(57)【要約】【課題】加熱対象部位を速やかに加熱（暖機）することができ、かつ、適切に吸熱および蓄熱することが可能な化学蓄熱器の制御装置を提供すること。【解決手段】反応器３内の蓄熱材７と反応媒体８とが化合することにより発熱し、蓄熱材７と反応媒体８との化合物から反応媒体８が脱離することにより吸熱するとともに前記化合物から反応媒体８が脱離した状態を吸着器４に吸着させて維持することにより蓄熱する化学蓄熱器１と、反応器３と吸着器４との間の流路を開閉するバルブ機構６とを備えた化学蓄熱器の制御装置において、蓄熱材７の温度が吸熱可能温度Ｔ１以上になることにより、バルブ機構６を閉じる（ステップＳ２）とともに、蓄熱材７の温度が吸熱可能温度Ｔ１よりも高い目標温度Ｔ２に到達することにより、バルブ機構６を開く（ステップＳ４）。【選択図】図２
2017180976.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄熱材と反応媒体とが化合することにより発熱し、前記蓄熱材と前記反応媒体との化合物から前記反応媒体が脱離することにより吸熱するとともに前記化合物から前記反応媒体が脱離した状態を維持することにより蓄熱し、前記発熱時に加熱対象部位を加熱する化学蓄熱器の制御装置において、
前記化学蓄熱器は、前記蓄熱材を収納するとともに前記蓄熱材と前記加熱対象部位との間で熱の授受が可能なように前記加熱対象部位に取り付けられた反応器と、前記反応媒体を吸着して貯留する吸着器と、前記反応器と前記吸着器との間で前記反応媒体を流通させる配管と、前記配管に設けられて前記反応媒体の流通を選択的に遮断するバルブ機構とを備え、
前記バルブ機構の動作を制御するコントローラを備え、
前記コントローラは、
前記蓄熱材の温度を読み込み、
前記蓄熱材の温度と、前記化合物からの前記反応媒体の脱離が可能になる下限の第１温度および前記加熱対象部位を昇温させる際の目標温度として前記第１温度よりも高い温度に予め設定された第２温度とを比較し、
前記蓄熱材の温度が前記第１温度以上になることにより、前記バルブ機構を閉じるとともに、前記蓄熱材の温度が前記第２温度に到達することにより、前記バルブ機構を開く
ことを特徴とする化学蓄熱器の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の化学蓄熱器の制御装置において、
前記コントローラは、前記蓄熱材の温度が前記第１温度以上になったことによって前記バルブ機構を閉じている状態で、前記蓄熱材の温度の上昇が止まること、または、前記蓄熱材の温度が低下することにより、前記バルブ機構を開くことを特徴とする化学蓄熱器の制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の化学蓄熱器の制御装置において、
前記コントローラは、前記蓄熱材の温度が前記第１温度以上かつ前記第２温度未満のときに前記蓄熱材の温度が低下したことによって前記バルブ機構を開いている状態で、前記蓄熱材の温度が再び上昇することにより、前記バルブ機構を閉じることを特徴とする化学蓄熱器の制御装置。
【請求項４】
請求項２に記載の化学蓄熱器の制御装置において、
前記コントローラは、前記蓄熱材の温度が前記第１温度以上かつ前記第２温度未満のときに前記蓄熱材の温度が低下したことによって前記バルブ機構を開いている状態で、前記蓄熱材の温度が前記第１温度よりも低くなることにより、前記バルブ機構を閉じることを特徴とする化学蓄熱器の制御装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の化学蓄熱器の制御装置において、
前記蓄熱材の温度は、前記反応器と前記バルブ機構との間の前記配管内の圧力から推定された推定温度、および、前記加熱対象部位の昇温状態から推定された推定温度の少なくともいずれかであることを特徴とする化学蓄熱器の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、反応材と反応媒体との可逆的な化学反応を利用して放熱および蓄熱を行う化学蓄熱器を制御する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ディーゼルエンジンの排気浄化システムに用いられる熱交換器の周囲に配置された化学蓄熱装置が記載されている。この特許文献１に記載された化学蓄熱装置は、反応媒体と化学反応して熱を発生させるとともにエンジンの排熱を受けて反応媒体を脱離させる蓄熱材と、蓄熱材を収容する反応器と、反応媒体を物理的に吸着することによる保持および放出が可能な吸着材と、吸着材を収容する吸着器と、反応器と吸着器との間に設けられた流路を開閉させる開閉バルブとを備えている。