JP2004108159A

JP2004108159A - エンジンの冷却制御装置及びその冷却制御装置を備えた車両

Info

Publication number: JP2004108159A
Application number: JP2002268187A
Authority: JP
Inventors: Naoto Suzuki; 鈴木　直人; Takashi Suzuki; 鈴木　孝
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2002-09-13
Filing date: 2002-09-13
Publication date: 2004-04-08
Anticipated expiration: 2022-09-13
Also published as: JP3956812B2

Abstract

【課題】エンジン始動後における冷却水温度の過度の上昇を防止する。
【解決手段】燃料の燃焼によって作動するエンジン１と熱交換器１１とを含んだ所定経路１２内で冷却水を循環させてエンジン１を冷却するエンジンの冷却制御装置において、所定の判定条件に従ってエンジン１の始動を予測する。エンジン１の冷却水の温度が所定温度よりも上昇している状態でエンジン１の始動が予測された場合に、冷却水から熱を奪うための所定の処理、例えば電動ウォーターポンプの駆動を実行する。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関等のエンジンの冷却状態を制御する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両の動力源として利用される内燃機関等の熱機関（以下、エンジンと呼ぶ。）には、一般に、エンジンと熱交換器とを含んだ所定経路内で冷却水を循環させてエンジンを冷却する水冷装置が設けられている。その水冷装置において、冷却水の循環用のウォーターポンプはエンジンの回転を利用して駆動されている。従って、エンジンが停止すればウォーターポンプも停止し、冷却水の循環が停止してシリンダヘッド内等の高熱部分で冷却水が沸騰するおそれがある。
【０００３】
そこで、冷却水の循環経路に電動式のウォーターポンプを追加し、イグニッションキーがオフされてエンジンが停止した場合にその電動式ウォーターポンプを起動して冷却水の循環を継続させ、それにより冷却水の沸騰を防止する技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
実開平６−２８２２２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
近年、走行用の動力源としてエンジンと電動機とを併用する、いわゆるハイブリッド車両が実用化されている。この種のハイブリッド車両では、イグニッションキーがオンされている状態でもエンジンの停止及び始動が頻繁に繰り返される。また、車両が停止しかつエンジンがアイドリング状態のときにエンジンを停止するアイドルストップ制御を実行する車両においても同様である。このような車両においては、エンジン停止中に冷却水に熱が加えられ、あるいは、エンジンの再始動時にエンジンから受ける熱の影響が冷却水の循環再開による放熱効果よりも先に出現する等の理由により、エンジンの始動後に冷却水温が許容範囲を超えて過度に上昇する現象（以下、過昇温と表現することがある。）が生じて冷却水の沸騰やノッキングの発生等の不都合を招くおそれがある。
【０００６】
上述した特許文献１の技術はイグニッションキーがオフされてエンジンが停止したときに一時的に電動ポンプを回転させて冷却水の沸騰を防止するに過ぎず、エンジン始動時における水温上昇の問題については何ら考慮されていない。
【０００７】
