JP2005048648A - 内燃機関の蓄熱システム - Google Patents

Abstract

【課題】 内燃機関の停止が自動的に行われる内燃機関の蓄熱システムにおいて、より好適に蓄熱する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】 内燃機関の停止を自動的に行う自動停止手段を有する内燃機関の蓄熱システムであって、蓄熱容器と内燃機関とを経由して熱媒体が循環する第１の循環通路と、該第１の循環通路と連通されており、機関関連要素と内燃機関とを経由して熱媒体が循環する第２の循環通路とを備え、内燃機関の停止時に、熱媒体を第２の循環通路に循環させ、熱媒体を機関関連要素に供給する内燃機関の蓄熱システムにおいて、内燃機関の運転時に、熱媒体を第１の循環通路に循環させることで、蓄熱容器内への熱媒体の回収が行われているときに（Ｓ１０１、Ｓ１０２）、自動停止手段によって内燃機関が停止された場合（Ｓ１０３）、第１の循環通路を遮断する（Ｓ１０４）。
【選択図】 図４

Description

本発明は、自動車などに搭載される内燃機関において、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内燃機関の蓄熱システムに関し、特に、内燃機関の停止が自動的に行われる内燃機関の蓄熱システムに関する。

従来、内燃機関の蓄熱システムは、冷却水などの熱媒体を保温状態で貯留する蓄熱容器を備えており、内燃機関によって加熱され高温となった熱媒体を該蓄熱容器内に回収し貯留することで蓄熱する。

一方、近年では、燃費を向上させるために、車両の停止時や減速時に内燃機関を自動的に停止させ、車両の発進時や加速時に内燃機関を自動的に再始動させる技術が開発されている。また、内燃機関とモータとを備え、これらのうち一方または両方を駆動源として適宜選択して走行するハイブリッド車の開発も進められているが、このようなハイブリッド車においては、車両の駆動源としてモータのみが選択された場合、内燃機関は自動的に停止される。

上記のような、機関停止が自動的に行われる内燃機関においても、熱媒体を用いた蓄熱システムは採用されている。例えば、特許文献１には、ハイブリッド車において、車両の走行開始時には、モータのみを駆動源とすると共に、蓄熱容器内の高温の熱媒体をポンプによって内燃機関に供給することで該内燃機関の暖機を行う技術が開示されている。
特開２００２−１２２０６１号公報 特開平６−１８５３５９号公報

上述したように、内燃機関の蓄熱システムにおいては、内燃機関によって加熱され高温となった熱媒体は蓄熱容器内に回収されるが、この高温の熱媒体は、車室内ヒータ用のヒータコアや、変速機用油（ＡＴＦ：Automatic Transmission Fluid）を昇温させるＡＴＦウォーマ等の機関関連要素を加熱するために、これらの機関関連要素にも供給される必要がある。

そのため、内燃機関の蓄熱システムには、内燃機関と蓄熱容器とを経由して熱媒体が循環する第1の循環通路と、この第１の循環通路と連通され、且つ、機関関連要素と内燃機関とを経由して熱媒体が循環する第２の循環通路と、が備えられている。そして、内燃機関の運転時に、熱媒体を第1の循環通路に循環させることで蓄熱容器内に熱媒体を回収し、熱媒体を第２の循環通路に循環させることで機関関連要素に熱媒体を供給する。このとき、内燃機関が停止されると、第１の循環通路と第２の循環通路とのいずれにも熱媒体が循環しなくなる。

ここで、このような内燃機関の蓄熱システムを、上述したような、機関停止が自動的に行われる内燃機関に設けた場合、該内燃機関が自動的に停止されたときにも熱媒体は循環しなくなる。このとき、内燃機関が停止される頻度が高くなると、第２の循環通路での熱媒体の循環が停止する頻度も高くなるため、高温の熱媒体によって機関関連要素を十分に加熱することが出来なくなる虞がある。その結果、例えば、機関関連要素を車室内ヒータ用のヒータコアとすると車室内ヒータの暖房性能を維持することが困難になる。

そこで、このような機関停止が自動的に行われる内燃機関の蓄熱システムにおいては、内燃機関が停止されたときでも、内燃機関の運転中に加熱され高温となった熱媒体を機関関連要素に供給するために、内燃機関の停止時に熱媒体を第２の循環通路に循環させる熱媒体供給手段が備えられている。

しかしながら、上述したように第２の循環通路と第１の循環通路とは連通しているため、内燃機関の停止時に熱媒体供給手段によって、熱媒体を第２の循環通路に循環させた場合、第１の循環通路においても蓄熱容器を経由した熱媒体の流れが生じることになる。その結果、内燃機関の運転中に蓄熱容器内に回収された高温の熱媒体が該蓄熱容器内から流出し蓄熱効率が悪化する虞がある。

本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、内燃機関の停止が自動的に行われる内燃機関の蓄熱システムにおいて、より好適に蓄熱することが可能な技術を提供することを課題とする。

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、内燃機関の蓄熱システムにおいて、内燃機関の運転時に、内燃機関と蓄熱容器とを経由する循環通路に熱媒体を循環させることで熱媒体を蓄熱容器内に回収しているときに、内燃機関が停止された場合、前記循環通路を遮断するものである。

