JP2010163000A - 車両用空調装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】インストルメントパネル上に温度センサを追加配置することなく、インストルメントパネル上の温度も空調制御に反映させて適切な空調制御を容易に行うことができる車両用空調装置を提供する。
【解決手段】インストルメントパネル上に入射する日射量を検出する日射センサは、日射量を検出するフォトダイオード（日射量検出素子）２３と、インストルメントパネル上の温度に応じてフォトダイオード２３から出力される検出信号値の大きさを補正するためのＮＴＣサーミスタ（温度補正素子）２４とを有し、空調制御装置は、ＮＴＣサーミスタ２４により温度補正された日射センサからの検出信号に基づいて、車内に吹出す空調風の温度を補正するように空調補正制御を行う。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両用空調装置に関し、特に空調制御のための複数のセンサのうちの一つとして車内へ入射する日射量を検出する日射センサを有している車両用空調装置に関する。
車両用空調装置は、車内の温度を検出する車内温度センサと、車外（外気）の温度を検出する車外温度センサと、車室内へ照射される日射量を検出する日射センサなどの空調制御のための複数のセンサを有しており、これらの各センサからのセンサ出力と操作者（乗員）が設定した設定温度値から、目標温度、送風量等を算出して、空調制御された空気（空調風）を所定の吹出口から車内へ吹出すようにしている（例えば、特許文献１参照）。
上記のように車両用空調装置の空調制御に、日射センサで検出した車内へ入射する日射量も同時に考慮することにより、車内の乗員に対してより快適な空調を行うことができる。
特開２００２−４６４４６号公報
ところで、日射センサは車内のインストルメントパネル上に配置されており、車内に入射する日射量の大きさに応じた検出信号を出力する。また、車内温度センサは、一般に乗員近くの操作パネルに配置されている。
このため、例えば、窓を閉め切った状態で車両（自動車）を夏場の晴天時に屋外に駐車させていた場合、フロントガラスを通して入射する日射によって生じる輻射熱により、インストルメントパネル上は車内の中でも特に温度が高くなっている。そして、この状況時にエンジン始動とともに車両用空調装置の空調制御を行った場合、乗員はインストルメントパネル上の輻射熱によって体感温度が高いと感じているが、車内温度センサは乗員近くの車内温度を検出しこの検出温度情報に基づいて空調制御を行うため、空調初期時は快適な涼感を得られないことがある。
また、インストルメントパネル上に前記車内温度センサとは別の温度センサを追加配置する構成では、空調制御が複雑になり、コストも高くなる。
そこで、本発明は、インストルメントパネル上に温度センサを追加配置することなく、インストルメントパネル上の温度も空調制御に反映させて適切な空調制御を容易に行うことができる車両用空調装置を提供することを目的とする。
前記目的を達成するために本発明は、フロントガラスと対向するインストルメントパネル上に配置され、前記フロントガラスを通して前記インストルメントパネル上に入射する日射量を検出する日射センサと、前記日射センサを含む複数の空調制御用センサからの検出信号に基づいて、所定温度に空調制御された空調風を車内に吹出すように制御を行う空調制御手段とを備えた車両用空調装置において、前記日射センサは、日射量を検出する日射量検出素子と、前記インストルメントパネル上の温度に応じて前記日射量検出素子から出力される検出信号値の大きさを補正するための温度補正素子とを有し、前記空調制御手段は、前記温度補正素子により温度補正された前記日射センサからの検出信号に基づいて、車内に吹出す空調風の温度を補正するように空調補正制御を行うことを特徴としている。
本発明に係る車両用空調装置によれば、空調制御手段は、温度補正素子により温度補正された日射センサからの検出信号に基づいて、車内に吹出す空調風の温度を補正するように空調補正制御を行うことにより、インストルメントパネル上の温度が輻射熱で特に高温になっている場合でも、インストルメントパネル上の温度上昇に対応した温度補正を行わない場合よりも吹出温度が低い空気（冷風）を吹出させることができる。これにより、インストルメントパネル上の輻射熱によって体感温度が高いと感じている乗員に対して、空調初期時から快適な涼感を得られるようにすることが可能となる。
本発明の実施形態に係る車両用空調装置を示す概略構成図。 インストルメントパネル上に配置された日射センサを示す図。 実施形態における日射センサのセンサ部を示す図。 実施形態における日射センサのセンサ部の出力電流特性を示す図。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ実施形態における日射センサのセンサ部の変形例を示す図。
以下、本発明を図示の実施形態に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態に係る車両用空調装置を示す概略構成図である。
