JP4911126B2 - 内燃機関の暖機制御システム - Google Patents

Description

本発明は、排気熱を回収する排気熱回収器を備えた、内燃機関の暖機制御システムに関する。

従来より、内燃機関の暖機運転を早期に完了させるために、以下の２つの手段が特許文献１，２等にて開示されている。

すなわち、特許文献１では、内燃機関の冷却液（エンジン冷却水）を循環させるポンプを電動式とし、暖機運転時には電動ポンプの作動を停止させることで、内燃機関と熱交換する箇所（ウォータジャケット）のエンジン冷却水を停留させて温度上昇を促進させ、これにより暖機運転の早期完了を図っている。また、特許文献２では、内燃機関から排出された排気とエンジン冷却水とを熱交換させることで排気熱を回収する排気熱回収器が開示されている。この排気熱回収器によりエンジン冷却水を加熱させれば、暖機運転の早期完了を図ることができる。
特開２００４−３６０５０９号公報 特開２００７−２４４２４号公報

ここで本発明者らは、上述した暖機運転時に電動ポンプを停止させる手段と、排気熱を回収する手段と両手段を備えさせることで、暖機運転のさらなる早期完了化を検討した。その検討の結果、これら両手段を備えさせると次の問題が生じることが分かった。

すなわち、暖機運転時に電動ポンプを停止させると、排気熱回収器におけるエンジン冷却水の循環も停止することとなるため、高温となっている排気からエンジン冷却水への熱移動が滞ることとなる。すると、高温排気の熱により排気熱回収器が損傷を受けるおそれがある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、排気熱回収器の熱損傷低減を図りつつ、暖機運転の早期完了化を図った内燃機関の暖機制御システムを提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。

第１の発明では、
内燃機関の冷却液を循環させるポンプと、
前記内燃機関から排出された排気と前記冷却液とを熱交換させることで排気熱を回収する排気熱回収器と、
前記内燃機関の暖機運転を要するか否かを判定する暖機要否判定手段と、
前記内燃機関及び前記排気熱回収器へ流入するよう前記冷却液を循環させる機関循環経路と、
前記内燃機関をバイパスして前記排気熱回収器へ流入するよう前記冷却液を循環させるバイパス循環経路と、
前記機関循環経路及び前記バイパス循環経路のいずれか一方へ循環経路を切り替える切替弁と、
前記暖機要否判定手段により暖機不要と判定された場合には前記機関循環経路を、暖機要と判定された場合には前記バイパス循環経路を循環させるよう前記切替弁の作動を制御するバルブ制御手段と、
を備えることを特徴とする。

これによれば、暖機要の場合にはバイパス循環経路を循環させるので、内燃機関と熱交換する箇所（例えばウォータジャケット内）の冷却液を停留させつつも、排気熱回収器の冷却液は循環させることができる。よって、内燃機関の冷却液停留により内燃機関の温度上昇を促進して暖機運転の早期完了を図ることができるとともに、高温排気の熱が冷却液へ移動することを冷却液が循環することにより促進できるので、排気熱回収器が排気熱により損傷を受けるおそれを低減できる。

また、内燃機関へ冷却液を循環させていない暖機運転中であっても排気熱回収器により冷却液は加熱されるので、排気熱回収器による暖機促進の効果が奏される。しかも、暖機運転が終了して機関循環経路に切り替えるにあたり、内燃機関に停留する箇所以外の箇所（つまりバイパス循環経路）における冷却液が排気熱回収器により予め加熱されるので、機関循環経路に切り替えた直後に低温の冷却液が内燃機関（例えばウォータジャケット内部）に流入することを抑制できる。よって、暖機運転促進の一助となる。

上記第１の発明の如く冷却液の循環を両経路へ切り替えるためのポンプ配置の具体例として、以下の第２の発明及び第４の発明の配置が挙げられる。すなわち、第２の発明では、前記ポンプは、前記機関循環経路及び前記バイパス循環経路のいずれへも前記冷却液を吐出可能に配置されている（図１参照）。第４の発明では、前記機関循環経路には前記ポンプが配置され、前記バイパス循環経路には前記ポンプとは別のサブポンプが配置されており、前記バイパス循環経路を循環させるよう切り替えられている時には、前記ポンプは駆動を停止するよう制御されるとともに、前記サブポンプは駆動するよう制御される（図６参照）。

第２の発明のポンプ配置では、第４の発明のサブポンプを不要にできるので部品点数低減を図ることができる。一方、第４の発明のポンプ配置では、例えばバイパス循環経路への循環流量を機関循環経路への循環流量に比べて少なくしたい場合において、サブポンプには、ポンプに比べて最大吐出流量の少ない小型ポンプを選定できる。よって、大型ポンプで低流量の循環を制御する場合に比べて循環流量を高精度で制御できる。

ここで、バイパス循環経路に切り替えて排気熱回収器で排気熱を回収するにあたり、排気熱回収効率が最大となる循環流量は、機関循環経路への循環流量に比べて低流量であるとの知見を本発明者らは得ている。この知見に基づき第３の発明では、前記バイパス循環経路を循環させるよう切り替えられている時には、前記機関循環経路を循環させるよう切り替えられている時に比べて前記ポンプの吐出流量を少なくすることを特徴とする。よって、バイパス循環経路に切り替えている時の排気熱回収効率を向上できる。

同様にして、第５の発明では、前記バイパス循環経路を循環させるよう切り替えられている時の前記サブポンプの吐出流量は、前記機関循環経路を循環させるよう切り替えられている時の前記ポンプの吐出流量よりも少なく設定されていることを特徴とする。よって、バイパス循環経路に切り替えている時の排気熱回収効率を向上できる。

第６の発明の如く冷却液を熱源として機能する熱機器が備えられている場合であっても、上記第１の発明では、内燃機関へ冷却液を循環させていない暖機運転中であっても、内燃機関に停留する箇所以外の箇所（つまりバイパス循環経路）の冷却液を排気熱回収器により加熱できるので、暖機運転時に熱機器へ供給する熱量を増大できる。

第７の発明では、前記バルブ制御手段は、前記熱機器への熱源供給が要求されている場合であって前記冷却液の温度が所定の下限温度より高い場合には、前記暖機要と判定された場合であっても前記機関循環経路を循環させるよう前記切替弁の作動を制御することを特徴とする。これによれば、熱源供給が要求されている時にバイパス循環経路に切り替えて暖機運転を実行している場合において、暖機運転完了時期が遅くなるものの、熱機器へ供給する熱量を十分に確保できる時期を早くできる。

ここで、熱機器への熱供給量を増大させたい場合において、機関循環経路の循環流量を最大にするよりも低流量にした方が前記熱供給量を増大できる場合がある。この点を鑑み第８の発明では、前記熱機器への熱源供給が要求されている時、かつ、前記機関循環経路を循環させるよう切り替えられている時に、前記冷却液から前記熱機器への熱供給量が前記要求を満たすこととなるよう、前記機関循環経路の循環流量を可変制御することを特徴とする。よって、要求される熱供給量を確保することが容易となる。

第９の発明では、前記熱機器は、車室内に温風を送風する空調ユニットに備えられたヒータコアであり、前記ヒータコアへの熱源供給が要求されている時、かつ、前記機関循環経路を循環させるよう切り替えられている時に、前記要求に対して前記冷却液からの熱供給量が不足しているか否かを判定する熱供給不足判定手段を備え、前記熱供給不足判定手段により熱供給不足と判定されている場合には、前記空調ユニットによる送風量を低下又はゼロにすることを特徴とする。

このように熱機器がヒータコアである場合には、熱供給不足であると所望する温度よりも低温の風が車室内に送風されてしまうことが懸念される。これに対し上記第９の発明では、熱供給不足の場合には空調ユニットによる送風量を低下又はゼロにするので、所望温度よりも低温の風が車室内に送風されることによる車両乗員へ与える不快感を抑制できる。

第１０の発明では、前記熱機器への熱源供給が要求されている時、かつ、前記バイパス循環経路を循環させるよう切り替えられている時に、前記要求に対して前記冷却液からの熱供給量が不足しているか否かを判定する熱供給不足判定手段を備え、前記バルブ制御手段は、前記熱供給不足判定手段により熱供給不足と判定されている場合には、前記暖機要と判定された場合であっても前記機関循環経路を循環させるよう前記切替弁の作動を制御することを特徴とする。

