(57)【要約】【課題】  過冷却状態の潜熱蓄熱材からの潜熱の放出が安定的に行われ得る、エンジンの始動促進装置を提供する。【解決手段】  発核装置６０は、発核部材６１と、サーモシリンダ機構６２と、ヒータ６３とからなる。発核部材６１は、可撓性板６１ａと、その可撓性板６１ａに対向する突出板６１ｂ１とを備えている。サーモシリンダ機構６２は、ヒータ６３にて生じる熱によるワックスＷの膨張によってピストン６２ｂが押し出されるように構成されている。ヒータ６３への通電がなされると、ヒータ６３にて生じる熱によってピストン６２ｂが押し出され、可撓性板６１ａが弾性的に撓み、移動部６１ａ１と突出板６１ｂ１とが当接する。これにより、移動部６１ａ１の表面から潜熱蓄熱材が除去され、潜熱蓄熱材による濡れが生じていない新鮮な表面が潜熱蓄熱材に曝露され、過冷却状態の潜熱蓄熱材における発核が生じる。【選択図】  図５
2007100648.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの始動を熱的に促進し得るように構成された、エンジンの始動促進装置において、
過冷却状態にて潜熱を保持し当該過冷却状態が解除されることで前記潜熱を放出する潜熱蓄熱材を、液密的に収容し得るように構成された潜熱蓄熱材収容部と、
表面が前記潜熱蓄熱材と接触し得るように、前記潜熱蓄熱材収容部内に配置されていて、前記エンジンの始動の際に所定方向に移動し得るように構成された可動部材と、
その可動部材における前記表面と対向するように、前記潜熱蓄熱材収容部内に配置されていて、当該可動部材の前記所定方向への移動によって当該可動部材における前記表面と当接し得るように構成された対向部材と、
を備えたことを特徴とする、エンジンの始動促進装置。
【請求項２】
請求項１に記載の、エンジンの始動促進装置において、
前記可動部材を前記所定方向に移動させ得るように構成された可動部材移動機構をさらに備えたことを特徴とする、エンジンの始動促進装置。
【請求項３】
請求項２に記載の、エンジンの始動促進装置であって、
前記可動部材移動機構は、通電により発熱するように構成されたヒータと、そのヒータから発せられる熱によって膨張する膨張部と、を備え、
前記可動部材は、前記膨張部の膨張によって前記所定方向に移動し得るように配置されていることを特徴とする、エンジンの始動促進装置。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の、エンジンの始動促進装置であって、
前記可動部材は、前記潜熱蓄熱材収容部内における所定の位置に支持されていて、前記所定方向に沿って外力を受けて撓むことで前記表面が前記所定方向に移動し得るように構成された可撓性板からなり、
前記対向部材は、前記可撓性板の端部と接続されていて、当該可撓性板における前記表面に向けて突出するように配置された突出板からなることを特徴とする、エンジンの始動促進装置。
【請求項５】
請求項４に記載の、エンジンの始動促進装置であって、
前記可撓性板と前記突出板とは、１枚のバネ鋼板を曲げ加工することで一体に形成されていることを特徴とする、エンジンの始動促進装置。
【請求項６】
請求項２ないし請求項５のいずれかに記載の、エンジンの始動促進装置において、
前記エンジンの本体を構成するエンジンブロックに装着された温度センサと、
その温度センサの出力に応じて、前記可動部材移動機構の作動を制御する制御部と、
をさらに備えたことを特徴とする、エンジンの始動促進装置。
【請求項７】
請求項６に記載の、エンジンの始動促進装置であって、
前記制御部は、前記エンジンの始動の際の前記温度センサの出力に応じて、前記可動部材移動機構の作動を制御するように構成されたことを特徴とする、エンジンの始動促進装置。
【請求項８】
請求項６又は請求項７に記載の、エンジンの始動促進装置であって、
前記制御部は、前記エンジンの前回の運転中における前記温度センサの出力に応じて、今回の始動時における前記可動部材移動機構の作動を制御するように構成されたことを特徴とする、エンジンの始動促進装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの始動が熱的に促進され得るように構成されたエンジンに関する。特に、本発明は、そのエンジンの始動を促進し得るように構成された、エンジンの始動促進装置（以下、単に「始動促進装置」と称する。）に関する。
【背景技術】
【０００２】
上述のエンジンとして、いわゆる潜熱蓄熱材からの潜熱の放出作用を利用した構成のものが知られている（例えば、下記特許文献１ないし５参照）。この潜熱蓄熱材は、過冷却状態にて潜熱を保持し得るとともに、外部からの何らかの刺激によって当該過冷却状態が解除されることで前記潜熱を放出し得るように構成された物質である。この潜熱蓄熱材としては、例えば、酢酸ナトリウム３水和物（ＣＨ3ＣＯＯＮa・３Ｈ2Ｏ）等が知られている。
【０００３】
この種のエンジン及び始動促進装置は、過冷却状態の前記潜熱蓄熱材に対して、始動時に上述の刺激を与えることで、当該過冷却状態を解除させ得るように構成されている。例えば、下記特許文献１及び２に記載の装置は、前記潜熱蓄熱材の固体結晶からなる活性体を、過冷却状態の前記潜熱蓄熱材内に露呈させるように構成されている。また、下記特許文献３ないし５に記載の装置においては、所定の電源に接続された一対の電極が前記潜熱蓄熱材内に露出するように配置されている。そして、当該装置は、始動時に当該一対の電極間に所定の電圧が印加されることで、前記潜熱蓄熱材の過冷却状態を解除させ得るように構成されている。この種のエンジン及び始動促進装置は、例えば、以下のように動作する。
【０００４】
まず、運転中の当該エンジンからの伝熱によって前記潜熱蓄熱材が融点以上に加熱されることで、当該潜熱蓄熱材はゲル状となる。その後、エンジンが停止され、前記潜熱蓄熱材の温度が融点以下に低下しても、当該潜熱蓄熱材はゲル相から固相に相変化せずに過冷却状態となる。これにより、当該潜熱蓄熱材に潜熱が保持される。そして、始動時に、過冷却状態のゲル状の前記潜熱蓄熱材に対して、上述の刺激が与えられる。すると、ゲル状の前記潜熱蓄熱材のうちの、当該刺激が与えられた微小な部分にて、過冷却状態が解除される。これにより、当該過冷却状態が解除された部分の周囲の前記潜熱蓄熱材における過冷却状態が次々と解除されることで、ゲル相が順次固相に変化する。この相変化の際に放出される潜熱によって、エンジンの暖機が熱的に促進される。
【特許文献１】特開昭６３−１０５２１９号公報
【特許文献２】特開昭６３−１０５２７８号公報
【特許文献３】特開平６−１７３６７９号公報
【特許文献４】特開平８−５２７６号公報
【特許文献５】特開平１１−１８２３９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述のような従来のこの種のエンジン及び始動促進装置においては、始動時における、前記潜熱蓄熱材の前記過冷却状態の解除の確実性が乏しく、潜熱の保持及び放出が安定的に行われないという問題があった。
【０００６】
