JPS62157819A - 車両用暖房装置 - 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車両の室内の暖
房を急速に行なう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アなどにて構
成されるヒータ本体に通じ、空気をヒー？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。

また、上記の燃焼ガスの熱量を回収する熱交換器を設け
、バーナにての燃料の燃焼量を制御して回収した８量に
て急速に室内暖房を行う車両用暖房装置（特願昭５９−
２８１１６１号）の提案もなされている。

（発明が解決しようとしている問題点）従来の内燃機関
の冷却水を室内暖房に利用する方法では、冷却水温の上
昇に時間を要するので、急速な暖房には不適であり、内
燃機関とは別個に燃料を用いて燃焼ガスそのものを暖房
に使う方法は、暖房用温風の制御方法に問題点を有して
いる。また、前記の特願昭５９−２８１１６１号の提案
は急速に室内暖房が可能であり、暖房用温風の制御方法
も十分であり、所望する暖房ポジションに応じた室内暖
房も得られるが、送風量及び温度の精密な制御を行なう
にはまだ不充分であった。

本発明は上述の問題点に着目してなされたものであり、
車両の室内暖房を急速に行なう暖房装置に空気調和室を
設け、エンジンの始動時より送風量及び暖房温度の精密
な制御を行なう車両用暖房装置を提供することにある。

（問題点を解決するだめの手段） ト述の目的を達成するために、急速燃焼式ヒータの熱交
換器の下流に空気調和室を設け、前記熱交換器を通して
空気調和室に空気を送風する第１送風ブロワを設けると
ともに、空気調和室内の温水式ヒータのヒータコアに向
けて送風する第２送風ブロワを設け、複数の送風切換ド
アにより空気調和室内の送風空気の混合量を切換えて暖
房用空気の温度制御を行なう車両用暖房装置が提供され
る。

（作用） 本発明は、第１送風ブロワにより熱交換器の下流に設け
た空気調和室に空気を送り込むと共に、第２送風ブロワ
により空気調和室内の温水式と−タのヒータコアに向け
て送風し、各送風量を、￥ｌ！Ｉ節すると共に、混合量
を切換えて暖房用空気の温度制御を行なう。

（実施例） 第１図は、本発明の車両用暖房装置の詳細を示す図、第
２図は、車両暖房装置を組込んだ車両全体の制御装置の
ブロック図、第３図は、その処理の一例を示すフローチ
ャートである。

第１図において、急加熱バーナ４は、気化装置と点火グ
ロープラグにより燃料供給装置９から供給される燃料を
急速に燃焼させ燃焼ガスを発生させ、その燃焼ガスを熱
交換器５を介してエンジンに供給する。熱交換器５にお
いて第１送風ブロワからの空気は燃焼ガスと熱交換され
、空気調和室１００に送風切換ドア１０１を介して導入
される。

一方、温水ヒータ用ブロワである第２送風ブロワ１６を
作動させて、空気混合切換ドア１０２の調節により、ヒ
ータコア１４を通さずに冷風を空気調和室ｌＯＯに直接
に、または一部または全量をヒータコア１４を通して、
温風にし、急加熱バーナからの温風を混合して温度を調
節し、空気調和室ｌＯＯに供給し、吹出し口１２（主吹
出し口、デフロスタ）、１２ａ（前方）、１２ｂ（ｉ方
）から暖房空気を出す。

なお、空気調和室１００内には、混合ガイドベーン１０
７が設けられており、第２送風ブロワからの送風と第１
送風ブロワからの送風の攪拌を促進し混合を助ける。

なお、１０３，１０４，１０５及び１０６は送風切換ド
アであり、ｌｏｔ、１０２と同様に、ドライバーの操作
により、その位置決めが行なわれ、各吹出し口からでる
暖房空気の送風量が調節できる。

通常、熱交換器５を通過した後の空気温度は、１００°
Ｃ以上と高く、そのまま暖房用として使用するためには
温度が高過ぎるので、第２送風ブロワからの送風と混合
することにより暖房空気を適温とすることが望ましい、
ところが、エンジン冷却水の温度が上昇してくると、で
きるだけ冷却水からの加熱エネルギーを利用する方が、
急加熱バーナの負担を軽くできるため、第２送風ブロワ
からの送風がヒータコア１４で暖められて、熱交換器５
からの送風と混合され、ヒータコア１４の熱量が増加す
るにしたがい、急加熱バーナの燃料を減少させることが
好ましく、この制御は、吹出し口■２に設けた温風セン
サ１５からの信号に基づいて行なわれる。すなわち、温
風センサ１５からの信号（温風信号ＷＡ、風量信号ＷＢ
）に基づいて燃料供給装置９の駆動源９３を駆動して燃
料を減少させる。

