JP3820977B2 - ハイブリットシステムの蓄熱装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷却水や潤滑油等のような熱媒体の循環により冷却又は加熱されるハイブリットシステムの蓄熱技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、自動車等の車両に搭載される内燃機関は、燃焼室周辺の温度が所定温に達していない状態（冷間状態）で運転されると、燃焼室に供給される燃料が十分に霧化されず、排気特性（エミッション）や燃費性能の悪化等を招きやすい。
【０００３】
しかしながら、内燃機関は、一時的な運転停止後の再始動時のような場合を除き、始動時から暖機完了時までの期間に冷間状態で運転されることとなる。
【０００４】
このような問題に対し、例えば、特開平６−１８５３５９号公報に記載されているような内燃機関の蓄熱装置が提案されている。この公報に記載された内燃機関の蓄熱装置は、内燃機関の運転時に発生した熱により昇温した冷却水を保温状態で貯蔵する蓄熱器を備え、前記蓄熱器に蓄えられた高温の冷却水を冷間状態の内燃機関に流通させることにより、内燃機関の暖機を早期に完了させようとするものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年では、燃料を改質して発電する燃料電池と内燃機関とを備え、車両停止時などに内燃機関の運転を停止させ、その際に必要となる電力を燃料電池によって賄うハイブリットシステムの開発が進められている。
【０００６】
このようなハイブリットシステムを搭載した車両に前述した内燃機関の蓄熱装置が適用された場合、内燃機関が極短期間で運転停止されると、冷却水が蓄熱に適した温度域まで上昇しないため、十分な蓄熱を行うことが困難となり、内燃機関の再始動時に好適な暖機を実現することができなくなる虞がある。
【０００７】
本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、燃料電池と内燃機関とを具備したハイブリットシステムにおいて、内燃機関の好適な暖機を行える技術を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前述した課題を解決するために以下のような手段を採用した。
すなわち、本発明に係るハイブリットシステムの蓄熱装置は、
内燃機関及び燃料電池を具備したハイブリットシステムと、
前記内燃機関を経由して熱媒体が循環する機関用熱媒体通路と、
前記機関用熱媒体通路を流通する熱媒体の一部を保温貯蔵するとともに、保温貯蔵された熱媒体を前記機関用熱媒体通路へ供給して内燃機関の昇温を図る蓄熱機構と、
前記燃料電池が発生する熱により前記熱媒体を加熱する加熱機構と、
を備えている。
【０００９】
この発明は、内燃機関及び燃料電池を具備したハイブリットシステムと、内燃機関を循環する熱媒体の一部を保温貯蔵する蓄熱機構とを備えたハイブリットシステムの蓄熱装置において、燃料電池が発生する熱を利用して熱媒体を加熱することを最大の特徴としている。
【００１０】
かかるハイブリットシステムの蓄熱装置では、蓄熱機構は、機関用熱媒体通路を循環する熱媒体の一部を蓄熱状態で貯蔵する。内燃機関が冷間状態にあるとき等のように内燃機関を昇温させる必要があるときは、蓄熱機構は、該蓄熱機構に貯蔵されていた熱媒体を機関用熱媒体通路へ供給する。この場合、熱媒体の熱が内燃機関へ伝達され、内燃機関が速やかに昇温することになる。
【００１１】
一方、加熱機構は、燃料電池が発生する熱を利用して熱媒体を加熱する。加熱機構により加熱された熱媒体は、機関用熱媒体通路を循環し又は蓄熱機構に貯蔵されることになる。
【００１２】
この結果、内燃機関の運転条件に依存することなく機関用熱媒体通路を流通する熱媒体又は蓄熱機構に貯蔵される熱媒体の温度を所望の温度域まで高めることが可能となる。
【００１３】
本発明に係るハイブリットシステムの蓄熱装置は、燃料電池を経由して熱媒体が循環する電池用熱媒体通路を更に備えるようにしてもよい。
【００１４】
この場合、加熱機構は、電池用熱媒体通路内の熱媒体を機関用熱媒体通路又は蓄熱機構へ供給することにより機関用熱媒体通路を流通する熱媒体又は蓄熱機構に貯蔵される熱媒体を加熱することができる。
【００１５】
例えば、加熱機構は、内燃機関を昇温させる必要があるときは電池用熱媒体通路内の熱媒体を機関用熱媒体通路へ供給し、蓄熱機構に高温の熱媒体を貯蔵する必要があるときは電池用熱媒体通路内の熱媒体を蓄熱機構へ供給するようにしてもよい。
【００１６】
但し、内燃機関を昇温させる必要があるときは、蓄熱機構内の熱媒体に比して電池用熱媒体通路内の熱媒体が高温であることを条件に電池用熱媒体通路内の熱媒体が機関用熱媒体通路へ供給され、蓄熱機構に高温の熱媒体を貯蔵する必要があるときは、機関用熱媒体通路内の熱媒体に比して電池用熱媒体通路内の熱媒体が高温であることを条件に電池用熱媒体通路内の熱媒体が蓄熱機構へ供給されるようにしてもよい。
【００１７】
本発明に係るハイブリットシステムの蓄熱装置において、機関用熱媒体通路と電池用熱媒体通路とは、内燃機関と燃料電池と蓄熱機構とが直列に配置されるよう同一の熱媒体通路で構成されるようにしてもよい。
【００１８】
その際の熱媒体通路は、熱媒体が内燃機関から燃料電池と蓄熱装置とを順次経由した後に内燃機関へ還流されるよう構成されるようにしてもよい。この場合、燃料電池を経由した高温の熱媒体が不要に放熱されることなく蓄熱装置に貯蔵されることになる。
【００１９】
上記したように内燃機関と燃料電池と蓄熱機構とが順次直列に配置されるよう機関用熱媒体通路及び電池用熱媒体通路が構成される場合には、加熱機構は、蓄熱機構を迂回するバイパス通路と、このバイパス通路と蓄熱機構との何れか一方に熱媒体を流通させる通路切換弁とを具備し、内燃機関を昇温させる必要があるときはバイパス通路に熱媒体が流通するよう通路切換弁が動作し、蓄熱機構に高温の熱媒体を貯蔵する必要があるときは蓄熱機構に熱媒体が流通するよう通路切換弁が動作するようにしてもよい。
【００２０】
このように通路切換弁が動作すると、内燃機関を昇温させる必要あるときは、燃料電池を経由した高温の熱媒体が蓄熱機構を経由することなく内燃機関へ供給されることとなり、内燃機関が熱媒体の熱を受けて昇温することになる。また、蓄熱機構に高温の熱媒体を貯蔵する必要があるときは、燃料電池を経由した高温の熱媒体が内燃機関を経由することなく蓄熱機構へ供給されることとなり、蓄熱機構に比較的高温の熱媒体が貯蔵されることになる。
【００２１】
本発明に係るハイブリットシステムの蓄熱装置において、機関用熱媒体通路と電池用熱媒体通路とは、蓄熱機構を介して並列に接続されるようにしてもよい。
【００２２】
その際、加熱機構は、蓄熱機構を迂回して機関用熱媒体通路と電池用熱媒体通路を接続するバイパス通路と、バイパス通路と蓄熱装置との何れか一方に熱媒体を流通させる通路切換弁とを具備し、内燃機関を昇温させる必要があるときはバイパス通路に熱媒体が流通するよう通路切換弁が動作し、蓄熱機構に高温の熱媒体を貯蔵する必要があるときは蓄熱機構に熱媒体が流通するよう通路切換弁が動作するようにしてもよい。
【００２３】
このように通路切換弁が動作すると、内燃機関を昇温させる必要あるときには、電池用熱媒体通路を循環する高温の熱媒体が蓄熱機構を経由することなく機関用熱媒体通路へ供給されることとなり、内燃機関が機関用熱媒体通路を循環する熱媒体の熱を受けて昇温することになる。また、蓄熱機構に高温の熱媒体を貯蔵する必要があるときには、電池用熱媒体通路を循環する高温の熱媒体が内燃機関を経由することなく蓄熱機構へ供給されることとなり、蓄熱機構に比較的高温の熱媒体が貯蔵されることになる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るハイブリットシステムの蓄熱装置の具体的な実施の形態について図面に基づいて説明する。
【００２５】
＜実施の形態１＞
先ず、本発明に係るハイブリットシステムの蓄熱装置の第１の実施の形態について図１〜図９に基づいて説明する。
【００２６】
図１は、本発明に係るハイブリットシステムを搭載した車両の冷却水循環系を示す図である。
【００２７】
図１において、内燃機関１は、ガソリン又は軽油を燃料とする水冷式の内燃機関であり、シリンダヘッド１ａとシリンダブロック１ｂとを備えている。
【００２８】
前記内燃機関１には、駆動電力が印加されたときに該内燃機関１の図示しないクランクシャフトを回転させるスタータモータ１００が取り付けられている。
【００２９】
前記したシリンダヘッド１ａとシリンダブロック１ｂには、本発明に係る熱媒体としての冷却水を循環させるヘッド側冷却水路２ａとブロック側冷却水路２ｂとがそれぞれ形成され、それらヘッド側冷却水路２ａとブロック側冷却水路２ｂとが相互に連通している。
【００３０】
前記ヘッド側冷却水路２ａには、第１冷却水路４が接続され、その第１冷却水路４は、ラジエター５の冷却水流入口に接続されている。ラジエター５の冷却水流出口は、第２冷却水路６を介してサーモスタットバルブ７に接続されている。
【００３１】
前記サーモスタットバルブ７には、前記した第２冷却水路６に加えて、第３冷却水路８と第４冷却水路９とが接続されている。前記第３冷却水路８は、図示しないクランクシャフトの回転トルクによって駆動される機械式ウォーターポンプ１０の吸込口に接続され、その機械式ウォーターポンプ１０の吐出口は前記ブロック側冷却水路２ｂに接続されている。一方、前記第４冷却水路９は、前記ヘッド側冷却水路２ａに連通している。
【００３２】
前記サーモスタットバルブ７は、該サーモスタットバルブ７を流通する冷却水の温度に応じて第２冷却水路６と第４冷却水路９との何れか一方を遮断するよう構成されている。具体的には、サーモスタットバルブ７は、該サーモスタットバルブ７を流通する冷却水の温度が所定の開弁温度（例えば、８０℃）未満であるときは第３冷却水路８を遮断して第２冷却水路６と第４冷却水路９を導通させ、該サーモスタットバルブ７を流通する冷却水の温度が前記開弁温度以上であるときは第４冷却水路９を遮断して第２冷却水路６と第３冷却水路８とを導通させるよう構成されている。
【００３３】
前記した第３冷却水路８における機械式ウォーターポンプ１０の直上流の部位には、該第３冷却水路８内を流れる冷却水の温度、すなわち内燃機関１に流入する冷却水の温度に対応した電気信号を出力する水温センサ１９が取り付けられている。
【００３４】
次に、ヘッド側冷却水路２ａには、ヒータホース１１の基端が接続され、そのヒータホース１１の終端は、前記したサーモスタットバルブ７と機械式ウォーターポンプ１０とを接続する第３冷却水路８の途中に接続されている。
【００３５】
前記ヒータホース１１の途中には、冷却水と車室内暖房用空気との間で熱交換を行うヒータコア１２が配置されている。このヒータコア１２には、該ヒータコア１２において冷却水との間で熱交換が行われた暖房用空気を車室内へ圧送するヒータブロア１２０が併設されている。ヒータブロア１２０は、車室内に設けられたヒータスイッチ２１がオン状態にあるときに作動する。
【００３６】
前記ヒータホース１１における該ヒータホース１１の基端とヒータコア１２との間に位置する部位には燃料電池１３が配置されている。この燃料電池１３は、ガソリンなどの燃料を改質し、その改質燃料を酸化させることにより発電を行うものである。
【００３７】
前記燃料電池１３により発電された電力は、内燃機関１に併設された図示しないパワーステアリング装置や空調装置などの種々の補機類へ供給され、又は図示しないバッテリやキャパシタなどに蓄電される。
【００３８】
前記ヒータホース１１において該ヒータホース１１の基端と燃料電池１３との間に位置する部位には、電動ウォーターポンプ１４が配置されている。この電動ウォーターポンプ１４は、電気モータによって駆動されるポンプであり、該電動ウォーターポンプ１４の吸込口から吸い込んだ冷却水を吐出口から所定の圧力で吐出するよう構成されている。
【００３９】
尚、電動ウォーターポンプ１４は、該電動ウォーターポンプ１４の吸込口がヒータホース１１の基端側に位置し、且つ、吐出口が燃料電池１３側に位置するようヒータホース１１と接続されている。
【００４０】
前記ヒータホース１１において燃料電池１３とヒータコア１２との間に位置する部位には、第１のタンク用通路１５ａが接続されている。第１のタンク用通路１５ａは、蓄熱タンク１６に接続されている。
【００４１】
前記蓄熱タンク１６は、冷却水を蓄熱状態で保存する容器であり、該蓄熱タンク１６内へ冷却水を流入させるための冷却水入口１６ａと、該蓄熱タンク１６内から冷却水を流出するための冷却水出口１６ｂとを備えており、前記した第１のタンク用通路１５ａは、冷却水入口１６ａに接続されている。
【００４２】
尚、蓄熱タンク１６の冷却水入口１６ａと冷却水出口１６ｂとには、それぞれ冷却水の逆流を防止する一方向弁（ワンウェイバルブ）１６ｃ、１６ｄが設けられている。