より詳しくは、本発明に係る内燃機関の蓄熱システムは、
内燃機関の停止を自動的に行う自動停止手段を有する内燃機関の蓄熱システムであって、
熱媒体を保温状態で保持する蓄熱容器と、
該蓄熱容器以外の少なくとも１つの機関関連要素と、
前記蓄熱容器と前記内燃機関とを経由して熱媒体が循環する第１の循環通路と、
該第１の循環通路と連通され、且つ、前記機関関連要素と前記内燃機関とを経由して熱媒体が循環する第２の循環通路と、
前記第１の循環通路または前記第２の循環通路のいずれか一方を遮断もしくは両方を開通する通路開閉手段と、
前記内燃機関の運転時に、前記通路開閉手段によって前記第１の循環通路を開通させると共に、熱媒体を前記第１の循環通路に循環させることで、熱媒体を前記蓄熱容器内に回収する熱媒体回収手段と、
前記内燃機関の停止時に、前記通路開閉手段によって前記第２の循環通路を開通させると共に、熱媒体を前記第２の循環通路に循環させることで、熱媒体を前記機関関連要素に供給する熱媒体供給手段と、
を備え、
前記熱媒体回収手段によって前記蓄熱容器内への熱媒体の回収が行われているときに、前記自動停止手段によって前記内燃機関が停止された場合、前記通路開閉手段によって前記第１の循環通路を遮断することを特徴とする。

ここで、自動停止手段は、車両の停止時や減速時に内燃機関を自動的に停止する手段でも良い。また、内燃機関とモータとを備え、これらのうち一方または両方を駆動源として適宜選択して走行するハイブリッド車において、車両の駆動源としてモータがのみ選択された場合、内燃機関を自動的に停止する手段でも良い。尚、この自動停止手段は、内燃機関での燃料噴射を停止することで該内燃機関を停止しても良い。

上記構成においては、内燃機関の運転時に蓄熱容器内への熱媒体の回収が行われているときは第1の循環通路が開通している。ここで、第１の循環通路が開通した状態で内燃機
関が停止されたときに、熱媒体供給手段によって熱媒体を第２の循環通路に循環させると、第２循環通路と連通されている第１の循環通路においても熱媒体の流れが生じることになる。即ち、蓄熱容器を経由する熱媒体の流れが生じることになる。この場合、内燃機関の運転時に回収された高温の熱媒体が蓄熱容器内から流出する虞がある。

しかしながら、本発明によれば、蓄熱容器内への熱媒体の回収が行われているときに、内燃機関が停止された場合、第１の循環通路は遮断される。そのため、熱媒体供給手段によって熱媒体を第２の循環通路に循環させた場合であっても、第１の循環通路において熱媒体の流れが生じることを抑制することが出来る。即ち、蓄熱容器を経由する熱媒体の流れが生じることを抑制することが出来る。そのため、高温の熱媒体が蓄熱容器内から流出することを抑制することが可能となる。以て、より効率的に蓄熱することが可能となる。

尚、本発明においては、内燃機関が停止された場合、第１の循環通路は完全に遮断されることが好ましい。しかしながら、完全には遮断されていない状態であっても、通路開閉手段が閉じられ第１の循環通路での熱媒体の流れが抑制されれば、蓄熱容器内からの熱媒体の流出も抑制されるため、第１の循環通路が熱媒体の回収時と同様に開通している場合と比べると、より効率的に蓄熱することが出来る。

本発明においては、熱媒体の温度を検出する温度検出手段を第１循環通路に設け、この温度検出手段の検出値に基づき、蓄熱容器内への温水回収を制御する場合がある。このとき、温度検出手段の故障診断に誤りがあると、温水回収を好適に行うことが困難となる。

そこで、本発明においては、熱媒体の温度を検出する温度検出手段が第１の循環通路に設けられており、第１の循環通路に熱媒体が循環しているときに該温度検出手段の検出値と所定の基準値とを比較することによって、温度検出手段の故障診断を行う診断手段がさらに備えられている場合、熱媒体回収手段による蓄熱容器内への熱媒体の回収が行われているときに内燃機関が停止された場合は、前記診断手段による温度検出手段の故障診断を禁止しても良い。

本発明においては、熱媒体回収手段によって蓄熱容器内への熱媒体の回収が行われているときに、自動停止手段によって内燃機関が停止された場合、上述したように、第１の循環通路は遮断され、該第１の循環通路には熱媒体が流れなくなる。そのため、第１の循環通路内の熱媒体の温度は、蓄熱容器内への熱媒体の回収が行われているときのように熱媒体が循環している場合とは異なった温度となる。従って、この場合に、診断手段によって温度検出手段の故障診断を行うと誤診断する虞がある。

上記制御によれば、熱媒体回収手段によって蓄熱容器内への熱媒体の回収が行われているときに、自動停止手段によって内燃機関が停止された場合、診断手段による温度検出手段の故障診断を禁止する。そのため、この故障診断における誤診断を防止することが出来る。

