JPH08246873A - 車両用内燃機関の冷却系装置 - Google Patents
車両用内燃機関の冷却系装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 水冷式内燃機関１の燃費低減、排気ガス浄化
を図る。 【構成】 水冷式内燃機関１の冷却水出口側の回路に、
断熱構造を持った蓄熱タンク１３、流量制御弁６、暖房
用ヒータコア４を配設し、機関暖機時には流量制御弁６
を暖房用ヒータコア４への流路が全開となる位置に設定
するとともに、空調用送風機５を停止して、蓄熱タンク
１３内の高温の冷却水をヒータコア４で放熱することな
く、吸気熱交換器９、オイル熱交換器１０、１１を経
て、機関１に吸入させる。これにより、高温の冷却水に
より機関吸気、機関潤滑オイル、変速機作動オイルを効
果的に加熱し、暖機を促進する。暖機終了後は、流量制
御弁６の開度を通常の空調プログラムに従って制御し、
機関吸気、機関潤滑オイル、変速機作動オイルを季節に
対応して適切に加熱または冷却する。
を図る。 【構成】 水冷式内燃機関１の冷却水出口側の回路に、
断熱構造を持った蓄熱タンク１３、流量制御弁６、暖房
用ヒータコア４を配設し、機関暖機時には流量制御弁６
を暖房用ヒータコア４への流路が全開となる位置に設定
するとともに、空調用送風機５を停止して、蓄熱タンク
１３内の高温の冷却水をヒータコア４で放熱することな
く、吸気熱交換器９、オイル熱交換器１０、１１を経
て、機関１に吸入させる。これにより、高温の冷却水に
より機関吸気、機関潤滑オイル、変速機作動オイルを効
果的に加熱し、暖機を促進する。暖機終了後は、流量制
御弁６の開度を通常の空調プログラムに従って制御し、
機関吸気、機関潤滑オイル、変速機作動オイルを季節に
対応して適切に加熱または冷却する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は車両に搭載される水冷式
内燃機関において、冷却水温度等を適切に制御して燃費
および排気ガスを大幅に改善できる冷却系装置に関す
る。
内燃機関において、冷却水温度等を適切に制御して燃費
および排気ガスを大幅に改善できる冷却系装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、石油資源の枯渇、地球環境の悪化
等の観点から、自動車には、燃費向上、排気ガスのさら
なる浄化が強く望まれている。車両走行時の燃費および
排気ガスの改善は、リーンバーン式の内燃機関の採用等
により種々の対策が実用化されているが、特に機関暖機
時における燃費、排気ガスの効果的な改善法について
は、未だ確立されていない。
等の観点から、自動車には、燃費向上、排気ガスのさら
なる浄化が強く望まれている。車両走行時の燃費および
排気ガスの改善は、リーンバーン式の内燃機関の採用等
により種々の対策が実用化されているが、特に機関暖機
時における燃費、排気ガスの効果的な改善法について
は、未だ確立されていない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】例えば、内燃機関の始
動を車両から離れた場所で遠隔操作できるリモコンスタ
ータは実用化されており、このリモコンスタータによれ
ば、乗員が車両に搭乗した後における暖機待ち時間の短
縮は可能であるが、暖機時における燃費、排気ガスの改
善にはほとんど寄与していない。
動を車両から離れた場所で遠隔操作できるリモコンスタ
ータは実用化されており、このリモコンスタータによれ
ば、乗員が車両に搭乗した後における暖機待ち時間の短
縮は可能であるが、暖機時における燃費、排気ガスの改
善にはほとんど寄与していない。
【０００４】また、特開平１−１７２０１５号公報で
は、内燃機関の冷却水回路に断熱構造を持った蓄熱タン
クを設け、この蓄熱タンク内に内燃機関運転中に高温と
なった冷却水を蓄えておき、次回の内燃機関始動直後に
この蓄熱タンク内の高温冷却水を自動車用空調装置の暖
房用ヒータコアに循環して、内燃機関の冷却水温度が低
い暖機終了前の状態でも、車室内を即効的に暖房できる
ようにしたものが提案されている。
は、内燃機関の冷却水回路に断熱構造を持った蓄熱タン
クを設け、この蓄熱タンク内に内燃機関運転中に高温と
なった冷却水を蓄えておき、次回の内燃機関始動直後に
この蓄熱タンク内の高温冷却水を自動車用空調装置の暖
房用ヒータコアに循環して、内燃機関の冷却水温度が低
い暖機終了前の状態でも、車室内を即効的に暖房できる
ようにしたものが提案されている。
【０００５】しかしながら、上記公報のものでは、蓄熱
タンク内の高温冷却水が暖房用ヒータコアにおいて空調
用送風機により送風される送風空気と熱交換して、その
温度が大幅に低下するので、内燃機関に還流する冷却水
温度も低い温度となってしまう。そのため、蓄熱タンク
内に高温冷却水を蓄積していても、内燃機関の暖機促進
効果はほとんど得られないので、暖機時における燃費、
排気ガスの改善には寄与できない。
タンク内の高温冷却水が暖房用ヒータコアにおいて空調
用送風機により送風される送風空気と熱交換して、その
温度が大幅に低下するので、内燃機関に還流する冷却水
温度も低い温度となってしまう。そのため、蓄熱タンク
内に高温冷却水を蓄積していても、内燃機関の暖機促進
効果はほとんど得られないので、暖機時における燃費、
排気ガスの改善には寄与できない。
【０００６】本発明は上記点に鑑みてなされもので、特
に機関暖機時における燃費低減、排気ガス浄化を効果的
に実現できる車両用内燃機関の冷却装置を提供すること
を目的とする。
に機関暖機時における燃費低減、排気ガス浄化を効果的
に実現できる車両用内燃機関の冷却装置を提供すること
を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、以下の技術的手段を採用する。請求項１記載
の発明では、水冷式内燃機関（１）の冷却水を循環ポン
プ（３）にて循環するようにした冷却水回路において、
前記内燃機関（１）から流出した冷却水を蓄積する、断
熱構造を持った蓄熱タンク（１３）と、この蓄熱タンク
（１３）の下流側に設置され、この蓄熱タンク（１３）
から流出した冷却水と空気とを熱交換して空気を加熱す
る暖房用ヒータコア（４）と、この暖房用ヒータコア
（４）に送風する送風機（５）と、前記蓄熱タンク（１
３）と前記暖房用ヒータコア（４）との間の冷却水回路
に設置され、前記暖房用ヒータコア（４）を通過する冷
却水の流量を制御する流量制御弁（６）と、前記暖房用
ヒータコア（４）の冷却水下流側に設置され、前記内燃
機関（１）の潤滑オイルおよび車両自動変速機の作動オ
イルの少なくとも一方の潤滑オイルと冷却水とを熱交換
するオイル熱交換器（１０、１１）と、このオイル熱交
換器（１０、１１）の冷却水下流側を前記内燃機関
（１）の冷却水吸入側に接続する冷却水吸入側回路（１
２）と、前記内燃機関（１）が暖機中であるときと暖機
終了後の運転状態であるときに対応して、前記流量制御
弁（６）および前記送風機（５）の作動を制御する制御
手段（１９）と、を備える車両用内燃機関の冷却系装置
を特徴としている。
するため、以下の技術的手段を採用する。請求項１記載
の発明では、水冷式内燃機関（１）の冷却水を循環ポン
プ（３）にて循環するようにした冷却水回路において、
前記内燃機関（１）から流出した冷却水を蓄積する、断
熱構造を持った蓄熱タンク（１３）と、この蓄熱タンク
（１３）の下流側に設置され、この蓄熱タンク（１３）
から流出した冷却水と空気とを熱交換して空気を加熱す
る暖房用ヒータコア（４）と、この暖房用ヒータコア
（４）に送風する送風機（５）と、前記蓄熱タンク（１
３）と前記暖房用ヒータコア（４）との間の冷却水回路
に設置され、前記暖房用ヒータコア（４）を通過する冷
却水の流量を制御する流量制御弁（６）と、前記暖房用
ヒータコア（４）の冷却水下流側に設置され、前記内燃
機関（１）の潤滑オイルおよび車両自動変速機の作動オ
イルの少なくとも一方の潤滑オイルと冷却水とを熱交換
するオイル熱交換器（１０、１１）と、このオイル熱交
換器（１０、１１）の冷却水下流側を前記内燃機関
（１）の冷却水吸入側に接続する冷却水吸入側回路（１
２）と、前記内燃機関（１）が暖機中であるときと暖機
終了後の運転状態であるときに対応して、前記流量制御
弁（６）および前記送風機（５）の作動を制御する制御
手段（１９）と、を備える車両用内燃機関の冷却系装置
を特徴としている。
【０００８】請求項２記載の発明では、水冷式内燃機関
（１）の冷却水を循環ポンプ（３）にて循環するように
した冷却水回路において、前記内燃機関（１）から流出
