(57)【要約】【課題】排気熱回収器を含んで構成される内燃機関の冷却装置において、排気熱回収の非実行時における冷媒温度の上昇を防止する。【解決手段】流量制御機構３００は、排気熱回収器１５０からウォータポンプ１２０に至る経路、すなわち冷却水循環経路５００ｂ上の排気熱回収器１５０の下流側に設けられる。流量制御機構３００は、その配置部位の冷却水温に応じて冷却水流量を制御する。流量制御機構３００は、基本的には、冷却水の低温時（エンジン冷間時）には、冷却水流量を非制限として排気熱回収を実行する一方で、冷却水温が上昇すると、冷却水流量を制限して、排気熱回収を非実行するように構成される。また、流量制御機構３００は、排気熱回収の非実行時に、冷却水温が沸騰領域近傍まで上昇した場合には、再び冷却水流量を増加させる。【選択図】図５
2008231942.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の冷媒を循環させるための冷媒ポンプと、
前記冷媒ポンプの駆動によって第１および第２の冷媒循環経路が並列に形成されるように配設された冷媒配管と、
前記第１の冷媒循環経路内に配置される前記冷媒の放熱機構と、
前記第２の冷媒循環経路内に配置され、前記冷媒の熱量を利用して作動する負荷機構と、
前記内燃機関の排気管に設けられ、前記第２の冷媒循環経路上の冷媒と前記内燃機関からの排気ガスとの間で熱交換可能に構成された排気熱回収器と、
前記第２の冷媒循環経路内に、前記排気熱回収器と熱交換する部位よりも下流側に配置されて、配置部位の冷媒温度に応じて前記冷媒の流量を制御する流量制御手段とを備える、内燃機関の冷却装置。
【請求項２】
前記流量制御手段は、前記冷媒温度が第１の所定温度より低い第１の温度領域と比較して、前記冷媒温度が前記第１の所定温度以上でかつ第２の所定温度以下である第２の温度領域では前記冷媒の流量を絞るとともに、前記冷媒温度が前記第２の所定温度より高い第３の温度領域では、前記第２の温度領域と比較して前記冷媒の流量を増加させ、
前記第２の所定温度は前記第１の所定温度よりも高い、請求項１記載の内燃機関の冷却装置。
【請求項３】
前記流量制御手段は、前記冷媒温度に応じて膨張あるいは収縮するサーモワックスを含み、かつ、前記サーモワックスの膨張あるいは収縮に応じて可動な機構によって前記配置部位の冷媒路を閉塞あるいは開放するように構成される、請求項１または２記載の内燃機関の冷却装置。
【請求項４】
前記流量制御手段は、
前記配置部位の冷媒温度を検出する温度検出器と、
弁開度を電気信号に応じて制御可能な流量制御弁と、
前記温度検出器によって検出された冷媒温度に応じて、前記弁開度を指示する電気信号を生成する制御手段とを含む、請求項１または２記載の内燃機関の冷却装置。
【請求項５】
前記第２の冷媒循環経路において、前記負荷機構と、直列に配置される前記排気熱回収器および前記流量制御手段とは、並列に配置される、請求項１から４のいずれか１項に記載の内燃機関の冷却装置。
【請求項６】
前記排気ガスについて、前記排気熱回収器により前記冷媒との間で熱交換可能な第１の排気経路および該第１の排気経路をバイパスする第２の排気経路の間の流量割合を制御するための排気制御弁をさらに備え、
前記排気制御弁は、前記流量制御手段が前記冷媒の流量を制限するような冷媒温度領域では、前記排気ガスが主に前記第２の排気経路を通流するように制御される、請求項１から４のいずれか１項に記載の内燃機関の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関の冷却装置に関し、より特定的には、排気管に設けられた排気熱回収器による熱回収が可能に構成された内燃機関の冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、内燃機関の排気熱を暖房器（エンジン冷却水を加熱源とするヒータコア）に利用するために、排気熱回収装置をエンジン冷却系に組込んだ構成が知られている。
【０００３】
たとえば、特許文献１（特開２００６−２８３７１１号公報）には、排気熱回収装置によって内燃機関の排気ガスから熱回収を行なうための排気熱回収通路と、該排気熱回収通路をバイパスする排気バイパス通路とに分岐された内燃機関の排気管について、この排気熱回収通路および排気バイパス通路を流通する排気ガスの流量割合を調節する流量調整弁を設ける構成の排気熱回収装置およびその制御方法が開示される。
