(57)【要約】【課題】効率のよい運転を実現することのできる機関システムを提供する。【解決手段】このシステムは、ウォータジャケット１１、ラジエータ１２および冷却系水路１３，１４を有する機関冷却系１６と、第１ウォータポンプ１７とを備える。排気熱回収器２０と、同排気熱回収器２０および機関冷却系１６を連通するとともに蓄熱タンク２１が途中に設けられた蓄熱系水路２２，２３とを有する蓄熱系２８が設けられる。蓄熱系２８内の冷却水を強制循環させるべく圧送する第２のウォータポンプ３３と、切り替え弁３４とが設けられる。切り替え弁３４の作動制御を通じて、機関冷却系１６および蓄熱系２８を連通する連通状態とその連通を遮断する連通遮断状態とを切り替える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の内部に形成されたウォータジャケットとラジエータとそれら前記ウォータジャケットおよび前記ラジエータを連通する冷却系水路とを有する機関冷却系、および前記機関冷却系の内部に充填された冷却水を強制循環させるべく圧送する第１ウォータポンプ、および冷却水を内部に備蓄する蓄熱タンクが設けられてなる機関システムにおいて、
前記内燃機関の排気が有する熱を回収するための排気熱回収器と、該排気熱回収器および機関冷却系を連通してなるとともに前記蓄熱タンクが途中に設けられてなる蓄熱系水路と、を有する蓄熱系、および
前記蓄熱系内の冷却水を強制循環させるべく圧送する第２のウォータポンプ、および
前記機関冷却系および前記蓄熱系を連通する連通状態と前記連通を遮断して前記機関冷却系および前記蓄熱系の内部において各別に冷却水を強制循環させる連通遮断状態とを切り替える切り替え弁
を備えることを特徴とする機関システム。
【請求項２】
請求項１に記載の機関システムにおいて、
前記切り替え弁は、前記内燃機関の始動後の所定期間にわたり前記連通状態とするものであり、所定期間が経過した後において前記連通遮断状態とするものである
ことを特徴とする機関システム。
【請求項３】
請求項２に記載の機関システムにおいて、
前記蓄熱系内の冷却水の温度が所定温度より高くなったときに前記第２ウォータポンプの作動を停止させる
ことを特徴とする機関システム。
【請求項４】
請求項２または３に記載の機関システムにおいて、
前記連通遮断状態から前記連通状態への切り替えに際して前記蓄熱系内の冷却水の圧力が所定圧力より高いときに、その切り替えに先立って前記蓄熱系内の冷却水の圧力を強制的に低下させる強制低下手段を更に備える
ことを特徴とする機関システム。
【請求項５】
請求項４に記載の機関システムにおいて、
前記強制低下手段は、前記第２ウォータポンプを作動させるものである
ことを特徴とする機関システム。
【請求項６】
請求項１に記載の機関システムにおいて、
前記蓄熱系はヒータユニットのヒータコアが接続されてなり、
前記機関システムは、前記ヒータユニットによる暖房の実行に際して前記機関冷却系内の冷却水の温度が所定温度より低いときに、前記連通遮断状態とするとともに前記ヒータコアを用いて暖房を行うものである
ことを特徴とする機関システム。
【請求項７】
請求項６に記載の機関システムにおいて、
前記機関システムは、前記ヒータユニットによる暖房の実行に際して前記機関冷却系内の冷却水の温度が前記所定温度以上であるときに、前記連通状態とするとともに前記ヒータコアを用いて暖房を行うものである
ことを特徴とする機関システム。
【請求項８】
請求項６に記載の機関システムにおいて、
前記ヒータユニットは前記機関冷却系に設けられたヒータコアを有してなり、
前記機関システムは、前記ヒータユニットによる暖房の実行に際して前記機関冷却系内の冷却水の温度が前記所定温度以上であるときに、前記連通遮断状態とするとともに前記機関冷却系に設けられたヒータコアを用いて暖房を行う
ことを特徴とする機関システム。
【請求項９】
請求項６に記載の機関システムにおいて、
当該機関システムは、前記ヒータユニットによる暖房の実行に際して前記連通遮断状態とするとともに、前記機関冷却系内の冷却水の温度が前記所定温度より低いときには前記ヒータコアを前記蓄熱系のみに接続し、前記機関冷却系内の冷却水の温度が前記所定温度以上であるときには前記ヒータコアを前記機関冷却系のみに接続するものである
ことを特徴とする機関システム。
【請求項１０】
請求項６〜９のいずれか一項に記載の機関システムにおいて、
前記ヒータユニットは前記蓄熱系に接続されたヒータコアへの送風を行う送風機を備えてなり、
前記機関システムは、前記ヒータユニットによる暖房の実行に際して前記機関冷却系内の冷却水の温度が前記所定温度より低いときに、同冷却水の温度が前記所定温度以上であるときと比較して、前記送風機の送風量を少量に設定するものである
ことを特徴とする機関システム。
【請求項１１】
請求項６〜１０のいずれか一項に記載の機関システムにおいて、
前記蓄熱タンクは冷却水との熱交換を通じて温度が変化する蓄熱材が内部に設けられてなり、
前記蓄熱系は前記蓄熱タンクを迂回する迂回水路と該迂回水路の冷却水流量および前記蓄熱タンクの冷却水流量の比率を変更する迂回弁とを更に有してなり、
前記機関システムは、前記蓄熱系に接続されたヒータコアを用いて暖房を行う際に前記蓄熱系内の冷却水の温度が所定温度より低いときに、同冷却水が前記蓄熱タンクを通過することなく前記迂回水路のみを通過して循環するように前記迂回弁の作動を制御するものである
ことを特徴とする機関システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の発生熱を回収して備蓄するための熱回収器を有する機関システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通常、自動車などの車両に搭載される機関システムには、内燃機関の内部に形成されたウォータジャケットと、熱交換器であるラジエータと、それらウォータジャケットおよびラジエータを連通する冷却水通路とを備えた機関冷却系が設けられている。この機関冷却系にはウォータポンプが設けられており、このウォータポンプの作動を通じて機関冷却系の内部に充填された冷却水が強制的に循環される。こうした機関システムでは、機関冷却系内部における冷却水の強制循環に際して、ラジエータの通過によって温度が低下した冷却水がウォータジャケットに流入し、この冷却水との熱交換を通じて内燃機関の温度が低下するといったように同内燃機関が冷却される。
【０００３】
従来、そうした機関システムに、内燃機関の発生熱を回収して備蓄するための熱回収器を設けることが提案されている。この熱回収器として、例えば特許文献１に記載のシステムには、機関冷却系内の冷却水を蓄えるための蓄熱タンクが同機関冷却系に設けられている。この機関システムでは内燃機関の冷間始動に際して蓄熱タンクに蓄えられた冷却水が機関冷却系内に放出され、これにより内燃機関の早期暖機、ひいては燃料消費量の低減が図られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−８９６６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、燃料消費量の低減に対する要求が厳しくなってきており、その要求に応えるために内燃機関の発生熱を効率良く備蓄することの可能なシステムや、備蓄した有限の熱を有効利用することの可能なシステムの実現が望まれている。
【０００６】
この点、特許文献１に記載の機関システムは、単に機関冷却系内の冷却水を蓄えて機関始動に際して放出するものであり、機関システムの高効率での運転を実現するべく内燃機関の発生熱を高い効率で利用する上では、改善の余地を残すものとなっている。
