JP2002201939A - 蓄熱装置を有する内燃機関 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】保温容器の異常発生を正確に判定すること。 【解決手段】加熱冷却水を貯留し冷却水高温状態を維持
して熱を蓄え、必要時に冷却水を機関循環路の昇温箇所
に流し、その時に冷却水の搬送熱で昇温箇所を昇温する
容器３と、容器に対する機関冷却水供給管１３と、機関
冷却水排出管１５と、容器に対する冷却水流通制御であ
る弁体１６とを備える蓄熱装置１を有する内燃機関にお
いて、容器から昇温箇所への冷却水を供給すると、機関
作動時加熱された新たな高温冷却水を容器に供給管で供
給し、供給終了とともに容器は冷却水の保温を開始し、
その一方で容器からの冷却水排出開始に併せて保温を停
止し、冷却水保温開始時点での冷却水温と保温開始時点
から一定時間経過時点での冷却水温度差および一定時間
に基づき、容器の保温性能をＥＣＵが評価する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、蓄熱装置を有する
内燃機関に関し、詳しくは、保温容器による蓄熱技術を
利用して早期暖機を図る蓄熱装置を有する内燃機関に関
する。

【従来の技術】内燃機関は、特に寒冷時において、暖機
促進を図りその始動性を高めることが望まれる。

【０００２】そこで、内燃機関の運転中に加熱されて高
温になった機関冷却水（以下特に断らない限り「高温機
関冷却水」という。）を蓄熱装置の保温容器に貯留して
おく。そして、機関始動に先だってまたは始動直後に前
記保温容器に貯留しておいた高温機関冷却水を内燃機関
の冷却水循環路に戻して循環させ、当該循環路上に配置
してある機関本体内のウォータ・ジャケットや車室用ヒ
ータその他の昇温必要箇所に送ることにより、機関暖機
の効率を高めたり、車室用ヒータの効きを高めたりす
る、いわゆる早期暖機技術が周知である。なお、保温容
器や機関冷却水循環路、電動ウォータポンプ等を備えた
ものを「機関冷却水の循環系」という。

【発明が解決しようとする課題】早期暖機技術では、前
記循環系に係る、機関本体のシリンダブロック上部の温
度を検出し、その検出値を機関冷却水の温度として車室
内のパネルに設けた水温計等の冷却水温度表示手段でド
ライバに知らせる。

【０００３】ところで、保温容器の高温機関冷却水とシ
リンダブロックとの温度差が大きい状態にある時に高温
機関冷却水がシリンダブロックに流入すると、シリンダ
ブロックに高温機関冷却水の熱が吸収されてしまう。こ
のため、それだけ高温機関冷却水は温度低下してしまい
前記水温計は、保温容器内に貯留されていた高温機関冷
却水の実際の温度よりも低い温度を表示する場合があり
える。

【０００４】そこで、例えば特開平６−２１３１１７公
報では、冷却水温度表示手段による表示温度が極端に低
くなった時には前記保温容器の保温機能に異常が発生し
たと判定する異常判定の技術を開示する。

【０００５】一方、法律上の規制により蓄熱装置の異常
をドライバに報せる必要上、保温容器の保温機能に異常
が発生したと判定する異常判定手段の精度を高めること
が望まれている。

【０００６】本発明は、上記実情に鑑みてなされたもの
であって、その解決しようとする課題は、保温容器によ
る蓄熱技術を利用して早期暖機を図る蓄熱装置を有する
内燃機関において、容器の保温機能に異常が発生したこ
とを正確に判定できる蓄熱装置を有する内燃機関を提供
することにある。

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の蓄熱装置を有する内燃機関は次のようにし
た。 （１）機関運転中に加熱されて高温となった熱媒体を貯
留し前記熱媒体の高温状態を維持して熱を蓄え、必要時
に前記高温の熱媒体を内燃機関の熱媒体循環路に設けた
昇温必要箇所に流し、その時に当該熱媒体が運ぶ熱で前
記昇温必要箇所の温度を上げるための保温容器と、この
保温容器に前記熱媒体を供給する熱媒体供給路と、熱媒
体供給路によって供給された前記熱媒体を前記保温容器
から前記熱媒体循環路に排出する熱媒体排出路と、これ
ら両通路を介して前記保温容器に対して出入りする前記
熱媒体の流通制御を行う流通制御手段とを備える蓄熱装
置、を有する内燃機関において、前記保温容器から前記
熱媒体排出路を介して前記熱媒体を排出すると、前記保
温容器には前記熱媒体供給路を介して新たに熱媒体を供
給し、当該供給の終了とともに前記保温容器は前記新た
な熱媒体の保温を開始し、前記保温容器からの前記熱媒
体の排出開始に併せて保温の停止を行い、前記保温容器
に貯留されている熱媒体に係る、第１の温度とこの第１
の温度を検出した時点から一定時間が経過した後の第２
の温度との差を第１の温度を検出した時点からの経過時
間に応じて設定された判定用数値と比較することにより
前記保温容器の保温性能を評価する保温性能評価手段を
備えたことを特徴とする。

【０００７】ここで、電子制御ユニットであるＥＣＵに
ついて簡単に述べるとともに、本発明の構成要素につい
て説明する。

【０００８】ＥＣＵは、周知のごとくデジタルコンピュ
ータからなり、双方向性バスによって相互に接続され
た、中央処理制御装置ＣＰＵ，読み出し専用メモリＲＯ
Ｍ，ランダムアクセスメモリＲＡＭ，バックアップＲＡ
Ｍ，入力インタフェース回路，出力インタフェース回路
等から構成される。

【０００９】入力インタフェース回路は、内燃機関や車
輌に取り付けられた各種センサと電気的に接続され、こ
れら各種センサの出力信号が入力インタフェース回路か
らＥＣＵ内に入るとこれらのパラメータは一時的にラン
ダムアクセスメモリＲＡＭに記憶される。

【００１０】また、読み出し専用メモリＲＯＭには各種
アプリケーションプログラムや各種マップが記憶されて
おり、内燃機関の作動状態に応じてＣＰＵが前記アプリ
ケーションプログラムを実行すると、その時々に応じて
前記マップや各種パラメータが双方向性バスを通じて読
み出し専用メモリＲＯＭや前記ランダムアクセスメモリ
ＲＡＭから呼び出されて前記アプリケーションプログラ
ムの実行に供される。そして、その結果に基づいて、出
力インタフェース回路に電気的に接続されているインジ
ェクタや電磁弁等の各種装置が起動し、内燃機関が駆動
する。

【００１１】「流通制御手段」は、例えば熱媒体供給路
または／および熱媒体排出路に設けられた弁体を挙げら
れる。

【００１２】「保温性能評価手段」とは、保温容器内の
高温熱媒体が必要に応じて保温容器から昇温必要箇所へ
供給されると、その後、内燃機関の作動により加熱され
新たに高温となった熱媒体を前記保温容器に前記熱媒体
供給路を介して新規に供給し、当該供給の終了とともに
前記保温容器は前記新たに供給された高温熱媒体の保温
を開始し、その一方で前記保温容器からの前記高温熱媒
体の排出開始に併せて保温の停止を行い、前記熱媒体の
保温を開始した時点における熱媒体の温度と前記保温の
開始時点から一定時間が経過した時点における前記熱媒
体の温度との差および前記一定時間に基づいて前記保温
容器の保温性能を評価するように設定した、前記ＲＯＭ
に記憶されているアプリケーションプログラムおよび当
該アプリケーションプログラムの実行に用いられかつ前
記ＲＯＭに記憶されているマップ等を例示できる。

【００１３】当該マップとしては、例えば縦軸に前記保
温容器に貯留しておいた前記高温熱媒体の低下温度をと
り、横軸に保温開始後の経過時間をとってなる低下温度
−時間線図を挙げられる。そしてこのマップ内に保温容
器が正常な状態にあることを示唆する領域と、異常であ
ることを示唆する領域とを設け、前記低下温度と経過時
間との交点がそれら領域のうちのどの領域に属するかを
前記アプリケーションプログラムの実行により判定し、
もって保温容器が正常か異常かを判定する。

【００１４】なお、前記アプリケーションプログラムや
マップを記憶しているＲＯＭの属性はＥＣＵにある。よ
って、ＥＣＵを保温性能評価手段といってもよい。

【００１５】よって、本発明はこのような保温性能評価
手段を有するので、容器の保温機能に異常が発生したこ
とを正確に判定できる。

【００１６】なお前記マップの代わりに実験等によって
求めた適宜の関数式をもちいてもよい。

【００１７】本発明は、前述した必須の構成要素からな
るが、その構成要素が具体的に以下のような場合であっ
ても成立する。 （２）前記一定時間は、今回内燃機関が作動している期
間中における前記保温容器の保温開始時点から同期間中
における内燃機関の停止時点までの期間としてもよい。 （３）前記第２の温度は、内燃機関の停止時に検出され
ると好適である。

