JPS63203410A - 車両用空調装置 - 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］ この発明は車両用空調装置、特に車載バッテリを電力供
給源とする電熱ヒータを補助ヒータとして用いる車両用
空調装置面に関する。

［従来の技術］ 車両用空調装置として、暖まったエンジン冷却水を車室
内の熱交換器に導きその熱交換器に空気を通すことによ
り温風を車室内に導く温水式ヒータ装置や、大型バスや
ディーゼルエンジン車等の暖房にあっては、エンジンの
冷却水を熱源として利用するだけでは十分な効果を七げ
ることができないため、独立した燃焼器を設けてこの燃
焼熱とエンジンによる発熱を併用する余熱式ヒータ等が
用いられている。

また、一般乗用車などにおいても、冬場や寒冷地などに
おける車室内の温度上昇を速めるため、実開昭５６−１
５５９１０号公報や実開昭５６−１３１２０７号公報に
開示されているように、小雨の空調装置内、又はその近
傍に電熱ヒータを配置し、これを補助ヒータとして用い
る技術が提案されている。

すなわち、例えば実開昭５６−１３１２０７号公報記載
の技術によれば、第４図に示されるように、主熱交換器
としての温水ヒータｌＯの暖房能力を示す信号を発生す
るエンジン水温センサ１２と、バッテリ゛電圧センサ１
４と、これらの各センサ１２，１４からの出力に応じて
電熱ヒータ１６を断接制御する制御装置１８とを備えて
いる。

そして、このような電熱ヒータ１６を併用することによ
り、エンジン始動時から快適な車室内暖房を実現するこ
とができる。

［発明が解決しようとする問題点］ 従来の問題点 しかしながら、前述した従来の技術において、アイドリ
ング時に電熱ヒータを作動させようとすれば、バッテリ
電圧を上げるためアイドリング回転数を上昇させてオル
タネータによりバッテリを充電する必要があるが、エン
ジンのアイドリング回転数を所定量上昇させようとする
場合、せいぜい１１０００ｒｐ程度しか上昇させること
ができなかった。

これはアイドリング回転数を１０００ｒｐａ＋以上とす
ると騒音が大きくなったり、発進をスムーズに行うこと
が困難となるからである。また、エンジンにより駆動さ
れるオルタネータの出力以上に電気負荷を使用すると、
バッテリあがりに繋がる恐れがあった。

発明の目的 この発明は係る問題点を解決するためになされたもので
、電熱ヒータを複数のヒータ素子に分割し、発電電力の
余力電力の大きさに応じてこれらのヒータ素子を順次通
電制御することにより、バッテリの放電を防止しつつ車
室内暖房を早めるようにした車両用空調装置の提供を目
的とする。

［問題点を解決するための手段及び作用］前記目的を達
成するために、本発明は、エンジンに直結された発電機
と車載バッテリを電力供給源とする電熱ヒータをメイン
ヒータの補助として用いる車両用空調装置において、前
記電熱ヒータは複数のヒータ素子に分割されてなるとと
もに、アイドリング時にメインヒータによる暖房効果が
不十分な状態を検出してアイドリング回転数を上昇させ
るアイドルアップ装置と、エンジン作動時にバッテリ端
子、電圧から発電機の発電余力を検出し、その大きさに
応じて前記電熱ヒータの各ヒータ素子を個別に通電制御
する制御部とを備えたことを特徴とする。

この発明は以−にのように構成したことにより、従来、
バッテリの端子電圧が低下すると、ｌｌｉにアイドリン
グ回転数を上げて発電電力を増すのみであったのに対し
、本発明によれば、電熱ヒータを作動させる条件が整っ
たとき、まずアイドリング回転数を上昇させて発電電力
を増加させるが、この発電電力は車両に必要な電力に費
やされるとともに、余った電力を電熱ヒータに使用する
こととしている。そして、車両が走り出しエンジン回転
数が更に上昇すれば、電力は更に余りその電力は電熱ヒ
ータに用いられる。

すなわち、電熱ヒータを複数のヒータ素子に分割し、ア
イドリング状態から車両走行に至るまで、余った電力に
応じてこれらのヒータ素子に１つづつ通電したり遮断し
たりすることにより、バッテリの過放電を防止しつつ快
適な車室内暖房を達成することができる。

［実施例］ 以下、図面に基づき本発明の好適な実施例を説明する。

第１図には本発明装置の概略構成が示されている。同図
において、バッテリ２０及び図示しないエンジンの回転
駆動力を利用して発電する発電機（オルタネータ）２２
と、スイッチ２４によりオンオフ制御される前照灯等の
電気負荷２６が備えられており、また、寒冷地における
メインヒータの性能を補助する目的で、前記バッテリ２
０を電力供給源とする電熱ヒータ２８が補助ヒータとし
て設けられている。

ここで、本発明の特徴的なことは、前記電熱ヒータ２８
は複数のヒータ素子に分割されてなるとともに、アイド
リング時にメインヒータによる暖房効果が不十分な状態
を検出してアイドリング回転数を上昇させるアイドルア
ップ装置と、エンジン作動時にバッテリ端子電圧から発
電機の発電余力を検出しその大きさに応じて前記電熱ヒ
ータの各ヒータ素子を個別に通電制御する制御部とを備
えていることである。

