(57)【要約】【課題】エンジン停止後に、バッテリの電力を使用せずに、エンジンルームの冷却に使う電力源にエンジンの廃熱から得られた電力を利用するできるようにする。【解決手段】車両用冷却システムを構成する、エンジンルームを冷却するためのラジエータファン１４と、このラジエータファン１４を駆動するモータ２０と、エンジン１２から排出される熱エネルギを電気エネルギに変換し、ラジエータファン１４のモータ２０に電力を供給する熱電発電装置２４と、車両の主電源であるバッテリ１８と熱電発電装置２４とで選択的に電源を切り替えるための電源切替スイッチ２６と、を具備する。【選択図】図１
2009179308.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両用空調システムの乾燥、またはエンジンルームやエンジン部品の冷却を促進するために動作するファン、ポンプなどの作動機器と、
前記作動機器を駆動するモータと、
エンジンから排出される熱エネルギを電気エネルギに変換し、前記モータに電力を供給する熱電発電装置と、
車両の主電源であるバッテリと前記熱電発電装置とで選択的に電源を切り替えるための電源切替スイッチと、
を具備することを特徴とする車両用空調システムまたは車両用冷却システムの補助装置。
【請求項２】
車両用冷却システムを構成する、ラジエータファンと、
前記ラジエータファンを駆動するモータと、
エンジンから排出される熱エネルギを電気エネルギに変換し、前記ラジエータファンのモータに電力を供給する熱電発電装置と、
車両の主電源であるバッテリと前記熱電発電装置とで選択的に電源を切り替えるための電源切替スイッチと、
を具備することを特徴とする車両用冷却システムの補助装置。
【請求項３】
車両用冷却システムを構成する、ターボチャージャーの冷却系に冷却媒体を循環するポンプと、
前記ポンプを駆動するモータと、
エンジンから排出される熱エネルギを電気エネルギに変換し、前記ポンプのモータに電力を供給する熱電発電装置と、
車両の主電源であるバッテリと前記熱電発電装置とで選択的に電源を切り替えるための電源切替スイッチと、
を具備することを特徴とする車両用冷却システムの補助装置。
【請求項４】
車両用空調システムを構成する、空調装置のエバポレータの表面を乾燥するために送風する送風ファンと、
前記送風ファンを駆動するモータと、
エンジンから排出される熱エネルギを電気エネルギに変換し、前記送風ファンのモータに電力を供給する熱電発電装置と、
車両の主電源であるバッテリと前記熱電発電装置とで選択的に電源を切り替えるための電源切替スイッチと、
を具備することを特徴とする車両用空調システムの補助装置。
【請求項５】
エンジンのイグニッションスイッチのオン・オフに前記電源切替スイッチを連動させる手段を備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかの項に記載の車両用冷却システムまたは車両用空調システムの補助装置。
【請求項６】
前記連動手段は、エンジン停止と同時に電源をバッテリから熱電発電装置に切り替えることを特徴とする請求項５に記載の車両用冷却システムまたは車両用空調システムの補助装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用空調システムまたは冷却システムの補助装置に係り、特に、エアコン用エバポレータの表面を乾燥させたり、エンジンルームの冷却、ターボチャージャーの冷却に必要な動力源にエンジンの廃熱を利用できるうようにした車両用空調システムまたは車両用冷却システムの補助装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の空調システムでは、空気をブロワーでエバポレータに送風する。冷房運転の時には、エバポレータが低温になっているので、その表面で空気中に含まれる蒸気が凝縮して結露となる。このような結露の発生は、かびの発生原因となる。そして、かびが繁殖すると、空調を運転をしたときにかび臭い空気が車内に送られることになる。
【０００３】
そこで、特許文献１では、エバポレータ表面での結露を防止するため、空調機を停止した後、ブロワーを逆回転し、高温のヒータコアを通った空気をエバポレータに送風することによって、エバポレータの表面についた凝縮水を蒸発させて乾燥する技術を提案している。
【０００４】
また、特許文献２には、エバポレータだけでなく、空調装置の他の構成要素、たとえば、空気吹出口にあるルーバーなどの表面に付く凝縮水を蒸発させるために、ヒータを設けるとともに、冷房運転が終了した時からヒータに通電するための通電制御装置を設けることが記載されている。
【特許文献１】特開昭６２−１４６７１３号公報
【特許文献２】特開２００１−１８６３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、これまでの自動車用の空調システムでの結露対策では、いずれも自動車の運転停止時に、ブロワーや電気ヒータを駆動する電力をバッテリから供給するものである。エンジン停止中にバッテリを用いるため、常にバッテリがあがる危険性がある。  