【０００４】
特許文献１では、流量調整弁の開度は、冷却水の温度と、内燃機関の運転状態から定まる排気ガス流量あるいはそれに相関する物流量とに応じて、可変に制御される。これにより、特許文献１による排気熱回収装置では、内燃機関の燃費性能や排気エミッションを悪化させることなく、排気熱を利用して暖房性能を向上させることができる。
【０００５】
また、特許文献２（特開２００６−２５０５２４号公報）には、内燃機関の排気ガスからの熱回収が可能な多重管式熱回収器として、熱交換時に流通する環状流路と中央を貫通するバイパス流路とを、排気ガス圧に応じて開閉する弁体によって選択的に切換える構成のものが開示されている。
【特許文献１】特開２００６−２８３７１１号公報
【特許文献２】特開２００６−２５０５２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１および２に開示された構成では、排気熱回収器での排気経路を切換えることにより排気熱回収を非実行とするものの、排気熱回収非実行時にも排気熱回収器の冷却水流量は減少しない。一方、排気熱回収の非実行時には、排気ガスが熱回収器のバイパス経路を通過することによって、エンジン冷却水および排気ガスの間での熱交換量は減少するものの、排気熱回収器での熱回収量を完全に０にすることは機構上困難である。
【０００７】
したがって、排気熱回収が非実行とされるエンジン温間時にも、大量のエンジン冷却水が排気熱回収器を通過することにより、本来必要のない熱回収によってエンジン冷却水温が上昇する可能性がある。これにより、エンジン温間時にエンジン冷却水温を低下するための放熱機構（ラジエータ）の放熱性能を向上させる必要が生じ、ラジエータサイズの大型化を招く可能性がある。
【０００８】
この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、排気熱回収器を含んで構成される内燃機関の冷却装置において、排気熱回収が非実行とされる内燃機関温間時における冷媒温度の上昇を防止することによって放熱機構の小型化を図ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による内燃機関の冷却装置は、内燃機関の冷媒を循環させるための冷媒ポンプと、冷媒配管と、冷媒の放熱機構と、負荷機構と、排気熱回収器と、流量制御手段とを含む。
【００１０】
冷媒配管は、冷媒ポンプの駆動によって第１および第２の冷媒循環経路が並列に形成されるように配設される。放熱機構は、第１の冷媒循環経路内に配置される。負荷機構は、第２の冷媒循環経路内に配置され、冷媒の熱量を利用して作動する。排気熱回収器は、内燃機関の排気管に設けられて、第２の冷媒循環経路上の冷媒と内燃機関からの排気ガスとの間で熱交換可能に構成される。流量制御手段は、第２の冷媒循環経路内に排気熱回収器と熱交換する部位よりも下流側に配置されて、配置部位の冷媒温度に応じて冷媒の流量を制御する。
【００１１】
上記内燃機関の冷却装置によれば、排気熱回収器を通過した冷媒の温度に応じて排気熱回収器を通過する冷媒流量を制御することによって、排気熱回収の実行および非実行を制御できる。このため、排気熱回収の非実行時には排気熱回収器を通過する冷媒流量を抑制して、排気熱回収器での熱交換により冷媒温度が上昇することを防止できる。この結果、排気熱回収が非実行とされる内燃機関温間時において放熱機構に要求される放熱性能を抑制して、放熱機構の小型化を図ることができる。
【００１２】
好ましくは、流量制御手段は、冷媒温度が第１の所定温度より低い第１の温度領域と比較して、冷媒温度が第１の所定温度以上でかつ第２の所定温度以下である第２の温度領域では冷媒の流量を絞るとともに、冷媒温度が第２の所定温度より高い第３の温度領域では、第２の温度領域と比較して冷媒の流量を増加させる。なお、第２の所定温度は第１の所定温度よりも高い。
【００１３】
