JP3843906B2 - 内燃機関 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車などに搭載される内燃機関に関し、特に内燃機関の始動に先駆けて該内燃機関を加熱する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車などに搭載される内燃機関では、始動に先駆けて内燃機関を加熱することにより、始動時及び始動後における排気エミッションや燃料消費率を向上させようとする技術の開発が進められている。
【０００３】
上記したような技術としては、例えば、特開２００２−３８９４７号公報に記載されているような蓄熱装置を有する車両搭載用内燃機関が提案されている。
【０００４】
上記したような蓄熱装置を有する車両搭載用内燃機関では、始動に関連する特定のタイミング要素が発生した時点で制御装置（例えば、ＥＣＵ：Electronic Control Unit）が起動され、次いで制御装置が蓄熱装置を作動させることにより、内燃機関の始動に先駆けて蓄熱装置から内燃機関へ熱を供給し、以て内燃機関を加熱するよう構成されている。
【０００５】
始動に関する特定のタイミング要素としては、内燃機関が搭載される車両に設けられた乗降用ドアの開扉、内燃機関が搭載される車両に設けられた運転座席への着座、内燃機関が搭載される車両の運転座席に備えられたシートベルトの着用、内燃機関が搭載される車両に設けられた制動装置の作動操作、内燃機関が搭載される車両に設けられたクラッチ機構（連動器）の作動、内燃機関が搭載される車両の乗降用ドアの解錠、内燃機関が搭載された車両に取り付けられた盗難防止装置の作動解除などが例示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、内燃機関の運転停止後に車両からの降車を目的として乗降用ドアの開扉や乗降用ドアの解錠が行われた場合、或いは、内燃機関の運転停止時に車両の室内からの荷物の積み降ろし等を目的として乗降用ドアの開扉、乗降用ドアの解錠、或いは盗難防止装置の作動解除が行われた場合等には、始動に関する特定のタイミング要素が発生したとの誤認が生じて制御装置が起動される可能性がある。
【０００７】
上記したような誤認により制御装置が起動された場合には、内燃機関が始動されないまま制御装置が長期間にわたって作動し続ける可能性があり、制御装置の駆動源たるバッテリの電力が不要に消費されてしまう可能性がある。
【０００８】
また、上記したような誤認により制御装置が起動された際に、加熱実行条件が成立していると、制御装置が蓄熱装置を作動させて内燃機関を加熱してしまう可能性もある。この場合には、蓄熱装置に蓄えられた熱が不要に消費されることとなり、内燃機関の次回の始動時に有効な加熱を行うことが困難となる。
【０００９】
本発明は、上記したような種々の実情に鑑みてなされたものであり、蓄熱装置等のように内燃機関を加熱する装置と、特定のタイミング要素の発生により起動されて加熱装置を作動させる制御装置とを備えた内燃機関において、制御装置の不要な作動およびまたは加熱装置の不要な作動を抑制することができる技術を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記した課題を解決するために以下のような手段を採用した。すなわち、本発明にかかる内燃機関は、
内燃機関を加熱する加熱装置と、
前記内燃機関を搭載する車両に設けられた乗降用ドアの開扉に関連したタイミング要素の発生を検出する検出手段と、
前記内燃機関が運転停止状態にあり且つ前記検出手段が前記タイミング要素の発生を検出した時に起動され、加熱実行条件の成立を条件として前記加熱装置を作動させる制御装置と、
前記内燃機関が運転停止された時点から所定期間は前記制御装置の作動状態を維持することにより、前記所定期間内に前記検出手段が前記タイミング要素の発生を検出しても前記加熱装置が作動させられないようにする作動維持手段と、
を備えるようにした。
【００１１】
この発明は、内燃機関を搭載した車両の乗降用ドアの開扉に関連したタイミング要素が発生した時点で起動され、加熱装置によって内燃機関を加熱する制御装置を備えた内燃機関において、内燃機関の運転停止時から所定期間は制御装置の作動状態を維持することを最大の特徴としている。
【００１２】
かかる内燃機関では、内燃機関の始動前に車両の乗降用ドアの開扉に関連したタイミング要素が発生すると、制御装置が起動されて加熱実行条件が成立しているか否か判別する。
【００１３】
前記した加熱実行条件としては、例えば、内燃機関の温度が所定温度未満である、加熱装置が内燃機関を加熱可能な状態にある、等の条件を例示することができる。
【００１４】
上記したような加熱実行条件が成立している場合は、制御装置は、加熱手段を作動させる。この場合、内燃機関が始動前に暖められることになる。この結果、始動性の向上が図られるとともに、始動時及び始動後における排気エミッションと燃料消費率の向上などが図られる。
【００１５】
また、内燃機関の運転が停止された場合には、作動維持手段は、内燃機関の運転停止時から所定期間が経過するまで制御装置の作動状態を維持する。
【００１６】
この場合、上記した所定期間内に車両からの降車を目的とした乗降用ドアの開扉に関連したタイミング要素が発生しても、制御装置が加熱装置を作動させることがない。更に、内燃機関の運転停止時から所定期間が経過した時点で制御装置の作動が停止されるため、内燃機関の運転停止後において不必要に制御装置が作動されることもない。
