(57)【要約】【課題】  エンジンの燃焼室温を適切な温度に維持する蓄熱システムを備える車両の制御装置を提供する。【解決手段】  冷却水を循環させる循環経路網は、エンジンの流路中の冷却水をラジエータ４００またはバイパス通路４１０に循環させる第１の循環経路と、蓄熱タンク３１０に貯蔵された冷却水をエンジンに送出し、エンジンの流路中の冷却水を蓄熱タンク３１０に収容する第２の循環経路とが切換可能に構成される。調整弁４３０は、温度が所定温度未満ではバイパス通路４１０を流路として選択し、所定温度以上では冷却水をラジエータ４００に通過させる。エンジンＥＣＵ１０００は、冷却水の温度が所定温度に到達しラジエータ４００に冷却水が通過する経路が調整弁４３０によって形成される直前に、循環経路網に対して第２の循環経路から第１の循環経路に選択を切換えるように指示し、熱せられた冷却水を蓄熱タンク３１０に回収させる。【選択図】        図１
2006242022.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の制御装置であって、
前記車両は、
内燃機関に設けられた流路を流れる液媒体の放熱を行なう放熱部と、
前記放熱部と並列的に設けられるパイパス通路と、
前記放熱部と前記パイパス通路の間の流量割合を調整する調整弁と、
前記液媒体の一部を保温貯蔵するための貯蔵部と、
前記内燃機関、前記放熱部、前記バイパス通路および前記貯蔵部との間で前記液媒体を循環させる循環経路網とを備え、
前記循環経路網は、前記内燃機関の流路中の前記液媒体を前記放熱部または前記バイパス通路に送出し、前記放熱部または前記バイパス通路中の前記液媒体を前記内燃機関に送出する第１の循環経路と、前記貯蔵部に貯蔵された前記液媒体を前記内燃機関に送出し、前記内燃機関の流路中の前記液媒体を前記バイパス通路を経由して前記貯蔵部に収容する第２の循環経路とが切換可能に構成され、
前記調整弁は、前記液媒体の温度が所定温度未満では前記放熱部へは前記液媒体を通過させずに前記バイパス通路を流路として選択し、前記液媒体の温度が所定温度以上では前記液媒体を前記放熱部に通過させ、
前記制御装置は、
前記液媒体の温度が前記内燃機関の始動開始後前記所定温度に到達して前記放熱部に前記液媒体が通過する経路が前記調整弁によって形成される直前に、前記循環経路網に対して前記第２の循環経路から前記第１の循環経路に選択を切換える切換指示を行ない、熱せられた前記液媒体を前記貯蔵部に回収させる制御部を含む、車両の制御装置。
【請求項２】
前記調整弁は、通過する前記液媒体の温度に応答して開度が変化するサーモスタット弁であり、
前記制御装置は、
前記内燃機関に設けられた前記流路を流れる前記液媒体の温度を検知する検知部をさらに含み、
前記制御部は、前記検知部の出力を取込んで前記液媒体の温度を観測し前記液媒体温度が前記所定温度に到達する直前に前記切換指示を行なう、請求項１に記載の車両の制御装置。
【請求項３】
前記調整弁は、前記制御部からの指示に応答して開度が変化する電子制御弁であり、
前記制御装置は、
前記内燃機関に設けられた前記流路を流れる前記液媒体の温度を検知する検知部をさらに含み、
前記制御部は、前記検知部の出力を取込んで前記液媒体の温度を観測し前記液媒体温度が前記所定温度に到達すると前記切換指示を行ない前記液媒体の前記貯蔵部への回収が完了してから前記調整弁に前記放熱部に前記液媒体が通過する経路を形成するように指示する、請求項１に記載の車両の制御装置。
【請求項４】
前記循環経路網は、
前記制御部の指示に応じて駆動および停止が制御され、前記第１の循環経路において前記液媒体を流動させる第１のポンプと、
前記内燃機関の回転に応じて回転し、前記第２の循環経路において前記液媒体を流動させる第２のポンプとを含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両の制御装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記循環経路網に対して前記第２の循環経路から前記第１の循環経路に選択を切換えるように指示した後に前記第１のポンプを駆動させて熱せられた前記液媒体を前記貯蔵部に回収させる、請求項４に記載の車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度を保った状態で液媒体を一時的に蓄える蓄熱システムを搭載した車両の制御装置に関し、特に、内燃機関に液媒体を供給して、内燃機関の温度を制御する車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車などに搭載される内燃機関が冷間状態で始動される場合には、吸気ポートや燃焼室等の壁面温度が低くなる。このため、燃料が霧化し難くなるとともに燃焼室の周縁部において消炎が発生し易くなり、始動性の低下や排気エミッションの悪化などが誘発される。
