(57)【要約】【課題】蓄熱装置が有する蓄熱材の容量が大きい場合でも、蓄熱および放熱を短時間で効率的に行うことができ、暖機対象機関の早期暖機を効果的に行えるようにする。【解決手段】過冷却状態で蓄熱が可能な潜熱蓄熱材２０を有する蓄熱装置１０を備えた車両用暖機システム１であって、蓄熱装置１０は、自動変速機４０の作動油が流れる作動油流通室１７と、蓄熱材２０を収容した複数の蓄熱材収容室１６（１６−１〜１６−５）とを有し、蓄熱材収容室１６−１〜１６−５は、作動油流通室１７における作動油の流れ方向に沿って順に配列されている。この蓄熱装置１０では、蓄熱材収容室１６−１〜１６−５に収容された各蓄熱材２０において、作動油からの熱供給による蓄熱（融解）、あるいは発核装置２５の発核動作による放熱（固化）が行われる時期を蓄熱材収容室１６−１〜１６−５の配列の順に異ならせるようにした。【選択図】図１
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【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過冷却解除手段と、を有してなる蓄熱装置と、
暖機対象機関と前記蓄熱装置との間で熱伝達媒体を流通させる熱伝達媒体流路と、を備え、
前記蓄熱装置は、
前記熱伝達媒体流路からの熱伝達媒体が流通する熱伝達媒体流通室と、前記蓄熱要素を収容した複数の蓄熱要素収容室とを有し、
前記複数の蓄熱要素収容室は、前記熱伝達媒体流通室を流通する前記熱伝達媒体の流れ方向に沿って順に配列されており、
前記複数の蓄熱要素収容室に収容された各蓄熱要素において、前記熱伝達媒体からの熱供給による蓄熱、あるいは過冷却状態の解除による放熱が行われる時期を前記蓄熱要素収容室の配列の順に異ならせるようにしたことを特徴とする車両用暖機システム。
【請求項２】
前記熱伝達媒体からの熱供給による前記各蓄熱要素の蓄熱は、前記熱伝達媒体の流れ方向の上流側から下流側の順で行われ、
前記過冷却解除手段による前記各蓄熱要素の過冷却状態の解除は、前記熱伝達媒体の流れ方向の下流側から上流側の順で行われ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】
前記過冷却解除手段は、前記複数の蓄熱要素収容室それぞれに設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用暖機システム。
【請求項４】
前記熱伝達媒体流通室は、前記熱伝達媒体の流れが直線状になるように形成されており、前記複数の蓄熱要素収容室は、該直線状の流れに沿って配列されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の車両用暖機システム。
【請求項５】
前記熱伝達媒体流通室は、前記熱伝達媒体の流れが屈曲箇所を有する屈曲線状になるように形成されており、前記複数の蓄熱要素収容室は、該屈曲線状の流れに沿って配列されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の車両用暖機システム。
【請求項６】
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過冷却解除手段と、を有してなる蓄熱装置と、
暖機対象機関と前記蓄熱装置との間で熱伝達媒体を流通させる熱伝達媒体流路と、を備え、
前記蓄熱装置は、
前記熱伝達媒体流路からの熱伝達媒体が流通する熱伝達媒体流通室と、前記蓄熱要素を収容した複数の蓄熱要素収容室とを有し、前記過冷却解除手段は、前記複数の蓄熱要素収容室それぞれに設けられており、
前記過冷却解除手段を制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、車両の運転が行われる際、前記複数の蓄熱要素収容室に収容された各蓄熱要素のうち、過冷却状態の解除により放熱を行わせる蓄熱要素の数を所定の判断基準に従って決定し、該決定に基づいて前記過冷却解除手段を制御することを特徴とする車両用暖機システム。
【請求項７】
前記判断基準は、過去の車両の運転における所定期間内の１回の運転時間であることを特徴とする請求項６に記載の車両用暖機システム。
【請求項８】
前記判断基準は、過去の車両の運転における曜日ごとの１回の運転時間であることを特徴とする請求項６に記載の車両用暖機システム。
【請求項９】
前記判断基準は、過去の車両の運転における所定期間内の前記蓄熱要素の蓄熱完了率であることを特徴とする請求項６に記載の車両用暖機システム。
【請求項１０】
前記判断基準は、過去の車両の運転における曜日ごとの前記蓄熱要素の蓄熱完了率であることを特徴とする請求項６に記載の車両用暖機システム。
【請求項１１】
外気温を検出する外気温検出手段を備え、
前記判断基準は、前記外気温検出手段で検出した外気温であることを特徴とする請求項６に記載の車両用暖機システム。
【請求項１２】
前記熱伝達媒体は、内燃機関の冷却水であることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の車両用暖機システム。
【請求項１３】
前記熱伝達媒体は、内燃機関の潤滑油であることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の車両用暖機システム。
【請求項１４】
前記熱伝達媒体は、内燃機関から排出される排気ガスであることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の車両用暖機システム。
【請求項１５】
前記熱伝達媒体は、変速機の作動油であることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の車両用暖機システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関や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（エンジン）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、内燃機関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を利用すれば、車両の始動時における内燃機関や自動変速機の早期暖機、あるいは車内の即効暖房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】
ところで、上記のような蓄熱装置では、暖機対象機関から流通する熱伝達媒体との熱交換による蓄熱・放熱を行う蓄熱材（蓄熱要素）として、過冷却状態で蓄熱が可能な潜熱蓄熱材（過冷却蓄熱材）を備えたものがある。このような過冷却蓄熱材は、熱伝達媒体からの熱供給により、熱を蓄熱して固相から液相へ相変化（融解）し、その後の温度低下により、液相の状態を保ったまま過冷却状態となる。一方、過冷却解除手段による過冷却状態の解除により、蓄熱を放出して液相から固相へ相変化（固化）するようになっている。ところが、このような過冷却蓄熱材では、蓄熱の際、蓄熱材中に固体（結晶）状態の箇所が残存している状態で熱供給が停止されると、その後の温度低下で固化が進行し、過冷却状態を維持できずに蓄熱を放出してしまうという問題がある。そのため、蓄熱材への蓄熱を行う際には、蓄熱材中に固体状態の箇所が無くなるように、蓄熱材の全体を完全に融解させる必要がある。
