(57)【要約】      （修正有）【課題】蓄熱容器の耐久性を向上する。【解決手段】内燃機関の蓄熱装置は、内燃機関の熱媒の熱を蓄える容器３４、および容器を断熱する断熱室３６を有する蓄熱容器２３と、断熱室に接続された吸引装置２８と、断熱室に接続され、断熱室を大気開放するための開放弁２６とを備え、開放弁を制御するように構成された制御装置により構成されている。制御装置は、内燃機関の始動後で、かつ内燃機関の暖機が完了したときに前記開放弁を開弁するようにした。【選択図】図２
2020153308.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の熱媒の熱を蓄える容器と、前記容器を断熱する断熱室とを有する蓄熱容器と、
前記断熱室に接続された吸引装置と、
前記断熱室に接続され、前記断熱室を大気開放するための開放弁と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の蓄熱装置。
【請求項２】
前記開放弁を制御するように構成された制御装置をさらに備え、
前記制御装置は、前記内燃機関の始動後に前記開放弁を開弁する
請求項１に記載の内燃機関の蓄熱装置。
【請求項３】
前記制御装置は、前記内燃機関の始動後でかつ前記内燃機関の暖機が完了したときに前記開放弁を開弁する
請求項２に記載の内燃機関の蓄熱装置。
【請求項４】
前記内燃機関は車両に搭載され、前記車両は、前記熱媒の熱により車室内を加温する暖房装置を備え、
前記制御装置は、前記内燃機関の始動後でかつ前記内燃機関の暖機が完了したときであっても、前記暖房装置が作動されているかまたは作動される可能性があると判断したときは、前記開放弁の開弁を禁止する
請求項３に記載の内燃機関の蓄熱装置。
【請求項５】
前記制御装置は、
前記暖房装置が作動されておらず作動される可能性もないと判断したとき、水温が所定の第１閾値以上であれば前記開放弁を開弁し、
前記暖房装置が作動されているかまたは作動される可能性があると判断したとき、水温が、前記第１閾値より高い所定の第２閾値以上であれば前記開放弁を開弁し、前記第２閾値未満であれば前記開放弁の開弁を禁止する
請求項４に記載の内燃機関の蓄熱装置。
【請求項６】
前記内燃機関は車両に搭載され、
前記制御装置は、前記内燃機関の始動後でかつ前記内燃機関の暖機が完了したときであっても、前記車両が降坂走行しているかまたは降坂走行する可能性があると判断したときは、前記開放弁の開弁を禁止する
請求項３〜５のいずれか一項に記載の内燃機関の蓄熱装置。
【請求項７】
前記制御装置は、
前記車両が降坂走行しておらず降坂走行する可能性もないと判断したとき、水温が所定の第１閾値以上であれば前記開放弁を開弁し、
前記車両が降坂走行しているかまたは降坂走行する可能性があると判断したとき、水温が、前記第１閾値より高い所定の第２閾値以上であれば前記開放弁を開弁し、前記第２閾値未満であれば前記開放弁の開弁を禁止する
請求項６に記載の内燃機関の蓄熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は内燃機関の蓄熱装置に係り、特に、内燃機関の熱媒の熱を蓄える蓄熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の運転中に高温となった熱媒（冷却水等）の熱を蓄熱容器に蓄え、この熱を、内燃機関の冷間始動後に内燃機関に供給して、内燃機関の暖機を促進することが行われている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
蓄熱容器は一般的に、内燃機関の熱媒の熱を蓄える内側容器と、内側容器を断熱する断熱室とを有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−１７３０７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、蓄熱容器には、断熱室内の負圧と外部の大気圧との圧力差による圧力ストレスが印加されると共に、内側容器内の高温の熱媒とそれより低温な外気との温度差による温度ストレスが印加されるため、蓄熱容器に耐久性が求められる。
【０００６】
そこで本開示は、かかる事情に鑑みて創案され、その目的は、蓄熱容器の耐久性を向上できる内燃機関の蓄熱装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の一の態様によれば、
内燃機関の熱媒の熱を蓄える容器と、前記容器を断熱する断熱室とを有する蓄熱容器と、
前記断熱室に接続された吸引装置と、
前記断熱室に接続され、前記断熱室を大気開放するための開放弁と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の蓄熱装置が提供される。
【０００８】
好ましくは、前記蓄熱装置は、前記開放弁を制御するように構成された制御装置をさらに備え、
前記制御装置は、前記内燃機関の始動後に前記開放弁を開弁する。
【０００９】
好ましくは、前記制御装置は、前記内燃機関の始動後でかつ前記内燃機関の暖機が完了したときに前記開放弁を開弁する。
【００１０】
好ましくは、前記内燃機関は車両に搭載され、前記車両は、前記熱媒の熱により車室内を加温する暖房装置を備え、
前記制御装置は、前記内燃機関の始動後でかつ前記内燃機関の暖機が完了したときであっても、前記暖房装置が作動されているかまたは作動される可能性があると判断したときは、前記開放弁の開弁を禁止する。
【００１１】
好ましくは、前記制御装置は、
前記暖房装置が作動されておらず作動される可能性もないと判断したとき、水温が所定の第１閾値以上であれば前記開放弁を開弁し、
