(57)【要約】【課題】内燃機関の冷却効果を損なうことなく、冷却能力の余剰を利用して通常走行時等における内燃機関の燃焼室内の温度上昇に起因したノッキングを効率的に防止することができる冷却装置を提供する。【解決手段】ハイブリッド車両１に適用され、エンジン冷却部５０のエンジン用冷却水通路５４から分岐する吸気用冷却水通路６６が形成された吸気冷却部６０と、吸気冷却部６０内の冷却水を循環させる電動ウォータポンプ６１と、ラジエータ水温Ｔｒを検出するラジエータ出口水温センサ６４と、エンジン水温Ｔｅを検出するエンジン出口水温センサ６５とを備えたエンジン用冷却装置４０において、制御部１０が、ラジエータ水温Ｔｒがラジエータ水温Ｔｒｔｈを超えたときに電動ウォータポンプ６１を駆動制御する一方、エンジン水温Ｔｅがエンジン水温Ｔｅｔｈ１を超えたときに電動ウォータポンプ６１の駆動を停止させるようにした。【選択図】図２
2010264876.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関および回転電機を含み、前記内燃機関および前記回転電機の少なくとも一方を走行源とするハイブリット車両に適用される冷却装置であって、
冷媒と外気との間で熱交換を行う熱交換器と、
前記内燃機関を冷却するよう前記熱交換器から排出された前記冷媒を循環させる第１の循環流路が形成された第１の冷却部と、
前記第１の循環流路から分岐するとともに、前記熱交換器から排出された前記冷媒を前記内燃機関に供給される吸入空気を冷却するよう循環させる第２の循環流路が形成された第２の冷却部と、
前記第２の循環流路上に設けられ、前記冷媒を強制的に循環させる冷媒循環手段と、
前記熱交換器から排出された前記冷媒の温度を検出する第１の冷媒温度検出手段と、
前記内燃機関を冷却後の前記冷媒の温度を検出する第２の冷媒温度検出手段と、
前記第１の冷媒温度検出手段が検出した前記冷媒の温度が、予め定められた第１の閾値を超えたときに前記冷媒を循環させるよう前記冷媒循環手段を制御する一方、前記第２の冷媒温度検出手段が検出した前記冷媒の温度が前記第１の閾値よりも大きい第２の閾値を超えたときに前記冷媒の循環を停止させるよう前記冷媒循環手段を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする冷却装置。
【請求項２】
前記第２の循環流路上に設けられ、前記内燃機関から排出された排気の一部を前記内燃機関の吸気通路に還流させるＥＧＲ装置により還流させられる前記排気を前記第２の循環流路を循環する前記冷媒によって冷却するＥＧＲ冷却部と、
前記ＥＧＲ装置による前記排気の還流が停止したか否かを判定するＥＧＲ停止判定手段と、を備え、
前記制御手段は、前記第１の冷媒温度検出手段が検出した前記冷媒の温度が前記第１の閾値を超えたときに、前記冷媒を循環させるよう前記冷媒循環手段を制御する一方、前記ＥＧＲ停止判定手段により前記ＥＧＲ装置による前記排気の還流が停止したと判定され、かつ前記ＥＧＲ装置による前記排気の還流が停止した後、所定時間経過したときに、前記冷媒の循環を停止させるよう前記冷媒循環手段を制御するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却装置に関し、特に、電気機器用の冷却装置と独立して設けられた内燃機関用のハイブリッド車両の冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ハイブリッド車両の冷却装置においては、エンジンを冷却するエンジン用冷却装置とモータ等を冷却するモータ用冷却装置とが独立して設けられ、互いに異なる冷媒循環系統によって構成されている。
【０００３】
ここで、上述のエンジン用冷却装置における冷却能力は、ラジエータの放熱能力によって定められており、特に登坂走行や高速走行時の最もエンジン負荷の高い条件においてもエンジンを十分に冷却可能な冷却能力に予め設定されている。
【０００４】
また、上述のようなハイブリッド車両のエンジンは、例えば実圧縮比に比べて膨張比を高くして熱効率を高めた、いわゆるアトキンソンサイクル等を採用することにより、特にエンジン負荷の比較的少ない例えば市街地等の通常走行時等においては、燃焼室内の混合気の燃焼や気筒内におけるフリクションによる発熱が減少した状態となっている。したがって、上述のアトキンソンサイクル等を採用するエンジンを搭載するハイブリッド車両に適用されるエンジン用冷却装置にあっては、エンジンの熱効率が高められているため、上述の通常走行時等においてエンジン用冷却装置の使用頻度が減少する。このため、上述のエンジン用冷却装置においては、エンジンを冷却するための冷却装置の冷却能力が、上述の予め設定された冷却能力に比べて余剰となっている。
【０００５】
ところで、上述のエンジン用冷却装置によって冷却されるハイブリッド車両のエンジンは、図１４に示すように、ハイブリッドシステムを採用しない一般の車両に搭載されるエンジンと比較して、特にエンジン回転数が低回転で、かつエンジントルク（エンジン負荷）が高負荷の領域で使用されるため、燃費の向上を図ることができる。すなわち、図１４に示す破線ａおよびｂは、ハイブリッドシステムを採用しない一般の車両に搭載されるエンジンの動作線を示し、実線ｆ１〜ｆ５は、燃費等高線を示し、ｆ５からｆ１に向かうに従い燃費が良くなることを示している。また、太実線ｃは、ハイブリッドシステムを採用する車両に搭載されるエンジンの動作線を示している。したがって、ハイブリッド車両のエンジンは、図１４に示す太実線ｃに示すように、特に燃費の良いｆ１領域を中心に動作線が設定されるようになっているため、上述のように燃費の向上を図ることができる。
【０００６】
一方で、ハイブリッド車両のエンジンは、上述のように高負荷領域で使用されるため、燃焼室内の温度が高く、ノッキングの発生し易い状態となるおそれがある。
【０００７】
他方、ハイブリッドシステムを採用しない一般の車両のエンジンにあっても、エンジンの熱効率を向上させるため高圧縮比を採用したり、エンジンの高出力化を実現するために過給手段により高過給する場合には、特にシリンダヘッドの温度が上昇することにより自然自己着火温度に達し易く、この結果ノッキングが発生し易い状態となることがある。
【０００８】
従来、上述のようなシリンダヘッドの温度上昇に起因したノッキングの発生を抑制するため、主ポンプと副ポンプとを有し、主ポンプが、主冷却経路を介して冷媒をシリンダブロックの冷却ジャケットに供給した後、シリンダヘッドの冷却ジャケットに供給するとともに、副ポンプが、シリンダブロックの冷却ジャケットを経由させることなく、副冷却経路を介して冷媒をシリンダヘッドの冷却ジャケットにおける吸気口周辺部に供給するようにしたエンジンの冷却装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００９】
このような特許文献１に記載の従来のエンジンの冷却装置にあっては、シリンダヘッドの温度がノッキングの原因である自然自己着火温度にならないようにシリンダヘッドを高冷却することにより、ノッキングの発生を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平０２−２５６８２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上述のような従来のハイブリッドシステムを採用しない一般の車両に搭載されるエンジンの冷却装置にあっては、冷却能力の余剰の有無に係わらず、低温始動時または低温時には、シリンダヘッドの冷却ジャケットへの冷媒の供給量を零または極少量とする一方、シリンダヘッドに対する熱負荷が高い時には、シリンダヘッドの冷却ジャケットへの冷媒の供給量を増加させるようになっている。このため、例えば登坂走行や高速走行時のように最もエンジン負荷が掛かる状態となっても、シリンダヘッドに対する熱負荷が高い時には、シリンダヘッドの冷却ジャケットへの冷媒の供給量が増加させられているので、本来最も冷却される必要のあるシリンダブロックの冷却ジャケットへの冷媒の供給量が減少してしまう。この結果、最もエンジン負荷の掛かる状態におけるエンジンの冷却が不十分となる可能性があった。
【００１２】
また、ハイブリッド車両のエンジン用冷却装置にあっては、上述の通常走行時等における冷却能力の余剰分が有効に活用されていないという課題があった。
【００１３】
本発明は、上述のような従来の課題を解決するためになされたもので、内燃機関の冷却効果を損なうことなく、冷却能力の余剰を利用して通常走行時等における内燃機関の燃焼室内の温度上昇に起因したノッキングの発生を効率的に防止することができる冷却装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明に係る冷却装置は、上記目的達成のため、（１）内燃機関および回転電機を含み、前記内燃機関および前記回転電機の少なくとも一方を走行源とするハイブリット車両に適用される冷却装置であって、冷媒と外気との間で熱交換を行う熱交換器と、前記内燃機関を冷却するよう前記熱交換器から排出された前記冷媒を循環させる第１の循環流路が形成された第１の冷却部と、前記第１の循環流路から分岐するとともに、前記熱交換器から排出された前記冷媒を前記内燃機関に供給される吸入空気を冷却するよう循環させる第２の循環流路が形成された第２の冷却部と、前記第２の循環流路上に設けられ、前記冷媒を強制的に循環させる冷媒循環手段と、前記熱交換器から排出された前記冷媒の温度を検出する第１の冷媒温度検出手段と、前記内燃機関を冷却後の前記冷媒の温度を検出する第２の冷媒温度検出手段と、前記第１の冷媒温度検出手段が検出した前記冷媒の温度が、予め定められた第１の閾値を超えたときに前記冷媒を循環させるよう前記冷媒循環手段を制御する一方、前記第２の冷媒温度検出手段が検出した前記冷媒の温度が前記第１の閾値よりも大きい第２の閾値を超えたときに前記冷媒の循環を停止させるよう前記冷媒循環手段を制御する制御手段と、を備えたもので構成される。
【００１５】
この構成により、第１の冷媒温度検出手段が検出した冷媒の温度が第１の閾値を超えたときに、制御手段が冷媒を循環させるよう冷媒循環手段を制御するので、例えば内燃機関の暖機完了後の市街地等の通常走行時においては、冷却装置の冷却能力の余剰を利用して内燃機関に吸入される吸入空気を冷却することができる。このため、通常走行時においては、冷却能力の余剰を利用することにより内燃機関の燃焼室内の温度上昇を抑制することができ、燃焼室内の温度上昇に起因したノッキングの発生を防止することができる。
【００１６】
一方、第２の冷媒温度検出手段が検出した冷媒の温度が第１の閾値よりも大きい第２の閾値を超えたときには、制御手段が冷媒の循環を停止させるよう冷媒循環手段を制御するので、例えば内燃機関に掛かる負荷が通常走行時に比べて増加する登坂走行時のような場合にあっては、本来必要とされる内燃機関の各気筒の冷却を吸入空気の冷却に優先して行うことができる。
なお、第１の閾値としては、例えば内燃機関の暖機完了後であって、内燃機関の燃焼室内の温度上昇によるノッキングが発生する可能性があるときの冷媒の温度が設定される。また、第２の閾値としては、例えば吸入空気の冷却に優先して内燃機関の各気筒を冷却する必要があるときの冷媒の温度が設定される。
