JPH03118211A - 自動車用暖房装置 - Google Patents

自動車用暖房装置

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JPH03118211A
JPH03118211A JP25649989A JP25649989A JPH03118211A JP H03118211 A JPH03118211 A JP H03118211A JP 25649989 A JP25649989 A JP 25649989A JP 25649989 A JP25649989 A JP 25649989A JP H03118211 A JPH03118211 A JP H03118211A
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JP
Japan
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heat
engine
exhaust gas
path
passage
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JP25649989A
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English (en)
Inventor
Shigenori Doi
重紀 土井
Takahiro Sato
敬博 佐藤
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Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
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Publication date
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Publication of JPH03118211A publication Critical patent/JPH03118211A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
    • F28D15/02Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
    • F28D15/0266Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes with separate evaporating and condensing chambers connected by at least one conduit; Loop-type heat pipes; with multiple or common evaporating or condensing chambers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D21/0001Recuperative heat exchangers
    • F28D21/0003Recuperative heat exchangers the heat being recuperated from exhaust gases

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は自動車用暖房装置に係り、詳しくは、エンジン
の始動初期や低速運転時等においても良好な暖房効果が
得られるようにした自動車用暖房装置に関するものであ
る。
〔従来の技術〕
従来、自動車等の車両に装備される暖房装置は温水暖房
方式が広く採用され、エンジン冷却後の温水を利用した
熱交換により発生させた温風を車室内に送給・循環させ
るようにしていた。つまり、エンジンを冷却した際に昇
温しで温水となった冷却水の一部を、車室空調用の温風
排出路内に配置した熱交換器に導入して、温風を発生さ
せていた。
しかし、厳冬時には、エンジンの始動直後は冷却水の温
度が低いため、十分な温風を発生させることができず、
寒く感じることがあった。また、デフロスタが十分機能
せず、ウィンドガラスの曇りを除去できないこともあっ
た。とくに、ディーゼルエンジン車や、小排気量の車に
おいて、このような傾向が顕著であった。それは、ディ
ーゼルエンジン車では、エンジンの燃焼効率がよいため
、また、小排気量の車では、エンジンの仕事量そのもの
が小さいため、冷却水の温度がなかなか上昇しないから
である。
このようなことから、例えば特開昭61−218416
