JP2004270487A - Engine exhaust heat utilization device - Google Patents
Engine exhaust heat utilization device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004270487A JP2004270487A JP2003059716A JP2003059716A JP2004270487A JP 2004270487 A JP2004270487 A JP 2004270487A JP 2003059716 A JP2003059716 A JP 2003059716A JP 2003059716 A JP2003059716 A JP 2003059716A JP 2004270487 A JP2004270487 A JP 2004270487A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- engine
- circulation circuit
- water
- exhaust
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 claims abstract description 28
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 9
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 5
- 239000012208 gear oil Substances 0.000 claims description 5
- 239000010705 motor oil Substances 0.000 claims description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 79
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000010792 warming Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 29
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 15
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 12
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 description 10
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 8
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 3
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 3
- 239000011232 storage material Substances 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Lubrication Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車等の車両に搭載されるエンジンに係り、詳しくは、エンジンの排気熱を暖機に利用するための排気熱利用装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、この種の排気熱利用装置として、例えば、下記の特許文献1に記載されたものがある。この装置は、内燃機関に潤滑油を循環させる潤滑油経路と、潤滑油経路の途中に設けられたオイルポンプと、内燃機関の排気管の途中から分岐するバイパス通路と、バイパス通路に設けられた熱交換器と、熱交換器内に収容され排熱との熱交換による熱を蓄熱する蓄熱材と、熱交換器の周囲に配置された断熱部材とを有し、潤滑油経路を熱交換器に熱接触させている。これにより、内燃機関の始動直後は、潤滑油が長時間高温で保温可能な蓄熱材に蓄えられた熱と熱交換して暖機が促進される。一方、内燃機関の始動後は、潤滑油が排熱及び蓄熱材と熱交換して急速に暖機が可能となる。又、潤滑油経路と熱交換器を熱接触させて潤滑油を暖機したことにより、内燃機関の暖機が必要とされる部分が直接暖機されるので急速に暖機可能となる。このことにより、内燃機関の摺動摩擦が軽減され、燃費が向上し、エミッションを低減させていた。
【0003】
【特許文献1】