このような構成とすることにより、排気熱回収が非実行とされる温度領域においては基本的には排気熱回収器を通過する冷媒流量を絞るとともに、沸騰温度近傍の温度領域（第３の温度領域）では冷媒流量を増加させることにより排気熱回収器の熱交換部で冷媒が沸騰することを防止できる。これにより、局部沸騰の発生を防止することによって、冷媒の劣化や排気熱回収器の信頼性（寿命）の低下を防止することができる。
【００１４】
さらに好ましくは、流量制御手段は、冷媒温度に応じて膨張あるいは収縮するサーモワックスを含み、かつ、サーモワックスの膨張あるいは収縮に応じて可動な機構によって配置部位の冷媒路を閉塞あるいは開放するように構成される。
【００１５】
このような構成とすることにより、電子制御を用いない機械的な機構によって、排気熱回収器の通過冷媒流量を制御する機構を実現することができる。
【００１６】
あるいは、流量制御手段は、配置部位の冷媒温度を検出する温度検出器と、弁開度を電気信号に応じて制御可能な流量制御弁と、制御手段とを含むように構成される。そして、制御手段は、温度検出器によって検出された冷媒温度に応じて、弁開度を指示する電気信号を生成する。
【００１７】
このような構成とすることにより、温度検出器の検出値に基づく電子制御によって排気熱回収器の通過冷媒流量を制御する機構を実現することができる。
【００１８】
また好ましくは、第２の冷媒循環経路において、負荷機構と、直列に配置される排気熱回収器および流量制御手段とは、並列に配置される。
【００１９】
このような構成とすることにより、排気熱回収器による熱回収を非実行とするために冷
媒流量を絞る際にも、負荷機構の冷媒流量が急減することがないので、負荷機構（代表的には暖房器）の性能を確保することが容易となる。
【００２０】
あるいは好ましくは、内燃機関の冷却装置は、排気ガスについて、排気熱回収器により冷媒との間で熱交換可能な第１の排気経路および該第１の排気経路をバイパスする第２の排気経路の間の流量割合を制御するための排気制御弁をさらに含む。そして、この排気制御弁は、流量制御手段が冷媒の流量を制限するような冷媒温度領域では、排気ガスが主に第２の排気経路を通流するように制御される。
【００２１】
このような構成とすることにより、熱回収非実行時には、排気熱回収器における排気ガス経路の切換および排気熱回収器の冷媒流量制限の両方を行なうことによって、エンジン温間時の冷媒温度の上昇を抑制して、放熱機構に要求される放熱性能を抑制することが可能となる。
【発明の効果】
【００２２】
この発明による内燃機関の冷却装置によれば、排気熱回収器による排気熱回収が非実行とされる内燃機関温間時における冷媒温度の上昇を防止することによって、放熱機構の小型化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお以下では図中の同一または相当部分には同一符号を付してその説明は原則的に繰返さないものとする。
【００２４】
（比較例の説明）
図１は、本発明の実施の形態による内燃機関の冷却装置の比較例として示される内燃機関の冷却装置の全体構成図である。
【００２５】
図１を参照して、エンジン１００は、冷媒による冷却通路（図示せず）を内部に備えた内燃機関である。なお、エンジン１００の冷媒としては代表的には水が用いられるため、以下では冷媒をエンジン冷却水あるいは単に冷却水とも称することとする。なお、冷媒は水に限られるものではなく、最適な液体あるいは気体を適宜用いることも可能である点について確認的に記載する。
【００２６】
エンジン１００には、冷媒を冷却装置内で循環させるための「冷媒ポンプ」であるウォータポンプ１２０が設けられる。ウォータポンプ１２０は、電動式ポンプで構成されてもよく、エンジン１００の回転力によって駆動される機械式ポンプであってもよい。冷却水配管群５００は、ウォータポンプ１２０の動作により、エンジン１００から出力された冷却水をラジエータ２１０へ通流させるための冷却水循環経路５００ａおよびヒータ２００を通流させるための冷却水循環経路５００ｂとが並列に形成されるように配設されている。
【００２７】
