JPH03128719A - 自動車用暖房装置 - Google Patents

自動車用暖房装置

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JPH03128719A
JPH03128719A JP26698189A JP26698189A JPH03128719A JP H03128719 A JPH03128719 A JP H03128719A JP 26698189 A JP26698189 A JP 26698189A JP 26698189 A JP26698189 A JP 26698189A JP H03128719 A JPH03128719 A JP H03128719A
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敬博 佐藤
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    • F28D15/02Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
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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〕 本発明は自動車用暖房装置に係り、詳しくは、エンジン
の始動初期や低速運転時等においても良好な暖房効果が
得られるようにした自動車用暖房装置に関するものであ
る。
〔従来の技術〕
従来、自動車等の車両に装備される暖房装置は温水暖房
方式が広く採用され、エンジン冷却後の温水を利用した
熱交換により発生させた温風を車室内に送給・循環させ
るようにしていた。つまり、エンジンを冷却した際に昇
温して温水となった冷却水の一部を、車室空調用の温風
排出路内に配置した熱交換器に導入して、温風を発生さ
せていた。
しかし、厳冬時には、エンジンの拍動直後は冷却水の温
度が低いため、十分な温風を発生させることができず、
寒く感しることがあった。また、デフロスタが十分機能
せず、ウィンドガラスの曇りを除去できないこともあっ
た。とくに、ディーゼルエンジン車や、小排気量の車に
おいて、このような傾向が顕著であった。それは、ディ
ーゼルエンジン車では、エンジンの燃焼効率がよいため
、また、小排気量の車では、エンジンの仕事量そのもの
が小さいため、水温がなかなか上昇しないからである。
このようなことから、例えば特開昭61−218416
号公報には、上記したような難点を解消すべく、エンジ
ンの排気ガス通路に設けたバイパスの一部にヒートパイ
プの受熱端を配置し、放熱端を車室空調用の温風排出路
に配置した自動車用暖房装置が提案されている。これは
、エンジンの排気ガスが、始動初期から比較的高温にな
ることを利用して、ヒートパイプを介して、温風排出路
内の空気を早めに暖め、速効性のある暖房効果を得よう
としたものである。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところが、上記したようなヒートパイプを補助として用
いた暖房装置にあっても、例えば、低速運転時やアイド
ル時等のエンジン回転数が低いときには、分岐通路にお
ける排気ガスの圧力が低いため、受熱端における熱交換
が十分おこなわれず、ヒートパイプによる暖房補助効果
を期待できないことがある。
本発明はこのような事情を考慮してなされ、ヒートパイ
プを補助として用いる暖房装置を、低速運転時にも、充
分な暖房効果を得ることができるようにすることを課題
としている。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、エンジンからの排気熱を利用して補助的な暖
房をおこなえるようにした自動車用暖房装置にあって、
前記課題を解決するために、上記エンジンの排気ガス通
路内に形成される分岐通路と、上記分岐通路内に受熱端
が、車室空調用の温風排出路内に放熱端が、それぞれ配
置されているヒートパイプと、上記分岐通路を流通する
排気ガスの流量を調整する流量調整手段と、エンジン回
転数が低いときには、上記流量調整手段の開度を小さく
調整する制御手段とを設けている。
〔作   用〕
低速運転時等のエンジン回転数が低いときには、排気ガ
スの圧力も低いため、流量調整手段の開度を小さくして
、絞りをかけて排気ガスを分岐通路に導入する。すると
、排圧が上昇して、エンジンに負荷がかかり、排気ガス
の温度も上昇するため、ヒートパイプの受熱端が能率よ
く加熱され、放熱端で温風排出路内の空気を効果的に暖
め、温水による不足した熱交換を効果的に補填し、暖房
補助効果を向上させることができる。
[発明の効果] 本発明の自動車用暖房装置は、上記エンジンの排気ガス
通路内に形成される分岐通路と、上記分岐通路内に受熱
端が、車室空調用の温風排出路内に放熱端が、それぞれ
配置されているヒートパイプと、上記分岐通路を流通す
