JP4840408B2

JP4840408B2 - 冷却水循環装置

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Publication number: JP4840408B2
Application number: JP2008153802A
Authority: JP
Inventors: 敬子田中; 慧志賀
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2008-06-12
Filing date: 2008-06-12
Publication date: 2011-12-21
Anticipated expiration: 2028-06-12
Also published as: JP2009299548A

Description

本発明は、エンジンと、作動油にて浸潤された状態において作動する変速機とを備えた自動車に適用される冷却水循環装置に関する。

自動車に搭載されるエンジンは、エンジンの運転時に高温となった冷却水を蓄熱状態で貯蔵する蓄熱タンクを設け、エンジンの次回の始動時に蓄熱タンク内の高温な冷却水（蓄熱温水）をエンジンやヒータコアへ供給する技術が種々提案されている。

このような技術の典型的な例としては、特許文献１にて提案されたものを挙げることができる。

この特許文献１では、ヒータ要求が発生しているときには蓄熱タンクに蓄えられた熱を利用してヒータコアのみが暖められ、ヒータ要求が発生していないときには蓄熱タンクに蓄えられた熱を利用してエンジンのみが暖められる旨が開示されている。

上記蓄熱タンクに蓄えられる熱量は有限であるため、その有限な熱量を効率的に利用する必要がある。

ところが、上記特許文献１に記載の技術では、ヒータ要求の有無のみを考慮してエンジン及びヒータコアの何れか一方のみへ蓄熱温水を供給するよう構成されている。そのため、蓄熱タンクに蓄えられた熱量を効率的に利用しているとは言い難い。

これに対処するため、特許文献２では、蓄熱タンクに蓄えられた熱の効率的な利用を図り、もってヒータコア等に代表される機関関連要素やエンジンを好適に暖めることができる技術が提案されている。

この特許文献２に係る技術は、蓄熱タンク内に貯蔵された高温の冷却水をエンジンと機関関連要素とへ選択的に供給可能な蓄熱装置を備えた内燃機関において、上記冷却水の供給開始時点からの経過時点に応じて、当該冷却水の供給先を切り替えることにより、エンジン及び機関関連要素の双方を暖めるものである。
特開平７−２５７１５４号公報特開２００３−３２２０１８号公報

ところで、エンジンと、作動油にて浸潤された状態において作動する変速機とを備えた自動車に適用される冷却水循環装置においては、暖機をしたいときに、初期は蓄熱タンクでエンジンを暖機しその後はエンジンの燃焼熱でエンジンを暖機すると同時に、排熱回収器を熱源として作動油用熱交換器及びその循環回路を暖機し、それによって冷却水循環装置内での熱の分配が適切に行なわれるようにすることが要望されている。

しかしながら、上記特許文献２に記載の技術を上記エンジン及び変速機を備えた冷却水循環回路に適用した場合には、冷却水の供給開始時点からの経過時点に応じて、当該冷却水の供給先が切り替えられるので、蓄熱タンク内に貯蔵された高温の冷却水により、先ずエンジンが暖められ、次いで作動油用熱交換器が暖められることになり、上記の要望に応えることができない。

本発明は、上記技術的課題に鑑みなされたもので、暖機をしたいときにエンジン側及び作動油用熱交換側への熱の分配が適切に行なわれる冷却水循環装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る冷却水循環装置は、エンジンと、作動油にて浸潤された状態において作動する変速機とを備えた自動車に適用される冷却水循環装置であって、蓄熱タンク内に貯留された冷却水を、第１のポンプ及びエンジンの順で経由させ当該蓄熱タンクに流入させて循環させるための第１の冷却水循環回路と、排熱回収器で排熱回収された冷却水を、作動油用熱交換器、第２のポンプ及びヒータコアの順で経由させ当該排熱回収器に流入させて循環させるための第２の冷却水循環回路と、冷却水を、第１のポンプ、エンジン、弁、第２のポンプ、ヒータコア、排熱回収器、蓄熱タンク及び第１のポンプの順で循環させるための第３の冷却水循環回路と、上記ヒータコアの出口側の水温が上記蓄熱タンク内の水温よりも低いときには、上記弁を閉成すると共に上記第２のポンプを作動させることによって、循環回路を上記第１及び第２の冷却水循環回路の２系統とし、上記ヒータコアの出口側の水温が上記蓄熱タンク内の水温以上となったときには、上記第２のポンプの作動を継続して上記弁を開成することによって、循環回路を上記第１及び第２の冷却水循環回路の２系統から上記第３の冷却水循環回路の１系統に切り替えるための制御手段とを含む。

