JP2001173444A - 加温システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡素な構成で、レイアウト上の規制が少な
く、低コストにエンジンの暖機機能を得る。 【解決手段】 エンジン２１の駆動力によって回転駆動
される機械式過給機５と、その吐出気を冷却する水冷式
のインタークーラ７と、エンジン２１を冷却して加温さ
れた冷却水を冷却するラジエータ１３とを備え、エンジ
ン冷却水の流路２７にインタークーラ７を配置し、機械
式過給機５の吐出気を熱源として冷却水を加温し、暖機
流路１７を介してエンジン２１に供給し、暖機する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、機械式過給機の
吐出気を熱源にして、例えば、暖機時のエンジンや、ウ
インドシールドとワイパなど車両各部を加温する加温シ
ステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】特開平１０ー２０３１４３号公報に図４
のような車両用暖房装置２０１が記載されている。

【０００３】この車両用暖房装置２０１はエンジン２０
３のウォータージャケット２０５とビスカスヒータ２０
７を熱源にしてエンジン２０３の冷却水を加温し、車室
を暖房するものである。このビスカスヒータ２０７は、
高粘性のシリコンオイルなどが剪断力を受けて発生する
熱を利用したものであり、ベルト伝動機構２０９を介し
てエンジン２０３に回転駆動される。

【０００４】ウォーターポンプ２１１から吐き出された
冷却水はウォータージャケット２０５で加温された後、
ビスカスヒータ２０７でさらに加温され、冷却水流路２
１３を移動し、エアコン２１５とリヤヒータ装置２１７
で熱交換した後、ウォーターポンプ２１１に戻る。

【０００５】さらに、この車両用暖房装置２０１では、
エアコン２１５とリヤヒータ装置２１７で熱交換した後
の冷却水の残熱によって、エンジン２０３の暖機効果が
得られる。

【０００６】一方、機械式過給機を用いたエンジンの過
給システムは、エンジンの駆動力によって駆動されるこ
の機械式過給機、その吐出気を冷却するインタークー
ラ、バイパスバルブ、スロットルバルブなどから構成さ
れている。周知のように、バイパスバルブは機械式過給
機の吐出気をその上流側に戻して過給圧を調整すると共
に、機械式過給機とエンジンを過大な過給圧から保護す
る。

【０００７】また、寒冷地や寒冷期などで車両のウイン
ドシールドガラス（特に、フロントウインド）やワイパ
などに付着する雪や霜、また、ワイパの凍結、さらに、
人間の発生蒸気によってウインドシールドガラスの内側
に発生する曇りなどを除去する加温システムには、従
来、ウインドシールドガラスの内部にプリントした電気
抵抗線のジュール熱による電気式、あるいは、暖房装置
の温風を吹き付ける温風吹き付け式などがある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来の暖機システムと
エンジンの過給システムとは、上記従来例のように別体
であった。

【０００９】従って、エンジンの過給システムに暖機機
能を加えるには、過給システムとビスカスヒータ２０７
のような熱源を含む暖機システムとを併用することにな
り、それだけ構成が複雑でコスト高になると共に、広い
配置スペースが必要になり、エンジンや周辺機器がレイ
アウト上の制約を受ける。

【００１０】また、ウインドシールドガラスやワイパな
どの加温システムの場合、所定の位置に電気抵抗線を設
け、該電気抵抗線をバッテリの電流で発熱させて熱源と
した電気式や、コンプレッサをエンジンで回転させて熱
源として温風を発生させる温風吹き付け式が知られてい
る。

【００１１】このように従来の加温システムは、専用の
熱源が必要であるから、それだけ構造が複雑で、コスト
高であり、その上、エンジン回転を利用したコンプレッ
サを使用するなどエンジンの燃費に影響を与えてしまう
という問題があった。

【００１２】しかも、電気式の加温システムは、本来、
ウインドシールドガラスの曇り止めであって熱量が小さ
いから、ウインドシールドガラスやワイパなどに付着し
た雪や霜を迅速に溶かすことは難しく、特に、ワイパに
厚く固着した雪や、ワイパを凍結させた氷を溶かすため
には、より熱量の大きな電気抵抗線を用いるなどの対策
が必要であった。