前記暖房装置が作動されているかまたは作動される可能性があると判断したとき、水温が、前記第１閾値より高い所定の第２閾値以上であれば前記開放弁を開弁し、前記第２閾値未満であれば前記開放弁の開弁を禁止する。
【００１２】
好ましくは、前記内燃機関は車両に搭載され、
前記制御装置は、前記内燃機関の始動後でかつ前記内燃機関の暖機が完了したときであっても、前記車両が降坂走行しているかまたは降坂走行する可能性があると判断したときは、前記開放弁の開弁を禁止する。
【００１３】
好ましくは、前記制御装置は、
前記車両が降坂走行しておらず降坂走行する可能性もないと判断したとき、水温が所定の第１閾値以上であれば前記開放弁を開弁し、
前記車両が降坂走行しているかまたは降坂走行する可能性があると判断したとき、水温が、前記第１閾値より高い所定の第２閾値以上であれば前記開放弁を開弁し、前記第２閾値未満であれば前記開放弁の開弁を禁止する。
【発明の効果】
【００１４】
本開示によれば、蓄熱容器の耐久性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本開示の実施形態の構成を示す概略図である。
【図２】蓄熱装置の構成を示す概略図である。
【図３】冷却水温度制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図４】エンジン停止時の制御を示すフローチャートである。
【図５】エンジン始動後の制御を示すフローチャートである。
【図６】第１変形例に係るエンジン始動後の制御を示すフローチャートである。
【図７】第２変形例に係るエンジン始動後の制御を示すフローチャートである。
【図８】第３変形例に係るエンジン始動後の制御を示すフローチャートである。
【図９】第４変形例に係るエンジン始動後の制御を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照して本開示の実施形態を説明する。なお本開示は以下の実施形態に限定されない点に留意されたい。
【００１７】
本明細書において、負圧とは、大気圧より低い圧力を意味し、言い換えれば、大気圧に対する相対圧もしくはゲージ圧が負（マイナス）であることを意味する。負圧が大きいとは、負の相対圧の絶対値が大きいことを意味し、言い換えれば、負の相対圧がマイナス側に大きいことを意味する。真空も、負圧と同様に、対象空間の圧力が大気圧より低い状態、すなわち負圧であることを意味する。
【００１８】
図１に本実施形態の構成を概略的に示す。本実施形態は、車両（図示せず）に搭載された内燃機関に適用される。車両はトラック等の大型車両であり、これに搭載される車両動力源としての内燃機関（エンジン）１はディーゼルエンジンである。しかしながら、車両および内燃機関の種類、用途等に特に限定はなく、例えば車両は乗用車等の小型車両であってもよいし、エンジン１はガソリンエンジンであってもよい。図中、吸気の経路を細い破線矢印で示し、排気の経路を細い一点鎖線矢印で示し、エンジン冷却水の経路を太い実線矢印で示し、空気の経路を太い破線矢印で示す。
【００１９】
エンジン１は、エンジン本体２と、エンジン本体２に接続された吸気通路３および排気通路４とを備える。エンジン本体２は、シリンダヘッド、シリンダブロック、クランクケース等の構造部品と、その内部に収容されたピストン、クランクシャフト、バルブ等の可動部品とを含む。エンジン本体２には複数（本実施形態では４つ）のシリンダ５と気筒毎の燃料噴射弁（図示せず）とが設けられる。またエンジン本体２には、その内部で冷却水を循環させるためのエンジン内水路６が設けられる。エンジン内水路６は、シリンダヘッドおよびシリンダブロックの内部に形成されたウォータジャケットを含む。
【００２０】
吸気通路３は、エンジン本体２に接続された吸気マニホールド１０と、吸気マニホールド１０の上流側に接続された吸気管１１とにより主に画成される。吸気管１１には、上流側から順に、エアクリーナ８と、ターボチャージャ１４のコンプレッサ１４Ｃと、インタークーラ１５とが設けられる。
【００２１】
排気通路４は、エンジン本体２に接続された排気マニホールド２０と、排気マニホールド２０の下流側に接続された排気管２１とにより主に画成される。排気管２１には、ターボチャージャ１４のタービン１４Ｔが設けられる。なおタービン１４Ｔより下流側の排気管２１には、排気後処理を実行するための図示しない後処理装置が設けられる。後処理装置は例えば、上流側から順に配置された酸化触媒、微粒子捕集フィルタおよび選択還元型ＮＯｘ触媒を含む。
【００２２】
エンジン１はＥＧＲ（排気再循環（Exhaust Gas Recirculation））装置３０をも備える。ＥＧＲ装置３０は、排気通路４内（特に排気マニホールド２０内）の排気ガスの一部（ＥＧＲガスという）を吸気通路３内（特に吸気マニホールド１０内）に還流させるためのＥＧＲ通路３１と、ＥＧＲ通路３１を流れるＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ３２と、ＥＧＲガスの流量を調節するためのＥＧＲ弁３３とを備える。
【００２３】
一方、エンジン１の冷却システムについては、エンジン本体２における冷却水の入口部にウォータポンプ４０が設けられる。ウォータポンプ４０から排出された冷却水は、太線矢印で示すように三方に分岐され、一つはエンジン内水路６に、一つはオイルクーラ７に、一つはＥＧＲクーラ３２に送られる。
【００２４】
またＥＧＲクーラ３２から排出された冷却水は、車内暖房用のヒータコア４１を通過した後、二方に分岐され、一方は後述の入口弁２２に送られる。他方は、エンジン本体２における冷却水の出口部に設けられた調整弁４２に送られる。この調整弁４２にはエンジン内水路６の下流端も接続される。
【００２５】
