JP3370286B2 - 車両用制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、車両用制御装置に
係り、特に、冷却水温の制御に好適な車両用制御装置に
関する。 【０００２】 【従来の技術】現行の車両には、車室を暖気するための
ヒータがエンジンの冷却水路上に設けられており、冷却
水の温度がエンジンの熱によって上昇すれば温風を送り
出すことができる構造となっている。また、特開平１０
−７１８４３号公報には、粘性流体を用いて熱を発生さ
せ、その熱を暖房用の補助熱源として利用するものが開
示されている。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
車両においては、発熱部のエンジンの損失だけでは十分
ではなく、冬場の寒い時期には、５分〜１０分経たない
と、温風が出ないという問題点があった。特に、アイド
リング運転では、エンジンの損失が少ないため、暖まり
にくいものであった。 【０００４】また、特開平１０−７１８４３号公報に記
載されている方式では、粘性流体を用いたものであるた
めに、ロータの回転数により発生熱が決まるため、低速
時の発熱は小さく、冬場の寒い時期には、補助熱源とし
ての効果は余り期待できず、温風が出ないという問題点
があった。また、常に粘性流体による損失が発生するた
めに、車両用交流発電機としての効率が悪化する問題が
あった。 【０００５】本発明の目的は、車両用交流発電機の回転
数が低くても、短い時間で車室内へ温風を送れる車両用
制御装置を提供することにある。 【０００６】 【課題を解決するための手段】（１）上記目的を達成す
るために、本発明は、エンジン及び交流発電機を冷却す
る冷却水を放熱するラジエターと、この冷却水の熱を放
熱して車室内を暖めるヒータとを有する車両用制御装置
において、上記冷却水の水温を検出する水温検出手段
と、上記交流発電機によって発電された電力が蓄積され
るバッテリーの電圧を検出する電圧検出手段と、上記交
流発電機に対する電気負荷であるとともに、上記交流発
電機内を流通する冷却水路の近傍に配置されている電気
ヒータと、上記水温検出手段によって検出された水温が
所定温度以下であり、かつ、上記電圧検出手段によって
検出されたバッテリーの電圧が所定電圧以上のとき、上
記交流発電機から上記電気負荷に通電するように制御す
る制御手段と、車両用交流発電機の排水側に配置される
車室内の暖房に使用されるヒータに近接して設けられた
バイパス用の水路とを備えるようにしたものである。か
かる構成により、両用交流発電機の回転数が低くても、
短い時間で車室内へ温風を送り得るものとなる。 【０００７】 【０００８】 【０００９】 【００１０】 【００１１】 【発明の実施の形態】以下、図１及び図２を用いて、本
発明の第１の実施形態による車両用制御装置の構成につ
いて説明する。図１は、本発明の第１の実施形態による
車両用制御装置の構成を示すシステム図であり、図２
は、本発明の第１の実施形態による車両用制御装置の制
御手順を示すフローチャートである。 【００１２】図１において、車両用交流発電機１は、エ
ンジン２に対して車両用交流発電機１の軸上に配置され
るプーリ１０２と、エンジン２の軸上に配置されるプー
リ３１ｂとに、ベルト３２を介して接続されている。プ
ーリ１０２とプーリ３１ｂのプーリ比は２〜３倍となっ
ており、車両用交流発電機１は、増速で回転する。交流
発電機１によって発電された電力は、バッテリー１１に
蓄電される。 【００１３】車両用交流発電機１の冷却は、ラジエータ
５により熱交換するために、ラジエータホース４で接続
され、内部を流れる冷却水を循環させるための冷却水ポ
ンプ６が、ラジエータ５の出口側に配置される。通常、
冷却水ポンプ６の軸上に配置されるプーリ３１ａは、エ
ンジン２のプーリ３１ｂにベルトで連結されており、冷
却水ポンプ６は、エンジンの回転数に比例した水量を、
車両用交流発電機１およびエンジン２に送ることができ
るものである。 【００１４】エンジン２から出た冷却水は、車両用交流