そこで、本発明は、エンジン始動後の冷却水の過度の上昇を防止できるエンジンの冷却制御装置及びその冷却制御装置を備えた車両を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の冷却制御装置は、燃料の燃焼によって作動するエンジンと熱交換器とを含んだ所定経路内で冷却水を循環させて前記エンジンを冷却するエンジンの冷却制御装置において、所定の判定条件に従って前記エンジンの始動を予測する始動予測手段と、前記冷却水温度を判別する水温判別手段と、前記冷却水の温度が所定温度よりも上昇している状態で前記エンジンの始動が予測されたとき、前記冷却水から熱を放出させるための所定の処理を実行する冷却水熱量制御手段と、を備えることにより、上述した課題を解決する（請求項１）。
【０００９】
この冷却制御装置によれば、冷却水温度が高温の状態でエンジンの始動が予測されると、実際の始動に先立って冷却水から熱を放出させる処理が実行される。従って、エンジン始動後における冷却水温度の過度の上昇が防止され、冷却水の沸騰やノッキングの発生といった不都合を未然に回避することができる。
【００１０】
本発明の冷却制御装置は、前記エンジンと他の動力源とを車両要求出力に応じて使い分けて走行可能なハイブリッド車両に適用され、前記冷却水熱量制御手段は、前記車両要求出力に基づいて前記エンジンが停止制御されている間に前記所定の処理を実行してもよい（請求項２）。この場合には、ハイブリッド車両におけるエンジン始動直後の冷却水温の上昇を抑制できる。
【００１１】
前記冷却水熱量制御手段は、始動後に予想されるエンジン負荷に応じて前記冷却水からの放熱量を制御してもよい（請求項３）。エンジン負荷に応じて放熱量を制御すれば、負荷に応じて適切に冷却水温度を管理することが可能となる。例えば、予想される負荷が大きいほど放熱量を増加させて冷却水温度をエンジン始動前により大きく低下させることにより、エンジン負荷が大きいときでも冷却水温度の過度の上昇を確実に防止することができる。他方、エンジン負荷が小さいときには放熱量を小さく制御して冷却水温度の過度の低下を防止するとともに、冷却水から放熱させるために必要なエネルギを節約することができる。このように、エンジン負荷を予想して放熱量を制御すれば、冷却水の温度を適正範囲に維持しつつ無駄なエネルギ消費を抑えることができる。
【００１２】
なお、ハイブリッド車両に適用される場合においては、前記冷却水熱量制御手段は、前記車両要求出力の変化量に応じて前記冷却水からの放熱量を制御してもよい（請求項４）。車両要求出力の変化量が大きいほど、エンジン始動後の負荷が大きいと予想することができる。
【００１３】
前記冷却水熱量制御手段は、過去のエンジン始動後における冷却水の温度の上昇履歴に基づいて前記冷却水からの放熱量を制御してもよい（請求項５）。過去の水温の上昇履歴を参照することにより、現在の放熱量の制御がエンジン負荷に見合って適切に制御されているか否かを判別して放熱量を最適化することができる。そして、エンジンの停止と始動とが頻繁に繰り返される状況においては、始動後のエンジン負荷が全般に高い場合と低い場合とでエンジン始動後の水温の上昇履歴が変化するので、その履歴に応じて放熱量を制御することにより、始動後に予想されるエンジン負荷に応じて冷却水の放熱量を適切に制御することができる。
【００１４】
本発明の冷却制御装置において、冷却水からの放熱は種々の手段によってこれを達成することができるが、一例として、前記冷却水熱量制御手段は、前記所定の処理として、前記所定経路に沿って前記冷却水を循環させる処理を実行してもよい（請求項６）。冷却水を循環させることにより熱交換器における放熱を促進して冷却水温度を低下させることができる。
【００１５】
また、前記冷却水熱量制御手段は、前記所定の処理として、前記所定経路に沿って前記冷却水を循環させる処理を実行するとともに、前記冷却水を循環させる流量を変化させて前記放熱量を制御してもよい（請求項７）。流量の変化に応じて熱交換器における冷却水からの放熱量が変化する。
【００１６】
さらに、前記冷却水熱量制御手段は、前記所定経路に設けられたウォーターポンプを駆動して前記冷却水を循環させてもよい（請求項８）。なお、エンジンの停止中はエンジンの回転力を利用してウォーターポンプを駆動することができないので、他の手段によってウォーターポンプを駆動する必要がある。前記所定径路に電動ウォーターポンプが設けられている場合にはその電動ウォーターポンプを駆動すればよい（請求項９）。
