JP2822605B2 - 車両用暖房装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、複数の温水ヒータを直列に接続した温水回
路を有する車両用暖房装置に関する。

［従来の技術］ 従来より、例えばバス車両においては、経済性、およ
びバス車両への架装性の面から複数の温水ヒータを直列
に接続した温水回路を有する温水式分散型暖房装置が有
利である。

一方、従来より、温水ヒータの吹出温度の制御は、温
水ヒータの上流側に配されたエアミックスダンパの開度
を調整することによって、温水ヒータを通過する空気量
と温水ヒータを迂回する空気量との割合を変化させて行
われていた。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、温水式分散型暖房装置において、各温水ヒ
ータのエアミックスダンパを同一開度で制御した場合に
は、各温水ヒータが温水配管で直列に接続されているの
で、各温水ヒータで所定温度ずつ温水温度が低下してい
く。このため、各温水ヒータの吹出温度に差が生じ、車
室内の温度がところどころで相違することとなり、車両
乗員にとって車室内が不快な暖房状態となるという不具
合があった。

そこで、この不具合を解消するために、各ヒータコア
の吹出温度を検出する吹出温度センサを設けて、各温水
ヒータの吹出温度を一定にすることが考えられる。

ところが、この方法では、吹出温度センサが温水ヒー
タの数だけ必要となるので、吹出温度センサと制御回路
とを接続する電気配線が複雑化するという不具合があっ
た。

本発明は、簡易な構造で、しかも車室内の温度を均一
化することができる車両用暖房装置の提供を目的とす
る。

［課題を解決するための手段］ 本発明の車両用暖房装置は、複数の温水ヒータを直列
に接続した温水回路と、各温水ヒータの放熱による温水
温度の低下を考慮して設定されたデータに基づいて各温
水ヒータの吹出温度をほぼ一定にする制御手段とを備え
た技術手段を採用した。

例えば、制御手段は、各温水ヒータの上流側に配置さ
れ、開度を調整することによって、温水ヒータを通過す
る空気量と温水ヒータを迂回する空気量との割合を変化
させる複数のエアミックスダンパと、各エアミックスダ
ンパの開度を個々に変化させる複数の駆動手段と、各温
水ヒータの放熱による温水温度の低下を考慮して設定さ
れたデータに基づいて、複数の駆動手段を個々に制御し
て各温水ヒータの吹出温度をほぼ一定にする制御回路と
から構成される。

あるいは、制御手段は、各温水ヒータにそれぞれ空気
を吹き付ける複数の送風機と、各温水ヒータの放熱によ
る温水温度の低下を考慮して設定されたデータに基づい
て、複数の送風機を個々に制御して各温水ヒータの吹出
温度をほぼ一定にする制御回路とから構成される。

［作用］ 制御手段によって、直列に接続された各温水回路の放
熱による温水温度の低下を考慮して設定されたデータに
基づいて各温水ヒータの吹出温度をほぼ一定となるよう
に制御する。

［発明の効果］ 各温水ヒータの吹出温度がほぼ一定のため車室内の温
度を均一化することができる。このため、車両乗員にと
って車室内が快適な暖房状態となる。

また、各温水ヒータの吹出温度を検出する吹出温度セ
ンサが不要となるので、吹出温度センサと制御回路とを
接続する電気配線が不要となるので簡易な構造となる。

［実施例］ 本発明の車両用暖房装置を図に示す実施例に基づき説
明する。

第１図ないし第６図は本発明の第１実施例を示す。第
１図はバス車両に組み込まれた温水式の分散型暖房装置
を示す図である。

分散型暖房装置１は、温水回路２および暖房能力制御
装置４を有する。

温水回路２は、エンジン３によって駆動されるウォー
タポンプにより、エンジン３のウォータジャケット内を
循環して加熱される温水（例えば70℃）を、デフロスタ
ヒータ20および第１〜第４温水ヒータ21〜24を順に通過
させるものである。

なお、これらのデフロスタヒータ20および第１〜第４
温水ヒータ21〜24は、温水配管25によって直列に接続さ
れ、内部を通過する温水と外部を通過する空気とを熱交
換して空気を加熱するものである。デフロスタヒータ20
は、バス車両11の前部側に配置され、エンジン３の下流
側の温水回路２に配置されている。第１温水ヒータ21は
バス車両11の前部右側に配置され、第２温水ヒータ22は
バス車両11の前部左側に配置され、第３温水ヒータ23は
バス車両11の後部左側に配置され、第４温水ヒータ24は
バス車両11の後部右側に配置されている。

