JP2020148170A - 制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】自動車の走行条件に関係なく、一定の目標温度になるように制御される冷却液を用いると自動車の燃費が低下することがあった。【解決手段】ＶＣＵ１は、測位部から取得した自動車の位置情報、及び目的地までの経路に関わる交通情報、及び内燃機関制御情報に基づいて、将来の予測期間における内燃機関の出力を予測し、予測された内燃機関の出力に基づいて、内燃機関を冷却する冷却液の目標とする温度である目標冷却液温度を決定し、予測された内燃機関の出力に基づいて、冷却液の温度を目標冷却液温度に変更する変更タイミングを設定し、予測された内燃機関の出力に基づいて、目標冷却液温度になるように冷却液の温度を変更タイミングで変更する冷却液温度変更部の動作を制御する。【選択図】図３

Description

本発明は、自動車に搭載される制御装置に関する。

年々強化される自動車燃費規制へ対応するため、燃費低減効果の大きいハイブリッド自動車の市場が拡大している。ハイブリッド自動車は、動力源としてモータ及びエンジンを備え、走行条件に応じてモータ及びエンジンの両者若しくはどちらか一方を駆動することにより、効率的に自動車を走行させることが可能である。また、減速時には、モータを発電機として利用して自動車の運動エネルギを回生して二次電池（蓄電装置）に蓄電し、その蓄電エネルギを利用してモータ走行を実施することにより燃料消費量を削減する。

近年では、省エネルギ、エコドライブの観点から自動車の一層の燃費向上が望まれている。自動車の燃費を向上するためには、無駄なエネルギの消費を抑えることが重要となる。そこで、特許文献１に開示されたエンジン制御を行う技術が提供されていた。この特許文献１には、「走行計画からエンジンの運転状態の変化が予測されたときには、予測されたエンジンの運転状態の変化に先行して、予測されたエンジンの運転状態の変化が生ずる前から、エンジン運転制御機器の制御指令値を先行して制御する先行制御が開始される」と記載されている。

特開２０１６−２１０２４３号公報

ところで、特許文献１に開示された水温を低下するための先行制御では、流量制御バルブの開度を減少し、又は電動ウォータポンプへの供給電力を増大することで冷却液温を先行して低下させている。そして、冷却液温が予め定められた目標温度以下になったことで冷却液温を低下させる制御が終了する。しかし、自動車は、高速道路、登坂道等の様々な走行条件で走行しており、一定の目標温度を用意しただけでは冷却液によりエンジン等を十分に冷却できず、ノッキングが発生することがあった。逆に、自動車が市街地等を走行するのであれば、エンジン等を冷却し過ぎると、エンジンの冷却損失が増えてしまう。いずれの場合においてもエンジンに過負荷がかかり、燃費が低下することがあった。

本発明はこのような状況に鑑みて成されたものであり、自動車の走行条件に応じて冷却液の温度を適切に変更することを目的とする。

本発明は、内燃機関を駆動源として備える自動車に搭載される制御装置に関する。この制御装置は、内燃機関の出力を制御するための内燃機関制御情報を内燃機関に出力する内燃機関出力制御部と、自動車の位置を測位する測位部から取得した自動車の位置情報、及び目的地までの経路に関わる交通情報、及び内燃機関制御情報に基づいて、将来の予測期間における内燃機関の出力を予測する内燃機関出力予測部と、予測された内燃機関の出力に基づいて、内燃機関を冷却する冷却液の目標とする温度である目標冷却液温度を決定する目標冷却液温度決定部と、予測された内燃機関の出力に基づいて、冷却液の温度を目標冷却液温度に変更する変更タイミングを設定する変更タイミング設定部と、予測された内燃機関の出力に基づいて、目標冷却液温度になるように冷却液の温度を変更タイミングで変更する冷却液温度変更部の動作を制御する冷却液温度変更制御部と、を備える。

本発明によれば、将来の予測期間に予測された内燃機関の出力に合わせて目標冷却液温度が決定され、目標冷却液温度になるように冷却液の温度が変更されるため、内燃機関への過負荷が避けられ、自動車の燃費を向上することができる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施の形態の説明により明らかにされる。

本発明の第１の実施の形態に係るハイブリッド自動車に搭載される制御装置を、シリーズ式ハイブリッド自動車に適用した例を示す概略構成図である。 本発明の第１の実施の形態に係るＶＣＵのハードウェア構成例を示すブロック図である。 本発明の第１の実施の形態に係る電動サーモスタットを備えた冷却系統における冷却液の流路を示す系統図である。 本発明の第１の実施の形態に係るＶＣＵの機能構成例を示すブロック図である。 本発明の第１の実施の形態に係る予測期間におけるエンジン負荷に対する、電動サーモスタット及び電動ウォータポンプの動作の関係を表すグラフである。 本発明の第１の実施の形態に係る予測車速と予測エンジン出力とに基づいて決定される目標冷却液温度の例を示す説明図である。 本発明の第２の実施の形態に係る予測車速と予測エンジン出力とに基づいて決定される目標冷却液温度の例を示す説明図である。 本発明の第３の実施の形態に係る予測期間における予測エンジン出力と目標冷却液温度との関係を示すグラフである。 本発明の第４の実施の形態に係るＭＣＶを備えた冷却系統における冷却液の流路を示す系統図である。 本発明の第４の実施の形態に係る予測期間におけるエンジン負荷に対する、ＭＣＶの各流入バルブのバルブ開度と、電動ウォータポンプの流量との関係を表すグラフである。 本発明の第５の実施の形態に係るヒータを備えた冷却系統における冷却液の流路を示す系統図である。 本発明の第５の実施の形態に係る冷却液の温度に対する各流入バルブのバルブ開度の変化の例を示すグラフである。 本発明の第６の実施の形態に係る内燃機関用オイルジェットが適用される内燃機関の一例を示す断面図である。 本発明の第６の実施の形態に係る予測期間におけるエンジン負荷に対するオイルジェットの流量の関係を表すグラフである。

以下、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照して説明する。本明細書及び図面において、実質的に同一の機能又は構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複する説明を省略する。

［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るハイブリッド自動車に搭載される制御装置を、シリーズ式ハイブリッド自動車に適用した例を示す概略構成図である。

ナビゲーション装置１１は、内燃機関（エンジン１３）を駆動源として備えるハイブリッド自動車１００の上空にある複数のＧＰＳ（Global Positioning System）衛星が衛星電波に載せて送信したＧＰＳ信号を受信して現在位置を測位し、ハイブリッド自動車１００内の表示装置に表示された地図にハイブリッド自動車１００の現在位置を重畳して表示することが可能である。ナビゲーション装置１１による現在位置の測位には、携帯電話端末の基地局やＷｉ−Ｆｉ（登録商標）のアクセスポイント等も併用されることがある。ナビゲーション装置１１が測位したハイブリッド自動車１００の現在位置の情報、及びハイブリッド自動車１００が走行する周辺及び目的地までの経路を含む地図情報は、自動車制御装置、すなわちＶＣＵ（Vehicle Control Unit）１に出力される。

ハイブリッド自動車１００のキャビン内には、アクセル開度センサ６及びブレーキスイッチ７が設けられる。アクセル開度センサ６は、アクセルペダルの踏み込み量、すなわちアクセル開度を検出する。ブレーキスイッチ７は、ブレーキペダルが踏みこまれているか否かを検出する。

エンジン１３は、火花点火式燃焼を用いる自動車用の４気筒ガソリンエンジンであり、内燃機関の一例である。このエンジン１３は、エンジン１３を始動するためのスタータ１２を備えている。エンジン１３のクランク軸には、その回転角度を検出するためのクランク角センサ１０が備えられ、クランク軸の他端は、ジェネレータ１４に接続されている。

ジェネレータ制御装置、すなわちＧＣＵ（Generator Control Unit）３は、インバータ１５が所定電圧でバッテリ１６を充電可能となるようにインバータ１５を介してジェネレータ１４の駆動を制御する。ジェネレータ１４は、エンジン１３により駆動されて発電し、インバータ１５を介してバッテリ１６を充電する。

バッテリ制御装置、すなわちＢＣＵ（Battery Control Unit）４は、ＶＣＵ１からのバッテリ要求出力に基づいてバッテリ１６の充電及び放電を制御する。バッテリ１６には、バッテリ１６の内部電圧を計測するバッテリ電圧センサ９が設けられており、ＶＣＵ１は、バッテリ１６の電圧を常時確認する。