【００１７】
本発明に係る冷却装置は、上記（１）に記載の冷却装置において、（２）前記第２の循環流路上に設けられ、前記内燃機関から排出された排気の一部を前記内燃機関の吸気通路に還流させるＥＧＲ装置により還流させられる前記排気を前記第２の循環流路を循環する前記冷媒によって冷却するＥＧＲ冷却部と、前記ＥＧＲ装置による前記排気の還流が停止したか否かを判定するＥＧＲ停止判定手段と、を備え、前記制御手段は、前記第１の冷媒温度検出手段が検出した前記冷媒の温度が前記第１の閾値を超えたときに、前記冷媒を循環させるよう前記冷媒循環手段を制御する一方、前記ＥＧＲ停止判定手段により前記ＥＧＲ装置による前記排気の還流が停止したと判定され、かつ前記ＥＧＲ装置による前記排気の還流が停止した後、所定時間経過したときに、前記冷媒の循環を停止させるよう前記冷媒循環手段を制御するよう構成される。
【００１８】
この構成により、第１の冷媒温度検出手段が検出した冷媒の温度が予め定められた第１の閾値を超えたときに、制御手段が冷媒を循環させるよう冷媒循環手段を制御するので、例えば内燃機関の暖機完了後の市街地等の通常走行時においては、冷却装置の冷却能力の余剰を利用してＥＧＲ装置により再循環される排気を冷却することができる。これに加えて、内燃機関に吸入される再循環される排気を含む吸入空気が第２の冷却部によってさらに冷却される。このため、通常走行時においては、冷却能力の余剰を利用することにより内燃機関の燃焼室内の温度上昇を抑制することができ、燃焼室内の温度上昇に起因したノッキングの発生を防止することができる。
【００１９】
一方、ＥＧＲ停止判定手段によりＥＧＲ装置による排気の還流が停止したと判定された後においては、制御手段が冷媒の循環を停止させるよう冷媒循環手段を制御するので、例えば内燃機関に掛かる負荷が通常走行時に比べて増加する登坂走行時のような場合にあっては、本来必要とされる内燃機関の冷却を吸入空気の冷却に優先して行うことができる。また、ＥＧＲ装置による排気の還流が停止した後、所定時間経過したときに、第２の冷却部における冷媒の循環の停止が行われるので、ＥＧＲ冷却部の過熱を抑制することができる。
【００２０】
本発明に係る冷却装置は、上記目的達成のため、（３）内燃機関および回転電機を含み、前記内燃機関および前記回転電機の少なくとも一方を走行源とするハイブリット車両に適用される冷却装置であって、冷媒と外気との間で熱交換を行う熱交換器と、前記内燃機関を冷却するよう前記熱交換器から排出された前記冷媒を循環させる第１の循環流路が形成された第１の冷却部と、前記第１の循環流路から分岐するとともに、前記内燃機関から排出された排気の一部を前記内燃機関の吸気通路に還流させるＥＧＲ装置により還流させられる前記排気を冷却するよう前記冷媒を循環させる第３の循環流路が形成された第３の冷却部と、前記第３の循環流路上に設けられ、前記冷媒を強制的に循環させる冷媒循環手段と、前記内燃機関を冷却後の前記冷媒の温度を検出する第２の冷媒温度検出手段と、前記ＥＧＲ装置による前記排気の還流が停止したか否かを判定するＥＧＲ停止判定手段と、前記第２の冷媒温度検出手段が検出した前記冷媒の温度が予め定められた第３の閾値を超えたときに、前記冷媒を循環させるよう冷媒循環手段を制御する一方、前記ＥＧＲ停止判定手段により前記ＥＧＲ装置による前記排気の還流が停止したと判定され、かつ前記ＥＧＲ装置による前記排気の還流が停止した後、所定時間経過したときに、前記冷媒の循環を停止させるよう前記冷媒循環手段を制御する制御手段と、を備えたもので構成される。
【００２１】
この構成により、第２の冷媒温度検出手段が検出した冷媒の温度が予め定められた第３の閾値を超えたときに、制御手段が冷媒を循環させるよう冷媒循環手段を制御するので、例えば内燃機関の暖機完了後の市街地等の通常走行時においては、冷却装置の冷却能力の余剰を利用してＥＧＲ装置により再循環される排気を冷却することができる。これにより、再循環される排気を含む内燃機関に吸入される吸入空気が冷却される。このため、通常走行時においては、冷却能力の余剰を利用することにより内燃機関の燃焼室内の温度上昇を抑制することができ、燃焼室内の温度上昇に起因したノッキングの発生を防止することができる。
【００２２】
一方、ＥＧＲ停止判定手段によりＥＧＲ装置による排気の還流が停止したと判定された後においては、制御手段が冷媒の循環を停止させるようＥＧＲ冷媒循環手段を制御するので、例えば内燃機関に掛かる負荷が通常走行時に比べて増加する登坂走行時のような場合にあっては、本来必要とされる内燃機関の冷却を吸入空気の冷却に優先して行うことができる。また、ＥＧＲ装置による排気の還流が停止した後、所定時間経過したときに、第３の冷却部における冷媒の循環の停止が行われるので、第３の冷却部の過熱を抑制することができる。
なお、第３の閾値としては、例えば内燃機関から排出される排気の一部を内燃機関の吸気通路に還流させても内燃機関が安定した燃焼を行うことができるまで暖機されたときの冷媒の温度に設定される。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、内燃機関の冷却効果を損なうことなく、冷却能力の余剰を利用して通常走行時等における内燃機関の燃焼室内の温度上昇に起因したノッキングの発生を効率的に防止することができる冷却装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るエンジン用冷却装置が適用されるハイブリッド車両の概略を示す概略構成図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るエンジン用冷却装置の概略を示す概略構成図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係るエンジン用冷却装置における吸気水冷スペーサの構成を説明する斜視図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係るエンジン用冷却装置における吸気水冷スペーサの構成を説明するエンジンの部分断面図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係るエンジン用冷却装置における吸気水冷スペーサの構成を説明する図であり、（ａ）は、吸気水冷スペーサの正面図、（ｂ）は、吸気水冷スペーサの拡大側面図である。
【図６】Ａモードでの水温暖機性を示すグラフである。
【図７】Ｂモードでの水温暖機性を示すグラフである。
【図８】本発明の第１の実施の形態に係るエンジン用冷却装置において実行される吸気冷却制御を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係るエンジン用冷却装置におけるＥＧＲ装置の概略を示す概略構成図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態に係るエンジン用冷却装置の概略を示す概略構成図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態に係るエンジン用冷却装置において実行される吸気冷却制御を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の第３の実施の形態に係るエンジン用冷却装置の概略を示す概略構成図である。
【図１３】本発明の第３の実施の形態に係るエンジン用冷却装置において実行されるＥＧＲ冷却制御を示すフローチャートである。
【図１４】ハイブリッドシステムを採用する車両に適用されるエンジン動作線を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００２６】
（第１の実施の形態）
図１を参照して、本発明の第１の実施の形態に係るエンジン用冷却装置４０が適用されるハイブリッド車両１について、説明する。
【００２７】
図１に示すように、ハイブリッド車両１は、内燃機関としてのエンジン２と、回転電機としてのモータジェネレータＭＧ１およびモータジェネレータＭＧ２と、動力分割装置４と、デファレンシャルギア５と、ギア６およびギア７と、バッテリＢと、昇圧ユニット８と、インバータ９と、制御部１０と、前輪１２Ｒ、１２Ｌと、後輪１３Ｒ、１３Ｌと、電気機器用ラジエータ１５、エンジン用ラジエータ１６を含む冷却装置２０と、を含んで構成されている。
【００２８】
エンジン２は、図示しない複数の気筒を有しており、実圧縮比に比べて膨張比を高くして熱効率を高めた、いわゆるアトキンソンサイクルが採用されている。また、エンジン２は、図示しないシリンダヘッドおよびシリンダブロックを備えており、これらシリンダヘッドおよびシリンダブロック内には、図示しないウォータジャケットが形成されており、後述する冷却水が循環されるようになっている。
【００２９】
モータジェネレータＭＧ１は、動力分割装置４を介してエンジン２と連結され、主としてエンジン２によって駆動されることにより発電機として機能するとともに、エンジン２の始動時にはスタータモータとして機能するようになっている。また、モータジェネレータＭＧ１で発電された電力は、インバータ９および昇圧ユニット８を介してバッテリＢに蓄えられたり、モータジェネレータＭＧ２の駆動に利用されるようになっている。
【００３０】
モータジェネレータＭＧ２は、そのモータ回転軸が動力分割装置４に連結され、エンジン２を補助してデファレンシャルギア５を介して前輪１２Ｒ、１２Ｌを駆動するようになっている。また、モータジェネレータＭＧ２は、ハイブリッド車両１の制動時には、前輪１２Ｒ、１２Ｌの回転エネルギを電気エネルギに変換することにより、発電機として機能して回生発電するようになっている。得られた電気エネルギは、インバータ９および昇圧ユニット８を介してバッテリＢに蓄えられるようになっている。
【００３１】
動力分割装置４は、遊星歯車装置で構成されており、エンジン２とモータジェネレータＭＧ２との間に配置されている。この動力分割装置４は、エンジン２とモータジェネレータＭＧ１とモータジェネレータＭＧ２との間で動力の分割を行うようになっている。したがって、動力分割装置４は、エンジン２を最も効率の良い領域で動作させつつ、モータジェネレータＭＧ１の発電量を制御してモータジェネレータＭＧ２を駆動させることにより車速の制御を行い、全体としてエネルギ効率の良いハイブリッド車両１を実現させるようになっている。
【００３２】
また、動力分割装置４を介して伝達される走行源としてのエンジン２やモータジェネレータＭＧ２の動力は、ギア６およびギア７を介してデファレンシャルギア５に伝達され、このデファレンシャルギア５から前輪１２Ｒ、１２Ｌに伝達されるようになっている。
【００３３】
バッテリＢは、例えばニッケル水素またはリチウムイオンなどの二次電池から構成され、直流電源として機能するようになっている。また、バッテリＢは、直流電力を昇圧ユニット８に供給するとともに、昇圧ユニット８から供給される直流電力によって充電されるようになっている。さらに、バッテリＢは、直列に接続された複数の電池ユニットＢ０〜Ｂｎを含んで構成されており、高電圧が確保されるようになっている。
【００３４】
