JP3899470B2 - Vehicle heating system - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両に搭載されてエンジン冷却水を熱源とする車両用暖房装置に関し、特に、エンジン冷却水を補助的に加熱する機構を備えたものに関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、ディーゼルエンジンやガソリンエンジンでのDI(ダイレクトインジェクション)方式やリーンバーンシステムの採用などに伴い、エンジンの効率が高められつつあるが、このようなエンジンの効率化は、エンジン冷却水の温度を低下させることとなり、エンジン冷却水を熱源とする温水熱交換器を備えた車両用空調装置にあっては、暖房能力の低下をきたすという問題点がある。
【0003】
また、今後増加すると思われるハイブリッドカー(発電をエンジンで行ない、走行を電気で行なう車)のように、停車時にエンジンがオフする場合にあっても、温水熱交換器による暖房能力の低下が懸念される。
【0004】
これらの点を解決するための手段としては、実開昭62−59771号公報や特開平1−289713号公報に示されるような技術の利用が考えられる。前者は、エンジン冷却水を流通するパイプの途中に、電気ヒータをパイプ内に挿入し、電気ヒータへの通電によりパイプ内を流通する冷却水を加熱するようにしたものであり、また、後者は、同じく冷却水中に電気ヒータを設置し、さらに、空調装置の通風ダクト内にも電気ヒータを配置したものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、電気ヒータを冷却水の流路内に直接設置する構成にあっては、冷却水の漏れがないよう電気ヒータの取り付け箇所に十分なシール構造が要求され、また、電気ヒータが冷却水中に配されていることから、安全面で問題がある。通風路内に電気ヒータを配する構成にあっても、通風路内に侵入する異物が電気ヒータに付着して電気ヒータの電気系統を短絡させてしまう等の危険があり、安全面の上で問題がある。
【0006】
そこで、この発明においては、エンジン冷却水を熱源とする暖房装置において、エンジン冷却水を加熱する補助熱源として電気ヒータを利用するも、電気ヒータと冷却水とが触れないようにすると共に、安全面を十分に確保した車両用暖房装置を提供することを課題としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、冷却水経路内の冷却水を補助的に加熱する暖房装置としては、冷却水を前記温水熱交換器へ循環させる経路の途中に補助加熱装置を設け、この補助加熱装置を、冷却水の通過を可能とする蓄熱ユニットと、この蓄熱ユニットを含み、前記経路とは別に冷却水を循環させる補助循環経路と、この補助循環経路の途中に介在される循環ポンプと、補助循環経路の途中に介在されて冷却水を流通させる少なくとも2つの管材と、これら管材によって挟まれた電気ヒータとによって構成されている(請求項1)。
【0008】
このような構成においては、蓄熱ユニット内部の冷却水は、循環経路に設けられた補助加熱装置によって加熱することができるので、補助加熱装置によって蓄熱ユニットの蓄熱が可能となり、内燃機関と温水熱交換器との間で循環する冷却水をこの蓄熱ユニットに貯えられた熱によって即座に暖めることができる。
【0009】
補助加熱装置の取り付け態様としては、前記補助環境経路をUベント状に形成し、これによって上流側経路どうしが近接して対向する部分をつくり、2つの管材を、前記対向する上流側経路の各々の途中に介在させるようにしても(請求項3)、前記補助循環経路に冷却水を分岐して並行に流し、再び合流させる分岐路を形成し、2つの管材を、並行する分岐路の各々の途中に介在させるようにしてもよい(請求項4)。
【0010】
