JP3906581B2

JP3906581B2 - Vehicle heating system

Info

Publication number: JP3906581B2
Application number: JP26851498A
Authority: JP
Inventors: 正支高木; 光杉; 肇伊藤; 敏夫森川
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1998-09-22
Filing date: 1998-09-22
Publication date: 2007-04-18
Anticipated expiration: 2018-09-22
Also published as: JP2000094937A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料を燃焼することにより車室内を暖房を行う燃焼機を有する車両用暖房装置に関するもので、ディーゼルエンジン等の廃熱が小さい内燃機関を搭載する車両に適用して有効である。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関（以下、エンジンと略す。）の廃熱を熱源として車室内の暖房を図っている車両において、エンジン始動直後のいわゆるコールドスタート時、又は廃熱量が小さいディーゼルエンジンでは、十分な暖房能力を発揮することができないので、出願人は、既に燃焼機により暖房能力不足を補う車両用暖房装置（特願平１０−１６１０２４）を既に出願している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、燃焼機の排気圧はエンジンの排気圧に比べて小さいため、燃焼機の排気側とエンジンの排気側とを単純に連結すると、エンジンの稼働時においては、エンジンの排気が燃焼機に逆流してしまので、燃焼機を安定的に燃焼させることが難しい。
【０００４】
そこで、上記出願では、体積（容積）型の送風機（エアポンプ）を用いて燃焼機に空気を圧送することにより燃焼機を安定的に燃焼させているものの、体積型の送風機を必要とするため、車両用暖房装置の製造原価上昇を招いてしまうという問題がある。
また、燃焼機の排気を大気中に放出するための配管を必要とするため、排気系レイアウトが複雑になるという問題もある。
【０００５】
本発明は、上記点に鑑み、車両用暖房装置の製造原価上昇を抑制しつつ、燃焼機を安定的に燃焼させることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、以下の技術的手段を用いる。すなわち、本発明では、燃焼機（２２）の排気側と排気再循環管（３０）のうちＥＧＲバルブ（３１）より排気管（１４）側とを連通させる燃焼機用排気管（３２）と、燃焼機用排気管（３２）に設けられ、燃焼機（２２）の排気が排気再循環管（３０）側から燃焼機（２２）の排気側に逆流することを防止する逆止弁（３３）とを備え、燃焼機（２２）の稼働時において、内燃機関（２２）の稼働時にはＥＧＲバルブ（３１）を開くことで、燃焼機（２２）の排気は内燃機関（１０）の排気と共に排気再循環管（３０）を流通して内燃機関（１０）に吸入されることを特徴とする。
【０００７】
これにより、内燃機関（１０）の停止時においては、燃焼機（２２）の排気は、排気再循環管（３０）を流通して内燃機関（１０）の排気管（１４）から大気中に放出される。
また、内燃機関（１０）の稼働時においては、燃焼機（２２）の排気は、内燃機関（１０）に吸入されるので、体積（容積）型の送風機を用いることなく、燃焼機（２２）の排気を排出することができ、燃焼機（２２）を安定的に燃焼させることができる。
【０００８】
したがって、本発明に係る車両用暖房装置では、製造原価上昇を抑制しつつ、燃焼機（２２）を安定的に燃焼させることができるとともに、燃焼機（２２）の排気系のレイアウトを簡素化することができ、燃焼機（２２）の車両搭載性を向上させることができる。
本発明の具体例を説明すると、本発明では、燃焼機（２２）の稼働時であって、内燃機関（１０）の停止時においては、電子制御装置（２５）により、以下のように、ＥＧＲバルブの開閉を制御できる。
例えば、ＥＧＲバルブ（３１）を閉じることで、燃焼機（２２）の排気は排気再循環管（３０）を流通して排気管（１４）に導かれる。
その他にも、例えば、吸気管（１１）に絞り弁（１３）が設けられている場合では、ＥＧＲバルブ（３１）を開くと共に、絞り弁（１３）を閉じることで、燃焼機（２２）の排気は排気再循環管（３０）を流通して排気管（１４）に導かれる。
また、本発明では、例えば、燃焼機（２２）の停止時において、ＥＧＲバルブ（３１）の開閉は、内燃機関（１０）の燃焼状態、内燃機関（１０）の負荷及び内燃機関（１０）の回転数に基づいて制御される。
因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１は本実施形態に係る車両用暖房装置の模式図であり、１０は車両走行用の水冷式ディーゼルエンジン（液冷式内燃機関）である。
そして、１１は、エアクリーナ１２にて塵埃が除去された（浄化された）空気を水冷式ディーゼルエンジン（以下、エンジンと略す。）の各気筒に導く吸気管であり、この吸気管１１の集合部１１ａとエアクリーナ１２との間には、吸入空気（以下、吸気と略す。）を絞る絞り弁１３が設けられている。
【００１０】
因みに、絞り弁１３は、その開度を調節することにより、絞り弁１３より吸気流れ下流側に接続された排気再循環管３０の排気出口側の圧力を調整して再循環させるエンジン１０の排気を調節するものであり、その開度は、エンジン１０の燃焼状態（燃焼温度）、エンジン負荷及びエンジン回転数等に基づいて、後述するＥＧＲバルブ３１と連動して制御される。
【００１１】