そして、この特許文献１に記載された化学蓄熱装置は、通常は、吸着器内に反応媒体を保持することによってエンジンの排熱を吸着器側に蓄えておき、必要に応じて開閉バルブを開き、反応媒体を反応器内に移動させて蓄熱材と反応させることにより、その反応熱によって熱交換器を加熱（暖機）するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１６５１７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された化学蓄熱装置では、開閉バルブが開かれて吸着器から反応器へ反応媒体が供給されることにより、反応器内の蓄熱材と反応媒体とが化学反応し、熱を発生する。そして、その熱が放熱されることによって熱交換器などの加熱対象部位が加熱される。一方、蓄熱材と反応媒体との発熱反応が進行するとともに、エンジンの排熱等によって反応器内の温度が上昇すると、やがて、蓄熱材（具体的には、蓄熱材と反応媒体との化合物）の温度が所定温度に到達し、蓄熱材と反応媒体との化合物から反応媒体が脱離する（分解される）。化合物から脱離した反応媒体は、開閉バルブが開いた状態の流路を通って吸着器側に移動し、吸着材に吸着される。この場合の所定温度は、化合物からの反応媒体の脱離が可能になるいわゆる脱離温度である。言い換えると、化合物から反応媒体が脱離する際に吸熱することが可能になる吸熱可能温度である。
【０００５】
特許文献１に記載されているような化学蓄熱装置では、例えば、予め設定された目標温度に基づいて開閉バルブが制御される。目標温度は、加熱対象部位を所望する温度まで昇温するために必要な蓄熱材の温度として設定される。化学蓄熱装置は、蓄熱材の温度が吸熱可能温度に到達し、反応媒体の脱離が開始することによって吸熱状態になる。その後、吸熱状態が終了し、かつ、蓄熱材の温度が目標温度に到達したタイミングで、開閉バルブが閉じられる。その状態で開閉バルブが閉じられることにより、反応媒体が吸着器内に保持される。すなわち、化学的に蓄熱された状態になる。この場合、目標温度が、反応媒体の脱離もしくは化学蓄熱装置における吸熱が可能になる下限の吸熱可能温度よりも低い温度に設定されると、反応媒体の脱離が生じる前に開閉バルブを閉じることになり、脱離した反応媒体を吸着材に吸着させること、すなわち、吸着器に蓄熱することができなくなってしまう。あるいは、開閉バルブを閉じるタイミングがなくなってしまう。そのため、目標温度は、通常は上記のような脱離もしくは吸熱が可能になる下限の吸熱可能温度よりも高い温度に設定される。
【０００６】
上記のような目標温度を設定して特許文献１に記載された化学蓄熱装置を制御すると、例えば図６のタイムチャートに示すように、蓄熱材の温度が目標温度に達して開閉バルブが閉じられる以前に、すなわち、加熱対象部位が所望の温度まで昇温される以前に、蓄熱材の温度が吸熱可能温度の下限に到達し、化学蓄熱装置が吸熱状態になる。したがって、図６の時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間で示すように、化学蓄熱装置が吸熱状態の間は蓄熱材の温度上昇が鈍化するため、その分、加熱対象部位を所望の温度まで昇温するために要する時間が長くなってしまう。
【０００７】
この発明は上記の技術的課題に着目して考え出されたものであり、加熱対象部位を速やかに加熱（暖機）することができ、かつ、適切に吸熱および蓄熱することが可能な化学蓄熱器の制御装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、この発明は、蓄熱材と反応媒体とが化合することにより発熱し、前記蓄熱材と前記反応媒体との化合物から前記反応媒体が脱離することにより吸熱するとともに前記化合物から前記反応媒体が脱離した状態を維持することにより蓄熱し、前記発熱時に加熱対象部位を加熱する化学蓄熱器の制御装置において、前記化学蓄熱器は、前記蓄熱材を収納するとともに前記蓄熱材と前記加熱対象部位との間で熱の授受が可能なように前記加熱対象部位に取り付けられた反応器と、前記反応媒体を吸着して貯留する吸着器と、前記反応器と前記吸着器との間で前記反応媒体を流通させる配管と、前記配管に設けられて前記反応媒体の流通を選択的に遮断するバルブ機構とを備え、前記バルブ機構の動作を制御するコントローラを備え、前記コントローラは、前記蓄熱材の温度を読み込み、前記蓄熱材の温度と、前記化合物からの前記反応媒体の脱離が可能になる下限の第１温度および前記加熱対象部位を昇温させる際の目標温度として前記第１温度よりも高い温度に予め設定された第２温度とを比較し、前記蓄熱材の温度が前記第１温度以上になることにより、前記バルブ機構を閉じるとともに、前記蓄熱材の温度が前記第２温度に到達することにより、前記バルブ機構を開くことを特徴とするものである。
【０００９】
