(57)【要約】【課題】本発明は、熱媒体を保温貯蔵する蓄熱装置と、該熱媒体を利用して熱交換を行う熱交換装置を備える内燃機関において、熱媒体の蓄熱装置への回収時における、熱交換装置の能力の低下を抑制するとともに、熱媒体の蓄熱装置への回収時間の短縮を目的とする。【解決手段】熱媒体を保温貯蔵する蓄熱装置４と、該熱媒体を利用して熱交換を行う熱交換装置５を備える内燃機関において、熱媒体の蓄熱装置４への回収時における、熱交換装置５での熱交換量の変動を所定の範囲内に収めるべく、熱交換装置５で行うべき熱交換量に基づいて、熱媒体の蓄熱装置４への回収流量を制御する。【選択図】  図１
2005090372.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱媒体が循環する通路であって、内燃機関を経由して形成される熱媒体通路と、
前記熱媒体通路を循環する熱媒体の一部を保温貯蔵する蓄熱装置と、
前記蓄熱装置に前記熱媒体通路を循環する熱媒体を回収する回収手段と、
前記熱媒体通路に設けられ、該熱媒体循環通路を循環する熱媒体と空気との間で熱交換を行う熱交換装置と、
前記熱交換装置によって熱媒体と空気との間で行われるべき熱交換量を算出する熱交換量算出手段と、
前記回収手段による熱媒体の回収時の前記熱交換装置での熱交換量の変動を所定の範囲内に収めるべく、前記熱交換量算出手段によって算出された熱交換量に基づいて、前記回収手段による熱媒体の回収流量を制御する回収流量制御手段と、を備える内燃機関。
【請求項２】
前記回収流量制御手段は、前記熱交換量算出手段によって算出された熱交換量が所定量以下であるときは、熱媒体の回収流量を前記回収手段における最大回収流量とすることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。
【請求項３】
前記回収流量制御手段は、前記熱交換量算出手段によって算出された熱交換量が所定量を超えるときは、前記回収手段による熱媒体の回収時の前記熱交換装置での熱交換量の変動を所定の範囲内に収めるべく、前記熱交換量算出手段によって算出された熱交換量が大きくなるほど前記回収手段による熱媒体の回収流量を減量することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。
【請求項４】
前記熱交換装置に空気を供給して、熱媒体と該空気との間で熱交換を行わせることで第一の暖気を生成する第一暖気生成手段と、
前記第一暖気生成手段により生成された第一の暖気に、更に空気を混合させて第二の暖気を生成する第二暖気生成手段と、を更に備え、
前記熱交換量算出手段によって算出された熱交換量が所定量を超えるときは、前記第一の暖気に対する空気の割合を前記第二暖気生成手段における最小割合とすることを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の内燃機関。
【請求項５】
前記熱交換装置によって暖気を生成する暖気生成手段と、
前記内燃機関を備える車両の室内において、前記暖気生成手段によって生成される暖気が吹き出される方向を制御する制御装置と、を更に備え、
前記回収流量制御手段は、前記制御装置による暖気の吹き出し方向が所定の方向であるときの熱媒体の回収流量を、該制御装置による暖気の吹き出し方向が所定の方向以外の方向であるときの熱媒体の回収流量より減量することを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の内燃機関。
【請求項６】
熱媒体が循環する通路であって、内燃機関を経由して形成される熱媒体通路と、
前記熱媒体通路を循環する熱媒体の一部を保温貯蔵する蓄熱装置と、
前記蓄熱装置に前記熱媒体通路を循環する熱媒体を回収する回収手段と、
前記熱媒体通路に設けられ、該熱媒体循環通路を循環する熱媒体と空気との間で熱交換を行う熱交換装置と、
前記熱交換装置によって熱媒体と空気との間で行われるべき熱交換量を算出する熱交換量算出手段と、
前記熱交換装置に空気を供給して、熱媒体と該空気との間で熱交換を行わせることで第一の暖気を生成する第一暖気生成手段と、
前記第一暖気生成手段により生成された第一の暖気に、更に空気を混合させて第二の暖気を生成する第二暖気生成手段と、
前記回収手段による熱媒体の回収時の前記第二の暖気の温度の変動を所定の範囲内に収めるべく、該回収手段による熱媒体の回収流量に基づいて、前記第二暖気生成手段における前記第一の暖気に対する空気の混合割合を制御する暖気温度制御手段と、を備える内燃機関。
【請求項７】
前記暖気温度制御手段は、前記回収手段による熱媒体の回収時の前記第二の暖気の温度の変動を所定の範囲内に収めるべく、該回収手段による熱媒体の回収流量が多くなるほど、前記第二暖気生成手段における前記第一の暖気に対する空気の混合割合を小さくすることを特徴とする請求項６に記載の内燃機関。