【０００４】
また、蓄熱装置の暖機対象である内燃機関や駆動系機関あるいは車内暖房装置は、いずれもその熱容量が大きいため、それらの暖機には大きな熱エネルギーが必要である。したがって、蓄熱装置が有する蓄熱材の容量を大きくする必要がある。しかしながら、蓄熱材の容量を大きくすると、蓄熱に要する時間が長くなる。そうすると、内燃機関などの運転時間が短い場合などは、蓄熱材のへの蓄熱が完了しない（蓄熱材の全体が完全に融解しない）確率が高くなってしまう。
【０００５】
また、容量の大きな蓄熱材を備える蓄熱装置では、蓄熱材の容積に比して熱伝達媒体との接触面積が少ないことなどにより、蓄熱材と熱伝達媒体との間の熱移動が効率良く行われないおそれがある。したがって、この熱移動が効率良く行われるような工夫をすれば、蓄熱材の放熱による熱伝達媒体の加温、あるいは熱伝達媒体からの熱供給による蓄熱材の蓄熱をより高い効率で行えるようになる。
【０００６】
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、蓄熱装置が有する蓄熱材の容量が大きい場合でも、蓄熱および放熱を短時間で効率的に行うことができ、暖機対象機関の早期暖機や車内の即効暖房を効果的に行え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】
【０００７】
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過冷却解除手段（２５）と、を有してなる蓄熱装置（１０）と、暖機対象機関（３０，４０）と蓄熱装置（１０）の間で熱伝達媒体を流通させる熱伝達媒体流路（３１，３４，３６，４１）と、を備え、蓄熱装置（１０）は、熱伝達媒体流路（３１，３４，３６，４１）からの熱伝達媒体が流通する熱伝達媒体流通室（１４，１５，１７，１８）と、蓄熱要素（２０）を収容した複数の蓄熱要素収容室（１６−１〜１６−５）とを有し、複数の蓄熱要素収容室（１６−１〜１６−５）は、熱伝達媒体流通室（１４，１５，１７，１８）を流通する熱伝達媒体の流れ方向に沿って順に配列されており、複数の蓄熱要素収容室（１６−１〜１６−５）に収容された各蓄熱要素（２０）において、熱伝達媒体からの熱供給による蓄熱、あるいは過冷却状態の解除による放熱が行われる時期を蓄熱要素収容室（１６−１〜１６−５）の配列の順に異ならせることを特徴とする。この場合、熱伝達媒体から各蓄熱要素（２０）への熱供給による蓄熱は、熱伝達媒体の流れにおける上流側から下流側の順に行われ、過冷却解除手段（２５）による各蓄熱要素（２０）の過冷却状態の解除は、その逆である下流側から上流側の順に行われるようにすると良い。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。
【０００８】
本発明にかかる車両用暖機システムによれば、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を収容した蓄熱要素収容室を複数に分割して設け、これら複数の蓄熱要素収容室を熱伝達媒体流通室における熱伝達媒体の流れ方向に沿って順に配列し、各蓄熱要素収容室に収容された蓄熱要素が蓄熱あるいは放熱を行う時期を蓄熱要素収容室の配列の順に異ならせるように構成した。これにより、蓄熱要素の全容量が大きい場合でも、分割して収容した各蓄熱要素において順に蓄熱を行うことができるので、蓄熱要素の蓄熱を効率良く完了させることが可能となる。
また、蓄熱材の放熱を行わせる際は、蓄熱とは逆の順で放熱を行わせることで、複数の蓄熱要素の中に蓄熱未完了のものがある場合でも、蓄熱要素から一旦熱伝達媒体に与えられた熱を蓄熱未完了の蓄熱要素に奪われずに済む。したがって、蓄熱要素と熱伝達媒体の間での熱移動の効率を高めることができ、暖機対象機関の暖機を効果的に行うことができるようになる。
これらにより、蓄熱装置が有する蓄熱要素の容量が大きい場合でも、蓄熱および放熱を短時間で効率的に行うことができ、暖機対象機関の早期暖機や車内の即効暖房を効果的に行えるようになる。
【０００９】
また、上記の車両用暖機システムでは、過冷却解除手段（２５）は、複数の蓄熱要素収容室（１６−１〜１６−５）それぞれに設けるようにすると良い。これにより、各蓄熱要素収容室に収容された蓄熱要素において過冷却状態の解除による放熱が行われる時期を蓄熱要素収容室の配列の順に異ならせことが可能となる。また、車両の運転が短時間の場合や断続的に行われる場合などには、一部の蓄熱材収容室の蓄熱要素のみ放熱させたり、各蓄熱要素収容室の蓄熱要素を段階的に放熱させたりすることが可能となるので、蓄熱のエネルギーを効率的に利用できるようになる。
【００１０】
また、上記の車両用暖機システムでは、熱伝達媒体の流れが直線状になるように熱伝達媒体流通室（１４）が形成されている場合、複数の蓄熱要素収容室（１６−１〜１６−５）は、該直線状の流れに沿って配列する。また、熱伝達媒体の流れが屈曲線状になるように熱伝達媒体流通室（１４）が形成されている場合、複数の蓄熱要素収容室（１６−１〜１６−４）は、該屈曲線状の流れに沿って配列する。こうすることで、熱伝達媒体の流れに沿って蓄熱要素を順に配列でき、配列した順に各蓄熱要素の蓄熱が行われるようになる。
【００１１】
また、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過冷却解除手段（２５）と、を有してなる蓄熱装置（１０）と、暖機対象機関（３０，４０）と蓄熱装置（１０）の間で熱伝達媒体を流通させる熱伝達媒体流路（３１，３４，３６，４１）と、を備え、蓄熱装置（１０）は、熱伝達媒体流路（３１，３４，３６，４１）からの熱伝達媒体が流通する熱伝達媒体流通室（１４，１５，１７，１８）と、蓄熱要素（２０）を収容した複数の蓄熱要素収容室（１６）とを有し、過冷却解除手段（２５）は、複数の蓄熱要素収容室（１６）それぞれに設けられており、過冷却解除手段（２５）を制御する制御手段（５０）を備え、制御手段（５０）は、車両の運転が行われる際、複数の蓄熱要素収容室（１６）に収容された各蓄熱要素（２０）のうち、過冷却状態の解除により放熱を行わせる蓄熱要素（２０）の数を所定の判断基準に従って決定し、該決定に基づいて各過冷却解除手段（２５）を制御することを特徴とする。
【００１２】
既述したように、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は、完全融解せず結晶部分が残っていると、過冷却状態を維持できず熱を放出してしまう。そのため、従来は、車両の運転が比較的短時間で蓄熱要素が完全融解する前に車両が停止した場合は、車両の再始動時に蓄熱要素による暖機を行えないおそれがあった。そこで、本発明の車両用暖機システムでは、分割して配置した複数の蓄熱要素を備え、かつ車両の始動時に放熱させる蓄熱要素の数を調節できるようにした。これにより、例えば、前回の車両の運転が短時間であって一部の蓄熱要素の蓄熱が未完了である（完全融解していない）場合でも、車両の始動時に、蓄熱が完了している蓄熱要素のみ放熱させることが可能となる。したがって、車両の再始動時に蓄熱要素による暖機が行えない状況を回避でき、暖機対象機関の暖機を効率良く行えるようになる。
