JP2018086979A - 車両用ヒータシステム - Google Patents

Abstract

【課題】制御装置の数を節減して製造にかかるコストを低減し得る車両用ヒータシステムを提供する。【解決手段】車両に搭載されて温風を送り出す温風ユニット２と、該温風ユニット２に熱を供給する熱源（電熱ヒータ）１と、車両の空調を行う空調装置１１とを備え、熱源１の制御と空調装置１１の制御とを一個の制御装置１６にて実行するよう構成する。温風ユニット２は、熱源１から熱媒を送り込まれるヒータコア３と、該ヒータコア３に空気を送り込むブロワ７とを備え、制御装置１６を介して熱源１を作動させる操作と、ブロワ７を作動させる操作とを連動可能に構成しても良い。【選択図】図１

Description

本発明は、電気自動車等の車両に搭載されるヒータシステムに関する。

一般に、自動車のフロントガラスには、曇りの防止ないし除去のため、前記フロントガラスに温風を吹き付ける型式のデフロスタが設置される。エンジン車では、このようなデフロスタの熱源としてエンジンの排熱を利用している。温風ユニットにヒータコアとブロワを内蔵し、前記ヒータコアとエンジンとの間で水等の熱媒体を循環させ、前記ヒータコアに前記ブロワから空気を送り込んで温風を作り出す仕組みである。こうした温風ユニットはまた、乗員等に対して温風を送り出す暖房装置としての役割も兼ねることが多い。

一方、近年実用化が進められている電気自動車では、動力源としてエンジンを搭載しておらず、温風ユニットに利用できるほどの排熱は発生しない。このため、熱源として電熱式のヒータを別途設置する必要がある。

図２はこうした電気自動車におけるヒータや温風ユニット周辺の一般的なシステム構成（以下、「ヒータシステム」ないし「車両用ヒータシステム」と称する）の一例を示している。ここでは大型のバスに搭載されるヒータシステムを例示しており、熱源としての電熱ヒータ１と、温風ユニット２に内蔵したヒータコア３との間が配管４によりループ状に接続されている。

ヒータコア３と熱源（電熱ヒータ）１との間には、配管４を流通する水等の熱媒を貯留するリザーブタンク５が備えられ、更にリザーブタンク５から電熱ヒータ１に至る配管４の途中にはポンプ６が設置されて、該ポンプ６の作動により配管４内に熱媒を循環させるようにしている。

電熱ヒータ１は、図示しない電源から供給される電気で熱媒を加温するようになっており、加温された熱媒は下流のヒータコア３へ向けて送り出される。ヒータコア３には、該ヒータコア３と共に温風ユニット２に内蔵したブロワ７から空気が送り込まれ、ヒータコア３内の熱媒と熱交換した後、温風として温風ユニット２の外部へ送り出される。

電熱ヒータ１やポンプ６の作動は、第一の制御装置８により制御される。第一の制御装置８は、電熱ヒータ１に動作切替信号１ａを、ポンプ６にポンプ制御信号６ａを入力することにより、電熱ヒータ１やポンプ６のオンオフの切り替えを行うようになっている。この際、ポンプ６には図示しない電源から図示しないリレーを介して電力を供給するようにし、第一の制御装置８からのポンプ制御信号６ａの入力に応じ、前記リレーにて前記電源からの電力の供給をオンオフするよう構成することができる。また、電熱ヒータ１のオンオフについても同様である。

配管４における電熱ヒータ１の出口にあたる位置には温度センサ９が備えられており、ここで電熱ヒータ１から送り出される熱媒の温度を検出し、温度信号９ａとして第一の制御装置８に入力するようになっている。

第一の制御装置８に対しては、運転席に備えた温風ユニット操作部１０から温風ユニット操作信号１０ａを入力できるようになっている。また、温風ユニット操作部１０からは温風ユニット２のブロワ７に対してブロワ操作信号７ａが入力されるようにもなっており、このブロワ操作信号７ａによりブロワ７のオンオフを操作するほか、温風ユニット２から送出される温風の風量をも調節できるようになっている。

