(57)【要約】      （修正有）【課題】反応媒体の流動を制御するバルブ機構の閉固着が生じた場合であっても適切に対処することが可能な車両の暖機システムを提供すること。【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システムにおいて、前記蓄熱材の温度Ｔを読み込み（ステップＳ６）、温度Ｔと判断基準（予測温度ＴE）との乖離が予め定めた所定値よりも大きい場合に、前記バルブ機構の閉固着が生じたと判断し（ステップＳ８）、閉固着が生じたと判断した場合（ステップＳ９）に、前記エンジンの出力を低下させる（ステップＳ１０）。【選択図】図３
2017172424.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システムにおいて、
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、
前記蓄熱材の温度および前記反応器と前記バルブ機構との間の前記配管内の圧力の少なくともいずれかを読み込み、
前記温度および前記圧力の少なくともいずれか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、前記バルブ機構が正常に開かなくなる閉固着が生じたと判断し、
閉固着が生じたと判断した場合に、前記エンジンの出力を低下させる
ことを特徴とする車両の暖機システム。
【請求項２】
請求項１に記載の車両の暖機システムにおいて、
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、前記閉固着が生じたと判断されたことによる前記エンジンの出力の低下に対応して、前記モータの出力を増大させる
ことを特徴とする車両の暖機システム。
【請求項３】
請求項１または２に記載の車両の暖機システムにおいて、
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て前記化合物から前記反応媒体が脱離する際の、前記温度の推移を予測した予測温度および前記圧力の推移を予測した予測圧力の少なくともいずれかを求め、
前記バルブ機構を開く開弁指示を出力した後に判定期間が経過した判定時点における前記温度と前記予測温度との乖離が予め定めた所定温度よりも大きい場合、または、前記判定時点における前記圧力と前記予測圧力との乖離が予め定めた所定圧力よりも大きい場合に、前記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システム。
【請求項４】
請求項３に記載の車両の暖機システムにおいて、
前記判定期間は、前記開弁指示が出力された第１時点から、前記第１時点からの前記エンジンの積算吸入空気量が予め定めた所定量に達する第２時点までの期間である
ことを特徴とする車両の暖機システム。
【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システムに関し、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システム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。
【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システムにおいて、反応媒体の流動を制御するバルブ機構の閉固着が生じた場合であっても適切に対処することが可能な車両の暖機システムを提供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システムにおいて、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、前記蓄熱材の温度および前記反応器と前記バルブ機構との間の前記配管内の圧力の少なくともいずれかを読み込み、前記温度および前記圧力の少なくともいずれか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、前記バルブ機構が正常に開かなくなる閉固着が生じたと判断し、閉固着が生じたと判断した場合に、前記エンジンの出力を低下させ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、前記閉固着が生じたと判断されたことによる前記エンジンの出力の低下に対応して、前記モータの出力を増大させ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て前記化合物から前記反応媒体が脱離する際の、前記温度の推移を予測した予測温度および前記圧力の推移を予測した予測圧力の少なくともいずれかを求め、前記バルブ機構を開く開弁指示を出力した後に判定期間が経過した判定時点における前記温度と前記予測温度との乖離が予め定めた所定温度よりも大きい場合、または、前記判定時点における前記圧力と前記予測圧力との乖離が予め定めた所定圧力よりも大きい場合に、前記閉固着が生じたと判断することを特徴としている。
【０００９】
そして、この発明における前記判定期間は、前記開弁指示が出力された第１時点から、前記第１時点からの前記エンジンの積算吸入空気量が予め定めた所定量に達する第２時点までの期間であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
