(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンから流出される冷却水を暖房用ヒータコアへ供給して前記エンジンへ還流させる第１冷却経路と、前記冷却水をラジエータへ供給して又は該ラジエータをバイパスして前記エンジンへ還流させる第２冷却経路と、を備えたエンジン冷却装置において、
前記第１冷却経路を経て還流される冷却水と前記第２冷却経路を経て還流される冷却水とが合流し、この合流した冷却水をエンジンへ導く還流路と、
前記還流路に介装されて、前記エンジンから流出される冷却水を保温して蓄積可能な蓄熱器と、
前記エンジンから流出される前記冷却水の前記第１冷却経路への供給を許可又は遮断する第１遮断手段と、
前記エンジンから流出される前記冷却水の前記第２冷却経路への供給を許可又は遮断する第２遮断手段と、
前記蓄熱器への前記冷却水の流入状態を切り換える切換手段と、
前記第１遮断手段と前記第２遮断手段と前記切換手段との作動状態を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とするエンジン冷却装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記エンジンの冷態始動時に、前記エンジンから流出される前記冷却水が前記第１冷却経路と前記第２冷却経路との−れか一方のみに供給されるように前記第１遮断手段と前記第２遮断手段とを作動制御し、前記エンジンから流出される前記冷却水と前記蓄熱器内の冷却水とが入れ替えられるように前記切換手段を作動制御することを特徴とする請求項１記載のエンジン冷却装置。
【請求項３】
前記第１遮断手段と前記第２遮断手段とが、前記第１冷却経路を経て還流される冷却水と前記第２冷却経路を経て還流される冷却水とが合流する部位に設けられて、一体に構成されることを特徴とする請求項１又は２記載のエンジン冷却装置。
【請求項４】
前記制御手段は、暖房装置の作動状態、外気温度、冷却水温度の少なくとも一つに応じて前記第１遮断手段と前記第２遮断手段と前記切換手段との作動状態を制御することを特徴とする請求項１，２又は３記載のエンジン冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水冷式エンジンを搭載した自動車等車両の暖房、暖機性能の向上が図れるエンジン冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、水冷式エンジン（以下、エンジン）を搭載した自動車等車両のエンジン冷却装置において、暖房及び暖機性能の改善を図るべく、エンジン冷却水が入出する断熱タンク構造からなる蓄熱器を用いるものが、例えば特開平９−２７２３２７号公報等で提案されている。
【０００３】
これは、図６に示すように、エンジン100 から流出した冷却水が、暖房用ヒータコア101 へ供給されて前記エンジン100 へ還流する第１冷却経路102 と、ラジエータ103 へ供給されて又はバイパス路104 により前記ラジエータ103 をバイパスして前記エンジン100 へ還流する第２冷却経路105 と、前記第１冷却経路102 を経て還流される冷却水と前記第２冷却経路105 を経て還流される冷却水とが合流し、この合流した冷却水を前記エンジン100 へ導く還流路106 とを備え、前記第１冷却経路102 の暖房用ヒータコア101 上流に前述した蓄熱器107 が介装される。尚、図６中108 は前記ラジエータ103 とバイパス路104 への冷却水の流れを冷却水温度に応じて制御するサーモスタットで、109 は水冷式エンジン100 に連動して機械的に駆動されるウォータポンプである。
【０００４】
