JP2005069192A - 熱量分配制御弁 - Google Patents

Abstract

【課題】 車両搭載性を損なうことなく簡単な構成で、所要の熱交換器に対し熱量を優先供給することができる熱量分配制御弁を提供する。
【解決手段】 熱量分配制御弁１８は、エンジンを冷却する冷却水が循環される冷却回路に設けられて冷却水と車両の所定箇所に供給する空気との間で熱交換する車室ヒータの下流と接続されるヒータ側導入口２１ａと、冷却回路に設けられて冷却水と作動油との間で熱交換する油水熱交換器の下流と接続される熱交換器側導入口２１ｂと、冷却回路に冷却水を循環させるウォータポンプの上流と接続される導出口２１ｃと、ヒータ側導入口２１ａ及び熱交換器側導入口２１ｂの下流に配置され、ワックスエレメント２３により駆動される熱交換器バルブ２５とを備えている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、車両冷却システムが備える熱量分配制御弁に関するものである。

自動車などの車両には、エンジン等の熱源と熱交換器との間に冷媒（冷却水）を循環させることにより熱交換を行う車両冷却システムが備えられている。従来、車両冷却システムは、エンジン等が排出する過剰な熱量を外気に放出する排熱機能が主たる機能とされていたが、近年では、排出熱量を積極的に利用することにより、車両走行性や燃費及び快適性の向上を図るようになってきている。

例えば、従来の車両冷却システムにおいて、エンジンオイルやトランスミッションオイルなどの作動油と冷却水との間で熱交換を行う温度調整用の油水熱交換器は、エンジン高負荷時の過剰昇温防止や作動油の劣化防止を主たる目的とする。また、近年では、油水熱交換器に対して、エンジン暖機とともに早期昇温を図り各作動機構の効率向上によって燃費を向上させる機能も付加されている。一方、車室内へと供給される空気と冷却水との間で熱交換を行う車室内温度調整用のヒータは、車室内環境の快適性向上を目的とする。

図１１は、こうした油水熱交換器及びヒータを備える車両冷却システムとして、非特許文献１に記載されたものを概略的に示すシステム構成図である。同図に示されるように、この車両冷却システム９０は、エンジン９１と、ラジエータ９２と、ヒータ９３及び油水熱交換器としてのＡＴＦウォーマ９４と、サーモスタット９５とを備えている。この車両冷却システム９０では、ヒータ９３及びＡＴＦウォーマ９４が並列配置されており、ヒータ９３の上流側にはその作動に応じてバルブ流路面積が変化される制御弁（ウォータバルブ）９６が設けられている。従って、制御弁９６によりヒータ９３を通過する冷却水の流量を変化させることで、ヒータ９３へ供給される熱量が制御されている。
「本田アヴァンシア サービスマニュアル シャシ整備編」

ところで、この車両冷却システム９０が備える制御弁９６の構造は、電磁制御アクチュエータのストロークをワイヤを介して配管中に設置された機械式弁に伝達してこれを切り替える構造となっており、高価であるとともにその搭載性に著しく制約を受けている。

また、単に、ヒータ９３と並列でＡＴＦウォーマ９４を追加したのでは、ヒータ９３若しくはＡＴＦウォーマ９４に必要な熱量が供給されない場合がある。一方、このような供給熱量の不足を補うべく、ＡＴＦウォーマ９４の熱交換性能の向上を図る場合には、単品での通水抵抗が増大し、ひいては車両冷却システム全体の通水抵抗が増大する。その結果、循環ポンプ（Ｗ／Ｐ）の容量増大が必要となり、より多くのエネルギーがポンプ駆動に費やされるため、燃費が悪化するという問題がある。また、車両冷却システム９０の通水抵抗が増加することにより、循環ポンプにおけるキャビテーションが誘発されやすくなるため、信頼性が低下するという問題がある。さらに、暖機過程においてサーモスタット９５のメインバルブがその上下流間の差圧によって強制的に開弁され、ラジエータ９２内の冷却水の流入によりエンジン９１の暖機性能を悪化させるという問題もある。

本発明の目的は、車両搭載性を損なうことなく簡単な構成で、所要の熱交換器に対し熱量を優先供給することができる熱量分配制御弁を提供することにある。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、熱源を冷却する冷媒が循環され、該冷媒と車両の所定箇所に供給する空気との間で熱交換するための第１の熱交換器及び該冷媒と作動油との間で熱交換するための第２の熱交換器を有する冷却回路と、該冷却回路に該冷媒を循環させる循環手段とを備える車両冷却システムの熱量分配制御弁であって、前記第１及び第２の熱交換器の少なくとも一方の下流に配置され、感温部材により駆動される弁部を備えたことを要旨とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の熱量分配制御弁において、前記感温部材は、前記第１及び第２の熱交換器の少なくとも一方の下流に配置されたことを要旨とする。
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の熱量分配制御弁において、前記感温部材の上流側で、該感温部材が配置される第１流路と、該感温部材を迂回する第２流路とに分岐され、前記感温部材により駆動される第２の弁部を前記第２流路に備えたことを要旨とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の熱量分配制御弁において、前記感温部材は、前記熱源の下流に配置されたことを要旨とする。
請求項５に記載の発明は、熱源を冷却する冷媒が循環される冷却回路に設けられて該冷媒と車両の所定箇所に供給する空気との間で熱交換する第１の熱交換器の下流と接続される第１の接続部と、前記冷却回路に設けられて該冷媒と作動油との間で熱交換する第２の熱交換器の下流と接続される第２の接続部と、前記冷却回路に該冷媒を循環させる循環手段の上流と接続される接続部と、前記第１及び第２の接続部の少なくとも一方の下流に配置され、感温部材により駆動される弁部と、を備えたことを要旨とする。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の熱量分配制御弁において、前記感温部材は、前記第１及び第２の熱交換器の少なくとも一方の下流に配置されたことを要旨とする。
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の熱量分配制御弁において、前記感温部材の上流側で、該感温部材が配置される第１流路と、該感温部材を迂回する第２流路とに分岐され、前記感温部材により駆動される第２の弁部を前記第２流路に備えたことを要旨とする。

請求項８に記載の発明は、請求項５に記載の熱量分配制御弁において、前記熱源の下流と接続される第３の接続部を備え、前記感温部材は、前記第３の接続部に配置されたことを要旨とする。

請求項９に記載の発明は、請求項１〜８のいずれか１項に記載の熱量分配制御弁において、外部信号により制御され、前記感温部材を加熱する発熱体又は該感温部材を冷却する吸熱体を備えたことを要旨とする。

（作用）
請求項１に記載の発明によれば、前記第１及び第２の熱交換器の少なくとも一方の下流に、感温部材により駆動される弁部が配置されている。従って、感温部材により感知される温度に応じて弁部の開弁量が制御され、第１若しくは第２の熱交換器を流れる冷媒の流量分配、即ち第１若しくは第２の熱交換器に供給される熱量の分配が調整される。特に、前記第１及び第２の熱交換器のいずれか一方への熱量供給を優先すべく当該熱交換器の冷媒の流れを開放しておき、その熱量供給に余裕があるときに第１及び第２の熱交換器のいずれか他方への熱量供給を開始するように感温部材の温度特性を設定しておく。これにより、熱量供給を優先する一方の熱交換器の性能を損なうことなく、他方の熱交換器にも熱量供給が可能となる。また、例えば複雑な制御駆動系アクチュエータを使用する場合に比べて、簡素で搭載性に優れた構成で上記熱量分配が実現される。

請求項２に記載の発明によれば、前記感温部材を前記第１及び第２の熱交換器の少なくとも一方の下流に配置する。前記感温部材をいずれか一方に、いずれか他方とは独立で配置することで、基本的に当該熱交換器を流れる冷媒の温度のみに依存する外乱の抑制された状態で前記第１及び第２の熱交換器への熱量分配が実現される。また、両方の下流に設定することで混合された冷媒の温度に応じて前記第１及び第２の熱交換器への熱量分配が実現される。

