(57)【要約】【課題】燃費悪化をできるだけ抑制しつつ熱利用要求に即したエンジン廃熱制御を実施する。【解決手段】本制御装置は、熱利用要求に伴う要求熱量に基づいてエンジン１０の廃熱量を制御する。特に、本制御装置は、熱利用要求があったとき、同要求に基づきエンジン廃熱を増加する場合の発生熱量に対する燃料増加量を示す燃料増加率を算出するとともに、熱利用要求に伴いエンジン廃熱量を増加する廃熱増加制御を実施するか否かを燃料増加率に基づいて判定するための増加率判定値を設定する。そして、燃料増加率と増加率判定値との比較結果に基づいて、熱利用要求に伴い廃熱増加制御を実施するか又は実施しないかを切り替える。【選択図】図１
2011106281.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの廃熱を回収して再利用する廃熱再利用システムに適用され、熱利用要求に伴う要求熱量に基づいて前記エンジンの廃熱量を制御するエンジンの廃熱制御装置において、
前記熱利用要求があったとき、同要求に基づきエンジン廃熱を増加する場合の発生熱量に対する燃料増加量を示す燃料増加率を算出する増加率算出手段と、
前記熱利用要求に伴いエンジン廃熱量を増加する廃熱増加制御を実施するか否かを前記燃料増加率に基づいて判定するための増加率判定値を設定する判定値設定手段と、
前記増加率算出手段により算出した燃料増加率と、前記判定値設定手段により設定した増加率判定値との比較結果に基づいて、前記熱利用要求に伴い前記廃熱増加制御を実施するか又は実施しないかを切り替える廃熱制御手段と、
を備えることを特徴とするエンジンの廃熱制御装置。
【請求項２】
前記増加率算出手段は、廃熱増加を開始する時のエンジン運転状態について、発生熱量に対する燃料増加率の関係を示す燃料増加率特性を算出し、
前記廃熱制御手段は、前記熱利用要求に伴い前記廃熱増加制御を実施する場合、前記増加率算出手段により算出した燃料増加率特性において、前記増加率判定値に対し、燃料増加量が少なくなる側の燃料増加率に対応する発生熱量に基づいて前記廃熱増加制御を実施する請求項１に記載のエンジンの廃熱制御装置。
【請求項３】
前記廃熱制御手段は、前記熱利用要求に伴い前記廃熱増加制御を実施する場合、前記増加率算出手段により算出した燃料増加率特性において、前記増加率判定値に対し、燃料増加量が少なくなる側の燃料増加率に対応する発生熱量のうち最大熱量を前記廃熱増加制御により増加させる熱量の指令値として設定し、該設定した指令値に基づいて前記廃熱増加制御を実施する請求項２に記載のエンジンの廃熱制御装置。
【請求項４】
前記判定値設定手段は、前記要求熱量に基づいて前記増加率判定値を可変設定する請求項１乃至３のいずれか一項に記載のエンジンの廃熱制御装置。
【請求項５】
前記判定値設定手段は、エンジン冷却水温に基づいて前記増加率判定値を可変設定する請求項１乃至４のいずれか一項に記載のエンジンの廃熱制御装置。
【請求項６】
エンジン冷却水温を検出する温度検出手段と、
前記熱利用要求が生じた場合にエンジン冷却水の目標温度を設定する目標温度設定手段と、を備え、
前記判定値設定手段は、前記温度設定手段で設定した目標温度と前記温度検出手段により検出されるエンジン冷却水温との差分に基づいて前記増加率判定値を可変設定する請求項５に記載のエンジンの廃熱制御装置。
【請求項７】
前記判定値設定手段は、外気温に基づいて前記増加率判定値を可変設定する請求項１乃至６のいずれか一項に記載のエンジンの廃熱制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱利用要求に基づいてエンジンの廃熱量を制御するエンジンの廃熱制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車載エンジンにおいて、燃料の燃焼に伴い発生する燃焼エネルギには、車両走行に用いられる運動エネルギ以外に熱エネルギが多く含まれており、その熱エネルギを利用して車室内の暖房やエンジンの暖機等が行われている。例えば、エンジン冷却水に含まれるエンジン廃熱を回収し、その回収した廃熱を利用して暖房を行う構成が知られている。
【０００３】
また、エンジン運転中においてエンジンの暖機要求や暖房要求といった熱利用要求があった場合、点火時期や吸排気バルブのバルブ開閉タイミングを制御することでエンジン廃熱量を増加させ、これによりエンジンの暖機を促進したり車室内の暖房要求を満たしたりする技術が各種提案されている（例えば特許文献１や特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開昭６１−１８６７６６号公報
【特許文献２】特開平１１−３２４７４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
熱利用要求に伴いエンジン廃熱量を増加させる場合、その熱利用要求があった時点におけるエンジン運転状態に応じて、エンジン廃熱を所望量増加させるのに消費される燃料量が異なることが考えられる。ところが、上記特許文献１や特許文献２では、熱利用要求があった時点におけるエンジン運転状態とは無関係に点火時期制御やバルブタイミング制御等によるエンジン廃熱制御を実施する構成となっている。そのため、熱利用要求時のエンジン運転状態によっては熱利用要求を満たすのに必要な燃料消費量が多くなり、燃費悪化が促進されることが懸念される。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、燃費悪化をできるだけ抑制しつつ熱利用要求に即したエンジン廃熱制御を実施することができるエンジンの廃熱制御装置を提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するために、以下の手段を採用した。
【０００８】