上記構成において、ヒータコアの出口側の水温が蓄熱タンク内の水温よりも低い間においては、弁を閉成すると共に第２のポンプを作動させることによって、循環回路が第１及び第２の冷却水循環回路の２系統とされる。そして、ヒータコアの出口側の水温が蓄熱タンク内の水温以上になると、第２のポンプの作動を継続して弁を開成することによって、循環回路が第１及び第２の冷却水循環回路の２系統から第３の冷却水循環回路の１系統に切り替えられる。このように、ヒータコアの出口側及び蓄熱タンク内の水温に応じて、循環回路の切り替えが行なわれるので、暖機をしたいときに、初期は蓄熱タンクでエンジンが暖機されその後にエンジンの燃焼熱でエンジンが暖機されると同時に、排熱回収器を熱源として作動油用熱交換器及びその循環回路が暖機される。その結果、冷却水循環装置内での熱の分配が適切に行なわれるようになる。

ところで、上記第３の冷却水循環回路が成立した状態で高負荷運転が続くと、エンジン内の水温が上昇する。

そこで、上記冷却水循環装置は、冷却水を、第１のポンプ、エンジン、作動油用熱交換器、蓄熱タンク及び第１のポンプの順で循環させるための第４の冷却水循環回路をさらに含み、上記制御手段は、上記蓄熱タンク内及び上記ヒータコアの出口側の少なくとも一方の水温が作動油の限界温度を考慮した設定温度を超えた場合には、上記弁の開成を継続して上記第２のポンプの作動を停止させることによって、循環回路を上記第３の冷却水循環回路から上記第４の冷却水循環回路に切り替えるための手段を含む。

また、ユーザによっては、ヒータコアの出口側の水温が蓄熱タンク内の水温よりも低い場合であっても、ヒータ要求をなす場合がある。

そこで、上記冷却水循環装置において、上記制御手段は、上記ヒータコアの出口側の水温が上記蓄熱タンク内の水温よりも低い場合においてヒータ要求がなされたときには、上記第２のポンプの作動を継続して上記弁を開成することによって、上記第１及び第２の冷却水循環回路の選択をキャンセルして上記第３の冷却水循環回路を選択するための手段をさらに含む。

本発明によると、暖機時に必要のない所に熱が供給されることがなくなり、暖機をしたいときにエンジン側及び作動油用熱交換側への熱の分配が適切に行なわれる。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。

＜全体構成＞
図１は本発明の実施の形態に係る冷却水循環装置の冷却水の循環系統を簡略化して示す回路図である。

図１を参照して、本実施の形態に係る冷却水循環装置は、エンジンＥと、作動油にて浸潤された状態において作動する変速機（図示せず。）とを備えた自動車に適用されるものであって、ラジエータ１、サーモスタット２、機械式ウォータポンプ３、ヒータコア４、排熱回収器５、作動油用熱交換器６、蓄熱タンク７、２方弁８、電動式ウォータポンプ９、並びにこれら各機器１，２，３，４，５，６，７，８，９を接続する配管及びホースＨ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４，Ｈ５，Ｈ６，Ｈ７，Ｈ８，Ｈ９，Ｈ１０，Ｈ１１を含む。なお、作動油用熱交換器６としては、ＣＶＴ（ＣｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙＶａｒｉａｂｌｅＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）ウォーマやＡＴＦ（ＡｕｔｏｍａｔｉｃＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＦｉｅｌｄ）ウォーマ等が採用される。

具体的には、ラジエータ１のロアタンク１１とサーモスタット２とは、ロアホースＨ１によって接続されている。

機械式ウォータポンプ３の吐出口は、エンジンＥのウォータジャケットに連通している。このウォータジャケットでは、機械式ウォータポンプ３からの冷却水がシリンダブロック側のウォータジャケットを経た後、シリンダヘッド側のウォータジャケットに導入され、その後、取り出し管Ｈ２によってエンジンＥから取り出される。