る排気ガスの流量を調整する流量調整手段と、エンジン
回転数が低いときには、上記流量調整手段の開度を小さ
く調整する制御手段とを設けているので、低速運転時等
には、流量調整手段の開度を小さく調整して排気ガスの
圧力を上昇させることによりその温度を上昇させて分岐
通路に導入し、ヒートパイプによる暖房補助効果を向上
させることができる。
〔実 施 例] 以下に、本発明をその実施例に基づき詳細に説明する。
本実施例に示す自動車用暖房装置は、エンジンからの排
気熱を補助として利用し、速効性のある暖房効果を得ら
れるようにするとともに、低速運転時にも、充分な暖房
効果を得ることができるようにしたもので、以下のよう
に構成される。
第1図および第4図に示すように、自動車1のエンジン
2から導出される排気ガス通路3内に分岐通路4が形成
されており、その分岐通路内4にヒートパイプ5の受熱
端6が配置され、その放熱端7が車室空調用の温風排出
路8内に配置されている。その温風排出路8には、メイ
ンの暖房用のヒータコア9が配置され、エンジン2から
冷却後の温水を導入して熱交換をおこない、ラジェータ
(図示省略)に還流させるようになっている。そして、
そのヒータコア9に隣接して、ヒートパイプ5の放熱端
7が配置され、ヒータユニット10を構成している〔第
3図参照〕。ヒータユニット10には、その上部にデフ
ロスタ用の温風排出口8aと、その下部に車室暖房用の
温風排出口8bとが設けられ、それぞれに配管(図示省
略)が接続されて要所に温風を供給できるようになって
いる。
排気ガス通路3の分岐通路4における受熱端6の上流側
と、対応する排気ガス通路3内とに、それぞれ流量調整
手段として、開閉ドア12A、12Bが設けられている
。各開閉ドア12A、12Bは、エンジン2の回転数に
応じて制御手段13から送出される制御信号により、各
アクチュエータ16A  16Bを介して個々に開度調
整されるようになっている。すなわち、低速運転時やア
イドル時の、エンジン回転数が低いときには、実線で示
すように、排気ガス通路3例の開閉ドア12Bを閉し、
分岐通路4側の開閉ドア12Aを半開き状態に開放して
、排気ガスに絞りかけるようにしている。これにより、
エンジン2に適度の負荷をかけて、排気ガスの温度を上
昇させて、ヒートパイプ5の受熱端6を能率よく加熱し
、温風排出路8の空気を効果的に暖め、補助としての暖
房効果を向上させることができる。また、デフロスタ用
の温風でウィンドガラス22の曇りをきれいに取り除く
こともできる。
一方、スロットル開度が大になり、エンジン回転数が高
くなると、二点鎖線で示すように、両開閉ドア12A、
12Bを中立状態に開放して排気抵抗を最小にして排気
ガスの抜けをよくし、動力特性の向上が図られる。第1
図中、11はブロア、19はミックスドアである。
詳しく説明すると、ヒートパイプ5は、いわゆるフィン
・チューブ熱交換器で、チューブ内を流れる液体または
相変化する流体と、フィン側を流れる気体との熱交換を
図るもので、その受熱端6が配置される分岐通路4は、
第4図に示すように、排気ガス通路3の上流側に設けら
れる触媒コンハーク14のすぐ下流位置に膨出するよう
に形成された受熱部15内に配置され、温度低下のない
排気ガスを導入できるようになっている。そして、第1
図に示すように、分岐通路4に設けられる開閉ドア12
Aと、排気ガス通路3に設けられる開閉ドア12Bとは
、それぞれ一体に組み込まれた、モータとリンク機構等
よりなるアクチュエータ16A  16Bによって、そ
れぞれ半開き状態、全開状態、閉鎖状態等に個々に操作
されるようになっている。
これら両アクチュエータ16A、16Bを制御駆動させ
る制御手段13は、エンジンの運転を調整するためのマ
イクロコンピュータよりなるエンジンコントロールユニ
ット21内に設けられる。
その入力端には、エンジン回転数を検出するエンジン回
転数センサ17またはスロットル開度を検出するスロッ
トルセンサ18が、その出力側には、各開閉ドア12A
、12Bのアクチュエータ16A、16Bが、それぞれ
接続されている。この制御手段13には、予め設定され
たプログラムが記憶されており、エンジン回転数センサ
17またはスロットルセンサ18からの検出信号に基づ
き、エンジン回転数またはスロットル開度が所定値より
も小さいとき、例えばディーゼルエンジン車の場合、エ
ンジン回転数が150Orpm以下のときには、前述し
たように、アクチュエータ16A、16Bに作動命令を
送出して、排気ガス通路3例の開閉ドア12Bを閉じ、
分岐通路4側の開閉ドア12Aの開度を半開き状態とし
て、排気ガスを絞り込み、エンジン2に適度の負荷をか
けるようにしている。これにより、排気ガスの温度を上
昇させ、ヒートパイプ5の受熱端6を能率よく加熱し、
補助の暖房効果を向上させることができる。つまり、前
述したように、低速運転時やアイドル時には、エンジン
回転数が低いため、エンジン冷却後の冷却水の温度が低
く、温水によるメインの熱交換のみでは、車室を十分に
暖めることができないので、補助の熱源として用いる排