また、エンジン停止中でシステム動作中にバッテリの充電率が確実に低下するため、次回のエンジン始動後に充電電流が増加し、燃費の悪化に直結するという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、前記従来技術の有する問題点を解消し、エンジン停止後に、バッテリの電力を使用せずに、エンジンルーム内のラジエータファンによる冷却や、ターボチャージャーの冷却水またはオイルを循環するなどをを行うための電力源にエンジンの廃熱を利用し、バッテリからの電力の持ち出しをなくすようにした車両用冷却システムの補助装置を提供することにある。
【０００７】
また、本発明の他の目的は、結露対策として、空調装置のエバポレータ表面等を乾燥する動力源にエンジンの廃熱を利用することができるようにした車両用空調システムの補助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】
前記の目的を達成するために、本発明は、車両用空調システムの乾燥、またはエンジンルームやエンジン部品の冷却を促進するために動作するファン、ポンプなどの作動機器と、前記作動機器を駆動するモータと、エンジンから排出される熱エネルギを電気エネルギに変換し、前記モータに電力を供給する熱電発電装置と、車両の主電源であるバッテリと前記熱電発電装置とで選択的に電源を切り替えるための電源切替スイッチと、を具備することを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明は、車両用冷却システムを構成する、ラジエータファンと、前記ラジエータファンを駆動するモータと、エンジンから排出される熱エネルギを電気エネルギに変換し、前記ラジエータファンのモータに電力を供給する熱電発電装置と、車両の主電源であるバッテリと前記熱電発電装置とで選択的に電源を切り替えるための電源切替スイッチと、を具備することを特徴とするものである。
【００１０】
さらに、本発明は、車両用冷却システムを構成する、ターボチャージャーの冷却系に冷却媒体を循環するポンプと、前記ポンプを駆動するモータと、エンジンから排出される熱エネルギを電気エネルギに変換し、前記ポンプのモータに電力を供給する熱電発電装置と、車両の主電源であるバッテリと前記熱電発電装置とで選択的に電源を切り替えるための電源切替スイッチと、を具備することを特徴とするものである。
【００１１】
さらに、本発明は、車両用空調システムを構成する、空調装置のエバポレータの表面を乾燥するために送風する送風ファンと、前記送風ファンを駆動するモータと、エンジンから排出される熱エネルギを電気エネルギに変換し、前記送風ファンのモータに電力を供給する熱電発電装置と、車両の主電源であるバッテリと前記熱電発電装置とで選択的に電源を切り替えるための電源切替スイッチと、
を具備することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、エンジン停止後に、バッテリの電力を使用せずに、エンジンルームの冷却、ターボチャージャー等に使う電力源にエンジンの廃熱から得られた電力を利用することができるので、バッテリからの電力持ち出しに対して効果的な対策を講じることが可能になる。
【００１３】
また、本発明によれば、エンジン停止後に、バッテリの電力を使用せずに、エバポレータでのカビ発生防止などの結露対策を効果的に実施することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明による車両用空調システムまたは冷却システムの補助装置の一実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。  
第１実施形態  
図１は、本発明の第１実施形態による車両用冷却システムの補助装置の構成を示す図である。
【００１５】
図１において、参照番号１０は、自動車のエンジンルームを示し、１２はエンジンを示す。このエンジンルーム１０にはラジエータファン１４が配置されており、このラジエータファン１４を回してエンジンルーム１０内で空気が対流するようにして温度を低下させる。この第１実施形態は、自動車の冷却システムの一部を担うラジエータファン１４に本発明を適用した実施形態である。
【００１６】
図１において、オルタネータ１６は、エンジン１２と直結されており、このオルタネータ１６は、自動車の運転中は、エンジン１２によって回され、発電した電気は、自動車の各部に電力を供給する主電源として用いられているバッテリ１８に充電される。エンジン１２が停止しているときには、オルタネータ１６は発電を行っていない。
【００１７】
ラジエータファン１４は、モータ２０によって駆動され、このモータ２０は、電源切り替えスイッチ２２の接点２２ａに切り替わると、バッテリ１８を電源にすることもできる。
【００１８】
