JP2004291750A - Vehicle heating system - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用暖房システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
室内用ヒータコア行きの連絡通路の途中に、冷却水温度がヒータ通水規制温度以下の時に室内用ヒータコアへ流れる冷却水量を減量させる流量制御弁を設けると共に、冷却水温度がヒータ通水規制温度以下の時に冷却水が循環する部位に補助加熱手段を設けることで、エンジンの暖機促進及びエンジン始動時の冷却水の早期昇温を図る技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開平11−117739号公報(第3−6頁)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、機関回転数が上昇すると、それに伴って、冷却水の循環量が増加する。そして、冷却水の循環量が増加すると、冷却水を加熱したとしても温度上昇が緩慢となり、ヒータコアへ循環する冷却水の温度が低下する。これにより、車室内には温度の低い空気が循環して乗員に不快感を与えることがある。
【0005】
本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、車両用暖房システムにおいて、機関冷間始動後、車室内へ早期に温風を供給することができる技術を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために本発明の車両用暖房システムは、以下の手段を採用した。即ち、
内燃機関の回転数が高くなるほど熱媒体の循環量が増加する熱媒体循環手段を備えた車両用暖房システムであって、
前記熱媒体を加熱する加熱手段と、
前記熱媒体と空気とで熱交換をして空気の温度を上昇させる熱交換手段と、
前記熱交換手段から室内へ供給される空気の温度を機関回転数に基づいて調節する調節手段と、
を備えたことを特徴とする。
【0007】
本発明の最大の特徴は、熱交換手段から供給される空気の温度が、内燃機関の高回転時に低下しないように、機関回転数に基づいて温度調節することにある。
【0008】
このように構成された車両用暖房システムでは、加熱手段により熱媒体が加熱されるが、熱媒体の流量が機関回転数により変化する。即ち、機関回転数が高くなるほど、加熱手段を循環する熱媒体の流量が多くなる。ここで、加熱手段による加熱後の熱媒体の温度は、加熱手段により加熱されている時間や加熱手段により供給された熱量により異なる。例えば、熱媒体の流量が多くなると、加熱手段により加熱されている時間が短くなり、若しくは、加熱手段により供給される熱量が少なくなるため、熱媒体の温度上昇は小さくなる。従って、機関回転数が高くなると、加熱手段により加熱されとしても熱媒体の温度はあまり上昇せず、室内に供給される空気の温度も上昇しないこととなる。その点、機関回転数に基づいて熱交換手段から供給する温度を調節することにより、機関回転数が高い場合であっても熱交換手段から供給される温度を適正なものとすることが可能となる。
【0009】
本発明においては、前記調節手段は、加熱手段に循環する熱媒体の量を所定の値以下とすることができる。
【0010】
熱媒体の流量を所定の値以下に維持することにより、加熱手段により熱媒体が加熱される時間を長くすることができ、若しくは、熱媒体の単位体積当たりに供給される熱量を増加することができ、熱媒体の温度を上昇させることができる。従って、車室内へ供給される空気の温度を上昇させることが可能となる。ここで、「所定の値」とは、乗員に不快感を与えない温度の空気を室内に供給することができる熱媒体の温度を得るために必要となる熱媒体の循環量である。
【0011】
本発明においては、前記調節手段は、前記内燃機関の回転数の増加に伴い加熱手段に循環する熱媒体の量が増加することを抑制することができる。
【0012】
機関回転数が高くなるほど、加熱手段により加熱される熱媒体の流量が増加し、温度の上昇が緩慢となる。これに対し、熱媒体の流量の増加を抑制させることにより、加熱手段により加熱された後の熱媒体の温度を上昇させることができる。従って、車室内へ供給される空気の温度を上昇させることが可能となる。尚、機関回転数が低い場合には、加熱手段による熱媒体の温度の上昇が良好に行われるため、前記した熱媒体の温度上昇が緩慢となる機関回転数以下では、加熱手段に循環する熱媒体の量の増加の抑制を行わなくても良い。
【0013】
本発明においては、前記調節手段は、前記加熱手段により加熱された熱媒体の温度が沸点未満となるように、熱媒体を循環させることができる。