熱利用要求に伴いエンジン廃熱量を増加させる場合、その廃熱増加による燃料消費量の増加（燃費の悪化）をできるだけ抑制するのが望ましい。本発明者は、エンジン廃熱を増加させる場合の発生熱量に対する燃料増加量が、廃熱増加を開始するときのエンジン運転状態に応じて相違し、その相違に起因して廃熱増加に伴う燃費悪化の程度が変化することに着目した。そして、廃熱増加に伴う燃費悪化を抑制すべく本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、請求項１に記載の発明は、エンジンの廃熱を回収して再利用する廃熱再利用システムに適用され、熱利用要求に伴う要求熱量に基づいて前記エンジンの廃熱量を制御するエンジンの廃熱制御装置に関するものである。また、前記熱利用要求があったとき、同要求に基づきエンジン廃熱を増加する場合の発生熱量に対する燃料増加量を示す燃料増加率を算出する増加率算出手段と、前記熱利用要求に伴いエンジン廃熱量を増加する廃熱増加制御を実施するか否かを前記燃料増加率に基づいて判定するための増加率判定値を設定する判定値設定手段と、前記増加率算出手段により算出した燃料増加率と、前記判定値設定手段により設定した増加率判定値との比較結果に基づいて、前記熱利用要求に伴い前記廃熱増加制御を実施するか又は実施しないかを切り替える廃熱制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
上記構成では、熱利用要求があったとき、その要求に基づき廃熱増加を行うとした場合の燃料増加率に基づいて、廃熱制御の内容を廃熱増加の実施／実施制限とで切り替える。つまり、熱利用要求があっても、それに応じて直ちに廃熱増加を実施するのではなく、都度の燃料増加率に応じて実施するか否かを判断する。例えば、発生熱量に対する燃料増加量が少なく、エンジン廃熱を効率よく発生できる場合には廃熱増加を積極的に行い、そうでない場合には廃熱増加を行わないようにする。このように、熱利用要求があったときの廃熱増加をメリハリを付けて実施する。これにより、要求熱量を平均的に満足しつつ、廃熱増加に伴う燃料増加量を平均的に小さくすることができる。
【００１１】
ここで、燃料増加率について具体的には、例えば、廃熱制御による増加分の熱量（追加熱量）の単位量当たりの燃料増加量とする。あるいは、単位燃料増加量当たりの追加熱量とする。
【００１２】
熱利用要求に伴いエンジン廃熱量を増加させる場合、具体的には請求項２に記載の発明のように、前記増加率算出手段が、廃熱増加を開始する時のエンジン運転状態について、発生熱量に対する燃料増加率の関係を示す燃料増加率特性を算出し、前記廃熱制御手段が、前記熱利用要求に伴い前記廃熱増加制御を実施する場合、前記増加率算出手段により算出した燃料増加率特性において、前記増加率判定値に対し、燃料増加量が少なくなる側の燃料増加率に対応する発生熱量に基づいて前記廃熱増加制御を実施するとよい。こうすることで、発生熱量に対する燃料増加量として許容される範囲内において廃熱増加を実施することができ、燃費悪化の抑制を好適に図ることができる。
【００１３】
ところで、廃熱増加を開始する時のエンジン運転状態における燃料増加率に応じてエンジン廃熱制御の内容を切り替える場合、廃熱増加の実施の機会が制限されることが考えられる。その点に鑑み、請求項３に記載の発明では、前記熱利用要求に伴い前記廃熱増加制御を実施する場合、前記増加率算出手段により算出した燃料増加率特性において、前記増加率判定値に対し、燃料増加量が少なくなる側の燃料増加率に対応する発生熱量のうち最大熱量を前記廃熱増加制御により増加させる熱量の指令値として設定し、該設定した指令値に基づいて前記廃熱増加制御を実施する。すなわち、廃熱増加開始時のエンジン運転状態ではエンジン廃熱をさほど効率よく発生できない場合には、エンジンの廃熱増加を実施しないことにより、廃熱増加を行うことによる燃費悪化を抑制する。これに対し、エンジン廃熱を効率よく発生できる場合には、そうでない場合に廃熱増加を実施しない分、エンジンの廃熱量をできるだけ多くすることで、エンジンから熱エネルギを集中的に発生させる。このように、廃熱制御の実施とその制限とのメリハリをより強くすることで、要求熱量を平均的に満足しつつ、廃熱増加に伴う燃料消費量を平均的に少なくするといった効果を好適に得ることができる。
【００１４】
熱利用要求時において廃熱増加の実施とその実施制限とを切り替える場合、熱利用要求に伴う熱量増加の頻度が少なくなり、その結果、要求熱量が比較的大きい場合にその要求熱量を満足できないことが懸念される。その点に鑑み、請求項４に記載の発明のように、前記要求熱量に基づいて前記増加率判定値を可変設定するとよい。こうすることにより、熱利用要求時において廃熱増加の実施とその実施制限との切り替えを要求熱量に応じて行うことができ、ひいては要求熱量に見合うエンジン廃熱を発生させることができる。このとき、要求熱量が大きいほど、発生熱量に対する燃料増加量が多くなる側に増加率判定値を設定するとよい。
【００１５】
例えばエンジン始動時などエンジン冷却水温が低い場合、エンジンの暖機を十分に行うことができず、エンジンの燃焼が安定しないことが考えられる。かかる場合、エミッション悪化を招いたりトルク変動により運転者に不快感を与えたりするおそれがある。また、エンジン冷却水温が低い場合には暖房要求を満たすことができないことも考えられる。
【００１６】
その点に鑑み、請求項５に記載の発明では、エンジン冷却水温に基づいて前記増加率判定値を可変設定する。こうすることにより、熱利用要求時において廃熱増加の実施とその実施制限との切り替えをエンジン冷却水温に応じて行うことができる。
【００１７】
エンジン冷却水温に応じて増加率判定値を可変設定する構成（請求項５）について、より具体的には、請求項６に記載の発明のように、エンジン冷却水温を検出する温度検出手段と、前記熱利用要求が生じた場合にエンジン冷却水の目標温度を設定する目標温度設定手段と、を備え、前記温度設定手段で設定した目標温度と前記温度検出手段により検出されるエンジン冷却水温との差分に基づいて前記増加率判定値を可変設定するとよい。エンジン冷却水温の現在値と目標値との開きが大きい場合、要求熱量を満足できるまでの期間が長引くことが考えられる。その点、上記構成とすることにより即暖性を確保することができ、その結果、熱利用要求を速やかに満足させることができる。このとき、エンジン冷却水温の現在値と目標値との差分が大きいほど、発生熱量に対する燃料増加量が多くなる側に増加率判定値を設定するとよい。
【００１８】
外気温が低いほど回収した熱エネルギが外気へ逃げやすく、熱利用要求を速やかに満足できないことが考えられる。具体的には、エンジン廃熱をエンジン冷却水を媒体として回収する場合、外気温が低いほどその回収した熱がエンジン冷却水から逃げやすくなり、その結果、エンジンからの回収熱が同量であっても、外気温が低いほどエンジン冷却水温の上昇が緩慢になることが考えられる。
【００１９】
その点に鑑み、請求項７に記載の発明では、外気温に基づいて前記増加率判定値を可変設定する。これにより、外気温が低い場合であっても熱利用要求を速やかに満足させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】エンジン廃熱制御システムの概要を示す構成図。
