(57)【要約】【課題】内燃機関の停止時に、冷却水の自然対流による冷却水温度の低下抑制、冷却水の沸騰回避、および、トランスミッションの有効な暖機促進を両立させられるようにする。【解決手段】ラジエータ回路２０とヒータ回路２２とデバイス回路２４を有する冷却水回路１８とロータリ切替弁４２とを備える。エンジン停止時には、冷却水の沸騰回避要求がある場合には放熱制御が実行され、沸騰回避要求がない場合においてデバイス回路２４およびヒータ回路２２の何れか一方もしくは双方を利用する要求がない場合には保温制御が実行される。また、エンジン停止時に沸騰回避要求がない場合においてトランスミッションのオイル温度が所定の判定値よりも低いときにはデバイス回路２４に冷却水の通水要求があると判断して、ロータリ切替弁４２の回転角度が範囲Ｃもしくは範囲Ｅに制御される。上記判定値は、冷却水温度が高いほど高くなるように設定されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の本体を介して冷却水が循環する複数の回路として、前記冷却水の熱を放出するラジエータを前記冷却水が通過するラジエータ回路と、前記内燃機関を搭載する車両の車室内空調用のヒータコアを前記冷却水が通過するヒータ回路と、前記車両のトランスミッションのトランスミッションオイル熱交換器を少なくとも含むデバイスを前記冷却水が通過するデバイス回路とを含む冷却水回路と、
前記冷却水の経路を前記複数の回路の中から変更可能な制御バルブと、
前記制御バルブの制御位置を所定の可動範囲内で制御する制御装置と、
を備え、
前記可動範囲は、第１範囲、第２範囲、第３範囲、第４範囲、第５範囲および第６範囲を含み、
前記第１範囲では、前記ラジエータ回路、前記デバイス回路および前記ヒータ回路のすべてが前記制御バルブによって閉塞され、
前記第２範囲は、前記第１範囲を超えて前記制御バルブを特定方向に変位させた状態で得られる範囲であって、当該第２範囲では、前記デバイス回路のみが開放され、
前記第３範囲は、前記第２範囲を超えて前記制御バルブを前記特定方向にさらに変位させた状態で得られる範囲であって、当該第３範囲では、前記デバイス回路および前記ラジエータ回路が開放され、
前記第４範囲は、前記第１範囲を超えて前記制御バルブを前記特定方向と反対方向に変位させた状態で得られる範囲であって、当該第４範囲では、前記ヒータ回路のみが開放され、
前記第５範囲は、前記第４範囲を超えて前記制御バルブを前記反対方向にさらに変位させた状態で得られる範囲であって、当該第５範囲では、前記デバイス回路および前記ヒータ回路が開放され、
前記第６範囲は、前記第５範囲を超えて前記制御バルブを前記反対方向にさらに変位させた状態で得られる範囲であって、当該第６範囲では、前記デバイス回路、前記ヒータ回路および前記ラジエータ回路が開放され、
前記制御装置は、前記内燃機関の停止時に前記冷却水の沸騰回避要求がある場合には、前記制御バルブの制御位置を前記第６範囲内に制御し、
前記制御装置は、前記内燃機関の停止時に前記沸騰回避要求がない場合において前記デバイス回路および前記ヒータ回路の何れか一方もしくは双方を利用する要求がない場合には、前記制御バルブの制御位置を前記第１範囲内に制御し、
前記制御装置は、前記内燃機関の停止時に前記沸騰回避要求がない場合において前記トランスミッションのオイル温度が所定の判定値よりも低いときには前記デバイス回路に前記冷却水の通水要求があると判断して、前記制御バルブの制御位置を前記第２もしくは前記第５範囲内に制御し、
前記判定値は、前記冷却水の温度が高いときには当該冷却水の温度が低いときと比べて高くなるように設定されていることを特徴とする内燃機関の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関の冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ハイブリッド車両の熱管理システムが開示されている。この熱管理システムは、エンジンを冷却する冷却水が流れる冷却水回路を備えている。この冷却水回路には、車室内暖房用のヒータコアと、ハイブリッド車両が備えるトランスミッションで使用されるオイルと冷却水とを熱交換させる熱交換器とが備えられている。上記冷却水回路は、バイパス弁の制御によって、冷却水がエンジンを通過せずに熱交換器を通過できる流路形態を選択できるように構成されている。上記熱管理システムは、上記熱交換器で昇温した後に車室内暖房のためにヒータコアに供給される冷却水がエンジンにより冷却されるのを防止するために、エンジン停止時に、冷却水がエンジンを通過せずに熱交換器を通過するようにバイパス弁を制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−０４６１６３号公報
【特許文献２】特開２００５−０８３２２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
