(57)【要約】【課題】冷却媒体の流路における一部の領域の温度を推定する技術を提供する。【解決手段】車両が備える発熱源を冷却する液状の冷却媒体を循環させる流路における第１の範囲に存在する冷却媒体の温度を第１温度とし、流路における第１の範囲の下流に位置する第２の範囲に存在する冷却媒体の温度を第２温度としたときに、第１温度及び第２温度のいずれか一方に基づいて、他方又は他方の変化量を推定する温度推定部４１を備える水温制御装置１１であって、温度推定部４１は、第２の範囲に存在する冷却媒体が有する熱量の単位時間における変化量と、少なくとも単位時間に第１温度である冷却媒体が第２の範囲に流入することにより得る熱量と、少なくとも単位時間に第２の温度である冷却媒体が第２の範囲から流出することにより失われる熱量と、に基づいて他方又は他方の変化量を推定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両が備える発熱源を冷却する液状の冷却媒体を循環させる流路（１３）における第１の範囲に存在する前記冷却媒体（１０１、１１６、１２３、１４１、１４２）の温度を第１温度とし、前記流路における前記第１の範囲の下流に位置する第２の範囲に存在する前記冷却媒体（１０３、１１５、１１６、１２１）の温度を第２温度としたときに、前記第１温度及び前記第２温度のいずれか一方に基づいて、他方又は前記他方の変化量を推定する温度推定部（４１）と、
少なくとも前記温度推定部により推定された前記他方の水温に基づいて、前記流路の少なくとも一部の範囲の流量を制御する流量制御装置（２１、２３、２５）、及び、前記冷却媒体を冷却する冷却装置（２７）、のうちの少なくともいずれか一方の動作を制御する動作制御部（４３）と、を備え、
前記温度推定部は、以下の式に基づいて前記他方又は前記他方の変化量を推定する、水温制御装置（１１）。
ΔＱ＝Ｑｉｎ−Ｑｏｕｔ
上式において、ΔＱは、前記第２の範囲に存在する前記冷却媒体が有する熱量の単位時間における変化量であり、Ｑｉｎは、前記単位時間に前記第２の範囲に存在する前記冷却媒体に加わる熱量であって、少なくとも前記単位時間に前記第１温度である前記冷却媒体が前記第２の範囲に流入することにより得る熱量を含み、Ｑｏｕｔは、前記単位時間に前記第２の範囲に存在する前記冷却媒体から失われる熱量であって、少なくとも前記単位時間に前記第２の温度である前記冷却媒体が前記第２の範囲から流出することにより失われる熱量を含む。
【請求項２】
請求項１に記載の水温制御装置であって、
前記Ｑｉｎは、前記流路を形成する壁面を介して前記発熱源から前記第２の範囲に存在する前記冷却媒体に移動する熱量を含む、水温制御装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の水温制御装置であって、
前記Ｑｏｕｔは、前記流路を形成する壁面を介して前記第２の範囲に存在する前記冷却媒体から該冷却媒体の外部へ移動する熱量を含む、水温制御装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の水温制御装置であって、
さらに、前記第１温度及び前記第２温度のいずれか一方を測定する水温センサを備える、水温制御装置。
【請求項５】
冷却媒体を循環させる流路（１３）における第１の範囲に存在する前記冷却媒体（１０１、１１６、１２３、１４１、１４２）の温度を第１温度とし、前記第１の範囲の下流に位置する第２の範囲に存在する前記冷却媒体（１０３、１１５、１１６、１２１）の温度を第２温度としたときに、前記第１温度及び前記第２温度のいずれか一方を取得して、以下の式に基づいて前記一方とは異なる他方又は前記他方の変化量を推定する、温度推定方法。
ΔＱ＝Ｑｉｎ−Ｑｏｕｔ
