CN105313683A - 车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种车辆。有效利用积存于太阳能电池板(100)的热，并且提高太阳能电池板(100)的发电效率。在太阳能电池板(100)的背面设置有电池板侧配管(111)。电池板侧配管(111)与发动机冷却水通路(61)连接。当电源开关(90)处于断开状态、且冷却水的替换条件成立时，发动机ECU(50)驱动水泵(70)而使冷却水在电池板侧配管(111)循环。由此，积存于发动机冷却水通路(61)的冰冷的冷却水与积存于电池板侧配管(111)的温暖的冷却水替换。结果，冷却太阳能电池板(100)，并且温暖发动机(10)。

Description

车辆
技术领域
本发明涉及搭载有太阳能电池板的车辆。
背景技术
一直以来，已知有在车顶具备太阳能电池板，利用太阳能电池板的发电电力对各种负载进行电力供给的车辆。例如，专利文献1所提出的电动汽车构成为具备用于对作为车辆的驱动用电源的二次电池进行冷却的冷却器，从太阳能电池板供给使该冷却器动作的电力。
专利文献1：日本特开2000－323185号公报
专利文献2：日本特开平4－356213号公报
车辆的用户为了从太阳能电池板尽量多地发电而选择日照条件好的地方停车。但是，太阳能电池板(太阳能电池)存在越是高温则发电效率越低的问题。针对该问题，在对比文献2中提出了如下的太阳能汽车：在太阳能电池板的背面侧设置空气流路，当电池板温度高于规定温度时，使横流式风扇动作，从而使空气在空气流路流动。但是，在专利文献2所提出的太阳能汽车中，无法有效利用积存于太阳能电池板的热。
另一方面，当在车辆起动时发动机处于冷态的情况下，为了加热发动机而需要热。一般情况下，在混合动力车辆中，如果在车辆起动时发动机处于热态，则无需启动发动机而能够仅凭马达扭矩开始行使，但在发动机处于冷态的情况下需要进行暖机运转。因此，燃料的一部分被用于进行暖机运转，因此会导致燃料利用率降低。此外，在暖机运转时，与发动机最佳运转时相比废气的品质降低。
这样，在同一车辆内，产生在太阳能电池板侧要求散热，而在发动机侧要求吸热的状况。但是，在同一车辆内无法有效利用热。
发明内容
本发明是为了应对上述问题而完成的，其目的在于，通过有效利用积存于太阳能电池板的热使发动机冷却水的温度上升，使得能够尽早加热发动机，并且能够提高太阳能电池板的发电效率。
为了达成上述目的，本发明的特征在于，提供一种车辆，该车辆搭载有太阳能电池板(100)，其中，
上述车辆具备：
电池板侧配管(111)，该电池板侧配管(111)以能够与上述太阳能电池板进行热交换的方式配置于上述太阳能电池板的相对于受光面位于相反侧的背面侧的区域；
发动机冷却装置(60)，该发动机冷却装置(60)使冷却水在发动机冷却水通路(61)循环；
连结配管(112)，该连结配管(112)具有连结上述发动机冷却水通路与上述电池板侧配管的去路(112a)和回路(112b)；以及
发动机/电池板间冷却水替换装置(50、130、S28、S29)，该发动机/电池板间冷却水替换装置(50、130、S28、S29)将上述发动机冷却水通路内的冷却水经由上述去路汲取到上述电池板侧配管，并将上述电池板侧配管内的冷却水经由上述回路返回到上述发动机冷却水通路。
本发明被应用于搭载有发动机(内燃机)的车辆。该车辆搭载有具备使用太阳光能量进行发电的太阳能电池的太阳能电池板。太阳能电池随着温度变高而发电效率降低。另一方面，当在车辆起动时发动机处于冷态的情况下需要进行暖机运转。因此，在本发明中，有效利用太阳能电池板的热来进行发动机的暖机。
如上所述，本发明的车辆具备电池板侧配管、发动机冷却装置、连结配管以及发动机/电池板间冷却水替换装置。电池板侧配管以能够与太阳能电池板进行热交换的方式配置于太阳能电池板的相对于受光面位于相反侧的背面侧的区域。发动机冷却装置使冷却水在发动机冷却水通路循环来对发动机进行冷却。发动机冷却水通路与电池板侧配管借助具有去路和回路的连结配管连结。因而，能够借助连结配管使发动机冷却水通路与电池板侧配管连通，将发动机冷却水通路的冷却水汲取到电池板侧配管内，或者使发动机冷却水通路的冷却水流入电池板侧配管，或者替换发动机冷却水通路的冷却水与电池板侧配管内的冷却水。
发动机/电池板间冷却水替换装置将发动机冷却水通路内的冷却水经由去路汲取到电池板侧配管，并将电池板侧配管内的冷却水经由回路返回到发动机冷却水通路。
太阳能电池板设置于容易被太阳光照射的位置，因此容易变得高温，在电池板侧配管积存有与太阳能电池板进行热交换后的高温的冷却水。因此，在发动机停止中或者在发动机起动时，通过使发动机/电池板间冷却水替换装置动作，能够使积存于电池板侧配管的高温的冷却水返回到发动机冷却水通路而对发动机进行加热。同时，能够将发动机冷却水通路的冰冷的冷却水汲取到电池板侧配管而对太阳能电池板进行冷却。
结果，根据本发明，能够有效利用积存于太阳能电池板的热来对发动机进行加热。因而，能够实现燃料利用率的提高、废气的品质的提高。同时，能够提高太阳能电池板的发电效率。
本发明的一个方面的特征在于，
上述发动机冷却装置具备电动泵(70、71)，该电动泵使冷却水在上述发动机冷却水通路循环，