【０００３】
このような問題に対し、水冷式内燃機関において高温の冷却水を保温貯蔵する蓄熱装置を備え、内燃機関の始動時などに蓄熱装置に貯蔵されている冷却水を内燃機関へ供給することにより内燃機関の昇温を図り、始動性の向上や暖機の早期化を図る技術が提案されている。
【０００４】
たとえば、特開２００３−１８４５５３号公報（特許文献１）に開示された蓄熱装置を備えた内燃機関は、内燃機関のシリンダヘッドに形成され、熱媒体が流通する熱媒体流通路と、熱媒体流通路を流れる熱媒体の一部を保温貯蔵する蓄熱装置と、蓄熱装置から熱媒体流通路へ熱媒体を導く第１の熱媒体通路と、熱媒体流通路から蓄熱装置へ熱媒体を導く第２の熱媒体通路と、第１の熱媒体通路と第２の熱媒体通路とを択一的に導通させる通路切換手段とを備える。
【０００５】
この蓄熱装置を備えた内燃機関によると、通路切換手段が第１の熱媒体通路を導通させることにより、蓄熱装置内に保温貯蔵されている高温の熱媒体が第１の熱媒体通路を介して直接的に熱媒体流通路へ供給されるとともに、通路切換手段が第２の熱媒体通路を導通させることにより、熱媒体流通路内の高温の熱媒体が第２の熱媒体通路を介して直接的に蓄熱装置へ供給される。
【０００６】
このように熱媒体流通路と蓄熱装置との間で直接的に熱媒体の授受が行なわれると、蓄熱装置から熱媒体流通路へ熱媒体を供給する際の熱損失が最小限に抑制されるとともに、熱媒体流通路から蓄熱装置へ熱媒体を供給する際の熱損失も最小限に抑制される。この結果、熱媒体流通路内の熱媒体が持つ熱量が少ない場合であっても、その少ない熱量が効率良く蓄熱装置に蓄えられることになる。
【特許文献１】特開２００３−１８４５５３号公報（第１２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特開２００３−１８４５５３号公報（特許文献１）には、たとえば第２の実施の形態に、内燃機関を循環する冷却水が蓄熱に適した温度より高くなるまでラジエータファンの作動を禁止する旨が開示されている。
【０００８】
また、たとえば第３の実施の形態に、蓄熱容器に熱を蓄える場合にラジエータを流通する冷却水の流量を減少させ、冷却水の温度を蓄熱に適した温度まで高めることが開示されている。
【０００９】
しかしながら、この第３の実施の形態においては、水温センサの検知した温度に応じてラジエータの流量調整を行なった後に蓄熱処理を実行するので、一旦高い温度まで熱せられた冷却水が少し温度が低下してから蓄熱タンクに回収される場合も考えられ、高温の冷却水を回収する点で改良の余地がある。
【００１０】
この発明の目的は、より高い温度の液媒体を回収することができる蓄熱システムを備える車両の制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明は、要約すると、車両の制御装置であって、車両は、内燃機関に設けられた流路を流れる液媒体の放熱を行なう放熱部と、放熱部と並列的に設けられるパイパス通路と、放熱部とパイパス通路の間の流量割合を調整する調整弁と、液媒体の一部を保温貯蔵するための貯蔵部と、内燃機関、放熱部、バイパス通路および貯蔵部との間で液媒体を循環させる循環経路網とを備える。循環経路網は、内燃機関の流路中の液媒体を放熱部またはバイパス通路に送出し、放熱部またはバイパス通路中の液媒体を内燃機関に送出する第１の循環経路と、貯蔵部に貯蔵された液媒体を内燃機関に送出し、内燃機関の流路中の液媒体をバイパス通路を経由して貯蔵部に収容する第２の循環経路とが切換可能に構成される。調整弁は、液媒体の温度が所定温度未満では放熱部へは液媒体を通過させずにバイパス通路を流路として選択し、液媒体の温度が所定温度以上では液媒体を放熱部に通過させる。制御装置は、液媒体の温度が内燃機関の始動開始後所定温度に到達して放熱部に液媒体が通過する経路が調整弁によって形成される直前に、循環経路網に対して第２の循環経路から第１の循環経路に選択を切換える切換指示を行ない、熱せられた液媒体を貯蔵部に回収させる制御部を含む。
【００１２】
好ましくは、調整弁は、通過する液媒体の温度に応答して開度が変化するサーモスタット弁である。制御装置は、内燃機関に設けられた流路を流れる液媒体の温度を検知する検知部をさらに含む。制御部は、検知部の出力を取込んで液媒体の温度を観測し液媒体温度が所定温度に到達する直前に切換指示を行なう。
【００１３】
好ましくは、調整弁は、制御部からの指示に応答して開度が変化する電子制御弁である。制御装置は、内燃機関に設けられた流路を流れる液媒体の温度を検知する検知部をさらに含む。制御部は、検知部の出力を取込んで液媒体の温度を観測し液媒体温度が所定温度に到達すると、切換指示を行ない液媒体の貯蔵部への回収が完了してから、調整弁に放熱部に液媒体が通過する経路を形成するように指示する。
