車両用暖機システム
【課題】暖機対象機関の暖機の要否に応じて暖機動作を的確に行い、不要な暖機動作に伴うエネルギーの無駄を削減する。
【解決手段】過冷却状態で蓄熱が可能な蓄熱材２０と、該蓄熱材２０の過冷却状態を解除する発核装置２５とを有してなる蓄熱装置１０と、蓄熱装置１０により作動油を介して暖機される自動変速機４０と、暖機動作を制御する電子制御ユニット（ＥＣＵ）５０と、を備えた車両用暖機システム１において、ＥＣＵ５０は、暖機指示を受けた際、水温センサ３８で検出された冷却水温に基づいて自動変速機４０の暖機要否を判断し、暖機不要である場合、例えば、作動油流路４１に配設した作動油ポンプ（電動ポンプ）４２の動作を禁止し、もしくは電流を小さくして回転数を暖機必要時に比べて下げることで、暖機動作を禁止あるいは抑制することができる。これにより、電気エネルギーの無駄を削減できる。
【解決手段】過冷却状態で蓄熱が可能な蓄熱材２０と、該蓄熱材２０の過冷却状態を解除する発核装置２５とを有してなる蓄熱装置１０と、蓄熱装置１０により作動油を介して暖機される自動変速機４０と、暖機動作を制御する電子制御ユニット（ＥＣＵ）５０と、を備えた車両用暖機システム１において、ＥＣＵ５０は、暖機指示を受けた際、水温センサ３８で検出された冷却水温に基づいて自動変速機４０の暖機要否を判断し、暖機不要である場合、例えば、作動油流路４１に配設した作動油ポンプ（電動ポンプ）４２の動作を禁止し、もしくは電流を小さくして回転数を暖機必要時に比べて下げることで、暖機動作を禁止あるいは抑制することができる。これにより、電気エネルギーの無駄を削減できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関や自動変速機などの早期暖機あるいは車内の即効暖房を行うことができる蓄熱装置を備えた車両用暖機システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１、２に示すように、蓄熱により内燃機関（以下、「エンジン」という）や自動変速機の暖機を行う蓄熱装置を備えた車両用暖機システムがある。特許文献１に記載の蓄熱装置（蓄熱タンク）は、エンジンの冷却水を蓄熱媒体として用い、該蓄熱媒体を断熱性の高い容器に収容したものである。また、特許文献２に記載の蓄熱装置は、自動変速機の作動油が流通する流路を、セラミックや酸化マグネシウムなどの高熱容量材からなる蓄熱材層で被覆した構造である。このような蓄熱装置を備えた暖機システムによれば、車両の運転時に冷却水や作動油の熱を蓄熱媒体に蓄熱しておき、次回の車両始動時にこの蓄熱を利用して、エンジンや自動変速機の早期暖機、あるいは車内の即効暖房などを効果的に行うことが可能となる。
【特許文献１】特開平１０−７１８３７号公報
【特許文献２】特開２００２−３９３３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記のような蓄熱装置を備えた暖機システムでは、エンジンの始動直前あるいは始動直後に、ウォームアップ信号の入力を受けて、蓄熱装置によるエンジンや自動変速機の暖機を開始するようになっているものがある。この場合、冷却水流路や作動油流路に配設した電動ポンプを動作させることで、エンジンあるいは自動変速機と蓄熱装置との間で冷却水や作動油を循環させてこれらの暖機を行うようになっている。ところが、エンジンを停止した直後に再始動する場合などは、エンジンや自動変速機は既に十分暖まっており、蓄熱装置による暖機を行う必要がない。しかしながら、従来の暖機システムでは、そのような場合でも、ウォームアップ信号の入力があれば、通常通りの暖機動作を行うようになっていた。そのため、たとえ暖機が不要であっても、冷却水流路や作動油流路の電動ポンプを動作させることになり、それに要する電気エネルギーなどが無駄になっていた。
【０００４】
本発明は上述の点に鑑みてなされたものでありその目的は、暖機対象機関の暖機の要否に応じて暖機動作を的確に行うことができ、不要な暖機動作に伴うエネルギーの無駄を削減できる車両用暖機システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため本発明にかかる車両用暖機システムは、過冷却状態で蓄熱が可能な潜熱蓄熱材からなる蓄熱要素（２０）と、該蓄熱要素（２０）の過冷却状態を解除する解除手段（２５）とを有してなる蓄熱装置（１０）と、蓄熱装置（１０）により熱伝達媒体を介して暖機される暖機対象機関（３０，４０）と、暖機対象機関（３０，４０）に対する暖機動作を制御する制御手段（５０）と、を備え、暖機対象機関（３０，４０）は、蓄熱装置（１０）により冷却水を介して暖機される内燃機関（３０）、あるいは蓄熱装置（１０）により作動油を介して暖機される変速機（４０）を含み、制御手段（５０）は、暖機対象機関（３０，４０）の暖機指示を受けた際、該暖機対象機関（３０，４０）の暖機の要否を判断し、暖機が不要である場合は、該暖機対象機関（３０，４０）に対する暖機動作を禁止あるいは抑制することを特徴とする。なお、ここでの括弧内の符号は、後述する実施形態の対応する構成要素の符号を本発明の一例として示したものである。
【０００６】
過冷却状態で蓄熱が可能な蓄熱要素を有してなる蓄熱装置では、蓄熱要素の過冷却状態を解除することで、蓄熱を利用した暖機対象機関の暖機が可能な状態となるが、本発明にかかる車両用暖機システムによれば、暖機対象機関の暖機の要否を事前に判断するようにしたことで、暖機対象機関が既に暖まっている場合は、蓄熱材の過冷却状態の解除動作、及びそれ以外の暖機動作を禁止あるいは抑制することができる。これにより、蓄熱材からの不要な蓄熱の放出を防止でき、また、各種暖機動作に要する電気エネルギーなどの無駄を削減することが可能となる。
【０００７】
また、上記暖機動作の禁止あるいは抑制の一実施態様として、制御手段（５０）は、内燃機関（３０）あるいは変速機（４０）の暖機が不要である場合、作動油流路（３１）に配設した電動ポンプ（４２）あるいは冷却水流路（３１）に配設した電動ポンプ（３２）の動作を禁止することができる。すなわち、蓄熱要素で内燃機関や変速機を暖機する際に、冷却水流路や作動油流路の電動ポンプを動作させるシステムでは、暖機不要の場合にもそのまま電動ポンプを動作させると、その分、電気エネルギーが無駄になる。そこで、暖機不要の場合には電動ポンプの動作を禁止することにより、電気エネルギーを節約することができる。
【０００８】
もしくは、制御手段（５０）は、内燃機関（３０）あるいは変速機（４０）の暖機が不要である場合、作動油流路（４１）に配設した電動ポンプ（４２）あるいは冷却水流路（３１）に配設した電動ポンプ（３２）の回転数を暖機必要時に比べて下げることができる。また、該電動ポンプ（３２，４２）の電流を暖機必要時に比べて小さくすることができる。すなわち、蓄熱要素で内燃機関や変速機を暖機する際に、暖機しない場合と比べて冷却水流路や作動油流路の電動ポンプを高回転で動作させるシステムでは、暖機不要の場合にもそのまま電動ポンプを高回転で動作させると、その分、電気エネルギーが無駄になる。そこで、暖機不要の場合には電動ポンプの回転を下げることで、電気エネルギーを節約することができる。
【０００９】
また、上記の暖機システムにおいては、内燃機関（３０）の冷却水の温度を検出する冷却水温検出手段（３８）を備え、暖機の要否の判断は、検出した冷却水の温度に基づいて行うようにしてよい。また、外気温を検出する外気温検出手段（５４）を備え、暖機の要否の判断は、検出した外気温に基づいて行うようにしてもよい。また、車内温度を検出する車内温度検出手段（５７）を備え、暖機の要否の判断は、検出した車内温度に基づいて行うようにしてもよい。また、変速機（４０）の作動油の温度を検出する作動油温検出手段（４３）を備え、暖機の要否の判断は、検出した作動油の温度に基づいて行うようにしてもよい。これらによれば、上記の各種温度検出手段は、従来から車両に設置されているものを使用できるので、新たな部品を設置する必要がなく、コスト上昇を伴わず、暖機の要否を適切に判断できるようになる。
【００１０】
また、上記の暖機システムにおいては、変速機（４０）の温度を検出する変速機温度出手段（５９）を備え、暖機の要否の判断は、検出した変速機（４０）の温度に基づいて行うようにしてもよい。また、内燃機関（３０）の温度を検出する内燃機関温度出手段（５８）を備え、暖機の要否の判断は、検出した内燃機関（３０）の温度に基づいて行うようにしてもよい。これらによれば、従来から車両に設置されている温度検出手段を使用できる上に、変速機あるいは内燃機関の状態を直接的に検出することができるようになるので、暖機の要否をより的確に判断できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明にかかる車両用暖機システムによれば、暖機対象機関の暖機の要否に応じて暖機動作を的確に行うことができ、不要な暖機動作を防止してエネルギーの無駄を削減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態にかかる蓄熱装置を備えた車両用暖機システムの構成例を示す概略図である。この車両用暖機システム１は、蓄熱材２０を有してなる蓄熱装置１０と、エンジン３０の冷却水（ＬＬＣ）を蓄熱装置１０および車内暖房装置４４のヒータコア４５へ循環させる冷却水循環路３１と、自動変速機（ＡＴ）４０の作動油（ＡＴＦ）を蓄熱装置１０へ循環させる作動油循環路４１とを備えている。冷却水循環路３１は、エンジン３０に形成された図示しない水ジャケットから導出されて、蓄熱装置１０に連通し、蓄熱装置１０の下流側でヒータコア４５を通り、エンジン３０の水ジャケットに再度導入されている。エンジン３０に導入される直前位置には、冷却水ポンプ（電動ポンプ）３２が介装されている。また、作動油循環路４１には、作動油を流通させる作動油ポンプ（電動ポンプ）４２と、作動油の温度を検出する油温センサ４３が設置されている。油温センサ４３で検出された作動油温は、電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」という。）５０に出力されるようになっている。また、冷却水ポンプ３２及び作動油ポンプ４２の動作は、ＥＣＵ５０により制御されるようになっている。蓄熱装置１０は、詳細な構成は後述するが、冷却水循環路３１に連通する第一室１５と、蓄熱材２０を配設した第二室１６と、作動油循環路４１に連通する第三室１７とを備えている。
【００１３】
ヒータコア４５は、詳細な図示は省略するが、車内に臨む空気導入ダクト内に設置されている。空気導入ダクト内には、ヒータコア４５に風を送るための送風ファン４６が組み込まれている。送風ファン４６は、ＥＣＵ５０により制御されるようになっている。ヒータコア４５の送風下流側には、車内に連通する送風ダクトが設けられている。
【００１４】
