JP2001097028A

JP2001097028A - 自動車用暖房装置

Info

Publication number: JP2001097028A
Application number: JP27603899A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Ogasawara; 武小笠原; Toshio Ohashi; 利男大橋
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 1999-09-29
Filing date: 1999-09-29
Publication date: 2001-04-10

Abstract

(57)【要約】【課題】エンジン３６の冷却水の温度が低い場合で
も、自動車室内の温度を上昇させて電熱ヒータ５ａ、５
ａへの通電停止を可能にし、バッテリー３４に過度の負
担をかける事を防止する。【解決手段】ダクト２２内に配置した暖房用熱交換器
１ａのコア部２に、上記冷却水を流通させると共に、上
記電熱ヒータ５ａ、５ａを組み込む。この電熱ヒータ５
ａ、５ａへの通電を制御する為の制御器３１に、上記コ
ア部２の風下側の空気温度を検出する温度センサ３０の
検出信号を入力する。上記制御器３１は、この空気温度
が高くなった場合に、上記電熱ヒータ５ａ、５ａへの通
電量を減少させるか、通電を停止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、自動車室内の暖
房をする為の自動車用暖房装置の改良に関する。特に本
発明は、空気を加温する為の暖房用熱交換器として、主
としてエンジンの冷却水によりこの空気を加温するが、
この冷却水の温度が低い場合には電熱ヒータによりこの
空気の加温を行なう構造のものを使用した自動車用暖房
装置で、バッテリーに過度の負担をかける事のない構造
を実現するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車室内の暖房を行なう為に従来か
ら、自動車の走行用エンジンの冷却水により空気を加温
するヒータコアが、広く使用されている。但し、近年に
於けるエンジンの燃焼効率の向上、或はハイブリッド自
動車の実現等に伴うエンジンの廃熱量の減少により、寒
冷地で暖房を行なう事を考慮した場合に、上記冷却水の
温度が必ずしも十分に上昇しない場合が生じている。こ
の様な事情に鑑みて従来から、ヒータコアと電熱ヒータ
とを組み合わせた暖房用熱交換器が考えられている。

【０００３】図２１は、この様な事情に鑑みて考えら
れ、特開平１１−１５１９２６号公報に記載された暖房
用熱交換器１の１例を示している。この暖房用熱交換器
１は、互いに間隔をあけて配置した１対のヘッダ（図２
１には省略）同士の間に設けられたコア部２を有する。
このコア部２は、それぞれの両端開口部をこれら各ヘッ
ダ内に通じさせた複数の伝熱管３、３ａと、隣り合う伝
熱管３、３ａ同士の間に挟持したコルゲート型のフィン
４、４とから成る。そして、これら各伝熱管３、３の両
端開口を、上記各ヘッダ内に通じさせている。更に、上
記コア部２を構成する何れかの伝熱管３ａ、３ａ同士の
間にプレート状の電熱ヒータ５を配置すると共に、この
電熱ヒータ５の両面と隣り合う伝熱管３ａ、３ａとの間
にもフィン４、４を挟持している。

【０００４】上述の様な暖房用熱交換器１の使用時に
は、上記各伝熱管３、３ａ内に走行用エンジンの冷却水
を流通させる事により、上記コア部２の温度を上昇さ
せ、このコア部２を矢印α方向に流通する空気を加温し
て、自動車室内の暖房に供する。又、上記冷却水の温度
が暖房を行なう為に十分に上昇していない場合には、上
記電熱ヒータ５に通電し、この電熱ヒータ５及び隣接す
るフィン４、４の温度を上昇させて、上記矢印α方向に
流通する空気の温度上昇を助ける。尚、図２１に示した
構造の場合には、上記電熱ヒータ５に隣接する伝熱管３
ａ、３ａの端部開口の片半部を、これら各伝熱管３ａ、
３ａと一体に設けた蓋部材６、６により塞ぎ、これら各
伝熱管３ａ、３ａ内を流れる冷却水の流量を絞ってい
る。この様な構成により、上記電熱ヒータ５への通電時
に、この電熱ヒータ５が発生する熱エネルギが上記各伝
熱管３ａ、３ａ内を流れる冷却水に奪われる量を少なく
抑えている。