上述发动机/电池板间冷却水替换装置构成为：使用上述电动泵将上述发动机冷却水通路内的冷却水汲取到上述电池板侧配管。
根据本发明的一个方面，能够使用设置于发动机冷却装置的电动泵将发动机冷却水通路内的冷却水汲取到电池板侧配管，因此，无需新设置特殊的泵，能够以低成本加以实施。
本发明的一个方面的特征在于，
上述车辆具备排水机构(50、130、S1、S40)，当预测到上述车辆的行驶开始的情况下，上述排水机构将上述冷却水通过上述回路的一部分从上述电池板侧配管排出。
当电池板侧配管充满冷却水的情况下，由于车辆的重量平衡的关系，存在车辆的运动性能降低的可能性。特别是在将太阳能电池板设置于车顶的车辆中，当在电池板侧配管填充有冷却水时重心会向上移动，因此上述倾向高。因此，在本发明的一个方面中，具备排水机构。当预测到车辆的行驶开始的情况下，排水机构将冷却水通过回路的一部分从电池板侧配管排出。例如，排水机构检测车辆的起动操作(电源开关或者点火开关的接通操作)，将冷却水从电池板侧配管排出。由此，在车辆行驶中，成为冷却水已被从电池板侧配管排出的状态。因而，能够减少车辆的运动性能的降低。
本发明的一个方面的特征在于，
上述车辆具备：
温度取得机构(S21、S22)，该温度取得机构取得表示上述发动机冷却水通路的冷却水的温度的发动机侧温度(Te)、以及表示上述太阳能电池板的温度或者上述电池板侧配管的冷却水的温度的电池板侧温度(Tp)；以及
替换控制机构(50、S24、S25、S28、S29、S32、S33)，该替换控制机构基于上述取得的发动机侧温度和电池板侧温度对上述发动机/电池板间冷却水替换装置的动作进行控制。
在本发明的一个方面中，具备温度取得机构和替换控制机构。温度取得机构取得表示发动机冷却水通路的冷却水的温度的发动机侧温度、以及表示太阳能电池板的温度或者电池板侧配管的冷却水的温度的电池板侧温度。由此，能够掌握发动机的温度状态以及太阳能电池板的温度状态。替换控制机构基于发动机侧温度和电池板侧温度对发动机/电池板间冷却水替换装置的动作进行控制。因而，能够适当地进行太阳能电池板的冷却处理以及发动机的加热处理。
本发明的一个方面的特征在于，上述替换控制机构(S32、S33、S28、S29)构成为：以上述电池板侧温度比上述发动机侧温度高出替换设定温度差(Aref)以上这一情况作为条件，使上述发动机/电池板间冷却水替换装置动作。
在电池板侧温度比发动机侧温度高出一定程度的情况下，能够适当地进行借助冷却水实现的热的移动，但在并非如此的情况下，存在效果相反的可能性。因此，在本发明的一个方面中，替换控制机构以电池板侧温度比发动机侧温度高出替换设定温度差以上这一情况作为条件，使发动机/电池板间冷却水替换装置动作。因而，能够适当地进行借助冷却水实现的热的移动。
本发明的一个方面的特征在于，上述替换控制机构(S24、S25、S28、S29)构成为：以上述电池板侧温度高于电池板侧替换设定温度、且上述发动机侧温度低于发动机侧替换设定温度这一情况作为条件，使上述发动机/电池板间冷却水替换装置动作，其中，上述发动机侧替换设定温度被设定为比上述电池板侧替换设定温度低的温度。
在本发明的一个方面中，替换控制机构以电池板侧温度高于电池板侧替换设定温度、且发动机侧温度低于发动机侧替换设定温度(＜电池板侧替换设定温度)这一情况作为条件，使发动机/电池板间冷却水替换装置动作。因而，能够适当地进行借助冷却水实现的热的移动。
另外，在上述说明中，为了有助于理解发明，对于与实施方式对应的发明的结构，以带括号的形式附加在实施方式中使用的附图标记，但发明的各构成要件并不限定于由上述附图标记所规定的实施方式。
附图说明
图1是本发明的实施方式所涉及的混合动力汽车(车辆)的简要结构图。
图2是发动机以及太阳能电池板的冷却回路图。
图3是示出太阳能电池板的冷却构造的简要剖视图。
图4是示出暖机运转时的冷却水的流动的动作说明图。
图5是示出通常运转时的冷却水的流动的动作说明图。
图6是示出发动机/电池板间冷却水替换控制例程(主例程)的流程图。
图7是水填充例程(子例程)的流程图。
图8是示出暖机/电池板冷却例程(子例程)的流程图。
图9是示出排水例程(子例程)的流程图。
图10是示出水填充时的冷却水的流动的动作说明图。
图11是示出电池板冷却时的冷却水的流动的动作说明图。
图12是示出排水时的冷却水的流动的动作说明图。
图13是示出暖机/电池板冷却例程(子例程)的变形例的流程图。
具体实施方式
以下，使用附图对本发明的一个实施方式所涉及的车辆进行说明。图1示出实施方式所涉及的车辆V的简要结构。
本实施方式的车辆V是具备混合动力系统和太阳光发电系统的插电式混合动力汽车。混合动力系统具备：产生车辆V的行驶用驱动力的发动机10以及马达15、蓄电装置20、动力控制单元25、充电装置30、混合动力电子控制单元40(称作混合动力ECU40)、发动机电子控制单元50(称作发动机ECU50)。
