JPH0773976B2 - 車両用暖房装置 - Google Patents

車両用暖房装置

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JPH0773976B2
JPH0773976B2 JP59281161A JP28116184A JPH0773976B2 JP H0773976 B2 JPH0773976 B2 JP H0773976B2 JP 59281161 A JP59281161 A JP 59281161A JP 28116184 A JP28116184 A JP 28116184A JP H0773976 B2 JPH0773976 B2 JP H0773976B2
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英男 河村
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Isuzu Motors Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N19/00Starting aids for combustion engines, not otherwise provided for
    • F02N19/02Aiding engine start by thermal means, e.g. using lighted wicks
    • F02N19/04Aiding engine start by thermal means, e.g. using lighted wicks by heating of fluids used in engines
    • F02N19/06Aiding engine start by thermal means, e.g. using lighted wicks by heating of fluids used in engines by heating of combustion-air by flame generating means, e.g. flame glow-plugs
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/02Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant
    • B60H1/03Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant and from a source other than the propulsion plant
    • B60H1/032Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant and from a source other than the propulsion plant from the cooling liquid of the propulsion plant and from a burner

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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は内燃機関によって駆動される自動車の室内を急
速暖房する車両用暖房装置に関する。
(従来技術) 自動車の室内暖房は従来より、内燃機関の冷却水を温水
配管で取り出し、これをヒータコアやブロワなどにて構
成されるヒータ本体に通じ、空気をヒータ本体に送り込
んで加熱して室内暖房を行うもの、または、内燃機関と
は無関係に別のバーナにて燃料を燃焼させて発生する熱
量により室内暖房を行うとともに、燃焼ガスそのものを
エンジンのインテークマニホールドに導くもの(特願昭
59-106869号)が用いられている。
(従来技術の問題点) このような内燃機関の冷却水を室内暖房に利用する方法
においては、冷却水の温度上昇の速度が緩慢なため、ヒ
ータ本体が温風を送出するまでに時間を要し、その間は
ヒータの暖房機能は失われている。特に内燃機関が暖房
機能が完了するまでには、ガソリンエンジンで10分以
上、ディーゼルエンジンで20分以上を要する。この間、
寒冷地では車内は寒く防寒具を着けなければならず、ま
た車両の窓等の霜、氷等を除去するデフロスタは十分に
作動することができない等の不都合があった。また車両
が長い下り坂等を走行中は、冷脚水温度が降下し暖房用
として供与できない等の欠点もある。特にディーゼルエ
ンジンは圧縮着火タイプのエンジンであるため、エンジ
ンの負荷に対する排気ガス温度または冷却水温度に敏感
で上記欠点が顕著である。また、ディーゼルエンジン
は、寒冷時の燃焼に敏感で、不完全燃焼の結果である白
煙、臭気の発生も著しい。
また、後者の内燃機関とは別個に燃料を用いる暖房方法
のうち、前記の特願昭59-106869号にての提案は早期に
暖房用の温風が得られるが、寒冷時のエンジン始動の補