ここで、電気ヒータは、セラミックヒータを用いるようにしても、管材によって挟まれる数を複数とし、冷却水温度に応じて通電する電気ヒータの数を切り換えるようにしてもよい(請求項2,5)。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態を図面により説明する。図1において、エンジン1を搭載した車両に用いられる暖房装置が示され、この暖房装置は、エンジン室2から隔壁3によって隔てられた車室4に空調通路5を構成する空調ダクト6を配し、この空調ダクト6に空気(外気又は内気)を吸引する送風機7とヒータコア8とを少なくとも配し、ヒータコア8にエンジン1の冷却水を供給する構成となっている。
【0012】
エンジン1の冷却水は、エンジン1の燃焼室などの周囲に設けられたウォータジャケット10を流れ、ここで温められた冷却水はウォータポンプ11の駆動によってラジエタ12に送られ、ここでラジエタファン13から送られる空気と熱交換し、しかる後にウォータジャケット10に戻される。
【0013】
また、ウォータジャケット10とラジエタ12との間を循環する経路上には、冷却水の温度を調節するためのサーモスタット14が設けられ、エンジン始動初期の冷却水温が低い場合には、ラジエタ12への冷却水の循環を止め、冷却水温の速やかな上昇が妨げられないようになっている。
【0014】
ウォータジャケット10内の冷却水は、配管15,16を介してヒータコア8にも循環される。この配管15,16は、ヒータコア8から空調ダクト6及び隔壁3を介してエンジンルーム2に引き出され、ヒータコア8よりも上流側の経路を構成する配管15はウォータジャケット10に接続され、ヒータコアよりも下流側の経路を構成する配管16は前記ウォータポンプ11の上流側に接続されている。ウォータポンプ11の駆動により、ウォータジャケット10内の冷却水はヒータコア8へ送られ、ここで空調ダクト6内の送風機7によって送られた空気と熱交換して冷却され、しかる後にウォータポンプ11を介してウォータジャケット10へ戻されるようになっている。
【0015】
ヒータコア8よりも上流側の経路を構成する配管15の途中には、補助加熱装置17が設けられている。この補助加熱装置17は、経路の一部をUベント状に形成して平行に近接した経路部分を形成し、図2及び図3にも示されるように、第1及び第2の2つの管材18,19とこれら管材18,19によって挟まれた第1及び第2の2つのセラミックヒータ20,21とを有して構成されている。
【0016】
第1の管材18の一端開口部は、ウォータジャケット10に接続する管材22と接続され、第2の管材19の一端開口部は、ヒータコア8と接続する管材23と接続され、第1及び第2の管材18,19のそれぞれの他端開口部は、U字管24に接続され、したがって、ヒータコア8よりも上流側の経路を構成する配管15は、管材22、第1の管材18、U字管24、第2の管材19、及び管材23によって構成されている。
【0017】
第1及び第2の管材18,19は、軸線と平行に延びる平坦部が形成された金属ブロック18a,19aに金属管18b,19bを平面部と平行になるように一体化したもので、例えば、予め形成された金属管18b,19bを鋳型に入れ、この金属管18b,19bの周囲に金属ブロック18a,19aを一体にダイカスト鋳造するなどの手法によって作られる。金属ブロック18a,19aの平坦部18c、19cは、その側縁がフランジ状に突出形成され、この突出した部分を管材同士を固定するための固定代としている。
【0018】
第1及び第2の管材18,19は、同一形状をなし、互いの平坦部18c、19cによってそれぞれのセラミックヒータ20,21を挟み込み、例えば、固定代をクリップ25で挟持することによって固定される。第1及び第2の管材18,19を固定する手段は、このような手法に限定されるものではなく、金属ブロック18a,19aの固定代に通し穴を形成し、この通し穴に通しボルトを装着させることによって両管材を固定するようにしてもよい。
【0019】
第1及び第2のセラミックヒータ20,21は、第1及び第2の管材18,19の平坦部18c、19cの長手方向(金属管の軸線方向)に並設されており、特開平6−117687号公報で示されるように、矩形板状に形成されたセラミック材20a,21aの内部に発熱抵抗体20b,21bを埋設して構成されているもので、セラミック材20a,21aの両面が管材18,19の平坦部18c、19cに当接され、発熱抵抗体20b,21bの両端にはリード線26が接続されている。尚、27は、金属ブロック18a,19aに取り付けられるサーモスイッチである。