上式において、ΔＱは、前記第２の範囲に存在する前記冷却媒体が有する熱量の単位時間における変化量であり、Ｑｉｎは、前記単位時間に前記第２の範囲に存在する前記冷却媒体に加わる熱量であって、少なくとも前記単位時間に前記第１温度である前記冷却媒体が前記第２の範囲に流入することにより得る熱量を含み、Ｑｏｕｔは、前記単位時間に前記第２の範囲に存在する前記冷却媒体から失われる熱量であって、少なくとも前記単位時間に前記第２の温度である前記冷却媒体が前記第２の範囲から流出することにより失われる熱量を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の冷却水の水温を制御する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に示されるように、エンジンから冷却水に放熱される熱量と、エンジン冷却水が蓄えている総熱量と、を推測し、運転状態によって算出した目標冷却総熱量とに基づいて、ラジエータからの目標放熱量を決定する技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２４８９０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら上述した技術では、冷却媒体の流路全体としての熱量を推測することはできるが、水温センサが備えられていない部分の温度を推定することはできなかった。
本発明は、冷却媒体の流路における一部の領域の温度を推定する技術を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の態様は、温度推定部（４１）と、動作制御部（４３）と、を備える水温制御装置（１１）である。
温度推定部は、車両が備える発熱源を冷却する液状の冷却媒体を循環させる流路（１３）における第１の範囲に存在する上記冷却媒体（１０１、１１６、１２３、１４１、１４２）の温度を第１温度とし、上記流路における上記第１の範囲の下流に位置する第２の範囲に存在する上記冷却媒体（１０３、１１５、１１６、１２１）の温度を第２温度としたときに、上記第１温度及び上記第２温度のいずれか一方に基づいて、他方又は上記他方の変化を推定する。
【０００６】
動作制御部は、少なくとも上記温度推定部により推定された上記他方の水温に基づいて、上記流路の少なくとも一部の範囲の流量を制御する流量制御装置（２１、２３、２５）、及び、上記冷却媒体を冷却する冷却装置（２７）、のうちの少なくともいずれか一方の動作を制御する。
【０００７】
また、上記温度推定部は、以下の式に基づいて上記他方又は上記他方の変化を推定する。
ΔＱ＝Ｑｉｎ−Ｑｏｕｔ
上式において、ΔＱは、上記第２の範囲に存在する上記冷却媒体が有する熱量の単位時間における変化量であり、Ｑｉｎは、上記単位時間に上記第２の範囲に存在する上記冷却媒体に加わる熱量であって、少なくとも上記単位時間に上記第１温度である上記冷却媒体が上記第２の範囲に流入することにより得る熱量を含み、Ｑｏｕｔは、上記単位時間に上記第２の範囲に存在する上記冷却媒体から失われる熱量であって、少なくとも上記単位時間に上記第２の温度である上記冷却媒体が上記第２の範囲から流出することにより失われる熱量を含む。
【０００８】
このような構成によれば、冷却媒体の流路における水温を直接測定していない範囲の温度を推定することができる。
また、本発明の第２の態様は、冷却媒体を循環させる流路における第１の範囲に存在する上記冷却媒体の温度を第１温度とし、上記第１の範囲の下流に位置する第２の範囲に存在する上記冷却媒体の温度を第２温度としたときに、上記第１温度及び上記第２温度のいずれか一方を取得して、以下の式に基づいて上記一方とは異なる他方又は上記他方の変化を推定する、温度推定方法である。なお以下の式の詳細は、本発明の第１の態様と同様である。
【０００９】
ΔＱ＝Ｑｉｎ−Ｑｏｕｔ
このような温度推定方法であれば、冷却媒体の流路における水温を直接測定していない範囲の温度を推定することができる。
【００１０】
なお、この欄及び特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】冷却水循環システムの構成を示すブロック図である。