内燃機関の暖機中（すなわち、冷却水の温度が低い状態）もしくは車両の通常走行中（内燃機関が高負荷で使用されるような走行条件を除く車両走行中）に内燃機関の運転が停止されたときには、燃焼室からの熱の供給がなくなる。その結果、冷却水温度が自然対流および表面放熱などにより低下し、それに伴い、燃焼室の壁面温度およびエンジンオイルの温度も低下する。これにより、エンジン再始動がなされた後の燃費が悪化する可能性がある。そこで、このような態様でエンジン停止がなされた場合には、冷却水回路内での冷却水の循環を抑制させられるようにすることによって、冷却水の自然対流を抑制できるようになっていることが望ましい。
【０００５】
しかしながら、上記のようにエンジン停止中に冷却水の循環を抑制させられるように冷却水回路が構成されているとした場合には、高負荷運転がなされたような状態からエンジン停止がなされると、燃焼室周辺の冷却水の温度が高くなり過ぎ、冷却水が沸騰してしまう可能性がある。したがって、内燃機関の冷却装置は、このような課題についても解決できるように構成されていることが望ましい。
【０００６】
さらに、内燃機関を搭載する車両のトランスミッションのオイルと冷却水とが熱交換可能となるように上記冷却水回路が構成されていた場合には、エンジン停止中に冷却水の循環が抑制されるようになっていると、冷却水を利用してトランスミッションを暖機できなくなる。したがって、内燃機関の冷却装置は、このような課題についても解決でき、必要に応じてトランスミッションの暖機を有効に図れるように構成されていることが望ましい。
【０００７】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、内燃機関の停止時に、冷却水の自然対流による冷却水温度の低下抑制、冷却水の沸騰回避、および、トランスミッションの有効な暖機促進を両立させられる内燃機関の冷却装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る内燃機関の冷却装置は、
内燃機関の本体を介して冷却水が循環する複数の回路として、前記冷却水の熱を放出するラジエータを前記冷却水が通過するラジエータ回路と、前記内燃機関を搭載する車両の車室内空調用のヒータコアを前記冷却水が通過するヒータ回路と、前記車両のトランスミッションのトランスミッションオイル熱交換器を少なくとも含むデバイスを前記冷却水が通過するデバイス回路とを含む冷却水回路と、
前記冷却水の経路を前記複数の回路の中から変更可能な制御バルブと、
前記制御バルブの制御位置を所定の可動範囲内で制御する制御装置と、
を備え、
前記可動範囲は、第１範囲、第２範囲、第３範囲、第４範囲、第５範囲および第６範囲を含み、
前記第１範囲では、前記ラジエータ回路、前記デバイス回路および前記ヒータ回路のすべてが前記制御バルブによって閉塞され、
前記第２範囲は、前記第１範囲を超えて前記制御バルブを特定方向に変位させた状態で得られる範囲であって、当該第２範囲では、前記デバイス回路のみが開放され、
前記第３範囲は、前記第２範囲を超えて前記制御バルブを前記特定方向にさらに変位させた状態で得られる範囲であって、当該第３範囲では、前記デバイス回路および前記ラジエータ回路が開放され、
前記第４範囲は、前記第１範囲を超えて前記制御バルブを前記特定方向と反対方向に変位させた状態で得られる範囲であって、当該第４範囲では、前記ヒータ回路のみが開放され、
前記第５範囲は、前記第４範囲を超えて前記制御バルブを前記反対方向にさらに変位させた状態で得られる範囲であって、当該第５範囲では、前記デバイス回路および前記ヒータ回路が開放され、
前記第６範囲は、前記第５範囲を超えて前記制御バルブを前記反対方向にさらに変位させた状態で得られる範囲であって、当該第６範囲では、前記デバイス回路、前記ヒータ回路および前記ラジエータ回路が開放され、
前記制御装置は、前記内燃機関の停止時に前記冷却水の沸騰回避要求がある場合には、前記制御バルブの制御位置を前記第６範囲内に制御し、
前記制御装置は、前記内燃機関の停止時に前記沸騰回避要求がない場合において前記デバイス回路および前記ヒータ回路の何れか一方もしくは双方を利用する要求がない場合には、前記制御バルブの制御位置を前記第１範囲内に制御し、
前記制御装置は、前記内燃機関の停止時に前記沸騰回避要求がない場合において前記トランスミッションのオイル温度が所定の判定値よりも低いときには前記デバイス回路に前記冷却水の通水要求があると判断して、前記制御バルブの制御位置を前記第２範囲もしくは前記第５範囲内に制御し、
前記判定値は、前記冷却水の温度が高いときには当該冷却水の温度が低いときと比べて高くなるように設定されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、内燃機関の停止時に、冷却水の自然対流による冷却水温度の低下抑制、冷却水の沸騰回避、および、トランスミッションの有効な暖機促進を両立させられるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１に係る内燃機関の冷却装置の構成を説明するための図である。
【図２】図１に示すロータリ切替弁の基本動作を説明するための図である。
【図３】本発明の実施の形態１におけるエンジン停止時のロータリ切替弁の制御の流れを表したフローチャートである。
【図４】ロータリ切替弁の制御によって実現される冷却水回路の各種流路形態を表した図である。