【0014】
熱媒体の循環量を減少すると、加熱手段による加熱で熱媒体が沸騰する虞がある。従って、熱媒体の温度が沸点未満となるような熱媒体の循環量を確保することにより、加熱手段による熱媒体の沸騰を抑制し、内燃機関の冷却性能の低下を抑制することが可能となる。
【0015】
本発明においては、前記熱交換手段から室内へ供給される空気の量を調整する空気流量調整手段をさらに備え、前記調節手段は、機関回転数が低くなるほど熱交換手段を通過する空気の量を増加させることができる。
【0016】
内燃機関の回転数が低いと、加熱手段により加熱された後の熱媒体の温度が高くなる。そして、熱交換手段で熱交換を行う空気の流量が少ないと、空気の温度が高くなりすぎて、乗員に不快感を与えてしまう。その点、機関回転数が低くなるほど熱交換手段にて熱交換を行う空気の量を増加させることにより、熱交換手段にて空気が加熱される時間を短くし、若しくは、熱交換手段にて単位体積あたりの空気が受ける熱量を減少させて空気の温度の過剰な上昇を抑制することが可能となる。また、機関回転数が高くなるほど、加熱手段により加熱される熱媒体の流量が増加し、熱媒体温度の上昇が緩慢となる。従って、低い温度の熱媒体が熱交換手段に供給されることとなる。この場合、熱交換手段にて熱交換を行ったとしても空気の温度はあまり上昇しない。しかも、温度の低い空気が車室内を循環することとなり、乗員に不快感を与えることがある。その点、機関回転数が低くなるほど熱交換手段を通過する空気の量を増加させることにより、車室内に低温の空気が供給されることを抑制できる。
【0017】
本発明においては、熱媒体と熱交換をさせる外気を導入する外気導入手段をさらに備え、前記調節手段は、機関回転数が低くなるほど熱交換手段に導入する外気の量を増加させることができる。
【0018】
熱媒体の温度が上昇した後に、熱交換手段を通過する空気の量が少ないと、空気の温度が高くなりすぎて、乗員に不快感を与えてしまう。その点、機関回転数が低くなるほど、熱交換手段に導入する外気の量を増加させることにより、空気の温度の過剰な上昇を抑制することが可能となる。即ち、ヒータを使用する場合には、通常、車室内の空気よりも外気のほうが低温のため、外気を導入することにより、例え熱媒体が高温となったとしても熱交換手段から供給される空気の温度上昇を抑制することが可能となる。
【0019】
【発明の実施の形態】
<第1の実施の形態>
以下、本発明に係る車両用暖房システムの一実施の形態について図面を参照して説明する。
【0020】
図1は、本実施の形態による車両用暖房システムの概略構成を示す図である。
【0021】
エンジン1は、冷却水通路2の両端が接続され、エンジン1及び冷却水通路2を冷却水が循環している。このエンジン1は、ウォータポンプ1aを備えている。このウォータポンプ1aには、冷却水通路2の一端側が接続され、該冷却水通路2を流れてきた冷却水がウォータポンプ1aによりエンジン1内に吐出される。また、エンジン1内を通過した冷却水は、冷却水通路2の他端側に排出される。冷却水通路2には、エンジン1とは別に燃料を燃焼し、その時に発生する燃焼ガスの熱により冷却水を昇温する燃焼式ヒータ3と、冷却水通路2を循環する冷却水の流量を調整する流量調整弁4と、エンジン搭載車輌の室内温度を高める車室内暖房装置であるヒータコア5aと、が順に設けられており、冷却水がこの順に流れている。
【0022】
ヒータコア5aは、ヒータ5に格納され、このヒータ5には、ブロアファン5b、流路調整弁5c、車室内空気通路5d及び外気通路5eが備えられている。ヒータコア5aでは、冷却水と車室内空気若しくは外気との間で熱交換が行われる。ブロアファン5bが作動すると、車室内空気通路5d若しくは外気通路5eを介して、空気がヒータコア5aを通過する。このヒータコア5aを通過する車室内空気及び外気の割合は、流路調整弁5cの位置により調整される。また、ヒータコア5aを通過する車室内空気若しくは外気の量は、ブロアファン5bの回転数を変更することにより調整することができる。
【0023】
また、ブロアファン5bの出口には、空気の温度に応じた信号を出力するヒータ吹出温度センサ5fが取り付けられている。
【0024】
前記燃焼式ヒータ3は、エンジン1で用いる燃料と同じ燃料を燃焼させ、燃焼により発生した熱を利用して、冷却水通路2を流れる冷却水を昇温することができるヒータである。暖められた冷却水は、ヒータコア5aやエンジン1等の昇温の必要な箇所に送られ、当該昇温の必要な箇所の温度を高める。
【0025】
また、燃焼式ヒータ3よりも下流の冷却水通路2には、該冷却水通路を流通する冷却水の温度に応じた信号を出力する冷却水温度センサ3aが取り付けられている。
【0026】
