JP3231926B2

JP3231926B2 - 車両用暖房装置

Info

Publication number: JP3231926B2
Application number: JP32043793A
Authority: JP
Inventors: 重紀土井; 敬博佐藤; 文雄日當瀬; 孝之桑原
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1993-12-20
Filing date: 1993-12-20
Publication date: 2001-11-26
Anticipated expiration: 2016-11-26
Also published as: JPH07172150A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンジン始動初期にお
いても高い暖房能力を発揮することができる車両用暖房
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、自動車等の車両においては、
エンジンを冷却する冷却水の熱を利用して車室内の暖房
が行われているが、この様な車両用の暖房装置において
は、エンジンの始動直後には、冷却水が十分に暖まって
いないため、暖房がきかないという問題点がある。冷却
水が暖房のために十分な温度まで暖まるには、５〜６分
程度の時間を要するため、冬期等においては、エンジン
を始動してから５〜６分の間は乗員は車室内の寒さを我
慢しなければならない。

【０００３】近年、この様な問題点を解決するために、
冷却水の循環パイプに蓄熱器を配置し、エンジンが暖ま
るまでの間はこの蓄熱器によって冷却水を補助的に暖
め、車室内を早く暖める暖房方法が開発されている。

【０００４】この様な蓄熱器を備える暖房装置として
は、特開平２−４１９２１号に開示されている様なもの
が知られている。この従来技術においては、冷却水を、
蓄熱器と車室内に吹き出す空気を暖めるためのヒータコ
アとの間で循環させる第１のモードと、冷却水を蓄熱器
とヒータコアとエンジンの間で循環させる第２のモード
が備えられている。第１のモードでは、蓄熱器の熱はヒ
ータコアのみに供給されるので、車室内の暖房能力が高
く車室内は早く暖められる。そのため、寒い時には、エ
ンジン始動後、第１のモードを選択することにより、乗
員は早く暖かさを感じることができる。そして、エンジ
ン側の冷却水が十分に暖まったところで第２のモードに
切り換えれば、蓄熱器が放熱して温度が低下してきて
も、ヒータコアにはエンジンで暖められた冷却水が導入
されるので乗員は連続的に暖かさを感じることができ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来例においては、エンジンと蓄熱器とヒータコアとが
冷却水パイプにより直列的に接続されているため、上記
の第２のモードでは、冷却水の流れに対して蓄熱器が抵
抗となり、蓄熱器を備えない通常の車両に比べて冷却水
の流量が低下し、暖房能力が低下するという問題点があ
った。

【０００６】これを解決する１つの方法として、特開昭
６１−２５７３１４号に開示されている様に、蓄熱器と
並列にバイパス通路を設ける技術が知られている。この
従来技術においては、エンジンの冷却水が十分に暖まっ
てエンジンの冷却水により暖房が行われる定常状態にお
いては、蓄熱器につながる冷却水通路を閉鎖し、冷却水
をバイパス通路を通して循環させることにより、蓄熱器
が冷却水の流れの抵抗になることを防止している。

【０００７】しかしながら、エンジン始動後の初期にお
いて、蓄熱器から流出する冷却水の温度が低下し、ヒー
タコアに導入される冷却水を、蓄熱器側からすでに暖ま
り始めたエンジン側に切り換える過渡期においては、一
旦放熱した蓄熱器に再び熱を蓄えるために、エンジン側
の高温の冷却水をバイパス通路からヒータコアに供給す
るのみではなく、蓄熱器側にも流すことが必要となる。
従って、この過渡期においては、蓄熱器とヒータコアと
にエンジンからの冷却水が分散されるため、ヒータコア
への流量が通常の車両よりも低下してしまう。その結
果、ヒータコアの暖房性能が低下してしまい、また、蓄
熱器への流量も直列に比べて少ないので、蓄熱時間も長
くなってしまうという問題点があった。

【０００８】従って、本発明は上述した課題に鑑みてな
されたものであり、その目的は、蓄熱器を備えていて
も、蓄熱器の抵抗により暖房能力が低下することのない
車両用暖房装置を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決し、目
的を達成するために、本発明の車両用暖房装置は、エン
ジンの冷却水の温度が高いときに冷却水の持つ熱を蓄え
ておく蓄熱器と、冷却水の持つ熱を車室内に吹き出す空
気に与えて暖めるためのヒータコアと、冷却水を、前記
蓄熱器と前記ヒータコアとの間で循環させる第１の循環
経路と、冷却水を、前記蓄熱器と前記ヒータコアと前記
エンジンとの間で循環させる第２の循環経路と、冷却水
を、少なくとも前記第１の循環経路内で循環させるとき
の駆動源となる第１のポンプと、冷却水を、前記第２の
循環経路内で循環させるときの駆動源となる第２のポン
プと、冷却水が前記第２の循環経路内で循環されて前記
蓄熱器が蓄熱される時に、前記第２のポンプと並行して
前記第１のポンプを動作させる制御手段と、空気取り入
れ口から導入された空気を、前記ヒータコアの周囲に導
く第１の空気経路と前記ヒータコアをバイパスする第２
の空気経路とに振り分けるエアミックスドアとを具備
し、前記制御手段は、前記エアミックスドアが前記空気
取り入れ口から導入された空気のほとんど全てを前記第
１の空気経路に導く状態であるときに、前記第２のポン
プと並行して前記第１のポンプを動作させることを特徴
としている。