請求項３に記載の発明によれば、前記感温部材の上流側で、該感温部材が配置される第１流路と、該感温部材を迂回する第２流路とに分岐される。そして、前記感温部材により駆動される第２の弁部を前記第２流路に備えている。従って、感温部材により感知される温度に応じて第２の弁部の開弁量が制御され、前記第２流路における冷媒の流量が制御される。

請求項４に記載の発明によれば、前記感温部材を前記第１及び第２の熱交換器とは独立である熱源の下流に配置することで、基本的に熱源下流の冷媒の温度のみに依存する外乱の抑制された状態で前記第１及び第２の熱交換器への熱量分配が実現される。

請求項５に記載の発明によれば、前記第１及び第２の接続部の少なくとも一方の下流に、感温部材により駆動される弁部が配置されている。従って、感温部材により感知される温度に応じて弁部の開弁量が制御され、第１若しくは第２の熱交換器を流れる冷媒の流量分配、即ち第１若しくは第２の熱交換器に供給される熱量の分配が調整される。特に、前記第１及び第２の熱交換器のいずれか一方への熱量供給を優先すべく当該熱交換器に接続される接続部の冷媒の流れを開放しておき、その熱量供給に余裕があるときに第１及び第２の熱交換器のいずれか他方への熱量供給を開始するように感温部材の温度特性を設定しておく。これにより、熱量供給を優先する一方の熱交換器の性能を損なうことなく、他方の熱交換器にも熱量供給が可能となる。また、例えば複雑な制御駆動系アクチュエータを使用する場合に比べて、簡素で搭載性に優れた構成で上記熱量分配が実現される。

請求項６に記載の発明によれば、前記感温部材を前記第１及び第２の熱交換器の少なくとも一方の下流に配置する。前記感温部材をいずれか一方に、いずれか他方とは独立で配置することで、基本的に当該熱交換器を流れる冷媒の温度のみに依存する外乱の抑制された状態で前記第１及び第２の熱交換器への熱量分配が実現される。また、両方の下流に設定することで混合された冷媒の温度に応じて前記第１及び第２の熱交換器への熱量分配が実現される。

請求項７に記載の発明によれば、前記感温部材の上流側で、該感温部材が配置される第１流路と、該感温部材を迂回する第２流路とに分岐される。そして、前記感温部材により駆動される第２の弁部を前記第２流路に備えている。従って、感温部材により感知される温度に応じて第２の弁部の開弁量が制御され、前記第２流路における冷媒の流量が制御される。

請求項８に記載の発明によれば、前記感温部材は、前記熱源の下流と接続される第３の接続部に独立で配置される。従って、基本的に熱源の下流における冷媒の温度のみに依存する外乱の抑制された状態で前記第１及び第２の熱交換器への熱量分配が実現される。

請求項９に記載の発明によれば、外部信号により制御され、前記感温部材を加熱する発熱体又は該感温部材を冷却する吸熱体を備えている。従って、車両条件等により熱量供給を優先すべき熱交換器を変える場合には、外部信号により発熱体を制御して感温部材を加熱し、又は吸熱体を制御して感温部材を冷却し、冷媒自体の温度に関わらず熱量供給を優先すべき熱交換器への熱量分配を増加しうる。

以上詳述したように、請求項１乃至９に記載の発明では、車両搭載性を損なうことなく簡単な構成で、所要の熱交換器に対し熱量を優先供給することができる。

（第１の実施形態）
以下、本発明が適用される車両冷却システムの第１の実施形態を図面に従って説明する。

図１は、本実施形態のシステム構成図である。同図に示すように、車両冷却システム１は、熱源としてのエンジン２と、エンジン２を冷却する冷媒としての冷却水が循環される冷却回路３と、冷却回路３に冷却水を循環させる循環手段としてのウォータポンプ（Ｗ／Ｐ）４とを備えている。尚、本実施形態のエンジン２は内燃機関であるが、燃料電池を動力源とする車両においては、燃料電池及び駆動モータが熱源となる。

ウォータポンプ４は、エンジン２に駆動される機械駆動式のウォータポンプであり、エンジン２の冷却水導入口２ａの近傍に設けられている。そして、ウォータポンプ４は、冷却水をエンジン２内へ圧送することにより、冷却回路３内に冷却水を循環させる。

冷却回路３上には、熱交換器が配置されており、エンジン２内を通過する際に受熱した（即ちエンジン２を冷却した）冷却水は、エンジン出口２ｂから吐出され冷却回路３内を循環する。そして、冷却水は、冷却回路３内を循環し熱交換器を通過する際に冷却（放熱）等され、ウォータポンプ４にて再びエンジン２内へと圧送される。

車両冷却システム１は、ラジエータ５と、第１の熱交換器としての車室ヒータ６と、第２の熱交換器としての油水熱交換器７との３つの熱交換器を備えている。
ラジエータ５は、冷却水と空気（外気）との熱交換により冷却水に蓄熱された熱量を車外へ排熱する装置であり、冷却水は、このラジエータ５内を通過することにより冷却される。尚、ラジエータ５には、車速風が導入されるとともに、冷却ファン（図示せず）による送風が行われる。

車室ヒータ６は、車室内の暖房及びオートエアコンの送風温度（車室吹出温度）を調整するための装置であり、冷却水と空気との熱交換により冷却水に蓄熱された熱量を車室内に供給される空気に分配する。

油水熱交換器７は、例えば作動油としてのＡＴＦ（Automatic Transmission Fluid）と冷却水との間の熱交換を行う装置であり、冷却水よりもＡＴＦの温度が低い場合には、冷却水に蓄熱された熱量をＡＴＦに分配する。即ち、この場合の油水熱交換器７は、ＡＴＦの昇温機能を有しており、始動時及び暖機時等のエンジン２の冷間時には、主にオートマチックトランスミッション（図示せず）の潤滑及び作動効率を向上させる目的でＡＴＦの早期昇温に用いられる。一方、油水熱交換器７は、冷却水よりもＡＴＦの温度が高い場合には、ＡＴＦに蓄熱された熱量を冷却水に排熱するオイルクーラーとして機能し、高負荷走行時等の油温上昇時には、ＡＴＦの劣化を防止するためＡＴＦの冷却に用いられる。

冷却回路３は、ラジエータ５が配置されたラジエータ流路１１を有する排熱系流路１２と、車室ヒータ６及び油水熱交換器７が各々配置された車室ヒータ流路１３及び油水熱交換器流路１４を有する利排熱系流路１５とが並列に接続されるように構成されている。そして、排熱系流路１２及び利排熱系流路１５の下流側には、排熱系流路１２を流れる冷却水と利排熱系流路１５を流れる冷却水との流量配分を変化させるサーモスタット１６が設けられている。

サーモスタット１６は、冷却水の温度に応じて排熱系流路１２の流量と利排熱系流路１５の流量を分配する。本実施形態のサーモスタット１６は、排熱系流路１２及び利排熱系流路１５から流入する冷却水の水温をそのハウジング１６ａ内に収容された感温部材１６ｂにて感知し、メインバルブ１６ｃにて、排熱系流路１２から流入する冷却水の流量を制御することにより排熱系流路１２を流れる冷却水と利排熱系流路１５及びバイパス流路１７を流れる冷却水との流量配分を変化させる。

具体的には、本実施形態のサーモスタット１６では、メインバルブ１６ｃは、利排熱系流路１５から流入する冷却水の水温がエンジン制御水温として設定された水温付近となるまで閉弁状態を維持し、かかる冷却水の水温がエンジン制御水温付近にまで上昇した場合に徐々に開弁するように設定されている。そして、サーモスタット１６は、排熱系流路１２から流入する水温の低い冷却水の流量を増加させることによりエンジン２内に導入される冷却水の水温をエンジン制御水温に維持する。