【図５】トランスミッションの暖機要求の有無を判定するためのトランスミッションオイル温度の判定値の設定の一例を表した図である。
【図６】ヒータ通水判定に用いるマップの設定を表した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
［実施の形態１の構成］
図１は、本発明の実施の形態１に係る内燃機関１０の冷却装置の構成を説明するための図である。図１に示す内燃機関１０は、車両に搭載され、その動力源とされているものとする。内燃機関１０の本体に相当するシリンダブロック１２およびシリンダヘッド１４には、この本体を冷却するための冷却水が流通するウォータジャケット１６が形成されている。ウォータジャケット１６は、内燃機関１０の本体を介して冷却水を循環させる冷却水回路１８の構成要素の１つである。このウォータジャケット１６を流れる冷却水と、シリンダブロック１２およびシリンダヘッド１４との間で熱交換が行われる。
【００１２】
冷却水回路１８は、３つの回路、より具体的には、ラジエータ回路２０、ヒータ回路２２およびデバイス回路２４を含んでいる。ラジエータ回路２０は、ウォータジャケット１６とともに、冷却水の熱を放出するラジエータ２６を通過する回路である。ラジエータ回路２０によれば、ラジエータ２６を流れる冷却水と外気との間で熱交換が行われる。
【００１３】
ヒータ回路２２は、ウォータジャケット１６とともに、上記車両の車室内空調用のヒータコア（Ｈｅａｔｅｒ）２８を冷却水が通過する回路である。ヒータ回路２２によれば、ヒータコア２８を流れる冷却水と車室内空気との間で熱交換が行われる。
【００１４】
デバイス回路２４は、ウォータジャケット１６とともに、内燃機関１０が備える各種デバイスを冷却水が通過する回路である。このようなデバイスとしては、本実施形態では、ＥＧＲクーラ（ＥＧＲ−Ｃ）３０、トランスミッションオイル熱交換器（Ｔ／Ｍ−Ｃ）３２およびエンジンオイルクーラ（Ｏ／Ｃ）３４が相当する。これらのデバイスに対して冷却水を流通させると、デバイスを通過する流体（ＥＧＲガスもしくはオイル）と冷却水との間で熱交換が行われる。より具体的には、内燃機関１０には、車両のトランスミッションが組み合わされており、Ｔ／Ｍ−Ｃ３２は、トランスミッションの作動および潤滑に必要なオイルと冷却水とを熱交換させるものである。
【００１５】
ラジエータ回路２０、ヒータ回路２２およびデバイス回路２４は、ウォータジャケット１６への冷却水入口付近において合流する。その合流部には、冷却水を圧送するためのウォータポンプ３６が設けられている。ウォータポンプ３６は電動式である。
【００１６】
ウォータジャケット１６の入口とウォータポンプ３６の吐出口とは、入口側共通流路３８を介して接続されている。また、ウォータジャケット１６の出口は、出口側共通流路４０を介してロータリ切替弁４２に接続されている。ロータリ切替弁４２は、出口側共通流路４０から、ラジエータ回路２０、ヒータ回路２２およびデバイス回路２４のそれぞれの固有の流路に向けて流路が分岐する部位に設けられている。
【００１７】
ロータリ切替弁４２は、電動式のバルブである。より具体的には、ロータリ切替弁４２のバルブボディは、冷却水の流入ポート４２ａと、冷却水の３つの排出ポート４２ｂ〜４２ｄを備えている。排出ポート４２ｂ〜４２ｄは、それぞれ、ラジエータ回路２０、ヒータ回路２２およびデバイス回路２４に接続されている。バルブボディの内部には、ロータ（図示省略）が回転自在に配置されている。ロータは、電動モータ（例えば、直流モータ）４４により回転駆動される。ロータは、その回転位置に応じて、流入ポート４２ａの開口面積に対する各排出ポート４２ｂ〜４２ｄの開口面積の比率を変更可能に構成されている。これにより、詳細は図２を参照して後述するが、ロータリ切替弁４２によれば、電動モータ４４によってロータの回転角度（回転位置）を調整することで、ラジエータ回路２０、ヒータ回路２２およびデバイス回路２４のそれぞれを流通する冷却水の流量を変更することができる。
【００１８】
また、ロータリ切替弁４２には、ロータの回転角度（回転位置）を検出するためのポジションセンサ４６が取り付けられている。さらに、出口側共通流路４０には、冷却水の温度（より具体的には、ウォータジャケット１６から流出した直後の冷却水の温度）を検出するための水温センサ４８が取り付けられている。
【００１９】
さらに、図１に示すシステムは、電子制御ユニット（ＥＣＵ）５０を備えている。ＥＣＵ５０は、演算処理装置（ＣＰＵ）、ＲＯＭおよびＲＡＭ等からなる記憶回路、並びに入出力ポート等を備えている。ＥＣＵ５０の入力ポートには、上述したポジションセンサ４６および水温センサ４８等の内燃機関１０の運転状態を検知するための各種センサが電気的に接続されている。また、ＥＣＵ５０の出力ポートには、上述したウォータポンプ３６および電動モータ４４等の内燃機関１０の運転を制御するための各種アクチュエータが電気的に接続されている。さらに、ＥＣＵ５０の入力ポートには、ＥＧＲクーラ温度センサ５２、トランスミッションオイル温度センサ５４、エンジンオイル温度センサ５６および車室内温度センサ５８が電気的に接続されている。ＥＧＲクーラ温度センサ５２は、ＥＧＲクーラ３０内の冷却水温度を検出し、トランスミッションオイル温度センサ５４は、トランスミッションオイルの温度を検出し、エンジンオイル温度センサ５６は、エンジンオイルの温度を検出する。車室内温度センサ５８は、車室内温度を検出する。記憶回路には、後述する開度スケジュールを定めた制御プログラム、各種マップ等が記憶されている。ＣＰＵは、制御プログラム等をメモリから読み出して実行し、取り込んだセンサ信号に基づいて操作信号を生成する。
