JPS63141818A - 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、エンジン冷却水を利用した温水式に−タと燃
料を燃焼させる温気燃焼式ヒータとを併用した車両用暖
房装置に関し、とくにディーゼルエンジン等温水式ヒー
タの熱源の少ないエンジンを搭載した車両暖房の即効性
、快適性の改善にかかる。

［従来の技術］ 従来より、ディーゼルエンジンを熱源とする温水式ヒー
タは、エンジンの高効串化に伴い、その発熱量が低下し
てきているため、アイドリング時などに充分な暖房が得
られないという問題が生じている。また将来的にもディ
ーゼルエンジンの直噴化が進められているため、より温
水式ヒータの発熱量が減少する傾向にあることが下想さ
れ、またガソリンエンジンにおいても同様な傾向にある
ことが予想されている。

したがって、ディーゼルエンジンなど発熱量の小さいエ
ンジンを搭載した車両では、エンジン冷却水を空気調和
装置のダクト内に設けたヒータコアに導り温水式ヒータ
に加えて、その能力不足を補うため、または暖房効果の
立上りを補助するために、燃焼室内へ燃料および燃焼用
空気を導入して燃焼させ、空気を加熱する湿気燃焼式ヒ
ータが装着されている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかるに、従来より温気燃焼式ヒータは、始動、停止が
車室内前面に設けられた専用の操作スイッチで行われ、
温水式ヒータとは別途操作されている。このため、エン
ジン始動の際に、温水式ヒータと温気燃焼式ヒータとを
併用している時、エンジン冷却水がエンジンの始動条件
に適した水温となり、渇水式ヒータのみで充分暖房でき
得る場合でも、温気燃焼式ヒータは、暖房空気をダクト
内に供給し続け、車室内が過湿状態となる場合があり、
暖房効果、操作性ともに快適であるとは言い難い。

また一般に温気燃焼式ヒータは、車！外に取付けられ、
車室外空気を加熱しているので、冬期の〒朝など一２０
℃以下となる寒冷地においては暖房能力を大きくする必
要がある。

本発明はディーゼルエンジン等温水式ヒータの熱源の少
ないエンジンを搭載した車両において暖房の即効性、快
適性の改善を行う車両用暖房装置の提供を目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明の車両用暖房装置は
、空気調和装置のダクト内にエンジン冷却水を利用した
ヒータコアを配置してなる温水式ヒータと、車室内空気
を加熱して前記ダクト内に供給する内気循環式温気燃焼
式ヒータと、前記燃焼式ヒータから暖房空気を吸入する
前記ダク１〜の吸入口を開閉する開閉手段と、前記エン
ジン冷却水の水温を検出する水温ヒンサを有し、エンジ
ン冷却水の水温が設定温度より高いときは、前記開閉手
段に出力して前記吸入口を閉じると共に前記温水式ヒー
タをオンし、かつ前記燃焼式ヒータをオフし、エンジン
冷却水の水温が設定温度より低いとぎは、前記間開手段
に出力して前記吸入口を開くと共に前記温水式ヒータを
オフし、かｐ前記燃焼式ヒータをオンする制御装置とを
備えた構成を採用した。

［作用および発明の効果］ 上記構成により本発明の車両用暖房装置は、っぎの作用
および効果を有する。

イ）水温センサにより検出したエンジン冷）Ａ水の水温
が設定温度より高いときは、前記開閉手段に出力して前
記吸入口を閉じると共に前記温水式ヒータをオンし、か
つＭｎ記燃焼式ヒータをオフすることにより、エンジン
始動の際に、渇水式ヒータと温気燃焼式ヒータとを併用
している時、エンジン冷却水がエンジンの始動条件に適
した水温となり、温水式ヒータのみで充分暖房でき得る
場合には、温気燃焼式ヒータは、自動的にオフされるの
で、車室内が過湿状態となることを防止でき、操作性や
快適性どもに充分なＩＴ！房効果が１ｑられる。

口）本発明の車両用暖房装置は、水温センサにより検出
したエンジン冷却水の水温が設定温度より低いときは、
前記開閉手段に出力して前記吸入口を聞くと共に前記温
水式ヒータをオフし、かつ前記燃焼式ヒータをオンする
ことにより、冬期の早朝など一２０℃以下どなる寒冷地
においても暖房効果の立上りが良く、誤って冷たい空気
を車室内に供給することがなくなる。