【0020】
ここで、セラミックヒータ20,21を成すセラミック材20a,21aは、アルミナ、窒化珪素、窒化アルミニウム等を主成分とするセラミックからなるものであり、また、発熱抵抗体20b,21bは、Ti(チタン)、W(タングステン)、Mo(モリブデン)等の高融点金属の単体またはこれらの金属の炭化物、窒化物からなるものである。
【0021】
第1及び第2のセラミックヒータ20,21は、通電制御部30によって制御されている。この通電制御部30は、第1及び第2のリレー31,32とこれらリレーを制御するコントロールユニット33とを有し、それぞれのリレー31,32は、励磁コイル31a,32aと、この励磁コイル31a,32aへの通電によって閉成される稼働接点31b,32bとを有している。各励磁コイル31a,32aは、その一端が電源34に接続され、他端がコントロールユニット33に接続されており、コントロールユニット33は、各励磁コイル31a,32aへの通電、非通電を制御するようにしている。
【0022】
第1のリレー31と第2のリレー32は、電源34に対して並列に設けられており、第1のリレー31の可動接点31bは、第1のセラミックヒータ20と直列に接続されており、この可動接点31bが励磁コイル31aの通電によって閉じられると、第1のセラミックヒータ20への通電が開始される。また、第2のリレー32の可動接点32bは、第2のセラミックヒータ21と直列に接続されており、この可動接点32bが励磁コイル32aの通電によって閉じられると、第2のセラミックヒータ21への通電が開始される。
【0023】
コントロールユニット33は、例えばマイクロコンピュータを内臓した電気回路で構成され、冷却水温を検出する水温センサ35からの信号を入力し、予め与えられた所定のプログラムにしたがってこの信号を演算処理し、例えば、図4に示されるように、励磁コイル31a,32aを通電制御する。
【0024】
図4において示される通電制御処理は、エンジンの始動と同時に開始されるもので、冷却水温が第1の所定温度よりも高い場合には、第1及び第2のリレー31,32の励磁コイル31a,32aを非通電の状態とし、第1及び第2のセラミックヒータ20,21をオフとしてエンジン1の廃熱のみを利用する(ステップ50、52)。これに対して、冷却水温が第1の所定温度以下であり、且つ、この第1の所定温度よりも低く設定された第2の所定温度と比べてこれよりも高い場合には、第1のリレー31の励磁コイル31aを通電、第2のリレー32の励磁コイル32aを非通電とし、第1のセラミックヒータ20のみをオンとして発熱させ、冷却水をこのセラミックヒータ20によって補助加熱する(ステップ50、54,56)。さらに暖房能力を必要とする冷却水温が第2の温度以下となる場合には、第1及び第2の励磁コイル31a,32aを共に通電し、第1及び第2のセラミックヒータ20,21を発熱させ、冷却水の加熱の促進を図る(ステップ50、54,58)。
【0025】
上記構成において、低外気時でのエンジン始動直後においては、冷却水の温度は非常に低く、サーモスタット14によりラジエタ12への冷却水の循環が遮断され、冷却水の放熱が避けられる。これと同時に、通電制御部30のコントロールユニット33によって第1及び第2のリレー31,32の励磁コイル31a,32aに通電がなされ、これにより第1及び第2のセラミックヒータ20,21が発熱し始める。
【0026】
これにより、ウォータジャケット10内の冷えた冷却水は、管材22を介して第1の管材18を通り、この第1の管材18を通過する過程で第1及び第2のセラミックヒータ20,21の熱が管材18を介して伝達され、温められる。その後、U字管24でUターンして第2の管材19に入り、この管材19を通過する過程で第1及び第2のセラミックヒータ20,21の熱が管材19を介して伝達され、さらに温められる。
【0027】
こうして温められた冷却水は、上流側経路の残りの管材23を通ってヒータコア8へ流入し、ここで空調ダクト6を通過する空気に対して放熱し、この空気を暖める。そして、ヒータコア8を通過した冷却水は、配管16を通ってウォータポンプ11に至り、ウォータジャケット10へ戻される。
【0028】
