(57)【要約】【課題】暖機行程および蓄熱行程の進行状態を容易に認識可能な暖機促進システムを提供する。【解決手段】本発明による暖機促進システムは、暖機行程および蓄熱行程の進行状態を示すグラフィックをディスプレイに表示する。進行状態を色の変化で表現することにより、運転者は容易に暖機促進システムの作動状況を認識することができる。また暖機促進システムの作動状況に合わせてグラフィックが変化するため、運転者は楽しみながら暖機行程の終了を待つことができる。【選択図】　　　　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
機関始動前に内燃機関を暖機するために用いる流体を供給するための高温流体供給部と、
前記内燃機関の暖機行程中、前記高温流体供給部における流体を前記内燃機関に供給するポンプと、
前記内燃機関の暖機行程中、その暖機行程の進行状態を図形にて表示せしめる制御部と、
を備えることを特徴とする暖機促進システム。
【請求項２】
前記高温流体供給部における流体の温度を検出する第１センサと、
前記内燃機関における流体の温度を検出する第２センサとをさらに備え、
前記制御部は、第１センサおよび第２センサの検出結果を用いて流体の流量を計算し、その流量を図形に反映することを特徴とする請求項１に記載の暖機促進システム。
【請求項３】
内燃機関において温められた流体を流通させるポンプと、
前記内燃機関から流通される流体を貯留して熱を蓄える蓄熱タンクと、
前記蓄熱タンクの蓄熱行程中、その蓄熱行程の進行状態を図形にて表示せしめる制御部と、
を備えることを特徴とする暖機促進システム。
【請求項４】
前記蓄熱タンクに貯留される流体の温度を検出する第１センサと、
前記内燃機関における流体の温度を検出する第２センサとをさらに備え、
前記制御部は、第１センサおよび第２センサの検出結果を用いて流体の流量を計算し、その流量を図形に反映することを特徴とする請求項３に記載の暖機促進システム。
【請求項５】
前記制御部は進行状態を、色の変化により表現することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の暖機促進システム。
【請求項６】
前記内燃機関における流体の温度を検出するセンサをさらに備え、
前記内燃機関の暖機中、前記制御部は、前記センサの検出結果を図形に反映することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の暖機促進システム。
【請求項７】
前回の機関停止時からの時間を計測するタイマをさらに備え、
前記制御部は、計測した時間をもとに図形の初期状態を設定することを特徴とする請求項１または２に記載の暖機促進システム。
【請求項８】
前記制御部は、進行状態を示す図形を、ハイブリッド車搭載のモニターと同一画面に表示させることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の暖機促進システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、暖機促進システムに関し、特に内燃機関の蓄熱および暖機などを行う蓄熱システムを含む暖機促進システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等の車両に搭載される内燃機関は、気筒内に噴射する燃料を細かな霧状にして良好な燃焼状態を実現し、排気エミッションの悪化を抑制する。機関温度が低い状態では燃料を十分に微粒化することが難しく、微粒化を促進するため機関始動前に内燃機関を暖機する技術が知られている。この技術では、機関運転中に内燃機関で温められた冷却水を蓄熱タンクに貯留しておき、この貯留された温水を次回の機関始動前に内燃機関に供給することにより内燃機関を暖機する。
【０００３】
ところで、暖機行程は運転者の意志とは無関係に実行される。そのため、暖機行程が開始すると、機関始動を待ってもらうために、運転者に暖機実行中である旨を通知する技術が提案されている。従来の方法は、暖機実行中にインジケータパネルのランプを点灯させ、また暖機完了までの残り時間を表示する（例えば、特許文献１参照。）。また蓄熱システムではないが、車両用システムの稼動状態を示すものとしてディスプレイにハイブリッド車両のエネルギーフローを表示するものもある（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−８９４２４号公報（第８図、第１２図）
【特許文献２】