取り出し管Ｈ２は、ラジエータ１側及びヒータコア４側に分岐されている。この取り出し管Ｈ２の一方は、アッパホースＨ３を介してラジエータ１のアッパタンク１２に接続され、他方は、第１のホースＨ４を介して２方弁８に接続されている。この２方弁８と電動式ウォータポンプ９の吸入側とは、第２のホースＨ５によって接続されている。

電動式ウォータポンプ９の吐出口は、第３のホースＨ６を介してヒータコア４の入口側に接続されている。

ヒータコア４の出口側と排熱回収器５の流入側とは、第４のホースＨ７によって接続されている。

排熱回収器５の流出側は、第５のホースＨ８を介して蓄熱タンク７に接続されている。この蓄熱タンク７と機械式ウォータポンプ３の吸入側とは、第６のホースＨ９を介して接続されている。

２方弁８の上流側であって第１のホースＨ４の途中部と蓄熱タンク７とは、ヒータコア４、排熱回収器５、作動油用熱交換器６及び電動式ウォータポンプ９をバイパスする第７のホースＨ１０が接続されている。

２方弁８及び電動式ウォータポンプ９の両者の間であって第２のホースＨ５の途中部と排熱回収器５及び蓄熱タンク７の両者の間であって第５のホースＨ８の途中部とは、ヒータコア４、排熱回収器５及び電動式ウォータポンプ９をバイパスする第８のホースＨ１１によって接続されている。この第８のホースＨ１１の途中部には、作動油用熱交換器６が設けられている。

すなわち、本冷却水循環装置は、第１のホースＨ４、第７のホースＨ１０及び第６のホースＨ９で構成されており、蓄熱タンク７内に貯留された高温の冷却水を、機械式ウォータポンプ３及びエンジンＥの順で経由させ蓄熱タンク７に流入させて循環させるための第１の冷却水循環回路Ｃ１（図５参照）と、第２のホースＨ５、第３のホースＨ６、第４のホースＨ７、第５のホースＨ８及び第８のホースＨ１１で構成されており、排熱回収器５で排熱回収された高温の冷却水を、作動油用熱交換器６、電動式ウォータポンプ９及びヒータコア４の順で経由させ排熱回収器５に流入させて循環させるための第２の冷却水循環回路Ｃ２（図５参照）と、第１のホースＨ４、第２のホースＨ５、第３のホースＨ６、第４のホースＨ７、第５のホースＨ８及び第６のホースＨ９で構成されており、冷却水を、機械式ウォータポンプ３、エンジンＥ、２方弁８、電動式ウォータポンプ９、ヒータコア４、排熱回収器５、蓄熱タンク７及び機械式ウォータポンプ３の順で循環させるための第３の冷却水循環回路Ｃ３（図６参照）と、第１のホースＨ４、第２のホースＨ５、第８のホースＨ１１、第５のホースＨ８及び第６のホースＨ９で構成されており、冷却水を、機械式ウォータポンプ３、エンジンＥ、作動油用熱交換器６、蓄熱タンク７及び機械式ウォータポンプ３の順で循環させるための第４の冷却水循環回路Ｃ４（図７参照）とを備えている。

＜排熱回収器５の構成＞
図２は排熱回収器５の内部構造を示し、排気ガスの流通方向に沿って切断した縦断面図である。また、図３は図２（ａ）においてＩＩＩ−ＩＩＩ線に対応した位置における断面図である。

図２及び図３を参照して、上記排熱回収器５は、略円筒形状の部材であって、その外周側に配設された排熱回収部５Ａと、排熱回収部５Ａよりも内周側に配設された消音部５Ｂとを備え、これらが一体形成された構成となっている。

具体的には、排熱回収器５は、外筒部材５１、中間筒部材５２、内筒部材５３の３つの部材により略三重管構造で構成されている。そして、外筒部材５１と中間筒部材５２との間の空間において上記排熱回収部５Ａが構成されていると共に、内筒部材５３によって上記消音部５Ｂが構成されている。

