(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の屋根の外側部分から雪を溶かすための装置であって、
降水センサと、
周囲温度センサと、
表面温度センサと、
前記屋根に埋め込まれた電気ヒータであって、前記電気ヒータは、前記屋根の熱伝導性層の上面と断熱層の上面との間に配設されており、
前記熱伝導性層は、
前記屋根と共に事前に形成された熱伝導性クリップ、電線路と、
溶接または熱伝導性接着剤によって前記屋根に貼り付けられた熱伝導性クリップ、電線路と、
加熱ケーブルが内部に埋め込まれ、事前に配線された熱伝導性ポリマー基板のアセンブリであって、前記屋根内に形成されたレシーバとともに、ねじ、ボルト、またはクリップによって、前記屋根の下側に固定されるアセンブリと、
のうちの少なくとも１つを含み、
前記屋根の前記断熱層が、前記車両の客室または貨物室側を覆うように取り付けられ、前記客室または前記貨物室への熱伝導を最小化するように構成されている、
電気ヒータと、
前記電気ヒータを作動および作動解除させるように構成されたプログラマブルコントローラであって、
遮断表面温度およびプログラムモジュールのセットを格納するためのメモリユニットと、
前記プログラムモジュールのセットを実行するプロセッサと、
を含み、
前記プログラムモジュールのセットが、
前記プロセッサによって実行される入力モジュールであって、
前記車両の外側の周囲温度に関する情報を前記周囲温度センサを介して受信し、
前記車両の外側の降水の存在および不存在のうちの一方に関する情報を前記降水センサを介して受信し、
前記車両の外側部分の表面温度に関する情報を前記表面温度センサを介して受信するように構成された、入力モジュールと、
前記プロセッサによって実行されるヒータ制御モジュールであって、
前記電気ヒータを、前記表面温度が前記遮断表面温度よりも高いことに基づいて作動解除させ、
前記電気ヒータを、
前記周囲温度が水の氷点よりも低いこと、および、前記車両の外側に降水が存在することに基づいて作動させ、それにより前記屋根上の雪および／または氷を溶かすように構成されたヒータ制御モジュールと、
を備える、
プログラマブルコントローラと、
を備える、装置。
【請求項２】
前記電気ヒータが、オルタネータおよびリモート電源のうちの少なくとも１つにリレーを介して電気的に結合されている、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記電気ヒータが、前記屋根の下側と内部屋根との間に挟まれた複数の加熱ケーブルを含み、前記複数の加熱ケーブルが、
前記リモート電源から電力を受信し、
前記熱伝導性層を介して、前記車両の前記外側部分に熱を伝導的に伝達し、それにより前記屋根の前記外側部分から前記雪を溶かすように構成されている、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
車両の屋根の外側部分から雪を溶かす方法であって、
遮断表面温度およびプログラムモジュールのセットをメモリユニットに格納することと、
前記車両の外側の周囲温度に関する情報を周囲温度センサから、入力モジュールを実行するプロセッサによって受信することと、
前記車両の外側の降水の存在および不存在のうちの一方に関する情報を降水センサから、前記入力モジュールを実行する前記プロセッサによって受信することと、
前記車両の外側部分の表面温度に関する情報を表面温度センサから、前記入力モジュールを実行する前記プロセッサによって受信することと、
前記表面温度が前記遮断表面温度よりも高いことに基づいて、前記電気ヒータを、ヒータ制御モジュールを実行する前記プロセッサによって作動解除させることと、
前記屋根に埋め込まれた電気ヒータを作動させることであって、前記電気ヒータは、前記屋根の熱伝導性層の上面と断熱層の上面との間に配設されており、
前記熱伝導性層は、
前記屋根と共に事前に形成された熱伝導性クリップ、電線路と、
溶接または熱伝導性接着剤によって前記屋根に貼り付けられた熱伝導性クリップ、電線路と、
加熱ケーブルが内部に埋め込まれ、事前に配線された熱伝導性ポリマー基板のアセンブリであって、前記屋根内に形成されたレシーバとともに、ねじ、ボルト、またはクリップによって、前記屋根の下側に固定されるアセンブリと、
のうちの少なくとも１つを含み、
前記屋根の前記断熱層が、前記車両の客室または貨物室側を覆うように取り付けられ、前記客室または前記貨物室への熱伝導を最小化するように構成されている、電気ヒータを、