すなわち、本実施例において、前記電熱ヒータ２８は４
個のヒータ素子２８−１・・・、２８−４に分割されて
おり、これらの各ヒータ素子毎にヒータリレー３０−１
・・・、３０−４が配置されて、これらのリレー３０は
制御部３２によって制御される。この電熱ヒータ２８は
、第２図に示されるように、一端に空気取入口３４が設
けられ他端に吹き出し口３６−１．３６−２．３６−３
が設けられた通風ダクト３８内部の温水ヒータ４０の近
傍に、該温水ヒータ４０と直列に配置されている。

そして、空気取入口３４から吸入された空気は、ブロア
モータ４２によって回転駆動されるファン４４によって
強制的に吹出しロ３６側に供給され、中間に設けられた
温水ヒータ４０を通過する際に暖められるとともに、電
熱ヒータ２８によって加熱され、吹出し口３６から車室
内に供給される。

この電熱ヒータ２８は実施例では温水ヒータ４０の後方
に設けられているが、該温水ヒータ４０の前方に配置し
てもよい。

前記第１図における制御部３２には、ブロアモータ４２
への通電を制御するプロアスイッチ４６と、マックスホ
ットスイッチ４８と、エンジン水温センサ５０と、外気
温度を検出する外気温センサ５２と、バッテリ２０の端
子電圧を検出するバッテリ電圧検出センサ５４と、エン
ジンの回転数を検出する回転数検出センサ５６、及びア
イドリング時のアイドリング回転数を上昇させるアイド
ルアップ装置５８が接続されている。

そして、この制御部３２は、エンジンアイドリング時に
おいて、前記マックスホットスイッチ４８やエンジン水
温センサ５０、及び外気温センサ５２などからの信号に
よって、エンジン水温が所定値（例えば６５℃）以下で
あり、かつ外気温が所定値（例えば０℃）以下であると
きに、温水ヒータ４０による暖房効果が不十分であると
判断し、アイドルアップ装置５８に通電してアイドリン
グ回転数を上昇させる。これによりバッテリ２ｏを充電
してバッテリ端子電圧の大きさに応じて前記電熱ヒータ
２８の各ヒータ素子を適宜通電するようにヒータリレー
３０に制御信号を送出する。

また、アイドリング時以外の車両走行時には、バッテリ
端子電圧ＶＢを予め定められた基準電圧Ｖｏｎ（例えば
１４Ｖ）と比較し、これより高いときには、その大きさ
に応じて通電されるヒータ素子の数が増減変更されて行
くように制御される。

次に、第３図の制御フローチャートに基づき本実施例の
作動を説明する。

ステップ１００において、アイドルアップ装置５８が非
通電状態にあり、“かつヒータリレー３０−１・・・、
３０−４が全てオフ状態のときに制御部３２のメモリの
記憶数値Ｎを０にする。この記憶数値Ｎはヒータ素子２
８の通電個数に対応するものである。

ステップ１０２ではプロアスイッチ４６がオン状態か否
か、すなわち乗員がヒータスイッチをオン作動状態にし
たか否かをチェックする。プロアスイッチがオン状態で
あれば、更にステップ１０４において、マックスホット
スイッチ４８（高温側にいつばいに動かしたときオン状
態となる）がオン状態か否かを判断する。このマックス
ホットスイッチ４８がオン状態にあるときは、乗員がヒ
ータの暖房効果を最大にしたいことを意味する。

このマックスホットスイッチ４８がオン状態のとき、ス
テップ１０６においてエンジン水温が予め定められた所
定値、例えば６５℃と比較され、所定値以上のときは、
更にステップ１０８に進む。このステップ１０８におい
て、外気温が所定値、例えば０℃以下か否かが判断され
る。以上の各ステップ１０２〜１０８においては、電熱
ヒータ２８の作動条件が成立した否かをチェックするも
のであり、各ステップにおいてＮＯのときにはステップ
１００に戻る。

また、ステップ１０８において、外気温が所定値以下の
ときには、ステップ１１０において現在アイドリング状
態か否かを判断し、アイドリング状態以外のときはステ
ップ１１４に進み、アイドリング状態であればステップ
１１２において、アイドルアップ装置５８に通電を行い
アイドリング回転数を上昇させる。

次にステップ１１４において、バッテリ端子電圧ＶＢを
基準電圧Ｖｏｎ（例えば１４ｖ）と比較し、ＶＢ≧Ｖｏ
ｎのとき、ステップ１１６へ進み、ここで記憶数値Ｎ−
４か否かが判断される。Ｎ−４のときステップ１２６へ
進み、Ｎ−４でないときはステップ１１８においてメモ
リに１が加算される。

