JP2003003843A - 蓄熱装置を備えた内燃機関 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】蓄熱装置を備えた内燃機関において、内燃機関
を早期に且つ均等に昇温させる技術を提供する 【解決手段】熱媒体が持つ熱を蓄える蓄熱手段１０と、
蓄熱手段１０に蓄えられた熱媒体を内燃機関１へ供給す
る熱供給手段２２と、熱供給手段２２によって供給され
た熱媒体を内燃機関１へ流入させるための複数の流入口
４４と、を備え、蓄熱手段１０から供給される熱媒体を
複数の流入口４４から流入させることにより、同時に複
数の個所を昇温させた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、蓄熱装置を備えた
内燃機関に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、内燃機関は、燃焼室周辺の温度
が所定温度に達していない状態、所謂冷間状態で運転さ
れると、燃焼室に供給される燃料の霧化の悪化や、壁面
近くでの消炎が発生し排気エミッションが悪化する。

【０００３】そこで、内燃機関が運転中に発する熱を蓄
えておき、蓄えた熱を機関停止中、又は、機関始動時に
内燃機関に供給して内燃機関の温度を上昇させる蓄熱装
置を備えた内燃機関が知られている。しかし、この蓄熱
装置に蓄えられる熱量は限られているので、この限られ
た熱量を効率よく使用することが重要となる。

【０００４】例えば、特開平６−１８５３５９号公報で
は、シリンダブロックに冷却水を導入する第１冷却水路
と、この第１冷却水路とは独立してシリンダヘッドに冷
却水を導入する第２冷却水路と、この第２冷却水路に接
続された蓄熱装置とを備えている。

【０００５】このように構成された内燃機関の蓄熱装置
では、内燃機関が冷間状態のときには蓄熱装置に蓄えら
れていた熱が冷却水を媒体として第２冷却水路を通じて
シリンダヘッドに集中的に導入される。このように、上
記のシリンダブロックに冷却水を導入する第１冷却水路
と、この第１冷却水路とは独立してシリンダヘッドに冷
却水を導入する第２冷却水路と、この第２冷却水路に接
続された蓄熱装置とを備えた内燃機関は、該蓄熱装置に
蓄えられた熱をシリンダヘッドに集中的に導入すること
により、限られた熱を効率よく内燃機関に伝達し、以
て、エミッション性能の改善及び燃費性能の向上を実現
しようとするものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、冷却水が内燃
機関に設けられた１つの流入口から流入し、各気筒を順
に循環し、最後の気筒に到達するのには時間がかかる。
この間にユーザが内燃機関を始動させると、流入口から
離れた位置にある気筒は昇温が不十分なため排気エミッ
ションが悪化する虞がある。

【０００７】また、流入口付近の気筒には、蓄熱装置か
ら供給された温度の高い冷却水が循環するが、流入口か
ら離れた気筒に循環するときには冷却水の温度は既に低
下している場合があるため十分な昇温効果が得られず
に、気筒間に温度差が生じることがある。すると、気筒
間で要求される空燃比に差が生じ、ある気筒では最適な
空燃比が得られても、その他の気筒では最適な空燃比が
得られなくなる虞がある。この気筒間の温度差を考慮し
て機関の運転を行うには複雑な制御を必要とし困難を伴
う。

【０００８】本発明は、以上の問題を解決するためにな
されたものであり、蓄熱装置を備えた内燃機関におい
て、内燃機関を早期に且つ均等に昇温させる技術を提供
することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に本発明の蓄熱装置を備えた内燃機関は、以下の手段を
採用した。即ち、熱媒体が持つ熱を蓄える蓄熱手段と、
前記蓄熱手段に蓄えられた熱媒体を内燃機関へ供給する
熱供給手段と、前記熱供給手段によって供給された熱媒
体を前記内燃機関へ流入させるための複数の流入口と、
を備えたことを特徴とする。

【００１０】このように構成された蓄熱装置を備えた内
燃機関では、蓄熱手段に蓄えられた熱媒体は、例えば、
内燃機関の運転停止時や始動時などに、熱供給手段によ
って内燃機関へ供給される。内燃機関へ供給された熱媒
体は、複数の流入口を介して当該内燃機関へ流入する。

【００１１】この場合、総ての流入口には、略同量の熱
を持つ熱媒体が流入することになるため、内燃機関にお
ける総ての流入口の近傍の部位が均等に温められる。

【００１２】その際、熱媒体が蓄熱手段から総ての流入
口へ到達する時期が略同期となるように、熱供給手段を
構成するようにしても良い。この場合、総ての流入口に
は、略同量の熱を持つ熱媒体が略同時期に流入すること
になるため、総ての流入口の近傍の部位が略同時に均等
に温められ、内燃機関の暖機が早期に完了することにな
る。

【００１３】尚、本発明に係る流入口は、内燃機関を暖
機する上で有効な部位（以下、「暖機有効部位」とす
る。）へ熱媒体が流入する部位のことを指すものとし、
内燃機関の外部と内部とを連通する部分に限られないも
のとする。つまり、本発明に係る流入口は、内燃機関の
内部を流れる熱媒体が上記した暖機有効部位へ流れ込む
入口部分であっても良い。

【００１４】また、上記した暖機有効部位としては、内
燃機関の気筒を例示することができ、より具体的には各
気筒の燃焼室や吸気ポート等を例示することができ、そ
のような場合には、気筒毎、燃焼室毎、若しくは吸気ポ
ート毎に流入口を設けるようにしても良い。このように
気筒毎に流入口を設けると、各気筒に同じ温度の熱媒体
を同時に循環させることができるため、気筒間の温度差
を小さくすることができる。また、熱媒体が同時に各気
筒を循環するため、熱媒体の循環が完了するまでの時間
を短縮することができる。

【００１５】本発明においては、前記内燃機関は、複数
の蓄熱手段と、当該蓄熱手段毎に熱供給手段とを備え、
前記蓄熱手段は夫々少なくとも１つの流入口へ熱媒体を
供給し且つ前記流入口には１つの蓄熱手段からのみ熱媒
体が供給されても良い。

【００１６】この場合、前記熱供給手段は、夫々他の熱
供給手段から独立して熱媒体の供給制御を行うことがで
きる。

【００１７】このようにすると、気筒間の温度差や気筒
間の温度上昇特性等に基づいて昇温が必要な個所にのみ
熱媒体を循環させることが可能となり、気筒間の温度差
を小さくすることができる。このときに、予め求めた気
筒間の特性に合わせて熱媒体の供給制御を行うようにし
ても良いし、また、複数の温度計測手段を設けて、該温
度計測手段から得られた温度に基づいて熱媒体の循環制
御を行うようにしても良い。

【００１８】本発明においては、前記内燃機関に流入し
た熱媒体が流通するウォータジャケットを備え、流入口
からウォータジャケット内に流入した熱媒体が旋回する
ように流入口の位置及び熱媒体の流入角度を設定するこ
とができる。

【００１９】ここで、ウォータジャケット内で熱媒体が
旋回しながら流通すると熱伝達率が大きくなるため、暖
機有効部位の温度を早期に上昇させることが可能とな
る。

【００２０】本発明においては、前記内燃機関に流入し
た熱媒体が流通するウォータジャケットを備え、前記流
入口から前記ウォータジャケット内に流入した熱媒体
が、ウォータジャケット内に存在する熱媒体の流れに流
された後に熱媒体の供給が必要となる部位へ到達するよ
うに流入口の位置及び熱媒体の流入角度を設定すること
ができる。

【００２１】このように構成された蓄熱装置を備えた内
燃機関では、ウォータジャケット内において熱媒体が流
通している。従って、流入口からウォータジャケット内
に流入した熱媒体もその流通方向へと流される。ここ
で、ウォータジャケット内の熱媒体の流れを考慮して流
入口を設けることにより、ウォータジャケット内での流
れにより熱媒体が流されたとしても暖機有効部位に熱媒
体を供給することが可能となる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る内燃機関の蓄
熱装置の具体的な実施態様について図面に基づいて説明
する。ここでは、本発明に係る内燃機関の蓄熱装置を車
両駆動用のガソリン機関に適用した場合を例に挙げて説
明する。 ＜第１の実施の形態＞図１は、本発明に係る内燃機関の
蓄熱装置を適用するエンジン１とその冷却水が循環する
冷却水通路（循環通路）Ａ、Ｂ、Ｃとを併せ示す概略構
成図である。循環通路に示された矢印は、エンジン１が
運転されているときの冷却水の流通方向である。

【００２３】ここで、図１に示すエンジン１は、水冷式
の４サイクル・Ｖ型８シリンダ・ガソリン機関であり、
２つのシリンダヘッド１ａを備えて構成される。

【００２４】シリンダヘッド１ａには冷却水が循環する
ための通路であるウォータジャケット２３が設けられて
いる。このウォータジャケット２３の入口には、冷却水
をエンジン１外部から吸い込み、エンジン１内部に吐出
させるウォータポンプ６が設けられている。このウォー
タポンプ６は、エンジン１の出力軸の回転トルクを駆動
源として作動するポンプである。即ち、ウォータポンプ
６は、エンジン１が運転されているときに限り作動す
る。

【００２５】エンジン１に冷却水を循環させるための通
路は、ラジエータ９を循環する循環通路Ａ、ヒータコア
１３を循環する循環通路Ｂ、蓄熱装置１０を循環する循
環通路Ｃに分別される。各循環通路の一部には他の循環
通路と共有されている個所がある。

【００２６】循環通路Ａは、主に、冷却水の熱をラジエ
ータ９から放出させることにより、冷却水の温度を低下
させる機能を有する。

【００２７】循環通路Ａは、ラジエータ入口側通路Ａ
１、ラジエータ出口側通路Ａ２、ラジエータ９、ウォー
タジャケット２３で構成されている。２つのシリンダヘ
ッド１ａには、ラジエータ入口側通路Ａ１の一端が分岐
して接続され、ラジエータ入口側通路Ａ１の他端は、ラ
ジエータ９の入口に接続される。ウォータジャケット２
３からラジエータ入口側通路Ａ１が合流するまでの間に
は、図の矢印方向にのみ冷却水を流通させる逆止弁３９
が介在する。

【００２８】ラジエータ９の出口には、ラジエータ出口
側通路Ａ２の一端が接続され、ラジエータ出口側通路Ａ
２の他端はシリンダブロック（図示省略）に接続されて
いる。ラジエータ９の出口からシリンダブロックに至る
ラジエータ出口側通路Ａ２上には、冷却水の温度が所定
温度になると開弁するサーモスタット８が設けられてい
る。また、ラジエータ出口側通路Ａ２とシリンダブロッ
クとの間には、ウォータポンプ６が介在している。

