JP5332631B2 - 車両用蓄熱装置 - Google Patents

Description

この発明は、エンジンにより加熱されたエンジン冷却水をエンジンが停止したときに蓄熱タンク内に回収して、蓄熱タンク内のエンジン冷却水をエンジンの再始動時に利用可能にした車両用蓄熱装置に関するものである。

従来の車両としては、エンジンで加熱されたエンジン冷却水をエンジンの停止後に電動ウオータポンプで蓄熱容器内に回収して貯留させて蓄熱するようにした車両用冷却水温度制御システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。

この車両用冷却水温度制御システムでは、エンジンが停止後にエンジンの冷却水出口の冷却水温度を測定して、冷却水出口の水温が最高水温になったときに電動ウオータポンプを作動させ、エンジン冷却水を蓄熱容器に回収するようにしている。

特開平９−６８１４４号公報

しかしながら、従来の車両用冷却水温度制御システムでは、蓄熱容器内の水を全て入れ替えるまで電動ウオータポンプを作動させていたため、電力を多く消費する傾向にあり、エンジンの再始動時の燃費を向上させるにも限度があった。

そこで、この発明は、エンジンが停止した後に電動ウオータポンプでエンジン冷却水を蓄熱タンクに回収する時に、エンジンの燃費を向上させることができる電動ウオータポンプのポンプ作動時間を求め、この求めたポンプ作動時間に基づいて電動ウオータポンプを作動制御することにより、エンジン冷却水を少ない消費電力で蓄熱タンクに回収することができる車両用蓄熱装置を提供することを目的とするものである。

この目的を達成するため、この発明の車両用蓄熱装置では、エンジンが停止したときに蓄熱制御手段で電動ウオータポンプを作動させて、加熱されたエンジン冷却水を前記電動ウオータポンプにより冷却水配管を介して保温効果のある蓄熱タンクに回収して、この回収したエンジン冷却水を前記エンジンの再始動時に前記エンジン内に戻すようになっている。しかも、この車両用蓄熱装置では、前記エンジンが停止したときにエンジン冷却水温を検出するエンジン冷却水温検出手段と、前記エンジンが停止したときに蓄熱タンク内水温を検出するタンク内水温検出手段と、外気温を検出する外気温検出手段とを備えている。
また、この車両用蓄熱装置は、前記エンジンの再始動時に前記蓄熱タンク内のエンジン冷却水を用いたときの予め実験により求められた燃費向上率特性線のデータ、前記冷却水配管の放熱量の放熱テーブル、及び、前記冷却水配管内のエンジン冷却水の水温と外気温との温度差の変化と前記放熱テーブルに基づいて求めた放熱特性線を記録させた記録装置を備えている。そのうえ、前記蓄熱制御手段は、外気温とエンジン出口最高水温との実際の温度差と前記放熱特性線から前記実際の温度差における水温補正係数を求め、前記エンジンの停止後に前記ウオータポンプを作動させたときの、時間経過に伴う前記蓄熱タンク内水温の温度変化を、前記水温補正係数，前記ウオータポンプによる移動水量，前記エンジン冷却水のエンジン出口水温、前記蓄熱タンク内のタンク内水温に基づいて求めて、この求めた蓄熱タンク内水温の時間経過に伴う温度変化と前記燃費向上率特性線に基づいて燃費向上率最大点が得られるポンプ作動時間を求めて、該ポンプ作動時間に基づき前記電動ウオータポンプを作動させて前記蓄熱制御を行わせるようになっている。

この発明の車両用蓄熱装置によれば、エンジンが停止した後に電動ウオータポンプでエンジン冷却水を蓄熱タンクに回収する前に、エンジンの燃費を向上させることができる電動ウオータポンプのポンプ作動時間をエンジン冷却水温と蓄熱タンク内水温とに基づいて求めて、この求めたポンプ作動時間に基づいて電動ウオータポンプでエンジン冷却水を蓄熱タンクに回収するようにしたので、エンジン冷却水を少ない消費電力で蓄熱タンクに回収することができる。

この発明に係る車両用蓄熱装置に用いる車両用蓄熱システムの配管系統図である。 図１のエンジンコントローラによる蓄熱制御のフローチャートである。 図２のフローチャートの蓄熱制御に用いる燃費向上率最大点を求めるための説明図である。 この発明に係るエンジン冷却水回収制御方法に用いる車両用蓄熱システムの変形例を示す配管系統図である。 図４のエンジンコントローラによる蓄熱制御のフローチャートである。 図５のフローチャートの蓄熱制御に用いる温度補正係数を求めるための放熱特性線の説明図である。 図５のフローチャートの蓄熱制御に用いる温度補正係数を求めるための他の放熱特性線の説明図である。 この発明に係るエンジン冷却水回収制御方法の他の例を示すフローチャートである。 図８フローチャートの蓄熱制御に用いる燃費向上率最大点を求めるための説明図である。 図８フローチャートの蓄熱制御に用いるポンプ作動時間の説明図である。 この発明に係るエンジン冷却水回収制御方法に用いる車両用蓄熱システムの更に他の変形例を示す配管系統図である。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
[構成]
図１は、車両用蓄熱システムを備える車両用エンジン冷却水制御システムの配管系統図を示したものである。この図１において、１は車両（自動車）の水冷式のエンジン、２はエンジン１の図示しないウオータジャケットのエンジン冷却水出口、３はエンジン１の図示しないウオータジャケットのエンジン冷却水入口である。

このエンジン冷却水出口２は冷却水配管４を介してラジエータ５の冷却水流入口５ａに接続され、エンジン冷却水入口３は冷却水配管６を介してラジエータ５の冷却水流出口５ｂに接続されている。