ハ）したがって、操作性、即効性、ａ３よび快適性とも
に充分な暖房効果を得ることができる。さらに、温気燃
焼式ヒータは、内気循環式であるため、暖房能力が小さ
くて良く、装置の小型、軒昂化を図ることができる。

［実施例］ 本発明の車両用暖房装置の実施例を図に阜づぎ説明する
。

第１図および第２図は本発明の第１実施例を用いたディ
ーゼルエンジンを搭載した自動車用冷暖房装置を承り。

本実施例の自動車用冷暖房装置１は、車室内■に設けら
れた空気調和装置（以下空調装置と呼ぶ）２、ディーゼ
ルエンジン（以下エンジンと略す）のエンジン冷却水を
利用して車掌内工を暖房する温水式ヒータ４、車室外■
に設けられ、車室内Ｉの熱源不足を補うための温気燃焼
式ヒータ（以下燃焼式ヒータと呼ぶ）　５、およびこれ
らを制御する電気制御装置８からなる。

空調装置２は、その外殻を形成するダクト３内にファン
モータ２１により駆動されるファン２２、冷凍サイクル
のエバポレータ２３、冷暖房空気のエアミックスダンパ
２４、温水式ヒータ４のヒータコア４１、および本発明
にかかる開開手段である暖房空気調節ダンパ（以下調節
ダンパと呼ぶ）７が風上から風下に向って取付けられて
いる。冷房時にエバポレータ２３は、エンジンにより駆
動される冷媒圧縮機〈図示せず）により高温高圧の気相
冷媒を蒸発さけて低熱源を得て、空気を冷却する。

ダクト３は、風上に内気導入口３１が形成されている。

またダクト３は、ヒータコア４１の風下にダンパ７によ
り開閉され、燃焼式ヒータ５からの暖房空気の吸入口３
２を形成している。

そしてダクト３の風下には、車室内■に空調空気を吹出
すデフ［１スフ吹出口３３、ペンデレージョン吹出口３
４、および足元吹出口３５が設けられている。さらにダ
クト３（ヨ、吸入口３２の風上がわが空調空気通路３６
となっており、吸入口３２の風下がわが空調空気と暖房
空気との混合室３７となっている。

渇水式ヒータ４は、エンジン冷ＪＪＩ水を利用した暖房
装置であり、冷却水配管４２のヒータコア４１の入口に
後記する電気制御＠置８の水温センサ４３を設けている
。また冷却水配管４２には、温水弁（ウォータバルブ）
４４が設けられ、エンジン冷）（１水を必要なときに必
要な品を流すようになっている。

燃焼式ヒータ５は、内気循環式ヒータであり、一方に車
掌内工に開口した内気取入口５１、および他方に暖房空
気吹出口５２が設けられた筒状のヒータケース５３と、
暖房空気吹出口５２とダクト３の吸入口３２どの間を接
続する暖房空気通路５４とからなる。

また燃焼式ヒータ５は、燃料を燃焼させる燃焼ｆｉ１６
をヒータケース５３内に同軸的に配している。

さらに燃焼式ヒータ５は、燃料ポンプ（図示せず）によ
り燃焼筒６内へ燃料を送る燃料バイブロ１、始ｔ１１時
に燃料に着火Ｊるグロープラグ６２を取付けている。

そして両軸モータ６３により駆動される燃焼空気用ファ
ン６４でヒータ吸気管５５を介して燃焼空気を燃焼筒６
へ供給し、暖房空気ファン６５で内気取入口５１より１
１１ｆｆｌ空気を取り入れている。この暖房空気と燃焼
空気とを熱交換させる熱交換番６６より燃焼活気を排出
するヒータ吸気管５Ｇを取付けている。

調節ダンパ７は、ダンパ駆動機構７１により３つの位置
に設定される。調節ダンパ７が第１の設定位置（一点鎖
線）に設定されたときは、ダクｌ−３の吸入口３２が全
開され、混合室３７と＠房空気通路５４のみが連通して
燃焼式ヒータ５の暖房空気のみ車室内工に供給される。

