(57)【要約】【課題】冷却装置においてエミッション及び燃費の悪化を可及的に抑制する。【解決手段】車両１０において、エンジン２００の動作期間中、及びエンジン２００が停止中であり且つ暖房要求がない場合に、第１三方弁３５０の弁体位置が、分岐流路３１０ｃを介した冷却水の循環供給が遮断される位置に制御される。一方、エンジン２００が停止中であって且つ暖房要求が生じた場合、停止時暖房モードが実行される。当該モードにおいては、第１三方弁３５０の弁体位置が、分岐流路３１０ｃを介した冷却水の循環供給がなされる弁体位置に制御され、同時に第１電動Ｗ／Ｐ３２０が停止されることによってエンジン２００の冷却が停止される。その結果、排熱回収器５００によって回収された熱がヒータコア４２０に供給され暖房が効果的に行われると共に、エンジン２００の再始動時における燃費及びエミッションの悪化が抑制される。【選択図】図６
2008230422.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力源として内燃機関を有する車両において、少なくとも前記内燃機関、ヒータコアを含む暖房装置、及び前記内燃機関の排気に係る排気熱を回収可能な排気熱回収手段と冷却水との間で熱交換を行うことが可能に構成された車両の冷却装置であって、
前記冷却水の循環経路を、少なくとも（i）前記熱交換に供すべき対象として前記ヒータコア及び前記排気熱回収手段を含み且つ前記内燃機関を含まない第１の経路、並びに（ii）前記熱交換に供すべき対象として前記ヒータコア、前記排気熱回収手段及び前記内燃機関を含む、前記第１の経路と少なくとも一部が重複してなる第２の経路の中から選択可能な第１の選択手段と、
前記選択がなされた循環経路に前記冷却水を循環供給することが可能な少なくとも一つの循環供給手段と、
前記選択がなされた循環経路に前記冷却水が循環供給されるように前記循環供給手段を制御する供給制御手段と、
前記内燃機関の停止期間において前記暖房装置により暖房がなされる場合に前記循環経路として前記第１の経路が選択されるように前記第１の選択手段を制御する選択制御手段と
を具備することを特徴とする車両の冷却装置。
【請求項２】
動力源として内燃機関及び少なくとも一つの電動機を有する車両において、少なくとも前記内燃機関、ヒータコアを含む暖房装置、及び前記内燃機関の排気に係る排気熱を回収可能な排気熱回収手段と冷却水との間で熱交換を行うことが可能に構成された車両の冷却装置であって、
前記冷却水の循環経路を、少なくとも（i）前記熱交換に供すべき対象として前記ヒータコア及び前記排気熱回収手段を含み且つ前記内燃機関を含まない第１の経路、並びに（ii）前記熱交換に供すべき対象として前記ヒータコア、前記排気熱回収手段及び前記内燃機関を含む、前記第１の経路と少なくとも一部が重複してなる第２の経路の中から選択可能な第１の選択手段と、
前記選択がなされた循環経路に前記冷却水を循環供給することが可能な少なくとも一つの循環供給手段と、
前記選択がなされた循環経路に前記冷却水が循環供給されるように前記循環供給手段を制御する供給制御手段と、
前記内燃機関の停止期間において前記暖房装置により暖房がなされる場合に前記循環経路として前記第１の経路が選択されるように前記第１の選択手段を制御する選択制御手段と
を具備することを特徴とする車両の冷却装置。
【請求項３】
前記循環供給手段は、電気駆動式のポンプを含む
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両の冷却装置。
【請求項４】
前記循環供給手段は、前記電気駆動式のポンプとして、前記第１の経路のうち前記第２の経路と重複する区間に設けられた第１のポンプと、前記第２の経路のうち前記第１の経路と重複しない区間に設けられた第２のポンプとを含み、
前記供給制御手段は、前記第１の経路が選択された場合に停止するように前記第２のポンプを制御する
ことを特徴とする請求項３に記載の車両の冷却装置。
【請求項５】
前記排気熱回収手段における前記排気熱の回収状態を特定する特定手段と、
前記内燃機関の停止期間に暖房がなされる場合に、前記特定された回収状態に基づいて前記暖房が可能であるか否かを判別する判別手段と
を更に具備し、
前記選択制御手段は、前記暖房が可能でない旨が判別された場合に、前記循環経路として前記第２の経路が選択されるように前記第１の選択手段を制御する
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の車両の冷却装置。
【請求項６】
前記特定手段は、前記回収状態として、前記循環供給手段の動作状態及び前記排気熱回収手段の上流側と下流側とにおける前記冷却水の温度差を特定する
ことを特徴とする請求項５に記載の車両の冷却装置。
【請求項７】
前記循環経路として、前記第２の経路の一部が前記熱交換に供すべき対象として前記排気熱回収手段が含まれないようにバイパスされてなる第３の経路を選択可能な第２の選択手段を更に具備し、
前記選択制御手段は、前記暖房が可能でない旨が判別された場合に、前記第３の経路が選択されるように前記第２の選択手段を制御する
ことを特徴とする請求項５又は６に記載の車両の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却水により例えば内燃機関を冷却可能な車両の冷却装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置として、エンジン停止時のヒータ性能の確保を図ったものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示されたハイブリッド電気自動車のエンジン制御装置（以下、「従来の技術」と称する）によれば、暖房装置の作動が検出され、且つエンジンの冷却水温が所定温度よりも高いことが検出された場合に、エンジンを非駆動状態とし且つ電動ウォータポンプを駆動状態として冷却水を循環させることにより、無駄なアイドル運転がなくなり、燃費性能が向上し、且つ速やかに暖房を行うことが可能であるとされている。
【０００３】
尚、ヒータ用冷却回路を設け、更に専用ポンプを増設し、ヒータ要求時にはヒータ用冷却回路内で冷却水を循環させる思想も開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１６３５４５号公報
【特許文献２】特開平１０−４４７４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
エンジンの停止中に暖房を継続する場合、ヒータが放熱してしまえば、エンジンを熱源として利用する以外になく、エンジンから徐々に熱が奪われ暖房に供されることになる。従って、暖房を継続する期間が長い程、冷却水温は低下し、例えばシリンダヘッド等、エンジン各部の温度低下も招くことになる。この場合、元より暖房が要求される程度に冷間時であることもあり、再始動時におけるエンジンの燃焼性が極端に低下し、エミッション及び燃費の悪化を招き易い。即ち、従来の技術には、エンジン停止中に暖房が継続するといった場面が想定されておらず、場合によってはエンジンのエミッション及び燃費の悪化を招きかねないという技術的な問題点がある。
【０００６】
本発明は上述した問題点に鑑みてなされたものであり、エミッション及び燃費の悪化を可及的に抑制し得る車両の冷却装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するため、本発明に係る第１の車両の冷却装置は、動力源として内燃機関を有する車両において、少なくとも前記内燃機関、ヒータコアを含む暖房装置、及び前記内燃機関の排気に係る排気熱を回収可能な排気熱回収手段と冷却水との間で熱交換を行うことが可能に構成された車両の冷却装置であって、前記冷却水の循環経路を、少なくとも（i）前記熱交換に供すべき対象として前記ヒータコア及び前記排気熱回収手段を含み且つ前記内燃機関を含まない第１の経路、並びに（ii）前記熱交換に供すべき対象として前記ヒータコア、前記排気熱回収手段及び前記内燃機関を含む、前記第１の経路と少なくとも一部が重複してなる第２の経路の中から選択可能な第１の選択手段と、前記選択がなされた循環経路に前記冷却水を循環供給することが可能な少なくとも一つの循環供給手段と、前記選択がなされた循環経路に前記冷却水が循環供給されるように前記循環供給手段を制御する供給制御手段と、前記内燃機関の停止期間において前記暖房装置により暖房がなされる場合に前記循環経路として前記第１の経路が選択されるように前記第１の選択手段を制御する選択制御手段とを具備することを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る第１の車両の冷却装置によれば、循環供給手段によって、選択手段により選択された状態にある循環経路に冷却水が循環供給され、選択された循環経路に対応する熱交換対象（例えば、内燃機関、ヒータコア及び排気熱回収手段等）と、循環供給される冷却水との熱交換がなされる。ここで、内燃機関の停止期間において暖房装置により暖房がなされる場合、この循環経路として第１の経路が選択されるように第１の選択手段が制御される。
【０００９】