【請求項８】
熱媒体が循環する通路であって、内燃機関を経由して形成される熱媒体通路と、
前記熱媒体通路を循環する熱媒体の一部を保温貯蔵する蓄熱装置と、
前記蓄熱装置に前記熱媒体通路を循環する熱媒体を回収する回収手段と、
前記熱媒体通路に設けられ、該熱媒体循環通路を循環する熱媒体により熱を発生させる熱交換装置と、
前記熱交換装置によって熱媒体と空気との間で行われるべき熱交換量を算出する熱交換量算出手段と、
前記熱交換装置に空気を供給して、熱媒体と該空気との間で熱交換を行わせることで第一の暖気を生成する第一暖気生成手段と、
前記第一暖気生成手段により生成された第一の暖気に、更に空気を混合させて第二の暖気を生成する第二暖気生成手段と、
前記回収手段による熱媒体の回収時の前記第二の暖気の温度の変動を所定の範囲内に収めるべく、該回収手段による熱媒体の回収流量に基づいて、前記第一暖気生成手段において前記熱交換装置に供給される空気の流量を制御する暖気温度制御手段と、を備える内燃機関。
【請求項９】
前記暖気温度制御手段は、前記回収手段による熱媒体の回収時の前記第二の暖気の温度の変動を所定の範囲内に収めるべく、該回収手段による熱媒体の回収流量が多くなるほど、前記第一暖気生成手段において前記熱交換装置に供給される空気の流量を減量することを特徴とする請求項８に記載の内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関と熱交換を行う熱媒体を保温貯蔵する蓄熱装置を備える内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の始動時において暖機が速やかに行われないとエミッションが悪化する虞がある。そこで、内燃機関の稼働時において、内燃機関との熱交換によって温められた冷却水等の熱媒体を保温貯蔵し、内燃機関の始動時にその貯蔵された熱媒体を内燃機関に供給することで、内燃機関の暖機を促進する。
【０００３】
しかし、内燃機関と蓄熱装置との間を、冷却水を循環させて内燃機関の暖機を図る場合、暖機開始後は内燃機関内に貯蔵されていた低温の熱媒体が循環し再び内燃機関に流入することで、内燃機関の速やかな暖機が困難となる。そこで、内燃機関の速やかな暖機を図るために、内燃機関の暖機時には、蓄熱装置に貯蔵されていた熱媒体を内燃機関へ供給し且つ内燃機関内に貯蔵されていた低温の熱媒体を蓄熱装置へ回収するとともに内燃機関へは流出しないようにし、内燃機関の暖機が終了した後、蓄熱装置に貯蔵された低温の熱媒体を徐々に内燃機関に流出させる技術が公開されている（例えば、特許文献１を参照。）。
【特許文献１】特開平１０−１５９５６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
内燃機関の暖機を促進させるために、循環する熱媒体を保温貯蔵する蓄熱装置を備える内燃機関において、内燃機関と蓄熱装置との間に設けられた熱媒体の流路の途中に、若しくは蓄熱装置と並列に、その熱媒体の有する熱エネルギーを利用して熱交換を行う装置、例えば、ヒータコアを利用した暖房機（暖気生成装置）等の熱交換装置が設けられている場合がある。このような内燃機関において温められた熱媒体を蓄熱装置に回収する流量によって、熱交換装置での熱交換に供される熱媒体流量が変動し、その結果、熱交換装置の能力、例えば熱交換装置が暖房機であれば暖房能力が低下する虞がある。
【０００５】
また、熱交換装置の能力の変動を抑制しようとすると、蓄熱装置への熱媒体の回収流量を減量する必要があり、そうすると、蓄熱装置への熱媒体の回収に要する時間が長くなったり、または内燃機関の機関停止によって、十分な量の高温の熱媒体を蓄熱装置に回収することが困難となったりする虞がある。
【０００６】
本発明では、上記した問題に鑑み、熱媒体を保温貯蔵する蓄熱装置と、該熱媒体を利用して熱交換を行う熱交換装置を備える内燃機関において、熱媒体の蓄熱装置への回収時における、熱交換装置の能力の低下を抑制するとともに、熱媒体の蓄熱装置への回収時間の短縮を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記した課題を解決するために、熱交換装置で必要とされる熱交換量と熱媒体の蓄熱装置への回収流量との関係に着目した。先述したように、熱媒体の蓄熱装置への回収流量の増加とともに、熱交換装置に供される熱媒体の流量が変動し、且つ熱媒体の蓄熱装置への回収に要する時間も変動するからである。
【０００８】
そこで、本発明は、先ず、内燃機関において、熱媒体が循環する通路であって、内燃機