冷却水循環経路５００ａには、サーモスタット２２０が設けられる。サーモスタット２２０は、配置部位の冷却水温に応じて開閉する「感熱弁」である。冷却水循環経路５００ａにおいて、サーモスタット２２０の閉弁時（エンジン冷間時）には、エンジン１００の冷却水出口から、バイパス配管５１０によりラジエータ２１０をバイパスしてウォータポンプ１２０へ至る冷却水経路５１５が形成される。一方、冷却水温が上昇してサーモスタット２２０が開弁すると（すなわちエンジン温間時）、冷却水循環経路５００ａの冷却水は、バイパス配管５１０を通過することなく、エンジン１００の冷却水出口からラジエータ２１０を通過してウォータポンプ１２０へ至る冷却水経路５２５を循環することとなる
。ラジエータ２１０は、図示しない放熱機構を有し、冷却水循環経路５００ａを循環する冷却水を該放熱機構の熱交換により冷却する。代表的には、放熱機構により冷却水が空冷される。したがって、放熱可能な熱量、すなわち、放熱性能を確保するためには、放熱面積を確保する必要がある。
【００２８】
冷却水循環経路５００ａにおいては、サーモスタットの閉弁時（冷間時）には冷却水経路５１５を冷却水が循環し、サーモスタット２２０の開弁時（温間時）には冷却水経路５２５を冷却水が循環するように構成されている。
【００２９】
もう１つの冷却水循環経路５００ｂは、エンジン１００の冷却水出口から、ヒータ２００および排気熱回収器１５０を通流してウォータポンプ１２０へ至る冷却水経路５０５を含む。ヒータ２００は、暖房用熱交換器として設けられ、冷却水循環経路５００ｂを通流する冷却水を熱源として暖房を行なう。すなわち、ウォータポンプ１２０の動作により冷却水循環経路５００ｂ内を冷却水が循環することによって、その冷却水（温水）との熱交換によって温めた空気が、図示しないファンによって車室内に送出するように構成されている。
【００３０】
ヒータ２００は、冷却水の熱量を利用して作動する「負荷機構」の代表例として示される。なお、ヒータ２００以外の機器によって負荷機構が構成されてもよく、ヒータ２００以外の負荷機構が冷却水循環経路５００ｂにさらに設けられてもよい。
【００３１】
排気熱回収器１５０は、エンジン１００の排気管１１０に設けられて、冷却水循環経路５００ｂを通流する冷却水とエンジン１００からの排気ガスとの間で熱交換を行なう排気熱回収が可能なように構成されている。排気熱回収器１５０には、排気熱回収の実行／非実行を切換える切換機構としての排気制御弁１６０および、排気制御弁１６０を開閉駆動するための感熱アクチュエータ１７０が設けられている。
【００３２】
感熱アクチュエータ１７０は、排気熱回収器１５０の近傍の冷却水経路上に設けられて、配置部位の冷却水温に応じて、排気制御弁１６０を開閉駆動する。たとえば、サーモスタットや形状記憶合金を適用することにより感熱アクチュエータ１７０を構成できる。感熱アクチュエータ１７０は、冷却水温が所定の閾値温度より低いときに排気制御弁１６０を閉弁（熱回収実行）し、冷却水温が所定の閾値温度以上のときに排気制御弁１６０を開弁（熱回収非実行）するように構成される。
【００３３】
次に図２および図３を用いて、排気熱回収器１５０の概略構成および排気熱回収の実行・非実行時における排気経路について説明する。
【００３４】
図２を参照して、感熱アクチュエータ１７０により排気制御弁１６０が閉弁されているときには、エンジン１００からの排気ガスは、冷却水循環経路５００ｂに含まれる冷却水路１５２内の冷媒との間で熱交換可能な熱回収経路１５６を通流する。これにより、排気制御弁１６０の閉弁時には、排気ガスと冷却水循環経路５００ｂ内の冷却水との間で熱交換が行なわれ、排気ガスの熱回収により冷却水温を速やかに上昇させることが可能となる。
【００３５】
一方、図３に示すように、感熱アクチュエータ１７０による排気制御弁１６０の開弁時にはエンジン１００からの排気ガスは、図２に示した熱回収経路１５６をバイパスするバイパス経路１５８を通流して排出される。このとき、熱交換に寄与する排気ガスが減少するので、図２に示したような排気ガスからの熱回収が非実行とされる。
【００３６】
図４は、比較例による内燃機関の冷却装置における熱回収量を説明する概念図である。
図４を参照して、排気熱回収器１５０における熱回収量は、熱交換に寄与する冷却水流量および排気ガス流量によって決まる。排気制御弁１６０が開弁される排気熱回収の非実行時（非回収モード）では、バイパス経路１５８の選択により、熱交換に寄与する排気ガスが減少するので、同一の冷却水流量に対して熱回収量が減少する。
