JP2004092491A - 蓄熱装置を備えた内燃機関 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、蓄熱装置を備えた内燃機関において、内燃機関の始動前または始動時に、暖機効率を悪化させることなく確実に内燃機関の暖機を行うことが出来る技術を提供することを課題とする。
【解決手段】本発明は、熱媒体を蓄熱状態で貯留する蓄熱容器１５と、内燃機関を経由して熱媒体が循環する第１循環回路３１と、内燃機関以外の装置を経由して熱媒体が循環する第２循環回路と、内燃機関の暖機実行指令を出す暖機実行指令手段３９を備える内燃機関において、前記暖機実行指令手段３９が内燃機関暖機実行指令を出す前に、循環回路切り換え手段１６によって熱媒体の循環回路を前記第１循環回路に切り換える構成とした。
【選択図】　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車などに搭載される内燃機関に関し、特に冷却水などの熱媒体を蓄熱状態で貯留可能な蓄熱装置を備えた内燃機関に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車などに搭載される内燃機関では、冷間時の始動性、燃焼安定性、排気エミッション、或いは室内暖房性能などの向上を目的として、蓄熱装置を備えた内燃機関が提案されている。
【０００３】
このような蓄熱装置を備えた内燃機関としては、例えば、特開平２００２−４８５５号公報に記載されているような内燃機関がある。この公報に記載された蓄熱装置を備えた内燃機関は、熱媒体の循環により冷却又は加熱される内燃機関本体と、前記熱媒体と車室内暖房用の空気との間で熱交換を行うヒータコアと、前記内燃機関本体及び前記ヒータコアを経由して熱媒体を循環させる熱媒体流通回路と、前記ヒータコアを迂回するよう前記熱媒体流通回路に接続されたバイパス通路と、前記バイパス通路に設けられ、熱媒体が持つ熱を蓄熱する蓄熱容器と、前記バイパス通路に設けられ、該バイパス通路内の熱媒体を圧送するポンプ機構と、を備えている。
【０００４】
上記したような蓄熱装置を備えた内燃機関においては、蓄熱容器及びポンプ機構は、熱媒体の流れ方向においてヒータコアと並列に位置することになるため、内燃機関とヒータコアと蓄熱容器とポンプ機構との全てを経由する循環回路と、内燃機関と蓄熱容器とポンプ機構のみを経由する循環回路と、内燃機関とヒータコアのみを経由する循環回路とを選択的に成立させることが可能となる。
【０００５】
そのため、高温の熱媒体を所望の循環回路に循環させ、この熱媒体の持つ熱量を内燃機関又はヒータコアに選択的に伝達させることによって、内燃機関の効率的な予熱や車室内暖房用の性能向上を実現することが出来る。
【０００６】
また、上記したような蓄熱装置を備えた内燃機関としては、例えば、特開平２００２−８９６６８号公報に記載されている暖機制御装置がある。この公報に開示された暖機制御装置は、内燃機関の冷却水系統に蓄熱タンクを備え、高温の冷却水を前記蓄熱タンクに保温貯蔵し、前記蓄熱タンクに貯蔵された冷却水を内燃機関と変速機とに供給して暖機を行う暖機制御装置において、前記内燃機関と前記変速機との温度に応じて、前記蓄熱タンクから内燃機関と変速機とに供給される冷却水量の割合を設定する構成となっている。
【０００７】
上記したような暖機制御装置においては、上記構成により、内燃機関と変速機とに対し、それぞれの温度状態に応じた適切な暖機操作を行うことが可能となるため、機関排気性状や燃費の悪化を防止することが出来る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記したような蓄熱装置を備えた内燃機関は、内燃機関を経由して熱媒体が循環する第１循環回路と、車室暖房用のヒータコアや変速機等の内燃機関以外の装置を経由して熱媒体が循環する第２循環回路とを備えており、内燃機関や内燃機関以外の装置の状態〈例えば、温度等）に応じて、熱媒体の循環回路を切り換える。
【０００９】
ここで、従来、内燃機関の始動時または始動前に内燃機関の暖機をする際には、例えば車両に搭載されたＥＣＵ等のような暖機実行指令手段から内燃機関の暖機実行指令が出され、蓄熱容器から供給される高温の熱媒体が第１循環回路を循環するように流路切換弁等のような循環回路切換手段によって熱媒体の循環回路は切り換えられる。そして、この高温の熱媒体が第１循環回路を循環することによって、熱媒体の熱量が内燃機関に伝達され、内燃機関の暖機が達成される。
【００１０】
しかしながら、従来の蓄熱装置を備えた内燃機関においては、内燃機関の暖機を実行する時に、ＥＣＵ等のような暖機実行指令手段から内燃機関の暖機実行指令が出された後、流路切換弁等のような循環回路切換手段によって実際に熱媒体の循環回路が第１循環回路に切り換わるまでには時間がかかる（例えば約５秒間）。そのため、ＥＣＵ等のような暖機実行指令手段から内燃機関の暖機実行指令が出され、蓄熱容器からの高温の熱媒体の供給が開始された後、熱媒体の循環回路が完全に第１循環回路に切り換わるまでの間は、蓄熱容器から供給された高温の熱媒体は第２循環回路へも流れることになる。
【００１１】
従って、内燃機関以外の装置にも高温の熱媒体が供給されることになるため、内燃機関の暖機効率が悪化する。
【００１２】
また、暖機実行指令手段から内燃機関の暖機実行指令が出された後、熱媒体の循環回路が第１循環回路に完全に切り換わってから蓄熱容器からの高温の熱媒体の供給を開始するようにした場合、実際に内燃機関に熱媒体が供給されるまでの時間が長くなる。
【００１３】
従って、内燃機関の暖機が達成されるまでの時間が長くなることになるため、やはり内燃機関の暖機効率は悪化することになる。
【００１４】
