(57)【要約】【課題】化学蓄熱装置を用いた車両の暖機制御装置において、反応媒体の流動を制御するためのバルブ機構の故障を適切に検出すること。【解決手段】蓄熱材と反応媒体とが化合することにより発熱し、前記蓄熱材と前記反応媒体との化合物から前記反応媒体が脱離することにより吸熱するとともに前記化合物から前記反応媒体が脱離した状態を維持することにより蓄熱する化学蓄熱装置を備え、エンジンが稼動することにより昇温する暖機対象部位を前記化学蓄熱装置によって暖機する車両の暖機制御装置において、前記蓄熱材の温度を読み込み、前記蓄熱材が充填された反応器と前記反応媒体を貯留する吸着器との間の配管に設けられたバルブ機構を作動させる作動指示を出力し、前記作動指示を出力した後の前記温度と判断基準との乖離が所定値よりも大きい場合に、前記バルブ機構の故障が生じたと判断する（ステップＳ６，Ｓ９）。【選択図】図３
2017172425.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄熱材と反応媒体とが化合することにより発熱し、前記蓄熱材と前記反応媒体との化合物から前記反応媒体が脱離することにより吸熱するとともに前記化合物から前記反応媒体が脱離した状態を維持することにより蓄熱する化学蓄熱装置を備え、駆動力源としてエンジンを有する車両の前記エンジンが稼動することにより昇温する暖機対象部位を前記化学蓄熱装置によって暖機する車両の暖機制御装置において、
前記化学蓄熱装置は、前記蓄熱材が充填されるとともに前記蓄熱材と前記暖機対象部位との間で熱の授受が可能なように前記暖機対象部位に取り付けられた反応器と、前記反応媒体を吸着して貯留する吸着器と、前記反応器と前記吸着器との間で前記反応媒体を流通させる配管と、前記配管に設けられて前記反応媒体の流通を選択的に遮断するバルブ機構とを備え、
前記駆動力源および前記バルブ機構の動作を制御するコントローラを備え、
前記コントローラは、
前記蓄熱材の温度の検出値または推定値を読み込み、
前記バルブ機構を作動させる作動指示を出力し、
前記作動指示を出力した後の前記温度と判断基準との乖離が予め定めた所定値よりも大きい場合に、前記バルブ機構の故障が生じたと判断する
ことを特徴とする車両の暖機制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両の暖機制御装置において、
前記コントローラは、
前記判断基準として、前記バルブ機構を閉じた場合の前記温度の推移を予測した第１予測温度を求め、
前記バルブ機構を閉じる閉弁指示を出力し、
前記閉弁指示を出力した後に予め定めた第１所定時間が経過した時点における前記温度と前記第１予測温度との乖離が予め定めた第１所定温度よりも大きい場合に、前記バルブ機構が正常に閉じなくなる開固着が生じたと判断する
ことを特徴とする車両の暖機制御装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の車両の暖機制御装置において、
前記コントローラは、
前記判断基準として、前記バルブ機構を開いた状態での前記温度の推移を予測した第２予測温度を求め、
前記バルブ機構を開ける開弁指示を出力し、
前記開弁指示を出力した後に予め定めた第２所定時間が経過した時点における前記温度と前記第２予測温度との乖離が予め定めた第２所定温度よりも大きい場合に、前記バルブ機構が正常に開かなくなる閉固着が生じたと判断する
ことを特徴とする車両の暖機制御装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の車両の暖機制御装置において、
前記車両は、前記駆動力源として前記エンジンと共にモータを有するハイブリッド車両であり、
前記コントローラは、前記エンジンが停止している状態で、前記故障の有無を判断する
ことを特徴とする車両の暖機制御装置。
【請求項５】
請求項１から３のいずれか一項に記載の車両の暖機制御装置において、
前記コントローラは、前記エンジンの始動前に、または、前記エンジンの始動後に前記エンジンを一時的に停止させた状態で、前記故障の有無を判断することを特徴とする車両の暖機制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両を暖機する暖機制御装置に関し、特に、蓄熱材と反応媒体との可逆的な化学反応を利用して放熱および蓄熱を行う化学蓄熱装置を用いて暖機を促進する車両の暖機制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、反応器または吸着器の内部の過圧を防止することを目的とした化学蓄熱装置が記載されている。この特許文献１に記載された化学蓄熱装置は、ディーゼルエンジンの排気浄化システムに用いられる熱交換器の周囲に配置されている。そして、反応媒体と化学反応して熱を発生させるとともにエンジンの排熱を受けて反応媒体を脱離させる蓄熱材と、蓄熱材を収容する反応器と、反応媒体を物理的に吸着することによる保持および放出が可能な吸着材と、吸着材を収容する吸着器と、反応器と吸着器との間に設けられた流路を開閉させる電磁弁とを備えている。さらに、反応器と吸着器との間には、電磁弁と並列に、反応器内の圧力が予め設定された開弁設定圧に達すると機械的に開く安全弁が設けられている。安全弁は、吸着器から反応器への反応媒体の流動を止める逆止弁としての機能も有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１６５１７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された化学蓄熱装置によれば、上記のような安全弁が適正に機能することにより、反応器内の圧力が過剰に上昇してしまうことを防止することができる。しかしながら、特許文献１に記載された化学蓄熱装置では、例えば、電磁弁および安全弁が閉じたままの状態で正常に開かなくなる故障（閉固着）が生じてしまうと、反応器内で脱離した反応媒体が吸着器側に移動できなくなり、その結果、反応器内の圧力が過剰に上昇してしまうおそれがある。また、電磁弁が開いたままの状態で正常に閉じなくなる故障（開固着）が生じてしまうと、吸着器内に保持した反応媒体の移動を制御できなくなり、その結果、反応器の温度を狙い通りに制御できなくなってしまう。