エンジン1は、始動後時間が経つにつれて徐々に温められるので、エンジン1からの廃熱によっても冷却水の温度は徐々に高まってくるが、上述のように、第1及び第2のセラミックヒータ20,21を発熱させることで、冷却水を補助的に加熱し、冷却水温を速やかに上昇させることができ、エンジン始動直後の急速な暖房要請に対応することができる。また、エンジン1の始動後に充分に時間が経っていても、エンジンの効率が良いために冷却水の温度が第2の所定温度以下となっていれば、第1及び第2のセラミックヒータ20,21が同様に発熱して冷却水温が高められ、必要とする温度の冷却水をヒータコア8へ供給することができる。
【0029】
冷却水温が第1の所定温度と第2の所定温度との間であれば、コントロールユニット33は第2のリレー32を非通電とし、第1のリレー31のみを通電し、冷却水の補助加熱は第1のセラミックヒータ20のみによって継続される。また、水温が第1の所定温度を上回っていれば、第1のリレー31も非通電となり、セラミックヒータによる冷却水の加熱はなくなり、エンジン1の廃熱のみを利用した暖房制御が行われる。
【0030】
このように、冷却水の補助加熱は、第1及び第2のセラミックヒータ20,21の熱をこれを挟む第1及び第2の管材18,19に伝達し、この管材を加熱することで行われるので、冷却水がセラミックヒータ20,21と接触することはなく、安全な加熱装置を提供することができる。また、第1及び第2のセラミックヒータ20,21は、第1及び第2の管材に挟まれてこれら管材によって表面が保護された構造となっており、外力が加わってもセラミックヒータ20,21が破損してしまう恐れが少なく、耐久性のある暖房装置を提供することができる。
【0031】
しかも、冷却水温やその変化に応じて、通電するセラミックヒータ20,21の個数を調節することができ、電力の効率的な利用を図ることができる。また、1つの補助加熱装置17に複数のセラミックヒータを用いているので、電力容量が大きい場合でも、個々のセラミックヒータに供給される電流量を小さくすることができ、リード線等のハーネスやカプラの設計が容易なものとなる。
【0032】
本構成においては、1つの補助加熱装置17によって加熱量を調節するものであったが、同様の加熱制御は、複数の補助加熱装置を冷却水経路上に設け、この複数の補助加熱装置を電源に対して並列に接続し、冷却水温に応じて通電する補助加熱装置の数を調節するものであってもよい。
【0033】
尚、第1及び第2のセラミックヒータ20,21への通電を制御する通電制御部30の構成にあっても、上記構成に限らず、所定の水温以下で閉成する水温スイッチを利用した構成としてもよい。例えば、図5に示されるものは、各セラミックヒータ20,21の閉成する水温温度を異ならせ、それぞれのセラミックヒータ20,21を別々の水温スイッチ36,37で制御するようにしたもので、電源34と接続される第1のリレー31の励磁コイル31aを第1の水温スイッチ36と直列に接続し、第2のリレー32の励磁コイル32aを第2の水温スイッチ37と直列に接続し、第1の水温スイッチ36の閉成する温度(第1の所定温度)を第2の水温スイッチ37の閉成する温度(第2の所定温度)よりも高くしている。
【0034】
したがって、この場合にも、冷却水温が第1の所定温度よりも高い場合には、第1及び第2のリレー31,32の励磁コイル31a、32aを非通電の状態とし、第1及び第2のセラミックヒータ20,21をオフとして冷却水の補助加熱を行なわず、エンジン1の廃熱のみが利用される。また、冷却水温が第1の所定温度以下で第2の所定温度よりも高い場合には、第1のリレー31の励磁コイル31aを通電、第2のリレー32の励磁コイル32aを非通電とし、第1のセラミックヒータ20のみを発熱させて、冷却水を第1のセラミックヒータ20のみによって補助加熱する。さらに冷却水温が第2の所定温度以下となる場合には、第1及び第2の励磁コイル31a、32aを共に通電し、第1及び第2のセラミックヒータ20,21を発熱させて冷却水の加熱の促進を図る。
【0035】