特開平９−１０７６０１号公報（第３図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に開示される通知方法は、暖機実行中であることを通知するための一つの有効なアプローチと考えられる。しかしながら、この方法によると、ランプの点灯や残り時間の表示により運転者は暖機実行中であることを認識できるが、暖機行程の状況を知ることはできない。一方、特許文献２に開示されるエネルギーフローは、ハイブリッド車両の駆動系の状態を運転者に認識させることを目的とし、機関始動時における排気エミッションの悪化防止などの環境に対する運転者の意識を向上させる効果はない。
【０００６】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、暖機行程や、温水を貯留する蓄熱行程において、蓄熱タンクなどの作動状況を容易に認識できる暖機促進システムを提供することにある。また本発明の目的は、環境保全についてのインセンティブを運転者に与える暖機促進システムを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を実現するために、本発明の一つの態様は、機関始動前に内燃機関を暖機するために用いる流体を供給するための高温流体供給部と、内燃機関の暖機行程中、高温流体供給部における流体を内燃機関に供給するポンプと、暖機行程の進行状態を図形にて表示せしめる制御部とを備える暖機促進システムを提供する。ここで流体は、液体や気体を含む。高温流体供給部は、高温の流体を貯留する蓄熱タンクであってもよく、また冷却水を加熱する加熱バーナであってもよい。この態様の暖機促進システムによると、運転者は暖機行程の進行状態を直観的に理解できる。この暖機促進システムは、高温流体供給部における流体の温度を検出する第１センサと、内燃機関における流体の温度を検出する第２センサとをさらに備え、制御部が、第１センサおよび第２センサの検出結果を用いて流体の流量を計算し、その流量を図形に反映してもよい。
【０００８】
本発明の別の態様は、内燃機関において温められた流体を流通させるポンプと、内燃機関から流通される流体を貯留して熱を蓄える蓄熱タンクと、蓄熱タンクの蓄熱行程中、その蓄熱行程の進行状態を図形にて表示せしめる制御部とを備える暖機促進システムを提供する。ポンプは電動式または機械式であってよく、温められた流体を内燃機関の冷却水循環系において流通させるものであればよい。この態様の暖機促進システムによると、運転者は、蓄熱システムの作動状況を直観的に理解できる。この暖機促進システムは、蓄熱タンクに貯留される流体の温度を検出する第１センサと、内燃機関における流体の温度を検出する第２センサとをさらに備え、制御部は、第１センサおよび第２センサの検出結果を用いて流体の流量を計算し、その流量を図形に反映してもよい。
【０００９】
制御部は暖機行程または蓄熱行程の進行状態を、色の変化により表現してもよい。色を変化させることにより、運転者が、進行状態を一層容易に認識できるようになる。
【００１０】
暖機促進システムは、内燃機関における流体の温度を検出するセンサをさらに備え、暖機行程中、制御部は、センサの検出結果を図形に反映してもよい。また、暖機行程の終了時、制御部は、終了したことを示す図形を表示させてもよい。このとき制御部は、図形とともに終了を通知するテキストを表示させてもよい。蓄熱システムは前回の機関停止時からの時間を計測するタイマをさらに備え、制御部は、計測した時間をもとに図形の初期状態を設定してもよい。また制御部は、進行状態を示す図形を、ハイブリッド車搭載のモニターと同一画面に表示させてもよい。なお、ハイブリッド車は、内燃機関とモータとを切り換え又は併用して駆動動力源とする車両を意味し、ハイブリッド車搭載のモニターには、暖機行程または蓄熱行程の進行状態とともに、エネルギーフローなどの運転状態が表示される。
以上の各構成を方法またはプログラムとして表現したものも、本発明として有効である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の形態に係る内燃機関１とその冷却水循環系の概略構成を示す。この内燃機関１は車両に設けられ、電動機と組み合わされてハイブリッド駆動装置を構成してもよい。冷却水循環系は、内燃機関１を冷却する機関冷却システムとして機能するだけでなく、内燃機関１により温められた冷却水を蓄える蓄熱システム、および車内を暖房するヒータシステムとしても機能する。ここでは、本実施の形態に係る暖機促進システムとして、蓄熱タンク１７を備えた蓄熱システムを示す。冷却水循環系として図示される個々の構成は、各システムの構成要素として適宜その役割を担う。