【０００５】
この発明は上記の技術的課題に着目して考え出されたものであり、上記のような化学蓄熱装置を用いた車両の暖機制御装置において、反応媒体の流動を制御するバルブ機構の故障を適切に検出することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、この発明は、蓄熱材と反応媒体とが化合することにより発熱し、前記蓄熱材と前記反応媒体との化合物から前記反応媒体が脱離することにより吸熱するとともに前記化合物から前記反応媒体が脱離した状態を維持することにより蓄熱する化学蓄熱装置を備え、駆動力源としてエンジンを有する車両の前記エンジンが稼動することにより昇温する暖機対象部位を前記化学蓄熱装置によって暖機する車両の暖機制御装置において、前記化学蓄熱装置は、前記蓄熱材が充填されるとともに前記蓄熱材と前記暖機対象部位との間で熱の授受が可能なように前記暖機対象部位に取り付けられた反応器と、前記反応媒体を吸着して貯留する吸着器と、前記反応器と前記吸着器との間で前記反応媒体を流通させる配管と、前記配管に設けられて前記反応媒体の流通を選択的に遮断するバルブ機構とを備え、前記駆動力源および前記バルブ機構の動作を制御するコントローラを備え、前記コントローラは、前記蓄熱材の温度の検出値または推定値を読み込み、前記バルブ機構を作動させる作動指示を出力し、前記作動指示を出力した後の前記温度と判断基準との乖離が予め定めた所定値よりも大きい場合に、前記バルブ機構の故障が生じたと判断することを特徴とするものである。
【０００７】
また、この発明における前記コントローラは、前記判断基準として、前記バルブ機構を閉じた場合の前記温度の推移を予測した第１予測温度を求め、前記バルブ機構を閉じる閉弁指示を出力し、前記閉弁指示を出力した後に予め定めた第１所定時間が経過した時点における前記温度と前記第１予測温度との乖離が予め定めた第１所定温度よりも大きい場合に、前記バルブ機構が正常に閉じなくなる開固着が生じたと判断することを特徴としている。
【０００８】
また、この発明における前記コントローラは、前記判断基準として、前記バルブ機構を開いた状態での前記温度の推移を予測した第２予測温度を求め、前記バルブ機構を開ける開弁指示を出力し、前記開弁指示を出力した後に予め定めた第２所定時間が経過した時点における前記温度と前記第２予測温度との乖離が予め定めた第２所定温度よりも大きい場合に、前記バルブ機構が正常に開かなくなる閉固着が生じたと判断することを特徴としている。
【０００９】
また、この発明における前記車両は、前記駆動力源として前記エンジンと共にモータを有するハイブリッド車両であり、前記コントローラは、前記エンジンが停止している状態で、前記故障の有無を判断することを特徴としている。
【００１０】
そして、この発明における前記コントローラは、前記エンジンの始動前に、または、前記エンジンの始動後に前記エンジンを一時的に停止させた状態で、前記故障の有無を判断することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
この発明の車両の暖機制御装置では、化学蓄熱装置のバルブ機構に対する作動指示が出力され、その作動指示が出力された後の蓄熱材の温度と判断基準とが比較される。例えば、バルブ機構が正常に作動した場合の蓄熱材の推定温度等が、上記の判断基準として設定される。したがって、作動指示が出力された後の蓄熱材の温度と判断基準とを比較し、その温度と判断基準との乖離が大きい場合に、バルブ機構が正常に作動していない、すなわち、故障が生じていると判断することができる。そのため、この発明の車両の暖機制御装置によれば、化学蓄熱装置におけるバルブ機構の故障を適切に検出することができる。
【００１２】
また、この発明の車両の暖機制御装置によれば、上記の判断基準として、バルブ機構が正常に閉じた状態おける蓄熱材の温度の推移を予測した第１予測温度が求められる。そして、その第１予測温度と、閉弁指示が出力された後の実際の蓄熱材の温度とが比較される。第１予測温度と実際の蓄熱材の温度との乖離が大きい場合は、バルブ機構が正常に作動していないと判断できる。そのため、バルブ機構が閉弁指示通りに正常に閉じなくなる故障（すなわち開固着）を適切に検出することができる。
【００１３】
また、この発明の車両の暖機制御装置によれば、上記の判断基準として、バルブ機構が正常に開いた状態における蓄熱材の温度の推移を予測した第２予測温度が求められる。そして、その第２予測温度と、開弁指示が出力された後の実際の蓄熱材の温度とが比較される。第２予測温度と実際の蓄熱材の温度との乖離が大きい場合は、バルブ機構が正常に作動していないと判断できる。そのため、バルブ機構が開弁指示通りに正常に開かなくなる故障（すなわち閉固着）を適切に検出することができる。
【００１４】
また、この発明の車両の暖機制御装置をハイブリッド車両に適用した場合には、エンジンの運転が停止している状態で、上記のようなバルブ機構の故障の有無が判断される。例えば、モータだけの出力によって走行するＥＶ走行中に、上記のようなバルブ機構の故障の有無が判断される。そのため、エンジンが稼動することによる温度上昇の影響を排除し、バルブ機構の故障をより適切に精度よく検出することができる。
【００１５】