第１の経路は、熱交換対象として少なくとも内燃機関を含んでおらず、従って、内燃機関の停止期間において冷却水が第１の経路に循環供給された場合、内燃機関の暖機状態は、少なくとも内燃機関が熱交換対象とされる場合と較べて維持される。従って、選択制御手段による選択手段の適切な制御により、内燃機関の停止期間に暖房が要求されるといった、実践上無視し得ない程度の頻度で生じ得る状況において、内燃機関の温度低下が進行することによって生じる、内燃機関の再始動におけるエミッション及び燃費の悪化が抑制されるのである。
【００１０】
上述した課題を解決するため、本発明に係る第２の車両の冷却装置は、動力源として内燃機関及び少なくとも一つの電動機を有する車両において、少なくとも前記内燃機関、ヒータコアを含む暖房装置、及び前記内燃機関の排気に係る排気熱を回収可能な排気熱回収手段と冷却水との間で熱交換を行うことが可能に構成された車両の冷却装置であって、前記冷却水の循環経路を、少なくとも（i）前記熱交換に供すべき対象として前記ヒータコア及び前記排気熱回収手段を含み且つ前記内燃機関を含まない第１の経路、並びに（ii）前記熱交換に供すべき対象として前記ヒータコア、前記排気熱回収手段及び前記内燃機関を含む、前記第１の経路と少なくとも一部が重複してなる第２の経路の中から選択可能な第１の選択手段と、前記選択がなされた循環経路に前記冷却水を循環供給することが可能な少なくとも一つの循環供給手段と、前記選択がなされた循環経路に前記冷却水が循環供給されるように前記循環供給手段を制御する供給制御手段と、前記内燃機関の停止期間において前記暖房装置により暖房がなされる場合に前記循環経路として前記第１の経路が選択されるように前記第１の選択手段を制御する選択制御手段とを具備することを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る第２の車両の冷却装置が搭載される車両は、動力源として内燃機関の他に少なくとも一つの電動機を有する、所謂ハイブリッド車両として構成される。
【００１２】
電動機が動力源として備わる態様に鑑みれば、本発明に係る第２の車両の冷却装置が備わる車両は、内燃機関のみを動力源として備える車両（即ち、上述した本発明の第１の車両の冷却装置が搭載される車両）と較べて内燃機関の停止頻度が高くなる。従って、内燃機関の停止期間において暖房が要求される状況が相対的に生じ易くなり、内燃機関が再始動される状況が相対的に生じ易くなる。即ち、本発明に係る第２の車両の冷却装置によれば、上述した第１の車両の冷却装置に係る実践上の利益が、より効果的に享受される。
【００１３】
本発明に係る第１及び第２の車両の冷却装置（以下、特に別無く「本発明に係る車両の冷却装置」と称する）の一の態様では、前記循環供給手段は、電気駆動式のポンプを含む。
【００１４】
この態様によれば、循環供給手段は、例えば電動ウォータポンプ（以下、適宜「電動Ｗ／Ｐ」と称する）等電気駆動式のポンプを含んで構成されるため、内燃機関が停止期間にあり、且つ暖房の要求がある場合であっても、冷却水を第１の経路に効果的に循環供給することが可能となり好適である。
【００１５】
尚、この態様では、前記循環供給手段は、前記電気駆動式のポンプとして、前記第１の経路のうち前記第２の経路と重複する区間に設けられた第１のポンプと、前記第２の経路のうち前記第１の経路と重複しない区間に設けられた第２のポンプとを含み、前記供給制御手段は、前記第１の経路が選択された場合に停止するように前記第２のポンプを制御してもよい。
【００１６】
本発明に係る車両の冷却装置における、再始動時の内燃機関の性能低下抑制に係る効果は、例えばこのように第１経路のうち第２の経路と重複する区間（以下、適宜「重複区間」と称する）に電気駆動式の第１のポンプが備わることのみによっても享受されるが、第２の経路のうち重複区間に該当しない区間に第２のポンプを備える構成を採る場合には、例えばラジエータ等の放熱手段を介して冷却水を循環供給することが容易にして可能となり実践上有益である。
【００１７】
本発明に係る車両の冷却装置の他の態様では、前記排気熱回収手段における前記排気熱の回収状態を特定する特定手段と、前記内燃機関の停止期間に暖房がなされる場合に、前記特定された回収状態に基づいて前記暖房が可能であるか否かを判別する判別手段とを更に具備し、前記選択制御手段は、前記暖房が可能でない旨が判別された場合に、前記循環経路として前記第２の経路が選択されるように前記第１の選択手段を制御する。
【００１８】
この態様によれば、判別手段により、排気熱の回収状態に基づいて暖房が可能でない旨の判別がなされた場合、選択制御手段は、循環経路として第２の経路が選択されるように第１の選択手段を制御する。第２の経路は、冷却水との熱交換対象として内燃機関を含んでおり、供給制御手段により循環供給手段の制御を介して第２の経路に冷却水が循環供給された場合には、幾らかなりとも蓄熱状態にある内燃機関から冷却水への熱交換がなされ、ヒータコアへの熱供給に供される。従って、この態様によれば、暖房を可及的に継続することが可能となるといった実践上顕著な利益が提供される。
【００１９】
判別手段を備える本発明に係る車両の冷却装置の一の態様では、前記特定手段は、前記回収状態として、前記循環供給手段の動作状態及び前記排気熱回収手段の上流側と下流側とにおける前記冷却水の温度差を特定する。
【００２０】
この態様によれば、回収状態の一として、排気熱回収手段の上流側と下流側とにおける冷却水の温度差が特定される。
【００２１】
従って、この態様によれば、排気熱回収手段がヒータコアに対する熱源として機能し得るか否かを高精度に判別することが可能となり、実践上極めて有益である。
【００２２】
判別手段を備える本発明に係る車両の冷却装置の他の態様では、前記循環経路として、前記第２の経路の一部が前記熱交換に供すべき対象として前記排気熱回収手段が含まれないようにバイパスされてなる第３の経路を選択可能な第２の選択手段を更に具備し、前記選択制御手段は、前記暖房が可能でない旨が判別された場合に、前記第３の経路が選択されるように前記第２の選択手段を制御する。
【００２３】
この態様によれば、暖房が可能でない旨が判別された場合には、冷却水の循環経路として、第２の経路の一部、好適には重複区間の一部がバイパスされてなる第３の経路が選択される。従って、排気熱回収手段を介することによる圧力損失（以下、適宜「圧損」と称する）の相対的な増大による循環供給手段の物理的、機械的又は電気的な負荷の増大を抑制し、最終的に燃費の向上を実現することが可能となる。
【００２４】
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
＜発明の実施形態＞
＜第１実施形態＞
＜実施形態の構成＞
始めに、図１を参照して、本発明の第１実施形態に係る車両１０の構成について説明する。ここに、図１は、車両１０の構成を概念的に表してなる概略構成図である。
【００２６】
図１において、車両１０は、ＥＣＵ１００、エンジン２００、冷却装置３００、暖房装置４００及び排熱回収器５００を備える。
【００２７】
ＥＣＵ１００は、図示せぬＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等を備え、車両１０の動作全体を制御することが可能に構成された電子制御ユニットであり、本発明に係る「供給制御手段」及び「選択制御手段」の一例として機能するように構成されている。ＥＣＵ１００は、ＲＯＭに格納された制御用のプログラムに従って、後述する循環経路切り替え処理を実行することが可能に構成される。尚、本発明に係る「供給制御手段」及び「選択制御手段」の物理的、機械的、機構的又は電気的な構成は、当該手段に係る機能を実現可能な限りにおいてハードウェア的に一体に構成されたＥＣＵ１００に限定されず、例えば相互に異なるハードウェア構成を採ってもよいし、その他の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採ってもよい。
【００２８】
エンジン２００は、本発明に係る「内燃機関」の一例たるガソリンエンジンである。尚、本発明に係る「内燃機関」とは、例えばガソリン或いは各種アルコール等の各種形態を採り得る燃料と吸入空気との混合体である混合気が燃焼した際に発生する爆発力たる動力を、例えばピストン及びコネクティングロッド等の形態を採り得る機械的な伝達経路を適宜介して、例えばクランク軸等の出力軸を介して動力として出力することが可能に構成された機関を包括する概念であり、好適な一形態として、例えば２サイクル或いは４サイクルレシプロエンジン等を含んでなる趣旨である。
【００２９】
ここで、図２を参照し、エンジン２００の詳細な構成について説明する。ここに、図２は、エンジン２００の模式図である。尚、図２において、図１と重複する箇所には同一の符合を付してその説明を適宜省略することとする。
【００３０】