【００１０】また、本発明の車両用暖房装置は、エンジ
ンの冷却水の温度が高いときに冷却水の持つ熱を蓄えて
おく蓄熱器と、冷却水の持つ熱を車室内に吹き出す空気
に与えて暖めるためのヒータコアと、冷却水を、前記蓄
熱器と前記ヒータコアとの間で循環させる第１の循環経
路と、冷却水を、前記蓄熱器と前記ヒータコアと前記エ
ンジンとの間で循環させる第２の循環経路と、冷却水
を、少なくとも前記第１の循環経路内で循環させるとき
の駆動源となる第１のポンプと、冷却水を、前記第２の
循環経路内で循環させるときの駆動源となる第２のポン
プと、冷却水が前記第２の循環経路内で循環されて前記
蓄熱器が蓄熱される時に、前記第２のポンプと並行して
前記第１のポンプを動作させる制御手段とを具備し、前
記制御手段は、車室内を暖めるために必要とされる暖房
能力が所定値以上の時に、前記第２のポンプと並行して
前記第１のポンプを動作させることを特徴としている。

【００１１】

【００１２】

【００１３】

【作用】以上の様に、この発明に係わる車両用暖房装置
は構成されているので、蓄熱器の温度が低下し、且つエ
ンジンの冷却水温が上昇して、ヒータコアに導かれる冷
却水が蓄熱器側からエンジン側に切り換えられた直後、
すなわち蓄熱器に熱が蓄えられる蓄熱時に、第２のポン
プと並行して第１のポンプを動作させることにより、蓄
熱器の抵抗があってもエンジン側の高温の冷却水のヒー
タコアへの流量を確保することが可能となり、暖房能力
の低下を防止することができる。

【００１４】また、第２のポンプと並行して第１のポン
プを動作させることにより、蓄熱器内を流れる冷却水の
流量も多くなるので、蓄熱時間の短縮化を図ることがで
きる。また、高い暖房能力が要求されている際に、第１
のポンプを動作させて第２のポンプの送水能力を補うこ
とができる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の好適な一実施例について、添
付図面を参照して詳細に説明する。

【００１６】図１は、一実施例の車両用暖房装置８の構
成を示した図である。図１において、参照番号１０は空
調エアを車室に導く通風ダクトで、この通風ダクト１０
は、その上流端に、外気を導入する外気導入口１２と、
車室内の空気を導入する内気導入口１４とが設けられて
おり、これら外気導入口１２と内気導入口１４とは内外
気切り換えドア１６により選択的に開閉される。他方、
通風ダクト１０の下流端には、乗員の上半身に向けて開
口するベント吹き出し口１８と、乗員の足元に向けて開
口するヒート吹き出し口２０と、フロントガラスあるい
はドアガラスに向けて開口するデフロスタ吹き出し口２
２とが設けられている。ベント吹き出し口１８には、こ
れを開閉するためのベントドア２４が設けられ、ヒート
吹き出し口２０には、これを開閉するためのヒートドア
２６が設けられ、デフロスタ吹き出し口には、これを開
閉するためのデフロスタドア２８が設けられている。通
風ダクト１０には、その内部に上流側から下流側に向け
て、順に、送風機３０、クーリングユニット（冷却用熱
交換器）３２、エアミックスドア３４，３６、ヒータコ
ア（加熱用熱交換器）Ｈ／Ｃが配設されている。ヒータ
コアＨ／Ｃには、エンジンＥＧの冷却水を還流するため
の後述する冷却水通路４２が接続されており、エンジン
により暖められた冷却水の熱がヒータコアＨ／Ｃを介し
て通風ダクト１０内を流れる空気に与えられ、車室の暖
房がなされる。

【００１７】図２は、ヒータコアＨ／Ｃに導入される冷
却水の循環回路を示したものである。

【００１８】図２において、車室内に吹き出す空気を暖
めるためのヒータコアＨ／Ｃには、エンジンＥＧの冷却
水を還流させるための冷却水通路４２が配管されてい
る。冷却水通路４２は、エンジンＥＧから流れ出た冷却
水がヒータコアＨ／Ｃに向かって流れる上流側通路４２
ａと、ヒータコアＨ／Ｃから流れ出た冷却水がエンジン
ＥＧに向かって流れる下流側通路４２ｂとから構成され
ている。上流側通路４２ａと下流側通路４２ｂの中間部
には、バイパス通路４２ｃ，４２ｄが接続されている。
上流側通路４２ａとバイパス通路４２ｃ，４２ｄとが交
差する点Ａ，Ｂの中間には、上流側通路４２ａを開閉す
るための第１バルブ４４が設けられている。また、下流
側通路４２ｂとバイパス通路４２ｃ，４２ｄとが交差す
る点Ｃ，Ｄの中間には下流側通路４２ｂを開閉するため
の第２バルブ４６が設けられている。更にバイパス通路
４２ｃの中間部には、このバイパス通路４２ｃを開閉す
るための第３バルブ４８が設けられており、バイパス通
路４２ｄの中間部には、このバイパス通路４２ｄを開閉
するための第４バルブ５０が設けられている。また、下
流側通路４２ｂ上の点ＣとヒータコアＨ／Ｃとの間には
冷却水を循環させるための電動式の第１ポンプＰ1 が介
設されている。