【００１３】
また、各蓄熱要素の蓄熱が完了している場合であっても、過去の車両の使用状況において、毎回の運転が比較的短時間であるときなどは、車両の始動時にいずれかの蓄熱要素のみを放熱させるようにすることが可能である。これにより、例えば、短時間の運転を頻繁に繰り返すような方法で車両が使用される場合でも、毎回の始動時に暖機対象機関の暖機を小刻みに行えるようになるので、蓄熱のエネルギーを効率的に利用でき、毎回の車両の始動をスムーズにできる。
【００１４】
また、本発明の熱伝達媒体である内燃機関の潤滑油や変速機の作動油は、車両始動時の低温状態では粘度が高いため、潤滑系統や変速機で発生するフリクションが大きく、車両の燃費が悪化する一因となっている。しかしながら、潤滑油や作動油は、温度上昇に伴い粘度が指数関数的に低下する性質を有しているため、低温の領域では、高温の領域と比較して、同じ幅の温度上昇でもフリクション低減の効果が大きい。したがって、毎回の車両始動時に、複数に分割した蓄熱要素のいずれかを放熱させることで、低温の潤滑油や作動油を小刻みに加温できるようにすれば、車両の始動時に潤滑系統や変速機で発生するフリクションを効果的に低減できるようになるので、車両の燃費を大幅に改善することが可能となる。
【００１５】
また、上記の車両用暖機システムでは、車両の始動時に放熱させる蓄熱要素の数を判断するための判断基準として、例えば、過去の車両の運転における所定期間内の１回の運転時間、曜日ごとの１回の運転時間、所定期間内の蓄熱要素の蓄熱完了率、曜日ごとの蓄熱要素の蓄熱完了率、外気温検出手段で検出した外気温、などを用いるとよい。なお、ここでいう蓄熱完了率とは、過去に行った車両の一定回数の運転中、蓄熱要素への蓄熱が完了した運転回数の割合を示す。
すなわち、過去の車両の運転状況において、蓄熱要素への蓄熱が完了しない短時間運転の割合が所定の基準以上であれば、毎回の車両の始動において、全部の蓄熱要素を一度に放熱させるのではなく、一部の蓄熱要素だけを放熱させるようにする。その一方で、短時間運転の割合が所定の基準未満であれば、車両の始動において、複数あるいは全部の蓄熱要素を一度にまとめて放熱させるようにする。
また、実際の車両の使用状況では、例えば平日と休日など曜日ごとで１回の運転時間、運転距離の傾向が異なる場合が多い。そのため、曜日ごとの過去の車両の運転状況に応じて放熱させる蓄熱要素の数を決定すれば、実際の車両の使用状況に応じた適切な暖機を行うことが可能となり、蓄熱のエネルギーをより効率的に利用できるようになる。
【００１６】
また、上記の車両用暖機システムでは、蓄熱装置（１０）へ流通させる熱伝達媒体は、内燃機関（３０）の冷却水、内燃機関（３０）の潤滑油、内燃機関（３０）から排出される排気ガス、あるいは変速機（４０）の作動油とすることができる。これらにより、内燃機関や駆動系機関の早期暖機を効果的に行えるようになる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明にかかる車両用暖機システムによれば、蓄熱要素の容量が大きい場合でも、蓄熱および放熱を短時間で効率良く行うことができ、蓄熱要素と熱伝達媒体の間での熱移動の効率を高めることができるので、暖機対象機関の早期暖機や車内の即効暖房を効果的に行えるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
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。
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１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。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に形成された水ジャケット（図示せず）から導出され、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３２が介装されている。冷却水ポンプ３２は、エンジン３０のクランク軸（図示せず）の回転に連動して駆動するようになっている。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。蓄熱装置１０は、詳細な構成は後述するが、冷却水循環路３１に連通する冷却水流通室１５と、蓄熱材２０を収容した蓄熱材収容室１６と、作動油循環路４１に連通する作動油流通室１７とを備えている。
【００１９】
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、電子制御ユニット（以下、ＥＣＵという。）５０によって作動を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。
【００２０】
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を備えている。外気温センサ５４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。
【００２１】
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。
【００２２】
また、エンジン３０の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、冷却水の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。
【００２３】
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。
【００２４】
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、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、冷却水をラジエター４７へ導くように制御する。
【００２５】
ＥＣＵ５０には、無線により外部機器と交信が可能な受信装置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／オフ信号を遠隔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でその信号が受信され、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。
【００２６】