【００１７】
次に、本発明の第１の車両は、燃料の燃焼によって作動する動力源としてのエンジンを備え、所定の制御条件に基づいて前記エンジンの停止及び始動を切替制御可能であり、かつ前記エンジンと熱交換器とを含んだ所定経路内で冷却水を循環させて前記エンジンを冷却する車両であって、所定の判定条件に従って前記エンジンの始動を予測する始動予測手段と、前記冷却水の温度を判別する水温判別手段と、前記冷却水の温度が所定温度よりも上昇している状態で前記エンジンの始動が予測されたとき、前記冷却水から熱を放出させるための所定の処理を実行する冷却水熱量制御手段とを備えることにより、上述した課題を解決する（請求項１０）。
【００１８】
また、本発明の第２の車両は、燃料の燃焼によって作動する一動力源としてのエンジンと他の動力源とを含み、前記エンジンと他の動力源とを車両要求出力に基づいて使い分け可能であるとともに、前記エンジンと熱交換器とを含んだ所定経路内で冷却水を循環させて前記エンジンを冷却するハイブリッド車両であって、前記車両要求出力に基づいて前記エンジンの始動を予測する始動予測手段と、前記冷却水の温度を判別する水温判別手段と、前記冷却水の温度が所定温度よりも上昇している状態で前記エンジンの始動が予測されたとき、前記冷却水から熱を放出させるための所定の処理を実行する冷却水熱量制御手段とを備えることにより、上述した課題を解決する（請求項１１）。
【００１９】
これらの車両によれば、冷却水温度が高温の状態でエンジンの始動が予測されると実際の始動に先立って冷却水から熱を放出させる処理が実行されるので、エンジン始動後における冷却水温度の過度の上昇が防止され、冷却水の沸騰やノッキングの発生といった不都合を未然に回避することができる。
【００２０】
なお、本発明において冷却水の用語は広義に解されるべきであり、水そのものに限定されることなく、エンジンから熱を奪って熱交換器にて熱を放出する熱媒体としての機能を奏する各種の流体が冷却水の範囲に含まれる。ウォーターポンプについても、そのような流体を吐出する作用を奏する限りはその範囲に含まれる。熱交換器は、熱交換能力を有する限り熱交換能力の大小を問わずその範囲に含まれる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施形態に係る冷却制御装置が組み込まれたハイブリッド車両の要部を示す概略図である。内燃機関であるガソリンエンジン１と、２台のモータージェネレーター（ＭＧ）２、３とは、それぞれの出力軸が駆動制御手段たる動力分割機構４に接続されている。動力分割機構４には遊星歯車機構等を用いることができる。そして、動力分割機構４を制御することにより、エンジン１、ＭＧ２、ＭＧ３のそれぞれの接続状態が切り替えられる。そして、動力分割機構４の出力は伝達機構５を介して駆動輪６に伝えられる。ＭＧ２及びＭＧ３はインバーター７を介してバッテリ８に接続されている。エンジン１の出力軸９は冷却手段の一部を構成するウォーターポンプ（Ｗ／Ｐ）１０の回転軸に接続されている。エンジン１と熱交換器としてのラジエータ１１とを含む所定の冷却水循環経路１２内で冷却水を循環させつつ冷却水がエンジン１から奪った熱をラジエータ１１で放熱することによりエンジン１が冷却される。
【００２２】
さらに、本実施形態では、冷却手段として、エンジン１に駆動されるウォーターポンプ１０とは別に、電動式のウォーターポンプ１３が冷却水循環経路１２にウォーターポンプ１０と並列に取り付けられている。なお、ウォーターポンプ１３は必ずしも機械式ウォーターポンプ１０と並列に設けられる必要はなく、冷却水を循環させることができる限り様々な態様で設けられてよい。例えば、冷却水循環経路１２から車両のヒータコア（不図示）に冷却水を分配するための流路に電動式のウォーターポンプが設けられてもよい。その場合にはヒータコアが電動式ウォーターポンプに対応する熱交換器として機能する。また、機械式のウォーターポンプ１０を省略し、電動式のウォーターポンプ１３のみで冷却水を循環させてもよい。
【００２３】
