JP5140013B2

JP5140013B2 - 暖機装置

Info

Publication number: JP5140013B2
Application number: JP2009021014A
Authority: JP
Inventors: 文夫谷田部; 秀隆中曽根; 治滝沢; 秀昭山下
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2009-01-30
Filing date: 2009-01-30
Publication date: 2013-02-06
Anticipated expiration: 2029-01-30
Also published as: JP2010175048A

Description

本発明は、車両に搭載された内燃機関又は変速機などの駆動系装置に循環させる循環媒体の温度を適切に制御することで、内燃機関又は駆動系装置の早期暖機を行う暖機装置に関する。

自動車などの車両に搭載される内燃機関又は変速機などの駆動系装置（パワートレイン）では、車両の始動直後における動作安定性の向上や燃費向上を図ることが必要である。ところが、内燃機関又は変速機などの駆動系装置では、循環媒体である内燃機関の潤滑油や変速機の作動油の粘性に起因して、機関又は装置の内部で機械的フリクションが生じ、動作安定性や燃費向上の妨げになることがあった。例えば、自動変速機（ＡＴ）の作動油（ＡＴＦ）は、他の循環媒体と比較して油温応答性があまり良くない（温度の立ち上がりが遅い）ため、始動直後の自動変速機では、低温の作動油の粘性による機械的フリクションが生じる。このような事情から、内燃機関又は駆動系装置に循環させる循環媒体の温度を早期に適温まで上昇させることが必要である。

そこで、従来、自動変速機（ＡＴ）の作動油を早期加温するための技術として、特許文献１、２に示すような装置が知られている。特許文献１に記載の装置は、蓄熱タンクで加熱した作動油を自動変速機のオイルパン内のストレーナに供給するものである。この装置によれば、オイルパンから自動変速機内のコントロールバルブなどに供給される作動油を集中的に加熱でき、効率良く昇温させることができる。また、特許文献２に示す自動変速機では、蓄熱材を収容した熱交換器がオイルパン内に設置されている。ここでの蓄熱材は潜熱蓄熱材であり、潜熱蓄熱材は、高温の作動油との熱交換によって固相から液相に相転移して融解熱を吸熱する一方、過冷却状態の解除により液相から固相に相転移し、低温の作動油との熱交換によって凝固熱を放熱する。
特開２００２−１３０４３６号公報特開２００7−３０３５５７号公報

ところで、特許文献１に記載の装置では、ストレーナに供給する作動油を加熱するための蓄熱タンクがオイルパンの外部に設置されており、加熱された作動油を蓄熱タンクからオイルパンに導入してストレーナに供給するようになっている。したがって、ストレーナ及びその近傍の局所的な加熱には効果があるが、オイルパンに溜められた作動油の全体的な加熱を効率良く行うには、あまり適していない。また、加熱用の作動油を蓄熱タンクからオイルパンまで搬送する配管などが必要であるため、オイルパンの周辺構造が複雑化するおそれもある。

また、特許文献１及び２に記載の装置は、作動油を加熱するための潜熱蓄熱材を備えているが、いずれの装置においても潜熱蓄熱材は作動油との間でのみ熱交換が可能である。ところが、既述のように、作動油は油温の応答性があまり良くないため、１回の車両の運転が短時間の場合には、油温が十分に上がらない。そのため、毎回の運転で潜熱蓄熱材の蓄熱を完了できないことがあり、その場合、次回の車両始動時に蓄熱材による作動油の早期加温を実施できないおそれがある。

一方、自動変速機の作動油は、一定以上の高温の状態が続くと劣化が進むため、自動変速機のスムーズな動作に支障をきたすおそれがある。したがって、車両の運転中、作動油が一定以上の高温状態になることを防止できるようにすることが望ましい。

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、内燃機関又は駆動系装置に循環させる循環媒体の加温・冷却を適切なタイミングで効果的に行うことで循環媒体の温度を最適化でき、内燃機関又は駆動系装置の始動時における動作安定性の向上や燃費向上を図ることができる暖機装置を提供することにある。

上記課題を解決するための本発明は、内燃機関（３０）又は駆動系の装置（４０）の暖機を行う暖機装置であって、内燃機関（３０）又は駆動系の装置（４０）を循環する循環媒体（Ｌ，Ｍ）が貯留される循環媒体リザーバ（３５，４３）と、循環媒体リザーバ（３５，４３）内の循環媒体（Ｌ，Ｍ）を吸入して内燃機関（３０）又は駆動系の装置（４０）に供給する循環媒体吸入路（３７，４５）と、循環媒体リザーバ（３５，４３）内及び循環媒体吸入路（３７，４５）内の循環媒体（Ｌ，Ｍ）の温度制御を行うための熱交換器（１０，１０−２，１０−３）と、を備え、熱交換器（１０，１０−２，１０−３）は、内燃機関（３０）の冷却水（Ｗ）を流通させる冷却水流通室（１３）と、他媒体との熱交換による蓄熱及び放熱が可能な蓄熱材（２０）を収容した蓄熱材収容室（１２）と、を具備し、冷却水流通室（１３）と蓄熱材収容室（１２）は互いに隣接して配置されており、冷却水流通室（１３）は、循環媒体リザーバ（３５，４３）に貯留された循環媒体（Ｌ，Ｍ）に接しており、循環媒体吸入路（３７，４５）が蓄熱材収容室（１２）の内部を通過していることを特徴とする。

本発明にかかる暖機装置によれば、冷却水流通室（１３）の冷却水（Ｗ）と蓄熱材収容室（１２）の蓄熱材（２０）との間、及び循環媒体リザーバ（４３）内の循環媒体（Ｍ）と冷却水流通室（１３）の冷却水（Ｗ）との間、及び循環媒体吸入路（４５）内の循環媒体（Ｍ）と蓄熱材収容室（１２）の蓄熱材（２０）との間でそれぞれ直接的に熱交換を行えるようになる。これにより、内燃機関及び変速機などの駆動系装置を含む複数の機関又は装置間での相互熱交換が可能となる。したがって、内燃機関及び変速機などの駆動系装置の全体で発生する熱の効率的な利用を促進することが可能となる。

また、蓄熱材収容室の内部を通過する循環媒体吸入路を備えたことで、内燃機関又は駆動系装置の冷間始動時に、当該内燃機関又は駆動系装置に供給される循環媒体を蓄熱材による加熱で早期に昇温させることができ、かつ、その温度変動を抑制することが可能となる。したがって、内燃機関又は駆動系装置で生じる機械的フリクションを効果的に低減でき、始動時における動作安定性の向上や燃費向上を図ることができる。

また、熱交換器に内燃機関の冷却水を流通させる冷却水流通室を備えたことで、内燃機関の運転中、温度が上昇した冷却水で蓄熱材の蓄熱が行えるので、車両の一回の運転が短時間でも蓄熱材の蓄熱を効果的に行うことができ、蓄熱を完了し易くなる。したがって、次回の車両始動時に蓄熱材による循環媒体の早期加温を効果的に行えるようになる。また、内燃機関及び駆動系装置の運転中に循環媒体や蓄熱材が内燃機関の冷却水よりも高温になった場合、冷却水によって循環媒体や蓄熱材の冷却を行うことができる。したがって、循環媒体や蓄熱材が所定以上の高温状態に長時間曝されることを回避できるので、循環媒体や蓄熱材の劣化を防止できる。

また、冷却水流通室が循環媒体リザーバに貯留された循環媒体に接するように設置されているので、循環媒体を加熱するための手段を循環媒体リザーバの外部に設けている従来技術と比較して、循環媒体を流通させるための配管経路などを簡素化でき、暖機装置の構成を簡単にできる。