また、車内のコントロールパネル（図示せず）には、車内暖房用の暖房スイッチ５１、及びデフロスタ吹出口から温風を吹き出すためのデフロスタスイッチ５５が設けられている。暖房スイッチ５１およびデフロスタスイッチ５５のオン／オフ信号は、ＥＣＵ５０に出力されるようになっている。したがって、送風ファン４６は、暖房スイッチ５１やデフロスタスイッチ５５のオン信号に応じて作動し、空気導入ダクトを介して吸い込んだ車内の空気を、ヒータコア４５を通して送風ダクトから再び車内に吹き込むようになっている。また、暖機システム１は、外気温を検出する外気温センサ５４と、車内の温度を検出する室内温度センサ５７とを備えている。外気温センサ５４および室内温度センサ５７の検出信号は、ＥＣＵ５０に出力されるようになっている。また、エンジンの温度を検出するエンジン温度センサ５８と自動変速機４０の温度を検出する変速機温度センサ５９が設けられている。エンジン温度センサ５８および変速機温度センサ５９は、それぞれエンジン３０や自動変速機４０のケース温度もしくは本体温度を検出するようになっている。これらエンジン温度センサ５８および変速機温度センサ５９の検出信号は、ＥＣＵ５０に出力されるようになっている。また、イグニッションスイッチ（以下、ＩＧスイッチという。）５６の操作信号は、ＥＣＵ５０に送られるようになっている。
【００１５】
冷却水循環路３１における蓄熱装置１０とヒータコア４５の間には、冷却水循環路３１の開閉を切り替える切替バルブ（開閉弁）３３が設置されている。切替バルブ３３は、ＥＣＵ５０からの信号で開閉が制御されるようになっている。以下では、切替バルブ３３がオフであるというときは、切替バルブ３３が開かれて、蓄熱装置１０及びヒータコア４５の冷却水が流通する状態を示し、切替バルブ３３がオンであるというときは、切替バルブ３３が閉じられて、蓄熱装置１０及びヒータコア４５の冷却水が流通しない状態を示す。
【００１６】
また、エンジン３０から出た冷却水をラジエター４７へ循環させるラジエター用循環路３５が設けられている。ラジエター用循環路３５は、エンジン３０の水ジャケットから出て、冷却水循環路３１における冷却水ポンプ３２の上流側に合流している。ラジエター用循環路３５には、ラジエター４７に連通する主流路３５ａと、ラジエター４７をバイパスするバイパス流路３５ｂとが設けられている。ラジエター４７の下流側におけるバイパス流路３５ｂの合流部には、電子制御サーモスタット弁（三方弁）３７が介装されている。電子制御サーモスタット弁３７は、ＥＣＵ５０からの信号で開閉方向が制御されるようになっている。また、ラジエター用循環路３５には、冷却水温を検出する水温センサ３８が組み込まれている。水温センサ３８の検出信号は、ＥＣＵ５０に出力されるようになっている。
【００１７】
図２は、電子制御サーモスタット弁３７の構成例を示す図である。以下では、電子制御サーモスタット弁３７がオフであるというときは、同図（ａ）に示す状態、すなわち、主流路３５ａを開いてバイパス流路３５ｂを閉じた状態を指し、電子制御サーモスタット弁３７がオンであるというときは、同図（ｂ）に示す状態、すなわち、主流路３５ａを閉じてバイパス流路３５ｂを開いた状態を指すものとする。
【００１８】
ＥＣＵ５０は、水温センサ３８で検出した冷却水温が所定温度（例えば１００℃）未満の場合、電子制御サーモスタット弁３７をオンにすることで、バイパス流路３５ｂを開き主流路３５ａを閉じて、冷却水がラジエター４７へ流れないように制御する。一方、冷却水温が所定温度（例えば１１０℃）以上になった場合、電子制御サーモスタット弁３７をオフにすることで、バイパス流路３５ｂを閉じて主流路３５ａを開き、冷却水をラジエター４７へ導くように制御する。
【００１９】
ＥＣＵ５０には、無線により外部機器からの信号を受信可能な受信装置５２が接続されている。これにより、ＥＣＵ５０は、エンジンスタートキー５３に設けたウォームアップスイッチ５３ａのオン／オフ信号を受信できるようになっている。したがって、乗員が車外でエンジンスタートキー５３のウォームアップスイッチ５３ａを操作した場合、ＥＣＵ５０でその信号が遠隔受信され、それに応じてＥＣＵ５０は暖機システム１にウォームアップ指令を発することができる。
【００２０】
図３は、蓄熱装置１０の詳細構成を示す図で、（ａ）は、分解斜視図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図である。蓄熱装置１０は、長手状の筒状体からなる筐体１１と、筐体１１の内部に設置された該筐体１１よりも若干小径の筒状体からなる中間部材１２と、中間部材１２の内部に設置された仕切部材１３とを備えた三重構造になっている。仕切部材１３は複数のフィン１３ａを有している。フィン１３ａは、筐体１１の長手方向に沿って延びる板状で、多数が横方向に所定間隔で配列されている。フィン１３ａの内部には、同図（ｂ）に示すように、仕切部材１３の外側に通じる隙間１３ｂが設けられている。筐体１１と中間部材１２の間は、エンジン３０の冷却水が導入される第一室１５になっており、フィン１３ａの隙間１３ｂを含む中間部材１２と仕切部材１３の間は、自動変速機４０の作動油が導入される第三室１７になっており、仕切部材１３の内側は、蓄熱材２０が密封状態で充填される第二室１６になっている。
【００２１】
筐体１１の上下端の開口には、蓋部材１４ａ，１４ｂが取り付けられている。下側の蓋部材１４ａには、第三室１７に作動油を導入する作動油入口１７ａが設けられており、上側の蓋部材１４ｂには、作動油を導出する作動油出口１７ｂが設けられている。また、筐体１１の上端近傍と下端近傍の側面には、それぞれ第一室１５に冷却水を導入する冷却水入口１５ａと、冷却水を導出する冷却水出口１５ｂとが設けられている。
【００２２】
この蓄熱装置１０では、第二室１６と第三室１７とが隣接して配置され、かつ、第三室１７と第一室１５とが隣接して配置されている。したがって、第二室１６の蓄熱材２０と第三室１７の作動油との間で直接的に熱交換を行え、かつ、第三室１７の作動油と第一室１５の冷却水との間で直接的に熱交換を行える。なお、第一室１５の作動油と第二室１６の蓄熱材２０との間でも、第三室１７の作動油を介して間接的に熱交換が行える。
【００２３】
筐体１１は、冷却水に対する防錆性などの耐久性があり、且つ断熱性の良好な材料、例えば、銅、アルミニウム、ステンレスなどの金属材料で構成されている。この筐体１１は、図示は省略するが、断熱性を高めるため、内部に真空の断熱層を形成してもよい。また、中間部材１２および仕切部材１３は、冷却水、作動油、蓄熱材２０に対する耐久性があり、且つ比較的熱伝導性の高い材料、例えば、ステンレスなどの金属材料で構成するとよい。
【００２４】
蓄熱材２０は、過冷却状態で蓄熱が可能な潜熱蓄熱材であり、凝固点以下になっても液状のままで固化しない性質を有している。このような蓄熱材２０として、例えば、酢酸ナトリウム水和物からなる蓄熱材が挙げられる。酢酸ナトリウム水和物は、後述する解除手段による過冷却状態の解除によって、平衡状態に戻って固化する際に発熱し、温度の低い他の媒体を加熱することができる。
【００２５】
そして、第二室１６の蓄熱材２０中には、蓄熱材２０の過冷却状態を解除する解除手段（以下、「発核装置」という。）２５が設置されている。図４は、発核装置２５を示す概略側面図である。発核装置２５は、蓄熱材２０中に設置された円形平板状の金属バネ部材２６と、金属バネ部材２６に打撃を与えるソレノイド２７とを備えている。ソレノイド２７は、ＥＣＵ５０の指令に応じて動作する。金属バネ部材２６は、同図（ａ）に示す状態において、ソレノイド２７による打撃で中央部２６ａが押圧されると、同図（ｂ）に示すように、該中央部２６ａが反転するようになっている。これにより、蓄熱材２０中に核が生成（発核）され、蓄熱材２０の過冷却状態が解除されて固化が始まる。なお、解除手段としては、蓄熱材２０中に核を生成可能な手段であれば、何れの手段でもよく、上記以外にも、例えば、蓄熱材２０中で金属摩擦あるいは電圧印加などを施す手段であってもよい。
【００２６】
ここでは、過冷却状態で蓄熱が可能な潜熱蓄熱材の代表例として酢酸ナトリウム水和物を挙げたが、他にも、水和塩化合物（化学式としてＭｘ・ｎＨ2Ｏ（ｎ：整数）で表わされるもの）を挙げることができ、Ｎａ2ＳＯ4・１０Ｈ2Ｏ，ＣａＣｌ2・６Ｈ2Ｏを例示することができる。
【００２７】
また、蓄熱材は、化学反応を利用して熱の吸収・放出を行うことができる化学蓄熱材からなるものであってもよい。このような化学蓄熱材として、例えば、ゼオライトからなる蓄熱材がある。図５は、ゼオライトからなる蓄熱材２１を備えた蓄熱装置１０の構成例を示す図である。この場合、蓄熱装置１０は、ゼオライトからなる蓄熱材２１に反応媒体である水２２を供給して化学反応を生じさせる反応媒体供給部２３を備えて構成される。この蓄熱装置１０では、エンジン３０の運転時に、冷却水や作動油との熱交換でゼオライト２１を加熱して脱水させ、これにより、蓄熱材２１に蓄熱する。一方、エンジン３０の始動時には、反応媒体供給部２３から蓄熱材２１に水２２を供給して吸着させることで、蓄熱材２１に吸着熱を発生させて冷却水や作動油を加熱する。化学蓄熱材としては、ゼオライトの他にも、例えば、シリカゲル・活性炭・生石灰などがあり、化学反応を生じさせる反応媒体としては、水の他にも、エタノール・メタノール・エチレングリコール系不凍液・塩化カルシウム系不凍液などがある。また、化学蓄熱材の例としては、他にも水素吸蔵合金を用いた蓄熱材などが挙げられる。
【００２８】
図６は、暖機システム１における運転モードのタイムチャートを示すグラフである。なお、ここでは、蓄熱装置１０による暖機対象機関として自動変速機４０を例に挙げて説明する。暖機システム１の運転モードは、モード０からモード３までの４段階に切り替わる。モード０は、エンジン３０が始動する前のモードであり、この間にウォームアップ信号の入力があれば、後述するように、自動変速機４０の暖機の要否が判断され、それ基づいて発核装置２５及び作動油ポンプ４２が適宜に作動し、蓄熱装置１０による自動変速機４０の暖機が行われる。モード１は、ＩＧスイッチ５６がオンされてエンジン３０が始動してから、冷却水温度が所定温度に達するまでのモードである。この間、モード０で蓄熱装置１０による自動変速機４０の暖機が行われていた場合は、引き続き暖機が行われる。一方、エンジン３０は自己暖機する。モード２は、冷却水温度が前記の所定温度に達した後、作動油の油温が所定温度に達したことで自動変速機４０の暖機が完了したと判断されるまでのモードである。この間、自動変速機４０はエンジン３０の冷却水によって暖機される。エンジン３０の冷却水は、電子制御サーモスタット弁３７の制御によって、所定の温度範囲を維持するように制御（ＤＵＴＹ制御）される。モード３は、自動変速機４０の暖機が完了したと判断された後のモードであり、この間、自動変速機４０はエンジン３０の冷却水によって冷却される。エンジン３０の冷却水は、モード２と同様、電子制御サーモスタット弁３７の制御によって、所定の温度範囲を維持するように制御される。
【００２９】
図７は、暖機システム１の制御手順を示すメインフローである。この制御手順では、まず、後述するモード切替のサブルーチンを実行する（ステップＳＴ１）。その結果に基づき、モード０であるか否かを判定する（ステップＳＴ２）。モード０であれば（Ｙ）、モード０のサブルーチンを実行し（ステップＳＴ３）、モード０でなければ（Ｎ）、モード１か否かを判定する（ステップＳＴ４）。その結果、モード１であれば（Ｙ）、モード１のサブルーチンを実行し（ステップＳＴ５）、モード１でなければ（Ｎ）、モード２か否かを判定する（ステップＳＴ６）。その結果、モード２であれば（Ｙ）、モード２のサブルーチンを実行し（ステップＳＴ７）、モード２でなければ（Ｎ）、モード３のサブルーチンを実行する（ステップＳＴ８）。