また、上記したような蓄熱装置を備えた内燃機関において、内燃機関の暖機終了後、車室暖房用ヒータコアや変速機等の内燃機関以外の装置に高温の熱媒体を供給する必要がある場合は、熱媒体の循環回路を前記内燃機関以外の装置を経由して熱媒体が循環する第２循環回路に切り換えることによって蓄熱容器から供給される高温の熱媒体を内燃機関以外の装置に供給する。さらに、前記内燃機関以外の装置に高温の熱媒体を供給した後、蓄熱容器内に新たな高温の熱媒体が回収される前に内燃機関が停止され、その後、内燃機関を再始動する前または内燃機関を再始動する時に内燃機関を暖機する場合は、前記内燃機関以外の装置に高温の熱媒体を供給した後に蓄熱容器内に残った高温の熱媒体を内燃機関に供給することによって内燃機関の暖機を行うことになる。
【００１５】
そのため、内燃機関以外の装置に蓄熱容器内に貯留されたの高温の熱媒体を供給する際に過剰な量の熱媒体を供給すると、内燃機関の再始動前または再始動時に内燃機関の暖機を十分に行うために必要な熱媒体が不足することになる。その結果、内燃機関の暖機を確実に行うことが出来なくなる。
【００１６】
本発明は、上記したような実情に鑑みてなされたものであり、蓄熱装置を備えた内燃機関において、内燃機関の始動前または始動時に、暖機効率を悪化させることなく確実に内燃機関の暖機を行うことができる技術を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために以下のような手段を採用した。
即ち、本発明に係る蓄熱装置を備えた内燃機関は、
熱媒体を蓄熱状態で貯留する蓄熱容器と、
内燃機関を経由して前記熱媒体が循環する第１循環回路と、
前記内燃機関以外の装置を経由して前記熱媒体が循環する第２循環回路と、
前記蓄熱容器に貯留された高温の熱媒体によって、前記内燃機関の始動前または始動時に前記内燃機関の暖機を実行する暖機実行手段と、
内燃機関の暖機を実行すべく前記暖機実行手段に内燃機関暖機実行指令を出す暖機実行指令手段と、
前記第１循環回路と前記第２循環回路とを切り換える循環回路切り換え手段と、を備え、
前記暖機実行指令手段から前記暖機実行手段に前記内燃機関暖機実行指令が出される前に、前記循環回路切り換え手段によって前記熱媒体の循環回路を第１循環回路に切り換える第１循環回路切り換え制御を行う構成とした。
【００１８】
この構成によれば、内燃機関の始動前または始動時に内燃機関の暖機を行う際には、暖機実行指令手段から暖機実行手段に内燃機関の暖機を実行すべく内燃機関暖機実行指令が出されるが、暖機実行指令手段からこの内燃機関暖機実行指令が出される前の時点で、熱媒体の循環回路は第１循環回路に切り換えられている。
【００１９】
そのため、暖機実行手段によって暖機が実行され、蓄熱容器からの高温の熱媒体の供給が開始される時に、すでに熱媒体の循環回路は第１循環回路に切り換わっていることになる。従って、第２循環回路に高温の熱媒体が流入することを防ぐことが出来る。
【００２０】
即ち、上記構成によれば、内燃機関の始動前または始動時に内燃機関の暖機を行う際に、内燃機関以外の装置にも高温の熱媒体が供給されることがなくなる。また、内燃機関の暖機開始後、すぐに高温の熱媒体が内燃機関に供給されるため内燃機関の暖機が速やかに実行されることになる。従って、暖機効率を悪化させることなく内燃機関の暖機を行うことが出来る。
【００２１】
ここで、本発明においては、前記内燃機関の停止時に、前記第１循環回路切り換え制御を行う構成としても良い。
【００２２】
この構成によれば、内燃機関の停止時に熱媒体の循環回路は第１循環回路に切り換えられているため、次回、内燃機関を始動する前の時点で、すでに熱媒体の循環回路は前記第１循環回路となっている。
【００２３】
そのため、内燃機関の始動前または始動時に内燃機関の暖機を行う際に、内燃機関以外の装置にも高温の熱媒体が供給されることを防ぐことが出来る。また、内燃機関の暖機開始後、すぐに高温の熱媒体が内燃機関に供給されるため内燃機関の暖機が速やかに実行されることになる。従って、暖機効率を悪化させることなく内燃機関の暖機を行うことが出来る。
【００２４】
また、本発明に係る蓄熱装置を備えた内燃機関は、
熱媒体を蓄熱状態で貯留する蓄熱容器と、
内燃機関を経由して前記熱媒体が循環する第１循環回路と、
前記内燃機関以外の装置を経由して前記熱媒体が循環する第２循環回路と、
前記蓄熱容器に貯留された高温の熱媒体を前記第１循環回路に循環させ前記内燃機関を暖機した後の前記蓄熱容器内に残った高温の熱媒体の熱容量を算出する熱媒体熱容量算出手段と、
前記第１循環回路と前記第２循環回路とを切り換える循環回路切り換え手段と、を備え、
前記熱媒体熱容量算出手段によって算出された前記内燃機関を暖機した後に前記蓄熱容器内に残った高温の熱媒体の熱容量が、所定量以上であり、且つ、前記内燃機関以外の装置に高温の熱媒体を供給する必要がある場合には、前記循環回路切り換え手段によって循環回路を前記第２循環回路に切り換える第２循環回路切り換え制御を行う構成とした。
【００２５】
この構成によれば、内燃機関を暖機した後に蓄熱容器内に残った高温の熱媒体の熱容量が、所定量以上であり、且つ、内燃機関以外の装置に高温の熱媒体を供給する必要がある場合は、蓄熱容器内に残った高温の熱媒体を第２循環回路に循環させる、即ち、内燃機関以外の装置に供給する。
【００２６】
換言すれば、蓄熱容器内に残った高温の熱媒体の熱容量が所定量より少ない時に、この高温の熱媒体を内燃機関以外の装置に供給してしまうことを防ぐことが出来る。
【００２７】
ここで、前記所定量は、前記内燃機関を一旦停止させた後に、次回、前記内燃機関を再始動させる前または再始動させる時に前記内燃機関を暖機するために必要となる次回機関暖機必要熱容量である構成としても良い。