【０００５】又、上述の様な電熱ヒータを備えた暖房用
熱交換器を組み込んだ自動車用暖房装置として従来か
ら、特開平１１−４２９３６号公報に記載されたものが
知られている。この公報に記載された自動車用暖房装置
は、自動車室内の暖房に供する為の空気を流通させる為
のダクトと、このダクト内に送風する為の送風機とを備
え、このダクトの途中に、上記電熱ヒータを備えた暖房
用熱交換器を配置している。そして、上記公報に記載さ
れた自動車用暖房装置の場合には、上記暖房用熱交換器
を構成する伝熱管内を流れる自動車用エンジンの冷却水
の温度に応じて、上記電熱ヒータへの通電を制御する様
にしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述した特開平１１−
４２９３６号公報に記載された自動車用暖房装置の場
合、廃熱量が少ないエンジンを搭載した自動車に組み込
み、しかも寒冷地で使用した場合には、電熱ヒータへの
通電が停止されない状態が生じ得る。即ち、廃熱量が少
ないエンジンの冷却水の温度は、起動後相当時間経過し
た後であってもあまり上昇しない。この為、自動車室内
の温度が十分に上昇している場合でも上記電熱ヒータへ
の通電が継続されて、バッテリーの負担が過大になる。
本発明の自動車用暖房装置は、この様な事情に鑑みて発
明したものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の自動車用暖房装
置は、前述した従来から知られている自動車用暖房装置
と同様に、自動車室内の暖房に供する為の空気を流通さ
せる為のダクトと、このダクト内に送風する為の送風機
と、このダクト内に設けられて上記空気を加温する為の
暖房用熱交換器とを備える。そして、この暖房用熱交換
器は、互いに間隔をあけて配置した１対のヘッダと、そ
れぞれの両端開口部をこれら各ヘッダ内に通じさせた複
数の伝熱管を有し、上記両ヘッダ同士の間に設けられた
コア部と、このコア部を構成する何れかの伝熱管同士の
間に配置された電熱ヒータとを備えたものである。

【０００８】特に、本発明の自動車用暖房装置に於いて
は、上記ダクト内で上記コア部の風下側部分に設けら
れ、このコア部を通過した空気の温度を検出する温度セ
ンサと、この温度センサの検出信号に基づいて上記電熱
ヒータへの通電を制御する制御器とを備える。そして、
この制御器は、上記コア部を通過した空気の温度が高い
場合に、上記電熱ヒータへの通電量を減少させるか若し
くはこの電熱ヒータへの通電を停止する。

【０００９】

【作用】上述の様に構成する本発明の自動車用暖房装置
によれば、コア部を通過した空気の温度が、自動車室内
の温度を十分に高くできる程度に上昇すると、各伝熱管
内を流れる冷却水の温度に関係なく、電熱ヒータへの通
電を停止する。従って、廃熱量が少ないエンジンを搭載
した自動車に組み込み、しかも寒冷地で使用した様な場
合でも、バッテリーに過度の負担をかける事を防止でき
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１〜１２は、請求項１〜６、８
に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示してい
る。尚、本例の自動車用暖房装置に組み込む暖房用熱交
換器１ａを構成する各部材は、電熱ヒータに関する部分
を除き、アルミニウム合金により造っている。そして、
これらアルミニウム合金製の部品同士を、互いにろう付
け接合している。ろう付けの為のろう材は、互いに当接
する部材のうち、少なくとも一方の部材の表面に積層し
たものを使用する。

【００１１】先ず、本発明の自動車用暖房装置に組み込
む暖房用熱交換器１ａ並びにこの暖房用熱交換器１ａを
構成する電熱ヒータ５ａに就いて、図１〜８により説明
する。この暖房用熱交換器１ａは、図１に示す様に、互
いに間隔をあけて配置した１対のヘッダ７ａ、７ｂ同士
の間に設けられたコア部２を有する。このコア部２は、
それぞれの両端開口部をこれら各ヘッダ７ａ、７ｂ内に
通じさせた複数の伝熱管３、３と、隣り合う伝熱管３、
３同士の間に挟持したコルゲート型のフィン４、４とか
ら成る。そして、これら各伝熱管３、３の両端開口を、
上記各ヘッダ７ａ、７ｂ内に通じさせている。更に、上
記コア部２を構成する何れかの伝熱管３、３同士の間
に、それぞれがプレート状である複数枚（図示の例では
３枚）の電熱ヒータ５ａ、５ａを配置している。そし
て、これら各電熱ヒータ５ａ、５ａの両面と隣り合う伝
熱管３、３との間にも、それぞれフィン４、４を挟持し
ている。尚、上記各伝熱管３、３とフィン４、４とはろ
う付け接合するが、上記各電熱ヒータ５ａ、５ａとフィ
ン４、４とは、図２に示す様に、伝熱シリコン等の伝熱
性の良好な接着剤１５、１５により接合する。

【００１２】又、図示の例では、一方（図１の上方）の
ヘッダ７ａを中央部で入口室と出口室とに２分割し、こ
のうちの入口室部分に入口管８を、出口室部分に出口管
９を、それぞれ設けている。上記暖房用熱交換器１ａの
使用時には、上記入口管８から上記ヘッダ７ａの入口室
部分に、走行用エンジンのウォータジャケット内で温度
上昇した冷却水（温水）を送り込む。この冷却水は、上
記コア部２の片半部を構成する伝熱管３、３内を他方
（図１の下方）のヘッダ７ｂに向け流れた後、この他方
のヘッダ７ｂ内で折り返され、上記コア部２の他半部を
構成する伝熱管３、３内を上記ヘッダ７ａの出口室に向
け送られて、上記出口管９から上記ウォータジャケット
内に戻される。そこで、上記コア部２に暖房用の空気を
流通させれば、この空気を加温する事ができる。

