(57)【要約】【課題】エンジン発熱量の多少に依存することなく高温のエンジン冷却水を確保することで、エンジン始動時の早期暖機性能や車室内の早期暖房性能の向上および常用域での暖房性能の向上を達成することができる車両用蓄熱システムを提供すること。【解決手段】エンジンENGと空調ユニットのヒータコア３０を連結するエンジン冷却水循環回路に、エンジン冷却水を貯液・流通する蓄熱器Ｓを備えた車両用蓄熱システムにおいて、前記蓄熱器Ｓは、温水貯液層１と側面真空断熱層５との間に、エンジン冷却水とは別の熱媒体であるトランスミッションオイルを貯液・流通するオイル貯液層５を設けた。【選択図】図１
2008128087.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと空調ユニットのヒータコアを連結するエンジン冷却水循環回路に、エンジン冷却水を貯液・流通する蓄熱器を備えた車両用蓄熱システムにおいて、
前記蓄熱器は、温水貯液層と断熱層との間に、エンジン冷却水とは別の熱媒体を貯液・流通する熱媒体貯液層を設けたことを特徴とする車両用蓄熱システム。
【請求項２】
請求項１に記載された車両用蓄熱システムにおいて、
前記断熱層は、真空断熱層とし、
前記熱媒体貯液層は、エンジン冷却水とは別の熱媒体を、トランスミッションに用いられるトランスミッションオイルとし、該トランスミッションオイルを貯液・流通するオイル貯液層としたことを特徴とする車両用蓄熱システム。
【請求項３】
請求項２に記載された車両用蓄熱システムにおいて、
前記蓄熱器は、タンク構成要素を複数枚積層し、積層したタンク構成要素の開口部を入口側蓋板と出口側蓋板とで塞ぐことにより前記温水貯液層と前記オイル貯液層と前記真空断熱層を形成した積層型の蓄熱器としたことを特徴とする車両用蓄熱システム。
【請求項４】
請求項３に記載された車両用蓄熱システムにおいて、
前記積層型の蓄熱器は、前記温水貯液層と前記オイル貯液層を仕切る壁に、タンク構成要素の積層によりエンジン冷却水の入口から出口への流れに直交する凹凸を形成したことを特徴とする車両用蓄熱システム。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載された車両用蓄熱システムにおいて、
前記蓄熱器の熱媒体貯液層に、エンジン冷却水とは別の熱媒体を導入・返送する熱媒体導入流路と熱媒体返送流路を連結し、
前記エンジン冷却水循環回路のうち、前記蓄熱器の温水貯液層の温水を前記ヒータコアの入口に供給する温水供給流路に、前記温水とは逆方向の流れを持つ前記熱媒体導入流路を、熱交換可能に沿わせて配置したことを特徴とする車両用蓄熱システム。
【請求項６】
請求項５に記載された車両用蓄熱システムと車両用蓄熱システムにおいて、
前記温水供給流路と前記熱媒体導入流路は、内管と外管による二重管により構成し、二重管のうち、内管により囲まれる流路を熱媒体導入流路とし、内管と外管により囲まれる流路を温水供給流路としたことを特徴とする車両用蓄熱システム。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６の何れか１項に記載された車両用蓄熱システムにおいて、
前記蓄熱器の温水貯液層に連通する温水入口パイプと温水出口パイプにそれぞれ温水入口弁と温水出口弁を設け、
前記蓄熱器の熱媒体貯液層に連通する熱媒体入口パイプと熱媒体出口パイプにそれぞれ熱媒体入口弁と熱媒体出口弁を設け、
蓄熱時には、暖房の使用・未使用にかかわらず前記熱媒体入口弁と前記熱媒体出口弁を開き、エンジン停止の蓄熱状態では、前記温水入口弁と前記温水出口弁と前記熱媒体入口弁と前記熱媒体出口弁を閉じ、エンジン始動直後の暖房使用時には、前記温水入口弁と前記温水出口弁と前記熱媒体入口弁と前記熱媒体出口弁を開く弁制御手段を設けたことを特徴とする車両用蓄熱システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン暖機を促進させるため、もしくは、暖房能力（即暖性）を向上させるためエンジン冷却水循環回路に適用される車両用蓄熱システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジン冷却水を保温貯蔵する車両用蓄熱システムとしては、金属製の内容器と外容器との二重構造であって、両容器間の空隙部が真空断熱されている蓄熱器を用いたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