【００１８】第２の温度の検出は、機関がまだ作動して
おりもって機関制御回路である例えば前記ＥＣＵの作動
中での処理であるから特段の電気装置を設けることなく
保温性の評価ができる。好適には制御回路停止用の遅延
回路を設け、その間に第２の温度の検出を行うとよい。 （４）内燃機関の停止中も作動する計時装置によって前
記第１温度の検出時点を起点とした経過時間を計るとと
もに前記第２温度を前記内燃機関の停止以降に検出する
とよい。

【００１９】機関が停止している期間を跨いだ比較的長
時間が経過した場合における保温容器内機関冷却水の温
度推移を検出することができるので、判定精度を高める
ことに通じる。 （５）前記熱媒体排出路にそこを通過する前記熱媒体の
温度を検出する温度センサを備え、前記第２温度は保温
容器に貯留しておいた蓄熱温水を保温容器から前記昇温
必要箇所への供給時に検出することもできる。

【００２０】保温容器の外に温度センサが設置され、保
温容器内には温度センサが設置されない形態になる。よ
って、それだけ保温容器の密閉性が高まるので保温容器
の保温性能が高まる。 （６）また、前記一定時間は、今回内燃機関が作動して
いる期間中における前記保温容器の保温開始時点から次
回内燃機関が作動している期間中における所定時点にま
で跨った期間とすることもできる。 （７）外気温を検出する外気温検出手段を備え、この外
気温検出手段により検出された外気温に基づいて前記判
定用数値を補正するようにしてもよい。

【００２１】外気温に基づいて判定用数値を補正するの
で保温性能の評価精度が高まる （８）前記第１温度の検出は、機関暖機によって暖めら
れた高温な熱媒体の前記保温容器への供給終了時である
ことが望ましい。

〔第１実施形態〕

【００２２】図１〜図８を参照して第１実施形態を説明
する。

【００２３】図１は第１実施形態の概略全体図である。

【００２４】蓄熱装置１は、熱媒体循環路である周知の
機関冷却水循環路４上に設けられている。

【００２５】そして蓄熱装置１は、その構成部材の一つ
である保温容器３に内燃機関の運転中に加熱されて高温
となった熱媒体（高温熱媒体）である機関冷却水（以下
「高温機関冷却水」）を貯留して当該高温状態を維持し
て熱を蓄えておき、必要時、例えば機関始動に先立って
または機関始動直後に前記高温機関冷却水を機関冷却水
循環路４に戻してこれを循環させる装置である。

【００２６】また、蓄熱装置１は、始動直前や始動直後
であっても、前記機関冷却水循環路４上に位置する機関
本体２（内燃機関）内に形成したウォータ・ジャケット
や、車輌室内に温風を送るための車室用ヒータ等の昇温
必要箇所（図示せず）の温度を前記循環時に高温機関冷
却水が運ぶ熱により上げる。

【００２７】前記保温容器３はそこに貯留した機関冷却
水の温度を長時間保てるように内外二層の壁材間に空間
部を設け、この空間部を真空にして熱の伝導・対流・輻
射の程度が少なくなるようにした魔法瓶のごとき瓶体で
ある。

【００２８】保温容器３内には蓄熱空間（図示せず）が
形成され当該空間に前記高温機関冷却水を貯留すること
で図示しない蓄熱室が形成されるようになっている。こ
の蓄熱室に貯留された機関冷却水の温度は、温度センサ
である水温センサ５により検出する。

【００２９】保温容器３には、図示しないパイプホルダ
を気密状態で取り付けるための開口を設けてある。

【００３０】当該パイプホルダには、前回機関運転をし
た時に確保した高温機関冷却水を機関冷却水循環路４か
ら保温容器３に供給する熱媒体供給路である機関冷却水
供給管１３と、高温機関冷却水を保温容器３から機関冷
却水循環路４に排出する熱媒体排出路である機関冷却水
排出管１５とを取り付けてある。

【００３１】また、これら両管１３，１５の少なくとも
一方には、前記保温容器３に対して前記両管１３，１５
を介して出入りする前記機関冷却水の流通制御を行う流
通制御手段としての弁体１６を備えている。なお、この
実施形態では、機関冷却水排出管１５に弁体１６を配置
したものを示す。

【００３２】そして蓄熱装置１は、既述のようにウォー
タジャケット以外にも例えば車室用ヒータの温度を上げ
ることもできる装置であるが、説明を簡単にするために
本実施形態では、車室用ヒータその他の昇温必要箇所は
省略し、ウォータジャケットを有する機関本体２と蓄熱
装置１の保温容器３とを機関冷却水供給管１３および機
関冷却水排出管１５で連結した状態で機関冷却水循環路
４上に蓄熱装置１が設けられたものとして例示する。

【００３３】また機関冷却水排出管１５は、その途中で
あって弁体１６よりも保温容器３寄りの箇所に電動ウォ
ータポンプ１８を有する。この電動ウォータポンプ１８
を作動することで、機関冷却水は、保温容器３→機関冷
却水排出管１５→機関本体２のウォータジャケット（図
示せず）→機関冷却水供給管１３→保温容器３の順で循
環する。

【００３４】また、前記水温センサ５，弁体１６，電動
ウォータポンプ１８は、蓄熱装置１専用の制御を行う蓄
熱ＥＣＵ１９と電気的に接続されている。

【００３５】なお、蓄熱ＥＣＵ１９の代わりに内燃機関
全体の制御を行う図示しないエンジンＥＣＵでも適用で
きる。

【００３６】エンジンＥＣＵを適用した場合において、
電動ウォータポンプ１８は、内燃機関が作動していなけ
れば単独で作動する。しかし、内燃機関が作動していれ
ば電動ウォータポンプ１８はエンジンウォータポンプ
（図示せず）の補助ポンプとして機能する。ただし、内
燃機関の作動の有無に無関係に必要時には電動ウォータ
ポンプ１８を単独で作動させるようにしてもよい。この
実施形態では電動ウォータポンプ１８を単独で作動させ
る場合について例示する。

【００３７】次に蓄熱ＥＣＵ１９について述べる。

【００３８】蓄熱ＥＣＵ１９はデジタルコンピューター
からなり、周知の図示しない以下の構成要素からなる。

【００３９】すなわち、蓄熱ＥＣＵ１９は、双方向性バ
スによって互いに接続したＲＯＭ（読み出し専用メモ
リ），ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ），ＣＰＵ（中
央処理制御装置），入力インタフェース回路および出力
インタフェース回路を少なくとも具備する。

【００４０】入力インタフェース回路は、内燃機関や車
輌に取り付けられた各種センサと電気的に接続されてい
る。そして、これら各種センサの出力信号が入力インタ
フェース回路からＥＣＵ内に入ると、これらのパラメー
タはランダムアクセスメモリＲＡＭに一時的に記憶され
る。

【００４１】また、読み出し専用メモリＲＯＭには各種
アプリケーションプログラムや各種マップが記憶されて
いる。そして、内燃機関の作動状態に応じてＣＰＵが前
記アプリケーションプログラムを実行すると、その時々
に応じて前記マップや各種パラメータが双方向性バスを
通じて読み出し専用メモリＲＯＭや前記ランダムアクセ
スメモリＲＡＭから呼び出されて前記アプリケーション
プログラムの実行に供される。

【００４２】その結果に基づいて、出力インタフェース
回路に電気的に接続されているインジェクタや電磁弁，
前記弁体１６等の各種装置が起動して内燃機関を駆動す
る。

【００４３】そして前記蓄熱装置１に異常がないかどう
かを有効に判断するに必要な次に述べるアプリケーショ
ンプログラムも前記ＲＯＭに含まれている。

【００４４】当該アプリケーションプログラムを図２〜
図６を参照して述べる。

【００４５】まず図４は蓄熱装置１の異常判定実行用の
アプリケーションプログラムを説明するためのフローチ
ャートである。

【００４６】また、図２および図３は、図４のフローチ
ャートに係るアプリケーションプログラム実行の前段階
として必要な情報を得るためのアプリケーションプログ
ラム説明用のフローチャートである。

【００４７】さらに、図５は図４での判定にあたって呼
び出されるマップである。

【００４８】これら図２〜図４のフローチャートおよび
図５のマップは、保温容器３の保温性能を評価する保温
性能評価手段として機能する。

【００４９】また、前記アプリケーションプログラムや
マップを記憶しているＲＯＭの属性は蓄熱ＥＣＵ１９に
ある。よって、蓄熱ＥＣＵ１９を保温性能評価手段とい
ってもよい。

【００５０】保温性能評価手段としての蓄熱ＥＣＵ１９
は、次のようにして保温容器３の保温性能を評価する。

【００５１】保温容器３から機関冷却水排出管１５を介
して前記昇温必要箇所へ高温機関冷却水を排出すると、
やがて内燃機関の作動による暖機によって加熱されて高
温となったウォータジャケット内の高温機関冷却水が機
関冷却水供給管１３を介して保温容器３へ新たに供給さ
れるようになる。

【００５２】保温容器３は、前記高温機関冷却水の供給
が終了すると保温を開始するが、一方、保温容器３から
高温機関冷却水の排出が開始すると保温の停止を行う。
そして、高温機関冷却水の保温容器３による保温開始時
点における前記高温機関冷却水の温度と、前記保温開始
時点から一定時間が経過した時点における機関冷却水の
温度との差（温度差）および前記一定時間に基づいて、
保温容器３の保温性能を保温性能評価用に用意された前
記マップを用いて評価する。なお、一定時間の定義につ
いては図２のアプリケーションプログラムの説明で述べ
る。

