(57)【要約】【課題】  本発明は、蓄熱装置を備えた内燃機関において、その始動をより好適に行うことが可能な技術を提供することを課題とする。【解決手段】  熱媒体を保温状態で保持する蓄熱容器と、内燃機関の温度を検出する機関温度検出手段と、を備え、内燃機関の始動時に、機関温度検出手段によって検出された内燃機関の温度に基づいて蓄熱容器に保持された高温の熱媒体の循環経路を切り換える（Ｓ１０１，Ｓ１０２，Ｓ１０３）ことで、シリンダヘッドとシリンダブロックとのいずれかを優先的に暖機する。【選択図】  図４
2005194910.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱媒体を保温状態で保持する蓄熱容器と、
内燃機関の温度を検出する機関温度検出手段と、
前記蓄熱容器と前記内燃機関のシリンダヘッドと前記内燃機関のシリンダブロックとを介して熱媒体が循環する熱媒体循環通路と、
前記内燃機関の始動時に、前記機関温度検出手段によって検出された前記内燃機関の温度が規定温度より高いときは、前記蓄熱容器に保持された高温の熱媒体が前記シリンダヘッドから前記シリンダブロックの順に流れるように該熱媒体を前記熱媒体循環通路に循環させ、前記内燃機関の始動時に、前記機関温度検出手段によって検出された前記内燃機関の温度が前記規定温度以下のときは、前記蓄熱容器に保持された高温の熱媒体が前記シリンダブロックから前記シリンダヘッドの順に流れるように該熱媒体を前記熱媒体循環通路に循環させる熱媒体循環切換手段と、
を備えることを特徴とする蓄熱装置を備えた内燃機関。
【請求項２】
熱媒体を保温状態で保持する蓄熱容器と、
内燃機関の温度を検出する機関温度検出手段と、
前記蓄熱容器と前記内燃機関のシリンダヘッドとを介して熱媒体が循環するヘッド側熱媒体通路と、
前記蓄熱容器と前記内燃機関のシリンダブロックとを介して熱媒体が循環するブロック側熱媒体通路と、
前記内燃機関の始動時に、前記機関温度検出手段によって検出された前記内燃機関の温度が規定温度より高いときは、前記蓄熱容器に保持された高温の熱媒体を前記ヘッド側熱媒体通路に循環させ、前記内燃機関の始動時に、前記機関温度検出手段によって検出された前記内燃機関の温度が規定温度以下のときは、前記蓄熱容器に保持された高温の熱媒体を前記ブロック側熱媒体通路に循環させる熱媒体循環切換手段と、
を備えることを特徴とする蓄熱装置を備えた内燃機関。
【請求項３】
前記熱媒体循環通路は、
前記蓄熱容器における熱媒体の出口に一端が接続された出口接続通路と、
前記蓄熱容器における熱媒体の入口に一端が接続された入口接続通路と、
前記シリンダヘッドに一端が接続されたヘッド接続通路と、
前記シリンダブロックに一端が接続されたブロック接続通路と、を有し、
前記熱媒体循環切換手段は、
前記ヘッド接続通路の他端または前記ブロック接続通路の他端のいずれかに選択的に前記出口接続通路の他端を連通すると共に、前記ヘッド接続通路の他端または前記ブロック接続通路の他端のうち前記出口側接続通路の他端と連通していない方に前記入口接続通路の他端を連通する連通切換手段を有し、
さらに、前記熱媒体循環切換手段は、
前記連通切換手段によって、前記出口接続通路の他端と前記ヘッド接続通路の他端とを連通し、且つ、前記入口接続通路の他端と前記ブロック接続通路の他端とを連通することで、前記蓄熱容器に保持された高温の熱媒体が前記シリンダヘッドから前記シリンダブロックの順に流れるように該熱媒体を前記熱媒体循環通路に循環させ、また、前記連通切換手段によって、前記出口接続通路の他端と前記ブロック接続通路の他端とを連通し、且つ、前記入口接続通路の他端と前記ヘッド接続通路の他端とを連通することで、前記蓄熱容器に保持された高温の熱媒体が前記シリンダブロックから前記シリンダヘッドの順に流れるように該熱媒体を前記熱媒体循環通路に循環させることを特徴とする請求項１記載の蓄熱装置を備えた内燃機関。
【請求項４】
前記熱媒体循環切換手段は、
前記熱媒体循環通路に熱媒体を圧送し且つ該熱媒体の圧送方向を変更可能な圧送手段を有し、
さらに、前記熱媒体循環切換手段は、該圧送手段による熱媒体の圧送方向を変更することで、前記熱媒体循環通路における熱媒体の循環方向を切り換えることを特徴とする請求項１記載の蓄熱装置を備えた内燃機関。
【請求項５】
前記熱媒体循環切換手段は、
前記熱媒体循環通路において前記シリンダヘッドから前記シリンダブロックの順に熱媒体が流れる方向に該熱媒体を圧送する第１圧送手段と、
前記熱媒体循環通路において前記シリンダブロックから前記シリンダヘッドの順に熱媒体が流れる方向に該熱媒体を圧送する第２圧送手段と、を有し、
さらに、前記熱媒体循環切換手段は、前記第１圧送手段と前記第２圧送手段とのいずれかを選択的に作動させることで、前記熱媒体循環通路における熱媒体の循環方向を切り換えることを特徴とする請求項１記載の蓄熱装置を備えた内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却水などの熱媒体を保温状態で保持することによって蓄熱する蓄熱装置を備えた内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
蓄熱装置を備えた内燃機関では、高温の熱媒体を保温状態で蓄熱容器に貯留し、この貯留された高温の熱媒体を内燃機関に供給することで該内燃機関の暖機を行っている。
【０００３】
このような蓄熱装置を備えた内燃機関においては、内燃機関の冷間始動時に、蓄熱容器に貯留された高温の熱媒体を該内燃機関の吸気ポート側ウォータジャケットに供給する技術が知られている（例えば、特許文献１。）。