そして、従来の車両用蓄熱システムでは、車両走行時に高温となったエンジン冷却水を蓄熱器に取り込み、車両が停止している間、高温のエンジン冷却水を蓄熱器内に保温貯蔵する。そして、次回のエンジン始動時、蓄熱器内の高温のエンジン冷却水をエンジンや車室内暖房用のヒータコアに送り込み、エンジンの早期暖機や早期暖房に使用する。
【特許文献１】特開２００４−２００２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の車両用蓄熱システムにあっては、エンジン冷却水が蓄えた熱エネルギーのみを熱源として早期暖機や早期暖房に使用する構成であるため、エンジンの発熱量が少ない場合、エンジン冷却水温も上昇しなく、放置によるエンジン冷却水温の低下により、エンジン始動時にエンジン暖機や車室内暖房に必要な温度に達しない場合がある、という問題があった。
【０００５】
例えば、近年、エンジン高効率化によりエンジン発熱量は次第に低下する傾向にあり、このため蓄熱器に貯蔵し得る熱エネルギーが不足する場合がある。したがって、エンジンを停止した後、長時間放置したままであると、蓄熱器に貯蔵した温水の温度が外気温等の影響により低下し、エンジン始動時、期待に応えるエンジンの早期暖機性能や車室内の早期暖房性能を望めない。
【０００６】
また、燃費性能や環境性能の良さから動力源としてエンジンとモータジェネレータを搭載したハイブリッド車が次第に普及する傾向にある。このハイブリッド車では、バッテリー容量が高い走行状況等において、エンジンを停止しモータジェネレータのみを動力源とする走行モード（電気自動車モード）が選択されるが、この電気自動車モードでの走行頻度が高いと、エンジン停止によりエンジン冷却水の温度が上昇しない。したがって、エンジン始動時における早期暖機性能や早期暖房性能を望めないのは勿論のこと、冬季等での暖房走行時において、空調ユニットのヒータコアに高温のエンジン冷却水が供給できない状況になると車室内暖房が効かなくなってしまうというように、通常走行している常用域において安定した暖房性能を確保できない。
【０００７】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、エンジン発熱量の多少に依存することなく高温のエンジン冷却水を確保することで、エンジン始動時の早期暖機性能や車室内の早期暖房性能の向上および常用域での暖房性能の向上を達成することができる車両用蓄熱システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明では、エンジンと空調ユニットのヒータコアを連結するエンジン冷却水循環回路に、エンジン冷却水を貯液・流通する蓄熱器を備えた車両用蓄熱システムにおいて、
前記蓄熱器は、温水貯液層と断熱層との間に、エンジン冷却水とは別の熱媒体を貯液・流通する熱媒体貯液層を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
よって、本発明の車両用蓄熱システムにあっては、蓄熱器において、エンジン冷却水とは別の熱媒体（以下、「別媒体」という。）を貯液・流通する熱媒体貯液層が、温水貯液層と断熱層との間に挟まれた構成となっているため、熱媒体貯液層と断熱層との間で別媒体からの熱放出を抑えつつ、温水貯液層のエンジン冷却水と熱媒体貯液層の別媒体との間で高効率にて熱交換が行われる。このため、エンジン冷却水の温度が低いとき、熱媒体貯液層の別媒体が保有する熱エネルギーが、温水貯液層に貯留もしくは流通しているエンジン冷却水に与えられることになり、エンジン冷却水の温度を高める。すなわち、熱源にエンジン冷却水とは別の熱媒体を加えたことで、エンジン発熱量の多少に依存することなく高温のエンジン冷却水を確保することができる。
したがって、エンジンを停止したとき、断熱層により温度低下を抑えながら蓄熱器の温水貯液層に高温のエンジン冷却水を貯留することができるため、エンジン停止から所定時間が経過した後にエンジン始動を行っても、蓄熱器から高温のエンジン冷却水をヒータコアに供給することで早期に車室内を暖房状態にすることができるし、蓄熱器から高温のエンジン冷却水をエンジンに供給することで早期にエンジン暖機状態にすることができる。
また、暖房使用走行中であって、エンジン発熱量が少ないとき、あるいは、エンジン発熱量がないとき、別媒体によりエンジン冷却水に熱エネルギーを加え、エンジン冷却水の温度を高温に保ち、蓄熱器から高温のエンジン冷却水をヒータコアに供給することで、常用域での暖房性能の低下が防止される。