図１に示すように、本実施形態に係る車両用空調装置１は、車室前部のインストルメントパネル（不図示）内に設けられる空調ケース２を有し、この空調ケース２内に形成される送風路中に、送風ファン（ブロア）３と、該送風ファン３の空気流れ方向下流側に設置した放冷却用熱交換器（以下、「エバポレータ」という）４と、該エバポレータ４の空気流れ方向下流側に設置したヒータコア５と、エバポレータ４とヒータコア５との間に設置したエアミックスドア６を有している。ヒータコア５は、エンジン駆動に循環される温水（冷却水）を熱源として該ヒータコア５を通過する空気を加熱する。
空調ケース２の空気流れ方向下流側（図１の左側）には、内外気切替ドア７が設置されており、内外気切替ドア７の回動により内気導入口８ａと外気導入口８ｂのいずれかを選択的に切替えることで、内気または外気が導入される。また、空調ケース２の空気流れ方向下流側（図１の右側）には、エアミックス室９にて温調された空気（空調エア）を、デフロスター吹出口１０に分配するデフドア１１と、ベント吹出口１２に分配するベントドア１３と、フット吹出口１４に分配するフットドア１５が設けられている。
エバポレータ４は、不図示のエンジンにより駆動されるコンプレッサ、コンデンサ、リキッドタンク、循環パイプ等ととともに冷凍サイクルを構成し、送風ファン３の回転によってエバポレータ４側に送風される空気（内気又は外気）とエバポレータ４の冷媒チューブ（不図示）内を循環する冷媒との間で熱交換を行い、エバポレータ４を通過する空気を冷却するものである。なお、図１において、矢印Ａは空気流れ方向である。
車両用空調装置１の空調制御装置（エアコンＥＣＵ）１６は、温度センサ（車外温度センサ、車内温度センサ等）１７、後述する日射センサ１８などの各センサからのセンサ信号と乗員が操作パネル（不図示）で設定した設定温度値情報とを取り込んで、目標温度、送風量等の空調制御信号を算出する。そして、空調制御装置１６は、算出した空調制御信号に基づいて、ファンモータＭを制御して送風ファン３の回転数を制御するとともに、エアミックスドア駆動部１９を制御してエアミックスドア６の開度を調整する。
これにより、エバポレータ４を通過した冷風（空気）の一部をヒータコア５側に導入させて、前記冷風とヒータコア５により得られた温風とをエアミックス室１０で混合させることで、設定温度に温調された空気（冷風）が、例えばベントドア１３を開位置に回動させることでベント吹出口１２から吹出される。
日射センサ１８は、図２に示すように、車両（自動車）２０のインストルメントパネル２１上に配置されており、フロントガラス２２を通して車内に入射する日射量を検出する。なお、不図示の車内温度センサは、運転席近くの操作パネルに配置されている。
この日射センサ１８のセンサ部１８ａは、図３に示すように、直列に接続された日射量検出素子としてのフォトダイオード２３と温度補正素子としてのＮＴＣサーミスタ２４とを有している。フォトダイオード２３は、受光した光の光量に比例した電流を出力する。ＮＴＣサーミスタ２４は、温度上昇とともに抵抗値が減少する温度特性を有する素子である。
このように、日射センサ１８のセンサ部１８ａが、直列に接続されたフォトダイオード２３とＮＴＣサーミスタ２４とで構成されているので、フロントガラス２２を通してインストルメントパネル２１上に日射光が入射して、インストルメントパネル２１上の温度が上昇すると、ＮＴＣサーミスタ２４の温度特性によりセンサ部１８ａから出力される電流値が、フォトダイオード２３だけの場合よりも高くなる。日射センサ１８のセンサ部１８ａに入射する日射量が増加すると、それに応じてインストルメントパネル２１上の温度が上昇する。
例えば、図４に示すように、ａの出力電流特性は、インストルメントパネル２１上の温度が車内温度と略同程度（例えば、２５℃程度）の場合、ｂの出力電流特性は、インストルメントパネル２１上の温度が夏場などでの輻射熱で車内温度よりも高温（例えば、６０℃程度）の場合であり、ｃの出力電流特性は、インストルメントパネル２１上の温度が冬場などでの輻射放熱（冷輻射）で車内温度よりも低温（例えば、５℃程度）の場合である。なお、図４において、横軸は日射量であり、縦軸は出力電流である。
このように、日射センサ１８は、フォトダイオード２３で検出した日射量に比例して出力される電流に対して、インストルメントパネル２１上の温度に応じて温度補正を行うことができる。よって、例えば、窓を閉め切った状態で車両２０（図２参照）を夏場の晴天時に屋外に駐車させていて、インストルメントパネル２１上の温度が輻射熱で特に高温になっているとき、エンジン始動とともに上記したように車両用空調装置の空調制御を行う場合に、日射センサ１８は、温度上昇しているインストルメントパネル２１上の温度に応じて温度補正されたセンサ出力（例えば、図４のｂの出力電流特性）を空調制御装置１６に出力する。