例えば、上述の特許文献１及び２に記載の構成においては、運転停止中に、前記活性体が誤って前記潜熱蓄熱材に露呈してしまうことで、当該潜熱蓄熱材の前記過冷却状態が不用意に解除されてしまう場合があり得る。この場合、始動時には、前記潜熱蓄熱材に潜熱が保持されていないので、前記エンジンの始動の熱的な促進が行われ得ない。
【０００７】
また、上述の特許文献３ないし５に記載の構成においては、前記過冷却状態の解除動作の際の電気化学反応によって、銀等の酸化物によって陽極の表面が覆われる。これにより、当該過冷却状態の解除動作が行われ難くなる。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００８】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、過冷却状態の前記潜熱蓄熱材からの潜熱の放出が安定的に行われ得る、エンジン及び始動促進装置を提供することにある。
【０００９】
・本発明の対象となるエンジンは、過冷却状態にて潜熱を保持し当該過冷却状態が解除されることで前記潜熱を放出する潜熱蓄熱材と、内側の空間内に前記潜熱蓄熱材を液密的に収容する潜熱蓄熱材収容部を備えたエンジン本体と、を備えている。また、本発明の対象となる始動促進装置は、前記潜熱蓄熱材と、前記潜熱蓄熱材収容部と、を備えている。
【００１０】
本発明の特徴は、前記エンジン及び始動促進装置が、可動部材と対向部材とを備えたことにある。前記可動部材は、表面が前記潜熱蓄熱材と接触し得るように、前記潜熱蓄熱材収容部内に配置されていて、前記エンジンの始動の際に所定方向に移動し得るように構成されている。前記対向部材は、前記可動部材における前記表面と対向するように、前記潜熱蓄熱材収容部内に配置されている。この対向部材は、前記可動部材の前記所定方向への移動によって、当該可動部材における前記表面と当接し得るように配置されている。
【００１１】
かかる構成においては、前記エンジンの始動の際に、前記可動部材が、前記所定方向に移動する。この可動部材の移動によって、当該可動部材における前記表面と前記対向部材とが、前記潜熱蓄熱材収容部内（前記潜熱蓄熱材内）にて当接する。これにより、前記可動部材の前記表面における、前記対向部材が当接した位置にて、前記潜熱蓄熱材が付着していない「清浄な」部分（以下、「清浄表面」と称する。）が出現する。すなわち、当該可動部材の前記表面が、前記対向部材によって摺擦されて、「清浄な」状態にワイピングされることで、上述の清浄表面が出現する。あるいは、当該可動部材が前記対向部材との摺擦によって磨耗することで、上述の清浄表面が新たに発生する。そして、この清浄表面が、過冷却状態の前記潜熱蓄熱材と接触する。
【００１２】
ここで、本発明の発明者らは、金属や合成樹脂（フッ素系を除く）等の、前記潜熱蓄熱材に対して良好ないし適度の濡れ性（wettability）・親和性（affinity）を有する材質の前記清浄表面が、過冷却状態の前記潜熱蓄熱材に曝露された場合に、当該過冷却状態の前記潜熱蓄熱材から安定的に潜熱が放出されることを見出した。
これは、以下のメカニズムによるものと考えられる。すなわち、過冷却状態の前記潜熱蓄熱材における当該清浄表面と接触した微小部分と、当該清浄表面との間に、物理化学的な相互作用が生じる。これにより、当該微小部分の過冷却状態が解除されて、過冷却状態における相（例えばゲル相）とは異なる相（例えば固相）の微小な核が生じる。この作用を、以下、「発核」と表現する。この核が、その周囲の過冷却状態の前記潜熱蓄熱材と接触することで、当該核の周囲の過冷却状態が解除される。このようにして、上述の核を中心として、前記潜熱蓄熱材の過冷却状態が順に解除される。
【００１３】
本構成によれば、前記可動部材と前記対向部材との当接によって、過冷却状態の前記潜熱蓄熱材に蓄熱された潜熱の放出が、より安定的に行われ得る。
【００１４】
・前記エンジン及び始動促進装置は、前記可動部材を前記所定方向に移動させ得るように構成された可動部材移動機構をさらに備えていてもよい。
【００１５】
かかる構成においては、前記エンジンの始動の際に、前記可動部材移動機構が、前記可動部材を前記所定方向に移動させる。この可動部材の移動によって、当該可動部材における前記表面と前記対向部材とが、前記潜熱蓄熱材収容部内（前記潜熱蓄熱材内）にて当接する。これにより、前記可動部材の前記表面における、前記対向部材が当接した位置にて、前記清浄表面が出現する。そして、この清浄表面が、過冷却状態の前記潜熱蓄熱材と接触することで、上述の発核が行われる。
【００１６】
このような発核を生じさせるための動作（発核動作）を行い得るように構成された可動部材移動機構としては、例えば、圧電／電歪素子、電磁ソレノイド、モータ等の、電気的入力を機械的出力に直接的に変換する素子を適用した機構が用いられ得る。あるいは、かかる可動部材移動機構としては、例えば、ヒータやペルチェ素子等の、電気的入力を熱的出力に変換する素子と、バイメタルやワックス内蔵サーモスタット装置等の、熱的入力を機械的出力に変換する素子とを組み合わせた機構が用いられ得る。
【００１７】
かかる可動部材移動機構は、例えば、前記潜熱蓄熱材収容部内に配置され得る。この場合、当該可動部材移動機構は、前記潜熱蓄熱材収容部における内壁面にて支持されている。そして、前記可動部材は、当該可動部材移動機構に装着されていて、当該可動部材移動機構の動作によって前記所定方向に移動するようになっている。
【００１８】
本構成によれば、前記可動部材移動機構によって前記可動部材を前記所定方向に移動させるだけで、過冷却状態の前記潜熱蓄熱材に蓄熱された潜熱の放出が、より安定的に行われ得る。
【００１９】
・前記可動部材移動機構は、通電により発熱するように構成されたヒータと、そのヒータから発せられる熱によって膨張する膨張部と、を備えていて、前記可動部材が、前記膨張部の膨張によって前記所定方向に移動し得るように配置されていてもよい。ここで、当該膨張部の「膨張」には、加熱による熱膨張や相変態（融解や蒸発を含む）が該当し得る。
【００２０】
かかる構成においては、前記エンジンの始動の際に、前記ヒータに対する通電がなされる。すると、前記膨張部が、前記ヒータから発せられる熱によって膨張する。この膨張部の膨張によって、前記可動部材が前記所定方向に移動する。この可動部材の移動によって、当該可動部材における前記表面と前記対向部材とが、前記潜熱蓄熱材収容部内（前記潜熱蓄熱材内）にて当接する。これにより、前記可動部材の前記表面における、前記対向部材が当接した位置にて、前記清浄表面が出現する。そして、この清浄表面が、過冷却状態の前記潜熱蓄熱材と接触することで、上述の発核が行われる。
【００２１】
本構成によれば、前記膨張部の膨張に基づいて、前記可動部材が前記対向部材と比較的強力に当接することで、当該可動部材と当該対向部材との当接位置にて前記清浄表面が確実に出現する。これにより、過冷却状態の前記潜熱蓄熱材に蓄熱された潜熱の放出が、より確実に行われ得る。
【００２２】
・前記可動部材が、前記潜熱蓄熱材収容部内における所定の位置に支持されていて、前記所定方向に沿って外力を受けて撓むことで前記表面が前記所定方向に移動し得るように構成された可撓性板から構成され、前記対向部材は、前記可撓性板の端部と接続されていて、当該可撓性板における前記表面に向けて突出するように配置された突出板から構成されていてもよい。