そして、この発明の車両の暖機制御装置によれば、エンジンが始動される前に、あるいは、エンジン始動後にエンジンを一時的に停止させた状態で、上記のようなバルブ機構の故障の有無が判断される。例えば、車両の走行開始前やアイドリングストップ時に、上記のようなバルブ機構の故障の有無が判断される。そのため、エンジンが稼動することによる温度上昇の影響を排除し、バルブ機構の故障を適切に検出することができる。また、この発明の車両の暖機制御装置をエンジンだけを駆動力源とする車両に適用した場合に、エンジンの始動前にバルブ機構の故障の有無が判断されることにより、走行中に故障が検出される場合よりも、故障による影響を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】この発明の車両の暖機制御装置を適用した車両の駆動系統および制御系統の一例を説明するための図である。
【図２】この発明の車両の暖機制御装置における化学蓄熱装置の一例を説明するための図である。
【図３】この発明の車両の暖機制御装置によって実行される制御の一例を説明するためのフローチャートである。
【図４】図３のフローチャートで示す制御例を実行した場合の駆動力源（エンジンおよびモータ）の出力変化、ならびに、蓄熱材の温度変化等を説明するためのタイムチャートである。
【図５】この発明の車両の暖機制御装置によって実行される他の制御例を説明するためのフローチャートである。
【図６】この発明の車両の暖機制御装置による他の制御例を実行した場合の駆動力源（エンジンおよびモータ）の出力変化、ならびに、蓄熱材の温度変化等を説明するためのタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
この発明を図を参照して具体的に説明する。図１に、この発明の「車両の暖機制御装置」を適用する車両の一例を示してある。図１に示す車両Ｖｅは、エンジン（ＥＮＧ）１、ならびに、第１モータ（ＭＧ１）２および第２モータ（ＭＧ２）３を駆動力源とするハイブリッド車両である。第１モータ２および第２モータ３は、動力分割機構４および減速機構５と共に、ハイブリッド駆動ユニット６を構成している。したがって、車両Ｖｅは、エンジン１およびハイブリッド駆動ユニット６から出力されるトルクを駆動軸７に伝達し、駆動力を発生するように構成されている。
【００１８】
エンジン１は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関であり、回転数やトルクの調整、ならびに、始動および停止の動作などが電気的に制御されるように構成されている。例えばガソリンエンジンであれば、スロットル開度、燃料の供給量、点火の実行および停止、ならびに、点火時期などが電気的に制御される。
【００１９】
第１モータ２および第２モータ３は、いずれも、発電機能のあるモータ（いわゆるモータ・ジェネレータ）であり、一例として、永久磁石式の同期電動機によって構成されている。第１モータ２および第２モータ３は、それぞれ、インバータ８を介してバッテリ９に接続されている。第１モータ２および第２モータ３は、それぞれ、回転数やトルクの調整、始動および停止の動作、ならびに、モータとしての機能および発電機としての機能の切り替えなどが電気的に制御されるように構成されている。また、第１モータ２で発生した電力を第２モータ３に供給し、その第２モータ３が出力する動力を駆動軸７に付加することができるように構成されている。
【００２０】
動力分割機構４は、３つの回転要素を有する差動機構によって構成されている。例えば、サンギヤ、リングギヤ、およびキャリア（いずれも図示せず）を有する遊星歯車機構によって構成されている。動力分割機構４は、各回転要素間の差動作用を利用し、エンジン１の出力トルクを第１モータ２側と減速機構５および駆動軸７側とに分割して、また、エンジン１の出力トルクおよび第１モータ２の出力トルクを合成して、減速機構５および駆動軸７へ伝達するように構成されている。
【００２１】
減速機構５は、一例として、減速ギヤ列（図示せず）、および、終減速機であるデファレンシャルギヤ（図示せず）から構成されている。すなわち、減速機構５は、動力分割機構４から伝達されるトルクを増幅するとともに、そのトルクをデファレンシャルギヤを介して左右の駆動軸７へ分配して伝達するように構成されている。
【００２２】
上記のようなエンジン１の運転制御、ならびに、第１モータ２および第２モータ３の回転制御などを実行するためのコントローラ（ＥＣＵ）１０が設けられている。コントローラ１０は、例えばマイクロコンピュータを主体にして構成される電子制御装置である。このコントローラ１０には、例えば、アクセル開度を検出するアクセルセンサ、車速を検出する車速センサ、および、バッテリ９の充電状態を検出するＳＯＣセンサ（いずれも図示せず）などの計測値あるいは検出値が入力されるように構成されている。また、後述する化学蓄熱装置１１の温度センサ１９および圧力センサ２０の各検出値が入力されるように構成されている。そして、コントローラ１０は、入力された各種データおよび予め記憶させられているデータや計算式等を使用して演算を行い、その演算結果を基に、エンジン１およびハイブリッド駆動ユニット６、ならびに、後述する化学蓄熱装置１１の開閉バルブ１５などに対して制御指令信号を出力するように構成されている。
【００２３】
図２に、この発明の「車両の暖機制御装置」で用いる化学蓄熱装置の一例を示してある。図２に示す化学蓄熱装置１１は、例えば、エンジン１のシリンダブロックや冷却水、あるいは、エンジン１の排気系統で用いられる触媒など、エンジン１が稼動することによって温度が上昇する暖機対象部位の暖機を促進するように構成されている。
【００２４】
