JPH05270247A - 低熱損モータを備える自動車運転室内の暖房換気装置 - Google Patents
低熱損モータを備える自動車運転室内の暖房換気装置Info
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- JPH05270247A JPH05270247A JP5033994A JP3399493A JPH05270247A JP H05270247 A JPH05270247 A JP H05270247A JP 5033994 A JP5033994 A JP 5033994A JP 3399493 A JP3399493 A JP 3399493A JP H05270247 A JPH05270247 A JP H05270247A
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Abstract
十分な快適さを確保しつつ、推進モータが放出する熱を
利用する。 【構成】 推進モータMによって暖められた流体が貫流
する第1暖房放熱器18を介して、第1ダクト16に給気す
る第1送風器12を含む第1暖房換気手段10、電動式の第
2暖房放熱器34を介して、第2ダクト32に給気する第2
送風器28を含む第2暖房換気手段、第1ダクト16と第2
ダクト32によって給気される共通配送ダクト42、および
第1ダクト16と第2ダクト32によってそれぞれ配送され
た空気流を、配送ダクト42に選択的に分配する制御手段
56および60を備えている。
Description
モータを備える自動車の運転室を暖房換気する装置に関
する。この種の自動車は、特に限定的ではないが、自動
車に搭載されているバッテリから給電される電動器によ
って駆動される、いわゆる電気自動車である。
動力装置によっても、電動器と補助の熱機関とからなる
混合動力装置によっても駆動することができる。熱機関
は、パワーバッテリ(いわゆるハイブリッド車の場合)
を再充電する発電器を駆動できるとともに、自動車を直
ちに推進(”ジュアルモード”車の場合)させる、推進
装置の役目もすることができる。この種の混合推進車
は、補助の熱機関を市街地内で使用しないことから、
「リーンアンドクリーン(lean and clean)」車とも呼
ばれている。
モータは、多量の熱を発散する従来の自動車の熱機関に
比較して、一般に数百ワット代の少量の熱しか発散しな
い。
で、エンジンの高い熱損失を利用している。そのため、
暖房放熱器には、エンジン冷却流体が供給され、空気流
は、放熱器を通過して、運転室内に配送される。反対
に、電気自動車では、純然たる電気推進型であろうと混
合推進型であろうと、推進装置から出される熱出力は、
これまでは、運転室を暖房するには不十分であると見ら
れていた。これは、通常電気自動車は、電気暖房放熱器
または燃料バーナーによって暖房されるからである。
エネルギ源から電力の供給を受けなければならないこと
にあり、これがこの種の自動車の自主独立性の妨げとな
っている。自主性は、推進バッテリの容量に限りがある
ことからして、すでにかなり損なわれている。一方、燃
料バーナーを使用すると、自動車に2つの異なるエネル
ギ源を設けなければならず、加えて、バーナー自体が汚
染源になる。
要目的としている。即ち、本発明の第1の目的は、電気
自動車に最適な、運転室暖房装置を提供することにあ
る。本発明の第2の目的は、汚染を伴わずに、エネルギ
の使用量を最少にするとともに、十分な快適さをもたら
す暖房装置を提供することにある。本発明の第3の目的
は、自動車の自主独立性への妨げを少なくした暖房装置
を提供することにある。
め、本発明によると、熱損失が低いモータを有する自動
車運転室の暖房換気装置であって、モータによって暖め
られた流体が流れる第1暖房放熱器を介して、空気流を
第1ダクトに配送する第1送風器を備える第1暖房換気
手段と、電圧源によって付勢される第2暖房放熱器を介
して、空気流を第2ダクトに配送する第2送風器を備え
る第2暖房換気手段と、第1ダクト及び第2ダクトによ