【００２８】
この構成によれば、前記所定量は、内燃機関を一旦停止させた後に、内燃機関を再始動させる前または再始動させる時に内燃機関を暖機するために必要となる高温の熱媒体の熱容量である。そのため、内燃機関を暖機した後に蓄熱容器内に残った高温の熱媒体の熱容量が所定量より少ない時に、その熱媒体を内燃機関以外の装置に供給してしまうことによって内燃機関の再始動前または再始動時に内燃機関を暖機するために必要となる熱媒体が不足することを防ぐことが出来る。
【００２９】
つまり、上記構成によれば、蓄熱容器内に新たな高温の熱媒体が回収される前に内燃機関を一旦停止させた場合においても、次回、内燃機関を再始動させる前または再始動させる時に内燃機関を暖機するために必要となる熱媒体を蓄熱容器内に確保しておくことによって、内燃機関の暖機を確実に行うことが出来る。
【００３０】
また、内燃機関の暖機に必要とされる熱媒体の熱容量は、暖機前の内燃機関の温度に応じて変化する。つまり、暖機前の内燃機関の温度が高ければ暖機に必要とされる熱媒体の熱容量は少なくなり、暖機前の内燃機関の温度が低ければ暖機に必要とされる熱媒体の熱容量は多くなる。
【００３１】
そこで、本発明において、前記次回機関暖機必要熱容量は、前記第１循環回路内の前記熱媒体の温度によって決定される構成としても良い。
【００３２】
この構成によれば、内燃機関を経由する第１循環回路内の熱媒体の温度によって、内燃機関を一旦停止させた後の内燃機関の再始動前または再始動時に内燃機関を暖機するために必要となる熱媒体の熱容量が決定される。そのため、内燃機関の暖機に対し、過剰または過少に高温の熱媒体を確保することを防ぐことが出来る。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る蓄熱装置を備えた内燃機関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。
【００３４】
＜第１の実施の形態＞
図１は本発明に係る蓄熱装置を備えた内燃機関の冷却水循環系を示す図である。
【００３５】
内燃機関１は、軽油を燃料とする圧縮着火式の内燃機関（ディーゼル機関）又はガソリンを燃料とする火花点火式の内燃機関（ガソリン機関）であり、自動車に搭載される機関である。
【００３６】
前記内燃機関１は、シリンダヘッド１ａとシリンダブロック１ｂを備えている。シリンダヘッド１ａ及びシリンダブロック１ｂの各々には、本発明に係る熱媒体としての冷却水を流通させるためのヘッド側冷却水路２ａとブロック側冷却水路２ｂとが形成され、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。
【００３７】
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、この第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。前記ラジエター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。
【００３８】
前記サーモスタットバルブ７には、前記第２冷却水路６に加えて、第３冷却水路８とバイパス水路９とが接続されている。前記第３冷却水路８は、内燃機関１の機関出力軸（クランクシャフト）の回転トルクを駆動源とする機械式ウォーターポンプ１０の吸込口に接続され、前記バイパス水路９は、ヘッド側冷却水路２ａに接続されている。
【００３９】
前記した機械式ウォーターポンプ１０の吐出口には、前記ブロック側冷却水路２ｂが接続されている。
【００４０】
また、前記したサーモスタットバルブ７は、冷却水の温度に応じて、第２冷却水路６とバイパス水路９との何れか一方を遮断する流路切換バルブである。具体的には、サーモスタットバルブ７は、このサーモスタットバルブ７を流れる冷却水の温度が所定の開弁温度：Ｔｅｍｐ１（例えば、８０℃〜９０℃）未満であるときは、第２冷却水路６を遮断すると同時にバイパス水路９を開放して、第３冷却水路８とバイパス水路９とを導通させる。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を流れる冷却水の温度が前記開弁温度：Ｔｅｍｐ１以上であるときは、第２冷却水路６を開放すると同時にバイパス水路９を遮断して、第３冷却水路８と第２冷却水路６とを導通させる。
【００４１】
次に、前記した第１冷却水路４の途中にはヒータホース１１が接続され、このヒータホース１１は前記した第３冷却水路８の途中に接続されている。前記ヒータホース１１の途中には、冷却水と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。
【００４２】
ヒータホース１１においてヒータコア１２と第３冷却水路８との間に位置する部位には第１バイパス通路１３ａが接続され、この第１バイパス通路１３ａは電動ウォーターポンプ１４の冷却水吸い込み口に接続されている。続いて、電動ウォーターポンプ１４の冷却水吐出口は第２バイパス通路１３ｂを介して蓄熱容器１５の冷却水入口１５ａに接続されている。更に、蓄熱容器１５の冷却水出口１５ｂは、第３バイパス通路１３ｃを介して、ヒータコア１２と第１冷却水路４との間に位置するヒータホース１１に接続されている。
【００４３】
前記蓄熱容器１５は、冷却水が持つ熱を蓄熱しつつ冷却水を貯蔵する容器であり、冷却水入口１５ａから新規の冷却水が流入すると、それと入れ代わりにこの蓄熱容器１５内に貯蔵されていた冷却水を前記冷却水出口１５ｂから排出するよう構成されている。尚、蓄熱容器１５の冷却水入口１５ａと冷却水出口１５ｂとの各々には、冷却水の逆流を防止するワンウェイバルブが取り付けられている。
【００４４】
