JP4930270B2 - Vehicle and heat exchange system - Google Patents
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Description
この発明は、車両外部から熱媒体を受入れ可能な車両およびそれを含む熱交換システムに関し、特に受入れた熱媒体によってエンジンなどを暖機する構成に関するものである。 The present invention relates to a vehicle capable of receiving a heat medium from the outside of the vehicle and a heat exchange system including the vehicle, and more particularly to a configuration for warming up an engine or the like with the received heat medium.
近年の環境意識の高まりから、エネルギー利用効率を高める様々な取組みがなされている。このような取組みの一つとして、特開２００６−３２２４０７号公報（特許文献１）には、１次利用装置の作動のためのエネルギーの排熱を２次利用装置の作動に利用する排熱利用システムが開示されている。この排熱利用システムは、エネルギーの利用効率を向上させると同時に、冷間始動時における自動車の燃費やエミッションを向上させることを目的としている。 Due to the recent increase in environmental awareness, various efforts have been made to increase energy use efficiency. As one of such efforts, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-322407 (Patent Document 1) discloses the use of exhaust heat that uses the exhaust heat of energy for the operation of the primary use device for the operation of the secondary use device. A system is disclosed. This exhaust heat utilization system is intended to improve energy use efficiency and at the same time to improve the fuel efficiency and emission of an automobile during a cold start.
より具体的には、特開２００６−３２２４０７号公報（特許文献１）には、コジェネレーションシステムにおいて２次利用されなかった余剰の排熱を用いて、自動車のエンジン、自動車のタイヤ、車室などを暖機する構成が開示されている。 More specifically, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-322407 (Patent Document 1), surplus exhaust heat that has not been secondarily used in the cogeneration system is used, and an automobile engine, an automobile tire, a passenger compartment, etc. A configuration for warming up the vehicle is disclosed.
ところで、近年、エンジンおよびモータの両方を動力源とするハイブリッド車両が実用化されている。ハイブリッド車両は、二次電池やキャパシタなどからなる蓄電装置を搭載し、当該蓄電装置に蓄えられた電力を用いてモータから駆動力を発生する。このようなハイブリッド車両において、搭載された蓄電装置を商用電源や太陽電池などからの外部電源により充電（外部充電）する構成が提案されている。一般的に、外部電力の発電効率は、エンジンによる発電効率に比較して高いので、蓄電装置を外部電源により充電することにより、総合的な燃料消費効率を向上させることができる。 Incidentally, in recent years, hybrid vehicles using both an engine and a motor as power sources have been put into practical use. A hybrid vehicle is equipped with a power storage device such as a secondary battery or a capacitor, and generates a driving force from a motor using electric power stored in the power storage device. In such a hybrid vehicle, a configuration has been proposed in which the mounted power storage device is charged (externally charged) by an external power source such as a commercial power source or a solar battery. Generally, the power generation efficiency of external power is higher than the power generation efficiency of the engine, so that the overall fuel consumption efficiency can be improved by charging the power storage device with an external power source.
このような外部充電を行なう際に、上記のような排熱を利用してエンジンや蓄電装置などを暖機する構成も想定されている。
しかしながら、上記の特開２００６−３２２４０７号公報（特許文献１）は、暖機対象の構成要素が複数存在する場合に、１つのカプラーによって受入れた熱媒体（排熱）をどのように用いるかについては開示していない。すなわち、エンジン、蓄電装置および車室内を暖機する必要がある場合などにおいて、どのように排熱を分配して利用するかについては開示していない。 However, the above Japanese Patent Laid-Open No. 2006-322407 (Patent Document 1) describes how to use a heat medium (exhaust heat) received by one coupler when there are a plurality of components to be warmed up. Is not disclosed. That is, it is not disclosed how to distribute and use the exhaust heat when it is necessary to warm up the engine, the power storage device, and the vehicle interior.
この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、車両外部から受入れた熱媒体を、エンジンを含む複数の要素の暖機に適切に利用することが可能な車両およびそれを含む熱交換システムを提供することである。 The present invention has been made to solve such a problem, and an object thereof is to appropriately use a heat medium received from the outside of a vehicle for warming up a plurality of elements including an engine. It is to provide a possible vehicle and a heat exchange system including the same.
この発明のある局面に従えば、エンジンを搭載した車両であって、車両外部から第１の熱媒体を受入れるための受入部と、受入部で受入れた第１の熱媒体を車室内へ導く熱媒体経路と、熱媒体経路の途中に配置され、第１の熱媒体の熱を蓄えるヒータコアと、ヒータコアとエンジン冷却水との間で熱交換を生じるための冷却水経路と、冷却水経路に介挿され、エンジン冷却水を循環させるための第１の電動ポンプとを備える。 According to one aspect of the present invention, there is provided a vehicle equipped with an engine, the receiving unit for receiving the first heat medium from the outside of the vehicle, and the heat for guiding the first heat medium received by the receiving unit into the vehicle interior. A medium path, a heater core that is disposed in the middle of the heat medium path, stores heat of the first heat medium, a cooling water path for generating heat exchange between the heater core and engine cooling water, and a cooling water path And a first electric pump for circulating the engine cooling water.
