JP2004009868A

JP2004009868A - 車輌用窓ガラス曇り防止装置

Info

Publication number: JP2004009868A
Application number: JP2002165401A
Authority: JP
Inventors: Seiji Kamesaka; 亀坂　精二; Yoshio Harada; 原田　▲芳▼男
Original assignee: Saginomiya Seisakusho Inc
Current assignee: Saginomiya Seisakusho Inc
Priority date: 2002-06-06
Filing date: 2002-06-06
Publication date: 2004-01-15

Abstract

【課題】簡単な構成で快適性と省エネ効果が得られる車輌用窓ガラス曇り防止装置を提供する。
【解決手段】車輌のフロントウィンドウシールドＷ１とリアウィンドウシールドＷ２の内面にそれぞれ高分子形結露センサ１，２を配設する。結露センサ１，２の抵抗値に比例した出力信号を各コンパレータ４１，４２で所定電圧と比較する。結露センサ１，２の出力信号が所定電圧以上でオン信号を出力し、所定電圧未満でオフ信号を出力する。コンパレータ４１のオン信号でエアコン５を駆動し、オフ信号で停止する。コンパレータ４２のオン信号でデフォッガ３に通電し、コンパレータ４２のオフ信号でデフォッガ３の通電を遮断する。結露センサ１，２における低湿側（例えば７０％ＲＨ〜９０％ＲＨ）の所定抵抗値に動作点を設定し、結露の兆候を早めに検出する。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車輌の窓ガラス（フロントウィンドウシールドやリアウィンドウシールド）の曇りを防止する車輌用窓ガラス曇り防止装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車の窓ガラスの曇りを除去する方法として、窓ガラスに貼り付けた結露センサで結露を検出し、デフロスタ（送風機）やデフォッガ（熱線）あるいはエアコンを動作させる方法がある。このような方法によれば、結露センサにより結露現象を直接検出できるので、湿度センサなどで制御する場合のようにセンサの温度保証や窓ガラスの温度検出等の必要がなく、装置が簡単で安価になるという利点がある。
【０００３】
結露センサを利用して窓ガラスの曇りを除去する技術は、例えば特開昭５８−１７４０１９号公報あるいは特開平８−１４２８０５号公報に開示されている。特開昭５８−１７４０１９号公報は、複数の結露センサを適所に配置して、デフロスタを動作させ、デフロスタが動作したときの空調の乱れを少なくする提案である。また、特開平８−１４２８０５号公報のものは、複数の結露センサと複数の温度センサを適所に配置して、デフロスタ、デフォッガ、エアコンを複雑かつ巧みに制御するものである。
【０００４】
また、結露センサとしては例えば高分子形結露センサが用いられる。この高分子形結露センサは、安価でタフで、結露現象を直接検知するスイッチ素子であり、結露を検知する多くのものに使われている。すなわち、高分子形結露センサは、高湿側の略９０％ＲＨ（相対湿度）以上で３桁に近い急激な抵抗値変化を示すが、特に７０％ＲＨ以下の低湿側で抵抗値変化が少ない（ほとんどない）という特徴があり、抵抗値が急激な変化を示す高湿側を動作点とするスイッチ素子として使われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
特開昭５８−１７４０１９号公報のものでは、複数の結露センサを最適な場所に配置して、デフロスタをきめ細かに制御しても、曇りを検知してからそれを取るので、車内環境条件や空気の流れ、センサの取り付け場所や取り付け方法、などを細かく検討し厳密は計測により厳密な制御をしても、曇りは急速に起こる場合があるり、結露センサの応答遅れから、曇りを皆無にすることはできない。また、デフロスタを動作して曇りを取るので、温風が吹き出し空調環境を乱した影響で生じる不快感を皆無にすることはできない。
【０００６】
特開平８−１４２８０５号公報のものは、特開昭５８−１７４０１９号公報の技術を改善することを目的としており、いろいろなパターンをカバーでき、特開昭５８−１７４０１９号公報の技術よりも完成度は高くなっている。しかし、この特開平８−１４２８０５号公報のものでは、曇りを検知してから制御していることと、デフロスタを作動させているので、曇りやデフロスタ動作時の不快感を皆無にすることはできない上に、複雑で高価となる。
【０００７】
本発明は、従来の高分子形結露センサを用いて、簡単な構成で快適性と省エネ効果が得られる車輌用窓ガラス曇り防止装置を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１の車輌用窓ガラス曇り防止装置は、車輌のフロントウィンドウシールドの内面に配置された第１の高分子形結露センサと、車輌のリアウィンドウシールドの内面に配置された第２の高分子形結露センサと、車輌室内の湿度を制御するエアコンと、前記リアウィンドウシールドに配設されたデフォッガと、前記第１の高分子形結露センサにおける抵抗値が所定レベル以上のときエアコンをオンするとともに該所定レベル未満のときエアコンをオフし、前記第２の高分子形結露センサにおける抵抗値が所定レベル以上のときデフォッガをオンするとともに該所定レベル未満のときデフォッガをオフする制御手段と、を備え、前記抵抗値の所定レベルを前記第１及び第２の高分子形結露センサにおける低湿側の抵抗値に設定したことを特徴とする。