以上の構成にあっては、ヒータコア8よりも上流側の冷却水経路をUベント状に形成し、上流側経路どうしの近接部分に第1及び第2の2つの管材18,19を設け、これら管材に順次冷却水を流すものであった。この構成では、冷却水が両管材に順次流れることから、冷却水の温度上昇は大きくなるが、U字管24を通ることで通路抵抗を幾分大きくしてしまうことが懸念される。
【0036】
この点に鑑み、図6(a)に示されるように、上流側経路の一部を二又に分岐して平行に延びる分岐路15a,15bとし、この分岐路の各々の途中に第1及び第2の管材18,19を設けるようにしても、図6(b)に示されるように、第1の管材18をヒータコア8の上流側経路上に設け、第2の管材19をヒータコア8の下流側経路上に設けるようにしてもよい。
【0037】
図6(a)で示される構成によれば、ウォータジャケット10内の冷却水は、上流側経路を通る過程で分岐路15a,15bに別れて流れ、それぞれの分岐路15a,15bに設けられた第1及び第2の管材18,19を通過する際に加熱され、補助加熱装置17の下流側でまとめられてヒータコア8に流入する。したがって、このような構成によれば、経路内の冷却水を分岐させていずれかの管材18,19を一回だけ通す構成であるため、通過した冷却水の温度上昇は大きくないが、経路に急激な曲部を持たないことから通路抵抗を小さくすることができる。また、上記構成と同様、上流側経路にのみ手を加えて補助加熱装置17を設置することができる。
【0038】
また、図6(b)で示される構成によれば、ウォータジャケット10内の冷却水は、上流側経路を通る過程で第1の管材18を通って温められ、その後ヒータコア8へ流入される。そして、ヒータコア8で放熱された後に下流側経路を通る過程で第2の管材19を通って温められ、ウォータジャケット10へ戻される。ウォータジャケット10とヒータコア8との間の循環系としてみれば、冷却水は第1及び第2の管材18,19によって順次温められることとなるため、第1の構成例と同程度に速やかな冷却水の温度上昇が見込まれ、しかも、それぞれの経路の冷却水の流れ方向は補助加熱装置17によって変更されることがない為、通路抵抗の増加を抑えることができる利点も有する。
【0039】
図7に補助加熱装置17の他の態様が示され、以下、図1で示される態様と異なる点を主として説明し、同一箇所には、同一番号を記して説明を省略する。
【0040】
この構成の特徴は、ヒータコア8よりも上流側の経路15に蓄熱ユニット40を経由するバイパス経路41を設け、この蓄熱ユニット40にその周囲の冷却水を加熱、循環させる補助循環経路42を設けたことにある。
【0041】
即ち、補助加熱装置17は、ウォータジャケット10とヒータコア8とを接続する上流側経路15に電磁弁などで構成された第1の開閉弁43を設け、バイパス経路41をこの第1の開閉弁43の上流側と下流側とにおいて接続されるように設け、バイパス経路41の蓄熱ユニット40よりも上流側に第2の開閉弁44を、バイパス経路41の蓄熱ユニット40よりも下流側にバイパス経路41からの流出のみを許す逆止弁45を備えている。
【0042】
また、補助循環経路42には、循環ポンプ46が設けられると共に、図1で示されるように、途中をUベント状に形成して平行に近接した通路を形成し、この通路上に第1及び第2の管材18,19を設け、これら管材によって第1及び第2のセラミックヒータ20,21を挟み付けるようにしている。この管材18,19及びセラミックヒータ20,21は、図2及び図3で示されるものと同様の構造をなし、両管材がU字管47で接続されて補助循環経路42の一部を構成している。尚、他の構成は前述と同様であるので、説明を省略する。
【0043】
したがって、このような構成によれば、エンジン始動前の予熱時に第1の開閉弁43を開、第2の開閉弁44を閉とし、循環ポンプ46及びセラミックヒータ20,21へ通電する。これにより、蓄熱ユニット40の周りの冷却水を補助循環経路42に循環させて加熱し、蓄熱ユニット40に蓄熱する。
【0044】
そして、エンジン始動時に第1の開閉弁を閉43、第2の開閉弁44を開とすれば、ウォータジャケット10から送られる冷却水は、上流側経路の途中でバイパス経路41を通って蓄熱ユニット40を経由し、その過程で蓄熱ユニット40に蓄熱された熱を吸収すると共に、蓄熱ユニット40の周囲の温められた冷却水と混合し、温度の高い冷却水として逆止弁45を介してヒータコア8へ送られる。