【００３０】
図８は、モード切替手順を説明するためのフローチャートである。モード切替では、まず、ＩＧスイッチ５６がオンであるか否かを判定する（ステップＳＴ１０）。その結果、ＩＧスイッチ５６がオンでなければ（Ｎ）、モード０をセットする（ステップＳＴ１１）。ＩＧスイッチ５６がオンであれば（Ｙ）、モード２以上か否かを判定し（ステップＳＴ１２）、モード２以上でなければ（Ｎ）、冷却水温ＴＷが♯ＴＷ１Ｌより低いか否かを判定し（ステップＳＴ１３）、冷却水温ＴＷが♯ＴＷ１Ｌより低ければ（Ｙ）、モード１をセットする（ステップＳＴ１４）。♯ＴＷ１Ｌの具体例は、１００℃である。また、先のステップＳＴ１２でモード２以上である場合（Ｙ）は、続けてモード２か否かを判定し（ステップＳＴ１５）、モード２である場合（Ｙ）、あるいは先のステップＳＴ１３で冷却水温ＴＷが♯ＴＷ１Ｌ以上である場合（Ｎ）は、作動油温ＴＡＴＦが♯ＴＡＴＦ１Ｌより低いか否かを判定する（ステップＳＴ１６）。♯ＴＡＴＦ１Ｌの具体例は、１００℃である。その結果、作動油温ＴＡＴＦが♯ＴＡＴＦ１Ｌより低ければ（Ｙ）、モード２をセットし（ステップＳＴ１７）、作動油温ＴＡＴＦが♯ＴＡＴＦ１Ｌ以上であれば（Ｎ）、モード３をセットする（ステップＳＴ１８）。また、先のステップＳＴ１５でモード２でない場合（Ｎ）は、モード３をセットする（ステップＳＴ１８）。
【００３１】
図９は、モード０の手順を説明するためのフローチャートである。モード０では、まず、ウォームアップ信号の入力有無を判定する（ステップＳＴ０−１）。この結果、ウォームアップ信号の入力が無い場合（Ｎ）は、発核装置２５をオフする（ステップＳＴ０−２）。また、作動油ポンプ４２をオフする（ステップＳＴ０−３）。ウォームアップ信号の入力が有る場合（Ｙ）は、冷却水温ＴＷが♯ＴＷ３より低いか否かを判定する（ステップＳＴ０−４）。♯ＴＷ３の具体例は、６０℃である。その結果、冷却水温ＴＷが♯ＴＷ３より高ければ（Ｎ）、発核装置２５をオフし（ステップＳＴ０−２）、さらに、作動油ポンプ４２をオフする（ステップＳＴ０−３）。もしくは、この場合、後述する回転制御により作動油ポンプ４２を低回転で動作させることも可能である。つまり、エンジン３０の始動前における自動変速機４０の暖機の要否を冷却水温にて判断し、該冷却水温が所定温度よりも高い場合は、暖機は不要であるとして、蓄熱材２０の発核動作を禁止する。また、作動油ポンプ４２の動作を禁止あるいは抑制する。これにより、電気エネルギーの無駄を削減できる。一方、ステップＳＴ０−４で冷却水温ＴＷが♯ＴＷ３より低ければ（Ｙ）、発核装置２５がオンであるか否かを判定する（ステップＳＴ０−５）。その結果、発核装置２５がオンでなければ（Ｎ）、発核装置２５をオンする（ステップＳＴ０−６）。発核装置２５がオンであれば（Ｙ）、発核装置２５がオンしてから所定時間以内か否かを判定する（ステップＳＴ０−７）。その結果、所定時間以内でなければ（Ｎ）、すなわち発核装置２５がオンしてから所定時間以上が経過していれば、発核装置２５をオフし（ステップＳＴ０−２）、作動油ポンプ４２をオフする（ステップＳＴ０−３）。一方、所定時間以内であれば（Ｙ）、作動油ポンプ４２をオンする（ステップＳＴ０−８）。また、このモード０では、切替バルブ３３はオフにし（ステップＳＴ０−９）、電子制御サーモスタット弁３７はオフにする（ステップＳＴ０−１０）。その後、モード０の手順を終了してメインフローに戻る。
【００３２】
図１０は、モード１の手順を説明するためのフローチャートである。モード１は、ＩＧスイッチ５６のオンによりスタートし、まず、冷却水温ＴＷが♯ＴＷ３より低いか否かを判定する（ステップＳＴ１−１）。その結果、冷却水温ＴＷが♯ＴＷ３以上であれば（Ｎ）、発核装置２５をオフする（ステップＳＴ１−２）。つまり、始動時に冷却水温が所定以上である場合は、蓄熱装置１０による自動変速機４０の暖機は不要であると判断し、蓄熱材２０を発核させない。一方、冷却水温ＴＷが♯ＴＷ３より低ければ（Ｙ）、発核装置２５がオンである否かを判定する（ステップＳＴ１−３）。その結果、発核装置２５がオンでなければ（Ｎ）、発核装置２５をオンする（ステップＳＴ１−４）。発核装置２５がオンであれば（Ｙ）、発核装置２５がオンしてから所定時間以内か否かを判定する（ステップＳＴ１−５）。その結果、所定時間以内でなければ（Ｎ）、すなわち発核装置２５がオンしてから所定時間以上が経過していれば、発核装置２５をオフする（ステップＳＴ１−２）。発核装置２５がオンしてから所定時間以内である場合（Ｙ）は、作動油ポンプ４２をオンし（ステップＳＴ１−６）、作動油循環路４１の作動油を循環させる。その後、外気温が所定温度以上であり、かつデフロスタスイッチ５５がオフであるか否かを判定する（ステップＳＴ１−７）。その結果、外気温が所定温度以下、又はデフロスタスイッチ５５がオンである場合（Ｎ）は、切替バルブ３３をオフすることで（ステップＳＴ１−８）、蓄熱装置１０からの冷却水をヒータコア４５に流通させる。つまりこの場合は、蓄熱装置１０による自動変速機４０の暖機を行いながら、蓄熱装置１０による車内暖房も行う。一方、外気温が所定温度以上であり、かつデフロスタスイッチ５５がオフである場合（Ｙ）は、切替バルブ３３をオンすることで（ステップＳＴ１−９）、蓄熱装置１０からの冷却水をヒータコア４５には流通させない。つまりこの場合は、蓄熱装置１０による自動変速機４０の暖機を優先的に行い、車内暖房は行わない。また、このモード１では、電子制御サーモスタット弁３７をオンしておき（ステップＳＴ１−１０）、ラジエター４７には冷却水を流通させず、冷却水が早期に温まるようにする。その後、モード１の手順を終了してメインフローに戻る。
【００３３】
図１１は、モード２の手順を説明するためのフローチャートである。モード２は、冷却水温が♯ＴＷ１Ｌになった時点でスタートする。モード２では、発核装置２５をオフする（ステップＳＴ２−１）。また、作動油ポンプ４２を作動させて（ステップＳＴ２−２）、作動油循環路４１の作動油を循環させる。また、切替バルブ３３をオフすることで（ステップＳＴ２−３）、蓄熱装置１０からの冷却水をヒータコア４５に流通させる。そして、電子制御サーモスタット弁３７がオンであるか否かを判定し（ステップＳＴ２−４）、オンであれば（Ｙ）、冷却水温ＴＷが♯ＴＷ１Ｈより低いか否かを判定する（ステップＳＴ２−５）。♯ＴＷ１Ｈの具体例は、１０５℃である。その結果、冷却水温ＴＷが♯ＴＷ１Ｈ以上である場合（Ｎ）は、電子制御サーモスタット弁３７をオフすることで（ステップＳＴ２−７）、ラジエター４７に冷却水を流通させる。冷却水温ＴＷが♯ＴＷ１Ｈより低い場合（Ｙ）は、電子制御サーモスタット弁３７をオンすることで（ステップＳＴ２−８）、ラジエター４７に冷却水を流通させない。一方、先のステップＳＴ２−４で電子制御サーモスタット弁３７がオフである場合（Ｎ）は、冷却水温ＴＷが♯ＴＷ１Ｌより高いか否かを判定する（ステップＳＴ２−６）。その結果、冷却水温ＴＷが♯ＴＷ１Ｌより高ければ（Ｙ）、電子制御サーモスタット弁３７をオフし（ステップＳＴ２−７）、冷却水温ＴＷが♯ＴＷ１Ｌ以下であれば（Ｎ）、電子制御サーモスタット弁３７をオンする（ステップＳＴ２−８）。その後、スタートに戻り上記の手順を反復する。つまり、モード２では、冷却水温ＴＷが♯ＴＷ１Ｈ以上に上昇した場合は、ラジエター４７による冷却を行い、冷却水温ＴＷが♯ＴＷ１Ｌ以下に低下した場合は、ラジエター４７による冷却を停止する。これにより、図６に示すように、冷却水温ＴＷが常に♯ＴＷ１Ｌと♯ＴＷ１Ｈの間の範囲内に収まるように制御する。
【００３４】
図１２は、モード３の手順を説明するためのフローチャートである。モード３では、まず、発核装置２５はオフである（ステップＳＴ３−１）。また、作動油ポンプ４２はオンであり（ステップＳＴ３−２）、切替バルブ３３はオフである（ステップＳＴ３−３）。そして、作動油温ＴＡＴＦが♯ＴＡＴＦ１Ｈよりも低いか否かを判定する（ステップＳＴ３−４）。♯ＴＡＴＦ１Ｈの具体例は、１１０℃である。その結果、作動油温ＴＡＴＦが♯ＴＡＴＦ１Ｈよりも低ければ（Ｙ）、電子制御サーモスタット弁３７がオンであるか否かを判定し（ステップＳＴ３−５）、オンであれば（Ｙ）、冷却水温ＴＷが♯ＴＷ１Ｈより低いか否かを判定する（ステップＳＴ３−６）。冷却水温ＴＷが♯ＴＷ１Ｈ以上である場合（Ｎ）は、電子制御サーモスタット弁３７をオフし（ステップＳＴ３−８）、冷却水温ＴＷが♯ＴＷ１Ｈより低ければ（Ｙ）、電子制御サーモスタット弁３７をオンのままとする（ステップＳＴ３−９）。一方、先のステップＳＴ３−５で電子制御サーモスタット弁３７がオフである場合（Ｎ）は、冷却水温ＴＷが♯ＴＷ１Ｌより高いか否かを判定する（ステップＳＴ３−７）。その結果、冷却水温ＴＷが♯ＴＷ１Ｌより高ければ（Ｙ）、電子制御サーモスタット弁３７をオフのままとし（ステップＳＴ３−８）、冷却水温ＴＷが♯ＴＷ１Ｌ以下であれば（Ｎ）、電子制御サーモスタット弁３７をオンする（ステップＳＴ３−９）。つまり、自動変速機４０の作動油温が狙い範囲（ＴＡＴＦ＜♯ＴＡＴＦ１Ｈ：１１０℃）にある場合は、冷却水温をそれ以上低くする必要がないため、該冷却水温を燃費優先のいわゆる燃費狙い値（♯ＴＷ１Ｌ：１００℃＜ＴＷ＜♯ＴＷ１Ｈ：１１０℃）になるように制御する。
【００３５】
一方、先のステップＳＴ３−４において、作動油温ＴＡＴＦが♯ＴＡＴＦ１Ｈよりも高い場合（Ｎ）は、電子制御サーモスタット弁３７がオンであるか否かを判定し（ステップＳＴ３−１０）、オンであれば（Ｙ）、冷却水温ＴＷが♯ＴＷ２Ｈより低いか否かを判定する（ステップＳＴ３−１１）。♯ＴＷ２Ｈの具体例は、８５℃である。冷却水温ＴＷが♯ＴＷ２Ｈ以上である場合（Ｎ）は、電子制御サーモスタット弁３７をオフし（ステップＳＴ３−１３）、冷却水温ＴＷが♯ＴＷ２Ｈより低い場合（Ｙ）は、電子制御サーモスタット弁３７をオンする（ステップＳＴ３−９）。一方、先のステップＳＴ３−１０で電子制御サーモスタット弁３７がオンでない場合（Ｎ）は、冷却水温ＴＷが♯ＴＷ２Ｌより高いか否かを判定する（ステップＳＴ３−１２）。♯ＴＷ２Ｌの具体例は、８０℃である。その結果、冷却水温ＴＷが♯ＴＷ２Ｌより高ければ（Ｙ）、電子制御サーモスタット弁３７をオフし（ステップＳＴ３−１３）、冷却水温ＴＷが♯ＴＷ２Ｌ以下である場合（Ｎ）は、電子制御サーモスタット弁３７をオンする（ステップＳＴ３−９）。つまり、自動変速機４０の作動油温が狙い範囲（ＴＡＴＦ＜♯ＴＡＴＦ１Ｈ：１１０℃）と比べて高すぎる場合は、冷却水温を低く抑える必要があるため、該冷却水温を作動油の冷却を優先する温度（♯ＴＷ２Ｌ：８０℃＜ＴＷ＜♯ＴＷ２Ｈ：８５℃）となるように制御する。
【００３６】
