JPH0665024U - 車両用補助暖房装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】電気式ヒータを設けた車両において、冬期に暖
房能力が不足したときに、暖房能力を補う。 【構成】エンジン回転速度Ｎが所定回転速度Ｎ₁ 以上で
（Ｓ２）、冷却水温度Ｔｗが所定温度Ｔｗ₁ 以下で（Ｓ
３）あるとき、温風の温度Ｔａが設定温度Ｔｔに較べて
十分に低いか否かを判断し（Ｓ６）、コンバータスイッ
チ13をＯＮとして出力回路中にＤＣ−ＤＣコンバータ14
を介装し（Ｓ11）、オルタネータ11の出力電圧を48Ｖに
制御し（Ｓ12）、温度差に見合った電流を補助電気式ヒ
ータ25に通電する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、車内への温風吹出し経路に電気式ヒータを設けた車両における車両 用補助暖房装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

エンジン冷却水で車内を暖房する車両用暖房装置において、冬期の特に外気温 が低い時や連続して降坂路を走行する際には、冷却水温度が低下し、暖房能力が 低下することがある。このために、冷却水経路にサーモスタットを設け、該冷却 水温度が所定値以下となった場合にはラジエタに冷却水が供給されないようにし ている。さらに車両用補助暖房装置として、ラジエタ用のシャッタを設けたり、 燃料を燃焼させる燃焼式補助ヒータを介装したりすることにより、車内の暖房能 力を確保している（特開昭５４−１２１９１０号公報，実開昭５６−１７４９２ ９号公報等参照）。

【０００３】 また、本出願人はカットオフポイントを電圧の高い方に移動し、従来カットし ていた電圧を負荷として利用することを目的として、負荷電流に応じてフィール ド電流を適正値に制限し、従来カットしていた電圧より高い運転領域でスイッチ ングのデューティ制御で定電圧化と電流増大とを行う車両用発電機制御装置を先 に出願している（実願平４−３０１０号参照）。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、従来の車両用補助暖房装置では、ラジエタ用シャッタの駆動装 置や燃焼式補助ヒータの燃焼装置等を設けることが必要となり、その構成が煩雑 となり、コストアップを抑えることも難しい技術であった。 本考案は、上記実情に鑑みてなされたものであり、電気式ヒータを設けた車両 において、コストアップを抑制したまま、冬期に暖房能力が不足したときに、暖 房能力を補うことが可能な車両用補助暖房装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

このため、本考案に係る車両用補助暖房装置は、図１に示すように、車内への 温風吹出し経路に電気式ヒータを設けた車両において、エンジンにより駆動され る発電機と、エンジンの回転速度を検出する回転速度検出手段と、エンジンの冷 却水温度を検出する冷却水温度検出手段と、回転速度検出手段により検出される エンジンの回転速度が所定値以上であって冷却水温度検出手段により検出される 冷却水温度が所定温度以下であるときに、前記発電機の出力電圧を増加させ当該 増加した出力電圧を電気式ヒータに供給するように制御する電圧制御手段と、を 設ける構成とした。

【０００６】

【作用】

かかる構成においては、冷却水温度検出手段により冷却水温度が所定温度以下 であることが検出されたときには、熱交換効率も低下して暖房能力が不足する惧 れがあるが、回転速度検出手段によりエンジンの回転速度が所定値以上であるこ とが検出されたときには、エンジンにより駆動される発電機は十分に高い発電能 力を有しているとして、電圧制御手段が前記発電機の出力電圧を増加させる。こ こで、発電機により出力される出力電流はロータ，ステータ等のサイズにより常 に一定であるので、電圧制御手段が前記発電機の出力電圧を増加させることによ り発電機の出力が増大することとなる。もって、当該増加した出力を電気式ヒー タに供給して、暖房能力を補充する。もって、従来の電装品に供給する電力を低 下させることなく、簡易な構成のままで余剰電力を電気式ヒータに供給すること が可能となり、コストアップを抑えつつ、快適性を確保することが可能となる。