エンジン1には、該エンジン1を制御するための電子制御ユニット(ECU:Electronic Control Unit)6が併設されている。このECU6は、エンジン1の運転条件や運転者の要求に応じてエンジン1の運転状態を制御するユニットである。
【0027】
ECU6には、冷却水温度センサ3a、ヒータ吹出温度センサ5fの他、各種センサが電気配線を介して接続され、上記した各種センサの出力信号がECU6に入力されるようになっている。
【0028】
一方、ECU6には、燃焼式ヒータ3、流量調整弁4、ブロアファン5b、流路調整弁5c等が電気配線を介して接続され、上記した各部をECU6により制御することが可能になっている。
【0029】
また、前記ECU6は、各種アプリケーションプログラム及び各種制御マップを記憶している。
【0030】
例えば、ECU6は、燃焼式ヒータ3の制御を行う。ECU6は、冷却水温度センサ3aからの信号を基に、予め決定しておいた燃焼式ヒータ3の燃焼条件(例えば、外気温度が5℃以下でかつ冷却水温度80℃以下等)が成立しているか判定し、成立していないときには燃焼式ヒータの運転は行わない。燃焼式ヒータ3の燃焼条件が成立していると判定した場合は、燃焼式ヒータ3において燃料を燃焼させる。尚、冷却水の昇温時には、燃焼式ヒータ3において最大限の熱量を発生させるように、該燃焼式ヒータ3に燃料及び空気の供給が行われる。
【0031】
ここで、従来の車両用暖房システムでは、ウォータポンプ1aは、エンジン1の出力軸に比例した回転数で稼動しているため、エンジン回転数が高くなるほど冷却水の吐出量が増加して、冷却水通路を流通する冷却水の量が増加していた。また、燃焼式ヒータ3にて加熱される冷却水は、該冷却水の流量により上昇温度が変化する。即ち、冷却水の流量が少ない場合には、燃焼式ヒータ3にて冷却水の温度が例えば10℃程度上昇するが、冷却水流量が多い場合には、1〜2℃しか上昇しない。これは、冷却水流量が多くなるほど、該冷却水の単位体積当たりに燃焼式ヒータ3から受ける熱量が減少するからであり、冷却水の流量が多くなるほど燃焼式ヒータ3通過前後の冷却水の温度差は小さくなる。従って、エンジン回転数が高く冷却水の流量が多い場合には、ヒータコア5aに導入される冷却水の温度が低くなり、ヒータ5から車室内へ供給される温風の温度(以下、ヒータ吹き出し温度という。)の上昇が緩慢となっていた。そして、エンジン回転数の高い走行時と、エンジン回転数の低い車両停止時とで、ヒータ5からの温風の温度が例えば10℃弱異なることとなり、乗員に不快感を与えることがあった。
【0032】
また、従来では、エンジンの早期暖機を目標として冷却水量が制御されていたため、冷却水通路に燃焼式ヒータ3を設けていたとしても、前述のようにエンジン回転数により、ヒータ吹き出し温度が変化していた。この制御は、エンジン1の回転数によらず、冷却水の流量を低減させるものであり、冷却水通路に燃焼式ヒータ3を備えている場合には、冷却水流量の低減により該冷却水が燃焼式ヒータ3にて沸騰する虞があった。
【0033】
その点、本実施の形態では、燃焼式ヒータ3により冷却水の加熱を行う場合であって、エンジン回転数が高いときには、冷却水の流量の上昇を抑制する。
【0034】
これは、冷却水の流量を所定の量以下に維持するものでも良く、また、エンジン回転数が高くなるほど冷却水流量の増加を抑制しても良い。ここで、所定の量とは、エンジン回転数が低いときの冷却水温度によるヒータ吹き出し温度と比較して、乗員に不快感を与えないヒータ吹き出し温度を確保するために必要となる冷却水流量の上限であり、予め実験等により求める。また、冷却水流量の増加を抑制するとは、エンジン回転数が低いときの冷却水温度によるヒータ吹き出し温度と比較して、乗員に不快感を与えないヒータ吹き出し温度を確保するために必要となる冷却水流量をエンジン回転数毎に設けることであり、予め実験等により求める。ここで、冷却水の流量の上昇の抑制は、回転数毎に冷却水流量の上限を設定する、回転数毎に冷却水流量の低減量を設定する、エンジン1の回転数に比例した冷却水流量の低減量を設定する等により行っても良い。また、エンジン1の回転数が低い場合には、燃焼式ヒータ3による冷却水の温度の上昇が良好に行われるため、前記した冷却水の温度上昇が緩慢となるエンジン回転数以下では、前記した冷却水量の抑制を行わなくても良い。
【0035】
尚、本実施の形態では、冷却水流量は、流量調整弁4の開弁量により調整することができる。
【0036】
図2は、エンジン回転数と冷却水温度との関係を示した図である。
【0037】
