JP2020509960A - 電気暖房装置 - Google Patents

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Abstract

本発明は、自動車用の電気暖房装置、特に、パーキング・ヒータに関し、電気暖房装置は、外部システム電圧に接続され、且つ、車載用車両冷却回路内に組み込まれるように構成されており、冷却回路内に存在する冷却剤流体に熱を送るための少なくとも一つの電気加熱要素（１２）と、外部システム電圧を変換するための電源部（１４）と、バッテリ充電、循環ポンプの動作、又は車両ファンの動作のための出力（１５、１６、１７）とを備える。

Description

本発明は、請求項１に記載の自動車用の電気暖房装置、特に、パーキング・ヒータ、及びその暖房装置を動作させるための方法に関する。
自動車用のパーキング・ヒータが従来技術から広く知られている。ここで、知られているコンセプトには乗員室の暖房を伴わないエンジンの予熱も含まれる。この予熱の一部は、冷却水のための循環ポンプを用いず、もっぱら対流によって実行される。更に知られているコンセプトには、エンジン予熱器と乗員室の暖房（及び適用可能である場合、バッテリ充電）とのための別個の構成要素を有するモジュール式システムも含まれる。
エンジン予熱のみのための装置は、少なくとも、一年の寒季においては乗員室の昇温、又は窓の曇り防止が行われないため、不都合である。
モジュール式設計のシステムは複数の構成要素の設置を必要とする。乗員室は、専用ファンが設けられた電気ヒータによって暖房される。これらは乗員室内で（場合によっては、配線と共に）見えるか、又は例えば、助手席の下に設置されており、窓の除氷ができない、又は、限定的にしかできない。
シガレット・ライタを介して動作されるか、又は車両バッテリに直接接続されたシステムは、限定的な暖房能力を有するのみであり、それらの動作はバッテリを消耗させる。長時間使用した場合には、もはや車両を始動することができなくなる程度までバッテリが放電してしまうことがありうる。
本発明は、エンジンの予熱及び乗員室の暖房を効果的かつ省スペースに可能にする、自動車用の電気暖房装置、特に、パーキング・ヒータ、及びその暖房装置を動作させるための方法を提案することを目的とする。本発明は、更に、対応するシステム、及びこの種の暖房装置を有する自動車を提案することを目的とする。
この目的は、特に、自動車（例えば自家用車又はＨＧＶ）のための暖房装置、好ましくは、パーキング・ヒータによって達成され、その電気暖房装置は、外部電圧源（例えば、公衆送電網システム）に接続され、且つ、車載用車両冷却回路内に組み込まれるように構成されており、冷却回路内に存在する冷却剤流体（特に、冷却水）に熱を送るための少なくとも一つの加熱要素と、（車両、特に、車両の加熱若しくは暖房装置の）１又は複数の更なる構成要素、特に、（冷却剤流体のための）循環ポンプ、及び／又は車両ファン、及び／又はバッテリの充電供給のために、外部電圧源のシステム電圧をローカル電圧（特に、ＤＣ電圧）に変換する電源部と、を備える。本明細書においては、自動車の車両ファンの制御のため、及び／又は自動車のバッテリの充電の制御のための、（制御信号を出力するための）制御部を提供することができる。
本発明の核となるコンセプトは、電気暖房装置、特に、（一体化された）電源部を備えるパーキング・ヒータであり、この電源部によって、更なる構成要素、特に循環ポンプにローカル電圧を供給することができる。加えて、車両ファンを更に設ける、及び／又は車両ファンを作動させることができることが好ましい。本発明の更なるコンセプトによれば、バッテリの充電（特に、維持充電）のための制御機能と有利に組み合わせられる。この目的を達成するために、車両ファンが存在する場合は、車両ファンを、乗員室の暖房のために利用することができる。同時に、バッテリを充電することにより（特に、車両ファンがバッテリによって電力を供給される場合には）、車両をもはや始動させることができなくなる程度までバッテリが放電してしまうことを確実に防ぐことができる。全体として、結果的に、乗員室を効率的で制限なく暖房することが可能になる。