【００５３】図６は、保温容器３の状態と内燃機関の状
態とを経時的に示し、図２〜図４を理解するための参考
図である。

【００５４】なお、図２および図３のフローチャート
は、本来であれば同一の紙面にまとめて示すべきもので
あるが、紙面のスペースの関係で分断してある。図２に
示す（１）の符号および図３に示す（１）の符号は、処
理の移行先を案内するための符合であり、図２での処理
を行った後の図３における移行先を示唆する。なお他の
実施形態についてもフローチャートが分断されている場
合は同様の取扱いとする。

【００５５】以下図２〜図８に基づいて詳しく述べる。

【００５６】図２のアプリケーションプログラムは、ス
テップ１０１ａから始まる複数のステップから構成され
る。また、これらのステップからなるプログラムは蓄熱
ＥＣＵ１９のＲＯＭに記憶されており、必要に応じて呼
び出される。前記各ステップにおける処理は、すべて蓄
熱ＥＣＵ１９のＣＰＵによる。なお、記号Ｓを用い、例
えばステップ１０１であればＳ１０１と省略して示す。
当該内容については、後述する他のアプリケーションプ
ログラムについても同様の扱いとする。

【００５７】内燃機関の始動後、処理がこのルーチンに
移行すると、Ｓ１０１ａでは、蓄熱装置１の保温容器３
に貯留することで蓄熱されていた高温機関冷却水（以下
「蓄熱温水」と表記する。）を保温容器３から昇温必要
箇所へ向けて排出し、当該排出によって早期暖機に寄与
する。

【００５８】それゆえ弁体１６を開きかつ電動ウォータ
ポンプ１８を作動する。

【００５９】前記高温機関冷却水の排出開始は、保温容
器３による蓄熱温水の保温停止を意味する（図６参
照）。

【００６０】また、蓄熱装置１は、既述のように機関暖
機の効率を高めたり、車室用ヒータの効きを高めたりす
る早期暖機実行用装置であり、それ故、蓄熱装置１は、
蓄熱温水を機関冷却水の循環系に戻し、これを電動ウォ
ータポンプ１８によって循環させてウォータ・ジャケッ
トや車室用ヒータその他の昇温必要箇所に送る。そして
保温容器３に貯留しておいた蓄熱温水を保温容器３から
排出するには、それに相当する量の機関冷却水をウォー
タジャケットから保温容器３に供給する必要がある。

【００６１】なお、本実施形態では、機関冷却水排出管
１５に電動ウォータポンプ１８を設けてあるので、電動
ウォータポンプ１８は保温容器３に対して下流側に位置
する。よって保温容器３の蓄熱温水が保温容器３から吸
い出されるようになる。

【００６２】これに対して、電動ウォータ・ポンプ１８
を機関本体２と保温容器３とを結ぶ機関冷却水供給管１
３に設けることもできる。その場合、電動ウォータポン
プ１８は保温容器３に対して上流側に位置する。よって
この場合、保温容器３の蓄熱温水が保温容器３から押し
出されるようになる。

【００６３】そして早期暖機実行時において、ウォータ
ジャケットから保温容器３に流れる機関冷却水は保温容
器３に貯留されていた蓄熱温水よりもかなり低温であ
る。よって、既述のごとく保温容器３の蓄熱温水が保温
容器３から押し出されまたは吸い出されることにより保
温容器３に貯留してあった蓄熱温水を昇温必要箇所に流
出させた後もウォータジャケットから保温容器３に向け
た低温な機関冷却水の流れを阻止しないと、当該低温の
機関冷却水が保温容器３を経由して前記昇温必要箇所に
送られてしまうようになる。すると前記低温な機関冷却
水によって昇温必要箇所の温度が下がってしまい、先に
昇温必要箇所に蓄熱温水を送った意味がなくなってしま
う。

【００６４】そこでＳ１０１ｂでは保温容器３がその中
に入っていた蓄熱温水を十分排出するに要する時間、言
い換えると保温容器３を機関冷却水で満たすに十分な時
間、例えば３０ｓｅｃ経過したかどうかの判定を行い、
肯定判定した場合はＳ１０１ｃに進み、否定判定した場
合は本ルーチンを繰り返す。なお前記例示した３０ｓｅ
ｃを前記排出開始からの第１の所定時間という（図６参
照）。なお、第１の所定時間を以降「第１所定時間」と
いう。

【００６５】第１所定時間は保温容器３の容量や保温容
器３が搭載される車輌の種類、内燃機関の排気量の大き
さ、電動ウォータポンプの容量等によって最適な量に設
定される。

【００６６】しかして、Ｓ１０１ｃでは、電動ウォータ
ポンプ１８を停止し、かつ弁体１６を閉じることにより
保温容器３からの蓄熱温水の排出を終了する（図６参
照）。蓄熱温水の排出終了により、ウォータジャケット
等の昇温必要箇所の温度が高まる。蓄熱温水を昇温必要
箇所に供給すると、その分ウォータジャケットからは保
温容器３に向けて比較的低温な機関冷却水が流れ込み、
保温容器３内に一旦貯留される。

【００６７】その後、機関暖機によって機関冷却水の温
度が十分に上昇した時点で今度は高温の機関冷却水を改
めて保温容器３に供給貯留しておき、蓄熱温水を次に昇
温必要箇所に供給する必要がある時のために準備してお
く。

【００６８】このためにまず行うステップがＳ１０１で
ある。本ステップではウォータジャケット内の機関冷却
水温が所定温度、例えば８０°Cよりも高いかどうかを
判定する。この所定温度は、機関冷却水温が当該所定温
度よりも低い場合には、前記昇温必要箇所を昇温するに
有効な蓄熱を保温容器３でできないことを意味する。

【００６９】そして内燃機関の始動時であって保温容器
３から昇温必要箇所への蓄熱温水供給後、機関冷却水温
度が暖機によって前記所定温度（８０°C）になるまで
に要する時間が、図６のＢである。当該時間Ｂの間、保
温容器３内には前記比較的低温な機関冷却水が貯留さ
る。時間Ｂは、保温容器３の容量や保温容器３が搭載さ
れる車輌の種類、内燃機関の排気量の大きさ等によって
異なり、時間Ｂが経つと保温容器３は所定量（例えば満
水）になる。

【００７０】Ｓ１０１で肯定判定した場合は、Ｓ１０２
に進み、否定判定した場合は、ウォータジャケット内の
機関冷却水温が所定温度になるまでこのルーチンを繰り
返す。

【００７１】またＳ１０１で肯定判定した場合は暖機が
終了したことを意味する。

【００７２】Ｓ１０２では機関冷却水供給管１３を介し
て機関本体２のウォータジャケットから保温容器３に向
けて高温機関冷却水の供給を開始する（以下「保温容器
３への温水供給開始」という。）。そのため弁体１６を
開き、電動ウォータポンプ１８を作動する。

【００７３】なお、保温容器３に向けた高温機関冷却水
の供給開始は、それまで保温容器３に貯留されていた、
換言すれば前記時間Ｂの間に保温容器３に貯留された比
較的低温な機関冷却水の前記保温容器３からの排出開始
を意味する。この低温の機関冷却水は機関冷却水排出管
１５を経由して昇温必要箇所にも流れるが、すでにこの
時は機関暖機が終了しているので（Ｓ１０１で肯定判定
した場合参照）、保温容器３に貯留しておいた低温の機
関冷却水を保温容器３から排出しても、機関冷却水の温
度、延いては昇温必要箇所の温度がそれによって極端に
低下してしまうことはない。またこれを防止すべく保温
容器３の容量やウォータジャケットの容量等は予め設定
されている。

【００７４】上記の説明より、保温容器３から昇温必要
箇所へ蓄熱温水を必要に応じて供給するタイミング（Ｓ
１０１ａ参照）と、当該供給後、前記昇温必要箇所に蓄
熱温水を次回供給する時のために、暖機によって高温と
なった機関冷却水をウォータジャケットから保温容器３
に供給するタイミング（Ｓ１０２）とは異なることがわ
かる。

【００７５】Ｓ１０３では保温容器３への温水供給開始
から第２の所定時間（以降「第２所定時間」とい
う。）、例えば３０ｓｅｃ経過したかどうかの判定を行
い、肯定判定した場合はＳ１０４に進み、否定判定した
場合はＳ１０２に戻り第２所定時間が経過するまでこの
ルーチンを繰り返す（図６に示す第２所定時間参照）。

【００７６】第１所定時間は、十分に暖機されていない
機関冷却水で保温容器３を満たすに十分な時間であっ
た。第２所定時間にあっても、暖機によって所定温度
（前記８０°Cで例示）以上になった機関冷却水で保温
容器３を満たすに十分な時間が好ましい。これは当該所
定温度以上になった機関冷却水によってそれまで保温容
器３に入っていた前記低温な機関冷却水を保温容器３か
ら完全に流出させるためである。よって供給される機関
冷却水の方が保温容器３の容積よりも幾分多い方が好適
である。なお本明細書では第２所定時間と第１所定時間
とは説明を簡単にするために同じ時間量としてあるが必
要に応じて違えてもよいのは勿論である。また、図６に
おける保温容器の状態を示す部分において第１所定時間
および第２所定時間に相当する部分には斜線を付してあ
る。