【００１３】しかも、フロントウインドやワイパにこの
ようなことが生じると、充分な視界を得ることが難し
く、時には人の手によって雪や氷を取り除かねばならな
いというような不具合もあった。

【００１４】そこで、この発明は、専用の熱源を用いな
い簡素な構成の加温システム、特に、低コストでレイア
ウト上の規制が少なく、エンジンの過給機能と暖機機能
の両方が得られるエンジンの暖機システムと、ウインド
シールドなどを加温して氷や霜を除去する加温システム
の提供を目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載された加
温システムは、エンジンの駆動力によって回転駆動され
る機械式過給機の吐出気を熱源にし、加温対象を加温す
ることを特徴としている。

【００１６】このように、本発明の加温システムは、機
械式過給機の吐出気の熱を利用して加温対象を暖めるよ
うに構成されており、従来例と異なって、専用の熱源を
用いないから、構成が簡素で、低コストであると共に、
エンジン燃費への影響を抑えることができる。

【００１７】請求項２の発明は、請求項１に記載の加温
システムであって、機械式過給機の吐出気を冷却する水
冷式のインタークーラと、エンジンを冷却して加温され
た冷却水を冷却するラジエータとを備え、エンジン冷却
水の流路にインタークーラを配置し、前記吐出気によっ
て冷却水を加温すると共に、インタークーラで加温され
た冷却水をエンジンに供給する暖機流路を設け、エンジ
ンの暖機時にインタークーラで加温されたエンジン冷却
水により、加温対象であるエンジンを暖機することを特
徴とし、請求項１の構成と同等の効果が得られる。

【００１８】通常時、機械式過給機で過給された吐出気
はインタークーラーで冷却され、多量の吸気をエンジン
に供給する。

【００１９】また、エンジン暖機時には、水冷式のイン
タークーラをエンジンの冷却水で冷却する様にしたこと
により、機械式過給機の高温・高圧の吐出気によりイン
タークーラで暖められた水が暖機流路からエンジンに送
られ、エンジンを暖機する。

【００２０】このとき、スロットルバルブとバイパスバ
ルブを絞ると、吐出気がさらに高温・高圧になり、イン
タークーラによる冷却水の加温機能が向上し、ひいて
は、エンジンの暖機機能が向上する。

【００２１】このように、請求項２の加温システムは、
エンジンの暖機機能を得るために過給システムと暖機シ
ステムの２システムが必要であった従来例と異なって、
インタークーラをエンジン冷却水による水冷式にし、こ
こで加温された水をエンジンに送る暖機流路を設けただ
けで、過給機能と暖機機能の両方が得られるから、構成
が極めて簡素であり、低コストである。

【００２２】また、請求項２の構成を採ったことによる
配置スペースの増加は殆ど生じないから、その必要配置
スペースは、上記の２システム併用時の必要配置スペー
スと較べて狭くてすみ、レイアウト上の制約が大幅に緩
和される。

【００２３】請求項３の発明は、請求項１，２に記載の
加温システムであって、ラジエータからの冷却水をイン
タークーラとの間で循環させる第１の流路と、ラジエー
タからの冷却水をエンジンとの間で循環させる第２の流
路と、切り換えバルブとを備え、この切り換えバルブ
は、第１流路のインタークーラの下流側と第２流路のエ
ンジンの上流側でこれらを連通させて暖機流路にし、こ
の暖機流路を切断するときは、第１と第２の各流路をそ
れぞれ開通させることを特徴とし、請求項１，２の構成
と同等の効果が得られる。

【００２４】これに加えて、暖機時は、切り換えバルブ
により第１流路のインタークーラの下流側と第２流路の
エンジンの上流側が連通して暖機流路になり、インター
クーラで暖められた水がエンジンに送られて暖機され
る。