【００１２】
冷却水の流路は、電子制御装置（以下、ＥＣＵと表記する）３０により制御される。ＥＣＵ３０は、図示のごとく単一の構成であってもよいが、空調などの用途にそれぞれ特化した複数の構成として存在してもよい。
【００１３】
内燃機関１はその内部に冷却水通路２を有し、冷却水通路２の上流側は循環ポンプ３の吐出口に接続される。一般に循環ポンプ３は機械式で、内燃機関１のクランクシャフト（図示せず）によって駆動される。なお、循環ポンプ３の構造は任意に定めることができ、冷却水の循環効率の観点から電動式に構成されてもよい。機関冷却システムは、循環ポンプ３およびラジエータ５を含んで構成される。サーモスタット弁８は、冷却水温度に応じて循環ポンプ３の吸込み口の接続先を切り換える。冷却水温度が所定値以上のとき、サーモスタット弁８は循環ポンプ３の吸込み口をラジエータ戻し管路６に接続する。このとき冷却水は、循環ポンプ３から冷却水通路２、ラジエータ導入管路４、ラジエータ５、ラジエータ戻し管路６およびポンプ導入管路７を通る流路を循環する。なお、吸気絞り弁２１のケーシングが分岐管路２０に設けられており、高温の冷却水により温められる。一方、冷却水温度が低いときは、サーモスタット弁８が循環ポンプ３の吸込み口をバイパス管路９に接続し、冷却水が循環ポンプ３から冷却水通路２、バイパス管路９およびポンプ導入管路７を通る流路を循環する。
【００１４】
蓄熱システムは、蓄熱タンク１７および蓄熱用ポンプ１８を含んで構成される。蓄熱用ポンプ１８は、電動式であることが好ましい。蓄熱タンク１７の入口が、温水回収管路２３、第１共通管路１６を経て内燃機関１側に連結し、また出口が温水排出管路２２、三方向切換弁１３、第２共通管路１２を経て内燃機関１側に連結する。機関水温センサ１０が冷却水通路２の冷却水温度を検出し、蓄熱水温センサ１９が蓄熱タンク１７の出口付近の冷却水温度を検出する。検出結果はＥＣＵ３０に伝達される。
【００１５】
冷却水通路２の冷却水温度が所定値を超えると、ＥＣＵ３０は三方向切換弁１３を制御して第２共通管路１２、ヒータ用管路１４および温水排出管路２２を連通させて全通状態とし、蓄熱用ポンプ１８を作動する。冷却水通路２で温められた冷却水は、ラジエータ導入管路４、ラジエータ５、ラジエータ戻し管路６、第１共通管路１６および温水回収管路２３を通って蓄熱タンク１７に貯留される。蓄熱タンク１７に温水を貯留する行程を「蓄熱行程」と呼ぶ。温水の回収流路は、これに限定するものではなく、例えばラジエータ５を通らない流路を新たに設けてもよい。
【００１６】
内燃機関１の始動時、内燃機関１を温めるために、蓄熱タンク１７に貯留した温水を、温水排出管路２２および第２共通管路１２を経て内燃機関１に供給する。このときＥＣＵ３０は、三方向切換弁１３を制御して温水排出管路２２および第２共通管路１２を連通させ、蓄熱用ポンプ１８を作動する。蓄熱タンク１７に貯留した温水を内燃機関１に供給する行程を「暖機行程」と呼ぶ。温水は、内燃機関１のシリンダヘッド部に供給されて、吸気ポートまたは燃焼室を優先的に暖機することが好ましい。
【００１７】
ヒータシステムは、ヒータ１１およびヒータ用ポンプ１５を含んで構成される。ヒータ用ポンプ１５は、例えばハイブリッド車のように内燃機関１が自律的に一時停止する車両の場合に、電動ポンプとして設けられるのが好ましい。車内の暖房時、冷却水通路２において温められた冷却水を第２共通管路１２およびヒータ用管路１４を経てヒータ１１に供給する。このときＥＣＵ３０が、三方向切換弁１３を制御して第２共通管路１２およびヒータ用管路１４を連通させ、ヒータ用ポンプ１５を作動する。この冷却水は第１共通管路１６およびポンプ導入管路７を経て冷却水通路２に戻される。なお、内燃機関１の冷温時に車内を暖房する場合、ＥＣＵ３０が三方向切換弁１３を制御して温水排出管路２２とヒータ用管路１４を連通させ、蓄熱タンク１７に貯留された温水をヒータ１１に供給してもよい。内燃機関１の運転中は、循環ポンプ３により冷却水がヒータ１１に供給される。
【００１８】
本実施の形態における蓄熱システムは、暖機行程および蓄熱行程において、各行程の進行状態を示す図形（以下、「グラフィック」という）をディスプレイ２４に表示させる。ディスプレイ２４は、車両に搭載されるカーナビ用のディスプレイやエネルギーモニター用のディスプレイであってもよい。またタイマ２５は内燃機関１の停止後、次に始動するまでの時間を計測する。この計測時間は、グラフィックの初期状態の設定に用いられてもよい。