この結果、エンジン発熱量の多少に依存することなく高温のエンジン冷却水を確保することで、エンジン始動時の早期暖機性能や車室内の早期暖房性能の向上および常用域での暖房性能の向上を達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の車両用蓄熱システムを実現する最良の形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１１】
まず、システム構成を説明する。
図１は実施例１のハイブリッド車両に適用された車両用蓄熱システム（車両用蓄熱システムの一例）をあらわす図であり、(a)は全体システムの斜視図を示し、(b)は二重管のＡ部拡大斜視図を示す。
【００１２】
実施例１の車両用蓄熱システムは、図１に示すように、エンジンENGと、エンジンクラッチECと、モータジェネレータM/Gと、自動変速機A/T（トランスミッション）と、バルブユニットVUと、蓄熱器Ｓと、ヒータコア３０と、エンジン冷却水導入管３１と、温水供給管３２と、温水返送管３３と、オイル導入管３４と、オイル返送管３５と、コネクタ３６と、二重管３７と、温水入口弁３８と、温水出口弁３９と、オイル入口弁４０（熱媒体入口弁）と、オイル出口弁４１（熱媒体出口弁）と、を備えている。
【００１３】
実施例１の車両用蓄熱システムを適用したハイブリッド車両は、動力源としてエンジンENGとモータジェネレータM/Gを備え、エンジンENGの出力軸とモータジェネレータM/Gの入力軸とは、エンジンクラッチECを介して連結されている。
【００１４】
前記モータジェネレータM/Gの出力軸には、有段階あるいは無段階の変速比を駆動力要求情報や車速情報等に応じて自動的に変更する自動変速機A/Tが連結されている。前記自動変速機A/Tは、変速要素を油圧制御により作動させるものであり、ギアトレーン等を収めたトランスミッションケースに、油圧コントロールバルブ類が収められたバルブユニットVUが付設されている。
【００１５】
このハイブリッド車両は、走行モードとして、エンジンクラッチECを締結し、エンジンENGとモータジェネレータM/Gとを動力源として走行するハイブリッド車モードと、エンジンクラッチECを開放し、エンジンENGを停止しモータジェネレータM/Gのみを動力源として走行する電気自動車モードと、を有する。そして、いずれの走行モードが選択されている走行時であっても、バルブユニットVUにおいては変速要素に対する油圧制御が実行されるため、作動油であるトランスミッションオイル（以下、単に「オイル」という。）は高温状態が維持されている。よって、実施例１では、バルブユニットVUのオイルを、エンジン冷却水とは別の熱媒体として車両用蓄熱システムに利用している。
【００１６】
車両用蓄熱システムは、基本構成として、エンジンENGと図外の空調ユニットのヒータコア３０を連結するエンジン冷却水循環回路に、エンジン冷却水を貯液・流通する蓄熱器Ｓを備えている。
【００１７】
前記エンジン冷却水循環回路は、エンジンENGと蓄熱器Ｓの温水入口パイプ６（図２参照）を連結するエンジン冷却水導入管３１と、蓄熱器Ｓの温水出口パイプ７（図２参照）とヒータコア３０の入口パイプを連結する温水供給管３２と、ヒータコア３０の出口パイプとエンジンENGを連結する温水返送管３３と、を備えている。
【００１８】
前記蓄熱器Ｓにオイルを導入・返送するオイル循環回路は、バルブユニットVUと蓄熱器Ｓのオイル入口パイプ２０（図２参照）を連結するオイル導入管３４と、蓄熱器Ｓのオイル出口パイプ２１（図２参照）とバルブユニットVUを連結するオイル返送管３５と、を備えている。
【００１９】
前記温水供給管３２の途中位置にはコネクタ３６が設けられ、このコネクタ３６と蓄熱器Ｓの温水出口パイプ７およびオイル入口パイプ２０との間の管は、温水供給管３２とオイル導入管３４による独立配管に代え、図１(b)に示すように、内管と外管による二重管３７を設定している。
【００２０】
前記二重管３７は、内管と外管による構成のうち、内管により囲まれる流路をオイル導入管３４と連通するオイル導入流路３４’（熱媒体導入流路）とし、内管と外管により囲まれる４つに分割した流路を温水供給管３２と連通する温水供給流路３２’としている。
そして、温水は、図１(b)の手前から奥に向かって温水供給流路３２’を流れるのに対し、オイルは、温水とは逆方向に図１(b)の奥から手前に向かってオイル導入流路３４’を流れ、オイル導入流路３４’と温水供給流路３２’との間で効率的に熱交換が行われる。