これによれば、熱源供給が要求されている時にバイパス循環経路に切り替えて循暖機運転を実行している場合において、熱供給不足の場合には機関循環経路に切り替えるので、循暖機運転完了時期が遅くなるものの、熱機器へ供給する熱量を十分に確保できる時期を早くできる。

第１１の発明では、前記熱供給不足判定手段は、前記熱機器の出口部又はその近傍における前記冷却液の温度が所定の熱供給不足判定閾値より低い場合に熱供給不足と判定することを特徴とする。これによれば、熱供給不足か否かを容易に判定できる。

第１２の発明では、前記暖機要否判定手段は、前記内燃機関の出口部又はその近傍における前記冷却液の温度が所定の暖機判定閾値より低い場合に暖機要と判定することを特徴とする。これによれば、暖機要否を容易に判定できる。

第１３の発明では、前記排気熱回収器は、冷媒が循環する冷媒通路を内部に形成し、前記排気と前記冷媒とを熱交換させる排気／冷媒熱交換部と、前記冷媒と前記冷却液とを熱交換させる冷媒／冷却液熱交換部とを有し、前記冷媒が対流により前記冷媒通路を循環するよう構成されていることを特徴とする。

ここで、排気熱回収器が、冷却液と排気との熱交換を冷媒を介して行う上記構造の場合には、ポンプ制限暖機制御中に高温排気の熱により冷媒温度が上昇して高圧化し、高圧化した冷媒の圧力により冷媒通路部が損傷することが懸念される。よって、このような構造の排気熱回収器を備えた暖機制御システムに上記第１の発明を適用すれば、上記懸念が好適に解消される。

以下、本発明を具体化した各実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。

（第１実施形態）
図１は、車両に搭載されて走行駆動源となるエンジン１０（内燃機関）について、エンジン１０を冷却するエンジン冷却液（以下、単に冷却水と呼ぶ）の循環経路を示す図である。

エンジン冷却水を循環させるウォータポンプ１１（以下、Ｗ／Ｐと記載）には、電動モータにより駆動される電動Ｗ／Ｐ１１が用いられており、電子制御ユニット（以下、ＥＣＵ１２と記載）により電動Ｗ／Ｐ１１の作動はデューティ制御されている。

循環経路には、図１（ａ）中の矢印に示すようにエンジン１０をバイパスして冷却水を循環させるバイパス循環経路Ｊ２と、図１（ｂ）中の矢印に示すようにエンジン１０へ冷却水を流入させるよう循環させる機関循環経路Ｊ１とが設けられている。また、循環経路には、第１電磁弁Ｖ１（切替弁）及び第２電磁弁Ｖ２（切替弁）が設置されており、これらの電磁弁Ｖ１，Ｖ２の作動を切り替えることにより、両経路Ｊ１，Ｊ２のいずれに冷却水を循環させるかを切り替えている。

より具体的には、冷却水の循環経路にはエンジン１０をバイパスして流れるバイパス通路Ｂ１が備えられており、バイパス通路Ｂ１の上流側分岐点には第１電磁弁Ｖ１が、下流側分岐点には第２電磁弁Ｖ２が備えられている。これら両電磁弁Ｖ１，Ｖ２には３方弁が採用されており、第１電磁弁Ｖ１を図１中の符号ＡからＣ（以下、Ａ→Ｃと表記する）へ、第２電磁弁Ｖ２をＣ→Ｂへと流通させるよう作動させるとバイパス循環経路Ｊ２を冷却水は循環し、第１電磁弁Ｖ１をＡ→Ｂ、第２電磁弁Ｖ２をＡ→Ｂへと流通させるよう作動させると機関循環経路Ｊ１を冷却水は循環する。

バイパス通路Ｂ１は、電動Ｗ／Ｐ１１からエンジン１０に至るまでの経路から分岐している。したがって、両電磁弁Ｖ１，Ｖ２の作動状態に応じて電動Ｗ／Ｐ１１は、機関循環経路Ｊ１及びバイパス循環経路Ｊ２のいずれへも冷却水を吐出可能である。

次に、機関循環経路Ｊ１を循環させるよう両電磁弁Ｖ１，Ｖ２を切り替えた状態（図１（ｂ）の状態）での冷却水の流れについて説明する。

図１（ｂ）の切替状態で電動Ｗ／Ｐ１１を作動させると、エンジン１０に取り付けられたウォータジャケット１３内部の冷却水は、ラジエータ１４（冷却用熱交換器）へ通じる循環経路Ｊ３と、後に詳述する排気熱回収器３０へ通じる循環経路とに分岐して流れる。

ラジエータ１４へ流れた冷却水は、サーモスタット１５を流通して電動Ｗ／Ｐ１１へ戻る。ラジエータ１４へは図示しない冷却ファンにより外気が送風され、これにより、ウォータジャケット１３内にてエンジン１０により加熱された冷却水は、外気と熱交換して冷却される。サーモスタット１５は、冷却水の温度に応じて循環経路の流通開度を制御するものであり、冷却水温が高いほど流通開度を大きくして冷却水の循環流量を増大させ、ラジエータ１４による冷却度合いを上昇させる。

排気熱回収器３０へ流れた冷却水は、後に詳述するヒータコア４１、前記サーモスタット１５を順に流通して、電動Ｗ／Ｐ１１へ戻る。なお、このような循環経路を流通する冷却水の一部を、燃焼室への吸気流量を制御するスロットルバルブ１６（熱機器）へ分岐して流通させている。これによれば、エンジン１０停止時にスロットルバルブ１６に付着した結露水が凍結している場合であっても、スロットルバルブ１６へ流通させる冷却水の熱により早期に解凍させることができる。よって、スロットルバルブ１６の凍結による作動不良を早期に解消できる。

一方、バイパス循環経路Ｊ２を循環させるよう両電磁弁Ｖ１，Ｖ２を切り替えた状態（図１（ａ）の状態）で電動Ｗ／Ｐ１１を作動させると、電動Ｗ／Ｐ１１から吐出された冷却水はエンジン１０をバイパスして、排気熱回収器３０、ヒータコア４１（熱機器）、サーモスタット１５を順に流通して、電動Ｗ／Ｐ１１へ戻る。この時、ウォータジャケット１３へは冷却水が流入せず、ウォータジャケット１３の冷却水は停留してエンジン１０の燃焼熱により加熱され続けることとなる。

次に、排気熱回収器３０の構造について、図２を用いて説明する。図２は排気熱回収器３０の単体を示す模式図であり、排気流れ方向の上流側から見た図である。

排気熱回収器３０は、冷媒が循環する冷媒通路（図２中の網点を付した部分）を内部に形成し、エンジン１０から排出された排気と冷媒とを熱交換させる蒸発部３１（排気／冷媒熱交換部）と、冷媒と前記冷却液とを熱交換させる凝縮部３２（冷媒／冷却液熱交換部）とを有し、前記冷媒が対流により冷媒通路を循環するよう構成されている。

蒸発部３１は、エンジン１０の排気管１７内に配置される第１の筐体３３内に設けられており、排気と冷媒との間で熱交換を行い、冷媒を蒸発させるよう構成されている。ちなみに、図１中の符号１８は排気を浄化する触媒装置を示しており、第１の筐体３３は、排気管１７のうち触媒装置１８の排気流れ下流側部分に配置されている。

凝縮部３２は、排気管１７の外部に設けられており、冷却水の循環経路Ｊ２に配置される第２の筐体３４内に設けられている。そして、凝縮部３２は、蒸発部３１で蒸発した冷媒とエンジン冷却水との間で熱交換を行い、冷媒を凝縮させるよう構成されている。第２の筐体３４には、ウォータジャケット１３から流出した冷却水を筺体３４の内部空間３４ｃへ流入させる流入口３４ａと、筺体３４の内部空間３４ｃから冷却水を流出させる流出口３４ｂとが設けられている。

次に、蒸発部３１の具体的構成について説明する。蒸発部３１は、複数本の蒸発側ヒートパイプ３１ａと、蒸発側ヒートパイプ３１ａの外表面に接合されたコルゲートフィン３１ｂとを有している。蒸発側ヒートパイプ３１ａは、排気の流通方向（図２の紙面垂直方向）に対して垂直の方向に、複数本平行に並べて配置（積層配置）されている。蒸発側ヒートパイプ３１ａ長手方向両端部には、全ての蒸発側ヒートパイプ３１ａと連通する蒸発側ヘッダ３１ｃがそれぞれ設けられている。

