JP2012192829A - 車両用暖房装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】車室内外の環境情報と車両運転情報に応じて空調ユニットの必要吹出温度を算出して車室内空調を制御する車室内空調装置であって、前記空調ユニットの足元吹出し風量が、調整可能である車室内空調装置と、乗員の足元雰囲気を暖房する輻射熱暖房装置とを具備する車両用暖房装置において、前記足元吹出し風量が保有する足元吹出し熱量と、輻射熱暖房装置の投入電力との相互の割合が、乗員の足において同一温感となるように、前記車室内空調装置と前記輻射熱暖房装置を制御したことを特徴とする。
【選択図】図1
Description
これにより、乗員の足において同一温感となるように、足元吹出し風量が保有する足元吹出し熱量(FOOT吹出し熱量)Qfと、輻射熱暖房装置の投入電力Qとの相互の割合を制御したものであって、少ない投入電力でも温感に与える影響の大きい輻射熱加熱装置を使用することにより、燃費効率を増大させたものである。
これにより、乗員の足において同一温感となるように、足元吹出し風量が保有する足元吹出し熱量(FOOT吹出し熱量)Qfと、輻射熱暖房装置の投入電力Qとの相互の割合を制御したものであって、少ない投入電力でも温感に与える影響の大きい輻射熱加熱装置を使用することにより、燃費効率を増大させたものであり、車室内空調制御のためにわざわざ不要なエンジンを稼動させてしまうことが無い。
図1は、本発明の一実施形態における車両用暖房装置の概略図である。輻射熱暖房装置1は、車両のステアリングコラム下の壁面で乗員の足元上部辺りに設置されている。図2は、本発明の一実施形態における輻射熱暖房装置の一例である。発熱体2は、図2のように電気ヒータ線が蛇行配線したもので、表面部材、火傷防止材3(低熱伝導率素材)によってサンドイッチ状に形成されている。発熱体2には、電気ヒータ線の代わりに、PTC特性のある抵抗体をシート状に成形したヒータを使用しても良い。
次に、輻射加熱の特有の特徴について説明した後、本発明の一実施形態を説明する。
図2に示すように、本発明の一実施形態における輻射熱暖房装置1は、車両のステアリングコラム下の壁面で乗員の足元上部辺りに設置されている。人体の中で寒冷感を感じやすい足部を、局所的に主に輻射により効率よく暖房するものである。
本発明の一実施形態は、このような輻射熱加熱装置の特徴をうまく活用して、カーエアコンと連携制御をとって、足元の温感を満足させつつ省燃費を実現することを狙ったものである。
図3は、オートエアコン制御における必要吹出温度TAOと足元(FOOT)吹出し風量との関係を示したグラフの一例である。なお、本発明においては、吹出し風量とは、単位時間当たりの風量(m3/h)を指している。KNEE吹出し口がある場合は、足元吹出し風量は、FOOT吹出し風量とKNEE吹き出し風量との合計とする。
足元吹出し熱量(Qf)+輻射熱暖房装置の投入電力(Q)=最小消費電力量
すなわち、温感を満足させつつ、輻射熱暖房装置とエアコンの合計消費電力が最小になるように風量割合を増減する。
次の第2実施形態は、輻射熱加熱装置の特性による燃費効率に加えて、車両の特性を加味して車室内空調装置と輻射熱暖房装置を制御したものである。空調ユニット(HVAC)には、加熱用熱交換器をなすヒータコアを内蔵している。このヒータコアは、車両走行用エンジンの冷却水(温水)を熱源として空気を加熱するものである。エンジンの冷却水のエンジン水温がある所定の閾値の前後で、次のように暖房に使用する熱源を切り替えると、熱効率が上がり、延いては、省燃費を実現できることになる。
この状態を車両全体の熱効率で考えると、エンジン水温がある所定値以上では、暖房用の熱源は、エンジン冷却水に熱が余った状態であるから、ヒータコアに多くを依存すべきであって、輻射熱暖房装置の投入電力は減らされるべきである。また、エンジン水温がある所定値未満なら、当然その逆であるべきこととなる。なぜならば、車室内空調制御のためにわざわざ不要なエンジンを稼動させてしまうからである。
ステップ100で、エンジン水温が所定値以上か判断し、NOならステップ101で輻射熱暖房装置をONし、ステップ102に進む。YESならステップS104で輻射熱暖房装置をOFFにする。ステップ102では、マップを利用して、足元吹出し風量の変化量を求め、次に、ステップ103でドア開度、輻射熱暖房装置の投入電力Qを決定する。
