JP2003184721A - ハイブリットシステムの蓄熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、燃料電池と内燃機関を具備したハ
イブリットシステムの蓄熱装置において、内燃機関の好
適な暖機を行える技術を提供することを課題とする。 【解決手段】 本発明は、内燃機関（１）及び燃料電池
（１３）を具備したハイブリットシステムと、内燃機関
（１）を循環する熱媒体の一部を保温貯蔵する蓄熱機構
（１６）とを備えたハイブリットシステムの蓄熱装置に
おいて、燃料電池（１３）が発生する熱を利用して熱媒
体を加熱することにより、蓄熱機構（１６）への蓄熱及
び内燃機関（１）の加熱を効率的に行い、以て内燃機関
（１）を好適に暖機することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷却水や潤滑油等
のような熱媒体の循環により冷却又は加熱されるハイブ
リットシステムの蓄熱技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車等の車両に搭載される内
燃機関は、燃焼室周辺の温度が所定温に達していない状
態（冷間状態）で運転されると、燃焼室に供給される燃
料が十分に霧化されず、排気特性（エミッション）や燃
費性能の悪化等を招きやすい。

【０００３】しかしながら、内燃機関は、一時的な運転
停止後の再始動時のような場合を除き、始動時から暖機
完了時までの期間に冷間状態で運転されることとなる。

【０００４】このような問題に対し、例えば、特開平６
−１８５３５９号公報に記載されているような内燃機関
の蓄熱装置が提案されている。この公報に記載された内
燃機関の蓄熱装置は、内燃機関の運転時に発生した熱に
より昇温した冷却水を保温状態で貯蔵する蓄熱器を備
え、前記蓄熱器に蓄えられた高温の冷却水を冷間状態の
内燃機関に流通させることにより、内燃機関の暖機を早
期に完了させようとするものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年では、
燃料を改質して発電する燃料電池と内燃機関とを備え、
車両停止時などに内燃機関の運転を停止させ、その際に
必要となる電力を燃料電池によって賄うハイブリットシ
ステムの開発が進められている。

【０００６】このようなハイブリットシステムを搭載し
た車両に前述した内燃機関の蓄熱装置が適用された場
合、内燃機関が極短期間で運転停止されると、冷却水が
蓄熱に適した温度域まで上昇しないため、十分な蓄熱を
行うことが困難となり、内燃機関の再始動時に好適な暖
機を実現することができなくなる虞がある。

【０００７】本発明は、上記したような問題点に鑑みて
なされたものであり、燃料電池と内燃機関とを具備した
ハイブリットシステムにおいて、内燃機関の好適な暖機
を行える技術を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、前述した課題
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、本発明に係るハイブリットシステムの蓄熱装置は、
内燃機関及び燃料電池を具備したハイブリットシステム
と、前記内燃機関を経由して熱媒体が循環する機関用熱
媒体通路と、前記機関用熱媒体通路を流通する熱媒体の
一部を保温貯蔵するとともに、保温貯蔵された熱媒体を
前記機関用熱媒体通路へ供給して内燃機関の昇温を図る
蓄熱機構と、前記燃料電池が発生する熱により前記熱媒
体を加熱する加熱機構と、を備えている。

【０００９】この発明は、内燃機関及び燃料電池を具備
したハイブリットシステムと、内燃機関を循環する熱媒
体の一部を保温貯蔵する蓄熱機構とを備えたハイブリッ
トシステムの蓄熱装置において、燃料電池が発生する熱
を利用して熱媒体を加熱することを最大の特徴としてい
る。

【００１０】かかるハイブリットシステムの蓄熱装置で
は、蓄熱機構は、機関用熱媒体通路を循環する熱媒体の
一部を蓄熱状態で貯蔵する。内燃機関が冷間状態にある
とき等のように内燃機関を昇温させる必要があるとき
は、蓄熱機構は、該蓄熱機構に貯蔵されていた熱媒体を
機関用熱媒体通路へ供給する。この場合、熱媒体の熱が
内燃機関へ伝達され、内燃機関が速やかに昇温すること
になる。

【００１１】一方、加熱機構は、燃料電池が発生する熱
を利用して熱媒体を加熱する。加熱機構により加熱され
た熱媒体は、機関用熱媒体通路を循環し又は蓄熱機構に
貯蔵されることになる。

【００１２】この結果、内燃機関の運転条件に依存する
ことなく機関用熱媒体通路を流通する熱媒体又は蓄熱機
構に貯蔵される熱媒体の温度を所望の温度域まで高める
ことが可能となる。

【００１３】本発明に係るハイブリットシステムの蓄熱
装置は、燃料電池を経由して熱媒体が循環する電池用熱
媒体通路を更に備えるようにしてもよい。

【００１４】この場合、加熱機構は、電池用熱媒体通路
内の熱媒体を機関用熱媒体通路又は蓄熱機構へ供給する
ことにより機関用熱媒体通路を流通する熱媒体又は蓄熱
機構に貯蔵される熱媒体を加熱することができる。

【００１５】例えば、加熱機構は、内燃機関を昇温させ
る必要があるときは電池用熱媒体通路内の熱媒体を機関
用熱媒体通路へ供給し、蓄熱機構に高温の熱媒体を貯蔵
する必要があるときは電池用熱媒体通路内の熱媒体を蓄
熱機構へ供給するようにしてもよい。

【００１６】但し、内燃機関を昇温させる必要があると
きは、蓄熱機構内の熱媒体に比して電池用熱媒体通路内
の熱媒体が高温であることを条件に電池用熱媒体通路内
の熱媒体が機関用熱媒体通路へ供給され、蓄熱機構に高
温の熱媒体を貯蔵する必要があるときは、機関用熱媒体
通路内の熱媒体に比して電池用熱媒体通路内の熱媒体が
高温であることを条件に電池用熱媒体通路内の熱媒体が
蓄熱機構へ供給されるようにしてもよい。

【００１７】本発明に係るハイブリットシステムの蓄熱
装置において、機関用熱媒体通路と電池用熱媒体通路と
は、内燃機関と燃料電池と蓄熱機構とが直列に配置され
るよう同一の熱媒体通路で構成されるようにしてもよ
い。

【００１８】その際の熱媒体通路は、熱媒体が内燃機関
から燃料電池と蓄熱装置とを順次経由した後に内燃機関
へ還流されるよう構成されるようにしてもよい。この場
合、燃料電池を経由した高温の熱媒体が不要に放熱され
ることなく蓄熱装置に貯蔵されることになる。

【００１９】上記したように内燃機関と燃料電池と蓄熱
機構とが順次直列に配置されるよう機関用熱媒体通路及
び電池用熱媒体通路が構成される場合には、加熱機構
は、蓄熱機構を迂回するバイパス通路と、このバイパス
通路と蓄熱機構との何れか一方に熱媒体を流通させる通
路切換弁とを具備し、内燃機関を昇温させる必要がある
ときはバイパス通路に熱媒体が流通するよう通路切換弁
が動作し、蓄熱機構に高温の熱媒体を貯蔵する必要があ
るときは蓄熱機構に熱媒体が流通するよう通路切換弁が
動作するようにしてもよい。

【００２０】このように通路切換弁が動作すると、内燃
機関を昇温させる必要あるときは、燃料電池を経由した
高温の熱媒体が蓄熱機構を経由することなく内燃機関へ
供給されることとなり、内燃機関が熱媒体の熱を受けて
昇温することになる。また、蓄熱機構に高温の熱媒体を
貯蔵する必要があるときは、燃料電池を経由した高温の
熱媒体が内燃機関を経由することなく蓄熱機構へ供給さ
れることとなり、蓄熱機構に比較的高温の熱媒体が貯蔵
されることになる。

【００２１】本発明に係るハイブリットシステムの蓄熱
装置において、機関用熱媒体通路と電池用熱媒体通路と
は、蓄熱機構を介して並列に接続されるようにしてもよ
い。

【００２２】その際、加熱機構は、蓄熱機構を迂回して
機関用熱媒体通路と電池用熱媒体通路を接続するバイパ
ス通路と、バイパス通路と蓄熱装置との何れか一方に熱
媒体を流通させる通路切換弁とを具備し、内燃機関を昇
温させる必要があるときはバイパス通路に熱媒体が流通
するよう通路切換弁が動作し、蓄熱機構に高温の熱媒体
を貯蔵する必要があるときは蓄熱機構に熱媒体が流通す
るよう通路切換弁が動作するようにしてもよい。

【００２３】このように通路切換弁が動作すると、内燃
機関を昇温させる必要あるときには、電池用熱媒体通路
を循環する高温の熱媒体が蓄熱機構を経由することなく
機関用熱媒体通路へ供給されることとなり、内燃機関が
機関用熱媒体通路を循環する熱媒体の熱を受けて昇温す
ることになる。また、蓄熱機構に高温の熱媒体を貯蔵す
る必要があるときには、電池用熱媒体通路を循環する高
温の熱媒体が内燃機関を経由することなく蓄熱機構へ供
給されることとなり、蓄熱機構に比較的高温の熱媒体が
貯蔵されることになる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るハイブリット
システムの蓄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。

【００２５】＜実施の形態１＞先ず、本発明に係るハイ
ブリットシステムの蓄熱装置の第１の実施の形態につい
て図１〜図９に基づいて説明する。

【００２６】図１は、本発明に係るハイブリットシステ
ムを搭載した車両の冷却水循環系を示す図である。

【００２７】図１において、内燃機関１は、ガソリン又
は軽油を燃料とする水冷式の内燃機関であり、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。

【００２８】前記内燃機関１には、駆動電力が印加され
たときに該内燃機関１の図示しないクランクシャフトを
回転させるスタータモータ１００が取り付けられてい
る。

【００２９】前記したシリンダヘッド１ａとシリンダブ
ロック１ｂには、本発明に係る熱媒体としての冷却水を
循環させるヘッド側冷却水路２ａとブロック側冷却水路
２ｂとがそれぞれ形成され、それらヘッド側冷却水路２
ａとブロック側冷却水路２ｂとが相互に連通している。

【００３０】前記ヘッド側冷却水路２ａには、第１冷却
水路４が接続され、その第１冷却水路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
却水流出口は、第２冷却水路６を介してサーモスタット
バルブ７に接続されている。

【００３１】前記サーモスタットバルブ７には、前記し
た第２冷却水路６に加えて、第３冷却水路８と第４冷却
水路９とが接続されている。前記第３冷却水路８は、図
示しないクランクシャフトの回転トルクによって駆動さ
れる機械式ウォーターポンプ１０の吸込口に接続され、
その機械式ウォーターポンプ１０の吐出口は前記ブロッ
ク側冷却水路２ｂに接続されている。一方、前記第４冷
却水路９は、前記ヘッド側冷却水路２ａに連通してい
る。

【００３２】前記サーモスタットバルブ７は、該サーモ
スタットバルブ７を流通する冷却水の温度に応じて第２
冷却水路６と第４冷却水路９との何れか一方を遮断する
よう構成されている。具体的には、サーモスタットバル
ブ７は、該サーモスタットバルブ７を流通する冷却水の
温度が所定の開弁温度（例えば、８０℃）未満であると
きは第３冷却水路８を遮断して第２冷却水路６と第４冷
却水路９を導通させ、該サーモスタットバルブ７を流通
する冷却水の温度が前記開弁温度以上であるときは第４
冷却水路９を遮断して第２冷却水路６と第３冷却水路８
とを導通させるよう構成されている。

【００３３】前記した第３冷却水路８における機械式ウ
ォーターポンプ１０の直上流の部位には、該第３冷却水
路８内を流れる冷却水の温度、すなわち内燃機関１に流
入する冷却水の温度に対応した電気信号を出力する水温
センサ１９が取り付けられている。

【００３４】次に、ヘッド側冷却水路２ａには、ヒータ
ホース１１の基端が接続され、そのヒータホース１１の
終端は、前記したサーモスタットバルブ７と機械式ウォ
ーターポンプ１０とを接続する第３冷却水路８の途中に
接続されている。

【００３５】前記ヒータホース１１の途中には、冷却水
と車室内暖房用空気との間で熱交換を行うヒータコア１
２が配置されている。このヒータコア１２には、該ヒー
タコア１２において冷却水との間で熱交換が行われた暖
房用空気を車室内へ圧送するヒータブロア１２０が併設
されている。ヒータブロア１２０は、車室内に設けられ
たヒータスイッチ２１がオン状態にあるときに作動す
る。

【００３６】前記ヒータホース１１における該ヒータホ
ース１１の基端とヒータコア１２との間に位置する部位
には燃料電池１３が配置されている。この燃料電池１３
は、ガソリンなどの燃料を改質し、その改質燃料を酸化
させることにより発電を行うものである。

【００３７】前記燃料電池１３により発電された電力
は、内燃機関１に併設された図示しないパワーステアリ
ング装置や空調装置などの種々の補機類へ供給され、又
は図示しないバッテリやキャパシタなどに蓄電される。

【００３８】前記ヒータホース１１において該ヒータホ
ース１１の基端と燃料電池１３との間に位置する部位に
は、電動ウォーターポンプ１４が配置されている。この
電動ウォーターポンプ１４は、電気モータによって駆動
されるポンプであり、該電動ウォーターポンプ１４の吸
込口から吸い込んだ冷却水を吐出口から所定の圧力で吐
出するよう構成されている。

【００３９】尚、電動ウォーターポンプ１４は、該電動
ウォーターポンプ１４の吸込口がヒータホース１１の基
端側に位置し、且つ、吐出口が燃料電池１３側に位置す
るようヒータホース１１と接続されている。

【００４０】前記ヒータホース１１において燃料電池１
３とヒータコア１２との間に位置する部位には、第１の
タンク用通路１５ａが接続されている。第１のタンク用
通路１５ａは、蓄熱タンク１６に接続されている。

【００４１】前記蓄熱タンク１６は、冷却水を蓄熱状態
で保存する容器であり、該蓄熱タンク１６内へ冷却水を
流入させるための冷却水入口１６ａと、該蓄熱タンク１
６内から冷却水を流出するための冷却水出口１６ｂとを
備えており、前記した第１のタンク用通路１５ａは、冷
却水入口１６ａに接続されている。

【００４２】尚、蓄熱タンク１６の冷却水入口１６ａと
冷却水出口１６ｂとには、それぞれ冷却水の逆流を防止
する一方向弁（ワンウェイバルブ）１６ｃ、１６ｄが設
けられている。

【００４３】前記蓄熱タンク１６の冷却水出口１６ｂに
は、第２のタンク用通路１５ｂが接続されている。この
第２のタンク用通路１５ｂは、前記ヒータホース１１に
おける該ヒータホース１１の終端とヒータコア１２との
間の部位に接続されている。