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、複数個（図３では５個）の部材１３−１〜１３−５に分割されている。各仕切部材１３−１〜１３−５は、中間部材１２の内部においてその長手方向に沿って順に配列されている。各仕切部材１３−１〜１３−５は、内部に収納空間を有する形状に形成されており、対向する一対の側面には複数のフィン１３ａが形成されている。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（短手方向）に所定間隔で配列されている。フィン１３ａの間には、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。
【００２７】
上記の各部材で構成される蓄熱装置１０では、筐体１１と中間部材１２の間は、冷却水循環路３１から導入された冷却水が流通する冷却水流通室１５になっており、中間部材１２と各仕切部材１３−１〜１３−５の間は、作動油循環路４１から導入された作動油が流通する作動油流通室１７になっており、各仕切部材１３−１〜１３−５の内部は、蓄熱材２０が密封状態で充填される蓄熱材収容室１６−１〜１６−５になっている。蓄熱材収容室１６−１〜１６−５（仕切部材１３−１〜１３−５）は、作動油流通室１７内で作動油の流通方向（図３（ａ）に示すＸ方向）に沿って所定間隔で直線状に配列されている。
【００２８】
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、作動油流通室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、それぞれ冷却水流通室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。
【００２９】
この蓄熱装置１０では、蓄熱材収容室１６と作動油流通室１７とが隣接して配置され、かつ、作動油流通室１７と冷却水流通室１５とが隣接して配置されている。したがって、蓄熱材収容室１６の蓄熱材２０と作動油流通室１７の作動油との間で直接的に熱交換を行え、かつ、作動油流通室１７の作動油と冷却水流通室１５の冷却水との間で直接的に熱交換を行える。なお、冷却水流通室１５の作動油と蓄熱材収容室１６の蓄熱材２０との間でも、作動油流通室１７の作動油を介して間接的に熱交換が行える。
【００３０】
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。
【００３１】
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。したがって、蓄熱材２０は、作動油あるいは冷却水など熱伝達媒体からの熱供給により、熱を蓄熱して固相から液相へ相変化（融解）し、その後の温度低下により、液相の状態を保ったまま過冷却状態となる。一方、発核装置２５による過冷却状態の解除により、蓄熱を放出して液相から固相へ相変化（固化）する。
【００３２】
蓄熱材収容室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。発核装置２５は、蓄熱材収容室１６−１〜１６−５にそれぞれ１個ずつ設置されている。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。
【００３３】
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。
【００３４】
なお、図１に示す蓄熱装置２０では、蓄熱材収容室１６は、作動油流通室１７内で作動油の流通方向（図１に示すＸ方向）に沿って上流側と下流側に１個ずつ設置されている。そして、下流側に設けた蓄熱材収容室１６には、第１蓄熱材２０−１が収容されており、第１蓄熱材２０−１を発核させる第１発核装置２５−１が設置されている。また、上流側に設けた蓄熱材収容室１６には、第２蓄熱材２０−２が収容されており、第２蓄熱材２０−２を発核させる第２発核装置２５−２が設置されている。
【００３５】
図５は、上記構成の暖機システム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。同図に示すように、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が停止している間のモードである。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り、この間、自動変速機４０の作動油が蓄熱材２０によって加熱される。また、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り、この間、自動変速機４０の作動油がエンジン３０の冷却水によって加熱される。また、エンジン３０の冷却水は、電子制御サーモスタット弁３７の開閉制御によって、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の作動油がエンジン３０の冷却水によって冷却される。また、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の開閉制御によって、所定の温度範囲を維持するように制御される。
【００３６】
図６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）。
【００３７】
図７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）。
【００３８】
図８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の有無を判定する（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）。一方、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ＳＴ０−３）。♯ＴＷ３の具体例は、６０℃である。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ＳＴ０−２）。つまり、始動時に冷却水温が十分に高い場合は、蓄熱装置１０によるエンジン３０や自動変速機４０の暖機は不要であると判断して、蓄熱材２０を発核させず、蓄熱装置１０の自己暖機は行わない。一方、冷却水温ＴＷが♯ＴＷ３より低ければ（Ｙ）、発核装置２５がオンであるか否かを判定する（ステップＳＴ０−４）。その結果、発核装置２５がオフであれば（Ｎ）、後述する発核装置制御の手順に従って発核装置２５をオンする（ステップＳＴ０−５）。
【００３９】
一方、先のステップＳＴ０−４で発核装置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ＳＴ０−６）。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ＳＴ０−２）。また、このモード０では、切替バルブ３３はオフにしておき（ステップＳＴ０−７）、電子制御サーモスタット弁３７はオフにしておく（ステップＳＴ０−８）。その後、モード０の手順を終了してメインフローに戻る。
【００４０】
＜発核装置制御：パターン１＞