【００１３】尚、図示並びに詳しい説明は省略するが、
本例の暖房用熱交換器１ａの場合には、上記各電熱ヒー
タ５ａ、５ａに隣接する伝熱管３、３の端部開口の流路
面積を、上記各ヘッダ７ａ、７ｂを構成するシートプレ
ート１０、１０に形成した絞り孔により絞っている。即
ち、上記各ヘッダ７ａ、７ｂはそれぞれ、上記シートプ
レート１０、１０とヘッダ本体１１ａ、１１ｂとを最中
状に組み合わせて成るが、上記各伝熱管３、３の両端開
口部は、このうちのシートプレート１０、１０に形成し
た通孔を通じて、上記各ヘッダ７ａ、７ｂの内部空間に
通じている。本例の場合には、上記各電熱ヒータ５ａ、
５ａに隣接する伝熱管３、３の端部開口が対向する通孔
を、上記各絞り孔とする事により、これら各伝熱管３、
３の端部開口の流路面積を絞っている。

【００１４】この様に、上記各電熱ヒータ５ａ、５ａに
隣接する伝熱管３、３の端部開口の流路面積を絞る事に
より、上記各電熱ヒータ５、５への通電に基づく空気の
加温を効率良く行なわせる事ができる。即ち、上記各ヘ
ッダ１２ａ、１２ｂを構成する上記各シートプレート１
０、１０の一部に形成した上記各絞り孔により、上記各
電熱ヒータ５ａ、５ａに隣接する上記伝熱管３、３内を
流れる冷却水の流量を減少させ、上記各電熱ヒータ５
ａ、５ａの熱が上記各伝熱管３、３内を流れる冷却水に
奪われる量を少なく抑えている。

【００１５】又、本例の場合、上記各電熱ヒータ５ａ、
５ａは、図３〜７に示す様に、平板状の絶縁板１２の表
裏両面に抵抗体１３、１３の薄膜を添着し、これら各抵
抗体１３、１３を絶縁層１４、１４により被覆して成
る。このうちの絶縁板１２は、基材となる鋼板の表面に
例えば１０μｍ程度のガラス質の皮膜を形成したホウロ
ウ（琺瑯）板等を使用する。この様な絶縁板１２は、得
られる上記電熱ヒータ５ａ、５ａの剛性を確保できる程
度であれば、十分に（例えば厚さが０．５〜１．０mm程
度に）薄くできる。又、上記各抵抗体１３、１３として
は、例えば上記絶縁板１２の表面に一体焼き付けした、
膜厚が１０μｍ程度のAgPd等を使用できる。更に、上記
各絶縁層１４、１４としては、やはり上記絶縁板１２の
表裏両面に上記各抵抗体１３、１３を覆う状態で一体焼
き付けしたガラス質等、膜厚が１０μｍ程度のものを使
用できる。

【００１６】上述した様な、本例に使用する電熱ヒータ
５ａ、５ａは、発熱体としてAgPd等の抵抗体１３、１３
を使用しているので、厚さを前述の特開平１１−１５１
９２６号公報等に記載されて従来から知られている暖房
用熱交換器に組み込まれている電熱ヒータに比べて大幅
に薄くできる。即ち、従来から知られている暖房用熱交
換器に組み込まれている電熱ヒータの場合には、温度上
昇に伴って抵抗値が大きくなる正特性サーミスタを使用
している為、正負１対の電極板が必要になる等、厚さが
嵩む。又、正特性サーミスタの特性上、得られる電熱ヒ
ータは、温度上昇に伴って発熱量が減少するので、本発
明の自動車用暖房装置の様に、コア部を通過した空気の
温度で電熱ヒータへの通電を制御する構造には不向きで
ある。これに対して、上述の様な構成を有する本例に使
用する電熱ヒータ５ａ、５ａは、薄く形成でき、しかも
温度上昇に関係なく抵抗値がほぼ一定であり、通電量に
応じて発熱量を制御できるので、コア部を通過した空気
の温度で電熱ヒータへの通電を制御する構造に好適であ
る。

【００１７】尚、実際の場合に上記各抵抗体１３、１３
は、図７に示す様に上記絶縁板１２の表面に、帯状に且
つ蛇行した状態で添着する。そして、上記各抵抗体１３
の一端部に第一の端子１６、１６の基端部を直接、他端
に第二の端子１７、１７の基端部をヒューズ１８を介し
て、それぞれ接続している。従って、上記各電熱ヒータ
５ａ、５ａは、図８の様な回路図で表される。尚、上記
第一、第二両端子１６、１７の基半部並びに上記ヒュー
ズ１８も、前記絶縁層１４、１４により覆っている。即
ち、上記各電熱ヒータ５ａ、５ａの完成状態では、上記
第一、第二両端子１６、１７の先半部のみが、上記絶縁
層１４、１４から露出する。

【００１８】そして、この様に絶縁層１４、１４から露
出した上記第一、第二両端子１６、１７の先端部には、
図６に示す様に、それぞれ上記各電熱ヒータ５ａ、５ａ
に通電する為のハーネス１９の端部を接続している。
又、上記各抵抗体１３の端部から上記第一、第二両端子
１６、１７の全体、並びに上記ハーネス１９の端部に亙
っては、絶縁材製の保護チューブ２０により覆ってい
る。この保護チューブ２０としては、熱収縮性の合成樹
脂チューブ等が、好ましく使用できる。又、必要に応じ
て、上記保護チューブ２０内に、ゴム、グリース等の絶
縁材２１を充填する事もできる。