【００２３】
ここで、前記可撓性板と前記突出板とは、１枚のバネ鋼板にプレス加工等の曲げ加工を施すことで一体に形成されていてもよい。
【００２４】
かかる構成においては、前記エンジンの始動の際に、前記可動部材移動機構によって、前記可撓性板が前記所定方向に沿って付勢される。これにより、当該可撓性板が、前記所定方向に撓む。この可撓性板の撓みによって、当該可撓性板の、前記潜熱蓄熱材と接触し且つ前記突出板と対向する表面が、前記所定方向に移動する。この可撓性板における前記表面の移動によって、当該表面と前記対向部材とが、前記潜熱蓄熱材収容部内（前記潜熱蓄熱材内）にて当接する。これにより、当該表面にて、前記清浄表面が出現する。そして、この清浄表面が、過冷却状態の前記潜熱蓄熱材と接触することで、上述の発核が行われる。
【００２５】
本構成によれば、前記可撓性板を前記可動部材移動機構によって撓ませるだけで、過冷却状態の前記潜熱蓄熱材に蓄熱された潜熱の放出が、より安定的に行われ得る。また、安定的な潜熱の放出を行い得るような、前記潜熱蓄熱材の発核機構が、より簡略な構成で実現され得る。
【００２６】
・前記潜熱蓄熱材収容部は、前記エンジン本体を構成するエンジンブロックに形成されたクーラントジャケット内に配置された潜熱蓄熱材容器から構成されていてもよい。このクーラントジャケットは、当該エンジンの冷却のための流体状のクーラント（冷却媒体）の通路を構成する空間である。そして、前記潜熱蓄熱材容器は、前記潜熱蓄熱材を液密的に収容していて、当該クーラントジャケット内に収容されている。
【００２７】
かかる構成においては、冷間始動時に、前記潜熱蓄熱材に保持された潜熱が、前記クーラントジャケット内にて放出される。そして、この放出された潜熱によって、前記エンジンブロックが温められる。
【００２８】
本構成によれば、冷間始動時に、前記潜熱蓄熱材に保持された潜熱が、前記クーラントをも暖めることで、当該エンジンにおける暖機運転の進行がより促進され得る。
【００２９】
・前記クーラントジャケットの内壁面と、前記潜熱蓄熱材容器の外壁面との間には、前記冷却媒体が通過可能な間隙が形成されていてもよい。この間隙は、より好ましくは、前記潜熱蓄熱材容器の側方及び下方に形成される。
【００３０】
かかる構成においては、冷間始動の際に前記潜熱蓄熱材から潜熱が放出されると、この放出された潜熱は、前記潜熱蓄熱材容器と前記クーラントジャケットとの間隙に充填された前記クーラントに伝達される。このクーラントに伝達された熱によって、前記エンジンブロックが加熱される。
【００３１】
また、暖機運転終了後は、前記クーラントジャケットの内壁面と前記潜熱蓄熱材容器の外壁面との間隙を前記クーラントが通過する。すなわち、高負荷時（例えば登坂、高速運転時等）であっても、前記エンジンのサイクル運動によって発生する熱（燃焼熱及び摩擦熱）が、前記エンジンブロックを介して直接的に前記潜熱蓄熱材に伝達されるのではなく、前記クーラントジャケット内の前記クーラントを介して間接的に前記潜熱蓄熱材に伝達される。
【００３２】
本構成によれば、冷間始動時においては、前記クーラントを介して前記エンジンブロックが加熱される。よって、当該エンジンブロックに対する加熱が可及的に偏りなく行われ得る。また、暖機運転終了後においては、前記エンジンブロックにて発生した高熱が前記クーラントを介して間接的に前記潜熱蓄熱材に伝達される。よって、当該潜熱蓄熱材の過熱（例えば１３０℃以上に加熱されること）が効果的に抑制され、当該潜熱蓄熱材の耐久性が向上し得る。
【００３３】
・前記エンジン及び前記始動促進装置は、前記エンジンブロックに装着された温度センサと、その温度センサの出力に応じて、前記可動部材移動機構の作動を制御する制御部と、をさらに備えていてもよい。
【００３４】
かかる構成においては、前記制御部は、前記温度センサの出力に応じて、前記可動部材移動機構の作動を制御する。
【００３５】
例えば、前記制御部は、前記エンジンの始動の際の前記温度センサの出力に応じて、前記可動部材移動機構の作動を制御する。すなわち、例えば、外気温が高温であって、前記エンジンブロックや前記クーラントの温度が比較的高い場合には、前記制御部は、始動時に前記可動部材移動機構を作動させない。この場合、前記潜熱蓄熱材が過冷却状態であっても、当該過冷却状態が維持される。
【００３６】
あるいは、前記制御部は、前記エンジンの前回の運転中における前記温度センサの出力に応じて、今回の始動時における前記可動部材移動機構の作動を制御する。すなわち、例えば、前回の始動時に前記潜熱蓄熱材から潜熱が放出された後に、当該潜熱蓄熱材に再度潜熱が蓄熱されなかった場合があり得る。具体的には、冷間始動から短時間で運転が終了した場合が相当する。このような場合には、今回の始動時に前記潜熱蓄熱材から潜熱を放出させることはできない。よって、この場合、前記制御部は、始動時に前記可動部材移動機構を作動させない。
【００３７】
本構成によれば、当該エンジンの運転状態や運転履歴に応じて、前記可動部材移動機構の作動を適切に制御することで、当該始動促進装置を効率的に動作させることが可能になる。例えば、作動の必要性のない場合に当該始動促進装置を作動させないことで、当該始動促進装置の耐久性を向上させることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、本発明の実施形態（本願の出願時点において取り敢えず出願人が最良と考えている実施形態）について図面を参照しつつ説明する。
【００３９】
＜エンジンの概略構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係る、直列３気筒のガソリンエンジンの内部構成を説明するための、気筒配列方向と垂直な断面における断面図である。また、図２は、当該エンジンの平断面図である。以下、図１及び図２を参照しつつ、当該エンジンの構成の概略について説明する。
【００４０】
エンジン１０は、シリンダヘッド２０と、シリンダブロック３０とから構成されている。シリンダヘッド２０とシリンダブロック３０との接続部には、シリンダヘッドガスケット２１が介装されている。このシリンダヘッドガスケット２１には、エンジン１０を冷却するための冷却水（クーラント）Ｃが通過可能な貫通孔２１ａが形成されている。この貫通孔２１ａは、シリンダブロック３０（後述するウォータージャケット３３）とシリンダヘッド２０（後述するウォータージャケット２０ａ）との間で冷却水Ｃが交流し得るように構成されている。
【００４１】
シリンダヘッド２０には、冷却水Ｃの流路であるウォータージャケット２０ａが形成されている。このウォータージャケット２０ａは、燃料混合気の通路である吸気ポート２０ｂの近傍位置に形成されている。また、ウォータージャケット２０ａは、燃焼後のガスを排出する通路である排気ポート２０ｃの近傍位置にも形成されている。さらに、ウォータージャケット２０ａは、吸気ポート２０ｂを開閉可能に配置された吸気弁２２と、排気ポート２０ｃを開閉可能に配置された排気弁２３との間の位置にも形成されている。