外筒部材５１は、排気ガス流通方向の中央部分が、比較的大径の円筒形状で成る本体部５１ａとなっている一方、排気ガス流通方向の両端部が、それぞれ排気管７に接続する導入側接続管部５１ｂ及び排出側接続管部５１ｃとして形成されている。つまり、エンジンＥから排出されて排気管７を流れてきた排気ガスは導入側接続管部５１ｂより排熱回収器５内に導入され、排熱回収動作及び消音動作を経た後、排出側接続管部５１ｃから排気管７の下流側に向けて排出されることになる。

中間筒部材５２は、円筒形状の部材であり、その外周面と上記外筒部材５１の本体部５１ａの内周面との間に排熱回収空間（ガス流路）５４を形成している。そして、この中間筒部材５２には、一端が上記の第２のホースＨ５に、他端が上記の第３のホースＨ６にそれぞれ接続する螺旋配管５５が巻き付けられている。この螺旋配管５５は、両端が上記外筒部材５１の本体部５１ａを貫通して排熱回収空間５４に配置されていると共に、排熱回収空間５４の内部にあっては外筒部材５１の本体部５１ａの内周面との間に所定間隔を存するように配設されている。つまり、この螺旋配管５５の管体の外径寸法は排熱回収空間５４の高さ寸法よりも僅かに小さく設定されている。このため、排熱回収部５Ａを排気ガスが流れる際には、この螺旋配管５５よりも外周側（外筒部材５１の内周面側）の空間（排熱回収空間５４）を流れる排気ガスと螺旋配管５５の内部を流れる冷却水との間で熱交換が行われ、排気ガスの熱が冷却水に与えられて排気ガスの温度が低下すると共に冷却水の温度が上昇することになる。また、この螺旋配管５５は、中間筒部材５２における排気ガス流通方向の一端から他端に亘って配設されており、その内部における冷却水の流通方向としては、排熱回収器５の排気ガス導入側が冷却水の入口側であり、排熱回収器５の排気ガス排出側が冷却水の出口側となるように、上記の第２のホースＨ５及び第３のホースＨ６が接続されている。

内筒部材５３は、上記中間筒部材５２の内周面に取り付けられた筒体で成り、排気ガス流通方向の上流側から小断面通路部５６及び大断面通路部５７が順に形成されている。小断面通路部５６は内部の通路断面積が上記排気管７の通路断面積よりも僅かに小径であって、その軸心方向の長さ寸法は内筒部材５３の全長の約１／４程度に設定されている。そして、この小断面通路部５６の排気ガス流通方向の上流端が消音部５Ｂの排気ガス流入口５６ａとして形成されている。一方、大断面通路部５７は内部の通路断面積が上記小断面通路部５６の通路断面積及び排気管７の通路断面積よりも大径であって、その軸心方向の長さ寸法は内筒部材５３の全長の約３／４程度に設定されている。そして、この大断面通路部５７の排気ガス流通方向の下流端が消音部５Ｂの排気ガス流出口５７ａとして形成されている。このようにして小断面通路部５６及び大断面通路部５７が形成されているため、この小断面通路部５６と大断面通路部５７との境界部分には段部Ａが形成され、小断面通路部５６から大断面通路部５７に亘って流路が拡張されている。

そして、上記大断面通路部５７には、排気ガス流出口５７ａを開閉可能とする開閉弁５８が備えられている。この開閉弁５８は、排気ガス流出口５７ａの開口形状に略一致する円板形状で成り、上記中間筒部材５２の内周面の上端部分に取り付けられた回動軸５８ａに支持されて水平軸回りに回動し、排気ガス流出口５７ａを開閉可能としている。また、この回動軸５８ａにはスプリングが巻き付けられており、このスプリングの付勢力によって開閉弁５８は排気ガス流出口５７ａを閉鎖する方向への付勢力が付与されている。したがって、この開閉弁５８によって排気ガス流出口５７ａが閉鎖されている状態では、内筒部材５３の内部空間は一方側（排気ガス流通方向の上流側）のみが開放された空間となり、開閉弁５８によって排気ガス流出口５７ａが開放されている状態では、内筒部材５３の内部空間は上流側及び下流側共に開放された空間となる。

