JP2012184671A - エンジンの冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電子制御式の流量制御弁を用いずに、エンジン暖機中にヒータ要求があった場合にエンジン内の冷却水の温度低下を抑制可能にする。
【解決手段】電動ウォーターポンプ２０は、ヒータ要求があった場合または冷却水の温度が開弁温度Ｔｈ２よりも高い場合に駆動され、ヒータ要求がなく冷却水の温度が開弁温度Ｔｈ２以下の場合には停止される。ヒータ回路１０２のラジエータ用サーモスタット７０の上流側にラジエータ用サーモスタット７０をバイパスするバイパス流路１１５が接続され、その接続部にヒータ用サーモスタット８０が設けられる。ヒータ用サーモスタット８０は、冷却水の温度が切替温度Ｔｈ１以下のとき、冷却水がバイパス流路１１５へ流通されるように切り替えられ、冷却水の温度が切替温度Ｔｈ１よりも高いとき、冷却水がラジエータ用サーモスタット７０側へ流通されるように切り替えられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンジンの冷却装置に関する。

エンジン（内燃機関）の冷却装置では、エンジンに冷却水通路としてのウォータージャケットを設け、ウォーターポンプの駆動によりウォータージャケットを冷却水を経由して循環させることで、エンジン全体を均一に冷却するようにしている。エンジンの冷却装置として、エンジン、電動ウォーターポンプ、ラジエータ、ヒータコアなどを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このようなエンジンの冷却装置では、冷却水の温度が比較的低い冷間時、電動ウォーターポンプを停止して冷却水の循環を停止することで、エンジンの暖機を促進することが可能となっている。

ところで、エンジンの暖機中にヒータ要求（暖房要求）があった場合、電動ウォーターポンプが駆動されてヒータコアに冷却水が流通されるようになっている。しかし、この場合、エンジンで暖められた比較的温度の高い冷却水が、冷却水の温度に応じて冷却水の循環経路を切り替えるサーモスタット、具体的には、ラジエータを経由する循環経路と、ラジエータを経由しない循環経路とを切り替えるサーモスタットに流れ込む可能性がある。例えば、比較的高温の冷却水がサーモスタットに到達したときに、ヒータ要求が終了すると、電動ウォーターポンプが停止し、高温の冷却水がサーモスタットに留まることになる。このとき、冷却装置全体の冷却水の平均温度が、サーモスタットの開弁温度よりも低いにも拘わらず、サーモスタットが開弁して、冷却水の循環経路がラジエータを経由する循環経路に切り替えられる。その結果、ラジエータからの低温の冷却水が対流によりエンジン内に流れ込み、エンジン内の冷却水の温度が低下して、エンジンの暖機が妨げられる可能性がある。

特許文献１に記載のエンジンの冷却装置では、そのような問題を解消するため、冷間始動後、ヒータ要求があった場合には、冷却水温がヒータ入口側空気温度を超えるまで電動ウォーターポンプを停止し、冷却水温がヒータ入口側空気温度を超えたら電動ウォーターポンプを最大流量で運転するようにしている。また、このとき、流量制御弁を全閉状態として、バイパス通路を経由して冷却水の一部を流通させるようにしている。

特開２００４−３６０５０９号公報

上記特許文献１に記載のエンジンの冷却装置では、エンジンの暖機中にヒータ要求があった場合、エンジン内の冷却水の温度低下を抑制することが可能であるものの、流量制御弁として電子制御式の流量制御弁が必要になるため、コストが増加し、消費電力も増大することが懸念される。

本発明は、そのような問題点に鑑みてなされたものであり、電子制御式の流量制御弁を用いることなく、エンジンの暖機中にヒータ要求があった場合にエンジン内の冷却水の温度低下を抑制することが可能なエンジンの冷却装置を提供することを目的とする。