【００４２】
シリンダブロック３０には、円筒形状の貫通孔（cylindrical  bore）であるブロックボア３０ａが形成されている。このブロックボア３０ａ内には、薄肉円筒形状（thin  wall  tube-like）のシリンダライナ３１が挿入されている。このシリンダライナ３１の内側の空間によって、ピストン３２を往復運動可能に収容するシリンダ３０ｂが形成されている。また、当該シリンダライナ３１の内側の円筒面によって、シリンダボア内壁３０ｂ１が形成されている。
【００４３】
シリンダブロック３０の上部には、冷却水Ｃの流路であるウォータージャケット３３が形成されている。このウォータージャケット３３は、シリンダ３０ｂの上部、及びシリンダライナ３１の上部を囲むように形成された、略円筒状（tubelike／tubular type）の空洞部からなる。シリンダブロック３０の外側の壁面であって、ウォータージャケット３３に対応する位置には、当該シリンダブロック３０から熱を外気に放出するための冷却フィン３４が形成されている。
【００４４】
ウォータージャケット３３内には、潜熱を放出可能に保持する潜熱蓄熱装置４０が収納されている。この潜熱蓄熱装置４０内には、潜熱蓄熱材ＬＭが液密的に収容されている。この潜熱蓄熱材ＬＭは、過冷却状態にて潜熱を保持し得るとともに当該過冷却状態が解除されることで前記潜熱を放出し得る物質であり、本実施形態においては、酢酸ナトリウム３水和物（ＣＨ3ＣＯＯＮa・３Ｈ2Ｏ：融点５８℃）からなる。この潜熱蓄熱材ＬＭは、暖機運転終了時点の冷却水温（すなわち上述の開弁温度：例えば８２℃程度）よりも低い融点を有する材料である。また、この潜熱蓄熱材ＬＭは、当該融点を超える温度に加熱されることで液相（ゲル相）となった後、融点以下の温度（マイナス２０℃〜マイナス３０℃程度まで）に冷却されても固相に相変化を起こさず潜熱を保持したまま液相（ゲル相）の状態を保つ特性（すなわち過冷却性）を有し、融点以下の温度にて外部からの刺激により過冷却状態が解除されることで潜熱を放出し得る材料である。
【００４５】
潜熱蓄熱装置４０の外壁面とウォータージャケット３３の内壁面との間には、冷却水が通過可能な間隙３３ａが形成されている。すなわち、ウォータージャケット３３における間隙３３ａ内に充填された、暖機運転終了後の比較的高温な冷却水Ｃによって、上述の潜熱蓄熱材ＬＭが融点を超える温度に加熱され得るように、当該潜熱蓄熱装置４０が構成されている。また、エンジン１０が停止して冷却水Ｃが上述の融点より低い温度になった後も、当該潜熱蓄熱材ＬＭが潜熱を蓄熱し得るように、当該潜熱蓄熱装置４０が構成されている。さらに、潜熱を蓄熱した過冷却状態の潜熱蓄熱材ＬＭから、冷間始動時に潜熱を放出させて、当該潜熱をウォータージャケット３３における間隙３３ａ内に充填された低温の冷却水Ｃに吸収させることで、当該冷却水Ｃの温度を上昇させ、エンジン１０の暖機運転の進行を促進させ得るように、当該潜熱蓄熱装置４０が構成されている。以下、本実施形態における潜熱蓄熱装置４０の具体的構成について詳述する。
【００４６】
＜潜熱蓄熱装置の構成＞
図１及び図２を参照すると、潜熱蓄熱装置４０は、潜熱蓄熱材容器５０と、発核装置６０とを備えている。潜熱蓄熱材容器５０は、潜熱蓄熱材ＬＭを液密的に収容し得るように構成されている。発核装置６０は、その潜熱蓄熱材容器５０の内側に収容された過冷却状態の潜熱蓄熱材ＬＭにて発核を生じさせ得るように構成されている。
【００４７】
＜＜潜熱蓄熱材容器の構成＞＞
図３は、図１及び図２に示した潜熱蓄熱材容器５０の斜視図である。
【００４８】
潜熱蓄熱材容器５０は、アルミニウム製の棒状部材からなる骨格５１と、その骨格５１に支持されたバッグ５２と、そのバッグ５２の上方及び下方の端から延びるように設けられた上下スペーサー５３と、バッグ５２の外側面から外側に延びるように設けられた側方スペーサー５４とから構成されている。
【００４９】
骨格５１は、第１骨格５１ａと、第２骨格５１ｂと、第３骨格５１ｃとから構成されている。第１骨格５１ａは、平面視にて略瓢箪形状（同一径の複数の円を互いに連結させつつ所定方向に配列した形状）に形成されている。第２骨格５１ｂは、第１骨格５１ａの内側に配置されていて、当該第１骨格５１ａと同様の形状に形成されている。一対の第１骨格５１ａ及び第２骨格５１ｂは、同一平面内に位置するように配置されていて、両者の間隔が略等しくなるように形成されている。第３骨格５１ｃは、真っ直ぐな棒状に形成されている。そして、複数対の第１骨格５１ａ及び第２骨格５１ｂを上下方向に配列し、すべての第１骨格５１ａを上下方向に複数の第３骨格５１ｃで接続し、すべての第２骨格５１ｂを上下方向に複数の第３骨格５１ｃで接続することにより、骨格５１が形成されている。
【００５０】
バッグ５２は、潜熱蓄熱材の濡れ性が悪いフッ素系の合成樹脂から構成されている。このバッグ５２を構成する合成樹脂の厚さは、可撓性を示す３０〜４０μｍ程度に形成されている。かかる構成のバッグ５２は、骨格５１における第１骨格５１ａと、第２骨格５１ｂと、第３骨格５１ｃとによって囲まれた空間内にて、当該骨格５１によって溶着等により支持されている。すなわち、バッグ５２は、その外側から骨格５１によって支持されている。
【００５１】
このバッグ５２の外表面には、上下スペーサー５３及び側方スペーサー５４が着接されている。この上下スペーサー５３及び側方スペーサー５４は、潜熱蓄熱材容器５０の外壁面（外側面及び底面）とウォータージャケット３３の内壁面（内側面及び底面）との間の上述の間隙３３ａ（図１及び図２参照）を形成するための部材である。上下スペーサー５３は、バッグ５２の上端面及び下端面に溶着されている。また、側方スペーサー５４は、バッグ５２の側面に溶着されている。
【００５２】
バッグ５２の側方には、発核装置装着部５５が、外側に向けて突出するように形成されている。この発核装置装着部５５の内側には、発核装置６０が配置されている。図２に示されているように、本実施形態の潜熱蓄熱材容器５０においては、２つの発核装置装着部５５が、当該潜熱蓄熱材容器５０の平面視における対角位置に形成されている。
【００５３】
＜＜発核装置の構成＞＞
図４は、図３に示した発核装置６０の構成の詳細について説明するための図である。ここで、図４（Ａ）は、当該発核装置６０の側断面図である。図４（Ｂ）は、当該発核装置６０に備えられた発核部材６１の底面図である。また、図５は、当該発核装置６０の動作状態を示す図である。
【００５４】
まず図４を参照すると、本実施形態における発核装置６０は、潜熱蓄熱材（図１における潜熱蓄熱材ＬＭ）内に浸漬されるように、バッグ５２の内側に配置されている。また、この発核装置６０は、上述の発核装置装着部５５の内壁面５５ａに固着するように、当該内壁面５５ａ上に支持されている。
【００５５】
この発核装置６０は、発核部材６１と、サーモシリンダ機構６２と、ヒータ６３とから構成されている。発核部材６１は、サーモシリンダ機構６２よりも、バッグ５２の内側寄り（図４（Ａ）における下側）に配置されている。サーモシリンダ機構６２のケーシング６２ａは、発核装置装着部５５の内壁面５５ａに固着されている。発核部材６１とサーモシリンダ機構６２のケーシング６２ａとの間に架け渡されるように、接続板６４が配置されている。すなわち、発核部材６１は、接続板６４によって、潜熱蓄熱材容器５０内における所定の位置にて支持されている。ヒータ６３は、ＰＴＣ（Positive  Temperature  Coefficient）ヒータからなる。