【図２】エンジン冷却水流路を模式的に示す図である。
【図３】水温制御処理のフローチャートである。
【図４】推定処理のフローチャートである。
【図５】水温を推定する方法を説明する説明図である。
【図６】水温を推定する方法を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら、発明を実施するための形態を説明する。
［１．実施形態］
［１−１．構成］
図１に示す冷却水循環システム１は、水温制御装置１１と、エンジン冷却水流路１３と、ウォータポンプ２１と、流路遮断弁２３と、冷却水流路比調整弁２５と、ラジエータ冷却用ファン（以下、ラジファン２７）と、２つの水温センサ２９と、を備えている。
【００１３】
エンジン冷却水流路１３は、車両が備える発熱源を冷却する液状の冷却媒体を循環させる流路である。
本実施形態において、上記発熱源はエンジンである。なお発熱源はエンジンに限定されることなく、廃熱を生じる様々な装置が該当する。例えば、燃料電池セルやモーターなどを対象とすることができる。また本実施形態においては、冷却媒体として水（以下、冷却水）を例示するが、水に限らず様々な液状の冷却媒体を採用することができる。
【００１４】
ウォータポンプ２１、流路遮断弁２３、及び冷却水流路比調整弁２５は、エンジン冷却水流路１３に配置されている。また、ラジファン２７及び２つの水温センサ２９は、エンジン冷却水流路１３に沿って配置されている。
【００１５】
水温制御装置１１は、ＣＰＵ３１と、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の半導体メモリ（以下、メモリ３３）と、を有する周知のマイクロコンピュータを中心に構成される。水温制御装置１１の各種機能は、ＣＰＵ３１が非遷移的実体的記録媒体に格納されたプログラムを実行することにより実現される。この例では、メモリ３３が、プログラムを格納した非遷移的実体的記録媒体に該当する。また、このプログラムの実行により、プログラムに対応する方法が実行される。なお、水温制御装置１１を構成するマイクロコンピュータの数は１つでも複数でもよい。
【００１６】
水温制御装置１１は、ＣＰＵ３１がプログラムを実行することで実現される機能の構成として、温度推定部４１と、動作制御部４３と、を備える。水温制御装置１１を構成するこれらの要素を実現する手法はソフトウェアに限るものではなく、その一部又は全部の要素を、論理回路やアナログ回路等を組み合わせたハードウェアを用いて実現してもよい。
【００１７】
温度推定部４１は、エンジン冷却水流路１３における第１の範囲に存在する冷却水の温度を第１温度とし、第１の範囲の下流に位置する第２の範囲に存在する冷却水の温度を第２温度としたときに、第１温度及び第２温度のいずれか一方に基づいて、他方又は他方の変化量を推定する。
【００１８】
動作制御部４３は、少なくとも温度推定部４１により推定された上記他方の水温に基づいて、エンジン冷却水流路１３の少なくとも一部の範囲の流量を制御する流量制御装置、及び、冷却水を冷却する冷却装置、のうちの少なくともいずれか一方の動作状態を制御する。なお、ウォータポンプ２１、流路遮断弁２３、冷却水流路比調整弁２５が流量制御装置に相当し、ラジファン２７が冷却装置に相当する。
【００１９】
次に、上述したエンジン冷却水流路１３について説明する。図２に示す本実施形態のエンジン冷却水流路１３は、エンジンを構成する左シリンダヘッド５１，左シリンダブロック５２，右シリンダヘッド５３，右シリンダブロック５４の冷却と、車内暖房用のヒータコア５５の加熱と、スロットル５７の凍結の抑制及び解凍と、を実現する。またラジエータ５９において冷却水の冷却が行われる。
【００２０】
ウォータポンプ２１は、冷却水を吐出する装置である。ウォータポンプ２１から吐出された冷却水は、吐出流路６１に流入した後に分岐して、左シリンダヘッド５１、左シリンダブロック５２、右シリンダヘッド５３、右シリンダブロック５４に流入する。