この発明の車両の暖機システムでは、蓄熱材の温度と判断基準とが比較され、または、反応器および配管内の圧力と判断基準とが比較され、その比較結果に基づいてバルブ機構が正常に開かない故障（いわゆる閉固着）の有無が判断される。例えば、蓄熱材の温度が判断基準を上回っている場合、または、反応器および配管内の圧力が判断基準を上回っている場合に、閉固着が生じていると判断される。そして、バルブ機構の閉固着が生じていると判断された場合には、エンジンの出力が低下させられる。あるいは、エンジンの運転が停止される。この車両の暖機システムで用いられる化学蓄熱装置では、バルブ機構の閉固着が生じると、反応器内の圧力が上昇する可能性がある。それに対して、上記のような閉固着が生じた場合にエンジンの出力を低下させることによってエンジンの温度が低下し、その結果、エンジンからの熱伝達による反応器および蓄熱材の温度上昇を抑制することができる。蓄熱材の温度上昇が抑制されることにより、反応器内の圧力上昇も抑制される。そのため、この発明の車両の暖機システムによれば、バルブ機構の閉固着が生じた場合であっても、反応器内や配管内の圧力上昇を抑制し、反応器内や配管内の圧力が過剰に上昇してしまうことによる装置の損傷や反応媒体の漏出を防止することができる。
【００１１】
また、この発明の車両の暖機システムをハイブリッド車両に適用した場合には、上記のようにバルブ機構の閉固着が検出されたことによるエンジン出力の低下に応じて、モータの出力が増大される。例えば、エンジン出力の低下量に合わせて、その低下量分の出力を補完するように、モータ出力が増大される。あるいは、エンジン出力の低下のタイミングに合わせて、ハイブリッド車両の駆動力が落ち込むことのないように、モータ出力が増大される。そのため、この発明の車両の暖機システムによれば、例えば、ハイブリッド車両の走行中にバルブ機構の閉固着が生じた場合であっても、走行のための駆動力を維持しつつ、反応器内や配管内の圧力上昇を抑制することができる。
【００１２】
また、この発明の車両の暖機システムでは、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予測温度が求められ、その予測温度と、開弁指示が出力された後に判定期間が経過した判定時点の実際の蓄熱材の温度とが比較される。または、バルブ機構が正常に開いた状態における反応器および配管内の圧力の推移を予測した予測圧力が求められ、その予測圧力と、開弁指示が出力された後に判定期間が経過した判定時点の実際の反応器および配管内の圧力とが比較される。そして、判定時点における蓄熱材の温度と予測温度との乖離が、閾値として設定された所定温度よりも大きい場合、または、判定時点における反応器および配管内の圧力と予測圧力との乖離が、閾値として設定された所定圧力よりも大きい場合に、閉固着が生じていると判断される。そのため、この発明の車両の暖機システムによれば、バルブ機構の閉固着を適切に検出することができる。
【００１３】
そして、この発明の車両の暖機システムによれば、上記のようにバルブ機構の閉固着の有無を判断する際の判定期間が、開弁指示が出力された時点から積算されたエンジンの吸入吸気量に基づいて設定される。したがって、エンジンの仕事量（または発熱量）の積算値が加味された判定期間が設定される。そのため、バルブ機構の閉固着を精度よく検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明の車両の暖機システム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システム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システム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システム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システムによって実行される更に他の制御例を説明するためのフローチャートである。
【図７】図６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、配管内の圧力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】
【００１５】
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「車両の暖機システム」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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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、ならびに、エンジン１の吸入空気量を検出するエアーフローメータ２１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。
【００２１】
