(57)【要約】【課題】立ち上がりが早く効率的な暖房を得ることが可能な電気自動車用の暖房を実現する。【解決手段】通電開始の立ち上がり時は、立ち上がりの補助ヒータとして、立ち上がりの早いタングステンフィラメントの第１の管型ヒータを通電させ、立ち上がり後はニクロムフィラメントの第２の管型ヒータを通電させるようにした。これにより、立ち上がりの遅い第２の管型ヒータの立ち上がりを早めることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリーを走行用モータの電源とするとともに暖房器の電源とした電気自動車用暖房装置において、
前記暖房器は、立ち上がり時は温度の立ち上がり速度の速い第１の管形ヒータを、立ち上がり後は発熱効率の高い第２の管形ヒータを用いたことを特徴とする電気自動車用暖房装置。
【請求項２】
前記第１の管形ヒータは、フィラメントがタングステンであり、前記第２の管形ヒータは、フィラメントが電熱線であることを特徴とする請求項１記載の電気自動車用暖房装置。
【請求項３】
前記電熱線のフィラメントは、ニクロムまたは鉄−クロムであることを特徴とする請求項２記載の電気自動車用暖房装置。
【請求項４】
前記第１の管型ヒータに供給する電力を、第２の管型ヒータに供給する電力よりも大きくしたことを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の電気自動車用暖房装置。
【請求項５】
前記第２の管型ヒータが所定の温度以上であった場合は、前記第１の管型ヒータを駆動しないことを特徴とする請求項１〜４いずれかに記載の電気自動車用暖房装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、搭載したバッテリーに基づきモータを駆動させて走行を行う電気自動車用電気自動車用暖房装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電気自動車用暖房装置は、ニクロム線を利用したシーズヒータによる電気ヒータを用いて暖房が行われている。（例えば、特許文献１）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３２４６５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記した特許文献１の技術は、ニクロム線の特性からヒータとしての立ち上がりに時間がかかり、車内の暖房効果が得られるまでには相当の時間を要してしまう、という問題があった。
【０００５】
この発明の目的は、立ち上がりが早く効率的な暖房を得ることが可能な電気自動車用暖房装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記した課題を解決するために、この発明の電気自動車用暖房装置は、バッテリーを走行用モータの電源とするとともに暖房器の電源とした電気自動車用暖房装置において、前記暖房器は、立ち上がり時は温度の立ち上がり速度の速い第１の管形ヒータを、立ち上がり後は発熱効率の高い第２の管形ヒータを用いたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、立ち上がり時は立ち上がり特性のよい第１の管形ヒータで、立ち上がり後は電力効率のよい第２の管形ヒータでの暖房としたことにより効率的な暖房を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の電気自動車用暖房装置に関する一実施形態について説明するための構成図である。
【図２】図１の要部の構成図である。
【図３】図１、図２の動作について説明するためのフローチャートである。
【図４】図１、図２の第１および第２の管型ヒータの制御信号について説明するための説明図である。
【図５】図１、図２の第１および第２の管型ヒータの温度変化について説明するための説明図である。
【図６】タングステンフィラメントとニクロムフィラメントによる管型ヒータのランプ強度について説明するための説明図である。
【図７】この発明の電気自動車用暖房装置に関する他の実施形態について説明するためのフローチャートである。
【図８】図７に基づく動作説明図である。
【図９】この発明の電気自動車用暖房装置に関するもう一つの他の実施形態について説明するためのフローチャートである。
【図１０】図９に基づく動作説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１０】
図１、図２は、この発明の電気自動車用暖房装置に関する一実施形態について説明するための、図１はシステム構成図、図２は図１の要部について説明するための構成図である。
【００１１】