【００７７】Ｓ１０４では第２所定時間が経過したこと
が前提であるので保温容器３への高温機関冷却水の供給
を終了する（以下「温水供給終了」という。）。そのた
めに電動ウォータポンプ１８の作動を停止し、弁体１６
を閉じる。当該温水供給終了時点は保温容器３による機
関冷却水の保温開始時点に等しい。この保温開始から前
記保温停止までの期間が蓄熱装置１の保温容器３による
保温中ということになる（図６参照）。なお、保温中以
外の部分（第１所定時間，時間Ｂおよび第２所定時間を
合算した時間領域）は、保温容器３内に高温機関冷却水
が充填されていない状態にある期間すなわち非保温中を
意味する。

【００７８】Ｓ１０５では保温容器３内の機関冷却水の
温度を水温センサ５で検出する。このＳ１０５で検出し
た検出値が、保温容器３による高温機関冷却水の保温開
始時点における温度である。そして当該検出値を便宜
上、第１の温度（以降特に断らない限り「第１温度」と
いう。）Ｔａというとともに保温開始時点は第１温度Ｔ
ａ検出時点ということにする。

【００７９】Ｓ１０６ではＳ１０４で始まった保温開始
時点を起点として保温容器３内の高温機関冷却水の保温
時間について蓄熱ＥＣＵ１９内に設けられた図示しない
時計回路によりカウントする。

【００８０】この時計回路は内燃機関が作動している期
間中に作動して前記第１および第２の各所定時間や前記
後述するとした一定時間をもカウントする。

【００８１】Ｓ１０７では内燃機関が停止したかどう
か、すなわちイグニッションスイッチを切ったかどうか
を判定し、肯定判定した場合はＳ１０８に進み、否定判
定した場合は、内燃機関が停止するまでこのルーチンを
繰り返す。

【００８２】Ｓ１０８では内燃機関が停止した時点にお
ける保温容器３内の高温機関冷却水の温度を検出し、当
該検出値を符合Ｔｂで示す。この検出値Ｔｂのことを便
宜上、今回、内燃機関が作動している期間（以下「今回
内燃機関作動期間」という。）における機関停止時の機
関冷却水温度、または前記第１温度Ｔａに対して第２の
温度（以降特に断らない限り「第２温度」という）Ｔｂ
という。さらに、この第２温度Ｔｂを内燃機関の停止時
水温（以下「機関停止時水温」という。）といってもよ
い。

【００８３】また、前回、内燃機関が作動している期間
および次回、内燃機関が作動している期間のことをそれ
ぞれ便宜上「前回内燃機関作動期間」および「次回内燃
機関作動期間」ということにする。

【００８４】加えて前回内燃機関作動期間，今回内燃機
関作動期間および次回内燃機関作動期間の始めおよび終
わりの部分は、それぞれ機関始動時および機関停止時を
意味する（図６参照）。機関停止の時点は第２温度Ｔｂ
の検出時点ということもできる。そして前回，今回およ
び次回内燃機関作動期間以外の期間は内燃機関が停止し
ている期間であり、これを機関停止期間と呼称する。

【００８５】さらに、例えば今回内燃機関作動期間およ
び次回内燃機関作動期間で説明すれば、今回内燃機関作
動期間の途中で保温容器３の保温が開始され、次回内燃
機関作動期間の途中で保温容器３の保温が終了する。

【００８６】Ｓ１０９ではＳ１０６で開始したカウント
を終了する。このときのカウント値、すなわち今回内燃
機関が作動している期間中における前記保温容器の保温
開始時点から同期間中における内燃機関の停止時点まで
の期間（経過時間）を一定時間：Ｔｉｍｅとする（図６
に示す一定時間（Ｔｉｍｅ）参照）。当該一定時間（Ｔ
ｉｍｅ）は内燃機関の作動時間に比例して一定に決ま
る。

【００８７】Ｓ１１０ではＳ１０７でイグニッションス
イッチが切られたので蓄熱ＥＣＵ１９がＯＦＦになる。
その後、本ルーチンを終了する。

【００８８】次に図４のフローチャートに係るアプリケ
ーションプログラムについて説明する。

【００８９】図４のフローチャートに係るアプリケーシ
ョンプログラムは、Ｓ１０７で内燃機関を停止してから
後、次にイグニッションスイッチを入れただけで蓄熱装
置１に異常があるかどうかを判定するためのプログラム
であり、次に述べるＳ２０１乃至Ｓ２０３から構成され
ている。

【００９０】Ｓ２０１ではＳ１１０で停止していた蓄熱
ＥＣＵ１９の電源がイグニッションスイッチを入れるこ
とによりＯＮになる。換言するとイグニッションスイッ
チを入れることにより内燃機関が始動しそれに併せて蓄
熱ＥＣＵ１９の電源が入る。

【００９１】Ｓ２０２では、図２および図３のアプリケ
ーションプログラムで求めたＴａ，Ｔｂ，Ｔｉｍｅに基
づいて図５のマップを適用することで、保温容器３の保
温特性の異常判定を行う。

【００９２】ここで図５のマップについて述べる。

【００９３】当該マップは、縦軸にＳ１０５で求めたＴ
ａとＳ１０８で求めたＴｂとの差（Ｔａ−Ｔｂ）、換言
すれば保温容器３内に機関冷却水を貯留しておいた場合
に機関冷却水が低下する温度：低下温度（Ｔａ−Ｔｂ）
をとり、横軸にＳ１０９で求めた時間Ｔｉｍｅをとって
なる低下温度−時間線図である。

【００９４】そしてこのマップ内に保温容器が正常な状
態にあることを示唆するＯＫ領域と異常であることを示
唆するＮＧ１，ＮＧ２領域とを実験によって求めてお
き、前記低下温度（Ｔａ−Ｔｂ）と前記時間Ｔｉｍｅと
の交点がそれらの領域のうちのどの領域に属するかによ
って蓄熱装置１が正常か異常かを判定する。なお、前記
交点がＮＧ１領域にある場合は、異常の原因が保温容器
３の保温性能にあると判定し、交点がＮＧ２領域にある
場合は、異常の原因が水温センサにあると判定する。

【００９５】なお、図５の太い実線は前記各領域の境界
ラインであり、この境界ラインとの比較により前記交点
が当該境界ラインのどちら側に位置するかによって保温
容器３が正常か異常かの判定がなされる。このため、こ
の線のことを判定ラインということにする。よって判定
ライン上の数値は、第１温度Ｔａを検出した時点からの
経過時間に応じて予め設定された判定用数値に他なら
ず、当該数値は実験や演算によって求める。

【００９６】一方、機関冷却水の温度は外気温によって
多分に変化するので、これを無視して保温容器３が異常
かどうかを判定するのは得策ではない。すなわち吸気温
と機関冷却水の温度とはある程度比例した関係にあるの
で、本実施形態に係る蓄熱装置１を備えた内燃機関搭載
車輌を使用する季節や地域によって前記判定ラインの位
置を変化させることが好ましい。

【００９７】例えばＲＯＭに判定ラインの異なる複数の
マップを記憶しておき、吸気の温度が異なるごとに使用
するマップを使い分ける。例えば、常温（１５°C）よ
りも外気温が低くよって内燃機関の吸気温も低いことが
適宜の外気温検出手段、例えば外気温センサ６で判明し
た場合は、判定ラインを図７に示すように二点鎖線の状
態から実線の状態にまで嵩上げをしたものを用いて判定
値の補正をするとよい。よってその場合、外気温センサ
６を用いて外気温を検出し、その検出値に基づいて使用
するマップをどれにするか決めるとよい。

【００９８】また、図８に示すようにＮＧ２領域を画成
する判定ライン（２つある判定ラインのうち下側にある
ライン参照。）を経過時間に対して変化させたマップを
用いることも考えられる。

【００９９】話をＳ２０２の説明に戻す。

【０１００】Ｓ２０２で異常ありの判定をした場合はＳ
２０３に進み、異常なしの判定をした場合は異常がない
のにこのルーチンを続行する意味がないので、本プログ
ラムを終了する。

【０１０１】Ｓ２０３では、ドライバ等のユーザに蓄熱
装置１に異常があることを報せる。例えば、キャビン内
に設けられた図示しない、表示灯の点滅させたり警報装
置の発信音を鳴らしたり等、警報手段を作動させること
で蓄熱装置１に異常があることをユーザに報せる。

【０１０２】なお、内燃機関を少しの間だけ作動した場
合、すなわち、前記一定時間Ｔｉｍｅが短い場合（例え
ば機関始動後あまり時間が経たないうちに機関を停止す
るような場合）は、低下温度（Ｔａ−Ｔｂ）が少なく保
温性能の異常判定が正確にできない虞があるので、誤判
定を防止する意味で異常有無の判定は行わない。

