(57)【要約】【課題】内燃機関の始動および停止が不定期に行われるハイブリッド車両において、内燃機関の冷間始動を抑制可能な内燃機関温度調整システムを提供する。【解決手段】エンジン１０の冷却水が循環する冷却水循環回路２０と、冷却水循環回路２０に設けられ、冷却水を循環させるメインポンプ２１と、車室内へ送風する送風空気の温度を調整する空調装置５に設けられたヒートポンプサイクル６０を加熱源として、エンジン１０の冷却水を昇温させるヒータコア５４ａと、エンジン１０および空調装置５の作動を制御する制御装置１００と、を備え、制御装置１００は、バッテリＢＴの残存容量ＳＯＣが走行下限容量を下回った際に、エンジン１０を作動させ、さらに、残存容量ＳＯＣが走行下限容量を下回る前であって、残存容量ＳＯＣが低下している際に、ヒータコア５４ａにてエンジン１０の冷却水を昇温させるプレ暖機処理を実行する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電池（ＢＴ）からの電力供給により車両走行用の駆動力を出力する走行用電動モータ（ＭＧ）、および車両走行用の駆動力、または前記蓄電池（ＢＴ）に蓄える電力を生成するための駆動力を出力する水冷式の内燃機関（１０）を備え、前記蓄電池（ＢＴ）の残存容量（ＳＯＣ）が所定の第１基準容量を下回るまで前記走行用電動モータ（ＭＧ）が出力する駆動力だけで走行可能なハイブリッド車両に適用され、前記内燃機関（１０）の温度を所望の温度に調整する内燃機関温度調整システムにおいて、
前記内燃機関（１０）の冷却水が循環する冷却水循環回路（２０）と、
前記冷却水循環回路（２０）に設けられ、前記冷却水を循環させる第１冷却水循環手段（２１）と、
車室内へ送風する送風空気の温度を調整する空調装置（５）に設けられた加熱手段（５９、６０）を加熱源として、前記内燃機関（１０）の冷却水を昇温させる冷却水昇温手段（５４ａ、５７）と、
前記内燃機関（１０）および空調装置（５）の作動を制御する制御手段（１００）と、を備え、
前記制御手段（１００）は、
少なくとも前記蓄電池（ＢＴ）の残存容量（ＳＯＣ）が前記第１基準容量を下回った際に、前記内燃機関（１０）を作動させ、
さらに、前記蓄電池の残存容量（ＳＯＣ）が前記第１基準容量を下回る前であって、前記蓄電池（ＢＴ）の残存容量（ＳＯＣ）が低下している際に、前記冷却水昇温手段（５４ａ、５７）にて前記内燃機関（１０）の冷却水を昇温させるプレ暖機処理を実行することを特徴とする内燃機関温度調整システム。
【請求項２】
前記制御手段（１００）は、少なくとも前記蓄電池（ＢＴ）の残存容量（ＳＯＣ）の低下状態に基づいて前記プレ暖機処理の開始タイミングを決定することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関温度調整システム。
【請求項３】
前記制御手段（１００）は、前記蓄電池（ＢＴ）の残存容量（ＳＯＣ）が前記第１基準容量よりも多い第２基準容量を下回った際に、前記プレ暖機処理を開始することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関温度調整システム。
【請求項４】
前記制御手段（１００）は、
前記蓄電池（ＢＴ）の残存容量（ＳＯＣ）の減少度合いから前記蓄電池（ＢＴ）の残存容量（ＳＯＣ）が前記第１基準容量を下回るまでの予想時間（ｔｓｏｃ）を算出すると共に、
前記プレ暖機処理の実行時に前記加熱手段（６０）にて前記冷却水を所望の目標温度まで昇温させるために要する暖機必要時間（ｔｗｕ）を算出し、
少なくとも前記予想時間（ｔｓｏｃ）が前記暖機必要時間（ｔｗｕ）を下回るまでに、前記プレ暖機処理を開始することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関温度調整システム。
【請求項５】
前記制御手段（１００）は、前記予想時間（ｔｓｏｃ）が、前記暖機必要時間（ｔｗｕ）に予め定めた基準時間（α）を加えた加算した時間（ｔｗｕ＋α）以下となった際に、前記プレ暖機処理を開始することを特徴とする請求項４に記載の内燃機関温度調整システム。
【請求項６】
前記プレ暖機処理における前記冷却水の目標温度は、車室外温度の低下に伴い増加するように設定されていることを特徴とする請求項３ないし５のいずれか１つに記載の内燃機関温度調整システム。
【請求項７】
前記制御手段（１００）は、前記加熱手段（５９、６０）の加熱能力が最大能力よりも低い場合に、プレ暖機処理を実行することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の内燃機関温度調整システム。
【請求項８】
前記加熱手段（５９、６０）は、前記蓄電池（ＢＴ）からの電力供給により温熱を生成することを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載の内燃機関温度調整システム。
【請求項９】
前記加熱手段は、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（６１）と、前記圧縮機（６１）から吐出された冷媒の熱を前記送風空気および前記冷却水の少なくとも一方に放熱可能な冷媒放熱手段（５４ｂ、５７）を含んで構成されるヒートポンプサイクル（６０）であることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１つに記載の内燃機関温度調整システム。
【請求項１０】
前記冷却水昇温手段は、前記冷却水が有する熱を前記送風空気に放熱する冷却水側熱交換器（５４ａ）であり、
前記冷媒放熱手段は、前記冷媒が有する熱を前記送風空気に放熱する冷媒側熱交換器（５４ｂ）であり、
前記冷却水側熱交換器（５４ａ）および前記冷媒側熱交換器（５４ｂ）は、前記冷却水側熱交換器（５４ａ）を流通する冷却水および前記冷媒側熱交換器（５４ｂ）を流通する冷媒が互いに熱交換可能な複合型熱交換器で構成されていることを特徴とする請求項９に記載の内燃機関温度調整システム。
【請求項１１】
前記冷却水が有する熱を前記送風空気に放熱する冷却水側熱交換器（５８）を備え、
前記冷却水昇温手段は、前記冷媒が有する熱を前記冷却水に放熱する水冷媒熱交換器（５７）であり、前記冷媒放熱手段としても機能することを特徴とする請求項９に記載の内燃機関温度調整システム。
【請求項１２】
前記空調装置（５）には、前記冷却水側熱交換器（５４ａ、５８）に流入する前記送風空気の流入量を調整する空気流入量調整手段（５２、５６）が設けられ、
前記制御手段（１００）は、前記プレ暖機処理を実行する際に、前記空気流入量調整手段（５２、５６）にて前記送風空気の流入量を低下させることを特徴とする請求項１０または１１に記載の内燃機関温度調整システム。
【請求項１３】
前記冷却水循環回路（２０）は、前記内燃機関（１０）の内部に形成された冷却水流路（１１ａ、１２ａ）に前記冷却水が流れるように構成されたメイン経路（２０ａ）と、前記冷却水昇温手段（５４ａ、５７）に前記冷却水が流れるように構成されたサブ経路（２０ｂ）と、を有することを特徴とする請求項９ないし１２のいずれか１つに記載の内燃機関温度調整システム。
【請求項１４】
前記冷却水循環回路（２０）には、前記冷却水流路（１１ａ、１２ａ）を流れる前記冷却水の流量と前記冷却水昇温手段（５４ａ、５７）を流れる前記冷却水の流量とを調整する第１流量調整手段（２７、３２）が設けられていることを特徴とする請求項１３に記載の内燃機関温度調整システム。
【請求項１５】
前記サブ経路（２０ｂ）には、前記冷却水を循環させる第２冷却水循環手段（３１）が設けられていることを特徴とする請求項１３または１４に記載の内燃機関温度調整システム。
【請求項１６】
前記サブ経路（２０ｂ）には、前記冷却水が有する熱を蓄熱するための蓄熱手段（３０）が設けられていることを特徴とする請求項１３ないし１５のいずれか１つに記載の内燃機関温度調整システム。
【請求項１７】
前記蓄熱手段（３０）には、前記加熱手段（５９、６０）の加熱能力が最大能力よりも低い場合に、前記冷却水が有する熱が蓄熱されることを特徴とする請求項１６に記載の内燃機関温度調整システム。
【請求項１８】
前記内燃機関（１０）の内部には、前記冷却水流路（１１ａ、１２ａ）として、シリンダブロック（１１）を冷却するためのブロック側流路（１１ａ）、およびシリンダヘッド（１２）を冷却するためのヘッド側流路（１２ａ）が形成され、
前記冷却水循環回路（１０）には、前記ブロック側流路（１１ａ）に流れる冷却水の流量と前記ヘッド側流路（１２ａ）に流れる冷却水の流量とを調整する第２流量調整手段（３５）が設けられていることを特徴とする請求項１３ないし１７のいずれか１つに記載の内燃機関温度調整システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車両に適用される内燃機関温度調整システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関（エンジン）および走行用電動モータのうち、少なくとも一方が出力する駆動力によって走行すると共に、走行用電動モータに供給する電力を蓄積するバッテリを備えるハイブリッド車両が知られている。
【０００３】
ハイブリッド車両としては、例えば、プラグイン型のハイブリッド車両のように、バッテリの残存容量ＳＯＣ（State Of Charge）が充分に確保されている際に、走行用電動モータから出力される駆動力だけで走行し、バッテリの残存容量ＳＯＣが低下すると、内燃機関を作動させて走行用の駆動力を得るものがある。このようなハイブリッド車両では、内燃機関の始動および停止が不定期に行われることから、内燃機関が冷間始動となり易く、始動時にＨＣ等の未燃燃料が多量に排出されてしまう。
【０００４】
これに対して、排気浄化用触媒を用いた触媒コンバータ（排気浄化装置）を改良して、冷間始動時に排出されるＨＣ等を効率的に吸着する構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２６１２９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、触媒コンバータにおけるＨＣ等の吸着量の増加を図るために、排気浄化用触媒を増加することが考えられるが、排気浄化用触媒は、希少金属（レアメタル）等が用いられており、排気浄化用触媒を増加させるとコストが非常に高くなってしまう。
【０００７】
このため、内燃機関の始動および停止が不定期に行われるハイブリッド車両においては、触媒コンバータの改良以外に、内燃機関の冷間始動自体を抑制して、内燃機関始動時におけるＨＣ等の排出を抑制することが望ましい。
【０００８】
本発明は上記点に鑑みて、内燃機関の始動および停止が不定期に行われるハイブリッド車両において、内燃機関の冷間始動を抑制可能な内燃機関温度調整システム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】
【０００９】
