JP2701275B2 - 車両用空気調和制御装置用環境検知センサ - Google Patents

車両用空気調和制御装置用環境検知センサ

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JP2701275B2
JP2701275B2 JP62299517A JP29951787A JP2701275B2 JP 2701275 B2 JP2701275 B2 JP 2701275B2 JP 62299517 A JP62299517 A JP 62299517A JP 29951787 A JP29951787 A JP 29951787A JP 2701275 B2 JP2701275 B2 JP 2701275B2
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典明 岸
公良 寺尾
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、車両の車室内の空気調和制御装置用環境検
知センサに関し、特に、乗員の乗車時の快適性を向上さ
せるために有用であり、しかも簡単な構成を有する環境
検知センサに関する。 (従来の技術) 従来の電気式、あるいはコンピュータ制御式の車両用
自動空気調和装置では、室温の制御については、車両の
乗員が選択した温度を目標として制御するように構成さ
れているが、日射や外気温度変化による室温変動を防ぐ
ための日射補正や外気温度補正の機能が付加されている
ため、温度に関する限りは、ほぼ満足できる制御が行わ
れている。しかしながら、人間の温熱感は、温度のみで
なく、湿度や気流の影響を受けるものであり、それにつ
いては、詳細なデータが、第3図のASHRAEの快適図表
(1972年版ASHRAE Hankbook of Fundamentals所載)に
示されている。 第3図のASHRAEの快適図表は、人間の快適範囲を、温
度(℃)と相対湿度(%RH)とを変数として表わしたも
のである。第3図の図表の中で相対湿度値50%RHの曲線
は湿度の基準となる曲線であり、この曲線上の温度目盛
は有効温度(ET*)を示し、各有効温度の点を通り右下
に向かう破線は等ET*線と呼ばれる。有効温度は、人間
の温熱感の程度を示す指標となる温度であり、人間のお
かれたある環境をx℃、y%RHとすれば、第3図の図表
上で(x℃,y%RH)の点を通る等ET*線(と50%RH曲線
との交点)によつて示される有効温度は、その環境にお
かれた人間に対し等しい温熱感を与える相対湿度50%RH
のときの指標温度を表わす。なお、第3図の図表中の斜
線部は、ASHRAE Comfort Standard 55-66により提案さ
れた快適基準範囲を示し、また実線の菱形内の範囲は、
Rohles及びNevinsの論文「Rohles and Nevins,ASHRAE T
ransactions,Vol.77.1971.part I」によって示された快
適範囲である。また、図中右下に向かう破線で示される
等ET*はGagge、等の論文「Gagge et al.ASHRAE Transac
tions,Vol.77,1971,part I」によって示されたものであ
る。 さて、実際に車両に長時間乗車した際に、上記の従来
の車両用自動空気調和装置を使用した場合は、なお冷え
不足、あるいは冷え過ぎと感じることが多くある。その
ために、乗員の乗車時の快適性を向上させるために、従
来技術においても、湿度センサあるいは気流センサを追
加して制御を行なう工夫が提案されてはいる。例えば、
実開昭58-59611号は、車室内の湿度制御のみを目的とし
た車両用空調装置を開示しており、三菱電機技報、Vol.
61、No.5、1987は、人間の体温調節機能をシミユレート
した温感センサを開示しているが、そこに開示された温
感センサは、受熱板の内面上に加熱体(抵抗器)及び温
度サーミスタのみを取り付け、周囲温度と輻射放熱と周
囲の気流による対流放熱とを考慮したものである。しか
しこの温感センサには湿度の影響に対する考慮は含まれ
ていない。 なお、それとは別に、従来技術の装置においては、セ
ンサ数の増加に起因する制御の仕方の複雑化と製作コス
トの上昇とを招くという問題があつた。 (発明が解決しようとする問題点) 本発明は、上記の従来技術による環境検知センサの機
能を改良し、かつ、上述の問題を解決することを意図し
てなされたものである。そのため、本発明は、環境検知
センサの機能を果すために必要な要素を備える一方、従
来の車両用空気調和装置における複雑化した制御の仕方
を簡素化するために、使用するセンサ数を減少させなが
ら、しかも車両の車室内の空気調和による快適性を向上
させることができる環境検知センサを提供することを目
的としている。 (問題点を解決するための手段) 上記の目的を達成するために、本発明は、先端部に湿
度センサを、以下順次、温度センサと発熱体とを配設し
載置した熱伝導体、上記熱伝導体を内部に支持し格納す
るハウジング、上記湿度センサに接近した上記ハウジン
グの一方の端部に設けられた通気孔を有するフイルタ
部、及び上記ハウジングの他方の端部に設けられた環境
検知センサの入出力端部を包含した環境検知センサを提
案する。 (作用) 第1図に示された本発明の環境検知センサにおいて、
発熱体2より発生し、熱伝導体3を通つて伝播する熱