【図２】エンジン運転状態と燃料消費率との関係を表すマップ。
【図３】エンジン運転状態と追加熱量との関係を示す図。
【図４】熱利用要求に伴う追加熱量発生時の燃料消費量についての説明図。
【図５】追加熱量ΔＱに対する熱費ηの関係を示す熱費特性図。
【図６】要求熱量及び目標エンジン水温を算出するための機能ブロック図。
【図７】基準熱費を算出するための機能ブロック図。
【図８】指令熱量を算出するための機能ブロック図。
【図９】目標水温マップの一例を示す図。
【図１０】要求熱量基準算出マップの一例を示す図。
【図１１】温度基準算出マップの一例を示す図。
【図１２】指令追加熱量の算出方法を説明するための図。
【図１３】指令熱量の算出手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、火花点火式の多気筒ガソリンエンジンを搭載した車両に本発明を具体化した実施形態について図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態の廃熱制御システム（廃熱再利用システム）の概要を示す構成図である。
【００２２】
図１において、エンジン１０には、吸気管１１と排気管１２とが接続されており、吸気管１１には気筒内への吸入空気量を調整するためのスロットルバルブ１３が設けられている。スロットルバルブ１３は、モータ等からなるスロットルアクチュエータ１４により電気的に開閉駆動される空気量調整手段である。スロットルアクチュエータ１４にはスロットルバルブ１３の開度（スロットル開度）を検出するためのスロットルセンサが内蔵されている。
【００２３】
エンジン１０は、同エンジン１０の各気筒に燃料を噴射供給する燃料噴射手段としてのインジェクタ１５と、気筒ごとに設けられた点火プラグ１６に点火火花を発生させる点火手段としてのイグナイタ（点火装置）１７と、吸排気の各バルブの開閉タイミングを調整するバルブタイミング調整手段としての吸気側バルブ駆動機構１８及び排気側バルブ駆動機構１９とを備えている。なお、本実施形態では、吸気ポート噴射式エンジンを採用しており、インジェクタ１５が吸気ポート近傍に設けられる構成としているが、これに代えて、直噴式エンジンを採用し、インジェクタ１５が各気筒のシリンダヘッド等に設けられる構成としてもよい。
【００２４】
吸気側及び排気側の各バルブ駆動機構１８，１９は、エンジン１０のクランク軸に対する吸気側及び排気側の各カム軸の進角量を調整するものである。吸気側バルブ駆動機構１８によれば、吸気バルブの開閉タイミングが進角側又は遅角側に変更され、排気側バルブ駆動機構１９によれば、排気バルブの開閉タイミングが進角側又は遅角側に変更される。つまり、バルブ駆動機構１８，１９によれば、吸気バルブの開弁期間と排気バルブの開弁期間とがオーバーラップする際のバルブオーバーラップ量が変更される。なお、本実施形態では、吸気側バルブ駆動機構１８及び排気側バルブ駆動機構１９の両方を備える構成としたが、オーバーラップ量の変更に際し開弁時期を変更する側にバルブ駆動機構が設けられていれば、いずれか一方のみを備える構成であってもよい。
【００２５】
排気管１２には、排気中の酸素濃度を検出する酸素濃度センサ２１が設けられている。この酸素濃度センサ２１の下流側には、排気浄化装置としての触媒２２が設けられている。触媒２２は例えば三元触媒であり、排気が通過する際に排気中の有害成分等を浄化する。
【００２６】
本システムには、排気の一部をＥＧＲガスとして吸気系に導入するＥＧＲ装置（排気再循環装置）が設けられている。すなわち、吸気管１１と排気管１２との間には、一端が吸気管１１のスロットルバルブ下流側に接続され、他端が排気管１２の触媒下流側（上流側でも可）に接続されたＥＧＲ配管２５が設けられている。また、そのＥＧＲ配管２５の途中には電磁式のＥＧＲ弁２６が設けられている。この場合、ＥＧＲ弁２６の開度を調整することで、ＥＧＲガス量が増減調整されるようになっている。
【００２７】
次に、エンジン１０の冷却系の構成について説明する。
【００２８】
エンジン１０のシリンダブロックやシリンダヘッドの内部にはウォータジャケット３１が形成されており、このウォータジャケット３１に冷却水が循環供給されることでエンジン１０の冷却が行われるようになっている。ウォータジャケット３１内の冷却水の温度（冷却水温）は水温センサ３２により検出される。ウォータジャケット３１には冷却水配管等からなる循環経路３３が接続されており、その循環経路３３には、冷却水を循環させるためのウォータポンプ３４が設けられている。ウォータポンプ３４は、例えばエンジン１０の回転に伴い駆動される機械式ポンプであってもよいし、電動式ポンプであってもよい。また、ウォータポンプ３４により冷却水量が調整できる構成であってもよい。
【００２９】
循環経路３３は、エンジン１０（ウォータジャケット３１）の出口側においてヒータコア３５に向けて延び、ヒータコア３５を経由して再びエンジン１０に戻るようにして設けられている。ヒータコア３５には、図示しないブロアファンから空調風が送り込まれるようになっており、空調風がヒータコア３５又はその付近を通過することで、ヒータコア３５からの受熱により空調風が加熱され、温風が車室内に供給される。
【００３０】
循環経路３３は、ヒータコア３５の下流側で二方に分岐され、その一方の循環経路３３Ａに大気放熱部としてのラジエータ３６が設けられている。また、循環経路３３の分岐部には、冷却水温度に応じて作動することで冷却水の流路を変更するサーモスタット３７が設けられている。このサーモスタット３７により、冷却水が低温（サーモスタット作動温度未満）である場合にはラジエータ３６側への冷却水の流入が阻止され、冷却水はラジエータ３６で放熱されることなく循環経路３３内を循環する。例えば、エンジン１０の暖機完了前（暖機運転時）にはラジエータ３６での冷却水の冷却（放熱）が抑制される。また、冷却水が高温（サーモスタット作動温度以上）になると、ラジエータ３６側への冷却水の流入がサーモスタット３７により許容され、冷却水はラジエータ３６で放熱されつつ循環経路３３内を循環する。これにより、エンジン運転状態下において冷却水が適温（例えば８０℃程度）で維持される。
【００３１】