【００２１】
前記蓄熱器Ｓの温水貯液層１に連通する温水入口パイプ６と温水出口パイプ７にそれぞれ温水入口弁３８と温水出口弁３９を設け、前記蓄熱器Ｓのオイル貯液層５に連通するオイル入口パイプ２０とオイル出口パイプ２１にそれぞれオイル入口弁４０とオイル出口弁４１を設けている。
そして、図外の弁制御手段により、蓄熱時には、暖房の使用・未使用にかかわらずオイル入口弁４０とオイル出口弁４１を開き（図６及び図７参照）、エンジン停止の蓄熱状態では、温水入口弁３８と温水出口弁３９とオイル入口弁４０とオイル出口弁４１を閉じ（図８参照）、エンジン始動直後の暖房使用時には、温水入口弁３８と温水出口弁３９とオイル入口弁４０とオイル出口弁４１を開く（図９参照）制御を行う。
【００２２】
次に、蓄熱器Ｓの構成を説明する。
図２は実施例１の車両用蓄熱システムに用いられた積層型の蓄熱器Ｓを示す縦断正面図である。図３は実施例１の車両用蓄熱システムに用いられた積層型の蓄熱器Ｓを示す図２のＢ部拡大図である。図４は実施例１の車両用蓄熱システムに用いられた積層型の蓄熱器Ｓを示す外観斜視図である。図５は実施例１の車両用蓄熱システムに用いられた積層型の蓄熱器Ｓを示す断面斜視図である。
【００２３】
実施例１の車両用蓄熱システムに用いられた積層型の蓄熱器Ｓは、図２〜図５に示すように、温水貯液層１と、側面真空断熱層２（断熱層、真空断熱層）と、入口側端面真空断熱層３と、出口側端面真空断熱層４と、オイル貯液層５（熱媒体貯液層）と、温水入口パイプ６と、温水出口パイプ７と、入口側端板１５と、入口側蓋板１６と、出口側端板１７と、出口側蓋板１８と、タンク構成要素１９と、オイル入口パイプ２０と、オイル出口パイプ２１と、を備えている。
【００２４】
前記蓄熱器Ｓは、温水貯液層１の外周部に真空断熱層２，３，４を有し、前記温水貯液層１と前記側面真空断熱層２との間に、自動変速機A/Tのオイル（エンジン冷却水とは別の熱媒体）を貯液・流通するオイル貯液層５を設けている。
【００２５】
前記蓄熱器Ｓは、前記タンク構成要素１９を１枚ずつ反転させながら複数枚積層し、積層したタンク構成要素１９の両端開口部を、前記入口側端板１５及び入口側蓋板１６と、前記出口側端板１７及び出口側蓋板１８と、により閉塞することにより、温水貯液層１とオイル貯液層５と真空断熱層２，３，４を形成した積層型としている。
なお、この積層型の蓄熱器Ｓの製造方法としては、各構成部品にロウ材を塗布して容器の形状に積層して組み立て、これを真空雰囲気の中に入れて昇温させ、各構成部品をロウ付けするという、真空ロウ付け方法を採用している。つまり、容器製造後にエアー抜き工程を加えることなく、組み立て製造時点で予め真空断熱層２，３，４を確保し、エアー抜き工程を省略するようにしている。
【００２６】
前記温水貯液層１は、前記タンク構成要素１９の積層により連通する内側中央空間を連通することにより構成している。この温水貯液層１には、エンジン冷却水を流入させる温水入口パイプ６と、加熱されたエンジン冷却水を流出させる温水出口パイプ７と、が設けられる。そして、前記温水貯液層１とオイル貯液層５とを仕切る壁には、タンク構成要素１９の積層によりエンジン冷却水の入口から出口への流れに直交する凹凸を形成している。この凹凸は、図３に示すように、隣接する第３隔壁部１９ｃと内リブ１９ｄ，１９ｄとの重なり合いにより形成される。
【００２７】
前記側面真空断熱層２は、前記タンク構成要素１９の積層により連通する最外周空間を真空化することにより構成している。前記入口側端面真空断熱層３は、入口側端板１５と入口側蓋板１６とで形成される空間を真空化することにより構成している。前記出口側端面真空断熱層４は、出口側端板１７と出口側蓋板１８とで形成される空間を真空化することにより構成している。なお、図３中の１９ｉは、前記側面真空断熱層２に断面としてあらわれるタンク構成要素１９の位置決め突起である。
【００２８】
前記オイル貯液層５は、前記タンク構成要素１９の積層により連通する空間のうち、温水貯液層１となる内側中央空間と側面真空断熱層２となる最外周空間とに挟まれた環状空間により構成している。このオイル貯液層５には、オイルを流入させるオイル入口パイプ２０と、オイルを流出させるオイル出口パイプ２１と、が設けられる。なお、オイル入口パイプ２０とオイル出口パイプ２１の出入口の位置関係は、温水入口パイプ６と温水出口パイプ７の出入口の位置関係とは逆の設定としている。
【００２９】
次に、作用を説明する。
【００３０】
［蓄熱作用］