図１３は、作動油ポンプ４２の回転制御の手順を説明するためのフローチャートである。上記の各モードにおける作動油ポンプ４２の動作時の回転数は、同図のフローに従って制御される。まず、作動油ポンプ４２のオン指示の有無を判断し（ステップＳＴ２０−１）、オン指示が無ければ（Ｎ）、作動油ポンプ４２をオフする（ステップＳＴ２０−２）。一方、オン指示があれば（Ｙ）、作動油ポンプ４２をオンする（ステップＳＴ２０−３）。作動油ポンプ４２をオンしたら、発核装置１０のオンから所定時間以内か否かを判断する（ステップＳＴ２０−４）。その結果、所定時間以内でなければ（Ｎ）、すなわち所定時間以上が経過して自動変速機４０の暖機が完了していれば、作動油ポンプ４２の電流値Ｉは、暖機を行わないとき（暖機不要時）の電流値I0に対して増分なしの電流値（I＝I0）とする（ステップＳＴ２０−５）。一方、発核装置１０のオンから所定時間以内であれば（Ｙ）、すなわち蓄熱装置１０による自動変速機４０の暖機中であれば、作動油ポンプ４２の電流値Ｉは、暖機を行わないときの電流値I0に対して、所定の増分♯Ｉupを加算した値（I＝I0+♯Ｉup）とする（ステップＳＴ２０−６）。その後、上記の電流値Iを指示し（ステップＳＴ２０−７）、作動油ポンプ４２の回転数を調節する。これにより、蓄熱装置１０による自動変速機４０の暖機を行っている間は、作動油ポンプ４２の電流を増加させて回転数を上げることで、作動油の流量を増加させ、蓄熱装置１０による自動変速機４０の暖機を行っていない間は、作動油ポンプ４２の電流を減少させて回転数を下げて、作動油の流量を減少させることができる。
【００３７】
以上説明したように、本実施形態の車両用暖機システム１では、自動変速機４０の暖機の要否を判断し、暖機が不要である場合は、自動変速機４０の作動油循環路４１に配設した作動油ポンプ４２の動作を禁止することができる。すなわち、蓄熱装置１０で自動変速機４０を暖機するときに、作動油を送るための作動油ポンプ４２を動作させる本暖機システム１において、暖機不要の場合にも作動油ポンプ４２を動作させると、その分、電気エネルギーが無駄になる。そこで、暖機不要の場合には作動油ポンプ４２の動作を禁止することにより、電気エネルギーを節約することができる。
【００３８】
また、この車両用暖機システム１では、蓄熱装置１０で自動変速機４０を暖機する場合、暖機しない場合と比べて作動油ポンプ４２を高回転で動作させるようになっている。そのため、暖機不要の場合にも作動油ポンプ４２をそのまま高回転で作動させると、その分、電気エネルギーが無駄になる。そこで、自動変速機４０の暖機の要否を事前に判断し、暖機不要の場合は、作動油ポンプ４２の回転数を暖機必要時に比べて下げるように制御している。あるいは、該作動油ポンプ４２の電流を暖機必要時に比べて小さくするように制御している。これにより、暖機不要の場合には作動油ポンプ４２の電流を小さくすることができ、電気エネルギーを節約することができる。
【００３９】
また、この車両用暖機システム１では、自動変速機４０の暖機要否の判断は、水温センサ３８で検出した冷却水温に基づいて行うようになっている。この場合、水温センサ３８は、従来から車両に設置されているものをそのまま使用できるので、新たな部品を設置する必要がなく、暖機システム１のコスト上昇を伴わず、暖機の要否を適切に判断できるようになる。なお、暖機の要否の判断は、冷却水温に基づく以外にも、例えば、外気温センサ５４で検出した外気温に基づいて行うようにしてもよい。また、室内温度センサ５７で検出した車内の温度に基づいて行うようにしてもよい。また、油温センサ４３で検出した作動油の温度に基づいて行うようにしてもよい。
【００４０】
また、暖機の要否の判断は、変速機温度センサ５９で検出した自動変速機４０の本体温度（ケース温度）に基づいて行うようにしてもよい。また、エンジン温度センサ５８で検出したエンジン３０の本体温度（ケース温度）に基づいて行うようにしてもよい。これらによれば、自動変速機４０あるいはエンジン３０の状態を直接的に検出することができるので、暖機の要否をより的確に判断できるようになる。
【００４１】
さらに、蓄熱装置１０が備える蓄熱材２０は、過冷却状態で蓄熱が可能な潜熱蓄熱材なので、外気温が低下しても蓄熱を保持でき、かつ、長期間放置しても蓄熱を安定的に保持できる。したがって、蓄熱材２０の容器（筐体１１、中間部材１２、仕切部材１３）の断熱構造を簡素化でき、蓄熱装置１０の構成の簡素化、小型化、軽量化を図ることができる。また、発核装置２５による過冷却状態の解除（発核）により、所望のタイミングで蓄熱材２０を発熱させることができるので、エンジン３０や自動変速機４０の早期暖機、あるいは車内の即効暖房を効果的に行えるようになる。
【００４２】
なお、上記では、蓄熱装置１０による暖機対象として自動変速機４０を例に挙げ、該自動変速機４０の暖機の要否に応じて作動油ポンプ４２の動作を禁止あるいは抑制する場合を説明したが、本発明の暖機システムの暖機対象としては、自動変速機４０以外にも、エンジン３０など他の機関を含めることができる。すなわち、上記の暖機システム１において、ＥＣＵ５０は、ウォームアップ信号を受けた際あるいはエンジン３０始動の際に、エンジン３０や車内暖房装置４４の暖機要否を判断し、暖機不要であれば、冷却水循環路３１に配設した冷却水ポンプ３２の動作を禁止するか、あるいは該冷却水ポンプ３２の回転数を暖機時と比べて低くすることが可能である。この場合、冷却水ポンプ３２の回転制御として、上記の作動油ポンプ４２と同様の回転制御を行うようにする。なお、エンジン３０や車内暖房装置４４の暖機要否の判断は、自動変速機４０の暖機要否の判断と同様、水温センサで検出した冷却水温、外気温センサ５４で検出した外気温、室内温度センサ５７で検出した車内温度、油温センサ４３で検出した作動油温、変速機温度センサ５９で検出した自動変速機４０の温度、エンジン温度センサ５８で検出したエンジン３０の温度のいずれかに基づいて行うことができる。
【００４３】
以上本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。なお直接明細書及び図面に記載のない何れの形状・構造・材質であっても、本願発明の作用・効果を奏する以上、本願発明の技術的思想の範囲内である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の一実施形態にかかる車両用暖機システムの構成例を示す概略図である。
【図２】電子制御サーモスタット弁の構成例を示す図である。
【図３】蓄熱装置の構成例を示す図で、（ａ）は、分解斜視図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図４】発核装置の構成例を示す概略側面図である。
【図５】化学蓄熱材を備えた蓄熱装置の構成例を示す図である。
【図６】暖機システムの運転モードのタイムチャートを示すグラフである。
【図７】暖機システムの制御手順を示すメインフローである。
【図８】運転モード切替手順を説明するためのフローチャートである。
【図９】モード０の手順を説明するためのフローチャートである。
【図１０】モード１の手順を説明するためのフローチャートである。
【図１１】モード２の手順を説明するためのフローチャートである。
【図１２】モード３の手順を説明するためのフローチャートである。
【図１３】作動油ポンプの回転制御の手順を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００４５】
１ 暖機システム
１０ 蓄熱装置
１５ 第一室
１６ 第二室
１７ 第三室
２０ 蓄熱材（蓄熱要素）
２１ ゼオライト（化学蓄熱材）
２５ 発核装置（解除手段）
３０ エンジン（内燃機関）
３１ 冷却水循環路（冷却水流路）
３２ 冷却水ポンプ（電動ポンプ）
３３ 切替バルブ
３５ ラジエター用循環路
３７ 電子制御サーモスタット弁
３８ 水温センサ（冷却水温検出手段）
４０ 自動変速機
４１ 作動油循環路（作動油流路）
４２ 作動油ポンプ（電動ポンプ）
４３ 油温センサ（作動油温検出手段）
４４ 車内暖房装置
４５ ヒータコア
４６ 送風ファン
４７ ラジエター
５０ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）
５１ 暖房スイッチ
５２ 受信装置
５３ エンジンスタートキー
５３ａ ウォームアップスイッチ
５４ 外気温センサ（外気温検出手段）
５５ デフロスタスイッチ
５６ イグニッションスイッチ（ＩＧスイッチ）
５７ 室内温度センサ（車内温度検出手段）
５８ エンジン温度センサ（内燃機関温度出手段）
５９ 変速機温度センサ（変速機温度出手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関や自動変速機などの早期暖機あるいは車内の即効暖房を行うことができる蓄熱装置を備えた車両用暖機システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１、２に示すように、蓄熱により内燃機関（以下、「エンジン」という）や自動変速機の暖機を行う蓄熱装置を備えた車両用暖機システムがある。特許文献１に記載の蓄熱装置（蓄熱タンク）は、エンジンの冷却水を蓄熱媒体として用い、該蓄熱媒体を断熱性の高い容器に収容したものである。また、特許文献２に記載の蓄熱装置は、自動変速機の作動油が流通する流路を、セラミックや酸化マグネシウムなどの高熱容量材からなる蓄熱材層で被覆した構造である。このような蓄熱装置を備えた暖機システムによれば、車両の運転時に冷却水や作動油の熱を蓄熱媒体に蓄熱しておき、次回の車両始動時にこの蓄熱を利用して、エンジンや自動変速機の早期暖機、あるいは車内の即効暖房などを効果的に行うことが可能となる。
【特許文献１】特開平１０−７１８３７号公報
【特許文献２】特開２００２−３９３３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記のような蓄熱装置を備えた暖機システムでは、エンジンの始動直前あるいは始動直後に、ウォームアップ信号の入力を受けて、蓄熱装置によるエンジンや自動変速機の暖機を開始するようになっているものがある。この場合、冷却水流路や作動油流路に配設した電動ポンプを動作させることで、エンジンあるいは自動変速機と蓄熱装置との間で冷却水や作動油を循環させてこれらの暖機を行うようになっている。ところが、エンジンを停止した直後に再始動する場合などは、エンジンや自動変速機は既に十分暖まっており、蓄熱装置による暖機を行う必要がない。しかしながら、従来の暖機システムでは、そのような場合でも、ウォームアップ信号の入力があれば、通常通りの暖機動作を行うようになっていた。そのため、たとえ暖機が不要であっても、冷却水流路や作動油流路の電動ポンプを動作させることになり、それに要する電気エネルギーなどが無駄になっていた。
【０００４】
本発明は上述の点に鑑みてなされたものでありその目的は、暖機対象機関の暖機の要否に応じて暖機動作を的確に行うことができ、不要な暖機動作に伴うエネルギーの無駄を削減できる車両用暖機システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため本発明にかかる車両用暖機システムは、過冷却状態で蓄熱が可能な潜熱蓄熱材からなる蓄熱要素（２０）と、該蓄熱要素（２０）の過冷却状態を解除する解除手段（２５）とを有してなる蓄熱装置（１０）と、蓄熱装置（１０）により熱伝達媒体を介して暖機される暖機対象機関（３０，４０）と、暖機対象機関（３０，４０）に対する暖機動作を制御する制御手段（５０）と、を備え、暖機対象機関（３０，４０）は、蓄熱装置（１０）により冷却水を介して暖機される内燃機関（３０）、あるいは蓄熱装置（１０）により作動油を介して暖機される変速機（４０）を含み、制御手段（５０）は、暖機対象機関（３０，４０）の暖機指示を受けた際、該暖機対象機関（３０，４０）の暖機の要否を判断し、暖機が不要である場合は、該暖機対象機関（３０，４０）に対する暖機動作を禁止あるいは抑制することを特徴とする。なお、ここでの括弧内の符号は、後述する実施形態の対応する構成要素の符号を本発明の一例として示したものである。