【特許文献１】特開平５−２５６１３３号公報
【特許文献２】特開平６−２５５３４５号公報
【特許文献３】特開平６−１９３４４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のように、蓄熱装置を備えた内燃機関では、該内燃機関の始動時に、蓄熱容器に貯留された高温の熱媒体をシリンダヘッド側に供給することによって、シリンダヘッド側を優先的に暖機し排気特性の向上を図っている。
【０００５】
しかしながら、内燃機関の始動時において、シリンダとボア壁面とのフリクションが大きくなり、その始動が困難となる程、該内燃機関の温度が低い場合、シリンダブロック側の暖機をより早期に行う必要がある。
【０００６】
本発明は、上記問題を鑑みてなされたものであって、蓄熱装置を備えた内燃機関において、その始動をより好適に行うことが可能な技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
即ち、本発明は、内燃機関の始動時に、蓄熱容器に保持された高温の熱媒体の循環経路を該内燃機関の温度に基づいて切り換えることによって、シリンダヘッドとシリンダブロックとのいずれかを優先的に暖機するものである。
【０００８】
より詳しくは、第１の発明に係る蓄熱装置を備えた内燃機関は、
熱媒体を保温状態で保持する蓄熱容器と、
内燃機関の温度を検出する機関温度検出手段と、
前記蓄熱容器と前記内燃機関のシリンダヘッドと前記内燃機関のシリンダブロックとを介して熱媒体が循環する熱媒体循環通路と、
前記内燃機関の始動時に、前記機関温度検出手段によって検出された前記内燃機関の温度が規定温度より高いときは、前記蓄熱容器に保持された高温の熱媒体が前記シリンダヘッドから前記シリンダブロックの順に流れるように該熱媒体を前記熱媒体循環通路に循環させ、前記内燃機関の始動時に、前記機関温度検出手段によって検出された前記内燃機関の温度が前記規定温度以下のときは、前記蓄熱容器に保持された高温の熱媒体が前記シリンダブロックから前記シリンダヘッドの順に流れるように該熱媒体を前記熱媒体循環通路に循環させる熱媒体循環切換手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００９】
ここで、規定温度とは、内燃機関の始動が困難となる程、ピストンとボア壁面とのフリクションが大きくなる温度である。この規定温度は、実験等によって予め定められた温度である。
【００１０】
本発明によれば、内燃機関の始動時に、該内燃機関の温度が規定温度より高いときは、蓄熱容器に保持された高温の熱媒体がシリンダヘッドからシリンダブロックの順に流れる。その結果、シリンダヘッドが優先的に暖機されることになり、未燃成分の生成が抑制され、以て、内燃機関始動時の排気特性を向上させることが出来る。一方、内燃機関の始動時に、該内燃機関の温度が規定温度以下のときは、蓄熱容器に保持された高温の熱媒体がシリンダブロックからシリンダヘッドの順に流れる。その結果、シリンダブロックが優先的に暖機されることになるため、ピストンとボア壁面とのフリクションが低減され、以て、内燃機関の始動性を向上させることが出来る。
【００１１】
本発明において、熱媒体循環通路は、蓄熱容器における熱媒体の出口に一端が接続された出口接続通路と、蓄熱容器における熱媒体の入口に一端が接続された入口接続通路と、シリンダヘッドに一端が接続されたヘッド接続通路と、シリンダブロックに一端が接続されたブロック接続通路と、を有し、熱媒体循環切換手段は、ヘッド接続通路の他端またはブロック接続通路の他端のいずれかに選択的に出口接続通路の他端を連通すると共に、ヘッド接続通路の他端またはブロック接続通路の他端のうち出口側接続通路の他端と連通していない方に入口接続通路の他端を連通する連通切換手段を有する構成であっても良い。
【００１２】
この場合、熱媒体循環切換手段は、連通切換手段によって、出口接続通路の他端とヘッド接続通路の他端とを連通し、且つ、入口接続通路の他端とブロック接続通路の他端とを連通することで、蓄熱容器に保持された高温の熱媒体が前記シリンダヘッドから前記シリンダブロックの順に流れるように該熱媒体を熱媒体循環通路に循環させる。また、熱媒体循環切換手段は、連通切換手段によって、出口接続通路の他端とブロック接続通路の他端とを連通し、且つ、入口接続通路の他端とヘッド接続通路の他端とを連通することで、蓄熱容器に保持された高温の熱媒体がシリンダブロックからシリンダヘッドの順に流れるように該熱媒体を熱媒体循環通路に循環させる。
【００１３】
このような構成によれば、出口接続通路の他端とヘッド接続通路の他端とを連通することで、蓄熱容器に保持された高温の熱媒体がこれらの通路を介してシリンダヘッドに流入する。そして、入口接続通路の他端とブロック接続通路の他端とを連通することで、シリンダヘッドからシリンダブロックに流れた熱媒体がこれらの通路を介して蓄熱容器に戻る。一方、出口接続通路の他端とブロック接続通路の他端とを連通することで、蓄熱容器に保持された高温の熱媒体がこれらの通路を介してシリンダブロックに流入する。そして、入口接続通路の他端とヘッド接続通路の他端とを連通することで、シリンダブロックからシリンダヘッドに流れた熱媒体がこれらの通路を介して蓄熱容器に戻る。
【００１４】
このように、出口接続通路および入口接続通路とヘッド接続通路およびブロック接続通路との連通を切り換えることによって、熱媒体循環通路における熱媒体の循環方向を切り換えることが出来る。即ち、蓄熱容器に保持された高温の熱媒体を、シリンダヘッドからシリンダブロックの順に流すのか、シリンダブロックからシリンダヘッドの順に流すのかを切り換えることが出来る。