蓄电装置20主要具备：作为马达15的驱动电源使用的高压蓄电池、作为12V系的车载负载的电源使用的低压蓄电池、以及检测各蓄电池的蓄电状态(SOC：充电状态(StateofCharge))的SOC传感器等。充电装置30具备：用于将通过太阳光发电系统发电的电力、以及经由充电缆线从外部电源装置(充电站、家庭的电源插座等)供给的电力朝蓄电装置20充电的充电回路等。动力控制单元25进行从蓄电装置20(高压蓄电池)朝马达15的电力供给、以及从马达15朝蓄电装置20(高压蓄电池)的电力再生，具备作为马达驱动回路的逆变器、电压转换回路等。
混合动力ECU40作为主要部分具备微型计算机，并且与发动机ECU50以能够相互通信的方式连接。混合动力ECU40基于表示加速器操作量以及制动器操作量亦即驾驶员操作量的传感器信号、表示车辆V的运动状态的传感器信号、蓄电装置20的SOC传感器信号等算出发动机要求输出值以及马达要求扭矩值(驱动扭矩、再生制动扭矩)。混合动力ECU40将所算出的发动机要求输出值发送至发动机ECU50，并且基于马达要求扭矩值对动力控制单元25的动作进行控制。此外，混合动力ECU40监视蓄电装置20的蓄电状态，并且基于蓄电状态对充电装置30的动作进行控制。
发动机ECU50作为主要部分具备微型计算机，根据从混合动力ECU40发送来的发动机要求输出值对发动机10的动作进行控制。此外，发动机ECU50内置有用于驱动设置于对发动机10进行冷却的发动机冷却装置60的水泵70(参照图2)的马达驱动回路，在发动机10的运转中，以使得水泵70以目标转速旋转的方式对马达71进行驱动控制。此外，发动机ECU50具备实施发动机/电池板间冷却水替换控制的功能部，在该发动机/电池板间冷却水替换控制中，使用发动机冷却装置60的水泵70使冷却水朝设置于太阳光发电系统的电池板侧配管111(后述)流动。该发动机/电池板间冷却水替换控制将在后面叙述。
如图2所示，发动机ECU50具备用于使冷却水在发动机10的冷却对象部(气缸盖以及气缸体)循环的发动机冷却水通路61。在发动机冷却水通路61设置有散热器62、储存罐63、水泵70以及温度自动调节器64。此外，在发动机冷却水通路61形成有用于使冷却水绕过散热器62以及储存罐63而朝发动机10循环的旁通通路65。该旁通通路65的出水口与温度自动调节器64连结。
温度自动调节器64设置于水泵70的吸引口侧，在自身的阀套内的冷却水的温度小于暖机结束温度(例如80℃)的情况下，切断散热器62与水泵70之间的连通，并且使旁通通路65与水泵70连通。将此时的温度自动调节器64的阀位置称作暖机位置。此外，温度自动调节器64在冷却水的温度为暖机结束温度以上的情况下，使散热器62与水泵70连通，并切断旁通通路65与水泵70之间的连通。将此时的温度自动调节器64的阀位置称作通常位置。
以下，将温度自动调节器64位于暖机位置而冷却水绕过散热器62以及储存罐63进行循环的流路称作发动机冷却水暖机流路。此外，将温度自动调节器64位于通常位置而冷却水通过散热器62以及储存罐63进行循环的流路称作发动机冷却水通常流路。
水泵70为电动式，且具备泵马达71。泵马达71由从发动机ECU50供给的驱动电流驱动。因而，发动机ECU50构成发动机冷却装置60的一部分。在本说明书中，将对泵马达71通电而使水泵70动作这一情况记为驱动水泵70。
发动机冷却装置60设置有对在发动机10的冷却对象部(形成于气缸盖或者气缸体的冷却水通路)流动的冷却水的温度进行检测的温度传感器72(以下称作发动机侧温度传感器72)。发动机侧温度传感器72将表示所检测到的发动机冷却水温度Te的检测信号朝发动机ECU50输出。发动机ECU50将表示发动机冷却水温度Te的信息朝混合动力ECU40输出。
混合动力ECU40当驾驶员对电源开关90进行了接通操作时启动混合动力系统。混合动力ECU40与驾驶员的操作量以及车辆状态相应地运算马达要求扭矩值和发动机要求输出值，基于马达要求扭矩值对马达15进行驱动控制，并且朝发动机ECU50发送发动机要求输出值。在该情况下，混合动力ECU40以使得在发动机冷却水温度Te低于设定温度(例如暖机结束温度)的情况下发动机10以及水泵70必定起动的方式运算发动机要求输出值。因而，当在接通操作电源开关90时发动机冷却水温度Te低于设定温度的情况下，进行暖机运转。另一方面，在发动机冷却水温度Te为设定温度以上的情况下，省略暖机运转。因此，自混合动力系统启动时起，能够在停止发动机10的状态下仅借助马达15进行行驶。
接着，对太阳光发电系统进行说明。太阳光发电系统具备：设置于车辆V的车顶R的太阳能电池板100、以及对太阳能电池板100进行冷却的电池板冷却装置110。如图3所示，太阳能电池板100由透明玻璃板101和粘贴于透明玻璃板101的背面的薄膜状的太阳电池102构成。透明玻璃板101固定于车辆V的车顶框RF。
电池板冷却装置110具备：以能够与太阳能电池板100进行热交换的方式配设于太阳能电池板100的背面(相对于太阳光所照射的受光面位于相反侧的面)的电池板侧配管111；连结电池板侧配管111与发动机冷却水通路61的连结配管112；以及进行冷却水所流动的流路的切换等的冷却致动器130(参照图2)。如图1所示，连结配管112由去路配管112a和回路配管112b构成。该电池板冷却装置110构成为：兼用发动机冷却装置60的一部分(发动机ECU50、水泵70、发动机冷却水通路61)，使发动机冷却水在电池板侧配管111循环。