尚、ここでの所定の基準値を、第１の循環通路に熱媒体が循環する直前に温度検出手段によって検出される検出値（以下、循環前検出値と称する）とし、熱媒体の循環が開始されてから所定時間経過後に温度検出手段によって検出された検出値と循環前検出値との差から、温度検出手段の故障診断を行っても良い。

第１の循環通路に熱媒体が循環する前と後とでは、第１の循環通路内の熱媒体の温度は異なる（例えば、高温の熱媒体を蓄熱容器内に回収するために第１の循環通路に高温の熱媒体を循環させた場合、循環開始後、第１循環通路内の熱媒体の温度は急速に上昇する）。そのため、循環前後の温度検出手段による検出値の差が予め定められた所定値よりも小
さいときは、温度検出手段が故障していると判断出来る。

また、第１の循環通路において、前記内燃機関から前記蓄熱容器への熱媒体の流れに沿って上流側または下流側に第１の温度検出手段が設けられており、該第１の温度検出手段とは反対側の上流側または下流側に第２の温度検出手段が設けられている場合、第１の循環通路に熱媒体が循環しており、且つ内燃機関が所定の運転状態にあるときに、第１の温度検出手段の検出値と第２の温度検出手段の検出値とを比較することによって、第１の温度検出手段の故障診断を行っても良い。

ここで、所定の運転状態とは、内燃機関が該所定の運転状態にある時の、第１の循環通路における上流側の熱媒体の温度と下流側の熱媒体の温度との相互関係を、実験上または経験上予め求めることが可能な運転状態のことである。また、第１の循環通路に熱媒体が循環しており、且つ内燃機関が所定の運転状態にあるときとしては、蓄熱容器内への熱媒体の回収を行っているときや、蓄熱容器から内燃機関に熱媒体を供給することによって内燃機関の暖機を行っているとき等が例示出来る。

上記のような構成においては、第２の温度検出手段は正常であるとし、内燃機関が所定の運転状態にある時に、第１の温度検出手段の検出値と第２の温度検出手段の検出値との相互関係が、予め求められた相互関係と異なる場合、第１の温度検出手段が故障していると判断する。

尚、上記のように第１の温度検出手段と第２の温度検出手段とを設けた場合、第１の温度検出手段は蓄熱容器に出入りする熱媒体の温度を検出する蓄熱容器側温度検出手段とし、第２の温度検出手段は内燃機関を流通する熱媒体の温度を検出する内燃機関側温度検出手段とすることが好ましい。

内燃機関側温度検出手段については、例えば、内燃機関の運転中において、該内燃機関側温度検出手段の検出値が、内燃機関の運転状態に応じて予め定められた所定の温度範囲内にない場合、または、予め定められた所定時間の間、固定値であった場合、該内燃機関側温度検出手段が故障していると判断する等の故障診断が可能である。そのため、本発明においては、内燃機関側温度検出手段は正常とし、蓄熱容器側温度検出手段の検出値と内燃機関側温度検出手段の検出値とを比較することによって、蓄熱容器側温度検出手段の故障診断を行う。

本発明に係る内燃機関の蓄熱システムによれば、内燃機関の停止が自動的に行われる内燃機関の蓄熱システムにおいて、より好適に蓄熱することが出来る。

以下、本発明に係る内燃機関の蓄熱システムの実施の形態について図面に基づいて説明する。

図１は、本実施例に係る内燃機関の蓄熱システムの概略構成を示す図である。

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。

内燃機関１には、冷却水を流通させるエンジン冷却水路２が形成さている。エンジン冷
却水路２の一端は、車室内暖房用のヒータコア６が途中に配置されている冷却水通路３の一端に接続されている。エンジン冷却水路２の他端は、内燃機関１の機関出力軸（クランクシャフト）の回転トルクを駆動源とする機械式ウォーターポンプ９の吐出口に接続されている。機械式ウォーターポンプ９の吸込口は冷却水通路３の他端に接続されている。

冷却水通路３において、エンジン冷却水路２との接続部とヒータコア６との間に位置する部位には第１バイパス水路４ａが接続されている。第１バイパス水路４ａは、蓄熱容器５の第１冷却水出入口５ａに接続されている。

一方、冷却水通路３において、機械式ウォーターポンプ９の吸込口とヒータコア６との間に位置する部位には第２バイパス水路４ｂが接続されている。第２バイパス水路４ｂは、蓄熱容器５の第２冷却水出入口５ｂに接続されている。

蓄熱容器５は、冷却水を保温しつつ貯留する容器であり、第１冷却水出入口５aまたは第２冷却水出入口５ｂから新規の冷却水が流入すると、それと入れ代わりにこの蓄熱容器５内に貯留されている冷却水を第２冷却水出入口５ｂまたは第１冷却水出入口５aから排出するよう構成されている。

ここで、冷却水通路３において、第１バイパス水路４ａとの接続部とエンジン冷却水路２との間の部位を第１冷却水通路３ａと称し、第１バイパス水路４ａとの接続部とヒータコア６との間の部位を第２冷却水通路３ｂと称する。また、冷却水通路３において、第２バイパス水路４ｂとの接続部とヒータコア６との間の部位を第３冷却水通路３ｃと称し、第２バイパス水路４ｂとの接続部と機械式ウォーターポンプ９との間の部位を第４冷却水通路３ｄと称する。