【００２９】循環通路Ｂは、主に、冷却水の熱をヒータ
コア１３から放出させることにより、車室内雰囲気温度
を上昇させる機能を有する。

【００３０】循環通路Ｂは、ヒータコア入口側通路Ｂ
１、ヒータコア出口側通路Ｂ２、ヒータコア１３、ウォ
ータジャケット２３で構成されている。ヒータコア入口
側通路Ｂ１の一端は、ラジエータ入口側通路Ａ１の途中
に接続される。ヒータコア入口側通路Ｂ１の一部で、シ
リンダヘッド１ａからこの接続部までの通路は、ラジエ
ータ入口側通路Ａ１と共有される。また、ヒータコア入
口側通路Ｂ１の他端は、ヒータコア１３の入口に接続さ
れる。ヒータコア入口側通路Ｂ１の途中にはＥＣＵ２２
からの信号により開閉する遮断弁３１が介在する。ヒー
タコア１３の出口には、ヒータコア出口側通路Ｂ２の一
端が接続され、ヒータコア出口側通路Ｂ２の他端は、ラ
ジエータ出口側通路Ａ２の途中のサーモスタット８とウ
ォータポンプ６との間に接続されている。この接続部か
らシリンダブロックまでの通路は、ラジエータ出口側通
路Ａ２と共有される。更に、ウォータジャケット２３も
共有される。

【００３１】循環通路Ｃは、主に、冷却水の熱を蓄え、
また、この蓄えた熱を放出してエンジン１を温める機能
を有する。

【００３２】循環通路Ｃは、蓄熱装置入口側通路Ｃ１、
蓄熱装置出口側通路Ｃ２、蓄熱装置１０、プレヒート冷
却水入口側通路Ｄ１、プレヒート冷却水出口側通路Ｄ
２、ウォータジャケット２３等で構成されている。エン
ジン１の運転中には、蓄熱装置入口側通路Ｃ１の一端は
ＥＣＵ２２からの信号により作動する流路切替弁３８を
介して連通路Ｃ０の一端に接続され、該連通路Ｃ０の他
端はヒータコア出口側通路Ｂ２の途中に接続される。シ
リンダヘッド１ａからこの接続部までの通路は、循環通
路Ａ及びＢと共有される。また、蓄熱装置入口側通路Ｃ
１の他端は、蓄熱装置１０の入口に接続される。蓄熱装
置１０の出口には、蓄熱装置出口側通路Ｃ２の一端が接
続され、蓄熱装置出口側通路Ｃ２の他端は、ラジエータ
入口側通路Ａ１の途中に接続される。また、蓄熱装置１
０の入口及び出口には、冷却水を図１中の矢印方向にの
み流通させるための逆止弁１１が設けられている。

【００３３】一方、エンジン１の停止中には、蓄熱装置
入口側通路Ｃ１の一端は、ＥＣＵ２２からの信号により
作動する流路切替弁３８を介してプレヒート冷却水出口
側通路Ｄ２の一端に接続される。プレヒート冷却水出口
側通路Ｄ２の他端は、シリンダ２と同数である８つに分
岐してシリンダヘッド１ａへ接続される。また、蓄熱装
置１０の出口には、蓄熱装置出口側通路Ｃ２の一端が接
続され、蓄熱装置出口側通路Ｃ２の他端は、ラジエータ
入口側通路Ａ１の途中に接続される。この接続部分から
逆止弁３９までのラジエータ入口側通路Ａ１途中には、
プレヒート冷却水入口側通路Ｄ１の一端が接続される。
プレヒート冷却水入口側通路Ｄ１の他端は、シリンダ２
と同数の８つに分岐しシリンダヘッド１ａへ接続され
る。プレヒート冷却水入口側通路Ｄ１の途中には図の矢
印方向にのみ冷却水を流通させる逆止弁４０が設けられ
ている。

【００３４】更に、蓄熱装置入口側通路Ｃ１の途中で、
且つ、逆止弁１１の上流側には、電動ウォータポンプ１
２が設けられている。

【００３５】このように構成された循環通路では、循環
通路Ａにおいては、エンジン１が運転中には、クランク
シャフト（図示省略）の回転トルクがウォータポンプ６
の入力軸へ伝達されると、ウォータポンプ６は、クラン
クシャフトから該ウォータポンプ６の入力軸へ伝達され
た回転トルクに応じた圧力で冷却水を吐出する。

【００３６】前記ウォータポンプ６から吐出された冷却
水は、ウォータジャケット２３を流通する。このとき
に、シリンダヘッド１ａ及びシリンダブロックと冷却水
との間で熱の移動が行われる。シリンダ２内部で燃焼に
より発生した熱の一部は、シリンダ２の壁面へ伝わり、
更にシリンダヘッド１ａ及びシリンダブロックの内部を
伝わってシリンダヘッド１ａ及びシリンダブロック全体
の温度が上昇する。シリンダヘッド１ａ及びシリンダブ
ロックに伝わった熱の一部は、ウォータジャケット２３
内部の冷却水に伝わり、当該冷却水の温度を上昇させ
る。また、その分熱を失ったシリンダヘッド１ａ及びシ
リンダブロックの温度は低下する。このようにして、エ
ンジン１の運転中に温度が上昇した冷却水は、シリンダ
ブロックからラジエータ入口側通路Ａ１へ流出する。こ
こで、プレヒート冷却水入口側通路Ｄ１には、逆止弁４
０が設けられているため冷却水が循環しない。また、こ
のときには、流路切替弁３８は蓄熱装置入口側通路Ｃ１
と連通路Ｃ０とを連通しているため、プレヒート冷却水
出口側通路Ｄ２には冷却水が流通しない。

【００３７】ラジエータ入口側通路Ａ１へ流出した冷却
水は、当該ラジエータ入口側通路Ａ１を流通した後ラジ
エータ９に流入する。ラジエータ９では、外気と冷却水
との間で熱の移動が行われる。温度が高くなっている冷
却水の熱の一部は、ラジエータ９の壁面へ伝わり、更に
ラジエータ９の内部を伝わってラジエータ９全体の温度
が上昇する。ラジエータ９に伝わった熱の一部は、外気
に伝わり、当該外気の温度を上昇させる。また、その分
熱を失った冷却水の温度は低下する。温度が低下した冷
却水は、ラジエータ９から流出する。

【００３８】ラジエータ９から流出した冷却水は、ラジ
エータ出口側通路Ａ２を流通してサーモスタットに到達
する。ここで、サーモスタット８は、ヒータコア出口側
通路Ｂ２を流通する冷却水の温度が所定温度に達すると
内蔵されたワックスの熱膨張により自動的に開弁する。
即ち、ヒータコア出口側通路Ｂ２を流通する冷却水の温
度が所定温度に達していなければ、ラジエータ出口側通
路Ａ２は遮断され、該ラジエータ出口側通路Ａ２内部の
冷却水はサーモスタット８を通過することはできない。

【００３９】サーモスタット８が開弁しているときに
は、当該サーモスタット８を通過した冷却水はウォータ
ポンプ６に流入する。

【００４０】このようにして、冷却水の温度が所定温度
以上になったときに限りサーモスタット８が開弁し冷却
水がラジエータ９を循環する。ラジエータ９で温度が下
降した冷却水は、ウォータポンプ６からウォータジャケ
ット２３へ吐出され再度温度が上昇する。

【００４１】一方、ラジエータ入口側通路Ａ１を流通す
る冷却水の一部は、ヒータコア入口側通路Ｂ１に流入す
る。

【００４２】ヒータコア入口側通路Ｂ１に流入した冷却
水は、当該ヒータコア入口側通路Ｂ１を流通して、遮断
弁３１に到達する。遮断弁３１は、ＥＣＵ２２からの信
号により、エンジン１の運転中には開弁され、エンジン
１の停止中には閉弁される。エンジン１の運転中には、
冷却水は遮断弁３１を通過してヒータコア入口側通路Ｂ
１を流通しヒータコア１３に到達する。

【００４３】ヒータコア１３は、車室内で空気と熱交換
を行い、昇温された空気は図示しない送風機により車室
内を循環し、車室内雰囲気温度が上昇する。その後、冷
却水は、ヒータコア１３から流出し、ヒータコア出口側
通路Ｂ２を流通し、ラジエータ出口側通路Ａ２と合流す
る。このときに、サーモスタット８が開弁しているとき
には、循環通路Ａを流通する冷却水と合流してウォータ
ポンプ６へ流入する。一方、サーモスタット８が閉弁し
ているときには、循環通路Ｂを流通してきた冷却水のみ
がウォータポンプ６に流入する。

【００４４】このようにして、ヒータコア１３で温度が
下降した冷却水は、再度ウォータポンプ６からウォータ
ジャケット２３へ吐出される。

【００４５】ところで、冷却水温度が所定温度よりも低
いときには、早期に温度を上昇させる必要がある。この
ようなときに、前記ラジエータ９に冷却水が循環すると
冷却水の温度が低下してしまい、所定温度に達しないか
又は所定温度に達するまでに時間がかかってしまう。こ
のようなときには、サーモスタット８は、自動的に閉弁
されるので、ラジエータ９に冷却水が循環して温度を低
下させることはない。また、蓄熱装置１０の前後には逆
止弁１１が設けられているため、蓄熱装置１０に温度の
低い冷却水が逆流することもない。

【００４６】以上述べたように構成されたエンジン１に
は、当該エンジン１を制御するための電子制御ユニット
（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）２２が併設され
ている。このＥＣＵ２２は、エンジン１の運転条件や運
転者の要求に応じてエンジン１の運転状態を制御し、ま
た、エンジン１の運転停止中にはエンジン１の昇温制御
（エンジンプレヒート制御）を行うユニットである。

【００４７】ＥＣＵ２２には、クランクポジションセン
サ（図示省略）、冷却水温度センサ（図示省略）等の各
種センサが電気配線を介して接続され、上記した各種セ
ンサの出力信号がＥＣＵ２２に入力されるようになって
いる。

【００４８】また、ＥＣＵ２２は、電動ウォータポンプ
１２、遮断弁３１、流路切替弁３８等を制御することが
可能なように、これらが電動ウォータポンプ１２、遮断
弁３１、流路切替弁３８等と電気配線を介して接続され
ている。

【００４９】ここで、図２に示すように、ＥＣＵ２２
は、双方向性バス３５０によって相互に接続されたＣＰ
Ｕ３５１と、ＲＯＭ３５２と、ＲＡＭ３５３と、バック
アップＲＡＭ３５４と、入力ポート３５６と、出力ポー
ト３５７とを備えるとともに、前記入力ポート３５６に
接続されたＡ／Ｄコンバータ（Ａ／Ｄ）３５５を備えて
いる。

【００５０】前記入力ポート３５６は、クランクポジシ
ョンセンサのようにデジタル信号形式の信号を出力する
センサの出力信号を入力し、それらの出力信号をＣＰＵ
３５１やＲＡＭ３５３へ送信する。

【００５１】前記入力ポート３５６は、冷却水温度セン
サ（図示省略）等のように、アナログ信号形式の信号を
出力するセンサのＡ／Ｄ３５５を介して入力し、それら
の出力信号をＣＰＵ３５１やＲＡＭ３５３へ送信する。

【００５２】前記出力ポート３５７は、電動ウォータポ
ンプ１２、遮断弁３１、流路切替弁３８等と電気配線を
介して接続され、ＣＰＵ３５１から出力される制御信号
を、前記した電動ウォータポンプ１２、遮断弁３１、流
路切替弁３８等へ送信する。