１４は各気筒から排出される排気を集合させて、後述する触媒１５に導く排気管であり、１６は排気中の炭化水素や窒素酸化などの酸化還元反応を促進することにより排気を浄化する三元触媒（以下、触媒と略す。）である。そして、この触媒１５の排気流れ下流側には、触媒１５から流出する排気の騒音（排気音）を低減するマフラー（消音器）１６が配設されている。
【００１２】
また、１７はエンジン１０内を循環する冷却水（冷却液）を冷却するラジエータであり、１８はエンジン１０から駆動力を得て冷却水を循環させるウォータポンプである。１９はエンジン１０から流出した冷却水を、ラジエータ１７を迂回させてエンジン１０に還流させるパイパス通路であり、２０は冷却水温度に応じてエンジン１０から流出した冷却水をラジエータ１７に流通させる場合と、バイパス通路１９に流通させる場合とを切り換える周知のサーモスタットである。
【００１３】
因みに、ウォータポンプ１８及びバイパス通路１９は、通常、エンジン１０内に内蔵されている。
２１は冷却水を熱源として車室内に吹き出す空気を加熱することにより、車室内を暖房するヒータコア（暖房手段）であり、２２はヒータコア２１より冷却水流れ上流側に配設されてヒータコア２１に流入する冷却水を加熱する燃焼機である。
【００１４】
なお、燃焼機２２の燃焼状態（停止または燃焼機２２の発熱量）、燃焼機２２に燃料を圧送する燃料ポンプ（Ｆ／Ｐ）２３、及び電動ウォータポンプ２４は、乗員が操作するタイマスイッチ（図示せず）又はリモートコントロール装置（図示せず）等の設定値及び水温センサ２５ａの検出信号（検出温度）に基づいて電子制御装置（ＥＣＵ）２５により制御される。
【００１５】
因みに、水温センサ２５ａ（温度検出手段）は、エンジン１０から流出する冷却水温度を検出するものである。
また、２６はエンジン１０から流出した冷却水を、電動ウォータポンプ２４を迂回させて燃焼機２２に導くバイパス通路であり、このバイパス通路２６には、電動ウォータポンプ２４から吐出した冷却水がバイパス通路２６を流通して電動ウォータポンプ２４の吸入側に還流することを防止する逆止弁２７が配設されている。
【００１６】
２８はエアクリーナ１２にて浄化された空気を燃焼機２２に導く燃焼機用吸気管であり、この燃焼機用吸気管２８は、吸気管１１のうち絞り弁１３より吸気流れ上流側の部位と燃焼機２２の吸気側とを連通させている。
また、燃焼機用吸気管２８には、燃焼機２２に吸気を送風する電動送風機（以下、送風機と略す。）２９が配設されており、本実施形態では、ターボ送風機を採用している。なお、ターボ送風機とは、羽根車の回転運動によって気体に運動エネルギを与える機械を言い、具他的には遠心式送風機、斜流送風機及び軸流送風機等を言う（ＪＩＳＢ０１３２）。
【００１７】
３０はエンジン１０の排気を吸気管１１に還流させる排気再循環管であり、この排気再循環管３０は、吸気管１１のうち燃焼機用吸気管２８が接続された部位より吸気流れ下流側と、排気管１４のうち触媒１５より排気流れ上流側とを連通させるように、吸気管１１及び排気管１４に接続されている。
３１は排気再循環管３０を開閉するＥＧＲバルブ（排気再循環バルブ）であり、このＥＧＲバルブ３１及び排気再循環管３０等により、エンジン１０の排気中に含まれる窒素酸化物を低減する、周知の排気再循環装置（ＥＧＲ）を構成している。なお、ＥＧＲバルブ３１は、絞り弁１３及び燃焼機２２等と共にＥＣＵ２５により制御されている。
【００１８】
そして、３２は、燃焼機２２の排気を排気再循環管３０のうちＥＧＲバルブ３１より排気管１４側に導く燃焼機用排気管３２であり、この燃焼機用排気管３２には、排気が排気再循環管３０側から燃焼機２２側に逆流することを防止する逆止弁３３が設けられている。
次に、本実施形態に係る車両用暖房装置の作動を図２に示すフローチャートに基づいて述べる。
【００１９】
先ず、タイマスイッチ又はリモートコントロール装置からの信号がＥＣＵ２５に読み込まれ（Ｓ１００）、その信号が燃焼機２２を着火（稼働）する（ＯＮ信号）か否か（ＯＦＦ信号か）が判定される（Ｓ１１０）。
そして、信号がＯＦＦ信号であると判定された場合には、燃焼機２２を停止させる（Ｓ１２０）。なお、既に燃焼機２２が停止している場合には、停止状態（ＯＦＦ状態）を維持する。
【００２０】
また、Ｓ１１０にて信号がＯＮ信号であると判定された場合には、エンジン１０の点火コイル（図示せず）へのイグニッション信号に基づいてエンジン１０が稼働中（ＯＮ）であるか否（ＯＦＦ）かを判定し（Ｓ１３０）、エンジン１０が停止している場合には、ＥＧＲバルブ３１を閉じて（Ｓ１４０）、燃料ポンプ２３、電動ウォータポンプ２４及び送風機２９を稼働させて燃焼機２２を稼働（着火）させる（Ｓ１５０）。なお、既に燃焼機２２が稼働している場合には、稼働状態（ＯＮ状態）を維持する。
【００２１】
これにより、燃焼機２２の排気は、排気再循環管３０を流通して触媒１５及びマフラー１６を通過して大気中に放出される（図１参照）。
一方、エンジン１０が稼働中であるときは、ＥＧＲバルブ３１を開いて燃焼機２２を稼働させる（Ｓ１７０、Ｓ１５０）。これにより、燃焼機２２の排気は、エンジン１０の排気と共に排気再循環管３０を流通してエンジン１０に吸入される（図３参照）。
【００２２】
なお、燃焼機２２の稼働時にエンジン１０が稼働したときには、エンジン１０は、吸入空気と共に燃焼機２２の排気を吸入して燃焼（爆発）することとなるので、エンジン１０の燃料噴射装置（図示せず）は、燃焼機２２の排気が吸入空気中に混入したことによる、吸入空気中の酸素量の低下を考慮して燃料噴射する必要がある。
【００２３】
次に、本実施形態の特徴を述べる。
エンジン１０の停止時においては、燃焼機２２の排気は、排気再循環管３０を流通して触媒１５に導かれて触媒１５にて浄化された後に、マフラー１６にて騒音が低減された後に大気中に放出されるので、燃焼機２２用の触媒やマフラーを新たに設けることなく、燃焼機２２の排気を浄化することができる。