【００４３】
前記蓄熱タンク１６の冷却水出口１６ｂには、第２のタンク用通路１５ｂが接続されている。この第２のタンク用通路１５ｂは、前記ヒータホース１１における該ヒータホース１１の終端とヒータコア１２との間の部位に接続されている。
【００４４】
以下では、ヒータホース１１において、該ヒータホース１１の基端と電動ウォーターポンプ１４との間に位置する部位を第１ヒータホース１１ａと称し、電動ウォーターポンプ１４と燃料電池１３との間に位置する部位を第２ヒータホース１１ｂと称し、燃料電池１３と第１のタンク用通路１５ａの基端との間に位置する部位を第３ヒータホース１１ｃと称し、第１のタンク用通路１５ａの基端とヒータコア１２との間に位置する部位を第４ヒータホース１１ｄと称し、ヒータコア１２と第２のタンク用通路１５ｂの終端との間に位置する部位を第５ヒータホース１１ｅと称し、第２のタンク用通路１５ｂの終端と該ヒータホース１１の終端との間に位置する部位を第６ヒータホース１１ｆと称するものとする。
【００４５】
前述した第３ヒータホース１１ｃと第４ヒータホース１１ｄと第１のタンク用通路１５ａとの接続部には、流路切換弁１７が設けられている。この流路切換弁１７は、前記した３つの通路の導通と、前記３つの通路の何れか１つの遮断とを選択に切り換えるバルブである。流路切換弁１７は、例えば、図示しないステップモータ等からなるアクチュエータによって駆動されるようになっている。
【００４６】
このように構成された冷却水循環系には、該冷却水循環系を制御するための電子制御ユニット（Electronic Control Unit：ECU）２０が併設されている。このＥＣＵ２０は、冷却水循環系を専用に制御する電子制御ユニットであってもよく、あるいは冷却水循環系の制御とハイブリットシステムの制御とを兼任する電子制御ユニットであってもよい。
【００４７】
前記ＥＣＵ２０には、前述した水温センサ１９に加え、車室内に取り付けられたヒータスイッチ２１、イグニッションスイッチ２２、及びスタータスイッチ２３が電気的に接続されるとともに、電動ウォーターポンプ１４、流路切換弁１７、スタータモータ１００、及びヒータブロア１２０が電気的に接続されている。
【００４８】
ＥＣＵ２０は、内燃機関１の運転状態や各種センサの出力信号値等をパラメータとして、電動ウォーターポンプ１４、流路切換弁１７、スタータモータ１００、及びヒータブロア１２０を制御する。
【００４９】
以下、この実施の形態におけるハイブリットシステムの蓄熱装置の作用について説明する。
【００５０】
先ず、内燃機関１の始動に先駆けて該内燃機関１を予熱する場合について説明する。ここでは、蓄熱タンク１６内に予め高温の冷却水が貯蔵されているものとする。
【００５１】
ＥＣＵ２０は、内燃機関１のクランキングが開始される前、例えば、イグニッションスイッチ２２がオフからオンへ切り換えられたときに、第４ヒータホース１１ｄを遮断し且つ第３ヒータホース１１ｃと第１のタンク用通路１５ａとを導通させるべく流路切換弁１７を制御するとともに、電動ウォーターポンプ１４を作動させるべく該電動ウォーターポンプ１４へ駆動電力を供給する。
【００５２】
この場合、機械式ウォーターポンプ１０が作動せずに電動ウォーターポンプ１４のみが作動するため、図２に示すように、電動ウォーターポンプ１４→第２ヒータホース１１ｂ→燃料電池１３→第３ヒータホース１１ｃ→流路切換弁１７→第１のタンク用通路１５ａ→蓄熱タンク１６→第２のタンク用通路１５ｂ→第６ヒータホース１１ｆ→第３冷却水路８→機械式ウォーターポンプ１０→ブロック側冷却水路２ｂ→ヘッド側冷却水路２ａ→第１ヒータホース１１ａ→電動ウォーターポンプ１４の順に冷却水が流れる循環回路が成立する。
【００５３】
前記した循環回路が成立すると、電動ウォーターポンプ１４から吐出された冷却水が第２ヒータホース１１ｂ、燃料電池１３、第３ヒータホース１１ｃ、流路切換弁１７、及び第１のタンク用通路１５ａを介して蓄熱タンク１６に流入し、それと入れ代わりに蓄熱タンク１６内に蓄熱状態で貯蔵されていた冷却水（以下、蓄熱温水と称する）が該蓄熱タンク１６から排出される。蓄熱タンク１６から排出された蓄熱温水は、第２のタンク用通路１５ｂ、第６ヒータホース１１ｆ、第３冷却水路８、及び機械式ウォーターポンプ１０を経由してブロック側冷却水路２ｂに流入し、次いでヘッド側冷却水路２ａに流入することになる。
【００５４】
蓄熱タンク１６からの蓄熱温水が内燃機関１のヘッド側冷却水路２ａ及びブロック側冷却水路２ｂに流入すると、それと入れ代わりにヘッド側冷却水路２ａ及びブロック側冷却水路２ｂに元々滞留していた低温の冷却水がヘッド側冷却水路２ａ及びブロック側冷却水路２ｂから第１ヒータホース１１ａへ流出する。
【００５５】
この結果、内燃機関１では、蓄熱温水の熱がヘッド側冷却水路２ａ及びブロック側冷却水路２ｂの壁面に伝達される。その際、蓄熱タンク１６から流出した蓄熱温水がヒータコア１２や燃料電池１３などを経由することなく直接的に内燃機関１に流入するため、蓄熱タンク１６から内燃機関１へ至る経路において蓄熱温水の不要な放熱が抑制され、蓄熱タンク１６に蓄えられていた熱が効率的に内燃機関１へ伝達される。
【００５６】
従って、内燃機関１の吸気ポートや燃焼室の壁面温度を効率的に暖めることが可能となり、内燃機関１の始動時及び始動後において燃料の気化が促進されるとともに混合気の温度が上昇し、以て壁面付着燃料量の減少、燃焼の安定化、始動性の向上、及び排気エミッションの向上を図ることが可能となる。
【００５７】
尚、内燃機関１の運転停止時に燃料電池１３を予熱する場合もＥＣＵ２０が上記した循環回路を成立させることにより、蓄熱タンク１６から流出した蓄熱温水が、第２のタンク用通路１５ｂ、第６ヒータホース１１ｆ、第３冷却水路８、機械式ウォーターポンプ１０、ブロック側冷却水路２ｂ、ヘッド側冷却水路２ａ、第１ヒータホース１１ａ、電動ウォーターポンプ１４、及び第２ヒータホース１１ｂを経由して燃料電池１３に流入することになる。
【００５８】
蓄熱タンク１６からの蓄熱温水が燃料電池１３に流入すると、それと入れ代わりに燃料電池１３内に元々滞留していた低温の冷却水が該燃料電池１３内から第３ヒータホース１１ｃへ流出する。
【００５９】
この結果、燃料電池１３が蓄熱温水の熱を受けて速やかに昇温することとなり、燃料電池１３の起動時間を短縮することが可能となる。
【００６０】
次に、スタータスイッチ２３がオフからオンへ切り換えられると、ＥＣＵ２０は、電動ウォーターポンプ１４に対する駆動電力の供給を停止した後に、スタータモータ１００や図示しない燃料噴射弁等に駆動電力を印加して内燃機関１のクランキングを開始し、以て内燃機関１を始動させる。
【００６１】
内燃機関１のクランキングが開始されると、クランクシャフトの回転トルクによって機械式ウォーターポンプ１０が駆動される。これに対応してＥＣＵ２０は、
第３ヒータホース１１ｃを遮断すべく流路切換弁１７を制御する。
【００６２】
その際、冷却水の温度がサーモスタットバルブ７の開弁より低ければ、サーモスタットバルブ７は、第２冷却水路６を遮断すると同時に第４冷却水路９を開放する。
【００６３】
この場合、図３に示すように、機械式ウォーターポンプ１０→ブロック側冷却水路２ｂ→ヘッド側冷却水路２ａ→第４冷却水路９→サーモスタットバルブ７→第３冷却水路８→機械式ウォーターポンプ１０の順で冷却水が流れる循環回路が成立する。
【００６４】
このような循環回路が成立した場合には、内燃機関１から流出した比較的低温の冷却水がラジエター５を迂回して流れることになるため、冷却水がラジエター５によって必要以上に冷却されることがない。
【００６５】
この結果、内燃機関１が冷却水によって不要に冷却されることがなく、内燃機関１の暖機が妨げられることがない。
【００６６】
尚、燃料電池１３が作動状態にあり、且つ、冷却水を利用して燃料電池１３を冷却する必要がある場合には、ＥＣＵ２０は、第４ヒータホース１１ｄを遮断し且つ第３ヒータホース１１ｃと第１ヒータホース１１ａとを導通させるべく流路切換弁１７を制御する。
【００６７】
この場合、図４に示すように、機械式ウォーターポンプ１０→ブロック側冷却水路２ｂ→ヘッド側冷却水路２ａ→第４冷却水路９→サーモスタットバルブ７→第３冷却水路８→機械式ウォーターポンプ１０の順で冷却水が流れる循環回路に加え、機械式ウォーターポンプ１０→ブロック側冷却水路２ｂ→ヘッド側冷却水路２ａ→第１ヒータホース１１ａ→電動ウォーターポンプ１４→第２ヒータホース１１ｂ→燃料電池１３→第３ヒータホース１１ｃ→流路切換弁１７→第１のタンク用通路１５ａ→蓄熱タンク１６→第２のタンク用通路１５ｂ→第６ヒータホース１１ｆ→第３冷却水路８→機械式ウォーターポンプ１０の順で冷却水が流れる循環回路が成立する。
【００６８】
このように循環回路が成立した場合には、燃料電池１３の熱が冷却水へ伝達されるため、燃料電池１３が冷却されることになる。冷却水により燃料電池１３が冷却されときには、燃料電池１３の熱が冷却水を媒体として内燃機関１へ伝達されることになるため、内燃機関１が早期に暖機されるようになる。
【００６９】
内燃機関１が運転状態にあるときに冷却水の温度がサーモスタットバルブ７の開弁温度以上まで上昇すると、サーモスタットバルブ７が第４冷却水路９を遮断すると同時に第２冷却水路６を開放することになる。
【００７０】
この場合、図５に示すように、機械式ウォーターポンプ１０→ブロック側冷却水路２ｂ→ヘッド側冷却水路２ａ→第１冷却水路４→ラジエター５→第２冷却水路６→サーモスタットバルブ７→第３冷却水路８→機械式ウォーターポンプ１０の順で冷却水が流れる循環回路が成立する。
【００７１】
このような循環回路が成立した場合には、内燃機関１から流出した比較的高温の冷却水がラジエター５を流通することになるため、冷却水の熱がラジエター５によって放熱される。この結果、冷却水の温度が適温に保たれることになる。
【００７２】
尚、燃料電池１３が作動状態にあり、且つ、冷却水を利用して燃料電池１３を昇温又は冷却する必要がある場合には、ＥＣＵ２０は、第４ヒータホース１１ｄを遮断し且つ第３ヒータホース１１ｃと第１ヒータホース１１ａとを導通させるべく流路切換弁１７を制御する。
【００７３】
この場合、図６に示すように、機械式ウォーターポンプ１０→ブロック側冷却水路２ｂ→ヘッド側冷却水路２ａ→第１冷却水路４→ラジエター５→第２冷却水路６→サーモスタットバルブ７→第３冷却水路８→機械式ウォーターポンプ１０の順で冷却水が流れる循環回路に加え、機械式ウォーターポンプ１０→ブロック側冷却水路２ｂ→ヘッド側冷却水路２ａ→第１ヒータホース１１ａ→電動ウォーターポンプ１４→第２ヒータホース１１ｂ→燃料電池１３→第３ヒータホース１１ｃ→流路切換弁１７→第１のタンク用通路１５ａ→蓄熱タンク１６→第２のタンク用通路１５ｂ→第６ヒータホース１１ｆ→第３冷却水路８→機械式ウォーターポンプ１０の順で冷却水が流れる循環回路が成立する。
【００７４】
このような循環回路が成立した場合には、内燃機関１の熱が冷却水を媒体として燃料電池１３に伝達され、又は、燃料電池１３の熱が冷却水へ伝達されるため、燃料電池１３が昇温又は冷却されることになる。特に、冷却水により燃料電池１３が昇温されるときには、内燃機関１から流出した比較的高温の冷却水が直接的に燃料電池１３へ供給されるため、燃料電池１３が速やかに昇温するようになる。
【００７５】
また、内燃機関１が運転状態にあるときに、ヒータスイッチ２１がオフからオンへ切り換えられると、ＥＣＵ２０は、電動ウォーターポンプ１４を停止状態に維持し、第１のタンク用通路１５ａを遮断し且つ第３ヒータホース１１ｃと第４ヒータホース１１ｄとを導通させるべく流路切換弁１７を制御し、更にヒータブロア１２０を作動させるべく該ヒータブロア１２０に駆動電力を供給する。
【００７６】
この場合、電動ウォーターポンプ１４が作動せずに機械式ウォーターポンプ１０のみが作動するため、図７に示すように、機械式ウォーターポンプ１０→ブロック側冷却水路２ｂ→ヘッド側冷却水路２ａ→第１冷却水路４→ラジエター５→第２冷却水路６→サーモスタットバルブ７→第３冷却水路８→機械式ウォーターポンプ１０の順で冷却水が流れる循環回路に加え、機械式ウォーターポンプ１０→ブロック側冷却水路２ｂ→ヘッド側冷却水路２ａ→第１ヒータホース１１ａ→電動ウォーターポンプ１４→第２ヒータホース１１ｂ→燃料電池１３→第３ヒータホース１１ｃ→流路切換弁１７→第４ヒータホース１１ｄ→ヒータコア１２→第５ヒータホース１１ｅ→第６ヒータホース１１ｆ→第３冷却水路８→機械式ウォーターポンプ１０の順で冷却水が流れる循環回路が成立する。
【００７７】
上記したような循環回路が成立すると、内燃機関１から流出した高温の冷却水は、第１ヒータホース１１ａ、電動ウォーターポンプ１４、第２ヒータホース１１ｂ、燃料電池１３、第３ヒータホース１１ｃ、流路切換弁１７、及び第４ヒータホース１１ｄを経由してヒータコア１２に流入することになり、ヒータコア１２において冷却水と暖房用空気との間で熱交換が行われるようになる。つまり、ヒータコア１２において冷却水の熱が暖房用空気へ伝達され、暖房用空気が暖められる。ヒータコア１２において暖められた暖房用空気は、ヒータブロア１２０によって車室内へ圧送される。