第２図は第１温水ヒータ21を有するヒータユニット10
を示す図である。

暖房能力制御装置４は、本発明の制御手段であって、
複数の通風ダクト５、複数の送風機６、複数のエアミッ
クスダンパ７、複数のサーボモータ８、１つのマイクロ
コンピュータ９から構成される。なお、１つの温水ヒー
タ、１つの通風ダクト５、１つの送風機６、１つのエア
ミックスダンパ７および１つのサーボモータ８によって
１つのヒータユニット10が構成される。

各ヒータユニット10の構造は、同一構造であるため、
第１温水ヒータ21を有するヒータユニット10の他のヒー
タユニット10の説明を省略する。

通風ダクト５は、車室内空気を吸い込む吸込口51およ
び車室内に空気を吹き出す吹出口52を有し、車室内に向
かって空気を送るものである。

送風機６は、通電されると、通風ダクト５内において
車室内に向かう空気流を発生させるものである。

エアミックスダンパ７は、デフロスタヒータ20および
第１〜第４温水ヒータ21〜24の上流側の通風ダクト５内
に配置されている。このエアミックスダンパ７は、開度
の変化に応じて、デフロスタヒータ20および第１〜第４
温水ヒータ21〜24を通過する空気量とデフロスタヒータ
20および第１〜第４温水ヒータ21〜24を迂回する空気量
との割合を変化させるものである。

第３図はダンパ駆動回路81を示す電気回路図であり、
第４図は分散型暖房装置１を示すブロック図である。

サーボモータ８は、通電量に応じてエアミックスダン
パ７の開度を変化させるものである。各サーボモータ８
は、それぞれダンパ駆動回路81〜84によって、通電量が
制御されるとともに、エアミックスダンパ７の開度に対
応した回動位置が検出される。

ダンパ駆動回路81〜84の構造は、同一構造であるた
め、ダンパ駆動回路81の他のダンパ駆動回路82〜84の説
明を省略する。

ダンパ駆動回路81は、可変抵抗85、２つの抵抗86、コ
ンデンサ87、２つのダイオード88および外部接続端子Ａ
〜Ｅから構成されている。このダンパ駆動回路81は、マ
イクロコンピュータ９により外部接続端子Ａ、Ｂを介し
てサーボモータ８が通電される。このとき、ダンパ駆動
回路81は、サーボモータ８内の電流の流れ方向および通
電時間に応じてエアミックスダンパ７の開度がHOT方向
またはCOOL方向に変化することによって、可変抵抗85の
電気抵抗値も増減する。そして、ダンパ駆動回路81は、
可変抵抗85の電気抵抗値、すなわち、エアミックスダン
パ７の開度を外部接続端子Ｃからマイクロコンピュータ
９に送る。

マイクロコンピュータ９は、ダンパ駆動回路81〜84の
外部接続端子Ｃ、メインスイッチ91、温度設定スイッチ
92および車室内温度センサ93の出力を入力する。そし
て、マイクロコンピュータ９は、入力値と第１〜第４温
水ヒータ21〜24の放熱による温水温度の低下（例えば−
４℃ずつ低下する）を考慮して予め設定されたデータ
（車室内温度に応じて変更されるデータ：例えば車室内
温度が25℃のとき第５図のデータを用いる）とに基づい
てダンパ駆動回路81〜84の外部接続端子Ａ、Ｂを介して
サーボモータ８を通電制御するとともに、各送風機６の
通電量を制御する。

メインスイッチ91は、車両乗員によって操作され、暖
房運転を行う（オン）か否か（オフ）をマイクロコンピ
ュータ９に指示するものである。

温度設定スイッチ92は、車両乗員によって操作され、
車両乗員により設定された車室内の設定温度（例えば25
℃）を電気信号に変換してマイクロコンピュータ９に送
るものである。