电池板侧配管111以能够与太阳能电池板100进行热交换的方式遍及太阳能电池板100的背面侧的区域整体配置，在车宽方向的两端(也可以在车辆前后方向的两端)呈U字状弯曲而形成为曲折的形状。电池板侧配管111的一方端与去路配管112a的一方端连接，电池板侧配管111的另一方端与回路配管112b的一方端连接。连结配管112(去路配管112a、回路配管112b)例如被固定于车辆V的支柱P。如图3所示，电池板侧配管111由罩103从下方覆盖，以使得无法从车厢内目视看到该配管。在图3中，附图标记104是车辆V的前风挡玻璃。
如图2所示，去路配管112a的另一方端连接在供发动机冷却装置60的冷却水循环的发动机冷却水通路61的第一位置611，回路配管112b的另一方端连接在发动机冷却水通路61的第二位置612。第一位置611以及第二位置612是包含于发动机冷却水暖机流路的位置。此外，第二位置612相比第一位置611靠发动机冷却水通路61的下游侧。
冷却致动器130具备第一开闭阀131、第二开闭阀132、第三开闭阀133、第四开闭阀134。第一开闭阀131、第二开闭阀132、第四开闭阀134是仅在通电时开阀的常闭式的电磁阀，第三开闭阀133是仅在通电时闭阀的常开式的电磁阀。第一开闭阀131设置于去路配管112a，第二开闭阀132设置于回路配管112b。第一开闭阀131、第二开闭阀132优选设置于发动机室内。第三开闭阀133设置于发动机冷却水通路61中的第一位置611与第二位置612之间。在车辆V的车顶R，在去路配管112a的一方端侧或者电池板板配管111的一方端侧分支设置有大气开放管113。大气开放管113的前端与大气连通。第四开闭阀134设置于该大气开放管113。
第一开闭阀131、第二开闭阀132、第三开闭阀133、第四开闭阀134分别与发动机ECU50连接，其开闭状态由从发动机ECU50输出的阀驱动信号控制。
此外，在回路配管112b，在位于第二开闭阀132与电池板侧配管111之间的位置，设置有具有气液分离功能的储液器135。该储液器135配设于比车顶R低的位置、例如配设于发动机室内。
此外，在电池板侧配管111设置有对电池板侧配管111内的冷却水的温度进行检测的温度传感器73(以下称作电池板侧温度传感器73)。电池板侧温度传感器73将表示所检测到的电池板侧冷却水温度Tp的检测信号朝发动机ECU50输出。
此处，对不使电池板冷却装置110动作的模式下的冷却水的循环路进行说明。当不使电池板冷却装置110动作时，发动机ECU50停止朝冷却水致动器130的通电。因此，仅作为常开式电池阀的第三开闭阀133被维持在开阀状态，作为常闭式电磁阀的第一开闭阀131、第二开闭阀132、第四开闭阀134被维持在闭阀状态。在水泵70驱动时，在温度自动调节器64周围的冷却水温度小于暖机结束温度的情况下，温度自动调节器64的阀位置位于暖机位置。因此，如图4中用箭头示出的那样，形成发动机冷却水暖机流路P1。当冷却水温度上升而温度自动调节器64周围的冷却水温度变为暖机结束温度以上时，温度自动调节器64的阀位置从暖机位置切换到通常位置。由此，如图5中用箭头示出的那样，形成发动机冷却水通常流路P2。
如果系统启动时(电源开关90的接通操作时)发动机10的冷却水温度高，则不需要进行暖机运转。因此，在混合动力系统中，能够不起动发动机10而借助马达15使车辆V行驶。另一方面，在冷却水温度低的情况下，必须通过起动发动机10进行暖机运转而对发动机驱动系统整体进行加热。因此，在发动机10处于冷态时，需要用于进行暖机运转的额外的燃料。此外，在暖机运转时，与通常运转时相比废气的品质降低。
因此，在本实施方式中，具备能够省略借助发动机10的驱动进行的暖机运转、或者缩短暖机运转时间的结构。具体而言，当混合动力系统未启动时、且冷却水的替换条件成立时，使发动机冷却水通路61与电池板侧配管111连通并驱动水泵70，形成发动机10与电池板侧配管111串联配置的冷却水循环路。由此，积存于发动机冷却水通路61的冰冷的冷却水被汲取至电池板侧配管111，并且积存于电池板侧配管111内的温暖的冷却水返回到发动机冷却水通路61。因而，能够使用由太阳能电池板100加热了的冷却水对发动机10进行加热。此外，设置于太阳能电池板100的太阳电池102越是高温则发电效率越低，但由于电池板侧配管111内的冷却水与积存于发动机冷却水通路61的冰冷的冷却水置换，因此能够提高太阳电池102的发电效率。
发动机ECU50对电池板冷却装置110(冷却致动器130)以及水泵70的动作进行控制，由此来实施上述的处理。以下，对发动机ECU50所实施的发动机/电池板间冷却水替换控制进行说明。图6是示出发动机ECU50所实施的发动机/电池板间冷却水替换控制例程(主例程)的流程图。此外，图7～图9示出在发动机/电池板间冷却水替换控制例程编入的子例程，图7示出水填充例程，图8示出暖机/电池板冷却例程，图9示出排水例程。
发动机/电池板间冷却水替换控制例程以预定的短周期反复实施。当本例程启动时，发动机ECU50在步骤S1判断电源开关90是否处于断开状态。也就是说，判断混合动力系统是否未启动。另外，发动机ECU50构成为：即便电源开关90处于断开状态，也能够从蓄电装置20供给电源而驱动水泵70、冷却致动器130。