昇圧ユニット８は、バッテリＢとインバータ９とに接続され、バッテリＢから受ける直流電圧を昇圧し、昇圧された直流電圧をインバータ９に供給するようになっている。また、昇圧ユニット８は、インバータ９から供給される直流電圧をバッテリＢの充電に適切な電圧に変換してバッテリＢに供給するようになっている。これによりバッテリＢが充電される。
また、昇圧ユニット８とバッテリＢとの間には、システムメインリレー８ａ、８ｂが設けられており、車両の非運転時には高電圧の供給が遮断されるようになっている。
【００３５】
インバータ９は、モータジェネレータＭＧ１およびモータジェネレータＭＧ２と昇圧ユニット８とに接続され、交流電力と直流電力との変換を行うようになっている。例えば、エンジン２の始動時には昇圧ユニット８から供給される直流電圧を交流電圧に変換して、モータジェネレータＭＧ１を駆動制御するようになっている。一方、エンジン２の始動後にあっては、インバータ９は、モータジェネレータＭＧ１が発電した交流電力を直流電力に変換して昇圧ユニット８に供給するようになっている。
また、インバータ９は、モータジェネレータＭＧ２を駆動制御するようになっている。
【００３６】
制御部１０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、入出力インターフェース等を備えるマイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵは、ＲＡＭの一時記憶機能を利用するとともにＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行うようになっている。この信号処理により、制御部１０は、運転者の指示およびハイブリッド車両１に設けられた各種センサからの出力に応じて、エンジン２、インバータ９、昇圧ユニット８、システムメインリレー８ａ、８ｂおよび冷却装置２０の制御を行うようになっている。したがって、この制御部１０は、ハイブリッド車両１を構成するとともに、冷却装置２０をも構成している。
【００３７】
また、制御部１０には、上述の各種センサとして、例えばアクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサや車速センサが接続され、この制御部１０は、アクセルペダルポジションセンサから入力されるアクセル開度Ａｃｃと車速センサからの入力信号に基づき検出される車速Ｖとに基づいて要求トルクを計算し、この要求トルクに応じた動力が出力されるようエンジン２とモータジェネレータＭＧ１およびモータジェネレータＭＧ２とを制御するようになっている。
【００３８】
また、制御部１０には、図示しない点火装置や燃料噴射装置が接続されており、これら点火装置や燃料噴射装置の状態を把握することにより、エンジン２が始動されているか、あるいはエンジン２が停止されているかを判定するようになっている。この他、制御部１０は、例えばエンジン回転数に基づいてエンジン２が始動されているか、あるいはエンジン２が停止されているかを判定するようにしても良い。
また、制御部１０は、エンジン２内のウォータジャケットを通過した冷却水の温度に応じて、後述するエンジン２の暖機を実行するようになっている。
【００３９】
冷却装置２０は、電気機器用ラジエータ１５を含む電気機器用冷却装置３０と、エンジン用ラジエータ１６を含むエンジン用冷却装置４０とから構成されている。
【００４０】
電気機器用冷却装置３０は、エンジン用冷却装置４０とは別個独立に設けられ、電気機器用ラジエータ１５および図示しない電気機器用ウォータポンプや電気機器用ウォータポンプを駆動する電動モータ等から構成されている。このように構成された電気機器用冷却装置３０は、電気機器用ラジエータ１５と、電気機器としてのインバータ９、モータジェネレータＭＧ１およびモータジェネレータＭＧ２との間で、電気機器用ウォータポンプにより冷却水通路３０ａを介して冷媒としての冷却水が循環されるようになっている。すなわち、電気機器用冷却装置３０は、冷却水通路３０ａを循環する冷却水がインバータ９、モータジェネレータＭＧ１およびモータジェネレータＭＧ２が発生する熱を奪い、電気機器用ラジエータ１５で外気へ放熱させることにより、上述のインバータ９、モータジェネレータＭＧ１およびモータジェネレータＭＧ２がそれぞれ冷却されるようになっている。
【００４１】
電気機器用冷却装置３０は、上述のインバータ９、モータジェネレータＭＧ１およびモータジェネレータＭＧ２の他に、電気機器として、例えば昇圧ユニット８、制御部１０やバッテリＢを冷却するようにしても良い。
【００４２】
エンジン用冷却装置４０は、電気機器用冷却装置３０とは別個独立に設けられ、エンジン用ラジエータ１６および後述するエンジン用ウォータポンプ等から構成されている。このように構成されたエンジン用冷却装置４０は、エンジン用ラジエータ１６とエンジン２との間で、エンジン用ウォータポンプにより冷却水通路４０ａを介してエンジン用ラジエータ１６から排出された冷媒としての冷却水が循環されるようになっている。すなわち、エンジン用冷却装置４０は、冷却水通路４０ａを循環する冷却水がエンジン２が発生する熱を奪い、エンジン用ラジエータ１６で外気へ放熱させることにより、上述のエンジン２が冷却されるようになっている。したがって、本実施の形態に係るエンジン用冷却装置４０は、本発明に係る冷却装置を構成している。
【００４３】
次に、図２を参照して、本発明の第１の実施の形態に係るエンジン用冷却装置４０について、詳細に説明する。
図２に示すように、エンジン用冷却装置４０は、エンジン冷却部５０と、吸気冷却部６０と、エンジン冷却部５０と吸気冷却部６０とで共用されるエンジン用ラジエータ１６と、ラジエータ出口水温センサ６４と、エンジン出口水温センサ６５と、制御部１０と、を含んで構成されている。本実施の形態に係るエンジン用冷却装置４０のエンジン冷却部５０は、本発明に係る冷却装置における第１の冷却部を構成し、吸気冷却部６０は、第２の冷却部を構成し、エンジン用ラジエータ１６は、熱交換器を構成し、ラジエータ出口水温センサ６４は、第１の冷媒温度検出手段を構成し、エンジン出口水温センサ６５は、第２の冷媒温度検出手段を構成し、制御部１０は、制御手段を構成している。
【００４４】
エンジン冷却部５０は、サーモスタット５１と、エンジン用ウォータポンプ５２と、ヒータコア５３と、を含んで構成されており、サーモスタット５１、エンジン用ウォータポンプ５２およびヒータコア５３とエンジン用ラジエータ１６との間で、冷却水通路４０ａ（図１参照）の一部を構成する後述のエンジン用冷却水通路５４、バイパス通路５６およびヒータコア用冷却水通路５８を介して、冷却水が循環されるようになっている。
ここで、エンジン用冷却水通路５４は、エンジン用ラジエータ１６のラジエータ出口部１６ａからサーモスタット５１に流動する冷却水が流通される流路５４ａと、サーモスタット５１からエンジン用ウォータポンプ５２を介してエンジン２を構成する図示しないシリンダブロックやシリンダヘッド内に形成されたウォータジャケット内を通ってエンジン出口部２ａに流動する冷却水が流通する流路５４ｂと、エンジン出口部２ａからエンジン用ラジエータ１６のラジエータ入口部１６ｂに流動する冷却水が流通する流路５４ｃとから構成されている。また、バイパス通路５６は、エンジン出口部２ａの流路５４ｃから分岐してエンジン２内を流動してきた冷却水をサーモスタット５１に流通させるようになっている。また、ヒータコア用冷却水通路５８は、エンジン出口部２ａからヒータコア５３に流動する冷却水が流通する流路５８ａと、ヒータコア５３からサーモスタット５１に流動する冷却水が流通する流路５８ｂとから構成されている。本実施の形態に係るエンジン用冷却装置４０のエンジン用冷却水通路５４は、本発明に係る冷却装置の第１の循環流路を構成している。
【００４５】
サーモスタット５１は、エンジン用ラジエータ１６とエンジン用ウォータポンプ５２との間のエンジン用冷却水通路５４に設けられ、内部に冷却水の温度に応じて開閉する弁体が設けられている。そして、サーモスタット５１は、冷却水の温度が所定値以下のとき、すなわちエンジン２の暖機時には、弁体が閉弁されて流路５４ａと流路５４ｂとの連通を遮断するとともに、バイパス通路５６と流路５４ｂとを連通させるようになっている。したがって、エンジン２の暖機時は、エンジン用冷却水通路５４を循環していた冷却水がエンジン用ラジエータ１６を循環することなくバイパス通路５６を介して、再度エンジン２に向けて循環されるようになっている。このため、エンジン２内の冷却水の温度を速やかに上昇させることができ、エンジン２の暖機を促進することができる。
【００４６】
一方、サーモスタット５１は、冷却水の温度が所定値を超えたとき、すなわちエンジン２の暖機完了後は、弁体が開弁されて流路５４ａと流路５４ｂとを連通させるようになっている。このため冷却水の温度が適正な値まで上昇した場合には、バイパス通路５６内を循環していた冷却水がエンジン用冷却水通路５４を介してエンジン用ラジエータ１６を循環するようになり、エンジン２内を循環することにより高温となった冷却水の熱がエンジン用ラジエータ１６から外気中に放熱されるようになっている。
したがって、エンジン冷却部５０は、エンジン用冷却水通路５４を介して循環される冷却水がエンジン２を構成する図示しないシリンダブロックやシリンダヘッド内に形成されたウォータジャケット内を流通する際に、エンジン２で発生する熱を奪い、エンジン用ラジエータ１６において外気との間で熱交換を行うことにより、エンジン２の冷却を行うようになっている。
【００４７】
ここで、サーモスタット５１は、冷却水の温度に応じて機械的に開弁または閉弁可能な構成としたが、これに限らず、例えば制御部と電気的に接続された制御弁を内部に有し、制御部からの信号に応じて開弁または閉弁可能な構成としてもよい。
【００４８】
エンジン用ウォータポンプ５２は、例えば駆動ベルトを介してエンジン２の図示しないクランクシャフトに連結され、エンジン２のクランクシャフトの回転に応じて駆動するようになっている。エンジン用ウォータポンプ５２は、エンジン２とは別の駆動源、例えば電動モータ等によって駆動されるようにしても良い。
【００４９】
ヒータコア５３は、エンジン出口部２ａの流路５４ｃとサーモスタット５１との間のヒータコア用冷却水通路５８上に設けられ、エンジン出口部２ａのエンジン用冷却水通路５４から分岐して設けられた流路５８ａを介して、エンジン２内で高温となった冷却水が導入されるようになっている。ヒータコア５３に導入された高温の冷却水は、ハイブリッド車両１の室内の暖房に用いられるようになっている。
【００５０】
吸気冷却部６０は、上述のエンジン冷却部５０と独立して設けられ、電動ウォータポンプ６１と、吸気水冷スペーサ６２と、を含んで構成されている。そして、吸気冷却部６０は、電動ウォータポンプ６１および吸気水冷スペーサ６２とエンジン用ラジエータ１６との間で冷却水通路４０ａ（図１参照）の一部を構成する吸気用冷却水通路６６を介して、冷却水が循環されるようになっている。すなわち、吸気冷却部６０は、吸気用冷却水通路６６を介して循環される冷却水が吸気水冷スペーサ６２内を流通する際に、エンジン２の燃焼室内に導入される吸入空気の冷却を行うようになっている。