また、エンジン冷却水出口２は冷却水配管７を介してヒータコア８の冷却水流入口８ａに接続され、エンジン冷却水入口３は冷却水配管９を介してヒータコア８の冷却水流出口８ｂに接続されている。

この冷却水配管７の配管途中の部分と冷却水配管９の配管途中の部分にはバイパス冷却水配管１０が接続されている。このバイパス冷却水配管１０は、一端が冷却水配管７の配管途中の部分に接続された冷却水配管１０ａと、一端が冷却水配管９の配管途中の部分に接続された冷却水配管１０ｂを有する。そして、冷却水配管１０ａの他端は蓄熱タンク１１のタンク入口１１ａに接続され、冷却水配管１０ｂの他端は蓄熱タンク１１のタンク出口１１ｂに接続されている。

また、冷却水配管１０ａの途中には、電磁弁１２，電動ウオータポンプ１３がこの順に冷却水配管７側から介装されている。この電磁弁１２，電動ウオータポンプ１３は、ＥＣＭ（エンジンコントロールモジュール）であるエンジンコントローラ（蓄熱制御手段）１４により作動制御されるようになっている。

そして、エンジンコントローラ１４は、電磁弁１２を作動制御して電磁弁１２を開弁させることにより、冷却水配管７の途中の部分と電動ウオータポンプ１３を電磁弁１２を介して連通させるようになっている。また、エンジンコントローラ１４は、冷却水配管７の途中の部分と電動ウオータポンプ１３が連通している状態で、電動ウオータポンプ１３を作動させることにより、エンジン１のウオータジャケット（図示せず）内のエンジン冷却水を冷却水配管７，１０ａを介して蓄熱タンク１１内に回収して貯留させることができるようになっている。

また、エンジン冷却水出口２にはエンジン冷却水のエンジン出口水温を検出する出口水温センサ１５が出口水温検出手段（水温検出手段）として設けられ（取り付けられ）、蓄熱タンク１１には内部に貯留されているエンジン冷却水のタンク内水温を検出するタンク水温センサ１６がタンク水温検出手段（水温検出手段）として設けられ（取り付けられ）ている。この出口水温センサ１５で検出されるエンジン出口水温の温度検出信号及びタンク水温センサ１６で検出されるタンク内水温の温度検出信号はエンジンコントローラ１４に入力されるようになっている。更に、エンジンコントローラ１４は、メモリ等の記録装置（記憶装置）１４ａを燃費向上率テーブル（燃費向上率算出用のデータ）の記録手段（記憶手段）として有する。

尚、図１においてヒータコア８以外の部分はエンジン蓄熱システムを構成している。
[作用]
次に、このような構成のエンジン蓄熱システムのエンジンコントローラ１４による制御作用を図２のフローチャートに基づいて説明する。

エンジン１の作動時において、出口水温センサ１５で検出された温度検出信号及びタンク水温センサ１６で検出された温度検出信号は常時エンジンコントローラ１４に入力されていて、エンジンコントローラ１４は出口水温センサ１５の温度検出信号からエンジン出口水温EowTxを求め（検出し）ていると共にタンク水温センサ１６の温度検出信号からタンク内水温StwTxを求め（検出し）ている。

この状態において、図示しないイグニッションキーの操作によりエンジン１の作動がＯＦＦ操作されると、エンジン停止信号がステップＳ１でエンジンコントローラ１４に入力される。

このエンジンコントローラ１４は、エンジン停止信号がステップＳ１で入力されると、ステップＳ２に移行する。このステップＳ２においてエンジンコントローラ１４は、エンジン１が停止したときであって且つ電動ウオータポンプ（電動Ｗ／Ｐ）１３を作動させる前に、出口水温センサ１５の温度検出信号からエンジン出口水温EowTxを電動ウオータポンプ１３を作動させる前のエンジン出口水温（測定エンジン出口水温）EowT1として求める（検知する）。そして、エンジンコントローラ１４は、この求めたエンジン出口水温EowT1をエンジン出口最高水温（ＥＮＧ出口最高水温）EowThとして、ステップＳ３に移行する。

このステップＳ３においてエンジンコントローラ１４は、エンジン１が停止したときであって且つ電動ウオータポンプ１３を作動させる前に、タンク水温センサ１６の温度検出信号からタンク内水温StwTxを電動ウオータポンプ１３を作動させる前のタンク内水温（蓄熱タンク内水温、測定タンク内水温）StwT1として求め（検知し）、ステップＳ４に移行する。

このステップＳ４においてエンジンコントローラ１４は水温判定を行う。この水温判定では、電動ウオータポンプ１３を作動させる前のタンク内水温StwT1とエンジン出口最高水温EowThとを比較して、エンジン出口最高水温EowThがタンク内水温StwT1より大きい（EowTh＞StwT1）か否かを判定（判断）する。そして、エンジン出口最高水温EowThがタンク内水温StwT1より小さい場合にはＮＯで制御を終了する。また、ステップＳ４においてエンジンコントローラ１４は、エンジン出口最高水温EowThがタンク内水温StwT1より大きい場合、ＹＥＳでステップＳ５に移行する。

このステップＳ５においてエンジンコントローラ１４は、蓄熱タンク１１内のタンク内水温（蓄熱タンク内水温）StwTxのうち電動ウオータポンプ１３の作動開始後のタンク内水温（蓄熱タンク内水温）を図３の（Ａ）のようにStwTiとしたとき、タンク内水温（蓄熱タンク内水温）StwTiの時間経過に伴う変化をタンク内水温StwT1とエンジン出口最高水温EowThおよび電動ウオータポンプ１３による移動水量Ｑm等から算出すると共に、このタンク内水温（蓄熱タンク内水温）StwT2の変化から温度変化特性線ｔａを求めて、ステップＳ６に移行する。