暖房装置は、電源部によって送られるローカル電圧を用いて構成要素、例えば、循環ポンプ及び／又はファンを作動させるための一つ又は複数の制御信号を出力するために構成することができ、並びに／或いは自動車のバッテリ／上記バッテリの充電機能の制御のために構成することができる。
車両ファンは、（例えば、フロント・ガラスの領域内、又は車両取付部品領域内若しくは足下空間内に）複数の排気口（例えば、スロット）を備える換気システムと通常協働する、自動車内の（工場であらかじめ設置された）ファンとして理解されるべきである。電源部及び制御部は、様々な構成要素によって、又は共通構成要素によって構成することができる。更に、電源部は、制御部の少なくとも一部を（更なる構成要素と共に）構成するように構成されてもよい。（電気）加熱要素は、電気抵抗器、例えば、管状ヒータ及び／又は少なくとも一つの層ヒータであることが好ましい。暖房装置は循環ポンプをあらかじめ組み込むことができる。しかし、後者は（例えば、更なる筐体内に）補足的に設けることもできる。
外部電圧源はＡＣ電圧であることが好ましい。システム電圧の周波数は４０ヘルツ〜７０ヘルツ（特に、≧５０ヘルツ又は≦６０ヘルツ）でもよい。システム電圧は１００ボルト〜５００ボルトであることが好ましい。ローカル電圧は２ボルト〜８０ボルト、特に、５ボルト〜５０ボルトでもよい。ローカル電圧（車載電圧）に付与される電流は（適用可能である場合、全面的な）直流電流（又は、代わりに交流電流）でもよい。
特定の形式の実施形態では、電気暖房装置は、電源部による車両ファンへのローカル電圧の供給のために構成されている。この形式の実施形態では、適用可能である場合、車両ファンは、電気暖房装置によって作動させられる（及び次に、例えば、車両バッテリを介して電圧を供給される）だけでなく、電圧供給自体も電気暖房装置、即ち、電気暖房装置の電源部によって送られる。これにより、単純な手段によって乗員室を特に効率的に加熱することが可能になる。
バッテリのための充電機能の制御は、維持充電が行われるように実行されることが好ましい。例えば、最初に、（例えば、電気暖房装置の動作の開始時に）実際の充電状態が決定され、後の時点において実際の充電状態が（例えば、特定の値だけ、又はパーセンテージ値だけ）低下したことが観測されると、バッテリが元の実際の状態が回復されるまで充電プロセスを受けるように、制御を行ってもよい。これにより、加熱（乗員室の暖房又はエンジン予熱）が実行されなかった場合と同じ状態に、バッテリの状態を維持することができる。また、（バッテリを損傷することなく）充電が可能な電圧を（少なくとも、加熱システムの動作中に）バッテリに継続的に供給するように制御してもよい。
加熱要素（適用可能である場合、水路を有する）と、電源部及び／又は制御部とは、サブアセンブリ内に（適用可能である場合、筐体内に）配置されてもよい。サブアセンブリは、特に、加熱要素並びに電源部又は制御部が互いにすぐ近くに（例えば、１０ｃｍ未満若しくは５ｃｍ未満の隙間以内に、又は互いにじかに近接して）配置された構造ユニットとして理解されるべきである。適用可能である場合、加熱要素と、電源部及び／又は制御部とは、別個の筐体内にそれぞれ配置することとしてもよい。この場合、その結果として複数の筐体が生じるが、これら筐体は、好ましくは、互いに隣接して（特に、５ｃｍ未満の隙間以内に、又は互いにじかに近接して、特に、互いに接触して）配置される。したがって、単純な手段によって乗員室を効率的に暖房することが可能な、コンパクトな電気暖房装置が提供される。
電気加熱要素並びに電源部及び／又は制御部は、電気暖房装置の同じネットワーク接続部を介して供給を受けることが好ましい。それゆえ、電気加熱要素には、システム電圧が直接（即ち、電源部を介した「迂回路」を用いずに）供給されることが好ましい。全体として、これにより効率的に動作することが可能になる。
上述の目的は、更に、上述された種類の電気暖房装置と、（上述の）循環ポンプ、並びに／或いは（上述の）ファン、並びに／或いは（上述の）バッテリ、並びに／或いはシステム／暖房装置を起動するための手段、例えば、リモート・コントローラ及び／又はＵＭＴＳ接続、並びに／或いは車両ファンの温度依存起動のための手段、並びに／或いは水ポンプの温度依存制御のための手段と、を備えるシステムによって達成される。
