JPH1071839A

JPH1071839A - 内燃機関の冷却水回路

Info

Publication number: JPH1071839A
Application number: JP8230942A
Authority: JP
Inventors: Shinji Aoki; 青木　　新治; Toshio Morikawa; 敏夫森川; Yoshimitsu Inoue; 美光井上
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1996-08-30
Filing date: 1996-08-30
Publication date: 1998-03-17
Anticipated expiration: 2016-08-30
Also published as: JP3843499B2

Abstract

(57)【要約】【課題】高温の冷却水をエンジンの回転数に影響され
ずに蓄熱タンクに蓄える。【解決手段】エンジン負荷が所定値以下のときには、
サーモスタット１３の感温作動部１３ａに与えられる熱
量を減少させて冷却水温度を約１００℃に維持する。一
方、エンジン負荷が所定値を越えるときには、感温作動
部１３ａに与えられる熱量を増大させて冷却水温度を約
８０℃に維持する。そして、エンジン負荷が所定値以下
のときに、サーモスタット１３が開き始める温度（約１
０５℃）に達した時に、電動ポンプ１５を作動させて高
い温度の冷却水を蓄熱タンク４に素早く蓄える。

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。）の熱を蓄える蓄熱タンクを
有し、この蓄熱タンクに蓄えられた熱を利用してエンジ
ンの暖機促進あるいは即効暖房を図る内燃機関の冷却水
回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関の冷却水回路は、上述のよう
に、蓄熱タンクに蓄えられた熱を利用してエンジンの暖
機促進あるいは即効暖房を図るものであるので、エンジ
ン始動前に蓄熱タンク内に高温の冷却水を注入しておく
必要がある。この必要性に対して、特開平７−２５７１
５４号公報では、蓄熱タンクとエンジンとを接続して、
エンジンから吐出する冷却水温度が所定値以上となった
ときに、エンジンからの冷却水が蓄熱タンク内に導かれ
るように構成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記公報に
記載のものでは、エンジンから駆動力を得て回転するウ
ォータポンプにて冷却水を循環させているので、エンジ
ン回転数によって循環する冷却水量が変動する。このた
め、冷却水温度が所定値以上にまで上昇しているときで
あっても、エンジン回転数が低いときには、十分な量の
冷却水を蓄熱タンクに注水することができない。

【０００４】本発明は、上記点に鑑み、高温の冷却水を
エンジンの回転数に影響されずに蓄熱タンクに蓄えるこ
とを目的とする。

【０００５】

【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〜
３に記載の発明では、感温作動弁（１３）が開き始める
冷却水温度に達した時に、電動ポンプを作動させて水冷
式内燃機関（１）から吐出する冷却水を蓄熱タンク
（４）に向けて圧送させることを特徴とする。

【０００６】これにより、冷却水温度が最も高くなる感
温作動弁（１３）が開き始める時に、電動ポンプにより
冷却水が蓄熱タンク（４）に向けて圧送させるので、高
温の冷却水を水冷式内燃機関（１）の回転数に影響され
ることなく、素早く蓄熱タンク（４）内に蓄えることが
できる。請求項２に記載の発明では、第１に、水冷式内
燃機関（１）の負荷の減少に応じて、感温作動部（１３
ａ）に与えられる熱量を減少させることにより、感温作
動弁（１３）が開き始める冷却水温度を上昇させる負荷
応答制御手段（１８、２３、２６）を感温水路（１０
１）に配設する。第２に、水冷式内燃機関（１）の負荷
が所定値以下の状態で感温作動弁（１３）が開き始める
冷却水温度に達した時に、電動ポンプ（１５）を作動さ
せて水冷式内燃機関（１）から吐出する冷却水を蓄熱タ
ンク（４）に向けて圧送させることを特徴とする。