熱電発電装置２４は、エキゾーストマニホールド等のエンジン回りの部品２５に取り付けられている。この熱電発電装置２４は、熱電素子を利用してエンジンの熱または排気ガスのもつ熱を電力に変換する装置である。図１において、電源切り替えスイッチ２２の接点が接点２２ｂに切り替わると、ラジエータファン１４のモータ２０は、熱電発電装置２４を電源にすることができる。
【００１９】
この実施形態では、エンジン１２の起動、停止をするイグニッションスイッチ２６と電源切り替えスイッチ２２の接点切り替えとが連動するようになっている。すなわち、イグニッションスイッチ２６はリレー回路２８を介して電源切り替えスイッチ２２と接続されており、イグニッションスイッチ２６がオンになると、リレー回路２８は、電源切り替えスイッチ２２の接点をバッテリ側である接点２２ａに切り替え、イグニッションスイッチ２６がオフになると、熱電発電装置２４側の接点２２ｂに切り替える。このようにエンジン１２のイグニッションスイッチ２６のオン・オフ動作と電源切り替えスイッチ２６を連動させることにより、エンジン停止と同時にラジエータファン１４の電源をバッテリ１８から熱電発電装置２４に自動的に切り替えることができる。
【００２０】
本実施形態は、以上のように構成されるものであり、次に、その作用並びに効果について説明する。  
エンジンの運転中は、図１において、電源切り替えスイッチ２２は接点２２ａに切り替わっているので、ラジエータファン１４のモータ２０にはバッテリ１８から給電される。これにより、エンジンルーム１０の内部では、ラジエータファン１４から送風されることで熱が放散される。
【００２１】
他方、イグニッションスイッチ２６をオフにして、エンジン１２を停止させると、電源切り替えスイッチ２２は接点２２ｂに切り替わる。エンジン１２が運転されている間、部品２５は、エンジン１２の熱や排気ガスの熱等を受けて熱せられており、エンジン停止直後でもその温度は高い温度になっている。
【００２２】
したがって、熱電発電装置２４は、部品２５のもつ熱を電気エネルギーに変換して、しばらくの間、電力をラジエータファン１４のモータ２０に供給することができる。このため、エンジン１２を停止した後も、ラジエータファン１４は回転を続け、エンジンルーム１０の内部は、送風により冷却される。これにより、例えば、熱に弱い部品などを適正に冷却することができる。
【００２３】
このようにして、エンジン１２の停止後は、バッテリ１８を使わずに、熱電発電装置２４がエンジンの廃熱を利用してラジエータファン１４のモータ２０に電力が供給されるので、バッテリ１８の充電量が低下せず、バッテリあがりのおそれはなく、また、バッテリ１８の充電量は低下していないので、次回に運転したときの燃費低下への影響もない。
【００２４】
第２実施形態  
次に、本発明の第２実施形態による車両用冷却システムの補助装置について、図２を参照しながら説明する。  
この第２実施形態は、車両用冷却システムを構成するターボチャージャーの冷却系に本発明を適用した実施の形態である。なお、図２において、図１と同一の参照番号は、同一の構成要素を示す。
【００２５】
図２において、参照番号３０は、エンジン１２に設けたターボチャージャーである。このターボチャージャー３０には、循環ポンプ３２から冷却水、冷却オイルなどの媒体（以下、冷却水を例に説明する）が供給される。この循環ポンプ３２は、モータ３３によって駆動される。ターボチャージャー３０を冷却した後、冷却水はラジエータ３４に送られる。このラジエータ３４で温度の下がった冷却水は、循環ポンプ３２に還流する。このようにしてターボチャージャー３０には冷却系が構成されており、自動車の運転中は、冷却水が循環し、ターボチャージャー３０の過熱が防止される。
【００２６】
この第２実施形態では、第１実施形態と同様に、熱電発電装置２４が、エキゾーストマニホールド等のエンジン回りの部品２５に取り付けられている。図２において、電源切り替えスイッチ２２の接点が接点２２ｂに切り替わると、循環ポンプ３２のモータ３３は、熱電発電装置２４を電源にすることができる。
【００２７】
この実施形態においても、第１実施形態と同様にエンジン１２の起動、停止をするイグニッションスイッチ２６と電源切り替えスイッチ２２の接点切り替えとが連動するようになっている。すなわち、イグニッションスイッチ２６はリレー回路２８を介して電源切り替えスイッチ２２と接続されており、イグニッションスイッチ２６がオンになると、リレー回路２８は、電源切り替えスイッチ２２の接点がバッテリ側である接点２２ａに切り替わり、イグニッションスイッチ２６がオフになると、熱電発電装置２４側の接点２２ｂに切り替わる。このようにエンジン１２のイグニッションスイッチ２６のオン・オフ動作と電源切り替えスイッチ２６を連動させることにより、循環ポンプ３２を駆動するモータ３３の電源は、エンジン停止と同時にバッテリ１８から熱電発電装置２４に自動的に切り替えることができる。
【００２８】
以上のように構成される第２実施形態による作用効果について説明する。
【００２９】