【００１５】
本発明において、熱媒体循環切換手段は、熱媒体循環通路に熱媒体を圧送し且つ該熱媒体の圧送方向を変更可能な圧送手段を有する構成でも良い。
【００１６】
この場合、熱媒体循環切換手段は、この圧送手段による熱媒体の圧送方向を変更することで、熱媒体循環通路における熱媒体の循環方向を切り換える。その結果、蓄熱容器に保持された高温の熱媒体を、シリンダヘッドからシリンダブロックの順に流すのか、シリンダブロックからシリンダヘッドの順に流すのかを切り換えることが出来る。
【００１７】
本発明では、熱媒体循環切換手段は、熱媒体循環通路においてシリンダヘッドからシリンダブロックの順に熱媒体が流れる方向に該熱媒体を圧送する第１圧送手段と、熱媒体循環通路においてシリンダブロックからシリンダヘッドの順に熱媒体が流れる方向に該熱媒体を圧送する第２圧送手段と、を有する構成でも良い。
【００１８】
この場合、熱媒体循環切換手段は、第１圧送手段と第２圧送手段とのいずれかを選択的に作動させることで、熱媒体循環通路における熱媒体の循環方向を切り換える。その結果、蓄熱容器に保持された高温の熱媒体を、シリンダヘッドからシリンダブロックの順に流すのか、シリンダブロックからシリンダヘッドの順に流すのかを切り換えることが出来る。
【００１９】
また、第２の発明に係る蓄熱装置を備えた内燃機関は、
熱媒体を保温状態で保持する蓄熱容器と、
内燃機関の温度を検出する機関温度検出手段と、
前記蓄熱容器と前記内燃機関のシリンダヘッドとを介して熱媒体が循環するヘッド側熱媒体通路と、
前記蓄熱容器と前記内燃機関のシリンダブロックとを介して熱媒体が循環するブロック側熱媒体通路と、
前記内燃機関の始動時に、前記機関温度検出手段によって検出された前記内燃機関の温度が規定温度より高いときは、前記蓄熱容器に保持された高温の熱媒体を前記ヘッド側熱媒体通路に循環させ、前記内燃機関の始動時に、前記機関温度検出手段によって検出された前記内燃機関の温度が規定温度以下のときは、前記蓄熱容器に保持された高温の熱媒体を前記ブロック側熱媒体通路に循環させる熱媒体循環切換手段と、
を備えることを特徴とする。
【００２０】
ここでの規定温度も、前記と同様、内燃機関の始動が困難となる程、ピストンとボア壁面とのフリクションが大きくなる温度であり、実験等によって予め定められた温度である。
【００２１】
本発明によれば、内燃機関の始動時に、該内燃機関の温度が規定温度より高いときは、蓄熱容器に保持された高温の熱媒体がシリンダヘッドのみを流れて循環することになる。そのため、シリンダヘッドが優先的に暖機されるため、未燃成分の生成が抑制され、以て、内燃機関始動時の排気特性を向上させることが出来る。一方、内燃機関の始動時に、該内燃機関の温度が規定温度以下のときは、蓄熱容器に保持された高温の熱媒体がシリンダブロックのみを流れて循環することになる。そのため、シリンダブロックが優先的に暖機されるため、ピストンとボア壁面とのフリクションが低減され、以て、内燃機関の始動性を向上させることが出来る。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係る蓄熱装置を備えた内燃機関によれば、内燃機関の始動時において、シリンダヘッドとシリンダブロックとのうち優先的に暖機すべき方を、より早期に暖機することが出来る。その結果、内燃機関の始動をより好適に行うことが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明に係る蓄熱装置を備えた内燃機関の実施の形態について図面に基づいて説
明する。
【実施例１】
【００２４】
＜内燃機関とその冷却水循環系の概略構成１＞
先ず、本発明に係る蓄熱装置を備えた内燃機関の実施例１について図１に基づいて説明する。図１は、本実施例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。
【００２５】
内燃機関１は、軽油を燃料とする圧縮着火式の内燃機関（ディーゼル機関）又はガソリンを燃料とする火花点火式の内燃機関（ガソリン機関）であり、自動車に搭載される機関である。
【００２６】
内燃機関１は、シリンダヘッド２とシリンダブロック３とを備えている。シリンダヘッド２とシリンダブロック３とには、本発明に係る熱媒体としての冷却水を流通させるためのヘッド冷却水路４とブロック冷却水路５とがそれぞれ形成さている。ヘッド冷却水路４にはヘッド接続通路１３の一端が接続されており、ブロック冷却水路５にはブロック接続通路１４の一端が接続されている。また、本実施例においては、ヘッド冷却水路４とブロック冷却水路５とは互いに連通している。
【００２７】
また、内燃機関１には、その冷却水循環系の一部として、蓄熱容器６が併設されている。この蓄熱容器６は冷却水を保温しつつ貯留する容器であって、内燃機関１の始動時には高温の冷却水を貯留している。本実施例に係る蓄熱容器６には、冷却水出口６ａと冷却水入口６ｂとが設けられている。そして、冷却水出口６ａには出口接続通路１１の一端が接続されており、冷却水入口６ｂには入口接続通路１２の一端が接続されている。この蓄熱容器６は、冷却水入口６ａから新規の冷却水が流入すると、それと入れ代わりに蓄熱容器６内に貯留されている冷却水を冷却水出口６ｂから排出するように構成されている。
【００２８】
ヘッド接続通路１３の他端、ブロック接続通路１４の他端、出口接続通路１１の他端および入口接続通路１２の他端はそれぞれ連通切換弁７に接続されている。
【００２９】