本発明は、蓄電池（ＢＴ）からの電力供給により車両走行用の駆動力を出力する走行用電動モータ（ＭＧ）、および車両走行用の駆動力、または蓄電池（ＢＴ）に蓄える電力を生成するための駆動力を出力する水冷式の内燃機関（１０）を備え、蓄電池（ＢＴ）の残存容量（ＳＯＣ）が所定の第１基準容量を下回るまで走行用電動モータ（ＭＧ）が出力する駆動力だけで走行可能なハイブリッド車両に適用され、内燃機関（１０）の温度を所望の温度に調整する内燃機関温度調整システムを対象としている。
【００１０】
請求項１に記載の発明では、内燃機関（１０）の冷却水が循環する冷却水循環回路（２０）と、冷却水循環回路（２０）に設けられ、冷却水を循環させる第１冷却水循環手段（２１）と、車室内へ送風する送風空気の温度を調整する空調装置（５）に設けられた加熱手段（５９、６０）を加熱源として、内燃機関（１０）の冷却水を昇温させる冷却水昇温手段（５４ａ、５７）と、内燃機関（１０）および空調装置（５）の作動を制御する制御手段（１００）と、を備え、制御手段（１００）は、少なくとも蓄電池（ＢＴ）の残存容量（ＳＯＣ）が第１基準容量を下回った際に、内燃機関（１０）を作動させ、さらに、蓄電池の残存容量（ＳＯＣ）が第１基準容量を下回る前であって、蓄電池（ＢＴ）の残存容量（ＳＯＣ）が低下している際に、冷却水昇温手段（５４ａ、５７）にて内燃機関（１０）の冷却水を昇温させるプレ暖機処理を実行することを特徴とする。
【００１１】
これによれば、蓄電池（ＢＴ）の残存容量（ＳＯＣ）の低下による内燃機関（１０）の作動前に、冷却水昇温手段（５４ａ、５７）にて内燃機関（１０）の冷却水を昇温させるので、内燃機関（１０）の始動および停止が不定期に行われるハイブリッド車両において、内燃機関（１０）の冷間始動を抑制することができる。この結果、内燃機関（１０）始動時におけるＨＣ等の排出を抑制することが可能となる。
【００１２】
請求項２に記載の発明のように、請求項１に記載の内燃機関温度調整システムにおいて、制御手段（１００）が、少なくとも蓄電池（ＢＴ）の残存容量（ＳＯＣ）の低下状態に基づいてプレ暖機処理の開始タイミングを決定する構成とすることが望ましい。
【００１３】
具体的には、請求項３に記載の発明のように、請求項２に記載の内燃機関温度調整システムにおいて、制御手段（１００）が、蓄電池（ＢＴ）の残存容量（ＳＯＣ）が第１基準容量よりも多い第２基準容量を下回った際に、プレ暖機処理を開始する構成としてもよい。
【００１４】
請求項４に記載の発明では、請求項２に記載の内燃機関温度調整システムにおいて、制御手段（１００）は、蓄電池（ＢＴ）の残存容量（ＳＯＣ）の減少度合いから蓄電池（ＢＴ）の残存容量（ＳＯＣ）が第１基準容量を下回るまでの予想時間（ｔｓｏｃ）を算出すると共に、プレ暖機処理の実行時に加熱手段（６０）にて冷却水を所望の目標温度まで昇温させるために要する暖機必要時間（ｔｗｕ）を算出し、少なくとも予想時間（ｔｓｏｃ）が暖機必要時間（ｔｗｕ）を下回るまでに、プレ暖機処理を開始することを特徴とする。
【００１５】
これによれば、蓄電池（ＢＴ）の残存容量（ＳＯＣ）の減少度合いから予想した予想時間と、プレ暖機処理にて冷却水の昇温に要する暖機必要時間との関係に基づいて、プレ暖機処理の開始タイミングを決定する構成としているので、適切なタイミングでプレ暖機処理を実行することが可能となる。
【００１６】
請求項５に記載の発明のように、請求項４に記載の内燃機関温度調整システムにおいて、制御手段（１００）が、予想時間（ｔｓｏｃ）が暖機必要時間（ｔｗｕ）に予め定めた基準時間（α）を加えた加算した時間（ｔｗｕ＋α）以下となった際に、プレ暖機処理を開始する構成としてもよい。
【００１７】
請求項６に記載の発明では、請求項３ないし５のいずれか１つに記載の内燃機関温度調整システムにおいて、プレ暖機処理における冷却水の目標温度は、車室外温度の低下に伴い増加するように設定されていることを特徴とする。
【００１８】
これによれば、冬期等のように車室外温度が低い条件において、内燃機関（１０）の冷却水を適切に昇温させることができ、内燃機関（１０）の冷間始動を効果的に抑制することができる。
【００１９】
請求項７に記載の発明のように、請求項１ないし６のいずれか１つに記載の内燃機関温度調整システムにおいて、制御手段（１００）が、加熱手段（５９、６０）の加熱能力が最大能力よりも低い場合にプレ暖機処理を実行する構成としてもよい。
【００２０】
請求項８に記載の発明のように、請求項１ないし７のいずれか１つに記載の内燃機関温度調整システムにおいて、加熱手段（５９、６０）を、蓄電池（ＢＴ）からの電力供給により温熱を生成する構成としてもよい。
【００２１】
より詳しくは、請求項９に記載の発明のように、加熱手段（６０）を、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（６１）、圧縮機（６１）から吐出された高温高圧の冷媒の熱を送風空気および冷却水の少なくとも一方に放熱可能な冷媒放熱手段（５４ｂ、５７）を含んで構成されるヒートポンプサイクルで構成してもよい。
【００２２】
請求項１０に記載の発明では、請求項９に記載の内燃機関温度調整システムにおいて、冷却水昇温手段は、冷却水が有する熱を送風空気に放熱する冷却水側熱交換器（５４ａ）であり、冷媒放熱手段は、冷媒が有する熱を送風空気に放熱する冷媒側熱交換器（５４ｂ）であり、冷却水側熱交換器（５４ａ）および冷媒側熱交換器（５４ｂ）は、冷却水側熱交換器（５４ａ）を流通する冷却水および冷媒側熱交換器（５４ｂ）を流通する冷媒が互いに熱交換可能な複合型熱交換器で構成されていることを特徴とする。
【００２３】
このように、冷媒、空気、冷却水といった異なる３つの流体間で熱交換可能な複合型熱交換器を採用すれば、内燃機関温度調整システムのシステム構成の簡素化を図ることができる。
【００２４】
請求項１１に記載の発明のように、請求項９に記載の内燃機関温度調整システムにおいて、冷却水が有する熱を送風空気に放熱する冷却水側熱交換器（５８）を備え、冷却水昇温手段を、冷媒放熱手段である水冷媒熱交換器（５７）で構成してもよい。
【００２５】
請求項１２に記載の発明では、請求項１０または１１に記載の内燃機関温度調整システムにおいて、空調装置（５）には、冷却水側熱交換器（５４ａ、５８）に流入する送風空気の流入量を調整する空気流入量調整手段（５２、５６）が設けられ、制御手段（１００）は、プレ暖機処理を実行する際に、空気流入量調整手段（５２、５６）にて送風空気の流入量を低下させることを特徴とする。
【００２６】
これによれば、プレ暖機処理の実行時に、冷却水側熱交換器（５４ａ、５８）にて冷却水が有する熱が送風空気に放熱されることを抑制することができ、冷却水を効率的に昇温させることができる。
【００２７】
請求項１３に記載の発明では、請求項９ないし１２のいずれか１つに記載の内燃機関温度調整システムにおいて、冷却水循環回路（２０）は、内燃機関（１０）の内部に形成された冷却水流路（１１ａ、１２ａ）に冷却水が流れるように構成されたメイン経路（２０ａ）と、冷却水昇温手段（５４ａ、５７）に冷却水が流れるように構成されたサブ経路（２０ｂ）と、を有することを特徴とする。
【００２８】
このように、冷却水昇温手段（５４ａ、５７）に冷却水が流れるサブ経路（２０ｂ）を設ける構成とすれば、冷却水を効率的に昇温させることができ、内燃機関（１０）の冷間始動を効果的に抑制することが可能となる。
【００２９】
請求項１４に記載の発明では、請求項１３に記載の内燃機関温度調整システムにおいて、冷却水循環回路（２０）には、冷却水流路（１１ａ、１２ａ）を流れる冷却水の流量と冷却水昇温手段（５４ａ、５７）を流れる冷却水の流量とを調整する第１流量調整手段（２７、３２）が設けられていることを特徴とする。
【００３０】
このように、冷却水流路（１１ａ、１２ａ）を流れる冷却水の流量と冷却水昇温手段（５４ａ、５７）を流れる冷却水の流量とを調整可能な構成とすれば、内燃機関（１０）の冷却水を効率的に昇温させることが可能となる。
【００３１】
請求項１５に記載の発明では、請求項１３または１４に記載の内燃機関温度調整システムにおいて、サブ経路（２０ｂ）には、冷却水を循環させる第２冷却水循環手段（３１）が設けられていることを特徴とする。
【００３２】
これによれば、第１冷却水循環手段（２１）を作動させることなく、第２冷却水循環手段（３１）の作動だけで、サブ経路（２０ｂ）内の冷却水を循環させることが可能となる。
【００３３】
請求項１６に記載の発明では、請求項１３ないし１５のいずれか１つに記載の内燃機関温度調整システムにおいて、サブ経路（２０ｂ）には、冷却水が有する熱を蓄熱するための蓄熱手段（３０）が設けられていることを特徴とする。
【００３４】
このように、サブ経路（２０ｂ）に蓄熱手段（３０）を設ける構成とすれば、冷却水昇温手段（５４ａ、５７）にて昇温された冷却水の熱を効率的に蓄熱することができる。
【００３５】
請求項１７に記載の発明では、請求項１６に記載の内燃機関温度調整システムにおいて、蓄熱手段（３０）には、加熱手段（５９、６０）の加熱能力が最大能力よりも低い場合に、冷却水が有する熱が蓄熱されることを特徴とする。
【００３６】
これによれば、加熱手段（５９、６０）の加熱能力に余力がある場合に、冷却水昇温手段（５４ａ、５７）にて昇温された冷却水の熱を蓄熱手段（３０）に蓄熱することで、内燃機関（１０）の冷間始動を効果的に抑制することが可能となる。
【００３７】
請求項１８に記載の発明では、請求項１３ないし１７のいずれか１つに記載の内燃機関温度調整システムにおいて、内燃機関（１０）の内部には、冷却水流路（１１ａ、１２ａ）として、シリンダブロック（１１）を冷却するためのブロック側流路（１１ａ）、およびシリンダヘッド（１２）を冷却するためのヘッド側流路（１２ａ）が形成され、冷却水循環回路（１０）には、ブロック側流路（１１ａ）に流れる冷却水の流量とヘッド側流路（１２ａ）に流れる冷却水の流量とを調整する第２流量調整手段（３５）が設けられていることを特徴とする。
【００３８】
これによれば、ＨＣ等の排出の低減効果が高いシリンダヘッド（１２）を優先的に暖機することができるので、内燃機関（１０）始動時におけるＨＣ等の排出を抑制することが可能となる。
【００３９】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係の一例を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】第１実施形態に係る内燃機関温度調整システムの全体構成図である。
【図２】外気温が低温となる際の空調装置等の作動を説明する説明図である。
【図３】外気温が中温となる際の空調装置等の作動を説明する説明図である。
【図４】外気温が高温となる際の空調装置等の作動を説明する説明図である。
【図５】第１実施形態に係る制御装置が実行する制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】第１実施形態に係るプレ暖機処理の開始タイミングを説明するためのタイミングチャートである。