モータ制御装置、すなわちＭＣＵ（Morter Control Unit）５は、ＶＣＵ１からのモータ要求出力に基づいてインバータ１７（及びモータ１８）を制御する。インバータ１７には、電気的に接続されたバッテリ１６から電力が供給される。そして、インバータ１７は、バッテリ１６から放電される直流電力を交流電力に変換し、モータ１８に交流電力を供給する。モータ１８は、減速ギア１９を介して車輪２０と接続されている。また、車輪２０の駆動軸には、自動車速度センサ８が備えられている。

自動車速度センサ８、バッテリ電圧センサ９及びクランク角センサ１０から出力される各信号は、ＶＣＵ１に送られる。また、アクセル開度センサ６及びブレーキスイッチ７から出力される各信号もＶＣＵ１に送られる。

ＶＣＵ１は、内燃機関（エンジン１３）及び電動駆動部（モータ１８）の少なくとも一方の出力によって走行する自動車（ハイブリッド自動車１００）に搭載される。ＶＣＵ１は、アクセル開度センサ６の出力信号に基づいてドライバの要求トルクを演算する。すなわち、アクセル開度センサ６は、エンジン１３及びモータ１８への要求トルクを検出する要求トルク検出センサとして用いられる。また、ＶＣＵ１は、ブレーキスイッチ７の出力信号に基づいてドライバの減速要求の有無を判断する。また、ＶＣＵ１は、バッテリ電圧センサ９の出力信号に基づいてバッテリ１６の残電力量を演算する。また、ＶＣＵ１は、クランク角センサ１０の出力信号に基づいてエンジン１３の回転速度を演算する。そして、ＶＣＵ１は、上記各種センサの出力から得られるドライバ要求、及びハイブリッド自動車１００の運転状態に基づいてエンジン要求出力、モータ要求出力、バッテリ要求出力等の各装置の最適な動作量を演算する。

ＶＣＵ１で演算されたエンジン要求出力は、エンジン制御装置、すなわちＥＣＵ（Engine Control Unit）２に送られる。ＥＣＵ２は、ＶＣＵ１からの要求出力に基づいてエンジン１３を制御する。具体的には、ＥＣＵ２は、図示しない燃料噴射部、点火部、スロットルバルブに加えて、スタータ１２の制御を実施する。また、ＶＣＵ１で演算されたモータ要求出力は、ＭＣＵ５に送られる。また、ＶＣＵ１で演算されたバッテリ要求出力は、ＢＣＵ４に送られる。

次に、第１の実施の形態におけるＶＣＵ１の内部構成について説明する。
図２は、ＶＣＵ１のハードウェア構成例を示すブロック図である。

アクセル開度センサ６、ブレーキスイッチ７、自動車速度センサ８、バッテリ電圧センサ９及びクランク角センサ１０から出力された各出力信号は、ＶＣＵ１の入力回路１ａに入力する。ただし、入力信号は、これらに限られるものではない。入力回路１ａに入力された各センサの入力信号は、入出力ポート１ｂ内の入力ポート（不図示）に送られる。入力ポートに送られた値は、ＲＡＭ１ｃに保管され、ＣＰＵ１ｅで演算処理される。演算処理内容を記述した制御プログラムは、ＲＯＭ１ｄに予め書き込まれている。

制御プログラムに従って演算された制御対象（エンジン１３、ジェネレータ１４、バッテリ１６、モータ１８等）の作動量を示す値は、ＲＡＭ１ｃに保管された後、入出力ポート１ｂ内の出力ポート（不図示）に送られ、各出力部を経て各装置に送られる。ここでは、出力部として、エンジン制御出力部１ｆ、モータ制御出力部１ｇ、バッテリ制御出力部１ｈ、ジェネレータ制御出力部１ｉがある。これらの各出力部の回路は、ＥＣＵ２、ＭＣＵ５、ＢＣＵ４、ＧＣＵ３に接続されている。図２では、ＶＣＵ１に対し、制御対象の制御装置（ＥＣＵ２、ＭＣＵ５、ＢＣＵ４及びＧＣＵ３）を別に設けたが、この形態に限定されるものではなく、各装置の制御装置に該当する機能部をＶＣＵ１内に備えてもよい。

図３は、電動サーモスタット２２を備えた冷却系統における冷却液の流路を示す系統図である。
ハイブリッド自動車１００内には、走行時に高温となる部位を冷却する冷却液が流れる流路が設けられている。冷却液として、例えば、不凍液が混入された冷却水（クーラント）が用いられる。本実施の形態に係るハイブリッド自動車１００は、ラジエータ２１、電動サーモスタット２２、電動ウォータポンプ２３、シリンダブロック２４、シリンダヘッド２５及びウォータアウトレット２６を備える。

ラジエータ２１は、冷却液及び走行風間の熱交換により冷却液を冷却する。
後述する図４に示す冷却液温度変更制御部３５によって動作が制御される冷却液温度変更部は、冷却液合流部（電動サーモスタット２２）と、流量可変部（電動ウォータポンプ２３）と、を含む。

冷却液合流部（電動サーモスタット２２）は、内燃機関（エンジン１３）を冷却液が循環する第１流路（流路Ｐ１）、並びに内燃機関（エンジン１３）及びラジエータ（ラジエータ２１）を冷却液が循環する第２流路（流路Ｐ２）の合流部に冷却液を取込可能に設けられ、冷却液の温度に応じて第２流路（流路Ｐ２）から冷却液が流入可能に弁（流入バルブＶ１）を開き、冷却液を合流して取込む。例えば、電動サーモスタット２２は、流路Ｐ２に接続され、ラジエータ２１から冷却液が流入する流入バルブＶ１を備える。流入バルブＶ１に流入した冷却液は、電動ウォータポンプ２３に流出する。電動サーモスタット２２は、冷却液の温度が所定温度（例えば６０度〜１００度の特定の温度）を超えたときに流入バルブＶ１が開いて冷却液の温度を低下させるフェールセーフ機能を有する。後述する図５に示すように、ＶＣＵ１は、エンジン１３の負荷に応じて電動サーモスタット２２の流入バルブＶ１を開く開弁温度を変更して、電動サーモスタット２２の動作を制御する。

流量可変部（電動ウォータポンプ２３）は、冷却液合流部（電動サーモスタット２２）に取り込まれた冷却液の流量を可変して、第１流路（流路Ｐ１）又は第２流路（流路Ｐ２）に冷却液を循環させる。この電動ウォータポンプ２３は、ＶＣＵ１により駆動制御され、エンジン１３の予測エンジン出力が高くなると、ラジエータ２１とエンジン１３の間で冷却液が循環するように、流路Ｐ０，Ｐ２に冷却液を流してエンジン１３を冷却する。一方、電動ウォータポンプ２３は、エンジン１３の予測エンジン出力が低くなると、冷却液がラジエータ２１に流れないようにするため、流路Ｐ１に冷却液を流してエンジン１３の冷却を抑える。なお、電動ウォータポンプ２３は、ハイブリッド自動車１００が停止中であっても、バッテリ１６から供給される電力により駆動可能である。

シリンダブロック２４は、エンジン１３に設けられたピストン、コンロッドを含むシリンダと、クランクシャフトを収めたクランクケースとを格納する。
シリンダヘッド２５は、シリンダブロック２４の上部に取付けられており、カムシャフト、吸排気バルブ、燃焼室等を備える。以下の説明では、シリンダブロック２４とシリンダヘッド２５をまとめてエンジン１３と呼ぶことがある。

ウォータアウトレット２６は、シリンダヘッド２５とラジエータ２１の間に設けられ、シリンダヘッド２５から流入した冷却液をラジエータ２１に流出する。また、ウォータアウトレット２６からシリンダヘッド２５に冷却液が戻されることもある。

図中には、冷却液の通常流路Ｐ０を実線で表し、電動サーモスタット２２の流入バルブＶ１が開いたときの流路Ｐ２を破線で表し、流入バルブＶ１が閉じたときの流路Ｐ１を破線で表す。通常流路Ｐ０では、ウォータポンプ２３からラジエータ２１の間に冷却液が溜まる。通常流路Ｐ０にある冷却液は、流入バルブＶ１が開いて流路Ｐ２から冷却液が流れる状態にならなければ溜まったままである。そして、冷却液は、ラジエータ２１に向かわず、流路Ｐ１を循環する。

例えば、ハイブリッド自動車１００が高速走行中であれば、シリンダブロック２４、シリンダヘッド２５が高熱になるため、流入バルブＶ１が開く。流入バルブＶ１が開くと、冷却液は、電動ウォータポンプ２３によりシリンダブロック２４、シリンダヘッド２５、ウォータアウトレット２６、ラジエータ２１の順に流路Ｐ０，Ｐ２を流れ、再び電動サーモスタット２２に環流して電動ウォータポンプ２３に流れ込む。このため、シリンダブロック２４、シリンダヘッド２５から熱を奪った冷却液が、ラジエータ２１により効率的に冷やされる。