【００５６】
＜＜＜発核部材の構成＞＞＞
発核部材６１は、平面視にて略円形の板状部材からなる可撓性板６１ａと、その可撓性板６１ａの端部に接続された湾曲部６１ｂとから構成されている。この発核部材６１は、上述の潜熱蓄熱材（図１における潜熱蓄熱材ＬＭ）に対して良好ないし適度の濡れ性（wettability）・親和性（affinity）を有する材質であるバネ鋼板をプレス加工することによって、一体に成形されている。
【００５７】
可撓性板６１ａは、その中央部における法線方向（図４（Ａ）における上下方向）に沿って外力を受けることで、当該法線方向に沿って撓むように構成されている。すなわち、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示されているように、可撓性板６１ａの略中央部である移動部６１ａ１が、上述の外力を受けることで、図４（Ａ）及び図５における下方に移動し得るように、当該可撓性板６１ａが構成されている。また、当該外力が解除されることで、図５（Ａ）に示されているように、上述の移動部６１ａ１が上方に移動し得るように、当該可撓性板６１ａが構成されている。
【００５８】
再び図４を参照すると、湾曲部６１ｂは、屈曲された板状部材からなる。この湾曲部６１ｂの先端部である略平板状の突出板６１ｂ１は、可撓性板６１ａにおける移動部６１ａ１の内側表面（図４（Ａ）における下側の面）に向けて突出するように、当該移動部６１ａ１の前記内側表面と対向して配置されている。この湾曲部６１ｂにおける突出板６１ｂ１は、図５（Ｂ）に示されているように、可撓性板６１ａにおける移動部６１ａ１が上述の外力によって図中下方に移動した際に、当該移動部６１ａ１の前記内側表面と当接し得るように配置されている。図４（Ｂ）に示されているように、本実施形態の発核部材６１においては、湾曲部６１ｂが８つ形成されている。これらの湾曲部６１ｂは、当該発核部材６１の平面視における中心から放射状に配置されている。
【００５９】
なお、可撓性板６１ａと湾曲部６１ｂとの接続部である、発核部材６１の平面視における端部には、接続板６４の一端部が固定されている。
【００６０】
＜＜＜サーモシリンダ機構の構成＞＞＞
サーモシリンダ機構６２のケーシング６２ａにおける、可撓性板６１ａと対向する位置には、貫通孔６２ａ１が形成されている。この貫通孔６２ａ１を貫通するように、ピストン６２ｂが配置されている。ピストン６２ｂの一方の端部である先端部６２ｂ１は、可撓性板６１ａの外側表面（前記内側表面と反対側の面）と当接するように配置されている。ピストン６２ｂの他方の端部には、フランジ状のストッパー６２ｂ２が形成されている。このストッパー６２ｂ２は、外径が貫通孔６２ａ１の内径よりも大きくなるように形成されている。ケーシング６２ａ内には、ワックスＷが封入されている。ケーシング６２ａには、貫通孔６２ａ１とピストン６２ｂとの隙間における上述のワックスＷの外部への漏出を防止するためのＯリング６２ｃを支持・収容し得るように、Ｏリング収容部６２ａ２が形成されている。
【００６１】
上述のようにワックスＷを液密的に収容しているサーモシリンダ機構６２のケーシング６２ａには、通電により発熱するように構成されたヒータ６３が着接されている。すなわち、このヒータ６３から発せられる熱によってケーシング６２ａ内のワックスＷが加熱されることで、当該ワックスＷの体積が熱膨張又は相変態によって増加し、図５（Ｂ）に示されているようにピストン６２ｂが可撓性板６１ａに向かって押し出されるように、サーモシリンダ機構６２が構成されている。
【００６２】
＜制御系統の構成＞
図６は、エンジン１０における吸気系統７０及び制御系統９０の概略構成を示す図である。
【００６３】
吸気系統７０は、シリンダヘッド２０の吸気ポート２０ｂと接続された吸気管７１と、その吸気管７１の上流側（吸入空気の流動方向における上流側）に配置されたエアフィルタ７２とを備えている。
【００６４】
吸気管７１の内部であって、エアフィルタ７２の下流側（吸入空気の流動方向における下流側）には、スロットルバルブ７３が配置されている。このスロットルバルブ７３は、ＤＣモータからなるスロットルバルブアクチュエータ７３ａを介して駆動されることで、吸気管７１の有効開口断面積を可変とするように構成されている。吸気管７１の内部であって、スロットルバルブ７３の下流側には、燃焼室にスワール流を発生させるためのスワールコントロールバルブ７４が配置されている。このスワールコントロールバルブ７４は、ＤＣモータからなるＳＣＶアクチュエータ７４ａを介して駆動されることで、スワール量を調整し得るように構成されている。このスワールコントロールバルブ７４の下流側には、燃料を吸気ポート２０ｂ内に噴射するインジェクタ２４が配置されている。
【００６５】
吸気管７１における、エアフィルタ７２とスロットルバルブ７３との間の位置には、エアフローメータ８１と吸気温センサ８２とが配置されている。エアフローメータ８１は、周知の熱線式エアフローメータからなり、吸気管７１内を流れる吸入空気の単位時間あたりの質量流量に応じた信号を出力するように構成されている。吸気温センサ８２は、当該吸入空気の温度に応じた信号を出力するように構成されている。スロットルポジションセンサ８３は、スロットルバルブ７３の開度を検出し、スロットル弁開度を表す信号を出力するように構成されている。
【００６６】
水温センサ８４ａ及び８４ｂは、シリンダブロック３０におけるウォータージャケット３３内の冷却水温（この冷却水温と暖機運転の進行状況とは高い相関関係を有している）に応じた信号を出力するように構成されている。ここで、水温センサ８４ａ及び８４ｂは、図２に示されているように、発核装置６０の近傍位置に配置されている。すなわち、水温センサ８４ａ及び８４ｂは、ウォータージャケット３３における、発核装置６０の近傍位置の冷却水温に応じた信号を出力するように配置されている。
【００６７】
再び図６を参照すると、制御系統９０は、ＣＰＵ９１と、ＲＯＭ９２と、ＲＡＭ９３と、バックアップＲＡＭ９４と、インターフェース９５とを備えている。これらは、バスを介して互いに接続されている。
【００６８】
ＲＯＭ９２には、ＣＰＵ９１が実行するルーチン（プログラム）、テーブル（ルックアップテーブル、マップ）、及びパラメータ等が予め格納されている。ＲＡＭ９３及びバックアップＲＡＭ９４は、ＣＰＵ９１がルーチンを実行する際に、必要に応じてデータを一時的に格納し得るように構成されている。バックアップＲＡＭ９４は、電源が投入された状態でデータが格納されるとともに、この格納されたデータが電源遮断後も保持され得るように構成されている。インターフェース９５は、エアフローメータ８１、吸気温センサ８２、スロットルポジションセンサ８３、水温センサ８４ａ、及び水温センサ８４ｂと電気的に接続されている。また、インターフェース９５は、上述のヒータ６３と電気的に接続されている。