好ましくは、車両は、充放電可能な蓄電装置と、熱媒体経路のヒータコアより受入部側に配置された熱交換部と、熱交換部と蓄電装置との間で第２の熱媒体を循環させるための循環経路とをさらに備える。 Preferably, the vehicle circulates the second heat medium between the chargeable / dischargeable power storage device, the heat exchange unit disposed on the receiving unit side from the heater core of the heat medium path, and the heat exchange unit and the power storage device. And a circulation path for the purpose.
さらに好ましくは、循環経路は、蓄電装置の重力方向下方に配置された媒体経路を含む。 More preferably, the circulation path includes a medium path disposed below the power storage device in the direction of gravity.
好ましくは、第２の熱媒体は、液体であり、車両は、循環経路に介挿され、第２の熱媒体を循環させるための第２の電動ポンプをさらに備える。 Preferably, the second heat medium is a liquid, and the vehicle further includes a second electric pump that is inserted in the circulation path and circulates the second heat medium.
好ましくは、車両は、外部電源から外部電力を受入れるための受電部と、外部電力を受けて蓄電装置を充電するための充電装置とをさらに備える。 Preferably, the vehicle further includes a power receiving unit for receiving external power from an external power source, and a charging device for charging the power storage device by receiving the external power.
この発明の別の局面に従えば、エンジンを搭載した車両と住宅との間で熱交換可能な熱交換システムを提供する。前記住宅は、第１の熱媒体を前記車両へ供給するための熱媒体供給部と、外部電源からの外部電力を前記車両へ供給するための電力供給部とを備える。前記車両は、前記住宅からの前記第１の熱媒体を受入れるための受入部と、前記受入部で受入れた前記第１の熱媒体を車室内へ導く熱媒体経路と、前記熱媒体経路の途中に配置され、前記第１の熱媒体の熱を蓄えるヒータコアと、前記ヒータコアとエンジン冷却水との間で熱交換を生じるための冷却水経路と、前記冷却水経路に介挿され、前記エンジン冷却水を循環させるための第１の電動ポンプと、前記住宅からの前記外部電力を受入れるための受電部と、前記外部電力を受けて前記蓄電装置を充電するための充電装置とを備える。 According to another aspect of the present invention, a heat exchange system capable of exchanging heat between a vehicle equipped with an engine and a house is provided. The house includes a heat medium supply unit for supplying a first heat medium to the vehicle, and a power supply unit for supplying external power from an external power source to the vehicle. The vehicle includes a receiving part for receiving the first heat medium from the house, a heat medium path for guiding the first heat medium received by the receiving part into a vehicle interior, and a middle of the heat medium path. A heater core for storing heat of the first heat medium, a cooling water path for generating heat exchange between the heater core and engine cooling water, and being inserted in the cooling water path, for cooling the engine A first electric pump for circulating water, a power receiving unit for receiving the external power from the house, and a charging device for receiving the external power and charging the power storage device.
この発明によれば、車両外部から受入れた熱媒体を、エンジンを含む複数の要素の暖機に適切に利用することができる。 According to the present invention, the heat medium received from the outside of the vehicle can be appropriately used for warming up a plurality of elements including the engine.