【００１７】
本発明に係る内燃機関において、乗降用ドアの開扉に関連したタイミング要素としては、例えば、（１）乗降用ドアの開扉、（２）乗降用ドアの解錠などを例示することができる。
【００１８】
本発明に係る内燃機関において、所定期間としては、（１）内燃機関の運転停止時から所定時間が経過するまでの期間、（２）内燃機関の運転停止時から乗降用ドアの開扉に関連したタイミング要素が発生するまでの期間、等を例示することができる。尚、上記した（１）における所定時間は、内燃機関を搭載した車両の乗員が内燃機関の運転停止から降車までに要する時間より長く設定されることが好ましい。
【００１９】
本発明に係る内燃機関において、制御装置が車両に搭載されたバッテリの電力を駆動源として作動するよう構成されている場合には、作動維持手段は、内燃機関が運転停止された時点から所定期間は、バッテリから制御装置に対する電力供給を継続させるようにしてもよい。
【００２０】
次に、本発明は、上記した課題を解決するために以下のような手段を採用してもよい。すなわち、本発明にかかる内燃機関は、
内燃機関を加熱する加熱装置と、
前記内燃機関を搭載する車両に設けられた乗降用ドアと、
前記内燃機関が運転停止状態にあり且つ前記乗降用ドアの開扉に関連したタイミング要素が発生した時に起動され、加熱実行条件の成立を条件として前記加熱装置を作動させる制御装置と、
前記タイミング要素が発生した時点から所定時間以内に前記内燃機関の始動要求が発生しない場合は、前記制御装置の作動を停止させる作動停止手段と、
を備えるようにしてもよい。
【００２１】
この発明は、内燃機関を搭載した車両の乗降用ドアの開扉に関連したタイミング要素が発生した時点で起動され、加熱装置によって内燃機関を加熱する制御装置を備えた内燃機関において、前記タイミング要素が発生した時点から所定時間以内に内燃機関の始動要求が発生しない場合には制御装置の作動を停止させることを最大の特徴としている。
【００２２】
かかる内燃機関では、内燃機関が運転停止状態にあるときに車両の乗降用ドアの開扉に関連したタイミング要素が発生すると、制御装置が起動されて加熱実行条件が成立しているか否か判別する。
【００２３】
前記した加熱実行条件としては、例えば、内燃機関の温度が所定温度未満である、加熱装置が内燃機関を加熱可能な状態にある、等の条件を例示することができる。
【００２４】
上記したような加熱実行条件が成立している場合は、制御装置は、加熱手段を作動させる。そして、前記タイミング要素が発生した時点から所定時間以内に内燃機関の始動要求が発生すれば、内燃機関が始動される。この場合、内燃機関が始動前に予め加熱されているため、始動性の向上が図られるとともに、始動時及び始動後における排気エミッションと燃料消費率の向上などが図られる。
【００２５】
一方、前記したタイミング要素が発生した時点から所定時間以内に内燃機関の始動要求が発生しない場合には、作動停止手段が制御装置の作動を停止させる。この場合、内燃機関が運転停止状態にあるときに内燃機関の始動を目的としない乗降用ドアの開扉が行われても、制御装置が不要に作動されることがなくなる。
【００２６】
本発明に係る内燃機関において、乗降用ドアの開扉に関連したタイミング要素としては、例えば、（１）乗降用ドアの開扉、（２）乗降用ドアの解錠、（３）車両に取り付けられた盗難防止装置の作動解除などを例示することができる。
【００２７】
本発明に係る内燃機関において、所定時間は、乗降用ドアの開扉から内燃機関の始動要求が発生するまでの時間に基づいて定められることが好ましい。
【００２８】
本発明に係る内燃機関において、作動停止手段は、前記タイミング要素が発生した時点で加熱実行条件が不成立であれば、制御装置の作動を直ちに停止させるようにしてもよい。
【００２９】
これは、前記タイミング要素が発生した時点で加熱実行条件が不成立である場合には、内燃機関を始動前に加熱する必要がないため、前記タイミング要素が発生した時点から始動要求が発生するまでの期間において制御装置を作動させておく必要がないからである。言い換えれば、内燃機関を加熱する必要がない場合には、内燃機関の始動要求が発生した時点で制御装置が起動されても、始動性の悪化、排気エミッションの悪化、燃料消費率の悪化などが発生し難いからである。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る内燃機関の予熱装置の具体的な実施の形態について図面に基づいて説明する。
【００３１】
＜実施の形態１＞
先ず、本発明に係る内燃機関１の第１の実施の形態について図１〜図６に基づいて説明する。
【００３２】
図１は、本発明を適用する内燃機関の冷却水循環系の概略構成を示す図である。図１に示す内燃機関１は、水冷式のガソリン機関またはディーゼル機関であり、シリンダヘッド１ａとシリンダブロック１ｂとを備えている。
【００３３】
シリンダヘッド１ａとシリンダブロック１ｂとには、冷却水が流通するためのヘッド側冷却水通路２ａとブロック側冷却水通路２ｂとが各々形成され、それらヘッド側冷却水通路２ａとブロック側冷却水通路２ｂが相互に連通している。
【００３４】
ヘッド側冷却水通路２ａには、第１冷却水通路４が接続され、その第１冷却水通路４はラジエター５の冷却水流入口に接続されている。ラジエター５の冷却水流出口には第２冷却水通路６が接続されている。
【００３５】
