(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と排気熱回収器とヒータコアとの間で冷却水を循環する通路であって、通路上に、サーモスタットを介してラジエータが設けられた冷却水通路を有する内燃機関の冷却水制御装置であって、
前記ヒータコアと前記内燃機関との間の前記冷却水通路に接続され、前記内燃機関を迂回する迂回通路と、
前記内燃機関内のウォータジャケットと前記迂回通路との間で冷却水の流量を配分する流量配分手段と、
前記流量配分手段を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記内燃機関の暖機時において、前記流量配分手段を用いて、前記内燃機関内のウォータジャケットにおける冷却水の流量と前記迂回通路における冷却水の流量との比率を変化させ、
前記制御手段は、前記内燃機関の暖機時において、前記ヒータコアの要求熱量が前記排気熱回収器により回収される回収熱量よりも大きい場合で、且つ、前記内燃機関内のウォータジャケットにおける冷却水の水温が要求温度よりも高い場合には、前記内燃機関内のウォータジャケットにおける冷却水の流量を増加させることを特徴とする内燃機関の冷却水制御装置。
【請求項２】
前記要求熱量は、暖房要求、デフロスタ要求、デアイス要求のうち、少なくともいずれか一つによる要求熱量であることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の冷却水制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、吸入空気量に基づいて、前記ヒータコアの要求熱量が前記排気熱回収器により回収される回収熱量よりも大きいか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の冷却水制御装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記吸入空気量の所定時間における積算量が所定量よりも大きくなっている場合には、前記内燃機関内のウォータジャケットにおける冷却水の流量を増加させるのを禁止することを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の冷却水制御装置。
【請求項５】
内燃機関と排気熱回収器とヒータコアとの間で冷却水を循環する通路であって、通路上に、サーモスタットを介してラジエータが設けられた冷却水通路を有する内燃機関の冷却水制御装置であって、
前記ヒータコアと前記内燃機関との間の前記冷却水通路に接続され、前記内燃機関を迂回する迂回通路と、
前記内燃機関内のウォータジャケットと前記迂回通路との間で冷却水の流量を配分する流量配分手段と、
前記流量配分手段を制御する制御手段と、
吸入空気量の積算値とヒータブロア風量の積算値とに基づいて、前記ヒータコアにおける冷却水が流入する入口付近の水温を推測するヒータコア入口水温推定手段と、を備え、
前記制御手段は、前記内燃機関の暖機時において、前記流量配分手段を用いて、前記内燃機関内のウォータジャケットにおける冷却水の流量と前記迂回通路における冷却水の流量との比率を変化させ、
前記制御手段は、前記ヒータコア入口水温推定手段により推定された冷却水の水温に基づいて、前記ヒータコアのヒータブロア風量を制御することを特徴とする内燃機関の冷却水制御装置。
【請求項６】
内燃機関と排気熱回収器とヒータコアとの間で冷却水を循環する通路であって、通路上に、サーモスタットを介してラジエータが設けられた冷却水通路を有する内燃機関の冷却水制御装置であって、
前記ヒータコアと前記内燃機関との間の前記冷却水通路に接続され、前記内燃機関を迂回する迂回通路と、
前記内燃機関内のウォータジャケットと前記迂回通路との間で冷却水の流量を配分する流量配分手段と、
前記流量配分手段を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記内燃機関の暖機時において、前記流量配分手段を用いて、前記内燃機関内のウォータジャケットにおける冷却水の流量と前記迂回通路における冷却水の流量との比率を変化させ、
前記内燃機関内の冷却水に発生した気泡を、前記迂回通路を通過する冷却水と熱交換を行うことにより液化する気泡液化手段を更に備えることを特徴とする内燃機関の冷却水制御装置。
【請求項７】
前記内燃機関内の冷却水に発生した気泡を検出する気泡検出手段を備え、
前記制御手段は、前記気泡検出手段により気泡が検出された場合には、前記内燃機関内のウォータジャケットにおける冷却水の流量を増加させることを特徴とする請求項６に記載の内燃機関の冷却水制御装置。
【請求項８】
内燃機関と排気熱回収器とヒータコアとの間で冷却水を循環する通路であって、通路上に、サーモスタットを介してラジエータが設けられた冷却水通路を有する内燃機関の冷却水制御装置であって、
前記ヒータコアと前記内燃機関との間の前記冷却水通路に接続され、前記内燃機関を迂回する迂回通路と、
前記内燃機関内のウォータジャケットと前記迂回通路との間で冷却水の流量を配分する流量配分手段と、
前記流量配分手段を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記内燃機関の暖機時において、前記流量配分手段を用いて、前記内燃機関内のウォータジャケットにおける冷却水の流量と前記迂回通路における冷却水の流量との比率を変化させ、
前記制御手段は、前記内燃機関の暖機完了後における冷却水の循環方向を、前記内燃機関の暖機時における冷却水の循環方向とは逆向きにすることを特徴とする内燃機関の冷却水制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の暖機を促進するための内燃機関の冷却水制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、内燃機関（エンジン）を冷却又は暖機するために、エンジン内の冷却水を冷却水通路で循環させる技術が提案されている。例えば、特許文献１には、低温始動時において、エンジン内のウォータジャケットにおける冷却水の流通を停止することにより、冷却水の加熱時間を短縮して、エンジンの暖機を促進する技術が記載されている。特許文献２にも、同様に、冷間始動後の所定期間の間、ウォータジャケットにおける冷却水の流通を停止する技術が記載されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３０１０３２号公報
【特許文献２】特開２００６−２１４２７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１及び２に記載の技術では、冷却水通路に排気熱回収器が備えられている場合において、冷却水の流通を停止すると、排気熱回収器内の冷却水が沸騰したり、又は、冷却水通路にヒータコアが備えられている場合には、暖房要求を満たす熱量をヒータコアに供給できなくなったりする恐れがある。
【０００５】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、内燃機関（エンジン）の暖機を促進するとともに、排気熱の十分な回収及び冷却水の沸騰抑制を図ることの可能な内燃機関の冷却水制御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】
【０００６】
本発明の１つの観点では、内燃機関と排気熱回収器とヒータコアとの間で冷却水を循環する通路であって、通路上に、サーモスタットを介してラジエータが設けられた冷却水通路を有する内燃機関の冷却水制御装置は、前記ヒータコアと前記内燃機関との間の前記冷却水通路に接続され、前記内燃機関を迂回する迂回通路と、前記内燃機関内のウォータジャケットと前記迂回通路との間で冷却水の流量を配分する流量配分手段と、前記流量配分手段を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記内燃機関の暖機時において、前記流量配分手段を用いて、前記内燃機関内のウォータジャケットにおける冷却水の流量と前記迂回通路における冷却水の流量との比率を変化させ、前記制御手段は、前記内燃機関の暖機時において、前記ヒータコアの要求熱量が前記排気熱回収器により回収される回収熱量よりも大きい場合で、且つ、前記内燃機関内のウォータジャケットにおける冷却水の水温が要求温度よりも高い場合には、前記内燃機関内のウォータジャケットにおける冷却水の流量を増加させる。
【０００７】
上記の内燃機関の冷却水制御装置は、内燃機関と排気熱回収器とヒータコアとの間で冷却水を循環する通路であって、通路上に、サーモスタットを介してラジエータが設けられた冷却水通路を有する。冷却水制御装置は、迂回通路と、流量配分手段と、制御手段と、を備える。迂回通路は、ヒータコアと内燃機関との間の冷却水通路に接続され、内燃機関を迂回する。流量配分手段は、例えば三方弁であり、内燃機関内のウォータジャケットと迂回通路との間で冷却水の流量を配分する。制御手段は、例えばＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）であり、流量配分手段を用いて、内燃機関内のウォータジャケットにおける冷却水の流量と迂回通路における冷却水の流量との比率を変化させる。例えば、ＥＣＵは、流量配分手段を制御して、内燃機関の暖機時において、迂回通路における冷却水の流量を増加させ、内燃機関内のウォータジャケットにおける冷却水の流量を減少させる。このようにすることで、内燃機関の暖機時において、内燃機関の暖機を促進することができるとともに、排気熱回収器における排気熱の十分な回収及び冷却水の沸騰抑制を図ることができる。
上記の要求温度とは、前記内燃機関内のウォータジャケットにおける冷却水が前記ヒータコアを流通した場合において、前記ヒータコアの要求熱量を満たすことが可能な回収熱量となるときの、前記内燃機関内のウォータジャケットにおける冷却水の温度である。このようにすることで、前記内燃機関の暖機を促進することができるとともに、前記ヒータコアの要求熱量が前記排気熱回収器による回収熱量よりも大きくなる場合に、前記ヒータコアの要求熱量を満たすことができる。
【０００９】
上記の内燃機関の冷却水制御装置の好適な実施例は、前記要求熱量は、暖房要求、デフロスタ要求、デアイス要求のうち、少なくともいずれか一つによる要求熱量である。
【００１３】
上記の内燃機関の冷却水制御装置の他の一態様は、前記制御手段は、吸入空気量に基づいて、前記ヒータコアの要求熱量が前記排気熱回収器により回収される回収熱量よりも大きいか否かを判定する。これにより、前記ヒータコアの要求熱量を満たすことができ、暖房要求等を満たすことができる。
【００１４】
上記の内燃機関の冷却水制御装置の他の一態様は、前記制御手段は、前記吸入空気量の所定時間における積算量が所定量よりも大きくなっている場合には、前記内燃機関内のウォータジャケットにおける冷却水の流量を増加させるのを禁止する。このようにすることで、一時的な吸入空気量の変動による影響を除外することができ、内燃機関の暖機促進を図ることができる。
【００１５】
本発明の他の観点では、内燃機関と排気熱回収器とヒータコアとの間で冷却水を循環する通路であって、通路上に、サーモスタットを介してラジエータが設けられた冷却水通路を有する内燃機関の冷却水制御装置は、前記ヒータコアと前記内燃機関との間の前記冷却水通路に接続され、前記内燃機関を迂回する迂回通路と、前記内燃機関内のウォータジャケットと前記迂回通路との間で冷却水の流量を配分する流量配分手段と、前記流量配分手段を制御する制御手段と、吸入空気量の積算値とヒータブロア風量の積算値とに基づいて、前記ヒータコアにおける冷却水が流入する入口付近の水温を推測するヒータコア入口水温推定手段と、を備え、前記制御手段は、前記内燃機関の暖機時において、前記流量配分手段を用いて、前記内燃機関内のウォータジャケットにおける冷却水の流量と前記迂回通路における冷却水の流量との比率を変化させ、前記制御手段は、前記ヒータコア入口水温推定手段により推定された冷却水の水温に基づいて、前記ヒータコアのヒータブロア風量を制御する。これにより、内燃機関の暖機時における前記ヒータコアの暖房性能の悪化を防ぐことができる。
【００１７】
本発明の他の観点では、内燃機関と排気熱回収器とヒータコアとの間で冷却水を循環する通路であって、通路上に、サーモスタットを介してラジエータが設けられた冷却水通路を有する内燃機関の冷却水制御装置は、前記ヒータコアと前記内燃機関との間の前記冷却水通路に接続され、前記内燃機関を迂回する迂回通路と、前記内燃機関内のウォータジャケットと前記迂回通路との間で冷却水の流量を配分する流量配分手段と、前記流量配分手段を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記内燃機関の暖機時において、前記流量配分手段を用いて、前記内燃機関内のウォータジャケットにおける冷却水の流量と前記迂回通路における冷却水の流量との比率を変化させ、前記内燃機関内の冷却水に発生した気泡を、前記迂回通路を通過する冷却水と熱交換を行うことにより液化する気泡液化手段を更に備える。ここで、気泡液化手段は、例えば、内燃機関内のウォータジャケットと接続されたエア回収器である。これにより、冷却水通路における圧力の上昇を抑えることができ、冷却水漏れを防ぐことができる。また、迂回通路を通過する冷却水を加温することができる。
【００１８】