入口接続通路１２の途中にはウォーターポンプ８が設けられている。このウォーターポンプ８は、連通切換弁７側から蓄熱容器６側へ冷却水を圧送する。また、ブロック冷却水路５には、該ブロック冷却水路５内を流通する冷却水の温度に応じた電気信号を出力する水温センサ２１が設けられている。
【００３０】
このように構成された冷却水循環系には、当該冷却水循環系における冷却水の循環を制御するためにＥＣＵ２０が併設されている。このＥＣＵ２０には、水温センサ２１等の各種センサが電気的に接続されており、それらの出力信号がＥＣＵ２０へ入力されるようになっている。そして、ＥＣＵ２０は、水温センサ２１の出力値から内燃機関１の温度を推定する。さらに、ＥＣＵ２０には、連通切換弁７やウォーターポンプ８等が電気的に接続されており、ＥＣＵ２０によって、これらを制御することが可能となっている。
【００３１】
＜連通切換弁の概略構成＞
ここで、連通切換弁７の概略構成について図２，３に基づいて説明する。図２に示すように、連通切換弁７には、出口接続通路１１とブロック接続通路１４とを連通することが可能な第１弁通路７ａと、入口接続通路１２とヘッド接続通路１３とを連通することが可能な第２弁通路７ｂと、出口接続通路１１とヘッド接続通路１３とを接続することが可能な第３弁通路７ｃと、入口接続通路１２とブロック接続通路１４とを接続することが可能な第４弁通路７ｄと、がそれぞれ互いに連通することなく形成されている。
【００３２】
そして、図３の（ａ）に示すように、第１弁通路７ａによって出口接続通路１１とブロ
ック接続通路１４とが連通されたときには、第２弁通路７ｂによって入口接続通路１２とヘッド接続通路１３とが連通されるように、連通切換弁７において、第１弁通路７ａと第２弁通路７ｂとは、図２における上下方向にずれて交差するように形成されている。
【００３３】
また、連通切換弁７が、図３の（ａ）に示す位置から回転することで、図３の（ｂ）に示す位置となると、第３弁通路７ｃによって出口接続通路１１とヘッド接続通路１３とが連通されると同時に、第４弁通路７ｄによって入口接続通路１２とブロック接続通路１４とが連通されるように、連通切換弁７において、第３弁通路７ｃと第４弁通路７ｄとが形成されている。即ち、第３弁通路７ｃの出口接続通路１１との接続部と第４弁通路７ｄのブロック接続通路１４との接続部とは図２における上下方向において第１弁通路７ａと同じ高さに位置している。一方、第３弁通路７ｃのヘッド接続通路１３との接続部と第４弁通路７ｄの入口接続通路１２との接続部とは図２における上下方向において第２弁通路７ｂと同じ高さに位置している。さらに、第３弁通路７ｃと第４弁通路７ｄとは、隣り合った通路同士を連通するために、連通切換弁７において湾曲して形成されている。
【００３４】
尚、本実施例においては、図２に示すように、出口接続通路１１の中心軸とブロック接続通路１４の中心軸とは一直線上にあり、また、入口接続通路１２の中心軸とヘッド接続通路１３の中心軸とは一直線上にある。さらに、出口接続通路１１およびブロック接続通路１４の中心軸と入口接続通路１２およびヘッド接続通路１３の中心軸とは、連通切換弁７の上方から見て直交するようにそれぞれの通路が配置されている。
【００３５】
そして、第１弁通路７ａのブロック接続通路１４との接続部と第３弁通路７ｃのヘッド接続通路１３との接続部とは、連通切換弁７において、図２における上下方向に重なり合うように配置されている。また、第１弁通路７ａの出口接続通路１１との接続部と第４弁通路７ｄの入口接続通路１２との接続部とは、連通切換弁７において、図２における上下方向に重なり合うように配置されている。また、第３弁通路７ｃの出口接続通路１１との接続部と第２弁通路７ｂのヘッド接続通路１３との接続部とは、連通切換弁７において、図２における上下方向に重なり合うように配置されている。また、第４弁通路７ｄのブロック接続通路１４との接続部と第２弁通路７ｂの入口接続通路１２との接続部とは、連通切換弁７において、図２における上下方向に重なり合うように配置されている。
【００３６】
そのため、図３の（ａ）に示すような、第１弁通路７ａによって出口接続通路１１とブロック接続通路１４とが連通され、且つ、第２弁通路７ｂによって入口接続通路１２とヘッド接続通路１３とが連通された状態と、図３の（ｂ）に示すような、第３弁通路７ｃによって出口接続通路１１とヘッド接続通路１３とが連通され、且つ、第４弁通路７ｄによって入口接続通路１２とブロック接続通路１４とが連通された状態とを、連通切換弁７を９０°回転させることで切り換えることが出来る。
【００３７】
ただし、出口接続通路１１と入口接続通路１２とヘッド接続通路１３とブロック接続通路１４との中心軸の互いの位置関係、および、第１弁通路７ａのブロック接続通路１４との接続部と第３弁通路７ｃのヘッド接続通路１３との接続部との位置関係、第１弁通路７ａの出口接続通路１１との接続部と第４弁通路７ｄの入口接続通路１２との接続部との位置関係、第３弁通路７ｃの出口接続通路１１との接続部と第２弁通路７ｂのヘッド接続通路１３との接続部との位置関係、第４弁通路７ｄのブロック接続通路１４との接続部と第２弁通路７ｂの入口接続通路１２との接続部との位置関係は、上記に限られるものではない。また、各接続通路１１，１２，１３，１４の連通状態を切り換えるための連通切換弁７の回転角は、各接続通路１１，１２，１３，１４の位置関係、および各弁通路７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄの各接続通路１１，１２，１３，１４との接続部の位置関係に応じて決定される。
【００３８】
＜内燃機関始動時の連通切換弁制御ルーチン＞