【００７８】
尚、イグニッションスイッチがオン状態にあり、且つ、ヒータスイッチ２１がオン状態にあるときに内燃機関１の運転が停止されると、ＥＣＵ２０は、燃料電池１３を作動させ、燃料電池１３により発電された電力を電動ウォーターポンプ１４及びヒータブロア１２０へ供給し、更に第１のタンク用通路１５ａを遮断し且つ第３ヒータホース１１ｃと第４ヒータホース１１ｄとを導通させるべく流路切換弁１７を制御する。
【００７９】
この場合、機械式ウォーターポンプ１０が作動せずに電動ウォーターポンプ１４のみが作動するため、図８に示すように、電動ウォーターポンプ１４→第２ヒータホース１１ｂ→燃料電池１３→第３ヒータホース１１ｃ→流路切換弁１７→第４ヒータホース１１ｄ→ヒータコア１２→第５ヒータホース１１ｅ→第６ヒータホース１１ｆ→第３冷却水路８→機械式ウォーターポンプ１０→ブロック側冷却水路２ｂ→ヘッド側冷却水路２ａ→第１ヒータホース１１ａ→電動ウォーターポンプ１４の順で冷却水が流れる循環回路が成立する。
【００８０】
このような循環回路が成立すると、内燃機関１およびまたは燃料電池１３で発生した熱が冷却水を媒体としてヒータコア１２へ伝達されるため、ヒータコア１２において冷却水と暖房用空気との間で熱交換を行うことが可能となり、暖房用空気が暖められることになる。
【００８１】
次に、蓄熱タンク１６に高温の冷却水を貯蔵する方法について述べる。
蓄熱タンク１６に高温の冷却水を貯蔵する場合に、ＥＣＵ２０は、図９に示すような蓄熱制御ルーチンを実行する。この蓄熱制御ルーチンは、予めＥＣＵ２０のＲＯＭ等に記憶されているルーチンであり、所定時間毎に繰り返し実行されるルーチンである。
【００８２】
蓄熱制御ルーチンでは、ＥＣＵ２０は、先ずＳ９０１において蓄熱完了フラグの値が“１”でないか否かを判別する。蓄熱完了フラグは、予めＥＣＵ２０のＲＡＭなどに設定された記憶領域であり、蓄熱タンク１６内に高温の冷却水が貯蔵された時に“１”がセットされ、イグニッションスイッチ２２がオフからオンへ切り換えられたときに“０”がリセットされる。
【００８３】
前記Ｓ９０１において蓄熱完了フラグの値が“１”であると判定された場合は、ＥＣＵ２０は、蓄熱タンク１６内に高温の冷却水が既に貯蔵されているとみなし、Ｓ９１３へ進み、通常通りの制御を行う。
【００８４】
一方、前記Ｓ９０１において蓄熱完了フラグの値が“１”ではないと判定された場合は、ＥＣＵ２０は、蓄熱タンク１６内に高温の冷却水が未だ貯蔵されていないとみなし、Ｓ９０２へ進む。
【００８５】
Ｓ９０２では、ＥＣＵ２０は、水温センサ１９の出力信号値（冷却水温度）：ＴＨＷを読み込む。
【００８６】
Ｓ９０３では、ＥＣＵ２０は、前記Ｓ９０２で読み込まれた冷却水温度：ＴＨＷが蓄熱に適した温度であるか否か（蓄熱適合温度）以上であるか否かを判別する。
【００８７】
前記Ｓ９０３において冷却水温度：ＴＨＷが蓄熱適合温度未満であると判定された場合は、ＥＣＵ２０は、Ｓ９０４へ進む。Ｓ９０４では、ＥＣＵ２０は、燃料電池１３を作動させ、燃料電池１３の作動時に発生する熱により冷却水を加熱する。尚、燃料電池１３が既に作動状態にある場合には、前記Ｓ９０４の処理がスキップされるようにしてもよい。
【００８８】
ＥＣＵ２０は、前記Ｓ９０３において冷却水温度：ＴＨＷが蓄熱適合温度以上であると判定した場合、若しくは、前記Ｓ９０４の処理を実行し終えた場合には、Ｓ９０５へ進み、内燃機関１が運転状態にあるか否かを判別する。
【００８９】
前記Ｓ９０５において内燃機関１が運転停止状態にあるときは、Ｓ９０６へ進み、燃料電池１３を作動させるとともに、燃料電池１３により発電された電力を電動ウォーターポンプ１４へ供給する。尚、燃料電池１３が既に作動状態にある場合には、ＥＣＵ２０は、電動ウォーターポンプ１４のみを作動させる。
【００９０】
ＥＣＵ２０は、前記Ｓ９０５において内燃機関１が運転状態にあると判定された場合、又は前記Ｓ９０６の処理を実行し終えた場合に、Ｓ９０７へ進み、ヒータスイッチ２１がオフであるか否かを判別する。
【００９１】
前記Ｓ９０７においてヒータスイッチ２１がオフであると判定された場合は、ＥＣＵ２０は、Ｓ９０８へ進み、第４ヒータホース１１ｄを遮断し且つ第３ヒータホース１１ｃと第１のタンク用通路１５ａとを導通させるべく流路切換弁１７を制御する。
【００９２】
この場合、前述した図２の説明で述べた循環回路と同一の循環回路が成立することになるため、燃料電池１３から流出した冷却水がヒータコア１２や内燃機関１などを経由することなく直接的に蓄熱タンク１６へ到達することが可能となり、燃料電池１３で発生した熱が不要に放熱されることなく蓄熱タンク１６に蓄えられるようになる。
【００９３】
一方、前記Ｓ９０７においてヒータスイッチ２１がオンであると判定された場合は、ＥＣＵ２０は、Ｓ９０９へ進み、第３ヒータホース１１ｃ、第４ヒータホース１１ｄ、及び第１のタンク用通路１５ａの全てを導通させるべく流路切換弁１７を制御する。
【００９４】
続いてＥＣＵ２０は、Ｓ９１０において、ヒータブロア１２０を作動させるべく該ヒータブロア１２０に駆動電力を供給する。
【００９５】
この場合、前述した図８の説明で述べた循環回路と同一の循環回路が成立すると同時に、前述した図２の説明で述べた循環回路と同一の循環回路も成立するため、燃料電池１３から流出した冷却水がヒータコア１２や内燃機関１などを経由することなく直接的に蓄熱タンク１６へ到達することが可能となり、燃料電池１３で発生した熱が不要に放熱されることなく蓄熱タンク１６に蓄えられるようになる。
【００９６】
前記したＳ９０８又はＳ９１０の処理を実行し終えたＥＣＵ２０は、Ｓ９１１へ進み、蓄熱処理が完了したか否かを判別する。この判別方法としては、蓄熱タンク１６内の冷却水が全て入れ替わるまでに要する時間（入替所要時間）を予め実験的に求めておき、蓄熱処理の実行開始（例えば、Ｓ９０８又はＳ９０９の実行時期）からの経過時間が前記した入替所要時間以上となった時点で蓄熱処理が完了したと判定する方法を例示することができる。
【００９７】
前記Ｓ９１１において蓄熱処理が完了していないと判定された場合は、ＥＣＵ２０は、蓄熱処理が完了するまで前記Ｓ９１１の処理を繰り返し実行する。
【００９８】
前記Ｓ９１１において蓄熱処理が完了したと判定された場合は、ＥＣＵ２０は、Ｓ９１２へ進み、蓄熱完了フラグに“１”をセットする。
【００９９】
Ｓ９１２では、ＥＣＵ２０は、燃料電池１３、電動ウォーターポンプ１４、流路切換弁１７を通常どおりに制御し、本ルーチンの実行を終了する。
【０１００】
以上述べた実施の形態では、燃料電池１３から流出した冷却水を蓄熱タンク１６内に貯蔵することができるため、内燃機関１の運転が短時間で停止される場合のように冷却水の温度が蓄熱適合温度以上へ上昇する前に内燃機関１の運転が停止される場合であっても、燃料電池１３が発生した熱を利用して確実な蓄熱を行うことが可能となる。
【０１０１】
従って、本実施の形態に係るハイブリットシステムの蓄熱装置によれば、蓄熱タンク１６内に貯蔵された蓄熱温水を利用して内燃機関１を好適に暖機することが可能となる。
【０１０２】
また、本実施の形態に係るハイブリットシステムの蓄熱装置では、内燃機関１と燃料電池１３とが同一の冷却系に配置されるため、冷却系の構成を簡略化することが可能になるとともに、内燃機関１で発生した熱又は蓄熱タンク１６内に蓄えられた熱を利用して燃料電池１３の予熱を行うことも可能となる。更に、燃料電池１３が発生した熱をその場で内燃機関１へ供給することにより、内燃機関１の暖機を促進させることも可能となる。
【０１０３】
＜実施の形態２＞
次に、本発明に係るハイブリットシステムの蓄熱装置の第２の実施の形態について図１０〜図１３に基づいて説明する。ここでは、前述した第１の実施の形態と異なる構成について説明し、同一の構成については説明を省略する。
【０１０４】
本実施の形態に係るハイブリットシステムの蓄熱装置では、図１０に示すように、第３ヒータホース１１ｃと第６ヒータホース１１ｆとの間に蓄熱タンク１６を迂回するバイパス通路２４が設けられるとともに、このバイパス通路２４の途中に該バイパス通路２４を開閉する通路開閉弁２５が設けられている。更に、燃料電池１３には、該燃料電池１３内を循環する冷却水の温度に対応した電気信号を出力する電池内水温センサ１３０が設けられ、蓄熱タンク１６には、該蓄熱タンク１６内の冷却水の温度に対応した電気信号を出力するタンク内水温センサ１６０が設けられている。
【０１０５】
以下では、第３ヒータホース１１ｃにおいてバイパス通路２４との接続部位を基準として燃料電池１３側に位置する部位を上流側第３ヒータホース１１０ｃと称するとともに流路切換弁１７側に位置する部位を下流側第３ヒータホース１１１ｃと称し、第６ヒータホース１１ｆにおいてバイパス通路２４との接続部位を基準として第５ヒータホース１１ｅ側に位置する部位を上流側第６ヒータホース１１０ｆと称するとともに第３冷却水路８側に位置する部位を下流側第６ヒータホース１１１ｆと称するものとする。
【０１０６】
本実施の形態と前述した第１の実施の形態との差異は、前述した第１の実施の形態では内燃機関１を予熱する際に蓄熱タンク１６内の蓄熱温水を利用して内燃機関１を予熱するのに対し、本実施の形態では内燃機関１を予熱する際に燃料電池１３を循環する冷却水と蓄熱タンク１６内の冷却水とのうち温度の高い方の冷却水を利用して内燃機関１を予熱する点にある。
【０１０７】
具体的には、ＥＣＵ２０は、内燃機関１を予熱する際に、電池内水温センサ１３０の出力信号値（以下、電池内水温と称する）とタンク内水温センサ１６０の出力信号値（以下、タンク内水温と称する）を読み込む。
【０１０８】
ＥＣＵ２０は、前記電池内水温と前記タンク内水温とを比較する。タンク内水温が電池内水温より高い場合は、ＥＣＵ２０は、バイパス通路２４を遮断すべく通路開閉弁２５を制御し、第４ヒータホース１１ｄを遮断し且つ下流側第３ヒータホース１１１ｃと第１のタンク用通路１５ａとを導通させるべく流路切換弁１７を制御し、更に電動ウォーターポンプ１４を作動させるべく該電動ウォーターポンプ１４に駆動電力を供給する。
【０１０９】
この場合、図１１に示すように、電動ウォーターポンプ１４→第２ヒータホース１１ｂ→燃料電池１３→第３ヒータホース１１ｃ（上流側第３ヒータホース１１０ｃ→下流側第３ヒータホース１１１ｃ）→流路切換弁１７→第１のタンク用通路１５ａ→蓄熱タンク１６→第２のタンク用通路１５ｂ→第６ヒータホース１１ｆ（上流側第６ヒータホース１１０ｆ→下流側第６ヒータホース１１１ｆ）→第３冷却水路８→機械式ウォーターポンプ１０→ブロック側冷却水路２ｂ→ヘッド側冷却水路２ａ→第１ヒータホース１１ａ→電動ウォーターポンプ１４の順に冷却水が流れる循環回路が成立する。
【０１１０】
このような循環回路が成立すると、電動ウォーターポンプ１４から吐出された冷却水が第２ヒータホース１１ｂ、燃料電池１３、第３ヒータホース１１ｃ、流路切換弁１７、及び第１のタンク用通路１５ａを介して蓄熱タンク１６に流入し、それと入れ代わりに蓄熱タンク１６内に蓄熱状態で貯蔵されていた蓄熱温水が該蓄熱タンク１６から排出される。蓄熱タンク１６から排出された蓄熱温水は、第２のタンク用通路１５ｂ、第６ヒータホース１１ｆ、第３冷却水路８、及び機械式ウォーターポンプ１０を経由してブロック側冷却水路２ｂに流入し、次いでヘッド側冷却水路２ａに流入することになる。
【０１１１】
蓄熱温水が内燃機関１のヘッド側冷却水路２ａ及びブロック側冷却水路２ｂに流入すると、それと入れ代わりにヘッド側冷却水路２ａ及びブロック側冷却水路２ｂに元々滞留していた低温の冷却水がヘッド側冷却水路２ａ及びブロック側冷却水路２ｂから第１ヒータホース１１ａへ流出する。
【０１１２】
この結果、内燃機関１では、蓄熱温水の熱がヘッド側冷却水路２ａ及びブロック側冷却水路２ｂの壁面に伝達される。その際、蓄熱タンク１６から流出した蓄熱温水がヒータコア１２や燃料電池１３などを経由することなく直接的に内燃機関１に流入するため、蓄熱タンク１６から内燃機関１へ至る経路において蓄熱温水の不要な放熱が抑制され、蓄熱タンク１６に蓄えられていた熱が効率的に内燃機関１へ伝達される。
【０１１３】
従って、内燃機関１の吸気ポートや燃焼室の壁面温度を効率的に暖めることが可能となり、内燃機関１の始動時及び始動後において燃料の気化が促進されるとともに混合気の温度が上昇し、以て壁面付着燃料量の減少、燃焼の安定化、始動性の向上、及び排気エミッションの向上を図ることが可能となる。
【０１１４】
一方、電池内水温がタンク内水温より高い場合は、ＥＣＵ２０は、バイパス通路２４を導通させるべく通路開閉弁２５を制御し、下流側第３ヒータホース１１１ｃを遮断すべく流路切換弁１７を制御し、更に電動ウォーターポンプ１４を作動させるべく該電動ウォーターポンプ１４に駆動電力を供給する。
