JP2879968B2 - 車両用空調制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は太陽電池パネルの出力信号に応じて空調制御
を行う車両用空調制御装置に関する。

（従来の技術） 従来、日射の強度、日射高度及び日射方向を検出し、
これらに応じて空調制御を行う車両用空調制御装置とし
ては、基台部上に固定された複数個の受光素子と、入射
光角度によって変化する遮光域を前記複数個の受光素子
の受光面上に生じさせる遮光部とを有してなる日射検出
器を車両の受光部に取付け、前記複数個の受光素子が検
出する受光分布に応じて車室内の空調分布を調節するよ
うにした車両用空調制御装置が実公昭58−37694号公報
に開示されている。

また、少なくとも２つの空調吹出口をもち、各吹出口
の吹出し空気を独立して制御できる車両用空調制御装置
において、方位センサと、タイマと、該タイマ及び前記
方位センサにより車両に対する太陽の位置並びに太陽光
の強さを理論的に算出する基準太陽光算出回路と、車両
に実際に照射される太陽光の強さを検知する日射センサ
と、該日射センサ及び基準太陽光算出回路の出力信号か
ら太陽光の強さを補正して太陽光の強さの有効値を演算
する日射強度決定回路とを備え、各吹出口より車室内各
部に吹き出される空調された空気を前記日射強度決定回
路の出力信号に基づき制御する車両用空調制御装置が実
開昭59−80109号公報に開示されている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記２つの技術は日射方向をセンサに
て検出し、またこれらのセンサを用いて日射強度を検出
することにより日射強度、日射方向に応じた空調制御を
行うものであるが、これらの方式では特別なセンサを必
要としたり、タイマ情報等から複雑な方法で日射方向を
演算する等の手段が必要であった。

一方、本出願人は実開昭62−181416号公報において、
自動車に搭載した太陽電池の出力信号から日射の強度を
検出し、車両の空調制御を行う制御手段を備えた空調制
御装置を提案しているが、日射高度及び日射方向の検出
手段を備えていないものであった。

本発明は上記の点に鑑み創案されたもので、日射セン
サ等を必要とせず、またタイマ情報等から複雑な方法で
日射方向を演算する必要がなく、より簡単且つ正確に日
射高度及び日射方向を検出・演算し、よりきめの細い空
調制御が可能であると共に、太陽電池を最も効率よく有
効に利用できる車両用空調制御装置を提供するにある。

（課題を解決するための手段） 上記課題を解決するため、本発明においては、車体の
外面部に太陽電池素子を配したパネルを設け、前記太陽
電池素子の出力信号に応じて空調制御を行う車両用空調
制御装置において、前記太陽電池素子の発生電流を検出
する手段と、前記パネルの角度を調節する調節手段と、
前記パネルの角度を検出する検出手段と、前記太陽電池
素子の発生電流が最大となるように常時前記調節手段を
介して前記パネルの角度を制御する制御手段と、前記制
御されたパネルの角度の検出値により日射高度及び日射
方向の少なくとも一つを演算する演算手段とを有し、該
演算結果に応じた空調制御を行うことを特徴とするもの
である。

（作用） 太陽電池に照射される日射量により発生する電流値を
検出すると共に常にパネル角度を検出し、該パネル角度
を調節・制御して前記電流値が最大となるようにし、日
射量、日射高度及び日射方向を演算し、車室内の送風
量、吹出口の方向、ルーバの角度等の空調をきめ細く制
御する。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。

第１図は本発明に係る車両用空調制御装置の一実施例
の構成ブロック図でおる。同図において、１は熱負荷検
出手段で、内気温（Tr）センサ、外気温（Ta）センサ、
フロント日射量（T_SD）センサ、及び室内温度（T_D）設
定器等から成る。フロント日射量センサは、例えば車両
のダッシュパネルの上側で日射を受ける位置に取付けら
れている。

