JPH1077840A - 冷却水制御弁および内燃機関の冷却水回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 蓄熱タンク内の温水の利用およびエンジン負
荷に応じた冷却水温度制御を行い、燃費向上を図った冷
却水回路の車両へ搭載性の向上を図る。 【解決手段】 蓄熱タンク４から流出入する冷却水の切
り換え、およびバイパス水路１０１を流通する冷却水量
の制御を１つの制御弁体２６２にて行う。さらに、圧力
センサにて検出された吸入負圧の絶対値の減少に応じて
バイパス水路１０１ａを開き、一方、吸入負圧の絶対値
の増加に応じて、バイパス水路１０１ａを絞る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水冷式内燃機関
（以下、エンジンと呼ぶ。）の冷却水回路に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、エンジンの冷却水回路は、周知の
如く、エンジンとラジエータとの間で冷却水を循環させ
るラジエータ水路と、ラジエータを迂回して冷却水を循
環させるバイパス水路と、冷却水温度に応じてラジエー
タ水路の開閉を行うサーモスタットとから構成されてい
る。そして、サーモスタットは、冷却水温度が約８０℃
となるように、ラジエータ水路を開閉している。

【０００３】また、サーモスタットの感温部には、バイ
パス水路を流通する冷却水が導かれているので、サーモ
スタットが閉じている状態では、バイパス水路を流通す
る冷却水の温度に応じてサーモスタット内のワックスが
伸縮し、サーモスタットの開いている状態では、ラジエ
ータ水路およびバイパス水路を流通する冷却水の温度に
応じてワックスが伸縮してサーモスタットが作動する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、発明者等
は、車両の燃費向上を図るべく、冷却水温度とエンジン
の負荷との関係を調査していたところ、エンジンの負荷
が小さいときは、エンジン負荷が大きいときにに比べて
冷却水温度を高く維持した方が、一律に冷却水温度を一
定値（例えば８０℃）に維持するより燃費が向上するこ
とが明らかになった。

【０００５】そこで、発明者等は、バイパス水路にエン
ジンの負荷に応じて流量を調節する流量制御弁を配設す
ることにより、冷却水温度をエンジン負荷に応じて制御
する冷却水回路を試作した。しかし、前記試作冷却水回
路の流量制御弁は、エンジン吸入負圧をダイヤフラム等
からなる圧力室に導き、流量制御弁の弁体をダイヤフラ
ムの変位により直接駆動させる機械式であったため、流
量制御弁、特にダイヤフラムの大型化を招いてしまい、
試作冷却水回路の車両へ搭載性（組付け性）が低いとい
う問題が生じていた。

【０００６】また、発明者等は、上記流量制御弁に加
え、蓄熱タンク内に蓄えられた高温の冷却水をエンジン
に導き、暖機運転の促進を図ることにより更なる燃費向
上を図るべく、蓄熱タンクから流出入する冷却水を制御
する切換弁をも冷却水回路に付加したものを試作した。
このため、冷却水回路全体が大きく複雑になり、車両へ
搭載性が一層低下してしまった。

【０００７】本発明は、上記点に鑑み、流量制御弁機構
と切換弁機構とが一体となった冷却水制御弁を提供し、
燃費向上を図った冷却水回路の車両へ搭載性の向上を図
ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、以下の技術的手段を用いる。請求項１〜
４に記載の発明では、第１に、水冷式内燃機関（１）か
ら吐出してハウジング（２６１）に流入した冷却水を感
温作動弁（１３）の感温部（１３ａ）に導く感温水路
（１０１ａ）を流通する冷却水量、および蓄熱タンク
（４）から流出入する冷却水流れを１つの制御弁体（２
６２）にて制御する。第２に、電気的に検出された水冷
式内燃機関（１）の吸入負圧（Ｐ_in）の絶対値の減少に
応じて感温水路（１０１ａ）を流通する冷却水量を増大
させ、一方、吸入負圧（Ｐ _in）の絶対値の増加に応じ
て、感温水路（１０１ａ）を流通する冷却水量を減少さ
せることを特徴とする。

【０００９】第１の特徴より、「発明が解決しようとす
る課題」の欄で述べた流量制御弁機構と切換弁機構とを
１つの制御弁体（２５２）で行うことができるので、流
量制御弁機構と切換弁機構とをそれぞれ独立の弁手段に
て行うものに比べて、部品点数の低減を行うことができ
る。したがって、燃費向上を図った冷却水回路の小型化
を図ることができ、車両へ搭載性（組付け性）の向上を
図ることができる。