即ち、エンジンコントローラ１４は、電動ウオータポンプ１３の作動開始から所定時間経過したときのタンク内水温（蓄熱タンク内水温）StwTiを、

StwT1：電動Ｗ／Ｐ作動前のタンク内水温（蓄熱タンク内水温）[°C]
StwT2：電動Ｗ／Ｐ作動前のタンク内水温（蓄熱タンク内水温）StwTiが最大となった時のタンク内水温（蓄熱タンク内水温）[°C]
StwTi：電動Ｗ／Ｐ作動後のタンク内水温（蓄熱タンク内水温）[°C]
[ｉ＝０，１，２，３・・・x]
EowT1：電動Ｗ／Ｐ作動前のエンジン冷却水のENG出口水温[°C]
Ｑm：移動水量（移動水量∝電動Ｗ／Ｐ作動時間）[m３/ｓ]
Ｑｓ：蓄熱タンク内水量[m３]
として求めて、ステップＳ６に移行する。尚、図３においてタンク内水温StwT2はタンク内水温StwTiが最大となったときの水温を示す。

このステップＳ６においてエンジンコントローラ１４は、エンジン１を再始動して蓄熱タンク１１内に貯留されている蓄熱水（エンジン冷却水）をエンジン冷却水として用いたときに、エンジン１の暖機温度変化に伴う燃費向上率の変化と電動ウオータポンプ１３の作動後の温度変化特性線ｔａとからエンジン１の燃費が向上する燃費向上領域（燃費向上範囲）MpA（タンク内水温StwTａ〜StwTb）を求めると共に、エンジン１の燃費向上率が最大となる燃費向上率最大点（燃費最大向上点）を求める。尚、エンジン１の暖機温度変化に伴う燃費の変化は、予め実験等により求めてエンジンコントローラ１４の記録装置１４ａに記録されているものを用いる。しかも、エンジンコントローラ１４は、この燃費向上領域（燃費向上範囲）MPAおよび燃費向上率最大点Mpから電動ウオータポンプ１３のポンプ作動時間Wptxを算出する。

また、エンジン１を再始動して蓄熱タンク１１内に貯留されている蓄熱水（エンジン冷却水）をエンジン冷却水として用いたときに、蓄熱タンク１１内のタンク内水温StwTxの変化に伴うエンジン１の燃費向上率Mpxは、図３に示した燃費向上率特性線ｆａのように変化する。即ち、エンジン１の燃費向上率Mpxは、蓄熱タンク１１内に回収されて貯留されるエンジン冷却水の水温（タンク内水温StwTx）が上昇するに従って上昇する。

また、エンジン１を再始動して蓄熱タンク１１内に貯留されている蓄熱水（エンジン冷却水）をエンジン冷却水として用いたときに、エンジン１の燃費向上率Mpxは蓄熱タンク１１の水を回収されるエンジン冷却水と入れ替える入替水量（即ち電動ウオータポンプ１３のポンプ作動時間Wptx）によっても変化する。即ち、エンジン１の停止後に電動ウオータポンプ１３を作動させて蓄熱タンク１１内にエンジン冷却水を回収させる際に、蓄熱タンク１１の水を回収されるエンジン冷却水と入れ替える入替水量（即ち電動ウオータポンプ１３のポンプ作動時間Wptx）とエンジン１の燃費向上率Mpxとの関係は図３の燃費向上率特性線ｆｂのように変化する。この燃費向上率特性線ｆｂから分かるように、入替水量が多くなるに従い即ち電動ウオータポンプ１３のポンプ作動時間Wptxが長くなるに従い、燃費向上率Mpxが小さくなる傾向にある。

このような燃費向上率特性線ｆａ，ｆｂは、予め実験等により求められて上述したエンジン１の暖機温度変化に伴う燃費向上率の変化のデータ（燃費向上率テーブル）としてエンジンコントローラ１４の記録装置１４ａに記録（記憶）されていて、上述した電動ウオータポンプ１３のポンプ作動時間Wptxを算出するのに用いられる。

このようにしてステップＳ６において、電動ウオータポンプ１３のポンプ作動時間Wptxが求められると、ステップＳ７に移行する。

このステップＳ７においてエンジンコントローラ１４は、電磁弁１２を作動制御して開弁させて、冷却水配管７と蓄熱タンク１１とを電磁弁１２及び電動ウオータポンプ１３を介して連通させると共に、電動ウオータポンプ１３を作動させて、エンジン１の図示しないウオータジャケットからエンジン冷却水を蓄熱タンク１１内に回収し貯留させる動作を開始し、ステップＳ８に移行する。尚、この動作に伴い、蓄熱タンク１１内の水は冷却水配管１０ｂ，９を介してウオータジャケット（図示せず）に戻される。

このステップＳ８においてエンジンコントローラ１４は、電動ウオータポンプ１３が作動開始からステップＳ５で求めたポンプ作動時間Wptxに達したか否かが判定（判断）され、ポンプ作動時間Wptxに達していない場合、ステップＳ７に戻って電動ウオータポンプ１３の作動時間が求められたポンプ作動時間Wptxに達するまでループする。そして、ステップＳ８においてエンジンコントローラ１４は、電動ウオータポンプ１３の作動時間が求められたポンプ作動時間Wptxに達したと判断すると、電動ウオータポンプ１３の作動を停止させ、蓄熱タンク１１内へのエンジン冷却水の回収動作を終了する。