詳しくは後述するが、入口弁２２を通過した冷却水は、蓄熱容器２３、出口弁２４を順に通過した後、調整弁４２に送られる。
【００２６】
調整弁４２は、エンジン内水路６、ヒータコア４１および出口弁２４から送られてきた冷却水を、ラジエータ４３と、ラジエータ４３をバイパスするバイパス通路４４との一方または両方に送る。すなわち調整弁４２は、ラジエータ４３とバイパス通路４４を流れる冷却水の流量割合を調整する。本実施形態の場合、調整弁４２の開度が大きくなるほどラジエータ４３の流量割合が多くなるものとする。例えば、調整弁４２の開度が１００％のときラジエータ４３の流量割合は１００％（すなわちバイパス通路４４の流量割合は０％）である。逆に、調整弁４２の開度が０％のときラジエータ４３の流量割合は０％（すなわちバイパス通路４４の流量割合は１００％）である。調整弁４２の開度は連続的に可変である。
【００２７】
本実施形態の場合、調整弁４２は電動バルブまたは電磁弁により形成され、その開度が電気的に制御される。そしてエンジン本体２の冷却水出口部には水温センサ４５が設けられ、この水温センサ４５で検出された水温に基づいて調整弁４２の開度が制御されるようになっている。但し調整弁４２は、感温型サーモスタットのような機械式であってもよい。
【００２８】
ラジエータ４３から排出された冷却水と、バイパス通路４４を流れた冷却水とは、いずれもウォータポンプ４０に送られる。
【００２９】
他方、エンジン１には、ラジエータ４３の通過風を発生させるためのファン４６が設けられている。ファン４６は車両におけるラジエータ４３の後側、かつエンジン本体２の前側に設置される。なお図１の左側が車両の前側である。ファン４６は、回転時にラジエータ４３の後側から空気を吸引してラジエータ４３を通過する通過風を発生させる。但し、空気を吐出して通過風を発生させるようファンを配置および構成してもよい。
【００３０】
本実施形態の場合、ファン４６の回転速度（具体的には単位時間当たりの回転数（ｒｐｍ））、ひいてはファン４６の風量（ファン４６を通過する風量）を、エンジン回転数等に拘わらず任意に制御できるよう、電動式ファンによりファン４６を構成している。しかしながらより一般的な、クラッチを介してクランクシャフトにより駆動される機械式ファンによりファン４６を構成してもよい。
【００３１】
次に、本実施形態の蓄熱装置について説明する。蓄熱装置は、エンジンの熱媒である冷却水の熱を蓄える蓄熱容器２３と、この蓄熱容器２３の入口側に設けられ蓄熱容器２３への冷却水の流入を規制する入口弁２２と、蓄熱容器２３の出口側に設けられ蓄熱容器２３からの冷却水の流出を規制する出口弁２４とを備える。
【００３２】
図２に詳細に示すように、蓄熱容器２３は、冷却水の熱を実質的に蓄える容器すなわち内側容器３４と、内側容器３４を収容する外側容器３５と、内側容器３４および外側容器３５の間に形成された断熱室３６とを有する。
【００３３】
内側容器３４の内部には、冷却水が流れる熱交換器３７と、熱交換器３７の周りに充填された蓄熱材３８とが収容される。熱交換器３７の入口５１は入口弁２２に接続され、熱交換器３７の出口５２は出口弁２４に接続される。入口弁２２および出口弁２４が開のとき、熱交換器３７に冷却水が流され、冷却水と蓄熱材３８の間で熱交換が行われる。蓄熱材３８には周知の潜熱蓄熱材または顕熱蓄熱材が用いられる。特に高温の冷却水が熱交換器３７に流されたとき、冷却水の熱が蓄熱材３８に伝達され、蓄えられる。
【００３４】
本実施形態では、通常のラジエータのような構造を有する熱交換器３７が用いられる。すなわち熱交換器３７は、入口５１を有する入口ヘッダ５３と、出口５２を有する出口ヘッダ５４と、入口ヘッダ５３および出口ヘッダ５４を連結する複数のチューブ５５と、チューブ５５に固設されたフィン（図示せず）とを一体的に備える。但し、熱交換器３７の構造はこれ以外であってもよく、任意の構造の熱交換器を採用できる。
【００３５】
断熱室３６は、内側容器３４を外気から断熱する機能を有する。断熱室３６は、基本的にガス漏れの無い気密空間である。断熱室３６は、本実施形態では空気のみが存在する単なる空間であるが、任意に、固体の断熱材（発泡樹脂等）を充填してもよい。断熱室３６には吸引管５６が接続され、断熱室３６は唯一、この箇所のみで外部と連通されている。この吸引管５６を通じて断熱室３６から空気が吸引され、断熱室３６は真空状態とされる。
【００３６】
吸引管５６には、空気流れ方向（太い破線矢印で示す）上流側から順に、圧力センサ２５、開放弁２６、逆止弁２７、および吸引装置としての真空ポンプ２８が設けられる。真空ポンプ２８は電動式であり、これが作動（オン）されたとき、逆止弁２７が開いて、断熱室３６から真空ポンプ２８への空気の吸引が行われる。
【００３７】
真空ポンプ２８が停止（オフ）されたときには、逆止弁２７が閉じて、真空ポンプ２８側から断熱室３６側に大気圧の空気が逆流すること、すなわち断熱室３６からの負圧漏れが防止される。
【００３８】
本実施形態では、開放弁２６が設けられ、必要に応じて断熱室３６を大気開放できるようになっている。開放弁２６は電動バルブまたは電磁弁により形成され、その開閉が電気的に制御される。開放弁２６は通常オフで、閉の状態にあり、このときには大気開放せず、前述の断熱室３６の吸引を可能とする。すなわち断熱室３６を真空ポンプ２８に接続する。
【００３９】
他方、開放弁２６がオンされ、開の状態とされると、開放弁２６は断熱室３６を大気開放する。すなわち断熱室３６を真空ポンプ２８に接続せず、代わりに大気と接続する。このとき、矢印ａで示すように大気が開放弁２６に流入し、次いで吸引管５６を通り、断熱室３６に流入する。
【００４０】