エンジン出口側水温とは、エンジン1から冷却水通路2へ流出する冷却水の温度であり、エンジン1から燃焼式ヒータ3までの間の冷却水の温度としても良い。また、燃焼式ヒータ出口水温とは、燃焼式ヒータ3から流出する冷却水の温度であり、燃焼式ヒータ3からヒータコア5aまでの間の冷却水の温度としても良い。従来の冷却水流量制御によるものを(制御なし)とし、本実施の形態による冷却水流量制御を行ったものを(制御あり)としている。このように、(制御なし)の場合には、エンジン回転数が高くなると、燃焼式ヒータ出口水温が低くなり、ヒータ吹き出し温度が低下してしまう。その点、(制御あり)の場合には、ヒータ吹き出し温度に影響を及ぼす燃焼式ヒータ出口水温を上昇させることができ、エンジン回転数が高くなった場合であっても、ヒータ吹き出し温度を上昇させることができる。
【0038】
図3は、エンジン回転数と冷却水流量との関係を示した図である。
【0039】
制御(1)は、冷却水の流量を所定の量以下に維持するものであり、制御(2)は、エンジン回転数が高いときに、エンジン回転数に応じて冷却水の流量の上昇を抑制するものである。
【0040】
例えば、エンジン回転数と冷却水流量との関係が図3に示す関係となるように、予め実験等によりエンジン回転数と流量調整弁4の開弁量との関係を求めておき、マップ化してECU6に記憶させておく。そして、エンジン回転数をマップに代入して流量調整弁4の開弁量を得ることができる。
【0041】
尚、本実施の形態においては、冷却水温度が所定の温度以上となった場合に、前記冷却水流量の制御を行っても良い。ここでの「所定の温度」とは、ヒータ5から吹き出した空気が、乗員に暖かいと感じられるときの冷却水温度であり、予め実験等により求めておく。冷却水温度は、冷却水温度センサ3aにより検出する。
【0042】
また、ヒータ吹き出し温度が所定の温度以上となった場合に、前記冷却水流量の制御を行っても良い。ここでの「所定の温度」とは、ヒータ5から吹き出した空気が、乗員に暖かいと感じられるときのヒータ吹き出し温度であり、予め実験等により求めておく。ヒータ吹き出し温度は、ヒータ吹出温度センサ5fにより検出する。
【0043】
冷却水温度が一定の温度よりも低い場合には、ヒータ5からの吹き出し温度も低くなり、前記冷却水流量の制御を行ったとしても、乗員が温度の上昇を体感しにくい。このような場合には、冷却水流量の制御を行わない。これにより、いたずらに制御を複雑化させることを抑制することができる。
【0044】
本実施の形態においては、エンジンの早期暖機のために冷却水流量を低減する場合には、以下の条件を満たすように燃焼式ヒータ3を流通する冷却水流量を制御しても良い。
【0045】
即ち、燃焼式ヒータ3において冷却水を沸騰させないために必要となる冷却水流量と、エンジンの早期暖機を行うために必要となる冷却水流量と、を比較して多いほうの冷却水流量となるように、流量調整弁4の開弁量を制御する。ここで、燃焼式ヒータ3において冷却水を沸騰させないためには、冷却水を一定の流量以上に維持する必要がある。一方、エンジンの早期暖機のためには、冷却水の流量は少ないほうが良い。従って、前記何れか多いほうの冷却水流量とすれば、燃焼式ヒータ3における冷却水の沸騰が起こらない範囲で、エンジンの暖機を速やかに行うことができる。
【0046】
また、燃焼式ヒータ3において冷却水を沸騰させないために必要となる冷却水流量と、エンジンの早期暖機を行うために必要となる冷却水流量と、ヒータ吹き出し温度を乗員が好む温度とするために必要となる冷却水流量と、を比較して、この中で一番多い冷却水流量となるように、流量調整弁4の開弁量を制御しても良い。ここで、ヒータ吹き出し温度を乗員が好む温度とするためには、冷却水の流量は少ないほうが良い。従って、前記一番多い冷却水流量とすれば、燃焼式ヒータ3における冷却水の沸騰が起こらない範囲で、エンジンの暖機を速やかに行い、若しくはヒータ吹き出し温度を乗員が好む温度とすることができる。
【0047】
本実施の形態においては、エンジン回転数が低い場合には、ヒータ吹き出し温度を低下させるために、ヒータコア5aを通過させる空気の流量を増加させても良い。即ち、エンジン回転数が低い場合には、燃焼式ヒータ3を通過する冷却水流量が減少する。従って、燃焼式ヒータ3では、冷却水の上昇温度が大きくなる。その冷却水がヒータコア5aを通過すると、該ヒータコア5aでの熱交換により空気の上昇温度も大きくなり、ヒータ吹き出し温度が上昇する。これにより、乗員に不快感を与えてしまうことがある。
【0048】