【００２４】
また、エンジン１０の稼働時においては、燃焼機２２の排気は、エンジン１０に吸入されるので、体積（容積）型の送風機を用いることなく、燃焼機２２の排気を排出することができ、燃焼機２２を安定的に燃焼させることができる。
したがって、本実施形態に係る車両用暖房装置では、製造原価上昇を抑制しつつ、燃焼機２２を安定的に燃焼させることができる。
【００２５】
また、燃焼機２２用の触媒やマフラーを新たに設けることなく、燃焼機２２の排気を浄化することができるので、燃焼機２２を有する車両用暖房装置の車両への搭載性を向上させることができる。
また、燃焼機２２の排気も車両の排気管１４を経由して大気中に放出されるので、燃焼機２２の排気系のレイアウトを簡素化することができ、燃焼機２２の車両搭載性を向上させることができる。
【００２６】
また、エンジン１０の停止時においては、燃焼機２２により加熱された冷却水がヒータコア２０及びエンジン１０を循環するので、車室内に加えて、エンジン１０が温められる（暖機される）ので、次回のエンジン始動時において、エンジン１０の暖機運転時間を短縮することができる。
また、エンジン１０の停止時においては、燃焼機２２の排気が触媒１４に導かれるので、触媒１４の温度を上昇させることができる。したがって、次回のエンジン始動時において、触媒１４を所定温度まで上昇させる（触媒１４を活性化させる）のに必要な時間を短縮することができるので、エンジン１０の排気を速やかに浄化することができる。
【００２７】
また、燃焼機２２は、エンジン１０に比べて燃料がゆっくりと燃焼するため、燃料が完全燃焼し易く、燃焼機２２の排気には、エンジン１０の排気に比べて酸素量が少ない。このため、エンジン１０の排気をエンジン１０の吸入側に還流させる、いわゆる通常の排気再循環装置に比べて、排気中の酸素の酸化（燃焼）によってエンジン１０の燃焼室内温度が上昇することを抑制することができる。したがって、通常の排気再循環装置に比べて、より確実に窒素酸化物を低減することができる。
【００２８】
ところで、仮に燃焼機用排気管３２に逆止弁３３が設けられていない場合には、燃焼機２２の停止時にエンジン１０が稼働したときには、ＥＧＲバルブ３１を閉じても、エンジン１０の排気が燃焼機用排気管３２、燃焼機２２及び燃焼機用吸気管２８を逆流して吸気管１１に流入してしまうという問題が発生する。
これに対して、本実施形態によれば、逆止弁３３が設けられているので、エンジン１０の排気が燃焼機２２を経由して吸気管１１に流入することを防止できる。
【００２９】
なお、燃焼機２２が停止しているときには、ＥＧＲバルブ３１の開閉は、エンジン１０の燃焼状態（燃焼温度）、エンジン負荷及びエンジン回転数等に基づいて制御される。
ところで、上述の実施形態では、燃焼機２２の熱を冷却水に与えて車室内を暖房したが、燃焼機２２にて直接に車室内を加熱暖房してもよい。
【００３０】
また、本発明に係る車両用暖房装置は、ディーゼルエンジンを車両に限定されるものではなく、排気再循環管３０にＥＧＲバルブ３１を有するものであれば、ガソリンエンジンにも適用することができる。
また、本発明に係る車両用暖房装置は、エンジン１０の排気が有するエネルギにてエンジン１０の吸気を過給するターボチャージャ付きエンジンにも適用することができる。
【００３１】
なお、この場合は、燃焼機２２の吸気側及び排気側は、共にターボチャージャより吸気流れ上流側又は下流側に接続して燃焼機２２の吸気側と排気側との圧力差を小さくする必要がある。また、燃焼機２２の吸気側と排気側との間にターボチャージャがある場合には、燃焼機２２の稼働中はターボチャージャを停止する等して燃焼機２２の吸気側と排気側との圧力差を小さくする必要がある。
【００３２】
また、上述の実施形態では、燃焼機２２の稼働時において、エンジン１０の停止時には、ＥＧＲバルブ３１を閉じたが、絞り弁１３を閉じれば、ＥＧＲバルブ３１を開いてもよい。
さらに、エンジン１０の吸気管１１に吸気を冷却するインタークーラが設けられている場合であって、燃焼機２２の排気が、吸気管１１のうちインタクーラより吸気流れ上流側に排出される場合には、インタクーラに凝縮水を排出するドレン口を設けることが望ましい。
【００３３】
これは、燃焼機２１の排気には、水蒸気が多く含まれているため、インタクーラにて燃焼機２２の排気が冷却されると、凝縮水が発生するからである。
また、上述の実施形態では、イグニッション信号に基づいてエンジン１０が稼働中であるか否を判定したか、エンジン１０と機械的に連動して稼働するオルタネータ（ジェネレータ）からの信号に基づいてエンジン１０が稼働中であるか否かを判定してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係る車両用暖房装置、及びエンジン停止時における燃焼機の排気流れを示す模式図である。
【図２】ＥＣＵの制御フローを示すフローチャートである。
【図３】実施形態に係る車両用暖房装置、及びエンジン稼働時における燃焼機の排気流れを示す模式図である。
【符号の説明】
１０…水冷式エンジン（液冷式エンジン）、１１…吸気管、
１２…エアクリーナ、１３…絞り弁、１４…排気管、１５…三元触媒、
１６…マフラー、２１…ヒータコア（暖房手段）、２２…燃焼機、
２９…送風機、３０…排気再循環管、３１…ＥＧＲバルブ、
３２…燃焼機用排気管、３３…逆止弁。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicle heating apparatus having a combustor that heats a vehicle interior by burning fuel, and is effective when applied to a vehicle equipped with an internal combustion engine with low waste heat, such as a diesel engine.
