JPH05319076A - 車両用暖房装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 暖房運転が指示されたときは暖かい空気を早
急に送風すると共に、送風温度を簡単に制御する。 【構成】 制御手段１２は、暖房運転が指示されると、
セラミックヒータ４に通電すると共に、温度センサ５か
らの温度信号が基準電圧信号を上回るとブロアファン３
を駆動する。このとき、暖房運転開始時は温度信号が基
準電圧信号を下回っているので、制御手段１２は、ブロ
アファン３の運転を拘束し、温度信号が基準電圧信号を
上回ったところでブロアファン３を運転して暖かい空気
を送風する。すると、送風によりセラミックヒータ４の
温度が低下してブロアファン３の駆動が停止すると共
に、送風の停止によりセラミックヒータ５の温度が上昇
するので、送風温度は所定温度に制御される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＰＴＣヒータにより暖
められた空気を送風機の駆動により車内に送風する車両
用暖房装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、自動車においては、エンジン
冷却水を熱源とする暖房装置が備えられている。ところ
が、この種の暖房装置はエンジン冷却水が十分に暖めら
れた状態でその機能を発揮するようになっているので、
暖房装置が機能するまでに比較的長時間を要していた。

【０００３】そこで、近年、エンジンが暖機するまでの
間に用いる補助ヒータとしてＰＴＣヒータを利用したも
のが供されている。このＰＴＣヒータは通電により短時
間で温度が上昇するので、ＰＴＣヒータに通電すると同
時に送風を開始することにより直ちに暖かい空気を車内
に送風することができる。

【０００４】ところで、ＰＴＣヒータは、所定温度以上
となるとその抵抗値が急激に上昇して自己の発熱量を自
動的に抑制する自己温度制御作用を呈するようになって
いる。従って、ＰＴＣヒータを利用した場合、ＰＴＣヒ
ータの発熱量を制御装置を用いることなく所定の温度に
制御できるので、ニクロム線ヒータを用いる構成に比べ
て、安全性の高いヒータを提供することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来構成のものでは、ＰＴＣヒータの発熱量は小さいの
で、暖機運転の開始と同時に強く送風する場合には、Ｐ
ＴＣヒータの温度が十分に上昇していない状態で送風す
ることになり、暖かい空気が送風されるまでに時間を要
する。

【０００６】また、ＰＴＣヒータは自己温度制御作用を
有しているので、送風を停止若しくは送風量を小さく設
定することによりＰＴＣヒータを最大発熱量に維持する
ことができるものの、それでは送風量を確保することが
できない。これに対して、送風量を大きく設定した場合
には、送風量を確保することができるものの、今度はＰ
ＴＣヒータの温度が低下してしまって送風温度が極端に
低下しまう。以上の理由により、送風量を確保した状態
で送風温度を制御できないという課題が未解決のまま残
されていた。

【０００７】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、ＰＴＣヒータを用いて暖房運転するも
のにおいて、暖房運転が指示されたときはＰＴＣヒータ
により暖かい空気を早急に送風すると共に、送風量を確
保しながら送風温度を制御することができる車両用暖房
装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、ＰＴＣヒータ
により暖められた空気を送風機の駆動により車内に送風
する車両用暖房装置において、前記ＰＴＣヒータの温度
若しくはその出力に応じて変動する変動値を検出する検
出手段を設け、暖房運転が指示されたときは前記ＰＴＣ
ヒータに通電した状態で前記検出手段による検出値が目
標値に達するまで前記送風機の駆動を拘束すると共に当
該送風機による送風量を上記検出値が目標値となるよう
に調整する制御手段を設けたものである。

【０００９】

【作用】暖房運転が指示されると、制御手段はＰＴＣヒ
ータに通電する。このとき、通電開始時においては、Ｐ
ＴＣヒータは発熱していないので、検出手段による検出
値は目標値よりも低い。これにより、制御手段は、送風
機の駆動を拘束するので、ＰＴＣヒータの温度は急速に
上昇し、それに応じて検出手段による検出値が上昇す
る。

【００１０】そして、ＰＴＣヒータの温度上昇に伴って
検出手段による検出値が目標値に達すると、制御手段
は、送風機を駆動すると共にその送風量を検出手段によ
る検出値が目標値に一致するように調整するので、送風
開始により暖かい空気を送風することができると共に、
送風温度を任意に設定することができる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の第１実施例を図１及び図２を
参照して説明する。全体の構成を概略的に示す図１にお
いて、ダクト１内にはモータ２により駆動される送風機
たるブロアファン３が配設されており、そのブロアファ
ン３による駆動により車内若しくは車外の空気が吹出口
１ａから車内に送風されるようになっている。ダクト１
の吹出口１ａにはＰＴＣヒータたるセラミックヒータ４
が配設されている。このセラミックヒータ４は、所定温
度以上となるとその抵抗値が急激に上昇する自己温度制
御作用を呈するようになっている。ここで、セラミック
ヒータ４には検出手段たる温度センサ５が添設されてお
り、これは、セラミックヒータ４の温度に応じた温度信
号を出力するようになっている。