本制御システムは、エンジン制御の中枢をなすエンジンＥＣＵ（電子制御装置）４０を備えており、そのエンジンＥＣＵ４０によりエンジン１０の運転に関する各種制御が実施される。すなわち、エンジンＥＣＵ４０は、周知の通りＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等よりなるマイクロコンピュータを主体として構成され、ＲＯＭに記憶された各種の制御プログラムを実行することで、エンジン運転状態に応じてエンジン１０の各種制御を実施する。本システムでは、エンジン運転状態を検出するための運転状態検出手段として、エンジン回転速度を検出する回転速度センサ４１、吸入空気量や吸気管負圧といったエンジン負荷を検出する負荷センサ４２等を備えており、これら各センサ４１，４２や上述した酸素濃度センサ２１、水温センサ３２等の各検出信号がエンジンＥＣＵ４０に適宜入力される。
【００３２】
エンジンＥＣＵ４０は、上述した各種センサから各々検出信号を入力し、それらの各種検出信号に基づいてインジェクタ１５による燃料噴射制御、イグナイタ１７による点火時期制御、バルブ駆動機構１８，１９によるバルブタイミング制御、スロットルバルブ１３（スロットルアクチュエータ１４）による空気量制御を実施する。上記の各種制御について基本的には、エンジン運転状態に応じてエンジン軸効率（燃費）が異なることに鑑み、都度のエンジン運転状態においてエンジン１０の最高効率（最高燃費）が得られるようにして適合データ等に基づいて実施する。図２に、エンジン運転状態と燃料消費率との関係を表すマップの一例を示す。図２では、エンジン運転状態としてエンジン回転速度及びエンジントルクについて示してある。
【００３３】
本制御システムでは、エンジン１０において燃料の燃焼により生じる燃料燃焼エネルギのうち、熱エネルギを、エンジン冷却水を媒体として回収し再利用することでシステム全体としての燃費改善を図るようにしている。
【００３４】
具体的には、本システムには、図１に示すように、車室内の空調制御を行うエアコンＥＣＵ５０と、エンジンＥＣＵ４０に対して廃熱制御の実行を指令する熱マネジメントＥＣＵ６０とが設けられている。エアコンＥＣＵ５０及び熱マネジメントＥＣＵ６０は、周知の通りＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等よりなるマイクロコンピュータを主体として構成され、ＲＯＭに記憶された各種の制御プログラムを実行することで、都度入力される各種信号に応じた制御をそれぞれ実施する。
【００３５】
具体的には、エアコンＥＣＵ５０は、エアコンのオン／オフが切り替え操作されるＡ／Ｃスイッチ５１や、ドライバが車室内温度の目標値（目標温度）を設定するための温度設定スイッチ５２、車室内温度を検出する車室内温度センサ５３、外気温を検出する外気温センサ５４、ヒータコア３５又はその付近からエアコン吹き出し口を介して車室内へ送られる空調風の温度（吹き出し口温度）を検出する吹出口温度センサ５５等から各種信号を入力するとともに、エンジンＥＣＵ４０からの各種制御信号やデータ等を入力し、その入力した各種信号等に基づいて要求熱量Ｑｒｑを算出する。また、その算出した要求熱量Ｑｒｑを熱マネジメントＥＣＵ６０に出力する。熱マネジメントＥＣＵ６０は、要求熱量Ｑｒｑに基づいて、エンジン１０で創出すべき熱量として指令熱量Ｑｏｄを算出し、その算出した指令熱量ＱｏｄをエンジンＥＣＵ４０に出力する。そして、エンジンＥＣＵ４０は、その入力した指令熱量Ｑｏｄに基づいてエンジン１０の運転状態を制御する。これにより、エンジン１０において要求熱量Ｑｒｑに見合う廃熱が発生される。
【００３６】
本システムでは、エンジン１０の熱エネルギである廃熱の発生量（発生熱量）を増加させる場合、その廃熱増加に伴う燃料増加量を最小に抑えつつ発生熱量を増加させるための制御（熱創出制御）を実施している。熱創出制御について具体的には、本制御システムは、発生熱量を増加させるための廃熱量調整手段を複数備えている。そして、暖房要求等の熱利用要求が生じた場合、その複数の廃熱量調整手段のうち燃費の低下を最小限にできる手段を選択し、その選択した廃熱量調整手段によりエンジン廃熱量を増加する。
【００３７】
熱創出制御について更に詳しく説明する。本制御システムでは、例えば、
・点火時期を遅角させると廃熱量が増加すること
・吸気バルブの開弁時期を進角側に変更すると（吸気早開きにすると）廃熱量が増加すること
・排気バルブの開弁時期を遅角側に変更すると（排気遅開きにすると）廃熱量が増加すること
等のうち１つ又は複数を利用することによりエンジン廃熱量の増加を図っている。また、廃熱量調整手段として本実施形態では、例えば、
（１）点火遅角と排気バルブの遅開きを実施する手段
（２）点火遅角と吸気バルブの早開きを実施する手段
（３）点火遅角を実施する手段
を備えている。そして、エンジンＥＣＵ４０は、熱マネジメントＥＣＵ６０から入力した指令熱量Ｑｏｄを満足でき、かつそのときの廃熱増加に伴う燃料増加量を最小にできる廃熱量調整手段を上記（１）〜（３）から選択し、その選択した廃熱量調整手段によりエンジン１０の廃熱量の増加を図っている。
【００３８】
さて、エンジン１０の廃熱制御は、例えば燃費最良点でのエンジン運転中に熱利用要求があり、その熱利用要求に伴い要求熱量Ｑｒｑが増加した場合において、燃費最良点での発生熱量では要求熱量Ｑｒｑを満足できないときにその熱量不足分を補うべく実施される。この場合、要求熱量Ｑｒｑを満足させるには、例えば図３に示すように、エンジン１０の動作点を燃費最良点Ａから、これとは異なる点Ａ’に移行させることにより、エンジン廃熱量を燃料最良点Ａでの発生熱量（追加熱量＝０）よりも熱量ΔＱだけ増加させる必要がある。このＡ→Ａ’のエンジン動作点の移行により、燃費最良点よりも燃料増加側（燃費悪化側）にエンジン１０の動作点が移行され、燃料最良点Ａでの発生熱量（ベース熱量）に対して増加分の熱量（追加熱量ΔＱ）が生成されることとなる。
【００３９】
図４は、熱利用要求に伴い追加熱量を発生させる場合の燃料消費量について説明するための図である。図中、（ａ）は燃費最良点で運転している場合の燃料消費量［g/h］を示し、（ｂ）はその燃費最良点での運転中にエンジン廃熱量を増加させる場合の燃料消費量［g/h］を示している。
【００４０】
燃費最良点では、例えばエンジン１０の燃料燃焼エネルギのうち約２５％が運動エネルギとしてのエンジン１０の軸出力に変換され、約２５％が冷却損失となり、その残りが補機損失や排気損失などのその他の損失となる。冷却損失分の熱エネルギはエンジン冷却水を媒体として回収され、その回収熱が車室内の暖房やエンジン暖機等に利用される。
【００４１】