【００５３】前記ＲＯＭ３５２は、蓄熱装置１０からエ
ンジン１に熱を供給するためのエンジンプレヒート制御
ルーチン等のアプリケーションプログラムを記憶してい
る。

【００５４】前記ＲＯＭ３５２は、上記したアプリケー
ションプログラムに加え、各種の制御マップを記憶して
いる。前記制御マップは、例えば、エンジン１の運転状
態と基本燃料噴射量（基本燃料噴射時間）との関係を示
す燃料噴射量制御マップ、エンジン１の運転状態と基本
燃料噴射時期との関係を示す燃料噴射時期制御マップ等
である。

【００５５】前記ＲＡＭ３５３は、各センサからの出力
信号やＣＰＵ３５１の演算結果等を格納する。前記演算
結果は、例えば、クランクポジションセンサがパルス信
号を出力する時間的な間隔に基づいて算出される機関回
転数である。これらのデータは、クランクポジションセ
ンサがパルス信号を出力する都度、最新のデータに書き
換えられる。

【００５６】前記バックアップＲＡＭ３５４は、エンジ
ン１の運転停止後もデータを記憶可能な不揮発性のメモ
リである。

【００５７】次に、本実施の形態に係るエンジン１の昇
温制御（以下、「エンジンプレヒート制御」と称す
る。）についてその概要を説明する。

【００５８】エンジン１の運転中に、ＥＣＵ２２が電動
ウォータポンプ１２に信号を送り、当該電動ウォータポ
ンプ１２を作動させると、循環通路Ｃに冷却水が循環す
る。このときには流路切替弁３８は連通路Ｃ０と蓄熱装
置入口側通路Ｃ１とを連通させる。従って、ヒータコア
出口側通路Ｂ２を流通する冷却水の一部が、蓄熱装置入
口側通路Ｃ１に流入する。蓄熱装置入口側通路Ｃ１に流
入した冷却水は、当該蓄熱装置入口側通路Ｃ１を流通し
て電動ウォータポンプ１２に到達する。

【００５９】電動ウォータポンプ１２から吐出された冷
却水は、蓄熱装置入口側通路Ｃ１を流通して逆止弁１１
を通過し、蓄熱装置１０に到達する。この蓄熱装置１０
は、外側容器１０ａと内側容器１０ｂとの間に真空の断
熱空間が設けられている。蓄熱装置１０の内部に流入し
た冷却水は、外部から断熱された状態となり保温され
る。そして、冷却水注入管１０ｃから流入した冷却水
は、冷却水注出管１０ｄから流出する。

【００６０】蓄熱装置１０から流出した冷却水は、逆止
弁１１を通過し、蓄熱装置出口側通路Ｃ２を流通してラ
ジエータ入口側通路Ａ１に流入する。

【００６１】蓄熱装置出口側通路Ｃ２からラジエータ入
口側通路Ａ１へ流入した冷却水は、エンジン１が運転中
か否かで異なる方向に流通する。エンジン１が運転中に
は、エンジン１から流出した冷却水と合流してラジエー
タ９及びヒータコア１３へ向かって流れる。

【００６２】このように、蓄熱装置１０の内部には、エ
ンジン１で昇温された冷却水が流通し、蓄熱装置１０の
内部は温度の高い冷却水で満たされる。そして、エンジ
ン１が停止した後、ＥＣＵ２２が電動ウォータポンプ１
２の作動を停止すれば、蓄熱装置１０に温度の高い冷却
水を蓄えることができる。蓄えられた冷却水は、蓄熱装
置１０の保温効果により温度の低下が抑制される。

【００６３】一方、エンジン１の停止中にはＥＣＵ２２
は、蓄熱装置１０に蓄えられた温度の高い冷却水を循環
通路Ｃに循環させ、当該シリンダヘッド１ａの昇温制御
を行う。

【００６４】図３は、エンジン１の停止中に蓄熱装置１
０からエンジン１に熱が供給されるときの、冷却水が循
環する通路とその流通方向を示した図である。

【００６５】ここで、エンジンプレヒート制御実行中に
は、遮断弁３１はＥＣＵ２２により閉弁され、また、流
路切替弁３８は蓄熱装置入口側通路Ｃ１とプレヒート冷
却水入口側通路Ｄ２を連通させる。

【００６６】エンジンプレヒート制御実行中には、電動
ウォータポンプ１２は、ＥＣＵ２２からの信号に基づい
て作動し、所定の圧力で冷却水を吐出する。吐出された
冷却水は、蓄熱装置入口側通路Ｃ１を流通して逆止弁１
１を通過し、蓄熱装置１０に到達する。このときに蓄熱
装置１０に流入する冷却水は、エンジン１の停止中に温
度が低下した冷却水である。

【００６７】蓄熱装置１０の内部に貯留された冷却水
は、冷却水注出管１０ｄを介して蓄熱装置１０から流出
する。このときに蓄熱装置１０から流出する冷却水は、
エンジン１の運転中に蓄熱装置１０に流入し、当該蓄熱
装置１０により保温された温度の高い冷却水である。蓄
熱装置１０から流出した冷却水は、逆止弁１１を通過
し、蓄熱装置出口側通路Ｃ２を流通してラジエータ入口
側通路Ａ１に到達する。ここで、エンジン１の停止中に
は、ＥＣＵ２２からの信号により遮断弁３１は閉弁され
るため、ヒータコア１３には冷却水が循環することはな
い。また、冷却水温度がサーモスタット８の開弁温度よ
りも高いときには、蓄熱装置１０からエンジン１へ熱の
供給を行う必要が無いのでエンジンプレヒート制御は行
われない。即ち、エンジン１の停止中に冷却水の循環が
行われるのは、サーモスタット８が閉弁しているときに
限られる。従って、ヒータコア１３及びラジエータ９に
冷却水が循環して熱の移動が行われることにより冷却水
の温度が低下することはない。このように、冷却水はラ
ジエータ９及びヒータコア１３の方向には流れずに、シ
リンダヘッド１ａに向かって流れる。

【００６８】そして、冷却水はラジエータ入口側通路Ａ
１を流通して逆止弁３９及び逆止弁４０に到達する。こ
こで、冷却水は逆止弁３９を通過することはできず、逆
止弁４０のみを通過することができる。逆止弁４０を通
過した冷却水は、プレヒート冷却水入口側通路Ｄ１を流
通し分岐された後、シリンダヘッド１ａの吸気ポート３
側に設けられた８つの流入口４４からシリンダヘッド１
ａへ流入する。

【００６９】シリンダヘッド１ａに流入した冷却水は、
ウォータジャケット２３を流通する。ウォータジャケッ
ト２３では、シリンダヘッド１ａと冷却水との間で熱交
換が行われる。冷却水が持つ熱の一部は、シリンダヘッ
ド１ａの内部を伝わりシリンダヘッド１ａ全体の温度が
上昇する。また、その分熱を失った冷却水の温度は低下
する。ここで、サーモスタット８及び遮断弁３１は閉弁
されているので、冷却水がウォータポンプ６を介してラ
ジエータ出口側通路Ａ２へ流出することはない。従っ
て、ウォータジャケット内を流通する冷却水は、シリン
ダヘッド１ａの排気ポート４側に設けられた８つの流出
口４５から流出し、プレヒート冷却水出口側通路Ｄ２へ
流入する。８つの流出口４５から流出した冷却水はプレ
ヒート冷却水出口側通路Ｄ２で合流して、流路切替弁３
８を介して電動ウォータポンプ１２に到達する。

【００７０】このように、ＥＣＵ２２は、エンジン１の
始動に先立ち電動ウォータポンプ１２を作動させること
により、シリンダヘッド１ａの昇温（エンジンプレヒー
ト制御）を行う。

【００７１】ところで、エンジン１及び蓄熱装置１０間
を循環する冷却水により両部材１、１０の熱交換を行う
従来のシステムでは、蓄熱装置１０内に蓄えられた冷却
水（熱水）がシリンダヘッド１ａに供給されるとシリン
ダ２を順に昇温させながらウォータジャケット２３を流
通してウォータポンプ６側から流出する。このときに
は、冷却水がシリンダヘッド１ａと熱交換を行いつつウ
ォータジャケット２３内を流通するので冷却水の温度は
徐々に低下する。このため、冷却水が流入する側のシリ
ンダ２と冷却水が流出する側のシリンダ２との間には温
度差が生じる。このような状態では、シリンダ２毎に要
求される運転制御が異なることになる。このようなシリ
ンダ２毎の運転制御は装置及び制御が複雑化し困難が伴
う。

【００７２】また、冷却水はシリンダ２を順に通過して
いかなくてはならないので、冷却水が総てのシリンダを
通過し総てのシリンダ２が昇温されるまでには時間を要
する。シリンダ２が昇温されるまでの時間が長くなる
と、十分に昇温される前にユーザがエンジン１を始動す
る可能性が大きくなるので、昇温が完了するまでの時間
を短縮することは重要である。

【００７３】そこで、本実施の形態では、シリンダ２毎
に冷却水の流入口４４及び流出口４５を設けた。このよ
うにすると、シリンダ２毎に冷却水を流通させることが
できるのでシリンダ２間の温度差を小さくすることがで
き、また、１つの流入口４４からシリンダヘッド１ａに
流入した冷却水は、１つのシリンダのみを昇温するだけ
で良いため昇温完了までの時間を短縮することができ
る。

【００７４】本実施の形態では、ヒータ等を用いて冷却
水の加熱を行っても良い。このようにすると、エンジン
１に熱を供給して温度が低下した冷却水を昇温すること
ができ、長期に該エンジン１を昇温することができる。

【００７５】本実施の形態では、シリンダ毎に異なる運
転制御を行っても良い。

【００７６】以上説明したように、本実施の形態によれ
ば、機関停止状態にあるエンジン１についてシリンダ２
を早期に昇温することが可能となり暖機時間を大幅に短
縮することができる。また、シリンダ２間の温度差を小
さくすることが可能となる。従って、十分にシリンダ２
が昇温されないままエンジン１が始動されることを防止
することができる。 ＜第２の実施の形態＞本実施の形態に係る蓄熱装置を備
えたエンジンは、第１の実施の形態と比較して以下の点
で相違する。

【００７７】第１の実施の形態では、蓄熱装置を１つし
か設けておらず、当該１つの蓄熱装置から各流入口４４
を介して各シリンダ２へ冷却水が供給されていた。しか
し、第２の実施の形態では、蓄熱装置を２つ備えてい
る。そして、２つの蓄熱装置は、夫々他の蓄熱装置から
独立して熱の供給を行うことができる。各シリンダ２に
設けられた流入口４４に接続される循環通路は、１つの
蓄熱装置にのみ接続されている。

【００７８】図４は、本発明に係る内燃機関の蓄熱装置
を適用するエンジン１とその冷却水が循環する冷却水通
路（循環通路）Ａ、Ｂ、Ｅ、Ｆとを併せ示す概略構成図
である。このうちラジエータ９を有する循環通路Ａ及び
ヒータコア１３を有する循環通路Ｂは第１の実施の形態
と共通であるので説明を割愛する。