ここで、吸気用冷却水通路６６は、エンジン用冷却水通路５４の流路５４ａから分岐するとともに、ラジエータ出口部１６ａから電動ウォータポンプ６１に流動する冷却水が流通する流路６６ａと、電動ウォータポンプ６１から吸気水冷スペーサ６２に流動する冷却水が流通する流路６６ｂと、吸気水冷スペーサ６２からラジエータ入口部１６ｂに流動する冷却水が流通する流路６６ｃとから構成されている。本実施の形態に係るエンジン用冷却装置４０の吸気用冷却水通路６６は、本発明に係る冷却装置の第２の循環流路を構成している。
【００５１】
電動ウォータポンプ６１は、ラジエータ出口部１６ａと吸気水冷スペーサ６２との間の吸気用冷却水通路６６に設けられ、駆動モータ６１ａを有している。そして、電動ウォータポンプ６１は、駆動モータ６１ａの駆動が制御部１０によって制御されることにより、冷却水の循環、および循環の停止のいずれかを行うようになっている。したがって、本実施の形態に係るエンジン用冷却装置４０の電動ウォータポンプ６１は、本発明に係る冷媒循環手段を構成している。
【００５２】
吸気水冷スペーサ６２は、電動ウォータポンプ６１とラジエータ入口部１６ｂとの間の吸気用冷却水通路６６に設けられ、電動ウォータポンプ６１によってエンジン用ラジエータ１６から流路６６ａおよび流路６６ｂを介して冷却水が流通されるようになっている。したがって、吸気水冷スペーサ６２は、後述する吸気ポート内を通ってエンジン２に導入される吸入空気を流通される冷却水によって冷却するようになっている。
【００５３】
具体的には、図３および図４に示すように、吸気水冷スペーサ６２は、吸気ポート２ｂが形成されたエンジン２のシリンダヘッド２ｃとインテークマニホールド７１との間に、複数のボルト７２および複数のナット７３によって装着されるようになっている。
【００５４】
また、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、吸気水冷スペーサ６２には、インテークマニホールド７１の複数の吸気通路７１ａ（図４参照）に対応して、吸入空気を流通させる複数の吸気通路６２ａが形成されている。また、吸気水冷スペーサ６２の内部には、吸気水冷スペーサ６２の内部が中空状となるような冷却水流路６２ｂが形成されており、冷却水流路６２ｂは、冷却水入口６２ｃおよび冷却水出口６２ｄを介して、吸気用冷却水通路６６の流路６６ｂおよび流路６６ｃ（図２参照）のそれぞれと連通している。したがって、吸気用冷却水通路６６を循環する冷却水が冷却水流路６２ｂを介して吸気水冷スペーサ６２内を流通し、エンジン２に導入される吸入空気を冷却するようになっている。そして、吸入空気を冷却した後の冷却水の熱は、流路６６ｃを介してエンジン用ラジエータ１６に導入されて、エンジン用ラジエータ１６から外気中に放熱されるようになっている。
【００５５】
図２に示すように、ラジエータ出口水温センサ６４は、ラジエータ出口部１６ａの近傍に設けられ、エンジン用ラジエータ１６から吸気用冷却水通路６６の流路６６ａおよび流路６６ｂを介して電動ウォータポンプ６１および吸気水冷スペーサ６２に流通する冷却水、すなわちエンジン用ラジエータ１６で外気中に放熱された後、ラジエータ出口部１６ａから排出される冷却水の温度（以下、単にラジエータ水温Ｔｒという）を検出するようになっている。また、ラジエータ出口水温センサ６４は、検出したラジエータ水温Ｔｒに応じた信号を制御部１０に出力するようになっている。
【００５６】
エンジン出口水温センサ６５は、図示を省略しているがエンジン出口部２ａの流路５４ｃに設けられ、エンジン２のウォータジャケットを流通した後の冷却水、すなわちエンジン２の熱を奪った後の冷却水の水温（以下、単にエンジン水温Ｔｅという）を検出するようになっている。また、エンジン出口水温センサ６５は、検出したエンジン水温Ｔｅに応じた信号を制御部１０に出力するようになっている。本実施の形態においては、エンジン出口水温センサ６５は、エンジン出口部２ａの流路５４ｃに設けられている構成としたが、これに限らず、例えばエンジン出口部２ａの流路５４ｂに設けるようにしても良い。
【００５７】
制御部１０には、電動ウォータポンプ６１を駆動する駆動モータ６１ａ、ラジエータ出口水温センサ６４およびエンジン出口水温センサ６５が接続され、ラジエータ出口水温センサ６４およびエンジン出口水温センサ６５の各センサからラジエータ水温Ｔｒおよびエンジン水温Ｔｅに応じた信号が入力されることにより、ラジエータ水温Ｔｒおよびエンジン水温Ｔｅが検出されるようになっている。また、制御部１０には、図示しない排気浄化装置の温度センサが接続され、この温度センサから触媒温度に応じた信号が入力されるようになっている。
【００５８】
制御部１０は、エンジン出口水温センサ６５により検出されたエンジン水温Ｔｅに基づき、エンジン２の暖機、特に吸気ポート２ｂの暖機が必要か否かを判定するようになっている。例えば、エンジン２の吸気ポート２ｂの推定壁温（℃）が所定温度（℃）に達しているか否かを、上述のエンジン水温Ｔｅ（℃）によって判定するようになっている。そして、制御部１０は、エンジン水温Ｔｅによって推定されるエンジン２の吸気ポート２ｂの推定壁温が所定温度に達していないと判定した場合、エンジン２の暖機を実行するようになっている。ここで、上述のエンジン２の暖機は、例えば燃焼温度を高めるべく、燃料噴射装置による燃料噴射量を増加させる等の制御を実行することにより行われる。
【００５９】
また、制御部１０は、エンジン水温Ｔｅに基づき、エンジン２の暖機、特に吸気ポート２ｂの暖機が完了したか否かを判定するようになっている。すなわち、制御部１０は、エンジン２の吸気ポート２ｂの推定壁温が所定温度に達しているか否かを、上述のエンジン水温Ｔｅによって判定し、エンジン水温Ｔｅによって推定されるエンジン２の吸気ポート２ｂの推定壁温が所定温度に達したと判定した場合には、エンジン２の暖機が完了したものと判定するようになっている。
【００６０】
また、制御部１０は、上述のエンジン２の暖機が完了したか否かを判定するとともに、図示しない排気浄化装置の触媒の暖機が必要か否か、および触媒の暖機が完了したか否かを判定するようになっている。例えば、制御部１０は、触媒の温度が予め実験的に求められて記憶された活性温度以上であるか、またはエンジン２の始動後、触媒温度が活性温度に達していると推定できる所定時間を経過したか否かによって、触媒の暖機が必要か否か、および触媒の暖機が完了したか否かを判定するようになっている。この他、例えば、エンジン水温Ｔｅに基づき、触媒の暖機が必要か否か、および触媒の暖機が完了したか否かを判定するようにしても良い。
【００６１】
上述の触媒の暖機は、例えばエンジン２の始動後に、エンジン２に対して、点火時期を通常の点火時期より遅角する制御、いわゆる点火遅角制御を実行することにより行われる。すなわち、点火時期を遅角させることにより、燃焼時期を遅らせ、排気行程中にも燃焼させて、排気浄化装置内の触媒の温度上昇を促進させることができる。触媒の暖機は、上述の点火遅角制御に限らず、例えば、燃料噴射装置による燃料噴射量を増加させて燃焼温度を高めて排気浄化装置内の触媒の温度上昇を促進させるようにしても良い。
【００６２】
また、制御部１０は、ラジエータ出口水温センサ６４により検出されたラジエータ水温Ｔｒ（℃）が予め実験的に求められて記憶されたラジエータ水温Ｔｒｔｈ（℃）を超えたか否かを判定するようになっている。上述のラジエータ水温Ｔｒｔｈは、エンジン２の暖機が完了し、エンジン２の温度上昇に伴いノッキングが発生し得る状態と判定できるラジエータ水温、例えば、８０℃に設定される。
【００６３】
また、制御部１０は、ラジエータ水温Ｔｒが上述のラジエータ水温Ｔｒｔｈを超えたと判定した場合には、駆動モータ６１ａを制御することにより電動ウォータポンプ６１を駆動させて、吸気冷却部６０内において冷却水を循環させるようになっている。
【００６４】
また、制御部１０は、エンジン出口水温センサ６５により検出されたエンジン水温Ｔｅ（℃）が予め実験的に求められて記憶されたエンジン水温Ｔｅｔｈ１（℃）以上となったか否かを判定するようになっている。上述のエンジン水温Ｔｅｔｈ１は、前述のラジエータ水温Ｔｒｔｈよりも高い値であって、例えば登坂走行時等のように走行状態によりエンジン２の冷却を優先させる必要のあるエンジン水温、例えば、１００℃に設定される。
【００６５】
また、制御部１０は、エンジン水温Ｔｅが上述のエンジン水温Ｔｅｔｈ１以上となったと判定した場合には、駆動モータ６１ａの駆動を停止するよう制御して電動ウォータポンプ６１を停止させることにより、吸気冷却部６０内における冷却水の循環を停止するようになっている。
【００６６】
ここで、上述のラジエータ水温Ｔｒｔｈの８０℃およびエンジン水温Ｔｅｔｈ１の１００℃は、例示であって、ハイブリッド車両１やエンジン２の仕様に応じて、適宜最適なラジエータ水温Ｔｒｔｈおよびエンジン水温Ｔｅｔｈが設定される。
【００６７】
本実施の形態に係るエンジン用冷却装置４０における上述のラジエータ水温Ｔｒｔｈは、本発明に係る冷却装置における第１の閾値に対応しており、上述のエンジン水温Ｔｅｔｈ１は、本発明に係る冷却装置における第２の閾値に対応している。
【００６８】
制御部１０は、上述の構成に限らず、例えばエンジン２に関する制御を行うエンジン制御部と、これとは別個に設けられ、冷却装置２０に関する制御を行う冷却制御部とから構成されるものであっても良く、この場合エンジン制御部と冷却制御部とは双方向通信可能に接続されるものである。
【００６９】
次に、図６〜図８を参照して、本発明の第１の実施の形態に係るエンジン用冷却装置４０の動作について、説明する。
このエンジン用冷却装置４０は、前述のようにエンジン冷却部５０および吸気冷却部６０を有しており、エンジン用ラジエータ１６の冷却能力に余剰がある場合に、吸気冷却部６０が動作するようになっている。
【００７０】
先ず、図６および図７を参照して、本実施の形態に係るエンジン用冷却装置４０における冷却能力の余剰について、説明する。
ここで、図６は、車速Ｖ（ｋｍ／ｈ）、エンジン水温Ｔｅ（℃）およびエンジン回転数Ｎｅ（ｒｐｍ）を縦軸とし、時間（ｓｅｃ）を横軸とするＡモードでの暖機完了までのエンジン水温の推移の特性を表す水温暖機性を示すグラフである。このＡモードは、車両が実際に市街地を走行する際の走行状態を想定した車両の走行モードである。また、図６に示される一点鎖線Ｇおよび二点鎖線Ｄは、それぞれハイブリッドシステムを採用しない従来のガソリン車およびディーゼル車のＡモードにおける各エンジン水温（℃）を示している。また、太破線ＴｅＡ０および太実線ＴｅＡ１は、いずれもハイブリッドシステムを採用したハイブリッド車両のＡモードにおける時間（ｓｅｃ）と各エンジン水温（℃）との関係を示しており、特に太実線ＴｅＡ１は、本実施の形態に係るハイブリッド車両１のＡモードにおける時間（ｓｅｃ）とエンジン水温Ｔｅ（℃）との関係を示している。
また、細破線ＶｈＡは、本実施の形態に係るハイブリッド車両１のＡモードにおける時間（ｓｅｃ）と車速（ｋｍ／ｈ）との関係を示し、細実線ＨｅＡは、本実施の形態に係るハイブリッド車両１のＡモードにおける時間（ｓｅｃ）とエンジン回転数Ｎｅ（ｒｐｍ）との関係を示している。
【００７１】