ウォーターポンプ１３の動作は駆動回路１４を介して制御装置１５により制御される。制御装置１５はマイクロプロセッサとＲＡＭ、ＲＯＭ等の周辺装置とを組み合わせたコンピュータとして構成され、種々のセンサの出力信号を参照しつつ所定のプログラムに従って駆動系全体の駆動状態やエンジン１の燃料噴射装置（不図示）による燃料噴射の制御等を実行する。制御装置１５が参照するセンサは必要に応じて適宜定めてよいが、本実施形態の冷却制御装置に関連して参照されるセンサとしては、エンジン１の冷却水の水温に対応した信号を出力する水温センサ１６と、エンジン１のスロットルバルブの開度に対応した信号を出力するスロットル開度センサ１７と、車速に対応した信号を出力する車速センサ１８と、バッテリ８の充電率（ＳＯＣ）を検出するＳＯＣセンサ１９とが挙げられる。これらのセンサ１６〜１９以外にも制御装置１５が種々のセンサ類を参照して各種の制御を実行してよいことは勿論である。
【００２４】
図１のハイブリッド車両では、主として電動機として機能するＭＧ３とエンジン１とのそれぞれの駆動力配分が動力分割機構４により制御されて最適な運転が行われる。例えば、エンジン１の効率が良い中負荷領域では、エンジン１の駆動力を機械的に駆動輪６に伝達する運転モードが用いられる。低負荷領域では、エンジン１の効率が低下するのでエンジン１を停止してＭＧ３の動力のみを利用する運転モードが用いられる。高負荷領域では、エンジン１だけではトルクが不足するのでＭＧ３によりアシストして駆動輪６を駆動する運転モードが用いられる。また、バッテリ８の蓄電量が不足しているときは、エンジン１でＭＧ２を駆動して発電しつつ、ＭＧ３により駆動輪６を駆動する運転モードが用いられる。
【００２５】
エンジン１の始動及びその停止を上記のように切り替えるため、制御装置１５は、車両要求出力を繰り返し演算する。図２はその制御装置１５による車両要求出力の演算方法を示している。制御装置１５は、スロットル開度センサ１７及び車速センサ１８の出力信号に基づいてアクセル開度と車速とを取得し、制御装置１５のＲＯＭに記録されたマップを参照してアクセル開度及び車速に対応した出力軸トルク（伝達機構５に出力されるべきトルク）を求める。また、制御装置１５はＳＯＣセンサ１９の出力信号に基づいて要求発電量を求める。そして、要求発電量と各種の補機類（Ａ／Ｃ）の要求とを参照して出力軸トルクを補正することにより、車両要求出力ｐｖを求める。なお、車両要求出力ｐｖの演算方法は公知のハイブリッド車両で実行されている通りでよく、その細部は必要に応じて種々変更してよい。
【００２６】
以上のハイブリッド車両において、例えば高速走行のようにエンジン１を高負荷で運転させる運転モードが続いた後、エンジン１を停止させてＭＧ３のみにより駆動する低速走行時等の運転モードへと切り替わる際、制御装置１５は、エンジン１の燃料噴射装置への燃料供給を停止するとともに動力分割機構４を制御してＭＧ３とエンジン１を切り離すことによりエンジン１の駆動を完全に停止させる。そして、エンジン１が停止した場合、それに伴ってウォーターポンプ１０も停止して冷却水の循環が停止する。ウォーターポンプ１０による冷却水の循環はエンジン１が再度始動されるまで行われない。
【００２７】
このように循環が停止した状態ではラジエータ１１からの放熱量が低下して冷却水温度は比較的高く維持される。また、冷却水温はこれを変動させる事象が生じてから実際に温度が変化するまでの応答性が悪いので、エンジン１の停止時に加えられた熱でエンジンの停止中に冷却水の温度が上昇することもある。また、エンジン１が始動すれば冷却水の循環が再開されて放熱量は増加するが、その放熱による冷却効果が出現する前に、上述した応答性の悪さに起因してエンジン１から受ける熱の影響が先に現れてエンジン始動後に冷却水温が上昇することもある。例えば図４に示した水温、車速及びエンジン回転数の関係では、エンジン停止中の区間Ａにおいて水温が一定温度に維持され、その後のエンジンの始動に起因してＢ部で水温が過度に上昇していることが判る。
【００２８】