【００７９】循環通路Ｅは、連通路Ｅ０、蓄熱装置入口
側通路Ｅ１、蓄熱装置出口側通路Ｅ２、蓄熱装置１０
１、プレヒート冷却水入口側通路Ｇ１、プレヒート冷却
水出口側通路Ｇ２、ウォータジャケット２３等で構成さ
れている。エンジン１の運転中には、蓄熱装置入口側通
路Ｅ１の一端は、流路切替弁４１を介して連通路Ｅ０の
一端に接続され、該連通路Ｅ０の他端はヒータコア出口
側通路Ｂ２の途中に接続される。シリンダヘッド１ａか
らヒータコア出口側通路Ｂ２の接続部までの通路は、循
環通路Ａ及びＢと共有される。また、蓄熱装置入口側通
路Ｅ１の他端は、蓄熱装置１０１の入口に接続される。
蓄熱装置１０１の出口には、蓄熱装置出口側通路Ｅ２の
一端が接続され、蓄熱装置出口側通路Ｅ２の他端は、ラ
ジエータ入口側通路Ａ１の途中に接続される。また、蓄
熱装置１０１の入口及び出口には、冷却水を図１中の矢
印方向にのみ流通させるための逆止弁１１が設けられて
いる。

【００８０】一方、エンジン１の停止中には、蓄熱装置
入口側通路Ｅ１の一端は、流路切替弁４１を介してプレ
ヒート冷却水出口側通路Ｇ２の一端に接続される。プレ
ヒート冷却水出口側通路Ｇ２の他端は、４つに分岐して
シリンダヘッド１ａの５番乃至８番シリンダ２の流出口
４５へ接続される。また、蓄熱装置１０１の出口には、
蓄熱装置出口側通路Ｅ２の一端が接続され、蓄熱装置出
口側通路Ｅ２の他端は、ラジエータ入口側通路Ａ１の途
中に接続される。この接続部分から逆止弁３９までのラ
ジエータ入口側通路Ａ１途中には、プレヒート冷却水入
口側通路Ｇ１の一端が接続される。プレヒート冷却水入
口側通路Ｇ１の他端は、４つに分岐してシリンダヘッド
１ａの５番乃至８番シリンダ２の流入口４４へ接続され
る。プレヒート冷却水入口側通路Ｇ１の途中には図の矢
印方向にのみ冷却水を流通させる逆止弁４０が設けられ
ている。

【００８１】循環通路Ｆは、連通路Ｆ０、蓄熱装置入口
側通路Ｆ１、蓄熱装置出口側通路Ｆ２、蓄熱装置１０
２、プレヒート冷却水入口側通路Ｈ１、プレヒート冷却
水出口側通路Ｈ２、ウォータジャケット２３等で構成さ
れている。エンジン１の運転中には、蓄熱装置入口側通
路Ｆ１の一端は、流路切替弁４２を介して連通路Ｅ０に
接続される。シリンダヘッド１ａから連通路Ｅ０までの
通路は、循環通路Ｅと共有される。また、蓄熱装置入口
側通路Ｆ１の他端は、蓄熱装置１０２の入口に接続され
る。蓄熱装置１０２の出口には、蓄熱装置出口側通路Ｆ
２の一端が接続され、蓄熱装置出口側通路Ｆ２の他端
は、流路切替弁４３を介して連通路Ｆ０の一端に接続さ
れ、該連通路Ｆ０の他端はラジエータ入口側通路Ａ１の
途中に接続される。また、蓄熱装置１０２の入口及び出
口には、冷却水を図１中の矢印方向にのみ流通させるた
めの逆止弁１１が設けられている。

【００８２】一方、エンジン１の停止中には、蓄熱装置
入口側通路Ｆ１の一端は、流路切替弁４２を介してプレ
ヒート冷却水出口側通路Ｈ２の一端に接続される。プレ
ヒート冷却水出口側通路Ｈ２の他端は、４つに分岐して
シリンダヘッド１ａの１番乃至４番シリンダ２の流出口
４５へ接続される。また、蓄熱装置１０２の出口には、
蓄熱装置出口側通路Ｆ２の一端が接続され、蓄熱装置出
口側通路Ｆ２の他端は、流路切替弁４３を介してプレヒ
ート冷却水入口側通路Ｈ１の一端に接続される。プレヒ
ート冷却水入口側通路Ｈ１の他端は、４つに分岐してシ
リンダヘッド１ａの１番乃至４番シリンダ２の流入口４
４へ接続される。

【００８３】更に、蓄熱装置入口側通路Ｅ１の途中で、
逆止弁１１と流路切替弁４１との間には、電動ウォータ
ポンプ１２が設けられている。同様に、蓄熱装置入口側
通路Ｆ１の途中で、逆止弁１１と流路切替弁４２との間
には、電動ウォータポンプ１２が設けられている。

【００８４】このように構成された循環通路では、循環
通路Ａにおいては、エンジン１が運転中には、クランク
シャフト（図示省略）の回転トルクがウォータポンプ６
の入力軸へ伝達されると、ウォータポンプ６は、クラン
クシャフトから該ウォータポンプ６の入力軸へ伝達され
た回転トルクに応じた圧力で冷却水を吐出する。一方、
エンジン１が停止中にはウォータポンプ６が停止するの
で、冷却水が循環通路Ａを循環することはない。

【００８５】前記ウォータポンプ６から吐出された冷却
水は、ウォータジャケット２３を流通する。このとき
に、シリンダヘッド１ａ及びシリンダブロック（図示省
略）と冷却水との間で熱の移動が行われる。シリンダ２
内部で燃焼により発生した熱の一部は、シリンダ２の壁
面へ伝わり、更にシリンダヘッド１ａ及びシリンダブロ
ックの内部を伝わってシリンダヘッド１ａ及びシリンダ
ブロック全体の温度が上昇する。シリンダヘッド１ａ及
びシリンダブロックに伝わった熱の一部は、ウォータジ
ャケット２３内部の冷却水に伝わり、当該冷却水の温度
を上昇させる。また、その分熱を失ったシリンダヘッド
１ａ及びシリンダブロックの温度は低下する。このよう
にして、エンジン１の運転中に温度が上昇した冷却水
は、シリンダブロックからラジエータ入口側通路Ａ１へ
流出する。ここで、プレヒート冷却水入口側通路Ｇ１に
は、逆止弁４０が設けられているため冷却水が循環しな
い。また、プレヒート冷却水入口側通路Ｈ１、プレヒー
ト冷却水出口側通路Ｇ２、プレヒート冷却水出口側通路
Ｈ２は、夫々流路切替弁４３、４１、４２で遮断されて
いるため冷却水が循環しない。

【００８６】ラジエータ入口側通路Ａ１へ流出した冷却
水は、当該ラジエータ入口側通路Ａ１を流通した後ラジ
エータ９に流入する。ラジエータ９では、外気と冷却水
との間で熱の移動が行われる。温度が高くなっている冷
却水の熱の一部は、ラジエータ９の壁面へ伝わり、更に
ラジエータ９の内部を伝わってラジエータ９全体の温度
が上昇する。ラジエータ９に伝わった熱の一部は、外気
に伝わり、当該外気の温度を上昇させる。また、その分
熱を失った冷却水の温度は低下する。温度が低下した冷
却水は、ラジエータ９から流出する。

【００８７】ラジエータ９から流出した冷却水は、ラジ
エータ出口側通路Ａ２を流通してサーモスタットに到達
する。ここで、サーモスタット８は、ヒータコア出口側
通路Ｂ２を流通する冷却水の温度が所定温度に達すると
内蔵されたワックスの熱膨張により自動的に開弁する。
即ち、ヒータコア出口側通路Ｂ２を流通する冷却水の温
度が所定温度に達していなければ、ラジエータ出口側通
路Ａ２は遮断され、該ラジエータ出口側通路Ａ２内部の
冷却水はサーモスタット８を通過することはできない。

【００８８】サーモスタット８が開弁しているときに
は、当該サーモスタット８を通過した冷却水はウォータ
ポンプ６に流入する。

【００８９】このようにして、冷却水の温度が高くなっ
たときに限りサーモスタット８が開弁し冷却水がラジエ
ータ９を循環する。ラジエータ９で温度が下降した冷却
水は、ウォータポンプ６からウォータジャケット２３へ
吐出され再度温度が上昇する。

【００９０】一方、ラジエータ入口側通路Ａ１を流通す
る冷却水の一部は、ヒータコア入口側通路Ｂ１に流入す
る。

【００９１】ヒータコア入口側通路Ｂ１に流入した冷却
水は、当該ヒータコア入口側通路Ｂ１を流通して、遮断
弁３１に到達する。遮断弁３１は、ＥＣＵ２２からの信
号により、エンジン１の運転中には開弁され、エンジン
１の停止中には閉弁される。エンジン１の運転中には、
冷却水は遮断弁３１を通過してヒータコア入口側通路Ｂ
１を流通しヒータコア１３に到達する。

【００９２】ヒータコア１３は、車室内で空気と熱交換
を行い、昇温された空気は図示しない送風機により車室
内を循環し、車室内雰囲気温度が上昇する。その後、冷
却水は、ヒータコア１３から流出し、ヒータコア出口側
通路Ｂ２を流通し、ラジエータ出口側通路Ａ２と合流す
る。このときに、サーモスタット８が開弁しているとき
には、循環通路Ａを流通する冷却水と合流してウォータ
ポンプ６へ流入する。一方、サーモスタット８が閉弁し
ているときには、循環通路Ｂを流通してきた冷却水がウ
ォータポンプ６に流入する。

【００９３】このようにして、ヒータコア１３で温度が
下降した冷却水は、再度ウォータポンプ６からウォータ
ジャケット２３へ吐出される。

【００９４】ところで、冷却水温度が所定温度よりも低
いときには、早期に温度を上昇させる必要がある。この
ようなときに、前記ラジエータ９に冷却水が循環すると
冷却水の温度が低下してしまい、所定温度に達しないか
又は所定温度に達するまでに時間がかかってしまう。こ
のようなときには、サーモスタット８は、自動的に閉弁
されるので、ラジエータ９に冷却水が循環して温度を低
下させることはない。また、蓄熱装置１０１及び１０２
の前後には逆止弁１１が設けられているため、蓄熱装置
１０に温度の低い冷却水が逆流することもない。

【００９５】以上述べたように構成されたエンジン１に
は、当該エンジン１を制御するための電子制御ユニット
（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）２２が併設され
ている。このＥＣＵ２２は、エンジン１の運転条件や運
転者の要求に応じてエンジン１の運転状態を制御し、ま
た、エンジン１の運転停止中にはエンジン１の昇温制御
（エンジンプレヒート制御）を行うユニットである。

【００９６】ＥＣＵ２２には、クランクポジションセン
サ（図示省略）、冷却水温度センサ（図示省略）等の各
種センサが電気配線を介して接続され、上記した各種セ
ンサの出力信号がＥＣＵ２２に入力されるようになって
いる。

【００９７】また、ＥＣＵ２２は、電動ウォータポンプ
１２、遮断弁３１、流路切替弁３８、４１、４２、４３
等を制御することが可能なように、これらが電動ウォー
タポンプ１２、遮断弁３１、流路切替弁３８、４１、４
２、４３等と電気配線を介して接続されている。

【００９８】ここで、図２に示すように、ＥＣＵ２２
は、双方向性バス３５０によって相互に接続されたＣＰ
Ｕ３５１と、ＲＯＭ３５２と、ＲＡＭ３５３と、バック
アップＲＡＭ３５４と、入力ポート３５６と、出力ポー
ト３５７とを備えるとともに、前記入力ポート３５６に
接続されたＡ／Ｄコンバータ（Ａ／Ｄ）３５５を備えて
いる。