上記の内燃機関の冷却水制御装置の他の一態様は、前記内燃機関内の冷却水に発生した気泡を検出する気泡検出手段を備え、前記制御手段は、前記気泡検出手段により気泡が検出された場合には、前記内燃機関内のウォータジャケットにおける冷却水の流量を増加させる。ここで、気泡検出手段は、例えば、エア回収器における、気泡を回収するエア回収スペースに取り付けられた温度センサである。
【００１９】
本発明の他の観点では、内燃機関と排気熱回収器とヒータコアとの間で冷却水を循環する通路であって、通路上に、サーモスタットを介してラジエータが設けられた冷却水通路を有する内燃機関の冷却水制御装置は、前記ヒータコアと前記内燃機関との間の前記冷却水通路に接続され、前記内燃機関を迂回する迂回通路と、前記内燃機関内のウォータジャケットと前記迂回通路との間で冷却水の流量を配分する流量配分手段と、前記流量配分手段を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記内燃機関の暖機時において、前記流量配分手段を用いて、前記内燃機関内のウォータジャケットにおける冷却水の流量と前記迂回通路における冷却水の流量との比率を変化させ、前記制御手段は、前記内燃機関の暖機完了後における冷却水の循環方向を、前記内燃機関の暖機時における冷却水の循環方向とは逆向きにする。これにより、前記内燃機関の暖機完了後における冷却水の沸騰を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００２１】
［第１実施形態］
まず、本発明の第１実施形態に係る冷却水制御装置について説明する。図１は、第１実施形態に係る冷却水制御装置１００の概略構成を示す図である。
【００２２】
冷却水制御装置１００は、エンジン１と接続された冷却水通路と、排気熱回収器２と、ヒータコア５と、を備えている。冷却水制御装置１００は、冷却水を用いてエンジン１の冷却を行うとともに、冷却水と排気ガスとの間で熱交換を行うことによって排気熱を回収して、エンジン１の暖機やヒータコア５の熱源に利用する装置である。冷却水は、冷却水通路７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ１、７ｄ２、７ｅ、７ｆを通過することによって、エンジン１の冷却及び暖機などを行う。図１において、実線矢印がエンジン１の暖機時（Ｃｏｌｄ時）における冷却水の流れを示し、破線矢印がエンジン１の暖機完了後（Ｈｏｔ時）における冷却水の流れを示している。なお、一点鎖線の矢印は信号の入出力を示している。
【００２３】
冷却水通路７ｅは、エンジン１から延びており、冷却水通路７ｄ２、７ｆと三方弁６を介して接続されている。冷却水通路７ｆは、冷却水通路７ａとヒータコア５を介して接続されている。冷却水通路７ａ上には、排気熱回収器２が設けられており、冷却水は、排気熱回収器２内を通過する。冷却水通路７ａは、冷却水通路７ｂと、エンジン１から伸びている冷却水通路７ｃと、サーモスタット４を介して接続されている。冷却水通路７ｃ上には、ラジエータ３が設けられている。冷却水通路７ｂ上には、電動ウォーターポンプ（以下、「電動ＷＰ」と称す）が設けられている。冷却水通路７ｂは、冷却水通路７ｄ１、７ｄ２と接続されている。冷却水通路７ｄ１は、エンジン１内のウォータジャケット（不図示）に通じている。冷却水通路７ｄ２は、エンジン１を迂回する迂回通路であり、冷却水通路７ｅ、７ｆと三方弁６を介して接続されている。なお、以下において、冷却水通路７ｄ２を、エンジン１を迂回する冷却水通路であることを示すために「迂回通路７ｄ２」と呼ぶこともある。また、冷却水通路７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ１、７ｄ２、７ｅ、７ｆを区別しない場合には、単に冷却水通路７として称するものとする。
【００２４】
エンジン１は、供給される燃料と空気との混合気を燃焼させることによって動力を発生する装置である。例えば、エンジン１は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどによって構成される。また、エンジン１は、ハイブリッド車両などに搭載される。冷却水は、冷却水通路７ｄ１よりエンジン１に流入する。エンジン１内に流入した冷却水は、エンジン１内のウォータジャケットを通過した後、冷却水通路７ｃ、７ｅより流出する。ウォータジャケットは、エンジン１内のシリンダ（不図示）の周囲に設けられており、シリンダは、ウォータジャケットを通過する冷却水と熱交換を行う。
【００２５】
エンジン１の冷却水通路７ｅへの出口付近には、エンジン１内の冷却水の水温、正確には、エンジン１内のウォータジャケットにおける冷却水の水温を検出するための水温センサ９ａが設けられている。水温センサ９ａは、エンジン１内のウォータジャケットにおける冷却水の水温を検出し、対応する検出信号Ｓ９ａをＥＣＵ２０へ供給する。
【００２６】
三方弁６は、三方向に冷却水の出入り口を有し、各方向の出入り口には開閉可能な弁を有している。図１に示す例では、三方弁６は、冷却水通路７ｄ２、７ｅ、７ｆの各方向に冷却水の出入り口を有しており、冷却水通路７ｄ２、７ｅ、７ｆの各方向の出入り口に弁ｆ１、ｆ２、ｆ３を有している。三方弁６は、ＥＣＵ２０からの制御信号Ｓ６に基づいて、各方向の出入り口の弁の開閉を行う。具体的には、三方弁６は、Ｃｏｌｄ時には、冷却水通路７ｄ２、７ｆの各方向の出入り口の弁ｆ１、ｆ３を開弁し、冷却水通路７ｅの方向の出入り口の弁ｆ２を閉弁することにより、迂回通路７ｄ２を通過するルート（実線矢印で示すルート、以下、Ｃｏｌｄ時冷却水ルートと称することもある）で冷却水を流通させる。また、三方弁６は、Ｈｏｔ時には、冷却水通路７ｅ、７ｆの各方向の出入り口の弁ｆ２、ｆ３を開弁し、冷却水通路７ｄ２の方向の出入り口の弁ｆ１を閉弁することにより、エンジン１内を通過するルート、正確には、エンジン１内のウォータジャケットを通過するルート（波線矢印で示すルート、以下、Ｈｏｔ時冷却水ルートと称することもある）で冷却水を流通させる。即ち、三方弁６は、エンジン１内のウォータジャケットと迂回通路７ｄ２との間で冷却水の流量を配分する。従って、三方弁６は、本発明における流量配分手段に相当する。なお、三方弁６の位置は、図１に示した位置には限られない。要は、エンジン１内のウォータジャケットを通過するルートと迂回通路７ｄ２を通過するルートとの間で、冷却水の通過ルート（以下、単に「冷却水ルート」と称することもある）を変えることができる位置であればよい。従って、三方弁６は、図１に示した位置に設ける代わりに、点Ｐｓに示す位置に取り付けるとしてもよい。
【００２７】
排気熱回収器２は、エンジン１からの排気ガスが通過する排気通路（不図示）上に設けられている。排気熱回収器２は、内部に冷却水が通過し、この冷却水と排気ガスの間で熱交換を行うことによって、排気熱を回収する。これにより、冷却水は加温される。
【００２８】
電動ＷＰ８は、電動式のモータを備えて構成され、このモータの駆動により冷却水を冷却水通路７内で循環させる。具体的には、電動ＷＰ８は、バッテリから電力が供給され、ＥＣＵ２０から供給される制御信号によって回転数などが制御される。なお、電動ＷＰ８の代わりに、エンジン１の作動とは関係なく動作可能で、且つ、ＥＣＵ２０によって制御可能な機械式のウォータポンプを用いることとしてもよい。
【００２９】
ヒータコア５は、内部を通過する冷却水によって、車室内の空気を暖める装置（暖房装置）である。この場合、ヒータコア５によって暖められた空気は、ヒータブロア（不図示）と呼ばれる送風機によって車室内に送風される。
【００３０】
ラジエータ３では、その内部を通過する冷却水が外気によって冷却される。この場合、電動ファン（不図示）の回転により導入された風によって、ラジエータ３内の冷却水の冷却が促進される。
【００３１】
サーモスタット４は、冷却水の温度に応じて開閉する弁によって構成される。基本的には、サーモスタット４は、冷却水の温度が高温となったときに開弁する。この場合、サーモスタット４を介して冷却水通路７ｂと冷却水通路７ｃとが接続され、冷却水はラジエータ３を通過することとなる。これにより、冷却水が冷却され、エンジン１のオーバーヒートが抑制される。これに対して、冷却水の温度が比較的低温である場合には、サーモスタット４は閉弁している。この場合には、冷却水はラジエータ３を通過しない。これにより、冷却水の温度低下が抑制されるため、エンジン１のオーバークールが抑制される。
【００３２】
ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）２０は、図示しないＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）及びＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）などを備える。ＥＣＵ２０は、図示しない種々のセンサから供給された検出信号を基づいて、冷却水制御装置１００の制御を行う。例えば、第１実施形態では、ＥＣＵ２０は、水温センサ９ａからの検出信号９ａに基づいて、エンジン１内のウォータジャケットにおける冷却水の水温を求める。ＥＣＵ２０は、求められた水温に基づいて、暖機が完了したか否かを判定し、三方弁６の制御を実行する。従って、ＥＣＵ２０は、本発明における制御手段として機能する。
【００３３】
（冷却水ルート切替制御処理）
次に、第１実施形態に係る冷却水ルート切替制御処理について述べる。第１実施形態に係る冷却水ルート切替制御処理では、ＥＣＵ２０は、エンジン１の暖機時（Ｃｏｌｄ時）には、迂回通路７ｄ２を通過するルート、即ち、エンジン１を迂回するＣｏｌｄ時冷却水ルートで冷却水を流通させ、エンジン１の暖機完了後（Ｈｏｔ時）には、エンジン１内を通過するルート、正確には、エンジン１内のウォータジャケットを通過するルートで冷却水を流通させることとする。
【００３４】
具体的には、ＥＣＵ２０は、水温センサ９ａにより検出された水温が所定温度よりも高くなっているか否かによって、暖機が完了したか否かを判定する。従って、この所定温度は、エンジン１の暖機が完了したか否かを判定するための基準となる温度である。ＥＣＵ２０は、暖機が完了していないと判定した場合には、即ち、Ｃｏｌｄ時には、三方弁６を制御することにより、実線矢印で示すように、エンジン１を迂回するＣｏｌｄ時冷却水ルートで冷却水を流通させるとともに、エンジン１内のウォータジャケットを通過するＨｏｔ時冷却水ルートで冷却水を流通させないこととする。即ち、ＥＣＵ２０は、エンジン１内のウォータジャケットにおける冷却水の流通を停止することとする。このようにする理由は、以下の通りである。
【００３５】
Ｃｏｌｄ時において、冷却水がエンジン１内のウォータジャケットを流通するとした場合、比較的低温の冷却水がエンジン１内のウォータジャケットを流通することとなる。この場合、エンジン１内のウォータジャケットを流通する冷却水がエンジン１の燃焼熱を奪うことにより、エンジン１の暖機が阻害されてしまう。そこで、第１実施形態では、エンジン１内を通過するルートで冷却水を流通させないとすることにより、エンジン１の暖機を促進することとしている。
【００３６】
また、Ｃｏｌｄ時において、冷却水通路７全体で冷却水の流通を完全に停止させるのではなく、エンジン１を迂回するＣｏｌｄ時冷却水ルートで冷却水を流通させるとした理由は、冷却水通路７全体での冷却水の流通を完全に停止した場合には、排気熱回収器２において、冷却水の水温が上がりすぎることにより冷却水が沸騰する恐れがあるからである。又は、冷却水の流通を完全に停止することにより、排気熱を十分に回収できなくなり、ヒータコア５の暖房要求を満たすことができなくなる恐れがあるからである。そのため、第１実施形態に係る冷却水制御装置１００では、Ｃｏｌｄ時において、エンジン１を迂回するＣｏｌｄ時冷却水ルートで冷却水を流通させるとすることにより、排気熱回収器２とヒータコア５との間で冷却水の循環を行い、排気熱の十分な回収及び冷却水の沸騰抑制を図ることとしている。
【００３７】
一方、ＥＣＵ２０は、暖機が完了したと判定した場合には、即ち、Ｈｏｔ時には、三方弁６を制御することにより、冷却水ルートの切替を行う。具体的には、ＥＣＵ２０は、エンジン１内を通過するＨｏｔ時冷却水ルートで冷却水を流通させるとともに、エンジン１を迂回するＣｏｌｄ時冷却水ルートでの冷却水の流通を停止することとする。これにより、エンジン１によって加温された冷却水をヒータコア５に供給することができる。
【００３８】
次に、第１実施形態に係る冷却水ルート切替制御処理について、図２に示すフローチャートを用いて説明する。
【００３９】
ステップＳ１０１において、ＥＣＵ２０は、水温センサ９ａにより検出されたエンジン１内の水温ＴＨＷ１が、所定温度よりも高くなっているか否かについて判定する。所定温度は、エンジン１の暖機が完了したか否かを判定するための基準となる温度であり、例えば９０℃程度である。所定温度は、予め、実験などにより求められ、ＲＯＭなどに記憶されている。即ち、この処理は、エンジン１の暖機が完了したか否かを判定するための処理である。
【００４０】
ＥＣＵ２０は、エンジン１内の水温ＴＨＷ１が所定温度よりも高くなっていると判定した場合には（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、エンジン１の暖機が完了したと判定し、三方弁６を制御して、エンジン１内を通過するＨｏｔ時冷却水ルートで冷却水を流通させることとする（ステップＳ１０２）。一方、ＥＣＵ２０は、エンジン１内の水温ＴＨＷ１が所定温度以下になっていると判定した場合には（ステップＳ１０１：Ｎｏ）、エンジン１は暖機中にあると判定し、三方弁６を制御して、エンジン１を迂回するＣｏｌｄ時冷却水ルートで冷却水を流通させることとする（ステップＳ１０３）。これにより、エンジン１の暖機を促進することができる。ＥＣＵ２０は、ステップＳ１０２又はステップＳ１０３の処理が行った後、本制御処理を終了する。