第２冷却水通路３ｂには、電動ウォーターポンプ８が設けられている。この電動ウォーターポンプ８は、バッテリ３３を駆動源とするウォーターポンプであり、作動すると冷却水を内燃機関１側からヒータコア６側へ圧送する。

第３冷却水通路３ｃと第４冷却水通路３ｄと第２バイパス水路４ｂとの接続部には三方弁７が設けられている。この三方弁７は、第３冷却水通路３ｃと第４冷却水通路３ｄと第２バイパス水路４ｂとのうちいずれか一つを遮断、もしくは全ての通路（水路）を開通するよう構成されている。三方弁７には、この三方弁７による遮断位置（もしくは開通位置）に対応した電気信号を出力するポジションセンサ１２が設置されている。

第１バイパス水路４ａにおける蓄熱容器５の第１冷却水出入口５aの近傍には、この第１バイパス水路４ａ内を流れ蓄熱容器５内に出入する冷却水の温度に対応した電気信号を出力する第１水温センサ１０が設けられている。また、エンジン冷却水路２には、このエンジン冷却水路２内を流れる冷却水の温度に対応した電気信号を出力する第２水温センサ１１が設けられている。

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の電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）２０が併設されている。

ＥＣＵ２０には、前述した第１水温センサ１０や、第２水温センサ１１、ポジションセンサ１２に加えて、車室内に設けられたイグニッションスイッチ３０や、スタータスイッチ３１、車室内ヒータのスイッチ（ヒータスイッチ）３２が電気的に接続され、それらの出力信号がＥＣＵ２０へ入力されるようになっている。

また、本実施例に係る内燃機関１とその蓄熱システムを搭載した自動車は、モータジェネレータ３４を備えており、ＥＣＵ２０によって、内燃機関１の出力とモータジェネレータ３４の出力との一方または両方を車両の駆動力として適宜選択するハイブリッド車である。即ち、通常走行時には、内燃機関１とモータジェネレータ３４とのうち少なくとも一方が車軸を介して車輪に動力を伝達する。モータジェネレータ３４は、車両の駆動源として選択されたときにはバッテリ３３を電源として駆動すると共に、車両の減速時には車輪の回転力から動力を得て発電しバッテリ３３の充電を行う。

ＥＣＵ２０は、内燃機関１の燃料噴射弁や、バッテリ３３、モータジェネレータ３４と電気的に接続されている。そして、ＥＣＵ２０は、モータジェネレータ３４のみを車両の駆動源として選択した場合、内燃機関での燃料噴射弁からの燃料噴射を停止して内燃機関を自動的に停止させると共に、バッテリ３３からのモータジェネレータ３４への電力供給を許容する。

更に、ＥＣＵ２０は、電動ウォーターポンプ８や三方弁７とも電気的に接続されている。そして、ＥＣＵ２０は、バッテリ３３からの電動ウォーターポンプ８への電力供給や三方弁７を制御することで冷却水の循環通路を切り換えている。

次に、本実施例に係る内燃機関の蓄熱システムでの冷却水の循環について説明する。

先ず、本実施例において、内燃機関１によって加熱された冷却水（以下、温水と称する）を、内燃機関１の運転時に、蓄熱容器５内に温水を回収するときの冷却水の循環について図２に基づき説明する。図２は、内燃機関１の運転時に、蓄熱容器５内に温水を回収するときの冷却水の循環通路を示す図である。図２における一点鎖線の矢印は冷却水の流れを示す。

内燃機関１の運転中は機械式ウォーターポンプ９が作動している。また、内燃機関１の暖機終了後であって、該内燃機関１が運転されているときは、ヒータコア６を経由させて温水を循環させるために、第３冷却水通路３ｃと第４冷却水通路３ｄとが連通するように、ＥＣＵ２０は三方弁７を制御する。さらに、蓄熱容器５内に温水を回収するときは、第２バイパス水路４ｂと第３冷却水通路３ｃと第４冷却水通路３ｄとが連通するように、即ち、これらの通路（水路）全てが開放されるように、ＥＣＵ２０は三方弁７を制御する。そのため、内燃機関１の運転中に蓄熱容器５内に温水を回収するときは、図２において一点鎖線の矢印で示すように、エンジン冷却水路２→第１冷却水通路３ａ→第１バイパス水路４ａ→蓄熱容器５→第２バイパス水路４ｂ→第４冷却水通路３ｄ→エンジン冷却水路２の順に冷却水が循環すると共に、エンジン冷却水路２→第１冷却水通路３ａ→第２冷却水通路３ｂ→ヒータコア６→第３冷却水通路３ｃ→第４冷却水通路３ｄ→エンジン冷却水路２の順に冷却水が循環する。以下、エンジン冷却水路２と第１冷却水通路３ａと第１バイパス水路４ａと蓄熱容器５と第２バイパス水路４ｂと第４冷却水通路３ｄとを経由して冷却水が循環する循環通路２１を第１循環通路２１と称する。一方、エンジン冷却水路２と第１冷却水通路３ａと第２冷却水通路３ｂとヒータコア６と第３冷却水通路３ｃと第４冷却水通路３ｄとエンジン冷却水路２とを経由して冷却水が循環する循環通路２２第２循環通路２２と称する。

