JP2016075262A - 排気熱回収システム - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンの暖機効率を向上させることが可能な排気熱回収システムを提供する。
【解決手段】この排気熱回収システム１００は、エンジン９１を冷却するエンジン冷却水通路Ａと、エンジン９１の排気熱を回収して冷却水に伝達する排気熱回収器１０を含む排気熱回収通路Ｂと、エンジン冷却水通路Ａに冷却水を流通させる第１ウォータポンプ２０と、排気熱回収通路Ｂに冷却水を流通させる第２ウォータポンプ３０と、冷却水の熱をエンジンオイルに伝達するオイルウォーマ４０と、排気熱回収通路Ｂに対してオイルウォーマ４０が接続された状態で、排気熱回収通路Ｂに対するエンジン冷却水通路Ａの接続と非接続とを切り替え可能な経路切替部６０と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、排気熱回収システムに関する。

従来、エンジンの排気熱を回収する排気熱回収器を備えた排気熱回収システムが知られている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１には、車両（自動車）に設けられたエンジンと、三方弁と、第１ウォータポンプと、ヒータコアと、排気熱回収器と、第２ウォータポンプとを流路により接続し、冷却水の循環経路を構成した排気熱回収システムが開示されている。上記特許文献１では、エンジンの作動中は、エンジン、ヒータコアおよび排気熱回収器が常時接続された状態で、第１および第２ウォータポンプにより冷却水が循環する。エンジン停止時に暖房要求があると、三方弁が流路を切り替えて、ヒータコアと排気熱回収器とが接続され、エンジンが非接続となる循環経路が構成される。

この特許文献１による排気熱回収システムでは、エンジン始動後の冷間時（暖機時）に、エンジン、ヒータコアおよび排気熱回収器に冷却水を循環させ、排気熱回収器によって回収した熱を冷却水を介してエンジンに伝達することによって、暖機を促進している。

特開２００８−２３０４２２号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された排気熱回収システムでは、エンジン始動後の冷間時（暖機時）において、排気熱回収器によって回収した熱をエンジンに伝達するために、冷却水がエンジン、ヒータコアおよび排気熱回収器を通過するようにしている。そのため、排気熱回収器によって回収した熱を冷却水を介してエンジンに伝達することができる一方、エンジンで発生した熱が冷却水の循環によって循環経路全体に拡散するため、最も暖機を促進したいエンジン内部の温度が上昇し難くなる。また、エンジンと排気熱回収器とを接続することにより、循環流路の経路長が大きくなって流通する冷却水量が増大するため、冷却水の温度が上昇し難くなる。以上から、従来、排気熱回収器を設けた場合でもエンジンの暖機効率が向上し難いという問題点がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、エンジンの暖機効率を向上させることが可能な排気熱回収システムを提供することである。

上記目的を達成するために、この発明の一の局面における排気熱回収システムは、エンジンを冷却するエンジン冷却水通路と、エンジンの排気熱を回収して冷却水に伝達する排気熱回収器を含む排気熱回収通路と、エンジン冷却水通路に冷却水を流通させる第１ウォータポンプと、排気熱回収通路に冷却水を流通させる第２ウォータポンプと、冷却水の熱をエンジンオイルに伝達するオイルウォーマと、排気熱回収通路に対してオイルウォーマが接続された状態で、排気熱回収通路に対するエンジン冷却水通路の接続と非接続とを切り替え可能な経路切替部と、を備える。

この発明の一の局面による排気熱回収システムでは、上記のように、冷却水の熱をエンジンオイルに伝達するオイルウォーマと、排気熱回収通路に対してオイルウォーマが接続された状態で、排気熱回収通路に対するエンジン冷却水通路の接続と非接続とを切り替え可能な経路切替部とを設ける。これにより、排気熱回収通路に対してオイルウォーマが接続された状態で、排気熱回収通路に対してエンジン冷却水通路を非接続とすることができる。この場合、排気熱回収通路では、排気熱回収器で回収された排気熱がオイルウォーマによりエンジンオイルに伝達され、暖められたエンジンオイルがエンジンに供給されることによって、回収された排気熱をエンジンに伝達させることができる。この結果、エンジン冷却水通路を排気熱回収通路に接続することなく、排気熱回収器で回収された排気熱をエンジンに伝達して暖機を促進することができる。そして、エンジンで発生した熱を排気熱回収通路まで拡散させずに済むので、エンジン内部の温度上昇を促進することができるとともに、エンジン側の循環流路（エンジン冷却水通路）を流れる冷却水量が増大することがないので、冷却水の温度を速やかに上昇させることができる。以上により、本発明によれば、エンジンの暖機効率を向上させることができる。

上記一の局面による排気熱回収システムにおいて、好ましくは、オイルウォーマは、排気熱回収通路に常時接続されている。このように構成すれば、経路切替部の切替動作とは無関係に、常時、排気熱回収器で回収された排気熱をオイルウォーマおよびエンジンオイルを介してエンジンに伝達することができる。これにより、エンジンの暖機効率を効果的に向上させることができる。

上記一の局面による排気熱回収システムにおいて、好ましくは、第１ウォータポンプおよび第２ウォータポンプは、エンジンの回転とは無関係に回転速度を変化可能な電動ウォータポンプからなる。このように構成すれば、エンジンの回転数とは無関係に、かつ、エンジン冷却水通路と排気熱回収通路とのそれぞれにおいて互いに独立して、冷却水の循環または停止を切り替えることができる。そのため、たとえばエンジン始動直後の冷間時（暖機時）には、排気熱回収通路側の冷却水を循環させて排気熱をエンジンオイルを介してエンジンに伝達しながら、エンジン冷却水通路側の冷却水を停止させてエンジンで発生した熱が拡散することを防ぐことができるようになる。これにより、エンジンの暖機効率をより一層向上させることができる。

この場合において、好ましくは、冷却水の熱を空気に伝達するヒータコアをさらに備え、経路切替部は、排気熱回収通路に対してヒータコアおよびエンジン冷却水通路が接続されずにオイルウォーマが接続された第１循環経路と、排気熱回収通路に対してエンジン冷却水通路が接続されずにオイルウォーマおよびヒータコアの両方が接続された第２循環経路とを、切り替え可能に構成されている。このように構成すれば、エンジンの暖機が完了する前に暖房要求があった場合に第２循環経路に切り替えれば、ヒータコアをエンジン冷却水通路から切り離した状態で排気熱回収通路によってヒータコアに熱供給を行うことができる。したがって、エンジン冷却水通路側の冷却水を停止させてエンジンの暖機を促進させた状態でも、排気熱回収通路側で暖房要求に対応することができるので、暖房要求の有無に対応しつつエンジンの暖機効率の向上を図ることができる。

上記経路切替部が第１循環経路と第２循環経路とを切り替え可能な構成において、好ましくは、経路切替部は、排気熱回収通路に対してオイルウォーマが接続され、エンジン冷却水通路に対してヒータコアが接続され、かつ、排気熱回収通路とエンジン冷却水通路とが互いに接続されずにそれぞれ独立して冷却水を循環させる第３循環経路に、切り替え可能に構成されている。このように構成すれば、エンジンの暖機がある程度進行した状態で暖房要求があった場合に、第３循環経路に切り替えることによって、エンジン冷却水通路側でのエンジンの暖機および暖房と、排気熱回収通路側でのエンジンオイルへの回収熱の伝達とを同時並行で行うことができる。ここで、排気熱回収器による排気熱回収通路側での回収熱量よりも、エンジンにおいて発生するエンジン冷却水通路側での発生熱量の方が大きくなるため、暖機運転がある程度進行すると、エンジンオイルの温度が冷却水の温度よりも低い状態となる。そこで、本発明によれば、発生熱量の大きいエンジン冷却水通路側で暖機と暖房との両方を行いつつ、発生熱量の小さい排気熱回収通路側ではエンジンオイルを温めて暖機を促進することができるので、エンジンの暖機効率の向上と暖房効率の向上との両立を図ることができる。