化学蓄熱装置１１は、物質の可逆的な化学反応の反応熱を利用して暖機対象部位との間で熱を授受する蓄熱装置であり、主に、反応器１２、吸着器１３、配管１４、および、開閉バルブ１５から構成されている。
【００２５】
反応器１２は、暖機対象部位に取り付けられており、暖機対象部位との間で熱交換するように構成されている。反応器１２の内部には、可逆的に発熱反応と吸熱反応とを行う蓄熱材１６（化学蓄熱材あるいは反応材と称される場合もある）が充填されている。この反応器１２は、蓄熱材１６を収納する容器であり、したがって、蓄熱材１６は、反応器１２内に必ずしも密に充填されていなくともよい。すなわち、反応器１２内に蓄熱材１６が充満していてもよく、あるいは、反応器１２内に所定の充填率で蓄熱材１６が充填されていてもよい。発熱反応は、蓄熱材１６と反応媒体１７とが化合することにより生じる。また、吸熱反応は、蓄熱材１６と反応媒体１７とが化学反応して生成された化合物から反応媒体１７が脱離する（化合物が分解される）ことにより生じる。反応媒体１７は、蓄熱材１６と化学反応して生成された化合物が所定の温度（いわゆる脱離温度）以上になると、化合物から脱離して反応媒体１７の状態に戻る。
【００２６】
反応器１２が取り付けられる暖機対象部位は、エンジン１が稼動することによって温度が上昇する部位、すなわち、エンジン１の停止状態で温度が低く、エンジン１が動作することにより温度が高くなる箇所である。図２に示す例では、反応器１２は、エンジン１のシリンダブロック１ａに取り付けられている。反応器１２のシリンダブロック１ａとの取り付け面は、反応器１２とシリンダブロック１ａとの間で熱の授受が効率よく行われるように、シリンダブロック１ａの外形に沿って密着するように形成されている。
【００２７】
上記のような化学反応を行う蓄熱材１６は、Ｍｇ、ＣａＯ、ＦｅＣｌ２など、従来の化学蓄熱器で採用されている物質であってよい。例えば、前掲の特許文献１に記載されている物質（ＭｇＢｒ２）を蓄熱材１６として使用することができる。したがって、反応媒体１７は、蓄熱材１６として用いられている物質に応じて、ＮＨ３、Ｈ２Ｏ、ＣＯ２など、上記のような発熱反応および吸熱反応を生じる物質が採用される。
【００２８】
吸着器１３は、反応媒体１７を蓄熱材１６から分解した状態で貯留しておく貯留器であって、内部に反応媒体１７を吸着する吸着材１８を収納している。吸着材１８は、反応媒体１７を物理的に吸着して貯留することが可能な物質によって構成されている。例えば、吸着材１８は、反応媒体１７に応じて、セラミック製もしくは合成樹脂製の多孔質体や、活性炭の成形体、あるいは、反応媒体１７を凝縮させる水などによって構成されている。
【００２９】
反応器１２がシリンダブロック１ａのようなエンジン１の発熱源付近、あるいは、エンジン１が稼動することにより昇温する箇所に取り付けられるのに対して、吸着器１３は、発熱源や昇温箇所から離れた箇所に設置されている。吸着器１３の温度が高くなると、吸着材１８に反応媒体１７を吸着させる吸着反応が鈍化して反応器１２と吸着器１３との間の圧力差が減少することにより、反応媒体１７の移動が鈍化してしまう。そのため、吸着器１３は、外部からの熱の影響を受け難い箇所に設置されるのが好ましい。したがって、吸着器１３は、例えば、エンジン１の発熱源から離れたオイルパン１ｂの付近や、車両Ｖｅが前進走行する際にフロントグリル（図示せず）からの走行風が当たり易い箇所に設置されている。
【００３０】
上記のように互いに離れた箇所に設置される反応器１２と吸着器１３とが、配管１４によって連通されている。配管１４は、反応器１２と吸着器１３との間で反応媒体１７を流通させる流路を構成しており、例えば、金属あるいは樹脂やゴム等を材料とした管状部材によって形成されている。
【００３１】
開閉バルブ１５は、配管１４内における反応媒体１７の流通を選択的に遮断するように構成されており、配管１４の途中に設けられている。図２に示す例では、反応器１２と開閉バルブ１５とが、配管１４における第１配管１４ａによって連通され、吸着器１３と開閉バルブ１５とが、配管１４における第２配管１４ｂによって連通されている。開閉バルブ１５は、例えば、電気的に制御される流量制御バルブもしくは圧力制御バルブ、または、ＯＮ−ＯＦＦバルブ等によって構成されている。
【００３２】
化学蓄熱装置１１は、反応器１２内の蓄熱材１６の温度を検出する温度センサ１９を備えている。温度センサ１９は、反応器１２に設置されている。また、図２に示す例では、反応器１２と開閉バルブ１５との間の配管１４内の圧力、すなわち、第１配管１４ａ内の反応媒体１７の圧力を検出する圧力センサ２０が設けられている。
【００３３】
そして、前述の図１に示したように、開閉バルブ１５の動作を制御するためのコントローラ（ＥＣＵ）１０が設けられている。コントローラ１０は、温度センサ１９および圧力センサ２０などから入力されるデータや、予め記憶しているデータ等を使用して演算を行う。そして、その演算結果を制御指令信号として開閉バルブ１５に出力し、開閉バルブ１５の開度や開閉の状態を制御するように構成されている。
【００３４】
この化学蓄熱装置１１を用いた暖機制御装置では、開閉バルブ１５を開けて、吸着器１２に保持していた反応媒体１７を反応器１２側へ移動させると、蓄熱材１６に反応媒体１７が供給され、それら蓄熱材１６と反応媒体１７との化学反応が進行して発熱する。したがって、化学蓄熱装置１１は、蓄熱材１６を充填した反応器１２から蓄熱材１６と反応媒体１７との発熱反応によって発生した熱を放熱することにより、暖機対象部位を加熱する。図１に示す例では、エンジン１のシリンダブロック１ａを暖機する。
【００３５】
