JP4998390B2

JP4998390B2 - 冷却水循環装置

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Publication number: JP4998390B2
Application number: JP2008177926A
Authority: JP
Inventors: 敬子田中; 正中川
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2008-07-08
Filing date: 2008-07-08
Publication date: 2012-08-15
Anticipated expiration: 2028-07-08
Also published as: JP2010019087A

Description

本発明は、エンジン冷却水を循環させるための冷却水循環装置に関する。

たとえば、特許文献１では、ＥＧＲ（再循環）クーラで加熱されたエンジン冷却水を用いて変速機の作動油を温めることによって、エンジン始動時における変速機の暖機を速やかにする技術が提案されている。

また、特許文献２では、冷却水および変速機作動油の温度に応じて、作動油熱交換器に通じる冷却水通路を電磁弁によって開閉することで、変速機作動油の早期昇温化を達成するようにした技術が提案されている。
特開２００２−３４０２８４号公報特開２００５−１６３６４号公報

ところで、近時、燃費向上に伴って熱源が不足していることもあって、排気熱回収器を搭載した車両が増えつつある。

このような排気熱回収器を搭載した車両の冷却水循環装置の一例を図１９に示す。

図１９に示す冷却水循環装置では、排気熱回収器１００でエンジン２００の排気ガスから回収した熱によって水温を高めた冷却水の循環に関しては、成り行きでヒータコア３００および作動油熱交換器４００の両者に流入するようになっている。なお、図１９中、５００はラジエータ、６００はサーモスタット、７００はウォータポンプである。

このように、上記冷却水循環装置では、使用状況に応じた循環回路の切り替えができないため、回収した熱量の振り分けは、ヒータコア３００と作動油熱交換器４００とに常に一定割合で分配される。

したがって、たとえば、冬季において、エンジン始動直後にはヒータコア３００に回収した熱量を分配する必要があるのにもかかわらず、作動油熱交換器４００にも回収した熱量が同様に分配される。逆に、作動油熱交換器４００に回収した熱量を分配するとする場合にも、回収した熱量はヒータコア３００にも同様に分配される。

本発明は、上記技術的課題に鑑みなされたもので、使用状況に応じた循環回路の切り替えが行なえ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、本発明にかか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車両に適用される冷却水循環装置であって、上記エンジンに対して、ヒータコアおよび作動油熱交換器が上流側から下流側に向かってこの順で並列に設けられており、上記エンジンから流出された冷却水を、上記ヒータコアを経由させて当該エンジンに流入させるための第１の循環回路と、上記エンジンから流出された冷却水を、上記作動油熱交換器を経由させて当該エンジンに流入させるための第２の循環回路と、上記エンジンから流出された冷却水を、上記ヒータコアおよび作動油熱交換器を経由させずに当該エンジンに流入させるための第３の循環回路と、冬季においては、上記エンジンの始動直後に循環回路として上記第１および第３の循環回路を選択し、その後に第１の温度条件を満たしたときにさらに循環回路として上記第２の循環回路を選択するための第１の選択手段と、冬季以外の条件においては、上記エンジンの始動直後に循環回路として上記第３の循環回路を選択し、その後に第２の温度条件を満たしたときにさらに循環回路として上記第２の循環回路を選択するための第２の選択手段とを含む。また、上記第１の温度条件は、室温または水温に対する設定温度で規定され、この規定された設定温度以上になったときに、上記第１の選択手段は、循環回路として上記第２の循環回路をさらに選択し、上記第２の温度条件は、水温に対する設定温度で規定され、この規定された設定温度以上になったときに、上記第２の選択手段は、循環回路として上記第２の循環回路をさらに選択する。