前記周囲温度が水の氷点よりも低いこと、および、前記車両の外側に降水が存在することに基づいて、前記ヒータ制御モジュールを実行する前記プロセッサによって作動させ、それにより前記屋根から前記雪を溶かすことと、
を含む、方法。
【請求項５】
前記電気ヒータが、オルタネータおよびリモート電源のうちの少なくとも１つにリレーを介して電気的に結合されている、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記電気ヒータが、前記屋根の下側と内部屋根との間に挟まれた複数の加熱ケーブルを含み、前記複数の加熱ケーブルが、
前記リモート電源から電力を受信し、
前記熱伝導性層を介して、前記車両の前記外側部分を伝導的に加熱し、それにより前記屋根の前記外側部分から前記雪を溶かすように構成されている、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
車両の屋根の外側部分から雪を溶かすための装置であって、
降水センサと、
周囲温度センサと、
表面温度センサと、
前記屋根に埋め込まれた温水ヒータであって、前記温水ヒータは、前記屋根の熱伝導性層の上面と断熱層の上面との間に配設されており、
前記熱伝導性層は、
前記屋根と共に事前に形成された熱伝導性クリップと、
溶接または熱伝導性接着剤によって前記屋根に貼り付けられた熱伝導性クリップと、
加熱管が内部に埋め込まれた熱伝導性ポリマー基板のアセンブリであって、前記屋根内に形成されたレシーバとともに、ねじ、ボルト、またはクリップによって、前記屋根の下側に固定されるアセンブリと、
のうちの少なくとも１つを含み、
前記屋根の前記断熱層が、前記車両の客室または貨物室側を覆うように取り付けられ、前記客室または前記貨物室への熱伝導を最小化するように構成されている、
温水ヒータと、
前記温水ヒータを作動および作動解除させるように構成されたプログラマブルコントローラであって、
遮断表面温度およびプログラムモジュールのセットを格納するためのメモリユニットと、
前記プログラムモジュールのセットを実行するプロセッサと、
を含み、
前記プログラムモジュールのセットが、
前記プロセッサによって実行される入力モジュールであって、
前記車両の外側の周囲温度に関する情報を前記周囲温度センサを介して受信し、
前記車両の外側の降水の存在および不存在のうちの一方に関する情報を前記降水センサを介して受信し、
前記車両の外側部分の表面温度に関する情報を前記表面温度センサを介して受信するように構成された、入力モジュールと、
前記プロセッサによって実行されるヒータ制御モジュールであって、
前記温水ヒータを、前記表面温度が前記遮断表面温度よりも高いことに基づいて作動解除させ、
前記温水ヒータを、
前記周囲温度が水の氷点よりも低いこと、および、前記車両の外側に降水が存在することに基づいて作動させ、それにより前記屋根上の雪および／または氷を溶かすように構成されたヒータ制御モジュールと、
を備える、
プログラマブルコントローラと、
を備える、装置。
【請求項８】
前記温水ヒータが、前記車両のラジエータに電気ポンプを介して連結されている、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記温水ヒータが、前記屋根の下側と内部屋根との間に挟まれた複数の加熱管を含み、前記複数の加熱管が、
前記ラジエータから、加熱された水および加熱されたラジエータクーラントのうちの少なくとも一方を受け取り、
前記加熱された水および加熱されたラジエータクーラントのうちの少なくとも一方を循環させ、それにより前記熱伝導性層を介して、前記屋根の前記外側部分に熱を伝導的に伝達するように構成されている、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
車両の屋根の外側部分から雪を溶かす方法であって、
遮断表面温度およびプログラムモジュールのセットをメモリユニットに格納することと、
前記車両の外側の周囲温度に関する情報を周囲温度センサから、入力モジュールを実行するプロセッサによって受信することと、
前記車両の外側の降水の存在および不存在のうちの一方に関する情報を降水センサから、前記入力モジュールを実行する前記プロセッサによって受信することと、
前記車両の外側部分の表面温度に関する情報を表面温度センサから、前記入力モジュールを実行する前記プロセッサによって受信することと、