【０００９】
上記のように構成された請求項１の車輌用窓ガラス曇り防止装置によれば、第１の高分子形結露センサにおける低湿側の抵抗値が所定レベル以上になると、エアコンで車輌室内を低湿度となるように制御するので、窓ガラスが曇る兆候を素早く検出して曇り防止を行うことができる。また、第２の高分子形結露センサにおける低湿側の抵抗値が所定レベル以上になると、デフォッガが駆動するので、窓ガラスが曇る兆候を素早く検出して曇り防止を行うことができる。そして、従来の高分子形結露センサを用いるとともにその抵抗値だけを検出すればよいので、簡単なスイッチ回路の構成となる。また、低湿側の抵抗値により結露の兆候を早めに検出して制御するので高分子形結露センサの低湿側の特性ばらつきを吸収でき、さらに、従来のように結露直前で制御するよりも時間遅れを吸収することができ、より確実な制御結果が得られる。さらに、車輌室内の湿度環境を低く抑えることができるので快適性が得られるとともに、デフロスタやデフォッガを駆動する頻度が少なくなり、省エネ効果も得られる。
【００１０】
本発明の請求項２の車輌用窓ガラス曇り防止装置は、請求項１の構成を備え、前記第１の高分子形結露センサを、フロントウィンドウシールドのセンターピラーに近い下部でかつ外面がワイパーの操作範囲内である箇所に配置したことを特徴とする。
【００１１】
上記のように構成された請求項２の車輌用窓ガラス曇り防止装置によれば、請求項１と同様な作用効果が得られるとともに、フロントウィンドウシールドの曇りやすい部分で検出するので制御が確実になる。
【００１２】
本発明の請求項３の車輌用窓ガラス曇り防止装置は、請求項１の構成を備え、前記第２の高分子形結露センサを、リアウィンドウシールドの中央下部でかつデフォッガの熱線の中間部の箇所に配置したことを特徴とする。
【００１３】
上記のように構成された請求項３の車輌用窓ガラス曇り防止装置によれば、請求項１と同様な作用効果が得られるとともに、リアウィンドウシールドの曇りやすい部分で検出するので制御が確実になる。
【００１４】
本発明の請求項４の車輌用窓ガラス曇り防止装置は、請求項１または請求項２または請求項３の構成を備え、前記制御手段が、前記第１の高分子形結露センサにおける抵抗値の所定レベル以上／未満を検出する第１の検出手段と、前記第２の高分子形結露センサにおける抵抗値の所定レベル以上／未満を検出する第２の検出手段とで構成されていることを特徴とする。
【００１５】
上記のように構成された請求項４の車輌用窓ガラス曇り防止装置によれば、請求項１または請求項２または請求項３と同様な作用効果が得られるとともに、制御手段において、第１及び第２の高分子形結露センサの抵抗値を第１及び第２の検出手段でそれぞれ独立に検出するので、簡単なスイッチ回路の構成となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明による車輌用窓ガラス曇り防止装置の実施形態を図面を参照して説明する。図１は実施形態の車輌用ガラス曇り防止装置を示す要部ブロック図である。車輌のフロントウィンドウシールドＷ１の内面には、センターピラーに近い下部でかつ外面がワイパーの操作範囲内である箇所に第１の高分子形結露センサ１が配設されている。また、リアウィンドウシールドＷ２の内面には、その中央下部でかつデフォッガ３の熱線３ａの中間部の箇所に第２の高分子形結露センサ２が配設されている。高分子形結露センサ１，２は、櫛形の電極を形成した基板に、吸湿性高分子に炭素粉末を混ぜた薄膜を形成した構成であり、水分の吸着により炭素粒子の間隔が拡大して抵抗値が増大するようになっている。なお、以下の説明では「高分子形結露センサ」を適宜「結露センサ」ともいう。
【００１７】
制御手段としてのコントローラ４は第１のコンパレータ４１と第２のコンパレータ４２とを備えており、第１の結露センサ１の出力信号が第１のコンパレータ４１に入力され、第２の結露センサ２の出力信号が第２のコンパレータ４２に入力される。結露センサ１，２の出力信号は結露センサ１，２の各々の抵抗値を電気に交換した信号であり、各コンパレータ４１，４２は内部に設定された所定電圧と対応する結露センサ１，２の出力信号（電圧信号）とを比較し、各結露センサ１，２の出力信号の電圧が各々の所定電圧以上になるとオン信号を出力し、出力信号の電圧が所定電圧未満の場合にはオフ信号を出力する。なお、この結露センサ１，２の出力信号の電圧値と所定電圧とを比較判定することは、各結露センサ１，２における抵抗値と所定抵抗値とを比較判定することに相当することはいうまでもない。
【００１８】
コンパレータ４１，４２の出力信号（オン信号／オフ信号）は、オートエアコン等のエアコン５と電源回路等のデフォッガ駆動回路６にそれぞれ入力される。エアコン５は、コンパレータ４１からのオン信号の入力により駆動し、冷風と温風とを吹き出して車輌室内の湿度を低湿度となるように制御する。また、コンパレータ４１からのオフ信号の入力によりエアコン５は駆動を停止する。デフォッガ駆動回路６は、コンパレータ４２からのオン信号の入力によりデフォッガ３の熱線３ａに通電し、コンパレータ４２からのオフ信号の入力によりデフォッガ３の熱線３ａへの通電を遮断する。
【００１９】