第２冷却水通路６は、サーモスタットバルブ７に接続されている。サーモスタットバルブ７には、前記した第２冷却水通路６に加え、第３冷却水通路８とバイパス通路９とが接続されている。
【００３６】
サーモスタットバルブ７は、該サーモスタットバルブ７を流れる冷却水の温度が所定の開弁温度：Ｔ１未満であるときは第２冷却水通路６を遮断して第３冷却水通路８とバイパス通路９とを導通させ、該サーモスタットバルブ７を流れる冷却水の温度が前記開弁温度：Ｔ１以上であるときはバイパス通路９を遮断して第２冷却水通路６と第３冷却水通路８とを導通させるよう構成されている。
【００３７】
前記第３冷却水通路８は、機械式ウォーターポンプ１０の冷却水吸込口に接続されている。機械式ウォーターポンプ１０は、内燃機関１の図示しない出力軸（クランクシャフト）の回転トルクを駆動源として冷却水の流れを発生させるものであり、前記した冷却水吸込口から冷却水を吸い込むとともに、吸い込んだ冷却水を冷却水吐出口から吐出するよう構成されている。前記機械式ウォーターポンプ１０の冷却水吐出口は、ブロック側冷却水通路２ｂに接続されている。
【００３８】
前記したバイパス通路９は、前記した第１冷却水通路４、ラジエター５、及び第２冷却水通路６を迂回する通路であり、ヘッド側冷却水通路２ａと接続されている。
【００３９】
次に、前記した第１冷却水通路４の途中には、ヒータホース１１が接続されている。このヒータホース１１は、前記した第３冷却水通路８の途中に接続されている。
【００４０】
前記ヒータホース１１の途中には、室内暖房用空気と冷却水との間で熱交換を行うヒータコア１２が設けられている。
【００４１】
前記ヒータコア１２と前記第３冷却水通路８との間に位置するヒータホース１１の途中には、第１バイパス通路１３ａが接続されている。第１バイパス通路１３ａは、電動ウォーターポンプ１４の冷却水吸込口に接続されている。
【００４２】
前記電動ウォーターポンプ１４は、バッテリ４３から出力される電力を駆動源として冷却水の流れを発生させるよう構成され、前記冷却水吸込口から冷却水を吸い込むとともに、吸い込んだ冷却水を冷却水吐出口から吐出する。
【００４３】
前記電動ウォーターポンプ１４の冷却水吐出口には、第２バイパス通路１３ｂが接続されている。第２バイパス通路１３ｂは、蓄熱容器１５の冷却水入口１５ａに接続されている。
【００４４】
前記蓄熱容器１５は、冷却水を蓄熱状態で貯蔵する容器であり、前記冷却水入口１５ａから冷却水が流入するとそれと入れ代わりに該蓄熱容器１５内に貯蔵されていた冷却水を冷却水出口１５ｂから排出するよう構成されている。
【００４５】
前記蓄熱容器１５の冷却水出口１５ｂには、第３バイパス通路１３ｃが接続されている。前記第３バイパス通路１３ｃは、前記第１冷却水通路４と前記ヒータコア１２との間に位置するヒータホース１１の途中に接続されている。
【００４６】
なお以下では、第１冷却水通路４とヒータコア１２との間に位置するヒータホース１１において、前記第３バイパス通路１３ｃとの接続部位を基準にして第１冷却水通路４側の部位を第１ヒータホース１１ａと称し、ヒータコア１２側の部位を第２ヒータホース１１ｂと称する。ヒータコア１２と第３冷却水通路８との間に位置するヒータホース１１において、第１バイパス通路１３ａとの接続部位を基準にしてヒータコア１２側の部位を第３ヒータホース１１ｃと称し、第３冷却水通路８側の部位を第４ヒータホース１１ｄと称する。
【００４７】
前記した第１ヒータホース１１ａと第２ヒータホース１１ｂと第３バイパス通路１３ｃとの接続部位には、流路切換弁１６が設けられている。流路切換弁１６は、電動モータ等によって駆動され、第１ヒータホース１１ａと第２ヒータホース１１ｂと第３バイパス通路１３ｃの何れか一を遮断するよう構成されている。
【００４８】
また、前記第３バイパス通路１３ｃにおいて蓄熱容器１５の冷却水出口１５ｂの近傍には、蓄熱容器１５から排出される冷却水の温度（容器出口水温）に対応した電気信号を出力する容器出口水温センサ１７が設けられており、前記第１冷却水通路４においてヘッド側冷却水通路２ａの近傍には、該第１冷却水通路４を流通する冷却水の温度（機関側水温）に対応した電気信号を出力する機関側水温センサ１８が設けられている。
【００４９】
このように構成された内燃機関１の冷却水循環系には、内燃機関１の運転状態や冷却水循環系における冷却水の流れ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。このＥＣＵ２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭなどから構成される算術論理演算回路であり、バッテリ２５の電力を駆動源として作動するよう構成されている。
【００５０】
前記ＥＣＵ２０には、前述した容器出口水温センサ１７及び機関側水温センサ１８に加え、内燃機関１を搭載した車両の室内に設けられたイグニッションスイッチ２１とスタータスイッチ２２とヒータスイッチ２３が接続されるとともに、内燃機関１を搭載した車両に設けられた乗降用ドア（好ましくは、運転座席の乗降用ドア）の開扉を検出するドアスイッチ２４が接続されている。
【００５１】
また、前記ＥＣＵ２０には、電動ウォーターポンプ１４と流路切換弁１６とが電気的に接続され、ＥＣＵ２０が電動ウォーターポンプ１４及び流路切換弁１６を制御することが可能となっている。
【００５２】