【００４１】
以上に説明した第１実施形態によれば、Ｃｏｌｄ時において、エンジン１の暖機を促進することができるとともに、排気熱の十分な回収及び冷却水の沸騰抑制を図ることができる。
【００４２】
なお、第１実施形態に係る冷却水制御装置１００では、１系統の冷却水通路上に、エンジン、排気熱回収器、ヒータコア、を有する構成となっている。このようにすることで、排気熱回収器とエンジンを結ぶ冷却水通路と独立して別個に、排気熱回収器とヒータコアを結ぶ冷却水通路を設けた構成の冷却水制御装置と比較して、電動ＷＰ８は１つで済み、また、冷却水制御装置自体の大きさも小さくすることができる。
【００４３】
（第１実施形態の変形例）
ここで、第１実施形態の変形例について説明する。上述の第１実施形態では、エンジン１内を通過するＨｏｔ時冷却水ルート、又は、エンジン１を迂回するＣｏｌｄ時冷却水ルートのどちらか一方で、冷却水を流通させることとし、Ｈｏｔ時には、エンジン１内を通過するＨｏｔ時冷却水ルートで冷却水を流通させ、エンジン１を迂回するＣｏｌｄ時冷却水ルートでは冷却水を流通させないとしていた。しかし、Ｈｏｔ時において、排気熱回収器２の冷却水の要求流量がエンジン１の冷却水の要求流量よりも大きい場合には、電動ＷＰ８は、エンジン１の要求流量よりも冷却水の流量を増加させる必要がある。そのため、ＥＣＵ２０は、電動ＷＰ８のパワーを、エンジン１の要求流量を満足するパワーよりも大きくする必要があり、電動ＷＰ８の電力消費が増大してしまう。
【００４４】
そこで、第１実施形態の変形例では、三方弁６として、エンジン１内のウォータジャケットと迂回通路７ｄ２との間で冷却水の流量の分配比を変えることが可能な流量配分三方弁を用いることとする。ＥＣＵ２０は、Ｈｏｔ時において、排気熱回収器２の要求流量がエンジン１の要求流量よりも大きい場合には、三方弁６（流量配分三方弁）を制御して、エンジン１を迂回するＣｏｌｄ時冷却水ルートにも冷却水を流通させることとする。このようにすることで、排気熱回収器２の要求流量がエンジン１の要求流量よりも大きい場合であっても、エンジン１内における冷却水の流量の増加量を抑えることが可能となり、電動ＷＰ８の負荷を低減することができる。また、圧力損失の大きなエンジン１を迂回するＣｏｌｄ時冷却水ルートでも冷却水を流通させるとすることにより、冷却水制御装置１００全体の圧力損失を低減することができる。これにより、第１実施形態の変形例では、電動ＷＰ８の消費電力を低減することができる。
【００４５】
また、上述の第１実施形態では、Ｃｏｌｄ時において、三方弁６を制御することにより、エンジン１を迂回するＣｏｌｄ時冷却水ルートで冷却水を流通させるとともに、エンジン１内を通過するＨｏｔ時冷却水ルートで冷却水を流通させないとしていた。しかし、これに限られるものではなく、代わりに、三方弁６として、流量配分三方弁を用いて、Ｃｏｌｄ時冷却水ルートにおける流量とＨｏｔ時冷却水ルートにおける流量を調節するとしても良い。即ち、ＥＣＵ２０は、Ｃｏｌｄ時において、三方弁６（流量配分三方弁）を用いて、迂回通路７ｄ２における冷却水の流量とエンジン１内における冷却水の流量との比率を変化させるとしても良い。例えば、ＥＣＵ２０は、Ｃｏｌｄ時において、流量配分三方弁たる三方弁６を用いて、迂回通路７ｄ２における冷却水の流量を増加させ、エンジン１内における冷却水の流量を減少させるとしても良い。これにより、Ｃｏｌｄ時において、エンジン１を迂回するＣｏｌｄ時冷却水ルートにおける冷却水の流量は増加し、エンジン１内を通過するＨｏｔ時冷却水ルートにおける冷却水の流量は減少することとなる。このようにしても、Ｃｏｌｄ時において、エンジン１の暖機を促進することができるとともに、排気熱の十分な回収及び冷却水の沸騰抑制を図ることができる。
【００４６】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について述べる。第２実施形態に係る冷却水制御装置の構成は、第１実施形態に係る冷却水制御装置１００の構成と同様の構成である。
【００４７】
先に述べた第１実施形態では、Ｃｏｌｄ時において、三方弁６を制御することにより、エンジン１を迂回するＣｏｌｄ時冷却水ルートで冷却水を流通させるとともに、エンジン１内を通過するＨｏｔ時冷却水ルートで冷却水を流通させないとしていた。しかしながら、Ｃｏｌｄ時において、例えば、暖房要求、デフロスタ要求、デアイス要求のうち、少なくともいずれかの要求がある場合には、ヒータコア５の要求熱量が排気熱回収器２による回収熱量よりも大きくなる場合がある。ここで、デフロスタとは、ヒータコア５が車室内より温風をフロントガラスなどに向けて吹き付けることにより霜を除去する動作を示し、デアイスとは、ヒータコア５が車室外より温風をフロントガラスなどに向けて吹き付けることにより、フロントガラスなどに氷結した氷や雪を除去する動作を示す。ヒータコア５の要求熱量が排気熱回収器２による回収熱量よりも大きくなる場合には、エンジン１を迂回するＣｏｌｄ時冷却水ルートで冷却水を流通させるのみでは、ヒータコア５の要求熱量を満たすことができなくなる恐れがある。
【００４８】
そこで、第２実施形態では、ＥＣＵ２０は、Ｃｏｌｄ時において、ヒータコア５の要求熱量が排気熱回収器２による回収熱量よりも大きいと判定した場合には、冷却水ルートを切り替えて、エンジン１内を通過するＨｏｔ時冷却水ルートで冷却水を流通させることとする。このようにすることで、Ｃｏｌｄ時であっても、ヒータコア５の要求熱量が排気熱回収器２による回収熱量よりも大きい場合には、エンジン１の燃焼熱によって加温された比較的高温の冷却水をヒータコア５に供給することができ、ヒータコア５の要求熱量を満たすことができる。
【００４９】
（冷却水ルート切替処理）
第２実施形態に係る冷却水ルート切替処理について、図３に示すフローチャートを用いて説明する。第２実施形態に係る冷却水ルート切替処理では、先に述べた第１実施形態に係る冷却水ルート切替処理、即ち、エンジン１の暖機が完了したか否かを判定して冷却水ルートを切り替える処理に加えて、ヒータコア５の要求熱量が排気熱回収器２による回収熱量よりも大きいか否かを判定する処理が行われる。以下に具体的に述べる。
【００５０】
ステップＳ１１１において、ＥＣＵ２０は、ヒータコア５の要求熱量が排気熱回収器２による回収熱量よりも大きく、且つ、エンジン１内の水温ＴＨＷ１が要求温度よりも高くなるか否かについて判定する。例えば、ＥＣＵ２０は、暖房要求がある場合には、エアコン設定温度、外気温、内気温などに基づいて、ヒータコア９の要求熱量を算出するとともに、燃料噴射量、外気温、冷却水流量などに基づいて、排気熱回収器２の回収熱量を算出する。また、要求温度とは、エンジン１内の冷却水がヒータコア５を流通した場合において、ヒータコア５の要求熱量を満たすことが可能な回収熱量となるときの、エンジン１内の冷却水の温度である。要求温度は、予め、実験などにより求められ、ＲＯＭなどに記録されている。
【００５１】
ＥＣＵ２０は、算出された要求熱量が算出された回収熱量よりも大きく、且つ、エンジン１内の水温ＴＨＷ１が要求温度よりも高くなると判定した場合には（ステップＳ１１１：Ｙｅｓ）、ステップＳ１１３の処理へ進み、そうでなければ、ステップＳ１１２の処理へ進む。なお、ステップＳ１１１において、ＥＣＵ２０は、デフロスタ要求、デアイス要求のうち、いずれかの要求がある場合には、ヒータコア５の要求熱量が排気熱回収器２による回収熱量よりも大きくなるとみなす。
【００５２】
ステップＳ１１３において、ＥＣＵ２０は、三方弁６を制御して、エンジン１内を通過するＨｏｔ時冷却水ルートで冷却水を流通させる。このようにすることで、Ｃｏｌｄ時であっても、ヒータコア５の要求熱量が排気熱回収器２による回収熱量よりも大きくなる場合には、Ｈｏｔ時冷却水ルートで冷却水を流通させることができ、ヒータコア５の要求熱量を満たすことができる。
【００５３】
ステップＳ１１２において、ＥＣＵ２０は、水温センサ９ａにより検出されたエンジン１内の水温ＴＨＷ１が、所定温度よりも高くなっているか否かについて判定する。この処理は、エンジン１の暖機が完了したか否かを判定するための処理である。従って、この所定温度は、エンジン１の暖機が完了したか否かを判定するための基準となる温度であり、例えば９０℃程度である。所定温度は、予め、実験などにより求められ、ＲＯＭなどに記憶されている。
【００５４】
ＥＣＵ２０は、エンジン１内の水温ＴＨＷ１が所定温度よりも高くなっていると判定した場合には（ステップＳ１１２：Ｙｅｓ）、エンジン１の暖機が完了したと判定し、三方弁６を制御して、エンジン１内を通過するＨｏｔ時冷却水ルートで冷却水を流通させる（ステップＳ１１３）。一方、ＥＣＵ２０は、エンジン１内の水温ＴＨＷ１が所定温度以下になっていると判定した場合には（ステップＳ１１２：Ｎｏ）、エンジン１は暖機中にあると判定し、三方弁６を制御して、エンジン１を迂回するＣｏｌｄ時冷却水ルートで冷却水を流通させることとする（ステップＳ１１４）。これにより、エンジン１の暖機を促進することができる。ＥＣＵ２０は、ステップＳ１１３、Ｓ１１４の処理を行った後、本制御処理を終了することとする。
【００５５】
なお、ここで、ＥＣＵ２０は、Ｃｏｌｄ時において、ヒータコア５の要求熱量が排気熱回収器２による回収熱量よりも大きい場合には、エンジン１内を通過するＨｏｔ時冷却水ルートで冷却水を流通させ、エンジン１を迂回するＣｏｌｄ時冷却水ルートで冷却水を流通させないとしている。しかし、これに限られるものではない。代わりに、三方弁６として、流量配分三方弁を用いることとし、ＥＣＵ２０は、Ｃｏｌｄ時において、ヒータコア５の要求熱量が排気熱回収器２による回収熱量よりも大きい場合には、エンジン１内のウォータジャケットにおける冷却水の流量を増加させ、エンジン１を迂回する迂回通路７ｄ２における冷却水の流量を減少させるとしても良い。これによっても、エンジン１内を通過するＨｏｔ時冷却水ルートにおける冷却水の流量は増加することとなり、ヒータコア５の要求熱量を満たすことができる。
【００５６】
以上に説明した第２実施形態によれば、Ｃｏｌｄ時において、エンジン１の暖機を促進することができるとともに、ヒータコア５の要求熱量が排気熱回収器２による回収熱量よりも大きくなる場合に、ヒータコア９の要求熱量を満たすことができる。これにより、暖房要求を満たすことが可能となる。また、デフロスタ要求、デアイス要求がある場合にも、デフロスタ性能及びデアイス性能を確保することができる。
【００５７】
［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。第３実施形態に係る冷却水制御装置１００ａの構成を図４に示すこととする。
【００５８】
先に述べた第１実施形態では、Ｃｏｌｄ時において、三方弁６を制御することにより、エンジン１を迂回するＣｏｌｄ時冷却水ルートで冷却水を流通させるとしていた。しかしながら、このとき、排気熱回収器２における冷却水の回収熱量が比較的大きく、エンジン１を迂回するＣｏｌｄ時冷却水ルートにおける冷却水の水温が、エンジン１内における冷却水の水温よりも高くなる場合には、Ｃｏｌｄ時であるにもかかわらず、サーモスタット４が開弁して、冷却水の熱がラジエータ３より放熱され無駄になる恐れがある。
【００５９】
そこで、第３実施形態に係る冷却水制御装置１００ａでは、第１実施形態に係る冷却水制御装置１００の構成要素に加え、図４に示すように、排気熱回収器２における冷却水が流出する出口付近に水温センサ９ｂが設けられることとする。水温センサ９ｂは、検出した水温に対応する検出信号Ｓ９ｂをＥＣＵ２０に供給する。ＥＣＵ２０は、Ｃｏｌｄ時において、検出信号９ｂに基づいて、水温センサ９ｂにより検出された冷却水の水温ＴＨＷ２の方がエンジン１内の冷却水の水温ＴＨＷ１よりも高いと判定した場合には、エンジン１内を通過するＨｏｔ時冷却水ルートで冷却水を流通させることとする。
【００６０】
具体的には、ＥＣＵ２０は、Ｃｏｌｄ時において、水温センサ９ｂにより検出された冷却水の水温が、所定温度よりも大きいと判定した場合には、三方弁６を制御して、冷却水ルートを切り替え、エンジン１内を通過するＨｏｔ時冷却水ルートで冷却水を流通させることとする。ここで、この所定温度は、例えば、サーモスタット４の開弁が開始する水温以下の温度に設定される。このようにすることで、サーモスタット４が開弁する前に、即ち、ラジエータ３で放熱が行われる前に、排気熱回収器２で回収された熱をエンジン１に供給することができる。これにより、ラジエータ３による無駄な放熱を抑制することができ、エンジン１の暖機を促進することができる。
【００６１】
（冷却水ルート切替処理）
次に、第３実施形態に係る冷却水ルート切替処理について、図５に示すフローチャートを用いて説明する。第３実施形態に係る冷却水ルート切替処理では、先に述べた第１実施形態に係る冷却水ルート切替処理、即ち、エンジン１の暖機が完了したか否かを判定して冷却水ルートを切り替える処理に加え、水温センサ９ｂにより検出された冷却水の水温が、所定温度（例えば、サーモスタット４の開弁が開始する水温以下の温度）よりも高くなっているか否かを判定する処理が行われる。以下に具体的に述べる。
【００６２】
ステップＳ１２１において、ＥＣＵ２０は、水温センサ９ａにより検出されたエンジン１内の水温ＴＨＷ１が、第１の所定温度よりも高くなっているか否かについて判定する。この処理は、エンジン１の暖機が完了したか否かを判定するための処理である。第１の所定温度は、エンジン１の暖機が完了したか否かを判定するための基準となる温度であり、例えば９０℃程度である。第１の所定温度は、予め、実験などにより求められ、ＲＯＭなどに記憶されている。