また、図７は、車速（ｋｍ／ｈ）、エンジン水温（℃）およびエンジン回転数Ｎｅ（ｒｐｍ）を縦軸とし、時間（ｓｅｃ）を横軸とするＢモードでの暖機完了後のエンジン水温の推移を表す水温暖機性を示すグラフである。このＢモードは、車両が実際に市街地を走行する際の走行状態を想定した車両の走行モードである。
ここで、図７に示される太実線ＴｅＢは、本実施の形態に係るハイブリッド車両１のＢモードにおける時間（ｓｅｃ）とエンジン水温Ｔｅ（℃）との関係を示している。また、破線ＶｈＢは、本実施の形態に係るハイブリッド車両１のＢモードにおける時間（ｓｅｃ）と車速（ｋｍ／ｈ）との関係を示し、細実線ＨｅＢは、本実施の形態に係るハイブリッド車両１のＢモードにおける時間（ｓｅｃ）とエンジン回転数Ｎｅ（ｒｐｍ）との関係を示している。
【００７２】
図６に示すように、本実施の形態に係るハイブリッド車両１を含むハイブリッド車両にあっては、エンジンの暖機が完了しサーモスタットが開弁されてラジエータによる冷却能力を利用してエンジンを冷却し始めるエンジン水温、例えば、８２℃までエンジン水温が上昇するまでの時間が、一般的なガソリン車およびディーゼル車に比べて長くなっている。これは、ハイブリッド車両においては、本実施の形態に係るハイブリッド車両１に搭載されるエンジン２のように、アトキンソンサイクルを採用することによりエンジンにおける熱効率が高められているためである。
【００７３】
また、図７に示すように、本実施の形態に係るハイブリッド車両１に搭載されるエンジン２の暖機完了後のエンジン水温Ｔｅは、８５℃程度であって、ガソリン車等の一般車両の暖機完了後のエンジン水温、例えば９０〜９５℃と比べて、低いエンジン水温となっている。このように、ハイブリッド車両１は、一般車両に比べてエンジン２が冷却水によって効率良く冷却されることを示している。
上述の各モードにおけるエンジン水温Ｔｅは、車両やエンジンの仕様に応じて適宜設定される。
【００７４】
一方、本実施の形態に係るハイブリッド車両１のエンジン用ラジエータ１６（図１参照）の冷却能力は、例えば登坂走行時や超高速走行時等におけるエンジン２の冷却を十分に確保できる冷却能力に予め設定されるようになっている。ここでいう冷却能力は、放熱性能を表し、放熱量ｋＷで示される。また、エンジン用ラジエータ１６の冷却能力は、車両やエンジンの仕様に応じて適宜最適な冷却能力に設定されるが、例えば車速３５ｋｍ／ｈでは２０ｋＷ程度、車速１８０ｋｍ／ｈでは５０ｋＷ程度に設定される。しかしながら、市街地走行等のような通常走行時においては、図７に示されるように時間の経過に対してエンジン水温Ｔｅが比較的低い状態が維持されるため、エンジン２の冷却に必要となるエンジン用ラジエータ１６の冷却能力は、上述の予め設定された冷却能力に比べて非常に小さい冷却能力で足りる。例えば、このような通常走行時におけるエンジン用ラジエータ１６からの放熱量は、数ｋＷ程度である。
したがって、上述の通常走行時においては、エンジン用ラジエータ１６を含むエンジン用冷却装置４０（図２参照）の冷却能力が余剰となっている。
【００７５】
他方、ハイブリッドシステムを採用する一般的なハイブリッド車両のエンジンは、図１４に示すようにエンジントルク（Ｎ・ｍ）の高い高負荷領域で使用されるため、燃焼室内の温度が高くなり、ノッキングの発生し易い状態となるおそれがある。
【００７６】
そこで、本実施の形態においては、上述の通りエンジン用冷却装置４０において、エンジン冷却部５０と独立の冷却系統で構成された吸気冷却部６０を設けて、余剰となった冷却能力を吸気冷却部６０で利用することにより、上述のハイブリッド車両１の通常走行時におけるノッキングの発生を好適に防止することができる。
【００７７】
以下、上述の冷却能力の余剰を利用して通常走行時におけるノッキングの発生を防止するために、ハイブリッド車両１の制御部１０（図１参照）およびエンジン用冷却装置４０において実行される吸気冷却制御について、説明する。
【００７８】
図８に示すフローチャートは、制御部１０のＲＯＭに格納された吸気冷却制御の処理プログラムの実行内容を示すもので、この処理プログラムは、制御内容を実行する単一または複数のプログラムを含んで構成されている。吸気冷却制御の処理プログラムは、所定の時間間隔で制御部１０のＣＰＵによって実行される。
【００７９】
図８に示すように、制御部１０は、点火装置や燃料噴射装置の状態を把握することにより、エンジン２が始動されたか否かを判定する（ステップＳ１０１）。
制御部１０によりエンジン２が始動されたと判定されると（ステップＳ１０１でＹＥＳ）、制御部１０は、暖機が必要か否かを判定する（ステップＳ１０２）。具体的には、制御部１０は、吸気ポート２ｂの暖機などのエンジン２の暖機が必要か否かをエンジン水温Ｔｅに基づき判定するとともに、排気浄化装置の触媒の暖機が必要か否かを触媒温度に基づき判定する。制御部１０は、エンジン２の暖機および触媒の暖機が必要であると判定した場合には（ステップＳ１０２でＹＥＳ）、エンジン２の暖機および触媒の暖機を実行する（ステップＳ１０３）。一方、制御部１０は、エンジン２が始動されていないと判定した場合には（ステップＳ１０１でＮＯ）、再度ステップＳ１０１の処理を繰り返す。
【００８０】
次いで、制御部１０は、ステップＳ１０３で実行されたエンジン２の暖機および触媒の暖機が完了したか否かを判定する（ステップＳ１０４）。具体的には、制御部１０は、エンジン２の吸気ポート２ｂを囲むシリンダヘッド２ｃのエンジン水温Ｔｅから推定される推定壁温が所定温度に達しているか否かを、上述のエンジン水温Ｔｅによって判定することにより、エンジン２の暖機が完了したか否かを判定する。また、制御部１０は、触媒温度が予め実験的に求められて記憶された触媒の活性温度以上であるか、またはエンジン２の始動後、触媒温度が活性温度に達していると推定できる所定時間を経過したか否かによって、触媒の暖機が完了したか否かを判定する。
【００８１】
制御部１０は、エンジン２の暖機および触媒の暖機が完了したと判定した場合には（ステップＳ１０４でＹＥＳ）、ステップＳ１０５に処理を移行する。制御部１０は、エンジン２の暖機および触媒の暖機が完了していないと判定した場合には（ステップＳ１０４でＮＯ）、エンジン２の暖機および触媒の暖機が完了したと判定されるまでステップＳ１０４の処理を繰り返す。
【００８２】
一方、制御部１０は、ステップＳ１０２において、エンジン２の暖機および触媒の暖機が必要でないと判定した場合には（ステップＳ１０２でＮＯ）、上述のステップＳ１０３およびステップＳ１０４の処理を実行することなくステップＳ１０５に処理を移行する。
次いで、制御部１０は、ラジエータ出口水温センサ６４とともにラジエータ水温Ｔｒを検出する（ステップＳ１０５）。
【００８３】
次に、制御部１０は、ラジエータ出口水温センサ６４により検出されたラジエータ水温Ｔｒがラジエータ水温Ｔｒｔｈを超えたか否かを判定する（ステップＳ１０６）。制御部１０は、ラジエータ出口水温センサ６４により検出されたラジエータ水温Ｔｒがラジエータ水温Ｔｒｔｈを超えていないと判定した場合には（ステップＳ１０６でＮＯ）、ステップＳ１０６に続くステップＳ１０７〜ステップＳ１１０の処理を実行することなくステップＳ１１１に処理を移行する。
【００８４】
一方、制御部１０は、ラジエータ出口水温センサ６４により検出されたラジエータ水温Ｔｒがラジエータ水温Ｔｒｔｈを超えたと判定した場合には（ステップＳ１０６でＹＥＳ）、駆動モータ６１ａを制御することにより電動ウォータポンプ６１を駆動させる（ステップＳ１０７）。したがって、吸気冷却部６０内において冷却水が循環させられる。
次いで、制御部１０は、エンジン出口水温センサ６５とともにエンジン水温Ｔｅを検出する（ステップＳ１０８）。
【００８５】
次に、制御部１０は、エンジン出口水温センサ６５により検出されたエンジン水温Ｔｅがエンジン水温Ｔｅｔｈ１以上となったか否かを判定する（ステップＳ１０９）。制御部１０は、エンジン水温Ｔｅが上述のエンジン水温Ｔｅｔｈ１より低いと判定した場合には（ステップＳ１０９でＮＯ）、ステップＳ１０８に戻り、エンジン水温Ｔｅが上述のエンジン水温Ｔｅｔｈ１以上となったと判定するまでステップＳ１０８およびステップＳ１０９の処理を繰り返す。
【００８６】
一方、制御部１０は、エンジン水温Ｔｅが上述のエンジン水温Ｔｅｔｈ１以上となったと判定した場合には（ステップＳ１０９でＹＥＳ）、駆動モータ６１ａの駆動を停止するよう制御して電動ウォータポンプ６１を停止させることにより、吸気冷却部６０内における冷却水の循環を停止する（ステップＳ１１０）。
【００８７】
次いで、制御部１０は、点火装置や燃料噴射装置の状態を把握することにより、エンジン２が停止されたか否かを判定する（ステップＳ１１１）。制御部１０は、エンジン２が停止していないと判定した場合には（ステップＳ１１１でＮＯ）、ステップＳ１０５に戻り、再度ステップＳ１０５〜ステップＳ１１１の処理を実行する。
一方、制御部１０は、エンジン２が停止したと判定した場合には（ステップＳ１１１でＹＥＳ）、本処理を終了する。
【００８８】
本実施の形態に係るエンジン用冷却装置４０は、前述のように構成されているので、以下のような効果が得られる。
【００８９】
ラジエータ出口水温センサ６４および制御部１０が検出したラジエータ水温Ｔｒがラジエータ水温Ｔｒｔｈを超えたときに、制御部１０が吸気冷却部６０内で冷却水を循環させるよう電動ウォータポンプ６１を制御するので、例えばエンジン２の暖機完了後の市街地等の通常走行時においては、エンジン用冷却装置４０の冷却能力の余剰を利用してエンジン２に吸入される吸入空気を冷却することができる。
【００９０】
このため、通常走行時においては、冷却能力の余剰を利用することによりエンジン２の各気筒の充分な冷却を維持しつつ、エンジン２の燃焼室内の温度上昇を抑制することができ、燃焼室内の温度上昇に起因したノッキングの発生を防止することができる。
【００９１】
一方、エンジン出口水温センサ６５および制御部１０が検出したエンジン水温Ｔｅがラジエータ水温Ｔｒｔｈよりも大きいエンジン水温Ｔｅｔｈ１以上となったときには、制御部１０が吸気冷却部６０内での冷却水の循環を停止させるよう電動ウォータポンプ６１を制御するので、例えばエンジン２に掛かる負荷が通常走行時に比べて増加する登坂走行時のような場合にあっては、本来必要とされるエンジン２の各気筒の冷却を吸入空気の冷却に優先して行うことができる。
【００９２】
本実施の形態に係るエンジン用冷却装置４０が適用されるハイブリッド車両１の駆動形式は、本実施の形態の駆動形式に限られるものではなく、例えば内燃機関が発電用として用いられ、その発電された電力を用いて電動機を駆動することにより車輪を駆動させるいわゆるシリーズ形式の駆動形式や、内燃機関と電動機とにより車輪を駆動させるいわゆるパラレル形式の駆動形式などその他のハイブリッド駆動形式であっても良い。
【００９３】
（第２の実施の形態）
次に、図１および図９〜図１１を参照して本発明の第２の実施の形態に係るエンジン用冷却装置１４０が適用されるハイブリッド車両１００について、説明する。
【００９４】
