内燃機関装置およびその制御方法並びにハイブリッド車
【課題】エンジンを冷却する冷却水が循環する循環流路の空気をより適正に排出する。
【解決手段】エンジンの冷却系に混入した空気を排出するために冷却水の循環流路に冷却水を圧送する電動ウォータポンプを駆動するよう指示がなされたときに、エンジンの間欠運転を禁止してエンジンの運転を継続すると共に（ステップＳ１１０）、電動ウォータポンプの駆動と駆動停止とを繰り返して循環流路に循環する冷却水の流量を増減させる（ステップＳ１２０〜Ｓ１９０）。これにより、冷却水の温度を上昇させると共に循環流路に滞留している空気の移動を促進することができ、循環流路に混入した空気をより適正に排出することができる。
【解決手段】エンジンの冷却系に混入した空気を排出するために冷却水の循環流路に冷却水を圧送する電動ウォータポンプを駆動するよう指示がなされたときに、エンジンの間欠運転を禁止してエンジンの運転を継続すると共に（ステップＳ１１０）、電動ウォータポンプの駆動と駆動停止とを繰り返して循環流路に循環する冷却水の流量を増減させる（ステップＳ１２０〜Ｓ１９０）。これにより、冷却水の温度を上昇させると共に循環流路に滞留している空気の移動を促進することができ、循環流路に混入した空気をより適正に排出することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関装置およびその制御方法並びにハイブリッド車に関し、詳しくは、内燃機関が搭載された内燃機関装置およびその制御方法並びに内燃機関と走行用の動力を出力可能な電動機とを備え内燃機関の間欠運転を伴って走行可能なハイブリッド車に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の内燃機関装置としては、電動機と、エンジンの冷却水を循環させる電動ウォータポンプと、暖房装置とを備えたハイブリッド電気自動車に搭載されるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この内燃機関装置では、暖房装置の作動が検出されたときにエンジンの冷却水温が所定温度より高いことが検出されたときには、エンジンを非駆動状態として且つ暖房のために電動ウォータポンプを駆動状態として冷却水を循環させることにより、暖房装置の使用時にエンジンの作動を抑制して燃費の性能の向上を図っている。
【特許文献１】特開２００５−１６３５４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述の内燃機関装置では、エンジンの冷却水を交換した後にエンジンに冷却水を循環する循環流路などに残留している空気（エア）をどのようにして排出するかが何ら開示されていない。循環流路に空気が残留しているのは好ましくないため、残留している空気を適正に排出することが望ましい。
【０００４】
本発明の内燃機関装置およびその制御方法並びにハイブリッド車は、内燃機関を冷却する冷却媒体が循環する循環流路の空気をより適正に排出することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の内燃機関装置およびその制御方法並びにハイブリッド車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００６】
本発明の内燃機関装置は、
内燃機関が搭載された内燃機関装置であって、
前記内燃機関を冷却するための冷却媒体を前記内燃機関に循環させる循環流路と、該循環流路に前記冷却媒体を電力を用いて圧送する電動圧送手段と、該電動圧送手段に電力を供給する電力供給手段と、前記循環流路の空気を排出可能な空気排出手段と、を有する機関冷却系と、
前記循環流路の空気を排出するために前記電動圧送手段が駆動されるよう空気排出駆動要求がなされたとき、前記内燃機関が運転されると共に前記循環流路を循環する冷却媒体の流量が増減されるよう前記内燃機関と前記電動圧送手段とを制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００７】
この本発明の内燃機関装置では、循環流路の空気を排出するために電動圧送手段が駆動されるよう空気排出駆動要求がなされたとき、内燃機関が運転されると共に循環流路を循環する冷却媒体の流量が増減されるよう内燃機関と電動圧送手段とを制御する。これにより、循環流路の空気をより適正に排出することができる。
【０００８】
こうした本発明の内燃機関装置において、前記制御手段は、前記空気排出駆動要求がなされたときに、前記電動圧送手段の駆動と該電動圧送手段の駆動の停止とを繰り返すことにより前記循環流路を循環する冷却媒体の流量が増減されるよう前記電動圧送手段を制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、循環流路の空気をより適正に排出することができる。
【０００９】
本発明のハイブリッド車は、
内燃機関と、走行用の動力を出力可能な電動機と、を備え、前記内燃機関の間欠運転を伴って走行可能なハイブリッド車であって、
前記内燃機関を冷却するための冷却媒体を前記内燃機関に循環させる循環流路と、該循環流路に前記冷却媒体を電力を用いて圧送する電動圧送手段と、該電動圧送手段に電力を供給する電力供給手段と、前記循環流路の空気を排出可能な空気排出手段と、を有する機関冷却系と、
前記循環流路の空気を排出するために前記電動圧送手段が駆動されるよう空気排出駆動要求がなされたとき、前記内燃機関の間欠運転を禁止して前記内燃機関の運転を継続されると共に前記循環流路を循環する冷却媒体の流量が増減されるよう前記内燃機関と前記電動圧送手段とを制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【００１０】
この本発明のハイブリッド車では、循環流路の空気を排出するために電動圧送手段が駆動されるよう空気排出駆動要求がなされたとき、内燃機関の間欠運転を禁止して内燃機関の運転が継続されると共に循環流路を循環する冷却媒体の流量が増減されるよう内燃機関と電動圧送手段とを制御する。これにより、循環流路の空気をより適正に排出することができる。
【００１１】
こうした本発明のハイブリッド車において、動力を入出力する発電機と、車軸に連結された駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸との３軸に接続され、該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、を備え、前記電動機は、回転軸が前記駆動軸に接続されてなるものとすることもできる。
【００１２】
本発明の内燃機関装置の制御方法は、
内燃機関が搭載され、前記内燃機関を冷却するための冷却媒体を前記内燃機関に循環させる循環流路と、該循環流路に前記冷却媒体を電力を用いて圧送する電動圧送手段と、該電動圧送手段に電力を供給する電力供給手段と、前記循環流路の空気を排出可能な空気排出手段と、を有する機関冷却系を備える内燃機関装置の制御方法であって、
前記循環流路の空気を排出するために前記電動圧送手段が駆動されるよう駆動要求がなされたとき、前記内燃機関が運転されると共に前記循環流路を循環する冷却媒体の流量が増減されるよう前記内燃機関と前記電動圧送手段とを制御する
ことを特徴とする。
【００１３】
この本発明の内燃機関装置の制御方法では、循環流路の空気を排出するために電動圧送手段が駆動されるよう駆動要求がなされたとき、内燃機関が運転されると共に循環流路を循環する冷却媒体の流量が増減されるよう内燃機関と電動圧送手段とを制御する。これにより、循環流路の空気をより適正に排出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１５】
図１は、本発明の一実施例としての内燃機関装置を備えるハイブリッド自動車の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６にダンパ２８を介して接続された３軸式の動力分配統合機構３０と、動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、動力分配統合機構３０に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに取り付けられた減速ギヤ３５と、この減速ギヤ３５に接続されたモータＭＧ２と、エンジン２２を冷却するためのエンジン冷却系２００と、車両全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット７０とを備える。ここで、実施例の内燃機関装置としては、主として、エンジン２２と、エンジン冷却系２００と、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と、後述するエンジン用電子制御ユニット２４とが相当する。
【００１６】
エンジン２２は、例えばガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力可能な内燃機関として構成されており、図２に示すように、エアクリーナ１２２により清浄された空気をスロットルバルブ１２４を介して吸入すると共に燃料噴射弁１２６からガソリンを噴射して吸入された空気とガソリンとを混合し、この混合気を吸気バルブ１２８を介して燃料室に吸入し、点火プラグ１３０による電気火花によって爆発燃焼させて、そのエネルギにより押し下げられるピストン１３２の往復運動をクランクシャフト２６の回転運動に変換する。エンジン２２からの排気は、一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ），窒素酸化物（ＮＯｘ）の有害成分を浄化する浄化装置（三元触媒）１３４を介して外気へ排出される。
【００１７】