尚、本実施形態の冷却回路３は、排熱系流路１２及び利排熱系流路１５と並列接続されたバイパス流路１７を有しており、バイパス流路１７もまたサーモスタット１６に接続されている。そして、サーモスタット１６は、バイパスバルブ１６ｄにて、バイパス流路１７から流入する冷却水の流量を制御することにより、排熱系流路１２及び利排熱系流路１５を流れる冷却水と、バイパス流路１７を流れる冷却水との流量配分を併せて変化させる。本実施形態のサーモスタット１６では、メインバルブ１６ｃが略最大開口状態となったときにバイパスバルブ１６ｄが閉弁されるよう設定されている。

また、車両冷却システム１は、車室ヒータ流路１３を流れる冷却水と油水熱交換器流路１４を流れる冷却水との流量配分を変化させる熱量分配制御弁１８を備えている。詳述すると、本実施形態の冷却回路３は、利排熱系流路１５において、車室ヒータ流路１３と油水熱交換器流路１４とが並列に接続されるように構成されており、熱量分配制御弁１８は、車室ヒータ流路１３及び油水熱交換器流路１４（車室ヒータ６及び油水熱交換器７）の下流側に設けられている。

図２に併せ示されるように、この熱量分配制御弁１８は、そのハウジング２１の互いに相反する側（図２の左側及び右側）に形成された第１の接続部としてのヒータ側導入口２１ａ及び第２の接続部としての熱交換器側導入口２１ｂにおいてそれぞれ車室ヒータ流路１３及び油水熱交換器流路１４と接続されている。また、熱量分配制御弁１８は、ハウジング２１のこれらヒータ側導入口２１ａ及び熱交換器側導入口２１ｂとは異なる側（図２の下側）に形成された接続部としての導出口２１ｃにおいてサーモスタット１６の導入口１６ｅ（図１参照）と接続されている。そして、これらヒータ側導入口２１ａ、熱交換器側導入口２１ｂ及び導出口２１ｃに囲まれる態様でハウジング２１の収容空間Ｓが形成されている。

ハウジング２１内には、熱交換器側導入口２１ｂに形成された壁部２１ｄにおいて一端が固定され、ヒータ側導入口２１ａ側に軸線が延びるピストン２２が収容されている。このピストン２２には、感温部材としてのワックスエレメント２３が設けられており、収容空間Ｓにおいてそのヒータ側導入口２１ａ及び熱交換器側導入口２１ｂ側には、これと一体化されたヒータバルブ２４及び弁部としての熱交換器バルブ２５がそれぞれ設けられている。また、ハウジング２１内には、ピストン２２の周りに形成された壁部２１ｅ及び熱交換器バルブ２５間に介装されて熱交換器側導入口２１ｂを閉鎖する側に同熱交換器バルブ２５を付勢する熱交換器メインスプリング２６が設けられている。

このような構成を有する熱量分配制御弁１８の動作について説明すると、車室ヒータ６からの冷却水の温度が低いときには、ワックスエレメント２３内のワックスの膨張が小さいため熱交換器バルブ２５は熱交換器メインスプリング２６の付勢力を有して熱交換器側導入口２１ｂを閉鎖する。このとき、ヒータバルブ２４は開弁状態である。従って、この熱交換器バルブ２５の閉弁状態では、冷却水は車室ヒータ流路１３（車室ヒータ６）を流れるため、ワックスエレメント２３は基本的に車室ヒータ６の下流の冷却水の熱量（水温）を感知している。

次に、車室ヒータ６からの冷却水の温度が上昇していくと、ワックスエレメント２３内のワックスが膨張することで、同ワックスエレメント２３はヒータ側導入口２１ａ側に移動し、熱交換器バルブ２５は熱交換器メインスプリング２６の付勢力に抗して徐々に熱交換器側導入口２１ｂを開放していく。従って、この熱交換器バルブ２５の開弁状態では、冷却水は熱交換器バルブ２５の開弁量により決定される分配比で車室ヒータ流路１３（車室ヒータ６）及び油水熱交換器流路１４（油水熱交換器７）を流れる。このため、ワックスエレメント２３は同分配比に応じて車室ヒータ６の下流と油水熱交換器７の下流との混合された冷却水の熱量（水温）を感知している。このときワックスエレメント２３の移動量に応じた熱交換器バルブ２５の開弁量は、上記混合された冷却水の熱量が多いほど大きくなる。

尚、車室ヒータ６からの冷却水の水温に応じた熱量分配制御弁１８（熱交換器バルブ２５）の開弁条件は、車室ヒータ６の車室内への吹き出し量が最大設定されたときに暖気に必要な熱量が確保されるように設定されている。すなわち、熱量分配制御弁１８は、車室ヒータ６と油水熱交換器７の上流の熱量が車室ヒータ６への供給熱量設定値以上で開弁するように設定されている。これは、車室ヒータ６による暖気、すなわち車室内の快適性を優先すべく車室ヒータ６に必要な熱量が供給されていることを前提に油水熱交換器７に熱量を供給可能にするためである。また、熱量分配制御弁１８は、基本的にサーモスタット１６のメインバルブ１６ｃが閉弁状態にあるときに開き始めるように設定されている。

従って、例えばエンジン出口水温が高い場合やポンプ回転数（エンジン回転数）が高い場合など利排熱系流路１５（車室ヒータ６及び油水熱交換器７）の上流に十分な熱量供給がある車両条件下であるとする。このとき、車室ヒータ６の車室内への吹き出し量が最大設定されていても、車室ヒータ６の下流の冷却水の熱量が多くなるために熱量分配制御弁１８は開弁し、油水熱交換器７にも熱量が供給される。

あるいは、車室ヒータ６の車室内への吹き出し量が皆無若しくは少なく、車室ヒータ６の放熱量が少ない状態では、上記最大設定での場合に比べてやはり車室ヒータ６の下流の冷却水の熱量が多くなるために熱量分配制御弁１８は開弁し、油水熱交換器７にも熱量が供給される。

以上により、エンジン２の冷間始動状態から、車室ヒータ６への熱量供給（暖気）が優先されるとともに、熱量供給に余裕があるときには熱交換器バルブ２５の開弁量に応じて油水熱交換器７にも併せて熱量供給（分配）される。このような熱量分配制御弁１８の動作により、車室ヒータ６及び油水熱交換器７に供給される熱量配分が最適化される。

一方、高負荷走行時など油水熱交換器７においてエンジン２からの冷却水温度以上にＡＴＦ温度が上昇する状態では、油水熱交換器７の下流の熱量は同上流の熱量よりも上昇するため、熱量分配制御弁１８の開弁状態では油水熱交換器７（油水熱交換器流路１４）からの熱量供給が多くなる分、熱交換器バルブ２５の開弁量は大きくなる。これにより、油水熱交換器７を流れる冷却水が増量され、ＡＴＦとの間でのより多くの熱交換によりこれを冷却する。尚、高負荷走行時において冷却水温度が高くサーモスタット１６のメインバルブ１６ｃが開弁状態にあるときには、エンジン２からの冷却水はラジエータ５を介して併せて冷却されることになる。

以上詳述したように、本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）本実施形態では、油水熱交換器７（熱交換器側導入口２１ｂ）の下流に、ワックスエレメント２３により駆動される熱交換器バルブ２５が配置されている。従って、ワックスエレメント２３により感知される収容空間Ｓの冷却水の水温に応じて熱交換器バルブ２５の開弁量が制御され、車室ヒータ６若しくは油水熱交換器７を流れる冷却水の流量分配、即ち車室ヒータ６若しくは油水熱交換器７に供給される熱量の分配が好適に調整・設定される。すなわち、車室ヒータ６への熱量供給を優先すべく車室ヒータ６（ヒータ側導入口２１ａ）の冷却水の流れを開放しておき、その熱量供給に余裕があるときに油水熱交換器７への熱量供給を開始するようにワックスエレメント２３の温度特性を設定した。これにより、熱量供給を優先する車室ヒータ６の性能を損なうことなく、油水熱交換器７にも熱量供給が可能となる。そして、ＡＴＦの昇温効果の改善と油温の適正化を併せて図ることができる。また、例えば複雑な制御駆動系アクチュエータを使用する場合に比べて、簡素で搭載性に優れた構成で上記熱量分配を実現することができる。