した冷却水を蓄積する、断熱構造を持った蓄熱タンク
（１３）と、この蓄熱タンク（１３）の下流側に設置さ
れ、この蓄熱タンク（１３）から流出した冷却水と空気
とを熱交換して空気を加熱する暖房用ヒータコア（４）
と、この暖房用ヒータコア（４）に送風する送風機
（５）と、前記蓄熱タンク（１３）と前記暖房用ヒータ
コア（４）との間の冷却水回路に設置され、前記暖房用
ヒータコア（４）を通過する冷却水の流量を制御する流
量制御弁（６）と、前記暖房用ヒータコア（４）の冷却
水下流側に設置され、前記内燃機関（１）の吸入空気と
冷却水とを熱交換する吸気熱交換器（９）と、この吸気
熱交換器（９）の冷却水下流側を前記内燃機関（１）の
冷却水吸入側に接続する冷却水吸入側回路（１２）と、
前記内燃機関（１）が暖機中であるときと暖機終了後の
運転状態であるときに対応して、前記流量制御弁（６）
および前記送風機（５）の作動を制御する制御手段（１
９）と、を備える車両用内燃機関の冷却系装置を特徴と
している。
（１）の冷却水を循環ポンプ（３）にて循環するように
した冷却水回路において、前記内燃機関（１）から流出
した冷却水を蓄積する、断熱構造を持った蓄熱タンク
（１３）と、この蓄熱タンク（１３）の下流側に設置さ
れ、この蓄熱タンク（１３）から流出した冷却水と空気
とを熱交換して空気を加熱する暖房用ヒータコア（４）
と、この暖房用ヒータコア（４）に送風する送風機
（５）と、前記蓄熱タンク（１３）と前記暖房用ヒータ
コア（４）との間の冷却水回路に設置され、前記暖房用
ヒータコア（４）を通過する冷却水の流量を制御する流
量制御弁（６）と、前記暖房用ヒータコア（４）の冷却
水下流側に設置され、前記内燃機関（１）の吸入空気と
冷却水とを熱交換する吸気熱交換器（９）と、この吸気
熱交換器（９）の冷却水下流側を前記内燃機関（１）の
冷却水吸入側に接続する冷却水吸入側回路（１２）と、
前記内燃機関（１）が暖機中であるときと暖機終了後の
運転状態であるときに対応して、前記流量制御弁（６）
および前記送風機（５）の作動を制御する制御手段（１
９）と、を備える車両用内燃機関の冷却系装置を特徴と
している。
【０００９】請求項３記載の発明では、請求項１または
２に記載の車両用内燃機関の冷却系装置において、前記
制御手段（１９）は、前記内燃機関（１）の暖機中は、
前記流量制御弁（６）から前記暖房用ヒータコア（４）
への流路を全開する状態に前記流量制御弁（６）を設定
するとともに、前記送風機（５）を停止状態に設定し、
前記内燃機関（１）の暖機終了後は、前記流量制御弁
（６）および前記送風機（５）を空調制御プログラムに
従って制御するように構成されていることを特徴とす
る。
２に記載の車両用内燃機関の冷却系装置において、前記
制御手段（１９）は、前記内燃機関（１）の暖機中は、
前記流量制御弁（６）から前記暖房用ヒータコア（４）
への流路を全開する状態に前記流量制御弁（６）を設定
するとともに、前記送風機（５）を停止状態に設定し、
前記内燃機関（１）の暖機終了後は、前記流量制御弁
（６）および前記送風機（５）を空調制御プログラムに
従って制御するように構成されていることを特徴とす
る。
【００１０】請求項４記載の発明では、水冷式内燃機関
（１）の冷却水を循環ポンプ（３）にて循環するように
した冷却水回路において、前記内燃機関（１）から流出
した冷却水を蓄積する、断熱構造を持った蓄熱タンク
（１３）と、この蓄熱タンク（１３）の下流側に設置さ
れ、この蓄熱タンク（１３）から流出した冷却水と空気
とを熱交換して空気を加熱する暖房用ヒータコア（４）
と、この暖房用ヒータコア（４）に送風する送風機
（５）と、前記暖房用ヒータコア（４）と並列に設けら
れ、前記暖房用ヒータコア（４）をバイパスして前記冷
却水を流すバイパス回路（７）と、前記蓄熱タンク（１
３）と前記暖房用ヒータコア（４）との間の冷却水回路
に設置され、前記暖房用ヒータコア（４）を通過する冷
却水の流量および前記バイパス回路（７）を通過する冷
却水の流量を制御する３方弁タイプの流量制御弁（６）
と、前記暖房用ヒータコア（４）の冷却水下流側に設置
され、前記内燃機関（１）の吸入空気と冷却水とを熱交
換する吸気熱交換器（９）と、前記吸気熱交換器（９）
の冷却水下流側と前記バイパス回路（７）の下流側との
合流点（Ａ）より下流側に設置され、前記内燃機関
（１）の潤滑オイルおよび車両自動変速機の作動オイル
の少なくとも一方の潤滑オイルと冷却水とを熱交換する
オイル熱交換器（１０、１１）と、このオイル熱交換器
（１０、１１）の冷却水下流側を前記内燃機関（１）の
冷却水吸入側に接続する冷却水吸入側回路（１２）と、
前記内燃機関（１）が暖機中であるときと暖機終了後の
運転状態であるときに対応して、前記流量制御弁（６）
および前記送風機（５）の作動を制御する制御手段（１
９）と、を備える車両用内燃機関の冷却系装置を特徴と
している。
（１）の冷却水を循環ポンプ（３）にて循環するように
した冷却水回路において、前記内燃機関（１）から流出
した冷却水を蓄積する、断熱構造を持った蓄熱タンク
（１３）と、この蓄熱タンク（１３）の下流側に設置さ
れ、この蓄熱タンク（１３）から流出した冷却水と空気
とを熱交換して空気を加熱する暖房用ヒータコア（４）
と、この暖房用ヒータコア（４）に送風する送風機
（５）と、前記暖房用ヒータコア（４）と並列に設けら
れ、前記暖房用ヒータコア（４）をバイパスして前記冷
却水を流すバイパス回路（７）と、前記蓄熱タンク（１
３）と前記暖房用ヒータコア（４）との間の冷却水回路
に設置され、前記暖房用ヒータコア（４）を通過する冷
却水の流量および前記バイパス回路（７）を通過する冷
却水の流量を制御する３方弁タイプの流量制御弁（６）
と、前記暖房用ヒータコア（４）の冷却水下流側に設置
され、前記内燃機関（１）の吸入空気と冷却水とを熱交
換する吸気熱交換器（９）と、前記吸気熱交換器（９）
の冷却水下流側と前記バイパス回路（７）の下流側との
合流点（Ａ）より下流側に設置され、前記内燃機関
（１）の潤滑オイルおよび車両自動変速機の作動オイル
の少なくとも一方の潤滑オイルと冷却水とを熱交換する
オイル熱交換器（１０、１１）と、このオイル熱交換器
（１０、１１）の冷却水下流側を前記内燃機関（１）の
冷却水吸入側に接続する冷却水吸入側回路（１２）と、
前記内燃機関（１）が暖機中であるときと暖機終了後の
運転状態であるときに対応して、前記流量制御弁（６）
および前記送風機（５）の作動を制御する制御手段（１
９）と、を備える車両用内燃機関の冷却系装置を特徴と
している。
【００１１】請求項５記載の発明では、請求項４に記載
の車両用内燃機関の冷却系装置において、制御手段（１
９）は、前記内燃機関（１）の暖機中は、前記流量制御
弁（６）から前記暖房用ヒータコア（４）への流路を全
開するとともに前記流量制御弁（６）から前記バイパス
回路（７）への流路を全閉する状態に、前記流量制御弁
（６）を設定し、かつ前記送風機（５）を停止状態に設
定し、前記内燃機関（１）の暖機終了後は、前記流量制
御弁（６）および前記送風機（５）を空調制御プログラ
ムに従って制御するように構成されていることを特徴と
する。
の車両用内燃機関の冷却系装置において、制御手段（１
９）は、前記内燃機関（１）の暖機中は、前記流量制御
弁（６）から前記暖房用ヒータコア（４）への流路を全
開するとともに前記流量制御弁（６）から前記バイパス
回路（７）への流路を全閉する状態に、前記流量制御弁
（６）を設定し、かつ前記送風機（５）を停止状態に設
定し、前記内燃機関（１）の暖機終了後は、前記流量制
御弁（６）および前記送風機（５）を空調制御プログラ
ムに従って制御するように構成されていることを特徴と
する。
【００１２】請求項６記載の発明では、請求項１または
４に記載の車両用内燃機関の冷却系装置において、前記
オイル熱交換器（１０、１１）として、前記内燃機関
（１）の潤滑オイルと冷却水とを熱交換する第１オイル
熱交換器（１０）と、前記車両自動変速機の作動オイル
と冷却水とを熱交換する第２オイル熱交換器（１１）の
両方を備えることを特徴とする。
４に記載の車両用内燃機関の冷却系装置において、前記
オイル熱交換器（１０、１１）として、前記内燃機関
（１）の潤滑オイルと冷却水とを熱交換する第１オイル
熱交換器（１０）と、前記車両自動変速機の作動オイル
と冷却水とを熱交換する第２オイル熱交換器（１１）の
両方を備えることを特徴とする。
【００１３】請求項７記載の発明では、請求項６に記載
の車両用内燃機関の冷却系装置において、前記第１オイ
ル熱交換器（１０）および前記第２オイル熱交換器（１