【００１９】一方、上流側通路４２ａ上の点Ａとヒータ
コアＨ／Ｃの中間には蓄熱器５１が配置されている。蓄
熱器５１は、断熱容器５２とこの断熱容器５２内に配置
された蓄熱材Ｈ／Ｂとから構成されている。断熱容器５
２は、前回の運転時にエンジンによって暖められた冷却
水を高温の状態で保存しておくためのものであり、冷却
水を保存するために所定の容積を有している。この断熱
容器５２内の高温の冷却水をエンジン始動直後にヒータ
コアＨ／Ｃに流すことにより、エンジン始動直後からす
ぐに車室内の暖房を行うことができる。なお、断熱容器
５２の前後には、この断熱容器５２内の高温の冷却水が
上流側通路４２ａ内の冷却水と混ざらない様にするため
に、第５バルブ５４と第６バルブ５６とが設けられてい
る。第５及び第６バルブ５４，５６は、エンジン始動直
後に開放され、断熱容器５２内の高温の冷却水がヒータ
コアＨ／Ｃに向かって流れ出し、断熱容器５２内には、
上流からの低温の冷却水が流入し始める。

【００２０】また、蓄熱材Ｈ／Ｂは、断熱容器５２内の
高温の冷却水がヒータコアＨ／Ｃに向かって流れ出した
後に、上流側から断熱容器５２内に流れ込む低温の冷却
水を暖める働きをする。蓄熱材Ｈ／Ｂとしては、例えば
過冷却現象を示す物質を用いても良いし、単に比熱の大
きい物質を用いても良い。ここで、過冷却現象を示す材
料とは、熱を吸収し融点以上になると溶融するが、一旦
完全に溶融すると温度が融点以下に低下しても結晶化す
ることなく溶融状態を保ち、機械的あるいは電気的刺激
を与えたり、種結晶を与えることによって直ちに溶融潜
熱を放出して結晶化する材料である。従って、蓄熱材Ｈ
／Ｂに過冷却現象を示す材料を用いた場合には、蓄熱材
Ｈ／Ｂは、冷却水がエンジンにより暖められて定常温度
になったときに、冷却水の熱を吸収して溶融し、その後
冷却されても液体状態を保持して潜熱を蓄える。そし
て、所定のトリガーが加えられると蓄熱材Ｈ／Ｂは、直
ちに結晶化を始め、それまで蓄えられていた熱が放出さ
れる。従って、エンジン始動後、蓄熱材Ｈ／Ｂにトリガ
ーが加えられる様にしておけば、断熱容器５２内に低温
の冷却水が流入し始めたときに、この低温の冷却水を即
座に暖めることができる。また、蓄熱材Ｈ／Ｂに単に比
熱の大きい物質を用いた場合には、特にトリガー等を必
要とせず、蓄熱材Ｈ／Ｂからは断熱容器５２内に流入し
てきた低温の冷却水に熱が放散され、冷却水が暖められ
ることとなる。

【００２１】なお、蓄熱器５１からの冷却水の出口近傍
には、この蓄熱器５１から排出される冷却水の温度を検
出するための水温センサ５７が配設されている。また、
ヒータコアＨ／Ｃの冷却水の入り口近傍には、このヒー
タコアＨ／Ｃに流入する冷却水の温度を検出するための
水温センサ５９が配設されている。

【００２２】一方、上流側通路４２ａと下流側通路４２
ｂのヒータコアＨ／Ｃが接続されている側と反対側の端
部には、エンジンＥＧの冷却水が必要以上に高温になる
ことを防止するために、この冷却水を車体外部から取り
入れた空気により冷やすためのラジエータ６０が接続さ
れている。このラジエータ６０とエンジンＥＧとをつな
ぐ上流側通路４２ａの中間部には冷却水を循環させるた
めのもう一つのポンプである第２ポンプＰ2 が配置され
ている。この第２ポンプＰ2 はエンジンの回転力により
直接駆動されるポンプである。またラジエータ６０と第
２ポンプＰ2 との間には、感温弁Ｔ／Ｓが配設されてお
り、この感温弁Ｔ／Ｓには上流側通路４２ａと下流側通
路４２ｂとをつなぐバイパス通路６２が接続されてい
る。感温弁Ｔ／Ｓは、冷却水が必要以上に高温になった
ときには、冷却水をラジエータ６０を通過させる様に働
き、冷却水が高温でないときには、冷却水をバイパス通
路６２を通過させる様に働く。