（２）本実施形態では、過度の通水抵抗の上昇を回避しつつ車室ヒータ６及び油水熱交換器７に対し好適に熱量分配を行うことができる。その結果、車両燃費、走行性及び快適性を向上させることができる。

（３）本実施形態では、熱量分配制御弁１８の導出口２１ｃと、サーモスタット１６の導入口１６ｅとを接続する構成を採用した。従って、例えばこれらを直結する態様でハウジング２１，１６ａを一体形成する場合には、部品点数を削減するとともに車両搭載性を更に向上することができる。

（４）本実施形態では、収容空間Ｓにワックスエレメント２３、ヒータバルブ２４及び熱交換器バルブ２５等が配置されるサーモスタット１６に準じた構造の熱量分配制御弁１８を採用したことで、例えばサーモスタット１６に簡易な加工を行うのみで熱量分配制御弁１８として流用することができる。

（５）本実施形態では、車室ヒータ６（ヒータ側導入口２１ａ）の下流に、ワックスエレメント２３により駆動されるヒータバルブ２４が配置されている。従って、ワックスエレメント２３により感知される収容空間Ｓの冷却水の水温に応じてヒータバルブ２４の開弁量が制御され、例えばヒータバルブ２４を閉鎖することで車室ヒータ６の冷却水の流れが遮断される。これにより、車室ヒータ６に供給される熱量を略皆無とし、油水熱交換器７に供給しうる熱量を最大限に確保することができる。

（第２の実施形態）
以下、本発明が適用される車両冷却システムの第２の実施形態を図面に従って説明する。図３は、本実施形態のシステム構成図である。尚、説明の便宜上、第１の実施形態と同一の部分については同一の符号を付して説明を省略し、第１の実施形態と異なる部分を中心に説明する。

本実施形態の車両冷却システム３１では、冷却回路３２においてバイパス流路（１７）を割愛するとともに、サーモスタット３３もバイパス流路に係る周辺構造（接続部、バイパスバルブなど）を割愛している。このサーモスタット３３が、排熱系流路１２及び本実施形態での利排熱系流路３４の下流側に設けられるのは第１の実施形態と同様である。

利排熱系流路３４は、車室ヒータ流路１３及び油水熱交換器流路１４（車室ヒータ６及び油水熱交換器７）の下流側において、第１の実施形態とは異なる熱量分配制御弁３５を備えている。図４に併せ示されるように、この熱量分配制御弁３５のハウジング４１には、一側方向（図４の上側から下側への方向）に伸びて更に当該方向と直交する側（図４の左側）に屈曲された第１の接続部としてのヒータ側導入口４１ａ及び第２の接続部としての熱交換器側導入口４１ｂが並設される態様で形成されている。熱量分配制御弁３５は、これらヒータ側導入口４１ａ及び熱交換器側導入口４１ｂにおいてそれぞれ車室ヒータ流路１３及び油水熱交換器流路１４と接続されている。また、熱量分配制御弁３５は、ハウジング４１の一側（図４の下側）に形成された接続部としての導出口４１ｃにおいてサーモスタット３３の導入口１６ｅ（図３参照）と接続されている。そして、これらヒータ側導入口４１ａ、熱交換器側導入口４１ｂ及び導出口４１ｃに囲まれる態様でハウジング４１の収容空間Ｓ１が形成されている。

ヒータ側導入口４１ａ内には、冷却水の流れを許容する態様で感温部材としてのワックスエレメント４２が設けられている。このワックスエレメント４２は、ヒータ側導入口４１ａを形成する内壁面を貫通してその一部をハウジング４１の外側に露出しており、当該露出部には発熱体４３が取着されている。この発熱体４３は、外部信号としての外部制御電圧によりその発熱量が制御されることでワックスエレメント４２を所要温度に加熱する。

ハウジング４１内には、一端がヒータ側導入口４１ａ及び熱交換器側導入口４１ｂを形成する各内壁面を貫通してワックスエレメント４２に固定され、熱交換器側導入口４１ｂに沿って軸線が延びるピストン４４が収容されている。このピストン４４の他端は、収容空間Ｓ１内に形成されたガイド壁部４１ｄにより軸線方向に移動可能に支持されている。そして、収容空間Ｓ１内においてその熱交換器側導入口４１ｂ側には、これと一体化された弁部としての熱交換器バルブ４５が設けられている。また、ハウジング４１内には、上記ガイド壁部４１ｄ及び熱交換器バルブ４５間に介装されて熱交換器側導入口４１ｂを閉鎖する側に同熱交換器バルブ４５を付勢する熱交換器メインスプリング４６が設けられている。

このような構成を有する熱量分配制御弁３５の動作について説明する。尚、ワックスエレメント４２は車室ヒータ流路１３に接続されたヒータ側導入口４１ａに配置されるため、熱交換器バルブ４５の開閉に関わらず車室ヒータ６の下流の冷却水の熱量（水温）に限定してこれを感知している。すなわち、本実施形態では、外乱等の影響が抑制された状態でより厳密に車室ヒータ６下流の冷却水の熱量（水温）が感知されている。そして、車室ヒータ６からの冷却水の温度が低いときには、基本的にワックスエレメント４２内のワックスの膨張が小さいため熱交換器バルブ４５は熱交換器メインスプリング４６の付勢力を有して熱交換器側導入口４１ｂを閉鎖する。

次に、車室ヒータ６からの冷却水の温度が上昇していくと、ワックスエレメント４２内のワックスが膨張することで、同ワックスエレメント４２はピストン４４を押し出し、熱交換器バルブ４５は熱交換器メインスプリング４６の付勢力に抗して徐々に熱交換器側導入口４１ｂを開放していく。従って、この熱交換器バルブ４５の開弁状態では、冷却水は熱交換器バルブ４５の開弁量により決定される分配比で車室ヒータ流路１３（車室ヒータ６）及び油水熱交換器流路１４（油水熱交換器７）を流れる。このときワックスエレメント４２によるピストン４４の移動量に応じた熱交換器バルブ４５の開弁量は、車室ヒータ流路１３（ヒータ側導入口４１ａ）を流れる冷却水の熱量が多いほど大きくなる。尚、車室ヒータ６からの冷却水の水温に応じた熱量分配制御弁３５（熱交換器バルブ４５）の開弁条件は、第１の実施形態と同様に車室ヒータ６の車室内への吹き出し量が最大設定されたときに暖気に必要な熱量が確保されるように設定されている。

従って、より厳密な冷却水の熱量（水温）感知のもと、エンジン２の冷間始動状態から、車室ヒータ６への熱量供給（暖気）が優先されるとともに、熱量供給に余裕があるときには熱交換器バルブ４５の開弁量に応じて油水熱交換器７にも併せて熱量供給（分配）される。このような熱量分配制御弁３５の動作により、車室ヒータ６及び油水熱交換器７に供給される熱量配分が最適化される。

また、車内外環境・車両条件に基づき、油水熱交換器７への熱量供給を優先させたい場合には、外部制御電圧により発熱体４３を制御することでワックスエレメント４２を加熱する。このとき、冷却水の温度に関わらずワックスエレメント４２内のワックスが膨張することで、上記と同様にして熱交換器側導入口４１ｂが開放されていく。これにより、油水熱交換器７を流れる冷却水が増量され、同油水熱交換器７への熱量分配が増加される。