一方、蓄熱材１６と反応媒体１７との化合物の温度が上昇して脱離温度に達すると、化合物から反応媒体１７が脱離し、その際に吸熱する。脱離した反応媒体１７は、反応器１２と吸着器１３との間の圧力差によって吸着器１３側へ移動し、吸着器１３内の吸着材１８に吸着される。その状態で開閉バルブ１５を閉じることにより、反応媒体１７が吸着器１３内に保持される。したがって、化学蓄熱装置１１は、吸着器１３内に保持して貯留した反応媒体１７を再び蓄熱材１６と反応させて発熱させることが可能な状態になる。すなわち、化学的に蓄熱された状態になる。
【００３６】
上記のように、この化学蓄熱装置１１を用いた暖機制御装置では、開閉バルブ１５の動作を制御することにより、化学蓄熱装置１１によってエンジン１を暖機するタイミングや放熱量を制御することができる。さらに、この化学蓄熱装置１１を用いた暖機制御装置は、化学蓄熱装置１１における開閉バルブ１５の故障の有無を適切に判断することができるように構成されている。
【００３７】
この化学蓄熱装置１１を用いた暖機制御装置において、開閉バルブ１５の故障の有無を判断するためにコントローラ１０で実行される制御の一例を図３に示してある。図３のフローチャートにおいて、先ず、暖機制御装置が放熱モードであるか否かが判断される（ステップＳ１）。放熱モードは、化学蓄熱装置１１によって暖機対象部位（前述の図１、図２に示した例では、エンジン１のシリンダブロック１ａ）を暖機する要求がある場合に設定される。例えば、エンジン１の冷間始動時や、エンジン１の冷却水温が予め定めた閾値温度よりも低い場合に、放熱モードが設定される。
【００３８】
暖機制御装置が放熱モードでないことにより、このステップＳ１で否定的に判断された場合は、以降の制御を実行することなく、このルーチンを一旦終了する。それに対して、暖機制御装置が放熱モードであることにより、ステップＳ１で肯定的に判断された場合には、ステップＳ２へ進む。
【００３９】
ステップＳ２では、化学蓄熱装置１１の開閉バルブ１５に対して開弁指示が出力される。すなわち、開閉バルブ１５が開けられて吸着器１３から反応器１２へ反応媒体１７が供給され、反応器１２における発熱が開始される。
【００４０】
続いて、開閉バルブ１５の故障判定の実行が必要であるか否かが判断される（ステップＳ３）。このルーチンで示す開閉バルブ１５の故障判定制御は常に実行される必要はなく、所定の頻度で実行されればよい。例えば、車両ＶｅのメインスイッチがＯＮにされた後からそのメインスイッチがＯＦＦにされるまでの運行期間の間に１回実行されればよい。あるいは、運行期間の間に、所定の時間や走行距離の間隔で、複数回実行することもできる。
【００４１】
例えば今回のルーチンが開閉バルブ１５の故障判定制御を実行するタイミングではなく、この開閉バルブ１５の故障判定制御の実行は必要でないことにより、このステップＳ３で否定的に判断された場合は、以降の制御を実行することなく、このルーチンを一旦終了する。それに対して、今回のルーチンで、この開閉バルブ１５の故障判定制御の実行が必要であると判断された場合には、ステップＳ４およびステップＳ５へ進む。これらステップＳ４およびステップＳ５の各制御は、順序を替えて、あるいは、並行して進められてもよい。
【００４２】
ステップＳ４では、反応器１２内の蓄熱材１６の温度Ｔが検出され、コントローラ１０に読み込まれる。具体的には、温度センサ１９の検出値が温度Ｔとして読み込まれる。なお、例えば圧力センサ２０で検出した第１配管１４ａ内の反応媒体１７の圧力から蓄熱材１６の温度を推定し、その推定値を温度Ｔとして読み込んでもよい。
【００４３】
ステップＳ５では、開閉バルブ１５に対して閉弁指示が出力される。ここでは、開閉バルブ１５が閉弁指示通りに正常に閉じなくなる故障（開固着）の有無を判断するために、開閉バルブ１５が意図的に閉じられる。
【００４４】
続いて、蓄熱材１６の温度Ｔの変化傾向が減少したか否かが判断される（ステップＳ６）。この判断は、蓄熱材１６の温度Ｔの変化と判断基準との比較結果に基づいて行われる。
【００４５】
具体的には、図４のタイムチャートに示すように、上記のステップＳ５で開閉バルブ１５に対する閉弁指示が出力された時点（時刻ｔ１）から第１所定時間ｐ１が経過した時点（時刻ｔ２）における蓄熱材１６の温度Ｔ_t2が求められる。また、判断基準として、時刻ｔ１で開閉バルブ１５が閉じられた後の温度Ｔの推移を予測した第１予測温度ＴECが算出される。この第１予測温度ＴECは、例えば、実験やシミュレーションなどから推定した蓄熱材１６と反応媒体１７との化学反応による発熱量、および、エンジン１の運転状態や外気温などを考慮して算出される。それとともに、時刻ｔ２における第１予測温度ＴEC_t2と温度Ｔ_t2との乖離が求められる。この場合の乖離は、温度Ｔ_t2と第１予測温度ＴEC_t2との差Δ_t2（Δ_t2＝Ｔ_t2−ＴEC_t2）として算出される。
【００４６】
そして、上記のようにして求められた差Δ_t2が、閾値として予め設定された第１所定温度ＴT1よりも大きいか否かが判断される。差Δ_t2が第１所定温度ＴT1以下である場合に、温度Ｔの変化傾向（図４における線図の傾き）は減少したと判断される。すなわち、蓄熱材１６の温度Ｔは、バルブ機構５が閉じられることによって温度の上昇が鈍化すると予測された第１予測温度ＴECの温度推移に即して変化していると判断される。したがって、この場合は、開閉バルブ１５は正常であると判断される。なお、このステップＳ６の判断制御で用いられる上記の第１所定時間ｐ１および第１予測温度ＴECは、それぞれ、開閉バルブ１５の開固着を検出するのに適した値であり、実験やシミュレーションの結果を基に予め求めることができる。
【００４７】
温度Ｔの変化傾向が減少したことにより、このステップＳ６で肯定的に判断された場合は、ステップＳ７およびステップＳ８へ進む。これらステップＳ７およびステップＳ８の各制御は、順序を替えて、あるいは、並行して進められてもよい。
【００４８】