【００２３】なお、エンジンＥＧからの冷却水の出口付
近には、エンジンＥＧから排出される冷却水の温度を検
出するための水温センサ６４が配設されている。

【００２４】次に、図２の循環回路に配設された第１乃
至第６バルブ４４〜５６と第１ポンプＰ1 の動作を制御
するための制御装置について説明する。

【００２５】図３は、制御装置７０と上記の温度セン
サ、バルブ、ポンプ等の接続状態を示した図である。

【００２６】図３に示す様に、制御装置７０には、バッ
テリ７２が接続されており、このバッテリ７２から制御
に必要な電力が供給される。制御装置７０には制御に必
要な信号として、オートスイッチ５８のＯＮ・ＯＦＦ信
号、送風機スイッチ７４のＯＮ・ＯＦＦ信号、クイック
暖房スイッチ７６のＯＮ・ＯＦＦ信号、送風機スイッチ
７４からのＯＮ・ＯＦＦ信号、不図示の車室内温度セン
サからの室内温度ｔ_r、不図示の外気温度センサからの
外気温度ｔ_a 、水温センサ５９からのヒータコア水温ｔ
_H 、水温センサ５７からの蓄熱器水温ｔ_B 、水温センサ
６４からのエンジン水温ｔ_E 、エンジンの回転センサ７
８からのエンジン回転数Ｎ_E が入力される。また、制御
装置７０には室内の温度を何°Ｃにしたいかという目標
室温ｔ_se _t を設定するための目標室温設定部８０も接続
されており、制御装置７０には目標室温設定部８０から
出力される目標室温ｔ_set も入力される。また、制御装
置７０には制御プログラムを格納したメモリ８２も接続
されている。

【００２７】制御装置７０は、上記の入力信号とプログ
ラムに基づいて、第１乃至第６バルブ４４，４６，４
８，５０，５４，５６、第１ポンプＰ1 、エアミックス
ドア３４、送風機３０、及び蓄熱材Ｈ／Ｂにトリガー信
号を加えるトリガ発生部８４の動作を制御する。

【００２８】次に上記の様に構成された車両用暖房装置
の動作について図４に示すフローチャートを参照して説
明する。なお、下記の説明では、蓄熱材Ｈ／Ｂとして過
冷却現象を示す材料を用いるものとする。

【００２９】まず、エンジンが始動されるとプログラム
がスタートする。

【００３０】プログラムがスタートすると、まず、暖房
装置全体のイニシャライズが行われる。このイニシャラ
イズが行われると、第１及び第２バルブ４４，４６、第
５及び第６バルブ５４，５６が開かれるとともに、第３
及び第４バルブ４８，５０が閉じられ、さらに変数Ｆが
Ｆ＝０にセットされる（ステツプＳ２）。

【００３１】この状態においては、エンジンが始動され
てポンプＰ2 が既に作動しているので、冷却水は図１に
一点鎖線で示した様な経路で冷却水通路４２内を流れる
様になる。これにともない断熱容器５２からは、今まで
蓄えられていた温水が冷却水通路４２ａ内に流れ出る。

【００３２】次に、オートスイッチ５８がＯＮされたか
否かが判断される（ステツプＳ４）。

【００３３】もし、オートスイッチ５８がＯＮされてい
ない場合には、乗員は空調のオート制御を必要としてい
ないので、ステツプＳ６に進み送風機スイッチ７４がＯ
Ｎされているか否かが判断される。もし、送風機スイッ
チ７４がＯＮされている場合には、乗員がマニユアルで
設定した吹き出し口、吹き出し風量で車室内に空気を送
風し（ステツプＳ８）、リターンする。また、ステツプ
Ｓ６で送風機スイッチ７４もＯＮになっていない場合に
は、そのままリターンする。

【００３４】一方、ステツプＳ４でオートスイッチ５８
がＯＮされている場合には、空調のオート制御を行うべ
くステツプＳ１０に進む。

【００３５】ステツプＳ１０ではクイック暖房スイッチ
７６がＯＮされているか否かが判断される。もし、クイ
ック暖房スイッチ７６がＯＮされている場合には、乗員
は、寒さを感じていてすぐに車室内を暖房したいものと
考えられるので、クイック暖房を行うべくステツプＳ１
２に進む。ここで、クイック暖房とは、後述する様に、
冷却水を図２の矢印Ｇで示す経路で循環させ、蓄熱器５
１に蓄えられている熱をヒータコアＨ／Ｃのみに集中し
て供給し、車室内をエンジン始動直後から即座に暖める
ことを意味する。