エンジン２２は、エンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により制御されている。エンジンＥＣＵ２４は、ＣＰＵ２４ａを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ２４ａの他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ２４ｂと、データを一時的に記憶するＲＡＭ２４ｃと、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２の状態を検出する種々のセンサからの信号、クランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサ１４０からのクランクポジションやエンジン２２の冷却水の温度を検出する水温センサ１４２からの冷却水温，燃焼室内に取り付けられた圧力センサ１４３からの筒内圧力Ｐｉｎ，燃焼室へ吸排気を行なう吸気バルブ１２８や排気バルブを開閉するカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサ１４４からのカムポジション，スロットルバルブ１２４のポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサ１４６からのスロットルポジション，吸気管に取り付けられたエアフローメータ１４８からのエアフローメータ信号，同じく吸気管に取り付けられた温度センサ１４９からの吸気温，空燃比センサ１３５ａからの空燃比，酸素センサ１３５ｂからの酸素信号などが入力ポートを介して入力されている。また、エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を駆動するための種々の制御信号、例えば、燃料噴射弁１２６への駆動信号や、スロットルバルブ１２４のポジションを調節するスロットルモータ１３６への駆動信号、イグナイタと一体化されたイグニッションコイル１３８への制御信号、吸気バルブ１２８の開閉タイミングの変更可能な可変バルブタイミング機構１５０への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。なお、エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータを出力する。また、エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ１４０からのクランクポジションに基づいてクランクシャフト２６の回転数、即ちエンジン２２の回転数Ｎｅも演算している。
【００１８】
エンジン冷却系２００は、図３に示すように、加圧密封型冷却サイクルとして構成されており、例えばエチレングリコールや防錆剤，酸化防止剤，水等を含むＬＬＣ（ロングライフクーラント）といった冷却水を用いて発熱体としてのエンジン２２を冷却するものであり、エンジン２２のシリンダブロックやシリンダヘッドに冷却水を循環させてエンジン２２と熱交換する循環流路２０２と、バッテリ５０からの電力を用いて駆動するウォータポンプ用モータ２０４により駆動されて循環流路２０２に冷却水を圧送する電動ウォータポンプ２０６と、冷却水を外気により冷却するラジエータ２０８と、ラジエータ２０８に取り付けられ循環流路２０２の圧力を調整するラジエータキャップ２１０と、ラジエータ２０８の近傍に配置されクーリングファン用モータ２１２により駆動されてラジエータ２０８に外気を送風するクーリングファン２１４と、ラジエータキャップ２１０と流路２１５で連通されており冷却水を貯留するリザーブタンク２１６と、エンジン２２の下流側で循環流路２０２から分岐して電動ウォータポンプ２０６の上流側で循環流路２０２と合流するバイパス流路２１８と、流入する冷却水の温度が所定温度以下であるときにはバイパス流路２１８を流通した冷却水が電動ウォータポンプ２０６に流入するよう流路を切り替えると共に流入する冷却水の温度が所定温度より高いときにはラジエータ２０８を通過した冷却水が電動ウォータポンプ２０６に流入するよう流路を切り替えるサーモスタットバルブ２２０と、を備える。ラジエータキャップ２１０は、図４，図５に例示するように、ラジエータ２０８側の流路内が所定圧力以上になると開くプレッシャーバルブ２１０ａと、ラジエータ２０８側の流路内が大気圧以下になると閉じるベントバルブ２１０ｂとを備え、図４に例示するように冷却水の温度が上がり冷却水の熱膨張によってラジエータ２０８側の流路内の圧力が上がって大気圧より高い所定圧力以上となるとプレッシャーバルブ２０６ａが開いて冷却水をリザーブタンク２１６側に戻し、図５に例示するように冷却水の温度が下がりラジエータ２０８側の流路内の圧力が大気圧より下がるとベントバルブ２１０ｂが開きリザーブタンク２１６から冷却水が補充されるよう構成されている。なお、実施例では冷却水を用いてエンジン２２を冷却するものとしたが、水とは異なる媒体を用いてエンジン２２を冷却するものとしてもよい。電動ウォータポンプ２０６の上流側には冷却水の温度（冷却水温）Ｔｗを検出する水温センサ２２２が取り付けられており、水温センサ２２２からの冷却水温ＴｗはエンジンＥＣＵ２４に入力されている。なお、エンジン冷却系２００のウォータポンプ用モータ２０４やクーリングファン用モータ２１２は、エンジンＥＣＵ２４により駆動制御されている。
【００１９】
モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、いずれも発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ４１，４２を介してバッテリ５０と電力のやりとりを行なう。インバータ４１，４２とバッテリ５０とを接続する電力ライン５４は、各インバータ４１，４２が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータＭＧ１，ＭＧ２により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ５０は充放電されない。モータＭＧ１，ＭＧ２は、いずれもモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０により駆動制御されている。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流などが入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ４０は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からの信号に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２も演算している。
【００２０】
バッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２によって管理されている。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧，バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１からの電池温度Ｔｂなどが入力されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。また、バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量（ＳＯＣ）を演算したり、演算した残容量（ＳＯＣ）と電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算している。なお、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、電池温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値を設定し、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）に基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値に補正係数を乗じることにより設定することができる。
【００２１】
ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット７０には、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖなどが入力ポートを介して入力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。また、車両の整備や点検などが行なわれるときには、ハイブリッド用電子制御ユニット７０の通信ポートにはＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成された図示しない整備用ツールが接続される。こうした整備用ツールが接続されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、通信ポートを介して入力される整備用ツールからの指示信号に基づいてエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各制御信号やデータのやりとりを行なう。
【００２２】
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０は、運転者によるアクセルペダル８３の踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にエンジン２２から出力される動力のすべてが動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されてリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にバッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード、エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ２からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸３２ａに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。
【００２３】
また、ハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の温度がハイブリッド自動車２０の状態（走行状態等）に応じた所望の温度となるようにエンジン冷却系２００の電動ウォータポンプ２０６のウォータポンプ用モータ２０４やクーリングファン２１４のクーリングファン用モータ２１２が制御される。実施例では、エンジンＥＣＵ２４により、エンジン２２の回転数Ｎｅや吸入空気量（負荷）に応じて冷却水の目標温度と循環流路２０２に循環させるべき冷却水の目標流量が設定され、目標流量分の冷却水が循環流路２０２を循環するようにウォータポンプ用モータ２０４，クーリングファン用モータ２１２のデューティ比が調整される。
【００２４】
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に、エンジン冷却系２００の冷却水を交換する際に循環流路２０２やバイパス流路２１８に混入した空気を排出する際の動作について説明する。図６は、エンジンＥＣＵ２４により実行されるウォータポンプ駆動要求時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、シフトポジションＳＰが駐車用のＰレンジであり且つエンジン２２がアイドル運転されているときや、冷却水が交換された後にハイブリッド用電子制御ユニット７０に接続された図示しない整備用ツールからハイブリッド用電子制御ユニット７０に空気を排出するために電動ウォータポンプ２０６の駆動を指示する駆動指示信号が入力されて、こうした駆動指示信号の入力を受けてハイブリッド用電子制御ユニット７０からエンジンＥＣＵ２４に電動ウォータポンプ２０６を駆動するようウォータポンプ駆動要求がなされたときに、所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００２５】