ステップＳ７では、開閉バルブ１５は正常であると判定される。例えば、この場合は、開固着フラグがＯＦＦの状態に維持される。開固着フラグは、開閉バルブ１５に開固着が発生したと判定された場合にＯＮにされる。
【００４９】
ステップＳ８では、開閉バルブ１５に対して開弁指示が出力される。ここでは、開閉バルブ１５が開弁指示通りに正常に開かなくなる故障（閉固着）の有無を判断するために、開閉バルブ１５が意図的に開けられる。
【００５０】
続いて、蓄熱材１６の温度Ｔの変化傾向が増大したか否かが判断される（ステップＳ９）。この判断は、蓄熱材１６の温度Ｔの変化と判断基準との比較結果に基づいて行われる。
【００５１】
具体的には、図４のタイムチャートに示すように、上記のステップＳ８で開閉バルブ１５に対する開弁指示が出力された時点（時刻ｔ３）から第２所定時間ｐ２が経過した時点（時刻ｔ４）における蓄熱材１６の温度Ｔ_t4が求められる。また、判断基準として、時刻ｔ３で開閉バルブ１５が開けられた後の温度Ｔの推移を予測した第２予測温度ＴEOが算出される。この第２予測温度ＴEOは、例えば、実験やシミュレーションなどから推定した蓄熱材１６と反応媒体１７との化学反応による発熱量、および、エンジン１の運転状態や外気温などを考慮して算出される。それとともに、時刻ｔ４における第２予測温度ＴEO_t4と温度Ｔ_t4との乖離が求められる。この場合の乖離は、第２予測温度ＴEO_t4と温度Ｔ_t4との差Δ_t4（Δ_t4＝ＴEO_t4−Ｔ_t4）として算出される。
【００５２】
そして、上記のようにして求められた差Δ_t4が、閾値として予め設定された第２所定温度ＴT2よりも大きいか否かが判断される。差Δ_t4が第２所定温度ＴT2以下である場合に、温度Ｔの変化傾向（図４における線図の傾き）は増大したと判断される。すなわち、蓄熱材１６の温度Ｔは、バルブ機構５が開けられることによって温度の上昇（暖機）が促進されると予測された第２予測温度ＴEOの温度推移に即して変化していると判断される。したがって、この場合は、開閉バルブ１５は正常であると判断される。なお、このステップＳ９の判断制御で用いられる上記の第２所定時間ｐ２および第２予測温度ＴEOは、それぞれ、開閉バルブ１５の閉固着を検出するのに適した値であり、実験やシミュレーションの結果を基に予め求めることができる。
【００５３】
温度Ｔの変化傾向が増大したことにより、このステップＳ９で肯定的に判断された場合は、ステップＳ１０へ進む。
【００５４】
ステップＳ１０では、開閉バルブ１５は正常であると判定される。例えば、この場合は、閉固着フラグがＯＦＦの状態に維持される。閉固着フラグは、開閉バルブ１５に閉固着が発生したと判定された場合にＯＮにされる。そしてその後、このルーチンを一旦終了する。
【００５５】
一方、温度Ｔの変化傾向が減少していないことにより、前述のステップＳ６で否定的に判断された場合には、ステップＳ１１およびステップＳ１２へ進む。これらステップＳ１１およびステップＳ１２の各制御は、順序を替えて、あるいは、並行して進められてもよい。
【００５６】
ステップＳ１１では、開閉バルブ１５に開固着が発生したと判定される。この場合は、前述のステップＳ６で、第１予測温度ＴEC_t2と温度Ｔ_t2との差Δ_t2が第１所定温度ＴT1よりも大きいことにより、温度Ｔの変化傾向（図４における線図の傾き）が増大していると判断されている。すなわち、蓄熱材１６の温度Ｔは、バルブ機構５が閉じられることによって温度の上昇が鈍化すると予測された第１予測温度ＴECの温度推移に反して、温度上昇が促進されて変化していると判断されている。したがって、開閉バルブ１５に開固着が発生したと判断される。そして、この場合は、開固着フラグがＯＮにされる。
【００５７】
ステップＳ１２では、開閉バルブ１５の故障が発生していることを運転者に認識させるための警告が発せられる。例えば、ダッシュボードに設けられたインジケータ内のコーションランプが点灯される。もしくは、モニターに警告が表示される。あるいは、警告音が発せられる。そしてその後、このルーチンを一旦終了する。
【００５８】
また、温度Ｔの変化傾向が増大していないことにより、前述のステップＳ９で否定的に判断された場合には、ステップＳ１３およびステップＳ１２へ進む。これらステップＳ１３およびステップＳ１２の各制御は、順序を替えて、あるいは、並行して進められてもよい。
【００５９】
ステップＳ１３では、開閉バルブ１５に閉固着が発生したと判定される。この場合は、前述のステップＳ９で、第２予測温度ＴEO_t4と温度Ｔ_t4との差Δ_t4が第２所定温度ＴT2よりも大きいことにより、温度Ｔの変化傾向（図４における線図の傾き）が増大していないと判断されている。すなわち、蓄熱材１６の温度Ｔは、バルブ機構５が開けられることによって温度の上昇（暖機）が促進されると予測された第２予測温度ＴEOの温度推移に反して、温度上昇が鈍化して変化している、または、温度が上昇していないと判断されている。したがって、開閉バルブ１５に閉固着が発生したと判断される。そして、この場合は、閉固着フラグがＯＮにされる。
【００６０】
ステップＳ１２では、従前と同様に、開閉バルブ１５の故障が発生していることを運転者に認識させるための警告が発せられる。そしてその後、このルーチンを一旦終了する。
【００６１】
上記の図４のタイムチャートにおける時刻ｔ１から時刻ｔ４までの期間で示した制御例では、エンジン１が稼動され、そのエンジン１およびモータ（第１モータ２または第２モータ３）の両方の出力で車両Ｖｅが走行するいわゆるＨＶ走行時に、開閉バルブ５の故障の有無を判断している。それに対して、この暖機制御装置では、エンジン１が停止している場合に、コントローラ１０で開閉バルブ５の故障の有無を判断することもできる。
【００６２】