この発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰返さない。 Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the same or corresponding parts in the drawings are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
［実施の形態１］
（システム構成）
図１は、この発明の実施の形態１に従う車両１００を含む熱交換システム１の概略構成図である。
[Embodiment 1]
(System configuration)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a
図１を参照して、この発明の実施の形態１に従う熱交換システム１は、車両１００と住宅３００との間で熱交換可能に構成される。この発明の実施の形態１に従う車両１００は、一例としてエンジン（図２）およびモータ（図示しない）の両方を動力源とするハイブリッド車両であり、モータに電力を供給するために充放電可能な蓄電装置（図２）を搭載する。車両１００は、その走行状況に応じて、エンジンおよびモータの作動状態を適宜制御することで、最適な燃料消費効率を実現する。なお、蓄電装置は、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池および鉛蓄電池といった二次電池、または電気二重層キャパシタといった比較的大きな容量を有するキャパシタからなる。
Referring to FIG. 1,
特に、本実施の形態に従う車両１００は、車両外部から熱媒体を受入れて、エンジンおよび蓄電装置の暖機、ならびに車室内の空調（暖房）を可能に構成される。代表的に、車両１００は、熱媒体供給管２０２が貫通するコネクタ部２０６と連結可能に構成され、住宅３００から排出される熱媒体（本実施例では、空気）を受入れる。一例として、住宅３００には、押込ファン３０２および吸引ファン３０４からなる換気システムが設けられており、外気が住宅３００を通過した後、所定の熱エネルギーを持った熱媒体として排出される。この排出された熱媒体は、ステーション２００およびコネクタ部２０６を介して、車両１００まで導かれる。すなわち、押込ファン３０２および吸引ファン３０４が住宅３００内で発生した熱媒体を車両１００へ供給する。なお、図１には、代表的にコネクタ部２０６が車両１００の前方に連結される構成を示すが、コネクタ部２０６の連結位置は限定されるものではなく、暖気対象のエンジンや蓄電装置の搭載位置に応じて、適切に選択することができる。
In particular,
また、本実施の形態では、住宅３００からの廃熱を利用する構成について代表的に示すが、この発明に従う車両が利用可能な廃熱の排出先は問わない。すなわち、住宅内エアコンやコジェネレーション、ヒートポンプなどからの廃熱であってもよい。
In the present embodiment, the configuration using waste heat from the
また、コネクタ部２０６は、電力供給線２０４とも接続されている。住宅３００には、引込部３０６を介して、商用電源線４００と電気的に接続された屋内配線３０８が敷設してあり、電力供給線２０４は、この住宅３００に敷設された屋内配線３０８と電気的に接続される。このようにして、コネクタ部２０６と連結されることにより、車両１００には外部電力が供給される。すなわち、引込部３０６および屋内配線３０８が商用電源（外部電源）からの外部電力を車両１００へ供給する。そして、車両１００は、この外部電力を受けて蓄電装置を充電する。なお、商用電源に代えて、住宅３００の屋根などに設置される太陽電池パネルが発電する電力を車両１００に供給するようにしてもよい。
The
熱媒体供給管２０２および電力供給線２０４は、コネクタ部２０６を自在に取回しできるようにいずれも可とう性を有する材質で構成されることが好ましい。また、ステーション２００は、車両１００の駐車スペースおよび住宅３００のいずれにも近接するように設置され、熱媒体供給管２０２および電力供給線２０４についての巻取機構やコネクタ部２０６の収納機構（いずれも図示しない）などを含む。さらに、ステーション２００には、使用者に対するセキュリティ機構や課金機構などを含んでいてもよい。
It is preferable that each of the heat
なお、上述のようなコネクタ部２０６が連結されて、エンジンなどの暖機および蓄電装置の充電が行なわれるのは、車両１００が停止状態、すなわちエンジンの作動停止中である。
It is to be noted that
（車両の構成）
図２は、この発明の実施の形態１に従う車両１００の概略構成を示す図である。
(Vehicle configuration)
FIG. 2 shows a schematic configuration of the
図２を参照して、車両１００は、コネクタ受入部１０６においてコネクタ部２０６と連結されるとともに、このコネクタ受入部１０６と連通する熱媒体経路１６を備える。この熱媒体経路１６は、住宅３００（図１）からコネクタ部２０６およびコネクタ受入部１０６を介して送出される熱媒体（廃熱を含む空気）を車室内へ導く。
Referring to FIG. 2,
この熱媒体経路１６の途中には、ヒータコア３０が配置される。ヒータコア３０は、相対的に大きな熱容量をもち、熱媒体経路１６を伝播する熱媒体との間で熱交換を行なって、熱媒体が有する熱を蓄える。そして、このヒータコア３０においてその一部の熱を奪われた熱媒体は、空調空気６２として吹出口６０から車室内に向けて吹出される。
A
ヒータコア３０とエンジン８との間には、エンジン冷却水を循環させるための冷却水経路３８が設けられている。この冷却水経路３８は、ヒータコア３０を貫通しており、ヒータコアとエンジン冷却水との間で熱交換を生じさせる。すなわち、エンジン冷却水がヒータコアの温度より低ければ、ヒータコア３０に蓄えられている熱を吸収して、エンジン冷却水が昇温される。このエンジン冷却水の昇温によって、エンジン８は暖機される。エンジン８を暖機することで、車両１００の冷間始動直後における燃費の向上やエミッションの低減を図ることができる。