図２のように、第１循環通路２１に冷却水が循環すると、蓄熱容器５の第１冷却水出入口５ａから蓄熱容器５内に温水が流入し、蓄熱容器５内に貯留された低温の冷却水が蓄熱容器５の第２冷却水出入口５ｂから流出する。その結果、蓄熱容器５内に温水が回収される。また、第２循環通路２２に冷却水が循環すると、温水によってヒータコア６が加熱されるため車室内ヒータの暖房性能が維持される。

次に、本実施例において、上記のような蓄熱容器５内への温水回収（以下、単に温水回収と称する）が行われているときに、内燃機関１が停止された場合の冷却水の循環について図３に基づき説明する。図３は、内燃機関１が停止されたときの冷却水の循環通路を示す図である。図３における一点鎖線の矢印は冷却水の流れを示す。

尚、上述したように、本実施例に係る内燃機関の蓄熱システムを搭載した自動車は、ハイブリッド車であるため、車両の駆動力としてモータジェネレータ３４の出力のみが選択された場合は、内燃機関１が停止される。従って、内燃機関のみを駆動源として有する車両に比べて内燃機関が停止される頻度が高い。

内燃機関１が停止されると、機械式ウォーターポンプ９の作動も停止するため、この機械式ウォーターポンプ９の吐出力による冷却水の循環は、第１循環通路２１においても第２循環通路２２においても行われなくなる。しかしながら、上述したように、本実施例にかかる内燃機関１は停止される頻度が高いため、内燃機関１が停止される度に第２循環通路２２における冷却水の循環が停止されると、ヒータコア６を十分に加熱することが出来なくなり、車室内ヒータの暖房性能を維持することが困難となる。

そこで、本実施例においては、内燃機関１が停止された場合、ＥＣＵ２０は、電動ウォーターポンプ８にバッテリ３３から電力を供給し、この電動ウォーターポンプ８によって冷却水を圧送し循環させる。上述したように、この電動ウォーターポンプ８は、冷却水を内燃機関１側からヒータコア６側へ冷却水を圧送する。そのため、内燃機関１の停止時においても、図３において一点鎖線の矢印で示すように、第２循環通路２２を、上記した内燃機関１の運転中の流れ（図２において一点鎖線で示す流れ）と同様に冷却水が循環する。本実施例においては、内燃機関１の停止時は、このように冷却水を循環させることで、エンジン冷却水路２内にある温水をヒータコア６に供給し、該ヒータコア６を加熱する。

このとき、内燃機関１の運転時と同様、第３冷却水通路３ｃと第２バイパス水路４ｂとが連通されていると、第３冷却水通路３ｃから第２バイパス水路４ｂに冷却水が流入すると共に、第１バイパス通路４aから第２冷却水通路３ｂに冷却水が流出するような冷却水の流れが生じる。しかしながら、このような冷却水の流れが生じると、内燃機関１の運転時に回収された蓄熱容器５内の温水が、第１冷却水出入口５ａから流出する虞がある。そのため、本実施例においては、温水回収が行われているときに内燃機関１が停止された場合、ＥＣＵ２０は、三方弁７によって第２バイパス水路４ｂ側を閉じる。即ち、第１循環通路２１を遮断する。

ここで、本実施例における三方弁７の制御について図４に基づいて説明する。図４は、三方弁７の制御ルーチンを示すフローチャート図である。本ルーチンは、ＥＣＵ２０に予め記憶されており、ＥＣＵ２０の電源がＯＮとなっている間、所定時間毎（例えば６５ｍｓ毎）に繰り返されるルーチンである。

本ルーチンでは、ＥＣＵ２０は、先ずＳ１０１において、内燃機関１が運転中であるか否かを判別する。Ｓ１０１において、内燃機関１が運転されていないと判定された場合、ＥＣＵ２０は、本ルーチンの実行を終了する。一方、Ｓ１０１において、内燃機関１が運転中であると判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ１０２に進む。このとき、内燃機関１での燃料噴射を実行するようＥＣＵ２０から燃料噴射実行指令が出されているか否かによって、内燃機関１が運転中であるか否かを判別しても良い。

Ｓ１０２において、ＥＣＵ２０は、温水回収が実行中であるか否かを判別する。本実施例において、この温水回収は、内燃機関１の運転中に第２水温センサ１１によって検出される、エンジン冷却水路２内の温水の温度が所定温度以上となったときに、温水回収実行
指令がＥＣＵ２０から出されることによって、上記第１循環通路２１が形成されることで行われる。従って、ここでは、温水回収実行指令がＥＣＵ２０から出されたか否かによって、温水回収が実行中であるか否かを判別しても良い。

Ｓ１０２において、温水回収が実行されていないと判定された場合、ＥＣＵ２０は本ルーチンの実行を終了する。一方、Ｓ１０２において、温水回収が実行されていると判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ１０３に進む。