図２において、エンジン２００は、気筒２０１内において燃焼室に点火プラグ（符号省略）の一部が露出してなる点火装置２０２による点火動作を介して混合気を燃焼せしめると共に、係る燃焼による爆発力に応じて生じるピストン２０３の往復運動を、コネクティングロッド２０４を介してクランクシャフト２０５の回転運動に変換することが可能に構成されている。また、クランクシャフト２０５近傍には、クランクシャフト２０５の回転位置（即ち、クランク角）を検出するクランクポジションセンサ２０６が設置されている。クランクポジションセンサ２０６は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００は、クランクポジションセンサ２０６によって検出されたクランク角に基づいて、点火装置２０２の点火時期等を制御することが可能に構成されている。また、ＥＣＵ１００は、クランクシャフト２０５の回転位置に基づいてエンジン２００の機関回転数ＮＥを算出することが可能に構成されている。尚、エンジン２００では、紙面と垂直な方向に４本の気筒２０１が直列に配されてなる直列４気筒エンジンであるが、個々の気筒２０１の構成は相互に等しいため、図２においては一の気筒２０１についてのみ説明を行うこととする。
【００３１】
エンジン２００において、外部から吸入された空気は吸気管２０７を通過し、吸気ポート２１３において、インジェクタ２１４から噴射された燃料と混合されて前述の混合気となる。燃料は、燃料タンク２１５に貯留されており、フィードポンプ２１７の作用により、デリバリパイプ２１６を介してインジェクタ２１４に圧送供給されている。インジェクタ２１４は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、この供給される燃料を、ＥＣＵ１００の制御に従って吸気ポート２１３に噴射することが可能に構成されている。尚、燃料を噴射する噴射手段の形態は、図示するような所謂吸気ポートインジェクタの構成を採らずともよく、例えば、フィードポンプ或いは他の低圧ポンプにより圧送される燃料の圧力を更に高圧ポンプによって昇圧せしめ、高温高圧の気筒２０１内部へ燃料を直接噴射することが可能に構成された、所謂直噴インジェクタ等の形態を有していてもよい。
【００３２】
気筒２０１内部と吸気管２０７とは、吸気バルブ２１８の開閉によって連通状態が制御されている。気筒２０１内部で燃焼した混合気は排気となり吸気バルブ２１８の開閉に連動して開閉する排気バルブ２１９の開弁時に排気ポート２２０を介して排気管２２１に導かれる。
【００３３】
一方、吸気管２０７上には、クリーナ２０８が配設されており、外部から吸入される空気が浄化される構成となっている。また、クリーナ２０８の下流側（シリンダ側）には更に、エアフローメータ２０９が配設されている。エアフローメータ２０９は、ホットワイヤー式と称される形態を有しており、吸入された空気の質量流量を直接検出することが可能に構成されている。尚、エアフローメータ２０９は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された吸入空気の質量流量は、ＥＣＵ１００によって絶えず、或いは一定又は不定の周期で把握される構成となっている。
【００３４】
吸気管２０７におけるエアフローメータ２０９の下流側には、気筒２０１内部へ吸入される空気に係る吸入空気量を調節するスロットルバルブ２１０が配設されている。このスロットルバルブ２１０には、スロットルポジションセンサ２１２が電気的に接続されており、その開度たるスロットル開度を検出することが可能に構成されている。
【００３５】
スロットバルブモータ２１１は、ＥＣＵ１００と電気的に接続され、スロットルバルブ２１０を駆動することが可能に構成されたモータである。ＥＣＵ１００は、車両１０に備わる不図示のアクセルポジションセンサによって検出される、不図示のアクセルペダルの操作量に基づいて、スロットルバルブモータ２１１の駆動状態を制御することが可能に構成されており、これによりスロットルバルブ２１０の開閉状態（即ち、スロットル開度）が制御される構成となっている。尚、スロットルバルブ２１０は、上述したように一種の電子制御式スロットルバルブであり、スロットル開度は、ＥＣＵ１００により運転者の意思（即ち、アクセル開度）とは無関係に制御され得る。
【００３６】
排気管２２１には、三元触媒２２３及び床下触媒２２４が設置されている。三元触媒２２３は、エンジン２００から排出されるＣＯ（一酸化炭素）、ＨＣ（炭化水素）、及びＮＯｘ（窒素酸化物）を夫々浄化することが可能な触媒である。また床下触媒２２４は、車両１０のフロア下に設置された三元触媒であり、三元触媒２２３によって除去しきれない例えばＮＯｘ等を顕著に除去し得るように構成されている。
【００３７】
排気管２２１における三元触媒２２３の上流側には、空燃比センサ２２２が配設されている。空燃比センサ２２２は、排気ポート２２０を介して排出される排気ガスから、エンジン２００の空燃比を検出することが可能に構成されている。空燃比センサ２２２は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された空燃比は、ＥＣＵ１００によって絶えず、或いは一定又は不定の周期で把握される構成となっている。また、気筒２０１を収容するシリンダブロックに設置されたウォータジャケットには、主としてエンジン２００を冷却するために循環供給される冷却水（例えば、ＬＬＣ）の温度（以下、適宜「冷却水温」と称する）を検出するための水温センサ２２５が配設されている。水温センサ２２５は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された冷却水温は、ＥＣＵ１００によって絶えず、或いは一定又は不定の周期で把握される構成となっている。
【００３８】
図１に戻り、冷却装置３００は、冷却水循環路３１０、第１電動Ｗ／Ｐ３２０、サーモスタット３３０、ラジエータ３４０、第１三方弁３５０及び第２電動Ｗ／Ｐ３６０を備えた、本発明に係る「車両の冷却装置」の一例である。
【００３９】
冷却水循環路３１０は、エンジン２００のシリンダブロック周囲に張り巡らされた前述したウォータジャケットを含み、第１電動Ｗ／Ｐ３２０及び第２電動Ｗ／Ｐ３６０によって適宜に吐出される冷却水の循環経路（即ち、本発明に係る「循環経路」の一例）を規定する、例えば金属製或いは樹脂製の配管である。
【００４０】
冷却水循環路３１０は、第１電動Ｗ／Ｐ３２０、エンジン２００（主として、ウォータジャケット）、第１三方弁３５０、第２電動Ｗ／Ｐ３６０、ヒータコア４２０及び排熱回収器５００を順次介して、更には、第１三方弁３５０上流側（図示左側）から分岐することにより直接、サーモスタット３３０に冷却水を導き、サーモスタット３３０から第１電動Ｗ／Ｐ３２０へと冷却水を還流させる主循環路（符号省略）、並びに、エンジン２００のウォータジャケットから分岐して冷却水をラジエータ３４０に導くラジエータインレット３１０ａ、ラジエータ３４０を通過した後の冷却水を第１電動Ｗ／Ｐ３２０に還流させるラジエータアウトレット３１０ｂ及びサーモスタット３３０の上流側（図示右側）から第１三方弁３５０へ冷却水を導く分岐管３１０ｃを含んで構成される。
【００４１】
第１電動Ｗ／Ｐ３２０は、本発明に係る「循環供給手段」、「電気駆動式のポンプ」及び「第２のポンプ」の一例たる渦巻き式の電動ポンプである。第１電動Ｗ／Ｐ３２０は、不図示のモータの回転力によって冷却水を吸引し、当該モータの回転速度に応じた量の冷却水を吐出することが可能に構成されている。尚、本発明に係る循環供給手段の態様は、第１電動Ｗ／Ｐ３２０に限定されず、例えばクランクシャフト２０５と連結され、クランクシャフト２０５の回転駆動力の一部を利用して回転可能であると共に、当該回転に係る回転速度を、例えば物理的な係合手段における係合力を二値的に、段階的に又は連続的に可変に制御することにより夫々二値的に、段階的に又は連続的に制御することが可能に構成された機械式のポンプ等であってもよい。
【００４２】
第１電動Ｗ／Ｐ３２０において、モータは、不図示の電力供給源（例えば、車載用１２Ｖバッテリ、或いは他のバッテリ）等から電力の供給を受け、不図示のモータ駆動系を介して供給される制御電圧（又は電流）のデューティ比に応じて、その回転速度が増減制御される構成となっている。また、このモータ駆動系は、ＥＣＵ１００と電気的に接続された状態にあり、ＥＣＵ１００によって上述したデューティ比を含む動作状態が制御される構成となっている。即ち、第１電動Ｗ／Ｐ３２０は、ＥＣＵ１００によってその動作状態が制御される構成となっている。
【００４３】
尚、本発明に係る循環供給手段が、この第１電動Ｗ／Ｐ３２０に例示される電気駆動式のポンプとして構成される場合、例えばこのような電力供給源及びモータ駆動系を介して供給される電力、電圧又は電流、又はそれらに対応するデューティ比等の各種制御量が、例えば機関回転数又は負荷或いはその両方等、内燃機関の各種運転条件に応じて制御されることによって、或いは回転センサ等により検出されるモータ回転数等をこれら各種制御量にフィードバックすることによって、モータ回転数、モータ回転速度又はポンプ回転速度等を目標とする値に正確に且つ容易に制御することが可能となる。従って、電力資源等有限なエネルギを有効に利用することが可能となり好適である。
【００４４】