【０１１５】
この場合、図１２に示すように、電動ウォーターポンプ１４→第２ヒータホース１１ｂ→燃料電池１３→上流側第３ヒータホース１１０ｃ→バイパス通路２４→下流側第６ヒータホース１１１ｆ→第３冷却水路８→機械式ウォーターポンプ１０→ブロック側冷却水路２ｂ→ヘッド側冷却水路２ａ→第１ヒータホース１１ａ→電動ウォーターポンプ１４の順に冷却水が流れる循環回路が成立する。
【０１１６】
このような循環回路が成立すると、電動ウォーターポンプ１４から吐出された冷却水が第２ヒータホース１１ｂを介して燃料電池１３に流入し、それと入れ代わりに燃料電池１３内の高温の冷却水が該燃料電池１３から排出される。燃料電池１３から排出された冷却水は、上流側第３ヒータホース１１０ｃ、バイパス通路２４、下流側第６ヒータホース１１１ｆ、第３冷却水路８、及び機械式ウォーターポンプ１０を介してブロック側冷却水路２ｂ及びヘッド側冷却水路２ａに流入することになる。
【０１１７】
燃料電池１３からの高温の冷却水が内燃機関１のヘッド側冷却水路２ａ及びブロック側冷却水路２ｂに流入すると、それと入れ代わりにヘッド側冷却水路２ａ及びブロック側冷却水路２ｂに元々滞留していた低温の冷却水がヘッド側冷却水路２ａ及びブロック側冷却水路２ｂから第１ヒータホース１１ａへ流出する。
【０１１８】
この結果、内燃機関１では、高温の冷却水の熱がヘッド側冷却水路２ａ及びブロック側冷却水路２ｂの壁面に伝達される。その際、燃料電池１３から流出した冷却水は、蓄熱タンク１６などを経由することなく直接的に内燃機関１へ流入することになるため、燃料電池１３から内燃機関１へ至る経路において冷却水の不要な放熱が抑制され、燃料電池１３の熱が効率的に内燃機関１へ伝達される。
【０１１９】
従って、内燃機関１の吸気ポートや燃焼室の壁面温度を効率的に暖めることが可能となり、内燃機関１の始動時及び始動後において燃料の気化が促進されるとともに混合気の温度が上昇し、以て壁面付着燃料量の減少、燃焼の安定化、始動性の向上、及び排気エミッションの向上を図ることが可能となる。
【０１２０】
尚、前記したタンク内水温と電池内水温とが等しい場合には、蓄熱タンク１６内の蓄熱温水を利用して内燃機関１の予熱を行い、燃料電池１３の作動に係る燃料消費量を低減するようにしてもよい。
【０１２１】
また、前記したタンク内水温及び電池内水温が低い場合には、ＥＣＵ２０は、燃料電池１３を強制作動させて燃料電池１３内の冷却水温度を高め、電池内水温センサ１３０の出力信号値が蓄熱適合温度以上となった時点で前記した図１２に示すような循環回路を成立させるようにしてもよい。
【０１２２】
以下、内燃機関１を予熱する方法について図１３に沿って具体的に説明する。
図１３は、予熱制御ルーチンを示すフローチャート図である。この予熱制御ルーチンは、予めＥＣＵ２０のＲＯＭに記憶されているルーチンであり、イグニッションスイッチ２２がオフからオンへ切り換えられた時に実行される。
【０１２３】
予熱制御ルーチンにおいて、ＥＣＵ２０は、先ずＳ１３０１において、イグニッションスイッチ２２がオンであるか否かを判別する。
【０１２４】
ＥＣＵ２０は、前記Ｓ１３０１においてイグニッションスイッチがオフであると判定した場合は本ルーチンの実行を終了し、前記Ｓ１３０１においてイグニッションスイッチ２２がオンであると判定した場合はＳ１３０２へ進む。
【０１２５】
Ｓ１３０２では、ＥＣＵ２０は、予熱完了フラグの値が“１”であるか否かを判別する。予熱完了フラグは、予めＥＣＵ２０のＲＡＭなどに設定された記憶領域であり、内燃機関１の予熱が完了した時に“１”がセットされ、イグニッションスイッチ２２がオンからオフへ切り換えられたときに“０”がリセットされる。
【０１２６】
前記Ｓ１３０２において予熱完了フラグの値が“１”であると判定された場合は、ＥＣＵ２０は、内燃機関１の予熱が既に完了しているとみなし、Ｓ１３１６へ進み、内燃機関１を始動させ、本ルーチンの実行を終了する。
【０１２７】
前記Ｓ１３０２において予熱完了フラグの値が“０”であると判定された場合は、ＥＣＵ２０は、内燃機関１の予熱が未だ完了していないとみなし、Ｓ１３０３へ進む。
【０１２８】
Ｓ１３０３では、ＥＣＵ２０は、水温センサ１９の出力信号値（以下、機関側水温と称する）：THWeを読み込む。
【０１２９】
Ｓ１３０４では、ＥＣＵ２０は、前記Ｓ１３０３で読み込まれた機関側水温：THWeが所定温度未満であるか否かを判別する。前記した所定温度は、例えば、内燃機関１の暖機が完了した後の水温に相当する温度である。
【０１３０】
前記Ｓ１３０４において機関側水温：THWeが所定温度以上であると判定された場合は、ＥＣＵ２０は、内燃機関１を予熱する必要がないとみなし、Ｓ１３１６へ進み、内燃機関１を始動させて本ルーチンの実行を終了する。
【０１３１】
前記Ｓ１３０４において機関側水温：THWeが所定温度未満であると判定された場合は、ＥＣＵ２０は、内燃機関１を予熱する必要があるとみなし、Ｓ１３０５へ進む。Ｓ１３０５では、ＥＣＵ２０は、電池内水温センサ１３０の出力信号値（電池内水温）：THWcと、タンク内水温センサ１６０の出力信号値（タンク内水温）：THWtとを読み込む。
【０１３２】
Ｓ１３０６では、ＥＣＵ２０は、前記Ｓ１３０５で読み込まれた電池内水温：THWeとタンク内水温：THWtとを比較し、タンク内水温：THWtが電池内水温：THWe以上であるか否かを判別する。
【０１３３】
前記Ｓ１３０６においてタンク内水温：THWtが電池内水温：THWe以上であると判定された場合は、ＥＣＵ２０は、Ｓ１３０７〜Ｓ１３０９において蓄熱タンク１６内の蓄熱温水を利用して内燃機関１の予熱を行う。
【０１３４】
具体的には、ＥＣＵ２０は、Ｓ１３０７において、バイパス通路２４を遮断すべく通路開閉弁２５を制御する。
【０１３５】
Ｓ１３０８では、ＥＣＵ２０は、第４ヒータホース１１ｄを遮断すべく流路切換弁１７を制御する。
【０１３６】
Ｓ１３０９では、ＥＣＵ２０は、電動ウォーターポンプ１４を作動させるべく該電動ウォーターポンプ１４へ駆動電力を供給する。
【０１３７】
このようにＳ１３０７〜Ｓ１３０９の処理が行われると、前述した図１１の説明で述べたように、電動ウォーターポンプ１４→第２ヒータホース１１ｂ→燃料電池１３→第３ヒータホース１１ｃ（上流側第３ヒータホース１１０ｃ→下流側第３ヒータホース１１１ｃ）→流路切換弁１７→第１のタンク用通路１５ａ→蓄熱タンク１６→第２のタンク用通路１５ｂ→第６ヒータホース１１ｆ（上流側第６ヒータホース１１０ｆ→下流側第６ヒータホース１１１ｆ）→第３冷却水路８→機械式ウォーターポンプ１０→ブロック側冷却水路２ｂ→ヘッド側冷却水路２ａ→第１ヒータホース１１ａ→電動ウォーターポンプ１４の順に冷却水が流れる循環回路が成立する。
【０１３８】
前記した循環回路が成立すると、蓄熱タンク１６内の蓄熱温水が不要に放熱されることなく内燃機関１に供給されるため、内燃機関１が効率的に暖機され、内燃機関１の始動時及び始動後において燃料の気化が促進されるとともに混合気の温度が上昇し、以て壁面付着燃料量の減少、燃焼の安定化、始動性の向上、及び排気エミッションの向上を図ることが可能となる。
【０１３９】
一方、前記Ｓ１３０６においてタンク内水温：THWtが電池内水温：THWe未満であると判定された場合は、ＥＣＵ２０は、Ｓ１３１０〜Ｓ１３１２において燃料電池１３内の冷却水を利用して内燃機関１の予熱を行う。
【０１４０】
具体的には、ＥＣＵ２０は、Ｓ１３１０において、バイパス通路２４を開放すべく通路開閉弁２５を制御する。
【０１４１】
Ｓ１３１１では、ＥＣＵ２０は、第３ヒータホース１１ｃ（上流側第３ヒータホース１１０ｃ）を遮断すべく流路切換弁１７を制御する。
【０１４２】
Ｓ１３１２では、ＥＣＵ２０は、電動ウォーターポンプ１４を作動させるべく該電動ウォーターポンプ１４へ駆動電力を供給する。
【０１４３】
このようにＳ１３１０〜Ｓ１３１２の処理が行われると、前述した図１２の説明で述べたように、電動ウォーターポンプ１４→第２ヒータホース１１ｂ→燃料電池１３→上流側第３ヒータホース１１０ｃ→バイパス通路２４→下流側第６ヒータホース１１１ｆ→第３冷却水路８→機械式ウォーターポンプ１０→ブロック側冷却水路２ｂ→ヘッド側冷却水路２ａ→第１ヒータホース１１ａ→電動ウォーターポンプ１４の順に冷却水が流れる循環回路が成立する。
【０１４４】
前記した循環回路が成立すると、燃料電池１３内の高温の冷却水が不要に放熱されることなく内燃機関１に供給されるため、内燃機関１が効率的に暖機され、内燃機関１の始動時及び始動後において燃料の気化が促進されるとともに混合気の温度が上昇し、以て壁面付着燃料量の減少、燃焼の安定化、始動性の向上、及び排気エミッションの向上を図ることが可能となる。
【０１４５】
前記したＳ１３０９又はＳ１３１２の処理を実行し終えたＥＣＵ２０は、Ｓ１３１３へ進み、予熱が完了したか否かを判別する。この判別方法としては、蓄熱タンク１６又は燃料電池１３から流出した冷却水が内燃機関１のヘッド側冷却水路２ａに到達するまでに要する時間（温水到達時間）を予め実験的に求めておき、電動ウォーターポンプ１４が作動開始した時点からの経過時間が前記温水到達時間以上となった時点で予熱が完了したと判定する方法を例示することができる。
【０１４６】
前記Ｓ１３１３において予熱が完了していないと判定された場合は、ＥＣＵ２０は、予熱が完了するまで前記したＳ１３１３の処理を繰り返し実行する。
【０１４７】
前記Ｓ１３１３において予熱が完了したと判定された場合は、ＥＣＵ２０は、Ｓ１３１４へ進み、前記した予熱完了フラグに“１”をセットする。
【０１４８】
Ｓ１３１５では、ＥＣＵ２０は、ＥＣＵ２０は、電動ウォーターポンプ１４の作動を停止すべく該電動ウォーターポンプ１４に対する駆動電力の供給を停止する。
【０１４９】
Ｓ１３１６では、ＥＣＵ２０は、内燃機関１を始動させ、本ルーチンの実行を終了する。
【０１５０】
以上述べた実施の形態では、蓄熱タンク１６内の冷却水と燃料電池１３内の冷却水とのうち温度の高い方の冷却水を選択して内燃機関１を予熱することができるため、当該ハイブリットシステムを搭載した車両が長期間にわたって放置された場合のように蓄熱タンク１６内の冷却水温度が低下した場合などに、燃料電池１３の熱を利用して内燃機関１を予熱することが可能となる。
【０１５１】
更に、蓄熱タンク１６内の冷却水又は燃料電池１３内の冷却水は、熱容量が大きい部材を経由することなく内燃機関１へ到達することが可能であるため、蓄熱タンク１６内に蓄えられた熱又は燃料電池１３の熱を効率的に内燃機関１へ伝達することが可能となる。
【０１５２】
従って、本実施の形態にかかるハイブリットシステムの蓄熱装置によれば、蓄熱タンク１６内の冷却水又は燃料電池１３内の冷却水を利用して内燃機関１を効率的に暖機することが可能となる。
【０１５３】
＜実施の形態３＞
次に、本発明に係るハイブリットシステムの蓄熱装置の第３の実施の形態について図１４〜図２２に基づいて説明する。ここでは前述した第１の実施の形態と異なる構成について説明し、同一の構成については説明を省略する。
【０１５４】
前述した第１の実施の形態では内燃機関１と燃料電池１３とが同一の冷却系に配置される場合を例に挙げて説明したが、本実施の形態では内燃機関１と燃料電池１３とが互いに独立した冷却系に配置される場合を例に挙げて説明する。
【０１５５】
図１４は、本実施の形態に係るハイブリットシステムを搭載した車両の冷却水循環系を示す図である。
【０１５６】
図１４に示されるように、本実施の形態における冷却水循環系は、内燃機関１用の冷却水循環系と燃料電池１３用の冷却水循環系とを備えている。
【０１５７】
内燃機関１用の冷却水循環系では、内燃機関１のヘッド側冷却水路２ａに第１冷却水路４が接続され、その第１冷却水路４がラジエター５の冷却水流入口に接続されている。ラジエター５の冷却水流出口は、第２冷却水路６を介してサーモスタットバルブ７に接続されている。
【０１５８】
前記サーモスタットバルブ７には、前記した第２冷却水路６に加えて、第３冷却水路８と第４冷却水路９とが接続されている。前記第３冷却水路８は、機械式ウォーターポンプ１０の吸込口に接続され、この機械式ウォーターポンプ１０の吐出口は前記ブロック側冷却水路２ｂに接続されている。一方、前記第４冷却水路９は、前記ヘッド側冷却水路２ａに連通している。
【０１５９】
前記第３冷却水路８における機械式ウォーターポンプ１０の直上流の部位には、該第３冷却水路８内を流れる冷却水の温度、すなわち内燃機関１に流入する冷却水の温度に対応した電気信号を出力する水温センサ１９が取り付けられている。
【０１６０】
また、内燃機関１のヘッド側冷却水路２ａには、ヒータホース１１の基端が接続され、そのヒータホース１１の終端が第３冷却水路８の途中に接続されている。
【０１６１】
前記ヒータホース１１の途中には、ヒータコア１２が配置され、このヒータコア１２には、ヒータブロア１２０が併設されている。
【０１６２】