前記表面温度が前記遮断表面温度よりも高いことに基づいて、前記温水ヒータを、ヒータ制御モジュールを実行する前記プロセッサによって作動解除させることと、
前記屋根に埋め込まれた温水ヒータを作動させることであって、前記温水ヒータは、前記屋根の熱伝導性層の上面と断熱層の上面との間に配設されており、
前記熱伝導性層は、
前記屋根と共に事前に形成された熱伝導性クリップと、
溶接または熱伝導性接着剤によって前記屋根に貼り付けられた熱伝導性クリップと、
加熱管が内部に埋め込まれた熱伝導性ポリマー基板のアセンブリであって、前記屋根内に形成されたレシーバとともに、ねじ、ボルト、またはクリップによって、前記屋根の下側に固定されるアセンブリと、
のうちの少なくとも１つを含み、
前記屋根の前記断熱層が、前記車両の客室または貨物室側を覆うように取り付けられ、前記客室または前記貨物室への熱伝導を最小化するように構成されている、温水ヒータを、
前記周囲温度が水の氷点よりも低いこと、および、前記車両の外側に降水が存在することに基づいて、前記ヒータ制御モジュールを実行する前記プロセッサによって作動させ、それにより前記屋根から前記雪を溶かすことと、
を含む、方法。
【請求項１１】
前記温水ヒータが、前記車両のラジエータに電気ポンプを介して連結されている、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記温水ヒータが、前記屋根の下側と内部屋根との間に挟まれた複数の加熱管を含み、前記複数の加熱管が、
前記ラジエータから、加熱された水および加熱されたラジエータクーラントのうちの少なくとも一方を受け取り、
前記加熱された水および加熱されたラジエータクーラントのうちの少なくとも一方を循環させ、それにより前記熱伝導性層を介して、前記屋根の前記外側部分に熱を伝導的に伝達するように構成されている、請求項１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本特許出願は、２０１６年１２月２０日に出願された米国出願第１５／３８４，４６５号の利益を主張するものであり、この米国出願はさらに、２０１５年１２月２１日に出願された米国仮出願第６２／２７０，３５１号の利益を主張するものである。上記仮出願は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、車両外部の雪および氷を溶かすための方法および装置に関し、より具体的には、車両の外部内に固定された加熱要素によって、車両の外部の雪または氷を溶かしてそれらの堆積を防止するための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
寒冷気候では、車両の外部に堆積した雪および／または氷が、多くの様々な状況で問題となることがある。放っておくと、このような堆積が人および貨物の輸送を遅らせる、あるいはさらには停止させることがあり、最悪の場合、多くの命が失われ、および／またはかなりの金額の損失を払うことになるであろう。
【０００４】
実際、車両は、多くの場合、空力および安全工学を踏まえて設計される。企業およびその技術者は、例えば、自動車および航空機の空力および安全設計に多くの資源を費やす。そのような輸送車両の外部に堆積したごく微量の雪または氷も、そのような空力および安全設計に悪影響を及ぼし、操作性を低下させる可能性がある。
【０００５】
現在、航空業界は、離陸前に航空機を除氷するための除氷化合物に何百万ドルも費やしている。それらの使用は注意深く監視する必要があり、遅延時には、再使用さえも必要となる。
【０００６】
そのようなシステムを有しない自動車の所有者は、多くの場合、自動車外部の雪および氷を手で除去せざるを得ない。言うまでもなく、そのような除去は容易でも、快適でもない。多くの寒冷気候の州の法律が変更されたために、そのような雪／氷の除去は、今は義務である。雪／氷を除去しない運転手は、そのような雪／氷を除去せずに危険な走行条件を引き起こしたことで出頭を命じられる／違反切符を切られる可能性がある。
【０００７】
多くの車両が、窓用の自動雪／氷除去システムを備える一方で、車両外部のためのそのような装置または方法論は現在存在しない。以上のことから分かるように、これまで満足されなかった、または解決されなかったニーズがある。
【発明の概要】
【０００８】
したがって、本発明は、車両の頂部内に固定された加熱要素によって、車両外部への雪および氷の堆積を防止するための、ならびに／または車両の頂部に堆積した雪および氷を溶かす、方法および装置を提供することに関する。加熱要素は、電気放射加熱ケーブルまたは温水放射加熱管からなる。
