(57)【要約】【課題】  エンジンの燃費の悪化の抑制とエンジンの冷却媒体が流通する熱交換器における流量の効率化とを両立する。【解決手段】  ＥＣＵは、エンジンが冷間時でないと（Ｓ１００にてＮＯ）、エンジン要求流量になるように電動ウォータポンプに供給される電力を制御するステップ（Ｓ１０８）と、エンジンが冷間時であって（Ｓ１００にてＹＥＳ）、ヒータの作動要求がないと（Ｓ１０２にてＮＯ）、電動ウォータポンプを停止するように制御するステップ（Ｓ１０４）と、エンジンが冷間時であって（Ｓ１００にてＹＥＳ）、ヒータの作動要求があると（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、エンジン要求流量とヒータコア要求流量と排熱回収器要求流量とのうちのいずれか大きい流量になるように電動ウォータポンプに供給される電力を制御するステップ（Ｓ１０６）とを含む、プログラムを実行する。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの温度を調整する冷却装置であって、前記エンジンには、冷却媒体が流通する媒体通路が設けられ、前記媒体通路は、前記冷却媒体と熱交換する熱交換器に接続され、
電力の供給を受けて前記冷却媒体を循環させるための循環手段と、
前記循環手段に供給される電力を制御するための制御手段とを含み、
前記制御手段は、
前記エンジンの冷間時において、前記熱交換器における熱交換効率と、前記冷却媒体の流量に対応する前記循環手段における電力との関係に基づいて、前記流量を設定するための設定手段と、
前記設定された流量になるように前記電力を制御するための手段とを含む、エンジンの冷却装置。
【請求項２】
エンジンの温度を調整する冷却装置であって、前記エンジンには、冷却媒体が流通する媒体通路が設けられ、前記媒体通路は、前記エンジンの排気通路に設けられた前記エンジンの排気ガスと前記冷却媒体との熱交換により排熱を回収する排熱回収器に接続され、
電力の供給を受けて前記冷却媒体を循環させるための循環手段と、
前記循環手段に供給される電力を制御するための制御手段とを含み、
前記制御手段は、
前記エンジンの冷間時において、前記排熱回収器における熱交換効率と、前記冷却媒体の流量に対応する前記循環手段における電力との関係に基づいて、前記流量を設定するための設定手段と、
前記設定された流量になるように前記電力を制御するための手段とを含む、エンジンの冷却装置。
【請求項３】
エンジンの温度を調整する冷却装置であって、前記エンジンには、冷却媒体が流通する媒体通路が設けられ、前記媒体通路は、前記エンジンの排気通路に設けられた前記エンジンの排気ガスと前記冷却媒体との熱交換により排熱を回収する排熱回収器に接続され、
前記冷却媒体を循環させるための循環手段と、
前記循環手段により循環する冷却媒体の流量を制御するための制御手段とを含み、
前記制御手段は、
前記エンジンの冷間時において、前記エンジンの暖機状態と、前記排熱回収器における排熱回収状態との比較結果に基づいて、前記流量を設定するための設定手段と、
前記設定された流量になるように前記流量を制御するための手段とを含む、エンジンの冷却装置。
【請求項４】
前記媒体通路は、前記車両の室内の空気と前記冷却媒体との間で熱交換を行なうヒータコアに接続され、
前記制御手段は、前記ヒータの作動要求があると、前記ヒータコアにおいて要求される流量と、前記エンジンの冷間時に要求される流量とのうちのいずれか大きい方の流量を設定するための手段を含む、請求項２または３に記載のエンジンの冷却装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記ヒータの作動要求があった後、予め定められた時間が経過するまでの間は、前記冷却媒体が前記媒体通路を循環しないように前記流量を制御するための手段をさらに含む、請求項４に記載のエンジンの冷却装置。
【請求項６】
前記設定手段は、前記エンジンが冷間時でないと、前記エンジンの作動に応じて要求される流量を設定するための手段を含む、請求項１〜５のいずれかに記載のエンジンの冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの冷却装置に関し、特に、冷間始動時におけるエンジンの冷却媒体の流量の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、水冷式のエンジンが知られている。エンジンを冷却した冷却媒体（冷却水）は、ラジエータや空調装置のヒータにおいて空気との間で熱交換される。ヒータにおいて冷却水との熱交換により暖められた空気は、車室内の暖房に用いられる。そのため、エンジンの始動後に速やかに暖房を効かせるために、速やかにエンジンを暖機して、冷却媒体の温度を上昇させている。また、自動車のエンジンから排出される排気ガスの熱エネルギを回収する技術が知られている。たとえば、自動車の排気系統に排熱回収器（たとえば、熱交換器）を装着して、排熱回収器により排気ガス中の熱エネルギを吸収して、暖房やエンジンの暖機等に利用する排熱回収システムの技術が提案されている。
【０００３】
たとえば、特開昭６３−１２０８１４号公報（特許文献１）は、燃費の悪化およびヒータ効率の低下を抑制するエンジン冷却システムを開示する。このエンジン冷却システムは、機関の排気ガスの熱を冷却水に与える熱交換器および熱交換器への排気ガスの流入を制御する手段と、冷却水温を検出しつつ任意の設定温度の冷却水が機関へ流入するよう高温の冷却水と低温の冷却水を混合制御する手段と、冷却水温を検出しつつ機関へ任意の流量の冷却水を送水する油圧駆動ウォータポンプと、ラジエータへ任意の流量の冷却風を送風する油圧駆動ファンと、機関の放熱量の一部をヒータ用ラジエータを介して車外へ放出するための送風路および冷却水回路の切換手段を有し、各手段を総合的に連動制御するコントロールユニットを有する。