【００３６】ステツプＳ１２では、Ｆ＝０であるか否か
が判断される。現在は、イニシャライズが行われた直後
であるのでＦ＝０であり、ステツプＳ１４に進む。

【００３７】ステツプＳ１４では、エンジンＥＧから排
出される冷却水の温度であるエンジン水温ｔ_E があらか
じめ設定されている温度Ｔより高いか否かが判断され
る。ここでは、温度Ｔは例えば４０°Ｃに設定されてい
る。すなわち、エンジン水温ｔ _E が温度Ｔよりも高いと
いうことは、エンジンＥＧを通過した冷却水がある程度
暖まっていて、このエンジンＥＧ側の冷却水でも十分暖
房を行うことができることを意味している。そのため、
ステツプＳ１４でｔ_E ≧Ｔの場合には、特にクイック暖
房の動作を行わなくても、すぐにエンジンＥＧ側の冷却
水で暖房が可能であるので、クイック暖房は不要と判断
し、ステツプＳ２８に進む。ステツプＳ２８では不図示
の報知手段により、乗員にクイック暖房が不要であるこ
とを確認させる目的で、クイック暖房不要の報知を行
う。そして、定常状態の暖房制御を行うべく、後述する
ステツプＳ３４に進む。

【００３８】一方、ステツプＳ１４で、ｔ_E ＜Ｔの場合
にはクイック暖房が必要であるのでステツプＳ１６に進
み、変数ＦをＦ＝１に設定する。

【００３９】次に、ステツプＳ１８では、蓄熱材Ｈ／Ｂ
にトリガ発生部７８からトリガー信号が加えられ、蓄熱
材Ｈ／Ｂは放熱を開始する。蓄熱材Ｈ／Ｂが放熱を開始
すると、断熱容器５２内に新たに流入してきた冷却水が
蓄熱材Ｈ／Ｂから放出される熱により暖められる。

【００４０】次に、ステツプＳ２０では、蓄熱器５１か
ら排出される冷却水の温度である蓄熱器水温ｔ_B とエン
ジン水温ｔ_E が比較される。通常、エンジン始動直後で
はエンジン水温ｔ_E が低く、ｔ_B ＞ｔ_E であるのでステ
ツプＳ２２に進み、実際にクイック暖房の動作が行われ
る。

【００４１】ステツプＳ２２では今まで開いていた第１
バルブ４４と第２バルブ４６を閉じて、第３及び第４バ
ルブ４８，５０を開き、その後第１ポンプＰ1 の動作を
開始させる（ステツプＳ２４）。これにより、冷却水通
路１２内の冷却水は、図２に矢印Ｇ、矢印Ｈで示した経
路を流れる様になる。

【００４２】冷却水が矢印Ｇ、矢印Ｈで示した経路を流
れる様になると、蓄熱器５１に蓄えられていた熱量は、
ヒータコアＨ／Ｃのみに供給される様になり、この状態
で、すでに知られているオート空調制御により、車室内
への温風の吹き出し風量を制御すれば（ステツプＳ２
６）、車室内は急速に暖房される。すなわち、クイック
暖房状態となる。そして、ステツプＳ２０〜ステツプＳ
２６を繰り返すことにより、クイック暖房の動作が継続
され、車室内が暖められる。

【００４３】ここで、ステツプＳ２０〜ステツプＳ２６
の動作を繰り返し行っていくと、蓄熱器５１に蓄えられ
ていた熱量は、ヒータコアＨ／Ｃから車室内に供給され
るので、しだいに減少し、蓄熱器５１から排出される冷
却水の水温（蓄熱器水温）ｔ _B は次第に低下していく。
一方、エンジンＥＧ内を流れる冷却水は、エンジンＥＧ
を繰り返し通過するので、エンジンＥＧ自身の発熱によ
り暖められ、しだいにエンジン水温ｔ_E は上昇してい
く。すなわちステツプＳ２０〜ステツプＳ２６の動作を
繰り返していくと、ある時点で、エンジン水温ｔ_E ≧蓄
熱器水温ｔ_B となる。この様になると、もはや蓄熱器５
１からの温水を暖房に利用するよりも、エンジンＥＧか
らの温水を暖房に使用した方が暖房能力が高くなるの
で、ステツプＳ２０からステツプＳ３０へと進む。

【００４４】ステツプＳ３０では、もはやクイック暖房
が不要となっているので、クイック暖房スイッチ７６を
ＯＦＦとする。

【００４５】次に、ステツプＳ３２では、エンジンＥＧ
の冷却水で暖房を行う定常状態の暖房動作に移行するべ
く、第１及び第２バルブ４４，４６を開き、第３及び第
４バルブ４８，５０を閉じる。各バルブが、このように
動作されると、冷却水は、図２に一点鎖線で示した経路
を流れる様になり、エンジンＥＧで暖められた冷却水が
ヒータコアＨ／Ｃに供給される様になる。

【００４６】この後、制御装置７０は、各センサの検出
値（ｔ_r ，ｔ_a ，ｔ_H ，ｔ_B ，ｔ_E，Ｎ_E ）を取り込み
（ステツプＳ３４）、通常のオート空調制御により車室
内への吹き出し風量、エアミックスドア３４の開き量を
調節すると共に、ベント吹き出し口１８、ヒート吹き出
し口２０、デフロスタ吹き出し口２２のうちから適切な
吹き出し口を選定して、車室内に温風を吹き出させる
（ステツプＳ３６）。