ウォータポンプ駆動要求時制御ルーチンが実行されると、エンジンＥＣＵ２４のＣＰＵ２４ａは、まず、水温センサ２２２からの冷却水温Ｔｗを入力する処理を実行し（ステップＳ１００）、エンジン２２が運転していなければエンジン２２のアイドル運転を開始し、エンジン２２がアイドル運転されていればエンジン２２の間欠運転を禁止してエンジン２２の運転を継続する処理を実行する（ステップＳ１１０）。こうしてエンジン２２を運転することにより、冷却水の温度が上昇して循環流路２０２内の圧力が上昇するから、混入している空気を冷却水と共にラジエータキャップ２１０からリザーブタンク２１６側に排出することができる。なお、こうしてエンジン２２をアイドル運転しているときに、バッテリ５０の残容量が低下してエンジン２２からの動力を用いてモータＭＧ１で発電した電力でバッテリ５０を充電するためにハイブリッド用電子制御ユニット７０からエンジンＥＣＵ２４にエンジン２２を負荷運転するよう運転要求がなされたときには、エンジン２２を負荷運転するものとしてもよい。
【００２６】
続いて、前回本ルーチンが実行されたときに電動ウォータポンプ２０６を駆動するために設定されたウォータポンプ用モータ２０４の目標デューティ比ｄＢ＊に基づいて電動ウォータポンプ２０６が停止しているか否かを調べ（ステップＳ１２０）、電動ウォータポンプ２０６が停止しているときには電動ウォータポンプ２０６が所定時間ｔｓ１の間停止するようウォータポンプ用モータ２０４のデューティ比の仮の値としての仮デューティ比ｄＢｔｍｐに値０を設定し（ステップＳ１３０，Ｓ１４０）、所定時間ｔｓ１停止した後は所定時間ｔｓ２の間仮デューティ比ｄＢｔｍｐに循環流路２０２を循環する冷却水の流量を電動ウォータポンプ２０６で圧送可能な範囲内で最大の流量とするデューティ比ｄＢｒｅｆを設定し（ステップＳ１２０，Ｓ１３０，Ｓ１５０）、こうして電動ウォータポンプ２０６の駆動を開始したら所定時間ｔｓ２の間電動ウォータポンプ２０６の駆動を継続するよう仮デューティ比ｄＢｔｍｐを所定デューティ比ｄＢｒｅｆに設定し（ステップＳ１２０，Ｓ１６０，Ｓ１５０）、所定時間ｔｓ２後に電動ウォータポンプ２０６が駆動停止するよう仮デューティ比ｄＢｔｍｐに値０を設定する（ステップＳ１２０，Ｓ１６０，Ｓ１７０）。このように仮デューティ比を設定するのは、電動ウォータポンプ２０６の駆動と駆動停止とを繰り返して循環流路２０２を循環する冷却水の流量を増減することにより、循環流路２０２やバイパス流路２１８，特に、循環流路２０２のうち電動ウォータポンプ２０６の近傍の部位に滞留している空気のラジエータキャップ２１０への移動を促進するためである。なお、所定時間ｔｓ１，ｔｓ２は、電動ウォータポンプ２０６の駆動を停止していてもエンジン２２が高温に至らない程度の時間であり且つ循環流路２０２やバイパス流路２１８に滞留している空気のラジエータキャップ２１０への移動を促進する時間として予め実験などにより設定されており、例えば、４秒，５秒，６秒などに設定されるものとした。
【００２７】
こうして仮デューティ比ｄＢｔｍｐを設定したら、エンジン２２の急激な温度上昇を抑制するために最低限必要な流量の冷却水を循環流路２０２に圧送するためのデューティ比ｄＢｍｉｎを冷却水温Ｔｗに基づいて設定すると共に仮デューティ比ｄＢｔｍｐとデューティ比ｄＢｍｉｎとのうち大きいほうを目標デューティ比ｄＢ＊として設定し（ステップＳ１８０）、設定した目標デューティ比ｄＢ＊で駆動するようウォータポンプ用モータ２０４を制御して（ステップＳ１９０）、本ルーチンを終了する。こうして、電動ウォータポンプ２０６の駆動と駆動停止とを繰り返して循環流路２０２を循環する冷却水の流量を増減することにより、エンジン冷却系２００の循環流路２０２やバイパス流路２１８などに滞留した空気の移動を促進することができ、空気をより適正に排出することができる。
【００２８】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、循環流路２０２やバイパス流路２１８に混入した空気を排出するために電動ウォータポンプ２０６を駆動するよう指示がなされたときに、エンジン２２の間欠運転を禁止してエンジン２２の運転を継続すると共に電動ウォータポンプ２０６の駆動と駆動停止とを繰り返して循環流路２０２やバイパス流路２１８に循環する冷却水の流量を増減させることにより、冷却水の温度を上昇させると共に循環流路に滞留している空気の移動を促進することができ、循環流路２０２やバイパス流路２１８に混入した空気をより適正に排出することができる。
【００２９】
実施例のハイブリッド自動車２０では、電動ウォータポンプ２０６の駆動と駆動停止とを繰り返すことにより循環流路２０２やバイパス流路２１８に循環する冷却水の流量を増減させるものとしたが、必ずしも電動ウォータポンプ２０６を駆動停止しなくてもよく、例えば、電動ウォータポンプ２０６の駆動を継続したまま周期的に冷却水の流量が増減するよう電動ウォータポンプ２０６を駆動制御するものとしてもよい。
【００３０】
実施例のハイブリッド自動車２０では、ラジエータキャップ２１０から循環流路２０２やバイパス流路２１８に混入した空気を排出するものとしたが、循環流路２０２やバイパス流路２１８に空気抜き用のキャップを設けて、整備や点検時に循環流路２０２やバイパス流路２１８に混入した空気を排出するために電動ウォータポンプ２０６を駆動するよう駆動要求がなされたときには、開けられた空気抜き用のキャップから空気を排出するものとしてもよい。
【００３１】
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２の動力を減速ギヤ３５により変速してリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図７の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、モータＭＧ２の動力をリングギヤ軸３２ａが接続された車軸（駆動輪６３ａ，６３ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図７における車輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に接続するものとしてもよい。
【００３２】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の動力を動力分配統合機構３０を介して駆動輪６３ａ，６３ｂに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図８の変形例のハイブリッド自動車２２０に例示するように、エンジン２２からの動力により発電する発電機２３０と、この発電機２３０やバッテリ５０からの電力により駆動輪６３ａ，６３ｂの車軸側に動力を出力するモータＭＧとを備える、いわゆるシリーズハイブリッド車の形態としてもよい。
【００３３】
また、こうしたハイブリッド自動車に適用するものに限定されるものではなく、走行用の動力を出力するモータを搭載せずにエンジンからの動力のみを用いて走行する通常のエンジン車に適用するものとしてもよいし、自動車以外の電車などの車両や船舶，航空機などの移動体に搭載される内燃機関装置の形態や建設設備などの移動しない設備に組み込まれた内燃機関装置の形態としても構わない。さらに、こうした内燃機関装置の制御方法の形態としてもよい。
【００３４】
ここで、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、内燃機関装置としては、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、循環流路２０２が「循環流路」に相当し、電動ウォータポンプ２０６が「電動圧送手段」に相当し、バッテリ５０が「電力供給手段」に相当し、ラジエータキャップ２１０が「空気排出手段」に相当し、エンジン冷却系２００が「機関冷却系」に相当し、循環流路２０２やバイパス流路２１８に混入した空気を排出するために電動ウォータポンプ２０６を駆動するよう指示するハイブリッド用電子制御ユニット７０と、こうした指示がなされたときに、エンジン２２の間欠運転を禁止してエンジン２２の運転を継続する図６のウォータポンプ駆動要求時制御ルーチンのステップＳ１１０の処理や電動ウォータポンプ２０６の駆動と駆動停止とを繰り返して循環流路２０２やバイパス流路２１８に循環する冷却水の流量を増減させるステップＳ１２０〜Ｓ１９０の処理を実行するエンジンＥＣＵ２４が「制御手段」に相当する。また、実施例では、ハイブリッド車としては、実施例では、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、モータＭＧ２が「電動機」に相当し、電動ウォータポンプ２０６が「電動圧送手段」に相当し、バッテリ５０が「電力供給手段」に相当し、ラジエータキャップ２１０が「空気排出手段」に相当し、エンジン冷却系２００が「機関冷却系」に相当し、循環流路２０２やバイパス流路２１８に混入した空気を排出するために電動ウォータポンプ２０６を駆動するよう指示するハイブリッド用電子制御ユニット７０と、こうした指示がなされたときに、エンジン２２の間欠運転を禁止してエンジン２２の運転を継続する図６のウォータポンプ駆動要求時制御ルーチンのステップＳ１１０の処理や電動ウォータポンプ２０６の駆動と駆動停止とを繰り返して循環流路２０２やバイパス流路２１８に循環する冷却水の流量を増減させるステップＳ１２０〜Ｓ１９０の処理を実行するエンジンＥＣＵ２４が「制御手段」に相当する。モータＭＧ１が「発電機」に相当し、動力分配統合機構３０が「３軸式動力入出力手段」に相当する。また、循環流路２０２とバイパス流路２１８とを組み合わせたものも「循環流路」に相当する。
【００３５】