【０００４】
上述した文献に開示されたエンジン冷却システムによると、エンジンが始動した直後、ウォータポンプは最小回転数で回転する。エンジンの冷却媒体の低温時およびヒータの能力不足時には熱交換器に排気ガスが導入されて、排気ガスの熱が回収される。ヒータのスイッチがオンされると、冷却媒体の温度が低い場合においては、ウォータポンプは最大回転数で回転し、排気ガスから回収された熱により冷却水温が上昇する。そのため、ヒータ効率の低下を抑制する。
【特許文献１】特開昭６３−１２０８１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した文献に開示されたエンジン冷却システムのように、ヒータの作動要求があるときに、ウォータポンプを最大回転数で回転させるようにすると、冷間始動後に温度の低い冷却媒体が流通するため、エンジンの燃焼により発生した熱エネルギは流通する冷却媒体に奪われる。そのため、エンジンの温度が上昇しにくいという問題がある。エンジンの温度が低いと燃焼が安定しないため、燃費が悪化する場合がある。一方、ヒータの作動要求があるときにエンジンの暖機を優先して、ウォータポンプを停止あるいは最小回転数になるようにすると、ヒータコアにおける冷却媒体の温度が上昇しにくいため、ヒータの性能を確保できない可能性がある。
【０００６】
また、ウォータポンプによる流量と排熱回収器における熱交換効率とは比例しないため、ウォータポンプを最大回転数で回転させる場合、たとえば、ウォータポンプを電動モータにより駆動させるときには、消費電力が増加するなどして燃費が悪化する可能性がある。
【０００７】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、エンジンの燃費の悪化の抑制とエンジンの冷却媒体が流通する熱交換器における流量の効率化とを両立するエンジンの冷却装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明に係るエンジンの冷却装置は、エンジンの温度を調整する冷却装置である。エンジンには、冷却媒体が流通する媒体通路が設けられる。媒体通路は、冷却媒体と熱交換する熱交換器に接続される。この冷却装置は、電力の供給を受けて冷却媒体を循環させるための循環手段と、循環手段に供給される電力を制御するための制御手段とを含む。制御手段は、エンジンの冷間時において、熱交換器における熱交換効率と、冷却媒体の流量に対応する循環手段における電力との関係に基づいて、流量を設定するための設定手段と、設定された流量になるように、電力を制御するための手段とを含む。
【０００９】
第１の発明によると、設定手段は、エンジンの冷間時において、熱交換器（たとえば、排熱回収器）における熱交換効率と、冷却媒体の流量に対応する循環手段（たとえば、電動ウォータポンプ）における電力との関係に基づいて、流量を設定する。制御手段は、設定された流量になるように、電力を制御する。設定手段は、たとえば、熱交換効率と電力との関係に基づいて、消費電力の増加を抑制しつつ必要な熱交換効率を確保できる流量を設定する。これにより、消費電力の増加による燃費の悪化と、流量が不足して熱交換効率が悪化することによる熱交換器としての性能の低下とを抑制することができる。したがって、エンジンの燃費の悪化の抑制とエンジンの冷却媒体が流通する熱交換器における流量の効率化とを両立するエンジンの冷却装置を提供することができる。
【００１０】
第２の発明に係るエンジンの冷却装置は、エンジンの温度を調整する冷却装置である。エンジンには、冷却媒体が流通する媒体通路が設けられる。媒体通路は、エンジンの排気通路に設けられたエンジンの排気ガスと冷却媒体との熱交換により排熱を回収する排熱回収器に接続される。この冷却装置は、電力の供給を受けて冷却媒体を循環させるための循環手段と、循環手段に供給される電力を制御するための制御手段とを含む。制御手段は、エンジンの冷間時において、排熱回収器における熱交換効率と、冷却媒体の流量に対応する循環手段における電力との関係に基づいて流量を設定するための設定手段と、設定された流量になるように、電力を制御するための手段とを含む。
【００１１】
第２の発明によると、設定手段は、エンジンの冷間時において、排熱回収器における熱交換効率と、冷却媒体の流量に対応する循環手段（たとえば、電動ウォータポンプ）における電力との関係に基づいて流量を設定する。制御手段は、設定された流量になるように、電力を制御する。設定手段は、排熱回収器における熱交換効率と電動ウォータポンプの電力との関係に基づいて、たとえば、消費電力の増加を抑制しつつ排熱回収器において必要な熱交換効率を確保できる流量を設定する。これにより、消費電力の増加による燃費の悪化と流量が不足して熱交換効率が悪化することによる排熱回収器の性能の低下とを抑制することができる。したがって、エンジンの燃費の悪化の抑制とエンジンの冷却媒体が流通する熱交換器における流量の効率化とを両立するエンジンの冷却装置を提供することができる。
【００１２】
第３の発明に係るエンジンの冷却装置は、エンジンの温度を調整する冷却装置である。エンジンには、冷却媒体が流通する媒体通路が設けられる。媒体通路は、エンジンの排気通路に設けられたエンジンの排気ガスと冷却媒体との熱交換により排熱を回収する排熱回収器に接続される。この冷却装置は、冷却媒体を循環させるための循環手段と、循環手段により循環する冷却媒体の流量を制御するための制御手段とを含む。制御手段は、エンジンの冷間時において、エンジンの暖機状態と、排熱回収器における排熱回収状態との比較結果に基づいて、流量を設定するための設定手段と、設定された流量になるように流量を制御するための手段とを含む。