【００１９】本例に使用する上記各電熱ヒータ５ａ、５
ａ並びにこれら各電熱ヒータ５ａ、５ａに付属のハーネ
ス１９は、上述の様に、電気が通る部分、即ち、上記各
抵抗体１３、１３、上記第一、第二両端子１６、１７、
上記ヒューズ１８、ハーネス１９の端部で絶縁被覆から
露出した導線は、総て絶縁材により覆われた状態とな
る。従って、仮に上記各電熱ヒータ５ａ、５ａ並びにこ
れら各電熱ヒータ５ａ、５ａに付属のハーネス１９の表
面に（雨天走行時に車室外から取り入れた外気中に混入
した雨滴等の）水滴が付着しても、漏電等の生じる事は
ない。従って、上記各電熱ヒータ５ａ、５ａ並びにこれ
ら各電熱ヒータ５ａ、５ａに付属のハーネス１９の設置
位置や設置方向に就いての考慮は不要となる。

【００２０】次に、上述の様な電熱ヒータ５ａ、５ａを
そのコア部２に組み込んだ暖房用熱交換器１ａを含んで
構成する、本発明の自動車用暖房装置の構成に就いて、
図９により説明する。自動車室内の暖房に供する為の空
気を流通させる為のダクト２２の上流端部に、このダク
ト２２内に送風する為の送風機２３を設けている。そし
て、このダクト２２の中間部にエバポレータ２４と上記
暖房用熱交換器１ａとを、上流側から順番に設けてい
る。又、この暖房用熱交換器１ａの側方にはバイパス流
路２５を、これら暖房用熱交換器１ａ及びバイパス流路
２５の上流側にはエアミックスドア２６を、それぞれ設
けている。このエアミックスドア２６は、上記暖房用熱
交換器１ａを通過する空気と上記バイパス流路２５を通
過する空気との割合を調節する事により、自動車室内に
吹き出す空気の温度を調整する為のものである。

【００２１】更に、上記ダクト２２の下流端部には、空
気調和用の空気をフロントガラスの内面に吹き出す為の
デフロスト吹き出し口（ＤＥＦ）２７と、同じく乗員の
上半身に向けて吹き出す為のベンチレーション吹き出し
口（ＶＥＮＴ）２８と、同じく足下に吹き出す為の足下
吹き出し口（ＦＯＯＴ）２９とを、それぞれ設けてい
る。これら各吹き出し口２７〜２９には、当該吹き出し
口２７〜２９を開閉する為のドアを設けている。自動車
室内の空気調和を行なう際には、これら各吹き出し口２
７〜２９のうちの少なくとも１個の吹き出し口を開き、
自動車室内に空気を吹き出す。

【００２２】特に、本発明の自動車用空気調和装置の場
合には、上記ダクト２２内で上記暖房用熱交換器１ａの
コア部２（図１）の風下側部分に、このコア部２を通過
した空気の温度を検出する温度センサ３０を設け、この
温度センサ３０の検出信号を制御器３１に入力してい
る。この制御器３１は、上記暖房用熱交換器１ａのコア
部２に組み込んだ電熱ヒータ５ａ、５ａへの通電を制御
するものである。又、図示の例の場合には上記制御器３
１に、自動車室外の外気温度を検出する外気温度センサ
３２の検出信号と、自動車室内の内気温度を検出する内
気温度センサ３３の検出信号と、バッテリー３４の残量
を検出する（実際には電圧で検出する）バッテリーセン
サ３５の検出信号と、エンジン３６の運転状態を検出す
る為のエンジン回転センサ３７の検出信号と、このエン
ジン３６の冷却水の温度を検出する水温センサ３８の検
出信号とを入力している。更に本例の場合、図示は省略
するが、上記各吹き出し口２７〜２９の開閉状態を表す
信号も、上記制御器３１に入力している。この様な各吹
き出し口２７〜２９の開閉状態を表す信号は、例えば、
自動車用空気調和装置本体の制御器から取り出せる。
又、上記バッテリー３４と制御器３１との間には自動車
用空気調和装置の始動・停止を制御する為の空調スイッ
チ３９を、上記エンジン３６のウォータジャケットと上
記暖房用熱交換器１ａとの間には、この暖房用熱交換器
１ａの伝熱管３、３（図１）内に冷却水を流通させる為
の冷却水配管４０を、それぞれ設けている。