[0002]
[Prior art]
In a vehicle that heats the interior of a vehicle by using waste heat from an internal combustion engine (hereinafter referred to as an engine) as a heat source, a diesel engine with a small amount of waste heat has sufficient heating capacity at the time of so-called cold start immediately after the engine is started or when the amount of waste heat is small. The applicant has already filed an application for a vehicle heating device (Japanese Patent Application No. 10-161024) that compensates for the lack of heating capacity by a combustor.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the exhaust pressure of the combustor is smaller than the exhaust pressure of the engine, if the exhaust side of the combustor and the exhaust side of the engine are simply connected, the engine exhaust flows back into the combustor during engine operation. As a result, it is difficult to stably burn the combustor.
[0004]
Therefore, in the above application, although the combustor is stably combusted by pumping air to the combustor using a volume (volume) blower (air pump), a volume blower is required. There is a problem that the manufacturing cost of the vehicle heating device is increased.
In addition, since a pipe for discharging the exhaust of the combustor to the atmosphere is required, there is a problem that the exhaust system layout becomes complicated.
[0005]
In view of the above points, an object of the present invention is to stably burn a combustor while suppressing an increase in manufacturing cost of a vehicle heating device.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention uses the following technical means. That is, in the present invention , the exhaust pipe (32) for the combustor that connects the exhaust side of the combustor (22) and the exhaust pipe (14) side of the exhaust gas recirculation pipe (30) from the EGR valve (31); A check valve (33) provided in the exhaust pipe (32) for the combustor and for preventing the exhaust of the combustor (22) from flowing backward from the exhaust recirculation pipe (30) side to the exhaust side of the combustor (22). When the combustor (22) is in operation, the EGR valve (31) is opened when the internal combustion engine (22) is in operation so that the exhaust from the combustor (22) is re-exhausted along with the exhaust from the internal combustion engine (10). It is characterized by being drawn into the internal combustion engine (10) through the circulation pipe (30) .