【0045】
したがって、ウォータジャケット10とヒータコア8間を循環する冷却水は、一気に温められ、エンジン始動初期から暖気を車室に供給することができる。また、エンジン1を停止しても、蓄熱ユニット40に蓄熱されている熱で冷却水を高い温度に長時間保つことができ、停車時の冷却水温の低下を緩和することができる。
【0046】
尚、このような構成にあっても、第1及び第2のセラミックヒータ20,21と冷却水との接触を避けることができる点、セラミックヒータ20,21の破損を抑えることができる点、セラミックヒータの通電数を変更して必要に応じて必要な熱量を供給することができる点など、前記構成と同様の作用効果を有することは言うまでもなく、補助循環経路42上に設けられる第1及び第2の管材18,19を図6(a)で示すように分岐路を形成して各岐路上に設けるようにしても、セラミックヒータ20,21の通電制御を図3又は図5で示す通電制御部30で制御するようにしてもよい。
【0047】
また、以上の実施形態において、補助加熱装置17の熱効率を向上させるために、その周囲や配管15との接合部に断熱材を付加してもよい。
【0048】
【発明の効果】
以上述べたように、請求項1にかかる発明によれば、補助加熱装置を、冷却水の通過を可能とする蓄熱ユニットと、この蓄熱ユニットを含み、前記経路とは別に冷却水を循環させる補助循環経路と、この補助循環経路の途中に介在される循環ポンプと、補助循環経路の途中に介在されて冷却水を流通させる少なくとも2つの管材と、これら管材によって挟まれた電気ヒータとによって構成したので、電気ヒータと蓄熱ユニットとを併用することで、蓄熱ユニットへの蓄熱を電気ヒータをもって行ない、内燃機関の始動初期において、温水熱交換器へ送られる冷却水を蓄熱ユニットに蓄えられる熱によって即座に暖めることができ、また、内燃機関の停止時に冷却水温の低下を緩和することができる。
【0049】
また、請求項2にかかる発明によれば、管材で挟まれる電気ヒータを複数設け、冷却水温に応じて通電する電気ヒータの数を切り換えるようにすれば、即暖性の要求や、暖房負荷に応じて必要な数の電気ヒータを使用することができ、電力の効率的な利用が可能となる。また、暖房負荷の増加に伴って電流量を大きくする場合を考えると、1つの電気ヒータでは、ハーネスやカプラを高電流に対応したものとする必要があるが、複数の電気ヒータとすれば、同じ熱量を得る場合でも個々の電気ヒータの供給電流量を小さくすることができ、ハーネスやカプラ等の設計が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明にかかる車両用暖房装置を示す構成図である。
【図2】図2は、上記車両用暖房装置に用いられる補助加熱装置を構成する第1及び第2の管材と、これら管材によって挟まれるセラミックヒータとを示す分解斜視図である。
【図3】図3は、補助加熱装置と、これに用いられるセラミックヒータの通電制御部とを示す図である。
【図4】図4は、図3のコントロールユニットの制御動作例を示すフローチャートである。
【図5】図5は、補助加熱装置に用いられるセラミックヒータの通電制御部の他の例を示す図である。
【図6】図6は、第1及び第2の管材の他の取り付け態様を示す図である。
【図7】図7は、補助加熱装置の他の構成例を示す図である。
【符号の説明】
1 エンジン
8 ヒータコア
15 上流側経路
15a,15b 分岐路
17 補助加熱装置
18 第1の管材
19 第2の管材
20 第1のセラミックヒータ
21 第2のセラミックヒータ
40 蓄熱ユニット
46 循環ポンプ
42 補助循環経路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicle heating device that is mounted on a vehicle and uses engine coolant as a heat source, and more particularly, to a device that includes a mechanism that supplementarily heats engine coolant.
