JPH0752722Y2 - 車両用暖房装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は補助暖房装置を備えた車両用暖房装置に関す
る。

〔従来の技術〕

車両用暖房装置は、エンジンのウオータジヤケツトを通
過して加熱された冷却水を配管を介してヒータコアの内
部に案内し、車室内の空気または車室外の空気をヒータ
コアによって加熱して室内に供給する。これにより車室
内の暖房を行う。

しかしながら、エンジンの暖気状態等のように冷却水が
充分に加熱されていない場合にはヒータコアの発熱量が
小さく、従って暖房性能が充分でなかった。これを解決
するために、補助暖房装置により冷却水を加熱すること
によって暖房性能を向上させることが提案されている。

この補助暖房装置は剪断方向に相対回転可能な複数対の
板材の間を粘性流体で満たして構成されている。エンジ
ンの駆動力で前記複数対の板材を相対回転させて粘性流
体を攪拌すると粘性流体から熱が発生する。この熱によ
って補助暖房装置内部を通過する冷却水を加熱する（特
開昭62-64612号公報参照）。この補助暖房装置は配管を
介してヒータコアが設けられた配管と連結される。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかしながら、電磁クラツチをオフして補助暖房装置へ
の駆動力の伝達を停止させた場合、補助暖房装置は発熱
しないので冷却水が補助暖房装置内部及び補助暖房装置
近傍の配管系を通過する際に冷却されて暖房性能が悪化
する。

本考案は上記事実を考慮して成されたもので、補助暖房
装置を使用しないときにも良好な暖房性能を得ることが
できる車両用暖房装置を得ることが目的である。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために本考案に係る車両用暖房装置
は、エンジンを通過した冷却水を配管を介してヒータコ
アに案内して車室内の暖房を行う車両用暖房装置であっ
て、エンジンの駆動力で粘性流体を攪拌することにより
発生する熱によって内部を通過する冷却水を加熱する補
助暖房装置と、エンジンの駆動力を補助暖房装置へ伝達
させるかまたは駆動力の伝達を停止させる伝達手段と、
前記配管の途中に設けられ前記エンジンを通過した冷却
水を前記ヒータコアへ案内する第１の状態とエンジンを
通過した冷却水を前記補助暖房装置を介してヒータコア
へ案内する第２の状態とのいずれかに切替えられる三方
弁と、エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段
と、前記運転状態検出手段によって検出されたエンジン
の運転状態に応じて前記三方弁及び前記伝達手段を同期
させて制御する制御手段と、を備えたことを特徴として
いる。

〔作用〕

本考案では、エンジンを通過した冷却水をヒータコアへ
案内する第１の状態とエンジンを通過した冷却水を前記
補助暖房装置を介してヒータコアへ案内する第２の状態
とのいずれかに切替えられる三方弁を配管の途中に設け
ると共に、エンジンの運転状態に応じて三方弁及び伝達
手段を同期させて制御する。このため、補助暖房装置を
使用するときには三方弁を前記第２の状態に切替えると
共に補助暖房装置へエンジンの駆動力を伝達させること
ができる。これにより、ヒータコアには補助暖房装置で
加熱された冷却水が案内されるので、エンジンの冷却水
温が低い暖気状態等でも良好な暖房性能が得られる。

一方、補助暖房装置を使用しないときは三方弁を前記第
１の状態に切替えると共に補助暖房装置への駆動力の伝
達を停止させることができる。これにより、エンジンを
通過して加熱された冷却水が補助暖房装置内部を通過す
ることなくヒータコアへ案内され、補助暖房装置で冷却
されることがなく、暖房性能が悪化することがない。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本考案の実施例を詳細に説明す
る。

第１図には車両用暖房装置10及びエンジン12が示されて
いる。エンジン12の吸気管14内へ吸入された空気は、サ
ージタンク16及び吸気マニホルド20を介して各気筒の吸
気ポートへ案内される。吸気マニホルド20の各枝管には
各々燃料噴射弁22が取付けられている。燃料デリバリパ
イプ24を介して供給された燃料が燃料噴射弁22で霧状に
噴射されることによって吸気マニホルド20内で混合気が
形成され、各気筒に供給される。各気筒内では混合気を
点火して爆発させることによって駆動力を発生させてい
る。また、各気筒内での爆発によって発生した熱はエン
ジン本体18内部に形成された図示しないウオータジヤケ
ツト内を循環する冷却水によって吸熱され、これによっ
てエンジン本体18を冷却している。