【００１３】
第３の発明によると、設定手段は、エンジンの冷間時において、エンジンの暖機状態（たとえば、エンジン自体の温度）と、排熱回収器における排熱回収状態（たとえば、エンジンのアイドル回転数時の回収熱量）との比較結果に基づいて、流量を設定する。制御手段は、設定された流量になるように流量を制御する。エンジンの冷間時におけるエンジン自体の温度と回収熱量との関係に基づいて、たとえば、エンジンの暖機および排熱の回収のうちのいずれが効率あるいは燃費の点で有利であるかが判断される。そして、エンジンの暖機が有利であると判断される場合に、たとえば、冷却媒体の流通を停止するようにすると、エンジン自体の温度が速やかに上昇する。また、排熱の回収が有利であると判断される場合に、たとえば、排熱回収が効率よく行なうことができる流量（たとえば、熱交換効率と電力との関係に基づく消費電力の増加を抑制しつつ必要な熱交換効率を確保できる流量）で冷却媒体が流通するようにすると、冷却媒体の温度を効率よく上昇させることができる。そのため、エンジンの暖機状態と排熱回収状態に応じて流量が設定されるため、効率よく暖機を行なうことができる。したがって、エンジンの燃費の悪化の抑制とエンジンの冷却媒体が流通する熱交換器における流量の効率化とを両立するエンジンの冷却装置を提供することができる。
【００１４】
第４の発明に係るエンジンの冷却装置においては、第２または３の発明の構成に加えて、媒体通路は、車両の室内の空気と冷却媒体との間で熱交換を行なうヒータコアに接続される。制御手段は、ヒータの作動要求があると、ヒータコアにおいて要求される流量と、エンジンの冷間時に要求される流量とのうちのいずれか大きい方の流量を設定するための手段を含む。
【００１５】
第４の発明によると、ヒータの作動要求があると、ヒータコアにおいて要求される流量（たとえば、ヒータ性能を満たす最低限の流量）と、エンジンの冷間時に要求される流量（たとえば、エンジンにおいて要求される流量および排熱回収器において要求される流量）のうちのいずれか大きい方の流量を設定する。ヒータの作動要求があったときには、少なくともヒータの性能を満たす最低限の流量が設定されるため、ヒータ性能の低下を抑制しつつ、エンジンの暖機を促進することができる。
【００１６】
第５の発明に係るエンジンの冷却装置においては、第４の発明の構成に加えて、制御手段は、ヒータの作動要求があった後、予め定められた時間が経過するまでの間は、冷却媒体が媒体通路を循環しないように、流量を制御するための手段をさらに含む。
【００１７】
第５の発明によると、エンジンの冷間始動後に、ヒータの作動要求があった後、予め定められた時間が経過するまでの間は、冷却媒体が媒体通路を循環しないように流量を制御することにより、エンジン自体の温度を上昇させることができる。そのため、ヒータの作動が要求されてから予め定められた時間が経過するまでの間、エンジンの暖機を優先させることができる。そのため、エンジン自体の温度を速やかに上昇させることができるため、燃費の悪化を抑制することができる。
【００１８】
第６の発明に係るエンジンの冷却装置においては、第１〜５のいずれかの発明の構成に加えて、設定手段は、エンジンが冷間時でないと、エンジンの作動に応じて要求される流量を設定するための手段を含む。
【００１９】
第６の発明によると、設定手段は、エンジンが冷間時でないと、エンジンの作動に応じて要求される流量を設定する。これにより、エンジンの温度を適切に維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰り返さない。
【００２１】
＜第１の実施の形態＞
図１を参照して、本実施の形態に係るエンジンの冷却装置について説明する。本実施の形態に係るエンジンの冷却装置は、たとえば、車両に搭載され、ＥＣＵ１００と、エンジン２００に設けられる媒体通路８０６，８０８と、ヒータコア３００と、排熱回収器４００と、ラジエータ５００と、電動ウォータポンプ６００と、サーモスタット７００とを含む。エンジン２００は、シリンダブロック２０２と、シリンダブロック２０２の上部に載置されたシリンダヘッド２０４とを含む。シリンダブロック２０２には、媒体通路８０６が設けられ、シリンダヘッド２０４には、媒体通路８０８が設けられる。
【００２２】
エンジン２００には、電動ウォータポンプ６００から冷却媒体が供給される。なお、本実施の形態において、冷却媒体は、たとえば、冷却水（いわゆる、クーラント）であるが、特にこれに限定されるものではない。冷却媒体は、たとえば、気体であってもよいものとする。なお、以下の説明においては、冷却媒体は冷却水とも記載する。
【００２３】
エンジン２００に供給された冷却水は、シリンダブロック２０２の媒体通路８０６およびシリンダヘッド２０４の媒体通路８０８を流通する場合、エンジン２００の下方から上方に流れるように、シリンダブロック２０２を流通した後、シリンダヘッド２０４を流通する。
【００２４】
本実施の形態において電動ウォータポンプ６００は、電力の供給を受けて作動するポンプであれば特に限定されるものではないが、たとえば、電動モータなどにより駆動させられる。電動ウォータポンプ６００は、ＥＣＵ１００から受信した制御信号に応じて流量が制御される。具体的には、ＥＣＵ１００は、電動ウォータポンプ６００に供給される電力を制御する。電動ウォータポンプ６００からエンジン２００に供給された冷却水は、媒体通路８０６，８０８を流通した後、ラジエータ５００、サーモスタット７００および空調装置（図示せず）のヒータコア３００のそれぞれに供給される。
【００２５】