上記経路切替部が第１循環経路と第２循環経路とを切り替え可能な構成において、好ましくは、経路切替部は、排気熱回収通路に対して、オイルウォーマ、ヒータコアおよびエンジン冷却水通路が接続された第４循環経路に、切り替え可能に構成されている。このように構成すれば、冷却水の温度およびエンジンオイルの温度が十分に上昇してくる暖機運転の後期には、エンジンのみの局所的な昇温が不要となるので、第４循環経路に切り替えて排気熱回収通路とエンジン冷却水通路とを接続することによって、排気熱回収器、オイルウォーマ、ヒータコアおよびエンジンを共通の循環経路に接続することができる。その結果、循環経路全体に対して、エンジンから発生する熱と排気熱から回収される熱とを行き渡らせることができるので、エンジンの暖機と、エンジンオイルの昇温と、ヒータコアへの熱供給とを効率的に行うことができる。

なお、本出願では、上記一の局面による排気熱回収システムにおいて、以下のような構成も考えられる。

（付記項１）
すなわち、上記経路切替部が第１循環経路と第２循環経路とを切り替え可能な構成の排気熱回収システムにおいて、エンジン冷却水通路に対してエンジンと並列に接続されるラジエータと、エンジン冷却水通路とラジエータとの間に配置され、エンジン冷却水通路を流れる冷却水の温度が所定の開弁温度以上となる場合に開弁する弁部材とをさらに備え、冷却水の温度が開弁温度以上となる場合において、経路切替部は、排気熱回収通路に対して、ヒータコアを接続せずに、オイルウォーマ、エンジン冷却水通路およびラジエータが接続された第５循環経路と、排気熱回収通路に対して、オイルウォーマ、ヒータコア、エンジン冷却水通路およびラジエータが接続された第６循環経路とに、切替可能に構成されている。

（付記項２）
また、上記経路切替部が第３循環経路に切り替え可能な構成の排気熱回収システムにおいて、エンジン冷却水通路近傍の冷却水の温度を検出する第１温度検出部と、エンジンオイルの温度を検出する第２温度検出部とをさらに備え、経路切替部は、少なくともエンジン冷却水通路近傍の冷却水の温度が第１しきい値温度未満で、かつ、エンジンオイルの温度が第２しきい値温度未満の場合において、第１循環経路または第２循環経路に切り替えるように構成されている。

（付記項３）
また、上記第１温度検出部と第２温度検出部とを備える排気熱回収システムにおいて、経路切替部は、少なくともエンジン冷却水通路近傍の冷却水の温度が第１しきい値温度以上で、かつ、エンジンオイルの温度が第２しきい値温度未満の場合において、第３循環経路に切り替えるように構成されている。

本発明によれば、上記のように、エンジンの暖機効率を向上させることが可能な排気熱回収システムを提供することができる。

本発明の一実施形態による排気熱回収システムの全体構成を示したブロック図である。 本発明の一実施形態による排気熱回収システムが設けられる車両の構成を説明するための概略的なブロック図である。 本発明の一実施形態による排気熱回収システムの第１循環経路を説明するための図である。 本発明の一実施形態による排気熱回収システムの第２循環経路を説明するための図である。 本発明の一実施形態による排気熱回収システムの第３循環経路を説明するための図である。 本発明の一実施形態による排気熱回収システムの第４循環経路を説明するための図である。 本発明の一実施形態による排気熱回収システムの第５循環経路を説明するための図である。 本発明の一実施形態による排気熱回収システムの第６循環経路を説明するための図である。 本発明の一実施形態による排気熱回収システムの経路切替部の切替動作条件を説明するための図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

まず、図１および図２を参照して、本発明の一実施形態による排気熱回収システム１００の構成の概略について説明する。

本実施形態による排気熱回収システム１００は、図１に示すように、エンジン９１を備えた自動車などの車両９０に設けられている。排気熱回収システム１００は、エンジン９１を冷却するための冷却水（クーラント）を循環させ、エンジン９１の暖機または冷却を行うエンジン冷却装置として機能するとともに、排気熱回収器１０によりエンジン排気から熱を回収する排気熱回収装置として機能するシステムである。排気熱回収システム１００は、車両９０に設けられた制御部９２（Ｅｎｇｉｎｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ；ＥＣＵ）により制御されるように構成されている。

排気熱回収システム１００は、エンジン９１を冷却するための冷却水が循環可能なように構成されており、エンジン９１を冷却するエンジン冷却水通路Ａと、排気熱回収通路Ｂとを含む。排気熱回収通路Ｂには、エンジン９１の排気熱を回収して冷却水に伝達する排気熱回収器１０が設けられている。排気熱回収通路Ｂは、排気熱回収器１０に冷却水を流通させる通路である。エンジン冷却水通路Ａと排気熱回収通路Ｂとは、後述する経路切替部６０の接続切替によって、接続状態（冷却水の経路）が変化するように構成されている。

エンジン９１には、図示しない冷却水流路が設けられており、冷却水流路の入口および出口がそれぞれエンジン冷却水通路Ａに接続されている。また、図２に示すように、車両９０には、エンジン９１に接続されたエンジンオイルのオイル循環通路９３と、エンジン９１に接続された排気通路９４とが設けられている。オイル循環通路９３は、エンジン９１内のオイル流路と後述するオイルウォーマ４０とを接続している。オイル循環通路９３では、オイルポンプ９３ａによってエンジン９１の摺動部位などに供給されるエンジンオイルの一部が、エンジン９１とオイルウォーマ４０との間で循環する。排気通路９４では、エンジン９１の排気が排出ガス浄化装置９４ａおよび排気熱回収器１０を通過して、車両９０の外部に放出される。

以下、本実施形態による排気熱回収システム１００の構成について詳細に説明する。

排気熱回収システム１００は、図１に示すように、排気熱回収器１０と、第１ウォータポンプ（以下、第１ＷＰという）２０と、第２ウォータポンプ（以下、第２ＷＰという）３０と、オイルウォーマ４０と、ヒータコア５０と、経路切替部６０と、ラジエータ７０とを備えている。また、排気熱回収システム１００は、これらの各部を接続して冷却水（クーラント）を流通させる配管部８０を備えている。エンジン冷却水通路Ａおよび排気熱回収通路Ｂは、構造上は配管部８０の一部である。

排気熱回収器１０は、熱交換器であり、冷却水とエンジン９１から排出された高温の排気との間で熱交換を行うことにより、エンジン９１の排気熱を回収するように構成されている。

