JPS60252018A - 自動車用暖房装置 - Google Patents

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、これをヒーターコアやブロアなどにて
構成されるヒータ本体に通じ、空気をヒータ一本体に送
り込んでこれを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バーナーにて燃料を燃焼させ、発
生する熱量で暖房を行うものが用いられている。

（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
ータ本体か温風を送出するまでに時間を要し、その間ヒ
ータの暖房機能は失われている。また、内燃機関とは別
個に燃料を用いる暖房方法にては、燃焼の周期や排気ガ
スの処理に手数を要し、複雑な制御機構−と装置により
、そのコストがかさむ欠点を生じ、なお環境汚染の点で
も問題が残る。

（発明の目的） 本発明の目的は、」−記の従来の内燃機関の有する室内
暖房に関する問題点を解消し、複雑な制御機構を必要と
せず、環境汚染の問題もなく、かつ始動後、ただちに暖
気が得られる自動車用暖房装置を提供することにある。

（発明の概要） 本発明は、エンジンの吸気管に燃料を燃焼させるバーナ
装置を設けるとともに、該バーナ装置の下流に熱交換器
を設け、バーナ装置で燃料を燃焼させて発生させた熱を
該熱交換器にて回収しこの回収された熱を暖房用熱源と
して用いる自動車用暖房装置を提供するものである。

（実施例） 第１図は本発明に係る自動車用暖房装置の一実施例のブ
ロック図である。同図から明らかなように、ディーゼル
エンジンまたはガソリンエンジン１のエアークリーナ２
より吸気管３に至るパイプ部途中に、バーナー装置４と
、その下流に熱交換器５が設けられている。バーナー装
置４は、燃料ポンプ６より燃料供給装置７を経由してく
る燃料を気化する加熱装置８と、該加熱装置８により気
化した燃料に点火する点火装置９を有している。

該加熱装置８は第２図に示すごとく、燃料を加熱する加
熱素子８１、加熱素子８１にて加熱後、燃料が気化して
圧送される気化装置８２、気化後、空気と混合され可燃
混合気を生ずる混合気生成器８３、端子８４により構成
されている。なお、加熱素子８１は内部に正の温度係数
を有する抵抗線８５が埋め込まれている。点火装置９は
第２図に示すように、加熱装＃８の下流に設けられ、霧
化した燃料を点火する点火素子９１を有している。

点火素子９１の内部には正の温度係数を有する抵抗線９
２が埋設されている。なお、９３は抵抗線９２に電圧を
印加するための端子である。そして加熱装置８により霧
化された燃料は、°混合気生成器８３内で空気と混和さ
れ、該可燃混合気は点火装置９により点火され火炎とな
り、その燃焼ガスは熱交換器５に送られる。

熱交換器５は暖房を要する自動車の室内に連通ずる吸入
空気取入口１０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１１まで送風するブロワ１２を備えている。なお、該
吹出口１１は、室内暖房のため別置されている冷却水ヒ
ーターコア１３の出１コ部に開口している。したがって
、図示のブロワ１４、エアコン用エバポレータ１５、お
よび温水通路１６は、冷却水利用のヒータ装置の各部材
である。

１７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１８よりの発電信号ＧＴと、動作スイッ
チ１９のオンやオフ信号ＦＳと、エンジンの冷却水温度
を検出する水温スイッチ２０からの水温信号ＷＳと、ス
タート信号ＳＴと、アクセル開度信号Ａｓが入力される
主制御部１７１、前記加熱装置８の加熱素子８１を燃料
の気化温度に制御するプリンジ回路１７２、点火装置９
の点火素子９１を、混合気の着火温度に常に保持させる
ブリッジ回路１７３、スイッチ部１７４により構成され
ている。

主制御部１７１は処理装置、メモリ、入出力インターフ
ェー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１７２は、加熱用の抵抗線８５を−・辺と
し、これと抵抗ｒｌ’−ｒ５からなるホイートストン リッジのバランス状態を検出する比較機１７２ａと、こ
の比較機１７２ａの出力がプラスの時にオン、マイナス
の時にオフとなるリレー１７２ｂとを有する。なお、抵
抗ｒ３の抵抗値は抵抗線８５の抵抗値に比べて非常に小
さい。

ブリッジ回路１７３は、加熱用の抵抗線９２を一辺とし
、これと抵抗ｒｌｌ〜ｒ１ｇからなるホイートストン拳
ブリッジと、このホイートストン・ブリノジのバランス
状態を検出する比較機１７３ａと、この比較機１７３ａ
の出力がプラスの時にオン、マイナスの時にオフとなる
リレー１７３ｂとを有する。なお、抵抗ｒｌｉｓの抵抗
値は抵抗線９２の抵抗値に比べて非常に小さい。