関を経由して形成される熱媒体通路と、前記熱媒体通路を循環する熱媒体の一部を保温貯蔵する蓄熱装置と、前記蓄熱装置に前記熱媒体通路を循環する熱媒体を回収する回収手段と、前記熱媒体通路に設けられ、該熱媒体循環通路を循環する熱媒体と空気との間で熱交換を行う熱交換装置と、前記熱交換装置によって熱媒体と空気との間で行われるべき熱交換量を算出する熱交換量算出手段と、前記回収手段による熱媒体の回収時の前記熱交換装置での熱交換量の変動を所定の範囲内に収めるべく、前記熱交換量算出手段によって算出された熱交換量に基づいて、前記回収手段による熱媒体の回収流量を制御する回収流量制御手段と、を備える。
【０００９】
上述のように構成される内燃機関においては、熱媒体が熱媒体通路を経由して、内燃機関、蓄熱装置および熱交換装置の間を循環する。そして、内燃機関においては、内燃機関と熱媒体の間で熱交換が行われ、熱交換装置においては、熱媒体の有する熱エネルギーを利用して熱媒体と空気との間で熱交換が行われ、例えば、その結果暖気が生成される。また、熱媒体の蓄熱装置への回収を行う回収手段は、内燃機関の機関出力を利用する機械式ウォータポンプや、電気式ウォータポンプが挙げられる。
【００１０】
ここで、回収手段によって蓄熱装置に回収される熱媒体の回収流量が多くなるに従い、熱交換装置につながる熱媒体通路を流れる熱媒体の流量は減少する。その結果、熱交換装置による熱交換能力、即ち熱交換装置による暖気の生成能力が低下することになる。そこで、熱交換装置によって熱媒体通路を流れる熱媒体と空気との間で行われるべき熱交換量に基づいて、該熱交換量の変動を所定の範囲内に収めるべく、蓄熱装置への熱媒体の回収流量を制御する。該回収流量を制御することで、熱交換装置に供給される熱媒体の流量が調整され、熱交換装置による熱交換量の変動が所定の範囲内に収まり、以て熱交換装置の能力の低下が抑制される。
【００１１】
ここで、熱交換量の変動の前記所定の範囲とは、熱交換装置による暖気の生成能力の低下が、熱交換装置の目的に照らし合わせて、支障がないと容認し得る熱交換量の変動の範囲である。従って、熱交換装置による熱交換量の低下が所定の範囲に収まる状態において、蓄熱装置への熱媒体の回収流量を増量することで、熱交換装置の熱交換能力の低下の抑制および蓄熱装置への熱媒体の回収時間の短縮を図ることが可能となる。尚、熱交換装置によって行われるべき熱交換量は、熱交換量算出手段によって、生成されるべき暖気の温度等に基づいて算出される。
【００１２】
上述のように構成される内燃機関においては、前記回収流量制御手段は、前記熱交換量算出手段によって算出された熱交換量が所定量以下であるときは、熱媒体の回収流量を前記回収手段における最大回収流量としてもよい。ここで、前記所定量とは、熱交換装置によって行うべくとされる熱交換量が低いために、蓄熱装置に熱媒体を回収しても、熱交換装置の熱交換能力に支障がないと容認される熱交換量である。そこで、熱交換量が所定量以下である場合には、回収手段による熱媒体の蓄熱装置への回収を最大回収流量で行うことで、熱媒体の回収に要する時間を可及的に短縮する。
【００１３】
また、前記回収流量制御手段は、前記熱交換量算出手段によって算出された熱交換量が所定量を超えるときは、前記回収手段による熱媒体の回収時の前記熱交換装置での熱交換量の変動を所定の範囲内に収めるべく、前記熱交換量算出手段によって算出された熱交換量が大きくなるほど前記回収手段による熱媒体の回収流量を減量してもよい。
【００１４】
ここで、前記所定量は、先述の通りである。即ち、熱交換装置での熱交換量が多く、例えば、熱媒体と空気との間で多くの熱交換を行うことで生成される暖気温度を高くする必要がある場合は、蓄熱装置への熱媒体の回収流量を減量して熱交換装置へ供給される熱媒体流量を確保し、熱交換装置の熱交換能力の低下を回避する。これによって、可及的に、
熱交換装置の熱交換能力の低下の抑制および蓄熱装置への熱媒体の回収時間の短縮を図ることが可能となる。
【００１５】
また、上述の内燃機関において、前記熱交換装置に空気を供給して、熱媒体と該空気との間で熱交換を行わせることで第一の暖気を生成する第一暖気生成手段と、前記第一暖気生成手段により生成された第一の暖気に、更に空気を混合させて第二の暖気を生成する第二暖気生成手段と、を更に備える場合、前記熱交換量算出手段によって算出された熱交換量が所定量を超えるときは、前記第一の暖気に対する空気の割合を前記第二暖気生成手段における最小割合とする。
【００１６】
ここで、前記所定量は、先述の通りである。第一暖気生成手段は、熱交換装置の熱交換能力によって暖気を直接生成し、第二暖気生成手段は、第一暖気生成手段によって生成された第一の暖気に空気を混合させることで、第一の暖気の温度を調整することで第二の暖気を生成する。このとき、熱交換量算出手段によって算出される熱交換量が所定量を越えるときは、蓄熱装置への熱媒体の回収流量を増量すると、第一暖気生成手段による第一の暖気の生成が十分に行われない。
【００１７】