【００２１】
左シリンダブロック５２及び右シリンダブロック５４から流出した冷却水は、シリンダブロック下流水路６３にて合流して、流路遮断弁２３に流入する。
流路遮断弁２３は、通過する冷却水の流量を制御する装置である。この流路遮断弁２３の動作により、左シリンダヘッド５１及び右シリンダヘッド５３に流れる冷却水の流量と、左シリンダブロック５２及び右シリンダブロック５４に流れる冷却水の流量と、の比率が変化する。つまり、流路遮断弁２３の開度が大きければ左右のシリンダブロックに流れる冷却水の比率が高くなり、流路遮断弁２３の開度が小さければ左右のシリンダヘッドに流れる冷却水の比率が高くなる。
【００２２】
左シリンダヘッド５１及び右シリンダヘッド５３から流出した冷却水と、流路遮断弁２３を通過した冷却水は、合流水路６５にて合流して冷却水流路比調整弁２５に流入する。
冷却水流路比調整弁２５は、第１流路６７、第２流路６９、第３流路７１の３つの流路に冷却水を分岐する装置であって、それぞれに対する流量比を変化させることができる。
【００２３】
第１流路６７は、ヒータコア５５を通過してウォータポンプ２１へ戻る流路である。
第２流路６９は、途中で分岐して、一方はウォータポンプ２１へ戻り、他方はスロットル５７を通過し、第２流路６９におけるヒータコア５５の下流に合流する。冷却水がスロットル５７を通過することにより、スロットル５７の凍結の抑制及び凍結した場合の解凍がなされる。
【００２４】
第３流路７１は、ラジエータ５９を通過してウォータポンプ２１へ戻る流路である。ラジエータ５９は、走行風とラジファン２７の動作とにより冷却水の冷却を実現する。
［１−２．処理］
次に、水温制御装置１１のＣＰＵ３１が実行する水温制御処理について、図３のフローチャートを用いて説明する。本処理は、一例として車両のイグニッションスイッチをオンとしたときに開始され、繰り返し実行される。
【００２５】
まずＳ１では、ＣＰＵ３１は、冷却水流路各部の温度を計測し、又は温度を推定する推定処理を実行する。
水温制御装置１１のＣＰＵ３１が実行する推定処理について、図４のフローチャートを用いて説明する。本処理は、エンジン冷却水流路１３における全てのブロックごとに実行される。なお、ここで言うブロックとは、エンジン冷却水流路１３を複数の部位に区分したときのそれぞれの部位のことを意味し、ブロックごとに所定量の冷却水が存在する。
【００２６】
まず、Ｓ１１では、ＣＰＵ３１は、対象となるブロックに水温センサが存在するか否かを判断する。対象となるブロックに水温センサが存在する場合、処理がＳ１３に移行し、水温センサの値により水温を計測する。その後、本処理が終了し、水温制御処理のＳ２に移行する。
【００２７】
一方、Ｓ１１において、対象となるブロックに水温センサが存在しない場合、処理がＳ１２に移行する。
Ｓ１２では、ＣＰＵ３１は、熱量変化を推定することにより温度を推定する。推定方法として、以下の２例を説明する。
【００２８】
（ｉ）下流側のブロックの温度の推定
まず、上流側のブロックの温度を用いて、単位時間経過後の下流側のブロックの温度を推定する方法を、図５を用いて説明する。なお、上述した第１の範囲に存在する冷却水が、上流側のブロックである上流ブロック１０１に相当し、第２の範囲に存在する冷却水が、下流側のブロックである下流ブロック１０３に相当する。下流ブロック１０３が、温度の推定の対象となるブロックである。
【００２９】
なお、ここでいう単位時間とは、温度推定を行うための基準となる時間の長さであって、その長さは特に限定されない。
また、ここでいう上流及び下流とは、少なくとも、上流側のブロックから流出する冷却水が下流側のブロックに流れ込む位置関係が形成されていればよい。下流のブロックに複数の上流のブロックから流出する冷却水が流れ込む場合は、それら全ての冷却水を考慮する。なお、上流と下流との間隔が小さいほど、ブロック間を冷却水が移動するときの熱量の移動が小さくなり、誤差を抑制することができる。