図１において、１１は車載用のバッテリーであり、このバッテリー１１は、スイッチＳＷを介して制御部１２に供給する。制御部１２には、車内温度センサ１３と車外温度センサ１４から必要な温度情報が供給される。また、制御部１２からは、異なるフィラメントからなる第１の管型ヒータＬ１と第２の管型ヒータＬ２で構成されるヒータユニット１５を駆動させるための制御信号が出力される。この制御信号に基づいて第１および第２の管型ヒータＬ１，Ｌ２は、両方あるいは第２の管型ヒータＬ２が駆動される状態となる。
【００１２】
ここで、第１の管型ヒータＬ１と第２の管型ヒータＬ２のそれぞれについて、図２とともにさらに詳しく説明する。
【００１３】
第１の管型ヒータＬ１は、管型白熱電球の一種であるハロゲンランプである。第１の管型ヒータＬ１は、例えば放射透過性を有する石英ガラス製等のバルブ１０１を有する。バルブ１０１の内部には、耐火性金属の電気抵抗線の一例であるタングステン製のフィラメント１０２が熱源として同心状に収容される。このフィラメント１０２は、バルブ１０１内で軸方向に複数配設されたモリブデン製のアンカー１０３により、バルブ１０１に対する同心状態が保持される。
【００１４】
また、バルブ１０１内には、微量のハロゲン物質たとえば臭素Ｂｒや塩素Ｃｌとの混合物とともに、アルゴンＡｒや窒素Ｎ２等の不活性ガスが、常温２５℃で約０．９×１０５Ｐａの圧力で封入してある。バルブ１０１の軸方向の両端は、封止部１０４，１０５が形成される。封止部１０４，１０５内にはバルブ１０１と膨張係数が近似した導電性の例えばＭｏ（モリブデン）で形成された矩形箔状の金属箔１０６，１０７をそれぞれ埋設している。
【００１５】
金属箔１０６の一端には、一端がフィラメント１０２に接続されたインナーリード１０８の他端が、金属箔１０７の一端には、一端がフィラメント１０２に接続されたインナーリード１０９の他端がそれぞれ接続される。金属箔１０６の他端は、電力を供給するための図示しないアウターリードを介して接続リード１５１に、金属箔１０７の他端は、電力を供給するための図示しないアウターリードを介して接続リード１５２にそれぞれ接続される。
【００１６】
第２の管型ヒータＬ２は、管型白熱電球の一種である電熱線ランプである。第２の管型ヒータＬ２は、例えば放射透過性を有する石英ガラス製等のバルブ２０１を有する。バルブ２０１の内部には、耐火性金属の電熱線の一例であるニクロム製のフィラメント２０２が熱源として同心状に収容される。このフィラメント２０２は、バルブ２０１内で軸方向に複数配設されたモリブデン製のアンカー２０３により、バルブ２０１に対する同心状態が保持される。
【００１７】
バルブ２０１の軸方向の両端は、封止部２０４，２０５が形成される。封止部２０４，２０５内にはバルブ２０１と膨張係数が近似した導電性の例えばＭｏ（モリブデン）で形成された矩形箔状の金属箔２０６，２０７をそれぞれ埋設している。
【００１８】
金属箔２０６の一端には、一端がフィラメント２０２に接続されたインナーリード２０８の他端が、金属箔２０７の一端には、一端がフィラメント２０２に接続されたインナーリード２０９の他端がそれぞれ接続される。金属箔２０６の他端は、電力を供給するための図示しないアウターリードを介して接続リード１５３に、金属箔２０７の他端は、電力を供給するための図示しないアウターリードを介して第１の管型ヒータＬ１と共通の接続リード１５２にそれぞれ接続される。
【００１９】
１５４，１５５は、第１および第１の管型ヒータＬ１，Ｌ２を並列して配設させるとともに、支持部に支持させるためのステアタイトなどのセラミックスからなる直方体形状の絶縁性のベース部材である。リード線１５１と第１の管型ヒータＬ１の一端それにリード線１５３と第１の管型ヒータＬ２の一端はベース部材１５４内で電気的に接続される。また、リード線１５２と第１および第２の管型ヒータＬ１，Ｌ２の他端は、ベース部材１５５内で電気的に接続される。
【００２０】
図３〜図５は、図１、図２の動作について説明するための、図３はフローチャート、図４は第１および第２の管型ヒータの制御信号について説明するための説明図、図５は第１および第２の管型ヒータの温度変化について説明するための説明図である。
【００２１】
まず、制御部１２は、スイッチＳＷがオンかオフかを判断し（Ｓ１）、オンであれば、制御部１２は、図４（ａ）〜（ｃ）の波形がＬ１／Ｌ２のオンの時点で全て１レベルとなる。これにより、第１および第２の管型ヒータＬ１，Ｌ２はオンし、図５に示すように、第１および第２の管型ヒータＬ１，Ｌ２が駆動する（Ｓ２）。
【００２２】
第１の管型ヒータＬ１は、バルブ１０１内に封入された封入物の作用により、２．０秒程度という短時間に所望の温度、例えば６０度に達する。これに対し、第２の管型ヒータＬ２は、ニクロム線の特性から６０秒程度の時間がかかることとなる。
【００２３】