【０００７】
本発明は、そうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、効率のよい運転を実現することのできる機関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】
【０００８】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について説明する。
請求項１に記載の発明は、内燃機関の内部に形成されたウォータジャケットとラジエータとそれら前記ウォータジャケットおよび前記ラジエータを連通する冷却系水路とを有する機関冷却系、および前記機関冷却系の内部に充填された冷却水を強制循環させるべく圧送する第１ウォータポンプ、および冷却水を内部に備蓄する蓄熱タンクが設けられてなる機関システムにおいて、前記内燃機関の排気が有する熱を回収するための排気熱回収器と、該排気熱回収器および機関冷却系を連通してなるとともに前記蓄熱タンクが途中に設けられてなる蓄熱系水路と、を有する蓄熱系、および前記蓄熱系内の冷却水を強制循環させるべく圧送する第２のウォータポンプ、および前記機関冷却系および前記蓄熱系を連通する連通状態と前記連通を遮断して前記機関冷却系および前記蓄熱系の内部において各別に冷却水を強制循環させる連通遮断状態とを切り替える切り替え弁を備えることをその要旨とする。
【０００９】
上記構成によれば、機関冷却系と蓄熱系との連通を遮断した状態で蓄熱系の内部に冷却水を循環させることにより、排気熱回収器による熱回収を通じて蓄圧系内の冷却水を高温高圧の状態にすることができる。言い換えれば、機関冷却系の内部の冷却水と比較して、高温高圧の冷却水を作り出すことができる。これにより、機関冷却系内の冷却水を蓄熱タンクに備蓄する構成と比較して内燃機関の発生熱を高い効率で回収して蓄熱タンク内に備蓄したり、機関冷却系内の冷却水によって機関システムの各部を暖める構成と比較して早期に機関システムの各部を暖めたりすることが可能になる。このように上記構成によれば、内燃機関の発生熱を高い効率で利用することができ、機関システムを効率良く運転することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の機関システムにおいて、前記切り替え弁は、前記内燃機関の始動後の所定期間にわたり前記連通状態とするものであり、所定期間が経過した後において前記連通遮断状態とするものであることをその要旨とする。
【００１１】
上記構成によれば、例えば暖機完了時などのように内燃機関の温度が高くなった後に連通遮断状態とすることにより、機関冷却系および蓄熱系の内部において各別に冷却水を強制循環させることができ、蓄熱系内の冷却水を高温高圧の状態にした上で蓄熱タンク内に備蓄することができる。しかも、内燃機関の始動時において機関冷却系と蓄熱系とを連通する連通状態とすることによって蓄熱タンク内の冷却水を機関冷却系に放出することができ、同内燃機関の早期暖機を図ることができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の機関システムにおいて、前記蓄熱系内の冷却水の温度が所定温度より高くなったときに前記第２ウォータポンプの作動を停止させることをその要旨とする。
【００１３】
上記構成によれば、蓄熱系内の冷却水の温度が高くなったときにおいて排気熱回収器によって回収される熱の量を少量に抑えることができ、蓄熱系内の冷却水の温度の過上昇を抑えて同冷却水の劣化を抑えることができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項２または３に記載の機関システムにおいて、前記連通遮断状態から前記連通状態への切り替えに際して前記蓄熱系内の冷却水の圧力が所定圧力より高いときに、その切り替えに先立って前記蓄熱系内の冷却水の圧力を強制的に低下させる強制低下手段を更に備えることをその要旨とする。
【００１５】
上記構成によれば、機関冷却系と蓄熱系との連通に伴って同機関冷却系内の冷却水の圧力が過度に高くなることを回避することができ、機関冷却系の信頼性の低下を抑えることができる。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の機関システムにおいて、前記強制低下手段は、前記第２ウォータポンプを作動させるものであることをその要旨とする。
上記構成によれば、蓄熱系水路の壁部を介した外気との熱交換を通じて蓄熱系内の冷却水の温度を低下させることができ、これにより同冷却水の圧力を低下させることができる。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の機関システムにおいて、前記蓄熱系はヒータユニットのヒータコアが接続されてなり、前記機関システムは、前記ヒータユニットによる暖房の実行に際して前記機関冷却系内の冷却水の温度が所定温度より低いときに、前記連通遮断状態とするとともに前記ヒータコアを用いて暖房を行うものであることをその要旨とする。
【００１８】
上記構成によれば、機関冷却系内の冷却水の温度が低いときであっても、排気熱回収器による熱回収を通じて昇温された蓄熱系内の冷却水と同蓄熱系に設けられたヒータユニットの熱交換器であるヒータコアとを用いて暖房を実行することができる。しかも、このとき機関冷却系内の冷却水が暖房に利用されないために、同冷却水の温度を早期に上昇させて内燃機関の早期暖機を図ることもできる。
【００１９】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の機関システムにおいて、前記機関システムは、前記ヒータユニットによる暖房の実行に際して前記機関冷却系内の冷却水の温度が前記所定温度以上であるときに、前記連通状態とするとともに前記ヒータコアを用いて暖房を行うものであることをその要旨とする。
【００２０】
上記構成によれば、機関冷却系内の冷却水の温度が高いときには、ヒータコアを用いた暖房に利用可能な熱量として、排気熱回収器によって回収した熱量と内燃機関から回収した熱量とを加算した十分な量を確保することができる。
【００２１】
請求項８に記載の発明は、請求項６に記載の機関システムにおいて、前記ヒータユニットは前記機関冷却系に設けられたヒータコアを有してなり、前記機関システムは、前記ヒータユニットによる暖房の実行に際して前記機関冷却系内の冷却水の温度が前記所定温度以上であるときに、前記連通遮断状態とするとともに前記機関冷却系に設けられたヒータコアを用いて暖房を行うことをその要旨とする。
【００２２】
上記構成によれば、内燃機関の温度が高いときに、機関冷却系を通じて内燃機関から十分な量の熱を回収しつつ同熱を利用して暖房を行うことができる。
請求項９に記載の発明は、請求項６に記載の機関システムにおいて、当該機関システムは、前記ヒータユニットによる暖房の実行に際して前記連通遮断状態とするとともに、前記機関冷却系内の冷却水の温度が前記所定温度より低いときには前記ヒータコアを前記蓄熱系のみに接続し、前記機関冷却系内の冷却水の温度が前記所定温度以上であるときには前記ヒータコアを前記機関冷却系のみに接続するものであることをその要旨とする。
【００２３】
上記構成によれば、一つのヒータコアを用いて、内燃機関の温度が低いときには排気熱回収器による熱回収を通じて昇温された蓄熱系内の冷却水を利用して暖房を行うとともに、内燃機関の温度が高いときには機関冷却系を通じて内燃機関から十分な量の熱を回収しつつ同熱を利用して暖房を行うことができる。
【００２４】