【００３０】
単位時間を経過する前（以下、現時点）において、予め、直接的又は間接的に取得可能であるパラメータは、上流ブロック１０１及び下流ブロック１０３の現時点での温度、上流ブロック１０１から下流ブロック１０３に流れる冷却水１１１の流量、下流ブロック１０３から流出する冷却水１１２の流量、下流ブロック１０３に冷却水の流入以外により加わる熱量である受熱１１３、下流ブロック１０３から冷却水の流出以外により失われる熱量である放熱１１４である。
【００３１】
冷却水１１１及び冷却水１１２の流量は、ウォータポンプや弁の動作状態に応じて定まる値である。
また、受熱１１３は、エンジン冷却水流路１３を形成する壁面を介して発熱源から下流ブロック１０３に移動する熱量を含む。当該熱量は、エンジンの運転制御状態や吸気温などに基づいて算出できる値である。
【００３２】
また、放熱１１４は、エンジン冷却水流路１３を形成する壁面を介して下流ブロック１０３から下流ブロック１０３の外部へ移動する熱量を含む。当該熱量は、外気温度、車速、ラジファン２７の駆動状態などに基づいて算出できる値である。なお、ここでいう下流ブロック１０３の外部とは、第２の範囲に存在する冷却水の外部であって、第２の範囲を形成する壁面の周囲に存在する物体であり、例えば壁面外側に設けられたフィン、壁面の外部の空気、隣接する流路の壁面などが該当する。
【００３３】
下流ブロック１０３の単位時間当たりの熱量の授受を考える。下流ブロック１０３に加わる熱量は、冷却水１１１の有する熱量と受熱１１３である。冷却水１１１の熱量は、上流ブロック１０１の温度と流量とから算出できる。また下流ブロック１０３から失われる熱量は、冷却水１１２の有する熱量と放熱１１４である。冷却水１１２の熱量は、下流ブロック１０３の現時点での温度と流量とから算出できる。
【００３４】
したがって、下流ブロック１０３における熱量の増減は、予め取得可能なパラメータに基づいて算出できるため、下流ブロック１０３の冷却水の保持容量から、下流ブロック１０３の温度の変化量を推定することができる。そして、この変化量を現時点での温度に加算することで、単位時間経過後の下流ブロック１０３の温度が推定できる。
【００３５】
上流ブロック１０１の水温は水温センサ２９により検出することができる。しかしながら上流ブロック１０１の水温は、水温センサ２９を用いず、例えば上流ブロック１０１のさらに上流のブロックの温度に基づいて、上述した手法で推定してもよい。エンジン初始動時の冷却水の温度はエンジン冷却水流路１３全体において同一と考えられるため、いずれかの位置で測定した水温を初期水温とし、経時的な温度変化の累積から現時点での冷却水温を推定することができる。
【００３６】
上述した推定方法を用いた具体例な計算例を以下に説明する。なお、計算を容易にする目的で、冷却水は、比熱が１、かつ、質量／体積比も１である理想的な水として説明する。
【００３７】
第１流路６７におけるヒータコア５５の上流部分のブロック１１５の、単位時間Δｔ［ｓ］後の温度を、冷却水流路比調整弁２５に設けられた水温センサ２９の出力値などを用いて推定する。変数の定義を以下に示す。冷却水流路比調整弁２５の内部に保持される冷却水（以下、ブロック１１６）が上流側のブロックに相当し、ブロック１１５が下流側のブロックに相当する。
【００３８】
なお、以下の記載において、初期とは、Δｔ［ｓ］の起点となるタイミングを意味しており、エンジンの初始動時を意味するものではない。
Ｔａ：ブロック１１５の推定温度［℃］
Ｔａ（−Δｔ）：ブロック１１５の初期温度［℃］
Ｌｓ：冷却水流路比調整弁２５の容量、即ちブロック１１６の冷却水量［ｌ］
Ｔｓ（−Δｔ）：水温センサ２９の初期出力値［℃］
Ｌａ：ブロック１１５の冷却水量［ｌ］
Ｑ１：Δｔ秒間に冷却水以外からブロック１１５に加わる受熱量［ｋｃａｌ］