実施例１の車両用蓄熱システムにあっては、蓄熱器Ｓにおいて、エンジン冷却水とは別の熱媒体であるオイルを貯液・流通するオイル貯液層５が、温水貯液層１と側面真空断熱層２との間に挟まれた構成となっているため、オイル貯液層５と側面真空断熱層２との間でオイルからの熱放出を抑えつつ、温水貯液層１のエンジン冷却水とオイル貯液層５のオイルとの間で高効率にて熱交換が行われる。
【００３１】
このため、エンジン冷却水の温度が低いとき、オイル貯液層５のオイルが保有する熱エネルギーが、温水貯液層１に貯留もしくは流通しているエンジン冷却水に与えられることになり、エンジン冷却水の温度を高める。
すなわち、熱源にエンジン冷却水とは別の熱媒体であるオイルを加えたことで、エンジン発熱量の多少に依存することなく高温のエンジン冷却水を確保することができる。
【００３２】
したがって、エンジンENGを停止したとき、側面真空断熱層２により温度低下を抑えながら蓄熱器Ｓの温水貯液層１に高温のエンジン冷却水を貯留することができるため、エンジン停止から所定時間が経過した後にエンジン始動を行っても、蓄熱器Ｓから高温のエンジン冷却水をヒータコア３０に供給することで早期に車室内を暖房状態にすることができるし、蓄熱器Ｓから高温のエンジン冷却水をエンジンENGに供給することで早期にエンジン暖機状態にすることができる。
【００３３】
また、暖房使用走行中であって、エンジン発熱量が少ないとき、あるいは、エンジン発熱量がないとき、オイルによりエンジン冷却水に熱エネルギーを加え、エンジン冷却水の温度を高温に保ち、蓄熱器Ｓから高温のエンジン冷却水をヒータコア３０に供給することで、常用域での暖房性能の低下が防止される。
【００３４】
以下、蓄熱システム作用の一例として、図６〜図９に基づき、［暖房使用による走行時における蓄熱作用］、［暖房未使用による走行時における蓄熱作用］、［エンジン停止時における蓄熱維持作用］、［暖房使用によるエンジン始動直後の暖房・暖機作用］について説明する。
【００３５】
［暖房使用による走行時における蓄熱作用］
暖房使用による走行時（安定域）であって蓄熱時には、温水入口弁３８と温水出口弁３９とオイル入口弁４０とオイル出口弁４１が開かれる。
【００３６】
このときエンジンENGからのエンジン冷却水は、図６に示すように、エンジン冷却水導入管３１→温水入口パイプ６→蓄熱器Ｓの温水貯液層１→温水出口パイプ７→二重管３７の温水供給流路３２’→温水供給管３２を経過してヒータコア３０の入口に供給される。そして、ヒータコア３０内のパイプを蛇行移動している間に周りの空気に熱を与え、車室内を暖房する。その後、ヒータコア３０の出口に至ったエンジン冷却水は、図６に示すように、温水返送管３３を経過してエンジンENGに返送される。
【００３７】
一方、バルブユニットVUからのオイルは、図６に示すように、オイル導入管３４→二重管３７のオイル導入流路３４’→オイル入口パイプ２０を経過して蓄熱器Ｓのオイル貯液層５に供給される。そして、二重管３７のオイル導入流路３４’を移動している間にオイル熱を、二重管３７の温水供給流路３２’を流れるエンジン冷却水に与えると共に、蓄熱器Ｓのオイル貯液層５を移動している間にオイル熱を、蓄熱器Ｓの温水貯液層１を流れるエンジン冷却水に与える。その後、蓄熱器Ｓのオイル出口パイプ２１に至ったオイルは、図６に示すように、オイル返送管３５を経過してバルブユニットVUに返送される。
【００３８】
したがって、暖房使用による走行時であって、オイル温度よりエンジン冷却水温度が低い場合、二重管３７のオイル導入流路３４’を流れるオイルから温水供給流路３２’を流れるエンジン冷却水に熱を与える二重管熱交換作用と、蓄熱器Ｓのオイル貯液層５を流れるオイルから温水貯液層１を流れるエンジン冷却水に熱を与える蓄熱器熱交換作用を共に示す。これらの熱交換作用により、流れているエンジン冷却水温度をオイル温度とほぼ同じ温度とする温水コントロールが行われ、ヒータコア３０に供給するエンジン冷却水温度をオイル温度レベルの高温に安定して保つことができる。
【００３９】
［暖房未使用による走行時における蓄熱作用］
暖房未使用による走行時（安定域）であって蓄熱時には、温水入口弁３８と温水出口弁３９が閉じられ、オイル入口弁４０とオイル出口弁４１が開かれる。
【００４０】
このときエンジンENGからのエンジン冷却水は、図７に示すように、管路系を流れることなく、温水入口弁３８と温水出口弁３９が閉じられていることで、蓄熱器Ｓの温水貯液層１に、エンジン冷却水が貯留している状態である。
【００４１】