車室内温度センサ93は、バス車両11の中央部の車室内
に配設され、検出した車室内温度を電気信号に変換して
マイクロコンピュータ９に送るものである。

第６図はマイクロコンピュータ９を表す作動フローチ
ャートである。

初めに、メインスイッチ91がオンされているか否かを
判断する（ステップS1）。メインスイッチ91がオンされ
ていない（No）時、リターンする。

ステップS1において、メインスイッチ91がオンされて
いる（Yes）時、車室内温度センサ92の出力（Tr）を読
込み（ステップS2）、温度設定スイッチ92の出力（Ts）
を読込む（ステップS3）。

そして、車室内温度と設定温度との温度差を演算し
て、この温度差に応じて第１〜第４温水ヒータ21〜24の
吹出温度（Ｔ）を決定する（ステップS4）。つぎに、第
１〜第４温水ヒータ21〜24の放熱による温水温度の低下
を考慮して予め設定されたデータ（車室内温度に応じて
変更されるデータ）を読込み、このデータに基づいて各
エアミックスダンパ７の設定開度（θ）を決定する（ス
テップS5）。各外部接続端子Ｃから出力を読込む。すな
わち、各エアミックスダンパ７の開度を読込む（ステッ
プS6）。各エアミックスダンパ７の開度が設定開度
（θ）であるか否かを判断する（ステップS7）。設定開
度（θ）である（Yes）時、リターンする。

設定開度（θ）ではない（No）時、各外部接続端子
Ａ、Ｂを介してサーボモータ８を通電する。すなわち、
決定された設定開度（θ）となるように各エアミックス
ダンパ７を駆動する（ステップS8）。

そして、各外部接続端子Ｃの出力を読込む。すなわ
ち、各エアミックスダンパ７の開度を読込む（ステップ
S9）。各エアミックスダンパ７の開度が設定開度（θ）
であるか否かを判断する（ステップS10）。設定開度
（θ）ではない（No）時、ステップS9の制御を行う。

ステップS10において、設定開度（θ）である（Yes）
時、サーボモータ８の通電を停止する。すなわち、各エ
アミックスダンパ７の駆動を終了する（ステップS1
1）。その後に、リターンする。

本実施例の分散型暖房装置１の作動を第１図ないし第
５図に基づき説明する。

車両乗員がメインスイッチ91をオンして、温度設定ス
イッチ92を操作して車室内の設定温度を例えば30℃に設
定する。

すると、マイクロコンピュータ９は、車室内温度セン
サ93から出力された電気信号を入力して、現在の車室内
温度（Tr℃：例えば25℃）を読込み、さらに温度設定ス
イッチ92から出力された電気信号を入力して、車室内の
設定温度（Ts℃：例えば35℃）を読込む。そして、マイ
クロコンピュータ９は、車室内温度と設定温度との温度
差を演算して、この温度差に基づいて第１〜第４温水ヒ
ータ21〜24の吹出温度（Ｔ℃：例えば40℃）を決定す
る。つづいて、第１〜第４温水ヒータ21〜24の放熱によ
る温水温度の低下（−４℃ずつ低下する）を考慮して予
め設定された車室内温度が例えば25℃のときのデータ
（第５図参照）に基づいて、各エアミックスダンパ７の
設定開度（θ）を決定する。

第１〜第４温水ヒータ21〜24のエアミックスダンパ７
の設定開度（θ）は、例えば第５図に示すように、θ１
〜θ４に設定される。

そして、マイクロコンピュータ９は、各エアミックス
ダンパ７の開度が設定開度となるように、各サーボモー
タ８を個々に制御して各エアミックスダンパ７の開度を
変化させる。このため、各サーボモータ８によって、第
１温水ヒータ21のエアミックスダンパ７から第４温水ヒ
ータ24のエアミックスダンパ７の順に開度が小さくなる
ように、各エアミックスダンパ７が駆動される。

したがって、例えば25℃の車室内空気を各吸込口51よ
り送風機６の回転により吸引した空気を、各エアミック
スダンパ７によって第１〜第４温水ヒータ21〜24を通過
する空気量と第１〜第４温水ヒータ21〜24を迂回する空
気量とがそれぞれ所定の割合となるように制御される。
このため、各吹出口52から吹出される第１〜第４温水ヒ
ータ21〜24の吹出温度がほぼ一定の温度（例えば40℃）
となる。