を、フイルタ6を流過する気流9によつて奪う際に、気
流9の速さが変化すると奪われる熱量が変化することに
より、温度センサ4による温度検出値が変化するので、
温度センサ4によつて検出される空気温度に対して気流
補正をすることができる。更に、上記の構成に対して、
湿度センサ5を付加することにより、人体の温熱感の要
因である温度、対流、輻射、湿度をすべて1個のセンサ
で検出することが可能になる。 (実施例) 本発明による環境検知センサの構成及び作用を添附図
面を参照して説明する。 第1図は、本発明の環境検知センサの構成を示してい
る。第1図において、1はハウジングであり、金属の絞
り加工、あるいは樹脂成形加工によつて作られ、車室の
内部への取り付けを考慮してその形状が決められる。そ
の形状は、必ずしも第1図に示した外形としないで、偏
平形としてもよく、その内部に、後述する熱伝導体3を
支持し、かつ、その先端部に設けられたフイルタ部6を
通して気流9をスムーズに流過させることができる形状
であればよい。フイルタ部6には気流9を通過させるた
めの複数の孔が設けてある。フイルタ部6は、同時に、
環境検知センサの内部構造の保護の目的をも果すが、気
流9が通過し易く、気流9による放熱量Q1の放熱要因
である気流9の平均熱伝達率αが、α≒αc+α
r(αc:対流熱伝達率、αr:輻射熱伝達率)として近
似的に表わされるように機能する形状が与えられる。 2は熱伝導体3の上に固定された発熱体であり、ニク
ロム線等の発熱素子により構成されているが、それによ
る、発熱量Q0=0.86I2R(Kcal/h)(ここで、Iは電
流、Rは抵抗値)が制御し易いように、抵抗値Rの温度
依存性の小さい材質の発熱体が選ばれる。 7は定電流回路であり、ケーシング1の開端部の内部
に支持固定された基板11の上に取り付けられている。定
電流回路7は、発熱体2の発熱量Q0が一定となるよう
に発熱体2と直列に接続されており、簡易の実用的素子
としては固定抵抗器が用いられる。 4は温度センサであり、例えば、サーミスタを用いて
構成し、次に説明する熱伝導体3の表面上において、そ
の先端部よりの位置に密着固定され、熱伝導体3の上部
放熱面近傍の温度を検出する。 熱伝導体3は、例えば、アルミニウム、亜鉛等の金属
より成り、発熱体2より発生する熱を伝導する部材であ
り、台座等を用いて、ケーシング1の内部に支持固定さ
れる。熱伝導体3の特性としては、適度の熱伝導性が要
求される。すなわち、Q0に対して熱伝導体3の熱伝導
性が良すぎる場合は、温度センサ4を構成するサーミス
タの抵抗値の温度降下が小さい状態で、気流9による放
熱量Q1=αAΔt(ここで、αは気流9の平均熱伝達
率、Aは放熱面積、Δtは熱伝導体3と気流9との間の
温度差)とQ0とがバランスするため、温度センサ4に
よる気流の影響の検知誤差が増大する。また、その反対
に、熱伝導体3の熱伝導性が悪すぎる場合は、熱伝導体
3内における温度降下が大きくなるため、気流9の影響
を受け過ぎて、温度センサ4による室温検知誤差が増大
する。このような理由で、熱伝導体3に対しては、適度
の熱伝導性を持たせるように最適の形状が選ばれる。 5は湿度センサであり、熱伝導体3の先端部上で、フ
イルタ部6の内部の中央部の位置に固定され、その構成
素子としては、例えば、抵抗値変化形素子を用い、た
だ、可能な限り温度依存性の小さい特性を有するものが
好ましく、また、その抵抗値も温度センサ4と同等のレ
ベルの値を有することが好ましい。 8は環境検知センサの入出力端部であり、第1図の実
施例では、ケーシング1の開端部と結合された端子板12
に植込まれた電極ピンによつて構成され、コネクタによ
り車両内配線と接続される。その他、入出力端部は、リ
ード線の形態の引き出し線によつて構成してもよい。 発熱体2による発熱量Q0=0.86I2Rは、定常状態に
おいては、Q0=Q1+Q2(Q1は、前述のように、気流
9による放熱量αAΔt、Q2は、気流9によらないで
熱伝導体3の側面および下部から逃げる熱量)として表
わされ、熱伝導体3の側面および下部を可能な限り断熱
状態を保持する構成とすれば、Q20にすることがで
きるので、Q0≒Q1=αAΔt=(αc+αr)AΔtと
表わすことができる。ここで、 αcAΔtにおけるαcは、気流9の対流による熱伝達作
用の関数であるため、αcAΔtの項によつて気流の影
響を検出することができる。又、熱伝導体3よりの熱輻
射作用の関数であるαrを含む項αrAΔtによつて輻射
の影響を検出することができる。従つて、予め校正手段
によつて、基準となる熱伝導体3と気流9との間の温度
差Δt0を求めておけば、温度センサ4の測定値より、
Δt−Δt0の関係によつて、実際の室温の変化と気流
9による放熱量Q1に起因する温度変化との総合された
温度変化を検知し、総合室温を検出することができる。 次に、本発明の環境検知センサの電気回路を図示した
第2図を参照すると、本発明の環境検知センサの構成素
子の電気接続回路が一点鎖線の囲みの中に図示されてい
る。発熱体2と定電流回路7との直列接続回路の両端
は、発熱体入力端子及び接地端子にそれぞれ接続されて
いる。温度センサ4とその調整用抵抗との直列回路は、
温度センサ5とその調整用抵抗との直列回路と並列に接
続され、この並列接続回路の一端は、接地端子に接続さ
れ、その他端は、信号出力端子に、また同時に、調整用