次に、凝縮部３２の具体的構成について説明する。凝縮部３２は、複数本の凝縮側ヒートパイプ３２ａと、凝縮側ヒートパイプ３２ａの外表面に接合されたストレートフィン３２ｂとを有している。凝縮側ヒートパイプ３２ａは、排気の流通方向に対して垂直の方向に、複数本平行に並べて配置（積層配置）されている。蒸発側ヒートパイプ３１ａ長手方向両端部には、全ての凝縮側ヒートパイプ３２ａと連通する凝縮側ヘッダ３２ｃがそれぞれ設けられている。

蒸発側ヘッダ３１ｃと凝縮側ヘッダ３２ｃとは連通状態に接続されている。そして、蒸発側及び凝縮側ヒートパイプ３１ａ，３２ａと、蒸発側及び凝縮側ヘッダ３１ｃ，３２ｃによって閉ループが形成されており、これらの内部に水やアルコール等の蒸発・凝縮可能な冷媒が封入されている。

なお、凝縮側ヘッダ３２ｃに、図２中の一点鎖線に示す弁機構３５を配設するようにしてもよい。弁機構３５は、蒸発側ヒートパイプ３１ａの内圧（冷媒圧力）に応じて流路を開閉するダイアフラム式の開閉手段となっている。具体的には、弁機構３５は、通常の開弁状態から、所定の冷却水温において内圧が上昇して第１所定圧力を超えると閉弁し、逆に内圧が低下して、第１所定圧力より低い第２所定圧力を下回ると、再び開弁するように構成されている。これにより、夏季のエンジン高負荷時等において、冷却水を排気熱により過剰に加熱してしまうことによる冷却水のオーバーヒート状態を回避するために、排気熱回収量を低減させることができる。

次に、ヒータコア４１が備えられた空調ユニット４０の構成について、図１を用いて説明する。

空調ユニット４０は、車室内へ温風又は冷風を吹き出すことで車室内を空調するものであり、エンジンルームの外部（例えばインストルメントパネルの内側）に配置されている。空調ユニット４０は内部に空気通路を形成する空調ケース４２を備えており、空調ケース４２内にはヒータコア４１（暖房用熱交換器）及びエバポレータ４３（冷房用熱交換器）が配置されている。そして、ブロワ４４により空気通路へ送風された空気は、エバポレータ４３及びヒータコア４１を通過して所望の温度となるよう熱交換され、その後、車室内へ向けて空調風として吹き出される。

したがって、空調ユニット４０が暖房運転するよう要求されている場合であっても、ヒータコア４１を流通する冷却水の温度が所定温度以上（例えば６０℃以上）になっていない場合には、所望温度より低い温度の空調風を車室内に吹き出してしまうことを回避すべく、ブロワ４４の作動を禁止する。

次に、ＥＣＵ１２による両電磁弁Ｖ１，Ｖ２及び電動Ｗ／Ｐ１１の制御内容について説明する。

ＥＣＵ１２には、ウォータジャケット１３出口部分における冷却水の温度（以下、Eng出口水温Ｔｗと記載）を検出するEng出口水温センサ２０から出力される検出信号と、ヒータコア４１出口部分における冷却水の温度（以下、H/C出口水温Ｔｗｈと記載）を検出するH/C出口水温センサ４１ａから出力される検出信号とが入力される。

ＥＣＵ１２に備えられた図示しないマイクロコンピュータ（以下、マイコンと記載）は、これらの水温センサ２０，４１ａからの検出信号に基づき、電動Ｗ／Ｐ１１の作動をデューティ制御するとともに、第１電磁弁Ｖ１及び第２電磁弁Ｖ２の作動を制御する。このように両電磁弁Ｖ１，Ｖ２の作動を制御するＥＣＵ１２は、特許請求の範囲に記載の「バルブ制御手段」に相当する。図３は、ＥＣＵ１２のマイコンが有するＣＰＵにより繰り返し実行される処理手順を示すフローチャートであり、図示しないイグニッションスイッチがオン操作されるとともに処理実行を開始する。

先ず、ステップＳ１０において、Eng出口水温センサ２０及びH/C出口水温センサ４１ａからの検出信号と、空調ユニット４０からの暖房要求信号とを、車両の運転状態を表すパラメータとして読み込む。つまり、エンジン１０出口部分におけるEng出口水温Ｔｗ、ヒータコア４１出口部分におけるH/C出口水温Ｔｗｈ、及び暖房要求信号を取得する。暖房要求信号は、車両乗員による空調スイッチ（図示せず）の操作状態に応じて出力され、空調風温度を自動制御するオートエアコンの場合には、室内設定温度や外気温度等に基づき選定された空調モードが暖房モードの場合に暖房要求信号が出力され、空調風温度を手動で操作するマニュアルエアコンの場合には、乗員による暖房操作に伴い暖房要求信号が出力される。

次に、ステップＳ２０（暖機要否判定手段）において、取得したEng出口水温Ｔｗが、予め設定した暖機判定閾値Ｔａより高いか否かを判定する。このステップＳ２０での判定は、エンジン１０が暖機運転を要するか否かを判定するためのものである。よって、暖機判定閾値Ｔａは例えば約９５℃に設定されている。

Ｔｗ＞Ｔａと判定されれば（Ｓ２０：ＹＥＳ）、暖機運転は不要であるとみなして処理はステップＳ３０へ進み、冷却水がエンジン１０へ流入するよう両電磁弁Ｖ１，Ｖ２を作動させるとともに、続くステップＳ４０にて電動Ｗ／Ｐ１１の吐出流量を最大にするようデューティ制御する（図１（ａ）参照）。ちなみに、オンデューティ制御を採用している本実施形態では、デューティ比を１００％にすることで吐出流量は最大となる。以上により、暖機不要時には機関循環経路Ｊ１を最大流量で冷却水は循環する。

これにより、冷却水がラジエータ１４で冷却される度合いが最大となり、エンジン１０の冷却不足回避を図る。なお、この場合にはサーモスタット１５の作用により、エンジン１０が最適温度となるよう冷却水の循環流量は調整される。

一方、Ｔｗ≦Ｔａと判定されれば（Ｓ２０：ＮＯ）、暖機運転を要するとみなして処理はステップＳ２１へ進み、暖房要求信号が読み込まれているか否かを判定する。暖房要求が無ければ（Ｓ２１：ＹＥＳ）ステップＳ３１へ進み、冷却水がバイパス通路Ｂ１を流通するよう両電磁弁Ｖ１，Ｖ２を作動させるとともに、続くステップＳ４１にて電動Ｗ／Ｐ１１の吐出流量を低流量（例えばデューティ比を５％）にするようデューティ制御する（図１（ａ）参照）。以上により、暖機要求があり暖房要求がない場合にはバイパス循環経路Ｊ２を低流量で冷却水は循環する。

これにより、ウォータジャケット１３内の冷却水は停留する。よって、ウォータジャケット１３内の冷却水の温度上昇が促進されるので、エンジン１０の温度上昇を促進でき、ひいてはエンジン１０の暖機運転を早期に完了させることが図られる。

次に、暖房要求がある場合（Ｓ２１：ＮＯ）には、続くステップＳ２２にてH/C出口水温ＴｗｈがEng出口水温Ｔｗより低くなっているかを判定する。Ｔｗｈ＜Ｔｗ（Ｓ２２：ＹＥＳ）の場合には、Eng出口水温Ｔｗが所定のウォームアップ水温Ｔｂ（下限温度）よりも高いか否かを判定し、Ｔｗｈ≧Ｔｗ（Ｓ２２：ＮＯ）の場合には、H/C出口水温Ｔｗｈが所定の下限温度Ｔｂよりも高いか否かを判定する。

ヒータコア４１に流入する冷却水の温度がウォームアップ水温Ｔｂに達したら空調ユニット４０のブロワ４４を作動させても、暖房要求している車両乗員に対して違和感のある冷風を吹き出すことがないと想定している。よって、ウォームアップ水温Ｔｂはこのような想定を満たす温度、つまり暖機判定閾値Ｔａよりも低い温度（例えば６０℃）に設定されている。また、ヒータコア４１に流入する冷却水の温度がウォームアップ水温Ｔｂに達していないと推定される場合にはブロワ４４の作動を停止させる。これにより、暖房要求時に車室内へ冷風を吹き出してしまうことを回避している。