【０００９】
本発明により教示されるように、電気ヒートシステムは、リモート電源、車両電源、または両方を使用して機能するようにオプション化され得る。さらに、本発明により教示されるように、温水ヒートシステムは、ラジエータまたはエンジンブロックからの高温流体（水／グリコール溶液）を加熱媒体として利用する。
【００１０】
本発明は、温度センサおよび降水センサからの環境フィードバックを使用して、雪および氷の自動溶解を可能にする。これらのセンサは、車両の環境／エンジン管理システムに統合されてもよい、および／または融雪システムの一部として設置された別個のセンサであってもよい。
【００１１】
本発明の一実施形態では、車両上の雪および／または氷を溶かすための装置は、降水センサ、表面温度センサ、周囲温度センサ、ヒータ、およびプログラマブルコントローラを備える。プログラマブルコントローラは、遮断表面温度Ｔｃおよびプログラムモジュールのセットを格納するメモリユニットを備える。プログラマブルコントローラは、プログラムモジュールのセットを実行するプロセッサをさらに備える。プログラムモジュールのセットは、入力モジュールおよびヒータ制御モジュールを備える。プロセッサによって実行される入力モジュールは、車両の外側の周囲温度Ｔａに関する情報を周囲温度センサを介して受信するように構成されている。さらに、プロセッサによって実行される入力モジュールは、車両の外側の降水の存在および不存在のうちの一方に関する情報を降水センサを介して受信するように構成されている。さらに、プロセッサによって実行される入力モジュールは、車両の外側部分の表面温度Ｔｓに関する情報を表面温度センサを介して受信するように構成されている。プロセッサによって実行されるヒータ制御モジュールは、表面温度Ｔｓが遮断表面温度Ｔｃよりも高いことに基づいて、ヒータを作動解除させるように構成されている。さらに、ヒータ制御モジュールは、周囲温度Ｔａが水の氷点よりも低いこと、および車両の外側に降水が存在することに基づいてヒータを作動させ、それにより、ヒータが作動したときに生成される熱によって車両上の雪および／または氷を溶かすように構成されている。
【００１２】
本発明の一実施形態では、ヒータは、電気ヒータおよび温水ヒータのうちの少なくとも１つである。電気ヒータは、車両の外側部分に配設され、１つのリレーまたは複数のリレーを介して電源に電気的に結合された複数の加熱ケーブルを含み、複数の加熱ケーブルは、電源から電力を受信して車両の外側部分を加熱し、車両上の雪および／または氷を溶かすように構成されている。さらに、温水ヒータは、車両の外側部分に配設され、車両のラジエータに電気ポンプを介して連結された複数の加熱管を含み、温水ヒータは、ラジエータまたはエンジンブロックのジャケットからの加熱されたエンジンクーラントまたは温水のうちの少なくとも一方を受け取り、加熱されたエンジンクーラントまたは温水を循環させ、それにより車両の外側部分に熱を伝達するように構成されている。
【００１３】
本発明の一実施形態では、車両上の雪および／または氷を溶かす方法、この装置は、遮断表面温度およびプログラムモジュールのセットをメモリユニットに格納することを含む。さらに、方法は、車両の外側の周囲温度に関する情報を周囲温度センサから、入力モジュールを実行するプロセッサによって受信することを含む。さらに、方法は、車両の外側の降水の存在および不存在のうちの一方に関する情報を降水センサから、入力モジュールを実行するプロセッサによって受信することを含む。さらに、方法は、車両の外側部分の表面温度に関する情報を表面温度センサから、入力モジュールを実行するプロセッサによって受信することを含む。さらに、方法は、表面温度が遮断表面温度よりも高いことに基づいて、ヒータを、ヒータ制御モジュールを実行するプロセッサによって作動解除させることを含む。さらに、方法は、特定の安全装置がトリガされることに基づいて、ヒータ制御モジュールを実行するプロセッサによって作動解除させることを含む。さらに、方法は、周囲温度が水の氷点よりも低いこと、および車両の外側に降水が存在することに基づいてヒータを、ヒータ制御モジュールを実行するプロセッサによって作動させ、それにより車両上の雪および／または氷を溶かすことを含む。
【００１４】