【００９９】前記入力ポート３５６は、クランクポジシ
ョンセンサのようにデジタル信号形式の信号を出力する
センサの出力信号を入力し、それらの出力信号をＣＰＵ
３５１やＲＡＭ３５３へ送信する。

【０１００】前記入力ポート３５６は、冷却水温度セン
サ等のように、アナログ信号形式の信号を出力するセン
サのＡ／Ｄ３５５を介して入力し、それらの出力信号を
ＣＰＵ３５１やＲＡＭ３５３へ送信する。

【０１０１】前記出力ポート３５７は、電動ウォータポ
ンプ１２、遮断弁３１、流路切替弁３８、４１、４２、
４３等と電気配線を介して接続され、ＣＰＵ３５１から
出力される制御信号を、前記した電動ウォータポンプ１
２、遮断弁３１、流路切替弁３８、４１、４２、４３等
へ送信する。

【０１０２】前記ＲＯＭ３５２は、蓄熱装置１０１及び
１０２からエンジン１に熱を供給するためのエンジンプ
レヒート制御ルーチン等のアプリケーションプログラム
を記憶している。

【０１０３】前記ＲＯＭ３５２は、上記したアプリケー
ションプログラムに加え、各種の制御マップを記憶して
いる。前記制御マップは、例えば、エンジン１の運転状
態と基本燃料噴射量（基本燃料噴射時間）との関係を示
す燃料噴射量制御マップ、エンジン１の運転状態と基本
燃料噴射時期との関係を示す燃料噴射時期制御マップ等
である。

【０１０４】前記ＲＡＭ３５３は、各センサからの出力
信号やＣＰＵ３５１の演算結果等を格納する。前記演算
結果は、例えば、クランクポジションセンサがパルス信
号を出力する時間的な間隔に基づいて算出される機関回
転数である。これらのデータは、クランクポジションセ
ンサがパルス信号を出力する都度、最新のデータに書き
換えられる。

【０１０５】前記バックアップＲＡＭ３５４は、エンジ
ン１の運転停止後もデータを記憶可能な不揮発性のメモ
リである。

【０１０６】次に、本実施の形態に係るエンジン１の昇
温制御（以下、「エンジンプレヒート制御」と称す
る。）についてその概要を説明する。

【０１０７】エンジン１の運転中に、ＥＣＵ２２が電動
ウォータポンプ１２に信号を送り、当該電動ウォータポ
ンプ１２を作動させると、循環通路Ｃに冷却水が循環す
る。このときには流路切替弁４１は連通路Ｅ０と蓄熱装
置入口側通路Ｅ１とを連通させる。同様に、流路切替弁
４２は連通路Ｅ０と蓄熱装置入口側通路Ｆ１とを連通さ
せ、流路切替弁４３は連通路Ｆ０と蓄熱装置出口側通路
Ｆ２とを連通させる。従って、ヒータコア出口側通路Ｂ
２を流通する冷却水の一部が、蓄熱装置入口側通路Ｅ１
又はＦ１に流入する。蓄熱装置入口側通路Ｅ１又はＦ１
に流入した冷却水は、当該蓄熱装置入口側通路Ｅ１又は
Ｆ１を流通して電動ウォータポンプ１２に到達する。電
動ウォータポンプ１２は、ＥＣＵ２２からの信号により
作動して、所定の圧力で冷却水を吐出する。

【０１０８】電動ウォータポンプ１２から吐出された冷
却水は、蓄熱装置入口側通路Ｅ１又はＦ１を流通して逆
止弁１１を通過し、蓄熱装置１０１又は１０２に到達す
る。この蓄熱装置１０１又は１０２は、外側容器１０ａ
と内側容器１０ｂとの間に真空の断熱空間が設けられて
いる。蓄熱装置１０１又は１０２の内部に流入した冷却
水は、外部から断熱された状態となり保温される。そし
て、冷却水注入管１０ｃから流入した冷却水は、冷却水
注出管１０ｄから流出する。

【０１０９】蓄熱装置１０１から流出した冷却水は、逆
止弁１１を通過し、蓄熱装置出口側通路Ｅ２を流通して
ラジエータ入口側通路Ａ１に流入する。一方、蓄熱装置
１０２から流出した冷却水は、逆止弁１１を通過し、蓄
熱装置出口側通路Ｆ２及び連通路Ｆ０を流通してラジエ
ータ入口側通路Ａ１に流入する。

【０１１０】蓄熱装置１０１又は１０２から流出してラ
ジエータ入口側通路Ａ１へ流入した冷却水は、エンジン
１が運転中か否かで異なる方向に流通する。エンジン１
が運転中には、エンジン１から流出した冷却水と合流し
てラジエータ９及びヒータコア１３へ向かって流れる。

【０１１１】このように、蓄熱装置１０１及び１０２の
内部には、エンジン１で昇温された冷却水が流通し、蓄
熱装置１０１及び１０２の内部は温度の高い冷却水で満
たされる。そして、エンジン１が停止した後、ＥＣＵ２
２が電動ウォータポンプ１２の作動を停止すれば、蓄熱
装置１０１及び１０２に温度の高い冷却水を蓄えること
ができる。蓄えられた冷却水は、蓄熱装置１０１及び１
０２の保温効果により温度の低下が抑制される。

【０１１２】一方、エンジン１の停止中にはＥＣＵ２２
は、蓄熱装置１０１及び１０２に蓄えられた温度の高い
冷却水を循環通路Ｅ及びＦに循環させ、当該シリンダヘ
ッド１ａの昇温制御を行う。

【０１１３】図５は、エンジン１の停止中に蓄熱装置１
０１及び１０２からエンジン１に熱が供給されるとき
の、冷却水が循環する通路とその流通方向を示した図で
ある。

【０１１４】ここで、エンジンプレヒート制御実行中に
は、遮断弁３１はＥＣＵ２２により閉弁され、また、流
路切替弁４１はプレヒート冷却水出口側通路Ｇ２と蓄熱
装置入口側通路Ｅ１とを連通させる。同様に、流路切替
弁４２はプレヒート冷却水出口側通路Ｈ２と蓄熱装置入
口側通路Ｆ１とを連通させ、流路切替弁４３はプレヒー
ト冷却水入口側通路Ｈ１と蓄熱装置出口側通路Ｆ２とを
連通させる。

【０１１５】先ず蓄熱装置１０１を有する循環通路Ｅに
ついて説明する。蓄熱装置入口側通路Ｅ１に介在する電
動ウォータポンプ１２は、ＥＣＵ２２からの信号に基づ
いて作動し、所定の圧力で冷却水を吐出する。吐出され
た冷却水は、蓄熱装置入口側通路Ｅ１を流通して逆止弁
１１を通過し、蓄熱装置１０１に到達する。このときに
蓄熱装置１０１に流入する冷却水は、エンジン１の停止
中に温度が低下した冷却水である。

【０１１６】蓄熱装置１０１の内部に貯留された冷却水
は、冷却水注出管１０ｄを介して蓄熱装置１０１から流
出する。このときに蓄熱装置１０１から流出する冷却水
は、エンジン１の運転中に蓄熱装置１０１に流入し、当
該蓄熱装置１０１により保温された温度の高い冷却水で
ある。蓄熱装置１０１から流出した冷却水は、逆止弁１
１を通過し、蓄熱装置出口側通路Ｅ２を流通してラジエ
ータ入口側通路Ａ１に到達する。ここで、エンジン１の
停止中には、ＥＣＵ２２からの信号により遮断弁３１は
閉弁されるため、ヒータコア１３には冷却水が循環する
ことはない。また、冷却水温度がサーモスタット８の開
弁温度よりも高いときには、蓄熱装置１０１からエンジ
ン１へ熱の供給を行う必要が無いのでエンジンプレヒー
ト制御は行われない。即ち、エンジン１の停止中に冷却
水の循環が行われるのは、サーモスタット８が閉弁して
いるときに限られる。従って、ヒータコア１３及びラジ
エータ９に冷却水が循環して熱の移動が行われることに
より冷却水の温度が低下することはない。このように、
冷却水はラジエータ９及びヒータコア１３の方向には流
れずに、シリンダヘッド１ａに向かって流れる。

【０１１７】そして、冷却水はラジエータ入口側通路Ａ
１を流通して逆止弁３９及び逆止弁４０に到達する。こ
こでは、冷却水は逆止弁３９を通過することはできず、
逆止弁４０のみを通過することができる。逆止弁４０を
通過した冷却水は、プレヒート冷却水入口側通路Ｇ１を
流通し分岐された後、シリンダヘッド１ａの吸気ポート
３側に設けられた５番乃至８番シリンダ２の流入口４４
からシリンダヘッド１ａへ流入する。

【０１１８】シリンダヘッド１ａに流入した冷却水は、
ウォータジャケット２３を流通する。ウォータジャケッ
ト２３では、シリンダヘッド１ａと冷却水との間で熱交
換が行われる。冷却水が持つ熱の一部は、シリンダヘッ
ド１ａの内部を伝わりシリンダヘッド１ａ全体の温度が
上昇する。また、その分熱を失った冷却水の温度は低下
する。ここで、サーモスタット８及び遮断弁３１は閉弁
されているので、冷却水がウォータポンプ６を介してラ
ジエータ出口側通路Ａ２へ流出することはない。ウォー
タジャケット内を流通する冷却水は、シリンダヘッド１
ａの排気ポート４側に設けられた５番乃至８番シリンダ
２の流出口４５から流出し、プレヒート冷却水出口側通
路Ｇ２へ流入する。５番乃至８番シリンダ２の流出口４
５から流出した冷却水はプレヒート冷却水出口側通路Ｇ
２で合流して、流路切替弁４１を介して電動ウォータポ
ンプ１２に到達する。

【０１１９】このように、ＥＣＵ２２は、エンジン１の
始動に先立ち蓄熱装置入口側通路Ｅ１に介在する電動ウ
ォータポンプ１２を作動させることにより、５番乃至８
番シリンダ２の昇温（エンジンプレヒート制御）を行
う。

【０１２０】次に蓄熱装置１０２を有する循環通路Ｆに
ついて説明する。蓄熱装置入口側通路Ｆ１に介在する電
動ウォータポンプ１２は、ＥＣＵ２２からの信号に基づ
いて作動し、所定の圧力で冷却水を吐出する。吐出され
た冷却水は、蓄熱装置入口側通路Ｆ１を流通して逆止弁
１１を通過し、蓄熱装置１０２に到達する。このときに
蓄熱装置１０２に流入する冷却水は、エンジン１の停止
中に温度が低下した冷却水である。

【０１２１】蓄熱装置１０２の内部に貯留された冷却水
は、冷却水注出管１０ｄを介して蓄熱装置１０２から流
出する。このときに蓄熱装置１０２から流出する冷却水
は、エンジン１の運転中に蓄熱装置１０２に流入し、当
該蓄熱装置１０２により保温された温度の高い冷却水で
ある。蓄熱装置１０２から流出した冷却水は、逆止弁１
１を通過し、蓄熱装置出口側通路Ｆ２を流通し、流路切
替弁４３を介してプレヒート冷却水入口側通路Ｈ１に到
達する。