【００２０】
［実施の形態１の制御］
（ロータリ切替弁の基本動作）
図２は、図１に示すロータリ切替弁４２の基本動作を説明するための図である。図２中に示す「ロータの可動範囲」は、電動モータ４４による駆動されるロータの回転角度（回転位置）の制御範囲のことである。より具体的には、ロータは、当該可動範囲内において往復動作するように電動モータ４４によって駆動される。
【００２１】
ロータリ切替弁４２は、上記可動範囲内でロータの回転角度が調整されることによって、ウォータジャケット１６から流出した冷却水の経路をラジエータ回路２０、ヒータ回路２２およびデバイス回路２４の中から変更可能とし、かつ、これらの個々の回路を流れる冷却水の流量を連続的に変更可能とするものである。
【００２２】
図２は、ロータリ切替弁４２により実現される冷却水の各種の経路形態を示している。ＥＣＵ５０は、ロータリ切替弁４２の制御モードとして、ロータの可動範囲のうちの範囲Ａを利用する「水止めモード」と、範囲Ｂ〜範囲Ｄを利用する「冬季モード」と、範囲Ｅまたは範囲Ｆを利用する「夏季モード」とを備えている。範囲Ａでは、３つの回路のすべてがロータリ切替弁４２によって閉塞される。したがって、範囲Ａは、ウォータポンプ３６の駆動が停止された状態で利用され、これにより、水止めモードが実現される。
【００２３】
冬季モードは、ヒータコア２８に冷却水を通過させる要求（以下、「ヒータ要求」と称す）がある場合に使用される。冬季モードでは、ヒータコア２８への冷却水の通水が最優先される。図２において範囲Ａから右に進む方向（本発明における「特定方向の反対方向」に相当）にロータを回転させると、ロータの回転角度が範囲Ａの隣の範囲Ｂに移行する。範囲Ａ側から範囲Ｂに差し掛かると、流入ポート４２ａとヒータ用の流出ポート４２ｃとが連通し始める（すなわち、ヒータ回路２２が開き始める）。その結果、ヒータ回路２２内を冷却水が循環し始める。この状態からロータの回転をさらに継続すると、ロータの回転量の増加に応じてヒータ回路２２の開度が最大開度（１００％）に向けて連続的に大きくなっていく。このため、範囲Ｂにおいてヒータ回路２２の開度を連続的に調整することによって、ヒータ回路２２を流れる冷却水の流量を連続的に調整することができる。
【００２４】
ヒータ回路２２の開度が最大開度に到達した状態からロータの回転をさらに進めると、ロータの回転角度が範囲Ｂの隣の範囲Ｃに移行する。範囲Ｂ側から範囲Ｃに差し掛かると、ヒータ回路２２の開度が最大開度で維持された状態で、デバイス回路２４が開き始める。範囲Ｃでは、図２において範囲Ｃ内を右に進む方向におけるロータの回転量が大きいほど、ヒータ回路２２の開度が最大開度で維持された状態で、デバイス回路２４の開度が最大開度（１００％）に向けて連続的に大きくなっていく。このため、範囲Ｃにおいてデバイス回路２４の開度を連続的に調整することによって、デバイス回路２４を流れる冷却水の流量を連続的に調整することができる。
【００２５】
デバイス回路２４の開度が最大開度に到達した状態からロータの回転をさらに進めると、ロータの回転角度が範囲Ｃの隣の範囲Ｄに移行する。範囲Ｃ側から範囲Ｄに差し掛かると、ヒータ回路２２およびデバイス回路２４の開度が最大開度で維持された状態で、ラジエータ回路２０が開き始める。範囲Ｄでは、図２において範囲Ｄ内を右に進む方向におけるロータの回転量が大きいほど、ヒータ回路２２およびデバイス回路２４の開度が最大開度で維持された状態で、ラジエータ回路２０の開度が最大開度（１００％）に向けて連続的に大きくなっていく。このため、範囲Ｄにおいてラジエータ回路２０の開度を連続的に調整することによって、ラジエータ回路２０を流れる冷却水の流量を連続的に調整することができる。
【００２６】
一方、夏季モードは、ヒータ要求がない場合に使用される。夏季モードでは、ヒータコア２８への冷却水の通水は行われず、また、ラジエータ２６よりもＴ／Ｍ−Ｃ３２等のデバイスへの冷却水の通水が優先される。したがって、夏季モードでは、デバイスへの通水が最優先されることになる。
【００２７】
図２において範囲Ａから左に進む方向（本発明における「特定方向」に相当）にロータを回転させると、ロータの回転角度が範囲Ａの隣の範囲Ｅに移行する。範囲Ａ側から範囲Ｅに差し掛かると、流入ポート４２ａとデバイス用の流出ポート４２ｄとが連通し始める（すなわち、デバイス回路２４が開き始める）。その結果、デバイス回路２４内を冷却水が循環し始める。この状態からロータの回転をさらに継続すると、ロータの回転量の増加に応じてデバイス回路２４の開度が最大開度（１００％）に向けて連続的に大きくなっていく。また、範囲Ｅには、デバイス回路２４の開度が最大開度で維持される範囲も設けられている。このように、範囲Ｅにおいてデバイス回路２４の開度を連続的に調整することによって、デバイス回路２４を流れる冷却水の流量を連続的に調整することができる。