って給気され、運転室に排気する配送ダクトと、それぞ
れ第1ダクト及び第2ダクトを通って配送ダクトに配送
され、出口ダクトに向かう空気流を選択的に分配する制
御手段を備える装置が提供される。
て無視できないモータの放熱を利用している。本明細書
において、モータに関連して用いられる「熱損失」なる
語は、電気推進モータ、およびその電子出力制御装置か
ら出される熱を意味するものである。このように回収で
きる熱損失に、電圧源から給電される第2暖房放熱器に
よって得られる熱エネルギを加えれば完全になる。
2ダクトとは、平行に配置されている。この場合、第1
ダクトには、運転室外側に開口する外口と、出口ダクト
に開口する内口とが設けられており、また第1ダクトの
外口または内口を、それぞれ選択的に閉鎖するべく2つ
の末端位置間を移動する第1分配弁が設けられている。
そのため、第1分配弁が、外口を閉鎖すると、モータか
らの全熱損失は、運転室の暖房に使用される。一方、第
1分配弁が、内口を閉鎖すると、全熱損失は、自動車外
部に出される。
共通の配送ダクトに開口する単口が設けられており、ま
たこの単口を選択的に開閉するべく、2つの末端位置間
を移動する第2分配弁が設けられている。
の同期をとることによって、(i)第1分配弁が、内口を
閉鎖する位置にあるときに、第2分配弁が、第2ダクト
の単口を閉鎖する位置に着き、(ii)第1分配弁が、外口
を閉鎖する位置にある時に、第2分配弁が、種々の位置
に着けるようにするとともに、(iii)第2分配弁が、第
2ダクトの単口を閉鎖する位置にある時に、第1分配弁
が、中間位置に着けるようにする手段を有しているのが
望ましい。このようにすると、第1暖房手段からも、第
1及び第2暖房手段双方からも、運転室を暖房できる。
時に、主電源に接続された第2暖房放熱器を用いて、運
転室を予熱できる。
ダクトは、連続して配置されている。この場合、第1ダ
クトは、第2送風器に空気流を配送するように配列され
ており、第2送風器の下流にある第2ダクトは、配送ダ
クトを介して、運転室に空気流を配送する。このよう
に、第2送風器は、第1暖房手段によって予熱された空
気流を受けるが、この空気流を、所望に応じ、第2暖房
放熱器によってさらに加熱できる。
運転室の外側に開口する、少なくとも1つの外口を有し
ており、この外口を選択的に開閉する少なくとも1つの
弁が設けられている。この弁が外口を閉鎖すると、第1
送風器によって配送された空気流は、全て、第2送風器
に流れる。この弁が開放位置にある時は、第1送風器か
ら配送された空気流は、車の外部に排気される。
房放熱器は、正の温度係数の暖房抵抗器を有する電気抵
抗ヒータである。本発明の装置は、好適には、搭載電源
または外部の電源から選択的に、第2暖房放熱器に給電
する手段を含んでいる。
施例の詳細を説明する。図1に示す暖房換気装置は、前
記の型の自動車に設置するためのものであり、低熱損失
型の電動機(M)を有している。またこの装置は、さら
に、外気を装置内に吸入し、これをタービン(14)(図2
参照)を介して、第1ダクト(16)に配送して、第1暖房
放熱器(18)に送る第1送風器(12)を備える第1暖房手段
(10)を有している。第1ダクト(16)を通る流れの方向
を、矢印(F1)で示す。
流する熱交換器である。この流体は、モータ(M)及び
その電子制御装置(図示せず)の冷却剤の役目をする
が、ループ(20)即ち閉路に流入する。ループ(20)はさら
に、閉路に流体を貫流させるモータ付きポンプ(24)とと
もに、モータ(M)および電子制御装置を冷却する別の熱
交換器(22)を有している。
て、これをタービン(30)を介して、第2ダクト(32)に配
送し、第2暖房放熱器(34)へ通す別の送風器(28)からな
る第2暖房換気手段(26)を有している。第2ダクト(32)
を貫通して流れる流体の方向を、矢印(F2)で示す。第2
放熱器またはヒータ(34)は、調整器(40)を介して、
電圧源の陽極(36)および陰極(38)に接続されるようにな
っている、少なくとも1つの電気暖房抵抗器を有してい