＜電気的構成＞
図４は冷却水循環装置の電気的構成を示すブロック図である。

図４を参照して、本冷却水循環装置は、ＥＣＵ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）１００を含む。ＥＣＵ１００は、冷却水循環装置の制御中枢を司るものであって、ＣＰU、ＲＯＭ及びＲＡＭ等から構成される。このＥＣＵ１００には、水温センサ１０１，１０２の各検出信号、及びヒータスイッチ１０３のスイッチング信号が与えられる。これらの各出信号に基づいて、ＥＣＵ１００は、上記の２方弁８及び電動式ウォータポンプ８に加えて、上記のヒータコア４に関連するブロワ１０４を制御する。

第１の水温センサ１０１は、蓄熱タンク７内の水温Ｔｗ１を検出するためのセンサであって、図１に示すように、蓄熱タンク７に臨ませてある。一方、第２の水温センサ１０２は、ヒータコア４の出口側の水温Ｔｗ２を検出するためのセンサであって、図１に示すように、ヒータコア４と排熱回収器５とを接続する第４のホースＨ７のヒータコア４側に臨ませてある。

＜動作＞
図５〜図７を参照して、本冷却水循環装置の動作について説明する。

第１及び第２の水温センサ１０１，１０２の各検出信号に基づいて、ヒータコア４の出口側の水温Ｔｗ２が蓄熱タンク７内の水温Ｔｗ１より低いと判断すると、ＥＣＵ１００は、図５に示すように、２方弁８を閉成し電動式ウォータポンプ９を作動させる。これにより、第１のホースＨ４、第７のホースＨ１０及び第６のホースＨ９で構成される第１の冷却水循環回路Ｃ１と、第２のホースＨ５、第３のホースＨ６、第４のホースＨ７、第５のホースＨ８及び第８のホースＨ１１で構成される第２の冷却水循環回路Ｃ３とが成立する。このように循環回路として２系統が成立すると、第１の冷却水循環回路Ｃ１内では、蓄熱タンク７内に貯留された高温の冷却水が、機械式ウォータポンプ３及びエンジンＥの順で経由して蓄熱タンク７に流入し循環する。これと同時に、第２の冷却水循環回路Ｃ２内では、排熱回収器５で排熱回収された高温の冷却水が、作動油用熱交換器６、電動式ウォータポンプ９及びヒータコア４の順で経由して排熱回収器５に流し循環する。そのため、暖機時には、初期は蓄熱タンク７でエンジンＥが暖機されその後にエンジンＥの燃焼熱でエンジンＥが暖機されると同時に、排熱回収器５を熱源として作動油用熱交換器６及び第２の冷却水循環回路Ｃ２内のホースＨ５，Ｈ６，Ｈ７，Ｈ８，Ｈ１１が暖機される。

そして、第１及び第２の水温センサ１０１，１０２の各検出信号に基づいて、ヒータコア４の出口側の水温Ｔｗ２が蓄熱タンク７内の水温Ｔｗ１以上になったと判断すると、ＥＣＵ１００は、図６に示すように、電動式ウォータポンプ９の作動を継続し２方弁８を開成する。これにより、第１のホースＨ４、第２のホースＨ５、第３のホースＨ６、第４のホースＨ７、第５のホースＨ８及び第６のホースＨ９で構成される第３の冷却水循環回路Ｃ３が成立する。このように循環回路が１系統になると、第３の冷却水循環回路Ｃ３内では、冷却水が、機械式ウォータポンプ３、エンジンＥ、２方弁８、電動式ウォータポンプ９、ヒータコア４、排熱回収器５、蓄熱タンク７及び機械式ウォータポンプ３の順で循環する。このとき、作動油用熱交換器６及び蓄熱タンク７には、成り行きで上記冷却水が流入する。