前記電動ウォーターポンプ１４は、バッテリ４３の出力電力を駆動源とするウォーターポンプであり、冷却水吸込口から吸い込んだ冷却水を前記した冷却水吐出口から吐出するよう構成されている。
【００４５】
ここで、ヒータコア１２と第１冷却水路４との間に位置するヒータホース１１において、第３バイパス通路１３ｃの接続部位を基準にして第１冷却水路４側の部位を第１ヒータホース１１ａと称するとともに、ヒータコア１２側の部位を第２ヒータホース１１ｂと称するものとする。更に、ヒータコア１２と第３冷却水路８との間に位置するヒータホース１１において、第１バイパス通路１３ａの接続部位を基準にしてヒータコア１２側の部位を第３ヒータホース１１ｃと称するとともに、第３冷却水路８側の部位を第４ヒータホース１１ｄと称するものとする。
【００４６】
次に、前記ヒータホース１１と前記第３バイパス通路１３ｃとの接続部位には更にウォーマホース１９が接続され、このウォーマホース１９は前記第３ヒータホース１１ｃの途中に接続されている。前記ウォーマホース１９の途中には、冷却水と変速機用油（ＡＴＦ：Ａｕｔｍａｔｉｃ　Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　Ｆｌｕｉｄ）との間で熱交換を行うＡＴＦウォーマ２０が配置されている。
【００４７】
ここで、前記ウォーマホース１９において、前記ヒータホース１１と前記第３バイパス通路１３ｃとの接続部位と前記ＡＴＦウォーマ２０との間の部位を第１ウォーマホース１９ａと称し、前記ＡＴＦウォーマ２０と前記第３ヒータホース１１ｃとの接続部位との間の部位を第２ウォーマホース１９ｂと称するものとする。
【００４８】
前記した第１ヒータホース１１ａと第２ヒータホース１１ｂと第３バイパス通路１３ｃと第１ウォーマホース１９ａとの接続部には、流路切換弁１６が設けられている。この流路切換弁１６は、前記４つの通路の内、何れか１つ以上の通路を選択的に遮断するよう構成されており、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。
【００４９】
第３バイパス通路１３ｃにおける蓄熱容器１５との連通部近傍には、この第３バイパス通路１３ｃ内を流れる冷却水の温度に対応した電気信号を出力する第１水温センサ１７が取り付けられている。また、ヘッド側冷却水路２ａにおける第１冷却水路４との接続部位近傍には、ヘッド側冷却水路２ａ内を流れる冷却水の温度に対応した電気信号を出力する第２水温センサ１８が取り付けられている。
【００５０】
このように構成された冷却水循環系には、当該冷却水循環系の作動状態を制御するための電子制御ユニット（ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ）３９が併設されている。このＥＣＵ３９は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭ、入力ポート、出力ポート、Ａ／Ｄコンバータ等から構成される算術論理演算回路である。このＥＣＵ３９は、内燃機関１の運転状態を制御するためのＥＣＵと独立して設けられるようにしてもよく、或いは兼用されるにしてもよい。
【００５１】
ＥＣＵ３９には、前述した第１水温センサ１７、第２水温センサ１８、及びバッテリ４３に加えて、車室内に設けられたイグニッションスイッチ４０、スタータスイッチ４１、及び室内暖房装置のスイッチ（ヒータスイッチ）４２が電気的に接続され、それら各種センサの出力信号がＥＣＵ３９へ入力されるようになっている。
【００５２】
更に、ＥＣＵ３９は、前述した電動ウォーターポンプ１４及び流路切換弁１６と電気的に接続され、ＥＣＵ３９が電動ウォーターポンプ１４及び流路切換弁１６を制御することが可能となっている。
【００５３】
具体的には、ＥＣＵ３９は、ＲＯＭに記憶されているアプリケーションプログラムに従って動作し、前記冷却水循環系における冷却水の循環回路を切り換えるための循環回路切り換え制御を実行する。
【００５４】
次に、本実施の形態における内燃機関１の始動前暖機時の冷却水の循環について述べる。
【００５５】
図２は、本実施の形態における内燃機関１の始動前暖機時の冷却水の循環を示す図である。
【００５６】
ＥＣＵ３９は、内燃機関１の始動前暖機を実行する前に、本発明に係る第２循環回路に相当する第２ヒータホース１１ｂと第１ウォーマホース１９ａとを遮断させるべく、本発明に係る循環回路切り換え手段に相当する流路切換弁１６を制御する（本発明に係る第１循環回路切り換え制御に相当）。
【００５７】
その後、内燃機関１の始動前（内燃機関１のクランキングが開始される前）に、ＥＣＵ３９は、本発明に係る内燃機関暖機実行指令を出し、電動ウォーターポンプ１４を作動させるべくバッテリ４３から電動ウォーターポンプ１４への電力供給を許容する。
【００５８】
ここで、ＥＣＵ３９は本発明に係る暖機実行指令手段に相当し、バッテリ４３及び電動ウォーターポンプ１４は本発明に係る暖機実行手段に相当する。
【００５９】
この場合、第１ヒータホース１１ａと第３バイパス通路１３ｃとが連通するとともに、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のみが作動することになる。
【００６０】
従って、図２に示すような、電動ウォーターポンプ１４→第２バイパス通路１３ｂ→蓄熱容器１５→第３バイパス通路１３ｃ→流路切換弁１６→第１ヒータホース１１ａ→第１冷却水路４→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１１ｄ→第１バイパス通路１３ａ→電動ウォーターポンプ１４の順に冷却水が流れる内燃機関循環回路３１（本発明に係る第１循環回路に相当）が成立する。
【００６１】