発電機１の出口側のラジエータホースに接続され、両者
の冷却系は並列接続されている。車両用交流発電機１
は、発電容量が大きなものを使用しているため、発熱量
が大きいため、エンジン２の冷却水で冷却する構成とし
ている。 【００１５】エンジン２を冷却する冷却水と、車両用交
流発電機１を冷却する冷却水の水量のバランスは、それ
ぞれの配管内の圧損により決定される。本実施形態にお
いては、車両用交流発電機１の圧力損失は、エンジン２
内部の圧力損失よりも高くなるように設定して、エンジ
ン２に流れ込む冷却水が従来よりも大きく減少しないよ
うにしている。そのために、エンジン２と車両用交流発
電機１の冷却水の分岐点では、車両用交流発電機１に接
続されるホースの太さは、エンジン２に接続されるホー
ス径よりも細いホースを用いて、車両用交流発電機１に
接続している。そして、車両用交流発電機１に接続され
るホースの断面積は、車両用交流発電機の内部流路面積
とほぼ等しいか、若干大きめに設定している。このよう
に、ホースの面積を流路面積と合わすことで冷却水の偏
流を低減することができる。 【００１６】さらに、冷却水ポンプ６の出口には、車両
用交流発電機１やエンジン２に並列に車内暖房用のヒー
タ８が配置されており、ヒータ８の熱を車室内に送るた
めのブロアー１０が、ヒータ８の近傍に配置されてい
る。また、ヒータ８の近傍には、電気ヒータ９が配置さ
れている。電気ヒータ９は、交流発電機１によって発電
された電気によって通電され、発熱する。即ち、電気ヒ
ータ９は、交流発電機１の電気負荷となっている。電気
負荷である電気ヒータ９に通電することにより、交流発
電機１は、電気負荷が大きくなるため、発電量が増大す
るとともに、内部損失も大きくなるため、発熱して、内
部を流れる冷却水の水温を上昇することができる。ま
た、ラジエータ５の入口と出口をバイパスする水路が、
サーモスタット７を介して接続されている。 【００１７】さらに、本実施形態においては、ヒータ８
の近傍に、水温センサ２１が設置されており、冷却水の
水温を検出し、検出された水温は、制御手段である制御
手段（ＣＰＵ）２０に取り込まれる。また、バッテリー
１１と交流発電機１との間には、電圧検出手段２２が配
置されており、検出されたバッテリーの電圧は、制御手
段２０に取り込まれる。制御手段２０は、水温センサ２
１によって検出された水温と、電圧検出手段２２によっ
て検出されたバッテリーの電圧に基づいて、電気ヒータ
９と交流発電機１の間に設けられたスイッチ２３を開閉
して、電気ヒータ９に通電したり、遮断したりする。 【００１８】次に動作について説明する。エンジン２，
車両用交流発電機１およびヒータ８は、ラジエータ５の
入口および出口に対しては並列に接続されており、ラジ
エータ５の出口とエンジン１等の間には、冷却水ポンプ
６が挿入されている。従って、エンジン２が始動する
と、エンジン２の回転数に応じた水量を冷却水ポンプ６
が送り出すため、それぞれの水路には冷却水が流れる。
ヒータ８は、車室内の暖房用に設けられたもので、ブロ
アー１０を回転させることによって温風を車室内に送り
出せるものである。しかし、エンジン２が冷えている場
合には、冷却水の温度も冷えているため、ブロアー１０
を回転させても温風は出ないものである。サーモスタッ
ト７は、エンジン２の冷却水が冷えている場合には、冷
却水がラジエータ側に流れ込んで冷えないように動作す
るもので、冷却水ポンプ６を出た冷却水は、ラジエータ
５を通らないように循環し、エンジン２に流れる冷却水
温を早く一定値に上昇させるものである。通常、エンジ
ンの冷却水温は８０℃前後で制御され、水温がこの一定
値を越えた場合には、サーモスタット７が働き、ラジエ
ータ５にも冷却水が循環するようになる。そして、冷却
水温が高くなった場合には、ラジエータに設置された冷
却ファン（図示せず）が動作して、一定の水温になるよ
うに制御している。 【００１９】例えば、冬場にエンジン２が始動した場
合、一般的には水温は低い状態にあるため、ヒータ８の