上記の暖機装置の一実施態様として、循環媒体（Ｌ，M）は、変速機（４０）を循環する変速機作動油（Ｍ）であり、循環媒体リザーバ（３５，４３）は、変速機（４０）に設置した変速機作動油（Ｍ）を溜める作動油受け（４３）であってよい。また、他の実施態様として、循環媒体（Ｌ，Ｍ）は、内燃機関（３０）を循環する内燃機関潤滑油（Ｌ）であり、循環媒体リザーバ（３５，４３）は、内燃機関（３０）に設置した内燃機関潤滑油（Ｌ）を溜める潤滑油受け（３５）であってもよい。さらに他の実施態様として、循環媒体（Ｌ，Ｍ）は、変速機（４０）を循環する変速機作動油（Ｍ）及び内燃機関（３０）を循環する内燃機関潤滑油（Ｌ）であり、循環媒体リザーバ（３５，４３）は、変速機（４０）に設置された変速機作動油（Ｍ）を溜める作動油受け（４３）と、内燃機関（３０）に設置された内燃機関潤滑油（Ｌ）を溜める潤滑油受け（３５）のいずれかであり、蓄熱材収容室（１２）の内部を通過する循環媒体吸入路（４５，３７）は、作動油受け（４３）に溜められた変速機作動油（Ｍ）を変速機（４０）に供給する作動油吸入路（４５）と、潤滑油受け（３５）に溜められた内燃機関潤滑油（Ｌ）を内燃機関（３０）に供給する潤滑油吸入路（３７）の少なくともいずれかであってよい。

また、上記の暖機装置では、冷却水流通室（１３）と蓄熱材収容室（１２）の少なくともいずれかに、流通する冷却水（Ｗ）あるいは収容された蓄熱材（２０）と熱交換対象以外との熱交換を抑制するための断熱部材（１５）を設置するとよい。これによれば、冷却水流通室を流通する冷却水あるいは蓄熱材収容室に収容された蓄熱材が保有する熱が加熱対象以外の媒体へ放出されることを抑制できるので、車両で発生する熱の有効活用を促進することができる。

また、上記の暖機装置では、断熱部材（１５）は、冷却水流通室（１３）に対応する位置と蓄熱材収容室（１２）に対応する位置との間で移動可能であり、冷却水（Ｗ）の循環媒体（Ｍ，Ｌ）に対する断熱と蓄熱材（２０）の外部に対する断熱とを選択的に行えるようにするとよい。これによれば、断熱部材を移動させることで、冷却水や蓄熱材が保有する熱の無駄な放出を削減できるので、循環媒体の昇温と蓄熱材の蓄熱との両方を効率的に行えるようになる。また、この場合、蓄熱材収容室（１２）と冷却水流通室（１３）は、共通の円弧面に沿って配列されており、断熱部材（１５）は、該断熱部材（１５）を共通の円弧面の中心周りで回転移動させる回転機構（１８）により、冷却水流通室（１３）に対応する位置と蓄熱材収容室（１２）に対応する位置との間を移動可能としてよい。これによれば、簡単な構成で冷却水の断熱と蓄熱材の断熱とを選択的に行えるようになる。

また、上記の暖機装置では、蓄熱材（２０）は、過冷却状態で蓄熱が可能な潜熱蓄熱材（２０）とし、蓄熱材（２０）の過冷却状態を解除する解除手段（２５）を蓄熱材収容室（１２）に設置するとよい。潜熱蓄熱材によれば、液状の蓄熱材が凝固点以下になっても固化せず、蓄熱を保持したまま過冷却状態をとり得る。したがって、外気温が低下しても蓄熱を保持でき、かつ、長期間放置しても蓄熱を安定的に保持できるので、蓄熱材収容室の断熱構造を簡素化できる。また、解除手段による過冷却状態の解除により、所望のタイミングで蓄熱材を発熱させることができるので、内燃機関や駆動系装置の始動前及び始動直後における循環媒体の早期加温をより効果的に行えるようになる。また、蓄熱要素（２０）は、化学変化による熱の吸収・放出が可能な化学蓄熱材（２１）とし、蓄熱材に化学変化を生じさせる手段（２３）を蓄熱材収容室（１２）に設置してもよい。
なお、上記の括弧内の符号は、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。

本発明にかかる暖機装置によれば、内燃機関又は駆動系装置に循環させる循環媒体の加温・冷却を適切なタイミングで効果的に行うことで循環媒体の温度を最適化できるので、内燃機関又は駆動系装置の始動時における動作安定性の向上や燃費向上を図ることができる。

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実施形態にかかる暖機装置１を備えた内燃機関（以下、「エンジン」という）３０及び駆動系装置である自動変速機４０を示す概念図である。エンジン３０に隣接して配置された自動変速機４０は、トランスミッションケース４０ａと、トランスミッションケース４０ａの下端に設けた潤滑媒体リザーバであるトランスミッションオイルパン（作動油受け）４３（以下、単に「オイルパン４３」と記す。）を備えて構成されている。トランスミッションケース４０ａの内部には、図示しないトルクコンバータや変速機構（遊星歯車列等）、及び油圧作動するバルブ類が内蔵されたコントロールバルブ（変速制御部）が配設されている。オイルパン４３は、トランスミッションケース４０ａ内の内部機構（上記のトルクコンバータ、変速機構、コントロールバルブなど）を循環する作動油Ｍがトランスミッションケース４０ａの外部に一時的に排出された際、該作動油Ｍを回収して貯留するための受皿として用いられる。

本実施形態の暖機装置１は、自動変速機４０に設置された熱交換器１０を備えている。すなわち、自動変速機４０におけるオイルパン４３の上部には、オイルパン４３に溜められた作動油Ｍ及び後述する作動油吸入路４５を流通する作動油Ｍの温度制御を行うための熱交換器１０が設置されている。図２は、熱交換器１０の詳細構成を示す図で、（ａ）は、透視斜視図、（ｂ）は、熱交換器１０を後述する軸方向の一端側から見た概略側断面図である。同図に示すように、熱交換器１０は、略円筒型の中空容器からなり、該中空容器の内部には、他媒体との熱交換による蓄熱及び放熱が可能な蓄熱材２０を収容した蓄熱材収容室１２と、エンジン３０の冷却水Ｗを流通させる冷却水流通室１３とが形成されている。なお、図２（ｂ）及び下記の図１０では、蓄熱材収容室１２の蓄熱材２０と冷却水流通室１３の冷却水Ｗを分かり易く示すため、蓄熱材２０に小点を並べた模様を施し、冷却水ＷにＶ字型の記号を並べた模様を施している。

熱交換器１０は、冷却水Ｗ、作動油Ｍ、蓄熱材２０に対する防錆性などの耐久性があり、且つ熱伝導性に優れた材料、例えば、銅、アルミニウム、ステンレスなどの金属製の板材で形成するとよい。該熱交換器１０は、円筒の軸方向（以下、単に「軸方向」という）がオイルパン４３の底面と平行に延びて横置状態で設置されており、蓄熱材収容室１２と冷却水流通室１３は、円筒の中心を通る平板状の仕切壁１４を境界として、該仕切壁１４の上下に対称に配置された半円筒状の室からなる。すなわち、仕切壁１４の上側の内部空間が蓄熱材収容室１２になっており、仕切壁１４の下側の内部空間が冷却水流通室１３になっている。仕切壁１４は、その面がオイルパン４３の底面と平行に配置されており、オイルパン４３が水平な状態で、仕切壁１４がオイルパン４３内の作動油Ｍの油面Ｓと略平行になり、さらにオイルパン４３内の作動油Ｍが定量のとき、仕切壁１４が作動油Ｍの油面Ｓと略一致するようになっている。