[0002]
[Prior art]
In recent years, with the adoption of DI (direct injection) method and lean burn system in diesel engines and gasoline engines, the efficiency of the engine is being improved. The efficiency of such an engine increases the temperature of the engine coolant. In the vehicle air conditioner provided with the hot water heat exchanger using the engine coolant as a heat source, there is a problem that the heating capacity is lowered.
[0003]
Moreover, even if the engine is turned off when the vehicle is stopped, such as a hybrid car (a car that generates electricity with an engine and runs with electricity), which is expected to increase in the future, there is a concern that the heating capacity of the hot water heat exchanger will be reduced. Is done.
[0004]
As means for solving these problems, use of techniques as disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 62-59771 and Japanese Patent Laid-Open No. 1-289713 can be considered. In the former, an electric heater is inserted into the pipe in the middle of the pipe through which the engine cooling water flows, and the cooling water flowing in the pipe is heated by energizing the electric heater. Similarly, an electric heater is installed in the cooling water, and an electric heater is also arranged in the ventilation duct of the air conditioner.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the configuration in which the electric heater is directly installed in the flow path of the cooling water, a sufficient sealing structure is required at the installation location of the electric heater so that there is no leakage of the cooling water, and the electric heater is placed in the cooling water. Because it is arranged, there is a safety problem. Even in the configuration where the electric heater is arranged in the ventilation path, there is a risk that foreign matter entering the ventilation path may adhere to the electric heater and short-circuit the electric system of the electric heater. There's a problem.
[0006]
Therefore, in the present invention, in the heating device using the engine cooling water as a heat source, the electric heater is used as an auxiliary heat source for heating the engine cooling water. An object of the present invention is to provide a vehicle heating device that sufficiently secures the above.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, an auxiliary heating device is provided in the middle of a path for circulating the cooling water to the hot water heat exchanger as a heating device for auxiliary heating of the cooling water in the cooling water path. A heat storage unit that enables the passage of cooling water, an auxiliary circulation path that circulates cooling water separately from the path, and a circulation pump that is interposed in the middle of the auxiliary circulation path. It is comprised by the at least 2 pipe material which intervenes in the middle of an auxiliary | assistant circulation path, and distribute | circulates cooling water, and the electric heater pinched | interposed by these pipe materials (Claim 1 ).
[0008]
In such a configuration, since the cooling water inside the heat storage unit can be heated by the auxiliary heating device provided in the circulation path, the heat storage unit can be stored by the auxiliary heating device, and hot water heat exchange with the internal combustion engine is possible. The cooling water that circulates between the heat generators can be immediately heated by the heat stored in the heat storage unit.
[0009]
As an attachment mode of the auxiliary heating device, the auxiliary environment path is formed in a U-bent shape, thereby creating a portion where the upstream paths are close to each other and facing each other, and two pipe members are connected to each of the opposed upstream paths. (Claim 3 ), a branch path is formed by branching the cooling water into the auxiliary circulation path and flowing it in parallel, and then joining them again , so that two pipes are connected to each of the parallel branch paths. It may be made to intervene in the middle (claim 4 ).