本発明は、その特徴および利点を含め、添付図面を参照しながら以下の詳細な説明からより明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の様々な実施形態による、車両の雪および／または氷を溶かすための装置のブロック図である。
【００１６】
【図２】本発明の様々な実施形態による、電気ヒータのブロック図である。
【００１７】
【図３】本発明の様々な実施形態による、車両の雪および／または氷を溶かすための装置内の複数の加熱ケーブルの配置の例示的な図である。
【００１８】
【図４】本発明の様々な実施形態による、電気放射加熱ケーブルおよびそのような加熱要素が内部に存在する周囲の車両の構造の断面の例示的な図である。
【００１９】
【図５】本発明の様々な実施形態による、温水ヒータのブロック図である。
【００２０】
【図６】本発明の様々な実施形態による、車両の雪および／または氷を溶かすための、温水ヒータベースの装置の実装例の例示的な図である。
【００２１】
【図７】本発明の様々な実施形態による、温水放射加熱管およびそのような加熱要素が内部に存在する周囲の車両の構造の断面の例示的な図である。
【００２２】
【図８】本発明のさらに別の実施形態による、車両外部の雪および／または氷を溶かす方法のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１〜８は、車両の外部内に固定された加熱要素によって車両の外部の雪および／または氷を溶かす、またはそのような雪および／もしくは氷の堆積を防止するための方法および装置を示す。当然のことながら、車両は、乗用車（例えば、車、トラック、バン、バス、ミニバン、スポーツユーティリティービークル（ＳＵＶ）、クロスオーバービークルなど）、貨物車（例えば、トラック、バン、ボックストラックなど）、貨物トレーラ（すなわち、セミトレーラ）、列車、または人もしくは貨物が輸送され得る、ならびに／または雪および／もしくは氷の堆積がそのような輸送に損害を与える任意の他の輸送方式を含み得ることを理解すべきである。
【００２４】
本発明は、その趣旨または本質的な特徴を逸脱することなく、他の特定の形態に具体化され得ることが予想される。記載される実施形態は、すべての点で例示的であるに過ぎず、限定的ではないと考えるべきである。したがって、本発明の範囲は、前述の説明によってではなく、添付の特許請求の範囲によって示される。特許請求の範囲と均等の意味および範囲内で行われるすべての変更は、特許請求の範囲内に包含される。本発明の実施形態について、図面を参照しながら以下に説明する。
【００２５】
図１は、本発明の様々な実施形態による、車両の外部の雪および／または氷を溶かすための装置１００のブロック図である。装置１００は、ボディ制御モジュール１０５、プログラマブルコントローラ１１０、およびヒータ１１５を備える。
【００２６】
ボディ制御モジュール１０５は、車両の一部をなす構成要素であり、降水センサ１２０、表面温度センサ１２５、および周囲温度センサ１３０を備える。一実施例では、降水センサ１２０は、光学センサである。別の実施例では、降水センサ１２０は、ＴＲＷ−Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅのモデル７８０３光学検知システムである。別の実施例では、表面温度センサ１２５は、サーミスタおよび熱電対のうちの少なくとも１つである。一実施例では、表面温度１２５は、ＱＴＩのモデルＱＴ０６０２４Ａセンサである。さらに別の実施例では、周囲温度センサ１３０は、ＱＴＩのモデルＱＴ０６００５センサである。
【００２７】
さらに、装置はプログラマブルコントローラ１１０を備える。プログラマブルコントローラ１１０は、ヒータ１１５を作動および作動解除させるように構成されている。プログラマブルコントローラ１１０は、遮断表面温度Ｔｃおよびプログラムモジュールのセットを格納するメモリユニット１４０を備える。プログラマブルコントローラ１１０は、プログラムモジュールのセットを実行するプロセッサ１３５をさらに備える。プログラムモジュールのセットは、入力モジュール１４５およびヒータ制御モジュール１５０を備える。プロセッサ１３５によって実行される入力モジュール１４５は、車両の外側の周囲温度Ｔａに関する情報を周囲温度センサ１３０を介して受信するように構成されている。さらに、プロセッサ１３５によって実行される入力モジュール１４５は、車両の外側の降水の存在および不存在のうちの一方に関する情報を降水センサ１２０を介して受信するように構成されている。