上記構成において、冬季には、エンジンの始動直後の循環回路として、エンジンから流出された冷却水を、ヒータコアを経由してエンジンに流入させる第１の循環回路、ならびにヒータコアおよび作動油熱交換器を経由させずにエンジンに流入させる第３の循環回路が選択され、その後に第１の温度条件を満たしたときの循環回路として、エンジンから流出された冷却水を、作動油熱交換器を経由させてエンジンに流入させる第２の循環回路がさらに選択される。一方、冬季以外の条件には、エンジンの始動直後の循環回路として、上記第３の循環回路が選択され、その後に第２の温度条件を満たしたときの循環回路として、上記第２の循環回路がさらに選択される。

ところで、エンジンと電動機とを組み合わせて、互いの良いところを補って利用し、燃費を大幅に向上させるようにしたハイブリッド車両が普及しつつある。

そこで、上記冷却水循環装置において、上記車両には、動力源として上記エンジンに加えて電動機が備えられており、上記エンジンに対して、上記ヒータコア、上記作動油熱交換器、および上記電動機への電力供給源としての電池が上流側から下流側に向かってこの順で並列に設けらており、上記エンジンから流出した冷却水を、上記電池を経由させて当該エンジンに流入させるための第４の循環回路をさらに含み、上記第１の選択手段は、上記エンジンの始動直後に循環回路として上記第１、第３および第４の循環回路を選択し、その後に第１の温度条件を満たしたときに循環回路として上記第１、第２および第３の循環回路のみを選択し、上記第２の選択手段は、上記エンジンの始動直後に循環回路として上記第３の循環回路を選択し、その後に第２の温度条件を満たしたときにさらに循環回路として上記第２の循環回路を選択する。

この場合、上記第１の温度条件は、室温または水温および電池に対する設定温度で規定される。

また、上記冷却水循環装置において、上記エンジンに対して、ウォータポンプを介して排気熱回収器が直列に設けられている。

上記構成において、使用状況に応じて、排気熱回収器でエンジンの排気ガスから回収した熱によって水温を高めた冷却水（換言すると、回収した熱量）を必要とする要素に選択された循環回路を通じて分配させることができる。

本発明によると、使用状況に応じて循環回路を切り替え選択することが可能となる。

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。

[第１の実施の形態]
＜全体構成＞
図１は本発明の第１の実施の形態にかかる冷却水循環装置の循環系統を簡略化して示す図である。

図１を参照して、本実施の形態にかかる冷却水循環装置には、コンベンショナル車両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、ウォータポンプ３、ヒータコア４、作動油熱交換器（たとえば、ＣＶＴ（ＣｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙＶａｒｉａｂｌｅＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）ウォーマ）５および排気熱回収器６などが備えられている。

ヒータコア４および作動油熱交換器５は、エンジンＥに対して、上流側から下流側に向かってこの順で並列に設けけられている。一方、排気熱回収器６は、エンジンＥに対して、ヒータコア４および作動油熱交換器５の下流側においてウォータポンプ３を介して直列に設けられている。

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おり、ウォータポンプ３の吐出口は、エンジンＥに形成された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、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、２方向に分岐されている。この取り出し管Ｈ２の一方は、ヒータコア４および作動油熱交換器５に向かって延びる第１のホースＨ３に接続され、他方は、アッパホースＨ４によってラジエータ１のアッパタンク１２に接続されている。

排気熱回収器６の入口側には、第２のホースＨ５が接続されており、出口側には、第３のホースＨ６によってウォータポンプ３の吸入側に接続されている。

ヒータコア４の入口側は、第１の弁Ｖ１を介して、第４のホースＨ７によって第１のホースＨ３の下流側端よりも上流側の接続部Ｊ１１に接続され、出口側は、第５のホースＨ８によって第２のホースＨ５の上流側端よりも下流側の接続部Ｊ２１に接続されている。

作動油熱交換器５の入口側は、第２の弁Ｖ２を介して、第６のホースＨ９によって第１のホースＨ３の下流端に接続され、出口側は、第７のホースＨ１０によって第２のホースＨ５の上流端に接続されている。

第１のホースＨ３の接続部Ｊ１１より上流側の接続部Ｊ１２、および第２のホースＨ５の接続部Ｊ２１より下流側であって作動油熱交換器５より上流側の接続部Ｊ２２同士は、第３の弁Ｖ３を介して、第８のホースＨ１１によって接続されている。