【０００７】第１に、水冷式内燃機関（１）の負荷の減
少に応じて、感温作動部（１３ａ）に与えられる熱量を
減少させることにより、冷却水温度が高い温度に維持さ
れる。第２に、高い温度に冷却水温度が維持されている
ときに、電動ポンプ（１５）によって冷却水が素早く蓄
熱タンク（４）内に蓄えられるので、より高温の冷却水
を蓄熱タンク（４）内に蓄えることができる。

【０００８】請求項３に記載の発明では、電動ポンプ
（１５）により蓄熱タンク（４）に向けて圧送された冷
却水量が、蓄熱タンク（４）の容積を越えた時に、電動
ポンプを停止させることを特徴とする。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。

【０００９】

【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。（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（機械式ポン
プ）である。

【００１０】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。

【００１１】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。

【００１２】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。

【００１３】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の感温作動部（ワックス材が充
填されているワックスボックス）１３ａ（図４参照）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側に位置にサーモスタット１３の弁体部を配設
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１
０１は連通可能である。

【００１４】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。

【００１５】１０２は蓄熱タンク４内の冷却水をエンジ
ン１に導くタンク流出水路であり、１０３はラジエータ
水路１００から分岐して蓄熱タンク４に冷却水を導くタ
ンク流入水路である。そして、タンク流入水路１０３に
は、蓄熱タンク４の流入側からラジエータ水路１００と
タンク流入水路１０３との分岐部位側に冷却水が流れる
ことを防止する逆止弁１４が配設されているとともに、
この逆止弁１４を迂回して冷却水を蓄熱タンク４に導く
冷却水１０３ａには、バッテリー（図示せず）から電力
を得て駆動する電動ポンプ１５が配設されている。

【００１６】また、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
れており、この流量制御弁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いる。そして、ア
クチュエータ１７、電動ポンプ１５および後述する冷却
水制御弁２４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１９、
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２
１、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２
３、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。

【００１７】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。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２５は、乗員の手動操作により投入されるも
のである。

【００１８】また、図１中、２６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２６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。図３は冷却水制御弁２６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、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。

【００１９】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。

【００２０】また、２６１は冷却水制御弁２６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。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１０１、１０
２、１０３の切り換え開閉、およびバイパス水路１０１
の流量調節を行う冷却水制御弁２６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３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４に示すように、アクチュエータ
２５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。

【００２１】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
円盤状の混合防止板であり、この混合防止板４８には冷
却水を流通させる多数個の貫通穴４８ａが形成されてい
る。

【００２２】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２４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には、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）。

【００２３】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、
制御装置１８は冷却水制御弁２６を冷却水保温モードに
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）。

【００２４】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、制御装置１８は、冷却水制御弁２６をエンジ
ン暖機促進モードに切り換える。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、ヒータ水路１０４
を流通してヒータコア５に流れ、即効暖房を図る（図
７、８参照）。

【００２５】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９、１０参照）。

【００２６】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１１、１２参照）。

【００２７】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の感温作動部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。

【００２８】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}が第２所定温度に達しときには、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１３、１４参照）。

【００２９】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、感温作動部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。

【００３０】以上に述べた蓄熱モードＡ、Ｂの作動説明
からも明らかなように、制御装置１８、圧力センサ２３
および冷却水制御弁２６により、サーモスタット１３が
開き始める冷却水温度を制御する負荷応答制御手段を構
成している。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。

【００３１】７．蓄熱モードＣ蓄熱モードＡのときに、エンジン１から吐出する冷却水
の温度Ｔ_{W 3}（水温センサ２１の検出値）が第３所定温
度に達した時に、サーモスタット１３が開き始めたもの
とみなして、冷却水制御弁２６をエンジン暖機促進モー
ドに切り換えるとともに電動ポンプ１５を作動させる。
これにより、冷却水が電動ポンプ１５により蓄熱タンク
４内に圧送されるので、エンジン１から吐出した高温の
冷却水が素早く蓄熱タンク４内に蓄えられる。