蓄熱材収容室１２に収容された蓄熱材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。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。

そして、蓄熱材収容室１２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。図３は、発核装置２５の構成例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。

また、蓄熱材２０は、上記の潜熱蓄熱材以外にも、化学反応を利用して熱の吸収・放出を行うことができる化学蓄熱材からなるものであってもよい。このような化学蓄熱材として、例えば、ゼオライトからなる蓄熱材がある。図４は、蓄熱材収容室１２に収容したゼオライトからなる蓄熱材２１の構成例を示す図である。この場合、蓄熱材収容室１２には、蓄熱材２１に反応媒体である水２２を供給して化学反応を生じさせる反応媒体供給部２３が設置されている。この熱交換器１０では、車両の運転時に、冷却水Ｗや作動油Mとの熱交換でゼオライト２１を加熱して脱水させ、蓄熱材２１に蓄熱する。一方、次回のエンジン３０始動時には、反応媒体供給部２３から蓄熱材２１に水２２を供給して吸着させることで、蓄熱材２１に吸着熱を発生させて冷却水Ｗや作動油Mを加熱できる。化学蓄熱材としては、ゼオライトの他にも、例えば、シリカゲル・活性炭・生石灰などがあり、化学反応を生じさせる反応媒体としては、水の他にも、エタノール・メタノール・エチレングリコール系不凍液・塩化カルシウム系不凍液などがある。また、化学蓄熱材の例としては、他にも水素吸蔵合金を用いた蓄熱材などが挙げられる。なお、以下の説明では、蓄熱材２０として潜熱蓄熱材を用い、蓄熱材収容室１２に発核装置２５を設置した場合について説明する。

図１に戻り、エンジン３０には、熱交換器１０の冷却水流通室１３との間で冷却水（ＬＬＣ）Ｗを循環させる冷却水循環路３１が設置されている。冷却水循環路３１は、エンジン３０のシリンダブロック３０ａに形成されたウォータージャケット（図示せず）から導出され、熱交換器１０の冷却水流通室１３に連通し、ウォータージャケットに再度導入されている。冷却水流通室１３の一端には、冷却水循環路３１から冷却水Ｗを導入するための冷却水入口１３ａが設けられており、他端には、冷却水循環路３１へ冷却水Ｗを導出するための冷却水出口１３ｂが設けられている。冷却水入口１３ａから冷却水流通室１３に導入された冷却水Ｗは、冷却水流通室１３の内部に一時的に溜まり、順次、冷却水出口１３ｂから導出されるようになっている。

そして、冷却水循環路３１には、冷却水ポンプ３２が介装されている。ここでの冷却水ポンプ３２は、電動ポンプである。また、冷却水循環路３１には、流路を開閉するための開閉弁３３が設置されている。開閉弁３３を開いて冷却水ポンプ３２を運転すれば、冷却水循環路３１を介してエンジン３０の冷却水Ｗを冷却水流通室１３に流通させることができる。一方、開閉弁３３を閉じて冷却水ポンプ３２を停止させれば、冷却水流通室１３への冷却水Ｗの流通を停止させることができる。

また、自動変速機４０には、オイルパン４３に貯留された作動油Ｍを吸い上げて自動変速機４０の内部機構へ供給するための作動油吸入路（循環媒体吸入路）４５が設けられている。作動油吸入路４５は、吸込側の端部がオイルパン４３内に設置したストレーナ４６に連通しており、吐出側の端部がトランスミッションケース４０ａの下端近傍に設置したオイルポンプ（作動油ポンプ）４７に連通している。ストレーナ４６は、作動油Ｍに含まれる異物を除去するための網目状の吸込口４６ａを有しており、オイルパン４３内の作動油Ｍに浸されている。作動油ポンプ４７は、オイルパン４３の作動油Ｍを吸い上げて、トルクコンバータ、変速機構、コントロールバルブなどの自動変速機４０の内部機構へ圧送するためのギヤポンプである。

そして、ストレーナ４６と作動油ポンプ４７の間の作動油吸入路４５は、熱交換器１０の蓄熱材収容室１２の内部を通過するように設置されている。すなわち、蓄熱材収容室１２の一端には、ストレーナ４６を通過した作動油Ｍを導入する作動油入口１２ａが設けられており、蓄熱材収容室１２の他端には、作動油ポンプ４７側へ作動油Ｍを導出する作動油出口１２ｂが設けられている。作動油入口１２ａと作動油出口１２ｂとの間の作動油吸入路４５は、蓄熱材収容室１２の内部を通過する作動油管路４８になっている。これにより、オイルパン４３から吸い上げられて自動変速機４０の内部機構へ供給される作動油Ｍと蓄熱材収容室１２の蓄熱材２０との間で直接的に熱交換を行わせることができる。

図２に示すように、蓄熱材収容室１２の内部を通過する作動油管路４８は、屈曲細管状で、作動油入口１２ａから仕切壁１４と平行な面内で左右に繰り返し屈曲しつつ軸方向に進み作動油出口１２ｂに繋がっている。作動油管路４８をこのような多段に屈曲する屈曲管路としたことで、蓄熱材収容室１２の内部を通過する作動油吸入路４５が長くなるので、作動油吸入路４５を流通する作動油Ｍと蓄熱材２０との熱交換が効果的に行えるようになる。

作動油管路４８は、図１（ａ）に示すような多段の屈曲配管とするほか、図５乃至図７に示すような構成としてもよい。図５乃至図７は、蓄熱材収容室１２に設置した作動油管路４８の他の構成例を示す図である。図５に示す作動油管路４８−２は、図１（ａ）に示す作動油管路４８と同様の形状を有する屈曲配管４８−２ａを備えている。その上でさらに、屈曲配管４８−２ａの外周に円形環状の金属性の平板からなる熱交換リング４８−２ｂを多数取り付けている。熱交換リング４８−２ｂは、屈曲配管４８−２ａの外周に嵌め込まれて固定されており、屈曲配管４８−２ａの長手方向に沿って適宜の間隔で多数個が配列されている。このような熱交換リング４８−２ｂを設けたことで、作動油吸入路４５を流通する作動油Ｍと蓄熱材２０との熱交換が促進される。

図６は、作動油管路４８のさらに他の構成例を示す図で、（ａ）は、斜視図、（ｂ）は、概略側断面図である。同図に示す作動油管路４８−３は、その面が仕切壁１４と平行な略平板状に形成された本体部４８−３ａと、該本体部４８−３ａの上下面に所定間隔で配列形成された複数の熱交換フィン４８−３ｂとを備えて構成されている。熱交換フィン４８−３ｂは、直線状で断面が三角形に形成された先尖状の突起からなる。また、本体部４８−３ａ内には、作動油入口１２ａから作動油出口１２ｂに通じる作動油通路４８−３ｃが形成されている。熱交換フィン４８−３ｂは、図６（ｂ）に示すように、本体部４８−３ａの外側の上下面に形成されているほか、作動油通路４８−３ｃの内面にも形成されている。このような熱交換フィン４８−３ｂにより、作動油通路４８−３ｃを通過する作動油Ｍと蓄熱材２０との熱交換が促進される。