【０１２２】そして、冷却水はプレヒート冷却水入口側
通路Ｈ１を流通し分岐された後、シリンダヘッド１ａの
吸気ポート３側に設けられた１番乃至４番シリンダ２の
流入口４４からシリンダヘッド１ａへ流入する。

【０１２３】シリンダヘッド１ａに流入した冷却水は、
ウォータジャケット２３を流通する。ウォータジャケッ
ト２３では、シリンダヘッド１ａと冷却水との間で熱交
換が行われる。冷却水が持つ熱の一部は、シリンダヘッ
ド１ａの内部を伝わりシリンダヘッド１ａ全体の温度が
上昇する。また、その分熱を失った冷却水の温度は低下
する。ここで、サーモスタット８及び遮断弁３１は閉弁
されているので、冷却水がウォータポンプ６を介してラ
ジエータ出口側通路Ａ２へ流出することはない。ウォー
タジャケット内を流通する冷却水は、シリンダヘッド１
ａの排気ポート４側に設けられた１番乃至４番シリンダ
２の流出口４５から流出する。１番乃至４番シリンダ２
の流出口４５から流出した冷却水はプレヒート冷却水出
口側通路Ｈ２で合流して流路切替弁流通し４２を介して
電動ウォータポンプ１２に到達する。

【０１２４】このように、ＥＣＵ２２は、エンジン１の
始動に先立ち蓄熱装置入口側通路Ｆ１に介在する電動ウ
ォータポンプ１２を作動させることにより、１番乃至４
番シリンダ２の昇温（エンジンプレヒート制御）を行
う。

【０１２５】このように、本実施の形態では、２つの蓄
熱装置を設け、更に、夫々の蓄熱装置が夫々異なるシリ
ンダを昇温するように循環通路を設けた。このようにす
ると、温度の低いシリンダ２に接続された蓄熱装置のみ
を用いてシリンダ２毎に冷却水を流通させることができ
るので、シリンダ２間の温度差を小さくすることがで
き、また、１つの流入口４４からシリンダヘッド１ａに
流入した冷却水は、１つのシリンダのみを昇温するだけ
で良いため昇温完了までの時間を短縮することができ
る。

【０１２６】尚、本実施の形態では、１番乃至４番シリ
ンダと、５番乃至８番シリンダとを分けて冷却水を循環
するようにしたが、シリンダの組み合わせは任意に変更
できる。また、蓄熱装置は２つ以上設けても良い。例え
ば、シリンダ毎に予め温度挙動を求めておき、同じよう
な挙動を示すシリンダを１つのグループとし、同一グル
ープのシリンダには同一の蓄熱装置から冷却水が供給さ
れるようにしても良い。また、独立した循環系毎に冷却
水温度の検出を行い、検出された温度に基づいて昇温制
御を行っても良い。

【０１２７】本実施の形態では、ヒータ等を用いて冷却
水の加熱を行っても良い。このようにすると、エンジン
１に熱を供給して温度が低下した冷却水を昇温すること
ができ、長期に該エンジン１を昇温することができる。

【０１２８】本実施の形態では、シリンダ毎に異なる運
転制御を行っても良い。

【０１２９】以上説明したように、本実施の形態によれ
ば、機関停止状態にあるエンジン１についてシリンダ２
を早期に昇温することが可能となり暖機時間を大幅に短
縮することができる。また、シリンダ２間の温度差を小
さくすることが可能となる。更に、シリンダ２間の温度
差や昇温特性等に基づいて該シリンダ２の加熱を行うこ
とができる。従って、十分にシリンダ２が昇温されない
ままエンジン１が始動されることを防止することができ
る。

【０１３０】また、蓄熱装置を複数設けると１つあたり
の冷却水貯留容量を少なくすることができるため、容器
の小型化が可能となり車両搭載性が向上する。 ＜第３の実施の形態＞本実施の形態に係る蓄熱装置を備
えたエンジンは、第１の実施の形態と比較して以下の点
で相違する。

【０１３１】即ち、第１の実施の形態では、各流入口４
４とウォータジャケット２３との位置関係については特
に指定していなかったが、本実施の形態では、ウォータ
ジャケット２３内に旋回流を生じさせる位置に流入口４
４を設けている。

【０１３２】図６は、本実施の形態に係る内燃機関の蓄
熱装置を適用するエンジン１とその冷却水が循環する冷
却水通路（循環通路）とを併せ示す概略構成図である。

【０１３３】シリンダヘッド１ａには、吸気の流通路で
ある吸気ポート２０１、排気の流通路である排気ポート
２０２、冷却水の流通路であるウォータジャケット２３
が形成されている。シリンダヘッド１ａには、その噴孔
が吸気ポート２０１内に臨むように取り付けられ、ＥＣ
Ｕ２２からの信号により開弁して燃料を噴射する燃料噴
射弁２０３が取り付けられている。また、シリンダヘッ
ド１ａには、蓄熱装置とウォータジャケット２３とを連
通するデリバリパイプ２０４が接続されている。該デリ
バリパイプ２０４は、ウォータジャケット２３の図６中
上部に寄せた流入口４４において接続されている。ま
た、流入口４４は、気筒毎に設けられている。

【０１３４】このように構成された、内燃機関の蓄熱装
置では、機関始動前若しくは機関始動直後に蓄熱装置
（図示省略）から供給される温度の高い冷却水がデリバ
リパイプ２０４を介してウォータジャケット２３に流入
する。流入口４４は、ウォータジャケット２３の上方に
寄せて設けられているため、ウォータジャケット２３内
に流入した冷却水は、ウォータジャケット２３の壁面に
衝突し、該壁面に沿って図６中下方へと流れ、ウォータ
ジャケット２３内で旋回流を発生させる。

【０１３５】また、冷却水がウォータジャケット２３の
壁面に沿って流れている最中に、冷却水と壁面との間で
熱交換が行われウォータジャケット２３壁面の温度が上
昇する。ウォータジャケット２３壁面と吸気ポート２０
１とは隣接しているため、熱伝達により該吸気ポート２
０１の壁面の温度が上昇する。燃料噴射弁２０３から噴
射された燃料の一部は吸気ポート２０１の壁面に付着す
るが、ウォータジャケット２３から伝わる熱により気化
が促進される。

【０１３６】ここで、ウォータジャケット２３内での旋
回流の発生により冷却水の流速が速くなる。これによ
り、熱伝達率が大きくなり、冷却水からウォータジャケ
ット２３壁面への伝熱量が増加する。従って、吸気ポー
ト２０１壁面の温度を早期に上昇させることが可能とな
る。また、燃料噴射弁２０３から噴射された燃料が付着
する吸気ポート２０１の個所を優先的に昇温させること
ができるので、機関始動直後であっても燃料の蒸発が促
進される。

【０１３７】尚、流入口４４の開口位置は、ウォータジ
ャケット２３の上方に限らず、下方であっても良く、ま
た、中央であっても良い。この場合、流入口４４からウ
ォータジャケット２３内へ流入する冷却水が、旋回流を
生じさせるように流入角度を調整する。

【０１３８】ここで、図７は、ウォータジャケット２３
の中央部に流入口４４を備えるシリンダヘッド１ａを示
した概略構成図である。ここで、図中上方へ冷却水が流
入するように角度をつけてデリバリパイプ２０４が取り
付けられている。このように角度をつけることにより、
冷却水がウォータジャケット２３壁面に沿って流れ、旋
回流を発生させることが可能となる。流入口４４の開口
位置及び流入口４４からのウォータジャケット２３への
流入角度は、実験等により求めることができる。この場
合、昇温が必要となる部位、例えば、吸気ポート２０１
で燃料が付着する個所を最も昇温させるように流入角度
を設定しても良い。

【０１３９】以上説明したように、本実施の形態によれ
ば、ウォータジャケット２３内で旋回流を発生させて熱
伝達率を大きくし、吸気ポート２０１等の壁面を早期に
昇温することができる。従って、機関始動時における燃
料の壁面付着量が減少し、始動性を向上させ、エミッシ
ョンの悪化を抑制し、燃費を向上させることができる。
また、機関始動時に一般的に行われている燃料増量もそ
の量を減少させることができる。

【０１４０】尚、本実施の形態では、シリンダヘッド１
ａにデリバリパイプ２０４を接続させる構成をとった
が、デリバリパイプ２０４をシリンダヘッド１ａと一体
成形して部品点数を減少させても良い。 ＜第４の実施の形態＞本実施の形態に係る蓄熱装置を備
えたエンジンは、第１の実施の形態と比較して以下の点
で相違する。

【０１４１】即ち、第１の実施の形態では、各流入口４
４とウォータジャケット２３との位置関係については特
に考慮していなかったが、本実施の形態では、ウォータ
ジャケット２３内の冷却水の流れを考慮して流入口４４
を設けている。

【０１４２】図８は、本発明に係る内燃機関の蓄熱装置
を適用するエンジン１とその冷却水が循環する冷却水通
路（循環通路）Ａ、Ｂ、Ｃとを併せ示す概略構成図であ
る。循環通路に示された矢印は、エンジン１が運転され
ているときの冷却水の流通方向である。

【０１４３】ここで、図８に示すエンジン１は、水冷式
の４サイクル・Ｖ型８シリンダ・ガソリン機関であり、
２つのシリンダヘッド１ａを備えて構成される。

【０１４４】シリンダヘッド１ａには冷却水が循環する
ための通路であるウォータジャケット２３が設けられて
いる。このウォータジャケット２３の入口には、冷却水
をエンジン１外部から吸い込み、エンジン１内部に吐出
させるウォータポンプ６が設けられている。このウォー
タポンプ６は、エンジン１の出力軸の回転トルクを駆動
源として作動するポンプである。即ち、ウォータポンプ
６は、エンジン１が運転されているときに限り作動す
る。

【０１４５】エンジン１に冷却水を循環させるための通
路は、ラジエータ９を循環する循環通路Ａ、ヒータコア
１３を循環する循環通路Ｂ、蓄熱装置１０を循環する循
環通路Ｃに分別される。各循環通路の一部には他の循環
通路と共有されている個所がある。

【０１４６】循環通路Ａは、主に、冷却水の熱をラジエ
ータ９から放出させることにより、冷却水の温度を低下
させる機能を有する。

【０１４７】循環通路Ａは、ラジエータ入口側通路Ａ
１、ラジエータ出口側通路Ａ２、ラジエータ９、ウォー
タジャケット２３で構成されている。２つのシリンダヘ
ッド１ａに設けられた流出口４７にラジエータ入口側通
路Ａ１の一端が分岐して接続され、ラジエータ入口側通
路Ａ１の他端は、ラジエータ９の入口に接続される。

【０１４８】ラジエータ９の出口にラジエータ出口側通
路Ａ２の一端が接続され、ラジエータ出口側通路Ａ２の
他端はシリンダブロック（図示省略）に設けられた流入
口４６に接続されている。ラジエータ９の出口からシリ
ンダブロックに至るラジエータ出口側通路Ａ２上には、
冷却水の温度が所定温度になると開弁するサーモスタッ
ト８が設けられている。また、ラジエータ出口側通路Ａ
２とシリンダブロックとの間には、ウォータポンプ６が
介在している。