そこで、熱媒体の回収流量を減量する必要があり、そうすると熱媒体の回収に要する時間が長期化する虞がある。そこで、第二暖気生成手段による空気の混合量を減量調整することで、熱媒体の回収時の第二の暖気の温度低下を抑制することが可能となる。その結果、熱媒体の回収流量の減量の程度を小さくするか、もしくは熱交換装置による熱交換量が比較的低い場合は熱媒体の回収流量の減量自体を回避することが可能となり、以て、熱媒体の回収に要する時間が長期化するのを回避することが可能となる。
【００１８】
また、上述の内燃機関において、前記熱交換装置によって暖気を生成する暖気生成手段と、前記内燃機関を備える車両の室内において、前記暖気生成手段によって生成される暖気が吹き出される方向を制御する制御装置と、を更に備える。そして、前記回収流量制御手段は、前記制御装置による暖気の吹き出し方向が所定の方向であるときの熱媒体の回収流量を、該制御装置による暖気の吹き出し方向が所定の方向以外の方向であるときの熱媒体の回収流量より減量する。
【００１９】
上記のように構成される内燃機関においては、熱交換装置によって生成される暖気の、車両内への吹き出しの方向に着目したものである。前記所定の方向とは、車両内の搭乗員が熱交換装置によって生成される暖気の温度を容易に感知し得る、暖気の車両内の暖気の吹き出し方向をいう。例えば、搭乗員の上半身に暖気が当たる吹き出し方向が、該所定の方向の一つとして挙げられる。従って、蓄熱装置に熱媒体を回収する際に、暖気の吹き出し方向が所定の方向である場合には、車両内の搭乗員が容易に暖気の温度変化を感知し得るため、蓄熱装置への熱媒体の回収流量を、吹き出し方向が所定の方向以外のときと比べて、小さくする。一方で、蓄熱装置に熱媒体を回収する際に、暖気の吹き出し方向が所定の方向以外の方向である場合には、車両内の搭乗員は容易には暖気の温度変化を感知し得ないため、蓄熱装置への熱媒体の回収流量を比較的大きくすることで、蓄熱装置への熱媒体の回収に要する時間を可及的に短縮することが可能となる。
【００２０】
上述までの内燃機関においては、蓄熱装置への熱媒体の回収時の、熱媒体の回収流量を制御することで、熱交換装置における熱交換量の変動を所定の範囲内に収めることによって、蓄熱装置への熱媒体の回収と熱交換装置による熱交換の両立を図った。次に示す内燃機関においては、蓄熱装置への熱媒体の回収時の、熱交換装置による熱交換を経て生成される暖気の温度を調整することで、熱媒体の回収流量を可及的に増量、もしくは回収流量の低下を可及的に抑制する。
【００２１】
即ち、内燃機関において、熱媒体が循環する通路であって、内燃機関を経由して形成される熱媒体通路と、前記熱媒体通路を循環する熱媒体の一部を保温貯蔵する蓄熱装置と、前記蓄熱装置に前記熱媒体通路を循環する熱媒体を回収する回収手段と、前記熱媒体通路に設けられ、該熱媒体循環通路を循環する熱媒体と空気との間で熱交換を行う熱交換装置と、前記熱交換装置によって熱媒体と空気との間で行われるべき熱交換量を算出する熱交換量算出手段と、前記熱交換装置に空気を供給して、熱媒体と該空気との間で熱交換を行わせることで第一の暖気を生成する第一暖気生成手段と、前記第一暖気生成手段により生成された第一の暖気に、更に空気を混合させて第二の暖気を生成する第二暖気生成手段と、前記回収手段による熱媒体の回収時の前記第二の暖気の温度の変動を所定の範囲内に収めるべく、該回収手段による熱媒体の回収流量に基づいて、前記第二暖気生成手段における前記第一の暖気に対する空気の混合割合を制御する暖気温度制御手段と、を備える。
【００２２】
上記の内燃機関においては、暖気温度制御手段によって、熱媒体の回収時の第二の暖気の温度の変動が所定の範囲内に収まるように、第一暖気生成手段によって生成された第一の暖気と、それと混合する空気との混合割合を調整することで、最終的に生成される暖気である第二の暖気の温度が制御される。ここでいう所定の範囲とは、第二の暖気の温度の使用目的に対応して、容認し得る暖気の温度の変動の範囲である。例えば、第二の暖気が、内燃機関を搭載する車両内の暖房に使用される場合には、先述したように暖気吹き出し方向によって、所定の範囲を変化させてもよい。
【００２３】
つまり、第二の暖気の流量より第二の暖気の温度を優先して、第二の暖気の温度の変動が所定の範囲内に収まる状態を維持して、回収手段による熱媒体の蓄熱装置への回収流量を可及的に増量、もしくは回収流量の減量を可及的に抑制することで、熱媒体の回収に要する時間の短縮を図る。例えば、前記暖気温度制御手段は、前記回収手段による熱媒体の回収時の前記第二の暖気の温度の変動を所定の範囲内に収めるべく、該回収手段による熱媒体の回収流量が多くなるほど、前記第二暖気生成手段における前記第一の暖気に対する空気の混合割合を小さくする。即ち、第二の暖気に対する空気の混合割合を減量して、結果的に第二の暖気の温度の変動を所定の範囲内に収めることで、回収手段による熱媒体の回収流量が増量されることによる、熱交換装置における熱交換量の低下を起因とする第一の暖気の温度低下を、容認することが可能となる。その結果、熱媒体の回収に要する時間を可及的に短縮することが可能となる。