ここで、図３に示す構成の蓄熱装置２０を例として、図８に示すステップＳＴ０−５における発核装置制御の手順（パターン１）について説明する。パターン１では、作動油流通室１７の流通方向Ｘに沿って下流側（図３に示す上側）の蓄熱材収容室１６−５から上流側（図３に示す下側）の蓄熱材収容室１６−１の順に、所定時間ずつその時期を異ならせて発核装置２５をオンするように制御する。こうすることで、蓄熱材収容室１６−５〜１６−１に収容された各蓄熱材２０が放熱を行う時期を作動油の流通方向Ｘに沿って下流側から上流側の順に異ならせることができる。これにより、複数の蓄熱材２０の中に蓄熱未完了のものがある場合でも、発核装置２５により発核させた蓄熱材２０から一旦作動油に与えられた熱を蓄熱未完了の蓄熱材２０に奪われずに済むようになる。したがって、蓄熱材２０と作動油あるいは冷却水との間の熱移動の効率を高めることができ、自動変速機４０やエンジン３０の暖機、車内暖房を効果的に行うことが可能となる。
【００４１】
＜発核装置制御：パターン２＞
次に、図１に示す構成の蓄熱装置２０を例として、図８のステップＳＴ０−５における発核装置制御の手順（パターン２）について説明する。図９は、この場合の発核装置制御（ステップＳＴ０−５）のサブルーチンを示すフローチャートである。パターン２では、放熱を行わせる蓄熱材２０の数を所定の判断基準に従って決定し、該決定に基づいて発核装置２５を制御する。すなわち、まず、作動油の流通方向Ｘにおける下流側の第１蓄熱材２５−１が蓄熱完了状態であるか否かを判断する（ステップＳＴ１０−１）。その結果、第１蓄熱材２０−１の蓄熱が完了していなければ（Ｎ）、第１発核装置２５−１をオフする（ステップＳＴ１０−２）。この場合は、続けて第２発核装置２５−２をオンし（ステップＳＴ１０−３）、上流側の第２蓄熱材２０−２の過冷却状態を解除する。すなわち、第２蓄熱材２０−２のみ放熱を行わせる。一方、先のステップＳＴ１０−１で、第１蓄熱材２５−１の蓄熱が完了していれば（Ｙ）、第１発核装置２５−１をオンし（ステップＳＴ１０−４）、第１蓄熱材２０−１の過冷却状態を解除する。これにより、第１蓄熱材２０−１の放熱が行われる。この場合は、続けて外気温センサ５４で測定した外気温が所定値以上であるか否かを判断する（ステップＳＴ１０−５）。その結果、外気温が所定値より低ければ（Ｎ）、第２蓄熱材２０−２の過冷却状態を解除する。これにより、第１蓄熱材２０−１と第２蓄熱材２０−２の両方の放熱が行われる。一方、外気温が所定値以上であれば（Ｙ）、続けて、過去の車両の運転状態において、短時間運転が後述する所定の基準以上であるか否かを判断する（ステップＳＴ１０−６）。その結果、短時間運転が基準未満であれば（Ｎ）、第２蓄熱材２０−２の過冷却状態を解除する。これにより、第１蓄熱材２０−１と第２蓄熱材２０−２の両方の放熱が行われる。一方、短時間運転が基準以上であれば（Ｙ）、第２発核装置２５−２をオフし（ステップＳＴ１０−７）、第２蓄熱材２０−２の放熱を行わない。
【００４２】
ここで、図９のステップＳＴ１０−６における短時間運転の判断基準について詳細に説明する。この判断基準の一例として、過去の車両の運転における所定期間内の１回の運転時間を挙げることができる。この１回の運転時間には、所定期間内の複数回の運転における運転時間の平均値などを用いるとよい。この１回の運転時間が所定の基準値未満であれば、短時間運転が基準未満であると判断し、基準値以上であれば、短時間運転が基準以上であると判断する。さらに、この１回の運転時間は、曜日ごとに分けて集計することが可能である。曜日ごとに分けて集計した運転時間を用いる場合は、車両の運転を行っている（現在の）曜日に対応する１回の運転時間が基準値以上であるか否かを判断する。
【００４３】
また、短時間運転の判断基準の他の例として、過去の車両の運転における所定期間内の蓄熱材２０−２の蓄熱完了率を挙げることができる。なお、ここでいう蓄熱完了率とは、過去に行った一定回数の運転において、蓄熱材２０−２への蓄熱が完了（蓄熱材２０−２が完全に融解）した運転回数の割合を示す。すなわち、一例として、過去１０回の車両の運転において蓄熱材２０−２の蓄熱が完了した運転回数が６回以下である場合は、短時間運転が基準以上であると判断し、６回より多い場合は、短時間運転が基準未満であると判断する。さらに、この蓄熱完了率は、曜日ごとに分けて集計することも可能である。曜日ごとに分けて集計した蓄熱完了率を用いる場合は、車両の運転を行っている（現在の）曜日に対応する蓄熱完了率が所定の基準以上であるか否かを判断する。なお、ステップＳＴ１０−６では、第２蓄熱材２０−２の放熱の可否を判断するため、ここでは第２蓄熱材２０−２の蓄熱完了率について説明したが、第１蓄熱材２０−１についての蓄熱完了率も判断することが可能である。
【００４４】
このような判断基準を用いれば、過去の車両の使用状況において、毎回の運転が比較的短時間であるときは、両方の蓄熱材２０−１，２０−２の蓄熱が完了している場合であっても、車両の始動時に第１蓄熱材２０−１のみを放熱させ、第２蓄熱材２０−２は放熱させずに蓄熱を保持しておくことが可能となる。これにより、例えば、短時間の運転を頻繁に繰り返すような方法で運転が行われる車両でも、毎回の始動時にエンジン３０や変速機４０など暖機対象機関の暖機を小刻みに行えるようになり、蓄熱のエネルギーを効率的に利用でき、かつ、毎回の車両の始動をスムーズにできる。
【００４５】
また、過去の車両の運転状況において、蓄熱材２０−２（２０−１）への蓄熱が完了しない短時間運転の割合が基準以上であれば、毎回の車両の始動において、両方の蓄熱材２０−１，２０−２を一度に放熱させるのではなく、一方の蓄熱材２０−２（２０−１）だけを放熱させるようにすることができる。これにより、蓄熱が完了していない蓄熱材２０に対して不要な発核動作を行うことを防止できる。その一方で、短時間運転の割合が基準未満であれば、車両の始動において、両方の蓄熱材２０−１，２０−２を一度にまとめて放熱させることができる。すなわち、短時間運転の割合が少ない場合は、蓄熱材２０に蓄えられた熱を一度に放出させることで、蓄熱のエネルギーをより有効に利用できるようにする。
【００４６】
実際の車両の使用状況では、例えば平日と休日など曜日ごとで１回の運転時間、運転距離の傾向が異なる場合が多い。この点を考慮して、本実施形態のように曜日ごとの車両の運転状況に応じて放熱させる蓄熱材２０の数を決定すれば、実際の車両の使用状況に応じた適切な暖機を行うことが可能となり、蓄熱のエネルギーをより効率的に利用できるようになる。なお、パターン２の発核装置制御は、図１に示すような２個の蓄熱材２０を備えた蓄熱装置２０に限らず、図３に示すような３個以上の蓄熱材２０を備えた蓄熱装置２０で実施することも可能である。
【００４７】