次に、本発明の車両暖房装置を組込んだ車両の制御装置
の全体の構成を説明する。

第２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又は棒状の気化グロープ
ラグ６１が設けられ、該気化グロープラグ６Ｌ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又は棒で形成され、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に連通ずる燃料取入口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
の開閉を制御して混合する空気の供給手段となるバイパ
ス弁７は後述する１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をバイパスし、バイパス弁７の開度１
の場合は所定小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ｌとなるよう構成されている。なお、バイパス弁７
の空気流の下流にはバイパス弁７の作動による負圧を検
出する手段となる負圧センサ３１が設けられ、負圧信号
ＢＳを主制御部１９１に送出する。

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が設けられそれぞれ開閉する燃料
弁Ａ９１と燃料弁Ｂ９２とを有しており、さらに、燃料
弁Ａ９１と燃料弁Ｂ９２とはそれぞれ駆動源９３にて開
閉作動が可能に構成されている。そして、燃料通路Ａ９
１ａ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。なお、燃料供給装置９の燃料入口には
燃料流路の圧力を検出する手段となる燃料圧力センサ９
４が設けられ、流圧信号ＮＳを主制御部１９１に送出す
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混合気となり、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地交ｍ
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ずる吸入
空気取入口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なった
後の温風を、吹出口１２まで送風する第１送風ブロワ１
３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、吹出す送風の温度と風量を検出する手段となる
温風センサ１５を開口部に設けである。また１図示の第
２送風ブロア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Ｓ
Ｍと、アクセル開度信すＡＳと、急加熱バーナ４の上流
に設けた負圧を検出する負圧センサ３１からの負圧信号
ＢＳ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、燃料供給装置９の燃料
入口の燃料流路圧力を検出する燃料圧力センサ９４より
の流圧信号ＮＳと、前記吹出口１２に設けた温風センサ
１５からの温風信号ＷＡおよび風量信号ＷＢと、運転者
の操作する暖房ポジションスイッチ２５からノ暖房信号
ＷＰと、点火グロープラグ８の温度とその抵抗値を検出
する点火プラグセンサ２６よりの点火プラグ温度信号Ｐ
Ｓおよび抵抗信号ＰＲと、気化グロープラグ６１の温度
とその抵抗値を検出する気化グロープラグセンサ３０よ
りの気化プラグ温度信号ＱＳおよび抵抗信号ＱＲ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１
９２、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６
２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　’Ｏ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＆ａ８１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０Ｎ−ＯＦ
Ｆ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はブロア１３のＯＮ・ＯＦＦ制御を行
なう開閉器１９４ａ、ブリッジ回路１９２への電源供給
を制御する開閉器１９４ｂ、ブリッジ回路１９３への電
源供給を制御する開閉器１９４ｃ、予熱完了ランプ２７
への電源供給を制御する開閉器１９４ｄ、異常ランプ３
２への電源供給を制御する開閉器１９４ｅを有する。２
８は電源バッテリ、２９はキースイッチであり、異常警
告を発する手段となる異常ランプ３２は点火グロープラ
グ８、気化装置６、ブロア１３、バイパス弁７、燃料弁
Ａ−Ｂなどが異常時に点灯して異常を警告するランプで
ある。

第３図は本発明に係る車両用暖房装置の制御装置の処理
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ｌＯ″Ｃ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１
９４ｃをＯＮとしてブリッジ回路１９３を介し点火グロ
ープラグ８に通電する。そして、この通電が点火プラグ
センサ２６からの抵抗信号ＰＲにより正常と判断される
と、つぎのステップＣに進んで開閉器１９４ａをＯＦＦ
として第１送風ブロア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ｒｊｉ１９４ｂ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（ステップｄ）。なお、ステップｂに
おいて点火プラグセンサ２６からの抵抗信号ＰＲにより
異常と判断されると、開閉器１９４ｅをＯＮとして異常
ランプ３２を点灯して異常警告するとともに、急加熱バ
ーナ４の使用中上の各操作が行われる。

ステップｄにて気化グロープラグ６１に通電時に、気化
プラグセンサ３０からの抵抗信号ＱＲが正常であれば気
化装置６は正常と判断してステップｆに進むが、例えば
、気化グロープラグ６１が断線時には抵抗信号ＱＲが異
常を示すので、開閉器１９４ｅをＯＮにして異常ランプ
を点灯するとともに、急加熱バーナ４の使用中止の各操
作が行なわれる。