これにより断熱室３６は大気圧となり、蓄熱容器２３の外部の大気圧と等しい圧力となる。よって、断熱室３６の圧力と容器外の大気圧との圧力差による圧力ストレスは無くなり、蓄熱容器２３への機械的負担を大幅に軽減することができる。
【００４１】
大気開放時には塵埃を含まない清浄な大気を開放弁２６に導入するのが好ましい。このため、開放弁２６に接続された大気導入管２９の入口は、図１に示すように、エアクリーナ８におけるクリーナエレメント８Ａの下流側に接続されている。もっとも清浄な大気を導入できれば、接続位置はその位置に限定されず、例えばエアクリーナ８より下流側の吸気通路３、具体的にはコンプレッサ１４Ｃより上流側の吸気通路３に接続してもよい。あるいは、外部とほぼ遮断された車両フェンダー内の空間に接続してもよい。
【００４２】
圧力センサ２５は、吸引管５６内の圧力を検出することにより、断熱室３６の圧力を間接的に検出する。
【００４３】
このように断熱室３６には、共通の吸引管５６を介して真空ポンプ２８と開放弁２６が接続されている。もっとも接続方法は任意であり、真空ポンプ２８と開放弁２６を断熱室３６に個別に接続してもよい。また圧力センサ２５も、断熱室３６に設置してその圧力を直接検出することができる。
【００４４】
図１に戻って、車両には、車両およびエンジンを制御するための制御装置が搭載されている。制御装置は、制御ユニット、回路要素（circuitry）もしくはコントローラとしての電子制御ユニット（ECU: Electronic Control Unitという）１００を含む。ＥＣＵ１００は、演算機能を有するＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶媒体であるＲＯＭ（Read Only Memory）およびＲＡＭ（Random Access Memory）、入出力ポート、ならびにＲＯＭおよびＲＡＭ以外の記憶装置等を含む。ＥＣＵ１００は、前述のＥＧＲ弁３３、調整弁４２、ファン４６、入口弁２２、出口弁２４、真空ポンプ２８および開放弁２６を制御するように構成され、プログラムされている。
【００４５】
また制御装置は、センサ類として、前述の水温センサ４５および圧力センサ２５と、大気温（もしくは外気温）を検出するための大気温センサ４７と、大気圧（もしくは気圧）を検出するための大気圧センサ４８とを含む。これらセンサはＥＣＵ１００に電気的に接続されている。
【００４６】
車両には、自車位置情報等を表示する周知のナビゲーションシステム４９が搭載され、その情報がＥＣＵ１００に送られる。
【００４７】
また車両には、車室内を加温する周知の暖房装置が設けられる。暖房装置は、前述のヒータコア４１と、ヒータコア４１に空気流である風を送るブロア（図示せず）と、乗員により操作されて暖房装置をオン・オフする暖房スイッチ５０とを備える。ＥＣＵ１００は、暖房スイッチ５０がオンされたときブロアを作動させて暖房装置を作動（オン）させる。このとき、ブロアから送られた風がヒータコア４１を通過し、この通過時に風が、冷却水の熱によって加熱される。加熱されて高温となった温風は車室内に送られる。他方ＥＣＵ１００は、暖房スイッチ５０がオフされたときブロアを停止させて暖房装置を停止（オフ）させる。
【００４８】
次に、本実施形態の制御について説明する。
【００４９】
まず、基本的な冷却水温度制御の内容を、図３を参照して説明する。図示する制御ルーチンは、ＥＣＵ１００により所定の演算周期τ（例えば１０ｍｓｅｃ）毎に繰り返し実行される。
【００５０】
始めにステップＳ１０１で、ＥＣＵ１００は、水温センサ４５により検出された水温Ｔｗの値を取得する。
【００５１】
次にステップＳ１０２で、ＥＣＵ１００は、検出水温Ｔｗを所定の目標温度Ｔｗｔに近づけるよう、調整弁４２とファン４６を制御する。この制御は様々な方法で実行可能であるが、以下に一例を述べる。
【００５２】
かかる冷却水温度制御は、できるだけファン４６を作動させないような態様で実行される。従って基本的にはファン４６をオフにした状態で、調整弁４２の開度調整だけで水温の調節を行う。検出水温Ｔｗが目標温度Ｔｗｔより低い場合、ＥＣＵ１００は調整弁４２の開度を減少してラジエータ４３を流れる冷却水の流量（ラジエータ流量）を低下させると共に、バイパス通路４４を流れる冷却水の流量（バイパス流量）を増加させる。これにより検出水温Ｔｗを上昇させることができる。検出水温Ｔｗが目標温度Ｔｗｔより高い場合は逆の操作を行う。
【００５３】
調整弁４２の開度を１００％とし、冷却水の全量をラジエータ４３に流した場合でもなお検出水温Ｔｗが目標温度Ｔｗｔより高い場合は、ファン４６を作動させ、ラジエータ通過風量を増大させる。検出水温Ｔｗが目標温度Ｔｗｔより高くなるほど、ファン回転数Ｎｆを増大し、ラジエータ通過風量を増大させる。これにより検出水温Ｔｗを低下させて目標温度Ｔｗｔに近づけることが可能である。
【００５４】
こうした調整弁４２とファン４６の制御に際しては、検出水温Ｔｗと目標温度Ｔｗｔの差に応じたフィードバック制御を行うことが可能である。
【００５５】
次に蓄熱装置における制御を説明する。エンジンの運転中に冷却水温度が十分高くなっているとき、ＥＣＵ１００は、入口弁２２と出口弁２４を開とし、蓄熱容器２３内へ高温の冷却水を流通させる。すると、冷却水の熱が熱交換器３７を通じて蓄熱材３８に伝達され、その熱が蓄熱材３８に蓄えられる。
【００５６】
次いで、エンジン１が停止されたとき、ＥＣＵ１００は、図４に示すような手順に従って制御を行う。なお初期状態において、真空ポンプ２８は停止（オフ）、開放弁２６は閉（オフ）とされているものとする。
【００５７】
