JP4534973B2 - 窓曇り検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、窓曇り検出装置に関するもので、車両用空調装置の制御に用いて好適なものである。

従来、車両用の窓曇り検出装置は主に次の２つに分類できる。第１は、ガラス温度とその周辺空気の露点温度との比較から窓曇りを推定する方式（以後湿度検出方式と呼ぶ）である。ここで、露点温度は、車室内に設置された湿度センサの出力と空気温度センサの出力とから計算式で求める。ガラス温度は、ガラス内面に配置された温度センサにて接触検出する方式、赤外線センサで非接触検出する方式、車外温度・車速・車室内温度などから計算式で推定する方式等がある。

このような湿度検出方式の中には、ガラス温度と露点温度とを比較するのでなく、室内空気の相対湿度を、ガラス温度における相対湿度（以後、ガラス表面相対湿度と呼ぶ）に換算して、曇り判定をしているものもあり、以下この方式で説明を進める。

第２は、光学センサによりガラス内面に生じた曇りを非接触に検出する方式（以後、光学方式と呼ぶ）である。この光学方式は、受光素子および発光素子を備え、窓曇りによる直接反射光の低減を検知するもの（例えば、特許文献１参照）と、窓曇りによる散乱反射光の増加を検知するもの（例えば、特許文献２、３参照）がある。さらに、光学方式の中には画像処理により曇りが生じたことを判定する方式もある（例えば、特許文献４参照）。

これらの従来技術において、窓曇り検出の狙いは次の３つの効果ａ〜ｃを発揮することにある。

（ａ）空調用冷凍サイクルの除湿運転（圧縮機の運転）を車両の窓が曇らない範囲で低減し、それによって、除湿運転の稼働率を低減して圧縮機動力の低減を図る。これは、圧縮機を駆動する車両エンジンの燃費低減に貢献できる。

（ｂ） 車両の窓曇り判定を行って、車両用空調装置の窓曇り防止性能を高める制御を行うことにより、車両の窓曇りを防止する。

（ｃ）冬期の低温時には、車両用空調装置における吸い込み空気の内気比率を窓が曇らない範囲で増大することにより、換気熱損失を低減して暖房性能を向上する。
特開昭５９−１０８９３９号公報 特開２０００−２９６７６２号公報 特開平５−２９４１３９号公報 特開２００４−２１２４０４号公報

ところで、前者の湿度検出方式では、湿度センサの検出精度のばらつきと耐久劣化があるため、窓曇りが生じないように制御するためには、窓の曇り判定において湿度センサの出力値に対して大きな安全率を設定する必要がある。この結果、上記ａの圧縮機動力の低減効果および上記ｃの換気熱損失低減効果を十分発揮できない。

また、後者の光学方式では、湿度検出方式に比較して検出精度が高いので、窓の曇り判定の安全率を大きくする必要がなく、上記ａ、ｃの各効果を十分に発揮できるが、その反面、窓ガラスのうちセンサを設置した部位の曇りしか検出しないので、センサ設置部位以外の領域では窓曇りが発生するリスクがある。また、窓曇りが発生し始める位置は車両により異なるため、センサ設置部位を車両開発時に決める適合作業が煩雑となるなどの不具合がある。