【００２８】
図２において範囲Ｅから左に進む方向にロータをさらに回転させると、ロータの回転角度が範囲Ｅの隣の範囲Ｆに移行する。範囲Ｅ側から範囲Ｆに差し掛かると、デバイス回路２４の開度が最大開度で維持された状態で、ラジエータ回路２０が開き始める。範囲Ｆでは、図２において範囲Ｆ内を左に進む方向におけるロータの回転量が大きいほど、デバイス回路２４の開度が最大開度で維持された状態で、ラジエータ回路２０の開度が最大開度（１００％）に向けて連続的に大きくなっていく。このため、範囲Ｆにおいてラジエータ回路２０の開度を連続的に調整することによって、ラジエータ回路２０を流れる冷却水の流量を連続的に調整することができる。
【００２９】
上記構成によれば、暖機後の冷却水の温度調整をロータリ切替弁４２の回転角度の上記制御のみでサーモスタットを用いずに行うことができる。そして、ロータリ切替弁４２の回転角度の上記制御によれば、図２に示す開度スケジュールに従って冷却水の経路形態を高い自由度で変更することが可能となる。これにより、ラジエータ２６による冷却水の冷却性能を確保しつつ、各種デバイスの暖機および冷却をより高い自由度で行ったり、ヒータ性能をより適切に引き出したりことが可能となる。
【００３０】
（エンジン停止時の制御）
内燃機関１０の暖機中（すなわち、冷却水の温度が低い状態）もしくは車両の通常走行中（内燃機関１０が高負荷で使用されるような走行条件を除く車両走行中）に内燃機関１０の運転が停止されたときには、燃焼室からの熱の供給がなくなる。その結果、冷却水温度が自然対流および表面放熱などにより低下し、それに伴い、燃焼室の壁面温度およびエンジンオイルの温度も低下する。これにより、エンジン再始動がなされた後の燃費が悪化する可能性がある。このことは、運転者によって車両のイグニッションスイッチがＯＦＦとされてエンジンが停止される場合に限らず、アイドリングストップ機能を有する車両において、もしくは内燃機関と他の動力装置（例えば、電動モータ）とを車両の駆動源として備えるハイブリッド車両において、エンジン間欠運転中にエンジン停止がなされるときも同様である。
【００３１】
本実施形態のロータリ切替弁４２によれば、水止めモード（範囲Ａ）を選択することにより、冷却水回路１８内での冷却水の循環を抑制させることができる。そこで、エンジン停止時に、水止めモード（範囲Ａ）を選択することとすれば、冷却水回路１８内での冷却水の自然対流を抑制することができる。これにより、冷却水の温度の低下を抑制し、内燃機関１０の保温を促すことができる。
【００３２】
しかしながら、エンジン停止がなされるときに常に水止めモードが選択されるように構成されている場合には、高負荷（例えば、６０％以上のエンジン負荷率）運転がなされたような状態からエンジン停止がなされると、燃焼室周辺の冷却水の温度が高くなり過ぎ、冷却水が沸騰してしまう可能性がある。したがって、このような態様でエンジン停止がなされる場合（すなわち、冷却水の沸騰を回避すべき要求がある場合）には、信頼性の観点で放熱が必要であり、保温ではなく冷却を優先させる必要がある。
【００３３】
また、エンジン停止中に水止めモードが選択されていると、エンジン停止中に冷却水を利用してトランスミッションを暖機できなくなる。トランスミッションの暖機が良好になされていないと、ロックアップ制御の遅延、もしくはトランスミッションのフリクションの増加により、燃費悪化が懸念される。
【００３４】
エンジン停止中には、上記以外にも、次のような要求がある。すなわち、信頼性の観点で、トランスミッション等のデバイスの温度がエンジン停止中に上限温度を超えることによる当該デバイスの故障を回避したいという要求がある。また、車両のユーザの快適性の観点で、エンジン停止中のヒータ性能の悪化を招かないようにすることも必要とされる。
【００３５】
そこで、本実施形態では、内燃機関１０の燃費、内燃機関１０および上記デバイスの信頼性、および車両のユーザの快適性の両立を目的として、次のような制御が実行される。すなわち、まず、エンジン停止時に冷却水の沸騰回避要求がある場合には、ロータリ切替弁４２の回転角度を範囲Ｄ内に調整することにより放熱制御が実行される。これにより、ロータリ切替弁４２のすべてのポート４２ｂ〜４２ｄが開放されるので、冷却水の自然対流を積極的に促すことができる。その結果、冷却水の沸騰を回避することができる。なお、その後に冷却水温度が低下して沸騰が生じる可能性がなくなった場合には、後述の保温制御に切り替えるようにしてもよい。
【００３６】
また、本実施形態では、エンジン停止時に冷却水の沸騰回避要求がない場合においてデバイス回路２４およびヒータ回路２２を利用する要求がない場合には、ロータリ切替弁４２の回転角度を範囲Ａに調整することにより、内燃機関１０の温度低下を抑制する保温制御が実行される。そのうえで、沸騰回避要求がない場合には、トランスミッションの暖機のためのＴ／Ｍ−Ｃへの通水要求の有無、デバイスの冷却要求の有無、およびヒータ要求の有無を考慮して、範囲Ａ以外にも、必要に応じて範囲Ｂ、範囲Ｃおよび範囲Ｅの中から適切な冷却水の制御状態が選択される。特に、トランスミッションのオイル温度が所定の判定値よりも低いときには、デバイス回路２４に冷却水の通水要求があると判断し、デバイス回路２４用の排出ポート４２ｄが開放されるようにロータリ切替弁４２の回転角度が制御される（範囲Ｃもしくは範囲Ｅ）。そして、この判定値は、冷却水の温度が高いときには当該冷却水の温度が低いときと比べて高くなるように設定されている。