例えば、ＥＣＵ２０は、内燃機関１が冷間始動後の暖機運転状態にある場合のように、機関側水温センサ１８の出力信号（機関側水温）がサーモスタットバルブ７の開弁温度：Ｔ１より低い場合には、電動ウォーターポンプ１４を停止させるべくバッテリ２５から電動ウォーターポンプ１４への電力供給を遮断するとともに、第１ヒータホース１１ａを遮断すべく流路切換弁１６を制御する。
【００５３】
この場合、電動ウォーターポンプ１４が作動せずに機械式ウォーターポンプ１０が作動するとともに、サーモスタットバルブ７が第２冷却水通路６を遮断し且つ第３冷却水通路８とバイパス通路９を導通させるため、図２に示されるように、機械式ウォーターポンプ１０→ブロック側冷却水通路２ｂ→ヘッド側冷却水通路２ａ→バイパス通路９→サーモスタットバルブ７→第３冷却水通路８→機械式ウォーターポンプ１０の順に冷却水が流れる循環回路が成立する。
【００５４】
図２に示されるような循環回路が成立すると、ヘッド側冷却水通路２ａ及びブロック側冷却水通路２ｂから流出した冷却水がラジエター５を迂回して流れるため、比較的低温の冷却水がラジエター５によって不要に冷却されることがなく、その結果、内燃機関１の暖機が妨げられることがない。
【００５５】
その後、内燃機関１の暖機が進行して機関側水温センサ１８の出力信号（機関側水温）がサーモスタットバルブ７の開弁温度：Ｔ１以上まで上昇すると、ＥＣＵ２０は、機関側水温がサーモスタットバルブ７の開弁温度：Ｔ１未満である場合と同様に、電動ウォーターポンプ１４を停止させるべくバッテリ２５から電動ウォーターポンプ１４への電力供給を遮断するとともに、第１ヒータホース１１ａを遮断すべく流路切換弁１６を制御する。
【００５６】
この場合、電動ウォーターポンプ１４が作動せずに機械式ウォーターポンプ１０が作動するとともに、サーモスタットバルブ７がバイパス通路９を遮断し且つ第２冷却水通路６と第３冷却水通路８を導通させるため、図３に示されるように、機械式ウォーターポンプ１０→ブロック側冷却水通路２ｂ→ヘッド側冷却水通路２ａ→第１冷却水通路４→ラジエター５→第２冷却水通路６→サーモスタットバルブ７→第３冷却水通路８→機械式ウォーターポンプ１０の順に冷却水が流れる循環回路が成立する。
【００５７】
図３に示されるような循環回路が成立すると、内燃機関１が発生する熱を吸収した比較的高温な冷却水がラジエター５を流通することになるため、冷却水の熱がラジエター５において大気中へ放出され、それにより冷却水の吸熱能力が再生されるとともに冷却水の温度が低下する。ラジエター５において吸熱能力が再生された冷却水は、内燃機関１のヘッド側冷却水通路２ａ及びブロック側冷却水通路２ｂへ再流入して内燃機関１が発生する熱を好適に吸収する。この結果、内燃機関１の過熱が防止される。
【００５８】
また、内燃機関１が暖機完了後の通常運転状態にあるときにヒータスイッチ２３がオフからオンへ切り換えられると、ＥＣＵ２０は、電動ウォーターポンプ１４を停止させるべくバッテリ２５から電動ウォーターポンプ１４への電力供給を遮断するとともに、第３バイパス通路１３ｃを遮断すべく流路切換弁１６を制御する。
【００５９】
この場合、電動ウォーターポンプ１４が作動せずに機械式ウォーターポンプ１０のみが作動し、サーモスタットバルブ７がバイパス通路９を遮断し且つ第２冷却水通路６と第３冷却水通路８を導通させ、さらに流路切換弁１６が第１ヒータホース１１ａと第２ヒータホース１１ｂを導通させるため、図４に示されるように、機械式ウォーターポンプ１０→ブロック側冷却水通路２ｂ→ヘッド側冷却水通路２ａ→第１冷却水通路４→ラジエター５→第２冷却水通路６→サーモスタットバルブ７→第３冷却水通路８→機械式ウォーターポンプ１０の順に冷却水が流れる第１の循環回路が成立すると同時に、機械式ウォーターポンプ１０→ブロック側冷却水通路２ｂ→ヘッド側冷却水通路２ａ→第１冷却水通路４→第１ヒータホース１１ａ→流路切換弁１６→第２ヒータホース１１ｂ→ヒータコア１２→第３ヒータホース１１ｃ→第４ヒータホース１１ｄ→第３冷却水通路８→機械式ウォーターポンプ１０の順に冷却水が流れる第２の循環回路が成立する。
【００６０】
図４に示されるような第２の循環回路が成立すると、内燃機関１が発生する熱を吸収した高温な冷却水が第１冷却水通路４→第１ヒータホース１１ａ→流路切換弁１６→第２ヒータホース１１ｂを介してヒータコア１２へ流入するため、ヒータコア１２において冷却水の熱が室内暖房用空気へ伝達され、その結果、室内暖房用空気が暖められる。
【００６１】
ところで、内燃機関１が冷間状態で始動される場合は、図示しない燃焼室周辺の温度が低くなるため、燃料噴射弁から噴射された燃料が霧化（あるいは気化）し難く、且つ、吸気ポートの壁面や燃焼室の壁面へ付着し易くなるため、燃焼室内に可燃性の高い混合気を形成し難くなり、その結果、始動性の悪化や、始動時及び始動後における未燃燃料成分の排出量増加（排気エミッションの悪化）などが誘発される可能性がある。更に、内燃機関１が冷間始動される場合には、動弁機構、ピストン、コネクティングロッド、クランクシャフト等のクリアランスが適正でないため、フリクションロスが増大し、始動性の悪化や燃料消費率の悪化が誘発される可能性もある。
【００６２】
これに対し、スタータスイッチ２２がオフからオンへ切り換えられる前の特定のタイミング要素が発生した時点で内燃機関１を予熱することが好ましい。そこで、本実施の形態では、スタータスイッチ２２がオフからオンへ切り換えられる前の特定のタイミング要素が発生した時点でバッテリ２５からＥＣＵ２０に対する電力供給を開始することによりＥＣＵ２０を起動させ、ＥＣＵ２０が内燃機関１の予熱処理を行うようにした。
【００６３】