Ｑ２：Δｔ秒間に冷却水以外によりブロック１１５から失われる放熱量［ｋｃａｌ］
Ｆｐ：ウォータポンプ２１の吐出量［ｌ／ｓ］
第１流路６７、第２流路６９、第３流路７１の流量比を、１０：３０：６０とすると、第１流路６７への流量はポンプ吐出量の１０％となるから、ブロック１１５へのΔｔ秒間の流入流量Ｓ１は以下のようになる。
【００３９】
Ｓ１＝Ｆｐ＊Δｔ＊０．１
Δｔ秒間にブロック１１５に加わる熱量Ｑｉｎは、以下のようになる。
Ｑｉｎ＝｛Ｔｓ（−Δｔ）＋２７３｝＊Ｓ１＋Ｑ１［ｋｃａｌ］
Δｔ秒間にブロック１１５から失われる熱量Ｑｏｕｔは、以下のようになる。
【００４０】
Ｑｏｕｔ＝｛Ｔａ（−Δｔ）＋２７３｝＊Ｓ１＋Ｑ２［ｋｃａｌ］
初期状態でブロック１１５が有していた熱量Ｑ（−Δｔ）は、以下の通りである。
Ｑ（−Δｔ）＝｛Ｔａ（−Δｔ）＋２７３｝＊Ｌａ［ｋｃａｌ］
ここで、単位時間当たりの１１５の熱量変化ΔＱは、ΔＱ＝Ｑｉｎ−Ｑｏｕｔであるから、推定温度Ｔａは以下のようになる。
【００４１】
Ｔａ＝｛Ｑ（−Δｔ）＋Ｑｉｎ−Ｑｏｕｔ｝／Ｌａ−２７３
＝［｛Ｔａ（−Δｔ）＋２７３｝＊Ｌａ＋｛Ｔｓ（−Δｔ）＋２７３｝＊Ｆｐ＊Δｔ＊０．１＋Ｑ１−｛Ｔａ（−Δｔ）＋２７３｝＊Ｆｐ＊Δｔ＊０．１−Ｑ２］／Ｌａ−２７３［℃］
なお、Ｑ１及びＱ２は、それらを合体させて１つの授受熱量として考慮してもよいし、無視できるほど小さい場合にはいずれか一方又は両方を考慮しなくともよい。
【００４２】
上述した方法と同様の方法にて、第２流路６９の分岐前のブロック１１７、第３流路７１の冷却水流路比調整弁２５下流のブロック１１９なども算出することができる。
（ｉｉ）上流側のブロックの温度の推定
下流側のブロックの温度を利用して、上流側のブロックの温度変化を推定する方法を、図６を用いて説明する。下流ブロック１２１の水温は水温センサ２９により検出されているが、上流ブロック１２３の現時点での温度は不明である。つまり、上流ブロック１２３が、温度の推定の対象となるブロックである。
【００４３】
予め、直接的又は間接的に取得可能であるパラメータは、下流ブロック１２１の温度、上流ブロック１２３から下流ブロック１２１に流れる冷却水１３１の流量、下流ブロック１２１から流出する冷却水１３２の流量、下流ブロック１２１に加わる熱量である受熱１３３、下流ブロック１２１から失われる熱量である放熱１３４、上流ブロック１２３に加わる熱量である受熱１３５、上流ブロック１２３から失われる熱量である放熱１３６である。
【００４４】
下流ブロック１２１の単位時間当たりの熱量の授受を考える。下流ブロック１２１に加わる熱量は冷却水１３１の有する熱量と受熱１３３である。また、下流ブロック１２１から失われる熱量は、冷却水１３２の有する熱量と放熱量１３４である。冷却水１３２の熱量は、下流ブロック１２１の現時点での温度と流量から算出できる。
【００４５】
冷却水１３１から得られる熱量は、上流ブロック１２３の現時点での温度が不明であるため、上流ブロック１２３の温度に基づいては算出できない。しかしながら、水温センサ２９により単位時間経過後の温度を測定することにより、下流ブロック１２１全体の単位時間当たりの熱量変化を算出できることから、冷却水１３１から得られる熱量を求めることができ、その熱量から、上流ブロック１２３の温度を算出することができる。
【００４６】
具体例な計算例を説明する。合流水路６５における、左シリンダヘッド５１及び右シリンダヘッド５３から流出した冷却水が存在し、かつ流路遮断弁２３から流出した冷却水が存在しない部分のブロック１４１の初期温度を、冷却水流路比調整弁２５及びシリンダブロック下流水路６３に設けられた２つの水温センサ２９の出力値などを用いて推定する。
【００４７】
ブロック１４１、及び、シリンダブロック下流水路６３に存在する冷却水、即ちブロック１４２が、上流側のブロックであり、冷却水流路比調整弁２５の内部に存在する冷却水、即ちブロック１１６が下流側のブロックである。変数の定義を以下に示す。
【００４８】