【００３７】
（実施の形態１における具体的処理）
図３は、本発明の実施の形態１におけるエンジン停止時のロータリ切替弁４２の制御の流れを表したフローチャートである。図４は、ロータリ切替弁４２の制御によって実現される冷却水回路１８の各種流路形態を表した図である。
【００３８】
図３に示すフローチャートの処理は、エンジン停止がなされたとき（クランク軸の回転が停止されたとき）に開始される。ＥＣＵ５０は、まず、ステップ１００において、水温センサ４８を利用して冷却水温度が１００℃以上であるか否かを判定する。
【００３９】
その結果、ＥＣＵ５０は、ステップ１００の判定が成立する場合には冷却水の沸騰回避要求があると判断し、ステップ１０２に進む。ステップ１０２では、ロータリ切替弁４２の回転角度を範囲Ｄ内に調整することで、全ポート４２ｂ〜４２ｄを開放することによる放熱制御が実行される。これにより、図４（Ａ）に示すように、冷却水の自然対流が積極的に促進される。なお、この場合には、ウォータポンプ３６は駆動されない。
【００４０】
一方、ステップ１００の判定が不成立となる場合には、ＥＣＵ５０は、ステップ１０４に進み、冷却水温度が９０℃以上であるか否かを判定する。その結果、ＥＣＵ５０は、本判定が成立する場合にはステップ１０６に進み、エンジン停止直前（ここでは、１０秒前）のエンジン負荷率ＫＬが６０％以上であるか否かを判定する。ＥＣＵ５０は、ステップ１０４および１０６の判定がともに成立する場合には、冷却水の沸騰回避要求があると判断してステップ１０２に進む。
【００４１】
また、ステップ１０４の判定が不成立となる場合には、ＥＣＵ５０は、ステップ１０８に進み、冷却水温度が８０℃以上であるか否かを判定する。その結果、ＥＣＵ５０は、本判定が成立する場合にはステップ１１０に進み、エンジン停止直前（ここでは、１０秒前）のエンジン負荷率ＫＬが７０％以上であるか否かを判定する。ＥＣＵ５０は、ステップ１０８および１１０の判定がともに成立する場合には、冷却水の沸騰回避要求があると判断してステップ１０２に進む。より具体的には、ステップ１０４および１０６の判定と、ステップ１０８および１１０の判定とを比べて分かるように、沸騰回避要求は、エンジン停止時の冷却水温度が低くても、エンジン停止直前でのエンジン負荷率ＫＬが高い場合には成立し易くなるように設定されている。以上のように、ＥＣＵ５０は、ステップ１００〜１１０の判定を利用して、エンジン停止時の冷却水温度とエンジン停止直前のエンジン負荷率とに基づいて冷却水の沸騰回避要求の有無を判定する。
【００４２】
一方、ステップ１０６、１０８もしくは１１０の判定が不成立となる場合には、ＥＣＵ５０は、冷却水の沸騰回避要求はないと判断し、ステップ１１２に進む。ステップ１１２では、デバイスの冷却要求があるか否かが判定される。ここでは、各デバイスの冷却要求は、トランスミッションのオイル温度が所定値（例えば、１２０℃）以上である場合、エンジンオイル温度が所定値（例えば、１２０℃）以上である場合、もしくは、ＥＧＲクーラ３０の温度が所定値（例えば、１００℃）以上である場合に成立するように設定されている。
【００４３】
ステップ１１２においてデバイスの冷却要求がないと判断した場合には、ＥＣＵ５０は、ステップ１１４に進み、トランスミッションの暖機要求（Ｔ／Ｍ−Ｃ３２への通水要求）があるか否かを判定する。トランスミッションの通水要求の有無は、トランスミッションオイル温度が判定値よりも低いか否かに基づいて判定される。そして、この判定値は、冷却水温度とトランスミッションオイル温度とに基づいて設定されている。図５は、トランスミッションの暖機要求の有無を判定するためのトランスミッションオイル温度の判定値の設定の一例を表した図である。図５に示すマップ１は、冷却水温度が８０℃以上である場合には、トランスミッションオイル温度が８０℃以上であれば通水要求がなく、トランスミッションオイル温度が８０℃未満であれば暖機要求（通水要求）があるように設定されている。したがって、この場合の判定値は、８０℃となる。次に、冷却水温度が７０〜７９℃である場合の判定値は、図５より７０℃であることが分かる。冷却水温度が７０℃未満の場合についても同様である。このようなマップ１によれば、トランスミッションオイル温度の判定値は、冷却水温度が高いときには当該冷却水の温度が低いときと比べて高くなるように（より具体的には、冷却水温度が高いほど高くなるように）設定されているといえる。
【００４４】
ステップ１１４の判定が不成立となる場合、すなわち、トランスミッションの暖機要求がないと判定した場合には、ＥＣＵ５０は、ステップ１１６に進み、ヒータ要求があるか否かを判定する。ヒータ要求の有無は、例えば、車室内の空調スイッチ（図示省略）の信号をＥＣＵ５０が検知することによって判断することができる。その結果、ヒータ要求もないと判定した場合には、ＥＣＵ５０は、ステップ１１８に進む。ステップ１１８では、ロータリ切替弁４２の回転角度を範囲Ａ内に調整することで、全ポート４２ｂ〜４２ｄを閉塞することによる保温制御が実行される。これにより、図４（Ｂ）に示すように、冷却水の自然対流が抑制される。なお、この場合には、ウォータポンプ３６は駆動されない。