【００２３】上述の様な構成を有する本発明の自動車用
空気調和装置を構成する上記制御器３１は、上記温度セ
ンサ３０の検出信号に基づき、上記コア部２を通過した
空気の温度が高い場合に、上記各電熱ヒータ５ａ、５ａ
への通電量を減少させるか若しくはこれら各電熱ヒータ
５ａ、５ａへの通電を停止する。又、上記制御器３１
は、上記外気温度センサ３２の検出信号に基づき、外気
温度が所定値以下の場合にのみ、上記各電熱ヒータ５
ａ、５ａへの通電を可能とする。又、上記制御器３１
は、上記バッテリーセンサ３５の検出信号に基づき、上
記バッテリー３４の残量が所定値（例えば９Ｖ）以上の
場合にのみ、上記各電熱ヒータ５ａ、５ａへの通電を可
能とする。又、上記制御器３１は、上記各吹き出し口２
７〜２９の開閉状態を表す信号に基づき、暖気吹き出し
を行なう可能性のある吹き出し状態の場合にのみ、上記
各電熱ヒータ５ａ、５ａへの通電を可能とする。更に、
上記制御器３１は、前記水温センサ３８の検出信号に基
づき、冷却水の温度が所定値以下の場合にのみ、上記各
電熱ヒータ５ａ、５ａへの通電を可能とする。尚、これ
ら各電熱ヒータ５ａ、５ａへの通電制御は、これら各電
熱ヒータ５ａ、５ａと上記バッテリー３４及びオルタネ
ータ４１との間に設けたリレースイッチ４２ａ、４２
ｂ、４２ｃを断接する事により行なう。

【００２４】次に、上述の様に構成する本発明の自動車
用熱交換器の作用に就いて、図１０〜１２により説明す
る。先ず、図１０に示した様に上記空調スイッチ３９を
閉じる（ＯＮする）と、ステップ１で上記各センサ３
２、３３、３５、３７、３８から送られてくる検出信号
に基づいて、環境条件を読み込む。そして、次のステッ
プ２〜６で、上記各電熱ヒータ５ａ、５ａに通電するか
否かを決定する。尚、これらステップ２〜６の順番は特
に問わないが、以下の説明は、図１０に示した順番に行
なう。

【００２５】先ず、ステップ２で、外気温度が所定値
（例えば１０℃）未満の場合には上記各電熱ヒータ５
ａ、５ａへの通電を可能とし、この所定値以上の場合に
は、他の条件に関係なく、これら各電熱ヒータ５ａ、５
ａへの通電を停止する。次に、ステップ３では、前記エ
ンジン３６が回転している場合にのみ上記各電熱ヒータ
５ａ、５ａへの通電を可能とし、エンジンが停止してい
る場合には、他の条件に関係なく、上記各電熱ヒータ５
ａ、５ａへの通電を停止する。これはオルタネータ４１
の停止時に、上記バッテリー３４に過度の負担をかけな
い為である。次に、ステップ４では、前記バッテリー３
４の残量が所定値以上の場合にのみ上記各電熱ヒータ５
ａ、５ａへの通電を可能とし、この残量が所定値未満の
場合には、他の条件に関係なく、上記各電熱ヒータ５
ａ、５ａへの通電を停止して、上記バッテリー３４が過
度に消耗するのを防止する。次に、ステップ５では、前
記各吹き出し口２７〜２９の開閉状態が、暖気吹き出し
を行なう可能性のある場合にのみ上記各電熱ヒータ５
ａ、５ａへの通電を可能とし、上記開閉状態が暖気吹き
出しを行なう可能性がない場合、即ち、自動車室内への
吹き出し口がベンチレーション吹き出し口である場合
や、前記冷却水配管４０の途中に設けた温水弁が閉じら
れている場合には、他の条件に関係なく、上記各電熱ヒ
ータ５ａ、５ａへの通電を停止する。

【００２６】尚、暖気吹き出しを行なう可能性のある開
閉状態とは、デフロスト吹き出し口２７が開放されてい
るＤＥＦモードの場合、又は足下吹き出し口２９が開放
されているＦＯＯＴモードの場合、又は足下吹き出し口
２９及びベンチレーション吹き出し口２８が開放されて
いるＢＩ／ＬＥＶＥＬモードの場合である。ベンチレー
ション吹き出し口２８のみが開放されているＶＥＮＴモ
ードの場合には暖気吹き出しを行なう可能性がないの
で、他の条件に関係なく、上記各電熱ヒータ５ａ、５ａ
への通電を停止する。更にステップ６では、前記ウォー
タジャケット内の冷却水の温度が所定値（例えば７０
℃）未満の場合にのみ上記各電熱ヒータ５ａ、５ａへの
通電を可能にし、上記冷却水の温度が所定値以上の場合
には、他の条件に関係なく、上記各電熱ヒータ５ａ、５
ａへの通電を停止する。又、上述の説明から明らかな通
り、上記各吹き出し口２７〜２９の開閉状態に対応させ
るのに代えて、或はこの開閉状態に対応させると共に、
冷却水配管４０の途中に設けた温水弁が閉じられている
場合には、他の条件に関係なく、上記各電熱ヒータ５
ａ、５ａへの通電を停止する制御を行なう事もできる。

【００２７】ステップ２〜６で、外気温が所定値未満で
あり、上記エンジン３６が運転状態にあり、バッテリー
の残量が所定値以上であり、上記各吹き出し口２７〜２
９の開閉状態が暖気吹き出しを行なう可能性のある状態
であり、冷却水の温度が所定値未満であると判断された
場合には、ステップ７で、上記各電熱ヒータ５ａ、５ａ
に通電する。