請求項１０に記載の発明は、請求項６〜９のいずれか一項に記載の機関システムにおいて、前記ヒータユニットは前記蓄熱系に接続されたヒータコアへの送風を行う送風機を備えてなり、前記機関システムは、前記ヒータユニットによる暖房の実行に際して前記機関冷却系内の冷却水の温度が前記所定温度より低いときに、同冷却水の温度が前記所定温度以上であるときと比較して、前記送風機の送風量を少量に設定するものであることをその要旨とする。
【００２５】
ヒータユニットによる暖房の実行に際して機関冷却系内の冷却水の温度が低いときに前記連通遮断状態とすることにより、前記連通状態とした場合と比較して、排気熱回収器によって昇温される冷却水が循環する経路の熱容量が小さくなって同冷却水の温度が早期に上昇するようになるため、高温の温風を早期に発生させることが可能になる。
【００２６】
ただし、上記経路の熱容量が小さいために、送風機の送風量を多くしてヒータコアによる暖房に多量の熱を使用するようにすると、蓄熱系内の冷却水の温度低下を招くおそれがあり、場合によっては温風を発生させることができなくなる可能性もある。
【００２７】
この点、上記構成によれば、そうした連通遮断状態であるときには上記連通状態であるときと比較して送風機の送風量が少量に抑えられるために、高温の温風を早期に且つ長期にわたって継続的に発生させることができる。
【００２８】
請求項１１に記載の発明は、請求項６〜１０のいずれか一項に記載の機関システムにおいて、前記蓄熱タンクは冷却水との熱交換を通じて温度が変化する蓄熱材が内部に設けられてなり、前記蓄熱系は前記蓄熱タンクを迂回する迂回水路と該迂回水路の冷却水流量および前記蓄熱タンクの冷却水流量の比率を変更する迂回弁とを更に有してなり、前記機関システムは、前記蓄熱系に接続されたヒータコアを用いて暖房を行う際に前記蓄熱系内の冷却水の温度が所定温度より低いときに、同冷却水が前記蓄熱タンクを通過することなく前記迂回水路のみを通過して循環するように前記迂回弁の作動を制御するものであることをその要旨とする。
【００２９】
上記構成によれば、蓄熱系内の冷却水の温度が低いときにおいて同冷却水が蓄熱タンクを通過しなくなるため、冷却水が有する熱が蓄熱材に吸収されることを抑えることができる。そのため、蓄熱系内の冷却水の温度が低いときにおいて同冷却水が蓄熱タンクを通過する構成と比較して、排気熱回収器によって回収された熱を、ヒータコアを用いた暖房に効率よく利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明を具体化した第１の実施の形態にかかる機関システムの概略構成を示す略図。
【図２】蓄熱タンクの内部構造を概略的に示す略図。
【図３】第１の実施の形態にかかる運転制御の実行手順を示すフローチャート。
【図４】各運転モードの詳細を示す表。
【図５】放熱モードにおける冷却水の流通態様を示す略図。
【図６】昇温モードにおける冷却水の流通態様を示す略図。
【図７】蓄熱モードにおける冷却水の流通態様を示す略図。
【図８】オーバヒートモードにおける冷却水の流通態様を示す略図。
【図９】本発明を具体化した第２の実施の形態にかかる機関システムの概略構成を示す略図。
【図１０】第２の実施の形態にかかる運転制御の実行手順を示すフローチャート。
【図１１】同運転制御の実行手順を示すフローチャート。
【図１２】第２の実施の形態における冷却水の流通態様の一例を示す略図。
【図１３】第２の実施の形態における冷却水の流通態様の一例を示す略図。
【図１４】第２の実施の形態における冷却水の流通態様の一例を示す略図。
【図１５】第２の実施の形態における冷却水の流通態様の一例を示す略図。
【図１６】第１の実施の形態の放熱モードの変形例を示すフローチャート。
【図１７】第２の実施の形態にかかる運転制御の変形例を示すフローチャート。
【図１８】第２の実施の形態にかかる機関システムの変形例についてそのヒータコア周辺の概略構成を示す略図。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
（第１の実施の形態）
以下、本発明にかかる機関システムを具体化した第１の実施の形態について説明する。
図１に示すように、本実施の形態にかかる機関システムは、ウォータジャケット１１、ラジエータ１２、冷却系水路１３、冷却系水路１４およびバイパス水路１５などにより構成された機関冷却系１６を備えている。ウォータジャケット１１は内燃機関１０の内部に形成されている。また、ラジエータ１２は、その内部を通過する冷却水を外気との熱交換を通じて冷却するための熱交換器である。冷却系水路１３はウォータジャケット１１から流出する冷却水をラジエータ１２に導くための通路であり、冷却系水路１４はラジエータ１２を通過した後の冷却水をウォータジャケット１１に戻すための通路であり、バイパス水路１５はラジエータ１２を迂回するように各冷却系水路１３，１４を連通する通路である。
【００３２】
この機関冷却系１６には第１ウォータポンプ１７が設けられている。第１ウォータポンプ１７は内燃機関１０の出力軸（図示略）に駆動連結されている。そして、内燃機関１０の運転時において第１ウォータポンプ１７が駆動されることにより、機関冷却系１６の内部に充填された冷却水が同機関冷却系１６内において強制循環されるようになっている。
【００３３】
また機関冷却系１６にはサーモスタット弁１９が設けられている。サーモスタット弁１９は、当接する冷却水の温度に応じて開度が変化するものである。そして、このサーモスタット弁１９の開度変化によって冷却系水路１４およびバイパス水路１５の通路断面積が変更され、これによりラジエータ１２への冷却水の流入量が調節されるようになっている。
【００３４】
一方、本実施の形態にかかる機関システムは、排気熱回収器２０、蓄熱タンク２１、蓄熱系水路２２，２３、迂回水路２４、迂回弁２５、バイパス通路２６、バイパス弁２７により構成される蓄熱系２８を備えている。
【００３５】
排気熱回収器２０は、内燃機関１０の排気通路２９に取り付けられており、その内部を内燃機関１０の排気と冷却水とが通過する構造になっている。排気熱回収器２０は、その内部における排気と冷却水との熱交換を通じて同内燃機関１０の排気が有する熱を回収するためのものである。
【００３６】
蓄熱タンク２１は冷却水を内部に備蓄するためのものである。この蓄熱タンク２１の内部には、冷却水との熱交換を通じて同冷却水が有する熱を蓄えるための蓄熱材が設けられている。この蓄熱材を設けることにより、単に冷却水を備蓄する蓄熱タンクが採用されるシステムと比較して、冷却水が有する熱を蓄熱タンク２１内に効率よく備蓄することができる。
【００３７】
図２に蓄熱タンク２１の内部構造を概略的に示す。
同図２に示すように、蓄熱タンク２１の内部は格子状に仕切られており、その仕切られた断面四角形状で延びる各区画水路２１ｂをそれぞれ冷却水が通過する構造になっている。各区画水路２１ｂには、それぞれ複数の蓄熱材２１ａが一列に並ぶように詰め込まれている。この蓄熱材２１ａは、外形球形状に形成されたカプセルの内部に蓄熱剤（例えばエリスリトール）が充填されたものである。
【００３８】
こうした構造の蓄熱タンク２１を採用することにより、例えばチューブ形状やシート形状の蓄熱材が内部に設けられる蓄熱タンクが採用されるシステムと比較して、蓄熱材２１ａと冷却水との接触面積を大きくすることが可能になり、同冷却水が有する熱を蓄熱材２１ａに効率よく蓄えることができるようになる。ちなみに、蓄熱タンク２１の内部には気体が注入されるとともに同気体が外部に流出しない構造の気体室（図示略）が形成されており、この気体室が蓄熱系２８（図１）内部の圧力を調整するアキュムレータとして機能するようになっている。