さらに、プロセッサ１３５によって実行される入力モジュール１４５は、車両の外側部分の表面温度Ｔｓに関する情報を表面温度センサ１２５を介して受信するように構成されている。プロセッサによって実行されるヒータ制御モジュール１５０は、表面温度Ｔｓが遮断表面温度Ｔｃよりも高いことに基づいて、ヒータ１１５を作動解除させるように構成されている。さらに、プロセッサによって実行されるヒータ制御モジュールは、特定の安全装置がトリガされることに基づいて、ヒータを作動解除させるように構成されている。さらに、ヒータ制御モジュール１５０は、周囲温度Ｔａが水の氷点よりも低いこと、および車両の外側に降水が存在することに基づいて、ヒータ１１５を作動させ、それにより車両上の雪および／または氷を溶かすように構成されている。車両上の雪および／または氷は、ヒータ１１５が作動したときに生成される熱のために溶ける。
【００２８】
ヒータ１１５は、電気ヒータおよび温水ヒータのうちの少なくとも１つである。電気ヒータは、車両の外側部分に配設され、リレー（図示せず）を介して電源（図示せず）に電気的に結合された複数の加熱ケーブル（図示せず）を備える。電気ヒータは、電源から電力を受信して車両の外側部分を加熱し、車両上の雪および／または氷を溶かすように構成されている。電気ヒータのブロック図を図２に例示している。
【００２９】
ここで図２を参照すると、プログラマブルコントローラ２０５は、制御信号を送信することによって複数のリレー２１０を制御する。複数のリレー２１０は、複数の加熱ケーブル２１５を、車両内のオルタネータ２２０およびリモート電源２２５のうちの一方に接続する。リモート電源２２５は、発電機および家庭用電源のうちの少なくとも１つである。
【００３０】
前述のように、プログラマブルコントローラ２０５は、表面温度Ｔｓ、周囲温度Ｔａ、および降水に関する情報を車両内のボディ制御モジュール２３０から受信する。周囲温度Ｔａが華氏３２度（水の氷点）よりも低く、かつ降水が存在する場合、プログラマブルコントローラ２０５は複数のリレー２１０に、電力をオルタネータ２２０およびリモート電源２２５のうちの１つから複数の加熱ケーブル２１５に送って、それにより複数の加熱ケーブル２１５を作動させるように命令する。表面温度Ｔｓが遮断表面温度Ｔｃよりも高い場合、プログラマブルコントローラ２０５は複数のリレー２１０に、複数の加熱ケーブル２１５をオルタネータ２２０およびリモート電源２２５の両方から切り離し、それにより複数の加熱ケーブル２１５を作動解除させるように命令する。さらに、特定の安全装置がトリガされると、コントローラが複数のリレーに、複数の加熱ケーブルをオルタネータおよびリモート電源（複数可）の両方から切り離し、それにより複数の加熱ケーブルを作動解除させるように命令する。一実施例では、ユーザーは、オルタネータ２２０およびリモート電源２２５のうちの１つを選択して、電力を電源セレクタ２３５を介して複数の加熱ケーブル２１５に供給することができる。ユーザーによって少なくとも１つの入力が電源セレクタ２３５に提供されることに応じて、複数のリレー２１０が、電力をオルタネータ２２０およびリモート電源２２５のうちの１つから複数の加熱ケーブル２１５に送る。車両における複数の加熱ケーブル２１５の配置の例示的な図を図３に示す。
【００３１】
ここで図３を参照すると、複数の加熱ケーブル３０５が、車３００の屋根に配置されている。複数の加熱ケーブル３０５は、電源（図示せず）に電気的に結合された複数のリレー３１０から電力を受信する。車両の外部に配設された複数の加熱ケーブル３０５のうちの１つの加熱ケーブルの例示的な図を図４に示す。
【００３２】
ここで図４を参照すると、加熱ケーブル４１０は、加熱ケーブル４１０と屋根４０５との間の熱伝達を最大化するように、車両の屋根４０５の直下に固定されている。加熱ケーブル４１０は、熱伝導性固定層４１５で所定の位置に固定されている。さらに、加熱ケーブル４１０は、熱伝導性充填材層４２５によって、他の加熱ケーブルから分離されている。熱伝導性固定層４１０は、屋根４０５と共に事前に形成された熱伝導性クリップおよび／または電線路と、溶接または熱伝導性接着剤によって（上述のように）屋根４０５に貼り付けられた、熱伝導性クリップおよび／または電線路と、加熱ケーブル４１０が内部に埋め込まれた、事前に配線された熱伝導性ポリマー（または他の材料）基板のアセンブリであって、屋根４０５内に形成されたレシーバ（受領部）とともに、ねじ、ボルト、またはクリップによって屋根４０５の下側に固定される、アセンブリと、のうちの少なくとも１つを備える。さらに、屋根４０５）の外部に向かう熱分布を制御するために、断熱材の層４３０が、車両の客室または貨物室側を覆うように取り付けられている。断熱材の層４３０は、客室または貨物室への熱伝導を最小化する。