【００１０】また、第２の特徴より、水冷式内燃機関
（１）の負荷に相当する水冷式内燃機関（１）の吸入負
圧（Ｐ_in）が減少すると感温水路（１０１ａ）を流通す
る冷却水量が増加するので、感温作動弁（１３）が素早
く作動する。一方、吸入負圧（Ｐ_in）が増加すると感温
水路（１０１ａ）を流通する冷却水量が減少するので、
感温作動弁（１３）の作動が鈍くなる。これにより、水
冷式内燃機関（１）の負荷が小さいときは、水冷式内燃
機関（１）の負荷が大きいときにに比べて、冷却水温度
を高く維持することができるので、「発明が解決しよう
とする課題」の欄で述べたように、水冷式内燃機関
（１）の燃費の向上を図ることができる。

【００１１】請求項２に記載の発明では、制御装置（１
８）は、水冷式内燃機関（１）の暖機運転中には、感温
水路（１０１ａ）を閉じることを特徴とする。これによ
り、暖機運転中に水冷式内燃機関（１）の負荷が高まり
（吸入負圧の絶対値が小さくなり）、吸入負圧により機
械的に感温水路（１０１ａ）を流通する冷却水量を制御
するものと異なり、水冷式内燃機関（１）から吐出した
低温の冷却水が、感温水路（１０１ａ）を流通して多量
に水冷式内燃機関（１）に還流することを防止すること
ができる。したがって、水冷式内燃機関（１）の暖機運
転の促進を図ることができるので、燃費をより向上させ
ることができる。

【００１２】請求項３に記載の発明では、制御装置（１
８）は、感温水路（１０１ａ）の連通する冷却水量を吸
入負圧（Ｐ_in）の変化に応じて２段階に分けて制御する
ことを特徴とする。請求項４に記載の発明では、水冷式
内燃機関（１）の冷却水をポンプ（３）にて循環するよ
うに構成した内燃機関の冷却水回路に請求項１ないし３
のいずれか１つに記載の冷却水制御弁（２４）を適用し
たことを特徴とする。

【００１３】なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述
する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すもの
である。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示す実施の形
態について説明する。 （第１実施形態）図１は、車両用の水冷式内燃機関（以
下、エンジンと呼ぶ。）１の冷却水回路、およびエンジ
ン１の冷却水を熱源として車室内を暖房する空調装置の
暖房用冷却水回路を示している。２はエンジン１から流
出した冷却水を冷却するラジエータであり、３はエンジ
ン１から駆動力を得てエンジン１から流出した冷却水を
吸引してエンジン１に圧送するウォータポンプである。

【００１５】４は二重タンク構造を有し、冷却水を保温
貯蔵する蓄熱タンクである（詳細構造は後述する）。５
は冷却水を熱源として空気を加熱するヒータコアであ
り、このヒータコア５は車室内に吹き出す空気の流路を
なす空調ケーシング６内に配設されている。そして、空
調ケーシング６の空気上流側には送風機７が配設されて
おり、この送風機７とヒータコア５との間には、空気冷
却手段をなす周知のエバポレータ（蒸発器）８が配設さ
れている。なお、本実施形態では、ヒータコア５内を流
通する流量および送風量等によって車室内に吹き出す空
気の温度を調節する、いわゆるリヒート式の空調装置を
採用している。

【００１６】９はエンジン１に吸入される空気と冷却水
との間で熱交換を行う吸気熱交換器であり、この吸気熱
交換器９は、吸入空気の脈動を取り除くサージタンク１
０内に配設されている。１１はエンジン１から流出した
冷却水とオートマチックトランスミッション（車両自動
変速機）のミッションオイルとの間で熱交換を行うＡ／
Ｔ熱交換器（オイル熱交換器）であり、１２はエンジン
１から流出した冷却水とエンジンオイルとの間で熱交換
を行うＥ／Ｏ熱交換器である。

【００１７】１００はエンジン１から流出した冷却水を
ラジエータ２を経てエンジン１に還流させるラジエータ
水路であり、１０１はエンジン１から流出した冷却水を
ラジエータ２を迂回させてエンジン１に還流させるバイ
パス水路（感温水路）である。このバイパス水路１０１
は、ラジエータ水路１００のうちラジエータ２の冷却水
出口側でラジエータ水路１００に合流しており、この合
流部位１００ａには、冷却水温度に応じて弁体を開閉作
動させる周知のサーモスタット（感温作動弁）１３が配
設されている。

