JP2014203955A

JP2014203955A - 開閉制御システム、および開閉制御装置

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Publication number: JP2014203955A
Application number: JP2013078677A
Authority: JP
Inventors: 宏治今井; Koji Imai
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2013-04-04
Filing date: 2013-04-04
Publication date: 2014-10-27
Anticipated expiration: 2033-04-04
Also published as: WO2014163053A1; US10149404B2; US20160044822A1; JP6212913B2

Abstract

【課題】導入口の作動を制御する開閉制御システムにおいて、外部環境をより正確に検出し、導入口をより良好に開閉できるようにする。【解決手段】通気制御システム１において、内部環境センサ２２は筐体１０の内部の環境を検出し、外部環境センサ２１は、筐体１０とは接することなく筐体１０から離して配置され、内部の環境に対応する筐体１０の外部の環境を検出する。そして、演算部３１は、内部環境センサ２２および外部環境センサ２１にて検出された内部の環境および外部の環境を取得し、内部の環境および外部の環境の差に応じて通気口４０の開閉を制御する。このような通気制御システム１によれば、外部環境センサ２１が外部の環境を検出する際に筐体１０の存在による影響を受けにくくすることができ、精度よく外部の環境を検出することができる。よって、より適切に通気口４０の開閉を制御することができる。【選択図】図１

Description

本発明は、導入口の作動を制御する開閉制御システム、および開閉制御装置に関する。

上記の開閉制御装置として、電子装置（電子部品を備えた装置）を収納する筐体の内外の温度差に応じて導入口を開閉する構成を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照））。

実開平０４−００４７９７号公報

しかしながら、上記開閉制御装置では、筐体の外部温度を検出するセンサが筐体に接していることで筐体自体の熱の影響を受け、外部の温度が正確に測定できないため虞がある。このため導入口を良好に開閉することができない可能性がある。

このような問題は温度を検出するセンサに限らず、外部環境を検出する構成であれば起こり得る。そこでこのような問題点を鑑み、導入口の作動を制御する開閉制御システム、開閉制御装置において、外部環境をより正確に検出し、導入口をより良好に開閉できるようにすることを本発明の目的とする。

かかる目的を達成するために成された本発明の開閉制御システムにおいて、内部環境検出部は筐体の内部の環境を検出し、外部環境検出部は、筐体とは接することなく筐体から離して配置され、内部の環境に対応する筐体の外部の環境を検出する。そして、環境取得手段は、内部環境検出部および外部環境検出部にて検出された内部の環境および外部の環境を取得し、開閉制御手段は、内部の環境および外部の環境の差に応じて導入口の開閉を制御する。

このような開閉制御システムによれば、外部環境検出部が外部の環境を検出する際に筐体の存在による影響を受けにくくすることができるので、精度よく外部の環境を検出することができる。よって、より適切に導入口の開閉を制御することができる。

なお、上記目的を達成するためには、コンピュータを、開閉制御システムを構成する各手段として実現するための開閉制御プログラムとしてもよい。また、各請求項の記載は、可能な限りにおいて任意に組み合わせることができる。この際、発明の目的を達成できる範囲内において一部構成を除外してもよい。

通気制御システム１の概略構成を示すブロック図である。閉じた状態の通気口４０の平面図（ａ）、および断面図（ｂ）である。開いた状態の通気口４０の平面図（ａ）、および断面図（ｂ）である。通気口４０の構成や配置を示す説明図である。演算部３１が実行する第１実施形態の開閉制御処理を示すフローチャートである。第１実施形態の通気制御システムにおいて温度変化の一例を示すグラフである。演算部３１が実行する第２実施形態の開閉制御処理を示すフローチャートである。第２実施形態の通気制御システムにおいて結露状態変化の一例を示すグラフである。

以下に本発明にかかる実施の形態を図面と共に説明する。
［第１実施形態］
［本実施形態の構成］
本発明が適用された第１実施形態の通気制御システム１は、図１に示すように、筐体１０に設けられた通気口４０を適切に開閉することで筐体１０の内部に配置された電子装置１５を適切な温度で作動できるようにする機能を備えている。

詳細には、通気制御システム１は、電子装置１５と、外部環境センサ２１と、内部環境センサ２２と、冷却部２５と、人工気孔部３０と、を備えている。そして、電子装置１５、内部環境センサ２２、および人工気孔部３０は、例えば樹脂製の筐体１０の内部に収納されている。