【００１４】
好ましくは、循環経路網は、制御部の指示に応じて駆動および停止が制御され、第１の循環経路において液媒体を流動させる第１のポンプと、内燃機関の回転に応じて回転し、第２の循環経路において液媒体を流動させる第２のポンプとを含む。
【００１５】
より好ましくは、制御部は、循環経路網に対して第２の循環経路から第１の循環経路に選択を切換えるように指示した後に第１のポンプを駆動させて熱せられた液媒体を貯蔵部に回収させる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、より高い液媒体の回収が可能となるので、エンジン停止後長時間経過した後にも始動時の内燃機関の予熱を良好に行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について詳しく説明する。なお、同一または相当の部品には同一の符号を付し、それらの説明は繰返さない。
【００１８】
［実施の形態１］
図１は、本実施の形態に係る制御装置の制御対象である蓄熱システムの制御ブロック図である。
【００１９】
図１に示す蓄熱システムは、内燃機関（エンジン）を搭載した車両に適用される。なお、この車両は、エンジンのみを搭載した車両であってもよいし、エンジンとバッテリにより駆動されるモータとを搭載したハイブリッド車両のいずれであってもよい。
【００２０】
図１に示すように、この蓄熱システムは、シリンダヘッド（以下、ヘッドと記載する。）１００およびシリンダブロック１１０に設けられた冷却水流路を流れる冷却水の一部を蓄熱タンク３１０に保温して貯蔵しておいて、その冷却水を必要に応じて蓄熱タンク３１０からヘッド１００やシリンダブロック１１０に供給する。
【００２１】
ヘッド１００およびシリンダブロック１１０とラジエータ４００またはラジエータバイパス通路４１０との間において、機械式ウォータポンプ２００により冷却水が循環される。ラジエータ４００およびラジエータバイパス通路４１０のいずれを通るかについては、調整弁４３０により制御される。
【００２２】
蓄熱タンク３１０からヘッド１００およびシリンダブロック１１０への冷却水の供給は電動式ウォータポンプ３００により行なわれる。蓄熱タンク３１０の入口および出口には図示しない逆流防止弁が取付けられており、電動式ウォータポンプ３００の停止時における冷却水の逆流が防止される。電動式ウォータポンプ３００を駆動することにより、蓄熱タンク３１０内の冷却水（温水であったり冷水であったりする）が三方弁６００を介してヘッド１００、シリンダブロック１１０、ヒータコア５００等に供給される。
【００２３】
三方弁６００は、全閉状態、全開状態（ポートＡ、ポートＢおよびポートＣを連通状態）、ポートＡとポートＢとを連通状態、ポートＡとポートＣとを連通状態、ポートＢとポートＣとを連通状態の５通りの状態を実現することができる。
【００２４】
また、この蓄熱システムは、温度センサとして、エンジン水温センサ１２０と、蓄熱タンク温度センサ３２０と、ラジエータ水温センサ４２０とを含む。
【００２５】
エンジン水温センサ１２０は、ヘッド１００に設けられヘッド１００の温度に応じて変化するエンジン冷却水温を検知する。蓄熱タンク温度センサ３２０は、蓄熱タンク３１０に設けられ貯蔵されている冷却水の温度を検知する。ラジエータ水温センサ４２０は、ラジエータ４００に設けられエンジンから送られてくる冷却水の温度とラジエータ４００の放熱能力とに応じて変化する冷却水温を検知する。これらの温度センサからの信号は、エンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）１０００に入力される。
【００２６】
さらに、この蓄熱システムは、エンジンの吸気量を検知する吸気量センサ１４０と、エンジン回転数を検知する回転数センサ１３０とを含む。これらのセンサからの信号もエンジンＥＣＵ１０００に入力される。
【００２７】
エンジンＥＣＵ１０００は、電動式ウォータポンプ３００、三方弁６００制御する。蓄熱タンク３１０から冷却水を送出し、新たな冷却水を取り入れるときには、エンジンＥＣＵ１０００は、電動式ウォータポンプ３００を駆動するモータの制御デューティを変更することにより、モータの回転数を制御して、電動式ウォータポンプ３００の吐出量を制御することができる。また、この制御は、電動式ウォータポンプ３００のモータの電圧を可変とすることにより行なってもよい。また、電動式ウォータポンプ３００のモータの通電時間を変更することにより、電動式ウォータポンプ３００の駆動時間を制御して、電動式ウォータポンプ３００から吐出される総冷却水量を制御するようにしてもよい。
【００２８】