特開平7−119455号公報(第2〜4頁,図1〜図3)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記の特許文献1に記載の装置では、潤滑油を熱媒体とした暖機であることから、潤滑油が供給される特定部位だけしか暖機することができず、内燃機関全体の暖機に対して即効性がなく、排気エミッションの低減が不十分となる問題があった。
【0005】
この発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、エンジンの始動時からその暖機を促進してエンジンの排気エミッションを効果的に低減させることを可能としたエンジンの排気熱利用装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、エンジンの排気と熱媒体との間で熱交換を行うための熱交換器と、熱交換器により熱交換される熱媒体を循環させるための第1循環回路と、第1循環回路において熱媒体の熱を蓄えるための蓄熱タンクと、第1循環回路において熱媒体に流れを与えるための電動ポンプと、第1循環回路において熱媒体に熱接触する熱利用媒体とを備え、第1循環回路において電動ポンプにより熱媒体を循環させて熱利用媒体を暖めることにより排気熱を利用するようにしたエンジンの排気熱利用装置であって、熱媒体を循環させるためにエンジンに設けられる熱媒体通路と、蓄熱タンクに蓄えられた熱を熱媒体通路へ供給するために熱媒体を熱媒体通路へ循環させるための第2循環回路と、エンジンの暖機時に、熱媒体の第1循環回路における循環を第2循環回路における循環に切り替えるための切替手段とを備えたことを趣旨とする。
【0007】
上記発明の構成によれば、エンジンの運転時に、電動ポンプを駆動させることにより、熱媒体に流れが与えられて熱媒体が第1循環回路を循環する。このとき、熱交換器ではエンジンの排気と熱媒体との間で熱交換が行われ、蓄熱タンクでは、熱媒体に与えられた熱が蓄えられる。又、第1循環回路を循環する熱媒体が熱利用媒体に熱接触することにより、熱利用媒体が暖められて排気熱が利用される。ここで、エンジンの暖機時に、切替手段により、熱媒体の第1循環回路における循環が第2循環回路における循環に切り替えられることにより、熱媒体がエンジンに設けられる熱媒体通路を循環することになり、蓄熱タンクに蓄えられた熱によりエンジンが暖機される。
【0008】
上記目的を達成するために、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、熱利用媒体は、エンジンオイル、デファレンシャルギヤオイル又はオートマチックトランスミッションフルードの何れかであることを趣旨とする。
【0009】
上記発明の構成によれば、請求項1に記載の発明の作用に加え、エンジンオイル、デファレンシャルギヤオイル又はオートマチックトランスミッションフルードの何れかが暖められて排気熱が利用され、エンジンの潤滑、デファレンシャルギヤの潤滑、又は、オートマチックトランスミッションの円滑動作が促進される。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のエンジンの排気熱利用装置を具体化した一実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【0011】
図1に、エンジンの排気熱利用装置の概念構成図を示す。この排気熱利用装置は、自動車(図示略)のエンジンに適用されるものである。この自動車は、エンジン1と、エンジン1の出力を駆動輪に伝達する動力伝達装置としてのオートマチックトランスミッション及びデファレンシャルギア等(図示略)を搭載する。
【0012】
エンジン1は、シリンダブロック2及びエンジンヘッド3を含む。エンジン1には、同エンジン1を冷却するために冷却水を循環させる水冷式の冷却装置が設けられる。冷却装置は、エンジン1に設けられたウォータポンプ(W/P)4と、シリンダブロック2及びエンジンヘッド3の内部に設けられたウォータジャケット5と、冷却水を放熱するためのラジエータ6と、ラジエータ6の下流側に設けられたサーモスタット7と、冷却水の熱を車室の暖房に利用するためのヒータコア8と、これら機器等4〜8の間を接続する冷却水通路9と、冷却水等の流れを切り替えるための第1三方弁10とを備える。この実施の形態で、ウォータジャケット5及び冷却水通路9は、本発明の熱媒体としての循環水を循環させるための本発明の熱媒体通路に相当する。第1三方弁10は、第1入口10a及び第2入口10bと、一つの出口10cとを含む。第1三方弁10は、第1入口10a又は第2入口10bに対する出口10cの連通をアクチュエータにより切り替える電磁弁である。ウォータポンプ4は、冷却水に流れを与えて循環させるためのものである。冷却水通路9において、ウォータジャケット5から出た冷却水は、ラジエータ6と第1三方弁10へと向かう流れに分岐する。ラジエータ6へ流れた冷却水は、サーモスタット7を介してウォータポンプ4へ流れ、再びウォータジャケット5へ流れる。第1三方弁10へ流れた冷却水は、同弁10の切り替えによりヒータコア8を介してウォータポンプ4へ流れ、再びウォータジャケット5へ流れる。エンジン1には、冷却水温を検出するための冷却水温センサ11が設けられる。エンジン1は、空気を吸入する吸気通路(図示略)と、排気ガスを排出する排気通路12とを備える。排気通路12の途中には、触媒コンバータ13が設けられる。