[0007]
Thus, when the internal combustion engine (10) is stopped, the exhaust of the combustor (22) flows through the exhaust gas recirculation pipe (30) and is released into the atmosphere from the exhaust pipe (14) of the internal combustion engine (10). Is done.
Further, when the internal combustion engine (10) is in operation, the exhaust gas from the combustor (22) is sucked into the internal combustion engine (10), so that the combustor (22) can be used without using a volume-type blower. Exhaust gas can be discharged, and the combustor (22) can be combusted stably.
[0008]
Therefore, in the vehicle heating apparatus according to the present invention, the combustor (22) can be stably combusted while suppressing an increase in manufacturing cost, and the exhaust system layout of the combustor (22) is simplified. The vehicle mountability of the combustor (22) can be improved.
A specific example of the present invention will be described. In the present invention, when the combustor (22) is in operation and the internal combustion engine (10) is stopped, the electronic control unit (25) performs EGR as follows. The opening and closing of the valve can be controlled.
For example, by closing the EGR valve (31), the exhaust from the combustor (22) flows through the exhaust recirculation pipe (30) and is guided to the exhaust pipe (14).
In addition, for example, when the throttle valve (13) is provided in the intake pipe (11), by opening the EGR valve (31) and closing the throttle valve (13), the combustor (22) The exhaust gas flows through the exhaust gas recirculation pipe (30) and is guided to the exhaust pipe (14).
In the present invention, for example, when the combustor (22) is stopped, the EGR valve (31) is opened / closed by the combustion state of the internal combustion engine (10), the load of the internal combustion engine (10), and the internal combustion engine (10). It is controlled based on the rotational speed.
Incidentally, the reference numerals in parentheses of each means described above are an example showing the correspondence with the specific means described in the embodiments described later.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic view of a vehicle heating apparatus according to the present embodiment, and 10 is a water-cooled diesel engine (liquid-cooled internal combustion engine) for vehicle travel.
Reference numeral 11 denotes an intake pipe that guides the air from which dust has been removed (purified) by the air cleaner 12 to each cylinder of a water-cooled diesel engine (hereinafter abbreviated as “engine”). A throttle valve 13 is provided between the air cleaner 11a and the air cleaner 12 to throttle intake air (hereinafter abbreviated as intake air).
[0010]
Incidentally, the throttle valve 13 adjusts its opening, thereby adjusting the pressure on the exhaust outlet side of the exhaust recirculation pipe 30 connected downstream of the throttle valve 13 and recirculating the exhaust of the engine 10. The degree of opening is controlled in conjunction with an EGR valve 31 described later based on the combustion state (combustion temperature) of the engine 10, the engine load, the engine speed, and the like.
[0011]
Reference numeral 14 denotes an exhaust pipe that collects exhaust gas discharged from each cylinder and guides the exhaust gas to a catalyst 15 described later. Reference numeral 16 denotes an exhaust pipe that purifies the exhaust gas by promoting oxidation-reduction reactions such as hydrocarbons and nitrogen oxidation in the exhaust gas. The original catalyst (hereinafter abbreviated as catalyst). A muffler (silencer) 16 for reducing the noise (exhaust sound) of the exhaust gas flowing out from the catalyst 15 is disposed on the downstream side of the exhaust flow of the catalyst 15.
[0012]
Reference numeral 17 denotes a radiator that cools cooling water (coolant) circulating in the engine 10, and reference numeral 18 denotes a water pump that obtains driving force from the engine 10 and circulates cooling water. Reference numeral 19 denotes a bypass passage that recirculates the cooling water flowing out from the engine 10 to the engine 10 by bypassing the radiator 17, and 20 denotes a case where the cooling water flowing out from the engine 10 is circulated to the radiator 17 according to the cooling water temperature. This is a well-known thermostat for switching between the case where the refrigerant flows through the bypass passage 19.
[0013]
Incidentally, the water pump 18 and the bypass passage 19 are normally built in the engine 10.
Reference numeral 21 denotes a heater core (heating means) for heating the air blown out into the vehicle interior by using cooling water as a heat source, and 22 is disposed upstream of the coolant flow from the heater core 21 and flows into the heater core 21. It is a combustor that heats the cooling water.
[0014]
The combustion state of the combustor 22 (stopped or the amount of heat generated by the combustor 22), the fuel pump (F / P) 23 that pumps fuel to the combustor 22, and the electric water pump 24 are timer switches (operated by the occupant). It is controlled by an electronic control unit (ECU) 25 based on a set value such as a remote control device (not shown) or a detection signal (detected temperature) of the water temperature sensor 25a.
[0015]
Incidentally, the water temperature sensor 25a (temperature detection means) detects the temperature of the cooling water flowing out from the engine 10.