また、この発明における前記コントローラは、前記コントローラは、前記蓄熱材の温度が前記第１温度以上になったことによって前記バルブ機構を閉じている状態で、前記蓄熱材の温度の上昇が止まること、または、前記蓄熱材の温度が低下することにより、前記バルブ機構を開くことを特徴としている。
【００１０】
また、この発明における前記コントローラは、前記蓄熱材の温度が前記第１温度以上かつ前記第２温度未満のときに前記蓄熱材の温度が低下したことによって前記バルブ機構を開いている状態で、前記蓄熱材の温度が再び上昇することにより、前記バルブ機構を閉じることを特徴としている。
【００１１】
また、この発明における前記コントローラは、前記蓄熱材の温度が前記第１温度以上かつ前記第２温度未満のときに前記蓄熱材の温度が低下したことによって前記バルブ機構を開いている状態で、前記蓄熱材の温度が前記第１温度よりも低くなることにより、前記バルブ機構を閉じることを特徴としている。
【００１２】
そして、この発明における前記蓄熱材の温度は、前記反応器と前記バルブ機構との間の前記配管内の圧力から推定された推定温度、および、前記加熱対象部位の昇温状態から推定された推定温度の少なくともいずれかであることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
この発明の化学蓄熱器の制御装置では、蓄熱材と反応媒体とを反応させて加熱対象部位を加熱する場合に、蓄熱材の温度が反応媒体が脱離して化学蓄熱器による吸熱が可能になる第１温度に到達しても、直ぐには吸熱を開始させないように、バルブ機構が閉じられる。そのため、蓄熱材の温度は、吸熱時の温度上昇の鈍化もしくは停止が生じることなく、第１温度よりも高い第２温度まで、速やかに上昇する。したがって、この発明の化学蓄熱器の制御装置によれば、蓄熱材の温度を第２温度まで速やかに上昇させることができ、ひいては、化学蓄熱器によって加熱対象部位を速やかに加熱もしくは暖機することができる。また、蓄熱材の温度が第２温度に到達した場合は、バルブ機構が開かれることにより、化学蓄熱器による吸熱および蓄熱が開始される。そのため、化学蓄熱器による吸熱および蓄熱を適切に実施することができる。
【００１４】
また、この発明の化学蓄熱器の制御装置では、上記のように蓄熱材の温度が第１温度を上回ったことによってバルブ機構を閉じた状態で、蓄熱材の温度が第２温度に到達する以前に、その温度上昇が止まった場合、もしくは、蓄熱材の温度が低下した場合には、バルブ機構が開かれる。例えば、蓄熱材の温度が上昇している際に、その蓄熱材の温度上昇が第１温度と第２温度との間で停滞すると、開閉バルブが閉じられた状態で反応媒体の脱離が進行することになる。その結果、脱離した反応媒体が吸着器側に移動できなくなり、反応器内の圧力が過剰に上昇してしまう可能性がある。それに対して、この発明の化学蓄熱器の制御装置によれば、蓄熱材の温度が第１温度と第２温度との間で停滞する場合、あるいは、蓄熱材の温度が第２温度に到達せずに低下する場合には、バルブ機構が開かれる。そのため、上記のような反応器内の過剰な圧力の上昇を抑制することができる。
【００１５】
また、この発明の化学蓄熱器の制御装置によれば、上記のように蓄熱材の温度が第１温度と第２温度との間で低下することによってバルブ機構が開かれている状態で、蓄熱材の温度が再度上昇する場合は、バルブ機構が閉じられ、化学蓄熱器による吸熱が中断される。そのため、蓄熱材の温度を第２温度まで速やかに上昇させることができる。
【００１６】
また、この発明の化学蓄熱器の制御装置によれば、上記のように蓄熱材の温度が第１温度と第２温度との間で低下することによってバルブ機構が開かれている状態で、蓄熱材の温度が第１温度を下回った場合は、バルブ機構が閉じられる。この場合は、蓄熱材の温度が第１温度よりも低くなったことにより、反応媒体の脱離の進行が止まる。したがって、バルブ機構が閉じられることにより、それ以前に脱離した反応媒体は、吸着器内に吸着された状態に維持される。すなわち、化学蓄熱器による蓄熱状態が維持される。そのため、化学蓄熱器による蓄熱を適切に実施することができる。
【００１７】
そして、この発明の化学蓄熱器の制御装置によれば、蓄熱材の温度として、例えば、反応熱器に設けた温度センサによって検出する実測の温度以外に、反応器および配管内の圧力から推定した推定温度、あるいは、加熱対象部位の昇温状態から推定した推定温度を用いることができる。そのため、蓄熱材の温度に基づいた上記のような各制御を適切に実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明で対象とする化学蓄熱器の一例を説明するための図である。
【図２】この発明の制御装置によって実行される制御の一例を説明するためのフローチャートである。