その点、ヒータコア5aを通過する空気の流量を増加させると、単位体積当たりの空気が受ける熱量が減少するため、空気の温度上昇を低下させることができる。従って、エンジン回転数が低くなり冷却水温度が高くなった場合であっても、ヒータの吹き出し温度を低下させることができる。ヒータコア5aを通過する空気の流量の増加は、ブロアファン5bの回転数を上昇させることにより行う。例えば、エンジン回転数とブロアファン回転数との関係を予め実験等により求めてマップ化し、該マップにエンジン回転数を代入してブロアファン5bの回転数を得ることができる。また、ヒータ吹出温度センサ5fにより検出される温度が乗員に不快感を与えない温度となるように、ブロアファン5bの回転数を制御しても良い。
【0049】
本実施の形態においては、エンジン回転数が低い場合には、ヒータ吹き出し温度を低下させるために、ヒータコア5aに外気を導入しても良い。ここで、ヒータを使用するのは、外気温度が低い場合であると考えられる。従って、外気を導入すると、温度の低い空気がヒータコア5aを通過することになり、たとえ空気の温度の上昇が大きいとしても、上昇後の空気の温度を低くすることができ、ヒータ吹き出し温度を低下させることができる。例えば、エンジン回転数と流路調整弁5cの位置との関係を予め実験等により求めてマップ化し、該マップにエンジン回転数を代入して流路調整弁5cの位置を得ることができる。そして、流路調整弁5cの位置に応じた割合で外気を導入することができる。また、ヒータ吹出温度センサ5fにより検出される温度が乗員に不快感を与えない温度となるように、流路調整弁5cの位置をフィードバック制御しても良い。
【0050】
尚、本実施の形態においては、燃焼式ヒータを例に挙げて説明したが、これに代えて、他のヒータ、例えば電気ヒータであっても適用することができる。
【0051】
以上説明したように、本実施の形態によれば、エンジン1が高回転で運転される場合には、冷却水の流量を抑制して、燃焼式ヒータ3での温度上昇を促進させることができる。これにより、ヒータ吹き出し温度を上昇させることができる。また、冷却水温度が低い場合やヒータ吹き出し温度が低い場合には、流量調整弁4による制御を行わず、いたずらに制御を複雑化させることを抑制することができる。更に、燃焼式ヒータにおいて冷却水の沸騰が起こらない範囲内で、エンジン1の早期暖機を行うことができる。また、エンジン1の回転数が低くヒータ吹き出し温度が高くなる場合には、ヒータコアを通過する空気の量を低減させ、若しくは、外気の導入量を増加させてヒータ吹き出し温度を低下させることができる。
<第2の実施の形態>
本実施の形態では、第1の実施の形態と比較して、流量調整弁4を燃焼式ヒータ3及びヒータコア5aと並列に接続する点で相違する。尚、本実施の形態においては、適用対象となるエンジンやその他ハードウェアの基本構成については、第1の実施の形態と共通なので説明を割愛する。
【0052】
図4は、本実施の形態による車両用暖房システムの概略構成を示す図である。
【0053】
エンジン1には、冷却水通路2の両端が接続されている。冷却水通路2は途中で分岐して、分岐した一方の冷却水通路2は、燃焼式ヒータ3及び流量調整弁4へこの順に接続され、他方の冷却水通路2は、流量調整弁4に接続されている。前記一方の冷却水通路2は、燃焼式ヒータ3及びヒータコア5aを介してエンジン1に接続される。また、前記他方の冷却水通路2は、流量調整弁4を介して、一方の冷却水通路2とヒータコア5a下流で合流する。
【0054】
このように構成された、車両用暖房システムでは、第1の実施の形態で説明した、流量調整弁4を燃焼式ヒータ3及びヒータコア5aと直列に接続したシステムと比較して、エンジン高回転時に冷却水の圧力を低下させることができる。即ち、前記直列に接続した場合には、燃焼式ヒータ3若しくはヒータコア5aを通過する冷却水流量を減少させるために、流量調整弁4を閉弁側へ制御すると、エンジン1から流量調整弁4までの冷却水通路2内の冷却水の圧力が上昇する。そして、エンジン回転数が高くなるほど、冷却水の圧力は大きくなってしまう。
【0055】
その点、本実施の形態では、エンジン回転数が高くなり燃焼式ヒータ3及びヒータコア5aを通過する冷却水流量が多くなった場合には、流量調整弁4を開弁側に制御して、流量調整弁4を通過する冷却水流量を多くする。これにより、冷却水の圧力の上昇を抑制しつつ、燃焼式ヒータ3及びヒータコア5aを通過する冷却水流量を減少させることができる。従って、エンジン回転数が高い場合には、第1の実施の形態と比較して、冷却水流量をより少なくすることができる。
【0056】
【発明の効果】
本発明に係る車両用暖房システムでは、内燃機関が高回転で運転される場合には、熱媒体の流量を抑制して、加熱手段での熱媒体の温度上昇を促進させることができる。これにより、熱交換手段から室内へ供給される空気の温度を上昇させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施の形態による車両用暖房システムの概略構成を示す図である。