そして、熱利用要求に伴い要求熱量Ｑｒｑが増加したときに燃費最良点での冷却損失のみでは要求熱量Ｑｒｑを満足できない場合には、エンジン廃熱制御によりその不足分の熱量を追加熱量として発生させる。このとき、追加熱量の発生に伴い燃料消費量が増加することとなるが、燃費悪化抑制の観点からすると、追加熱量発生に伴う燃料増加量は極力小さいのが望ましい。
【００４２】
ここで、本発明者の知見によれば、所望量のエンジン廃熱を発生させる場合、その熱発生のための燃料増加量が、熱量増加を開始する時のエンジン動作点に応じて変化する。例えば、エンジン１０を燃費最良点で制御しているときに要求熱量Ｑｒｑを満足できなくなった場合、要求熱量Ｑｒｑの不足分を補うべくエンジン１０の発生熱量を増加させる必要がある。このとき、熱量増加を開始する時のエンジン動作点が、図２における動作点Ｘの場合と、動作点Ｘとは異なる動作点Ｙの場合とでは、同量のエンジン廃熱を増加させるのに必要な燃料増加量が相違する。すなわち、熱量増加開始時におけるエンジン動作点に応じて、エンジン発生熱量に対する燃料増加量（燃料増加率）が異なる。また、燃料増加率は、エンジン動作点の他に、エンジン冷却水温や外気温といった温度に関するパラメータによっても相違する。
【００４３】
燃料増加率について更に説明する。燃料増加率は、エンジン１０の発生熱量（廃熱量）を増加させる場合の燃料消費に関するパラメータであり、より具体的には、エンジン廃熱制御により創出される増加分の熱量（追加熱量ΔＱ）と、その追加熱量ΔＱの発生による燃料噴射量の増加分（燃料増加量Δｑｆ）との比率である。例えば、燃料増加率は、追加熱量ΔＱの単位量当たりの燃料増加量Δｑｆ（以下「熱費」という）である。
熱費η［g/kWh］＝燃料増加量Δｑｆ［g/h］／追加熱量ΔＱ［kW］
図５は、異なる２つのエンジン動作点Ｘ，Ｙ（図２参照）における追加熱量ΔＱに対する熱費ηの関係を示す熱費特性図である。図５に示すように、熱費ηは追加熱量ΔＱに応じて異なり、例えばエンジン動作点Ｘ，Ｙの熱費特性では、追加熱量ΔＱの設定範囲内において極小点を有している。また、追加熱量ΔＱに対する熱費ηの関係はエンジン動作点ごとに相違しており、例えば所定量Ｑ１の追加熱量を発生させる場合には、ＸよりもＹの方が熱費ηが小さくなる。したがって、エンジン１０の発生熱量を所定量Ｑ１だけ増加させる場合、その熱量増加開始時のエンジン動作点がＸの場合には、Ｙの場合に比べて燃料増加量が少なくて済む。つまり、エンジン１０の発生熱量を増加させる場合、エンジン１０の熱エネルギを燃費の観点において効率よく発生できる場合とそうでない場合とがある。
【００４４】
なお、図５では、熱費特性が、追加熱量ΔＱの設定範囲内において極小点を有する曲線で表されているが、追加熱量ΔＱの設定範囲内において極小点を有しない、つまり追加熱量ΔＱの増加に伴い熱費ηが増加又は減少するものであってもよい。
【００４５】
そこで、本実施形態では、熱利用要求があった場合、熱利用要求に伴い廃熱増加を実施するときの発生熱量に対する燃料増加量を示すパラメータとして燃料増加率を算出し、その算出した燃料増加率と、廃熱増加を実施するか否かを燃料増加率に基づいて判定するための増加率判定値とを比較する。そして、燃料増加率と増加率判定値との比較結果に基づいて、熱利用要求に伴い廃熱制御（熱創出制御）による廃熱増加を実施するか、又は実施しないかを決定する。
【００４６】
より具体的には、燃料増加率を、追加熱量ΔＱの単位量当たりの燃料増加量Δｑｆ（熱費η）とし、廃熱増加を行うとした場合の（エンジン動作点を燃料増加側（燃費悪化側）に移行させる場合の）熱費ηと、熱費ηの許容範囲の上限値としての基準熱費ηｔｈとを比較する。そして、廃熱増加を行うとした場合の熱費ηが基準熱費ηｔｈ以下の場合に、熱利用要求に伴い廃熱制御による廃熱増加を実施する。これに対し、熱費ηが基準熱費ηｔｈよりも大きい場合には、熱利用要求があっても廃熱制御による廃熱増加を実施しない。すなわち、本制御システムでは、熱利用要求があっても、その要求に伴い直ちに廃熱増加を実施するのではなく、燃料増加率（熱費η）に応じて廃熱増加を実施するか否かを判断する。
【００４７】
一方で、燃料増加率に基づいて廃熱増加を実施するか否かを切り替える場合、廃熱増加の実施の機会が制限されることにより要求熱量を満たすことができないおそれがある。そこで、本実施形態では、エンジン廃熱増加を実施する場合、燃料増加率として許容される範囲において、具体的には熱費ηが基準熱費ηｔｈ以下となる領域において、追加熱量の設定範囲内のうちその最大熱量がエンジン１０で発生されるようエンジン１０を制御する。
【００４８】
本廃熱制御について更に詳しく説明する。本制御では、熱利用要求があった場合、直ちに廃熱増加を行うのではなく、まず、熱量増加を開始する時のエンジン運転状態における熱費特性と基準熱費ηｔｈとを対比する。その結果、熱費特性において基準熱費ηｔｈ以下となる熱費ηが存在しない場合、つまり熱費特性における熱費ηの全体的なレベルが比較的高い場合には廃熱増加を実施しない。この場合、熱費特性における熱費ηの最小値（最小熱費ηｍｉｎ）でのエンジン廃熱増加も行われないこととなる。一方、熱費特性において基準熱費ηｔｈ以下となる熱費ηが存在する場合、つまり熱費特性における熱費ηの全体的なレベルが比較的低い場合には、基準熱費ηｔｈ以下となる熱費ηが存在しない場合に廃熱増加を実施しない分、最小熱費ηｍｉｎよりも大きい熱費ηでエンジン１０の廃熱増加を集中的に実施する。このように、熱費ηに基づいてメリハリを付けて廃熱増加を行うことにより、平均的に要求熱量Ｑｒｑに見合う熱量を発生し、かつその熱発生に伴う燃料増加量を極力少なくするようにしている。
【００４９】
なお、発生したエンジン廃熱のうち要求熱量に対して過剰分の熱エネルギについては、必要になるまでエンジン冷却水に貯蔵されることとなる。換言すれば、エンジン冷却水には熱エネルギを貯蓄可能な特性があり、本制御システムではこの特性を利用することにより、熱の発生を効率よく実施できるときに集中的にエンジン１０から熱エネルギを発生させる。その結果、平均的に要求熱量Ｑｒｑに見合う熱量を発生することができ、かつその熱発生に伴う燃料増加量が極力少なくなる。
【００５０】
図６〜図８は、本廃熱制御の熱量に関するパラメータを算出するための機能ブロック図である。これらのうち、図６は要求熱量Ｑｒｑ及びエンジン水温の目標値（目標エンジン水温Ｔｗｔ）の算出についての説明であり、図７は基準熱費ηｔｈの算出についての説明であり、図８は指令熱量Ｑｏｄの算出についての説明である。なお、図６の要求熱量Ｑｒｑ及び目標エンジン水温ＴｗｔはエアコンＥＣＵ５０により算出され、図７の基準熱費ηｔｈ及び図８の指令熱量Ｑｏｄは熱マネジメントＥＣＵ６０により算出される。また、図６〜図８では、熱利用要求として暖房要求があった場合を想定している。以下、順に説明する。