【0013】
排気通路12の途中には、熱交換ユニット14が設けられる。熱交換ユニット14は、排気通路12に連続する排気管15と、排気管15の入口側に設けられた排気切替弁16と、同弁16から分岐するバイパス管17と、同管17の途中に設けられた熱交換器18とを含む。排気切替弁16は、アクチュエータにより駆動される電動式の弁であり、エンジン1から排気通路12へ排出される排気ガスを、排気管15への流れと、バイパス管17への流れとに切り替える。排気切替弁16からバイパス管17へ流れた排気ガスは、熱交換器18を通過した後、再び排気管15に戻り、排気通路12を通じて外部へ排出される。熱交換器18は、バイパス管17を流れる排気ガスと熱媒体としての循環水の間で熱交換を行うためのものである。
【0014】
図2に、熱交換ユニット14の一例を側面図に示す。図3に、図2のA−A線に沿った断面を拡大して示す。図3に示すように、熱交換器18は、排気ガスを通す円筒状のシェル19の中に複数本のチューブ20が平行に配置される。これらチューブ20の両端は、それぞれ一つの入口管21と出口管とに接続される(図2には、その入口管21のみが図示される。)。
【0015】
熱交換器18には、同器18により熱交換される循環水を循環させるための第1循環回路22が設けられる。図1にて、この第1循環回路22は、太い破線で示される。第1循環回路22は、熱交換器18の入口管21と出口管との間に接続される。第1循環回路22の途中には、同回路22において循環水の熱を蓄えるための蓄熱タンク23が設けられる。蓄熱タンク23は、高温の循環水を貯留可能である。この実施の形態で、蓄熱タンク23は、2〜3リットルの容量を有し、断熱材で覆われる。このタンク23は、循環水を「50〜70℃」の範囲で「約36時間」にわたって保温することができる。
【0016】
第1循環回路22において、蓄熱タンク23の下流側には、同回路22において循環水に流れを与えるための電動ポンプ24が設けられる。第1循環回路22において、電動ポンプ24の下流側には、第2三方弁25が設けられる。第2三方弁25は、一つの入口25aと、第1出口25b及び第2出口25cとを備える。第2三方弁25は、第1出口25b又は第2出口25cに対する入口25aの連通をアクチュエータにより切り替える電動式の弁である。熱交換器18の下流側には、循環水量の変化を吸収するためのリザーブタンク26が設けられる。リザーブタンク26には、リリーフバルブ27が設けられる。第1循環回路22において、リザーブタンク26の下流側には、開閉弁28が設けられる。この開閉弁28は、第1循環回路22における循環水の流れを許容又は遮断するために開閉される電磁弁である。同じく第1循環回路22において、蓄熱タンク23の上流側には、各種機器に関連する熱利用媒体としての各種オイル等を加熱するための複数の加熱配管29,30が設けられる。これら加熱配管29,30は、第1循環回路22に接触して設けられ、これにより循環水が各種オイル等に熱接触している。従って、エンジン1の運転時に、第1循環回路22において、電動ポンプ24により循環水を循環させることにより、熱交換器18で循環水が加熱される。そして、この循環水が加熱配管29,30を通るときに各種オイル等を暖めることにより、エンジン1の排気熱が利用される。一方の加熱配管29には、循環水温を検出するため循環水温センサ31が設けられる。この実施の形態で、各種オイル等には、エンジンオイル、デファレンシャルギヤオイル又はオートマチックトランスミッションフルードの何れかが含まれる。
【0017】
上記した第1循環回路22と、冷却水通路9との間には、接続配管32,33が設けられる。即ち、第1循環回路22における開閉弁28の下流側近傍と、冷却水通路9におけるヒータコア8の下流側近傍との間に、接続配管32が接続される。第1循環回路22における第2三方弁25と、冷却水通路9における第1三方弁10との間に、接続配管33が接続される。これら接続配管32,33と冷却水通路9とにより、蓄熱タンク18に蓄えられた熱をウォータジャケット5へ供給するために循環水をウォータジャケット5へ循環させるための本発明の第2循環回路34が構成される。
【0018】