【００４７】なお、この時点では、ヒータコアＨ／Ｃに
供給される冷却水が、蓄熱器５１側からエンジンＥＧ側
に切り換わった直後であるため、蓄熱材５２は、略放熱
し切った状態であり、これからエンジンＥＧ側の冷却水
により蓄熱材５２への蓄熱を再び行わなければならない
状態である。すなわち、エンジンＥＧから供給される冷
却水の熱は、蓄熱材５２の蓄熱にも使用されるため、ヒ
ータコアＨ／Ｃに供給される熱量は不足しがちになる。
これを解決するためには、エンジンＥＧ側からなるべく
多くの高温の冷却水をヒータコアＨ／Ｃに供給すれば良
いのであるが、この必要性とは逆に、図２に一点鎖線で
示す冷却水の循環回路では、蓄熱器５１が流路抵抗とな
り、ヒータコアＨ／Ｃに供給される冷却水の流量は、む
しろ少なくなる傾向にある。そのため、本実施例におい
ては、本発明の特徴的な動作として、蓄熱材５２への蓄
熱が終了するまでは、第２ポンプＰ2 と並行して第１ポ
ンプＰ1 を動作させ、ヒータコアＨ／Ｃに流れる冷却水
の流量を増加させる様にしている。

【００４８】ステツプＳ３８は、この第１ポンプＰ1 を
動作させてヒータコアＨ／Ｃに流れる流量を増加させる
制御を行うルーチンである。このルーチンについては、
後に詳しく説明する。

【００４９】そして、ステツプＳ３８のルーチンを行っ
た後にステツプＳ４に戻り、ステツプＳ４から後の動作
を再び行う。

【００５０】このとき、２回目のループのステツプＳ１
０では、１回目のループのステツプＳ３０でクイック暖
房スイッチ７６がＯＦＦされているので、ステツプＳ１
０からクイック暖房の動作を行うステツプＳ１２〜ステ
ツプＳ３２を飛ばしてステツプＳ３４に進み、ステツプ
Ｓ３４〜ステツプＳ３８の動作を繰り返す。

【００５１】また、１回目のループのステツプＳ３０で
クイック暖房スイッチ７６がＯＦＦされた後に、乗員が
過ってクイック暖房スイッチ７６をＯＮにしてしまった
場合等にはステツプＳ１０からステツプＳ１２に進む
が、ステツプＳ１２では、１回目のループのステツプＳ
１６でＦ＝１とされているので、Ｆ＝０でないと判断さ
れ、ステツプＳ２８に進み、クイック暖房不要を乗員に
報知して、やはりステツプＳ３４へと進む。

【００５２】この様にして、クイック暖房を１回行った
後には、ステツプＳ４〜ステツプＳ１０あるいは１２と
ステツプＳ３４〜ステツプＳ３８を繰り返し、通常の定
常状態の暖房動作へと移行していく。そして、この移行
過程において、ステツプＳ３８の第２ポンプＰ2 と並行
して第１ポンプＰ1 を駆動させる動作が所定時間行わ
れ、冷却水の流量が増加されるわけである。

【００５３】次に、図４のフローチャートのステツプＳ
３８における第１ポンプＰ1 の制御動作について図５乃
至図９を参照して説明する。

【００５４】図５は、ステツプＳ３８の第１ポンプＰ1
の動作制御の第１の例を示すフローチャートである。

【００５５】この第１の例では、エンジンＥＧの回転数
が高い時には、第２ポンプＰ1 の送水能力も高く、第１
ポンプＰ1 による補助はあまり必要ないと考えられるの
で、エンジンＥＧの回転数が高い時には第１ポンプＰ1
の動作電圧を低く、回転数が低い時には第１ポンプＰ1
の動作電圧を高く設定する様にしている。

【００５６】まず、メインルーチンのステツプＳ３６か
らステツプＳ４２に進むと、制御装置７０は、回転セン
サ７８からのエンジン回転数Ｎ_E の情報を取り入れる。
そして、図６に示すようなエンジン回転数Ｎ_E と第１ポ
ンプＰ1 の動作電圧の関係から第１ポンプＰ1 の動作電
圧を決定し（ステツプＳ４４）、第１ポンプＰ1 をこの
決定された動作電圧で駆動する（ステツプＳ４６）。こ
れにより、エンジンの回転数に応じて第２ポンプＰ2 の
送水能力の不足が第１ポンプＰ1 により補われ、ヒータ
コアＨ／Ｃへの冷却水の流量が確保される。その後メイ
ンルーチンのステツプＳ４に戻り、ステツプＳ４〜１
０、ステツプＳ３４〜ステツプＳ３８を繰り返す。

【００５７】なお、図６に示したエンジン回転数Ｎ_E と
第１ポンプＰ1 の動作電圧の関係は単なる一例であり、
これに限定されるものではなく、エンジン回転数の上昇
と共に第１ポンプ1 の動作電圧が低下する様な曲線であ
れば良い。