従って、冷態始動時等においては、エンジン100 から流出した冷却水を、第２冷却経路105 ではサーモスタット108 にてバイパス路104 へ流すようにしてラジエータ103 での熱交換により冷却水温度が低下するのが回避されると共に、第１冷却経路102 では前記冷却水を蓄熱器107 内に蓄積された冷却水と入れ替えて暖房用ヒータコア101 へ供給するようにすることで、暖房用ヒータコア101 には蓄熱器107 内に蓄積された高温の冷却水が供給されるので、可及的早期に暖房性能を上げられると共に暖機が促進される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述したような従来のエンジン冷却装置においては、冷態始動時等の蓄熱器107 内冷却水とエンジン冷却水の入れ替え時に、エンジン冷却水の循環系が暖房用ヒータコア101 側とサーモスタット108 側とに分かれるので、蓄熱器107 内の冷却水の総入れ替えには時間を要し、蓄熱器107 の性能を十分に発揮することができず、蓄熱器107 による暖房性能及び暖機性能を早期に上げる点では未だ不十分であった。また、蓄熱器107 内の冷却水が第２冷却経路102 （サーモスタット108 側又はバイパス路104 側）を流れた冷却水と合流して還流路106 よりエンジン100 内を環流する、即ち蓄熱器107 から供給されて第１冷却経路102 を流れた高温の冷却水が第２冷却経路105 からの冷却水との合流により降温されてエンジン100 へ環流されるので、速やかに暖機促進を図ることができないという不具合があった。尚、速やかな暖機促進を図る方法として、第２冷却経路105 （サーモスタット108 側又はバイパス路104 側）に切換バルブを設けて、冷態始動時にはこの切換バルブを閉状態として第２冷却経路105 への冷却水の流入を規制する方法が考えられるが、コスト高や制御の複雑化といった問題がある。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、蓄熱器内冷却水とエンジン冷却水との迅速な総入れ替えを可能にして、早期に暖房性能を上げられると共に速やかに暖機促進が図れるエンジン冷却装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための、請求項１に係る発明は、エンジンから流出される冷却水を暖房用ヒータコアへ供給して前記エンジンへ還流させる第１冷却経路と、前記冷却水をラジエータへ供給して又は該ラジエータをバイパスして前記エンジンへ還流させる第２冷却経路と、を備えたエンジン冷却装置において、前記第１冷却経路を経て還流される冷却水と前記第２冷却経路を経て還流される冷却水とが合流し、この合流した冷却水をエンジンへ導く還流路と、前記還流路に介装されて、前記エンジンから流出される冷却水を保温して蓄積可能な蓄熱器と、前記エンジンから流出される前記冷却水の前記第１冷却経路への供給を許可又は遮断する第１遮断手段と、前記エンジンから流出される前記冷却水の前記第２冷却経路への供給を許可又は遮断する第２遮断手段と、前記蓄熱器への前記冷却水の流入状態を切り換える切換手段と、前記第１遮断手段と前記第２遮断手段と前記切換手段との作動状態を制御する制御手段とを備え、冷態始動時等において前記第１遮断手段、第２遮断手段及び切換手段を制御して蓄熱器内冷却水とエンジン冷却水の総入れ替えを可能にした。
【０００８】
また、請求項２に係る発明は、前記制御手段は、前記エンジンの冷態始動時に、前記エンジンから流出される前記冷却水が前記第１冷却経路と前記第２冷却経路との−れか一方のみに供給されるように前記第１遮断手段と前記第２遮断手段とを作動制御し、前記エンジンから流出される前記冷却水と前記蓄熱器内の冷却水とが入れ替えられるように前記切換手段を作動制御するので、請求項１に係る発明と同様の作用・効果が得られる。
【０００９】
また、請求項３に係る発明は、前記第１遮断手段と前記第２遮断手段とが、前記第１冷却経路を経て還流される冷却水と前記第２冷却経路を経て還流される冷却水とが合流する部位に設けられて、一体に構成されるので、構造の簡略化（コンパクト化）が図れる。尚、前記切換手段も一体に構成すると好適である。
【００１０】
また、請求項４に係る発明は、前記制御手段は、暖房装置の作動状態、外気温度、冷却水温度の少なくとも一つに応じて前記第１遮断手段と前記第２遮断手段と前記切換手段との作動状態を制御するので、各種条件に応じた制御が可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るエンジン冷却装置を実施例により図面を用いて詳細に説明する。
【００１２】
［実施例］