【００４４】以下では、ヒータホース１１において、該
ヒータホース１１の基端と電動ウォーターポンプ１４と
の間に位置する部位を第１ヒータホース１１ａと称し、
電動ウォーターポンプ１４と燃料電池１３との間に位置
する部位を第２ヒータホース１１ｂと称し、燃料電池１
３と第１のタンク用通路１５ａの基端との間に位置する
部位を第３ヒータホース１１ｃと称し、第１のタンク用
通路１５ａの基端とヒータコア１２との間に位置する部
位を第４ヒータホース１１ｄと称し、ヒータコア１２と
第２のタンク用通路１５ｂの終端との間に位置する部位
を第５ヒータホース１１ｅと称し、第２のタンク用通路
１５ｂの終端と該ヒータホース１１の終端との間に位置
する部位を第６ヒータホース１１ｆと称するものとす
る。

【００４５】前述した第３ヒータホース１１ｃと第４ヒ
ータホース１１ｄと第１のタンク用通路１５ａとの接続
部には、流路切換弁１７が設けられている。この流路切
換弁１７は、前記した３つの通路の導通と、前記３つの
通路の何れか１つの遮断とを選択に切り換えるバルブで
ある。流路切換弁１７は、例えば、図示しないステップ
モータ等からなるアクチュエータによって駆動されるよ
うになっている。

【００４６】このように構成された冷却水循環系には、
該冷却水循環系を制御するための電子制御ユニット（El
ectronic Control Unit：ECU）２０が併設されている。
このＥＣＵ２０は、冷却水循環系を専用に制御する電子
制御ユニットであってもよく、あるいは冷却水循環系の
制御とハイブリットシステムの制御とを兼任する電子制
御ユニットであってもよい。

【００４７】前記ＥＣＵ２０には、前述した水温センサ
１９に加え、車室内に取り付けられたヒータスイッチ２
１、イグニッションスイッチ２２、及びスタータスイッ
チ２３が電気的に接続されるとともに、電動ウォーター
ポンプ１４、流路切換弁１７、スタータモータ１００、
及びヒータブロア１２０が電気的に接続されている。

【００４８】ＥＣＵ２０は、内燃機関１の運転状態や各
種センサの出力信号値等をパラメータとして、電動ウォ
ーターポンプ１４、流路切換弁１７、スタータモータ１
００、及びヒータブロア１２０を制御する。

【００４９】以下、この実施の形態におけるハイブリッ
トシステムの蓄熱装置の作用について説明する。

【００５０】先ず、内燃機関１の始動に先駆けて該内燃
機関１を予熱する場合について説明する。ここでは、蓄
熱タンク１６内に予め高温の冷却水が貯蔵されているも
のとする。

【００５１】ＥＣＵ２０は、内燃機関１のクランキング
が開始される前、例えば、イグニッションスイッチ２２
がオフからオンへ切り換えられたときに、第４ヒータホ
ース１１ｄを遮断し且つ第３ヒータホース１１ｃと第１
のタンク用通路１５ａとを導通させるべく流路切換弁１
７を制御するとともに、電動ウォーターポンプ１４を作
動させるべく該電動ウォーターポンプ１４へ駆動電力を
供給する。

【００５２】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のみが作動するた
め、図２に示すように、電動ウォーターポンプ１４→第
２ヒータホース１１ｂ→燃料電池１３→第３ヒータホー
ス１１ｃ→流路切換弁１７→第１のタンク用通路１５ａ
→蓄熱タンク１６→第２のタンク用通路１５ｂ→第６ヒ
ータホース１１ｆ→第３冷却水路８→機械式ウォーター
ポンプ１０→ブロック側冷却水路２ｂ→ヘッド側冷却水
路２ａ→第１ヒータホース１１ａ→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。

【００５３】前記した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ヒータホ
ース１１ｂ、燃料電池１３、第３ヒータホース１１ｃ、
流路切換弁１７、及び第１のタンク用通路１５ａを介し
て蓄熱タンク１６に流入し、それと入れ代わりに蓄熱タ
ンク１６内に蓄熱状態で貯蔵されていた冷却水（以下、
蓄熱温水と称する）が該蓄熱タンク１６から排出され
る。蓄熱タンク１６から排出された蓄熱温水は、第２の
タンク用通路１５ｂ、第６ヒータホース１１ｆ、第３冷
却水路８、及び機械式ウォーターポンプ１０を経由して
ブロック側冷却水路２ｂに流入し、次いでヘッド側冷却
水路２ａに流入することになる。

【００５４】蓄熱タンク１６からの蓄熱温水が内燃機関
１のヘッド側冷却水路２ａ及びブロック側冷却水路２ｂ
に流入すると、それと入れ代わりにヘッド側冷却水路２
ａ及びブロック側冷却水路２ｂに元々滞留していた低温
の冷却水がヘッド側冷却水路２ａ及びブロック側冷却水
路２ｂから第１ヒータホース１１ａへ流出する。

【００５５】この結果、内燃機関１では、蓄熱温水の熱
がヘッド側冷却水路２ａ及びブロック側冷却水路２ｂの
壁面に伝達される。その際、蓄熱タンク１６から流出し
た蓄熱温水がヒータコア１２や燃料電池１３などを経由
することなく直接的に内燃機関１に流入するため、蓄熱
タンク１６から内燃機関１へ至る経路において蓄熱温水
の不要な放熱が抑制され、蓄熱タンク１６に蓄えられて
いた熱が効率的に内燃機関１へ伝達される。

【００５６】従って、内燃機関１の吸気ポートや燃焼室
の壁面温度を効率的に暖めることが可能となり、内燃機
関１の始動時及び始動後において燃料の気化が促進され
るとともに混合気の温度が上昇し、以て壁面付着燃料量
の減少、燃焼の安定化、始動性の向上、及び排気エミッ
ションの向上を図ることが可能となる。

【００５７】尚、内燃機関１の運転停止時に燃料電池１
３を予熱する場合もＥＣＵ２０が上記した循環回路を成
立させることにより、蓄熱タンク１６から流出した蓄熱
温水が、第２のタンク用通路１５ｂ、第６ヒータホース
１１ｆ、第３冷却水路８、機械式ウォーターポンプ１
０、ブロック側冷却水路２ｂ、ヘッド側冷却水路２ａ、
第１ヒータホース１１ａ、電動ウォーターポンプ１４、
及び第２ヒータホース１１ｂを経由して燃料電池１３に
流入することになる。

【００５８】蓄熱タンク１６からの蓄熱温水が燃料電池
１３に流入すると、それと入れ代わりに燃料電池１３内
に元々滞留していた低温の冷却水が該燃料電池１３内か
ら第３ヒータホース１１ｃへ流出する。

【００５９】この結果、燃料電池１３が蓄熱温水の熱を
受けて速やかに昇温することとなり、燃料電池１３の起
動時間を短縮することが可能となる。

【００６０】次に、スタータスイッチ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に対する駆動電力の供給を停止した後に、ス
タータモータ１００や図示しない燃料噴射弁等に駆動電
力を印加して内燃機関１のクランキングを開始し、以て
内燃機関１を始動させる。

【００６１】内燃機関１のクランキングが開始される
と、クランクシャフトの回転トルクによって機械式ウォ
ーターポンプ１０が駆動される。これに対応してＥＣＵ
２０は、第３ヒータホース１１ｃを遮断すべく流路切換
弁１７を制御する。

【００６２】その際、冷却水の温度がサーモスタットバ
ルブ７の開弁より低ければ、サーモスタットバルブ７
は、第２冷却水路６を遮断すると同時に第４冷却水路９
を開放する。

【００６３】この場合、図３に示すように、機械式ウォ
ーターポンプ１０→ブロック側冷却水路２ｂ→ヘッド側
冷却水路２ａ→第４冷却水路９→サーモスタットバルブ
７→第３冷却水路８→機械式ウォーターポンプ１０の順
で冷却水が流れる循環回路が成立する。

【００６４】このような循環回路が成立した場合には、
内燃機関１から流出した比較的低温の冷却水がラジエタ
ー５を迂回して流れることになるため、冷却水がラジエ
ター５によって必要以上に冷却されることがない。

【００６５】この結果、内燃機関１が冷却水によって不
要に冷却されることがなく、内燃機関１の暖機が妨げら
れることがない。

【００６６】尚、燃料電池１３が作動状態にあり、且
つ、冷却水を利用して燃料電池１３を冷却する必要があ
る場合には、ＥＣＵ２０は、第４ヒータホース１１ｄを
遮断し且つ第３ヒータホース１１ｃと第１ヒータホース
１１ａとを導通させるべく流路切換弁１７を制御する。

【００６７】この場合、図４に示すように、機械式ウォ
ーターポンプ１０→ブロック側冷却水路２ｂ→ヘッド側
冷却水路２ａ→第４冷却水路９→サーモスタットバルブ
７→第３冷却水路８→機械式ウォーターポンプ１０の順
で冷却水が流れる循環回路に加え、機械式ウォーターポ
ンプ１０→ブロック側冷却水路２ｂ→ヘッド側冷却水路
２ａ→第１ヒータホース１１ａ→電動ウォーターポンプ
１４→第２ヒータホース１１ｂ→燃料電池１３→第３ヒ
ータホース１１ｃ→流路切換弁１７→第１のタンク用通
路１５ａ→蓄熱タンク１６→第２のタンク用通路１５ｂ
→第６ヒータホース１１ｆ→第３冷却水路８→機械式ウ
ォーターポンプ１０の順で冷却水が流れる循環回路が成
立する。

【００６８】このように循環回路が成立した場合には、
燃料電池１３の熱が冷却水へ伝達されるため、燃料電池
１３が冷却されることになる。冷却水により燃料電池１
３が冷却されときには、燃料電池１３の熱が冷却水を媒
体として内燃機関１へ伝達されることになるため、内燃
機関１が早期に暖機されるようになる。

【００６９】内燃機関１が運転状態にあるときに冷却水
の温度がサーモスタットバルブ７の開弁温度以上まで上
昇すると、サーモスタットバルブ７が第４冷却水路９を
遮断すると同時に第２冷却水路６を開放することにな
る。

【００７０】この場合、図５に示すように、機械式ウォ
ーターポンプ１０→ブロック側冷却水路２ｂ→ヘッド側
冷却水路２ａ→第１冷却水路４→ラジエター５→第２冷
却水路６→サーモスタットバルブ７→第３冷却水路８→
機械式ウォーターポンプ１０の順で冷却水が流れる循環
回路が成立する。

【００７１】このような循環回路が成立した場合には、
内燃機関１から流出した比較的高温の冷却水がラジエタ
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によって放熱される。この結果、冷却水の温度が適
温に保たれることになる。

【００７２】尚、燃料電池１３が作動状態にあり、且
つ、冷却水を利用して燃料電池１３を昇温又は冷却する
必要がある場合には、ＥＣＵ２０は、第４ヒータホース
１１ｄを遮断し且つ第３ヒータホース１１ｃと第１ヒー
タホース１１ａとを導通させるべく流路切換弁１７を制
御する。

【００７３】この場合、図６に示すように、機械式ウォ
ーターポンプ１０→ブロック側冷却水路２ｂ→ヘッド側
冷却水路２ａ→第１冷却水路４→ラジエター５→第２冷
却水路６→サーモスタットバルブ７→第３冷却水路８→
機械式ウォーターポンプ１０の順で冷却水が流れる循環
回路に加え、機械式ウォーターポンプ１０→ブロック側
冷却水路２ｂ→ヘッド側冷却水路２ａ→第１ヒータホー
ス１１ａ→電動ウォーターポンプ１４→第２ヒータホー
ス１１ｂ→燃料電池１３→第３ヒータホース１１ｃ→流
路切換弁１７→第１のタンク用通路１５ａ→蓄熱タンク
１６→第２のタンク用通路１５ｂ→第６ヒータホース１
１ｆ→第３冷却水路８→機械式ウォーターポンプ１０の
順で冷却水が流れる循環回路が成立する。

【００７４】このような循環回路が成立した場合には、
内燃機関１の熱が冷却水を媒体として燃料電池１３に伝
達され、又は、燃料電池１３の熱が冷却水へ伝達される
ため、燃料電池１３が昇温又は冷却されることになる。
特に、冷却水により燃料電池１３が昇温されるときに
は、内燃機関１から流出した比較的高温の冷却水が直接
的に燃料電池１３へ供給されるため、燃料電池１３が速
やかに昇温するようになる。

【００７５】また、内燃機関１が運転状態にあるとき
に、ヒータスイッチ２１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
状態に維持し、第１のタンク用通路１５ａを遮断し且つ
第３ヒータホース１１ｃと第４ヒータホース１１ｄとを
導通させるべく流路切換弁１７を制御し、更にヒータブ
ロア１２０を作動させるべく該ヒータブロア１２０に駆
動電力を供給する。

【００７６】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のみが作動するた
め、図７に示すように、機械式ウォーターポンプ１０→
ブロック側冷却水路２ｂ→ヘッド側冷却水路２ａ→第１
冷却水路４→ラジエター５→第２冷却水路６→サーモス
タットバルブ７→第３冷却水路８→機械式ウォーターポ
ンプ１０の順で冷却水が流れる循環回路に加え、機械式
ウォーターポンプ１０→ブロック側冷却水路２ｂ→ヘッ
ド側冷却水路２ａ→第１ヒータホース１１ａ→電動ウォ
ーターポンプ１４→第２ヒータホース１１ｂ→燃料電池
１３→第３ヒータホース１１ｃ→流路切換弁１７→第４
ヒータホース１１ｄ→ヒータコア１２→第５ヒータホー
ス１１ｅ→第６ヒータホース１１ｆ→第３冷却水路８→
機械式ウォーターポンプ１０の順で冷却水が流れる循環
回路が成立する。

【００７７】上記したような循環回路が成立すると、内
燃機関１から流出した高温の冷却水は、第１ヒータホー
ス１１ａ、電動ウォーターポンプ１４、第２ヒータホー
ス１１ｂ、燃料電池１３、第３ヒータホース１１ｃ、流
路切換弁１７、及び第４ヒータホース１１ｄを経由して
ヒータコア１２に流入することになり、ヒータコア１２
において冷却水と暖房用空気との間で熱交換が行われる
ようになる。つまり、ヒータコア１２において冷却水の
熱が暖房用空気へ伝達され、暖房用空気が暖められる。
ヒータコア１２において暖められた暖房用空気は、ヒー
タブロア１２０によって車室内へ圧送される。

【００７８】尚、イグニッションスイッチがオン状態に
あり、且つ、ヒータスイッチ２１がオン状態にあるとき
に内燃機関１の運転が停止されると、ＥＣＵ２０は、燃
料電池１３を作動させ、燃料電池１３により発電された
電力を電動ウォーターポンプ１４及びヒータブロア１２
０へ供給し、更に第１のタンク用通路１５ａを遮断し且
つ第３ヒータホース１１ｃと第４ヒータホース１１ｄと
を導通させるべく流路切換弁１７を制御する。

【００７９】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のみが作動するた
め、図８に示すように、電動ウォーターポンプ１４→第
２ヒータホース１１ｂ→燃料電池１３→第３ヒータホー
ス１１ｃ→流路切換弁１７→第４ヒータホース１１ｄ→
ヒータコア１２→第５ヒータホース１１ｅ→第６ヒータ
ホース１１ｆ→第３冷却水路８→機械式ウォーターポン
プ１０→ブロック側冷却水路２ｂ→ヘッド側冷却水路２
ａ→第１ヒータホース１１ａ→電動ウォーターポンプ１
４の順で冷却水が流れる循環回路が成立する。