この実施の形態では、排気切替弁16、電動ポンプ24、開閉弁28、第1三方弁10及び第2三方弁25を制御するためのコントローラ40が設けられる。コントローラ40には、排気切替弁16、電動ポンプ24、開閉弁28、第1三方弁10及び第2三方弁25が接続される。又、循環水温センサ31及び冷却水温センサ11も、コントローラ40に接続される。コントローラ40には、イグニションスイッチ(IGSW)41が接続される。コントローラ40は、周知のCPU、ROM及びRAMを含み構成される。そのROMには、この排気熱利用装置のための制御プログラムが格納される。コントローラ40は、エンジン1の暖機時に、循環水の第1循環回路22における循環を第2循環回路34における循環に切り替えるために、排気切替弁16、開閉弁28、第1三方弁10及び第2三方弁25をそれぞれ制御する。この実施の形態で、排気切替弁16、開閉弁28、第1三方弁10、第2三方弁25及びコントローラ40は、循環水の循環を切り替えるための本発明の切替手段に相当する。
【0019】
図4に、上記制御プログラムをフローチャートに示す。コントローラ40はこのルーチンを所定期間毎に周期的に実行する。
【0020】
先ず、ステップ100で、コントローラ40は、始動前のエンジン1の状態を読み込む。この実施の形態では、コントローラ40は、冷却水温センサ11により検出される冷却水温の値を読み込む。この状態で、排気切替弁16はオンされ、開閉弁28はオフされ、第1三方弁10及び第2三方弁25はオンされている。
【0021】
ここで、排気切替弁16の「オン」とは、排気ガスをバイパス管17へ流す切替状態を意味し、その反対の「オフ」とは、排気ガスを排気管15へ流す切替状態を意味する。開閉弁28の「オン」とは、開状態を意味し、その反対の「オフ」とは、閉状態を意味する。第1三方弁10の「オン」とは、接続配管33を流れる循環水をヒータコア8へ流す切替状態を意味し、その反対の「オフ」とは、ウォータジャケット5から出た冷却水をヒータコア8へ流す切替状態を意味する。第2三方弁25の「オン」とは、電動ポンプ24から出た循環水を接続配管33へ流す切替状態を意味し、その反対の「オフ」とは、電動ポンプ24から出た循環水を熱交換器18へ流す切替状態を意味する。
【0022】
ステップ110で、コントローラ40は、エンジン1に蓄熱による暖機が必要か否かを判断する。コントローラ40は、この判断を、上記読み込まれた冷却水温の値に基づき行う。ここで、冷却水温が高くて暖機が必要ない場合、コントローラ40は、処理をそのままステップ150へ移行する。冷却水温が低くて暖機が必要な場合、コントローラ40は、処理をステップ120へ移行する。
【0023】
ステップ120で、コントローラ40は、電動ポンプ24をオンさせる。次いで、コントローラ40は、ステップ130で、所定時間経過するのを待って、ステップ140で、電動ポンプ24をオフする。従って、電動ポンプ24がオンされる間は、図1に実線矢印で示すように、第2循環回路34で循環水が循環し、その循環水がエンジン1の冷却水通路9及びウォータジャケット5へ送られる。このとき、蓄熱タンク23に蓄えられた熱が循環水により第2循環回路34を通じて冷却水通路9及びウォータジャケット5へ供給される。
【0024】
次に、ステップ150で、コントローラ40は、開閉弁28をオンし、第1三方弁10及び第2三方弁25をオフする。これにより、第1循環回路22では、リザーブタンク26から加熱配管29,30へ向かう循環水の流れが許容される。又、同回路22では、電動ポンプ24から出る循環水が接続配管33へ流れる状態から熱交換器18へ流れる状態に切り替えられる。更に、冷却水回路9では、接続配管33からヒータコア8へ向かう循環水の流れが遮断され、エンジン1のウォータジャケット5からヒータコア8へ向かう冷却水の流れが許容される。
【0025】
次に、コントローラ40は、ステップ160で、IGSW41がオンされる、即ち、エンジン1が始動されるのを待て、ステップ170で、排気切替弁16をオンする。これにより、排気通路12の排気ガスがバイパス管17へ流れる状態となり、熱交換器18では循環水が排気熱により暖められる。
【0026】
次に、ステップ180で、コントローラ40は、電動ポンプ24をオンする。これにより、第1循環回路22において、図1に破線矢印で示すように循環水が循環することになる。この結果、熱交換器18で暖められた循環水の熱が蓄熱タンク23に蓄えられる。
【0027】
その後、ステップ190で、コントローラ40は、循環水温センサ31により検出される循環水温が所定値より高いか否かを判断する。この判断結果が否定である場合、コントローラ40は、ステップ180,190の処理を繰り返し、蓄熱タンク23に対する蓄熱を継続する。この判断結果が肯定である場合、コントローラ40は、ステップ200で、排気切替弁16をオフする。これにより、排気通路12の排気ガスが排気管15へ流れる状態に切り替えられる。
【0028】