【００２４】
また、以下に示す内燃機関においても、蓄熱装置への熱媒体の回収時の、熱交換装置による熱交換を経て生成される暖気の温度を調整することで、熱媒体の回収流量を可及的に増量、もしくは回収流量の減量を可及的に抑制する。
【００２５】
即ち、上記の内燃機関において、該内燃機関が備える暖気温度制御装置に代えて、前記回収手段による熱媒体の回収時の前記第二の暖気の温度の変動を所定の範囲内に収めるべく、該回収手段による熱媒体の回収流量に基づいて、前記第一暖気生成手段において前記熱交換装置に供給される空気の流量を制御する暖気温度制御手段を備える。
【００２６】
上記の内燃機関においては、暖気温度制御手段によって、最終的に生成される暖気である第二の暖気の温度が、第一暖気生成手段において熱交換装置に供給される空気の流量を、熱媒体の回収時の第二の暖気の温度の変動が所定の範囲内に収まるように調整されることで、制御される。ここでいう所定の範囲とは、先述の通りである。
【００２７】
つまり、第二の暖気の流量より第二の暖気の温度を優先して、第二の暖気の温度の変動が所定の範囲内に収まる状態を維持して、回収手段による熱媒体の蓄熱装置への回収流量を可及的に増量、もしくは回収流量の減量を可及的に抑制することで、熱媒体の回収に要する時間の短縮を図る。例えば、前記暖気温度制御手段は、前記回収手段による熱媒体の
回収時の前記第二の暖気の温度の変動を所定の範囲内に収めるべく、該回収手段による熱媒体の回収流量が多くなるほど、前記第一暖気生成手段において前記熱交換装置に供給される空気の流量を減量する。即ち、熱交換装置に供給する空気の流量を減量して、結果的に第二の暖気の温度の変動を所定の範囲内に収めることで、回収手段による熱媒体の回収流量が増量されることによる熱交換装置における熱交換量の低下を、容認することが可能となる。その結果、熱媒体の回収に要する時間を可及的に短縮することが可能となる。
【発明の効果】
【００２８】
熱媒体を保温貯蔵する蓄熱装置と、該熱媒体を利用して熱交換を行う熱交換装置を備える内燃機関において、熱媒体の蓄熱装置への回収時における、熱交換装置の能力の低下を抑制するとともに、熱媒体の蓄熱装置への回収時間の短縮を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
ここで、本発明にかかる蓄熱装置を備える内燃機関の実施の形態について図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００３０】
図１は、蓄熱装置を備える内燃機関における、熱媒体である冷却水の循環経路や、冷却水による暖気の生成経路を概略的に示す図である。図１に示す内燃機関１には、内燃機関１の始動時における暖機または内燃機関１の運転時における冷却のために使用される冷却水が循環する冷却水循環路６ａが、その一部が内燃機関１を経由するように形成されている。冷却水は、内燃機関１の機関出力によって駆動されるポンプ２によって、冷却水循環路６ａを循環する。
【００３１】
ここで、冷却水循環路６ａの途中に、熱交換装置５が設けられている。熱交換装置５においては、冷却水循環路６ａを流れる冷却水と空気との間で熱交換が行われ、暖気が生成される。尚、熱交換装置５による暖気の生成については、後述する。熱交換装置５と並列するように、冷却水循環路６ａとは異なる冷却水路６ｂが設けられている。冷却水路６ｂの途中には、冷却水路６ｂを流れる冷却水の流量を調整する流量調整弁３と冷却水を保温貯蔵する蓄熱装置４が設けられている。
【００３２】
従って、内燃機関１の始動とともにポンプ２が駆動して冷却水を循環する。その冷却水は熱交換装置５に供給されることで、冷却水と空気との間で熱交換が行われるとともに、流量調整弁３の開度に応じた冷却水が蓄熱装置４に流入する。尚、蓄熱装置４においては、冷却水が新たに蓄熱装置４に流入することによって、蓄熱装置４に従前から貯蔵されていた冷却水が、冷却水路６ｂ、冷却水循環路６ａを経て、内燃機関１へ流入する。そして、その流入した冷却水は、内燃機関の発熱によって、水温が上昇する。
【００３３】
ここで、熱交換装置５においては、冷却水循環路６ａを流れる冷却水と空気との間で熱交換が行われるのは先述の通りであり、該空気は、外部から空気通路９ａへと取り込まれる。空気通路９ａを流れる空気の流量は流量調整弁７の開度によって調整される。図１において、白抜き矢印Ａ１は、流量調整弁７によって流量が調整され熱交換装置５に供給される空気を示す。一般に内燃機関１の発熱によって温められた冷却水の温度は、白抜き矢印Ａ１で示される空気の温度より高いため、白抜き矢印Ａ１で示される空気は、熱交換装置５内で冷却水と熱交換を行うことで温度が上昇し、暖気となる。図１において、該暖気を白抜き矢印Ａ２で示す。
【００３４】