ステップＳ２０１で、ＥＣＵ１００は、入口弁２２と出口弁２４を閉とする。これにより、入口弁２２から熱交換器３７を通過して出口弁２４に至るまでの冷却水回路は、それより上流側および下流側の冷却水回路と切り離される。すると、エンジン停止中に前者の回路から後者の回路へと、冷却水を通じて熱が逃げるのを抑制でき、蓄えた熱を好適に保存することができる。
【００５８】
次にステップＳ２０２で、ＥＣＵ１００は、圧力センサ２５により検出された圧力Ｐを所定の閾値Ｐ１と比較する。この閾値Ｐ１は、断熱室３６を所望の真空状態にするのに必要かつ十分な圧力の最大値であり、負の相対圧の値を有する。閾値Ｐ１は予め実験的に定められる。
【００５９】
検出圧力Ｐが閾値Ｐ１以下の場合、これは、断熱室３６が所望の真空状態になっていることを意味するから、ＥＣＵ１００は制御を終了する。このとき、大気圧と断熱室３６の圧力との圧力差で逆止弁２７が閉じるので、逆止弁２７を通じて断熱室３６の負圧が漏れるのを防止できる。
【００６０】
他方、検出圧力Ｐが閾値Ｐ１より大きい場合、ＥＣＵ１００はステップＳ２０３に進み、真空ポンプ２８を作動（オン）させる。これにより真空ポンプ２８は逆止弁２７を開き、断熱室３６から空気を吸引し、断熱室３６を負圧ないし真空状態とする。
【００６１】
次いでステップＳ２０４で、ＥＣＵ１００は、真空ポンプ２８の作動開始時点から所定時間ｔ１以上経過したか否かを判断する。経過してなければステップＳ２０３に戻って真空ポンプ２８の作動を継続し、経過したならばステップＳ２０５に進む。
【００６２】
ステップＳ２０５で、ＥＣＵ１００は、再度、圧力センサ２５により検出された圧力Ｐを閾値Ｐ１と比較する。
【００６３】
検出圧力Ｐが閾値Ｐ１以下の場合、これは、断熱室３６が予定通り真空状態になったことを意味するから、ＥＣＵ１００はステップＳ２０６に進み、真空ポンプ２８を停止（オフ）させ、制御を終了する。この後も、大気圧と断熱室３６の圧力との圧力差で逆止弁２７が閉じるので、逆止弁２７を通じて断熱室３６の負圧が漏れるのを防止できる。
【００６４】
この後のエンジン停止中、断熱室３６の真空状態および断熱状態が保持されるので、冷却水から蓄えた熱が蓄熱容器２３内に保持される。この蓄えた熱は、後述するように、次にエンジンが始動されたときに蓄熱容器２３から放出され、エンジンの暖機促進に利用される。
【００６５】
蓄熱に必要なときだけ断熱室３６を吸引して真空状態にできるので、断熱室３６内の負圧と、大気圧との圧力差による圧力ストレスに蓄熱容器２３が常時曝されることが無い。従って蓄熱容器２３を、通常の魔法瓶のように、圧力ストレスに強い構造とする必要がない。よって蓄熱容器２３を比較的簡素な構造としてその製造コストを低減できる。
【００６６】
他方、ステップＳ２０５で検出圧力Ｐが閾値Ｐ１より大きい場合、これは、十分な時間だけ吸引を行ったにも拘わらず断熱室３６が予定の真空状態にならなかったことを意味する。従ってこの場合、ＥＣＵ１００は、ステップＳ２０７に進んで、断熱室３６の負圧漏れによる蓄熱容器の異常と判断する。そしてステップＳ２０６で真空ポンプ２８を停止し、制御を終了する。この場合、ＥＣＵ１００により車両の警告装置（警告灯等）を起動し、必要な修理をユーザーに促すのが好ましい。
【００６７】
吸引時間の閾値ｔ１は、断熱室３６の負圧漏れが無ければ検出圧力Ｐを閾値Ｐ１以下に低下させるのに必要かつ十分な時間に設定される。
【００６８】
次に、エンジン１が始動されたとき、ＥＣＵ１００は、図５に示すようなルーチンに従って制御を行う。なお初期状態において、真空ポンプ２８は停止（オフ）、開放弁２６は閉（オフ）とされているものとする。図示するルーチンはＥＣＵ１００により所定の演算周期τ（例えば１０ｍｓｅｃ）毎に繰り返し実行される。このルーチンは、イグニッションスイッチのオンまたはエンジン始動と同時に開始される。
【００６９】
ステップＳ３０１で、ＥＣＵ１００は、入口弁２２と出口弁２４を開とする。これにより冷却水が、熱交換器３７を通過して流れるようになる。そして蓄熱材３８で蓄えられた熱により加熱された冷却水が、エンジン１のエンジン内水路６等に供給され、エンジン１の暖機が促進される。
【００７０】
次に、ステップＳ３０２で、ＥＣＵ１００は、水温センサ４５で検出された水温Ｔｗを、暖機完了を判定するための所定の閾値Ｔｗ１（例えば８２℃）と比較する。水温Ｔｗが閾値Ｔｗ１より低い場合、今回のルーチンを終了する。
【００７１】
他方、水温Ｔｗが閾値Ｔｗ１以上に達したら、ＥＣＵ１００は、ステップＳ３０３において、開放弁２６を開（オン）とする。これにより、断熱室３６は大気開放される。すなわち、大気が開放弁２６および吸引管５６を通じて断熱室３６に流入し、断熱室３６の負圧は除去され、その代わりに断熱室３６の圧力は大気圧と等しくされる。
【００７２】
これにより、断熱室３６の圧力と大気圧との圧力差に起因する圧力ストレスを無くすことができ、蓄熱容器２３への機械的負担を大幅に軽減することができる。そして、蓄熱容器２３の耐久性を向上することができ、蓄熱容器２３の寿命を長期化することができる。
【００７３】
この後のエンジン運転中、断熱室３６は大気圧に維持される。エンジン停止中だけ、図４の制御に従って断熱室３６が真空状態とされる。このため、蓄熱容器２３に掛かる圧力ストレスを限定的として蓄熱容器２３の高耐久化、高寿命化を達成できる。
【００７４】
ちなみにエンジンの冷間始動後、水温Ｔｗが閾値Ｔｗ１以上に達する暖機完了前に、エンジンが停止されることがある。この場合、開放弁２６が開とされないので、断熱室３６の負圧は維持される。この停止時、図４の制御において、ステップＳ２０２はイエスとなり、真空ポンプ２８による吸引が実行されないまま制御が終了される。
【００７５】
このように本実施形態によれば、断熱室３６を大気開放するための開放弁２６を設けたので、必要に応じて断熱室３６を大気開放し、その負圧を低減もしくは除去できる。よって、断熱室３６の負圧と大気圧との圧力差による圧力ストレスを軽減し、もしくは無くすことができ、蓄熱容器２３の耐久性を大幅に向上することができる。