尚、ステップＳ５，６は順序が逆であっても良い。また、エンジン１の燃費向上率が最大（大）となる燃費向上率最大点Mpを求めてポンプ作動時間Wptx算出しているが、エンジン１の燃費向上率が大となる燃費向上点を求めて、この燃費向上点からポンプ作動時間Wptxを算出することができる。このエンジン１の燃費向上率が大となる燃費向上点は、燃費向上率最大点Mpに近接する前後の値、例えば燃費向上率最大点Mpの直前直後の微小範囲の値とすることもできる。この点は後述する変形例でも同じである。
[変形例１]
上述した実施例では、電動ウオータポンプ１３の作動後の燃費向上率最大点Mpを冷却水配管７，１０ａ等からの放熱を考慮しないでエンジン冷却水出口２の出口冷却水温と蓄熱タンク１１内の蓄熱水温度から求め、この求めた燃費向上率最大点Mpから電動ウオータポンプ１３の作動後のタンク内水温StwTi及び電動ウオータポンプ１３のポンプ作動時間Wptxを求めるようにしているが、必ずしもこれに限定されるものではない。

例えば、外気温の変化に伴う冷却水配管７，１０ａ等からの放熱量を考慮してタンク内水温StwTiを求めると共に電動ウオータポンプ１３の作動後の燃費向上率Mpxのうち燃費向上率最大点Mpを求めて、求めた燃費向上率最大点Mpからポンプ作動時間Wptxを求めるようにすることもできる。

図４〜図７は、冷却水配管７，１０ａ等からの放熱を考慮してタンク内水温StwTi及びポンプ作動時間Wptxを求めるようにした例を示したものである。以下、このタンク内水温StwTi及びポンプ作動時間Wptxを求めるようにした例を図４〜図７に基づいて説明する。

図４の配管系統図では、上述した実施例の図１の配管系統図の構成に加えて更に外気温センサ（外気温検出手段）１７を設け、この外気温センサ１７からの温度検出信号をエンジンコントローラ１４に入力するようになっている。

また、図５のフローチャートに基づくエンジンコントローラ１４による制御において、図２のフローチャートの制御と異なる点は、図２のフローチャートのステップＳ４，５間に外気温の変化に伴う水温補正をステップＳ4-1で行うようにした点にある。この図５のステップＳ4-1では、外気温センサ１７で検出した外気温に基づいて蓄熱タンク１１に回収して貯留するエンジン冷却水の水温の補正を行う水温補正係数αiを求めるステップＳ4-1を設けている。尚、図５のフローチャートにおいて、図２のフローチャートと同じステップは、図２と制御が同じであるので、その説明は省略する。

ここで、タンク内水温StwTiを算出するために用いるテーブル、すなわち冷却水配管７，１０ａの長さ（配管長）及び肉厚、電動ウオータポンプ１３を作動させたときの冷却水配管７，１０ａ内のエンジン冷却水の循環水量（流速），冷却水配管７，１０ａの材質（熱伝達率、熱伝導係数）等に応じた放熱データ（放熱テーブル）を、予めエンジンコントローラ１４のメモリ等の記録装置１４ａに燃費向上率算出するためのデータとして記録させておく。

また、エンジンコントローラ１４は、冷却水配管７，１０ａ内のエンジン冷却水の水温と外気温との温度差Δｔxとすると、この温度差Δｔxの変化と放熱テーブルとから冷却水配管７，１０ａにおける放熱割合（放熱量の割合）αxを予め求めて、この放熱割合αxを求める図６の放熱特性線Fαを求め、放熱特性線Fαを記録装置１４ａに燃費向上率テーブルとして記録させておく。

そして、エンジンコントローラ１４は、外気温センサ１７からの温度検出信号に基づいて外気温oTを求める（検出する）と共に、出口水温センサ１５で検出されるエンジン出口水温の温度検出信号からエンジン出口水温EowTxを算出していて、エンジン１が停止したときであって電動ウオータポンプ１３の作動前のエンジン出口水温EowTxをエンジン出口最高水温EowThとして求め、外気温oTとエンジン出口最高水温EowThとの温度差Δtiを求めるようになっている。しかも、このエンジンコントローラ１４は、実際に求めた温度差Δtiと放熱特性線Fαから、実際の温度差Δtiにおける水温補正係数αiを求めるようになっている。

更に、図７に示したように、外気温oTがエンジン冷却水のエンジン出口水温EowTxより小さい場合には、実際の温度差Δtiにおいて電動ウオータポンプ１３の作動させたとき、電動ウオータポンプ１３の作動開始からの経過時間に伴うタンク内水温StwTiが温度特性線Tf1で示したようになる。また、外気温oTがエンジン冷却水のエンジン出口水温EowTxと同じ場合には、温度差Δtiが０において電動ウオータポンプ１３を作動させたとき、電動ウオータポンプ１３の作動開始からの経過時間に伴うタンク内水温StwTiが温度特性線Tf2で示したようになる。

この温度特性線Tf1，Tf2から分かるように、タンク内水温StwTiは電動ウオータポンプ１３の作動開始からの経過時間に伴い徐々に上昇して、所定時間後に一定になる。しかも、外気温oTがエンジン冷却水のエンジン出口水温EowTxより小さい場合には、所定時間後に一定となったタンク内水温StwTiがエンジン出口最高水温EowThよりも低い。また、外気温oTがエンジン冷却水のエンジン出口水温EowTxと同じ場合には、所定時間後に一定となったタンク内水温StwTiがエンジン出口最高水温EowThと同じになる。