前記ヒータホース１１において該ヒータホース１１の基端とヒータコア１２との間に位置する部位には、タンク出口通路２６の終端が接続されている。タンク出口通路２６の基端は、蓄熱タンク１６の冷却水出口１６ｂと一方向弁１６ｄを介して接続されている。
【０１６３】
前記タンク出口通路２６の途中には、タンク用電動ウォーターポンプ２９が配置されている。尚、タンク用電動ウォーターポンプ２９は、タンク出口通路２６の基端側から終端側へ冷却水を圧送するよう配置されている。
【０１６４】
前記蓄熱タンク１６の冷却水入口１６ａには、タンク入口通路２７の終端が接続されている。このタンク入口通路２７の基端は、前記したヒータホース１１における該ヒータホース１１の終端とヒータコア１２との間に位置する部位と接続されている。
【０１６５】
次に、燃料電池１３用の冷却水循環系について述べる。
【０１６６】
燃料電池１３用の冷却水循環系では、燃料電池１３に電池出口通路３０が接続され、この電池出口通路３０は電池用ラジエター３１の冷却水流入口に接続されている。前記電池用ラジエター３１の冷却水流出口には、電池入口通路３２が接続されれ、この電池入口通路３２は、燃料電池１３に接続されている。
【０１６７】
この電池入口通路３２と前記した電池出口通路３０とは、電池用ラジエター３１を迂回するバイパス通路３３により連通している。前記バイパス通路２４と前記電池入口通路３２との接続部位には、電池用サーモスタットバルブ３４が設けられている。
【０１６８】
前記電池用サーモスタットバルブ３４は、該電池用サーモスタットバルブ３４を流通する冷却水の温度が所定の開弁温度未満であるときは、電池入口通路３２における該電池用サーモスタットバルブ３４より電池用ラジエター３１側の通路を遮断し、且つ、電池入口通路３２における該電池用サーモスタットバルブ３４より燃料電池１３側の通路とバイパス通路３３とを連通させ、該電池用サーモスタットバルブ３４を流通する冷却水の温度が所定の開弁温度以上であるときは、バイパス通路３３を遮断し、電池入口通路３２における該電池用サーモスタットバルブ３４より電池用ラジエター３１側の通路と燃料電池１３側の通路とを連通させるよう構成されている。
【０１６９】
前記した電池出口通路３０の途中には、該電池出口通路３０内の冷却水を燃料電池１３側から電池用ラジエター３１側へ向けて圧送する電池用電動ウォーターポンプ３５が設けられている。この電池用電動ウォーターポンプ３５と燃料電池１３との間に位置する電池出口通路３０には、該電池出口通路３０内の冷却水の温度に対応した電気信号を出力する電池側水温センサ３００が設けられている。
【０１７０】
このように構成された内燃機関１用の冷却水循環系と燃料電池１３用の冷却水循環系とは、二本の連通路５０、５１により相互に接続されている。
【０１７１】
具体的には、タンク出口通路２６における蓄熱タンク１６とタンク用電動ウォーターポンプ２９との間の部位と、電池入口通路３２における燃料電池１３と差４との間の部位とは、第１の連通路５０により接続されている。そして、タンク入口通路２７の途中の部位と、電池出口通路３０における電池用ラジエター３１と電池用電動ウォーターポンプ３５との間の部位とは、第２の連通路５１により接続されている。
【０１７２】
ここで、ヒータホース１１において、該ヒータホース１１の基端とタンク出口通路２６の終端との間に位置する部位を第１ヒータホース１１ｇと称し、タンク出口通路２６の終端とヒータコア１２との間に位置する部位を第２ヒータホース１１ｈと称し、ヒータコア１２とタンク入口通路２７の基端との間に位置する部位を第３ヒータホース１１ｉと称し、タンク入口通路２７の基端と該ヒータホース１１の終端との間に位置する部位を第４ヒータホース１１ｊと称するものとする。
【０１７３】
タンク出口通路２６において、第１の連通路５０の接続部位と蓄熱タンク１６との間に位置する部位を第１のタンク出口通路２６ａと称し、第１の連通路５０の接続部位とタンク用電動ウォーターポンプ２９との間に位置する部位を第２のタンク出口通路２６ｂと称し、タンク用電動ウォーターポンプ２９と該タンク出口通路２６の終端との間に位置する部位を第３のタンク出口通路２６ｃと称するものとする。
【０１７４】
タンク入口通路２７において、第１の連通路５０の接続部位と該タンク入口通路２７の基端との間に位置する部位を第１のタンク入口通路２７ａと称し、第１の連通路５０の接続部位と蓄熱タンク１６との間に位置する部位を第２のタンク入口通路２７ｂと称するものとする。
【０１７５】
電池出口通路３０において、燃料電池１３と電池用電動ウォーターポンプ３５との間に位置する部位を第１の電池出口通路３０ａと称し、第２の連通路５１の接続部位と電池用電動ウォーターポンプ３５との間に位置する部位を第２の電池出口通路３０ｂと称し、第２の連通路５１の接続部位とバイパス通路３３の接続部位との間に位置する部位を第３の電池出口通路３０ｃと称し、バイパス通路２４の接続部位と電池用ラジエター３１との間に位置する部位を第４の電池出口通路３０ｄと称するものとする。
【０１７６】
電池入口通路３２において、電池用ラジエター３１と電池用サーモスタットバルブ３４との間に位置する部位を第１の電池入口通路３２ａと称し、第１の連通路５０の接続部位と電池用サーモスタットバルブ３４との間に位置する部位を第２の電池入口通路３２ｂと称し、第１の連通路５０の接続部位と燃料電池１３との間に位置する部位を第３の電池入口通路３２ｃと称するものとする。
【０１７７】
次に、本実施の形態における冷却水循環系は、第１ヒータホース１１ｇと第２ヒータホース１１ｈと第３のタンク出口通路２６ｃとの接続部位に設けられた第１の流路切換弁２８と、第１のタンク出口通路２６ａと第２のタンク出口通路２６ｂと第１の連通路５０との接続部位に設けられた第２の流路切換弁５２と、第１のタンク入口通路２７ａと第２のタンク入口通路２７ｂと第２の連通路５１との接続部位に設けられた第３の流路切換弁５３と、を備えている。
【０１７８】
更に、本実施の形態における冷却水循環系は、該冷却水循環系を制御するための電子制御ユニット（Electronic Control Unit：ECU）２０を備えている。このＥＣＵ２０には、水温センサ１９、ヒータスイッチ２１、イグニッションスイッチ２２、スタータスイッチ２３、タンク用電動ウォーターポンプ２９、ヒータブロア１２０、電池用電動ウォーターポンプ３５、及び電池側水温センサ３００が電気的に接続されている。更に、図示していないが、第１の流路切換弁２８、第２の流路切換弁５２、及び第３の流路切換弁５３も電気配線を介してＥＣＵ２０に接続されている。
【０１７９】
ＥＣＵ２０は、内燃機関１の運転状態や各種センサの出力信号値等をパラメータとして、第１の流路切換弁２８、タンク用電動ウォーターポンプ２９、電池用電動ウォーターポンプ３５、第２の流路切換弁５２、第３の流路切換弁５３、スタータモータ１００、及びヒータブロア１２０を制御する。
【０１８０】
以下、この実施の形態におけるハイブリットシステムの蓄熱装置の作用について説明する。
【０１８１】
先ず、内燃機関１の始動に先駆けて該内燃機関１を予熱する場合について説明する。ここでは、蓄熱タンク１６内に予め高温の冷却水が貯蔵されているものとする。
【０１８２】
ＥＣＵ２０は、内燃機関１のクランキングが開始される前、例えば、イグニッションスイッチ２２がオフからオンへ切り換えられたときに、第２ヒータホース１１ｈを遮断し且つ第１ヒータホース１１ｇと第３のタンク出口通路２６ｃを導通させるべく第１の流路切換弁２８を制御し、第１の連通路５０を遮断し且つ第１のタンク出口通路２６ａと第２のタンク出口通路２６ｂを導通させるべく第２の流路切換弁５２を制御し、第２の連通路５１を遮断し且つ第１のタンク入口通路２７ａと第２のタンク入口通路２７ｂを導通させるべく第３の流路切換弁５３を制御し、更にタンク用電動ウォーターポンプ２９を作動させるべく該タンク用電動ウォーターポンプ２９に駆動電力を供給する。
【０１８３】
この場合、機械式ウォーターポンプ１０が作動せずに、タンク用電動ウォーターポンプ２９のみが作動するため、図１５に示すように、タンク用電動ウォーターポンプ２９→第３のタンク出口通路２６ｃ→第１の流路切換弁２８→第１ヒータホース１１ｇ→ヘッド側冷却水路２ａ→ブロック側冷却水路２ｂ→機械式ウォーターポンプ１０→第３冷却水路８→第４ヒータホース１１ｊ→第１のタンク入口通路２７ａ→第３の流路切換弁５３→第２のタンク入口通路２７ｂ→蓄熱タンク１６→第１のタンク出口通路２６ａ→第２の流路切換弁５２→第２のタンク出口通路２６ｂ→タンク用電動ウォーターポンプ２９の順に冷却水が流れる循環回路が成立する。
【０１８４】
前記した循環回路が成立すると、蓄熱タンク１６内に貯蔵されていた蓄熱温水が該蓄熱タンク１６から、タンク出口通路２６（第１のタンク出口通路２６ａ→第２の流路切換弁５２→第２のタンク出口通路２６ｂ→タンク用電動ウォーターポンプ２９→第３のタンク出口通路２６ｃ）、第１の流路切換弁２８、第１ヒータホース１１ｇを介して内燃機関１のヘッド側冷却水路２ａ及びブロック側冷却水路２ｂへ流入することになる。
【０１８５】
蓄熱タンク１６からの蓄熱温水が内燃機関１のヘッド側冷却水路２ａ及びブロック側冷却水路２ｂに流入すると、それと入れ代わりにヘッド側冷却水路２ａ及びブロック側冷却水路２ｂに元々滞留していた低温の冷却水がヘッド側冷却水路２ａ及びブロック側冷却水路２ｂから第３冷却水路８へ排出される。
【０１８６】
この結果、内燃機関１では、蓄熱温水の熱がヘッド側冷却水路２ａ及びブロック側冷却水路２ｂの壁面に伝達される。その際、蓄熱タンク１６から流出した蓄熱温水がヒータコア１２等のように熱容量の大きな部材を経由することなく直接的に内燃機関１に流入するため、蓄熱タンク１６から内燃機関１へ至る経路において蓄熱温水の不要な放熱が抑制され、蓄熱タンク１６に蓄えられていた熱が効率的に内燃機関１へ伝達される。
【０１８７】
従って、内燃機関１の吸気ポートや燃焼室の壁面温度を効率的に暖めることが可能となり、内燃機関１の始動時及び始動後において燃料の気化が促進されるとともに混合気の温度が上昇し、以て壁面付着燃料量の減少、燃焼の安定化、始動性の向上、及び排気エミッションの向上を図ることが可能となる。特に、本実施の形態では、蓄熱タンク１６からの蓄熱温水がブロック側冷却水路２ｂより先にヘッド側冷却水路２ａに流入するため、吸気ポートや燃焼室の壁面を効率的に暖めることができる。
【０１８８】
次に、スタータスイッチ２３がオフからオンへ切り換えられると、ＥＣＵ２０は、タンク用電動ウォーターポンプ２９に対する駆動電力の供給を停止した後に、スタータモータ１００や図示しない燃料噴射弁等に駆動電力を印加して内燃機関１のクランキングを開始し、以て内燃機関１を始動させる。
【０１８９】
内燃機関１のクランキングが開始されると、クランクシャフトの回転トルクによって機械式ウォーターポンプ１０が駆動される。これに対応してＥＣＵ２０は、第１ヒータホース１１ｇを遮断すべく第１の流路切換弁２８を制御する。
【０１９０】
その際、冷却水の温度がサーモスタットバルブ７の開弁より低ければ、サーモスタットバルブ７は、第２冷却水路６を遮断すると同時に第４冷却水路９を開放する。
【０１９１】
この場合、図１６に示すように、機械式ウォーターポンプ１０→ブロック側冷却水路２ｂ→ヘッド側冷却水路２ａ→第４冷却水路９→サーモスタットバルブ７→第３冷却水路８→機械式ウォーターポンプ１０の順で冷却水が流れる循環回路が成立する。
【０１９２】
このような循環回路が成立した場合には、内燃機関１から流出した比較的低温の冷却水がラジエター５を迂回して流れることになるため、冷却水がラジエター５によって必要以上に冷却されることがない。
【０１９３】
この結果、内燃機関１が冷却水によって不要に冷却されることがなく、内燃機関１の暖機が妨げられることがない。
【０１９４】
内燃機関１の運転により冷却水の温度がサーモスタットバルブ７の開弁温度以上まで上昇すると、サーモスタットバルブ７が第４冷却水路９を遮断すると同時に第２冷却水路６を開放することになる。
【０１９５】
この場合、図１７に示すように、機械式ウォーターポンプ１０→ブロック側冷却水路２ｂ→ヘッド側冷却水路２ａ→第１冷却水路４→ラジエター５→第２冷却水路６→サーモスタットバルブ７→第３冷却水路８→機械式ウォーターポンプ１０の順で冷却水が流れる循環回路が成立する。
【０１９６】
このような循環回路が成立した場合には、内燃機関１から流出した比較的高温の冷却水がラジエター５を流通することになるため、冷却水の熱がラジエター５によって放熱される。この結果、冷却水の温度が適温に保たれることになる。
【０１９７】
内燃機関１が運転状態にあるときに、ヒータスイッチ２１がオフからオンへ切り換えられると、ＥＣＵ２０は、タンク用電動ウォーターポンプ２９を停止状態に維持し、第３のタンク出口通路２６ｃを遮断し且つ第１ヒータホース１１ｇと第２ヒータホース１１ｈを導通させるべく第１の流路切換弁２８を制御し、更にヒータブロア１２０を作動させるべく該ヒータブロア１２０に駆動電力を供給する。