【図７】第２実施形態に係る制御装置が実行する制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】第２実施形態に係るプレ暖機処理の開始タイミングを説明するためのタイミングチャートである。
【図９】第３実施形態に係る内燃機関温度調整システムの全体構成図である。
【図１０】第３実施形態に係るプレ暖機処理時の冷却水の流れを説明する説明図である。
【図１１】第４実施形態に係る内燃機関温度調整システムの全体構成図である。
【図１２】第４実施形態に係るプレ暖機処理時の冷却水の流れを説明する説明図である。
【図１３】第５実施形態に係る内燃機関温度調整システムの全体構成図である。
【図１４】第５実施形態に係るプレ暖機処理時の冷却水の流れを説明する説明図である。
【図１５】第５実施形態の内燃機関温度調整システムの変形例の全体構成図である。
【図１６】第５実施形態の変形例に係るプレ暖機処理時の冷却水の流れを説明する説明図である。
【図１７】第６実施形態に係る内燃機関温度調整システムの全体構成図である。
【図１８】第６実施形態に係るプレ暖機処理時の冷却水の流れを説明する説明図である。
【図１９】第７実施形態に係る内燃機関温度調整システムの全体構成図である。
【図２０】第７実施形態に係るプレ暖機処理時の冷却水の流れを説明する説明図である。
【図２１】第８実施形態に係る内燃機関温度調整システムの全体構成図である。
【図２２】第８実施形態に係るプレ暖機処理時の冷却水の流れを説明する説明図である。
【図２３】第９実施形態に係る内燃機関温度調整システムの全体構成図である。
【図２４】第９実施形態に係るプレ暖機処理時の冷却水の流れを説明する説明図である。
【図２５】第１０実施形態に係る内燃機関温度調整システムの全体構成図である。
【図２６】第１０実施形態に係るプレ暖機処理時の冷却水の流れを説明する説明図である。
【図２７】第１０実施形態の内燃機関温度調整システムの変形例の全体構成図である。
【図２８】第１０実施形態の変形例に係るプレ暖機処理時の冷却水の流れを説明する説明図である。
【図２９】第１１実施形態に係る内燃機関温度調整システムの全体構成図である。
【図３０】第１２実施形態に係る内燃機関温度調整システムの全体構成図である。
【図３１】第１２実施形態に係る内燃機関温度調整システムの変形例を示す全体構成図である。
【図３２】第１２実施形態に係る内燃機関温度調整システムの変形例を示す全体構成図である。
【図３３】第１３実施形態に係る内燃機関温度調整システムの変形例を示す全体構成図である。
【図３４】第１３実施形態に係る内燃機関温度調整システムの変形例を示す全体構成図である。
【図３５】第１３実施形態に係る内燃機関温度調整システムの変形例を示す全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付すと共に、当該部分の重複した説明を省略する。
【００４２】
（第１実施形態）
図１〜図６に基づいて本発明の第１実施形態について説明する。本実施形態では、本発明の内燃機関温度調整システムを、水冷式のエンジン（内燃機関）１０および走行用電動モータＭＧから車両走行用の駆動力を得るハイブリッド車両に適用している。
【００４３】
本実施形態のハイブリッド車両は、車両停車時に外部電源（商用電源）から供給された電力を車両に搭載されたバッテリ（蓄電池）ＢＴに充電可能なプラグインハイブリッド車両として構成されている。
【００４４】
このプラグインハイブリッド車両は、走行開始時のようにバッテリＢＴの残存容量ＳＯＣが予め定めた走行下限容量（第１基準容量）以上になっている際に、走行用電動モータＭＧが出力する駆動力だけで走行可能な運転モード（ＥＶ走行）となる。
【００４５】
一方、車両走行中にバッテリＢＴの残存容量ＳＯＣが走行下限容量よりも低くなる際には、主にエンジン１０が出力する駆動力により走行可能な運転モード（ＨＶ走行）となる。なお、ＨＶ走行時は、主にエンジン１０が出力する駆動力により走行する運転モードであるが、車両走行負荷が高負荷となった際には走行用電動モータを作動させてエンジン１０を補助する。
【００４６】
本実施形態のプラグインハイブリッド車両では、このようにＥＶ走行とＨＶ走行とを切り替えることによって、車両走行用の駆動力をエンジン１０だけから得る通常の車両に対してエンジン１０の燃料消費量を抑制して、車両燃費を向上させている。
【００４７】
次に、内燃機関温度調整システムについて説明する。内燃機関温度調整システムは、エンジン１０内部に形成された冷却水流路１１ａ、１２ａに冷却水を流通させることでエンジン１０の温度を調整するものである。この冷却水は、エンジン１０の温度を調整する温度調整媒体として利用されると共に、後述する空調装置５において車室内へ送風する送風空気の加熱媒体として利用される。なお、冷却水としては、例えば、エチレングリコール水溶液等を採用することができる。
【００４８】
まず、エンジン１０について説明する。本実施形態では、エンジン１０として、シリンダブロック１１、およびシリンダヘッド１２を有して構成されるガソリンエンジンを採用している。さらに、エンジン１０の排気経路には、排気ガスを浄化する触媒を含んで構成される排気浄化装置（図示略）が設けられている。この排気浄化装置により冷間始動時に排出されるＨＣ等を吸着するようにしている。
【００４９】
シリンダブロック１１は、ピストンが往復運動するシリンダボアを形成するとともに、車両搭載状態におけるシリンダボアの下方側に、クランクシャフトおよびピストンとクランクシャフトを連結するコンロッド等を収容するクランクケースが設けられた金属ブロック体である。シリンダヘッド１２は、シリンダボアの上死点側の開口部を閉塞して、シリンダボアおよびピストンとともに燃焼室を形成する金属ブロック体である。
【００５０】
さらに、エンジン１０では、シリンダブロック１１およびシリンダヘッド１２を一体に組み付けると、内部にシリンダブロック１１を冷却するための冷却水を流通させるブロック側流路１１ａ、およびシリンダヘッド１２を冷却するための冷却水を流通させるヘッド側流路１２ａが形成される。
【００５１】
本実施形態では、エンジン１０内部に冷却水を流入させる流入ポート１０ａがシリンダブロック１１に設けられ、エンジン１０内部から冷却水を流出させる流出ポート１０ｂがシリンダヘッド１２に設けられている。なお、冷却水は、流入ポート１０ａ→ブロック側流路１１ａ→ヘッド側流路１２ａ→流出ポート１０ｂへ流れる。
【００５２】
次に、本実施形態の内燃機関温度調整システムの詳細構成について説明する。図１の全体構成図で示すように、内燃機関温度調整システムは、エンジン１０の冷却水が循環する冷却水循環回路２０、エンジン制御装置１００ａおよび空調制御装置１００ｂからなる制御装置１００を備えている。
【００５３】
冷却水循環回路２０には、回路内に冷却水を循環させる第１冷却水循環手段としてのメインポンプ２１が設けられている。本実施形態のメインポンプ２１は、ポンプ室を形成するケーシング内に配置された羽根車を電動モータで駆動する電動式の水ポンプで構成されている。この電動モータは、後述するエンジン制御装置１００ａから出力される制御電圧によって回転数（冷却水圧送能力）が制御される。
【００５４】
メインポンプ２１における冷却水の吐出側は、エンジン１０の流入ポート１０ａが接続されており、メインポンプ２１から吐出された冷却水が、エンジン１０内部の冷却水流路１１ａ、１２ａに供給される。
【００５５】
エンジン１０の流出ポート１０ｂには、冷却水の流れを分岐する分岐部を介して、ラジエータ２４、およびヒータコア５４ａが接続されている。
【００５６】
ラジエータ２４は、エンジンルーム内に配置され、エンジン１０から流出した冷却水を、室外送風ファン２４ａから送風される車室外空気（外気）と熱交換させて、冷却水が有する熱を外気に放熱する放熱用熱交換器である。ラジエータ２４の出口側は、メインポンプ２１の吸入側に接続されている。
【００５７】
ヒータコア５４ａは、エンジン１０から流出した冷却水が有する熱を車室内に送風する送風空気に放熱して、送風空気を加熱する加熱用熱交換器である。ヒータコア５４ａの出口側は、メインポンプ２１の吸入側に接続されている。より詳しくは、ヒータコア５４ａは、後述する空調装置５において送風空気の空気通路を形成する室内空調ユニット５０のケーシング５１内に配置されている。
【００５８】
本実施形態では、ヒータコア５４ａおよび後述するヒートポンプサイクル６０の室内凝縮器５４ｂを、内部を流通する冷却水と室内凝縮器５４ｂを流通する冷媒とが熱交換可能な複合型熱交換器５４として構成している。従って、本実施形態のヒータコア５４ａは、冷却水が有する熱を送風空気に放熱する冷却水側熱交換器を構成すると共に、冷媒が有する熱を冷却水に放熱して冷却水を昇温させる冷却水昇温手段として機能する。
【００５９】
このような複合型熱交換器５４は、例えば、ヒータコア５４ａにおける冷却水が流通するチューブと、室内凝縮器５４ｂにおける冷媒が流通するチューブとを直接接触させる構成や、各チューブをアウターフィン等の伝熱部材を介して間接的に接触させる構成とすることで実現可能である。
【００６０】
さらに、冷却水循環回路２０には、冷却水を、ラジエータ２４を迂回して流すバイパス通路２５、およびラジエータ２４側に冷却水を流す回路とバイパス通路２５側に冷却水を流す回路に切り替えるサーモスタット２６が設けられている。
【００６１】
このサーモスタット２６は、温度によって体積変化するサーモワックス（感温部材）によって弁体を変位させて冷却水流路を開閉する機械的機構で構成される冷却水温度応動弁である。本実施形態のサーモスタット２６は、メインポンプ２１の吸入側の冷却水の温度が基準温度（例えば、６５℃）以下になると、バイパス通路２５側に冷却水を流す回路に切り替え、基準温度を超えるとラジエータ２４側に冷却水を流す回路に切り替えるように構成されている。
【００６２】
次に、本実施形態の空調装置５について説明する。本実施形態の空調装置５は、室内空調ユニット５０、空調装置５における加熱手段を構成するヒートポンプサイクル６０等を備えている。
【００６３】
室内空調ユニット５０は、車室内最前部の計器盤の内側に配置されて、前述のケーシング５１内に、送風機５２、室内蒸発器５３、室内凝縮器５４ｂ、前述のヒータコア５４ａ等を収容したものである。
【００６４】
送風機５２は、ケーシング５１内に吸入した外気または内気（車室内空気）を車室内へ向けて送風する送風手段である。この送風機５２は、シロッコファンを電動モータ５２ａにて駆動する電動送風機であって、空調制御装置１００ｂからの制御電圧によって回転数（送風量）が制御される。
【００６５】
送風機５２の空気流れ下流側には、室内蒸発器５３が配置されている。室内蒸発器５３は、その内部を流通する冷媒と送風機５２からの送風空気と熱交換させて、送風空気を冷却する冷却用熱交換器として機能する。
【００６６】
ケーシング５１における室内蒸発器５３の空気流れ下流側には、室内凝縮器５４ｂおよびヒータコア５４ａが配置されると共に、室内凝縮器５４ｂおよびヒータコア５４ａを迂回して空気を流す冷風バイパス通路５５が形成されている。