【０００７】

【実施例】

以下本考案の実施例を図に基づいて説明する。 図２において、オルタネータ（発電機）11の出力電圧はＥＣＵ31によりフィー ルドコイル12へのフィールド電流を制御することにより後述の如く24Ｖ，48Ｖに 変更可能なものとなっている。即ち、ＥＣＵ31はボルテージレギュレータの機能 を有している。そして、オルタネータ11の出力経路には、コンバータスイッチ13 を介してＤＣ−ＤＣコンバータ14が介装され、オルタネータ11の出力が48Ｖとな った時に接続される。そして、該ＤＣ−ＤＣコンバータ14により24Ｖに降圧され た出力経路にはラジオ等の負荷15に接続されると共に、電流計16を介してバッテ リ17に接続され、また従来と同様に、車内への温風吹出し用のファン18のモータ 19が接続される。尚、20は該温風吹出し用のファン18のスイッチである。ここで 、温風吹出し用のファン18と図示しない車室との間にはヒータコア21が介装され 、該ヒータコア21には冷却水入口通路22と冷却水出口通路23とが連通している。 そして、ヒータコア21に、エンジン冷却水が冷却水入口通路22を介して流入し、 冷却水出口通路23を介して流出することにより、該ヒータコア21で熱交換が行わ れる。

【０００８】 さらに、本考案に係る構成として、ＤＣ−ＤＣコンバータ14をバイパスする出 力経路には、前記ヒータコア21近傍に補助電気式ヒータ25が設けられる。 またＥＣＵ31には、例えばエンジン（図示せず）のカム軸の回転速度を検出す ることによりエンジン回転速度Ｎを検出する回転速度検出手段としてのエンジン 回転センサ35、エンジンの冷却水温度Ｔｗを検出する冷却水温度検出手段として のエンジン水温センサ36及びファン18が回転したときに実際に車室内に吹き出さ れる温風の温度Ｔａを検出する温風温度センサ38からの各検出信号が入力される と共に、運転者がコントローラ27により設定する車室内の設定温度Ｔｔが入力さ れる。そして、該ＥＣＵ31によりトランジスタ26のベース電流が制御され、前記 補助電気式ヒータ25の作動が制御される。

【０００９】 次に、上記ＥＣＵ31により行われるオルタネータ11の出力電圧制御及び補助電 気式ヒータ25の作動制御について、図３に示すフローチャートを参照しつつ説明 する。なお、電圧制御手段はＥＣＵ31が機能として有している。 ステップ１（図ではＳ１と記す。以下同様）では、当該装置がヒータを使用し ているときのみ作動するものであるので、温風吹出し用のファン18のスイッチ20 がＯＮになっているか否かを判断する。

【００１０】 ステップ２では、エンジン回転センサ35からの出力信号によりエンジン回転速 度Ｎが所定回転速度Ｎ₁ 以上か否かを判断する。 そしてエンジン回転速度Ｎが所定回転速度Ｎ₁ 以上のときには、例えば車両が 降坂中等であって、エンジンブレーキを用いることにより回転が上昇していたり 、また回転速度Ｎが高いのでエンジンにより駆動される発電機は十分に高い発電 能力を有しているとして、ステップ３に進む。

【００１１】 ステップ３では、冷却水温度Ｔｗが所定温度Ｔｗ₁ 以下であるか否かを判断し 、以下ではないと判断された場合は、従来のヒータコア21のみにより、十分暖房 は可能であるとして、ステップ21以下に進む。一方、冷却水温度Ｔｗが所定温度 Ｔｗ₁ 以下である（Ｔｗ≦Ｔｗ₁ ）と判断された場合は、冷却水を用いたパイプ ヒータの能力が低下して暖房能力が不足する惧れがあるとして、ステップ４に進 む。