【図３】図２のフローチャートで示す制御例を実行した場合の蓄熱材の温度変化およびバルブ機構の動作の第１の例を説明するためのタイムチャートである。
【図４】図２のフローチャートで示す制御例を実行した場合の蓄熱材の温度変化およびバルブ機構の動作の第２の例を説明するためのタイムチャートである。
【図５】図２のフローチャートで示す制御例を実行した場合の蓄熱材の温度変化およびバルブ機構の動作の第３の例を説明するためのタイムチャートである。
【図６】この発明の制御装置を適用しない従来の制御を実行した場合の蓄熱材の温度変化を説明するためのタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１に、この発明で制御の対象とする化学蓄熱器の一例を示してある。図１に示す化学蓄熱器１は、例えば、車両の駆動力源として用いられるエンジン２のシリンダブロックや冷却水、あるいは、エンジン２の排気系統で用いられる触媒などの加熱対象部位の昇温または暖機を促進するように構成されている。
【００２０】
化学蓄熱器１は、物質の可逆的な化学反応の反応熱を利用し、上記のような加熱対象部位との間で熱を授受する蓄熱装置であり、主に、反応器３、吸着器４、配管５、および、開閉バルブ６から構成されている。
【００２１】
反応器３は、加熱対象部位に取り付けられており、加熱対象部位との間で熱交換するように構成されている。反応器３の内部には、可逆的に発熱反応と吸熱反応とを行う蓄熱材７（化学蓄熱材あるいは反応材と称される場合もある）が充填されている。発熱反応は、蓄熱材７と反応媒体８とが化合することにより生じる。また、吸熱反応は、蓄熱材７と反応媒体８とが化学反応して生成された化合物から反応媒体８が脱離する（化合物が分解される）ことにより生じる。反応媒体８は、蓄熱材７と化学反応して生成された化合物が所定の温度以上になると、化合物から脱離して反応媒体８の状態に戻る。ここでの所定の温度が、蓄熱材７と反応媒体８との化合物からの反応媒体８の脱離が可能になる下限の温度であり、いわゆる脱離温度である。言い換えると、化合物から反応媒体８が脱離する際に吸熱することが可能になる下限の温度（吸熱可能温度）、あるいは、化合物から脱離した反応媒体８の後述する吸着材９への吸着が可能になる下限の温度（吸着可能温度）である。
【００２２】
反応器３が取り付けられる加熱対象部位は、例えば、エンジン２が稼動することによって温度が上昇する部位、すなわち、エンジン２の停止状態で温度が低く、エンジン２が動作することにより温度が高くなる箇所である。図１に示す例では、反応器３は、エンジン２のシリンダブロック２ａに取り付けられている。反応器３のシリンダブロック２ａとの取り付け面は、反応器３とシリンダブロック２ａとの間で熱の授受が効率よく行われるように、シリンダブロック２ａの外形に沿って密着するように形成されている。
【００２３】
上記のような化学反応を行う蓄熱材７は、Ｍｇ、ＣａＯ、ＦｅＣｌ２など、従来の化学蓄熱器で採用されている物質であってよい。例えば、前掲の特許文献１に記載されている物質（ＭｇＢｒ２）を蓄熱材７として使用することができる。したがって、反応媒体８は、蓄熱材７として用いられている物質に応じて、ＮＨ３、Ｈ２Ｏ、ＣＯ２など、上記のような発熱反応および吸熱反応を生じる物質が採用される。
【００２４】
吸着器４は、反応媒体８を蓄熱材７から分解した状態で貯留しておく貯留器であって、内部に反応媒体８を吸着する吸着材９を収納している。吸着材９は、反応媒体８を物理的に吸着して貯留することが可能な物質によって構成されている。例えば、吸着材９は、反応媒体８に応じて、セラミック製もしくは合成樹脂製の多孔質体や、活性炭の成形体、あるいは、反応媒体８を凝縮させる水などによって構成されている。
【００２５】
反応器３がシリンダブロック２ａのようなエンジン２の発熱源付近、あるいは、エンジン２が稼動することにより昇温する箇所に取り付けられるのに対して、吸着器４は、発熱源や昇温箇所から離れた箇所に設置されている。吸着器４の温度が高くなると、吸着材９に反応媒体８を吸着させる吸着反応が鈍化して反応器３と吸着器４との間の圧力差が減少することにより、反応媒体８の移動が鈍化してしまう。そのため、吸着器４は、外部からの熱の影響を受け難い箇所に設置されるのが好ましい。したがって、吸着器４は、例えば、エンジン２の発熱源から離れたオイルパン２ｂの付近や、車両Ｖｅが前進走行する際にフロントグリル（図示せず）からの走行風が当たり易い箇所に設置されている。
【００２６】
上記のように互いに離れた箇所に設置される反応器３と吸着器４とが、配管５によって連通されている。配管５は、反応器３と吸着器４との間で反応媒体８を流通させる流路を構成しており、例えば、金属あるいは樹脂やゴム等を材料とした管状部材によって形成されている。