その後、ステップ210で、コントローラ40は、IGSW41がオフされたか否かを判断する。この判断結果が否定の場合、エンジン1は運転中であり、コントローラ40は、ステップ180〜210の処理を繰り返す。この判断結果が肯定の場合、エンジン1は停止であり、コントローラ40は、処理をステップ220へ移行する。
【0029】
ステップ220で、コントローラ40は、電動ポンプ24をオフする。次いで、ステップ230で、コントローラ40は、排気切替弁16をオンする。これにより、排気通路12の排気ガスがバイパス管17へ流れる状態に切り替えられる。
【0030】
その後、ステップ240で、コントローラ40は、開閉弁28をオフし、第1三方弁10及び第2三方弁25をオンする。これにより、電動ポンプ24から出る循環水が熱交換器18から接続配管33へ流れる状態に切り替えられ、リザーブタンク26から加熱配管29,30へ向かう循環水の流れが遮断される状態となる。
【0031】
以上説明したこの実施の形態のエンジンの排気熱利用装置によれば、エンジン1の運転時に、循環水温が所定値より高くない場合は、電動ポンプ24により循環水に流れが与えられて循環水が第1循環回路22を循環する。このとき、熱交換器18ではエンジン1の排気ガスと循環水との間で熱交換が行われ、蓄熱タンク23では、循環水に与えられた熱が蓄えられる。又、第1循環回路22を循環する循環水が加熱配管29,30により各種オイル等に熱接触することにより、そのオイル等が暖められて排気熱が利用される。
【0032】
ここで、エンジン1に暖機が必要なときには、コントローラ40の制御により、循環水の第1循環回路22における循環が第2循環回路34における循環に切り替えられ、蓄熱タンク23に蓄えられた熱が循環水により冷却水通路9及びウォータジャケット5に供給される。従って、循環水が冷却水通路9及びウォータジャケット5を循環することになり、蓄熱タンク23に蓄えられた熱によりエンジン1が暖機される。この暖機は、ウォータジャケット5に冷却水を流すことによる暖機であることから、蓄熱タンク23に蓄えられた熱を有効に利用して、エンジン1の全体を即効性をもって暖機することができる。この結果、エンジン1の始動時からその暖機を促進することができ、エンジン1の排気エミッションを効果的に低減させることができる。
【0033】
この実施の形態では、加熱配管29,30で加熱される各種オイル等が、エンジンオイル、デファレンシャルギヤオイル又はオートマチックトランスミッションフルードの何れかであることから、それらが暖められて排気熱が利用される。従って、エンジン1の潤滑、デファレンシャルギヤの潤滑、又は、オートマチックトランスミッションの円滑動作が促進される。これにより、エンジン1の燃費を向上させることができる。
【0034】
尚、この発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で以下のように実施することもできる。
【0035】
例えば、前記実施の形態では、第2循環回路34に循環水を循環させ、その循環水を冷却水通路9及びウォータジャケット5へ流して、蓄熱タンク23に蓄えられた熱をエンジン1に供給するようにした。これに対し、エンジンに循環水専用の通路を熱媒体通路として設け、その通路に循環水を流すことにより、蓄熱タンクに蓄えられた熱をエンジンに供給するようにしてもよい。この場合、熱媒体を循環水以外の液体にすることもできる。
【0036】
【発明の効果】
請求項1に記載の発明によれば、エンジンの始動時からその暖機を促進することができ、エンジンの排気エミッションを効果的に低減させることができる。
【0037】
請求項2に記載の発明によれば、請求項1に記載の発明の効果に加え、エンジンの燃費を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】一実施の形態に係り、排気熱利用装置を示す概念構成図。
【図2】熱交換ユニットを示す側面図。
【図3】図2のA−A線断面図。
【図4】制御プログラムを示すフローチャート。
【符号の説明】
1 エンジン
5 ウォータジャケット(熱媒体通路)
10 第1三方弁
16 排気切替弁
18 熱交換器
22 第1循環回路
23 蓄熱タンク
24 電動ポンプ
25 第2三方弁
29 加熱配管
30 加熱配管
34 第2循環回路
40 コントローラ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an engine mounted on a vehicle such as an automobile, and more particularly, to an exhaust heat utilization device for utilizing exhaust heat of an engine for warming up.
