JP3154590B2 - 車両用暖房装置 - Google Patents

車両用暖房装置

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JP3154590B2 JP12130293A JP12130293A JP3154590B2 JP 3154590 B2 JP3154590 B2 JP 3154590B2 JP 12130293 A JP12130293 A JP 12130293A JP 12130293 A JP12130293 A JP 12130293A JP 3154590 B2 JP3154590 B2 JP 3154590B2
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00492Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices comprising regenerative heating or cooling means, e.g. heat accumulators

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  • Thermal Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、蓄熱装置を用いて車両
エンジンが作動してないときでも小さい消費電力で暖房
することのできるようにした車両用暖房装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、車両用暖房装置は、車両用エンジ
ン1の冷却水を図1に示すエアコンダクト7に設置した
ヒータコア2に冷却水管3で送り、エンジン冷却時に冷
却水に吸収された熱を、エアコンダクト7の上流端に設
けられたブロア9によりエアコンダクト7内を流動させ
られる暖房用空気に放出し、加熱することにより行って
いる。このようにエンジンの作動により発生する熱を暖
房装置の熱源として直接使用するヒーティングシステム
を採用している。また、この様なヒーティングシステム
を採用した場合においてもエンジン始動直後や、エンジ
ン停止時にも、暖房できるようにするため、電気ヒータ
をエアコンダクト7に組み込んでおき、これに車両用電
源から電力を供給し暖房を行う電気式ヒータシステムに
よって行うことも可能である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電気式
ヒータシステムにより暖房を行う場合、熱源として使用
される消費電力が大きく、限られた車両用電源に与える
影響は大きく実用的でない。
【0004】また、ヒータコア2による暖房を考慮して
その仕様が決定されるブロア9は、電気ヒータによる暖
房には不適当である等電気式ヒータシステム専用のファ
ン、駆動装置、制御装置等が別途必要となるほか、これ
等の設置場所も問題となる。さらに、エンジンの作動に
より発生する熱を直接使用する暖房装置を用いて、停車
時においても暖房を行うようにすれば、効率の悪い燃料
消費となるばかりでなく、排気ガスを排出し、また音量
レベルは小さくても騒音源となるため、付近の環境に悪
影響を与える不具合がある。特に走行時の排気ガスは対
気速度があるため大気中に拡散しやすく問題となること
は少いが、駐車中に発生する排気ガスは大気中に拡散し
にくく、排気ガスを発生する地域に滞留しやすく車両の
中を含めた、車両付近の環境への悪影響は走行時に比べ
格段に大きくなる。
【0005】さらに、暖房を目的をするだけのエンジン
駆動になるため低負荷の駆動が続くこととなり、エンジ
ンに好ましくない影響が出て来る不具合もある。
【0006】また、エンジン始動時においては、エンジ
ンが冷却した状態からスタートするため、特に暖房を必
要とする場所、時期においては冷却水の温度上昇が遅く
始動後長時間経過しないと暖房効果が生じないという不
具合もある。
【0007】本発明は、上述の従来の車両用暖房装置の
不具合を解消するため高速走行時や長時間走行時の余剰
暖房能力を利用した消費電力の少い蓄熱暖房システムと