【００７６】
また、図５に示したように、エンジンの始動後、好ましくはエンジンの始動後でかつエンジンの暖機が完了したとき（水温Ｔｗが閾値Ｔｗ１以上に達したとき）に、開放弁２６を開くので、容器の断熱が特に必要なくなった暖機完了後に断熱室３６を大気開放し、圧力ストレスを除去できる。このため、好適なタイミングで断熱室３６を大気開放できる。
【００７７】
また、エンジンが停止されたときには真空ポンプ２８を作動させて断熱室３６を負圧化し、エンジンが運転されたときには開放弁２６を開いて断熱室３６を大気開放する。このため、断熱室３６の負圧化および大気開放を適時に実行でき、蓄熱およびその熱の利用を効率よく行うことができる。
【００７８】
また、入口弁２２および出口弁２４を設けたので、エンジン停止中に蓄熱容器２３内に保持している熱が冷却水と共に容器外に流出するのを抑制でき、蓄えた熱を好適に保存することができる。
【００７９】
一方、本実施形態によれば、図４に示したように、蓄熱容器２３を診断することができ、真空ポンプ２８の作動時に断熱室３６の圧力が所定値Ｐ１以下に低下しなかったとき、蓄熱容器２３を異常と判断するので、断熱室３６の負圧漏れによる蓄熱容器２３の異常を好適に検出することができる。
【００８０】
また、真空ポンプ２８を所定時間ｔ１作動させたときに断熱室３６の圧力が所定値Ｐ１以下に低下しなかったとき、蓄熱容器２３を異常と判断するので、真空ポンプ２８の作動時間を必要最小限の時間に制限でき、真空ポンプ２８の作動に伴う電力消費量を最小限に抑制できる。また診断に要する時間も最小限に短縮できる。
【００８１】
また、エンジンの停止時に真空ポンプ２８を作動させて診断を実行するので、必要なエンジン停止中のみ断熱室３６を真空状態にできると共に、この真空ポンプ２８の作動の機会を利用して診断を実行できる。このため、診断のために単独で真空ポンプ２８を作動させる必要がなく、電力消費量を抑制できる。
【００８２】
本実施形態の蓄熱容器２３は、エンジンの停止時から始動時までの間だけ、内部の熱を保持できればよい。例えば車両において、エンジンが停止される一晩程度の間で内部温度の低下量が一定以下となるような気密度を、断熱室３６が有していればよい。そのため、通常の魔法瓶のように恒久的に高い気密度を持つ頑強な構造としなくて済み、蓄熱容器２３の製造コストを大幅に低減できる。
【００８３】
以上の説明で分かるように、本実施形態のＥＣＵ１００は、開放弁２６を制御するように構成された制御装置、および、蓄熱容器２３を診断する診断装置を構成する。
【００８４】
次に、変形例を説明する。なお前述の基本実施形態と同様の部分については説明を割愛し、以下、基本実施形態との相違点を主に説明する。
【００８５】
（第１変形例）
図６は、図５に代わる、エンジン始動後の制御の代替例を示す。図示するルーチンもＥＣＵ１００により所定の演算周期τ毎に繰り返し実行される。初期状態において、真空ポンプ２８は停止（オフ）、開放弁２６は閉（オフ）である。このルーチンは、イグニッションスイッチのオンまたはエンジン始動と同時に開始される。
【００８６】
概して、この第１変形例の制御は、暖房装置の作動状態を考慮して開放弁２６を開弁する点に特徴がある。
【００８７】
ステップＳ４０１で、ＥＣＵ１００は、暖房スイッチ５０がオンか否かを判断する。オンでないとき（すなわちオフのとき）、ＥＣＵ１００は、暖房装置が作動されていないと実質的に判断して、ステップＳ４０２に進む。
【００８８】
ステップＳ４０２で、ＥＣＵ１００は、大気温センサ４７により検出された大気温Ｔａが所定の閾値Ｔａ１より低いか否かを判断する。閾値Ｔａ１は、乗員が暖房装置を作動させる可能性がある大気温Ｔａの最大値に設定されている。大気温Ｔａが閾値Ｔａ１以上の場合、ＥＣＵ１００は、暖房装置が作動される可能性がないと実質的に判断し、ステップＳ４０３に進む。
【００８９】
ステップＳ４０３〜Ｓ４０５は、図５のステップＳ３０１〜Ｓ３０３と同様である。すなわち、水温Ｔｗが閾値Ｔｗ１（便宜上、第１閾値という）まで上昇したら、開放弁２６が開弁される。
【００９０】
他方、ステップＳ４０１で暖房スイッチ５０がオンのとき、ＥＣＵ１００は、暖房装置が作動されていると実質的に判断して、ステップＳ４０６に進む。またステップＳ４０２で、大気温Ｔａが閾値Ｔａ１未満の場合にも、ＥＣＵ１００は、暖房装置が作動される可能性があると実質的に判断し、ステップＳ４０６に進む。
【００９１】
ステップＳ４０６でＥＣＵ１００は、入口弁２２と出口弁２４を開弁する。
【００９２】
そしてステップＳ４０７でＥＣＵ１００は、水温センサ４５で検出された水温Ｔｗを、第１閾値Ｔｗ１（例えば８２℃）より高い所定の第２閾値Ｔｗ２と比較する。第２閾値Ｔｗ２は、暖房装置の作動中に開放弁２６を開弁してもなお水温を第１閾値Ｔｗ１以上にできるような水温の最小値か、それより高い値に設定されている。例えば第２閾値Ｔｗ２は、エンジンの過昇温を抑制できる水温の最大値に設定される（例えば９５℃）。
【００９３】
水温Ｔｗが第２閾値Ｔｗ２より低い場合、ＥＣＵ１００は今回のルーチンを終了する。他方、水温Ｔｗが第２閾値Ｔｗ２以上の場合には、ＥＣＵ１００は、ステップＳ４０８において、開放弁２６を開弁する。
【００９４】
暖房装置が作動されると、冷却水の熱がヒータコア４１を介して風に奪われ、冷却水の温度が低下する傾向にある。そのため、暖房装置の作動時に開放弁２６を第１閾値Ｔｗ１で開弁すると、開弁後に蓄熱容器２３の保温性能が低下する結果、蓄熱容器２３の熱による冷却水加熱効果が低減される。従って、第１閾値Ｔｗ１以上に一旦上昇した水温Ｔｗが、再度第１閾値Ｔｗ１未満に低下し、暖機が遅れるなどの不具合を招く虞がある。
