JP3663907B2 - 車両用電気負荷制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、デフォッガーやデアイサーなどの大容量負荷への通電を制御する車両用電気負荷制御装置に関し、とくに、バッテリを過放電させることなく、デフォッガー等への通電制御を行う車両用電気負荷制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ガラスの曇り取りを行うため、自動車の始動とともに、デフォッガーに通電して電気ヒータによるガラスの加熱が行われる。また、フロントウインドガラスの下端部に溜まった雪がワイパーの作動を妨げるとき、デアイサーに通電して融雪が行われている。デフォッガーおよびデアイサーへの通電は、スイッチ操作によって行われるが、スイッチの消し忘れを防ぐため、タイマーを設置し、一定時間経過後に電源を自動切断するようなっている。
【０００３】
図５はその構成を示す回路図である。すなわちバッテリ１と発電機８はレギュレータ９を介して接続される。バッテリ１とデフォッガーなどで構成される電気負荷７の間にはリレー１１が接続されている。リレー１１は常時開で、負荷スイッチ３が押されタイマユニット１２が作動すると、閉となる。タイマユニット１２が設定時間を経過すると、リレー１１が開に戻り、電気負荷への通電が遮断される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の回路構成においては、電気負荷への通電が定時間となるので、曇り取りの効果が環境温度に左右される。雰囲気温度が低い場合は、十分な性能に達しないことがある。
また、日射などでガラス温度が高いときに、負荷スイッチ３を入れてしまうと、ガラスは温度が過剰に上昇し、歪みが発生してしまう恐れがある。
【０００５】
自動車に搭載されているバッテリは容量が限られている。その容量だけでデフォッガーやデアイサーを給電するには、負担が重く、電源の消耗が激しい。このためバッテリ１で給電するほか、発電機８が補って給電することが望まれているが、上記従来の構成では、発電機が発電することをチェックせずに通電を行うため、発電機が発電していないときに、通電してしまうことがある。この結果バッテリが容量不足の場合、過放電してしまうことになる。
【０００６】
したがって本発明は、上記の問題点に鑑み、発電機の作動状態をチェックし、デフォッガーなどへの通電は発電力の高い暖機時に行うようにした車両用電気負荷制御装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１記載の発明は、始動時に冷却水温が第１の所定値より低い場合にアイドリング回転数が高回転に設定されているエンジンと、エンジンにより駆動される発電機と、発電機により充電されるバッテリと、スイッチ操作によりバッテリからの電力を供給されて動作する電気負荷とを備える車両において、発電機が発電を行っているかどうかを検出する発電検出手段と、エンジンの冷却水温を検出する冷却水温検出手段と、発電検出手段により発電機が発電を行っていることが検出され、かつ冷却水温検出手段によりエンジンの冷却水温が第１の所定値未満であることが検出された場合に、電気負荷へ電力供給を行い、冷却水温が上昇して第１の所定値以上になったとき、電気負荷への電力供給を停止するように制御する制御手段とを有するものとした。
【０００８】
なお、上記の電気負荷は窓ガラス近傍に設置された例えばデフォッガーやデアイサーなどの発熱装置とすることができる。
【０００９】
請求項３記載の発明は、さらに窓ガラス近傍にエンジンの冷却水を循環させるパイプが設けられているものとした。
ここではとくに、エンジンの冷却水温が第２の所定値以上のとき、パイプにエンジンの冷却水を循環させるように設定されているものとすることができ、また、冷却水温が第２の所定値未満のとき、パイプにエンジンの冷却水を循環させないように設定されているものとすることができる。
上記制御手段における電力供給の制御に用いる第１の所定値と冷却水循環の制御に用いる第２の所定値は同一とするのが好ましい。
【００１０】
【作用】