筐体１０は、例えば乗用車等の車両や、温室の内部等、日射による温度上昇の影響を受ける場所に配置される。そして、電子装置１５は、例えば、カメラによる撮像画像についての処理を行う機能や、室内の照明やエアコン等の各種機器を制御する機能を備えている。

また、電子装置１５は、電子装置１５に対する熱による悪影響を抑制するため、自身の温度が所定の保証温度以下のときに作動し、保証温度を超える場合には作動を停止するよう構成されている。

外部環境センサ２１は、筐体１０とは接することなく筐体１０から離して配置されており、外部の環境として筐体１０外部の気温を検出する。外部環境センサ２１は、検出結果を無線（電波通信や赤外線通信）で人工気孔部３０の内部の演算部３１に送る。

内部環境センサ２２は、筐体１０の内部に配置されており、外部環境センサ２１が検出する環境と同様の環境（本実施形態では気温）を検出する。内部環境センサ２２は、外部環境センサ２１と同様に、検出結果を無線で人工気孔部３０の内部の演算部３１に送る。

冷却部２５は、冷風を生成し、この冷風を筐体１０（通気口４０）に向けて送出する。本実施形態の場合、冷却部２５は除湿を行いつつ冷風を生成するエアコンとして構成されている。

人工気孔部３０は、筐体１０において複数設けられており、各人工気孔部３０には、演算部３１と通気口４０とを備えている。演算部３１および通気口４０は、例えばＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）として構成されており、演算部３１は各環境センサ２１，２２から送信された環境（気温）の情報を受信する機能、環境の情報を比較する機能、比較の結果に応じて通気口４０を開閉する機能、を電子回路によって実現する。

通気口４０は、図２（ａ）に示すように、保持部４３、素子部４４、開閉部４５を備えている。保持部４３は素子部４４を保持し、素子部４４は配線４８から電力の供給を受けて開閉部４５を駆動する。

開閉部４５が閉じた状態のときには、図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、素子部４４にて囲まれる空間を開閉部４５が閉ざすことで筐体１０の内外を遮断する。また、開閉部４５が開いた状態のときには、図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、素子部４４にて囲まれる空間が閉ざされることなく、筐体１０の内外が繋がった状態（連通した状態）となる。

開閉部４５の具体的な構成としては、例えば図４に示すように、開き戸方式（図４（ａ）参照）、引き戸方式（図４（ｂ）参照）、折れ戸方式（図４（ｃ）参照）、ロータリ方式（図４（ｄ）参照）等の種々の方式を採用することができる。

［本実施形態の処理］
このように構成された通気制御システム１において演算部３１は、図５に示す開閉制御処理を実施する。開閉制御処理は、例えば通気制御システム１の電源が投入されると開始され、筐体１０の内外の温度差に応じて通気口４０の開閉を制御する処理である。なお、通気制御システム１の電源がオフであるときには、通気口４０は閉じるよう設定されている。

開閉制御処理の詳細は、図５に示すように、まず、電子装置１５の電源がオンか否かを判定する（Ｓ１１０）。なお、演算部３１は、電子装置１５と有線または無線で接続されており、電子装置１５の作動状態を監視できるよう構成されている。

電子装置１５の電源がオフであれば（Ｓ１１０：ＮＯ）、人工気孔部３０（開閉部４５）を閉じたままの状態とし（Ｓ１２０）、開閉制御処理を終了する。また、電子装置１５の電源がオンであれば（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、内部環境センサ２２および外部環境センサ２１から温度の情報を取得する（Ｓ１３０）。

続いて、これらの温度を比較する（Ｓ１４０）。筐体１０外の温度（外部環境センサ２１にて検出された温度）が筐体内の温度（内部環境センサ２２にて検出された温度）よりも高ければ（Ｓ１４０：ＹＥＳ）、人工気孔部３０を閉じるよう指令を送る（Ｓ１５０）。この指令によって人工気孔部３０（開閉部４５）が閉じられる。

また、筐体１０外の温度が筐体内の温度よりも低ければ（Ｓ１４０：ＮＯ）、人工気孔部３０を開くよう指令を送る（Ｓ１６０）。この指令によって人工気孔部３０（開閉部４５）が開かれる。なお、このとき、冷却部２５によって生成された冷風が筐体１０に当てられ、この冷風が通気口４０を介して筐体１０の内部に導入される。

このように人工気孔部３０が開かれ、冷風が通気口４０を介して筐体１０の内部に導入されると、例えば図６に示すように筐体１０内の温度が変化すると考えられる。すなわち、炎天下の中放置される車両において筐体１０の内部の温度（筐体内雰囲気温度）は、時間とともに上昇する。