在电源开关90处于断开状态的情况下，发动机ECU50在步骤S2中判断水填充处理是否结束。如后所述，当驾驶员接通电源开关90时，积存于太阳能电池板100的电池板侧配管111的冷却水被排出(称作排水处理)，当驾驶员断开电源开关90时，直至发动机10内的冷却水的温度降低为止，在电池板侧配管111填充有冷却水。该步骤S2是判断朝已排出冷却水的电池板侧配管111再次填充冷却水的水填充处理是否结束的判断处理。
发动机ECU50在水填充处理尚未结束的情况下使处理朝步骤S10的水填充例程(参照图7)前进。当水填充例程启动时，发动机ECU50在步骤S11中读取由发动机侧温度传感器72检测到的发动机冷却水温度Te，在接下来的步骤S12中判断发动机冷却水温度Te是否为水填充设定温度Teref以下。当冷却水并不冰冷的情况下(S12：否)，发动机ECU50在步骤S13中使电池板冷却装置110的冷却致动器130的动作成为停止状态。也就是说，使第一开闭阀131、第二开闭阀132、第四开闭阀134处于闭阀状态，使第三开闭阀133处于开阀状态。接着，发动机ECU50在步骤S134中使水泵70成为停止状态。
发动机ECU50在实施步骤S14的处理后暂时跳出水填充例程，使处理返回到发动机/电池板间冷却水替换控制例程(主例程)。由此，发动机/电池板间冷却水替换控制例程暂时结束。发动机ECU50以规定的短周期反复进行发动机/电池板间冷却水替换控制例程。因而，在发动机冷却水温度Te高于水填充设定温度Teref的期间，冷却致动器130以及水泵70被维持在停止状态。
当发动机10内的冷却水的温度降低而发动机冷却水温度Te变为水填充设定温度Teref以下时(S12：是)，发动机ECU50在步骤S15中使第一开闭阀131以及第二开闭阀132处于开阀状态，并使第三开闭阀133以及第四开闭阀134处于闭阀状态。因而，电池板侧配管111与发动机冷却水通路61经由连结配管112(去路配管112a、回路配管112b)连通。接着，发动机ECU50在步骤S16中以预先设定的转速驱动水泵70。由此，如图10中用箭头示出的那样，汲取积存于储液器135的冷却水，开始朝电池板侧配管111供给冷却水。
接着，发动机ECU50在步骤S17中判断从起动水泵70起是否已经过一定时间t1。该一定时间t1被设定为借助水泵70的驱动朝电池板侧配管111内填充冷却水所需要的时间。在水泵70的驱动时间小于一定时间t1的情况下，发动机ECU50暂时跳出水填充例程，使处理返回到发动机/电池板间冷却水替换控制例程(主例程)。由此，反复进行上述的处理。
当水泵70的驱动时间达到一定时间t1时(S17：是)，发动机ECU50在步骤S18中判定为已经朝电池板侧配管111填充了冷却水，使处理返回到上述的步骤S13。由此，切断电池板侧配管111与发动机冷却水通路61之间的连通(S13)，停止水泵70(S14)。这样，水填充例程结束。
若电池板侧配管111内填充有冷却水，发动机ECU50在步骤S20中实施暖机/电池板冷却例程(图8)。在电源开关90处于断开状态的期间，反复实施该暖机/电池板冷却例程。
当暖机/电池板冷却例程启动时，发动机ECU50在步骤S21中读取由发动机侧温度传感器72检测到的发动机冷却水温度Te，在接下来的步骤S22中读取由电池板侧温度传感器73检测到的电池板侧冷却水温度Tp。
接着，发动机ECU50在步骤S23中判断是否处于冷却水的替换中。由于在本例程刚刚启动之后并不处于冷却水的替换中，因此发动机ECU50使处理朝步骤S24前进。发动机ECU50在步骤S24中判断电池板侧冷却水温度Tp是否比预先设定的电池板侧替换设定温度Tpref高，在电池板侧冷却水温度Tp为电池板侧替换设定温度Tpref以下的情况下，使处理朝步骤S26、S27前进。步骤S26、S27的处理与上述的步骤S13、S14的处理相同。因而，停止朝冷却致动器130的通电，第一开闭阀131、第二开闭阀132、第四开闭阀134被维持在闭阀状态，第三开闭阀133被维持在开阀状态，水泵70被维持在停止状态。
当因太阳光的照射而太阳能电池板100被加热时，太阳能电池板100的热朝积存于电池板侧配管111内的冷却水传递。由此，太阳能电池板100的温度上升得以抑制，相应地冷却水的温度上升。当电池板侧冷却水温度Tp上升而变得高于电池板侧替换设定温度Tpref时(S24：是)，发动机ECU50在步骤S25中判断发动机冷却水温度Te是否比预先设定的发动机侧替换设定温度Teref低，在发动机冷却水温度Te比发动机侧替换设定温度Teref低的情况下，使处理朝步骤S26、S27前进。发动机侧替换设定温度Teref被设定为比电池板侧替换设定温度Tpref低的值。另外，发动机侧替换设定温度Teref是判断是否需要对发动机驱动系统进行加热的阈值，电池板侧替换设定温度Tpref是判断是否需要对太阳能电池板100进行冷却的阈值。
发动机10的冷却水的温度随着自发动机停止起的时间推移而降低。发动机ECU50当发动机冷却水温度Te变得低于发动机侧替换设定温度Teref时(S25)，判断为冷却水的替换条件成立，使处理朝步骤S28、S29前进。该步骤S28、S29的处理与上述的步骤S15、S16的处理相同。