なお、本発明の他の実施形態のフローチャートとしては、ステップ100においてエンジン水温の代りに、空調ユニット(HVAC)の必要吹出温度(TAO)、空調ユニット(HVAC)の設定温度、外気温度、内気温度、足元雰囲気温度、又は、シートヒータ温度に置き換えるとよい。
その他、空調ユニット(HVAC)の設定温度、外気温度、内気温度、足元雰囲気温度(足元センサ、TAOによる推定値など)、又は、シートヒータ温度に基づいて、前記輻射熱暖房装置のON、OFFを制御するようにしても良い。
2 発熱体
3 表面部材
Claims (10)
- 車室内外の環境情報と車両運転情報に応じて空調ユニット(HVAC)の必要吹出温度(TAO)を算出して車室内空調を制御する車室内空調装置であって、前記空調ユニット(HVAC)の足元吹出し風量が、調整可能である車室内空調装置と、
乗員の足元雰囲気を暖房する輻射熱暖房装置と
を具備する車両用暖房装置において、
前記足元吹出し風量が保有する足元吹出し熱量(Qf)と、輻射熱暖房装置の投入電力(Q)との相互の割合が、乗員の足において同一温感となるように、前記車室内空調装置と前記輻射熱暖房装置を制御したことを特徴とする車両用暖房装置。 - エンジン水温が所定値以上のときは、前記足元吹出し風量が保有する足元吹出し熱量(Qf)と、輻射熱暖房装置の投入電力(Q)との相互の割合が、乗員の足において同一温感となるように、前記足元吹出し風量を増加させ、かつ、前記輻射熱暖房装置の投入電力を減少させ、
エンジン水温が所定値未満のときは、前記足元吹出し風量が保有する足元吹出し熱量(Qf)と、輻射熱暖房装置の投入電力(Q)との相互の割合が、乗員の足において同一温感となるように、前記足元吹出し風量を減少させ、かつ、前記輻射熱暖房装置の投入電力を増加させたことを特徴とする請求項1に記載の車両用暖房装置。 - エンジン水温が所定値以上のときは、前記輻射熱暖房装置をOFFにし、
エンジン水温が所定値未満のときは、前記輻射熱暖房装置をONにして、前記足元吹出し風量が保有する足元吹出し熱量(Qf)と、輻射熱暖房装置の投入電力との相互の割合が、乗員の足において同一温感となるように、前記足元吹出し風量を減少させ、かつ、前記輻射熱暖房装置の投入電力を増加させたことを特徴とする請求項1に記載の車両用暖房装置。 - 前記吹出し風量が、FOOT吹出し口の吹出し風量であることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の車両用暖房装置。
- 前記吹出し風量が、FOOT吹出し口の吹出し風量とKNEE吹出し口の吹き出し風量の合計であることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の車両用暖房装置。
- 前記吹出し風量を前記空調ユニット(HVAC)のブロアにより調整したことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の車両用暖房装置。
- 前記吹出し風量を前記空調ユニット(HVAC)のFOOT吹出し口のドア開度により調整したことを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の車両用暖房装置。
- 前記吹出し風量を前記空調ユニット(HVAC)のKNEE吹出し口のドア開度により調整したことを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の車両用暖房装置。
- エンジン水温が所定値未満のときは、前記足元吹出し風量をゼロとしたことを特徴とする請求項2から8のいずれか1項に記載の車両用暖房装置。
- 前記空調ユニット(HVAC)の必要吹出温度(TAO)、前記空調ユニット(HVAC)の設定温度、外気温度、内気温度、足元雰囲気温度、又は、シートヒータ温度に基づいて、前記輻射熱暖房装置のON、OFFを制御したことを特徴とする請求項1又は2に記載の車両用暖房装置。
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