内燃機関循環回路３１が成立すると、蓄熱容器１５内に貯留されていた高温の冷却水（以下、温水と称する）が、冷却水出口１５ｂから排出され、第３バイパス通路１３ｃ、流路切換弁１６、第１ヒータホース１１ａ、及び第１冷却水路４を介して内燃機関１のヘッド側冷却水路２ａへ流入する。
【００６２】
ヘッド側冷却水路２ａへ流入した温水は、次いでブロック側冷却水路２ｂへ流入することになり、流入した温水によってシリンダヘッド１ａ及びシリンダブロック１ｂが加熱され、内燃機関１の暖機が行われる。
【００６３】
ここで、ＥＣＵ３９がバッテリ４３から電動ウォーターポンプ１４への電力供給を許容する時期、即ち、ＥＣＵ３９が本発明に係る内燃機関暖機実行指令を出す時期としては、例えば、▲１▼車両のドアが開けられ、ドアスイッチ（図示なし）がＯＮとなったとき、▲２▼車室内のシートに運転者が着座し、シート内の着座センサ（図示なし）がＯＮ信号を発信したとき、▲３▼車両停止時にＯＮとなっていた盗難防止装置が車両発進のためにＯＦＦとなったとき、等を例示することが出来る。
【００６４】
また、例えば、上記▲２▼車室内のシートに運転者が着座し、シート内の着座センサ（図示なし）がＯＮ信号を発信したときに、ＥＣＵ３９がバッテリ４３から電動ウォーターポンプ１４への電力供給を許容するとした場合、流路切換弁１６を制御することによって冷却水の循環回路を内燃機関循環回路３１側に切り換える時期、即ち、本発明に係る第１循環回路切り換え制御を行う時期としては、車両のドアが開けられ、ドアスイッチ（図示なし）がＯＮとなったとき、等が例示出来る。
【００６５】
また、流路切換弁１６を制御することによって冷却水の循環回路を内燃機関循環回路３１側に切り換える時期、即ち、本発明に係る第１循環回路切り換え制御を行う時期は、内燃機関１が停止されたときとしても良い。この場合、内燃機関１の始動前暖機を実行する時点では、冷却水の循環回路は内燃機関循環回路３１側に切り換わっていることになる。
【００６６】
本実施の形態によれば、ＥＣＵ３９がバッテリ４３から電動ウォーターポンプ１４への電力供給を許容する前、即ち、ＥＣＵ３９が本発明に係る内燃機関暖機実行指令を出す前に、流路切換弁１６によって第２ヒータホース１１ｂと第１ウォーマホース１９ａとが遮断され、第１ヒータホース１１ａと第３バイパス通路１３ｃとが連通し、冷却水の循環回路は内燃機関循環回路３１側に切り換わる。そのため、電動ウォーターポンプ１４が作動した後、蓄熱容器１５から流出した温水が第２ヒータホース１１ｂと第１ウォーマホース１９ａとに流入することを防ぐことが出来る。
【００６７】
次に、本実施の形態において内燃機関１が停止されたときに冷却水の循環回路を内燃機関循環回路３１側に切り換える場合の循環回路切り換え制御について図３に沿って具体的に説明する。
図３は、本実施の形態における、内燃機関停止時の冷却水の循環回路切り換え制御ルーチンを示すフローチャート図である。
【００６８】
先ず、ＥＣＵ３９は、Ｓ１０１において、イグニッションスイッチ４０がＯＦＦとなったか否かを判別する。
【００６９】
前記Ｓ１０１において、イグニッションスイッチ４０がＯＦＦとなっていないと判断された場合は、ＥＣＵ３９は本ルーチンの実行を一旦終了する。
【００７０】
前記Ｓ１０１において、イグニッションスイッチ４０がＯＦＦになったと判断された場合は、ＥＣＵ３９は、Ｓ１０２に進み、内燃機関１の停止指令を出す。
【００７１】
次に、ＥＣＵ３９は、Ｓ１０３に進み、第２ヒータホース１１ｂと第１ウォーマホース１９ａとを遮断し、第１ヒータホース１１ａと第３バイパス通路１３ｃとを連通させるべく流路切換弁１６を制御する（即ち、本発明に係る第１循環回路切り換え制御を行う）。
【００７２】
前記Ｓ１０３において第２ヒータホース１１ｂと第１ウォーマホース１９ａとを遮断し、第１ヒータホース１１ａと第３バイパス通路１３ｃとを連通させた後、Ｓ１０４において、ＥＣＵ３９は停止し本ルーチンの実行を終了する。
【００７３】
本ルーチンのＳ１０４において停止したＥＣＵ３９は、次回、内燃機関１の暖機を実行する前に再起動する。例えば、前述した▲１▼、▲２▼、▲３▼等の時期にＥＣＵ３９は起動するとしても良い。この場合、ＥＣＵ３９は起動した後に本発明に係る内燃機関暖機実行指令を出す。
【００７４】
本ルーチンを実行することにより、内燃機関１が停止されたときに、第２ヒータホース１１ｂと第１ウォーマホース１９ａとが遮断され、第１ヒータホース１１ａと第３バイパス通路１３ｃとを連通される、つまり、冷却水の循環回路が上記した内燃機関循環回路３１側に切り換えられる。
【００７５】
従って、次回、内燃機関１の始動前に内燃機関１の暖機を実行する時点（ＥＣＵ３９から本発明に係る内燃機関暖機実行指令が出される時点）では、冷却水の循環回路は内燃機関循環回路３１側となっているため、内燃機関の１の暖機開始後、蓄熱容器１５から循環回路に流出した温水が第２ヒータホース１１ｂと第１ウォーマホース１９ａとに流出することはない。
【００７６】
また、内燃機関１の暖機開始後すぐに蓄熱容器１５内に貯留されていた温水が内燃機関１へ供給されることになる。
【００７７】
本実施の形態においては、内燃機関１の始動前暖機よりも前に前記した第１循環回路切り換え制御を行っているが、内燃機関１の始動前暖機を行わず、内燃機関１の始動時に内燃機関１の暖機を実行する場合においても同様に、ＥＣＵ３９が本発明に係る内燃機関暖機実行指令を出す前に上記第１循環回路切り換え制御を行う。
【００７８】
内燃機関１の始動時に内燃機関１の暖機を実行する場合、ＥＣＵ３９から内燃機関１の始動指令が出され、内燃機関１の始動と共に機械式ウォーターポンプ１０が作動する。機械式ウォーターポンプ１０が作動することによって内燃機関循環回路３１を温水が循環し内燃機関１が暖機される。このとき、上記第１循環回路切り換え制御は、ＥＣＵ３９から内燃機関１の始動指令が出される前（例えば、内燃機関１の停止時）に行われる。