Reference numeral 26 denotes a bypass passage for bypassing the cooling water flowing out from the engine 10 to the combustor 22 by bypassing the electric water pump 24. In the bypass passage 26, the cooling water discharged from the electric water pump 24 is bypassed. A check valve 27 that prevents the refrigerant from flowing back to the suction side of the electric water pump 24 is provided.
[0016]
Reference numeral 28 denotes a combustor intake pipe that guides the air purified by the air cleaner 12 to the combustor 22, and the combustor intake pipe 28 combusts with a portion of the intake pipe 11 on the upstream side of the intake flow from the throttle valve 13. The air intake side of the machine 22 is in communication.
The intake pipe 28 for the combustor is provided with an electric blower (hereinafter abbreviated as “blower”) 29 that blows intake air to the combustor 22. In this embodiment, a turbo blower is used. The turbo blower refers to a machine that imparts kinetic energy to gas by the rotational movement of the impeller, and specifically refers to a centrifugal blower, a mixed flow blower, an axial flow blower, and the like (JIS B 0132).
[0017]
Reference numeral 30 denotes an exhaust gas recirculation pipe that recirculates the exhaust gas of the engine 10 to the intake pipe 11. The exhaust gas recirculation pipe 30 is located on the downstream side of the intake air flow from the portion of the intake pipe 11 to which the combustor intake pipe 28 is connected. The exhaust pipe 14 is connected to the intake pipe 11 and the exhaust pipe 14 so as to communicate with the upstream side of the exhaust flow from the catalyst 15.
31 is an EGR valve (exhaust recirculation valve) that opens and closes the exhaust gas recirculation pipe 30. The EGR valve 31 and the exhaust gas recirculation pipe 30 reduce the nitrogen oxide contained in the exhaust gas of the engine 10. The exhaust gas recirculation device (EGR) is configured. The EGR valve 31 is controlled by the ECU 25 together with the throttle valve 13, the combustor 22, and the like.
[0018]
Reference numeral 32 denotes a combustor exhaust pipe 32 that guides the exhaust gas from the combustor 22 to the exhaust pipe 14 side from the EGR valve 31 in the exhaust gas recirculation pipe 30. A check valve 33 is provided to prevent backflow from the recirculation pipe 30 side to the combustor 22 side.
Next, the operation of the vehicle heating apparatus according to this embodiment will be described based on the flowchart shown in FIG.
[0019]
First, a signal from a timer switch or a remote control device is read into the ECU 25 (S100), and it is determined whether the signal ignites (operates) the combustor 22 (ON signal) or not (S110). ).
And when it determines with a signal being an OFF signal, the combustor 22 is stopped (S120). If the combustor 22 has already stopped, the stopped state (OFF state) is maintained.
[0020]
If it is determined in S110 that the signal is an ON signal, whether or not the engine 10 is in operation (ON) based on an ignition signal to an ignition coil (not shown) of the engine 10 (OFF) (S130), if the engine 10 is stopped, the EGR valve 31 is closed (S140), the fuel pump 23, the electric water pump 24 and the blower 29 are operated, and the combustor 22 is operated. (Ignition) is performed (S150). If the combustor 22 is already operating, the operating state (ON state) is maintained.
[0021]
Thereby, the exhaust gas of the combustor 22 flows through the exhaust gas recirculation pipe 30, passes through the catalyst 15 and the muffler 16, and is released into the atmosphere (see FIG. 1).
On the other hand, when the engine 10 is in operation, the EGR valve 31 is opened to operate the combustor 22 (S170, S150). As a result, the exhaust gas from the combustor 22 flows through the exhaust gas recirculation pipe 30 together with the exhaust gas from the engine 10 and is sucked into the engine 10 (see FIG. 3).
[0022]
When the engine 10 is operated when the combustor 22 is in operation, the engine 10 inhales and combusts (explodes) the exhaust gas of the combustor 22 together with the intake air. No.) needs to inject fuel in consideration of a decrease in the amount of oxygen in the intake air due to the exhaust of the combustor 22 being mixed in the intake air.
[0023]
Next, features of the present embodiment will be described.
When the engine 10 is stopped, the exhaust gas from the combustor 22 flows through the exhaust gas recirculation pipe 30 and is guided to the catalyst 15 and purified by the catalyst 15. After the noise is reduced by the muffler 16, Since it is discharged inside, the exhaust gas of the combustor 22 can be purified without newly providing a catalyst or a muffler for the combustor 22.
[0024]
Further, when the engine 10 is in operation, the exhaust of the combustor 22 is sucked into the engine 10, so that the exhaust of the combustor 22 can be discharged without using a volume (volume) type blower. The machine 22 can be burned stably.
Therefore, in the vehicle heating device according to the present embodiment, the combustor 22 can be stably burned while suppressing an increase in manufacturing cost.
[0025]
Moreover, since the exhaust of the combustor 22 can be purified without newly providing a catalyst or a muffler for the combustor 22, it is possible to improve the mountability of the vehicle heating apparatus having the combustor 22 in a vehicle. it can.