[0010]
Here, the electric heater is also possible to use a ceramic heater, and the number with multiple sandwiched by tubing may be switched to the number of the electric heater to be energized in response to the coolant temperature (
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In FIG. 1, a heating device used for a vehicle equipped with an
[0012]
The cooling water of the
[0013]
Further, a
[0014]
The cooling water in the
[0015]
An
[0016]
One end opening of the
[0017]
The first and
[0018]
The first and
[0019]
The first and second
[0020]
Here, the
[0021]
The first and second
[0022]
The
[0023]
The
[0024]
The energization control process shown in FIG. 4 is started at the same time as the engine is started. When the coolant temperature is higher than the first predetermined temperature, the excitation coils 31a of the first and
[0025]
In the above configuration, the temperature of the cooling water is very low immediately after starting the engine in the low outside air, and the circulation of the cooling water to the
[0026]
Thereby, the cooled cooling water in the
[0027]
The cooling water heated in this way flows into the
[0028]
Since the
[0029]
If the cooling water temperature is between the first predetermined temperature and the second predetermined temperature, the
[0030]
As described above, the auxiliary heating of the cooling water is performed by transmitting the heat of the first and second
[0031]
In addition, the number of
[0032]
In this configuration, the heating amount is adjusted by one
[0033]
In addition, even if it is in the structure of the electricity
[0034]
Therefore, also in this case, when the cooling water temperature is higher than the first predetermined temperature, the excitation coils 31a and 32a of the first and
[0035]
In the above configuration, the cooling water path upstream of the
[0036]
In view of this point, as shown in FIG. 6 (a), a part of the upstream path is bifurcated into
[0037]
According to the configuration shown in FIG. 6A, the cooling water in the
[0038]
Further, according to the configuration shown in FIG. 6B, the cooling water in the
[0039]
FIG. 7 shows another aspect of the
[0040]
A feature of this configuration is that a
[0041]
That is, the
[0042]
In addition, the
[0043]
Therefore, according to such a configuration, the first on-off
[0044]
When the first on-off valve is closed 43 and the second on-off valve 44 is opened when the engine is started, the cooling water sent from the
[0045]
Therefore, the cooling water circulating between the
[0046]
Even in such a configuration, contact between the first and second
[0047]
Moreover, in the above embodiment, in order to improve the thermal efficiency of the
[0048]
【The invention's effect】
As described above, according to the invention according to
[0049]
According to the second aspect of the present invention, if a plurality of electric heaters sandwiched between the pipes are provided and the number of electric heaters to be energized is switched according to the cooling water temperature, the requirement for immediate warming and the heating load can be met. Accordingly, a necessary number of electric heaters can be used, and the electric power can be used efficiently. Also, considering the case where the amount of current is increased as the heating load increases, in one electric heater, it is necessary to make the harness and coupler compatible with a high current, but if a plurality of electric heaters are used, Even when the same amount of heat is obtained, the supply current amount of each electric heater can be reduced, and the design of a harness, a coupler, and the like is facilitated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a vehicle heating apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is an exploded perspective view showing first and second tube members constituting an auxiliary heating device used in the vehicle heating device and a ceramic heater sandwiched between the tube members.
FIG. 3 is a diagram showing an auxiliary heating device and an energization control unit of a ceramic heater used for the auxiliary heating device.
4 is a flowchart illustrating an example of a control operation of the control unit of FIG. 3;
FIG. 5 is a diagram illustrating another example of the energization control unit of the ceramic heater used in the auxiliary heating device.
FIG. 6 is a view showing another attachment mode of the first and second pipe members.
FIG. 7 is a diagram illustrating another configuration example of the auxiliary heating device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (5)
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