第１ＷＰ２０は、エンジン冷却水通路Ａに冷却水を流通させるように構成されている。第２ＷＰ３０は、排気熱回収通路Ｂに冷却水を流通させるように構成されている。第１ＷＰ２０および第２ＷＰ３０は、共に、エンジン９１の回転とは無関係に回転速度を変化可能な電動ウォータポンプからなり、バッテリ（図示せず）などからの電力供給によって動作する。第１ＷＰ２０および第２ＷＰ３０は、制御部９２に電気的に接続されている。制御部９２により、エンジン９１の回転とは無関係に第１ＷＰ２０と第２ＷＰ３０との作動および停止の制御（オンオフ制御）と、駆動制御（吐出量制御）とが行われる。第１ＷＰ２０および第２ＷＰ３０は、互いに独立して動作可能である。

オイルウォーマ４０は、熱交換器であり、冷却水とエンジンオイルとの間で熱交換を行うように構成されている。これにより、オイルウォーマ４０は、冷却水の熱をエンジンオイルに伝達するように構成されている。オイルウォーマ４０によって冷却水と熱交換をしたエンジンオイルは、図２に示したオイル循環通路９３を介して再度エンジン９１に供給される。本実施形態では、オイルウォーマ４０は、排気熱回収通路Ｂに常時接続されている。

ヒータコア５０は、熱交換器であり、ヒータコア５０を流通する空気と冷却水との間で熱交換を行い、冷却水の熱を空気に伝達するように構成されている。ヒータコア５０は車両９０の空調設備（ＨＶＡＣ）の一部を構成している。ヒータコア５０により暖められた空気を図示しないファンによって車室内に供給されることによって、車両９０の暖房が行われる。車両９０の暖房は、ユーザによる暖房要求の入力（エアコン操作）に基づいて、制御部９２によって制御される。

経路切替部６０は、複数（４つ）の切替弁６１〜６４を含み、これらの切替弁６１〜６４の接続切替によって、エンジン冷却水通路Ａと排気熱回収通路Ｂとの接続状態を切り替える機能を有する。複数の切替弁６１〜６４は、いずれも三方弁からなり、３つのポートのいずれかを遮断するとともに他の２つのポートを接続させることにより、流路切替を行うように構成されている。経路切替部６０を構成する各切替弁６１〜６４は、電磁弁やロータリーバルブなどからなり、アクチュエータ駆動により流路切替を行う。なお、三方弁からなる切替弁６１〜６４は、少なくとも３つのポートのいずれかを遮断するとともに他の２つのポートを接続させる機能を有していればよく、さらに３つのポートの全てを接続したり、３つのポート全てを遮断したりできる三方弁であってもよい。

経路切替部の制御（すなわち、各切替弁６１〜６４の制御）は、制御部９２により行われる。本実施形態では、経路切替部６０は、各切替弁６１〜６４の流路切替によって、排気熱回収通路Ｂに対してオイルウォーマ４０が接続された状態で、排気熱回収通路Ｂに対するエンジン冷却水通路Ａの接続と非接続とを切り替え可能に構成されている。

なお、排気熱回収システム１００は、エンジン冷却水通路Ａ近傍の冷却水の温度Ｔｗ１を検出する第１温度検出部８１と、エンジンオイルの温度Ｔｏを検出する第２温度検出部８２と、排気熱回収通路Ｂ近傍の冷却水の温度Ｔｗ２を検出する第３温度検出部８３とを備えている。第１温度検出部８１はエンジン９１の出口側に配置された水温センサである。なお、第１温度検出部８１はエンジン９１の内部に設けられていてもよい。第２温度検出部８２は、エンジンオイルの循環経路の所定箇所に設けられた油温センサである。第２温度検出部８２も、エンジン９１の内部（オイルパンなど）または外部（オイル循環通路９３など）に設けられていてよい。第３温度検出部８３は、排気熱回収器１０の出口側に配置された水温センサである。制御部９２は、第１温度検出部８１、第２温度検出部８２および第３温度検出部８３とそれぞれ接続されており、冷却水の温度Ｔｗ１、Ｔｗ２およびエンジンオイルの温度Ｔｏを取得する。経路切替部６０の切替制御は、これらの冷却水の温度Ｔｗ１、Ｔｗ２およびエンジンオイルの温度Ｔｏや、ユーザによる暖房要求の有無に基づいて行われる。

ラジエータ７０は、車両９０の外部から取り込まれた外気により冷却水を冷やす機能を有する。ラジエータ７０は、エンジン冷却水通路Ａに対してエンジン９１と並列に接続されている。エンジン冷却水通路Ａとラジエータ７０との間には、サーモスタット弁７１が配置されている。サーモスタット弁７１は、三方弁であり、エンジン９１と第１ＷＰ２０とを常時接続すると共に、第１ＷＰ２０からラジエータ７０への流路の開閉を切替可能に構成されている。サーモスタット弁７１は、エンジン冷却水通路Ａを流れる冷却水の温度Ｔｗ１が所定の開弁温度Ｔｈ以上となる場合に開弁するように構成されており、開弁状態では、第１ＷＰ２０からの冷却水がエンジン９１とラジエータ７０との両方に流れる。サーモスタット弁７１は、冷却水の温度Ｔｗ１が開弁温度Ｔｈ未満となる場合に閉弁するように構成されており、閉弁状態では、第１ＷＰ２０からの冷却水がエンジン９１に流れる一方、ラジエータ７０への流れが遮断される。なお、サーモスタット弁７１は、本発明の「弁部材」の一例である。

次に、排気熱回収システム１００の各部間の接続関係について説明する。

エンジン９１は、エンジン冷却水通路Ａによって、入口側が第１ＷＰ２０に接続されるとともに、出口側が切替弁６１に接続されている。第１ＷＰ２０は、吸込側が分岐流路を介して切替弁６２と切替弁６３とに並列的に接続されている。第１ＷＰ２０とエンジン９１との間では、サーモスタット弁７１を介してラジエータ７０が並列的に接続されている。ラジエータ７０の出口側はエンジン冷却水通路Ａと合流し、切替弁６１に接続している。

排気熱回収器１０は、排気熱回収通路Ｂによって、入口側が第２ＷＰ３０および切替弁６１にそれぞれ接続され、出口側が切替弁６４に接続されている。第２ＷＰ３０の吸込側は切替弁６２に接続されており、吐出側が排気熱回収器１０（排気熱回収通路Ｂ）および切替弁６１に並列的に接続されている。オイルウォーマ４０は、入口側が切替弁６３および切替弁６４に並列的に接続されているとともに、出口側が切替弁６２に接続されている。

また、ヒータコア５０は、一方側が切替弁６１および切替弁６４に並列的に接続されているとともに、他方側が切替弁６３に接続されている。ヒータコア５０は、切替弁６１、切替弁６３および切替弁６４の接続切り替えによって、エンジン冷却水通路Ａおよび排気熱回収通路Ｂのいずれか一方のみ、または、エンジン冷却水通路Ａおよび排気熱回収通路Ｂの両方と接続することが可能である。

なお、切替弁について見ると、切替弁６１は、排気熱回収器１０および第２ＷＰ３０に接続されたポートと、ヒータコア５０に接続されたポートと、エンジン９１およびラジエータ７０に接続されたポートとを備える。切替弁６２は、第２ＷＰ３０に接続されたポートと、オイルウォーマ４０に接続されたポートと、第１ＷＰ２０および切替弁６３に接続されたポートとを備える。切替弁６３は、オイルウォーマ４０および切替弁６４に接続されたポートと、ヒータコア５０に接続されたポートと、第１ＷＰ２０および切替弁６２に接続されたポートとを備える。切替弁６４は、排気熱回収器１０に接続されたポートと、ヒータコア５０および切替弁６１に接続されたポートと、オイルウォーマ４０および切替弁６３に接続されたポートとを備える。以下の説明では、各切替弁のいずれかのポートを遮断して、他の２つのポート間を接続させる場合に、遮断するポートの接続先を示して説明する（たとえば、切替弁６４のヒータコア５０側のポートを遮断する、など）。