【００１８】そして、バイパス水路１０１は、合流部位
１００ａのうちバイパス水路１０１を流通してきた冷却
水がサーモスタット１３の感温部（ワックス材が充填さ
れているワックスボックス）１３ａに導かれるように合
流部位１００ａに接続されている。なお、サーモスタッ
ト１３は、合流部位１００ａよりラジエータ２側に位置
に弁体部を配設してラジエータ水路１００を開閉してい
るので、サーモスタット１３が閉じた状態であっても、
バイパス水路１０１は連通可能である。

【００１９】また、図１中、１０４は蓄熱タンク４から
流出した冷却水をヒータコア５、吸気熱交換器９、Ａ／
Ｔ熱交換器１１およびＥ／Ｏ熱交換器１２を経てエンジ
ン１に還流させるヒータ水路であり、１０５は、蓄熱タ
ンク４から流出した冷却水をヒータコア５および吸気熱
交換器９を迂回させてＡ／Ｔ熱交換器１１の流入口側に
導くヒータバイパス水路である。そして、Ｈ／Ｏ熱交換
器水路１０４とヒータバイパス水路１０５との分岐部位
には、ヒータコア５に流通させる冷却水量を制御する流
量制御弁１６が配設されている。

【００２０】なお、流量制御弁１６は、サーボモータ等
のアクチュエータ１７によって駆動されており、このア
クチュエータ１７は、図２に示すように、制御装置１８
によって制御されており、この制御装置１８には、エン
ジン１に還流する冷却水の温度を検出する水温センサ１
９、ヒータ水路１０４を流通する冷却水の温度を検出す
る水温センサ２０、エンジン流出直後の冷却水温度（ま
たはエンジン１内の冷却水温度）を検出する水温センサ
２１、車室外温度センサや車室内温度センサ等の空調装
置を制御するに必要な情報を検出する空調センサ２２、
エンジン１の吸入負圧を電気的に検出する圧力センサ
（負圧検出手段）２３、およびエンジン１の稼動状態を
検出するためのイグニッションスイッチ２４からの信号
が入力されている。

【００２１】そして、制御装置１８は、水温センサ２０
および空調センサ２２からの信号に基づいて予め設定さ
れたプログラムに従ってアクチュエータ１７および送風
機７等の空調手段を制御する。なお、水温センサ１９、
２０、２１は、応答性に優れた（時定数が１〜２秒程
度）のサーミスタ式のものである。

【００２２】因みに、２５は、エンジン１始動直後等の
冷却水温度が低く、暖房運転を行うことができないとき
に、蓄熱タンク４内の高温の冷却水をヒータコア５に導
いて暖房を行う即効暖房スイッチであり、この即効暖房
スイッチ２３は、乗員の手動操作により投入されるもの
である。また、図１中、１０２は蓄熱タンク４内の冷却
水をエンジン１に導くタンク水路であり、１０３は、こ
のタンク水路１０２から分岐して蓄熱タンク４内の冷却
水をヒータ水路１０４に合流する即効暖房水路である。
そして、タンク水路１０２と即効暖房水路１０３との分
岐部位には、両水路１０２、１０３の切り換え開閉を行
う切換弁１４が配設されており、この切換弁１４は、即
効暖房スイッチ２３が投入されたときは、タンク水路１
０２を閉じて即効暖房水路１０３を開き、、即効暖房ス
イッチ２３が投入されていないときは、タンク水路１０
２を開いて即効暖房水路１０３を閉じている。

【００２３】また、図１中、２４は冷却水温度およびエ
ンジン１の稼動状態に応じて冷却水路を切り換えるとと
もに、バイパス水路１０１に流通する冷却水量を調節す
る冷却水制御弁であり、この冷却水制御弁２４は、サー
ボモータ等のアクチュエータ２５によって駆動されてい
る。そして、アクチュエータ２５も制御装置１８によっ
て制御されており、制御装置１８は、水温センサ１９、
２０、圧力センサ２３およびイグニッションスイッチ２
４からの信号に基づいて予め設定されたプログラムに従
ってアクチュエータ２５を制御している（図２参照）。