ラジエータ５００は、冷却水と外気とを熱交換させ、冷却水を冷却する。サーモスタット７００は、冷却水の温度が予め定められた温度よりも高い場合、ラジエータ５００から電動ウォータポンプ６００への冷却水の流れを許容する。すなわち、サーモスタット７００は、冷却水の温度が予め定められた温度よりも高い場合、ラジエータ５００への冷却水の供給を許容する。サーモスタット７００は機械式の弁であってもよいし電気式の弁（電磁弁）であっても良いものとする。ヒータコア３００は、冷却水と車両の室内の空気とを熱交換させ、空気を暖める。ヒータコア３００にておいて暖められた空気は、車室内の暖房などに利用される。すなわち、ヒータの作動要求があると、ヒータコア３００に接触するように送風が行なわれ、ヒータコア３００において暖められた空気が車室内へと送られる。
【００２６】
シリンダブロック２０２およびシリンダヘッド２０４を流通した冷却水は、媒体通路８００を流通してサーモスタット７００に供給され、媒体通路８０２を流通してラジエータ５００に供給され、媒体通路８０４を流通してヒータコア３００に供給される。
【００２７】
シリンダブロック２０２には、水温センサ９００が設けられ、シリンダブロック２０２内の媒体通路８０６を流通する冷却水の温度を検知する。水温センサ９００は、検知した冷却水の温度を表わす信号をＥＣＵ１００に送信する。なお、水温センサ９００は、媒体通路８０８の途中に設けられてもよい。
【００２８】
図２に示すように、排気ガスが流通する排気通路１１２には、排気通路１１２に並列に接続されたバイパス通路１０４，１０６と、バイパス通路１０４，１０６の間に設けられる排熱回収器４００と、排気通路１１２の途中に設けられる切換弁１０２とが設けられる。
【００２９】
排気通路１１２には、バイパス通路１０４との分岐後であって、バイパス通路１０６との合流前の位置に切換弁１０２が設けられる。切換弁１０２が閉じられると、切換弁１０２により通路が遮断される。このとき、排気通路１１２を通る排気ガスは、バイパス通路１０４を流通する。排気ガスは、排熱回収器４００を通過した後、バイパス通路１０６を通過して、排気通路１１２に再び合流する。切換弁１０２が開いたときには、バイパス通路１０４側に排気ガスが流れないような構造を有する。たとえば、切換弁１０２が開くと、バイパス通路１０４側の通路が閉じる構造を有してもよいし、バイパス通路１０４の通路断面積を小さくすることにより通気抵抗を大きくして、切換弁１０２が開くと、排気通路１１２側に排気ガスが流れるようにしてもよいが、特にこれらの構造に限定されるものではない。
【００３０】
切換弁１０２は、ＶＳＶ（Vacuum Switching Valve）１１８により作動し、ＥＣＵ１００がＶＳＶの作動を制御することにより、切換弁１０２の開閉状態が制御される。なお、ＶＳＶに代えてアクチュエータを用いるようにしてもよい。
【００３１】
排熱回収器４００は、熱交換器（図示せず）と、熱交換器に媒体を流通させる媒体通路とから構成される。媒体通路は、熱交換器に媒体を導入する上流側通路１０８と、熱交換器から媒体を導出する下流側通路１１０とを含む。上流側通路１０８は、ヒータコア３００の下流側に接続され、下流側通路１１０は、電動ウォータポンプ６００の上流側に接続される。ＥＣＵ１００は、エンジン２００の始動時の暖機初期時において、切換弁１０２が閉じるように制御する。具体的には、ＥＣＵ１００は、たとえば、水温センサ９００により検知される冷却水の温度が予め定められた温度以下であると、切換弁１０２を閉じるように制御する。切換弁１０２が閉じられると、バイパス通路１０４に排気ガスが流通して、熱交換器である排熱回収器４００において、排気ガスの熱エネルギが回収される。具体的には、排熱回収器４００と排気ガスが接触することにより、排気ガスと排熱回収器との間で熱交換されて、排熱回収器に流通する冷却媒体の温度が上昇する。
【００３２】
排熱回収器４００を流通する冷却媒体の流量、および、冷却媒体と排気ガスとの熱交換の効率は、図３に示すような関係を有する。
【００３３】
すなわち、図３に示すように、横軸を排熱回収器４００における冷却媒体の流量とし、縦軸を熱交換効率とすると、熱交換効率は冷却媒体の流量の増加とともに増加していくが、冷却媒体の流量が増加するほど熱交換効率の増加量が減少していく。すなわち、熱交換効率は、ある値に収束する。
【００３４】
このような構成を有するエンジンの冷却装置において、エンジン２００が冷間時であるときに、エンジン２００が始動されたときには、ヒータの作動要求があると、ヒータ性能を確保するために、冷却媒体の温度を速やかに上昇させる必要がある。しかしながら、たとえば、電動ウォータポンプ６００を最大回転数で回転させようとすると、冷間始動後に温度の低い冷却媒体が流通するため、エンジン２００の燃焼により発生した熱エネルギは流通する冷却媒体に奪われる。そのため、エンジン２００の温度が上昇しにくいという問題がある。エンジン２００の温度が低いと燃焼が安定しないため、燃費が悪化する場合がある。一方、ヒータの作動要求があるときにエンジン２００の暖機を優先して、電動ウォータポンプ６００を停止あるいは最小回転数になるようにすると、ヒータコア３００における冷却媒体の温度が上昇しにくいため、ヒータの性能を確保できない可能性がある。
【００３５】
また、電動ウォータポンプ６００による流量と排熱回収器４００における熱交換効率とは比例しないため、電動ウォータポンプ６００を最大回転数で回転させる場合、消費電力が増加するなどして燃費が悪化する可能性がある。
【００３６】
本実施の形態においては、ＥＣＵ１００が、排熱回収器４００などの熱交換器における熱交換効率と、冷却媒体の流量に対応する電動ウォータポンプ６００における電力との関係に基づいて流量を設定し、設定された流量の冷却媒体が流通するように電動ウォータポンプ６００に供給される電力を制御する点に特徴を有する。本実施の形態に係るエンジンの冷却装置は、ＥＣＵ１００が実行するプログラムにより実現される。