制御部１２は、第２の管型ヒータＬ２が第１の管型ヒータＬ１と同様の温度となったかを判断する（Ｓ３）。第２の管型ヒータＬ２が第１の管型ヒータＬ１と同様の温度となる６０秒経過後の制御部１２は、第１の管型ヒータＬ１をオフし（Ｓ４）、第２の管型ヒータＬ２の駆動だけとする。
【００２４】
ところで、第１の管型ヒータＬ１は、ハロゲンランプであり、このランプのランプ強度は、波長が１０００ｎｍ付近では高いものの、水（＝人体）の吸収しやすい波長２６００ｎｍ付近の赤外線域では第２の管型ヒータＬ２の方が高くなる。つまり、水が吸収しやすい第２の管型ヒータＬ２は、第１の管型ヒータＬ１に比してランプ強度が２０％程度高いことになる。これは、暖房効果が高いことを意味している。
【００２５】
従って、立ち上がり時は、温度上昇の早い第１の管型ヒータＬ１で第２の管型ヒータＬ２を加熱させることで第２の管型ヒータＬ２の立ち上がりを早め、立ち上がり後は、第２の管型ヒータＬ２を使用することにより、暖房効果を高めることができる。
【００２６】
なお、制御部１２のランプユニット１５の制御は、図４に示す制御信号に基づくものである。しかし、第２の管型ヒータＬ２では、立ち上がり後に車内温度センサ１３や外気温度センサ１４からの温度情報に基づいて第２の管型ヒータＬ２を所望の温度にするためのオン・オフ制御が行われる。
【００２７】
この実施形態では、通電開始の立ち上がり時は、立ち上がりの補助ヒータとして、立ち上がりの早いタングステンフィラメントの第１の管型ヒータを通電させ、立ち上がり後はニクロムフィラメントの第２の管型ヒータを通電させて立ち上がりを向上させることができる。また、２６００ｎｍにおける赤外線のランプ強度の第２の管型ヒータを使用することにより暖房効率の上昇させることができる。
【００２８】
図７、図８は、この発明の電気自動車用暖房装置に関する他の実施形態について説明するための、図７はフローチャート、図８は動作説明図である。図７、図８について図１、図２を参照しながら説明する。なお、以下各実施形態においても、上記した実施形態と同一の説明においては同一の符号を付して説明する。
【００２９】
この実施形態は、図７のステップＳ２において、第１の管型ヒータＬ１の電力を大きくしたものである。
【００３０】
この場合、図８に示すように立ち上がり時に第１の管型ヒータＬ１の電力を第２の管型ヒータＬ２よりも大きくしたことで、所望の温度になる時間も早めることができるばかりか、加熱温度も上昇することから、第２の管型ヒータＬ２が所望の温度に達する時間の短縮化も図ることができる。
【００３１】
図９、図１０は、この発明の電気自動車用暖房装置に関するもう一つ他の実施形態について説明するための、図９はフローチャート、図１０は動作説明図である。図９、図１０について図１、図２とともに説明する。
【００３２】
この実施形態は、第２の管型ヒータＬ２がオフされて時間が経たずに、このヒータが加熱された状態の場合におけるランプユニット１５を効率的に制御するものである。
【００３３】
すなわち、制御部１２は、図１では図示していないランプ温度センサから温度情報に基づき、所定の温度以上かを判断し（Ｓ２）、例えば３０℃以上であった場合は第２の管型ヒータＬ２をいきなり駆動させる（Ｓ３）。これにより、図１０に示すように、立ち上がり後の時間が例えば２０．０秒程度となる。
【００３４】
ステップＳ２において第２の管型ヒータＬ２の温度が所定温度以下であった場合は、ステップＳ４〜Ｓ６の、図３におけるステップＳ２〜Ｓ４までの同じルーチンで処理される。
【００３５】
この実施形態の場合は、第２の管型ヒータＬ２がオフされてからあまり時間が経っていない場合において、第１の管型ヒータＬ１の動作と無駄な電力の消耗を避けることが可能となる。
【００３６】
なお、この場合に第１の管型ヒータＬ１を動作させた場合は、さらに早くなることが考えられるが、バッテリーからの無駄な電力を抑えることに重点をおいた場合は、所定の温度以上に場合に、第１の管型ヒータＬ１を動作させないことは有効である。
【００３７】
この発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、例えば第２の管型ヒータＬ２のフィラメントはニクロム線としたが、鉄−クロムの合金製でも構わない。また、第１および第２の管型ヒータＬ１，Ｌ２を支持させるためのベース板１５４，１５５は、ただ単に金属端子であっても構わない。
【符号の説明】
【００３８】
１１  バッテリー
１２  制御部
１３  車内温度センサ
１４  車外温度センサ
１５  ヒータユニット
ＳＷ  スイッチ
Ｌ１  第１の管型ヒータ
Ｌ２  第２の管型ヒータ
１０２  フィラメント（タングステン）
２０２  フィラメント（ニクロム）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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