【００３９】
蓄熱系水路２２は蓄熱系２８内の冷却水を排気熱回収器２０に送るための通路であり、蓄熱系水路２３は排気熱回収器２０を通過した後の冷却水を蓄熱系２８内に戻すための通路である。上記蓄熱タンク２１は蓄熱系水路２３の途中に設けられている。
【００４０】
迂回水路２４および迂回弁２５は蓄熱系水路２３に設けられている。迂回水路２４は蓄熱系水路２３における蓄熱タンク２１の上流側と下流側とを繋ぐ通路であり、同迂回水路２４を介して蓄熱タンク２１を迂回するように冷却水が流れるようになる。この迂回水路２４の途中にはヒータユニット３０の熱交換器であるヒータコア３１が設けられており、このヒータコア３１の近傍には温風を発生させるべく同ヒータコア３１への送風を行う送風機３２が設けられている。また迂回弁２５は、迂回水路２４の冷却水流量と蓄熱タンク２１の冷却水流量との比率を変更するための制御弁である。
【００４１】
バイパス通路２６は各蓄熱系水路２２，２３を連通する通路であり、同バイパス通路２６を介して排気熱回収器２０をバイパスするように冷却水が流れるようになる。またバイパス弁２７は、蓄熱系水路２３と迂回水路２４との連通部分に設けられており、バイパス通路２６のみを通じて冷却水が循環する状態とバイパス通路２６を冷却水が通過することなく同冷却水が循環する状態とを切り替えるための制御弁である。
【００４２】
蓄熱系２８の蓄熱系水路２２には第２ウォータポンプ３３が設けられている。この第２ウォータポンプ３３を作動させることにより、蓄熱系水路２２内の冷却水が排気熱回収器２０に向けて圧送される。第２ウォータポンプ３３としては電動式のポンプが採用されている。
【００４３】
本実施の形態の機関システムは、機関冷却系１６および蓄熱系２８が連通される状態（連通状態）とその連通が遮断される状態（連通遮断状態）とを切り替えることが可能な構造になっている。詳しくは、連通状態と連通遮断状態とを切り替えることの可能な切り替え弁３４が設けられている。この切り替え弁３４には蓄熱系２８の各蓄熱系水路２２，２３が各別に接続されている。また切り替え弁３４には、機関冷却系１６の冷却系水路１３におけるサーモスタット弁１９より下流側の部分から分岐された第１水路３５とウォータジャケット１１から分岐された第２水路３６とが各別に連通されている。第１水路３５の途中にはヒータユニット３０の熱交換器であるヒータコア３７が設けられており、このヒータコア３７の近傍には温風を発生させるべく同ヒータコア３７への送風を行う送風機３８が設けられている。なお、第１水路３５および第２水路３６は機関冷却系１６の一部を構成するものである。
【００４４】
そして、上記連通状態を選択する際には、第１水路３５と蓄熱系水路２２とが連通されるとともに第２水路３６と蓄熱系水路２３とが連通されるように切り替え弁３４の作動が制御される。このとき、第２ウォータポンプ３３の作動を通じて冷却水が「第１水路３５→蓄熱系水路２２→排気熱回収器２０→蓄熱系水路２３→第２水路３６」といった経路で流れるようになる。すなわち機関冷却系１６内の冷却水が一旦蓄熱系２８内に導入された後に機関冷却系１６に還流されるようになる。
【００４５】
一方、上記連通遮断状態を選択する際には、第１水路３５と第２水路３６とが連通されるとともに蓄熱系水路２２と蓄熱系水路２３とが連通されるように切り替え弁３４の作動が制御される（図１に示す状態）。このとき、機関冷却系１６では第１ウォータポンプ１７の作動を通じて冷却水の一部が「ウォータジャケット１１→第２水路３６→第１水路３５→冷却系水路１４→ウォータジャケット１１」といった経路で強制循環される。また、蓄熱系２８では第２ウォータポンプ３３の作動を通じて冷却水が「蓄熱系水路２２→排気熱回収器２０→蓄熱系水路２３→蓄熱系水路２２」といった経路で強制循環される。すなわち、機関冷却系１６および蓄熱系２８の内部において各別に冷却水が強制循環されるようになる。
【００４６】
また本実施の形態にかかる機関システムには、その運転状態を検出するための各種センサが設けられている。そうしたセンサとしては、例えば機関冷却系１６（具体的には、ウォータジャケット１１）内の冷却水の温度（冷却系水温ＴＨＷＬ）を検出するための温度センサや、蓄熱系２８（具体的には、蓄熱系水路２３）内の冷却水の温度（蓄熱系水温ＴＨＷＨ）を検出するための温度センサが設けられている。その他、蓄熱系２８内の冷却水の圧力（蓄熱系圧力ＰＨ）を検出するための圧力センサや、蓄熱タンク２１内の冷却水の温度（タンク水温ＴＨＷＴ）を検出するための温度センサなども設けられている。
【００４７】
本実施の形態にかかる機関システムは、例えばマイクロコンピュータを備えて構成される電子制御ユニット３９を備えている。この電子制御ユニット３９は、各種センサの出力信号を取り込むとともにそれら出力信号をもとに各種の演算処理を実行し、その演算結果に基づいて迂回弁２５やバイパス弁２７、第２ウォータポンプ３３、切り替え弁３４、各送風機３２，３８の作動制御など、機関システムの運転にかかる各種制御を実行する。
【００４８】
本実施の形態にかかる機関システムによれば、以下のようにして、機関システムの運転の効率化を図ることが可能になる。
すなわち、切り替え弁３４の作動制御を通じて機関冷却系１６と蓄熱系２８との連通が遮断される状態にするとともに第２ウォータポンプ３３の作動制御を通じて同蓄熱系２８の内部に冷却水を循環させることにより、排気熱回収器２０による熱回収を通じて蓄熱系２８内の冷却水を高温高圧の状態にすることが可能になる。言い換えれば、機関冷却系１６の内部の冷却水と比較して高温高圧の冷却水を蓄熱系２８の内部に作り出すことができる。
【００４９】
これにより、機関冷却系１６内の冷却水を蓄熱タンクに備蓄する構成と比較して内燃機関１０の発生熱を高い効率で回収して蓄熱タンク２１内に備蓄したり、機関冷却系１６内の冷却水によって機関システムの各部を暖める構成と比較して早期に機関システムの各部を暖めたりすることが可能になる。このように本実施の形態にかかる機関システムによれば、内燃機関１０の発生熱を高い効率で利用することができるようになる。
【００５０】
本実施の形態では具体的には、切り替え弁３４の作動制御が、内燃機関１０の始動後の所定期間においては前記連通状態となるように、また所定期間が経過した後においては前記連通遮断状態となるように実行される。
【００５１】
これにより、例えば暖機完了時などのように内燃機関１０の温度が高くなった後においては機関冷却系１６と蓄熱系２８との連通が遮断される連通遮断状態になり、機関冷却系１６および蓄熱系２８の内部において各別に冷却水が強制循環されるようになる。そのため蓄熱系２８内の冷却水を高温高圧の状態にした上で同冷却水が有する熱を蓄熱タンク２１内に備蓄することが可能になる。
【００５２】
しかも、内燃機関１０の始動時においては機関冷却系１６と蓄熱系２８とを連通する連通状態になり、蓄熱タンク２１内に備蓄された熱が機関冷却系１６に放出されるようになる。そのため、機関冷却系１６内の冷却水の温度が早期に上昇するようになり、内燃機関１０の早期暖機を図ることが可能になる。
【００５３】
以下、そうした切り替え弁３４の作動制御を含む機関システムの運転制御について、図３に示すフローチャートを参照しつつ詳細に説明する。
なお、このフローチャートに示される一連の処理は上記運転制御にかかる処理の具体的な実行手順を概念的に示したものであり、実際の処理は所定周期毎の割り込み処理として電子制御ユニット３９により実行される。
【００５４】
図３に示すように、この処理では先ず、内燃機関１０の始動が完了したことを条件に（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、機関システムの運転モードとして放熱モードが選択される（ステップＳ１０２）。