【００２８】上記ステップ７で上記各電熱ヒータ５ａ、
５ａに通電し、前記暖房用熱交換器１ａのコア部２の温
度が上昇したならば、次のステップ８で、前記送風機２
３の起動及び運転速度を制御する、ファン始動制御を行
なう。このファン始動制御は、上記コア部２の風下側直
後に設けた、前記温度センサ３０からの信号に基づい
て、図１１に示す様に行なう。即ち、この温度センサ３
０が検出する、上記コア部２の風下側直後部分の空気の
温度が所定値（例えば５０℃）を越えた状態で、上記送
風機２３を起動する。言い換えれば、風下側直後部分の
空気の温度が低い場合にはこの送風機２３を停止したま
まとし、冷たい空気が自動車室内に吹き出す事を防止す
る。そして、上記送風機２３を起動した後は、上記温度
センサ３０が検出する、上記コア部２を通過した吹き出
し空気温度が上記所定値に比べて大きく変動しない様
に、上記送風機２３の運転速度を調整すべく、この送風
機２３のモータに印加する電圧を制御する。

【００２９】この様にして上記送風機２３を起動させた
ならば、次のステップ９で、自動車室内を所望の温度
（ダッシュボードに設けた制御パネルで設定した目標温
度）にする為に必要とする、吹き出し空気の目標値を算
出する。次いで、次のステップ１０で、この目標値を得
る為に必要とする数だけ、上記各電熱ヒータ５ａ、５ａ
に通電する。即ち、前記制御器３１は、その時点で上記
温度センサ３０が検出する吹き出し空気温度と上記目標
値との差に基づき、前記リレースイッチ４２ａ、４２
ｂ、４２ｃを断接させる。即ち、図１２に示す様に、こ
の差が大きい場合には総てのリレースイッチ４２ａ、４
２ｂ、４２ｃを接続し、この差が小さくなる程接続する
リレースイッチ４２ａ、４２ｂ、４２ｃの数を減少させ
る。

【００３０】この様にして上記各電熱ヒータ５ａ、５ａ
の全部又は一部に通電する事により吹き出し空気の温度
を制御しつつ、ステップ１１で、コア部２を通過した吹
き出し空気温度が上記所定値に比べて大きく変動しない
様に、上記送風機２３の運転速度を調整すべく、上記図
１２に示す様に、この送風機２３のモータに印加する電
圧を制御する。本例の場合にこの様な送風機２３の運転
速度制御を、冷却水温度ではなく吹き出し空気温度によ
り行なうので、乗員の感覚にあった適正な制御を行なえ
る。

【００３１】そして、次のステップ１２で、吹き出し空
気の温度が目標値に達した否かを判断し、目標値に達し
たならば、総ての電熱ヒータ５ａ、５ａへの通電を停止
すべく、上記各リレースイッチ４２ａ、４２ｂ、４２ｃ
を総て開放する。その後は、周知構造を有する一般的な
自動車用空気調和装置と同様、図１２の右端部に示す様
に、前記エアミックスドア２６により、吹き出し空気の
温度を調整する。尚、上記吹き出し空気の温度が目標値
に達するまでは、上記エアミックスドア２６は前記バイ
パス流路２５を完全に閉じた状態としておく。目標値に
達していない場合には、再びステップ１に戻り、目標値
に達するまで、上述した作用を繰り返し行なう。

【００３２】本発明の自動車用暖房装置は、以上に述べ
た通り、吹き出し空気温度が目標値に達した状態では上
記各電熱ヒータ５ａ、５ａへの通電を停止する。一方、
エンジン３６の発熱量が少なく、しかも寒冷時であって
も、上記の目標値に達するまでの時間は、内気循環状態
で運転する事により、短くできる。即ち、前記ダクト２
２の上流端を自動車室内にのみ開放し、自動車室内から
取り入れた空気を循環させる事でこの自動車室内の暖房
を行なう様にすれば、上記エンジン３６の冷却水の温度
が十分に高くなくても、上記吹き出し空気温度を比較的
短時間で目標値にまで上昇させる事ができる。従って、
エンジン３６の発熱量が少なく、冷却水温度が十分に上
昇しない場合でも、上記各電熱ヒータ５ａ、５ａへの通
電を停止できて、前記バッテリー３４に過度の負担をか
ける事がなくなる。勿論、自動車室内の温度が十分に上
昇した後は、上記吹き出し空気温度の目標値が下がるの
で、上記各電熱ヒータ５ａ、５ａへの通電を停止したま
ま、上記ダクト２２内に外気を取り入れる事も可能にな
る。

【００３３】尚、本例の場合には、上記各電熱ヒータ５
ａ、５ａの発熱体として、前記抵抗体１３、１３を使用
しているので、これら各電熱ヒータ５ａ、５ａから冷却
水側に熱量を加え、この冷却水の温度上昇を促進させる
事もできる。前述した従来構造の様に、発熱体として正
特性サーミスタを使用した場合には、この発熱体の温度
を空気加温の為に必要とする以上に高くできないが、上
記抵抗体１３、１３の温度は加温空気の温度に関係なく
高くできる。そこで、内気循環のまま吹き出し空気の温
度を上昇させ、この吹き出し空気の温度が目標値に達し
た後に、冷却水の温度が所定値（例えば４０℃）以下の
場合に、上記各電熱ヒータ５ａ、５ａへの通電を継続す
る。即ち、吹き出し空気の加温の為に必要とする以上の
電力を供給し、これら各電熱ヒータ５ａ、５ａに隣接す
る伝熱管３、３内を流れる冷却水を加温して、この冷却
水の温度上昇を促進する事もできる。本例に使用する上
記各電熱ヒータ５ａ、５ａには、前述の様にヒューズ１
８を組み込んでいるので、これら各電熱ヒータ５ａ、５
ａの温度が過度に上昇し、合成樹脂製の前記ダクト２２
等を損傷する事は、確実に防止できる。