スイッチ部１７４はブロワ−１２のオン・オフ制御を行
う開閉器１７４ａ、ブリッジ回路１７３への電源供給を
制御する開閉器１７４ｂ、ブリッジ回路１７２への電源
供給を制御する開閉器１７４Ｃを有する。２１は電源用
のバッテリ、２２はキースイッチ、２３はスタータモー
タである。

次に、」一連の如き構成を有する本発明に係る自動車用
暖房装置の作動を説明する。

エンジンのキースイッチ２２をオンにすると、自動車の
電源がオンとなるが、エンジン１が始動していないため
、主制御部１７１は開閉器１７４ａ〜１７４ｃを全てオ
フのままに保持する。このため、暖房装置は何等作動し
ない。キースイッチ２２をさらに回転させ、スタータモ
ータ２３に電圧を印加してこれを回転させると、エンジ
ン１が始動する。エンジンｌの始動と同時に主制御部１
７１が開閉器１７４ｂと１７４ｃをオンとし、ブリッジ
回路１７２と１７３に電圧が印加される。

これによりバーナ装置４に設けた加熱装置８と点火装置
９に電圧が印加され、それらの抵抗線８５と９２が加熱
される。電圧印加当初、これら抵抗線８５と９２の温度
が低いので、それらの抵抗値も小さく、比較器１７２ａ
と１７３ａの出力もプラスであるため、リレー１７２ｂ
および１７３ｂはオンのままである。このため、これら
には連続的に電圧が印加されて急速に加熱される。そし
てこれら抵抗線８５と９２の温度か所定値に到達すると
それらの抵抗値も所定値にまで上昇するので抵抗線８５
と９２に掛る電圧も上昇し、比較器１７２ａと１７３ａ
の出力はマイナスに反転する。

したがってリレー１７２ｂおよび１７３ｂはただちにオ
フとなり、抵抗線８５と９２への電圧の供給は停止１ニ
され、これらの温度も低下し始める。リレー１７２ｂお
よび１７３ｂがオフとなるため抵抗線８５と９２への電
圧の供給も停止ヒされ、比較器１７２ａと１７３ａの出
力がプラスに戻る。したがってリレー１７２ｂおよび１
７３ｂは再びオンとなり、抵抗！１８５と９２が加熱さ
れる。このような動作が繰り返し行われて、これら抵抗
線８５と９２は設定された所定の湿度に保たれる。ちな
みに、抵抗線８５の設定温度は、５００’Ｃ前後の温度
であり、抵抗線９２の設定温度は、はぼ９００°Ｃであ
る。これらの設定温度は前記値に限定することなく、他
の設定温度に変更するときは、ホイートストン・ブリッ
ジの抵抗定数を変更し、所定の温度で比較器が反転する
ように構成すればよい。なお」−記実施例における各ブ
リッジ回路のオン拳オフ時間は、主としてリレー１７２
ｂおよび１７３ｂの接点が機械的にオン・オフする時間
により決定されるが、オン−オフの時間をこれよりも長
くシようとするときには、各リレーのオフからオンへの
動作に遅延特性を持たせればよい。また、−１−記ブリ
ッジ回路１７２と１７３は同時にオン・オフ動作を行う
ようなことはなく、それぞれ独ケにオン・オフ動作を繰
り返して、それぞれの抵抗線を所定の温度に保つもので
ある。

前述の如き動作により加熱装置８および点火装置角９か
所定温度に保たれると同時に燃料供給装置駆動源７２が
動作し、燃料供給装置７の燃料供給−５Ｂｌを開いて加
熱装置８に燃料が供給される。

このため、前述の如き加熱素子８１、気化装置８２、混
合気生成器８３の関連の動作で可燃混合気となった燃料
は、点火装＃９により点火され、火炎となり、吸気管３
の下流の熱交換器５に流入される。

なお、燃料供給装置７に設けた燃料供給弁７１は、ステ
ンプモータにより構成される燃料供給装置駆動源７２に
よってその開閉が制御され、図示していないがエンジン
アクセルセンサからのアクセル開度信号Ａｓにより、該
燃料供給弁７１の開度が段階的に制御される。すなわち
、アクセルの踏込部、が最大時においてはバーナ装置４
に供給の燃料がＯとなり、任意のアクセル踏込量の場合
にては、アイドリング時の供給検量の１７４程度の流量
となる如く制御される。