【０１０３】反対に、前記一定時間Ｔｉｍｅが数時間
（例えば１２時間）以上経過して誤判定の虞がない場合
は、内燃機関がその作動を停止していなくても保温容器
３について異常有無の判定を行うのが好ましい。前記誤
判定の虞なしと判断できる時間Ｔｉｍｅは、実験によっ
て求める。

【０１０４】また、マップの代わりに適宜の関数式を用
いてもよい。

【０１０５】本発明者の実験によれば不等号を用いた次
の関数式（１）を用いると好適であることがわかってい
る。

【０１０６】この場合、演算によって求められた値が判
定値よりも大きければ保温容器３に異常ありと判定す
る。ただし、判定値とは実験によって予め求めておいた
値とする。

【０１０７】低下温度（Ｔａ−Ｔｂ）の（３／４）乗／
一定時間Ｔｉｍｅ＞判定値

【０１０８】・・・（１） 〔第１実施形態の作用効果〕

【０１０９】次にこのような蓄熱装置１を有する内燃機
関の作用効果について述べる。

【０１１０】蓄熱装置１を有する内燃機関では、機関始
動直後、保温容器３に貯留しておいた蓄熱温水を機関冷
却水の循環系に戻して早期暖機の実行に供する。このと
き保温容器３に貯留しておいた蓄熱温水を保温容器３か
ら排出するには、それに相当する量の機関冷却水をウォ
ータジャケットから機関冷却水供給管１３を経由して保
温容器３に供給する必要がある。本実施形態では、機関
冷却水排出管１５に電動ウォータポンプ１８を設けてあ
るので、電動ウォータポンプ１８が作動すると保温容器
３の蓄熱温水が保温容器３から吸い出されるようにな
り、その結果ウォータジャケットから保温容器３に機関
冷却水が流入するようになる。

【０１１１】しかして、既述のように、この時ウォータ
ジャケットから保温容器３に流れる機関冷却水は保温容
器３に貯留しておいた蓄熱温水よりもかなり低温である
からこの低温の機関冷却水までも前記昇温必要箇所に送
られてしまったのでは十分な暖機を得られなくなること
が考えられる。

【０１１２】そこで、蓄熱温水を保温容器３から排出す
ると、その後、機関暖機が完了して機関冷却水の温度が
十分上昇した時点で高温の機関冷却水を改めて保温容器
３に供給しなおすようにして、昇温必要箇所に次回蓄熱
温水を供給する必要がある時のために準備しておく。

【０１１３】また、本実施形態では、前記高温機関冷却
水の保温を開始した時点における機関冷却水の温度Ｔａ
と前記保温の開始時点から一定時間が経過した時点にお
ける機関冷却水の温度Ｔｂとの差（Ｔａ−Ｔｂ）および
前記一定時間Ｔｉｍｅに基づいて、換言すれば、前記保
温容器３に貯留されている熱媒体に係る、第１温度およ
びこの第１温度の検出時点から一定時間Ｔｉｍｅが経過
した時点における第２温度の差（Ｔａ−Ｔｂ）と前記一
定時間Ｔｉｍｅとに基づいて、低下温度−時間線図であ
る前記マップを利用して、保温容器３の保温性評価、換
言すれば保温容器３に異常があるかないかの判定をす
る。

【０１１４】したがって、保温容器３の保温機能に異常
が発生したことを正確に判定できる。また、この判定結
果を警報手段によりドライバ等のユーザに即座に報せる
ことができる。

【０１１５】さらに、第２温度の検出は、機関がまだ作
動しておりもって機関制御回路である例えば前記蓄熱Ｅ
ＣＵ１９の作動中での処理であるから、特段の電気装置
を設けることなく保温性の評価ができるが、好適には制
御回路停止用の遅延回路を設け、その間に第２の温度の
検出を行うとよい。 〔第２実施形態〕

【０１１６】次に第２実施形態に係る蓄熱装置を有する
内燃機関を図９〜図１３を参照して説明する。

【０１１７】この第２実施形態に係る蓄熱装置を有する
内燃機関が第１実施形態に係る蓄熱装置を有する内燃機
関と異なる点は、保温性能評価手段の中身，一定時間の
長さおよびその捉え方、ならびに時計回路を蓄熱ＥＣＵ
１９から独立して設けたこと、よって内燃機関が作動し
ていない時でもバッテリからの電力供給を受けて当該時
計回路が作動すること、および第２温度Ｔｂの検出時点
にある。

【０１１８】したがって、他の同一部分には第１実施形
態で付したと同一符合を付して説明は省略する。

【０１１９】図９は、第２実施形態の概略全体図であ
る。

【０１２０】また、図９に符合２１および２３で示すも
のは、それぞれ前記時計回路およびバッテリである。

【０１２１】次に図１０〜図１２を参照して、第２実施
形態に係る蓄熱装置１に異常がないかどうかを有効に判
断するに必要なアプリケーションプログラムについて説
明する。

【０１２２】まず図１０は、第１実施形態に係る図６に
相当し、保温容器３の状態および内燃機関の状態を時間
経過とともに示す。よって、図１０は、図１１および図
１２のフローチャートで説明するアプリケーションプロ
グラムを理解するための参考図である。

【０１２３】図１２は蓄熱装置１の異常判定実行用のア
プリケーションプログラムを説明するためのフローチャ
ートを示し、図１１は図１２の前段階として必要な情報
を得るためのアプリケーションプログラムを説明するた
めのフローチャートである。また図１３は図１２に係る
アプリケーションプログラムの実行にあたりＣＰＵによ
って呼び出されるマップであり、第１実施形態の図５と
実質同じである。

【０１２４】しかして図１１および図１２のアプリケー
ションプログラムおよび図１３のマップは、保温容器３
の保温性能を評価する保温性能評価手段として機能す
る。なお、本実施形態に係る前記アプリケーションプロ
グラムやマップを記憶しているＲＯＭの属性は蓄熱ＥＣ
Ｕ１９にある。よって、第２実施形態にあってもその蓄
熱ＥＣＵ１９を第１実施形態の場合と同様に保温性能評
価手段といえる。

【０１２５】第２実施形態に係る蓄熱ＥＣＵ１９は前記
各アプリケーションプログラムの各ステップを経て保温
容器３の保温性能を評価する。

【０１２６】図１１のフローチャートで示すアプリケー
ションプログラムには、第１実施形態に係る図２および
図３と重複するステップがあるので、同一のステップに
は同一のステップ番号を付して説明は省略する。

【０１２７】まず、図１１において内燃機関の始動後、
処理がこのルーチンに移行し、Ｓ１０１ａ〜Ｓ１０５の
処理が終了すると、Ｓ２０６では第２所定時間（Ｓ１０
３参照）、例えば３０ｓｅｃが経過した時の日時をＲＯ
Ｍに記憶しておく。そして当該日時を保温開始日時（便
宜上、既述した第２所定時間の経過日時ともいうことに
する）Ｄａｔｅ１として取り扱い、その後処理を終了す
る。

【０１２８】その後は、イグニッションスイッチが切ら
れて機関が停止し、今回内燃機関作動期間が終了すると
ともに畜熱ＥＣＵ１９の電源がＯＦＦになる。併せて保
温容器３による高温機関冷却水の保温が開始される。

【０１２９】次に図１２のフローチャートに係るアプリ
ケーションプログラムについて説明する。

【０１３０】図１２のフローチャートに係るアプリケー
ションプログラムは、Ｓ２１〜Ｓ２５のステップからな
る。

【０１３１】イグニッションスイッチを入れるとそれと
同時にＳ２１で蓄熱ＥＣＵ１９の電源がＯＮになる。

【０１３２】Ｓ２２では、保温容器３から昇温必要箇所
へ向けた蓄熱温水の排出を開始する。これは同時に既述
のごとく保温容器３による高温機関冷却水の保温停止を
意味する。この時の保温容器内機関冷却水の温度を検出
しこれをＴｂとしてＲＯＭに記憶する。

【０１３３】またＳ２３では、その時の日時を保温停止
日時（便宜上、既述した第１所定時間の開始日時ともい
うことにする）Ｄａｔｅ２としてＲＯＭに記憶してお
く。

【０１３４】Ｓ２４では図１１および図１２のアプリケ
ーションプログラムで求めたＴａ，Ｔｂ，Ｄａｔｅ１お
よびＤａｔｅ２に基づいて図１３のマップを用いて保温
容器３の保温特性の異常判定を行う。

【０１３５】ここで図１３のマップについて述べる。

【０１３６】当該マップは、既述のごとく第１実施形態
に係る図５に相当するもので、縦軸に図１１のＳ１０５
で求めたＴａと図１２のＳ２２で求めたＴｂとの差（Ｔ
ａ−Ｔｂ）、換言すれば保温容器３内に機関冷却水を貯
留しておいた場合に機関冷却水が低下する温度：低下温
度（Ｔａ−Ｔｂ）をとり、横軸に図１２のＳ２３で求め
たＤａｔｅ２と図１１のＳ２０６で求めたＤａｔｅ１と
の差（Ｄａｔｅ２−Ｄａｔｅ１）、換言すれば保温容器
３への高温機関冷却水の供給終了後、次に昇温必要箇所
に保温容器３から蓄熱温水の排出を開始するまでの時間
差をとってなる低下温度−時間差線図を挙げられる。