図２に、この発明の「車両の暖機システム」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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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、ならびに、エアーフローメータ２１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。
【００３２】
この化学蓄熱装置１１を用いた暖機システムでは、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。
【００３３】
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。
【００３４】
上記のように、この化学蓄熱装置１１を用いた暖機システムでは、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を用いた暖機システムは、化学蓄熱装置１１における開閉バルブ１５の閉固着を適切に検出するとともに、その閉固着が生じた場合であっても適切に対処することができるように構成されている。
【００３５】
この化学蓄熱装置１１を用いた暖機システムにおいて、開閉バルブ１５の閉固着に対するフェールセーフとしてコトローラ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、反応媒体１７の脱離が可能な状態であるか否かが判断される（ステップＳ１）。具体的には、反応器１２内の蓄熱材１６の温度（より詳細には、蓄熱材１６と反応媒体１７との化合物の温度）が、蓄熱材１６と反応媒体１７との化合物から反応媒体１７の脱離が可能になる脱離温度に達しているか否かが判断される。
【００３６】
反応器１２内の蓄熱材１６の温度が脱離温度よりも低く、反応媒体１７の脱離が可能な状態ではないことにより、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、反応器１２内の蓄熱材１６の温度が脱離温度に達しており、反応媒体１７の脱離が可能な状態であることにより、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。
【００３７】
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が開けられる。それにより、反応器１２内で蓄熱材１６と反応媒体１７との化合物から脱離した反応媒体１７が吸着器１３側へ移動し、吸着器１３内の吸着材１８に吸着される。具体的には、図４のタイムチャートに示すように、時刻ｔ１で開弁指示が出力されることによって開閉バルブ１５が開くことにより、反応媒体１７の脱離が開始し、化学蓄熱装置１１が吸熱状態にされる。
【００３８】
続いて、エンジン１の吸入空気量が取得される（ステップＳ３）。また、吸入空気量の積算値（積算吸入空気量Ｉａ）が算出される（ステップＳ４）。具体的には、エアーフローメータ２１によってエンジン１の単位時間当たりの吸入空気量が検出され、その吸入空気量が積算されて積算吸入空気量Ｉａが求められる。積算吸入空気量Ｉａは、図４のタイムチャートに示すように、開閉バルブ１５に対する開弁指示が出力された時刻ｔ１から、吸入空気量の積算が開始される。
【００３９】
積算吸入空気量Ｉａが算出されると、その積算吸入空気量Ｉａが所定量αに達したか否かが判断される（ステップＳ５）。具体的には、積算吸入空気量Ｉａが、閾値として予め定めた所定量αよりも大きいか否かが判断される。このステップＳ５の判断制御で用いられる上記の所定量αは、開閉バルブ１５の閉固着を検出する際の判定期間ｐを設定するための閾値であり、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。判定期間ｐは、後述するように、開閉バルブ１５の閉固着を検出する際に蓄熱材１６の温度と判断基準とを比較するタイミングを決めるための期間である。
【００４０】
積算吸入空気量Ｉａが未だ所定量αに達していないことにより、このステップＳ５で否定的に判断された場合は、ステップＳ３へ戻り、従前の制御が再度実行される。すなわち、積算吸入空気量Ｉａが所定量αに到達するまで、上記のステップＳ３からステップＳ５の制御が繰り返される。そして、積算吸入空気量Ｉａが所定量αに達したことにより、ステップＳ５で肯定的に判断された場合には、ステップＳ６およびステップＳ７へ進む。これらステップＳ６およびステップＳ７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。
【００４１】
ステップＳ６では、反応器１２内の蓄熱材１６の温度Ｔが取得される。具体的には、温度センサ１９の検出値が温度Ｔとしてコントローラ１０に読み込まれる。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。また、ステップＳ７では、反応器１２内の蓄熱材１６の予測温度ＴEが取得される。
【００４２】