【０００６】
過冷却状態で蓄熱が可能な蓄熱要素を有してなる蓄熱装置では、蓄熱要素の過冷却状態を解除することで、蓄熱を利用した暖機対象機関の暖機が可能な状態となるが、本発明にかかる車両用暖機システムによれば、暖機対象機関の暖機の要否を事前に判断するようにしたことで、暖機対象機関が既に暖まっている場合は、蓄熱材の過冷却状態の解除動作、及びそれ以外の暖機動作を禁止あるいは抑制することができる。これにより、蓄熱材からの不要な蓄熱の放出を防止でき、また、各種暖機動作に要する電気エネルギーなどの無駄を削減することが可能となる。
【０００７】
また、上記暖機動作の禁止あるいは抑制の一実施態様として、制御手段（５０）は、内燃機関（３０）あるいは変速機（４０）の暖機が不要である場合、作動油流路（３１）に配設した電動ポンプ（４２）あるいは冷却水流路（３１）に配設した電動ポンプ（３２）の動作を禁止することができる。すなわち、蓄熱要素で内燃機関や変速機を暖機する際に、冷却水流路や作動油流路の電動ポンプを動作させるシステムでは、暖機不要の場合にもそのまま電動ポンプを動作させると、その分、電気エネルギーが無駄になる。そこで、暖機不要の場合には電動ポンプの動作を禁止することにより、電気エネルギーを節約することができる。
【０００８】
もしくは、制御手段（５０）は、内燃機関（３０）あるいは変速機（４０）の暖機が不要である場合、作動油流路（４１）に配設した電動ポンプ（４２）あるいは冷却水流路（３１）に配設した電動ポンプ（３２）の回転数を暖機必要時に比べて下げることができる。また、該電動ポンプ（３２，４２）の電流を暖機必要時に比べて小さくすることができる。すなわち、蓄熱要素で内燃機関や変速機を暖機する際に、暖機しない場合と比べて冷却水流路や作動油流路の電動ポンプを高回転で動作させるシステムでは、暖機不要の場合にもそのまま電動ポンプを高回転で動作させると、その分、電気エネルギーが無駄になる。そこで、暖機不要の場合には電動ポンプの回転を下げることで、電気エネルギーを節約することができる。
【０００９】
また、上記の暖機システムにおいては、内燃機関（３０）の冷却水の温度を検出する冷却水温検出手段（３８）を備え、暖機の要否の判断は、検出した冷却水の温度に基づいて行うようにしてよい。また、外気温を検出する外気温検出手段（５４）を備え、暖機の要否の判断は、検出した外気温に基づいて行うようにしてもよい。また、車内温度を検出する車内温度検出手段（５７）を備え、暖機の要否の判断は、検出した車内温度に基づいて行うようにしてもよい。また、変速機（４０）の作動油の温度を検出する作動油温検出手段（４３）を備え、暖機の要否の判断は、検出した作動油の温度に基づいて行うようにしてもよい。これらによれば、上記の各種温度検出手段は、従来から車両に設置されているものを使用できるので、新たな部品を設置する必要がなく、コスト上昇を伴わず、暖機の要否を適切に判断できるようになる。
【００１０】
また、上記の暖機システムにおいては、変速機（４０）の温度を検出する変速機温度出手段（５９）を備え、暖機の要否の判断は、検出した変速機（４０）の温度に基づいて行うようにしてもよい。また、内燃機関（３０）の温度を検出する内燃機関温度出手段（５８）を備え、暖機の要否の判断は、検出した内燃機関（３０）の温度に基づいて行うようにしてもよい。これらによれば、従来から車両に設置されている温度検出手段を使用できる上に、変速機あるいは内燃機関の状態を直接的に検出することができるようになるので、暖機の要否をより的確に判断できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明にかかる車両用暖機システムによれば、暖機対象機関の暖機の要否に応じて暖機動作を的確に行うことができ、不要な暖機動作を防止してエネルギーの無駄を削減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態にかかる蓄熱装置を備えた車両用暖機システムの構成例を示す概略図である。この車両用暖機システム１は、蓄熱材２０を有してなる蓄熱装置１０と、エンジン３０の冷却水（ＬＬＣ）を蓄熱装置１０および車内暖房装置４４のヒータコア４５へ循環させる冷却水循環路３１と、自動変速機（ＡＴ）４０の作動油（ＡＴＦ）を蓄熱装置１０へ循環させる作動油循環路４１とを備えている。冷却水循環路３１は、エンジン３０に形成された図示しない水ジャケットから導出されて、蓄熱装置１０に連通し、蓄熱装置１０の下流側でヒータコア４５を通り、エンジン３０の水ジャケットに再度導入されている。エンジン３０に導入される直前位置には、冷却水ポンプ（電動ポンプ）３２が介装されている。また、作動油循環路４１には、作動油を流通させる作動油ポンプ（電動ポンプ）４２と、作動油の温度を検出する油温センサ４３が設置されている。油温センサ４３で検出された作動油温は、電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」という。）５０に出力されるようになっている。また、冷却水ポンプ３２及び作動油ポンプ４２の動作は、ＥＣＵ５０により制御されるようになっている。蓄熱装置１０は、詳細な構成は後述するが、冷却水循環路３１に連通する第一室１５と、蓄熱材２０を配設した第二室１６と、作動油循環路４１に連通する第三室１７とを備えている。
【００１３】
ヒータコア４５は、詳細な図示は省略するが、車内に臨む空気導入ダクト内に設置されている。空気導入ダクト内には、ヒータコア４５に風を送るための送風ファン４６が組み込まれている。送風ファン４６は、ＥＣＵ５０により制御されるようになっている。ヒータコア４５の送風下流側には、車内に連通する送風ダクトが設けられている。
【００１４】
また、車内のコントロールパネル（図示せず）には、車内暖房用の暖房スイッチ５１、及びデフロスタ吹出口から温風を吹き出すためのデフロスタスイッチ５５が設けられている。暖房スイッチ５１およびデフロスタスイッチ５５のオン／オフ信号は、ＥＣＵ５０に出力されるようになっている。したがって、送風ファン４６は、暖房スイッチ５１やデフロスタスイッチ５５のオン信号に応じて作動し、空気導入ダクトを介して吸い込んだ車内の空気を、ヒータコア４５を通して送風ダクトから再び車内に吹き込むようになっている。また、暖機システム１は、外気温を検出する外気温センサ５４と、車内の温度を検出する室内温度センサ５７とを備えている。外気温センサ５４および室内温度センサ５７の検出信号は、ＥＣＵ５０に出力されるようになっている。また、エンジンの温度を検出するエンジン温度センサ５８と自動変速機４０の温度を検出する変速機温度センサ５９が設けられている。エンジン温度センサ５８および変速機温度センサ５９は、それぞれエンジン３０や自動変速機４０のケース温度もしくは本体温度を検出するようになっている。これらエンジン温度センサ５８および変速機温度センサ５９の検出信号は、ＥＣＵ５０に出力されるようになっている。また、イグニッションスイッチ（以下、ＩＧスイッチという。）５６の操作信号は、ＥＣＵ５０に送られるようになっている。
【００１５】
冷却水循環路３１における蓄熱装置１０とヒータコア４５の間には、冷却水循環路３１の開閉を切り替える切替バルブ（開閉弁）３３が設置されている。切替バルブ３３は、ＥＣＵ５０からの信号で開閉が制御されるようになっている。以下では、切替バルブ３３がオフであるというときは、切替バルブ３３が開かれて、蓄熱装置１０及びヒータコア４５の冷却水が流通する状態を示し、切替バルブ３３がオンであるというときは、切替バルブ３３が閉じられて、蓄熱装置１０及びヒータコア４５の冷却水が流通しない状態を示す。
【００１６】
また、エンジン３０から出た冷却水をラジエター４７へ循環させるラジエター用循環路３５が設けられている。ラジエター用循環路３５は、エンジン３０の水ジャケットから出て、冷却水循環路３１における冷却水ポンプ３２の上流側に合流している。ラジエター用循環路３５には、ラジエター４７に連通する主流路３５ａと、ラジエター４７をバイパスするバイパス流路３５ｂとが設けられている。ラジエター４７の下流側におけるバイパス流路３５ｂの合流部には、電子制御サーモスタット弁（三方弁）３７が介装されている。電子制御サーモスタット弁３７は、ＥＣＵ５０からの信号で開閉方向が制御されるようになっている。また、ラジエター用循環路３５には、冷却水温を検出する水温センサ３８が組み込まれている。水温センサ３８の検出信号は、ＥＣＵ５０に出力されるようになっている。
【００１７】
図２は、電子制御サーモスタット弁３７の構成例を示す図である。以下では、電子制御サーモスタット弁３７がオフであるというときは、同図（ａ）に示す状態、すなわち、主流路３５ａを開いてバイパス流路３５ｂを閉じた状態を指し、電子制御サーモスタット弁３７がオンであるというときは、同図（ｂ）に示す状態、すなわち、主流路３５ａを閉じてバイパス流路３５ｂを開いた状態を指すものとする。
【００１８】
ＥＣＵ５０は、水温センサ３８で検出した冷却水温が所定温度（例えば１００℃）未満の場合、電子制御サーモスタット弁３７をオンにすることで、バイパス流路３５ｂを開き主流路３５ａを閉じて、冷却水がラジエター４７へ流れないように制御する。一方、冷却水温が所定温度（例えば１１０℃）以上になった場合、電子制御サーモスタット弁３７をオフにすることで、バイパス流路３５ｂを閉じて主流路３５ａを開き、冷却水をラジエター４７へ導くように制御する。
【００１９】
ＥＣＵ５０には、無線により外部機器からの信号を受信可能な受信装置５２が接続されている。これにより、ＥＣＵ５０は、エンジンスタートキー５３に設けたウォームアップスイッチ５３ａのオン／オフ信号を受信できるようになっている。したがって、乗員が車外でエンジンスタートキー５３のウォームアップスイッチ５３ａを操作した場合、ＥＣＵ５０でその信号が遠隔受信され、それに応じてＥＣＵ５０は暖機システム１にウォームアップ指令を発することができる。
【００２０】
図３は、蓄熱装置１０の詳細構成を示す図で、（ａ）は、分解斜視図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図である。蓄熱装置１０は、長手状の筒状体からなる筐体１１と、筐体１１の内部に設置された該筐体１１よりも若干小径の筒状体からなる中間部材１２と、中間部材１２の内部に設置された仕切部材１３とを備えた三重構造になっている。仕切部材１３は複数のフィン１３ａを有している。フィン１３ａは、筐体１１の長手方向に沿って延びる板状で、多数が横方向に所定間隔で配列されている。フィン１３ａの内部には、同図（ｂ）に示すように、仕切部材１３の外側に通じる隙間１３ｂが設けられている。筐体１１と中間部材１２の間は、エンジン３０の冷却水が導入される第一室１５になっており、フィン１３ａの隙間１３ｂを含む中間部材１２と仕切部材１３の間は、自動変速機４０の作動油が導入される第三室１７になっており、仕切部材１３の内側は、蓄熱材２０が密封状態で充填される第二室１６になっている。