【００３７】
具体的には、ＥＣＵ１００は、エンジン２００の冷間始動後に、ヒータの作動要求があると、エンジン２００において要求される流量と、ヒータコア３００において要求される流量と、排熱回収器４００において要求される流量とのうちのいずれか大きい流量を設定する。
【００３８】
ここで、「エンジン２００において要求される流量」は、エンジン２００の温度が予め定められた範囲内の温度になるために必要な流量である。エンジン２００の温度は、たとえば、水温センサ９００により検知された媒体通路８０６における冷却媒体の温度に基づいて推定するようにしてもよい。
【００３９】
「ヒータコア３００において要求される流量」は、ヒータ性能を満たす最低限の流量である。ヒータ性能を最低限確保するために必要な流量は、実験等により適合される。「排熱回収器４００において要求される流量」は、図３に示したように、熱交換効率と流量との関係に基づいて、電動ウォータポンプ６００の消費電力の増加を抑制しつつ、必要な熱効率が確保できる流量（たとえば、熱交換効率Ａ（０）−Ａ（１）の範囲に対応するＶ（１）−Ｖ（２）の範囲内の流量）である。ＥＣＵ１００は、設定された流量の冷却媒体が流通するように電動ウォータポンプ６００に供給される電力を制御する。
【００４０】
図４を参照して、本実施の形態に係るエンジンの冷却装置において、ＥＣＵ１００が実行するプログラムの制御構造について説明する。
【００４１】
ステップ（以下、ステップをＳと略す）１００にて、ＥＣＵ１００は、エンジン２００が冷間時であるか否かを判断する。ＥＣＵ１００は、たとえば、冷却媒体の温度が予め定められた温度以下であると、エンジン２００が冷間時であると判断するようにしてもよい。または、ＥＣＵ１００は、エンジン２００が始動してから予め定められた時間が経過していなければエンジン２００が冷間時であると判断するようにしてもよい。あるいは、ＥＣＵ１００は、水温センサ９００により検知された冷却媒体の温度に基づいてエンジン２００自体の温度を推定して、推定された温度が予め定められた温度以下であると、エンジン２００が冷間時であると判断するようにしてもよい。エンジン２００自体の温度の推定は周知の技術を用いればよく、その詳細は説明しない。エンジン２００が冷間時であると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０２に移される。もしそうでないと（Ｓ１００にてＮＯ）、処理はＳ１０８に移される。
【００４２】
Ｓ１０２にて、ＥＣＵ１００は、ヒータの作動要求があるか否かを判断する。ＥＣＵ１００は、運転者によるヒータの作動に対応する操作が行なわれたことを検知することにより、ヒータの作動要求があると判断するようにしてもよい。あるいは、ＥＣＵ１００は、自動空調装置（図示せず）が車室内の温度が上昇するように制御する時に、ヒータの作動要求があると判断するようにしてもよい。ヒータの作動要求があると（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、処理はＳ１０６に移される。もしそうでないと（Ｓ１０２にてＮＯ）、処理はＳ１０４に移される。
【００４３】
Ｓ１０４にて、ＥＣＵ１００は、電動ウォータポンプ６００を停止するように電力を制御する。なお、本実施の形態において、ＥＣＵ１００は、冷却媒体を流通しないように流量を設定するが、特に限定されるものではなく、たとえば、予め定められた設定された範囲の流量のうちの最小の流量になるように電力を制御するようにしてもよい。
【００４４】
Ｓ１０６にて、ＥＣＵ１００は、（１）エンジン２００において要求される流量と、（２）ヒータコア３００において要求される流量と、（３）排熱回収器４００において要求される流量とのうちのいずれか大きい方の流量を設定する。（１）〜（３）の要求流量については、上述した通りであるため、その詳細な説明は繰り返さない。ＥＣＵ１００は、設定された流量になるように電動ウォータポンプ６００に供給される電力を制御する。
【００４５】
Ｓ１０８にて、ＥＣＵ１００は、電動ウォータポンプ６００の通常制御を行なう。すなわち、ＥＣＵ１００は、エンジン２００において要求される流量になるように電動ウォータポンプ６００に供給される電力を制御する。このとき、ＥＣＵ１００は、エンジン２００の温度が予め定められた範囲内の温度になるように電動ウォータポンプ６００を制御する。
【００４６】
以上のような構成およびフローチャートに基づく、本実施の形態におけるＥＣＵ１００の動作について説明する。
【００４７】
運転者がイグニッションキーをオンし、エンジン２００を始動したときに、冷却媒体の温度が予め定められた温度よりも低いと（Ｓ１００にてＹＥＳ）、排気ガスが排熱回収器４００に導かれるように切換弁１０２が切り換わる。排気ガスが排熱回収器４００に導かれると、排気ガスの熱により排熱回収器４００内の冷却媒体の温度が上昇する。このとき、ヒータの作動要求がない場合には（Ｓ１０２にてＮＯ）、電動ウォータポンプ６００は停止するように電力が制御される（Ｓ１０４）。エンジン２００内の媒体通路の冷却媒体は流通しないため、エンジン２００の作動により発生した熱はエンジン２００内の冷却媒体とともに、エンジン２００自体の温度を上昇させる。
【００４８】