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では、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十分に高い場合は、蓄熱装置１０によるエンジン３０や自動変速機４０の暖機は不要であると判断し、蓄熱材２０を発核させず、蓄熱材２０による冷却水や作動油の加熱を行わない。一方、冷却水温ＴＷが♯ＴＷ３より低ければ（Ｙ）、発核装置２５がオンであるか否かを判定する（ステップＳＴ１−３）。その結果、発核装置２５がオンで無ければ（Ｎ）、発核装置制御の手順に従って複数の発核装置２５をオンする（ステップＳＴ１−４）。ここでの発核装置制御は、先のモード０のステップＳＴ０−５における発核装置制御（パターン１及びパターン２）と同様である。
【００４８】
一方、先のステップＳＴ１−３で発核装置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）。続けて、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ＳＴ１−６）。その結果、外気温が所定温度以下、また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ＳＴ１−７）、蓄熱装置１０から出た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ＳＴ１−８）、蓄熱装置１０から出た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、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ＳＴ１−９）、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。
【００４９】
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では、発核装置２５をオフする（ステップＳＴ２−１）。さらに、切替バルブ３３をオフすることで（ステップＳＴ２−２）、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する（ステップＳＴ２−３）。その結果、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ＳＴ２−４）。♯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ＳＴ２−６）、ラジエターに冷却水を流通させる。一方、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をオンのままとし（ステップＳＴ２−７）、ラジエター４７に冷却水を流通させない。また、先のステップＳＴ２−３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ＳＴ２−５）。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ＳＴ２−６）、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ＳＴ２−７）。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５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。
【００５０】
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、切替バルブ３３はオフであり（ステップＳＴ３−２）、蓄熱装置１０から出た冷却水がヒータコア４５に流通している。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ＳＴ３−３）。♯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する（ステップＳＴ３−４）。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ＳＴ３−５）。冷却水温ＴＷが♯ＴＷ１Ｈ以上であれば（Ｎ）、電子制御サーモスタット弁３７をオフし（ステップＳＴ３−７）、冷却水温ＴＷが♯ＴＷ１Ｌより低ければ（Ｙ）、電子制御サーモスタット弁３７をオンする（ステップＳＴ３−８）。一方、先のステップＳＴ３−４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♯ＴＷ１Ｌより高いか否かを判定する（ステップＳＴ３−６）。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ＳＴ３−７）、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ＳＴ３−８）。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：１０５℃）になるように制御する。
【００５１】
一方、先のステップＳＴ３−３において、作動油温ＴＡＴＦが♯ＴＡＴＦ１Ｈ以上である場合（Ｎ）は、電子制御サーモスタット弁３７が既にオンしているか否かを判定し（ステップＳＴ３−９）、オンしていれば（Ｙ）、冷却水温ＴＷが♯ＴＷ２Ｈより低いか否かを判定する（ステップＳＴ３−１０）。♯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ＳＴ３−１２）、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ＳＴ３−８）。一方、先のステップＳＴ３−９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ＳＴ３−１１）。♯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ＳＴ３−１２）、冷却水温ＴＷが♯ＴＷ２Ｌ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ＳＴ３−８）。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、エンジン３０の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。
【００５２】
ここで、蓄熱材収容室１６内の蓄熱材２０が、モード１における過冷却状態の解除（発核）により固相（放熱完了）状態になっているときは、モード２あるいはモード３において、作動油流通室１７を流通する作動油から熱が供給されることで、蓄熱材２０への蓄熱が行われる。この場合、図３（ａ）に示すように、蓄熱材収容室１６−１〜１６−５は、作動油流通室１７内における作動油流通方向Ｘに沿って順に配列されているので、蓄熱材収容室１６−１〜１６−５に収容された各蓄熱材２０は、上流側の蓄熱材収容室１６−１に収容された蓄熱材２０から優先的に作動油の熱が供給されて、蓄熱（融解）が進行するようになる。そして、上流側の蓄熱材収容室１６−１に収容された蓄熱材２０の蓄熱が完了（全体が融解）したら、その蓄熱材２０への熱供給は停止されるので、それ以降、下流側の蓄熱材収容室１６−２〜１６−５に収容された蓄熱材２０に対して作動油の熱が順次に供給されるようになる。したがって、蓄熱材収容室１６−５〜１６−１に収容された各蓄熱材２０は、作動油流通室１７を流れる作動油の流通方向Ｘに沿って、上流側から下流側の順で蓄熱が行われるようになる。