【００２１】
筐体１１の上下端の開口には、蓋部材１４ａ，１４ｂが取り付けられている。下側の蓋部材１４ａには、第三室１７に作動油を導入する作動油入口１７ａが設けられており、上側の蓋部材１４ｂには、作動油を導出する作動油出口１７ｂが設けられている。また、筐体１１の上端近傍と下端近傍の側面には、それぞれ第一室１５に冷却水を導入する冷却水入口１５ａと、冷却水を導出する冷却水出口１５ｂとが設けられている。
【００２２】
この蓄熱装置１０では、第二室１６と第三室１７とが隣接して配置され、かつ、第三室１７と第一室１５とが隣接して配置されている。したがって、第二室１６の蓄熱材２０と第三室１７の作動油との間で直接的に熱交換を行え、かつ、第三室１７の作動油と第一室１５の冷却水との間で直接的に熱交換を行える。なお、第一室１５の作動油と第二室１６の蓄熱材２０との間でも、第三室１７の作動油を介して間接的に熱交換が行える。
【００２３】
筐体１１は、冷却水に対する防錆性などの耐久性があり、且つ断熱性の良好な材料、例えば、銅、アルミニウム、ステンレスなどの金属材料で構成されている。この筐体１１は、図示は省略するが、断熱性を高めるため、内部に真空の断熱層を形成してもよい。また、中間部材１２および仕切部材１３は、冷却水、作動油、蓄熱材２０に対する耐久性があり、且つ比較的熱伝導性の高い材料、例えば、ステンレスなどの金属材料で構成するとよい。
【００２４】
蓄熱材２０は、過冷却状態で蓄熱が可能な潜熱蓄熱材であり、凝固点以下になっても液状のままで固化しない性質を有している。このような蓄熱材２０として、例えば、酢酸ナトリウム水和物からなる蓄熱材が挙げられる。酢酸ナトリウム水和物は、後述する解除手段による過冷却状態の解除によって、平衡状態に戻って固化する際に発熱し、温度の低い他の媒体を加熱することができる。
【００２５】
そして、第二室１６の蓄熱材２０中には、蓄熱材２０の過冷却状態を解除する解除手段（以下、「発核装置」という。）２５が設置されている。図４は、発核装置２５を示す概略側面図である。発核装置２５は、蓄熱材２０中に設置された円形平板状の金属バネ部材２６と、金属バネ部材２６に打撃を与えるソレノイド２７とを備えている。ソレノイド２７は、ＥＣＵ５０の指令に応じて動作する。金属バネ部材２６は、同図（ａ）に示す状態において、ソレノイド２７による打撃で中央部２６ａが押圧されると、同図（ｂ）に示すように、該中央部２６ａが反転するようになっている。これにより、蓄熱材２０中に核が生成（発核）され、蓄熱材２０の過冷却状態が解除されて固化が始まる。なお、解除手段としては、蓄熱材２０中に核を生成可能な手段であれば、何れの手段でもよく、上記以外にも、例えば、蓄熱材２０中で金属摩擦あるいは電圧印加などを施す手段であってもよい。
【００２６】
ここでは、過冷却状態で蓄熱が可能な潜熱蓄熱材の代表例として酢酸ナトリウム水和物を挙げたが、他にも、水和塩化合物（化学式としてＭｘ・ｎＨ2Ｏ（ｎ：整数）で表わされるもの）を挙げることができ、Ｎａ2ＳＯ4・１０Ｈ2Ｏ，ＣａＣｌ2・６Ｈ2Ｏを例示することができる。
【００２７】
また、蓄熱材は、化学反応を利用して熱の吸収・放出を行うことができる化学蓄熱材からなるものであってもよい。このような化学蓄熱材として、例えば、ゼオライトからなる蓄熱材がある。図５は、ゼオライトからなる蓄熱材２１を備えた蓄熱装置１０の構成例を示す図である。この場合、蓄熱装置１０は、ゼオライトからなる蓄熱材２１に反応媒体である水２２を供給して化学反応を生じさせる反応媒体供給部２３を備えて構成される。この蓄熱装置１０では、エンジン３０の運転時に、冷却水や作動油との熱交換でゼオライト２１を加熱して脱水させ、これにより、蓄熱材２１に蓄熱する。一方、エンジン３０の始動時には、反応媒体供給部２３から蓄熱材２１に水２２を供給して吸着させることで、蓄熱材２１に吸着熱を発生させて冷却水や作動油を加熱する。化学蓄熱材としては、ゼオライトの他にも、例えば、シリカゲル・活性炭・生石灰などがあり、化学反応を生じさせる反応媒体としては、水の他にも、エタノール・メタノール・エチレングリコール系不凍液・塩化カルシウム系不凍液などがある。また、化学蓄熱材の例としては、他にも水素吸蔵合金を用いた蓄熱材などが挙げられる。
【００２８】
図６は、暖機システム１における運転モードのタイムチャートを示すグラフである。なお、ここでは、蓄熱装置１０による暖機対象機関として自動変速機４０を例に挙げて説明する。暖機システム１の運転モードは、モード０からモード３までの４段階に切り替わる。モード０は、エンジン３０が始動する前のモードであり、この間にウォームアップ信号の入力があれば、後述するように、自動変速機４０の暖機の要否が判断され、それ基づいて発核装置２５及び作動油ポンプ４２が適宜に作動し、蓄熱装置１０による自動変速機４０の暖機が行われる。モード１は、ＩＧスイッチ５６がオンされてエンジン３０が始動してから、冷却水温度が所定温度に達するまでのモードである。この間、モード０で蓄熱装置１０による自動変速機４０の暖機が行われていた場合は、引き続き暖機が行われる。一方、エンジン３０は自己暖機する。モード２は、冷却水温度が前記の所定温度に達した後、作動油の油温が所定温度に達したことで自動変速機４０の暖機が完了したと判断されるまでのモードである。この間、自動変速機４０はエンジン３０の冷却水によって暖機される。エンジン３０の冷却水は、電子制御サーモスタット弁３７の制御によって、所定の温度範囲を維持するように制御（ＤＵＴＹ制御）される。モード３は、自動変速機４０の暖機が完了したと判断された後のモードであり、この間、自動変速機４０はエンジン３０の冷却水によって冷却される。エンジン３０の冷却水は、モード２と同様、電子制御サーモスタット弁３７の制御によって、所定の温度範囲を維持するように制御される。
【００２９】
図７は、暖機システム１の制御手順を示すメインフローである。この制御手順では、まず、後述するモード切替のサブルーチンを実行する（ステップＳＴ１）。その結果に基づき、モード０であるか否かを判定する（ステップＳＴ２）。モード０であれば（Ｙ）、モード０のサブルーチンを実行し（ステップＳＴ３）、モード０でなければ（Ｎ）、モード１か否かを判定する（ステップＳＴ４）。その結果、モード１であれば（Ｙ）、モード１のサブルーチンを実行し（ステップＳＴ５）、モード１でなければ（Ｎ）、モード２か否かを判定する（ステップＳＴ６）。その結果、モード２であれば（Ｙ）、モード２のサブルーチンを実行し（ステップＳＴ７）、モード２でなければ（Ｎ）、モード３のサブルーチンを実行する（ステップＳＴ８）。
【００３０】
図８は、モード切替手順を説明するためのフローチャートである。モード切替では、まず、ＩＧスイッチ５６がオンであるか否かを判定する（ステップＳＴ１０）。その結果、ＩＧスイッチ５６がオンでなければ（Ｎ）、モード０をセットする（ステップＳＴ１１）。ＩＧスイッチ５６がオンであれば（Ｙ）、モード２以上か否かを判定し（ステップＳＴ１２）、モード２以上でなければ（Ｎ）、冷却水温ＴＷが♯ＴＷ１Ｌより低いか否かを判定し（ステップＳＴ１３）、冷却水温ＴＷが♯ＴＷ１Ｌより低ければ（Ｙ）、モード１をセットする（ステップＳＴ１４）。♯ＴＷ１Ｌの具体例は、１００℃である。また、先のステップＳＴ１２でモード２以上である場合（Ｙ）は、続けてモード２か否かを判定し（ステップＳＴ１５）、モード２である場合（Ｙ）、あるいは先のステップＳＴ１３で冷却水温ＴＷが♯ＴＷ１Ｌ以上である場合（Ｎ）は、作動油温ＴＡＴＦが♯ＴＡＴＦ１Ｌより低いか否かを判定する（ステップＳＴ１６）。♯ＴＡＴＦ１Ｌの具体例は、１００℃である。その結果、作動油温ＴＡＴＦが♯ＴＡＴＦ１Ｌより低ければ（Ｙ）、モード２をセットし（ステップＳＴ１７）、作動油温ＴＡＴＦが♯ＴＡＴＦ１Ｌ以上であれば（Ｎ）、モード３をセットする（ステップＳＴ１８）。また、先のステップＳＴ１５でモード２でない場合（Ｎ）は、モード３をセットする（ステップＳＴ１８）。
【００３１】
図９は、モード０の手順を説明するためのフローチャートである。モード０では、まず、ウォームアップ信号の入力有無を判定する（ステップＳＴ０−１）。この結果、ウォームアップ信号の入力が無い場合（Ｎ）は、発核装置２５をオフする（ステップＳＴ０−２）。また、作動油ポンプ４２をオフする（ステップＳＴ０−３）。ウォームアップ信号の入力が有る場合（Ｙ）は、冷却水温ＴＷが♯ＴＷ３より低いか否かを判定する（ステップＳＴ０−４）。♯ＴＷ３の具体例は、６０℃である。その結果、冷却水温ＴＷが♯ＴＷ３より高ければ（Ｎ）、発核装置２５をオフし（ステップＳＴ０−２）、さらに、作動油ポンプ４２をオフする（ステップＳＴ０−３）。もしくは、この場合、後述する回転制御により作動油ポンプ４２を低回転で動作させることも可能である。つまり、エンジン３０の始動前における自動変速機４０の暖機の要否を冷却水温にて判断し、該冷却水温が所定温度よりも高い場合は、暖機は不要であるとして、蓄熱材２０の発核動作を禁止する。また、作動油ポンプ４２の動作を禁止あるいは抑制する。これにより、電気エネルギーの無駄を削減できる。一方、ステップＳＴ０−４で冷却水温ＴＷが♯ＴＷ３より低ければ（Ｙ）、発核装置２５がオンであるか否かを判定する（ステップＳＴ０−５）。その結果、発核装置２５がオンでなければ（Ｎ）、発核装置２５をオンする（ステップＳＴ０−６）。発核装置２５がオンであれば（Ｙ）、発核装置２５がオンしてから所定時間以内か否かを判定する（ステップＳＴ０−７）。その結果、所定時間以内でなければ（Ｎ）、すなわち発核装置２５がオンしてから所定時間以上が経過していれば、発核装置２５をオフし（ステップＳＴ０−２）、作動油ポンプ４２をオフする（ステップＳＴ０−３）。一方、所定時間以内であれば（Ｙ）、作動油ポンプ４２をオンする（ステップＳＴ０−８）。また、このモード０では、切替バルブ３３はオフにし（ステップＳＴ０−９）、電子制御サーモスタット弁３７はオフにする（ステップＳＴ０−１０）。その後、モード０の手順を終了してメインフローに戻る。
【００３２】