号公報には、上記したような難点を解消すべく、エンジ
ンの排気ガス通路に設けたバイパスの一部にヒートバイ
ブの受熱端を配置し、放熱端を車室空調用の温風排出路
に配置した自動車用暖房装置が提案されている。これは
、エンジンの排気ガスが、始動初期から比較的高温にな
ることを利用して、ヒートバイブを介して、温風排出路
内の空気を早めに暖め、速効性のある暖房効果を得よう
としたものである。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記したようなヒートバイブを補助として用いた暖房装
置にあっては、例えば急な坂道を登るときや、急に加速
するときなどには、エンジンに大きな負荷がかかるため
、排気ガスの温度が急に上昇し、温風の温度が急激に変
化し、不快に感じることがある。
本発明はこのような事情を考慮してなされ、排気熱を利
用して補助的な暖房をおこなうようにした自動車用暖房
装置を、温風の吹出温度の急激な変動を抑制することが
できるようすることを課題としている。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、エンジンからの排気熱を利用して補助的な暖
房をおこなえるようにした自動車用暖房装置にあって、
前記課題を解決するために、エンジンの排気ガス通路内
に形成された分岐通路内に受熱端が、車室空調用の温風
排出路内に放熱端が、それぞれ配置されているヒートバ
イブと、上記分岐通路の上流端に設けられ、アクチュエ
ータによって、少なくとも、上記分岐通路を開放する開
放位置と、その開放状態における中間開度の中立位置、
の2位置に回動操作される通路切換ドアと、排気熱の急
激な温度上昇時に、上記アクチュエータを制御駆動させ
、上記通路切換ドアの開度を開放位置から中立位置に回
動させる制御手段とを設けている。
〔作  用〕
始動直後や低速運転時にあっては、エンジンの冷却水の
温度は低く、温水による熱交換は十分でなく、室温を上
昇させるだけの温風を得ることはできない。一方、エン
ジンからの排気ガスは、始動時等においても、かなり高
温になっている。そこで、排気熱の急激な温度上昇を検
出するための手段として、例えばスロットルセンサを用
い、始動時等の、スロットル開度が小さいときには、制
御手段によりアクチュエータを制御駆動させ、通路切換
ドアを開放位置に回動させて分岐通路を開放させ、エン
ジンからの排気ガスを導入してヒートバイブの受熱端を
加熱し、車室空調用の温風排出路内の空気を放熱端で暖
めて車室内に温風を排出させ、温水による不足した熱交
換を効果的に補填して、始動直後等における暖房効果を
速効性のあるものとすることができる。
加速時または高負荷時には、排気熱の温度が急激に上昇
するので、パイプの受熱端が急に加熱され、車室空調用
の温風排出路内の空気の温度が象、に暖められて温風の
温度に異常な変動が発生しそうになる。しかし、このと
きには、スロットル開度が大となるので、制御手段によ
り、アクチュエータが制御駆動され、通路切換ドアが開
放位置から中立位置に回動され、分岐通路内に導入され
る排気ガスの量が制限され、受熱端で吸収する熱量が低
下し、温風排出路内で、温風の温度が異常に上昇するの
が防止され、快適性が維持される。また、排気ガスに対
する抵抗要素となる通路切換ドアが中立位置となるため
、排気ガスの圧力損失が低減され、エンジンの出力を向
上させることもできる。なお、スロットルセンサに代え
て、排気ガスの温度を直接検出する温度センサを排気ガ
ス通路内に設けてもよい。
〔発明の効果〕
本発明は、エンジンの排気ガス通路内に形成される分岐
通路と、上記分岐通路内に受熱端が、車室空調用の温風
排出路内に放熱端が、それぞれ配置されているヒートパ
イプと、上記分岐通路の上流端に設けられ、アクチュエ
ータによって、少なくとも、上記分岐通路を開放する開
放位置と、その開放状態における中間開度の中立位置、
の2位置に回動操作される通路切換ドアと、排気熱の急
激な温度上昇時に、上記アクチュエータを制御駆動させ
、上記通路切換ドアの開度を開放位置から中立位置に回
動させる制御手段とを設けているので、スロットル開度
が大となる加速時または高負荷時には、分岐通路を通る
排気ガスの量が制約され、温風の温度の急な変動が防止
され、快適性が維持される。また、排気ガスの圧力損失
が低減され、エンジンの出力を向上させることもできる
〔実 施 例〕
以下に、本発明をその実施例に基づき詳細に説明する。
本実施例に示す自動車用暖房装置は、エンジンからの排
気熱を補助として利用し、速効性のある暖房効果を得ら
れるようにするとともに、加速時や高負荷時に、吹き出
される温風の温度の変動を抑制するようにしたもので、
以下のように構成される。