【００２５】また、車両の走行中は、切り換えバルブに
よりこの暖機流路が切断されると共に、第１と第２の各
流路がそれぞれ開通するから、第１流路を通ってラジエ
ータとインタークーラとの間で冷却水が循環し、第２流
路を通ってラジエータとエンジンとの間で冷却水が循環
する。

【００２６】こうして、インタークーラとエンジンがそ
れぞれ充分に冷却されると共に、インタークーラで暖め
られた水は一度ラジエータに戻り、水温が下がってから
エンジンに送られるから、エンジンの冷却性能を充分に
確保することができる。

【００２７】請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれ
か一項に記載の加温システムであって、加温対象が、車
両のウインドシールド、ワイパのいずれか一方または両
方であり、機械式過給機とエンジン間の吐出気流路から
分岐して前記加温対象に吐出気を吹き付ける分岐流路
と、この分岐流路上に配置されたバルブとを備えたこと
を特徴とし、請求項１〜３の構成と同等の効果が得られ
る。

【００２８】機械式過給機の圧縮熱を熱源にした本発明
の加温システムは、従来の電気式加温システム等に較べ
て熱量が充分に大きいから、ウインドシールドガラスや
ワイパなどに付着した雪や霜、あるいは、ワイパに厚く
固着した雪や、ワイパを凍結させた氷を溶かすことが可
能であり、特にフロントウインドの視界を保ち、操縦時
の安全性を高く保つことができる。

【００２９】

【発明の実施の形態】図１によって本発明の第１実施形
態（加温システム：エンジンの暖機システム１）を説明
する。

【００３０】エンジンの暖機システム１は請求項１，２
の特徴を備えている。以下、符号を与えていない機能等
は図示されていない。

【００３１】エンジンの暖機システム１は、エアクリー
ナ３、スーパーチャージャ５（機械式過給機）、水冷式
のインタークーラ７、スロットルバルブ９、バイパスバ
ルブ１１、ラジエータ１３、冷却ファン１５、暖機流路
１７、コントローラ１９（エンジンＥＣＵ）などから構
成されている。

【００３２】エアクリーナ３、スーパーチャージャ５、
インタークーラ７、スロットルバルブ９はエンジン２１
（加温対象）の吸気流路２３に上流側からこの順で配置
されている。

【００３３】スーパーチャージャ５はエンジン２１の駆
動力によって回転駆動され、エアクリーナ３から吸入し
た吸気を高温・高圧にして吐き出す。

【００３４】インタークーラ７は、下記のように、エン
ジン２１の冷却水系に接続されて水冷式になっており、
スーパーチャージャ５の吐出気を冷却する。

【００３５】スロットルバルブ９はエンジン２１に送ら
れる吸気流量の調節をする。

【００３６】コントローラ１９は、回転数センサからの
信号によって検知したエンジン２１の回転数と、車速セ
ンサからの車速信号によって検知した車速とに応じてス
ロットルバルブ９を必要な開度に調整し、上記のよう
に、エンジン２１の吸気流量を調節し、出力を制御す
る。

【００３７】バイパスバルブ１１は、スーパーチャージ
ャ５の上流とインタークーラ７の下流でそれぞれ吸気流
路２３から分岐したバイパス流路２５上に配置されてい
る。

【００３８】コントローラ１９は、上記のようにエンジ
ン２１の回転数をモニターすると共に、スーパーチャー
ジャ５とインタークーラ７との間に配置された吐出圧セ
ンサによって過給圧をモニターし、エンジン回転数や過
給圧が設定値以上になるとバイパスバルブ１１を開放し
て吸気をバイパス流路２５からスーパーチャージャ５の
吸入側に戻し、過給圧を調整してスーパーチャージャ５
とエンジン２１とを過大な圧力から保護する。

【００３９】ラジエータ１３は、エンジン２１のウォー
タージャケットからインタークーラ７に冷却水を送る冷
却水流路２７に配置されており、冷却ファン１５によっ
て冷却水を冷却する。