１）は、冷却水回路に対して並列接続されていることを
特徴とする。請求項８記載の発明では、請求項１ないし
７のいずれか１つに記載の車両用内燃機関の冷却系装置
において、前記制御手段（１９）は、前記内燃機関
（１）始動時の冷却水温度が所定値以下であって、かつ
前記内燃機関（１）始動後の経過時間が所定時間以内で
あることを判定することより、前記内燃機関（１）が暖
機中であると判定することを特徴とする。
の車両用内燃機関の冷却系装置において、前記第１オイ
ル熱交換器（１０）および前記第２オイル熱交換器（１
１）は、冷却水回路に対して並列接続されていることを
特徴とする。請求項８記載の発明では、請求項１ないし
７のいずれか１つに記載の車両用内燃機関の冷却系装置
において、前記制御手段（１９）は、前記内燃機関
（１）始動時の冷却水温度が所定値以下であって、かつ
前記内燃機関（１）始動後の経過時間が所定時間以内で
あることを判定することより、前記内燃機関（１）が暖
機中であると判定することを特徴とする。
【００１４】請求項９記載の発明では、請求項４に記載
の車両用内燃機関の冷却系装置において、前記３方弁タ
イプの流量制御弁（６）は、少なくとも前記暖房用ヒー
タコア（４）への冷却水流路の開口面積および前記バイ
パス回路（７）への冷却水流路の開口面積を制御する制
御流路（６２）を形成した弁体（６１）を有することを
特徴とする。
の車両用内燃機関の冷却系装置において、前記３方弁タ
イプの流量制御弁（６）は、少なくとも前記暖房用ヒー
タコア（４）への冷却水流路の開口面積および前記バイ
パス回路（７）への冷却水流路の開口面積を制御する制
御流路（６２）を形成した弁体（６１）を有することを
特徴とする。
【００１５】請求項１０記載の発明では、請求項１ない
し９のいずれか１つに記載の車両用内燃機関の冷却系装
置において、前記蓄熱タンク（１３）に、前記流量制御
弁（６）が一体化されていることを特徴とする。請求項
１１記載の発明では、請求項４、９および１０のいずれ
か１つに記載の車両用内燃機関（１）の冷却系装置にお
いて、前記蓄熱タンク（１３）に、前記流量制御弁
（６）の弁ハウジング（６０）が一体に接合されてお
り、この弁ハウジング（６０）には、前記蓄熱タンク
（１３）の出口側に接続される冷却水流路（７０）、前
記暖房用ヒータコア（４）の入口側に接続される冷却水
流路（７１）、および前記バイパス回路（７）の入口側
に接続される冷却水流路（７２）が備えられており、前
記弁ハウジング（６０）には、前記流量制御弁（６）の
弁体（６１）が回動可能に収納され、この弁体（６１）
の回動により前記暖房用ヒータコア（４）の入口側への
冷却水流路（７１）、および前記バイパス回路（７）の
入口側への冷却水流路（７２）の開口面積を制御するよ
うになっており、さらに前記弁ハウジング（６０）に
は、駆動用モータ（６ａ）、およびこの駆動用モータ
（６ａ）の回転を前記流量制御弁（６）の弁体（６１）
に伝達する回転伝達機構（６９）が備えられていること
を特徴とする。
し９のいずれか１つに記載の車両用内燃機関の冷却系装
置において、前記蓄熱タンク（１３）に、前記流量制御
弁（６）が一体化されていることを特徴とする。請求項
１１記載の発明では、請求項４、９および１０のいずれ
か１つに記載の車両用内燃機関（１）の冷却系装置にお
いて、前記蓄熱タンク（１３）に、前記流量制御弁
（６）の弁ハウジング（６０）が一体に接合されてお
り、この弁ハウジング（６０）には、前記蓄熱タンク
（１３）の出口側に接続される冷却水流路（７０）、前
記暖房用ヒータコア（４）の入口側に接続される冷却水
流路（７１）、および前記バイパス回路（７）の入口側
に接続される冷却水流路（７２）が備えられており、前
記弁ハウジング（６０）には、前記流量制御弁（６）の
弁体（６１）が回動可能に収納され、この弁体（６１）
の回動により前記暖房用ヒータコア（４）の入口側への
冷却水流路（７１）、および前記バイパス回路（７）の
入口側への冷却水流路（７２）の開口面積を制御するよ
うになっており、さらに前記弁ハウジング（６０）に
は、駆動用モータ（６ａ）、およびこの駆動用モータ
（６ａ）の回転を前記流量制御弁（６）の弁体（６１）
に伝達する回転伝達機構（６９）が備えられていること
を特徴とする。
【００１６】なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述
する実施例記載の具体的手段との対応関係を示すもので
ある。
する実施例記載の具体的手段との対応関係を示すもので
ある。
【００１７】
【発明の作用効果】請求項１記載の発明によれば、上記
技術的手段を有しているため、機関暖機時には制御手段
により流量制御弁から暖房用ヒータコアへの流路を全開
する状態に流量制御弁を設定するとともに、送風機を停
止状態に設定することにより、蓄熱タンク内の高温の冷
却水が暖房用ヒータコアで放熱することなくオイル熱交
換器に流入して、このオイル熱交換器で機関潤滑オイル
または変速機作動オイルを効果的に加熱できるととも
に、このオイル熱交換器を通過した比較的高温の冷却水
を機関に吸入させることができる。
技術的手段を有しているため、機関暖機時には制御手段
により流量制御弁から暖房用ヒータコアへの流路を全開
する状態に流量制御弁を設定するとともに、送風機を停
止状態に設定することにより、蓄熱タンク内の高温の冷
却水が暖房用ヒータコアで放熱することなくオイル熱交
換器に流入して、このオイル熱交換器で機関潤滑オイル
または変速機作動オイルを効果的に加熱できるととも
に、このオイル熱交換器を通過した比較的高温の冷却水
を機関に吸入させることができる。
【００１８】そのため、機関の暖機を短時間で急速に終
了させることができ、燃費低減、排気ガス浄化を図るこ
とができる。請求項２記載の発明によれば、機関暖機時
には蓄熱タンク内の高温の冷却水が暖房用ヒータコアで
放熱することなく吸気熱交換器に流入して、この吸気熱
交換器で機関吸入空気を効果的に加熱できるとともに、
この吸気熱交換器を通過した比較的高温の冷却水を機関
に吸入させることができる。
了させることができ、燃費低減、排気ガス浄化を図るこ
とができる。請求項２記載の発明によれば、機関暖機時
には蓄熱タンク内の高温の冷却水が暖房用ヒータコアで
放熱することなく吸気熱交換器に流入して、この吸気熱
交換器で機関吸入空気を効果的に加熱できるとともに、
この吸気熱交換器を通過した比較的高温の冷却水を機関
に吸入させることができる。
【００１９】そのため、機関の暖機を短時間で急速に終
了させることができ、燃費低減、排気ガス浄化を図るこ
とができる。また、請求項３記載の発明によれば、機関
の暖機終了後は、流量制御弁および送風機を通常の空調
制御プログラムに従って制御することにより、冬季では
流量制御弁の開度が大となって、暖房用ヒータコアへの
冷却水流量が増大するので、暖房用ヒータコア出口での
冷却水温度が高くなり、オイルまたは吸入空気を加熱で
きる。
了させることができ、燃費低減、排気ガス浄化を図るこ
とができる。また、請求項３記載の発明によれば、機関
の暖機終了後は、流量制御弁および送風機を通常の空調
制御プログラムに従って制御することにより、冬季では
流量制御弁の開度が大となって、暖房用ヒータコアへの
冷却水流量が増大するので、暖房用ヒータコア出口での
冷却水温度が高くなり、オイルまたは吸入空気を加熱で
きる。
【００２０】また、春、秋から夏季にかけては暖房用ヒ
ータコアによる必要加熱能力が小さくなるので、流量制
御弁の開度が小となって、暖房用ヒータコアへの冷却水
流量が減少する。そのため、暖房用ヒータコア出口での
冷却水温度が低くなり、オイルまたは吸入空気を冷却で
きる。従って、機関の暖機終了後においても、流量制御
弁開度が通常の空調制御プログラムに従って制御される
ことを巧みに活用して、オイルまたは吸入空気を季節に
対応して適切に加熱、冷却することができ、より一層の
燃費低減、排気ガス浄化を図ることができる。
ータコアによる必要加熱能力が小さくなるので、流量制
御弁の開度が小となって、暖房用ヒータコアへの冷却水
流量が減少する。そのため、暖房用ヒータコア出口での
冷却水温度が低くなり、オイルまたは吸入空気を冷却で
きる。従って、機関の暖機終了後においても、流量制御
弁開度が通常の空調制御プログラムに従って制御される
ことを巧みに活用して、オイルまたは吸入空気を季節に
対応して適切に加熱、冷却することができ、より一層の
燃費低減、排気ガス浄化を図ることができる。
【００２１】また、請求項４、５記載の発明において
は、上記請求項１、２、３記載の発明の作用効果を合わ