【００６３】
ステップＳ１２１において、ＥＣＵ２０は、エンジン１内の水温ＴＨＷ１が第１の所定温度よりも高くなっていると判定した場合には（ステップＳ１２１：Ｙｅｓ）、エンジン１の暖機が完了したと判定し、三方弁６を制御して、エンジン１内を通過するＨｏｔ時冷却水ルートで冷却水を流通させる（ステップＳ１２３）。一方、ＥＣＵ２０は、エンジン１内の水温ＴＨＷ１が第１の所定温度以下になっていると判定した場合には（ステップＳ１２１：Ｎｏ）、エンジン１は暖機中にあると判定し、ステップＳ１２２の処理へ進む。
【００６４】
ステップＳ１２２において、ＥＣＵ２０は、水温センサ９ｂにより検出された、排気熱回収器２における冷却水の出口付近の水温ＴＨＷ２が、第２の所定温度よりも高くなっているか否かについて判定する。ここで、第２の所定温度は、サーモスタット４の開弁が開始する水温以下の温度に設定されており、例えば７８℃程度である。第２の所定温度は、予め、実験などによって求められ、ＲＯＭなどに記憶されている。
【００６５】
ステップＳ１２２において、ＥＣＵ２０は、排気熱回収器２における冷却水の出口付近の水温ＴＨＷ２が第２の所定温度よりも高くなっていると判定した場合には（ステップＳ１２２：Ｙｅｓ）、ステップＳ１２３の処理へ進み、エンジン１内を通過するＨｏｔ時の冷却水ルートで冷却水を流通させることとする。このようにすることで、サーモスタット４が開弁してラジエータ３で放熱が行われる前に、排気熱回収器２で回収された熱をエンジン１に供給することができる。
【００６６】
一方、ＥＣＵ２０は、水温ＴＨＷ２が第２の所定温度以下になっていると判定した場合には（ステップＳ１２２：Ｎｏ）、三方弁６を制御して、エンジン１を迂回するＣｏｌｄ時冷却水ルートで冷却水を流通させることとする（ステップＳ１２４）。ＥＣＵ２０は、ステップＳ１２３、Ｓ１２４の処理が行った後、本制御処理を終了することとする。
【００６７】
なお、上述の第３実施形態では、第２の所定温度は予め決められているとしているが、これに限られるものではない。代わりに、例えば、サーモスタット４として、ＥＣＵ２０と接続され、運転者の運転の仕方などに応じて開弁開始温度が変化する電子サーモスタットを用いることとし、ＥＣＵ２０は、第２の所定温度を運転者の運転の仕方などに応じて変化させるとしてもよい。
【００６８】
また、上述の第３実施形態では、ＥＣＵ２０は、Ｃｏｌｄ時において、水温センサ９ｂにより検出された冷却水の水温ＴＨＷ２の方がエンジン１内の冷却水の水温ＴＨＷ１よりも高いと判定した場合には、エンジン１内を通過するＨｏｔ時冷却水ルートで冷却水を流通させるとともに、エンジン１を迂回するＣｏｌｄ時冷却水ルートで冷却水を流通させないとしている。しかし、これに限られるものではなく、代わりに、三方弁６として、流量配分三方弁を用いることとし、ＥＣＵ２０は、水温センサ９ｂにより検出された冷却水の水温ＴＨＷ２の方がエンジン１内の冷却水の水温ＴＨＷ１よりも高いと判定した場合には、エンジン１内のウォータジャケットにおける冷却水の流量を増加させ、エンジン１を迂回する迂回通路７ｄ２における冷却水の流量を減少させるとしても良い。これにより、エンジン１内を通過するＨｏｔ時冷却水ルートにおける冷却水の流量は増加し、エンジン１を迂回するＣｏｌｄ時冷却水ルートにおける冷却水の流量は減少することとなる。これによっても、ラジエータ３による無駄な放熱を抑制することができ、エンジン１の暖機を促進することができる。
【００６９】
また、上述の第３実施形態では、排気熱回収器２における冷却水が流出する出口付近に水温センサ９ｂが設けられることとしているが、これに限られるものではなく、代わりに、Ｃｏｌｄ時冷却水ルート上の任意の場所に、例えば、排気熱回収器２における冷却水が流入する入口付近に、水温センサ９ｂが設けられるとしても良い。つまり、ＥＣＵ２０は、排気熱回収器２を流通する冷却水の水温がエンジン１内の冷却水の水温ＴＨＷ１よりも高いと判定した場合には、エンジン１内のウォータジャケットにおける冷却水の流量を増加させ、エンジン１を迂回する迂回通路７ｄ２における冷却水の流量を減少させるとしても良い。これによっても上述の効果と同様の効果を得ることができる。
【００７０】
以上に説明した第３実施形態によれば、ラジエータ３による無駄な放熱を抑制することができ、エンジン１の暖機をより促進することができる。
【００７１】
［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態について述べる。第４実施形態に係る冷却水制御装置の構成は、図１に示した第１実施形態に係る冷却水制御装置１００の構成と同様の構成である。
【００７２】
先に述べた第１実施形態では、Ｃｏｌｄ時において、三方弁６を制御することにより、エンジン１を迂回するＣｏｌｄ時冷却水ルートで冷却水を流通させるとともに、エンジン１内を通過するＨｏｔ時冷却水ルートで冷却水を流通させないとしていた。ここで、エンジン１の暖機が完了して、冷却水ルートを、Ｃｏｌｄ時冷却水ルートからＨｏｔ時冷却水ルートへと切り替えた場合には、ヒータコア５に流入する冷却水の水温が急変するため、ヒータコア９の吹き出し温度も急変し、運転者が不快と感じることがある。このことは、冷却水の流通を、Ｈｏｔ時冷却水ルートからＣｏｌｄ時冷却水ルートへと切り替えた場合であっても同様に起こりうる。
【００７３】
そこで、第４実施形態では、三方弁６は、エンジン１内のウォータジャケットにおける冷却水と、エンジン１を迂回する迂回通路７ｄ２における冷却水と、を混合させる中間温度モードを有することとする。中間温度モードとは、具体的には、図１に示す三方弁６において、冷却水通路７ｆの方向の弁ｆ３が全開になっているとともに、迂回通路７ｄ２、冷却水通路７ｅの夫々の方向の弁ｆ１、ｆ２が半開になっているモード、又は、図１に示す三方弁６において、冷却水通路７ｆの方向の弁ｆ３が全開になっているとともに、迂回通路７ｄ２、冷却水通路７ｅの夫々の方向の弁ｆ１、ｆ２が十分に短い時間で交互に開閉を繰り返すモードである。
【００７４】
ＥＣＵ２０は、冷却水ルートの切り替え要求があった場合には、所定時間の間、三方弁６を中間温度モードに設定した後、冷却水ルートを切り替えることとする。このようにすることで、冷却水ルートの切替時において、エンジン１内のウォータジャケットにおける冷却水と、エンジン１を迂回する迂回通路７ｄ２における冷却水と、を混合させることができる。このようにすることで、冷却水ルートの切り替えに伴う、ヒータコア５に流入する冷却水の水温の急変を抑制することができ、ヒータコア５の吹き出し温度の急変を抑制することができる。
【００７５】
（冷却水ルート切替処理）
次に、第４実施形態に係る冷却水ルート切替処理について、図６に示すフローチャートを用いて説明する。第４実施形態に係る冷却水ルート切替処理では、冷却水ルートを切り替える際に、三方弁６を中間温度モードに設定する処理が行われる。以下に具体的に述べる。
【００７６】
ステップＳ１３１において、ＥＣＵ２０は、エンジン１を迂回するＣｏｌｄ時冷却水ルートからエンジン１内を通過するＨｏｔ時冷却水ルートへの切替要求があるか否かについて判定する。例えば、第１実施形態で述べたように、ＥＣＵ２０は、エンジン１内の冷却水の水温ＴＨＷ１に基づいて、エンジン１の暖機が完了したか否かを判定することにより、Ｃｏｌｄ時冷却水ルートからＨｏｔ時冷却水ルートへの切替要求があるか否かを判定することができる。
【００７７】
ステップＳ１３１において、ＥＣＵ２０は、Ｃｏｌｄ時冷却水ルートからＨｏｔ時冷却水ルートへの切替要求があると判定した場合には（ステップＳ１３１：Ｙｅｓ）、ステップＳ１３２の処理へ進む。
【００７８】
ステップＳ１３２において、ＥＣＵ２０は、暖房中か否かについて判定する。例えば、ＥＣＵ２０は、暖房要求の有無などにより、暖房中か否かについて判定することができる。ＥＣＵ２０は、暖房中でないと判定した場合には（ステップＳ１３２：Ｎｏ）、Ｈｏｔ時冷却水ルートへ切り替える（ステップＳ１３７）。一方、ＥＣＵ２０は、暖房中であると判定した場合には（ステップＳ１３２：Ｙｅｓ）、三方弁６を中間温度モードに設定し（ステップＳ１３３）、所定時間（例えば５秒間）経過した後（ステップＳ１３５）、Ｈｏｔ時冷却水ルートへ切り替える（ステップＳ１３７）。このようにすることで、ヒータコア５に流入する冷却水の水温の急変を抑制することができ、ヒータコア５の吹き出し温度の急変を抑制することができる。この所定時間は、予め実験などにより求められ、ＲＯＭなどに記憶されている。ＥＣＵ２０は、ステップＳ１３７の処理を行った後、本制御処理を終了する。
【００７９】
なお、ステップＳ１３３の処理の後、ＥＣＵ２０は、水温センサ９ａからの検出信号に基づいて、エンジン１内の冷却水の水温ＴＨＷ１が、所定温度よりも高くなっていると判定した場合には（ステップＳ１３４）、所定時間が経過する前に、三方弁６の中間温度モードを終了し（ステップＳ１３６）、Ｈｏｔ時の冷却水ルートへ切り替える（ステップＳ１３７）。この所定温度とは、冷却水の沸点以下の温度で設定され、例えば１００℃程度である。この所定温度は、予め実験などにより求められ、ＲＯＭなどに記憶されている。ステップＳ１３４の処理を行う理由は、エンジン１内の冷却水の水温が沸点に達するような場合には、速やかに冷却水を冷却する必要があるからである。
【００８０】
ステップＳ１３１の処理へ戻り、ＥＣＵ２０は、エンジン１を迂回するＣｏｌｄ時冷却水ルートからエンジン１内を通過するＨｏｔ時冷却水ルートへの切替要求がないと判定した場合には（ステップＳ１３１：Ｎｏ）、ステップＳ１４１の処理へ進み、エンジン１内を通過するＨｏｔ時冷却水ルートからエンジン１を迂回するＣｏｌｄ時冷却水ルートへの切替要求があるか否かについて判定する。ＥＣＵ２０は、例えば、エンジン１内の冷却水の水温ＴＨＷ１に基づいて、エンジン１の暖機が必要か否かを判定することにより、Ｈｏｔ時冷却水ルートからＣｏｌｄ時冷却水ルートへの切替要求があるか否かを判定することができる。ＥＣＵ２０は、Ｈｏｔ時冷却水ルートからＣｏｌｄ時冷却水ルートへの切替要求があると判定した場合には（ステップＳ１４１：Ｙｅｓ）、ステップＳ１４２の処理へ進み、Ｈｏｔ時冷却水ルートからＣｏｌｄ時冷却水ルートへの切替要求がないと判定した場合には（ステップＳ１４１：Ｎｏ）、本制御処理を終了する。
【００８１】
ステップＳ１４２〜ステップＳ１４６までの処理は、ステップＳ１３２〜ステップＳ１３６までの処理と同様であるので詳細な説明を省略する。簡単に説明すると、ＥＣＵ２０は、三方弁６を中間温度モードに設定した場合において（ステップＳ１４３）、所定時間（例えば５秒間）経過した場合（ステップＳ１４５）、又は、エンジン１内の冷却水の水温ＴＨＷ１が、所定温度（例えば１００℃）よりも高くなっていると判定した場合には（ステップＳ１４４）、Ｃｏｌｄ時冷却水ルートへと切り替える（ステップＳ１４７）。このようにすることで、ヒータコア５に流入する冷却水の水温の急変を抑制することができ、ヒータコア５の吹き出し温度の急変を抑制することができる。ＥＣＵ２０は、ステップＳ１４７の処理を行った後、本制御処理を終了する。
【００８２】
以上に説明した第４実施形態によれば、冷却水ルートの切り替えに伴う、ヒータコア５に流入する冷却水の水温の急変を抑制することができ、ヒータコア５の吹き出し温度の急変を抑制することができる。
【００８３】
［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。第５実施形態に係る冷却水制御装置１００ｂの構成を図７に示すこととする。
【００８４】
先に述べた第１実施形態では、Ｃｏｌｄ時において、三方弁６を制御することにより、エンジン１を迂回するＣｏｌｄ時冷却水ルートで冷却水を流通させるとしていた。このとき、図１に示したように、第１実施形態に係る冷却水制御装置１００では、排気熱回収器２で熱を回収した冷却水は、冷却水通路７ａ、７ｂ、７ｄ２、７ｆを通過した後、ヒータコア５に達することとなる。しかしながら、このとき、排気熱回収器２で熱を回収した冷却水は、ヒータコア５に達する前に放熱してしまう。具体的には、冷却水は、冷却水通路７ａ、７ｂ、７ｄ２、７ｆを通過する際に放熱してしまう。そのため、第１実施形態に係る冷却水制御装置１００では、ヒータコア５の要求熱量を満たすのが困難になる恐れがある。
【００８５】
そこで、第５実施形態に係る冷却水制御装置１００ｂでは、第１実施形態に係る冷却水制御装置１００と異なり、図７に示すように、ヒータコア５が、排気熱回収器２の下流側の冷却水通路７ａ上に設けられることとする。この場合、図７に示すように、排気熱回収器２で熱を回収した冷却水は、ヒータコア５に達するまでに、第１実施形態に係る冷却水制御装置１００の場合と比較して、より短い距離の冷却水通路７（冷却水通路７ａの一部）を通過することとなる。従って、第５実施形態に係る冷却水制御装置１００ｂでは、第１実施形態に係る冷却水制御装置１００と比較して、冷却水通路７における冷却水の放熱を最小限に抑えることができ、ヒータコア５における放熱量を増加させることができる。
【００８６】
また、第５実施形態に係る冷却水制御装置１００ｂでは、エンジン１の下流側で、かつ、排気熱回収器２の上流側の冷却水通路に、冷却水の水温を検出するための水温センサ９ｂが設けられている。このようにすることで、ＥＣＵ２０は、水温センサ９ａにより検出されたエンジン１内の冷却水の水温ＴＨＷ１と、水温センサ９ｂにより検出された冷却水の水温ＴＨＷ２と、を比較することにより、水温センサ９ａ、９ｂのうち、どちらか一方が故障しているか否かを判定することができる。具体的には、ＥＣＵ２０は、水温ＴＨＷ１と水温ＴＨＷ２とが略一致する場合には、水温センサ９ａ、９ｂはどちらも正常に機能していると判定することができる。一方、ＥＣＵ２０は、水温ＴＨＷ１と水温ＴＨＷ２とが大きく異なる場合には、水温センサ９ａ、９ｂのうち、どちらか一方が故障していると判定することができる。