ハイブリッド自動車１００がアイドリング停止中又は低速走行中であれば、シリンダブロック２４、シリンダヘッド２５の発熱が少ないため、流入バルブＶ１が閉じる。流入バルブＶ１が閉じると、冷却液は、ラジエータ２１を迂回する流路Ｐ１を流れる。すなわち、冷却液は、電動ウォータポンプ２３によりシリンダブロック２４、シリンダヘッド２５の順に流路Ｐ１を流れ、再び電動サーモスタット２２に環流して電動ウォータポンプ２３に流れ込む。このため、冷却液がラジエータ２１により過剰に冷却されない。

図４は、第１の実施の形態に係るＶＣＵ１の機能構成例を示すブロック図である。
ＶＣＵ１は、エンジン出力制御部３１、エンジン出力予測部３２、目標冷却液温度決定部３３、変更タイミング設定部３４及び冷却液温度変更制御部３５を備える。

内燃機関出力制御部（エンジン出力制御部３１）は、内燃機関（エンジン１３）の出力を制御するための内燃機関制御情報（エンジン制御情報）を内燃機関（エンジン１３）に出力する。エンジン出力制御部３１が制御するエンジン１３のエンジン制御情報は、エンジン出力予測部３２に入力される。

内燃機関出力予測部（エンジン出力予測部３２）は、自動車（ハイブリッド自動車１００）の位置（現在位置）を測位する測位部（ナビゲーション装置１１）から取得した自動車（ハイブリッド自動車１００）の位置情報、及び目的地までの経路に関わる交通情報、及び内燃機関制御情報（エンジン制御情報）に基づいて、将来の予測期間における内燃機関（エンジン１３）の出力を予測する。内燃機関（エンジン１３）の出力は、予測期間における内燃機関（エンジン１３）の負荷によって変化する。ここで、内燃機関出力予測部（エンジン出力予測部３２）は、自動車（ハイブリッド自動車１００）の車速に基づいて予測期間における内燃機関（エンジン１３）の出力を予測する。例えば、自動車（ハイブリッド自動車１００）が高速道路を走行する時の車速は、自動車（ハイブリッド自動車１００）が市街地を走行する時よりも高い値となる。そして、内燃機関出力予測部（エンジン出力予測部３２）は、予測期間における内燃機関（エンジン１３）の出力の最大値を内燃機関（エンジン１３）の出力として予測する。

目標冷却液温度決定部（目標冷却液温度決定部３３）は、予測された内燃機関（エンジン１３）の出力に基づいて、内燃機関（エンジン１３）を冷却する冷却液の目標とする温度である目標冷却液温度を決定する。ここで、目標冷却液温度決定部（目標冷却液温度決定部３３）は、予測された内燃機関（エンジン１３）の出力が低いほど目標冷却液温度を高く決定し、予測された内燃機関（エンジン１３）の出力が高いほど目標冷却液温度を低く決定する。

変更タイミング設定部（変更タイミング設定部３４）は、予測された内燃機関（エンジン１３）の出力に基づいて、冷却液の温度を目標冷却液温度に変更する変更タイミングを設定する。ここで、変更タイミング設定部（変更タイミング設定部３４）は、予測された内燃機関（エンジン１３）の出力が低出力から高出力に切り替わるタイミング、又は予測された内燃機関（エンジン１３）の出力が高出力から低出力に切り替わるタイミングを、変更タイミングとして設定する。

冷却液温度変更制御部（冷却液温度変更制御部３５）は、予測された内燃機関（エンジン１３）の出力に基づいて、目標冷却液温度になるように冷却液の温度を変更タイミングで変更する冷却液温度変更部（電動サーモスタット２２及び電動ウォータポンプ２３）の動作を制御する。

なお、内燃機関出力予測部（エンジン出力予測部３２）は、予測期間における内燃機関（エンジン１３）の出力の平均値を内燃機関（エンジン１３）の出力として予測してもよい。この場合、目標冷却液温度決定部（目標冷却液温度決定部３３）は、平均値が設定平均値以下である場合に目標冷却液温度を高く決定し、平均値が設定平均値を超える場合に目標冷却液温度を低く決定する。

図５は、予測期間におけるエンジン負荷に対する、電動サーモスタット２２及び電動ウォータポンプ２３の動作の関係を表すグラフである。

冷却液温度変更制御部（冷却液温度変更制御部３５）は、予測された内燃機関（エンジン１３）の出力が低いほど高い冷却液の温度で冷却液合流部（電動サーモスタット２２）を動作させて第１流路（流路Ｐ１）に冷却液を循環させ、かつ流量可変部（電動ウォータポンプ２３）から流出する冷却液の流量を減らし、又は、予測された内燃機関（エンジン１３）の出力が高いほど低い冷却液の温度で冷却液合流部（電動サーモスタット２２）を動作させて第２流路（流路Ｐ２）に冷却液を循環させ、かつ流量可変部（電動ウォータポンプ２３）から流出する冷却液の流量を増やす。

図５のグラフ（１）は、横軸に予測期間におけるエンジン負荷をとり、縦軸に電動サーモスタット２２の流入バルブＶ１が開く開温度をとる。例えば、予測期間におけるエンジン負荷、すなわちエンジン１３のエンジン出力が低いときには、流入バルブＶ１の開温度が高い。このため、図３の流路Ｐ１に示すように、冷却液がラジエータ２１まで流れない。しかし、エンジン負荷が高くなるにつれて、流入バルブＶ１の開温度が低くなる。つまり、高いエンジン負荷では、流入バルブＶ１が開き、図３の流路Ｐ２に示すように、ラジエータ２１に流れた冷却液が十分に冷却されて循環する。

図５のグラフ（２）は、横軸に予測期間におけるエンジン負荷をとり、縦軸に電動ウォータポンプ２３の流量をとる。予測期間におけるエンジン負荷、すなわちエンジン１３のエンジン出力が低いときには、図３に示す流路Ｐ１だけを冷却液が流れるため、電動ウォータポンプ２３の流量が少なく、流路Ｐ１を循環する冷却液の流量は少ない。しかし、エンジン負荷が高くなるにつれて、電動サーモスタット２２の流入バルブＶ１が開き、流路Ｐ１に加えて流路Ｐ２も冷却液が流れるため、電動ウォータポンプ２３の流量が多くなる。つまり、高いエンジン負荷では、電動ウォータポンプ２３の流量が多くなり、流路Ｐ２を流れる冷却液の流量も多くなることで、ラジエータ２１で冷却される冷却液の流量が多くなる。このため、冷却液が、シリンダブロック２４及びシリンダヘッド２５を含むエンジン１３を十分に冷却することができる。

図６は、予測車速と予測エンジン出力とに基づいて決定される目標冷却液温度の例を示す説明図である。ここで、現在を起点とした将来の予測期間を、例えば３分間とする。

（ｔ＝０〜ｔ１）
停止していたハイブリッド自動車１００が走行し始めると、予測車速が増加する。例えば、市街地をハイブリッド自動車１００が走行していれば、ハイブリッド自動車１００の加速、減速、停止が頻繁に生じ、低い予測エンジン出力の発生又は停止が繰り返される。市街地では、予測エンジン出力が発生しない期間も多いので、目標冷却液温度は、Ｔ_Ｌでほぼ一定である。このとき、流入バルブＶ１が閉じており、冷却液は、ラジエータ２１を経由しない流路Ｐ１を流れる。なお、目標冷却液温度を表すＴ_Ｌは、予測エンジン出力のＬｏｗに対応する値である。

（ｔ＝ｔ１〜ｔ２）
ハイブリッド自動車１００の出力がＬｏｗからＨｉｇｈに変わると、予測エンジン出力が低くても、予測エンジン出力が発生する期間が多くなり、エンジン１３の発熱も高くなりやすい。そこで、目標冷却液温度が、Ｔ_Ｌより低いＴ_Ｍに変更される。このとき、流入バルブＶ１が開いており、冷却液は、ラジエータ２１を経由する流路Ｐ０，Ｐ２を流れる。ただし、ラジエータ２１に向かう冷却液の単位時間当たりの流量は、電動ウォータポンプ２３により少なめに制御される。なお、目標冷却液温度を表すＴ_Ｍは、予測エンジン出力のＭｅｄｉｕｍ（図中のＬｏｗ ｔｏ Ｈｉｇｈ）に対応する値である。