【００８０】このような循環回路が成立すると、内燃機
関１およびまたは燃料電池１３で発生した熱が冷却水を
媒体としてヒータコア１２へ伝達されるため、ヒータコ
ア１２において冷却水と暖房用空気との間で熱交換を行
うことが可能となり、暖房用空気が暖められることにな
る。

【００８１】次に、蓄熱タンク１６に高温の冷却水を貯
蔵する方法について述べる。蓄熱タンク１６に高温の冷
却水を貯蔵する場合に、ＥＣＵ２０は、図９に示すよう
な蓄熱制御ルーチンを実行する。この蓄熱制御ルーチン
は、予めＥＣＵ２０のＲＯＭ等に記憶されているルーチ
ンであり、所定時間毎に繰り返し実行されるルーチンで
ある。

【００８２】蓄熱制御ルーチンでは、ＥＣＵ２０は、先
ずＳ９０１において蓄熱完了フラグの値が“１”でない
か否かを判別する。蓄熱完了フラグは、予めＥＣＵ２０
のＲＡＭなどに設定された記憶領域であり、蓄熱タンク
１６内に高温の冷却水が貯蔵された時に“１”がセット
され、イグニッションスイッチ２２がオフからオンへ切
り換えられたときに“０”がリセットされる。

【００８３】前記Ｓ９０１において蓄熱完了フラグの値
が“１”であると判定された場合は、ＥＣＵ２０は、蓄
熱タンク１６内に高温の冷却水が既に貯蔵されていると
みなし、Ｓ９１３へ進み、通常通りの制御を行う。

【００８４】一方、前記Ｓ９０１において蓄熱完了フラ
グの値が“１”ではないと判定された場合は、ＥＣＵ２
０は、蓄熱タンク１６内に高温の冷却水が未だ貯蔵され
ていないとみなし、Ｓ９０２へ進む。

【００８５】Ｓ９０２では、ＥＣＵ２０は、水温センサ
１９の出力信号値（冷却水温度）：ＴＨＷを読み込む。

【００８６】Ｓ９０３では、ＥＣＵ２０は、前記Ｓ９０
２で読み込まれた冷却水温度：ＴＨＷが蓄熱に適した温
度であるか否か（蓄熱適合温度）以上であるか否かを判
別する。

【００８７】前記Ｓ９０３において冷却水温度：ＴＨＷ
が蓄熱適合温度未満であると判定された場合は、ＥＣＵ
２０は、Ｓ９０４へ進む。Ｓ９０４では、ＥＣＵ２０
は、燃料電池１３を作動させ、燃料電池１３の作動時に
発生する熱により冷却水を加熱する。尚、燃料電池１３
が既に作動状態にある場合には、前記Ｓ９０４の処理が
スキップされるようにしてもよい。

【００８８】ＥＣＵ２０は、前記Ｓ９０３において冷却
水温度：ＴＨＷが蓄熱適合温度以上であると判定した場
合、若しくは、前記Ｓ９０４の処理を実行し終えた場合
には、Ｓ９０５へ進み、内燃機関１が運転状態にあるか
否かを判別する。

【００８９】前記Ｓ９０５において内燃機関１が運転停
止状態にあるときは、Ｓ９０６へ進み、燃料電池１３を
作動させるとともに、燃料電池１３により発電された電
力を電動ウォーターポンプ１４へ供給する。尚、燃料電
池１３が既に作動状態にある場合には、ＥＣＵ２０は、
電動ウォーターポンプ１４のみを作動させる。

【００９０】ＥＣＵ２０は、前記Ｓ９０５において内燃
機関１が運転状態にあると判定された場合、又は前記Ｓ
９０６の処理を実行し終えた場合に、Ｓ９０７へ進み、
ヒータスイッチ２１がオフであるか否かを判別する。

【００９１】前記Ｓ９０７においてヒータスイッチ２１
がオフであると判定された場合は、ＥＣＵ２０は、Ｓ９
０８へ進み、第４ヒータホース１１ｄを遮断し且つ第３
ヒータホース１１ｃと第１のタンク用通路１５ａとを導
通させるべく流路切換弁１７を制御する。

【００９２】この場合、前述した図２の説明で述べた循
環回路と同一の循環回路が成立することになるため、燃
料電池１３から流出した冷却水がヒータコア１２や内燃
機関１などを経由することなく直接的に蓄熱タンク１６
へ到達することが可能となり、燃料電池１３で発生した
熱が不要に放熱されることなく蓄熱タンク１６に蓄えら
れるようになる。

【００９３】一方、前記Ｓ９０７においてヒータスイッ
チ２１がオンであると判定された場合は、ＥＣＵ２０
は、Ｓ９０９へ進み、第３ヒータホース１１ｃ、第４ヒ
ータホース１１ｄ、及び第１のタンク用通路１５ａの全
てを導通させるべく流路切換弁１７を制御する。

【００９４】続いてＥＣＵ２０は、Ｓ９１０において、
ヒータブロア１２０を作動させるべく該ヒータブロア１
２０に駆動電力を供給する。

【００９５】この場合、前述した図８の説明で述べた循
環回路と同一の循環回路が成立すると同時に、前述した
図２の説明で述べた循環回路と同一の循環回路も成立す
るため、燃料電池１３から流出した冷却水がヒータコア
１２や内燃機関１などを経由することなく直接的に蓄熱
タンク１６へ到達することが可能となり、燃料電池１３
で発生した熱が不要に放熱されることなく蓄熱タンク１
６に蓄えられるようになる。

【００９６】前記したＳ９０８又はＳ９１０の処理を実
行し終えたＥＣＵ２０は、Ｓ９１１へ進み、蓄熱処理が
完了したか否かを判別する。この判別方法としては、蓄
熱タンク１６内の冷却水が全て入れ替わるまでに要する
時間（入替所要時間）を予め実験的に求めておき、蓄熱
処理の実行開始（例えば、Ｓ９０８又はＳ９０９の実行
時期）からの経過時間が前記した入替所要時間以上とな
った時点で蓄熱処理が完了したと判定する方法を例示す
ることができる。

【００９７】前記Ｓ９１１において蓄熱処理が完了して
いないと判定された場合は、ＥＣＵ２０は、蓄熱処理が
完了するまで前記Ｓ９１１の処理を繰り返し実行する。

【００９８】前記Ｓ９１１において蓄熱処理が完了した
と判定された場合は、ＥＣＵ２０は、Ｓ９１２へ進み、
蓄熱完了フラグに“１”をセットする。

【００９９】Ｓ９１２では、ＥＣＵ２０は、燃料電池１
３、電動ウォーターポンプ１４、流路切換弁１７を通常
どおりに制御し、本ルーチンの実行を終了する。

【０１００】以上述べた実施の形態では、燃料電池１３
から流出した冷却水を蓄熱タンク１６内に貯蔵すること
ができるため、内燃機関１の運転が短時間で停止される
場合のように冷却水の温度が蓄熱適合温度以上へ上昇す
る前に内燃機関１の運転が停止される場合であっても、
燃料電池１３が発生した熱を利用して確実な蓄熱を行う
ことが可能となる。

【０１０１】従って、本実施の形態に係るハイブリット
システムの蓄熱装置によれば、蓄熱タンク１６内に貯蔵
された蓄熱温水を利用して内燃機関１を好適に暖機する
ことが可能となる。

【０１０２】また、本実施の形態に係るハイブリットシ
ステムの蓄熱装置では、内燃機関１と燃料電池１３とが
同一の冷却系に配置されるため、冷却系の構成を簡略化
することが可能になるとともに、内燃機関１で発生した
熱又は蓄熱タンク１６内に蓄えられた熱を利用して燃料
電池１３の予熱を行うことも可能となる。更に、燃料電
池１３が発生した熱をその場で内燃機関１へ供給するこ
とにより、内燃機関１の暖機を促進させることも可能と
なる。

【０１０３】＜実施の形態２＞次に、本発明に係るハイ
ブリットシステムの蓄熱装置の第２の実施の形態につい
て図１０〜図１３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
一の構成については説明を省略する。

【０１０４】本実施の形態に係るハイブリットシステム
の蓄熱装置では、図１０に示すように、第３ヒータホー
ス１１ｃと第６ヒータホース１１ｆとの間に蓄熱タンク
１６を迂回するバイパス通路２４が設けられるととも
に、このバイパス通路２４の途中に該バイパス通路２４
を開閉する通路開閉弁２５が設けられている。更に、燃
料電池１３には、該燃料電池１３内を循環する冷却水の
温度に対応した電気信号を出力する電池内水温センサ１
３０が設けられ、蓄熱タンク１６には、該蓄熱タンク１
６内の冷却水の温度に対応した電気信号を出力するタン
ク内水温センサ１６０が設けられている。

【０１０５】以下では、第３ヒータホース１１ｃにおい
てバイパス通路２４との接続部位を基準として燃料電池
１３側に位置する部位を上流側第３ヒータホース１１０
ｃと称するとともに流路切換弁１７側に位置する部位を
下流側第３ヒータホース１１１ｃと称し、第６ヒータホ
ース１１ｆにおいてバイパス通路２４との接続部位を基
準として第５ヒータホース１１ｅ側に位置する部位を上
流側第６ヒータホース１１０ｆと称するとともに第３冷
却水路８側に位置する部位を下流側第６ヒータホース１
１１ｆと称するものとする。

【０１０６】本実施の形態と前述した第１の実施の形態
との差異は、前述した第１の実施の形態では内燃機関１
を予熱する際に蓄熱タンク１６内の蓄熱温水を利用して
内燃機関１を予熱するのに対し、本実施の形態では内燃
機関１を予熱する際に燃料電池１３を循環する冷却水と
蓄熱タンク１６内の冷却水とのうち温度の高い方の冷却
水を利用して内燃機関１を予熱する点にある。

【０１０７】具体的には、ＥＣＵ２０は、内燃機関１を
予熱する際に、電池内水温センサ１３０の出力信号値
（以下、電池内水温と称する）とタンク内水温センサ１
６０の出力信号値（以下、タンク内水温と称する）を読
み込む。

【０１０８】ＥＣＵ２０は、前記電池内水温と前記タン
ク内水温とを比較する。タンク内水温が電池内水温より
高い場合は、ＥＣＵ２０は、バイパス通路２４を遮断す
べく通路開閉弁２５を制御し、第４ヒータホース１１ｄ
を遮断し且つ下流側第３ヒータホース１１１ｃと第１の
タンク用通路１５ａとを導通させるべく流路切換弁１７
を制御し、更に電動ウォーターポンプ１４を作動させる
べく該電動ウォーターポンプ１４に駆動電力を供給す
る。

【０１０９】この場合、図１１に示すように、電動ウォ
ーターポンプ１４→第２ヒータホース１１ｂ→燃料電池
１３→第３ヒータホース１１ｃ（上流側第３ヒータホー
ス１１０ｃ→下流側第３ヒータホース１１１ｃ）→流路
切換弁１７→第１のタンク用通路１５ａ→蓄熱タンク１
６→第２のタンク用通路１５ｂ→第６ヒータホース１１
ｆ（上流側第６ヒータホース１１０ｆ→下流側第６ヒー
タホース１１１ｆ）→第３冷却水路８→機械式ウォータ
ーポンプ１０→ブロック側冷却水路２ｂ→ヘッド側冷却
水路２ａ→第１ヒータホース１１ａ→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。

【０１１０】この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ヒータ
ホース１１ｂ、燃料電池１３、第３ヒータホース１１
ｃ、流路切換弁１７、及び第１のタンク用通路１５ａを
介して蓄熱タンク１６に流入し、それと入れ代わりに蓄
熱タンク１６内に蓄熱状態で貯蔵されていた蓄熱温水が
該蓄熱タンク１６から排出される。蓄熱タンク１６から
排出された蓄熱温水は、第２のタンク用通路１５ｂ、第
６ヒータホース１１ｆ、第３冷却水路８、及び機械式ウ
ォーターポンプ１０を経由してブロック側冷却水路２ｂ
に流入し、次いでヘッド側冷却水路２ａに流入すること
になる。

【０１１１】蓄熱温水が内燃機関１のヘッド側冷却水路
２ａ及びブロック側冷却水路２ｂに流入すると、それと
入れ代わりにヘッド側冷却水路２ａ及びブロック側冷却
水路２ｂに元々滞留していた低温の冷却水がヘッド側冷
却水路２ａ及びブロック側冷却水路２ｂから第１ヒータ
ホース１１ａへ流出する。

【０１１２】この結果、内燃機関１では、蓄熱温水の熱
がヘッド側冷却水路２ａ及びブロック側冷却水路２ｂの
壁面に伝達される。その際、蓄熱タンク１６から流出し
た蓄熱温水がヒータコア１２や燃料電池１３などを経由
することなく直接的に内燃機関１に流入するため、蓄熱
タンク１６から内燃機関１へ至る経路において蓄熱温水
の不要な放熱が抑制され、蓄熱タンク１６に蓄えられて
いた熱が効率的に内燃機関１へ伝達される。

【０１１３】従って、内燃機関１の吸気ポートや燃焼室
の壁面温度を効率的に暖めることが可能となり、内燃機
関１の始動時及び始動後において燃料の気化が促進され
るとともに混合気の温度が上昇し、以て壁面付着燃料量
の減少、燃焼の安定化、始動性の向上、及び排気エミッ
ションの向上を図ることが可能となる。

【０１１４】一方、電池内水温がタンク内水温より高い
場合は、ＥＣＵ２０は、バイパス通路２４を導通させる
べく通路開閉弁２５を制御し、下流側第３ヒータホース
１１１ｃを遮断すべく流路切換弁１７を制御し、更に電
動ウォーターポンプ１４を作動させるべく該電動ウォー
ターポンプ１４に駆動電力を供給する。

【０１１５】この場合、図１２に示すように、電動ウォ
ーターポンプ１４→第２ヒータホース１１ｂ→燃料電池
１３→上流側第３ヒータホース１１０ｃ→バイパス通路
２４→下流側第６ヒータホース１１１ｆ→第３冷却水路
８→機械式ウォーターポンプ１０→ブロック側冷却水路
２ｂ→ヘッド側冷却水路２ａ→第１ヒータホース１１ａ
→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。

【０１１６】この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ヒータ
ホース１１ｂを介して燃料電池１３に流入し、それと入
れ代わりに燃料電池１３内の高温の冷却水が該燃料電池
１３から排出される。燃料電池１３から排出された冷却
水は、上流側第３ヒータホース１１０ｃ、バイパス通路
２４、下流側第６ヒータホース１１１ｆ、第３冷却水路
８、及び機械式ウォーターポンプ１０を介してブロック
側冷却水路２ｂ及びヘッド側冷却水路２ａに流入するこ
とになる。