請求項１記載の発明では、発電機が発電し、かつエンジンの冷却水温が第１の所定値未満、すなわちエンジンが暖機のためアイドリング回転数が高回転に設定されている温度のときに、電気負荷への電力供給を行うようにした。この場合発電機の発電力が高いので、デフォッガーやデアイサーなど大容量の発熱装置のような電気負荷をバッテリを過放電させることなく使用することができる。
【００１１】
そして、エンジンが暖まって冷却水温が第１の所定値以上になった場合に、電気負荷への電力供給を停止するようにしたので、例えば暖気が完了してアイドリング回転数が高回転から普通回転に戻って発電力が低下した後バッテリから電力を費消することが防止される。
【００１２】
請求項３記載の発明では、電気負荷が窓ガラス近傍に設置された発熱装置である場合に、エンジンの冷却水を循環させるパイプが付設されることにより、加温力が増強されるとともに、電気負荷の動作が停止されたあとも加温を続けることができる。
【００１３】
とくに、冷却水温が第２の所定値以上か未満かでパイプへの冷却水循環を切り替えることにより、冷却水による加温を制御でき、例えば第１の所定値と第２の所定値を同一とすることにより、冷却水温が低いときは電気負荷による加温を行ない、冷却水温が上昇すると冷却水循環のパイプによる加温へ連続的に切り替わる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、実施例により発明の実施の形態を説明する。
エンジンは暖機時で冷却水の温度が低いとき、アイドリング回転数を高回転にするよう設定されている。車両上には車両の制御、照明、エアコンなどへの給電を行うバッテリが搭載されている。このバッテリはエンジンにより駆動される発電機から充電される。
【００１５】
自動車のフロントウインドガラスの下端部に溜まった雪を融かして取り除くため、フロントウインドガラス下部等に発熱装置として熱線を配設したデアイサーを設置する。デアイサー７は車両制御や、照明などの電気系統と別にコントロールユニットに接続し、電気加熱系統を構成している。
【００１６】
図１は電気加熱系統の構成を示す回路図である。発電機８からの電力はレギュレータ９で整流、調圧されてバッテリ１および電気負荷に出力される。なお、図１には説明を簡単にするため電気加熱系統の電気負荷としてデアイサー７のみを示している。
バッテリ１はコントロールユニット６を介してデアイサー７へ電力供給を行う。また発電機８が発電中は発電機の発電電力もバッテリ電力と並列に供給される。
【００１７】
バッテリ１とコントロールユニット６の間に、ヒューズ２が接続される。コントロールユニット６とデアイサー７の間には、負荷スイッチ３が接続されている。レギュレータ９は発電機８が発電していることを検出し、その検出信号は発電検知信号としてコントロールユニット６に出力されている。またエンジンに備えられるエンジン冷却水温センサ５の検出値がコントロールユニット６に出力されている。
なおここで、電気加熱系統のみを示し、バッテリに接続される他の電気系統については従来同様で表示と説明を省略している。
【００１８】
図２は、発電機８が発電していることを検知するための説明図である。レギュレータ９は発電機８からの電力を整流、調圧するほか、発電機の電圧上昇を監視する。発電機の電圧が上昇すると、トランジスタＴｒ２をオフにする。トランジスタＴｒ２はコレクターがＬ端子から分圧回路８２に接続されているので、オフになると、Ｌ端子から高電位が出力され、発電機８が発電していることの検出信号になる。一方無発電や過電圧発生時、トランジスタＴｒ２がオンになる。この場合はイグニッションスイッチ（ＩＧＳＷ）８４が入っているので、バッテリ１との間に接続されているチャージランプ８３が点灯する。Ｌ端子の電圧が高くなると、チャージランプ８３に電流ＩＬＵＭＰが流れず消灯する。このようにチャージランプ８３が点灯することでバッテリが充電されてないことが表示される。
【００１９】