せ奏することができる。また、請求項１０、１１記載の
発明によれば、蓄熱タンクに流量制御弁部分を一体化す
ることにより、冷却系装置の全体構成の簡略化、小型化
を図ることができる。
は、上記請求項１、２、３記載の発明の作用効果を合わ
せ奏することができる。また、請求項１０、１１記載の
発明によれば、蓄熱タンクに流量制御弁部分を一体化す
ることにより、冷却系装置の全体構成の簡略化、小型化
を図ることができる。
【００２２】
【実施例】以下、本発明を図に示す実施例について説明
する。 （第１実施例）図１において、１は車両の走行用内燃機
関で、水冷式のものである。２はラジエータで、冷却フ
ァン２ａにより送風される冷却空気と内燃機関１の冷却
水とを熱交換して冷却水を冷却するものである。３は内
燃機関１により駆動されるウォータポンプで、冷却水回
路に冷却水を循環するためのものである。
する。 （第１実施例）図１において、１は車両の走行用内燃機
関で、水冷式のものである。２はラジエータで、冷却フ
ァン２ａにより送風される冷却空気と内燃機関１の冷却
水とを熱交換して冷却水を冷却するものである。３は内
燃機関１により駆動されるウォータポンプで、冷却水回
路に冷却水を循環するためのものである。
【００２３】４は自動車用空調装置のヒータコア（暖房
用熱交換器）で、空調用送風機５により送風される空調
空気を冷却水と熱交換して加熱するものである。このヒ
ータコア４は図示しない空調用通風路において冷房用蒸
発器の空気下流側に設置され、この蒸発器で冷却された
冷風を所定温度まで再加熱することにより車室内への吹
出空気温度を制御する。また、送風機５はモータ５ａに
より駆動される電動式のものである。
用熱交換器）で、空調用送風機５により送風される空調
空気を冷却水と熱交換して加熱するものである。このヒ
ータコア４は図示しない空調用通風路において冷房用蒸
発器の空気下流側に設置され、この蒸発器で冷却された
冷風を所定温度まで再加熱することにより車室内への吹
出空気温度を制御する。また、送風機５はモータ５ａに
より駆動される電動式のものである。
【００２４】ヒータコア４の冷却水入口側には流量制御
弁６が設置されており、この流量制御弁６の弁開度を調
整して、ヒータコア４に流入する冷却水（温水）の流量
を制御することにより、ヒータコア４による加熱量、ひ
いては車室内への吹出空気温度を制御するようになって
いる。７はヒータコア４の冷却水回路と並列に設けられ
たバイパス回路で、流量制御弁６は本例ではヒータコア
４とバイパス回路７への冷却水流量を調整する３方弁タ
イプとして構成されており、そして流量制御弁６の弁開
度はサーボモータ６ａにより電気的に連続制御できるよ
うにしてある。
弁６が設置されており、この流量制御弁６の弁開度を調
整して、ヒータコア４に流入する冷却水（温水）の流量
を制御することにより、ヒータコア４による加熱量、ひ
いては車室内への吹出空気温度を制御するようになって
いる。７はヒータコア４の冷却水回路と並列に設けられ
たバイパス回路で、流量制御弁６は本例ではヒータコア
４とバイパス回路７への冷却水流量を調整する３方弁タ
イプとして構成されており、そして流量制御弁６の弁開
度はサーボモータ６ａにより電気的に連続制御できるよ
うにしてある。
【００２５】８は内燃機関１の吸入空気を清浄にするエ
アクリーナ、９はこのエアクリーナ８内に設けられ、内
燃機関１の吸入空気と冷却水とを熱交換させる吸気熱交
換器であり、ヒータコア４の冷却水回路下流側にヒータ
コア４と直列に設けられている。この吸気熱交換器８の
冷却水回路下流側とバイパス回路７の出口部は合流して
いる。Ａはその合流部である。
アクリーナ、９はこのエアクリーナ８内に設けられ、内
燃機関１の吸入空気と冷却水とを熱交換させる吸気熱交
換器であり、ヒータコア４の冷却水回路下流側にヒータ
コア４と直列に設けられている。この吸気熱交換器８の
冷却水回路下流側とバイパス回路７の出口部は合流して
いる。Ａはその合流部である。
【００２６】１０はエンジンオイル（機関潤滑用オイ
ル）と冷却水とを熱交換させる第１のオイル熱交換器、
１１は車両の自動変速機作動オイルと冷却水とを熱交換
させる第２のオイル熱交換器で、この両オイル熱交換器
１０、１１は本例では前記合流部Ａとウォータポンプ３
の吸入側冷却水回路１２との間に並列に配設されてい
る。
ル）と冷却水とを熱交換させる第１のオイル熱交換器、
１１は車両の自動変速機作動オイルと冷却水とを熱交換
させる第２のオイル熱交換器で、この両オイル熱交換器
１０、１１は本例では前記合流部Ａとウォータポンプ３
の吸入側冷却水回路１２との間に並列に配設されてい
る。
【００２７】１３は高温の冷却水を蓄える蓄熱タンク
で、高温冷却水の放熱を最小限に抑制するために、特開
平１−１７２０１５号公報に記載の蓄熱タンクと同様
に、魔法瓶のような真空断熱構造を有している。この蓄
熱タンク１３は内燃機関１の冷却水出口部と流量制御弁
５の入口側との間の冷却水回路に設置されており、蓄熱
タンク１３の内部において入口パイプ１３ａは天地方向
の下側に開口し、出口パイプ１３ｂは天地方向の上側に
開口している。この蓄熱タンク１３の容量は例えば３リ
ットル程度である。
で、高温冷却水の放熱を最小限に抑制するために、特開
平１−１７２０１５号公報に記載の蓄熱タンクと同様
に、魔法瓶のような真空断熱構造を有している。この蓄
熱タンク１３は内燃機関１の冷却水出口部と流量制御弁
５の入口側との間の冷却水回路に設置されており、蓄熱
タンク１３の内部において入口パイプ１３ａは天地方向
の下側に開口し、出口パイプ１３ｂは天地方向の上側に
開口している。この蓄熱タンク１３の容量は例えば３リ
ットル程度である。
【００２８】１４はラジエータ２と並列に設けられたバ
イパス回路、１５はこのラジエータ２とバイパス回路１
３への冷却水の流れを制御するサーモスタット（冷却水
温度応動弁）で、サーモワックスの温度による体積変化
を利用して弁体（図示せず）を変位させて、冷却水流路
の切替を行うものである。具体的には、冷却水温度が低
いときはサーモスタット１５がバイパス回路１４側を開
口して、バイパス回路１４側に冷却水を流し、一方冷却
水温度が所定温度以上に上昇すると、サーモスタット１
５がラジエータ２側を開口して、バイパス回路１４側を
閉塞することにより、ラジエータ２において冷却水を冷
却するようにしている。
イパス回路、１５はこのラジエータ２とバイパス回路１
３への冷却水の流れを制御するサーモスタット（冷却水
温度応動弁）で、サーモワックスの温度による体積変化
を利用して弁体（図示せず）を変位させて、冷却水流路
の切替を行うものである。具体的には、冷却水温度が低
いときはサーモスタット１５がバイパス回路１４側を開
口して、バイパス回路１４側に冷却水を流し、一方冷却
水温度が所定温度以上に上昇すると、サーモスタット１
５がラジエータ２側を開口して、バイパス回路１４側を
閉塞することにより、ラジエータ２において冷却水を冷
却するようにしている。
【００２９】１６は内燃機関１の冷却水出口部の冷却水
温度を検出する温度センサで、サーミスタのような感温
抵抗素子からなる。１７は自動車用空調装置の自動制御
用の周知のセンサ群で、車室内温度を検出する内気セン
サ、外気温度を検出する外気センサ、日射量を検出する
日射センサ、蒸発器冷却温度を検出する蒸発器温度セン
サ等を包含している。
温度を検出する温度センサで、サーミスタのような感温
抵抗素子からなる。１７は自動車用空調装置の自動制御
用の周知のセンサ群で、車室内温度を検出する内気セン
サ、外気温度を検出する外気センサ、日射量を検出する
日射センサ、蒸発器冷却温度を検出する蒸発器温度セン
サ等を包含している。
【００３０】１８は自動車用空調装置の制御パネル（図
示せず）に設けられた空調用スイッチ群である。１９は
マイクロコンピュータを用いた自動車用空調装置の電子
制御装置で、上記センサ１６、１７、スイッチ１８等か
ら入力される入力信号を予め設定されたプログラムに従
って判定、演算処理を行うとともに、その演算処理結果
に基づいて前記送風機５、前記流量制御弁６の作動を制
御するものである。
示せず）に設けられた空調用スイッチ群である。１９は
マイクロコンピュータを用いた自動車用空調装置の電子
制御装置で、上記センサ１６、１７、スイッチ１８等か
ら入力される入力信号を予め設定されたプログラムに従
って判定、演算処理を行うとともに、その演算処理結果
に基づいて前記送風機５、前記流量制御弁６の作動を制
御するものである。
【００３１】また、電子制御装置１９は、自動車用空調
装置において周知の方法により、図示しない内外気切替
