JPS63166619A

JPS63166619A - 車両用暖房器

Info

Publication number: JPS63166619A
Application number: JP31528286A
Authority: JP
Inventors: Masaki Okada; 岡田　正貴
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 1986-12-27
Filing date: 1986-12-27
Publication date: 1988-07-09

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、内燃機関とは独立に、または内燃機関と共に
作動される車両用暖房装置に関する。

（従来の技術）車両を駆動する内燃機関の吸気系統に、燃料燃焼器を配
設し、さらに該燃料燃焼器の排気ガス噴出孔の下流に熱
交換器を配設して、燃料燃焼器から排出される排気ガス
の熱エネルギの一部を該熱交換器にて回収し、該回収さ
れた熱エネルギを車両の車内暖房用に使用するとともに
、内燃機関のインテークマニホールドから内燃機関に吸
気される空気の温度をも上昇させて内燃機関の始動特性
の改善を図ろうとする発明がなされている（例えば、特
願昭５９−２８１１６５号をあげることができる）。

（発明が解決しようとする問題点）上述の如き車両用暖房装置は、燃料を気化する気化グロ
ープラグの点火電源、気化グロープラグにて気化された
燃料の点火を行う点火プラグの点火電源、気化グロープ
ラグに燃料を送る油圧ポンプの駆動電源、熱交換器に空
気を挿入するためのブロアー用電源など、多くの電源を
必要とするが、従来の車両用暖房装置は、これら全ての
電源を、内燃機関に付属する発電機あるいは車両用バッ
テリから得ていた。このため、内燃機関を停止した状態
にて暖房装置を稼動せしめると、バッテリに過大な負荷
が掛り、そのため容量のあまり大きくない車両用バッテ
リの蓄電電力は短時間で尽きてしまい、後に車両用内燃
機関を始動させることができなくなるなどの不都合があ
る。また、車両が寒冷地にあり、運転手が車両内で仮眠
を採るなどのため内燃機関を停止しているときには、該
暖房装置を使用することができなかった。

したがって、本発明の目的は、車両内に設けた車両用暖
房装置において、内燃機関を停止した状態においても暖
房装置を使用することが可能な車両用暖房装置を提供す
ることにある。

（問題点を解決するための手段）上述の如き発明の目的を達成するために、本発明によれ
ば、燃料を燃焼せしめる燃焼器と、該燃焼器の燃焼ガス
から得られるエネルギを車内暖房用として回収する熱交
換器と、燃焼器の燃焼ガスから得られるエネルギにより
電気エネルギを発生する発電手段と、発電手段から得ら
れた電気エネルギを車両用暖房器に供給する電源供給手
段とを有することを特徴とする車両用暖房器が提供され
る。

（作　　用）内燃機関を始動した後に暖房装置を動作せしるときには
、すでに該内燃機関の回転により、発電機が発電してお
り、暖房装置に供給される電源は、該発電機から得られ
る。

また、発電機はバッテリをも充電する。内燃機関を始動
する前あるいは、内燃機関を停止したまま暖房装置を動
作せしめるときには、燃料の燃焼器の下流に設けられた
発電手段に、燃焼器にて燃料を燃焼させて得られた高温
高圧のガスを送り込み、該発電手段を動作せしめて発電
し、得られた電気エネルギーにて暖房装置の電源を賄う
。該発電手段が、内燃機関の排気系統に設けられたター
ビン発電機であるときには、熱交換器の下流にてガス排
出系統を内燃機関の吸気系統から切り離し、内燃機関の
排気系統と接続して、該タービン発電機に排気ガスを送
り込んで、これにて発電し、該発電された電気エネルギ
ーを暖房装置に供給させて、該暖房装置を動作せしめる
。