【００６７】
室内凝縮器５４ｂは、その内部を流通する冷媒と室内蒸発器５３通過後の空気とを熱交換させる冷媒側熱交換器を構成すると共に、送風空気を加熱する加熱用熱交換器として機能する。前述のように本実施形態の室内凝縮器５４ｂは、ヒータコア５４ａと共に複合型熱交換器５４を構成しており、冷媒が有する熱を冷却水に放熱可能に構成されている。
【００６８】
室内凝縮器５４ｂ、ヒータコア５４ａを通過した空気、および冷風バイパス通路５５を通過した空気は、ケーシング５１内の混合空間にて混合された後、吹出用のダクト等を介して車室内に吹き出される。
【００６９】
ここで、ケーシング５１内における室内蒸発器５３と、複合型熱交換器５４および冷風バイパス通路５５との間には、エアミックスドア５６が配置されている。このエアミックスドア５６は、室内蒸発器５３にて冷却された冷風と、複合型熱交換器５４で加熱された温風との混合割合を調整する空気温度調整手段として機能する。なお、本実施形態では、室内空調ユニット５０における送風機５２およびエアミックスドア５６が、ヒータコア５４ａに流入する送風空気の流入量を調整する空気流入量調整手段を構成している。
【００７０】
エアミックスドア５６は、エアミックスドア用の電動アクチュエータによって駆動され、この電動アクチュエータは、後述する空調制御装置１００ｂから出力される制御信号によって、その作動が制御される。
【００７１】
続いて、空調装置５のヒートポンプサイクル６０について説明する。ヒートポンプサイクル６０は、圧縮機６１、前述の室内凝縮器５４ｂ、室外熱交換器６２、膨張弁６３、前述の室内蒸発器５３、アキュムレータ６４等を含んで構成される蒸気圧縮式の冷凍サイクルである。
【００７２】
圧縮機６１は、エンジンルーム内に配置され、ヒートポンプサイクル６０において冷媒を吸入し、圧縮して吐出するものであり、吐出容量が固定された圧縮機構を電動モータにて駆動する電動圧縮機として構成されている。電動モータは、後述する空調制御装置１００ｂから出力される制御信号によって、その作動（回転数）が制御される。
【００７３】
室外熱交換器６２は、ラジエータ２４と共にエンジンルーム内に配置されて、内部を流通する冷媒と、室外送風ファン２４ａから送風された車室外空気（外気）とを熱交換させることにより、圧縮機６１吐出冷媒を凝縮させるものである。
【００７４】
膨張弁６３は、室外熱交換器６２から流出した冷媒を減圧膨張させる減圧手段である。アキュムレータ６４は、室内蒸発器５３から流出した冷媒を気液分離して、気液分離した液相冷媒を余剰冷媒として蓄え、気相冷媒だけを圧縮機６１の吸入側に流すものである。
【００７５】
本実施形態のヒートポンプサイクル６０は、基本的にバッテリＢＴからの電力供給により作動するように構成されている。このため、室内凝縮器５４ｂにて送風空気や冷却水に放熱される温熱は、バッテリＢＴからの電力供給により生成されることとなる。
【００７６】
次に、エンジン１０および空調装置５の作動を制御する制御装置（制御手段）１００について説明する。本実施形態の制御装置１００は、エンジン１０等の作動を制御するエンジン制御装置１００ａ、および空調装置５の作動を制御する空調制御装置１００ｂで構成されている。
【００７７】
各制御装置１００ａ、１００ｂは、それぞれＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成される。そして、このＲＯＭ内に記憶された制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行って、それぞれ出力側に接続された各種機器の作動を制御する。
【００７８】
具体的には、エンジン制御装置１００ａの出力側には、エンジン１０を始動させるスタータ、エンジン１０に燃料を供給する燃料噴射弁（インジェクタ）の駆動回路、メインポンプ２１の電動モータ等が接続されている。
【００７９】
一方、エンジン制御装置１００ａの入力側には、エンジン回転数Ｎｅを検出するエンジン回転数センサ、車速Ｖｖを検出する車速センサ、エンジン１０から流出した冷却水の温度を検出する温度検出手段としてのサーミスタ２２といったエンジン制御用のセンサ群、バッテリＢＴの残存容量ＳＯＣを検出するバッテリ容量検出手段等が接続されている。
【００８０】
また、空調制御装置１００ｂの出力側には、前述のエアミックスドア５６の電動アクチュエータ、送風機５２、ヒートポンプサイクル６０を構成する各種構成機器等が接続されている。
【００８１】
一方、空調制御装置１００ｂの入力側には、車室内温度Ｔｒを検出する内気センサ、外気温（車室外温度）Ｔａｍを検出する外気温センサ、車室内の日射量Ｔｓを検出する日射センサ、室内蒸発器５３からの吹出空気温度（冷媒蒸発温度）Ｔｅを検出する蒸発器温度センサ等の空調制御用のセンサ群が接続されている。
【００８２】
さらに、空調制御装置１００ｂの入力側には、車室内に配置された操作パネルが接続されている。この操作パネルには、空調装置５の作動スイッチ、車室内の温度設定スイッチ等が設けられている。
【００８３】
なお、本実施形態のエンジン制御装置１００ａおよび空調制御装置１００ｂは、互いに電気的に接続されて、通信可能に構成されている。これにより、一方の制御装置に入力された検出信号あるいは操作信号に基づいて、他方の制御装置が出力側に接続された各種機器の作動を制御することもできる。従って、エンジン制御装置１００ａおよび空調制御装置１００ｂを１つの制御装置として一体的に構成してもよい。
【００８４】
次に、上記構成における本実施形態の作動について説明する。まず、エンジン１０の作動例について説明する。車両スタートスイッチが投入されて車両が起動すると、エンジン制御装置１００ａが、所定の制御周期毎に入力側に接続された各種エンジン制御用のセンサ群の検出信号、バッテリＢＴの残存容量ＳＯＣを読み込み、読み込まれた検出値に基づいて車両の走行負荷を検出する。さらに、検出された走行負荷に応じてエンジン１０を作動あるいは停止させる。
【００８５】
本実施形態のエンジン制御装置１００ａは、少なくともバッテリＢＴの残存容量ＳＯＣが走行下限容量を下回るまでは、エンジン１０を停止させて走行用電動モータＭＧから駆動力を得て走行するＥＶ走行を実現する。一方、エンジン制御装置１００ａは、バッテリＢＴの残存容量ＳＯＣが走行下限容量を下回ると、エンジン１０を作動させてエンジン１０および走行用電動モータの双方から駆動力を得て走行するＨＶ走行を実現する。
【００８６】
次に、空調装置５の作動例について説明する。車両スタートスイッチが投入された状態で、空調装置の作動スイッチが投入（ＯＮ）されると、空調制御装置１００ｂが上述の空調制御用のセンサ群の検出信号および操作パネルの操作信号を読み込む。そして、検出信号および操作信号の値に基づいて車室内へ吹き出す空気の目標温度である目標吹出温度ＴＡＯを算出する。
【００８７】
具体的には、この目標吹出温度ＴＡＯは、以下数式１によって算出される。
ＴＡＯ＝Ｋｓｅｔ×Ｔｓｅｔ−Ｋｒ×Ｔｒ−Ｋａｍ×Ｔａｍ−Ｋｓ×Ｔｓ＋Ｃ…（Ｆ１）
ここで、Ｔｓｅｔは温度設定スイッチによって設定された車室内設定温度、Ｔｒは内気センサによって検出された車室内温度（内気温）、Ｔａｍは外気センサによって検出された外気温、Ｔｓは日射センサによって検出された日射量である。Ｋｓｅｔ、Ｋｒ、Ｋａｍ、Ｋｓは制御ゲインであり、Ｃは補正用の定数である。
【００８８】
さらに、空調制御装置１００ｂは、算出された目標吹出温度ＴＡＯおよびセンサ群の検出信号に基づいて、空調制御装置１００ｂの出力側に接続された各種空調制御機器の作動状態を決定する。
【００８９】
例えば、送風機５２の目標送風量、すなわち送風機５２の電動モータ５２ａに出力する制御電圧については、目標吹出温度ＴＡＯ等に基づいて予め空調制御装置１００ｂに記憶された制御マップを参照して、目標吹出温度ＴＡＯが高温時および低温時に中間温度時よりも高くなるように決定される。
【００９０】
また、エアミックスドア５６のサーボモータへ出力される制御信号については、目標吹出温度ＴＡＯ、室内蒸発器５３からの吹出空気温度Ｔｅの検出値およびサーミスタ２２の検出値を用いて、車室内へ吹き出される空気の温度が車室内温度設定スイッチによって設定された乗員の所望の温度となるように決定される。
【００９１】
そして、空調制御装置１００ｂは、決定した制御電圧および制御信号を各種空調制御機器へ出力する。その後、操作パネルによって空調装置５の作動停止が要求されるまで、所定の制御周期毎に、上述の検出信号および操作信号の読み込み→目標吹出温度ＴＡＯの算出→各種空調制御機器の作動状態決定→制御電圧および制御信号の出力といった制御ルーチンを繰り返す。
【００９２】
ここで、外気温Ｔａｍの変化に応じた空調装置５の作動例を図２〜図４を用いて説明する。なお、図２〜図４における黒太矢印は、ヒートポンプサイクル６０における冷媒の流れを示している。
【００９３】
まず、冬期等のように外気温Ｔａｍが低温となり目標吹出温度ＴＡＯが高温となる場合、空調制御装置１００ｂは、図２に示すように、エアミックスドア５６の位置を冷風バイパス通路５５を閉鎖する閉鎖位置に設定する。
【００９４】
これにより、空調装置５では、室内蒸発器５３を通過した空気の全てが、室内凝縮器５４ｂ、ヒータコア５４ａで構成される複合型熱交換器５４を通過する際に加熱され、加熱された高温の空気が車室内に吹き出される。
【００９５】
春期や秋期等のように外気温Ｔａｍが中温となり目標吹出温度ＴＡＯが中間温度となる場合、空調制御装置１００ｂは、図３に示すように、エアミックスドア５６の位置を中間位置に設定する。
【００９６】
これにより、空調装置５では、室内蒸発器５３を通過した空気の一部が、複合型熱交換器５４を通過する際に加熱されると共に、室内蒸発器５３を通過した空気の残りが、冷風バイパス通路５５を通過して、車室内に中間温度の空気が吹き出される。
【００９７】
また、夏期等のように外気温Ｔａｍが高温となり目標吹出温度ＴＡＯが低温となる場合、空調制御装置１００ｂは、図４に示すように、エアミックスドア５６の位置を冷風バイパス通路５５を全開放する全開位置に設定する。
【００９８】
これにより、空調装置５では、室内蒸発器５３を通過した空気の全てが、複合型熱交換器５４を通過することなく、冷風バイパス通路５５を通過して、車室内に低温の空気が吹き出される。
【００９９】
次に、内燃機関温度調整システムの作動例について説明する。車両スタートスイッチが投入されて車両が起動すると、エンジン制御装置１００ａが、各種エンジン制御用のセンサ群の検出信号、バッテリＢＴの残存容量ＳＯＣを読み込み、読み込まれた検出値に基づいて車両の走行状態を検出する。
【０１００】
車両の運転モードがＨＶ走行となっている際には、エンジン制御装置１００ａが、エンジン１０の温度を調整するために、メインポンプ２１を作動させて、冷却水をエンジン１０内部の冷却水流路１１ａ、１２ａに供給する。この際、サーモスタット２６がサーミスタ２２の検出温度に応じて開閉し、エンジン１０に流入する冷却水の温度が基準温度に近づくように、ラジエータ２４あるいはバイパス通路２５を流れる冷却水流量が調整される。