そして、通気制御システム１や電子装置１５の電源が投入されると、これらの機器による発熱によって一時的にさらに筐体１０の内部の温度が上昇するが、その後、冷風が通気口４０を介して筐体１０の内部に導入されることで速やかに温度が抑制される（図６の実線［Ａ］参照）。本実施形態の構成では、本実施形態の構成を採用することなく筐体１０を金属製とした場合（図６の実線［Ｃ］参照）や、本実施形態の構成を採用することなく筐体１０を樹脂製とした場合（図６の実線［Ｄ］参照）等と比較して、速やかに温度が低下し、保証温度以下の温度にできることが分かる。

なお、本実施形態は筐体１０を樹脂製としたが、筐体１０を金属製とする場合には、筐体１０の表面からの放熱量を増加させることができるので、より早期に筐体１０の内部の温度を抑制することが期待できる（図６の破線［Ｂ］参照）。

上記のような処理が終了すると開閉制御処理を終了する。
［本実施形態による効果］
以上のように詳述した通気制御システム１において、内部環境センサ２２は筐体１０の内部の環境を検出し、外部環境センサ２１は、筐体１０とは接することなく筐体１０から離して配置され、内部の環境に対応する筐体１０の外部の環境を検出する。そして、演算部３１は、内部環境センサ２２および外部環境センサ２１にて検出された内部の環境および外部の環境を取得し（Ｓ１３０、Ｓ２１０）、内部の環境および外部の環境の差に応じて通気口４０の開閉を制御する（Ｓ１４０〜Ｓ１６０、Ｓ２２０）。なお、筐体内外の「環境」とは、例えば、温度、湿度、結露状態（水滴の有無）等が該当する。

このような通気制御システム１によれば、外部環境センサ２１が外部の環境を検出する際に筐体１０の存在による影響を受けにくくすることができ、精度よく外部の環境を検出することができる。よって、より適切に通気口４０の開閉を制御することができる。

また、上記通気制御システム１においては、外部環境センサ２１の周囲の全体が通気口４０を介して筐体１０の内部に導入される空気に覆われている。
このような通気制御システム１によれば、外部環境センサ２１が筐体１０の表面からの熱伝導や輻射熱の影響を受けにくくすることができる。つまり、外部環境センサ２１と内部環境センサ２２とにおいて環境の独立性を持たせることができ、環境の検出精度を向上させることができる。よって、通気口４０を適切に開閉することができ、筐体１０の内部の電子装置１５が位置する環境を、電子装置１５の作動に適切な環境とすることができる。

また、上記通気制御システム１において演算部３１は、内部環境センサ２２および外部環境センサ２１から無線通信で外部の環境を取得する。
このような通気制御システム１によれば、ケーブルを通じて温度や水滴等の環境が伝達することを抑制できるので、有線通信を行う場合よりも各環境センサ２１，２２がより正確に環境を検出することができる。

さらに、通気制御システム１において、内部環境センサ２２および外部環境センサ２１は、筐体１０の内部および外部のそれぞれの温度を検出し、演算部３１は、筐体１０の外部の温度が筐体１０の内部の温度よりも低い場合に通気口４０を開けるよう制御し、筐体１０の外部の温度が筐体１０の内部の温度よりも高い場合に通気口４０を閉めるよう制御する。

このような通気制御システム１によれば、筐体１０の内部の温度上昇を抑制することができる。
さらに、上記通気制御システム１においては、筐体１０に対して送風することによって冷却する冷却部２５を備えている。

このような通気制御システム１によれば、通気口４０が開いているときは筐体１０の内部に風を入れることができるので、筐体１０の内部を良好に冷却や除湿することができる。

［第２実施形態］
次に、別形態の通気制御システムについて説明する。本実施形態（第２実施形態）では、第１実施形態の通気制御システム１と異なる箇所のみを詳述し、第１実施形態の通気制御システム１と同様の箇所については、同一の符号を付して説明を省略する。

本実施形態の通気制御システムでは、図１に示す外部環境センサ２１および内部環境センサ２２は、結露状態を検出する結露センサとして構成されている。なお、結露センサは、周知のセンサによって構成することができ、湿度センサ等を代用することもできる。