すなわち、第１〜第４温水ヒータ21〜24の吹出温度が
ほぼ一定となるので、バス車両11の前部と後部との温度
差、左側と右側との温度差がなくなることによって、車
室内温度が均一化される。また、第１〜第４温水ヒータ
21〜24の吹出温度を検出する吹出温度センサが不要とな
るので、吹出温度センサとマイクロコンピュータとを接
続する電気配線が不要となるため構造が簡略化でき、低
コストとなる。

第７図および第８図は本発明の第２実施例を示す。第
７図は分散型暖房装置１を示すブロック図である。

この実施例の制御手段は、各通風ダクト５内に配設さ
れた送風機6a〜6dと、送風機6a〜6dのファン駆動回路61
〜64を制御するマイクロコンピュータ９とから構成され
る。ファン駆動回路61〜64は、マイクロコンピュータ９
からの電気信号に応じて各送風機6a〜6dの通電量を変化
させるとともに、各送風機6a〜6dの回転速度を電気信号
に変換してマイクロコンピュータ９に送る。

この実施例は、マイクロコンピュータ９により第１〜
第４温水ヒータ21〜24の放熱による温水温度の低下を考
慮して設定されたデータに基づいて、各送風機6a〜6dの
回転速度（送風量）に差を設けることによって、第１〜
第４温水ヒータ21〜24の吹出温度を一定にして車室内温
度を均一化する。

第８図はマイクロコンピュータ９の作動フローチャー
トである。第６図と同一番号は同一制御を表し、説明を
省略する。

ステップS4の制御を行った後に、第１〜第４温水ヒー
タ21〜24の放熱による温水温度の低下を考慮して予め設
定されたデータを読込み、このデータに基づいて各送風
機6a〜6dの設定回転速度（Rs）を決定する（ステップS2
1）。各送風機6a〜6dの回転速度を読込む（ステップS2
2）。各送風機6a〜6dの回転速度が設定回転速度（Rs）
であるか否かを判断する（ステップS23）。設定回転速
度である（Yes）時、リターンする。

設定回転速度（Rs）ではない（No）時、決定された各
送風機6a〜6dの設定回転速度（Rs）に応じた通電信号
を、ファン駆動回路61〜64にそれぞれ出力する。すなわ
ち、設定回転速度（Rs）となるように各送風機6a〜6dの
通電量を変更する（ステップS24）。

そして、各送風機6a〜6dの回転速度を読込む（ステッ
プS25）。各送風機6a〜6dの回転速度が設定回転速度（R
s）であるか否かを判断する（ステップS26）。設定回転
速度（Rs）ではない（No）時、ステップS25の制御を行
う。

ステップS26において、設定回転速度（Rs）である（Y
es）時、ファン駆動回路61〜64への通電信号の出力を停
止する。すなわち、各送風機6a〜6dの通電量を一定に保
つ（ステップS27）。その後に、リターンする。

（変形例） 本実施例では、温水ヒータを４個設けたが、温水ヒー
タは２個以上であれば幾つでも良い。

本実施例では、本発明をバス車両に搭載したが、普通
乗用車、鉄道車両等その他の車両に搭載しても良い。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は本発明の第１実施例を示す。第１
図はデフロスタヒータおよび各温水ヒータのバス車両へ
の配置図、第２図はヒータユニットの断面図、第３図は
ダンパ駆動回路を示す電気回路図、第４図は分散型暖房
装置を示すブロック図、第５図はエアミックスダンパの
開度と温水ヒータの吹出温度との関係を表すグラフ、第
６図はマイクロコンピュータの作動フローチャートであ
る。 第７図および第８図は本発明の第２実施例を示す。第７
図は分散型暖房装置を示すブロック図、第８図はマイク
ロコンピュータの作動フローチャートである。 図中 １……分散型暖房装置、２……温水回路、４……暖房能
力制御装置（制御手段）、21……第１温水ヒータ、22…
…第２温水ヒータ、23……第３温水ヒータ、24……第４
温水ヒータ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（ａ）複数の温水ヒータを直列に接続した
   温水回路と、 （ｂ）各温水ヒータの放熱による温水温度の低下を考慮
   して設定されたデータに基づいて各温水ヒータの吹出温
   度をほぼ一定にする制御手段と を備えた車両用暖房装置。