また、図７は、作動油管路４８のさらに他の構成例を示す図で、（ａ）は、斜視図、（ｂ）は、概略断面図である。同図に示す作動油管路４８−４は、仕切壁１４と平行な略平板状に形成された本体部４８−４ａを備えている。本体部４８−４ａ内には、作動油入口１２ａから作動油出口１２ｂに通じる作動油通路４８−４ｂが形成されている。作動油通路４８−４ｂは、複数本が所定間隔で平行に配列されている。隣接する通路４８−４ｂの隙間には、多段に屈曲する細板状の熱交換フィン４８−４ｃが設置されている。これにより、全体がラジエーター型に形成されている。この作動油管路４８−４でも、熱交換フィン４８−４ｃを介して作動油通路４８−４ｂの作動油Ｍと蓄熱材２０との熱交換が促進される。なお、上記の作動油管路４８，４８−２，４８−３，４８−４の構造は一例であり、蓄熱材収容室１２に設置する作動油管路は、通過する作動油Ｍと蓄熱材２０との熱交換を促進できる構造であれば、上記以外の構造としてもよい。

図８は、仕切壁１４の他の構成例を示す図である。仕切壁１４は、図１に示すような平板状に形成するほか、図８（ａ）乃至（ｄ）のいずれかに示すような構成としてもよい。図８（ａ）及び（ｂ）に示す仕切壁１４−２，１４−３は、断面が上下に繰り返し湾曲しており、多段に湾曲する湾曲板状に形成されている。このような湾曲板状の仕切壁１４−２，１４−３を備えれば、平板状の仕切壁１４と比較して、冷却水流通室１３の冷却水Ｗと蓄熱材収容室１２の蓄熱材２０とが直接的に熱交換を行える領域（隣接する面積）を広く確保できるので、冷却水Ｗと蓄熱材２０との熱交換を促進することができる。なお、同図（ａ）の仕切壁１４−２と（ｂ）の仕切壁１４−３を比較すると、（ａ）の仕切壁１４−２の方が（ｂ）の仕切壁１４−３よりも折返数が多く、湾曲度が強くなっている。

図８（ｃ）に示す仕切壁１４−４は、上側へ略半球状に突出する突出部１４−４ａと下側へ略半球状に窪む窪み部１４−４ｂとが平面内で交互に配列されており、突出部１４−４ａと窪み部１４−４ｂとでエンボス状の凹凸が形成されている。突出部１４−４ａと窪み部１４−４ｂは、平面内の縦横方向に沿って碁盤目状に配列されている。平板状の仕切壁にこのような突出部１４−４ａと窪み部１４−４ｂを設ければ、冷却水流通室１３の冷却水Ｗと蓄熱材収容室１２の蓄熱材２０とが直接的に熱交換を行える領域を広く確保できるので、冷却水Ｗと蓄熱材２０との熱交換を促進することができる。

図８（ｄ）に示す仕切壁１４−５は、平板状の本体部１４−５ａの上下面に所定間隔で配列された直線状で先尖状の突起からなる多数本の熱交換フィン１４−５ｂを備えて構成されている。平板状の仕切壁１４にこのような熱交換フィン１４−５ｂを設ければ、冷却水流通室１３の冷却水Ｗと蓄熱材収容室１２の蓄熱材２０とが直接的に熱交換を行える領域を広く確保できるので、冷却水Ｗと蓄熱材２０との熱交換を促進することができる。

図２に示すように、この熱交換器１０では、冷却水流通室１３と蓄熱材収容室１２が仕切壁１４を介して上下に隣接配置されている。また、オイルパン４３に貯留された作動油Ｍが定量（油面Sが規定高さ）のとき、冷却水流通室１３はその全体がオイルパン４３内の作動油Ｍに浸るように設置されている。これらにより、熱交換器１０では、冷却水流通室１３の冷却水Ｗと蓄熱材収容室１２の蓄熱材２０との間、及びオイルパン４３に溜められた作動油Ｍと冷却水流通室１３の冷却水Ｗとの間、及び作動油吸入路４５に吸入された作動油Ｍと蓄熱材収容室１２の蓄熱材２０との間でそれぞれ直接的に熱交換を行うことが可能となっている。

また、熱交換器１０には、蓄熱材収容室１２に収容された蓄熱材２０の温度を測定する蓄熱材温度センサ２８、冷却水流通室１３内の冷却水Ｗの温度を測定する冷却水温度センサ３４、オイルパン４３から作動油吸入路４５に吸い上げられた作動油Ｍの温度を測定する作動油温度センサ４９がそれぞれ設けられている。なお、冷却水温度センサ３４や作動油温度センサ４９は、エンジン３０や自動変速機４０の内部あるいはその近傍など上記以外の場所に設置してもよい。

また、円筒状の熱交換器１０の外周面には、断熱部材１５が設置されている。断熱部材１５は、所定の厚みを有しており、熱交換器１０の外周面に沿う円弧面形状の板材であり、合成樹脂材などの断熱性に優れた材料で形成された湾曲板形状の塊状体からなる。断熱部材１５は、蓄熱材収容室１２と冷却水流通室１３のいずれか一方の外周面の略全体を覆うことが可能な外形を有している。なお、断熱部材１５の具体的な構成は、蓄熱材収容室１２や冷却水流通室１３の断熱性を確保できるものであれば、上記の構成には限定されない。したがって、例えば、図示は省略するが、板状部材の内部に中空部を形成し、該中空部を真空状態の断熱層にしたものでも良いし、中空部に気体あるいは液体や流動性を有する半固形状の材料などからなる断熱材料を充填した構成であってもよい。なお、図２以外の各図では、断熱部材１５の図示を省略している。

断熱部材１５は、熱交換器１０の外周面に沿って円周方向へ摺接移動が可能となっている。すなわち、断熱部材１５における軸方向の一端辺には、連続する歯列１６ａが形成された細帯状のラック１６が取り付けられており、該ラック１６に対向する位置には、ラック１６の歯列１６ａに噛合する歯列１７ａが形成されたピニオン１７が設置されている。ピニオン１７は、回転軸１７ｂを介して図示しないモータなどの駆動源の回転が伝達されるようになっており、ピニオン１７の回転が歯列１６ａ，１７ａを介してラック１６に伝達されることで、ラック１６が長手方向に沿って進退移動するようになっている。ラック１６とピニオン１７とで、断熱部材１５を移動させる移動機構１８が構成されている。なお、図１（ｂ）では、移動機構１８の図示を省略している。

移動機構１８により、断熱部材１５が熱交換器１０の外周面に沿って円周方向へ摺接移動し、蓄熱材収容室１２を覆う位置（以下、この位置を蓄熱材収容室１２側と称す。）と、冷却水流通室１３を覆う位置（以下、この位置を冷却水流通室１３側と称す。）との間で移動可能となっている。断熱部材１５が冷却水流通室１３側に配置された状態で、断熱部材１５が冷却水流通室１３とオイルパン４３内の作動油Ｍとの間に介在し、冷却水Ｗとオイルパン４３内の作動油Ｍとの間の熱移動が抑制される。一方、断熱部材１５が蓄熱材収容室１２側に配置された状態で、断熱部材１５が蓄熱材収容室１２の蓄熱材２０と外気との間に介在し、蓄熱材２０と外気との間の熱移動が抑制される。