そこで、エンジン始動後の過昇温を防止するため、制御装置１５は車両要求出力ｐｖに基づいてエンジン１の始動を予測し、過昇温の発生が予想されるときにエンジン１の始動前にウォーターポンプ１３を駆動して冷却水から放熱させている。図３はそのようなウォーターポンプ１３の制御を実現するために制御装置１５が実行するエンジン始動制御ルーチンを示している。このエンジン始動制御ルーチンは車両のイグニッションキーがオンしている場合に所定の周期で繰り返し実行される。
【００２９】
図３のエンジン始動制御ルーチンにおいて、制御装置１５はステップＳ１１で最新の車両要求出力ｐｖが始動条件として設定された閾値ｐｖ１よりも大きいか否か判断する。閾値ｐｖ１は一定値でもよいし、車両の走行状態やエンジン１等の運転条件に応じて変化させてもよい。車両要求出力ｐｖが閾値ｐｖ１より大きいときはステップＳ１２へ進み、エンジン１を始動させるための所定の処理を実行して今回のルーチンを終える。なお、ステップＳ１２へ処理が進んだ時点で既にエンジン１が始動しているときにはその状態を維持する。
【００３０】
一方、車両要求出力ｐｖが閾値ｐｖ１以下のときはステップＳ１３へ進み、車両要求出力ｐｖが閾値ｐｖ１から所定のマージンαを減算した値よりも大きいか否か判断する。ステップＳ１３の条件が成立するときはエンジン１の始動が予測されたものとしてステップＳ１４へ進み、冷却水温ｔｈｗが閾値ｔｈｗ１よりも高いか否か判断する。そして、閾値ｔｈｗ１よりも高い場合にステップＳ１５でウォーターポンプ１３の作動を指示する。一方、ステップＳ１３又はＳ１４の条件が否定された場合にはステップＳ１６へ進み、ウォーターポンプ１３の作動停止を指示する。ウォーターポンプ１３はステップＳ１５又はＳ１６の指示に従って作動し、又は停止する。この後、ステップＳ１７へ進み、エンジン１を停止させるための所定の処理を実行して今回のルーチンを終える。なお、ステップＳ１７へ処理が進んだ時点で既にエンジン１が停止しているときにはその状態を維持する。
【００３１】
以上のエンジン始動制御ルーチンを実行した場合には、冷却水温の閾値ｔｈｗ１をエンジン１の始動によって水温の過昇温が懸念される場合の水温ｔｈｗの上限付近に設定し、また、マージンαをエンジン１の始動前のウォーターポンプ１３の始動による冷却効果が十分に出現する程度に設定しておくことにより、過昇温が予想される場合にエンジン１の始動に先立ってウォーターポンプ１３を駆動して冷却水温度を低下させ、エンジン１の始動後の過昇温を防止することができる。
【００３２】
以上の実施形態においては、エンジン１の停止時の冷却水温が所定温度よりも高い場合には電動ウォーターポンプ１３を一時的に駆動して冷却水温度を下げる制御を併用してもよい。
【００３３】
エンジン１の始動前に駆動する際のウォーターポンプ１３の流量は一定値に固定してもよいし、可変としてもよい。例えば図５の流量制御ルーチンを制御装置１５によって実行することにより、エンジン１の始動前におけるウォーターポンプ１３の流量を変化させることができる。図５のルーチンは制御装置１５により所定の周期で繰り返し実行される。
【００３４】
図５の流量制御ルーチンにおいて、制御装置１５はステップＳ２１でウォーターポンプ１３が作動中か否か判断し、作動中でなければ今回のルーチンを終える。ウォーターポンプ１３が作動中のときはステップＳ２２に進み、目標水温と現在水温との差に応じて流量Ｑを設定する。目標水温は例えば図３のルーチンで使用された閾値ｔｈｗ１に対して低温側に適当な余裕を見込んで設定される。また、目標水温と現在水温との差が大きいほど流量Ｑを大きく設定するが、その関係は予めシミュレーションや実験によってマップ化又は関数化して制御装置１５のＲＯＭに記録しておけばよい。ステップＳ２２ではそのＲＯＭに記録されたマップ等を参照して流量Ｑを決定すればよい。
【００３５】