専用ファン等の専用装置を必要としないコンパクトなシ
ステムを用いることにより、エンジン始動時においては
冷却水による従来のヒーティングシステムによる暖房が
可能となるまでの間良好な暖房立上り性を確保できると
ともに、エンジン停止時においても車内に温風を供給し
暖房できる車両用暖房装置を提供することを目的とす
る。
【0008】
【問題を解決するための手段】このため、本発明の車両
用暖房装置においては、高速走行時や長時間走行時に排
出されるエンジン余熱を従来装置のヒータコアから出た
冷却水、又はヒータコアに導入される前の冷却水から吸
収して蓄熱する蓄熱装置を用いてエンジン停止時若しく
はエンジン始動直後の暖房に利用する手段とした。さら
に蓄熱装置の蓄熱はエアコンダクトに隣接した収納部で
行い、暖房に利用するための放熱はエアコンダクトに設
けたセット位置で行う様にし収納部とセット位置との間
で蓄熱装置を移動自在とする手段を講じた。
【0009】さらに、本発明の車両用暖房装置において
は、上記手段に加え冷却水の温度を検出する冷却水温度
検出器と蓄熱装置に組み込まれた蓄熱部の温度を検出す
る蓄熱温度検出器からの温度信号を入力した制御装置に
より暖房用のブロア、冷却水供給切換装置および蓄熱装
置を移動させる駆動装置をそれぞれ温度信号に応じた作
動を行う手段としたものも採用する。
【0010】
【作用】上述のように構成された蓄熱装置により暖房を
行うため、エンジン停止時若しくはエンジン始動直後に
おいても車両の暖房が、消費電力の大きい電気ヒータを
使用せずに可能になる。また駐車中の暖房がエンジン停
止の状態で行えるため、駐車中のエンジン作動に伴う前
記不具合が一掃できる。
【0011】また蓄熱装置をエンジンダクトに隣接した
収納部とエンジンダクトのセット位置との間で移動自在
としたので、従来のヒータコアによる暖房時においても
これらの影響を受けずに効果的な蓄熱が出来ると共に、
蓄熱装置の配設により従来の暖房装置の効果が阻害され
る不具合が解消される。また、蓄熱装置に蓄積された熱
エネルギーを暖房に使用する場合効果的に熱エネルギー
が利用できると共に、利用の為の特別の装置を必要とせ
ず、装置をコンパクトに纒めることができる。
【0012】さらに、冷却水、蓄熱装置の蓄熱部の温度
により、ブロア、冷却水切換装置、蓄熱装置の駆動装置
を温度に応じた作動をさせる構成としたので、上記作用
に加え蓄熱装置への蓄熱、暖房の開始、終了が運転者の
操作によらず可能となり、特にエンジン始動後の従来装
置による暖房効果が生じるまでの車両の暖房が効果的に
行えるようになる。
【0013】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図1は本発明の一実施例としての車両用暖房装置
を示すブロック図である。同図において、1はエンジ
ン、2はヒータコアである。ヒータコア2はエンジン1
とは、エンジン冷却水管3で接続されており、エンジン
1の冷却によって熱っせられた冷却水は冷却水管3によ
りヒータコア2に導入され内部を循環する間に冷却水中
の熱エネルギーを暖房用空気13に放出し加熱する。こ
れらのヒータコア2、冷却水管3はエンジンの冷却水に
より車両の暖房を行う既存のものである。またヒータコ
ア2出口側冷却水管3には、蓄熱用冷却水管4aが接続
され、その接続部には蓄熱用冷却水管4aを介して蓄熱
装置4に冷却水を導入する冷却水供給切換装置5が配設
され、後述の制御装置10によって作動制御される。冷
却水供給切替装置5により蓄熱用冷却水管4aを介して
送られた冷却水は蓄熱装置6に入り、蓄熱装置6内を循
環し、蓄熱装置6出口側の蓄熱用冷却水管4bにより冷
却水管3に戻るように構成されている。
【0014】蓄熱装置6は蓄熱時保温作用を持つエアコ
ンダクト7に隣接して設けられた収納部7aに収納さ
れ、保温ダンパ7bが収納部7aとエアコンダクト7と
の間を閉じ、保温された状態で、前述の通りヒータコア
2を循環し、放熱した冷却水を導入して冷却水に残存す
る熱エネルギーを、図示しない蓄熱部に格納したパラフ
ィン、塩化カルシウム等からなる蓄熱材に吸収させ蓄熱
を行う。なお、本実施例においては蓄熱装置6に導入さ