本発明は上記点に鑑みて、光学方式の窓曇り検出装置における曇り検出を長期間にわたり精度よく行うことができるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、窓ガラス（１２）に向けて光を照射する発光素子（１５）と、前記窓ガラス（１２）からの反射光（Ｂ）を受光する受光素子（１６）とからなる光学式曇り検出センサと、
前記発光素子（１５）からの照射光（Ａ）と前記反射光（Ｂ）との比（Ｂ／Ａ）に基づいて曇り度合い判定値（Ｆｗ）を演算する曇り度合い演算手段（Ｓ６０ａ）と、
前記曇り度合い判定値（Ｆｗ）に基づいて前記窓ガラス（１２）の曇りを判定する曇り判定手段（Ｓ７０ａ）と、
前記曇り判定手段（Ｓ７０ａ）により前記窓ガラス（１２）が曇っていないと判定されたときに、前記曇り度合い判定値（Ｆｗ）の演算式を補正する第１補正手段（Ｓ１４０）と、
室内側空気の相対湿度を検出する湿度センサ（１７）と、
前記湿度センサ（１７）の出力値を演算する湿度演算手段（Ｓ２０）と、
前記湿度演算手段（Ｓ２０）の演算値と、前記室内側空気の温度と、前記窓ガラス（１２）の温度とに基づいてガラス表面相対湿度（ＲＨｗ）を演算するガラス表面相対湿度演算手段（２０ｆ、Ｓ５０）と、
前記曇り判定手段（Ｓ７０ａ）により前記窓ガラス（１２）が曇っていると判定されたときに、前記湿度演算手段（Ｓ２０）の演算値が前記ガラス表面相対湿度（ＲＨｗ）＝１００％における前記室内側空気温度での相対湿度となるように前記湿度演算手段（Ｓ２０）における湿度演算式を補正する第２補正手段（Ｓ９０）とを具備し、
前記曇り度合い演算手段（Ｓ６０ａ）は、前記窓ガラス（１２）が曇っていない状態では前記曇り度合い判定値（Ｆｗ）として１もしくは１近傍の値を演算し、
前記曇り判定手段（Ｓ７０ａ）は、１よりも小さい所定のしきい値を設定し、前記曇り度合い判定値（Ｆｗ）が前記しきい値よりも減少すると前記窓ガラス（１２）の曇りを判定し、
前記第１補正手段（Ｓ１４０）は、前記曇り判定手段（Ｓ７０ａ）により前記窓ガラス（１２）が曇っていないと判定されたときに、前記曇り度合い判定値（Ｆｗ）が１もしくは１近傍の値となるように前記曇り度合い判定値（Ｆｗ）の演算式を補正することを特徴としている。

これによると、曇り度合い演算手段（Ｓ６０ａ）は、発光素子（１５）からの照射光（Ａ）と反射光（Ｂ）との比（Ｂ／Ａ）に基づいて曇り度合い判定値（Ｆｗ）を演算し、窓ガラス（１２）が曇っていない状態では、曇り度合い演算手段（Ｓ６０ａ）は曇り度合い判定値（Ｆｗ）として１もしくは１近傍の値を演算する。
そして、上記曇り度合い判定値（Ｆｗ）に基づいて窓ガラス（１２）の曇りを判定する曇り判定手段（Ｓ７０ａ）は、１よりも小さい所定のしきい値を設定し、曇り度合い判定値（Ｆｗ）がこの１よりも小さい所定のしきい値よりも減少すると窓ガラス（１２）の曇りを判定する。
第１補正手段（Ｓ１４０）は、曇り判定手段（Ｓ７０ａ）により窓ガラス（１２）が曇っていないと判定されたときに、曇り度合い判定値（Ｆｗ）が１もしくは１近傍の値となるように曇り度合い判定値（Ｆｗ）の演算式を補正する。
このように曇り度合い判定値（Ｆｗ）の演算式を補正するから、窓ガラス（１２）が曇っていないと判定されたときに発光素子（１５）自身の耐久劣化、あるいはタバコの脂等の付着による窓ガラス反射面の汚れ等が発生していても、これらの誤差要因を解消した状態に曇り度合い判定値（Ｆｗ）を正規化できる。
その結果、発光素子（１５）の耐久劣化による照射光（Ａ）の減少、窓ガラス反射面の汚れによる反射光（Ｂ）の減少等の影響を受けることなく、光学式曇り検出精度を長期間にわたって良好に維持できる。
さらに、請求項１に記載の発明では、室内側空気の相対湿度を検出する湿度センサ（１７）と、
前記湿度センサ（１７）の出力値を演算する湿度演算手段（Ｓ２０）と、
前記湿度演算手段（Ｓ２０）の演算値と、前記室内側空気の温度と、前記窓ガラス（１２）の温度とに基づいてガラス表面相対湿度（ＲＨｗ）を演算するガラス表面相対湿度演算手段（２０ｆ、Ｓ５０）と、
前記曇り判定手段（Ｓ７０ａ）により前記窓ガラス（１２）が曇っていると判定されたときに、前記湿度演算手段（Ｓ２０）の演算値が前記ガラス表面相対湿度（ＲＨｗ）＝１００％における前記室内側空気温度での相対湿度となるように前記湿度演算手段（Ｓ２０）における湿度演算式を補正する第２補正手段（Ｓ９０）とを具備している。
ところで、窓ガラス（１２）が曇るときは、窓ガラス（１２）の表面相対湿度（ＲＨｗ）が１００％に到達しているときである。そして、窓ガラス（１２）の曇りは光学式曇り検出センサ（１５、１６）の出力値に基づいて正確に判定できる。
従って、請求項１に記載の発明によると、このガラス表面相対湿度（ＲＨｗ）＝１００％を基準として第２補正手段（Ｓ９０）にて湿度演算式を補正することにより湿度センサ（１７）の計測ばらつきや耐久劣化を的確に自己補正することができる。その結果、計測ばらつきや耐久劣化の影響を排除して、室内側空気の湿度検出を長期間にわたり精度よく行うことができる。
そして、室内側空気の湿度を精度よく検出できるため、窓ガラスの曇り有無に直結する窓ガラス表面相対湿度（ＲＨｗ）をガラス表面相対湿度演算手段（２０ｆ、Ｓ５０）にて精度よく演算できることになり、この結果、窓ガラス表面相対湿度の演算値を用いて空調の防曇制御を的確に実行できる。
なお、光学方式のみによると、窓ガラスのうちセンサを設置した部位の曇りしか検出できないという不具合があるが、請求項１に記載の発明は窓ガラス表面相対湿度（ＲＨｗ）を演算できるので、湿度検出方式の窓曇り検出装置を構成することができる。そのため、光学方式のみによる上記不具合が発生せず、窓ガラス全域の窓曇りを適切に検出できる。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の窓曇り検出装置において、前記光学式曇り検出センサの周囲温度が所定温度以下であるか判定する周囲温度判定手段（Ｓ１１０）を具備し、
前記周囲温度が所定温度以下であるときのみ、前記光学式曇り検出センサを作動状態にして、前記曇り度合い判定値（Ｆｗ）を演算することを特徴とする。