図９は、上記構成の暖機装置１による暖機動作のタイムチャートを示すグラフである。同図のグラフでは、横軸に暖機装置１による暖機が開始されてからの経過時間をとり、縦軸に温度をとっている。そして、エンジン３０の冷却水Wの温度ＴＷ、自動変速機４０の作動油Ｍの温度ＴＭ、蓄熱材２０の温度ＴＳの経時変化をそれぞれ示している。また、参考として、暖機装置１による加熱を行わない従来の作動油の温度変化も記載している。また、グラフの下側には、経過時間に対応した蓄熱材２０、エンジン３０、作動油Ｍ、冷却水Ｗ、断熱部材１５の状態を併記している。暖機装置１の暖機動作は、同図のグラフに示すように、暖機開始からの経過時間に応じて第１段階〜第４段階の４段階に変化するようになっている。図１０（ａ）乃至（ｄ）はそれぞれ、第１段階〜第４段階に対応する熱交換器１０の状態を示す図で、図２（ｂ）に対応する熱交換器１０の概略側断面図である。なお、図１０に示す矢印は、高温側から低温側への熱移動を模式的に示したものである。以下、暖機装置１による暖機動作の詳細について説明する。

第１段階は、暖機装置１による自動変速機４０及びエンジン３０の暖機動作が開始されてからエンジン３０が始動するまでの間、及びエンジン３０の始動後、冷却水温度ＴＷがＴ１（＝６０℃）以下のときである。ここでの温度Ｔ１は、酢酸ナトリウム水和物などの潜熱蓄熱材からなる蓄熱材２０の融点と略等しい温度である。暖機装置１による自動変速機４０及びエンジン３０の暖機は、蓄熱材収容室１２の発核装置２５が作動（発核）することで開始される。発核装置２５の作動により、蓄熱材２０の凝固が始まり、蓄熱材２０からの凝固熱の放出が開始される。この放熱で作動油吸入路４５の作動油Ｍが加熱される。また、冷却水流通室１３の冷却水Ｗも加熱される。

発核装置２５の作動から所定時間が経過した後、エンジン３０が始動する。エンジン３０の始動により、作動油ポンプ４７が動作を開始し、作動油吸入路４５の作動油Ｍが流通する。これにより、オイルパン４３内の作動油Ｍが作動油吸入路４５を吸い上げられて自動変速機４０の内部機構へ供給される。このとき、蓄熱材収容室１２を通過する作動油Ｍが蓄熱材２０によって加熱される。これにより、自動変速機４０の内部機構へ供給される作動油Ｍを昇温させて粘性を低下させることができるので、自動変速機４０の内部で生じる機械的フリクションを低減でき、自動変速機４０の動作を早期に安定させることができる。

また、第１段階では、冷却水循環路３１の開閉弁３３を閉じ、かつ冷却水ポンプ３２を停止しておくことで、冷却水流通室１３の冷却水Ｗの流通は停止させておく。これにより、蓄熱材２０から発生する融解熱が低温の冷却水Ｗに極力奪われないようにして、自動変速機４０の内部機構へ供給される作動油Ｍを蓄熱材２０で効果的に加熱できるようにする。また、第１段階では、図１０（ａ）に示すように、断熱部材１５を蓄熱材収容室１２側に配置しておく。この断熱部材１５によって、蓄熱材２０と外部（外気）との間が断熱状態となる。これにより、蓄熱材２０で発生した熱を極力外部に逃がさないようにできるので、作動油Ｍを効果的に加熱することができる。

第２段階では、冷却水Ｗの熱で蓄熱材２０への蓄熱が行なわれる。すなわち、第２段階は、エンジン３０の始動後、冷却水温度ＴＷがＴ１（＝約６０℃）以上Ｔ２（＝約８０℃）以下の時である。つまり、冷却水温度ＴＷがＴ１に達した時点で、冷却水Ｗによる蓄熱材２０の蓄熱が開始され、冷却水温度ＴＷがＴ２に達した時点で、蓄熱材２０が十分に融解し、蓄熱材２０の蓄熱が完了したと判断可能である。

この第２段階では、断熱部材１５を冷却水流通室１３側へ配置する。加えて、冷却水循環路３１の開閉弁３３を開くと共に、冷却水ポンプ３２を運転することで、冷却水流通室１３に冷却水Ｗを流通させる。すなわち、断熱部材１５を冷却水流通室１３側へ配置することで、冷却水Ｗの熱がオイルパン４３内の作動油Ｍに奪われないようにしながら、冷却水流通室１３に導入された高温の冷却水Ｗで蓄熱材２０を加熱して蓄熱材２０の融解（蓄熱材２０への蓄熱）を促進する。これにより、冷却水Ｗで蓄熱材２０を集中的に加熱でき、蓄熱材２０を速やかに融解させて、蓄熱を完了させることが可能となる。したがって、車両の一回の運転時間が短時間である場合や、一回の走行距離が短い場合でも、蓄熱材２０の蓄熱を高い確率で完了させることができる。したがって、次回の車両の始動時に、蓄熱材２０による作動油Ｍや冷却水Ｗの加熱を効果的に行えるようになる。なお、本実施形態では、第２段階の終了時点は、冷却水温度ＴＷがＴ２（＝８０℃）に達したことで判断しているが、これ以外にも、第２段階の終了時点は、冷却水温度ＴＷがＴ１（＝蓄熱材２０の融点）以上になった後の経過時間に基づいて判断することも可能である。また、蓄熱材温度センサ２８で測定した蓄熱材２０の温度ＴＳに基づいて判断することも可能である。

第３段階は、冷却水温度ＴＷがＴ１（＝８０℃）以上になった後、作動油温度ＴＭが冷却水温度ＴＷ以下の段階である。この第３段階では、図１０（ｃ）に示すように、断熱部材１５を蓄熱材収容室１２側へ配置する。これにより、冷却水流通室１３の冷却水Ｗとオイルパン４３内の作動油Ｍとの間の熱移動が許容されるので、オイルパン４３内の作動油Ｍを高温の冷却水Ｗで直接的に加熱できるようになる。また、蓄熱材収容室１２の蓄熱材２０と外部との間の熱移動が抑制されるので、第２段階で蓄熱材２０に蓄えた熱を効果的に保持できる。また、第２段階から継続して、冷却水流通室１３の冷却水Ｗから蓄熱材収容室１２の蓄熱材２０にも熱が与えられるので、万一、第２段階で蓄熱材２０が完全に融解していない（蓄熱材２０の蓄熱が完了していない）場合でも、第３段階で蓄熱材２０の蓄熱を継続することができる。また、高温状態の蓄熱材２０で作動油吸入路４５を流れる作動油Ｍが加熱されるので、第２段階に引き続き、自動変速機４０の内部機構に導入される作動油Ｍの粘性を低く抑えることが可能となる。

第４段階は、第３段階での作動油温度ＴＭと冷却水温度ＴＷの関係が逆転したとき、すなわち、作動油温度ＴＭが冷却水温度ＴＷ以上になった後の段階である。この第４段階では、図１０（ｄ）に示すように、断熱部材１５は蓄熱材収容室１２側に配置しておく。これにより、冷却水流通室１３の冷却水Ｗとオイルパン４３内の作動油Ｍと間の熱移動が許容されるが、オイルパン４３内の作動油Ｍよりも冷却水Ｗの方が低温であるため、オイルパン４３内の作動油Ｍが冷却水Ｗによって冷却される。したがって、作動油Ｍの過度の温度上昇を抑制でき、作動油Ｍの劣化を効果的に防止できる。また、蓄熱材収容室１２の蓄熱材２０よりも冷却水Ｗの方が低温であるため、蓄熱材収容室１２の蓄熱材２０も冷却水Ｗによって冷却される。これにより、蓄熱材２０の過度の温度上昇を抑制できるので、蓄熱材２０の劣化を効果的に防止できる。すなわち、作動油温度ＴＭが冷却水温度ＴＷ以上に上昇した第４段階では、断熱部材１５で蓄熱材２０を覆い、エンジン３０の冷却水Ｗでオイルパン４３内の作動油Ｍと蓄熱材２０を積極的に冷却する。