【０１０１】
一方、車両の運転モードがＥＶ走行となっている際には、エンジン１０が作動しないことから、基本的には、エンジン制御装置１００ａが、メインポンプ２１を停止させ、エンジン１０の温度の調整を行わない。
【０１０２】
しかし、ＥＶ走行時において、全くエンジン１０の温度調整を行わないと、バッテリＢＴの残存容量ＳＯＣの低下によって、ＥＶ走行からＨＶ走行に切り替わる際に、エンジン１０が冷間始動となってしまう虞がある。
【０１０３】
そこで、内燃機関温度調整システムでは、ＥＶ走行からＨＶ走行に切り替わる前に、ヒートポンプサイクル６０を加熱源として、冷却水の温度を所望の温度（目標温度）まで昇温させて、エンジン１０を暖機するプレ暖機処理を行うようにしている。
【０１０４】
プレ暖機処理における冷却水の目標温度は、エンジン１０始動時のＨＣの低減効果が得られる４０℃＋５〜１０℃（望ましくは４０℃）の温度範囲内に設定される。なお、エンジン１０は、外気温Ｔａｍの低下に伴って暖機し難くなることから、冷却水の目標温度は、外気温Ｔａｍの低下に応じて高い値に設定することが望ましい。
【０１０５】
本実施形態のプレ暖機処理では、空調装置５を構成するヒートポンプサイクル６０が生成する温熱を利用しており、空調装置５の空調能力の低下を抑制するために、プレ暖機処理の開始タイミングをバッテリＢＴの残存容量ＳＯＣの低下状態に応じて決定するようにしている。この制御処理の詳細については、図５に示すフローチャートを用いて説明する。なお、図５は、制御装置１００が実行する制御処理の流れを示している。
【０１０６】
図５に示すように、まず、各種センサ群の検出信号、バッテリＢＴの残存容量ＳＯＣ等を読み込む（Ｓ１１０）。そして、バッテリＢＴの残存容量ＳＯＣが予め定めた走行下限容量を下回るのに要する予想時間ｔｓｏｃを算出する（Ｓ１２０）。この予想時間ｔｓｏｃは、バッテリＢＴの残存容量ＳＯＣの減少度合いに基づいて算出する。
【０１０７】
具体的には、予想時間ｔｓｏｃは、以下に示す数式Ｆ１を用いて算出することができる。
ｔｓｏｃ＝（ＳＯＣｃ−ＳＯＣｃｒ）／（ｄＳＯＣ／ｄｔ）…（Ｆ１）
但し、ＳＯＣｃが現状のバッテリＢＴの残存容量、ＳＯＣｃｒが走行下限容量、ｄＳＯＣ／ｄｔが、バッテリＢＴの残存容量ＳＯＣの減少度合いを示している。なお、バッテリＢＴの残存容量ＳＯＣの減少度合いは、バッテリＢＴの残存容量ＳＯＣの単位時間あたりの変化量として算出することができる。なお、数式Ｆ１では、残存容量ＳＯＣの減少度合いがゼロに近づくと、予想時間ｔｓｏｃが無限に大きくなってしまうから、減少度合いには、下限値が設けられている。
【０１０８】
続いて、ヒートポンプサイクル６０が生成する温熱によって、冷却水を所望の温度まで加熱するのに要する暖機必要時間ｔｗｕを算出する（Ｓ１３０）。この暖機必要時間ｔｗｕは、ヒートポンプサイクル６０において送風空気および冷却水を加熱する加熱能力に応じて算出する。
【０１０９】
具体的には、暖機必要時間ｔｗｕは、以下に示す数式Ｆ２を用いて算出することができる。
ｔｗｕ＝｛（Ｔｗｔ−Ｔｗｏ）×Ｖｗ×Ｃｐ×ρ｝／Ｑｗ…（Ｆ２）
但し、Ｔｗｔがプレ暖機処理における冷却水の目標温度、Ｔｗｏが車両起動時の冷却水の初期温度、Ｖｗが冷却水循環回路２０におけるメインポンプ２１→エンジン１０→ヒータコア５４ａを循環する回路内の冷却水の容量、Ｃｐが冷却水の比熱、ρが冷却水の密度、Ｑｗが単位時間あたりにヒートポンプサイクル６０から冷却水が受熱する受熱量を示している。
【０１１０】
ここで、受熱量Ｑｗは、ヒートポンプサイクル６０にて生成可能な温熱の最大熱量（最大能力）から、送風空気が受熱する受熱量（要求暖房熱量）を除いた熱量に基づいて算出することができる。なお、数式Ｆ２では、受熱量Ｑｗがゼロに近づくと、暖機必要時間ｔｗｕが無限に大きくなってしまうことから、受熱量Ｑｗには、下限熱量が設けられている。
【０１１１】
続いて、ステップＳ１２０で算出した予想時間ｔｓｏｃが、ステップＳ１３０で算出した暖機必要時間ｔｗｕ以下であるか否かを判定する（Ｓ１４０）。この結果、予想時間ｔｓｏｃが暖機必要時間ｔｗｕ以下と判定された場合（Ｓ１４０：ＹＥＳ）には、プレ暖機処理を実行し（Ｓ１５０）、予想時間ｔｓｏｃが暖機必要時間ｔｗｕより長いと判定された場合（Ｓ１４０：ＮＯ）には、ステップＳ１１０に戻る。
【０１１２】
つまり、本実施形態では、図６のタイミングチャートに示すように、予想時間が暖機必要時間以下となるタイミングをプレ暖機処理の開始タイミングに設定している。このため、バッテリＢＴの残存容量ＳＯＣが走行下限容量を下回り、車両の運転モードがＥＶ走行からＨＶ走行に切り替わる際に、冷却水の温度を目標温度まで昇温させることができる。従って、エンジン１０の冷間始動を抑制することができる。
【０１１３】
ここで、ＥＶ走行時において、エンジン制御装置１００ａは、プレ暖機処理を開始するまでは、メインポンプ２１を停止させる（図２（ａ）〜図４（ａ）参照）。つまり、ヒートポンプサイクル６０にて生成された温熱は、送風空気を加熱するために利用される。
【０１１４】
一方、ＥＶ走行時において、プレ暖機開始後は、エンジン制御装置１００ａは、メインポンプ２１を作動させる（図２（ｂ）〜図４（ｂ）参照）。これにより、室内空調ユニット５０内の複合型熱交換器５４にて、冷媒が有する熱により冷却水が加熱される。複合型熱交換器５４にて昇温した冷却水は、エンジン１０の冷却水流路１１ａ、１２ａに供給されて、エンジン１０が暖機される。
【０１１５】
この際、空調制御装置１００ｂでは、複合型熱交換器５４における冷媒と冷却水との熱交換を促進させるため、複合型熱交換器５４に流入する送風空気の流入量が低下するように、送風機５２およびエアミックスドア５６を制御する。
【０１１６】
その後、バッテリＢＴの残存容量ＳＯＣが走行下限容量を下回って、ＥＶ走行からＨＶ走行に切り替わると、エンジン制御装置１００ａは、エンジン１０の温度が所望の温度に維持されるように、メインポンプ２１の作動を制御する（図２（ｃ）〜図４（ｃ）参照）。
【０１１７】
以上説明した本実施形態では、バッテリＢＴの残存容量ＳＯＣの低下によるエンジン１０の作動前に、ヒートポンプサイクル６０が生成する温熱によりエンジン１０の冷却水を昇温させる構成としている。このため、エンジン１０の始動および停止が不定期に行われるハイブリッド車両において、エンジン１０の冷間始動を抑制することができる。この結果、エンジン１０始動時におけるＨＣ等の排出を抑制でき、排気浄化装置の触媒の増加を抑制できることから、排気浄化装置の大型化の抑制を図ることが可能となる。
【０１１８】
また、本実施形態では、バッテリＢＴの残存容量ＳＯＣの減少度合いから予想した予想時間ｔｓｏｃと、プレ暖機処理にて冷却水の昇温に要する暖機必要時間ｔｗｕとの関係に基づいて、プレ暖機処理の開始タイミングを決定する構成としている。このように、空調装置５における送風空気の温度調整、および冷却水の加熱を、適切なタイミングで行うことで、エンジン１０の冷間始動を抑制することができる。
【０１１９】
この際、プレ暖機処理における冷却水の目標温度を、外気温Ｔａｍの低下に応じて高い値に設定すれば、冬期等のように外気温Ｔａｍが低い条件において、エンジン１０の冷却水を適切に昇温させて、エンジン１０の冷間始動を効果的に抑制することができる。
【０１２０】
さらに、本実施形態では、プレ暖機処理を実行する際に、複合型熱交換器５４に流入する送風空気の流入量を低下させる構成としているので、プレ暖機処理の実行時に冷媒と冷却水との熱交換を促進させ、冷却水を効率的に昇温させることができる。
【０１２１】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態では、第１実施形態に対してプレ暖機処理の開始タイミングを変更した例について説明する。本実施形態のプレ暖機処理の開始タイミングについては、図７のフローチャート、図８のタイミングチャートを用いて説明する。
【０１２２】
図７に示すように、各種センサ群の検出信号、バッテリＢＴの残存容量ＳＯＣ等を読み込み（Ｓ１１０）、その後、バッテリＢＴの残存容量ＳＯＣが判定基準容量（第２基準容量）を下回っているか否かを判定する（Ｓ１６０）。なお、判定基準容量は、予め暖機必要時間等を考慮して設定された閾値であり、予め走行下限容量よりも高い容量に設定されている。
【０１２３】
この結果、バッテリＢＴの残存容量ＳＯＣが、判定基準容量を下回っていると判定された場合（Ｓ１６０：ＹＥＳ）には、プレ暖機処理を実行し（Ｓ１５０）、残存容量ＳＯＣが判定基準容量を下回っていないと判定された場合（Ｓ１６０：ＮＯ）には、ステップＳ１１０に戻る。
【０１２４】
つまり、本実施形態では、図８のタイミングチャートに示すように、バッテリＢＴの残存容量ＳＯＣが判定基準容量を下回るタイミングをプレ暖機処理の開始タイミングに設定している。
【０１２５】
これにより、バッテリＢＴの残存容量ＳＯＣが走行下限容量を下回り、車両の運転モードがＥＶ走行からＨＶ走行に切り替わる際に、冷却水の温度を目標温度まで昇温させることができる。従って、本実施形態では、第１実施形態と同様にエンジン１０の冷間始動を抑制することができるといった作用効果を奏する。
【０１２６】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態では、第１実施形態に対して冷却水循環回路２０の回路構成を変更した例について説明する。本実施形態の冷却水循環回路２０の回路構成については、図９の全体構成図を用いて説明する。
【０１２７】
本実施形態では、冷却水循環回路２０において、メインポンプ２１の吐出側にエンジン１０の冷却水流路１１ａ、１２ａを迂回して、ヒータコア５４ａの冷却水の入口側に接続する第１サブバイパス通路２８が設けられている。メインポンプ２１の吐出側と第１サブバイパス通路２８とを接続する接続部には、第１電磁弁２７が設けられている。
【０１２８】
この第１電磁弁２７は、エンジン１０の冷却水流路１１ａ、１２ａを介してヒータコア５４ａに流れる冷却水の流量と、冷却水流路１１ａ、１２ａを介さずにヒータコア５４ａに流れる冷却水の流量を調整する第１流量調整手段として機能する。
【０１２９】
なお、エンジン１０内部の冷却水流路１１ａ、１２ａに冷却水を流す経路がメイン経路２０ａを構成し、第１サブバイパス通路２８を介してヒータコア５４ａに冷却水を流す経路がサブ経路２０ｂを構成している。
【０１３０】
具体的には、メイン経路２０ａは、メインポンプ２１から吐出された冷却水が、冷却水流路１１ａ、１２ａ→ラジエータ２４またはバイパス通路２５といった順に流れる経路、およびエンジン１０→ヒータコア５４ａといった順に流れる経路となっている。また、サブ経路２０ｂは、メインポンプ２１から吐出された冷却水が、第１サブバイパス通路２８→ヒータコア５４ａといった順に流れる経路となっている。
【０１３１】
なお、本実施形態では、冷却水循環回路２０のバイパス通路２５、およびエンジン１０の冷却水流路１１ａ、１２ａとヒータコア５４ａの入口側との間には、冷却水の流れを一方向に制限する逆止弁２５ａ、２９が配置されている。