Ｓ１０３において、ＥＣＵ２０は、内燃機関１が停止されたか否かを判別する。このとき、前期と同様、内燃機関１での燃料噴射実行指令がＥＣＵ２０から出されているか否かによって、内燃機関１が停止されたか否かを判別しても良い。

Ｓ１０３において、内燃機関１が停止されたと判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ１０４に進み、三方弁７によって第２バイパス水路４ｂ側を閉じる、即ち、第１循環通路２１を遮断する。三方弁７によって第２バイパス水路４ｂ側を閉じた後、ＥＣＵ２０は本ルーチンの実行を終了する。

一方、Ｓ１０３において、内燃機関１が停止されていない、即ち内燃機関１の運転が継続されていると判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ１０５に進み、三方弁７によって第２バイパス水路４ｂ側を開けたままとする。その後、ＥＣＵ２０は本ルーチンの実行を終了する。

以上説明した三方弁の制御によれば、内燃機関１の運転中に温水回収が行われているときに、内燃機関１が停止された場合、第１循環通路２１が遮断される。そのため、内燃機関１の停止後に、エンジン冷却水路２内にある温水をヒータコア６に供給するために、電動ウォーターポンプ８が作動された場合であっても、蓄熱容器５を経由する冷却水の流れは生じない。従って、内燃機関１の運転中に貯留された蓄熱容器５内の温水が、内燃機関１の停止後に流出することを抑制することが出来る。以て、より効率的に蓄熱することが可能となる。

尚、本実施例において、内燃機関１が停止される場合としては、車両の駆動力としてモータジェネレータ３４の出力のみが選択された場合以外に、車両の停止時または減速時にＥＣＵ２０によって内燃機関１での燃料噴射が停止された場合も含まれる。

また、本実施例における三方弁７は、第１冷却水通路３ａと第２冷却水通路３ｂと第１バイパス水路４ｃとの接続部に設けられても良い。この場合、温水回収が行われているときに内燃機関１が停止された場合、三方弁７は第１バイパス通路４ａ側を閉じて第１循環通路２１を遮断する。

次に、本実施例において、第１バイパス水路４ａに設けられた第１水温センサ１０の故障診断を行う故障診断制御について図５に基づいて説明する。図５は、水温センサの故障診断制御ルーチンを示すフローチャート図である。本ルーチンは、予めＥＣＵ２０に記憶されており、ＥＣＵ２０の電源がＯＮとなっている間、所定時間毎（例えば６５ｍｓ毎）に繰り返されるルーチンである。

尚、内燃機関１のエンジン冷却水路２に設けられた第２水温センサ１１については、以下に説明する故障診断制御ルーチンとは異なる故障診断制御（例えば、内燃機関１が通常の運転状態にあるときに、第２水温センサ１１の検出値が予め定められた所定の温度範囲内にない場合、または、第２水温センサ１１の検出値が予め定められた所定時間の間、固定値であった場合、第２水温センサ１１の異常と判断する等の制御）によって異常検出が
行われており、正常であるものとする。

本ルーチンでは、先ずＥＣＵ２０は、Ｓ２０１において、内燃機関１が運転中であるか否かを判別する。Ｓ２０１において、内燃機関１が運転されていないと判定された場合、ＥＣＵ２０は、本ルーチンの実行を終了する。即ち、後述するＳ２０４において温水回収が開始された後、温水回収実行中に内燃機関１が停止された場合も、ＥＣＵ２０は、本ルーチンの実行を終了する。一方、Ｓ２０１において、内燃機関１が運転中であると判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ２０２に進む。

Ｓ２０２において、ＥＣＵ２０は、温水回収実行条件が成立したか否かを判別する。温水回収実行条件としては、上述したように、第２水温センサ１１の検出値が予め定められた所定温度以上となった場合等が例示できる。ここで、所定温度としては、エンジン冷却水路２内における温水の温度が該所定温度に達すると、内燃機関１においてサーモスタットが作動し、ラジエータによる温水の冷却が開始される温度が例示出来る。

前記Ｓ２０２において、温水回収実行条件が成立していないと判定された場合、ＥＣＵ２０は、本ルーチンの実行を終了する。

一方、Ｓ２０２において、温水回収実行条件が成立したと判定された場合、ＥＣＵ２０は、Ｓ２０３に進み、第１水温センサ１０の回収前検出値Ｔｓ１を読み込む。

次に、ＥＣＵ２０は、Ｓ２０４に進み、温水回収を開始する。つまり、ＥＣＵ２０は、三方弁７を制御することで、第２バイパス水路４ｂと、第３冷却水通路３ｃおよび第４冷却水通路３ｄとを連通させ、上述した第１循環通路２１を成立させる。

次に、ＥＣＵ２０はＳ２０５に進み、温水回収が開始されてから、予め定められた所定時間ｔが経過したか否かを判別する。

内燃機関１の始動前もしくは始動後には、該内燃機関１を暖機するために、蓄熱容器５内に貯留されていた温水が内燃機関１に供給される。そのため、温水回収前は、蓄熱容器５内と、第１、第２バイパス水路４ａ、４ｂ内には、低温の冷却水が存在している。この状態で温水回収が開始されると、温水が第１バイパス水路４ａを通って蓄熱容器５内に流入するため、温水回収開始後、第１バイパス水路４ａ内の冷却水の温度は急速に上昇する。そして、その温度は、エンジン冷却水路２内の温水の温度に近い温度まで上昇すると安定する。