【００２４】図３は冷却水制御弁２４を蓄熱タンク４に
組付けた状態を示す断面図である。蓄熱タンク４は、図
３に示すように、ステンレス等の耐食性に優れた材料か
らなる内側タンク４１と外側タンク４２とから構成され
ており、両タンク４２、４２との間は、断熱性を向上さ
せるべく略真空の断熱層４３が形成されている。なお、
図３では、内側タンク４１および外側タンク４２の肉厚
が薄いため、断面を示すハッチングを省略した。

【００２５】また、蓄熱タンク４の重力方向下方には、
重力方向下方に向けて突出する管状突出部４４が形成さ
れており、この管状突出部４４の先端部位には、冷却水
が流出入する開口流路４５が形成されている。そして、
開口流路４５内には、蓄熱タンク４内のうち重力方向上
方側の部位で開口する取水口（図示せず）有して、蓄熱
タンク４内の冷却水を蓄熱タンク４外に導く取水管４６
が開口流路４５と同心状に配設されており、この取水管
４６と開口流路４５との間の空間が、エンジン１から吐
出した冷却水を蓄熱タンク４内に導く流入路４７を形成
している。

【００２６】また、２６１は冷却水制御弁２４のハウジ
ングであり、このハウジング２６１は、ナイロン６６等
の成形性および断熱性に優れた樹脂にて成形されてい
る。そして、ハウジング２６１は、蓄熱タンク４の管状
突出部４４全体を外側から覆って管状突出部４４からの
放熱を防止している。また、図４中、１００ｂは、一端
側がラジエータの冷却水流出口側に接続し、他端側がエ
ンジン１の冷却水流入口側に接続してラジエータ水路１
００の一部をなし、１０１ａは、一端側がエンジン１の
冷却水吐出側に接続し、感温部位１３ａを経て他端側が
エンジン１の冷却水流入側に接続してバイパス水路１０
１の一部をなしている。。

【００２７】２６２は、開口流路４５の近傍に位置して
開口流路４５および各冷却水路１００ｂ、１０６、１０
７の切り換え開閉やバイパス水路１０１ａ（１０１）の
流量調節を行う、冷却水制御弁２４のロータリ式の制御
弁体であり、この制御弁体２６２は略円柱状に形成され
て、図４に示すように、その円柱軸を開口流路４５の中
心をと一致させて回転可能に配設されている。そして、
制御弁体２６２は、図３に示すように、サーボモータ２
５からウォーム２５１、ウォームホイール２５２、平歯
車２５３および扇状の歯車２５４からなる減速機構を介
して回転駆動されている。

【００２８】因みに、２６３は制御弁体２６２とハウジ
ング２６１との隙間を密閉するフッ化樹脂製のシール部
材であり、２６４はニトリルゴムからなるＯリングであ
る。また、４８は、円盤状の板に多数個の貫通穴４８ａ
が形成された、蓄熱タンク４内に流入する冷却水と蓄熱
タンク４内に滞留している冷却水との混合を抑制する混
合防止板である。

【００２９】次に、本実施形態の作動を述べる。 １．冷却水保温モード（エンジン１停止中） イグニッションスイッチ２２からの信号により、エンジ
ン１が停止したと判定されたときは、開口流路４５を閉
じる。これにより、蓄熱タンク４内外が遮断されるの
で、蓄熱タンク４内に蓄えられた冷却水が蓄熱タンク４
内に保持される（図１、４参照）。

【００３０】なお、冷却水温度および即効暖房スイッチ
２３の投入の如何を問わず、エンジン１が停止すると、
冷却水制御弁２４はこのモードに冷却水回路を切り換え
る。 ２．エンジン暖機促進モード エンジン１の始動とともに、開口流路４５を開いてエン
ジン１から流出した低温の冷却水を蓄熱タンク４内に流
入させるとともに、蓄熱タンク４内に蓄えられた高温の
冷却水をタンク水路１０２を経てエンジン１に導く。こ
れにより、蓄熱タンク４内に蓄えられた高温の冷却水
が、エンジン１内を循環してエンジン１の暖機運転の促
進を図る（図５、６参照）。

【００３１】３．即効暖房モード エンジン１始動後、即効暖房スイッチ２３が投入された
ときには、冷却水制御弁２４をエンジン暖機促進モード
にするとともに、切換弁１４によりタンク水路を閉じて
即効暖房水路１０３を開く。これにより、蓄熱タンク４
内に蓄えられた高温の冷却水が、ヒータコア５に向けて
流通し、即効暖房を図る（図７参照）。

