JPH0665025U - 車両用急速暖房装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】電気式ヒータを設けた車両において、冬期等に
おいてエンジンを始動した後に急速な暖房を可能とす
る。 【構成】エンジンがアイドリング運転状態で（Ｓ３）、
ヒータが使用され（Ｓ４）、冷却水温度Ｔｗが所定温度
Ｔｗ₁ 以下であるとき（Ｓ５）、ヒータコア21入口部に
おける冷却水温度Ｔｗ_INと車室内温度Ｔｔ_INとの比較に
より、パイプヒータが使用されるか否かが判断され（Ｓ
11〜13）、さらにファーストアイドルアクチュエータ40
を作動させアイドル回転数Ｎ_IDを高めてオルタネータ11
の発電能力を高め（Ｓ16）、オルタネータ11の出力電圧
を48Ｖに制御し（Ｓ18）、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（Ｓ19）。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は車両用急速暖房装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

車内を暖房する車両用暖房装置にあってはエンジン冷却水を用いて行うことが 一般的である。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 。

【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、冬期の特に外気温が低い時には、冷却水温度が低下し、もって エンジン始動後は特に、冷却水温度の上昇が遅く、もって暖房能力が低下し、車 室内温度がなかなか上昇しない惧れがある。 このために、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）。しかしながら、これら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と、その構成が煩雑となり、コストアップの 要因となる。

【０００５】 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、冬期等においてエンジンを始動した後に急速な暖房を可能とした車両 用急速暖房装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【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、エンジンのアイドリング 状態を検出するアイドリング状態検出手段と、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、エンジンにより駆動される発電機の出力電圧を制御する 電圧制御手段と、アイドリング状態のエンジン回転数を上昇させるファーストア イドルアクチュエータとを設け、エンジンがアイドリング状態時に冷却水温度が 所定温度以下であることが検出されたときに、ファーストアイドルアクチュエー タが作動すると共に電圧制御手段が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構成とした。

【０００７】

【作用】

エンジンがアイドリング状態時に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、かか る構成においては、このときファーストアイドルアクチュエータが作動してアイ ドリング状態のエンジン回転数を上昇させエンジンにより駆動される発電機を高 い発電能力を発揮できるようにし、また、電圧制御手段が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して、暖房能力を補充 する。もって、冬期等においてエンジンを始動した後にも急速な暖房が可能とな る。

【０００８】

【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。

【０００９】 ここで、本実施例では、冷却水出口通路23には温水バルブ28が介装され、ＥＣ Ｕ31により制御される温水バルブアクチュエータ29により開閉される。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。 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。

【００１０】 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。

【００１１】 さらに、前記ＥＣＵ31には、エンジンのアイドリング状態検出のために図示し ないアクセルレバーに設けられたアクセルスイッチ37からの信号も入力される。 即ち、アクセルスイッチ37はアクセルレバーが開となった時にＯＮ信号を出力す るスイッチであり、もってＯＮ信号が出力されていない場合には、アクセルレバ ーが閉状態となっている，アイドリング状態と判断することができるスイッチで ある。

【００１２】 また、図示しないエンジンは吸気通路にファーストアイドルコントロールバル ブが介装され、ＥＣＵ31により制御されるファーストアイドルアクチュエータ40 により開閉される。そして、ファーストアイドルアクチュエータ40を作動させる ことにより吸気通路から吸入される空気量を変更し、アイドル回転数Ｎ_IDを変更 可能としている。

【００１３】 次に、上記ＥＣＵ31により行われるファーストアイドルアクチュエータ40の作 動制御、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、全てのデータのイニシャラ イズを実行する。

【００１４】 ステップ２では、当該装置はエンジンが回転しているときに作動するものであ るので、メインスイッチがＯＮになっているか否か判断する。 ステップ３では、アクセルスイッチ37により検出されるアクセルレバーの開度 状態により、現在当該エンジンがアイドリング運転状態か否かを判断する。 ステップ４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。

【００１５】 そしてエンジンがアイドリング運転状態で温風吹出し用のファン18のスイッチ 20がＯＮになっている場合には、車内を暖房する必要があると判断し、ステップ ５に進む。 ステップ５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31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11以下 に進む。