本発明は、上述の課題を解決するための手段を以下のように構成している。すなわち、本発明は、エンジン、ラジエータ、第１サーモスタット、および電動ウォーターポンプを経由して冷却水が循環する第１循環経路と、上記エンジン、ヒータコア、上記第１サーモスタット、および上記電動ウォーターポンプを経由して冷却水が循環する第２循環経路とが設けられ、上記第１サーモスタットは、冷却水の温度が開弁温度以下のとき、冷却水が上記第１循環経路を循環しないように切り替えられ、一方、冷却水の温度が上記開弁温度よりも高いとき、冷却水が上記第１循環経路を循環するように切り替えられるエンジンの冷却装置であって、上記電動ウォーターポンプは、ヒータ要求があった場合または冷却水の温度が上記開弁温度よりも高い場合に駆動され、一方、上記ヒータ要求がなく冷却水の温度が上記開弁温度以下の場合には、停止もしくは吐出量が制限されて駆動され、上記第２循環経路の第１サーモスタットの上流側の流路には、上記第１サーモスタットをバイパスするように設けられるバイパス流路が接続され、上記第２循環経路とバイパス流路との接続部には、第２サーモスタットが設けられており、上記第２サーモスタットは、冷却水の温度が上記開弁温度よりも低く設定される切替温度以下のとき、冷却水が上記バイパス流路へ流通されるように切り替えられ、一方、冷却水の温度が上記切替温度よりも高いとき、冷却水が上記第１サーモスタット側へ流通されるように切り替えられることを特徴としている。

上記構成によれば、冷却水の温度が上記切替温度以下の場合、冷却水がバイパス流路を流通されるので、第１サーモスタットをバイパスするように冷却水が流通され、第１サーモスタットには冷却水が流れ込まないようになっている。したがって、この状態で、ヒータ要求が終了したとしても、エンジンで暖められた比較的温度の高い冷却水が第１サーモスタットに流れ込むことを回避することができる。これにより、第１サーモスタットがラジエータを経由する第１循環経路を冷却水が循環する状態に切り替えられることを回避することができ、エンジン内にラジエータからの低温の冷却水が流れ込むことを回避できる。

また、冷却水の循環経路の切り替えを、安価な第１サーモスタットおよび第２サーモスタットだけによって行うので、コストの低減および消費電力の低減を図ることができる。したがって、上記構成によれば、電子制御式の流量制御弁を用いることなく、冷却水の温度が上記開弁温度よりも低いエンジンの暖機中にヒータ要求があった場合にエンジン内の冷却水の温度低下を抑制することができ、エンジンの暖機促進を図ることができる。

本発明のエンジンの冷却装置において、上記ヒータコアは、第２サーモスタットの上流側に配置されていることが好ましい。

上記構成によれば、ヒータコアを常に冷却水が流通されるため、ヒータ要求があった際、ヒータコアによる車室内の暖房性能を確保することができる。

本発明のエンジンの冷却装置において、上記第２循環経路の第１サーモスタットと第２サーモスタットとの間の流路には、熱交換デバイスが設けられていることが好ましい。ここで、熱交換デバイスの一例としては、上記エンジンの排気通路を流れる排気ガスの一部を吸気通路に還流させるＥＧＲ通路に設けられるＥＧＲクーラや、上記エンジンの排気通路に設けられる排気熱回収器などを挙げることができる。

上記構成によれば、バイパス流路には、ＥＧＲクーラや、排気熱回収器などの熱交換デバイスが設けられないので、バイパス流路を含む循環経路（バイパス回路）の全長を短く抑えることができ、このバイパス回路の冷却水量を少量に抑えることができる。特に、排気熱回収器はエンジンの排気通路に設置されるため、バイパス流路に排気熱回収器を設ける構成の場合、バイパス回路の全長が長くなることが懸念されるが、上記構成によれば、そのような不具合を解消できる。

これにより、エンジンの暖機中にヒータ要求があった場合にバイパス回路を循環する冷却水量を少量に抑えることができる。また、バイパス回路からの放熱量を少量に抑えることができ、熱交換デバイスに与える熱も不要となる。したがって、バイパス回路を流れる冷却水の温度を比較的速やかに上昇させることができ、エンジンの暖機促進、燃費改善を図ることができる。

一方、ＥＧＲクーラや、排気熱回収器などの熱交換デバイスをバイパス流路に設けることも可能である。

この構成によれば、ＥＧＲクーラや、排気熱回収器などの熱交換デバイスを、冷却水を暖める熱源として利用することが可能であり、熱交換デバイスで回収した熱によってエンジンの暖機を促進することが可能になる。

本発明のエンジンの冷却装置によれば、冷却水の温度が切替温度以下の場合、冷却水がバイパス流路を流通されるので、第１サーモスタットをバイパスするように冷却水が流通され、第１サーモスタットには冷却水が流れ込まないようになっている。したがって、この状態で、ヒータ要求が終了したとしても、エンジンで暖められた比較的温度の高い冷却水が第１サーモスタットに流れ込むことを回避することができる。これにより、第１サーモスタットがラジエータを経由する第１循環経路を冷却水が循環する状態に切り替えられることを回避することができ、エンジン内にラジエータからの低温の冷却水が流れ込むことを回避できる。