【０１１７】燃料電池１３からの高温の冷却水が内燃機
関１のヘッド側冷却水路２ａ及びブロック側冷却水路２
ｂに流入すると、それと入れ代わりにヘッド側冷却水路
２ａ及びブロック側冷却水路２ｂに元々滞留していた低
温の冷却水がヘッド側冷却水路２ａ及びブロック側冷却
水路２ｂから第１ヒータホース１１ａへ流出する。

【０１１８】この結果、内燃機関１では、高温の冷却水
の熱がヘッド側冷却水路２ａ及びブロック側冷却水路２
ｂの壁面に伝達される。その際、燃料電池１３から流出
した冷却水は、蓄熱タンク１６などを経由することなく
直接的に内燃機関１へ流入することになるため、燃料電
池１３から内燃機関１へ至る経路において冷却水の不要
な放熱が抑制され、燃料電池１３の熱が効率的に内燃機
関１へ伝達される。

【０１１９】従って、内燃機関１の吸気ポートや燃焼室
の壁面温度を効率的に暖めることが可能となり、内燃機
関１の始動時及び始動後において燃料の気化が促進され
るとともに混合気の温度が上昇し、以て壁面付着燃料量
の減少、燃焼の安定化、始動性の向上、及び排気エミッ
ションの向上を図ることが可能となる。

【０１２０】尚、前記したタンク内水温と電池内水温と
が等しい場合には、蓄熱タンク１６内の蓄熱温水を利用
して内燃機関１の予熱を行い、燃料電池１３の作動に係
る燃料消費量を低減するようにしてもよい。

【０１２１】また、前記したタンク内水温及び電池内水
温が低い場合には、ＥＣＵ２０は、燃料電池１３を強制
作動させて燃料電池１３内の冷却水温度を高め、電池内
水温センサ１３０の出力信号値が蓄熱適合温度以上とな
った時点で前記した図１２に示すような循環回路を成立
させるようにしてもよい。

【０１２２】以下、内燃機関１を予熱する方法について
図１３に沿って具体的に説明する。図１３は、予熱制御
ルーチンを示すフローチャート図である。この予熱制御
ルーチンは、予めＥＣＵ２０のＲＯＭに記憶されている
ルーチンであり、イグニッションスイッチ２２がオフか
らオンへ切り換えられた時に実行される。

【０１２３】予熱制御ルーチンにおいて、ＥＣＵ２０
は、先ずＳ１３０１において、イグニッションスイッチ
２２がオンであるか否かを判別する。

【０１２４】ＥＣＵ２０は、前記Ｓ１３０１においてイ
グニッションスイッチがオフであると判定した場合は本
ルーチンの実行を終了し、前記Ｓ１３０１においてイグ
ニッションスイッチ２２がオンであると判定した場合は
Ｓ１３０２へ進む。

【０１２５】Ｓ１３０２では、ＥＣＵ２０は、予熱完了
フラグの値が“１”であるか否かを判別する。予熱完了
フラグは、予めＥＣＵ２０のＲＡＭなどに設定された記
憶領域であり、内燃機関１の予熱が完了した時に“１”
がセットされ、イグニッションスイッチ２２がオンから
オフへ切り換えられたときに“０”がリセットされる。

【０１２６】前記Ｓ１３０２において予熱完了フラグの
値が“１”であると判定された場合は、ＥＣＵ２０は、
内燃機関１の予熱が既に完了しているとみなし、Ｓ１３
１６へ進み、内燃機関１を始動させ、本ルーチンの実行
を終了する。

【０１２７】前記Ｓ１３０２において予熱完了フラグの
値が“０”であると判定された場合は、ＥＣＵ２０は、
内燃機関１の予熱が未だ完了していないとみなし、Ｓ１
３０３へ進む。

【０１２８】Ｓ１３０３では、ＥＣＵ２０は、水温セン
サ１９の出力信号値（以下、機関側水温と称する）：TH
Weを読み込む。

【０１２９】Ｓ１３０４では、ＥＣＵ２０は、前記Ｓ１
３０３で読み込まれた機関側水温：THWeが所定温度未満
であるか否かを判別する。前記した所定温度は、例え
ば、内燃機関１の暖機が完了した後の水温に相当する温
度である。

【０１３０】前記Ｓ１３０４において機関側水温：THWe
が所定温度以上であると判定された場合は、ＥＣＵ２０
は、内燃機関１を予熱する必要がないとみなし、Ｓ１３
１６へ進み、内燃機関１を始動させて本ルーチンの実行
を終了する。

【０１３１】前記Ｓ１３０４において機関側水温：THWe
が所定温度未満であると判定された場合は、ＥＣＵ２０
は、内燃機関１を予熱する必要があるとみなし、Ｓ１３
０５へ進む。Ｓ１３０５では、ＥＣＵ２０は、電池内水
温センサ１３０の出力信号値（電池内水温）：THWcと、
タンク内水温センサ１６０の出力信号値（タンク内水
温）：THWtとを読み込む。

【０１３２】Ｓ１３０６では、ＥＣＵ２０は、前記Ｓ１
３０５で読み込まれた電池内水温：THWeとタンク内水
温：THWtとを比較し、タンク内水温：THWtが電池内水
温：THWe以上であるか否かを判別する。

【０１３３】前記Ｓ１３０６においてタンク内水温：TH
Wtが電池内水温：THWe以上であると判定された場合は、
ＥＣＵ２０は、Ｓ１３０７〜Ｓ１３０９において蓄熱タ
ンク１６内の蓄熱温水を利用して内燃機関１の予熱を行
う。

【０１３４】具体的には、ＥＣＵ２０は、Ｓ１３０７に
おいて、バイパス通路２４を遮断すべく通路開閉弁２５
を制御する。

【０１３５】Ｓ１３０８では、ＥＣＵ２０は、第４ヒー
タホース１１ｄを遮断すべく流路切換弁１７を制御す
る。

【０１３６】Ｓ１３０９では、ＥＣＵ２０は、電動ウォ
ーターポンプ１４を作動させるべく該電動ウォーターポ
ンプ１４へ駆動電力を供給する。

【０１３７】このようにＳ１３０７〜Ｓ１３０９の処理
が行われると、前述した図１１の説明で述べたように、
電動ウォーターポンプ１４→第２ヒータホース１１ｂ→
燃料電池１３→第３ヒータホース１１ｃ（上流側第３ヒ
ータホース１１０ｃ→下流側第３ヒータホース１１１
ｃ）→流路切換弁１７→第１のタンク用通路１５ａ→蓄
熱タンク１６→第２のタンク用通路１５ｂ→第６ヒータ
ホース１１ｆ（上流側第６ヒータホース１１０ｆ→下流
側第６ヒータホース１１１ｆ）→第３冷却水路８→機械
式ウォーターポンプ１０→ブロック側冷却水路２ｂ→ヘ
ッド側冷却水路２ａ→第１ヒータホース１１ａ→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。

【０１３８】前記した循環回路が成立すると、蓄熱タン
ク１６内の蓄熱温水が不要に放熱されることなく内燃機
関１に供給されるため、内燃機関１が効率的に暖機さ
れ、内燃機関１の始動時及び始動後において燃料の気化
が促進されるとともに混合気の温度が上昇し、以て壁面
付着燃料量の減少、燃焼の安定化、始動性の向上、及び
排気エミッションの向上を図ることが可能となる。

【０１３９】一方、前記Ｓ１３０６においてタンク内水
温：THWtが電池内水温：THWe未満であると判定された場
合は、ＥＣＵ２０は、Ｓ１３１０〜Ｓ１３１２において
燃料電池１３内の冷却水を利用して内燃機関１の予熱を
行う。

【０１４０】具体的には、ＥＣＵ２０は、Ｓ１３１０に
おいて、バイパス通路２４を開放すべく通路開閉弁２５
を制御する。

【０１４１】Ｓ１３１１では、ＥＣＵ２０は、第３ヒー
タホース１１ｃ（上流側第３ヒータホース１１０ｃ）を
遮断すべく流路切換弁１７を制御する。

【０１４２】Ｓ１３１２では、ＥＣＵ２０は、電動ウォ
ーターポンプ１４を作動させるべく該電動ウォーターポ
ンプ１４へ駆動電力を供給する。

【０１４３】このようにＳ１３１０〜Ｓ１３１２の処理
が行われると、前述した図１２の説明で述べたように、
電動ウォーターポンプ１４→第２ヒータホース１１ｂ→
燃料電池１３→上流側第３ヒータホース１１０ｃ→バイ
パス通路２４→下流側第６ヒータホース１１１ｆ→第３
冷却水路８→機械式ウォーターポンプ１０→ブロック側
冷却水路２ｂ→ヘッド側冷却水路２ａ→第１ヒータホー
ス１１ａ→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。

【０１４４】前記した循環回路が成立すると、燃料電池
１３内の高温の冷却水が不要に放熱されることなく内燃
機関１に供給されるため、内燃機関１が効率的に暖機さ
れ、内燃機関１の始動時及び始動後において燃料の気化
が促進されるとともに混合気の温度が上昇し、以て壁面
付着燃料量の減少、燃焼の安定化、始動性の向上、及び
排気エミッションの向上を図ることが可能となる。

【０１４５】前記したＳ１３０９又はＳ１３１２の処理
を実行し終えたＥＣＵ２０は、Ｓ１３１３へ進み、予熱
が完了したか否かを判別する。この判別方法としては、
蓄熱タンク１６又は燃料電池１３から流出した冷却水が
内燃機関１のヘッド側冷却水路２ａに到達するまでに要
する時間（温水到達時間）を予め実験的に求めておき、
電動ウォーターポンプ１４が作動開始した時点からの経
過時間が前記温水到達時間以上となった時点で予熱が完
了したと判定する方法を例示することができる。

【０１４６】前記Ｓ１３１３において予熱が完了してい
ないと判定された場合は、ＥＣＵ２０は、予熱が完了す
るまで前記したＳ１３１３の処理を繰り返し実行する。

【０１４７】前記Ｓ１３１３において予熱が完了したと
判定された場合は、ＥＣＵ２０は、Ｓ１３１４へ進み、
前記した予熱完了フラグに“１”をセットする。

【０１４８】Ｓ１３１５では、ＥＣＵ２０は、ＥＣＵ２
０は、電動ウォーターポンプ１４の作動を停止すべく該
電動ウォーターポンプ１４に対する駆動電力の供給を停
止する。

【０１４９】Ｓ１３１６では、ＥＣＵ２０は、内燃機関
１を始動させ、本ルーチンの実行を終了する。

【０１５０】以上述べた実施の形態では、蓄熱タンク１
６内の冷却水と燃料電池１３内の冷却水とのうち温度の
高い方の冷却水を選択して内燃機関１を予熱することが
できるため、当該ハイブリットシステムを搭載した車両
が長期間にわたって放置された場合のように蓄熱タンク
１６内の冷却水温度が低下した場合などに、燃料電池１
３の熱を利用して内燃機関１を予熱することが可能とな
る。

【０１５１】更に、蓄熱タンク１６内の冷却水又は燃料
電池１３内の冷却水は、熱容量が大きい部材を経由する
ことなく内燃機関１へ到達することが可能であるため、
蓄熱タンク１６内に蓄えられた熱又は燃料電池１３の熱
を効率的に内燃機関１へ伝達することが可能となる。

【０１５２】従って、本実施の形態にかかるハイブリッ
トシステムの蓄熱装置によれば、蓄熱タンク１６内の冷
却水又は燃料電池１３内の冷却水を利用して内燃機関１
を効率的に暖機することが可能となる。

【０１５３】＜実施の形態３＞次に、本発明に係るハイ
ブリットシステムの蓄熱装置の第３の実施の形態につい
て図１４〜図２２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、同一
の構成については説明を省略する。

【０１５４】前述した第１の実施の形態では内燃機関１
と燃料電池１３とが同一の冷却系に配置される場合を例
に挙げて説明したが、本実施の形態では内燃機関１と燃
料電池１３とが互いに独立した冷却系に配置される場合
を例に挙げて説明する。

【０１５５】図１４は、本実施の形態に係るハイブリッ
トシステムを搭載した車両の冷却水循環系を示す図であ
る。

【０１５６】図１４に示されるように、本実施の形態に
おける冷却水循環系は、内燃機関１用の冷却水循環系と
燃料電池１３用の冷却水循環系とを備えている。

【０１５７】内燃機関１用の冷却水循環系では、内燃機
関１のヘッド側冷却水路２ａに第１冷却水路４が接続さ
れ、その第１冷却水路４がラジエター５の冷却水流入口
に接続されている。ラジエター５の冷却水流出口は、第
２冷却水路６を介してサーモスタットバルブ７に接続さ
れている。

【０１５８】前記サーモスタットバルブ７には、前記し
た第２冷却水路６に加えて、第３冷却水路８と第４冷却
水路９とが接続されている。前記第３冷却水路８は、機
械式ウォーターポンプ１０の吸込口に接続され、この機
械式ウォーターポンプ１０の吐出口は前記ブロック側冷
却水路２ｂに接続されている。一方、前記第４冷却水路
９は、前記ヘッド側冷却水路２ａに連通している。

【０１５９】前記第３冷却水路８における機械式ウォー
ターポンプ１０の直上流の部位には、該第３冷却水路８
内を流れる冷却水の温度、すなわち内燃機関１に流入す
る冷却水の温度に対応した電気信号を出力する水温セン
サ１９が取り付けられている。

【０１６０】また、内燃機関１のヘッド側冷却水路２ａ
には、ヒータホース１１の基端が接続され、そのヒータ
ホース１１の終端が第３冷却水路８の途中に接続されて
いる。

【０１６１】前記ヒータホース１１の途中には、ヒータ
コア１２が配置され、このヒータコア１２には、ヒータ
ブロア１２０が併設されている。

【０１６２】前記ヒータホース１１において該ヒータホ
ース１１の基端とヒータコア１２との間に位置する部位
には、タンク出口通路２６の終端が接続されている。タ
ンク出口通路２６の基端は、蓄熱タンク１６の冷却水出
口１６ｂと一方向弁１６ｄを介して接続されている。

【０１６３】前記タンク出口通路２６の途中には、タン
ク用電動ウォーターポンプ２９が配置されている。尚、
タンク用電動ウォーターポンプ２９は、タンク出口通路
２６の基端側から終端側へ冷却水を圧送するよう配置さ
れている。

【０１６４】前記蓄熱タンク１６の冷却水入口１６ａに
は、タンク入口通路２７の終端が接続されている。この
タンク入口通路２７の基端は、前記したヒータホース１
１における該ヒータホース１１の終端とヒータコア１２
との間に位置する部位と接続されている。

【０１６５】次に、燃料電池１３用の冷却水循環系につ
いて述べる。

【０１６６】燃料電池１３用の冷却水循環系では、燃料
電池１３に電池出口通路３０が接続され、この電池出口
通路３０は電池用ラジエター３１の冷却水流入口に接続
されている。前記電池用ラジエター３１の冷却水流出口
には、電池入口通路３２が接続されれ、この電池入口通
路３２は、燃料電池１３に接続されている。