上記所定時間ｔは、温水回収が開始されてから、第１バイパス水路４ａ内の冷却水（温水）の温度が安定するまでの時間であり予め経験的または実験的に求められた時間である。

Ｓ２０５において、温水回収開始後、所定時間ｔが経過していないと判定された場合、ＥＣＵ２０は、本ルーチンの実行を終了する。

一方、Ｓ２０５において、温水回収開始後、所定時間ｔが経過したと判定された場合、ＥＣＵ２０は、Ｓ２０６に進み、第１水温センサ１０の回収後検出値Ｔｓ２を読み込む。

次に、ＥＣＵ２０は、Ｓ２０７に進み、Ｓ２０６において読み込んだ第１水温センサ１０の回収後検出値Ｔｓ２からＳ２０３において読み込んだ第１水温センサ１０の回収前検出値Ｔｓ１を減算することによって第１水温センサ１０の検出値による回収前後温度差ΔＴｓを算出する。

次に、ＥＣＵ２０はＳ２０８に進み、Ｓ２０７において算出された回収前後温度差ΔＴｓが予め定められた第１の所定温度差ΔＴｍ以上であるか否かを判定する。

上述したように、温水回収が開始されると、第１バイパス水路４ａ内の冷却水の温度は急速に上昇し、所定時間ｔ経過後、エンジン冷却水路２内の温水に近い温度となる。しかしながら、第１バイパス水路４ａ内の温水は、第１冷却水通路３ａと第１バイパス水路４ａとを流通する途中での放熱によって、エンジン冷却水路２を流通している温水よりも若干低い温度となる。上記第１の所定温度差ΔＴｍは、温水回収によって、所定時間ｔ経過前後で、第１バイパス水路４ａ内において生ずべき冷却水の温度差であり、前記したような放熱による温度低下や、エンジンルーム内温度等の環境条件、さらに、第１水温センサ１０および第２水温センサ１１の検出値の公差等を加味して、実験的に求められた値である。従って、Ｓ２０８において、回収前後温度差ΔＴｓが第１の所定温度差ΔＴｍより小さいと判定された場合、第１水温センサ１０は故障していると判断することが出来る。

Ｓ２０８において、回収前後温度差ΔＴｓが第１の所定温度差ΔＴｍより小さいと判定された場合、ＥＣＵ２０は、Ｓ２１２に進み、この回収前後温度差ΔＴｓが略０であるか否か判別する。

Ｓ２１２において、回収前後温度差ΔＴｓが略０であると判定された場合、ＥＣＵ２０は、Ｓ２１５に進み、第１水温センサ１０は、冷却水の温度が変化しても検出値が変化しない固着異常であって、故障していると判断し、本ルーチンの実行を終了する。

一方、Ｓ２１２において、回収前後温度差ΔＴｓが略０ではないと判定された場合、ＥＣＵ２０は、Ｓ２１４に進み、第１水温センサ１０は、冷却水の温度を正確に検出していない、即ち、故障していると判断し、本ルーチンの実行を終了する。

ここでＳ２０８に戻り、該Ｓ２０８において、回収前後温度差ΔＴｓ１が第１の所定温度差ΔＴｍ以上と判定された場合、ＥＣＵ２０は、Ｓ２０９に進み、第２水温センサ１１の回収後検出値Ｔｅを読み込む。

次に、ＥＣＵ２０はＳ２１０に進み、Ｓ２０９において読み込まれた第２水温センサ１１の回収後検出値ＴｅからＳ２０６において読み込まれた第１水温センサ１０の回収後検出値Ｔｓ２を減算することによって回収後温度差ΔＴｅｓを算出する。

次に、ＥＣＵ２０はＳ２１１に進み、Ｓ２１０において算出した回収後温度差ΔＴｅｓが、０以上、且つ、予め定められた第２の所定温度差ΔＴｎ以下であるか否かを判定する。

上述したように、所定時間ｔ経過後、第１バイパス水路４ａ内の温水の温度は、エンジン冷却水路２内の温水の温度に近い温度ではあるが、第１冷却水通路３ａと第１バイパス水路４ａとにおける放熱によって若干低い温度となる。そこで、上記第２の所定温度差ΔＴｎは、第１冷却水通路３ａ内の温水と第１バイパス水路４ａ内の温水との間に生ずべき温度差であり、第１水温センサ１０および第２水温センサ１１の出力公差等を加味して、実験的に求められた値である。従って、Ｓ２１１において、回収後温度差ΔＴｅｓが、０より小さい、または、第２の所定温度差ΔＴｎより大きいと判定された場合、第１水温センサ１０は故障していると判断することが出来る。

そこで、Ｓ２１１において、回収後温度差ΔＴｅｓが、０より小さい、または、第２の所定温度差ΔＴｎより大きいと判定された場合、ＥＣＵ２０は、Ｓ２１４に進み、第１水
温センサ１０は、冷却水の温度を正確に検出していない、即ち、故障していると判断し、本ルーチンの実行を終了する。