調節ダンパ７が第２の設定位置く実線）に設定されたと
きは、ダクト３の吸入口３２が半開され、空調空気通路
３６と混合室３７とが連通ずると共に混合室３７と暖房
空気通路５４とが連通して、空調空気および燃焼式ヒー
タ５の暖房空気が車室内工に供給される。調節ダンパ７
が第３の設定位置（二点鎖線）に設定されたときは、ダ
クト３の吸入口３２が全閉され、空調空気通路３Ｇと混
合室３７のみが連通して空調空気のみ車室内■に供給さ
れる。

電気制御装置８は、バッテリ８１を電源とし、常開接点
である空調装置２のメインスイッチ８２、常開接点であ
る冷暖房切換スイッチ８３および常開接点である燃焼式
ヒータ５の操作スイッチ８４の開開（オン、オフ）信号
を入力する。この空調装置２のメインスイッチ８２、冷
暖房切換スイッチ８３および燃焼式ヒータ５の操作スイ
ッチ８４は、中空内■前面に装着された図示しない操作
盤に取付けられている。また電気制御装置８は、水温セ
ンサ４３からの温度に比例した電圧値を検出している。

そして電気制御′Ｐｉ四８は、ダンパ駆動機構７１およ
び燃料ポンプを駆動し、ファンモータ２１、グロープラ
グ６２および両軸モータ６３を通電（オン）、非通電〈
オフ）する。さらに電気料＠装置８は、温水式ヒータ４
の温水弁４４の間口度合の調節を行う。

ここで温水式ヒータ４は、電気１．制御装置８からの出
力により温水弁が開き、かつファンモータ２１がオンさ
れると作用（：オン）し、電気制御装置８からの出力に
より温水弁が閉じるか、またはファンモータ２１がオフ
されると停止（オフ）覆る。

また燃焼式ヒータ５は、電気制御装置８からの出力によ
りグロープラグ６２および両軸モータ６３がオンされ、
燃料ポンプが駆動されると始動（オン）する。また燃焼
式ヒータ５は、電気制御装置８からの出力によりグロー
プラグ６２ａ３よび両軸モータ６３がオフされ、燃料ポ
ンプが停止されると停止（オフ）する。

冷暖房切換スイッチ８３は、オンのとき空ｖ！Ｉ装置２
が暖房運転され、オフのとき空調装置２が冷房運転され
る。

本実施例の作動を第２図の作動フローチャートに基づき
説明する。

始めに操作化がエンジンを始動させると水温センサ“４
３は、エンジン冷却水の水温の監視を開始する。

空調装置２のメインスイッチ８２が操作者によってオン
されているか否かを判断するくステップＳ１）。メイン
スイッチ８２がオンされていない（ＮＯ）時、冷暖房装
置１の運転を停止する。メインスイッチ８２がオンされ
ている（ＹＥＳ）時、冷暖房切換スイッチ８３が操ｆ１
者によってオンされているが否かを判断する（ステップ
３２）。冷暖房切換スイッチ８３がオンされていない（
ＮＯ）時、つまり冷り１運中云時、冷凍丈イクルの冷媒
圧縮機を駆動する。したがって、エバポレータ２３【よ
、高温高圧の気相冷媒が供給される〈ステップＳ３）。

つぎに調節ダンパ７をダクト３の吸入口３２を全閉する
よう第３の設定位置に設定する（ステップＳ４）。よっ
てダクト３は、空調空気通路３６ど混合室３７のみが連
通することとなる。さらにファンモータ２１をオンして
空調装置２のファン２２を駆動する（ステップＳ５）。

このため冷暖房装置１は、エバポレータ２３で高温高圧
の気相冷媒を蒸発させて低熱源を得て、ファン２２で内
気導入口３１より吸引した内気を冷却される。この空調
空気は、エアミックスダンパ２４によりヒータコア４１
を通過またはバイパスして所定温度の冷気とされ、任意
の吹出口より車室内■に吹出され、車室内工を冷房する
。

その後、再度（ステップ８１）以下を繰り返す。

冷暖房切換スイッチ８３がオンされている＜ＹＥＳ１時
、つまり暖房運転時、温水弁４４を開口して、エンジン
冷却水を循環させ、ヒータコア４１に流入させる（ステ
ップ８６）。つぎに燃焼式ヒータ５の操作スイッチ８４
が操ｆｌ省によってオンされているか否かを判断するく
ステップＳ７）。操作スイッチ８４がオンされていない
（ＮＯ）時、つまり燃焼式ヒータ５を使用しない時、調
節ダンパ７をダクＩ〜３の吸入口３２を全閉するよう第
３の設定位置に設定する（ステップ８８）。よってダク
ト３は、空調空気通路３６と混合室３７のみが連通ずる
こととなる。