【００３７】
しかしながら、排気熱回収器１５０での熱交換を完全に遮断することは困難であるため、ある程度の熱回収量が残ってしまう。このため、排気熱回収が非実行とされるエンジン温間時においても、排気熱回収器１５０での熱回収量に応じて、循環冷却水全体の水温が上昇してしまう。このため、エンジン温間時に冷却水温を下げるためのラジエータ２１０に必要な放熱性能が増大して、ラジエータ２１０の大型化を招く可能性がある。
【００３８】
そこで、以下に説明する本発明の実施の形態による内燃機関の冷却装置では、エンジン温間時、すなわち排気熱回収器１５０での排気熱回収非実行時における循環冷却水の冷却水温の上昇を抑制するような構成が設けられる。
【００３９】
（実施の形態１）
図５は、本発明の実施の形態１による内燃機関の冷却装置の全体構成図である。
【００４０】
図５を図１と比較して理解されるように、実施の形態１による内燃機関の冷却装置では、排気制御弁１６０およびそれに伴う感熱アクチュエータ１７０の配置が省略される。これにより、排気熱回収器１５０では、エンジン１００からの排気ガスは、常時、熱回収経路１５６（図２）を通流することとなる。
【００４１】
さらに、排気熱回収器１５０からウォータポンプ１２０に至る経路、すなわち冷却水循環経路５００ｂ上の排気熱回収器１５０の下流側には、流量制御機構３００が設けられる。流量制御機構３００は、その配置部位の冷却水温に応じて、冷媒流量を制御するように構成される。流量制御機構３００は、基本的には、冷却水の低温時（エンジン冷間時）には、冷却水流量を非制限として排気熱回収を実行する一方で、冷却水温が上昇すると、冷却水流量を制限して、排気熱回収を非実行とするように構成される。
【００４２】
図６は、図５に示される流量制御機構３００の構成例を示す概念図である。
図６を参照して、流量制御機構３００は、冷却水温に応じて膨張あるいは収縮するサーモワックス３１０と、サーモワックス３１０の膨張あるいは収縮に応じて変位する可動部３２０とを含む。可動部３２０の先端には、可動部３２０の変位が所定範囲内であるときに冷却水路を閉塞するように構成された流量制限部３３０が設けられる。流量制限部３３０には、冷却水路の閉塞時にも微小流量を確保するための感熱用微小孔３４０が設けられている。
【００４３】
図７には、冷却水温に応じた流量制御機構の動作が示される。また、図８には、サーモワックス３１０の膨張特性が示される。図８に示されるように、サーモワックス３１０は、温度がＴ０より低い温度領域では膨張せず、Ｔ０〜Ｔ３の温度領域で徐々に膨張して、温度がＴ３に達すると完全に膨張する特性を有する。
【００４４】
したがって、図７に示されるように、冷却水温Ｔｗ＜Ｔ０の温度領域では、流量制御機構３００は、冷却水流量を非制限とするように動作する。すなわち、この温度領域では、図９（ａ）に示されるように、サーモワックス３１０が収縮状態であり、可動部３２０が縮まった状態であるので、流量制限部３３０が冷却水路内の制限部位５０２に到達しておらず、制限部位５０２が開放されているので冷却水流量が非制限とされる。この温度領域では、排気熱回収器１５０の冷却水流量が確保されることによって排気熱回収が実行される熱回収モードに設定される。
【００４５】
再び図７を参照して、冷却水温ＴｗがＴ０〜Ｔ１の温度領域では、サーモワックス３１０が冷却水温の上昇に応じて膨張するのに従って、流量制限部３３０が制限部位５０２を徐々に塞ぐことにより冷却水流量が徐々に制限される。そして、冷却水温ＴｗがＴ１〜Ｔ２の温度領域では、図９（ｂ）に示されるように、サーモワックス３１０の膨張に伴う可動部３２０の変位により、流量制限部３３０が制限部位５０２を閉塞する位置に達する。これにより、排気熱回収器１５０の冷却水流量が絞られて、排気熱回収が非実行とされる非回収モードに設定される。
【００４６】
なお、この温度領域においても、感熱用微小孔３４０が設けられているため、冷却水路は完全に閉塞されることなく所定（微小）の冷却水流量は確保される。これにより、冷却水が循環可能となるので、サーモワックス３１０を冷却装置全体の循環冷却水の温度に応じて、膨張・収縮させることが可能となる。なお、この際の冷却水量は、冷却水の温度を感温可能な下限程度まで絞ることが好ましい。
