(57)【要約】【課題】  自動車２の乗員室６を温める自動車用暖房装置１において、エンジン３の始動前又は始動直後であっても十分な暖房効果を得ることができ、且つ暖房を目的とする新たな電気や燃料等の消費を抑制することのできる自動車用暖房装置１を提供する。【解決手段】  自動車用暖房装置１が、乗員室６に配置された少なくとも１つの蓄熱材１１と、蓄熱材１１の放熱を開始させる少なくとも１つのトリガー装置１２と、内燃機関３から蓄熱材１１に排熱を伝達する熱媒回路４、１３を有しており、自動車２の運転時に、熱媒回路４、１３を介して蓄熱材１１に内燃機関３の排熱を蓄熱し、内燃機関３の始動前又は始動直後に、トリガー装置１２の作動により対応する蓄熱材１１の放熱を開始するように構成した。【選択図】図１
2013147117.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車の乗員室を温める自動車用暖房装置において、
前記自動車用暖房装置が、前記乗員室に配置された少なくとも１つの蓄熱材と、前記蓄熱材の放熱を開始させる少なくとも１つのトリガー装置と、内燃機関から前記蓄熱材に排熱を伝達する熱媒回路を有しており、
前記蓄熱材が、ゲル状のまま過冷却状態で蓄熱し、前記トリガー装置の動作により潜熱を放出して結晶化するとともに、その後の再加熱により再びゲル状となり過冷却状態で蓄熱することを反復するものであり、
前記自動車の運転時に、前記熱媒回路を介して前記蓄熱材に前記内燃機関の排熱を蓄熱し、
前記内燃機関の始動前又は始動直後に、前記トリガー装置の作動により対応する前記蓄熱材の放熱を開始するように構成したことを特徴とする自動車用暖房装置。
【請求項２】
少なくとも１つの前記トリガー装置が、前記乗員室内に配置された座席の座面に設置されており、
前記座面に外力が働いた際に、前記トリガー装置が作動し対応する前記蓄熱材の放熱を開始するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の自動車用暖房装置。
【請求項３】
少なくとも１つの前記トリガー装置が、前記自動車の扉の開閉機構、前記扉のロックの開閉機構、又は乗降用のアシストグリップに設置したスイッチと連動するように設置されており、
前記スイッチに連動して、前記トリガー装置が作動し対応する前記蓄熱材の放熱を開始するように構成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の自動車用暖房装置。
【請求項４】
前記自動車用暖房装置が、
前記自動車のイグニッションをＯＮとした際に、前記トリガー装置が作動せず放熱を開始していない蓄熱材から、前記熱媒回路を介して前記内燃機関に熱エネルギーを伝達するように構成した制御機構を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の自動車用暖房装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の主に乗員室を温める自動車用暖房装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車は、車内における乗員の環境を快適にするために、乗員室内の温度を制御するエアコン及び温度制御装置を有している（例えば特許文献１参照）。具体的には、自動車は、冬季に乗員室内を暖める自動車用暖房装置（ヒータ）として、エンジン冷却水を利用したヒータ、セラミックヒータ、又はガスバーナ等を有している。
【０００３】
しかしながら、従来の自動車用暖房装置はいくつかの問題点を有している。第１に、エンジン冷却水を利用したヒータは、冬季のエンジン始動前又は始動直後に、乗員室内を十分に暖めることが困難であるという問題を有している。これは、エンジンから排熱を得られないためである。
【０００４】
第２に、キーレスエントリー等により、自動車の運転開始よりも所定の時間前にエンジンを始動し、エンジンから排熱を得られるようにした場合、乗員室内の暖房は可能となるが、燃費が悪化してしまうという問題を有している。これは、エンジンの排熱を得る目的のために、燃料が消費されるからである。
【０００５】