次に、本実施例に係る内燃機関１の始動時の連通切換弁制御ルーチンについて図４に示すフローチャート図に基づいて説明する。本ルーチンは、内燃機関１が始動するときに実行されるルーチンであり、ＥＣＵ２０に予め記憶されている。
【００３９】
本ルーチンでは、ＥＣＵ２０は、先ず、Ｓ１０１において、内燃機関１の始動時の温度が規定温度以下であるか否かを判別する。ここで、規定温度とは、内燃機関１の始動が困難となる程、該内燃機関１のピストンとボア壁面とのフリクションが大きくなる温度である。この規定温度は、実験等によって予め定められた温度である。このＳ１０１において、肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ１０２に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ１０３に進む。
【００４０】
Ｓ１０２において、ＥＣＵ２０は、第１弁通路７ａによって出口接続通路１１とブロック接続通路１４とが連通し、且つ、第２弁通路７ｂによって入口接続通路１２とヘッド接続通路１３とが連通するように、連通切換弁７を制御する。連通切換弁７をこのように制御した後、ＥＣＵ２０は本ルーチンの実行を終了する。
【００４１】
一方、Ｓ１０３において、ＥＣＵ２０は、第３弁通路７ｃによって出口接続通路１１とヘッド接続通路１３とが連通され、且つ、第４弁通路７ｄによって入口接続通路１２とブロック接続通路１４とが連通されるように、連通切換弁７を制御する。連通切換弁７をこのように制御した後、ＥＣＵ２０は本ルーチンの実行を終了する。
【００４２】
本実施例では、ウォーターポンプ８によって冷却水は連通切換弁７側から蓄熱容器６側に圧送される。そのため、上記ルーチンのように連通切換弁７を制御すれば、内燃機関１の始動時に、該内燃機関１の温度が規定温度より高い場合、蓄熱容器６に貯留された高温の冷却水は、出口接続通路１１とヘッド接続通路１３とを介してヘッド冷却水路４に流入する。そして、その後、該冷却水はヘッド冷却水路４からブロック冷却水路５に流れ、ブロック接続通路１４と入口接続通路１２とを介して蓄熱容器６内に戻る。即ち、高温の冷却水がシリンダヘッド２からシリンダブロック３の順に流れるように該冷却水が循環する。一方、内燃機関１の始動時に、該内燃機関１の温度が規定温度以下である場合、蓄熱容器６に貯留された高温の冷却水は、出口接続通路１１とブロック接続通路１４とを介してブロック冷却水路５に流入する。そして、その後、該冷却水はブロック冷却水路５からヘッド冷却水路４に流れ、ヘッド接続通路１３と入口接続通路１２とを介して蓄熱容器６内に戻る。即ち、高温の冷却水がシリンダブロック３からシリンダヘッド２の順に流れるように循環する。
【００４３】
このように、実施例によれば、出口接続通路１１および入口接続通路１２とヘッド接続通路１３およびブロック接続通路１４との連通を切り換えることによって、蓄熱容器６に貯留された高温の冷却水を、シリンダヘッド２からシリンダブロック３の順に流すのか、シリンダブロック３からシリンダヘッド２の順に流すのかを切り換えることが出来る。
【００４４】
また、本実施例によれば、内燃機関１の始動時に、該内燃機関１の温度が規定温度より高いときは、蓄熱容器６に貯留された高温の冷却水がシリンダヘッド２からシリンダブロック３の順に流れる。その結果、シリンダヘッド２が優先的に暖機されることになるため、未燃成分の生成が抑制され、以て、内燃機関１の始動時の排気特性を向上させることが出来る。一方、内燃機関１の始動時に、該内燃機関１の温度が規定温度以下のときは、蓄熱容器６に貯留された高温の冷却水がシリンダブロック３からシリンダヘッド２の順に流れる。その結果、シリンダブロック３が優先的に暖機されることになるため、ピストンとボア壁面とのフリクションが低減され、以て、内燃機関１の始動性を向上させることが出来る。
【実施例２】
【００４５】
＜内燃機関とその冷却水循環系の概略構成２＞
次に、本発明に係る蓄熱装置を備えた内燃機関の実施例２について図５に基づいて説明する。図５は、本実施例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。尚、上述した実施例１に係る内燃機関とその冷却水循環系の概略構成と同様の構成には同じ参照番号を付しその説明を省略する。
【００４６】
本実施例において、内燃機関１には、その冷却水循環系の一部として、蓄熱容器１５が併設されている。この蓄熱容器１５は、前記と同様、冷却水を保温しつつ貯留する容器であって、内燃機関１の始動時には高温の冷却水を貯留している。本実施例に係る蓄熱容器１５には、第１冷却水出入口１５ａと第２冷却水出入口１５ｂとが設けられている。そして、この蓄熱容器１５は、冷却水出入口１５ａもしくは冷却水出入口１５ｂのいずれか一方から新規の冷却水が流入すると、それと入れ代わりに蓄熱容器１５内に貯留されている冷却水を冷却水出入口１５ａもしくは冷却水出入口１５ｂの他方から排出するように構成されている。
【００４７】
第１冷却水出入口１５ａは、第１接続通路１７によってヘッド冷却水路４と連通されている。一方、第２冷却水出入口１５ｂは、第２接続通路１８によってブロック冷却水路５と連通されている。
【００４８】
第２接続通路１８の途中には、冷却水の圧送方向を切り換えることが可能なウォーターポンプ１６が設けられている。即ち、このウォーターポンプ１６は、ブロック冷却水路５側から蓄熱容器１５側へ冷却水が流れる方向か、もしくは、蓄熱容器１５側からブロック冷却水路５側へ冷却水が流れる方向か、のいずれかの方向に選択的に冷却水を圧送する。本実施例に係るＥＣＵ２０には、このウォーターポンプ１６が電気的に接続されており、ＥＣＵ２０によって、これを制御することが可能となっている。