ここで、所定温度とは窓ガラスの曇りが発生しない程度の高温域の温度であって、具体的には、例えば、３５℃程度の温度である。

請求項２によると、周囲温度が所定温度以下であるとき（低温時）のみに曇り判定を行うから、発光素子（１５）の輝度が高温時に低下して反射光が減少するという温度特性の影響を受けない。
また、周囲温度が所定温度以下の低温時のみに光学式曇り検出センサを作動状態にするから、発光素子（１５）の高温劣化を抑制できるとともに、発光素子（１５）の累計使用時間を低減して、発光素子（１５）の耐久寿命を延ばすことができる。

しかも、周囲温度が上記所定温度よりも高い高温時には窓ガラスの曇りが生じないから、高温時に曇り判定を停止しても実用上支障はない。

請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載の窓曇り検出装置において、前記窓ガラス（１２）が曇っていないと判定されたときに、前記曇り度合い判定値（Ｆｗ）の演算式補正の前回の実行時期から所定期間経過したときのみ、前記曇り度合い判定値（Ｆｗ）の演算式の補正を行うことを特徴とする。

ところで、タバコの脂等が付着して窓ガラス反射面が汚れる現象や発光素子（１５）の耐久劣化は、時間をかけて非常にゆっくり進行する。
そこで、請求項３では演算式補正の前回の実行時期から所定期間（例えば３０日）経過したときのみ、次回の演算式の補正を行うことにより、演算式補正を不必要に頻繁に行うことを防止できる。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

（第１実施形態）
第１実施形態は窓曇り検出装置と、この窓曇り検出装置を用いた車両用空調装置に関するもので、図１は本実施形態による窓曇り検出装置を車両の窓ガラスの内面に装着した状態を示す概略断面図で、図２は図１の概略斜視図である。図３は第１実施形態における電気制御のシステム構成図である。