２は総合信号演算手段で、公知の如く、下記式（１）
により目標吹出温度X_Mを算出する。

X_M＝Ａ・T_D−Ｂ・Tr−CTa−DQsun＋Ｅ …（１） なお、式（１）において、A,B,C,Dは定数、Ｅは補正
項である。

３は温度制御部材駆動手段で、総合信号演算手段２で
算出された目標吹出温度X_Mに吹出し温度を制御すべく、
温度制御部材であるブロワ及びミックスドア４を駆動す
るものである。

５は太陽電池パネル出力電流検出手段で、日射量に対
して所定の率で増加する太陽電池の発生電流値を検出す
るもので、該検出された発生電流値に基づいて日射量演
算手段６により日射量が演算される。演算さた日射量は
補正信号として前記総合信号演算手段２に入力される。

７は太陽電池パネル制御手段で、常時、太陽電池パネ
ル出力電流が最大値（日射量の最大値）になるように、
パネル角度調整手段８を駆動制御するものである。

９は太陽電池パネル制御角度検出手段で、前記制御手
段７によって制御されるパネルの水平方向の角度（日射
方向）と垂直方向の角度（日射高度）を検出するもの
で、ポテンショメータ等から成り、該ポテンショメータ
の抵抗値が日射高度・方向演算手段10により角度に換算
される。換算された日射高度及び／又は日射方向を示す
角度信号は後席エアコン制御手段11に供給され、該制御
手段11は該角度信号に基づいて後席エバポレータ12に冷
媒を導入して、車室の後部座席のエアコンのオンオフ制
御や、後部座席のブロワ13の送風量制御や、後席吹出し
グリル駆動手段14による車室の後部座席用吹出しグリル
或はルーバの角度制御等を行う。

第２図に示す如く、太陽電池21は車両のリヤウインド
20近傍の車室内に配され多数段に形成されたシャッタ板
（パネル）22上に夫々複数個づつ固定されている。この
太陽電池21は、周知の如く、シリコンアモルファス等か
ら構成されていて太陽光線を電気エネルギーに変換する
ものである。前記シャッタ板22は、その支点となる長手
方向の端部を枠体23に回動自在に嵌入させ（第３図）、
シャッタ板22の中央の前後縁部に夫々ベルト24を挿通固
定している。そして、ベルト24の上部はプーリ25を介し
て正逆回転可能なパルスモータ等からなるアクチュエー
タ27の出力軸に嵌装されたプーリ26に架け渡されてい
る。一方、枠体23は、第３図に示すように、複数個リヤ
ウインド20近傍に配列され、枠体23の上下壁の長手方向
の中央に突設された軸28のうち下方の軸28が正逆回転可
能なパルスモータ等からなるアクチュエータ29に接続さ
れ、上方の軸28は軸受30を介して車体に固定支持されて
いる。枠体23は上方の軸28により水平方向に回動自在に
支持されている。パネル角度調整手段８を構成する前記
アクチュエータ27,29には夫々シャッタ板22及び枠体23
の角度を検出するパネル制御角度検出手段９を構成する
ポテンショメータ（図示せず）が内蔵されている。

このように構成すると、アクチュエータ27によりシャ
ッタ板22の車両前後方向の角度が調整されると共に、ア
クチュエータ29により枠体23の水平方向の角度が調整さ
れ、ポテンショメータの抵抗値によりシャッタ板22の角
度及び枠体23の角度が検出され、夫々日射高度及び日射
方向が演算される。

そして、アクチュエータ（パルスモータ）27の内蔵ポ
テンショメータで検出されたシャッタ板22の角度は、太
陽電池パネル制御手段７により、常時、太陽電池パネル
出力電流が最大値になるようにアクチュエータ27を介し
て制御される。この制御は、例えば第４図のフローチャ
ートに示す方法で行われる。ステップS41でシャッタ板
の角度を設定するパルスモータ27をＡ方向に回転させ、
ステップS42で、今回の太陽電池パネル出力電流値ｎと
前回の出力電流値ｎ−１とが比較され、今回の出力電流
値ｎの方がより大きければ（Yes）、ステップS41に戻っ
てこれを実行し、ステップS42での比較結果がNoになる
まで繰り返される。ステップS42の比較結果がNoになる
と、ステップS43に進み、パルスモータ27をＡ方向と逆
のＢ方向に回転させる。ステップS44でも、今回の太陽
電池パネル出力電流値ｍと前回の出力電流値ｍ−１とが
比較され、今回の出力電流値ｍの方がより大きければ
（Yes）、ステップS43に戻り、これを実行し、ステップ
S44での比較結果がNoになるまで繰り返される。ステッ
プS44の比較結果がNoになると、ステップS41に戻り、以
後ステップS41乃至S44を繰り返す。なお、枠体23の角度
を調整するパルスモータ29も同様の手順で制御される。