ファンモータ２１をオンして空調装置２のファン２２を
駆動することにより、温水式ヒータ４をオンする（ステ
ップＳ’ｌｌ）。このため、暖房装置１は、ヒータコア
４１で高熱源を得て、ファン２２で内気導入口３１より
吸引した内気を加熱する。この空調空気は、任意の吹出
口より車室内工に吹出され、車掌内工を暖房する。

操作スイッチ８４がオンされている（ＹＥＳ）時、水温
センサ４３によって検出したＴンジン冷１（Ｉ水の水温
が予め設定された設定水温（ｔ＋　＝ＧＯ°Ｃ）より高
いか否かを判断する（ステップ５１０）。水温が設定水
温（ｊ＋　・６０℃）より高い（ＹＥＳ）詩、調節ダン
パ７をダクト３の吸入口３２を全閉するよう第３の設定
位置に設定する（ステップ５１１）。よってダクト３は
、空調空気通路３６と混合室３７のみが連通ずることと
なる。さらに燃焼式ヒータ５をオフするよう出力し、渇
水式ヒータ４のみの暖房運転を行う（ステップ＄１２）
。その後、（ステップ８９）へ進む。

このため、エンジン始動の際に、温水式ヒータ４と燃焼
式ヒータ５とを実用する時、エンジン冷却水がエンジン
の始動条件に適した設定水温（し、＝６０℃）となり、
温水式ヒータ４のみで充分暖房でき得る場合には、燃焼
式ヒータ５を自動的にオフできる。したがって、操作性
が良く、充分な暖房効果が得られ、快適な冷暖房装置１
となる。

エンジン冷却水の水温が設定水４（ｔ、＝６０℃）より
低い（ＮＯ〉時、水温センサ４３によって検出したエン
ジン冷）Ｊｌ水の水温が予め設定された設定水温（ｊｚ
＝４０℃）より高いか否かを判断する（ステップ５１３
）。水温が設定水温（ｔ、、＝４０℃）より高い（ＹＥ
Ｓ１時、調節ダンパ７をダクト３の吸入口３２を半開す
るよう第２の設定位置に設定する（ステップ５１４）。

よってダクト３は、空調空気通路３Ｇと混合室３７とが
連通ずることどなり、混合室３７と暖房空気通路５４と
が連通ずることとなる。

さらに燃焼式ヒータ５をオンするよう出力し、温水式ヒ
ータ４と燃焼式ヒータ５とを６ｆ用する暖房運転を行う
（ステップ５１５）。

ここで、燃焼式ヒータ５は、燃料バイブロ１で送られて
きた燃料が霧化され、始動時には、グロープラグ６２で
燃料が着火される。そして運転時には、ファン６４の回
転により吸引された燃焼空気と：λ化燃料が混合して燃
焼筒６内でだ焼する。燃焼ガスは暖房空気とより完全に
熱交換するよう燃焼筒６を経てヒータ排気管５６より排
出される。一方暖房空気は、内気取入口５１より燃焼筒
６の周囲をめぐって加熱された後、暖房空気通路５４を
通って、ダクト３の吸入口３２より混合室３７に流入す
る。そして混合室３７において空調空気と暖房空気とが
混合されて車室内■に吹出す。その後、（ステップＳ９
）へ進む。

エンジン冷却水の水温が設定水温（’ｊｐ＝４０℃）よ
り低い（Ｎｏ）時、調節ダンパ７をダクト３の吸入口３
２を全開するよう第１の設定位置に設定する（ステップ
８１６）。よってダク１−３は、混合ｖ３７と暖房空気
通路５４とが連通ずることとなる。そしてファンモータ
２１をオフして空調装置２のファン２２を停止すること
により、渇水式ヒータ４もオフする（ステップ５１７）
。したがって、燃焼式ヒータ５からの暖房空気のみ車室
内■に吹出すこととなる。その後、（ステップ８１）以
下を繰り返す。

したがって、エンジン冷却水の水温を検出して、その温
度が設定水温＜ｔｚ・−４０℃）より低い時には、温水
式ヒータ４のヒータコア４１を通過した内気は充分に加
熱されていない空調空気となる。この空調空気を車室内
■に吹出すことなく、燃焼式ヒータ５からの充分加熱さ
れた暖房空気のみを車室内■に吹出しているので、温水
式ヒータ４の能力不足を補うと共に、暖房効果の立上り
を充分に補助することができる。