最初に、図１、図２に基づいて窓曇り検出装置部分の具体例を説明する。窓曇り検出装置１０は、樹脂等により成形されたケース１１を有している。このケース１１は高さの低い薄型の直方体状であって、底面部は全面的に開口した形状になっている。

ケース１１の前面および背面の壁面には凸形状の開口部１１ａを形成している。この前面および背面の開口部１１ａによりケース１１の内部空間が周辺の空間、すなわち、車室内空間に常時連通するようになっている。ケース１１の前面および背面の壁面のうち、開口部１１ａの左右両側部分は窓ガラス１２の内面１２ａへの取付ステー部１１ｂを構成する。

窓ガラス１２は本例では車両の前面（フロント）ガラスであり、図１の上面側が車室内に面する内面１２ａであり、図１の下面側が車室外に面する外面１２ｂである。従って、図２は窓ガラス１２の内面１２ａを図示している。取付ステー部１１ｂの下端面には遮光フィルム１３が貼り付けられ、さらに、遮光フィルム１３が窓ガラス１２の内面１２ａに貼り付けられる。

遮光フィルム１３はアルミニウムのような熱伝導率の高い金属遮光材料からなる薄膜状部材であって、窓ガラス１２を通過して光がケース１１内部へ入射されることを防止するものである。なお、遮光フィルム１３は取付ステー部１１ｂの下端面および窓ガラス１２の内面に対して接着等の手段で貼り付ければよい。

ケース１１の内部空間において開口部１１ａの上端部と上側壁面１１ｃとの間に回路基板１４が窓ガラス１２の面と平行に配置され、図示しない取付手段にて回路基板１４はケース１１の内壁面に固定される。回路基板１４は絶縁基板上に導体回路部を構成する一般にプリント基板と称される部材であり、以下述べるセンサ類および回路部が実装される。

回路基板１４のうち、窓ガラス１２側の表面（図１の下側面）には、発光素子１５、受光素子１６、湿度センサ１７、空気温度検出用温度センサ１８、増幅器１９、演算回路２０、および通信回路２１が実装されている。

なお、湿度センサ１７と温度センサ１８は回路基板１４の長手方向（図１、２の左右方向）の中央部に配置され、開口部１１ａの上端部付近、すなわち、車室内空間への連通部位に配置されている。このため、湿度センサ１７と温度センサ１８は車室内の窓ガラス内面付近の空気の代表的な湿度と温度を検出できる。

遮光フィルム１３のうちセンサ側の表面の１箇所にガラス温度検出用の温度センサ２３が一体化して配置される。遮光フィルム１３は上述のように熱伝導率の高い薄膜状部材であるから、窓ガラス１２の車室内側表面温度（内面温度）とほぼ同一の温度になっている。

なお、本例では、湿度センサ１７として、感湿膜の誘電率が空気の相対湿度に応じて変化し、それにより、静電容量が空気の相対湿度に応じて変化する容量変化型のものを用いている。また、温度センサ１８、２３としては温度に応じて抵抗値が変化するサーミスタを用いている。また、発光素子１５として発光ダイオードを用い、受光素子１６としては受光量に応じて出力電流が変化するホトダイオードを用いている。

この受光素子１６を構成するホトダイオードは、受光量の増加により出力電流が増加する特性を有している。窓ガラス、より具体的には、遮光フィルム１３上に曇りが発生すると、この曇りの水滴により散乱光が発生してホトダイオードへ向かう反射光が減少するので、ホトダイオードの受光量が減少してホトダイオードの出力電流が減少する。

発光素子１５の光出口部にはレンズ２２が配置されている。このレンズ２２は、発光素子１５からの光が遮光フィルム１３の表面で反射して受光素子１６に到達するに際して、この反射光が受光素子１６で焦点を結ぶように集光するものである。また、受光素子１６の入口側にはフィルタ２４が配置されている。このフィルタ２４は、発光素子１５の発する光線の波長域周辺の光だけを通すものである。

なお、遮光フィルム１３のうちセンサ側の表面（図１の上側面）には光沢を付けて、遮光フィルム１３の光反射率を高めるようにしてある。これにより、遮光フィルム１３表面における曇り発生の有無によって受光素子１６に向かう光反射量に大きな差が生じるようにして、曇り検出がし易いようになっている。