【００６９】
上述の制御系統９０は、インターフェース９５を介してＣＰＵ９１が受領した、水温センサ８４ａ等の各種センサからの信号に基づいて、インターフェース９５を介して上述のヒータ６３を作動させ得るように構成されている。
【００７０】
＜実施形態のエンジンの動作＞
以下、上述の構成を有するエンジン１０の動作について、図１を参照しつつ説明する。
【００７１】
暖機運転終了後であって、冷却水Ｃが所定の暖機運転終了温度（例えば８２℃程度）よりも高温の状態においては、潜熱蓄熱材容器５０内に収容されている潜熱蓄熱材ＬＭ（酢酸ナトリウム３水和物：融点５８℃）の全量が、シリンダブロック３０のウォータージャケット３３内の冷却水によって、融点を超える温度に加熱されてゲル相となる。その後、エンジンが停止され、シリンダブロック３０及びウォータージャケット３３内の冷却水が外気温程度にまで低下しても、潜熱蓄熱材ＬＭは、固相に相変化せずゲル相のまま過冷却状態となって潜熱を保持している。
【００７２】
エンジンが再始動され、暖機運転が行われる際、発核装置６０によって、潜熱蓄熱材容器５０内の過冷却状態の潜熱蓄熱材ＬＭに発核を生じさせるための発核動作が行われる。これにより、当該潜熱蓄熱材ＬＭの過冷却状態が局部的に解除され、微小な固相の核が生成する。この核が、その周囲の過冷却状態の潜熱蓄熱材ＬＭと接触することで、当該核の周囲の潜熱蓄熱材ＬＭの過冷却状態が順次解除され、潜熱蓄熱材ＬＭに蓄熱された潜熱が放出される。
【００７３】
このようにして過冷却状態の潜熱蓄熱材ＬＭから取り出された潜熱が、潜熱蓄熱装置４０の周囲のウォータージャケット３３内の冷却水Ｃを介して、シリンダブロック３０の上部に伝達される。これにより、冷間始動時における暖機運転の進行が促進され得る。また、上述のように取り出された潜熱によって温められた冷却水Ｃが、シリンダヘッド２０のウォータージャケット２０ａに流入することで、シリンダヘッド２０の吸気ポート２０ｂ及び吸気弁２２の近傍位置が温められる。これにより、冷間始動時において吸気ポート２０ｂの内壁や吸気弁２２の表面に気化燃料が凝縮して付着することが可及的に抑制され、以て混合気の空燃比変動が可及的に抑制され得る。
【００７４】
＜実施形態の発核装置による発核動作＞
次に、発核装置６０による発核動作について、図５（及び必要に応じてその他の図面）を参照しつつ説明する。
【００７５】
当該発核装置６０の周囲の温度（図１におけるウォータージャケット３３内の冷却水Ｃの温度、又は潜熱蓄熱材容器５０内の潜熱蓄熱材ＬＭの温度）が低温であって、且つヒータ６３に通電がなされていない場合、ワックスＷの体積が小さくなる。この場合、図５（Ａ）に示されているように、ピストン６２ｂの突出度合いは小さい。また、この場合、発核部材６１における移動部６１ａ１の前記内側表面は、突出板６１ｂ１と離隔した状態となっている。
【００７６】
ここで、ヒータ６３に通電がなされると、ワックスＷの体積が膨張する。このワックスＷの体積膨張によって、ピストン６２ｂが押し出される。すると、可撓性板６１ａの弾性力に抗して、ピストン６２ｂの先端部６２ｂ１が、潜熱蓄熱材容器５０の内側方向（図中下方）に向けて移動する。これにより、図５（Ｂ）に示されているように、移動部６１ａ１の前記内側表面と突出板６１ｂ１とが当接する。この移動部６１ａ１と突出板６１ｂ１との当接により、当該移動部６１ａ１の前記内側表面における、突出板６１ｂ１が当接した位置にて、潜熱蓄熱材が付着していない「清浄な」部分（清浄表面）が出現する。すなわち、当該移動部６１ａ１の前記内側表面が、突出板６１ｂ１によって摺擦されて、「清浄な」状態にワイピングされることで、上述の清浄表面が出現する。あるいは、当該移動部６１ａ１の前記内側表面が突出板６１ｂ１との摺擦によって磨耗することで、上述の清浄表面が新たに発生する。そして、この移動部６１ａ１の前記内側表面にて発生した清浄表面が、過冷却状態の潜熱蓄熱材と接触することで、上述の発核が生じる。
【００７７】
その後、エンジン１０（図１参照）の停止中に、発核装置６０の周囲の温度が低温になると、ピストン６２ｂが可撓性板６１ａの弾性力によって図中上方に付勢される。これにより、図５（Ａ）に示されているように、ピストン６２ｂは初期の位置に復帰する。
【００７８】
＜＜実施形態の構成による動作例＞＞
次に、上述の構成を有する潜熱蓄熱装置４０の動作例について、図６の制御系統図、及び図７のフローチャートを参照しつつ説明する。
【００７９】
エンジン１０の始動時に、図７の「始動促進処理」ルーチン７００に相当するプログラムが、ＲＯＭ９２から読み出され、ＣＰＵ９１によって起動される。この始動促進処理ルーチン７００においては、まず、ステップ７０５において、エンジン１０が実際に始動されるに先立って、バックアップＲＡＭ９４に格納されている始動促進フラグの値が参照される（この始動促進フラグの設定については後述する）。
【００８０】
始動促進フラグの値が“１”である場合（ステップ７０５＝Ｙｅｓ）、ステップ７１０において、水温センサ８４ａ及び８４ｂの出力に基づいて、始動時の冷却水温Ｔが取得される。
【００８１】
ステップ７１０にて、冷却水温Ｔが所定の低温Ｘ℃（例えば２０℃程度）以下であることが判定されると（ステップ７１０＝Ｙｅｓ）、ステップ７１５にて、エンジン１０の始動と同時にヒータ６３に通電がなされる。このヒータ６３の通電は、ステップ７２０により、ｔ０秒間継続して行われる。これにより、上述の発核装置６０（図５参照）にて発核動作が行われる。次に、ステップ７２５にて、ヒータ６３の通電が終了された後、ステップ７３０にて、ｔ０秒経過後の燃料消費量が計測される。
【００８２】
続いて、ステップ７３５にて、水温センサ８４ａ及び８４ｂの出力に基づいて取得された、冷却水の温度上昇ΔＴが、所定値Ｙ以上か否かが判定される。この所定値Ｙは、ステップ７２５にて取得された燃料消費量と、ＲＯＭ９２に格納されたテーブルとに基づいて取得される。すなわち、水温センサ８４ａ及び８４ｂの出力に基づいて取得された冷却水温の上昇は、エンジン１０の運転と、潜熱蓄熱装置４０（図１参照）からの潜熱の放出とに基づいて生じる。このうちの、エンジン１０の運転に基づく部分は、ステップ７２５にて取得された燃料消費量に基づいて推定され得る。したがって、水温センサ８４ａ及び８４ｂの出力に基づいて取得された実際の冷却水温の上昇と、ステップ７２５にて取得された燃料消費量に基づく冷却水温の上昇推定値とを比較することで、潜熱蓄熱装置４０（図１参照）からの潜熱の放出が行われたか否かが判定され得る。
【００８３】
ステップ７３５にて、温度上昇ΔＴが所定値Ｙ以上であることが判定されると（ステップ７３５＝Ｙｅｓ）、潜熱蓄熱装置４０（図１参照）からの潜熱の放出が行われたことが判定され、本ルーチンによる処理が終了する（ステップ７９０）。
【００８４】