【００５８】図７は、ステツプＳ３８の第１ポンプＰ1
の動作制御の第２の例を示すフローチャートである。

【００５９】この第２の例では、第１の例の場合と同様
に、エンジン回転数Ｎ_E が高い時には第１ポンプＰ1 を
動作させる必要性は薄いと考えられるので、エンジン回
転数Ｎ_E が所定値以下の時に第１ポンプＰ1 を動作させ
る様にしている。

【００６０】まず、メインルーチンのステツプＳ３６か
らステツプＳ５２に進むと、制御装置７０は、回転セン
サ７８からのエンジン回転数Ｎ_E の情報を取り入れる。
そして、エンジン回転数Ｎ_E が所定の回転数Ｎ₁ よりも
低いか否かを判断する（ステツプＳ５４）。ここでは、
例えば回転数Ｎ₁ を２０００ｒｐｍに設定している。も
し、エンジン回転数Ｎ_E がＮ₁ よりも低い場合には、第
１ポンプＰ1 を駆動する（ステツプＳ５６）。また、エ
ンジン回転数Ｎ_E がＮ₁ 以上の場合には第１ポンプＰ1
の動作を停止させる（ステツプＳ５８）。これにより、
エンジン回転数が低いときの第２ポンプＰ2 の送水能力
の不足が第１ポンプＰ1 により補われ、ヒータコアＨ／
Ｃへの冷却水の流量が確保される。その後メインルーチ
ンのステツプＳ４に戻り、ステツプＳ４〜１０、ステツ
プＳ３４〜ステツプＳ３８を繰り返す。

【００６１】図８は、ステツプＳ３８の第１ポンプＰ1
の動作制御の第３の例を示すフローチャートである。

【００６２】この第３の例では、車室内の温度ｔ_r が目
標温度ｔ_set よりかなり低い場合には、高い暖房能力が
必要とされると考えられるので、暖房能力を上昇させる
ために、第１ポンプＰ1 を動作させて、第２ポンプＰ2
の送水能力を補う様にしている。

【００６３】まず、メインルーチンのステツプＳ３６か
らステツプＳ６２に進むと、制御装置７０は、ｔ_set −
ｔ_r を計算し、ｔ_set −ｔ_r ＞３°Ｃであるか否かを判
断する（ステツプＳ６２）。もし、ｔ_set −ｔ_r ＞３°
Ｃの場合には、高い暖房能力が必要とされていると考え
られるので、第１ポンプＰ1 を動作させて、冷却水の送
水能力を上昇させる（ステツプＳ６４）。また、ｔ_set
−ｔ_r ≦３°Ｃの場合には、それほど高い暖房能力を必
要としていないと考えられるので、第１ポンプＰ1 の動
作を停止させる（ステツプＳ６６）。これにより、高い
暖房能力が必要とされる時の第２ポンプＰ2 の送水能力
の不足が第１ポンプＰ1 により補われ、ヒータコアＨ／
Ｃへの冷却水の流量が確保される。その後メインルーチ
ンのステツプＳ４に戻り、ステツプＳ４〜１０、ステツ
プＳ３４〜ステツプＳ３８を繰り返す。

【００６４】図９は、ステツプＳ３８の第１ポンプＰ1
の動作制御の第４の例を示すフローチャートである。

【００６５】この第４の例では、エアミックスドア３４
が全開で、取り入れた空気を全てヒータコアに導いてい
る場合には、高い暖房能力が必要とされていると考えら
れるので、暖房能力を上昇させるために、第１ポンプＰ
1 を動作させて、第２ポンプＰ2 の送水能力を補う様に
している。

【００６６】まず、メインルーチンのステツプＳ３６か
らステツプＳ７２に進むと、エアミックスドア３４が全
開か否かを判断する（ステツプＳ７２）。もし、エアミ
ックスドア３４が全開の場合には、高い暖房能力が必要
とされていると考えられるので、第１ポンプＰ1 を動作
させて、冷却水の送水能力を上昇させる。また、ステツ
プＳ７２でエアミックスドア３４が全開でない場合に
は、それほど高い暖房能力を必要としていないと判断
し、ステツプＳ７６〜ステツプＳ８２で示される様に所
定のタイマー時間Ｔ₀ （この実施例では例えば３０秒）
だけ、第１ポンプＰ1 の動作を継続させた後、第１ポン
プＰ1 を停止させる。ここで、エアミックスドア３４が
全開でない状態になってから、所定時間第１ポンプＰ1
の動作を継続させる理由は、エアミックスドア３４が少
し閉じたとたんに第１ポンプＰ1 を停止させると、その
瞬間に暖房能力が低下し、再びエアミックスドア３４が
全開になり、第１ポンプＰ1 がまた動作するという様な
チャタリングを起こす可能性があるので、これを防止す
るためである。

【００６７】以上説明した様に、上記の実施例の車両用
暖房装置においては、蓄熱材が放熱状態から蓄熱状態に
移行してから満蓄熱になるまでの暖房能力が低下し易い
状態のときに、第２ポンプと並行して第１ポンプを駆動
させているので、エンジンの冷却水の流量を暖房に必要
な量だけ確保することができ、暖房能力の低下を防止す
ることができる。