リード線２５はケース１１の内部空間からケース１１の外部へ取り出される電源線および通信線であり、回路基板１４の電気回路部（増幅器１９、演算回路２０、および通信回路２１）と、外部回路（後述の図４の空調制御装置２６、車両電源等）との間を電気的に接続するものである。

前述したケース１１の取付ステー部１１ｂは、回路基板１４および回路基板１４上に実装される各種センサ類と窓ガラス１２の内面１２ａとの間隔を規定する位置決め手段としての役割を果たす。

次に、図３により電気制御のシステム構成を説明すると、上記受光素子１６および各センサ１７、１８、２３の出力信号をそれぞれ増幅器１９ａ〜１９ｄで増幅して各演算回路２０ａ〜２０ｄに加える。

そして、曇り判定演算回路２０ａの演算値に基づいて湿度演算式の補正を行う演算式補正回路２０ｅと、相対湿度演算回路２０ｂの演算値、空気温度演算回路２０ｃの演算値、およびガラス温度演算回路２０ｄの演算値に基づいてガラス表面相対湿度を演算するガラス表面相対湿度演算回路２０ｆが設けられ、この演算回路２０ｆの演算値および曇り判定演算回路２０ａの演算値を通信回路２１を通して空調制御装置２６に出力するようになっている。

次に、図４により車両用空調装置の全体システムの概要を説明する。室内空調ユニット３０は、車室内最前部の計器盤（インストルメントパネル）内側部等に配設される。この室内空調ユニット３０はケース３１を有し、このケース３１内に車室内へ向かって空気が送風される空気通路を構成する。

このケース３１の空気通路の最上流部に内外気切替箱３２を配置し、内気導入口３３および外気導入口３４を内外気切替ドア３５により切替開閉するようになっている。この内外気切替ドア３５はサーボモータ３６によって駆動される。

内外気切替箱３２の下流側には車室内に向かって空気を送風する電動式の送風機３７を配置している。この送風機３７は、遠心式の送風ファン３７ａをモータ３７ｂにより駆動するようになっている。送風機３７の下流側には送風空気を冷却する冷房用熱交換器をなす蒸発器３８を配置している。

この蒸発器３８は、冷凍サイクル装置３９を構成する要素の一つであり、低温低圧の冷媒が送風空気から吸熱して蒸発することにより送風空気を冷却する。なお、冷凍サイクル装置３９は周知のものであり、圧縮機４０の吐出側から、凝縮器４１、受液器４２および減圧手段をなす膨張弁４３を介して蒸発器３８に冷媒が循環するように構成されている。凝縮器４１には電動式の冷却ファン４１ａによって室外空気（冷却空気）が送風される。この冷却ファン４１ａはモータ４１ｂによって駆動される。

冷凍サイクル装置３９において、圧縮機４０は電磁クラッチ４０ａを介して車両エンジン（図示せず）により駆動される。従って、電磁クラッチ４０ａの通電の断続により圧縮機４０の作動を断続制御できる。

一方、室内空調ユニット３０において、蒸発器３８の下流側にはケース３１内を流れる空気を加熱するヒータコア４４を配置している。このヒータコア４４は車両エンジンの温水（エンジン冷却水）を熱源として、蒸発器３８通過後の空気（冷風）を加熱する暖房用熱交換器である。ヒータコア４４の側方にはバイパス通路４５が形成され、このバイパス通路４５をヒータコア４４のバイパス空気が流れる。

蒸発器３８とヒータコア４４との間に温度調整手段をなすエアミックスドア４６を回転自在に配置してある。このエアミックスドア４６はサーボモータ４７により駆動されて、その回転位置（開度）が連続的に調整可能になっている。

このエアミックスドア４６の開度によりヒータコア４４を通る空気量（温風量）と、バイパス通路４５を通過してヒータコア４４をバイパスする空気量（冷風量）との割合を調節し、これにより、車室内に吹き出す空気の温度を調整するようになっている。