【００８７】
ＥＣＵ２０は、水温センサ９ａ、９ｂのうち、どちらか一方が故障していると判定した場合には、冷間始動時において、エンジン１を迂回するＣｏｌｄ時冷却水ルートではなく、エンジン１内を通過するＨｏｔ時冷却水ルートで冷却水を流通させることとする。そして、ＥＣＵ２０は、水温センサ９ａに検出された水温ＴＨＷ１、水温センサ９ｂによって検出された水温ＴＨＷ２の夫々についての水温の上昇度合いを検出する。ここで、ＥＣＵ２０は、エンジン１の消費燃料量に基づくことによっても、エンジン１内の冷却水の水温の上昇度合いを推定することができる。従って、ＥＣＵ２０は、検出された水温ＴＨＷ１、ＴＨＷ２の夫々についての上昇度合いを、消費燃料量に基づいて推定された冷却水の水温の上昇度合いと比較することにより、問題のある水温センサを特定することができる。
【００８８】
（第５実施形態の変形例）
ここで、第５実施形態の変形例について説明する。第５実施形態の変形例に係る冷却水制御装置１００ｂａの構成を図８に示すこととする。先に述べた第５実施形態に係る冷却水制御装置１００ｂでは、排気熱回収器２の下流側の冷却水通路７ａにヒータコア５が設けられるとしていた。そのため、排気熱回収器２内で冷却水が沸騰することにより発生した気泡がヒータコア５に流れ込むことがある。この場合には、ヒータコア５に異音が発生して、運転者に不快感を与える恐れがある。
【００８９】
そこで、第５実施形態の変形例に係る冷却水制御装置１００ｂａでは、冷却水制御装置１００ｂの構成要素に加え、排気熱回収器２とヒータコア５との間の冷却水通路７ａに、冷却水の水温を検出するための水温センサ９ｃが設けられることとする。水温センサ９ｃは、検出した水温ＴＨＷ３に対応する検出信号Ｓ９ｃをＥＣＵ２０に供給する。ＥＣＵ２０は、水温センサ９ｃにより検出された冷却水の水温ＴＨＷ３が所定温度よりも高くなると判定した場合には、冷却水が沸騰する恐れがあるとして、電動ＷＰ８を制御することにより、冷却水通路７ａにおける冷却水の流量を増加させることとする。ここで、この所定温度は、冷却水の沸点よりも低い温度に設定され、例えば１１０℃程度である。この所定温度は、予め実験などにより求められ、ＲＯＭなどに記憶されている。このようにすることで、排気熱回収器２内の冷却水の沸騰するのを抑えることができ、気泡がヒータコア５に流れ込むことによるヒータコア５に発生する異音を防ぐことができる。
【００９０】
また、排気熱回収器２とヒータコア５との間の冷却水通路に水温センサ９ｃを設けることにより、デッドソーク時における排気熱回収器２内の冷却水の沸騰も検出することができる。
【００９１】
［第６実施形態］
次に、本発明の第６実施形態に係る冷却水制御装置について説明する。第６実施形態に係る冷却水制御装置１００ｃの構成を図９に示すこととする。
【００９２】
先に述べた第１実施形態では、Ｃｏｌｄ時において、三方弁６を制御することにより、エンジン１を迂回するＣｏｌｄ時冷却水ルートで冷却水を流通させるとともに、エンジン１内を通過するＨｏｔ時冷却水ルートで冷却水を流通させないとしていた。しかしながら、軽負荷走行時などの排気損失が少ない状態では、排気熱回収器２による回収熱量がヒータコア５の要求熱量よりも小さくなり、逆に言うと、第２実施形態のときと同様、ヒータコア５の要求熱量が排気熱回収器２による回収熱量よりも大きくなり、エンジン１を迂回するＣｏｌｄ時冷却水ルートで冷却水を流通させるのみでは、ヒータコア５の要求熱量を満たすことができなくなる。
【００９３】
そこで、第６実施形態に係る冷却水制御装置１００ｃでは、ＥＣＵ２０は、吸入空気量に基づいて、排気熱回収器２による回収熱量がヒータコア５の要求熱量よりも小さくなるか否か（逆に言うと、第２実施形態と同様、ヒータコア５の要求熱量が排気熱回収器２による回収熱量よりも大きくなるか否か）について判定することとする。具体的には、まず、ＥＣＵ２０は、エアフローセンサ（Ａ／Ｆセンサ）１１からの検出信号Ｓ１１に基づいて、吸入空気量を求める。そして、ＥＣＵ２０は、Ｃｏｌｄ時において、吸入空気量が所定量よりも小さいと判定した場合には、排気熱回収器２による回収熱量がヒータコア５の要求熱量よりも小さくなると判定することとする。ここで、所定量は、吸入空気量がこの値よりも小さくなると、排気熱回収器２による回収熱量がヒータコア５の要求熱量よりも小さくなると予測することができる値である。
【００９４】
ＥＣＵ２０は、吸入空気量が所定量よりも小さいと判定した場合、即ち、排気熱回収器２による回収熱量がヒータコア５の要求熱量よりも小さくなると判定した場合には、エンジン内を通過するＨｏｔ時冷却水ルートで冷却水を流通させることとする。このようにすることで、軽負荷走行時等のように排気損失が少ないがために、排気熱回収器２による回収熱量がヒータコア５の要求熱量よりも小さくなる場合において、エンジン１の燃焼熱によって加温された比較的高温の冷却水をヒータコア５に供給することができ、ヒータコア５の要求熱量を満たすことができる。
【００９５】
（冷却水ルート切替制御処理）
次に、第６実施形態に係る冷却水ルート切替処理について、図１０に示すフローチャートを用いて説明する。第６実施形態に係る冷却水ルート切替制御処理では、ＥＣＵ２０は、Ｃｏｌｄ時において、吸入空気量が所定量よりも小さいと判定された場合には、エンジン内を通過するＨｏｔ時冷却水ルートで冷却水を流通させることとする。
【００９６】
ステップＳ２０１において、ＥＣＵ２０は、Ａ／Ｆセンサ１１からの検出信号Ｓ１１に基づいて求められた吸入空気量が所定量よりも小さいか否かについて判定する。この所定量は、吸入空気量がこの値よりも小さくなると、排気熱回収器２による回収熱量がヒータコア５の要求熱量よりも小さくなると予測することができる値であり、例えば、３ｇ／ｓｅｃ程度である。この所定量は、予め実験などにより求められ、ＲＯＭなどに記録されている。
【００９７】
ステップＳ２０１において、ＥＣＵ２０は、吸入空気量が所定量よりも小さいと判定した場合には（ステップＳ２０１：Ｙｅｓ）、排気熱回収器２による回収熱量がヒータコア５の要求熱量よりも小さくなると判定し、三方弁６を制御して、冷却水ルートを切り替え、エンジン１内を通過するＨｏｔ時冷却水ルートで冷却水を流通させる（ステップＳ２０２）。これにより、エンジン１の燃焼熱によって加温された比較的高温の冷却水をヒータコア５に供給することができる。一方、ＥＣＵ２０は、吸入空気量が所定量以上であると判定した場合には（ステップＳ２０１：Ｎｏ）、冷却水ルートを切り替えないで、エンジン１を迂回するＣｏｌｄ時冷却水ルートのまま、冷却水を流通させる（ステップＳ２０３）。ＥＣＵ２０は、ステップＳ２０１、Ｓ２０３の処理を実行した後、本制御処理を終了する。
【００９８】
なお、上述の第６実施形態では、ＥＣＵ２０は、吸入空気量に基づいて、排気熱回収器２による回収熱量がヒータコア５の要求熱量よりも小さくなるか否かについて判定することとしているが、これに限られるものではない。吸入空気量に基づく代わりに、燃料量に基づいて、排気熱回収器２による回収熱量がヒータコア５の要求熱量よりも小さくなるか否かについて判定することとしてもよい。これにより、空燃比が変動した場合であっても、正確に判定することができる。または、吸入空気量に基づく代わりに、排気温度を計測することによって排気損失を推測し、推測された排気損失に基づいて、排気熱回収器２による回収熱量がヒータコア５の要求熱量よりも小さくなるか否かについて判定することとしてもよい。これにより、燃焼状態が変化して、排気損失割合が変化した場合であっても、正確に判定することができる。
【００９９】
また、上述の第６実施形態では、ＥＣＵ２０は、吸入空気量が所定量よりも小さいと判定した場合には、エンジン内を通過するＨｏｔ時冷却水ルートで冷却水を流通させることとしていた。即ち、Ｃｏｌｄ時冷却水ルートで冷却水を流通させないとしていた。しかし、これに限られるものではなく、代わりに、三方弁６として、流量配分三方弁を用いることとし、ＥＣＵ２０は、吸入空気量が所定量よりも小さいと判定した場合には、エンジン１内のウォータジャケットにおける冷却水の流量を増加させ、エンジン１を迂回する迂回通路７ｄ２における冷却水の流量を減少させるとしても良い。即ち、エンジン１内を通過するＨｏｔ時冷却水ルートにおける冷却水の流量を増加させ、エンジン１を迂回するＣｏｌｄ時冷却水ルートにおける冷却水の流量は減少させることとしてもよい。このようにしても、ヒータコア５の要求熱量を満たすことができる。
【０１００】
以上に説明した第６実施形態によれば、軽負荷走行時等のように排気損失が少なくなることにより、排気熱回収器２による回収熱量がヒータコア５の要求熱量よりも小さくなる場合において、エンジン１の燃焼熱によって加温された比較的高温の冷却水をヒータコア５に供給することができる。これにより、ヒータコア５の要求熱量を満たすことができ、暖房要求等を満たすことができる。また、吸入空気量に基づいて、排気熱回収器２による回収熱量の減少を予測して、上述の冷却水ルート切替制御を行うことにより、切替制御のタイムラグを防ぐことができる。
【０１０１】
［第７実施形態］
次に、本発明の第７実施形態に係る冷却水制御装置について説明する。第７実施形態に係る冷却水制御装置の構成は、第６実施形態に係る冷却水制御装置１００ｃの構成と同様の構成である。
【０１０２】
先に述べた第６実施形態では、吸入空気量が所定量よりも小さい場合には、エンジン１内を通過するＨｏｔ時冷却水ルートで冷却水を流通させることとしていた。しかしながら、走行中において、一時的にアクセルオフを行う等の一時的な吸入空気量低下に追従して、Ｈｏｔ時冷却水ルートで冷却水を流通させるとすると、エンジン１の暖機が阻害されてしまう恐れがある。
【０１０３】
そこで、第７実施形態では、ＥＣＵ２０は、Ｃｏｌｄ時において、吸入空気量が第１の所定量よりも小さいと判定した場合であっても、吸入空気量の所定時間における積算量（以下、「積算吸気量」と称す）が第２の所定量よりも大きくなっていると判定した場合には、Ｈｏｔ時冷却水ルートで冷却水を流通させるのを禁止することとする。即ち、Ｃｏｌｄ時冷却水ルートで冷却水を流通させることとする。ここで、第１の所定量は、第６実施形態における所定量に相当し、吸入空気量がこの値よりも小さくなると、排気熱回収器２による回収熱量がヒータコア５の要求熱量よりも小さくなると予測することができる値である。第２の所定量は、積算吸気量がこの値よりも大きくなる場合には、一時的な吸入空気量低下であると判定することができる値である。このようにすることで、一時的な吸入空気量の変動による影響を除外することができ、エンジン１の暖機促進を図ることができる。
【０１０４】
（冷却水ルート切替制御処理）
次に、第７実施形態に係る冷却水ルート切替処理について、図１１に示すフローチャートを用いて説明する。第７実施形態に係る冷却水ルート切替制御処理では、Ｃｏｌｄ時において、吸入空気量が第１の所定量よりも小さいと判定された場合であっても、吸入空気量の所定時間における積算量が第２の所定量以上になっていると判定された場合には、エンジン１内を通過するＨｏｔ時冷却水ルートで冷却水を流通させるのを禁止して、エンジン１を迂回するＣｏｌｄ時冷却水ルートで冷却水を流通させることとする。
【０１０５】
ステップＳ２１１において、ＥＣＵ２０は、Ａ／Ｆセンサ１１からの検出信号に基づいて求められた吸入空気量が第１の所定量よりも小さいか否かについて判定する。ＥＣＵ２０は、吸入空気量が第１の所定量以上になっていると判定した場合には（ステップＳ２１１：Ｎｏ）、エンジン１を迂回するＣｏｌｄ時冷却水ルートのまま、冷却水を流通させる（ステップＳ２１４）。ここで、第１の所定量は、吸入空気量がこの値よりも小さくなると、排気熱回収器２による回収熱量がヒータコア５の要求熱量よりも小さくなると予測することができる値であり、例えば、３ｇ／ｓｅｃ程度である。この第１の所定量は、予め実験などにより求められ、ＲＯＭなどに記録されている。
【０１０６】
ステップＳ２１１において、ＥＣＵ２０は、吸入空気量が第１の所定量よりも小さいと判定した場合には（ステップＳ２１１：Ｙｅｓ）、吸入空気量の所定時間における積算量、即ち、積算空気量が第２の所定量よりも大きくなっているか否かについて判定する（ステップＳ２１２）。ここで、第２の所定量は、積算吸気量がこの値よりも大きい場合には、一時的な吸入空気量低下であると判定することができる値であり、例えば３０ｇ程度である。この第２の所定量は、予め実験などにより求められ、ＲＯＭなどに記録されている。また、所定時間も、予め実験などにより求められ、ＲＯＭなどに記録されている。
【０１０７】
ステップＳ２１２において、ＥＣＵ２０は、積算空気量が第２の所定量よりも大きくなっていると判定した場合には（ステップＳ２１２：Ｙｅｓ）、一時的な吸入空気量低下であると判定して、エンジン１を迂回するＣｏｌｄ時冷却水ルートのまま、冷却水を流通させる（ステップＳ２１４）。一方、ＥＣＵ２０は、積算空気量が第２の所定量以下である判定した場合には（ステップＳ２１２：Ｎｏ）、一時的な吸入空気量低下ではないと判定して、三方弁６を制御して、エンジン１を通過するＨｏｔ時冷却水ルートで冷却水を流通させることとする（ステップＳ２１３）。ステップＳ２１２の処理により、一時的な吸入空気量の変動による影響を除外することができ、エンジン１の暖機促進を図ることができる。
【０１０８】
ＥＣＵ２０は、ステップＳ２１３、Ｓ２１４の処理を行った後、積算空気量をリセットして（ステップＳ２１５）、本制御処理を終了する。