【０１３７】そしてこのマップ内に保温容器が正常な状
態にあることを示唆するＯＫ領域と異常であることを示
唆するＮＧ１，ＮＧ２領域とを実験によって定め、前記
低下温度（Ｔａ−Ｔｂ）と時間差（Ｄａｔｅ２−Ｄａｔ
ｅ１）との交点がそれら領域のうちのどの領域に属する
かをＳ２４で判定し、もって蓄熱装置１が正常か異常か
を判定する。なお、交点が領域ＮＧ１にある場合は、異
常の原因が保温容器３の保温性能にあると判定し、交点
が領域ＮＧ２にある場合は、異常の原因が水温センサに
あると判定する。

【０１３８】なお、図１３の太い実線は前記各領域の境
界ラインであり、この境界ラインのどちら側に前記交点
が位置するかによって保温容器３が正常か異常かの判定
がなされる。このため、この線のことを判定ラインとい
うことは第１実施形態で述べたと同様である。

【０１３９】話を図１２のフローチャートに戻す。

【０１４０】Ｓ２４で異常ありの判定をした場合はＳ２
５に進み、異常なしの判定をした場合はこのルーチンを
終了する。

【０１４１】Ｓ２５では表示灯の点滅や警報音の発信等
の警報手段を作動してユーザに蓄熱装置１に異常がある
ことを報せる。

【０１４２】さらに、第１実施形態に係る図７および図
８に相当する低下温度−時間線図の適用も、それらの横
軸を時間差：Ｄａｔｅ２−Ｄａｔｅ１に変更することで
可能である。 〔第２実施形態の作用効果〕

【０１４３】この第２実施形態にあっても第１実施形態
と同様、保温容器３の保温機能に異常が発生したことを
正確に判定し、ドライバ等のユーザに即座に報せること
ができる。

【０１４４】加えて図１０について説明すると、第２実
施形態では、第１実施形態と同様、一定時間（Ｄａｔｅ
２−Ｄａｔｅ１）が第１実施形態のそれよりも長く、当
該一定時間（Ｄａｔｅ２−Ｄａｔｅ１）は、今回内燃機
関が作動している期間中における前記保温容器３の保温
開始時点から次回内燃機関が作動している期間中におけ
る保温停止時点にまで跨った期間である。

【０１４５】当該一定時間（Ｄａｔｅ２−Ｄａｔｅ１）
は、経過時間を２点間の差分として計測したものであ
る。このため、経過時間を連続して測定する必要がな
い。この結果、蓄熱ＥＣＵ１９を機関停止中も作動させ
る必要がない。この結果、バッテリへの負担をそれだけ
軽減できる。このようにできるのは、内燃機関の停止中
も作動する計時装置である時計回路２１を蓄熱ＥＣＵ１
９から独立して設け、当該時計回路２１には機関停止期
間中でもバッテリ２３からの電力供給を受けられるよう
にしているからである。

【０１４６】また、内燃機関が停止している期間を跨い
だ比較的長時間が経過した場合における保温容器内機関
冷却水の温度推移がわかるので、判定精度を高めること
に通じる。 〔第３実施形態〕

【０１４７】次に第３実施形態に係る蓄熱装置を有する
内燃機関について図１４乃至図１８を参照して説明す
る。

【０１４８】この第３実施形態に係る蓄熱装置を有する
内燃機関が第２実施形態に係る蓄熱装置を有する内燃機
関と異なる点は、水温センサ５の取付け位置が保温容器
３ではなく機関冷却水排出管１５に取付けられている
点、保温性能評価手段の中身および一定時間の長さなら
びに第２温度Ｔｂの検出時点にある。よって、他の同一
部分については同一符合を図面に付してそれらの説明は
省略する。

【０１４９】図１４は、第３実施形態の概略全体図であ
る。

【０１５０】図１４では機関冷却水排出管１５に水温セ
ンサ５を取付けられている。

【０１５１】図１５は、第１実施形態の図６や第２実施
形態の図１０に相当する。よって図１５は、保温容器３
の状態および内燃機関の状態を時間経過とともに示した
ものである。したがって、図１５も第３実施形態に係る
蓄熱装置１に異常がないかどうかを有効に判断するに必
要なアプリケーションプログラムについて説明するため
の図１６および図１７に示すフローチャートの参考図と
いえる。ここで、水温センサ５を機関冷却水排出管１５
に設けた理由を述べる。

【０１５２】それは保温容器３内における機関冷却水の
温度が必ずしも一定でないからである。

【０１５３】すなわち、いくら保温容器３に機関冷却水
を入れたとしても時間経過とともに機関冷却水の温度は
低下して行き、また保温容器３に貯留されている高温機
関冷却水のうち上部に位置する高温機関冷却水ほど温度
は高くなり、下部に位置する高温機関冷却水ほど温度が
低くなる傾向にあるからである。

【０１５４】よって保温容器３の上下方向における複数
箇所に水温センサ５を設置しておき、それらの示す温度
の平均値をとるならば機関冷却水の平均水温を測定する
ことができるが、水温センサ５を保温容器３の内部に設
けると、水温センサ５の配線を伝って熱が外部へ逃げて
しまうため保温性能上好ましくない。

【０１５５】また、水温センサ５の数が増えればそれだ
け手間暇がかかり、コスト的にも好ましくない。

【０１５６】そこで、機関冷却水排出管１５に水温セン
サ５を取り付ける。

【０１５７】そして、暖気終了後、高温機関冷却水の保
温容器３へ向けた供給開始から前記第２所定時間が経過
するまでの間において、機関冷却水排出管１５に流出す
る機関冷却水が有する温度のうち最高温度を水温センサ
５で検出し、この検出値を保温容器３内の機関冷却水温
度としてＲＯＭに記憶し、これを第１実施形態で述べた
Ｔａ扱いとするともに符号Ｔａｍａｘで示す。

【０１５８】また、機関始動時等、早期暖機必要時に保
温容器３から昇温必要箇所へ蓄熱温水を供給する場合に
おいても同様、保温容器３から機関冷却水排出管１５を
経由して前記昇温必要箇所に供給される機関冷却水の最
高温度をＴｂｍａｘとして検出し、これを第２温度Ｔｂ
扱いとする。

【０１５９】ただし、第２実施形態のＴｂは保温容器３
内の機関冷却水温度であったが、本実施形態のＴｂは保
温容器３から流出した機関冷却水の機関冷却水排出管１
５における機関冷却水温度である。

【０１６０】そしてこれらＴａｍａｘおよびＴｂｍａｘ
の差である低下温度（Ｔａｍａｘ−Ｔｂｍａｘ）を求
め、第１実施形態で述べたと同様なマップを用いて保温
容器の異常有無の判定を行う。

【０１６１】また、この第３実施形態では、第２実施形
態と同様、一定時間（Ｄａｔｅ２−Ｄａｔｅ１）が第１
実施形態のそれよりも長く、当該一定時間（Ｄａｔｅ２
−Ｄａｔｅ１）は、今回内燃機関が作動している期間中
における前記保温容器３の保温開始時点から次回内燃機
関が作動している期間中における所定時点にまで跨った
期間である。

【０１６２】次に図１５〜図１８を参照して第２実施形
態に係る蓄熱装置１に異常がないかどうかを有効に判断
するに必要なアプリケーションプログラムを述べる。

【０１６３】図１８は蓄熱装置１の異常判定実行用のア
プリケーションプログラムを説明するためのフローチャ
ートを示し、図１６および図１７は図１８の前段階とし
て必要な情報を得るためのアプリケーションプログラム
を説明するためのフローチャートである。また図１９は
図１８での判定にあたってＣＰＵによって呼び出される
マップであり、第１実施形態の図５や第２実施形態の図
１３に相当する。

【０１６４】これら図１６〜図１８のアプリケーション
プログラムおよび図１９のマップは、保温容器３の保温
性能を評価する保温性能評価手段として機能する。な
お、本実施形態に係る前記アプリケーションプログラム
やマップを記憶しているＲＯＭの属性は蓄熱ＥＣＵ１９
にある。よって、第３実施形態についてもその蓄熱ＥＣ
Ｕ１９を第１実施形態や第２実施形態の場合と同様に保
温性能評価手段といってもよい。

【０１６５】図１６および図１７のフローチャートで示
すアプリケーションプログラムは、第２実施形態と同
様、第１実施形態に係る図２と重複する部分があるの
で、それらと同一のステップ部分には同一のステップ番
号を付して説明は省略する。

【０１６６】まず、図１６において内燃機関の始動後、
処理がこのルーチンに移行し、Ｓ１０１ａ〜Ｓ１０２の
処理が終了するとＳ３０３では保温容器３の出口、すな
わち機関冷却水排出管１５に保温容器３から流れ出たば
かりの機関冷却水の温度を水温センサ５で検出する。