第1図および第4図に示すように、自動車lのエンジン
2から導出される排気ガス通路3内に分岐通路4が形成
されており、その分岐通路内4にヒートパイプ5の受熱
端6が配置され、その放熱端7が車室空調用の温風排出
路8内に配置されている。その温風排出路8には、メイ
ンの暖房用のヒータコア9が配置され、エンジン2から
冷却後の温水を導入して熱交換をおこない、ラジェータ
(図示省略)に還流させるようになっており、そのヒー
タコア9に隣接して、ヒートパイプ5の放熱端7が配置
され、ヒータユニット10を構成している〔第3図参照
〕。ヒータユニット10には、その上部にデフロスタ用
の温風排出口8aと、その下部に車室暖房用の温風排出
口8bとが設けられ、それぞれに配管(図示省略)が接
続されて要所に温風を供給できるようになっている。
排気ガス通路3内の分岐通路4の上流端には、後述する
制御手段13によって制御駆動されるアクチュエータ1
6によって回動操作される通路切換ドア12が設けられ
、その通路切換ドア12が、その分岐通路4を開放する
開放位置P、閉鎖する閉鎖位置C1および両者の中間の
中立位置Nとに回動操作されるようになっている。すな
わち、排気ガスを利用して補助の暖房をおこなうときに
は、まず、通路切換ドア12を開放位置Pに回動させて
、排気ガスを分岐通路4内に導入し、ヒートパイプ5に
よる速効的な暖房をおこなう。そして、加速時や高負荷
時に、スロットル開度が大になると、その通路切換ドア
12を中立位置Nに回動させて、分岐通路4内に導入さ
れる排気ガスの量を制限するようにしている。これによ
り、分岐通路4に配置されているヒートパイプ5の受熱
端6で吸収される熱量を制限して、排気ガスの急激な温
度上昇に伴う、熱交換量の異常な上昇を阻止し、温風排
出路8における温風の温度変化を抑制することができ、
快適性を維持することができる。また、通路切換ドア1
2を中立位置Nに配置したことにより、排気ガスの圧力
損失を低減させ、エンジン2の出力を向上させることも
できる。なお、第1図中、11はプロア、19はミック
スドアである。
詳しく説明すると、ヒートパイプ5は、いわゆるフィン
・チューブ熱交換器で、チューブ内を流れる液体または
相変化する流体と、フィン側を流れる気体との熱交換を
図るもので、その受熱端6が配置される分岐通路4は、
第4図に示すように、排気ガス通路3の上流側に設けら
れる触媒コンバータ14のすぐ下流位置に膨出するよう
に形成された受熱部15内に設けられ、温度低下のない
排気ガスを導入できるようになっている。そして、第1
図に示すように、その分岐通路4の上流端に設けられる
通路切換ドア12が、それと一体に組み込まれた、モー
タとリンク機構等よりなるアクチュエータ16によって
、実線で示す開放位置Pと、二点鎖線で示す閉鎖位置C
と、さらに−点鎖線で示す両者の中間の中立位置Nとに
、切り換え操作されるようになっている。
このアクチュエータ16を作動させる制御手段13は、
エンジンの運転を調整するだめのマイクロコンピュータ
ヨリなるエンジンコントロールユニット21内に設けら
れる。その入力端には、排気熱の急激な温度上昇を検出
するための手段として、スロットル開度を検出するスロ
ットルセンサ18が、その出力側には、通路切換ドア1
2のアクチュエータ16が、それぞれ接続されている。
この制御手段13には、予め設定されたプログラムが記
憶されており、暖房スイッチ(図示省略)がオン操作さ
れると、アクチュエータ16を駆動させる信号を送出し
て、通路切換ドア12を実線の開放位置Pに回動させ、
分岐通路4内に排気ガスを導入して、ヒートパイプ5の
受熱端6を加熱させ、放熱端7から放熱させることによ
り、温風排出路8内の空気を速効的に暖めるようにして
いる。つまり、前述したように、スロットル開度が小さ
くて、エンジン回転数が低いときには、エンジン冷却後
の冷却水の温度が低いため、温水によるメインの熱交換
のみでは、車室20を十分に暖めることができないため
、補助的に、排気ガスを熱源として、ヒートパイプ5を
介して、暖房効果に速効性をもたせるようにしている。
そして、象、加速したときや、坂道を登るときなどに、
スロットル開度が大となって、例えばスロットルが半分
程度以上開かれると、排気熱の急激な温度上昇があると
判断し、通路切換ドア12を一点鎖線の中立位置Nに回
動させ、分岐通路4内に導入される排気ガスの量を制限
することにより、受熱端6でおこなわれる熱交換量を低
減させるようにしている。このようにすることにより、
温風排出路8内の温風の温度が異常に上昇するのを防止
して、快適性を維持することができる。また、通路切換
ドア12を中立位置Nに位置させることにより、排気ガ