【００１２】 ステップ４では、コントローラ27により設定された車室内の設定温度Ｔｔを読 込む。 ステップ５では、温風温度センサ38により実際に車室内に吹き出される温風の 温度Ｔａを検出する。 ステップ６では、温風の温度Ｔａが設定温度Ｔｔに較べて十分に低いか否かを 判断するが、本実施例では実験的に求めた比例定数Ｋ（Ｋ＞１）をＴｔに乗ずる ことにより、Ｔａ＜Ｋ・Ｔｔであるか否かを判断する。そして、Ｔａ＜Ｋ・Ｔｔ であると判断された場合は、ステップ11以下に進み、ＴａがＫ・Ｔｔ以上である と判断された場合は、ステップ21以下に進む。

【００１３】 ステップ11では、コンバータスイッチ13をＯＮとして出力回路中にＤＣ−ＤＣ コンバータ14を介装する。 ステップ12では、図４に示すように、オルタネータ11の出力電圧をカットオフ ポイントＰ２の電圧Ｖ２（48Ｖ）に制御し、負荷電流に応じてフィールド電流を 適正値に制御する。

【００１４】 ステップ13では、冷却水を用いたパイプヒータの能力が低下して暖房能力が不 足する惧れがあって、かつオルタネータ11も十分に高い発電能力を有していると して、前記電圧Ｖ２になるように補助電気式ヒータ25に電流を通電する。ここで 、電流を通電する通電時間は、設定温度Ｔｔと温風の温度Ｔａとの所定の演算に よる差（Ｋ・Ｔｔ−Ｔａ）に比例して、デューティ制御される。

【００１５】 一方、ステップ21では、エンジン回転速度Ｎが所定回転速度Ｎ₁ 未満であって 、オルタネータ11の出力電圧を昇圧することにより負荷が増大してしまうとして 、コンバータスイッチ13をＯＦＦとして出力回路中のＤＣ−ＤＣコンバータ14を バイパスし、ステップ22では、オルタネータ11の出力電圧をカットオフポイント Ｐ１の電圧Ｖ１（24Ｖ）に制御する。

【００１６】 またステップ23では、従来のヒータコア21のみにより十分暖房は可能であるか 、或いは温風の温度Ｔａが十分に高いとして、補助電気式ヒータ25への通電を停 止する。 尚、当該ルーチンは車両が運転されている限り、継続して実行される。 従って、以上説明した実施例によれば、車両が降坂等によって、エンジン回転 速度Ｎが上昇中であることが検出され、さらに冷却水温度Ｔｗが所定温度以下で あることが検出されたときには、エンジンにより駆動される発電機は十分に高い 発電能力を有しているとして、オルタネータ11の出力電圧が増加され、当該増加 した出力電圧を補助電気式ヒータ25へ供給することにより、暖房能力を補充する 。もって、快適性を確保することができる。

【００１７】

【考案の効果】

本考案は以上説明したように、暖房能力が不足する惧れがあるときに、エンジ ンの回転速度が所定値以上であることが検出されたときには、発電機の出力電圧 を増加させ、出力を電気式ヒータに供給して暖房能力を補充するので、余剰電力 を電気式ヒータに供給することが可能となり、コストアップを抑えつつ、快適性 を確保することが可能となるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の構成を示すブロック図

【図２】本考案に係る車両用補助暖房装置の一実施例を
示すシステム構成図

【図３】同上実施例の制御装置の内容を示すフローチャ
ート

【図４】オルタネータの出力特性図

【符号の説明】

11 オルタネータ 14 ＤＣ−ＤＣコンバータ 18 温風吹出し用のファン 21 ヒータコア 25 補助電気式ヒータ 31 ＥＣＵ 35 エンジン回転センサ 36 エンジン水温センサ 38 温風温度センサ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】車内への温風吹出し経路に電気式ヒータを
   設けた車両において、エンジンにより駆動される発電機
   と、エンジンの回転速度を検出する回転速度検出手段
   と、エンジンの冷却水温度を検出する冷却水温度検出手
   段と、回転速度検出手段により検出されるエンジンの回
   転速度が所定値以上であって冷却水温度検出手段により
   検出される冷却水温度が所定温度以下であるときに、前
   記発電機の出力電圧を増加させ当該増加した出力電圧を
   電気式ヒータに供給するように制御する電圧制御手段
   と、を設けたことを特徴とする車両用補助暖房装置。