水温は低いものである。従って、ブロアー１０を働かせ
ても温風は出ないものである。そこで、本実施形態で
は、車両用交流発電機１の発電によって発生する銅損，
鉄損及びダイオード損等による発熱をエンジン２の冷却
水を用いて冷却することで、従来よりも早く水温を上昇
させることができる。しかし、水冷の車両用交流発電機
１は、電気負荷をとらなければ発電しないため、損失の
発生は非常に少ないものである。そこで、電気負荷とし
て、電気ヒータ９を備えている。そして、エンジン２が
回転して車両用交流発電機１が正常に発電していること
を確認したら、電気ヒータ９を負荷として発電を開始す
る。従って、冷却水は、発電による損失（主に固定子巻
線による銅損）によるものと、電気ヒータ９で発生する
発熱の２つが重なり合って、冷却水の温度を早く上昇す
ることができる。 【００２０】なお、以上の動作は、暖房運転スイッチが
オンの状態である場合の説明であり、暖房運転スイッチ
がオフの場合には、電気ヒータ９に電力は供給しないも
のである。 【００２１】次に、図２を用いて、暖房運転スイッチが
オンになった場合の本実施形態による制御手段２０によ
る制御動作について説明する。ステップ５０において、
制御手段２０は、電圧検出手段２２によって検出された
バッテリーの端子電圧が、１３．５Ｖ以上あるか否かを
判断して、１３．５Ｖ以上であればステップ５２に進
み、１３．５Ｖ未満であればステップ５６に進む。な
お、この基準電圧は、１２Ｖのバッテリーの場合であ
り、２４Ｖのバッテリーの場合には、２７Ｖを基準とし
て判断する。 【００２２】バッテリー電圧が１３．５Ｖ以上ある場合
には、車両用交流発電機１は正常に動作しているため、
制御手段２０は、ステップ５２において、水温センサ２
１によって検出された冷却水温度が設定値よりも高いか
否かを検出し、設定値より高い場合にはステップ５６に
進み、低い場合にはステップ５４に進む。 【００２３】そして、例えば、検出水温が２０℃以下の
場合、ヒータ８に配置されているブロアー１０を起動し
ても温風が出ないために、ステップ５４において、制御
手段２０は、スイッチ２３を閉じて、電気負荷である電
気ヒータ９に通電する。このとき、他の電気負荷（フォ
グを含む照明や熱線式デフォッガ等）が大きい場合に
は、発電電流が不足してしまい、発電電圧，すなわち、
バッテリー電圧が１３．５Ｖを割ることになる。この状
態は、バッテリーから電流を持ち出していることになる
ため、この状態を長く続けるとバッテリー上がりの原因
となる。従って、ステップ５０の判定により、ステップ
５６において、制御手段２０は、スイッチ２３を解放し
て、電気負荷である電気ヒータ９を切り離す。 【００２４】また、水温が設定温度以上になると、ステ
ップ５２の判定により、ステップ５６において、制御手
段２０は、スイッチ２３を解放して、電気負荷である電
気ヒータ９を切り離す。即ち、ある程度冷却水温が上昇
してくれば、電気ヒータ９は通電をオフして、冷却水の
みのヒータ８に切り替える。この切り替えるタイミング
は、冷却水温度が暖房温度の４０℃以上を出せるように
なった辺りが効果的である。なお、水温の設定値は、２
０℃（電気ヒータ９のオン温度），４０℃（電気ヒータ
９のオフ温度）に限らず、季節や車種によって変更する
ことができるものである。 【００２５】以上のように、エンジンの始動直後の冷却
水温が低いときには、電気ヒータ９に通電して、交流発
電機１に電気負荷を接続して、交流発電機１の発電量を
大きくして発熱量を大きくし、交流発電機１を冷却する
冷却水の水温を速やかに上昇して、ヒータ８による車室
内の暖房を速やかに行えるようになる。また、電気ヒー
タ９に通電することにより、冷却水の温度が上昇するま
での短時間の間は、電気ヒータ９により車室内の暖房を
行うことができる。従って、エンジンの始動直後から車
室内を暖房することができる。また、エンジン始動後に
アイドル回転を維持したとしても、電気ヒータ９に通電
することにより、交流発電機１の電気負荷は大きくなっ
ているため、同様にして、車室内の暖房を速やかに行う