すなわち、コントローラ４は、第１の高分子形結露センサ１における抵抗値の所定レベル以上／未満を検出する第１の検出手段としての第１のコンパレータ４１と、第２の高分子形結露センサ２における抵抗値の所定レベル以上／未満を検出する第２の検出手段としての第１のコンパレータ４２とを備えている。そして、コントローラ４は、第１の高分子形結露センサ１における抵抗値が所定レベル以上のときエアコン５をオンするとともに該所定レベル未満のときエアコン５をオフし、第２の高分子形結露センサ２における抵抗値が所定レベル以上のときデフォッガ３をオンするとともに該所定レベル未満のときデフォッガ３をオフする。
【００２０】
図２は実施形態における高分子形結露センサ１，２の相対湿度−抵抗値特性の一例を示す図である。高分子形結露センサは、相対湿度−抵抗値特性をそろえるのが製造上困難であり、例えば図２に示すものが限界である。すなわち、製造上の偏差は、従来の使い勝手から高湿側が小さく絞られているので、低湿側は偏差が大きくなってしまう。例えば図２の例では、結露センサの出力抵抗値が略５０ｋΩの点においては、センサ特性のばらつきによる測定値（相対湿度）の偏差は５％ＲＨの幅で済むが、出力抵抗値が２．５ｋΩの点においては、測定値のばらつきは２０％ＲＨと大きな幅になる。この特徴が、結露直前の相対湿度値を動作点として、結露センサが高湿側のスイッチング素子として使われている理由である。
【００２１】
これに対して、本発明においては結露センサにおける低湿側（例えば７０％ＲＨ〜９０％ＲＨ）の所定抵抗値に動作点を設定して、エアコンとデフォッガのオン／オフを制御する。すなわち、曇り検知素子として高分子形結露センサを用い、従来の使用方法である結露センサ本来の使用方法（高湿検出用のスイッチング）とは異なり、低湿領域（低湿レベル）での抵抗値変化を利用している。例えば、実施形態では、所定抵抗値を中央値における７５％ＲＨ近辺の２．５ｋΩに設定した。この場合、結露センサ１，２の偏差が最大にばらついた場合を考えても、結露センサ１，２近辺の湿度環境は６６〜８６％ＲＨ（実際にはセンサの応答遅れがあるのでもっと高湿側になるが）に制御することができ、フロントウィンドウシールドＷ１もリアウィンドウシールドＷ２も曇ることがない。
【００２２】
なお、実験例では、「降雨日、外気温度１０℃、乗車人数１人、結露センサは一番曇りやすい場所に設置、結露センサが９０％ＲＨ位から曇りはじめてあっという間にウィンドウシールドに曇りが広がる」という条件による実車試験を行った。この結果、結露センサからの信号が８０〜９０％ＲＨになる値に設定すると、曇らない、湿気を感じない、蒸し暑さを感じないなど、効果が十分に得られるこをを確認した。また、試験中にリアウィンドウシールドのデフォッガがほとんど作動されないことが判明した。さらに、実車試験で、エアコンが働いている時間が従来の１／３〜１／４となり、省エネ効果が十分得られることも判明した。
【００２３】
このように、エアコンで車輌室内全体を曇らない環境（低湿度）に制御するので、実質的にフロントウィンドウシールドの結露センサ１本で他のウィンドウシールドもかなりの確度で曇り防止することができ、不快感のない快適な環境にすることが可能となった。
【００２４】
なお、実施形態では、検出手段としてコンパレータ４１，４２を用いた場合について説明したが、結露センサ１，２の出力信号を取り込んでコンピュータとソフトウエア（制御プログラム）に検出手段を構成してもよいことはいうまでもない。
【００２５】
【発明の効果】
請求項１の車輌用窓ガラス曇り防止装置によれば、窓ガラスが曇る兆候を素早く検出して曇り防止を行うことができるとともに、簡単なスイッチ回路の構成となる。また、結露の兆候を早めに検出して制御するので高分子形結露センサの低湿側の特性ばらつきを吸収でき、さらに、従来のように結露直前で制御するよりも時間遅れを吸収することができ、より確実な制御結果が得られる。また、車輌室内の湿度環境を低く抑えることができるので快適性が得られるとともに、デフロスタやデフォッガを駆動する頻度が少なくなり、省エネ効果も得られる。
【００２６】
請求項２の車輌用窓ガラス曇り防止装置によれば、請求項１と同様な効果が得られるとともに、フロントウィンドウシールドの曇りやすい部分で検出するので制御が確実になる。
【００２７】
請求項３の車輌用窓ガラス曇り防止装置によれば、請求項１と同様な効果が得られるとともに、リアウィンドウシールドの曇りやすい部分で検出するので制御が確実になる。
【００２８】
請求項４の車輌用窓ガラス曇り防止装置によれば、請求項１または請求項２または請求項３と同様な効果が得られるとともに、制御手段において、第１及び第２の高分子形結露センサの抵抗値を第１及び第２の検出手段でそれぞれ独立に検出するので、簡単なスイッチ回路の構成でさらに確実な曇り防止と省エネが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態における車輌用ガラス曇り防止装置を示す要部ブロック図である。
【図２】本発明の実施形態における高分子形結露センサの相対湿度−抵抗値特性の一例を示す図である。
【符号の説明】
１　　第１の高分子形結露センサ
２　　第２の高分子形結露センサ
３　　デフォッガ
４　　コントローラ
５　　エアコン
６　　デフォッガ駆動回路
４１　第１のコンパレータ
４２　第２のコンパレータ
Ｗ１　フロントウィンドウシールド
Ｗ２　リアウィンドウシールド