【００４０】暖機流路１７は、インタークーラ７とエン
ジン２１のウォータージャケットとを連通し、冷却水を
エンジン２１のウォータージャケットに戻す。

【００４１】エンジン２１の暖機運転中は、スーパーチ
ャージャ５の高温・高圧の吐出気によりエンジン２１の
冷却水がインタークーラ７で加温され、この暖められた
水が暖機流路１７を通ってエンジン２１に送られ、エン
ジン２１を暖機する。

【００４２】このとき、スロットルバルブ９とバイパス
バルブ１１を絞ると、スーパーチャージャ５の吐出気が
さらに高温・高圧になり、インタークーラ７で冷却水温
度が上昇し、暖機機能が向上する。

【００４３】なお、ＩＳＣバルブ（アイドルスピードコ
ントロールバルブ）を設け、このＩＳＣバルブを開ける
ことによって暖機中のエンジン２１の回転数が一定に保
たれるように吸気を通し、スロットルバルブ９を全閉状
態として暖機機能をさらに向上させてもよい。

【００４４】また、走行中は冷却水の循環量が充分に多
くなるから、暖機流路１７の水温はあまり高くはなら
ず、従って、冷却水によるエンジン２１の冷却効果に実
質的な影響はない。

【００４５】こうして、エンジンの暖機システム１が構
成されている。

【００４６】上記のように、エンジンの暖機システム１
は、インタークーラ７をエンジン冷却水による水冷式に
し、ここで加温された水をエンジンに送る暖機流路１７
を設けただけで、過給機能と暖機機能の両方が得られる
から、構成が極めて簡素であり、低コストである。

【００４７】また、このような構成を採ったことによる
配置スペースの増加は殆ど生じないから、その必要配置
スペースは、従来の２システム併用時の必要配置スペー
スと較べて狭くてすみ、レイアウト上の制約が大幅に緩
和される。

【００４８】次に、図２によって本発明の第２実施形態
（加温システム：エンジンの暖機システム３１）を説明
する。

【００４９】このエンジンの暖機システム３１は請求項
１〜３の特徴を備えており、エアクリーナ３（図示され
ていない）、スーパーチャージャ５、水冷式のインター
クーラ７、スロットルバルブ９、バイパスバルブ１１、
ラジエータ１３、冷却ファン１５、コントローラ１９、
第１の流路３３，３５、第２の流路３７，３９、流路切
り換えバルブ４１、暖機流路４３などから構成されてい
る。

【００５０】第１の流路３３，３５はラジエータ１３と
インタークーラ７との間で冷却水を循環させ、第２の流
路３７，３９はラジエータ１３とエンジン２１との間で
冷却水を循環させる。

【００５１】流路切り換えバルブ３７は、各流路３３，
３５、３７，３９の、インタークーラ７からラジエータ
１３に戻る流路３５上と、ラジエータ１３からエンジン
２１に向かう流路３７上に配置されている。

【００５２】暖機流路４３は、流路切り換えバルブ３７
までの各流路３５，３７によって形成されている。

【００５３】エンジン２１の暖機時は、切り換えバルブ
４１によって流路３５，３７を連通させれば、上記の暖
機流路４３が形成され、インタークーラ７で暖められた
水が、矢印４５のように、エンジン２１に送られて暖機
される。

【００５４】また、車両の走行中は、切り換えバルブ４
１によって流路３５，３７をそれぞれ開通し、暖機流路
４３を切断すれば、第１の流路３３，３５を通ってラジ
エータ１３からインタークーラ７に冷却水が送られ、第
２の流路３７，３９を通ってラジエータ１３からエンジ
ン２１に冷却水が送られ、それぞれが冷却される。

【００５５】こうして、エンジンの暖機システム３１が
構成されている。

【００５６】上記のように、エンジンの暖機システム３
１では、インタークーラ７で暖められた水が一度ラジエ
ータ１３に戻り、水温が下がってからエンジン２１に送
られるので、エンジン２１はこの低温の冷却水によって
充分に冷却され、加熱が防止される。