以上詳述したように、本実施形態によれば、前記第１の実施形態における（１）〜（３）の効果に加えて以下に示す効果が得られるようになる。
（１）本実施形態では、ワックスエレメント４２を車室ヒータ６の下流（ヒータ側導入口４１ａ）に、油水熱交換器７とは独立で配置することで、基本的に車室ヒータ６を流れる冷却水の水温のみに依存する外乱の抑制された状態で車室ヒータ６及び油水熱交換器７への熱量分配を実現することができる。

（２）本実施形態では、外部制御電圧により制御され、ワックスエレメント４２を加熱する発熱体４３を備えている。従って、車両条件等により熱量供給を優先すべき熱交換器を車室ヒータ６から油水熱交換器７へと変える場合には、外部制御電圧により発熱体４３を制御してワックスエレメント４２を加熱し、冷却水自体の温度に関わらず油水熱交換器７への熱量分配を増加することができる。

例えば夏場の冷間始動時等のようにヒータ供給熱量要求が皆無若しくは少ない場合等には、油水熱交換器７への熱量分配を増加させることでＡＴＦの昇温を促進し、燃費向上が達成される。

（第３の実施形態）
以下、本発明が適用される車両冷却システムの第３の実施形態を図面に従って説明する。図５は、本実施形態のシステム構成図である。尚、説明の便宜上、第１及び第２の実施形態と同一の部分については同一の符号を付して説明を省略し、これら実施形態と異なる部分を中心に説明する。

本実施形態の車両冷却システム５１では、冷却回路５２においてエンジン出口２ｂの下流にバイパス流路５３が設けられるとともに、車室ヒータ流路１３、油水熱交換器流路１４（車室ヒータ６及び油水熱交換器７）及びバイパス流路５３の下流側に第１及び第２の実施形態とは異なる熱量分配制御弁５４が設けられている。尚、本実施形態のバイパス流路５３は、車室ヒータ流路１３及び油水熱交換器流路１４と同様に熱量分配制御弁５４を介して第２の実施形態と同様のサーモスタット３３と接続されている。換言すれば、本実施形態の利排熱系流路５５は、車室ヒータ流路１３及び油水熱交換器流路１４に併せてバイパス流路５３を有している。

図６に併せ示されるように、本実施形態の熱量分配制御弁５４は、そのハウジング６１の一側（図６の左側）に形成された第１の接続部としてのヒータ側導入口６１ａにおいて車室ヒータ流路１３と接続されている。また、この熱量分配制御弁５４のハウジング６１には、一側方向（図６の上側から下側への方向）に伸びて更に当該方向と直交する側（図６の左側）に屈曲された第２の接続部としての熱交換器側導入口６１ｂ及び第３の接続部としてのバイパス流路側導入口６１ｃが並設される態様で形成されている。熱量分配制御弁５４は、これら熱交換器側導入口６１ｂ及びバイパス流路側導入口６１ｃにおいてそれぞれ油水熱交換器流路１４及びバイパス流路５３と接続されている。また、熱量分配制御弁５４は、ハウジング６１の他側（図６の下側）に形成された接続部としての導出口６１ｄにおいてサーモスタット３３の導入口１６ｅ（図５参照）と接続されている。そして、これらヒータ側導入口６１ａ、熱交換器側導入口６１ｂ、バイパス流路側導入口６１ｃ及び導出口６１ｄに囲まれる態様でハウジング６１の収容空間Ｓ２が形成されている。

バイパス流路側導入口６１ｃ内には、冷却水の流れを許容する態様で感温部材としてのワックスエレメント６２が設けられている。このワックスエレメント６２は、バイパス流路側導入口６１ｃを形成する内壁面を貫通してその一部をハウジング６１の外側に露出しており、当該露出部には発熱体６３が取着されている。この発熱体６３は、外部制御電圧によりその発熱量が制御されることでワックスエレメント６２を所要温度に加熱する。

ハウジング６１内には、一端が熱交換器側導入口６１ｂ及びバイパス流路側導入口６１ｃを形成する各内壁面を貫通してワックスエレメント６２に固定され、熱交換器側導入口６１ｂに沿って軸線が延びるピストン６４が収容されている。このピストン６４の他端は、収容空間Ｓ２内に形成されたガイド壁部６１ｅにより軸線方向に移動可能に支持されている。そして、収容空間Ｓ２内においてその熱交換器側導入口６１ｂ側には、これと一体化された弁部としての熱交換器バルブ６５が設けられている。また、ハウジング６１内には、上記ガイド壁部６１ｅ及び熱交換器バルブ６５間に介装されて熱交換器側導入口６１ｂを閉鎖する側に同熱交換器バルブ６５を付勢する熱交換器メインスプリング６６が設けられている。

さらに、ピストン６４の他端において、ガイド壁部６１ｅを貫通したヒータ側導入口６１ａ側の先端部には、収容空間Ｓ２内においてピストン６４の軸線方向に対し相対移動可能なヒータバルブ６７が設けられている。そして、ハウジング６１内には、一端がピストン６４に固定されるとともに他端がヒータバルブ６７に固定されてヒータ側導入口６１ａ側に同ヒータバルブ６７を付勢するヒータバルブスプリング６８が設けられている。

このような構成を有する熱量分配制御弁５４の動作について説明する。尚、ワックスエレメント６２はバイパス流路５３に接続されたバイパス流路側導入口６１ｃに配置されるため、熱交換器バルブ６５（及びヒータバルブ６７）の開閉に関わらずバイパス流路５３（即ちエンジン出口２ｂ）の冷却水の熱量（水温）に限定してこれを感知している。すなわち、本実施形態では、外乱等の影響が抑制された状態でより厳密に冷却水の熱量（水温）が感知されている。そして、バイパス流路５３からの冷却水の温度が低いときには、基本的にワックスエレメント６２内のワックスの膨張が小さいため熱交換器バルブ６５は熱交換器メインスプリング６６の付勢力を有して熱交換器側導入口６１ｂを閉鎖する。

次に、エンジン出口２ｂからの冷却水の温度が上昇していくと、ワックスエレメント６２内のワックスが膨張することで、同ワックスエレメント６２はピストン６４を押し出し、熱交換器バルブ６５は熱交換器メインスプリング６６の付勢力に抗して徐々に熱交換器側導入口６１ｂを開放していく。従って、この熱交換器バルブ６５の開弁状態では、冷却水は熱交換器バルブ６５の開弁量及びヒータバルブ６７の開弁量により決定される分配比で車室ヒータ流路１３（車室ヒータ６）及び油水熱交換器流路１４（油水熱交換器７）を流れる。このときワックスエレメント６２によるピストン６４の移動量に応じた熱交換器バルブ６５の開弁量は、バイパス流路５３を流れる冷却水の熱量が多いほど大きくなる。尚、エンジン出口２ｂからの冷却水の水温に応じた熱量分配制御弁５４（熱交換器バルブ６５）の開弁条件は、第１の実施形態と同様に車室ヒータ６の車室内への吹き出し量が最大設定されたときに暖気に必要な熱量が確保されるように設定されている。

従って、より厳密な冷却水の熱量（水温）感知のもと、エンジン２の冷間始動状態から、車室ヒータ６への熱量供給（暖気）が優先されるとともに、熱量供給に余裕があるときには熱交換器バルブ６５の開弁量に応じて油水熱交換器７にも併せて熱量供給（分配）される。このような熱量分配制御弁５４の動作により、車室ヒータ６及び油水熱交換器７に供給される熱量配分が最適化される。