因而，第一开闭阀131以及第二开闭阀132开阀，第三开闭阀133以及第四开闭阀134闭阀(S28)，由此，电池板侧配管111与发动机冷却水通路61经由连结配管112(去路配管112a、回路配管112b)连通。同时，驱动水泵70(S29)。由此，如图11中用箭头所示，冷却水开始在由发动机冷却水通路61、连结配管112、电池板侧配管111构成的循环路中循环。将该循环路称作电池板冷却循环路。电池板冷却循环路构成将水泵70、发动机10以及电池板侧配管111串联连接的共通的循环路。
这样，开始积存于发动机冷却水通路61的冰冷的冷却水与积存于电池板侧配管111的温暖的冷却水之间的替换。
接着，发动机ECU50在步骤S30中判断自开始冷却水的替换起的经过时间也就是自实施步骤S28、S29的处理起的经过时间是否达到一定时间t2。该一定时间t2被设定为将积存于电池板侧配管111的冷却水返回到发动机冷却水通路61所需要的时间。在冷却水的替换时间不足一定时间t2的情况下，发动机ECU50暂时跳出暖机/电池板冷却例程，使处理返回到发动机/电池板间冷却水替换控制例程(主例程)。由此，反复进行上述的处理。
在该情况下，在暂时开始冷却水的替换处理(S27、S28)之后，跳过步骤S24、S25的处理。因而，与电池板侧冷却水温度Tp以及发动机冷却水温度Te无关，持续进行冷却水的替换处理。由此，发动机冷却水通路61的冰冷的冷却水通过去路配管112a被汲取到电池板侧配管111，电池板侧配管111的温暖的冷却水通过回路配管112b返回到发动机冷却水通路61。
当这样冷却水的替换时间达到一定时间t2时(S30：是)，发动机ECU50在步骤S31中判定为冷却水的替换处理完成，使处理朝步骤S26、S27前进。由此，切断电池板侧配管111与发动机冷却水通路61之间的连通(S26)，停止水泵70(S27)。
发动机ECU50当冷却水的替换处理完成时，暂时跳出暖机/电池板冷却例程，使处理返回到发动机/电池板间冷却水替换控制例程(主例程)。由此，在下一次的暖机/电池板冷却例程的实施时，步骤S23的判断为“否”，判断冷却水的替换条件。
这样替换积存于发动机冷却水通路61的冰冷的冷却水与积存于电池板侧配管111的温暖的冷却水，由此能够借助从发动机冷却水通路61被汲取到电池板侧配管111的冷却水对太阳能电池板100进行冷却。同时，能够借助从电池板侧配管111返回到发动机冷却水通路61的冷却水对发动机10进行加热。
太阳能电池板100在日照时借助太阳光的辐射能被加热而温度变得比外部气温高。例如，即便在外部气温为30℃的情况下，也存在太阳能电池板100的背面即太阳电池102的温度超过60℃的情况。因此，被汲取到电池板侧配管111的冷却水与太阳能电池板100进行热交换而温度上升。通过该热交换，太阳能电池板100的太阳电池102被冷却。太阳电池102越是高温则发电效率越低，但通过与该冷却水之间的热交换，太阳电池102被冷却，因此发电效率的降低得以抑制。
此外，发动机10与从电池板侧配管111返回的高温的冷却水进行热交换而被加热。也就是说，被从太阳能电池板100夺取的热加热。因而，即便不起动发动机10也能够获得与暖机运转相同的效果。
发动机ECU50以规定的短周期反复进行发动机/电池板间冷却水替换控制例程。因此，在电源开关90处于断开状态的情况下(S1：是)，最初朝电池板侧配管111填充冷却水，之后，每当冷却水的替换条件成立时，便进行一定时间t2的冷却水的替换。
发动机ECU50每当发动机/电池板间冷却水替换控制例程启动时，都在步骤S1中判断电源开关90的状态。在电源开关90处于接通状态的情况下(S1：否)，发动机ECU50在步骤S3中判断电池板侧配管111的排水处理是否完成。在排水处理完成的情况下，暂时结束发动机/电池板间冷却水替换控制例程，在排水处理尚未完成的情况下，实施步骤S40的排水例程(参照图9)。
当排水例程启动时，发动机ECU50在步骤S41中朝设置于冷却致动器130的四个开闭阀131～134中的第四开闭阀134输出驱动信号，使第四开闭阀134成为开阀状态(第一、第二开闭阀131、132被维持在闭阀状态，第三开闭阀133被维持在开阀状态)。第四开闭阀134设置于大气开放管113，因此，电池板侧配管111的一端与大气连通。此外，电池板侧配管111的另一端侧经由回路配管112b与储液器135连通。因此，积存于电池板侧配管111的冷却水图12中用箭头示出的那样因自重而开始朝储液器135流动。
接着，发动机ECU50在步骤S42中判断自使第四开闭阀134开阀起是否已经过一定时间t3。该一定时间t3被设定为使积存于电池板侧配管111的冷却水的全部量流入储液器135所需要的时间。发动机ECU50在自使第四开闭阀134开阀起尚未经过一定时间t3的情况下(S42：否)，跳出排水例程，使处理朝发动机/电池板间冷却水替换控制例程(主例程)前进。由此，以规定的短周期反复进行排水例程。因而，直至自使第四开闭阀134开阀起经过一定时间t3为止，维持第四开闭阀134的开阀状态。