【００５７】これに加えて、エンジンの暖機システム３
１は、第１実施形態（エンジンの暖機システム１）と同
等の効果が得られる。

【００５８】次に、図３によって本発明の第３実施形態
（加温システム：温風システム５１）を説明する。

【００５９】この温風システム５１は請求項１，４の特
徴を備えており、エアクリーナ３、スーパーチャージャ
５、スロットルバルブ９、バイパスバルブ１１、温風流
路５３（分岐流路）、開閉バルブ５５（バルブ）、吹き
付けノズル５７，５９、車室内スイッチ６１、車室内温
度センサ６３、車室外温度センサ６５、コントローラ１
９などから構成されている。

【００６０】温風流路５３は、スーパーチャージャ５と
スロットルバルブ９の間で吸気流路２３から分岐してお
り、開閉バルブ５５はこの温風流路５３上に配置されて
いる。

【００６１】吹き付けノズル５７，５９は、温風流路５
３の吹き出し口を２又に分岐し、それぞれ車室外からフ
ロントウインドガラス（加温対象）とワイパ（加温対
象）に向けて配置されており、一方は運転席側、他方は
助手席側に設けられている。

【００６２】また、車室内スイッチ６１は運転席から操
作できる位置に設けられている。

【００６３】スーパーチャージャ５はエアクリーナ３か
ら吸入した吸気を高温・高圧にして吐き出し、コントロ
ーラ１９は、エンジン２１の回転数と車速とに応じてス
ロットルバルブ９を必要な開度に調整し、エンジン２１
の吸気流量を調節して出力を制御する。

【００６４】また、コントローラ１９は、車室外温度セ
ンサ６５からの信号によって検知した外気温度から、フ
ロントウインドガラスやワイパに霜や氷が付く状態であ
るか否かを判定し、さらに、車室内温度センサ６３と車
室外温度センサ６５からの信号によって検知した外気と
車室内の温度差から、ウインドガラスの内側に曇りや結
氷が発生する状態であるか否かを判定し、このような状
態であれば開閉バルブ５５を開放する。

【００６５】開閉バルブ５５が開放されると、スーパー
チャージャ５の高温の吐出気が温風流路５３を通り、吹
き付けノズル５７，５９からフロントウインドガラスや
ワイパに吹き付けられて霜や氷を溶かす（デフロスター
機能，デアイサー機能）と共に、霜や氷が付着すること
を予防する。

【００６６】さらに、ウインドガラスが外側から暖めら
れることによって、内外の温度差が小さくなり、曇りを
蒸発させる（デフォッガー機能）と共に、曇りや結氷を
予防する。

【００６７】このとき、コントロ−ラ１９は、開閉バル
ブ５５の開度を調整して上記の加温機能を制御する。

【００６８】また、コントロ−ラ１９は、必要に応じて
スロットルバルブ９とバイパスバルブ１１の開度を絞
り、スーパーチャージャ５の吐出気をさらに高温にし、
加温機能能を向上させる。

【００６９】このような加温機能は、運転席の車室内ス
イッチ６１によって手動で操作するようにしてもよい。

【００７０】こうして、温風システム５１が構成されて
いる。

【００７１】この温風システム５１は、スーパーチャー
ジャ５の吐出気を熱源に利用しており、従来例と異なっ
て電熱線やコンプレッサ等、専用の熱源を用いないか
ら、構成が簡素で、低コストであると共に、エンジン２
１の燃費への影響を抑えることができる。

【００７２】また、スーパーチャージャ５の圧縮熱を熱
源にしたことにより、従来の電気式加温システムに較べ
て熱量が充分に大きく確保できるので、ウインドシール
ドガラスやワイパなどに付着した氷、雪、霜、ワイパに
厚く固着した雪、あるいは、ワイパを凍結させた氷でも
迅速に溶かすことができる。

【００７３】従って、例えば、寒冷地や寒冷期などで屋
外に駐車し、フロントウインドに雪や霜が付着したり、
降雪時にワイパを作動させて雪が付着しても、これらを
速やかに除去することができる。

【００７４】また、車室内部のウインドの曇りや氷も速
やかに除去される。

【００７５】こうして、フロントウインドの視界が良好
に保つことができ、ひいては、操縦時の安全性を高く保
つことができる。

【００７６】なお、吹き付けノズル５７，５９は、いず
れか一方を車室内に配置し、ウインドガラスの内側に温
風を吹き付けて曇りを蒸発させる（デフォッガー機能）
と共に、曇りや結氷を予防するように構成してもよい。