（ｔ＝ｔ２〜ｔ３）
ハイブリッド自動車１００が高速道路を走行する際には、高いエンジン出力が必要であるため、予測エンジン出力も高くなる。また、長期間にわたって高い予測エンジン出力が継続するので、エンジン１３が高温になりやすい。エンジン１３を十分に冷却するため、目標冷却液温度が、Ｔ_Ｍよりさらに低いＴ_Ｈに変更される。また、ラジエータ２１に向かう冷却液の単位時間当たりの流量は、電動ウォータポンプ２３により多めに制御される。このとき、冷却液がラジエータ２１を経由する流路Ｐ０，Ｐ２を流れることで、冷却液が十分に冷却される。なお、目標冷却液温度を表すＴ_Ｈは、予測エンジン出力のＨｉｇｈに対応する値である。

（ｔ＝ｔ３以降）
再びハイブリッド自動車１００が市街地等を走行する場合、予測エンジン出力が低下する。このため、エンジン１３の発熱も低くなり、目標冷却液温度も高いＴ_Ｌに変更される。このとき、流入バルブＶ１が閉じており、冷却液は、ラジエータ２１を経由しない流路Ｐ１を流れる。

図中に示すように、従来は目標冷却液温度が一定であったため、例えば、ｔ＝０〜ｔ１、ｔ３以降の期間における目標冷却液温度が低いと、冷却液が過剰に冷却されていた。また、ｔ＝ｔ２〜ｔ３の期間では、エンジン出力が増加することから、冷却液を十分に冷却しなければならないのに、目標冷却液温度が高いままであった。このため、冷却液がエンジン１３を十分に冷却できなかった。

一方、本実施の形態に係るＶＣＵ１の制御では、目標冷却液温度が可変とされる。そして、ナビゲーション装置１１から入力するハイブリッド自動車１００の位置情報、及び目的地までの経路に関わる交通情報、並びにエンジン制御情報に基づいて、ハイブリッド自動車１００の走行条件の変化を求め、走行条件に応じた適切なエンジン出力を予測する。そして、変更タイミング設定部３４は、図６に示したｔ＝ｔ１，ｔ２，ｔ３の各時間を変更タイミングとして設定できる。そして、冷却液温度変更制御部３５は、設定された変更タイミングで冷却液の温度を変更する制御を行う。このため、エンジン１３が効率的に冷却され、ハイブリッド自動車１００の実用燃費を低減することが可能となる。

以上説明した第１の実施の形態に係るＶＣＵ１では、予測されたエンジン出力に基づいて目標冷却液温度が決定され、冷却液の温度が目標冷却液温度に達するように冷却液が冷却又は昇温される。目標冷却液温度は予測エンジン出力に応じて可変であるため、冷却液の温度も可変となる。この結果、予測エンジン出力が低いときには冷却液の温度が高い冷却液が流路を循環し、エンジン１３の冷却損失を低減することができる。また、予測エンジン出力が高いときには冷却液の温度が低い冷却液が流路を循環し、エンジン１３のノッキングを抑制することができる。いずれの場合においても、ＶＣＵ１の制御により、ハイブリッド自動車１００の燃費を向上することが可能となる。

［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態に係るＶＣＵの構成例及び動作例について、図７を参照して説明する。

冷却液を目標冷却液温度まで冷却するには時間がかかる。このため、例えば、ハイブリッド自動車１００のエンジン１３に高い負荷がかかることをエンジン出力予測部３２が事前に予測できるのであれば、実際にエンジン１３に高い負荷がかかる前に冷却液を冷却開始することが望ましい。

そこで、変更タイミング設定部３４は、目標冷却液温度決定部３３によって決定された冷却液温度まで冷却液を冷却する変更タイミングを設定する。設定される変更タイミングは、実際にエンジン１３に高い負荷がかかる前となる。

その後、冷却液温度変更制御部３５は、設定された変更タイミングで冷却液温度を変更する制御を行う。このとき、冷却液温度変更制御部３５は、冷却液が目標冷却液温度になるように、冷却液温度変更制御部３５が電動サーモスタット２２及び電動ウォータポンプ２３の動作を制御する。

図７は、予測車速と予測エンジン出力とに基づいて決定される目標冷却液温度の例を示す説明図である。図７の予測車速、予測エンジン出力及び目標冷却液温度の変化は、図６に示した各情報の変化と同様であるため、異なる点を説明する。

本実施の形態では、ｔ＝ｔ２〜ｔ３の間の特定の期間でエンジン１３が停止する。このとき、ＶＣＵ１は、冷却液を冷却することが可能であるため、目標冷却液温度が低く設定されるエンジン１３の停止中の期間が冷却制御可能期間と呼ばれる。そして、ｔ＝ｔ３になる前にエンジン１３が稼働し、予測エンジン出力が高くなる。

一方、ｔ＝ｔ３以降の特定の期間では、目標冷却液温度を高く維持する必要があるにもかかわらず、エンジン１３が停止することがある。この場合、ＶＣＵ１は、冷却液を昇温することが不可能となるため、目標冷却液温度が高く設定されるエンジン１３の停止中の期間が昇温制御不可能期間と呼ばれる。そこで、変更タイミング設定部（変更タイミング設定部３４）は、内燃機関出力予測部（エンジン出力予測部３２）により、内燃機関（エンジン１３）の出力が高出力から低出力に切り替わった後に、内燃機関（エンジン１３）が停止する時間が設定時間以上であると予測された場合に、内燃機関（エンジン１３）の出力が高出力から低出力に切り替わるタイミングより早いタイミングを変更タイミングとして設定する。

例えば、ｔ＝ｔ３以降に、ハイブリッド自動車１００が市街地等を走行する場合に、エンジン１３が設定時間以上にわたって停止すると、エンジン出力が低下する。このため、変更タイミング設定部３４は、冷却液温度が、目標冷却液温度決定部３３によって決定された目標冷却液温度Ｔ_Ｌに早く変化するよう、変更タイミングをｔ３からｔ４に早める設定を行う。このため、冷却液温度が、目標冷却液温度Ｔ_Ｌに早く変化し、ｔ３以降でエンジン出力が低下した時点で冷却液温度を高く保つことができる。これにより、エンジン１３が効率的に冷却することが可能となる。

以上説明した第２の実施の形態に係るＶＣＵ１では、設定時間以上にわたってエンジン１３が停止することで、目標冷却液温度まで冷却液温度を昇温できないことが予測されるときには、冷却液温度を昇温するタイミングをエンジン１３が停止する前より早める制御が行われる。エンジン１３が停止する前に冷却液温度が昇温されるため、昇温制御不可能期間になっても、冷却液温度が目標冷却液温度となる。このため、昇温制御不可能期間にて予測エンジン出力が低くても、冷却液温度が高い冷却液をエンジン１３に循環させることができる。

［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態に係るＶＣＵの制御例について、図８を参照して説明する。
冷却液温度が目標冷却液温度に達するまでには、例えば数分の時間を要する。このため、ＶＣＵが、現在を起点とした将来の予測期間における予測エンジン出力の平均値に基づいて決定する目標冷却液温度が妥当でない場合がある。本実施の形態では、妥当な目標冷却液温度を決定するための処理を行うＶＣＵの制御例について説明する。

図８は、予測期間における予測エンジン出力と目標冷却液温度との関係を示すグラフである。図８のグラフ（１）、（３）は、横軸に時間ｔをとり、縦軸に予測エンジン出力をとる。また、図８のグラフ（２）、（４）は、横軸に時間ｔをとり、縦軸に目標冷却液温度をとる。

ＶＣＵ１のエンジン出力予測部３２が予測エンジン出力を求める期間を長く取ると、適切でない予測エンジン出力により、誤った目標冷却液温度が決定されることがある。例えば、図８のグラフ（１）に示すように、最初は予測エンジン出力が低く、その後予測エンジン出力が高くなる場合や、図８のグラフ（３）に示すように、最初は予測エンジン出力が高く、その後予測エンジン出力が低くなる場合がある。ここで、エンジン出力予測部３２が、長い期間ｔ１３で求めた予測エンジン出力は、図８のグラフ（１）、（３）のいずれも同じＡＶＧの値をとる。このため、ＶＣＵ１は、目標冷却液温度をどのように変化させればよいか分からない。