第３に、セラミックヒータ又はガスバーナ等を利用したヒータは、外部エネルギー（電気又は燃料等）を利用するため暖房コストが上昇するという問題を有している。これは、暖房コストが、電気を利用する場合はその購入費用が必要となり、燃料を利用する場合は燃費が悪化するという形で現れるからである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−２１８９７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、その目的は、自動車の乗員室を温める自動車用暖房装置において、エンジンの始動前又は始動直後であっても十分な暖房効果を得ることができ、且つ暖房を目的とする新たな電気や燃料等の消費を抑制することのできる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】
【０００８】
上記の目的を達成するための本発明に係る自動車用暖房装置は、自動車の乗員室を温める自動車用暖房装置において、前記自動車用暖房装置が、前記乗員室に配置された少なくとも１つの蓄熱材と、前記蓄熱材の放熱を開始させる少なくとも１つのトリガー装置と、内燃機関から前記蓄熱材に排熱を伝達する熱媒回路を有しており、前記蓄熱材が、ゲル状のまま過冷却状態で蓄熱し、前記トリガー装置の動作により潜熱を放出して結晶化するとともに、その後の再加熱により再びゲル状となり過冷却状態で蓄熱することを反復するものであり、前記自動車の運転時に、前記熱媒回路を介して前記蓄熱材に前記内燃機関の排熱を蓄熱し、前記内燃機関の始動前又は始動直後に、前記トリガー装置の作動により対応する前記蓄熱材の放熱を開始するように構成したことを特徴とする。
【０００９】
この構成により、内燃機関（エンジン）の始動前又は始動直後で、エンジンから十分な
排熱を得られない場合であっても、乗員室を温め、乗員の運転環境を快適にすることができる。つまり、十分な暖房効果を得ることができる。また、蓄熱材への蓄熱を、その運転以前（前日等）の内燃機関の排熱により行っているため、暖房を目的とする新たな電気や燃料等の消費を抑制することができる。つまり、暖房コストの上昇を抑制することができる。
【００１０】
上記の自動車用暖房装置において、少なくとも１つの前記トリガー装置が、前記乗員室内に配置された座席の座面に設置されており、前記座面に外力が働いた際に、前記トリガー装置が作動し対応する前記蓄熱材の放熱を開始するように構成したことを特徴とする。
【００１１】
この構成により、自動車用暖房装置は、暖房を開始するためのパネル操作等を要することなく、運転室を温め、乗員の運転環境を快適にすることができる。乗員の乗車動作の中で、トリガー装置が、ＯＮとなるように構成しているためである。
【００１２】
上記の自動車用暖房装置において、少なくとも１つの前記トリガー装置が、前記自動車の扉の開閉機構、前記扉のロックの開閉機構、又は乗降用のアシストグリップに設置したスイッチと連動するように設置されており、前記スイッチに連動して、前記トリガー装置が作動し対応する前記蓄熱材の放熱を開始するように構成したことを特徴とする。
【００１３】
この構成により、上記と同様の作用効果を得ることができる。特に、乗員の乗車動作の中で、トリガー装置又はトリガー装置を作動するスイッチが、ＯＮとなるように構成しているためである。
【００１４】
上記の自動車用暖房装置において、前記自動車用暖房装置が、前記自動車のイグニッションをＯＮとした際に、前記トリガー装置が作動せず放熱を開始していない蓄熱材から、前記熱媒回路を介して前記内燃機関に熱エネルギーを伝達するように構成した制御機構を有することを特徴とする。この構成により、例えば助手席等に乗員が乗らない場合は、助手席側に設置した蓄熱材の熱エネルギーを内燃機関の暖機に使用することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る自動車用暖房装置によれば、エンジンの始動前又は始動直後であっても十分な暖房効果を得ることができ、且つ暖房を目的とする新たな電気や燃料等の消費を抑制することのできる自動車用暖房装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る実施の形態の自動車用暖房装置の概略を示した図である。
【図２】本発明に係る実施の形態の自動車用暖房装置の蓄熱制御の概略を示した図である。
【図３】本発明に係る実施の形態の自動車用暖房装置の放熱制御の概略を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る実施の形態の自動車用暖房装置１について、図面を参照しながら説明する。図１に、本発明に係る実施の形態の自動車用暖房装置（以下、暖房装置という）１及び暖房装置１を備えた自動車２の概略を示す。自動車２は、内燃機関（以下、エンジンという）３と、エンジン３を冷却するための第１熱媒回路４と、エンジンの制御等を行うＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）５と、乗員室６と、暖房装置１を有している。この第１熱媒回路４は、後述する第２熱媒回路１３と熱エネルギーの授受を行う熱交換器７を有している。