ウオータジヤケツト内を循環しエンジン本体18内で発生
した熱を吸熱することによって温度が上昇した冷却水
は、配管26を介してラジエター28へ案内され、ラジエタ
ー28内部を循環されて冷却される。冷却された冷却水は
配管30を介して再びウオータジヤケツト内へ案内されエ
ンジン本体18の冷却を行う。また、配管26の途中には配
管32の一端が接続されており、配管32の他端は補助暖房
装置34の冷却水入側に接続されている。なお、補助暖房
装置34については後述する。補助暖房装置34の冷却水出
側には配管36の一端が接続されており、配管36の他端は
三方弁38に接続されている。配管32によって補助暖房装
置34へ案内された冷却水は補助暖房装置34内部を通過し
た後、配管36によって三方弁38に案内される。

一方、エンジン本体18内で加熱された冷却水の一部は配
管40を介して三方弁38に案内される。三方弁38には配管
42の一端が接続されている。三方弁38は、配管40と配管
42とを連通させる第１の状態と、配管36と配管42とを連
通させる第２の状態と、のいずれかに切替えることがで
きる。三方弁38の第１の状態ではエンジン本体18のウオ
ータジヤケツト内を通過した冷却水がヒータコア46へ案
内され、第２の状態ではエンジン本体18のウオータジヤ
ケツト内を通過した冷却水が補助暖房装置34内部を通過
した後でヒータコア46へ案内される。三方弁38は図示し
ない付勢手段の付勢力によって配管40と配管42とを連通
させる第１の状態に保持されている。三方弁38には電磁
コイル44が取付けられており（第３図参照）、電磁コイ
ル44が作動されると配管36と配管42とを連通させる第２
の状態に切替わるようになっている。電磁コイル44は後
述する制御回路100によってその作動が制御される。

配管42の他端はヒータコア46の冷却水入側に接続されて
いる。また、配管42の中間部には配管42を開閉するヒー
タバルブ48が配設されている。ヒータバルブ48は後述す
るヒータスイツチ50のオンオフと連動して開閉される。
ヒータコア46の冷却水出側には配管52の一端が接続され
ている。配管52の他端は配管30の中間部に接続されてお
り、ヒータコア46内を通過した冷却水は配管52、30を介
して再びウオータジヤケツト内へ案内される。

また、ヒータコア46はエアダクト54内に配設されてい
る。エアダクト54内には車室内または車室外の空気が案
内される。エアダクト54の下流側にはブロアモータ56が
取付けられている。ブロアモータ56はエアダクト54内を
通過した空気を車室内に送り出す役目を有している。

次に、補助暖房装置34について説明する。

第２図に示すように補助暖房装置34はケーシング58を備
えている。ケーシング58は２個のべアリング60、62を介
して回転軸64を回転可能に軸支している。べアリング60
とべアリング62との間には回転軸64を中心として円筒状
の発熱室66が形成されている。発熱室66は回転軸64の外
周に複数枚取付けられた円環状のインナプレート68を収
容している。また、ケーシング58の内周には複数枚の円
環状のアウタプレート70がインナプレート68から所定間
隔隔てて対向するように取付けられている。これによ
り、回転軸64が回転されるとインナプレート68とアウタ
プレート70とは剪断方向に相対移動する。

また、発熱室66内は粘性流体72で満たされている。発熱
室66は図示しないオイルシールによって粘性流体72が発
熱室66外に漏れないように密閉されている。粘性流体72
の粘性に抗して回転軸64が回転されインナプレート68と
アウタプレート70とが剪断方向に相対移動されると、粘
性流体72とプレートとの摩擦によって熱が発生する。な
お、この粘性流体72として、例えばシリコンオイル等を
用いることができる。

発熱室66の外周には冷却水循環路74が形成されている。
冷却水循環路74には前述の配管32と配管36とが接続され
ている。冷却水循環路74の発熱室66側の内壁には放熱フ
イン76が形成されている。放熱フイン76は発熱室66内で
発生した熱を冷却水循環路74内へ放熱する役目を有して
いる。配管32によって冷却水循環路74内に案内された冷
却水は、冷却水循環路74内で加熱されて配管36を介して
冷却水循環路74外へ排出される。