気ガスの温度を高めることにより、充分な暖房効果を得
られるようにしたのである。また、始動直後の、エンジ
ン冷却水の温度が低いときにも、このような補助の暖房
効果により、良好な立ち上がりが得られ、速効性が発揮
されることはいうまでもない。
一方、エンジン回転数が150Orpm以上になり、時
速40Km/h程度以上の速度で走行するときには、こ
のような排気ガスによる補助の暖房を必要とせずに、メ
インの温水による熱交換のみで十分な暖房効果を発揮で
きる。それは、冷却水の温度が略80″C以上に昇温さ
れ、ヒータコア9で充分な熱交換がおこなわれ、温風排
出路8円から吹き出される温風の温度が上昇しているた
めである。したがって、両開閉ドア12A、12Bを中
立状態に開放させ、排圧を最小にして、動力特性の向上
が図られる。
このような制御手段13による制御動作をフローチャー
トで表すと、第2図に示すように、まず、暖房スイッチ
(図示省略)がオンされると(ステップ1、以下51な
どという)、制御手段13からアクチュエータ16A、
16Bに作動信号が送出され、開閉ドア12Aが半開き
状態とされ(第1図に実線で示す)、開閉ドア12Bが
閉鎖位置に回動され(S2)、分岐通路4内に排圧を高
められて高温となった排気ガスが導入され、ヒートパイ
プ5による能率のよい補助の暖房がおこなわれる。つい
で1.エンジン回転数センサ17によって、エンジン回
転数が1500rpm以上かどうかが間われ(S3)、
以上であると、両開閉ドア12A。
12Bが、全開状態に開放される(第1図に二点鎖線で
示す)(S4)。もし、エンジン回転数が1500rp
m以上でないと、開閉ドア12Aが半開き状態に、開閉
ドア12Bが閉鎖位置に維持される(S5)。そして、
暖房スイッチがオフであるかが問われ(S6)、暖房ス
イッチがオフでなければ、ステップ3にもどり、オフで
あると開閉ドア12Aが閉しられ(第1図に一点鎖線で
示す)、開閉ドア12Bが全開状態に開放された状態と
される(S7)。
以上述べたように、本発明によれば、ヒートパイプによ
る補助の暖房をおこなうことにより厳冬時にも、速効性
よく暖房効果を格段に向上させることができるとともに
、アイドル時や低速運転時等にも、排気ガスによる補助
の暖房効果が向上し、快適度が向上する。
第5図は、異なる実施例を示し、分岐通路を流通する排
気ガスの流量を調整する流量調整手段として、その分岐
通路の上流端に、尖塔状の流量調整弁31を配置したも
のである。この例では、エンジン回転数が低いときには
、その流量調整弁31を実線の位置状態とし、エンジン
回転数が上昇すると、二点鎖線の位置状態として、分岐
通路4を閉じるようにしている。このように単一の流量
調整弁31によっても、前実施例と同様の効果を得るこ
とができる。なお、この場合では、単一のアクチュエー
タ16で、流量調整弁31を作動させることができる。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の実施例を示し、第1図は装置の全体構成
図、第2図は制御動作を示すフローチャート、第3図は
ヒータユニットの構成図、第4図は車両に搭載した暖房
装置の全体配置図、第5図は異なる実施例における装置
の主要構成図である。 2−・・エンジン、3−排気ガス通路、4−・−分岐通
路、5−ヒートパイプ、6−受熱端、7−・−放熱端、
8・−・温風排出路、12A、12B・・・流量調整手
段(開閉ドア)、3L−流量調整手段(流N調整弁)1
3−制御手段。 第 図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)エンジンからの排気熱を利用して補助的な暖房を
    おこなえるようにした自動車用暖房装置において、 上記エンジンの排気ガス通路内に形成される分岐通路と
    、 上記分岐通路内に受熱端が、車室空調用の温風排出路内
    に放熱端が、それぞれ配置されているヒートパイプと、 上記分岐通路を流通する排気ガスの流量を調整する流量
    調整手段と、 エンジン回転数が低いときには、上記流量調整手段の開
    度を小さく調整する制御手段とを具備したことを特徴と
    する自動車用暖房装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008007726A1 (de) 2007-02-08 2008-09-04 Denso Corp., Kariya Abgaswärme-Rückgewinnungssystem
JP2010193556A (ja) * 2009-02-16 2010-09-02 Sharp Corp 電気自動車
US9848667B2 (en) 2008-04-04 2017-12-26 3M Innovative Properties Company Lens seal for headgear

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