ドア、吹出口切替ドア等の作動も自動制御するようにな
っている。図２、３は上記流量制御弁６の具体的構造を
例示するもので、樹脂製の弁ハウジング６０内に、円柱
状の樹脂製の弁体６１が回動可能に収納されており、こ
の円柱状の弁体（ロータ）６１には流量制御用の制御流
路６２が形成されている。
装置において周知の方法により、図示しない内外気切替
ドア、吹出口切替ドア等の作動も自動制御するようにな
っている。図２、３は上記流量制御弁６の具体的構造を
例示するもので、樹脂製の弁ハウジング６０内に、円柱
状の樹脂製の弁体６１が回動可能に収納されており、こ
の円柱状の弁体（ロータ）６１には流量制御用の制御流
路６２が形成されている。
【００３２】弁ハウジング６０には、蓄熱タンク１３か
らの冷却水が流入する入口パイプ６３、ヒータコア４の
入口側に接続される第１出口パイプ６４、およびバイパ
ス回路７の入口側に接続される第２出口パイプ６５が一
体成形されている。前記制御流路６２は、その一端側で
入口パイプ６３の開口面積を調整し、他端側で第１出口
パイプ６４および第２出口パイプ６５の開口面積を調整
するようになっている。
らの冷却水が流入する入口パイプ６３、ヒータコア４の
入口側に接続される第１出口パイプ６４、およびバイパ
ス回路７の入口側に接続される第２出口パイプ６５が一
体成形されている。前記制御流路６２は、その一端側で
入口パイプ６３の開口面積を調整し、他端側で第１出口
パイプ６４および第２出口パイプ６５の開口面積を調整
するようになっている。
【００３３】円柱状の弁体（ロータ）６１の軸方向両端
部には回動用の軸部６６（図３参照）が設けられてお
り、この軸部６６に前記したサーボモータ６ａの回転が
伝達されて、弁体６１がハウジング６０内で回動するよ
うになっている。６７、６８はゴム製のシール用パッキ
ンである。次に、上記構成において本実施例の作動を説
明する。図４は電子制御装置１９による制御内容を示す
フローチャートで、今自動車のイグニッションスイッチ
（エンジンキースイッチ）が投入され、内燃機関１が始
動されると、電子制御装置１９に電源が投入され、図４
に示す制御ルーチンが起動される。
部には回動用の軸部６６（図３参照）が設けられてお
り、この軸部６６に前記したサーボモータ６ａの回転が
伝達されて、弁体６１がハウジング６０内で回動するよ
うになっている。６７、６８はゴム製のシール用パッキ
ンである。次に、上記構成において本実施例の作動を説
明する。図４は電子制御装置１９による制御内容を示す
フローチャートで、今自動車のイグニッションスイッチ
（エンジンキースイッチ）が投入され、内燃機関１が始
動されると、電子制御装置１９に電源が投入され、図４
に示す制御ルーチンが起動される。
【００３４】そして、ステップＳ１にてセンサ１６、１
７、スイッチ１８からの信号が読み込まれ、ステップＳ
２にて温度センサ１６により検出される内燃機関１の冷
却水出口部の冷却水温度ＴWEが所定温度（本例では７０
°Ｃ）以下であるか判定する。前回の内燃機関１停止
後、かなりの時間が経過してから、内燃機関１が始動さ
れたときは、冷却水温度が７０°Ｃ以下に低下している
ので、ステップＳ２の判定はＹＥＳとなり、次のステッ
プＳ３に移行する。このステップＳ３では内燃機関始動
後の経過時間ｔが所定時間（本例では３０秒）経過した
か判定する。
７、スイッチ１８からの信号が読み込まれ、ステップＳ
２にて温度センサ１６により検出される内燃機関１の冷
却水出口部の冷却水温度ＴWEが所定温度（本例では７０
°Ｃ）以下であるか判定する。前回の内燃機関１停止
後、かなりの時間が経過してから、内燃機関１が始動さ
れたときは、冷却水温度が７０°Ｃ以下に低下している
ので、ステップＳ２の判定はＹＥＳとなり、次のステッ
プＳ３に移行する。このステップＳ３では内燃機関始動
後の経過時間ｔが所定時間（本例では３０秒）経過した
か判定する。
【００３５】内燃機関１の始動直後の暖機中であれば、
このステップＳ３の判定がＮＯとなり、ステップＳ４に
移行し、暖機時の流量制御弁６制御が行われる。すなわ
ち、電子制御装置１９からの信号に基づいて、流量制御
弁６の弁体６１がサーボモータ６ａにより図２の位置
に回動するので、バイパス回路７を全閉し、ヒータコア
４への流路を全開する。
このステップＳ３の判定がＮＯとなり、ステップＳ４に
移行し、暖機時の流量制御弁６制御が行われる。すなわ
ち、電子制御装置１９からの信号に基づいて、流量制御
弁６の弁体６１がサーボモータ６ａにより図２の位置
に回動するので、バイパス回路７を全閉し、ヒータコア
４への流路を全開する。
【００３６】そして、次のステップＳ５に移行して空調
用送風機５を停止状態に設定する。上記の流量制御弁６
および送風機５の状態は、ステップＳ３の判定がＹＥＳ
となるまでの所定時間の間継続される。従って、この間
は、内燃機関１の始動によりウォータポンプ１が駆動さ
れ、このウォータポンプ１により機関１内の低温の冷却
水が蓄熱タンク１３内に流入して、蓄熱タンク１３内に
蓄積されていた高温（８０°Ｃ程度）の冷却水が出口パ
イプ１３ｂより押し出され、上記全開状態の流量制御弁
６を通ってヒータコア４に流入する。
用送風機５を停止状態に設定する。上記の流量制御弁６
および送風機５の状態は、ステップＳ３の判定がＹＥＳ
となるまでの所定時間の間継続される。従って、この間
は、内燃機関１の始動によりウォータポンプ１が駆動さ
れ、このウォータポンプ１により機関１内の低温の冷却
水が蓄熱タンク１３内に流入して、蓄熱タンク１３内に
蓄積されていた高温（８０°Ｃ程度）の冷却水が出口パ
イプ１３ｂより押し出され、上記全開状態の流量制御弁
６を通ってヒータコア４に流入する。
【００３７】しかし、送風機５が停止しているので、高
温の冷却水はここではほとんど放熱せず、高温のまま、
吸気熱交換器９に流入する。この吸気熱交換器９におい
て機関１の吸入空気を加熱し、吸気温度の上昇により機
関暖機中の必要燃料量を減少できるので、燃費を低減で
きる。このとき、吸入空気は熱容量が小さいので、吸気
熱交換器９における冷却水温度の低下は僅か２°Ｃ程度
である。そのため、吸気熱交換器９の出口においても、
冷却水温度は７８°Ｃ程度の高温に維持されている。
温の冷却水はここではほとんど放熱せず、高温のまま、
吸気熱交換器９に流入する。この吸気熱交換器９におい
て機関１の吸入空気を加熱し、吸気温度の上昇により機
関暖機中の必要燃料量を減少できるので、燃費を低減で
きる。このとき、吸入空気は熱容量が小さいので、吸気
熱交換器９における冷却水温度の低下は僅か２°Ｃ程度
である。そのため、吸気熱交換器９の出口においても、
冷却水温度は７８°Ｃ程度の高温に維持されている。
【００３８】次に、吸気熱交換器９を通過した冷却水
は、並列配置された第１、第２のオイル熱交換器１０、
１１に流入し、ここで機関潤滑オイルおよび変速機作動
オイルを加熱して、機関１の摩擦損失を低減して、燃費
の低減を図る。また、オイル温度の上昇により機関１の
暖機を促進する。そして、この両オイル熱交換器１０、
１１を通過して、冷却水は５０°Ｃ程度まで、温度が低
下するが、この冷却水温度は、外気温度と同程度の温度
まで低下している機関１内の冷却水温度より高いので、
両オイル熱交換器１０、１１を通過した５０°Ｃ程度の
冷却水が機関１内に還流することにより、機関１の暖機
を促進できる。
は、並列配置された第１、第２のオイル熱交換器１０、
１１に流入し、ここで機関潤滑オイルおよび変速機作動
オイルを加熱して、機関１の摩擦損失を低減して、燃費
の低減を図る。また、オイル温度の上昇により機関１の
暖機を促進する。そして、この両オイル熱交換器１０、
１１を通過して、冷却水は５０°Ｃ程度まで、温度が低
下するが、この冷却水温度は、外気温度と同程度の温度
まで低下している機関１内の冷却水温度より高いので、
両オイル熱交換器１０、１１を通過した５０°Ｃ程度の
冷却水が機関１内に還流することにより、機関１の暖機
を促進できる。
【００３９】従って、機関１の冷却水温度は、前記３０
秒程度の短時間で３５°Ｃ程度の温度まで上昇して、機
関１の暖機を急速に終了できる。このため、機関暖機時
における燃費低減および排気ガス浄化を効果的に達成で
きる。同時に、機関１の冷却水温度が急速に上昇するこ
とにより、冷却水の放熱によるヒータコア４での温水式
暖房も機関始動後、短時間で開始できる。
秒程度の短時間で３５°Ｃ程度の温度まで上昇して、機
関１の暖機を急速に終了できる。このため、機関暖機時
における燃費低減および排気ガス浄化を効果的に達成で
きる。同時に、機関１の冷却水温度が急速に上昇するこ
とにより、冷却水の放熱によるヒータコア４での温水式