【００６８】なお、本発明は、その主旨を逸脱しない範
囲で、上記実施例を修正または変形したものに適用可能
である。

【００６９】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明の車両用暖房
装置によれば、蓄熱器の温度が低下し、且つエンジンの
冷却水温が上昇して、ヒータコアに導かれる冷却水が蓄
熱器側からエンジン側に切り換えられた直後、すなわち
蓄熱器に熱が蓄えられる蓄熱時に、第２のポンプと並行
して第１のポンプを動作させることにより、蓄熱器の抵
抗があってもエンジン側の高温の冷却水のヒータコアへ
の流量を確保することが可能となり、暖房能力の低下を
防止することができる。

【００７０】また、第２のポンプと並行して第１のポン
プを動作させることにより、蓄熱器内を流れる冷却水の
流量も多くなるので、蓄熱時間の短縮化を図ることがで
きる。また、高い暖房能力が要求されている際に、第１
のポンプを動作させて第２のポンプの送水能力を補うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例の車両用暖房装置の構成を示した図で
ある。

【図２】ヒータコアに導入される冷却水の循環回路を示
した図である。

【図３】制御装置と温度センサ、バルブ、ポンプ等の接
続状態を示した図である。

【図４】一実施例の車両用暖房装置の動作のメインルー
チンを示すフローチャートである。

【図５】第１ポンプＰ1 の動作制御の第１の例を示すフ
ローチャートである。

【図６】エンジン回転数と第１ポンプの動作電圧の関係
を示した図である。

【図７】第１ポンプＰ1 の動作制御の第２の例を示すフ
ローチャートである。

【図８】第１ポンプＰ1 の動作制御の第３の例を示すフ
ローチャートである。

【図９】第１ポンプＰ1 の動作制御の第４の例を示すフ
ローチャートである。

【符号の説明】

８車両用暖房装置１０通風ダクト１２外気導入口１４内気導入口１６内外気切り換えドア１８ベント吹き出し口２０ヒート吹き出し口２２デフロスタ吹き出し口２４ベントドア２６ヒートドア２８デフロスタドア３０送風機３２クーリングユニット３４，３６エアミックスドア４２冷却水通路４４第１バルブ４６第２バルブ４８第３バルブ５０第４バルブ５１蓄熱器５２断熱容器５４第５バルブ５６第６バルブ５７，５９，６４水温センサ５８オートスイッチ６０ラジエータ６２バイパス通路７０制御装置７２バッテリ７４送風機スイッチ７６クイック暖房スイッチ７８回転センサ８０目標温度設定部８２メモリ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者桑原孝之広島県安芸郡府中町新地３番１号マツダ株式会社内 (56)参考文献実開平７−13522（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60H 1/08 621

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンの冷却水の温度が高いときに冷
却水の持つ熱を蓄えておく蓄熱器と、冷却水の持つ熱を車室内に吹き出す空気に与えて暖める
ためのヒータコアと、冷却水を、前記蓄熱器と前記ヒー
タコアとの間で循環させる第１の循環経路と、冷却水を、前記蓄熱器と前記ヒータコアと前記エンジン
との間で循環させる第２の循環経路と、冷却水を、少なくとも前記第１の循環経路内で循環させ
るときの駆動源となる第１のポンプと、冷却水を、前記第２の循環経路内で循環させるときの駆
動源となる第２のポンプと、冷却水が前記第２の循環経路内で循環されて前記蓄熱器
が蓄熱される時に、前記第２のポンプと並行して前記第
１のポンプを動作させる制御手段と、空気取り入れ口から導入された空気を、前記ヒータコア
の周囲に導く第１の空気経路と前記ヒータコアをバイパ
スする第２の空気経路とに振り分けるエアミックスドア
とを具備し、前記制御手段は、前記エアミックスドアが前記空気取り
入れ口から導入された空気のほとんど全てを前記第１の
空気経路に導く状態であるときに、前記第２のポンプと
並行して前記第１のポンプを動作させることを特徴とす
る車両用暖房装置。
【請求項２】エンジンの冷却水の温度が高いときに冷
却水の持つ熱を蓄えておく蓄熱器と、冷却水の持つ熱を車室内に吹き出す空気に与えて暖める
ためのヒータコアと、冷却水を、前記蓄熱器と前記ヒータコアとの間で循環さ
せる第１の循環経路と、冷却水を、前記蓄熱器と前記ヒータコアと前記エンジン
との間で循環させる第２の循環経路と、冷却水を、少なくとも前記第１の循環経路内で循環させ
るときの駆動源となる第１のポンプと、冷却水を、前記第２の循環経路内で循環させるときの駆
動源となる第２のポンプと、冷却水が前記第２の循環経路内で循環されて前記蓄熱器
が蓄熱される時に、前記第２のポンプと並行して前記第
１のポンプを動作させる制御手段とを具備し、前記制御手段は、車室内を暖めるために必要とされる暖
房能力が所定値以上の時に、前記第２のポンプと並行し
て前記第１のポンプを動作させることを特徴とする車両
用暖房装置。