【００１８】
暖房装置１は、乗員室６内のシート８の座面９等に設置した少なくとも１つの蓄熱材１１と、蓄熱材１１の放熱を開始させる少なくとも１つのトリガー装置１２と、蓄熱材１１にエンジン３の排熱を供給する第２熱媒回路１３と、第２熱媒回路１３の熱媒循環を制御するポンプ１４を有している。
【００１９】
また、暖房装置１は、座席（シート）８の座面９又は乗員室内の温度を検知するための温度センサ１５と、温度センサ１５の情報をＥＣＵ５に伝達する信号線１０ａと、ＥＣＵ５からポンプ１４の制御を行うための信号線１０ｂを有している。更に、暖房装置１は、第１熱媒回路４の熱媒の温度を監視するための水温センサ１６と、水温センサ１６の情報をＥＣＵ５に伝達する信号線１０ｃを有している。
【００２０】
なお、水温センサ１６は、従来の自動車２に設置されているものを利用してもよい。また、第１熱媒回路４及び第２熱媒回路１３を総称して、熱媒回路という。
【００２１】
次に、蓄熱材１１について説明する。この蓄熱材１１は、ゲル状のまま過冷却状態で蓄熱し、トリガー装置１２の作動により潜熱を放出して結晶化するとともに、その後の再加熱により再びゲル状となり過冷却状態で蓄熱することを反復することのできるものである。具体的には、この蓄熱材１１は、酢酸ナトリウム、チオ硫酸ナトリウム、又は塩化カルシウムの内、少なくとも１つを含むものである。
【００２２】
ここで、トリガー装置１２は、蓄熱材１１の潜熱放出を開始するきっかけとなる構成を有していればよく、蓄熱材１１に機械的又は電気的な刺激を与えるなど、周知の構成を利用することができる。
【００２３】
また、蓄熱材１１の設置場所は、シート８の座面９に限らず乗員室８内であれば任意の場所に設置することができる。具体的には、袋状物又はタンク等に封入した蓄熱材１１を、シート背面、乗員室床面、乗員室側壁面、乗員室天井面等に設置することができる。また、乗員室８内に設置する蓄熱材１１は、１つに限られず、複数の場所に設置することができる。
【００２４】
次に、自動車用暖房装置１の制御について説明する。図２に、自動車２の運転中に行われる蓄熱制御の概略を示す。この制御は、自動車２のイグニッションがＯＮとなった際に開始される（スタートＳ１０）。まず、蓄熱材１１の放熱の有無を検知する（ヒータ動作検知ステップＳ１１）。蓄熱材１１の放熱が開始されている場合、第１熱媒回路４の水温センサ１６でエンジン３の冷却水の水温を計測し（水温計側ステップＳ１２）、この水温からエンジン３の暖機運転が完了しているか否かを判断する（暖機完了判断ステップＳ１３）。具体的には、冷却水の水温が、例えば８０℃等の予め定めた温度を超えた場合に暖機運転が完了したものと判断する。
【００２５】
暖機運転が完了した際、第２熱媒回路１３のポンプ１４を作動させ、第１熱媒回路４から蓄熱材１１に熱エネルギーを供給する（蓄熱開始ステップＳ１４）。これは、エンジン３の暖機運転が完了する前は、第１熱媒回路４から効率よく熱エネルギーを取り出せないためである。また、自動車２の走行においては、暖機が完了した状態でエンジン３に仕事をさせる方が望ましいためである。なお、暖機が完了した後は、エンジン３の温度を予め定めた範囲内に抑えるため、エンジン３の冷却を積極的に行う必要がある。
【００２６】
その後、乗員室６内の温度等が例えば２０℃等の予め設定された温度を超えた場合、暖房が完了したとして（暖房完了判断ステップＳ１５）、ポンプ１４を停止し、蓄熱材１１への熱エネルギーの供給を停止し（蓄熱終了ステップＳ１６）、蓄熱制御を終了する（リターンＳ１７）。以上より、暖房装置１は、自動車走行中に上記のステップを繰り返し、
蓄熱材１１への蓄熱と、蓄熱材１１から乗員室６への放熱（乗員室６の暖房）を同時に行うことができる。
【００２７】
図３に、自動車２の走行前に行われる放熱制御の概略を示す。この制御は、自動車２のイグニッションがＯＦＦとなり、予め定めた時間が経過した際に開始される（スタートＳ２０）。例えば冬季の早朝に、まず、乗員が自動車２への乗り込みを開始する（乗車ステップＳ２１）。この乗車の動作により、シート８、自動車２の扉の開閉機構、扉のロックの開閉機構、又は乗降用のアシストグリップ等に設置したスイッチが作動し（スイッチ作動ステップＳ２２）、このスイッチに連動したトリガー装置１２が作動する（トリガー作動ステップＳ２３）。このトリガー装置１２の作動により、蓄熱材１１の放熱が開始される（放熱開始ステップＳ２４）。放熱制御は、この放熱の開始により終了する（リターンＳ２５）。