以上のような構成により、経路切替部６０は、第１循環経路Ｃ１〜第６循環経路Ｃ６の６パターンの循環経路を構成することが可能である。以下、図３〜図８を参照して、各循環経路について説明する。なお、図３〜図８において、冷却水が流通する流路を実線（太線）で示し、冷却水が流通しない（冷却水が停止する）流路を破線で示している。

（第１循環経路Ｃ１）
図３に示す第１循環経路Ｃ１は、排気熱回収通路Ｂに対してヒータコア５０およびエンジン冷却水通路Ａが接続されずにオイルウォーマ４０が接続された循環経路である。経路切替部６０は、切替弁６１の排気熱回収器１０側、切替弁６２の第１ＷＰ２０側、切替弁６３のオイルウォーマ４０側、および、切替弁６４のヒータコア５０側の各ポートを、それぞれ遮断する。これにより、第１循環経路Ｃ１において、第２ＷＰ３０から送り出された冷却水は、排気熱回収通路Ｂの排気熱回収器１０、切替弁６４、オイルウォーマ４０および切替弁６２を通過して第２ＷＰ３０に戻る。したがって、エンジン冷却水通路Ａは、第１循環経路Ｃ１（排気熱回収通路Ｂ）に対して非接続となる。この際、制御部９２は、第２ＷＰ３０を作動させる一方、第１ＷＰ２０を停止させることにより、第１循環経路Ｃ１でのみ冷却水を循環させ、エンジン冷却水通路Ａ側では冷却水の流通を停止させる。また、この場合、ヒータコア５０にも冷却水が供給されないので、暖房は停止する。

（第２循環経路Ｃ２）
図４に示す第２循環経路Ｃ２は、排気熱回収通路Ｂに対してエンジン冷却水通路Ａが接続されずにオイルウォーマ４０およびヒータコア５０の両方が接続された循環経路である。経路切替部６０は、切替弁６１の排気熱回収器１０側、切替弁６２の第１ＷＰ２０側、切替弁６３の第１ＷＰ２０側、および、切替弁６４のオイルウォーマ４０側の各ポートを、それぞれ遮断する。これにより、第２循環経路Ｃ２において、第２ＷＰ３０から送り出された冷却水は、排気熱回収通路Ｂの排気熱回収器１０、切替弁６４、ヒータコア５０、切替弁６３、オイルウォーマ４０および切替弁６２を通過して第２ＷＰ３０に戻る。エンジン冷却水通路Ａは、第２循環経路Ｃ２（排気熱回収通路Ｂ）に対して非接続となる。制御部９２は、第２ＷＰ３０を作動させる一方、第１ＷＰ２０を停止させることにより、第２循環経路Ｃ２でのみ冷却水を循環させ、エンジン冷却水通路Ａ側では冷却水の流通を停止させる。この場合、ヒータコア５０に冷却水が供給され、排気熱回収器１０によって回収された排気熱により暖房が動作する。

なお、第２循環経路Ｃ２では、切替弁６１のヒータコア５０側のポートとエンジン９１側のポートとが接続されるが、切替弁６１以降のエンジン９１側の経路で循環経路が形成されないため、切替弁６４を通過した冷却水は切替弁６１側には流れずにヒータコア５０側にのみ流れる。以降の各循環経路でも同様であり、切替弁や流路の分岐箇所において、循環経路が形成されない経路（行き止まりになる経路）は、冷却水で満たされた状態となるため冷却水が流通することはない。

（第３循環経路Ｃ３）
図５に示す第３循環経路Ｃ３は、排気熱回収通路Ｂに対してオイルウォーマ４０が接続され、エンジン冷却水通路Ａに対してヒータコア５０が接続され、かつ、排気熱回収通路Ｂとエンジン冷却水通路Ａとが互いに接続されずにそれぞれ独立して冷却水を循環させる循環経路である。経路切替部６０は、切替弁６１の排気熱回収器１０側、切替弁６２の第１ＷＰ２０側、切替弁６３のオイルウォーマ４０側、および、切替弁６４のヒータコア５０側の各ポートを、それぞれ遮断する。これにより、第３循環経路Ｃ３は、エンジン冷却水通路Ａを含む循環経路部分Ｃ３ａと、排気熱回収通路Ｂを含む循環経路部分Ｃ３ｂとを、別個に有している。循環経路部分Ｃ３ｂにおいて、第２ＷＰ３０から送り出された冷却水は、排気熱回収通路Ｂの排気熱回収器１０、切替弁６４、オイルウォーマ４０および切替弁６２を通過して第２ＷＰ３０に戻る。そして、循環経路部分Ｃ３ａにおいて、第１ＷＰ２０から送り出された冷却水は、エンジン冷却水通路Ａのエンジン９１、切替弁６１、ヒータコア５０および切替弁６３を通過して第１ＷＰ２０に戻る。このように、排気熱回収通路Ｂとエンジン冷却水通路Ａとは、それぞれ、互いに独立した循環経路の一部となる。制御部９２は、第１ＷＰ２０と第２ＷＰ３０との両方を作動させることにより、循環経路部分Ｃ３ａと、循環経路部分Ｃ３ｂとでそれぞれ冷却水を循環させる。この場合、循環経路部分Ｃ３ａにおいてヒータコア５０に冷却水が供給されるので、エンジン９１から発生する熱によって暖房が動作する。

（第４循環経路Ｃ４）
図６に示す第４循環経路Ｃ４は、排気熱回収通路Ｂに対して、オイルウォーマ４０、ヒータコア５０およびエンジン冷却水通路Ａが接続された循環経路である。経路切替部６０は、切替弁６１のヒータコア５０側、切替弁６２の第２ＷＰ３０側、切替弁６３の第１ＷＰ２０側、および、切替弁６４のオイルウォーマ４０側の各ポートを、それぞれ遮断する。これにより、第４循環経路Ｃ４において、第１ＷＰ２０から送り出された冷却水は、エンジン冷却水通路Ａのエンジン９１、切替弁６１、排気熱回収通路Ｂの排気熱回収器１０、切替弁６４、ヒータコア５０、切替弁６３、オイルウォーマ４０および切替弁６２を通過して第１ＷＰ２０に戻る。制御部９２は、第１ＷＰ２０を作動させる一方、第２ＷＰ３０を停止させることにより、第４循環経路Ｃ４で冷却水を循環させ、排気熱回収通路Ｂおよびエンジン冷却水通路Ａに冷却水を流通させる。この場合、第４循環経路Ｃ４の冷却水には、エンジン９１で発生した熱と排気熱回収器１０によって回収された排気熱との両方が供給され、これらの熱がヒータコア５０に供給されることにより暖房が動作する。