図１は本発明の一実施例を示すエンジン冷却装置の概略構成図、図２は同じくロータリーバルブの制御フロー、図３は同じくロータリーバルブの切替位置の説明図、図４はロータリーバルブをＡの位置に切り替えた場合の冷却水流れの説明図、図５はロータリーバルブをＢの位置に切り替えた場合の冷却水流れの説明図である。
【００１３】
図１に示すように、本エンジン冷却装置は、水冷式エンジン（以下、エンジン）１から流出した冷却水が、暖房用ヒータコア２へ供給されてエンジン１へ還流する第１冷却経路３と、ラジエータ４へ供給されて又はバイパス路５によりラジエータ４をバイパスしてエンジン１へ還流する第２冷却経路６と、第１冷却経路３を経て還流される冷却水と第２冷却経路６を経て還流される冷却水とが合流し、この合流した冷却水をエンジン１へ導く還流路７とを備える。
【００１４】
そして、還流路７に、厳密には第１冷却経路３を経て還流される冷却水と第２冷却経路６を経て還流される冷却水との合流部に、エンジン冷却水が入出する断熱タンク構造からなる蓄熱器８が、エンジン１から流出される冷却水の第１冷却経路３への供給を許可又は遮断する第１遮断手段と同エンジン１から流出される冷却水の第２冷却経路６への供給を許可又は遮断する第２遮断手段と蓄熱器８への冷却水の流入状態を切り換える切換手段としてのロータリーバルブ９を介して、介装される。
【００１５】
ロータリーバルブ９は、マイクロコンピュータ及びその周辺回路から構成される電子制御装置（ＥＣＵ（制御手段））１０により、例えば図３に示すＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの５つのバルブ位置に切替制御される。この電子制御装置１０には、図示しないヒータスイッチ、外気温センサ及び冷却水温センサ等からの信号が入力され、これらの信号に基づいて例えば図２に示す制御フローに従って前記ロータリーバルブ９を切換制御するようになっている。尚、図１中１１はラジエータ４とバイパス路５への冷却水の流れを冷却水温度に応じて制御するサーモスタットで、１２はエンジン１に連動して機械的に駆動されるウォータポンプである。
【００１６】
図３に示すＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの５つのバルブ位置を説明すると、先ず、Ａのバルブ位置では、ロータリーバルブ９のサーモスタット側（第２冷却経路６側）ポート９ａが第１バルブ通路９ｂを介して蓄熱器８の入口８ａと連通すると共に該蓄熱器８の出口８ｂとロータリーバルブ９のエンジン側（還流路７側）ポート９ｄとが第２バルブ通路９ｃを介して連通し、第２冷却経路６（厳密にはバイパス路５）を流れる冷却水と蓄熱器８内の冷却水とが入れ替えられる。
【００１７】
次に、Ｂのバルブ位置では、ロータリーバルブ９のヒータ側（第１冷却経路側）ポート９ｅが第１バルブ通路９ｂを介して蓄熱器８の入口８ａと連通すると共に該蓄熱器８の出口８ｂとロータリーバルブ９のエンジン側ポート９ｄとが第２バルブ通路９ｃを介して連通し、第１冷却経路３を流れる冷却水と蓄熱器８内の冷却水とが入れ替えられる。
【００１８】
次に、Ｃのバルブ位置では、ロータリーバルブ９のサーモスタット側ポート９ａが第１バルブ通路９ｂを介してロータリーバルブ９のエンジン側ポート９ｄに直に連通し、第２冷却経路６（厳密にはラジエータ４）を流れる冷却水が蓄熱器８内を通らずに直に還流路７に流通することとなり、蓄熱器８内の冷却水との入れ替えは行われない。
【００１９】
次に、Ｄのバルブ位置では、ロータリーバルブ９のサーモスタット側ポート９ａとヒータ側ポート９ｅの両方が第１バルブ通路９ｂを介してロータリーバルブ９のエンジン側ポート９ｄに直に連通し、第１冷却経路３及び第２冷却経路６（厳密にはラジエータ４）を流れる冷却水が蓄熱器８内を通らずに直に還流路７に流通することとなり、蓄熱器８内の冷却水との入れ替えは行われない。
【００２０】
最後に、Ｅのバルブ位置では、ロータリーバルブ９のサーモスタット側ポート９ａとヒータ側ポート９ｅの両方ともロータリーバルブ９のエンジン側ポート９ｄとの連通が完全に遮断され、第１冷却経路３及び第２冷却経路６を流れる冷却水の循環が停止される。即ち、エンジン停止時の状態で、当該状態時に蓄熱器８内の冷却水が保温される。