【００３４】次に、図１３〜１５は、本発明の実施の形
態の第２例を示している。本例に使用する各電熱ヒータ
５ｂ、５ｂは、抵抗体１３ａ、１３ａを、図１５の回路
図に示す様に、複数段（図示の例では３段）に区分して
いる。そして、リレースイッチ４２ａ、４２ｂ、４２ｃ
の断接に応じて、上記各抵抗体１３ａ、１３ａの全体又
は一部を発熱させる様にしている。従って、暖房用熱交
換器１ｂに組み込む複数枚（図示の例では３枚）の電熱
ヒータ５ｂ、５ｂが均等に発熱する。これに対して、上
述した第１例の場合には、何れかの電熱ヒータ５ａの全
体が発熱している場合に、他の電熱ヒータ５ａが全く発
熱していない状態がある。

【００３５】この様な相違に基づいて本例の場合には、
上記暖房用熱交換器１ｂのコア部２を通過する空気を均
一に加温して、吹き出し空気の温度むらを少なくできる
と言った、第１例の構造によっては得られない作用・効
果を奏する事ができる。その他の部分の構造及び作用
は、上述した第１例の場合と同様であるから、同等部分
には同一符号を付して、重複する説明を省略する。

【００３６】次に、図１６〜１７は、本発明の実施の形
態の第３〜４例を示している。前述した第１例に使用す
る電熱ヒータ５ａの場合は、ハーネスの端部を接続する
為の第一、第二の端子１６、１７を片端縁の両端部に設
けていた。これに対して、図１６に示した第３例の電熱
ヒータ５ｃの場合には、第一、第二の端子１６、１７
を、片端縁の一端部に設けている。更に、図１７に示し
た第４例の電熱ヒータ５ｄ場合には、第一、第二の端子
１６、１７を、一端部両端縁に設けている。

【００３７】次に、図１８は、本発明の実施の形態の第
５例を示している。本例の場合には、電熱ヒータ５ｅの
長さ方向両端縁部に円弧形の係止凹部４３を形成すると
共に、１対のヘッダ７ａ（７ｂ）の互いに対向する内側
面を構成するシートプレート１０に、弾性部材である板
ばね４４を装着している。そして、この板ばね４４と上
記係止凹部４３とを係合させる事により、前記接着剤１
５（図２）が硬化する以前に於いても、上記電熱ヒータ
５ｅがコア部２から抜け出る事を防止している。この様
な構造を採用する事により、上記接着剤１５として硬化
時間が長いものを使用しても、上記電熱ヒータ５ｅを抑
えておく為の治具が不要になる。又、上記板ばね４４は
上記電熱ヒータ５ｅと共に暖房用熱交換器に組み付けた
ままにできる為、上記接着剤１５が未硬化のうちに、こ
の暖房用熱交換器を出荷する事も可能になる。

【００３８】更に、図１９は、請求項７に対応する、本
発明の実施の形態の第６例を示している。本例の場合に
は、暖房用熱交換器１ｃがヒートポンプサイクルを構成
するコンデンサであり、各伝熱管３、３内を流れる流体
が冷媒蒸気である。この様な暖房用熱交換器１ｃは、例
えば電気自動車の室内暖房に使用する事が考えられる。
本発明の自動車用暖房装置は、この様な暖房用熱交換器
１ｃを組み込んだ構造でも実施できる。この場合に、ヒ
ートポンプサイクルに組み込むコンプレッサが小型であ
っても、低温時に十分な暖房効果を得られる。尚、従来
は、図２０に示す様な構造により、ヒートポンプサイク
ルを構成するコンデンサ４５に補助ヒータ４６を組み付
けていたが、この様な従来構造に比べて、図１９に示し
た構造は、全体を小型・軽量化できる。

【００３９】

【発明の効果】本発明は以上に述べた通り構成され作用
するので、暖房用流体の温度が低い場合にも十分な暖房
効果を得られ、しかもバッテリーに過度の負担をかけな
い自動車用暖房装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の第１例に組み込む暖房用
熱交換器を示す略斜視図。