そして、Ｔｗ≦Ｔｂの場合（Ｓ２３：ＮＯ）には、冷却水がバイパス通路Ｂ１を流通するよう両電磁弁Ｖ１，Ｖ２を作動させる（Ｓ３１）とともに、電動Ｗ／Ｐ１１の吐出流量を低流量（例えばデューティ比を５％）にするようデューティ制御する（Ｓ４１）。したがって、暖機要求があり暖房要求がある場合であっても、ウォームアップ水温Ｔｂに達していないと推定される場合（つまりＴｗ≦Ｔｂの場合）には、バイパス循環経路Ｊ２を低流量で冷却水は循環する。これにより、ウォータジャケット１３内の冷却水は停留してエンジン１０の暖機運転が促進されるとともに、ウォームアップ水温Ｔｂまでの温度上昇が促進される。

ここで、バイパス循環経路Ｊ２に切り替えて排気熱回収器３０で排気熱を回収するにあたり、排気熱回収効率が最大となる循環流量は、機関循環経路Ｊ１への循環流量（つまり最大流量）に比べて低流量であるとの知見を本発明者らは得ている。そして、予め行った試験等の結果に基づき前記低流量をデューティ比５％での流量としている。この知見に基づきステップＳ４１では、電動Ｗ／Ｐ１１の吐出流量を低流量にしているので、排気熱回収器３０による冷却水の加熱を促進でき、排気熱回収器３０による暖機促進の効果が奏される。しかも、暖機運転が終了してステップＳ３０にて機関循環経路Ｊ１に切り替えるにあたり、ウォータジャケット１３内以外の箇所（つまりバイパス循環経路Ｊ２）における冷却水が排気熱回収器３０により予め加熱される度合いを促進できるので、機関循環経路Ｊ１に切り替えた直後に低温の冷却水がウォータジャケット１３に流入することを抑制できる。よって、暖機運転促進の一助となる。

一方、ウォームアップ水温ＴｂまでEng出口水温Ｔｗが上昇している（Ｔｗ＞Ｔｂ）と判定されている場合（Ｓ２３：ＹＥＳ）には、冷却水がエンジン１０へ流入するよう両電磁弁Ｖ１，Ｖ２を作動させて（Ｓ３２）、電動Ｗ／Ｐ１１の吐出流量を低流量（例えばデューティ比を５％）にするようデューティ制御する（Ｓ４１）。これによれば、ステップＳ２０にて暖機要判定（Ｔｗ≦Ｔａ）されているものの、Eng出口水温Ｔｗが暖機判定閾値Ｔａ（９５℃）まで上昇することを待つことなく、ウォータジャケット１３内にて高温となっている冷却水がヒータコア４１へ供給されることとなる。よって、暖房要求時にヒータコア４１に流入する冷却水を早期にウォームアップ温度Ｔｂにすることができ、エンジン１０の冷間始動時に暖房要求が為されている場合に、早期にブロワを作動させて温風を車室内に吹き出すことができる。

ここで、バイパス循環経路Ｊ２に切り替えている場合には、基本的にはＴｗｈ＜Ｔｗとなっているはずである。しかしながら排気熱回収器３０での排気熱回収効率が高い場合には、ウォームアップ水温ＴｂまでH/C出口水温Ｔｗｈが上昇している（Ｔｗｈ＞Ｔｂ）と判定されている場合（Ｓ２４：ＹＥＳ）がある。

この場合において、H/C出口水温Ｔｗｈがウォームアップ水温Ｔｂに達していれば（Ｓ２４：ＹＥＳ）、後述する熱供給量不足でないことを条件として、冷却水がバイパス通路Ｂ１を流通するよう両電磁弁Ｖ１，Ｖ２を作動させる（Ｓ３４）とともに、電動Ｗ／Ｐ１１の吐出流量を低流量（例えばデューティ比を５％）にするようデューティ制御する（Ｓ４３）。これにより、ウォータジャケット１３内の冷却水は停留してエンジン１０の暖機運転が促進されるとともに、ウォームアップ水温Ｔｂに達した温度の冷却水をヒータコア４１へ供給できる。

但し、ステップＳ２５（熱供給不足判定手段）において、後述する熱供給量不足と判定された場合（Ｓ２５：ＹＥＳ）には、冷却水がエンジン１０へ流入するよう両電磁弁Ｖ１，Ｖ２を作動させて（Ｓ３３）、電動Ｗ／Ｐ１１の吐出流量を低流量（例えばデューティ比を５％）にするようデューティ制御する（Ｓ４２）。

ステップＳ２５では、H/C出口水温Ｔｗｈがウォームアップ温度Ｔｂになりブロワ４１を作動させた結果、H/C出口水温Ｔｗｈが大幅に低下したか否かを判定することにより、エンジン１０をバイパスして排気熱回収器３０にて冷却水を加熱するだけでヒータコア４１への熱供給量が不足しないか否かを判定する。具体的には、H/C出口水温Ｔｗｈが熱供給不足判定閾値Ｔｃよりも低下した場合に熱供給量不足と判定する。

これによれば、Ｔｗｈ≧Ｔｗ（Ｓ２２：ＮＯ）かつＴｗｈ＞Ｔｂ（Ｓ２４：ＹＥＳ）と判定されている場合であってもヒータコア４１への熱供給量不足であると判定されれば（Ｓ２５：ＹＥＳ）、ヒータコア４１へ供給される冷却水を、排気熱回収器３０に加えエンジン１０でも加熱することとなる。よって、前記熱供給量不足を解消できる。

次に、上記構成及び制御を備える本実施形態による作用効果について、図４及び図５を用いて説明する。

図４及び図５は、図３の制御を実施した場合の一態様を示すタイムチャートであり、Eng出口水温Ｔｗ、エンジン暖機要求フラグ、電動Ｗ／Ｐ１１をデューティ制御する際のデューティ比、第１電磁弁Ｖ１及び第２電磁弁Ｖ２の制御位置（切替状態）、及びブロワ４４の出力レベル（風量）について、それぞれの変化を示す図である。図４（ａ）は暖房要求が無い場合（Ｓ２１：ＹＥＳ）の一態様を示し、図４（ｂ）は暖房要求が有る場合（Ｓ２１：ＮＯ）の一態様を示す。また、暖房要求が有る場合において、図５（ａ）は排気熱回収器３０のみでヒータコア４１への必要熱供給量を確保できる場合（Ｓ２５：ＮＯ）の一態様を示し、図５（ｂ）は必要熱供給量を確保できない場合（Ｓ２５：ＹＥＳ）の一態様を示す。

＜暖房要求が無い場合について：図４（ａ）＞
先ず、エンジン１０を始動させるとEng出口水温Ｔｗは徐々に上昇する。そして、Eng出口水温Ｔｗが暖機判定閾値Ｔａ（９５℃）に達するｔ１０時点までは、ステップＳ２０にて暖機要と判定されることに伴いバイパス循環経路Ｊ２へ冷却水を循環させる（Ｓ３１，Ｓ４１）。そして、Eng出口水温Ｔｗが９５℃に達すると、ステップＳ２０にて暖機不要と判定されることに伴い冷却水をエンジン１０へ流入させる（Ｓ３０，Ｓ４０）。

＜暖房要求が有る場合について：図４（ｂ）＞
先ず、エンジン１０を始動させるとEng出口水温Ｔｗは徐々に上昇する。そして、Eng出口水温Ｔｗがウォームアップ水温Ｔｂ（６０℃）に達するｔ１時点までは、ステップＳ２３にてＴｗ≦Ｔｂと判定されることに伴いバイパス循環経路Ｊ２へ冷却水を循環させる（Ｓ３１，Ｓ４１）。

そして、Eng出口水温Ｔｗが６０℃に達すると、ステップＳ２３にてＴｗ＞Ｔｂと判定されることに伴い冷却水をエンジン１０へ流入させる（Ｓ３２，Ｓ４１）とともにブロワ４４の出力レベル（風量）を徐々に上昇させる。その後、Eng出口水温Ｔｗが暖機判定閾値Ｔａ（９５℃）に達するｔ１０時点で、ステップＳ２０にて暖機不要と判定されることに伴い冷却水をエンジン１０へ流入させる（Ｓ３０，Ｓ４０）。