【００４９】
＜内燃機関始動時の冷却水圧送方向制御ルーチン＞
ここで、本実施例に係る内燃機関１の始動時のウォーターポンプ１６による冷却水圧送方向制御ルーチンについて図６に示すフローチャート図に基づいて説明する。本ルーチンは、内燃機関１が始動するときに実行されるルーチンであり、ＥＣＵ２０に予め記憶されている。尚、本ルーチンにおいて、Ｓ１０１は、上述した実施例１での内燃機関１の始動時の連通切換弁制御ルーチン（図４に示すフローチャート図）におけるＳ１０１と同様であるため、ここでは、実施例１とは異なるＳ２０２とＳ２０３についてのみ説明する。
【００５０】
本ルーチンでは、Ｓ１０１において、肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ２０２に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ２０３に進む。
【００５１】
Ｓ２０２において、ＥＣＵ２０は、ウォーターポンプ１６による冷却水の圧送方向を、蓄熱容器１５側からブロック冷却水路５側へ冷却水が流れる方向に切り換える。冷却水の圧送方向をこのように制御した後、ＥＣＵ２０は本ルーチンの実行を終了する。
【００５２】
一方、Ｓ２０３において、ＥＣＵ２０は、ウォーターポンプ１６による冷却水の圧送方向を、ブロック冷却水路５側から蓄熱容器１５側へ冷却水が流れる方向に切り換える。冷却水の圧送方向をこのように制御した後、ＥＣＵ２０は本ルーチンの実行を終了する。
【００５３】
本実施例では、上記ルーチンのようにウォーターポンプ１６による冷却水の圧送方向を切り換えることにより、内燃機関１の始動時に、該内燃機関１の温度が規定温度より高い場合、蓄熱容器１５に貯留された高温の冷却水は、第１冷却水出入口１５ａから流出し、
第１接続通路１７を介してヘッド冷却水路４に流入する。そして、その後、該冷却水はヘッド冷却水路４からブロック冷却水路５に流れ、第２接続通路１８を介して第２冷却水出入口１５ｂから蓄熱容器１５内へ流入する。即ち、高温の冷却水がシリンダヘッド２からシリンダブロック３の順に流れるように該冷却水が循環する。一方、内燃機関１の始動時に、該内燃機関１の温度が規定温度以下である場合、蓄熱容器１５に貯留された高温の冷却水は、第２冷却水出入口１５ｂから流出し、第２接続通路１８を介してブロック冷却水路５に流入する。そして、その後、該冷却水はブロック冷却水路５からヘッド冷却水路４に流れ、第１接続通路１７を介して第１冷却水出入口１５ａから蓄熱容器１５内へ流入する。即ち、高温の冷却水がシリンダブロック３からシリンダヘッド２の順に流れるように循環する。
【００５４】
従って、本実施例によれば、内燃機関１の始動時に、該内燃機関１の温度が規定温度より高いときは、蓄熱容器１５に貯留された高温の冷却水がシリンダヘッド２からシリンダブロック３の順に流れる。その結果、シリンダヘッド２が優先的に暖機されることになるため、未燃成分の生成が抑制され、以て、内燃機関１の始動時の排気特性を向上させることが出来る。一方、内燃機関１の始動時に、該内燃機関１の温度が規定温度以下のときは、蓄熱容器１５に貯留された高温の冷却水がシリンダブロック３からシリンダヘッド２の順に流れる。その結果、シリンダブロック３が優先的に暖機されることになるため、ピストンとボア壁面とのフリクションが低減され、以て、内燃機関１の始動性を向上させることが出来る。
【実施例３】
【００５５】
＜内燃機関とその冷却水循環系の概略構成３＞
次に、本発明に係る蓄熱装置を備えた内燃機関の実施例３について図７に基づいて説明する。図７は、本実施例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。尚、上述した実施例２に係る内燃機関とその冷却水循環系の概略構成と同様の構成には同じ参照番号を付しその説明を省略する。
【００５６】
本実施例においては、第１接続通路１７の途中には第１ウォーターポンプ２２が設けられており、第２接続通路１８の途中には第２ウォーターポンプ２３が設けられている。そして、第１ウォーターポンプ２２は、蓄熱容器１５側からヘッド冷却水路４側へ冷却水を圧送するポンプであり、第２ウォーターポンプ２３は、蓄熱容器１５側からブロック冷却水路５側へ冷却水を圧送するポンプである。本実施例に係るＥＣＵ２０には、これら第１ウォーターポンプ２２と第２ウォーターポンプ２３とが電気的に接続されており、ＥＣＵ２０によって、これらを制御することが可能となっている。
【００５７】
＜内燃機関始動時のウォーターポンプ作動制御ルーチン＞
ここで、本実施例に係る内燃機関１の始動時のウォーターポンプ作動制御ルーチンについて図８に示すフローチャート図に基づいて説明する。本ルーチンは、内燃機関１が始動するときに実行されるルーチンであり、ＥＣＵ２０に予め記憶されている。尚、本ルーチンにおいて、Ｓ１０１は、上述した実施例１での内燃機関１の始動時の連通切換弁制御ルーチン（図４に示すフローチャート図）におけるＳ１０１と同様であるため、ここでは、実施例１とは異なるＳ３０２とＳ３０３についてのみ説明する。
【００５８】
本ルーチンでは、Ｓ１０１において、肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ３０２に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ３０３に進む。
【００５９】