サーモスタット３３０は、冷却水温を安定せしめるために設けられた温度調節手段である。サーモスタット３３０の内部には、前述したラジエータアウトレット３１０ｂと冷却水循環路３１０の主循環路との連通状態を制御するための制御弁が設けられている。サーモスタット３３０は、この制御弁が開弁状態にある場合に、ラジエータインレット３１０ａを介してラジエータ３４０に冷却水を導き、ラジエータ３４０を通過した後の冷却水を、ラジエータアウトレット３１０ｂを介して冷却水循環路３１０の主循環路へ還流させることが可能に構成されている。尚、サーモスタット３３０は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、当該制御弁の開閉状態は、ＥＣＵ１００により上位に制御される構成となっている。尚、サーモスタット３３０の構成は、ここに説明したものに限定されず公知の各種態様を採ることができる。
【００４５】
ラジエータ３４０は、ラジエータインレット３１０ａ及びラジエータアウトレット３１０ｂと夫々連通してなるウォータパイプが複数配列してなると共に、当該ウォータパイプの外周に多数の波板状のフィンを備え、当該ウォータパイプ内を冷却水が流れる際に、当該フィンを介した大気との熱交換により、即ち冷却水の熱を外界に放熱することによって、冷却水を相対的に冷却することが可能に構成されている。従って、ラジエータアウトレット３１０ｂから排出される冷却水は、ラジエータインレット３１０ａを介してラジエータ３４０に流入する冷却水と較べて、その温度が低下した状態となる。
【００４６】
第１三方弁３５０は、冷却水循環路３１０上に設置され、その内部に電磁駆動可能な弁体を備えた電磁制御弁であり、本発明に係る「第１の選択手段」の一例である。第１三方弁３５０は、冷却水循環路３１０における、第１三方弁３５０を挟んで上流側（図示左側）のポイントＡ（図示「Ａ」参照）から下流側（図示右側）のポイントＢ（図示「Ｂ」参照）へ冷却水を導くと同時に、分岐管３１０ｃの一端部に相当するポイントＣ（図示「Ｃ」参照）を介した冷却水の流入を遮断する弁体位置３５０ＡＢと、冷却水をポイントＣからポイントＢへ導くと同時にポイントＡを介した冷却水の流入を遮断する弁体位置３５０ＣＢの二種類の弁体位置を採ることが可能に構成されている。この際、当該弁体位置は、第１三方弁３５０と電気的に接続されたＥＣＵ１００によって制御される構成となっている。
【００４７】
尚、本発明に係る第１の選択手段の構成、とりわけ物理的、機械的又は電気的な構成は、このような循環経路の選択が実践上有効になされ得る限りにおいて、第１三方弁３５０に限定されない。例えば第１の選択手段は、例えば三方弁よりも弁体の採り得る物理的機械的位置が多い多方弁等、弁体を物理的、機械的又は電気的に駆動することにより、冷却水の全体的な循環経路における個々の管路の連通状態を可変とし得る弁装置等の形態を有していてもよい。また、第１の選択手段は、必ずしもこのような弁装置に限定されない。
【００４８】
第２電動Ｗ／Ｐ３６０は、第１電動Ｗ／Ｐ３２０と同様に、本発明に係る「循環供給手段」、「電気駆動式のポンプ」及び「第１のポンプ」の一例たる渦巻き式の電動ポンプである。第２電動Ｗ／Ｐ３６０は、不図示のモータの回転力によって冷却水を吸引し、当該モータの回転速度に応じた量の冷却水を吐出することが可能に構成されている。第２電動Ｗ／Ｐ３６０において、モータは、不図示の電力供給源（例えば、車載用１２Ｖバッテリ、或いは他のバッテリ）等から電力の供給を受け、不図示のモータ駆動系を介して供給される制御電圧（又は電流）のデューティ比に応じて、その回転速度が増減制御される構成となっている。また、このモータ駆動系は、ＥＣＵ１００と電気的に接続された状態にあり、ＥＣＵ１００によって上述したデューティ比を含む動作状態が制御される構成となっている。即ち、第２電動Ｗ／Ｐ３６０は、ＥＣＵ１００によってその動作状態が制御される構成となっている。
【００４９】
ヒータコア４２０は、暖房装置４００の熱源である。ヒータコア４２０は、冷却水循環路３１０の主循環路上に設置されており、主循環路を循環供給される冷却水との熱交換を行うことが可能に構成されている。一方、ヒータコア４２０は、車両１０の不図示の空調ダクトと連通しており、当該空調ダクト内に吸引された空気を、冷却水との熱交換により取得した熱により昇温する（即ち、最終的には、この吸引された空気と冷却水との熱交換を行う）ことが可能に構成されている。
【００５０】
また、暖房装置４００は、ヒータ制御回路４１０を備える。ヒータ制御回路４１０は、例えば車両１０のドライバから車室内を暖房すべき旨の入力（例えば、暖房機能の実行に対応付けられたボタンの操作等）がなされた場合に、ヒータコア４１０によって昇温せしめられた空気が車室内へ吹き出されるように、例えばデフロスタ、レジスタ又はブロワ等の物理的な、機械的な又は電気的な動作を制御することが可能に構成されている。尚、ヒータ制御回路４１０は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、その動作状態は、ＥＣＵ１００により上位に制御される構成となっている。尚、暖房装置４００は、車両１０に一般的に具わり得るエアコンディショナの一部として構成されていてもよい。
【００５１】
排熱回収器５００は、エンジン２００の前述した排気管２２１上に設けられ、排気管２２１内に導かれる高温の排気から排気熱を回収することが可能に構成された、本発明に係る「排気熱回収手段」の一例である。排熱回収器５００は、蓄熱材としてのステンレス鋼製のマトリクス部材（或いはメッシュ部材）が複数積層された構成を有しており、排気がこのマトリクス部材を通過する際に、排気からの熱伝達を介して排気熱の少なくとも一部を奪うことが可能に構成されている。この際、排熱回収器５００は、排気抵抗の大きさが実践上顕在化することのないように、その流動損失や圧力損失が決定されている。
【００５２】
一方、この排熱回収器５００における、マトリクス部材の周囲には、冷却水循環路３１０の主循環路が張り巡らされている。この際、主循環路は、排熱回収器５００（顕著にはマトリクス部材）と冷却水との間で十分な熱交換を行うことが可能となるように、その設置状態が決定されており、マトリクス部材によって奪われ、蓄熱されてなる排気熱は、主循環路内を循環供給される冷却水へ可及的に効率的に付与される構成となっている。
【００５３】
尚、本発明における「排気熱の回収」とは、例えば排気系に導かれる排気から排気熱の一部を奪うことを少なくとも含み、好適な一形態としては、この奪った排気熱の少なくとも一部を、例えば蓄熱手段等により一旦蓄熱した後に、又は直接的に、例えばＬＬＣ（Long Life Coolant）等の冷却水との間で空間輻射や物理的な熱伝達等を含む概念としての熱交換等を行うこと等により当該冷却水に付与すること等も含み得、更には例えば排気熱を機械的エネルギに変換することや、ヒートポンプ及び熱電変換モジュール等によって排気熱から電気エネルギを生成すること等を含む広い概念である。係る概念の範疇において、排気熱回収手段の構成は、排気熱回収器５００に限定されない。
【００５４】
＜実施形態の動作＞
＜循環経路切り替え処理の詳細＞
冷却装置３００の動作状態は、ＥＣＵ１００により実行される循環経路切り替え処理によって制御される。ここで、図３を参照し、本実施形態の動作として、循環経路切り替え処理の詳細について説明する。ここに、図３は、循環経路切り替え処理のフローチャートである。
【００５５】
図３において、ＥＣＵ１００は始めに、エンジン２００が停止中であるか否かを判別する（ステップＳ１０１）。エンジン２００が動作中である場合（ステップＳ１０１：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は更に、ラジエータ３４０を介した放熱が不要であるか否かを判別する（ステップＳ１０５）。
【００５６】
ここで、ステップＳ１０５に係る処理を補足すると、例えば、エンジン２００の燃焼性能が安定しない始動時や、三元触媒２２３及び床下触媒２２４が触媒活性温度に到達しない触媒未暖機時においては、エミッション及び燃費の悪化を可及的に抑制する観点から、エンジン２００を可及的に早期に昇温せしめ、燃焼性能の安定化及び触媒の活性化を図る必用がある。従って、このような状況においては、冷却水温は総じて高い方がよく、ラジエータ３４０を介して冷却水に含まれる熱を大気中に放熱する必要は生じない。反対に、三元触媒２２３及び床下触媒２２４を含めエンジン２００が十分に暖機されている状態では、オーバーヒート、各触媒の熱溶融、或いは排熱回収器５００の熱溶融等の各種の不具合の発生を防止する観点から、ラジエータ３４０を介した放熱が必要となる。ステップＳ１０５に係る処理において、ＥＣＵ１００は、例えば水温センサ２２５により検出されるエンジン２００の冷却水温を参照し、当該冷却水温が所定の閾値以上であるか否かに係る補助的な判別処理を実行する。尚、当該閾値は、例えば予め実験的に適合される値であってよく、例えば概ね８０℃前後に設定されている。
【００５７】
ステップＳ１０５に係る処理では、このような補助的な判別処理の結果、冷却水温が閾値以上である場合に、判別結果が「ＮＯ」、即ち放熱が必要である旨が判別され、反対に冷却水温が閾値未満である場合に、判別結果が「ＹＥＳ」、即ち放熱が不要である旨が判別される。尚、このような処理過程は一例であり、ステップＳ１０５に係る判別処理では、水温センサ２２５によって検出される冷却水温に替えて、或いは加えて、三元触媒２２３又は床下触媒２２４に関する触媒温度等が参照されてもよい。更には、これら各種温度の検出結果等に基づいて、ラジエータ３４０を介した放熱の必要性が多角的に判断されてもよい。