図１０は、モード１の手順を説明するためのフローチャートである。モード１は、ＩＧスイッチ５６のオンによりスタートし、まず、冷却水温ＴＷが♯ＴＷ３より低いか否かを判定する（ステップＳＴ１−１）。その結果、冷却水温ＴＷが♯ＴＷ３以上であれば（Ｎ）、発核装置２５をオフする（ステップＳＴ１−２）。つまり、始動時に冷却水温が所定以上である場合は、蓄熱装置１０による自動変速機４０の暖機は不要であると判断し、蓄熱材２０を発核させない。一方、冷却水温ＴＷが♯ＴＷ３より低ければ（Ｙ）、発核装置２５がオンである否かを判定する（ステップＳＴ１−３）。その結果、発核装置２５がオンでなければ（Ｎ）、発核装置２５をオンする（ステップＳＴ１−４）。発核装置２５がオンであれば（Ｙ）、発核装置２５がオンしてから所定時間以内か否かを判定する（ステップＳＴ１−５）。その結果、所定時間以内でなければ（Ｎ）、すなわち発核装置２５がオンしてから所定時間以上が経過していれば、発核装置２５をオフする（ステップＳＴ１−２）。発核装置２５がオンしてから所定時間以内である場合（Ｙ）は、作動油ポンプ４２をオンし（ステップＳＴ１−６）、作動油循環路４１の作動油を循環させる。その後、外気温が所定温度以上であり、かつデフロスタスイッチ５５がオフであるか否かを判定する（ステップＳＴ１−７）。その結果、外気温が所定温度以下、又はデフロスタスイッチ５５がオンである場合（Ｎ）は、切替バルブ３３をオフすることで（ステップＳＴ１−８）、蓄熱装置１０からの冷却水をヒータコア４５に流通させる。つまりこの場合は、蓄熱装置１０による自動変速機４０の暖機を行いながら、蓄熱装置１０による車内暖房も行う。一方、外気温が所定温度以上であり、かつデフロスタスイッチ５５がオフである場合（Ｙ）は、切替バルブ３３をオンすることで（ステップＳＴ１−９）、蓄熱装置１０からの冷却水をヒータコア４５には流通させない。つまりこの場合は、蓄熱装置１０による自動変速機４０の暖機を優先的に行い、車内暖房は行わない。また、このモード１では、電子制御サーモスタット弁３７をオンしておき（ステップＳＴ１−１０）、ラジエター４７には冷却水を流通させず、冷却水が早期に温まるようにする。その後、モード１の手順を終了してメインフローに戻る。
【００３３】
図１１は、モード２の手順を説明するためのフローチャートである。モード２は、冷却水温が♯ＴＷ１Ｌになった時点でスタートする。モード２では、発核装置２５をオフする（ステップＳＴ２−１）。また、作動油ポンプ４２を作動させて（ステップＳＴ２−２）、作動油循環路４１の作動油を循環させる。また、切替バルブ３３をオフすることで（ステップＳＴ２−３）、蓄熱装置１０からの冷却水をヒータコア４５に流通させる。そして、電子制御サーモスタット弁３７がオンであるか否かを判定し（ステップＳＴ２−４）、オンであれば（Ｙ）、冷却水温ＴＷが♯ＴＷ１Ｈより低いか否かを判定する（ステップＳＴ２−５）。♯ＴＷ１Ｈの具体例は、１０５℃である。その結果、冷却水温ＴＷが♯ＴＷ１Ｈ以上である場合（Ｎ）は、電子制御サーモスタット弁３７をオフすることで（ステップＳＴ２−７）、ラジエター４７に冷却水を流通させる。冷却水温ＴＷが♯ＴＷ１Ｈより低い場合（Ｙ）は、電子制御サーモスタット弁３７をオンすることで（ステップＳＴ２−８）、ラジエター４７に冷却水を流通させない。一方、先のステップＳＴ２−４で電子制御サーモスタット弁３７がオフである場合（Ｎ）は、冷却水温ＴＷが♯ＴＷ１Ｌより高いか否かを判定する（ステップＳＴ２−６）。その結果、冷却水温ＴＷが♯ＴＷ１Ｌより高ければ（Ｙ）、電子制御サーモスタット弁３７をオフし（ステップＳＴ２−７）、冷却水温ＴＷが♯ＴＷ１Ｌ以下であれば（Ｎ）、電子制御サーモスタット弁３７をオンする（ステップＳＴ２−８）。その後、スタートに戻り上記の手順を反復する。つまり、モード２では、冷却水温ＴＷが♯ＴＷ１Ｈ以上に上昇した場合は、ラジエター４７による冷却を行い、冷却水温ＴＷが♯ＴＷ１Ｌ以下に低下した場合は、ラジエター４７による冷却を停止する。これにより、図６に示すように、冷却水温ＴＷが常に♯ＴＷ１Ｌと♯ＴＷ１Ｈの間の範囲内に収まるように制御する。
【００３４】
図１２は、モード３の手順を説明するためのフローチャートである。モード３では、まず、発核装置２５はオフである（ステップＳＴ３−１）。また、作動油ポンプ４２はオンであり（ステップＳＴ３−２）、切替バルブ３３はオフである（ステップＳＴ３−３）。そして、作動油温ＴＡＴＦが♯ＴＡＴＦ１Ｈよりも低いか否かを判定する（ステップＳＴ３−４）。♯ＴＡＴＦ１Ｈの具体例は、１１０℃である。その結果、作動油温ＴＡＴＦが♯ＴＡＴＦ１Ｈよりも低ければ（Ｙ）、電子制御サーモスタット弁３７がオンであるか否かを判定し（ステップＳＴ３−５）、オンであれば（Ｙ）、冷却水温ＴＷが♯ＴＷ１Ｈより低いか否かを判定する（ステップＳＴ３−６）。冷却水温ＴＷが♯ＴＷ１Ｈ以上である場合（Ｎ）は、電子制御サーモスタット弁３７をオフし（ステップＳＴ３−８）、冷却水温ＴＷが♯ＴＷ１Ｈより低ければ（Ｙ）、電子制御サーモスタット弁３７をオンのままとする（ステップＳＴ３−９）。一方、先のステップＳＴ３−５で電子制御サーモスタット弁３７がオフである場合（Ｎ）は、冷却水温ＴＷが♯ＴＷ１Ｌより高いか否かを判定する（ステップＳＴ３−７）。その結果、冷却水温ＴＷが♯ＴＷ１Ｌより高ければ（Ｙ）、電子制御サーモスタット弁３７をオフのままとし（ステップＳＴ３−８）、冷却水温ＴＷが♯ＴＷ１Ｌ以下であれば（Ｎ）、電子制御サーモスタット弁３７をオンする（ステップＳＴ３−９）。つまり、自動変速機４０の作動油温が狙い範囲（ＴＡＴＦ＜♯ＴＡＴＦ１Ｈ：１１０℃）にある場合は、冷却水温をそれ以上低くする必要がないため、該冷却水温を燃費優先のいわゆる燃費狙い値（♯ＴＷ１Ｌ：１００℃＜ＴＷ＜♯ＴＷ１Ｈ：１１０℃）になるように制御する。
【００３５】
一方、先のステップＳＴ３−４において、作動油温ＴＡＴＦが♯ＴＡＴＦ１Ｈよりも高い場合（Ｎ）は、電子制御サーモスタット弁３７がオンであるか否かを判定し（ステップＳＴ３−１０）、オンであれば（Ｙ）、冷却水温ＴＷが♯ＴＷ２Ｈより低いか否かを判定する（ステップＳＴ３−１１）。♯ＴＷ２Ｈの具体例は、８５℃である。冷却水温ＴＷが♯ＴＷ２Ｈ以上である場合（Ｎ）は、電子制御サーモスタット弁３７をオフし（ステップＳＴ３−１３）、冷却水温ＴＷが♯ＴＷ２Ｈより低い場合（Ｙ）は、電子制御サーモスタット弁３７をオンする（ステップＳＴ３−９）。一方、先のステップＳＴ３−１０で電子制御サーモスタット弁３７がオンでない場合（Ｎ）は、冷却水温ＴＷが♯ＴＷ２Ｌより高いか否かを判定する（ステップＳＴ３−１２）。♯ＴＷ２Ｌの具体例は、８０℃である。その結果、冷却水温ＴＷが♯ＴＷ２Ｌより高ければ（Ｙ）、電子制御サーモスタット弁３７をオフし（ステップＳＴ３−１３）、冷却水温ＴＷが♯ＴＷ２Ｌ以下である場合（Ｎ）は、電子制御サーモスタット弁３７をオンする（ステップＳＴ３−９）。つまり、自動変速機４０の作動油温が狙い範囲（ＴＡＴＦ＜♯ＴＡＴＦ１Ｈ：１１０℃）と比べて高すぎる場合は、冷却水温を低く抑える必要があるため、該冷却水温を作動油の冷却を優先する温度（♯ＴＷ２Ｌ：８０℃＜ＴＷ＜♯ＴＷ２Ｈ：８５℃）となるように制御する。
【００３６】
図１３は、作動油ポンプ４２の回転制御の手順を説明するためのフローチャートである。上記の各モードにおける作動油ポンプ４２の動作時の回転数は、同図のフローに従って制御される。まず、作動油ポンプ４２のオン指示の有無を判断し（ステップＳＴ２０−１）、オン指示が無ければ（Ｎ）、作動油ポンプ４２をオフする（ステップＳＴ２０−２）。一方、オン指示があれば（Ｙ）、作動油ポンプ４２をオンする（ステップＳＴ２０−３）。作動油ポンプ４２をオンしたら、発核装置１０のオンから所定時間以内か否かを判断する（ステップＳＴ２０−４）。その結果、所定時間以内でなければ（Ｎ）、すなわち所定時間以上が経過して自動変速機４０の暖機が完了していれば、作動油ポンプ４２の電流値Ｉは、暖機を行わないとき（暖機不要時）の電流値I0に対して増分なしの電流値（I＝I0）とする（ステップＳＴ２０−５）。一方、発核装置１０のオンから所定時間以内であれば（Ｙ）、すなわち蓄熱装置１０による自動変速機４０の暖機中であれば、作動油ポンプ４２の電流値Ｉは、暖機を行わないときの電流値I0に対して、所定の増分♯Ｉupを加算した値（I＝I0+♯Ｉup）とする（ステップＳＴ２０−６）。その後、上記の電流値Iを指示し（ステップＳＴ２０−７）、作動油ポンプ４２の回転数を調節する。これにより、蓄熱装置１０による自動変速機４０の暖機を行っている間は、作動油ポンプ４２の電流を増加させて回転数を上げることで、作動油の流量を増加させ、蓄熱装置１０による自動変速機４０の暖機を行っていない間は、作動油ポンプ４２の電流を減少させて回転数を下げて、作動油の流量を減少させることができる。
【００３７】
以上説明したように、本実施形態の車両用暖機システム１では、自動変速機４０の暖機の要否を判断し、暖機が不要である場合は、自動変速機４０の作動油循環路４１に配設した作動油ポンプ４２の動作を禁止することができる。すなわち、蓄熱装置１０で自動変速機４０を暖機するときに、作動油を送るための作動油ポンプ４２を動作させる本暖機システム１において、暖機不要の場合にも作動油ポンプ４２を動作させると、その分、電気エネルギーが無駄になる。そこで、暖機不要の場合には作動油ポンプ４２の動作を禁止することにより、電気エネルギーを節約することができる。
【００３８】
また、この車両用暖機システム１では、蓄熱装置１０で自動変速機４０を暖機する場合、暖機しない場合と比べて作動油ポンプ４２を高回転で動作させるようになっている。そのため、暖機不要の場合にも作動油ポンプ４２をそのまま高回転で作動させると、その分、電気エネルギーが無駄になる。そこで、自動変速機４０の暖機の要否を事前に判断し、暖機不要の場合は、作動油ポンプ４２の回転数を暖機必要時に比べて下げるように制御している。あるいは、該作動油ポンプ４２の電流を暖機必要時に比べて小さくするように制御している。これにより、暖機不要の場合には作動油ポンプ４２の電流を小さくすることができ、電気エネルギーを節約することができる。
【００３９】
また、この車両用暖機システム１では、自動変速機４０の暖機要否の判断は、水温センサ３８で検出した冷却水温に基づいて行うようになっている。この場合、水温センサ３８は、従来から車両に設置されているものをそのまま使用できるので、新たな部品を設置する必要がなく、暖機システム１のコスト上昇を伴わず、暖機の要否を適切に判断できるようになる。なお、暖機の要否の判断は、冷却水温に基づく以外にも、例えば、外気温センサ５４で検出した外気温に基づいて行うようにしてもよい。また、室内温度センサ５７で検出した車内の温度に基づいて行うようにしてもよい。また、油温センサ４３で検出した作動油の温度に基づいて行うようにしてもよい。
【００４０】
また、暖機の要否の判断は、変速機温度センサ５９で検出した自動変速機４０の本体温度（ケース温度）に基づいて行うようにしてもよい。また、エンジン温度センサ５８で検出したエンジン３０の本体温度（ケース温度）に基づいて行うようにしてもよい。これらによれば、自動変速機４０あるいはエンジン３０の状態を直接的に検出することができるので、暖機の要否をより的確に判断できるようになる。
【００４１】
さらに、蓄熱装置１０が備える蓄熱材２０は、過冷却状態で蓄熱が可能な潜熱蓄熱材なので、外気温が低下しても蓄熱を保持でき、かつ、長期間放置しても蓄熱を安定的に保持できる。したがって、蓄熱材２０の容器（筐体１１、中間部材１２、仕切部材１３）の断熱構造を簡素化でき、蓄熱装置１０の構成の簡素化、小型化、軽量化を図ることができる。また、発核装置２５による過冷却状態の解除（発核）により、所望のタイミングで蓄熱材２０を発熱させることができるので、エンジン３０や自動変速機４０の早期暖機、あるいは車内の即効暖房を効果的に行えるようになる。
【００４２】