ここで、内燃機関装置において、「内燃機関」としては、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関に限定されるものではなく、水素エンジンなど如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「循環流路」としては、循環流路２０２に限定されるものではなく、内燃機関を冷却するための冷却媒体を内燃機関に循環させるものであれば如何なるものとしても構わない。「電動圧送手段」としては、電動ウォータポンプ２０６に限定されるものではなく、循環流路に冷却媒体を電力を用いて圧送するものであれば如何なるものとしても構わない。「電力供給手段」としては、二次電池としてのバッテリ５０に限定されるものではなく、キャパシタなど、電動圧送手段に電力を供給するものであれば如何なるものとしても構わない。「空気排出手段」としては、ラジエータキャップ２１０に限定されるものではなく、循環流路の空気を排出可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「機関冷却系」としては、エンジン冷却系２００に限定されるものではなく、内燃機関を冷却するための冷却媒体を内燃機関に循環させる循環流路と、循環流路に冷却媒体を電力を用いて圧送する電動圧送手段と、電動圧送手段に電力を供給する電力供給手段と、循環流路の空気を排出可能な空気排出手段と、を有するものあれば如何なるものとしても構わない。「制御手段」としては、ハイブリッド用電子制御ユニット７０とエンジンＥＣＵ２４とからなる組み合わせに限定されるものではなく単一の電子制御ユニットにより構成されるなどとしてもよい。また、「制御手段」としては、循環流路２０２やバイパス流路２１８に混入した空気を排出するために電動ウォータポンプ２０６を駆動するよう指示がなされたときに、エンジン２２の間欠運転を禁止してエンジン２２の運転を継続する図６のウォータポンプ駆動要求時制御ルーチンのステップＳ１１０の処理や電動ウォータポンプ２０６の駆動と駆動停止とを繰り返して循環流路２０２やバイパス流路２１８に循環する冷却水の流量を増減させるものに限定されるものではなく、循環流路の空気を排出するために電動圧送手段が駆動されるよう空気排出駆動要求がなされたとき、内燃機関が運転されると共に循環流路を循環する冷却媒体の流量が増減されるよう内燃機関と電動圧送手段とを制御するものであれば如何なるものとしても構わない。また、ハイブリッド車において、「内燃機関」としては、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関に限定されるものではなく、水素エンジンなど如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ２に限定されるものではなく、誘導電動機など、走行用の動力を出力可能なものであれば如何なるものとしても構わない。また、「循環流路」としては、循環流路２０２に限定されるものではなく、内燃機関を冷却するための冷却媒体を内燃機関に循環させるものであれば如何なるものとしても構わない。「電動圧送手段」としては、電動ウォータポンプ２０６に限定されるものではなく、循環流路に冷却媒体を電力を用いて圧送するものであれば如何なるものとしても構わない。「電力供給手段」としては、二次電池としてのバッテリ５０に限定されるものではなく、キャパシタなど、電動圧送手段に電力を供給するものであれば如何なるものとしても構わない。「空気排出手段」としては、ラジエータキャップ２１０に限定されるものではなく、循環流路の空気を排出可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「機関冷却系」としては、エンジン冷却系２００に限定されるものではなく、内燃機関を冷却するための冷却媒体を内燃機関に循環させる循環流路と、循環流路に冷却媒体を電力を用いて圧送する電動圧送手段と、電動圧送手段に電力を供給する電力供給手段と、循環流路の空気を排出可能な空気排出手段と、を有するものあれば如何なるものとしても構わない。「制御手段」としては、ハイブリッド用電子制御ユニット７０とエンジンＥＣＵ２４とからなる組み合わせに限定されるものではなく単一の電子制御ユニットにより構成されるなどとしてもよい。また、「制御手段」としては、循環流路２０２やバイパス流路２１８に混入した空気を排出するために電動ウォータポンプ２０６を駆動するよう指示がなされたときに、エンジン２２の間欠運転を禁止してエンジン２２の運転を継続する図６のウォータポンプ駆動要求時制御ルーチンのステップＳ１１０の処理や電動ウォータポンプ２０６の駆動と駆動停止とを繰り返して循環流路２０２やバイパス流路２１８に循環する冷却水の流量を増減させるものに限定されるものではなく、循環流路の空気を排出するために電動圧送手段が駆動されるよう空気排出駆動要求がなされたとき、内燃機関の間欠運転を禁止して内燃機関の運転を継続されると共に循環流路を循環する冷却媒体の流量が増減されるよう内燃機関と電動圧送手段とを制御するものであれば如何なるものとしても構わない。「発電機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ１に限定されるものではなく、誘導電動機など、動力を入出力するものであれば如何なるものとしても構わない。「３軸式動力入出力手段」としては、動力分配統合機構３０に限定されるものではなく、ダブルピニオン式の遊星歯車機構を用いるものや複数の遊星歯車機構を組み合わせたものやデファレンシャルギヤのように遊星歯車とは異なる差動作用を有するものなど、車軸に連結された駆動軸と内燃機関の出力軸と発電機の回転軸との３軸に接続され、３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力するものであれば如何なるものとしても構わない。
【００３６】
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、内燃機関装置やハイブリッド車の製造産業などに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施例である内燃機関装置を備えるハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】エンジン２２の構成の概略を示す構成図である。
【図３】エンジン冷却系２００の構成の概略を示す構成図である。
【図４】ラジエータキャップ２１０の構成の概略とラジエータ２０８側の流路内が所定圧力以上になったときのラジエータキャップ２１０の様子とを示す説明図である。
【図５】ラジエータキャップ２１０の構成の概略とラジエータ２０８側の流路内が大気圧未満になったときのラジエータキャップ２１０の様子とを示す説明図である。
【図６】実施例のエンジンＥＣＵ２４により実行されるウォータポンプ駆動要求時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図７】変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。
【図８】変形例のハイブリッド自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。
【符号の説明】
【００３９】
２０，１２０，２２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２４ａ ＣＰＵ、２４ｂ ＲＯＭ、２４ｃ ＲＡＭ、２６ クランクシャフト、２８ ダンパ、３０ 動力分配統合機構、３１ サンギヤ、３２ リングギヤ、３２ａ リングギヤ軸、３３ ピニオンギヤ、３４ キャリア、３５ 減速ギヤ、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、４３，４４ 回転位置検出センサ、５０ バッテリ、５１ 温度センサ、５２ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４ 電力ライン、６０ ギヤ機構、６２ デファレンシャルギヤ、６３ａ，６３ｂ 駆動輪、６４ａ，６４ｂ 車輪、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット、７２ ＣＰＵ、７４ ＲＯＭ、７６ ＲＡＭ、８０ イグニッションスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、１２２ エアクリーナ、１２４ スロットルバルブ、１２６ 燃料噴射弁、１２８ 吸気バルブ、１３０ 点火プラグ、１３２ ピストン、１３４ 浄化装置、１３６，スロットルモータ、１３８ イグニッションコイル、１４０ クランクポジションセンサ、１４２，２２２ 水温センサ、１４３ 圧力センサ、１４４ カムポジションセンサ、１４６ スロットルバルブポジションセンサ、１４８ エアフローメータ、１４９ 温度センサ、１５０ 可変バルブタイミング機構、２００ エンジン冷却系、２０２ 循環流路、２０４ ウォータポンプ用モータ、２０６ 電動ウォータポンプ、２０８ ラジエータ、２１０ ラジエータキャップ、２１２ クーリングファン用モータ、２１４ クーリングファン、２１５ 流路、２１６ リザーブタンク、２１８ バイパス流路、２２０ サーモスタット、２３０ 発電機、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関装置およびその制御方法並びにハイブリッド車に関し、詳しくは、内燃機関が搭載された内燃機関装置およびその制御方法並びに内燃機関と走行用の動力を出力可能な電動機とを備え内燃機関の間欠運転を伴って走行可能なハイブリッド車に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の内燃機関装置としては、電動機と、エンジンの冷却水を循環させる電動ウォータポンプと、暖房装置とを備えたハイブリッド電気自動車に搭載されるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この内燃機関装置では、暖房装置の作動が検出されたときにエンジンの冷却水温が所定温度より高いことが検出されたときには、エンジンを非駆動状態として且つ暖房のために電動ウォータポンプを駆動状態として冷却水を循環させることにより、暖房装置の使用時にエンジンの作動を抑制して燃費の性能の向上を図っている。
【特許文献１】特開２００５−１６３５４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述の内燃機関装置では、エンジンの冷却水を交換した後にエンジンに冷却水を循環する循環流路などに残留している空気（エア）をどのようにして排出するかが何ら開示されていない。循環流路に空気が残留しているのは好ましくないため、残留している空気を適正に排出することが望ましい。
【０００４】
本発明の内燃機関装置およびその制御方法並びにハイブリッド車は、内燃機関を冷却する冷却媒体が循環する循環流路の空気をより適正に排出することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の内燃機関装置およびその制御方法並びにハイブリッド車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００６】
本発明の内燃機関装置は、
内燃機関が搭載された内燃機関装置であって、
前記内燃機関を冷却するための冷却媒体を前記内燃機関に循環させる循環流路と、該循環流路に前記冷却媒体を電力を用いて圧送する電動圧送手段と、該電動圧送手段に電力を供給する電力供給手段と、前記循環流路の空気を排出可能な空気排出手段と、を有する機関冷却系と、
前記循環流路の空気を排出するために前記電動圧送手段が駆動されるよう空気排出駆動要求がなされたとき、前記内燃機関が運転されると共に前記循環流路を循環する冷却媒体の流量が増減されるよう前記内燃機関と前記電動圧送手段とを制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００７】