【００５８】
ステップＳ１０５に係る処理において、放熱が不要である旨が判別された場合（ステップＳ１０５：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、冷却装置３００の動作状態を、予め設定された蓄熱モードに対応する動作状態に制御する（ステップＳ１０６）。ここで、図４を参照して、蓄熱モードの詳細について説明する。ここに、図４は、蓄熱モードに対応する動作状態にある冷却装置３００の模式図である。尚、同図において、図１と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を省略することとする。尚、これ以降の説明において、冷却装置３００の動作状態を、蓄熱モード、及び後述する各種モードに対応する動作状態に制御することを適宜「蓄熱モード（各種モード）を実行する」等と称することとする。
【００５９】
図４において、蓄熱モードを実行する場合、ＥＣＵ１００は、第１電動Ｗ／Ｐ３２０及び第２電動Ｗ／Ｐ３６０を夫々稼動させ（以下、稼動している状態及び稼動していない状態を、夫々適宜「オン状態」及び「オフ状態」と表現することとする）、冷却水を循環供給させると共に、サーモスタット３３０に備わる制御弁を閉弁状態に制御して、ラジエータ３４０への冷却水の流入を遮断する。また、ＥＣＵ１００は、第１三方弁３５０に係る弁体の制御位置を、前述した弁体位置３５０ＡＢに制御し、分岐管３１０ｃを介した冷却水の循環供給を禁止する。その結果、蓄熱モードにおいて、冷却水は、図４において塗り潰し表示された経路で循環供給されることとなる。即ち、冷却装置３００が蓄熱モードに対応する動作状態にある場合、冷却水温は基本的にエンジン２００の動作に伴い上昇する。
【００６０】
尚、第１電動Ｗ／Ｐ３２０及び第２電動Ｗ／Ｐ３６０の動作状態、顕著には、モータ回転速度Ｒｗｐは、基本的に、エンジン２００の機関回転数ＮＥと負荷（エンジントルクであってもよい）とに基づいて決定される。例えば、ＥＣＵ１００のＲＯＭには、モータの目標回転速度が、予め実験的に、経験的に、理論的に又はシミュレーション等に基づいて冷却水を実践上過不足の生じないように循環供給し得るものとして機関回転数ＮＥ及び負荷に対応付けてなる回転速度マップが格納されており、ＥＣＵ１００は、当該回転速度マップからその時点の機関回転数ＮＥ及び負荷の値に対応する値を選択的に取得することにより目標回転速度を取得する。ＥＣＵ１００は、この目標回転速度が得られるように、例えばモータ駆動系に係るデューティ比を制御することにより、モータ回転速度Ｒｗｐを目標回転速度に制御する。尚、目標回転速度を得るためのプロセスとしては、回転センサ等から得られるモータの実回転速度をデューティ比等の制御にフィードバックしてもよいし、デューティ比を予め目標回転速度に対応付けられた値に設定してもよく、公知の各種プロセスが採用されてよい。尚、これら電動Ｗ／Ｐの動作状態は、更に冷却水温に基づいて制御されてもよい。
【００６１】
また、前述したように、暖房装置４００はヒータコア４２０から空調ダクト内空気への熱伝達により温風を生成するから、暖房装置４００に要求される暖房負荷が大きければ、ヒータコア４２０に要求される熱量は大きくなる。一方、ヒータコア４２０は、冷却水を熱の取得元とするから、結局暖房負荷が大きい場合には、より多くの熱を冷却水からヒータコア４２０へ供給する必要が生じる。この際、ヒータコア４２０への熱の供給量は、循環供給される冷却水が多い程多くなるから、第１及び第２電動Ｗ／Ｐの回転速度は、上述したような目標回転速度を、更にその時点の暖房負荷等に応じて適宜に補正することによって決定されてもよい。
【００６２】
図３に戻り、ステップＳ１０５に係る処理によって、放熱が必要である旨が判別された場合（ステップＳ１０５：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、冷却装置３００の動作状態を、予め設定された放熱モードに対応する動作状態に制御する（ステップＳ１０７）。ここで、図５を参照して、放熱モードの詳細について説明する。ここに、図５は、放熱モードに対応する動作状態にある冷却装置３００の模式図である。尚、同図において、図１と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。
【００６３】
図５において、放熱モードを実行する場合、ＥＣＵ１００は、第１電動Ｗ／Ｐ３２０及び第２電動Ｗ／Ｐ３６０を夫々オン状態に制御し、冷却水を循環供給させると共に、サーモスタット３３０に備わる制御弁を開弁状態に制御して、ラジエータインレット３４０ａを介して冷却水の一部をラジエータ３４０へ流入させる。また、ＥＣＵ１００は、蓄熱モードと同様に、第１三方弁３５０に係る弁体の制御位置を、前述した弁体位置３５０ＡＢに制御し、分岐管３１０ｃを介した冷却水の循環供給を禁止する。その結果、放熱モードにおいて、冷却水は、図５において塗り潰し表示された経路で循環供給されることとなる。即ち、冷却装置３００が蓄熱モードに対応する動作状態にある場合、冷却水の一部がラジエータ３４０における放熱に供され、水温が低下した状態でラジエータアウトレット３１０ｂを介して冷却水循環路３１０の主循環路に戻されるため、冷却水温の上昇が防止される。この際、例えば上述した如き第１及び第２電動Ｗ／Ｐの回転速度制御（即ち、冷却水の吐出量制御）によって、エンジン２００が発生し続ける熱と、ラジエータ３４０を介して放熱される熱及びヒータコア４２０に奪われる熱とが相殺して、冷却水温は概ね標準値（例えば、９０℃前後）に収束した状態となる。従って、好適には、冷却水温が当該標準値を超えて上昇しないように、第１及び第２電動Ｗ／Ｐの目標回転速度（即ち、言い換えれば目標吐出量）が冷却水温に基づいて決定或いは補正される。
【００６４】
ここで、蓄熱モード及び放熱モードが実行される場合、冷却水の循環経路には、エンジン２００、ヒータコア４２０及び排熱回収器５００が含まれる。従って、蓄熱モード及び放熱モードが実行される場合における冷却水の循環経路は、本発明に係る「第２の経路」の一例となる。
【００６５】
尚、本発明に係る「第２の経路」とは、冷却水との熱交換に供すべき対象として、ヒータコア及び排気熱回収手段に加え、内燃機関を含んでなり、第１の経路と少なくとも一部が重複してなる経路を指す概念であり、係る概念が担保される限りにおいて、第２の経路には他の熱交換対象が設置されていてもよい。
【００６６】
再び図３に戻り、エンジン２００が停止中である場合（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、暖房要求の有無を判別する（ステップＳ１０２）。ここで、暖房要求の有無は、例えば、ヒータ制御回路４１０からの信号入力に基づいて行われる。即ち、ドライバ等が暖房を要求する旨が対応付けられたボタンの操作等を行った場合等に、これらのボタンと電気的に接続された状態にあるヒータ制御回路４１０を介して、その旨を表す制御信号がＥＣＵ１００に出力される。
【００６７】
暖房要求がなされていない場合（ステップＳ１０２：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、冷却水の循環経路に存在する熱交換対象（例えば、ラジエータ３４０、ヒータコア４２０及び排熱回収器５００等）各々において、冷却水との熱交換が必要とされていないものと判断し、冷却装置３００の稼動を停止する（ステップＳ１０４）。具体的には、ＥＣＵ１００は、第１電動Ｗ／Ｐ３２０及び第２電動Ｗ／Ｐ３６０を夫々オフ状態に制御し、循環供給路３１０内における冷却水の循環供給自体を停止せしめる。
【００６８】
一方、暖房要求がなされている場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、即ち、エンジン２００が停止している状態で暖房が要求された場合には、上述したようにヒータコア４２０への熱付与に供すべく冷却水を循環供給する必要が生じ得るが、上述した二種類の動作モードでは、熱の発生が停止しているエンジン２００から、継続的に熱が奪われ続けるといった事態が、実践上無視し得ない程度に生じ得る。従って、このような状況が継続する時間が長い程、エンジン２００は冷却され、再始動時のエミッションの悪化を招く。また、エンジン２００が冷間状態に陥った場合には、燃焼効率の悪化等燃焼性能の悪化も生じ得るため、燃費の悪化も生じ得る。そこで、このような場合、ＥＣＵ１００は、冷却装置３００の動作状態を、予め設定された停止時暖房モードに対応する動作状態に制御する（ステップＳ１０３）。ここで、図６を参照して、停止時暖房モードの詳細について説明する。ここに、図６は、停止時暖房モードに対応する動作状態にある冷却装置３００の模式図である。尚、同図において、図１と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。
【００６９】