また燃焼式ヒータ５は、車を外■に取付けられているｂ
のの内気取入口５１は車室陶工に開口しているので、冬
期の９朝など一２０℃以下となる寒冷地においても暖房
空気を再利用しているので、暖房能力を大きくする必要
がなく、装置の小型、軽♀化を図ることがでさる。さら
に、車掌外■に取（１けられているので、車室内■への
燃料漏れや燃焼排気漏れなどの心配がなく、車掌内Ｉで
の騒音ら減少するなど快適性も向上する。

第３図および第４図は本発明の車両用暖房装置の第２実
施例を示す。

（第１実施例と同−機能物は同番号を付す）本実施例で
は、燃焼式ヒータ５の操作スイッチを電気制御装置８内
に組み込み、電気制御装置８の出力でオン、オフされる
燃焼式ヒータ５のヒータスイッチ８５を設けている。ま
た、電気υ制御装置８は、新たに設けた車室陶工の温度
を検出する室温センサ８６からの温度に比例した電圧値
を人力する。　本実施例の冷暖房装置のｆｌ！！！］を
第４図のフローチャートに基づぎ説明する。

第１実施例のくステップＳＯ）を行った１（に、室温セ
ンサ８６により検出した車室陶工の’Ａ　Ｉ５が予め設
定された設定温度（１３＝　０℃）より高いか否゛かを
判断する（ステップ５２１）。

車掌陶工の温度が設定温度Ｂ３　＝　ｏ℃）より高い（
ＹＥＳ）時、燃焼式ヒータ５のヒータスイッチ８５をオ
フする（ステップ５２２）。車掌陶工の温度が所定温度
（Ｌ：＋　＝　０℃）Ｊ：り低い（ＮＯ）時、燃焼式ヒ
ータ５のヒータスイッチ８５をオンする（ステップ５２
３）。

以下第１実施例と同一ステップの説明を略す。

本実施例では、燃焼式ヒータ５からの暖房空気を吸入す
るダクト３の吸入口３２をヒータコア４１の風下に設け
たが、ヒータコアの風上に設けても良い。このときには
、燃焼式ヒータのみで暖房するエンジン始動時の場合に
は、温水弁を閉弁すると良い。

この場合には、ヒータコア４１の入口空気温度が上ツノ
するため、ヒータコア４１自体は放熱ｉ１が低下するこ
ととなる。このとき一定の暖房能力が必要な場合には、
燃焼式ヒータ５の必要発熱ｍが大きくなる。このため、
ヒータコア４１の風下に吸入口を設けるＧようが燃焼式
ヒータ５の暖房能力は小さくて良く、小型軽量にできろ
。またヒータコアにおいて逆に水を暖めることにもなる
ので、エンジンの暖気性が向上できる。

本実施例では、開閉手段に１つのダンパを用いたが、複
数のダンパを用いても良く、またスライドするプレート
を用いても良く、その他のものでも良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の車両Ｉ′Ｖｌ暖房装置の第１実施例を
示す概略図、第２図は本発明の車両用暖房装置の第１実
施例の作動゛ノローヂャート、第３図は本発明の車両用
暖房装置の第２実熱例を示す概略図、第４図は本発明の
車両用暖房装置の第２実施例の作動フローヂャートであ
る。 図面

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）空気調和装置のダクト内にエンジン冷却水を利用し
   たヒータコアを配置してなる温水式ヒータと、 車室内空気を加熱して前記ダクト内に供給する内気循環
   式温気燃焼式ヒータと、 前記燃焼式ヒータから暖房空気を吸入する前記ダクトの
   吸入口を開閉する開閉手段と、 前記エンジン冷却水の水温を検出する水温センサを有し
   、 エンジン冷却水の水温が設定温度より高いときは、前記
   開閉手段に出力して前記吸入口を閉じると共に前記温水
   式ヒータをオンし、かつ前記燃焼式ヒータをオフし、 エンジン冷却水の水温が設定温度より低いときは、前記
   開閉手段に出力して前記吸入口を開くと共に前記温水式
   ヒータをオフし、かつ前記燃焼式ヒータをオンする制御
   装置とを備えたことを特徴とする車両用暖房装置。