一方、バルブユニットVUからのオイルは、図７に示すように、オイル導入管３４→二重管３７のオイル導入流路３４’→オイル入口パイプ２０を経過して蓄熱器Ｓのオイル貯液層５に供給される。そして、二重管３７のオイル導入流路３４’を移動している間にオイル熱を、二重管３７の温水供給流路３２’に留まっているエンジン冷却水に与えると共に、蓄熱器Ｓのオイル貯液層５を移動している間にオイル熱を、蓄熱器Ｓの温水貯液層１に留まっているエンジン冷却水に与える。その後、蓄熱器Ｓのオイル出口パイプ２１に至ったオイルは、図７に示すように、オイル返送管３５を経過してバルブユニットVUに返送される。
【００４２】
したがって、暖房未使用による走行時であって、オイル温度よりエンジン冷却水温度が低い場合、二重管３７のオイル導入流路３４’を流れるオイルから温水供給流路３２’に留まっているエンジン冷却水に熱を与える二重管熱交換作用と、蓄熱器Ｓのオイル貯液層５を流れるオイルから温水貯液層１に留まっているエンジン冷却水に熱を与える蓄熱器熱交換作用を共に示す。これらの熱交換作用により、エンジン冷却水温度をオイル温度とほぼ同じ温度とする蓄熱コントロールが行われ、蓄熱器Ｓの温水貯液層１に留まっているエンジン冷却水温度をオイル温度レベルの高温に保つことができる。
【００４３】
［エンジン停止時における蓄熱維持作用］
エンジン停止時の蓄熱状態では、温水入口弁３８と温水出口弁３９とオイル入口弁４０とオイル出口弁４１が閉じられる。
【００４４】
このときエンジンENGからのエンジン冷却水は、図８に示すように、管路系を流れることなく、温水入口弁３８と温水出口弁３９が閉じられていることで、蓄熱器Ｓの温水貯液層１に、エンジン冷却水が貯留している状態である。
【００４５】
一方、バルブユニットVUからのオイルも、図８に示すように、管路系を流れることなく、オイル入口弁４０とオイル出口弁４１が閉じられていることで、蓄熱器Ｓのオイル貯液層５に、オイルが貯留している状態である。
【００４６】
したがって、図６に示す暖房使用による走行時からエンジン停止へ移行してきた場合、あるいは、図７に示す暖房未使用による走行時からエンジン停止へ移行してきた場合、いずれの場合においても、上記のように、エンジン停止開始時において、蓄熱器Ｓの温水貯液層１に留まっているエンジン冷却水温度は、オイル温度レベルの高温に保たれている。このため、温水貯液層１の外周のオイル貯液層５と最外周の側面真空断熱層２により、温水貯液層１に留まっているエンジン冷却水からの熱放出が最小に抑えられるという高い保温効果により、例えば、駐停車により長時間放置しておいても、蓄熱器Ｓの温水貯液層１に留まっているエンジン冷却水温度は高温に保ったままとされる。
【００４７】
［暖房使用によるエンジン始動直後の暖房・暖機作用］
エンジン始動直後の暖房使用時には、温水入口弁３８と温水出口弁３９とオイル入口弁４０とオイル出口弁４１が開かれる。
【００４８】
このときエンジンENGからのエンジン冷却水は、図９に示すように、エンジン冷却水導入管３１→温水入口パイプ６→蓄熱器Ｓの温水貯液層１→温水出口パイプ７→二重管３７の温水供給流路３２’→温水供給管３２を経過してヒータコア３０の入口に供給される。その後、ヒータコア３０の出口に至ったエンジン冷却水は、図９に示すように、温水返送管３３を経過してエンジンENGに返送される。
【００４９】
一方、バルブユニットVUからのオイルは、図９に示すように、オイル導入管３４→二重管３７のオイル導入流路３４’→オイル入口パイプ２０を経過して蓄熱器Ｓのオイル貯液層５に供給される。その後、蓄熱器Ｓのオイル出口パイプ２１に至ったオイルは、図９に示すように、オイル返送管３５を経過してバルブユニットVUに返送される。
【００５０】
したがって、図８に示すエンジン停止時の蓄熱状態からエンジン始動すると、エンジン始動の直後において、エンジンENGのエンジン冷却水の温度は低いものの、蓄熱器Ｓの温水貯液層１に蓄えられていた高温のエンジン冷却水が、ヒータコア３０の入口に供給されるため、ヒータコア３０内のパイプを蛇行移動している間に周りの空気に熱を与え、車室内を暖房する（即暖房作用）。
そして、ヒータコア３０の出口に至ってもエンジン冷却水の温度は、熱交換分の温度が低下するだけで、高温状態が保たれているため、温水返送管３３を経過してエンジンENGに返送されることで、エンジンENGを暖機する（即暖機作用）。
【００５１】