【００３３】
一実施例では、加熱ケーブル４１０は、屋根４０５の下側と内部屋根４３５との間に挟まれている。屋根４０５と内部屋根４３５との間の空間は、熱分布を促進するために、熱伝導性充填材層４２５で充填されている。断熱材の層４３０は、車両の客または貨物室側を覆うように取り付けられている。
【００３４】
図３に戻ると、さらなる例として、複数の加熱ケーブル３０５が、車両のボディから屋根構造を支持する複数の支柱（参照番号なし）を介して複数のリレー３１０に接続されている。複数の支柱は、複数の加熱ケーブル３０５と複数のリレー３１０との間に必要な配線を引くための経路として利用される。貨物車では、複数の加熱ケーブル３０５と複数のリレー３１０との間の配線は、貨物車の内側または外側に装着された保護電線路内に引かれる。
【００３５】
図１に戻ると、一実施例では、ヒータ１１５は、温水ヒータである。温水ヒータは、複数の加熱管を備える。温水ヒータのブロック図が図５に例示されている。
【００３６】
ここで図５を参照すると、プログラマブルコントローラ５０５は、制御信号を送信することによってポンプ５１０を制御する。ポンプ５１０は、複数の加熱管５１５を車両のラジエータ５２０に接続する。ラジエータ５２０は、加熱されたエンジンクーラントを含んでいる。前述のように、プログラマブルコントローラ５０５は、表面温度Ｔｓ、周囲温度Ｔａ、および降水に関する情報を車両内のボディ制御モジュール５２５から受信する。周囲温度Ｔａが華氏３２度（水の氷点）よりも低く、かつ降水が存在する場合、プログラマブルコントローラ５０５はポンプ５１０に、ラジエータ５２０からの加熱された水および加熱されたクーラント液のうちの１つを複数の加熱管５１５に送り込んで、それにより複数の加熱管５１５を加熱するように命令する。表面温度Ｔｓが遮断表面温度Ｔｃよりも高い場合、プログラマブルコントローラ５０５はポンプ５１０に、加熱された水および加熱されたクーラント液のうちの１つをラジエータ５２０から複数の加熱管５１５に送り込むことを止めるように命令する。ポンプ５１０および複数の加熱管５１５が、温水ヒータを形成する。温水ヒータは、ラジエータまたはエンジンブロックのジャケットから加熱されたエンジンクーラントを受け取り、加熱されたエンジンクーラントを循環させ、それにより車両の外側部分に熱を伝達するように構成されている。車両内の複数の加熱管５１５の配置の例示的な図を図６に示す。
【００３７】
ここで図６を参照すると、複数の加熱管６０５が、車６００の屋根に配置されている。複数の加熱管６０５は、ポンプ６１０から加熱された水または加熱されたクーラント液を受け取る。車両の外部に配設された複数の加熱管６０５のうちの１つの加熱管の例示的な図を図７に示す。
【００３８】
ここで図７を参照すると、加熱管７１０は、加熱管７１０と屋根７０５との間の熱伝達を最大化するように、車両の屋根７０５の直下に固定されている。加熱管７１０は、熱伝導性固定層７１５で所定の位置に固定されている。さらに、加熱管７１０は、熱伝導性充填材層７２５によって、他の加熱管から分離されている。熱伝導性固定層７１０は、屋根７０５と共に事前に形成された熱伝導性クリップと、溶接または熱伝導性接着剤によって（上述のように）屋根７０５に貼り付けられた、熱伝導性クリップと、加熱管７１０が内部に埋め込まれた熱伝導性ポリマー（または他の材料）基板のアセンブリであって、屋根７０５内に形成されたレシーバとともに、ねじ、ボルト、またはクリップによって屋根７０５の下側に固定される、アセンブリと、のうちの少なくとも１つを備える。さらに、屋根７０５）の外部に向かう熱分布を制御するために、断熱材の層７３０が、車両の客室または貨物室側を覆うように取り付けられている。断熱材の層７３０は、客室または貨物室への熱伝導を最小化する。
【００３９】
一実施例では、加熱管７１０は、屋根７０５の下側と内部屋根７３５との間に挟まれている。屋根７０５と内部屋根７３５との間の空間は、熱分布を促進するために、熱伝導性充填材層７２５で充填されている。断熱材の層７３０が、車両の客または貨物室側を覆うように取り付けられている。
【００４０】