続くステップＳ２３ではエンジン１が運転中か否か判断する。そして、運転中であれば今回のルーチンを終える。一方、ステップＳ２３でエンジン１が運転中でなかったときはステップＳ２４に進み、車両要求出力の変化量△ｐｖを演算する。変化量△ｐｖは、図２に従って演算された最新の車両要求出力ｐｖから前回演算された車両要求出力ｐｖを差し引いた値である。変化量△ｐｖの演算後はステップＳ２５に進み、変化量△ｐｖを流量Ｑに対する補正量Ｑ′に変換する。ここでは変化量△ｐｖが正方向に大きいほど補正量Ｑ′が正方向に増加するように、変化量△ｐｖと補正量Ｑ′との関係を定める。そして、続くステップＳ２６で流量Ｑの現在値（ステップＳ２２で設定した値）に補正量Ｑ′を加算して新たな流量Ｑとして設定する。その後、今回の流量制御ルーチンを終える。
【００３６】
図５の処理によれば、車両要求出力ｐｖが漸次増加してエンジン１が始動する過程において、車両要求出力ｐｖの変化量が正方向に大きいほど、つまり、車両要求出力ｐｖの増加率が大きくなるほど流量Ｑもより大きい値へと補正されてウォーターポンプ１３の事前駆動（エンジン１の始動前の駆動）によるエンジン冷却水の放熱効果が大きくなる。車両要求出力ｐｖの増加率が大きいときはエンジン１の始動後の負荷の増加率も高く、エンジン１の始動後に冷却水に与えられる熱量が大きくなると予想されるので、それに合わせてウォーターポンプ１３の事前駆動時の流量Ｑを増加させておくことにより、エンジン１の始動後の負荷上昇率が高い場合でも冷却水温の過昇温を確実に防止することができる。その一方、車両要求出力ｐｖの上昇率が小さいときは流量Ｑを小さく制限することができるので、ウォーターポンプ１３を駆動するために無駄に電力が消費されるおそれもない。つまり、図５の制御を実行すればエンジン冷却水を適正範囲に維持しつつ、その温度制御に関するエネルギの消費量を最小限に抑えることができる。
【００３７】
ウォーターポンプ１３の流量の最適化は例えば図６の流量学習ルーチンによっても実現することができる。なお、この制御は過去のエンジン始動時の水温上昇幅に基づいてウォーターポンプ１３の流量の適正値を漸次修正するものであり、制御装置１５により所定の周期で繰り返し実行される。
【００３８】
図６の流量学習制御ルーチンにおいて、制御装置１５はまずステップＳ３１でエンジン１の運転状態がオフ（停止）からオン（始動）に変化したか否かを判断する。例えばエンジン１の始動の成功に伴って不図示の処理によって設定されるエンジン始動フラグの変化によってステップＳ３１の条件が満たされたか否かを判別することができる。そして、オフからオンに変化した場合にはステップＳ３２へ進み、そうでなければ今回のルーチンを終える。
【００３９】
ステップＳ３２では、エンジン１の始動後の所定期間（エンジン始動直後の水温上昇現象が出現する期間）において冷却水温ｔｈｗを所定数取得する。なお、この処理は、ステップＳ３１の条件が肯定された後、水温センサ１６の出力を所定期間に亘って所定の周期で繰り返し読み込むことにより達成される。水温センサ１６の出力の読み込み時期以外ではステップＳ３２を一時的に中断して他の処理の実行を許可してよい。
【００４０】
ステップＳ３２において水温ｔｈｗを必要数だけ取得した後は、取得した水温ｔｗｈの最高値ｔｈｗｍａｘから水温ｔｈｗの初期値ｔｈｗｉｎｔ（ステップＳ３２で最初に取得した水温）を差し引くことによりエンジン１の始動後の水温の上昇幅△ｔｈｗ（＝ｔｈｗｍａｘ−ｔｈｗｉｎｔ）を求める。なお、図４のＢ部に関する上昇幅△ｔｈｗは図７に示した通り演算される。
【００４１】
図６に戻って、水温上昇幅△ｔｈｗの演算後はステップＳ３４に進み、次式により水温変化幅△ｔｈｗに関する学習値を演算する。
【数１】
学習値＝前回学習値＋（今回の△ｔｈｗ−前回学習値）／なまし定数
例えば前回学習値が５、今回の△ｔｈｗが７、なまし定数が２の場合、学習値は６となる。
【００４２】
続くステップＳ３５では学習値に応じた流量Ｑを設定する。学習値と流量Ｑとの関係は予めマップや関数で表して制御装置１５のＲＯＭに記録しておき、ステップＳ３５ではそのマップ等を参照して学習値に適した流量Ｑを設定する。なお、学習値が大きいほど流量Ｑの現在の設定値が不足していることになるため、学習値が大きいほど流量Ｑをより増加させるように学習値と流量Ｑとの関係を定めることになる。
【００４３】