また、冷却水の循環経路の切り替えを、安価な第１サーモスタットおよび第２サーモスタットだけによって行うので、コストの低減および消費電力の低減を図ることができる。したがって、以上より、電子制御式の流量制御弁を用いることなく、冷却水の温度が開弁温度よりも低いエンジンの暖機中にヒータ要求があった場合にエンジン内の冷却水の温度低下を抑制することができ、エンジンの暖機促進を図ることができる。

本発明の実施形態に係るエンジンの冷却装置の一例を示す概略構成図である。 図１のエンジンの冷却装置において、冷却水温が切替温度以下の場合の冷却水の流れを示す図である。 図１のエンジンの冷却装置において、冷却水温が切替温度よりも高く開弁温度以下の場合の冷却水の流れを示す図である。 図１のエンジンの冷却装置において、冷却水温が開弁温度よりも高い場合の冷却水の流れを示す図である。 エンジンの冷却装置の変形例１を示す概略構成図である。 エンジンの冷却装置の変形例２を示す概略構成図である。 エンジンの冷却装置の変形例３を示す概略構成図である。

本発明を具体化した実施形態について添付図面を参照しながら説明する。

図１に例示するエンジンの冷却装置は、エンジン１０が搭載された車両に適用される冷却装置であって、電動ウォーターポンプ２０、ラジエータ３０、ヒータコア４０、ＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）クーラ５０、排気熱回収器６０、ラジエータ用サーモスタット（第１サーモスタット）７０、ヒータ用サーモスタット（第２サーモスタット）８０、および、これら機器に冷却水（例えばＬＬＣ：Ｌｏｎｇ Ｌｉｆｅ Ｃｏｏｌａｎｔ）を循環する冷却水回路１００を備えている。

冷却水回路１００には、冷却水を循環させる循環経路として、ラジエータ回路（第１循環経路）１０１と、ヒータ回路（第２循環経路）１０２と、バイパス回路（第３循環経路）１０３とが設けられている。ラジエータ回路１０１は、冷却水を、エンジン１０、ラジエータ３０、ラジエータ用サーモスタット７０、電動ウォーターポンプ２０を経由して循環させる。ヒータ回路１０２は、冷却水を、エンジン１０、ヒータコア４０、ヒータ用サーモスタット８０、ＥＧＲクーラ５０、排気熱回収器６０、ラジエータ用サーモスタット７０、電動ウォーターポンプ２０を経由して循環させる。バイパス回路１０３は、冷却水を、エンジン１０、ヒータコア４０、ヒータ用サーモスタット８０、電動ウォーターポンプ２０を経由して循環させる。バイパス回路１０３は、ラジエータ用サーモスタット７０をバイパスするバイパス流路１１５を備えている。そして、１台の電動ウォーターポンプ２０が、ラジエータ回路１０１、ヒータ回路１０２、およびバイパス回路１０３の冷却水循環に併用されている。

この実施形態では、ラジエータ用サーモスタット７０から、電動ウォーターポンプ２０を経由して、エンジン１０に至る流路は、ラジエータ回路１０１およびヒータ回路１０２に共通する流路となっている。ラジエータ回路１０１とヒータ回路１０２とは、エンジン１０の下流側において分岐し、分岐したラジエータ回路１０１およびヒータ回路１０２の各流路がラジエータ用サーモスタット７０において合流するようになっている。

また、電動ウォーターポンプ２０から、エンジン１０およびヒータコア４０を経由して、ヒータ用サーモスタット８０に至る流路は、ヒータ回路１０２およびバイパス回路１０３に共通する流路となっている。ヒータ回路１０２とバイパス回路１０３とは、ヒータ用サーモスタット８０において分岐し、分岐したヒータ回路１０２およびバイパス回路１０３の各流路が電動ウォーターポンプ２０の上流側において合流するようになっている。

エンジン１０は、燃料と空気との混合気を燃焼させることによって、車両における動力を発生する。エンジン１０には、ウォータージャケットが形成されており、ウォータージャケットを経由して冷却水を循環させることで、エンジン１０全体を均一に冷却するようにしている。

電動ウォーターポンプ２０は、電動機の回転数を制御することにより吐出量（吐出圧）を可変に設定することが可能なウォーターポンプとして構成されている。電動ウォーターポンプ２０は、その吐出口がエンジン１０の冷却水入口（ウォータージャケットの入口）１１に連通するように配設されている。