【０１９８】
この場合、電動ウォーターポンプ１４が作動せずに機械式ウォーターポンプ１０のみが作動するため、図１８に示すように、機械式ウォーターポンプ１０→ブロック側冷却水路２ｂ→ヘッド側冷却水路２ａ→第１冷却水路４→ラジエター５→第２冷却水路６→サーモスタットバルブ７→第３冷却水路８→機械式ウォーターポンプ１０の順で冷却水が流れる循環回路に加え、機械式ウォーターポンプ１０→ブロック側冷却水路２ｂ→ヘッド側冷却水路２ａ→第１ヒータホース１１ｇ→第１の流路切換弁２８→第２ヒータホース１１ｈ→ヒータコア１２→第３ヒータホース１１ｉ→第４ヒータホース１１ｊ→第３冷却水路８→機械式ウォーターポンプ１０の順で冷却水が流れる循環回路が成立する。
【０１９９】
上記したような循環回路が成立すると、内燃機関１から流出した高温の冷却水が第１ヒータホース１１ｇ、第１の流路切換弁２８、及び第２ヒータホース１１ｈを経由してヒータコア１２に流入し、ヒータコア１２において冷却水と暖房用空気との間で熱交換が行われるようになる。つまり、ヒータコア１２において冷却水の熱が暖房用空気へ伝達され、暖房用空気が暖められる。ヒータコア１２において暖められた暖房用空気は、ヒータブロア１２０によって車室内へ圧送される。
【０２００】
尚、イグニッションスイッチがオン状態にあり、且つ、ヒータスイッチ２１がオン状態にあるときに内燃機関１の運転が停止されると、ＥＣＵ２０は、第１ヒータホース１１ｇを遮断し且つ第２ヒータホース１１ｈと第３のタンク出口通路２６ｃとを導通させるべく第１の流路切換弁２８を制御し、第１のタンク出口通路２６ａを遮断し且つ第２のタンク出口通路２６ｂと第１の連通路５０とを導通させるべく第２の流路切換弁５２を制御し、第２のタンク入口通路２７ｂを遮断し且つ第１のタンク入口通路２７ａと第２の連通路５１とを導通させるべく第３の流路切換弁５３を制御し、タンク用電動ウォーターポンプ２９の作動を禁止すべく該タンク用電動ウォーターポンプ２９に対する駆動電力の印加を禁止し、燃料電池１３を作動させ、更に電池用電動ウォーターポンプ３５を作動させるべく該電池用電動ウォーターポンプ３５へ駆動電力を供給する。
【０２０１】
この場合、タンク用電動ウォーターポンプ２９が作動せずに電池用電動ウォーターポンプ３５のみが作動するため、図１９に示すように、電池用電動ウォーターポンプ３５→第２の電池出口通路３０ｂ→第２の連通路５１→第３の流路切換弁５３→第１のタンク入口通路２７ａ→第３ヒータホース１１ｉ→ヒータコア１２→第２ヒータホース１１ｈ→第１の流路切換弁２８→第３のタンク出口通路２６ｃ→タンク用電動ウォーターポンプ２９→第２のタンク出口通路２６ｂ→第２の流路切換弁５２→第１の連通路５０→第３の電池入口通路３２ｃ→燃料電池１３→第１の電池出口通路３０ａ→電池用電動ウォーターポンプ３５の順に冷却水が流れる循環回路が成立する。
【０２０２】
前記した循環回路が成立すると、燃料電池１３から流出した高温の冷却水が第１の電池出口通路３０ａ、電池用電動ウォーターポンプ３５、第２の電池出口通路３０ｂ、第２の連通路５１、第３の流路切換弁５３、第１のタンク入口通路２７ａ、及び第３ヒータホース１１ｉを順次経由してヒータコア１２に流入し、ヒータコア１２において冷却水と暖房用空気との間で熱交換が行われるようになる。
【０２０３】
その際、燃料電池１３から流出した冷却水は、電池用ラジエター３１や蓄熱タンク１６等のように熱容量が大きな部材を経由することなくヒータコア１２へ流入するため、燃料電池１３の熱が不要に放熱されることなくヒータコア１２へ伝達されるようになる。
【０２０４】
この結果、内燃機関１の運転が停止されている場合であっても、暖房用空気を効率的に暖めることが可能となる。
【０２０５】
一方、燃料電池１３が作動状態にある場合には、ＥＣＵ２０は、第１の連通路５０を遮断すべく第２の流路切換弁５２を制御し、第２の連通路５１を遮断すべく第３の流路切換弁５３を制御し、更に電池用電動ウォーターポンプ３５を作動させるべく該電池用電動ウォーターポンプ３５に駆動電力を供給する。
【０２０６】
その際、冷却水の温度が電池用サーモスタットバルブ３４の開弁温度より低ければ、電池用サーモスタットバルブ３４は、第１の電池入口通路３２ａを遮断すると同時にバイパス通路３３を開放する。
【０２０７】
この場合、図２０に示すように、電池用電動ウォーターポンプ３５→第２の電池出口通路３０ｂ→第３の電池出口通路３０ｃ→バイパス通路３３→電池用サーモスタットバルブ３４→第２の電池入口通路３２ｂ→第３の電池入口通路３２ｃ→燃料電池１３→第１の電池出口通路３０ａ→電池用電動ウォーターポンプ３５の順で冷却水が流れる循環回路が成立する。
【０２０８】
このような循環回路が成立した場合には、燃料電池１３から流出した比較的低温の冷却水が電池用ラジエター３１を迂回して流れることになるため、冷却水が電池用ラジエター３１によって必要以上に冷却されることがない。
【０２０９】
燃料電池１３の作動により冷却水の温度が電池用サーモスタットバルブ３４の開弁温度以上まで上昇すると、電池用サーモスタットバルブ３４がバイパス通路３３を遮断すると同時に第１の電池入口通路３２ａを開放することになる。
【０２１０】
この場合、図２１に示すように、電池用電動ウォーターポンプ３５→第２の電池出口通路３０ｂ→第３の電池出口通路３０ｃ→第４の電池出口通路３０ｄ→電池用ラジエター３１→第１の電池入口通路３２ａ→電池用サーモスタットバルブ３４→第２の電池入口通路３２ｂ→第３の電池入口通路３２ｃ→燃料電池１３→第１の電池出口通路３０ａ→電池用電動ウォーターポンプ３５の順で冷却水が流れる循環回路が成立する。
【０２１１】
このような循環回路が成立した場合には、燃料電池１３から流出した比較的高温の冷却水が電池用ラジエター３１を流通することになるため、冷却水の熱が電池用ラジエター３１によって放熱される。この結果、冷却水の温度が適温に保たれることになる。
【０２１２】
次に、蓄熱タンク１６に高温の冷却水を貯蔵する方法について述べる。
蓄熱タンク１６に高温の冷却水を貯蔵する場合には、ＥＣＵ２０は、図２２に示すような蓄熱制御ルーチンを実行する。この蓄熱制御ルーチンは、予めＥＣＵ２０のＲＯＭ等に記憶されているルーチンであり、所定時間毎に繰り返し実行されるルーチンである。
【０２１３】
蓄熱制御ルーチンでは、ＥＣＵ２０は、先ずＳ２２０１において内燃機関１の運転が停止されたか否かを判別する。
【０２１４】
前記Ｓ２２０１において内燃機関１の運転が停止されていないと判定された場合は、ＥＣＵ２０は、Ｓ２２１５へ進み、通常通りの制御を行う。
【０２１５】
一方、前記Ｓ２２０１において内燃機関１の運転が停止されていると判定された場合は、ＥＣＵ２０は、Ｓ２２０２へ進み、蓄熱完了フラグの値が“１”であるか否かを判別する。
【０２１６】
前記Ｓ２２０２において蓄熱完了フラグの値が“１”であると判定された場合は、ＥＣＵ２０は、蓄熱タンク１６内に高温の冷却水が既に貯蔵されているとみなし、Ｓ２２１５へ進む。Ｓ２２１５では、ＥＣＵ２０は、通常通りの制御を行い、本ルーチンの実行を終了する。
【０２１７】
前記Ｓ２２０２において蓄熱完了フラグの値が“１”ではないと判定された場合は、ＥＣＵ２０は、蓄熱タンク１６内に高温の冷却水が未だ貯蔵されていないとみなし、Ｓ２２０３へ進む。
【０２１８】
Ｓ２２０３では、ＥＣＵ２０は、水温センサ１９の出力信号値（機関側水温）：THWeと、電池側水温センサ３００の出力信号値（電池側水温）：THWcとを読み込む。
【０２１９】
Ｓ２２０４では、ＥＣＵ２０は、前記Ｓ２２０３で読み込まれた機関側水温：THWeと電池側水温：THWcとを比較し、機関側水温：THWeが電池側水温：THWc以上であるか否かを判別する。
【０２２０】
前記Ｓ２２０４において機関側水温：THWeが電池側水温：THWc以上であると判定された場合には、ＥＣＵ２０は、Ｓ２２０５へ進み、機関側水温：THWeが所定の蓄熱適合温度：T以上であるか否かを判別する。
【０２２１】
前記Ｓ２２０５において機関側水温：THWeが蓄熱適合温度：T以上であると判定された場合は、ＥＣＵ２０は、Ｓ２２０６〜Ｓ２２０９において内燃機関１側の冷却水を利用した蓄熱処理を実行する。
【０２２２】
具体的には、ＥＣＵ２０は、先ずＳ２２０６において、第２ヒータホース１１ｈを遮断（第１ヒータホース１１ｇと第３のタンク出口通路２６ｃとを導通）させるべく第１の流路切換弁２８を制御する。
【０２２３】
Ｓ２２０７では、ＥＣＵ２０は、第１の連通路５０を遮断（第１のタンク出口通路２６ａと第２のタンク出口通路２６ｂとを導通）させるべく第２の流路切換弁５２を制御する。
【０２２４】
Ｓ２２０８では、ＥＣＵ２０は、第２の連通路５１を遮断（第１のタンク入口通路２７ａと第２のタンク入口通路２７ｂとを導通）させるべく第３の流路切換弁５３を制御する。
【０２２５】
Ｓ２２０９では、ＥＣＵ２０は、タンク用電動ウォーターポンプ２９を作動させるべく該タンク用電動ウォーターポンプ２９へ駆動電力を供給する。
【０２２６】
このようにＳ２２０６〜Ｓ２２０９の処理が実行されると、前述した図１５の説明で述べたように、タンク用電動ウォーターポンプ２９→第３のタンク出口通路２６ｃ→第１の流路切換弁２８→第１ヒータホース１１ｇ→ヘッド側冷却水路２ａ→ブロック側冷却水路２ｂ→機械式ウォーターポンプ１０→第３冷却水路８→第４ヒータホース１１ｊ→第１のタンク入口通路２７ａ→第３の流路切換弁５３→第２のタンク入口通路２７ｂ→蓄熱タンク１６→第１のタンク出口通路２６ａ→第２の流路切換弁５２→第２のタンク出口通路２６ｂ→タンク用電動ウォーターポンプ２９の順に冷却水が流れる循環回路が成立する。
【０２２７】
前記した循環回路が成立すると、内燃機関１のヘッド側冷却水路２ａ及びブロック側冷却水路２ｂ内の蓄熱適合温度：T以上の冷却水が蓄熱タンク１６へ供給される。
【０２２８】
内燃機関１からの冷却水が蓄熱タンク１６へ供給されると、それと入れ代わりに蓄熱タンク１６内に元々滞留していた冷却水が該蓄熱タンク１６から排出される。この結果、内燃機関１内の蓄熱適合温度：T以上の冷却水が蓄熱タンク１６に貯蔵されることになる。
【０２２９】
その際、内燃機関１から排出された冷却水は、ヒータコア１２等のように熱媒体の大きな部材を経由することなく直接的に蓄熱タンク１６へ供給されるため、冷却水の熱が不要に放熱されることなく蓄熱タンク１６に蓄えられるようになる。
【０２３０】
一方、前記したＳ２２０４において機関側水温：THWeが電池側水温：THWc未満であると判定された場合には、ＥＣＵ２０は、Ｓ２２１０へ進み、電池側水温：THWcが蓄熱適合温度：T未満であるか否かを判別する。
【０２３１】
前記Ｓ２２１０において電池側水温：THWcが蓄熱適合温度：T未満であると判定された場合は、ＥＣＵ２０は、Ｓ２２１１において燃料電池１３を強制的に作動させて電池側水温を上昇させる。但し、燃料電池１３が既に作動状態にある場合には、燃料電池１３の発電量を増加させて電池側水温の昇温を促進するようにしてもよい。
【０２３２】
Ｓ２２１２では、ＥＣＵ２０は、電池側水温センサ３００の出力信号値（電池側水温）：THWcを再度読み込み、その電池側水温：THWcが蓄熱適合温度：T以上となったか否かを判別する。
【０２３３】
前記Ｓ２２１２において電池側水温：THWcが蓄熱適合温度：T未満であると判定された場合には、ＥＣＵ２０は、電池側水温：THWcが蓄熱適合温度：T以上となるまで前述したＳ２２１１以降の処理を繰り返し実行する。
【０２３４】
前記Ｓ２２１２において電池側水温：THWcが蓄熱適合温度：T以上であると判定された場合には、ＥＣＵ２０は、Ｓ２２１３へ進む。
【０２３５】
尚、前述したＳ２２１０において電池側水温：THWcが蓄熱適合温度：T以上であると判定された場合には、ＥＣＵ２０は、前記したＳ２２１１〜Ｓ２２１２の処理をスキップしてＳ２２１３へ進む。
【０２３６】
Ｓ２２１３では、ＥＣＵ２０は、Ｓ２２１３〜Ｓ２２１５において燃料電池１３側の冷却水を利用した蓄熱処理を実行する。
【０２３７】
具体的には、ＥＣＵ２０は、Ｓ２２１３において、第２のタンク出口通路２６ｂを遮断（第１のタンク出口通路２６ａと第１の連通路５０とを導通）させるべく第２の流路切換弁５２を制御する。
【０２３８】
Ｓ２２１４では、ＥＣＵ２０は、第１のタンク入口通路２７ａを遮断（第２のタンク入口通路２７ｂと第２の連通路５１とを導通）させるべく第３の流路切換弁５３を制御する。
【０２３９】
Ｓ２２１５では、ＥＣＵ２０は、電池用電動ウォーターポンプ３５を作動させるべく該電池用電動ウォーターポンプ３５に駆動電力を供給する。
【０２４０】
このようにＳ２２１３〜Ｓ２２１５の処理が実行されると、図２３に示すように、電池用電動ウォーターポンプ３５→第２の電池出口通路３０ｂ→第２の連通路５１→第３の流路切換弁５３→第２のタンク入口通路２７ｂ→蓄熱タンク１６→第１のタンク出口通路２６ａ→第２の流路切換弁５２→第１の連通路５０→第３の電池入口通路３２ｃ→燃料電池１３→第１の電池出口通路３０ａ→電池用電動ウォーターポンプ３５の順に冷却水が流れる循環回路が成立する。