この本発明の内燃機関装置では、循環流路の空気を排出するために電動圧送手段が駆動されるよう空気排出駆動要求がなされたとき、内燃機関が運転されると共に循環流路を循環する冷却媒体の流量が増減されるよう内燃機関と電動圧送手段とを制御する。これにより、循環流路の空気をより適正に排出することができる。
【０００８】
こうした本発明の内燃機関装置において、前記制御手段は、前記空気排出駆動要求がなされたときに、前記電動圧送手段の駆動と該電動圧送手段の駆動の停止とを繰り返すことにより前記循環流路を循環する冷却媒体の流量が増減されるよう前記電動圧送手段を制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、循環流路の空気をより適正に排出することができる。
【０００９】
本発明のハイブリッド車は、
内燃機関と、走行用の動力を出力可能な電動機と、を備え、前記内燃機関の間欠運転を伴って走行可能なハイブリッド車であって、
前記内燃機関を冷却するための冷却媒体を前記内燃機関に循環させる循環流路と、該循環流路に前記冷却媒体を電力を用いて圧送する電動圧送手段と、該電動圧送手段に電力を供給する電力供給手段と、前記循環流路の空気を排出可能な空気排出手段と、を有する機関冷却系と、
前記循環流路の空気を排出するために前記電動圧送手段が駆動されるよう空気排出駆動要求がなされたとき、前記内燃機関の間欠運転を禁止して前記内燃機関の運転を継続されると共に前記循環流路を循環する冷却媒体の流量が増減されるよう前記内燃機関と前記電動圧送手段とを制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【００１０】
この本発明のハイブリッド車では、循環流路の空気を排出するために電動圧送手段が駆動されるよう空気排出駆動要求がなされたとき、内燃機関の間欠運転を禁止して内燃機関の運転が継続されると共に循環流路を循環する冷却媒体の流量が増減されるよう内燃機関と電動圧送手段とを制御する。これにより、循環流路の空気をより適正に排出することができる。
【００１１】
こうした本発明のハイブリッド車において、動力を入出力する発電機と、車軸に連結された駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸との３軸に接続され、該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、を備え、前記電動機は、回転軸が前記駆動軸に接続されてなるものとすることもできる。
【００１２】
本発明の内燃機関装置の制御方法は、
内燃機関が搭載され、前記内燃機関を冷却するための冷却媒体を前記内燃機関に循環させる循環流路と、該循環流路に前記冷却媒体を電力を用いて圧送する電動圧送手段と、該電動圧送手段に電力を供給する電力供給手段と、前記循環流路の空気を排出可能な空気排出手段と、を有する機関冷却系を備える内燃機関装置の制御方法であって、
前記循環流路の空気を排出するために前記電動圧送手段が駆動されるよう駆動要求がなされたとき、前記内燃機関が運転されると共に前記循環流路を循環する冷却媒体の流量が増減されるよう前記内燃機関と前記電動圧送手段とを制御する
ことを特徴とする。
【００１３】
この本発明の内燃機関装置の制御方法では、循環流路の空気を排出するために電動圧送手段が駆動されるよう駆動要求がなされたとき、内燃機関が運転されると共に循環流路を循環する冷却媒体の流量が増減されるよう内燃機関と電動圧送手段とを制御する。これにより、循環流路の空気をより適正に排出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１５】
図１は、本発明の一実施例としての内燃機関装置を備えるハイブリッド自動車の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６にダンパ２８を介して接続された３軸式の動力分配統合機構３０と、動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、動力分配統合機構３０に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに取り付けられた減速ギヤ３５と、この減速ギヤ３５に接続されたモータＭＧ２と、エンジン２２を冷却するためのエンジン冷却系２００と、車両全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット７０とを備える。ここで、実施例の内燃機関装置としては、主として、エンジン２２と、エンジン冷却系２００と、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と、後述するエンジン用電子制御ユニット２４とが相当する。
【００１６】
エンジン２２は、例えばガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力可能な内燃機関として構成されており、図２に示すように、エアクリーナ１２２により清浄された空気をスロットルバルブ１２４を介して吸入すると共に燃料噴射弁１２６からガソリンを噴射して吸入された空気とガソリンとを混合し、この混合気を吸気バルブ１２８を介して燃料室に吸入し、点火プラグ１３０による電気火花によって爆発燃焼させて、そのエネルギにより押し下げられるピストン１３２の往復運動をクランクシャフト２６の回転運動に変換する。エンジン２２からの排気は、一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ），窒素酸化物（ＮＯｘ）の有害成分を浄化する浄化装置（三元触媒）１３４を介して外気へ排出される。
【００１７】
エンジン２２は、エンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により制御されている。エンジンＥＣＵ２４は、ＣＰＵ２４ａを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ２４ａの他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ２４ｂと、データを一時的に記憶するＲＡＭ２４ｃと、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２の状態を検出する種々のセンサからの信号、クランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサ１４０からのクランクポジションやエンジン２２の冷却水の温度を検出する水温センサ１４２からの冷却水温，燃焼室内に取り付けられた圧力センサ１４３からの筒内圧力Ｐｉｎ，燃焼室へ吸排気を行なう吸気バルブ１２８や排気バルブを開閉するカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサ１４４からのカムポジション，スロットルバルブ１２４のポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサ１４６からのスロットルポジション，吸気管に取り付けられたエアフローメータ１４８からのエアフローメータ信号，同じく吸気管に取り付けられた温度センサ１４９からの吸気温，空燃比センサ１３５ａからの空燃比，酸素センサ１３５ｂからの酸素信号などが入力ポートを介して入力されている。また、エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を駆動するための種々の制御信号、例えば、燃料噴射弁１２６への駆動信号や、スロットルバルブ１２４のポジションを調節するスロットルモータ１３６への駆動信号、イグナイタと一体化されたイグニッションコイル１３８への制御信号、吸気バルブ１２８の開閉タイミングの変更可能な可変バルブタイミング機構１５０への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。なお、エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータを出力する。また、エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ１４０からのクランクポジションに基づいてクランクシャフト２６の回転数、即ちエンジン２２の回転数Ｎｅも演算している。
【００１８】
エンジン冷却系２００は、図３に示すように、加圧密封型冷却サイクルとして構成されており、例えばエチレングリコールや防錆剤，酸化防止剤，水等を含むＬＬＣ（ロングライフクーラント）といった冷却水を用いて発熱体としてのエンジン２２を冷却するものであり、エンジン２２のシリンダブロックやシリンダヘッドに冷却水を循環させてエンジン２２と熱交換する循環流路２０２と、バッテリ５０からの電力を用いて駆動するウォータポンプ用モータ２０４により駆動されて循環流路２０２に冷却水を圧送する電動ウォータポンプ２０６と、冷却水を外気により冷却するラジエータ２０８と、ラジエータ２０８に取り付けられ循環流路２０２の圧力を調整するラジエータキャップ２１０と、ラジエータ２０８の近傍に配置されクーリングファン用モータ２１２により駆動されてラジエータ２０８に外気を送風するクーリングファン２１４と、ラジエータキャップ２１０と流路２１５で連通されており冷却水を貯留するリザーブタンク２１６と、エンジン２２の下流側で循環流路２０２から分岐して電動ウォータポンプ２０６の上流側で循環流路２０２と合流するバイパス流路２１８と、流入する冷却水の温度が所定温度以下であるときにはバイパス流路２１８を流通した冷却水が電動ウォータポンプ２０６に流入するよう流路を切り替えると共に流入する冷却水の温度が所定温度より高いときにはラジエータ２０８を通過した冷却水が電動ウォータポンプ２０６に流入するよう流路を切り替えるサーモスタットバルブ２２０と、を備える。ラジエータキャップ２１０は、図４，図５に例示するように、ラジエータ２０８側の流路内が所定圧力以上になると開くプレッシャーバルブ２１０ａと、ラジエータ２０８側の流路内が大気圧以下になると閉じるベントバルブ２１０ｂとを備え、図４に例示するように冷却水の温度が上がり冷却水の熱膨張によってラジエータ２０８側の流路内の圧力が上がって大気圧より高い所定圧力以上となるとプレッシャーバルブ２０６ａが開いて冷却水をリザーブタンク２１６側に戻し、図５に例示するように冷却水の温度が下がりラジエータ２０８側の流路内の圧力が大気圧より下がるとベントバルブ２１０ｂが開きリザーブタンク２１６から冷却水が補充されるよう構成されている。なお、実施例では冷却水を用いてエンジン２２を冷却するものとしたが、水とは異なる媒体を用いてエンジン２２を冷却するものとしてもよい。電動ウォータポンプ２０６の上流側には冷却水の温度（冷却水温）Ｔｗを検出する水温センサ２２２が取り付けられており、水温センサ２２２からの冷却水温ＴｗはエンジンＥＣＵ２４に入力されている。なお、エンジン冷却系２００のウォータポンプ用モータ２０４やクーリングファン用モータ２１２は、エンジンＥＣＵ２４により駆動制御されている。