ことができる。 【００２６】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、車両用交流発電機の回転数が低くても、電気ヒータ
で加熱し、また、冷却水温を速やかに上昇できるので、
短い時間で車室内へ温風を送ることが可能となる。 【００２７】次に、図３〜図５を用いて、本発明の第２
の実施形態による車両用制御装置の構成について説明す
る。最初に、図３を用いて、本実施形態による車両用制
御装置の構成について説明する。図３は、本発明の第２
の実施形態による車両用制御装置の構成を示すシステム
図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示して
いる。 【００２８】車両用制御装置の全体の基本的な構成は、
図１に示したものと同様であるが、本実施形態において
は、電気ヒータ９Ａは、交流発電機１Ａに内蔵してい
る。水温センサ２１Ａは、交流発電機１Ａの内部に設け
られている。また、電圧検出手段２２Ａも、交流発電機
１Ａの内部に設けられている。制御手段２０Ａは、交流
発電機１Ａの発電電圧を制御するＩＣレギュレータの内
部に組み込まれており、この点については、図４を用い
て、後述する。 【００２９】制御手段２０Ａは、図２に示した制御動作
に基づいて、バッテリー１の端子電圧が所定値以上であ
り、また、水温が設定値以下である場合には、スイッチ
２３Ａを閉じて、電気ヒータ９Ａに通電する。その結
果、エンジンの始動直後の冷却水温が低いときには、電
気ヒータ９Ａに通電して、交流発電機１Ａに電気負荷を
接続して、交流発電機１Ａの発電量を大きくして発熱量
を大きくし、交流発電機１を冷却する冷却水の水温を速
やかに上昇して、ヒータ８による車室内の暖房を速やか
に行えるようになる。また、電気ヒータ９Ａに通電する
ことによっても、冷却水の温度を上昇することができ
る。従って、エンジンの始動直後から車室内を暖房する
ことができる。また、エンジン始動後にアイドル回転を
維持したとしても、電気ヒータ９Ａに通電することによ
り、交流発電機１Ａの電気負荷は大きくなっているた
め、同様にして、車室内の暖房を速やかに行うことがで
きる。 【００３０】次に、図４及び図５を用いて、本実施形態
に用いる交流発電機１Ａの構成について説明する。図４
は、本発明の第２の実施形態よる車両用制御装置に用い
る交流発電機の構成を示す縦断面図であり、図５は、図
４の要部拡大図である。 【００３１】本実施形態の車両用交流発電機１は、プー
リ側に配置されるフロントブラケット１０３及び反プー
リ側リアブラケット１０４からなる２個のブラケットを
備えている。両ブラケット１０３，１０４の中心部に
は、シャフト１０１がベアリングを介して支持され、シ
ャフト１０１の一方の端部にはプーリ１０２が取り付け
られ、もう一方の端部にはスリップリング１１０が取り
付けられている。プーリ１０２は、図１に示したベルト
３２を介してエンジンの出力軸に配置されたプーリ３１
ｂと接続され、エンジンの回転数に比例して回転する。
スリップリング１１０には、ブラシ１１１が摺動可能に
取り付けられ、ブラシ１１１から後述する界磁巻線１０
７に電力を供給する。 【００３２】また、シャフト１０１の中央部には、回転
子（ロータ）が取り付けられている。回転子の外周部に
は、爪形の形状を持つ一対の爪形磁極１０８が配置され
ている。また、回転子の中心部には界磁巻線１０７が巻
かれ、この界磁巻線１０７にスリップリング１１０から
の直流電流を流すことによって、爪形磁極１０８を磁化
させる。界磁巻線１０７の外周側であって、対向する爪
形磁極１０８の磁極間には、永久磁石１１８が配置され
ている。爪形磁極１０８と界磁巻線１０７と永久磁石１
１８との空間部には、良熱伝導体１１６が配置され、回
転子の爪形磁極１０８の最外周部には、良熱伝導体１１
６の飛び出しを防止するための飛散防止カバー１１７が
配置されている。以上のように、本実施形態による交流
発電機の回転子としては、内部永久磁石タイプの回転子
を用いることにより、回転数が低いアイドリング時にお
