JPS60128016A - 車両用暖房装置 - Google Patents

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〕 本発明は自動車エンジンの冷却水を利用した温水式ヒー
タと燃料を燃焼させ゛る燃焼式ヒータとを併用する車両
の暖房装置に関する。

〔従来技術の問題点〕

（１） 従来、ディーゼルエンジン等のエンジン冷却水温度が比
較的低いエンジンを搭載する車両では、エンジン冷押水
を熱源とする温水式ヒータによって車室内の暖房を行な
う場合、エンジン始動時、あるいは寒冷地において、エ
ンジン冷却小温度が低いために十分な暖房能力が得られ
ないという問題があった。

そこで、本発明者等は、温水式ヒータの暖房能力不足を
補うために、温水式ヒータが配設された空調装置のダク
ト内に、燃焼式ヒータの温風を導入烹る車両用暖房装置
を特願昭５８−１８６１８　’４号において提案した。

。　、 ところで、一般に温水式ヒータは、温水温度がある温度
に一定している場合、最大風量（例えば２．５Ｏｎｒ／
ｈ）時に最大暖房能力が得られるように設定されている
。しかし、ディーゼルエンジン、車等では、冬期のエン
ジン始動時、には、エンジン冷却水温度が十分上昇しな
いために、このような状態に最大風、量ご空気を送風す
ると、熱量に対する風量の割合が多（なり過ぎ、（スト
ーブが小さく２） （なる）効果的な暖房が得られない。そこで、本発明者
等はエンジン冷却水温度が十分上昇していない場合には
、最大風量よりも所定量だけ少ない風量にすると最も効
果的な暖房が達成されることを確認した。

〔発明の目的〕

そこで本発明は、上記点に鑑み、温水式ヒータと燃焼式
ヒータを組合せた車両用暖房装置において、燃焼式ヒー
タ作動時には、車両内に温風を送風するファンの送風量
を自動的に所定量だけ低下させるように構成して、暖房
効果を増大させることを目的とする。

（実施例〕 以下、本発明を図に示す実施例によって説明する。

本実施例では本発明の車両用暖房装置は、ディーゼルエ
ンジン搭載車両に使用され、第１図は、その搭載状態を
示す。■はディーゼルエンジン（以下エンジンとする）
、２は車両のエンジンルームに取付けられ寒冷地におけ
る車室暖房の熱源（３） 不足を補うための燃焼式ヒータ、４は車室前部に装着さ
れる車両の空気調和装置であり、その外殻を形成するダ
クト４１内部には温水式ヒータ３のヒータコア３１が取
付けられている。５は前記燃焼式ヒータ２により加熱さ
れた空気（温気）を前記空気調和装置４のダクト４１内
のヒータコア３１の下流部に供給する暖房空気通路を示
す。

第２図は、空調装置４のダクト４１内部構成およびエン
ジン冷却水回路を示し、エンジン１は燃料噴射ポンプ（
図示せず）より送られてくる高圧燃料を霧化するインジ
ェクションノズル１１と、頭部で燃焼室１２を形成し、
そこで発生した燃焼圧力を連接棒１３に伝えるピストン
１４と、燃焼室１２へ燃焼用空気を吸気するためのエン
ジン吸気管１５と、該エンジン吸気管の上流に配され、
エアエレメント１７Ａを内包したエアクリーナ１７と、
エンジン排気管１８と、第１図に示すエンジン冷却水を
水ポンプ１９Ａを介して冷却するラジェータ１９とを備
えた周知の構成をしている。

温水式ヒータ３は、エンジン１の冷却水配管３（４） Ａおよび３Ｂにより、エンジン冷却水をヒータコアに導
入するようにヒータコア３１の入口に温水弁３３を設け
た周知の構成をしている。

空気調和装置４は、風上部に外気吸入口４Ａおよび車室
内空気吸入口４Ｂが形成□され、他方にベンチレーショ
ン吹き出しロ４Ｃ，デフロスタ吹き出し口４Ｄ、足元吹
き出し口（または暖気吹き出し口）４Ｂを有する前記ダ
クト４１と、該ダクト４１の風上端に設けられた外気吸
入口４Ａと車室内空気吸入口４Ｂとを切換開閉する内気
外気切換えダンパ４２と、シロッコファン４３ａおよび
その駆動モータより構成されたブロワ４３と、該ブロワ
４３の風下に設けられ前記温水式ヒータ３のヒータコア
３１と該ヒータコア３１を通過する風量とヒータコア３
１を迂回する風量とを調整する温度調節用のエアミック
スダンパ４５と、ベンチレーション吹き出し口４Ｃおよ
びデフロスタ吹き出し４Ｄを切換えるデフロスタダンパ
４６と、足元吹き出し口４Ｅを開閉するヒータダンパ４
７と、燃焼式ヒータ２で加熱された暖房空気取り入れ口
（５） ４８とを備える。