【００５５】
この放熱モードでは、図４に示すように、前記連通状態になるように切り替え弁３４の作動が制御され、冷却水が排気熱回収器２０を通過することなくバイパス通路２６を通過するようにバイパス弁２７の作動が制御され、冷却水が蓄熱タンク２１を通過するように迂回弁２５の作動が制御され、第２ウォータポンプ３３が作動される。
【００５６】
放熱モードでは、図５に示すように冷却水が、「冷却系水路１４→第１水路３５→蓄熱系水路２２→バイパス通路２６→蓄熱系水路２３（蓄熱タンク２１）→第２水路３６→ウォータジャケット１１」といった順に、機関冷却系１６から蓄熱系２８に流入して同蓄熱系２８を通過した後に機関冷却系１６に還流されるようになる。
【００５７】
これにより、蓄熱タンク２１内を通過する冷却水が蓄熱材２１ａ（図２参照）との熱交換を通じて暖められ、その暖められた冷却水が機関冷却系１６に流入するようになる。このようにして蓄熱タンク２１内に備蓄された熱が機関冷却系１６に放出されることにより、機関冷却系１６内の冷却水の温度が早期に上昇するようになり、内燃機関１０の早期暖機が図られるようになる。
【００５８】
なお、放熱モードにおいて冷却水を排気熱回収器２０を通過しないようにしたのは、内燃機関１０の始動完了直後においては排気温度が低い可能性があり、そうした場合に排気熱回収器２０の内部に冷却水を通過させると、低温の排気と冷却水との熱交換を通じてかえって冷却水の温度が低下するおそれがあるためである。
【００５９】
こうした放熱モードによる機関システムの運転が継続されて、冷却系水温ＴＨＷＬが蓄熱系水温ＴＨＷＨ以上になると（図３のステップＳ１０３：ＹＥＳ）、蓄熱タンク２１内に備蓄した熱を機関冷却系１６に放出する効果が得られなくなったとして、機関システムの運転モードが昇温モードに切り替えられる（ステップＳ１０４）。
【００６０】
この昇温モードでは、図４に示すように、前記連通遮断状態になるように切り替え弁３４の作動が制御され、冷却水が排気熱回収器２０を通過するようにバイパス弁２７の作動が制御され、冷却水が蓄熱タンク２１を通過することなく迂回水路２４のみを通過するように迂回弁２５の作動が制御され、第２ウォータポンプ３３が作動される。
【００６１】
昇温モードでは、図６に示すように、機関冷却系１６においては冷却水が「ウォータジャケット１１→第２水路３６→第１水路３５→冷却系水路１４→ウォータジャケット１１」といった順に、第１ウォータポンプ１７の作動を通じて蓄熱系２８に流入することなく強制循環される。一方、蓄熱系２８においては「蓄熱系水路２２→排気熱回収器２０→蓄熱系水路２３（迂回水路２４）→蓄熱系水路２２」といった順に、第２ウォータポンプ３３の作動を通じて冷却水が強制循環される。
【００６２】
このように昇温モードでは機関冷却系１６と蓄熱系２８との連通が遮断される。また、このとき内燃機関１０の始動完了後においてある程度の時間が経過していることから排気の温度が高くなっている可能性が高く、また放熱モードによる機関システムの運転によって蓄熱系２８内の冷却水の温度が低くなっている可能性が高いとして、排気熱回収器２０による熱回収が開始されて同冷却水の温度上昇が図られる。
【００６３】
こうした昇温モードによる機関システムの運転が継続されて蓄熱系水温ＴＨＷＨがタンク内水温ＴＨＷＴより高くなると（図３のステップＳ１０５：ＹＥＳ）、蓄熱タンク２１内への蓄熱が可能になったとして、機関システムの運転モードとして蓄熱モードが選択される（ステップＳ１０６）。
【００６４】
この蓄熱モードでは、図４に示すように、前記連通遮断状態になるように切り替え弁３４の作動が制御され、冷却水が排気熱回収器２０を通過するようにバイパス弁２７の作動が制御され、冷却水が蓄熱タンク２１を通過するように迂回弁２５の作動が制御され、第２ウォータポンプ３３が作動される。
【００６５】
蓄熱モードでは、図７に示すように、機関冷却系１６と蓄熱系２８との連通が遮断されたままの状態で、同蓄熱系２８において「蓄熱系水路２２→排気熱回収器２０→蓄熱系水路２３（蓄熱タンク２１）→蓄熱系水路２２」といった順に冷却水が強制循環される。これにより、排気熱回収器２０による熱回収を通じた冷却水の昇温を図りつつ、蓄熱タンク２１への熱の備蓄が行われる。
【００６６】
こうした蓄熱モードによる機関システムの運転が継続されてタンク内水温ＴＨＷＴが所定温度より高くなると（図３のステップＳ１０７：ＹＥＳ）、蓄熱系２８内の冷却水の温度が十分に高くなったとして、機関システムの運転モードとしてオーバヒートモードが選択される（ステップＳ１０８）。所定温度としては、蓄熱系２８内において高温高圧になる冷却水の温度上昇による劣化が的確に抑えられるようになる温度範囲のうちのできるだけ高い温度（例えば、１５０度）が実験やシミュレーションの結果などから予め求められて、電子制御ユニット３９に記憶されている。
【００６７】
このオーバヒートモードでは、図４に示すように、前記連通遮断状態になるように切り替え弁３４の作動が制御され、冷却水が排気熱回収器２０を通過することなくバイパス通路２６のみを通過するようにバイパス弁２７の作動が制御され、冷却水が蓄熱タンク２１を通過することなく迂回水路２４のみを通過するように迂回弁２５の作動が制御され、第２ウォータポンプ３３の作動が停止される。
【００６８】
こうしたオーバヒートモードによる機関システムの運転では、図８に示すように排気熱回収器２０への通水と蓄熱タンク２１への通水とが共に停止されるとともに、蓄熱系２８内における冷却水の循環が停止される。そのため、蓄熱系２８内の冷却水の温度が高くなったときにおいて排気熱回収器２０によって回収される熱の量を少量に抑えることができるようになり、蓄熱系２８内の冷却水の温度の過上昇が抑えられて同冷却水の劣化が抑えられるようになる。
【００６９】
以上説明したように、本実施の形態によれば、以下に記載する効果が得られるようになる。
（１）排気熱回収器２０と蓄熱タンク２１と蓄熱系水路２２，２３とを有する蓄熱系２８、第２ウォータポンプ３３、および切り替え弁３４を設けるようにした。そのため、機関冷却系１６内の冷却水を蓄熱タンクに備蓄する構成と比較して内燃機関１０の発生熱を高い効率で回収して蓄熱タンク２１内に備蓄したり、機関冷却系１６内の冷却水によって機関システムの各部を暖める構成と比較して早期に機関システムの各部を暖めたりすることができるようになる。したがって、内燃機関１０の発生熱を高い効率で利用することができ、機関システムを効率よく運転することができる。
【００７０】
（２）切り替え弁３４の作動制御が、内燃機関１０の始動後の所定期間においては前記連通状態となるように、また所定期間が経過した後においては前記連通遮断状態となるように実行される。そのため、内燃機関１０の温度が高くなった後に上記連通遮断状態とすることにより、機関冷却系１６および蓄熱系２８の内部において各別に冷却水を強制循環させることができ、蓄熱系２８内の冷却水を高温高圧の状態にした上で同冷却水が有する熱を蓄熱タンク２１内に備蓄することができる。しかも、内燃機関１０の始動時に上記連通状態とすることにより、蓄熱タンク２１内に備蓄された熱を機関冷却系１６に放出することができ、内燃機関１０の早期暖機を図ることが可能になる。
【００７１】
（３）タンク内水温ＴＨＷＴが所定温度以上になったときに第２ウォータポンプ３３の作動を停止させるようにした。そのため、蓄熱系２８内の冷却水の温度が高くなったときにおいて排気熱回収器２０によって回収される熱の量を少量に抑えることができ、蓄熱系２８内の冷却水の温度の過上昇を抑えて同冷却水の劣化を抑えることができる。