[0002]
[Prior art]
DESCRIPTION OF RELATED ART Conventionally, as this kind of exhaust heat utilization apparatus, there exists a thing described in the following patent document 1, for example. This device is provided in a lubricating oil path for circulating lubricating oil in the internal combustion engine, an oil pump provided in the middle of the lubricating oil path, a bypass passage branching from a part of the exhaust pipe of the internal combustion engine, and a bypass passage. A heat exchanger, a heat storage material accommodated in the heat exchanger and storing heat by heat exchange with waste heat, and a heat insulating member disposed around the heat exchanger, and a lubricating oil path is formed by the heat exchanger. In thermal contact with As a result, immediately after the start of the internal combustion engine, the lubricating oil exchanges heat with the heat stored in the heat storage material capable of keeping the temperature at a high temperature for a long time, thereby promoting warm-up. On the other hand, after the start of the internal combustion engine, the lubricating oil exchanges heat with the exhaust heat and the heat storage material, so that the warm-up can be quickly performed. In addition, since the lubricating oil is warmed up by bringing the lubricating oil path and the heat exchanger into thermal contact with each other, a portion of the internal combustion engine that needs to be warmed up is directly warmed up. As a result, sliding friction of the internal combustion engine is reduced, fuel efficiency is improved, and emissions are reduced.
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-7-119455 (
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the device described in Patent Literature 1, since the warm-up is performed using the lubricating oil as a heat medium, only the specific portion to which the lubricating oil is supplied can be warmed up. There was a problem that there was no immediate effect on the machine and the reduction of exhaust emissions was insufficient.
[0005]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to promote the warm-up of an engine from the start of the engine, thereby effectively reducing the exhaust heat of the engine. It is to provide a utilization device.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 circulates a heat exchanger for performing heat exchange between an exhaust of an engine and a heat medium, and a heat medium exchanged by the heat exchanger. A first circulation circuit, a heat storage tank for storing heat of the heat medium in the first circulation circuit, an electric pump for supplying a flow to the heat medium in the first circulation circuit, and a heat medium in the first circulation circuit. An exhaust heat utilization device for an engine, comprising: a heat utilization medium that is in thermal contact with the exhaust heat, wherein the heat utilization medium is heated by circulating the heat medium by an electric pump in the first circulation circuit to warm the heat utilization medium, A heat medium passage provided in the engine for circulating the heat medium, a second circulation circuit for circulating the heat medium to the heat medium passage for supplying heat stored in the heat storage tank to the heat medium passage, and an engine. of During machine, and purpose, further comprising a switching means for switching the circulation in the first circulation circuit of the heat medium circulating in the second circulation circuit.
[0007]
According to the configuration of the present invention, when the engine is operated, by driving the electric pump, a flow is given to the heat medium, and the heat medium circulates in the first circulation circuit. At this time, heat is exchanged between the exhaust gas of the engine and the heat medium in the heat exchanger, and heat given to the heat medium is stored in the heat storage tank. Further, the heat medium circulating in the first circulation circuit comes into thermal contact with the heat utilization medium, whereby the heat utilization medium is warmed and the exhaust heat is used. Here, when the engine is warmed up, the switching of the heat medium in the first circulation circuit is switched to the circulation in the second circulation circuit by the switching means, so that the heat medium circulates through the heat medium passage provided in the engine. The engine is warmed up by the heat stored in the heat storage tank.
[0008]
In order to achieve the above object, the invention according to
[0009]
According to the configuration of the invention described above, in addition to the operation of the invention described in claim 1, any one of engine oil, differential gear oil, and automatic transmission fluid is warmed and exhaust heat is used to lubricate the engine and lubricate the differential gear. Or, the smooth operation of the automatic transmission is promoted.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a device for utilizing exhaust heat of an engine of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0011]
FIG. 1 shows a conceptual configuration diagram of an exhaust heat utilization device for an engine. This exhaust heat utilization device is applied to an engine of an automobile (not shown). This vehicle is equipped with an engine 1, an automatic transmission as a power transmission device for transmitting the output of the engine 1 to driving wheels, a differential gear, and the like (not shown).