従って、ステップＳ4-1では、上述した水温補正係数（外気への放熱量）αiを求めて、この求めた水温補正係数αiに基づいてタンク内水温StwTiを、

として求める。

そして、エンジンコントローラ１４は、このタンク内水温StwTiから図３の温度変化特性線ｔａを求めて、図２のステップＳ５〜ステップＳ８と同様なの制御を行い、外気温の変化に伴う冷却水配管７，１０ａ等からの放熱量を考慮してタンク内水温StwTiを求めると共に、電動ウオータポンプ１３の作動後の燃費向上率最大点Mpを求めて、求めた燃費向上率最大点Mpからポンプ作動時間Wptxを求めるようになっている。
[変形例２]
上述した図１〜図３の実施例では、電動ウオータポンプ１３の作動後の燃費向上率最大点Mpを外気温を考慮しないでエンジン冷却水出口２の出口冷却水温と蓄熱タンク１１内の蓄熱水温度から求めて、この求めた燃費向上率最大点Mpから電動ウオータポンプ１３のポンプ作動時間Wptxを求めるようにしているが、必ずしもこの構成に限定されるものではない。

例えば、図８〜図１０に示したように、エンジン出口水温，タンク内水温および外気温からタンク内水温StwTiを求めると共に燃費向上率最大点Mpを求め、この求めた燃費向上率最大点Mpからポンプ作動時間Wptxを求めるようにすることもできる。

尚、この変形例２においては変形例１の図４に示した配管系統図を用いて、タンク内水温StwTi及びポンプ作動時間Wptxを求めるようにしている。

また、図８のフローチャートに基づくエンジンコントローラ１４による制御において、図２のフローチャートの制御と異なる点は、図２のフローチャートのステップＳ５，６間に外気温の変化に伴う燃費向上率最大点Mpを求めるステップＳ5-1を設けた点にある。尚、図８のフローチャートにおいて、図２のフローチャートと同じステップは、図２と制御が同じであるので、その説明は省略する。

変形例２でも、エンジンコントローラ１４は外気温センサ１７で検出した温度検出信号から外気温oTを求めるようになっている。この外気温oTの検出はステップＳ5-1で行われる。

また、この変形例２では、図９に示したように、エンジン出口水温，タンク内水温および外気温oT等の変化に伴う燃費向上率特性線faiを燃費向上率テーブルとして求めて、この燃費向上率特性線faiから燃費向上率Mpxのうち燃費向上率最大点Mpiを求めるようにしている。

例えば、燃費向上率特性線faiのうち外気温oTが高い燃費向上率特性線fa1と外気温oTが低い燃費向上率特性線fa2を想定すると、電動ウオータポンプ１３の作動後の燃費向上率最大点Mpiは図９に示したようになる。即ち、外気温oTが高い燃費向上率特性線fa1の場合には燃費向上率最大点Mpiは燃費向上率最大点Mp1となり、外気温oTが低い燃費向上率特性線fa2の場合には燃費向上率最大点Mpiは燃費向上率最大点Mp2となる。

この燃費向上率最大点Mp1，Mp2等を比較すると、燃費向上率最大点Mp1は燃費向上率最大点Mp2より小さい。これから燃費向上率最大点Mpiは、外気温oTが低くなるほど高くなり、外気温oTが高くなるほど低くなることが分かる。

しかも、図９に示したように、燃費向上率最大点Mp１になるポンプ作動時間Wpt1は、燃費向上率最大点Mp2になるポンプ作動時間Wpt2よりも短い。これから電動ウオータポンプ１３の作動後に燃費向上率最大点Mpiになるポンプ作動時間Wptiは、外気温oTが高くなるほど短く、外気温oTが低くなるほど長くなることが分かる。

そして、この変形例２においてエンジンコントローラ１４は、電動ウオータポンプ１３作動後における外気温oTによる燃費向上率最大点MpiをステップＳ5-1において求めて、この燃費向上率最大点Mpiに基づいてエンジン１を停止したときの電動ウオータポンプ１３のポンプ作動時間Wptx（図１０のWptiとして例えばWpt1，Wpt2等）をステップＳ６で求め、この求めたポンプ作動時間Wptxに基づいてエンジン１を停止後に電動ウオータポンプ１３をステップＳ７，８で作動制御するようになっている。
[変形例３]
上述した変形例２では、図８のフローチャートのステップＳ5-1において、エンジン出口水温の放熱量（放熱割合）を予め実験等によりエンジン出口水温，タンク内水温および外気温等の変化から燃費向上率テーブル（燃費向上率データ）として求めて、この求めた放熱量（放熱割合）からエンジン冷却水出口２の温度変化に応じた燃費向上率特性線を求め、この燃費向上率特性線から実際の燃費向上率最大点Mpを求め、この求めた燃費向上率最大点Mpからポンプ作動時間Wptxを求めるようにしているが、かならずしもこれに限定されるものではない。

例えば、図８のフローチャートのステップＳ5-1に代えて、蓄熱タンク１１のタンク入口の水温（タンク入口水温）及び外気温からタンク内水温StwTiを求めると共に燃費向上率最大点Mpを求め、この求めた燃費向上率最大点Mpからポンプ作動時間Wptxを求めるようにすることもできる。

この場合、図１１に示したように、蓄熱タンク１１のタンク入口１１ａにタンク入口水温センサ１８をタンク入口水温検出手段（水温検出手段）として設けて、エンジン１が停止したときのタンク入口１１ａのエンジン冷却水の水温をタンク入口水温センサ１８で測定（検出）する。

ここで、ポンプ作動時間を求める説明のために、外気温センサ１７により測定される外気温を実際の測定外気温とし、タンク入口水温センサ１８で測定されるタンク入口水温を実際の測定タンク入口水温とし、出口水温センサ１５で測定されるエンジン出口水温を実際の測定エンジン出口水温とする。