【図2】エンジン回転数と冷却水温度との関係を示した図である。
【図3】エンジン回転数と冷却水流量との関係を示した図である。
【図4】第2の実施の形態による車両用暖房システムの概略構成を示す図である。
【符号の説明】
1 エンジン
1a ウォータポンプ
2 冷却水通路
3 燃焼式ヒータ
3a 冷却水温度センサ
4 流量調整弁
5 ヒータ
5a ヒータコア
5b ブロアファン
5c 流路調整弁
5d 車室内空気通路
5e 外気通路
5f ヒータ吹出温度センサ
6 ECU[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicle heating system.
[0002]
[Prior art]
A flow control valve for reducing the amount of cooling water flowing to the indoor heater core when the cooling water temperature is equal to or lower than the heater water flow restriction temperature is provided in the middle of the communication passage to the indoor heater core, and the cooling water temperature is lower than the heater water flow restriction temperature. A technique is known in which an auxiliary heating means is provided in a portion where the cooling water circulates at the time of (1) to promote warm-up of the engine and to quickly raise the temperature of the cooling water at the time of starting the engine (for example, see Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-11-11739 (pages 3-6)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, when the engine speed increases, the circulation amount of the cooling water increases accordingly. When the circulation amount of the cooling water increases, the temperature rise becomes slow even if the cooling water is heated, and the temperature of the cooling water circulating to the heater core decreases. As a result, low-temperature air may circulate in the cabin, causing occupants to feel uncomfortable.
[0005]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and provides a technology in a vehicle heating system capable of supplying hot air to a vehicle interior early after a cold start of an engine. Aim.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the vehicle heating system of the present invention employs the following solutions. That is,
A heating system for a vehicle including a heat medium circulating unit in which the circulation amount of the heat medium increases as the rotation speed of the internal combustion engine increases,
Heating means for heating the heat medium,
Heat exchange means for exchanging heat between the heat medium and air to increase the temperature of air,
Adjusting means for adjusting the temperature of the air supplied from the heat exchange means to the room based on the engine speed,
It is characterized by having.
[0007]
The greatest feature of the present invention is that the temperature of the air supplied from the heat exchange means is adjusted based on the engine speed so that the temperature does not decrease when the internal combustion engine is running at a high speed.
[0008]
In the vehicle heating system thus configured, the heating medium is heated by the heating means, but the flow rate of the heating medium changes according to the engine speed. That is, as the engine speed increases, the flow rate of the heat medium circulating through the heating means increases. Here, the temperature of the heat medium after being heated by the heating means differs depending on the time during which the heating means is heating and the amount of heat supplied by the heating means. For example, when the flow rate of the heating medium is increased, the time during which the heating medium is being heated is shortened, or the amount of heat supplied by the heating means is decreased, so that the temperature rise of the heating medium is reduced. Therefore, when the engine speed is increased, the temperature of the heat medium does not increase so much even if it is heated by the heating means, and the temperature of the air supplied into the room does not increase. In that regard, by adjusting the temperature supplied from the heat exchange means based on the engine speed, it is possible to make the temperature supplied from the heat exchange means appropriate even when the engine speed is high. Become.
[0009]
In the present invention, the adjusting means can set the amount of the heat medium circulating through the heating means to a predetermined value or less.
[0010]
By maintaining the flow rate of the heating medium at a predetermined value or less, the time during which the heating medium is heated by the heating means can be increased, or the amount of heat supplied per unit volume of the heating medium can be increased. It is possible to increase the temperature of the heat medium. Therefore, it is possible to increase the temperature of the air supplied into the vehicle interior. Here, the “predetermined value” is a circulation amount of the heat medium required to obtain a temperature of the heat medium that can supply air having a temperature that does not cause discomfort to the occupant into the room.
[0011]
In the present invention, the adjusting means can suppress an increase in the amount of the heat medium circulating in the heating means as the rotational speed of the internal combustion engine increases.
[0012]
As the engine speed increases, the flow rate of the heat medium heated by the heating means increases, and the temperature rises slowly. On the other hand, by suppressing an increase in the flow rate of the heat medium, the temperature of the heat medium after being heated by the heating means can be increased. Therefore, it is possible to increase the temperature of the air supplied into the vehicle interior. When the engine speed is low, the temperature of the heat medium is increased by the heating means satisfactorily. Therefore, when the temperature of the heat medium is slower than the engine speed, the heat circulating through the heating means is not increased. It is not necessary to suppress the increase in the amount of the medium.
[0013]
In the present invention, the adjusting means can circulate the heat medium so that the temperature of the heat medium heated by the heating means is lower than the boiling point.
[0014]
When the circulation amount of the heat medium is reduced, the heat medium may be boiled by heating by the heating means. Therefore, by ensuring the circulation amount of the heat medium such that the temperature of the heat medium is lower than the boiling point, it is possible to suppress the boiling of the heat medium by the heating means and to suppress the decrease in the cooling performance of the internal combustion engine. .
[0015]
In the present invention, the apparatus further comprises an air flow rate adjusting means for adjusting an amount of air supplied from the heat exchanging means to the room, wherein the adjusting means reduces the amount of air passing through the heat exchanging means as the engine speed decreases. Can be increased.