（実　施　例）次に図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する
。

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図である。同
図において、１はエアクリナであり、車外より空気取入
れ口１ａに導かれた空気の中に含まれる微細な塵埃を漏
過して除去し、新鮮な空気を後に述べるターボゼネレー
タ２に導く。２はターボゼネレータである。ターボゼネ
レータ２の一方の端にはニアコンプレッサ２ａを有し、
他方の端にはタービン２ｂを有し、これらは回転軸２ｃ
にて連結され、該回転軸２ｃには電動−発電機２ｄが設
けられている。ニアコンプレッサ２ａが回転して発電さ
れた電力はバッテリ８に充電される。なお、バッテリ８
に流入する電流並びにバッテリ８から取り出される電流
は、検流器ＩＣにて検出され、その検出信号は後述の電
子制御装置今に送られる。５は燃焼器であり、図には示
さえてはいないが、内部に燃料を気化するための気化グ
ロープラグ及び気化燃料と供給された空気との混合気体
に点火する点火プラグなどを有するが、その詳細は、例
えば、特願昭６０−１２６８７７号に示されている。６
は熱交換器であり、燃焼器５により発生してこれに送り
込まれた高温高圧の燃焼気体に含まれる熱エネルギーに
より、送入された空気を暖め、図には示されてはいない
が、該暖められた空気を運転室内に送り室内の暖房を行
う。熱交換器６の下流には、ターボゼネレータ２のター
ビン２ｂが配設されており、熱交換器６からの排気ガス
により作動され、前記の如く電動−発電機２ｄを駆動し
て発電する。そして車両用暖房装置の作動により、該暖
房装置内の種々の電気機器、例えば、燃料を気化するた
めの気化グロープラグ、気゛化燃料と供給された空気と
の混合気体を点火する点火プラグ、各種ブロアなどで消
費される電力が補償される。７はマイクロコンピュータ
構成の電子制御装置である。該電子制御装置７は、中央
処理装置、記憶装置、入出力装置を有し、バッテリ８の
電圧、電動−発電機２ｄの回転数、バッテリ８に対する
入出力電流値など、暖房装置の運転に必要な信号が入力
され、また、図には示されてはいないが、ブロアの運転
制御など、暖房装置を構成する機器を制御する制御信号
を必要により出力するほか、本発明に係る車両用暖房装
置の始動プログラム、通常の運転状態を制御するプログ
ラム、緊急運転時のプログラムなど種々のプログラムを
記憶しており、必要によりこれらプログラムが記憶装置
から読み出され、別の記憶装置に移し換えられ、該プロ
グラムが実行されて、電子制御装置は所望の動作を実行
する。

上述の如く構成された車両用暖房装置において、車両が
停止中でしかも内燃機関が停止しているときで、運転室
など、車内を暖房しなければならない場合、たとえば停
車中のトラック内で運転手が仮眠しようとする場合、ま
ず、バッテリ８の充電電力を使用し電子制御装置７から
の指令により、電動−発電機２ｄを電動機として動作さ
せ、ニアコンプレッサ２ｂを回転させて燃焼器５に空気
を送入し、気化グロープラグにて気化された燃料と送入
された該空気とを混合する。しかる後、燃焼器５内にお
いて混合気体に着火する。燃焼器５内で発生した高温高
圧の燃焼ガスは熱交換器６に送られ、ここで一部の熱が
、吸入口６ａから吸入された空気を暖め、該暖かい空気
は空気噴出口６ｂから噴出されて、車両の室内に暖房気
体として送り込まれ、室内を暖房する。

一方、熱交換器６により一部熱を奪われた高温高圧の燃
焼ガスはタービン２ｂに送られ、該燃焼ガスはタービン
２ｂを回転駆動する。そして、その送り込まれた燃焼ガ
スの量が多くなり、その回転数が、バッテリ８からの電
力により回転される回転数より早くなると、電動−発電
機２ｄが発電機として作用し、発生した電力はバッテリ
８に送られ、充電されるが、その一部、は、暖房装置を
動作させるための電力として使用さハる。これは、電子
制御装置７がバッテリ８に電流が流入するように、燃焼
器に送り込む燃料の量を調節すればよい。そして、その
発電量を増加する場合には、更に燃焼器５に加える燃料
を所定量だけ増加させればよい。なお、該実施例のもの
は、単に車両用暖房装置に使用できるのみならず、家庭
用の暖房装置など他の用途に使用できることはいうまで
もないことである。

第２図は本発明の他の実施例を示すブロック図である。

この実施例においては、ターボゼネレータ２のニアコン
プレッサ２ｂが内燃機関１１の排気管１１ａに接続され
、また熱交換器６の出口６ａは内燃機関１１の吸気管ｔ
ｔｂに接続している。そして燃焼器５の入口と熱交換器
６の出口を配管１２で接続し、該配管１２の両端には方
向切換弁１３．１４が設けられている。内燃機関１１の
排気管１１ａと吸気管ｔｔｂとの間は配管１５にて接続
され、該配管１５の両端には方向切換弁１６．１７が設
けられている。なお、前記実施例と同一部分には同一の
符号を付し、その詳細な説明は省略する。

この実施例において、車両が停止中でしかも内燃機関が
停止しているときで、運転室など、車内を暖房しなけれ
ばならない場合、たとえば停車中のトラック内で運転手
が仮眠しようとする場合、まず、方向切換弁１３．１４
．１６．１フを第２図に示すような位置に切換えておき
、ニアコンプレッサ２ａから供給される空気を燃焼器５
に送られるようにするとともに、熱交換器６から排出さ
れる高温高圧の排気ガスはタービン２ｂにのみ送られる
ようにしておく。しかる後、バッテリ８の充電電力を使
用し電子制御装置７からの指令により、電動−発電機２
ｄを電動機として動作させ、燃焼器５に空気を挿入する
。しかる後、燃焼器５内において混合気体に着火する。