また、エンジン３０及び自動変速機４０の停止後（車両の停止後）は、断熱部材１５を蓄熱材収容室１２側へ配置する。この断熱部材１５により高温状態の蓄熱材２０を保温する効果が得られる。したがって、短時間の停車後に車両を再始動させる場合などにおいて、作動油温度ＴＭや冷却水温度ＴＷが上昇した状態を維持できるので、始動時における自動変速機４０やエンジン３０のスムーズな動作が可能となる。これにより、自動変速機４０の動作安定性の向上や燃費向上を図ることができる。

図１１は、上記の暖機動作において断熱部材１５の配置を決める手順を整理したフローチャートである。この手順では、まず、エンジン３０が停止しているか否かを判断する（ステップＳＴ１）。その結果、エンジン３０が停止していれば（ＹＥＳ）、断熱部材１５を蓄熱材収容室１２側へ配置する（ステップＳＴ２）。一方、エンジン３０が運転されていれば（ＮＯ）、続けて、冷却水温度ＴＷがＴ１（＝６０℃）以上か否かを判断する（ステップＳＴ３）。その結果、冷却水温度ＴＷがＴ１未満であれば（ＮＯ）、断熱部材１５を蓄熱材収容室１２側へ配置する（ステップＳＴ２）一方、冷却水温度ＴＷがＴ１以上であれば（ＹＥＳ）、続けて、冷却水温度ＴＷがＴ２（＝８０℃）以下か否かを判断する（ステップＳＴ４）。その結果、冷却水温度ＴＷがＴ２以上であれば（ＮＯ）、断熱部材１５を蓄熱材収容室１２側へ配置し（ステップＳＴ２）、冷却水温度ＴＷがＴ２以下であれば（ＹＥＳ）、断熱部材１５を冷却水流通室１３側へ配置する（ステップＳＴ５）。

以上説明したように、本実施形態の暖機装置１は、オイルパン４３の作動油Ｍ及び作動油吸入路４５の作動油Ｍの温度制御を行うための熱交換器１０を備え、熱交換器１０は、エンジン３０の冷却水Ｗを流通させる冷却水流通室１３と、過冷却状態での蓄熱及び放熱が可能な潜熱蓄熱材２０を収容した蓄熱材収容室１２とを具備し、冷却水流通室１３と蓄熱材収容室１２は互いに隣接して配置され、冷却水流通室１３は、オイルパン４３に貯留された作動油Ｍに接しており、作動油吸入路４５が蓄熱材収容室１２の内部を通過している。これにより、冷却水流通室１３の冷却水Ｗと蓄熱材収容室１２の蓄熱材２０との間、及びオイルパン４３の作動油Ｍと冷却水流通室１３の冷却水Ｗとの間、及び作動油吸入路４５の作動油Ｍと蓄熱材収容室１２の蓄熱材２０との間でそれぞれ直接的に熱交換を行うことが可能である。

したがって、エンジン３０の始動直後、作動油Ｍが十分に温まっていない段階でも、蓄熱材２０の発熱によりオイルパン４３から自動変速機４０の内部機構へ供給される作動油Ｍを効果的に加温することが可能となる。つまり、作動油吸入路４５に蓄熱材収容室１２を通過する作動油管路４８を設けたことで、エンジン３０の冷間始動時に、自動変速機４０に供給される作動油Ｍを早期に昇温させ、かつ、その温度変動を抑制することが可能となる。したがって、自動変速機４０の機械的フリクションを低減できるので、車両の始動時における駆動系の動作安定性の向上や燃費向上を図ることができる。

それに加えて、この暖機装置１では、熱交換器１０に冷却水流通室１３を備えたことで、エンジン３０の運転中に温度が上昇した冷却水Ｗで蓄熱材２０の蓄熱が行える。これにより、車両の一回の運転が短時間であっても蓄熱材２０の蓄熱を効果的に行うことができ、蓄熱を完了し易くなる。したがって、次回の車両運転時に、蓄熱材２０による作動油Ｍの早期加温が効果的に行えるようになる。さらに、エンジン３０や自動変速機４０の運転中に作動油Ｍや蓄熱材２０が冷却水Ｗよりも高温になった場合、冷却水Ｗによって作動油Ｍや蓄熱材２０の冷却を行うことができる。したがって、作動油Ｍや蓄熱材２０が所定以上の高温状態に長時間曝されることを回避できるので、作動油Ｍや蓄熱材２０の劣化を効果的に防止できる。

また、本実施形態の暖機装置１では、冷却水流通室１３を流通する冷却水Ｗ及び蓄熱材収容室１２に収容した蓄熱材２０と熱交換対象以外との熱交換を抑制するための断熱部材１５を備えている。この断熱部材１５により、冷却水Ｗあるいは蓄熱材２０が保有する熱が加熱対象の媒体（作動油Ｍや冷却水Ｗ）以外へ放出されることを抑制できるので、エンジン３０や自動変速機４０で発生する熱の有効活用を促進することができる。そして、本実施形態では、断熱部材１５は、冷却水流通室１３側と蓄熱材収容室１２側との間で移動可能であり、これにより、冷却水Ｗの断熱と蓄熱材２０の断熱とを選択的に行えるようになっている。したがって、冷却水Ｗが保有する熱及び蓄熱材２０が保有する熱の無駄な放出を抑制でき、作動油Ｍの加熱と蓄熱材２０の蓄熱との両方を効率的に行えるようになる。また、本実施形態では、ラック１６とピニオン１７とからなる移動機構１８により、断熱部材１５が冷却水流通室１３側と蓄熱材収容室１２側との間で回転移動する構成を採用している。したがって、簡単な構成で冷却水Ｗの断熱と蓄熱材２０の断熱とを選択的に行えるようになる。

また、本実施形態の暖機装置１では、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、蓄熱材収容室１２には、蓄熱材２０の過冷却状態を解除する発核装置２５が設けられている。蓄熱材２０を潜熱蓄熱材としたことで、液状の蓄熱材２０が凝固点以下になっても固化せず、蓄熱を保持したまま過冷却状態をとり得る。したがって、外気温が低下しても蓄熱を保持でき、かつ、長期間放置しても蓄熱を安定的に保持できるので、蓄熱材収容室１２の保温構造を簡素化できる。また、発核装置２５による過冷却状態の解除により、所望のタイミングで蓄熱材２０を発熱させることができるので、エンジン３０の始動前及び始動後における作動油Ｍや冷却水Ｗの早期加温を効果的に行えるようになる。

〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態にかかる暖機装置について説明する。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。

図１２は、第２実施形態にかかる暖機装置１−２を搭載したエンジン３０及び自動変速機４０の概念図である。本実施形態の暖機装置１−２は、エンジン３０に設置されており、エンジン３０の潤滑油Ｌを加熱することでエンジン３０の暖機を行うものである。エンジン３０のシリンダブロック３０ａの下端には、潤滑媒体リザーバである潤滑油Ｌを貯留するためのエンジンオイルパン（潤滑油受け）３５（以下、単に「オイルパン３５」と記す。）が設置されている。また、オイルパン３５に貯留された潤滑油Ｌを吸引してシリンダブロック３０ａの内部に供給するための潤滑油吸入路３７が設けられている。潤滑油吸入路３７は、吸込側の端部がオイルパン３５内に設置したストレーナ３６に連通しており、吐出側の端部がシリンダブロック３０ａの下端近傍に配置したオイルポンプ（潤滑油ポンプ）３８に連通している。