【０１６７】この電池入口通路３２と前記した電池出口
通路３０とは、電池用ラジエター３１を迂回するバイパ
ス通路３３により連通している。前記バイパス通路２４
と前記電池入口通路３２との接続部位には、電池用サー
モスタットバルブ３４が設けられている。

【０１６８】前記電池用サーモスタットバルブ３４は、
該電池用サーモスタットバルブ３４を流通する冷却水の
温度が所定の開弁温度未満であるときは、電池入口通路
３２における該電池用サーモスタットバルブ３４より電
池用ラジエター３１側の通路を遮断し、且つ、電池入口
通路３２における該電池用サーモスタットバルブ３４よ
り燃料電池１３側の通路とバイパス通路３３とを連通さ
せ、該電池用サーモスタットバルブ３４を流通する冷却
水の温度が所定の開弁温度以上であるときは、バイパス
通路３３を遮断し、電池入口通路３２における該電池用
サーモスタットバルブ３４より電池用ラジエター３１側
の通路と燃料電池１３側の通路とを連通させるよう構成
されている。

【０１６９】前記した電池出口通路３０の途中には、該
電池出口通路３０内の冷却水を燃料電池１３側から電池
用ラジエター３１側へ向けて圧送する電池用電動ウォー
ターポンプ３５が設けられている。この電池用電動ウォ
ーターポンプ３５と燃料電池１３との間に位置する電池
出口通路３０には、該電池出口通路３０内の冷却水の温
度に対応した電気信号を出力する電池側水温センサ３０
０が設けられている。

【０１７０】このように構成された内燃機関１用の冷却
水循環系と燃料電池１３用の冷却水循環系とは、二本の
連通路５０、５１により相互に接続されている。

【０１７１】具体的には、タンク出口通路２６における
蓄熱タンク１６とタンク用電動ウォーターポンプ２９と
の間の部位と、電池入口通路３２における燃料電池１３
と差４との間の部位とは、第１の連通路５０により接続
されている。そして、タンク入口通路２７の途中の部位
と、電池出口通路３０における電池用ラジエター３１と
電池用電動ウォーターポンプ３５との間の部位とは、第
２の連通路５１により接続されている。

【０１７２】ここで、ヒータホース１１において、該ヒ
ータホース１１の基端とタンク出口通路２６の終端との
間に位置する部位を第１ヒータホース１１ｇと称し、タ
ンク出口通路２６の終端とヒータコア１２との間に位置
する部位を第２ヒータホース１１ｈと称し、ヒータコア
１２とタンク入口通路２７の基端との間に位置する部位
を第３ヒータホース１１ｉと称し、タンク入口通路２７
の基端と該ヒータホース１１の終端との間に位置する部
位を第４ヒータホース１１ｊと称するものとする。

【０１７３】タンク出口通路２６において、第１の連通
路５０の接続部位と蓄熱タンク１６との間に位置する部
位を第１のタンク出口通路２６ａと称し、第１の連通路
５０の接続部位とタンク用電動ウォーターポンプ２９と
の間に位置する部位を第２のタンク出口通路２６ｂと称
し、タンク用電動ウォーターポンプ２９と該タンク出口
通路２６の終端との間に位置する部位を第３のタンク出
口通路２６ｃと称するものとする。

【０１７４】タンク入口通路２７において、第１の連通
路５０の接続部位と該タンク入口通路２７の基端との間
に位置する部位を第１のタンク入口通路２７ａと称し、
第１の連通路５０の接続部位と蓄熱タンク１６との間に
位置する部位を第２のタンク入口通路２７ｂと称するも
のとする。

【０１７５】電池出口通路３０において、燃料電池１３
と電池用電動ウォーターポンプ３５との間に位置する部
位を第１の電池出口通路３０ａと称し、第２の連通路５
１の接続部位と電池用電動ウォーターポンプ３５との間
に位置する部位を第２の電池出口通路３０ｂと称し、第
２の連通路５１の接続部位とバイパス通路３３の接続部
位との間に位置する部位を第３の電池出口通路３０ｃと
称し、バイパス通路２４の接続部位と電池用ラジエター
３１との間に位置する部位を第４の電池出口通路３０ｄ
と称するものとする。

【０１７６】電池入口通路３２において、電池用ラジエ
ター３１と電池用サーモスタットバルブ３４との間に位
置する部位を第１の電池入口通路３２ａと称し、第１の
連通路５０の接続部位と電池用サーモスタットバルブ３
４との間に位置する部位を第２の電池入口通路３２ｂと
称し、第１の連通路５０の接続部位と燃料電池１３との
間に位置する部位を第３の電池入口通路３２ｃと称する
ものとする。

【０１７７】次に、本実施の形態における冷却水循環系
は、第１ヒータホース１１ｇと第２ヒータホース１１ｈ
と第３のタンク出口通路２６ｃとの接続部位に設けられ
た第１の流路切換弁２８と、第１のタンク出口通路２６
ａと第２のタンク出口通路２６ｂと第１の連通路５０と
の接続部位に設けられた第２の流路切換弁５２と、第１
のタンク入口通路２７ａと第２のタンク入口通路２７ｂ
と第２の連通路５１との接続部位に設けられた第３の流
路切換弁５３と、を備えている。

【０１７８】更に、本実施の形態における冷却水循環系
は、該冷却水循環系を制御するための電子制御ユニット
（Electronic Control Unit：ECU）２０を備えている。
このＥＣＵ２０には、水温センサ１９、ヒータスイッチ
２１、イグニッションスイッチ２２、スタータスイッチ
２３、タンク用電動ウォーターポンプ２９、ヒータブロ
ア１２０、電池用電動ウォーターポンプ３５、及び電池
側水温センサ３００が電気的に接続されている。更に、
図示していないが、第１の流路切換弁２８、第２の流路
切換弁５２、及び第３の流路切換弁５３も電気配線を介
してＥＣＵ２０に接続されている。

【０１７９】ＥＣＵ２０は、内燃機関１の運転状態や各
種センサの出力信号値等をパラメータとして、第１の流
路切換弁２８、タンク用電動ウォーターポンプ２９、電
池用電動ウォーターポンプ３５、第２の流路切換弁５
２、第３の流路切換弁５３、スタータモータ１００、及
びヒータブロア１２０を制御する。

【０１８０】以下、この実施の形態におけるハイブリッ
トシステムの蓄熱装置の作用について説明する。

【０１８１】先ず、内燃機関１の始動に先駆けて該内燃
機関１を予熱する場合について説明する。ここでは、蓄
熱タンク１６内に予め高温の冷却水が貯蔵されているも
のとする。

【０１８２】ＥＣＵ２０は、内燃機関１のクランキング
が開始される前、例えば、イグニッションスイッチ２２
がオフからオンへ切り換えられたときに、第２ヒータホ
ース１１ｈを遮断し且つ第１ヒータホース１１ｇと第３
のタンク出口通路２６ｃを導通させるべく第１の流路切
換弁２８を制御し、第１の連通路５０を遮断し且つ第１
のタンク出口通路２６ａと第２のタンク出口通路２６ｂ
を導通させるべく第２の流路切換弁５２を制御し、第２
の連通路５１を遮断し且つ第１のタンク入口通路２７ａ
と第２のタンク入口通路２７ｂを導通させるべく第３の
流路切換弁５３を制御し、更にタンク用電動ウォーター
ポンプ２９を作動させるべく該タンク用電動ウォーター
ポンプ２９に駆動電力を供給する。

【０１８３】この場合、機械式ウォーターポンプ１０が
作動せずに、タンク用電動ウォーターポンプ２９のみが
作動するため、図１５に示すように、タンク用電動ウォ
ーターポンプ２９→第３のタンク出口通路２６ｃ→第１
の流路切換弁２８→第１ヒータホース１１ｇ→ヘッド側
冷却水路２ａ→ブロック側冷却水路２ｂ→機械式ウォー
ターポンプ１０→第３冷却水路８→第４ヒータホース１
１ｊ→第１のタンク入口通路２７ａ→第３の流路切換弁
５３→第２のタンク入口通路２７ｂ→蓄熱タンク１６→
第１のタンク出口通路２６ａ→第２の流路切換弁５２→
第２のタンク出口通路２６ｂ→タンク用電動ウォーター
ポンプ２９の順に冷却水が流れる循環回路が成立する。

【０１８４】前記した循環回路が成立すると、蓄熱タン
ク１６内に貯蔵されていた蓄熱温水が該蓄熱タンク１６
から、タンク出口通路２６（第１のタンク出口通路２６
ａ→第２の流路切換弁５２→第２のタンク出口通路２６
ｂ→タンク用電動ウォーターポンプ２９→第３のタンク
出口通路２６ｃ）、第１の流路切換弁２８、第１ヒータ
ホース１１ｇを介して内燃機関１のヘッド側冷却水路２
ａ及びブロック側冷却水路２ｂへ流入することになる。

【０１８５】蓄熱タンク１６からの蓄熱温水が内燃機関
１のヘッド側冷却水路２ａ及びブロック側冷却水路２ｂ
に流入すると、それと入れ代わりにヘッド側冷却水路２
ａ及びブロック側冷却水路２ｂに元々滞留していた低温
の冷却水がヘッド側冷却水路２ａ及びブロック側冷却水
路２ｂから第３冷却水路８へ排出される。

【０１８６】この結果、内燃機関１では、蓄熱温水の熱
がヘッド側冷却水路２ａ及びブロック側冷却水路２ｂの
壁面に伝達される。その際、蓄熱タンク１６から流出し
た蓄熱温水がヒータコア１２等のように熱容量の大きな
部材を経由することなく直接的に内燃機関１に流入する
ため、蓄熱タンク１６から内燃機関１へ至る経路におい
て蓄熱温水の不要な放熱が抑制され、蓄熱タンク１６に
蓄えられていた熱が効率的に内燃機関１へ伝達される。

【０１８７】従って、内燃機関１の吸気ポートや燃焼室
の壁面温度を効率的に暖めることが可能となり、内燃機
関１の始動時及び始動後において燃料の気化が促進され
るとともに混合気の温度が上昇し、以て壁面付着燃料量
の減少、燃焼の安定化、始動性の向上、及び排気エミッ
ションの向上を図ることが可能となる。特に、本実施の
形態では、蓄熱タンク１６からの蓄熱温水がブロック側
冷却水路２ｂより先にヘッド側冷却水路２ａに流入する
ため、吸気ポートや燃焼室の壁面を効率的に暖めること
ができる。

【０１８８】次に、スタータスイッチ２３がオフからオ
ンへ切り換えられると、ＥＣＵ２０は、タンク用電動ウ
ォーターポンプ２９に対する駆動電力の供給を停止した
後に、スタータモータ１００や図示しない燃料噴射弁等
に駆動電力を印加して内燃機関１のクランキングを開始
し、以て内燃機関１を始動させる。

【０１８９】内燃機関１のクランキングが開始される
と、クランクシャフトの回転トルクによって機械式ウォ
ーターポンプ１０が駆動される。これに対応してＥＣＵ
２０は、第１ヒータホース１１ｇを遮断すべく第１の流
路切換弁２８を制御する。

【０１９０】その際、冷却水の温度がサーモスタットバ
ルブ７の開弁より低ければ、サーモスタットバルブ７
は、第２冷却水路６を遮断すると同時に第４冷却水路９
を開放する。

【０１９１】この場合、図１６に示すように、機械式ウ
ォーターポンプ１０→ブロック側冷却水路２ｂ→ヘッド
側冷却水路２ａ→第４冷却水路９→サーモスタットバル
ブ７→第３冷却水路８→機械式ウォーターポンプ１０の
順で冷却水が流れる循環回路が成立する。

【０１９２】このような循環回路が成立した場合には、
内燃機関１から流出した比較的低温の冷却水がラジエタ
ー５を迂回して流れることになるため、冷却水がラジエ
ター５によって必要以上に冷却されることがない。

【０１９３】この結果、内燃機関１が冷却水によって不
要に冷却されることがなく、内燃機関１の暖機が妨げら
れることがない。

【０１９４】内燃機関１の運転により冷却水の温度がサ
ーモスタットバルブ７の開弁温度以上まで上昇すると、
サーモスタットバルブ７が第４冷却水路９を遮断すると
同時に第２冷却水路６を開放することになる。

【０１９５】この場合、図１７に示すように、機械式ウ
ォーターポンプ１０→ブロック側冷却水路２ｂ→ヘッド
側冷却水路２ａ→第１冷却水路４→ラジエター５→第２
冷却水路６→サーモスタットバルブ７→第３冷却水路８
→機械式ウォーターポンプ１０の順で冷却水が流れる循
環回路が成立する。

【０１９６】このような循環回路が成立した場合には、
内燃機関１から流出した比較的高温の冷却水がラジエタ
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によって放熱される。この結果、冷却水の温度が適
温に保たれることになる。

【０１９７】内燃機関１が運転状態にあるときに、ヒー
タスイッチ２１がオフからオンへ切り換えられると、Ｅ
ＣＵ２０は、タンク用電動ウォーターポンプ２９を停止
状態に維持し、第３のタンク出口通路２６ｃを遮断し且
つ第１ヒータホース１１ｇと第２ヒータホース１１ｈを
導通させるべく第１の流路切換弁２８を制御し、更にヒ
ータブロア１２０を作動させるべく該ヒータブロア１２
０に駆動電力を供給する。

【０１９８】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のみが作動するた
め、図１８に示すように、機械式ウォーターポンプ１０
→ブロック側冷却水路２ｂ→ヘッド側冷却水路２ａ→第
１冷却水路４→ラジエター５→第２冷却水路６→サーモ
スタットバルブ７→第３冷却水路８→機械式ウォーター
ポンプ１０の順で冷却水が流れる循環回路に加え、機械
式ウォーターポンプ１０→ブロック側冷却水路２ｂ→ヘ
ッド側冷却水路２ａ→第１ヒータホース１１ｇ→第１の
流路切換弁２８→第２ヒータホース１１ｈ→ヒータコア
１２→第３ヒータホース１１ｉ→第４ヒータホース１１
ｊ→第３冷却水路８→機械式ウォーターポンプ１０の順
で冷却水が流れる循環回路が成立する。

【０１９９】上記したような循環回路が成立すると、内
燃機関１から流出した高温の冷却水が第１ヒータホース
１１ｇ、第１の流路切換弁２８、及び第２ヒータホース
１１ｈを経由してヒータコア１２に流入し、ヒータコア
１２において冷却水と暖房用空気との間で熱交換が行わ
れるようになる。つまり、ヒータコア１２において冷却
水の熱が暖房用空気へ伝達され、暖房用空気が暖められ
る。ヒータコア１２において暖められた暖房用空気は、
ヒータブロア１２０によって車室内へ圧送される。