また、車外環境・車両条件に基づき、油水熱交換器７への熱量供給の必要性が生じた場合には、外部制御電圧により発熱体６３を制御することでワックスエレメント６２を加熱する。このとき、冷却水の温度に関わらずワックスエレメント６２内のワックスが膨張することで、上記と同様にして熱交換器側導入口６１ｂが開放されていく。これにより、油水熱交換器７を流れる冷却水が増量され、同油水熱交換器７への熱量分配が増加される。特に、熱交換器バルブ６５が略最大開口状態のとき、ヒータバルブ６７はヒータバルブスプリング６８の付勢力を有してヒータ側導入口６１ａの開口端に圧接され、その閉鎖によって車室ヒータ６への熱量供給を遮断しうるようになっている。

例えば夏場の冷間始動時等のようにヒータ供給熱量要求が皆無若しくは少ない場合等には、油水熱交換器７への熱量分配を増加させることでＡＴＦの昇温を促進し、燃費向上が達成される。

以上詳述したように、本実施形態によれば、前記第１の実施形態における（１）〜（３），（５）、前記第２の実施形態における（２）の効果に加えて以下に示す効果が得られるようになる。

（１）本実施形態では、ワックスエレメント６２を車室ヒータ６及び油水熱交換器７とは独立であるエンジン２の下流（バイパス流路側導入口６１ｃ）に配置することで、基本的にエンジン２の下流の冷却水の水温のみに依存する外乱の抑制された状態で車室ヒータ６及び油水熱交換器７への熱量分配を実現することができる。

（第４の実施形態）
以下、本発明が適用される車両冷却システムの第４の実施形態を図面に従って説明する。図７は、本実施形態のシステム構成図である。尚、説明の便宜上、第１〜第３の実施形態と同一の部分については同一の符号を付して説明を省略する。

本実施形態の車両冷却システムでは、第１の実施形態において車室ヒータ６に接続される車室ヒータ流路１３の下流の温度を独立で感温しうるように感温部材（ワックスエレメント）を配置したことが第１の実施形態と大きく異なる。すなわち、本実施形態の熱量分配制御弁７０が備えるハウジング７１には、前記車室ヒータ流路１３に接続されるヒータ側導入口７１ａと、ヒータ側導入口７１ａの下流側で分岐し互いに相反する側（図７の左側及び右側）に伸びて折り返された第１ヒータ側分岐路７１ｂ及び第２ヒータ側分岐路７１ｃとが設けられている。これらヒータ側導入口７１ａ、第１及び第２ヒータ側分岐路７１ｂ，７１ｃによって第１の接続部が構成されている。また、ハウジング７１には、第２ヒータ側分岐路７１ｃに並設される態様で、前記油水熱交換器流路１４に接続される第２の接続部としての熱交換器側導入口７１ｄが設けられている。また、熱量分配制御弁７０は、ハウジング７１の一側（図７の下側）に形成された接続部としての導出口７１ｅにおいてサーモスタット１６の導入口１６ｅ（図１参照）と接続されている。そして、これら第１ヒータ側分岐路７１ｂ、第２ヒータ側分岐路７１ｃ、熱交換器側導入口７１ｄ及び導出口７１ｅに囲まれる態様でハウジング７１の収容空間Ｓ３が形成されている。

第２ヒータ側分岐路７１ｃ内には、冷却水の流れを許容する態様で感温部材としてのワックスエレメント７２が設けられている。すなわち、ヒータ側導入口７１ａの下流側は、ワックスエレメント７２が配置される第２ヒータ側分岐路７１ｃと、同ワックスエレメント７２を迂回する第１ヒータ側分岐路７１ｂとに分岐している。このワックスエレメント７２は、第２ヒータ側分岐路７１ｃを形成する内壁面を貫通してその一部をハウジング７１の外側に露出しており、当該露出部には発熱体７３が取着されている。この発熱体７３は、外部制御電圧によりその発熱量が制御されることでワックスエレメント７２を所要温度に加熱する。

ハウジング７１内には、一端が熱交換器側導入口７１ｄ及び第２ヒータ側分岐路７１ｃを形成する各内壁面を貫通してワックスエレメント７２に固定され、熱交換器側導入口７１ｄに沿って軸線が延びるピストン７４が収容されている。このピストン７４の他端は、収容空間Ｓ３内に形成されたガイド壁部７１ｆにより軸線方向に移動可能に支持されている。そして、収容空間Ｓ３内においてピストン７４の熱交換器側導入口７１ｄ側には、これと一体化された弁部としての熱交換器バルブ７５が設けられている。また、ハウジング７１内には、上記ガイド壁部７１ｆ及び熱交換器バルブ７５間に介装されて熱交換器側導入口７１ｄを閉鎖する側に同熱交換器バルブ７５を付勢する熱交換器メインスプリング７６が設けられている。

さらに、ピストン７４の他端において、ガイド壁部７１ｆを貫通した第１ヒータ側分岐路７１ｂ側の先端部には、収容空間Ｓ３内においてピストン７４の軸線方向に対し相対移動可能な第２の弁部としてのヒータバルブ７７が設けられている。そして、ハウジング７１内には、一端がピストン７４に固定されるとともに他端がヒータバルブ７７に固定されて第１ヒータ側分岐路７１ｂ側に同ヒータバルブ７７を付勢するヒータバルブスプリング７８が設けられている。

このような構成を有する熱量分配制御弁７０の動作について説明する。尚、ワックスエレメント７２は車室ヒータ流路１３に接続された第１ヒータ側分岐路７１ｂとは独立した第２ヒータ側分岐路７１ｃに配置されるため、熱交換器バルブ７５（及びヒータバルブ７７）の開閉に関わらず車室ヒータ流路１３の下流側の冷却水の熱量（水温）に限定してこれを感知している。すなわち、本実施形態では、外乱等の影響が抑制された状態でより厳密に冷却水の熱量（水温）が感知されている。そして、車室ヒータ６からの冷却水の温度が低いときには、基本的にワックスエレメント７２内のワックスの膨張が小さいため熱交換器バルブ７５は熱交換器メインスプリング７６の付勢力を有して熱交換器側導入口７１ｄを閉鎖する。

次に、車室ヒータ６からの冷却水の温度が上昇していくと、ワックスエレメント７２内のワックスが膨張することで、同ワックスエレメント７２はピストン７４を押し出し、熱交換器バルブ７５は熱交換器メインスプリング７６の付勢力に抗して徐々に熱交換器側導入口７１ｄを開放していく。従って、この熱交換器バルブ７５の開弁状態では、冷却水は熱交換器バルブ７５の開弁量により決定される分配比で車室ヒータ流路１３（車室ヒータ６）及び油水熱交換器流路１４（油水熱交換器７）を流れる。このときワックスエレメント７２によるピストン７４の移動量に応じた熱交換器バルブ７５の開弁量は、第２ヒータ側分岐路７１ｃを流れる冷却水の熱量が多いほど大きくなる。尚、車室ヒータ６からの冷却水の水温に応じた熱量分配制御弁７０（熱交換器バルブ７５）の開弁条件は、第１の実施形態と同様に車室ヒータ６の車室内への吹き出し量が最大設定されたときに暖気に必要な熱量が確保されるように設定されている。

従って、より厳密な冷却水の熱量（水温）感知のもと、エンジン２の冷間始動状態から、車室ヒータ６への熱量供給（暖気）が優先されるとともに、熱量供給に余裕があるときには熱交換器バルブ７５の開弁量に応じて油水熱交換器７にも併せて熱量供給（分配）される。このような熱量分配制御弁７０の動作により、車室ヒータ６及び油水熱交換器７に供給される熱量配分が最適化される。