上述の目的は、更に、上述された種類の電気暖房装置、及び／又は上述された種類のシステムを備える自動車によって達成される。
目的は、更に、特に上述された種類の電気暖房装置、好ましくはパーキング・ヒータ、（特に、上述された種類の）自動車の適用によって達成される、電気暖房装置は、外部電圧源に接続され、車載用車両冷却回路内に組み込まれるように構成されており、車両のバッテリに充電するため、及び／又は車載車両に供給するために、冷却回路内に存在する冷却剤流体に熱を送るための少なくとも一つの加熱要素を備える。
このように、本発明の核となるコンセプトは、電気暖房装置が、車両のバッテリに充電するため、及び／又は車載用車両ファンに供給電圧を供給するために利用されることにある。特に、暖房装置の電源部が、これを可能にする対応する出力（又は複数の出力）を組み込むことができる。
それゆえ、暖房装置、特に、パーキング・ヒータを長時間にわたって効果的に動作させることができる。
上述の目的は、更に、上述された種類の暖房装置、又は上述された種類のシステム、又は上述された種類の自動車を動作させるための方法であって、車両のバッテリにその充電のために、暖房装置を用いて電力が供給され、及び／又は車載用車両ファンに暖房装置を用いて電力が供給され、及び／又は車両のバッテリ／上記バッテリの充電が暖房装置を用いて制御され、及び／又は車載用車両ファン／上記車載用車両ファンの動作が暖房装置を用いて制御される、方法によって達成される。更に、特に、循環ポンプにも電圧が供給され、また、適用可能である場合、循環ポンプは電気暖房装置を用いて制御される。
本発明は、以下において図１を参照してより詳細に説明される例示的な実施形態に関して記載される。
本発明に係る暖房装置の概略図を示す。
図１は電気暖房装置の概略図を示す。暖房装置は、水路１１を有する筐体１０を備える。水路１１内に電気加熱要素１２が配置されており、これにより、電流が電気加熱要素を流れると、生じた熱が水路１１内の流体（水）を加熱する。冷却剤流体（冷却水）は、（概略的に表現された）接続部１３を介して供給及び排出可能である。
暖房装置は、更に、電源部１４と、バッテリ充電、循環ポンプの動作、及び（適用可能な場合）車両ファンの動作のための出力１５、１６及び（オプションで）１７とを備える。更に、ネットワーク接続部１８が設けられており、このネットワーク接続部１８によって、電気暖房装置を外部電圧源（公衆送電網システム）に接続することができる。スイッチ（サーモスタットスイッチ）１９を用いて電気加熱要素のスイッチを入れてもよい。電気加熱要素には、公衆送電網システムから（直接、即ち、電源部を介さずに）外部電圧が供給される。更に、制御部２０が（適用可能な場合、少なくとも部分的には電源部１４の構成要素として）設けられており、適用可能な場合、制御部２０によって一つ又は複数の出力２２ａ、２２ｂ、２２ｃを介して、循環ポンプ、及び／又はバッテリ充電機能、及び／又は車両ファンを作動させることができる。
電源部１４は設置スペース２１内に（適用可能な場合、制御部と組み合わせて）配置することができる。この設置スペースは、電気加熱要素と共に、共通筐体内に設けられるか、又は別個の筐体に収容されることができる（その場合でも、別個の筐体は、電気加熱要素が配置されている筐体上に配置される）。
図１に係る形式の実施形態では、熱は冷却水へ直接逃がされる。電源部１４は、供給電圧（例えば、２３０ボルト）を、例えば、循環ポンプ、及び、適用可能な場合、車両ファンに供給するために（約）１３．８ボルトへ変換することを可能にする。
ここで、上述の構成要素は全て、特に、図面において示された詳細は、それ自体を個々に及び任意に組み合わせて考慮したうえで、本発明に不可欠のものとして特許請求されることが理解されるべきである。この開示からの変形は当業者によく知られるものである。
１０ 筐体
１１ 水路
１２ 電気加熱要素
１３ 接続部
１４ 電源部
１５ 循環ポンプ用出力
１６ バッテリ充電機能用出力
１７ ファン用出力