上記の図６に示す状態で高負荷運転が続くと、エンジンＥ内の水温が上昇する。第１及び第２の水温センサ１０１，１０２の各検出信号に基づいて、上記蓄熱タンク７内の水温Ｔｗ１及び上記ヒータコア４の出口側の水温Ｔｗ２の少なくとも一方の水温が作動油の限界温度を考慮した設定温度（例えば、１２５℃）を超えたと判断すると、ＥＣＵ１００は、図７に示すように、２方弁８の開成を継続し電動式ウォータポンプ９の作動を停止させる。これにより、第１のホースＨ４、第２のホースＨ５、第８のホースＨ１１、第５のホースＨ８及び第６のホースＨ９で構成される第４の冷却水循環回路Ｃ４が成立する。この第４の冷却水循環回路Ｃ４内では、冷却水が、機械式ウォータポンプ３、エンジンＥ及び作動油用熱交換器６、蓄熱タンク７及び機械式ウォータポンプ３の順で循環する。そのため、作動油熱交換器６への冷却水の流入量が増大し、冷却性能が上がる。なお、このとき、蓄熱タンク７には、成り行きで上記冷却水が流入する。

また、ヒータコア４の出口側の水温Ｔｗ２が蓄熱タンク７内の水温Ｔｗ１よりも低い場合であっても、ヒータ要求をなす場合がユーザも存在する。上記のヒータコア４の出口側の水温Ｔｗ２が蓄熱タンク７内の水温Ｔｗ１よりも低い場合において、ヒータスイッチ１０３のＯＮ信号を受信すると、ＥＣＵ１００は、ユーザによりヒータ要求がなされたと判断してブロワ１０４を作動させる。このとき同時に、ＥＣＵ１００は、電動式ウォータポンプ９の作動を継続し２方弁８を開成することによって、図５に示した、上記の第１及び第２の冷却水循環回路Ｃ１，Ｃ２の選択をキャンセルし、図６に示した、上記の第３の冷却水循環回路Ｃ３を選択する。そのため、第３の冷却水循環回路Ｃ３内でヒータコア４が暖機される。

＜作用・効果＞
本実施の形態によると、以下の作用・効果を奏する。

ヒータコア４の出口側の水温Ｔｗ２が蓄熱タンク７内の水温Ｔｗ１よりも低い間においては、２方弁８を閉成すると共に電動式ウォータポンプ９のポンプを作動させることによって、循環回路が上記の第１及び第２の冷却水循環回路Ｃ１，Ｃ２の２系統とされ、ヒータコア４の出口側の水温Ｔｗ２が蓄熱タンク７内の水温Ｔｗ１以上になると、電動式ウォータポンプ９の作動を継続して２方弁８を開成することによって、循環回路が上記の第１及び第２の冷却水循環回路Ｃ１，Ｃ２の２系統から上記の第３の冷却水循環回路Ｃ３の１系統に切り替えられる。このように、ヒータコア４の出口側及び蓄熱タンク７内の水温Ｔｗ１，Ｔｗ２に応じて、循環回路の切り替えが行なわれるので、暖機をしたいときに、初期は蓄熱タンク７でエンジンＥが暖機されその後にエンジンＥの燃焼熱でエンジンＥが暖機されると同時に、排熱回収器５を熱源として作動油用熱交換器６及び第２の循環回路Ｃ２を構成するホースＨ５，Ｈ６，Ｈ７，Ｈ８，Ｈ１１が暖機される。そのため、暖機時に必要のない所に熱が供給されることがなくなる。その結果、暖機時におけるエンジンＥ側及び作動油用熱交換６側への熱の分配が適切に行なわれるようになる。

また、第３の循環回路Ｃ３が成立した状態で高負荷運転が続くと、エンジンＥ内の水温が上昇するが、蓄熱タンク７内及びヒータコア４の出口側の少なくとも一方の水温が作動油の限界温度を考慮した設定温度を超えた場合には、２方弁８の開成を継続して電動式ウォータポンプ９の作動を停止させることによって、循環回路を上記の第３の冷却水循環回路Ｃ３から上記の第４の冷却水循環回路Ｃ４に切り替えられる。そのため、作動油用熱交換器６への冷却水の流入量が増大する。その結果、冷却水循環装置の冷却性能が向上する。