れる冷却水をヒータコア2出口側の冷却水管3から分岐
して導入する様にしたが、これはヒータコア2入口側の
冷却水管3から導入して、蓄熱装置6出口側の蓄熱用冷
却水管4bからの冷却水をヒータコア2入口側の冷却水
管3に戻すようにしても良く、また冷却水供給切換装置
5も冷却水管3を流れる冷却水の全量を蓄熱装置6に送
り込むようにするばかりでなく冷却水の一部分を送り込
むようにすることも出来る。また、蓄熱装置6を暖房に
使用する時は、収納部閉鎖、保温していた保温ダンパ7
bを公知の駆動手段を用いて図示矢印で示す通り上方へ
回動させ収納部7aとエアコンダクト7の間を連通させ
た後、駆動装置8により蓄熱装置6を収納部7aからエ
アコンダクト7内の実線で示すセット位置に移動させて
使用する。この駆動装置8は、後述の制御手段10より
の出力信号により作動する。
【0015】なお、エアコンダクト7に隣接して設ける
収納部7aは図2に示すように設けても良い。即ち、図
1に示すものが蓄熱装置6の上辺角部を中心に回動して
収納できるような位置に収納部7aを設けたのに対し
て、本実施例ではエアコンダクト7のセット位置にある
蓄熱装置6を横方向にスライドさせて収納できるよう
に、エアコンダクト7の側壁に凹部を画成して収納部7
aとしたものであり、本実施例のものにおいては蓄熱装
置6の放熱面がエアコンダクト7を流れる暖房用空気に
面しないため保温ダンパ7bは不必要となる。
【0016】さらに、通風ダクト7上流側には既存のブ
ロア9が配設されており、後述の制御手段10により出
力信号により作動し蓄熱装置6による暖房時において
も、このブロア9により送風され、暖房用空気は蓄熱装
置6を通過することにより温められ、車内に温風として
供給される。
【0017】図の10は制御装置を示し、制御装置10
は、すくなくともヒータコアを循環する冷却水温度を検
出する冷却水温度検出器11と蓄熱装置6の蓄熱部温度
を検出する蓄熱温度検出器12よりの入力信号を基に、
切換手段5と駆動手段8とブロア9を制御する。
【0018】図3のフローチャートに基づき本実施例に
おける制御を説明する。まずステップ100にて冷却水
管3から高熱用冷却水管4aに冷却水を通す冷却水切換
装置5を閉じ、蓄熱装置6は収納部7aに納められる。
次に、ステップ101にて暖房モードか冷房モードかを
判別し、暖房モードであれば、ステップ102にて放熱
可能かどうか判別し、可能であればステップ107へ、
不可であればステップ103となる。
【0019】蓄熱の場合、ステップ103にてヒータコ
アに設けた冷却水温度検出器11よりの冷却水温度に対
応した信号T1 が入力され、ステップ104にて信号T
1 があらかじめ設計された所定値Tx以上かを判別し、
Tx以上であればステップ105にて冷却水切換装置5
を開けてヒータコア2からの冷却水を蓄熱装置6に導入
し蓄熱を開始し、Tx以下であれば水温がTxに上がる
まで繰り返す。蓄熱を開始した後、水温がTx以下にな
るか又はエンジンが停止すれば蓄熱は終了となる。
【0020】放熱の場合、ステップ107にてヒータ水
温検出器11より信号T1 を入力し、ステップ108に
てT1 がヒータによる暖房が可能となる水温Tyに達す
る時間tを推定する。次にステップ109にて蓄熱温度
検出器12よりの信号T2 を入力し、ステップ110に
てT2 とt(立上り推定時間)より、時間tの間、車内
に温風を提供できる適正ブロア電圧Vを算出する。そし
てステップ111にて、駆動装置8を作動させ蓄熱装置
6をエアコンダクト2に設けられたセット位置まで移動
させ、演算より求めたブロア電圧Vをブロア9に出力
し、暖房用空気を流動させ暖房を開始する。その後、ス
テップ112にてT1 がTy以上になるか或はステップ
113にてT2 が放熱が可能となる温度Tz以下になる
まで放熱を続け、放熱終了はステップ114にてT1
TyとなるかT2 <Tzの条件が満たされた時に行わ
れ、蓄熱装置6を駆動装置8により収納部7a迄移動さ
せ、収納した後、保温ダンパ7bが収納部7aとエアコ
ンダクト7の間を遮断する。
【0021】
【発明の効果】以上詳述した様に本発明の車両用暖房装