【０２４１】
前記した循環回路が成立すると、燃料電池１３内の蓄熱適合温度：T以上の冷却水が蓄熱タンク１６へ供給される。燃料電池１３からの冷却水が蓄熱タンク１６へ供給されると、それと入れ代わりに蓄熱タンク１６内に元々滞留していた冷却水が該蓄熱タンク１６から排出される。この結果、燃料電池１３内の蓄熱適合温度：T以上の冷却水が蓄熱タンク１６に貯蔵されることになる。
【０２４２】
その際、燃料電池１３から排出された冷却水は、ヒータコア１２や電池用ラジエター３１等のように熱媒体の大きな部材を経由することなく直接的に蓄熱タンク１６へ供給されるため、冷却水の熱が不要に放熱されることなく蓄熱タンク１６に蓄えられるようになる。
【０２４３】
また、前述したＳ２２０５において機関側水温：THWeが蓄熱適合温度：T未満であると判定された場合は、ＥＣＵ２０は、前記したＳ２２１１〜Ｓ２２１５と同様の処理を実行し、電池側水温：THWcを蓄熱適合温度：T温度以上まで昇温させた後に蓄熱タンク１６に貯蔵させる。
【０２４４】
前記Ｓ２２０９又は前記Ｓ２２１５の処理を実行し終えたＥＣＵ２０は、Ｓ２２１６へ進み、蓄熱処理が完了したか否かを判別する。
【０２４５】
前記Ｓ２２１６において蓄熱処理が完了していないと判定された場合は、ＥＣＵ２０は、蓄熱処理が完了するまで前記Ｓ２２１６の処理を繰り返し実行する。
【０２４６】
前記Ｓ２２１６において蓄熱処理が完了したと判定された場合は、ＥＣＵ２０は、Ｓ２２１７へ進み、蓄熱完了フラグに“１”をセットする。
【０２４７】
Ｓ２２１８では、ＥＣＵ２０は、燃料電池１３、第１の流路切換弁２８、タンク用電動ウォーターポンプ２９、電池用電動ウォーターポンプ３５、第２の流路切換弁５２、及び第３の流路切換弁５３を通常どおりに制御し、本ルーチンの実行を終了する。
【０２４８】
以上述べた実施の形態では、内燃機関１用の冷却水循環系と燃料電池１３用の冷却水循環系とが独立している場合に、内燃機関１側の冷却水と燃料電池１３側の冷却水とのうち温度の高い方の冷却水を蓄熱タンク１６に貯蔵することができるため、内燃機関１側の冷却水のみを利用して蓄熱を行う場合に比して多くの熱を蓄えることが可能となる。更に、本実施の形態では、内燃機関１側の冷却水と燃料電池１３側の冷却水の双方が蓄熱適合温度より低い場合であっても、燃料電池１３を強制作動させて燃料電池１３側の冷却水を昇温させることが可能となるため、所望量の熱を確実に蓄えることが可能となる。
【０２４９】
従って、本実施の形態に係るハイブリットシステムの蓄熱装置によれば、蓄熱タンク１６内に貯蔵された蓄熱温水を利用して内燃機関１を好適に暖機することが可能となる。
【０２５０】
また、本実施の形態に係るハイブリットシステムの蓄熱装置では、前述した図２２の説明で述べたような循環回路を成立させることにより、蓄熱タンク１６内に蓄えられた熱を利用して燃料電池１３の予熱を行うことも可能となる。
【０２５１】
＜実施の形態４＞
次に、本発明に係るハイブリットシステムの蓄熱装置の第４の実施の形態について図２４〜図２７に基づいて説明する。ここでは、前述した第３の実施の形態と異なる構成について説明し、同一の構成については説明を省略する。
【０２５２】
本実施の形態に係るハイブリットシステムの蓄熱装置では、図２４に示すように、蓄熱タンク１６内の冷却水の温度に対応した電気信号を出力するタンク内水温センサ１６０が蓄熱タンク１６に取り付けられている。
【０２５３】
本実施の形態と前述した第３の実施の形態との差異は、前述した第３の実施の形態では内燃機関１を予熱する際に蓄熱タンク１６内の蓄熱温水を利用して内燃機関１を予熱するのに対し、本実施の形態では内燃機関１を予熱する際に燃料電池１３側の冷却水と蓄熱タンク１６内の冷却水とのうち温度の高い方の冷却水を利用して内燃機関１を予熱する点にある。
【０２５４】
具体的には、ＥＣＵ２０は、内燃機関１を予熱する際に、タンク内水温センサ１６０の出力信号値（タンク内水温）：THWtと電池側水温センサ３００の出力信号値（電池側水温）：THWcとを読み込む。
【０２５５】
ＥＣＵ２０は、前記タンク内水温：THWtと前記電池側水温：THWcと比較する。タンク内水温：THWtが電池側水温：THWc以上である場合には、ＥＣＵ２０は、第２ヒータホース１１ｈを遮断し且つ第１ヒータホース１１ｇと第３のタンク出口通路２６ｃとを導通させるべく第１の流路切換弁２８を制御し、第１の連通路５０を遮断し且つ第１のタンク出口通路２６ａと第２のタンク出口通路２６ｂとを導通させるべく第２の流路切換弁５２を制御し、第２の連通路５１を遮断し且つ第１のタンク入口通路２７ａと第２のタンク入口通路２７ｂとを導通させるべく第３の流路切換弁５３を制御し、更にタンク用電動ウォーターポンプ２９を作動させるべく該タンク用電動ウォーターポンプ２９に駆動電力を供給する。
【０２５６】
この場合、図２５に示すように、タンク用電動ウォーターポンプ２９→第３のタンク出口通路２６ｃ→第１の流路切換弁２８→第１ヒータホース１１ｇ→ヘッド側冷却水路２ａ→ブロック側冷却水路２ｂ→機械式ウォーターポンプ１０→第３冷却水路８→第４ヒータホース１１ｊ→第１のタンク入口通路２７ａ→第３の流路切換弁５３→第２のタンク入口通路２７ｂ→蓄熱タンク１６→第１のタンク出口通路２６ａ→第２の流路切換弁５２→第２のタンク出口通路２６ｂ→タンク用電動ウォーターポンプ２９の順に冷却水が流れる循環回路が成立する。
【０２５７】
前記した循環回路が成立すると、蓄熱タンク１６内に貯蔵されていた蓄熱温水が内燃機関１のヘッド側冷却水路２ａとブロック側冷却水路２ｂとへ順次流入することになる。
【０２５８】
蓄熱タンク１６からの蓄熱温水が内燃機関１のヘッド側冷却水路２ａとブロック側冷却水路２ｂへ流入すると、それと入れ代わりにヘッド側冷却水路２ａ及びブロック側冷却水路２ｂに元々滞留していた低温の冷却水がヘッド側冷却水路２ａ及びブロック側冷却水路２ｂから第３冷却水路８へ排出される。
【０２５９】
この結果、内燃機関１では、蓄熱温水の熱がヘッド側冷却水路２ａ及びブロック側冷却水路２ｂの壁面に伝達される。その際、蓄熱タンク１６から流出した蓄熱温水がヒータコア１２等のように熱容量の大きな部材を経由することなく直接的に内燃機関１に流入するため、蓄熱タンク１６から内燃機関１へ至る経路において蓄熱温水の不要な放熱が抑制され、蓄熱タンク１６に蓄えられていた熱が効率的に内燃機関１へ伝達される。
【０２６０】
従って、内燃機関１の吸気ポートや燃焼室の壁面温度を効率的に暖めることが可能となり、内燃機関１の始動時及び始動後において燃料の気化が促進されるとともに混合気の温度が上昇し、以て壁面付着燃料量の減少、燃焼の安定化、始動性の向上、及び排気エミッションの向上を図ることが可能となる。
【０２６１】
一方、電池側水温：THWcがタンク内水温：THWtより高い場合は、ＥＣＵ２０は、
第２ヒータホース１１ｈを遮断し且つ第１ヒータホース１１ｇと第３のタンク出口通路２６ｃとを導通させるべく第１の流路切換弁２８を制御し、第１のタンク出口通路２６ａを遮断し且つ第２のタンク出口通路２６ｂと第１の連通路５０とを連通させるべく第２の流路切換弁５２を制御し、第２のタンク入口通路２７ｂを遮断し且つ第１のタンク入口通路２７ａと第２の連通路５１とを導通させるべく第３の流路切換弁５３を制御し、タンク用電動ウォーターポンプ２９を作動させるべく該タンク用電動ウォーターポンプ２９に駆動電力を供給し、更に電池用電動ウォーターポンプ３５の作動を禁止すべく該電池用電動ウォーターポンプ３５に対する駆動電力の印加を禁止する。
【０２６２】
この場合、電池用電動ウォーターポンプ３５が作動せずにタンク用電動ウォーターポンプ２９のみが作動するため、図２６に示すように、タンク用電動ウォーターポンプ２９→第３のタンク出口通路２６ｃ→第１の流路切換弁２８→第１ヒータホース１１ｇ→ヘッド側冷却水路２ａ→ブロック側冷却水路２ｂ→機械式ウォーターポンプ１０→第３冷却水路８→第４ヒータホース１１ｊ→第１のタンク入口通路２７ａ→第３の流路切換弁５３→第２の連通路５１→第２の電池出口通路３０ｂ→電池用電動ウォーターポンプ３５→第１の電池出口通路３０ａ→燃料電池１３→第３の電池入口通路３２ｃ→第１の連通路５０→第２の流路切換弁５２→第２のタンク出口通路２６ｂ→タンク用電動ウォーターポンプ２９の順に冷却水が流れる循環回路が成立する。
【０２６３】
このような循環回路が成立すると、燃料電池１３から流出した高温の冷却水が第３の電池入口通路３２ｃ、第１の連通路５０、第２の流路切換弁５２、第２のタンク出口通路２６ｂ、タンク用電動ウォーターポンプ２９、第３のタンク出口通路２６ｃ、第１の流路切換弁２８、及び第１ヒータホース１１ｇを介してヘッド側冷却水路２ａ及びブロック側冷却水路２ｂに流入することになる。
【０２６４】
燃料電池１３からの高温の冷却水がヘッド側冷却水路２ａ及びブロック側冷却水路２ｂに流入すると、それと入れ代わりにヘッド側冷却水路２ａ及びブロック側冷却水路２ｂに元々滞留していた低温の冷却水がヘッド側冷却水路２ａ及びブロック側冷却水路２ｂから第１ヒータホース１１ａへ流出する。
【０２６５】
この結果、内燃機関１では、高温の冷却水の熱がヘッド側冷却水路２ａ及びブロック側冷却水路２ｂの壁面に伝達される。その際、燃料電池１３から流出した冷却水は、蓄熱タンク１６などを経由することなく直接的に内燃機関１へ流入することになるため、燃料電池１３から内燃機関１へ至る経路において冷却水の不要な放熱が抑制され、燃料電池１３の熱が効率的に内燃機関１へ伝達される。
【０２６６】
従って、内燃機関１の吸気ポートや燃焼室の壁面温度を効率的に暖めることが可能となり、内燃機関１の始動時及び始動後において燃料の気化が促進されるとともに混合気の温度が上昇し、以て壁面付着燃料量の減少、燃焼の安定化、始動性の向上、及び排気エミッションの向上を図ることが可能となる。更に、本実施の形態では、燃料電池１３からの高温の冷却水がブロック側冷却水路２ｂより先にヘッド側冷却水路２ａへ流入するため、内燃機関１の吸気ポートや燃焼室が効率的に暖められることになる。
【０２６７】
尚、タンク内水温：THWtと電池側水温：THWcとの双方が低い場合には、燃料電池１３を強制的に作動させて電池側水温：THWcを上昇させた後に、前述した図２６の説明で述べたような循環回路を成立させるようにしてもよい。
【０２６８】
以下、内燃機関１を予熱する方法について図２７に沿って具体的に説明する。図２７は、予熱制御ルーチンを示すフローチャート図である。この予熱制御ルーチンは、予めＥＣＵ２０のＲＯＭに記憶されているルーチンであり、イグニッションスイッチ２２がオフからオンへ切り換えられた時に実行される。
【０２６９】
予熱制御ルーチンにおいて、ＥＣＵ２０は、先ずＳ２７０１において、イグニッションスイッチ２２がオンであるか否かを判別する。
【０２７０】
ＥＣＵ２０は、前記Ｓ２７０１においてイグニッションスイッチがオフであると判定した場合は本ルーチンの実行を終了し、前記Ｓ２７０１においてイグニッションスイッチ２２がオンであると判定した場合はＳ２７０２へ進む。
【０２７１】
Ｓ２７０２では、ＥＣＵ２０は、予熱完了フラグの値が“１”であるか否かを判別する。
【０２７２】
前記Ｓ２７０２において予熱完了フラグの値が“１”であると判定された場合は、ＥＣＵ２０は、内燃機関１の予熱が既に完了しているとみなし、Ｓ２７２０へ進み、内燃機関１を始動させて本ルーチンの実行を終了する。
【０２７３】
一方、前記Ｓ２７０２において予熱完了フラグの値が“０”であると判定された場合は、ＥＣＵ２０は、内燃機関１の予熱が未だ完了していないとみなし、Ｓ２７０３へ進む。
【０２７４】
Ｓ２７０３では、ＥＣＵ２０は、水温センサ１９の出力信号値（機関側水温）：THWeを読み込む。
【０２７５】
Ｓ２７０４では、ＥＣＵ２０は、前記Ｓ２７０３で読み込まれた機関側水温：THWeが所定温度未満であるか否かを判別する。前記した所定温度は、例えば、内燃機関１の暖機が完了した後の水温に相当する温度である。
【０２７６】
前記Ｓ２７０４において機関側水温：THWeが所定温度以上であると判定された場合は、ＥＣＵ２０は、内燃機関１を予熱する必要がないとみなし、Ｓ２７２０へ進み、内燃機関１を始動させて本ルーチンの実行を終了する。
【０２７７】
前記Ｓ２７０４において機関側水温：THWeが所定温度未満であると判定された場合は、ＥＣＵ２０は、内燃機関１を予熱する必要があるとみなし、Ｓ２７０５へ進む。Ｓ２７０５では、ＥＣＵ２０は、タンク内水温センサ１６０の出力信号値（タンク内水温）：THWtと、電池側水温センサ３００の出力信号値（電池側水温）：THWcとを読み込む。
【０２７８】
Ｓ２７０６では、ＥＣＵ２０は、前記Ｓ２７０５で読み込まれた電池側水温：THWcとタンク内水温：THWtとを比較し、タンク内水温：THWtが電池側水温：THWc以上であるか否かを判別する。