【００７２】
（第２の実施の形態）
以下、本発明にかかる機関システムを具体化した第２の実施の形態について、第１の実施の形態との相違点を中心に説明する。
【００７３】
本実施の形態にかかる機関システムの構造は、次の点において第１の実施の形態にかかる機関システムの構造と異なる。すなわち、図９に示すように、第１水路３５にヒータコアが設けられておらず、同ヒータコアに対応する送風機も設けられていない。また外気の温度（外気温ＴＨＡ）を検出するための外気温センサが設けられており、ヒータユニット３０による暖房の実行と実行停止との切り替えや同暖房を通じて調節される車室内温度についての目標温度の設定を行うための設定スイッチが設けられている。
【００７４】
また本実施の形態にかかる機関システムは、運転制御の実行内容が、第１の実施の形態にかかる機関システムと異なる。第１の実施の形態の運転制御は内燃機関１０の始動時における同内燃機関１０の早期暖機を図るための制御であるのに対して、本実施の形態の運転制御は、機関冷却系１６内の冷却水の温度が低いときであってもヒータユニット３０による暖房を早期に開始させるための制御である。
【００７５】
本実施の形態の運転制御では、具体的には、ヒータユニット３０による暖房の実行に際して機関冷却系１６内の冷却水の温度（冷却系水温ＴＨＷＬ）が所定温度Ｔ１より低いときに、前記連通遮断状態になるように切り替え弁３４の作動が制御されるとともに、迂回水路２４に設けられたヒータコア３１を用いて暖房が行われる。これにより、機関冷却系１６内の冷却水の温度が低いときであっても、排気熱回収器２０による熱回収を通じて昇温された蓄熱系２８内の冷却水と同蓄熱系２８に設けられたヒータコア３１とを用いて暖房を実行することができる。しかも、このとき機関冷却系１６内の冷却水が暖房に利用されないために、機関冷却系１６内の冷却水が暖房に利用されるシステムと比較して、同冷却水の温度を早期に上昇させて内燃機関１０の早期暖機を図ることもできる。
【００７６】
一方、ヒータユニット３０による暖房の実行に際して冷却系水温ＴＨＷＬが所定温度Ｔ１以上であるときには、前記連通状態になるように切り替え弁３４の作動が制御されるとともに、迂回水路２４に設けられたヒータコア３１を用いて暖房が行われる。これにより、機関冷却系１６内の冷却水の温度が高いときには、ヒータコア３１を用いた暖房に利用可能な熱量として、蓄熱系２８の排気熱回収器２０を通じて回収した熱量と機関冷却系１６によって内燃機関１０から回収した熱量とを加算した十分な量を確保することができる。
【００７７】
以下、本実施の形態にかかる運転制御について、図１０および図１１に示すフローチャートを参照しつつ詳細に説明する。
なお、これらフローチャートに示される一連の処理は上記運転制御にかかる処理の具体的な実行手順を概念的に示したものであり、実際の処理は所定周期毎の割り込み処理として電子制御ユニット３９により実行される。
【００７８】
図１０に示すように、この処理では先ず、ヒータユニット３０による暖房の実行が要求されているか否かが判断される（ステップＳ２０１）。ここでは、暖房を実行するべく設定スイッチが操作されていることをもって暖房の実行が要求されていると判断される。
【００７９】
そして、暖房の実行が要求されていない場合には（ステップＳ２０１：ＮＯ）、以下の処理を実行することなく本処理は一旦終了される。
一方、暖房の実行が要求されている場合には（ステップＳ２０１：ＹＥＳ）、冷却系水温ＴＨＷＬが所定温度Ｔ１未満であるか否かが判断される（ステップＳ２０２）。この所定温度Ｔ１としては、機関冷却系１６内の冷却水を利用した暖房の実行が可能になる温度（例えば、５５℃）が実験やシミュレーションの結果から予め求められて電子制御ユニット３９に記憶されている。
【００８０】
冷却系水温ＴＨＷＬが所定温度Ｔ１未満である場合には（ステップＳ２０２：ＹＥＳ）、このとき機関冷却系１６内の冷却水の温度が低く同冷却水を利用した暖房の実行が困難であるとして、蓄熱系２８内の冷却水を利用した暖房を実行するべく以下の処理（ステップＳ２０３〜Ｓ２１０）が実行される。
【００８１】
すなわち先ず、機関冷却系１６と蓄熱系２８との連通が遮断された状態（前記連通遮断状態）になるように切り替え弁３４の作動が制御されて（ステップＳ２０３）、蓄熱タンク２１内の冷却水の温度（タンク内水温ＴＨＷＴ）が所定温度Ｔ２より高いか否かが判断される（ステップＳ２０４）。この所定温度Ｔ２は、蓄熱タンク２１内に備蓄された熱の放出を通じて蓄熱系２８内の冷却水の温度を上昇させることが可能な状況であることを適切に判断することの可能な温度（例えば４０℃）であり、実験やシミュレーションの結果から予め求められて電子制御ユニット３９に記憶されている。
【００８２】
そして、タンク内水温ＴＨＷＴが所定温度Ｔ２より高い場合には（ステップＳ２０４：ＹＥＳ）、上記状況であるとして、予め定められた所定期間（例えば数分）にわたって蓄熱タンク２１に通水されるように迂回弁２５の作動が制御される（ステップＳ２０５）。このときには図１２に示すように、機関冷却系１６と蓄熱系２８との連通が遮断された状態で、同蓄熱系２８において「蓄熱系水路２２→バイパス通路２６→蓄熱系水路２３（蓄熱タンク２１）→蓄熱系水路２２」といった順に第２ウォータポンプ３３の作動を通じて冷却水が強制循環される。これにより、蓄熱タンク２１への通水を通じて同蓄熱タンク２１内に備蓄された熱が放出されて蓄熱系２８内の冷却水の昇温が図られる。
【００８３】
その後、冷却水が蓄熱タンク２１を通過することなく迂回水路２４のみを通過するように迂回弁２５の作動が制御されるとともに（図１０のステップＳ２０６）、排気熱回収器２０を冷却水が通過するようにバイパス弁２７の作動が制御される（ステップＳ２０７）。このときには図１３に示すように、蓄熱系２８において「蓄熱系水路２２→排気熱回収器２０→蓄熱系水路２３（迂回水路２４）→蓄熱系水路２２」といった順に冷却水が強制循環される。これにより、蓄熱タンク２１からの熱放出によって蓄熱系水温ＴＨＷＨが上昇した後においては、蓄熱タンク２１を迂回して冷却水が循環するようになって同蓄熱タンク２１内への熱の備蓄が抑えられるとともに、排気熱回収器２０を通過するように冷却水が循環されて同排気熱回収器２０による熱回収が実行される。
【００８４】
一方、タンク内水温ＴＨＷＴが所定温度Ｔ２未満である場合には（図１０のステップＳ２０４：ＮＯ）、上記状況ではないとして、蓄熱タンク２１に通水することなく（ステップＳ２０５の処理をジャンプして）、迂回水路２４のみを通過するように迂回弁２５の作動が制御されるとともに（ステップＳ２０６）、排気熱回収器２０を冷却水が通過するようにバイパス弁２７の作動が制御される（ステップＳ２０７）。この場合には、蓄熱タンク２１の熱放出を通じた冷却水の昇温を図ることなく、蓄熱タンク２１内への熱の備蓄を抑えつつ排気熱回収器２０による熱回収が実行される。
【００８５】
その後、蓄熱系２８内の冷却水の温度（蓄熱系水温ＴＨＷＨ）が暖房に適した温度に達しているか否かが判断される（ステップＳ２０８）。ここでは、設定スイッチにより設定された目標温度や外気温ＴＨＡ、蓄熱系水温ＴＨＷＨに基づいて、蓄熱系水温ＴＨＷＨの低下を招くことなく蓄熱系２８内の冷却水が有する熱によって暖房を実行することが可能になったか否かが判断される。
【００８６】
蓄熱系水温ＴＨＷＨが暖房に適した温度に達していない場合には（ステップＳ２０８：ＮＯ）、蓄熱系水温ＴＨＷＨを上昇させるべく、排気熱回収器２０による熱回収が継続される。
【００８７】