冬場等、フロントガラスの曇り取りや暖房の必要が生じた際には、運転席の温風ユニット操作部１０に備えた温風ユニットスイッチ１０ｂにて電熱ヒータ１を作動させる操作を入力すると、温風ユニット操作信号１０ａに従って第一の制御装置８から電熱ヒータ１に動作切替信号１ａが入力されて電熱ヒータ１がオンされ、また、第一の制御装置８からのポンプ制御信号６ａの入力によりポンプ６が作動して配管４を熱媒が循環する。

第一の制御装置８では、温度センサ９からの温度信号９ａ等に基づいて電熱ヒータ１のオンオフを適宜切り替え、配管４を流通する熱媒の温度を調整する。これにより、電熱ヒータ１からヒータコア３に供給される熱の量を調節できるようになっている。

電熱ヒータ１を作動させる操作に加え、温風ユニット操作部１０に備えたブロワスイッチ１０ｃにてブロワ７を作動させる操作を入力と、ブロワ操作信号７ａの入力によりブロワ７の動作がオンされ、温風ユニット２から温風が送り出される。また、ブロワスイッチ１０ｃでは、温風ユニット２から吹き出す風量を調節することもできる。

さらに、大型バス等の車両の場合、上述の如き電熱ヒータ１や温風ユニット２とは別に、客席ないし運転席に対して暖房や冷房を行う空調装置１１が備えられている。この空調装置１１は、運転席に備えた空調操作部１２からの空調操作信号１２ａの入力に従い、第二の制御装置１３から入力される空調制御信号１１ａを介して制御されるようになっている。

また、空調操作部１２は、車両に備えた車載ネットワーク装置１４と通信を行うようにもなっている。操作パネルである空調操作部１２の一部は表示パネル（表示部）１５として構成され、この表示部１５に、車載ネットワーク装置１４から受信した情報が表示される。

このように、従来のヒータシステムは、空調装置１１のシステムとは独立して設置され、これらは互いに別々の制御系統により制御されるようになっている。

尚、この種の電気自動車に搭載される車両用ヒータシステムに関連する先行技術文献としては、例えば、下記の特許文献１等がある。

特開２０１３−２０３２５２号公報

ここで、上述の如くヒータシステムを空調装置１１とは独立した制御系統により構成する場合、電熱ヒータ１やポンプ６を制御する第一の制御装置８とは別に、空調装置１１を制御する第二の制御装置１３を備える必要があり、これが電気自動車を製造する上でコストを上昇させる一因となっていた。

本発明は、斯かる実情に鑑み、制御装置の数を節減して製造にかかるコストを低減し得る車両用ヒータシステムを提供しようとするものである。

本発明は、車両に搭載されて温風を送り出す温風ユニットと、該温風ユニットに熱を供給する熱源と、車両の空調を行う空調装置とを備え、前記熱源の制御と前記空調装置の制御とを一個の制御装置にて実行するよう構成されていることを特徴とする車両用ヒータシステムにかかるものである。

而して、このようにすれば、空調装置の制御のための制御装置とは別に、電熱ヒータやポンプの制御のための制御装置を新たに追加するような必要がない。

本発明の車両用ヒータシステムにおいて、前記温風ユニットは、前記熱源から熱媒を送り込まれるヒータコアと、該ヒータコアに空気を送り込むブロワとを備えており、前記制御装置を介して前記熱源を作動させる操作と、前記ブロワを作動させる操作とを連動可能に構成することができ、このようにすれば、温風ユニットを作動させる際、一回の操作で温風ユニットの機能を起動させることができる。

本発明の車両用ヒータシステムによれば、以下の如き種々の優れた効果を奏し得る。

（Ｉ）本発明の請求項１に記載の発明によれば、電熱ヒータやポンプ制御のために制御装置を新たに追加する必要がないので、制御装置の数を節減して製造にかかるコストを低減することができる。

（ＩＩ）本発明の請求項２に記載の発明によれば、温風ユニットを作動させる際、一回の操作で温風ユニットの機能を起動させることができるので、乗員にとって便利である。

本発明の実施による車両用ヒータシステムの構成の一例を示すブロック図である。 従来の電気自動車における車両用ヒータシステムの構成の一例を示すブロック図である。

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。

図１は本発明の実施による車両用ヒータシステムの構成の一例を示すものであって、図中、図２と同一の符号を付した部分は同一物を表している。基本的な構成は図２に示す従来のヒータシステムと同様であるが、本実施例の車両用ヒータシステムの場合、制御系統が空調装置１１のシステムと重なっており、電熱ヒータ１やポンプ６の制御と、空調装置１１の制御とを一個の制御装置１６が担うように構成した点を特徴としている。