【００３２】４．冷水保持モード エンジン暖機促進モード時に、蓄熱タンク４から流出す
る冷却水の温度Ｔ_{W 1}（水温センサ１９の検出値）が第
１所定温度を下回ったときは、バイパス水路１０１およ
び開口流路４５を閉じてエンジン１から流出した冷却水
を蓄熱タンク４を迂回させて直接エンジン１に還流させ
る（図８、９参照）。

【００３３】なお、第１所定温度は、蓄熱タンク４の保
温能力および最低外気温度等に基づいて適宜決定される
ものであり、本実施形態では、約３０℃とした。 ５．蓄熱モードＡ 冷水保持モード時にエンジン１から流出する冷却水の温
度Ｔ_{W 2} （水温センサ１９の検出値）が第２所定温度
（本実施形態では、約８０℃）に達しときに、暖機運転
が終了したものとみなして開口流路４５を開く。さら
に、エンジン１の吸入負圧Ｐ_inの絶対値が３５ｍｍＨｇ
を越えているときには、バイパス水路１０１（１０１
ａ）を流通する冷却水量を絞る（図１０、１１参照）。

【００３４】これにより、エンジン１から流出した冷却
水は、バイパス水路１０１、ヒータコア５および蓄熱タ
ンク４を流通する。したがって、蓄熱タンク４内には、
高温の冷却水が蓄えられる。一方、バイパス水路１０１
には、少量の冷却水が流通するので、サーモスタット１
３の感温部１３ａの感温作動に鈍くなり、冷却水温度が
約１００℃に維持される。

【００３５】６．蓄熱モードＢ 冷水保持モード時にエンジン１から流出する冷却水の温
度Ｔ_{W 2} に達しときには、暖機運転が終了したものとみ
なして開口流路４５を開く。さらに、エンジン１の吸入
負圧Ｐ_inの絶対値が３５ｍｍＨｇ以下のきは、バイパス
水路１０１（１０１ａ）を流通する冷却水量を最大とす
る（図１２、１３参照）。

【００３６】これにより、エンジン１から流出した冷却
水は、バイパス水路１０１、ヒータコア５および蓄熱タ
ンク４を流通する。したがって、蓄熱タンク４内には、
高温の冷却水が蓄えられる。一方、バイパス水路１０１
には、多量の冷却水が流通するので、感温部１３ａの感
温作動に素早くなり、冷却水温度が約８０℃に維持され
る。

【００３７】なお、バイパス水路１０１が開かれるの
は、蓄熱モードＡ、Ｂのみであり、冷却水保温モード、
エンジン暖機促進モード（即効暖房モード）および冷水
保持モードでは、バイパス水路１０１は閉じられてい
る。因みに、図１４は、上記各モードに対応した冷却水
制御弁２４の作動を示すフローチャートであり、以下に
フローチャートについて述べる。

【００３８】イグニッションスイッチ２２よりエンジン
１が稼動中であるか否かを判定し（ステップ１００）、
稼動中であると判定されたときは、水温センサ１９ａに
よって検出されたエンジン流出直後の冷却水の温度Ｔ
_{W 0} が８０℃以上であるか否かを判定し（ステップ１０
５）、一方、停止中であると判定されたときは、冷却水
保温モードとする（ステップ２２０）。

【００３９】そして、冷却水の温度Ｔ_{W 0} が８０℃以上
であると判定されたときは、蓄熱モードとし（ステップ
２００）、冷却水の温度Ｔ_{W 0} が８０℃未満であると判
定されたときは、エンジン暖機促進モードとする（ステ
ップ１１０）。次に、即効暖房スイッチ２３が投入され
ているか否かを判定し（ステップ１２０）、即効暖房ス
イッチ２３が投入されていると判定されたときは、即効
暖房モードとする（ステップ１３０）。一方、即効暖房
スイッチ２３が投入されていないと判定されたときは、
冷却水の温度Ｔ_{W 1} が３０℃以上であるか否かを判定し
（ステップ１４０）、冷却水の温度Ｔ_{W 1} が３０℃未満
であると判定されたときは、冷水保持モードとする（ス
テップ１５０）。一方、冷却水の温度Ｔ_{W 1} が３０℃以
上であると判定されたときは、冷却水の温度Ｔ_{W 1} が３
０℃未満となるまでエンジン暖機促進モードとする（ス
テップ１６０、１７０）。