助手段としての制御や、暖房用温風の制御方法に問題点
を有している。
(発明の目的) 本発明の目的は、上記の如き従来の欠点を解消し、寒冷
時にエンジンが冷却していても、容易に始動が可能であ
り、また、急速に搭乗車の要求する暖房ポジションに応
じた車内暖房の得られる車両用暖房装置を提供するにあ
る。
(発明の概要) 本発明では、吸気管中に配設されたバーナと、該バーナ
の下流側に配置されバーナで発生した熱を回収する熱交
換器と、該熱交換器によって回収された熱を選択的に車
室内へ導く機構と、エンジンの冷却水温度を監視して前
記バーナおよび前記機構を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置がエンジンの冷却水温度が所定の温度以下
であるときには前記バーナを動作させるとともに前記機
構により前記熱交換器によって回収された熱を車室内へ
導かないようにすることを特徴とする車両用暖房装置が
提供される。
(実施例) 第1図は本発明に係る車両用暖房装置の一実施例ブロッ
ク図である。図において、1はディーゼルエンジン、ま
たは、ガソリンエンジンであり、エアークリーナ2より
空気ダクトである吸気管3のパイプ部の途中に、暖房用
に燃料を燃焼せしめる急加熱バーナ4と、その下流には
熱交換器5が設けられている。また、51はエンジン1に
燃焼用空気を供給するバイパス通路である。
急加熱バーナ4の内部には燃料を加熱して気化させる気
化装置6、気化した燃料と混合して可燃性の混合気を作
る空気の取入口を制御するバイパス弁7、該可燃性混合
気に点火して燃焼せしめる点火グロープラグ8が配設さ
れている。そして、気化装置6には燃料を加熱して気化
させるセラミック材のパイプ状の気化グロープラグ61が
設けられ、該気化グロープラグ61の中心部には正の温度
係数を有する抵抗線62が埋め込まれ、該抵抗線62への通
電により気化グロープラグ61を加熱するよう構成されて
いる。なお、点火グロープラグ8もセラミック材のパイ
プで形成され、中心部には抵抗線81が埋設され、抵抗線
81への通電により点火グロープラグ8を加熱するよう構
成されている。
さらに、気化装置6の一端には気化グロープラグ61にて
加熱されて気化した燃料を急加熱バーナ4の内部に噴出
させる噴出孔63が穿設されており、他端には燃料弁を有
する燃料供給装置9に連通する燃料取入口64が設けられ
ている。なお、気化燃料と混合する空気の取入口を制御
するバイパス弁7は後述する主制御部191の指令にて制
御され、バイパス弁7の全開の場合には混合気用の空気
は取入れず急加熱バーナ4ををバイパスし、バイパス弁
7の開度1の場合は所定少量の空気量を取入れ、開度2
の場合は所定中量の空気量、開度3の場合は所定大量の
空気量となる如く設定され、主制御部191の発令のない
場合には開度1となるよう構成されている。
燃料ポンプ10よりの燃料を気化装置6へ供給する燃料供
給装置9には、燃料通路A91aと燃料通路B92aとの二系統
の燃料通路をそれぞれ開閉する燃料弁A91と燃料弁B92と
が設けられ、さらに、燃料弁A91と燃料弁B92とはそれぞ
れ駆動源93にて作動可能に構成されている。そして、燃
料通路A91aより燃料通路B92aの方が燃料の流量は大き
く、両方の燃料通路を共に開放し、燃料の流量を大にす
ることも可能である。
ここで、急加熱バーナ4に関連の作動を説明すると、燃
料通路A91a、または燃料通路B92aより気化装置6に送ら
れた燃料は、該気化装置6を通過することにより、気化
グロープラグ61にて加熱され、噴出孔63より気化燃料と
なって急加熱バーナ4の内部に噴出する。そして、エア
ークリーナー2よりバイパス弁7を経由の空気と上記気
化燃料とが混合して可燃性合気となり、急加熱バーナ4
に設けられた点火グロープラグ8により点火されて火炎
を生じ、高温度の燃焼ガスとなって熱交換器5に送られ
ることとなる。
熱交換器5は暖房を要する自動車の室内に連通する吸入
気取入口11より新規空気を取入れ、該新規空気が燃焼ガ
スから熱を奪って熱交換を行った後の温風を、吹出口12
まで送風するブロワ13を備えている。なお、該吹出口12
は室内暖房のため別置されている冷却水ヒータコア14の
出口部に開口しており、吹出す送風の温風温度センサ15
を開口部に設けてある。また、図示のブロワ16、エアコ
ン用エバポレータ17、および温水通路18は冷却水利用の
暖房装置の各部材である。
19はコントローラであり、エンジン1によって駆動され
るゼネレータ20よりの発電信号GTと、動作スイッチ21の
ON・OFF信号FSと、エンジン1の冷却水温度を検出する
水温スイッチ22からの水温信号WSと、スタートポジショ
ン信号STと、スタータモータ23の回転を検出する回転ス
イッチ23aからの回転信号SMと、アクセル開度信号AS
と、エンジン1の負荷状態を検出するエンジン負荷セン
サ24からの負荷信号ELと、前記吹出口12に設けた温風温
度センサ15からの温風温度信号WAと、運転者の操作する
暖房ポジションスイッチ25からの暖房信号WPと、点火グ
ロープラグ8の温度を検出する点火プラグセンサ26より