次に、開閉制御処理では、図７に示すように、Ｓ１１０の処理にて電子装置１５の電源がオンである場合（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、Ｓ１３０の処理に換えて、外部環境センサ２１および内部環境センサ２２から結露状態を取得する（Ｓ２１０）。続いて、Ｓ１４０の処理に換えて、結露状態を比較する（Ｓ２２０）。筐体１０外の結露状態（外部環境センサ２１からの結露状態）が筐体内の結露状態（内部環境センサ２２からの結露状態）よりも結露量が多い状態であれば（Ｓ２２０：ＹＥＳ）、Ｓ１５０の処理に移行する。また、筐体１０外の結露状態が筐体１０内の結露状態よりも結露量が少ない状態であれば（Ｓ２２０：ＮＯ）、Ｓ１６０の処理に移行する。

Ｓ１６０の処理において人工気孔部３０が開かれ、より結露状態が低い空気（湿度が低い空気）が通気口４０を介して筐体１０の内部に導入されると、例えば図８に示すように筐体１０内の結露状態が変化すると考えられる。すなわち、冬季や梅雨時において駐車中の車両では、筐体１０の内部の結露状態（結露の量）は、高い状態となる。

ここで、通気制御システム１や電子装置１５の電源が投入されると、除湿された風が通気口４０を介して筐体１０の内部に導入されることで速やかに結露状態が抑制される（図８の実線［Ａ］参照）。本実施形態の構成では、本実施形態の構成を採用することなく筐体１０を金属製とした場合（図８の実線［Ｃ］参照）や、本実施形態の構成を採用することなく筐体１０を樹脂製とした場合（図８の実線［Ｄ］参照）等と比較して、速やかに結露状態が低下し、保証結露状態以下の結露状態にできることが分かる。

なお、本実施形態は筐体１０を樹脂製としたが、筐体１０を金属製としてもほぼ同様の効果が期待できる（図８の破線［Ｂ］参照）。
上記のような処理が終了すると開閉制御処理を終了する。

上記のような第２実施形態の通気制御システムにおいて、内部環境センサ２２および外部環境センサ２１は、筐体１０の内部および外部のそれぞれの結露状態を検出し、演算部３１は、筐体１０の内外の結露状態の差に応じて通気口４０を開閉させる。

特に、演算部３１は、筐体１０の内部が結露状態であって筐体１０の外部が結露状態でないときに通気口４０を開けるよう制御し、筐体１０の内部が結露状態でなく筐体１０の外部が結露状態であるとき通気口４０を閉めるよう制御する。

このような通気制御システム１によれば、筐体１０の内部が結露することを抑制しつつ、筐体１０の内部が結露した場合には除湿することができる。
［その他の実施形態］
本発明は、上記の実施形態によって何ら限定して解釈されない。また、上記の実施形態の構成の一部を、課題を解決できる限りにおいて省略した態様も本発明の実施形態である。また、上記の複数の実施形態を適宜組み合わせて構成される態様も本発明の実施形態である。また、特許請求の範囲に記載した文言のみによって特定される発明の本質を逸脱しない限度において考え得るあらゆる態様も本発明の実施形態である。また、上記の実施形態の説明で用いる符号を特許請求の範囲にも適宜使用しているが、各請求項に係る発明の理解を容易にする目的で使用しており、各請求項に係る発明の技術的範囲を限定する意図ではない。

例えば、上記実施形態において、人工気孔部３０の配置については任意であるが、例えば、図４（ｅ）に示すように、縦横に整列したアレイ配置としてもよい。このようにすると、通気口４０の面積を大きくすることができるので、より効率的に筐体１０外部の流体を内部に導入することができる。

また、通気制御システム１を構成する各部間の通信は有線通信や無線通信等の任意の通信手法を選択することができる。特に、演算部３１と通気口４０との間の通信を無線で行ってもよい。さらに、上記実施形態において、外部環境センサ２１と演算部３１との通信、および内部環境センサ２２と演算部３１との通信は、無線通信としたが、有線通信としてもよい。

このように有線接続とする場合、外部環境センサ２１を車両において既存のエアコンシステムにおいて通常用いられている車室内気温センサを流用することができる。また、この外部環境センサ２１と演算部３１との通信等を、ＣＡＮやＦｌｅｘＲａｙ等の既存の車内ＬＡＮを流用することができる。このような構成によって既存システムに通気制御システム１を追加する際のコストを抑制することができる。

また、演算部３１は、筐体１０の外部等、人工気孔部３０の外部に配置されていてもよい。この場合、演算部３１は通気口４０の数よりも少なく設けられており、１つの演算部３１が複数の通気口４０の作動を制御してもよい。

加えて、上記実施形態において筐体１０は樹脂製としたが、金属製等、任意の素材から構成することができる。さらに、演算部３１は回路として構成されていてもよいが、ＣＰＵやメモリを備えたコンピュータとして構成されていてもよい。