【００７９】
＜第２の実施の形態＞
次に、本発明に係る蓄熱装置を備えた内燃機関の第２の実施の形態について図面に基づいて説明する。
【００８０】
本実施の形態における蓄熱装置を備えた内燃機関の構成は図１と同様である。
【００８１】
本実施の形態においては、内燃機関１の始動前暖機終了後、蓄熱容器１５内に残った温水の量が所定値以上であり、且つ、必要があればヒータコア１２、ＡＴＦウォーマ２０等の内燃機関１以外の装置へ蓄熱容器１５内に残った温水を供給する。
【００８２】
図４は、本実施の形態におけるヒータコア１２へ温水を供給するときの冷却水の循環回路を示す図である。また、図５は、ＡＴＦウォーマ２０へ温水を供給するときの冷却水の循環回路を示す図である。
【００８３】
内燃機関１の始動前暖機終了後、蓄熱容器１５内に残った温水の量が所定値以上であり、且つ、ヒータコア１２へ温水を供給する必要のある場合、ＥＣＵ３９は、第１ヒータホース１１ａと第１ウォーマホース１９ａとを遮断させ、第２ヒータホース１１ｂと第３バイパス通路１３ｃとを連通させるべく、本発明に係る循環回路切り換え手段に相当する流路切換弁１６を制御する（本発明に係る第２循環回路切り換え制御に相当）。
【００８４】
その後、ＥＣＵ３９が電動ウォーターポンプ１４を作動させることにより、図４に示すような、電動ウォーターポンプ１４→第２バイパス通路１３ｂ→蓄熱容器１５→第３バイパス通路１３ｃ→流路切換弁１６→第２ヒータホース１１ｂ→ヒータコア１２→第３ヒータホース１１ｃ→第１バイパス通路１３ａ→電動ウォーターポンプ１４の順に冷却水が流れるヒータコア循環回路３２（本発明に係る第２循環回路に相当）が成立する。
【００８５】
上記ヒータ循環回路３２が成立すると、蓄熱容器１５内に貯留されている温水がヒータコア１２に供給される。
【００８６】
また、内燃機関１の始動前暖機終了後、蓄熱容器１５内に残った温水の量が所定値以上であり、且つ、ＡＴＦウォーマ２０へ温水を供給する必要のある場合は、ＥＣＵ３９は、第１ヒータホース１１ａと第２ヒータホース１１ｂとを遮断させ、第１ウォーマホース１９ａと第３バイパス通路１３ｃとを連通させるべく、本発明に係る循環回路切り換え手段に相当する流路切換弁１６を制御する（本発明に係る第２循環回路切り換え制御に相当）。
【００８７】
その後、ＥＣＵ３９が電動ウォーターポンプ１６を作動させることにより、図５に示すような、電動ウォーターポンプ１４→第２バイパス通路１３ｂ→蓄熱容器１５→第３バイパス通路１３ｃ→流路切換弁１６→第１ウォーマホース１９ａ→ＡＴＦウォーマ２０→第２ウォーマホース１９ｂ→第３ヒータホース１１ｃ→第１バイパス通路１３ａ→電動ウォーターポンプ１４の順に冷却水が流れるＡＴＦウォーマ循環回路３３（本発明に係る第２循環回路に相当）が成立する。
【００８８】
上記ＡＴＦウォーマ循環回路３３が成立すると、蓄熱容器１５内に貯留されている温水がＡＴＦウォーマ２０に供給される。
【００８９】
次に、本実施の形態において、内燃機関１の始動前暖機が終了した後、ヒータコア１２およびまたはＡＴＦウォーマ２０等の内燃機関１以外の装置へ温水を供給する場合の温水供給制御について図９に沿って具体的に説明する。
図９は、本実施の形態において、内燃機関１の始動前暖機が終了した後、ヒータコア１２およびまたはＡＴＦウォーマ２０等の内燃機関１以外の装置へ温水を供給する場合の温水供給制御ルーチンを示すフローチャート図である。
【００９０】
先ず、ＥＣＵ３９は、Ｓ２０１において、内燃機関１の始動前暖機が終了したか否かを判別する。例えば、内燃機関１の始動前暖機時に作動している電動ウォーターポンプ１４へのバッテリ４３からの電力供給が停止していれば、ＥＣＵ３９は内燃機関１の始動前暖機が終了したと判断する。
【００９１】
前記Ｓ２０１において、内燃機関１の始動前暖機が終了していないと判断された場合は、ＥＣＵ３９は本ルーチンの実行を一旦終了する。
【００９２】
前記Ｓ２０１において、内燃機関１の始動前暖機が終了したと判断された場合は、ＥＣＵ３９は、Ｓ２０２に進み、内燃機関１の始動前暖機時に蓄熱容器１５から内燃機関１へ供給した温水の量である始動前暖機時温水供給量Ｖｐｈを算出する。
【００９３】
冷却水は温度によって粘度が変化するため、図６に示すとおり、電動ウォータポンプ１４の作動時間（即ち、内燃機関１の始動前暖機実施時間）が同じであっても温度が高いほど、内燃機関１の始動前暖機時に蓄熱容器１５から内燃機関１へ供給した温水の量である始動前暖機時温水供給量Ｖｐｈは多くなる。
【００９４】
ＥＣＵ３９のＲＯＭなどには、図６に示すような、始動前暖機時温水供給量Ｖｐｈと、第２水温センサ１８によって検出された内燃機関１の始動前暖機前の内燃機関内水温Ｔｅｆ、と内燃機関１の始動前暖機実施時間、即ち、電動ウォーターポンプ１４の作動時間ｔｐｐと、の関係が３次元マップとしてあらかじめ記録されている。
【００９５】
ＥＣＵ３９は、前記Ｓ２０２において、この３次元マップに基づき上記始動前暖機時温水供給量Ｖｐｈを算出する。
【００９６】
次に、ＥＣＵ３９はＳ２０３に進み、蓄熱容器１５の容量Ｖ０から前記Ｓ２０２にて算出した始動前暖機時温水供給量Ｖｐｈを減算することによって蓄熱容器１５内に残っている温水の量である蓄熱容器内残湯量Ｖｌｅｆを算出する。
ここで、ＥＣＵ３９は本発明に係る熱媒体熱容量算出手段に相当する。
【００９７】
ＥＣＵ３９は、前記Ｓ２０３にて蓄熱容器内残湯量Ｖｌｅｆを算出した後、Ｓ２０４に進み、次回、内燃機関１を始動するときの内燃機関１の始動前暖機のために必要となる温水の量である次回始動前暖機時温水供給量Ｖｒｅｓ（本発明に係る次回機関暖機必要熱容量に相当）を算出する。