【００４５】
一方、ステップ１１６においてヒータ要求があると判定した場合には、ＥＣＵ５０は、ステップ１２０に進む。ステップ１２０では、ヒータ回路２２に通水すべきか否かが判定される。より具体的には、ステップ１２０に進んだ場合とは、冷却水の沸騰回避要求、デバイスの冷却要求、およびトランスミッションの暖機要求がない状況下においてヒータ要求が出されている場合である。ステップ１２０では、このような場合において、ヒータ要求通りにヒータ回路２２に通水を行うべきか否かがより厳密に判定される。
【００４６】
ステップ１２０の判定では、図６（Ａ）に示すマップ２が用いられる。図６は、ヒータ通水判定に用いるマップの設定を表した図である。マップ２によれば、車室内温度から目標温度（運転者によって設定された車室内温度の目標値）を引いて得られる温度差と、冷却水温度とに基づいて、ロータリ切替弁４２の回転角度として用いるべき範囲が範囲Ａおよび範囲Ｂの中から決定される。具体的には、マップ２によれば、上記温度差が０℃以上の場合、すなわち、車室内が十分に暖まっているためにヒータコア２８の熱源が必要でない場合には、冷却水温度によらずに、全ポート４２ｂ〜４２ｄを閉塞するための範囲Ａが選択される。また、マップ２によれば、上記温度差がマイナスとなる場合、すなわち、車室内温度が目標温度を下回っている場合には、冷却水温度に応じて、範囲Ａを選択するかもしくは範囲Ｂを選択するか（すなわち、全ポート４２ｂ〜４２ｄを閉塞するか、もしくはヒータ回路２２用の排出ポート４２ｃのみを開放するか）が決定される。冷却水温度を利用する理由は、現在の冷却水温度が、ヒータコア２８の熱源として機能する温度であるか否かを判断できるようにするためである。そして、マップ２によれば、上記温度差のマイナス幅が大きいほど、ヒータ回路２２への通水を行うべき（すなわち、ヒータ回路２２用の排出ポート４２ｃのみを開放すべき）との判断の対象となる冷却水温度の上限が低くなるように設定されている。以上のように、ステップ１２０の判定によれば、ヒータ回路２２への通水を真に行うべき状況にあるかを適切に判断することができる。
【００４７】
ＥＣＵ５０は、ステップ１２０の判定が不成立となる場合、すなわち、ヒータ回路２２への通水は最終的に必要ではないと判断した場合にはステップ１１８に進み、一方、ステップ１２０においてヒータ回路２２への通水を行うべきと判断した場合には、ステップ１２２に進む。ステップ１２２では、ロータリ切替弁４２の回転角度を範囲Ｂに調整することで、ヒータ回路２２の排出ポート４２ｃのみが開放されるとともに、ウォータポンプ３６が駆動される。これにより、図４（Ｃ）に示すように、適切な温度にてヒータ回路２２への冷却水の導入が行われるので、ヒータコア２８の熱源が適切に確保される。
【００４８】
一方、ステップ１１４の判定が成立する場合、すなわち、トランスミッションの暖機要求があると判定した場合には、ＥＣＵ５０は、ステップ１２４に進み、ヒータ要求があるか否かを判定する。その結果、ヒータ要求がないと判定した場合には、ＥＣＵ５０は、ステップ１２６に進む。ステップ１２６では、ロータリ切替弁４２の回転角度を範囲Ｅ内に調整することで、デバイス回路２４の排出ポート４２ｄのみが開放されるとともに、ウォータポンプ３６が駆動される。これにより、図４（Ｄ）に示すように、適切な温度にてデバイス回路２４への冷却水の導入が行われるので、トランスミッションを適切に暖機することができる。
【００４９】
ステップ１２４においてヒータ要求があると判定した場合には、ＥＣＵ５０は、ステップ１２８に進む。また、ステップ１１２においてデバイスの冷却要求があると判定した場合には、ＥＣＵ５０は、ステップ１３０に進み、ヒータ要求があるか否かを判定する。その結果、ヒータ要求がない場合には、ステップ１２６に進み、デバイス回路２４への冷却水の導入を行う（範囲Ｅ選択）。この場合には、冷却が必要とされるデバイスを冷却水によって冷却できるようになる。一方、ステップ１３０においてヒータが要求がある場合には、ＥＣＵ５０は、ステップ１２８に進む。
【００５０】
ステップ１２８では、ヒータ回路２２に通水すべきか否かが判定される。より具体的には、ステップ１２８に進んだ場合とは、ステップ１２４もしくは１３０の判定成立に伴う場合（すなわち、冷却水の沸騰回避要求がなく、デバイスの冷却要求もしくはＴ／Ｍ−Ｃ３２への通水要求がある状況下においてヒータ要求が出されている場合）である。ステップ１２８では、このような場合において、ヒータ要求通りにヒータ回路２２に通水を行うべきか否かが、ステップ１２０の判定と同様の考え方で、より厳密に判定される。
【００５１】