Further, since the exhaust of the combustor 22 is also released into the atmosphere via the exhaust pipe 14 of the vehicle, the layout of the exhaust system of the combustor 22 can be simplified, and the vehicle mountability of the combustor 22 is improved. Can be made.
[0026]
In addition, when the engine 10 is stopped, the cooling water heated by the combustor 22 circulates through the heater core 20 and the engine 10, so that the engine 10 is warmed (warmed up) in addition to the passenger compartment. When the engine is started, the warm-up operation time of the engine 10 can be shortened.
Further, when the engine 10 is stopped, the exhaust of the combustor 22 is guided to the catalyst 14, so that the temperature of the catalyst 14 can be raised. Therefore, the time required to raise the catalyst 14 to a predetermined temperature (activate the catalyst 14) at the next engine start can be shortened, so that the exhaust of the engine 10 can be quickly purified. .
[0027]
Further, since the combustor 22 burns fuel more slowly than the engine 10, the fuel is easily combusted completely, and the exhaust amount of the combustor 22 is less than the exhaust amount of the engine 10. For this reason, as compared with a so-called normal exhaust gas recirculation device that recirculates the exhaust of the engine 10 to the intake side of the engine 10, it is possible to suppress an increase in the temperature in the combustion chamber of the engine 10 due to oxygen oxidation (combustion) in the exhaust. can do. Therefore, nitrogen oxides can be more reliably reduced as compared with a normal exhaust gas recirculation device.
[0028]
By the way, if the check valve 33 is not provided in the combustor exhaust pipe 32, the exhaust of the engine 10 is combusted even if the EGR valve 31 is closed when the engine 10 is operated when the combustor 22 is stopped. There arises a problem that the exhaust pipe 32 for the machine, the combustor 22 and the intake pipe 28 for the combustor flow backward into the intake pipe 11.
On the other hand, according to this embodiment, since the check valve 33 is provided, the exhaust of the engine 10 can be prevented from flowing into the intake pipe 11 via the combustor 22.
[0029]
When the combustor 22 is stopped, the opening and closing of the EGR valve 31 is controlled based on the combustion state (combustion temperature) of the engine 10, the engine load, the engine speed, and the like.
By the way, in the above-mentioned embodiment, the heat of the combustor 22 was given to the cooling water to heat the vehicle interior, but the vehicle interior may be directly heated and heated by the combustor 22.
[0030]
Further, the vehicle heating apparatus according to the present invention is not limited to a diesel engine as a vehicle, but can be applied to a gasoline engine as long as it has an EGR valve 31 in the exhaust gas recirculation pipe 30.
The vehicle heating device according to the present invention can also be applied to an engine with a turbocharger that supercharges the intake air of the engine 10 with the energy of the exhaust of the engine 10.
[0031]
In this case, both the intake side and the exhaust side of the combustor 22 must be connected to the upstream or downstream side of the intake air flow from the turbocharger to reduce the pressure difference between the intake side and the exhaust side of the combustor 22. is there. In addition, when there is a turbocharger between the intake side and the exhaust side of the combustor 22, the pressure on the intake side and the exhaust side of the combustor 22 is stopped by stopping the turbocharger while the combustor 22 is in operation. The difference needs to be reduced.
[0032]
Further, in the above-described embodiment, when the combustor 22 is operating, the EGR valve 31 is closed when the engine 10 is stopped. However, if the throttle valve 13 is closed, the EGR valve 31 may be opened.
Further, when an intercooler for cooling the intake air is provided in the intake pipe 11 of the engine 10, and the exhaust of the combustor 22 is discharged to the upstream side of the intake air flow in the intake pipe 11 from the intercooler. It is desirable to provide a drain port for discharging condensed water in the intercooler.
[0033]
This is because the exhaust gas from the combustor 21 contains a large amount of water vapor, so that condensed water is generated when the exhaust gas from the combustor 22 is cooled by the intercooler.
In the above-described embodiment, it is determined whether or not the engine 10 is operating based on the ignition signal, or based on a signal from an alternator (generator) that operates mechanically in conjunction with the engine 10. It may be determined whether or not is operating.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a vehicle heating device according to an embodiment and an exhaust flow of a combustor when the engine is stopped.
FIG. 2 is a flowchart showing a control flow of an ECU.
FIG. 3 is a schematic diagram showing an exhaust flow of the combustor when the vehicle heating device and the engine according to the embodiment are operating.
[Explanation of symbols]
10 ... Water-cooled engine (liquid-cooled engine), 11 ... Intake pipe,
12 ... Air cleaner, 13 ... Throttle valve, 14 ... Exhaust pipe, 15 ... Three-way catalyst,
16 ... muffler, 21 ... heater core (heating means), 22 ... combustor,
29 ... Blower, 30 ... Exhaust gas recirculation pipe, 31 ... EGR valve,
32 ... Combustor exhaust pipe, 33 ... Check valve.