【００１６】 ステップ11では、例えばエンジン水温センサ36が設置される箇所からの温度低 下を考慮して演算したヒータコア21入口部における冷却水温度Ｔｗ_INが、温風温 度センサ38が設置される箇所の温度に基づいて算出される車室内温度Ｔｔ_INより 低いか否かを判断する。これは、冷機始動時等においては冷却水が十分に温度上 昇していない場合があるので、冷却水が実際に熱源として使用可能か否かを判断 している。そして、Ｔｗ_IN＜Ｔｔ_INであると判断された場合は、温風吹出し用の ファン18のスイッチ20がＯＮになって、熱交換をさせるべくヒータコア21に風を 送っても、かえって車室内温度が低下する惧れがあるため、ステップ12に進み、 温水バルブアクチュエータ29を閉動作させ、冷却水出口通路23を閉として、冷却 水の循環を停止させる。

【００１７】 一方、ステップ11でＴｗ_IN＜Ｔｔ_INではないと判断された場合には、暖機運転 が行われ冷却水温度が上昇して、冷却水が実際に熱源として使用可能な状態にな ったと判断することができる。従って、ステップ13に進み、温水バルブアクチュ エータ29を開動作させ、冷却水出口通路23を開として、冷却水の循環を開始させ る。

【００１８】 次にステップ14では、オルタネータ11の48Ｖ運転を行うことにより、Ｆ＝１と たてられるフラッグＦがたっているか否かを判断する。そしてＦ＝１の場合は、 すでにオルタネータ11は48Ｖ運転を行っているとして、ステップ19にジャンプす る。 Ｆ≠１の場合は、オルタネータ11の48Ｖ運転を開始すべくステップ15に進んで Ｆ＝１とした後、ステップ16に進む。

【００１９】 ステップ16では、ファーストアイドルアクチュエータ40を作動させ、燃料噴射 量を変更し、アイドル回転数Ｎ_IDを例えば８００〜９００ｒｐｍに上昇設定して （通常アイドル回転数Ｎ＝６００ｒｐｍ）、エンジンにより駆動されるオルタネ ータ11の発電能力を高める。 ステップ17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。

【００２０】 ステップ18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。 ステップ19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 足する惧れがあるか、パイプヒータの能力は上がってきてが、さらに暖房能力を 補うため、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、コントローラ27により設定された車室内の設定温度Ｔｔと温 風温度センサ38により実際に検出される車室内に吹き出される温風の温度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。 ただし、Ｋは比例定数である。

【００２１】 一方、ステップ５において、冷却水温度Ｔｗが所定温度Ｔｗ₁ 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31以下に進むが、ステップ31では、前記フラッグＦがたっているか 否かを判断する。 ステップ31において、Ｆ＝１と判断された場合には、冷却水温度Ｔｗが所定温 度Ｔｗ₁ 以下ではなくなったばかりであるので、ステップ32に進み、フラッグＦ をリセットする（Ｆ＝０とする）。

【００２２】 そして、ステップ33では、オルタネータ11の出力電圧をカットオフポイントＰ ２の電圧Ｖ２（48Ｖ）に制御することを停止し、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。 ステップ34では、出力電圧が通常時の電圧Ｖ１（24Ｖ）に制御されるので、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 パスする。

【００２３】 ステップ35では、ファーストアイドルアクチュエータ40を非作動として、アイ ドル回転数Ｎ_IDを通常時のアイドル回転数（Ｎ＝６００ｒｐｍ）に戻す。 ステップ36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。

【００２４】 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、エンジンがアイドリング状態であるこ 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、ファーストアイドルアクチュエータ40が作動してアイドル回転数Ｎ_IDを 上昇させ、オルタネータ11の発電能力を高め、それからオルタネータ11の出力電 圧を増加させ、当該増加した出力電圧を補助電気式ヒータ25に供給して、暖房能 力を補充する。もって、冬期等においてエンジンを始動した後にも急速な暖房が 可能となる。

【００２５】

【考案の効果】

本考案は以上説明したように、電気式ヒータを設けた車両において、エンジン がアイドリング状態時に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、ファーストアイドルアクチュエータが作動すると共に電圧制御手段が前記発 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こ とにより、急速な暖房が可能となり、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急速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 40 ファーストアイドルアクチュエータ

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、エンジンのアイドリング状態を検
   出するアイドリング状態検出手段と、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、エンジンにより
   駆動される発電機の出力電圧を制御する電圧制御手段
   と、アイドリング状態のエンジン回転数を上昇させるフ
   ァーストアイドルアクチュエータとを設け、エンジンが
   アイドリング状態時に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、ファーストアイドルアクチュ
   エータが作動すると共に電圧制御手段が前記発電機の出
   力電圧を増加させ、当該増加した出力電圧を電気式ヒー
   タに供給することを特徴とする車両用急速暖房装置。