すなわち、本冷却水循環装置には、（１）第１のホースＨ３、第４および第５のホースＨ７，Ｈ８、ならびに第２および第３のホースＨ５，Ｈ６で構成され、エンジンＥから流出された冷却水を、ヒータコア４を経由させてエンジンＥに流入させるための第１の循環回路Ｃ１と、（２）第１のホースＨ３、第６および第７のホースＨ９，Ｈ１０、ならびに第２および第３のホースＨ５，Ｈ６から構成され、エンジンＥから流出された冷却水を、作動油熱交換器５を経由させてエンジンＥに流入させるための第２の循環回路Ｃ２と、（３）第１のホースＨ３、第８のホースＨ１１、ならびに第２および第３のホースＨ５，Ｈ６で構成され、エンジンＥから流出された冷却水を、ヒータコア４および作動油熱交換器５を経由させずにエンジンＥに流入させるための第３の循環回路Ｃ３とが含まれている。

＜排熱回収器＞
図２は排気熱回収器６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。

これらの図を参照して、排気熱回収器６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、この排熱回収部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。

排気熱回収器６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ともに、内筒部材５３によって消音部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および排出側接続管部５１ｃとして形成されている。すなわち、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より排気熱回収器６内に導入され、排熱回収動作およ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、一端が上記第２のホースＨ５に、他端が上記第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ともに、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。すなわち、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とも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わた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、排気熱回収器６の排気ガス導入側が冷却水の入口側であり、排気熱回収器６の排気ガス排出側が冷却水の出口側となるように、上記第２および第３のホースＨ５，６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および大断面通路部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の通路断面積および排気管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および大断面通路部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にわた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および下流側とも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）６０を含む。

ＥＣＵ６０は、冷却水循環装置の制御中枢を司るものであって、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭなどから構成される。このＥＣＵ６０には、室温センサ６１および水温センサ６２の各検出信号が与えられる。これらのセンサ６１，６２の各検出信号に基づいて、ＥＣＵ６０は、上記の第１〜第３の弁Ｖ１〜Ｖ３の開閉を制御する。

室温センサ６１は、運転室内の室温を検出するためのセンサであって、運転室内の適所に備えられている。

水温センサ６２は、エンジンＥ内の水温を検出するためのセンサであって、図１に示すように、エンジンＥに臨ませてある。

＜動作＞
（冬季）
図５は冬季における第１〜第３の弁Ｖ１〜Ｖ３の開閉に関するタイミングチャートである。

図５を参照して、冬季（たとえば、−５℃）において、エンジンＥが始動されると、その直後に、ＥＣＵ６０は、第１および第３の弁Ｖ１，Ｖ３を全開状態とするとともに第２の弁Ｖ２を全閉状態とし、循環回路として、第１および第３の循環回路Ｃ１，Ｃ３を選択する。

そうすると、図６に示すように、第１の循環回路Ｃ１内においては、エンジンＥから流出した冷却水が、第１のホースＨ３→第４のホースＨ７→ヒータコア４→第５のホースＨ８→第２のホースＨ５→排気熱回収器６→第３のホースＨ６の順で流れ、ウォータポンプ３により再びエンジンＥに戻される。すなわち、エンジンＥから流出された冷却水は、ヒータコア４を経由してエンジンＥに流入する。

第３の循環回路Ｃ３内においは、エンジンＥから流出した冷却水が、第１のホースＨ３→第８のホースＨ１１→第２のホースＨ５→排気熱回収器６→第３のホースＨ６の順で流れ、ウォータポンプ３により再びエンジンＥに戻される。すなわち、エンジンＥから流出された冷却水は、ヒータコア４および作動油熱交換器５を経由せずにエンジンＥに流入する。