本実施例の車両用ヒータシステムは、熱源としての電熱ヒータ１と、温風ユニット２に内蔵したヒータコア３との間を配管４によりループ状に接続してなる。ヒータコア３から電熱ヒータ１に至る配管４にはリザーブタンク５を備え、リザーブタンク５と電熱ヒータ１の間の配管４にポンプ６が設置されており、電熱ヒータ１で加温した熱媒を温風ユニット２のヒータコア３に送り込むことで、該ヒータコア３に熱を供給するようになっている。温風ユニット２は運転席に搭載されており、ヒータコア３と共に内蔵したブロワ７から空気を送り込んで温風とし、運転席のフロントガラスや乗員に対して送り出すようになっている。

そして、上述の電熱ヒータ１やポンプ６の制御は、空調装置１１の制御を行う制御装置１６が兼ねるようになっている。すなわち、この制御装置１６は、空調装置１１に対し空調制御信号１１ａを入力することで空調装置１１の動作を制御するほか、電熱ヒータ１やポンプ６に動作切替信号１ａ又はポンプ制御信号６ａを入力し、電熱ヒータ１やポンプ６のオンオフの制御を行う。

電熱ヒータ１のオンオフは、例えば、電熱ヒータ１に対して図示しない電源から図示しないリレーを介して電力を供給するよう構成し、制御装置１６からの動作切替信号１ａの入力に応じて切り替えるようにしても良いし、また、制御装置１６から通信により動作切替信号１ａを入力することで切り替えを行うよう構成することもできる。

また、ポンプ６には、図示しない電源から図示しないリレーを介して電力を供給するようにし、制御装置１６からのポンプ制御信号６ａの入力に応じ、前記リレーにて前記電源からの電力の供給を制御するよう構成することができる。

配管４における電熱ヒータ１の出口にあたる位置に備えた温度センサ９は、熱媒の温度を検出し、温度信号９ａとして制御装置１６に入力するようになっている。

運転席に備えた温風ユニット操作部１０からは、制御装置１６に温風ユニット操作信号１０ａを入力できるようになっている。また、温風ユニット操作部１０からは、ブロワ７に対してブロワ操作信号７ａを入力し、ブロワ７の作動のオンオフや、ブロワ７から送り出される風量を操作できるようにもなっている。

制御装置１６では、温度信号９ａ等に基づいて電熱ヒータ１のオンオフを適宜切り替え、熱媒の温度を調整するようになっている。

また、運転席に備えた空調操作部１２からは、制御装置１６に空調操作信号１２ａを入力し、制御装置１６では、空調操作信号１２ａに従って空調装置１１に空調制御信号１１ａを入力して、空調装置１１の動作を制御するようになっている。

冬場等、フロントガラスの曇り取りや暖房の必要が生じた際には、温風ユニット操作部１０を操作して温風ユニット操作信号１０ａ及びブロワ操作信号７ａを入力する。この際、上記従来例（図２参照）では、電熱ヒータ１やポンプ６を作動させる操作と、ブロワ７を作動させる操作を別々に実行するようにしているが、本実施例の場合、両者を連動させることができるようになっている。すなわち、本実施例では、温風ユニット操作部１０に備えた温風ユニットスイッチ１０ｄにより、温風ユニット２を作動させる操作を行うと、ブロワ７をオンにするブロワ操作信号７ａと、電熱ヒータ１をオンにする動作切替信号１ａが、ブロワ７及び制御装置１６に対してそれぞれ入力される。このようにすると、温風ユニット２をデフロスタあるいはヒータとして作動させたい時に、一回の操作でデフロスタないしヒータとしての機能を起動させることができ、乗員にとって便利である。

温風ユニットスイッチ１０ｄへの入力操作に伴い、制御装置１６では、電熱ヒータ１に動作切替信号１ａを入力して作動をオンし、また、ポンプ６にポンプ制御信号６ａを入力して作動をオンし、配管４内に熱媒を循環させる。一方、運転席では、温風ユニット操作部１０からブロワ７を操作し、温風ユニット２から吹き出す温風の量を調節することができる。