また、熱交換装置５の下流側の空気通路９ａに外気供給路９ｂが接続されており、外気供給路９ｂを経由して外気Ａ３（図１において白抜き矢印Ａ３で示される）が供給される。その結果、暖気Ａ２と外気Ａ３とが混合されることで、暖気Ａ２の温度が調整され最終
的に内燃機関１を備える車両の車室１０の内部に暖気Ａ４（図１において白抜き矢印Ａ４で示される）が供給される。ここで、暖気Ａ２と外気Ａ３との混合の割合は、エアミックス弁８の開度によって調整される。本実施の形態においては、エアミックス弁８の開度が１００％のときは、外気Ａ３の混合率を零として、暖気Ａ２がそのまま暖気Ａ４となるものとする。また、エアミックス弁８の開度が０％のときは、暖気Ａ２の混合率を零として、外気Ａ３がそのまま暖気Ａ４となるものとする。また、以下において、暖気Ａ２に対する外気Ａ３の混合率を、外気混合率という。
【００３５】
また、内燃機関１には、流量調整弁３、流量調整弁７およびエアミックス弁８それぞれの開度を制御するための電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」という）１２が併設されている。このＥＣＵ１２は、ＣＰＵの他、後述する各種のプログラム及びマップを記憶するＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えており、内燃機関１の運転条件や運転者の要求に応じて流量調整弁３等の開度を制御するユニットである。また、ＥＣＵ１２には、車室１０内の暖房を制御するための暖房制御装置１１と電気的に接続されており、ＥＣＵ１２は暖房制御装置１１から入ってくる信号に基づいて、車室１０内に供給するのに適した温度の暖気Ａ４を生成すべく、流量調整弁３、流量調整弁７、エアミックス弁８の開度を決定する。
【００３６】
このように冷却水の経路や暖気の生成経路が構成される内燃機関１において、次の内燃機関１の機関始動のため内燃機関１の発生する熱によって温められた冷却水を蓄熱装置４に保温貯蔵するために流量調整弁３の開度を全開とすると、熱交換装置５に流入する冷却水流量が減量するため、車室１０内に供給される暖気Ａ４の温度が低下し、車両の搭乗者の要求する暖房性能を発揮することが困難となる虞がある。一方で、流量調整弁３の開度を最小開度とすると車両の搭乗者の要求する暖房性能を発揮することは可能であっても、冷却水の蓄熱装置４への回収時間が長期化する虞がある。更に、冷却水を回収している途中において、内燃機関１の運転が終了すると、暖まった冷却水を蓄熱装置４に十分に貯蔵することが困難となる。そこで、内燃機関１において、冷却水の蓄熱装置４への回収時における、熱交換装置５の能力の低下を抑制するとともに、冷却水の蓄熱装置４への回収時間の短縮を実行するための冷却水の回収流量制御について、図２に示すフローチャートに基づいて説明する。
【００３７】
先ず、Ｓ１０１では、冷却水の蓄熱装置４への回収要求があるか否かが判断される。例えば、図示しない温度センサによって、冷却水循環路６ａもしくは冷却水路６ｂを流れる冷却水の温度が保温貯蔵に適した温度以上となったことを検出することによって、冷却水の蓄熱装置４への回収要求があると判断する。Ｓ１０１において、冷却水の蓄熱装置４への回収要求があると判断されるとＳ１０２へ進み、冷却水の蓄熱装置４への回収要求がないと判断されると、本制御は終了する。
【００３８】
Ｓ１０２では、熱交換装置５によって行われる熱交換量、換言すると車室１０に対して送り込む暖気を生成するのに要求される暖房量Ｒｗが、暖房制御装置１１からの信号や外気温度等に基づいて算出される。例えば、外気温度が低い場合には、車両の搭乗者によって要求される車室１０内の温度上昇量は大きくなるため、要求暖房量Ｒｗも大きくなる。Ｓ１０２の処理が終了すると、Ｓ１０３へ進む。
【００３９】
Ｓ１０３では、Ｓ１０２で算出された要求暖房量Ｒｗが所定の暖房量Ｒ０より大きいか否かが判断される。ここで暖房量Ｒ０とは、車両の搭乗者から要求される暖房量が低いため、熱交換装置５において行うべき熱交換量が少なく、従って流量調整弁３の開度を最大開度として蓄熱装置４に冷却水を回収しても、車両の搭乗者の要求する暖房量に十分に対応し得る暖房量の閾値である。そこで、Ｓ１０３において、要求暖房量Ｒｗが所定の暖房量Ｒ０より大きいと判断されるとＳ１０４へ進み、要求暖房量Ｒｗが所定の暖房量Ｒ０以下であると判断されるとＳ１０５へ進む。
【００４０】
Ｓ１０４では、流量調整弁３の開度を最大開度とする。また、Ｓ１０５では、流量調整弁３の開度を、要求暖房量Ｒｗに基づいて制御する。ここで、要求暖房量Ｒｗに基づく流量調整弁３の開度の制御を図３に基づいて説明する。図３は、要求暖房量Ｒｗに対する蓄熱装置４への冷却水の回収流量の推移を示すグラフ（図３中の線Ｌ１）である。図３の横軸は要求暖房量Ｒｗを表し、同図の縦軸は蓄熱装置４への冷却水の回収流量を表す。
【００４１】