【００４０】そして、冷却水の温度Ｔ_{W 1} が３０℃未満
であると判定されたときは、冷却水の温度Ｔ_{W 2} が８０
℃以上となるまで冷却水保持モードとし（ステップ１８
０、１９０）、冷却水の温度Ｔ_{W 2} が８０℃以上となっ
たときに、エンジン１の吸入負圧Ｐ_inの絶対値が３５ｍ
ｍＨｇより大きいか否かを判定する（ステップ１９５。
そして、吸入負圧Ｐ_inの絶対値が３５ｍｍＨｇより大き
いと判定されたときは蓄熱モードＡとし（ステップ２０
０）、吸入負圧Ｐ_inの絶対値が３５ｍｍＨｇ未満である
と判定されたときは蓄熱モードＢにする（ステップ２０
５）。

【００４１】次に、エンジン１が停止するまで蓄熱モー
ドＡまたは蓄熱モードＢを維持し（ステップ２１０）、
エンジン１の停止とともに冷却水保温モードとする（ス
テップ２２０）。なお、蓄熱モードＡとするか蓄熱モー
ドＢとするかの敷居値である３５ｍｍＨｇ（吸入負圧Ｐ
_inの絶対値）は、周知の如く、エンジン負荷の大きさを
示す指標であるので、３５ｍｍＨｇに限定されるもので
なく、エンジン排気量やエンジン１の出力特性等によっ
て適宜決定されるものである。

【００４２】次に、本実施形態の特徴を述べる。本実施
形態によれば、エンジン１が停止したときは、開口流路
４５を閉じて蓄熱タンク４内外が遮断されるので、蓄熱
タンク４内に蓄えられた冷却水が蓄熱タンク４内に保持
される。これにより、エンジン１の停止中に、蓄熱タン
ク４以外の部分（例えば、蓄熱タンク４に接続された配
管等）の冷却水と蓄熱タンク４の冷却水との対流を防止
することができる。したがって、蓄熱タンク４以外の部
分の冷却水と蓄熱タンク４の冷却水との混合を防止でき
るので、蓄熱タンク４の保温能力の向上を図ることがで
きる。

【００４３】また、開口流路４５を閉じる制御弁体２６
２は、蓄熱タンク４の開口流路４５の近傍に位置してい
るので、蓄熱タンク４以外の部分の冷却水と蓄熱タンク
４の冷却水との混合をより確実に防止できる。延いて
は、蓄熱タンク４の保温能力のより向上させることがで
きる。ところで、エンジン暖機促進モード時には、エン
ジン１の始動とともにエンジン１内に滞留していた低温
の冷却水が蓄熱タンク４に流入し、蓄熱タンク４内に蓄
えられていた高温の冷却水がエンジン１に流れ込む。し
かし、蓄熱タンク４内に蓄えられていた高温の冷却水が
全て流出してしまうと、エンジン始動直後にエンジン１
から吐出した低温の冷却水がエンジン１に還流してしま
い、エンジン１内の冷却水温度が低下し、却って、暖機
運転が遅延してしまう。

【００４４】これに対して、本実施形態では、蓄熱タン
ク４から流出する冷却水の温度Ｔ_{W 1} が第１所定温度を
下回ったときに、エンジン１から流出した冷却水を蓄熱
タンク４を迂回させて直接エンジン１に還流させるの
で、エンジン始動直後にエンジン１から吐出した低温の
冷却水を蓄熱タンク４内に保持し、エンジン１に還流す
ることを防止することができる。

【００４５】したがって、暖機運転の遅延を防止するこ
とができるので、暖機運転時に大気中に放出される有害
物質（排気エミッション）の量を低減することができる
とともに、燃費の向上を図ることができる。また、エン
ジン暖機促進モード時には、バイパス水路１０１が閉じ
られているので、エンジン始動直後にエンジン１から吐
出した低温の冷却水がエンジン１に還流することを防止
することができる。したがって、蓄熱タンク４内に蓄え
られた高温の冷却水によりエンジン１の暖機運転の促進
を十分に図ることができる。

【００４６】また、開口流路４５および各冷却水路１０
０ｂ、１０６、１０７の切り換え開閉やバイパス水路１
０１ａ（１０１）の流量調節を１つの制御弁体２６２で
行っているので、「発明が解決しようとする課題」の欄
で述べた流量制御弁機構と切換弁機構とを１つの弁手段
で行うことができる。したがって、流量制御弁機構と切
換弁機構とをそれぞれ独立の弁手段にて行うものに比べ
て、部品点数の減少に伴って小型化を図ることができる
とともに、燃費向上を図った冷却水回路の車両へ搭載性
（組付け性）の向上を図ることができる。