【００１９】
モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、いずれも発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ４１，４２を介してバッテリ５０と電力のやりとりを行なう。インバータ４１，４２とバッテリ５０とを接続する電力ライン５４は、各インバータ４１，４２が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータＭＧ１，ＭＧ２により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ５０は充放電されない。モータＭＧ１，ＭＧ２は、いずれもモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０により駆動制御されている。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流などが入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ４０は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からの信号に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２も演算している。
【００２０】
バッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２によって管理されている。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧，バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１からの電池温度Ｔｂなどが入力されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。また、バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量（ＳＯＣ）を演算したり、演算した残容量（ＳＯＣ）と電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算している。なお、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、電池温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値を設定し、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）に基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値に補正係数を乗じることにより設定することができる。
【００２１】
ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット７０には、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖなどが入力ポートを介して入力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。また、車両の整備や点検などが行なわれるときには、ハイブリッド用電子制御ユニット７０の通信ポートにはＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成された図示しない整備用ツールが接続される。こうした整備用ツールが接続されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、通信ポートを介して入力される整備用ツールからの指示信号に基づいてエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各制御信号やデータのやりとりを行なう。
【００２２】
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０は、運転者によるアクセルペダル８３の踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にエンジン２２から出力される動力のすべてが動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されてリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にバッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード、エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ２からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸３２ａに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。
【００２３】
また、ハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の温度がハイブリッド自動車２０の状態（走行状態等）に応じた所望の温度となるようにエンジン冷却系２００の電動ウォータポンプ２０６のウォータポンプ用モータ２０４やクーリングファン２１４のクーリングファン用モータ２１２が制御される。実施例では、エンジンＥＣＵ２４により、エンジン２２の回転数Ｎｅや吸入空気量（負荷）に応じて冷却水の目標温度と循環流路２０２に循環させるべき冷却水の目標流量が設定され、目標流量分の冷却水が循環流路２０２を循環するようにウォータポンプ用モータ２０４，クーリングファン用モータ２１２のデューティ比が調整される。
【００２４】
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に、エンジン冷却系２００の冷却水を交換する際に循環流路２０２やバイパス流路２１８に混入した空気を排出する際の動作について説明する。図６は、エンジンＥＣＵ２４により実行されるウォータポンプ駆動要求時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、シフトポジションＳＰが駐車用のＰレンジであり且つエンジン２２がアイドル運転されているときや、冷却水が交換された後にハイブリッド用電子制御ユニット７０に接続された図示しない整備用ツールからハイブリッド用電子制御ユニット７０に空気を排出するために電動ウォータポンプ２０６の駆動を指示する駆動指示信号が入力されて、こうした駆動指示信号の入力を受けてハイブリッド用電子制御ユニット７０からエンジンＥＣＵ２４に電動ウォータポンプ２０６を駆動するようウォータポンプ駆動要求がなされたときに、所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００２５】
ウォータポンプ駆動要求時制御ルーチンが実行されると、エンジンＥＣＵ２４のＣＰＵ２４ａは、まず、水温センサ２２２からの冷却水温Ｔｗを入力する処理を実行し（ステップＳ１００）、エンジン２２が運転していなければエンジン２２のアイドル運転を開始し、エンジン２２がアイドル運転されていればエンジン２２の間欠運転を禁止してエンジン２２の運転を継続する処理を実行する（ステップＳ１１０）。こうしてエンジン２２を運転することにより、冷却水の温度が上昇して循環流路２０２内の圧力が上昇するから、混入している空気を冷却水と共にラジエータキャップ２１０からリザーブタンク２１６側に排出することができる。なお、こうしてエンジン２２をアイドル運転しているときに、バッテリ５０の残容量が低下してエンジン２２からの動力を用いてモータＭＧ１で発電した電力でバッテリ５０を充電するためにハイブリッド用電子制御ユニット７０からエンジンＥＣＵ２４にエンジン２２を負荷運転するよう運転要求がなされたときには、エンジン２２を負荷運転するものとしてもよい。
【００２６】
続いて、前回本ルーチンが実行されたときに電動ウォータポンプ２０６を駆動するために設定されたウォータポンプ用モータ２０４の目標デューティ比ｄＢ＊に基づいて電動ウォータポンプ２０６が停止しているか否かを調べ（ステップＳ１２０）、電動ウォータポンプ２０６が停止しているときには電動ウォータポンプ２０６が所定時間ｔｓ１の間停止するようウォータポンプ用モータ２０４のデューティ比の仮の値としての仮デューティ比ｄＢｔｍｐに値０を設定し（ステップＳ１３０，Ｓ１４０）、所定時間ｔｓ１停止した後は所定時間ｔｓ２の間仮デューティ比ｄＢｔｍｐに循環流路２０２を循環する冷却水の流量を電動ウォータポンプ２０６で圧送可能な範囲内で最大の流量とするデューティ比ｄＢｒｅｆを設定し（ステップＳ１２０，Ｓ１３０，Ｓ１５０）、こうして電動ウォータポンプ２０６の駆動を開始したら所定時間ｔｓ２の間電動ウォータポンプ２０６の駆動を継続するよう仮デューティ比ｄＢｔｍｐを所定デューティ比ｄＢｒｅｆに設定し（ステップＳ１２０，Ｓ１６０，Ｓ１５０）、所定時間ｔｓ２後に電動ウォータポンプ２０６が駆動停止するよう仮デューティ比ｄＢｔｍｐに値０を設定する（ステップＳ１２０，Ｓ１６０，Ｓ１７０）。このように仮デューティ比を設定するのは、電動ウォータポンプ２０６の駆動と駆動停止とを繰り返して循環流路２０２を循環する冷却水の流量を増減することにより、循環流路２０２やバイパス流路２１８，特に、循環流路２０２のうち電動ウォータポンプ２０６の近傍の部位に滞留している空気のラジエータキャップ２１０への移動を促進するためである。なお、所定時間ｔｓ１，ｔｓ２は、電動ウォータポンプ２０６の駆動を停止していてもエンジン２２が高温に至らない程度の時間であり且つ循環流路２０２やバイパス流路２１８に滞留している空気のラジエータキャップ２１０への移動を促進する時間として予め実験などにより設定されており、例えば、４秒，５秒，６秒などに設定されるものとした。
【００２７】
こうして仮デューティ比ｄＢｔｍｐを設定したら、エンジン２２の急激な温度上昇を抑制するために最低限必要な流量の冷却水を循環流路２０２に圧送するためのデューティ比ｄＢｍｉｎを冷却水温Ｔｗに基づいて設定すると共に仮デューティ比ｄＢｔｍｐとデューティ比ｄＢｍｉｎとのうち大きいほうを目標デューティ比ｄＢ＊として設定し（ステップＳ１８０）、設定した目標デューティ比ｄＢ＊で駆動するようウォータポンプ用モータ２０４を制御して（ステップＳ１９０）、本ルーチンを終了する。こうして、電動ウォータポンプ２０６の駆動と駆動停止とを繰り返して循環流路２０２を循環する冷却水の流量を増減することにより、エンジン冷却系２００の循環流路２０２やバイパス流路２１８などに滞留した空気の移動を促進することができ、空気をより適正に排出することができる。