燃焼式ヒータ２によって加熱された空気取り入れ口とし
ては、ダクト４１内の速量であれば基本的にはどこであ
っても目的を達しうるが、ヒータコア３１下流が最も望
ましい。ヒータコア３１上流に注入した場合にはヒータ
コア３１入口空気温度が上昇するため、ヒータコア３１
自体は放熱量が低下することになり、一定の暖房能力が
ほしい場合、燃焼式ヒータ２の必要発熱量が大きくなる
。

そのためヒータコア３１下流に暖房空気を噴出するほう
が燃焼式ヒータ２の能力は小さくてすみ、小型軽量にで
きる。なお上記ダクト４１のうち、ブロワ４３とヒータ
コア３１の間に設けられた接続ダクト４１ａは、冷凍装
置の蒸発器を有するり一うユニットと交換可能となって
いる。

第３図は、燃焼式ヒータ２の断面図を示し、燃焼式ヒー
タ２は、一方に暖房空気取り入れ口２Ａ（以下外気取り
入れ口とする）が設けられ、他方に暖房空気吹出口２Ｂ
が設けられた箇条のヒータケース２０と、該ヒータケー
ス２０内に同軸的に（６） 配され燃料を燃焼させる燃焼筒２２と、燃焼筒２２内へ
燃料を送る燃料パイプ２１と、始動時に燃料に着火する
グロープラグ２３と、ヒータ吸気管２４を介して燃焼室
空気を前記燃焼筒２２へ供給する燃焼用空気送風用ファ
ン２５と、暖房用空気を外気取り入れ口２Ａより取り入
れるための暖房用空気送風ファン２６と、これらファン
２５および２６を駆動するための両軸モータ２７と、暖
房空気と燃焼空気との熱交換する熱交換器２８と、燃焼
排気を排出させるヒータ排気管２９とからなり、暖房用
空気は取り入れ口２Ａより吸い込まれ燃焼筒２２および
熱交換器２８の周囲をめぐって加熱されたのち前記暖房
空気吸出口２Ｂから暖房空気通路５を経て温水式ヒータ
３下流側の暖房空気（温風）取り入れ口４８へ噴出され
る。

第４図は、本実施例における車両用暖房装置のブロワ４
３の制御機構の１例を示す電気回路図であり、電源であ
る自動車バッテリＢＡＴには、イグニッションスイッチ
６、プロワスイッチ６０、モータ速度可変用の抵抗６１
、モータ４３ｂが順（７） 次直列接続されている。自動車運転席の空調装置操作パ
ネルに設けられたプロワスイッチ６ｏには最大風量位置
（Ｈｉ）、中間風量位置（Ｍｅ）、最小風量位置（Ｌｏ
）、および風量停止位置（ＯＦＦ）が設けられ、最小風
量位置（Ｌｏ）と中間風量位置（Ｍｅ）の間、および中
間風量位置（Ｍｅ）と最大風量位置（Ｈｉ）の間には、
それぞれモータ変速可変用の抵抗６０ａ、６０ｂが接続
されている。

また、バッテリＢＡＴには燃焼式ヒータ２の制御回路６
２が接続され、制御回路には、燃焼式ヒータ２のグロー
プラグ２３、モータ２７がそれぞれ接続されており、ま
たモータ２７と並列に常閉接点型リレー６３のコイル６
３ａに接続されている。なおこのリレー６３の接点６３
ｂは、ブロワモータ４３ｂの変速可変用の抵抗６１と並
列に接続されており、リレーコイル６３ａに通電される
と、接点６３ｂは開くようになっている。

制御回路６２には、燃焼式ヒータ２の作動スイッチ６５
が接続されている。この作動スイッチは、（８） 自動車運転席の空調装置操作パネルの前記プロワスイッ
チ６０の近傍に設けらｉている。

次に上記構成を有する本実施例の作動について説明する
。

イ）温水式ヒータ３の使用時 イグニッションスイッチ６がオンされてエンジンが運転
されており、自動車運転席の空調装置操作パネルの図示
しない温度調節レバーが最低温度位置（第２図のエアミ
ックスダンパ４５が図の点線位置）以外の位置に操作さ
れているときは、温水弁３３は開弁されヒータコア３１
内にはエンジン冷却水が導入され、ヒータコア３１周囲
の空気は加熱される。ここで、内外気切換ダンパ４２を
外気導入位置（第２図点線位置）に切換、プロワスイッ
チ６０をＬ　ｏ　＊　Ｍ　ｅ　、　Ｈｌ接点に切換える
とエンジン冷却水温度が設定値以上であれば、それぞれ
の表示に応じた速度でモータ４３ｂが回転し、従ってそ
れぞれの表示に応じた風量の温風が足元吹き出し口から
車室内にあるいはデフロスタ吹き出し口４Ｄからフロン
トガラスに向けて吹き（９） 出される。