１８ ネットワーク接続部
１９ スイッチ
２０ 制御部
２１ 設置スペース

Claims (10)

  1. 外部システム電圧に接続され、且つ、車載用車両冷却回路内に組み込まれるように構成された、自動車用の電気暖房装置、特に、パーキング・ヒータであって、
    前記冷却回路内に存在する冷却剤流体に熱を送るための少なくとも一つの電気加熱要素（１２）と、
    前記外部システム電圧をローカル電圧に変換するための電源部（１４）であって、特に、循環ポンプ、及び／又は車両ファン、及び／又はバッテリの充電に供給するための電源部と、
    を備える電気暖房装置。
  2. 前記外部システム電圧が１００Ｖ〜５００Ｖであり、及び／又は前記システム電圧の周波数が５０Ｈｚ〜６０Ｈｚであり、及び／又は前記ローカル電圧が５Ｖ〜５０Ｖであることを特徴とする、
    請求項１に記載の電気暖房装置。
  3. 前記暖房装置は、
    前記電源部によって送られる前記ローカル電圧を用いて構成要素、例えば、循環ポンプ及び／又はファンを作動させるための一つ又は複数の制御信号の出力のために構成される、
    並びに／或いは
    前記自動車のバッテリ／前記バッテリの充電機能の制御のために構成されていることを特徴とする、
    請求項１又は２に記載の電気暖房装置。
  4. 前記バッテリの前記充電機能の前記制御が維持充電機能を実行することを特徴とする、
    請求項３に記載の電気暖房装置。
  5. 前記加熱要素（１２）だけでなく、前記電源部（１４）及び／又は前記制御部（２０）が、サブアセンブリ内、又は適用可能な場合、筐体内に配置されていることを特徴とする、
    請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電気暖房装置。
  6. 前記電気加熱要素（１２）並びに前記電源部（１４）及び／又は前記制御部（２０）が同じネットワーク接続部を介して供給を受けることを特徴とする、
    請求項１乃至５のいずれか一項に記載の電気暖房装置。
  7. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載の電気暖房装置と、
    前記循環ポンプ、並びに／或いは前記ファン、並びに／或いは前記バッテリ、並びに／或いは前記システム／暖房装置を起動するための手段、例えば、リモート・コントロール及び／又はＵＭＴＳ接続、並びに／或いは前記車両ファンの温度依存起動のための手段、並びに／或いは前記水ポンプの温度依存制御のための手段と、
    を備えるシステム。
  8. 請求項１乃至７のいずれか一項に記載の電気暖房装置、及び／又は請求項７に記載のシステムを備える自動車。
  9. 特に、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の電気暖房装置、好ましくは、パーキング・ヒータ、及び／又は特に請求項８に記載のシステム、特に請求項７に記載の自動車の適用であって、
    前記電気暖房装置は、外部電圧源に接続され、車載用車両冷却回路内に組み込まれるように構成されており、
    前記電気暖房装置は、前記冷却回路内に存在する冷却剤流体に熱を送るため、前記車両のバッテリに充電するため、及び／又は車載用車両ファンに供給電圧を供給するため、及び／又は循環ポンプに供給するための、少なくとも一つの加熱要素（１２）を備える、適用。
  10. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載の暖房装置、又は請求項７に記載のシステム、又は請求項８に記載の自動車を動作させるための方法であって、
    前記車両のバッテリの充電のために前記暖房装置を用いて電力が前記車両のバッテリに供給され、及び／又は前記暖房装置を用いて電力が車載用車両ファンに供給され、及び／又は前記車両のバッテリ／前記バッテリの充電が前記暖房装置を用いて制御され、及び／又は車載用車両ファン／前記車載用車両ファンの動作が前記暖房装置を用いて制御される、方法。
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