また、上記実施形態においては、外部環境センサ２１が空気に囲われ、空気を筐体１０内に導入する構成としたが、空気に限らず、水等の流体を筐体１０内に導入するようにしてもよい。ただし、導入する流体によっては電子装置１５等の防水処理等が別途必要となる。

さらに、上記実施形態においては、結露状態（結露するに至った状態）を検出したが、結露に至り易い状態（例えば湿度の高低など）を検出し、この結果に応じて同様に通気口４０の開閉を制御してもよい。

また、上記実施形態のＳ１２０の処理では、電子装置１５の電源がオフであるときに人工気孔部３０を閉じるようにしたが、この処理では反対に人工気孔部３０を開くようにしてもよい。

このようにしても電子装置１５をより良好な環境に置くことができる。
［実施形態の構成と本発明の構成との対応関係］
上記実施形態の通気制御システム１は、上記実施形態の開閉制御システムに相当する。上記実施形態の外部環境センサ２１は本発明でいう外部環境検出部に相当し、上記実施形態の内部環境センサ２２は本発明でいう内部環境検出部に相当する。また、上記実施形態の演算部３１は本発明でいう開閉制御装置に相当し、上記実施形態の冷却部２５は本発明でいう送風手段に相当する。

さらに、上記実施形態において演算部３１が実施する処理のうちのＳ１３０、Ｓ２１０の処理は、本発明でいう環境取得手段に相当し、Ｓ１４０〜Ｓ１６０、Ｓ２２０の処理は本発明でいう開閉制御手段に相当する。

１…通気制御システム、１０…筐体、１５…電子装置、２１…外部環境センサ、２１…環境センサ、２２…内部環境センサ、２５…冷却部、３０…人工気孔部、３１…演算部、４０…通気口、４３…保持部、４４…素子部、４５…開閉部、４８…配線。

Claims

筐体（１０）に設けられ開閉可能な導入口（４０）、の作動を制御する開閉制御システム（１）であって、
前記筐体の内部の環境を検出する内部環境検出部（２２）と、
前記筐体とは接することなく前記筐体から離して配置され、前記内部の環境に対応する前記筐体の外部の環境を検出する外部環境検出部（２１）と、
前記内部環境検出部および前記外部環境検出部にて検出された前記内部の環境および前記外部の環境を取得する環境取得手段（Ｓ１３０、Ｓ２１０）と、
前記内部の環境および前記外部の環境の差に応じて前記導入口の開閉を制御する開閉制御手段（Ｓ１４０〜Ｓ１６０、Ｓ２２０）と、
を備えたことを特徴とする開閉制御システム。
請求項１に記載の開閉制御システムにおいて、
前記外部環境検出部は、前記導入口から前記筐体の内部に導入される流体に周囲の全体を囲われていること
を特徴とする開閉制御システム。
請求項１または請求項２に記載の開閉制御システムにおいて、
前記環境取得手段は、少なくとも外部環境検出部から無線通信で外部の環境を取得すること
を特徴とする開閉制御システム。
請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の開閉制御システムにおいて、
前記内部環境検出部および前記外部環境検出部は、前記筐体の内部および外部のそれぞれの温度を検出し、
前記開閉制御手段は、筐体の外部の温度が筐体の内部の温度よりも低い場合に前記導入口を開けるよう制御し、筐体の外部の温度が筐体の内部の温度よりも高い場合に前記導入口を閉めるよう制御すること
を特徴とする開閉制御システム。
請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の開閉制御システムにおいて、
前記内部環境検出部および前記外部環境検出部は、前記筐体の内部および外部のそれぞれの結露状態を検出し、
前記開閉制御手段は、筐体の内外の結露状態の差に応じて前記導入口を開閉させること
を特徴とする開閉制御システム。
請求項５に記載の開閉制御システムにおいて、
前記開閉制御手段は、筐体の内部が結露状態であって筐体の外部が結露状態でないときに前記導入口を開けるよう制御し、筐体の内部が結露状態でなく筐体の外部が結露状態であるとき前記導入口を閉めるよう制御すること
を特徴とする開閉制御システム。
請求項１〜請求項６の何れか１項に記載の開閉制御システムにおいて、
前記筐体に対して送風する送風手段（２５）を備えたこと
を特徴とする開閉制御システム。
筐体に設けられ開閉可能な導入口の作動を制御する開閉制御装置（３１）であって、
請求項１〜請求項７の何れか１項に記載の開閉制御システムを構成する各手段を備えたこと
を特徴とする開閉制御装置。