置によれば、車両エンジンの冷却水を循環させて暖房用
の空気を加熱するヒータコアを、ブロアが上流側に設置
されたエアコンダクト内に配設してなる車両用暖房装置
において、前記エアコンダクトに隣接して設けられた収
納部と、該収納部と前記エアコンダクト内に設けられた
セット位置との間で移動自在にされるとともに導入した
冷却水から吸収される熱を蓄熱する蓄熱装置とを備えた
ことによりエンジン停止時若しくはエンジン始動直後に
おいても、消費電力の大きい電気ヒータを使用すること
なく可能となると共に、従来の駐車中における暖房のた
めのエンジン駆動により生じる弊害が一掃出来る。さら
に従来の暖房装置と干渉せずに蓄熱、暖房が可能となり
効果的な蓄熱、暖房ができるとともに従来の暖房装置の
一部を流用できることを相俟って装置をコンパクトにで
き、安価に提供できる。
【0022】さらに、本発明は暖房用空気をエアコンダ
クト内で流動させる前記ブロアと、前記冷却水の温度を
検出する冷却水温度検出器と、前記収納部に収納された
前記蓄熱装置の蓄熱部温度を検出する蓄熱温度検出器
と、前記蓄熱装置を収納部からセット位置に移動させる
駆動装置と、冷却水を蓄熱装置に導入する冷却水供給切
換装置と、前記冷却水温度検出器および蓄熱温度検出器
からの信号を入力し前記ブロア、駆動装置および冷却水
供給切換装置に作動信号を出力する制御装置とを備えた
ことにより蓄熱装置への蓄熱開始、終了および暖房の開
始、終了が自動的に行われ運転者の労力を軽減すると共
に、エンジン停止後においても暖房の効果を享受でき、
特にエンジン始動後の従来装置による暖房効果が生じる
までの暖房が効果的に享受できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る車両用暖房装置の構成
図。
【図2】本発明を構成する収納部および蓄熱装置の駆動
の他の実施例を示す。
【図3】本発明装置を制御する一実施例を示すフローチ
ャートである。
【符号の説明】
5 冷却水切換装置 6 蓄熱装置 7 エアコンダクト 7a 収納部 7b 保温ダンパ 8 蓄熱装置、駆動装置 10 制御装置 11 冷却水温度検出器 12 蓄熱温度検出器

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車両エンジンの冷却水を循環させて暖房
    用空気を加熱するヒータコアを、ブロアが上流側に設置
    されたエアコンダクト内に配設してなる車両用暖房装置
    において、前記エアコンダクトに隣接して設けられた収
    納部と、該収納部と前記エアコンダクト内に設けられた
    セット位置との間で移動自在にされその内部に導入した
    前記冷却水から熱を吸収し蓄熱する蓄熱装置とを備えた
    ことを特徴とする車両用暖房装置。
  2. 【請求項2】 暖房用空気をエアダクト内で流出させる
    前記ブロアと、前記冷却水の温度を検出する冷却水温度
    検出器と、前記蓄熱装置の蓄熱部温度を検出する蓄熱温
    度検出器と、前記蓄熱装置を前記収納部から前記セット
    位置に移動させる駆動装置と、冷却水を蓄熱装置に導入
    すべく冷却水管に配設された冷却水供給切換装置と、前
    記冷却水温度検出器および蓄熱温度検出器からの温度信
    号を入力し前記ブロア、駆動装置および冷却水供給切換
    装置に温度信号に応じた作動信号を出力する制御装置と
    を備えたことを特徴とする請求項1記載の車両用暖房装
    置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1071838A (ja) * 1996-08-30 1998-03-17 Denso Corp 車両用内燃機関の冷却系装置

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JPH1071838A (ja) * 1996-08-30 1998-03-17 Denso Corp 車両用内燃機関の冷却系装置

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