これにより、排気熱回収器６でエンジンＥの排気ガスから回収した熱によって水温を高めた冷却水は、ヒータコア４に分配されるが、作動油熱交換器５には分配されない。

その後、室温センサ６１および水温センサ６２からの各検出信号に基づいて、室温がＴ_Rｈ（たとえば、１５℃）または水温がＴ_Wｈ（たとえば、７０℃）以上になったと判断すると、ＥＣＵ６０は、第２の弁Ｖ２を全開状態とし、循環回路として第２の循環回路Ｃ２を選択する。

そうすると、図７に示すように、第２の循環回路Ｃ２内においては、エンジンＥから流出した冷却水が、第１のホースＨ３→第６のホースＨ９→作動油熱交換器５→第７のホースＨ１０→第２のホースＨ５→排気熱回収器６→第３のホースＨ６の順で流れ、ウォータポンプ３により再びエンジンＥに戻される。すなわち、エンジンＥから流出された冷却水は、作動油熱交換器５を経由してエンジンＥに流入する。

このとき、第１および第３の弁Ｖ１，Ｖ３がＥＣＵ６０により半開状態とされるので、作動油熱交換器５に対する、排気熱回収器６でエンジンＥの排気ガスから回収した熱によって水温を高めた冷却水の分配割合は、ヒータコア４に対するものよりも多くなる。

（冬季以外の条件）
図８は冬季以外の条件における第１〜第３の弁Ｖ１〜Ｖ３の開閉に関するタイミングチャートである。

図８を参照して、冬季以外の条件（たとえば、常温時やモード燃費計測時（たとえば、２５℃））において、エンジンＥが始動されると、その直後に、ＥＣＵ６０は、第３の弁Ｖ３を全開状態とするとともに第１および第２の弁Ｖ１，Ｖ２を全閉状態とし、循環回路として、第３の循環回路Ｃ３を選択する。

そうすると、図９に示すように、第３の循環回路Ｃ３内においては、上述した過程を経て、エンジンＥから流出した冷却水がヒータコア４および作動油熱交換器５を経由せずにエンジンＥに流入する。これにより、排気熱回収器６でエンジンＥの排気ガスから回収した熱によって水温を高めた冷却水は、ヒータコア４および作動油熱交換器５の両者には分配されない。

その後、水温センサ６２からの検出信号に基づいて、水温がＴ_Wｈ（たとえば、７０℃）以上になったと判断すると、ＥＣＵ６０は、第２の弁Ｖ２を全開状態とし、循環回路として第２の循環回路Ｃ２を選択する。

そうすると、図１０に示すように、第２の循環回路Ｃ２内においては、上述したように、エンジンＥから流出した冷却水が作動油熱交換器５を経由してエンジンＥに流入する。このとき、第３の弁Ｖ３がＥＣＵ６０により半開状態とされるので、作動油熱交換器５に対する、排気熱回収器６でエンジンＥの排気ガスから回収した熱によって水温を高めた冷却水の分配割合は、上記第３の循環回路Ｃ３に対するものよりも多くなる。

＜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。

冬季には、エンジンＥの始動直後の循環回路として、エンジンＥから流出された冷却水を、ヒータコア４を経由してエンジンＥに流入させる第１の循環回路Ｃ１、ならびにヒータコア４および作動油熱交換器５を経由させずにエンジンＥに流入させる第３の循環回路Ｃ３が選択され、その後に室温がＴ_Rｈまたは水温がＴ_Wｈ以上になったときの循環回路として、エンジンＥから流出された冷却水を、作動油熱交換器５を経由させてエンジンＥに流入させる第２の循環回路Ｃ２が選択される。一方、冬季以外の条件には、エンジンＥの始動直後の循環回路として、上記第３の循環回路Ｃ３が選択され、その後に水温がＴ_Wｈ以上になったときの循環回路として、上記第２の循環回路Ｃ２が選択される。このように、使用状況に応じて循環回路を切り替え選択することができる。