Ｓ３０２において、ＥＣＵ２０は、第１ウォーターポンプ２２を停止させ、第２ウォーターポンプ２３を作動させる。第１ウォーターポンプ２２と第２ウォーターポンプ２３とをこのように制御した後、ＥＣＵ２０は本ルーチンの実行を終了する。
【００６０】
一方、Ｓ３０３において、ＥＣＵ２０は、第１ウォーターポンプ２２を作動させ、第２ウォーターポンプ２３を停止させる。第１ウォーターポンプ２２と第２ウォーターポンプ２３とをこのように制御した後、ＥＣＵ２０は本ルーチンの実行を終了する。
【００６１】
本実施例では、上記ルーチンのように第１ウォーターポンプ２２と第２ウォーターポンプ２３との作動を制御することにより、内燃機関１の始動時に、該内燃機関１の温度が規定温度より高い場合、蓄熱容器１５に貯留された高温の冷却水は、第１冷却水出入口１５ａから流出し、第１接続通路１７を介してヘッド冷却水路４に流入する。そして、その後、該冷却水はヘッド冷却水路４からブロック冷却水路５に流れ、第２接続通路１８を介して第２冷却水出入口１５ｂから蓄熱容器１５内へ流入する。即ち、高温の冷却水がシリンダヘッド２からシリンダブロック３の順に流れるように該冷却水が循環する。一方、内燃機関１の始動時に、該内燃機関１の温度が規定温度以下である場合、蓄熱容器１５に貯留された高温の冷却水は、第２冷却水出入口１５ｂから流出し、第２接続通路１８を介してブロック冷却水路５に流入する。そして、その後、該冷却水はブロック冷却水路５からヘッド冷却水路４に流れ、第１接続通路１７を介して第１冷却水出入口１５ａから蓄熱容器１５内へ流入する。即ち、高温の冷却水がシリンダブロック３からシリンダヘッド２の順に流れるように循環する。
【００６２】
従って、本実施例によれば、内燃機関１の始動時に、該内燃機関１の温度が規定温度より高いときは、蓄熱容器１５に貯留された高温の冷却水がシリンダヘッド２からシリンダブロック３の順に流れる。その結果、シリンダヘッド２が優先的に暖機されることになるため、未燃成分の生成が抑制され、以て、内燃機関１の始動時の排気特性を向上させることが出来る。一方、内燃機関１の始動時に、該内燃機関１の温度が規定温度以下のときは、蓄熱容器１５に貯留された高温の冷却水がシリンダブロック３からシリンダヘッド２の順に流れる。その結果、シリンダブロック３が優先的に暖機されることになるため、ピストンとボア壁面とのフリクションが低減され、以て、内燃機関１の始動性を向上させることが出来る。
【実施例４】
【００６３】
＜内燃機関とその冷却水循環系の概略構成４＞
次に、本発明に係る蓄熱装置を備えた内燃機関の実施例４について図９に基づいて説明する。図９は、本実施例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。尚、上述した実施例２に係る内燃機関とその冷却水循環系の概略構成と同様の構成には同じ参照番号を付しその説明を省略する。
【００６４】
本実施例においては、シリンダヘッド２に形成されたヘッド冷却水路４と、シリンダブロック３に形成されたブロック冷却水路５とは、互いに連通せずに設けられている。そして、ヘッド冷却水路４の一端は第１ヘッド接続通路２６の一端と接続されており、ヘッド冷却水路４の他端は第２ヘッド接続通路２７の一端と接続されている。また、ブロック冷却水路５の一端は第１ブロック接続通路２８の一端と接続されており、ブロック冷却水路５の他端は第２ブロック接続通路２９の一端と接続されている。
【００６５】
蓄熱容器１５の第１冷却水出入口１５ａには第１接続通路２４の一端が接続されており、一方、蓄熱容器１５の第２冷却水出入口１５ｂには第２接続通路２５の一端が接続されている。そして、第１接続通路２４の他端と第１ヘッド接続通路２６の他端と第１ブロック接続通路２８の他端とが互いに接続されており、また、第２接続通路２５の他端と第２ヘッド接続通路２７の他端と第２ブロック接続通路２９の他端とが互いに接続されている。
【００６６】
第１接続通路２４の他端と第１ヘッド接続通路２６の他端と第１ブロック接続通路２８の他端との接続箇所には、流路切換弁３０が設けられている。また、第２接続通路２５の途中にはウォーターポンプ３１が設けられている。このウォーターポンプ３１は、内燃機関１側から蓄熱容器１５側へ冷却水を圧送する。
【００６７】
本実施例に係るＥＣＵ２０には、流路切換弁３０や、ウォーターポンプ３１が電気的に接続されており、ＥＣＵ２０によって、これらを制御することが可能となっている。
【００６８】
＜内燃機関始動時の流路切換弁制御ルーチン＞
ここで、本実施例に係る内燃機関１の始動時の流路切換弁制御ルーチンについて図１０に示すフローチャート図に基づいて説明する。本ルーチンは、内燃機関１が始動するときに実行されるルーチンであり、ＥＣＵ２０に予め記憶されている。尚、本ルーチンにおいて、Ｓ１０１は、上述した実施例１での内燃機関１の始動時の連通切換弁制御ルーチン（図４に示すフローチャート図）におけるＳ１０１と同様であるため、ここでは、実施例１とは異なるＳ４０２とＳ４０３についてのみ説明する。
【００６９】
本ルーチンでは、Ｓ１０１において、肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ４０２に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ４０３に進む。
【００７０】
Ｓ４０２において、ＥＣＵ２０は、流路切換弁３０によって、第１ヘッド接続通路２６を遮断すると共に、第１接続通路２４と第１ブロック接続通路２８とを連通させる。流路切換弁３０をこのように制御した後、ＥＣＵ２０は本ルーチンの実行を終了する。
【００７１】