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Ｓ２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ｔ１）からのエンジン１の積算吸入空気量Ｉａが所定量αに達した時点（時刻ｔ２）における蓄熱材１６の温度Ｔ_t2が求められる。この場合に、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間の期間が、上述した判定期間ｐである。すなわち、この図４のタイムチャートにおいて時刻ｔ２で示す時点が、開閉バルブ１５を開く開弁指示を出力した（時刻ｔ１）後に判定期間ｐが経過した判定時点である。それとともに、判断基準として、時刻ｔ１で開閉バルブ１５が開けられた後の温度Ｔの推移を予測した予測温度ＴEが算出される。この予測温度ＴE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。
【００４３】
続いて、蓄熱材１６の温度Ｔと予測温度ＴEとの乖離が大きいか否かが判断される（ステップＳ８）。具体的には、図４のタイムチャートに示すように、時刻ｔ１から判定期間ｐが経過した判定時点すなわち時刻ｔ２における予測温度ＴE_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と予測温度ＴE_t2との差ΔＴ_t2（ΔＴ_t2＝Ｔ_t2−ＴE_t2）として算出される。そして、算出した差ΔＴ_t2が、閾値として予め設定された所定温度ＴTよりも大きいか否かが判断される。差ΔＴ_t2が所定温度ＴTよりも大きい場合に、蓄熱材１６の温度Ｔと予測温度ＴEとの乖離が大きいと判断される。すなわち、蓄熱材１６の温度Ｔは、時刻ｔ１でバルブ機構５が開けられて化学蓄熱装置１１が吸熱状態になることにより、時刻ｔ１から時刻ｔ３までの間で温度上昇が鈍化すると予測された予測温度ＴE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に閉固着が発生したと判断される。
【００４４】
蓄熱材１６の温度Ｔと予測温度ＴEとの乖離が小さい、すなわち、温度Ｔ_t2と予測温度ＴE_t2との差ΔＴ_t2が所定温度ＴT以下であることにより、このステップＳ８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、蓄熱材１６の温度Ｔと予測温度ＴEとの乖離が大きい、すなわち、温度Ｔ_t2と予測温度ＴE_t2との差ΔＴ_t2が所定温度ＴTよりも大きいことにより、ステップＳ８で肯定的に判断された場合には、ステップＳ９へ進み、開閉バルブ１５に閉固着が発生したと判定される。
【００４５】
内燃機関であるエンジン１は、稼動する際に、すなわち燃焼運転する際に、燃焼室を中心にして発熱し、その熱を外部に放熱する。そのエンジン１の発熱および放熱量は、エンジン１の負荷に応じて変化する。エンジン１が無負荷でかつアイドリング回転数程度のエンジン回転数で運転される場合は、エンジン１の発熱・放熱量は小さい。エンジン１の負荷が大きくなるほど、また、エンジン１の運転時間が長くなるほど、エンジン１の発熱・放熱量は増大する。そのため、このコントローラ１０で実行する制御では、エンジン１の負荷状態を判断するために、上記のようにエンジン１の積算吸入空気量Ｉａを算出している。積算吸入空気量Ｉａが多くなるほど、エンジン１の発熱・放熱量も大きくなると推定することができる。そして、上記のように蓄熱材１６の温度Ｔと予測温度ＴEとの比較結果に基づいて開閉バルブ１５の閉固着の有無を判断する場合に、エンジン１の積算吸入空気量Ｉａを考慮した判定期間ｐが設定される。それにより、エンジン１の発熱・放熱量を加味した適切なタイミングで、開閉バルブ１５の閉固着の有無を判断することができる。すなわち、開閉バルブ１５の閉固着を適切に検出することができる。
【００４６】
開閉バルブ１５の閉固着が検出されると、エンジン負荷（出力）変更制御が実行される（ステップＳ１０）。このエンジン負荷変更制御では、開閉バルブ１５の閉固着が検出された場合に、エンジン１の出力が低下させられる。具体的には、図４のタイムチャートに示すように、時刻ｔ２で開閉バルブ１５の閉固着が判定されると、エンジン１の出力が低下させられる。
【００４７】
この化学蓄熱装置１１においては、開閉バルブ１５の閉固着が発生すると、反応器１２内の反応媒体１７が吸着器１３側へ移動できなくなり、反応器１２内の圧力が上昇する可能性がある。それに対して、上記のように、開閉バルブ１５の閉固着が生じた場合にエンジン１の出力を低下させることにより、エンジン１から放熱された熱が伝達されることによる反応器１２および蓄熱材１６の温度上昇を抑制することができる。蓄熱材１６の温度上昇が抑制されることにより、反応器内１２の圧力上昇も抑制される。そのため、この化学蓄熱装置１１を用いた暖機システムによれば、開閉バルブ１５の閉固着が生じた場合であっても、反応器１２内や配管１４内の圧力上昇を抑制し、反応器１２内や配管１４内の圧力が過剰に上昇してしまうことによる装置の損傷や反応媒体１７の漏出を防止することができる。さらに、上記のようにエンジン１の出力を低下させる場合には、エンジン１の温度が脱離温度よりも低くなるようにエンジン１の出力を低下させることにより、上記のような開閉バルブ１５の閉固着に起因する配管１４や装置の損傷を確実に防止することができる。
【００４８】