【０２００】尚、イグニッションスイッチがオン状態に
あり、且つ、ヒータスイッチ２１がオン状態にあるとき
に内燃機関１の運転が停止されると、ＥＣＵ２０は、第
１ヒータホース１１ｇを遮断し且つ第２ヒータホース１
１ｈと第３のタンク出口通路２６ｃとを導通させるべく
第１の流路切換弁２８を制御し、第１のタンク出口通路
２６ａを遮断し且つ第２のタンク出口通路２６ｂと第１
の連通路５０とを導通させるべく第２の流路切換弁５２
を制御し、第２のタンク入口通路２７ｂを遮断し且つ第
１のタンク入口通路２７ａと第２の連通路５１とを導通
させるべく第３の流路切換弁５３を制御し、タンク用電
動ウォーターポンプ２９の作動を禁止すべく該タンク用
電動ウォーターポンプ２９に対する駆動電力の印加を禁
止し、燃料電池１３を作動させ、更に電池用電動ウォー
ターポンプ３５を作動させるべく該電池用電動ウォータ
ーポンプ３５へ駆動電力を供給する。

【０２０１】この場合、タンク用電動ウォーターポンプ
２９が作動せずに電池用電動ウォーターポンプ３５のみ
が作動するため、図１９に示すように、電池用電動ウォ
ーターポンプ３５→第２の電池出口通路３０ｂ→第２の
連通路５１→第３の流路切換弁５３→第１のタンク入口
通路２７ａ→第３ヒータホース１１ｉ→ヒータコア１２
→第２ヒータホース１１ｈ→第１の流路切換弁２８→第
３のタンク出口通路２６ｃ→タンク用電動ウォーターポ
ンプ２９→第２のタンク出口通路２６ｂ→第２の流路切
換弁５２→第１の連通路５０→第３の電池入口通路３２
ｃ→燃料電池１３→第１の電池出口通路３０ａ→電池用
電動ウォーターポンプ３５の順に冷却水が流れる循環回
路が成立する。

【０２０２】前記した循環回路が成立すると、燃料電池
１３から流出した高温の冷却水が第１の電池出口通路３
０ａ、電池用電動ウォーターポンプ３５、第２の電池出
口通路３０ｂ、第２の連通路５１、第３の流路切換弁５
３、第１のタンク入口通路２７ａ、及び第３ヒータホー
ス１１ｉを順次経由してヒータコア１２に流入し、ヒー
タコア１２において冷却水と暖房用空気との間で熱交換
が行われるようになる。

【０２０３】その際、燃料電池１３から流出した冷却水
は、電池用ラジエター３１や蓄熱タンク１６等のように
熱容量が大きな部材を経由することなくヒータコア１２
へ流入するため、燃料電池１３の熱が不要に放熱される
ことなくヒータコア１２へ伝達されるようになる。

【０２０４】この結果、内燃機関１の運転が停止されて
いる場合であっても、暖房用空気を効率的に暖めること
が可能となる。

【０２０５】一方、燃料電池１３が作動状態にある場合
には、ＥＣＵ２０は、第１の連通路５０を遮断すべく第
２の流路切換弁５２を制御し、第２の連通路５１を遮断
すべく第３の流路切換弁５３を制御し、更に電池用電動
ウォーターポンプ３５を作動させるべく該電池用電動ウ
ォーターポンプ３５に駆動電力を供給する。

【０２０６】その際、冷却水の温度が電池用サーモスタ
ットバルブ３４の開弁温度より低ければ、電池用サーモ
スタットバルブ３４は、第１の電池入口通路３２ａを遮
断すると同時にバイパス通路３３を開放する。

【０２０７】この場合、図２０に示すように、電池用電
動ウォーターポンプ３５→第２の電池出口通路３０ｂ→
第３の電池出口通路３０ｃ→バイパス通路３３→電池用
サーモスタットバルブ３４→第２の電池入口通路３２ｂ
→第３の電池入口通路３２ｃ→燃料電池１３→第１の電
池出口通路３０ａ→電池用電動ウォーターポンプ３５の
順で冷却水が流れる循環回路が成立する。

【０２０８】このような循環回路が成立した場合には、
燃料電池１３から流出した比較的低温の冷却水が電池用
ラジエター３１を迂回して流れることになるため、冷却
水が電池用ラジエター３１によって必要以上に冷却され
ることがない。

【０２０９】燃料電池１３の作動により冷却水の温度が
電池用サーモスタットバルブ３４の開弁温度以上まで上
昇すると、電池用サーモスタットバルブ３４がバイパス
通路３３を遮断すると同時に第１の電池入口通路３２ａ
を開放することになる。

【０２１０】この場合、図２１に示すように、電池用電
動ウォーターポンプ３５→第２の電池出口通路３０ｂ→
第３の電池出口通路３０ｃ→第４の電池出口通路３０ｄ
→電池用ラジエター３１→第１の電池入口通路３２ａ→
電池用サーモスタットバルブ３４→第２の電池入口通路
３２ｂ→第３の電池入口通路３２ｃ→燃料電池１３→第
１の電池出口通路３０ａ→電池用電動ウォーターポンプ
３５の順で冷却水が流れる循環回路が成立する。

【０２１１】このような循環回路が成立した場合には、
燃料電池１３から流出した比較的高温の冷却水が電池用
ラジエター３１を流通することになるため、冷却水の熱
が電池用ラジエター３１によって放熱される。この結
果、冷却水の温度が適温に保たれることになる。

【０２１２】次に、蓄熱タンク１６に高温の冷却水を貯
蔵する方法について述べる。蓄熱タンク１６に高温の冷
却水を貯蔵する場合には、ＥＣＵ２０は、図２２に示す
ような蓄熱制御ルーチンを実行する。この蓄熱制御ルー
チンは、予めＥＣＵ２０のＲＯＭ等に記憶されているル
ーチンであり、所定時間毎に繰り返し実行されるルーチ
ンである。

【０２１３】蓄熱制御ルーチンでは、ＥＣＵ２０は、先
ずＳ２２０１において内燃機関１の運転が停止されたか
否かを判別する。

【０２１４】前記Ｓ２２０１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、Ｓ２２１５へ進み、通常通りの制御を行う。

【０２１５】一方、前記Ｓ２２０１において内燃機関１
の運転が停止されていると判定された場合は、ＥＣＵ２
０は、Ｓ２２０２へ進み、蓄熱完了フラグの値が“１”
であるか否かを判別する。

【０２１６】前記Ｓ２２０２において蓄熱完了フラグの
値が“１”であると判定された場合は、ＥＣＵ２０は、
蓄熱タンク１６内に高温の冷却水が既に貯蔵されている
とみなし、Ｓ２２１５へ進む。Ｓ２２１５では、ＥＣＵ
２０は、通常通りの制御を行い、本ルーチンの実行を終
了する。

【０２１７】前記Ｓ２２０２において蓄熱完了フラグの
値が“１”ではないと判定された場合は、ＥＣＵ２０
は、蓄熱タンク１６内に高温の冷却水が未だ貯蔵されて
いないとみなし、Ｓ２２０３へ進む。

【０２１８】Ｓ２２０３では、ＥＣＵ２０は、水温セン
サ１９の出力信号値（機関側水温）：THWeと、電池側水
温センサ３００の出力信号値（電池側水温）：THWcとを
読み込む。

【０２１９】Ｓ２２０４では、ＥＣＵ２０は、前記Ｓ２
２０３で読み込まれた機関側水温：THWeと電池側水温：
THWcとを比較し、機関側水温：THWeが電池側水温：THWc
以上であるか否かを判別する。

【０２２０】前記Ｓ２２０４において機関側水温：THWe
が電池側水温：THWc以上であると判定された場合には、
ＥＣＵ２０は、Ｓ２２０５へ進み、機関側水温：THWeが
所定の蓄熱適合温度：T以上であるか否かを判別する。

【０２２１】前記Ｓ２２０５において機関側水温：THWe
が蓄熱適合温度：T以上であると判定された場合は、Ｅ
ＣＵ２０は、Ｓ２２０６〜Ｓ２２０９において内燃機関
１側の冷却水を利用した蓄熱処理を実行する。

【０２２２】具体的には、ＥＣＵ２０は、先ずＳ２２０
６において、第２ヒータホース１１ｈを遮断（第１ヒー
タホース１１ｇと第３のタンク出口通路２６ｃとを導
通）させるべく第１の流路切換弁２８を制御する。

【０２２３】Ｓ２２０７では、ＥＣＵ２０は、第１の連
通路５０を遮断（第１のタンク出口通路２６ａと第２の
タンク出口通路２６ｂとを導通）させるべく第２の流路
切換弁５２を制御する。

【０２２４】Ｓ２２０８では、ＥＣＵ２０は、第２の連
通路５１を遮断（第１のタンク入口通路２７ａと第２の
タンク入口通路２７ｂとを導通）させるべく第３の流路
切換弁５３を制御する。

【０２２５】Ｓ２２０９では、ＥＣＵ２０は、タンク用
電動ウォーターポンプ２９を作動させるべく該タンク用
電動ウォーターポンプ２９へ駆動電力を供給する。

【０２２６】このようにＳ２２０６〜Ｓ２２０９の処理
が実行されると、前述した図１５の説明で述べたよう
に、タンク用電動ウォーターポンプ２９→第３のタンク
出口通路２６ｃ→第１の流路切換弁２８→第１ヒータホ
ース１１ｇ→ヘッド側冷却水路２ａ→ブロック側冷却水
路２ｂ→機械式ウォーターポンプ１０→第３冷却水路８
→第４ヒータホース１１ｊ→第１のタンク入口通路２７
ａ→第３の流路切換弁５３→第２のタンク入口通路２７
ｂ→蓄熱タンク１６→第１のタンク出口通路２６ａ→第
２の流路切換弁５２→第２のタンク出口通路２６ｂ→タ
ンク用電動ウォーターポンプ２９の順に冷却水が流れる
循環回路が成立する。

【０２２７】前記した循環回路が成立すると、内燃機関
１のヘッド側冷却水路２ａ及びブロック側冷却水路２ｂ
内の蓄熱適合温度：T以上の冷却水が蓄熱タンク１６へ
供給される。

【０２２８】内燃機関１からの冷却水が蓄熱タンク１６
へ供給されると、それと入れ代わりに蓄熱タンク１６内
に元々滞留していた冷却水が該蓄熱タンク１６から排出
される。この結果、内燃機関１内の蓄熱適合温度：T以
上の冷却水が蓄熱タンク１６に貯蔵されることになる。

【０２２９】その際、内燃機関１から排出された冷却水
は、ヒータコア１２等のように熱媒体の大きな部材を経
由することなく直接的に蓄熱タンク１６へ供給されるた
め、冷却水の熱が不要に放熱されることなく蓄熱タンク
１６に蓄えられるようになる。

【０２３０】一方、前記したＳ２２０４において機関側
水温：THWeが電池側水温：THWc未満であると判定された
場合には、ＥＣＵ２０は、Ｓ２２１０へ進み、電池側水
温：THWcが蓄熱適合温度：T未満であるか否かを判別す
る。

【０２３１】前記Ｓ２２１０において電池側水温：THWc
が蓄熱適合温度：T未満であると判定された場合は、Ｅ
ＣＵ２０は、Ｓ２２１１において燃料電池１３を強制的
に作動させて電池側水温を上昇させる。但し、燃料電池
１３が既に作動状態にある場合には、燃料電池１３の発
電量を増加させて電池側水温の昇温を促進するようにし
てもよい。

【０２３２】Ｓ２２１２では、ＥＣＵ２０は、電池側水
温センサ３００の出力信号値（電池側水温）：THWcを再
度読み込み、その電池側水温：THWcが蓄熱適合温度：T
以上となったか否かを判別する。

【０２３３】前記Ｓ２２１２において電池側水温：THWc
が蓄熱適合温度：T未満であると判定された場合には、
ＥＣＵ２０は、電池側水温：THWcが蓄熱適合温度：T以
上となるまで前述したＳ２２１１以降の処理を繰り返し
実行する。

【０２３４】前記Ｓ２２１２において電池側水温：THWc
が蓄熱適合温度：T以上であると判定された場合には、
ＥＣＵ２０は、Ｓ２２１３へ進む。

【０２３５】尚、前述したＳ２２１０において電池側水
温：THWcが蓄熱適合温度：T以上であると判定された場
合には、ＥＣＵ２０は、前記したＳ２２１１〜Ｓ２２１
２の処理をスキップしてＳ２２１３へ進む。

【０２３６】Ｓ２２１３では、ＥＣＵ２０は、Ｓ２２１
３〜Ｓ２２１５において燃料電池１３側の冷却水を利用
した蓄熱処理を実行する。

【０２３７】具体的には、ＥＣＵ２０は、Ｓ２２１３に
おいて、第２のタンク出口通路２６ｂを遮断（第１のタ
ンク出口通路２６ａと第１の連通路５０とを導通）させ
るべく第２の流路切換弁５２を制御する。

【０２３８】Ｓ２２１４では、ＥＣＵ２０は、第１のタ
ンク入口通路２７ａを遮断（第２のタンク入口通路２７
ｂと第２の連通路５１とを導通）させるべく第３の流路
切換弁５３を制御する。

【０２３９】Ｓ２２１５では、ＥＣＵ２０は、電池用電
動ウォーターポンプ３５を作動させるべく該電池用電動
ウォーターポンプ３５に駆動電力を供給する。

【０２４０】このようにＳ２２１３〜Ｓ２２１５の処理
が実行されると、図２３に示すように、電池用電動ウォ
ーターポンプ３５→第２の電池出口通路３０ｂ→第２の
連通路５１→第３の流路切換弁５３→第２のタンク入口
通路２７ｂ→蓄熱タンク１６→第１のタンク出口通路２
６ａ→第２の流路切換弁５２→第１の連通路５０→第３
の電池入口通路３２ｃ→燃料電池１３→第１の電池出口
通路３０ａ→電池用電動ウォーターポンプ３５の順に冷
却水が流れる循環回路が成立する。

【０２４１】前記した循環回路が成立すると、燃料電池
１３内の蓄熱適合温度：T以上の冷却水が蓄熱タンク１
６へ供給される。燃料電池１３からの冷却水が蓄熱タン
ク１６へ供給されると、それと入れ代わりに蓄熱タンク
１６内に元々滞留していた冷却水が該蓄熱タンク１６か
ら排出される。この結果、燃料電池１３内の蓄熱適合温
度：T以上の冷却水が蓄熱タンク１６に貯蔵されること
になる。

【０２４２】その際、燃料電池１３から排出された冷却
水は、ヒータコア１２や電池用ラジエター３１等のよう
に熱媒体の大きな部材を経由することなく直接的に蓄熱
タンク１６へ供給されるため、冷却水の熱が不要に放熱
されることなく蓄熱タンク１６に蓄えられるようにな
る。

【０２４３】また、前述したＳ２２０５において機関側
水温：THWeが蓄熱適合温度：T未満であると判定された
場合は、ＥＣＵ２０は、前記したＳ２２１１〜Ｓ２２１
５と同様の処理を実行し、電池側水温：THWcを蓄熱適合
温度：T温度以上まで昇温させた後に蓄熱タンク１６に
貯蔵させる。