図６において、停止時暖房モードを実行する場合、ＥＣＵ１００は、第１電動Ｗ／Ｐ３２０をオフ状態に制御し、第２電動Ｗ／Ｐ３６０をオン状態に制御する。また、ＥＣＵ１００は、蓄熱モード及び放熱モードとは異なり、第１三方弁３５０に係る弁体の制御位置を、前述した弁体位置３５０ＣＢに制御し、分岐管３１０ｃを介した冷却水の循環供給を開始する。その結果、サーモスタット３３０に係る制御弁の開閉状態に関係なくエンジン２００の冷却系統に関しては稼動していないまま、冷却水は、図６において塗り潰し表示された経路で循環供給されることとなる。即ち、停止時暖房モードが実行される場合、上述した蓄熱モード及び放熱モードが実行される場合と異なり、冷却水の循環経路には、エンジン２００が含まれない。停止時暖房モードが実行される場合における冷却水の循環経路は、本発明に係る「第１の経路」の一例となる。
【００７０】
尚、本発明に係る「第１の経路」とは、冷却水との熱交換に供すべき対象として、暖房装置のヒータコア及び排気熱回収手段を少なくとも含み、且つ内燃機関を含まない経路を指す概念であり、係る概念が担保される限りにおいて、第１の経路には他の熱交換対象が設置されていてもよい。
【００７１】
従って、停止時暖房モードに係る動作状態において、冷却水は、排熱回収器５００を熱源として、排熱回収器５００との間で熱交換を行うことにより熱を回収しつつ、回収した熱をヒータコア４２０へ伝達し、暖房に供することとなる。このため、第１電動Ｗ／Ｐ３２０を停止させることによる電力資源の有効利用を図りつつ、排熱回収器５００の熱により好適に暖房を行わしめることが可能となる。ステップＳ１０３、Ｓ１０４、Ｓ１０６又はＳ１０７に係る処理が実行された場合、ＥＣＵ１００は、処理をステップＳ１０１に戻し、一連の処理を繰り返す。
【００７２】
ここで特に、このように停止時暖房モードが実行された場合、エンジン２００の冷却系統は非稼動、即ち、第１電動Ｗ／Ｐ３２０から吐出され、エンジン２００に配されたウォータジャケットを介し、第１三方弁３５０へ向かうことなくサーモスタット３３０へ流入する、場合によって適宜ラジエータ３４０を介してサーモスタット３３０へ流入する冷却水の流れは存在しないため、エンジン２００の機関温度は自然放熱のみによって低下し、少なくとも当該冷却系統が稼動状態にある場合と較べ、その低下速度は減少する。即ち、相対的にみてエンジン２００は暖機された状態を維持し得る。
【００７３】
このため、このようなエンジン２００の停止期間が終了し、エンジン２００が再始動される等して、例えばステップＳ１０１に係る処理が「ＮＯ」となった場合、放熱が不要である旨が判別される可能性は低下し、或いは放熱が不要である旨が判別されたとしてもエンジン２００の暖機に要する時間は短縮され、総体的にみれば、エンジン２００が燃費及びエミッションの悪化を招き易い動作状態にある期間が少なくとも短縮される。即ち、本実施形態に係る冷却装置３００の構成及びＥＣＵ１００によりなされる循環経路切り替え処理によれば、エミッション及び燃費の悪化が可及的に抑制されるのである。
【００７４】
尚、ヒータコア４２０と内燃機関たるエンジン２００との間の冷却水を介した熱交換が阻害される限りにおいて、言い換えれば、エンジン２００がヒータコア４２０に対する熱源として機能する事態が阻害される限りにおいて、熱交換対象としてエンジン２００を主として含む独立した循環経路内で冷却水が循環供給されてもよい。より具体的には、第１電動Ｗ／Ｐ３２０がオン状態に制御され、エンジン２００及びサーモスタット３３０を介する経路で冷却水が循環供給されてもよい。この場合、サーモスタット３３０は、停止時暖房モードに対応する循環経路からの冷却水の流入を遮断し得る物理的、機械的又は電気的な構成を有していてもよい。或いは、そのような流入を遮断しつつ、上述した独立した循環経路内の冷却水の循環供給を可能とするバルブ等が配管上に設けられていてもよい。このような独立した循環経路で冷却水が循環供給されたとしても、内燃機関の温度低下はヒータコアとの熱交換がなされ得る状況と較べれば格段に、即ち実践上再始動時に不具合が顕在化しない程度に小さいものとなる。
【００７５】
尚、本発明に係る循環供給手段の物理的、機械的又は電気的な構成、数量並びにその配置態様は、選択された循環経路（即ち、好適には第１及び第２の経路）に冷却水を循環供給することが可能である限りにおいて何ら限定されない趣旨である。この際、第１の経路と第２の経路とが、少なくとも一部の区間（本実施形態で言えば、第１三方弁３５０からヒータコア４２０及び排熱回収器５００を順次介する区間）について共通に構成されることに鑑みれば、循環供給手段は、少なくとも当該共通に構成された区間（重複区間）に設けられていればよい。冷却装置３００に当てはめれば、上述したいずれのモードが実行される場合も、第２電動Ｗ／Ｐ３６０はオン状態に制御されるのであり、そのような観点からは、第１電動Ｗ／Ｐ３２０は必ずしも設置される必要はない。
【００７６】
但し、エンジン２００の通常動作時に、ラジエータ３４０を介して冷却水を循環供給する必要性と、排気熱回収器５００が車両のエンジンルームから離れた床下等に設置され易い、即ち、第１の経路の物理的な長さが相対的にみて長くなり易いこととに鑑みれば、当該重複区間に設置された第１のポンプたる第２電動Ｗ／Ｐ３６０のみでは冷却水を十分に循環供給させ得ない可能性がある。そのような可能性に鑑みれば、電動Ｗ／Ｐを二基備えることによって、通常の動作期間（即ち、エンジン２００の動作期間の大部分を占める期間）において冷却水を効率的に且つ効果的に循環供給することが可能となる。総体的な観点から言えば、内燃機関が停止期間にあって暖房の要求が生じる状況よりも、内燃機関が通常の動作期間にある状況の方が生じ易いから、このように電気駆動式のポンプを少なくとも二基備える場合には、実践上有益である。
【００７７】
尚、図１に示す冷却装置３００の構成は一例であり、本発明に係る「第１の経路」、「第２の経路」の採り得る物理的な構成、例えば、配管の形状、三次元的な位置関係及び材質等は、内燃機関たるエンジン２００、ヒータコア４２０及び排気熱回収器５００各々相互間の位置関係とも相関しつつ、自由に決定されてよい。
＜第２実施形態＞
次に、図７乃至図９を参照し、本発明の第２実施形態について説明する。始めに、図７を参照し、第２実施形態に係る車両１１の構成について説明する。ここに、図７は、車両１１の構成を概念的に表してなる概略構成図である。尚、同図において、図１と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。
【００７８】
図７において、車両１１は、冷却装置３００の代わりに冷却装置３０１を備える点において第１実施形態に係る車両１０と相違しており、また冷却装置３０１は、冷却水循環路３１０における排熱回収器５００の前段（即ち、上流側）及び後段（即ち、下流側）に夫々上流側温度センサ３７０及び下流側温度センサ３８０を備える点において、第１実施形態に係る冷却装置３００の構成と相違している。
【００７９】
上流側温度センサ３７０は、排熱回収器５００との熱交換に供される直前の冷却水の温度（以下、適宜「熱交換前温度」と称する）を検出することが可能に構成された温度センサである。上流側温度センサ３７０は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された熱交換前温度は、ＥＣＵ１００によって常に、或いは一定又は不定の周期で把握される構成となっている。
【００８０】
下流側温度センサ３８０は、排熱回収器５００との熱交換に供された直後の冷却水の温度（以下、適宜「熱交換後温度」と称する）を検出することが可能に構成された温度センサである。下流側温度センサ３８０は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された熱交換後温度は、ＥＣＵ１００によって常に、或いは一定又は不定の周期で把握される構成となっている。
【００８１】
尚、これら各温度センサの設置位置は、本発明に係る「上流側」及び「下流側」の一例であるが、本発明に係る「上流側」及び「下流側」とは、夫々排気熱回収手段（本実施形態では排熱回収器５００）との間の厳密な位置関係を規定するものではなく、排気熱回収手段によって回収された熱量の指標を実践上十分な精度を保って取得し得る程度に排気熱回収手段を挟んで相互に対向する位置を指す。
【００８２】
このような構成を有する車両１１では、ＥＣＵ１００により、第１実施形態よりも更に効果的な循環経路切り替え処理が実行される。ここで、図８を参照し、第２実施形態に係る循環経路切り替え処理の詳細について説明する。ここに、図８は、本発明の第２実施形態に係る循環経路切り替え処理のフローチャートである。尚、同図において、図３と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。
【００８３】
図８において、エンジン２００の停止期間中に暖房要求がなされた場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、上流側温度センサ３７０によって検出される熱交換前温度と下流側温度センサ３８０によって検出される熱交換後温度との偏差として規定される温度偏差値ΔＴを算出し、算出されたΔＴが予め設定された温度偏差閾値ΔＴｔｈよりも大きいか否かを判別する（ステップＳ２０１）。
【００８４】