[0012]
The engine 1 includes a
[0013]
A
[0014]
FIG. 2 shows an example of the
[0015]
The
[0016]
In the
[0017]
[0018]
In this embodiment, a
[0019]
FIG. 4 is a flowchart showing the control program. The
[0020]
First, in
[0021]
Here, “on” of the exhaust
[0022]
In
[0023]
In
[0024]
Next, in
[0025]
Next, the
[0026]
Next, in
[0027]
Thereafter, in
[0028]
Thereafter, in
[0029]
In
[0030]
Thereafter, at
[0031]
According to the exhaust heat utilization device for an engine of the embodiment described above, when the circulating water temperature is not higher than a predetermined value during operation of the engine 1, a flow is given to the circulating water by the
[0032]
Here, when the engine 1 needs to be warmed up, the circulation of the circulating water in the
[0033]
In this embodiment, since various oils and the like heated by the
[0034]
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be carried out as follows without departing from the spirit of the invention.
[0035]
For example, in the above-described embodiment, circulating water is circulated through the
[0036]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the invention, the warm-up of the engine can be promoted from the start of the engine, and the exhaust emission of the engine can be effectively reduced.
[0037]
According to the second aspect of the invention, in addition to the effects of the first aspect of the invention, it is possible to improve the fuel efficiency of the engine.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a conceptual configuration diagram showing an exhaust heat utilization device according to an embodiment.
FIG. 2 is a side view showing the heat exchange unit.
FIG. 3 is a sectional view taken along line AA of FIG. 2;
FIG. 4 is a flowchart showing a control program.
[Explanation of symbols]
1 engine 5 water jacket (heat medium passage)
10 First three-
Claims (2)
前記熱交換器により熱交換される前記熱媒体を循環させるための第1循環回路と、
前記第1循環回路において前記熱媒体の熱を蓄えるための蓄熱タンクと、
前記第1循環回路において前記熱媒体に流れを与えるための電動ポンプと、
前記第1循環回路において前記熱媒体に熱接触する熱利用媒体と
を備え、前記第1循環回路において前記電動ポンプにより前記熱媒体を循環させて前記熱利用媒体を暖めることにより排気熱を利用するようにしたエンジンの排気熱利用装置であって、
前記熱媒体を循環させるために前記エンジンに設けられる熱媒体通路と、
前記蓄熱タンクに蓄えられた熱を前記熱媒体通路へ供給するために前記熱媒体を前記熱媒体通路へ循環させるための第2循環回路と、
前記エンジンの暖機時に、前記熱媒体の前記第1循環回路における循環を前記第2循環回路における循環に切り替えるための切替手段と
を備えたことを特徴とするエンジンの排気熱利用装置。A heat exchanger for exchanging heat between the exhaust gas of the engine and the heat medium,
A first circulation circuit for circulating the heat medium exchanged by the heat exchanger;
A heat storage tank for storing heat of the heat medium in the first circulation circuit;
An electric pump for providing a flow to the heat medium in the first circulation circuit;
A heat utilization medium that is in thermal contact with the heat medium in the first circulation circuit; and the exhaust heat is utilized by circulating the heat medium by the electric pump in the first circulation circuit to warm the heat utilization medium. The exhaust heat utilization device of the engine,
A heat medium passage provided in the engine to circulate the heat medium,
A second circulation circuit for circulating the heat medium to the heat medium passage to supply heat stored in the heat storage tank to the heat medium passage;
A switching device for switching the circulation of the heat medium in the first circulation circuit to the circulation in the second circulation circuit when the engine is warmed up.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003059716A JP2004270487A (en) | 2003-03-06 | 2003-03-06 | Engine exhaust heat utilization device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003059716A JP2004270487A (en) | 2003-03-06 | 2003-03-06 | Engine exhaust heat utilization device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004270487A true JP2004270487A (en) | 2004-09-30 |
Family
ID=33122458