また、エンジンＥに対して、ヒータコア４および作動油熱交換器５の下流側においてウォータポンプ３を介して排気熱回収器６が直列に設けられているので、使用状況に応じて、排気熱回収器６でエンジンＥの排気ガスから回収した熱によって水温を高めた冷却水（換言すると、回収した熱量）を要素（ヒータコア４および作動油熱交換器５）に選択された循環回路を通じて分配させることができる。

[第２の実施の形態]
図１１は本発明の実施の形態にかかる冷却水循環装置の循環系統を簡略化して示す図である。

図１１を参照して、本実施の形態にかかる冷却水循環装置の特徴は、（１）エンジンＥに対して、ヒータコア４、作動油熱交換器５、および図外の電動機への電力供給源としての電池７が上流側から下流側に向かってこの順で並列に設けられている点、（２）電池７の入口側が、第４の弁Ｖ４を介して、第９のホースＨ１２によって第１のホースＨ３の下流端に接続されている点、（３）電池７の出口側が、第１０のホースＨ１３によって第２のホースＨ５の上流端に接続されている点、ならびに（４）排気熱回収器６が、ヒータコア４、作動油熱交換器５および電池７の下流側においてウォータポンプ３を介してエンジンＥに直列に接続されている点にある。

すなわち、本冷却水循環装置は、上記の第１〜第３の循環回路Ｃ１〜Ｃ３に加えて、第１のホースＨ３、第９および第１０のホースＨ１２，Ｈ１３、ならびに第２および第３のホースＨ５，Ｈ６で構成され、エンジンＥから流出した冷却水を、電池７を経由させてエンジンＥに流入させるための第４の循環回路Ｃ４をさらに含んでいる。

＜電気的構成＞
図１２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１２を参照して、ＥＣＵ６０には、上記の室温センサ６１および水温センサ６２の各検出信号に加えて、電池温度センサ６３の検出信号が与えられ、これらセンサ６１〜６３の各検出信号に基づいて、ＥＣＵ６０は、上記の第１〜第３の弁Ｖ１〜Ｖ３の開閉制御に加えて、第４の弁Ｖ４の開閉を制御する。

電池温度センサ６３は、電池７の温度を検出するためのセンサであって、図１１に示すように、電池７に装着されている。

＜動作＞
（冬季）
図１３は冬季における第１〜第４の弁Ｖ１〜Ｖ４の開閉に関するタイミングチャートである。

図１３を参照して、冬季において、エンジンＥが始動されると、その直後に、ＥＣＵ６０は、第１、第３および第４の弁Ｖ１，Ｖ３，Ｖ４を全開状態とするとともに第２の弁Ｖ２を全閉状態とし、循環回路として、第１、第３および第４の循環回路Ｃ１，Ｃ３，Ｃ４を選択する。

そうすると、図１４に示すように、第１の循環回路Ｃ１内においては、エンジンＥから流出した冷却水がヒータコア４を経由してエンジンＥに流入する。

第３の循環回路Ｃ３内においは、エンジンＥから流出した冷却水がヒータコア４および作動油熱交換器５を経由せずにエンジンＥに流入する。

第４の循環回路Ｃ４内においては、エンジンＥから流出した冷却水が、第１のホースＨ３→第９のホースＨ１２→電池７→第１０のホースＨ１３→第２のホースＨ５→排気熱回収器６→第３のホースＨ６の順で流れ、ウォータポンプ３により再びエンジンＥに戻される。すなわち、エンジンＥから流出した冷却水は、電池７を経由してエンジンＥに流入する。

これにより、排気熱回収器６でエンジンＥの排気ガスから回収した熱によって水温を高めた冷却水は、ヒータコア４および電池７に分配されるが、作動油熱交換器５には分配されない。

その後、室温センサ６１、水温センサ６２および電池温度センサ６３からの各検出信号に基づいて、室温がＴ_Rｈまたは水温がＴ_Wｈおよび電池温度がＴ_Vｈ（たとえば、５℃）以上になったと判断すると、ＥＣＵ６０は、第２の弁Ｖ２を全開状態とするとともに第４の弁Ｖ４を全閉状態とし、循環回路として第２の循環回路Ｃ２を選択する。