また、ステップ１１４において、Ｖ３＜Ｖｏｎのときス
テップ１２０へ進み、ここでバッテリ端子電圧ＶＢが他
の基準電圧Ｖｏｆ’ｌ’　　（例えば１３ｖ）と比較さ
れる。そして、ＶＢ≦Ｖｏｆ’ｒのときステップ１２２
においてＮ−０か否かが判断され、Ｎが１以上のとき、
ステップ１２４においてメモリから１が減算され、ＶＢ
＞Ｖｏｆ（’のときステップ１２６へ進む。

以上のステップ１１４〜１２４において、記憶数値Ｎが
４であれば、加算されることなく、またＮが０であれば
減算されることはない。

ステップ１２６において、Ｎ−０のとき、ステップ１２
８においてヒータリレー３０を全てオフ状態とし、Ｎ−
０でないとき、ステップ１３０に進みＮ−１か否かが判
断される。Ｎ−１のときは、ステップ１３２においてヒ
ータリレー３０−１のみをオン状態とし、ヒータ素子２
８−１が通電される。また、ステップ１３０においてＮ
−１でないときはステップ１３４に進み、ここでＮ−２
か否かが判断され、Ｎ−２のときステップ１３６におい
てヒータリレー３０−１と３０−２とをオン状態とし、
ヒータ素子２ｇ−１，２８−２が通電される。更にステ
ップ１３４においてＮ−２でないときはステップ１３８
に進んでＮ−３か否かが判断され、Ｎ−３のとき、ステ
ップ１４０においてヒータリレー３０−１．３０−２．
３０−３をオン状態とし、ヒータ素子２８−１．２８−
２゜２８−３が通電される。ステップ１３８において、
Ｎ−３でないときはＮ−４のときであり、この場合はス
テップ１４２に進み、例えば５秒が経過したか否かが判
断される。５秒以上経過したときは、ステップ１１０に
戻り前述した制御が繰り返される。

すなわち、以上のステップ１２６〜１４０においては記
憶数値Ｎの数値に対応して各ヒータリレー３０への通電
量が制御される。

また、ステップ１４２において、５秒を経過していない
ときには、ステップ１４４に進み、プロアスイッチがオ
ン状態か否かが判断される。ここでプロアスイッチがオ
ン状態のときはステップ１４６に進み、以下ステップ１
４６〜１５０まで同様にして、マックスホットスイッチ
がオン状態か否か（ステップ１４６）　、エンジン制御
が所定値（例えば０℃以下）か否か（ステップ１４８）
、外気温が所定値（例えば５℃）以下か否か（ステップ
１５０）が判断され、これらの条件が全て満たされると
ステップ１４２に戻る。ただし、ステップ１４４〜１５
０において、ＮＯの場合はステップ１００に戻る。

すなわち、ステップ１４４〜ステツプ１５０においては
、電熱ヒータ２８が作動持続条件が成立しているか否か
をチェックし、所定時間待つ間に条件が成立しなくなれ
ば当初のプログラムに戻る。

以上説明したように本発明の実施例によれば、車両を運
転するのに必要な電力を除いた余剰電力量に応じ、４分
割した電熱ヒータの各ヒータ素子を１つづつ通電したり
遮断したりし、バッテリからの過放電を防止しつつ車室
内暖房を行うことができる。

従って、電熱ヒータ全体に一度に通電する場合に比べ、
時間をずらして投入（例えば５秒間）することができる
のでエンジンの回転数が急激に低下することもなく、こ
の結果ヒータ投入時のエンジンの振動や衝撃を減少する
ことができる。また、電熱ヒータにより得られる熱だけ
でなく発電機がエンジンの負荷となってエンジン水温を
速く上昇させるので相乗効果により車室内温度が早期に
上昇する。

［発明の効果］ この発明は以上説明した通り、電熱ヒータを複数のヒー
タ素子に分割し発電機の発電余力を検出してその大きさ
に応じ前記電熱ヒータの各ヒータ素子を個別に制御する
制御部を備えたことにより、バッテリ上がりを防止しつ
つ早期に車室内暖房を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る車両用空調装置の概略構成ブロッ
ク図、 第２図は電熱ヒータの配置状態を示す図、第３図は本実
施例に用いられる制御フローチャートを示す図、 第４図は従来の自動車用空調装置の構成説明図である。 ２０　・・・　バッテリ ２２　・・・　発電機 ２８　・・・　電熱ヒータ ２８−１．２８−２．２８−３．２８−４・・・　ヒー
タ素子 ３０　・・・　ヒータリレー ３２　・・・　制御部 ４０　・・・　温水ヒータ ５８　・・・　アイドルアップ装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジンに直結された発電機と車載バッテリを電
   力供給源とする電熱ヒータをメインヒータの補助として
   用いる車両用空調装置において、前記電熱ヒータは複数
   のヒータ素子に分割されてなるとともに、アイドリング
   時にメインヒータによる暖房効果が不十分な状態を検出
   してアイドリング回転数を上昇させるアイドルアップ装
   置と、エンジン作動時にバッテリ端子電圧から発電機の
   発電余力を検出しその大きさに応じて前記電熱ヒータの
   各ヒータ素子を個別に通電制御する制御部とを備えたこ
   とを特徴とする車両用空調装置。