Ｔｄ（−Δｔ）：ブロック１４１の初期温度［℃］
Ｔｅ（−Δｔ）：シリンダブロック下流水路６３の水温センサの初期出力値［℃］
Ｌｓ：ブロック１１６の冷却水量［ｌ］
Ｔｓ（−Δｔ）：水温センサ２９の初期出力値［℃］
Ｔｓ：水温センサ２９の初期からΔｔ秒経過したときの出力値［℃］
Ｌｄ：ブロック１４１の冷却水量［ｌ］
Ｌｅ：シリンダブロック下流水路６３の容量、即ちブロック１４２の冷却水量［ｌ］
Ｆｐ：ウォータポンプ２１の吐出量［ｌ／ｓ］
なお以下の計算例においては、説明を容易にする目的で、冷却水以外の熱の授受については考慮せずに説明する。なおそれらの熱の授受について考慮する場合は、以下のＱｉｎ、Ｑｏｕｔにおいて必要な熱量を加算又は減算することで実現できる。
【００４９】
合流水路６５とシリンダブロック下流水路６３との流量比を４０：６０とすると、Δｔ秒間に冷却水流路比調整弁２５に流入する冷却水により得られる熱量Ｑｉｎは、以下のようになる。
【００５０】
Ｑｉｎ＝｛Ｔｄ（−Δｔ）＋２７３｝＊Ｆｐ＊Δｔ＊０．４＋｛Ｔｅ（−Δｔ）＋２７３｝＊Ｆｐ＊Δｔ＊０．６［ｋｃａｌ］
Δｔ秒間に冷却水流路比調整弁２５から流出する冷却水により失われる熱量Ｑｏｕｔは、以下のようになる。
【００５１】
Ｑｏｕｔ＝｛Ｔｓ（−Δｔ）＋２７３｝＊Ｆｐ＊Δｔ
単位時間Δｔ秒経過したときの冷却水流路比調整弁２５の熱量の変化量ΔＱ［ｋｃａｌ］を、冷却水流路比調整弁２５に設けられた水温センサ２９の出力値を用いて示すと、以下のようになる。
【００５２】
ΔＱ＝｛Ｔｓ−Ｔｓ（−Δｔ）｝＊Ｌｓ
ここで、ΔＱ＝Ｑｉｎ−Ｑｏｕｔであるから、以下のように書き直すことができる。
｛Ｔｓ−Ｔｓ（−Δｔ）｝＊Ｌｓ＝｛Ｔｄ（−Δｔ）＋２７３｝＊Ｆｐ＊Δｔ＊０．４＋｛Ｔｅ（−Δｔ）＋２７３｝＊Ｆｐ＊Δｔ＊０．６−｛Ｔｓ（−Δｔ）＋２７３｝＊Ｆｐ＊Δｔ
上式から、ブロック１４１の初期温度は、以下のように示すことができる。
【００５３】
Ｔｄ（−Δｔ）＝［｛Ｔｓ−Ｔｓ（−Δｔ）｝＊Ｌｓ−｛Ｔｅ（−Δｔ）＋２７３｝＊Ｆｐ＊Δｔ＊０．６＋｛Ｔｓ（−Δｔ）＋２７３｝＊Ｆｐ＊Δｔ］／Ｆｐ＊Δｔ＊０．４−２７３［℃］
Ｓ１２では、ＣＰＵ３１は、上述した計算を行って、２９の各ブロックの温度を推定する。
【００５４】
説明を図３に戻る。続くＳ２では、ＣＰＵ３１は車両又はエンジンの状態、及び冷却水温から、制御対象の目標温度を決定する。ここでいう制御対象とは、例えば、左右のシリンダヘッド、左右のシリンダブロック、ヒータコア５５などが該当する。
【００５５】
次に、Ｓ３では、ＣＰＵ３１は、目標温度に近づくように冷却系デバイスを動作させる。ここでいう冷却系デバイスとは、ウォータポンプ２１、流路遮断弁２３、冷却水流路比調整弁２５、ラジファン２７が該当する。
【００５６】
冷却系デバイスの操作の例を説明する。
通常時は、ノックやプレイグ抑制のため、左シリンダヘッド５１及び右シリンダヘッド５３が例えば８０℃となるように、冷却系デバイスが制御される。また、フリクションロス低減のため、左シリンダブロック５２及び右シリンダブロック５４が例えば１１０℃となるように、冷却系デバイスが制御される。ここで、ブロック１４１の温度を推定することによってシリンダヘッドの温度を迅速に推定することができるため、迅速な冷却系デバイスの制御を実現できる。なお、シリンダブロックの温度は水温センサ２９の出力値から計測できる。
【００５７】
またエンジン始動時は、フリクションロス低減のため、ラジエータ５９での冷却を行わない。具体的には、第３流路７１への冷却水の流入を制限したり、ウォータポンプ２１やラジファン２７の駆動を停止したりすることが挙げられる。そして、このような制御を解除するための温度条件が満たされたか否かを、推定した各ブロックの温度に基づいて判定することができる。
【００５８】