【００９５】
このため本変形例では、暖房装置の作動時に、水温Ｔｗが第２閾値Ｔｗ２以上であれば開放弁２６を開弁し、水温Ｔｗが第２閾値Ｔｗ２未満であれば開放弁２６を閉弁する（開放弁２６の開弁を禁止する）。こうすると、開放弁２６は第１閾値Ｔｗ１では開弁されなくなる。
【００９６】
すなわち、本変形例のＥＣＵ１００は、エンジン始動後でかつエンジンの暖機が完了したときであっても、暖房装置が作動されていると判断したとき（ステップＳ４０１：イエス）は、開放弁２６の開弁を禁止する。これにより、開放弁２６の開弁により蓄熱容器２３の保温性能が低下し、水温Ｔｗが低下する不具合を抑制することができ、エンジンを暖機完了状態に維持することができる。
【００９７】
また本変形例では、暖房装置が作動される可能性があると判断したとき（ステップＳ４０２：イエス）にも開放弁２６の開弁を禁止するので、予備的に上記不具合を抑制できる。
【００９８】
（第２変形例）
図７は、図５に代わる、エンジン始動後の制御の別の代替例を示す。図示するルーチンもＥＣＵ１００により所定の演算周期τ毎に繰り返し実行される。初期状態において、真空ポンプ２８は停止（オフ）、開放弁２６は閉（オフ）である。このルーチンは、イグニッションスイッチのオンまたはエンジン始動と同時に開始される。
【００９９】
概して、この第２変形例の制御は、車両の走行状態を考慮して開放弁２６を開弁する点に特徴がある。
【０１００】
ステップＳ５０１で、ＥＣＵ１００は、大気圧センサ４８により検出された大気圧Ｐａが所定の閾値Ｐａ１より低いか否かを判断する。閾値Ｐａ１は、車両が山の上などの一定以上の標高地点に位置するとみなせるような比較的低い大気圧Ｐａの値に設定されている。大気圧Ｐａが閾値Ｐａ１以上の場合、ＥＣＵ１００は、車両がそのような標高地点に位置していないと実質的に判断し、ステップＳ５０３に進む。他方、大気圧Ｐａが閾値Ｐａ１未満の場合、ＥＣＵ１００はステップＳ５０２に進む。
【０１０１】
ステップＳ５０２で、ＥＣＵ１００は、大気温センサ４７により検出された大気温Ｔａが所定の閾値Ｔａ２より低いか否かを判断する。閾値Ｔａ２は、車両が前記標高地点に位置するときの大気温Ｔａの最大値に近い比較的低い値に設定されている。大気温Ｔａが閾値Ｔａ２以上の場合、ＥＣＵ１００は、車両がそのような標高地点に位置していないと実質的に判断し、ステップＳ５０３に進む。他方、大気温Ｔａが閾値Ｔａ２未満の場合、ＥＣＵ１００はステップＳ５０６に進む。
【０１０２】
ステップＳ５０３に進んだ場合とは、車両が、現在の地点の標高よりも低い標高である地点に向かって坂を下って移動する降坂走行をしておらず、降坂走行する可能性もないとＥＣＵ１００が実質的に判断した場合に該当する。この場合ＥＣＵ１００は、ステップＳ５０３〜Ｓ５０５を実行する。ステップＳ５０３〜Ｓ５０５は、図５のステップＳ３０１〜Ｓ３０３と同様である。水温Ｔｗが第１閾値Ｔｗ１まで上昇したら、開放弁２６が開弁される。
【０１０３】
他方、ステップＳ５０６に進んだ場合とは、車両が降坂走行しているか、または降坂走行する可能性があるとＥＣＵ１００が実質的に判断した場合に該当する。すなわち、大気圧Ｐａが閾値Ｐａ１より低く大気温Ｔａも閾値Ｔａ２より低い場合、車両は山の上などの一定以上の標高地点に位置するとみなすことができる。そして車両は実際に降坂走行しており、または将来的に降坂走行する可能性があるとみなせる。この場合ＥＣＵ１００は、ステップＳ５０６〜Ｓ５０８を実行する。
【０１０４】
ステップＳ５０６でＥＣＵ１００は、入口弁２２と出口弁２４を開弁する。
【０１０５】
そしてステップＳ５０７でＥＣＵ１００は、水温センサ４５で検出された水温Ｔｗを、前記同様の第２閾値Ｔｗ２と比較する。
【０１０６】
水温Ｔｗが第２閾値Ｔｗ２より低い場合、ＥＣＵ１００は今回のルーチンを終了する。他方、水温Ｔｗが第２閾値Ｔｗ２以上の場合、ＥＣＵ１００は、ステップＳ５０８において、開放弁２６を開弁する。
【０１０７】
このように本変形例では、車両が降坂走行しているかまたは降坂走行する可能性があるとき、水温Ｔｗが第２閾値Ｔｗ２以上であれば開放弁２６を開弁し、水温Ｔｗが第２閾値Ｔｗ２未満であれば開放弁２６を閉弁する（開放弁２６の開弁を禁止する）。こうすると、開放弁２６は第１閾値Ｔｗ１では開弁されなくなる。
【０１０８】
車両が山の上などで降坂走行すると、燃料噴射が低減されたり停止されたりすることに加え、車両に冷たい走行風が当たるため、水温が上昇しづらくなる。そのため、降坂走行時に開放弁２６を第１閾値Ｔｗ１で開弁すると、開弁と同時に蓄熱容器２３の保温性能が低下する結果、蓄熱容器２３の熱による冷却水加熱効果が低減される。従って、第１閾値Ｔｗ１以上に一旦上昇した水温Ｔｗが、再度第１閾値Ｔｗ１未満に低下し、暖機が遅れるなどの不具合を招く虞がある。
【０１０９】
このため本変形例では、車両の降坂走行時に、第１閾値Ｔｗ１より高い第２閾値Ｔｗ２で開放弁２６を開弁する。こうすると、開放弁２６は第１閾値Ｔｗ１では開弁されなくなる。
【０１１０】
すなわち、本変形例のＥＣＵ１００は、エンジン始動後でかつエンジンの暖機が完了したときであっても、車両が降坂走行していると判断したとき（ステップＳ５０１、Ｓ５０２：イエス）は、開放弁２６の開弁を禁止する。これにより、開放弁２６の開弁により蓄熱容器２３の保温性能が低下し、水温Ｔｗが低下する不具合を抑制することができ、エンジンを暖機完了状態に維持することができる。
【０１１１】
また本変形例では、車両が降坂走行する可能性があると判断したとき（ステップＳ５０１、Ｓ５０２：イエス）にも開放弁２６の開弁を禁止するので、予備的に上記不具合を抑制できる。なお、上記標高地点で車両が停止している場合、車両がその後降坂走行する可能性がある。