抵抗を介して発振入力端子に接続されている。14は温度
センサ4及び湿度センサ5への給電用発振器であり、そ
の両端は、上記両センサ4及び5に対する給電用端子で
ある発振入力端子及び接地端子にそれぞれ接続されてい
る。 第2図の電気回路図において、温度センサ4をサーミ
スタを用いて構成し、湿度センサ5としては、例えば、
湿度が高くなるに従つて抵抗値が低下する特性を有する
素子を用いれば、湿度が高くなると、温度センサ4の抵
抗値の減少、すなわち、室温上昇と同等の効果を示す信
号を出力するので、その特性を適当に選定すれば、前述
の総合室温検出値に対して更に湿度の影響が加味された
室温を表わす信号を出力するので、第3図に示したASHR
AEの快適図表より得られる有効温度に近似させた室温の
検出を行うことができる。 更に、第1図に示した本発明装置では、センサ部分の
みを一体化した構成になつているが、ハイブリツドIC等
を内蔵させ、また、第2図には外部電源として図示され
ている発振器14なども組み込んだ構成にすれば、より扱
い易くなり、ハーネス等の配線の量を減少させることが
できる。 (発明の効果) 本発明の車両用空気調和制御装置用環境検知センサに
よれば、下記のような利点が得られる。 (1) 温度センサは気流に面する位置に設けられてい
るので、温度検出の応答性が良くなる。 (2) 発熱体を気流に面するように配し、この発熱体
の放熱面近傍の温度を検出することにより、気流の影響
を考慮した環境検知センサとすることできる。特に、発
熱体に比べて温度センサの方が気流に近い位置に設けら
れているので、気流の速度変化に対する、温度センサの
検出値変化の割合が、発熱体と温度センサとの位置関係
を逆にした場に比べて大きい。すなわち気流速度の変化
に対する温度センサの検出応答性が良くなる。 (3) 人体の温熱感を検知するために人体の皮膚の感
覚(血流による加温作用と皮膚表面からの放熱作用との
影響を受けた温度感覚)と相似させて車両の室温検出を
行うことができる構成を有するため、乗員に快適なフイ
ーリングを与える車両用空気調和制御を可能にする。 (4) 温度センサと湿度センサとが1つの容器の中に
まとめて収容されているので、電気配線の数量を減少さ
せ、また、必要に応じてハイブリツドIC等の電子回路を
内蔵させることも可能になる。 (5) 本発明の環境検知センサよりの制御出力信号
は、勿論、従来の装置の出力信号と同様に利用できるの
で、本発明装置の定数を適切に設定することにより、容
易に従来の室温制御用室温センサと置換することができ
る。
【図面の簡単な説明】 第1図は、本発明の車両用空気調和制御装置用環境検知
センサの構成を示す概略構成図である。 第2図は、第1図に示す本発明の環境検知センサの電気
回路図である。 第3図は、人間の快適範囲を示すASHRAEの快適図表であ
る。 (符号の説明) 1……ハウジング、2……発熱体、3……熱伝導体、4
……温度センサ、5……湿度センサ、6……フイルタ
部、7……定電流回路、8……入出力端部、9……気
流、10……移動する伝導熱、11……基板、12……端子
板、13……調整用抵抗、14……発振器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野坂 和人 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 日本 電装株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−125241(JP,A) 特開 昭50−152537(JP,A) 特開 昭59−7838(JP,A) 特開 昭58−218624(JP,A) 特開 昭61−18015(JP,A) 実開 昭59−10057(JP,U) 実開 昭62−62956(JP,U) 特公 昭56−10538(JP,B2)

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 1.車室内において気流に面するように配される発熱体
    と、 気流に面するように配され、前記発熱体の表面近傍の温
    度を検出する温度センサと、 前記車室内の湿度を検出する湿度センサとを備え、 この湿度センサによって検出された車室内の前記温度セ
    ンサによって検出された前記発熱体の表面近傍の温度と
    に基づく空調制御に用いる、使用者の体感温度を検知す
    る車輌用空気調和制御装置用環境検知センサであって、 前記温度センサは前記発熱体よりも気流に近い位置に設
    けられていることを特徴とする車輌用空気調和制御装置
    用環境検知センサ。
JP62299517A 1987-11-27 1987-11-27 車両用空気調和制御装置用環境検知センサ Expired - Lifetime JP2701275B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS5910057U (ja) * 1982-07-12 1984-01-21 ティーディーケイ株式会社 感温感湿センサ装置
JPS62125241A (ja) * 1985-11-26 1987-06-06 Daikin Ind Ltd 温熱検知素子

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