前記した特定のタイミング要素は、内燃機関１の始動が図られる前に必然的に発生する事象であることが好ましく、このような事象としては、内燃機関１が搭載された車両への乗車に付随した乗降用ドアの開扉や乗降用ドアの解錠などが挙げられる。
【００６４】
上記したような特定のタイミング要素が発生すると、バッテリからＥＣＵ２０に対する駆動電力の供給が開始されてＥＣＵ２０が起動される。ＥＣＵ２０は、起動後直ちに機関側水温センサ１８の出力信号（機関側水温）を読み込み、その機関側水温が所定温度未満であるか否かを判別する。
【００６５】
上記した所定温度は、内燃機関１の暖機完了後における冷却水温度に基づいて設定される温度であり、例えば、５０℃程度に設定される。
【００６６】
特定のタイミング要素が検出された時点における機関側水温が前記所定温度未満である場合には、ＥＣＵ２０は、以下に示すような予熱処理を実行する。
【００６７】
すなわち、ＥＣＵ２０は、電動ウォーターポンプ１４を作動させるべくバッテリ２５から電動ウォーターポンプ１４へ駆動電力を供給させるとともに、第２ヒータホース１１ｂを遮断すべく流路切換弁１６を制御する。
【００６８】
この場合、機械式ウォーターポンプ１０が作動せずに電動ウォーターポンプ１４のみが作動するとともに、第１ヒータホース１１ａと第３バイパス通路１３ｃとが導通するため、図５に示されるように、電動ウォーターポンプ１４→第２バイパス通路１３ｂ→蓄熱容器１５→第３バイパス通路１３ｃ→流路切換弁１６→第１ヒータホース１１ａ→第１冷却水通路４→ヘッド側冷却水通路２ａ→ブロック側冷却水通路２ｂ→機械式ウォーターポンプ１０→第３冷却水通路８→第４ヒータホース１１ｄ→第１バイパス通路１３ａ→電動ウォーターポンプ１４の順に冷却水が流れる循環回路が成立する。
【００６９】
図５に示されるような循環回路が成立すると、電動ウォーターポンプ１４から吐出された冷却水が第２バイパス通路１３ｂを介して蓄熱容器１５へ流入する。蓄熱容器１５へ冷却水が流入すると、それと入れ代わりに蓄熱容器１５内に元々貯蔵されていた高温な温水（以下、蓄熱温水と称する）が該蓄熱容器１５から流出する。
【００７０】
蓄熱容器１５から流出した蓄熱温水は、第３バイパス通路１３ｃ→流路切換弁１６→第１ヒータホース１１ａ→第１冷却水通路４を介してヘッド側冷却水通路２ａへ流入し、次いでヘッド側冷却水通路２ａからブロック側冷却水通路２ｂへ流入する。
【００７１】
蓄熱容器１５からの蓄熱温水がヘッド側冷却水通路２ａ及びブロック側冷却水通路２ｂへ流入すると、ヘッド側冷却水通路２ａ及びブロック側冷却水通路２ｂに元々滞留していた低温の冷却水がヘッド側冷却水通路２ａ及びブロック側冷却水通路２ｂから流出する。
【００７２】
このようにしてヘッド側冷却水通路２ａ及びブロック側冷却水通路２ｂに蓄熱温水が充満すると、蓄熱温水の熱がヘッド側冷却水通路２ａ及びブロック側冷却水通路２ｂの壁面を介して内燃機関１へ伝達され、内燃機関１が好適に昇温する。
【００７３】
この結果、内燃機関１の燃焼室周りの温度が高められるため、燃料の霧化が促進されるとともに壁面付着燃料量が減少し、始動性の向上と未燃燃料成分の排出量減少が図られる。更に、内燃機関１の昇温により、動弁機構、ピストン、コネクティングロッド、クランクシャフト等のクリアランスが適正値に近似するため、フリクションロスが低下して始動性の向上や燃料消費率の向上が図られる。
【００７４】
また、特定のタイミング要素が検出された際の機関側水温が所定温度以上である場合は、ＥＣＵ２０は、内燃機関１の温度が始動性の悪化、排気エミッションの悪化、燃料消費率の悪化などの不具合を生じない程度に高いと判定して、上記したような予熱処理の実行を見合わせる。
【００７５】
ところで、内燃機関１の運転を停止させるべくイグニッションスイッチ２１がオンからオフへ切り換えられると、バッテリ２５からＥＣＵ２０に対する駆動電力の供給も停止されてＥＣＵ２０が作動停止するため、その後に車両からの降車を目的とした乗降用ドアの開扉や乗降用ドアの解除が発生すると、ＥＣＵ２０が再起動されしてしまう。
【００７６】
この場合、ＥＣＵ２０は、乗降用ドアの開扉又は乗降用ドアの解錠が内燃機関１の始動を目的とした車両への乗車に起因したものであるか、或いは車両の駐停車を目的とした車両からの降車に起因したものであるかを区別することができないため、内燃機関１の次回の始動時まで作動し続けることになる。その結果、バッテリ２５の電力が不要に消費されてしまい、バッテリ２５の蓄電量が過剰に低下する、所謂バッテリ２５あがりが発生する虞がある。
【００７７】
更に、上記したような要因によってＥＣＵ２０が再起動された時に機関側水温センサ１８の出力信号（機関側水温）が所定温度を下回っていると、ＥＣＵ２０が予熱処理を実行することになるため、蓄熱容器１５に蓄えられた熱が不要に消費されてしまい、内燃機関１の次回の始動時において内燃機関１を有効に予熱することができなくなる虞もある。
【００７８】
そこで、本実施の形態における内燃機関１では、ＥＣＵ２０は、内燃機関１が運転停止された時点から所定期間内は、バッテリ２５から当該ＥＣＵ２０に対する電源供給を継続させるようにした。
【００７９】
上記した所定期間は、内燃機関１が運転停止された時点から所定時間が経過するまでの期間、又は、内燃機関１が運転停止された時点から降車に伴う乗降用ドアの開扉若しくは乗降用ドアの解錠が発生するまでの期間とすることが好ましい。
【００８０】