Between the
なお、エンジン８の冷却水経路にはラジエタも設けられるが、エンジン冷却水の温度が相対的に低い場合には、サーモスタット３６が作動して、ラジエタへの冷却水経路を遮断する。そのため、昇温されたエンジン冷却水がラジエタによって冷却されることはない。
Although a radiator is also provided in the cooling water path of the
さらに、冷却水経路３８の経路中にはポンプ３２が介挿され、このポンプ３２はモータ３４によって駆動される。すなわち、冷却水経路３８には電動ポンプが介挿されており、この電動ポンプがエンジン冷却水を冷却水経路３８の中で循環させる。上述したように、エンジン冷却水は、ヒータコア３０との間で熱交換を生じるので、エンジン冷却水の循環量が多くなるほど、ヒータコア３０との間の熱交換量は増大する。したがって、電動ポンプによるエンジン冷却水の循環量を適切に制御することで、車両１００に供給される熱媒体がもつ熱エネルギーのうち、どの程度の熱エネルギーをエンジン８の暖機に使用するかを調整することができる。
Further, a
さらに、車両１００は、充放電可能な蓄電装置２と、外部電源からの外部電力を受入れて蓄電装置２を充電するための充電装置４とを含む。コネクタ受入部１０６の一部には、電力供給線２０４を介して供給される外部電力を受入れる受電部（図示しない）が形成されており、充電装置４は、この受電部から車内配線１４を介して外部電力を受取る。そして、充電装置４は、充電電流や充電電圧を制御しつつ、電力線６を介して蓄電装置２へ外部電力を供給する（充電動作）。この充電装置４は、一例として、ＡＣ／ＤＣコンバータやＤＣ／ＤＣコンバータなどの電力変換装置を含んで構成される。また、蓄電装置２は、複数の電池セルが直列または並列接続された電池パックとして形成されている。
Further,
さらに、この熱媒体経路１６のヒータコア３０よりコネクタ受入部１０６側には、熱交換器２０が設けられている。この熱交換器２０は、車両外部から供給される熱媒体に含まれる熱を利用して、蓄電装置２を暖機するための機構である。すなわち、蓄電装置２は、電気化学的な作用を利用して電気エネルギーを蓄えるので、周囲温度が低いと活性化度合いが低下して、その性能を十分に発揮することはできない。そのため、車両１００の走行開始前に、蓄電装置２を予め暖機しておくことが好ましい。
Further, a
より具体的には、熱交換器２０と蓄電装置２との間で熱媒体を循環させるための循環経路２６が設けられており、熱媒体（代表的に、ＬＬＣ（Long Life Coolant）などの液体）がこの循環経路２６を循環することで、熱交換器２０によって熱媒体から吸収した熱が蓄電装置２へ搬送されて、蓄電装置２が暖機される。
More specifically, a
また、循環経路２６の経路中にはポンプ２２が介挿され、このポンプ２２はモータ２４によって駆動される。すなわち、循環経路２６には電動ポンプが介挿されており、この電動ポンプが液体からなる冷却媒体を循環経路２６の中で循環させる。この冷却媒体の循環量が多くなるほど、熱交換器２０との間の熱交換量も増大する。したがって、電動ポンプによる冷却媒体の循環量を適切に制御することで、車両１００に供給される熱媒体がもつ熱エネルギーのうち、どの程度の熱エネルギーを蓄電装置２の暖機に使用するかを調整することができる。
A
熱交換器２０によって熱媒体から吸収した熱を蓄電装置２へ伝える構成は、いずれの構成を採用してもよいが、本実施の形態では、一例として、蓄電装置２の重力方向下方にＳ字状の経路を形成する。このような構成により、熱媒体が循環経路２６を循環することで、その熱が重力方向上方に伝達されて、蓄電装置２を暖機（昇温）することができる。
Any configuration may be adopted as the configuration for transferring the heat absorbed from the heat medium by the
このように、本実施の形態に従う車両１００では、エンジン８に加えて、蓄電装置２についても暖機できるので、冬季や寒冷地であっても、車両１００の冷間始動直後からその性能を十分に発揮させることができる。
Thus, in
さらに、熱媒体経路１６の熱交換器２０とヒータコア３０との間には、通常走行時の車室内空調を行なうための送風経路４０が設けられる。送風経路４０には、ブロワ４８およびブロワ４８へ供給する空気を選択する切替ドア４６が設けられる。また、送風経路４０には、送風経路４０からの送風を選択的に遮断または導通する切替ドア５０が設けられる。なお、通常走行時とは、コネクタ部２０６が車両１００と非連結状態にあり、かつ車両１００が起動状態（ＩＧオン）にある場合を意味する。
Further, a
この通常走行時には、エンジン８の作動によって生じる燃焼熱によってエンジン冷却水が加熱されるため、この加熱されたエンジン冷却水によってヒータコア３０は蓄熱する。そして、ブロワ４８から送風される空気がヒータコア３０との間で熱交換されて、温風として車室内へ吹出される。このとき、切替ドア５０は、送風経路４０を開放する位置に維持されて、コネクタ受入部１０６から吹出口６０へ向かう経路を遮断する。そのため、送風経路４０から供給される空気は、コネクタ受入部１０６へ逆流することはなく、ヒータコア３０との間で熱交換された後に車室内へ吹出す。
During this normal traveling, the engine cooling water is heated by the combustion heat generated by the operation of the
また、切替ドア４６は、車室内連通路４４および車両外部連通路４２のうちいずれかをブロワ４８と連結する。すなわち、乗員が「内気循環」を選択した場合には、この選択に連動して切替ドア４６が車室内連通路４４とブロワ４８とを連通する。一方、乗員が「外気導入」を選択した場合には、切替ドア４６が車両外部連通路４２とブロワ４８とを連通する。すると、ブロワ４８は、車室内からの空気または車両外部からの空気をそれぞれ取り入れて、熱媒体経路１６へ向けて送出する。
The switching