また冷却水が高温であるときやエンジンが高負荷であるときなどは、第１流路６７及び第２流路６９への冷却水の流入を制限したり、ウォータポンプ２１やラジファン２７の出力を高めたりすることなどの制御が考えられる。そして、このような制御を解除するための温度条件が満たされたか否かを、推定した各ブロックの温度に基づいて判定することができる。
【００５９】
［１−３．効果］
以上詳述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１ａ）冷却水循環システム１では、水温センサ２９により直接的に計測することなしに、エンジン冷却水流路１３における所定の範囲の冷却水の温度を推定することができる。そのため、冷却水により温度が制御される機器の温度を精度よく制御することが可能となる。例えば、上記実施形態ではシリンダヘッドから流出する冷却水の温度を推定することができるため、シリンダブロックとシリンダヘッドとを異なる目標温度に制御することができるようになる。
【００６０】
また、機器の温度を個別に推定できるため、目標温度への調整を適切に実行することができ、オーバーシュートやアンダーシュートを低減でき、目標温度への収束を早期に実現できる。
【００６１】
（１ｂ）冷却水循環システム１では、水温センサ２９の出力と、推定した温度と、を併用することにより、精度の高い温度推定及び冷却水温の制御が可能となる。
［２．他の実施形態］
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。
【００６２】
（２ａ）上記実施形態において示したエンジン冷却水流路１３は一例であって、もちろん、エンジン冷却水流路１３とは異なる構成の流路において本発明を適用してもよい。例えば、エンジン冷却水流路１３がＡＴＦウォーマ／クーラやＥＧＲクーラと接続されるように構成されていてもよい。
【００６３】
（２ｂ）上記実施形態においては、推定処理は、水温制御処理のＳ１において実行される構成を例示したが、水温制御処理と推定処理とは別々に実行される構成であってもよい。例えば、推定処理は５ｍｓごとに実行され、水温制御処理は１００ｍｓごとに実行されるように構成してもよい。そして水温制御処理のＳ１では、推定処理にて計測又は推定された最新の温度を取得するように構成することができる。
【００６４】
（２ｃ）上記実施形態における１つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、１つの構成要素が有する１つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、１つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される１つの機能を、１つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。なお、特許請求の範囲に記載した文言のみによって特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本発明の実施形態である。
【００６５】
（２ｄ）上述した水温制御装置１１の他、当該水温制御装置１１を構成要素とするシステム、当該水温制御装置１１としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した半導体メモリ等の非遷移的実態的記録媒体、温度推定方法など、種々の形態で本発明を実現することもできる。
【符号の説明】
【００６６】
１…冷却水循環システム、１１…水温制御装置、１３…エンジン冷却水流路、２１…ウォータポンプ、２３…流路遮断弁、２５…冷却水流路比調整弁、２７…ラジファン、４１…温度推定部、４３…動作制御部、１０１…上流ブロック、１０３…下流ブロック、１２１…下流ブロック、１２３…上流ブロック
【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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