一方、ステップ７３５にて、温度上昇ΔＴが所定値Ｙ以上でないことが判定されると（ステップ７３５＝Ｎｏ）、潜熱蓄熱装置４０（図１参照）からの潜熱の放出が行われなかったことが判定される。この場合、発核装置６０（図５参照）における発核動作が失敗したことが想定される。よって、この場合、ＣＰＵ９１による処理がステップ７４０に進み、再度ステップ７１５にてヒータ６３への通電が行われ、当該ステップ７１５からの処理が繰り返される。ヒータ６３の通電が３回行われてもなお温度上昇ΔＴが所定値Ｙ以上でないことが判定されると（ステップ７３５＝Ｎｏ，ステップ７４０＝Ｙｅｓ）、潜熱蓄熱装置４０（発核装置６０）の異常が判定される。この場合、ステップ７４５にて異常ランプが点灯された後、本ルーチンによる処理が終了する（ステップ７９０）。
【００８５】
また、始動促進フラグの値が“０”である場合（ステップ７０５＝Ｎｏ）、ヒータ６３の通電がなされないまま、本ルーチンによる処理が終了する（ステップ７９０）。
【００８６】
次に、始動促進フラグの設定処理について、図８のフローチャートを参照しつつ説明する。始動促進フラグ処理ルーチン８００は、エンジン始動後、所定周期で繰り返し起動されるものとする。
【００８７】
まず、ステップ８１０にて、始動時に潜熱蓄熱装置４０（発核装置６０）の異常発生が判定されたか否か（上述の図７のフローチャートにおけるステップ７４０参照）が判定される。潜熱蓄熱装置４０が異常である（正常でない）場合（ステップ８１０＝Ｎｏ）、ステップ８２０にて始動促進フラグが“０”に設定され、本ルーチンによる処理が終了する（ステップ８９０）。この始動促進フラグの設定値は、バックアップＲＡＭ９４に格納される。
【００８８】
潜熱蓄熱装置４０が正常である（異常でない）場合（ステップ８１０＝Ｙｅｓ）、ステップ８３０にて、現在ヒータ６３に通電がなされているか否かが判定される。ヒータ６３が通電中である場合（ステップ８３０＝Ｙｅｓ）、ステップ８４０にて始動促進フラグが“０”に設定される。この始動促進フラグの設定値は、バックアップＲＡＭ９４に格納される。ヒータ６３が通電中でない場合（ステップ８３０＝Ｎｏ）、ステップ８４０はスキップされる。
【００８９】
続いて、ステップ８５０にて、冷却水温Ｔが所定の高温Ｚ℃（例えば８０℃）以上であるか否かが判定される。冷却水温ＴがまだＺ℃に達していない場合（ステップ８５０＝Ｎｏ）、本ルーチンによる処理が一旦終了する（ステップ７９０）。冷却水温ＴがＺ℃以上となった場合（ステップ８５０＝Ｙｅｓ）、ステップ８６０にて、冷却水温が当該Ｚ℃以上の高温状態となってからｔ１秒経過したか否かが判定される。冷却水温が当該Ｚ℃以上の高温状態となってからｔ１秒経過していない場合（ステップ８６０＝Ｎｏ）、本ルーチンによる処理が一旦終了する（ステップ７９０）。冷却水温が当該Ｚ℃以上の高温状態となってからｔ１秒経過した場合（ステップ８６０＝Ｙｅｓ）、ステップ８７０にて始動促進フラグが“１”に設定され、本ルーチンによる処理が終了する（ステップ８９０）。この始動促進フラグの設定値は、バックアップＲＡＭ９４に格納される。
【００９０】
すなわち、本ルーチンにおいては、今回の始動時に潜熱蓄熱装置４０（発核装置６０）に異常が発生した場合、次回の始動時に発核装置６０における発核動作が行われないように、始動促進フラグが“０”に設定される。また、今回の始動後に短い運転時間でエンジン１０が停止され、潜熱蓄熱装置４０（潜熱蓄熱材容器５０）内の潜熱蓄熱材ＬＭが充分に加熱されず、当該潜熱蓄熱材ＬＭに潜熱が蓄熱されていない場合、次回の始動時に発核装置６０における発核動作が行われないように、始動促進フラグが“０”に設定される。一方、今回の始動後に、潜熱蓄熱材ＬＭが、その融点よりも高い所定の高温に所定時間加熱されて、当該潜熱蓄熱材ＬＭが完全に融解し、当該潜熱蓄熱材ＬＭに潜熱が蓄熱された場合に、次回の始動時に発核装置６０における発核動作が行われ得るように、始動促進フラグが“１”に設定される。
【００９１】
＜実施形態の構成による効果＞
以下、上述のような本実施形態の構成による効果について説明する。
【００９２】
本実施形態においては、図１及び図２に示されているように、潜熱蓄熱装置４０が、シリンダブロック３０のウォータージャケット３３内に収容されている。
【００９３】
よって、本実施形態によれば、エンジン始動時に、シリンダブロック３０の内部のウォータージャケット３３内にて、潜熱蓄熱材ＬＭの過冷却状態の解除及び潜熱の放出が行われる。したがって、当該過冷却状態の解除によって生じた熱が、外気に逃がされることなく、シリンダブロック３０に対して効率的に伝達される。また、潜熱蓄熱装置４０がシリンダブロック３０に内蔵されているので、エンジン１０が小型化されるとともに、当該シリンダブロック３０の外側面に冷却フィン３４を障害なく形成することが可能になる。さらに、潜熱蓄熱材容器５０をウォータージャケット３３内に収容するという非常に簡略な構成で、良好な潜熱の保持（蓄熱）及び放出が実現され得る。
【００９４】
本実施形態においては、図１及び図２に示されているように、シリンダブロック３０のウォータージャケット３３の内壁面と潜熱蓄熱装置４０（潜熱蓄熱材容器５０）の外壁面との間に、冷却水Ｃが通過可能な間隙３３ａが形成されている。そして、潜熱蓄熱材容器５０の下方及び側方のほぼ全体が、この間隙３３ａによって囲まれている。
【００９５】
よって、本実施形態によれば、冷間始動の際に潜熱蓄熱材ＬＭから潜熱が放出されると、この熱は潜熱蓄熱装置４０（潜熱蓄熱材容器５０）とウォータージャケット３３との間隙に充填された冷却水Ｃに伝達される。そして、この冷却水Ｃに伝達された熱によって、シリンダブロック３０が、シリンダ３０ｂの高さ方向について可及的に偏りなく加熱される。また、温度が上昇した冷却水Ｃがシリンダブロック３０のウォータージャケット３３からシリンダヘッド２０のウォータージャケット２０ａに供給されることで、吸気ポート２０ｂを効率的に暖めることができる。さらに、暖機運転終了後は、シリンダブロック３０のウォータージャケット３３の内壁面と潜熱蓄熱装置４０の外壁面との間隙を冷却水Ｃが通過することで、潜熱蓄熱装置４０内（潜熱蓄熱材容器５０内）の潜熱蓄熱材ＬＭの過熱が防止され得る。
【００９６】
本実施形態においては、図２に示されているように、発核装置６０が複数個備えられている。よって、より確実な発核動作が行われ得る。
【００９７】
本実施形態によれば、図４及び図５に示されているように、バネ鋼板からなる発核部材６１の可撓性板６１ａを弾性的に撓ませて移動部６１ａ１を移動させ、当該移動部６１ａ１と突出板６１ｂ１とを当接させるだけで、発核動作がより安定的に行われ得る。特に、１つの発核部材６１に複数の突出板６１ｂ１が設けられているので、より安定的な発核動作が行われ得る。
【００９８】
ここで、本実施形態においては、可撓性板６１ａを撓ませて移動部６１ａ１を移動させるために、サーモシリンダ機構６２が用いられている。このサーモシリンダ機構６２は、ヒータ６３から発生する熱によるワックスＷの膨張によってピストン６２ｂが押し出され、このピストン６２ｂの押し出しによって可撓性板６１ａを弾性的に撓ませるように構成されている。よって、電磁ソレノイド等を用いた場合よりも大きな力で可撓性板６１ａを撓ませることができる。したがって、より安定的な発核動作が行われ得る。
【００９９】