いても、例えば、１２５Ａ程度の大電流を発電すること
ができる。従って、低回転時において、電気負荷である
電気ヒータ９に通電しても、バッテリーが過放電状態と
なることなく、本実施形態による制御を行うことができ
る。 【００３３】プーリ側フロントブラケット１０３と反プ
ーリ側リアブラケット１０４の間には、固定子コア１０
５が内蔵されたハウジング１１５が配置され、固定子コ
ア１０５の内周面は、回転子の爪形磁極１０８表面に配
置される飛散防止カバー１１７と僅かな間隔(機械的ギ
ャップ)を隔てて配置されている。この機械的ギャップ
は、機械的特性の関係から必要となる予め決められた間
隔であり、一般的には０.４〜０．６mm程度である。固
定子コア１０５にはティースとスロットが配置され、こ
の固定子コア１０５の凹部に相当するスロットには固定
子巻線１０６が３相に巻かれており、エンジンの駆動に
よって爪形磁極１０８が回転して磁化されると、固定子
巻線１０６に３相の誘起電圧が発生する。固定子コア１
０５は、ハウジング１１５の内側にヤキバメにより固定
されるが、固定子コア１０５のスロット内の固定子巻線
１０６の隙間およびエンドコイルには、良熱伝導体１１
６が充填され、結果的には固定子コア１０５と固定子巻
線１０６とハウジング１１５は、良熱伝導体１１６で一
体的に成型されて熱的に接続されている。なお、良熱伝
導体１１６としては、例えば、熱伝導率が１．５（Ｗ／
ｍＫ）よりも大きいシリコンゴム系のものや、熱伝導率
の高いエポキシ樹脂等を用いている。 【００３４】反プーリ側リアブラケット１０４の内側に
は、整流回路を構成するダイオードのモジュールを構成
するダイオードのマイナスフィン１０９ｂとダイオード
のプラスフィン１０９ａが、冷却水路１１４を密閉する
ためのリアプレート１１２に固定されている。また、発
電電圧を調整するためのＩＣレギュレータ１１３は、リ
アブラケット１０４に接するように固定されている。ダ
イオードのプラスフィン１０９ａは、図示しないバッテ
リーのプラス電極に接続され、ダイオードのマイナスフ
ィン１０９ｂは車両用交流発電機１の本体と同一電位と
なっていて、図示しないバッテリーのマイナス端子側に
電気的に接続される。これらのダイオードは、固定子巻
線１０６で発生した交流の誘起電圧を全波整流し直流電
圧に変換する。 【００３５】また、水路１１４には、水温を検出する水
温センサ２１Ａが設置されている。水温センサ２１Ａの
出力は、ＩＣレギュレータ１１３に取り込まれる。ＩＣ
レギュレータ１１３は、バッテリーを充電するためにダ
イオードで整流した直流電圧が約１４.３Ｖ 程度の一定
電圧に保たれるよう、界磁巻線電流を制御するととも
に、図１に示した制御手段２０として機能を有してい
る。ＩＣレギュレータ１１３は、ダイオードで整流した
直流電圧によってバッテリーの端子電圧に相当する電圧
を検出することができる。従って、ＩＣレギュレータ１
１３は、水温センサ２１Ａの検出水温と、ダイオードで
整流した直流電圧に基づいて、図２に示した処理フロー
に従って、スイッチ２３Ａを介して、冷却水路１１４に
併設して配置されている電気負荷に相当する電気ヒータ
９に通電することができる。 【００３６】以上のように構成した車両用交流発電機１
において、エンジンの駆動によってプーリ１０２が回転
すると、シャフト１０１はスリップリング１１０及び回
転子と一緒に回転し、ブラシ１１１からの直流電流が回
転子内部の界磁巻線１０７に通電され、界磁巻線１０７
は爪形磁極１０８のそれぞれの磁極にＮ極及びＳ極を構
成するように動作する。この界磁巻線１０７による磁束
は、Ｎ極の爪形磁極の爪部から出たものが、固定子コア
１０５を通りＳ極の爪形磁極の爪部に戻る磁気回路を形
成する。この磁気回路の磁束が固定子巻線１０６を差交
することにより、固定子巻線１０６に３相の誘起電圧が
発生する。 【００３７】３相の誘起電圧は、ダイオードプラスフィ
ン１０９ａとマイナスフィン１０９ｂに配置されたダイ
オード群により全波整流され、直流電圧に変換されて、