なお、本実施例は日射高度により、光を遮断する方向
にシャッタ板22が作動するため、日除けの役目を果し好
適である。

次に第５図のフローチャートに基づいて本実施例の空
調制御装置の動作について説明する。

まず、ステップS51で図示しないモード切替スイッチ
の切替位置信号の読込みを行い、読込まれた切替位置が
自動モード（AUTO）である時（ステップS52）、ステッ
プS53以下の自動空調制御を行う。先ず、ステップS53で
熱負荷検出手段１のセンサ等の各検出信号が読込まれ、
ステップS54で太陽電池パネル出力電流検出手段５によ
り検出された電池出力電流値が読込まれると共に、太陽
電池パネル制御角度検出信号９により検出されたシャッ
タ板22の角度及び枠体23の角度が読込まれる。

そして、ステップS55で、前述した式（１）に基づい
て目標吹出温度X_Mが総合信号演算手段２により算出され
る。目標吹出温度X_Mが算出されると、次のステップS56
でX_Mに応じた送風量V_XMと、X_Mに応じたミックスドア開
度φが決定される。送風量V_XM及びミックスドア開度φ
の値は、例えば第６図のテーブルから、X_Mに応じて決定
される。即ち、送風量V_XMの特性はX_M25℃を中心に左右
（左：冷房、右：暖房）対称となっており、25℃を中心
とした一定の温度範囲X_M1−X_M2内ではV_XMを所定の下限
値V_XMLに、X_MがX_M1より低い所定値X_M3以下及びX_M2より
高い所定値X_M4以上の時はV_XMを所定の上限値V_XMH値（ヒ
ステリシス値）に夫々設定し、X_M1からX_M3までの間及び
X_M2からX_M4までの間ではV_XMをX_Mの変化に従って漸増さ
せるようになっている。また、ミックスドアの開度φは
X_M1以下では０％、X_M2以上では100％となっており、X_M1
−X_M2の間はX_Mの増加に従って漸増させるようになって
いる。

第５図のフローチャートに戻り、ステップS57で、後
部座席の日射量Q_SUNRが所定の範囲（ａ−ｂ）の値より
大きいか（Ｂ）又は小さいか（Ａ）が比較され、大きい
場合には、後席エバポレータ12に冷媒を導入し、後部座
席のエアコンをオン（S58）し、後部座席の冷房を行
い、小さい場合は後部座席のエアコンをオフ（ステップ
S59）して、後部エバポレータ12への冷媒の供給を断
つ。

次に、日射高度に応じて後部座席の吹出しグリル駆動
手段14の吹出方向を変化させる（ステップS60）。即
ち、第７図及び第８図に示す如く、日射高度が低い場合
は頭部後方吹出しに、日射高度が高い場合は顔部前方吹
出しに、日射高度の中間域では日射高度の高くなるに従
って頭部後方吹出しから徐々に顔部前方吹出し側に変化
するように、後部吹出しグリル駆動手段14を制御する。

次に、ステップS61で、設定室内温度T_Dと内気温度Tr
との差に応じて後部座席のブロワ13の送風量B_VRを算出
する。T_D−TrとB_VRの関係は例えば第９図のテーブルの
ようになっている。即ち、T_D−Trが０と所定値のTaとの
間ではB_VRを所定の下限値B_VRLに、T_D−Trが所定値Tb以
下の場合はB_VRを所定の上限値B_VRH（ヒステリシス値）
に夫々設定し、TaからTbまでの間B_VRを、T_D−Trの変化
に従って漸増させるようになっている。