さらに、熱媒体経路１６のヒータコア３０よりコネクタ受入部１０６側には、熱媒体を車両外部に排出するための排出経路１８が設けられる。そして、この排出経路１８と熱媒体経路１６との間は、切替ドア５２によって選択的に遮断または導通される。後述するように、この排出経路１８は、車両外部から受入れた熱媒体が車室内の空調に適さない場合などに、その熱媒体を車両外部へ排出するための経路である。
Furthermore, a
（制御構造）
車両１００は、エンジン８および蓄電装置２の暖機、ならびに車室内の空調の制御を司る制御装置７０をさらに含む。制御装置７０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの演算部と、ＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）などの記憶部とを主体とする電子制御ユニットからなり、予めＲＯＭなどに格納されたプログラムをＣＰＵがＲＡＭに読出して実行することによって、所定の制御動作を実現する。
(Control structure)
また、車両１００は、コネクタ受入部１０６に取付けられた連結検知センサ７４と、熱媒体経路１６のコネクタ受入部１０６側に配置された温度センサ７１および臭気センサ７５と、循環経路２６に設けられた温度センサ７２と、冷却水経路３８に設けられた温度センサ７３とをさらに含む。そして、制御装置７０は、これらのセンサ７１〜７５からの検出信号に基づいて、エンジン８および蓄電装置２の暖機、ならびに車室内の空調を制御する。
Further, the
より具体的には、制御装置７０は、コネクタ部２０６とコネクタ受入部１０６との連結が連結検知センサ７４により検出されると、エンジン８および蓄電装置２の暖機、ならびに車室内の空調の制御を開始する。すなわち、制御装置７０は、モータ２４に駆動指令Ｖ２を与え、循環経路２６における冷却媒体の循環を開始させる。同時に、制御装置７０は、モータ３４に駆動指令Ｖ３を与え、冷却水経路３８におけるエンジン冷却水の循環を開始させる。さらに、制御装置７０は、温度センサ７１，７２，７３で検出される各部の温度を逐次的に取得し、車両外部から供給される熱媒体が含む熱が、蓄電装置２の暖機、エンジン８の暖機、車室内の空調の３要素に対して、適切な比率で分配されるように、モータ２４および３４に対する駆動指令Ｖ２およびＶ３を制御する。
More specifically, the
特に、蓄電装置２は、電池セルの活性化する温度（適切な電池温度）となるように、冷却媒体の循環量を制御する。すなわち、蓄電装置２が適切な温度範囲に維持されるように、熱交換器２０から蓄電装置２へ伝達される熱量を調整する。
In particular, the
また、臭気センサ７５は、車両外部から供給される熱媒体の臭気レベルを判定するセンサである。制御装置７０は、この臭気センサ７５による検出結果が所定のレベルを超過している場合には、車室内の暖房への使用は不可と判断し、切替ドア５０をコネクタ受入部１０６に切替えて熱媒体の車室内への導通を遮断するとともに、切替ドア５２を開放側に切替えて当該熱媒体を車両外部へ排出する。なお、熱媒体が車両外部へ排出される場合であっても、熱媒体は熱交換器２０との間で熱交換を行なうので、少なくとも蓄電装置２を暖機することは可能である。
The
そして、連結検知センサ７４がコネクタ部２０６とコネクタ受入部１０６との連結が外されたことを検知すると、制御装置７０は、エンジン８および蓄電装置２の暖機、ならびに車室内の空調の制御を停止する。
When the
以上のような制御動作によって、エンジン８および蓄電装置２の暖機、ならびに車室内の空調が制御される。
With the control operation as described above, the
この発明の実施の形態１によれば、車両外部から受入れた熱媒体に含まれる熱を、複数の昇温対象（代表的に、エンジン、蓄電装置、車室内）に応じて適宜分配することができる。すなわち、循環経路２６における冷却媒体の循環量および冷却水経路３８におけるエンジン冷却水の循環量を任意に調整することで、各昇温対象の要素に分配される熱を調整することができる。したがって、車両外部から受入れた熱媒体を、エンジンを含む複数の要素の暖機に適切に利用することできる。
According to
また、この発明の実施の形態１によれば、蓄電装置を暖機するための熱交換器が最も上流側に配置されるので、より温度の高い熱媒体を用いて蓄電装置を暖機できる。これにより、冷間始動直後から蓄電装置の性能を最大限引き出すことができるので、エンジンを停止したまま走行するＥＶ（Electric Vehicle）走行モードの適用範囲を拡大することができる。
Moreover, according to
［実施の形態２］
上述の実施の形態１では、エンジン冷却水を電動ポンプによって循環させる構成について例示したが、実施の形態２では、このエンジン冷却水を循環させるための電動ポンプが不要となる構成について例示する。
[Embodiment 2]
In the above-described first embodiment, the configuration in which the engine cooling water is circulated by the electric pump is illustrated, but in the second embodiment, the configuration in which the electric pump for circulating the engine cooling water is unnecessary is illustrated.
本実施の形態に従う車両を含む熱交換システムの全体構成については、図１と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。 Since the overall configuration of the heat exchange system including the vehicle according to the present embodiment is similar to that of FIG. 1, detailed description thereof will not be repeated.