（第５循環経路Ｃ５）
図７に示す第５循環経路Ｃ５は、冷却水の温度Ｔｗ１が開弁温度Ｔｈ以上となる場合において、排気熱回収通路Ｂに対して、ヒータコア５０が接続されずに、オイルウォーマ４０、エンジン冷却水通路Ａおよびラジエータ７０が接続された循環経路である。経路切替部６０は、切替弁６１のヒータコア５０側、切替弁６２の第２ＷＰ３０側、切替弁６３のオイルウォーマ４０側、および、切替弁６４のヒータコア５０側の各ポートを、それぞれ遮断する。また、冷却水の温度Ｔｗ１が開弁温度Ｔｈ以上となることにより、サーモスタット弁７１が開弁して、ラジエータ７０がエンジン冷却水通路Ａに並列的に接続される。これにより、第５循環経路Ｃ５において、第１ＷＰ２０から送り出された冷却水は、エンジン冷却水通路Ａのエンジン９１およびラジエータ７０、切替弁６１、排気熱回収通路Ｂの排気熱回収器１０、切替弁６４、オイルウォーマ４０および切替弁６２を通過して第１ＷＰ２０に戻る。制御部９２は、第１ＷＰ２０を作動させる一方、第２ＷＰ３０を停止させることにより、第５循環経路Ｃ５で冷却水を循環させ、排気熱回収通路Ｂおよびエンジン冷却水通路Ａに冷却水を流通させる。第５循環経路Ｃ５では、エンジン９１で発生した熱と排気熱回収器１０によって回収された排気熱との両方が冷却水に供給され、これらの熱の余剰分がラジエータ７０によって放熱（冷却）されることにより冷却水の温度が維持される。

なお、切替弁６３の第１ＷＰ２０側のポートを遮断した場合でも同様の循環経路となるため、第５循環経路Ｃ５に切り替える場合、切替弁６３については第１ＷＰ２０側またはオイルウォーマ４０側のいずれかのポートが遮断されればよい。

（第６循環経路Ｃ６）
図８に示す第６循環経路Ｃ６は、冷却水の温度Ｔｗ１が開弁温度Ｔｈ以上となる場合において、排気熱回収通路Ｂに対して、オイルウォーマ４０、ヒータコア５０、エンジン冷却水通路Ａおよびラジエータ７０が接続された循環経路である。経路切替部６０は、切替弁６１のヒータコア５０側、切替弁６２の第２ＷＰ３０側、切替弁６３の第１ＷＰ２０側、および、切替弁６４のオイルウォーマ４０側の各ポートを、それぞれ遮断する。また、冷却水の温度Ｔｗ１が開弁温度Ｔｈ以上となるため、サーモスタット弁７１が開弁して、ラジエータ７０がエンジン冷却水通路Ａに並列的に接続される。これにより、第６循環経路Ｃ６において、第１ＷＰ２０から送り出された冷却水は、エンジン冷却水通路Ａのエンジン９１およびラジエータ７０、切替弁６１、排気熱回収通路Ｂの排気熱回収器１０、切替弁６４、ヒータコア５０、オイルウォーマ４０および切替弁６２を通過して第１ＷＰ２０に戻る。制御部９２は、第１ＷＰ２０を作動させる一方、第２ＷＰ３０を停止させることにより、第６循環経路Ｃ６で冷却水を循環させ、排気熱回収通路Ｂおよびエンジン冷却水通路Ａに冷却水を流通させる。第６循環経路Ｃ６では、エンジン９１で発生した熱と排気熱回収器１０によって回収された排気熱との両方が冷却水に供給される。そして、これらの熱がヒータコア５０に供給されて暖房に供されるとともに、ラジエータ７０によって余剰熱が放熱（冷却）されることにより冷却水の温度が維持される。

以上のようにして、経路切替部６０が第１循環経路Ｃ１〜第６循環経路Ｃ６を切り替える。図３〜図８に示した通り、第１循環経路Ｃ１〜第６循環経路Ｃ６のいずれの場合でもオイルウォーマ４０が排気熱回収通路Ｂと接続されており、本実施形態では、オイルウォーマ４０が排気熱回収通路Ｂに常時接続されている。

次に、経路切替部６０により第１循環経路Ｃ１〜第６循環経路Ｃ６を切り替えるための切替条件について説明する。

まず、図３に示す第１循環経路Ｃ１および図４に示す第２循環経路Ｃ２は、エンジン冷却水通路Ａの冷却水の温度Ｔｗ１やエンジンオイルの温度Ｔｏが低い暖機初期の冷間時に切り替えられる。本実施形態では、経路切替部６０は、少なくともエンジン冷却水通路Ａ近傍の冷却水の温度Ｔｗ１が第１しきい値温度Ｔ１未満で、かつ、エンジンオイルの温度Ｔｏが第２しきい値温度Ｔ２未満の場合において、第１循環経路Ｃ１または第２循環経路Ｃ２に切り替えるように構成されている。すなわち、制御部９２が第１温度検出部８１の検出温度（Ｔｗ１）と第２温度検出部８２の検出温度（Ｔｏ）とを監視し、Ｔｗ１＜Ｔ１かつＴｏ＜Ｔ２となる場合に、経路切替部６０を制御して第１循環経路Ｃ１または第２循環経路Ｃ２に切り替える。また、この条件を満たした場合、経路切替部６０は、暖房要求があり、かつ、排気熱回収通路Ｂ近傍の冷却水の温度Ｔｗ２が第３しきい値温度Ｔ３以上（Ｔｗ２≧Ｔ３）となる場合に、第１循環経路Ｃ１から第２循環経路Ｃ２に切り替えるように制御される。

暖房要求があり、かつ、排気熱回収通路Ｂ近傍の冷却水の温度Ｔｗ２が第３しきい値温度Ｔ３以上（Ｔｗ２≧Ｔ３）となる場合に、第１循環経路Ｃ１から第２循環経路Ｃ２に切り替えるのは、第２循環経路Ｃ２に切り替えた場合の冷却水の温度Ｔｗ２が低い状態では、排気熱回収通路Ｂの冷却水の温度Ｔｗ２の温度上昇を優先するためである。すなわち、冷却水の温度Ｔｗ２が低い状態では、ヒータコア５０に十分な熱を供給することができず、第２循環経路Ｃ２に切り替えても暖房効率が低くなる場合がある。また、第２循環経路Ｃ２に切り替えた場合、ヒータコア５０を通過する分だけ第１循環経路Ｃ１よりも経路長が大きくなり、循環経路を流通する冷却水量が増大して冷却水の温度Ｔｗ２が上昇し難くなる。そのため、暖房要求があっても、温度Ｔｗ２がＴｗ２≧Ｔ３となるまでは第１循環経路Ｃ１の状態を維持することにより、速やかな水温上昇が可能となる。

図５に示す第３循環経路Ｃ３について、本実施形態では、経路切替部６０は、少なくともエンジン冷却水通路Ａ近傍の冷却水の温度Ｔｗ１が第１しきい値温度Ｔ１以上で、かつ、エンジンオイルの温度Ｔｏが第２しきい値温度Ｔ２未満の場合において、第３循環経路Ｃ３に切り替えるように構成されている。すなわち、第３循環経路Ｃ３は、エンジン冷却水通路Ａの冷却水の温度Ｔｗ１がある程度暖まってきた一方、エンジンオイルの温度Ｔｏがまだ低く、冷却水の温度Ｔｗ１とエンジンオイルの温度Ｔｏとにアンバランスが生じている暖機中期に切り替えられる。すなわち、Ｔ１≦Ｔｗ１＜ＴｈかつＴｏ＜Ｔ２となる場合に、制御部９２が経路切替部６０を制御して第３循環経路Ｃ３に切り替える。なお、冷却水の温度Ｔｗ１が開弁温度Ｔｈ以上となる場合にはサーモスタット弁７１が開弁するので、第３循環経路Ｃ３に切り替える場合の上限温度が開弁温度Ｔｈとなる。

