JPH0773973B2 - 自動車用暖房装置 - Google Patents

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、空気をヒータ本体に送り込
み、これを加熱して室内暖房を行うものが広く実用され
ており、一方、内燃機関とは無関係にバーナにて燃料を
燃焼させ、燃焼熱にて暖房を行うものが、実開昭55-180
059号公報や実開昭57-15958号公報などにおいて提案さ
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、冷却水の温度上昇速度が緩慢なため、ヒー
タ本体が温風を送出するまでに長い時間を要する。ま
た、バーナにて燃料を燃焼するものでは、内燃機関の運
転状態とは無関係に、機関始動時に燃焼を独自に行って
いたため、排気ガスの処理に手数を要し、環境汚染の点
で問題がある。特に、上記実開昭55-180059号公報の技
術のように、吸気管内の多孔物質に燃料をしみ込ませ、
その燃料を気化させて燃焼するものでは、燃料カット後
にも不安定な燃焼が継続し、機関に未燃ガスが多数に吸
い込まれ、、スモーク、有毒ガスの大量排出を招くとと
もに、燃焼開始までに時間がかかり、暖房開始が遅れ
る。

本発明の目的は上記従来の暖房装置に関する問題点を解
消し、バーナに対する燃料供給および燃焼のタイミング
を、機関運転条件および暖房条件に応じた最適値に制御
して、環境汚染の問題を最小に抑えながら、急速な車室
内暖房を実施できるようにした自動車暖房装置を提供す
ることにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、機関に接続された吸気管の途中にバーナ装置
を有し、該バーナ装置への燃料供給通路内に燃料制御弁
を有すると共に、機関回転数検出手段と機関冷却水温セ
ンサと暖房空気温を検出するセンサとアクセル開度を検
出するアクセルセンサとを有し、機関の回転数が設定値
以上であり冷却水温が設定値以下である場合と暖房空気
温が設定値以上の場合には燃料制御弁を開方向に制御し
て上記バーナ装置の燃焼動作を増加させ、暖房空気温が
設定値以下でアクセル未踏込みの場合と、機関の回転数
が設定値以下であり、冷却水温が設定値以上かアクセル
ペダルが設定値より踏込まれている場合に燃料制御弁を
閉方向に制御して上記バーナ装置の燃焼装置の燃焼動作
を減少させる制御手段を有することを特徴とする自動車
用暖房装置を提供するものである。」と補正する。

（作用） 上記手段にあっては、機関回転数が設定値以上であるこ
とを機関回転センサにより検出し、かつ冷却水温が設定
値以下であることを冷却水温センサにより検出したと
き、これらの検出データにもとずきコントローラは燃料
気化装置、燃料点火装置のそれぞれに気化用および点火
用電流を供給し、同時に燃料制御弁を開く。こうして燃
料の供給、気化および点火燃焼が行われ、温度センサに
より検出した暖房空気温度が設定値以上のときは、燃料
供給を減らす方向に燃料制御弁を閉じ、設定値以下のと
きは、アクセルセンサによってアクセルレバ位置が設定
踏み込み量以下であると判定されたことを条件に、燃料
制御弁を燃料供給が増える方向に開く。

また、機関回転数が上記設定値以下の場合、冷却水温が
設定値以上の場合あるいはアクセルレバ位置が設定踏み
込み量以上の場合には、コントローラは上記の気化用、
点火用電流をしゃ断し、燃料制御弁を閉じさせる。この
ようにして、寒冷地での自動車室内の暖房を、エンジン
運転状態および暖房空気温度にもとずいて、短時間で可
能ならしめる。

（実施例） 第１図は本発明にかかる自動車用暖房装置の一実施例を
示すブロック接続図である。１はディーゼルエンジンま
たはガソリンエンジンなどの内燃機関で、この機関の吸
気マニホルド２とエアクリーナ３とを結ぶ吸気管４の途
中には、バーナ装置５と、その下流に熱交換器６とが設
けられている。バーナ装置５は燃料ポンプ７より燃料制
御弁８を経由してくる燃料を気化する気化装置９と、気
化装置９で気化した燃料に着火する点火装置10を有して
いる。