このように内燃機関１が運転停止された時点から所定期間内においてバッテリ２５からＥＣＵ２０に対する電源供給が継続された場合には、ＥＣＵ２０は、内燃機関１の運転停止後における降車を目的とした乗降用ドアの開扉又は乗降用ドアの解錠を認識することが可能となる。
【００８１】
この結果、ＥＣＵ２０が不要に予熱処理を行うことがなくなり、蓄熱容器１５に蓄えられた熱が不要に消費されることがない。
【００８２】
更に、バッテリ２５からＥＣＵ２０に対する電力供給は、内燃機関１が運転停止された時点から所定期間後に停止されるため、バッテリ２５に蓄えられた電力が不要に消費されることもなくなる。
【００８３】
以下、本実施の形態における内燃機関の作用について述べる。ここでは、内燃機関１の始動が図られる前に必然的に発生するタイミング要素として乗降用ドアの開扉を例に挙げて説明する。
【００８４】
ＥＣＵ２０は、内燃機関１が運転停止されたこと、言い換えれば、イグニッションスイッチ２１がオンからオフへ切り換えられたことをトリガとして図６に示すようなＥＣＵ電源制御ルーチンを実行する。このＥＣＵ電源制御ルーチンは、予めＥＣＵ２０のＲＯＭに記憶されているルーチンである。
【００８５】
ＥＣＵ電源制御ルーチンでは、ＥＣＵ２０は、先ずＳ６０１において、内燃機関１の運転が停止されたか否か、すなわち、イグニッションスイッチ２１がオンからオフへ切り換えられたか否かを判別する。
【００８６】
前記Ｓ６０１において内燃機関１の運転が停止されていないと判定された場合は、ＥＣＵ２０は、本ルーチンの実行を終了する。
【００８７】
一方、前記Ｓ６０１において内燃機関１の運転が停止されたと判定された場合は、ＥＣＵ２０は、Ｓ６０２へ進み、カウンタ：Ｃを起動させる。このカウンタ：Ｃは、内燃機関１が運転停止された時点からの経過時間を計時するカウンタである。
【００８８】
Ｓ６０３では、ＥＣＵ２０は、ドアスイッチ２４がオフからオンへ切り換えられたか否かを判別する。すなわち、ＥＣＵ２０は、内燃機関１が搭載された車両の乗降用ドアが開扉されたか否かを判別する。
【００８９】
前記Ｓ６０３においてドアスイッチ２４がオフからオンへ切り換えられたと判定された場合は、ＥＣＵ２０は、車両からの降車を目的として乗降用ドアが開扉されたとみなし、Ｓ６０５へ進む。Ｓ６０５では、ＥＣＵ２０は、バッテリ２５から当該ＥＣＵ２０に対する電力供給を遮断する。
【００９０】
一方、前記Ｓ６０３においてドアスイッチ２４がオフからオンへ切り換えられていないと判定された場合は、ＥＣＵ２０は、Ｓ６０４へ進み、カウンタ：Ｃの計測時間が所定時間以上であるか否かを判別する。
【００９１】
前記Ｓ６０４においてカウンタ：Ｃの計測時間が所定時間未満であると判定された場合は、ＥＣＵ２０は、前記Ｓ６０３以降の処理を再度実行する。
【００９２】
前記Ｓ６０４においてカウンタ：Ｃの計測時間が所定時間以上であると判定された場合は、ＥＣＵ２０は、車両の運転者が運転座席の乗降用ドア以外から降車したとみなし、Ｓ６０５においてバッテリ２５から当該ＥＣＵ２０に対する電力供給を遮断する。
【００９３】
このようにＥＣＵ２０がＥＣＵ電源制御ルーチンを実行することにより、内燃機関１が運転停止された時点から所定時間が経過するまでの期間又は内燃機関１が運転停止された時点から降車を目的として乗降用ドアの開扉が発生するまでの期間においてバッテリ２５からＥＣＵ２０に対する電源供給が継続されることになる。
【００９４】
すなわち、ＥＣＵ２０がＥＣＵ電源制御ルーチンを実行することにより、内燃機関１が運転停止された時点から所定時間が経過するまでの期間又は内燃機関１が運転停止された時点から降車を目的として乗降用ドアの開扉が発生するまでの期間においてＥＣＵ２０の作動が維持されることになる。
【００９５】
このように内燃機関１が運転停止された時点から所定期間内においてＥＣＵ２０の作動が維持された場合には、ＥＣＵ２０は、内燃機関１の運転停止後における降車を目的とした乗降用ドアの開扉又は乗降用ドアの解錠を認識することが可能となる。
【００９６】
この結果、ＥＣＵ２０が不要に予熱処理を行うことがなくなり、蓄熱容器１５に蓄えられた熱が不要に消費されることがない。
【００９７】
更に、バッテリ２５からＥＣＵ２０に対する電力供給は、内燃機関１が運転停止された時点から所定期間後に停止されるため、バッテリ２５に蓄えられた電力が不要に消費されることもなくなる。
【００９８】
＜実施の形態２＞
次に、本発明に係る内燃機関の第２の実施の形態について図７に基づいて説明する。ここでは前述した第１の実施の形態と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略するものとする。
【００９９】
前述した第１の実施の形態と本実施の形態との差異は、前述した第１の実施の形態では内燃機関１の運転が停止された後にＥＣＵ２０の電源制御が行われるのに対し、本実施の形態では内燃機関１が始動される前にＥＣＵ２０の電源制御が行われる点にある。
【０１００】
内燃機関１の始動が図られる前に必然的に発生するタイミング要素に従ってＥＣＵ２０の起動及び予熱処理の実行が行われる内燃機関、特に乗降用ドアの開扉に関連したタイミング要素（例えば、乗降用ドアの開扉、乗降用ドアの解錠、或いは盗難防止装置の作動解除など）に従ってＥＣＵ２０が起動される内燃機関では、車両の室内からの荷物の積み降ろし等を目的とした乗降用ドアの開扉、言い換えれば、内燃機関１の始動を目的としない乗降用ドアの開扉が発生する場合があり、そのような場合にもＥＣＵ２０が起動されることになる。
【０１０１】