【００４７】また、エンジン暖機促進モード（即効暖房
モード）および冷水保持モード時にバイパス水路１０１
を閉じることにより、暖機運転中はバイパス水路１０１
が閉じることとなるので、暖機運転中にエンジン１の負
荷が高まり（吸入負圧Ｐ_inの絶対値が小さくなり）、吸
入負圧により機械的にバイパス水路１０１を流通する冷
却水量を制御するものと異なり、エンジン１から吐出し
た低温の冷却水がバイパス水路１０１を流通して多量に
エンジン１に還流することを防止することができる。し
たがって、エンジン１の暖機運転の促進をより一層図る
ことができる。

【００４８】（第２実施形態）本実施形態は、図１５に
示すように、切換弁１４の冷却水切り換え機能をも冷却
水制御弁２４に組み込んだものである。具体的には、図
１６に示すように、即効暖房モード時に蓄熱タンク４内
の高温の冷却水を直接ヒータ水路１０４に導く即効暖房
水路１０４ａをハウジング２６１内に形成し、制御弁体
２６２にて即効暖房水路１０４ａの開閉を行うようにし
たものである。なお、図１５〜２６は各モードに対応す
る冷却水流れおよび制御弁体２６２の状態を示すもので
ある。

【００４９】ところで、上述の実施形態では、蓄熱タン
ク４内に高温の冷却水を蓄えることにより冷却水の熱を
蓄えたが、ＣＨ₃ ＣＯＯＮａ、Ｂａ（ＯＨ）₂ −８Ｈ₂
Ｏ等の潜熱蓄熱材からなる蓄熱タンクを用いてもよい。
また、上述の実施形態では、リヒート式の空調装置を有
する車両に適用しが、本発明は、ヒータコア５を流通す
る風量とヒータコア５を迂回する風量との割合を調節す
ることにより、車室内に吹き出す空気の温度を調節す
る、いわゆるエアミックス方式の空調装置を有する車両
にも適用することができる。

【００５０】また、上述の実施形態では、所定の吸入負
圧Ｐ_in（−３５ｍｍＨｇ）を敷居値として、２段に分け
てバイパス水路１０１（１０１ａ）を流通する冷却水量
を制御したが、吸入負圧Ｐ_inに応じて他段階もしくは連
続的にバイパス水路１０１（１０１ａ）を流通する冷却
水量を制御してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る冷却水回路図（冷
却水保温モード）である。