さらに、ヒータコア４の出口側の水温Ｔｗ２が蓄熱タンク７内の水温Ｔｗ１よりも低い場合においてヒータ要求がなされたときには、電動式ウォータポンプ９の作動を継続して２方弁８を開成することによって、上記の第１及び第２の冷却水循環回路Ｃ１，Ｃ２の選択をキャンセルして上記の第３の冷却水循環回路Ｃ３が選択されるので、暖機中にヒータ要求をなすユーザにも対処できる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、上記実施の形態においては、本発明をＣＶＴ車やＡＴ車に適用した例について記載した。しかし、本発明は、そのような構成には限定されない。本発明をマニュアル車に適用しても、本発明の目的は十分に達成し得る。その他、本明細書に添付の特許請求の範囲内での種々の設計変更及び修正を加え得ることは勿論である。

本発明の実施の形態に係る冷却水循環装置の冷却水循環系統を簡略化して示す図である。排熱回収器の内部構造を示す断面図であって、（ａ）は開閉弁の閉鎖状態を示し、（ｂ）は開閉弁の解放状態を示す。図２（ａ）においてＩＩＩ−ＩＩＩ線に対応した位置における断面図である。冷却水循環装置の電気的構成を示すブロック図である。ヒータコアの出口側の水温が蓄熱タンク内の水温より低いときの冷却水循環経路を示す図である。ヒータコアの出口側の水温が蓄熱タンク内の水温以上になったときの冷却水循環経路を示す図である。蓄熱タンク内及びヒータコアの出口側の少なくとも一方の水温が作動油の限界温度を考慮した設定温度に達したときの冷却水循環経路を示す図である。

符号の説明

Ｅエンジン
３機械式ウォータポンプ
４ヒータコア
５排熱回収器
６作動油用熱交換器
７蓄熱タンク
８２方弁
９電動式ウォータポンプ
Ｈ１〜Ｈ１１配管及びホース
Ｃ１第１の冷却水循環回路
Ｃ２第２の冷却水循環回路
Ｃ３第３の冷却水循環回路
Ｃ４第４の冷却水循環回路

Claims

エンジンと、作動油にて浸潤された状態において作動する変速機とを備えた自動車に適用される冷却水循環装置であって、
蓄熱タンク内に貯留された冷却水を、第１のポンプ及びエンジンの順で経由させ当該蓄熱タンクに流入させて循環させるための第１の冷却水循環回路と、
排熱回収器で排熱回収された冷却水を、作動油用熱交換器、第２のポンプ及びヒータコアの順で経由させ当該排熱回収器に流入させて循環させるための第２の冷却水循環回路と、
冷却水を、第１のポンプ、エンジン、弁、第２のポンプ、ヒータコア、排熱回収器、蓄熱タンク及び第１のポンプの順で循環させるための第３の冷却水循環回路と、
上記ヒータコアの出口側の水温が上記蓄熱タンク内の水温よりも低いときには、上記弁を閉成すると共に上記第２のポンプを作動させることによって、循環回路を上記第１及び第２の冷却水循環回路の２系統とし、上記ヒータコアの出口側の水温が上記蓄熱タンク内の水温以上となったときには、上記第２のポンプの作動を継続して上記弁を開成することによって、循環回路を上記第１及び第２の冷却水循環回路の２系統から上記第３の冷却水循環回路の１系統に切り替えるための制御手段とを含むことを特徴とする冷却水循環装置。
請求項１に記載の冷却水循環装置において、
冷却水を、第１のポンプ、エンジン、作動油用熱交換器、蓄熱タンク及び第１のポンプの順で循環させるための第４の冷却水循環回路をさらに含み、
上記制御手段は、上記蓄熱タンク内及び上記ヒータコアの出口側の少なくとも一方の水温が作動油の限界温度を考慮した設定温度を超えた場合には、上記弁の開成を継続して上記第２のポンプの作動を停止させることによって、循環回路を上記第３の冷却水循環回路から上記第４の冷却水循環回路に切り替えるための手段を含むことを特徴とする冷却水循環装置。
請求項１又は２に記載の冷却水循環装置において、
上記制御手段は、上記ヒータコアの出口側の水温が上記蓄熱タンク内の水温よりも低い場合においてヒータ要求がなされたときには、上記第２のポンプの作動を継続して上記弁を開成することによって、上記第１及び第２の冷却水循環回路の選択をキャンセルして上記第３の冷却水循環回路を選択するための手段をさらに含むことを特徴とする冷却水循環装置。