内燃機関１の始動を目的としない乗降用ドアの開扉によりＥＣＵ２０が起動された場合に、ＥＣＵ２０は、当該乗降用ドアの開扉が内燃機関１の始動を目的としたものであるか否かを区別することはできないため、内燃機関１の次回の始動が図られるまで継続して作動することとなる。
【０１０２】
このように内燃機関１の始動が図られないままＥＣＵ２０が作動し続けると、バッテリ２５に蓄えられた電力が不要に消費され、バッテリ上がりが発生する可能性もある。
【０１０３】
そこで、本実施の形態に係る内燃機関１では、内燃機関１が運転停止状態にある状況下で、乗降用ドアの開扉、乗降用ドアの解錠、或いは盗難防止装置の作動解除等の特定のタイミング要素が発生した場合に、前記特定のタイミング要素が発生した時点から所定時間以内に内燃機関１の始動要求（スタータスイッチ２２のオフからオンへの切り換え）が発生しなければ、バッテリ２５からＥＣＵ２０に対する電力供給を停止するようにした。
【０１０４】
但し、前記した所定時間以内に乗降用ドアの開扉、乗降用ドアの施錠、盗難防止装置の作動などが発生した時は、その時点でバッテリ２５からＥＣＵ２０に対する電力供給を遮断するものとする。
【０１０５】
以下、本実施の形態における内燃機関の作用について述べる。ここでは、内燃機関１の始動が図られる前に必然的に発生するタイミング要素として乗降用ドアの開扉を例に挙げて説明する。
【０１０６】
ＥＣＵ２０は、内燃機関１が運転停止状態にあるときに乗降用ドアの開扉が発生したことをトリガとして、図７に示すようなＥＣＵ電源制御ルーチンを実行する。このＥＣＵ電源制御ルーチンは、予めＥＣＵ２０のＲＯＭに記憶されているルーチンである。
【０１０７】
ＥＣＵ電源制御ルーチンでは、ＥＣＵ２０は、先ずＳ７０１において、ドアスイッチ２４がオフからオンへ切り換えられたか否かを判別する。
【０１０８】
前記Ｓ７０１においてドアスイッチ２４がオフからオンへ切り換えられていないと判定された場合は、ＥＣＵ２０は、Ｓ７０８へ進み、バッテリ２５から当該ＥＣＵ２０に対する電力供給を遮断して本ルーチンの実行を終了する。
【０１０９】
前記Ｓ７０１においてドアスイッチ２４がオフからオンへ切り換えられたと判定された場合は、ＥＣＵ２０は、Ｓ７０２へ進み、カウンタ：Ｃを起動させる。このカウンタ：Ｃは、乗降用ドアの開扉が発生した時点からの経過時間を計測するカウンタである。
【０１１０】
Ｓ７０３では、ＥＣＵ２０は、予熱実行条件が成立しているか否かを判別する。すなわち、ＥＣＵ２０は、機関側水温センサ１８の出力信号（機関側水温）が所定温度未満であるか否かを判別する。
【０１１１】
前記Ｓ７０３において予熱実行条件が成立していないと判定された場合は、ＥＣＵ２０は、Ｓ７０８へ進み、バッテリ２５から当該ＥＣＵ２０に対する電力供給を直ちに遮断する。
【０１１２】
一方、前記Ｓ７０３において予熱実行条件が成立していると判定された場合は、ＥＣＵ２０は、Ｓ７０４へ進み、予熱処理を実行する。具体的には、ＥＣＵ２０は、電動ウォーターポンプ１４を作動させるべくバッテリ２５から電動ウォーターポンプ１４へ駆動電力を供給させるとともに、第２ヒータホース１１ｂを遮断すべく流路切換弁１６を制御することにより、前述した図５の説明で述べたような循環回路を成立させる。
【０１１３】
Ｓ７０５では、ＥＣＵ２０は、スタータスイッチ２２がオフからオンへ切り換えられたか否か、言い換えれば内燃機関１の始動要求が発生したか否かを判別する。
【０１１４】
前記Ｓ７０５においてスタータスイッチ２２がオフからオンへ切り換えられたと判定された場合は、ＥＣＵ２０は、本ルーチンの実行を終了する。この場合、内燃機関１は、前記した予熱処理によって昇温した状態で始動されることになるため、始動性が向上するとともに、始動時及び始動後における排気エミッションや燃料消費率の向上が図られることになる。
【０１１５】
一方、前記Ｓ７０５においてスタータスイッチ２２がオフからオンへ切り換えられていないと判定された場合は、ＥＣＵ２０は、Ｓ７０６へ進み、ドアスイッチ２４が再度オフからオンへ切り換わったか否かを判別する。
【０１１６】
前記Ｓ７０６においてドアスイッチ２４が再度オフからオンへ切り換えられたと判定された場合は、ＥＣＵ２０は、前記Ｓ７０１で発生した乗降用ドアの開扉が内燃機関１の始動を目的としたものではないとみなし、Ｓ７０８においてバッテリ２５から当該ＥＣＵ２０に対する電力供給を遮断して本ルーチンの実行を終了する。
【０１１７】
また、前記Ｓ７０６においてドアスイッチ２４が再度オフからオンへ切り換えられていないと判定された場合は、ＥＣＵ２０は、Ｓ７０７へ進み、前記カウンタ：Ｃの計測時間が所定時間以上であるか否かを判別する。
【０１１８】
前記Ｓ７０７において前記カウンタ：Ｃの計測時間が所定時間未満であると判定された場合は、ＥＣＵ２０は、前述したＳ７０５以降の処理を再度実行する。
【０１１９】
前記Ｓ７０７において前記カウンタ：Ｃの計測時間が所定時間以上であると判定された場合、つまり、内燃機関１の始動が図られないまま所定時間が経過した場合には、ＥＣＵ２０は、前記したＳ７０１で発生した乗降用ドアの開扉が内燃機関１の始動を目的としたものではないとみなし、Ｓ７０８においてバッテリ２５から当該ＥＣＵ２０に対する電力供給を遮断し、本ルーチンの実行を終了する。
【０１２０】
このようにＥＣＵ２０がＥＣＵ電源制御ルーチンを実行することにより、内燃機関１の始動を目的としない乗降用ドアの開扉が発生した場合に、ＥＣＵ２０が不要に作動し続けることがなくなるため、バッテリ２５に蓄えられた電力が不要に消費されることがなく、バッテリ上がりの発生が防止されることとなる。