また、車外環境・車両条件に基づき、油水熱交換器７への熱量供給の必要性が生じた場合には、外部制御電圧により発熱体７３を制御することでワックスエレメント７２を加熱する。このとき、冷却水の温度に関わらずワックスエレメント７２内のワックスが膨張することで、上記と同様にして熱交換器側導入口７１ｄが開放されていく。これにより、油水熱交換器７を流れる冷却水が増量され、同油水熱交換器７への熱量分配が増加される。特に、熱交換器バルブ７５が略最大開口状態のとき、ヒータバルブ７７はヒータバルブスプリング７８の付勢力を有して第１ヒータ側分岐路７１ｂの開口端に圧接され、その閉鎖によって車室ヒータ６への熱量供給を第２ヒータ側分岐路７１ｃのみに制御し、すなわち大幅に低減できる。

例えば夏場の冷間始動時等のようにヒータ供給熱量要求が皆無若しくは少ない場合等には、油水熱交換器７への熱量分配を増加させることでＡＴＦの昇温を促進し、燃費向上が達成される。

以上詳述したように、本実施形態によれば、前記第１の実施形態における（１）〜（３）、前記第２の実施形態における（２）の効果に加えて以下に示す効果が得られるようになる。

（１）本実施形態では、ワックスエレメント７２を車室ヒータ６の下流（第２ヒータ側分岐路７１ｃ）に、油水熱交換器７とは独立で配置することで、基本的に車室ヒータ６を流れる冷却水の水温のみに依存する外乱の抑制された状態で車室ヒータ６及び油水熱交換器７への熱量分配を実現することができる。また、ワックスエレメント７２の上流側で、ワックスエレメント７２が配置される第２ヒータ側分岐路７１ｃと、ワックスエレメント７２を迂回する第１ヒータ側分岐路７１ｂとに分岐され、第１ヒータ側分岐路７１ｂの下流にワックスエレメント７２により駆動されるヒータバルブ７７が配置されている。従って、ワックスエレメント７２により感知される冷却水の水温に応じてヒータバルブ７７の開弁量が制御され、例えばヒータバルブ７７を閉鎖することで第１ヒータ側分岐路７１ｂにおける冷却水の流れが遮断される。この第１ヒータ側分岐路７１ｂの遮断によって車室ヒータ６に供給される熱量が最小限に抑制され、油水熱交換器７に供給しうる熱量を最大限に確保することができる。すなわち、これら車室ヒータ６及び油水熱交換器７間の流量分配比率を大きくすることができる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・熱量分配制御弁としては、図８に示した構成を採用してもよい。この熱量分配制御弁８０は、第１の実施形態と同様に車室ヒータ６に接続される車室ヒータ流路１３及び油水熱交換器７に接続される油水熱交換器流路１４の下流の温度を感温しうるように感温部材（ワックスエレメント）を配置している。ただし、サーモスタット１６に接続される下流側を分岐させたことが第１の実施形態と大きく異なる。すなわち、この熱量分配制御弁８０が備えるハウジング８１には、前記車室ヒータ流路１３に接続される第１の接続部としてのヒータ側導入口８１ａと、前記油水熱交換器流路１４に接続される第２の接続部としての熱交換器側導入口８１ｂ.とが設けられている。また、ハウジング８１には、下流側で分岐する第１流路としての第１分岐路８１ｃ及び第２流路としての第２分岐路８１ｄが設けられている。熱量分配制御弁８０は、これら第１分岐路８１ｃ及び第２分岐路８１ｄにおいてサーモスタット１６の導入口１６ｅ（図１参照）と接続されている。そして、これらヒータ側導入口８１ａ、熱交換器側導入口８１ｂ、第１分岐路８１ｃ及び第２分岐路８１ｄに囲まれる態様でハウジング８１の収容空間Ｓ４が形成されている。

第２分岐路８１ｄ内には、冷却水の流れを許容する態様で感温部材としてのワックスエレメント８２が設けられている。すなわち、ワックスエレメント８２の上流側は、ワックスエレメント８２が配置される第２分岐路８１ｄと、同ワックスエレメント８２を迂回する第１分岐路８１ｃとに分岐している。

ハウジング８１内には、一端が熱交換器側導入口８１ｂ及び第２分岐路８１ｄを形成する各内壁面を貫通してワックスエレメント８２に固定され、熱交換器側導入口８１ｂに沿って軸線が延びるピストン８３が収容されている。このピストン８３は、収容空間Ｓ４内において軸線方向に移動可能に支持されている。そして、収容空間Ｓ４内においてピストン８３の熱交換器側導入口８１ｂ側には、これと一体化された弁部としての熱交換器バルブ８４が設けられている。この熱交換器バルブ８４は、図示しない付勢部材により熱交換器側導入口８１ｂを閉鎖する側に付勢されている。

さらに、収容空間Ｓ４内においてピストン８３の第１分岐路８１ｃ側には、これと一体化された第２の弁部としてのバルブ８５が設けられている。
このような構成を有する熱量分配制御弁８０の動作について説明すると、車室ヒータ６からの冷却水の温度が低いときには、ワックスエレメント８２内のワックスの膨張が小さいため熱交換器バルブ８４は熱交換器側導入口８１ｂを閉鎖する。この熱交換器バルブ８４の閉弁状態では、冷却水は車室ヒータ流路１３（車室ヒータ６）を流れるため、ワックスエレメント８２は基本的に車室ヒータ６の下流の冷却水の熱量（水温）を感知している。またこのとき、バルブ８５は開弁状態にあり、同バルブ８５によって冷却水の流れが規制されることはない。

次に、車室ヒータ６からの冷却水の温度が上昇していくと、ワックスエレメント８２内のワックスが膨張することで、同ワックスエレメント８２はピストン８３を押し出し、熱交換器バルブ８４は徐々に熱交換器側導入口８１ｂを開放していく。従って、この熱交換器バルブ８４の開弁状態では、冷却水は熱交換器バルブ８４の開弁量により決定される分配比で車室ヒータ流路１３（車室ヒータ６）及び油水熱交換器流路１４（油水熱交換器７）を流れる。このため、ワックスエレメント８２は同分配比に応じて車室ヒータ６の下流と油水熱交換器７の下流との混合された冷却水の熱量（水温）を感知している。このときピストン８３の押し出し量に応じた熱交換器バルブ２５の開弁量は、上記混合された冷却水の熱量が多いほど大きくなる。

また、ワックスエレメント８２がピストン８３を押し出すことで、バルブ８５は徐々に第1分岐路８１ｃを閉鎖していく。このとき、冷却水はバルブ８５の開弁量（閉弁量）に応じた流量でサーモスタット１６へと流れる。ここでは、熱交換器バルブ８４が略最大開口状態となったときにバルブ８５が閉弁されるよう設定されている。このような流量制御は、利排熱系流路１５を流れる冷却水を最小限に抑制して排熱系流路１２（ラジエータ５）に優先的に冷却水を流すためである。尚、車室ヒータ６からの冷却水の水温に応じた熱量分配制御弁８０（熱交換器バルブ８４）の開弁条件は、第１の実施形態と同様に車室ヒータ６の車室内への吹き出し量が最大設定されたときに暖気に必要な熱量が確保されるように設定されている。

従って、エンジン２の冷間始動状態から、車室ヒータ６への熱量供給（暖気）が優先されるとともに、熱量供給に余裕があるときには熱交換器バルブ８４の開弁量に応じて油水熱交換器７にも併せて熱量供給（分配）される。このような熱量分配制御弁８０の動作により、車室ヒータ６及び油水熱交換器７に供給される熱量配分が最適化される。