一方、冷却媒体の温度が予め定められた温度よりも低いときに（Ｓ１００にてＹＥＳ）、ヒータの作動要求があると（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、エンジン２００において要求される流量と、ヒータコア３００において要求される流量と、排熱回収器４００において要求される流量とのうちのいずれか大きい流量が設定される。そして、ＥＣＵ１００により設定された流量になるように電動ウォータポンプ６００に供給される電力が制御される（Ｓ１０６）。このとき、少なくともヒータ性能を満たす最低限の流量が設定されるため、流量不足によりヒータの性能が低下することはない。
【００４９】
また、運転者がエンジン２００を始動したときに、冷却媒体の温度が予め定められた温度よりも高いと（Ｓ１００にてＮＯ）、切換弁１０２が切り換わらないため、排気ガスは排熱回収器４００に導かれない。このとき、エンジン２００において要求される流量、すなわち、エンジン２００の温度が予め定められた範囲内の温度になるために必要な流量の冷却媒体が流通するように、電動ウォータポンプ６００に供給される電力が制御される（Ｓ１０８）。
【００５０】
以上のようにして、本実施の形態に係るエンジンの冷却装置によると、ＥＣＵは、排熱回収器における熱交換効率と電動ウォータポンプの電力との関係に基づいて、消費電力の増加を抑制しつつ排熱回収器において必要な熱交換効率を確保できる流量を設定する。これにより、消費電力の増加による燃費の悪化と流量が不足して熱交換効率が悪化することによる排熱回収器の性能の低下とを抑制することができる。したがって、エンジンの燃費の悪化の抑制とエンジンの冷却媒体が流通する熱交換器における流量の効率化とを両立するエンジンの冷却装置を提供することができる。
【００５１】
また、ヒータの作動要求があると、ヒータコアにおいて要求される流量、エンジンにおいて要求される流量および排熱回収器において要求される流量のうちのいずれか大きい方の流量を設定する。そのため、ヒータの作動要求があったときには、少なくともヒータの性能を満たす最低限の流量が設定されるため、ヒータ性能の低下を抑制しつつ、エンジンの暖機を促進することができる。さらに、ＥＣＵは、エンジンが冷間時でないと、エンジンの作動に応じて要求される流量を設定する。これにより、エンジンの温度を適切に維持することができる。
【００５２】
なお、本実施の形態に係るエンジンの冷却装置が搭載された車両において、エンジンの始動は運転者により行なわれることとして説明したが、エンジンが搭載される車両であれば特にこれに限定されるものではない。たとえば、車両は、ハイブリッド車両やアイドリングストップ車両であってもよく、エンジン２００は、予め定められた始動条件が成立すると始動するようにしてもよい。
【００５３】
＜第２の実施の形態＞
以下、本発明の第２の実施の形態に係るエンジンの冷却装置について説明する。本実施の形態に係るエンジンの冷却装置は、上述の第１の実施の形態に係るエンジンの冷却装置の構成と比較して、ＥＣＵ１００が実行するプログラムの制御構造が異なる。それ以外の構成は、上述の第１の実施の形態に係るエンジンの冷却装置の構成と同じ構成である。それらについては同じ参照符号が付してある。それらの機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰り返さない。
【００５４】
図５を参照して、本実施の形態に係るエンジンの冷却装置において、ＥＣＵ１００が実行するプログラムの制御構造について説明する。なお、図５に示したフローチャートの中で、前述の図４に示したフローチャートと同じ処理については同じステップ番号を付してある。それらについて処理も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰り返さない。
【００５５】
Ｓ２００にて、ＥＣＵ１００は、ヒータの作動要求があると（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、すなわち、ヒータがオンされると、ヒータがオンされた後予め定められた時間が経過したか否かを判断する。ヒータがオンされてから予め定められた時間が経過すると（Ｓ２００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０６に移される。もしそうでないと（Ｓ２００にてＮＯ）、処理はＳ２０２に移される。
【００５６】
Ｓ２０２にて、ＥＣＵ１００は、エンジン２００の温度が予め定められた温度以上であるか否かを判断する。なお、ＥＣＵ１００は、水温センサ９００により検知されたエンジン２００を流通する冷却媒体の温度が予め定められた温度以上であるか否かを判断するようにしてもよい。エンジン２００の温度が予め定められた温度以上であると（Ｓ２０２にてＹＥＳ）、処理はＳ１０６に移される。もしそうでないと（Ｓ２０２にてＮＯ）、処理はＳ１０４に移される。
【００５７】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態におけるＥＣＵ１００の動作について説明する。
【００５８】
運転者がイグニッションキーをオンし、エンジン２００を始動したときに、冷却媒体の温度が予め定められた温度よりも低いと（Ｓ１００にてＹＥＳ）、排気ガスが排熱回収器４００に導かれるように切換弁１０２が切り換わる。排気ガスが排熱回収器４００に導かれると、排気ガスの熱により排熱回収器４００内の冷却媒体の温度が上昇する。
【００５９】
このとき、ヒータの作動要求がない場合には（Ｓ１０２にてＮＯ）、電動ウォータポンプ６００は停止するように電力が制御される（Ｓ１０４）。エンジン２００内の媒体通路の冷却媒体は流通しないため、エンジン２００の作動により発生した熱はエンジン２００内の冷却媒体とともに、エンジン２００自体の温度を上昇させる。
【００６０】