一方、調整弁４３０は、通過する冷却水の温度に応答して自律的に開度が変化するサーモスタット弁である。たとえば封入されたワックスが熱膨張することによりバルブが開き、これによりバイパス通路４１０に流れていた冷却水はラジエータ４００を経由して流れるようになる。
【００２９】
冷却水の温度はたとえば８０〜９０℃前後が適温とされる。エンジン始動直後は、蓄熱タンク３１０に保持されていた温水によってエンジンが予熱されたといっても、全体的にエンジンは温度が十分には高まっていないので、速やかにエンジンおよび冷却水の温度を上げるために調整弁４３０は閉じた状態となる。
【００３０】
調整弁４３０が閉じているとヘッド１００から機械式ウォータポンプ２００に至る流路としてはバイパス通路４１０のみが選択される。これによりラジエータ４００による冷却水の冷却は行なわれず、速やかに冷却水の温度が上昇していく。
【００３１】
冷却水温が所定温度以上となると、調整弁４３０のサーモスタットが機能してラジエータ４００との水路を開く。これにより冷却水は、機械式ウォータポンプ２００からシリンダブロック１１０のウォータジャケットを通過し、ヘッド１００を経由してラジエータ４００によって冷却され、そして機械式ウォータポンプ２００に戻る。
【００３２】
調整弁４３０のサーモスタットバルブは所定温度で開閉し、長い下り坂などでエンジンが冷え過ぎになると、バルブは閉じて冷却水の温度を上昇させる。
【００３３】
つまり図１に示すように、冷却水を循環させる循環経路網は、エンジンの流路中の冷却水をラジエータ４００またはバイパス通路４１０に送出し、ラジエータ４００またはバイパス通路４１０中の冷却水をエンジンに送出する第１の循環経路と、蓄熱タンク３１０に貯蔵された冷却水をエンジンに送出し、エンジンの流路中の冷却水をバイパス通路４１０を経由して蓄熱タンク３１０に収容する第２の循環経路とが切換可能に構成される。
【００３４】
調整弁４３０は、冷却水の温度が所定温度未満ではラジエータ４００へは冷却水を通過させずにバイパス通路４１０を流路として選択し、冷却水の温度が所定温度以上では冷却水をラジエータ４００に通過させる。
【００３５】
エンジンＥＣＵ１０００は、エンジンの始動開始後に冷却水の温度が所定温度に到達しラジエータ４００に冷却水が通過する経路が調整弁４３０によって形成される直前に、循環経路網に対して第２の循環経路から第１の循環経路に選択を切換えるように切換指示し、熱せられた冷却水を蓄熱タンク３１０に回収させる。
【００３６】
エンジンＥＣＵ１０００は、エンジン水温センサ１２０の出力を取込んで冷却水の温度を観測し冷却水温度が所定温度に到達する直前に循環経路網に対して切換指示を行なう。
【００３７】
図２は、図１のエンジンＥＣＵ１０００で実行されるプログラムの制御構造を示したフローチャートである。このフローチャートはエンジン制御のメインルーチンから一定時間毎または所定の条件が成立するごとに呼び出されて実行される。
【００３８】
図１、図２を参照して、処理が開始されると、ステップＳ１においてエンジンの始動時か否かが判断される。たとえば、イグニッションキースイッチやパワースイッチがオンされた場合などに始動時であると判断される。
【００３９】
ステップＳ１において始動時であると判断された場合にはステップＳ２に処理が進み、始動時ではないと判断された場合にはステップＳ５に処理が進む。
【００４０】
ステップＳ２〜Ｓ４では、始動時においてエンジンの燃焼室を蓄熱タンク３１０に貯蔵されていた温水によって予熱するための処理が行なわれる。
【００４１】
まずステップＳ２において、エンジンＥＣＵ１０００は三方弁６００に対してポートＡとポートＢとを連通状態にするように制御信号を送信する。これにより蓄熱タンク３１０からヘッド１００に至る経路が形成される。ステップＳ２の処理が終了すると処理はステップＳ３に進む。
【００４２】
ステップＳ３では、エンジンＥＣＵ１０００は電動式ウォータポンプ３００を駆動するモータに対して駆動指令を出力する。このとき、エンジンＥＣＵ１０００は、電動式ウォータポンプ３００を駆動するモータの制御デューティ、電圧または通電時間を制御して電動式ウォータポンプ３００から吐出される総冷却水量を制御する。そして、蓄熱タンク３１０に貯蔵されていた温水が吐出され、これによりヘッド１００およびシリンダブロック１１０が予熱される。代わりに冷えていたヘッド１００およびシリンダブロック１１０中の冷却水は蓄熱タンク３１０に取込まれる。
【００４３】
図３は、蓄熱システムにおける冷却水の流れを説明するための図である。
【００４４】