【００４７】
さらに冷却水温が上昇したＴｗ≧Ｔ２の温度領域では、図９（ｃ）に示されるように、サーモワックス３１０のさらなる膨張に伴う可動部３２０の変位によって、流量制限部３３０が制限部位５０２を徐々に開放するようになる。そして、Ｔｗ＝Ｔ３となるとサーモワックス３１０が最大に膨張して、制限部位５０２が再び開放される。これにより、冷却水流量は非制限とされる。
【００４８】
したがって、図７に示されるように、冷却水温ＴｗがＴ２〜Ｔ３の温度領域では、冷却水温がＴ１〜Ｔ２の温度領域と比較して冷却水流量が増大される。冷却水の局部沸騰が懸念される温度に対応させて所定温度Ｔ２を設定することにより、非回収モードで冷却水温が過上昇しても、冷却水流量を増やすことによって局部沸騰を防止することができる。すなわち、非回収モード時には、図７中の領域４００で流量制御機構３００が動作するように設計することが好ましい。
【００４９】
なお、図７に示した冷却水温に応じた冷却水流量制御は、サーモワックス３１０の特性（図８）に合せて、流量制御機構３００における可動部３２０、流量制限部３３０および制限部位５０２等の各部の配置および寸法を設計することによって実現できる。
【００５０】
実施の形態１による内燃機関の冷却装置によれば、図１０に示されるように、非回収モード時には排気熱回収器１５０の冷却水流量を絞ることによって排気熱回収器１５０での熱回収量を抑制できるので、循環冷却水の温度上昇を抑制できる。これにより、ラジエータ２１０に要求される放熱性能を緩和してその小型化を図ることが可能となる。また、冷却水流量が絞られる非回収モード時に冷却水温が過上昇すると、再び冷却水流量を増加させることができるので、局部沸騰についても確実に防止することができる。
【００５１】
また、実施の形態１による内燃機関の冷却装置において、図６に示した流量制御機構３００の構成を、図１１のように変形することも可能である。図１１に示した構成例では、固定部３５０に対して可動部３２０を介してサーモワックス３１０を取付けることにより、サーモワックス３１０の膨張時には、サーモワックス３１０そのものによって冷却水路内の制限部位５０２が閉塞される。このようにサーモワックス３１０を冷却水流路に設けることにより、感熱性を向上させて冷却水温に応じた冷却水流量制御をより正確に実行することが可能となる。なお図示は省略しているが、この場合にもサーモワックス３１０に、図６と同様の感熱用微小孔３４０を設けることが好ましい。
【００５２】
なお、実施の形態１では、流量制御機構３００を機械的な構成により実現する例を図６，図１１に例示したが、流量制御機構３００の構成はこれらの例に限定されるものではな
く、ロータリー弁やバタフライ弁とサーモワックスあるいは形状記憶合金との組合わせ等、図７に示した制御特性を実現できるものであれば、任意の構成を適用可能である点について、確認的に記載する。
【００５３】
（実施の形態２）
図１２は、本発明の実施の形態２による内燃機関の冷却装置の全体構成図である。
【００５４】
図１２を参照して、実施の形態２による内燃機関の冷却装置では、冷却水循環経路５００ｂにおいて、ヒータ２００が、排気熱回収器１５０および流量制御機構３００に対して並列に設けられている。
【００５５】
このような構成とすることにより、熱回収モードから非回収モードへの移行時に流量制御機構３００によって冷媒流量を絞る際にも、ヒータ２００を通過する冷却水流量が急減することがない。この結果、ヒータ２００の性能を確保することが容易となる。また、非回収モード全体を通じても、ヒータ２００の冷却水流量、すなわち、ヒータ２００が利用可能な熱量を確保することができるので、暖房性能を十分に発揮させることが可能となる。
【００５６】
（実施の形態３）
図１３は、この発明の実施の形態３による内燃機関の冷却装置の構成を示すブロック図である。
【００５７】
図１３を参照して、実施の形態３による内燃機関の冷却装置では、実施の形態１による内燃機関の冷却装置（図５）と比較して、図１と同様の排気制御弁１６０および排気制御弁１６０を開閉駆動するための感熱アクチュエータ１７０がさらに設けられている。
【００５８】