図６に示す第４循環経路Ｃ４は、冷却水の温度Ｔｗ１とエンジンオイルの温度Ｔｏとのアンバランスが解消され、エンジン冷却水通路Ａの冷却水の温度Ｔｗ１およびエンジンオイルの温度Ｔｏがそれぞれしきい値温度以上となる暖機後期に切り替えられる。本実施形態では、経路切替部６０は、エンジン冷却水通路Ａ近傍の冷却水の温度Ｔｗ１が第１しきい値温度Ｔ１以上で、かつ、エンジンオイルの温度Ｔｏが第２しきい値温度Ｔ２以上の場合において、第４循環経路Ｃ４に切り替えるように構成されている。すなわち、Ｔ１≦Ｔｗ１＜ＴｈかつＴｏ≧Ｔ２となる場合に、制御部９２が経路切替部６０を制御して第４循環経路Ｃ４に切り替える。第４循環経路Ｃ４における冷却水の温度Ｔｗ１の上限温度は、第３循環経路Ｃ３と同じくサーモスタット弁７１の開弁温度Ｔｈである。

図７に示す第５循環経路Ｃ５および図８に示す第６循環経路Ｃ６は、いずれも、エンジン冷却水通路Ａの冷却水の温度Ｔｗ１がサーモスタット弁７１の開弁温度Ｔｈ以上となる暖機完了後に切り替えられる。経路切替部６０は、エンジン冷却水通路Ａ近傍の冷却水の温度Ｔｗ１が開弁温度Ｔｈ以上（Ｔｈ＞Ｔ１）の場合において、暖房要求がない場合には第５循環経路Ｃ５に切り替え、暖房要求がある場合には第６循環経路Ｃ６に切り替えるように構成されている。すなわち、Ｔｗ１≧Ｔｈで、かつ、暖房要求がない場合、制御部９２が経路切替部６０を制御して第５循環経路Ｃ５に切り替える。そして、Ｔｗ１≧Ｔｈで、かつ、暖房要求がある場合、制御部９２が経路切替部６０を制御して第６循環経路Ｃ６に切り替える。

以上を総合すると、図９に示す循環経路の切替動作条件に従って、排気熱回収システム１００が動作する。制御部９２（図１参照）は、エンジン冷却水通路Ａ近傍の冷却水の温度Ｔｗ１（以下、エンジン水温Ｔｗ１という）を第１温度検出部８１から取得し、エンジンオイルの温度Ｔｏ（以下、オイル油温Ｔｏという）を第２温度検出部８２から取得し、排気熱回収通路Ｂ近傍の冷却水の温度Ｔｗ２（以下、回収器水温Ｔｗ２という）を第３温度検出部８３から取得し、これらの各温度と、暖房要求の有無とに基づいて、経路切替部６０を制御する。また、制御部９２は、経路切替部６０による第１循環経路Ｃ１〜第６循環経路Ｃ６の切替制御と並行して、第１ＷＰ２０および第２ＷＰ３０のそれぞれについてのオンオフ制御および吐出量制御を行う。以下、図９を参照して排気熱回収システム１００の動作および作用を説明する。

ここでは、説明のための具体例として、エンジン水温の第１しきい値温度Ｔ１＝６０℃、オイル油温の第２しきい値温度Ｔ２＝６０℃、回収器水温の第３しきい値温度Ｔ３＝６０℃とする。サーモスタット弁７１の開弁温度Ｔｈ＝８０℃とする。この場合、各しきい値温度は、Ｔ１＝Ｔ２＝Ｔ３＜Ｔｈという関係を有する。

まず、エンジン９１の始動直後の暖機初期（冷間時）には、エンジン水温Ｔｗ１＜Ｔ１、オイル油温Ｔｏ＜Ｔ２となる。制御部９２は、回収器水温Ｔｗ２がＴ３以上となるまでの間は、暖房要求の有無に関わらず、経路切替部６０を第１循環経路Ｃ１（図３参照）に切り替え、第２ＷＰ３０を作動させる一方、第１ＷＰ２０を停止させる。これにより、排気熱回収器１０で回収された排気熱が回収器水温Ｔｗ２を上昇させ、オイルウォーマ４０を介してオイル油温Ｔｏを上昇させる。温度上昇したエンジンオイルがエンジン９１に送られる結果、エンジン９１内に回収された排気熱が伝達される。また、エンジン９１（エンジン冷却水通路Ａ）側の冷却水は停止し、エンジン９１で発生した熱はエンジン９１内の冷却水の温度Ｔｗ１を上昇させる。これらの結果、エンジン９１内が速やかに温度上昇して暖機が促進される。

回収器水温Ｔｗ２がＴｗ２≧Ｔ３となるまで上昇した場合、制御部９２は、暖房要求があれば第２循環経路Ｃ２（図４参照）に切り替える。これにより、回収器水温Ｔｗ２が暖房を行うのに必要な程度まで上昇してから、ヒータコア５０に冷却水を供給することが可能となる。第２循環経路Ｃ２に切り替えた場合でも、エンジン９１（エンジン冷却水通路Ａ）側の冷却水は停止したままであり、エンジン９１内の速やかな暖機が継続する。なお、回収器水温Ｔｗ２がＴｗ２＜Ｔ３となる間は、暖房要求があっても第１循環経路Ｃ１のままとなり、暖機（水温および油温上昇）が優先される。

暖機が進行すると、エンジン水温Ｔｗ１≧Ｔ１、オイル油温Ｔｏ＜Ｔ２となる。通常、冷却水の温度Ｔｗ１、Ｔｗ２に対して、オイル油温Ｔｏの方が温度上昇が遅くなり、冷却水温度の方がオイル油温よりも高くなる。また、排気熱回収器１０で回収される熱量は、エンジン９１で発生する熱量の数分の一であるため、この点からも、冷却水温度の方がオイル油温よりも速やかに上昇する。そのため、暖機中期には、エンジン水温Ｔｗ１が高く、オイル油温Ｔｏが低くなる状態が発生する。この場合に、制御部９２は、暖房要求があれば経路切替部６０を第３循環経路Ｃ３（図５参照）に切り替えるとともに、第１ＷＰ２０および第２ＷＰ３０の両方を作動させる。この結果、循環経路部分Ｃ３ｂと、循環経路部分Ｃ３ａとでそれぞれ冷却水が循環する。

なお、Ｔ１＝Ｔ２＝６０℃の場合、仮に排気熱回収通路Ｂ（循環経路部分Ｃ３ｂ）とエンジン冷却水通路Ａ（循環経路部分Ｃ３ａ）とを接続すると、６０℃以上の冷却水の熱が、６０℃未満のオイルが流通するオイルウォーマ４０により奪われてしまうことになるため、暖房効率が低下する。また、循環経路部分Ｃ３ａおよびＣ３ｂをつなげる場合、循環経路全体の経路長が増大してエンジン９１側の温度上昇速度が緩やかになる。これに対して、循環経路部分Ｃ３ｂで温度上昇の遅いオイル油温Ｔｏを上昇させつつ、循環経路部分Ｃ３ａで暖房および暖機が効率的に行われる。