そうすると、図１５に示すように、第２の循環回路Ｃ２内においては、エンジンＥから流出した冷却水が作動油熱交換器５を経由してエンジンＥに流入する。

このとき、第１および第３の弁Ｖ１，Ｖ３がＥＣＵ６０により半開状態とされるので、作動油熱交換器５に対する、排気熱回収器６でエンジンＥの排気ガスから回収した熱によって水温を高めた冷却水の分配割合は、電池７はもとより、ヒータコア４に対するものよりも多くなる。

（冬季以外の条件）
図１６は冬季以外の条件における第１〜第４の弁Ｖ１〜Ｖ４の開閉に関するタイミングチャートである。

図１６を参照して、冬季以外の条件において、エンジンＥが始動されると、その直後に、ＥＣＵ６０は、第３の弁Ｖ３を全開状態とするとともに第１、第２および第４の弁Ｖ１，Ｖ２，Ｖ４を全閉状態とし、循環回路として、第３の循環回路Ｃ３を選択する。

そうすると、図１７に示すように、第３の循環回路Ｃ３内においは、エンジンＥから流出した冷却水がヒータコア４および作動油熱交換器５を経由せずにエンジンＥに流入する。

これにより、排気熱回収器６でエンジンＥの排気ガスから回収した熱によって水温を高めた冷却水は、ヒータコア４、作動油熱交換器５および電池７には分配されない。

その後、水温センサ６２からの検出信号に基づいて、水温がＴ_Wｈ以上になったと判断すると、ＥＣＵ６０は、第２の弁Ｖ２を全開状態とし、循環回路として第２の循環回路Ｃ２を選択する。

そうすると、図1８に示すように、第２の循環回路Ｃ２内においては、エンジンＥから流出した冷却水が作動油熱交換器５を経由してエンジンＥに流入する。

このとき、第３の弁Ｖ３がＥＣＵ６０により半開状態とされるので、作動油熱交換器５に対する、排気熱回収器６でエンジンＥの排気ガスから回収した熱によって水温を高めた冷却水の分配割合は、上記第３の循環回路Ｃ３に対するものよりも多くなる。

冬季には、エンジン始動直後の循環回路として、エンジンＥから流出された冷却水を、ヒータコア４を経由してエンジンＥに流入させる第１の循環回路Ｃ１、ヒータコア４および作動油熱交換器５を経由させずにエンジンＥに流入させる第３の循環回路Ｃ３、ならびに電池７を経由させてエンジンＥに流入させる第４の循環回路Ｃ４が選択され、その後に室温がＴ_Rｈまたは水温がＴ_Wｈおよび電池温度がＴ_Vｈ以上になったときの循環回路として、エンジンＥから流出された冷却水を、作動油熱交換器５を経由させてエンジンＥに流入させる第２の循環回路Ｃ２が選択される。一方、冬季以外の条件には、エンジン始動直後の循環回路として、上記第３の循環回路Ｃ３が選択され、その後に水温がＴ_Wｈ以上になったときの循環回路として、上記第２の循環回路Ｃ２が選択される。このように、使用状況に応じて循環回路を切り替え選択することができるので、使用状況に応じて、排気熱回収器６で回収した熱量を必要とする要素（ヒータコア４、作動油熱交換器５および電池７）に選択された循環回路を通じて分配させることができる。

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。

たとえば、上記実施の形態においては、排気熱回収器を搭載した車両に本発明を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。排気熱回収器を搭載しない車両の本発明を適用しても、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および修正を加え得ることは勿論である。