ケース３１の空気通路の最下流部には、車両の前面窓ガラス１２に向けて空調風を吹き出すためのデフロスタ吹出口４８、乗員の顔部に向けて空調風を吹き出すためのフェイス吹出口４９、および乗員の足元部に向けて空調風を吹き出すためのフット吹出口５０の計３種類の吹出口が設けられている。

これら吹出口４８〜５０の上流部にはデフロスタドア５１、フェイスドア５２およびフットドア５３が回転自在に配置されている。これらのドア５１〜５３は、図示しないリンク機構を介して共通のサーボモータ５４によって開閉操作される。

空調制御装置２６は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成される。この空調制御装置２６は、そのＲＯＭ内に空調制御のための制御プログラムを記憶しており、その制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行う。

空調制御装置２６には、上述した検出装置１０の演算値が入力される他に、周知の空調用センサ群６１〜６５からの検出信号、および空調操作パネル７０からの各種操作信号が入力される。

空調用センサ群としては、具体的には、外気温（車室外温度）Ｔａｍを検出する外気センサ６１、内気温（車室内温度）Ｔｒを検出する内気センサ６２、車室内に入射する日射量Ｔｓを検出する日射センサ６３、蒸発器３８の空気吹出部に配置されて蒸発器吹出空気温度Ｔｅを検出する蒸発器温度センサ６４、ヒータコア４４に流入する温水（エンジン冷却水）温度Ｔｗを検出する水温センサ６５等が設けられる。

また、空調操作パネル７０には各種空調操作部材として、車室内温度を設定する温度設定手段をなす温度設定スイッチ７１、吹出モードドア５１〜５３により切り替わる吹出モードをマニュアル設定する吹出モードスイッチ７２、内外気切替ドア３５による内外気吸込モードをマニュアル設定する内外気切替スイッチ７３、圧縮機４０の作動指令信号（電磁クラッチ４０ａのＯＮ信号）を出すエアコンスイッチ７４、送風機３７の風量をマニュアル設定する送風機作動スイッチ７５、空調自動制御状態の指令信号を出すオートスイッチ７６等が設けられる。

空調制御装置２６の出力側には、圧縮機４０の電磁クラッチ４０ａ、各機器の電気駆動手段をなすサーボモータ３６、４７、５４、送風機３７のモータ３７ｂ、凝縮器冷却ファン４１ａのモータ４１ｂ等が接続され、これらの機器の作動が空調制御装置２６の出力信号により制御される。

次に、上記構成において本実施形態の作動を説明する。最初に、室内空調ユニット３０の作動の概要を説明すると、送風機３７を作動させることにより、内気導入口３３または外気導入口３４より導入された空気がケース３１内を車室内に向かって送風される。また、電磁クラッチ４０ａに通電して電磁クラッチ４０ａを接続状態とし、圧縮機４０を車両エンジンにて駆動することにより、冷凍サイクル装置３９内を冷媒が循環する。

送風機３７の送風空気は、先ず蒸発器３８を通過して冷却、除湿され、この冷風は次にエアミックスドア４６の回転位置（開度）に応じてヒータコア４４を通過する流れ（温風）とバイパス通路４５を通過する流れ（冷風）とに分けられる。

従って、エアミックスドア４６の開度によりヒータコア４４を通る空気量（温風量）と、バイパス通路４５を通過する空気量（冷風量）との割合を調整することにより、車室内に吹き出す空気の温度を調整できる。

そして、この温度調整された空調風が、ケース３１の空気通路の最下流部に位置するデフロスタ吹出口４８、フェイス吹出口４９およびフット吹出口５０のうち、いずれか１つまたは複数の吹出口から車室内へ吹き出して、車室内の空調および車両の前面窓ガラス１２の曇り止めを行う。

次に、本実施形態による曇り検出装置１０の作動を図５に基づいて説明する。図５は、図３の演算回路２０により実行される制御ルーチンであり、この制御ルーチンは車両の運転開始または空調装置の運転開始によりスタートし、まず、図３の各センサ１６、１７、１８、２３の出力値（実際には増幅器１９ａ〜１９ｄで増幅された出力値）を読み込む（Ｓ１０）。