のプラグ温度信号PSとが入力される主制御部191、前記
気化装置6の気化グロープラグ61を燃料の気化温度に制
御するブリッジ回路192、点火グロープラグ8を気化燃
料と空気との混合気の着火温度に制御するブリッジ回路
193、スイッチ部194により構成されている。
主制御部191は処理装置、メモリ、入出力インターフェ
イスを持ったコンピュータ構成のものである。
ブリッジ回路192は気化グロープラグ61を加熱する抵抗
線62を一辺としてホイートストン・ブリッジの他の辺を
構成する3個の抵抗体や、該ホイートストン・ブリッジ
のバランス状態を検出する比較器、該比較器の出力によ
り作動するリレーからなり、該リレーが抵抗線62の通電
をON・OFFすることにより、気化グロープラグ61を燃料
の気化温度、例えば500℃前後となる如く構成されてい
る。また、ブリッジ回路193は点火グロープラグ8を加
熱する抵抗線81を一辺としてホイートストン・ブリッジ
の他の辺を構成する3個の抵抗体や、該ホイートストン
・ブリッジのバランス状態を検出する比較器、該比較器
の出力により作動するリレーからなり、該リレーが抵抗
線81の通電をON・OFFすることにより、点火グロープラ
グ8が気化燃料と空気との混合気の着火温度となるよう
構成されている。
スイッチ部194はブロワ13のON・OFF制御を行う開閉器19
4a、ブリッジ回路192への電源供給を制御する開閉器194
b、ブリッジ回路193への電源供給を制御する開閉器194
c、予熱完了ランプ27への電源供給を制御する開閉器194
dを有する。28は電源バッテリ、29はキースイッチであ
る。
第2図は本発明に係る急加熱バーナの制御装置の処理の
一例を示すフロー図であり、第1図および第2図により
その処理を説明する。
キースイッチ29をONにすると、コントローラ19の主制御
部191や他のアクセサリ回路に電源が供給され、まず、
水温スイッチ22よりの水温信号WSが主制御部191にて、
冷却水温度が10℃に達しているかどうかを判断される
(ステップa)。もし、冷却水温度が10℃以下の場合に
はエンジンの始動補助装置として急加熱バーナを使用す
るので、主制御部191は開閉器194cをONとしてブリッジ
回路193を介して点火グロープラグ8に通電し、開閉器1
94aをOFFとしてブロワ13の通電を断とし、燃料供給装置
9の駆動源93に指令して燃料弁A91を作動させ気化装置
6に燃料を供給し、さらに開閉器194bをONとしてブリッ
ジ回路192を介して気化グロープラグ61に通電する。そ
して、キースイッチ29よりのスタートポジション信号ST
をチェックして(ステップb)、キースイッチ29がスタ
ート位置にあれば上記の作動を継続し、キースイッチ29
がONの位置にありスタートポジションにないならば、開
閉器194dを数秒間ONとして予熱完了ランプ27を点灯し、
運転者に予熱の完了を表示する。またついで開閉器194b
と194cとをOFFとして、気化グロープラグ61と点火グロ
ープラグ8への通電を中止する。
キースイッチ29がスタートポジションにあり、スタータ
モータ23に通電され該スタータモータ23が回転している
と、回転スイッチ23aの発する回転信号SMが主制御部191
に受信され、該主制御部191は点火グロープラグ8の温
度をチェックする(ステップc)。即ち、点火グロープ
ラグ8の温度はブリッジ回路193にて通電時は所定温
度、例えば、800℃前後に保持されているが、急加熱バ
ーナ4の内部で燃料の燃焼が十分に行われていれば、所
定温度より高温度となるので、正の温度係数を有する抵
抗線81の抵抗値をチェックすることにより温度の検出は
可能である。したがって、この温度検出の機能を有する
点火プラグセンサ26よりのプラグ温度信号PSが主制御部
191に入力され、点火グロープラグ8の温度が800℃以上
の場合は、燃料が十分に行われていると判断し、点火グ
ロープラグ8および気化グロープラグ61へ通電を開閉器
194cおよび194bにより遮断する。そして、この点火グロ
ープラグ8の温度チェック(ステップc)は所定のt時
間後にも反復し、800℃より低い場合には点火グロープ
ラグ8および気化グロープラグ61に通電するフローに戻
り、燃料の燃焼による熱風をエンジン1に送り始動を補
助する。
つぎに、ゼネレータ20からの発電信号GTの入力によりエ
ンジン1が自力運転か否かを判定し(ステップd)、自
力運転が行われていない場合は、燃料流量の大きな燃料
弁B92を開くとともに、バイパス弁7を開度2として空
気量も大とし燃料の燃焼を増加させ、熱風量を多くして
エンジン1の始動を促進する。エンジン1が自力運転の
場合には、暖房ポジションスイッチ25よりの暖房信号WP
のポジションを確かめ(ステップe)、ONの場合にさら
にエンジン1の負荷をチェックのため、負荷センサ24よ
りの負荷信号ELを確かめ(ステップf)、エンジン負荷
が軽負荷で、1/2以下であり、また、水温スイッチ22か
らの水温信号WSが80℃以下の場合には開閉器194aを介し
てブロア13に通電して、熱交換器5に熱交換を行った温