【００３２】そして、電動ポンプ１５が作動してから所
定時間ｔ₁経過した時に、電動ポンプ１５により蓄熱タ
ンク４に向けて圧送された冷却水量が、蓄熱タンク４の
容積（本実施形態では、約３０００ｃｃ）を越えたもの
とみなして、冷却水制御弁２６を蓄熱モードＡに切り換
えるとともに電動ポンプ１５を停止させる。これによ
り、エンジン１から吐出した冷却水が、再びラジエータ
２に流通可能となるので、エンジン１（冷却水）の温度
が過度に上昇してエンジン１が焼き付くこと防止され
る。

【００３３】なお、第３所定温度は、上述のごとく、サ
ーモスタット１３が開き始める冷却水温度に対応するも
のであるので、サーモスタット１３の応答速度、および
サーモスタット１３の配設されている部位と水温センサ
２１の配設されている部位等によって適宜決定されるも
のであり、本実施形態では、約１０５℃である。また、
所定時間ｔ₁蓄熱タンク４の容積および電動ポンプ１５
の能力等によって適宜決定されるものであり、本実施形
態では、約３０秒である。

【００３４】因みに、バイパス水路１０１が開かれるの
は、蓄熱モードＡ、Ｂ、Ｃ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。図１５、１６は、上記各モードに対応した冷却水
制御弁２６および電動ポンプ１５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。

【００３５】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）。

【００３６】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）。

【００３７】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２０
０）。

【００３８】次に、吸入負圧Ｐ_inの絶対値が３５ｍｍＨ
ｇ未満であると判定されたときは蓄熱モードＢとし（ス
テップ２１０）、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とする（ス
テップ２２０）。そして、冷却水の温度Ｔ_{W 3}が１０５
℃以上であるか否かを判定し（ステップ２３０）、冷却
水の温度Ｔ_{W 3}が１０５℃以上であると判定されたとき
は、所定時間ｔ₁経過するまで蓄熱モードＣとする（ス
テップ２４０〜２９０）。

【００３９】次に、エンジン１が停止するまで蓄熱モー
ドＡ、蓄熱モードＢまたは蓄熱モードＣを維持し（ステ
ップ３００）、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３１０）。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。

【００４０】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。

【００４１】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。

【００４２】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。

【００４３】また、開口流路４５および各冷却水路１０
１、１０２、１０３の切り換え開閉やバイパス水路１０
１の流量調節を１つの制御弁体２６２で行っているの
で、切換弁機構と流量制御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、本実施形態に係る冷
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。

【００４４】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。ところで、冷却水温度はサーモスタット１
３が開き始める時が最も高くなる。そして、本実施形態
によれば、エンジン１から吐出する冷却水の温度Ｔ_{W 3}
が１０５℃に達した時に、サーモスタット１３が開き始
めたものとみなして、冷却水制御弁２６をエンジン暖機
促進モードに切り換えて電動ポンプ１５を作動させるの
で、エンジン１の回転数に影響されることなく、高温の
冷却水を素早く蓄熱タンク４内に蓄えることができる。
したがって、次回のエンジン始動時に有効にエンジンの
暖機促進または即効暖房を図ることができる。

【００４５】ところで、本実施形態では、上述のごと
く、エンジン１の負荷が小さいとき（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）の
冷却水温度は約１００℃に維持され、エンジン１の負荷
が大きいとき（エンジン１の吸入負圧Ｐ_inの絶対値が３
５ｍｍＨｇ以下のとき）の冷却水温度は約８０℃に維持
されている。そして、本実施形態では、エンジン１の負
荷が小さく冷却水温度が高いときに、電動ポンプ１５を
作動させて積極的に冷却水を蓄熱タンク４内に蓄えてい
るので、より高い温度の冷却水を蓄熱タンク４に蓄える
ことができる。