[0016]
When the rotation speed of the internal combustion engine is low, the temperature of the heat medium after being heated by the heating means increases. If the flow rate of the air for which heat exchange is performed by the heat exchange means is small, the temperature of the air becomes too high, giving the occupant a discomfort. In that respect, the time during which the air is heated by the heat exchanging means is shortened by increasing the amount of air to be exchanged by the heat exchanging means as the engine speed becomes lower, or The amount of heat received by the air per volume can be reduced to suppress an excessive rise in the temperature of the air. In addition, as the engine speed increases, the flow rate of the heat medium heated by the heating means increases, and the temperature of the heat medium increases slowly. Therefore, a low-temperature heat medium is supplied to the heat exchange means. In this case, even if heat exchange is performed by the heat exchange means, the temperature of the air does not increase so much. In addition, the low-temperature air circulates through the passenger compartment, which may cause discomfort to the occupant. In this regard, by increasing the amount of air passing through the heat exchange means as the engine speed decreases, it is possible to suppress the supply of low-temperature air into the vehicle interior.
[0017]
In the present invention, the apparatus further includes an outside air introduction unit for introducing outside air for heat exchange with the heat medium, and the adjustment unit can increase the amount of outside air introduced to the heat exchange unit as the engine speed decreases.
[0018]
If the amount of air passing through the heat exchange means is small after the temperature of the heat medium has risen, the temperature of the air will be too high, causing discomfort to the occupant. In this regard, as the engine speed decreases, the amount of outside air introduced into the heat exchange means is increased, so that an excessive rise in the temperature of the air can be suppressed. That is, when a heater is used, since the outside air is usually lower in temperature than the air in the vehicle cabin, by introducing the outside air, the air supplied from the heat exchange means even if the heat medium becomes high temperature. Temperature rise can be suppressed.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
<First embodiment>
Hereinafter, an embodiment of a vehicle heating system according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[0020]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a vehicle heating system according to the present embodiment.
[0021]
In the
[0022]
The heater core 5a is housed in the
[0023]
At the outlet of the blower fan 5b, a heater outlet temperature sensor 5f for outputting a signal corresponding to the temperature of the air is attached.
[0024]
The
[0025]
Further, a cooling water temperature sensor 3a that outputs a signal corresponding to the temperature of the cooling water flowing through the cooling water passage is attached to the cooling
[0026]
The
[0027]
In addition to the coolant temperature sensor 3a and the heater outlet temperature sensor 5f, various sensors are connected to the
[0028]
On the other hand, the
[0029]
The
[0030]
For example, the
[0031]
Here, in the conventional vehicular heating system, the water pump 1a operates at a rotation speed proportional to the output shaft of the
[0032]
Conventionally, the amount of cooling water is controlled with the aim of early warm-up of the engine. Therefore, even if the
[0033]
In this regard, in the present embodiment, when the cooling water is heated by the
[0034]
In this case, the flow rate of the cooling water may be maintained at a predetermined amount or less, or the increase in the flow rate of the cooling water may be suppressed as the engine speed increases. Here, the predetermined amount is a cooling water flow rate required to secure a heater blowing temperature that does not cause discomfort to the occupant, as compared with the heater blowing temperature based on the cooling water temperature when the engine speed is low. This is the upper limit and is determined in advance by experiments or the like. In addition, suppressing the increase in the flow rate of the cooling water means that the cooling required to secure the heater blowing temperature that does not cause occupant discomfort compared to the heater blowing temperature based on the cooling water temperature when the engine speed is low. The water flow rate is provided for each engine speed, and is determined in advance by experiments or the like. Here, the suppression of the rise in the flow rate of the cooling water is performed by setting the upper limit of the cooling water flow rate for each rotation speed, setting the reduction amount of the cooling water flow rate for each rotation speed, and cooling water proportional to the rotation speed of the
[0035]
In the present embodiment, the flow rate of the cooling water can be adjusted by the opening amount of the flow control valve 4.
[0036]
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the engine speed and the coolant temperature.
[0037]
The engine outlet water temperature is the temperature of the cooling water flowing from the
[0038]
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the engine speed and the coolant flow rate.
[0039]
The control (1) is for maintaining the flow rate of the cooling water at a predetermined amount or less, and the control (2) is for suppressing an increase in the flow rate of the cooling water according to the engine speed when the engine speed is high. To do.