【０１０９】
なお、上述の第７実施形態では、ＥＣＵ２０は、Ｃｏｌｄ時において、吸入空気量が第１の所定量よりも小さいと判定した場合であっても、吸入空気量の所定時間における積算量が第２の所定量よりも大きくなっていると判定した場合には、Ｈｏｔ時冷却水ルートで冷却水を流通させるのを禁止するとしている。しかし、これに限られるものではなく、代わりに、三方弁６として、流量配分三方弁を用いることとし、ＥＣＵ２０は、Ｃｏｌｄ時において、吸入空気量が第１の所定量よりも小さいと判定した場合であっても、吸入空気量の所定時間における積算量が第２の所定量よりも大きくなっていると判定した場合には、エンジン１内のウォータジャケットにおける冷却水の流量を増加させるのを禁止する、即ち、エンジン１内を通過するＨｏｔ時冷却水ルートにおける冷却水の流量を増加させるのを禁止するとしてもよい。このようにしても、一時的な吸入空気量の変動による影響を除外することができ、エンジン１の暖機促進を図ることができる。
【０１１０】
以上に述べた第７実施形態によれば、一時的な吸入空気量の変動による影響を除外することができ、エンジン１の暖機促進を図ることができる。
【０１１１】
［第８実施形態］
次に、本発明の第８実施形態に係る冷却水制御装置について説明する。第８実施形態に係る冷却水制御装置１００ｄａ、１００ｄｂの構成を夫々、図１２、図１３に示すこととする。図１２、１３において、ヒータブロア５ａは、ヒータコア５のヒータブロアを示している。ヒータブロア５ａは、ＥＣＵ２０からの制御信号Ｓ５ａによって制御される。
【０１１２】
先に述べた第１実施形態では、Ｃｏｌｄ時において、三方弁６を制御することにより、エンジン１を迂回するＣｏｌｄ時冷却水ルートで冷却水を流通させるとともに、エンジン１内を通過するＨｏｔ時冷却水ルートで冷却水を流通させないとしていた。このとき、エンジン１内における冷却水の流れは停止しているため、水温センサ９ａによって検出されたエンジン１内の冷却水の水温は、エンジン１を迂回するＣｏｌｄ時冷却水ルートで流通している冷却水の温度と比較して高い温度を示す。従って、このとき、エンジン１内における冷却水の水温が一般的なヒータブロアの作動温度（例えば４０℃）となったとき、ヒータコア５に供給される冷却水（Ｃｏｌｄ時冷却水ルートにおける冷却水）の水温は、この作動温度よりも低くなっている。そのため、エンジン１内における冷却水の水温が一般的なヒータブロアの作動温度となったときに、ヒータブロア５ａを作動させた場合、ヒータコア５より低温の風が吹き出すこととなり、運転者に不快感を与える恐れがある。また、このことに鑑みて、エンジン１内における冷却水の水温が、一般的なヒータブロアの作動温度よりも高い温度（例えば８０℃）となったときに、ヒータブロア５ａを作動させるように設定すると、ヒータコア５に供給される冷却水の温度が一般的なヒータブロアの作動温度になってもヒータブロア５ａが作動しなくなる恐れがある。このように、エンジン１内の冷却水の水温に基づいて、ヒータブロア５ａを制御した場合、暖房性能が悪化する恐れがある。
【０１１３】
そこで、第８実施形態では、Ｃｏｌｄ時において、ヒータコア５における冷却水が流入する入口付近の水温（以下、単に「ヒータコア入口水温」と称す）に基づいて、ヒータコア５のヒータブロア風量を制御することとする。
【０１１４】
まず、ヒータコア入口水温を求める方法としては、２つの方法が考えられる。１つ目の方法は、例えば、図１２の冷却水制御装置１００ｄａに示すように、ヒータコア５における冷却水が流入する入口付近の冷却水通路７ｆ上に水温センサ９ｂを設ける方法である。このようにすることで、ＥＣＵ２０は、水温センサ９ｂからの検出信号Ｓ９ｂに基づいて、ヒータコア入口水温を求めることができる。
【０１１５】
２つ目の方法は、図１３の冷却水制御装置１００ｄｂに示すように、Ａ／Ｆセンサ１１からの検出信号Ｓ１１に基づいて吸入空気量を求め、吸入空気量の積算値（積算吸入空気量）とヒータブロア風量の積算値（積算ヒータブロア風量）とに基づいて、ヒータコア入口水温を推定する方法である。これにより、ヒータコア５における冷却水が流入する入口付近の冷却水通路７ｆ上に水温センサを設けることなく、ヒータコア入口水温を求めることができる。
【０１１６】
ここで、ヒータコア入口水温の推定方法について、具体的に述べる。エンジン１を迂回するＣｏｌｄ時冷却水ルートでは、エンジン１の始動時からの冷却水の水温の上昇温度は、排気熱回収器２で回収される回収熱量の積算値からヒータコア５の放熱量の積算値を引いた値（回収熱量の積算値−放熱量の積算値）に比例する。ここで、回収熱量の積算値は積算吸入空気量に比例し、ヒータコア５の放熱量の積算値は積算ヒータブロア風量に比例する。そこで、比例定数をＡ、Ｂとし、エンジン１の始動時における冷却水の水温を水温ＳＴＨＷとすると、ヒータコア入口水温ＨＴＨＷは以下の式（１）で算出することができる。なお、比例定数Ａ、Ｂは、予め実験などにより決められており、ＲＯＭなどに記録されている。
【０１１７】
ＨＴＨＷ＝Ａ×積算吸入空気量−Ｂ×積算ヒータブロア風量＋ＳＴＨＷ・・・（１）
従って、ＥＣＵ２０は、Ａ／Ｆセンサ１１からの検出信号Ｓ１１に基づいて、積算吸入空気量を求めるとともに、ヒータブロア５ａに供給した制御信号に基づいて、積算ヒータブロア風量を求めて、式（１）に、求められた積算吸入空気量、積算ヒータブロア風量を代入することにより、ヒータコア入口水温ＨＴＨＷを推定することができる。これにより、図１３に示すように、ヒータコア５の冷却水が流入する入口付近に水温センサを新たに設けなくても、ヒータコア入口水温ＨＴＨＷを推定することができる。
【０１１８】
ＥＣＵ２０は、上述したヒータコア入口水温を求める２つの方法のうち、いずれか一つを用いて求められたヒータコア入口水温に基づいて、ヒータブロア５ａを制御することにより、ヒータブロア風量を制御することとする。具体的には、ＥＣＵ２０は、ヒータコア入口水温ＨＴＨＷを基に、以下の式（２）を用いて、ヒータブロア風量を求めた後、ヒータブロア５ａを制御して、求められたヒータブロア風量に調節する。なお、定数Ｃも予め実験などにより決められており、ＲＯＭなどに記録されている。
【０１１９】
ヒータブロア風量
＝  最大ヒータブロア風量−Ｃ×（ＨＴＨＷ−ヒータブロアの作動温度）・・・（２）
このように、ヒータコア５におけるヒータコア入口水温に基づいて、ヒータコア５のヒータブロア風量を制御することで、ヒータコア５の暖房性能の悪化を防ぐことができる。
【０１２０】
（ヒータブロア風量制御処理）
ヒータコア入口水温を式（１）で推定し、推定されたヒータコア入口水温に基づいて、ヒータブロア風量を制御する処理について、図１４に示すフローチャートを用いて説明することとする。図１４において、「ブロア風量」とはヒータブロア風量を示すものとし、「ＧＡ」とは吸入空気量を示すものとする。
【０１２１】
ステップＳ３０１において、ＥＣＵ２０は、エンジン１の運転状態などに基づいて、エンジン１が始動中にあるか否かについて判定する。ＥＣＵ２０は、エンジン１が始動中にないと判定した場合には（ステップＳ３０１：Ｎｏ）、ステップＳ３０３の処理へ進む。ＥＣＵ２０は、エンジン１が始動中にあると判定した場合には（ステップＳ３０１：Ｙｅｓ）、水温センサ９ａにより検出されたエンジン１内の冷却水の水温ＴＨＷ１を、エンジン１の始動時の水温ＳＴＨＷとして設定した後（ステップＳ３０２）、ステップＳ３０３の処理へ進む。
【０１２２】
ステップＳ３０３において、ＥＣＵ２０は、例えば、三方弁６に供給した制御信号Ｓ６などに基づいて、Ｃｏｌｄ時制御中か否か、即ち、エンジン１を迂回するＣｏｌｄ時冷却水ルートで冷却水を流通させているか否かについて判定する。ＥＣＵ２０は、Ｃｏｌｄ時制御中でない、即ち、Ｃｏｌｄ時冷却水ルートで冷却水を流通させていないと判定した場合には（ステップＳ３０３：Ｎｏ）、Ｈｏｔ時冷却水ルートで冷却水を流通させていることとなるので、エンジン１内の冷却水の水温ＴＨＷ１をヒータコア入口水温ＨＴＨＷとして設定するとともに、積算ヒータブロア風量及び積算吸入空気量を０に設定する（ステップＳ３０７）。一方、ＥＣＵ２０は、Ｃｏｌｄ時制御中、即ち、Ｃｏｌｄ時冷却水ルートで冷却水を流通させていると判定した場合には（ステップＳ３０３：Ｙｅｓ）、ステップＳ３０４の処理へ進む。
【０１２３】
ステップＳ３０４において、ＥＣＵ２０は、Ａ／Ｆセンサ１１からの検出信号Ｓ１１に基づいて、吸入空気量を求めた後、求められた吸入空気量を、前回実行された本制御処理で求められた積算吸入空気量に加算する。ステップＳ３０５において、ＥＣＵ２０は、ヒータコア５に供給した制御信号に基づいて、ヒータブロア風量を求めた後、求められたヒータブロア風量を、前回実行された本制御処理で求められた積算ヒータブロア風量に加算する。ステップＳ３０６において、ＥＣＵ２０は、ステップＳ３０２で求められた水温ＳＴＨＷ、ステップＳ３０４で求められた積算吸入空気量、ステップＳ３０５で求められた積算ヒータブロア風量、を式（１）に代入することにより、ヒータコア入口水温ＨＴＨＷを求める。このようにすることで、ヒータコア５の冷却水が流入する入口付近に水温センサを新たに設けなくても、ヒータコア入口水温ＨＴＨＷを推定することができる。
【０１２４】
ステップＳ３０８において、ＥＣＵ２０は、ヒータコア入口水温ＨＴＨＷがヒータブロア５ａの作動温度よりも高くなっているか否かを判定し、ヒータコア入口水温ＨＴＨＷが当該作動温度以下であると判定した場合には（ステップＳ３０８：Ｎｏ）、ヒータブロア５ａの作動を停止する（ステップＳ２１０）。ここで作動温度は、人間の体温よりも高い温度に設定され、例えば４０℃程度である。作動温度は、予め、実験などにより求められ、ＲＯＭなどに記録されている。一方、ＥＣＵ２０は、ヒータコア入口水温ＨＴＨＷが当該作動温度よりも高くなっていると判定した場合には（ステップＳ３０８：Ｙｅｓ）、ヒータブロア５ａを制御することにより、ヒータブロア風量を調節する。具体的には、ＥＣＵ２０は、式（２）を用いて、ヒータブロア風量を求め、ヒータブロア５ａのヒータブロア風量を、式（２）を用いて求められたヒータブロア風量に調節する（ステップＳ３０９）。これにより、ヒータコア５の暖房性能の悪化を防ぐことができる。この後、ＥＣＵ２０は、本制御処理を終了する。
【０１２５】
以上に説明した第８実施形態によれば、Ｃｏｌｄ時におけるヒータコア５の暖房性能の悪化を防ぐことができる。
【０１２６】
［第９実施形態］
次に、本発明の第９実施形態に係る冷却水制御装置について説明する。第９実施形態に係る冷却水制御装置１００ｅの構成を図１５に示すこととする。第９実施形態に係る冷却水制御装置１００ｅでは、エンジン１内の水温を検出する水温センサ９ａに加えて、ヒータコア９の上流側の冷却水通路７ｆに水温センサ９ｂを設けることとしている。水温センサ９ｂは、ヒータコア５に流入する冷却水の入口付近の水温ＴＨＷ２を検出する。
【０１２７】
先に述べた第１実施形態では、水温センサ９ａによって検出されたエンジン１内の冷却水の水温ＴＨＷ１が所定温度（例えば９０℃）よりも高くなっているか否かを判定し、水温センサ９ａにより検出された水温ＴＨＷ１が当該所定温度よりも高くなっていると判定した場合には、暖機が完了したとして、エンジン１を通過するＨｏｔ時冷却水ルートで冷却水を流通させることとし、水温ＴＨＷ１が当該所定温度以下になっていると判定した場合には、エンジン１を迂回するＣｏｌｄ時冷却水ルートで冷却水を流通させることとしていた。
【０１２８】
しかしながら、水温センサ９ａは、エンジン１に取り付けられているため、エンジン１内の冷却水の流れが停止していると、エンジン１本体を構成している金属の温度に近い水温を示すこととなり、エンジン１内の冷却水の水温を正確に検出することができなくなる。以下に、図１６を用いて具体的に述べる
図１６（ａ）、（ｂ）は、時間の経過に対する冷却水の水温変化の様子を示すグラフである。図１６（ａ）は、水温センサ９ａによって検出された水温ＴＨＷ１に基づいて、冷却水ルートを切り替えた場合における、水温ＴＨＷ１、ＴＨＷ２、冷却水センサ９ａ近傍の水温の夫々の時間に対する変化を示すグラフである。
【０１２９】
最初のＣｏｌｄ時では、エンジン１を迂回するＣｏｌｄ時冷却水ルートで冷却水が流通し、エンジン１内の冷却水の流通は停止している。そのため、シリンダヘッド側の冷却水の水温は、エンジン１の燃焼熱によって加温されやすいため、時間の経過とともに上昇する。しかし、シリンダヘッドから離れたシリンダブロック側の冷却水の水温は、エンジン１の燃焼熱によって殆ど加温されないため、余り上昇しない。なお、ここで、シリンダブロック側の冷却水の水温としては、Ｃｏｌｄ時において、冷却水の流通が停止している冷却水通路７ｄ１における冷却水の水温も含む。なぜなら、冷却水通路７ｄ１における冷却水の水温も、エンジン１の燃焼熱によって殆ど加温されないからである。
【０１３０】
水温センサ９ａは、エンジン１のシリンダヘッドに近い位置に取り付けられているため、シリンダヘッド側の冷却水の水温を検出する。そのため、Ｃｏｌｄ時において、水温センサ９ａにより検出された水温ＴＨＷ１は、時間の経過とともに上昇する。ここで、図１６（ａ）において、水温センサ９ａ近傍の水温とは、水温センサ９ａより少し離れた箇所における水温のことである。具体的には、水温センサ９ａ近傍の水温は、シリンダヘッド側の水温とシリンダブロック側の水温との中間程度の水温を示す。従って、水温ＴＨＷ１は、シリンダヘッド側の冷却水の水温を示すため、水温センサ９ａ近傍の水温と比較して高くなる。
【０１３１】
また、最初のＣｏｌｄ時において、水温センサ９ｂによって検出される水温ＴＨＷ２は、Ｃｏｌｄ時冷却水ルートにおける冷却水の水温、即ち、排気熱回収器２から迂回通路７ｄ２を通過してヒータコア５に流入する冷却水の水温となる。従って、水温ＴＨＷ２は、冷却水が排気熱回収器２によって加温されることにより、時間の経過とともに上昇する。