【００１２】バッテリ６と接続された電源ライン７，８
間にはオルタネータ９が接続されている。ブロアファン
３駆動用のモータ２の一端は電源ライン７と接続され、
他端はリレースイッチ１０を介して電源ライン８と接続
されており、リレースイッチ１０のオンに応じてモータ
２に通電されるようになっている。セラミックヒータ４
の一端は電源ライン７と接続され、他端はリレースイッ
チ１１を介して電源ライン８と接続されており、リレー
スイッチ１１のオンに応じてセラミックヒータ４に通電
されるようになっている。

【００１３】さて、上記各リレースイッチ１０，１１を
駆動するための制御手段１２が設けられている。この制
御手段１２において、リレー駆動回路１３はスイッチ１
４がオンしたときにリレースイッチ１１をオンする。
尚、スイッチ１４は図示しないモード切換レバーが暖房
運転に設定されたときにオンするようになっている。

【００１４】また、スイッチ１４の出力はインバータ１
５により反転されてアンド回路１６の一方の入力端子に
与えられている。比較器１７の非反転入力端子（＋）は
信号入力端子１７ａと接続されており、その信号入力端
子１７ａを通じて温度センサ５からの温度信号を入力す
ると共に、反転入力端子（−）に基準電圧信号を入力し
ている。従って、比較器１７は、温度信号の信号レベル
が基準電圧信号を上回ったときにハイレベル信号をリレ
ー駆動回路１８に出力する。リレー駆動回路１８はアン
ド回路１６からハイレベル信号の入力期間はリレースイ
ッチ１０をオンする。この場合、基準電圧信号として
は、図２に示すように零レベルから正方向にオフセット
された三角波形に設定されている。

【００１５】次に上記構成の作用について説明する。図
示しないモード切換レバーを暖房に設定すると、スイッ
チ１４がオンする。すると、リレー駆動回路１３により
リレースイッチ１１がオンするので、セラミックヒータ
４に通電されて発熱する。

【００１６】一方、スイッチ１４がオンすると、アンド
回路１６の一方の入力レベルがハイレベルになる。この
とき、セラミックヒータ４は非通電状態によりその温度
は低いので、比較器１７に入力される温度センサ５から
の温度信号は基準電圧信号を下回っている。これによ
り、比較器１７からはロウレベル信号が出力されている
ので、スイッチ１０がオンすることはない。従って、ブ
ロアファン３の運転が拘束されるので、セラミックヒー
タ４の温度は発熱により急上昇する。

【００１７】そして、セラミックヒータ４の温度上昇に
より温度センサ５からの温度信号の信号レベルが図２に
示すように基準電圧信号を上回ると、比較器１７からハ
イレベル信号が出力される。すると、リレースイッチ１
０がオンしてモータ２が駆動するので、ブロアファン３
により送風される。このとき、基準電圧信号は三角波形
状に設定されているので、図２に示すように温度センサ
５からの温度信号は基準電圧信号を間欠的に上回ると共
に、その期間は徐々に長くなる。この結果、ブロアファ
ン３による送風は間欠的に行われると共にその送風時間
が長くなるので、送風量は徐々に増大するようになり、
それに応じて暖かい空気が車内に送風される。

【００１８】さて、ブロアファン３による送風開始時に
おいては、セラミックヒータ４に対して送風されるもの
の、その送風量は小さいので、送風にかかわらずセラミ
ックヒータ４の温度が上昇する。これにより、温度セン
サ５からの温度信号の信号レベルが上昇して温度信号が
基準電圧信号を上回っている時間が長くなるので、それ
だけ送風量が増大するようになる。この結果、送風量の
増大に伴ってセラミックヒータ４の放熱が促進されてこ
れの温度上昇が抑制され、ついにはその温度が低下する
ようになる。

【００１９】そして、セラミックヒータ４の温度が低下
するようになると、今度は温度センサ５からの温度信号
が基準電圧信号を下回っている期間が長くなり、それに
応じてブロアファン３による送風量が低下してセラミッ
クヒータ４の温度低下が抑制されるようになる。