整流された直流電圧はＩＣレギュレータ１１３で電圧調
整され、約１４.３Ｖ 程度の一定電圧に保たれる。ここ
で、発電電流を大幅に増加するために、爪磁極間に同極
が向かい合う方向に永久磁石１１８を配置してある。本
実施形態では冷却方式に水冷を採用しているために、低
速で発電しても冷却効果が期待できるため、極間に配置
する着磁した永久磁石１１８としては、耐熱性の高いネ
オジム磁石を採用している。 【００３８】次に、固定子巻線１０６で発生する銅損に
よる発熱の冷却について説明する。先にも述べたよう
に、固定子巻線１０６が配置される固定子コア１０５は
ハウジング１１５にヤキバメにより固定され、熱をハウ
ジング１１５に伝えやすい構造としている。また、固定
子巻線１０６の放熱向上のため、固定子巻線１０６とハ
ウジング１１５の内面が熱的に接触させるように、熱伝
導の高い樹脂で熱の放熱経路を設けている。ハウジング
１１５の外周には軸方向に穴が複数個貫通しており、フ
ロントブラケット１０３とリアプレート１１２により水
路は密閉されジグザグ状に水路１１４が構成されてい
る。冷却水は、ハウジング１１５の外周面のジグザグ状
の水路を流れるように構成されており、固定子コア１０
５の外周面から冷却できるものである。また、回転子内
部で発生する界磁巻線１０７の銅損による発熱は、フロ
ントブラケット１０３とハウジング１１５の反プーリ側
の内側で、回転子の軸方向の面に僅かなギャップで接す
る面で放熱できる構造である。このように回転子の冷却
に対して軸方向の面と外周面を冷却水の通る水路１１４
に間接的に接するように配置することで、回転子全体の
冷却を促進できる構成である。 【００３９】また、本実施形態では、ハウジング１１５
に配置した水路１１４は８本の偶数とし、水の流れは反
プーリ側から入りフロントブラケット１０３で折り返
し、また、反プーリ側に流れてプーリ側に折り返すよう
な４往復して反プーリ側から出ていくようにしている。
このように水路を偶数にすることで、同一方向に給排水
の配管を設けることができ、ラジエータホース４のとり
回しが容易になる。また、給排水のホースジョイントを
反プーリ側に配置することでベルトに絡む可能性を大幅
に低減できる。 【００４０】なお、以上の説明では、ＩＣレギュレータ
１１３をリアブラケット１０４に配置したが、水路１１
４に直接接するリアプレート１１２に接するように配置
しても良く、水温の検出精度を高めることができる。他
の配置方法としてはハウジング１１５の水路でない部分
に棒状の電気ヒータ９を埋め込んだり鋳込んだりしても
同様の効果がある。 【００４１】次に、図５を用いて、回転子と固定子の熱
の伝達経路について説明する。なお、図中の矢印は、熱
の放熱経路を示したものである。回転子の中心部には界
磁巻線１０７が巻かれているが、この界磁巻線１０７に
は、銅損による発熱が発生する。この熱を十分に放熱し
ないと、界磁巻線抵抗が大きくなり、界磁電流が減少す
る。界磁電流が減少すると発電電流も減少する。そこ
で、本実施形態では、界磁巻線１０７の外周部表面と爪
形磁極１０８を、熱伝導率の高いシリコンゴム系の良熱
伝導体で熱的に接続することで、界磁巻線１０７の熱を
回転子の表面に伝えるようにしている。そして、その熱
は、固定子コア１０５又は固定子巻線１０６に充填した
良熱伝導体１１６を介して、冷却水が循環する水路１１
４に伝える構成である。 【００４２】また、回転子の他の熱の伝わる経路として
は矢印で示したようにプーリ側に配置されるフロントブ
ラケット１０３又はハウジング１１５と回転子の突き合
わせになっている部分の面から冷却水路１１４に伝わ
る。また、電気負荷である電気ヒータ９は、シリコンゴ
ム中に波状に折り返して配置したニッケルクロム合金の
ワイヤーやリボンなどで構成され、防水を施したものを
ハウジング１１５の外周部に巻き付けて構成している。
この電気ヒータ９の伝熱経路は、ハウジングの外周部か
ら水路１１４へ伝わる経路である。 【００４３】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、車両用交流発電機の回転数が低くても、電気ヒータ