図３は、この発明の実施の形態２に従う車両１００Ａの概略構成を示す図である。
図３を参照して、本実施の形態に従う車両１００Ａは、図２に示す実施の形態１に従う車両１００において、エンジン８とヒータコア３０との位置関係を変更するとともに、ポンプ３２およびモータ３４を省略したものである。すなわち、本実施の形態に従う車両１００Ａでは、ヒータコア３０がエンジン８の重力方向下方に配置される。このようにヒータコア３０がエンジン８の重力方向下方に配置されることで、ヒータコア３０で昇温されたエンジン冷却水（昇温状態）は、対流によって冷却水経路３８Ａをエンジン８側へ流れるとともに、エンジン８の昇温に使用された後のエンジン冷却水（冷却状態）は冷却水経路３８Ａをヒータコア３０へ戻る。このように、対流によってエンジン冷却水を循環させることができるので、冷却水経路３８Ａにポンプ３２およびモータ３４を省略したとしても、上述の実施の形態１に従う車両と同様の効果を得ることができる。
FIG. 3 shows a schematic configuration of a
Referring to FIG. 3,
なお、水平方向におけるヒータコア３０とエンジン８との位置関係についてはいずれであってもよく、たとえばエンジン８が車両１００の前方側に配置され、ヒータコアが車両１００の車室内側に配置されてもよい。
The positional relationship between the
その他の構成については、実施の形態１に従う車両１００と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。
Since other configurations are similar to those of
この発明の実施の形態２によれば、上述の実施の形態１における効果に加えて、電動ポンプ（ポンプおよびモータ）を省略できるので構成を簡素化できるとともに、電動ポンプを駆動するための消費電力を低減できる。 According to the second embodiment of the present invention, in addition to the effects in the first embodiment, the electric pump (pump and motor) can be omitted, so that the configuration can be simplified and the power consumption for driving the electric pump. Can be reduced.
［実施の形態３］
上述の実施の形態１では、熱媒体経路のヒータコアよりコネクタ受入部側に、蓄電装置を暖機するための熱交換器が配置される構成について例示したが、実施の形態３では、ヒータコアを共通に使用してエンジンおよび蓄電装置を同時に暖機する構成について例示する。
[Embodiment 3]
In the above-described first embodiment, the configuration in which the heat exchanger for warming up the power storage device is arranged closer to the connector receiving portion than the heater core in the heat medium path is described. However, in the third embodiment, the heater core is shared. A configuration in which the engine and the power storage device are warmed up simultaneously will be illustrated.
本実施の形態に従う車両を含む熱交換システムの全体構成については、図１と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。 Since the overall configuration of the heat exchange system including the vehicle according to the present embodiment is similar to that of FIG. 1, detailed description thereof will not be repeated.
図４は、この発明の実施の形態３に従う車両１００Ｂの概略構成を示す図である。
図４を参照して、本実施の形態に従う車両１００Ｂは、図２に示す実施の形態１に従う車両１００において、熱交換器２０ならびに関連するポンプ２２およびモータ２４を取除くとともに、蓄電装置２の暖機に用いられる熱媒体をエンジン８のエンジン冷却水と共通化したものである。すなわち、循環経路２６Ｂが冷却水経路３８Ｂと連結して配置され、冷却水経路３８Ｂを循環するエンジン冷却水の一部が循環経路２６Ｂを循環し、蓄電装置２を暖機する。
FIG. 4 shows a schematic configuration of a
Referring to FIG. 4,
本実施の形態に従う車両１００Ｂにおいては、冷却水経路３８Ｂに介挿されたポンプ３２がヒータコアとの間で熱交換される循環量を制御するので、循環経路２６Ｂ側にポンプを設ける必要はない。一方で、エンジン８の作動が開始されると、エンジン８で発生する熱によって昇温されたエンジン冷却水が蓄電装置２へ流れることで、必要以上に高温になる可能性がある。そのため、循環経路２６Ｂには、所定の温度以上になると流路を遮断するサーモスタット２８が介挿される。このサーモスタット２８の動作によって、蓄電装置２およびエンジン８の暖機時においてのみエンジン冷却水が循環し、エンジン８の作動後にはエンジン冷却水の循環を遮断できる。
In
その他の構成については、実施の形態１に従う車両１００と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。
Since other configurations are similar to those of
この発明の実施の形態３によれば、蓄電装置を暖機するための電動ポンプ（ポンプおよびモータ）を省略できるので構成を簡素化できるとともに、電動ポンプを駆動するための消費電力を低減できる。 According to the third embodiment of the present invention, since the electric pump (pump and motor) for warming up the power storage device can be omitted, the configuration can be simplified and the power consumption for driving the electric pump can be reduced.
［実施の形態４］
上述の実施の形態３では、エンジンと蓄電装置との間で暖機用のエンジン冷却水を共用する構成について例示したが、実施の形態４では、両者の間に熱交換器を配置して、それぞれを独立に制御できるようにした構成について例示する。
[Embodiment 4]
In the above-described third embodiment, the configuration in which the engine cooling water for warm-up is shared between the engine and the power storage device is illustrated, but in the fourth embodiment, a heat exchanger is disposed between the two, An example of a configuration in which each can be controlled independently will be described.