【００５１】
最初に、要求熱量Ｑｒｑ及び目標エンジン水温Ｔｗｔについて説明する。図６において、まず吹出口温度・風量算出部Ｍ１では、マップ等を用いることにより、温度設定スイッチ５２で設定されるエアコン設定温度Ｔｓｅと、車室内温度センサ５３で検出される車室内温度Ｔｉｎと、外気温センサ５４で検出される外気温度Ｔｏｕとをパラメータとしてエアコン吹き出し口温度の要求値（要求吹出口温度Ｔｒｑ）及びエアコン吹き出し口風量の要求値（要求吹出風量Ｖｒｑ）を算出する。要求熱量算出部Ｍ２では、マップ等を用いることにより、吹出口温度・風量算出部Ｍ１で算出した要求吹出口温度Ｔｒｑ及び要求吹出風量Ｖｒｑと、外気温センサ５４で検出される外気温Ｔｏｕとをパラメータとして要求熱量Ｑｒｑを算出する。
【００５２】
また、図６において、目標水温算出部Ｍ３では、図９に示す目標水温マップを用い、吹出口温度・風量算出部Ｍ１で算出した要求吹出口温度Ｔｒｑ及び要求吹出風量Ｖｒｑをパラメータとして、熱利用要求時における目標エンジン水温Ｔｗｔを算出する。図９に示すように、目標水温マップには、要求吹出口温度Ｔｒｑ及び要求吹出風量Ｖｒｑに対応付けて目標エンジン水温Ｔｗｔがマップ値として登録されており、都度の要求吹出口温度Ｔｒｑ及び要求吹出風量Ｖｒｑに基づいて目標エンジン水温Ｔｗｔが算出される。上記マップによれば、要求吹出口温度Ｔｒｑが高いほど、又は要求吹出風量Ｖｒｑが大きいほど、目標エンジン水温Ｔｗｔとして大きい値が算出される。
【００５３】
次に、基準熱費ηｔｈについて説明する。図７において、第１基準算出部Ｍ４では、要求熱量算出部Ｍ２で算出した要求熱量Ｑｒｑをパラメータとして第１基準熱費ηｔ１を算出する。第２基準算出部Ｍ５では、目標水温算出部Ｍ３で算出した目標エンジン水温Ｔｗｔと、水温センサ３２により検出した現在水温Ｔａｃと、外気温センサ５４により検出した外気温Ｔｏｕとをパラメータとして第２基準熱費ηｔ２を算出する。そして、基準熱費設定部Ｍ６では、第１基準算出部Ｍ４で算出した第１基準熱費ηｔ１と、第２基準算出部Ｍ５で算出した第２基準熱費ηｔ２とのうち大きい方を基準熱費ηｔｈとして設定する。
【００５４】
ここで、第１基準算出部Ｍ４及び第２基準算出部Ｍ５の詳細を説明する。第１基準算出部Ｍ４では、図１０に示す要求熱量基準算出マップを用い、要求熱量Ｑｒｑをパラメータとして第１基準熱費ηｔ１を算出する。図１０に示すように、要求熱量基準算出マップには、要求熱量Ｑｒｑに対応付けて第１基準熱費ηｔ１がマップ値として登録されており、都度の要求熱量Ｑｒｑに基づいて第１基準熱費ηｔ１が算出される。上記マップによれば、要求熱量Ｑｒｑが所定値α以下の場合には第１基準熱費ηｔ１としてゼロが設定され、要求熱量Ｑｒｑが所定値αよりも大きい場合には、要求熱量Ｑｒｑが大きいほど第１基準熱費ηｔ１として大きい値が設定される。ここで、所定値αは、燃料最良点での発生熱量（ベース熱量）で熱利用要求を満足できる要求熱量Ｑｒｑの上限値として設定されている。
【００５５】
第２基準算出部Ｍ５では、図１１に示す温度基準算出マップを用い、目標エンジン水温Ｔｗｔと現在水温Ｔａｃと外気温Ｔｏｕとをパラメータとして第２基準熱費ηｔ２を算出する。図１１に示すように、温度基準算出マップには、目標水温Ｔｗｔから現在水温Ｔａｃを差し引いた温度差分ΔＴｗと外気温Ｔｏｕとに対応付けて第２基準熱費ηｔ２がマップ値として登録されており、都度の温度差分ΔＴｗ及び外気温Ｔｏｕに基づいて第２基準熱費ηｔ２が算出される。上記マップによれば、温度差分ΔＴｗが大きいか又は外気温Ｔｏｕが低いほど、第２基準熱費ηｔ２として大きい値が算出される。また、第２基準熱費ηｔ２には上限が設けられており、温度差分ΔＴｗが所定温度以上では第２基準熱費ηｔ２として外気温Ｔｏｕごとに定められた最大値が設定される。
【００５６】
次に、指令熱量Ｑｏｄについて説明する。図８において、まずベース熱量算出部Ｍ７では、マップ等を用いることにより、エンジントルクＴｒとエンジン回転速度ＮＥとエンジン水温Ｔａｃとをパラメータとして、今現在のエンジン運転状態においてエンジン１０で発生される熱量、すなわち燃料最良点での発生熱量（ベース熱量）Ｑｂｓを算出する。
【００５７】
熱費特性算出部Ｍ８では、エンジントルクＴｒとエンジン回転速度ＮＥとエンジン水温Ｔａｃとをパラメータとして、例えばマップ等を利用することにより今現在のエンジン運転状態（廃熱増加開始時におけるエンジン運転状態）に対応する熱費特性を算出する。なお、外気温Ｔｏｕをパラメータとして含んでいてもよい。熱費特性算出部Ｍ８の構成及び熱費マップの詳細については後述する。
【００５８】
追加熱量算出部Ｍ９では、熱費特性算出部Ｍ８で算出した現在のエンジン運転状態に対応する熱費特性と、基準熱費設定部Ｍ６で設定した基準熱費ηｔｈとに基づいて、追加熱量ΔＱの指令値（指令追加熱量ΔＱｏｄ）を算出する。
【００５９】
指令熱量算出部Ｍ１０では、ベース熱量算出部Ｍ７で算出したベース熱量Ｑｂｓと、追加熱量算出部Ｍ９で算出した指令追加熱量ΔＱｏｄとを加算して指令熱量Ｑｏｄを算出する。
【００６０】
ここで、熱費特性算出部Ｍ８及び追加熱量算出部Ｍ９の詳細を説明する。熱費特性算出部Ｍ８には、エンジントルクＴｒ、エンジン回転速度ＮＥ及びエンジン水温Ｔａｃをパラメータとしてそれらと熱費ηとの関係を規定したマップが予め記憶されている。熱費特性算出部Ｍ８では、都度のエンジントルクＴｒ、エンジン回転速度ＮＥ及びエンジン水温Ｔａｃに応じたマップを用いることにより、都度のエンジントルクＴｒ等に応じた熱費特性（追加熱量ΔＱに対する熱費ηの関係）を算出する。この熱費特性では、追加熱量ΔＱごとの熱費ηの最小値、つまり熱量増加のための複数の廃熱調整手段のうち、熱費が最小となる手段で熱量増加を実施した場合の熱費が、追加熱量ΔＱに対応付けて登録してある。
【００６１】
追加熱量算出部Ｍ９では、まず熱費特性算出部Ｍ８で算出した熱費特性と、基準熱費設定部Ｍ６で設定した基準熱費ηｔｈとを対比する。そして、熱費特性において基準熱費ηｔｈ以下となる熱費ηがある場合には、指令追加熱量ΔＱｏｄとしてその領域における追加熱量ΔＱの最大値を設定する。一方、熱費特性において基準熱費ηｔｈ以下となる熱費ηがない場合には、指令追加熱量ΔＱｏｄとしてゼロを設定する。
【００６２】