【００１９】
図２は、本実施の形態に係る蓄熱システムによるグラフィック表示制御のフローチャートを示す。この表示制御はＥＣＵ３０により実行される。ここでは、暖機行程におけるグラフィック表示制御を例にとる。
【００２０】
ＥＣＵ３０が運転者からの所定の操作を検知すると（Ｓ１０）、暖機行程が開始され（Ｓ１２）、蓄熱タンク１７に貯留された温水が内燃機関１に供給される。所定の操作は、運転者によるイグニションスイッチのオンであってもよく、またイグニションキーの差込み、ドアのオープン、着席など、明示的と暗黙的とを問わず、内燃機関の始動に先立つ動作、または始動を示唆する動作であってもよい。
【００２１】
タイマ２５が前回の内燃機関停止時から現在までの時間を計測し、ＥＣＵ３０が、計測した時間をもとにグラフィックの初期状態を設定する（Ｓ１４）。蓄熱タンク１７の保温期間は有限であるため、それよりも長期間、内燃機関１を作動させない場合には、蓄熱タンク１７内の温水は既に冷えて外気温に等しくなっていることが推測される。したがって、保温期間内であれば蓄熱タンク１７に温水があることを示すグラフィックを生成し、保温期間を超える場合には、既に温水が存在しないことを示すグラフィックを生成してもよい。続いて、初期状態として設定したグラフィックをディスプレイ２４に表示する（Ｓ１６）。
【００２２】
既述のごとく、蓄熱水温センサ１９は、蓄熱タンク１７に貯留される水温を検出し、機関水温センサ１０は、内燃機関１における水温を検出する（Ｓ１８）。ＥＣＵ３０は、蓄熱水温センサ１９および機関水温センサ１０の検出結果を用いて温水の流量を計算する（Ｓ２０）。蓄熱水温センサ１９から機関水温センサ１０までの流路距離が既知であるため、蓄熱タンク１７出口付近の水温上昇と内燃機関１における水温上昇の遅延をもとに、流量を算出することができる。暖機行程を引き続き行う場合（Ｓ２２のＮ）、検出した温度および算出した流量をグラフィックに反映してディスプレイ２４に表示する（Ｓ１６）。このようにして暖機行程の進行状態をグラフィックに適宜反映し、蓄熱タンク１７の作動状況を運転者に知らせる。このとき、ＥＣＵ３０は、暖機行程の進行状態を、ディスプレイ２４に表示する色の変化で表現してもよい。色を変化させることにより、運転者は直観的に進行状態を把握できる。内燃機関１の温度が十分に高くなったとき、または蓄熱タンク１７に貯留した温水を全て内燃機関１に供給したとき（Ｓ２２のＹ）、暖機行程が終了する。蓄熱タンク１７内の温水を全て供給したか否かは、ＥＣＵ３０が、推定流量と経過時間から判断する。
【００２３】
蓄熱タンク１７内の全ての温水を供給しても、内燃機関１の温度が十分に高くなっていない場合、ＥＣＵ３０はそのことを運転者が認識できるようにグラフィックを生成してもよい。これを見た運転者はアクセルを注意してゆっくり開け、排気エミッションを悪化させないよう心がけることが期待される。このように、暖機行程の進行状態を運転者にグラフィカルに伝えることで、運転者は暖機行程の終了を予測でき、また環境に対する意識を向上させる効果も期待できる。
【００２４】
図３（ａ）〜（ｃ）は、暖機行程におけるディスプレイ２４の表示例を示す。この表示例では、左側に内燃機関１の温度状態を示し、右側に蓄熱タンク１７の温度状態を示す。内燃機関１の温度状態は、機関水温センサ１０の検出結果に基づいて表現される。この表示例では、高温を黒色、外気温を白色で表現し、その中間温度については、黒色と白色の中間色で表現する。蓄熱タンク１７の温度状態は、貯留した温水の排出量に基づいて表現される。この表示例では、残存する温水量と排出した温水量を境界線および色で表現する。暖機行程開始時は、蓄熱タンク１７の温度状態が黒色で表現され、全ての温水を排出すると白色で表現される。内燃機関１と蓄熱タンク１７のグラフィックの中央にある矢印の向きは、熱量の移動方向を示す。
【００２５】
図３（ａ）は、暖機行程の開始時におけるグラフィックを示す。この例では、暖機行程の開始時、蓄熱タンク１７に高温の温水がフルに充填されており、内燃機関１の温度は外気温とする。このとき内燃機関１の温度状態が白色で表現され、蓄熱タンク１７の温度状態が黒色で表現される。図３（ｂ）は、暖機行程中のグラフィックを示す。内燃機関１の温度状態が温度に応じた色で表現され、蓄熱タンク１７の温度状態が境界線と色とで表現される。ここでは、シリンダヘッド部から暖機されることに対応して、内燃機関１の上方から下方にかけて黒色から白色のグラデーションをつける。図３（ｃ）は、暖機行程終了時におけるグラフィックを示す。この例では、内燃機関１が十分に暖機されたため、内燃機関１の温度状態が黒色で表現され、また蓄熱タンク１７の温水が全て排出されたため、蓄熱タンク１７の温度状態が白色で表現される。なお、暖機行程終了時において、蓄熱タンク１７の温水を全て使い切らずに内燃機関１が十分に暖機される場合には、蓄熱タンク１７に温水が残存していることを表現してもよい。また、蓄熱タンク１７の温水を全て使い切っても内燃機関１が十分に暖機されていない場合には、内燃機関１の温度状態を中間色やグラデーションで表現してもよい。