【０１３２】
続いて、本実施形態に係るプレ暖機処理時の作動例について説明する。エンジン制御装置１００ａは、プレ暖機処理の前半ステップにおいて、メインポンプ２１から吐出された冷却水の全てが第１サブバイパス通路２８を流れるように第１電磁弁２７の作動を制御する。
【０１３３】
これにより、図１０（ａ）に示すように、メインポンプ２１から吐出された冷却水は、サブ経路２０ｂ内を循環する。前述のように、サブ経路２０ｂは、エンジン１０の冷却水流路１１ａ、１２ａに流れないことから、サブ経路２０ｂを循環する冷却水の容量が少なくなる。このため、プレ暖機処理の前半ステップでは、冷却水を短時間で昇温させることができる。
【０１３４】
そして、エンジン制御装置１００ａは、プレ暖機処理の後半ステップにおいて、第１サブバイパス通路２８を閉鎖して、メインポンプ２１から吐出された冷却水の全てがエンジン１０の冷却水流路１１ａ、１２ａを流れるように第１電磁弁２７の作動を制御する。これにより、図１０（ｂ）に示すように、メインポンプ２１から吐出された冷却水は、メイン経路２０ａ内を循環して、エンジン１０が暖機される。
【０１３５】
なお、プレ暖機処理の前半ステップから後半ステップの切り替えは、メインポンプ２１に吸入される冷却水の温度が所定温度に上昇した際に行ったり、プレ暖機処理の開始から所定時間経過後に行ったりすればよい。
【０１３６】
以上説明した本実施形態によれば、第１実施形態で説明した作用効果に加え、以下の作用効果を奏する。すなわち、本実施形態では、メインポンプ２１から吐出された冷却水を、エンジン１０の冷却水流路１１ａ、１２ａに流すことなく、ヒータコア５４ａに流すサブ経路２０ｂを設ける構成としている。これにより、プレ暖機処理において冷却水を短時間で昇温させることが可能となる。
【０１３７】
さらに、第１電磁弁２７にて、エンジン１０の冷却水流路１１ａ、１２ａを流れる冷却水の流量と、ヒータコア５４ａを流れる冷却水の流量とを調整することができるので、エンジン１０の冷却水の昇温を効率的に昇温させることが可能となる。
【０１３８】
なお、本実施形態では、第１電磁弁２７により冷却水循環回路２０における冷却水が流れる経路を切り替えるようにしているが、第１電磁弁２７に限らず、例えば、サーモスタットを用いて切り替えるようにしてもよい。サーモスタットは、例えば、メインポンプ２１吸入側の冷却水の温度が所定温度未満となる際にサブ経路２０ｂに切り替え、メインポンプ２１吸入側の冷却水の温度が所定温度以上となる際にメイン経路２０ａに切り替える構成とすればよい。このことは、以降の実施形態においても同様である。
【０１３９】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について説明する。本実施形態では、第３実施形態に対して冷却水循環回路２０の回路構成を変更した例について説明する。本実施形態の冷却水循環回路２０の回路構成については、図１１の全体構成図を用いて説明する。
【０１４０】
本実施形態では、図１１に示すように、冷却水循環回路２０におけるヒータコア５４ａの出口側に、ヒータコア５４ａにて加熱された冷却水を蓄える蓄熱タンク（蓄熱手段）３０を配置している。蓄熱タンク３０は、ヒータコア５４ａにて加熱された冷却水の熱を蓄熱する蓄熱手段として機能する。
【０１４１】
続いて、本実施形態に係る内燃機関温度調整システムの作動例について説明する。エンジン制御装置１００ａは、プレ暖機処理の前後において、空調装置５の暖房負荷が低く空調装置５の加熱能力に余裕がある場合に、メインポンプ２１から吐出された冷却水の全てが第１サブバイパス通路２８を流れるように第１電磁弁２７の作動を制御する。
【０１４２】
これにより、メインポンプ２１から吐出された冷却水は、図１２（ａ）に示すように、サブ経路２０ｂ内を循環する。この際、ヒータコア５４ａにて加熱された冷却水が、蓄熱タンク３０に蓄えられる。
【０１４３】
そして、エンジン制御装置１００ａは、プレ暖機処理を実行する際に、第１サブバイパス通路２８を閉鎖して、メインポンプ２１から吐出された冷却水の全てがエンジン１０の冷却水流路１１ａ、１２ａを流れるように第１電磁弁２７の作動を制御する。
【０１４４】
これにより、図１２（ｂ）に示すように、メインポンプ２１から吐出された冷却水は、メイン経路２０ａ内を循環して、エンジン１０が暖機される。この際、蓄熱タンク３０に蓄えられた冷却水がメイン経路２０ａ内を循環するので、エンジン１０の暖機を短時間で行うことが可能となる。なお、プレ暖機処理の開始時に蓄熱タンク３０に充分な熱量が蓄えられていない場合には、メインポンプ２１から吐出された冷却水を、サブ経路２０ｂ内を循環させて、冷却水を加熱するようにしてもよい。
【０１４５】
本実施形態のように、冷却水循環回路２０に蓄熱タンク３０を設ける構成とすれば、第２実施形態で説明した作用効果に加えて、ヒートポンプサイクル６０の加熱能力に余裕がある際に、ヒータコア５４ａにて加熱された冷却水が有する熱を蓄熱することができる。
【０１４６】
これにより、プレ暖機処理における冷却水を昇温させる時間の短縮化を図ることができ、エンジン１０の冷間始動を効果的に抑制することが可能となる。さらに、前回の車両走行時に昇温した冷却水を蓄熱タンク３０に蓄えておけば、次回の車両走行開始時にプレ暖機処理を実行することも可能となる。
【０１４７】
（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態について説明する。本実施形態では、第３実施形態に対して冷却水循環回路２０の回路構成を変更した例について説明する。本実施形態の冷却水循環回路２０の回路構成については、図１３の全体構成図を用いて説明する。
【０１４８】
図１３に示すように、本実施形態の冷却水循環回路２０は、エンジン１０の冷却水流路１１ａ、１２ａとヒータコア５４ａの入口側とを接続しない回路構成としている。このため、本実施形態の冷却水循環回路２０のメイン経路２０ａは、メインポンプ２１から吐出された冷却水が、冷却水流路１１ａ、１２ａ→ラジエータ２４またはバイパス通路２５といった順に流れる経路となっている。
【０１４９】
続いて、本実施形態に係るプレ暖機処理時の作動例について説明する。エンジン制御装置１００ａは、プレ暖機処理の前半ステップにおいて、メインポンプ２１から吐出された冷却水の全てが第１サブバイパス通路２８を流れるように第１電磁弁２７の作動を制御する。
【０１５０】
これにより、図１４（ａ）に示すように、メインポンプ２１から吐出された冷却水は、サブ経路２０ｂ内を循環する。このため、プレ暖機処理の前半ステップでは、冷却水を短時間で昇温させることができる。
【０１５１】
そして、エンジン制御装置１００ａは、プレ暖機処理の後半ステップにおいて、メインポンプ２１から吐出された冷却水が、エンジン１０の冷却水流路１１ａ、１２ａおよび第１サブバイパス通路２８の双方に流れるように第１電磁弁２７の作動を制御する。これにより、図１４（ｂ）に示すように、メインポンプ２１から吐出された冷却水は、メイン経路２０ａおよびサブ経路２０ｂ内を循環して、エンジン１０が暖機される。
【０１５２】
本実施形態によれば、第１、第３実施形態で説明した作用効果に加え、簡素な冷却水循環回路２０の回路構成で、プレ暖機処理を実現することができるといった作用効果を奏する。
【０１５３】
なお、図１５に示すように、本実施形態の冷却水循環回路２０に対して、第４実施形態と同様の蓄熱タンク３０を設ける構成としてもよい。この場合、エンジン制御装置１００ａは、プレ暖機処理の前後において、空調装置５の加熱能力に余裕がある場合に、メインポンプ２１から吐出された冷却水の全てが第１サブバイパス通路２８を流れるように第１電磁弁２７の作動を制御する。
【０１５４】
これにより、メインポンプ２１から吐出された冷却水は、図１６（ａ）に示すように、サブ経路２０ｂ内を循環する。この際、ヒータコア５４ａにて加熱された冷却水が、蓄熱タンク３０に蓄えられる。
【０１５５】
そして、エンジン制御装置１００ａは、プレ暖機処理を実行する際に、メインポンプ２１から吐出された冷却水が、エンジン１０の冷却水流路１１ａ、１２ａおよび第１サブバイパス通路２８の双方に流れるように第１電磁弁２７の作動を制御する。
【０１５６】
これにより、図１６（ｂ）に示すように、メインポンプ２１から吐出された冷却水は、メイン経路２０ａおよびサブ経路２０ｂ内を循環して、エンジン１０が暖機される。
【０１５７】
このような構成とすれば、蓄熱タンク３０に蓄えられた冷却水がメイン経路２０ａ内を循環するので、エンジン１０の暖機を短時間で行うことができ、エンジン１０の冷間始動を効果的に抑制することが可能となる。
【０１５８】
（第６実施形態）
次に、本発明の第６実施形態について説明する。本実施形態では、第３実施形態に対して冷却水循環回路２０の回路構成を変更した例について説明する。本実施形態の冷却水循環回路２０の回路構成については、図１７の全体構成図を用いて説明する。
【０１５９】
本実施形態では、冷却水循環回路２０のサブ経路２０ｂのヒータコア５４ａの入口側にサブポンプ３１が設けられている。サブポンプ３１は、サブ経路２０ｂ内にて冷却水を循環させる第２冷却水循環手段として機能するもので、その基本構成は、メインポンプ２１と同様に、水ポンプで構成されている。なお、サブポンプ３１には、メインポンプ２１に比べて、ポンプ容量（吐出容量）が少なく、消費電力が小さい水ポンプが採用されている。
【０１６０】
本実施形態のサブ経路２０ｂは、サブポンプ３１から吐出された冷却水が、ヒータコア５４ａ→メインポンプ２１→第１サブバイパス通路２８の順に流れるように構成されている。
【０１６１】
続いて、本実施形態のプレ暖機処理時の作動例について説明する。エンジン制御装置１００ａは、プレ暖機処理の前半ステップにおいて、メインポンプ２１を停止し、サブポンプ３１を作動させる。また、図１８（ａ）に示すように、サブポンプ３１から吐出された冷却水がサブ経路２０ｂ内を循環するように第１電磁弁２７の作動を制御する。
【０１６２】
これにより、冷却水を短時間で昇温させることができると共に、メインポンプ２１よりも消費電力の小さいサブポンプ３１を作動させるので、プレ暖機処理時の消費電力の低減を図ることができる。
【０１６３】
一方、エンジン制御装置１００ａは、プレ暖機処理の後半ステップにおいて、メインポンプ２１を作動させ、サブポンプ３１を停止する。また、メインポンプ２１から吐出された冷却水が、エンジン１０の冷却水流路１１ａ、１２ａおよび第１サブバイパス通路２８の双方に流れるように第１電磁弁２７の作動を制御する。これにより、図１８（ｂ）に示すように、メインポンプ２１から吐出された冷却水は、メイン経路２０ａおよびサブ経路２０ｂ内を循環して、エンジン１０が暖機される。なお、内燃機関温度調整システムにおけるプレ暖機処理時以外の他の作動時には、サブポンプ３１を停止する。
【０１６４】
本実施形態によれば、第１、第３実施形態で説明した作用効果に加え、プレ暖機処理時における消費電力の低減を図ることができる。