ステップＳ３５で流量Ｑを設定した後は図６のルーチンを終える。ここで設定された流量Ｑは例えば図３のステップＳ１５に基づいてウォーターポンプ１３を作動させる際のウォーターポンプ１３の駆動制御においてこれを反映させる。
【００４４】
図６のルーチンを実行した場合には、エンジン１の負荷が大きく変動しながらエンジン１の停止と始動とが繰り返されている場合には流量Ｑが比較的大きく設定され、エンジン１の負荷変動が比較的小さい状態でエンジン１の停止と始動とが繰り返されている場合には流量Ｑが比較的小さく設定されるようになり、結果として図５の制御を実行した場合と同様に、エンジン冷却水を適正範囲に維持しつつ、その温度制御に関するエネルギの消費量を最小限に抑えることができる。しかも、図５の制御が、ウォーターポンプ１３の駆動中に車両要求出力ｐｖの変化量△ｐｖを逐次監視して流量Ｑをリアルタイムで変化させるものであるのに対して、図６の制御はエンジン１の作動中に予め次回のウォーターポンプ１３の事前駆動時の流量Ｑを決定し、ウォーターポンプ１３の駆動中は流量Ｑを固定しているので、流量Ｑのハンチング等に配慮する必要がなく、図５と比較して制御が容易に行える。
【００４５】
以上の実施形態では、図３のエンジン始動制御ルーチンを制御装置１５が実行することにより、制御装置１５が本発明の始動予測手段、水温判別手段及び冷却水熱量制御手段としてそれぞれ機能する。また、図５又は図６のルーチンを制御装置１５が実行することにより、始動後に予想されるエンジン負荷に応じて冷却水からの放熱量が制御されることになる。また、上記の実施形態においては、モータジェネレータ３が他の動力源として設けられているが、他の動力源としてはこれに限らず種々の手段が利用されてよい。
【００４６】
本発明は上述した実施形態に限定されることなく、種々の形態にて実施してよい。例えば、冷却水から熱を放出させる処理は電動ウォーターポンプ１３の駆動に限らず、ラジエータ１１の電動ファンの駆動によっても実現できるし、上記のように暖房用のヒータコアを利用して冷却水から熱を放出させてもよい。その他にも、冷却水から熱を放出させてその温度を低下させ得る各種の処理を実行してよい。
【００４７】
本発明はハイブリッド車両におけるエンジン停止中に限らず、アイドルストップ制御等によってエンジンが停止される場合にもこれを適用することができる。すなわち、本発明は所定の制御条件に従ってエンジンの停止及び始動を切替制御する各種の車両に適用可能である。
【００４８】
本発明において、エンジンの始動予測は、エンジンの始動条件と関連付けて適宜に定めてよい。例えばアイドルストップ中におけるエンジンの再始動条件として、例えばクラッチペダル、アクセルペダル、変速装置等の操作を規定している場合には、これらの操作に先立って行われ得る操作、例えばアクセルペダル等への接触によって始動を予測してもよい。冷却水温度は水温センサ１６によって直接的に検出する場合に限らず、冷却水温度に関連する各種の物理量のセンサによる測定値又は演算値に基づいて冷却水温度を判別してよい。
【００４９】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の冷却制御装置によれば、エンジン冷却水の温度が高温の状態でエンジンの始動が予測されるとき、実際のエンジンの始動に先立って冷却水から熱を放出させる処理を実行するようにしたので、エンジン始動後における冷却水温度の過度の上昇を防止し、冷却水の沸騰やノッキングの発生といった不都合を未然に回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る冷却制御装置が組み込まれたハイブリッド車両の要部を示す概略図。
【図２】図１の制御装置による車両要求出力の演算方法を示す図。
【図３】図１の制御装置が電動式のウォーターポンプを駆動するために実行するエンジン始動制御ルーチンを示すフローチャート。
【図４】エンジン冷却水温、車速及びエンジン回転数の相関関係の一例を示す図。
【図５】エンジン始動後の負荷の予想に応じて電動式ウォーターポンプによる冷却水の流量を変化させる場合に実行すべき流量制御ルーチンを示すフローチャート。