ヒータコア４０は、冷却水と熱交換することで車室内を暖房するためのものであって、図示しないエアコンディショナの送風ダクトに臨んで配置されている。つまり、車室内の暖房時には、送風ダクト内を流れる空調風をヒータコア４０に通過させて温風として車室内に供給する一方、それ以外のとき（例えば冷房時）には、ヒータコア４０をバイパスさせて空調風を車室内に送るようにしている。

ＥＧＲクーラ５０は、冷却水とＥＧＲガスとの間で熱交換を行うことでＥＧＲガスを冷却する熱交換デバイスである。ＥＧＲクーラ５０は、エンジン１０の排気通路を流れる排気ガスの一部を吸気通路に還流させるＥＧＲ通路に配設されている。

排気熱回収器６０は、冷却水と排気ガスとの間で熱交換を行うことで排気熱を回収する熱交換デバイスである。排気熱回収器６０は、エンジン１０の排気通路に配設されている。排気熱回収器６０は、ヒータ回路１０２において、ＥＧＲクーラ５０と並列に設けられている。

ラジエータ用サーモスタット７０は、冷却水の温度（冷却水温）に応じて開閉するワックス型のサーモスタットである。具体的には、ラジエータ用サーモスタット７０は、感熱部のサーモワックス（例えばパラフィンワックスなど）の膨張・収縮によって弁（弁体）７４が作動するように構成されている。ラジエータ用サーモスタット７０には、第１ポート７１、第２ポート７２、および第３ポート７３が設けられている。

ラジエータ用サーモスタット７０は、ラジエータ回路１０１とヒータ回路１０２とが合流する部分に配置されている。そして、第１ポート７１は、ラジエータ回路１０１に配置されたラジエータ３０の出口側（下流側）の流路１１１に連通されている。第２ポート７２は、ヒータ回路１０２に配置されたＥＧＲクーラ５０と排気熱回収器６０の出口側（下流側）の流路１１２に連通されている。第３ポート７３は、電動ウォーターポンプ２０の入口側（上流側）の流路１１３に連通されている。ラジエータ用サーモスタット７０において、第２ポート７２と第３ポート７３とは連通されている。第１ポート７１と第３ポート７３とは、弁７４の作動によって連通または遮断される。

そして、冷却水の温度が比較的低い冷間時には、具体的には、冷却水の温度が所定の開弁温度Ｔｈ２以下の場合には、サーモワックスが収縮し、弁７４が閉じる。この弁７４の閉弁状態では、第１ポート７１と第３ポート７３とが遮断される（図２、図３の状態）。これにより、ラジエータ回路１０１に冷却水が循環しないようになる。このように、ラジエータ３０に冷却水を流通させないことで、エンジン１０の暖機促進を図るようにしている。ここで、開弁温度Ｔｈ２は、エンジン１０の暖機が完了する温度（例えば８２℃）に設定されている。

一方、冷却水の温度が上昇し、上記開弁温度Ｔｈ２よりも高くなると、冷却水の温度に応じてサーモワックスが膨張し、弁７４が開く。この弁７４の開弁状態では、第１ポート７１と第３ポート７３とが連通される（図４の状態）。これにより、ラジエータ回路１０１に冷却水が循環するようになる。このように、ラジエータ３０に冷却水の一部を流通させることで、冷却水が回収した熱をラジエータ３０から大気に放出するようにしている。

ヒータ用サーモスタット８０は、冷却水の温度に応じて開閉するワックス型のサーモスタットである。具体的には、ヒータ用サーモスタット８０は、感熱部のサーモワックス（例えばパラフィンワックスなど）の膨張・収縮によって弁（弁体）８４，８５が作動するように構成されている。ヒータ用サーモスタット８０には、第１ポート８１、第２ポート８２、および第３ポート８３が設けられている。

ヒータ用サーモスタット８０は、ヒータ回路１０２とバイパス回路１０３が分岐する部分に配置されている。言い換えれば、ヒータ用サーモスタット８０は、ヒータ回路１０２に配置されたＥＧＲクーラ５０と排気熱回収器６０の入口側（上流側）の流路１１６と、ラジエータ用サーモスタット７０をバイパスするように設けられるバイパス流路１１５とが接続する接続部に配置されている。そして、第１ポート８１は、ヒータ回路１０２に配置されたヒータコア４０の出口側（下流側）の流路１１４に連通されている。第２ポート８２は、バイパス回路１０３の上記バイパス流路１１５に連通されている。第３ポート８３は、ヒータ回路１０２の上記流路１１６に連通されている。ヒータ用サーモスタット８０において、第１ポート８１と第２ポート８２とは、弁８４の作動によって連通または遮断される。また、第１ポート８１と第３ポート８３とは、弁８５の作動によって連通または遮断される。