【０１６５】
（第７実施形態）
次に、本発明の第７実施形態について説明する。本実施形態では、第６実施形態に対して冷却水循環回路２０の回路構成を変更した例について説明する。本実施形態の冷却水循環回路２０の回路構成については、図１９の全体構成図を用いて説明する。
【０１６６】
本実施形態の冷却水循環回路２０は、第６実施形態における第１サブバイパス通路２８、および第１電磁弁２７を廃する一方、ヒータコア５４ａの入口側と出口側とを接続する第２サブバイパス通路３３、ヒータコア５４ａの入口側と第２サブバイパス通路３３との接続部に第２電磁弁３２を設ける構成としている。
【０１６７】
この第２電磁弁３２は、第１電磁弁２７と同様に、エンジン１０の冷却水流路１１ａ、１２ａを介してヒータコア５４ａに流れる冷却水の流量と、冷却水流路１１ａ、１２ａを介さずにヒータコア５４ａに流れる冷却水の流量を調整する第１流量調整手段として機能する。なお、本実施形態のサブ経路２０ｂは、サブポンプ３１から吐出された冷却水が、ヒータコア５４ａ→第２サブバイパス通路３３といった順に流れる経路となっている。
【０１６８】
続いて、本実施形態に係るプレ暖機処理時の作動例について説明する。エンジン制御装置１００ａは、プレ暖機処理の前半ステップにおいて、メインポンプ２１を停止し、サブポンプ３１を作動させる。また、図２０（ａ）に示すように、サブポンプ３１から吐出された冷却水がサブ経路２０ｂ内を循環するように第２電磁弁３２の作動を制御する。
【０１６９】
一方、エンジン制御装置１００ａは、プレ暖機処理の後半ステップにおいて、メインポンプ２１を作動させ、サブポンプ３１を停止する。また、メインポンプ２１から吐出された冷却水が、メイン経路２０ａ内を循環するように第２電磁弁３２の作動を制御する。これにより、図２０（ｂ）に示すように、メインポンプ２１から吐出された冷却水は、メイン経路２０ａ内を循環して、エンジン１０が暖機される。
【０１７０】
従って、本実施形態のように、冷却水循環回路２０に第２サブバイパス通路３３、および第２電磁弁３２を設ける構成としても、第６実施形態の構成と同様の作用効果を奏することができる。
【０１７１】
（第８実施形態）
次に、本発明の第８実施形態について説明する。本実施形態では、第７実施形態に対して冷却水循環回路２０の回路構成を変更した例について説明する。本実施形態の冷却水循環回路２０の回路構成については、図２１の全体構成図を用いて説明する。
【０１７２】
本実施形態の冷却水循環回路２０は、エンジン１０の流出ポート１０ｂ側において冷却水の流れを分岐する分岐部に、エンジン１０の流出ポート１０ｂとラジエータ２４およびバイパス通路２５との間を開閉する開閉弁３４が設けられている。
【０１７３】
また、本実施形態では、サブポンプ３１を、サブポンプ３１の冷却水の吐出方向が第７実施形態に対して反対方向となるように構成し、さらに、エンジン１０の冷却水流路１１ａ、１２ａとヒータコア５４ａの入口側との間の逆止弁２９を廃している。
【０１７４】
続いて、本実施形態に係る内燃機関温度調整システムの作動例について説明する。エンジン制御装置１００ａは、プレ暖機処理の前後において、エンジン１０の温度を調整する場合、メインポンプ２１を作動させると共にサブポンプ３１を停止し、開閉弁３４を開放する。さらに、メインポンプ２１から吐出された冷却水が、エンジン１０→ラジエータ２４またはバイパス通路２５へと流れると共に、およびエンジン１０→ヒータコア５４ａといった順に流れるように第２電磁弁３２の作動を制御する。
【０１７５】
また、エンジン制御装置１００ａは、プレ暖機処理を実行する際には、メインポンプ２１を停止させると共にサブポンプ３１を作動させ、開閉弁３４を閉鎖する。そして、プレ暖機処理の前半ステップでは、サブポンプ３１から吐出された冷却水が、第２サブバイパス通路３３→ヒータコア５４ａといった順に流れるように第２電磁弁３２の作動を制御する。これにより、サブポンプ３１から吐出された冷却水が、図２２（ａ）に示すようにサブ経路２０ｂ内を流れ、ヒータコア５４ａにて冷却水が加熱される。
【０１７６】
さらに、プレ暖機処理の後半ステップでは、図２２（ｂ）に示すように、サブポンプ３１から吐出された冷却水が、エンジン１０→メインポンプ２１→ヒータコア５４ａといった順に流れるように第２電磁弁３２の作動を制御する。これにより、複合型熱交換器５４にて昇温した冷却水が、エンジン１０の冷却水流路１１ａ、１２ａに供給されて、エンジン１０が暖機される。
【０１７７】
この際、エンジン１０内部では、ヒータコア５４ａにて加熱された冷却水が、流出ポート１０ｂ→ヘッド側流路１２ａ→ブロック側流路１１ａ→流入ポート１０ａへ流れる。このため、エンジン１０の始動時にＨＣ等の排出の低減効果が高いシリンダヘッド１２を優先的に暖機することができる。
【０１７８】
本実施形態によれば、第７実施形態の構成と同様の作用効果を奏することができると共に、シリンダブロック１１よりもシリンダヘッド１２を優先的に暖機することができ、エンジン１０の始動時におけるＨＣ等の排出を効果的に低減することができる。
【０１７９】
（第９実施形態）
次に、本発明の第９実施形態について説明する。本実施形態では、第７実施形態に対して冷却水循環回路２０の回路構成を変更した例について説明する。本実施形態の冷却水循環回路２０の回路構成については、図２３の全体構成図を用いて説明する。
【０１８０】
本実施形態の冷却水循環回路２０は、サブポンプ３１を第２サブバイパス通路３３に配置すると共に、サブポンプ３１の冷却水の吐出側に、蓄熱タンク３０を配置する構成としている。
【０１８１】
続いて、本実施形態に係る内燃機関温度調整システムの作動例について説明する。エンジン制御装置１００ａは、プレ暖機処理の前後において、空調装置５の暖房負荷が低く空調装置５の加熱能力に余裕がある場合に、メインポンプ２１を停止し、サブポンプ３１を作動させる。また、図２４（ａ）に示すように、サブポンプ３１から吐出された冷却水がサブ経路２０ｂ内を循環するように第２電磁弁３２の作動を制御する。
【０１８２】
これにより、サブポンプ３１から吐出された冷却水が、蓄熱タンク３０→ヒータコア５４ａの順に流れる。この際、ヒータコア５４ａにて加熱された冷却水が、蓄熱タンク３０に蓄えられる。
【０１８３】
そして、エンジン制御装置１００ａは、プレ暖機処理を実行する際に、メインポンプ２１を作動させ、サブポンプ３１を停止させる。また、図２４（ｂ）に示すように、メインポンプ２１から吐出された冷却水が、エンジン１０→ラジエータ２４またはバイパス通路２５の順に流れると共に、エンジン１０→サブポンプ３１→蓄熱タンク３０の順に流れるように第２電磁弁３２の作動を制御する。
【０１８４】
これにより、蓄熱タンク３０内に蓄えられた高温の冷却水が、メインポンプ２１を介してエンジン１０側に吐出されて、エンジン１０が暖機される。なお、プレ暖機処理の開始時に蓄熱タンク３０に充分な熱量が蓄えられていない場合には、メインポンプ２１から吐出された冷却水を、エンジン１０→ヒータコア５４ａの順に流れるように第２電磁弁３２の作動を制御して、ヒータコア５４ａにて冷却水を加熱するようにしてもよい。
【０１８５】
本実施形態のように、冷却水循環回路２０に蓄熱タンク３０を設ける構成とすれば、第７実施形態で説明した作用効果に加えて、ヒートポンプサイクル６０の加熱能力に余裕がある際に、ヒータコア５４ａにて加熱された冷却水が有する熱を蓄熱することができる。これにより、プレ暖機処理における冷却水を昇温させる時間の短縮化を図ることができ、エンジン１０の冷間始動を効果的に抑制することが可能となる。
【０１８６】
（第１０実施形態）
次に、本発明の第１０実施形態について説明する。本実施形態では、第７実施形態に対してエンジン１０内部の冷却水流路１１ａ、１２ａの構成を変更した例について説明する。本実施形態のエンジン１０内部の冷却水流路１１ａ、１２ａの回路構成については、図２５の全体構成図を用いて説明する。
【０１８７】
本実施形態のエンジン１０は、ブロック側流路１１ａを流れる冷却水およびヘッド側流路１２ａを流れる冷却水が異なる流出ポート１０ｂ、１０ｃから流出するように構成されている。具体的には、本実施形態１０のエンジン１０には、シリンダヘッド１２にヘッド側流路１２ａから冷却水を流出させるヘッド側流出ポート１０ｂが設けられ、シリンダブロック１１にブロック側流路１１ａから冷却水を流出させるブロック側流出ポート１０ｃが設けられている。これにより、エンジン１０の流入ポート１０ａから流入した冷却水は、ヘッド側流路１２ａ→ヘッド側流出ポート１０ｂへ流れると共に、ブロック側流路１１ａ→ブロック側流出ポート１０ｃへ流れる。
【０１８８】
そして、エンジン１０の冷却水の出口側には、ヘッド側流出ポート１０ｂから流出した冷却水と、ブロック側流出ポート１０ｃから流出した冷却水とを合流させる合流部が設けられ、当該合流部に流量調整弁３５が設けられている。この流量調整弁３５は、ブロック側流路１１ａを流れる冷却水の流量とヘッド側流路１２ａを流れる冷却水の流量とを調整する第２流量調整手段として機能する。
【０１８９】
続いて、本実施形態に係るプレ暖機処理時の作動例について説明する。エンジン制御装置１００ａは、プレ暖機処理の前半ステップにおいて、メインポンプ２１を停止し、サブポンプ３１を作動させる。また、図２６（ａ）に示すように、サブポンプ３１から吐出された冷却水がサブ経路２０ｂ内を循環するように第２電磁弁３２の作動を制御する。これにより、ヒータコア５４ａにて冷却水が加熱される。
【０１９０】
一方、エンジン制御装置１００ａは、プレ暖機処理の後半ステップにおいて、メインポンプ２１を作動させ、サブポンプ３１を停止する。また、メインポンプ２１から吐出された冷却水が、メイン経路２０ａ内を循環するように第２電磁弁３２の作動を制御する。
【０１９１】
さらに、エンジン制御装置１００ａは、エンジン１０内部のヘッド側流路１２ａにだけ冷却水が流れるように流量調整弁３５の作動を制御する。
【０１９２】
これにより、図２６（ｂ）に示すように、メインポンプ２１から吐出された冷却水は、メイン経路２０ａ内を循環して、エンジン１０が暖機される。この際、エンジン１０内部では、ヒータコア５４ａにて加熱された冷却水が、流入ポート１０ａ→ヘッド側流路１２ａ→ヘッド側流出ポート１０ｂへ流れることから、ＨＣ等の排出の低減効果が高いシリンダヘッド１２を優先的に暖機することができる。
【０１９３】
本実施形態によれば、第７実施形態の構成と同様の作用効果を奏することができると共に、シリンダブロック１１よりもシリンダヘッド１２を優先的に暖機することができるので、エンジン１０の始動時におけるＨＣ等の排出を効果的に低減することができる。
【０１９４】
なお、本実施形態では、プレ暖機処理の後半ステップに、エンジン１０内部のヘッド側流路１２ａにだけ冷却水が流れるように流量調整弁３５を作動させる例を説明したが、ヘッド側流路１２ａおよびブロック側流路１１ａの双方に冷却水が流れるように流量調整弁３５を作動させてもよい。この場合、ブロック側流路１１ａよりもヘッド側流路１２ａを流れる冷却水の流量が増加するように流量調整弁３５を作動させることで、シリンダブロック１１よりもシリンダヘッド１２を優先的に暖機することができる。