【０１６７】Ｓ３０３で検出した最初の検出値が、保温
容器３に貯留されていた機関冷却水の最初の温度であ
る。よって当該検出値をＴａとするとともに、当該温度
が当該時点における検出値の最初の値となる。したがっ
て、当該検出値Ｔａは当該時点における出口水温の最高
温度でもある。よってＳ３０３で求めた最初の出口水温
Ｔａ（以降第３実施形態では特に断らない限り、Ｓ３０
３で求めた最初の出口水温Ｔａのことを「初期値Ｔａ
１」という場合がある。）は符合Ｔａｍａｘとして取り
扱う。

【０１６８】なお、便宜上フローチャートでは当該取扱
いを"ＴａをＴａｍａｘへ代入"として示す。ただし、出
口水温Ｔａは初期値Ｔａ１に限られることなく機関冷却
水が保温容器３から流出している間において変化する。

【０１６９】これは、保温容器３に貯留されている機関
冷却水の温度が既述のように一定でないからからであ
る。

【０１７０】しかして、時間の経過とともに今回内燃機
関作動期間中において暖機によって高温化された機関冷
却水が機関本体２のウォータジャケットから保温容器３
に流れてくるので、当該高温の機関冷却水が保温容器３
に占める割合が次第に増大して行く。したがって、それ
に連れて出口温度Ｔａも高温となる。その結果、出口水
温Ｔａは、初期値Ｔａ１よりも高温のＴａになりよって
温度Ｔａの変化に応じてＴａｍａｘの値も入れ替わる。

【０１７１】当該処理は、保温容器３への温水供給開始
から第２所定時間、例えば３０ｓｅｃ経過したかどうか
の判定を行う後述のステップであるＳ３０７で肯定判定
がされるまで保温容器３の出口水温の検出を繰り返す。

【０１７２】Ｓ３０４ではＳ３０３で述べたように保温
容器３の出口水温の検出を常に行い、その値が変化する
たびに当該検出値をＴａとする。

【０１７３】Ｓ３０５ではＳ３０４で検出したＴａがＴ
ａｍａｘよりも高温であるかどうかを不等号を用いた
式：Ｔａ＞Ｔａｍａｘを用いて判定する。Ｓ３０５で肯
定判定した場合はＳ３０６に進み、否定判定した場合は
Ｓ３０７に進む。

【０１７４】Ｓ３０６ではＴａをＴａｍａｘに代入す
る。

【０１７５】Ｓ３０７では、既述のように保温容器３へ
の温水供給開始から第２所定時間、例えば３０ｓｅｃ経
過したかどうかの判定を行い、肯定判定した場合はＳ３
０８に進み、否定判定した場合はＳ３０３に戻り、前記
所定時間が経過するまでこのルーチンを繰り返す。

【０１７６】Ｓ３０８では第２所定時間が経過した時の
日時をＲＯＭに記憶しておき、これをＤａｔｅ１として
取り扱う。

【０１７７】Ｓ３０９では、保温容器３への温水供給を
終了する。よって電動ウォータポンプ１８の作動を停止
し、弁体１６を閉じ、その後、機関停止その他の処理の
実行に移行する。なお、当該温水供給が終了した時点で
保温容器３による機関冷却水の保温を開始する。よって
保温容器３への温水の供給が終了する時点は保温容器３
による高温機関冷却水の保温が開始される時点（以下
「保温開始時点」という。）でもある（図１５の保温容
器への高温機関冷却水供給終了（保温開始）の矢印参
照）。

【０１７８】次に図１８のフローチャートについて説明
する。

【０１７９】図１８のアプリケーションプログラムは、
保温容器３に貯留しておいた蓄熱温水を昇温必要箇所へ
供給する旨の命令が蓄熱ＥＣＵ１９から出た後に、蓄熱
装置１に異常があるかどうかを判定するためのものであ
り、次に述べるＳ４０１乃至Ｓ４１０から構成される。

【０１８０】Ｓ４０１では前記命令が蓄熱ＥＣＵ１９か
らあったかどうかの判定を行う。

【０１８１】Ｓ４０１で肯定判定した場合はＳ４０２に
進み否定判定した場合はこのプログラムを終了する。否
定判定した場合にプログラムを終了するのは、本実施形
態は蓄熱温水を昇温必要箇所に供給する旨の命令があっ
た場合において、蓄熱装置１に異常があるかどうかを判
定するためのものだからである。

【０１８２】Ｓ４０２では保温容器３から昇温必要箇所
への蓄熱温水の供給を開始する。そのため弁体１６を開
き、電動ウォータポンプ１８を作動する。

【０１８３】Ｓ４０３では保温容器３の出口、すなわち
機関冷却水排出管１５に保温容器３から流れ出たばかり
の蓄熱温水の温度を水温センサ５で検出する。Ｓ４０３
で検出した最初の検出値が、Ｓ４０１での蓄熱温水供給
命令が出た後における最初の蓄熱温水の温度である。し
たがって、当該検出値Ｔｂは当該時点にあっては出口水
温の最高温度である。よってＳ４０３で求めた最初の出
口水温Ｔｂ（以降第３実施形態では特に断らない限り、
Ｓ４０３で求めた最初の出口水温Ｔｂのことを「初期値
Ｔｂ１」という場合がある。）を符合Ｔｂｍａｘとして
取り扱う。

【０１８４】なお、便宜上フローチャートでは当該取扱
いを"ＴｂをＴｂｍａｘへ代入"として示す。ただし、出
口水温Ｔｂは初期値Ｔｂに限らず機関冷却水が保温容器
３から流出している間において変化する。

【０１８５】これは、前記Ｓ４０１での命令が出る以前
より保温容器３内に貯留されていた機関冷却水の温度が
必ずしも一定でないからである。すなわち、いくら保温
容器３内に機関冷却水を入れておいても時間経過ととも
に温度は低下してゆき、保温容器３の上部ほど温度は高
く下部ほど低い傾向にあるからである。

【０１８６】Ｓ４０４ではＳ４０３で検出したＴｂがＴ
ｂｍａｘよりも高温であるかどうかを不等号を用いた
式：Ｔｂ＞Ｔｂｍａｘを用いて判定する。Ｓ４０４で肯
定判定した場合はＳ４０５に進み、否定判定した場合は
Ｓ４０６に進む。

【０１８７】Ｓ４０５ではＴｂをＴｂｍａｘへ代入す
る。

【０１８８】Ｓ４０６では、保温容器３から昇温必要箇
所への蓄熱温水供給開始から所定時間、例えば第１の所
定時間３０ｓｅｃを経過したかどうかの判定を行い、肯
定判定した場合はＳ４０７に進み、否定判定した場合は
Ｓ４０２に戻り、前記所定時間が経過するまでこのルー
チンを繰り返す。

【０１８９】Ｓ４０７ではＳ４０６での所定時間が経過
した時の日時をＲＯＭに記憶しておきこれをＤａｔｅ２
として取り扱う。

【０１９０】Ｓ４０８では、昇温必要箇所への蓄熱温水
の供給を終了する。そのために電動ウォータポンプ１８
の作動を停止し、弁体１６を閉じる。

【０１９１】Ｓ４０９では図１６，図１７および図１８
のアプリケーションプログラムで求めたＴａｍａｘ，Ｔ
ｂｍａｘ，Ｄａｔｅ１およびＤａｔｅ２に基づいて図１
９のマップを用いて保温容器３の保温特性の異常判定を
行う。

【０１９２】ここで図１９のマップについて述べる。

【０１９３】当該マップは、既述のように第１実施形態
に係る図５や第２実施形態の図１３に相当するもので、
縦軸に図１７のＳ３０６で求めたＴａｍａｘと図１８の
Ｓ４０５で求めたＴｂｍａｘとの差（Ｔａｍａｘ−Ｔｂ
ｍａｘ）、換言すれば保温容器３内に機関冷却水を貯留
しておいた場合に機関冷却水が低下する温度：低下温度
（Ｔａｍａｘ−Ｔｂｍａｘ）をとり、横軸に図１８のＳ
４０７で求めたＤａｔｅ２と図１７のＳ３０８で求めた
Ｄａｔｅ１との差（Ｄａｔｅ２−Ｄａｔｅ１）を、換言
すれば保温容器３への高温機関冷却水の供給終了後、次
に昇温必要箇所に保温容器３から蓄熱温水の供給を終了
するまでの間の時間差を、とってなる低下温度−時間差
線図を挙げられる。

【０１９４】そしてこのマップ内に保温容器が正常な状
態にあることを示唆するＯＫ領域と異常であることを示
唆するＮＧ１，ＮＧ２領域とを実験によって定め、前記
低下温度（Ｔａｍａｘ−Ｔｂｍａｘ）と時間差（Ｄａｔ
ｅ２−Ｄａｔｅ１）との交点がそれら領域のうちのどの
領域に属するかをＳ４０９で判定し、もって蓄熱装置１
が正常か異常かを判定する。

【０１９５】なお、交点が領域ＮＧ１にある場合は、異
常の原因が保温容器３の保温性能にあると判定し、交点
が領域ＮＧ２にある場合は、異常の原因が水温センサに
あると判定する。

【０１９６】また、図１９の太い実線は前記各領域の境
界ラインであり、この境界ラインのどちら側に前記交点
が位置するかによって保温容器３が正常か異常かの判定
がなされる。このため、この線のことを判定ラインとい
うことにする。