ここで、Eng出口水温Ｔｗが９５℃に達して暖機不要となるまでは、排気熱回収器３０で排気熱を回収するにあたり、排気熱回収効率が最大となる循環流量にしている。図４（ｂ）の例では、機関循環経路Ｊ１へ切り替えているｔ１からｔ１０までの循環流量（例えばデューティ比５０％）は、バイパス循環経路Ｊ２へ切り替えているｔ１時点までの循環流量（例えばデューティ比５％）よりも多くなるよう設定されている。

＜排気熱回収器３０のみで暖房に必要な熱供給量を確保できる場合について：図５（ａ）＞
先ず、エンジン１０を始動させるとEng出口水温Ｔｗは徐々に上昇する。そして、H/C出口水温Ｔｗｈがウォームアップ水温Ｔｂ（６０℃）に達するｔ２時点までは、ステップＳ２４にてＴｗｈ≦Ｔｂと判定されることに伴いバイパス循環経路Ｊ２へ冷却水を循環させ（Ｓ３４，Ｓ４３）、その後ｔ２時点にてH/C出口水温Ｔｗｈが６０℃に達すると、ブロワ４４の作動を開始させる。

そして、このブロワ４４の作動開始に伴いH/C出口水温Ｔｗｈが熱供給不足判定閾値Ｔｃ（５５℃）よりも低下しなかったため、排気熱回収器３０のみで熱供給量を確保できていると判定（Ｓ２５：ＮＯ）され、バイパス循環経路Ｊ２への冷却水循環を継続させる（Ｓ３４，Ｓ４３）。また、電動Ｗ／Ｐ１１の吐出流量を増大させて暖房性能確保を図る。

その後、Eng出口水温Ｔｗが暖機判定閾値Ｔａ（９５℃）に達するｔ１０時点で、ステップＳ２０にて暖機不要と判定されることに伴い冷却水をエンジン１０へ流入させる（Ｓ３０，Ｓ４０）。また、電動Ｗ／Ｐ１１の吐出流量を増大させてEng出口水温Ｔｗの異常上昇（オーバヒート）回避を図る。

＜排気熱回収器３０のみでは暖房に必要な熱供給量を確保できない場合について：図５（ｂ）＞
先ず、エンジン１０を始動させるとEng出口水温Ｔｗは徐々に上昇する。そして、H/C出口水温Ｔｗｈがウォームアップ水温Ｔｂ（６０℃）に達するｔ３時点までは、ステップＳ２４にてＴｗｈ≦Ｔｂと判定されることに伴いバイパス循環経路Ｊ２へ冷却水を循環させ（Ｓ３４，Ｓ４３）、その後ｔ３時点にてH/C出口水温Ｔｗｈが６０℃に達すると、ブロワ４４の作動を開始させる。また、電動Ｗ／Ｐ１１の吐出流量を増大させて暖房性能確保を図る。

その後ｔ４時点にて、ｔ３時点でのブロワ４４の作動開始に伴いH/C出口水温Ｔｗｈが熱供給不足判定閾値Ｔｃ（５５℃）よりも低下したため、排気熱回収器３０のみで熱供給量を確保できないと判定（Ｓ２５：ＹＥＳ）され、ブロワ４４の作動を停止させる。その後、所定時間が経過したｔ５時点でＴｗｈ＞５５℃となったことに伴いブロワ４４の作動を再始動させ、その結果Ｔｗｈ≦５５℃とならなければブロワ４４の出力レベル（風量）を徐々に上昇させる。

その後ｔ６時点において、H/C出口水温Ｔｗｈ（或いはEng出口水温Ｔｗ）が再び６０℃に達すると、排気熱回収器３０のみで熱供給量を確保できていない履歴ありと判定（Ｓ２５：ＹＥＳ）され、バイパス循環経路Ｊ２への冷却水循環を機関循環経路Ｊ１に切り替える（Ｓ３３，Ｓ４２）。これにより、ヒータコア４１へ供給される冷却水が、排気熱回収器３０に加えエンジン１０でも加熱されることとなり、前記熱供給量不足が解消される。

その後、Eng出口水温Ｔｗが暖機判定閾値Ｔａ（９５℃）に達するｔ１０時点で、ステップＳ２０にて暖機不要と判定されることに伴い冷却水をエンジン１０へ流入させる（Ｓ３０，Ｓ４０）。また、電動Ｗ／Ｐ１１の吐出流量を増大させてEng出口水温Ｔｗの異常上昇（オーバヒート）回避を図る。

以上により、上記構成及び制御による本実施形態によれば、暖機要の場合にはバイパス循環経路Ｊ２を循環させるので、ウォータジャケット１３内の冷却水を停留させつつも、排気熱回収器３０へ冷却水を循環させることができる。よって、エンジン１０での冷却水停留によりエンジン１０の温度上昇を促進して暖機運転の早期完了を図ることができるとともに、高温排気の熱が冷却水へ移動することを冷却水が循環することにより促進できるので、排気熱回収器３０が排気熱により損傷を受けるおそれを低減できる。

また、エンジン１０へ冷却水を流入させない暖機運転中であっても排気熱回収器３０により冷却水は加熱されるので、排気熱回収器３０による暖機促進の効果が奏される。しかも、暖機運転が終了して冷却水をエンジン１０へ流入するにあたり、バイパス循環経路Ｊ２中の冷却水が排気熱回収器３０により予め加熱されているので、冷却水をエンジン１０へ低温の冷却水がエンジン１０へ流入することを抑制できる。よって、暖機運転促進の一助となる。

（第２実施形態）
図６は、本実施形態にかかる冷却水の循環経路を示す図である。

循環経路には、図６（ａ）中の矢印に示すようにエンジン１０をバイパスして冷却水を循環させるバイパス循環経路Ｊ２０と、図６（ｂ）中の矢印に示すようにエンジン１０へ冷却水を流入させるよう循環させる機関循環経路Ｊ１０とが設けられている。また、循環経路には、第３電磁弁Ｖ３（切替弁）及び第４電磁弁Ｖ４（切替弁）が設置されており、これらの電磁弁Ｖ３，Ｖ４の作動を切り替えることにより、両経路Ｊ１０，Ｊ２０のいずれに冷却水を循環させるかを切り替えている。

より具体的には、これら両電磁弁Ｖ３，Ｖ４には３方弁が採用されており、第３電磁弁Ｖ３を図６中の符号ＡからＣ（以下、Ａ→Ｃと表記する）へ、第４電磁弁Ｖ４をＣ→Ｂへと流通させるよう作動させるとバイパス循環経路Ｊ２０を冷却水は循環し、第３電磁弁Ｖ３をＡ→Ｂ、第４電磁弁Ｖ４をＡ→Ｂへと流通させるよう作動させると機関循環経路Ｊ１０を冷却水は循環する。

機関循環経路Ｊ１０には電動Ｗ／Ｐ１１（以下、本実施形態ではメインＷ／Ｐ１１と記載する）が配置され、バイパス循環経路Ｊ２０にはメインＷ／Ｐ１１とは別のサブＷ／Ｐ１１ｓが配置されている。したがって、第３電磁弁Ｖ３をＡ→Ｃ、第４電磁弁Ｖ４をＣ→Ｂに作動させてサブＷ／Ｐ１１ｓを駆動させると、バイパス循環経路Ｊ２０を冷却水は循環する。また、第３電磁弁Ｖ３をＡ→Ｂ、第４電磁弁Ｖ４をＡ→Ｂに作動させてメインＷ／Ｐ１１を駆動させると、機関循環経路Ｊ１０を冷却水は循環する。

次に、機関循環経路Ｊ１０を循環させるよう両電磁弁Ｖ３，Ｖ４を切り替えた状態（図６（ｂ）の状態）での冷却水の流れについて説明する。

図６（ｂ）の切替状態でメインＷ／Ｐ１１を作動させると、ウォータジャケット１３内部の冷却水は、ラジエータ１４へ通じる循環経路Ｊ３と排気熱回収器３０へ通じる循環経路とに分岐して流れる。ラジエータ１４へ流れた冷却水は、サーモスタット１５を流通してメインＷ／Ｐ１１へ戻る。排気熱回収器３０へ流れた冷却水は、ヒータコア４１、サーモスタット１５を順に流通してメインＷ／Ｐ１１へ戻る。なお、このような循環経路を流通する冷却水の一部を、燃焼室への吸気流量を制御するスロットルバルブ１６（熱機器）へ分岐して流通させている。