なお、上記のように開閉バルブ１５の閉固着の発生時にエンジン１の出力を低下させる場合、エンジン１の出力を０まで低下させてもよい。すなわち、エンジン１を停止させてもよい。例えば、車両Ｖｅが図１に示したようなハイブリッド車両Ｖｅであれば、エンジン１を停止した場合であっても、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の駆動力を維持し、走行を継続させることができる。
【００４９】
そのようなエンジン１の出力低下に対応してモータの出力を制御する例、すなわち、エンジン１の出力とモータの出力とを協調制御する例を、図５のフローチャートに示してある。上記のようにステップＳ１０でエンジン負荷変更制御が実行されると、あるいは、ステップＳ１０のエンジン負荷変更制御の実行と並行して、図５のフローチャートにおけるステップＳ１０’で示すように、モータ負荷（出力）変更制御が実行される。具体的には、エンジン１の出力の低下に対応して、モータの出力が増大される。この場合のモータは、図４のタイムチャートの時刻ｔ２以前に、エンジン１と共に車両Ｖｅの駆動力を発生させるためのトルクを出力していたモータである。前述の図１に示した車両Ｖｅの場合、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である。
【００５０】
このエンジン１の出力とモータの出力との協調制御では、例えば、図４のタイムチャートに示すように、エンジン１の出力の低下量に合わせて、その低下量分の出力を補完するように、第１モータ２または第２モータ３の少なくともいずれかの出力が増大される。第１モータ２および第２モータ３の両方で出力していた場合は、それら第１モータ２と第２モータ３との出力の合計が、エンジン１の出力の低下量分を補完するように、第１モータ２および第２モータ３の出力がそれぞれ制御される。また、エンジン１の出力の低下のタイミングに合わせて、車両Ｖｅの駆動力が落ち込むことのないように、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出力が制御される。
【００５１】
なお、この図５のフローチャートにおけるステップＳ１０’以外の他のステップの制御内容は、図３のフローチャートで示す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。
【００５２】
上記のように、エンジン１の出力と、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出力とが協調して制御されることにより、車両Ｖｅの走行中に開閉バルブ１５の閉固着が検出された場合であっても、走行のための駆動力を維持しつつ、エンジン１の出力を低下させることができる。
【００５３】
そして、ステップＳ１１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。なお、図３のフローチャートにおけるこのステップＳ１１とステップＳ１０との各制御、ならびに、図５のフローチャートにおけるこのステップＳ１１と上記のステップＳ１０およびステップＳ１０’との各制御は、順序を替えて、あるいは、並行して進められてもよい。
【００５４】
上記の図３、図４、図５に示した具体例のように、この化学蓄熱装置１１を用いた暖機システムは、蓄熱材１６の温度Ｔを検出し、その温度Ｔと判断基準（図３、図４、図５に示す例では、予測温度ＴE）との比較結果に基づいて、開閉バルブ１５の閉固着を検出することができる。それに加えて、この化学蓄熱装置１１を用いた暖機システムでは、配管１４内（より具体的には、第１配管１４ａ内）の圧力を検出し、その圧力と判断基準（後述する予測圧力ＰE）との比較結果に基づいて、開閉バルブ１５の閉固着を検出することができる。
【００５５】
そのような第１配管１４ａ内の圧力を検出することによって開閉バルブ１５の閉固着の有無を判断する制御は、図６のフローチャートにおけるステップＳ１０１，Ｓ１０２，Ｓ１０３で示すように、前述の図３のフローチャートにおけるステップＳ６，Ｓ７，Ｓ８の制御内容の説明で、「蓄熱材１６の温度Ｔ」を「第１配管１４ａ内の圧力Ｐ」に、「予測温度ＴE」を「予測圧力ＰE」に、それぞれ、読み替えることによって説明することができる。なお、図６のフローチャートにおけるステップＳ１０１，Ｓ１０２，Ｓ１０３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６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。
【００５６】
すなわち、図６のフローチャートにおいて、積算吸入空気量Ｉａが所定量αに達したことによってステップＳ５で肯定的に判断されると、ステップＳ１０１およびステップＳ１０２へ進む。これらステップＳ１０１およびステップＳ１０２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。
【００５７】
ステップＳ１０１では、配管１４内の圧力Ｐが取得される。具体的には、圧力センサ２０が設置されている第１配管１４ａ内の圧力が検出され、その検出値が圧力Ｐとしてコントローラ１０に読み込まれる。なお、例えば温度センサ１９で検出した蓄熱材１６の温度から第１配管１４ａ内の圧力を推定し、その推定値を圧力Ｐとして読み込んでもよい。また、ステップＳ１０２では、第１配管１４ａ内の予測圧力ＰEが取得される。