【０１３２】
ＥＣＵ２０は、水温センサ９ａによって検出された水温ＴＨＷ１が、第１の所定温度（例えば９０℃）よりも高くなった場合には、暖機が完了したとして、即ち、Ｈｏｔ時になったとして、冷却水ルートをＨｏｔ時冷却水ルートに切り替える。このとき、エンジン１内の冷却水が流通することとなるため、シリンダヘッド側の加温された冷却水はエンジン１内より押し出され、水温センサ９ａは、Ｃｏｌｄ時においてエンジンブロック側にあった冷却水の水温を検出することとなる。そのため、水温ＴＨＷ１は、Ｈｏｔ時になった直後において低下する。また、このとき、Ｃｏｌｄ時においてエンジンブロック側にあった冷却水が冷却水通路７ｆに流出することにより、水温センサ９ｂによって検出される水温ＴＨＷ２も低下する。
【０１３３】
次に、ＥＣＵ２０は、Ｈｏｔ時において、水温センサ９ａによって検出された水温ＴＨＷ１が、第２の所定温度（例えば体温よりも高い温度である５０℃）よりも低くなった場合には、暖機が必要であるとして、冷却水ルートをＣｏｌｄ時冷却水ルートに切り替える。これにより、エンジン１内の冷却水が冷却水通路７ｆに流出することはなくなり、排気熱回収器２によって加温された冷却水が、迂回通路７ｄ２を介してヒータコア５に流入する。従って、水温センサ９ｂにより検出された水温ＴＨＷ２は、再び上昇する。また、エンジン１内の冷却水の温度ＴＨＷ１も、エンジン１の燃焼熱によって加温されることにより上昇する。
【０１３４】
しかしながら、ＥＣＵ２０は、Ｈｏｔ時において、水温センサ９ａにより検出された水温ＴＨＷ１が第２の所定温度よりも低くなるまで、冷却水ルートをＣｏｌｄ時冷却水ルートに切り替えないとすると、図１６（ａ）に示すように、Ｈｏｔ時において、水温ＴＨＷ２が第２の所定温度よりも低くなる状態が発生してしまう。これは、先に述べたように、水温ＴＨＷ１は、シリンダヘッド側の冷却水の水温を示し、ヒータコア５に流入する冷却水の入口付近の水温ＴＨＷ２よりも高い温度を示すためである。このとき、ヒータコア５には、第２の所定温度よりも低い水温の冷却水が流れ込むため、車室内が暖房中の場合には、ヒータコア５より、冷たいと感じる暖房風が吹き出すこととなり、運転者に不快感を与える場合がある。
【０１３５】
そこで、第９実施形態に係る冷却水制御装置１００ｅでは、ＥＣＵ２０は、Ｈｏｔ時において、水温センサ９ａにより検出された水温ＴＨＷ１が第２の所定温度よりも高い場合であっても、水温センサ９ｂにより検出された水温ＴＨＷ２が第２の所定温度よりも低い場合には、エンジン１を迂回するＣｏｌｄ時冷却水ルートで冷却水を流通させることとする。
【０１３６】
図１６（ｂ）は、水温センサ９ａによって検出された水温ＴＨＷ１、及び、水温センサ９ｂによって検出された水温ＴＨＷ２に基づいて、冷却水ルートを切り替えた場合のグラフ、即ち、第９実施形態に係る冷却水ルート切替処理を行った場合のグラフを示している。
【０１３７】
図１６（ｂ）に示すように、第９実施形態では、ＥＣＵ２０は、Ｈｏｔ時において、水温センサ９ｂにより検出された水温ＴＨＷ２が第２の所定温度よりも低くなった場合に、冷却水ルートをＣｏｌｄ時冷却水ルートに切り替える。このようにすることで、ヒータコア５に流入する冷却水の水温ＴＨＷ２が第２の所定温度よりも低くなるのを抑えることができ、車室内が暖房中の場合には、ヒータコア５より、冷たいと感じる暖房風が吹き出すのを抑えることができる。
【０１３８】
（冷却水ルート切替処理）
次に、第９実施形態に係る冷却水ルート切替処理について、図１７に示すフローチャートを用いて説明する。第９実施形態に係る冷却水ルート切替制御処理では、エンジン１の暖機が完了したか否かを判定して冷却水ルートを切り替える処理に加え、水温センサ９ｂにより検出された水温ＴＨＷ２が第２の所定温度よりも低くなっている場合には、エンジン１を迂回するＣｏｌｄ時冷却水ルートで冷却水を流通させる処理を行うこととする。
【０１３９】
ステップＳ４０１において、ＥＣＵ２０は、Ｈｏｔ時であるか否か、即ち、エンジン１内を通過するＨｏｔ時冷却水ルートで冷却水を流通させているか否かについて判定する。ＥＣＵ２０は、Ｈｏｔ時冷却水ルートで冷却水を流通させていないと判定した場合（ステップＳ４０１：Ｎｏ）、即ち、エンジン１を迂回するＣｏｌｄ時冷却水ルートで冷却水を流通させていると判定した場合には、ステップＳ４０３の処理へ進む。
【０１４０】
ステップＳ４０３において、ＥＣＵ２０は、水温センサ９ａによって検出された水温ＴＨＷ１が第１の所定温度よりも高いか否かについて判定する。ＥＣＵ２０は、水温センサ９ａによって検出された水温ＴＨＷ１が第１の所定温度よりも高いと判定した場合には（ステップＳ４０３：Ｙｅｓ）、Ｈｏｔ時冷却水ルートで冷却水を流通させることとし（ステップＳ４０５）、水温ＴＨＷ１が第１の所定温度以下であると判定した場合には（ステップＳ４０３：Ｎｏ）、本制御処理を終了する。つまり、ステップＳ４０３の処理は、エンジン１の暖機が完了したか否かを判定するための処理である。従って、第１の所定温度は、エンジン１の暖機が完了したか否かを判定するための基準となる温度であり、例えば９０℃程度である。第１の所定温度は、予め、実験などにより求められ、ＲＯＭなどに記憶されている。
【０１４１】
ステップＳ４０１において、ＥＣＵ２０は、Ｈｏｔ時冷却水ルートで冷却水を流通させていると判定した場合には（ステップＳ４０１：Ｙｅｓ）、ステップＳ４０２の処理へ進む。ステップＳ４０２において、ＥＣＵ２０は、水温センサ９ｂによって検出された水温ＴＨＷ２が第２の所定温度よりも低いと判定した場合には（ステップＳ４０２：Ｙｅｓ）、Ｃｏｌｄ時冷却水ルートで冷却水を流通させることとし（ステップＳ４０４）、水温ＴＨＷ２が第２の所定温度以上であると判定した場合には（ステップＳ４０２：Ｎｏ）、本制御処理を終了する。ここで、第２の所定温度は、人間の体温よりも高い温度であり、例えば５０℃に設定される。第２の所定温度は、予め、実験などにより求められ、ＲＯＭなどに記録されている。このようにすることで、Ｈｏｔ時において、ヒータコア５に流入する冷却水の水温が第２の所定温度よりも低くなるのを抑えることができ、車室内が暖房中の場合には、ヒータコア５より、冷たいと感じる暖房風が吹き出すのを抑えることができる。
【０１４２】
なお、上述の第９実施形態では、Ｈｏｔ時において、水温センサ９ｂにより検出された水温ＴＨＷ２が第２の所定温度よりも小さくなると判定した場合には、エンジン１を迂回するＣｏｌｄ時冷却水ルートで冷却水を流通させるとしていた。しかし、これに限られるものではなく、代わりに、三方弁６として、流量配分三方弁を用いて、夫々のルートにおける冷却水の流量を調節するとしても良い。具体的には、ＥＣＵ２０は、三方弁６を用いて、Ｈｏｔ時において、水温センサ９ｂにより検出された水温ＴＨＷ２が第２の所定温度よりも小さくなると判定した場合には、迂回通路７ｄ２における冷却水の流量を増加させることにより、Ｃｏｌｄ時冷却水ルートにおける冷却水の流量を増加させ、エンジン１内における冷却水の流量を減少させるとしても良い。これによっても、ヒータコア５に流入する冷却水の水温が第２の所定温度よりも低くなるのを抑えることができ、車室内が暖房中の場合に、ヒータコア５より、冷たいと感じる暖房風が吹き出すのを抑えることができる。
【０１４３】
以上の第９実施形態によれば、ヒータコア５に流入する冷却水の水温が第２の所定温度よりも低くなるのを抑えることができ、車室内が暖房中の場合には、ヒータコア５より、冷たいと感じる暖房風が吹き出すのを抑えることができる。
【０１４４】
［第１０実施形態］
次に、本発明の第１０実施形態に係る冷却水制御装置について説明する。第１０実施形態に係る冷却水制御装置１００ｆの構成を図１８に示すこととする。
【０１４５】
先に述べた第１実施形態では、Ｃｏｌｄ時において、三方弁６を制御することにより、エンジン１を迂回するＣｏｌｄ時冷却水ルートで冷却水を流通させるとともに、エンジン１内を通過するＨｏｔ時冷却水ルートで冷却水を流通させないとしていた。このとき、エンジン１内の冷却水は、流通していないため、エンジン１の燃焼熱により沸騰しやすくなり、気泡が生じ、冷却水通路７における圧力が上昇して、冷却水漏れを引き起こす恐れがある。しかしながら、エンジン１内における冷却水は流通していないので、ラジエータ３で放熱することができず、冷却水通路７における圧力を下げることは難しい。また、圧力弁などを用いて、水蒸気を冷却水通路７より放出した場合には、放出した蒸気が周辺部品に付着し、周辺部品の劣化及び故障を引き起こす恐れがあるとともに、冷却水の消費が促進される恐れがある。
【０１４６】
そこで、第１０実施形態に係る冷却水制御装置１００ｆでは、図１８に示すように、第１実施形態に係る冷却水制御装置１００の構成要素に加えて、エンジン１内に接続されたエア回収器１５を備えることとする。エア回収器１５は、エンジン１内の冷却水に生じた気泡を回収するための装置であり、エンジン１内のウォータジャケットとエア回収通路７ｂｓを介して接続されている。
【０１４７】
ここで、エア回収器１５の構成について図１９を用いて詳細に説明する。図１９は、エア回収器１５及びエンジン１の内部構造を示す断面図である。
【０１４８】
エンジン１は、複数のシリンダ３１を有し、各シリンダ３１内では、ピストン３３が、シリンダ３１の上下方向に動作可能に設置されている。シリンダ３１の上部には、シリンダヘッド３２が装着されている。エンジン１内では、シリンダ３１及びシリンダヘッド３２を包み込むようにして、ウォータジャケット３７が設けられている。図１９において、ウォータジャケット３７、冷却水通路７ｄ１、７ｅにおけるハッチングは冷却水を示している。
【０１４９】
エア回収器１５の内部には、空洞のエア回収スペース３４が設けられている。エア回収スペース３４には、エア回収通路７ｂｓの一端が接続されている。エア回収通路７ｂｓの他端は、エンジン１内における、シリンダヘッド３２の近傍等、冷却水の沸騰が生じやすい箇所と接続されている。エア回収スペース３４がウォータジャケット３７よりも高位置となるように、エア回収器１５は、エンジン１に対し設置される。例えば、エア回収器１５は、エンジン１の上方に設置される。このようにすることで、沸騰により冷却水に発生した気泡は、図１９の波線矢印に示すように、エア回収通路７ｂｓに沿ってエア回収スペース３４へ向けて上がっていくことが可能となり、エア回収スペース３４は、当該気泡を回収することができる。即ち、エア回収器１５は、冷却水に発生する気泡を除去することができる。
【０１５０】
以上に述べた第１０実施形態によれば、Ｃｏｌｄ時において、エンジン１内の冷却水に発生する気泡を除去することができる。
【０１５１】
［第１１実施形態］
次に、本発明の第１１実施形態に係る冷却水制御装置について説明する。第１１実施形態に係る冷却水制御装置１００ｇの構成を図２０に示すこととし、このときのエア回収器１５及びエンジン１の内部構造を図２１に示すこととする。
【０１５２】
先に述べた第１０実施形態に係る冷却水制御装置１００ｆでは、エア回収器１５は、エア回収スペース３４によって、冷却水に発生する気泡を回収するとしていた。しかしながら、エア回収器１５は、気泡を水蒸気として回収するので、冷却水通路７における圧力の上昇による冷却水漏れを抑えることは難しい。
【０１５３】
そこで、第１１実施形態に係る冷却水制御装置１００ｇでは、図２０及び図２１に示すように、エンジン１を迂回する迂回通路７ｄ２は、エア回収器１５内を通過するように設置されることとする。より詳細には、迂回通路７ｄ２は、エア回収器１５内において、エア回収スペース３４の近傍を通過するように設置されることとする。ここで、図２１における実線矢印は、迂回通路７ｄ２を通過する冷却水の流れを示している。また、図２１において、ウォータジャケット３７、冷却水通路７ｄ１、７ｅ、迂回通路７ｄ２におけるハッチングは冷却水を示している。図２１において、迂回通路７ｄ２を通過する冷却水は、Ｃｏｌｄ時冷却水ルートを通過する冷却水であり、その水温は沸点以下となっていることが多い。そのため、エア回収スペース３４により回収された気泡は、エア回収スペース３４近傍の迂回通路７ｄ２を通過する冷却水によって熱交換されることにより、冷却されて液化される。このように、第１１実施形態に係るエア回収器１５は、エア回収スペース３４により回収された気泡を、迂回通路７ｄ２を通過する冷却水と熱交換を行うことにより冷却して液化することができ、冷却水通路７における圧力の上昇を抑えることができる。
【０１５４】
以上に述べた第１１実施形態によれば、Ｃｏｌｄ時において、冷却水通路７における圧力の上昇を抑えることができ、冷却水漏れを防ぐことができる。また、エア回収スペース３４に回収された気泡と迂回通路７ｄ２を通過する冷却水との間で熱交換を行うことにより、迂回通路７ｄ２を通過する冷却水を加温することができる。
【０１５５】
（第１１実施形態の変形例）
次に、第１１実施形態の変形例について説明する。第１１実施形態の変形例では、第１１実施形態に係る冷却水制御装置１００ｇにおいて、冷却水が沸騰する危険があるか否かを検出するとともに、冷却水が沸騰する危険があることを検出した場合には、三方弁６として、流量配分三方弁を用いて、段階的に、エンジン１内のウォータジャケットにおける冷却水の流量を増加させ、エンジン１を迂回する迂回通路７ｄ２における冷却水の流量を減少させることとする。
【０１５６】