図１２は、追加熱量算出部Ｍ９での指令追加熱量ΔＱｏｄの算出方法について説明するための図である。図１２のうち、（ａ）は基準熱費ηｔｈ以下となる熱費ηがある場合を示し、（ｂ）は基準熱費ηｔｈ以下となる熱費ηがない場合を示している。なお、図１２では、熱費特性が極小点を有する曲線で表される場合について説明している。
【００６３】
図１２において、熱費特性において基準熱費ηｔｈ以下となる熱費ηがある場合には、（ａ）に示すように、熱費特性を示す線Ｌ１と、基準熱費ηｔｈを示す直線Ｌ２とがＡ点及びＢ点で交差する。この場合、Ａ−Ｂ間に対応する追加熱量のうち最大値ΔＱｂが指令追加熱量ΔＱｏｄとして設定される。
【００６４】
一方、熱費特性において基準熱費ηｔｈ以下となる熱費ηがない場合には、（ｂ）に示すように、熱費特性を示す線Ｌ１と、基準熱費ηｔｈを示す直線Ｌ２とが交差しない。この場合、指令追加熱量ΔＱｏｄとしてゼロが設定される。
【００６５】
なお、熱利用要求の発生に伴い追加熱量の最大値ΔＱｂが指令追加熱量ΔＱｏｄとして設定された場合、その指令追加熱量ΔＱｏｄに相当する熱量がエンジン１０で発生されることによりエンジン廃熱量が増加する。このとき、廃熱増加に伴いエンジン冷却水温が上昇して車室内温度Ｔｉｎが上昇するため、要求熱量Ｑｒｑが低下する。したがって、指令追加熱量ΔＱｏｄとして最大値ΔＱｂが設定された後では、廃熱増加制御が進行するにつれて基準熱費ηｔｈとして次第に小さい値が設定されることとなる。これにより、指令追加熱量ΔＱｏｄが次第に小さくなっていき、やがて熱費特性を示す線Ｌ１と、基準熱費ηｔｈを示す直線Ｌ２とが交差しなくなることにより廃熱増加が停止される。つまり、本システムでは、廃熱増加を効率よく実施できる場合に、熱費に基づき許容される最大熱量が発生されるよう廃熱増加を実施し、その後、熱利用要求が満足されることにより廃熱増加が停止される。
【００６６】
次に、エンジン廃熱制御における指令熱量Ｑｏｄの算出手順について説明する。図１３は、本システムにおける指令熱量Ｑｏｄの算出手順を示すフローチャートである。この処理は、熱マネジメントＥＣＵ６０のマイコンにより所定周期毎に実行される。
【００６７】
図１３において、まずステップＳ１０１では、エンジン回転速度やエンジントルク、エンジン水温といったエンジン運転状態に関するパラメータの現在値を読み込み、ステップＳ１０２では、エンジントルクとエンジン回転速度とエンジン水温とをパラメータとしてベース熱量Ｑｂｓを算出する。また、ステップＳ１０３では、今現在のエンジン回転速度、エンジントルク及びエンジン水温に基づいて熱費特性を算出する。
【００６８】
続くステップＳ１０４では、エアコンＥＣＵ５０においてエアコン設定温度、車室内温度及び外気温をパラメータとして算出される要求熱量Ｑｒｑを読み込み、ステップＳ１０５において、その読み込んだ要求熱量Ｑｒｑがゼロか否かを判定する。そして、要求熱量Ｑｒｑがゼロの場合には、ステップＳ１０６へ進み、指令追加熱量ΔＱｏｄとしてゼロを設定する。
【００６９】
一方、要求熱量Ｑｒｑがゼロでない場合には、ステップＳ１０７へ進み、エアコンＥＣＵ５０において目標水温マップを用いることにより要求吹出口温度Ｔｒｑ及び要求吹出風量Ｖｒｑをパラメータとして算出される目標エンジン水温Ｔｗｔを読み込む。また、ステップＳ１０８では、その目標エンジン水温Ｔｗｔが、エンジン暖機のために必要な最低温度として予め規定された所定の下限温度（例えば４０℃）未満の場合に、目標エンジン水温Ｔｗｔをその下限温度に再設定する。
【００７０】
ステップＳ１０９では、基準熱費ηｔｈを算出する。具体的には、要求熱量基準算出マップ（図１０）を参照し、要求熱量Ｑｒｑをパラメータとして第１基準熱費ηｔ１を算出する。また、温度基準算出マップ（図１１）を参照し、目標エンジン水温Ｔｗｔと現在水温Ｔａｃと外気温Ｔｏｕとをパラメータとして第２基準熱費ηｔ２を算出する。そして、第１基準熱費ηｔ１及び第２基準熱費ηｔ２のうち大きい方を基準熱費ηｔｈとする。
【００７１】
その後、ステップＳ１１０〜Ｓ１１２では、指令追加熱量ΔＱｏｄを算出する。すなわち、ステップＳ１１０では、算出した熱費特性と基準熱費ηｔｈとを対比する。熱費特性において基準熱費ηｔｈ以下となる熱費ηがある場合には、ステップＳ１１１へ進み、基準熱費ηｔｈ以下の熱費ηに対応する追加熱量ΔＱのうちその最大値を指令追加熱量ΔＱｏｄとして設定する。一方、熱費特性において基準熱費ηｔｈ以下となる熱費ηがない場合には、ステップＳ１１２へ進み、指令追加熱量ΔＱｏｄとしてゼロを設定する。
【００７２】
最後に、ステップＳ１１３では、ベース熱量Ｑｂｓと指令追加熱量ΔＱｏｄとを加算して指令熱量Ｑｏｄを算出し、その算出した指令熱量ＱｏｄをエンジンＥＣＵ４０に出力する。エンジンＥＣＵ４０では、指令熱量Ｑｏｄを入力すると、その指令熱量Ｑｏｄに基づいてエンジン運転状態を制御する。本実施形態においてエンジンＥＣＵ４０は、エンジン１０の発生熱量を増加させるための複数の廃熱量調整手段のうちいずれの廃熱量調整手段により廃熱量を増加させるか（指令熱量Ｑｏｄに相当する熱量をエンジン１０で発生させるか）を切り替える。より具体的には、エンジンＥＣＵ４０は、指令熱量Ｑｏｄやエンジン運転状態等に基づいて各調整手段を選択的に用いて廃熱制御を実施する。これにより、廃熱制御の実施に伴い生じるエンジン運転効率の低下等の不都合を最小限に抑えるようにしている。
【００７３】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。
【００７４】
熱利用要求があった場合、熱利用要求に伴い廃熱増加を実施するときの発生熱量に対する燃料増加量を示すパラメータとして熱費ηを算出し、その算出した熱費ηと、廃熱増加を実施するか否かを熱費ηに基づいて判定するための基準熱費ηｔｈとの比較結果に基づいて、熱利用要求に伴い廃熱制御（熱創出制御）による廃熱増加を実施するか、又は実施しないかを決定する構成としたため、熱利用要求があっても、その要求に応じて直ちに廃熱増加を実施するのではなく、都度の熱費ηに応じて実施するか否かを判断することができる。したがって、熱利用要求があったときの廃熱増加をメリハリを付けて実施することができ、ひいては要求熱量を平均的に満足しつつ、廃熱増加に伴う燃料増加量を平均的に小さくすることができる。
【００７５】