ここで、排熱回収器５００が、冷却水との熱交換が繰り返される過程において、少なくともヒータコア４２０が要求する熱を供給し得ない程度まで放熱してしまった場合、或いは、最初から十分な熱を回収していなかった場合等には、ヒータコア４２０の熱量が不足して、要求された暖房性能が満たされない場合がある。ここで、排熱回収器５００がそのような放熱状態にある場合、冷却水を供給した所で有意な熱交換は行われ得ず、流入する冷却水と排出される冷却水との温度差は小さくなるため、排熱回収器５００がそのような放熱状態にあるか否かは、当該温度差を表す温度偏差値ΔＴに基づいて、簡便に且つ実践上問題ない程度に正確に判断することが可能である。即ち、本実施形態では、ＥＣＵ１００が、本発明に係る「特定手段」の一例として機能するように構成され、排気熱回収器５００における排気熱の回収状態としての温度偏差値ΔＴを特定すると共に、特定した温度偏差値ΔＴに基づいて、暖房装置４００が暖房を行うことが可能であるか否かを判別する、本発明に係る「判別手段」の一例として機能するように構成される。
【００８５】
尚、本発明に係る「暖房が可能であるか否か」とは、厳密な意味に基づいた暖房の可否と言うよりは、このように、実践上有意な暖房効果を伴って暖房装置が稼動し得るか否かを表す概念である。即ち、当該判別がなされるに際しては、予め実験的に、経験的に、理論的に又はシミュレーション等に基づいて、実践上有意な暖房効果が得られ難い旨を判別し得るよう定められてなる各種の判断基準（本実施形態では温度偏差閾値ΔＴｔｈ）が使用されてよく、当該判断基準に応じて、特定される回収状態と判別結果とは一対一、一対多、多対一及び多対多の関係を採り得る趣旨である。
【００８６】
尚、本発明における「特定」とは、例えば、何らかの検出手段を介して直接的に又は間接的に物理的数値又は物理的数値に対応する例えば電気信号等として検出すること、予め然るべき記憶手段等に記憶されたマップ等から該当する数値を選択する又はそのような選択を介して推定すること、それら検出された物理的数値若しくは電気信号又は選択若しくは推定された数値等から、予め設定されたアルゴリズムや計算式等に従って導出又は推定すること、或いはこのように検出、選択、推定又は導出された値等を単に電気信号等として取得すること等を包括する広い概念である。
【００８７】
ここで特に、ステップＳ２０１に係る処理を正確に実行するためには、温度偏差閾値ΔＴｔｈを適切に設定する必要がある。そこで、ＥＣＵ１００は、ステップＳ２０１に係る処理を実行するに際し、ＲＯＭに格納されるマップから閾値ΔＴｔｈの値を選択的に取得する。ここで、図９を参照し、温度偏差閾値ΔＴｔｈの詳細について説明する。ここに、図９は、温度偏差閾値ΔＴｔｈの特性を概念的に表してなる模式図である。
【００８８】
図９において、縦軸及び横軸には夫々温度偏差閾値ΔＴｔｈ及び第２電動Ｗ／Ｐポンプ３６０の回転速度Ｒｗｐが表される。図示する通り、温度偏差閾値ΔＴｔｈは、回転速度ＲｗｐがＲｗｐ１未満の領域では最大値Ｔ２を採り、回転速度ＲｗｐがＲｗｐ２（Ｒｗｐ２＞Ｒｗｐ１）以上の領域では最小値Ｔ１（Ｔ１＜Ｔ２）を採る。また、回転速度ＲｗｐがＲｗｐ１以上Ｒｗｐ２未満の領域では、温度偏差閾値ΔＴｔｈは、最大値Ｔ２から最小値Ｔ１にかけてリニアに減少する特性を有する。上述したマップには、温度偏差閾値ΔＴｔｈが第２電動Ｗ／Ｐ３６０の回転速度Ｒｗｐと図９に示す関係を有するように、温度偏差閾値ΔＴｔｈの値が記述されている。
【００８９】
尚、図９を補足すると、温度偏差閾値ΔＴｔｈは、総じて第２電動Ｗ／Ｐ３６０の回転速度Ｒｗｐが低い程大きく設定される。これは、冷却水の吐出量が多い程、循環供給される冷却水全体の熱容量が増大して、排熱回収器５００から取得された熱量に対して水温の上昇が生じ難くなるためである。このような、冷却水の吐出量に対応付けて温度偏差閾値ΔＴｔｈが設定されているため、図８のステップＳ２０１に係る処理では、排熱回収器５００がヒータコア４２０に対する熱源として機能し得るか否かが簡便に且つ正確に判別される。
【００９０】
従って、ステップＳ２０１に係る処理において、温度偏差値ΔＴが温度偏差閾値ΔＴｔｈより大きい場合には、排気熱回収器５００が未だ暖房装置４００に対する熱源として実践上有意に機能し得る意味で暖房が可能であると判断され、逆に温度偏差値ΔＴが温度偏差閾値ΔＴｔｈ以下である場合には、排気熱回収器５００がヒータコア４２０に対する熱源としてもはや十分に機能しない状況である旨の判断がなされる。
【００９１】
図８に戻り、温度偏差値ΔＴが温度偏差閾値ΔＴｔｈよりも大きい場合（ステップＳ２０１：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、冷却装置３０１を停止時暖房モードに対応する動作状態に制御する（ステップＳ１０３）。一方、温度偏差値ΔＴが温度偏差閾値ΔＴｔｈ以下である場合（ステップＳ２０１：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、排熱回収器５００を熱源とした暖房の実行が不可能であるとして、冷却装置３０１の動作状態を、蓄熱モードに対応する動作状態に制御する（ステップＳ１０６）。即ち、第１電動Ｗ／Ｐ３２０をオン状態に制御し、第１三方弁３５０の弁体位置を弁体位置３５０ＣＢから弁体位置３５０ＡＢに変更する。
【００９２】
このため、冷却水循環路３１０を循環供給される冷却水は、分岐管３１０ｃに導かれることなくサーモスタット３３０及び第１電動Ｗ／Ｐ３２０を順次介してエンジン２００との熱交換に供される。この際、エンジン２００は、冷却装置３０１の従前の動作状態によらず（無論、長時間停止状態で暖房がなされていた場合を除けば）高温状態を維持しており、要求された暖房性能を満たし得る程度にヒータコア４２０への熱供給を行うことが可能となる。このように、第２実施形態に係る車両１１、冷却装置３０１及び循環経路切り替え処理によれば、第１実施形態で説明したようにエンジン２００の性能低下を抑制しつつ、暖房装置４００に要求される暖房性能を可及的に満たすことが可能となり、実践上有益である。
【００９３】
尚、本発明に係る「排気熱の回収状態」とは、冷却水の循環経路として第１の経路（即ち、本実施形態ではエンジン２００を含まない経路）が選択された場合に、排気熱回収手段がヒータコアへの熱供給源として実践上問題無く機能し得る状態にあるか否かを判断し得る状態を包括する概念である。従って、本発明に係る「排気熱の回収状態」とは、暖房装置４００によって実践上有意な暖房がなされ得るか否かを規定し得る限りにおいて、例えば、排気熱回収手段の物理的、機械的若しくは電気的な状態を規定する何らかの指標値によって、或いは例えば冷却水の物理的な状態を規定する指標値、又は循環供給手段の物理的、機械的若しくは電気的な状態を規定する何らかの指標値等によって代替的に表され得る趣旨であり、即ち、上述した温度偏差値ΔＴに限定されない。
【００９４】
例えば、ＥＣＵ１００は、回転センサ等の検出手段を介して第２電動Ｗ／Ｐ３６０の動作状態を規定する、例えばモータ回転数等の各種指標値を取得することによって、排気熱の回収状態を特定してもよい。
＜第３実施形態＞
次に、図１０乃至図１２を参照し、本発明の第３実施形態について説明する。始めに、図１０を参照し、第３実施形態に係る車両１２の構成について説明する。ここに、図１０は、車両１２の構成を概念的に表してなる概略構成図である。尚、同図において、図７と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする
図１０において、車両１２は、冷却装置３０１の代わりに冷却装置３０２を備える点において第２実施形態に係る車両１１と相違しており、冷却装置３０２は、冷却水循環路３１０におけるヒータコア４２０と排熱回収器５００との間に第２三方弁３９０を備え、且つ冷却水循環路３１０において排熱回収器５００をバイパスするバイパス管３１０ｄを備える点において、第２実施形態に係る冷却装置３０１と構成が相違している。
【００９５】
第２三方弁３９０は、第１三方弁３５０と同様に冷却水循環路３１０上に設置され、その内部に電磁駆動可能な弁体を備えた電磁制御弁であり、本発明に係る「第２の選択手段」の一例である。第２三方弁３９０は、冷却水循環路３１０における、第２三方弁３９０を挟んで上流側（図示左側）のポイントＤ（図示「Ｄ」参照）から下流側（図示右側）のポイントＥ（図示「Ｅ」参照）へ冷却水を導くと同時に、バイパス管３１０ｄの一端部に相当するポイントＦ（図示「Ｆ」参照）を介した冷却水の排出を遮断する弁体位置３９０ＤＥと、冷却水をポイントＤからポイントＦへ導くと同時にポイントＥを介した冷却水の排出を遮断する弁体位置３９０ＤＦの二種類の弁体位置を採ることが可能に構成されている。この際、弁体位置は、第２三方弁３９０と電気的に接続されたＥＣＵ１００によって制御される構成となっている。
【００９６】
このような構成を有する車両１２では、第２実施形態よりも更に効率的且つ効果的な循環経路切り替え処理が実行される。ここで、図１１を参照し、第３実施形態に係る循環経路切り替え処理の詳細について説明する。ここに、図１１は、本発明の第３実施形態に係る循環経路切り替え処理のフローチャートである。尚、同図において、図８と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。