で加熱し、冷却水温を速やかに上昇できるので、短い時
間で車室内へ温風を送ることが可能となる。 【００４４】次に、図６を用いて、本発明の第３の実施
形態による車両用制御装置の構成について説明する。図
６は、本発明の第３の実施形態による車両用制御装置の
構成を示すシステム図である。なお、図１と同一符号
は、同一部分を示している。 【００４５】本実施形態においては、電気負荷に相当す
る電気ヒータ９Ｂは、冷却水を流通させる配管の途中に
配置している。電気ヒータ９Ｂの熱をヒータ８に伝える
ためには、電気ヒータ９Ｂの配置場所は、車両用交流発
電機１の出口側からヒータ８との間である。この場所に
配置することで、車両用交流発電機１で暖められた冷却
水を電気ヒータ９Ｂで再度暖め、そして、ヒータ８に送
ることで車室内を効率良く暖房することが可能になる。
この場合も、電気負荷の電気ヒータ９Ｂがオンしている
場合は、サーモスタット７は、ラジエータ５に冷却水が
流れ込まないように動作しており、冷却水はラジエータ
５の入口と出口でバイパスしている。 【００４６】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、車両用交流発電機の回転数が低くても、電気ヒータ
で加熱し、冷却水温を速やかに上昇できるので、短い時
間で車室内へ温風を送ることが可能となる。 【００４７】次に、図７を用いて、本発明の第４の実施
形態による車両用制御装置の構成について説明する。図
７は、本発明の第４の実施形態による車両用制御装置の
構成を示すシステム図である。なお、図１と同一符号
は、同一部分を示している。 【００４８】本実施形態においては、図６に示した冷却
水路に、ヒータ８をバイパスする水路を設けたものであ
る。そして、配管の途中にはサーモスタット７Ｔが配置
されている。バイパス用の水路の分岐点は電気ヒータ９
Ｂとヒータ８の間にあり、出口は車両用交流発電機１と
エンジン２の出口が合流した地点より下流側でサーモス
タット７の間である。 【００４９】ヒータ８のバイパス用に設けた配管中に配
置するサーモスタット７Ｔは、ヒータ８をバイパスする
ためのもので、冷却水をヒータ８に流さないようにでき
るものである。よって、ヒータ８に流れる冷却水温を可
変することが可能になる。具体的には、車両用交流発電
機１の入口温度が８０℃の場合、車両用交流発電機１の
出口温度が１００℃と仮定した場合、ヒータ８に流れる
冷却水は１００℃となり、車室を暖める温度としては高
すぎる。そこで、サーモスタット７Ｔのバルブを開いて
ヒータ８に流れる流量を絞って温度を調整するものであ
る。 【００５０】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、車両用交流発電機の回転数が低くても、電気ヒータ
で加熱し、冷却水温を速やかに上昇できるので、短い時
間で車室内へ温風を送ることが可能となる。また、ヒー
タ８に流れる冷却水温を可変することができる。 【００５１】なお、以上の各実施形態に用いた電気ヒー
タ９，９Ａ，９Ｂは、発熱量が０．５〜１ｋＷ程度のも
のである。また、ヒータの断線等による故障時を考慮し
て、配置する電気ヒータは、複数個に分けて配置し、温
度分布を均一にしている。また、以上の説明では、エン
ジン始動時に用いる車両用交流発電機１の電気負荷とし
て、電気ヒータの場合で説明したが、電気負荷として
は、電気を蓄電できるバッテリーやコンデンサ，キャパ
シタ等を用いて、これらの蓄電器に充電するように、車
両用交流発電機１を発電させてもよいものである。この
方式は、大きな容量の蓄電器を使用するエンジンとモー
タを併用するハイブリッドカーにおいて特に効果的であ
る。また、車両に既設の熱線デフォッガや前照灯等の電
気を大きく使うものを電気負荷として使用しても、エン
ジンの冷却水の温度上昇を早くすることはできる。ま
た、現行のバッテリーの充電電圧を公称電圧の１２５％
程度の１５Ｖ位まで上昇させて過充電させる手段を用い