図３を参照して、蓄熱タンク３１０から吐出された温水は経路Ｐ３を通ってヘッド１００およびシリンダブロック１１０のウォータジャケットスペース（Ｗ／Ｊスペーサ）に注入される。そして冷却水は経路Ｐ１を逆流する。経路Ｐ１はエンジン停止時においては機械式ウォータポンプ２００が停止しており、冷却水は逆流が可能である。また、調整弁４３０は、通常は始動前には冷えているので、バイパス通路４１０を選択している。したがって、経路Ｐ５を経由しても冷却水は流れる。そして、冷却水は経路Ｐ４を通り、ヘッド１００、シリンダブロック１１０およびバイパス通路４１０から押出された冷水が蓄熱タンク３１０に取込まれる。
【００４５】
再び図１、図２を参照して、ステップＳ３においてヘッド１００およびシリンダブロック１１０が予熱され、蓄熱タンク３１０中の冷却水の入換えが終了すると処理はステップＳ４に進む。ステップＳ４ではエンジンＥＣＵ１０００は電動式ウォータポンプ３００の駆動を停止させる。そしてエンジンＥＣＵ１０００は、蓄熱フラグを１から０に書き換える。
【００４６】
蓄熱フラグは、エンジンＥＣＵ１０００内部の所定の記憶領域に記憶されている情報である。蓄熱フラグが０を示すときは、蓄熱タンク内の温水は使用されており、次回始動時等のために温水を取込んでおく必要がある状態である。蓄熱フラグが１を示すときは、蓄熱タンク内の温水は未使用であり、次回始動時等のために温水を取込む必要がない状態である。
【００４７】
ステップＳ４が終了すると処理はステップＳ９に進み、制御がメインルーチンに戻る。
【００４８】
一方、ステップＳ１において始動時ではないと判断されステップＳ５に処理が進んだ場合には、エンジンＥＣＵ１０００は、まず蓄熱フラグが０か否かを判断する。
【００４９】
蓄熱フラグが１である場合には、温水を取込む必要がないので、ステップＳ９に処理が進み制御はメインルーチンに戻る。
【００５０】
蓄熱フラグが０である場合には、エンジン水温センサ１２０の出力を取込み、ヘッド１００部分の冷却水温が所定の温度Ｔ１を超えたか否かを判断する。ステップＳ５においてＴ＞Ｔ１が成立する場合にはステップＳ６に進む。一方ステップＳ５においてＴ＞Ｔ１が成立しない場合にはステップＳ９に処理が進み制御はメインルーチンに戻る。
【００５１】
ステップＳ６〜Ｓ８では、蓄熱タンク３１０に熱せられた冷却水を回収するための処理が行なわれる。
【００５２】
まずステップＳ６において、エンジンＥＣＵ１０００は三方弁６００に対してポートＡとポートＢとを連通状態にするように制御信号を送信する。これにより蓄熱タンク３１０からヘッド１００に至る経路が形成される。ステップＳ６の処理が終了すると処理はステップＳ７に進む。
【００５３】
ステップＳ７では、エンジンＥＣＵ１０００は、電動式ウォータポンプ３００を駆動するモータに対して駆動指令を出力する。このとき、エンジンＥＣＵ１０００は、電動式ウォータポンプ３００を駆動するモータの制御デューティ、電圧または通電時間を制御して電動式ウォータポンプ３００から吐出される送冷却水量を制御する。蓄熱タンク３１０に貯蔵されていた冷却水が排出される。温度Ｔ１を適切に選択することにより調整弁４３０のバイパス通路からラジエータへの切換えが発生する直前の状態で蓄熱タンク３１０の貯蔵する冷却水の入換えを行なうことができる。これにより、ラジエータ４００における放熱の影響を受ける前に温水を早期に取り入れることができる。
【００５４】
蓄熱タンク３１０から排出された冷却水の代わりに、ヘッド１００からの温水がバイパス通路４１０および電動式ウォータポンプ３００を経由して蓄熱タンク３１０に回収される。
【００５５】
図３に示すように、蓄熱タンク３１０内の冷却水は経路Ｐ３を通ってヘッド１００に流入する。ヘッド１００から押し出された温水は経路Ｐ５を通りその一部は経路Ｐ１でヘッド１００に戻るが、他の部分は経路Ｐ４によって蓄熱タンク３１０に回収される。
【００５６】
再び図２を参照して、ステップＳ７において温水の蓄熱タンクへの取込が終了すると、処理はステップＳ８に進む。ステップＳ８ではエンジンＥＣＵ１０００は、電動式ウォータポンプ３００の駆動を停止する。そしてエンジンＥＣＵ１０００は、蓄熱フラグを０から１に書き換える。その後処理はステップＳ９に進み、制御がメインルーチンに戻る。
【００５７】
なお、ステップＳ７では、温水の蓄熱タンク３１０への回収を電動式ウォータポンプ３００を駆動することによって行なったが、電動式ウォータポンプ３００を駆動せずに機械式ウォータポンプ２００のみで行なうこともできる。
【００５８】
図４は、電動式ウォータポンプ３００を駆動せずに温水回収を行なう場合の冷却水の流れを説明するための図である。
【００５９】
電動式ウォータポンプ３００は、停止状態においては冷却水の逆流が可能な構造になっている。したがって、図２のステップＳ６での三方弁６００の切換のみを行なってステップＳ７で電動式ウォータポンプ３００を駆動させなくても、図４の経路Ｐ３Ａ，Ｐ４Ａに示すように冷却水が流れるので、これにより温水を回収しても良い。この場合は、ステップＳ８では蓄熱フラグの書き換えのみを行なえばよい。
【００６０】