そこで、内燃機関出力予測部（エンジン出力予測部３２）は、冷却液温度が目標冷却液温度に変化するまでに要する時間より短い時間毎に求めた内燃機関（エンジン１３）の出力の平均値を内燃機関（エンジン１３）の出力として予測する。例えば、エンジン出力予測部３２は、予測エンジン出力を求める期間をｔ１３よりも短くする。図８のグラフ（１）では、エンジン出力予測部３２が、始めに期間ｔ１１における予測エンジン出力をＬｏｗと予測し、期間ｔ１１が経過した後の期間ｔ１２における予測エンジン出力をＨｉｇｈと予測したとする。この場合、図８のグラフ（２）に示すように、目標冷却液温度決定部３３は、期間ｔ１１では予測エンジン出力が低いので、高い目標冷却液温度Ｔ２を決定し、期間ｔ１２では予測エンジン出力が高いので、低い目標冷却液温度Ｔ１を決定する。このように決定された目標冷却液温度Ｔ１，Ｔ２により、冷却液の昇温又は冷却が行われるため、予測エンジン出力に合った冷却液をエンジン１３に循環することができる。

また、図８のグラフ（３）では、エンジン出力予測部３２が、始めに期間ｔ１１における予測エンジン出力をＨｉｇｈと予測し、期間ｔ１１が経過した後の期間ｔ１２における予測エンジン出力をＬｏｗと予測したとする。この場合、図８のグラフ（４）に示すように、目標冷却液温度決定部３３は、期間ｔ１１では予測エンジン出力が高いため、低い目標冷却液温度Ｔ１を決定し、期間ｔ１２では予測エンジン出力が低いため、高い目標冷却液温度Ｔ２を決定する。

以上説明した第３の実施の形態に係るＶＣＵ１の制御では、短い期間で求められた予測エンジン出力に基づいて、目標冷却液温度が決定される。そして、決定された目標冷却液温度により、冷却液の昇温又は冷却が行われるため、予測エンジン出力に合った冷却液をエンジン１３に循環することができる。

ここで、予測エンジン出力を予測する期間は、任意に設定してよい。ただし、エンジン出力予測部３２が予測エンジン出力を予測する期間を小刻みにすると、ＶＣＵ１に処理負荷がかかる。このため、予測エンジン出力を予測する期間は、例えば、冷却液が目標冷却液温度に達するまでに要する時間の半分程度とすればよい。

［第４の実施の形態］
次に、本発明の第４の実施の形態に係る冷却系統について、図９と図１０を参照して説明する。第１〜第３の実施の形態に係る冷却系統では、図５に示した電動サーモスタット２２が構成されているとして説明した。しかし、電動サーモスタット２２の代わりに冷却液の流量を変える冷却液制御バルブ（ＭＣＶ：Multi water-way Control Valve）を設けてもよい。以下の各実施の形態において、第１の実施の形態に係るＶＣＵ１を適用可能である。

図９は、ＭＣＶ２２Ａを備えた冷却系統における冷却液の流路を示す系統図である。

第４の実施の形態に係る、冷却液温度変更制御部３５によって動作が制御される冷却液温度変更部は、冷却液合流部（ＭＣＶ２２Ａ）と、流量可変部（電動ウォータポンプ２３）と、を含む。

冷却液合流部（ＭＣＶ２２Ａ）は、内燃機関（エンジン１３）を冷却液が循環する第１流路（流路Ｐ１）、並びに内燃機関（エンジン１３）及びラジエータ（ラジエータ２１）を冷却液が循環する第２流路（流路Ｐ２）の合流部に冷却液を取込可能に設けられ、第１流路（流路Ｐ１）及び第２流路（流路Ｐ２）の少なくともいずれかから冷却液が流入可能に弁（流入バルブＶ１１，Ｖ１２）を開き、冷却液を合流して取込む。
流量可変部（電動ウォータポンプ２３）は、冷却液合流部（ＭＣＶ２２Ａ）に取込まれた冷却液の流量を可変して、第１流路（流路Ｐ１）及び第２流路（流路Ｐ２）の少なくともいずれかに冷却液を循環させる。

例えば、ＭＣＶ２２Ａは、シリンダヘッド２５とラジエータ２１からそれぞれ冷却液が流入する２つの流入バルブＶ１１，Ｖ１２と、電動ウォータポンプ２３に冷却液を流出する１つの流出バルブＶ１０とを備える。ＭＣＶ２２Ａは、ＶＣＵ１の制御に従って、流入バルブＶ１１，Ｖ１２と流出バルブＶ１０を開閉する。すなわち、図３と図４に示した冷却液温度変更制御部３５は、ＭＣＶ２２Ａの動作を制御して、２つの流入バルブＶ１１，Ｖ１２のバルブ開度を変えることができる。そして、ＭＣＶ２２Ａの流入バルブＶ１２が開くと、流路Ｐ０、Ｐ２を冷却液が流れる。ＭＣＶ２２Ａの流入バルブＶ１１が開くと、流路Ｐ１を冷却液が流れる。

図１０は、予測期間におけるエンジン負荷に対する、ＭＣＶ２２Ａの各流入バルブＶ１１，Ｖ１２のバルブ開度と、電動ウォータポンプ２３の流量との関係を表すグラフである。

冷却液温度変更制御部（冷却液温度変更制御部３５）は、予測された内燃機関（エンジン１３）の出力が低いほど第１流路（流路Ｐ１）から流入する冷却液が、第２流路（流路Ｐ２）から流入する冷却液より多くなるように冷却液合流部（ＭＣＶ２２Ａ）を動作させ、かつ流量可変部（電動ウォータポンプ２３）から流出する冷却液の流量を減らす。又は、冷却液温度変更制御部（冷却液温度変更制御部３５）は、予測された内燃機関（エンジン１３）の出力が高いほど第１流路（流路Ｐ１）から流入する冷却液が、第２流路（流路Ｐ２）から流入する冷却液より少なくなるように冷却液合流部（ＭＣＶ２２Ａ）を動作させ、かつ流量可変部（電動ウォータポンプ２３）から流出する冷却液の流量を増やす。

図１０のグラフ（１）は、横軸に予測期間におけるエンジン負荷をとり、縦軸にＭＣＶ２２Ａの各流入バルブのバルブ開度をとる。予測期間におけるエンジン負荷、すなわちエンジン１３のエンジン出力が低いときには、冷却液温度変更制御部３５が、ＭＣＶ２２Ａの流入バルブＶ１２の開度を狭めるため、ラジエータ２１からＭＣＶ２２Ａに流入する冷却液は少ない。一方、冷却液温度変更制御部３５は、ＭＣＶ２２Ａのエンジン１３、すなわちシリンダヘッド２５から冷却液が流入する流入バルブＶ１１の開度を広げるため、エンジン１３からＭＣＶ２２Ａに流入する冷却液は多い。つまり、エンジン１３のエンジン出力が低いときには、冷却液が過剰に冷却されない。

エンジン負荷が高くなるにつれて、冷却液温度変更制御部３５は、ラジエータ２１から冷却液が流入する流入バルブＶ１２の開度を広くし、逆に、エンジン１３から冷却液が流入する流入バルブＶ１１の開度を狭くする。つまり、高いエンジン負荷では、ラジエータ２１を流れて、ＭＣＶ２２Ａを通過する冷却液が多くなり、図３の流路Ｐ２に示すように、ラジエータ２１に流れた冷却液が十分に冷却されて循環する。

図１０のグラフ（２）は、横軸に予測期間におけるエンジン負荷をとり、縦軸に電動ウォータポンプ２３の流量をとる。図１０のグラフ（２）は、図５に示したグラフ（２）と同様である。すなわち、予測期間におけるエンジン負荷、すなわちエンジン１３のエンジン出力が低いときに図９に示す流路Ｐ１を循環する冷却液の流量が多くなり、高いエンジン負荷では、流路Ｐ２を流れる冷却液の流量が多くなる。このため、冷却液が、シリンダブロック２４及びシリンダヘッド２５を含むエンジン１３を十分に冷却することができる。

以上説明した第４の実施の形態に係るＶＣＵ１では、冷却液温度変更制御部３５が制御するＭＣＶ２２Ａにより、冷却液が流入する流入バルブＶ１１，Ｖ１２のバルブ開度が変わる。そして、ＶＣＵ１は、エンジン１３の負荷が低いときにラジエータ２１の流入バルブＶ１２を狭め、エンジン１３の流入バルブＶ１１を開き、さらに電動ウォータポンプ２３の流量を減少することで、冷却液を温めやすくする。一方、ＶＣＵ１は、エンジン１３の負荷が高いときは、ラジエータ２１の流入バルブＶ１２を開き、エンジン１３の流入バルブＶ１１を狭め、さらに電動ウォータポンプ２３の流量を増加することで、エンジン１３が冷却液で冷却しやすくする。

［第５の実施の形態］
次に、本発明の第５の実施の形態に係る冷却系統について、図１１と図１２を参照して説明する。本実施の形態に係る冷却系統は、第４の実施の形態に係る冷却系統に対して、エンジン１３の停止中であっても冷却液を温めることが可能なヒータを設けたものである。