本実施の形態に従う車両を含む熱交換システムの全体構成については、図１と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。 Since the overall configuration of the heat exchange system including the vehicle according to the present embodiment is similar to that of FIG. 1, detailed description thereof will not be repeated.
図５は、この発明の実施の形態４に従う車両１００Ｃの概略構成を示す図である。
図５を参照して、本実施の形態に従う車両１００Ｃは、図４に示す実施の形態３に従う車両１００Ｂにおいて、エンジン８と蓄電装置２との間に熱交換器８０を設けるとともに、蓄電装置２側の循環経路２６Ｃにポンプ２２を介挿し、関連するモータ２４および温度センサ７２をさらに設けたものである。
FIG. 5 shows a schematic configuration of a vehicle 100C according to the fourth embodiment of the present invention.
Referring to FIG. 5,
熱交換器８０は、冷却水経路３８Ｃを流れるエンジン冷却水と、循環経路２６Ｃを循環する冷却媒体との間で熱交換を生じさせる。すなわち、冷却水経路３８Ｃを流れるエンジン冷却水が循環経路２６Ｃを循環する冷却媒体の温度より高ければ、エンジン冷却水から冷却媒体へ熱が移動し、この移動した熱が冷却媒体を介して蓄電装置２の暖機に用いられる。
The
特に本実施の形態によれば、モータ３４の回転数を調整することにより、冷却水経路３８Ｃにおけるエンジン冷却水の循環量を制御できるとともに、モータ２４の回転数を調整することにより、循環経路２６Ｃにおける冷却媒体の循環量を制御できる。そして、これらの循環量は、互いに独立に制御可能である。そのため、間接的ではあるが、車両外部から供給される熱媒体に含まれる熱を、蓄電装置２の暖機、エンジン８の暖機、車室内の空調の３要素について適切な比率で分配できる。
In particular, according to the present embodiment, the circulation amount of the engine cooling water in the cooling
なお、エンジン８の作動が開始されると、エンジン８で加熱されたエンジン冷却水が蓄電装置２へ流れることで、必要以上に高温になる可能性があるので、ポンプ２２を停止状態に維持してエンジン冷却水の循環を遮断する。
Note that when the operation of the
その他の構成については、実施の形態１に従う車両１００と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。
Since other configurations are similar to those of
この発明の実施の形態４によれば、蓄電装置を暖機するための熱交換器を熱媒体経路に設ける必要がないので、熱媒体経路が相対的に短い車両にも適用できる。また、蓄電装置が熱媒体経路から離れた位置に配置されている車両にも適用できる。 According to the fourth embodiment of the present invention, since it is not necessary to provide a heat exchanger for warming up the power storage device in the heat medium path, the present invention can also be applied to a vehicle having a relatively short heat medium path. Further, the present invention can be applied to a vehicle in which the power storage device is disposed at a position away from the heat medium path.
［その他の実施の形態］
上述の実施の形態１〜４では、車両に搭載された制御部が各種制御を実行する構成について例示したが、住宅側（ステーションなど）に制御装置を配置して、その制御装置が車両に対して各種制御を行なうようにしてもよい。
[Other embodiments]
In the above-described first to fourth embodiments, the configuration in which the control unit mounted on the vehicle executes various types of control is illustrated. However, the control device is arranged on the house side (station or the like), and the control device is connected to the vehicle. Various controls may be performed.
また、上述の実施の形態１，２，４においては、蓄電装置を暖機するための冷却媒体として、ＬＬＣなどの液体を用いる場合について例示したが、空気を用いてもよい。 In the first, second, and fourth embodiments described above, the case where a liquid such as LLC is used as the cooling medium for warming up the power storage device is illustrated, but air may be used.
また、上述の実施の形態１〜４では、暖機対象の代表例として、エンジンおよび蓄電装置について例示したが、これらに代えて、もしくはこれらに追加してトランスミッションについても暖気するようにしてもよい。トランスミッションを暖機することで、冷間始動直後の燃費をより改善することができる。 In the first to fourth embodiments described above, the engine and the power storage device are illustrated as representative examples of the warm-up target. However, instead of or in addition to these, the transmission may be warmed up. . By warming up the transmission, the fuel efficiency immediately after the cold start can be further improved.
また、蓄電装置の暖機、エンジンの暖機、および車室内の空調の３要素に対して、車両外部から供給される熱媒体が含む熱を分配する際に、車両外気温などを考慮してもよい。たとえば、車両外気温が低い場合（たとえば、−４℃以下）には、フロントガラスの凍結が予想されるため、車室内への熱配分を相対的に増加させるとともに、フロントガラスへの送風量を増大（デフロスタモード）するようにしてもよい。 In addition, when the heat contained in the heat medium supplied from the outside of the vehicle is distributed to the three elements of warming up of the power storage device, warming up of the engine, and air conditioning in the passenger compartment, the outside temperature of the vehicle is taken into consideration. Also good. For example, when the outside temperature of the vehicle is low (for example, −4 ° C. or lower), the windshield is expected to freeze, so that the heat distribution to the vehicle interior is relatively increased and the airflow to the windshield is reduced. You may make it increase (defroster mode).