【００２７】
開閉バルブ６は、配管５内における反応媒体８の流通を選択的に遮断するように構成されており、配管５の途中に設けられている。図１に示す例では、反応器３と開閉バルブ６とが、配管５における第１配管５ａによって連通され、吸着器４と開閉バルブ６とが、配管５における第２配管５ｂによって連通されている。開閉バルブ６は、例えば、電気的に制御される流量制御バルブもしくは圧力制御バルブ、または、ＯＮ−ＯＦＦバルブ等によって構成されている。
【００２８】
化学蓄熱器１は、反応器３内の蓄熱材７の温度を検出する温度センサ１０を備えている。温度センサ１０は、反応器３に設置されている。また、図１に示す例では、反応器３と開閉バルブ６との間の配管５内の圧力、すなわち、第１配管５ａ内の反応媒体８の圧力を検出する圧力センサ１１が設けられている。
【００２９】
そして、開閉バルブ６の動作を制御するためのコントローラ（ＥＣＵ）１２が設けられている。コントローラ１２は、例えばマイクロコンピュータを主体にして構成される電子制御装置である。このコントローラ１２には、化学蓄熱器１の温度センサ１０および圧力センサ１１の各検出値が入力されるように構成されている。また、例えば、エンジン２の吸入空気量を検出するエアーフローメータ１３や、エンジン２の冷却水の温度を検出する水温センサ（図示せず）など、エンジン２すなわち加熱対象部位の昇温状態を推定することが可能な各種センサの各検出値が入力されるように構成されている。コントローラ１２は、入力された各種データおよび予め記憶させられているデータや計算式等を使用して演算を行う。そして、その演算結果を制御指令信号として開閉バルブ６に出力し、開閉バルブ６の開度や開閉の状態を制御するように構成されている。
【００３０】
この化学蓄熱器１を用いた暖機システムでは、開閉バルブ６を開けて、吸着器４に保持していた反応媒体８を反応器３側へ移動させると、蓄熱材７に反応媒体８が供給され、それら蓄熱材７と反応媒体８との化学反応が進行して発熱する。したがって、化学蓄熱器１は、蓄熱材７を充填した反応器３から蓄熱材７と反応媒体８との発熱反応によって発生した熱を放熱することにより、加熱対象部位を加熱する。図１に示す例では、エンジン２のシリンダブロック２ａを暖機する。
【００３１】
一方、蓄熱材７と反応媒体８との化合物の温度が上昇して脱離温度に達すると、化合物から反応媒体８が脱離し、その際に吸熱する。脱離した反応媒体８は、反応器３と吸着器４との間の圧力差によって吸着器４側へ移動し、吸着器４内の吸着材９に吸着される。その状態で開閉バルブ６を閉じることにより、反応媒体８が吸着器４内に保持される。したがって、化学蓄熱器１は、吸着器４内に保持して貯留した反応媒体８を再び蓄熱材７と反応させて発熱させることが可能な状態になる。すなわち、化学的に蓄熱された状態になる。
【００３２】
上記のように、この化学蓄熱器１のコントローラ１２では、開閉バルブ６の動作を制御することにより、化学蓄熱器１によって加熱対象部位を加熱するタイミングや放熱量を制御することができる。さらに、この化学蓄熱器１のコントローラ１２は、加熱対象部位を速やかに昇温することができ、かつ、化学蓄熱器１における放熱および吸熱（蓄熱）を適切に実施することができるように構成されている。
【００３３】
この化学蓄熱器１による放熱および吸熱を適切なタイミングで実施するためにコトローラ１０で実行される制御の一例を、図２に示してある。この図２のフローチャートに示すルーチンは、例えば、開閉バルブ６を開いて化学蓄熱器１で放熱していること、または、エンジン２が稼動してシリンダブロック２ａすなわち加熱対象部位の温度が上昇していることの少なくともいずれかにより、蓄熱材７の温度が上昇している場合に実行される。具体的には、図３のタイムチャートにおいて時刻ｔ11以前に示しているように、蓄熱材７の温度変化が上昇傾向である場合に実行される。
【００３４】
図２のフローチャートにおいて、先ず、蓄熱材７の温度（より詳細には、蓄熱材７と反応媒体８との化合物の温度）が、吸熱可能温度Ｔ１に到達したか否かが判断される（ステップＳ１）。言い換えると、反応媒体８の脱離が可能な状態であるか否かが判断される。この制御における吸熱可能温度Ｔ１は、前述したように、蓄熱材７と反応媒体８との化合物から反応媒体８が脱離する際に吸熱することが可能になる下限の温度である。すなわち、吸熱可能温度Ｔ１は、蓄熱材７と反応媒体８との化合物からの反応媒体８の脱離が可能になる下限の脱離温度である。したがって、この吸熱可能温度Ｔ１が、この発明における第１温度に相当している。
【００３５】