【０１４９】循環通路Ｂは、主に、冷却水の熱をヒータ
コア１３から放出させることにより、車室内雰囲気温度
を上昇させる機能を有する。

【０１５０】循環通路Ｂは、ヒータコア入口側通路Ｂ
１、ヒータコア出口側通路Ｂ２、ヒータコア１３、ウォ
ータジャケット２３で構成されている。ヒータコア入口
側通路Ｂ１の一端は、ラジエータ入口側通路Ａ１の途中
に接続される。ヒータコア入口側通路Ｂ１の一部で、シ
リンダヘッド１ａからこの接続部までの通路は、ラジエ
ータ入口側通路Ａ１と共有される。また、ヒータコア入
口側通路Ｂ１の他端は、ヒータコア１３の入口に接続さ
れる。ヒータコア１３の出口には、ヒータコア出口側通
路Ｂ２の一端が接続され、ヒータコア出口側通路Ｂ２の
他端は、ラジエータ出口側通路Ａ２の途中のサーモスタ
ット８に接続されている。このサーモスタット８からシ
リンダブロックまでの通路は、ラジエータ出口側通路Ａ
２と共有される。更に、ウォータジャケット２３も共有
される。

【０１５１】循環通路Ｃは、主に、冷却水の熱を蓄え、
また、この蓄えた熱を放出してエンジン１を温める機能
を有する。

【０１５２】循環通路Ｃは、蓄熱装置入口側通路Ｃ１、
蓄熱装置出口側通路Ｃ２、蓄熱装置１０、ウォータジャ
ケット２３等で構成されている。蓄熱装置入口側通路Ｃ
１の一端はＥＣＵ２２からの信号により作動する流路切
替弁３８を介してヒータコア出口側通路Ｂ２の一端に接
続される。シリンダヘッド１ａからこの接続部までの通
路は、循環通路Ｂと共有される。また、蓄熱装置入口側
通路Ｃ１の他端は、蓄熱装置１０の入口に接続される。
蓄熱装置１０の出口には、蓄熱装置出口側通路Ｃ２の一
端が接続され、蓄熱装置出口側通路Ｃ２の他端は、シリ
ンダ２と同数の８つに分岐しシリンダヘッド１ａへ接続
される。また、蓄熱装置１０の入口及び出口には、冷却
水を図１中の矢印方向にのみ流通させるための逆止弁１
１が設けられている。更に、蓄熱装置入口側通路Ｃ１の
途中で、且つ、逆止弁１１の上流側には、電動ウォータ
ポンプ１２が設けられている。

【０１５３】このように構成された循環通路では、エン
ジン１が運転中には、図８に示す矢印方向へ冷却水が流
通し、蓄熱装置１０に温度が上昇した冷却水が貯留され
る。ここで、流路切替弁３８はヒータコア出口側通路Ｂ
２の上流と下流及び蓄熱装置入口側通路Ｃ１とを連通し
ている。

【０１５４】図９は、エンジンプレヒート制御実行中の
冷却水が循環する通路とその流通方向を示した図であ
る。

【０１５５】ここで、流路切替弁３８は、蓄熱装置入口
側通路Ｃ１とヒータコア出口側通路Ｂ２のサーモスタッ
ト８側とのみを連通させている。即ち、このときには、
ヒータコア１３側は遮断され、ヒータコア１３には冷却
水が流通しない。

【０１５６】エンジンプレヒート制御実行中には、ＥＣ
Ｕからの信号により電動ウォータポンプ１２が作動し、
図９に示す矢印方向に冷却水を流通させる。

【０１５７】即ち、蓄熱装置１０から流出した冷却水
は、逆止弁１１を通過し、蓄熱装置出口側通路Ｃ２を流
通して分岐された後、シリンダヘッド１ａの吸気ポート
３側に設けられた８つの流入口４４からシリンダヘッド
１ａへ流入する。このときに蓄熱装置１０から流出する
冷却水は、エンジン１の運転中に蓄熱装置１０に流入
し、当該蓄熱装置１０により保温された温度の高い冷却
水である。

【０１５８】シリンダヘッド１ａに流入した冷却水は、
ウォータジャケット２３を流通して流入口４６へ到達す
る。冷却水は、流入口４６を逆流してヒータコア出口側
通路Ｂ２へ流出し、流路切替弁３８を介して電動ウォー
タポンプ１２に戻る。

【０１５９】このように、ＥＣＵ２２は、エンジン１の
始動に先立ち電動ウォータポンプ１２を作動させること
により、シリンダヘッド１ａの昇温（エンジンプレヒー
ト制御）を行う。

【０１６０】このように、本実施の形態では、シリンダ
２毎に冷却水の流入口４４を設けた。このようにする
と、シリンダ２毎に冷却水を供給させることができるの
でシリンダ２間の温度差を小さくすることができ、ま
た、１つの流入口４４からシリンダヘッド１ａに流入し
た冷却水は、１つのシリンダのみを昇温するだけで良い
ため昇温完了までの時間を短縮することができる。

【０１６１】また、本実施の形態では、流入口４４を各
シリンダ２の中心よりも流出口４７側へ偏心して設け
た。

【０１６２】ここで、図１０は、各シリンダ２の中心よ
りも流出口４７側へ偏心して設けられた流入口４４を備
えるシリンダヘッド１ａの概略構成図である。

【０１６３】このように構成された蓄熱装置を備えた内
燃機関では、エンジンプレヒート制御を実行すると、冷
却水が流入口４４からウォータジャケット２３に流入す
る。ウォータジャケット２３内では、冷却水が流入口４
６に向けて流通し、該流入口４６からエンジン１の外部
へ流出する。従って、ウォータジャケット２３内では、
流入口４６に向けた冷却水の流れが存在する。ここで、
流入口４４からウォータジャケット２３に流入した冷却
水は、ウォータジャケット２３内の冷却水の流れに従
い、流入口４６へ向けて流される。従って、昇温が必要
となる部位に向けて流入口４４を設けても、該流入口４
４から供給された冷却水は下流へと流され、目標となる
位置を昇温させることが困難となる。従って、昇温目標
となる、例えば吸気ポート３の場合には、流入口４６側
の吸気ポート３の温度が流出口４７の吸気ポート３の温
度よりも高くなってしまう。

【０１６４】そこで、本実施の形態では、ウォータジャ
ケット２３内の冷却水の流れを考慮して、流入口４４を
流出口４７側へ偏心して設けた。このようにして、流入
口４４から流入した冷却水がウォータジャケット２３内
で流入口４６側へ流されたとしても、目標となる位置に
到達することができる。流入口４４を設ける位置は、実
験等によりもとめることが可能である。

【０１６５】尚、本実施の形態では、流入口４４は、ウ
ォータジャケット２３内の冷却水流れの上流側のみなら
ず、下流側に設けても良く、シリンダ２の中心軸上に設
けてもよい。この場合、流入口４４からウォータジャケ
ット２３内へ流入する冷却水が、流出口４７側へ流出す
るようにする。

【０１６６】ここで、図１１は、各シリンダ２の中心軸
上に流入口４４を備えたシリンダヘッドを示す概略構成
図である。ここで、蓄熱装置出口側通路Ｃ２からウォー
タジャケット２３に流入する冷却水の通路は、冷却水流
れの上流方向、即ち流出口４７側に角度をつけて取り付
けられている。このように角度をつけることにより、ウ
ォータジャケット２３内に流入した冷却水が、一旦流出
口４７側へ流出した後、冷却水の流れに従い流入口４６
側へ流される。従って、昇温目標となる部位に高温の冷
却水を到達させることが可能となる。

【０１６７】また、本発明においては、１気筒あたりに
複数の流入口を設けても良い。この場合、複数の昇温目
標部位を同時に昇温させることが可能となる。

【０１６８】以上説明したように、本実施の形態によれ
ば、ウォータジャケット２３内の冷却水流れを考慮して
流入口４４を設けることにより、温度の高い冷却水を昇
温目標となる部位に到達させ、吸気ポート３等の壁面を
早期に均等に昇温させることが可能となる。従って、機
関始動時における燃料の壁面付着量を減少させ、始動性
を向上させることができる。また、機関始動時に一般的
に行われている燃料増量の量を減少させることができ、
燃費を向上させることができる。更に、１つの気筒に複
数の吸気ポートを備えている場合には、ポート間の温度
差を小さくすることが可能となる。

【０１６９】尚、本実施の形態では、シリンダヘッド１
ａの外部で蓄熱装置出口側通路Ｃ２を分岐させてシリン
ダヘッド１ａへ接続させる構成をとったが、シリンダヘ
ッド１ａ内部で分岐させて部品点数を減少させても良
い。 ＜第５の実施の形態＞本実施の形態に係る蓄熱装置を備
えたエンジンは、第１の実施の形態と比較して以下の点
で相違する。

【０１７０】即ち、本実施の形態では、蓄熱装置から温
度の高い冷却水を供給するための流入口４４をシリンダ
ブロック１ｂに設けている。

【０１７１】図１２は、シリンダブロックに冷却水の流
入口４４を備える筒内燃料噴射式内燃機関を示した概略
構成図である。

【０１７２】エンジン１は、シリンダヘッド１ａ及びシ
リンダブロック１ｂを備えて構成されている。

【０１７３】シリンダヘッド１ａには、吸気の流通路で
ある吸気ポート２０１、排気の流通路である排気ポート
２０２、冷却水の流通路であるウォータジャケット２３
が形成されている。シリンダヘッド１ａには、その噴孔
が燃焼室２０５内に臨むように取り付けられ、ＥＣＵ２
２からの信号により開弁して燃料を噴射する燃料噴射弁
２０３が取り付けられている。

【０１７４】シリンダブロック１ｂには、ピストン２０
６が備えられ、更にウォータジャケット２３が形成され
ている。また、シリンダブロック１ｂの吸気ポート２０
１側にはウォータジャケット２３に連通するデリバリパ
イプ２０４が備えられ、該デリバリパイプ２０４は、シ
リンダブロック１ｂ設けられた流入口４４を介して接続
されている。この流入口４４は、気筒毎に設けられてい
る。

【０１７５】このように構成された、内燃機関の蓄熱装
置では、機関始動前若しくは機関始動直後に蓄熱装置
（図示省略）から供給される温度の高い冷却水がデリバ
リパイプ２０４を介してウォータジャケット２３に流入
する。ウォータジャケット２３内に流入した冷却水とシ
リンダブロック１ｂの吸気ポート２０１側とで熱交換が
行われ、シリンダブロック１ｂに熱が伝達される。更
に、シリンダブロック１ｂとピストン２０６とで熱交換
が行われ、ピストン２０６へ熱が伝達される。このよう
にして、シリンダ壁及びピストン２０６の温度を上昇さ
せることができる。

【０１７６】ここで、機関運転時には、燃料噴射弁２０
３から噴射される燃料の一部がピストン２０６上部に付
着する。機関始動時等でピストン２０６の温度が低い場
合には、該ピストン２０６上部に付着した燃料の蒸発が
緩慢となりスモーク発生の虞がある。