次に、ステップS62で、後部座席の日射量Q_SUNRに応じ
た送風量B_VRの増加分ΔBvが算出される。ΔBvとQ_SUNRと
の関係は、例えば第10図のテーブルに示す如く、後部座
席の日射量Q_SUNRの増加に比例してΔBvが増加するよう
になっている。

そして、ステップS63で、上記ΔBvとB_VRが加算され、
後部座席側の送風量が決定される。

なお、本発明は上記実施例に限定されることはなく、
発明の思想を逸脱しない範囲内において種々の改変並び
に実施態様をとりうることは勿論である。例えば、上記
実施例では太陽電池を車両後部のリヤガラスの近傍の車
室内に取付けたが、これに限定されるものではなく、車
両本体の他の日光を受光する部位であれば取付けること
ができ、例えば車体の上面部に取付ければ車室前部の日
射高度及び日射方向を検出でき、これにより車室前部の
吹出口の角度制御やルーバの角度制御を行うようにして
もよい。

（発明の効果） 以上説明した如く、本発明においては、車体の外面部
に太陽電池素子を配したパネルを設け、前記太陽電池素
子の出力信号に応じて空調制御を行う車両用空調制御装
置において、前記太陽電池素子の発生電流を検出する手
段と、前記パネルの角度を調節する調節手段と、前記パ
ネルの角度を検出する検出手段と、前記太陽電池素子の
発生電流が最大となるように常時前記調節手段を介して
前記パネルの角度を制御する制御手段と、前記制御され
たパネルの角度の検出値により日射高度及び日射方向の
少なくとも一つを演算する演算手段とを有し、該演算結
果に応じた空調制御を行うので、日射センサ等を必要と
せず、タイマ情報等からの複雑な方法で日射方向を演算
する必要がなく、より簡単且つ正確に日射高度及び日射
方向を検出・演算し、その値を基に温度調節が可能とな
るため、吹出口やルーバの角度制御等のきめ細い空調制
御が可能となる。また、太陽の方向に常に向かうように
パネル角度を制御するため最大の太陽電池の出力を得る
ことができ、ソーラーベンチレーションシステムのため
太陽電池を有効に利用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の車両用空調制御装置の一実施例に係る
構成ブロック図、第２図及び第３図は太陽電池が取付け
られたシャッタ板を示す略図、第４図は太陽パネル制御
手段の動作例を示すフローチャート図、第５図は本発明
の車両用空調制御装置の動作を示すフローチャート図、
第６図は目標吹出温度X_Mと送風量V_XM及びミックスドア
開度φ間の関係のテーブルを示す図、第７図は日射高度
と後席エアコンの吹出し位置との関係のテーブルを示す
図、第８図は後席エアコンの吹出し方向の説明図、第９
図は設定室内温度T_Dと内気温度Trの差に対する後席エア
コンの送風量B_VRとの関係のテーブルを示す図、第10図
は後席日射量Q_SUNRと後席送風量の増加分ΔBvとの関係
のテーブルを示す図である。 １……熱負荷検出手段、２……総合信号演算手段、５…
…太陽電池パネル出力電流検出手段、６……日射量演算
手段、７……太陽電池パネル制御手段、８……パネル角
度調整手段、９……太陽電池パネル制御角度検出手段、
10……日射高度方向演算手段。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車体の外面部に太陽電池素子を配したパネ
   ルを設け、前記太陽電池素子の出力信号に応じて空調制
   御を行う車両用空調制御装置において、前記太陽電池素
   子の発生電流を検出する手段と、前記パネルの角度を調
   節する調節手段と、前記パネルの角度を検出する検出手
   段と、前記太陽電池素子の発生電流が最大となるように
   常時前記調節手段を介して前記パネルの角度を制御する
   制御手段と、前記制御されたパネルの角度の検出値によ
   り日射高度及び日射方向の少なくとも一つを演算する演
   算手段とを有し、該演算結果に応じた空調制御を行うこ
   とを特徴とする車両用空調制御装置。