口）燃焼式ヒータ２の使用時 スイッチ６１をＯＮすると、制御回路６２の出力により
燃焼式ヒータ２では図示しない燃焼ポンプが作動され燃
焼パイプ２１より燃焼筒２２内へ燃料が供給され、両軸
モータ２７は通電により回転してファン２５および２６
を駆動し、ヒータ吸気管２４から燃焼用空気が供給され
る。また、モータ２７と通電と同時にリレーコイル６３
ａにも通電され、リレー接点６３ｂは開き、抵抗６１が
モータ４３ｂとプロワスイッチ６００間に直列に挿入さ
れる。運転開始時には燃料は燃焼筒２２内でグロープラ
グ２３により着火され燃焼し、着火後は接続して燃焼す
る。燃焼ガスは燃焼筒２２から熱交換器２８の中を経て
ヒータ排気管より排出される。一方暖房空気は取り入れ
口２Ａより燃焼筒２２および熱交換器２８の周囲をめぐ
って加熱された後、暖房空気通路５を通って暖房空気取
り入れ口４８より空気調和装置のダクト４１内に吐出さ
れる。

（１０） このとき、例えば温水式ヒータ３が最大風量位置（Ｈｉ
）で使用されていると、燃焼式ヒータ２のスイッチ６５
の投入と同時にプロワモータ４３ｂとプロワスイッチ６
０の間には抵抗６１が接続されるため、この抵抗６１に
よってモータ４３ｂに流れる電流が制限され、ブロワモ
ータ４３ｂは実質的には中速（Ｍり程度で回転し、ファ
ン４３ａによって中間風量を送風する。

次に本実施例における効果について説明する。

第５図の横軸はプロワ４３によって導入される外気導入
量を表し、縦軸は車室内の平均温度を表す。なお、実験
条件として外気温度−２０℃、車速４　Ｑ　ｋｍ　／　
ｈを想定して行った。第５図中曲線ａは発熱量の大きな
エンジンの冷却水を熱源とする温水式ヒータのみを有す
る暖房装置の場合、曲線すはディーゼルエンジンのよう
に発熱量の小さなエンジンの冷却水を熱源とする温水式
ヒータのみを有する暖房装置の場合、曲線Ｃは上記曲線
すの特性を有する温水式ヒータに燃焼式ヒータを組合せ
た本実施例の暖房装置の場合の特性を示す。

この第５図かられかるように外気モードでは曲線ａでは
エンジン冷却温水温度が一定しているため、送風量の増
加と共に車室内温度は上昇し、最大風量時（焼＜２８０
ｒｒｒ／ｈ）に最大温度（約３３℃）が得られる。

曲線すの場合は、エンジン冷却水温度が低いために中間
風量域（約１５０Ｍ／ｈ）より風量が多くなると熱源不
足のため水温がサーモスタット開弁温度より低下し送風
量の増加に従い逆に室内温度は低下する。

ここで上記曲線すの特性を有する温水式ヒータが配設さ
れた暖房装置においてファン４３ａが最大風量（Ｈｉ）
で回転しているとき、燃焼式ヒータ２の温風を送風ダク
ト４１内に導入すると、第５図に示すようにΔＴｌだけ
暖房能力が向上し、室内温度は２３℃から２９℃に上昇
する。

次に本発明の暖房装置によると、燃焼式ヒータ２の作動
と同時に、ファン４３ａは最大風量（Ｈｌ）から中間風
量（Ｍｅ）に自動的に切換るため、第５図に示す八Ｔ２
の温度上昇が得られ、室内温度は２３℃から３４℃に上
昇するという優れた効果が得られる。

次に本発明の他の実施例について説明する。第６図は本
発明の暖房装置におけるプロワ制御機構の他の実施例を
示す電気回路図であり、燃焼式ヒータ２作動時に、プロ
ワ４３の送風が自動的に低下するのは、プロワスイッチ
６０が最大風量位置（Ｈｉ）に切換えられているときあ
みとすることを特徴としている。