一方、エンジン１が始動動作を終了して正常運転に入る
と、ゼネレータ１８よりの発電信号ＧＴと、動作スイッ
チ１９のオン信号ＦＳとの論理積か主制御部１７１内に
てソフトウェア的に取られる。これにより、主制御部ｊ
７　］は開閉器１７４ａをオンとし、ブロワ−１２が送
風を開始する。

したがって、前記の熱交換器５にて加熱された吸入空気
取入１フ１０よりの空気は、吹出口１１から温風となっ
て吹出し、エンジンスタート直後から室内暖房を開始す
る。

つぎに、エンジン１が運転開始より時間を経過し、冷却
水温が室内暖房用の温水として使用可能程度に温度上昇
すると、エンジンｌに設けた水温センサ２５が作動して
水温信号ＷＳを出力し、主制御部１７１が燃料供給装置
駆動源７２に指令して、燃料供給装置７に設けた供給弁
７１を断にする。さらにバーナ装置４に関連の加熱装置
８、点火装置９および熱交換器５に付随するブロワ−１
２の作動を停止させるとともに、別のブロワ−１４を運
転させ、従来よりの冷却水ヒータが暖房動作を開始−す
る。

なお、動作スイッチ１９を最初からオフの状態にしてエ
ンジンｌをスタートさせた場合には、ゼネレータ１８よ
りの発電信号ＧＴと、動作スイッチ１９のオン信号ＦＳ
との論理積が主制御部１７１内にて取られないため、主
制御部１７１は開閉器１７４ａをオンとせず、ブロワ−
１２は動作しない。しかしこのような場合１．エンジン
１内には火炎により暖められた空気が大量に送り込まれ
るため、冬期にエンジンｌが冷えているような場合であ
っても、エンジンｌを急速に始動させることができるク
イックやスタート装置になる。

また、この暖房装置が動作中に動作スイッチ１９をオフ
にした場合も、ブロワ−１２がただちに停止され、火炎
により暖められた空気がエンジンｌに送り込まれること
になる。

さらに、加熱装置８、点火装置９、ブロワ１２を上記の
如きシーケンス動作させることなく、これらを同時に動
作させるような場合には、スイッチ部１７４を１個の開
閉器にて構成し、動作スイッチ１９を省略することがで
きる。また、加熱装置８と点火装置９を同時に動作させ
るような場合には、開閉器１７４ｂと１７４０を１個の
開閉器に置き換えることができるものである。

この発明の他の特徴的な構成は、たとえば本発明を過給
器付きのエンジンに適用し、本発明に係る暖房装置を使
用しない車両走行時であって、過給器の駆動により吸入
空気の温度が異常に上昇したような場合、熱交換器に冷
却用の空気を送入し　□て温度上Ａした空気を冷却する
こともできる。もちろんこの場合、熱交換器から排出さ
れる冷却用空気は、外部に排出するような手段を講じる
ものである。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明に係る自動車用暖房装置は
、エンジンに至る吸気管の途中にバーナ装置と熱交換器
を設け、バーナ装置で燃料を燃焼させて発生させた熱を
該熱交換器にて回収しこの回収された熱を暖房用熱源と
して用いるので、エンジンスタート直後にても室内暖房
が効果的に行える。

さらに、本発明は従来装置の如く、燃焼周期の制御など
必要としないので、制御機構の構造も簡単になり、バー
ナ装置から排出される燃焼気体は一旦エンジンの中に取
り込まれて外部に直接排出されないので、バーナ装置の
０Ｎ−ＯＦＦ時に排出される特に未燃ガスの処理におい
て本発明に係る暖房装置から排出されることなく排気ガ
スの処理が簡単になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る自動車用暖房装置の一実施例の構
成を示すブロック図、第２図は加熱装置および点火装置
の断面図である。 ｌ・・・エンジン、３・・・吸気管、４・・・八−す装
置、５・・・熱交換器１．７・・・燃料供給装置、訃・
・加熱装置、９・・・点火装置、１１・・・吹出口、１
２・・・ブロワ−１１３・・・冷却水ヒーターコア、１
７・・・はコントローラ。 特許出願人　いす−自動車株式会社 代　理　人　弁理士　辻　實 （外１名） 第１図 第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジンの吸気管に燃料を燃焼させるバーナ装置
   を設けるとともに、該バーナ装置の下流に熱交換器を設
   け、バーナ装置で燃料を燃焼させて発生させた熱を該熱
   交換器にて回収しこの回収された熱を暖房用熱源として
   用いることを特徴とする自動車用暖房装置。
2. （２）前記バーナ装置は、燃料を加熱する加熱装置と春
   点火装置を有することを特徴とする特許請求の範囲第（
   １）項記載の自動車用暖房装置。