なお、図３〜図５に示すように、第１循環経路Ｃ１、第２循環経路Ｃ２および第３循環経路Ｃ３の循環経路部分Ｃ３ｂでは、冷却水がラジエータ７０のサーモスタット弁７１を通過することがないため、冷却水の温度をサーモスタット弁７１の開弁温度Ｔｈ以上に上昇させても、ラジエータ７０によって放熱されることがない。このため、第１循環経路Ｃ１、第２循環経路Ｃ２および第３循環経路Ｃ３（循環経路部分Ｃ３ｂ）では、オイルウォーマ４０に熱を供給する冷却水の回収器水温Ｔｗ２と、冷却水から熱を受け取るオイルのオイル油温Ｔｏとの温度差を大きくとることが可能である。その結果、排気熱回収通路Ｂとエンジン冷却水通路Ａとを接続する場合と比べて、オイル油温Ｔｏが効率よく上昇する。

暖機が進行してオイル油温Ｔｏが上昇すると、エンジン水温Ｔｗ１≧Ｔ１、オイル油温Ｔｏ≧Ｔ２となる暖機後期になる。この場合に、制御部９２は、暖房要求があれば経路切替部６０を第４循環経路Ｃ４（図６参照）に切り替える。また、制御部９２は、第１ＷＰ２０を作動させるとともに第２ＷＰ３０を停止させる。第４循環経路Ｃ４では、オイル油温Ｔｏが十分に上昇しているため、排気熱回収通路Ｂとエンジン冷却水通路Ａとを接続しても、オイルウォーマ４０によって多量の熱が奪われることがないとともに、回収した排気熱とエンジン９１で発生する熱との両方を共通の第４循環経路Ｃ４を流通する冷却水に与えることができるので、オイルウォーマ４０およびヒータコア５０を含む第４循環経路Ｃ４全体に熱を行き渡らせることが可能となる。

その後、エンジン水温Ｔｗ１≧Ｔｈとなるまで冷却水の温度が上昇すると、暖機が完了する。制御部９２は、暖房要求がなければ第５循環経路Ｃ５（図７参照）に切り替え、暖房要求があれば第６循環経路Ｃ６（図８参照）に切り替える。いずれの場合も、制御部９２は、第１ＷＰ２０を作動させるとともに第２ＷＰ３０を停止させる。サーモスタット弁７１が開放されラジエータ７０に冷却水が供給される結果、回収した排気熱とエンジン９１で発生する熱とのうち、余剰分の熱は、ラジエータ７０によって放熱される。

以上のようにして、本実施形態による排気熱回収システム１００が動作する。

本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

本実施形態では、上記のように、冷却水の熱をエンジンオイルに伝達するオイルウォーマ４０と、排気熱回収通路Ｂに対してオイルウォーマ４０が接続された状態で、排気熱回収通路Ｂに対するエンジン冷却水通路Ａの接続と非接続とを切り替え可能な経路切替部６０とを設ける。これにより、排気熱回収通路Ｂに対してオイルウォーマ４０が接続された状態で、排気熱回収通路Ｂに対してエンジン冷却水通路Ａを非接続とすることができる。この場合、排気熱回収通路Ｂでは、排気熱回収器１０で回収された排気熱がオイルウォーマ４０によりエンジンオイルに伝達され、暖められたエンジンオイルがエンジン９１に供給されることによって、回収された排気熱をエンジン９１に伝達させることができる。この結果、エンジン冷却水通路Ａを排気熱回収通路Ｂに接続することなく、排気熱回収器１０で回収された排気熱をエンジン９１に伝達して暖機を促進することができる。そして、エンジン９１で発生した熱を排気熱回収通路Ｂまで拡散させずに済むので、エンジン９１内部の温度上昇を促進することができるとともに、エンジン９１側の循環流路（エンジン冷却水通路Ａ）を流れる冷却水量が増大することがないので、冷却水の温度Ｔｗ１を速やかに上昇させることができる。以上により、本実施形態の排気熱回収システム１００によれば、エンジン９１の暖機効率を向上させることができる。

また、本実施形態では、上記のように、オイルウォーマ４０を排気熱回収通路Ｂに常時接続する。これにより、経路切替部６０の切替動作とは無関係に、常時、排気熱回収器１０で回収された排気熱をオイルウォーマ４０およびエンジンオイルを介してエンジン９１に伝達することができる。その結果、エンジン９１の暖機効率を効果的に向上させることができる。

また、本実施形態では、上記のように、第１ＷＰ２０および第２ＷＰ３０を、エンジン９１の回転とは無関係に回転速度を変化可能な電動ウォータポンプにより構成する。これにより、エンジン９１の回転数とは無関係に、かつ、エンジン冷却水通路Ａと排気熱回収通路Ｂとのそれぞれにおいて互いに独立して、冷却水の循環または停止を切り替えることができる。そのため、たとえばエンジン９１始動直後の冷間時（第１循環経路Ｃ１または第２循環経路Ｃ２）には、排気熱回収通路Ｂ側の冷却水を循環させて排気熱をエンジンオイルを介してエンジン９１に伝達しながら、エンジン冷却水通路Ａ側の冷却水を停止させてエンジン９１で発生した熱が拡散することを防ぐことができるようになる。これにより、エンジン９１の暖機効率をより一層向上させることができる。

また、本実施形態では、上記のように、経路切替部６０を、排気熱回収通路Ｂに対してヒータコア５０およびエンジン冷却水通路Ａが接続されずにオイルウォーマ４０が接続された第１循環経路Ｃ１と、排気熱回収通路Ｂに対してエンジン冷却水通路Ａが接続されずにオイルウォーマ４０およびヒータコア５０の両方が接続された第２循環経路Ｃ２とに、切り替え可能に構成する。これにより、エンジン９１の暖機が完了する前に暖房要求があった場合に第２循環経路Ｃ２に切り替えれば、ヒータコア５０をエンジン冷却水通路Ａから切り離した状態で排気熱回収通路Ｂによってヒータコア５０に熱供給を行うことができる。したがって、エンジン冷却水通路Ａ側の冷却水を停止させてエンジン９１の暖機を促進させた状態でも、排気熱回収通路Ｂ側で暖房要求に対応することができるので、暖房要求の有無に対応しつつエンジン９１の暖機効率の向上を図ることができる。

また、本実施形態では、上記のように、経路切替部６０を、排気熱回収通路Ｂに対してオイルウォーマ４０が接続され、エンジン冷却水通路Ａに対してヒータコア５０が接続され、かつ、排気熱回収通路Ｂとエンジン冷却水通路Ａとが互いに接続されずにそれぞれ独立して冷却水を循環させる第３循環経路Ｃ３に、さらに切り替え可能に構成する。これにより、エンジン９１の暖機がある程度進行した状態で暖房要求があった場合に、第３循環経路Ｃ３に切り替えることによって、エンジン冷却水通路Ａ側（循環経路部分Ｃ３ａ）でのエンジン９１の暖機および暖房と、排気熱回収通路Ｂ側（循環経路部分Ｃ３ｂ）でのエンジンオイルへの回収熱の伝達とを同時並行で行うことができる。また、発生熱量の大きいエンジン冷却水通路Ａ側で暖機と暖房との両方を行い、発生熱量の小さい排気熱回収通路Ｂ側ではエンジンオイルを温めつつ、エンジンオイルを介して暖機を促進することができるので、エンジン９１の暖機効率の向上と暖房効率の向上との両立を図ることができる。