【０１１２】
（第３変形例）
図８は、図７に類似の、エンジン始動後の制御の別の代替例を示す。概して、この第３変形例の制御は、車両が降坂走行しているか否かを、ナビゲーションシステム４９からの情報に基づき直接的に判断する点に特徴がある。
【０１１３】
すなわちＥＣＵ１００は、ステップＳ６０１において、ナビゲーションシステム４９からの自車位置情報等に基づき、車両が降坂走行しているかまたは降坂走行する可能性があるか否かを判断する。
【０１１４】
ノーの場合、ＥＣＵ１００はステップＳ６０３〜Ｓ６０５を実行する。このステップＳ６０３〜Ｓ６０５は図７のステップＳ５０３〜Ｓ５０５と同様である。
【０１１５】
他方、ノーの場合、ＥＣＵ１００はステップＳ６０６〜Ｓ６０８を実行する。このステップＳ６０６〜Ｓ６０８は図７のステップＳ５０６〜Ｓ５０８と同様である。
【０１１６】
（第４変形例）
図９も、降坂走行を考慮したエンジン始動後の制御に関する。本変形例は、図５の基本実施形態の制御をベースとしつつ、車両の降坂走行時（その可能性がある場合を含む）には水温閾値の値を変更する点に特徴がある。
【０１１７】
ステップＳ７０１、Ｓ７０２は図７のステップＳ５０１、Ｓ５０２と同様である。ステップＳ７０１、Ｓ７０２の一方がノーの場合、すなわち降坂走行時でない場合、図５のステップＳ３０２の水温Ｔｗの閾値として第１閾値Ｔｗ１が採用される。他方、ステップＳ７０１、Ｓ７０２の両方がイエスの場合、すなわち降坂走行時である場合、図５のステップＳ３０２の水温Ｔｗの閾値として、第１閾値Ｔｗ１より高いＴｗ３（便宜上、第３閾値という）が採用される。
【０１１８】
第３閾値Ｔｗ３は、降坂走行時に開放弁２６を開弁してもなお水温を第１閾値Ｔｗ１以上にできるような水温の最小値か、それより高い値に設定されている。例えば第３閾値Ｔｗ３は、第２閾値Ｔｗ２より低い値に設定される（例えば９０℃）。
【０１１９】
なお、本実施形態の第１閾値Ｔｗ１は特許請求の範囲にいう第１閾値に相当し、本実施形態の第２閾値Ｔｗ２および第３閾値Ｔｗ３は特許請求の範囲にいう第２閾値に相当する。
【０１２０】
以上、本開示の基本実施形態と変形例を詳細に述べたが、本開示の実施形態は他にも様々考えられる。
【０１２１】
（１）上記実施形態では内側容器３４内に熱交換器３７と蓄熱材３８を配置し、冷却水の熱を熱交換器３７を介して蓄熱材３８に蓄えるようにした。しかしながら、変形例として、熱交換器３７を省略し、内側容器３４内に直接冷却水を導入して、その熱を蓄熱材３８に蓄えるようにしてもよい。また熱交換器３７と蓄熱材３８を省略し、内側容器３４内に高温の冷却水を蓄えるのみでもよい。
【０１２２】
（２）開放弁２６と圧力センサ２５の少なくとも一方は、吸引管５６でなく、蓄熱容器２３に直接設けてもよい。
【０１２３】
（３）図４に示したエンジン停止時の制御において、上記実施形態では、真空ポンプ２８をオンする圧力閾値（ステップＳ２０２のＰ１）と、異常判定する際の圧力閾値（ステップＳ２０５のＰ１）とを等しい値とした。しかしながら、これに限らず、両者の値を異ならせてもよい。例えば、前者の圧力閾値を後者の圧力閾値より高くし、ポンプオンの条件は緩和する一方、ポンプオフおよび異常判定の条件は厳格化することが考えられる。
【０１２４】
（４）熱媒は冷却水以外の流体であってもよく、例えばエンジンオイルであってもよい。
【０１２５】
（５）真空ポンプ２８以外の吸引装置も可能である。例えばエンジンを吸引装置とし、その吸気負圧を利用することもできる。この場合、エンジン運転中に吸引を実行する必要があるから、例えばイグニッションスイッチオフによるエンジン停止信号が入力されてから実際にエンジンが停止されるまでの間に、吸引が行われる。こうしたタイミングもエンジン停止時に含まれる。
【０１２６】
（６）もっとも、吸引を行うタイミングは必ずしもエンジン停止時でなくてもよい。
【０１２７】
（７）断熱室３６を完全ではなく部分的に大気開放し、断熱室３６の負圧を、大気圧より低い圧力まで低減してもよい。この場合、開放弁２６を瞬間的もしくは短時間だけ開にすることができる。
【０１２８】
（８）前記の暖房装置作動時の制御（図６）と、降坂走行時の制御（図７〜図９）とを組み合わせてもよい。
【０１２９】
（９）ハイブリッド車においては、モータ走行または、エンジンとモータのハイブリッド走行の場合にも、水温が低下しやすい。このため、かかる場合には、前記の暖房装置作動時および降坂走行時と同様、開放弁の開弁を禁止してもよい。
【０１３０】
本開示の実施形態は前述の実施形態のみに限らず、特許請求の範囲によって規定される本開示の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が本開示に含まれる。従って本開示は、限定的に解釈されるべきではなく、本開示の思想の範囲内に帰属する他の任意の技術にも適用することが可能である。
【符号の説明】
【０１３１】
１  内燃機関（エンジン）
２３  蓄熱容器
２５  圧力センサ
２６  開放弁
２８  真空ポンプ
３４  内側容器
３６  断熱室
１００  電子制御ユニット（ＥＣＵ）
【図１】
2020153308.tif 000003
【図２】
2020153308.tif 000004
【図３】
2020153308.tif 000005
【図４】
2020153308.tif 000006
【図５】
2020153308.tif 000007
【図６】
2020153308.tif 000008
【図７】
2020153308.tif 000009
【図８】
2020153308.tif 000010
【図９】
2020153308.tif 000011