図１１は、ヒータ２７を備えた冷却系統における冷却液の流路を示す系統図である。

第５の実施の形態に係る、冷却液温度変更制御部３５によって動作が制御される冷却液温度変更部は、冷却液を温めるヒータ（ヒータ２７）と、冷却液合流部（ＭＣＶ２２Ｂ）と、流量可変部（電動ウォータポンプ２３）と、を含む。

ヒータ２７は、ウォータアウトレット２６から流出する冷却液を温めることが可能である。
冷却液合流部（ＭＣＶ２２Ｂ）は、内燃機関（エンジン１３）を冷却液が循環する第１流路（流路Ｐ１）、内燃機関（エンジン１３）及びラジエータ（ラジエータ２１）を冷却液が循環する第２流路（流路Ｐ２）、並びにヒータ（ヒータ２７）を冷却液が循環する第３流路（流路Ｐ３）の合流部に冷却液を取込可能に設けられ、第１流路（流路Ｐ１）、第２流路（流路Ｐ２）及び第３流路（流路Ｐ３）の少なくともいずれかから冷却液が流入可能に弁（流入バルブＶ１１，Ｖ１２，Ｖ１３）を開き、冷却液を合流して取込む。
流量可変部（電動ウォータポンプ２３）は、冷却液合流部（ＭＣＶ２２Ｂ）に取り込まれた冷却液の流量を可変して、第１流路（流路Ｐ１）、第２流路（流路Ｐ２）及び第３流路（流路Ｐ３）の少なくともいずれかに冷却液を循環させる。

例えば、ＭＣＶ２２Ｂは、ラジエータ２１、シリンダヘッド２５及びヒータ２７からそれぞれ冷却液が流入する３つの流入バルブＶ１１，Ｖ１２，Ｖ１３と、電動ウォータポンプ２３に冷却液を流出する１つの流出バルブＶ１０とを備える。そこで、冷却液温度変更制御部３５は、エンジン１３の停止時又は動作時に応じてＭＣＶ２２Ｂの動作を制御して、３つの流入バルブＶ１１，Ｖ１２，Ｖ１３のバルブ開度を変え、冷却液の温度が目標冷却液温度に変化するように制御する。

通常流路Ｐ０には、ウォータアウトレット２６からラジエータ２１に向かう流路に加えて、ウォータアウトレット２６からヒータ２７に向かう流路が含まれる。そして、ヒータ２７からＭＣＶ２２Ｂには、ヒータ２７によって温められた冷却液が流入する流路Ｐ３が示される。なお、ヒータ２７を通過した冷却液がＭＣＶ２２Ｂに流入するかどうかは冷却液温度変更制御部３５の制御によって異なる。すなわち、ＭＣＶ２２Ｂの流入バルブＶ１２，Ｖ１３が閉じた状態では、流路Ｐ２，Ｐ３を冷却液が流れないため、通常流路Ｐ０に冷却液が溜まったままとなる。

図１２は、冷却液の温度に対する各流入バルブＶ１１，Ｖ１２，Ｖ１３のバルブ開度の変化の例を示すグラフである。

冷却液温度変更制御部（冷却液温度変更制御部３５）は、内燃機関（エンジン１３）が停止しており、かつ目標冷却液温度が降温に制御される場合に、第２流路（流路Ｐ２）から流入する冷却液が、第１流路及び第３流路（流路Ｐ１，Ｐ３）から流入する冷却液より多くなるように冷却液合流部（ＭＣＶ２２Ｂ）を動作させ、若しくは目標冷却液温度が昇温に制御される場合に、第３流路（流路Ｐ３）から流入する冷却液が、第１及び第２流路（流路Ｐ１，Ｐ２）から流入する冷却液より多くなるように冷却液合流部（ＭＣＶ２２Ｂ）を動作させる。また、冷却液温度変更制御部（冷却液温度変更制御部３５）は、内燃機関（エンジン１３）が動作しており、かつ目標冷却液温度が降温に制御される場合に、第２流路（流路Ｐ２）から流入する冷却液が、第１流路及び第３流路（流路Ｐ１，Ｐ３）から流入する冷却液より多くなるように冷却液合流部（ＭＣＶ２２Ｂ）を動作させ、若しくは目標冷却液温度が昇温に制御される場合に、第１流路（流路Ｐ１）から流入する冷却液が、第２流路及び第３流路（流路Ｐ２，Ｐ３）から流入する冷却液より多くなるように冷却液合流部（ＭＣＶ２２Ｂ）を動作させる。

図１２のグラフ（１）は、エンジン１３の停止時におけるＭＣＶ２２Ｂのバルブ開度の変化を示す。このグラフ（１）は、横軸に目標冷却液温度をとり、縦軸にＭＣＶ２２Ｂの各流入バルブのバルブ開度をとる。目標冷却液温度が低く決定（降温）された時、ラジエータ２１に冷却液が流れるよう、冷却液温度変更制御部３５は、ラジエータ２１から冷却液が流入する流入バルブＶ１２（「ラジエータ流入バルブ」と略記）のバルブ開度を広げる。逆に、エンジン１３及びヒータ２７に流れる冷却液は少なくてよい。このため、冷却液温度変更制御部３５は、エンジン１３から冷却液が流入する流入バルブＶ１１（「エンジン流入バルブ」と略記）、及びヒータ２７から冷却液が流入する流入バルブＶ１３（「ヒータ流入バルブ」と略記）のバルブ開度を狭める。

一方、目標冷却液温度が高く決定（昇温）された時、ヒータ２７に冷却液が流れて温まるよう、冷却液温度変更制御部３５は、ヒータ流入バルブのバルブ開度を広げる。このため、ヒータ２７により温められた冷却液の温度が速やかに目標冷却液温度に達する。逆に、エンジン１３及びラジエータ２１に流れる冷却液は少なくてよいため、冷却液温度変更制御部３５は、ラジエータ流入バルブ、及びエンジン流入バルブのバルブ開度を狭める。このため、冷却液が、ラジエータ２１を循環して冷却され過ぎることを回避できる。

図１２のグラフ（２）は、エンジン１３の動作時におけるＭＣＶ２２Ｂのバルブ開度の変化を示す。このグラフ（２）についても、横軸に目標冷却液温度をとり、縦軸にＭＣＶ２２Ｂのバルブ開度をとる。目標冷却液温度が低く決定（降温）された時、図１２のグラフ（２）は、図１２のグラフ（１）と同様に、ラジエータ流入バルブのバルブ開度が広げる。

一方、目標冷却液温度が高く決定（昇温）された時、エンジン１３に冷却液が流れて温まるよう、冷却液温度変更制御部３５は、エンジン流入バルブのバルブ開度を広げる。このため、冷却液がエンジン１３により温められ、冷却液の温度が速やかに目標冷却液温度に達する。逆に、ラジエータ２１は、冷却液を冷却するために用いられ、ヒータ２７は、冷却液を昇温するには熱量が不足する。そこで、ラジエータ２１及びヒータ２７に流れる冷却液は少なくてよいため、冷却液温度変更制御部３５は、ラジエータ流入バルブ、及びヒータ流入バルブのバルブ開度を狭める。このため、エンジン１３が発生する熱量により冷却液を温めることができる。

以上説明した第５の実施の形態に係るＶＣＵ１では、冷却液温度変更制御部３５が、エンジン１３の停止時と動作時によってＭＣＶ２２Ｂが開く流入バルブＶ１１，Ｖ１２，Ｖ１３のバルブ開度を変える。目標冷却液温度が降温であれば、エンジン１３の停止時と動作時のいずれであっても、ラジエータ流入バルブが開かれ、ラジエータ２１に流入した冷却液が冷却される。一方、エンジン１３の停止時に目標冷却液温度が昇温であれば、ヒータ流入バルブが開かれ、ヒータ２７に流入した冷却液が温められる。例えば、冬場等で気温が下がったときに、ヒータ２７によって温められた冷却液がエンジン１３を循環することで、エンジン１３を起動しやすくすることができる。

また、エンジン１３の動作時に目標冷却液温度が昇温であれば、冷却液温度変更制御部３５は、エンジン流入バルブを広げ、エンジン１３に流入した冷却液を温める。このため、冷却液の温度を目標冷却液温度に達するまでの時間を短縮することができる。

［第６の実施の形態］
次に、本発明の第６の実施の形態に係る冷却系統について説明する。本実施の形態に係る冷却系統では、オイルジェットが噴射するオイル（冷却液）により内燃機関用ピストンを冷却することを用いて、エンジン１３の負荷に応じてエンジン１３を冷却する。