風を吹出口12より吹出して暖房を開始する(ステップ
g)。そして、ステップe、f、g、において、暖房信
号WPがOFFの場合や、エンジン負荷が大きく、全負荷の1
/2以上の場合や、冷却水温度が80℃以上の場合には、急
加熱バーナ4の作動を中止のため、燃料弁A91と燃料弁B
92をともに閉鎖し、バイパス弁7を全開として空気をバ
イパスさせ、気化グロープラグ61と点火グロープラグ8
の通電を遮断する。そして、冷却水温度が80℃以上の場
合は、従来の冷却水ヒータのシステムが使用可能なの
で、ブロア16に通電して従来の暖房装置の使用となる。
また、ステップgにより熱交換器5からの温風の暖房を
開始後、暖房ポジションスイッチ25よりの暖房信号WPが
2ndポジションの場合は(ステップh)、燃料の燃焼量
を増加するため、燃料弁A91を閉じて流量の大きい燃料
弁B92を開き、バイパス弁7を開度2として燃焼用空気
も増加させ、燃焼量を大とする。なお、暖房信号WPが3r
dポジションの場合には、さらに燃焼量増大のため、燃
料弁A91と燃料弁B92とをともに開き、バイパス弁7を開
度3として燃料の燃焼を最大とし、大量の熱量が得られ
るようにする。
つぎに、上記のフローにて得られた吹出口12の温風の温
度を検出する温風温度センサ15からの温風温度信号WAが
60℃以上の場合には(ステップi,またはj)、急加熱バ
ーナ4の作動を中止のため、燃料弁A91と燃料弁B92を閉
鎖し、バイパス弁7を全開とし、気化グロープラグ61と
点火グロープラグ8の通電を遮断する。そして、所定時
間経過後、暖房信号WPを検出するD点に進む。また、ス
テップi,またはjにおいて、温風温度信号WAが60℃以下
の場合には燃焼が継続され、所定時間経過すると前記ス
テップCの点火グロープラグ8の温度チェックに戻り急
加熱バーナ内での燃料状態がチェックされてそれぞれの
フローに進む。
なお、ステップaにて水温信号WSが10℃以上の場合に
は、暖房信号WPがチェックされ、該暖房信号WPが暖房の
ポジションにあるときは(ステップk)、水温信号WSが
チェックされ(ステップl)、冷却水温度が80℃以下の
場合はステップaのYESと同様のフローに進んで急加熱
バーナ4を作動させる過程に入る。また、ステップkに
て暖房信号WPが暖房のポジションになく、またはステッ
プlにて水温信号WSが冷却水温度80℃以上と判断される
と急加熱バーナ4の作動は必要ないので、第2図の最下
段のフローに進み、急加熱バーナの燃焼中止のための各
操作が行われる。
そして、キースイッチ29をOFFとしてエンジン1の運転
を中止した場合には、フローのSTARTに戻る。
なお、本発明を上記の一実施例により説明したが、本発
明の主旨の範囲内で種々の変形が可能であり、これらを
本発明の範囲から排除するものではない。
(発明の効果) 以上詳細に説明したように、本発明によればエンジンの
始動時に冷却水温度をチェックし、該温度が10℃以下の
場合は急加熱バーナを燃焼して、その熱量を車内暖房に
使用せず、エンジンの始動補助としてエンジンに送るの
で、寒冷時にても容易にエンジンの始動が可能となる。
なお、本発明によれば、冷却水温度が80℃以下となり冷
却水ヒータとしての使用が不可の場合は急加熱ヒータが
作動し、その温風をブロワにて送風するもので、長い下
り坂などで冷却水温度が低下しても車内の暖房は可能で
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る車両用暖房装置の一実施例ブロッ
ク図、第2図はその処理の一例を示すフロー図である。 1:エンジン、3:吸気管(空気ダクト) 4:急加熱バーナ、5:熱交換器 8:点火グロープラグ、13:ブロア

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】吸気管中に配設されたバーナと、該バーナ
    の下流側に配置されバーナで発生した熱を回収する熱交
    換器と、該熱交換器によって回収された熱を選択的に車
    室内へ導く機構と、エンジンの冷却水温度を監視して前
    記バーナおよび前記機構を制御する制御装置とを備え、
    前記制御装置がエンジンの冷却水温度が所定の温度以下
    であるときには前記バーナを動作させるとともに前記機
    構により前記熱交換器によって回収された熱を車室内へ
    導かないようにすることを特徴とする車両用暖房装置。
JP59281161A 1984-12-29 1984-12-29 車両用暖房装置 Expired - Lifetime JPH0773976B2 (ja)

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JPH07115582B2 (ja) * 1986-11-13 1995-12-13 いすゞ自動車株式会社 車両用暖房装置
JPS63127011A (ja) * 1986-11-15 1988-05-30 Isuzu Motors Ltd 燃焼器の制御装置
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