发动机ECU50当自使第四开闭阀134开阀起经过了一定时间t3时(S42：是)，在步骤S43中使第四开闭阀134闭阀，在步骤S44中判定为排水处理已经完成。这样，在经过一定时间t3的期间，电池板侧配管111内的冷却水被置换成空气。
另外，发动机ECU50当在正实施排水例程的过程中从混合动力ECU接收到发动机要求输出值的情况下，一边执行排水例程(将第四开闭阀134维持在开阀状态)一边启动发动机10。此外，发动机ECU50与发动机10的启动相配合地起动水泵70，使冷却水在发动机冷却水通路61循环。
根据以上说明了的本实施方式的车辆V，能够起到以下的作用效果。
1、在发动机10的停止中，发动机冷却水通路61与电池板侧配管111经由连结配管112连通，驱动水泵70。由此，积存于发动机冷却水通路61的冰冷的冷却水被汲取到电池板侧配管111，并且，积存于电池板侧配管111内的温暖的冷却水返回到发动机冷却水通路61。因而，能够借助发动机10的停止中的冰冷的冷却水对太阳能电池板100进行冷却，能够提高太阳能电池板100(太阳电池102)的发电效率。
2、电池板侧配管111内的冷却水与太阳能电池板100进行热交换而温度上升。因而，温暖的冷却水返回到发动机冷却水通路。由此，能够在启动发动机10之前预先对发动机10进行加热。因而，能够有效利用太阳能电池板100的蓄热，能够省略暖机运转或者缩短暖机运转时间。结果，能够实现燃料利用率的提高、废气的品质的提高。
3、当电池板侧配管111充满冷却水的情况下，车辆V的重心向上移动，因此，由于车辆V的重量平衡的关系，存在车辆V的运动性能降低的可能性。因此，在本实施方式中，在预测到车辆V的行驶开始的情况下、也就是当检测到电源开关90的接通操作时，从电池板侧配管111排出冷却水。因此，在车辆V的行驶中，成为冷却水已被从电池板侧配管111排出的状态，因此，能够减少车辆V的运动性能的降低。
4、以电池板侧冷却水温度Tp高于电池板侧替换设定温度Tpref、且发动机冷却水温度Te低于发动机侧替换设定温度Teref这一情况作为冷却水的替换条件，进行积存于发动机冷却水通路61的冷却水与积存于电池板侧配管111的冷却水之间的替换。此外，将该冷却水的替换处理持续进行一定时间t2。因此，能够适当地进行借助冷却水实现的热的移动。此外，能够防止水泵70的无用的驱动。
5、能够使用设置于发动机冷却装置60的水泵70对冷却水进行替换，因此，无需新设置特殊的泵，能够以低成本加以实施。
接着，对暖机/电池板冷却例程的变形例进行说明。图13是示出变形例所涉及的暖机/电池板冷却例程的流程图。代替上述的实施方式的暖机/电池板冷却例程(图8)转而实施该暖机/电池板冷却例程。以下，对于与实施方式的暖机/电池板冷却例程相同的处理，在附图中标注与实施方式相同的步骤标号并省略说明。
发动机ECU50在步骤S32中计算电池板侧冷却水温度Tp与发动机冷却水温度Te的差亦即温度差A(＝Tp－Te)。接着，发动机ECU50在步骤S33中判断温度差A是否为预先设定的替换设定温度差Aref以上。在刚刚朝电池板侧配管111内填充冷却水之后，温度差A小于替换设定温度差Aref。因此，发动机ECU50在步骤S33中判定为“否”，使处理朝步骤S26、S27前进。因而，停止朝冷却致动器130的通电，第一开闭阀131、第二开闭阀132、第四开闭阀134被维持在闭阀状态，第三开闭阀133被维持在开阀状态，水泵70被维持在停止状态。
当因太阳光的照射而太阳能电池板100被加热时，太阳能电池板100的热传递至积存于电池板侧配管111内的冷却水。由此，太阳能电池板100的温度上升得以抑制，相应地冷却水的温度上升。当电池板侧配管111的冷却水的温度上升而电池板侧冷却水温度Tp与发动机冷却水温度Te之间的温度差A变为替换设定温度差Aref以上时(S33：是)，发动机ECU50使处理朝步骤S28、S29前进。
由此，积存于发动机冷却水通路61的冷却水通过去路配管112a被汲取到电池板侧配管111，积存于电池板侧配管111的冷却水通过回路配管112b返回到发动机冷却水通路61。在冷却水的循环开始时，成为电池板侧冷却水温度Tp高于发动机冷却水温度Te的状态。因此，通过利用水泵70使冷却水循环，相对低温的(与即将开始循环之前积存的冷却水相比为低温的)冷却水流入电池板侧配管111，相对高温的(与即将开始循环之前积存的冷却水相比为高温的)冷却水流入发动机冷却水通路61。
通过像这样使冷却水循环，积存于发动机冷却水通路61的冰冷的冷却水与积存于电池板侧配管111的温暖的冷却水替换。由此，温度差A逐渐降低。当温度差A降低至小于替换设定温度差Aref时，发动机ECU50使处理朝步骤S26、S27前进，关闭电池板冷却循环路而使冷却水的循环停止。
根据以上说明了的变形例的暖机/电池板冷却例程，与实施方式的暖机/电池板冷却例程同样，能够有效利用积存于太阳能电池板100的热对发动机10进行加热，同时能够提高太阳能电池板100的发电效率。
以上对本实施方式(包括变形例)的车辆V进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式，能够在不脱离本发明的目的的范围进行各种变形。