スの圧力損失を低減させ、エンジン2の出力を向上させ
ることもできる。なお、暖房スイッチがオフされると、
通路切換ドア12は閉鎖位置Cに回動され、排気ガスは
分岐通路4を通らず、ヒートパイプ5による熱交換はお
こなわれないようになっている。
上記したような制御手段13による制御動作をフローチ
ャートで表すと、第2図に示すように、暖房スイッチ(
図示省略)がオンされる(ステップ1、以下81などと
いう)と、まず、通路切換ドア12が実線の開放位置P
に回動操作される(32)。これにより、分岐通路4内
に排気ガスが導入されてヒートパイプ5による補助の熱
交換がおこなわれ、速効性のある暖房効果を得ることが
できる。ついで、スロットル開度が大であるか、つまり
スロットルが半分程度以上開かれているかどうかが問わ
れ(33)、スロットル開度が例えば半分以上に開いて
いないと、通路切換ドア12は開放位置Pに維持される
(S4)。半分以上開かれていると、通路切換ドア12
が中立位置Nに回動される(S5)。これにより、分岐
通路4内に導入される排気ガスの流量が制限され、温風
排出路8内での温風の温度が異常に上昇するのが防止さ
れ、快適性が維持される。また、通路切換ドア12が中
立位置Nに配置されるため、排気ガスの圧力損失が低減
され、エンジン2の出力が向上される。そして、暖房ス
イッチがオフかどうかが問われ(S6)、オフでないと
ステップ3にもどり、オフであると、通路切換ドア12
は閉鎖位置Cに回動されて分岐通路4は閉鎖され(S7
)、ヒートパイプ5による補助の熱交換はおこなわれな
くなる。
以上述べたように、本発明によれば、ヒートパイプによ
る補助の暖房をおこなうことにより厳冬時にも、速効性
よく暖房効果を格段に向上させることができるとともに
、吹き出す温風の温度の象、激な変動を抑制して快適性
を維持することができる。なお、排気熱の急激な温度の
上昇を検出する手段として、スロットルセンサに代えて
、例えば温度センサを排気ガス通路内に設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の実施例を示し、第1図は装置の全体構成
図、第2図は制御動作を示すフローチャート、第3図は
ヒータユニットの構成図、第4図は車両に搭載した暖房
装置の全体配置図である。 2−・−エンジン、3−排気ガス通路、4・・−分岐通
路、5−ヒートパイプ、6−受熱端、7−放熱端、8・
−温風排出路、12−通路切換ドア、13−制御手段、
16−アクチュエータ、P・−開放位置、N −中立位
置。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)エンジンからの排気熱を利用して補助的な暖房を
    おこなえるようにした自動車用暖房装置において、 上記エンジンの排気ガス通路内に形成される分岐通路と
    、 上記分岐通路内に受熱端が、車室空調用の温風排出路内
    に放熱端が、それぞれ配置されているヒートパイプと、 上記分岐通路の上流端に設けられ、アクチュエータによ
    って、少なくとも、上記分岐通路を全開状態に開放する
    開放位置と、その開放状態における中間開度の中立位置
    、の2位置に回動操作される通路切換ドアと、 排気熱の急激な温度上昇時に、上記アクチュエータを制
    御駆動させ、上記通路切換ドアの開度を開放位置から上
    記中立位置に回動させる制御手段とを具備したことを特
    徴とする自動車用暖房装置。
JP25649989A 1989-09-29 1989-09-29 自動車用暖房装置 Pending JPH03118211A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0548677A2 (en) * 1991-12-26 1993-06-30 Eaton Corporation Vehicle passenger compartment temperature control system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0548677A2 (en) * 1991-12-26 1993-06-30 Eaton Corporation Vehicle passenger compartment temperature control system
EP0548677A3 (en) * 1991-12-26 1994-06-08 Eaton Corp Vehicle passenger compartment temperature control system

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