【００２８】
このとき、蓄熱材１１は、前日等の自動車２の走行により蓄熱され、過冷却状態となった液体状である。つまり、エンジン始動前または始動直後における乗員室６の暖房は、前日等の自動車２の走行時に回収したエンジンの排熱で行うことができる。この蓄熱材１１は、エンジン始動後であってエンジンの暖機が完了した後に、蓄熱制御により熱エネルギーの供給を受ける（蓄熱開始ステップＳ１４、図２参照）。
【００２９】
ここで、トリガー装置１２は、スイッチを介して作動するように構成しているが、本発明はこの構成に限られない。つまり、トリガー装置は、スイッチ等を介さずに直接作動するように構成することもできる。例えば、図１に示す様に、乗員がシート８に着座した際に、トリガー装置１２が直接作動し、蓄熱材１１の放熱を開始するように構成してもよい。また、キーレスエントリー等の信号により、スイッチを介して、又は介さずにトリガー装置を作動させるように構成することもできる。
【００３０】
前述の構成により、本発明の自動車用暖房装置は、以下の作用効果を得ることができる。第１に、自動車用暖房装置は、エンジンの始動前又は始動直後でエンジンから十分な排熱を得られない場合であっても、乗員室を温め、乗員の運転環境を快適にすることができる。つまり、十分な暖房効果を得ることができる。
【００３１】
第２に、自動車用暖房装置は、蓄熱材への蓄熱をその運転以前のエンジンの排熱により行っているため、暖房を目的とする新たな電気や燃料等の消費を抑制することができる。つまり、暖房コストの上昇を抑制することができる。ここで、蓄熱材への熱エネルギーの供給は、熱媒回路４、１３を介して行われる。
【００３２】
第３に、自動車用暖房装置は、暖房を開始するためのパネル操作等を要することなく、運転室を温め、乗員の運転環境を快適にすることができる。乗員の乗車動作の中で、トリガー装置又はトリガー装置を作動するスイッチが、ＯＮとなるように構成しているためである。
【００３３】
なお、自動車用暖房装置は、複数のスイッチに対して、複数のトリガー装置の内の任意のものが対応するように構成してもよい。具体的には、運転席側のシート、扉の開閉機構、扉のロックの開閉機構又はアシストグリップ等のスイッチと、運転席側のシート等に設置した蓄熱材のトリガー装置が連動するように構成することができる。このときは、助手席側のシート等に設置した蓄熱材のトリガー装置は作動しない。
【００３４】
上記のように構成した場合、作動しなかったトリガー装置に対応する蓄熱材の熱エネルギーをエンジンの暖機に利用することができる。また、エンジンの速やかな暖機により燃費を向上することができる。具体的には、例えば、自動車のイグニッションをＯＮとした
際に、トリガー装置が作動せず放熱を開始していない蓄熱材から、熱媒回路４、１３（第２熱媒回路１３及び第１熱媒回路４）を介してエンジンに熱エネルギーを供給するように制御することができる（暖機制御）。このとき、第２熱媒回路は、予め設置した弁等の制御により、放熱を開始していない蓄熱材からのみ、エンジンに熱エネルギーを供給するように構成することが望ましい。
【００３５】
ここで、自動車用暖房装置の蓄熱制御（図２参照）、放熱制御（図３参照）、及び前述の暖機制御は、従来自動車に搭載しているＥＣＵ又は新たに設置した制御機構により実現することができる。
【００３６】
また、暖房が不要となる夏季は、トリガー装置の作動を停止させるように構成することが望ましい。具体的には、トリガー装置とスイッチの間と信号線を不通状態としたり、又は蓄熱制御が行われないようにして実現することができる。更に、本発明の自動車用暖房装置は、従来、自動車に搭載されている暖房装置と併用することが可能である。
【符号の説明】
【００３７】
１     自動車用暖房装置
２     自動車
３     内燃機関（エンジン）
４     第１熱媒回路
６     乗員室
８     座席（シート）
９     座面
１１   蓄熱材
１２   トリガー装置
１３   第２熱媒回路
【図１】
2013147117.tif 000003
【図２】
2013147117.tif 000004
【図３】
2013147117.tif 000005