【図６】過去のエンジン始動後の冷却水温の上昇履歴に応じて電動式ウォーターポンプによる冷却水の流量を最適化する場合に実行すべき流量学習制御ルーチンを示すフローチャート。
【図７】図６の処理で算出される水温上昇幅△ｔｈｗの一例を示す図。
【符号の説明】
１　エンジン
２　モータジェネレータ
３　モータジェネレータ（他の動力源）
１１　ラジエータ（熱交換器）
１２　冷却水循環経路（所定経路）
１３　電動ウォーターポンプ
１５　制御装置
１６　水温センサ
１７　スロットル開度センサ
１８　車速センサ
１９　ＳＯＣセンサ

Claims

燃料の燃焼によって作動するエンジンと熱交換器とを含んだ所定経路内で冷却水を循環させて前記エンジンを冷却するエンジンの冷却制御装置において、
所定の判定条件に従って前記エンジンの始動を予測する始動予測手段と、
前記冷却水の温度を判別する水温判別手段と、
前記冷却水の温度が所定温度よりも上昇している状態で前記エンジンの始動が予測されたとき、前記冷却水から熱を放出させるための所定の処理を実行する冷却水熱量制御手段と、
を備えたことを特徴とするエンジンの冷却制御装置。
前記エンジンと他の動力源とを車両要求出力に応じて使い分けて走行可能なハイブリッド車両に適用され、前記冷却水熱量制御手段は、前記車両要求出力に基づいて前記エンジンが停止制御されている間に前記所定の処理を実行することを特徴とする請求項１に記載の冷却制御装置。
前記冷却水熱量制御手段は、始動後に予想されるエンジン負荷に応じて前記冷却水からの放熱量を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の冷却制御装置。
前記冷却水熱量制御手段は、前記車両要求出力の変化量に応じて前記冷却水からの放熱量を制御することを特徴とする請求項２に記載の冷却制御装置。
前記冷却水熱量制御手段は、過去のエンジン始動後における冷却水の温度の上昇履歴に基づいて前記冷却水からの放熱量を制御することを特徴とする請求１又は２に記載の冷却制御装置。
前記冷却水熱量制御手段は、前記所定の処理として、前記所定経路に沿って前記冷却水を循環させる処理を実行することを特徴とする請求項１又は２に記載の冷却制御装置。
前記冷却水熱量制御手段は、前記所定の処理として、前記所定経路に沿って前記冷却水を循環させる処理を実行するとともに、前記冷却水を循環させる流量を変化させて前記放熱量を制御することを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項に記載の冷却制御装置。
前記冷却水熱量制御手段は、前記所定経路に設けられたウォーターポンプを駆動して前記冷却水を循環させることを特徴とする請求項６又は７に記載の冷却制御装置。
前記ウォーターポンプが電動ウォーターポンプであることを特徴とする請求項８に記載の冷却制御装置。
燃料の燃焼によって作動する動力源としてのエンジンを備え、所定の制御条件に基づいて前記エンジンの停止及び始動を切替制御可能であり、かつ前記エンジンと熱交換器とを含んだ所定経路内で冷却水を循環させて前記エンジンを冷却する車両において、
所定の判定条件に従って前記エンジンの始動を予測する始動予測手段と、
前記冷却水の温度を判別する水温判別手段と、
前記冷却水の温度が所定温度よりも上昇している状態で前記エンジンの始動が予測されたとき、前記冷却水から熱を放出させるための所定の処理を実行する冷却水熱量制御手段と、
を備えたことを特徴とする車両。
燃料の燃焼によって作動する一動力源としてのエンジンと他の動力源とを含み、前記エンジンと他の動力源とを車両要求出力に基づいて使い分け可能であるとともに、前記エンジンと熱交換器とを含んだ所定経路内で冷却水を循環させて前記エンジンを冷却するハイブリッド車両において、
前記車両要求出力に基づいて前記エンジンの始動を予測する始動予測手段と、
前記冷却水の温度を判別する水温判別手段と、
前記冷却水の温度が所定温度よりも上昇している状態で前記エンジンの始動が予測されたとき、前記冷却水から熱を放出させるための所定の処理を実行する冷却水熱量制御手段と、
を備えたことを特徴とするハイブリッド車両。