【００２８】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、循環流路２０２やバイパス流路２１８に混入した空気を排出するために電動ウォータポンプ２０６を駆動するよう指示がなされたときに、エンジン２２の間欠運転を禁止してエンジン２２の運転を継続すると共に電動ウォータポンプ２０６の駆動と駆動停止とを繰り返して循環流路２０２やバイパス流路２１８に循環する冷却水の流量を増減させることにより、冷却水の温度を上昇させると共に循環流路に滞留している空気の移動を促進することができ、循環流路２０２やバイパス流路２１８に混入した空気をより適正に排出することができる。
【００２９】
実施例のハイブリッド自動車２０では、電動ウォータポンプ２０６の駆動と駆動停止とを繰り返すことにより循環流路２０２やバイパス流路２１８に循環する冷却水の流量を増減させるものとしたが、必ずしも電動ウォータポンプ２０６を駆動停止しなくてもよく、例えば、電動ウォータポンプ２０６の駆動を継続したまま周期的に冷却水の流量が増減するよう電動ウォータポンプ２０６を駆動制御するものとしてもよい。
【００３０】
実施例のハイブリッド自動車２０では、ラジエータキャップ２１０から循環流路２０２やバイパス流路２１８に混入した空気を排出するものとしたが、循環流路２０２やバイパス流路２１８に空気抜き用のキャップを設けて、整備や点検時に循環流路２０２やバイパス流路２１８に混入した空気を排出するために電動ウォータポンプ２０６を駆動するよう駆動要求がなされたときには、開けられた空気抜き用のキャップから空気を排出するものとしてもよい。
【００３１】
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２の動力を減速ギヤ３５により変速してリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図７の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、モータＭＧ２の動力をリングギヤ軸３２ａが接続された車軸（駆動輪６３ａ，６３ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図７における車輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に接続するものとしてもよい。
【００３２】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の動力を動力分配統合機構３０を介して駆動輪６３ａ，６３ｂに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図８の変形例のハイブリッド自動車２２０に例示するように、エンジン２２からの動力により発電する発電機２３０と、この発電機２３０やバッテリ５０からの電力により駆動輪６３ａ，６３ｂの車軸側に動力を出力するモータＭＧとを備える、いわゆるシリーズハイブリッド車の形態としてもよい。
【００３３】
また、こうしたハイブリッド自動車に適用するものに限定されるものではなく、走行用の動力を出力するモータを搭載せずにエンジンからの動力のみを用いて走行する通常のエンジン車に適用するものとしてもよいし、自動車以外の電車などの車両や船舶，航空機などの移動体に搭載される内燃機関装置の形態や建設設備などの移動しない設備に組み込まれた内燃機関装置の形態としても構わない。さらに、こうした内燃機関装置の制御方法の形態としてもよい。
【００３４】
ここで、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、内燃機関装置としては、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、循環流路２０２が「循環流路」に相当し、電動ウォータポンプ２０６が「電動圧送手段」に相当し、バッテリ５０が「電力供給手段」に相当し、ラジエータキャップ２１０が「空気排出手段」に相当し、エンジン冷却系２００が「機関冷却系」に相当し、循環流路２０２やバイパス流路２１８に混入した空気を排出するために電動ウォータポンプ２０６を駆動するよう指示するハイブリッド用電子制御ユニット７０と、こうした指示がなされたときに、エンジン２２の間欠運転を禁止してエンジン２２の運転を継続する図６のウォータポンプ駆動要求時制御ルーチンのステップＳ１１０の処理や電動ウォータポンプ２０６の駆動と駆動停止とを繰り返して循環流路２０２やバイパス流路２１８に循環する冷却水の流量を増減させるステップＳ１２０〜Ｓ１９０の処理を実行するエンジンＥＣＵ２４が「制御手段」に相当する。また、実施例では、ハイブリッド車としては、実施例では、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、モータＭＧ２が「電動機」に相当し、電動ウォータポンプ２０６が「電動圧送手段」に相当し、バッテリ５０が「電力供給手段」に相当し、ラジエータキャップ２１０が「空気排出手段」に相当し、エンジン冷却系２００が「機関冷却系」に相当し、循環流路２０２やバイパス流路２１８に混入した空気を排出するために電動ウォータポンプ２０６を駆動するよう指示するハイブリッド用電子制御ユニット７０と、こうした指示がなされたときに、エンジン２２の間欠運転を禁止してエンジン２２の運転を継続する図６のウォータポンプ駆動要求時制御ルーチンのステップＳ１１０の処理や電動ウォータポンプ２０６の駆動と駆動停止とを繰り返して循環流路２０２やバイパス流路２１８に循環する冷却水の流量を増減させるステップＳ１２０〜Ｓ１９０の処理を実行するエンジンＥＣＵ２４が「制御手段」に相当する。モータＭＧ１が「発電機」に相当し、動力分配統合機構３０が「３軸式動力入出力手段」に相当する。また、循環流路２０２とバイパス流路２１８とを組み合わせたものも「循環流路」に相当する。
【００３５】
ここで、内燃機関装置において、「内燃機関」としては、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関に限定されるものではなく、水素エンジンなど如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「循環流路」としては、循環流路２０２に限定されるものではなく、内燃機関を冷却するための冷却媒体を内燃機関に循環させるものであれば如何なるものとしても構わない。「電動圧送手段」としては、電動ウォータポンプ２０６に限定されるものではなく、循環流路に冷却媒体を電力を用いて圧送するものであれば如何なるものとしても構わない。「電力供給手段」としては、二次電池としてのバッテリ５０に限定されるものではなく、キャパシタなど、電動圧送手段に電力を供給するものであれば如何なるものとしても構わない。「空気排出手段」としては、ラジエータキャップ２１０に限定されるものではなく、循環流路の空気を排出可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「機関冷却系」としては、エンジン冷却系２００に限定されるものではなく、内燃機関を冷却するための冷却媒体を内燃機関に循環させる循環流路と、循環流路に冷却媒体を電力を用いて圧送する電動圧送手段と、電動圧送手段に電力を供給する電力供給手段と、循環流路の空気を排出可能な空気排出手段と、を有するものあれば如何なるものとしても構わない。「制御手段」としては、ハイブリッド用電子制御ユニット７０とエンジンＥＣＵ２４とからなる組み合わせに限定されるものではなく単一の電子制御ユニットにより構成されるなどとしてもよい。また、「制御手段」としては、循環流路２０２やバイパス流路２１８に混入した空気を排出するために電動ウォータポンプ２０６を駆動するよう指示がなされたときに、エンジン２２の間欠運転を禁止してエンジン２２の運転を継続する図６のウォータポンプ駆動要求時制御ルーチンのステップＳ１１０の処理や電動ウォータポンプ２０６の駆動と駆動停止とを繰り返して循環流路２０２やバイパス流路２１８に循環する冷却水の流量を増減させるものに限定されるものではなく、循環流路の空気を排出するために電動圧送手段が駆動されるよう空気排出駆動要求がなされたとき、内燃機関が運転されると共に循環流路を循環する冷却媒体の流量が増減されるよう内燃機関と電動圧送手段とを制御するものであれば如何なるものとしても構わない。また、ハイブリッド車において、「内燃機関」としては、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関に限定されるものではなく、水素エンジンなど如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ２に限定されるものではなく、誘導電動機など、走行用の動力を出力可能なものであれば如何なるものとしても構わない。また、「循環流路」としては、循環流路２０２に限定されるものではなく、内燃機関を冷却するための冷却媒体を内燃機関に循環させるものであれば如何なるものとしても構わない。「電動圧送手段」としては、電動ウォータポンプ２０６に限定されるものではなく、循環流路に冷却媒体を電力を用いて圧送するものであれば如何なるものとしても構わない。「電力供給手段」としては、二次電池としてのバッテリ５０に限定されるものではなく、キャパシタなど、電動圧送手段に電力を供給するものであれば如何なるものとしても構わない。「空気排出手段」としては、ラジエータキャップ２１０に限定されるものではなく、循環流路の空気を排出可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「機関冷却系」としては、エンジン冷却系２００に限定されるものではなく、内燃機関を冷却するための冷却媒体を内燃機関に循環させる循環流路と、循環流路に冷却媒体を電力を用いて圧送する電動圧送手段と、電動圧送手段に電力を供給する電力供給手段と、循環流路の空気を排出可能な空気排出手段と、を有するものあれば如何なるものとしても構わない。「制御手段」としては、ハイブリッド用電子制御ユニット７０とエンジンＥＣＵ２４とからなる組み合わせに限定されるものではなく単一の電子制御ユニットにより構成されるなどとしてもよい。また、「制御手段」としては、循環流路２０２やバイパス流路２１８に混入した空気を排出するために電動ウォータポンプ２０６を駆動するよう指示がなされたときに、エンジン２２の間欠運転を禁止してエンジン２２の運転を継続する図６のウォータポンプ駆動要求時制御ルーチンのステップＳ１１０の処理や電動ウォータポンプ２０６の駆動と駆動停止とを繰り返して循環流路２０２やバイパス流路２１８に循環する冷却水の流量を増減させるものに限定されるものではなく、循環流路の空気を排出するために電動圧送手段が駆動されるよう空気排出駆動要求がなされたとき、内燃機関の間欠運転を禁止して内燃機関の運転を継続されると共に循環流路を循環する冷却媒体の流量が増減されるよう内燃機関と電動圧送手段とを制御するものであれば如何なるものとしても構わない。「発電機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ１に限定されるものではなく、誘導電動機など、動力を入出力するものであれば如何なるものとしても構わない。「３軸式動力入出力手段」としては、動力分配統合機構３０に限定されるものではなく、ダブルピニオン式の遊星歯車機構を用いるものや複数の遊星歯車機構を組み合わせたものやデファレンシャルギヤのように遊星歯車とは異なる差動作用を有するものなど、車軸に連結された駆動軸と内燃機関の出力軸と発電機の回転軸との３軸に接続され、３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力するものであれば如何なるものとしても構わない。