図５は、本発明が適用された蓄熱システムによるヘッド部分の冷却水の温度変化を説明するための図である。
【００６１】
図５を参照して、一例として、当初のヘッド部分の冷却水温度が、長時間放置されて２５℃位の温度になっている場合について説明する。
【００６２】
まずイグニッションキーなどが操作されエンジン始動指示が行なわれると時刻ｔ１までの間は図２のステップＳ２〜Ｓ４の処理が行なわれ、ヘッド１００およびシリンダブロック１１０の予熱が行なわれる。この処理によりエンジン始動時および始動後の排気エミッションを目標エミッションレベル以下に抑えることが可能となる。
【００６３】
そして時刻ｔ１においてエンジンが始動され、時刻ｔ２までの間暖機運転が行なわれる。そして時刻ｔ２〜ｔ３において冷却水温がＴ１に到達したことに応じて温水回収処理が行なわれる。温水回収処理が行なわれる際には蓄熱タンク３１０内の温度の低い冷却水が代わりにヘッド１００に流入するのでヘッド部の冷却水温はある程度低くなる。
【００６４】
時刻ｔ３において温水回収処理が終了すると時刻ｔ４までは再び冷却水温が上昇する。このとき再び冷却水温が温度Ｔ１に到達するが、図２のステップＳ８において蓄熱フラグが１に設定されたため温水回収は行なわれない。
【００６５】
そして時刻ｔ４において調整弁４３０の開弁温度（たとえば９２℃）に到達するとラジエータ４００を経由して冷却水が流れるようになり、時刻ｔ４以降はラジエータによる冷却が行なわれた結果適切な温度に冷却水温が維持される。
【００６６】
以上説明したように、温水回収をラジエータによる放熱の影響を受ける前に回収することにより、一旦使用した温水を早期に再度回収して次回のエンジン予熱に用いることができる。
【００６７】
［実施の形態２］
図６は、実施の形態２に係る制御装置の制御対象である蓄熱システムの制御ブロック図である。
【００６８】
図６を参照して、この蓄熱システムは、図１に示した蓄熱システムの構成において調整弁４３０に代えて調整弁４３０Ａを含む。
【００６９】
調整弁４３０Ａは、エンジンＥＣＵ１０００からの指示に応答して開度が変化する電子制御弁である。他の部分については、図６の蓄熱システムは図１の蓄熱システムと同様な構成を有するので、その説明は繰返さない。
【００７０】
調整弁４３０Ａは、制御デューティを変更することにより、ラジエータ４００に流通する冷却水の流量およびラジエータバイパス通路４１０を流通する冷却水の流量を制御することができる。
【００７１】
このとき、調整弁４３０Ａは、ラジエータ４００のみに冷却水を流すことができ、またラジエータバイパス通路４１０のみに冷却水を流すことができ、さらにラジエータ４００およびラジエータバイパス通路４１０の両方に冷却水を流すことができる。
【００７２】
すなわち、調整弁４３０Ａは、エンジンＥＣＵ１０００からラジエータ選択指令信号を受信すると、冷却水の全量をラジエータ４００に流すように流量を制御する。また、調整弁４３０Ａは、エンジンＥＣＵ１０００からバイパス選択指令信号を受信すると、冷却水の全量をラジエータバイパス通路４１０に流すように、流量を制御する。さらに、調整弁４３０Ａは、エンジンＥＣＵ１０００から指令信号を受信して、冷却水の一部をラジエータ４００に流して、残りの冷却水をラジエータバイパス通路４１０に流すように流量を制御することもできる。
【００７３】
エンジンＥＣＵ１０００は、エンジンの始動開始後に冷却水の温度が所定温度に到達しラジエータ４００に冷却水が通過する経路が調整弁４３０Ａによって形成される直前に、循環経路網に対して第２の循環経路から第１の循環経路に選択を切換えるように切換指示し、熱せられた冷却水を蓄熱タンク３１０に回収させる。
【００７４】
エンジンＥＣＵ１０００は、エンジン水温センサ１２０の出力を取込んで冷却水の温度を観測し冷却水温度が所定温度に到達すると、循環経路網に対して切換指示を行ない冷却水の蓄熱タンク３１０への回収が完了してから、調整弁４３０Ａにラジエータ４００に冷却水が通過する経路を形成するように指示する。
【００７５】
図７は、実施の形態２においてエンジンＥＣＵ１０００で実行されるプログラムの制御構造を示したフローチャートである。このフローチャートはエンジン制御のメインルーチンから一定時間ごとまたは所定の条件が成立するごとに読出されて実行される。
【００７６】
図６、図７を参照して、処理が開始されると、ステップＳ１１においてエンジンの始動時か否かが判断される。たとえば、イグニッションキースイッチやパワースイッチがオンされた場合などに始動時であると判断される。
【００７７】
ステップＳ１１において始動時であると判断された場合にはステップＳ１２に処理が進み、始動時ではないと判断された場合にはステップＳ１６に処理が進む。
【００７８】