一方、冷却媒体の温度が予め定められた温度よりも低いときに（Ｓ１００にてＹＥＳ）、ヒータの作動要求があると（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、予め定められた時間が経過するか（Ｓ２００にてＹＥＳ）、あるいは、予め定められた時間が経過していなくても（Ｓ２００にてＮＯ）、エンジン２００の温度が予め定められた温度以上であると（Ｓ２０２にてＹＥＳ）、エンジン２００において要求される流量と、ヒータコア３００において要求される流量と、排熱回収器４００において要求される流量とのうちのいずれか大きい流量が設定される。そして、ＥＣＵ１００により設定された流量になるように電動ウォータポンプ６００に供給される電力が制御される（Ｓ１０６）。このとき、少なくともヒータ性能を満たす最低限の流量が設定されるため、流量不足によりヒータの性能が低下することはない。
【００６１】
また、ヒータの作動要求があっても（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、予め定められた時間が経過せず（Ｓ２００にてＮＯ）、エンジン２００の温度も予め定められた温度以上でないと（Ｓ２０２にてＮＯ）、電動ウォータポンプ６００は停止するように電力が制御される（Ｓ１０４）。
【００６２】
また、運転者がエンジン２００を始動したときに、冷却媒体の温度が予め定められた温度よりも高いと（Ｓ１００にてＮＯ）、切換弁１０２が切り換わらないため、排気ガスは排熱回収器４００に導かれない。このとき、エンジン２００において要求される流量、すなわち、エンジン２００の温度が予め定められた範囲内の温度になるために必要な流量の冷却媒体が流通するように、電動ウォータポンプ６００に供給される電力が制御される（Ｓ１０８）。
【００６３】
以上のようにして、本実施の形態に係るエンジンの冷却装置によると、上述した第１の実施の形態に係るエンジンの冷却装置が有する効果に加えて、エンジンの冷間始動後に、ヒータの作動要求があった後、予め定められた時間が経過するまでの間は、冷却媒体が媒体通路を循環しないように、流量を制御するため、エンジン自体の温度を速やかに上昇させることができる。そのため、ヒータがオンされてから予め定められた時間が経過するまでの間、エンジンの暖機を優先させることができる。そのため、エンジン自体の温度を速やかに上昇させることができるため、燃費の悪化を抑制することができる。
【００６４】
＜第３の実施の形態＞
以下、本発明の第３の実施の形態に係るエンジンの冷却装置について説明する。本実施の形態に係るエンジンの冷却装置は、上述の第１の実施の形態に係るエンジンの冷却装置の構成と比較して、ＥＣＵ１００が実行するプログラムの制御構造が異なる。それ以外の構成は、上述の第１の実施の形態に係るエンジンの冷却装置の構成と同じ構成である。それらについては同じ参照符号が付してある。それらの機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰り返さない。
【００６５】
図６を参照して、本実施の形態に係るエンジンの冷却装置において、ＥＣＵ１００が実行するプログラムの制御構造について説明する。なお、図６に示したフローチャートの中で、前述の図５に示したフローチャートと同じ処理については同じステップ番号を付してある。それらについて処理も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰り返さない。
【００６６】
Ｓ３００にて、ヒータの作動要求がないと（Ｓ１０２にてＮＯ）、ＥＣＵ１００は、排熱回収状態と電動ウォータポンプ６００の停止によるエンジン２００の暖機状態との比較結果に基づいて、電動ウォータポンプ６００の停止が有利であるか否かを判断する。電動ウォータポンプ６００の停止が有利であるか否かは、たとえば、エンジン２００がアイドル回転数であるときの排熱回収状態（たとえば、回収熱量）と、エンジン２００の暖機状態（たとえば、エンジン２００の温度）との比較に基づいて、効率あるいは燃費の点で有利であるのはいずれかという観点で判断される。アイドル回転時における排熱回収状態とエンジン２００の暖機状態とのうちいずれか有利であるかについて、ＥＣＵ１００は、たとえば、回収熱量とエンジン２００の温度（あるいは、エンジン２００内の冷却媒体の温度）との関係を、実験等によりマップなどとして記憶しておき、マップに排熱回収が有利な領域とエンジン暖機が有利な領域とを設定しておくことにより判断するようにしてもよい。すなわち、ＥＣＵ１００は、エンジン回転数センサ（図示せず）により検知されたエンジン２００の回転数と水温センサ９００により検知された温度に基づくエンジン２００の温度とが排熱回収が有利な領域内であるかエンジン暖機が有利な領域内であるかを判断するようにしてもよい。電動ウォータポンプ６００の停止が有利であると判断されると（Ｓ３００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０４に移される。もしそうでないと（Ｓ３００にてＮＯ）、処理はＳ１０６に移される。
【００６７】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態におけるＥＣＵ１００の動作について説明する。
【００６８】
運転者がイグニッションキーをオンし、エンジン２００を始動したときに、冷却媒体の温度が予め定められた温度よりも低いと（Ｓ１００にてＹＥＳ）、排気ガスが排熱回収器４００に導かれるように切換弁１０２が切り換わる。排気ガスが排熱回収器４００に導かれると、排気ガスの熱により排熱回収器４００内の冷却媒体の温度が上昇する。
【００６９】