空調制御装置１６は、入力した日射センサ１８からの前記センサ出力（インストルメントパネル２１上の温度に応じて温度補正されたセンサ出力）に基づいて、この温度補正を行わない場合よりも吹出温度が低い空気（冷風）を吹出すように、ファンモータＭを制御して送風ファン３の回転数を制御するとともに、エアミックスドア駆動部１９を制御してエアミックスドア６の開度を調整する。
これにより、インストルメントパネル２１上の温度上昇に対応した温度補正を行わない場合よりも吹出温度が低い空気（冷風）が吹出すような空調補正制御を、インストルメントパネル２１上に車内温度センサとは別の温度センサを追加配置することなく行うことができる。よって、インストルメントパネル２１上の輻射熱によって体感温度が高いと感じている乗員に対して、空調初期時から快適な涼感を得られるようにすることが可能となる。
また、逆にインストルメントパネル２１上の温度が冬場などでの輻射放熱（冷輻射）で車内温度よりも低温になっているとき、エンジン始動とともに上記したように車両用空調装置の空調制御を行う場合に、日射センサ１８は、温度の低いインストルメントパネル２１上の温度に応じて温度補正されたセンサ出力（例えば、図４のｃの出力電流特性）を空調制御装置１６に出力する。
空調制御装置１６は、入力した日射センサ１８からの前記センサ出力（インストルメントパネル２１上の温度に応じて温度補正されたセンサ出力）に基づいて、この温度補正を行わない場合よりも吹出温度が高い空気（温風）を吹出すように、ファンモータＭを制御して送風ファン３の回転数を制御するとともに、エアミックスドア駆動部１９を制御してエアミックスドア６の開度を調整する。
これにより、インストルメントパネル２１上の温度低下に対応した温度補正を行わない場合よりも吹出温度が高い空気（温風）が吹出すような空調補正制御を、インストルメントパネル２１上に車内温度センサとは別の温度センサを追加配置することなく行うことができる。よって、インストルメントパネル２１上の輻射放熱によって体感温度が低いと感じている乗員に対して、空調初期時から快適な温感を得られるようにすることが可能となる。
このように、本実施形態に係る車両用空調装置１によれば、センサ部１８ａにフォトダイオード２３とＮＴＣサーミスタ２４を有する日射センサ１８をインストルメントパネル２１上に配置することにより、インストルメントパネル２１上にインストルメントパネル温度を検出するインパネ温度センサを配置することなく、インストルメントパネル２１上の温度も空調制御に反映させて適切な空調制御を容易に行うことができる。
また、前記実施形態では、日射センサ１８のセンサ部１８ａは、フォトダイオード２３とＮＴＣサーミスタ２４とが直列に配置されたセンサ構成であったが、これに限らず、例えば、図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）にそれぞれ示すようなセンサ構成でも、同様にインストルメントパネル２１上の温度に応じて温度補正されたセンサ出力を得ることができる。
図５（ａ）のセンサ部１８ａは、フォトダイオード２３とＮＴＣサーミスタ２４とが並列に接続されたセンサ構成であり、また、図５（ｂ）のセンサ部１８ａは、フォトダイオード２３と順方向ダイオード２５とが直列に配置されたセンサ構成であり、更に、図５（ｃ）のセンサ部１８ａは、フォトダイオード２３とツェナーダイオード２６とが並列に配置されたセンサ構成である。
また、前記実施形態では、日射センサ１８のセンサ部１８ａが１つのセンサ構成であったが、日射センサ１８に２つのセンサ部１８ａを配置したセンサ構成でもよく、更に、オートライト機能（車外が暗くなったときに自動的にライトを点灯させる機能）を有するセンサ部を、前記日射センサ１８のセンサ部１８ａと一体的に組み込んだセンサ構成でもよい。
１ 車両用空調装置
２ 空調ケース
３ 送風ファン
４ エバポレータ
５ ヒータコア
６ エアミックスドア
１６ 空調制御装置（空調制御手段）
１７ 温度センサ
１８ 日射センサ
１８ａ センサ部
２０ 車両
２１ インストルメントパネル
２２ ロントガラス
２３ フォトダイオード（日射量検出素子）
２４ ＮＴＣサーミスタ（温度補正素子）
２５ 順方向ダイオード（温度補正素子）
２６ ツェナーダイオード（温度補正素子）

Claims (1)

  1. フロントガラスと対向するインストルメントパネル上に配置され、前記フロントガラスを通して前記インストルメントパネル上に入射する日射量を検出する日射センサと、前記日射センサを含む複数の空調制御用センサからの検出信号に基づいて、所定温度に空調制御された空調風を車内に吹出すように制御を行う空調制御手段とを備えた車両用空調装置において、
    前記日射センサは、日射量を検出する日射量検出素子と、前記インストルメントパネル上の温度に応じて前記日射量検出素子から出力される検出信号値の大きさを補正するための温度補正素子とを有し、
    前記空調制御手段は、前記温度補正素子により温度補正された前記日射センサからの検出信号に基づいて、車内に吹出す空調風の温度を補正するように空調補正制御を行うことを特徴とする車両用空調装置。
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