【００９７】
図１１において、温度偏差値ΔＴが温度偏差閾値ΔＴｔｈよりも大きい場合（ステップＳ２０１：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、冷却装置３０２を予め設定された圧損軽減モードに対応する動作状態に制御する（ステップＳ３０１）。尚、圧損軽減モードが実行されると、処理はステップＳ１０１に戻され、一連の処理が繰り返される。ここで、図１２を参照して、圧損軽減モードの詳細について説明する。ここに、図１２は、圧損軽減モードに対応する動作状態にある冷却装置３０２の模式図である。尚、同図において、図１０と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。
【００９８】
図１２において、第２三方弁３９０の弁体位置は、圧損軽減モードの実行時以外は、上述した弁体位置３９０ＤＥに制御される。第２三方弁３９０の弁体が弁体位置３９０ＤＥを採る限りにおいて、冷却装置３０２の動作状態は、第２実施形態に係る冷却装置３０１と同等である。
【００９９】
一方、圧損軽減モードが実行される場合、ＥＣＵ１００は、第１電動Ｗ／Ｐ３２０及び第２電動Ｗ／Ｐ３６０を夫々オン状態に制御し、且つサーモスタット３３０に備わる制御弁を閉弁状態に制御して、ラジエータ３４０を介する循環経路を除く主循環路に冷却水を循環供給する。また、ＥＣＵ１００は、第１三方弁３５０に係る弁体の制御位置を弁体位置３５０ＡＢに制御し、分岐管３１０ｃを介した冷却水の循環供給を禁止する。即ち、ここまでは、蓄熱モードと同等の動作状態を採る。但し、圧損軽減モードにおいて、ＥＣＵ１００は、第２三方弁３９０の弁体の制御位置を弁体位置３９０ＤＦに制御する。このため、圧損軽減モードに対応する動作状態において、冷却水は図中塗り潰し表示される如く、排熱回収器５００をバイパスしつつ循環供給されることになる。
【０１００】
ここで、排熱回収器５００の設置場所は、エンジン２００等、他の熱交換対象から相対的にみて離れており、冷却水を循環供給させる際の圧損が、他の熱交換対象と較べて大きくなっている。従って、この相対的に見て大きい圧損に打ち勝って排熱回収器５００に冷却水を循環供給するためには、相応の冷却水吐出量が必要となる。一方で、圧損軽減モードが実行される状況において、エンジン２００は停止状態にあり、排気熱回収器５００が新規に排気熱を回収し得る可能性はゼロに近い。また、排熱回収器５００からヒータコア４２０への熱供給も、少なくとも実践上は不可能である。従って、圧損軽減モードの実行タイミングにおいて、排熱回収器５００は実質的にみて単に流路抵抗を増大させる障害物と同等であり、冷却水が排気熱回収器５００に対応する循環経路を循環供給される明確な意味は希薄となる。
【０１０１】
ここで、圧損軽減モードが実行された場合、排熱回収器５００をバイパスさせつつ冷却水を循環供給し得るため、冷却水の吐出量（例えば、第１及び第２電動Ｗ／Ｐのモータ回転速度等により代替される）は、排熱回収器５００がバイパスされない場合、即ちバイパス管３１０ｄを備えない構成と較べて明らかに抑制される。従って、第３実施形態に係る冷却装置３０２によれば、エンジン２００の停止期間において暖房が要求され、且つ排熱回収器５００の熱容量に相当する熱が実質的に全て放熱されてしまったような場合において、要求される暖房性能を、第１及び第２電動Ｗ／Ｐを駆動するのに要する電力資源を可及的に高効率に使用しつつ好適に満たすことが可能となる。このような電力資源の有効利用が可能となることにより、結局はエンジン２００の再始動時にバッテリ等の電力源の充電に供すべきエネルギが節約され、エンジン２００の燃費が向上する。即ち、エミッション及び燃費の悪化が一層抑制されるのである。
＜第４実施形態＞
第１乃至第３実施形態において、車両は、動力源としてエンジン２００のみを有するが、動力源の種類からみた車両の構成は、このようなものに限定されない。そこで、図１３を参照し、このような趣旨に基づいた本発明の第４実施形態について説明する。ここに、図１３は、本発明の第４実施形態に係る車両１３の構成を概念的に表してなる概略構成図である。尚、同図において、図１と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。
【０１０２】
図１３において、車両１３は、動力源としてエンジン２００と共にモータ６００を備えた、所謂ハイブリッド車両である。ここで、モータ６００による動力の出力態様は、モータ６００が主動力源であるか否かにかかわらず、エンジン２００の動力の一部をモータ６００の動力に置換し得る限りにおいて、即ち、モータ６００の出力動力の少なくとも一部を車両１３の走行に要する動力に供し得る限りにおいて何ら限定されない。
【０１０３】
例えば、モータ６００は、発電機としての機能も併有する第１及び第２のモータジェネレータ（以下、適宜「ＭＧ」と称する）の二基のＭＧにより構成されていてもよい。この際、当該二基のＭＧが、エンジン２００のクランクシャフト２０５と動力分割機構としてのプラネタリギアユニットを介して連結され、エンジン２００の動力のみによって、又は当該プラネタリギアユニットを介して車軸に連結される第２のＭＧの動力のみによって、或いはエンジン２００の動力の一部を当該プラネタリギアユニットにより第１のＭＧの発電動作に供すると共に当該発電により得られた電力を利用して第２のＭＧから補助的な動力を出力させる等、相互に協調制御されるエンジン２００の動力と第２のＭＧの動力とによって、車両１３が走行してもよい。
【０１０４】
このようなハイブリッド車両としての車両１３によれば、モータ６００の動力をエンジン２００の動力に代替させ得るため、第１乃至第３実施形態に係る車両と較べて、エンジン２００が停止状態に制御される頻度は高くなる。エンジン２００が停止する頻度が高くなれば、それだけ、エンジン２００の停止期間中に暖房要求がなされる可能性も高くなり、第１乃至第３実施形態において説明した本発明に係る顕著な効果が、より実践上の優位性を保って奏されることとなる。即ち、本発明に係る車両の冷却装置は、一形態としてハイブリッド車両に用いられた場合に顕著に効果的である。
【０１０５】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う車両の冷却装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る車両の構成を概念的に表してなる概略構成図である。
【図２】図１の車両におけるエンジンの模式図である。
【図３】図１の車両においてＥＣＵにより実行される循環経路切り替え処理のフローチャートである。
【図４】図３の処理において実行される蓄熱モードに対応する冷却装置の動作状態を説明する模式図である。
【図５】図３の処理において実行される放熱モードに対応する冷却装置の動作状態を説明する模式図である。
【図６】図３の処理において実行される停止時暖房モードに対応する冷却装置の動作状態を説明する模式図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る車両の構成を概念的に表してなる概略構成図である。
【図８】図７の車両においてＥＣＵにより実行される循環経路切り替え処理のフローチャートである。
【図９】図８の処理において参照される温度偏差閾値の特性を概念的に表してなる模式図である。
【図１０】本発明の第３実施形態に係る車両の構成を概念的に表してなる概略構成図である。
【図１１】図１０の車両においてＥＣＵにより実行される循環経路切り替え処理のフローチャートである。
【図１２】図１１の処理において実現される圧損軽減モードに対応する冷却装置の動作状態を説明する模式図である。
【図１３】本発明の第４実施形態に係る車両の構成を概念的に表してなる概略構成図である。
【符号の説明】
【０１０７】
１０…車両、１１…車両、１２…車両、１３…車両、１００…ＥＣＵ、２００…エンジン、３００…冷却装置、３０１…冷却装置、３０２…冷却装置、３１０…冷却水循環経路、３２０…第１電動Ｗ／Ｐ、３３０…サーモスタット、３４０…ラジエータ、３５０…第１三方弁、３６０…第２電動Ｗ／Ｐ、３７０…上流側水温センサ、３８０…下流側水温センサ、３９０…第２三方弁、４００…暖房装置、４１０…ヒータ制御回路、４２０…ヒータコア、５００…排熱回収器、６００…モータ。
【図１】
2008230422.tif 000003
【図２】
2008230422.tif 000004
【図３】
2008230422.tif 000005
【図４】
2008230422.tif 000006
【図５】
2008230422.tif 000007
【図６】
2008230422.tif 000008
【図７】
2008230422.tif 000009
【図８】
2008230422.tif 000010
【図９】
2008230422.tif 000011
【図１０】
2008230422.tif 000012
【図１１】
2008230422.tif 000013
【図１２】
2008230422.tif 000014
【図１３】
2008230422.tif 000015