【図２】図１のＡ部拡大斜視図。

【図３】電熱ヒータを取り出して示す略斜視図。

【図４】図３のＢ−Ｂ断面図。

【図５】同Ｃ−Ｃ断面図。

【図６】ハーネスの端部を接続した状態で示す、図５と
同様の図。

【図７】抵抗体の具体的形状を示す、電熱ヒータの側面
図。

【図８】電熱ヒータの回路図。

【図９】自動車用暖房装置の全体構成を示す略図。

【図１０】作用を示すフローチャート。

【図１１】送風機の始動制御状態を示す線図。

【図１２】吹き出し空気温度による電熱ヒータの通電制
御及び送風機の運転速度制御を示す線図。

【図１３】本発明の実施の形態の第２例の自動車用暖房
装置の全体構成を示す略図。

【図１４】第２例に使用する電熱ヒータの略斜視図。

【図１５】電熱ヒータの回路図。

【図１６】本発明の実施の形態の第３例に使用する電熱
ヒータの略斜視図。

【図１７】同第４例に使用する電熱ヒータの略斜視図。

【図１８】同第５例の部分略断面図。

【図１９】同第６例の斜視図。

【図２０】第５例に対応する従来構造を示す斜視図。

【図２１】従来構造の１例を示す要部斜視図。

【符号の説明】

１、１ａ、１ｂ、１ｃ暖房用熱交換器２コア部３、３ａ伝熱管４フィン５、５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ電熱ヒータ６蓋部材７ａ、７ｂヘッダ８入口管９出口管１０シートプレート１１ａ、１１ｂヘッダ本体１２絶縁体１３、１３ａ抵抗体１４絶縁層１５接着剤１６第一の端子１７第二の端子１８ヒューズ１９ハーネス２０保護チューブ２１絶縁材２２ダクト２３送風機２４エバポレータ２５バイパス流路２６エアミックスドア２７デフロスト吹き出し口２８ベンチレーション吹き出し口２９足下吹き出し口３０温度センサ３１制御器３２外気温度センサ３３内気温度センサ３４バッテリー３５バッテリーセンサ３６エンジン３７エンジン回転センサ３８水温センサ３９空調スイッチ４０冷却水配管４１オルタネータ４２ａ、４２ｂ、４２ｃリレースイッチ４３係止凹部４４板ばね４５コンデンサ４６補助ヒータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】自動車室内の暖房に供する為の空気を流
通させる為のダクトと、このダクト内に送風する為の送
風機と、このダクト内に設けられて上記空気を加温する
為の暖房用熱交換器とを備え、この暖房用熱交換器は、
互いに間隔をあけて配置した１対のヘッダと、それぞれ
の両端開口部をこれら各ヘッダ内に通じさせた複数の伝
熱管を有し、上記両ヘッダ同士の間に設けられたコア部
と、このコア部を構成する何れかの伝熱管同士の間に配
置された電熱ヒータとを備えたものである自動車用暖房
装置に於いて、上記ダクト内で上記コア部の風下側部分
に設けられ、このコア部を通過した空気の温度を検出す
る温度センサと、この温度センサの検出信号に基づいて
上記電熱ヒータへの通電を制御する制御器とを備え、こ
の制御器は、上記コア部を通過した空気の温度が高い場
合に、上記電熱ヒータへの通電量を減少させるか若しく
はこの電熱ヒータへの通電を停止する事を特徴とする自
動車用暖房装置。
【請求項２】外気温度を検出する外気温度センサの検
出信号を制御器に入力し、この制御器は、外気温度が所
定値未満の場合にのみ電熱ヒータへの通電を可能とす
る、請求項１に記載した自動車用暖房装置。
【請求項３】エンジンの回転状態を検出するエンジン
回転センサの検出信号を制御器に入力し、この制御器
は、上記エンジンが回転している場合にのみ電熱ヒータ
への通電を可能とする、請求項１〜２の何れかに記載し
た自動車用暖房装置。
【請求項４】バッテリーの残量を検出するバッテリー
センサの検出信号を制御器に入力し、この制御器は、バ
ッテリーの残量が所定値以上の場合にのみ電熱ヒータへ
の通電を可能とする、請求項１〜３の何れかに記載した
自動車用暖房装置。
【請求項５】ダクトの下流端から自動車室内に空気を
吹き出す吹き出し口を表す信号を制御器に入力し、この
制御器は、暖気吹き出しを行なう可能性のある吹き出し
状態の場合にのみ電熱ヒータへの通電を可能とする、請
求項１〜４の何れかに記載した自動車用暖房装置。
【請求項６】暖房用熱交換器を構成する各伝熱管内に
流れる流体が自動車用エンジンの冷却水であり、この冷
却水の温度を検出する水温センサの検出信号を制御器に
入力し、この制御器は、この冷却水の温度が所定値未満
の場合にのみ上記電熱ヒータへの通電を可能とする、請
求項１〜５の何れかに記載した自動車用暖房装置。
【請求項７】暖房用熱交換器がヒートポンプサイクル
を構成するコンデンサであり、各伝熱管内を流れる流体
が冷媒蒸気である、請求項１〜５の何れかに記載した自
動車用暖房装置。
【請求項８】暖房用熱交換器に組み込む電熱ヒータ
は、絶縁体の表面に抵抗体の薄膜を添着し、この抵抗体
を絶縁層により被覆したものである、請求項１〜７の何
れかに記載した自動車用暖房装置。
【請求項９】電熱ヒータの長さ方向両端縁部に係止凹
部を形成すると共に、１対のヘッダの互いに対向する内
側面に弾性部材を装着し、これら弾性部材と上記係止凹
部とを係合させる事により、上記電熱ヒータがコア部か
ら抜け出る事を防止した、請求項１〜８の何れかに記載
した自動車用暖房装置。