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003059716A Pending JP2004270487A (en) | 2003-03-06 | 2003-03-06 | Engine exhaust heat utilization device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2004270487A (en) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006161593A (en) * | 2004-12-03 | 2006-06-22 | Toyota Motor Corp | Exhaust heat recovery device |
JP2007071118A (en) * | 2005-09-07 | 2007-03-22 | Toyota Motor Corp | Internal combustion engine exhaust pipe |
JP2017025884A (en) * | 2015-07-28 | 2017-02-02 | 日産自動車株式会社 | Exhaust heat utilization system |
US9790841B2 (en) | 2014-12-15 | 2017-10-17 | Hyundai Motor Company | Vehicle exhaust heat recovery system and method |
CN111075602A (en) * | 2019-12-30 | 2020-04-28 | 三一石油智能装备有限公司 | Exhaust gas heating system and exhaust gas heating preheating method |
CN114483270A (en) * | 2021-12-27 | 2022-05-13 | 浙江零跑科技股份有限公司 | Engine exhaust heat recycling device |
CN114571950A (en) * | 2022-03-28 | 2022-06-03 | 柳州五菱新能源汽车有限公司 | Engine exhaust waste heat utilization equipment and vehicle |
-
2003
- 2003-03-06 JP JP2003059716A patent/JP2004270487A/en active Pending
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006161593A (en) * | 2004-12-03 | 2006-06-22 | Toyota Motor Corp | Exhaust heat recovery device |
JP2007071118A (en) * | 2005-09-07 | 2007-03-22 | Toyota Motor Corp | Internal combustion engine exhaust pipe |
US9790841B2 (en) | 2014-12-15 | 2017-10-17 | Hyundai Motor Company | Vehicle exhaust heat recovery system and method |
JP2017025884A (en) * | 2015-07-28 | 2017-02-02 | 日産自動車株式会社 | Exhaust heat utilization system |
CN111075602A (en) * | 2019-12-30 | 2020-04-28 | 三一石油智能装备有限公司 | Exhaust gas heating system and exhaust gas heating preheating method |
CN114483270A (en) * | 2021-12-27 | 2022-05-13 | 浙江零跑科技股份有限公司 | Engine exhaust heat recycling device |
CN114571950A (en) * | 2022-03-28 | 2022-06-03 | 柳州五菱新能源汽车有限公司 | Engine exhaust waste heat utilization equipment and vehicle |
CN114571950B (en) * | 2022-03-28 | 2024-05-07 | 柳州五菱新能源汽车有限公司 | Engine exhaust waste heat utilization device and vehicle |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6520136B2 (en) | Warm-up control device for internal-combustion engine and warm-up control method | |
US8463495B2 (en) | Method for controlling exhaust gas heat recovery systems in vehicles | |
JP2008038827A (en) | Method of controlling rapid heating system for engine | |
JP5451594B2 (en) | Internal combustion engine cooling device | |
JP2010249252A (en) | Fluid temperature control device for internal combustion engine | |
JP4715883B2 (en) | Exhaust treatment device for internal combustion engine | |
JP4193309B2 (en) | Cooling device for internal combustion engine | |
JP2004278345A (en) | Vehicle exhaust heat utilization system | |
JP2005016364A (en) | Engine cooling device | |
JP2004270487A (en) | Engine exhaust heat utilization device | |
JP5801593B2 (en) | Thermal storage heating system for vehicles | |
JP4134592B2 (en) | Internal combustion engine equipped with a heat storage device | |
JP2008223488A (en) | Hybrid vehicle cooling system | |
JP2002340284A (en) | Oil temperature control device | |
JP2008175125A (en) | Exhaust heat recovery device for internal combustion engine | |
JP2002021560A (en) | Internal combustion engine having heat storage device | |
JP2001323844A (en) | Internal combustion engine having a combustion heater | |
RU2150604C1 (en) | Liquid-cooled automobile engine heater | |
JP2023142386A (en) | Warming-up device for internal combustion engine | |
JP2010169010A (en) | Cooling device for internal combustion engine | |
JP2004257266A (en) | Temperature control device for vehicle drive unit | |
JP2002138833A (en) | Internal combustion engine with heat storage device | |
JP2001206049A (en) | Internal combustion engine cooling system | |
JP7273572B2 (en) | warming device | |
JP2004176877A (en) | Vehicle with transmission warm-up promotion |