る。この調整器は、放熱器(34)の加熱速度を修正すると
ともに、この放熱器を遮断することにより、温暖時に限
り、送風器(28)を換気モードで作動させる。
着されたバッテリ−であるが、車の停止時に、運転室を
予熱する目的で、外部電源から放熱器(34)に給電する手
段を設けることもできる。
とは平行に配置されており、その下流端部において、共
通の配送ダクト(42)に排気している。本例に示す配送ダ
クト(42)は、空気を運転室内に配送する2つの出口(44)
と(46)とを有しているが、この出口はそれぞれ、2つの
分配弁(48)と(50)とによって制御される。
外口(52)と、共通配送ダクト(42)に開口する内口(54)と
を有している。第1分配弁(56)は、外口(52)または内口
(54)を選択的に閉鎖する2つの末端位置間を移動できる
ように配設されている。図1において、この弁は、実線
(c、d、e)で示す第1位置にあるが、その他の末端
位置は、点線(a)で示されている。弁(56)はさらに、点
線(b)でしめすような、少なくとも1つの中間位置を
占めることができる。
て、第2分配弁(60)によって制御される単口(58)を介し
て、共通配送ダクト(42)に開口している。この第2分配
弁も第1分配弁と同様に、2つの末端位置間、すなわち
図1に実線(a,b,c)で示す閉鎖位置と、点線(e)
で示す開放位置との間を移動できるとともに、前記2つ
の末端位置の間にある、点線(d)で示すような、少な
くとも1つの中間を占めるように配置できる。
温暖気候、すなわち外気温度が約20℃以上である場合
は、第1分配弁(56)は、位置(a)に移動して内口(54)を
閉鎖し、第2分配弁(60)も同様に、位置(a)に移動し
て、単口(58)を閉鎖し、放熱器(34)を消勢する。このよ
うにして、モータ(M)の熱出力は、外口(52)から、外部
に消散される。
達すると、第1分配弁(56)は、中間位置(位置(b))に
移動させられるが、第2分配弁(60)が閉鎖位置(b)に留
まるため、放熱器(34)は消勢状態を保つ。したがって、
モータが発した熱の一部は排出され、他の一部は、共通
配送ダクト(42)に運ばれ、そこから運転室内へ送られ
る。外気温度がさらに下がり、10℃台に達すると、第分
配弁(56)は、位置(c)に移動して外口(52)を閉鎖する
が、第2分配弁(60)が、閉鎖位置(位置(c))に留まる
ため、放熱器(34)は消勢状態を保つ。このため、モータ
の全熱出力は、共通配送ダクト(42)を介して、運転室内
に配送される。
て位置(e)へ置き、単口(58)を開けば、外気の取り入れ
または運転室の換気ができる。またこれと同時に、放熱
器(34)を遮断したままで、送風器(28)を付勢することも
できる。
に達すると、モータの熱出力だけでは、運転室内の温度
を快適レベルに保てなくなるため、補助熱源を作動させ
る必要がある。これは、電気放熱器(34)によって行われ
る。このため、第2分配弁(60)は、中間位置(位置
(d))へ移動し、調整器(40)が作動して、放熱器(34)の
熱出力を制御する。外気温度が非常に低下し、たとえば
−20℃台に達すると、第2分配弁は、全開(位置(e))
され、調整器(40)によって、放熱器(34)のパワー出
力を適切値に調節する。弁(60)が、位置(d)または
(e)にある場合は、第1分配弁(56)は、当然外口(52)を
閉鎖する位置に留まるため、第1送風器(12)によって配
送された空気は、全て共通配送ダクト(42)に流入する。
配弁(56)と(60)との位置に相当する前記温度値は、例示
的なものにすぎず、異なる設定に相当する温度閾値は、
それぞれ、当該自動車およびそれを駆動するモータの作
動状態に応じて異なる。
例を説明するが、図1に示すものと共通する素子につい
ては、同一符号で示す。図2に示す装置は、ダクト(16)
と(32)とが平行ではなく、連続配列されている点におい
て、図1に示すものと本質的に相違している。
矢印(F1)の方向に、第1送風器(12)から、直接第2送風
器(28)に配送するように配置されている。つぎに、第2