【００９８】
内燃機関１の温度と蓄熱容器１５内に貯留されている温水の温度とに応じて、次回、内燃機関１を始動するときの内燃機関１の始動前暖機のために必要となる温水の量である次回始動前暖機時温水供給量Ｖｒｅｓは変化する。つまり、図７に示すとおり、内燃機関１の始動前暖機後の内燃機関内水温Ｔｅａが高いほど、また、蓄熱容器１５内に残っている温水の温度Ｔｃが高いほど、次回始動前暖機時温水供給量Ｖｒｅｓは少なくなる。
【００９９】
ＥＣＵ３９のＲＯＭなどには、図７に示すような、次回始動前暖機時温水供給量Ｖｒｅｓと、第２水温センサ１８によって検出された内燃機関１の始動前暖機後の内燃機関内水温Ｔｅａと、第１水温センサ１７によって検出された蓄熱容器出口水温Ｔｃと、の関係が３次元マップとしてあらかじめ記録されている。
【０１００】
ＥＣＵ３９は、前記Ｓ２０４において、この３次元マップに基づき、前記次回始動前暖機時温水供給量Ｖｒｅｓを算出する。
【０１０１】
次に、ＥＣＵ３９はＳ２０５に進み、前記Ｓ２０３にて算出した蓄熱容器内残湯量Ｖｌｅｆから前記Ｓ２０４にて算出した次回始動前暖機時温水供給量Ｖｒｅｓを減算することによって、内燃機関１の始動前暖機後に、ヒータコア１２およびまたはＡＴＦウォーマ２０等の内燃機関以外の装置へ供給できる温水の量であるアフターヒート温水供給量Ｖａｈを算出する。
【０１０２】
ＥＣＵ３９は、前記Ｓ２０５にてアフターヒート温水供給量Ｖａｈを算出した後、Ｓ２０６に進み、前記Ｓ２０５にて算出されたアフターヒート温水供給量Ｖａｈが０より多いか否かを判別する。
【０１０３】
前記Ｓ２０６において、アフターヒート温水供給量Ｖａｈが０以下と判断された場合は、本ルーチンの実行を一旦終了する。
【０１０４】
前記Ｓ２０６において、アフターヒート温水供給量Ｖａｈが０以上と判断された場合は、ＥＣＵ３９は、Ｓ２０７に進み、ヒータコア１２およびまたはＡＴＦウォーマ２０等の内燃機関１以外の装置の状態に応じて、どの装置へ蓄熱容器１５内に残った温水を供給するかを決定する。
【０１０５】
次に、ＥＣＵ３９は、Ｓ２０８に進み、前記Ｓ２０７において決定された温水の供給先である内燃機関１以外の装置（例えば、ヒータコア１２およびまたはＡＴＦウォーマ２０等）へ蓄熱容器１５内に残った温水を供給することが可能となるように冷却水の循環回路を切り換える。
【０１０６】
例えば、前記Ｓ２０７において、温水の供給先がヒータコア１２と決定された場合は、ＥＣＵ３９は、第１ヒータホース１１ａと第１ウォーマホース１９ａとを遮断させ、第２ヒータホース１１ｂと第３バイパス通路１３ｃとを連通させるべく流路切換弁１６を制御する。また、例えば、前記Ｓ２０７において、温水の供給先がＡＴＦウォーマ２０と決定された場合は、ＥＣＵ３９は、第１ヒータホース１１ａと第２ヒータホース１１ｂとを遮断させ、第１ウォーマホース１９ａと第３バイパス通路１３ｃとを連通させるべく流路切換弁１６を制御する。
【０１０７】
次に、ＥＣＵ３９は、前記Ｓ２０８において、温水の供給先となる内燃機関１以外の装置側へ冷却水の循環回路を切り換えた後、Ｓ２０９に進み、温水の供給先として決定された内燃機関以外の装置へ温水を供給するために温水を循環させる電動ウォーターポンプ１４の必要作動時間ｔａｈを算出する。
【０１０８】
上記したように冷却水は温度によって粘度が変化するため、前記Ｓ２０５にて算出された、内燃機関以外の装置に供給する温水の量であるアフターヒート温水供給量Ｖａｈが同じであっても、内燃機関以外の装置へ温水を供給するために温水を循環させる電動ウォーターポンプ１４の必要作動時間ｔａｈは異なる。つまり、図８に示すとおり、内燃機関１の始動前暖機後の内燃機関内水温Ｔｅａが高いほど電動ウォーターポンプ必要作動時間ｔａｈは短くなる。また、アフターヒート温水供給量Ｖａｈが多いほど電動ウォーターポンプ必要作動時間ｔａｈは長くなる。
【０１０９】
ＥＣＵ３９のＲＯＭなどには、図８に示すような、電動ウォーターポンプ必要作動時間ｔａｈと、第２水温センサ１８によって検出された内燃機関１の始動前暖機後の内燃機関内水温Ｔｅａと、アフターヒート温水供給量Ｖａｈと、の関係が３次元マップとしてあらかじめ記録されている。
【０１１０】
ＥＣＵ３９は、前記Ｓ２０９において、この３次元マップに基づき、上記電動ウォーターポンプ必要作動時間ｔａｈを算出する。
【０１１１】
次に、ＥＣＵ３９は、Ｓ２１０に進み、バッテリ４３から電動ウォーターポンプ１４への電力供給を許容し、電動ウォーターポンプ１４を作動させる。
【０１１２】
ＥＣＵ３９は、Ｓ２１１において、電動ウォーターポンプ１４の作動時間ｔｐが前記Ｓ２０９にて算出された電動ウォーターポンプ必要作動時間ｔａｈを経過したか否かを判別する。
【０１１３】
ＥＣＵ３９は、前記Ｓ２１１において、電動ウォーターポンプ１４の作動時間ｔｐが上記電動ウォーターポンプ必要作動時間ｔａｈを経過していないと判断した場合は電動ウォーターポンプ１４の作動を継続し、電動ウォーターポンプ１４の作動時間ｔｐが上記電動ウォーターポンプ必要作動時間ｔａｈを経過したと判断した場合は、Ｓ２１２に進み、電動ウォーターポンプ１４の作動を停止させ本ルーチンの実行をする。
【０１１４】
このように、本ルーチンを実行することによって、内燃機関１を一旦停止させた後、次回、内燃機関１を再始動させる前に内燃機関１の始動前暖機をするために必要となる温水を蓄熱容器１５内に確保しておくことが出来る。そのため、内燃機関１以外に温水を供給した後、蓄熱容器１５内に新たな温水が回収される前に内燃機関１が停止された場合であっても、次回、内燃機関１の再始動させる前の内燃機関１の始動前暖機を十分に行うことが出来る。
【０１１５】
尚、本実施の形態にあっては、内燃機関１の暖機は内燃機関１の始動前暖機としたが、内燃機関１の始動時の暖機としても良い。