【００５８】
具体的には、図７のタイムチャートに示すように、ステップＳ２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ｔ１１）からのエンジン１の積算吸入空気量Ｉａが所定量αに達した時点（時刻ｔ１２）における第１配管１４ａ内の圧力Ｐ_t12が求められる。この場合に、時刻ｔ１１から時刻ｔ１２までの間の期間が、前述した判定期間ｐである。すなわち、この図７のタイムチャートにおいて時刻ｔ１２で示す時点が、開閉バルブ１５を開く開弁指示を出力した（時刻ｔ１１）後に判定期間ｐが経過した判定時点である。それとともに、判断基準として、時刻ｔ１で開閉バルブ１５が開けられた後の圧力Ｐの推移を予測した予測圧力ＰEが算出される。この予測圧力ＰE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、反応媒体１７の脱離量、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。
【００５９】
続いて、第１配管１４ａ内の圧力Ｐと予測圧力ＰEとの乖離が大きいか否かが判断される（ステップＳ１０３）。具体的には、図７のタイムチャートに示すように、時刻ｔ１１から判定期間ｐが経過した判定時点すなわち時刻ｔ１２における予測圧力ＰE_t12と圧力Ｐ_t12との乖離が求められる。この場合の乖離は、圧力Ｐ_t12と予測圧力ＰE_t12との差ΔＰ_t12（ΔＰ_t12＝Ｔ_t2−ＴE_t2）として算出される。そして、算出した差ΔＰ_t12が、閾値として予め設定された所定圧力ＰTよりも大きいか否かが判断される。差ΔＰ_t12が所定圧力ＰTよりも大きい場合に、圧力Ｐと予測圧力ＰEとの乖離が大きいと判断される。すなわち、第１配管１４ａ内の圧力Ｐは、時刻ｔ１１でバルブ機構５が開けられて化学蓄熱装置１１が吸熱状態になることにより、時刻ｔ１１から時刻ｔ１３までの間で圧力上昇が鈍化すると予測された予測圧力ＰEの圧力推移に反して、圧力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に閉固着が発生したと判断される。
【００６０】
第１配管１４ａ内の圧力Ｐと予測圧力ＰEとの乖離が小さい、すなわち、圧力Ｐ_t12と予測圧力ＰE_t12との差ΔＰ_t12が所定圧力ＰT以下であることにより、このステップＳ１０３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、第１配管１４ａ内の圧力Ｐと予測圧力ＰEとの乖離が大きい、すなわち、圧力Ｐ_t12と予測圧力ＰE_t12との差ΔＰ_t12が所定圧力ＰTよりも大きいことにより、ステップＳ１０３で肯定的に判断された場合には、ステップＳ９へ進み、開閉バルブ１５に閉固着が発生したと判定される。
【００６１】
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を備えた暖機システム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。
【００６２】
また、この化学蓄熱装置１１を用いた暖機システムは、駆動力源としてモータを備えず、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。この化学蓄熱装置１１を用いた暖機システムをエンジン車両に適用し、前述したように開閉バルブ１５の閉固着の発生時にエンジン１の出力を低下させる場合は、例えば、車両Ｖｅを走行させることが可能な最低限の出力レベルまで、エンジン１の出力が低下させられる。それにより、開閉バルブ１５の閉固着の発生に伴ってエンジン１の出力を低下させる場合であっても、車両Ｖｅを退避走行させることが可能になる。そして、車両Ｖｅを退避走行させた後に適切な処置を施すことにより、開閉バルブ１５の閉固着に起因する他の故障の発生を回避し、化学蓄熱装置１１を保護することができる。
【００６３】
また、上述した具体例では、開閉バルブ１５の閉固着の有無を判断するために設定する「判定期間ｐ」を、エンジン１の積算吸入空気量Ｉａに基づいて求めているが、例えば、エンジン１の燃料噴射量の積算値を基に、「判定期間ｐ」を設定することもできる。要は、「判定期間ｐ」は、単純な経過時間だけではなく、エンジン１が稼動する際の仕事量もしくは発熱量を考慮して設定された期間であることが望ましい。そのようなエンジン１の仕事量もしくは発熱量を考慮して「判定期間ｐ」を設定することにより、より適切なタイミングで開閉バルブ１５の閉固着判定を行うことができ、開閉バルブ１５の閉固着を精度良く検出することができる。
【符号の説明】
【００６４】
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、  ２１…エアーフローメータ、  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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【図７】
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