送風器は、矢印(F2)で示すように、空気流を第2ダクト
すなわち出力ダクト(32)に配送する。放熱器(34)は、本
実施例では、この出力ダクト(32)内に装着されており、
共通配送ダクト(42)は、放熱器(34)の下流でダクト(32)
に引き続いて設けられている。
る2つの外口(62)(63)が設けられている。またこれらの
外口(62)(63)にそれぞれ付随して、これらを開閉する2
つの弁(64)(65)が設けられている。図2の実線は、弁(6
4)(65)の閉鎖位置(a)を、点線は、開放位置(e)を示し
ている。弁(64)(65)が閉じると、送風器(12)によって配
送された空気流は全て、送風器(28)に送られる。、反対
に、弁(64)(65)が開放(位置(e))されると、送風器(1
2)によって配送された空気流は、口(62)から外部に逃げ
る。この場合、口(63)は、通風器および/または外気取
り入れ口の役目をする。
は、弁(64)と(65)とが開いて、モータから出される熱
を、口(62)から外部に出す。次に、放熱器(34)を消勢し
たままで、送風器(28)を作動させると、換気または外気
の取り入れができる。しかし、外気温度が低下して、た
とえば15℃台に達すると、弁(64)と(65)とは、閉鎖位
置に設定され、送風器(12)によって配送された外気流
は、送風器(28)に送られ、そこからさらに共通配送ダク
ト(42)に送られる。また、この暖気の温度を、所望に応
じて、調節器(40)を適切に調節することによって変
えられる量だけ、電気放熱器(34)を付勢することによっ
て上げることができる。
4)は、好適には、正の温度係数(PTC)を有する少な
くとも1つの暖房抵抗器を備えている。その抵抗率は、
温度とともに大幅に変化するが、これは、抵抗率が、温
度に関係なくほぼ一定である従来の抵抗器とは対象的で
ある。PTC暖房抵抗器を備える暖房放熱器を用いる
と、補助の制御手段を設けなくとも、消費電力を、所望
の熱力または熱出力に適合させることができる。この種
の暖房抵抗器を備える家庭用暖房装置は、例えば、ヨー
ロッパ特公第E204393A号明細書に開示されている。こ
のように、本発明は、モータの熱出力を有益に利用でき
るとともに、所望に応じて、電熱器または放熱器を介し
て、補助熱源を設けることができる。
電熱器を付勢することによって、車を予熱できる。その
利点は、バッテリからエネルギを引き出すことなく、ま
たはその他の電源を搭載することなく、運転室を電気的
に予熱できる点にある。またこの種の予熱については、
たとえば適切なプログラマ(図示せず)によって行うこ
とができる。
または熱出力(kW単位)の変化を、外気温度(T)(摂
氏単位)に対して表にしたものである。この例では、−
20℃の外気温度に対する熱出力は4kWであり、ゼロ
(外気温度は15℃)に達するまで直線状に減少してい
く。図3にはさらに、前記の弁の位置(a)〜(e)も示さ
れている。この例において、最高熱出力は4kWであ
り、モータ(M)からの熱で、500Wの最高熱出力が出せ
るが、電熱器(34)では、3500Wの最高熱出力を得ること
ができる。
を閉鎖(すなわち位置(c,d,e)にある)すると、
モータの全熱出力、すなわち最高出力500W全部が、
運転室に送られる。その後、弁(56)が、位置(c)か
ら、内口(54)が閉鎖されている位置(a)に向けて移動
し、外口(52)を開き始めるに従って、運転室に送られる
熱は、直線的かつ漸進的に減少していく。弁(56)が、位
置(a)(15℃台の外気温度に相当する)に来ると、モ
ータの熱は運転室に流れず、外に排出される。
(位置(e))にあると、電熱器(34)は、最高出力、すな
わち3500Wを100%出す。弁が、その閉鎖位置(位置
(c))に向かって調整されるに従って、この熱出力は、
直線的に減少していく。本例では、温度が10℃を越える
と、電熱器(34)は付勢されなくなる。
気自動車の蓄積エネルギを最小限消費するだけであり、
かつその自主性を損なわずに、運転室を適切に暖房する
ことができる。