オイルパン３５の上部には、オイルパン３５に溜められた潤滑油Ｌ及び潤滑油吸入路３７を流通する潤滑油Ｌの温度制御を行うための熱交換器１０−２が設置されている。熱交換器１０−２は、蓄熱材２０を収容した蓄熱材収容室１２とエンジン３０の冷却水Ｗを流通させる冷却水流通室１３とを備えている。冷却水流通室１３は、オイルパン３５内の潤滑油Ｌに浸されており、蓄熱材収容室１２の内部には、潤滑油吸入路３７が通過している。すなわち、ストレーナ３６と潤滑油ポンプ３８の間の潤滑油吸入路３７は、熱交換器１０−２における蓄熱材収容室１２の内部を通過する潤滑油管路３９になっている。これにより、オイルパン３５から吸い上げられてエンジン３０の内部機構へ導入される潤滑油Ｌと蓄熱材収容室１２内の蓄熱材２０との間で直接的に熱交換を行わせることができる。

つまり、本実施形態の熱交換器１０−２は、第１実施形態の熱交換器１０と比較して、冷却水流通室１３に接する作動油Ｍが潤滑油Ｌに置き換えられており、蓄熱材収容室１２を通過する作動油吸入路４５が潤滑油吸入路３７に置き換えられているが、その他の構成は、第１実施形態の熱交換器１０と同じである。

このように、本実施形態の暖機装置１−２では、オイルパン３５の潤滑油Ｌ及び潤滑油吸入路３７の潤滑油Ｌの温度制御を行うための熱交換器１０−２を備え、熱交換器１０−２は、エンジン３０の冷却水Ｗを流通させる冷却水流通室１３と、潜熱蓄熱材２０を収容した蓄熱材収容室１２とを具備し、冷却水流通室１３と蓄熱材収容室１２は、互いに隣接して配置されており、かつ、冷却水流通室１３は、オイルパン３５に貯留された潤滑油Ｌに接しており、かつ、潤滑油吸入路３７が蓄熱材収容室１２を通過するように設置されている。これにより、冷却水流通室１３の冷却水Ｗと蓄熱材収容室１２の蓄熱材２０との間、及びオイルパン３５の潤滑油Ｌと冷却水流通室１３の冷却水Ｗとの間、及び潤滑油吸入路３７の潤滑油Ｌと蓄熱材収容室１２の蓄熱材２０との間でそれぞれ直接的に熱交換を行うことが可能である。

したがって、エンジン３０の始動前及び始動直後、潤滑油Ｌが十分に温まっていない段階でも、蓄熱材２０の発熱によりオイルパン３５からエンジン３０の内部機構へ供給される潤滑油Ｌを加熱することが可能となる。つまり、潤滑油吸入路３７に蓄熱材収容室１２を通過する潤滑油管路３９を備えたことで、エンジン３０の冷間始動時に、エンジン３０に供給される潤滑油Ｌを早期に昇温させ、かつ、その温度変動を抑制することが可能となる。したがって、始動直後のエンジン３０に生じる機械的フリクションを低減できるので、車両の始動時におけるエンジン３０の動作安定性の向上や燃費向上を図ることができる。

また、本実施形態の暖機装置１−２でも、第１実施形態の暖機装置１と同様、熱交換器１０−２に冷却水流通室１３を備えたことで、エンジン３０の運転中に温度が上昇した冷却水Ｗで蓄熱材２０の蓄熱が行える。これにより、車両の一回の運転が短時間であっても蓄熱材２０の蓄熱を効果的に行うことができ、蓄熱を完了し易くなる。したがって、次回の車両運転時に、蓄熱材２０による潤滑油Ｌの早期加温が効果的に行えるようになる。

〔第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態にかかる暖機装置について説明する。図１３は、第３実施形態にかかる暖機装置１−３を搭載したエンジン３０及び自動変速機４０の概念図である。本実施形態の暖機装置１−３は、第２実施形態の暖機装置１−２と同様、エンジン３０に設置されているが、この暖機装置１−３は、エンジン３０の潤滑油Ｌだけでなく自動変速機４０の作動油Ｍも加熱できるように構成されている。

エンジン３０のオイルパン３５の上部には、オイルパン３５に溜められた潤滑油Ｌ及び自動変速機４０のオイルパン４３から吸い上げた作動油Ｍの温度制御を行うための熱交換器１０−３が設置されている。熱交換器１０−３は、蓄熱材２０を収容した蓄熱材収容室１２と、エンジン３０の冷却水Ｗを流通させる冷却水流通室１３とを備えており、冷却水流通室１３がオイルパン３５内の潤滑油Ｌに浸されている。本実施形態の熱交換器１０−３は、第２実施形態の熱交換器１０−２と比較して、蓄熱材収容室１２の内部を通過する潤滑油吸入路３７が作動油吸入路４５に置き換えられているが、その他の構成は、第２実施形態の熱交換器１０−２と同じである。これにより、オイルパン４３から吸い上げられて自動変速機４０の内部機構へ供給される作動油Ｍと蓄熱材収容室１２の蓄熱材２０との間で直接的に熱交換を行わせることができる。

このように、本実施形態の暖機装置１−３では、オイルパン３５の潤滑油Ｌ及び作動油吸入路４５の作動油Ｍの温度制御を行うための熱交換器１０−３を備え、熱交換器１０−３は、エンジン３０の冷却水Ｗを流通させる冷却水流通室１３と、潜熱蓄熱材２０を収容した蓄熱材収容室１２とを具備し、冷却水流通室１３と蓄熱材収容室１２は互いに隣接して配置され、かつ、冷却水流通室１３は、オイルパン３５に貯留された潤滑油Ｌに接するように設置され、かつ、作動油吸入路４５が蓄熱材収容室１２の内部を通過している。これにより、冷却水流通室１３の冷却水Ｗと蓄熱材収容室１２の蓄熱材２０との間、及びオイルパン３５の潤滑油Ｌと冷却水流通室１３の冷却水Ｗとの間、及び作動油吸入路４５の作動油Ｍと蓄熱材収容室１２の蓄熱材２０との間でそれぞれ直接的に熱交換を行うことが可能である。

したがって、エンジン３０及び自動変速機４０の始動前及び始動直後、自動変速機４０の作動油Ｍ及びエンジン３０の潤滑油Ｌが十分に温まっていない段階でも、蓄熱材２０の発熱によりオイルパン４３から自動変速機４０の内部機構へ供給される作動油Ｍやオイルパン３５内の潤滑油Ｌを加温することが可能となる。つまり、作動油吸入路４５に蓄熱材収容室１２を通過する作動油管路４８を備えたことで、自動変速機４０の冷間始動時に、自動変速機４０の内部に供給される作動油Ｍを早期に昇温させ、かつ、その温度変動を抑制することが可能となる。また、冷却水流通室１３がオイルパン３５内の潤滑油Ｌに接していることで、潤滑油Ｌを早期に昇温させることができる。したがって、始動直後の自動変速機４０やエンジン３０に生じる機械的フリクションを低減できるので、自動変速機４０やエンジン３０の動作安定性の向上や燃費向上を図ることができる。

また、本実施形態の暖機装置１−３でも、第１実施形態の暖機装置１と同様、熱交換器１０−３に冷却水流通室１３を備えたことで、エンジン３０の運転中に温度が上昇した冷却水Ｗで蓄熱材２０への蓄熱が行える。これにより、車両の一回の運転が短時間であっても蓄熱材２０への蓄熱を効果的に行うことができ、蓄熱を完了し易くなる。したがって、次回の車両運転時に、蓄熱材２０による作動油Ｍの早期加温が効果的に行えるようになる。