暖房も機関始動後、短時間で開始できる。
【００４０】なお、ステップＳ３における所定時間は本
例では３０秒としたが、この時間は蓄熱タンク１３の容
量、機関１の排気容量、機関１の冷却水容量等に応じて
適宜増減するのがよい。そして、機関始動後の経過時間
ｔが３０秒を越えると、ステップＳ３の判定がＹＥＳと
なり、ステップＳ６に移行し、通常の空調時の流量制御
弁６の制御が行われる。すなわち、センサ１６、１７、
空調スイッチ（温度設定スイッチを含む）１８からの入
力信号に基づいて、車室内を設定温度に維持するために
必要な、流量制御弁６の弁体６１開度を演算し、弁体６
１をその演算開度に回動する。
例では３０秒としたが、この時間は蓄熱タンク１３の容
量、機関１の排気容量、機関１の冷却水容量等に応じて
適宜増減するのがよい。そして、機関始動後の経過時間
ｔが３０秒を越えると、ステップＳ３の判定がＹＥＳと
なり、ステップＳ６に移行し、通常の空調時の流量制御
弁６の制御が行われる。すなわち、センサ１６、１７、
空調スイッチ（温度設定スイッチを含む）１８からの入
力信号に基づいて、車室内を設定温度に維持するために
必要な、流量制御弁６の弁体６１開度を演算し、弁体６
１をその演算開度に回動する。
【００４１】図２のは、流量制御弁６の弁体６１を最
大開度に回動している状態であり、前記した暖機時の弁
体位置であるとともに、ヒータコア４への流路を最大の
開口面積とする最大暖房時の状態を示す。このときは、
前述した通りバイパス回路７への流路は全閉状態にあ
る。次に、図２のは、弁体６１を微少開度に回動し
て、蓄熱タンク１３からの入口側冷却水流路およびヒー
タコア４への流路を双方とも小さい開口面積に絞るとと
もに、バイパス回路７への流路の開口面積を大きくして
いる微少能力制御時の状態を示している。
大開度に回動している状態であり、前記した暖機時の弁
体位置であるとともに、ヒータコア４への流路を最大の
開口面積とする最大暖房時の状態を示す。このときは、
前述した通りバイパス回路７への流路は全閉状態にあ
る。次に、図２のは、弁体６１を微少開度に回動し
て、蓄熱タンク１３からの入口側冷却水流路およびヒー
タコア４への流路を双方とも小さい開口面積に絞るとと
もに、バイパス回路７への流路の開口面積を大きくして
いる微少能力制御時の状態を示している。
【００４２】図２のは弁体６１の開度零の状態であ
り、この状態ではヒータコア４への流路を全閉する非暖
房時（最大冷房時）の状態となる。なお、この非暖房時
（最大冷房時）の状態においても、蓄熱タンク１３から
の入口側冷却水流路を僅少量開口し、バイパス回路７側
に冷却水が流れ続けるようにしてもよい。このようにす
れば、冷却水の流れが継続されることにより、冷却水中
の鋳砂等の異物によって弁体６１の制御流路６２が閉塞
するのを効果的に防止できる。
り、この状態ではヒータコア４への流路を全閉する非暖
房時（最大冷房時）の状態となる。なお、この非暖房時
（最大冷房時）の状態においても、蓄熱タンク１３から
の入口側冷却水流路を僅少量開口し、バイパス回路７側
に冷却水が流れ続けるようにしてもよい。このようにす
れば、冷却水の流れが継続されることにより、冷却水中
の鋳砂等の異物によって弁体６１の制御流路６２が閉塞
するのを効果的に防止できる。
【００４３】上記図２のからに示す開度の範囲で、
弁体６１の開度を連続的に制御することより、ヒータコ
ア４への冷却水量（温水量）を調整して、車室内温度を
設定温度に維持できる。次に、ステップＳ７では、送風
機５の送風量、内外気切替箱における内外気切替、吹出
モード切替等のその他の通常の空調制御が行われる。
弁体６１の開度を連続的に制御することより、ヒータコ
ア４への冷却水量（温水量）を調整して、車室内温度を
設定温度に維持できる。次に、ステップＳ７では、送風
機５の送風量、内外気切替箱における内外気切替、吹出
モード切替等のその他の通常の空調制御が行われる。
【００４４】上記ステップＳ６、Ｓ７の制御は、以後、
内燃機関１が停止、または空調作動スイッチがオフとな
るまで、継続される。ところで、上記ステップＳ６、Ｓ
７による通常の空調制御が行われているとき（機関暖機
終了後の通常走行時）で、春、秋の中間季節から夏季に
かけては、流量制御弁６の弁体６１が、前記図２の位
置近傍の中間開度位置〜微少開度位置に回動操作されて
いる状態が多い。それ故、この状態では、流量制御弁６
により流量が絞られた冷却水がヒータコア４に流入する
ことになる。
内燃機関１が停止、または空調作動スイッチがオフとな
るまで、継続される。ところで、上記ステップＳ６、Ｓ
７による通常の空調制御が行われているとき（機関暖機
終了後の通常走行時）で、春、秋の中間季節から夏季に
かけては、流量制御弁６の弁体６１が、前記図２の位
置近傍の中間開度位置〜微少開度位置に回動操作されて
いる状態が多い。それ故、この状態では、流量制御弁６
により流量が絞られた冷却水がヒータコア４に流入する
ことになる。
【００４５】そのため、この小流量の冷却水がヒータコ
ア４において送風機５の送風空気と熱交換して、１５〜
２０°Ｃ程度の低温まで温度低下する。従って、この低
温の冷却水により、吸気熱交換器９において機関１の吸
入空気を効果的に冷却でき、燃費低減を図ることができ
る。このとき、ヒータコア４を通過する冷却水量が減少
しているので、ヒータコア４側の冷却水量のみではオイ
ル冷却にとって流量が不足するが、第１、第２のオイル
熱交換器１０、１１はバイパス回路７との合流点Ａの下
流側に設置されているので、第１、第２のオイル熱交換
器１０、１１にはヒータコア４側の冷却水量に加えてバ
イパス回路７からの冷却水量も流れるので、これらの全
冷却水量により機関潤滑オイルおよび変速機作動オイル
を効果的に冷却できる。
ア４において送風機５の送風空気と熱交換して、１５〜
２０°Ｃ程度の低温まで温度低下する。従って、この低
温の冷却水により、吸気熱交換器９において機関１の吸
入空気を効果的に冷却でき、燃費低減を図ることができ
る。このとき、ヒータコア４を通過する冷却水量が減少
しているので、ヒータコア４側の冷却水量のみではオイ
ル冷却にとって流量が不足するが、第１、第２のオイル
熱交換器１０、１１はバイパス回路７との合流点Ａの下
流側に設置されているので、第１、第２のオイル熱交換
器１０、１１にはヒータコア４側の冷却水量に加えてバ
イパス回路７からの冷却水量も流れるので、これらの全
冷却水量により機関潤滑オイルおよび変速機作動オイル
を効果的に冷却できる。
【００４６】また、冬季においては、必要暖房能力が大
きくなるので、流量制御弁６の弁体６１が、前記図２の
位置の全開近傍の状態に回動操作されている状態が多
い。それ故、この状態では、流量制御弁６により大流量
の冷却水がヒータコア４に流入することになる。このよ
うに、冷却水流量が増加するため、冷却水がヒータタコ
ア４で送風機５の送風空気と熱交換しても、ヒータコア
４出口での冷却水温度が５０〜６５°Ｃ程度の温度まで
低下するのみである。従って、この比較的高温の冷却水
により、吸気熱交換器９において機関１の吸入空気を効
果的に加熱でき、燃費向上を図ることができる。
きくなるので、流量制御弁６の弁体６１が、前記図２の
位置の全開近傍の状態に回動操作されている状態が多
い。それ故、この状態では、流量制御弁６により大流量
の冷却水がヒータコア４に流入することになる。このよ
うに、冷却水流量が増加するため、冷却水がヒータタコ
ア４で送風機５の送風空気と熱交換しても、ヒータコア
４出口での冷却水温度が５０〜６５°Ｃ程度の温度まで
低下するのみである。従って、この比較的高温の冷却水
により、吸気熱交換器９において機関１の吸入空気を効
果的に加熱でき、燃費向上を図ることができる。
【００４７】そして、吸入空気の熱容量が小さいため、
吸気熱交換器９通過後の冷却水により第１、第２のオイ
ル熱交換器１０、１１にてオイルの加熱を行うことがで
きる。従って、機関暖機終了後の通常走行時において
も、年間の全季節を通じて、吸気温度およびオイル温度
を良好に制御でき、燃費低減および排気ガス浄化を達成
できる。なお、冷却水の冷却は従来通りラジエータ２に
おいて行う。
吸気熱交換器９通過後の冷却水により第１、第２のオイ
ル熱交換器１０、１１にてオイルの加熱を行うことがで
きる。従って、機関暖機終了後の通常走行時において
も、年間の全季節を通じて、吸気温度およびオイル温度
を良好に制御でき、燃費低減および排気ガス浄化を達成
できる。なお、冷却水の冷却は従来通りラジエータ２に
おいて行う。
【００４８】なお、機関１の運転停止から、短時間後に