ても同様な効果がある。また、温度検出手段に、サーモ
スタットに連動して動作させることも可能である。 【００５２】 【発明の効果】本発明によれば、車両用交流発電機の回
転数が低くても、短い時間で車室内へ温風を送ることが
できる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の第１の実施形態による車両用制御装置
の構成を示すシステム図である。 【図２】本発明の第１の実施形態による車両用制御装置
の制御手順を示すフローチャートである。 【図３】本発明の第２の実施形態による車両用制御装置
の構成を示すシステム図である。 【図４】本発明の第２の実施形態よる車両用制御装置に
用いる交流発電機の構成を示す縦断面図である。 【図５】図４の要部拡大図である。 【図６】本発明の第３の実施形態による車両用制御装置
の構成を示すシステム図である。 【図７】本発明の第４の実施形態による車両用制御装置
の構成を示すシステム図である。 【符号の説明】 １…車両用交流発電機 ２…エンジン ５…ラジエータ ６…冷却水ポンプ ７，７Ｔ…サーモスタット ８…ヒータ ９，９Ａ，９Ｂ…電気ヒータ １０…ブロアー ２０…制御手段 ２１…水温センサ ２２…電圧検出手段 ２３…スイッチ １１３…ＩＣレギュレータ １１４…水路 １１６…良熱伝導体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｆ０１Ｐ 3/20 Ｂ６０Ｋ 9/00 Ｚ Ｆ０２Ｄ 29/06 (72)発明者 高野 雅美 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株式会社 日立製作所 自動車機器事業 部内 (72)発明者 印南 敏之 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社 日立製作所 機械研究所内 (72)発明者 鈴木 敦 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社 日立製作所 機械研究所内 (72)発明者 石川 利夫 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株式会社 日立製作所 自動車機器事業 部内 (56)参考文献 特開 昭57−178912（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−309933（ＪＰ，Ａ) 実開 昭56−131207（ＪＰ，Ｕ) 実開 平６−65025（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−115809（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60H 1/08 621 B60K 9/00 B60R 16/02 645 F01P 3/20 F02D 29/06

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】エンジン及び交流発電機を冷却する冷却水
   を放熱するラジエターと、この冷却水の熱を放熱して車
   室内を暖めるヒータとを有する車両用制御装置におい
   て、 上記冷却水の水温を検出する水温検出手段と、 上記交流発電機によって発電された電力が蓄積されるバ
   ッテリーの電圧を検出する電圧検出手段と、 上記交流発電機に対する電気負荷であるとともに、上記
   交流発電機内を流通する冷却水路の近傍に配置されてい
   る電気ヒータと、 上記水温検出手段によって検出された水温が所定温度以
   下であり、かつ、上記電圧検出手段によって検出された
   バッテリーの電圧が所定電圧以上のとき、上記交流発電
   機から上記電気負荷に通電するように制御する制御手段
   と、 車両用交流発電機の排水側に配置される車室内の暖房に
   使用されるヒータに近接して設けられたバイパス用の水
   路 とを備えたことを特徴とする車両用制御装置。