ヒータ用サーモスタット８０の弁８４，８５は、サーモワックスの膨張・収縮にともなって一体的に作動するように形成されている。具体的には、弁８４，８５は、一方が開くと他方が閉じるように切り替えられ、他方が開くと一方が閉じるように切り替えられるようになっている。この場合、弁８４が開き、第１ポート８１と第２ポート８２とが連通されると、弁８５が閉じ、第１ポート８１と第３ポート８３とが遮断される。逆に、弁８５が開き、第１ポート８１と第３ポート８３とが連通されると、弁８４が閉じ、第１ポート８１と第２ポート８２とが遮断される。

そして、冷却水の温度が所定の切替温度Ｔｈ１以下である場合には、サーモワックスが収縮して、弁８４が開き、弁８５が閉じる状態に切り替えられる（図２の状態）。このとき、弁８５の閉弁により第１ポート８１と第３ポート８３とが遮断される。しかし、弁８４の開弁により第１ポート８１と第２ポート８２とが連通されるため、ヒータコア４０からの冷却水が、バイパス回路１０３のバイパス流路１１５へ流通される。これにより、バイパス回路１０３に冷却水を循環させる一方、ヒータ回路１０２に冷却水を循環させないようにしている。つまり、ラジエータ用サーモスタット７０をバイパスして冷却水を流通させるようにしている。ここで、切替温度Ｔｈ１は、熱交換デバイスの作動が開始される作動開始温度（例えば７０℃）に設定されており、上記開弁温度Ｔｈ２よりも低く設定されている（Ｔｈ１＜Ｔｈ２）。

一方、冷却水の温度が、上記切替温度Ｔｈ１よりも高くなると、サーモワックスが膨張して、弁８５が開き、弁８４が閉じる状態に切り替えられる（図３、図４の状態）。このとき、弁８４の閉弁により第１ポート８１と第２ポート８２とが遮断される。しかし、弁８５の開弁により第１ポート８１と第３ポート８３とが連通されるため、ヒータコア４０からの冷却水が、ヒータ回路１０２の上記流路１１６へ流通される。これにより、ヒータ回路１０２に冷却水を循環させる一方、バイパス回路１０３に冷却水を循環させないようにしている。

電動ウォーターポンプ２０の駆動は、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）２００によって制御される。ＥＣＵ２００には、エンジン１０の運転状態を検出する各種センサ（例えば冷却水の温度を検出する水温センサなど）２０１や、車室内の暖房のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるヒータスイッチ２０２などが接続されている。ＥＣＵ２００によって実行される電動ウォーターポンプ２０の駆動制御としては、電動ウォーターポンプ２０は、エンジン１０の暖機完了後、つまり、冷却水の温度が上記開弁温度Ｔｈ２よりも高い場合に駆動される。また、電動ウォーターポンプ２０は、ヒータ要求（暖房要求）がある場合、例えば運転者によってヒータスイッチ２０２がＯＮに操作された場合に駆動される。一方、ヒータ要求がない場合（ヒータスイッチ２０２がＯＦＦの場合）、且つ、冷却水の温度が上記開弁温度Ｔｈ２以下の場合には、電動ウォーターポンプ２０の駆動が停止されるようになっている。

次に、上記構成のエンジンの冷却装置の動作について、図２〜図４を参照して説明する。

この実施形態では、冷却水の温度（冷却水温）に応じてラジエータ用サーモスタット７０およびヒータ用サーモスタット８０の作動状態が切り替えられることによって、冷却水循環が行われる循環経路が、以下のように変更されるようになっている。