機関１が再始動されたときは、図４のステップＳ２の判
定がＮＯとなるので、機関１の始動直後から、ステップ
Ｓ６、Ｓ７の通常の空調制御が行われ、暖機時の制御
（ステップＳ４、Ｓ５）は行われない。 （第２実施例）図５は第２実施例を示すもので、蓄熱タ
ンク１３に流量制御弁６を一体化したものである。蓄熱
タンク１３の下部に流量制御弁６の弁ハウジング６０を
一体に結合し、この弁ハウジング６０内に、弁体駆動用
のサーボモータ６ａおよび減速歯車機構６９を設けると
ともに、この減速歯車機構６９の出力側扇形ギヤ６９ａ
の回転中心部に円柱状弁体６１の回動用軸部６６を一体
に結合する。
機関１が再始動されたときは、図４のステップＳ２の判
定がＮＯとなるので、機関１の始動直後から、ステップ
Ｓ６、Ｓ７の通常の空調制御が行われ、暖機時の制御
（ステップＳ４、Ｓ５）は行われない。 （第２実施例）図５は第２実施例を示すもので、蓄熱タ
ンク１３に流量制御弁６を一体化したものである。蓄熱
タンク１３の下部に流量制御弁６の弁ハウジング６０を
一体に結合し、この弁ハウジング６０内に、弁体駆動用
のサーボモータ６ａおよび減速歯車機構６９を設けると
ともに、この減速歯車機構６９の出力側扇形ギヤ６９ａ
の回転中心部に円柱状弁体６１の回動用軸部６６を一体
に結合する。
【００４９】この円柱状弁体６１は蓄熱タンク１３の出
口パイプ１３ｂの出口部（下端部）に接続された弁ハウ
ジング６０内の冷却水流路７０に回動可能に配設されて
おり、図５には図示してないが、弁体６１には前述した
制御流路６２が形成され、第１実施例と同様の冷却水流
量の制御ができるようになっている。そして、この円柱
状の弁体６１の冷却水下流側は２つの流路に分岐されて
おり、その一方の冷却水流路７１はヒータコア４の入口
側冷却水流路に接続され、他方の冷却水流路７２はバイ
パス回路７の入口側流路に接続されている。
口パイプ１３ｂの出口部（下端部）に接続された弁ハウ
ジング６０内の冷却水流路７０に回動可能に配設されて
おり、図５には図示してないが、弁体６１には前述した
制御流路６２が形成され、第１実施例と同様の冷却水流
量の制御ができるようになっている。そして、この円柱
状の弁体６１の冷却水下流側は２つの流路に分岐されて
おり、その一方の冷却水流路７１はヒータコア４の入口
側冷却水流路に接続され、他方の冷却水流路７２はバイ
パス回路７の入口側流路に接続されている。
【００５０】また、後者のバイパス回路７への流路７２
の途中には、冷却水圧力の上昇に応じて開度が増加する
圧力応動弁７３が設置されている。この圧力応動弁７３
は弁体７３ａとスプリング７３ｂとを有し、弁体７３ａ
の開度が冷却水圧力とスプリング７３ｂのばね力とのバ
ランスにより変化するようになっている。機関１の回転
数が変化して、ウォータポンプ３の回転数が変化し、そ
れにより冷却水圧力が変動しても、この冷却水圧力の変
動に対応して弁体７３ａの開度が変化することにより、
ヒータコア４への冷却水流量の変動を抑制して、ヒータ
コア４吹出空気温度の変動を抑制する。
の途中には、冷却水圧力の上昇に応じて開度が増加する
圧力応動弁７３が設置されている。この圧力応動弁７３
は弁体７３ａとスプリング７３ｂとを有し、弁体７３ａ
の開度が冷却水圧力とスプリング７３ｂのばね力とのバ
ランスにより変化するようになっている。機関１の回転
数が変化して、ウォータポンプ３の回転数が変化し、そ
れにより冷却水圧力が変動しても、この冷却水圧力の変
動に対応して弁体７３ａの開度が変化することにより、
ヒータコア４への冷却水流量の変動を抑制して、ヒータ
コア４吹出空気温度の変動を抑制する。
【００５１】しかも、蓄熱タンク１３に流量制御弁６部
分を一体化することにより、冷却系装置の全体構成の簡
略化、小型化を図ることができる。なお、前述の第１実
施例では、第１、第２の両オイル熱交換器１０、１１を
前記合流部Ａとウォータポンプ３の吸入側冷却水回路１
２との間に並列に配設しているが、この両オイル熱交換
器１０、１１を直列に配設することもできる。この場
合、好適作動温度が１１０°Ｃ程度の機関潤滑オイルが
流通する第１のオイル熱交換器１０よりも、好適作動温
度が８０°Ｃ程度の変速機作動オイルが流通する第２の
オイル熱交換器１１を冷却水上流側に配置することが摩
擦損失低減による燃費低減効果が大きい。
分を一体化することにより、冷却系装置の全体構成の簡
略化、小型化を図ることができる。なお、前述の第１実
施例では、第１、第２の両オイル熱交換器１０、１１を
前記合流部Ａとウォータポンプ３の吸入側冷却水回路１
２との間に並列に配設しているが、この両オイル熱交換
器１０、１１を直列に配設することもできる。この場
合、好適作動温度が１１０°Ｃ程度の機関潤滑オイルが
流通する第１のオイル熱交換器１０よりも、好適作動温
度が８０°Ｃ程度の変速機作動オイルが流通する第２の
オイル熱交換器１１を冷却水上流側に配置することが摩
擦損失低減による燃費低減効果が大きい。
【００５２】また、前述の第１実施例における図４のス
テップＳ３では、機関始動後の経過時間ｔが所定時間を
経過したか否かを判定して、暖機終了を判定している
が、他の判定方法例えば、温度センサ１６により検出さ
れる機関１出口部の冷却水温が所定温度に上昇したかど
うかを判定して、暖機終了の判定を行うようにしてもよ
い。
テップＳ３では、機関始動後の経過時間ｔが所定時間を
経過したか否かを判定して、暖機終了を判定している
が、他の判定方法例えば、温度センサ１６により検出さ
れる機関１出口部の冷却水温が所定温度に上昇したかど
うかを判定して、暖機終了の判定を行うようにしてもよ
い。
【００５３】また、前述の第１実施例では、内燃機関始
動直後の暖機中は、流量制御弁６から暖房用ヒータコア
４への流路を全開する状態に流量制御弁６の弁体６１を
設定しているが、弁体６１を完全な全開状態にせず、若
干量の冷却水をバイパス回路７側へ流すようにした略全
開状態に、流量制御弁６の弁体６１を設定してもよいこ
とはもちろんである。
動直後の暖機中は、流量制御弁６から暖房用ヒータコア
４への流路を全開する状態に流量制御弁６の弁体６１を
設定しているが、弁体６１を完全な全開状態にせず、若
干量の冷却水をバイパス回路７側へ流すようにした略全
開状態に、流量制御弁６の弁体６１を設定してもよいこ
とはもちろんである。
【図１】本発明の第１実施例を示す冷却水回路図であ
る。
る。
【図２】図１における流量制御弁の具体例を示す冷却水
回路図である。
回路図である。
【図３】図２に示す流量制御弁の拡大断面図である。
【図４】本発明の第１実施例における制御作動例を示す
フローチャートである。
フローチャートである。
【図５】本発明の第２実施例を示す蓄熱タンク部分の断
面構造図である。
面構造図である。
１…内燃機関、３…ウォータポンプ、４…ヒータコア、
５…送風機、６…流量制御弁、７…バイパス回路、９…
吸気熱交換器、１０、１１…第１、第２のオイル熱交換
器、１２…冷却水吸入側回路、１３…蓄熱タンク、１６
…温度センサ、１９…電子制御装置。
５…送風機、６…流量制御弁、７…バイパス回路、９…
吸気熱交換器、１０、１１…第１、第２のオイル熱交換
器、１２…冷却水吸入側回路、１３…蓄熱タンク、１６
…温度センサ、１９…電子制御装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０１Ｐ 3/20 Ｆ０１Ｐ 3/20 Ｈ 7/16 ５０４ 7/16 ５０４Ｅ 11/08 11/08 Ｅ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３１４ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３１４Ｑ Ｆ０２Ｍ 31/10 Ｆ０２Ｍ 31/10 Ａ Ｆ０２Ｎ 17/04 Ｆ０２Ｎ 17/04 Ａ 17/06 17/06 Ｄ (72)発明者 青木 新治 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内 (72)発明者 山中 保利 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内
Claims (11)
- 【請求項１】 水冷式内燃機関の冷却水を循環ポンプに
て循環するようにした冷却水回路において、 前記内燃機関から流出した冷却水を蓄積する、断熱構造
を持った蓄熱タンクと、 この蓄熱タンクの下流側に設置され、この蓄熱タンクか
ら流出した冷却水と空気とを熱交換して空気を加熱する
暖房用ヒータコアと、 この暖房用ヒータコアに送風する送風機と、 前記蓄熱タンクと前記暖房用ヒータコアとの間の冷却水