例えば、図４のタイムチャートにおいて時刻ｔ５以降に示すいわゆるＥＶ走行時に、開閉バルブ５の故障の有無を判断することができる。この車両ＶｅにおけるＥＶ走行は、エンジン１の運転を停止し、第１モータ２および第２モータ３の少なくともいずれかのモータの出力によって車両Ｖｅが走行する状態である。
【００６３】
図４のタイムチャートに示すように、時刻ｔ６で開閉バルブ１５に対する閉弁指示が出力された時点から第１所定時間ｐ１’が経過した時点（時刻ｔ７）における蓄熱材１６の温度Ｔ_t7が求められる。また、判断基準として、時刻ｔ６で開閉バルブ１５が閉じられた後の温度Ｔの推移を予測した第１予測温度ＴECが算出される。それとともに、時刻ｔ７における第１予測温度ＴEC_t7と温度Ｔ_t7との乖離が求められる。この場合の乖離は、温度Ｔ_t7と第１予測温度ＴEC_t7との差Δ_t7（Δ_t7＝Ｔ_t7−ＴEC_t7）として算出される。
【００６４】
そして、上記のようにして求められた差Δ_t7が、閾値として予め設定された第１所定温度ＴT1’よりも大きいか否かが判断される。差Δ_t7が第１所定温度ＴT1’以下である場合に、温度Ｔの変化傾向（図４における線図の傾き）は減少したと判断される。すなわち、蓄熱材１６の温度Ｔは、バルブ機構５が閉じられることによって温度の上昇が鈍化すると予測された第１予測温度ＴECの温度推移に即して変化していると判断される。したがって、この場合は、開閉バルブ１５は正常であると判断される。
【００６５】
一方、第１予測温度ＴEC_t7と温度Ｔ_t7との差Δ_t7が第１所定温度ＴT1’よりも大きい場合には、温度Ｔの変化傾向（図４における線図の傾き）が減少していないと判断される。すなわち、蓄熱材１６の温度Ｔは、バルブ機構５が閉じられることによって温度の上昇が鈍化すると予測された第１予測温度ＴECの温度推移に反して、温度上昇が促進されて変化していると判断される。したがって、この場合は、開閉バルブ１５に開固着が発生したと判断される。
【００６６】
なお、上記のような判断制御で用いられる第１所定時間ｐ１’および第１予測温度ＴEC’は、それぞれ、開閉バルブ１５の開固着を検出するのに適した値であり、実験やシミュレーションの結果を基に予め求めることができる。そして、それら第１所定時間ｐ１’および第１予測温度ＴEC’は、それぞれ、前述の図３のフローチャートにおけるステップＳ６の判断制御で用いられる第１所定時間ｐ１および第１予測温度ＴECと同一の値であってもよい。あるいは、第１所定時間ｐ１’および第１予測温度ＴEC’は、それぞれ、エンジン１が稼動している状態と稼動していない状態との違いを考慮して、前述の第１所定時間ｐ１および第１予測温度ＴECと異なる値に設定してもよい。
【００６７】
上記のように、エンジン１が停止している状態で開閉バルブ５の故障の有無を判断することにより、エンジン１が稼動することによるシリンダブロック１ａおよび反応器１２の温度上昇が、蓄熱材１６の温度Ｔの変化に影響してしまうことを排除することができる。そのため、バルブ機構５の故障を精度よく検出することができる。
【００６８】
この暖機制御装置では、エンジン１が停止している場合に限定して開閉バルブ５の故障の有無を判断するように、コントローラ１０を構成することもできる。例えば、図５のフローチャートに示すように、エンジン１が停止しているか否かを判断するステップＳ１００を追加することにより、エンジン１が停止している場合に限定して開閉バルブ５の故障を検出する制御を実行することができる。なお、図５のフローチャートにおけるステップＳ１００以外の他のステップの制御内容は、前述の図３のフローチャートで示した各ステップの制御内容と同じである。したがって、図５のフローチャートにおいて、図３のフローチャートと制御内容が同じステップについては、図３のフローチャートと同一のステップ番号を付けてある。
【００６９】
具体的には、図５のフローチャートにおいて、ステップＳ２で化学蓄熱装置１１の開閉バルブ１５に対して開弁指示が出力されると、ステップＳ１００へ進み、エンジン１が停止しているか否かが判断される。
【００７０】
エンジン１が稼動していることにより、このステップＳ１００で否定的に判断された場合は、以降の制御を実行することなく、このルーチンを一旦終了する。それに対して、エンジン１が停止していることにより、ステップＳ１００で肯定的に判断された場合には、ステップＳ３へ進む。そして、ステップＳ３以降、前述の図３のフローチャートで示した従前と同様の制御が実行される。
【００７１】
例えば、図６のタイムチャートに示すように、エンジン１の出力が０の状態、すなわち、エンジン１が停止している状態で、時刻ｔ１２で開閉バルブ１５に対する開弁指示が出力される。その後、開弁指示が出力された時点から第２所定時間ｐ２’が経過した時点（時刻ｔ１２）における蓄熱材１６の温度Ｔ_t12が求められる。また、判断基準として、時刻ｔ１１で開閉バルブ１５が開けられた後の温度Ｔの推移を予測した第２予測温度ＴEO’が算出される。それとともに、時刻ｔ１２における第２予測温度ＴEO_t12と温度Ｔ_t12との乖離が求められる。この場合の乖離は、第２予測温度ＴEO_t12と温度Ｔ_t12との差Δ_t12（Δ_t12＝ＴEC_t12−Ｔ_t12）として算出される。
【００７２】
そして、上記のようにして求められた差Δ_t12が、閾値として予め設定された第２所定温度ＴT2’よりも大きいか否かが判断される。差Δ_t12が第２所定温度ＴT2’以下である場合に、温度Ｔの変化傾向（図６における線図の傾き）は増大したと判断される。すなわち、蓄熱材１６の温度Ｔは、バルブ機構５が開けられることによって温度の上昇（暖機）が促進されると予測された第２予測温度ＴEO’の温度推移に即して変化していると判断される。したがって、この場合は、開閉バルブ１５は正常であると判断される。
【００７３】