本発明の第２の実施の形態に係るハイブリッド車両１００のエンジン用冷却装置１４０においては、本発明の第１の実施の形態に係るハイブリッド車両１のエンジン用冷却装置４０に後述するＥＧＲ装置１３０およびＥＧＲクーラ１３５をさらに備えた点で異なっているが、他の構成は同様に構成されている。したがって、同一の構成については、図１から図８に示した第１の実施の形態と同一の符号を用いて説明し、特に相違点についてのみ詳述する。
【００９５】
図１に示すように、ハイブリッド車両１００は、内燃機関としてのエンジン１０２と、回転電機としてのモータジェネレータＭＧ１およびモータジェネレータＭＧ２と、動力分割装置４と、デファレンシャルギア５と、ギア６およびギア７と、バッテリＢと、昇圧ユニット８と、インバータ９と、制御部１１０と、前輪１２Ｒ、１２Ｌと、後輪１３Ｒ、１３Ｌと、電気機器用ラジエータ１５、エンジン用ラジエータ１６を含む冷却装置１２０と、を含んで構成されている。
【００９６】
エンジン１０２は、第１の実施の形態におけるエンジン２の構成に加えて、排気ガス還流装置、いわゆるＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ  Ｇａｓ  Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）装置１３０を含んで構成されている。
【００９７】
図９に示すように、ＥＧＲ装置１３０は、エンジン１０２の燃焼室１０２ｄから排気通路１０３を介して排出される排気の一部をエンジン１０２の吸気通路１０４に還流させるようになっている。また、ＥＧＲ装置１３０は、ＥＧＲ管１３１と、ＥＧＲバルブ１３２と、制御部１１０と、を含んで構成されている。したがって、本実施の形態に係るＥＧＲ装置１３０は、本発明に係る冷却装置におけるＥＧＲ装置を構成し、制御部１１０は、ＥＧＲ停止判定手段を構成している。
【００９８】
ＥＧＲ管１３１には、その内部にＥＧＲ通路１３１ａが形成され、このＥＧＲ通路１３１ａは、排気通路１０３と吸気通路１０４とを連通するようになっており、エンジン１０２から排出される排気の一部をエンジン１０２の吸気通路１０４、すなわち吸気側に再循環させる機能を有している。
【００９９】
ＥＧＲバルブ１３２は、ＥＧＲ通路１３１ａ上に設けられ、制御部１１０からの信号に応じて無段階に開閉されることにより、ＥＧＲ通路１３１ａを還流する排気の流量が調整されるようになっている。
【０１００】
また、ＥＧＲ装置１３０のＥＧＲ管１３１には、後述するＥＧＲクーラ１３５が設けられている。本実施の形態に係るＥＧＲクーラ１３５は、本発明に係る冷却装置におけるＥＧＲ冷却部を構成している。
【０１０１】
制御部１１０は、運転者の指示およびハイブリッド車両１００に設けられた各種センサからの出力に応じて、エンジン１０２、インバータ９、昇圧ユニット８、システムメインリレー８ａ、８ｂ、冷却装置１２０およびＥＧＲ装置１３０の制御を行うようになっている。したがって、この制御部１１０は、ハイブリッド車両１００を構成するとともに、冷却装置１２０およびＥＧＲ装置１３０をも構成している。
【０１０２】
制御部１１０は、エンジン１０２の気筒内に吸入される全吸入空気量（ｇ／ｒｅｖ、ｇは質量、ｒｅｖはクランク角３６０度、すなわちクランクシャフトの１回転を表している。）のうちＥＧＲ装置１３０により再循環された排気（以下、ＥＧＲガスという）の占める割合であるＥＧＲ率（％）を算出するとともに、エンジン１０２の運転状態、例えば要求トルク（Ｎ・ｍ）や車速Ｖ（ｋｍ／ｈ）に応じて目標となる目標ＥＧＲ率（％）を設定するようになっている。ここで、このＥＧＲ率は、気筒に吸入される吸入空気をＧｃｙｌ、ＥＧＲガス量をＧｅｇｒとすれば、ＥＧＲ率＝Ｇｅｇｒ／Ｇｃｙｌで算出される。
【０１０３】
また、制御部１１０は、上述の目標ＥＧＲ率に対応する開度（ｄｅｇ）だけ開弁するようＥＧＲバルブ１３２を制御するようになっている。
【０１０４】
また、制御部１１０は、エンジン水温Ｔｅが予め実験的に求められて記憶されたエンジン水温Ｔｅｔｈ２を超えたか否かを判定するようになっている。ここで、制御部１１０は、エンジン水温Ｔｅがエンジン水温Ｔｅｔｈ２を超えていないときには、排気を吸気側に再循環させると燃焼状態が悪化することから、目標ＥＧＲ率は「０」に設定され、排気の一部をエンジン１０２の吸気通路１０４に還流させないようになっている。一方、制御部１１０は、エンジン水温Ｔｅがエンジン水温Ｔｅｔｈ２を超えたと判定した場合には、排気を吸気側に再循環させても燃焼状態が悪化しないものと判定して、ＥＧＲ装置１３０による排気の還流が可能であると判定するようになっている。また、制御部１１０は、ＥＧＲ装置１３０による排気の還流が開始された後、エンジン水温Ｔｅがエンジン水温Ｔｅｔｈ２以下となったと判定した場合には、ＥＧＲ装置１３０による排気の還流が停止したものと判定するようになっている。
【０１０５】
上述のエンジン水温Ｔｅｔｈ２は、エンジン１０２から排出される排気の一部をエンジン１０２の吸気側に再循環させてもエンジン１０２が安定した燃焼を行うことができるまで暖機されたときのエンジン水温、例えば、７０℃に設定される。
【０１０６】
上述のように構成されたＥＧＲ装置１３０は、エンジン１０２から排出される排気の一部を吸気通路１０４に再循環させることにより、ポンピングロスの発生を抑制して燃費の向上を図っている。さらに、このような排気の再循環によって、新しい混合気と混ぜて酸素割合を減ずることにより、燃焼温度を下げて窒素酸化物（ＮＯｘ）の発生を抑制している。
【０１０７】
冷却装置１２０は、図１に示すように、電気機器用ラジエータ１５を含む電気機器用冷却装置３０と、エンジン用ラジエータ１６およびＥＧＲクーラ１３５を含むエンジン用冷却装置１４０とから構成されている。
【０１０８】
エンジン用冷却装置１４０は、電気機器用冷却装置３０とは別個独立に設けられ、エンジン用ラジエータ１６およびＥＧＲクーラ１３５、エンジン用ウォータポンプ５２等から構成されている。このように構成されたエンジン用冷却装置１４０は、エンジン用ラジエータ１６とエンジン１０２との間で、エンジン用ウォータポンプ５２により冷却水通路１４０ａの一部を構成するエンジン用冷却水通路５４、バイパス通路５６およびヒータコア用冷却水通路５８を介して、エンジン用ラジエータ１６から排出された冷却水が循環されるようになっている。すなわち、エンジン用冷却装置１４０は、冷却水通路１４０ａを循環する冷却水がエンジン１０２が発生する熱を奪い、エンジン用ラジエータ１６で外気へ放熱させることにより、上述のエンジン１０２が冷却されるようになっている。本実施の形態に係るエンジン用冷却装置１４０は、本発明に係る冷却装置を構成している。
【０１０９】
次に、図１０を参照して、本発明の第２の実施の形態に係るエンジン用冷却装置１４０について、詳細に説明する。
図１０に示すように、エンジン用冷却装置１４０は、エンジン冷却部５０と、吸気冷却部１６０と、エンジン冷却部５０と吸気冷却部１６０とで共用されるエンジン用ラジエータ１６と、ラジエータ出口水温センサ６４と、エンジン出口水温センサ６５と、制御部１１０と、を含んで構成されている。本実施の形態に係るエンジン用冷却装置１４０の吸気冷却部１６０は、本発明に係る冷却装置における第２の冷却部を構成し、制御部１１０は、制御手段を構成している。
【０１１０】
吸気冷却部１６０は、上述のエンジン冷却部５０と独立して設けられ、電動ウォータポンプ６１と、吸気水冷スペーサ６２と、ＥＧＲクーラ１３５と、を含んで構成されている。そして、吸気冷却部１６０は、電動ウォータポンプ６１、吸気水冷スペーサ６２およびＥＧＲクーラ１３５とエンジン用ラジエータ１６との間で冷却水通路１４０ａ（図１参照）の一部を構成する吸気用冷却水通路１６６を介して、冷却水が循環されるようになっている。すなわち、吸気冷却部１６０は、吸気用冷却水通路１６６を介して循環される冷却水が吸気水冷スペーサ６２内を流通する際に、エンジン２の燃焼室１０２ｄ内に導入される吸入空気の冷却を行うとともに、ＥＧＲ装置１３０により再循環される排気を冷却するようになっている。
ここで、吸気用冷却水通路１６６は、エンジン用冷却水通路５４ａから分岐するとともに、ラジエータ出口部１６ａから電動ウォータポンプ６１に流動する冷却水が流通する流路１６６ａと、電動ウォータポンプ６１から吸気水冷スペーサ６２に流動する冷却水が流通する流路１６６ｂと、吸気水冷スペーサ６２からＥＧＲクーラ１３５に流動する冷却水が流通する流路１６６ｃと、ＥＧＲクーラ１３５からラジエータ入口部１６ｂに流動する冷却水が流通する流路１６６ｄとから構成されている。本実施の形態に係るエンジン用冷却装置１４０の吸気用冷却水通路１６６は、本発明に係る第２の循環流路を構成している。
【０１１１】
ＥＧＲクーラ１３５は、吸気水冷スペーサ６２とラジエータ入口部１６ｂとの間の吸気用冷却水通路１６６に設けられ、エンジン用ラジエータ１６から電動ウォータポンプ６１および吸気水冷スペーサ６２を介して冷却水が流通されるようになっている。これにより、ＥＧＲクーラ１３５は、流通される冷却水によって吸気通路１０４に向けてＥＧＲ通路１３１ａを還流する排気を冷却するようになっている。ＥＧＲクーラ１３５は、排気を冷却することにより、流通する気体の体積が減少して、より密度の高い排気を吸気通路１０４に還流させることができる。
【０１１２】
また、制御部１１０は、第１の実施の形態と同様に、ラジエータ水温Ｔｒがラジエータ水温Ｔｒｔｈを超えたと判定した場合には、駆動モータ６１ａを制御することにより電動ウォータポンプ６１を駆動させて、吸気冷却部１６０内において冷却水を循環させるようになっている。
また、制御部１１０は、ＥＧＲ装置１３０による排気の還流が停止した後、所定時間ｔ１が経過したか否かを判定するようになっている。
【０１１３】
また、制御部１１０は、ＥＧＲ装置１３０による排気の還流が停止したものと判定され、かつＥＧＲ装置１３０による排気の還流が停止した後、所定時間ｔ１が経過したときに駆動モータ６１ａの駆動を停止するよう制御して電動ウォータポンプ６１を停止させることにより、吸気冷却部１６０内における冷却水の循環を停止するようになっている。上述の所定時間ｔ１は、例えばＥＧＲクーラ１３５およびＥＧＲバルブ１３２の冷却を行うために十分な時間に設定されている。
本実施の形態に係るエンジン用冷却装置１４０における上述の所定時間ｔ１は、本発明に係る冷却装置における所定時間を構成している。
【０１１４】
次に、図１１を参照して、本発明の第２の実施の形態に係るエンジン用冷却装置１４０において実行される吸気冷却制御について、説明する。
【０１１５】
図１１に示すフローチャートは、制御部１１０のＲＯＭに格納された吸気冷却制御の処理プログラムの実行内容を示すもので、この処理プログラムは、制御内容を実行する単一または複数のプログラムを含んで構成されている。吸気冷却制御の処理プログラムは、所定の時間間隔で制御部１１０のＣＰＵによって実行される。
【０１１６】
図１１に示すように、制御部１１０は、点火装置や燃料噴射装置の状態を把握することにより、エンジン１０２が始動されたか否かを判定する（ステップＳ２０１）。
【０１１７】