【０１１６】
【発明の効果】
本発明に係る蓄熱装置を備えた内燃機関によれば、内燃機関の始動前または始動時に内燃機関を暖機する際に、暖機実行指令手段から暖機実行手段に内燃機関暖機実行指令が出される前の時点で、内燃機関を経由して熱媒体が循環する第１循環回路に熱媒体の循環回路が切り換えられているため、内燃機関以外に高温の熱媒体が供給されることがなくなると共に、内燃機関の暖機開始後、すぐに高温の熱媒体が内燃機関に供給されることになり、内燃機関の暖機を速やかに行うことが出来る。
【０１１７】
また、内燃機関を一旦停止させた後、次回、内燃機関の始動前または始動時に内燃機関を暖機するために必要となる高温の熱媒体を蓄熱容器内に確保しておくことによって、内燃機関を暖機するための熱媒体が不足することを防ぐことが出来る。
【０１１８】
この結果、本発明に係る蓄熱容器を備えた内燃機関によれば、暖機効率を悪化させることなく確実に内燃機関の暖機を行うことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る蓄熱装置を備えた内燃機関の冷却水循環系を示す図
【図２】第１の実施の形態における、蓄熱装置を備えた内燃機関の始動前暖機時の冷却水の循環を示す図
【図３】第１の実施の形態における、内燃機関停止時の第１循環回路切り換え制御を示すフローチャート図
【図４】第２の実施の形態における、　蓄熱装置を備えた内燃機関のヒータコアへ温水を供給するときの循環回路を示す図
【図５】第２の実施の形態における、　蓄熱装置を備えた内燃機関のＡＴＦウォーマへ温水を供給するときの循環回路を示す図
【図６】始動前暖機前内燃機関内水温と電動ウォータポンプ作動時間と始動前暖機時温水供給量との関係を示す図
【図７】始動前暖機後内燃機関内水温と蓄熱容器出口水温と次回始動前暖機時温水供給量との関係を示す図
【図８】始動前暖機後内燃機関内水温とアフターヒート温水供給量と電動ウォータポンプ必要作動時間との関係を示す図
【図９】第２の実施例における、内燃機関以外の装置へ温水を供給する場合の温水供給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
１ａ・・・シリンダヘッド
１ｂ・・・シリンダブロック
２ａ・・・ヘッド側冷却水路
２ｂ・・・ブロック側冷却水路
５・・・・ラジエータ
１０・・・機械式ウォータポンプ
１１ａ・・・第１ヒータホース
１１ｂ・・・第２ヒータホース
１１ｃ・・・第３ヒータホース
１１ｄ・・・第４ヒータホース
１２・・・ヒータコア
１３ａ・・・第１バイパス通路
１３ｂ・・・第２バイパス通路
１３ｃ・・・第３バイパス通路
１４・・・電動ウォーターポンプ
１５・・・蓄熱容器
１５ａ・・・冷却水入口
１５ｂ・・・冷却水出口
１６・・・流路切換弁
１７・・・第１水温センサ
１８・・・第２水温センサ
１９ａ・・・第１ウォーマホース
１９ｂ・・・第２ウォーマホース
２０・・・ＡＴＦウォーマ
３１・・・内燃機関循環回路
３２・・・ヒータコア循環回路
３３・・・ＡＴＦウォーマ循環回路
３９・・・ＥＣＵ
４０・・・イグニッションスイッチ
４１・・・スタータスイッチ
４２・・・ヒータスイッチ
４３・・・バッテリ

Claims (5)

1. 熱媒体を蓄熱状態で貯留する蓄熱容器と、
   内燃機関を経由して前記熱媒体が循環する第１循環回路と、
   前記内燃機関以外の装置を経由して前記熱媒体が循環する第２循環回路と、
   前記蓄熱容器に貯留された高温の熱媒体によって、前記内燃機関の始動前または始動時に前記内燃機関の暖機を実行する暖機実行手段と、
   内燃機関の暖機を実行すべく前記暖機実行手段に内燃機関暖機実行指令を出す暖機実行指令手段と、
   前記第１循環回路と前記第２循環回路とを切り換える循環回路切り換え手段と、を備え、
   前記暖機実行指令手段から前記暖機実行手段に前記内燃機関暖機実行指令が出される前に、前記循環回路切り換え手段によって前記熱媒体の循環回路を前記第１循環回路に切り換える第１循環回路切り換え制御を行うことを特徴とする蓄熱装置を備えた内燃機関。
2. 前記内燃機関の停止時に、前記第１循環回路切り換え制御を行うことを特徴とする請求項１記載の蓄熱装置を備えた内燃機関。
3. 熱媒体を蓄熱状態で貯留する蓄熱容器と、
   内燃機関を経由して前記熱媒体が循環する第１循環回路と、
   前記内燃機関以外の装置を経由して前記熱媒体が循環する第２循環回路と、
   前記蓄熱容器に貯留された高温の熱媒体を前記第１循環回路に循環させ前記内燃機関を暖機した後の前記蓄熱容器内に残った高温の熱媒体の熱容量を算出する熱媒体熱容量算出手段と、
   前記第１循環回路と前記第２循環回路とを切り換える循環回路切り換え手段と、を備え、
   前記熱媒体熱容量算出手段によって算出された前記内燃機関を暖機した後に前記蓄熱容器内に残った高温の熱媒体の熱容量が、所定量以上であり、且つ、前記内燃機関以外の装置に高温の熱媒体を供給する必要がある場合には、前記循環回路切り換え手段によって循環回路を前記第２循環回路に切り換える第２循環回路切り換え制御を行うことを特徴とする蓄熱装置を備えた内燃機関。
4. 前記所定量は、前記内燃機関を一旦停止させた後に、次回、前記内燃機関を再始動させる前または再始動させる時に前記内燃機関を暖機するために必要となる次回機関暖機必要熱容量であることを特徴とする請求項３記載の蓄熱装置を備えた内燃機関。
5. 前記次回機関暖機必要熱容量は、前記第１循環回路内の前記熱媒体の温度によって決定されることを特徴とする請求項４記載の蓄熱装置を備えた内燃機関。

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