そして、蓄熱系水温ＴＨＷＨが暖房に適した温度に達すると（ステップＳ２０８：ＹＥＳ）、送風機３２の駆動が開始されて蓄熱系２８の迂回水路２４に設けられたヒータコア３１による暖房の実行が開始される（ステップＳ２０９）。
【００８８】
ここで本実施の形態のシステムでは、ヒータユニット３０による暖房の実行に際して冷却系水温ＴＨＷＬが低いときに前記連通遮断状態とすることにより、前記連通状態とした場合と比較して、排気熱回収器２０によって昇温される冷却水が循環する経路の熱容量が小さくなって同冷却水の温度が早期に上昇するようになる。そのため、ヒータユニット３０によって高温の温風を早期に発生させることが可能になる。ただし、上記経路（具体的には、蓄熱系２８）の熱容量が小さいために、送風機３２の送風量を多くしてヒータコア３１による暖房に多量の熱を使用するようにすると、蓄熱系水温ＴＨＷＨの温度低下を招いて温風を発生させることができなくなってしまう。
【００８９】
この点、本実施の形態では、暖房の実行に際して冷却系水温ＴＨＷＬが所定温度Ｔ１より低いとき、すなわち蓄熱系２８内の冷却水のみを利用した暖房が実行されるときに、冷却系水温ＴＨＷＬが所定温度Ｔ１以上であるときと比較して送風機３２の風量が少量に抑えられる。そのため、蓄熱系２８内の冷却水のみを利用した暖房の実行時において、温風の量が少なくなるものの、高い温度の温風を早期に且つ長期にわたって継続的に発生させることができるようになる。
【００９０】
また、このとき蓄熱系２８内の冷却水が蓄熱タンク２１を通過することなく迂回水路２４のみを通過して循環するように迂回弁２５の作動が制御される。そのため、このとき蓄熱系２８内の冷却水の温度が低いとはいえ同冷却水が蓄熱タンク２１を通過しなくなるため、冷却水が有する熱が蓄熱タンク２１内の蓄熱材２１ａに吸収されることを抑えることができる。これにより、蓄熱系内の冷却水の温度が低いときにおいて同冷却水が蓄熱タンクを通過するシステムと比較して、排気熱回収器２０によって回収された熱を、ヒータコア３１を用いた暖房に効率よく利用することができるようになる。
【００９１】
このようにして暖房の実行が開始された後、冷却系水温ＴＨＷＬが前記所定温度Ｔ１以上であるか否かが判断される（ステップＳ２１０）。
冷却系水温ＴＨＷＬが所定温度Ｔ１未満である場合には（ステップＳ２１０：ＮＯ）、未だ機関冷却系１６内の冷却水を利用した暖房を実行することのできない状況であるとして、蓄熱系２８内の冷却水を利用した暖房の実行が継続される（ステップＳ２０９）。
【００９２】
そして、冷却系水温ＴＨＷＬが所定温度Ｔ１以上になると（ステップＳ２１０：ＹＥＳまたはステップＳ２０２：ＮＯ）、このとき機関冷却系１６内の冷却水を利用した暖房の実行が可能な状況であるとして、以下の処理（図１１のステップＳ２１１〜Ｓ２１３）が実行される。
【００９３】
すなわち先ず、機関冷却系１６と蓄熱系２８とが連通される状態（前記連通状態）になるように切り替え弁３４の作動が制御されるとともに、送風機３２が駆動されてヒータコア３１による暖房が実行される（ステップＳ２１１）。このときには図１４に示すように冷却水が、「冷却系水路１４→第１水路３５→蓄熱系水路２２→排気熱回収器２０→蓄熱系水路２３（迂回水路２４）→第２水路３６→ウォータジャケット１１」といった順に、機関冷却系１６から蓄熱系２８に流入して同蓄熱系２８を通過した後に機関冷却系１６に還流されるようになる。そして、この場合には、機関冷却系１６による内燃機関１０からの受熱量と排気熱回収器２０の回収熱量とによる十分な熱量を利用したヒータコア３１による暖房が実行される。なお、このとき送風機３２の送風量は制限されず、十分な風量での暖房が実行される。
【００９４】
その後、蓄熱タンク２１に通水した場合であっても蓄熱材２１ａへの蓄熱による蓄熱系水温ＴＨＷＨの不要な低下を招くことのない状況になったか否かが判断される（図１１のステップＳ２１２）。この判断は、排気熱回収器２０による回収熱量や、機関冷却系１６による内燃機関１０からの受熱量、暖房の実行による消費熱量、蓄熱タンク２１に通水したと仮定した場合における同蓄熱タンク２１への蓄熱による消費熱量等を求めてそれらの熱収支を計算することにより行うことができる。排気熱回収器２０による回収熱量は蓄熱系水温ＴＨＷＨおよび排気温度の指標値（例えば内燃機関１０の吸入空気量）に基づいて求めることができ、機関冷却系１６による内燃機関１０からの受熱量は冷却系水温ＴＨＷＬおよび内燃機関１０の温度の指標値（例えば内燃機関１０の吸入空気量）に基づいて求めることができる。また、暖房の実行による消費熱量は前記目標温度および外気温ＴＨＡに基づいて求めることができ、蓄熱タンク２１に通水したと仮定した場合における同蓄熱タンク２１への蓄熱による消費熱量は蓄熱系水温ＴＨＷＨおよびタンク内水温ＴＨＷＴに基づいて求めることができる。
【００９５】
そして、上記状況になると（ステップＳ２１２：ＹＥＳ）。迂回水路２４と蓄熱タンク２１とを共に冷却水が通過するように迂回弁２５の作動が制御されて（ステップＳ２１３）、本処理は終了される。このとき図１５に示すように冷却水が、「冷却系水路１４→第１水路３５→蓄熱系水路２２→排気熱回収器２０→蓄熱系水路２３（迂回水路２４および蓄熱タンク２１）→第２水路３６→ウォータジャケット１１」といった順に強制循環されるようになる。これにより、ヒータコア３１による暖房の実行を継続した状態で蓄熱タンク２１への蓄熱が実行される。
【００９６】
以上説明したように、本実施の形態によれば、先の（１）に記載した効果に加えて、以下の（４）〜（７）に記載する効果が得られるようになる。
（４）ヒータユニット３０による暖房の実行に際して冷却系水温ＴＨＷＬが所定温度Ｔ１より低いときに、前記連通遮断状態になるように切り替え弁３４の作動を制御するとともに、迂回水路２４に設けられたヒータコア３１を用いて暖房を行うようにした。そのため、機関冷却系１６内の冷却水の温度が低いときであっても、排気熱回収器２０による熱回収を通じて昇温された蓄熱系２８内の冷却水と同蓄熱系２８に設けられたヒータコア３１とを用いて暖房を実行することができる。しかも、このとき機関冷却系１６内の冷却水が暖房に利用されないために、機関冷却系１６内の冷却水が暖房に利用されるシステムと比較して、同冷却水の温度を早期に上昇させて内燃機関１０の早期暖機を図ることもできる。
【００９７】
（５）ヒータユニット３０による暖房の実行に際して冷却系水温ＴＨＷＬが所定温度Ｔ１以上であるときに、前記連通状態になるように切り替え弁３４の作動を制御するとともに、迂回水路２４に設けられたヒータコア３１を用いて暖房を行うようにした。そのため、機関冷却系１６内の冷却水の温度が高いときに、ヒータコア３１を用いた暖房に利用可能な熱量として、蓄熱系２８の排気熱回収器２０を通じて回収した熱量と機関冷却系１６によって内燃機関１０から回収した熱量とを加算した十分な量を確保することができる。
【００９８】
（６）ヒータユニット３０による暖房の実行に際して冷却系水温ＴＨＷＬが所定温度Ｔ１より低いときに、冷却系水温ＴＨＷＬが所定温度Ｔ１以上であるときと比較して送風機３２の風量を少量に抑えるようにした。そのため、蓄熱系２８内の冷却水のみを利用して暖房を実行するときに、高い温度の温風を早期に且つ長期にわたって継続的に発生させることができるようになる。
【００９９】
（７）ヒータユニット３０による暖房の実行に際して冷却系水温ＴＨＷＬが所定温度Ｔ１より低いときに、蓄熱系２８内の冷却水が蓄熱タンク２１を通過することなく迂回水路２４のみを通過して循環するように迂回弁２５の作動を制御するようにした。そのため、蓄熱系内の冷却水の温度が低いときにおいて同冷却水が蓄熱タンクを通過するシステムと比較して、排気熱回収器２０によって回収された熱を、ヒータコア３１を用いた暖房に効率よく利用することができるようになる。