エンジンの運転中は、図２において、電源切り替えスイッチ２２は接点２２ａに切り替わっているので、循環ポンプ３２のモータ２３にはバッテリ１８から給電される。これにより、運転中は、常に、ターボチャージャー３０には冷却水が循環している。
【００３０】
他方、イグニッションスイッチ２６をオフにして、エンジン１２を停止させると、電源切り替えスイッチ２２は接点２２ｂに切り替わる。エンジン１２が運転されている間、エンジン１２の熱や排気ガス等の熱を受けて、部品２５は熱せられており、エンジン停止直後でもその温度は高い温度になっている。
【００３１】
したがって、熱電発電装置２４は、部品２５のもつ熱を電気エネルギーに変換して、しばらくの間、発生した電力を循環ポンプ３２のモータ２３に供給することができる。このため、エンジン１２を停止した後も、しばらくの間、循環ポンプ３２はターボチャージャー３０に冷却水を送り出す。
【００３２】
第３実施形態  
次に、本発明の第３実施形態について、図３を参照しながら説明する。この第３実施形態は、自動車の空調システムを構成するエバポレータの表面を乾燥させるサブシステムに本発明を適用した実施形態である。なお、図３において、図１と同一の参照番号は、同一の構成要素を示す。  
図３において、参照番号４０は、自動車空調システムを構成するエアコンモジュールを示す。このエアコンモジュール４０は、エバポレータ４２を含む。冷房運転時には、エアコンモジュール４０に取り込まれた空気は、エバポレータ４２と熱交換して冷却されて車内に送り込まれる。参照番号４４は、送風ファンを示す。この送風ファン４４は、エバポレータ４２の表面に向けて空気を送るようになっている。
【００３３】
この第３実施形態では、第１、第２実施形態と同様に、熱電発電装置２４が、エキゾーストマニホールド等のエンジン回りの部品２５に取り付けられている。図２において、電源切り替えスイッチ２２の接点が接点２２ｂに切り替わると、送風ファン４４を駆動するモータ４６は、熱電発電装置２４を電源とすることができる。
【００３４】
この第３実施形態では、エンジン１２の起動、停止をするイグニッションスイッチ２６と電源切り替えスイッチ２２の接点切り替えとが連動するようになっている。すなわち、イグニッションスイッチ２６はリレー回路２８を介して電源切り替えスイッチ２２と接続されている。イグニッションスイッチ２６がオンになると、リレー回路２８は、電源切り替えスイッチ２２のバッテリ側である接点２２ａに切り替える。イグニッションスイッチ２６がオフになると、熱電発電装置２４側の接点２２ｂに切り替える。
【００３５】
次に、以上のように構成される第３実施形態の作用効果について説明する。  
エンジンの運転中は、図３において、電源切り替えスイッチ２２は接点２２ａに切り替わっているので、送風ファン４４のモータ４６にはバッテリ１８から給電される。これにより、送風ファン４４からエバポレータ４２に送風されることで、エバポレータ４２の表面と空気との間で熱交換が行われ、冷えた空気が車内に送られる。
【００３６】
他方、イグニッションスイッチ２６をオフにして、エンジン１２を停止させると、電源切り替えスイッチ２２は接点２２ｂに切り替わる。エンジン１２が運転されている間、エンジン１２の熱や排気ガス等の熱を受けて、部品２５は熱せられており、エンジン停止直後でもその温度は高い温度になっている。
【００３７】
したがって、熱電発電装置２４は、部品２５のもつ熱を電気エネルギーに変換して、しばらくの間、発生した電力を送風ファン４４のモータ４６に供給することができる。このため、エンジン１２を停止した後も、送風ファン４４は回転を続け、エバポレータ４２の表面は乾燥する。以上のようにして、エバポレータ４２の表面に生じる結露をなくし、カビの繁殖を防止することができる。
【００３８】
なお、本実施形態では、エバポレータ４２の表面を乾燥する手段として、送風ファン４４を用いているが、この送風ファン４４以外にも、ヒータ、ペルチェ素子などを乾燥手段として用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第１実施形態による車両用冷却システムの補助装置の構成説明図。
【図２】本発明の第２実施形態による車両用冷却システムの補助装置の構成説明図。
【図３】本発明の第３実施形態による車両用空調システムの補助装置の構成説明図。
【符号の説明】
【００４０】
１０  エンジンルーム
１２  エンジン
１４  ラジエータファン
１６  オルタネータ
１８  バッテリ
２０  モータ
２２  切り替えスイッチ
２４  熱電発電装置
２６  イグニッションスイッチ
２８  リレー回路
３０  ターボチャージャー
３２  循環ポンプ
３３  モータ
３４  ラジエータ
４０  エアコンモジュール
４２  エバポレータ
４４  送風ファン
【図１】
2009179308.tif 000003
【図２】
2009179308.tif 000004
【図３】
2009179308.tif 000005