制御部１１０によりエンジン１０２が始動されたと判定されると（ステップＳ２０１でＹＥＳ）、制御部１１０は、暖機が必要か否かを判定する（ステップＳ２０２）。具体的には、制御部１１０は、吸気ポート１０２ｂの暖機などのエンジン１０２の暖機が必要か否かをエンジン水温Ｔｅに基づき判定するとともに、排気浄化装置の触媒の暖機が必要か否かを触媒温度に基づき判定する。制御部１１０は、エンジン１０２の暖機および触媒の暖機が必要であると判定した場合には（ステップＳ２０２でＹＥＳ）、エンジン１０２の暖機および触媒の暖機を実行する（ステップＳ２０３）。一方、制御部１１０は、エンジン１０２が始動されていないと判定した場合には（ステップＳ２０１でＮＯ）、再度ステップＳ２０１の処理を繰り返す。
【０１１８】
次いで、制御部１１０は、ステップＳ２０３で実行されたエンジン１０２の暖機および触媒の暖機が完了したか否かを判定する（ステップＳ２０４）。具体的には、制御部１１０は、エンジン１０２の吸気ポート１０２ｂ（図４参照）を囲むシリンダヘッド１０２ｄのエンジン水温Ｔｅから推定される推定壁温が所定温度に達しているか否かを、上述のエンジン水温Ｔｅによって判定することにより、エンジン１０２の暖機が完了したか否かを判定する。また、制御部１１０は、触媒温度が触媒の活性温度以上であるか、またはエンジン１０２の始動後、触媒温度が活性温度に達していると推定できる所定時間を経過したか否かによって、触媒の暖機が完了したか否かを判定する。
【０１１９】
制御部１１０は、エンジン１０２の暖機および触媒の暖機が完了したと判定した場合には（ステップＳ２０４でＹＥＳ）、ステップＳ２０５に処理を移行する。制御部１１０は、エンジン１０２の暖機および触媒の暖機が完了していないと判定した場合には（ステップＳ２０４でＮＯ）、エンジン１０２の暖機および触媒の暖機が完了したと判定されるまでステップＳ２０４の処理を繰り返す。
【０１２０】
一方、制御部１１０は、ステップＳ２０２において、エンジン１０２の暖機および触媒の暖機が必要でないと判定した場合には（ステップＳ２０２でＮＯ）、上述のステップＳ２０３およびステップＳ２０４の処理を実行することなくステップＳ２０５に処理を移行する。
【０１２１】
次に、制御部１１０は、ＥＧＲ装置１３０による排気の再循環が可能か否かを判定する（ステップＳ２０５）。具体的には、制御部１１０は、エンジン水温Ｔｅがエンジン水温Ｔｅｔｈ２を超えたか否かを判定することにより、ＥＧＲ装置１３０による排気の再循環が可能か否かを判定する。制御部１１０は、ＥＧＲ装置１３０による排気の再循環が可能でないと判定した場合には（ステップＳ２０５でＮＯ）、排気の再循環が可能と判定されるまでステップＳ２０５の処理を繰り返し実行する。
【０１２２】
一方、制御部１１０は、ＥＧＲ装置１３０による排気の再循環が可能であると判定した場合には（ステップＳ２０５でＹＥＳ）、ラジエータ出口水温センサ６４とともにラジエータ水温Ｔｒを検出する（ステップＳ２０６）。
【０１２３】
次いで、制御部１１０は、ラジエータ出口水温センサ６４により検出されたラジエータ水温Ｔｒがラジエータ水温Ｔｒｔｈを超えたか否かを判定する（ステップＳ２０７）。制御部１１０は、ラジエータ出口水温センサ６４により検出されたラジエータ水温Ｔｒがラジエータ水温Ｔｒｔｈを超えていないと判定した場合には（ステップＳ２０７でＮＯ）、ステップＳ２０７に続くステップＳ２０８〜ステップＳ２１１の処理を実行することなくステップＳ２１２に処理を移行する。
【０１２４】
一方、制御部１１０は、ラジエータ出口水温センサ６４により検出されたラジエータ水温Ｔｒがラジエータ水温Ｔｒｔｈを超えたと判定した場合には（ステップＳ２０７でＹＥＳ）、駆動モータ６１ａを制御することにより電動ウォータポンプ６１を駆動させる（ステップＳ２０８）。したがって、吸気冷却部６０内において冷却水が循環させられる。
【０１２５】
次いで、制御部１１０は、ＥＧＲ装置１３０による排気の再循環が停止したか否かを判定する（ステップＳ２０９）。具体的には、制御部１１０は、エンジン水温Ｔｅがエンジン水温Ｔｅｔｈ２以下となったか否かを判定することにより、ＥＧＲ装置１３０による排気の再循環が停止したか否かを判定する。制御部１１０は、ＥＧＲ装置１３０による排気の再循環が停止していないと判定した場合には（ステップＳ２０９でＮＯ）、排気の再循環が停止されたと判定するまでステップＳ２０９の処理を繰り返し実行する。
【０１２６】
一方、制御部１１０により、ＥＧＲ装置１３０による排気の再循環が停止したと判定された場合には（ステップＳ２０９でＹＥＳ）、制御部１１０は、ＥＧＲ装置１３０による排気の還流が停止した後、所定時間ｔ１が経過したか否かを判定する（ステップＳ２１０）。制御部１１０は、上述の所定時間ｔ１が経過したと判定するまでステップＳ２１０の処理を繰り返し実行する。一方、制御部１１０は、ＥＧＲ装置１１０による排気の還流が停止した後、所定時間ｔ１が経過したと判定した場合には（ステップＳ２１０でＹＥＳ）、駆動モータ６１ａの駆動を停止するよう制御して電動ウォータポンプ６１を停止させることにより、吸気冷却部１６０内における冷却水の循環を停止する（ステップＳ２１１）。
【０１２７】
次いで、制御部１１０は、点火装置や燃料噴射装置の状態を把握することにより、エンジン１０２が停止されたか否かを判定する（ステップＳ２１２）。制御部１１０は、エンジン１０２が停止していないと判定した場合には（ステップＳ２１２でＮＯ）、ステップＳ２０５に戻り、再度ステップＳ２０５〜ステップＳ２１２の処理を実行する。
一方、制御部１１０は、エンジン１０２が停止したと判定した場合には（ステップＳ２１２でＹＥＳ）、本処理を終了する。
【０１２８】
本実施の形態に係るエンジン用冷却装置１４０は、前述のように構成されているので、以下のような効果が得られる。
【０１２９】
ラジエータ出口水温センサ６４および制御部１１０が検出したラジエータ水温Ｔｒがラジエータ水温Ｔｒｔｈを超えたときに、制御部１１０が吸気冷却部１６０内で冷却水を循環させるよう電動ウォータポンプ６１を制御するので、例えばエンジン１０２の暖機完了後の市街地等の通常走行時においては、エンジン用冷却装置１４０の冷却能力の余剰を利用してＥＧＲ装置１３０により再循環される排気を冷却することができる。これに加えて、エンジン１０２に吸入される再循環される排気を含む吸入空気が吸気水冷スペーサ６２によってさらに冷却される。このため、通常走行時においては、冷却能力の余剰を利用することによりエンジン１０２の燃焼室１０２ｄ内の温度上昇を抑制することができ、燃焼室１０２ｄ内の温度上昇に起因したノッキングの発生を防止することができる。
【０１３０】
一方、制御部１１０によりＥＧＲ装置１３０による排気の還流が停止したと判定された後においては、制御部１１０が吸気冷却部１６０内での冷却水の循環を停止させるよう電動ウォータポンプ６１を制御するので、例えばエンジン１０２に掛かる負荷が通常走行時に比べて増加する登坂走行時のような場合にあっては、本来必要とされるエンジン１０２の各気筒の冷却を吸入空気の冷却に優先して行うことができる。また、ＥＧＲ装置１３０による排気の還流が停止した後、所定時間ｔ１が経過したときに、上述の吸気冷却部１６０内での冷却水の循環の停止が行われるので、吸気冷却部１６０の過熱を抑制することができる。
【０１３１】
（第３の実施の形態）
図１および図１２、図１３を参照して本発明の第３の実施の形態に係るエンジン用冷却装置２４０が適用されるハイブリッド車両２００について、説明する。
【０１３２】
本発明の第３の実施の形態に係るハイブリッド車両２００のエンジン用冷却装置２４０においては、本発明の第１の実施の形態に係るハイブリッド車両１のエンジン用冷却装置４０とは吸気水冷スペーサ６２に代わってＥＧＲ装置１３５を備えるとともに、ラジエータ出口水温センサ６４を備えていない点で異なり、本発明の第２の実施の形態に係るハイブリッド車両１００のエンジン用冷却装置１４０とは吸気水冷スペーサ６２およびラジエータ出口水温センサ６４を備えていない点で異なっているが、他の構成は同様に構成されている。したがって、同一の構成については、図１から図１１に示した第１の実施の形態および第２の実施の形態と同一の符号を用いて説明し、特に相違点についてのみ詳述する。
【０１３３】
図１に示すように、ハイブリッド車両２００は、内燃機関としてのエンジン１０２と、回転電機としてのモータジェネレータＭＧ１およびモータジェネレータＭＧ２と、動力分割装置４と、デファレンシャルギア５と、ギア６およびギア７と、バッテリＢと、昇圧ユニット８と、インバータ９と、制御部２１０と、前輪１２Ｒ、１２Ｌと、後輪１３Ｒ、１３Ｌと、電気機器用ラジエータ１５、エンジン用ラジエータ１６を含む冷却装置２２０と、を含んで構成されている。
【０１３４】
制御部２１０は、運転者の指示およびハイブリッド車両２００に設けられた各種センサからの出力に応じて、エンジン１０２、インバータ９、昇圧ユニット８、システムメインリレー８ａ、８ｂ、冷却装置２２０およびＥＧＲ装置１３０の制御を行うようになっている。したがって、この制御部２１０は、ハイブリッド車両２００を構成するとともに、冷却装置２２０およびＥＧＲ装置１３０をも構成している。
【０１３５】
冷却装置２２０は、電気機器用ラジエータ１５を含む電気機器用冷却装置３０と、エンジン用ラジエータ１６およびＥＧＲクーラ１３５を含むエンジン用冷却装置２４０とから構成されている。
【０１３６】
エンジン用冷却装置２４０は、電気機器用冷却装置３０とは別個独立に設けられ、エンジン用ラジエータ１６およびＥＧＲクーラ１３５、エンジン用ウォータポンプ５２等から構成されている。このように構成されたエンジン用冷却装置２４０は、エンジン用ラジエータ１６とエンジン１０２との間で、エンジン用ウォータポンプ５２により冷却水通路２４０ａの一部を構成するエンジン用冷却水通路５４、バイパス通路５６およびヒータコア用冷却水通路５８を介してエンジン用ラジエータ１６から排出された冷媒としての冷却水が循環されるようになっている。すなわち、エンジン用冷却装置２４０は、冷却水通路２４０ａを循環する冷却水がエンジン１０２が発生する熱を奪い、エンジン用ラジエータ１６で外気へ放熱させることにより、上述のエンジン１０２が冷却されるようになっている。本実施の形態に係るエンジン用冷却装置２４０は、本発明に係る冷却装置を構成している。
【０１３７】
次に、図１２を参照して、本発明の第３の実施の形態に係るエンジン用冷却装置２４０について、詳細に説明する。
図１２に示すように、エンジン用冷却装置２４０は、エンジン冷却部５０と、排気冷却部２６０と、エンジン冷却部５０と排気冷却部２６０とで共用されるエンジン用ラジエータ１６と、エンジン出口水温センサ６５と、制御部２１０と、を含んで構成されている。本実施の形態に係るエンジン用冷却装置２４０の排気冷却部２６０は、本発明に係る冷却装置における第３の冷却部を構成している。
【０１３８】
排気冷却部２６０は、上述のエンジン冷却部５０と独立して設けられ、電動ウォータポンプ６１と、ＥＧＲクーラ１３５と、を含んで構成されている。そして、排気冷却部２６０は、電動ウォータポンプ６１およびＥＧＲクーラ１３５とエンジン用ラジエータ１６との間で冷却水通路２４０ａ（図１参照）の一部を構成するＥＧＲ用冷却水通路２６６を介して、冷却水が循環されるようになっている。すなわち、排気冷却部２６０は、ＥＧＲ用冷却水通路２６６を介して循環される冷却水がＥＧＲ装置１３０により再循環される排気を冷却するようになっている。