熱利用要求に伴い廃熱増加を実施する場合、追加熱量ΔＱに対する熱費ηの関係（熱費特性）において、基準熱費ηｔｈ以下となる熱費ηに対応する追加熱量ΔＱのうち最大熱量を指令追加熱量ΔＱｏｄとして設定し、その設定した指令追加熱量ΔＱｏｄに基づいてエンジン１０の廃熱増加を実施する構成としたため、エンジン廃熱を効率よく発生できる場合には、そうでない場合に廃熱増加を実施しない分、エンジン１０から熱エネルギを集中的に発生させることができる。このように、廃熱制御の実施とその制限とのメリハリをより強くすることで、要求熱量を平均的に満足しつつ、廃熱増加に伴う燃料消費量を平均的に少なくするといった効果を好適に得ることができる。
【００７６】
要求熱量Ｑｒｑに応じて基準熱費ηｔｈを可変設定する構成としたため、熱利用要求時において廃熱増加の実施とその実施制限との切り替えを要求熱量Ｑｒｑに応じて行うことができ、ひいては要求熱量Ｑｒｑに見合うエンジン廃熱を発生させることができる。
【００７７】
エンジン冷却水温に基づいて基準熱費ηｔｈを可変設定する構成としたため、具体的には、エンジン冷却水温の現在値Ｔａｃと、熱利用要求が生じた場合のエンジン冷却水温の目標値Ｔｗｔとの差分ΔＴｗに基づいて基準熱費ηｔｈを可変設定する構成としたため、熱利用要求が生じた場合の即暖性を確保することができ、その結果、熱利用要求を速やかに満足させることができる。
【００７８】
熱利用要求が生じたときのエンジン冷却水温の目標値Ｔｗｔを、エアコン設定温度Ｔｓｅと車室内温度Ｔｉｎと外気温Ｔｏｕとをパラメータとして算出される要求吹出口温度Ｔｒｑ及び要求吹出風量Ｖｒｑに基づいて設定する構成としたため、エンジン始動直後等における即暖性を向上させることができる。その結果、運転者の不快感を抑制することができる。
【００７９】
目標エンジン水温Ｔｗｔの下限を、エンジン暖機のために必要な最低温度として予め規定した所定の下限温度（例えば４０℃）で制限する構成としたため、エンジン１０の燃焼安定化を促進させることができ、ひいてはエンジン１０の冷間始動直後におけるエミッションの悪化や、トルク変動による運転者の不快感を抑制することができる。
【００８０】
外気温Ｔｏｕに基づいて基準熱費ηｔｈを可変設定する構成としたため、外気温が低い場合であっても熱利用要求を速やかに満足させることができる。
【００８１】
（他の実施形態）
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施されてもよい。
【００８２】
・上記実施形態では、燃料増加率を、追加熱量ΔＱの単位量当たりの燃料増加量Δｑｆ（熱費η）としたが、燃料増加率は、発生熱量に対する燃料増加量を示すパラメータであれば上記以外であってもよく、例えば燃料増加量Δｑｆの単位量当たりの追加熱量ΔＱ（熱費ηの逆数：１／η）としてもよい。燃料増加率を熱費の逆数１／ηとする場合、追加熱量に対する逆数１／ηの関係を示す特性において、追加熱量の設定範囲内に基準熱費以上となる逆数１／ηがない場合には廃熱増加を実施しない。これに対し、追加熱量の設定範囲内に基準熱費以上となる逆数１／ηが存在する場合には廃熱増加を実施する。また、廃熱増加の実施の際には、基準熱費以上となる逆数１／ηの領域において追加熱量の最大値を指令追加熱量として設定する。
【００８３】
・上記実施形態では、熱費ηが基準熱費ηｔｈ以下となる領域において、エンジン１０で発生可能な追加熱量のうちの最大熱量を指令追加熱量Ｑｏｄとする構成としたが、これを変更し、熱費ηが基準熱費ηｔｈ以下となる領域において、エンジン１０で発生可能な追加熱量のいずれかを指令追加熱量Ｑｏｄとする構成とする。
【００８４】
・要求熱量Ｑｒｑに基づいて算出した第１基準熱費ηｔ１と、温度に関するパラメータに基づいて算出した第２基準熱費ηｔ２とを比較し、それらのうち大きい方を基準熱費ηｔｈとしたが、これを変更し、第１基準熱費ηｔ１と第２基準熱費ηｔ２との平均を基準熱費ηｔｈとしたり、第１基準熱費ηｔ１と第２基準熱費ηｔ２とのうち小さい方を基準熱費ηｔｈとしたりしてもよい。あるいは、第１基準熱費ηｔ１及び第２基準熱費ηｔ２のいずれか一方のみを基準熱費ηｔｈとして用いる構成としてもよい。
【００８５】
・燃費を優先するエコノミーモードと、熱利用要求を優先する熱要求優先モードとを設け、エコノミーモードか熱要求優先モードかのいずれが運転者により設定されているかに応じて、基準熱費ηｔｈの上限値を可変設定する構成とする。この場合、エコノミーモードが設定されている場合には、熱要求優先モードが設定されている場合に比べ、基準熱費ηｔｈの上限値を低くする。あるいは、熱要求優先モードが設定されている場合には基準熱費ηｔｈの上限値を設定しないのに対し、エコノミーモードが設定されている場合には基準熱費ηｔｈの上限値を設定する構成とする。
【００８６】
・上記実施形態では、熱利用要求として暖房要求があった場合について説明したが、熱利用要求としてエンジン暖機要求があった場合を本発明に適用してもよい。
【００８７】
・上記システムについて、排気管１２において触媒２２よりも下流側に、排気に含まれる熱エネルギ（排気熱）をエンジン冷却水等に伝えることで回収する熱回収装置２３を設け、この熱回収装置２３によって回収される排気熱を、例えば車室内の暖房を実施する場合の熱として利用してもよい。この場合、排気損失の一部が冷却損失として回収され利用される。
【００８８】
・上記実施形態では、熱マネジメントＥＣＵ６０を設け、熱マネジメントＥＣＵ６０が指令熱量Ｑｏｄを算出する構成としたが、熱マネジメントＥＣＵ６０を設けずにエンジンＥＣＵ４０が指令熱量Ｑｏｄを算出する構成としてもよい。
【符号の説明】
【００８９】
１０…エンジン、１３…スロットルバルブ、１５…インジェクタ、１７…イグナイタ、１８，１９…バルブ駆動機構、３３…循環経路、３５…ヒータコア、４０…エンジンＥＣＵ、５０…エアコンＥＣＵ、６０…熱マネジメントＥＣＵ。
【図１】
2011106281.tif 000003
【図２】
2011106281.tif 000004
【図３】
2011106281.tif 000005
【図４】
2011106281.tif 000006
【図５】
2011106281.tif 000007
【図６】
2011106281.tif 000008
【図７】
2011106281.tif 000009
【図８】
2011106281.tif 000010
【図９】
2011106281.tif 000011
【図１０】
2011106281.tif 000012
【図１１】
2011106281.tif 000013
【図１２】
2011106281.tif 000014
【図１３】
2011106281.tif 000015