【００５３】
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によれば、過冷却状態で蓄熱が可能な潜熱蓄熱材２０を収容した蓄熱材収容室１６（１６−１〜１６−５）を複数に分割して設け、これら複数の蓄熱材収容室１６−１〜１６−５を作動油流通室１７内における作動油の流通方向Ｘに沿って順に配列し、各蓄熱材収容室１６−１〜１６−５に収容された蓄熱材２０が蓄熱あるいは放熱を行う時期を蓄熱材収容室１６−１〜１６−５の配列の順に異ならせるようにした（発核装置制御のパターン１）。これにより、蓄熱の際には、蓄熱材収容室１６−１〜１６−５に収容した蓄熱材２０ごとに順に蓄熱を行うことができるので、蓄熱材２０の蓄熱を効率良く完了させることが可能となる。また、放熱の際には、蓄熱材収容室１６−１〜１６−５に収容した蓄熱材２０ごとに順に発核させるので、蓄熱材２０と作動油の間での熱移動の効率を高めることができる。したがって、蓄熱装置１０が有する蓄熱材２０の容量が大きい場合でも、蓄熱および放熱を短時間で効率的に行うことができ、自動変速機４０やエンジン３０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。
【００５４】
また、本実施形態の車両用暖機システム１では、分割して配置した複数の蓄熱材２０（２０−１，２０−２）を備え、車両の始動時に放熱させる蓄熱材２０の数を調節できるようにした（発核装置制御のパターン２）。これにより、例えば、前回の車両の運転が短時間であって上流側の第２蓄熱材２０−２の蓄熱のみが完了しており、下流側の第１蓄熱材２０−１の蓄熱が未完了である（完全融解していない）ような場合でも、車両の始動時に、蓄熱が完了している第２蓄熱材２０−２のみを放熱させることが可能となる。したがって、従来のように車両の始動時に蓄熱材の蓄熱が完了しておらず暖機が行えない状況を回避できる。
【００５５】
また、エンジン３０の潤滑油や自動変速機４０の作動油は、車両始動時の低温状態では粘度が高いため、潤滑系統や自動変速機４０で発生するフリクションが大きく、車両の燃費が悪化する一因となっている。しかしながら、潤滑油や作動油は、温度上昇に伴い粘度が指数関数的に低下する性質を有しているため、低温の領域では、高温の領域と比較して同じ幅の温度上昇でもフリクション低減の効果が大きい。したがって、本実施形態の車両用暖機システム１のように、車両の始動時にいずれかの蓄熱材２０−１，２０−２を放熱させることで、低温の潤滑油や作動油を小刻みに加温できるようにすれば、毎回の車両の始動時に潤滑系統や自動変速機４０で発生するフリクションを効果的に低減できるようになり、車両の燃費を大幅に改善することが可能となる。
【００５６】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態にかかる車両用暖機システムについて説明する。なお、第２実施形態の説明及び対応する図面においては、第１実施形態と同一又は相当する構成部分には同一の符号を付し、以下ではその部分の詳細な説明は省略する。また、以下で説明する事項以外の事項、及び図示する以外の事項については、第１実施形態と同じである。
【００５７】
図１３は、第２実施形態の車両用暖機システム１−２の構成例を示す概略図である。本実施形態の暖機システム１−２が備える蓄熱装置１０−２は、第１実施形態の蓄熱装置１０が備えていた作動油流通室１７に代えて、エンジン３０の潤滑油を流通させる潤滑油流通室１４を備えている。また、それに伴い、自動変速機４０と蓄熱装置１０の間で作動油を循環させていた作動油循環路４１に代えて、エンジン３０と蓄熱装置１０−２の間で潤滑油を循環させる潤滑油循環路３６を設けている。なお、潤滑油循環路３６には、潤滑油を流通させる潤滑油ポンプ（電動ポンプ）３９が設置されている。
【００５８】
この蓄熱装置１０−２では、複数の蓄熱材収容室１６（仕切部材１３）は、潤滑油流通室１４内で潤滑油の流通方向（図１３に示すＸ方向）に沿って所定間隔で直線状に配列されている。したがって、各蓄熱材収容室１６に収容された蓄熱材２０は、潤滑油流通室１４を流れる潤滑油の流通方向Ｘに沿って上流側から下流側の順で蓄熱が行われるようになる。また、蓄熱材２０からの放熱を行わせる際は、蓄熱時とは逆に下流側から上流側の順で発核装置２５を作動させるようになっている。
【００５９】
〔第３実施形態〕
図１４は、第３実施形態の車両用暖機システム１−３の構成例を示す概略図である。本実施形態の暖機システム１−３は、第１実施形態の暖機システム１が備える蓄熱装置１０に代えて、他の構成の蓄熱装置１０−３を備えている。具体的には、第１実施形態の蓄熱装置１０では、作動油流通室１７内の作動油の流れが直線状であるのに対して、本実施形態の蓄熱装置１０−３では、図１４に示すように、作動油流通室１７内の作動油の流れが屈曲箇所を有する屈曲線状になっている。
【００６０】
すなわち、作動油流通室１７内の作動油入口１７ａと作動油出口１７ｂとの間には、作動油の流れ方向に対してその面が交差するように配置された隔壁１９が設けられている。隔壁１９は、作動油流通室１７内の上下壁の間に渡されるように設置されており、作動油入口１７ａ及び作動油出口１７ｂから遠い側の壁面（下面）に対して若干の隙間を有して設置されている。これにより、作動油入口１７ａから流入した作動油は、隔壁１９の右側を上方から下方へ直線状に流通し、その後、隔壁１９の下端近傍で屈曲して上下の向きが反転し、その後、隔壁１９の左側を下方から上方へ直線状に流通して、作動油出口１７ｂから導出されるようになっている。このように、作動油流通室１７内の作動油の流路は、途中の複数箇所で略直角に屈曲しており、いわゆる屈曲流れになっている。
【００６１】
そして、作動油流通室１７内に設置された複数（図１４では４個）の蓄熱材収容室１６−１〜１６−４は、作動油流通室１７内の屈曲流れの方向（図１４に示すＹ方向）に沿うように配列されている。すなわち、蓄熱材収容室１６−１，１６−２は、隔壁１９の右側において、上方から下方へ向かう直線状の流れに沿って上下に並べて配置されており、蓄熱材収容室１６−３，１６−４は、隔壁１９の左側において、下方から上方へ向かう直線状の流れに沿って下と上に並べて配置されている。
【００６２】
〔第４実施形態〕
図１５は、第４実施形態の車両用暖機システムが備える蓄熱装置１０−４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。本実施形態の蓄熱装置１０−４は、第１実施形態の蓄熱装置１０が備える中間部材１２を省略し、筐体１１の内部に仕切部材１３を設置した二重構造となっている。仕切部材１３は、第１実施形態と同様、複数個（図１５では５個）の仕切部材１３−１〜１３−５に分割されている。各仕切部材１３−１〜１３−５は、筐体１１の内部で長手方向に沿って所定間隔で直線状に配列されている。
【００６３】