次に、湿度センサ１７の出力値Ｖに基づいて窓ガラス付近の車室内空気の相対湿度ＲＨを演算する（Ｓ２０）。すなわち、湿度センサ１７の出力値Ｖを相対湿度ＲＨに変換するための所定の演算式が予め設定されており、この演算式に出力値Ｖを適用することにより、相対湿度ＲＨを演算する。下記（１）式は、この湿度演算式の具体例である。

ＲＨ＝αＶ＋β （１）
但し、αは制御係数で、βは定数である。

次に、空気温度センサ１８の出力値を予め設定された所定の演算式に適用することにより、窓ガラス付近の車室内空気温度を演算する（Ｓ３０）。次に、ガラス温度センサ２３の出力値を予め設定された所定の演算式に適用することにより、窓ガラス温度（ガラス室内側表面温度）を演算する（Ｓ４０）。

次に、上記各ステップＳ２０〜Ｓ４０で演算された相対湿度ＲＨ、空気温度および窓ガラス温度に基づいて、窓ガラス表面相対湿度（窓ガラス室内側表面の相対湿度）ＲＨｗを演算する（Ｓ５０）。すなわち、湿り空気線図を用いることにより、相対湿度ＲＨと空気温度と窓ガラス温度とから窓ガラス表面相対湿度ＲＨｗを演算できる。

次に、光学式曇り検出センサを構成する受光素子１６の出力値を予め設定された所定の演算式に適用することにより、曇り度合い判定値を演算する（Ｓ６０）。この曇り度合い判定値は、受光素子１６の出力値（生値）を窓ガラスの実際の曇り度合いに適合するように変換した値である。なお、受光素子１６の出力値（ホトダイオード出力電流）は前述のように窓ガラスの曇り発生によって減少するという関係がある。そして、曇り度合い判定値は、窓ガラスの曇り度合いの上昇に応じて増大する値、または窓ガラスの曇り度合いの上昇に応じて減少する値となるように演算される。

ところで、本実施形態においては、光学式曇り検出センサを構成する発光素子１５を予め設定した所定の時間間隔にてパルス発光させるようにしている。このように、発光素子１５をパルス発光させることにより、発光素子１５の発熱によるケース１１内の温度上昇を抑えることができる。従って、発光素子１５の発熱による温度センサ１８、２３の検出温度等への悪影響を抑えることができる。

次に、上記Ｓ６０の演算値である曇り度合い判定値に基づいて窓ガラスの曇り有無を判定する（Ｓ７０）。この判定は、上記ステップＳ６０による曇り度合い判定値が予め設定した所定の速度以上で変化しているかどうかを判定する。

つまり、たばこの脂や細かい塵埃の付着等による窓ガラスの汚れは長時間をかけて極めてゆっくりと進行する。これに反し、窓ガラスの曇りははるかに早い速度で進行する。そこで、本実施形態ではこの点に着目して、ステップＳ７０において上記曇り度合い判定値が予め設定した所定の速度以上で変化している場合、すなわち、曇り度合い判定値の変化速度が所定値以上になった場合を窓ガラスの曇り発生と判定する。

曇り度合い判定値の変化速度は、発光素子１５のパルス発光時における所定時間間隔前後での判定値変化割合として求めることができる。

このような曇り判定によれば、たばこの脂や細かい塵埃の付着等による窓ガラスの汚れに起因する窓曇りの誤判定を回避して、窓曇りを正確に判定できる、
ステップＳ７０にて曇りありを判定した場合はステップＳ８０に進み、窓ガラス表面相対湿度ＲＨｗ＝１００％とする。つまり、ステップＳ５０にて演算された、湿度センサ出力値等に基づいて演算された窓ガラス表面相対湿度ＲＨｗを１００％に強制的に置き換える。そして、ステップＳ９０にて上記湿度演算式（１）の自己補正を行う。

ところで、空調制御装置２６では、窓ガラス表面相対湿度ＲＨｗに基づいて後述の図６以降の防曇制御を行っている。それにも係わらず、窓ガラスの曇りが発生することは、湿度センサ１７の出力値に基づいて演算される相対湿度ＲＨが実際の相対湿度よりも小さい側にずれていることになる。