【０２７９】
前記Ｓ２７０６においてタンク内水温：THWtが電池側水温：THWe以上であると判定された場合は、ＥＣＵ２０は、Ｓ２７０７〜Ｓ２７１０において蓄熱タンク１６内の蓄熱温水を利用して内燃機関１の予熱を行う。
【０２８０】
具体的には、ＥＣＵ２０は、Ｓ２７０７において、第２ヒータホース１１ｈを遮断（第１ヒータホース１１ｇと第３のタンク出口通路２６ｃとを導通）させるべく第１の流路切換弁２８を制御する。
【０２８１】
Ｓ２７０８では、ＥＣＵ２０は、第１の連通路５０を遮断（第１のタンク出口通路２６ａと第２のタンク出口通路２６ｂとを導通）させるべく第２の流路切換弁５２を制御する。
【０２８２】
Ｓ２７０９では、ＥＣＵ２０は、第２の連通路５１を遮断（第１のタンク入口通路２７ａと第２のタンク入口通路２７ｂとを導通）させるべく第３の流路切換弁５３を制御する。
【０２８３】
Ｓ２７１０では、ＥＣＵ２０は、タンク用電動ウォーターポンプ２９を作動させるべく該タンク用電動ウォーターポンプ２９へ駆動電力を供給する。
【０２８４】
このようにＳ２７０７〜Ｓ２７１０の処理が行われると、前述した図２５の説明で述べたように、タンク用電動ウォーターポンプ２９→第３のタンク出口通路２６ｃ→第１の流路切換弁２８→第１ヒータホース１１ｇ→ヘッド側冷却水路２ａ→ブロック側冷却水路２ｂ→機械式ウォーターポンプ１０→第３冷却水路８→第４ヒータホース１１ｊ→第１のタンク入口通路２７ａ→第３の流路切換弁５３→第２のタンク入口通路２７ｂ→蓄熱タンク１６→第１のタンク出口通路２６ａ→第２の流路切換弁５２→第２のタンク出口通路２６ｂ→タンク用電動ウォーターポンプ２９の順に冷却水が流れる循環回路が成立する。
【０２８５】
前記した循環回路が成立すると、蓄熱タンク１６内の蓄熱温水が不要に放熱されることなく内燃機関１に供給されるため、内燃機関１が効率的に暖機され、内燃機関１の始動時及び始動後において燃料の気化が促進されるとともに混合気の温度が上昇し、以て壁面付着燃料量の減少、燃焼の安定化、始動性の向上、及び排気エミッションの向上を図ることが可能となる。
【０２８６】
一方、前記Ｓ２７０６においてタンク内水温：THWtが電池側水温：THWe未満であると判定された場合は、ＥＣＵ２０は、Ｓ２７１１〜Ｓ２７１５において燃料電池１３側の冷却水を利用して内燃機関１の予熱を行う。
【０２８７】
具体的には、ＥＣＵ２０は、Ｓ２７１１において、第２ヒータホース１１ｈを遮断（第１ヒータホース１１ｇと第３のタンク出口通路２６ｃとを導通）させるべく第１の流路切換弁２８を制御する。
【０２８８】
Ｓ２７１２では、ＥＣＵ２０は、第１のタンク出口通路２６ａを遮断（第２のタンク出口通路２６ｂと第１の連通路５０とを導通）させるべく第２の流路切換弁５２を制御する。
【０２８９】
Ｓ２７１３では、ＥＣＵ２０は、第２のタンク入口通路２７ｂを遮断（第１のタンク入口通路２７ａと第２の連通路５１とを導通）させるべく第３の流路切換弁５３を制御する。
【０２９０】
Ｓ２７１４では、ＥＣＵ２０は、電池用電動ウォーターポンプ３５の作動を禁止すべく該電池用電動ウォーターポンプ３５に対する駆動電力の印加を禁止する。
【０２９１】
Ｓ２７１５では、ＥＣＵ２０は、タンク用電動ウォーターポンプ２９を作動させるべく該タンク用電動ウォーターポンプ２９へ駆動電力を供給する。
【０２９２】
このようにＳ２７１１〜Ｓ２７１５の処理が行われると、前述した図２６の説明で述べたように、タンク用電動ウォーターポンプ２９→第３のタンク出口通路２６ｃ→第１の流路切換弁２８→第１ヒータホース１１ｇ→ヘッド側冷却水路２ａ→ブロック側冷却水路２ｂ→機械式ウォーターポンプ１０→第３冷却水路８→第４ヒータホース１１ｊ→第１のタンク入口通路２７ａ→第３の流路切換弁５３→第２の連通路５１→第２の電池出口通路３０ｂ→電池用電動ウォーターポンプ３５→第１の電池出口通路３０ａ→燃料電池１３→第３の電池入口通路３２ｃ→第１の連通路５０→第２の流路切換弁５２→第２のタンク出口通路２６ｂ→タンク用電動ウォーターポンプ２９の順に冷却水が流れる循環回路が成立する。
【０２９３】
前記した循環回路が成立すると、燃料電池１３内の高温の冷却水が不要に放熱されることなく内燃機関１に供給されるため、内燃機関１が効率的に暖機され、内燃機関１の始動時及び始動後において燃料の気化が促進されるとともに混合気の温度が上昇し、以て壁面付着燃料量の減少、燃焼の安定化、始動性の向上、及び排気エミッションの向上を図ることが可能となる。
【０２９４】
前記したＳ２７１０又はＳ２７１５の処理を実行し終えたＥＣＵ２０は、Ｓ２７１６へ進み、予熱が完了したか否かを判別する。
【０２９５】
前記Ｓ２７１６において予熱が完了していないと判定された場合は、ＥＣＵ２０は、予熱が完了するまで前記したＳ２７１６の処理を繰り返し実行する。
【０２９６】
前記Ｓ２７１６において予熱が完了したと判定された場合は、ＥＣＵ２０は、Ｓ２７１７へ進み、前記した予熱完了フラグに“１”をセットする。
【０２９７】
Ｓ２７１８では、ＥＣＵ２０は、タンク用電動ウォーターポンプ２９又は電池用電動ウォーターポンプ３５の作動を停止させる。
【０２９８】
Ｓ２７１９では、ＥＣＵ２０は、第１ヒータホース１１ｇを遮断すべく第１の流路切換弁２８を制御する。
【０２９９】
Ｓ２７２０では、ＥＣＵ２０は、内燃機関１を始動させ、本ルーチンの実行を終了する。
【０３００】
以上述べた実施の形態では、蓄熱タンク１６内の冷却水と燃料電池１３内の冷却水とのうち温度の高い方の冷却水を選択して内燃機関１を予熱することができるため、当該ハイブリットシステムを搭載した車両が長期間にわたって放置された場合のように蓄熱タンク１６内の冷却水温度が低下した場合などに、燃料電池１３の熱を利用して内燃機関１を予熱することが可能となる。
【０３０１】
更に、蓄熱タンク１６内の冷却水又は燃料電池１３内の冷却水は、熱容量が大きい部材を経由することなく内燃機関１へ到達することが可能であるため、蓄熱タンク１６内に蓄えられた熱又は燃料電池１３の熱を効率的に内燃機関１へ伝達することが可能となる。
【０３０２】
従って、本実施の形態にかかるハイブリットシステムの蓄熱装置によれば、蓄熱タンク１６内の冷却水又は燃料電池１３内の冷却水を利用して内燃機関１を効率的に暖機することが可能となる。
【０３０３】
【発明の効果】
本発明は、内燃機関と燃料電池を具備したハイブリットシステムと、内燃機関を循環する熱媒体の一部を保温貯蔵する蓄熱機構とを備えたハイブリットシステムの蓄熱装置において、燃料電池が発生する熱を利用して熱媒体を加熱することにより、熱媒体を利用した好適な蓄熱や内燃機関の加熱を行うことができるため、内燃機関の好適な暖機を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１の実施の形態における冷却水循環系の構成を示す図
【図２】 内燃機関を予熱する場合の冷却水の流れを示す図
【図３】 内燃機関が冷間状態で運転されている場合の冷却水の流れを示す図
【図４】 内燃機関が冷間状態で運転されており且つ燃料電池を冷却する必要がある場合の冷却水の流れを示す図
【図５】 内燃機関が暖機完了状態で運転されている場合の冷却水の流れを示す図
【図６】 内燃機関が暖機完了状態で運転されており且つ燃料電池を冷却する必要がある場合の冷却水の流れを示す図
【図７】 内燃機関が運転状態にあり且つヒータスイッチがオン状態にある場合の冷却水の流れを示す図
【図８】 内燃機関が運転停止状態にあり且つヒータスイッチがオン状態にある場合の冷却水の流れを示す図
【図９】 第１の実施の形態における蓄熱制御ルーチンを示すフローチャート図
【図１０】 第２の実施の形態における冷却水循環系の構成を示す図
【図１１】 蓄熱タンク内の冷却水を利用して内燃機関を予熱する場合の冷却水の流れを示す図
【図１２】 燃料電池内の冷却水を利用して内燃機関を予熱する場合の冷却水の流れを示す図
【図１３】 第２の実施の形態における予熱制御ルーチンを示すフローチャート図
【図１４】 第３の実施の形態における冷却水循環系の構成を示す図
【図１５】 内燃機関を予熱する場合の冷却水の流れを示す図
【図１６】 内燃機関が冷間状態で運転されている場合の冷却水の流れを示す図
【図１７】 内燃機関が暖機完了状態で運転されている場合の冷却水の流れを示す図
【図１８】 内燃機関が運転状態にあり且つヒータスイッチがオン状態にある場合の冷却水の流れを示す図
【図１９】 内燃機関が運転停止状態にあり且つヒータスイッチがオン状態にある場合の冷却水の流れを示す図
【図２０】 燃料電池が冷間状態で作動している場合の冷却水の流れを示す図
【図２１】 燃料電池が暖機完了状態で作動している場合の冷却水の流れを示す図
【図２２】 第３の実施の形態における蓄熱制御ルーチンを示す図
【図２３】 燃料電池側の冷却水を利用して蓄熱を行う場合の冷却水の流れを示す図
【図２４】 第４の実施の形態における冷却水循環系の構成を示す図
【図２５】 蓄熱タンク内の冷却水を利用して内燃機関を予熱する場合の冷却水の流れを示す図
【図２６】 燃料電池内の冷却水を利用して内燃機関を予熱する場合の冷却水の流れを示す図
【図２７】 第４の実施の形態における予熱制御ルーチンを示すフローチャート図
【符号の説明】
１・・・・・内燃機関
２ａ・・・・ヘッド側冷却水路
２ｂ・・・・ブロック側冷却水路
４・・・・・第１冷却水路
５・・・・・ラジエター
６・・・・・第２冷却水路
８・・・・・第３冷却水路
９・・・・・第４冷却水路
１０・・・・機械式ウォーターポンプ
１１・・・・ヒータホース
１３・・・・燃料電池
１４・・・・電動ウォーターポンプ
１６・・・・蓄熱タンク
１７・・・・流路切換弁
２４・・・・バイパス通路
２５・・・・通路開閉弁
２６・・・・タンク出口通路
２７・・・・タンク入口通路
２８・・・・第１の流路切換弁
２９・・・・タンク用電動ウォーターポンプ
３０・・・・電池出口通路
３１・・・・電池用ラジエター
３２・・・・電池入口通路
３３・・・・バイパス通路
３４・・・・電池用サーモスタットバルブ
３５・・・・電池用電動ウォーターポンプ
５０・・・・第１の連通路
５１・・・・第２の連通路
５２・・・・第２の流路切換弁
５３・・・・第３の流路切換弁

Claims (6)

1. 内燃機関及び燃料電池を具備したハイブリットシステムと、
   前記内燃機関を経由して熱媒体が循環する機関用熱媒体通路と、
   前記燃料電池を経由して熱媒体が循環する電池用熱媒体通路と、
   前記機関用熱媒体通路又は前記電池用熱媒体通路を流通する熱媒体の一部を保温貯蔵するとともに、保温貯蔵された熱媒体を前記機関用熱媒体通路へ供給して内燃機関の昇温を図る蓄熱機構と、
   前記内燃機関を昇温させる必要があるときは前記蓄熱機構内の熱媒体に比して前記電池用熱媒体通路内の熱媒体が高温であることを条件に前記電池用熱媒体通路内の熱媒体を前記機関用熱媒体通路へ供給し、前記蓄熱機構に高温の熱媒体を貯蔵する必要があるときは前記機関用熱媒体通路内の熱媒体に比して前記電池用熱媒体通路内の熱媒体が高温であることを条件に前記電池用熱媒体通路内の熱媒体を前記蓄熱機構へ供給する加熱機構と、
   を備えることを特徴とするハイブリットシステムの蓄熱装置。
2. 前記機関用熱媒体通路と前記電池用熱媒体通路とは、前記内燃機関と前記燃料電池と前記蓄熱機構とが直列に配置されるよう同一の熱媒体通路で構成されることを特徴とする請求項１に記載のハイブリットシステムの蓄熱装置。
3. 前記熱媒体通路は、熱媒体が前記内燃機関から前記燃料電池と前記蓄熱装置を順次経由した後に前記内燃機関へ還流されるよう構成されることを特徴とする請求項２に記載のハイブリットシステムの蓄熱装置。
4. 前記加熱機構は、前記蓄熱機構を迂回するバイパス通路と、前記バイパス通路と前記蓄熱機構との何れか一方に熱媒体を流通させる通路切換弁とを具備し、
   前記通路切換弁は、前記内燃機関を昇温させる必要があるときは前記バイパス通路に熱媒体を流通させ、前記蓄熱機構に高温の熱媒体を貯蔵する必要があるときは前記蓄熱機構に熱媒体を流通させることを特徴とする請求項３に記載のハイブリットシステムの蓄熱装置。
5. 前記機関用熱媒体通路と前記電池用熱媒体通路とは、前記蓄熱機構を介して並列に接続されることを特徴とする請求項１に記載のハイブリットシステムの蓄熱装置。
6. 前記加熱機構は、前記蓄熱機構を迂回して前記機関用熱媒体通路と前記電池用熱媒体通路を接続するバイパス通路と、前記バイパス通路と前記蓄熱装置との何れか一方に熱媒体を流通させる通路切換弁とを具備し、
   前記通路切換弁は、前記内燃機関を昇温させる必要があるときは前記バイパス通路に熱媒体を流通させ、前記蓄熱機構に高温の熱媒体を貯蔵する必要があるときは前記蓄熱機構に熱媒体を流通させることを特徴とする請求項５に記載のハイブリットシステムの蓄熱装置。

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