燃焼器５内で発生した高温高圧の燃焼ガスは熱交換器６
に送られ、ここで一部の熱が、吸入口６ａから吸入され
た空気を暖め、該暖かい空気は空気噴出口６ｂから噴出
されて、車両の室内に暖房気体として送り込まれ、室内
を暖房する。

一方、熱交換器６により一部熱を奪われた高温高圧の燃
焼ガスはタービン２ｂに送られ、該燃焼ガスはタービン
２ｂを回転駆動する。そして、その送り込まれた燃焼ガ
スの量が多くなり、その回転数が、バッテリ８からの電
力により回転される回転数より早くなると、電動−発電
機２ｄが発電機として作用し、発生した電力はバッテリ
８に送られ、充電されるが、その一部は、暖房装置を動
作させるための電力として使用される。

内燃機関を始動するときには、方向切換弁１６．１７に
より配管１５の両端を締め切ると同時に、図には示され
てはいないが、スタータを動作せしめて内燃機関１１を
始動させる。この時、内燃機関１１は燃焼器５から送ら
れてくる暖かい空気が吸入されるので、極めて短時間の
うちに始動する。

車内が充分に暖まり、内燃機関１１の冷却水の暖房にて
室内の暖房が充分に行われるようになった時には、配管
１２の両端の方向切換弁１３．１４を切換えて、燃焼器
５、熱交換器６を含む暖房装置の両端を締め切り、ニア
コンプレッサ２ａからの空気を内燃機関１１にのみ送り
込むようにし、暖房装置の動作を直ちに停止すればよい
。

この状態においては、ターボゼネレータ２は内燃機関１
１から排出される排気ガスにてタービン２ｂが回転され
、その回転力でニアコンプレッサ２ａが回転して内燃機
関１１への過給を行うとともに、電動−発電機２ｄが発
電機として作用し、発電された電力はバッテリ８に充電
される。なお、バッテリ８に流入する電流並びにバッテ
リ８から取り出される電流は、検流器ＩＣにて検出され
、その検出信号は後述の電子制御装置本に送られる。内
燃機関１１に対する過給圧が不足するときには、ターボ
ゼネレータ２は電子制御装置−からの命令で電動機とし
て作用し、コンプレッサ２ｂの回転を助成し、所望の過
給圧を得るようになっているが、この動作は本発明以外
のことであるので、これ以上の説明は省略する。

以上、本発明を一実施例によって説明したが、本発明の
主旨の範囲内で種々の変形が可能であり、これらを本発
明の範囲から排除するものではない。

（発明の効果）以上詳細に説明したように、本発明は、車両用暖房装置
に、燃料を燃焼せしめる燃焼器と、該燃焼器の燃焼ガス
から得られるエネルギを車内暖房用として回収する熱交
換器と、燃焼器の燃焼ガスから得られるエネルギにより
電気エネルギを発生する発電手段と、発電手段から得ら
れた電気エネルギを車両用暖房器に供給する電源供給手
段とを設けたので、内燃機関が停止した状態でも、暖房
装置自身で、自己が消費する電力を自己発電することが
できる。このように、たとえ車両が停車し、内燃機関が
停止した状態においても、車両用バッテリからの電力を
使用することなく連続的に車内を暖める暖房装置を自由
に使用することができる。とくに寒冷地などで、運転手
がバッテリの消耗を気にすることなく、車両の中で自由
に仮眠をとることができるなど、多くの効果を有するも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示すブロック図である
。第２図は本発明の他の実施例を示すブロック図である
。１・・・エアクリナ２・・・ターボゼネレータ２ａ・・ニアコンプレッサ２ｂ・・タービン２ｄ・・電動−発電機５・・・燃焼器６・・・熱交換器７・・・電子制御装置８・・・バッテリ第２図 ↑

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　燃料を燃焼せしめる燃焼器と、該燃焼器の燃焼
ガスから得られるエネルギを車内暖房用として回収する
熱交換器と、燃焼器の燃焼ガスから得られるエネルギに
より電気エネルギを発生する発電手段と、発電手段から
得られた電気エネルギを車両用暖房器に供給する電源供
給手段とを有することを特徴とする車両用暖房器。
（２）　該発電手段は、タービン発電手段であることを
特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の車両用暖房
装置。
（３）　該発電手段は、内燃機関の排気系統に設けられ
たタービン発電手段と共通であることを特徴とする特許
請求の範囲第（１）項記載の車両用暖房装置。
（４）　発電手段は、発電手段の駆動源で駆動されるコ
ンプレッサを有し、該コンプレッサの過給圧は燃焼器に
供給されることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項
記載の車両用暖房装置。