【００７７】また、本発明において、加温対象としてエ
ンジン、ウインドシールドガラス、ワイパに適用した例
を示したが、加温対象はこれに限るものではなく、本加
温システムを室内ヒーター等に用いてもよいことは、も
ちろんである。

【００７８】

【発明の効果】請求項１の加温システムは、機械式過給
機の吐出気を利用し、専用の熱源を用いないから、構成
が簡素で、低コストである。

【００７９】請求項２の加温システムは、請求項１の構
成と同等の効果が得られると共に、エンジン冷却水をイ
ンタークーラで暖めてエンジンを暖機する構成によっ
て、過給機能と暖機機能の両方を得ながら、構成が極め
て簡素であり、低コストである。

【００８０】また、このような構成を採ったことによる
必要配置スペースの増加は殆ど生じないから、レイアウ
ト上の制約が大幅に緩和される。

【００８１】請求項３の加温システムは、請求項１，２
の構成と同等の効果が得られると共に、冷却水はラジエ
ータで水温が下がってからエンジンに送られるので、エ
ンジンの冷却性能を充分に確保することができる。

【００８２】請求項４の加温システムは、請求項１〜３
の構成と同等の効果が得られると共に、機械式過給機の
圧縮熱を利用した充分な熱量によって、ウインドシール
ドガラスやワイパなどに付着した霜や雪などを迅速に溶
かし、フロントウインドの視界を確保することができ、
ひいては、操縦時の安全性を高く保つことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態のエンジンの暖機システムを示す
構成図である。

【図２】第２実施形態のエンジンの暖機システムを示す
構成図である。

【図３】第３実施形態の温風システムを示す構成図であ
る。

【図４】従来の暖房装置を示す構成図である。

【符号の説明】

１，３１ エンジンの暖機システム（加温システム） ５ スーパーチャージャ（機械式過給機） ７ 水冷式のインタークーラ ９ スロットルバルブ １１ バイパスバルブ １３ ラジエータ １７，４３ 暖機流路 ２１ エンジン（加温対象） ２７ 冷却水流路 ３３，３５ 第１の流路 ３７，３９ 第２の流路 ４１ 切り換えバルブ ５１ 温風システム（加温システム） ５３ 温風流路（分岐流路） ５５ 開閉バルブ（バルブ）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンの駆動力によって回転駆動され
   る機械式過給機の吐出気を熱源にし、加温対象を加温す
   ることを特徴とする加温システム。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の発明であって、機械式
   過給機の吐出気を冷却する水冷式のインタークーラと、
   エンジンを冷却して加温された冷却水を冷却するラジエ
   ータとを備え、エンジン冷却水の流路にインタークーラ
   を配置し、前記吐出気によって冷却水を加温すると共
   に、インタークーラで加温された冷却水をエンジンに供
   給する暖機流路を設け、エンジンの暖機時にインターク
   ーラで加温されたエンジン冷却水により、加温対象であ
   るエンジンを暖機することを特徴とする加温システム。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の発明で
   あって、ラジエータからの冷却水をインタークーラとの
   間で循環させる第１の流路と、ラジエータからの冷却水
   をエンジンとの間で循環させる第２の流路と、切り換え
   バルブとを備え、この切り換えバルブは、第１流路のイ
   ンタークーラの下流側と第２流路のエンジンの上流側で
   これらを連通させて暖機流路にし、この暖機流路を切断
   するときは、第１と第２の各流路をそれぞれ開通させる
   ことを特徴とする加温システム。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか一項に記載の発
   明であって、加温対象が、車両のウインドシールド、ワ
   イパのいずれか一方または両方であり、機械式過給機と
   エンジン間の吐出気流路から分岐して前記加温対象に吐
   出気を吹き付ける分岐流路と、この分岐流路上に配置さ
   れたバルブとを備えたことを特徴とする加温システム。