・前記第１の実施形態において、図２に示すヒータバルブ２４及び熱交換器バルブ２５を各々の熱交換器下流の流路に独立配置してもよい。詳しくは、図９のシステム構成図に示すように車室ヒータ流路１３上に配置される熱量分配制御弁８６を採用してもよい。すなわち、この熱量分配制御弁８６は、上流側が車室ヒータ６と接続されており、下流側が油水熱交換器流路１４と合流してサーモスタット１６の導入口１６ｅと接続されている。そして、この熱量分配制御弁８６は、車室ヒータ６から流入する冷却水の流量を制御する弁部としてのヒータバルブ８６ａと、同ヒータバルブ８６ａの下流側において車室ヒータ６から流入する冷却水の水温を感知する感温部材としてのワックスエレメント８６ｂとを備えている。ヒータバルブ８６ａは、図示しない付勢部材にて車室ヒータ流路１３を開放する側に付勢されている。そして、ワックスエレメント８６ｂは、車室ヒータ６からの冷却水の温度が設定値以上において、同温度の上昇に伴いヒータバルブ８６ａを徐々に閉鎖していくようになっている。なお、熱量分配制御弁８６には、ヒータバルブ８６ａの上下流間を連通するオリフィス（図示略）が設けられており、これによりヒータバルブ８６ａの開閉の如何に関わらずワックスエレメント８６ｂによる上記冷却水の水温の感知が常時可能となっている。

また、図１０のシステム構成図に示すように油水熱交換器流路１４上に配置される熱量分配制御弁８７を採用してもよい。この場合、弁部としての熱交換器バルブ８７ａは、図示しない付勢部材にて油水熱交換器流路１４を閉鎖する側に付勢されている。そして、感温部材としてのワックスエレメント８７ｂは、油水熱交換器７からの冷却水の温度が設定値以上において、同温度の上昇に伴い熱交換器バルブ８７ａを徐々に開放していくようになっている。

・前記第１の実施形態において、バイパス流路１７及びその周辺構造を割愛してもよい。
・前記第２及び第３の実施形態において、第１の実施形態に準じたバイパス流路及びその周辺構造を追加してもよい。

・前記第２〜第４の実施形態においては、外部制御電圧により発熱体を制御してワックスエレメント４２，６２，７２を加熱する場合を説明した。これに対して、外部信号により吸熱体を制御してワックスエレメントを冷却するようにしてもよい。

・前記第２〜第４の実施形態において、車両条件等に応じて外部制御電圧を制御する場合について説明した。こうした外部制御電圧による制御態様の選択にあたっては、外気温、車室温設定値及び現在値、空調作動状態、車両走行条件（車速、エンジン負荷、駆動系負荷等）及び作動油温度・圧力等の各検出値を参照し、燃費、排気浄化性、車室内の快適性等を考慮すればよい。また、吸熱体の制御によりワックスエレメントを冷却する場合についても同様である。

・前記各実施形態においては、基本的に車室ヒータ６への熱量供給を優先する構成を採用したが、油水熱交換器７への熱量供給を優先する構成を採用してもよい。
・前記各実施形態においては、感温部材としてワックスエレメントを採用したが、例えばバイメタルや感温スプリング等を採用してもよい。

・前記各実施形態においては、第２の熱交換器としてＡＴＦとの熱交換を行う油水熱交換器７を採用したが、これに代えて、若しくはこれに加えて、例えば作動油としてエンジンオイルとの熱交換を行う油水熱交換器を採用してもよい。また、複数の油水熱交換器を備える場合には、上記に準じた弁機構を設けて感温部材により弁部を駆動し、その熱量分配を制御させるようにしてもよい。

・前記各実施形態においては、弁構造としてポペット弁構造を採用したが、これに代えてボール弁構造、バタフライ弁構造等を採用してもよい。

本発明が適用される第１の実施形態を示すシステム構成図。 同実施形態を示す模式図。 本発明が適用される第２の実施形態を示すシステム構成図。 同実施形態を示す模式図。 本発明が適用される第３の実施形態を示すシステム構成図。 同実施形態を示す模式図。 本発明が適用される第４の実施形態を示す模式図。 本発明が適用される別例を示す模式図。 本発明が適用される別例を示すシステム構成図。 本発明が適用される別例を示すシステム構成図。 従来例を示すシステム構成図。

符号の説明

１，３１，５１…車両冷却システム、２…熱源としてのエンジン、３，３２，５２…冷却回路、４…循環手段としてのウォータポンプ、６…第１の熱交換器を構成する車室ヒータ、７…第２の熱交換器を構成する油水熱交換器、１８，３５，５４，７０，８０，８６…熱量分配制御弁、２１ａ，４１ａ，６１ａ，８１ａ…第１の接続部としてのヒータ側導入口、２１ｂ，４１ｂ，６１ｂ，７１ｄ，８１ｂ…第２の接続部としての熱交換器側導入口、２１ｃ，４１ｃ，６１ｄ，７１ｅ…接続部としての導出口、２３，４２，６２，７２，８２，８６ｂ，８７ｂ…感温部材としてのワックスエレメント、２５，４５，６５，７５，８４，８７ａ…弁部としての熱交換器バルブ、４３，６３，７３…発熱体、６１ｃ…第３の接続部としてのバイパス流路側導入口、７１ａ…第１の接続部を構成するヒータ側導入口、７１ｂ…第１の接続部を構成する第２流路としての第１ヒータ側分岐路、７１ｃ…第１の接続部を構成する第１流路としての第２ヒータ側分岐路、７７…第２の弁部としてのヒータバルブ、８１ｃ…接続部を構成する第２流路としての第１分岐路、８１ｄ…接続部を構成する第１流路としての第２分岐路、８５…第２の弁部としてのバルブ、８６ａ…弁部としてのヒータバルブ。

Claims (9)

1. 熱源を冷却する冷媒が循環され、該冷媒と車両の所定箇所に供給する空気との間で熱交換するための第１の熱交換器及び該冷媒と作動油との間で熱交換するための第２の熱交換器を有する冷却回路と、該冷却回路に該冷媒を循環させる循環手段とを備える車両冷却システムの熱量分配制御弁であって、
   前記第１及び第２の熱交換器の少なくとも一方の下流に配置され、感温部材により駆動される弁部を備えたことを特徴とする熱量分配制御弁。
2. 請求項１に記載の熱量分配制御弁において、
   前記感温部材は、前記第１及び第２の熱交換器の少なくとも一方の下流に配置されたことを特徴とする熱量分配制御弁。
3. 請求項２に記載の熱量分配制御弁において、
   前記感温部材の上流側で、該感温部材が配置される第１流路と、該感温部材を迂回する第２流路とに分岐され、
   前記感温部材により駆動される第２の弁部を前記第２流路に備えたことを特徴とする熱量分配制御弁。
4. 請求項１に記載の熱量分配制御弁において、
   前記感温部材は、前記熱源の下流に配置されたことを特徴とする熱量分配制御弁。
5. 熱源を冷却する冷媒が循環される冷却回路に設けられて該冷媒と車両の所定箇所に供給する空気との間で熱交換する第１の熱交換器の下流と接続される第１の接続部と、
   前記冷却回路に設けられて該冷媒と作動油との間で熱交換する第２の熱交換器の下流と接続される第２の接続部と、
   前記冷却回路に該冷媒を循環させる循環手段の上流と接続される接続部と、
   前記第１及び第２の接続部の少なくとも一方の下流に配置され、感温部材により駆動される弁部と、を備えたことを特徴とする熱量分配制御弁。
6. 請求項５に記載の熱量分配制御弁において、
   前記感温部材は、前記第１及び第２の熱交換器の少なくとも一方の下流に配置されたことを特徴とする熱量分配制御弁。
7. 請求項６に記載の熱量分配制御弁において、
   前記感温部材の上流側で、該感温部材が配置される第１流路と、該感温部材を迂回する第２流路とに分岐され、
   前記感温部材により駆動される第２の弁部を前記第２流路に備えたことを特徴とする熱量分配制御弁。
8. 請求項５に記載の熱量分配制御弁において、
   前記熱源の下流と接続される第３の接続部を備え、
   前記感温部材は、前記第３の接続部に配置されたことを特徴とする熱量分配制御弁。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の熱量分配制御弁において、
   外部信号により制御され、前記感温部材を加熱する発熱体又は該感温部材を冷却する吸熱体を備えたことを特徴とする熱量分配制御弁。

Images