【００２１】
次に、エンジン１の始動時における電子制御装置１０の制御動作を図２に基づいて説明する。
先ず、エンジン１の始動が検出されると、ステップＰ１で冷却水温センサ等からの信号により該始動が冷態始動か否かを判断し、肯定であれば、ステップＰ２でヒータスイッチがＯＮか否かを判断する。一方、ステップＰ１で否であればステップＰ３でロータリーバルブ９のバルブ位置がＣに切り換えられる。即ち、温態始動時には、冷却水温が十分に高いので、第２冷却経路６（厳密にはラジエータ４）を流れる冷却水と蓄熱器８内の冷却水との入れ替えは行われないと共に、第１冷却経路３を流れる冷却水も遮断してエアコンが最大限に性能を発揮し得るようにするのである。
【００２２】
ステップＰ２が肯定であれば、即ちヒータスイッチがＯＮ状態にあり、暖房装置が作動している場合にはステップＰ４でロータリーバルブ９のバルブ位置がＢに切り換えられる。これにより、図５に示すように、エンジン１から流出した冷却水は第１冷却経路３のみに流通し、第１冷却経路３を流れる冷却水と蓄熱器８内の冷却水とが入れ替えられる。一方、否であればステップＰ５でロータリーバルブ９のバルブ位置がＡに切り換えられる。これにより、図４に示すように、エンジン１から流出した冷却水は第２冷却経路６のみに流通し、第２冷却経路６（厳密にはバイパス路５）を流れる冷却水と蓄熱器８内の冷却水とが入れ替えられる。
【００２３】
前記ステップＰ４又はステップＰ５の後、ステップＰ６で蓄熱器８内の冷却水の総入替が完了したか否かを判断し、否であればステップＰ２に戻り、可であればステップＰ７でステップＰ４後の場合はバルブ位置がＤに、またステップＰ５後の場合はバルブ位置がＣにそれぞれ切り換えられる。バルブ位置がＣに切り換えられた場合は前述したとおりであり、バルブ位置がＤに切り換えられた場合は第１冷却経路３及び第２冷却経路６（厳密にはラジエータ４）を流れる冷却水がともに蓄熱器８内の冷却水との入れ替えを行わずに循環される。尚、蓄熱器８内の冷却水の総入れ替えが完了したか否かの判断は、蓄熱器８内に冷却水温センサを設けて、蓄熱器８内の冷却水の温度変化により総入れ替えの完了を判断するようにしても良い。
以後、前述した動作が繰り返される。
【００２４】
このようにして、本実施例では、冷態始動時等においては、エンジン１から流出した冷却水を第１冷却経路３又は第２冷却経路６の何れか一方のみに流通させると共に、蓄熱器内冷却水とエンジン冷却水の総入れ替えを行うので、早期に暖房性能を上げられると共に速やかに暖機促進が図れる。また、蓄熱器８の小容量化も図れる。
【００２５】
更に、第１冷却経路３と第２冷却経路６との合流部に、エンジン１から流出される冷却水の第１冷却経路３への供給を許可又は遮断する第１遮断手段と同エンジン１から流出される冷却水の第２冷却経路６への供給を許可又は遮断する第２遮断手段と蓄熱器８への冷却水の流入状態を切り換える切換手段とをロータリーバルブ９として一体化して蓄熱器８に組み付けたので、構造の簡略化（コンパクト化）が図れる。
【００２６】
これまで、エンジン１の始動時におけるロータリーバルブ９の作動状態について説明したが、次に通常走行時におけるロータリーバルブ９の作動状態について説明する。
【００２７】
通常走行状態では、エンジン冷却水が高温状態にあり蓄熱器８内の冷却水をエンジン１側へ供給する必要はないため、ロータリーバルブ９はバルブ位置Ｃ又はバルブ位置Ｄに制御される。即ち、ヒータスイッチがＯＮ状態にあり暖房装置が作動中であるときにはバルブ位置Ｄとされて、エンジン１から流出される冷却水は、第１冷却経路３を介してヒータコア２へ供給されると共に第２冷却経路６を介してラジエータ４に供給される。また、ヒータスイッチがＯＦＦ状態で暖房装置が作動していないときにはバルブ位置Ｃとされて、エンジン１から流出される冷却水は第２冷却経路６を介してラジエータ４のみに供給される。
【００２８】
このような通常走行時においても、冷却水温度が高い場合には、蓄熱器８内に高温の冷却水を蓄積するために、ロータリーバルブ９をバルブ位置Ａ又はバルブ位置Ｂとして高温の冷却水を蓄熱器８内に流入させる。このようにして蓄熱器８内に高温の冷却水が流入されると、ロータリーバルブ９を再度バルブ位置Ｃ又はバルブ位置Ｄへ切り換えて、蓄熱器８内への冷却水の流入を遮断して、蓄熱器８内の冷却水の入れ替えが禁止される。これにより蓄熱器８は、高温の冷却水を保温しながら蓄積することとなる。