ところで、夏場等においては、デフロスタないしヒータとして温風ユニット２を使用せず、ブロワ７のみを作動させたい場合がある。その際には、温風ユニット操作部１０の連動切替スイッチ１０ｅに入力操作を行うことで、ブロワ操作信号７ａの入力と温風ユニット操作信号１０ａの入力の連動を解除することができる。連動を解除した場合、温風ユニットスイッチ１０ｄを入力すると、ブロワ操作信号７ａは入力されるが、温風ユニット操作信号１０ａは入力されず、電熱ヒータ１やポンプ６はオンされない。このようにすれば、電熱ヒータ１やポンプ６の作動を切ったままブロワ７を作動させ、ブロワ７を送風ないし換気のための装置として利用することができる。そして、夏季の間はブロワ操作信号７ａと温風ユニット操作信号１０ａの連動を解除しておき、デフロスタやヒータの必要な時季になったら、再び連動切替スイッチ１０ｅを入力操作し、両者を連動させるようにすれば良い。

一方、空調装置１１は、空調操作部１２から空調操作信号１２ａを入力することで、制御装置１６を介して上記従来例（図２参照）と同様に操作することができる。

また、制御装置１６は、車両に備えた車載ネットワーク装置１４と通信を行うようにも構成されている。車載ネットワーク装置１４は自己診断機能を備えており、車両に搭載した機器（電熱ヒータ１やポンプ６、温風ユニット２等を含む）の一部に故障等が検出された場合に、検出した情報を制御装置１６に入力する。制御装置１６は、車載ネットワーク装置１４から受け取った情報を表示信号１５ａとして空調操作部１２に入力し、空調操作部１２では、操作パネルの一部に組み込まれた表示パネルである表示部１５に故障箇所や機器の状態等の情報を表示する。尚、この表示部１５は、空調操作部１２以外に温風ユニット操作部１０に備えることもできるし、また、空調操作部１２や温風ユニット操作部１０とは別に備えることも可能である。

このように、本実施例の車両用ヒータシステムでは、一個の制御装置１６が電熱ヒータ１やポンプ６の制御と空調装置１１の制御の両方を兼ねるようにしているので、電熱ヒータ１やポンプ６の制御のために制御装置を新たに追加するような必要がない。電気自動車の製造時には、例えば空調装置１１の制御装置としての制御装置１６に電熱ヒータ１やポンプ６の作動に関するロジックを追加し、制御装置１６を介して電熱ヒータ１やポンプ６の作動を制御するようにすれば良いので、制御装置の個数を節減し、製造にかかるコストを低減することができる。

以上のように、上記本実施例においては、車両に搭載されて温風を送り出す温風ユニット２と、該温風ユニット２に熱を供給する熱源（電熱ヒータ）１と、車両の空調を行う空調装置１１とを備え、熱源１の制御と空調装置１１の制御とを一個の制御装置１６にて実行するよう構成されているので、空調装置１１の制御のための制御装置１６とは別に、電熱ヒータ１やポンプ６の制御のための制御装置を新たに追加するような必要がない。

また、上記本実施例において、温風ユニット２は、熱源１から熱媒を送り込まれるヒータコア３と、該ヒータコア３に空気を送り込むブロワ７とを備えており、制御装置１６を介して熱源１を作動させる操作と、ブロワ７を作動させる操作とを連動可能に構成されているので、温風ユニット２を作動させる際、一回の操作で温風ユニット２の機能を起動させることができ、乗員にとって便利である。

したがって、上記本実施例によれば、制御装置の数を節減して製造にかかるコストを低減し得る。

尚、本発明の車両用ヒータシステムは、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

１ 熱源（電熱ヒータ）
２ 温風ユニット
３ ヒータコア
７ ブロワ
１１ 空調装置
１６ 制御装置

Claims (2)

1. 車両に搭載されて温風を送り出す温風ユニットと、該温風ユニットに熱を供給する熱源と、車両の空調を行う空調装置とを備え、前記熱源の制御と前記空調装置の制御とを一個の制御装置にて実行するよう構成されていることを特徴とする車両用ヒータシステム。
2. 前記温風ユニットは、前記熱源から熱媒を送り込まれるヒータコアと、該ヒータコアに空気を送り込むブロワとを備えており、前記制御装置を介して前記熱源を作動させる操作と、前記ブロワを作動させる操作とを連動可能に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用ヒータシステム。

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