一方、バイパス循環経路Ｊ２０を循環させるよう両電磁弁Ｖ３，Ｖ４を切り替えた状態（図６（ａ）の状態）でサブＷ／Ｐ１１ｓを作動させると、サブＷ／Ｐ１１ｓから吐出された冷却水はエンジン１０をバイパスして、排気熱回収器３０、ヒータコア４１、サーモスタット１５を順に流通して、メインＷ／Ｐ１１へ戻る。この時、ウォータジャケット１３へは冷却水が流入せず、ウォータジャケット１３の冷却水は停留してエンジン１０の燃焼熱により加熱され続けることとなる。

次に、ＥＣＵ１２による両電磁弁Ｖ３，Ｖ４及び両Ｗ／Ｐ１１，１１ｓの制御内容について説明する。

ＥＣＵ１２のマイコンは、水温センサ２０，４１ａからの検出信号に基づき、メインＷ／Ｐ１１及びサブＷ／Ｐ１１ｓの作動をデューティ制御するとともに、第３電磁弁Ｖ３及び第４電磁弁Ｖ４の作動を制御する。図７は、ＥＣＵ１２のマイコンが有するＣＰＵにより繰り返し実行される処理手順を示すフローチャートであり、図示しないイグニッションスイッチがオン操作されるとともに処理実行を開始する。

図７中のステップＳ１０〜Ｓ３４では、図３中のステップＳ１０〜Ｓ３４と同様の処理を実行するため、説明を援用する。そして、本実施形態にかかる図７のステップＳ５０，Ｓ６０は、図３のステップＳ４０に替えて実行される処理である。

暖機不要時（Ｓ２０：ＹＥＳ）には、ステップＳ５０にてメインＷ／Ｐ１１の吐出流量を最大にするとともに、ステップＳ６０にてサブＷ／Ｐ１１ｓの駆動を停止させる。よって、暖機不要時には機関循環経路Ｊ１０を最大流量で冷却水は循環する。

また、暖機要（Ｓ２０：ＮＯ）かつ暖房要求が無い場合（Ｓ２１：ＹＥＳ）には、ステップＳ５１にてサブＷ／Ｐ１１ｓを最大吐出流量で駆動するとともに、ステップＳ６１にてメインＷ／Ｐ１１の駆動を停止させる。なお、サブＷ／Ｐ１１ｓには、メインＷ／Ｐ１１に比べて最大吐出流量の少ない小型ポンプを選定している。よって、暖機不要時におけるステップＳ５０，Ｓ６０による機関循環経路Ｊ１０の循環流量に比べ、ステップＳ５１，Ｓ６１によるバイパス循環経路Ｊ２０の循環流量の方が低流量となっている。

また、暖機要（Ｓ２０：ＮＯ）、暖房要求有り（Ｓ２１：ＹＥＳ）、かつＴｗ＞Ｔｂ（Ｓ２３：ＹＥＳ）の場合には、ステップＳ５２にてメインＷ／Ｐ１１を低流量で駆動するとともに、ステップＳ６２にてサブＷ／Ｐ１１ｓの駆動を停止させる。

また、暖機要（Ｓ２０：ＮＯ）、暖房要求有り（Ｓ２１：ＹＥＳ）、Ｔｗｈ＞Ｔｂ（Ｓ２３：ＹＥＳ）、かつ排気熱回収器３０のみで熱供給量を確保できていない履歴あり（Ｓ２５：ＹＥＳ）の場合には、ステップＳ５３にてメインＷ／Ｐ１１を低流量で駆動するとともに、ステップＳ６３にてサブＷ／Ｐ１１ｓの駆動を停止させる。

また、暖機要（Ｓ２０：ＮＯ）、暖房要求有り（Ｓ２１：ＹＥＳ）、Ｔｗｈ＞Ｔｂ（Ｓ２３：ＹＥＳ）、かつ排気熱回収器３０のみで熱供給量を確保できていない履歴なし（Ｓ２５：ＮＯ）の場合には、ステップＳ５４にてサブＷ／Ｐ１１ｓを最大吐出流量で駆動するとともに、ステップＳ６４にてメインＷ／Ｐ１１の駆動を停止させる。

次に、上記構成及び制御を備える本実施形態による作用効果について、図８及び図９を用いて説明する。

図８（ａ）は暖房要求が無い場合（Ｓ２１：ＹＥＳ）の一態様を示し、図８（ｂ）は暖房要求が有る場合（Ｓ２１：ＮＯ）の一態様を示す。また、暖房要求が有る場合において、図９（ａ）は排気熱回収器３０のみでヒータコア４１への必要熱供給量を確保できる場合（Ｓ２５：ＮＯ）の一態様を示し、図９（ｂ）は必要熱供給量を確保できない場合（Ｓ２５：ＹＥＳ）の一態様を示す。

＜暖房要求が無い場合について：図８（ａ）＞
先ず、エンジン１０を始動させるとEng出口水温Ｔｗは徐々に上昇する。そして、Eng出口水温Ｔｗが暖機判定閾値Ｔａ（９５℃）に達するｔ２０時点までは、ステップＳ２０にて暖機要と判定されることに伴いバイパス循環経路Ｊ２０へ冷却水を循環させる（Ｓ３１，Ｓ５１，Ｓ６１）。そして、Eng出口水温Ｔｗが９５℃に達すると、ステップＳ２０にて暖機不要と判定されることに伴い冷却水をエンジン１０へ流入させる（Ｓ３０，Ｓ５０，Ｓ６０）。

＜暖房要求が有る場合について：図８（ｂ）＞
先ず、エンジン１０を始動させるとEng出口水温Ｔｗは徐々に上昇する。そして、Eng出口水温Ｔｗがウォームアップ水温Ｔｂ（６０℃）に達するｔ１１時点までは、ステップＳ２３にてＴｗ≦Ｔｂと判定されることに伴いバイパス循環経路Ｊ２０へ冷却水を循環させる（Ｓ３１，Ｓ５１，Ｓ６１）。

そして、Eng出口水温Ｔｗが６０℃に達すると、ステップＳ２３にてＴｗ＞Ｔｂと判定されることに伴い冷却水をエンジン１０へ流入させる（Ｓ３２，Ｓ５２，Ｓ６２）とともにブロワ４４の出力レベル（風量）を徐々に上昇させる。その後、Eng出口水温Ｔｗが暖機判定閾値Ｔａ（９５℃）に達するｔ２０時点で、ステップＳ２０にて暖機不要と判定されることに伴い冷却水をエンジン１０へ流入させる（Ｓ３０，Ｓ５０，Ｓ６０）。

ここで、Eng出口水温Ｔｗが９５℃に達して暖機不要となるまでは、排気熱回収器３０で排気熱を回収するにあたり、排気熱回収効率が最大となる循環流量にしている。図８（ｂ）の例では、ｔ１１からｔ２０までの循環流量（例えばデューティ比５０％）は、ｔ２０時点以降での循環流量（例えばデューティ比１００％）よりも少なくなるよう設定されている。

＜排気熱回収器３０のみで暖房に必要な熱供給量を確保できる場合について：図９（ａ）＞
先ず、エンジン１０を始動させるとEng出口水温Ｔｗは徐々に上昇する。そして、H/C出口水温Ｔｗｈがウォームアップ水温Ｔｂ（６０℃）に達するｔ１２時点までは、ステップＳ２４にてＴｗｈ≦Ｔｂと判定されることに伴いバイパス循環経路Ｊ２０へ冷却水を循環させ（Ｓ３４，Ｓ５４，Ｓ６４）、その後ｔ１２時点にてH/C出口水温Ｔｗｈが６０℃に達すると、ブロワ４４の作動を開始させる。

そして、このブロワ４４の作動開始に伴いH/C出口水温Ｔｗｈが熱供給不足判定閾値Ｔｃ（５５℃）よりも低下しなかったため、排気熱回収器３０のみで熱供給量を確保できていると判定（Ｓ２５：ＮＯ）され、バイパス循環経路Ｊ２０への冷却水循環を継続させる（Ｓ３４，Ｓ５４，Ｓ６４）。その後、Eng出口水温Ｔｗが暖機判定閾値Ｔａ（９５℃）に達するｔ２０時点で、ステップＳ２０にて暖機不要と判定されることに伴い冷却水をエンジン１０へ流入させる（Ｓ３０，Ｓ５０，Ｓ６０）。