ステップＳ１２〜Ｓ１５では、始動時においてエンジンの燃焼室を蓄熱タンク３１０に貯蔵されていた温水によって予熱するための処理が行なわれる。
【００７９】
まずステップＳ１２において、エンジンＥＣＵ１０００は三方弁６００に対してポートＡとポートＢとを連通状態にするように制御信号を送信する。これにより蓄熱タンク３１０からヘッド１００に至る経路が形成される。ステップＳ１２の処理が終了すると処理はステップＳ１３に進む。
【００８０】
ステップＳ１３では、エンジンＥＣＵ１０００は電子制御弁である調整弁４３０Ａに対してバイパス通路４１０を選択するように指示する。これによりラジエータ４００の影響を受けずにヘッド１００の予熱が可能となる。
【００８１】
ステップＳ１４では、エンジンＥＣＵ１０００は電動式ウォータポンプ３００を駆動するモータに対して駆動指令を出力する。このとき、エンジンＥＣＵ１０００は、電動式ウォータポンプ３００を駆動するモータの制御デューティ、電圧または通電時間を制御して電動式ウォータポンプ３００から吐出される総冷却水量を制御する。そして、蓄熱タンク３１０に貯蔵されていた温水が吐出され、これによりヘッド１００およびシリンダブロック１１０が予熱される。代わりに冷えていたヘッド１００およびシリンダブロック１１０中の冷却水は蓄熱タンク３１０に取込まれる。
【００８２】
蓄熱タンク３１０から吐出された温水は図３の経路Ｐ３を通ってヘッド１００およびシリンダブロック１１０のウォータジャケットスペース（Ｗ／Ｊスペーサ）に注入される。そして冷却水は図３の経路Ｐ１を逆流する。経路Ｐ１はエンジン停止時においては機械式ウォータポンプ２００が停止しており、冷却水は逆流が可能である。
【００８３】
また、調整弁４３０Ａは、エンジンＥＣＵ１０００からの指示によってバイパス通路４１０を選択している。したがって、経路Ｐ５を経由しても冷却水は流れる。そして、冷却水は経路Ｐ４を通り、ヘッド１００、シリンダブロック１１０およびバイパス通路４１０から押出された冷水が蓄熱タンク３１０に取込まれる。
【００８４】
ステップＳ１４においてヘッド１００およびシリンダブロック１１０が予熱され、蓄熱タンク３１０中の冷却水の入換えが終了すると処理はステップＳ１５に進む。ステップＳ１５ではエンジンＥＣＵ１０００は電動式ウォータポンプ３００の駆動を停止させる。そしてエンジンＥＣＵ１０００は、蓄熱フラグを１から０に書き換える。
【００８５】
ステップＳ１５が終了すると処理はステップＳ２１に進み、制御がメインルーチンに戻る。
【００８６】
一方、ステップＳ１１において始動時ではないと判断されステップＳ１６に処理が進んだ場合には、エンジンＥＣＵ１０００は、まず蓄熱フラグが０か否かを判断する。
【００８７】
蓄熱フラグが１である場合には、温水を取込む必要がないので、ステップＳ２１に処理が進み制御はメインルーチンに戻る。
【００８８】
蓄熱フラグが０である場合には、エンジン水温センサ１２０の出力を取込み、ヘッド１００部分の冷却水温が所定の温度Ｔ１を超えたか否かを判断する。ステップＳ１６においてＴ＞Ｔ１が成立する場合にはステップＳ１７に進む。一方ステップＳ１６においてＴ＞Ｔ１が成立しない場合にはステップＳ２１に処理が進み制御はメインルーチンに戻る。
【００８９】
ステップＳ１７〜Ｓ２０では、蓄熱タンク３１０に熱せられた冷却水を回収するための処理が行なわれる。
【００９０】
まずステップＳ１７において、エンジンＥＣＵ１０００は三方弁６００に対してポートＡとポートＢとを連通状態にするように制御信号を送信する。これにより蓄熱タンク３１０からヘッド１００に至る経路が形成される。ステップＳ１７の処理が終了すると処理はステップＳ１８に進む。
【００９１】
ステップＳ１８では、エンジンＥＣＵ１０００は、電動式ウォータポンプ３００を駆動するモータに対して駆動指令を出力する。このとき、エンジンＥＣＵ１０００は、電動式ウォータポンプ３００を駆動するモータの制御デューティ、電圧または通電時間を制御して電動式ウォータポンプ３００から吐出される送冷却水量を制御する。蓄熱タンク３１０に貯蔵されていた冷却水が排出される。このときステップＳ１２〜Ｓ１５の予熱処理が行なわれてから初めて温度Ｔ１に到達した場合は、調整弁４３０Ａは、通常はバイパス通路を選択している。
【００９２】
後にステップＳ２０で調整弁４３０Ａに対して切換えを行なう前に電動式ウォータポンプ３００の駆動を行なうことにより、バイパス通路からラジエータへの切換えが発生する直前の状態で蓄熱タンク３１０の貯蔵する冷却水の入換えを行なうことができる。これにより、ラジエータ４００における放熱の影響を受ける前に温水を早期に取り入れることができる。
【００９３】
そして、蓄熱タンク３１０から排出された冷却水の代わりに、ヘッド１００からの温水がバイパス通路４１０および電動式ウォータポンプ３００を経由して蓄熱タンク３１０に回収される。
【００９４】