【０１２１】
また、内燃機関１の始動を目的としない乗降用ドアの開扉が発生した場合に予熱実行条件が成立していると、蓄熱容器１５に蓄えられた熱が不要に消費されるものの、バッテリ２５に蓄えられた電力が不要に消費されることがないため、バッテリ上がりによって内燃機関１が始動不能に陥ることがなくなる。
【０１２２】
尚、前述した第１の実施の形態に係るＥＣＵ電源制御と第２の実施の形態に係るＥＣＵ電源制御とは、同一の内燃機関に対して適用されるようにしてもよい。すなわち、内燃機関の運転が停止された時点で特定のタイミング要素が発生した場合には前述した図６の説明で述べたようなＥＣＵ電源制御が実行され、内燃機関が運転停止状態にあるときに特定のタイミング要素が発生した場合には前述した図７の説明で述べたようなＥＣＵ電源制御が実行されるようにすればよい。
【０１２３】
この場合、内燃機関が搭載された車両からの降車を目的として乗降用ドアの開扉等が発生した場合、及び、内燃機関が搭載された車両からの荷物の積み降ろし等を目的として乗降用ドアの開扉等が発生した場合に、ＥＣＵが不要に作動されることがなくなる。
【０１２４】
この結果、内燃機関の始動を目的としない乗降用ドアの開扉等が行われた場合にＥＣＵが不要に作動される事態がより一層発生し難くなり、以てバッテリ電力の不要な消費を抑制し易くなる。
【０１２５】
また、前述した第１及び第２の本実施の形態では、本発明に係る加熱装置として、第１バイパス通路１３ａ、第２バイパス通路１３ｂ、第３バイパス通路１３ｃ、電動ウォーターポンプ１４、蓄熱容器１５、及び流路切換弁１６からなる蓄熱機構を例に挙げて説明したが、これに限られるものではなく、例えば、（１）内燃機関１の潤滑油を蓄熱状態で貯蔵しておくとともに貯蔵された潤滑油を内燃機関１の始動前に内燃機関１へ供給する機構、（２）内燃機関１と独立した燃焼室を有し、その燃焼室から排出される高温な燃焼ガスを内燃機関１の始動前に内燃機関１の吸気通路やブローバイガス通路などに供給する機構などであってもよい。
【０１２６】
【発明の効果】
本発明によれば、内燃機関を搭載した車両の乗降用ドアの開扉に関連したタイミング要素が発生した時点で起動され、加熱装置によって内燃機関を加熱する制御装置を備えた内燃機関において、制御装置の不要な作動およびまたは加熱装置の不要な作動を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明を適用する内燃機関の冷却水循環系の概略構成を示す図
【図２】 内燃機関が冷間状態で運転されているときの冷却水の流れを示す図
【図３】 内燃機関の暖機完了後における冷却水の流れを示す図
【図４】 ヒータスイッチがオンであるときの冷却水の流れを示す図
【図５】 予熱処理の実行時における冷却水の流れを示す図
【図６】 第１の実施の形態におけるＥＣＵ電源制御ルーチンを示すフローチャート図
【図７】 第２の実施の形態におけるＥＣＵ電源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
１ａ・・・シリンダヘッド
１ｂ・・・シリンダブロック
２ａ・・・ヘッド側冷却水通路
２ｂ・・・ブロック側冷却水通路
１１・・・ヒータホース
１３ａ・・第１バイパス通路
１３ｂ・・第２バイパス通路
１３ｃ・・第３バイパス通路
１４・・・電動ウォーターポンプ
１５・・・蓄熱容器
１６・・・流路切換弁
２０・・・ＥＣＵ
２１・・・イグニッションスイッチ
２２・・・スタータスイッチ
２３・・・ヒータスイッチ
２４・・・ドアスイッチ
２５・・・バッテリ

Claims (5)

1. 内燃機関を加熱する加熱装置と、
   前記内燃機関を搭載する車両に設けられた乗降用ドアの開扉に関連したタイミング要素の発生を検出する検出手段と、
   前記内燃機関が運転停止状態にあり且つ前記検出手段が前記タイミング要素の発生を検出した時に起動され、加熱実行条件の成立を条件として前記加熱装置を作動させる制御装置と、
   前記内燃機関が運転停止された時点から所定期間は前記制御装置の作動状態を維持することにより、前記所定期間内に前記検出手段が前記タイミング要素の発生を検出しても前記加熱装置が作動させられないようにする作動維持手段と、
   を備えることを特徴とする内燃機関。
2. 前記所定期間は、前記内燃機関が運転停止された時点から所定時間が経過するまでの期間であることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。
3. 前記所定期間は、前記内燃機関が運転停止された時点から前記タイミング要素が発生するまでの期間であることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。
4. 前記制御装置は、車両に搭載されたバッテリの電力を駆動源として作動するよう構成され、
   前記作動維持手段は、前記内燃機関が運転停止された時点から所定期間は、前記バッテリから前記制御装置に対する電力供給を継続させることを特徴とする請求項１〜３の何れか一に記載の内燃機関。
5. 前記タイミング要素は、前記内燃機関が搭載された車両に設けられた乗降用ドアの開扉およびまたは前記乗降用ドアの解錠であることを特徴とする請求項１〜４の何れか一に記載の内燃機関。

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