一方、第２予測温度ＴEO_t12と温度Ｔ_t12との差Δ_t12が第２所定温度ＴT2’よりも大きい場合には、温度Ｔの変化傾向（図６における線図の傾き）が増大していないと判断される。すなわち、蓄熱材１６の温度Ｔは、バルブ機構５が開けられることによって温度の上昇（暖機）が促進されると予測された第２予測温度ＴEO’の温度推移に反して、温度上昇が鈍化して変化している、または、温度が上昇していないと判断される。したがって、この場合は、開閉バルブ１５に閉固着が発生したと判断される。
【００７４】
なお、上記のような判断制御で用いられる第２所定時間ｐ２’および第２予測温度ＴEO’は、それぞれ、開閉バルブ１５の開固着を検出するのに適した値であり、実験やシミュレーションの結果を基に予め求めることができる。そして、それら第２所定時間ｐ２’および第２予測温度ＴEO’は、それぞれ、前述の図３のフローチャートにおけるステップＳ９の判断制御で用いられる第２所定時間ｐ２および第２予測温度ＴEOと同一の値であってもよい。あるいは、第２所定時間ｐ２’および第２予測温度ＴEO’は、それぞれ、エンジン１が稼動している状態と稼動していない状態との違いを考慮して、前述の第２所定時間ｐ２および第２予測温度ＴEOと異なる値に設定してもよい。
【００７５】
図６のタイムチャートにおいて時刻ｔ１１から時刻ｔ１３までの区間で示すように、エンジン１が停止している状態では、化学蓄熱装置１１の蓄熱材１６は、開閉バルブ１５が開けられることにより、蓄熱材１６と反応媒体１７との化学反応（蓄熱反応）の際の発熱によって温度が上昇する。それに対して、図６のタイムチャートにおいて時刻ｔ１３以降の区間で示すように、エンジン１が稼動している状態では、上記のような蓄熱反応による発熱に加えて、エンジン１が稼動することによる発熱（エンジン１の排熱）により、温度が上昇する。
【００７６】
そのため、蓄熱材１６の温度変化に基づいて開閉バルブ１５の故障を検出する際には、エンジン１が停止している場合に開閉バルブ１５の故障の有無を判断することにより、エンジン１の排熱が蓄熱材１６の温度Ｔの変化に影響してしまうことを排除することができる。したがって、図５のフローチャートで示す制御例のように、エンジン１が停止している状態に限定して開閉バルブ５の故障の有無を判断することにより、バルブ機構５の故障をより精度よく検出することができる。
【００７７】
なお、上述した具体例では、車両Ｖｅが、エンジン１と共に第１モータ２および第２モータ３を駆動力源として備えたハイブリッド車両である構成を示しているが、この化学蓄熱装置１１を備えた暖機制御装置を適用することが可能な車両Ｖｅは、特定のハイブリッド車両の構成に限定されない。例えば、エンジン１および一基のモータを駆動力源として備えたハイブリッド車両や、エンジン１および三基以上の複数のモータを駆動力源として備えたハイブリッド車両など、図１に示したハイブリッド車両Ｖｅと異なる他の方式のハイブリッド車両にも適用することができる。
【００７８】
さらに、この化学蓄熱装置１１を備えた暖機制御装置は、上述したようなハイブリッド車両に限らず、駆動力源用のモータを備えず、エンジンのみを駆動力源とする従来のエンジン車両に適用することもできる。図６のタイムチャートでは、車両Ｖｅがハイブリッド車両である例を示しているが、車両Ｖｅがエンジン１のみを駆動力源とするエンジン車両である場合も、エンジン１の運転状態に対応する蓄熱材１６の温度変化は、図６のタイムチャートと同様の傾向を示す。例えば、エンジン１を駆動力源とするエンジン車両において、走行を開始する前のエンジン１の冷間始動の際に、上述した具体例と同様に、開閉バルブ１５の故障の有無を判断する制御を実行することができる。その場合も、図６のタイムチャートで示す蓄熱材１６の温度Ｔの挙動で説明することができる。すなわち、エンジン１の冷間始動の際に、そのエンジン１の始動に先立って、時刻ｔ１１で開閉バルブ１５に対する開弁指示が出力される。開閉バルブ１５が正常である場合、蓄熱材１６の温度Ｔは第２予測温度ＴEO’に沿って上昇する。それに対して、開閉バルブ１５で閉固着が発生している場合には、図６のタイムチャートに示すように、蓄熱材１６の温度Ｔは上昇することなく、第２予測温度ＴEO’との乖離が大きくなる。
【００７９】
また、この化学蓄熱装置１１を備えた暖機制御装置をエンジン１を駆動力源とするエンジン車両に適用する場合、エンジン１の始動前に開閉バルブ１５の故障の有無を判断することに加えて、エンジン１の始動後にエンジン１を一時的に停止させた状態で、上記のような開閉バルブ１５の故障の有無を判断する制御を実行することもできる。例えば、エンジン車両が一時的に停止する際にエンジン１を自動停止させるいわゆるアイドリングストップを実施する場合に、上記のような開閉バルブ１５の故障の有無を判断する制御を実行することができる。また、例えば、走行中にアクセル開度が０に戻されることによってエンジン１を自動停止させてエンジン車両を惰性走行させる場合に、上記のような開閉バルブ１５の故障の有無を判断する制御を実行することもできる。
【符号の説明】
【００８０】
１…エンジン、  ２…第１モータ（ＭＧ１；モータ）、  ３…第２モータ（ＭＧ２；モータ）、  ４…動力分割機構、  ５…減速機構、  ６…ハイブリッド駆動ユニット、  ７…駆動軸、  ８…インバータ、  ９…バッテリ、  １０…コントローラ（ＥＣＵ）、  １１…化学蓄熱装置、  １２…反応器、  １３…吸着器、  １４…配管、  １５…開閉バルブ（バルブ機構）、  １６…蓄熱材、  １７…反応媒体、  １８…吸着材、  １９…温度センサ、  ２０…圧力センサ、  Ｖｅ…車両。
【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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