反応器３内の蓄熱材７の温度が吸熱可能温度Ｔ１よりも低く、反応媒体８の脱離が可能な状態ではないことにより、このステップＳ１で否定的に判断された場合は、以降の制御を実行することなく、このルーチンがリターンされる。それに対して、反応器３内の蓄熱材７の温度が吸熱可能温度Ｔ１以上となり、反応媒体８の脱離が可能な状態であることにより、ステップＳ１で肯定的に判断された場合には、ステップＳ２へ進む。
【００３６】
ステップＳ２では、化学蓄熱器１の開閉バルブ６に対して閉弁指示が出力され、開閉バルブ６が閉じられる。開閉バルブ６が開いていて化学蓄熱器１が放熱状態となっている場合は、開閉バルブ６が一旦閉じられる。既に開閉バルブ６が閉じられている場合には、その開閉バルブ６を閉じた状態が維持される。したがって、化学蓄熱器１の吸熱は行われない。
【００３７】
具体的には、図３のタイムチャートに示すように、化学蓄熱器１は、時刻ｔ11で蓄熱材７の温度が吸熱可能温度Ｔ１に到達していることにより、反応媒体８の脱離が可能な状態になっている。すなわち、吸熱が可能な状態になっている。従来の化学蓄熱装置では、前述の図６のタイムチャートの時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間で示したように、蓄熱材の温度が吸熱可能温度に到達することによって化学蓄熱装置が吸熱状態になる。化学蓄熱装置が吸熱状態になると、その吸熱が行われる間は、蓄熱材の温度上昇が鈍化してしまう、もしくは、蓄熱材の温度上昇が止まってしまう。そのため、蓄熱材の温度を目標温度まで上昇させるのに要する時間、すなわち、最終的に、加熱対象部位を所望する温度（目標温度）まで昇温するために要する時間が長くなってしまう。これに対して、このステップＳ２では、蓄熱材７の温度が吸熱可能温度Ｔ１に到達して化学蓄熱器１の吸熱が可能な状態になった場合であっても、化学蓄熱器１を吸熱状態へ移行させないために、開閉バルブ６が閉じられる（もしくは閉弁状態が維持される）。したがって、図３のタイムチャートに示すように、蓄熱材７の温度は、時刻ｔ11で吸熱可能温度Ｔ１に到達した後も、温度上昇が鈍化したり停止したりすることなく、時刻ｔ12で後述する目標温度Ｔ２に到達するまで上昇する。そのため、蓄熱材７の温度を目標温度Ｔ２まで早期に上昇させることができ、ひいては、加熱対象部位（シリンダブロック２ａ）を所望する温度まで早期に昇温（暖機）することができる。
【００３８】
続いて、蓄熱材７の温度が、目標温度Ｔ２に到達したか否かが判断される（ステップＳ３）。この制御における目標温度Ｔ２は、上記の吸熱可能温度Ｔ１よりも高い温度であり、かつ、加熱対象部位を所望する温度まで昇温するために必要な蓄熱材７の温度として予め設定されている。したがって、この目標温度Ｔ２が、この発明における第２温度に相当している。この目標温度Ｔ２は、例えば、実験やシミュレーション等の結果を基に設計的に求められる。また、例えば、吸熱材７および反応媒体８の成分や配合あるいは含有量等をそれぞれ調整することにより、目標温度Ｔ２が吸熱可能温度Ｔ１よりも高い温度となるように、吸熱可能温度Ｔ１を調整して設定することも可能である。
【００３９】
蓄熱材７の温度が目標温度Ｔ２に到達したことにより、このステップＳ３で肯定的に判断された場合は、ステップＳ４へ進む。ステップＳ４では、開閉バルブ６に対して開弁指示が出力され、開閉バルブ６が開かれる。その結果、脱離した反応媒体８が、反応器７から吸着器４側へ移動し、吸着材９に吸着される。すなわち、化学蓄熱器１による吸熱が開始される。
【００４０】
続いて、蓄熱材７の温度が再び上昇したか否かが判断される（ステップＳ５）。例えば、蓄熱材７の温度の上昇勾配が閾値として予め定めた所定値（正の数）以上となった場合に、蓄熱材７の温度が再び上昇したと判断される。図３のタイムチャートの時刻ｔ12から時刻ｔ13までの期間で示すように、上記のステップＳ４で開閉バルブ６が開かれることにより、化学蓄熱器１が吸熱状態になる（時刻ｔ12）。化学蓄熱器１の吸熱状態では、反応媒体８が脱離する際に吸熱する。そして、反応媒体８の脱離が完了することによって吸熱が完了する（時刻ｔ13）。化学蓄熱器１による吸熱が完了すると、この場合は、加熱対象部位としてエンジン２のシリンダブロック２ａに化学蓄熱器１の反応器３が取り付けられていることから、エンジン２の排熱によって蓄熱材７の温度が再び上昇する。そのため、このステップＳ５では、蓄熱材７の温度が再び上昇することにより、化学蓄熱器１の吸熱が完了したと判断される。
【００４１】
したがって、未だ蓄熱材７の温度が上昇していないことにより、このステップＳ５で否定的に判断された場合は、前述のステップＳ４へ戻る。この場合のステップＳ４では、開閉バルブ６を開いた状態が継続される。すなわち、化学蓄熱器１の吸熱は未だ完了していないと判断され、その吸熱状態が維持される。
【００４２】