まず、冷却水温Ｔｈｗが上記切替温度Ｔｈ１、つまり、熱交換デバイスの作動開始温度（例えば７０℃）以下である場合には（Ｔｈｗ≦Ｔｈ１）、図２の矢印で示すように、バイパス回路１０３を冷却水が循環される。つまり、冷却水が、エンジン１０→ヒータコア４０→ヒータ用サーモスタット８０→電動ウォーターポンプ２０→エンジン１０の順に循環される。図２の状態では、ラジエータ用サーモスタット７０の弁７４が閉じ、ヒータ用サーモスタット８０の弁８４が開き、弁８５が閉じる状態に切り替えられている。ここで、熱交換デバイスは、ヒータ回路１０２に設けられるＥＧＲクーラ５０および排気熱回収器６０である。なお、図２の状態では、ヒータ要求があり、電動ウォーターポンプ２０が駆動（ＯＮ）されているが、ヒータ要求が終了した場合には、電動ウォーターポンプ２０が停止（ＯＦＦ）され、冷却水の循環が停止される。

次に、冷却水温Ｔｈｗが上記切替温度Ｔｈ１よりも高く、上記開弁温度Ｔｈ２、つまり、エンジン１０の暖機が完了する温度（例えば８２℃）以下である場合には（Ｔｈ１＜Ｔｈｗ≦Ｔｈ２）、図３の矢印で示すように、ヒータ回路１０２を冷却水が循環される。つまり、冷却水が、エンジン１０→ヒータコア４０→ヒータ用サーモスタット８０→ＥＧＲクーラ５０または排気熱回収器６０→ラジエータ用サーモスタット７０→電動ウォーターポンプ２０→エンジン１０の順に循環される。図３の状態では、ラジエータ用サーモスタット７０の弁７４が閉じ、ヒータ用サーモスタット８０の弁８４が閉じ、弁８５が開く状態に切り替えられている。なお、図３の状態では、ヒータ要求があり、電動ウォーターポンプ２０が駆動（ＯＮ）されているが、ヒータ要求が終了した場合には、電動ウォーターポンプ２０が停止（ＯＦＦ）され、冷却水の循環が停止される。

次に、冷却水温Ｔｈｗが上記開弁温度Ｔｈ２よりも高い場合には（Ｔｈｗ＞Ｔｈ２）、図４の矢印で示すように、ラジエータ回路１０１およびヒータ回路１０２を冷却水が循環される。つまり、冷却水が、エンジン１０→ラジエータ３０→ラジエータ用サーモスタット７０→電動ウォーターポンプ２０→エンジン１０の順に循環するとともに、エンジン１０→ヒータコア４０→ヒータ用サーモスタット８０→ＥＧＲクーラ５０または排気熱回収器６０→ラジエータ用サーモスタット７０→電動ウォーターポンプ２０→エンジン１０の順に循環される。図４の状態では、ラジエータ用サーモスタット７０の弁７４が開き、ヒータ用サーモスタット８０の弁８４が閉じ、弁８５が開く状態に切り替えられている。なお、図４の状態では、ヒータ要求の有無に関係なく、電動ウォーターポンプ２０が駆動（ＯＮ）され、冷却水の循環が行われる。

この実施形態によれば、冷却水温Ｔｈｗが上記切替温度Ｔｈ１以下の場合、冷却水がバイパス回路１０３を循環するので、ラジエータ用サーモスタット７０をバイパスするように冷却水が流通され、ラジエータ用サーモスタット７０には冷却水が流れ込まないようになっている（図２参照）。したがって、この状態で、ヒータ要求が終了したとしても、エンジン１０で暖められた比較的温度の高い冷却水の固まりがラジエータ用サーモスタット７０に流れ込むことを回避することができる。これにより、ラジエータ用サーモスタット７０がラジエータ回路１０１を冷却水が循環する状態（図４の弁７４の開弁状態）に切り替えられることを回避することができ、エンジン１０内にラジエータ３０からの低温の冷却水が流れ込むことを回避できる。

また、冷却水の循環経路の切り替えを、安価なラジエータ用サーモスタット７０およびヒータ用サーモスタット８０だけによって行うので、コストの低減および消費電力の低減を図ることができる。したがって、この実施形態によれば、電子制御式の流量制御弁を用いることなく、冷却水温Ｔｈｗが上記開弁温度Ｔｈ２よりも低いエンジン１０の暖機中にヒータ要求があった場合にエンジン１０内の冷却水の温度低下を抑制することが可能であり、エンジン１０の暖機促進を図ることが可能になる。

しかも、バイパス流路１１５には、ＥＧＲクーラ５０や、排気熱回収器６０などの熱交換デバイスが設けられていないので、バイパス回路１０３の全長を短く抑えることができ、バイパス回路１０３の冷却水量を少量に抑えることができる。特に、排気熱回収器６０はエンジン１０の排気通路に設置されるため、バイパス流路１１５に排気熱回収器６０を設ける構成の場合、バイパス回路１０３の全長が長くなることが懸念される。