一方、Ｓ２１１において、回収後温度差ΔＴｅｓが、０以上、且つ、第２の所定温度差ΔＴｎ以下であると判定された場合、ＥＣＵ２０は、Ｓ２１３に進み、第１水温センサ１０は正常であると判断し、本ルーチンの実行を終了する。

以上説明した水温センサの故障診断制御ルーチンによれば、温水回収が行われたときに第１水温センサ１０の故障診断を行うことが出来る。

また、本実施例においては、上述したように、温水回収中に内燃機関１が停止された場合、第１循環通路２１は遮断されるため、第１バイパス水路４ａ内の冷却水の温度は、温水回収中の温度とは異なったものとなる。従って、この場合に、温水回収中と同様に第１水温センサ１０の故障診断が行われると誤診断する虞がある。しかしながら、上述した水温センサの故障診断制御ルーチンによれば、温水回収中に内燃機関１が停止された場合、水温センサの故障診断制御ルーチンの実行は停止され、第１水温センサ１０の故障診断は行われない。従って、第１水温センサ１０の故障診断における誤診断を防止することが出来る。

本発明に係る内燃機関の蓄熱システム概略構成を示す図。 内燃機関の運転時に蓄熱容器内に温水を回収するときの冷却水の循環通路を示す図。 内燃機関が停止されたときの冷却水の循環通路を示す図。 三方弁の制御ルーチンを示すフローチャート図。 水温センサの故障診断制御ルーチンを示すフローチャート図。

符号の説明

１・・・内燃機関
２・・・エンジン冷却水路
３・・・冷却水通路
３ａ・・第１冷却水通路
３ｂ・・第２冷却水通路
３ｃ・・第３冷却水通路
３ｄ・・第４冷却水通路
４ａ・・第１バイパス水路
４ｂ・・第２バイパス水路
５・・・蓄熱容器
５ａ・・第１冷却水出入口
５ｂ・・第２冷却水出入口
６・・・ヒータコア
７・・・三方弁
８・・・電動ウォーターポンプ
９・・・機械式ウォーターポンプ
１０・・第１水温センサ
１１・・第２水温センサ
２０・・ＥＣＵ
２１・・第１循環通路
２２・・第２循環通路
３０・・イグニッションスイッチ
３１・・スタータスイッチ
３２・・ヒータスイッチ
３３・・バッテリ
３４・・モータジェネレータ

Claims (3)

1. 内燃機関を自動的に停止させる自動停止手段を有する内燃機関の蓄熱システムであって、
   熱媒体を保温状態で保持する蓄熱容器と、
   該蓄熱容器以外の少なくとも１つの機関関連要素と、
   前記蓄熱容器と前記内燃機関とを経由して熱媒体が循環する第１の循環通路と、
   該第１の循環通路と連通され、且つ、前記機関関連要素と前記内燃機関とを経由して熱媒体が循環する第２の循環通路と、
   前記第１の循環通路または前記第２の循環通路のいずれか一方を遮断もしくは両方を開通する通路開閉手段と、
   前記内燃機関の運転時に、前記通路開閉手段によって前記第１の循環通路を開通させると共に、熱媒体を前記第１の循環通路に循環させることで、熱媒体を前記蓄熱容器内に回収する熱媒体回収手段と、
   前記内燃機関の停止時に、前記通路開閉手段によって前記第２の循環通路を開通させると共に、熱媒体を前記第２の循環通路に循環させることで、熱媒体を前記機関関連要素に供給する熱媒体供給手段と、
   を備え、
   前記熱媒体回収手段によって前記蓄熱容器内への熱媒体の回収が行われているときに、前記自動停止手段によって前記内燃機関が停止された場合、前記通路開閉手段によって前記第１の循環通路を遮断することを特徴とする内燃機関の蓄熱システム。
2. 前記第１の循環通路に設けられ、熱媒体の温度を検出する温度検出手段と、
   前記第１の循環通路に熱媒体が循環しているときに、該温度検出手段の検出値と所定の基準値とを比較することによって、前記温度検出手段の故障診断を行う診断手段と、をさらに備え、
   前記熱媒体回収手段によって前記蓄熱容器内への熱媒体の回収が行われているときに、前記自動停止手段によって前記内燃機関が停止された場合、前記診断手段による温度検出手段の故障診断を禁止することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の蓄熱システム。
3. 前記温度検出手段を第１の温度検出手段とし、
   該第１の温度検出手段を、前記第１の循環通路における前記内燃機関から前記蓄熱容器への熱媒体の流れに沿って上流側または下流側に設け、
   前記第１の循環通路において、前記第１の温度検出手段が設けられている方とは反対側の上流側または下流側に第２の温度検出手段をさらに備え、
   前記所定の基準値を該第２の温度検出手段の検出値とし、
   前記診断手段は、前記内燃機関が所定の運転状態にあるときに、前記第１の温度検出手段の検出値と前記第２の温度検出手段の検出値とを比較することによって、前記第１の温度検出手段の故障診断を行うことを特徴とする請求項２記載の内燃機関の蓄熱システム。
   

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