本実施形態においては、図４及び図５に示されているように、移動部６１ａ１を備えた可撓性板６１ａと、当該移動部６１ａ１と対向する突出板６１ｂ１とが、１枚のバネ鋼板にプレス加工等の曲げ加工を施すことで一体に形成されている。これにより、安定的な発核動作を行い得る発核部材６１が簡略な製造工程で安価に製造され得る。
【０１００】
本実施形態においては、エンジン１０の始動の際、及び当該エンジン１０の前回の運転中における、水温センサ８４ａ及び８４ｂの出力に応じて、潜熱蓄熱装置４０（発核装置６０）の作動が制御系統９０によって制御される。すなわち、図７及び図８のフローチャートに基づいて説明したように、冷間始動時であって、潜熱蓄熱材ＬＭ（図１参照）に潜熱が蓄熱されていて、発核装置６０（図４、図５参照）が正常な場合にのみ、制御系統９０（図６参照）が当該発核装置６０を作動させる。一方、外気温が高い場合や、エンジン停止直後に再始動する場合等、今回の始動時に既にエンジン１０の各部の温度が高い場合（冷間始動でない場合）には、制御系統９０は当該発核装置６０を作動させない。また、前回の始動時が冷間始動であって、潜熱蓄熱材ＬＭから潜熱が放出された後、短時間の運転でエンジン１０が停止された場合のような、潜熱蓄熱材ＬＭに潜熱が蓄熱されていない場合には、制御系統９０は当該発核装置６０を作動させない。
【０１０１】
このように、本実施形態によれば、当該エンジンの運転状態や運転履歴に応じて、発核装置６０の作動を適切に制御することで、当該発核装置６０を効率的に動作させることが可能になる。例えば、作動の必要性のない場合に発核装置６０を作動させないようにすることで、当該発核装置６０の耐久性が向上する。また、本実施形態によれば、潜熱蓄熱装置４０（図１参照）における潜熱の蓄熱・放出の状態が正確に把握され得る。特に、本実施形態によれば、発核装置６０の異常の有無が簡易に判定され得る。
【０１０２】
＜変形例の示唆＞
なお、上述の各実施形態及び各実施例は、上述した通り、出願人が取り敢えず本願の出願時点において最良であると考えた本発明の代表的な実施形態や実施例を単に例示したものにすぎない。よって、本発明はもとより上述の実施形態等に何ら限定されるものではなく、本発明の本質的部分を変更しない範囲内において種々の変形を施すことができることは当然である。
【０１０３】
以下、先願主義の下で本願の出願の際に追記し得る程度（時間の許す限り）で、変形例について幾つか例示するが、変形例とてこれらに限定されるものではないことはいうまでもない。本願発明を、上述の実施形態・実施例、及び下記変形例の記載に基づき限定解釈すること（特に、本発明の課題を解決するための手段を構成する各要素における、作用・機能的に表現されている要素を、実施形態等の記載に基づき限定解釈すること）は、先願主義の下で出願を急ぐ出願人の利益を不当に害する反面、模倣者を不当に利するものであって、発明の保護及び利用を目的とする特許法の目的に反し、許されない。
【０１０４】
（ｉ）本発明の潜熱蓄熱装置は、上述の実施形態のようなエンジン用途や自動車用途に限定されない。また、本発明は、電気的発核その他の発核メカニズムにも適用可能である。また、本発明は、直列４気筒その他の直列エンジンの他にも、単気筒エンジンや、バンク角度が０度を超え１８０度以下のＶ型エンジン、水平対向エンジンにも適用され得る。さらに、本発明が複数気筒のエンジンに適用される場合、気筒毎に潜熱蓄熱装置が独立して別個に設けられていてもよい。
【０１０５】
（ii）潜熱蓄熱材の材質としては、酢酸ナトリウム３水和物（ＣＨ3ＣＯＯＮa・３Ｈ2Ｏ）の他、シュウ酸、酢酸マグネシウム、酢酸マンガン、硫酸ニッケル、硫酸マグネシウム、硫酸銅、硫酸亜鉛、チオ硫酸ナトリウム、亜硫酸ナトリウム、及びこれらの水和物や、ナフタレン、パルミチン酸、安息香酸、高純度パラフィン等、及びこれらの混合物等が採用可能である。
【０１０６】
（iii）潜熱蓄熱装置４０の位置も、上述の実施形態の構成に限定されない。例えば、潜熱蓄熱装置４０は、シリンダヘッド２０内に配置されていてもよい。
【０１０７】
（iv）図４を参照すると、発核部材６１だけバッグ５２の内側に配置されていて、サーモシリンダ機構６２はバッグ５２の外側に配置されていてもよい。
【０１０８】
（ｖ）ヒータ６３への通電は、エンジン１０の始動直前に行われてもよい。例えば、キーや押しボタンの操作と同時（セルモータの回転の直前）にヒータ６３への通電がなされてもよい。
【０１０９】
（vi）図７のフローチャートのステップ７３５において、燃料消費量の他に、外気温始及び／又は動時の初期冷却水温を考慮して、潜熱の放出の有無が判定されてもよい。
【０１１０】
（vii）図７及び図８のフローチャートにおける値ＴやΔＴは、温度ではなく、水温センサ８４ａ等の出力電圧であってもよい。なお、水温センサ８４ａ及び８４ｂの出力は、一方のみが用いられてもよいし、両方とも用いられても良い。例えば、水温センサ８４ａ及び８４ｂの出力の平均が用いられてもよい。あるいは、水温センサ８４ａが故障した場合に水温センサ８４ｂが用いられてもよい。
【０１１１】
（viii）その他、本発明の課題を解決するための手段を構成する各要素における、作用・機能的に表現されている要素は、上述の実施形態・実施例や変形例にて開示されている具体的構造の他、当該作用・機能を実現可能な、いかなる構造をも含む。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】本発明の実施形態に係るエンジンの内部構成を説明するための側断面図である。
【図２】図１に示したエンジンの平断面図である。
【図３】図１及び図２に示した潜熱蓄熱材容器の斜視図である。
【図４】図３に示した発核装置の構成の詳細について説明するための図である。ここで、図４（Ａ）は、当該発核装置の側断面図である。図４（Ｂ）は、当該発核装置に備えられた発核部材の底面図である。
【図５】図４に示した発核装置の動作状態を示す図である。
【図６】図１に示したエンジンにおける制御系統の概略構成を示す図である。
【図７】図１に示した潜熱蓄熱装置の動作の具体例を示すフローチャートである。
【図８】図１に示した潜熱蓄熱装置の動作の具体例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１１３】
１０…エンジン、          ３０…シリンダブロック、  ３３…ウォータージャケット、
４０…潜熱蓄熱装置、      ５０…潜熱蓄熱材容器、    ５５…発核装置装着部、
６０…発核装置、          ６１…発核部材、          ６１ａ…可撓性板、
６１ａ１…移動部、        ６１ｂ１…突出板、        ６２…サーモシリンダ機構、
６２ｂ…ピストン、        ６３…ヒータ、            ８４ａ…水温センサ、
８４ｂ…水温センサ、      ９０…制御系統、          ９１…ＣＰＵ、
９２…ＲＯＭ、            ９４…バックアップＲＡＭ、Ｃ…冷却水、
ＬＭ…潜熱蓄熱材、        Ｗ…ワックス
【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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