本発明の第１の実施の形態にかかる冷却水循環装置の循環系統を簡略化して示す図である。排気熱回収器の内部構造を示し、排気ガスの流通方向に沿って切断した縦断面図である。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。冬季における第１〜第３の弁の開閉に関するタイミングチャートである。冬季におけるエンジン始動直後に選択される循環回路を示す図である。冬季において第１の温度条件を満たしたときに選択される循環回路を示す図である。冬季以外の条件における第１〜第３の弁の開閉に関するタイミングチャートである。冬季以外の条件におけるエンジン始動直後に選択される循環回路を示す図である。冬季以外の条件において第２の温度条件を満たしたときに選択される循環回路を示す図である。本発明の第２の実施の形態にかかる冷却水循環装置の循環系統を簡略化して示す図である。冷却水循環装置の電気的構成を示すブロック図である。冬季における第１〜第４の弁の開閉に関するタイミングチャートである。冬季におけるエンジン始動直後に選択される循環回路を示す図である。冬季において第１の温度条件を満たしたときに選択される循環回路を示す図である。冬季以外の条件における第１〜第４の弁の開閉に関するタイミングチャートである。冬季以外の条件におけるエンジン始動直後に選択される循環回路を示す図である。冬季以外の条件において第２の温度条件を満たしたときに選択される循環回路を示す図である。従来の冷却水循環装置の循環系統を簡略化して示す図である。

符号の説明

２ウォータポンプ
４ヒータコア
５作動油熱交換器
６排気熱回収器
７電池
６０ＥＣＵ
６１室温センサ
６２水温センサ
６３電池温度センサ
Ｃ１〜Ｃ４循環回路
Ｈ１〜Ｈ１３配管およびホース

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車両に適用される冷却水循環装置であって、
上記エンジンに対して、ヒータコアおよび作動油熱交換器が上流側から下流側に向かってこの順で並列に設けられており、
上記エンジンから流出された冷却水を、上記ヒータコアを経由させて当該エンジンに流入させるための第１の循環回路と、
上記エンジンから流出された冷却水を、上記作動油熱交換器を経由させて当該エンジンに流入させるための第２の循環回路と、
上記エンジンから流出された冷却水を、上記ヒータコアおよび作動油熱交換器を経由させずに当該エンジンに流入させるための第３の循環回路と、
冬季においては、上記エンジンの始動直後に循環回路として上記第１および第３の循環回路を選択し、その後に第１の温度条件を満たしたときにさらに循環回路として上記第２の循環回路を選択するための第１の選択手段と、
冬季以外の条件においては、上記エンジンの始動直後に循環回路として上記第３の循環回路を選択し、その後に第２の温度条件を満たしたときにさらに循環回路として上記第２の循環回路を選択するための第２の選択手段とを含み、
上記第１の温度条件は、室温または水温に対する設定温度で規定され、この規定された設定温度以上になったときに、上記第１の選択手段は、循環回路として上記第２の循環回路をさらに選択し、
上記第２の温度条件は、水温に対する設定温度で規定され、この規定された設定温度以上になったときに、上記第２の選択手段は、循環回路として上記第２の循環回路をさらに選択する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、
上記車両には、動力源として上記エンジンに加えて電動機が備えられており、
上記エンジンに対して、上記ヒータコア、上記作動油熱交換器、および上記電動機への電力供給源としての電池が上流側から下流側に向かってこの順で並列に設けらており、
上記エンジンから流出した冷却水を、上記電池を経由させて当該エンジンに流入させるための第４の循環回路をさらに含み、
上記第１の選択手段は、上記エンジンの始動直後に循環回路として上記第１、第３および第４の循環回路を選択し、その後に第１の温度条件を満たしたときに循環回路として上記第１、第２および第３の循環回路のみを選択し、
上記第２の選択手段は、上記エンジンの始動直後に循環回路として上記第３の循環回路を選択し、その後に第２の温度条件を満たしたときにさらに循環回路として上記第２の循環回路を選択すること特徴とする冷却水循環装置。
請求項２に記載の冷却水循環装置において、
上記第１の温度条件は、室温または水温および電池に対する設定温度で規定されることを特徴とする冷却水循環装置。
請求項１〜３のいずれか１項に記載の冷却水循環装置において、
上記エンジンに対して、ウォータポンプを介して排気熱回収器が直列に設けられていることを特徴とする冷却水循環装置。