しかし、この実施形態では、そのような不具合を解消できる。これにより、エンジン１０の暖機中にヒータ要求があった場合にバイパス回路１０３を循環する冷却水量を少量に抑えることができる。また、バイパス回路１０３からの放熱量を少量に抑えることができ、熱交換デバイスに与える熱も不要となる。したがって、バイパス回路１０３を流れる冷却水の温度を比較的速やかに上昇させることができ、エンジン１０の暖機促進、燃費改善を図ることができる。

また、ヒータコア４０がヒータ用サーモスタット８０の上流側に配置されているので、ヒータコア４０を常に冷却水が流通される。これにより、ヒータ要求があった際、ヒータコア４０による車室内の暖房性能を確保することができる。

−他の実施形態−
本発明は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲内および当該範囲と均等の範囲で包含されるすべての変形や応用が可能である。

上記実施形態では、１つのヒータ用サーモスタット８０によって弁８４，８５の切り替えを同時に行うようにしたが、弁８４，８５の切り替えを２つのサーモスタットを用いて行う構成としてもよい。

上記実施形態では、ヒータ要求がなく冷却水温Ｔｈｗが開弁温度Ｔｈ２以下のとき、電動ウォーターポンプ２０の駆動を停止したが、電動ウォーターポンプ２０を、回転数を小さくして吐出量を制限して駆動するようにしてもよい。

上記実施形態では、ヒータコア４０による車室内の暖房性能を確保する観点から、ヒータコア４０をヒータ用サーモスタット８０の上流側に配置した。しかし、暖房性能を確保しなくてもよい場合、例えば、車両が熱帯地域に応じた仕様とされる場合などには、図５に示すように、ヒータコア４０をヒータ用サーモスタット８０の下流側に配置してもよい。この図５に示す変形例１では、ヒータコア４０がバイパス流路１１５に配置されており、冷却水温Ｔｈｗが上記切替温度Ｔｈ１以下の場合にのみ、ヒータコア４０に冷却水が流通されるようになっている。

上記実施形態では、ＥＧＲクーラ５０および排気熱回収器６０をヒータ回路１０２のヒータ用サーモスタット８０とラジエータ用サーモスタット７０との間の流路に配置したが、図６に示すように、ＥＧＲクーラ５０および排気熱回収器６０をバイパス流路１１５に配置してもよい。この図６に示す変形例２では、熱交換デバイスの作動が開始される作動開始温度が、上記実施形態よりも低く設定されており、この作動開始温度よりもヒータ用サーモスタット８０の切替温度Ｔｈ１が高く設定されている。この場合には、ＥＧＲクーラ５０および排気熱回収器６０を、冷却水を暖める熱源として利用することが可能になり、ＥＧＲクーラ５０および排気熱回収器６０で回収した熱によってエンジン１０の暖機を促進することが可能になる。

また、図７に示すように、排気熱回収器６０をバイパス流路１１５に配置し、ＥＧＲクーラ５０をヒータ回路１０２のヒータ用サーモスタット８０とラジエータ用サーモスタット７０との間の流路に配置してもよい。あるいは、図示はしないが、ＥＧＲクーラ５０をバイパス流路１１５に配置し、排気熱回収器６０をヒータ回路１０２のヒータ用サーモスタット８０とラジエータ用サーモスタット７０との間の流路に配置してもよい。

以上では、熱交換デバイスの一例として、ＥＧＲクーラ５０、排気熱回収器６０を挙げたが、エンジンの冷却装置にその他の熱交換デバイスを設ける構成としてもよい。そのような熱交換デバイスとしては、例えば、エンジン１０の吸気通路に設けられるスロットルボディ、エンジン１０を潤滑するエンジンオイルを冷却するためのオイルクーラ、自動変速機の作動油（ＡＴＦ：Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｆｌｕｉｄ）を加熱するためのＡＴＦウォーマや、ＡＴＦを冷却するためのＡＴＦクーラなどがある。例えば、エンジンの冷却装置にスロットルボディを設ける構成では、スロットルボディ内に冷却水を流通させてスロットルボディを加熱することで、冬期等のように外気温度が低い場合に、スロットルバルブの凍結を防止することが可能になる。