ステップｆにてはキースイッチ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ｆ）、キース
イッチ２９がスタート位置にあれば上記の作動を烏続し
、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ＯＦ
Ｆ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ｇ）。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°Ｃ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
に行なわれていれば、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ナ２６よりの
プラグ温度信号ＰＳが主制御部１９１に入力され１点火
グロープラグ８の温度が８００℃以上の場合は、燃焼が
十分に行な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、点火グロープラグ
８の温度が８００°Ｃ以下の場合には、コントローラ１
９に設けたプログラムタイマをセットして、該タイマが
所定のｔｓ時間に達しないと、点火グロープラグ８に通
電するフローに戻って、燃料の供給や気化グロープラグ
６１に通電して燃料の燃焼を再度行わせるが、点火グロ
ープラグ８が８００°Ｃ以下の状態が所定のｔｓ時間の
場合は、急加熱バーナ４の使用中止の操作が行なわれる
（ステップｈ）。

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が自刃運転か否かを判定しくステップｉ）
、自刃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ｌが自刃
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のポジションがＯＮか否かを確かめ（ステッ
プｊ）、ＯＮの場合にはさらにエンジンｌ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ｋ）、エンジン負荷Ｌａが軽負荷で１例え
ば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（ステップＵ）開閉
器１９４ａを介して第１送風ブロア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。ここで、開閉器１９４ａをＯＮとし
て第１送風ブロア１３に通電しても、吹出口１２に設け
た温風センサ１５よりの風量信号ＷＢが異常を示す信号
の場合は、第１送風ブロア１３系統の異常と判断して異
常ランプ３２を点灯して異常指′示をするとともに、急
加熱バーナ４の使用中止の各操作が行なわれる（ステッ
プｍ）、また、ステップｊ、に、ｉ、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１７２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Ａ
９１と燃料弁Ｂ９２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°Ｃ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。

次に、第１送風ブロワ１３が正常の場合、温度ポジショ
ン（温度Ｔ。）の検出がなされ（ステップｎ）、暖房ポ
ジション（送風量Ｑ。）の検出がなされ、さらに、第２
送風プロワ１６の位置決定がなされ作動され（送風量Ｑ
ｏ１）（ステップｐ）、燃料流量の決定がなされて作動
され（ステップｑ）、第１送風ブロワが作動される（送
風量Ｑ。２）（ステップｒ）。

次に、暖房ポジションの送風量Ｑ。が第１送風ブロワ及
び第２送風ブロワの合計送風量（Ｑ＝Ｑ。１＋ＱＯ２）
に等しいか否かが判断され（ステップＳ）、等しくない
場合には、ステップｐ。

ｑ、ｒが送風量が等しくなるまで繰返される。

次に、送風量ＱｏがＱと等しくなると、温度ポジション
の温度Ｔ。が暖房空気Ｔより高いか低いかが判断される
（ステップｔ）。高い場合には。

第１送風ブロワの送風量が減らされ、第２送風ブロワの
送風量が増加され、かつ燃料が減らされる。

一方、低い場合には、第１送風ブロワの送風量が増加さ
れ、第２送風ブロワの送風量が減らされ、かつ燃料が増
加されて、暖房空気温度Ｔが温度ポジションの温度Ｔ。

に等しくなるまで繰返される（ステップｕ）、以後は、
この状態が保持される（スッテブＶ）。

なお、ステップａにて水温信号ＷＳが１０°Ｃ以上の場
合には、暖房信号ＷＰがチェックされ（ステップＷ）、
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ｇ）、水温信号ＷＳがチェックされ（ステップｘ）
、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ｇ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ｒにて水温信号ＷＳ
が冷却水温度８０°Ｃ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、急加熱バーナの燃焼中止のた
めの各操作が行なわれる。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように１本発明によれば、急速燃焼
式ヒータの熱交換器の下流に空気調和室を設けて、第１
送風ブロワで空気を空気調和室に送風するようにすると
共に、空気調和室内の温水ヒータのヒータコアに向けて
送風する第２送風ブロワを設け、複数の送風切換ドアに
より空気調和室内の送風空気の混合量を切換えるように
構成したので、送風量及び暖房温度をエンジン始動時よ
り精密に制御することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の車両用暖房装置の詳細を示す図、第
２図は、車両用暖房装置を組込んだ車両合体の制御装行
のブロック図、第３図は、その処理の一例を示す処理フ
ローチャートである。 ４・・・急加熱バーナ、５・・・熱交換器、１３・・・
第１送風ブロワ、１６・・・第２送風ブロワ、１００・
・・空気調和室、ｌｏｔ、１０２，１０３，１０４，１
０５．１０６・・・送風切換ドア。 特許出願人　いすＣ自動車株式会社 代　理　人　弁理士　辻　　　　實 エンジン八

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　急速燃焼式ヒータの熱交換器の下流に空気調和室を設
   け、前記熱交換器を通して空気調和室に空気を送風する
   第１送風ブロワを設けると共に、空気調和室内の温水式
   ヒータのヒータコアに向けて送風する第２送風ブロワを
   設け、複数の送風切換ドアにより空気調和室内の送風空
   気の混合量を切換えて暖房用空気の温度制御を行なうこ
   とを特徴とする車両用暖房装置。