【００２０】上述ような制御の結果、セラミックヒータ
４の温度に応じて送風量が調整されるので、図２に示す
ようにセラミックヒータ４の温度は所定温度に維持され
ると共に送風量も所定量に維持され、以てダクト１から
の送風温度は所定温度に維持される。従って、基準電圧
信号を適宜設定することにより、セラミックヒータ４の
発熱量を最大に維持しながら、暖かい空気を効率良く送
風することができると共に、送風量を調整することによ
り送風温度を任意の温度に設定することが可能となる。
このことは、例えば１ＫＷのセラミックヒータの温度
を、０．１ｋｗ程度のブロアファンにより正確に調整で
きることを意味している。

【００２１】上記構成のものによれば、暖房運転が指示
されたときは、セラミックヒータ４の温度を検出するた
めの温度センサ５からの温度信号が基準電圧信号を上回
るまでブロアファン３の駆動を拘束するようにしたの
で、送風開始時にはセラミックヒータ４を十分に発熱さ
せて送風開始により直ちに暖かい空気を送風することが
できる。従って、セラミックヒータへの通電と同時に送
風を開始する従来例と違って、短時間で暖かい空気を送
風することができる。

【００２２】また、暖房運転中においては、セラミック
ヒータ４の温度に応じてブロアファン３による送風量を
調整することによりセラミックヒータ４の温度を一定と
なるように制御するようにしたので、セラミックヒータ
の温度にかかわらず一定の送風量が設定されている従来
例と違って、送風量の調整により送風温度を任意に設定
することができる。

【００２３】尚、温度センサ５をダクト１の吹出口１ａ
に設け、ダクト１から送風される空気の温度を検出する
ようにしてもよい。この場合、比較器１７に与える基準
電圧信号としては、図２に示す三角波形状の基準電圧信
号を零レベルからのオフセットを無くして設定する。

【００２４】図３は本発明の第２実施例を示しており、
第１実施例と同一部分には同一符号を付して説明を省略
し、異なる部分についてのみ説明する。つまり、セラミ
ックヒータ４にはこれの通電量を検出するための検出手
段たる電流検出器１９が設けられており、その電流検出
器１９による電流値に基づいてブロアファン３の駆動が
制御されるようになっている。

【００２５】この第２実施例の場合、セラミックヒータ
４の出力に応じてこのセラミックヒータ４の通電電流が
変動するので、第１実施例と同様に、セラミックヒータ
４の通電電流に応じてブロアファン３による送風量を調
整することにより、送風温度を制御することができる。

【００２６】図４は本発明の第３実施例を示しており、
第１実施例と同一部分には同一符号を付して説明を省略
し、異なる部分についてのみ説明する。つまり、バッテ
リ６にはこれの電圧を出力するための検出手段たる電圧
出力線２０が設けられており、その電圧出力線２０から
の電圧に基づいてブロアファン３の駆動が制御されるよ
うになっている。

【００２７】この第３実施例の場合、セラミックヒータ
４の出力に応じてバッテリ６の出力電圧が変動するの
で、第１実施例と同様に、セラミックヒータ４の出力に
応じてブロアファン３による送風量を調整することによ
り、送風温度を制御することができる。

【００２８】尚、上記各実施例では、リレー１０，１１
及びリレー駆動回路１３，１８を使用したが、これに代
えて、半導体スイッチ及びその駆動回路に変更するよう
にしてもよい。

【００２９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の車両用暖房装置によれば、ＰＴＣヒータの温度若しく
はその出力に応じて変動する変動値を検出する検出手段
を設けると共に、暖房運転が指示されたときはＰＴＣヒ
ータに通電した状態で前記検出手段による検出値が目標
値に達するまで前記送風機の駆動を拘束すると共に当該
送風機による送風量を上記検出値が目標値となるように
調整する制御手段を設けたので、ＰＴＣヒータを用いて
暖房運転するものにおいて、暖房運転が指示されたとき
はＰＴＣヒータにより暖かい空気を早急に送風すると共
に、送風量を確保しながら送風温度を制御することがで
きるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す全体の概略構成図

【図２】信号波形図

【図３】本発明の第２実施例を示す図１相当図

【図４】本発明の第３実施例を示す図１相当図

【符号の説明】

１はダクト、３はブロアファン（送風機）、４はセラミ
ックヒータ（ＰＴＣヒータ）、５は温度センサ（検出手
段）、１２は制御手段、１９は電流検出器（検出手
段）、２０は電圧出力線（検出手段）である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＰＴＣヒータにより暖められた空気を送
   風機の駆動により車内に送風する車両用暖房装置におい
   て、 前記ＰＴＣヒータの温度若しくはその出力に応じて変動
   する変動値を検出する検出手段と、 暖房運転が指示されたときは前記ＰＴＣヒータに通電し
   た状態で前記検出手段による検出値が目標値に達するま
   で前記送風機の駆動を拘束すると共に当該送風機による
   送風量を上記検出値が目標値に一致するように調整する
   制御手段とを備えたことを特徴とする車両用暖房装置。