【図２】本実施形態に係る制御系のブロック図である。

【図３】冷却水制御弁を蓄熱タンクに組付けた状態を示
す断面図である。

【図４】図１のＡ−Ａ断面図（冷却水保温モード）であ
る。

【図５】エンジン暖機促進モード時の冷却水流れを示す
冷却水回路図である。

【図６】エンジン暖機促進モードを示す図１のＡ−Ａ断
面図である。

【図７】即効暖房モード時の冷却水流れを示す冷却水回
路図である。

【図８】冷水保持モード時の冷却水流れを示す冷却水回
路図である。

【図９】冷水保持モードを示す図１のＡ−Ａ断面図であ
る。

【図１０】蓄熱モードＡ時の冷却水流れを示す冷却水回
路図である。

【図１１】蓄熱モードＡを示す図１のＡ−Ａ断面図であ
る。

【図１２】蓄熱モードＢ時の冷却水流れを示す冷却水回
路図である。

【図１３】蓄熱モードＢを示す図１のＡ−Ａ断面図であ
る。

【図１４】各モードに対応した冷却水制御弁の作動を示
すフローチャートである。

【図１５】本発明の第２実施形態に係る冷却水回路図
（冷却水保温モード）である。

【図１６】本発明の第２実施形態に係る図１のＡ−Ａ断
面に相当する断面図（冷却水保温モード）である。

【図１７】第２実施形態に係るエンジン暖機促進モード
時の冷却水流れを示す冷却水回路図である。

【図１８】第２実施形態に係るエンジン暖機促進モード
を示す断面図である。

【図１９】第２実施形態に係る即効暖房モード時の冷却
水流れを示す冷却水回路図である。

【図２０】第２実施形態に係る即効暖房モードを示す断
面図である。

【図２１】第２実施形態に係る冷水保持モード時の冷却
水流れを示す冷却水回路図である。

【図２２】第２実施形態に係る冷水保持モードを示す断
面図である。

【図２３】第２実施形態に係る蓄熱モードＡ時の冷却水
流れを示す冷却水回路図である。

【図２４】第２実施形態に係る蓄熱モードＡを示す断面
図である。

【図２５】第２実施形態に係る蓄熱モードＢ時の冷却水
流れを示す冷却水回路図である。

【図２６】第２実施形態に係る蓄熱モードＢを示す断面
図である。

【符号の説明】

１…エンジン（水冷式内燃機関）、２…ラジエータ、３
…ウォータポンプ、４…蓄熱タンク、５…ヒータコア、
９…吸気熱交換器、１１…Ａ／Ｔ熱交換器、１２…Ｅ／
Ｏ熱交換器、１３…サーモスタット（感温作動弁）、１
４…切換弁、１００、１００ｂ…ラジエータ水路、１０
１、１０１ａ…バイパス水路（感温水路）、２６１…ハ
ウジング、２６２…制御弁体。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水冷式内燃機関（１）と、 前記水冷式内燃機関（１）から吐出する冷却水の熱を放
   熱するラジエータ（２）と、 前記水冷式内燃機関（１）から吐出する冷却水を導いて
   熱を蓄える蓄熱タンク（４）とを有する内燃機関の冷却
   水回路に適用される冷却水制御弁であって、 ハウジング（２６１）と、 前記ハウジング（２６１）に形成され、一端側が前記ラ
   ジエータ（２）に接続し、他端側が前記水冷式内燃機関
   （１）に接続するラジエータ水路（１００ｂ）と、 前記ラジエータ水路（１００ｂ）に配設され、前記水冷
   式内燃機関（１）から吐出して前記ハウジング（２６
   １）に流入した冷却水温度を感知する感温部（１３ａ）
   を有し、この感温部（１３ａ）で感知された冷却水温度
   に応じて前記ラジエータ水路（１００ｂ）を開閉する感
   温作動弁（１３）と、 前記ハウジング（２６１）に形成され、前記水冷式内燃
   機関（１）から吐出して前記ハウジング（２６１）に流
   入した冷却水を前記感温部（１３ａ）に導く感温水路
   （１０１ａ）と、 前記ラジエータ水路（１００ｂ）に配設され、前記感温
   水路（１０１ａ）を流通する冷却水量および前記蓄熱タ
   ンク（４）から流出入する冷却水流れを制御する１つの
   制御弁体（２６２）と、 前記水冷式内燃機関（１）の吸入負圧（Ｐ_in）を電気的
   に検出する負圧検出手段（２３）と、 前記制御弁体（２６２）の作動を制御する制御装置（１
   ８）とを有し、 前記制御装置（１８）は、前記負圧検出手段（２３）に
   よって検出された吸入負圧（Ｐ_in）の絶対値の減少に応
   じて、前記感温水路（１０１ａ）を流通する冷却水量を
   増大させ、一方、前記吸入負圧（Ｐ_in）の絶対値の増加
   に応じて、前記感温水路（１０１ａ）を流通する冷却水
   量を減少させることを特徴とする冷却水制御弁。
2. 【請求項２】 前記感温水路（１０１ａ）は、前記感温
   部（１３ａ）を経由して前記水冷式内燃機関（１）の冷
   却水流入側に接続しており、 前記制御装置（１８）は、前記水冷式内燃機関（１）の
   暖機運転中には、前記感温水路（１０１ａ）を閉じるこ
   とを特徴とする請求項１に記載の冷却水制御弁。
3. 【請求項３】 前記制御装置（１８）は、前記感温水路
   （１０１ａ）の連通する冷却水量を前記吸入負圧
   （Ｐ_in）の変化に応じて２段階に分けて制御することを
   特徴とする請求項１または２に記載の冷却水制御弁。
4. 【請求項４】 水冷式内燃機関（１）の冷却水をポンプ
   （３）にて循環するように構成した内燃機関の冷却水回
   路であって、 前記水冷式内燃機関（１）から吐出する冷却水の熱を放
   熱するラジエータ（２）と、 請求項１ないし３のいずれか１つに記載の冷却水制御弁
   （２４）を、前記ラジエータおよび前記水冷式内燃機関
   （１）に接続する冷却水回路とを有することを特徴とす
   る内燃機関の冷却水回路。