蓄熱装置１０−４では、筐体１１と仕切部材１３の間は、エンジン３０の冷却水が導入される冷却水流通室１５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蓄熱材収容室１６（１６−１〜１６−５）になっている。そして、蓄熱材収容室１６−１〜１６−５（仕切部材１３−１〜１３−５）は、冷却水流通室１５内で冷却水の流通方向（図１５（ａ）に示すＺ方向）に沿って所定間隔で配列されている。本実施形態の蓄熱装置１０−４でも、各蓄熱材収容室１６−１〜１６−５に収容された蓄熱材２０は、冷却水の流通方向Ｚにおける上流側の蓄熱材収容室１６−１に収容された蓄熱材２０から優先的に冷却水の熱が供給されて蓄熱（融解）が進行するようになる。また、蓄熱材２０の放熱を行う際は、蓄熱時とは逆に下流側から上流側の順で発核装置２５を作動させるようになっている。
【００６４】
〔第５実施形態〕
図１６は、第５実施形態の車両用暖機システムが備える蓄熱装置１０−５の構成を示す概略図である。本実施形態の蓄熱装置１０−５は、第１実施形態の蓄熱装置１０が備える冷却水流通室１５に代えて、エンジン３０から排出された排気ガスを流通させる排気ガス流通室１８を備えている。図１６に示すように、排気ガス流通室１８の入口は、エンジン３０から出た排気ガスが流れる排気ガス流路３４に連通している。また、排気ガス流通室１８の出口は、排気ガスを車外に排出するための排気管（図示せず）に連通している。なお、排気ガス流路３４には、排気ガスの温度を検出する排気ガス温度センサ３４ａが設置されている。排気ガス温度センサ３４ａで検出された排気ガス温度のデータは、ＥＣＵ５０に入力されるようになっている。
【００６５】
排気ガス流通室１８は、蓄熱装置１０−４の中央を貫通するように配置されており、排気ガス流通室１８内における排気ガスが流れる主流路１８ａの周囲には、蓄熱材２０が密封状態で充填される複数の蓄熱材収容室１６が配列されている。各蓄熱材収容室１６は、排気ガス流通室１８内を流通する排気ガスの流通方向（図１６に示すＵ方向）に沿って互いに隣接して配置されており、各蓄熱材収容室１６には、発核装置２５が一つずつ設置されている。各発核装置２５は、ＥＣＵ５０の指令で作動するようになっている。また、主流路１８ａの内側には、主流路１８ａに対して平行に延びるバイパス流路１８ｂが設けられており、蓄熱材収容室１６の入口近傍には、主流路１８ａとバイパス流路１８ｂの間で排気ガスの流通経路を切り替える流路切替弁１８ｃが設置されている。流路切替弁１８ｃは、ＥＣＵ５０の指令で作動するようになっている。なお、本実施形態の蓄熱装置１０−４では、作動油流通室１７は、蓄熱材収容室１６の外側に配置されている。
【００６６】
本実施形態の蓄熱装置１０−５でも、各蓄熱材収容室１６に収容された蓄熱材２０は、排気ガス流通方向Ｕにおける上流側の蓄熱材収容室１６に収容された蓄熱材２０から優先的に排気ガスの熱が供給されて蓄熱（融解）が進行するようになる。また、蓄熱材２０の放熱を行う際は、蓄熱時とは逆に下流側から上流側の順で発核装置２５を作動させるようになっている。
【００６７】
なお、酢酸ナトリウム水和物などからなる蓄熱材２０は、所定温度以上の高温になると変質して、蓄熱作用や放熱作用が衰えてしまう場合がある。しなしながら、エンジン３０から排出される排気ガスは、この所定温度以上に上昇する。そのため、高温になった排気ガスの熱を蓄熱材２０に伝達すると、蓄熱材２０が変質する可能性がある。そこで、本実施形態の蓄熱装置１０−５では、排気ガス流通室１８を流通する排気ガスが所定温度以上の高温になった場合には、流路切替弁１８ｃを作動させて、排気ガスの流通経路を主流路１８ａからバイパス流路１８ｂへ切り替えるようにしている。これにより、高温の排気ガスの熱が蓄熱材２０に伝達されることを防止でき、蓄熱材２０が変質することを回避できる。
【００６８】
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。例えば、上記各実施形態の蓄熱装置１０（１０−２〜１０−４）が備える蓄熱材収容室１６の数や具体的な形状等は一例であり、蓄熱材収容室１６は、上記以外の数や形状とすることも可能である。また、蓄熱材収容室１６は、作動油流通室１７内の作動油、冷却水流通室１５内の冷却水、排気ガス流通室１８内の排気ガスなど熱伝達媒体の流通方向に沿って配列していれば、具体的な配列形態は、上記の直線状あるいは屈曲線状には限定されず、他の形態で配列されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の第１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図である。
【図５】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６】暖機システムの制御手順を示すメインフローである。
【図７】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８】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９】発核装置制御のサブルーチンを示す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】本発明の第２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１４】本発明の第３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１５】本発明の第４実施形態にかかる車両用暖機システムが備える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１６】本発明の第５実施形態にかかる車両用暖機システムが備える蓄熱装置の構成例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００７０】
１  車両用暖機システム
１０  蓄熱装置
１１  筐体
１２  中間部材
１３  仕切部材
１５  冷却水流通室（熱伝達媒体流通室）
１６  蓄熱材収容室（蓄熱要素収容室）
１７  作動油流通室（熱伝達媒体流通室）
１８  排気ガス流通室（熱伝達媒体流通室）
２０  蓄熱材（蓄熱要素）
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（熱伝達媒体流路）
３５  ラジエター用循環路
３６  潤滑油循環路（熱伝達媒体流路）
３７  電子制御サーモスタット弁
３８  水温センサ
３９  潤滑油ポンプ
４０  自動変速機
４１  作動油循環路（熱伝達媒体流路）
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  暖房用スイッチ
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）
【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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