図３中に示す暖房量Ｒ０は、先述したＳ１０３での判断の閾値であるＲ０と同一である。従って、要求暖房量Ｒｗが暖房量Ｒ０以下である場合は、流量調整弁３の開度を最大開度とすることによって、蓄熱装置４への冷却水の回収流量は最大回収流量であるＱｍａｘとなる。そして、要求暖房量ＲｗがＲ０より大きくなるに従い、蓄熱装置４への冷却水の回収流量が下がるように、流量調整弁３の開度が閉じ側へ調整される。ここで、流量調整弁３の開度は、熱交換装置５における熱交換量の変動が所定の範囲内収まる開度に制御される。そして、所定の範囲とは、熱交換装置５による暖気の生成能力の低下が、熱交換装置５の目的に照らし合わせて、支障がないと容認し得る熱交換量の変動の範囲である。本実施の形態においては、車室１０内に送り込まれる暖気Ａ４の温度の、車両の搭乗者が熱交換装置５による暖房能力が不十分と感知しない程度の、低下許容範囲である。また、要求暖房量が一定の量以上となると、蓄熱装置４への回収流量は最低流量のＱ０となる。Ｓ１０４またはＳ１０５の処理が終了すると、Ｓ１０６へ進む。
【００４２】
Ｓ１０６では、車室１０内での暖気Ａ４の吹き出し方向が、車室１０内の搭乗者の上半身方向であるか否かが判断される。Ｓ１０６で、車室１０内での暖気Ａ４の吹き出し方向が、車室１０内の搭乗者の上半身方向であると判断されると、Ｓ１０７へ進む。一方で、車室１０内での暖気Ａ４の吹き出し方向が、車室１０内の搭乗者の上半身方向でないと判断されると、本制御を終了する。
【００４３】
Ｓ１０７では、流量調整弁３の開度を閉じ側へ補正する。ここで、流量調整弁３の開度の補正について、図４に基づいて説明する。図４は、要求暖房量Ｒｗに対する蓄熱装置４への冷却水の回収流量の推移を示すグラフ（図４中の線Ｌ１および線Ｌ２）である。図４の横軸は要求暖房量Ｒｗを表し、同図の縦軸は蓄熱装置４への冷却水の回収流量を表す。
【００４４】
図４中に示す線Ｌ１は、図３中に示す線Ｌ１と同様である。従って、Ｓ１０６において車室１０内での暖気Ａ４の吹き出し方向が、車室１０内の搭乗者の上半身方向でないと判断されると、流量調整弁３の開度の補正は行われないため、最終的に線Ｌ１で示す蓄熱装置４への回収流量を達成すべく流量調整弁３の開度が制御される。
【００４５】
ここで、Ｓ１０６において車室１０内での暖気Ａ４の吹き出し方向が、車室１０内の搭乗者の上半身方向と判断される場合、暖気Ａ４の吹き出し方向が上半身方向以外の方向である場合と比べて、該搭乗者が容易に暖気Ａ４の温度低下を感知し得るため、熱交換装置５へ流入する冷却水の流量をより多く確保する必要がある。そこで、図４中の線Ｌ２に示すように、線Ｌ１と比べて蓄熱装置４への回収流量が減量されるべく、流量調整弁３の開度が閉じ側へ補正される。このとき、蓄熱装置４への冷却水の最大回収流量はＱ１となる。Ｓ１０７の処理が終了すると、本制御を終了する。
【００４６】
本制御によると、要求暖房量Ｒｗに基づいて、車両の搭乗者が暖房の性能の低下、即ち暖気の温度低下を所定の範囲に収めるように、蓄熱装置４への冷却水の回収流量が制御されるため、冷却水の蓄熱装置４への回収時における、暖房能力の低下を抑制するとともに、冷却水の蓄熱装置４への回収時間を可及的に短縮することが可能となる。
【００４７】
また、本実施の形態においては、図３および図４に示すように、冷却水の蓄熱装置４へ
の回収時における流量調整弁３は、要求暖房量Ｒｗが大きくなるほど徐々に、その開度を閉じ側へ調整して、冷却水の回収流量を徐々に減量しているが、それに代えて、要求暖房量Ｒｗが大きくなるほど段階的に、その開度を閉じ側へ調整してもよい。
【実施例２】
【００４８】
内燃機関１において、冷却水の蓄熱装置４への回収時における、熱交換装置５の能力の低下を抑制するとともに、冷却水の蓄熱装置４への回収時間の短縮を実行するための暖気温度制御について、図５に示すフローチャートに基づいて説明する。
【００４９】
Ｓ２０１では、先述したＳ１０１と同様に、冷却水の蓄熱装置４への回収要求があるか否かが判断される。Ｓ２０１において、冷却水の蓄熱装置４への回収要求があると判断されるとＳ２０２へ進み、冷却水の蓄熱装置４への回収要求がないと判断されると、本制御は終了する。
【００５０】
Ｓ２０２では、先述したＳ１０２と同様に、熱交換装置５によって行われる熱交換量、換言すると車室１０に対して送り込む暖気を生成するのに要求される暖房量Ｒｗが、暖房制御装置１１からの信号や内燃機関１を備える車両の外気温度等に基づいて算出される。Ｓ２０２の処理が終了すると、Ｓ２０３へ進む。
【００５１】
Ｓ２０３では、流量調整弁３を開弁し、冷却水の蓄熱装置４への回収を開始する。Ｓ２０３の処理が終了すると、Ｓ２０４へ進む。Ｓ２０４では、タイマーＴｒ１を始動させ、Ｓ２０５へ進む。
【００５２】