このエンジン始動後、所定時間が経過すると、図６に示す状態に入り、オイル温度よりエンジン冷却水温度が低い場合、二重管３７のオイル導入流路３４’を流れるオイルから温水供給流路３２’を流れるエンジン冷却水に熱を与える二重管熱交換作用と、蓄熱器Ｓのオイル貯液層５を流れるオイルから温水貯液層１を流れるエンジン冷却水に熱を与える蓄熱器熱交換作用を共に示す。
これらの熱交換作用により、流れているエンジン冷却水温度をオイル温度とほぼ同じ温度とする温水コントロールが行われ、ヒータコア３０に供給するエンジン冷却水温度をオイル温度レベルの高温に安定して保ち、常用域における暖房性能の向上も図れる。
【００５２】
次に、効果を説明する。
実施例１の車両用蓄熱システムにあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００５３】
(1) エンジンENGと空調ユニットのヒータコア３０を連結するエンジン冷却水循環回路に、エンジン冷却水を貯液・流通する蓄熱器Ｓを備えた車両用蓄熱システムにおいて、前記蓄熱器Ｓは、温水貯液層１と断熱層との間に、エンジン冷却水とは別の熱媒体を貯液・流通する熱媒体貯液層を設けたため、エンジン発熱量の多少に依存することなく高温のエンジン冷却水を確保することで、エンジン始動時の早期暖機性能や車室内の早期暖房性能の向上および常用域での暖房性能の向上を達成することができる。
【００５４】
(2) 前記断熱層は、側面真空断熱層２とし、前記熱媒体貯液層は、エンジン冷却水とは別の熱媒体を、自動変速機A/Tに用いられるトランスミッションオイルとし、該トランスミッションオイルを貯液・流通するオイル貯液層５としたため、新たに熱媒体を作り出す装置を付加することなく、エンジンENGの作動・停止にかかわらず高温状態が維持されるトランスミッションオイルを利用し、低コストのシステムにて高温のエンジン冷却水を確保することができる。
【００５５】
(3) 前記蓄熱器Ｓは、タンク構成要素１９を複数枚積層し、積層したタンク構成要素１９の開口部を入口側蓋板１５と出口側蓋板１７とで塞ぐことにより前記温水貯液層１と前記オイル貯液層５と前記側面真空断熱層２を形成した積層型の蓄熱器Ｓとしたため、容器型の蓄熱器のように容量の異なる複数の蓄熱器を用意する必要がなく、タンク構成要素１９の積層枚数を異ならせて設定することにより、車種や排気量等により異なる温水の蓄熱容量要求に対応することができる。
【００５６】
(4) 前記積層型の蓄熱器Ｓは、前記温水貯液層１と前記オイル貯液層５を仕切る壁に、タンク構成要素１９の積層によりエンジン冷却水の入口から出口への流れに直交する凹凸を形成したため、二重円筒容器構造の場合に比べ、温水貯液層１のエンジン冷却水とオイル貯液層５のオイルとの間での熱交換面積が拡大し、エンジン冷却水とオイルとの熱交換効率を高めることができる。
【００５７】
(5) 前記蓄熱器Ｓのオイル貯液層５に、エンジン冷却水とは別の熱媒体であるオイルを導入・返送するオイル導入流路３４’とオイル返送流路を連結し、前記エンジン冷却水循環回路のうち、前記蓄熱器Ｓの温水貯液層１の温水を前記ヒータコア３０の入口に供給する温水供給流路３２’に、前記温水とは逆方向の流れを持つ前記オイル導入流路３４’を、熱交換可能に沿わせて配置したため、蓄熱器Ｓの内部以外に、温水供給流路３２’とオイル導入流路３４’とが沿って配置される領域を熱交換領域として加えることができ、蓄熱器Ｓのみによる熱交換に比べ、オイルとエンジン冷却水との熱交換効率を高めることができる。
【００５８】
(6) 前記温水供給流路３２’と前記オイル導入流路３４’は、内管と外管による二重管３７により構成し、二重管３７のうち、内管により囲まれる流路をオイル導入流路３４’とし、内管と外管により囲まれる流路を温水供給流路３２’としたため、オイル温度よりエンジン冷却水温度が低い場合、オイルの持つ熱エネルギーを効果的にエンジン冷却水に与えるという高熱交換効率により、エンジン冷却水の温度上昇を図ることができる。
【００５９】
(7) 前記蓄熱器Ｓの温水貯液層１に連通する温水入口パイプ６と温水出口パイプ７にそれぞれ温水入口弁３８と温水出口弁３９を設け、前記蓄熱器Ｓのオイル貯液層５に連通するオイル入口パイプ２０とオイル出口パイプ２１にそれぞれオイル入口弁４０とオイル出口弁４１を設け、蓄熱時には、暖房の使用・未使用にかかわらず前記オイル入口弁４０と前記オイル出口弁４１を開き、エンジン停止の蓄熱状態では、前記温水入口弁３８と前記温水出口弁３９と前記オイル入口弁４０と前記オイル出口弁４１を閉じ、エンジン始動直後の暖房使用時には、前記温水入口弁３９と前記温水出口弁３９と前記オイル入口弁４０と前記オイル出口弁４１を開く弁制御手段を設けたため、エンジン始動時の即暖機性や車室内の即暖房性を達成することができると共に、常用域での暖房性能の向上を達成することができる。