そして、蓄熱材７の温度が再び上昇したことにより、ステップＳ５で肯定的に判断された場合には、ステップＳ６へ進む。ステップＳ６では、化学蓄熱器１の吸熱が完了したと判断されたことにより、開閉バルブ６に対して閉弁指示が出力され、開閉バルブ６が閉じられる。それによって化学蓄熱器１による吸熱が終了させられる。そしてその後、このルーチンがリターンされる。
【００４３】
一方、蓄熱材７の温度が、吸熱可能温度Ｔ１以上となったものの、未だ目標温度Ｔ２に到達していないことにより、前述のステップＳ３で否定的に判断された場合には、ステップＳ７へ進む。ステップＳ７では、蓄熱材７の温度が上昇しているか否かが判断される。例えば、蓄熱材７の温度の変化勾配が、０よりも大きい、もしくは、閾値として予め定めた正の所定値以上である場合に、蓄熱材７の温度は上昇している（上昇傾向が維持されている）と判断される。また、蓄熱材７の温度の変化勾配が、０よりも小さい、もしくは、閾値として予め定めた負の所定値以下である場合に、蓄熱材７の温度は低下していると判断される。そして、蓄熱材７の温度の変化勾配が、０である、もしくは、上記の負の所定値よりも大きくかつ正の所定値未満である場合には、蓄熱材７の温度は一定であると判断される。
【００４４】
蓄熱材７の温度が上昇していることにより、このステップＳ７で肯定的に判断された場合は、ステップＳ８へ進む。ステップＳ８では、開閉バルブ６に対して閉弁指示が出力され、開閉バルブ６が閉じられる。この場合は、前述のステップＳ２で閉じられた開閉バルブ６の閉弁状態が維持される。または、前述のステップＳ２で維持された開閉バルブ６の閉弁状態が引き続き維持される。
【００４５】
このステップＳ８で開閉バルブ６が閉じられると、その後、このルーチンがリターンされる。上記のようにステップＳ８で開閉バルブ６を閉じる（もしくは開閉バルブ６を閉じた状態を維持する）制御は、例えば、図３のタイムチャートの時刻ｔ11と時刻ｔ12との間で示すように、蓄熱材７の温度が、吸熱可能温度Ｔ１と目標温度Ｔ２との間で上昇している際に実行される。あるいは、後述する図４のタイムチャートに示すように、蓄熱材７の温度が、時刻ｔ21で吸熱可能温度Ｔ１を上回った後に時刻ｔ22と時刻ｔ23との間で一旦低下するような場合は、時刻ｔ23と時刻ｔ24との間で示すように、蓄熱材７の温度が、吸熱可能温度Ｔ１と目標温度Ｔ２との間で再び上昇する際に実行される。
【００４６】
上記のように、このステップＳ８では、吸熱可能温度Ｔ１と目標温度Ｔ２との間で蓄熱材７の温度が上昇している際に開閉バルブ６を閉じることにより、前述のステップＳ２で開閉バルブ６を閉じる場合と同様に、蓄熱材７の温度を目標温度Ｔ２まで早期に上昇させることができる。その結果、加熱対象部位を所望する温度まで早期に昇温（暖機）することができる。
【００４７】
なお、図３のタイムチャートの時刻ｔ12、あるいは、図４のタイムチャートの時刻ｔ24で示すように、蓄熱材７の温度が目標温度Ｔ２に到達することにより、開閉バルブ６が開かれる。すなわち、この場合は、このルーチンがリターンされた後に前述のステップＳ４へ進むことになる。そして、ステップＳ４で開閉バルブ６が開かれて、化学蓄熱器１による吸熱が開始される。
【００４８】
一方、蓄熱材７の温度が上昇していないこと、すなわち、蓄熱材７の温度が低下しているもしくは蓄熱材７の温度が一定であることにより、前述のステップＳ７で否定的に判断された場合には、ステップＳ９へ進む。ステップＳ９では、開閉バルブ６に対して開弁指示が出力され、開閉バルブ６が開かれる。その結果、脱離した反応媒体８が、反応器７から吸着器４側へ移動し、吸着材９に吸着される。すなわち、化学蓄熱器１による吸熱が開始される。
【００４９】
例えば、図４のタイムチャートに示すように、蓄熱材７の温度が、時刻ｔ21で吸熱可能温度Ｔ１以上となったものの、目標温度Ｔ２に到達に到達する前に、時刻ｔ22で低下し始めた状態では、蓄熱材７の温度が吸熱可能温度Ｔ１に達していることから反応媒体８の脱離が進行している。したがって、この状態で、仮に開閉バルブ６を閉じたままにしておくと、反応器３内の圧力が過剰に上昇してしまうおそれがある。そのため、このステップＳ９では、開閉バルブ６が開かれて、化学蓄熱器１による吸熱が開始される。開閉バルブ６が開かれることにより、脱離した反応媒体８は吸着器４内に吸着される。その結果、上記のような反応器３内の過剰な圧力の上昇を抑制することができる。
【００５０】
なお、ステップＳ７では、上記のように、蓄熱材７の温度が一定であると判断したことにより、蓄熱材７の温度は上昇していないと判断し、直ちにステップＳ９へ進んでもよい。あるいは、蓄熱材７の温度が一定であると判断した状態が、予め定めた所定時間以上継続していることにより、蓄熱材７の温度は上昇していないと判断し、ステップＳ９へ進むように制御してもよい。
【００５１】