[0040]
For example, the relationship between the engine speed and the opening amount of the flow control valve 4 is determined in advance through experiments and the like so that the relationship between the engine speed and the coolant flow rate becomes the relationship shown in FIG. It is stored in the
[0041]
In the present embodiment, the cooling water flow rate may be controlled when the cooling water temperature becomes equal to or higher than a predetermined temperature. Here, the “predetermined temperature” is the temperature of the cooling water when the air blown out from the
[0042]
Further, the control of the flow rate of the cooling water may be performed when the heater blowing temperature becomes equal to or higher than a predetermined temperature. Here, the “predetermined temperature” is a heater blowing temperature when the air blown out from the
[0043]
When the cooling water temperature is lower than a certain temperature, the temperature of the air blown out from the
[0044]
In the present embodiment, when the flow rate of the cooling water is reduced for early warm-up of the engine, the flow rate of the cooling water flowing through the
[0045]
That is, the cooling water flow rate required for preventing the cooling water from boiling in the
[0046]
In addition, in order to set the cooling water flow rate necessary for preventing the cooling water from boiling in the
[0047]
In the present embodiment, when the engine speed is low, the flow rate of the air passing through the heater core 5a may be increased in order to lower the heater blowing temperature. That is, when the engine speed is low, the flow rate of the cooling water passing through the
[0048]
In this regard, when the flow rate of the air passing through the heater core 5a is increased, the amount of heat received by the air per unit volume is reduced, so that the temperature rise of the air can be reduced. Therefore, even when the engine speed decreases and the cooling water temperature increases, the temperature of the blowout of the heater can be reduced. The flow rate of air passing through the heater core 5a is increased by increasing the rotation speed of the blower fan 5b. For example, the relationship between the engine speed and the blower fan speed can be obtained in advance through experiments or the like and mapped, and the engine speed can be substituted into the map to obtain the speed of the blower fan 5b. Further, the rotation speed of the blower fan 5b may be controlled such that the temperature detected by the heater blowout temperature sensor 5f is a temperature that does not cause discomfort to the occupant.
[0049]
In the present embodiment, when the engine speed is low, outside air may be introduced into the heater core 5a in order to lower the heater blowing temperature. Here, it is considered that the heater is used when the outside air temperature is low. Therefore, when outside air is introduced, low-temperature air passes through the heater core 5a. Even if the temperature of the air rises greatly, the temperature of the air after the rise can be lowered, and the temperature of the heater blowout decreases. Can be done. For example, the relationship between the engine speed and the position of the flow path adjustment valve 5c can be obtained in advance through experiments or the like and mapped, and the position of the flow path adjustment valve 5c can be obtained by substituting the engine speed into the map. Then, outside air can be introduced at a rate corresponding to the position of the flow path adjustment valve 5c. Further, the position of the flow path adjustment valve 5c may be feedback-controlled so that the temperature detected by the heater blowout temperature sensor 5f is a temperature at which the occupant does not feel uncomfortable.
[0050]
In the present embodiment, a combustion type heater has been described as an example, but other heaters, for example, an electric heater can be applied instead.
[0051]
As described above, according to the present embodiment, when the
<Second embodiment>
This embodiment is different from the first embodiment in that the flow control valve 4 is connected in parallel with the
[0052]
FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of the vehicle heating system according to the present embodiment.
[0053]
Both ends of a
[0054]
In the vehicle heating system configured as described above, compared to the system in which the flow control valve 4 is connected in series with the
[0055]
In this regard, in the present embodiment, when the engine speed increases and the flow rate of the cooling water passing through the
[0056]
【The invention's effect】
In the vehicle heating system according to the present invention, when the internal combustion engine is operated at a high speed, the flow rate of the heat medium can be suppressed, and the temperature rise of the heat medium in the heating means can be promoted. Thereby, the temperature of the air supplied from the heat exchange means to the room can be increased.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a vehicle heating system according to a first embodiment.
FIG. 2 is a diagram showing a relationship between an engine speed and a cooling water temperature.
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between an engine speed and a cooling water flow rate.
FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of a vehicle heating system according to a second embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記熱媒体を加熱する加熱手段と、
前記熱媒体と空気とで熱交換をして空気の温度を上昇させる熱交換手段と、
前記熱交換手段から室内へ供給される空気の温度を機関回転数に基づいて調節する調節手段と、
を備えたことを特徴とする車両用暖房システム。A heating system for a vehicle including a heat medium circulating unit in which the circulation amount of the heat medium increases as the rotation speed of the internal combustion engine increases,
Heating means for heating the heat medium,
Heat exchange means for exchanging heat between the heat medium and air to increase the temperature of air,
Adjusting means for adjusting the temperature of air supplied from the heat exchange means to the room based on the engine speed;
A heating system for a vehicle, comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003085127A JP2004291750A (en) | 2003-03-26 | 2003-03-26 | Vehicle heating system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003085127A JP2004291750A (en) | 2003-03-26 | 2003-03-26 | Vehicle heating system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004291750A true JP2004291750A (en) | 2004-10-21 |
Family
ID=33400122
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003085127A Withdrawn JP2004291750A (en) | 2003-03-26 | 2003-03-26 | Vehicle heating system |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2004291750A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009108841A (en) * | 2007-11-01 | 2009-05-21 | Nissan Motor Co Ltd | Water pump control system and water pump control method |
WO2018070238A1 (en) * | 2016-10-13 | 2018-04-19 | 株式会社デンソー | Refrigeration cycle device |
JP2020159612A (en) * | 2019-03-26 | 2020-10-01 | 株式会社デンソー | Heat transport system |
-
2003
- 2003-03-26 JP JP2003085127A patent/JP2004291750A/en not_active Withdrawn
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WO2018070238A1 (en) * | 2016-10-13 | 2018-04-19 | 株式会社デンソー | Refrigeration cycle device |
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