【００６０】
以上、本発明の車両用蓄熱システムを実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例１に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００６１】
実施例１では、エンジン冷却水とは別の熱媒体として、トランスミッションオイルを用いる例を示した。しかし、トランスミッションオイルに限るものではなく、車載の他の熱媒体を利用するようにしても良いし、また、新たに設定した熱源からの熱媒体を用いるようにしても良い。
【００６２】
実施例１では、蓄熱器として積層型の蓄熱器の例を示したが、従来技術に記載されているような三重容器型の蓄熱器としても良いし、容器構造と積層構造を組み合わせたもの等であってもよい。
【００６３】
実施例１では、内管と外管による二重管を仕切って温水供給流路とオイル導入流路を設定し、高熱交換効率を達成する例を示した。しかし、１つのパイプ断面を半円形断面形状による２つの通路に仕切り、一方の通路を温水供給流路とし、他方の通路をオイル導入流路とする例としても良い。また、温水供給管とオイル導入管を、互いに接触面を持ちながら平行に沿わせて接続しても良いし、加えて、断熱材で束ねた２つの管の外周を覆う構造としても良い。要するに、温水供給流路と熱媒体導入流路を熱交換可能に沿わせて配置するものであれば、実施例１の構造に限定されない。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
実施例１では、車両用蓄熱システムをハイブリッド車両に適用した例を示したが、本発明の車両用蓄熱システムは、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンを搭載したエンジン車にも適用できる。要するに、エンジンとヒータコアを連結するエンジン冷却水循環回路に蓄熱器を備えた車両に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】実施例１のハイブリッド車両に適用された車両用蓄熱システム（車両用蓄熱システムの一例）をあらわす図であり、(a)は全体システムの斜視図を示し、(b)は二重管のＡ部拡大斜視図を示す。
【図２】実施例１の車両用蓄熱システムに用いられた積層型の蓄熱器Ｓを示す縦断正面図である。
【図３】実施例１の車両用蓄熱システムに用いられた積層型の蓄熱器Ｓを示す図２のＢ部拡大図である。
【図４】実施例１の車両用蓄熱システムに用いられた積層型の蓄熱器Ｓを示す外観斜視図である。
【図５】実施例１の車両用蓄熱システムに用いられた積層型の蓄熱器Ｓを示す断面斜視図である。
【図６】実施例１の車両用蓄熱システムにおける暖房使用による走行時における蓄熱作用説明図である。
【図７】実施例１の車両用蓄熱システムにおける暖房未使用による走行時における蓄熱作用説明図である。
【図８】実施例１の車両用蓄熱システムにおけるエンジン停止時における蓄熱維持作用説明図である。
【図９】実施例１の車両用蓄熱システムにおける暖房使用によるエンジン始動直後の暖房・暖機作用説明図である。
【符号の説明】
【００６６】
ENG  エンジン
EC  エンジンクラッチ
M/G  モータジェネレータ
A/T  自動変速機（トランスミッション）
VU  バルブユニット
Ｓ  蓄熱器
１  温水貯液層
２  側面真空断熱層（断熱層、真空断熱層）
３  入口側端面真空断熱層
４  出口側端面真空断熱層
５  オイル貯液層（熱媒体貯液層）
６  入口パイプ
７  出口パイプ
１５  入口側端板
１６  入口側蓋板
１７  出口側端板
１８  出口側蓋板
１９  タンク構成要素
１９ｃ  第３隔壁部
１９ｄ  内リブ
３０  ヒータコア
３１  エンジン冷却水導入管
３２  温水供給管
３３  温水返送管
３４  オイル導入管
３５  オイル返送管
３６  コネクタ
３７  二重管
３８  温水入口弁
３９  温水出口弁
４０  オイル入口弁（熱媒体入口弁）
４１  オイル出口弁（熱媒体出口弁）
【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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