また、第２図に示すように補助暖房装置34には電磁クラ
ツチ78が取付けられている。電磁クラツチ78は、円環状
のプレート80と、エンジンの駆動力が伝達されるプーリ
82と、プーリ82を移動させる電磁コイル84と、で構成さ
れている。プレート80は回転軸64の一端にステー86を介
して固着されている。プーリ82はプレート80と対向する
ように配置され、ケーシング58に軸受88を介して支持さ
れている。これによりプーリ82はケーシング58に対して
回転可能で、かつプレート80に対して接触及び離間する
方向、すなわち第２図矢印Ａ方向及び第２図矢印Ｂ方向
へ移動可能である。プーリ82は図示しない付勢手段の付
勢力によってプレート80から離間する方向に付勢されて
おり、図示しないストツパによって第２図に示す位置に
保持されている。

第１図に示すように、プーリ82の外周には環状のベルト
90が巻掛けられている。プーリ82の外周はベルト90と密
着しやすいように溝部82Aが形成されている（第２図参
照）。またベルト90はエンジン12の駆動軸に固着された
プーリ92にも巻掛けられている。従って、プーリ82はベ
ルト90を介してエンジン12の駆動力が伝達されて回転さ
れる。

プーリ82の近傍には電磁コイル84が配設されている。電
磁コイル84はステー94を介してケーシング58に固定され
ている。電磁コイル84は後述する制御回路100によって
その作動が制御される。電磁コイル84は通電されると前
記付勢手段の付勢力に抗してプーリ82をプレート80と接
触する方向（第２図矢印Ａ方向）へ移動させる。これに
よってプーリ82とプレート80とが摩擦接触し、プーリ82
の回転がプレート80を介して回転軸64に伝達されて回転
軸64が回転する。

次に第３図を参照して制御回路100周辺について説明す
る。

バツテリー102のマイナス側は接地されている。バツテ
リー102のプラス側はヒユージブルリンク104を介してイ
グニツシヨンスイツチ106に接続されている。イグニツ
シヨンスイツチ106にはACC（アクセサリー）接点、IG
（イグニツシヨン）接点、ST（スタート）接点にが設け
られている。ST接点はリレー108の励磁コイル110の一端
に接続されている。励磁コイル110の他端は接地されて
いる。ON接点はリレー108のスイツチ112の一端に接続さ
れている。スイツチ112はイグニツシヨンスイツチ106が
ST接点に接続されると励磁コイル110が励磁されること
によって閉成され、エンジン12が始動しIG接点に接続さ
れた後はリレー108の自己励磁機能によって閉成された
状態を保持する。スイツチ112の他端はリレー114の励磁
コイル116の一端に接続されている。

リレー114の励磁コイル116の他端はブロアモータ56をオ
ンオフさせるブロアスイツチ118を介して接地され、ま
た制御回路100の端子100Aに接続されている。リレー114
のスイツチ122の接点122Aはサーキツトブレーカ124及び
ヒユージブルリンク126を介してバツテリー102のプラス
側に接続されている。スイツチ122の接点122Bは接地さ
れている。また、スイツチ122の接点122Cはブロアモー
タ56の一端に接続されている。スイツチ122は励磁コイ
ル116が励磁されていない場合に接点122Bと接点122Cと
を接続し、励磁コイル116が励磁されている場合に接点1
22Aと接点122Cとを接続する。ブロアモータ56の他端は
レジスタ128を介して接地されている。レジスタ128には
OFF端子、LO端子、HI端子の３個の端子が設けられてお
り、ブロアスイツチ118の可動接点118Aがこれらの３個
の端子のいずれかに接触することによってブロアモータ
56の駆動停止、低速駆動、高速駆動のいずれかが選択さ
れる。

制御回路100の端子100Aと端子100Dとの間には回転数検
出センサ130が接続されている。回転数検出センサ130は
エンジン12の駆動軸の回転数を検出して回転数に応じた
パルス信号を制御回路100に出力する。回転数検出セン
サ130は、第１図に示すように、エンジン12の駆動軸に
固着されたホイール132の外周に設けられた突起を検出
することによって回転数を検出している。また端子100C
と端子100Dとの間には水温センサ134が接続されてい
る。水温センサ134はエンジン本体18の冷却水出側に取
付けられ、エンジン本体18内部を通過して加熱された冷
却水の水温を検出する。水温センサ134としては温度に
よって抵抗値が変化するサーミスタ等を用いることがで
きる。