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。なお直接明細書及び図面に記載のない何れの形状・構造・材質であっても、本願発明の作用・効果を奏する以上、本願発明の技術的思想の範囲内である。

例えば、上記各実施形態の暖機装置１，１−２，１−３では、蓄熱材収容室１２の内部を通過する循環媒体吸入路は、自動変速機４０の作動油Ｍが流通する作動油吸入路４５とエンジン３０の潤滑油Ｌが流通する潤滑油吸入路３７のいずれか一方としたが、これ以外にも、作動油吸入路４５と潤滑油吸入路３７との両方が蓄熱材収容室１２の内部を通過するように構成してもよい。これによれば、エンジン３０及び自動変速機４０の始動前及び始動直後、自動変速機４０の作動油Ｍとエンジン３０の潤滑油Ｌの両方を加熱できるので、エンジン３０と自動変速機４０の両方で生じる機械的フリクションを低減できるようになる。

また、上記実施形態に示す熱交換器１０，１０−２，１０−３の具体的な形状や配置は一例であり、本発明にかかる暖機装置が備える熱交換器は、冷却水流通室の冷却水と蓄熱材収容室の蓄熱材との間、及び作動油受けの作動油と冷却水流通室の冷却水との間、及び作動油吸入路の作動油と蓄熱材収容室の蓄熱材との間でそれぞれ直接的に熱交換を行うことが可能な構造であれば、上記実施形態に示す以外の形状や配置とすることも可能である。

また、上記各実施形態では、本発明にかかる暖機装置が備える循環媒体リザーバとして、自動変速機４０におけるトランスミッションケース４０ａの下端に別部品として取り付けたトランスミッションオイルパン４３、あるいはエンジン３０におけるシリンダブロック３０ａの下端に別部品として取り付けたエンジンオイルパン３５を備えた場合を示したが、本発明にかかる循環媒体リザーバの構成はこれに限らず、他の構成であってもよい。したがって、例えば、詳細な図示は省略するが、別部品のオイルパン４３を具備せず、トランスミッションケース内の下端に作動油が一時的に溜まる油溜まりを設けた構成の自動変速機では、当該油溜まりが本発明にかかる循環媒体リザーバに相当する。また、別部品のオイルパン３５を具備せず、シリンダブロック内の下端に潤滑油Ｌが一時的に溜まる油溜まりを設けた構成のエンジンでは、当該油溜まりが本発明にかかる循環媒体リザーバに相当する。

本発明の第１実施形態にかかる暖機装置を備えたエンジン及び自動変速機の概念図である。暖機装置が備える熱交換器の詳細構成を示す図で、（ａ）は、斜視図、（ｂ）は、概略側断面図である。蓄熱材収容室に設置した発核装置を示す概略側面図である。蓄熱材収容室に収容した化学蓄熱材の構成例を示す図である。蓄熱材収容室を通過する作動油管路の他の構成例を示す図である。蓄熱材収容室を通過する作動油管路の他の構成例を示す図である。蓄熱材収容室を通過する作動油管路の他の構成例を示す図である。蓄熱材収容室と冷却水流通室の間に設置された仕切壁の他の構成例を示す図である。暖機装置による暖機動作のタイムチャートを示すグラフである。暖機動作の第１段階〜第４段階に対応する熱交換器の状態を示す図である。断熱部材の配置を決める手順を整理したフローチャートである。第２実施形態にかかる暖機装置を備えたエンジン及び自動変速機の概念図である。第３実施形態にかかる暖機装置を備えたエンジン及び自動変速機の概念図である。

１暖機装置
１０熱交換器
１２蓄熱材収容室
１３冷却水流通室
１４仕切壁
１５断熱部材
１８移動機構
２０蓄熱材
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
３５エンジンオイルパン（潤滑油受け：循環媒体リザーバ）
３７潤滑油吸入路（循環媒体吸入路）
４０自動変速機（駆動系の装置）
４３トランスミッションオイルパン（作動油受け：循環媒体リザーバ）
４５作動油吸入路（循環媒体吸入路）
Ｌ潤滑油（循環媒体）
Ｍ作動油（循環媒体）
Ｗ冷却水

Claims

内燃機関又は駆動系の装置の暖機を行う暖機装置であって、
前記内燃機関又は駆動系の装置を循環する循環媒体が貯留される循環媒体リザーバと、
前記循環媒体リザーバ内の循環媒体を吸入して前記内燃機関又は駆動系の装置に供給する循環媒体吸入路と、前記循環媒体リザーバ内及び前記循環媒体吸入路内の循環媒体の温度制御を行うための熱交換器と、を備え、
前記熱交換器は、内燃機関の冷却水を流通させる冷却水流通室と、他媒体との熱交換による蓄熱及び放熱が可能な蓄熱材を収容した蓄熱材収容室と、を具備し、
前記冷却水流通室と前記蓄熱材収容室は互いに隣接して配置されており、前記冷却水流通室は、前記循環媒体リザーバに貯留された循環媒体に接しており、前記循環媒体吸入路が前記蓄熱材収容室の内部を通過している
ことを特徴とする暖機装置。
前記循環媒体は、変速機を循環する変速機作動油であり、
前記循環媒体リザーバは、前記変速機に設置された前記変速機作動油を留める作動油受けである
ことを特徴とする請求項１に記載の暖機装置。
前記循環媒体は、内燃機関を循環する内燃機関潤滑油であり、
前記循環媒体リザーバは、前記内燃機関に設置された前記内燃機関潤滑油を溜める潤滑油受けである
ことを特徴とする請求項１に記載の暖機装置。
前記循環媒体は、変速機を循環する変速機作動油及び内燃機関を循環する内燃機関潤滑油であり、
前記循環媒体リザーバは、前記変速機に設置された前記変速機作動油を溜める作動油受けと、前記内燃機関に設置された前記内燃機関潤滑油を溜める潤滑油受けのいずれかであり、
前記蓄熱材収容室の内部を通過する循環媒体吸入路は、前記作動油受けに溜められた変速機作動油を前記変速機に供給する作動油吸入路と、前記潤滑油受けに溜められた内燃機関潤滑油を前記内燃機関に供給する潤滑油吸入路の少なくともいずれかである
ことを特徴とする請求項１に記載の暖機装置。
前記冷却水流通室と前記蓄熱材収容室の少なくともいずれかに、流通する冷却水あるいは収容された蓄熱材と熱交換対象以外との熱交換を抑制するための断熱部材が設置されている
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の暖機装置。
前記断熱部材は、前記冷却水流通室に対応する位置と前記蓄熱材収容室に対応する位置との間で移動可能であり、前記冷却水の前記循環媒体に対する断熱と、前記蓄熱材の外部に対する断熱とを選択的に行えるように構成した
ことを特徴とする請求項５に記載の暖機装置。
前記蓄熱材収容室と前記冷却水流通室は、共通の円弧面に沿って配列されており、前記断熱部材は、該断熱部材を前記共通の円弧面の中心周りで回転移動させる回転機構により、前記冷却水流通室に対応する位置と前記蓄熱材収容室に対応する位置との間を移動可能である
ことを特徴とする請求項６に記載の暖機装置。
前記蓄熱材は、過冷却状態で蓄熱が可能な潜熱蓄熱材からなり、
前記蓄熱材収容室には、前記蓄熱要素の過冷却状態を解除する解除手段が設置されている
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の暖機装置。
前記蓄熱要素は、化学変化による熱の吸収・放出が可能な化学蓄熱材からなり、
前記蓄熱材収容室には、前記蓄熱要素に化学変化を生じさせる手段が設置されている
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の暖機装置。