本ステップ１２８の判定と上記ステップ１２０の判定との違いは、デバイス回路２４への通水要求（デバイスの冷却要求もしくはトランスミッションの暖機要求）を伴うか否かである。より具体的には、本ステップ１２８の判定では、図６（Ｂ）に示すマップ３が用いられる。そして、マップ３では、車室内温度から目標温度を引いて得られる温度差と、冷却水温度とに基づいて、ロータリ切替弁４２の回転角度として用いるべき範囲が範囲Ｅおよび範囲Ｃの中から決定される。マップ３によれば、上記温度差が０℃以上の場合、すなわち、車室内が十分に暖まっているためにヒータコア２８の熱源が必要でない場合には、冷却水温度によらずに、デバイス回路２４用の排出４２ｄのみを開放するための範囲Ｅが選択される。また、マップ３によれば、上記温度差がマイナスとなる場合、すなわち、車室内温度が目標温度を下回っている場合には、冷却水温度に応じて、範囲Ｅを選択するかもしくは範囲Ｃを選択するか（すなわち、デバイス回路２４用の排出ポート４２ｄのみを開放するか、もしくは、ヒータ回路２２用の排出ポート４２ｃおよびデバイス回路２４用の排出ポート４２ｄを開放するか）が決定される。そして、マップ３によれば、上記温度差のマイナス幅が大きいほど、ヒータ回路２２への通水を行うべき（すなわち、ヒータ回路２２用の排出ポート４２ｃを開放すべき）との判断の対象となる冷却水温度の上限が低くなるよう設定されている。以上のように、ステップ１２８の判定によれば、デバイス回路２４への通水とともにヒータ回路２２への通水を真に行うべき状況にあるかを適切に判断することができる。
【００５２】
ＥＣＵ５０は、ステップ１２８の判定が不成立となる場合、すなわち、ヒータ回路２２への通水が最終的に必要ないと判断した場合にはステップ１２６に進み、一方、ステップ１２８においてヒータ回路２２への通水を行うべきと判断した場合には、ステップ１３２に進む。ステップ１３２では、ロータリ切替弁４２の回転角度を範囲Ｃに調整することで、ヒータ回路２２の排出ポート４２ｃおよびデバイス回路２４用の排出ポート４２ｄが開放されるとともに、ウォータポンプ３６が駆動される。これにより、図４（Ｅ）に示すように、適切な温度にてデバイス回路２４およびヒータ回路２２への冷却水の導入が行われるので、ヒータコア２８の熱源を適切に確保できるとともに、デバイスの冷却もしくはトランスミッションの暖機を適切に行えるようになる。
【００５３】
以上説明した図３に示すフローチャートに従う処理によれば、冷却水の沸騰回避要求がある場合には、放熱制御（範囲Ｄ選択）が実行されることにより、冷却水の沸騰を回避することができる。また、沸騰回避要求がない場合においてデバイス回路２４およびヒータ回路２２の何れか一方もしくは双方を利用する要求がない場合には、保温制御（範囲Ａ選択）が実行される。これにより、内燃機関１０の温度低下を抑制して内燃機関１０を適切に保温できるようになる。
【００５４】
また、エンジン停止時においてトランスミッションオイル温度が低い場合にはトランスミッションの暖機が必要なためＴ／Ｍ−Ｃ３２への通水を行いたいが、冷却水温度が低いと有効な暖機ができない。上記フローチャートに従う処理によれば、トランスミッションオイル温度と冷却水温度とに基づいて、トランスミッションの暖機要求の有無が判断される。これにより、トランスミッションの暖機を有効に図れる状況にあるか否かを適切に判断することができ、トランスミッションの有効な暖機促進を図ることができる。さらに、上記フローチャートに従う処理によれば、デバイスの冷却要求の有無もしくはヒータ要求の有無にも対応して、開放すべき排出ポート４２ｃもしくは４２ｄが選択される。
【００５５】
以上説明した本実施形態のエンジン停止時の制御によれば、内燃機関１０の燃費、内燃機関１０および上記デバイスの信頼性、および車両のユーザの快適性の両立を図ることができる。
【００５６】
なお、上述した実施の形態１においては、ロータリ切替弁４２が本発明における「制御バルブ」に、範囲Ａが本発明における「第１範囲」に、範囲Ｅが本発明における「第２範囲」に、範囲Ｆが本発明における「第３範囲」に、範囲Ｂが本発明における「第４範囲」に、範囲Ｃが本発明における「第５範囲」に、範囲Ｄが本発明における「第６範囲」に、ロータリ切替弁４２の回転角度（回転位置）が本発明における「制御バルブの制御位置」に、ＥＣＵ５０が本発明における「制御装置」に、それぞれ相当している。
【符号の説明】
【００５７】
１０  内燃機関
１２  シリンダブロック
１４  シリンダヘッド
１６  ウォータジャケット
１８  冷却水回路
２０  ラジエータ回路
２２  ヒータ回路
２４  デバイス回路
２６  ラジエータ
２８  ヒータコア
３０  ＥＧＲクーラ（ＥＧＲ−Ｃ）
３２  トランスミッションオイル熱交換器（Ｔ／Ｍ−Ｃ）
３４  エンジンオイルクーラ（Ｏ／Ｃ）
３６  ウォータポンプ
３８  入口側共通流路
４０  出口側共通流路
４２  ロータリ切替弁
４２ａ  流入ポート
４２ｂ、４２ｃ、４２ｄ  流出ポート
４４  電動モータ
４６  ポジションセンサ
４８  水温センサ
５０  電子制御ユニット（ＥＣＵ）
５２  クーラ温度センサ
５４  トランスミッションオイル温度センサ
５６  エンジンオイル温度センサ
５８  車室内温度センサ
【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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