【０１９５】
なお、図２７に示すように、本実施形態の冷却水循環回路２０に対して、第９実施形態と同様に、蓄熱タンク３０を設ける構成としてもよい。
【０１９６】
この場合、エンジン制御装置１００ａは、プレ暖機処理の前後において、空調装置５の暖房負荷が低く空調装置５の加熱能力に余裕がある場合に、メインポンプ２１を停止し、サブポンプ３１を作動させる。また、図２８（ａ）に示すように、サブポンプ３１から吐出された冷却水がサブ経路２０ｂ内を循環するように第２電磁弁３２の作動を制御する。これにより、ヒータコア５４ａにて加熱された冷却水が、蓄熱タンク３０に蓄えられる。
【０１９７】
そして、エンジン制御装置１００ａは、プレ暖機処理を実行する際に、メインポンプ２１を作動させ、サブポンプ３１を停止させる。また、図２８（ｂ）に示すように、メインポンプ２１から吐出された冷却水が、エンジン１０→ラジエータ２４またはバイパス通路２５の順に流れると共に、エンジン１０→サブポンプ３１→蓄熱タンク３０の順に流れるように第２電磁弁３２の作動を制御する。これにより、蓄熱タンク３０内に蓄えられた高温の冷却水が、メインポンプ２１を介してエンジン１０側に吐出されて、エンジン１０が暖機される。
【０１９８】
このように、冷却水循環回路２０に蓄熱タンク３０を設ける構成とすれば、ヒートポンプサイクル６０の加熱能力に余裕がある際に、ヒータコア５４ａにて加熱された冷却水が有する熱を蓄熱することができる。これにより、プレ暖機処理における冷却水を昇温させる時間の短縮化を図ることができ、エンジン１０の冷間始動を効果的に抑制することが可能となる。
【０１９９】
（第１１実施形態）
次に、本発明の第１１実施形態について説明する。本実施形態では、第１実施形態に対してヒートポンプサイクル６０のサイクル構成を変更した例について、図２９に示す全体構成図を用いて説明する。
【０２００】
本実施形態のヒートポンプサイクル６０は、冷媒の流路を切り替えることで、車室内の暖房、冷房、および除湿暖房を実現可能に構成されている。
【０２０１】
具体的には、ヒートポンプサイクル６０の室内凝縮器５４ｂと室外熱交換器６２との間には、冷媒を減圧させる第１膨張弁６５、第１膨張弁６５を迂回して冷媒を流す高圧側バイパス通路６５ａ、高圧側バイパス通路６５ａを開閉する高圧側開閉弁６５ｂが設けられている。
【０２０２】
また、ヒートポンプサイクル６０における室外熱交換器６２と室内蒸発器５３との間には、冷媒を減圧させる第２膨張弁６３、第２膨張弁６３を迂回して冷媒を流す低圧側バイパス通路６３ａ、低圧側バイパス通路６３ａを開閉する低圧側開閉弁６３ｂが設けられている。
【０２０３】
続いて、本実施形態の空調装置５の作動を説明する。本実施形態の空調装置５は、目標吹出温度ＴＡＯ等に応じて、運転モードを冷房モード、暖房モード、および除湿暖房モードに切り替え可能に構成されている。
【０２０４】
冷房モード時には、空調制御装置１００ｂが、高圧側開閉弁６５ｂにて高圧側バイパス通路６５ａを開放すると共に、低圧側開閉弁６３ｂにて低圧側バイパス通路６３ａを閉鎖する。また、空調制御装置１００ｂは、圧縮機６１を作動させると共に、エアミックスドア５６の位置が冷風バイパス通路５５を全開する全開位置となるようにエアミックスドア５６のサーボモータを制御する。
【０２０５】
これにより、空調装置５では、室内蒸発器５３を通過した空気の全てが、複合型熱交換器５４を通過することなく、冷風バイパス通路５５を通過して、車室内に低温の空気が吹き出される。
【０２０６】
また、除湿暖房モード時には、空調制御装置１００ｂが、高圧側開閉弁６５ｂにて高圧側バイパス通路６５ａを開放すると共に、低圧側開閉弁６３ｂにて低圧側バイパス通路６３ａを閉鎖する。また、空調制御装置１００ｂは、圧縮機６１を作動させると共に、エアミックスドア５６の位置が中間位置となるようにエアミックスドア５６のサーボモータを制御する。
【０２０７】
これにより、空調装置５では、室内蒸発器５３を通過して除湿された空気の一部が、複合型熱交換器５４を通過する際に加熱されると共に、室内蒸発器５３を通過した空気の残りが、冷風バイパス通路５５を通過して、車室内に除湿された空気が吹き出される。
【０２０８】
また、暖房モード時には、空調制御装置１００ｂが、高圧側開閉弁６５ｂにて高圧側バイパス通路６５ａを閉鎖すると共に、低圧側開閉弁６３ｂにて低圧側バイパス通路６３ａを開放する。また、空調制御装置１００ｂは、圧縮機６１を作動させると共に、エアミックスドア５６の位置が冷風バイパス通路５５を閉鎖する閉鎖位置となるようにエアミックスドア５６のサーボモータを制御する。
【０２０９】
これにより、空調装置５では、送風空気が室内蒸発器５３にて冷却されることなく、複合型熱交換器５４を通過する際に加熱され、加熱された高温の空気が車室内に吹き出される。
【０２１０】
このように構成される空調装置５では、各モード時において、室内凝縮器５４ｂには、圧縮機６１から吐出された冷媒が流通するため、複合型熱交換器５４にて冷媒が有する熱（ヒートポンプサイクル６０が生成する温熱）を冷却水に放熱することができる。
【０２１１】
従って、本実施形態の構成によれば、第１実施形態と同様に、プレ暖機処理を実行することで、エンジン１０の冷却水を昇温させて、エンジン１０の冷間始動を抑制することができる。
【０２１２】
（第１２実施形態）
次に、本発明の第１２実施形態について説明する。前述までの実施形態では、室内空調ユニット５０のケーシング５１内に配置した複合型熱交換器５４を介してヒートポンプサイクル６０を流れる冷媒の熱を冷却水に放熱する構成としている。
【０２１３】
これに対して、本実施形態では、図３０の全体構成図に示すように、室内空調ユニット５０のケーシング５１の外部に、圧縮機６１から吐出された冷媒が有する熱を冷却水に放熱する水冷媒熱交換器５７を設ける構成としている。本実施形態の水冷媒熱交換器５７は、冷媒が有する熱を放熱する冷媒放熱手段を構成すると共に、冷却水の温度を昇温させる冷却水昇温手段としても機能する。
【０２１４】
また、本実施形態の室内空調ユニット５０には、水冷媒熱交換器５７の出口側に接続され、水冷媒熱交換器５７にて昇温した冷却水の熱を送風空気に放熱する冷却水側熱交換器としての加熱用熱交換器５８が配置されている。
【０２１５】
このような構成であっても、水冷媒熱交換器５７において、圧縮機６１から吐出された冷媒が有する熱（ヒートポンプサイクル６０が生成する温熱）を冷却水に放熱することができる。
【０２１６】
従って、本実施形態の構成によれば、前述の各実施形態と同様に、プレ暖機処理を実行することで、エンジン１０の冷却水を昇温させて、エンジン１０の冷間始動を抑制することができる。
【０２１７】
なお、本実施形態の構成に対して、図３１の全体構成図に示すように、エンジン１０の冷却水の流出ポート１０ｂと、水冷媒熱交換器５７との間に通路開閉弁３６を設ける構成としてもよい。
【０２１８】
このような構成とすれば、例えば、空調装置５の暖房負荷が高い場合に、通路開閉弁３６を開放して、水冷媒熱交換器５７にて冷却水が有する熱を冷媒に放熱することができる。従って、エンジン１０の廃熱を空調装置５にて有効活用することが可能となる。
【０２１９】
また、図３２の全体構成図に示すように、冷却水循環回路２０の回路構成を、バイパス通路２５を流れる冷却水が水冷媒熱交換器５７→加熱用熱交換器５８に流れる構成に変更してもよい。これによれば、空調装置５の暖房負荷が高い場合に、水冷媒熱交換器５７にてエンジン１０にて加熱された冷却水の熱を冷媒に放熱することができる。
【０２２０】
（第１３実施形態）
次に、本発明の第１３実施形態について説明する。前述までの実施形態では、プレ暖機処理において、ヒートポンプサイクル６０が生成する温熱によって冷却水を加熱する構成としている。
【０２２１】
これに対して、本実施形態では、図３３の全体構成図に示すように、冷却水循環回路２０に、冷却水を加熱する電気ヒータ５９を設ける構成としている。この電気ヒータ５９は、冷却水が有する熱を送風空気に放熱する加熱用熱交換器５８の入口側に設けられている。本実施形態の電気ヒータ５９は、冷却水を介して送風空気を加熱するための加熱手段を構成すると共に、冷却水の温度を昇温させる冷却水昇温手段としても機能する。
【０２２２】
このような構成では、電気ヒータ５９が生成する温熱で冷却水を昇温させることができるので、前述の各実施形態と同様に、プレ暖機処理を実行することで、エンジン１０の冷却水を昇温させて、エンジン１０の冷間始動を抑制することができる。
【０２２３】
なお、本実施形態の構成を、図３４に示すように、加熱用熱交換器５８の出口側に、冷却水の熱を蓄熱する蓄熱タンク３０を設ける構成に変更してもよい。さらに、本実施形態の構成を、図３５に示すように、蓄熱タンク３０内に電気ヒータ５９を配置する構成としてもよい。
【０２２４】
（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、以下のように種々変形可能である。
【０２２５】
（１）上述の第１実施形態では、バッテリＢＴの残存容量ＳＯＣが走行下限容量を下回るまでの予想時間ｔｓｏｃが、冷却水を目標温度まで昇温させるのに必要な暖機必要時間ｔｗｕ以下となるタイミングで、プレ暖機処理の開始するようにしているが、これに限定されない。例えば、予想時間ｔｓｏｃが、暖機必要時間ｔｗｕに予め定めた基準時間αを加えた加算した時間（ｔｗｕ＋α）以下となった際に、プレ暖機処理を開始する構成としてもよい。
【０２２６】
（２）上述の各実施形態で説明したプレ暖機処理は、空調装置５の加熱手段を構成するヒートポンプサイクル６０や電気ヒータ５９といった加熱手段が生成する熱を利用することから、空調装置５の暖房負荷が高く、空調装置５の加熱手段の加熱能力が最大能力となっている際には、プレ暖機処理を行わないようにしてもよい。この場合、空調装置５の加熱手段の加熱能力が最大能力を下回っている際に、プレ暖機処理を実行することとなる。
【０２２７】
（３）上述の各実施形態では、内燃機関温度調整システムを、エンジン１０が走行用の駆動力を出力するハイブリッド車両に適用する例を説明したが、これに限らず、例えば、エンジン１０がバッテリＢＴに蓄える電力を生成するための駆動力を出力するハイブリッド車両に適用してもよい。
【０２２８】
（４）上述の各実施形態で説明した構成は、可能な範囲で適宜組み合わせることができる。
【符号の説明】
【０２２９】
５        空調装置
１０      内燃機関
５９      電気ヒータ（加熱手段）
６０      ヒートポンプサイクル（加熱手段）
１００    制御装置（制御手段）
ＢＴ      バッテリ（蓄電池）
ＭＧ      走行用電動モータ
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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