熱交換器６は暖房を要する自動車の室内に連通する空気
取入口11より外気を取り入れ、この外気が燃焼熱を奪っ
て暖気となり、この暖気がブロワ12によって吹出口13に
供給される。

吹出口13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いる。図示のブロワ15、エア
コン用エバポレータ16および温水通路17は冷却水のヒー
タ装置を構成している。

18はコントローラで、機関１によって駆動されるゼネレ
ータ19の発生電圧、送風スイッチ20のオン・オフ信号、
機関のウオータジャケット内冷却水の温度を検出する冷
却水温センサ21の水温信号、アクセルレバ22の位置をア
クセルセンサ（ポテンショメータ）23により検出した信
号および暖房空気の温度センサ29の出力信号をそれぞれ
入力とする。そしてこのコントローラ18は上記各種信号
に応じて、燃料制御弁８を最適開度に制御し、かつ、気
化装置９、点火装置10にはそれぞれ燃料の気化および点
火を最適タイミングで実施する制御信号を供給するとと
もに、バッテリ電源24からの気化用と点火用の電流供給
スイッチ25,26をオン・オフ制御する。また、コントロ
ーラ18はブロワ12を最適タイミングで作動せしめるスイ
ッチ27をも制御する。なお、上記燃料制御弁８の駆動制
御は弁駆動装置28であるステップモータなどにより行わ
れる。

次に、上記構成にかかる作用を説明する。

先ず、図示しないイグニッションスイッチのキーオン操
作によって機関１を始動される。この機関１の始動とこ
の始動に伴う機関回転数がゼネレータ19の発生電圧によ
り検出され、この検出信号はコントローラに入力され
る。

かかる機関１の運転状態にあって、上記ブロワ12の手動
式送風スイッチ（図示しない）がオフであると上記コン
トローラ18が判定した場合（ステップａ）、機関回転数
がゼネレータ19の出力にもとづいて設定値以下、例えば
800rpm以下と判定した場合（ステップｂ）、冷却水温が
水温センサ21の出力にもとづいて設定値以上、例えば80
℃以上と判定した場合（ステップｃ）には、機関１の暖
機が十分でしかも冷却水温による車室内暖房が十分であ
るから、上記燃料制御弁８を全閉制御するとともに、気
化装置９および点火装置10への電流供給をしゃ断する
（ステップｄ）。

一方、ステップａにて送風スイッチがオンであると判定
され、かつステップｂにて機関回転数が800rpm以上と判
定され、さらにステップｃにて冷却水温が80℃以下と判
定された場合には、機関１が自力駆動しているにもかか
わらず、機関１の暖機が不十分で、車室内暖房が不足し
ているにであるから、コントローラ18は気化装置９に気
化用加熱電力をバッテリ電源24から供給制御し（ステッ
プｅ）、点火装置10に点火用電力を供給制御する（ステ
ップｆ）。また、この間、燃料制御弁８は弁駆動装置28
によて、上記機関回転数および冷却水温に応じた最適量
だけ開かれる（ステップｇ）。

このため、燃料制御弁８の開放によって、燃料ポンプ７
から燃料が気化装置９に最適タイミングで最適量送給さ
れ、これが加熱されて気化する。この気化燃料は点火装
置10の点火熱源により点火燃焼し、高温の燃焼ガスとな
る。この燃焼ガスは空気取入口11より取り込んだ外気を
熱交換器６内で加熱し、その加熱空気をブロワ12によっ
て吹出口13に吹き出させ、車室内を暖房する。

こうして、微少時間を経過した後、温度センサ29は吹出
口13における暖房空気の温度を検出し、この温度が設定
値以上、例えば60℃以上と判定された場合（ステップ
ｈ）には、燃料制御弁８を現在の開度より５％だけ閉じ
て燃料消費を抑え、適切な暖房空気温度の60℃に維持す
る（ステップｉ）。また、ステップｈにおいて暖房空気
の温度が60℃以下と判定された場合において、アクセル
レバ22の位置が全踏み込み量の例えば1/2以下と判定さ
れた場合（ステップｊ）、燃料制御弁８を現在の開度よ
り５％だけ多く開いて、燃料供給量を増やし、適切な暖
房空気温度の60℃に維持する（ステップｋ）。