なお、上記では、蓄熱装置１０による暖機対象として自動変速機４０を例に挙げ、該自動変速機４０の暖機の要否に応じて作動油ポンプ４２の動作を禁止あるいは抑制する場合を説明したが、本発明の暖機システムの暖機対象としては、自動変速機４０以外にも、エンジン３０など他の機関を含めることができる。すなわち、上記の暖機システム１において、ＥＣＵ５０は、ウォームアップ信号を受けた際あるいはエンジン３０始動の際に、エンジン３０や車内暖房装置４４の暖機要否を判断し、暖機不要であれば、冷却水循環路３１に配設した冷却水ポンプ３２の動作を禁止するか、あるいは該冷却水ポンプ３２の回転数を暖機時と比べて低くすることが可能である。この場合、冷却水ポンプ３２の回転制御として、上記の作動油ポンプ４２と同様の回転制御を行うようにする。なお、エンジン３０や車内暖房装置４４の暖機要否の判断は、自動変速機４０の暖機要否の判断と同様、水温センサで検出した冷却水温、外気温センサ５４で検出した外気温、室内温度センサ５７で検出した車内温度、油温センサ４３で検出した作動油温、変速機温度センサ５９で検出した自動変速機４０の温度、エンジン温度センサ５８で検出したエンジン３０の温度のいずれかに基づいて行うことができる。
【００４３】
以上本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。なお直接明細書及び図面に記載のない何れの形状・構造・材質であっても、本願発明の作用・効果を奏する以上、本願発明の技術的思想の範囲内である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の一実施形態にかかる車両用暖機システムの構成例を示す概略図である。
【図２】電子制御サーモスタット弁の構成例を示す図である。
【図３】蓄熱装置の構成例を示す図で、（ａ）は、分解斜視図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図４】発核装置の構成例を示す概略側面図である。
【図５】化学蓄熱材を備えた蓄熱装置の構成例を示す図である。
【図６】暖機システムの運転モードのタイムチャートを示すグラフである。
【図７】暖機システムの制御手順を示すメインフローである。
【図８】運転モード切替手順を説明するためのフローチャートである。
【図９】モード０の手順を説明するためのフローチャートである。
【図１０】モード１の手順を説明するためのフローチャートである。
【図１１】モード２の手順を説明するためのフローチャートである。
【図１２】モード３の手順を説明するためのフローチャートである。
【図１３】作動油ポンプの回転制御の手順を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００４５】
１ 暖機システム
１０ 蓄熱装置
１５ 第一室
１６ 第二室
１７ 第三室
２０ 蓄熱材（蓄熱要素）
２１ ゼオライト（化学蓄熱材）
２５ 発核装置（解除手段）
３０ エンジン（内燃機関）
３１ 冷却水循環路（冷却水流路）
３２ 冷却水ポンプ（電動ポンプ）
３３ 切替バルブ
３５ ラジエター用循環路
３７ 電子制御サーモスタット弁
３８ 水温センサ（冷却水温検出手段）
４０ 自動変速機
４１ 作動油循環路（作動油流路）
４２ 作動油ポンプ（電動ポンプ）
４３ 油温センサ（作動油温検出手段）
４４ 車内暖房装置
４５ ヒータコア
４６ 送風ファン
４７ ラジエター
５０ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）
５１ 暖房スイッチ
５２ 受信装置
５３ エンジンスタートキー
５３ａ ウォームアップスイッチ
５４ 外気温センサ（外気温検出手段）
５５ デフロスタスイッチ
５６ イグニッションスイッチ（ＩＧスイッチ）
５７ 室内温度センサ（車内温度検出手段）
５８ エンジン温度センサ（内燃機関温度出手段）
５９ 変速機温度センサ（変速機温度出手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
過冷却状態で蓄熱が可能な潜熱蓄熱材からなる蓄熱要素と、該蓄熱要素の過冷却状態を解除する解除手段とを有してなる蓄熱装置と、
前記蓄熱装置により熱伝達媒体を介して暖機される暖機対象機関と、
前記暖機対象機関に対する暖機動作を制御する制御手段と、を備え、
前記暖機対象機関は、前記蓄熱装置により冷却水を介して暖機される内燃機関、あるいは前記蓄熱装置により作動油を介して暖機される変速機を含み、
前記制御手段は、前記暖機対象機関の暖機指示を受けた際、該暖機対象機関の暖機の要否を判断し、暖機が不要である場合は、該暖機対象機関に対する暖機動作を禁止あるいは抑制することを特徴とする車両用暖機システム。
【請求項２】
前記制御手段は、前記内燃機関あるいは前記変速機の暖機が不要である場合、作動油流路に配設した電動ポンプあるいは冷却水流路に配設した電動ポンプの動作を禁止することを特徴とする請求項１に記載の車両用暖機システム。
【請求項３】
前記制御手段は、前記内燃機関あるいは前記変速機の暖機が不要である場合、作動油流路に配設した電動ポンプあるいは冷却水流路に配設した電動ポンプの回転数を暖機必要時に比べて下げることを特徴とする請求項１に記載の車両用暖機システム。
【請求項４】
前記制御手段は、前記内燃機関あるいは前記変速機の暖機が不要である場合、作動油流路に配設した電動ポンプあるいは冷却水流路に配設した電動ポンプの電流を暖機必要時に比べて小さくすることを特徴とする請求項１に記載の車両用暖機システム。
【請求項５】
前記内燃機関の冷却水の温度を検出する冷却水温検出手段を備え、
前記暖機の要否の判断は、検出した冷却水の温度に基づいて行われることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の車両用暖機システム。
【請求項６】
外気温を検出する外気温検出手段を備え、
前記暖機の要否の判断は、検出した外気温に基づいて行われることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の車両用暖機システム。
【請求項７】
車内温度を検出する車内温度検出手段を備え、
前記暖機の要否の判断は、検出した車内温度に基づいて行われることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の車両用暖機システム。
【請求項８】
前記変速機の作動油の温度を検出する作動油温検出手段を備え、
前記暖機の要否の判断は、検出した作動油の温度に基づいて行われることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の車両用暖機システム。
【請求項９】
前記変速機の温度を検出する変速機温度出手段を備え、
前記暖機の要否の判断は、検出した変速機の温度に基づいて行われることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の車両用暖機システム。
【請求項１０】
前記内燃機関の温度を検出する内燃機関温度出手段を備え、
前記暖機の要否の判断は、検出した内燃機関の温度に基づいて行われることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の車両用暖機システム。
【請求項１】
過冷却状態で蓄熱が可能な潜熱蓄熱材からなる蓄熱要素と、該蓄熱要素の過冷却状態を解除する解除手段とを有してなる蓄熱装置と、
前記蓄熱装置により熱伝達媒体を介して暖機される暖機対象機関と、
前記暖機対象機関に対する暖機動作を制御する制御手段と、を備え、
前記暖機対象機関は、前記蓄熱装置により冷却水を介して暖機される内燃機関、あるいは前記蓄熱装置により作動油を介して暖機される変速機を含み、
前記制御手段は、前記暖機対象機関の暖機指示を受けた際、該暖機対象機関の暖機の要否を判断し、暖機が不要である場合は、該暖機対象機関に対する暖機動作を禁止あるいは抑制することを特徴とする車両用暖機システム。
【請求項２】
前記制御手段は、前記内燃機関あるいは前記変速機の暖機が不要である場合、作動油流路に配設した電動ポンプあるいは冷却水流路に配設した電動ポンプの動作を禁止することを特徴とする請求項１に記載の車両用暖機システム。
【請求項３】
前記制御手段は、前記内燃機関あるいは前記変速機の暖機が不要である場合、作動油流路に配設した電動ポンプあるいは冷却水流路に配設した電動ポンプの回転数を暖機必要時に比べて下げることを特徴とする請求項１に記載の車両用暖機システム。
【請求項４】
前記制御手段は、前記内燃機関あるいは前記変速機の暖機が不要である場合、作動油流路に配設した電動ポンプあるいは冷却水流路に配設した電動ポンプの電流を暖機必要時に比べて小さくすることを特徴とする請求項１に記載の車両用暖機システム。
【請求項５】
前記内燃機関の冷却水の温度を検出する冷却水温検出手段を備え、
前記暖機の要否の判断は、検出した冷却水の温度に基づいて行われることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の車両用暖機システム。
【請求項６】
外気温を検出する外気温検出手段を備え、
前記暖機の要否の判断は、検出した外気温に基づいて行われることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の車両用暖機システム。
【請求項７】
車内温度を検出する車内温度検出手段を備え、
前記暖機の要否の判断は、検出した車内温度に基づいて行われることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の車両用暖機システム。
【請求項８】
前記変速機の作動油の温度を検出する作動油温検出手段を備え、
前記暖機の要否の判断は、検出した作動油の温度に基づいて行われることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の車両用暖機システム。
【請求項９】
前記変速機の温度を検出する変速機温度出手段を備え、
前記暖機の要否の判断は、検出した変速機の温度に基づいて行われることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の車両用暖機システム。
【請求項１０】
前記内燃機関の温度を検出する内燃機関温度出手段を備え、
前記暖機の要否の判断は、検出した内燃機関の温度に基づいて行われることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の車両用暖機システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００９−２２８４３２（Ｐ２００９−２２８４３２Ａ）
【公開日】平成２１年１０月８日（２００９．１０．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−７１０４１（Ｐ２００８−７１０４１）
【出願日】平成２０年３月１９日（２００８．３．１９）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月８日（２００９．１０．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月１９日（２００８．３．１９）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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