このとき、ヒータの作動要求がない場合には（Ｓ１０２にてＮＯ）、排熱回収器４００の排熱回収状態（アイドル回転時における回収熱量）とエンジン２００の暖機状態（エンジン２００の温度）とに基づいて、電動ウォータポンプ６００を停止させることが有利であると判断されると（Ｓ３００にてＹＥＳ）、電動ウォータポンプ６００は停止するように電力が制御される（Ｓ１０４）。エンジン２００内の媒体通路の冷却媒体は流通しないため、エンジン２００の作動により発生した熱はエンジン２００内の冷却媒体とともに、エンジン２００自体の温度を上昇させる。
【００７０】
電動ウォータポンプ６００の停止が有利でないと判断されると（Ｓ３００にてＮＯ）、エンジン２００において要求される流量と、ヒータコア３００において要求される流量と、排熱回収器４００において要求される流量とのうちのいずれか大きい流量が設定される。このとき、ヒータの作動要求がないため、ＥＣＵ１００は、エンジン２００において要求される流量と、排熱回収器４００において要求される流量とのうちのいずれか大きい流量を設定する。そして、ＥＣＵ１００により設定された流量になるように電動ウォータポンプ６００に供給される電力が制御される（Ｓ１０６）。冷却媒体は媒体通路を流通し、冷却媒体の温度は、排熱回収器４００において回収される熱と、エンジン２００の作動により発生する熱により上昇する。
【００７１】
一方、冷却媒体の温度が予め定められた温度よりも低いときに（Ｓ１００にてＹＥＳ）、ヒータの作動要求があると（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、予め定められた時間が経過するか（Ｓ２００にてＹＥＳ）、あるいは、予め定められた時間が経過していなくても（Ｓ２００にてＮＯ）、エンジン２００の温度が予め定められた温度以上であると（Ｓ２０２にてＹＥＳ）、エンジン２００において要求される流量と、ヒータコア３００において要求される流量と、排熱回収器４００において要求される流量とのうちのいずれか大きい流量が設定される。そして、ＥＣＵ１００により設定された流量になるように電動ウォータポンプ６００に供給される電力が制御される（Ｓ１０６）。このとき、少なくともヒータ性能を満たす最低限の流量が設定されるため、流量不足によりヒータの性能が低下することはない。
【００７２】
また、ヒータの作動要求があっても（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、予め定められた時間が経過せず（Ｓ２００にてＮＯ）、エンジン２００の温度も予め定められた温度以上でないと（Ｓ２０２にてＮＯ）、電動ウォータポンプ６００は停止するように電力が制御される（Ｓ１０４）。
【００７３】
また、運転者がエンジン２００を始動したときに、冷却媒体の温度が予め定められた温度よりも高いと（Ｓ１００にてＮＯ）、切換弁１０２が切り換わらないため、排気ガスは排熱回収器４００に導かれない。このとき、エンジン２００において要求される流量、すなわち、エンジン２００の温度が予め定められた範囲内の温度になるために必要な流量の冷却媒体が流通するように、電動ウォータポンプ６００に供給される電力が制御される（Ｓ１０８）。
【００７４】
以上のようにして、本実施の形態に係るエンジンの冷却装置によると、上述した第２の実施の形態に係るエンジンの冷却装置が有する効果に加えて、ＥＣＵは、エンジンの冷間時におけるエンジン自体の温度と回収熱量との関係に基づいて、エンジンの暖機および排熱回収のうちのいずれが効率あるいは燃費の点で有利であるかを判断するため、エンジンの暖機が有利であると判断される場合に、冷却媒体の流通を停止することにより、エンジン自体の温度を速やかに上昇させることができる。また、排熱の回収が有利であると判断される場合に、排熱回収が効率よく行なうことができる流量で冷却媒体を流通させることにより、冷却媒体の温度を効率よく上昇させることができる。すなわち、エンジンの暖機状態と排熱回収状態に応じて流量が設定されるため、効率よく暖機を行なうことができる。したがって、エンジンの燃費の悪化の抑制とエンジンの冷却媒体が流通する熱交換器における流量の効率化とを両立するエンジンの冷却装置を提供することができる。
【００７５】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】第１の実施の形態に係るエンジンの冷却装置の構成を示す図である。
【図２】排熱回収器の構成を示す図である。
【図３】排熱回収器における熱交換効率と冷却媒体の流量との関係を示す図である。
【図４】第１の実施の形態においてＥＣＵが実行するプログラムの制御構造を示すフローチャートである。
【図５】第２の実施の形態においてＥＣＵが実行するプログラムの制御構造を示すフローチャートである。
【図６】第３の実施の形態においてＥＣＵが実行するプログラムの制御構造を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７７】
１００  ＥＣＵ、１０２  切換弁、１０４，１０６  バイパス通路、１０８  上流側通路、１１０  下流側通路、１１２  排気通路、１１８  ＶＳＶ、２００  エンジン、２０２  シリンダブロック、２０４  シリンダヘッド、３００  ヒータコア、４００  排熱回収器、５００  ラジエータ、６００  電動ウォータポンプ、７００  サーモスタット、８００，８０２，８０４  媒体通路、９００  水温センサ。
【図１】
2007016718.tif 000003
【図２】
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【図３】
2007016718.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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