具体的には、ＥＣＵ２０は、運転状況に基づいて、例えば、燃料噴射量、吸入空気量、スロットル開度、エンジン回転数、エンジン負荷、などの各制御判定項目に基づいて、エンジン１内の冷却水が沸騰する危険があるかについて検出する。ＥＣＵ２０は、エンジン１内の冷却水が沸騰する危険があると判定した場合には、三方弁６（流量配分三方弁）を制御して、エンジン１内のウォータジャケットとエンジン１を迂回する迂回通路７ｄ２との間で冷却水の流量の分配比を調節する、即ち、エンジン１内のウォータジャケットとエンジン１を迂回する迂回通路７ｄ２との夫々における冷却水の流量を調節する。例えば、ＥＣＵ２０は、運転状況における所定の制御判定項目の値が、冷却水が沸騰する閾値に近くなればなるほど、エンジン１内のウォータジャケットにおける冷却水の流量を増加させ、エンジン１を迂回する迂回通路７ｄ２における冷却水の流量を減少させる。このようにすることで、冷却水の沸騰を抑えることができ、エンジン１内の冷却水に気泡が生じるのを抑制することができる。
【０１５７】
なお、ここで、エンジン１内の冷却水の沸騰を検出する沸騰検出方法としては、上述した運転状況に基づいて検出する方法の他、冷却水に気泡が発生したことを検出する沸騰検出方法を用いるとすることもできる。この検出方法について具体的に述べる。
【０１５８】
図２２は、第１１実施形態の変形例に係るエア回収器１５及びエンジン１の内部構造を示す断面図である。図２２に示すように、エア回収器１５において、エア回収スペース３４は、上方にいくほど狭くなるように形成されており、その頂点には、エア回収スペース３４内の温度を検出する温度センサ３４ａが取り付けられている。温度センサ３４ａは、検出された温度に対応する検出信号をＥＣＵ２０に供給する。エンジン１内の冷却水が沸騰すると、冷却水には気泡が発生する。冷却水に発生した気泡は、水蒸気となって、エア回収通路７ｂｓに沿ってエア回収スペース３４へ向けて上昇していく。エア回収スペース３４は、図２２に示すように、上方にいくほど狭くなるように形成されているので、上昇する水蒸気は、その頂点に設置されている温度センサ３４ａに到達する。水蒸気が温度センサ３４ａに到達した場合には、温度センサ３４ａは、冷却水の沸点に近い温度を示す。
【０１５９】
つまり、温度センサ３４ａによって検出された温度が、冷却水の沸点に近い温度となった場合には、ＥＣＵ２０は、エア回収スペース３４に達した気泡が温度センサ３４ａに到達している、即ち、エンジン１内の冷却水は沸騰していると判定することができる。ＥＣＵ２０は、このようにして、エンジン１内の冷却水が沸騰していると判定した場合には、三方弁６を制御して、エンジン１の暖機が完了したとみなして、エンジン１内を通過するＨｏｔ時冷却水ルートで冷却水を流通させるか、又は、三方弁６として流量分配三方弁を用いて、エンジン１内のウォータジャケットにおける冷却水の流量を増加させる。このようにしても、冷却水の沸騰を抑えることができる。
【０１６０】
また、上述のように、温度センサ３４ａを用いた沸騰検出方法を用いることにより、運転状況の制御項目（例えば、燃料噴射量、吸入空気量、スロットル開度、エンジン回転数、エンジン負荷、など）以外の他の要因で、エンジン１内の冷却水が沸騰した場合であっても、ＥＣＵ２０は、冷却水の沸騰を検出することができる。
【０１６１】
以上に述べた第１１実施形態の変形例によれば、Ｃｏｌｄ時において、エンジン１内の冷却水の沸騰を抑制することができる。
【０１６２】
［第１２実施形態］
次に、本発明の第１２実施形態に係る冷却水制御装置について説明する。第１２実施形態に係る冷却水制御装置１００ｈの構成を図２３に示すこととする。
【０１６３】
先に述べた第１実施形態では、Ｃｏｌｄ時において、エンジン１を迂回するＣｏｌｄ時冷却水ルートで冷却水を流通させることとし、Ｈｏｔ時においては、エンジン１内を通過するＨｏｔ時冷却水ルートで冷却水を流通させるとしていた。しかしながら、エンジン１の暖機が完了したＨｏｔ時においても、冷却水は排気熱回収器２内で排気熱を回収し続けるため、冷却水は沸騰する恐れがある。
【０１６４】
そこで、第１２実施形態に係る冷却水制御装置１００ｈでは、上述の三方弁６の制御に加えて、図２３に示すように、Ｈｏｔ時における冷却水の循環方向を、Ｃｏｌｄ時における冷却水の循環方向とは逆向きにすることとする。具体的には、第１２実施形態に係る冷却水制御装置１００ｈでは、第１実施形態に係る冷却水制御装置１００と異なり、２つの電動ＷＰ８ａ、８ｂを有することとする。電動ＷＰ８ａ、８ｂは、図２３に示すように、冷却水通路７ｂ上に例えば直列に接続されている。電動ＷＰ８ａ、８ｂは夫々、ＥＣＵ２０からの制御信号Ｓ８ａ、Ｓ８ｂにより制御される。ＥＣＵ２０は、Ｃｏｌｄ時には、電動ＷＰ８ａのみを作動させ、電動ＷＰ８ｂを作動させないとすることにより、図２３に示す実線矢印の方向に冷却水を循環させることとする。一方、ＥＣＵ２０は、Ｈｏｔ時には、電動ＷＰ８ａを作動させずに、電動ＷＰ８ｂのみを作動させることにより、図２３に示す波線矢印の方向に、即ち、実線矢印の方向とは逆向きに冷却水を循環させることとする。
【０１６５】
なお、電動ＷＰ８ａ、８ｂの設置位置としては、冷却水通路７ｂ上に限られるものでない。代わりに、電動ＷＰ８ａ、８ｂは、冷却水通路７ａ、７ｆ上に設置されるとしてもよい。
【０１６６】
図２４（ａ）、（ｂ）は、排気熱回収器２の断面図である。排気熱回収器２では、排気通路２１の周囲を取り囲んで、冷却水通路７ａと接続された冷却水通路２２が設けられている。図２４（ａ）、（ｂ）において、冷却水の出入口Ｂ１は、図２３におけるヒータコア５側の出入口であり、冷却水の出入口Ｂ２は、図２３におけるサーモスタット４側の出入口を示している。また、図２４（ａ）、（ｂ）において、一点鎖線で示す矢印は、排気ガスの進行方向を示している。
【０１６７】
図２４（ａ）では、Ｃｏｌｄ時における冷却水の進行方向を実線矢印で示しており、図２４（ｂ）では、Ｈｏｔ時における冷却水の進行方向を波線矢印で示している。
【０１６８】
図２４（ａ）に示すように、Ｃｏｌｄ時には、実線矢印に示すように、冷却水は、排気ガスの進行方向とは逆向きに進むように設定される。このように、冷却水の進行方向を排気ガスの進行方向と逆向きに設定した場合には、冷却水の進行方向を排気ガスの進行方法と同じ向きに設定した場合と比較して、冷却水による排気熱の回収熱量をより大きくすることができる。それに対し、図２４（ｂ）に示すように、Ｈｏｔ時には、波線矢印に示すように、冷却水は、排気ガスの進行方向と同じ方向に進むように設定される。従って、このときの冷却水による排気熱の回収熱量は、Ｃｏｌｄ時における冷却水の回収熱量と比較して小さくなる。
【０１６９】
つまり、Ｈｏｔ時における冷却水の循環方向を、Ｃｏｌｄ時における冷却水の循環方向とは逆向きにすることにより、Ｈｏｔ時における冷却水の回収熱量を、Ｃｏｌｄ時における冷却水の回収熱量よりも低減することができ、Ｈｏｔ時における冷却水の沸騰を抑えることができる。
【０１７０】
以上に述べた第１２実施形態によれば、Ｈｏｔ時における冷却水の沸騰を抑えることができ、冷却水通路７からの冷却水漏れやオーバーヒートの発生を防ぐことができる。
【０１７１】
（第１２実施形態の変形例）
次に、第１２実施形態の変形例について説明する。第１２実施形態の変形例に係る冷却水制御装置１００ｈａの構成を図２５に示すこととする。
【０１７２】
先に述べた第１２実施形態に係る冷却水制御装置１００ｈでは、図２４に示したように、電動ＷＰ８ａ、８ｂが冷却水通路７上に直列に設置される。そのため、電動ＷＰ８ａ、８ｂのうち、一方の電動ＷＰは他方の作動させていない電動ＷＰに冷却水を通過させて循環させる必要があるため、圧力損失が増大してしまう。また、この場合、ＥＣＵ２０は、冷却水の循環方向を切り替える際、一旦、電動ＷＰ８ａ、８ｂの両方を停止する必要があり、制御のタイムラグが生じてしまう。
【０１７３】
そこで、第１２実施形態の変形例に係る冷却水制御装置１００ｈａでは、図２５に示すように、三方弁６ａを用いて、電動ＷＰ８ａ、８ｂが冷却水通路７上に並列に設置されることとする。ここで、三方弁６ａにおいて、「ｆａ」は電動ＷＰ８ａが設けられている冷却水通路側の弁を示し、「ｆｂ」は電動ＷＰ８ｂが設けられている冷却水通路側の弁を示し、「ｆｃ」は冷却水通路７ｄ１、７ｄ２側の弁を示している。
【０１７４】
ＥＣＵ２０は、Ｃｏｌｄ時において、電動ＷＰ８ａを作動させるとともに、三方弁６ａを制御して、弁ｆａ、ｆｃを開いて、弁ｆｂを閉じることとする。なお、このとき、電動ＷＰ８ｂは作動させないものとする。これにより、図２５に示す実線矢印の方向に冷却水を循環させることができる。一方、ＥＣＵ２０は、Ｈｏｔ時において、三方弁６を制御して、冷却水ルートをＨｏｔ時冷却水ルートに切り替える。また、このとき、ＥＣＵ２０は、電動ＷＰ８ａを停止して、電動ＷＰ８ｂを作動させるとともに、三方弁６ａを制御して、弁ｆｂ、ｆｃを開いて、弁ｆａを閉じることとする。このようにすることで、図２５に示す波線矢印の方向に冷却水を循環させることができる。これにより、Ｈｏｔ時における冷却水の沸騰を抑えることができる。また、第１２実施形態の変形例によれば、冷却水通路７の圧力損失の増大を抑えることができるとともに、冷却水の循環方向を切り替える際に電動ＷＰ８ａ、８ｂの両方を停止する必要がなくなり、タイムラグが生じるのを防ぐことができる。
【０１７５】
第１２実施形態の変形例によれば、Ｈｏｔ時における冷却水の沸騰を抑え、冷却水通路７からの冷却水漏れやオーバーヒートの発生を防ぐことができる。また、冷却水通路７の圧力損失の増大を抑えることができるとともに、冷却水の循環方向を切り替える際に電動ＷＰ８ａ、８ｂの両方を停止する必要がなくなる。
【０１７６】
なお、電動ＷＰ８ａ、８ｂを冷却水通路７上に並列に設置する代わりに、図２６に示す冷却系システム１００ｈｂのように、冷却水の循環方向を逆転することができる電動ＷＰ８ｃを単独で用いるとしてもよい。電動ＷＰ８ｃは、ＥＣＵ２０からの制御信号Ｓ８ｃにより制御される。この場合、ＥＣＵ２０は、Ｃｏｌｄ時において、電動ＷＰ８ｃを作動させて、図２６に示す実線矢印の方向に冷却水を循環させる。一方、ＥＣＵ２０は、Ｈｏｔ時において、電動ＷＰ８ｃを制御して、電動ＷＰ８のインペラの回転方向をＣｏｌｄ時のときとは逆方向に回転させることにより、図２６に示す波線矢印の方向に冷却水を循環させる。これによっても冷却水通路７の圧力損失の増大を抑えることができる。
【０１７７】
［応用例］
上述の各実施形態に係る冷却水制御装置は、常に、夫々が単独で用いられるものに限られない。代わりに、上述の各実施形態に係る冷却水制御装置の構成のうち、複数の冷却水制御装置の構成を組み合わせて用いるとしてもよいのは言うまでもない。また、上述の各実施形態に係る冷却水ルート切替制御方法についても、常に、夫々が単独で用いられるものに限られない。代わりに、上述の各実施形態に係る冷却水ルート切替制御方法のうち、複数の冷却水ルート切替制御方法を組み合わせて用いるとしてもよいのは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【０１７８】
【図１】第１実施形態に係る冷却水制御装置の概略構成を示す図である。
【図２】第１実施形態に係る冷却水ルート切替制御処理を示すフローチャートである。
【図３】第２実施形態に係る冷却水ルート切替制御処理を示すフローチャートである。
【図４】第３実施形態に係る冷却水制御装置の概略構成を示す図である。
【図５】第３実施形態に係る冷却水ルート切替制御処理を示すフローチャートである。
【図６】第４実施形態に係る冷却水ルート切替制御処理を示すフローチャートである。
【図７】第５実施形態に係る冷却水制御装置の概略構成を示す図である。
【図８】第５実施形態に係る冷却水制御装置の概略構成を示す図である。
【図９】第６実施形態に係る冷却水制御装置の概略構成を示す図である。
【図１０】第６実施形態に係る冷却水ルート切替制御処理を示すフローチャートである。
【図１１】第７実施形態に係る冷却水ルート切替制御処理を示すフローチャートである。
【図１２】第８実施形態に係る冷却水制御装置の概略構成を示す図である。
【図１３】第８実施形態に係る冷却水制御装置の概略構成を示す図である。
【図１４】ヒータブロア風量制御処理を示すフローチャートである。
【図１５】第９実施形態に係る冷却水制御装置の概略構成を示す図である。
【図１６】冷却水の水温の時間に対する変化を示すグラフである。
【図１７】第９実施形態に係る冷却水ルート切替制御処理を示すフローチャートである。
【図１８】第１０実施形態に係る冷却水制御装置の概略構成を示す図である。
【図１９】第１０実施形態に係るエア回収器及びエンジンの内部構造を示す断面図である。
【図２０】第１１実施形態に係る冷却水制御装置の概略構成を示す図である。
【図２１】第１１実施形態に係るエア回収器及びエンジンの内部構造を示す断面図である。
【図２２】第１１実施形態の変形例に係るエア回収器及びエンジンの内部構造を示す断面図である。
【図２３】第１２実施形態に係る冷却水制御装置の概略構成を示す図である。
【図２４】排気熱回収器の断面図である。
【図２５】第１２実施形態の変形例に係る冷却水制御装置の概略構成を示す図である。
【図２６】第１２実施形態の変形例に係る冷却水制御装置の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
【０１７９】
１  エンジン（内燃機関）
２  排気熱回収器
３  ラジエータ
４  サーモスタット
５  ヒータコア
６  三方弁
８  電動ウォータポンプ（電動ＷＰ）
２０  ＥＣＵ
【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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