Claims

車輌のフロントウィンドウシールドの内面に配置された第１の高分子形結露センサと、
車輌のリアウィンドウシールドの内面に配置された第２の高分子形結露センサと、
車輌室内の湿度を制御するエアコンと、
前記リアウィンドウシールドに配設されたデフォッガと、
前記第１の高分子形結露センサにおける抵抗値が所定レベル以上のときエアコンをオンするとともに該所定レベル未満のときエアコンをオフし、前記第２の高分子形結露センサにおける抵抗値が所定レベル以上のときデフォッガをオンするとともに該所定レベル未満のときデフォッガをオフする制御手段と、
を備え、
前記抵抗値の所定レベルを前記第１及び第２の高分子形結露センサにおける低湿側の抵抗値に設定したことを特徴とする車輌用窓ガラス曇り防止装置。
前記第１の高分子形結露センサを、フロントウィンドウシールドのセンターピラーに近い下部でかつ外面がワイパーの操作範囲内である箇所に配置したことを特徴とする請求項１記載の車輌用窓ガラス曇り防止装置。
前記第２の高分子形結露センサを、リアウィンドウシールドの中央下部でかつデフォッガの熱線の中間部の箇所に配置したことを特徴とする請求項１記載の車輌用窓ガラス曇り防止装置。
前記制御手段が、前記第１の高分子形結露センサにおける抵抗値の前記所定レベル以上／未満を検出する第１の検出手段と、前記第２の高分子形結露センサにおける抵抗値の前記所定レベル以上／未満を検出する第２の検出手段とで構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２または請求項３記載の車輌用窓ガラス曇り防止装置。