【００４６】ところで、上述の実施形態では、冷却水制
御弁２６にエンジン１の負荷に応じてバイパス水路１０
１を流通する冷却水量を制御する機構を設けていたが、
この機構を廃止しても本発明を実施することができる。
但し、この場合、冷却水温度は約８０℃に維持されるの
で、冷却水の温度Ｔ_{W 3}は約９０℃とすることが望まし
い。

【００４７】また、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、ＣＨ₃ＣＯＯＮａ、Ｂａ（ＯＨ）₂−８Ｈ₂Ｏ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。

【００４８】また、本発明は、エンジン１と走行用電動
モータとを併用して走行する、いわゆるハイブリット車
にも適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の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】即効暖房モードを示す図１のＡ−Ａ断面図であ
る。

【図９】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１０】冷水保持モードを示す図１のＡ−Ａ断面図で
ある。

【図１１】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１２】蓄熱モードＡを示す図１のＡ−Ａ断面図であ
る。

【図１３】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１４】蓄熱モードＢを示す図１のＡ−Ａ断面図であ
る。

【図１５】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（ステップ１００〜１９０）。

【図１６】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（ステップ２００〜３１０）。

【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…逆止弁、１５…電動ポンプ、１００…ラジエータ水
路、１０１…バイパス水路（感温水路）、２６１…ハウ
ジング、２６２…制御弁体。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水冷式内燃機関（１）と、前記水冷式内燃機関（１）から駆動力を得て冷却水を循
環させる機械式ポンプ（３）と、前記水冷式内燃機関（１）から吐出する冷却水が導か
れ、冷却水の熱を蓄える蓄熱タンク（４）と、前記水冷式内燃機関（１）と前記蓄熱タンク（４）とを
接続する冷却水路（１０３ａ）に配設され、電力によっ
て駆動される電動ポンプ（１５）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前記ラ
ジエータ（２）を経て前記水冷式内燃機関（１）に還流
させるラジエータ水路（１００）と、前記水冷式内燃機関（１）から吐出する冷却水の温度に
応じて体積変化する感温作動部（１３ａ）を有し、この
感温作動部（１３ａ）の体積変化により前記ラジエータ
水路（１００）を開閉する感温作動弁（１３）と、前記水冷式内燃機関（１）から吐出する冷却水の温度を
検出する温度検出手段（２１）と、前記温度検出手段（２１）によって検出された冷却水温
度に基づいて、前記電動ポンプ（１５）の作動を制御す
る制御装置（１８）とを有し、前記制御装置（１８）は、前記感温作動弁（１３）が開
き始める冷却水温度に達した時に、前記電動ポンプを作
動させて前記水冷式内燃機関（１）から吐出する冷却水
を前記蓄熱タンク（４）に向けて圧送させることを特徴
とする内燃機関の冷却水回路。
【請求項２】前記水冷式内燃機関（１）から吐出する
冷却水を前記感温作動部（１３ａ）に導く感温水路（１
０１）と、前記感温水路（１０１）に配設され、前記水冷式内燃機
関（１）の負荷の減少に応じて、前記感温作動部（１３
ａ）に与えられる熱量を減少させることにより、前記感
温作動弁（１３）が開き始める冷却水温度を上昇させる
負荷応答制御手段（１８、２３、２６）とを有し、前記制御装置（１８）は、前記水冷式内燃機関（１）の
負荷が所定値以下の状態で前記感温作動弁（１３）が開
き始める冷却水温度に達した時に、前記電動ポンプ（１
５）を作動させて前記水冷式内燃機関（１）から吐出す
る冷却水を前記蓄熱タンク（４）に向けて圧送させるこ
とを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の冷却水回
路。
【請求項３】前記制御装置（１８）は、前記電動ポン
プ（１５）により前記蓄熱タンク（４）に向けて圧送さ
れた冷却水量が、前記蓄熱タンク（４）の容積を越えた
時に、前記電動ポンプを停止させることを特徴とする請
求項１または２に記載の内燃機関の冷却水回路。