【００３６】
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、内燃機関装置やハイブリッド車の製造産業などに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施例である内燃機関装置を備えるハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】エンジン２２の構成の概略を示す構成図である。
【図３】エンジン冷却系２００の構成の概略を示す構成図である。
【図４】ラジエータキャップ２１０の構成の概略とラジエータ２０８側の流路内が所定圧力以上になったときのラジエータキャップ２１０の様子とを示す説明図である。
【図５】ラジエータキャップ２１０の構成の概略とラジエータ２０８側の流路内が大気圧未満になったときのラジエータキャップ２１０の様子とを示す説明図である。
【図６】実施例のエンジンＥＣＵ２４により実行されるウォータポンプ駆動要求時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図７】変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。
【図８】変形例のハイブリッド自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。
【符号の説明】
【００３９】
２０，１２０，２２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２４ａ ＣＰＵ、２４ｂ ＲＯＭ、２４ｃ ＲＡＭ、２６ クランクシャフト、２８ ダンパ、３０ 動力分配統合機構、３１ サンギヤ、３２ リングギヤ、３２ａ リングギヤ軸、３３ ピニオンギヤ、３４ キャリア、３５ 減速ギヤ、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、４３，４４ 回転位置検出センサ、５０ バッテリ、５１ 温度センサ、５２ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４ 電力ライン、６０ ギヤ機構、６２ デファレンシャルギヤ、６３ａ，６３ｂ 駆動輪、６４ａ，６４ｂ 車輪、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット、７２ ＣＰＵ、７４ ＲＯＭ、７６ ＲＡＭ、８０ イグニッションスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、１２２ エアクリーナ、１２４ スロットルバルブ、１２６ 燃料噴射弁、１２８ 吸気バルブ、１３０ 点火プラグ、１３２ ピストン、１３４ 浄化装置、１３６，スロットルモータ、１３８ イグニッションコイル、１４０ クランクポジションセンサ、１４２，２２２ 水温センサ、１４３ 圧力センサ、１４４ カムポジションセンサ、１４６ スロットルバルブポジションセンサ、１４８ エアフローメータ、１４９ 温度センサ、１５０ 可変バルブタイミング機構、２００ エンジン冷却系、２０２ 循環流路、２０４ ウォータポンプ用モータ、２０６ 電動ウォータポンプ、２０８ ラジエータ、２１０ ラジエータキャップ、２１２ クーリングファン用モータ、２１４ クーリングファン、２１５ 流路、２１６ リザーブタンク、２１８ バイパス流路、２２０ サーモスタット、２３０ 発電機、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関が搭載された内燃機関装置であって、
前記内燃機関を冷却するための冷却媒体を前記内燃機関に循環させる循環流路と、該循環流路に前記冷却媒体を電力を用いて圧送する電動圧送手段と、該電動圧送手段に電力を供給する電力供給手段と、前記循環流路の空気を排出可能な空気排出手段と、を有する機関冷却系と、
前記循環流路の空気を排出するために前記電動圧送手段が駆動されるよう空気排出駆動要求がなされたとき、前記内燃機関が運転されると共に前記循環流路を循環する冷却媒体の流量が増減されるよう前記内燃機関と前記電動圧送手段とを制御する制御手段と、
を備える内燃機関装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記空気排出駆動要求がなされたときに、前記電動圧送手段の駆動と該電動圧送手段の駆動の停止とを繰り返すことにより前記循環流路を循環する冷却媒体の流量が増減されるよう前記電動圧送手段を制御する手段である請求項１記載の内燃機関装置。
【請求項３】
内燃機関と、走行用の動力を出力可能な電動機と、を備え、前記内燃機関の間欠運転を伴って走行可能なハイブリッド車であって、
前記内燃機関を冷却するための冷却媒体を前記内燃機関に循環させる循環流路と、該循環流路に前記冷却媒体を電力を用いて圧送する電動圧送手段と、該電動圧送手段に電力を供給する電力供給手段と、前記循環流路の空気を排出可能な空気排出手段と、を有する機関冷却系と、
前記循環流路の空気を排出するために前記電動圧送手段が駆動されるよう空気排出駆動要求がなされたとき、前記内燃機関の間欠運転を禁止して前記内燃機関の運転が継続されると共に前記循環流路を循環する冷却媒体の流量が増減されるよう前記内燃機関と前記電動圧送手段とを制御する制御手段と、
を備えるハイブリッド車。
【請求項４】
請求項３記載のハイブリッド車であって、
動力を入出力する発電機と、
車軸に連結された駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸との３軸に接続され、該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、
を備え、
前記電動機は、回転軸が前記駆動軸に接続されてなる
ハイブリッド車。
【請求項５】
内燃機関が搭載され、前記内燃機関を冷却するための冷却媒体を前記内燃機関に循環させる循環流路と、該循環流路に前記冷却媒体を電力を用いて圧送する電動圧送手段と、該電動圧送手段に電力を供給する電力供給手段と、前記循環流路の空気を排出可能な空気排出手段と、を有する機関冷却系を備える内燃機関装置の制御方法であって、
前記循環流路の空気を排出するために前記電動圧送手段が駆動されるよう駆動要求がなされたとき、前記内燃機関が運転されると共に前記循環流路を循環する冷却媒体の流量が増減されるよう前記内燃機関と前記電動圧送手段とを制御する
ことを特徴とする内燃機関装置の制御方法。
【請求項１】
内燃機関が搭載された内燃機関装置であって、
前記内燃機関を冷却するための冷却媒体を前記内燃機関に循環させる循環流路と、該循環流路に前記冷却媒体を電力を用いて圧送する電動圧送手段と、該電動圧送手段に電力を供給する電力供給手段と、前記循環流路の空気を排出可能な空気排出手段と、を有する機関冷却系と、
前記循環流路の空気を排出するために前記電動圧送手段が駆動されるよう空気排出駆動要求がなされたとき、前記内燃機関が運転されると共に前記循環流路を循環する冷却媒体の流量が増減されるよう前記内燃機関と前記電動圧送手段とを制御する制御手段と、
を備える内燃機関装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記空気排出駆動要求がなされたときに、前記電動圧送手段の駆動と該電動圧送手段の駆動の停止とを繰り返すことにより前記循環流路を循環する冷却媒体の流量が増減されるよう前記電動圧送手段を制御する手段である請求項１記載の内燃機関装置。
【請求項３】
内燃機関と、走行用の動力を出力可能な電動機と、を備え、前記内燃機関の間欠運転を伴って走行可能なハイブリッド車であって、
前記内燃機関を冷却するための冷却媒体を前記内燃機関に循環させる循環流路と、該循環流路に前記冷却媒体を電力を用いて圧送する電動圧送手段と、該電動圧送手段に電力を供給する電力供給手段と、前記循環流路の空気を排出可能な空気排出手段と、を有する機関冷却系と、
前記循環流路の空気を排出するために前記電動圧送手段が駆動されるよう空気排出駆動要求がなされたとき、前記内燃機関の間欠運転を禁止して前記内燃機関の運転が継続されると共に前記循環流路を循環する冷却媒体の流量が増減されるよう前記内燃機関と前記電動圧送手段とを制御する制御手段と、
を備えるハイブリッド車。
【請求項４】
請求項３記載のハイブリッド車であって、
動力を入出力する発電機と、
車軸に連結された駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸との３軸に接続され、該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、
を備え、
前記電動機は、回転軸が前記駆動軸に接続されてなる
ハイブリッド車。
【請求項５】
内燃機関が搭載され、前記内燃機関を冷却するための冷却媒体を前記内燃機関に循環させる循環流路と、該循環流路に前記冷却媒体を電力を用いて圧送する電動圧送手段と、該電動圧送手段に電力を供給する電力供給手段と、前記循環流路の空気を排出可能な空気排出手段と、を有する機関冷却系を備える内燃機関装置の制御方法であって、
前記循環流路の空気を排出するために前記電動圧送手段が駆動されるよう駆動要求がなされたとき、前記内燃機関が運転されると共に前記循環流路を循環する冷却媒体の流量が増減されるよう前記内燃機関と前記電動圧送手段とを制御する
ことを特徴とする内燃機関装置の制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−１８２６（Ｐ２０１０−１８２６Ａ）
【公開日】平成２２年１月７日（２０１０．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１６１９５６（Ｐ２００８−１６１９５６）
【出願日】平成２０年６月２０日（２００８．６．２０）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月７日（２０１０．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月２０日（２００８．６．２０）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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