このように、コントローラ18は機関１の運転状況に応じ
て、予め定めた最適の暖房空気温度を得るため、燃料供
給量の制御、気化装置および点火装置に流す電流の大き
さ、タイミングの制御を行う。

なお、機関１に対する負荷の検出は、噴射ポンプのラッ
クレバでなくアクセルレバ22によって行う理由は、吸気
管４の上流で燃料を燃焼させているので、機関１に対す
る負荷変動を迅速に検出して、気化装置に燃料を急速
し、以って機関から排出される黒煙濃度の増大を防ぐた
めである。したがって、吸気管４の上流で上記燃焼によ
り酸素を消費した場合、負荷増大時に機関１内の混合気
燃焼が悪化するので、アクセルレバ22を1/2の踏み込み
量（機関全負荷のほぼ1/2に相当する）以下のとき、ス
テップｋのような作動を行わせることが重要となる。

また、ステップｊにおいて、アクセルレバの踏み込み量
が上記の1/2以上となるときは、燃料制御弁８を閉じ、
気化装置９および点火装置への電流供給が停止される。

そして、上記ステップd,i,kの動作終了後はタイマによ
る一定時間の終了状態保持後（ステップ１）、最初のス
タート点に戻って、ステップａの動作に再び入る。

このように、燃料制御弁８、気化装置９および点火装置
10の動作量および動作タイミングを適正化することによ
って、冷却水による暖房に先立って燃料燃焼熱による暖
房を迅速に実施でき、このときの燃焼ガス中に含まれる
未燃ガスを機関内で燃焼させることができる。かくし
て、排気ガスによる環境悪化を制御できる。

なお、暖房用のブロワ12は、冷却水のヒータ装置を構成
しているブロワ15と共用することもできる。

（発明の効果） 以上説明してきたように、本発明にかかる自動車用暖房
装置は機関の吸気管の途中にバーナ装置を設け、バーナ
装置の燃焼気化器への燃料供給通路内に燃料制御弁を設
けて、これらのバーナ装置および燃料制御弁を機関の運
転状態に応じて最適動作させるようにしたことにより、
バーナ装置で燃料を燃焼させて発生させた熱を回収し、
これを暖房熱源として用いることができ、機関始動直後
の室内暖房が効果的に行える。

また、バーナ装置から排出される燃焼気体は機関に取り
込んで未燃ガスを再燃焼するため、大気汚染を制御でき
る。つまり、未燃ガスの処理手段を別途設けるというと
不都合を解消できる等の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる自動車用暖房装置の一実施を示
すブロック接続図、第２図は同じく暖房の動作を説明す
る流れ図である。 １……機関、２……吸気マニホールド、３……エアクリ
ーナ、４……吸気管、５……バーナ装置、６……熱交換
器、７……燃料ポンプ、８……燃料制御弁、９……気化
装置、10……点火装置、11……暖房空気取入口、12……
ブロワモータ、13……吹出口、14……ヒータコア、18…
…コントローラ、19……ゼネレータ、20……送風スイッ
チ、21……冷却水温センサ、23……アクセルセンサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】機関に接続された吸気管の途中にバーナ装
   置を有し、該バーナ装置への燃料供給通路内に燃料制御
   弁を有すると共に、機関回転数検出手段と機関冷却水温
   センサと暖房空気温を検出するセンサとアクセル開度を
   検出するアクセルセンサとを有し、機関の回転数が設定
   値以上であり冷却水温が設定値以下である場合と暖房空
   気温が設定値以上の場合には燃料制御弁を開方向に制御
   して上記バーナ装置の燃焼動作を増加させ、暖房空気温
   が設定値以下でアクセル未踏込みの場合と、機関の回転
   数が設定値以下であり、冷却水温が設定値以上かアクセ
   ルペダルが設定値より踏込まれている場合に燃料制御弁
   を閉方向に制御して上記バーナ装置の燃焼装置の燃焼動
   作を減少させる制御手段を有することを特徴とする自動
   車用暖房装置。