ここで、ＥＧＲ用冷却水通路２６６は、エンジン用冷却水通路５４ａから分岐するとともに、ラジエータ出口部１６ａから電動ウォータポンプ６１に流動する冷却水が流通する流路２６６ａと、電動ウォータポンプ６１からＥＧＲクーラ１３５に流動する冷却水が流通する流路２６６ｂと、ＥＧＲクーラ１３５からラジエータ入口部１６ｂに流動する冷却水が流通する流路２６６ｃとから構成されている。本実施の形態に係るエンジン用冷却装置２４０のＥＧＲ用冷却水通路２６６は、本発明に係る第３の循環流路を構成している。
【０１３９】
ＥＧＲクーラ１３５は、電動ウォータポンプ６１とラジエータ入口部１６ｂとの間のＥＧＲ用冷却水通路２６６に設けられ、エンジン用ラジエータ１６から電動ウォータポンプ６１を介して冷却水が流通されるようになっている。これにより、ＥＧＲクーラ１３５は、流通される冷却水によって吸気通路１０４に向けてＥＧＲ通路１３１ａを還流する排気を冷却するようになっている。
【０１４０】
制御部２１０は、エンジン水温Ｔｅが予め実験的に求められて記憶されたエンジン水温Ｔｅｔｈ２を超えたか否かを判定するようになっている。制御部２１０は、ＥＧＲ装置１３０による排気の還流が可能であると判定した場合、すなわちエンジン水温Ｔｅがエンジン水温Ｔｅｔｈ２を超えた判定した場合には、駆動モータ６１ａを制御することにより電動ウォータポンプ６１を駆動させて、排気冷却部２６０内において冷却水を循環させるようになっている。本実施の形態に係るエンジン用冷却装置２４０における電動ウォータポンプ６１は、本発明に係る冷媒循環手段を構成し、制御部２１０は、制御手段を構成している。また、本実施の形態に係るエンジン用冷却装置２４０における上述のエンジン水温Ｔｅｔｈ２は、第３の閾値に対応している。
【０１４１】
次に、図１３を参照して、本発明の第３の実施の形態に係るエンジン用冷却装置２４０において実行されるＥＧＲ冷却制御について、説明する。
【０１４２】
図１３に示すフローチャートは、制御部２１０のＲＯＭに格納されたＥＧＲ冷却制御の処理プログラムの実行内容を示すもので、この処理プログラムは、制御内容を実行する単一または複数のプログラムを含んで構成されている。ＥＧＲ冷却制御の処理プログラムは、所定の時間間隔で制御部２１０のＣＰＵによって実行される。
【０１４３】
図１３に示すように、制御部２１０は、点火装置や燃料噴射装置の状態を把握することにより、エンジン１０２が始動されたか否かを判定する（ステップＳ３０１）。
【０１４４】
制御部２１０によりエンジン１０２が始動されたと判定されると（ステップＳ３０１でＹＥＳ）、制御部２１０は、暖機が必要か否かを判定する（ステップＳ３０２）。具体的には、制御部２１０は、吸気ポート１０２ｂの暖機などのエンジン１０２の暖機が必要か否かをエンジン水温Ｔｅに基づき判定するとともに、排気浄化装置の触媒の暖機が必要か否かを触媒温度に基づき判定する。制御部２１０は、エンジン１０２の暖機および触媒の暖機が必要であると判定した場合には（ステップＳ３０２でＹＥＳ）、エンジン１０２の暖機および触媒の暖機を実行する（ステップＳ３０３）。一方、制御部２１０は、エンジン１０２が始動されていないと判定した場合には（ステップＳ３０１でＮＯ）、再度ステップＳ３０１の処理を繰り返す。
【０１４５】
次いで、制御部２１０は、ステップＳ３０３で実行されたエンジン１０２の暖機および触媒の暖機が完了したか否かを判定する（ステップＳ３０４）。具体的には、制御部２１０は、エンジン１０２の吸気ポート１０２ｂを囲むシリンダヘッド１０２ｄのエンジン水温Ｔｅから推定される推定壁温が所定温度に達しているか否かを、上述のエンジン水温Ｔｅによって判定することにより、エンジン１０２の暖機が完了したか否かを判定する。また、制御部２１０は、触媒温度が触媒の活性温度以上であるか、またはエンジン１０２の始動後、触媒温度が活性温度に達していると推定できる所定時間を経過したか否かによって、触媒の暖機が完了したか否かを判定する。
【０１４６】
制御部２１０は、エンジン１０２の暖機および触媒の暖機が完了したと判定した場合には（ステップＳ３０４でＹＥＳ）、ステップＳ３０５に処理を移行する。制御部２１０は、エンジン１０２の暖機および触媒の暖機が完了していないと判定した場合には（ステップＳ３０４でＮＯ）、エンジン１０２の暖機および触媒の暖機が完了したと判定されるまでステップＳ３０４の処理を繰り返す。
【０１４７】
一方、制御部２１０は、ステップＳ３０２において、エンジン１０２の暖機および触媒の暖機が必要でないと判定した場合には（ステップＳ３０２でＮＯ）、上述のステップＳ３０３およびステップＳ３０４の処理を実行することなくステップＳ３０５に処理を移行する。
次に、エンジン出口水温センサ６５および制御部２１０は、エンジン水温Ｔｅを検出する（ステップＳ３０５）。
【０１４８】
次いで、制御部２１０は、エンジン水温Ｔｅがエンジン水温Ｔｅｔｈ２を超えたか否かを判定する（ステップＳ３０６）。換言すれば、制御部２１０は、ＥＧＲ装置１３０による排気の再循環が可能か否かを判定する。制御部２１０は、ＥＧＲ装置１３０による排気の再循環が可能でないと判定した場合（ステップＳ３０６でＮＯ）、すなわちエンジン水温Ｔｅがエンジン水温Ｔｅｔｈ２を超えていないと判定した場合には、エンジン水温Ｔｅがエンジン水温Ｔｅｔｈ２を超えるまでステップＳ３０５およびステップＳ３０６の処理を繰り返し実行する。一方、制御部２１０は、ＥＧＲ装置１１０による排気の還流が可能であると判定した場合、すなわちエンジン水温Ｔｅがエンジン水温Ｔｅｔｈ２を超えた判定した場合には（ステップＳ３０６でＹＥＳ）、駆動モータ６１ａを制御することにより電動ウォータポンプ６１を駆動させる（ステップＳ３０７）。したがって、排気冷却部２６０内において冷却水が循環させられる。
【０１４９】
次いで、制御部２１０は、ＥＧＲ装置１３０による排気の再循環が停止したか否かを判定する（ステップＳ３０８）。具体的には、制御部２１０は、エンジン水温Ｔｅがエンジン水温Ｔｅｔｈ２以下となったか否かを判定することにより、ＥＧＲ装置１３０による排気の再循環が停止したか否かを判定する。制御部２１０は、ＥＧＲ装置１３０による排気の再循環が停止していないと判定した場合には（ステップＳ３０８でＮＯ）、排気の再循環が停止されたと判定するまでステップＳ３０８の処理を繰り返し実行する。
【０１５０】
一方、制御部２１０により、ＥＧＲ装置１３０による排気の再循環が停止したと判定された場合には（ステップＳ３０８でＹＥＳ）、制御部２１０は、ＥＧＲ装置１３０による排気の還流が停止した後、所定時間ｔ１が経過したか否かを判定する（ステップＳ３０９）。制御部２１０は、上述の所定時間ｔ１が経過したと判定するまでステップＳ３０９の処理を繰り返し実行する。一方、制御部２１０は、ＥＧＲ装置１３０による排気の還流が停止した後、所定時間ｔ１が経過したと判定した場合には（ステップＳ３０９でＹＥＳ）、駆動モータ６１ａの駆動を停止するよう制御して電動ウォータポンプ６１を停止させることにより、排気冷却部２６０内における冷却水の循環を停止する（ステップＳ３１０）。
【０１５１】
次いで、制御部２１０は、点火装置や燃料噴射装置の状態を把握することにより、エンジン１０２が停止されたか否かを判定する（ステップＳ３１１）。制御部２１０は、エンジン１０２が停止していないと判定した場合には（ステップＳ３１１でＮＯ）、ステップＳ３０５に戻り、再度ステップＳ３０５〜ステップＳ３１１の処理を実行する。
一方、制御部２１０は、エンジン１０２が停止したと判定した場合には（ステップＳ３１１でＹＥＳ）、本処理を終了する。
【０１５２】
本実施の形態に係るエンジン用冷却装置２４０は、前述のように構成されているので、以下のような効果が得られる。
【０１５３】
エンジン出口水温センサ６５および制御部２１０が検出したエンジン水温Ｔｅがエンジン水温Ｔｅｔｈ２を超えたときに、制御部２１０が排気冷却部２６０内で冷却水を循環させるよう電動ウォータポンプ６１を制御するので、例えばエンジン１０２の暖機完了後の市街地等の通常走行時においては、エンジン用冷却装置２４０の冷却能力の余剰を利用してＥＧＲ装置１３０により再循環される排気を冷却することができる。これにより、エンジン１０２に吸入される再循環される排気を含む吸入空気が冷却される。このため、通常走行時においては、冷却能力の余剰を利用することによりエンジン１０２の燃焼室１０２ｄ内の温度上昇を抑制することができ、燃焼室１０２ｄ内の温度上昇に起因したノッキングの発生を防止することができる。
【０１５４】
一方、制御部２１０によりＥＧＲ装置１３０による排気の還流が停止したと判定された後においては、制御部２１０が排気冷却部２６０内での冷却水の循環を停止させるよう電動ウォータポンプ６１を制御するので、例えばエンジン１０２に掛かる負荷が通常走行時に比べて増加する登坂走行時のような場合にあっては、本来必要とされるエンジン１０２の各気筒の冷却を吸入空気の冷却に優先して行うことができる。また、ＥＧＲ装置１３０による排気の還流が停止した後、所定時間ｔ１が経過したときに、上述の排気冷却部２６０内での冷却水の循環の停止が行われるので、排気冷却部２６０の過熱を抑制することができる。
【０１５５】
また、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この実施の形態に制限されるものではない。本発明の範囲は上記した実施の形態のみの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全ての変更が含まれることが意図される。
【０１５６】
以上説明したように、本発明に係る冷却装置は、内燃機関の冷却効果を損なうことなく、冷却能力の余剰を利用して通常走行時等における内燃機関の燃焼室内の温度上昇に起因したノッキングを効率的に防止することができるという効果を有し、電動機用の冷却装置と独立して設けられた内燃機関用のハイブリッド車両の冷却装置全般に有用である。
【符号の説明】
【０１５７】
１、１００、２００  ハイブリッド車両
２、１０２  エンジン（内燃機関）
１０、１１０、２１０  制御部（第１の冷媒温度検出手段、第２の冷媒温度検出手段、制御手段、ＥＧＲ停止判定手段）
１６  エンジン用ラジエータ（熱交換器）
４０、１４０、２４０  エンジン用冷却装置（冷却装置）
５０  エンジン冷却部（第１の冷却部）
５４  エンジン用冷却水通路（第１の循環流路）
６０、１６０  吸気冷却部（第２の冷却部）
６１  電動ウォータポンプ（冷媒循環手段）
６２  吸気水冷スペーサ
６４  ラジエータ出口水温センサ（第１の冷媒温度検出手段）
６５  エンジン出口水温センサ（第２の冷媒温度検出手段）
６６、１６６  吸気用冷却水通路（第２の循環流路）
１３０  ＥＧＲ装置
１３５  ＥＧＲクーラ（ＥＧＲ冷却部）
２６０  排気冷却部（第３の冷却部）
２６６  ＥＧＲ用冷却水通路（第３の循環流路）
ＭＧ１、ＭＧ２  モータジェネレータ（回転電機）
【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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