すなわち、実施の形態３による内燃機関の冷却装置では、流量制御機構３００による排気熱回収器１５０の冷却水流量の制御、排気熱回収器１５０における排気経路の切換制御との両方を実行することができる。
【００５９】
この結果、図１４に示されるように、非回収モードでは、排気熱回収器１５０の冷却水流量および熱交換に寄与する排気ガス量の両方を低下させることによって、排気熱回収器１５０による熱回収量を大幅に抑制することができる。これにより、循環冷却水全体の温度上昇を抑制できるので、ラジエータ２１０に要求される性能をさらに緩和できる。
【００６０】
（実施の形態４）
図１５は、実施の形態４による内燃機関の冷却装置を示すブロック図である。
【００６１】
実施の形態４による内燃機関の冷却装置では、実施の形態１等で示した流量制御機構３００が電子制御により実現される。
【００６２】
図１５を図５と比較して理解されるように、実施の形態４による内燃機関の冷却装置では、図６あるいは図１１に示すような機械的機構の流量制御機構３００に代えて、電気信号によって弁開度を調整可能な流量制御機構３００♯が配置される。
【００６３】
流量制御機構３００♯は、電気信号により弁開度が制御可能に構成された流量調整弁３６０と、実施の形態１〜３における流量制御機構３００の配置位置に設けられた温度センサ３７０と、温度センサ３７０によって検出された冷却水温に応じて流量調整弁３６０の弁開度を制御するための電子制御装置（ＥＣＵ）３８０とを含む。
【００６４】
電子制御装置３８０は、温度センサ３７０によって検出された冷却水温に応じて、図７に示した冷却水流量制御が実現されるように、流量調整弁３６０の弁開度調整のための制御信号を発生する。すなわち、本発明の実施の形態で用いる流量制御機構は、図１５に示されるように、流量調整弁３６０を電子制御により制御する構成によっても実現することが可能である。
【００６５】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】比較例として示される内燃機関の冷却装置の全体構成図である。
【図２】排気熱回収実行時における排気経路を説明する図である。
【図３】排気熱回収非実行時における排気経路を説明する図である。
【図４】図１に示した内燃機関の冷却装置における熱回収量を説明する概念図である。
【図５】本発明の実施の形態１による内燃機関の冷却装置の全体構成図である。
【図６】図５に示される流量制御機構の構成例を示す概念図である。
【図７】流量制御機構による冷却水温に応じた冷却水流量制御を説明する概念図である。
【図８】図５に示されるサーモワックスの膨張特性を説明する図である。
【図９】冷却水温の変化に応じた流量制御機構の動作を説明する概念図である。
【図１０】実施の形態１による内燃機関の冷却装置における熱回収量を説明する概念図である。
【図１１】図５に示される流量制御機構の他の構成例を示す概念図である。
【図１２】本発明の実施の形態２による内燃機関の冷却装置の全体構成図である。
【図１３】本発明の実施の形態３による内燃機関の冷却装置の全体構成図である。
【図１４】実施の形態３による内燃機関の冷却装置における熱回収量を説明する概念図である。
【図１５】本発明の実施の形態４による内燃機関の冷却装置の全体構成図である。
【符号の説明】
【００６７】
１００  エンジン、１１０  排気管、１２０  ウォータポンプ、１５０  排気熱回収器、１５２  冷却水路、１５６  熱回収経路、１５８  バイパス経路、１６０  排気制御弁、１７０  感熱アクチュエータ、２００  ヒータ、２１０  ラジエータ、２２０  サーモスタット、３００  流量制御機構、３１０  サーモワックス、３２０  可動部、３３０  流量制限部、３４０  感熱用微小孔、３５０  固定部、３６０  流量調整弁、３７０  温度センサ、３８０  電子制御装置（ＥＣＵ）、５００  冷却水配管群、５００ａ，５００ｂ  冷却水循環経路、５０２  制限部位、５１０  バイパス配管、５０５，５１５，５２５  冷却水経路、Ｔｗ  冷却水温。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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