【００２６】
グラフィックの表示方法については様々な変形例が考えられる。例えば図３（ａ）に示す初期状態において、外気が暖かく、内燃機関１もある程度温められている場合には、内燃機関１の温度状態をその温度に応じた色で表現してもよい。また、蓄熱タンク１７の温度状態が、温水の排出量ではなく、温水の熱量により表現されてもよい。例えば、内燃機関１の運転停止状態が長期間にわたる場合には、蓄熱タンク１７内に温水が存在しないことが推測されるため、蓄熱タンク１７の温度状態が白色で表現されてもよい。なお、実際の蓄熱システムでは、使用する色は白と黒に限らず、他の配色を施してもよい。例えば温められた状態は暖色、冷たい状態は寒色で表現してもよい。ただし暖色であっても赤色のように危険または警告を示す色は避けてもよい。また図３（ａ）〜（ｃ）において、内燃機関１と蓄熱タンク１７のグラフィックを並べて表示させたが、別の例では、一方のグラフィックのみをディスプレイ２４に表示させてもよい。
【００２７】
以上、暖機行程におけるグラフィック表示方法について説明したが、蓄熱行程においても同様の方法でグラフィックを表示する。図４（ａ）〜（ｃ）は、蓄熱行程におけるディスプレイ２４の表示例を示す。
【００２８】
図４（ａ）は、蓄熱行程の開始時におけるグラフィックを示す。蓄熱行程は、内燃機関１の冷却水温度が十分に高いときに実行されるため、蓄熱行程中、内燃機関１の温度状態は常に黒色で表現される。この例では蓄熱タンク１７に温水が貯留されていないものとし、蓄熱タンク１７の温度状態が白色で表現される。図４（ｂ）は、蓄熱行程中のグラフィックを示す。蓄熱タンク１７に温水が供給され、その温度状態が温水の回収量として境界線と色とで表現される。図４（ｃ）は、蓄熱行程終了時におけるグラフィックを示す。蓄熱タンク１７に温水がフルに充填された状態が示される。このように、蓄熱行程の進行状態をグラフィカルに表示することにより、運転者は、蓄熱システムの作動状況を認識することができる。
【００２９】
以上、実施の形態をもとに本発明を説明した。なお本発明はこの実施の形態に限定されることなく、そのさまざまな変形例もまた、本発明の態様として有効である。なお、本発明の暖機促進システムを、蓄熱タンク１７を備えた蓄熱システムとして例示したが、蓄熱タンク１７の代わりに冷却水を適宜加熱するためのバーナを備えてもよく、また蓄熱タンク１７および加熱バーナの双方を備えて内燃機関１の暖機を促進する構成であってもよい。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によると、暖機行程および蓄熱行程の進行状態をグラフィカルに表示する暖機促進システムを実現することができる。この暖機促進システムにより、運転者は暖機行程および蓄熱行程の進行状態をリアルタイムで把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態に係る内燃機関とその冷却水循環系の概略構成を示す図である。
【図２】実施の形態に係る蓄熱システムによるグラフィック表示制御のフローチャートである。
【図３】（ａ）は、暖機行程の開始時におけるグラフィックを示す図であり、（ｂ）は、暖機行程中のグラフィックを示す図であり、（ｃ）は、暖機行程終了時におけるグラフィックを示す図である。
【図４】（ａ）は、蓄熱行程の開始時におけるグラフィックを示す図であり、（ｂ）は、蓄熱行程中のグラフィックを示す図であり、（ｃ）は、蓄熱行程終了時におけるグラフィックを示す図である。
【符号の説明】
１・・・内燃機関、２・・・冷却水通路、３・・・循環ポンプ、１０・・・機関水温センサ、１１・・・ヒータ、１３・・・三方向切換弁、１７・・・蓄熱タンク、１８・・・蓄熱用ポンプ、１９・・・蓄熱水温センサ、２４・・・ディスプレイ、２５・・・タイマ、３０・・・ＥＣＵ。
【図１】
2004132329.tif 000003
【図２】
2004132329.tif 000004
【図３】
2004132329.tif 000005
【図４】
2004132329.tif 000006