制御回路100の端子Ａはエンジン回転制御域判定回路136
に接続されている。第３図に示すように、エンジン回転
制御域判定回路136はエンジン回転数が上昇し所定回転
数Ｎを越えると出力信号がローレベルとなり、エンジン
回転数が下降して所定回転数Ｎよりも低いＮ−ΔＮ以下
になると出力信号がハイレベルとなるヒステリシス特性
を備えている。エンジン回転制御域判定回路136の出力
側はAND回路138の入力端子に接続されている。端子100B
はダイオード140のカソードに接続されている。ダイオ
ード140のアノードはNOT回路142の入力端子に接続され
ている。端子100Bにはブロアスイツチ118の可動接点118
Aがブロアモータ56の駆動位置にある場合にローレベル
の信号が入力され、可動接点118Aがブロアモータ56の駆
動停止位置にある場合にハイレベルの信号が入力され
る。NOT回路142ではこの信号を反転して出力する。NOT
回路142の出力端子はヒータスイツチ50を介してAND回路
138の入力端子に接続されている。なお、ヒータスイツ
チ50は本補助暖房装置34によりヒータを作動させるとき
にオンされる。ヒータスイツチ50がオンされると前述の
ヒータバルブ48も開放される。なお、ヒータバルブ48は
本補助暖房装置34を作動させない通常のヒータ作動時に
も、従来通りに別系統あるいはマニユアル操作により開
放される。

また、端子100Cは水温制御域判定回路144に接続されて
いる。第３図に示すように水温制御域判定回路144は水
温が上昇し所定温度Ｔを越えると出力信号がローレベル
となり、水温が低下して所定温度Ｔよりも低いＴ−ΔＴ
以下になると出力信号がハイレベルとなるヒステリシス
特性を備えている。水温制御域判定回路144の出力側はA
ND回路138の入力端子に接続されている。AND回路138の
出力端子はトランジスタ146のベースに接続されてい
る。トランジスタ146のコレクタは端子100Gに接続さ
れ、エミツタは接地されている。またトランジスタ146
のエミツタとコレクタとの間にはツエナーダイオード14
8が接続されている。また、制御回路100の電源端子100E
はリレー108のスイツチ112の一端に接続され、接地端子
100Fは接地されている。電源端子100Eと接地端子100Fと
は制御回路100内の各回路に接続されている。

また、リレー108のスイツチ112の一端は、リレー150の
励磁コイル152の一端と、リレー150のスイツチ154の一
端と、に接続されている。励磁コイル152の他端は制御
回路100の端子100Gに接続されている。スイツチ154は励
磁コイル152が励磁された場合に閉成される。スイツチ1
54の他端には、電磁クラツチ78の電磁コイルと、三方弁
38駆動用の電磁コイル44と、電磁コイル156とが接続さ
れている。電磁コイル156は作動されることによってバ
ルブ158を開放駆動させる。バルブ158は開放時にエンジ
ン12のアイドル回転数を上昇させるように構成され、電
磁コイル156によって開放駆動されていない場合には図
示しない付勢手段の付勢力によって閉成されている。

次に本実施例の作用を説明する。

イグニツシヨンスイツチ106が操作されてエンジン12が
始動すると、リレー108のスイツチ112が閉じる。これに
よって制御回路100の電源端子に電圧が印加されて制御
回路100が作動する。エンジン12の始動直後は水温は低
く、水温制御域判定回路144の出力信号はハイレベルと
なっている。また、エンジンの暖気状態ではエンジン回
転数がアイドル回転数であるためエンジン回転制御域判
定回路136の出力信号もハイレベルとなっている。この
状態でブロアスイツチ118がオンされるとリレー114の励
磁コイル116が励磁され、スイツチ122の接点122Aと接点
122Cとが接続されてブロアモータ56が作動する。また、
NOT回路142の出力信号がハイレベルとなる。さらにヒー
タスイツチ50がオンされるとAND回路138の３個の入力信
号の全てがハイレベルとなるのでAND回路138の出力信号
がハイレベルとなる。これにより、トランジスタ146の
コレクタとエミツタの間が導通し、リレー150の励磁コ
イル152が励磁され、スイツチ154が閉成される。これに
よって電磁クラツチ78の電磁コイル84が通電されて作動
し、補助暖房装置34へ駆動力が伝達され、回転軸64が回
転して粘性流体72が発熱する。また、同時に電磁コイル
44が作動し、三方弁38は配管36と配管42とを連通させる
第２の状態に切替わる。従って、ヒータコア46内部には
補助暖房装置34内部を通過して加熱された冷却水が案内
される。このため、エンジン12の暖気状態であっても良
好な暖房性能が得られる。また、電磁コイル156が作動
してエンジン12のアイドル回転数が上昇するようにバル
ブ158が開放されるので、補助暖房装置34を作動させる
ことによってエンジン12に負荷が加わっても、アイドル
回転数が極端に低下したりエンジン12が停止する等の不
都合が生じることはない。