一方、Ｓ４０３において、ＥＣＵ２０は、流路切換弁３０によって、第１ブロック接続通路２８を遮断すると共に、第１接続通路２４と第１ヘッド接続通路２６とを連通させる。流路切換弁３０をこのように制御した後、ＥＣＵ２０は本ルーチンの実行を終了する。
【００７２】
本実施例では、ウォーターポンプ３１によって冷却水は内燃機関１側から蓄熱容器１５側に圧送される。そのため、上記ルーチンのように流路切換弁３０を制御することにより、内燃機関１の始動時に、該内燃機関１の温度が規定温度より高い場合、蓄熱容器１５に貯留された高温の冷却水は、第１冷却水出入口１５ａから流出し、第１接続通路２４と第１ヘッド接続通路２６とを介してヘッド冷却水路４に流入する。そして、その後、該冷却水はヘッド冷却水路４から第２ヘッド接続通路２７と第２接続通路２５とを通って第２冷却水出入口１５ｂから蓄熱容器１５内へ流入する。即ち、高温の冷却水がシリンダブロック３を介さずにシリンダヘッド２のみを流れるように循環する。一方、内燃機関１の始動時に、該内燃機関１の温度が規定温度以下である場合、蓄熱容器１５に貯留された高温の冷却水は、第１冷却水出入口１５ａから流出し、第１接続通路２４と第１ブロック接続通路２８とを介してブロック冷却水路５に流入する。そして、その後、該冷却水はブロック冷却水路５から第２ブロック接続通路２９と第２接続通路２５とを通って第２冷却水出入口１５ｂから蓄熱容器１５内へ流入する。即ち、高温の冷却水がシリンダヘッド２を介さずにシリンダブロック３のみを流れるように循環する。
【００７３】
従って、本実施例によれば、内燃機関１の始動時に、該内燃機関１の温度が規定温度より高いときは、蓄熱容器１５に貯留された高温の冷却水がシリンダブロック３を介さずにシリンダヘッド２のみに流れる。その結果、シリンダヘッド２が優先的に暖機されるため、未燃成分の生成が抑制され、以て、内燃機関１の始動時の排気特性を向上させることが出来る。一方、内燃機関１の始動時に、該内燃機関１の温度が規定温度以下のときは、蓄熱容器１５に貯留された高温の冷却水がシリンダヘッド２を介さずにシリンダブロック３のみに流れる。その結果、シリンダブロック３が優先的に暖機されるため、ピストンとボア壁面とのフリクションが低減され、以て、内燃機関１の始動性を向上させることが出来
る。
【００７４】
以上説明したように、実施例１〜４によれば、蓄熱装置を備えた内燃機関において、その始動をより好適に行うことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】実施例１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。
【図２】連通切換弁の概略構成を示す図。
【図３】連通切換弁による各接続通路の連通状態を示す図。図３の（ａ）は、第１弁通路によって出口接続通路とブロック接続通路とが連通され、且つ、第２弁通路によって入口接続通路とヘッド接続通路とが連通された状態を示す図。図３の（ｂ）は、第３弁通路によって出口接続通路とヘッド接続通路とが連通され、且つ、第４弁通路によって入口接続通路とブロック接続通路とが連通された状態を示す図。
【図４】実施例１に係る内燃機関始動時の連通切換弁制御ルーチンを示すフローチャート図。
【図５】実施例２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。
【図６】実施例２に係る内燃機関始動時のウォーターポンプによる冷却水圧送方向制御ルーチンを示すフローチャート図。
【図７】実施例３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。
【図８】実施例３に係る内燃機関始動時のウォーターポンプ作動制御ルーチンを示すフローチャート図。
【図９】実施例４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。
【図１０】実施例４に係る内燃機関始動時の流路切換弁制御ルーチンを示すフローチャート図。
【符号の説明】
【００７６】
１・・・内燃機関
２・・・シリンダヘッド
３・・・シリンダブロック
４・・・ヘッド冷却水路
５・・・ブロック冷却水路
６・・・蓄熱容器
６ａ・・冷却水出口
６ｂ・・冷却水入口
７・・・連通切換弁
７ａ・・第１弁通路
７ｂ・・第２弁通路
７ｃ・・第３弁通路
７ｄ・・第４弁通路
８・・・ウォーターポンプ
１１・・出口接続通路
１２・・入口接続通路
１３・・ヘッド接続通路
１４・・ブロック接続通路
１５・・蓄熱容器
１５ａ・・第１冷却水出入口
１５ｂ・・第２冷却水出入口
１６・・ウォーターポンプ
１７・・第１接続通路
１８・・第２接続通路
２０・・ＥＣＵ
２１・・水温センサ
２２・・第１ウォーターポンプ
２３・・第２ウォーターポンプ
２４・・第１接続通路
２５・・第２接続通路
２６・・第１ヘッド接続通路
２７・・第２ヘッド接続通路
２８・・第１ブロック接続通路
２９・・第２ブロック接続通路
３０・・流路切換弁
３１・・ウォーターポンプ
【図１】
2005194910.tif 000003
【図２】
2005194910.tif 000004
【図３】
2005194910.tif 000005
【図４】
2005194910.tif 000006
【図５】
2005194910.tif 000007
【図６】
2005194910.tif 000008
【図７】
2005194910.tif 000009
【図８】
2005194910.tif 000010
【図９】
2005194910.tif 000011
【図１０】
2005194910.tif 000012