そして、エンジンの冷却装置において、上記のような熱交換デバイスは、それぞれの冷却水との熱交換の特性に応じて、ヒータ回路１０２またはバイパス回路１０３に適宜配置することが可能である。具体的には、上記のような熱交換デバイスのうち、冷却水を暖める熱源として利用することが可能な熱交換デバイスは、バイパス回路１０３のバイパス流路１１５に配置することが好ましい。これにより、熱交換デバイスから回収した熱を利用することで、エンジン１０の早期暖機を図ることが可能になる。

一方、上記のような熱交換デバイスのうち、冷却水を暖める熱源として利用することが困難な熱交換デバイスは、ヒータ回路１０２のヒータ用サーモスタット８０とラジエータ用サーモスタット７０との間の流路に配置することが好ましい。これにより、上述したように、バイパス回路１０３の全長を短く抑えることが可能になり、エンジン１０の暖機促進を図ることが可能になる。

なお、以上では、ＥＧＲクーラ５０や、排気熱回収器６０などの熱交換デバイスが、ヒータ回路１０２や、バイパス回路１０３に設けられたエンジンの冷却装置に本発明を適用した例を説明したが、そのような熱交換デバイスが設けられていないエンジンの冷却装置にも本発明は適用可能である。

本発明は、エンジン、電動ウォーターポンプ、ラジエータ、ヒータコアなどを備えたエンジンの冷却装置に利用可能である。

１０ エンジン
２０ 電動ウォーターポンプ
３０ ラジエータ
４０ ヒータコア
５０ ＥＧＲクーラ
６０ 排気熱回収器
７０ ラジエータ用サーモスタット（第１サーモスタット）
８０ ヒータ用サーモスタット（第２サーモスタット）
１００ 冷却水回路
１０１ ラジエータ回路（第１循環経路）
１０２ ヒータ回路（第２循環経路）
１０３ バイパス回路（第３循環経路）
１１５ バイパス流路
Ｔｈ１ 切替温度
Ｔｈ２ 開弁温度

Claims (6)

1. エンジン、ラジエータ、第１サーモスタット、および電動ウォーターポンプを経由して冷却水が循環する第１循環経路と、
   上記エンジン、ヒータコア、上記第１サーモスタット、および上記電動ウォーターポンプを経由して冷却水が循環する第２循環経路とが設けられ、
   上記第１サーモスタットは、冷却水の温度が開弁温度以下のとき、冷却水が上記第１循環経路を循環しないように切り替えられ、一方、冷却水の温度が上記開弁温度よりも高いとき、冷却水が上記第１循環経路を循環するように切り替えられるエンジンの冷却装置において、
   上記電動ウォーターポンプは、ヒータ要求があった場合または冷却水の温度が上記開弁温度よりも高い場合に駆動され、一方、上記ヒータ要求がなく冷却水の温度が上記開弁温度以下の場合には、停止もしくは吐出量が制限されて駆動され、
   上記第２循環経路の第１サーモスタットの上流側の流路には、上記第１サーモスタットをバイパスするように設けられるバイパス流路が接続され、
   上記第２循環経路とバイパス流路との接続部には、第２サーモスタットが設けられており、
   上記第２サーモスタットは、冷却水の温度が上記開弁温度よりも低く設定される切替温度以下のとき、冷却水が上記バイパス流路へ流通されるように切り替えられ、一方、冷却水の温度が上記切替温度よりも高いとき、冷却水が上記第１サーモスタット側へ流通されるように切り替えられることを特徴とするエンジンの冷却装置。
2. 請求項１に記載のエンジンの冷却装置において、
   上記ヒータコアは、第２サーモスタットの上流側に配置されていることを特徴とするエンジンの冷却装置。
3. 請求項１または２に記載のエンジンの冷却装置において、
   上記第２循環経路の第１サーモスタットと第２サーモスタットとの間の流路には、熱交換デバイスが設けられていることを特徴とするエンジンの冷却装置。
4. 請求項１または２に記載のエンジンの冷却装置において、
   上記バイパス流路には、熱交換デバイスが設けられていることを特徴とするエンジンの冷却装置。
5. 請求項３または４に記載のエンジンの冷却装置において、
   上記熱交換デバイスは、上記エンジンの排気通路を流れる排気ガスの一部を吸気通路に還流させるＥＧＲ通路に設けられるＥＧＲクーラであることを特徴とするエンジンの冷却装置。
6. 請求項３または４に記載のエンジンの冷却装置において、
   上記熱交換デバイスは、上記エンジンの排気通路に設けられる排気熱回収器であることを特徴とするエンジンの冷却装置。

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