＜排気熱回収器３０のみでは暖房に必要な熱供給量を確保できない場合について：図９（ｂ）＞
先ず、エンジン１０を始動させるとEng出口水温Ｔｗは徐々に上昇する。そして、H/C出口水温Ｔｗｈがウォームアップ水温Ｔｂ（６０℃）に達するｔ１３時点までは、ステップＳ２４にてＴｗｈ≦Ｔｂと判定されることに伴いバイパス循環経路Ｊ２０へ冷却水を循環させ（Ｓ３４，Ｓ５４，Ｓ６４）、その後ｔ１３時点にてH/C出口水温Ｔｗｈが６０℃に達すると、ブロワ４４の作動を開始させる。

その後ｔ１４時点にて、ｔ１３時点でのブロワ４４の作動開始に伴いH/C出口水温Ｔｗｈが熱供給不足判定閾値Ｔｃ（５５℃）よりも低下したため、排気熱回収器３０のみで熱供給量を確保できないと判定（Ｓ２５：ＹＥＳ）され、ブロワ４４の作動を停止させる。その後、所定時間が経過したｔ１５時点でＴｗｈ＞５５℃となったことに伴いブロワ４４の作動を再始動させ、その結果Ｔｗｈ≦５５℃とならなければブロワ４４の出力レベル（風量）を徐々に上昇させる。

その後ｔ１６時点において、H/C出口水温Ｔｗｈ（或いはEng出口水温Ｔｗ）が再び６０℃に達すると、排気熱回収器３０のみで熱供給量を確保できていない履歴ありと判定（Ｓ２５：ＹＥＳ）され、バイパス循環経路Ｊ２０への冷却水循環を機関循環経路Ｊ１０に切り替える（Ｓ３３，Ｓ５３，Ｓ６３）。これにより、ヒータコア４１へ供給される冷却水が、排気熱回収器３０に加えエンジン１０でも加熱されることとなり、前記熱供給量不足が解消される。その後、Eng出口水温Ｔｗが暖機判定閾値Ｔａ（９５℃）に達するｔ２０時点で、ステップＳ２０にて暖機不要と判定されることに伴い冷却水をエンジン１０へ流入させる（Ｓ３０，Ｓ５０，Ｓ６０）。

以上により、上記構成及び制御による本実施形態によっても、上記第１実施形態と同様の効果が発揮される。すなわち、暖機要の場合にはバイパス循環経路Ｊ２０を循環させるので、エンジン１０での冷却水停留によりエンジン１０の温度上昇を促進して暖機運転の早期完了を図ることができるとともに、排気熱回収器３０が排気熱により損傷を受けるおそれを低減できる。また、エンジン１０へ冷却水を流入させない暖機運転中であっても排気熱回収器３０により冷却水は加熱されるので、排気熱回収器３０による暖機促進の効果が奏される。しかも、暖機運転が終了して冷却水をエンジン１０へ流入を開始させる時に低温の冷却水がエンジン１０へ流入することを抑制でき、暖機運転促進の一助となる。

（他の実施形態）
上記各実施形態は以下のように変更して実施してもよい。また、本発明の実施にあたり、各実施形態の特徴的構成又は制御をそれぞれ任意に組み合わせるようにしてもよい。

・上記第２実施形態では、バイパス循環経路Ｊ２０に切り替えている時にメインＷ／Ｐ１１の駆動を停止させているが、このような停止制御に替えて、メインＷ／Ｐ１１の吐出流量を所定量以下に制限しつつ駆動させるよう制御してもよい。この場合、例えばメインＷ／Ｐ１１への供給電力デューティ比を所定値以下に制限すればよい。

・上記実施形態では、本発明にかかるポンプに電動駆動のＷ／Ｐ１１，１１ｓを採用しているが、例えばエンジン出力軸（クランク軸）により駆動されるポンプを採用した場合であっても、出力軸からポンプまでの動力伝達経路中にクラッチ機構を備えさせれば、エンジン１０の運転状態とは無関係にポンプの吐出量をゼロにできる（制御できる）。よって、電動Ｗ／Ｐ１１，１１ｓに替えてクラッチ機構付のポンプを採用してもよい。

・さらに、上記第１実施形態においては電動Ｗ／Ｐ１１を常時駆動させてもよいため、クラッチ機構を備えていない、クランク軸により駆動されるポンプを採用してもよい。

・上記第２実施形態では、機関循環経路Ｊ１０に切り替えている時にはサブＷ／Ｐ１１ｓの駆動を停止させているが、この時サブＷ／Ｐ１１ｓを駆動させて、循環流量増大を図るようにしてもよい。

・上記実施形態では、図３及び図７のステップＳ２０にてＴｗ＞Ｔａを判定するにあたり、Eng出口水温センサ２０により冷却水温度Ｔｗを検出してその検出値に基づきＴｗ＞Ｔａを判定しているが、冷却水温度Ｔｗと相関の高い物理量（例えばエンジン１０のシリンダヘッドやシリンダブロックの温度、エンジン１０の潤滑油の温度等）を図示しない他のセンサにより検出し、その検出値に基づきＴｗ＞Ｔａを判定するようにしてもよい。

・上記実施形態では電動Ｗ／Ｐ１１，１１ｓへの供給電力をデューティ比制御しているが、電動Ｗ／Ｐ１１，１１ｓへの通電と遮断を切り替えるオン／オフ制御であってもよい。

・上記実施形態では暖機判定閾値Ｔａ及びウォームアップ水温Ｔｂを固定しているが、例えば空調ユニット４０への暖房要求の有無等に応じて、両値Ｔａ，Ｔｂの少なくとも一方を可変設定するようにしてもよい。

・上記実施形態では、特許請求の範囲に記載の「熱機器」としてスロットルバルブ１６及びヒータコア４１を例に挙げているが、その他に、例えば加熱された冷却水を保温して蓄えておく蓄熱タンクが熱機器の具体例として挙げられる。

・ヒータコア４１出口部分における冷却水の温度（H/C出口水温Ｔｗｈ）を検出するH/C出口水温センサ４１ａに替えて、ヒータコア４１入口部分における冷却水の温度を検出するH/C入口水温センサを採用し、上記各種判定に用いたH/C出口水温ＴｗｈをH/C入口水温に替えてもよい。

本発明の第１実施形態にかかる暖機制御システムが適用されるエンジンの、冷却水の循環経路を示す図。 図１の排気熱回収器を単体で示す図。 図１のＥＣＵにより実行される処理手順を示すフローチャート。 図３の制御を実施した場合の一態様を示すタイムチャート。 図３の制御を実施した場合の一態様を示すタイムチャート。 本発明の第２実施形態にかかる暖機制御システムが適用されるエンジンの、冷却水の循環経路を示す図。 図６のＥＣＵにより実行される処理手順を示すフローチャート。 図７の制御を実施した場合の一態様を示すタイムチャート。 図７の制御を実施した場合の一態様を示すタイムチャート。

符号の説明

１０…エンジン（内燃機関）、１１…メインＷ／Ｐ（ポンプ）、１１ｓ…サブＷ／Ｐ（サブポンプ）１２…ＥＣＵ（バルブ制御手段）、１６…スロットルバルブ（熱機器）、３０…排気熱回収器、３１…蒸発部（排気／冷媒熱交換部）、３２…凝縮部（冷媒／冷却液熱交換部）、４０…空調ユニット、４１…ヒータコア（熱機器）、Ｓ２０…暖機要否判定手段、Ｓ２５…熱供給不足判定手段、Ｊ１，Ｊ１０…機関循環経路、Ｊ２，Ｊ２０…バイパス循環経路、Ｖ１…第１電磁弁（切替弁）、Ｖ２…第２電磁弁（切替弁）、Ｖ３…第３電磁弁（切替弁）、Ｖ４…第４電磁弁（切替弁）。

Claims (14)