回路に設置され、前記暖房用ヒータコアを通過する冷却
水の流量を制御する流量制御弁と、 前記暖房用ヒータコアの冷却水下流側に設置され、前記
内燃機関の潤滑オイルおよび車両自動変速機の作動オイ
ルの少なくとも一方の潤滑オイルと冷却水とを熱交換す
るオイル熱交換器と、 このオイル熱交換器の冷却水下流側を前記内燃機関の冷
却水吸入側に接続する冷却水吸入側回路と、 前記内燃機関が暖機中であるときと暖機終了後の運転状
態であるときに対応して、前記流量制御弁および前記送
風機の作動を制御する制御手段と、を備えることを特徴
とする車両用内燃機関の冷却系装置。 - 【請求項２】 水冷式内燃機関の冷却水を循環ポンプに
て循環するようにした冷却水回路において、 前記内燃機関から流出した冷却水を蓄積する、断熱構造
を持った蓄熱タンクと、 この蓄熱タンクの下流側に設置され、この蓄熱タンクか
ら流出した冷却水と空気とを熱交換して空気を加熱する
暖房用ヒータコアと、 この暖房用ヒータコアに送風する送風機と、 前記蓄熱タンクと前記暖房用ヒータコアとの間の冷却水
回路に設置され、前記暖房用ヒータコアを通過する冷却
水の流量を制御する流量制御弁と、 前記暖房用ヒータコアの冷却水下流側に設置され、前記
内燃機関の吸気と冷却水とを熱交換する吸気熱交換器
と、 この吸気熱交換器の冷却水下流側を前記内燃機関の冷却
水吸入側に接続する冷却水吸入側回路と、 前記内燃機関が暖機中であるときと暖機終了後の運転状
態であるときに対応して、前記流量制御弁および前記送
風機の作動を制御する制御手段と、を備えることを特徴
とする車両用内燃機関の冷却系装置。 - 【請求項３】 前記制御手段は、前記内燃機関の暖機中
は、前記流量制御弁から前記暖房用ヒータコアへの流路
を全開する状態に前記流量制御弁を設定するとともに、
前記送風機を停止状態に設定し、 前記内燃機関の暖機終了後は、前記流量制御弁および前
記送風機を空調制御プログラムに従って制御するように
構成されていることを特徴とする請求項１または２に記
載の車両用内燃機関の冷却系装置。 - 【請求項４】 水冷式内燃機関の冷却水を循環ポンプに
て循環するようにした冷却水回路において、 前記内燃機関から流出した冷却水を蓄積する、断熱構造
を持った蓄熱タンクと、 この蓄熱タンクの下流側に設置され、この蓄熱タンクか
ら流出した冷却水と空気とを熱交換して空気を加熱する
暖房用ヒータコアと、 この暖房用ヒータコアに送風する送風機と、 前記暖房用ヒータコアと並列に設けられ、前記暖房用ヒ
ータコアをバイパスして前記冷却水を流すバイパス回路
と、 前記蓄熱タンクと前記暖房用ヒータコアとの間の冷却水
回路に設置され、前記暖房用ヒータコアを通過する冷却
水の流量および前記バイパス回路を通過する冷却水の流
量を制御する３方弁タイプの流量制御弁と、 前記暖房用ヒータコアの冷却水下流側に設置され、前記
内燃機関の吸気と冷却水とを熱交換する吸気熱交換器
と、 前記吸気熱交換器の冷却水下流側と前記バイパス回路の
下流側との合流点より下流側に設置され、前記内燃機関
の潤滑オイルおよび車両自動変速機の作動オイルの少な
くとも一方の潤滑オイルと冷却水とを熱交換するオイル
熱交換器と、 このオイル熱交換器の冷却水下流側を前記内燃機関の冷
却水吸入側に接続する冷却水吸入側回路と、 前記内燃機関が暖機中であるときと暖機終了後の運転状
態であるときに対応して、前記流量制御弁および前記送
風機の作動を制御する制御手段と、を備えることを特徴
とする車両用内燃機関の冷却系装置。 - 【請求項５】 制御手段は、前記内燃機関の暖機中は、
前記流量制御弁から前記暖房用ヒータコアへの流路を全
開するとともに前記流量制御弁から前記バイパス回路へ
の流路を全閉する状態に、前記流量制御弁を設定し、か
つ前記送風機を停止状態に設定し、 前記内燃機関の暖機終了後は、前記流量制御弁および前
記送風機を空調制御プログラムに従って制御するように
構成されていることを特徴とする請求項４に記載の車両
用内燃機関の冷却系装置。 - 【請求項６】 前記オイル熱交換器として、前記内燃機
関の潤滑オイルと冷却水とを熱交換する第１オイル熱交
換器と、前記車両自動変速機の作動オイルと冷却水とを
熱交換する第２オイル熱交換器の両方を備えることを特
徴とする請求項１または４に記載の車両用内燃機関の冷
却系装置。 - 【請求項７】 前記第１オイル熱交換器および前記第２
オイル熱交換器は、冷却水回路に対して並列接続されて
いることを特徴とする請求項６に記載の車両用内燃機関
の冷却系装置。 - 【請求項８】 前記制御手段は、前記内燃機関始動時の
冷却水温度が所定値以下であって、かつ前記内燃機関始
動後の経過時間が所定時間以内であることを判定するこ
とより、前記内燃機関が暖機中であると判定することを
特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載の車
両用内燃機関の冷却系装置。 - 【請求項９】 前記３方弁タイプの流量制御弁は、少な
くとも前記暖房用ヒータコアへの冷却水流路の開口面積
および前記バイパス回路への冷却水流路の開口面積を制
御する制御流路を形成した弁体を有することを特徴とす
る請求項４に記載の車両用内燃機関の冷却系装置。 - 【請求項１０】 前記蓄熱タンクに、前記流量制御弁が
一体化されていることを特徴とする請求項１ないし９の
いずれか１つに記載の車両用内燃機関の冷却系装置。 - 【請求項１１】 前記蓄熱タンクに、前記流量制御弁の
弁ハウジングが一体に接合されており、 この弁ハウジングには、前記蓄熱タンクの出口側に接続
される冷却水流路、前記暖房用ヒータコアの入口側に接
続される冷却水流路、および前記バイパス回路の入口側
に接続される冷却水流路が備えられており、 前記弁ハウジングには、前記流量制御弁の弁体が回動可
能に収納され、この弁体の回動により前記暖房用ヒータ
コアの入口側への冷却水流路、および前記バイパス回路
の入口側への冷却水流路の開口面積を制御するようにな
っており、 さらに前記弁ハウジングには、駆動用モータ、およびこ
の駆動用モータの回転を前記流量制御弁の弁体に伝達す
る回転伝達機構が備えられていることを特徴とする請求
項４、９および１０のいずれか１つに記載の車両用内燃
機関の冷却系装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04830295A JP3525538B2 (ja) | 1995-03-08 | 1995-03-08 | 車両用内燃機関の冷却系装置 |
| DE19608748A DE19608748B4 (de) | 1995-03-08 | 1996-03-06 | Kühlwasser-Umwälzsystem für den Verbrennungsmotor eines Fahrzeugs |
| US08/613,389 US5730089A (en) | 1995-03-08 | 1996-03-07 | Cooling water circulating system for internal combustion engine of vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04830295A JP3525538B2 (ja) | 1995-03-08 | 1995-03-08 | 車両用内燃機関の冷却系装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08246873A true JPH08246873A (ja) | 1996-09-24 |
| JP3525538B2 JP3525538B2 (ja) | 2004-05-10 |
Family
ID=12799646
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04830295A Expired - Fee Related JP3525538B2 (ja) | 1995-03-08 | 1995-03-08 | 車両用内燃機関の冷却系装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5730089A (ja) |
| JP (1) | JP3525538B2 (ja) |
| DE (1) | DE19608748B4 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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