図１３は、内燃機関用オイルジェットが適用される内燃機関の一例を示す断面図である。
エンジン１３として示される内燃機関の内部には、図３に示したシリンダブロック２４及びシリンダヘッド２５が設けられる。なお、図１３では、シリンダヘッド２５を不図示とする。

冷却液温度変更制御部３５によって動作が制御される冷却液温度変更部は、内燃機関（エンジン１３）が有するピストン（ピストン４２）に冷却液を噴射する冷却液噴射部（オイルジェット５３）と、冷却液噴射部（オイルジェット５３）が噴射する冷却液の流量を可変する可変容量冷却液送出部（可変容量オイルポンプ５７）とを含む。

シリンダブロック２４の内部には円筒形のシリンダライナ４１が設けられ、このシリンダライナ４１の内部に、ピストン４２が往復可能に配置されている。シリンダライナ４１には、冷却液が通流するウォータジャケット４３が設けられている。

ピストン４２は、アルミニウム合金や鋳鉄等の金属材料により有底筒状に鋳造される。ピストン４２の上方に形成される燃焼室４４に面したピストン冠面４５を有するピストン上部４６には、複数のリング溝４７が周方向の全周にわたって凹設されている。各リング溝４７にはピストンリング（図示略）が装着され、このピストンリングによって、シリンダライナ４１の内面との隙間がシールされるとともにシリンダライナ４１の内面に付着するエンジンオイルが掻き落とされる。ピストン４２の下部には、ピストンピン５１と直交するスラスト−反スラスト方向に、下方へ延びる円筒形状のスカート部４８が設けられ、スカート部４８によりピストンの傾倒を抑制するようになっている。

ピストン４２のピンボス部とコネクティングロッド５０の上端とは、両者を挿通するピストンピン５１により相対回転可能に連結され、コネクティングロッド５０の下端は、クランクシャフトのクランクピン５２に回転可能に取り付けられている。従って、ピストン冠面４５が面した燃焼室４４で発火した燃焼ガスの圧力（荷重）は、ピストンピン５１及びコネクティングロッド５０を介してクランクシャフトのクランクピン５２へ伝達される。

またシリンダブロック２４には、内燃機関用ピストンの冷却装置としてのオイルジェット５３が取り付けられる。このオイルジェット５３は、ピストン４２の裏面側へ向けてエンジンオイルを噴射し、供給することにより、ピストン４２を冷却する機能を有する。オイルジェット５３は、コネクティングロッド５０やクランクシャフト等との干渉を避けるように、シリンダライナ４１の下端の取付面５４に固定ボルト５５を用いて締結し、固定される。オイルジェット５３が噴射するオイルの流量は、オイルジェット５３に接続された可変容量オイルポンプ５７によって変化する。

シリンダブロック２４には、オイルジェット５３を含めたオイル供給部位へエンジンオイルを供給するオイル供給通路５６が設けられている。図示していないが、内燃機関の下方に設けられたオイルパンに貯留されているエンジンオイルは、オイルポンプにより加圧され、上記のオイル供給通路５６を介して、オイルジェット５３の他、潤滑部位や油圧作動機器等へと供給される。

オイルジェット５３の代表的な構造としては、ダイキャスト型、ろう付け２ピース型、及びろう付け一体型が挙げられる。ダイキャスト型とろう付け２ピース型の場合、典型的には、チェックボールを内蔵した固定ボルトによりオイルジェット５３がシリンダブロック２４へ締結され、固定される。ろう付け一体型で、バルブ機構を内蔵している場合には、チェックボールを内蔵していない一般的な固定ボルトによりオイルジェット５３がシリンダブロック側へ固定される。

チェックボールは、スプリングによりオイル供給通路５６を塞ぐ方向に付勢されており、オイル供給通路５６（メインギャラリー）内のエンジンオイルの油圧がスプリングのセット荷重を上回ることによりエンジンオイルがオイルジェット５３へ供給される。つまり、内燃機関のオイル供給通路５６へ供給されるエンジンオイルの油圧が所定値以上となると自発的にエンジンオイルが噴射するようにオイルジェット５３が構成されている。オイルジェット５３に流れ込んだエンジンオイルは、オイルジェット５３の内部の管路を通って、ピストン冠面４５の裏面側へ噴射される。このため、エンジンオイルは、ピストン４２を冷却する冷却液の一例として用いられる。

図１４は、予測期間におけるエンジン負荷に対するオイルジェット５３の流量の関係を表すグラフである。

冷却液温度変更制御部（冷却液温度変更制御部３５）は、予測された内燃機関（エンジン１３）の出力が低いほど冷却液噴射部（オイルジェット５３）が少ない流量で冷却液（オイル）を噴射するように可変容量冷却液送出部（可変容量オイルポンプ５７）を動作させ、又は予測された内燃機関（エンジン１３）の出力が高いほど冷却液噴射部（オイルジェット５３）が多い流量で冷却液（オイル）を噴射するように可変容量冷却液送出部（可変容量オイルポンプ５７）を動作させる。

図１４のグラフは、横軸に予測期間におけるエンジン負荷をとり、縦軸にオイルジェット５３の流量をとる。予測期間における予測期間におけるエンジン負荷、すなわちエンジン１３のエンジン出力が低いときには、シリンダブロック２４の熱量も少ないため、オイルジェット５３の流量を少なくしてよい。一方、エンジン１３のエンジン出力が高くなるにつれて、シリンダブロック２４の熱量が多くなるため、シリンダブロック２４を冷却することが求められる。ここで、上述した各実施の形態では、冷却液をエンジン１３に流すことでエンジン１３を冷却していたが、本実施の形態では、さらにオイルジェット５３の流量を多くすることで、エンジン１３の冷却を補助する。このため、エンジン１３は、冷却液とオイルジェットにより効率的に冷却される。

以上説明した第６の実施の形態に係る冷却系統では、ＶＣＵ１が、可変容量オイルポンプ５７を制御して、オイルジェット５３が噴射するオイルジェット５３の流量を変えることで、シリンダブロック２４を冷却する。このとき、冷却液と共にオイルジェットがシリンダブロック２４を冷却するため、冷却液の温度が目標冷却液温度に達しやすくなり、冷却液がシリンダブロック２４を含めたエンジン１３を効率的に冷却することができる。

［変形例］
なお、上述した各実施の形態に係るＶＣＵ１が搭載されるハイブリッド自動車１００をシリーズ式ハイブリッド自動車としたが、他にもパラレル式ハイブリッド自動車、プラグインハイブリッド自動車等の様々な形態のハイブリッド自動車であってもよい。また、ＶＣＵ１は、ハイブリッド自動車１００に限らず、エンジンだけを備えた自動車に搭載されてもよい。

また、上述した各実施の形態における目標冷却液温度を変更する処理をしないマスキングを行ってもよい。例えば、ハイブリッド自動車１００の停止時間が長くなると、エンジン１３の出力を予測しづらくなる。このため、内燃機関出力予測部（エンジン出力予測部３２）は、自動車（ハイブリッド自動車１００）が停止する時間が所定時間以上である場合に、内燃機関（エンジン１３）の出力を予測できないことを目標冷却液温度決定部（目標冷却液温度決定部３３）に通知する。そして、目標冷却液温度決定部（目標冷却液温度決定部３３）は、内燃機関（エンジン１３）の出力を予測できないことが通知されると、目標冷却液温度を所定値に固定する。これにより、例えば、８０度に固定された目標冷却液温度になるよう冷却液温度変更部の動作が制御されるようになる。その後、ハイブリッド自動車１００が動き出すと、各実施の形態における目標冷却液温度を変更する処理を再開すればよい。

また、ナビゲーション装置１１は、ハイブリッド自動車１００に搭載されるものとして説明したが、自動車の運転者又は乗客が所持する不図示の携帯端末のナビゲーション機能を利用してもよい。そして、ＶＣＵ１は、携帯端末から受信した位置情報、及び目的地までの経路を含む地図情報に基づいて、エンジン出力の予測、目標冷却液温度の決定、冷却液の温度を目標冷却液温度にするための制御を行ってもよい。

また、本発明は上述した各実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りその他種々の応用例、変形例を取り得ることは勿論である。
例えば、上述した各実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために各装置の構成を詳細かつ具体的に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されない。また、ここで説明した実施の形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることは可能であり、さらにはある実施の形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施の形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることも可能である。
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