1. 内燃機関の冷却液を循環させるポンプと、
   前記内燃機関から排出された排気と前記冷却液とを熱交換させることで排気熱を回収する排気熱回収器と、
   前記内燃機関の暖機運転を要するか否かを判定する暖機要否判定手段と、
   前記内燃機関及び前記排気熱回収器へ流入するよう前記冷却液を循環させる機関循環経路と、
   前記内燃機関をバイパスして前記排気熱回収器へ流入するよう前記冷却液を循環させるバイパス循環経路と、
   前記機関循環経路及び前記バイパス循環経路のいずれか一方へ循環経路を切り替える切替弁と、
   前記暖機要否判定手段により暖機不要と判定された場合には前記機関循環経路を、暖機要と判定された場合には前記バイパス循環経路を循環させるよう前記切替弁の作動を制御するバルブ制御手段と、
   前記冷却液を熱源として機能する熱機器と、
   を備え、
   前記バルブ制御手段は、前記熱機器への熱源供給が要求されている場合であって前記冷却液の温度が所定の下限温度より高い場合には、前記暖機要と判定された場合であっても前記機関循環経路を循環させるよう前記切替弁の作動を制御することを特徴とする内燃機関の暖機制御システム。
2. 前記熱機器への熱源供給が要求されている時、かつ、前記機関循環経路を循環させるよう切り替えられている時に、前記冷却液から前記熱機器への熱供給量が前記要求を満たすこととなるよう、前記機関循環経路の循環流量を可変制御することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の暖機制御システム。
3. 内燃機関の冷却液を循環させるポンプと、
   前記内燃機関から排出された排気と前記冷却液とを熱交換させることで排気熱を回収する排気熱回収器と、
   前記内燃機関の暖機運転を要するか否かを判定する暖機要否判定手段と、
   前記内燃機関及び前記排気熱回収器へ流入するよう前記冷却液を循環させる機関循環経路と、
   前記内燃機関をバイパスして前記排気熱回収器へ流入するよう前記冷却液を循環させるバイパス循環経路と、
   前記機関循環経路及び前記バイパス循環経路のいずれか一方へ循環経路を切り替える切替弁と、
   前記暖機要否判定手段により暖機不要と判定された場合には前記機関循環経路を、暖機要と判定された場合には前記バイパス循環経路を循環させるよう前記切替弁の作動を制御するバルブ制御手段と、
   前記冷却液を熱源として機能する熱機器と、
   を備え、
   前記熱機器への熱源供給が要求されている時、かつ、前記機関循環経路を循環させるよう切り替えられている時に、前記冷却液から前記熱機器への熱供給量が前記要求を満たすこととなるよう、前記機関循環経路の循環流量を可変制御することを特徴とする内燃機関の暖機制御システム。
4. 前記熱機器は、車室内に温風を送風する空調ユニットに備えられたヒータコアであり、
   前記ヒータコアへの熱源供給が要求されている時、かつ、前記機関循環経路を循環させるよう切り替えられている時に、前記要求に対して前記冷却液からの熱供給量が不足しているか否かを判定する熱供給不足判定手段を備え、
   前記熱供給不足判定手段により熱供給不足と判定されている場合には、前記空調ユニットによる送風量を低下又はゼロにすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の内燃機関の暖機制御システム。
5. 内燃機関の冷却液を循環させるポンプと、
   前記内燃機関から排出された排気と前記冷却液とを熱交換させることで排気熱を回収する排気熱回収器と、
   前記内燃機関の暖機運転を要するか否かを判定する暖機要否判定手段と、
   前記内燃機関及び前記排気熱回収器へ流入するよう前記冷却液を循環させる機関循環経路と、
   前記内燃機関をバイパスして前記排気熱回収器へ流入するよう前記冷却液を循環させるバイパス循環経路と、
   前記機関循環経路及び前記バイパス循環経路のいずれか一方へ循環経路を切り替える切替弁と、
   前記暖機要否判定手段により暖機不要と判定された場合には前記機関循環経路を、暖機要と判定された場合には前記バイパス循環経路を循環させるよう前記切替弁の作動を制御するバルブ制御手段と、
   前記冷却液を熱源として機能する熱機器と、
   を備え、
   前記熱機器は、車室内に温風を送風する空調ユニットに備えられたヒータコアであり、
   前記ヒータコアへの熱源供給が要求されている時、かつ、前記機関循環経路を循環させるよう切り替えられている時に、前記要求に対して前記冷却液からの熱供給量が不足しているか否かを判定する熱供給不足判定手段を備え、
   前記熱供給不足判定手段により熱供給不足と判定されている場合には、前記空調ユニットによる送風量を低下又はゼロにすることを特徴とする内燃機関の暖機制御システム。
6. 前記熱機器への熱源供給が要求されている時、かつ、前記バイパス循環経路を循環させるよう切り替えられている時に、前記要求に対して前記冷却液からの熱供給量が不足しているか否かを判定する熱供給不足判定手段を備え、
   前記バルブ制御手段は、前記熱供給不足判定手段により熱供給不足と判定されている場合には、前記暖機要と判定された場合であっても前記機関循環経路を循環させるよう前記切替弁の作動を制御することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の内燃機関の暖機制御システム。
7. 内燃機関の冷却液を循環させるポンプと、
   前記内燃機関から排出された排気と前記冷却液とを熱交換させることで排気熱を回収する排気熱回収器と、
   前記内燃機関の暖機運転を要するか否かを判定する暖機要否判定手段と、
   前記内燃機関及び前記排気熱回収器へ流入するよう前記冷却液を循環させる機関循環経路と、
   前記内燃機関をバイパスして前記排気熱回収器へ流入するよう前記冷却液を循環させるバイパス循環経路と、
   前記機関循環経路及び前記バイパス循環経路のいずれか一方へ循環経路を切り替える切替弁と、
   前記暖機要否判定手段により暖機不要と判定された場合には前記機関循環経路を、暖機要と判定された場合には前記バイパス循環経路を循環させるよう前記切替弁の作動を制御するバルブ制御手段と、
   前記冷却液を熱源として機能する熱機器と、
   を備え、
   前記熱機器への熱源供給が要求されている時、かつ、前記バイパス循環経路を循環させるよう切り替えられている時に、前記要求に対して前記冷却液からの熱供給量が不足しているか否かを判定する熱供給不足判定手段を備え、
   前記バルブ制御手段は、前記熱供給不足判定手段により熱供給不足と判定されている場合には、前記暖機要と判定された場合であっても前記機関循環経路を循環させるよう前記切替弁の作動を制御することを特徴とする内燃機関の暖機制御システム。
8. 前記熱供給不足判定手段は、前記熱機器の出口部又はその近傍における前記冷却液の温度が所定の熱供給不足判定閾値より低い場合に熱供給不足と判定することを特徴とする請求項４〜７のいずれか１つに記載の内燃機関の暖機制御システム。
9. 前記ポンプは、前記機関循環経路及び前記バイパス循環経路のいずれへも前記冷却液を吐出可能に配置されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の内燃機関の暖機制御システム。
10. 前記バイパス循環経路を循環させるよう切り替えられている時には、前記機関循環経路を循環させるよう切り替えられている時に比べて前記ポンプの吐出流量を少なくすることを特徴とする請求項９に記載の内燃機関の暖機制御システム。
11. 前記機関循環経路には前記ポンプが配置され、前記バイパス循環経路には前記ポンプとは別のサブポンプが配置されており、
    前記バイパス循環経路を循環させるよう切り替えられている時には、前記ポンプは駆動を停止するよう制御されるとともに、前記サブポンプは駆動するよう制御されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の内燃機関の暖機制御システム。
12. 前記バイパス循環経路を循環させるよう切り替えられている時の前記サブポンプの吐出流量は、前記機関循環経路を循環させるよう切り替えられている時の前記ポンプの吐出流量よりも少なく設定されていることを特徴とする請求項１１に記載の内燃機関の暖機制御システム。
13. 前記暖機要否判定手段は、前記内燃機関の出口部又はその近傍における前記冷却液の温度が所定の暖機判定閾値より低い場合に暖機要と判定することを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１つに記載の内燃機関の暖機制御システム。
14. 前記排気熱回収器は、冷媒が循環する冷媒通路を内部に形成し、前記排気と前記冷媒とを熱交換させる排気／冷媒熱交換部と、前記冷媒と前記冷却液とを熱交換させる冷媒／冷却液熱交換部とを有し、前記冷媒が対流により前記冷媒通路を循環するよう構成されていることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１つに記載の内燃機関の暖機制御システム。

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