また、本実施形態では、上記のように、経路切替部６０を、排気熱回収通路Ｂに対して、オイルウォーマ４０、ヒータコア５０およびエンジン冷却水通路Ａが接続された第４循環経路Ｃ４に、さらに切り替え可能に構成する。これにより、冷却水の温度Ｔｗ１およびエンジンオイルの温度Ｔｏが十分に上昇してくる暖機運転の後期には、第４循環経路Ｃ４に切り替えて排気熱回収通路Ｂとエンジン冷却水通路Ａとを接続することによって、排気熱回収器１０、オイルウォーマ４０、ヒータコア５０およびエンジン９１を共通の循環経路に接続することができる。その結果、循環経路全体に対して、エンジン９１から発生する熱と排気熱から回収される熱とを行き渡らせることができるので、エンジン９１の暖機と、エンジンオイルの昇温と、ヒータコア５０への熱供給とを効率的に行うことができる。

なお、今回開示された実施形態は、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、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに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（変形例）が含まれる。

たとえば、上記実施形態では、経路切替部６０を、第１循環経路Ｃ１〜第６循環経路Ｃ６の６つのパターンの循環経路に切り替え可能に構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、経路切替部は、少なくとも、排気熱回収通路Ｂに対してオイルウォーマ４０が接続された状態で、排気熱回収通路Ｂに対するエンジン冷却水通路Ａの接続と非接続とを切り替え可能に構成されていればよい。したがって、経路切替部は、たとえば第１循環経路Ｃ１と、第４循環経路Ｃ４〜第６循環経路Ｃ６とに切り替え可能であり、第２循環経路Ｃ２および第３循環経路Ｃ３には切り替えない構成であってもよい。この他、経路切替部６０を、第１循環経路Ｃ１〜第６循環経路Ｃ６以外の他の循環経路に切り替え可能なように構成してもよい。

また、上記実施形態では、オイルウォーマ４０が排気熱回収通路Ｂに常時接続されるように構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、オイルウォーマが排気熱回収通路に接続されない循環経路があってもよい。すなわち、第１循環経路Ｃ１〜第６循環経路Ｃ６のいずれかにおいて、オイルウォーマ４０が排気熱回収通路Ｂに接続されないケースがあってもよい。その場合、排気熱回収システムは、上記実施形態で説明した流路以外に、オイルウォーマを迂回するための流路や切替弁をさらに備えていてもよい。

また、上記実施形態では、第１ＷＰ２０および第２ＷＰ３０をそれぞれ電動ウォータポンプにより構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第１ＷＰおよび第２ＷＰとして、エンジンの駆動力により駆動されるウォータポンプを用いてもよい。

また、上記実施形態では、排気熱回収システム１００がヒータコア５０を備える構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、排気熱回収システムがヒータコアを備えていなくともよい。すなわち、ヒータコアが排気熱回収システムとは異なる独立した冷却水循環経路に接続されていてもよい。

また、上記実施形態では、第２循環経路Ｃ２への切替条件として、エンジン水温Ｔｗ１＜Ｔ１であること、オイル油温Ｔｏ＜Ｔ２であること、暖房要求があること、回収器水温Ｔｗ２≧Ｔ３であることの各条件を設定した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、回収器水温Ｔｗ２が第３しきい値温度Ｔ３よりも低い状態でも、暖房要求があれば第２循環経路Ｃ２に切り替えるようにしてもよい。この場合において、ヒータコア５０に供給される冷却水の温度（Ｔｗ２）が車室内に温風を供給できる温度（Ｔ３）に達するまでの期間には、空調設備（ＨＶＡＣ）のファンを停止させておいてもよい。

なお、上記実施形態において、第１しきい値温度Ｔ１を６０℃、第２しきい値温度Ｔ２を６０℃、第３しきい値温度Ｔ３を６０℃、サーモスタット弁７１の開弁温度Ｔｈを８０℃とする例を示したが、本発明はこれに限られない。上記実施形態で説明した温度はあくまで一例であり、第１しきい値温度Ｔ１、第２しきい値温度Ｔ２、第３しきい値温度Ｔ３および開弁温度Ｔｈは、それぞれ６０℃、６０℃、６０℃および８０℃以外の温度であってよい。

１０ 排気熱回収器
２０ 第１ＷＰ（第１ウォータポンプ、電動ウォータポンプ）
３０ 第２ＷＰ（第２ウォータポンプ、電動ウォータポンプ）
４０ オイルウォーマ
５０ ヒータコア
６０ 経路切替部
７０ ラジエータ
７１ サーモスタット弁（弁部材）
９１ エンジン
１００ 排気熱回収システム
Ａ エンジン冷却水通路
Ｂ 排気熱回収通路
Ｃ１ 第１循環経路
Ｃ２ 第２循環経路
Ｃ３ 第３循環経路
Ｃ４ 第４循環経路
Ｃ５ 第５循環経路
Ｃ６ 第６循環経路

Claims (6)

1. エンジンを冷却するエンジン冷却水通路と、
   前記エンジンの排気熱を回収して冷却水に伝達する排気熱回収器を含む排気熱回収通路と、
   前記エンジン冷却水通路に冷却水を流通させる第１ウォータポンプと、
   前記排気熱回収通路に冷却水を流通させる第２ウォータポンプと、
   冷却水の熱をエンジンオイルに伝達するオイルウォーマと、
   前記排気熱回収通路に対して前記オイルウォーマが接続された状態で、前記排気熱回収通路に対する前記エンジン冷却水通路の接続と非接続とを切り替え可能な経路切替部と、を備えた、排気熱回収システム。
2. 前記オイルウォーマは、前記排気熱回収通路に常時接続されている、請求項１に記載の排気熱回収システム。
3. 前記第１ウォータポンプおよび前記第２ウォータポンプは、前記エンジンの回転とは無関係に回転速度を変化可能な電動ウォータポンプからなる、請求項１または２に記載の排気熱回収システム。
4. 冷却水の熱を空気に伝達するヒータコアをさらに備え、
   前記経路切替部は、前記排気熱回収通路に対して前記ヒータコアおよび前記エンジン冷却水通路が接続されずに前記オイルウォーマが接続された第１循環経路と、前記排気熱回収通路に対して前記エンジン冷却水通路が接続されずに前記オイルウォーマおよび前記ヒータコアの両方が接続された第２循環経路とを、切り替え可能に構成されている、請求項３に記載の排気熱回収システム。
5. 前記経路切替部は、前記排気熱回収通路に対して前記オイルウォーマが接続され、前記エンジン冷却水通路に対して前記ヒータコアが接続され、かつ、前記排気熱回収通路と前記エンジン冷却水通路とが互いに接続されずにそれぞれ独立して冷却水を循環させる第３循環経路に、切り替え可能に構成されている、請求項４に記載の排気熱回収システム。
6. 前記経路切替部は、前記排気熱回収通路に対して、前記オイルウォーマ、前記ヒータコアおよび前記エンジン冷却水通路が接続された第４循環経路に、切り替え可能に構成されている、請求項４または５に記載の排気熱回収システム。

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