Ｓ２０５では、タイマーＴｒ１の値が、所定の時間Ｔ１を超えているか否か、即ちタイマーＴｒ１が始動してから所定の時間Ｔ１を経過したか否かが判断される。ここで、所定の時間Ｔ１とは、冷却水の蓄熱装置４への回収が開始されても熱交換装置５による暖房能力は急変しないため、後述するＳ２０６で行う暖気の温度調整によって、却って暖気の温度が車両の搭乗者の要求しない温度へ変化するのを回避するための、該暖気の温度調整を行うまでの待機時間である。タイマーＴｒ１が始動してから所定の時間Ｔ１を経過したと判断されると、Ｓ２０６へ進む。
【００５３】
Ｓ２０６では、要求暖房量Ｒｗに基づいて、エアミックス弁８の開度を調整して、外気混合割合を制御する。要求暖房量Ｒｗが大きくなることは、車両の搭乗者が高温の暖気を要求することを意味する。そこで、要求暖房量Ｒｗが大きくなる程、エアミックス弁８の開度を本来の開度、即ち冷却水の蓄熱装置４への回収を行わないときの開度より、１００％側の方向に移行することで、暖気Ａ２に対する外気Ａ３の混合率を小さくし、車室１０内に供給される暖気Ａ４の温度の低下を抑制する。このとき、エアミックス弁８の開度は、暖気Ａ４の温度の変動が所定の範囲内収まる開度に制御される。そして、所定の範囲とは、車室１０内に送り込まれる暖気Ａ４の温度の、車両の搭乗者が、暖房能力が不十分と感知しない程度の低下許容範囲をいう。Ｓ２０６の処理が終了すると、Ｓ２０７へ進む。
【００５４】
Ｓ２０７では、冷却水の蓄熱装置４への回収が終了したか否かが判断される。冷却水の蓄熱装置４への回収が終了したと判断される場合は、Ｓ２０８へ進む。一方で、冷却水の蓄熱装置４への回収が終了したと判断されない場合は、Ｓ２０７の処理を再度行う。Ｓ２０８では、タイマーＴｒ２を始動させ、Ｓ２０９へ進む。
【００５５】
Ｓ２０９では、タイマーＴｒ２の値が、所定の時間Ｔ２を超えているか否か、即ちタイマーＴｒ２が始動してから所定の時間Ｔ２を経過したか否かが判断される。ここで、所定の時間Ｔ２とは、冷却水の蓄熱装置４への回収が停止されても熱交換装置５による暖房能力は急変しないため、後述するＳ２１０で行う、Ｓ２０６で開始した暖気の温度調整の終
了によって、却って暖気の温度が車両の搭乗者の要求しない温度へ変化するのを回避するための、該暖気の温度調整終了を行うまでの待機時間である。タイマーＴｒ２が始動してから所定の時間Ｔ２を経過したと判断されると、Ｓ２１０へ進む。
【００５６】
Ｓ２１０では、Ｓ２０６で開始した暖気の温度調整を終了し、エアミックス弁８の開度を本来の開度とし、本制御を終了する。
【００５７】
本制御によると、要求暖房量Ｒｗに基づいて、暖気の温度低下を所定の範囲に収めるように、エアミックス弁８の開度が調整され、以て暖気の温度が制御されるため、冷却水の蓄熱装置４への回収時における、暖房能力の低下を抑制するとともに、冷却水の蓄熱装置４への回収時間を可及的に短縮することが可能となる。
【００５８】
また、本実施の形態においては、暖気の温度を制御するために、冷却水の蓄熱装置４への回収時において、エアミックス弁８の開度を調整したが、エアミックス弁８の開度の調整に代えて、流量調整弁７の開度を調整してもよい。これにより、冷却水の蓄熱装置４への回収時においては、流量調整弁７の開度を閉じ側へ調整することで、暖気Ａ２の温度を上昇させて、最終的に暖気Ａ４の温度変動を、先述した所定の範囲内に収めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の実施の形態にかかる蓄熱装置を備える内燃機関において、冷却水の循環経路や、冷却水による暖気の生成経路を概略的に示す図である。
【図２】本発明の実施の形態にかかる内燃機関において、冷却水を蓄熱装置に回収する際の冷却水の回収流量の制御を示す制御フローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態にかかる内燃機関において、図２に示す制御が行われるときの、要求暖房量に対する蓄熱装置への冷却水の回収流量の推移を示すグラフである。
【図４】本発明の実施の形態にかかる内燃機関において、図２に示す制御が行われるときの、要求暖房量に対する蓄熱装置への冷却水の回収流量の推移を示す第二のグラフである。
【図５】本発明の実施の形態にかかる内燃機関において、冷却水を蓄熱装置に回収する際の暖気の温度の制御を示す制御フローチャートである。
【符号の説明】
【００６０】
１・・・・内燃機関
２・・・・ポンプ
３・・・・流量調整弁
４・・・・蓄熱装置
５・・・・熱交換装置
６ａ・・・・冷却水循環路
６ｂ・・・・冷却水路
７・・・・流量調整弁
８・・・・エアミックス弁
１０・・・・車室
１１・・・・暖房制御装置
１２・・・・ＥＣＵ
【図１】
2005090372.tif 000003
【図２】
2005090372.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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