１…ＶＣＵ、２…ＥＣＵ、３…ＧＣＵ、４…ＢＣＵ、５…ＭＣＵ、１３…エンジン、１８…モータ、２１…ラジエータ、２２…電動サーモスタット、２３…電動ウォータポンプ、２４…シリンダブロック、２５…シリンダヘッド、３１…エンジン出力制御部、３２…エンジン出力予測部、３３…目標冷却液温度決定部、３４…変更タイミング設定部、３５…冷却液温度変更制御部、１００…ハイブリッド自動車

Claims (15)

1. 内燃機関を駆動源として備える自動車に搭載される制御装置であって、
   前記内燃機関の出力を制御するための内燃機関制御情報を前記内燃機関に出力する内燃機関出力制御部と、
   前記自動車の位置を測位する測位部から取得した前記自動車の位置情報、及び目的地までの経路に関わる交通情報、及び前記内燃機関制御情報に基づいて、将来の予測期間における前記内燃機関の出力を予測する内燃機関出力予測部と、
   予測された前記内燃機関の出力に基づいて、前記内燃機関を冷却する冷却液の目標とする温度である目標冷却液温度を決定する目標冷却液温度決定部と、
   予測された前記内燃機関の出力に基づいて、前記冷却液の温度を前記目標冷却液温度に変更する変更タイミングを設定する変更タイミング設定部と、
   予測された前記内燃機関の出力に基づいて、前記目標冷却液温度になるように前記冷却液の温度を前記変更タイミングで変更する冷却液温度変更部の動作を制御する冷却液温度変更制御部と、を備える
   制御装置。
2. 前記内燃機関の出力は、前記予測期間における前記内燃機関の負荷によって変化し、
   前記目標冷却液温度決定部は、予測された前記内燃機関の出力が低いほど前記目標冷却液温度を高く決定し、予測された前記内燃機関の出力が高いほど前記目標冷却液温度を低く決定し、
   前記変更タイミング設定部は、予測された前記内燃機関の出力が低出力から高出力に切り替わるタイミング、又は予測された前記内燃機関の出力が高出力から低出力に切り替わるタイミングを、前記変更タイミングとして設定する
   請求項１に記載の制御装置。
3. 前記変更タイミング設定部は、前記内燃機関出力予測部により前記内燃機関の出力が高出力から低出力に切り替わった後に、前記内燃機関が停止する時間が設定時間以上であると予測された場合に、前記内燃機関の出力が高出力から低出力に切り替わるタイミングより早いタイミングを前記変更タイミングとして設定する
   請求項２に記載の制御装置。
4. 前記内燃機関出力予測部は、前記予測期間における前記内燃機関の出力の最大値を前記内燃機関の出力として予測する
   請求項２に記載の制御装置。
5. 前記内燃機関出力予測部は、前記予測期間における前記目標冷却液温度に変化するまでに要する時間より短い時間毎に求めた前記内燃機関の出力の平均値を前記内燃機関の出力として予測し、
   前記目標冷却液温度決定部は、前記平均値が設定平均値以下である場合に前記目標冷却液温度を高く決定し、前記平均値が設定平均値を超える場合に前記目標冷却液温度を低く決定する
   請求項２に記載の制御装置。
6. 前記内燃機関出力予測部は、前記自動車の車速に基づいて前記予測期間における前記内燃機関の出力を予測し、前記自動車が高速道路を走行する時の前記車速は、前記自動車が市街地を走行する時よりも高い値となる
   請求項２に記載の制御装置。
7. 前記内燃機関出力予測部は、前記自動車が停止する時間が所定時間以上である場合に、前記内燃機関の出力を予測できないことを前記目標冷却液温度決定部に通知し、
   前記目標冷却液温度決定部は、前記内燃機関の出力を予測できないことが通知されると、前記目標冷却液温度を所定値に固定する
   請求項１に記載の制御装置。
8. 前記冷却液温度変更部は、前記内燃機関を前記冷却液が循環する第１流路、並びに前記内燃機関及びラジエータを前記冷却液が循環する第２流路の合流部に前記冷却液を取込可能に設けられ、前記冷却液の温度に応じて前記第２流路から前記冷却液が流入可能に弁を開き、前記冷却液を合流して取込む冷却液合流部と、
   前記冷却液合流部に取り込まれた前記冷却液の流量を可変して、前記第１流路又は前記第２流路に前記冷却液を循環させる流量可変部と、を含む
   請求項３に記載の制御装置。
9. 前記冷却液温度変更制御部は、予測された前記内燃機関の出力が低いほど高い前記冷却液の温度で前記冷却液合流部を動作させて前記第１流路に前記冷却液を循環させ、かつ前記流量可変部から流出する前記冷却液の流量を減らし、又は予測された前記内燃機関の出力が高いほど低い前記冷却液の温度で前記冷却液合流部を動作させて前記第２流路に前記冷却液を循環させ、かつ前記流量可変部から流出する前記冷却液の流量を増やす
   請求項８に記載の制御装置。
10. 前記冷却液温度変更部は、前記内燃機関を前記冷却液が循環する第１流路、並びに前記内燃機関及びラジエータを前記冷却液が循環する第２流路の合流部に前記冷却液を取込可能に設けられ、前記第１流路及び前記第２流路の少なくともいずれかから前記冷却液が流入可能に弁を開き、前記冷却液を合流して取込む冷却液合流部と、
    前記冷却液合流部に取込まれた前記冷却液の流量を可変して、前記第１流路及び前記第２流路の少なくともいずれかに前記冷却液を循環させる流量可変部と、を含む
    請求項３に記載の制御装置。
11. 前記冷却液温度変更制御部は、予測された前記内燃機関の出力が低いほど前記第１流路から流入する前記冷却液が、前記第２流路から流入する前記冷却液より多くなるように前記冷却液合流部を動作させ、かつ前記流量可変部から流出する前記冷却液の流量を減らし、又は予測された前記内燃機関の出力が高いほど前記第１流路から流入する前記冷却液が、前記第２流路から流入する前記冷却液より少なくなるように前記冷却液合流部を動作させ、かつ前記流量可変部から流出する前記冷却液の流量を増やす
    請求項１０に記載の制御装置。
12. 前記冷却液温度変更部は、前記冷却液を温めるヒータと、
    前記内燃機関を前記冷却液が循環する第１流路、前記内燃機関及びラジエータを前記冷却液が循環する第２流路、並びに前記ヒータを前記冷却液が循環する第３流路の合流部に前記冷却液を取込可能に設けられ、前記第１流路、前記第２流路及び前記第３流路の少なくともいずれかから前記冷却液が流入可能に弁を開き、前記冷却液を合流して取込む冷却液合流部と、
    前記冷却液合流部に取り込まれた前記冷却液の流量を可変して、前記第１流路、前記第２流路及び前記第３流路の少なくともいずれかに前記冷却液を循環させる流量可変部と、を含む
    請求項３に記載の制御装置。
13. 前記冷却液温度変更制御部は、前記内燃機関が停止しており、かつ前記目標冷却液温度が降温に制御される場合に、前記第２流路から流入する前記冷却液が、前記第１流路及び前記第３流路から流入する前記冷却液より多くなるように前記冷却液合流部を動作させ、若しくは前記目標冷却液温度が昇温に制御される場合に、前記第３流路から流入する前記冷却液が、前記第１流路及び第２流路から流入する前記冷却液より多くなるように前記冷却液合流部を動作させる制御を行い、又は前記内燃機関が動作しており、かつ前記目標冷却液温度が降温に制御される場合に、前記第２流路から流入する前記冷却液が、前記第１流路及び前記第３流路から流入する前記冷却液より多くなるように前記冷却液合流部を動作させ、若しくは前記目標冷却液温度が昇温に制御される場合に、前記第１流路から流入する前記冷却液が、前記第２流路及び前記第３流路から流入する前記冷却液より多くなるように前記冷却液合流部を動作させる
    請求項１２に記載の制御装置。
14. 前記冷却液温度変更部は、前記内燃機関が有するピストンに前記冷却液を噴射する冷却液噴射部と、
    前記冷却液噴射部が噴射する前記冷却液の流量を可変する可変容量冷却液送出部とを含み、
    前記冷却液温度変更制御部は、予測された前記内燃機関の出力が低いほど前記冷却液噴射部が少ない流量で前記冷却液を噴射するように前記可変容量冷却液送出部を動作させ、又は予測された前記内燃機関の出力が高いほど前記冷却液噴射部が多い流量で前記冷却液を噴射するように前記可変容量冷却液送出部を動作させる
    請求項３に記載の制御装置。
15. 前記自動車は、前記内燃機関及び電動駆動部の少なくとも一方の出力によって走行する
    請求項１〜１４のいずれか一項に記載の制御装置。

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