【０１７７】その点、本実施の形態による蓄熱装置を備
えた内燃機関によれば、機関始動前若しくは始動直後で
あっても、ピストンを昇温させることができ、スモーク
を低減することができる。また、燃料の増量を低減する
ことが可能となり、燃費を向上させることができる。更
に、シリンダブロック１ｂを昇温させることにより、機
関始動直後に該シリンダブロック１ｂに付着する潤滑油
が昇温されるので、摩擦損失を低減させ燃費を向上させ
ることができる。

【０１７８】次に、図１３は、シリンダブロックに流入
口を２個所備える筒内燃料噴射式内燃機関を示した概略
構成図である。図１２に示す筒内噴射式内燃機関と比較
して、排気ポート２０２側にも流入口を設け、更にシリ
ンダブロック１ｂ内のウォータジャケット２３に該ウォ
ータジャケット２３の流路面積を減少させるスペーサ２
０７を入れている点で異なっている。

【０１７９】このように構成された、内燃機関の蓄熱装
置では、スペーサ２０７により、シリンダブロック１ｂ
内の冷却水量が少なくなり、昇温の必要な個所に温度の
高い冷却水を供給することができる。また、吸気ポート
２０１側及び排気ポート２０２側からピストン２０６及
びシリンダ壁を昇温させることができるため、流入口が
１つの場合と比較して昇温時間を更に短縮することがで
き、摩擦損失を更に低減することができる。

【０１８０】次に、図１４は、シリンダヘッド及びシリ
ンダブロックに流入口を備えるポート内燃料噴射式内燃
機関を示した概略構成図である。

【０１８１】エンジン１は、シリンダヘッド１ａ及びシ
リンダブロック１ｂを備えて構成されている。

【０１８２】シリンダヘッド１ａには、吸気の流通路で
ある吸気ポート２０１、排気の流通路である排気ポート
２０２、冷却水の流通路であるウォータジャケット２３
が形成されている。シリンダヘッド１ａには、その噴孔
が吸気ポート２０１内に臨むように取り付けられ、ＥＣ
Ｕ２２からの信号により開弁して燃料を噴射する燃料噴
射弁２０３が取り付けられている。また、シリンダヘッ
ド１ａには、ウォータジャケット２３に連通するデリバ
リパイプ２０４が接続されている。ここで、該デリバリ
パイプ２０４は、流入口４４において接続され、該流入
口４４は気筒毎に設けられている。

【０１８３】シリンダブロック１ｂには、ピストン２０
６が備えられ、更にウォータジャケット２３が形成され
ている。また、シリンダブロック１ｂの吸気ポート２０
１側にはウォータジャケット２３に連通するデリバリパ
イプ２０４が備えられている。該デリバリパイプ２０４
は、シリンダブロック１ｂ設けられた流入口４４を介し
て接続され、該流入口４４は、気筒毎に設けられてい
る。

【０１８４】このように構成された、内燃機関の蓄熱装
置では、機関始動前若しくは機関始動直後に蓄熱装置
（図示省略）から供給される温度の高い冷却水がデリバ
リパイプ２０４を介してウォータジャケット２３に流入
する。ウォータジャケット２３に流入した冷却水とウォ
ータジャケット２３壁面との間で熱交換が行われウォー
タジャケット２３壁面の温度が上昇する。ウォータジャ
ケット２３壁面と吸気ポート２０１とは隣接しているた
め、熱伝達により該吸気ポート２０１の壁面の温度が上
昇する。一方、ウォータジャケット２３内に流入した冷
却水とシリンダブロック１ｂの吸気ポート２０１側とで
熱交換が行われ、シリンダブロック１ｂに熱が伝達され
る。更に、シリンダブロック１ｂとピストン２０６とで
熱交換が行われ、ピストン２０６へ熱が伝達される。こ
のようにして、シリンダ壁及びピストン２０６の温度を
上昇させることができる。

【０１８５】このようにして、吸気ポート２０１、ピス
トン２０６及びシリンダ壁面を機関始動前から昇温させ
ることができ、スモークを低減することができる。ま
た、燃料の増量を低減することが可能となり、燃費を向
上させることができる。更に、シリンダブロック１ｂを
昇温させることにより、機関始動直後に該シリンダブロ
ック１ｂに付着する潤滑油が昇温されるので、摩擦損失
を低減させ燃費を向上させることができる。

【０１８６】尚、本実施の形態では、シリンダヘッド１
ａ及びシリンダブロック１ｂにデリバリパイプ２０４を
接続させる構成をとったが、デリバリパイプ２０４をシ
リンダヘッド１ａ及びシリンダブロック１ｂと一体成形
して部品点数を減少させても良い。

【０１８７】

【発明の効果】本発明に係る蓄熱装置を備えた内燃機関
では、当該内燃機関に熱媒体が流入するための流入口を
複数備えているため、総ての流入口に対して略同量の熱
を持つ熱媒体が並行に流入するようになる。

【０１８８】この結果、内燃機関における総ての流入口
近傍の部位は、短時間に且つ均等に温められるようにな
り、以て内燃機関の暖機を早期に完了させることができ
るとともに、各流入口近傍の部位毎に温度が異なること
が無くなる。

【０１８９】また、本発明に係る蓄熱装置を備えた内燃
機関では、冷却水に旋回流を生じさせて熱伝達率を大き
し内燃機関の暖機を早期に完了させることができる。

【０１９０】更に、本発明に係る蓄熱装置を備えた内燃
機関では、冷却水の流れを考慮して昇温が必要な部位に
熱媒体からの熱を供給することができ、早期暖機を行う
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１の実施の形態に係る内燃機関の蓄熱装置
を適用するエンジンとその冷却水が循環する冷却水通路
とを併せ示す概略構成図である。

【図２】 ＥＣＵの内部構成を示すブロック図である。

【図３】 第１の実施の形態に係るエンジンプレヒート
制御中の冷却水循環方向を示す図である。

【図４】 第２の実施の形態に係る内燃機関の蓄熱装置
を適用するエンジンとその冷却水が循環する冷却水通路
とを併せ示す概略構成図である。

【図５】 第２の実施の形態に係るエンジンプレヒート
制御中の冷却水循環方向を示す図である。

【図６】 第３の実施の形態に係る内燃機関の蓄熱装置
を適用するエンジン１とその冷却水が循環する冷却水通
路（循環通路）とを併せ示す概略構成図である。

【図７】 ウォータジャケットの中央部に流入口を備え
るシリンダヘッドを示した概略構成図である。

【図８】 第４の実施の形態に係る内燃機関の蓄熱装置
を適用するエンジンとその冷却水が循環する冷却水通路
とを併せ示す概略構成図である。

【図９】 第４の実施の形態に係るエンジンプレヒート
制御中の冷却水循環方向を示す図である。

【図１０】 各シリンダの中心よりも流出口側へ偏心し
て設けられた流入口を備えるシリンダヘッドの概略構成
図である。

【図１１】 各シリンダの中心軸上に流入口を備えたシ
リンダヘッドを示す概略構成図である。

【図１２】 シリンダブロックに冷却水の流入口を備え
る筒内燃料噴射式内燃機関を示した概略構成図である。

【図１３】 シリンダブロックに流入口を２個所備える
筒内燃料噴射式内燃機関を示した概略構成図である。

【図１４】 シリンダヘッド及びシリンダブロックに流
入口を備えるポート内燃料噴射式内燃機関を示した概略
構成図である。

【符号の説明】

１・・・・エンジン １ａ・・・シリンダヘッド ６・・・・ウォータポンプ ８・・・・サーモスタット ９・・・・ラジエータ １０・・・蓄熱装置 １０ａ・・外側容器 １０ｂ・・内側容器 １０ｃ・・冷却水注入管 １０ｄ・・冷却水注出管 １１・・・逆止弁 １２・・・電動ウォータポンプ １３・・・ヒータコア ２２・・・ＥＣＵ ２３・・・ウォータジャケット ３１・・・遮断弁 ３８・・・流路切替弁 ３９・・・逆止弁 ４０・・・逆止弁 ４１・・・流路切替弁 ４２・・・流路切替弁 ４３・・・流路切替弁 １０１・・蓄熱装置 １０２・・蓄熱装置 Ａ・・・・循環通路 Ａ１・・・ラジエータ入口側通路 Ａ２・・・ラジエータ出口側通路 Ｂ・・・・循環通路 Ｂ１・・・ヒータコア入口側通路 Ｂ２・・・ヒータコア出口側通路 Ｃ・・・・循環通路 Ｃ０・・・連通路 Ｃ１・・・蓄熱装置入口側通路 Ｃ２・・・蓄熱装置出口側通路 Ｄ１・・・プレヒート冷却水入口側通路 Ｄ２・・・プレヒート冷却水出口側通路 Ｅ・・・・循環通路 Ｅ０・・・連通路 Ｅ１・・・蓄熱装置入口側通路 Ｅ２・・・蓄熱装置出口側通路 Ｆ・・・・循環通路 Ｆ０・・・連通路 Ｆ１・・・蓄熱装置入口側通路 Ｆ２・・・蓄熱装置出口側通路 Ｇ１・・・プレヒート冷却水入口側通路 Ｇ２・・・プレヒート冷却水出口側通路 Ｈ１・・・プレヒート冷却水入口側通路 Ｈ２・・・プレヒート冷却水出口側通路

───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｆ０２Ｆ 1/36 Ｆ０２Ｆ 1/36 Ｃ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱媒体が持つ熱を蓄える蓄熱手段と、 前記蓄熱手段に蓄えられた熱媒体を内燃機関へ供給する
   熱供給手段と、 前記熱供給手段によって供給された熱媒体を前記内燃機
   関へ流入させるための複数の流入口と、を備えたことを
   特徴とする蓄熱装置を備えた内燃機関。
2. 【請求項２】 多気筒内燃機関であって、前記流入口
   は、気筒毎に設けられていることを特徴とする請求項１
   に記載の蓄熱装置を備えた内燃機関。
3. 【請求項３】 前記内燃機関は、複数の蓄熱手段と、当
   該蓄熱手段毎に熱供給手段とを備え、前記蓄熱手段は夫
   々少なくとも１つの流入口へ熱媒体を供給し且つ前記流
   入口には１つの蓄熱手段からのみ熱媒体が供給されるこ
   とを特徴とする請求項１又は２に記載の蓄熱装置を備え
   た内燃機関。
4. 【請求項４】 前記熱供給手段は、夫々他の熱供給手段
   から独立して熱媒体の供給制御を行うことを特徴とする
   請求項３に記載の蓄熱装置を備えた内燃機関。
5. 【請求項５】 前記内燃機関に流入した熱媒体が流通す
   るウォータジャケットを備え、流入口からウォータジャ
   ケット内に流入した熱媒体が旋回するように流入口の位
   置及び熱媒体の流入角度を設定したことを特徴とする請
   求項１乃至４の何れかに記載の蓄熱装置を備えた内燃機
   関。
6. 【請求項６】 前記内燃機関に流入した熱媒体が流通す
   るウォータジャケットを備え、前記流入口から前記ウォ
   ータジャケット内に流入した熱媒体が、ウォータジャケ
   ット内に存在する熱媒体の流れに流された後に熱媒体の
   供給が必要となる部位へ到達するように流入口の位置及
   び熱媒体の流入角度を設定したことを特徴とする請求項
   １乃至５の何れかに記載の蓄熱装置を備えた内燃機関。