また、この変形例３でも、外気温やエンジン出口水温及びタンク内水温等の変化に伴うタンク入口１１ａの放熱量（放熱割合）を実験等で求めて、これから変形例２の燃費向上率特性線faiと同様な燃費向上率特性線（図示略）を予め求めて、この求めた燃費向上率特性線（図示略）を燃費向上率テーブル（燃費向上率データ）として記録装置１４ａに記録させておく。

そして、エンジンコントローラ１４は、この求めた燃費向上率特性線（図示略）すなわち燃費向上率テーブルと上述した実際の測定エンジン出口水温，測定外気温，測定タンク入口水温等とを用いて燃費向上率最大点を求めて、電動ウオータポンプ１３のポンプ作動時間を求めるようになっている。

以上説明したように、この発明の実施の形態の車両用蓄熱装置では、エンジン１が停止したときに蓄熱制御手段（エンジンコントローラ１４）で電動ウオータポンプ１３を作動させて、加熱されたエンジン冷却水を前記電動ウオータポンプ１３で保温効果のある蓄熱タンク１１に回収して、この回収したエンジン冷却水を前記エンジン１の再始動時に前記エンジン１内に戻すようになっている。しかも、この車両用蓄熱装置は、前記エンジン１が停止したときにエンジン冷却水温を検出するエンジン冷却水温検出手段（出口水温センサ１５）と、前記エンジン１が停止したときに蓄熱タンク１１内水温を検出するタンク内水温検出手段（タンク水温センサ１６）とを備えている。その上、前記蓄熱制御手段（エンジンコントローラ１４）は、前記エンジン冷却水温検出手段（出口水温センサ１５）で検出される前記エンジン冷却水温と前記タンク内水温検出手段（タンク水温センサ１６）で検出される前記蓄熱タンク内水温から前記ポンプ作動時間を求めて、前記ポンプ作動時間に基づき前記電動ウオータポンプ１３を作動させて前記蓄熱制御を行わせるようになっている。

この構成によれば、エンジン１が停止した後に電動ウオータポンプ１３でエンジン冷却水を蓄熱タンク１１に回収する前に、エンジン１の燃費を向上させることができる電動ウオータポンプ１３のポンプ作動時間Wptxをエンジン冷却水温と蓄熱タンク内水温とに基づいて求めて、この求めたポンプ作動時間Wptxに基づいて電動ウオータポンプ１３でエンジン冷却水を蓄熱タンク１１に回収するようにしたので、エンジン冷却水を少ない消費電力で蓄熱タンク１１に回収することができる。

また、上述したように、この発明の実施の形態の車両用蓄熱装置は、外気温を検出する外気温検出手段（外気温センサ１７）が設けられており、前記蓄熱制御手段（エンジンコントローラ１４）は、前記外気温検出手段（外気温センサ１７）によって検出された外気温に基づいて前記ポンプ作動時間Wptxを補正するようになっている。

この構成によれば、エンジン１が停止した後に電動ウオータポンプ１３でエンジン冷却水を蓄熱タンク１１に回収する前に、エンジン１の燃費を向上させることができる電動ウオータポンプ１３のポンプ作動時間Wptxを外気温で補正するようにしたので、補正されたポンプ作動時間Wptxに基づいて電動ウオータポンプ１３でエンジン冷却水を蓄熱タンク１１に回収できる。この場合、蓄熱タンク１１に回収されたエンジン冷却水をエンジンの再始動時に利用する際の燃費は、単にエンジン冷却水温と蓄熱タンク内水温にみから求められるポンプ作動時間Wptxで電動ウオータポンプ１３を作動制御してエンジン冷却水を蓄熱タンク１１に回収した場合に比べて、向上することになる。

また、上述したように、この発明の実施の形態の車両用蓄熱装置において、前記蓄熱制御手段（エンジンコントローラ１４）は、前記エンジン１が停止したときの前記外気温と前記エンジン冷却水温との差温から、エンジン冷却水出口２と前記蓄熱タンク１１を接続する冷却水配管（７，１０ａ）の放熱量を求めて、求めた放熱量に基づいて前記ポンプ作動時間Wptxを補正するようになっている。

この構成によれば、エンジン１が停止した後に電動ウオータポンプ１３でエンジン冷却水を蓄熱タンク１１に回収する前に、エンジン冷却水出口２と蓄熱タンク１１を接続する冷却水配管（７，１０ａ）の放熱量をエンジン１が停止したときのエンジン冷却水出口２のエンジン出口水温と外気温の差から求めて、エンジン１の燃費向上率を向上させることができる電動ウオータポンプ１３のポンプ作動時間Wptxを補正して、補正されたポンプ作動時間Wptxに基づいて電動ウオータポンプ１３でエンジン冷却水を蓄熱タンク１１に回収することができる。この場合、エンジン冷却水を蓄熱タンク１１に回収する際の冷却水配管（７，１０ａ）の放熱量を考慮してポンプ作動時間Wptxを補正しているので、蓄熱タンク１１に回収されたエンジン冷却水をエンジンの再始動時に利用する際の燃費は、単にエンジン冷却水温と蓄熱タンク内水温にみから求められるポンプ作動時間Wptxや外気温のみで補正されたポンプ作動時間Wptxで電動ウオータポンプ１３を作動制御してエンジン冷却水を蓄熱タンク１１に回収した場合に比べて、向上することになる。