図６に戻ると、さらなる例として、複数の加熱管６０５が、車両のボディから屋根構造を支持する複数の支柱（参照番号なし）を介してポンプ６１０に接続されている。複数の支柱は、複数の加熱管６０５とポンプ６１０との間に必要な配管を引くための経路として利用される。貨物車では、複数の加熱管６０５とポンプ６１０との間の配管は、貨物車の内側または外側に装着された保護配線管内に引かれる。
【００４１】
図８は、本発明の様々な実施形態による、車両外部の雪および／または氷を溶かすための方法８００のフロー図である。方法８００は、工程８０５で開始する。
【００４２】
工程８１０では、プロセッサによって実行される入力モジュールが、車両の外側の周囲温度Ｔａに関する情報を周囲温度センサを介して、車両の外側の降水の存在および不存在のうちの一方に関する情報を降水センサを介して、および車両の外側部分の表面温度Ｔｓに関する情報を表面温度センサを介して、受信する。
【００４３】
工程８１０では、プロセッサが、周囲温度Ｔａを水の氷点と比較する。さらに、プロセッサは、降水が存在するかどうかを確認する。周囲温度Ｔａが水の氷点以下の場合で、かつ降水が存在する場合、プロセッサは工程８２０を実行する。そうでなければ、プロセッサは、工程８１０を再び実行する。
【００４４】
工程８２０では、ヒータ制御モジュールがヒータを作動させ、それにより車両上の雪および／または氷を溶かす。
【００４５】
工程８２５では、プロセッサが、表面温度Ｔｓが遮断表面温度Ｔｃよりも高いかどうかを確認する。表面温度Ｔｓが遮断表面温度Ｔｃよりも高い場合、プロセッサは、工程８３５を実行する。そうでなければ、プロセッサは、工程８３０を実行する。
【００４６】
工程８３５では、プロセッサによって実行されるヒータ制御モジュールが、表面温度Ｔｓが遮断表面温度Ｔｃよりも高いことに基づいて、ヒータを作動解除させる。
【００４７】
方法８００は、工程８３０で終了する。図８に示された方法の工程のサイクルは、クロックタイマー、事前に設定された時間間隔、またはプロセッサの命令に基づいて繰り返され得ることを理解すべきである。
【００４８】
上述のように、車両の例は、車、トラック、バン、バス、ミニバン、スポーツユーティリティービークル（ＳＵＶ）、クロスオーバービークル、トレーラトラック、および列車を含むが、これらに限定されない。方法８００は、雪を溶かす装置で実施される。装置は、ボディ制御モジュール、プログラマブルコントローラ、およびヒータを備える。ボディ制御モジュールは、車両の一部をなす構成要素であり、降水センサ、表面温度センサ、および周囲温度センサを備える。一実施例では、降水センサは、光学センサである。別の実施例では、降水センサは、ＴＲＷ−Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅのモデル７８０３光学検知システムである。別の実施例では、表面温度センサは、サーミスタおよび熱電対のうちの少なくとも１つである。一実施例では、表面温度は、ＱＴＩのモデルＱＴ０６０２４Ａセンサである。さらに別の実施例では、周囲温度センサは、ＱＴＩのモデルＱＴ０６００５センサである。さらに、装置は、プログラマブルコントローラを備える。プログラマブルコントローラは、ヒータを作動および作動解除させるように構成されている。プログラマブルコントローラは、遮断表面温度Ｔｃおよびプログラムモジュールのセットを格納するメモリユニットを備える。プログラマブルコントローラは、プログラムモジュールのセットを実行するプロセッサをさらに備える。プログラムモジュールのセットは、入力モジュールおよびヒータ制御モジュールを備える。
【００４９】
前述の説明は、本発明の例示的な実施形態を含んでいる。以上、本発明の例示的な実施形態について説明したが、開示は単なる例示に過ぎず、様々な他の変形、適応および変更が本発明の範囲内でなされ得ることを当業者は留意すべきである。方法の工程を特定の順序で単に列挙または番号付けすることは、その方法の工程の順序にいかなる制限も構成しない。前述の説明に提示される教示の恩恵を受ける、本発明に関連する技術分野の当業者は、本発明の多くの変更および他の実施形態を想到するであろう。本明細書において特定の用語が使用されているが、それらは包括的かつ説明のための意味でのみ使用されており、限定する目的で使用されているものではない。したがって、本発明は、本明細書に例示された特定の実施形態に限定されない。
【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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