例如，在本实施方式中，对混合动力汽车进行了说明，但作为本发明的对象的车辆并不限定于混合动力汽车，也可以是作为车轮驱动源仅具备发动机10的车辆。
此外，在本实施方式中，根据电池板侧配管111内的冷却水的温度检测太阳能电池板100(太阳电池102)的温度状态，但代替于此也可以形成为直接检测太阳能电池板100的温度的结构。例如，也可以形成为：在太阳能电池板100设置温度传感器(称作电池板温度传感器)，在步骤S22中利用发动机ECU50读取电池板温度传感器所检测到的电池板温度Tp。
此外，在本实施方式中，当电源开关90为断开状态时朝电池板侧配管111填充冷却水，但例如也考虑在外部空气温度极低的情况下、无法获得日照的夜间等，在电池板侧配管111中冷却水反而变冷的情形。因而，也可以具备如下结构：在无法满足预先确定的填充许可条件的情况下(例如，外部空气温度小于填充许可设定温度的情况下、当前时刻进入填充禁止时间带的情况下等)，不朝电池板侧配管111填充冷却水。在该情况下，例如，在步骤S1与步骤S2之间插入判断是否满足填充许可条件的处理，在判定为不满足填充许可条件的情况下，使处理朝步骤S3前进，在判定为满足填充许可条件的情况下，使处理朝步骤S2前进。
此外，在本实施方式中，作为电池板侧配管111，采用曲折的一根管，但例如也可以采用如下的结构：并列设置多根管，将各管的入水口与去路配管112a连接，将各管的出水口与回路配管112b连接。
此外，在本实施方式中，在水填充例程中，一直等到发动机冷却水温度Te变为水填充设定温度Teref以下，才朝电池板侧配管111供给冷却水，但并不是一定要检测发动机冷却水温度Te。例如，也可以在步骤S11中测定自发动机10停止起的经过时间，在步骤S12中判断所测定的发动机停止时间是否已超过假定发动机冷却水温度Te变为水填充设定温度Teref以下的设定时间。
此外，在本实施方式中，仅在发动机10的停止中进行冷却水的替换(积存于发动机冷却水通路61的冰冷的冷却水与积存于电池板侧配管111的温暖的冷却水的替换)，但也可以采用在发动机起动时实施冷却水的替换处理的结构。例如，也可以在发动机起动时实施暖机/电池板冷却例程(图8或者图13)。在该情况下，可以在冷却水的替换处理后进行排水例程，或者也可以省略排水例程。
附图标记说明
10：发动机；15：马达；20：蓄电装置；25：动力控制单元；30：充电装置；40：混合动力ECU；50：发动机ECU；60：发动机冷却装置；61：发动机冷却水通路；70：水泵；71：泵马达；72：发动机侧温度传感器；73：电池板侧温度传感器；100：太阳能电池板；102：太阳电池；110：电池板冷却装置；111：电池板侧配管；112：连结配管；112a：去路配管；112b：回路配管；113：大气开放管；130：冷却致动器；131、132、133、134：开闭阀；135：储液器；P：支柱；R：车顶；RF：车顶框；V：车辆。

Claims (6)

1.一种车辆，该车辆搭载有太阳能电池板，其中，
所述车辆具备：
电池板侧配管，该电池板侧配管以能够与所述太阳能电池板进行热交换的方式配置于所述太阳能电池板的相对于受光面位于相反侧的背面侧的区域；
发动机冷却装置，该发动机冷却装置使冷却水在发动机冷却水通路循环；
连结配管，该连结配管具有连结所述发动机冷却水通路与所述电池板侧配管的去路和回路；以及
发动机/电池板间冷却水替换装置，该发动机/电池板间冷却水替换装置将所述发动机冷却水通路内的冷却水经由所述去路汲取到所述电池板侧配管，并将所述电池板侧配管内的冷却水经由所述回路返回到所述发动机冷却水通路。
2.根据权利要求1所述的车辆，其中，
所述发动机冷却装置具备电动泵，该电动泵使冷却水在所述发动机冷却水通路循环，
所述发动机/电池板间冷却水替换装置构成为：使用所述电动泵将所述发动机冷却水通路内的冷却水汲取到所述电池板侧配管。
3.根据权利要求1或2所述的车辆，其中，
所述车辆具备排水机构，当预测到所述车辆的行驶开始的情况下，所述排水机构将所述冷却水通过所述回路的一部分从所述电池板侧配管排出。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的车辆，其中，
所述车辆具备：
温度取得机构，该温度取得机构取得表示所述发动机冷却水通路的冷却水的温度的发动机侧温度、以及表示所述太阳能电池板的温度或者所述电池板侧配管的冷却水的温度的电池板侧温度；以及
替换控制机构，该替换控制机构基于所述取得的发动机侧温度和电池板侧温度对所述发动机/电池板间冷却水替换装置的动作进行控制。
5.根据权利要求4所述的车辆，其特征在于，
所述替换控制机构构成为：以所述电池板侧温度比所述发动机侧温度高出替换设定温度差以上这一情况作为条件，使所述发动机/电池板间冷却水替换装置动作。
6.根据权利要求4所述的车辆，其中，
所述替换控制机构构成为：以所述电池板侧温度高于电池板侧替换设定温度、且所述发动机侧温度低于发动机侧替换设定温度这一情况作为条件，使所述发动机/电池板间冷却水替换装置动作，其中，所述发动机侧替换设定温度被设定为比所述电池板侧替换设定温度低的温度。
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