Claims

An exhaust pipe (14) for releasing the exhaust of the internal combustion engine (10) into the atmosphere;
An exhaust gas recirculation pipe (30) for recirculating exhaust gas flowing through the exhaust pipe (14) to an intake pipe (11) of the internal combustion engine (10), and an EGR valve (31) for opening and closing the exhaust gas recirculation pipe (30) a vehicle heating apparatus applied to a vehicle having an exhaust gas recirculation system comprising a),
Heating means (21) for heating the vehicle interior using waste heat of the internal combustion engine (10) as a heat source;
A combustor (22) for heating the passenger compartment by burning fuel;
An exhaust pipe (32) for the combustor that connects the exhaust side of the combustor (22) and the exhaust pipe (14) side of the exhaust gas recirculation pipe (30) from the EGR valve (31);
A check that is provided in the exhaust pipe (32) for the combustor and prevents the exhaust of the combustor (22) from flowing backward from the exhaust recirculation pipe (30) side to the exhaust side of the combustor (22). A valve (33),
When the combustor (22) is in operation, the exhaust gas from the combustor (22) is opened together with the exhaust from the internal combustion engine (10) by opening the EGR valve (31) when the internal combustion engine ( 10 ) is in operation. exhaust gas recirculation pipe (30) for a vehicle heating apparatus characterized by being sucked into the flow to the internal combustion engine (10) a.

An exhaust pipe (14) for releasing the exhaust of the liquid-cooled internal combustion engine (10) into the atmosphere;
An exhaust gas recirculation pipe (30) for recirculating exhaust gas flowing through the exhaust pipe (14) to an intake pipe (11) of the internal combustion engine (10), and an EGR valve (31) for opening and closing the exhaust gas recirculation pipe (30) a vehicle heating apparatus applied to a vehicle having an exhaust gas recirculation system comprising a),
A heater core (21) for heating the passenger compartment using the coolant of the internal combustion engine (10) as a heat source;
A combustor (22) for heating the coolant flowing into the heater core (21) by burning fuel;
An exhaust pipe (32) for the combustor that connects the exhaust side of the combustor (22) and the exhaust pipe (14) side of the exhaust gas recirculation pipe (30) from the EGR valve (31);
A check that is provided in the exhaust pipe (32) for the combustor and prevents the exhaust of the combustor (22) from flowing backward from the exhaust recirculation pipe (30) side to the exhaust side of the combustor (22). A valve (33),
When the combustor (22) is in operation, the EGR valve (31) is opened during operation of the internal combustion engine (10), so that the exhaust from the combustor (22) is combined with the exhaust from the internal combustion engine (10). exhaust gas recirculation pipe (30) for a vehicle heating apparatus characterized by being sucked into the flow to the internal combustion engine (10) a.

The intake pipe (11) is provided with a throttle valve (13) for restricting intake air flowing through the intake pipe (11), and the intake pipe (28) of the combustor (22) The vehicle heating device according to claim 1 or 2, wherein the intake pipe (11) is connected to an upstream side of an intake air flow from the throttle valve (13).

And an electronic control device (25) for controlling the EGR valve (31).
The electronic control unit (25)
When the combustor (22) is in operation, the EGR valve (31) is opened during operation of the internal combustion engine (10), so that the exhaust from the combustor (22) is combined with the exhaust from the internal combustion engine (10). Flowing through the exhaust gas recirculation pipe (30) and sucked into the internal combustion engine (10),
When the combustor (22) is in operation, the EGR valve (31) is closed when the internal combustion engine (10) is stopped, so that the exhaust from the combustor (22) flows through the exhaust recirculation pipe (30). The vehicle heating device according to any one of claims 1 to 3, wherein the vehicle heating device is guided to the exhaust pipe (14).

Furthermore, an electronic control device (25) for controlling the throttle valve (13) and the EGR valve (31) is provided,
The electronic control unit (25)
When the combustor (22) is in operation, the EGR valve (31) is opened during operation of the internal combustion engine (10), so that the exhaust from the combustor (22) is combined with the exhaust from the internal combustion engine (10). Flowing through the exhaust gas recirculation pipe (30) and sucked into the internal combustion engine (10),
During operation of the combustor (22), when the internal combustion engine (10) is stopped, the EGR valve (31) is opened and the throttle valve (13) is closed so that the exhaust of the combustor (22) is reduced. The vehicle heating device according to claim 3, wherein the vehicle heating device is circulated through the exhaust gas recirculation pipe (30) and led to the exhaust pipe (14).

When the combustor (22) is stopped, the opening and closing of the EGR valve (31) depends on the combustion state of the internal combustion engine (10), the load of the internal combustion engine (10), and the rotational speed of the internal combustion engine (10). 6. The vehicle heating device according to claim 1, wherein the vehicle heating device is controlled based on the control.