また、上述したように、この発明の実施の形態の車両用蓄熱方法は、エンジン冷却水温を検出するエンジン冷却水温検出手段（出口水温センサ１５）と、蓄熱タンク内水温を検出するタンク内水温検出手段（タンク水温センサ１６）と、保温効果のある蓄熱タンク１１と、前記蓄熱タンク１１にエンジン冷却水を運ぶ電動ウォータポンプ１３と、前記電動ウォータポンプ１３の作動を制御する蓄熱制御手段（エンジンコントローラ１４）により行われる。しかも、この車両用蓄熱方法は、エンジン１の停止を判定するステップと、エンジン１の停止後に前記エンジン冷却水温と前記蓄熱タンク内水温を検出するステップと、検出された前記エンジン冷却水温と前記蓄熱タンク内水温から前記電動ウォータポンプ１３の作動時間Wptxを演算するステップと、演算された前記電動ウォータポンプ１３の作動時間Wptxに基づき、前記電動ウォータポンプ１３の作動指令を出すステップとを有する。

この方法によれば、エンジン１が停止した後に電動ウオータポンプ１３でエンジン冷却水を蓄熱タンク１１に回収する前に、エンジン１の燃費を向上させることができる電動ウオータポンプ１３のポンプ作動時間Wptxをエンジン冷却水の水温に基づいて求めて、この求めたポンプ作動時間Wptxに基づいて電動ウオータポンプ１３でエンジン冷却水を蓄熱タンクに回収するようにしたので、エンジン冷却水を少ない消費電力で蓄熱タンクに回収することができる。

尚、上述したように、前記蓄熱制御手段（エンジンコントローラ１４）は、前記ウオータジャケットのエンジン冷却水を前記電動ウオータポンプ１３で前記蓄熱タンク１１に回収させて貯留させ前記蓄熱水とする蓄熱制御を行う前に、前記エンジン１の燃費向上率の大または最大となる前記電動ウオータポンプ１３のポンプ作動時間Wptxを前記測定エンジン出口水温，前記測定タンク内水温，前記電動ウオータポンプ１３の性能等から求めることができる。そして、前記蓄熱制御手段（エンジンコントローラ１４）は、前記求めたポンプ作動時間Wptxに基づき前記電動ウオータポンプ１３を作動させて前記蓄熱制御を行わせるようにできる。

この場合には、エンジン１が停止したときに電動ウオータポンプ１３でエンジン冷却水を蓄熱タンク１１に回収する前に、エンジン１の燃費向上率が大（最大またはその前後）となる蓄熱水温度から電動ウオータポンプ１３のポンプ作動時間Wptxを求めて、エンジン冷却水を少ない消費電力で蓄熱タンク１１に回収することができる。従って、エンジン１が停止したときに電動ウオータポンプ１３でエンジン冷却水を蓄熱タンク１１に回収する前に、エンジン１の燃費向上率が最大となる蓄熱水温度から必要最小限の電動ウオータポンプ１３のポンプ作動時間Wptxを求めた場合には、エンジン冷却水を必要最小限の消費電力で蓄熱タンク１１に回収することができる。

また、上述したように、前記蓄熱制御時に前記ウオータジャケットのエンジン冷却水が前記電動ウオータポンプ１３で前記蓄熱タンク１１に回収される際、前記エンジン冷却水出口２のエンジン冷却水の熱が前記エンジン冷却水出口２から放熱される出口放熱割合のデータを前記出口水温の変化，外気温の変化，前記電動ウオータポンプ１３の動作時間の変化および前記エンジン冷却水出口２の放熱係数から出口放熱割合データとして求めておいて、前記求めた出口放熱割合データを記録手段（記録装置１４ａ）に記録させるようにできる。そして、前記蓄熱制御手段（エンジンコントローラ１４）は、前記エンジン１が停止したときの外気温を外気温センサ１７で測定して測定外気温を求めると共に、前記測定外気温に対応する実出口放熱割合を前記測定エンジン出口水温及び前記出口放熱割合データから求めようにできる。しかも、前記蓄熱制御手段（エンジンコントローラ１４）は、前記蓄熱制御時の温度補正係数を前記測定エンジン出口水温,前記測定タンク内水温，前記実出口放熱割合，前記電動ウオータポンプ１３の性能から求め、前記蓄熱制御時に前記エンジン１の燃費向上率が最大となる前記ポンプ作動時間Wptxを前記温度補正係数で補正するようにできる。

この場合には、エンジン１が停止したときに電動ウオータポンプ１３でエンジン冷却水を蓄熱タンク１１に回収する際、エンジン１の燃費向上率が最大となるポンプ作動時間Wptxをエンジン冷却水出口２の放熱に基づく温度補正係数で補正して、この補正したポンプ作動時間Wptxで電動ウオータポンプ１３を作動制御するので、エンジン冷却水を必要最小限の消費電力で蓄熱タンク１１に回収することができる。

さらに、上述したように、前記蓄熱制御時に前記ウオータジャケットのエンジン冷却水が前記電動ウオータポンプ１３で前記蓄熱タンク１１に回収される際、前記蓄熱エンジン冷却水の熱が前記蓄熱タンク１１のタンク入口１１ａから放熱される出口放熱割合のデータを前記タンク入口水温の変化，外気温の変化，前記電動ウオータポンプ１３の動作時間の変化および前記タンク入口１１ａの放熱係数から出口放熱割合データとして求めておくことができる。また、前記求めた出口放熱割合データを記録手段（記録装置１４ａ）に記録させるようにできる。その上、前記蓄熱制御手段（エンジンコントローラ１４）は、前記エンジン１が停止したときの外気温及び前記タンク入口水温を外気温センサ１７及びタンク入口水温センサ１８でそれぞれ測定して測定外気温及び測定タンク入口水温をそれぞれ求めると共に、前記測定外気温に対応する実タンク入口放熱割合を前記測定タンク入口水温及び前記タンク入口放熱割合データから求めるようにできる。しかも、前記蓄熱制御手段（エンジンコントローラ１４）は、前記蓄熱制御時の温度補正係数を前記測定エンジン出口水温,前記測定タンク内水温，前記実タンク入口放熱割合，前記電動ウオータポンプ１３の性能から求め、前記蓄熱制御手段（エンジンコントローラ１４）は、前記蓄熱制御時に前記エンジンの燃費向上率が最大となる前記ポンプ作動時間Wptxを前記温度補正係数で補正するようできる。