続いて、蓄熱材７の温度が、吸熱可能温度Ｔ１未満になったか否かが判断される（ステップＳ１０）。蓄熱材７の温度が吸熱可能温度Ｔ１未満になっていない、すなわち、蓄熱材７の温度が未だ吸熱可能温度Ｔ１を下回っていないことにより、このステップＳ１０で否定的に判断された場合は、以降の制御を実行することなく、このルーチンがリターンされる。
【００５２】
なお、上記のように、ステップＳ１０で蓄熱材７の温度は未だ吸熱可能温度Ｔ１を下回っていないと判断された後に、例えば、図４のタイムチャートの時刻ｔ23から時刻ｔ24までの期間、あるいは、図５のタイムチャートの時刻ｔ23から時刻ｔ31までの期間で示すように、低下していた（もしくは一定であった）蓄熱材７の温度が再び上昇する場合は、前述のステップＳ８へ進むことになる。そして、ステップＳ８で再び開閉バルブ６が閉じられる。
【００５３】
一方、蓄熱材７の温度が吸熱可能温度Ｔ１未満になったことにより、ステップＳ１０で肯定的に判断された場合には、ステップＳ１１へ進む。ステップＳ１１では、開閉バルブ６に対して閉弁指示が出力され、開閉バルブ６が閉じられる。この場合は、前述のステップＳ１１で開けられた開閉バルブ６が、再び閉じられる。
【００５４】
具体的には、図５のタイムチャートに示すように、低下していた蓄熱材７の温度が、時刻ｔ32で吸熱可能温度Ｔ１よりも低くなることにより、開閉バルブ６が閉じられ、化学蓄熱器１による吸熱が終了させられる。この場合は、蓄熱材７の温度が吸熱可能温度Ｔ１よりも低くなったことにより、反応媒体８の脱離の進行が止まっている。したがって、このステップＳ１１で開閉バルブ６が閉じられることにより、それ以前に脱離した反応媒体８は、吸着器４内の吸着材９に吸着された状態に維持される。すなわち、化学蓄熱器１による蓄熱状態が維持される。
【００５５】
このステップＳ１１で開閉バルブ６が閉じられると、その後、このルーチンを一旦終了する。この場合は、蓄熱材７の温度が低下している状態である。そのため、この後に、蓄熱材７の温度が上昇する状態になるまで、この図２のフローチャートで示すルーチンの実行が中断される。
【００５６】
なお、上記のようにコントローラ１２によって実行される制御において、蓄熱材７の温度は、前述の温度センサ１０で検出した実測の温度以外に、その他のセンサの検出値等から推定した推定温度を用いることもできる。例えば、前述の圧力センサ１１で反応器３と開閉バルブ６との間の配管５内の圧力を検出し、その圧力の検出値を基に推定した蓄熱材７の推定温度を、蓄熱材７の温度として用いることができる。また、エンジン２の吸入空気量を検出するエアーフローメータ１３や、エンジン２の冷却水の温度を検出する水温センサ（図示せず）など、エンジン２すなわち加熱対象部位の昇温状態を推定することが可能な各種センサの検出値に基づいて、蓄熱材７の温度を推定することができる。そして、その推定温度を、蓄熱材７の温度として用いることができる。例えば、エアーフローメータ１３によって検出したエンジン２の積算吸入空気量から、エンジン２の発熱量を求めることができ、その発熱量に基づいてシリンダブロック２ａすなわち加熱対象部位の昇温状態を推定することができる。具体的には、シリンダブロック２ａの温度、あるいは、シリンダブロック２ａから放熱される熱量などを算出することができる。そして、そのような加熱対象部位の昇温状態から推定した推定温度を、蓄熱材７の温度として用いることができる。
【００５７】
上記のように、温度センサ１０で検出した実測の温度以外の推定温度を用いることが可能なことにより、例えば、複数の温度データで互いに検証した値を蓄熱材７の温度として用いることができ、制御の精度を向上することができる。また、仮に温度センサ１０が故障した場合のフェールセーフの機能を持たせることができる。そのため、蓄熱材７の温度に基づいた上述したような各制御を、適切に実行することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１…化学蓄熱器、  ２…エンジン、  ２ａ…シリンダブロック（加熱対象部位）、  ２ｂ…オイルパン、  ３…反応器、  ４…吸着器、  ５…配管、  ５ａ…第１配管、  ５ｂ…第２配管、  ６…開閉バルブ（バルブ機構）、  ７…蓄熱材、  ８…反応媒体、  ９…吸着材、  １０…温度センサ、  １１…圧力センサ、  １２…コントローラ（ＥＣＵ）、  １３…エアーフローメータ。
【図１】
2017180976.tif 000003
【図２】
2017180976.tif 000004
【図３】
2017180976.tif 000005
【図４】
2017180976.tif 000006
【図５】
2017180976.tif 000007
【図６】
2017180976.tif 000008