冷却水の水温が所定温度Ｔ以上に上昇すると、水温制御
域判定回路144の出力信号がローレベルとなり、AND回路
138の出力信号がローレベルとなるのでリレー150の励磁
コイル152が励磁されなくなり、補助暖房装置34への駆
動力の伝達が停止されると共に三方弁38は配管40と配管
42とを連通させる第１の状態に切替わる。これによって
ヒータコア46内部にはエンジン本体18のウオータジヤケ
ツト内を通過して加熱された冷却水が補助暖房装置34を
経由することなく案内される。このため、エンジン本体
18内部で発生した熱を有効にヒータコア46内へ導くこと
ができる。また、補助暖房装置34への駆動力の伝達を停
止するので、補助暖房装置34を使用していないときに補
助暖房装置34がエンジン12の負荷となることはない。

また、エンジン12の回転数が上昇し、所定回転数Ｎ以上
となるとエンジン回転制御域判定回路136の出力信号が
ローレベルとなるので、前述のように補助暖房装置34へ
の駆動力の伝達が停止されると共に配管40と配管42とが
連通される。

このように、本実施例では冷却水の水温が低い間は補助
暖房装置34へ駆動力を伝達させかつ補助暖房装置34内部
を通過した冷却水をヒータコア46へ案内させるようにし
たので、エンジン12の暖気状態等において良好な暖房性
能が得られる。

また、冷却水の水温が高くなった後はエンジン本体18内
部で加熱された冷却水を補助暖房装置34を経由させるこ
となくヒータコア46へ案内させるようにしたので、冷却
水が補助暖房装置34で冷却されることがなく、暖房性能
が悪化することがない。

さらに、エンジン本体18内部で加熱された冷却水をヒー
タコア46へ案内する場合には補助暖房装置34への駆動力
の伝達を停止するので、エンジン12の駆動力の一部が補
助暖房装置34で熱に変換されて無駄に放熱されることも
なく、エンジンの燃費が良い。

また、エンジン回転数が所定値Ｎ以上で補助暖房装置34
への駆動力の伝達を停止するようにしたので、エンジン
12の加速性能がよくなる。

なお、本実施例ではエンジンの運転状態として冷却水の
温度とエンジンの回転数を検出するようにしたが、本考
案は特にこれに限定されるものではなく、例えば吸気管
14内へ吸入される空気量とエンジン回転数とを検出して
エンジン12の負荷量を演算し、この負荷量に応じて三方
弁38及び電磁クラツチ78を制御するようにしてもよい。

〔考案の効果〕

以上説明したように本考案では、エンジンを通過した冷
却水をヒータコアへ案内する第１の状態とエンジンを通
過した冷却水を補助暖房装置を介してヒータコアへ案内
する第２の状態とのいずれかに切替えられる三方弁を配
管の途中に設けると共に、エンジンの運転状態に応じて
三方弁及び伝達手段を同期させて制御するので、補助暖
房装置を使用しないときにも良好な暖房性能を得ること
ができる、という優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例に係る車両用暖房装置及びエンジンの
概略構成図、第２図は補助暖房装置の断面図、第３図は
制御回路周辺の回路図である。 10……車両用暖房装置、12……エンジン、34……補助暖
房装置、38……三方弁、46……ヒータコア、78……電磁
クラツチ、100……制御回路、134……水温センサ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジンを通過した冷却水を配管を介して
   ヒータコアに案内して車室内の暖房を行う車両用暖房装
   置であって、エンジンの駆動力で粘性流体を攪拌するこ
   とにより発生する熱によって内部を通過する冷却水を加
   熱する補助暖房装置と、エンジンの駆動力を補助暖房装
   置へ伝達させるかまたは駆動力の伝達を停止させる伝達
   手段と、前記配管の途中に設けられ前記エンジンを通過
   した冷却水を前記ヒータコアへ案内する第１の状態とエ
   ンジンを通過した冷却水を前記補助暖房装置を介してヒ
   ータコアへ案内する第２の状態とのいずれかに切替えら
   れる三方弁と、エンジンの運転状態を検出する運転状態
   検出手段と、前記運転状態検出手段によって検出された
   エンジンの運転状態に応じて前記三方弁及び前記伝達手
   段を同期させて制御する制御手段と、を備えたことを特
   徴とする車両用暖房装置。