この場合には、エンジン１が停止したときに電動ウオータポンプ１３でエンジン冷却水を蓄熱タンク１１に回収する際、エンジン１の燃費向上率が最大となるポンプ作動時間Wptxをタンク入口１１ａの放熱に基づく温度補正係数で補正して、この補正したポンプ作動時間Wptxで電動ウオータポンプ１３を作動制御するので、エンジン冷却水を必要最小限の消費電力で蓄熱タンク１１に回収することができる。

また、上述したように、前記蓄熱制御時に前記ウオータジャケットのエンジン冷却水が前記電動ウオータポンプ１３で前記蓄熱タンク１１に回収される前に、前記エンジン冷却水の熱が前記ウオータジャケットと前記蓄熱タンク１１を接続する冷却水配管（７，１０ａ）から放熱される配管放熱割合のデータを前記出口水温の変化，外気温の変化，前記電動ウオータポンプ１３の動作時間の変化および前記冷却水配管（７，１０ａ）の配管放熱係数から配管放熱割合データとして求めておくこともできる。この求めた配管放熱割合データを記録手段（記録装置１４ａ）に記録させることもできる。そして、前記蓄熱制御手段（エンジンコントローラ１４）は、前記エンジン１が停止したときの外気温を外気温センサで測定して測定外気温を求めると共に、前記測定外気温に対応する実配管放熱割合を前記測定エンジン出口水温及び前記配管放熱割合データから求めるようにできる。しかも、前記蓄熱制御手段（エンジンコントローラ１４）は、前記蓄熱制御時の温度補正係数を前記測定エンジン出口水温,前記測定タンク内水温，前記実配管放熱割合，前記電動ウオータポンプ１３の性能から求め、前記蓄熱制御時に前記エンジン１の燃費向上率が最大となる前記ポンプ作動時間Wptxを前記温度補正係数で補正することができる。

この場合には、エンジン１が停止したときに電動ウオータポンプ１３でエンジン冷却水を蓄熱タンク１１に回収する際、エンジン１の燃費向上率が最大となるポンプ作動時間Wptxを冷却水配管（７，１０ａ）の放熱に基づく温度補正係数で補正して、この補正したポンプ作動時間Wptxで電動ウオータポンプ１３を作動制御できるので、エンジン冷却水を必要最小限の消費電力で蓄熱タンク１１に回収することができる。

１・・・エンジン
２・・・エンジン冷却水出口
７ａ・・・冷却水配管
１０ａ・・・冷却水配管
１１・・・蓄熱タンク
１１ａ・・・タンク入口
１３・・・電動ウオータポンプ
１４・・・エンジンコントローラ（蓄熱制御手段）
１５・・・出口水温センサ（出口水温検出手段，水温検出手段）
１６・・・タンク水温センサ（タンク水温検出手段，水温検出手段）
１７・・・外気温センサ（外気温検出手段）
１８・・・タンク入口水温センサ（タンク入口水温検出手段，水温検出手段）

Claims (3)

1. エンジンが停止したときに蓄熱制御手段で電動ウオータポンプを作動させて、加熱されたエンジン冷却水を前記電動ウオータポンプにより冷却水配管を介して保温効果のある蓄熱タンクに回収して、この回収したエンジン冷却水を前記エンジンの再始動時に前記エンジン内に戻す車両用蓄熱装置において、
   エンジンが停止したときにエンジン冷却水温を検出するエンジン冷却水温検出手段と、エンジンが停止したときに蓄熱タンク内水温を検出するタンク内水温検出手段と、外気温を検出する外気温検出手段と、
   前記エンジンの再始動時に前記蓄熱タンク内のエンジン冷却水を用いたときの予め実験により求められた燃費向上率特性線のデータ、前記冷却水配管の放熱量の放熱テーブル、及び、前記冷却水配管内のエンジン冷却水の水温と外気温との温度差の変化と前記放熱テーブルに基づいて求めた放熱特性線を記録させた記録装置を備えると共に、
   前記蓄熱制御手段は、外気温とエンジン出口最高水温との実際の温度差と前記放熱特性線から前記実際の温度差における水温補正係数を求め、前記エンジンの停止後に前記ウオータポンプを作動させたときの、時間経過に伴う前記蓄熱タンク内水温の温度変化を、前記水温補正係数，前記ウオータポンプによる移動水量，前記エンジン冷却水のエンジン出口水温、前記蓄熱タンク内のタンク内水温に基づいて求めて、この求めた蓄熱タンク内水温の時間経過に伴う温度変化と前記燃費向上率特性線に基づいて燃費向上率最大点が得られるポンプ作動時間を求めて、該ポンプ作動時間に基づき前記電動ウオータポンプを作動させて前記蓄熱制御を行わせることを特徴とする車両用蓄熱装置。
2. 請求項１に記載の車両用蓄熱装置において、
   前記燃費向上率特性線は、前記エンジンの再始動時に前記蓄熱タンク内のエンジン冷却水を用いたときの、蓄熱タンク内のエンジン冷却水の温度上昇および前記蓄熱タンク内のエンジン冷却水の入替水量の変化から求めることを特徴とする車両用蓄熱装置。
3. 請求項１に記載の車両用蓄熱装置において、
   前記燃費向上率特性線を前記エンジン出口水温，タンク内水温および外気温の変化から求めることを特徴とする車両用蓄熱装置。

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