【０２４４】前記Ｓ２２０９又は前記Ｓ２２１５の処理
を実行し終えたＥＣＵ２０は、Ｓ２２１６へ進み、蓄熱
処理が完了したか否かを判別する。

【０２４５】前記Ｓ２２１６において蓄熱処理が完了し
ていないと判定された場合は、ＥＣＵ２０は、蓄熱処理
が完了するまで前記Ｓ２２１６の処理を繰り返し実行す
る。

【０２４６】前記Ｓ２２１６において蓄熱処理が完了し
たと判定された場合は、ＥＣＵ２０は、Ｓ２２１７へ進
み、蓄熱完了フラグに“１”をセットする。

【０２４７】Ｓ２２１８では、ＥＣＵ２０は、燃料電池
１３、第１の流路切換弁２８、タンク用電動ウォーター
ポンプ２９、電池用電動ウォーターポンプ３５、第２の
流路切換弁５２、及び第３の流路切換弁５３を通常どお
りに制御し、本ルーチンの実行を終了する。

【０２４８】以上述べた実施の形態では、内燃機関１用
の冷却水循環系と燃料電池１３用の冷却水循環系とが独
立している場合に、内燃機関１側の冷却水と燃料電池１
３側の冷却水とのうち温度の高い方の冷却水を蓄熱タン
ク１６に貯蔵することができるため、内燃機関１側の冷
却水のみを利用して蓄熱を行う場合に比して多くの熱を
蓄えることが可能となる。更に、本実施の形態では、内
燃機関１側の冷却水と燃料電池１３側の冷却水の双方が
蓄熱適合温度より低い場合であっても、燃料電池１３を
強制作動させて燃料電池１３側の冷却水を昇温させるこ
とが可能となるため、所望量の熱を確実に蓄えることが
可能となる。

【０２４９】従って、本実施の形態に係るハイブリット
システムの蓄熱装置によれば、蓄熱タンク１６内に貯蔵
された蓄熱温水を利用して内燃機関１を好適に暖機する
ことが可能となる。

【０２５０】また、本実施の形態に係るハイブリットシ
ステムの蓄熱装置では、前述した図２２の説明で述べた
ような循環回路を成立させることにより、蓄熱タンク１
６内に蓄えられた熱を利用して燃料電池１３の予熱を行
うことも可能となる。

【０２５１】＜実施の形態４＞次に、本発明に係るハイ
ブリットシステムの蓄熱装置の第４の実施の形態につい
て図２４〜図２７に基づいて説明する。ここでは、前述
した第３の実施の形態と異なる構成について説明し、同
一の構成については説明を省略する。

【０２５２】本実施の形態に係るハイブリットシステム
の蓄熱装置では、図２４に示すように、蓄熱タンク１６
内の冷却水の温度に対応した電気信号を出力するタンク
内水温センサ１６０が蓄熱タンク１６に取り付けられて
いる。

【０２５３】本実施の形態と前述した第３の実施の形態
との差異は、前述した第３の実施の形態では内燃機関１
を予熱する際に蓄熱タンク１６内の蓄熱温水を利用して
内燃機関１を予熱するのに対し、本実施の形態では内燃
機関１を予熱する際に燃料電池１３側の冷却水と蓄熱タ
ンク１６内の冷却水とのうち温度の高い方の冷却水を利
用して内燃機関１を予熱する点にある。

【０２５４】具体的には、ＥＣＵ２０は、内燃機関１を
予熱する際に、タンク内水温センサ１６０の出力信号値
（タンク内水温）：THWtと電池側水温センサ３００の出
力信号値（電池側水温）：THWcとを読み込む。

【０２５５】ＥＣＵ２０は、前記タンク内水温：THWtと
前記電池側水温：THWcと比較する。タンク内水温：THWt
が電池側水温：THWc以上である場合には、ＥＣＵ２０
は、第２ヒータホース１１ｈを遮断し且つ第１ヒータホ
ース１１ｇと第３のタンク出口通路２６ｃとを導通させ
るべく第１の流路切換弁２８を制御し、第１の連通路５
０を遮断し且つ第１のタンク出口通路２６ａと第２のタ
ンク出口通路２６ｂとを導通させるべく第２の流路切換
弁５２を制御し、第２の連通路５１を遮断し且つ第１の
タンク入口通路２７ａと第２のタンク入口通路２７ｂと
を導通させるべく第３の流路切換弁５３を制御し、更に
タンク用電動ウォーターポンプ２９を作動させるべく該
タンク用電動ウォーターポンプ２９に駆動電力を供給す
る。

【０２５６】この場合、図２５に示すように、タンク用
電動ウォーターポンプ２９→第３のタンク出口通路２６
ｃ→第１の流路切換弁２８→第１ヒータホース１１ｇ→
ヘッド側冷却水路２ａ→ブロック側冷却水路２ｂ→機械
式ウォーターポンプ１０→第３冷却水路８→第４ヒータ
ホース１１ｊ→第１のタンク入口通路２７ａ→第３の流
路切換弁５３→第２のタンク入口通路２７ｂ→蓄熱タン
ク１６→第１のタンク出口通路２６ａ→第２の流路切換
弁５２→第２のタンク出口通路２６ｂ→タンク用電動ウ
ォーターポンプ２９の順に冷却水が流れる循環回路が成
立する。

【０２５７】前記した循環回路が成立すると、蓄熱タン
ク１６内に貯蔵されていた蓄熱温水が内燃機関１のヘッ
ド側冷却水路２ａとブロック側冷却水路２ｂとへ順次流
入することになる。

【０２５８】蓄熱タンク１６からの蓄熱温水が内燃機関
１のヘッド側冷却水路２ａとブロック側冷却水路２ｂへ
流入すると、それと入れ代わりにヘッド側冷却水路２ａ
及びブロック側冷却水路２ｂに元々滞留していた低温の
冷却水がヘッド側冷却水路２ａ及びブロック側冷却水路
２ｂから第３冷却水路８へ排出される。

【０２５９】この結果、内燃機関１では、蓄熱温水の熱
がヘッド側冷却水路２ａ及びブロック側冷却水路２ｂの
壁面に伝達される。その際、蓄熱タンク１６から流出し
た蓄熱温水がヒータコア１２等のように熱容量の大きな
部材を経由することなく直接的に内燃機関１に流入する
ため、蓄熱タンク１６から内燃機関１へ至る経路におい
て蓄熱温水の不要な放熱が抑制され、蓄熱タンク１６に
蓄えられていた熱が効率的に内燃機関１へ伝達される。

【０２６０】従って、内燃機関１の吸気ポートや燃焼室
の壁面温度を効率的に暖めることが可能となり、内燃機
関１の始動時及び始動後において燃料の気化が促進され
るとともに混合気の温度が上昇し、以て壁面付着燃料量
の減少、燃焼の安定化、始動性の向上、及び排気エミッ
ションの向上を図ることが可能となる。

【０２６１】一方、電池側水温：THWcがタンク内水温：
THWtより高い場合は、ＥＣＵ２０は、第２ヒータホース
１１ｈを遮断し且つ第１ヒータホース１１ｇと第３のタ
ンク出口通路２６ｃとを導通させるべく第１の流路切換
弁２８を制御し、第１のタンク出口通路２６ａを遮断し
且つ第２のタンク出口通路２６ｂと第１の連通路５０と
を連通させるべく第２の流路切換弁５２を制御し、第２
のタンク入口通路２７ｂを遮断し且つ第１のタンク入口
通路２７ａと第２の連通路５１とを導通させるべく第３
の流路切換弁５３を制御し、タンク用電動ウォーターポ
ンプ２９を作動させるべく該タンク用電動ウォーターポ
ンプ２９に駆動電力を供給し、更に電池用電動ウォータ
ーポンプ３５の作動を禁止すべく該電池用電動ウォータ
ーポンプ３５に対する駆動電力の印加を禁止する。

【０２６２】この場合、電池用電動ウォーターポンプ３
５が作動せずにタンク用電動ウォーターポンプ２９のみ
が作動するため、図２６に示すように、タンク用電動ウ
ォーターポンプ２９→第３のタンク出口通路２６ｃ→第
１の流路切換弁２８→第１ヒータホース１１ｇ→ヘッド
側冷却水路２ａ→ブロック側冷却水路２ｂ→機械式ウォ
ーターポンプ１０→第３冷却水路８→第４ヒータホース
１１ｊ→第１のタンク入口通路２７ａ→第３の流路切換
弁５３→第２の連通路５１→第２の電池出口通路３０ｂ
→電池用電動ウォーターポンプ３５→第１の電池出口通
路３０ａ→燃料電池１３→第３の電池入口通路３２ｃ→
第１の連通路５０→第２の流路切換弁５２→第２のタン
ク出口通路２６ｂ→タンク用電動ウォーターポンプ２９
の順に冷却水が流れる循環回路が成立する。

【０２６３】このような循環回路が成立すると、燃料電
池１３から流出した高温の冷却水が第３の電池入口通路
３２ｃ、第１の連通路５０、第２の流路切換弁５２、第
２のタンク出口通路２６ｂ、タンク用電動ウォーターポ
ンプ２９、第３のタンク出口通路２６ｃ、第１の流路切
換弁２８、及び第１ヒータホース１１ｇを介してヘッド
側冷却水路２ａ及びブロック側冷却水路２ｂに流入する
ことになる。

【０２６４】燃料電池１３からの高温の冷却水がヘッド
側冷却水路２ａ及びブロック側冷却水路２ｂに流入する
と、それと入れ代わりにヘッド側冷却水路２ａ及びブロ
ック側冷却水路２ｂに元々滞留していた低温の冷却水が
ヘッド側冷却水路２ａ及びブロック側冷却水路２ｂから
第１ヒータホース１１ａへ流出する。

【０２６５】この結果、内燃機関１では、高温の冷却水
の熱がヘッド側冷却水路２ａ及びブロック側冷却水路２
ｂの壁面に伝達される。その際、燃料電池１３から流出
した冷却水は、蓄熱タンク１６などを経由することなく
直接的に内燃機関１へ流入することになるため、燃料電
池１３から内燃機関１へ至る経路において冷却水の不要
な放熱が抑制され、燃料電池１３の熱が効率的に内燃機
関１へ伝達される。

【０２６６】従って、内燃機関１の吸気ポートや燃焼室
の壁面温度を効率的に暖めることが可能となり、内燃機
関１の始動時及び始動後において燃料の気化が促進され
るとともに混合気の温度が上昇し、以て壁面付着燃料量
の減少、燃焼の安定化、始動性の向上、及び排気エミッ
ションの向上を図ることが可能となる。更に、本実施の
形態では、燃料電池１３からの高温の冷却水がブロック
側冷却水路２ｂより先にヘッド側冷却水路２ａへ流入す
るため、内燃機関１の吸気ポートや燃焼室が効率的に暖
められることになる。

【０２６７】尚、タンク内水温：THWtと電池側水温：TH
Wcとの双方が低い場合には、燃料電池１３を強制的に作
動させて電池側水温：THWcを上昇させた後に、前述した
図２６の説明で述べたような循環回路を成立させるよう
にしてもよい。

【０２６８】以下、内燃機関１を予熱する方法について
図２７に沿って具体的に説明する。図２７は、予熱制御
ルーチンを示すフローチャート図である。この予熱制御
ルーチンは、予めＥＣＵ２０のＲＯＭに記憶されている
ルーチンであり、イグニッションスイッチ２２がオフか
らオンへ切り換えられた時に実行される。

【０２６９】予熱制御ルーチンにおいて、ＥＣＵ２０
は、先ずＳ２７０１において、イグニッションスイッチ
２２がオンであるか否かを判別する。

【０２７０】ＥＣＵ２０は、前記Ｓ２７０１においてイ
グニッションスイッチがオフであると判定した場合は本
ルーチンの実行を終了し、前記Ｓ２７０１においてイグ
ニッションスイッチ２２がオンであると判定した場合は
Ｓ２７０２へ進む。

【０２７１】Ｓ２７０２では、ＥＣＵ２０は、予熱完了
フラグの値が“１”であるか否かを判別する。

【０２７２】前記Ｓ２７０２において予熱完了フラグの
値が“１”であると判定された場合は、ＥＣＵ２０は、
内燃機関１の予熱が既に完了しているとみなし、Ｓ２７
２０へ進み、内燃機関１を始動させて本ルーチンの実行
を終了する。

【０２７３】一方、前記Ｓ２７０２において予熱完了フ
ラグの値が“０”であると判定された場合は、ＥＣＵ２
０は、内燃機関１の予熱が未だ完了していないとみな
し、Ｓ２７０３へ進む。

【０２７４】Ｓ２７０３では、ＥＣＵ２０は、水温セン
サ１９の出力信号値（機関側水温）：THWeを読み込む。

【０２７５】Ｓ２７０４では、ＥＣＵ２０は、前記Ｓ２
７０３で読み込まれた機関側水温：THWeが所定温度未満
であるか否かを判別する。前記した所定温度は、例え
ば、内燃機関１の暖機が完了した後の水温に相当する温
度である。

【０２７６】前記Ｓ２７０４において機関側水温：THWe
が所定温度以上であると判定された場合は、ＥＣＵ２０
は、内燃機関１を予熱する必要がないとみなし、Ｓ２７
２０へ進み、内燃機関１を始動させて本ルーチンの実行
を終了する。

【０２７７】前記Ｓ２７０４において機関側水温：THWe
が所定温度未満であると判定された場合は、ＥＣＵ２０
は、内燃機関１を予熱する必要があるとみなし、Ｓ２７
０５へ進む。Ｓ２７０５では、ＥＣＵ２０は、タンク内
水温センサ１６０の出力信号値（タンク内水温）：THWt
と、電池側水温センサ３００の出力信号値（電池側水
温）：THWcとを読み込む。

【０２７８】Ｓ２７０６では、ＥＣＵ２０は、前記Ｓ２
７０５で読み込まれた電池側水温：THWcとタンク内水
温：THWtとを比較し、タンク内水温：THWtが電池側水
温：THWc以上であるか否かを判別する。

【０２７９】前記Ｓ２７０６においてタンク内水温：TH
Wtが電池側水温：THWe以上であると判定された場合は、
ＥＣＵ２０は、Ｓ２７０７〜Ｓ２７１０において蓄熱タ
ンク１６内の蓄熱温水を利用して内燃機関１の予熱を行
う。

【０２８０】具体的には、ＥＣＵ２０は、Ｓ２７０７に
おいて、第２ヒータホース１１ｈを遮断（第１ヒータホ
ース１１ｇと第３のタンク出口通路２６ｃとを導通）さ
せるべく第１の流路切換弁２８を制御する。

【０２８１】Ｓ２７０８では、ＥＣＵ２０は、第１の連
通路５０を遮断（第１のタンク出口通路２６ａと第２の
タンク出口通路２６ｂとを導通）させるべく第２の流路
切換弁５２を制御する。

【０２８２】Ｓ２７０９では、ＥＣＵ２０は、第２の連
通路５１を遮断（第１のタンク入口通路２７ａと第２の
タンク入口通路２７ｂとを導通）させるべく第３の流路
切換弁５３を制御する。