つまり、制御回路６２には燃焼式ヒータ２のモータ２７
と並列に常閉接点型リレー７０のリレーコイル７０ａお
よび常開接点型リレー７１のリレーコイル７１ａが接続
されている。リレー７１の接点７１ｂは、プロワスイッ
チ６０′のＨｉ端子とＭｅ端子を短絡するように設けら
れており、リレー７０の接点７０ａは、Ｈｉ摺接点ブロ
ワモータ４３ｂを開放するように設けられている。

従って、プロワスイッチを最大風量位置（Ｈｉ）に切換
え、プロワ４３のファン４３ａが最大風量を送風する状
態の時、燃焼式ヒータ２を作動させ（１３） ると、同時にリレー７０．７１にも通電され、接点７０
ｂは開き、接点７１ｂは閉じてモータ４３ｂには抵抗６
０ｂが直列接続されるため、モータ４３ｂの速度は低下
し、ファン４３ａは中間風量（Ｍｅ）で空気を送風する
。

なお、本例ではプロワスイッチ６０が、中間風量位置（
Ｍｅ＞、最小風量位置（Ｌｏ）に切換えられているとき
は、燃焼式ヒータ２が作動しても、ブロワモータ４３ｂ
の回転速度は低下しないため、低風量域においても有効
な暖房効果が得られる。

さらに、本発明は、上記実施例に限定されることなく、
以下のべるような種々の変形が可能である。

（１）上記実施例の温水式ヒータ３は、エアミックスダ
ンパ４５の開度によって温度調節を行なうようにしてい
るが、温水弁３３の開度を変えて、ヒータコア３１に導
入す悉温水の量を調節するような暖房装置にも同様に通
用でき゛る。

Ｃ２）上記の実施例では、モータ４３ｂの速度を３段階
に切換えるものについて説明したが、モータ（１４） ４３ｂの速度を連続的に変化させるものにおいても同様
に適用できる。

（３）上記のように燃焼式ヒータ３と温水式ヒータ２は
独立構成されているため、温水式ヒータ２を作動させず
、つまりプロワスイッチオンの状態で燃焼式ヒータ３の
みを作動させてもよく、その場合燃焼式ヒータ２の加熱
空気送用ファン２６によって送風される送風量が例えば
８０ｒｒｒ／ｈ程度であれば車室内の十分な暖房が可能
である。

（４）上記燃焼式ヒータ２の暖房空気取り入れ口２は内
気を取り入れるようにしてもよい。

（５）本発明の車両用暖房装置の制御機構としては、マ
イクロコンピュータ等を利用しエンジン冷却水温度を検
知する感知器を設け、この感知によって測定された水温
に応じた感知信号を補正し、最適なストーブ比となるよ
うにモータ４３ｂの回転速度を制御することも可能であ
る。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明では温水式ヒータと燃焼式ヒ
ータを組合せた車両用暖房装置において、熱源となるエ
ンジン冷却水温度が十分得られない温水式ヒータを有す
る場合であっても、熱量に応じた最適な送風量が得られ
るように、ファンの送風量を低下させた状態で燃焼式ヒ
ータがらの温風をダクト内に導入するようにしているた
め、燃焼式ヒータによる暖房効果を最大限に増大できる
という効果がある。

また、燃焼式ヒータと温水式ヒータと同時に作動させる
ときにも、温風の送風量が極端に増大することがないた
め、快適な暖房感が得られるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の車両用暖房装置の車両への搭載状態を
示す平面図、第２図は本発明の車両用暖房装置の断面図
、第３図は本発明における燃焼式ヒータの構造を示す断
面図、第４図は本発明の車両用暖房装置の電気回路図、
第５図は送風量に対する車室内温度変化を示す特性図、
第６図は本発明の車両用暖房装置の他の実施例を示す電
気回路図である。 ２・・・燃焼式ヒータ、３・・・温水式ヒータ、４１・
・・ダクト、４３・・・プロワ、４３ａ・・・ファン、
４３ｂ・・・モータ、６０・・・プロワスイッチ、６０
ａ、６０ｂ、６１・・・抵抗、６２・・・制御回路、６
３．７０゜７１・・・リレー。 代理人弁理士　岡　部　隆 （１７）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 空気吸入口および空気吹出口を有するダクト、このダク
   ト内に設けられ、空気を□送風するファンと、このファ
   ンを駆動するモータと、前記ダクト内に配設され、前記
   ファンによって送風される空気を車両エンジン冷却水を
   利用して加熱するヒータコアと、前記ダクト内に温風を
   ４人する空気通路を有する燃焼式ヒータと、この燃焼式
   ヒータの作動時に少なくとも最大蝋量設定時には、前記
   ヒータの回転速度を低下させる制御機構とを具備するこ
   とを特徴とする車両用暖房装置。