【００２９】
次に、エンジン１が停止された場合には、ロータリーバルブ９がバルブ位置Ｄとなるように制御される。これにより、冷却水の循環が停止されるとともに、蓄熱器８内の冷却水の流出が確実に防止されて、蓄熱器８は高温の冷却水を保温しながら蓄積することとなる。
【００３０】
尚、本発明は上記実施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、各種変更が可能であることは言うまでもない。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１の発明によれば、エンジンから流出される冷却水を暖房用ヒータコアへ供給して前記エンジンへ還流させる第１冷却経路と、前記冷却水をラジエータへ供給して又は該ラジエータをバイパスして前記エンジンへ還流させる第２冷却経路と、を備えたエンジン冷却装置において、前記第１冷却経路を経て還流される冷却水と前記第２冷却経路を経て還流される冷却水とが合流し、この合流した冷却水をエンジンへ導く還流路と、前記還流路に介装されて、前記エンジンから流出される冷却水を保温して蓄積可能な蓄熱器と、前記エンジンから流出される前記冷却水の前記第１冷却経路への供給を許可又は遮断する第１遮断手段と、前記エンジンから流出される前記冷却水の前記第２冷却経路への供給を許可又は遮断する第２遮断手段と、前記蓄熱器への前記冷却水の流入状態を切り換える切換手段と、前記第１遮断手段と前記第２遮断手段と前記切換手段との作動状態を制御する制御手段とを備え、冷態始動時等において前記第１遮断手段、第２遮断手段及び切換手段を制御して蓄熱器内冷却水とエンジン冷却水の総入れ替えを可能にしたので、早期に暖房性能を上げられると共に速やかに暖機促進が図れる。また、蓄熱器の小容量化も図れる。
【００３２】
また、請求項２の発明によれば、前記制御手段は、前記エンジンの冷態始動時に、前記エンジンから流出される前記冷却水が前記第１冷却経路と前記第２冷却経路との−れか一方のみに供給されるように前記第１遮断手段と前記第２遮断手段とを作動制御し、前記エンジンから流出される前記冷却水と前記蓄熱器内の冷却水とが入れ替えられるように前記切換手段を作動制御するので、請求項１に係る発明と同様の作用・効果が得られる。
【００３３】
また、請求項３の発明によれば、前記第１遮断手段と前記第２遮断手段とが、前記第１冷却経路を経て還流される冷却水と前記第２冷却経路を経て還流される冷却水とが合流する部位に設けられて、一体に構成されるので、構造の簡略化（コンパクト化）が図れる。
【００３４】
また、請求項４の発明によれば、前記制御手段は、暖房装置の作動状態、外気温度、冷却水温度の少なくとも一つに応じて前記第１遮断手段と前記第２遮断手段と前記切換手段との作動状態を制御するので、各種条件に応じた制御が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示すエンジン冷却装置の概略構成図である。
【図２】同じくロータリーバルブの制御フローである。
【図３】同じくロータリーバルブの切替位置の説明図である。
【図４】ロータリーバルブをＡの位置に切り替えた場合の冷却水流れの説明図である。
【図５】ロータリーバルブをＢの位置に切り替えた場合の冷却水流れの説明図である。
【図６】従来のエンジン冷却装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１  水冷式エンジン
２  暖房用ヒータコア
３  第１冷却経路
４  ラジエータ
５  バイパス路
６  第２冷却経路
７  還流路
８  蓄熱器
９  ロータリーバルブ
１０  電子制御装置
１１  サーモスタット
１２  ウォータポンプ
【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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