【０２８３】Ｓ２７１０では、ＥＣＵ２０は、タンク用
電動ウォーターポンプ２９を作動させるべく該タンク用
電動ウォーターポンプ２９へ駆動電力を供給する。

【０２８４】このようにＳ２７０７〜Ｓ２７１０の処理
が行われると、前述した図２５の説明で述べたように、
タンク用電動ウォーターポンプ２９→第３のタンク出口
通路２６ｃ→第１の流路切換弁２８→第１ヒータホース
１１ｇ→ヘッド側冷却水路２ａ→ブロック側冷却水路２
ｂ→機械式ウォーターポンプ１０→第３冷却水路８→第
４ヒータホース１１ｊ→第１のタンク入口通路２７ａ→
第３の流路切換弁５３→第２のタンク入口通路２７ｂ→
蓄熱タンク１６→第１のタンク出口通路２６ａ→第２の
流路切換弁５２→第２のタンク出口通路２６ｂ→タンク
用電動ウォーターポンプ２９の順に冷却水が流れる循環
回路が成立する。

【０２８５】前記した循環回路が成立すると、蓄熱タン
ク１６内の蓄熱温水が不要に放熱されることなく内燃機
関１に供給されるため、内燃機関１が効率的に暖機さ
れ、内燃機関１の始動時及び始動後において燃料の気化
が促進されるとともに混合気の温度が上昇し、以て壁面
付着燃料量の減少、燃焼の安定化、始動性の向上、及び
排気エミッションの向上を図ることが可能となる。

【０２８６】一方、前記Ｓ２７０６においてタンク内水
温：THWtが電池側水温：THWe未満であると判定された場
合は、ＥＣＵ２０は、Ｓ２７１１〜Ｓ２７１５において
燃料電池１３側の冷却水を利用して内燃機関１の予熱を
行う。

【０２８７】具体的には、ＥＣＵ２０は、Ｓ２７１１に
おいて、第２ヒータホース１１ｈを遮断（第１ヒータホ
ース１１ｇと第３のタンク出口通路２６ｃとを導通）さ
せるべく第１の流路切換弁２８を制御する。

【０２８８】Ｓ２７１２では、ＥＣＵ２０は、第１のタ
ンク出口通路２６ａを遮断（第２のタンク出口通路２６
ｂと第１の連通路５０とを導通）させるべく第２の流路
切換弁５２を制御する。

【０２８９】Ｓ２７１３では、ＥＣＵ２０は、第２のタ
ンク入口通路２７ｂを遮断（第１のタンク入口通路２７
ａと第２の連通路５１とを導通）させるべく第３の流路
切換弁５３を制御する。

【０２９０】Ｓ２７１４では、ＥＣＵ２０は、電池用電
動ウォーターポンプ３５の作動を禁止すべく該電池用電
動ウォーターポンプ３５に対する駆動電力の印加を禁止
する。

【０２９１】Ｓ２７１５では、ＥＣＵ２０は、タンク用
電動ウォーターポンプ２９を作動させるべく該タンク用
電動ウォーターポンプ２９へ駆動電力を供給する。

【０２９２】このようにＳ２７１１〜Ｓ２７１５の処理
が行われると、前述した図２６の説明で述べたように、
タンク用電動ウォーターポンプ２９→第３のタンク出口
通路２６ｃ→第１の流路切換弁２８→第１ヒータホース
１１ｇ→ヘッド側冷却水路２ａ→ブロック側冷却水路２
ｂ→機械式ウォーターポンプ１０→第３冷却水路８→第
４ヒータホース１１ｊ→第１のタンク入口通路２７ａ→
第３の流路切換弁５３→第２の連通路５１→第２の電池
出口通路３０ｂ→電池用電動ウォーターポンプ３５→第
１の電池出口通路３０ａ→燃料電池１３→第３の電池入
口通路３２ｃ→第１の連通路５０→第２の流路切換弁５
２→第２のタンク出口通路２６ｂ→タンク用電動ウォー
ターポンプ２９の順に冷却水が流れる循環回路が成立す
る。

【０２９３】前記した循環回路が成立すると、燃料電池
１３内の高温の冷却水が不要に放熱されることなく内燃
機関１に供給されるため、内燃機関１が効率的に暖機さ
れ、内燃機関１の始動時及び始動後において燃料の気化
が促進されるとともに混合気の温度が上昇し、以て壁面
付着燃料量の減少、燃焼の安定化、始動性の向上、及び
排気エミッションの向上を図ることが可能となる。

【０２９４】前記したＳ２７１０又はＳ２７１５の処理
を実行し終えたＥＣＵ２０は、Ｓ２７１６へ進み、予熱
が完了したか否かを判別する。

【０２９５】前記Ｓ２７１６において予熱が完了してい
ないと判定された場合は、ＥＣＵ２０は、予熱が完了す
るまで前記したＳ２７１６の処理を繰り返し実行する。

【０２９６】前記Ｓ２７１６において予熱が完了したと
判定された場合は、ＥＣＵ２０は、Ｓ２７１７へ進み、
前記した予熱完了フラグに“１”をセットする。

【０２９７】Ｓ２７１８では、ＥＣＵ２０は、タンク用
電動ウォーターポンプ２９又は電池用電動ウォーターポ
ンプ３５の作動を停止させる。

【０２９８】Ｓ２７１９では、ＥＣＵ２０は、第１ヒー
タホース１１ｇを遮断すべく第１の流路切換弁２８を制
御する。

【０２９９】Ｓ２７２０では、ＥＣＵ２０は、内燃機関
１を始動させ、本ルーチンの実行を終了する。

【０３００】以上述べた実施の形態では、蓄熱タンク１
６内の冷却水と燃料電池１３内の冷却水とのうち温度の
高い方の冷却水を選択して内燃機関１を予熱することが
できるため、当該ハイブリットシステムを搭載した車両
が長期間にわたって放置された場合のように蓄熱タンク
１６内の冷却水温度が低下した場合などに、燃料電池１
３の熱を利用して内燃機関１を予熱することが可能とな
る。

【０３０１】更に、蓄熱タンク１６内の冷却水又は燃料
電池１３内の冷却水は、熱容量が大きい部材を経由する
ことなく内燃機関１へ到達することが可能であるため、
蓄熱タンク１６内に蓄えられた熱又は燃料電池１３の熱
を効率的に内燃機関１へ伝達することが可能となる。

【０３０２】従って、本実施の形態にかかるハイブリッ
トシステムの蓄熱装置によれば、蓄熱タンク１６内の冷
却水又は燃料電池１３内の冷却水を利用して内燃機関１
を効率的に暖機することが可能となる。

【０３０３】

【発明の効果】本発明は、内燃機関と燃料電池を具備し
たハイブリットシステムと、内燃機関を循環する熱媒体
の一部を保温貯蔵する蓄熱機構とを備えたハイブリット
システムの蓄熱装置において、燃料電池が発生する熱を
利用して熱媒体を加熱することにより、熱媒体を利用し
た好適な蓄熱や内燃機関の加熱を行うことができるた
め、内燃機関の好適な暖機を行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１の実施の形態における冷却水循環系の構
成を示す図

【図２】 内燃機関を予熱する場合の冷却水の流れを示
す図

【図３】 内燃機関が冷間状態で運転されている場合の
冷却水の流れを示す図

【図４】 内燃機関が冷間状態で運転されており且つ燃
料電池を冷却する必要がある場合の冷却水の流れを示す
図

【図５】 内燃機関が暖機完了状態で運転されている場
合の冷却水の流れを示す図

【図６】 内燃機関が暖機完了状態で運転されており且
つ燃料電池を冷却する必要がある場合の冷却水の流れを
示す図

【図７】 内燃機関が運転状態にあり且つヒータスイッ
チがオン状態にある場合の冷却水の流れを示す図

【図８】 内燃機関が運転停止状態にあり且つヒータス
イッチがオン状態にある場合の冷却水の流れを示す図

【図９】 第１の実施の形態における蓄熱制御ルーチン
を示すフローチャート図

【図１０】 第２の実施の形態における冷却水循環系の
構成を示す図

【図１１】 蓄熱タンク内の冷却水を利用して内燃機関
を予熱する場合の冷却水の流れを示す図

【図１２】 燃料電池内の冷却水を利用して内燃機関を
予熱する場合の冷却水の流れを示す図

【図１３】 第２の実施の形態における予熱制御ルーチ
ンを示すフローチャート図

【図１４】 第３の実施の形態における冷却水循環系の
構成を示す図

【図１５】 内燃機関を予熱する場合の冷却水の流れを
示す図

【図１６】 内燃機関が冷間状態で運転されている場合
の冷却水の流れを示す図

【図１７】 内燃機関が暖機完了状態で運転されている
場合の冷却水の流れを示す図

【図１８】 内燃機関が運転状態にあり且つヒータスイ
ッチがオン状態にある場合の冷却水の流れを示す図

【図１９】 内燃機関が運転停止状態にあり且つヒータ
スイッチがオン状態にある場合の冷却水の流れを示す図

【図２０】 燃料電池が冷間状態で作動している場合の
冷却水の流れを示す図

【図２１】 燃料電池が暖機完了状態で作動している場
合の冷却水の流れを示す図

【図２２】 第３の実施の形態における蓄熱制御ルーチ
ンを示す図

【図２３】 燃料電池側の冷却水を利用して蓄熱を行う
場合の冷却水の流れを示す図

【図２４】 第４の実施の形態における冷却水循環系の
構成を示す図

【図２５】 蓄熱タンク内の冷却水を利用して内燃機関
を予熱する場合の冷却水の流れを示す図

【図２６】 燃料電池内の冷却水を利用して内燃機関を
予熱する場合の冷却水の流れを示す図

【図２７】 第４の実施の形態における予熱制御ルーチ
ンを示すフローチャート図

【符号の説明】

１・・・・・内燃機関 ２ａ・・・・ヘッド側冷却水路 ２ｂ・・・・ブロック側冷却水路 ４・・・・・第１冷却水路 ５・・・・・ラジエター ６・・・・・第２冷却水路 ８・・・・・第３冷却水路 ９・・・・・第４冷却水路 １０・・・・機械式ウォーターポンプ １１・・・・ヒータホース １３・・・・燃料電池 １４・・・・電動ウォーターポンプ １６・・・・蓄熱タンク １７・・・・流路切換弁 ２４・・・・バイパス通路 ２５・・・・通路開閉弁 ２６・・・・タンク出口通路 ２７・・・・タンク入口通路 ２８・・・・第１の流路切換弁 ２９・・・・タンク用電動ウォーターポンプ ３０・・・・電池出口通路 ３１・・・・電池用ラジエター ３２・・・・電池入口通路 ３３・・・・バイパス通路 ３４・・・・電池用サーモスタットバルブ ３５・・・・電池用電動ウォーターポンプ ５０・・・・第１の連通路 ５１・・・・第２の連通路 ５２・・・・第２の流路切換弁 ５３・・・・第３の流路切換弁

───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｆ０１Ｐ 7/16 ５０５ Ｆ０１Ｐ 7/16 ５０５Ｆ

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関及び燃料電池を具備したハイブ
   リットシステムと、 前記内燃機関を経由して熱媒体が循環する機関用熱媒体
   通路と、 前記機関用熱媒体通路を流通する熱媒体の一部を保温貯
   蔵するとともに、保温貯蔵された熱媒体を前記機関用熱
   媒体通路へ供給して内燃機関の昇温を図る蓄熱機構と、 前記燃料電池が発生する熱により前記熱媒体を加熱する
   加熱機構と、を備えることを特徴とするハイブリットシ
   ステムの蓄熱装置。
2. 【請求項２】 前記燃料電池を経由して熱媒体が循環す
   る電池用熱媒体通路を更に備え、 前記加熱機構は、前記電池用熱媒体通路内の熱媒体を前
   記機関用熱媒体通路又は蓄熱機構へ供給することを特徴
   とする請求項１に記載のハイブリットシステムの蓄熱装
   置。
3. 【請求項３】 前記加熱機構は、前記内燃機関を昇温さ
   せる必要があるときは前記電池用熱媒体通路内の熱媒体
   を前記機関用熱媒体通路へ供給し、前記蓄熱機構に高温
   の熱媒体を貯蔵する必要があるときは前記電池用熱媒体
   通路内の熱媒体を前記蓄熱機構へ供給することを特徴と
   する請求項２に記載のハイブリットシステムの蓄熱装
   置。
4. 【請求項４】 前記加熱機構は、前記内燃機関を昇温さ
   せる必要があるときは、前記蓄熱機構内の熱媒体に比し
   て前記電池用熱媒体通路内の熱媒体が高温であることを
   条件に前記電池用熱媒体通路内の熱媒体を前記機関用熱
   媒体通路へ供給することを特徴とする請求項３に記載の
   ハイブリットシステムの蓄熱装置。
5. 【請求項５】 前記加熱機構は、前記蓄熱機構に高温の
   熱媒体を貯蔵する必要があるときは、前記機関用熱媒体
   通路内の熱媒体に比して前記電池用熱媒体通路内の熱媒
   体が高温であることを条件に前記電池用熱媒体通路内の
   熱媒体を前記蓄熱機構へ供給することを特徴とする請求
   項３に記載のハイブリットシステムの蓄熱装置。
6. 【請求項６】 前記機関用熱媒体通路と前記電池用熱媒
   体通路とは、前記内燃機関と前記燃料電池と前記蓄熱機
   構とが直列に配置されるよう同一の熱媒体通路で構成さ
   れることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載
   のハイブリットシステムの蓄熱装置。
7. 【請求項７】 前記熱媒体通路は、熱媒体が前記内燃機
   関から前記燃料電池と前記蓄熱装置を順次経由した後に
   前記内燃機関へ還流されるよう構成されることを特徴と
   する請求項６に記載のハイブリットシステムの蓄熱装
   置。
8. 【請求項８】 前記加熱機構は、前記蓄熱機構を迂回す
   るバイパス通路と、前記バイパス通路と前記蓄熱機構と
   の何れか一方に熱媒体を流通させる通路切換弁とを具備
   し、 前記通路切換弁は、前記内燃機関を昇温させる必要があ
   るときは前記バイパス通路に熱媒体を流通させ、前記蓄
   熱機構に高温の熱媒体を貯蔵する必要があるときは前記
   蓄熱機構に熱媒体を流通させることを特徴とする請求項
   ７に記載のハイブリットシステムの蓄熱装置。
9. 【請求項９】 前記機関用熱媒体通路と前記電池用熱媒
   体通路とは、前記蓄熱機構を介して並列に接続されるこ
   とを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のハイ
   ブリットシステムの蓄熱装置。
10. 【請求項１０】 前記加熱機構は、前記蓄熱機構を迂回
    して前記機関用熱媒体通路と前記電池用熱媒体通路を接
    続するバイパス通路と、前記バイパス通路と前記蓄熱装
    置との何れか一方に熱媒体を流通させる通路切換弁とを
    具備し、 前記通路切換弁は、前記内燃機関を昇温させる必要があ
    るときは前記バイパス通路に熱媒体を流通させ、前記蓄
    熱機構に高温の熱媒体を貯蔵する必要があるときは前記
    蓄熱機構に熱媒体を流通させることを特徴とする請求項
    ９に記載のハイブリットシステムの蓄熱装置。