今回開示された実施の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、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、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が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
１ 熱交換システム、２ 蓄電装置、４ 充電装置、６ 電力線、８ エンジン、１４ 車内配線、１６ 熱媒体経路、１８ 排出経路、２０，８０ 熱交換器、２２，３２ ポンプ、２４，３４ モータ、２６，２６Ｂ，２６Ｃ 循環経路、２８，３６ サーモスタット、３０ ヒータコア、３８，３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃ 冷却水経路、４０ 送風経路、４２ 車両外部連通路、４４ 車室内連通路、４６，５０，５２ 切替ドア、４８ ブロワ、６０ 吹出口、６２ 空調空気、７０ 制御装置、７１，７２，７３ 温度センサ、７４ 連結検知センサ、７５ 臭気センサ、１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ 車両、１０６ コネクタ受入部、２００ ステーション、２０２ 熱媒体供給管、２０４ 電力供給線、２０６ コネクタ部、３００ 住宅、３０２ 押込ファン、３０４ 吸引ファン、３０６ 引込部、３０８ 屋内配線、４００ 商用電源線。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
車両外部から第１の熱媒体を受入れるための受入部と、
前記受入部で受入れた前記第１の熱媒体を車室内へ導く熱媒体経路と、
前記熱媒体経路の途中に配置され、前記第１の熱媒体の熱を蓄えるヒータコアと、
前記第１の熱媒体の熱で前記エンジンを作動停止中に暖機するために、前記ヒータコアとエンジン冷却水との間で熱交換を生じるための冷却水経路と、
前記冷却水経路に介挿され、前記エンジン冷却水を循環させるための第１の電動ポンプとを備える、車両。 A vehicle equipped with an engine,
A receiving portion for receiving the first heat medium from the outside of the vehicle;
A heat medium path for guiding the first heat medium received by the receiving unit into a vehicle interior;
A heater core that is disposed in the middle of the heat medium path and stores heat of the first heat medium;
A cooling water path for causing heat exchange between the heater core and engine cooling water in order to warm up the engine with the heat of the first heat medium during operation stop ;
A vehicle comprising a first electric pump that is inserted in the cooling water path and circulates the engine cooling water.
前記熱媒体経路の前記ヒータコアより前記受入部側に配置された熱交換部と、
前記熱交換部と前記蓄電装置との間で第２の熱媒体を循環させるための循環経路とをさらに備える、請求項１に記載の車両。 A chargeable / dischargeable power storage device;
A heat exchanging part disposed on the receiving part side from the heater core of the heat medium path;
The vehicle according to claim 1, further comprising a circulation path for circulating a second heat medium between the heat exchange unit and the power storage device.
前記車両は、前記循環経路に介挿され、前記第２の熱媒体を循環させるための第２の電動ポンプをさらに備える、請求項２または３に記載の車両。 The second heat medium is a liquid;
The vehicle according to claim 2, further comprising a second electric pump that is inserted in the circulation path and circulates the second heat medium.
前記外部電力を受けて前記蓄電装置を充電するための充電装置とをさらに備える、請求項２または３に記載の車両。 A power receiving unit for receiving external power from an external power source;
The vehicle according to claim 2 , further comprising a charging device for receiving the external power and charging the power storage device.
前記住宅は、
第１の熱媒体を前記車両へ供給するための熱媒体供給部と、
外部電源からの外部電力を前記車両へ供給するための電力供給部とを備え、
前記車両は、
前記住宅からの前記第１の熱媒体を受入れるための受入部と、
前記受入部で受入れた前記第１の熱媒体を車室内へ導く熱媒体経路と、
前記熱媒体経路の途中に配置され、前記第１の熱媒体の熱を蓄えるヒータコアと、
前記第１の熱媒体の熱で前記エンジンを作動停止中に暖機するために、前記ヒータコアとエンジン冷却水との間で熱交換を生じるための冷却水経路と、
前記冷却水経路に介挿され、前記エンジン冷却水を循環させるための第１の電動ポンプと、
前記住宅からの前記外部電力を受入れるための受電部と、
前記外部電力を受けて蓄電装置を充電するための充電装置とを備える、熱交換システム。 A heat exchange system capable of exchanging heat between a vehicle equipped with an engine and a house,
The house is
A heat medium supply unit for supplying a first heat medium to the vehicle;
An electric power supply unit for supplying external electric power from an external power source to the vehicle,
The vehicle is
A receiving unit for receiving the first heat medium from the house;
A heat medium path for guiding the first heat medium received by the receiving unit into a vehicle interior;
A heater core that is disposed in the middle of the heat medium path and stores heat of the first heat medium;
A cooling water path for causing heat exchange between the heater core and engine cooling water in order to warm up the engine with the heat of the first heat medium during operation stop ;
A first electric pump interposed in the cooling water path and for circulating the engine cooling water;
A power receiving unit for receiving the external power from the house;
And a charging device for charging a charge reservoir receiving said external power, heat exchange system.
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