図である。
図である。
として表したグラフである。
1暖房手段が発生する熱力の変化を表したグラフであ
る。
第2暖房手段が発生する熱力の変化を表したグラフであ
る。
Claims (11)
- 【請求項1】 熱損失が低いモータを備える自動車の運
転室内を暖房および換気する装置であって、 モ−タ(M)によって暖められた流体が流入する、第1
暖房放熱器(18)を介して、空気流を第1ダクト(16)に配
送する第1送風器(12)を有する第1暖房換気手段(10)
と、 電圧源(36)(38)によって付勢される第2暖房放熱器(34)
を介して、空気流を第2ダクト(32)に配送する第2送風
器(28)を有する第2暖房換気手段(26)と、 前記第1ダクト(16)および第2ダクト(32)によって給気
され、室内に排気する配送ダクト(42)と、 それぞれ、前記第1ダクトおよび第2ダクトを介して、
前記配送ダクトに配送された空気流を、選択的に分配す
る制御手段(56)(60)(64)とを備えることを特徴とする装
置。 - 【請求項2】 第1ダクト(16)および第2ダクト(32)
が、平行に配列されていることを特徴とする請求項1に
よる装置。 - 【請求項3】 第1ダクト(16)は、出口ダクト(42)に開
口する内口(54)と、運転室外側に開口する外口(52)を備
え、かつ前記第1ダクト(16)の外口(52)または内口(54)
を選択的に閉鎖するべく、2つの末端位置間を移動する
第1分配弁(56)が設けられていることを特徴とする請求
項2による装置。 - 【請求項4】 第2ダクト(32)には、共通配送ダクト(4
2)に開口する単口(58)が設けられており、また前記第2
ダクト(32)の単口(58)を、選択的に開閉するべく、2つ
の末端位置間を移動する、第2分配弁(60)が設けられて
いることを特徴とする請求項2または3による装置。 - 【請求項5】 第1分配弁(56)と第2分配弁(60)との同
期をとることにより、(i)第1分配弁(56)が、前記内口
(54)を閉鎖する位置にある時に、第2分配弁(60)が、第
2ダクト(32)の単口(58)を閉鎖する位置に着き、(ii)第
1分配弁(56)が外口(52)を閉鎖する位置にある時に、前
記第2分配弁(60)が、種々の位置に着けるようにすると
ともに、(iii)第2分配弁(60)が、第2ダクト(32)の単
口(58)を閉鎖する位置にある時に、第1分配弁(56)が、
中間位置に着けるようにする手段を含むことを特徴とす
る請求項3に従属する請求項4による装置。 - 【請求項6】 第1分配弁(56)と第2分配弁(60)との同
期をとることにより、(i)第1分配弁(56)が内口(54)ま
たは外口(52)を閉鎖する位置にある時に、第2分配弁(6
0)が、種々の位置に着けるようにし、また(ii)第1分配
弁(56)が中間位置にある時に、第2分配弁(60)が種々の
位置に着けるようにする手段を含むことを特徴とする請
求項3に従属する請求項4による装置。 - 【請求項7】 第1ダクト(16)と第2ダクト(32)が、連
続して配列されていることを特徴とする請求項1による
装置。 - 【請求項8】 第1ダクト(16)が、第2送風器(28)に空
気流を配送し、また第2ダクト(32)が、配送ダクト(42)
に空気流を運ぶことを特徴とする請求項7による装置。 - 【請求項9】 第1ダクト(16)が、運転室外側に開口す
る、少なくとも1つの外口(62)(63)を有し、また前記外
口を選択的に開閉する、少なくとも1つの弁(64)(65)が
設けられていることを特徴とする請求項8による装置。 - 【請求項10】 第2放熱器(34)が、正の温度係数を有
する電気抵抗暖房放熱器であることを特徴とする請求項
1ないし9のいずれかによる装置。 - 【請求項11】 自動車に搭載されている電源または固
定電源から、第2放熱器(34)に選択的に給電する手段を
含むことを特徴とする請求項1ないし10のいずれかに
よる装置。
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