自動車には、冷却水による融雪を行うためのパイプが設置されている。図３はパイプの設置を示す図である。図３においては、フード３０がステー２０に支持され、エンジンルームを開放した状態である。フロントウインドガラスのカウルトップ５０に連なる下部裏面側に、デアイサーと並列に、ワイパー４０の作動を妨げないように車両を横切ってパイプ６０が設けられる。パイプ６０は一端がエンジン１０の右側（図では左側）から、もう一端が感温バルブ７０を介してエンジン１０の左側から冷却系統に接続される。パイプ６０は各シリンダブロックに通じる冷却回路の一部をなし、感温バルブ７０開によって冷却水が循環されるようになっている。感温バルブ７０は冷却水温度が設定温度以上のとき開になるが、設定温度はエンジン暖機時のアイドリング回転数が高回転に設定される温度と同じ値である。暖かい冷却水がパイプを循環することによって、フロントウインドガラスの下端部に溜まる雪が溶解され取り除かれる。
なお、上記の感温バルブの設定温度が発明における第２の所定値に該当する。
【００２０】
エンジン始動時の冷却水温が感温バルブ７０の作動温度より低い場合は、冷却水がパイプを循環せず冷却水による融雪が行われない。このとき、図１に示す電気加熱系統の負荷スイッチ３を押し電気加熱を行う。
コントロールユニット６は負荷スイッチ３が押されたことを検知すると、エンジン冷却水温センサ５の検出値とレギュレータ９から出力される発電検知信号を入力する。発電機８が発電し、かつ冷却水の温度が所定値ｔ℃以下の場合は、デアイサー７に通電を行う。所定値ｔ℃はアイドリング回転数を高回転に設定する温度値と同じである。
なお、上記のｔ℃が発明の第１の所定値に該当する。本実施例では、感温バルブの設定温度すなわち第２の所定値を第１の所定値と同一にしている。
【００２１】
次に、図４のフローチャートにしたがってコントロールユニット６における処理の流れを示す。
すなわち、ステップ１０１において、負荷スイッチ３が閉じられているかどうかをチェックする。負荷スイッチが閉じているときは、ステップ１０２において、発電検知信号があるかどうかをチェックする。発電機が発電しているときには、ステップ１０３においてエンジン冷却水温センサ５の検出値を読み込む。
ステップ１０４において、水温が所定値ｔ℃以下かどうかをチェックする。
水温がｔ℃以下のときは、ステップ１０５においてデアイサー７へ通電を行う。これによって、電気加熱による融雪が行われる。
【００２２】
この後、続けて発電検知信号をチェックし、発電されていないことを検知すると、ステップ１０８において、デアイサー７への通電を停止する。
またステップ１０６のチェックで、発電が続いているときには、ステップ１０７において冷却水の水温をチェックする。水温が所定値ｔ℃より低いならばエンジンが高回転のアイドリング状態で、ステップ１０５でデアイサー７への通電を続ける。水温が所定値以上ならばステップ１０８でデアイサー７への通電を停止する。
一方デアイサー７への通電が停止すると、冷却水温が所定値ｔ℃を越えることになる。このとき感温バルブ７０が開となり、パイプ６０に暖かい冷却水が循環され冷却水による融雪が行われる。
【００２３】
本実施例は以上のように構成され、フロントウインドガラスの下端部にパイプ６０を設置し冷却水による加熱が行われるが、エンジン始動時で冷却水温が低い場合、冷却水が循環されない。このとき、負荷スイッチ３を操作してデアイサー７による加熱を行う。この際、冷却水の温度が所定値より低いと、アイドリング回転数が高回転となるので、発電機能力を維持しながら、デアイサー７に通電して加熱を行わせる。
そして発電機８が発電しなくなったり、あるいは冷却水の水温が所定値より高くなると、デアイサーへの通電を停止する。この場合冷却水温が所定値以上となっており、暖かい冷却水による融雪が行われる。
【００２４】
このように、デフォッガー７への通電は冷却水の温度上昇によって停止し、冷却水による融雪に切り替わるから、ガラスを過度に加熱し、歪みを生じさせることが防止される効果が得られる。
【００２５】
なお、本実施例では、融雪用のパイプは冷却経路の一部をなし、感温バルブで冷却水の循環を制御するように構成されているが、このほか、感温バルブを廃して、始動とともに冷却水が循環するようにしてもよい。また、デアイサーへの通電と同時に冷却水を循環させ、加熱力を増強させることもできる。この場合は負荷容量を小さく設定できる。
また、本実施例ではデアイサーの使用のみを示したが、デフォッガなどをコントロールユニットに接続して使用することもできる。そしてまた、デアイサーはフロントウインドガラス用を示し、パイプもこれに付設したが、これに限定されず、リアウインドガラス用に設置するものでもよい。
