冷却水通路と前記ラジエータとの間に配置され、冷却水がしきい値温度以上の温度に上昇した場合に開弁する弁部材とをさらに備え、
前記エンジンの暖機運転の完了時において、前記第3循環経路に流れる冷却水が前記しきい値温度以上の温度に上昇することにより、前記弁部材が開弁して、前記第3循環経路に前記ラジエータが接続された第4循環経路が形成されて、前記第2ウォータポンプにより前記第4循環経路に冷却水が流通されるように構成されている、請求項4に記載の車両用暖房装置。
A radiator connected in parallel to the engine coolant passage;
A valve member that is disposed between the engine coolant passage and the radiator and that opens when the coolant rises to a temperature equal to or higher than a threshold temperature;
When the warm-up operation of the engine is completed, the cooling water flowing through the third circulation path rises to a temperature equal to or higher than the threshold temperature, whereby the valve member is opened, and the third circulation path The vehicle heating device according to claim 4, wherein a fourth circulation path to which the radiator is connected is formed, and cooling water is circulated through the fourth circulation path by the second water pump. .
前記エンジンの暖機運転中期において、前記第1循環経路に前記第1ウォータポンプにより冷却水を流通させるとともに、前記第1循環経路とは独立して設けられ、前記エンジン冷却水通路と前記主ヒータコアとを接続した第5循環経路に前記第2ウォータポンプにより冷却水を流通させる制御を行った後、前記第3循環経路に切り替えて、前記第2ウォータポンプにより前記第3循環経路に冷却水を流通させるように構成されている、請求項4または5に記載の車両用暖房装置。   In the middle period of warm-up operation of the engine, the first water pump circulates cooling water through the first circulation path, and is provided independently of the first circulation path. The engine cooling water passage and the main heater core And control the flow of the cooling water through the second water pump to the fifth circulation path connected to the third circulation path, switch to the third circulation path, and supply the cooling water to the third circulation path by the second water pump. The vehicle heating device according to claim 4 or 5, wherein the vehicle heating device is configured to be distributed.
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