図３に示すように、蓄熱タンク３１０内の冷却水は経路Ｐ３を通ってヘッド１００に流入する。ヘッド１００から押し出された温水は経路Ｐ５を通りその一部は経路Ｐ１でヘッド１００に戻るが、他の部分は経路Ｐ４によって蓄熱タンク３１０に回収される。
【００９５】
ステップＳ１８において温水の蓄熱タンクへの取込が終了すると、処理はステップＳ１９に進む。ステップＳ１９ではエンジンＥＣＵ１０００は、電動式ウォータポンプ３００の駆動を停止する。そしてエンジンＥＣＵ１０００は、蓄熱フラグを０から１に書き換える。
【００９６】
ステップＳ１９が終了すると、処理はステップＳ２０に進む。ステップＳ２０では、エンジンＥＣＵ１０００は、電子制御弁である調整弁４３０Ａの選択をバイパス通路４１０からラジエータ４００に切換える。これにより、以降ヘッド１００を通過した冷却水はラジエータ４００によって冷却される。その後処理はステップＳ２１に進み、制御がメインルーチンに戻る。
【００９７】
実施の形態２においても、実施の形態１と同様に、より高い温度の冷却水を蓄熱タンクに回収することが可能となる。
【００９８】
［実施の形態３］
図８は、図２に共通して使用できる他の蓄熱システムの制御ブロック図である。
【００９９】
図８に示すように、この蓄熱システムも、実施の形態１と同様、エンジンＥＣＵ１０００により制御される。図１に示す制御ブロック図と異なる点は、三方弁６１０である。
【０１００】
この三方弁６１０は、実施の形態１において説明した図１の三方弁６００と同じ機能を有するが、その配置される位置が異なる。図１では、三方弁６００はヒータコア５００とヘッド１００との間に設けられ蓄熱タンク３１０の出口につながる通路が接続されていた。これに対し、図８の場合は、蓄熱タンク出口はシリンダブロック１１０に設けられた通路に接続され、三方弁６１０は、ヒータコア５００から機械式ウォータポンプ２００に至る経路上の電動式ウォータポンプ３００への分岐点に配置されている。
【０１０１】
このような図８に示す蓄熱システムにおいても、図２に示すフローチャートにより表わされるプログラムをエンジンＥＣＵ１０００により実行することにより、同様に、より高い温度の冷却水を蓄熱タンクに回収することが可能となる。
【０１０２】
また、図８の調整弁４３０を、電子制御弁である調整弁４３０Ａに置換えて図７の制御を行なっても同様な効果が得られる。
【０１０３】
以上説明したように、本実施の形態においては、ラジエータ４００とバイパス通路４１０とが並列に接続される構成を有する蓄熱システムにおいてこの切換を行なう調整弁の作動の直前において蓄熱タンク３１０に温水を回収する。これによりラジエータ４００中に保持されていた温度の低い冷却水が混入することなく、またラジエータ４００による冷却水の冷却が行なわれることなく蓄熱タンク３１０に温水を回収できる。したがって、より高い温度の冷却水を蓄熱タンク３１０に回収することができるので、エンジン停止後から長時間経過した後にエンジンを始動させる場合においてもエンジンの予熱が良好に行なわれる。
【０１０４】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】本実施の形態に係る制御装置の制御対象である蓄熱システムの制御ブロック図である。
【図２】図１のエンジンＥＣＵ１０００で実行されるプログラムの制御構造を示したフローチャートである。
【図３】蓄熱システムにおける冷却水の流れを説明するための図である。
【図４】電動式ウォータポンプ３００を駆動せずに温水回収を行なう場合の冷却水の流れを説明するための図である。
【図５】本発明が適用された蓄熱システムによるヘッド部分の冷却水の温度変化を説明するための図である。
【図６】実施の形態２に係る制御装置の制御対象である蓄熱システムの制御ブロック図である。
【図７】実施の形態２においてエンジンＥＣＵ１０００で実行されるプログラムの制御構造を示したフローチャートである。
【図８】図２に共通して使用できる他の蓄熱システムの制御ブロック図である。
【符号の説明】
【０１０６】
１００  ヘッド、１１０  シリンダブロック、１２０  エンジン水温センサ、１３０  回転数センサ、１４０  吸気量センサ、２００  機械式ウォータポンプ、３００  電動式ウォータポンプ、３１０  蓄熱タンク、３２０  蓄熱タンク温度センサ、４００  ラジエータ、４１０  ラジエータバイパス通路、４２０  ラジエータ水温センサ、４３０，４３０Ａ  調整弁、５００  ヒータコア、６００，６１０  三方弁、Ａ〜Ｃ  ポート、１０００  エンジンＥＣＵ、Ｐ１〜Ｐ５  経路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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