【００２６】
【発明の効果】
請求項１記載の発明では、発電機が発電し、かつエンジンの冷却水温がエンジンを暖機のためアイドリング回転数を高回転にする設定温度である第１の所定値未満のときに、電気負荷への電力供給を行うようにしたので、発電機の高い発電力によりデフォッガーやデアイサーなど大容量の発熱装置のような電気負荷をバッテリを過放電させることなく使用することができる。
【００２７】
そして、エンジンが暖まって冷却水温が第１の所定値以上になった場合に、電気負荷への電力供給を停止するようにしたので、例えば暖気が完了してアイドリング回転数が高回転から普通回転に戻って発電力が低下した後バッテリから電力を費消することが防止される。
【００２８】
請求項３記載の発明では、電気負荷が窓ガラス近傍に設置された発熱装置である場合に、エンジンの冷却水を循環させるパイプが付設されることにより、加温力が増強されるとともに、電気負荷の動作が停止されたあとも加温を続けることができる。
とくに、冷却水温が第２の所定値以上か未満かでパイプへの冷却水循環を切り替えることにより、冷却水による加温を制御でき、例えば第１の所定値と第２の所定値を同一とすることにより、冷却水温が低いときは電気負荷による加温を行ない、冷却水温が上昇すると冷却水循環のパイプによる加温へ連続的に切り替わる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電気加熱系統の構成を示す回路図である。
【図２】発電機８が発電していることを検知するための説明図である。
【図３】パイプの設置を示す図である。
【図４】コントロールユニット６における処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】従来例を示す図である。
【符号の説明】
１ バッテリ
２ ヒューズ
３ 負荷スイッチ
５ エンジン冷却水温センサ（冷却水温度検出手段）
６ コントロールユニット（制御手段）
７ デアイサー（電気負荷、発熱装置）
８ 発電機
９ レギュレータ（発電検出手段）
１０ エンジン
１１ リレー
１２ タイマユニット
２０ ステー
３０ フード
４０ ワイパー
５０ カウルトップ
６０ パイプ
８２ 分圧回路
８３ チャージランプ
８４ イグニッションスイッチ（ＩＧＳＷ）
Ｔｒ２ トランジスタ

Claims (6)

1. 始動時に冷却水温が第１の所定値より低い場合にアイドリング回転数が高回転に設定されているエンジンと、エンジンにより駆動される発電機と、発電機により充電されるバッテリと、スイッチ操作によりバッテリからの電力を供給されて動作する電気負荷とを備える車両において、
   前記発電機が発電を行っているかどうかを検出する発電検出手段と、
   前記エンジンの冷却水温を検出する冷却水温検出手段と、
   前記発電検出手段により発電機が発電を行っていることが検出され、かつ前記冷却水温検出手段によりエンジンの冷却水温が前記第１の所定値未満であることが検出された場合に、前記電気負荷へ電力供給を行い、冷却水温が上昇して前記第１の所定値以上になったとき、前記電気負荷への電力供給を停止するように制御する制御手段とを有することを特徴とする車両用電気負荷制御装置。
2. 前記電気負荷は窓ガラス近傍に設置された発熱装置であることを特徴とする請求項１記載の車両用電気負荷制御装置。
3. 窓ガラス近傍にエンジンの冷却水を循環させるパイプが設けられていることを特徴とする請求項２記載の車両用電気負荷制御装置。
4. 前記冷却水温検出手段により検出されたエンジンの冷却水温が第２の所定値以上のとき、前記パイプにエンジンの冷却水を循環させるように設定されていることを特徴とする請求項３記載の車両用電気負荷制御装置。
5. 前記冷却水温検出手段により検出された冷却水温が第２の所定値未満のとき、前記パイプにエンジンの冷却水を循環させないように設定されていることを特徴とする請求項４記載の車両用電気負荷制御装置。
6. 前記第１の所定値と第２の所定値が同一であることを特徴とする請求項４または５記載の車両用電気負荷制御装置。

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