【０１００】
（その他の実施の形態）
なお、上記各実施の形態は、以下のように変更して実施してもよい。
・第１の実施の形態において、放熱モードの選択時に前記連通遮断状態から前記連通状態に切り替える際に、前記蓄熱系２８内の冷却水の圧力（蓄熱系圧力ＰＨ）が所定圧力より高いときに、その切り替えに先立って蓄熱系圧力ＰＨを強制的に低下させるようにしてもよい。こうしたシステムによれば、機関冷却系１６と蓄熱系２８とを連通する際に蓄熱系２８内に備蓄された高圧の冷却水が機関冷却系１６に流入することを抑えることができる。そのため、機関冷却系１６と蓄熱系２８との連通に伴って同機関冷却系１６内の冷却水の圧力が過度に高くなることを回避することができ、機関冷却系１６の信頼性の低下を抑えることができる。
【０１０１】
図１６に、そのように蓄熱系圧力ＰＨを強制低下させる処理の具体例を示す。
同図１６に示すように、この処理では先ず、放熱モードが選択されたことを条件にタンク内水温ＴＨＷＴが所定温度Ｔｈより高いか否かが判断される（ステップＳ３０１）。
【０１０２】
そして、タンク内水温ＴＨＷＴが所定温度Ｔｈより高い場合には（ステップＳ３０１：ＹＥＳ）、連通遮断状態を維持したまま、冷却水が排気熱回収器２０を通過することなくバイパス通路２６を通過するようにバイパス弁２７の作動が制御され、冷却水が蓄熱タンク２１を通過するように迂回弁２５の作動が制御され、第２ウォータポンプ３３が作動される（ステップＳ３０２）。この場合には、タンク内水温ＴＨＷＴが所定温度Ｔｈより高いことをもって蓄熱系圧力ＰＨが過度に高いと判断される。そして、そのとき第２ウォータポンプ３３を駆動することによって蓄熱系２８内を冷却水が強制循環されるようになり、蓄熱系水路２２，２３の壁部を介した外気との熱交換を通じて蓄熱系水温ＴＨＷＨが低下し、これによって蓄熱系圧力ＰＨが低下するようになる。このステップＳ３０２の処理が蓄熱系内の冷却水の圧力を強制的に低下させる強制低下手段として機能する。
【０１０３】
一方、タンク内水温ＴＨＷＴが所定温度Ｔｈ以下である場合には（ステップＳ３０１：ＮＯ）、前記連通状態になるように切り替え弁３４の作動が制御され、冷却水が排気熱回収器２０を通過することなくバイパス通路２６を通過するようにバイパス弁２７の作動が制御され、冷却水が蓄熱タンク２１を通過するように迂回弁２５の作動が制御され、第２ウォータポンプ３３が作動される（ステップＳ３０３）。この場合には、蓄熱系圧力ＰＨがさほど高くないとして、連通遮断状態から連通状態への切り替えと蓄熱タンク２１内に備蓄された熱の機関冷却系１６への放出とが実行される。
【０１０４】
なお、ステップＳ３０２の処理に代えて、蓄熱系２８への送風を通じて同蓄熱系２８を冷却するための送風機を新たに設けて同送風機を作動させたり、比較的低圧の冷却水が満たされる低圧室を新たに設けて同低圧室に蓄熱系２８内の冷却水の一部を導入したりしてもよい。
【０１０５】
・第２の実施の形態において、蓄熱系２８の迂回水路２４にヒータコア３１および送風機３２を設けることに加えて、機関冷却系１６の第１水路３５や第２水路３６にヒータコアおよび送風機を設けるようにしてもよい。こうしたシステムでは、ヒータユニット３０による暖房の実行に際して冷却系水温ＴＨＷＬが所定温度Ｔ１以上であるときに、前記連通遮断状態になるように切り替え弁３４の作動を制御するとともに機関冷却系１６に設けられたヒータコアを用いて暖房を行うようにすればよい。これにより、内燃機関１０の温度が高いときにおいて、機関冷却系１６を通じて内燃機関１０から十分な量の熱を回収しつつ同熱を利用して暖房を行うことができる。
【０１０６】
図１７に、そのように暖房に使用するヒータコアを切り替える処理の具体例を示す。なお、この図１７に示される一連の処理は、図１１のステップＳ２１１〜Ｓ２１３の処理に代えて実行される処理である。
【０１０７】
図１７に示すように、この処理では先ず、冷却系水温ＴＨＷＬが所定温度Ｔ１以上になると（図１０のステップＳ２０２：ＮＯまたはステップＳ２１０：ＹＥＳ）、機関冷却系１６内の冷却水を利用した暖房の実行が可能な状況であるとして、機関冷却系１６のヒータコアに対応する送風機の駆動が開始されて同ヒータコアによる暖房が開始される（ステップＳ４０１）。また、このとき蓄熱タンク２１と迂回水路２４（ヒータコア３１）との双方に冷却水が通過するように迂回弁２５の作動が制御されるとともに送風機３２の駆動が継続される（ステップＳ４０２）。これにより、蓄熱タンク２１への蓄熱を実行しつつヒータコア３１による暖房が実行されるようになる。
【０１０８】
そして、蓄熱タンク２１に通水した場合であっても蓄熱材２１ａ（図２参照）への蓄熱による蓄熱系水温ＴＨＷＨの不要な低下を招くことのない状況になると（ステップＳ４０２：ＹＥＳ）、送風機３２の駆動が停止されるとともに、蓄熱タンク２１のみに冷却水が流れるように迂回弁２５の作動が制御される（ステップＳ４０４）。この場合、機関冷却系１６に設けられたヒータコアのみによって暖房が実行されるようになり、蓄熱系２８においては蓄熱タンク２１内への熱備蓄のみが行われるようになる。
【０１０９】
・第２の実施の形態において、図１８に示すように、ヒータコア３１および機関冷却系１６（具体的には、第１水路３５および第２水路３６）を連通する水路４１と、同水路４１および迂回水路２４のいずれか一方のみをヒータコア３１に接続するための三つの制御弁４２，４３，４４とを設けるようにしてもよい。
【０１１０】
こうしたシステムでは、ヒータユニット３０による暖房の実行に際して前記連通状態とするとともに、冷却系水温ＴＨＷＬが所定温度Ｔ１より低いときにはヒータコア３１が迂回水路２４のみに接続されるように迂回弁２５および各制御弁４２，４３，４４の作動を制御すればよい。また冷却系水温ＴＨＷＬが所定温度Ｔ１以上であるときにはヒータコア３１が機関冷却系１６の水路４１のみに接続されるように迂回弁２５および各制御弁４２，４３，４４の作動を制御すればよい。
【０１１１】
これにより、一つのヒータコア３１を用いて、内燃機関１０の温度が低いときには排気熱回収器２０による熱回収を通じて昇温された蓄熱系２８内の冷却水を利用して暖房を行うとともに、内燃機関１０の温度が高いときには機関冷却系１６を通じて内燃機関１０から十分な量の熱を回収しつつ同熱を利用して暖房を行うことができる。
【０１１２】
・各実施の形態において、排気熱回収器２０の熱回収による冷却水温度の過上昇や、排気熱回収器２０における熱交換による冷却水温度の不要な低下が適正に抑えられるのであれば、蓄熱系２８のバイパス通路２６およびバイパス弁２７を省略してもよい。
【符号の説明】
【０１１３】
１０…内燃機関、１１…ウォータジャケット、１２…ラジエータ、１３，１４…冷却系水路、１５…バイパス水路、１６…機関冷却系、１７…第１ウォータポンプ、１９…サーモスタット弁、２０…排気熱回収器、２１…蓄熱タンク、２１ａ…蓄熱材、２１ｂ…区画水路、２２，２３…蓄熱系水路、２４…迂回水路、２５…迂回弁、２６…バイパス通路、２７…バイパス弁、２８…蓄熱系、２９…排気通路、３０…ヒータユニット、３１，３７…ヒータコア、３２，３８…送風機、３３…第２ウォータポンプ、３４…切り替え弁、３５…第１水路、３６…第２水路、３９…電子制御ユニット、４１…水路、４２，４３，４４…制御弁。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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