【０１９７】Ｓ４０９で異常判定した場合はＳ４１０に
進み、異常なしの判定をした場合はこのルーチンを終了
する。

【０１９８】Ｓ４１０では表示灯の点滅や警報音の発信
等の警報手段を作動してユーザに蓄熱装置１に異常があ
ることを報せる。

【０１９９】なお、第１実施形態に係る図７および図８
に相当するグラフ線の適用もそれらの横軸を時間差：Ｄ
ａｔｅ２−Ｄａｔｅ１に変更することで可能である。 〔第３実施形態の作用効果〕

【０２００】この第３実施形態にあっても第１実施形態
や第２実施形態と同様、保温容器３の保温機能に異常が
発生したことを正確に判定し、ドライバ等のユーザに即
座に報せることができる。

【０２０１】なお、第１実施形態との違いは、図１５か
らわかるように、第２実施形態と同様、一定時間（Ｄａ
ｔｅ２−Ｄａｔｅ１）が第１実施形態のそれよりも長
い。詳しくは、前記一定時間は、今回内燃機関が作動し
ている期間中における前記保温容器３の保温開始時点か
ら次回内燃機関が作動している期間中における保温停止
時点の後、３０ｓｅｃの時点にまで跨った期間である。

【０２０２】当該一定時間は、日時をカウントできる時
計回路２１を蓄熱ＥＣＵ１９から独立して設け、当該時
計回路２１には機関停止期間中でもバッテリ２３からの
電力供給を受けられるようになっている。

【０２０３】よって経過時間を時間経過における２点間
の差分として計測できるので、経過時間を連続して測定
する必要がない。この結果、蓄熱ＥＣＵ１９への負担を
それだけ軽減できる。

【０２０４】また、機関冷却水排出管１５に水温センサ
５を設けて保温容器３の内部には水温センサ５を設けて
いないので、水温センサ５が蓄熱ＥＣＵ１９と電気的に
接続されている配線を伝って熱が保温容器３の外部に逃
げてしまうこともない。よって保温性能をそれだけ高め
ることができる。

【０２０５】なお、例えば機関始動時等機関冷却水の温
度が本来であれば低温（例えば５０°Cよりも低い温
度）である場合であるのにも拘わらず機関冷却水の温度
が高温（例えば５０°C以上の温度）の場合は、保温容
器３に供給される機関冷却水の温度測定が不安定になる
ので異常判定は行わないことが好ましい。

【発明の効果】以上説明したように本発明蓄熱装置を有
する内燃機関によれば、保温容器による蓄熱技術を利用
して早期暖機を図る蓄熱装置を有する内燃機関におい
て、容器の保温機能に異常が発生したことを正確に判定
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明蓄熱装置を有する内燃機関の第１実施形
態の概略全体図

【図２】本発明蓄熱装置を有する内燃機関の第１実施形
態に係るアプリケーションプログラムを説明するための
フローチャート

【図３】図２に連続するフローチャートの一部

【図４】図２および図３とは別のアプリケーションプロ
グラムを説明するためのフローチャート

【図５】図４のアプリケーションプログラムの実行にあ
たり使用されるマップ

【図６】本発明蓄熱装置を有する内燃機関の第１実施形
態に係る保温容器および内燃機関の状態を時間経過とと
もに示す図

【図７】図５のマップに相当する別の例示マップ

【図８】図５のマップに相当するさらに別の例示マップ

【図９】本発明蓄熱装置を有する内燃機関の第２実施形
態の概略全体図

【図１０】本発明蓄熱装置を有する内燃機関の第２実施
形態に係る保温容器および内燃機関の状態を時間経過と
ともに示す図

【図１１】本発明蓄熱装置を有する内燃機関の第２実施
形態に係るアプリケーションプログラムを説明するため
のフローチャート

【図１２】図１１とは別のアプリケーションプログラム
を説明するためのフローチャート

【図１３】図１２のアプリケーションプログラムの実行
にあたり使用されるマップ

【図１４】本発明蓄熱装置を有する内燃機関の第３実施
形態の概略全体図

【図１５】本発明蓄熱装置を有する内燃機関の第３実施
形態に係る保温容器および内燃機関の状態を時間経過と
ともに示す図

【図１６】本発明蓄熱装置を有する内燃機関の第３実施
形態に係るアプリケーションプログラムを説明するため
のフローチャート

【図１７】図１６に連続するフローチャートの一部

【図１８】図１６および図１７とは別のアプリケーショ
ンプログラムを説明するためのフローチャート

【図１９】図１６および図１７のアプリケーションプロ
グラムの実行にあたり使用されるマップ

【符号の説明】

１ 蓄熱装置 ２ 機関本体（内燃機関） ３ 保温容器 ３ａ 底板部の開口 ４ 機関冷却水循環路（熱媒体循環路） ５ 水温センサ（温度センサ） ６ 外気温センサ（外気温検出手段） ５ａ パイプホルダの開口 １３ 機関冷却水供給管（熱媒体供給路） １５ 機関冷却水排出管（熱媒体排出路） １６ 弁体（流通制御手段） １８ 電動ウォータポンプ １９ 蓄熱ＥＣＵ（保温性能評価手段） ２１ 時計回路（計時装置） ２３ バッテリ Ｂ 機関冷却水温度が暖機によって所定温
度になるまでに要する時間 ＮＧ１ 保温容器が異常であることを示す領域 ＮＧ２ 〃 Ｔａ 出口水温（第１の温度） Ｔａ１ 初期値 Ｔａｍａｘ 最高温度 Ｔｂ 出口水温（第２の温度） Ｔｂ１ 初期値 Ｔｂｍａｘ 最高温度 Time 一定時間 Date2-Date1 一定時間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｄ 45/00 ３１４ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３１４Ｑ Ｆ０２Ｎ 17/06 Ｆ０２Ｎ 17/06 Ｄ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 機関運転中に加熱されて高温となった熱
   媒体を貯留し前記熱媒体の高温状態を維持して熱を蓄
   え、必要時に前記高温の熱媒体を内燃機関の熱媒体循環
   路に設けた昇温必要箇所に流し、その時に当該熱媒体が
   運ぶ熱で前記昇温必要箇所の温度を上げるための保温容
   器と、 この保温容器に前記熱媒体を供給する熱媒体供給路と、 熱媒体供給路によって供給された前記熱媒体を前記保温
   容器から前記熱媒体循環路に排出する熱媒体排出路と、 これら両通路を介して前記保温容器に対して出入りする
   前記熱媒体の流通制御を行う流通制御手段とを備える蓄
   熱装置、を有する内燃機関において、 前記保温容器から前記熱媒体排出路を介して前記熱媒体
   を排出すると、前記保温容器には前記熱媒体供給路を介
   して新たに熱媒体を供給し、 当該供給の終了とともに前記保温容器は前記新たな熱媒
   体の保温を開始し、前記保温容器からの前記熱媒体の排
   出開始に併せて保温の停止を行い、 前記保温容器に貯留されている熱媒体に係る、第１の温
   度とこの第１の温度を検出した時点から一定時間が経過
   した後の第２の温度との差を第１の温度を検出した時点
   からの経過時間に応じて設定された判定用数値と比較す
   ることにより前記保温容器の保温性能を評価する保温性
   能評価手段を備えたことを特徴とする蓄熱装置、を有す
   る内燃機関。
2. 【請求項２】 前記一定時間は、今回内燃機関が作動し
   ている期間中における前記保温容器の保温開始時点から
   同期間中における内燃機関の停止時点までの期間である
   ことを特徴とする請求項１記載の蓄熱装置を有する内燃
   機関。
3. 【請求項３】 前記第２の温度は、内燃機関の停止時に
   検出されることを特徴とする請求項１または２記載の蓄
   熱装置を有する内燃機関。
4. 【請求項４】 内燃機関の停止中も作動する計時装置に
   よって前記第１の温度の検出時点を起点とした経過時間
   を計るとともに前記第２の温度を前記内燃機関の停止以
   降に検出することを特徴とする請求項１記載の蓄熱装置
   を有する内燃機関。
5. 【請求項５】 前記熱媒体排出路にそこを通過する前記
   熱媒体の温度を検出する温度センサを備え、前記第２の
   温度は保温容器に貯留しておいた蓄熱温水を保温容器か
   ら前記昇温必要箇所への供給時に検出することを特徴と
   する請求項１記載の蓄熱装置を有する内燃機関。
6. 【請求項６】 前記一定時間は、今回内燃機関が作動し
   ている期間中における前記保温容器の保温開始時点から
   次回内燃機関が作動している期間中における所定時点に
   まで跨った期間であることを特徴とする請求項１記載の
   蓄熱装置を有する内燃機関。
7. 【請求項７】 外気温を検出する外気温検出手段を備
   え、この外気温検出手段により検出された外気温に基づ
   いて前記判定用数値を補正することを特徴とする請求項
   １〜６記載の蓄熱装置を有する内燃機関。
8. 【請求項８】 前記第１の温度の検出は、機関暖機によ
   って暖められた高温な熱媒体の前記保温容器への供給終
   了時であることを特徴とする請求項１〜６記載の蓄熱装
   置を有する内燃機関。