そこで、ステップＳ９０では、上記湿度演算式（１）を相対湿度ＲＨの演算値が大きくなる側へ自己補正する。具体的には、上記湿度演算式（１）のごとく湿度センサ出力値Ｖと相対湿度ＲＨが、ＲＨ＝αＶ＋βで表されている場合に、窓ガラス表面相対湿度ＲＨｗ＝１００％における空気温度での相対湿度に変換した値を空気湿り線図により求め、これをＲＨ’とする。補正された湿度演算式をＲＨ＝αＶ＋β’とすると、
β’＝β＋（ＲＨ’−ＲＨ）→β’＝β−ＲＨ＋ＲＨ’となる。

このように湿度演算式を補正することにより、ステップＳ２０における次回以降の相対湿度ＲＨの演算処理では、実際の相対湿度に近似した演算処理を行うことができる。

ステップＳ１００では、最終的に得られた窓ガラス表面相対湿度ＲＨｗの値を空調制御装置２６に出力する。すなわち、窓ガラスの曇り有りと判定されたときは、ステップＳ８０にて置換された窓ガラス表面相対湿度ＲＨｗ＝１００％の値を空調制御装置２６に出力し、窓ガラスの曇り無しと判定されたときは、ステップＳ５０にて演算された窓ガラス表面相対湿度ＲＨｗを空調制御装置２６に出力する。また、ステップＳ１００では、窓ガラス表面相対湿度ＲＨｗの他に、ステップＳ６０にて演算された曇り度合い判定値も空調制御装置２６に出力する。

なお、上記湿度演算式補正の具体例では、定数βを補正する例について説明したが、定数βの代わりに制御係数αを補正してもよく、また、定数βと制御係数αの両方を補正してもよい。

次に、窓ガラス表面相対湿度ＲＨｗに基づく空調制御を説明する。図６は空調制御装置２６により実行される制御ルーチンであり、まず、図５の制御ルーチンで演算された窓ガラス表面相対湿度ＲＨｗ、および図５のＳ７０の窓ガラス曇り判定結果を読み込む（Ｓ２００）。

次に、内外気吸込モードが空調操作パネル７０の内外気切替スイッチ７３により内気モードにマニュアル設定されていないか判定し（Ｓ２１０）、その判定がＮＯのときは、図５のＳ７０の曇り判定結果が曇り有無のいずれであるか判定する（Ｓ２２０）。窓ガラスの曇り無しのときは内外気制御指令値Ｓを算出する（Ｓ２３０）。

ここで、内外気制御指令値Ｓは図７に示すように空調装置吸い込み空気の内気比率を決める数値であり、図７の例では、Ｓ＝０のとき内気比率＝０％（すなわち、外気：１００％の外気モード）とし、Ｓ＝７のとき内気比率＝１００％（すなわち、内気モード）とし、Ｓ＝１からＳ＝７に向かって内気比率が順次増大する。

図８は上記Ｓ２３０の具体例を示す制御ルーチンであり、まず、車速ＳＰＤが低速域Ａにあるか高速域Ｂにあるかを図９のマップに基づいて判定する（Ｓ３００）。そして、車速ＳＰＤが高速域Ｂにあるときは、図１０のマップに示すように窓ガラス表面相対湿度ＲＨｗに基づいて内外気制御指令値Ｓを決定する（Ｓ３１０）。

すなわち、窓ガラス表面相対湿度ＲＨｗが所定の目標窓ガラス表面相対湿度ＴＲＨｗよりも上昇すると、Ｓ＝０（外気モード）とし、そして、窓ガラス表面相対湿度ＲＨｗが（ＴＲＨｗ−ａ）よりも低下するとＳ＝７（内気モード）にする。なお、目標窓ガラス表面相対湿度ＴＲＨｗは例えば、８５％程度の、窓ガラス曇りを十分防止できるレベルの相対湿度である。

一方、車速ＳＰＤが低速域Ａにあるときは、窓ガラス表面相対湿度ＲＨｗに基づいて図１１のマップに示す制御モード１、２、３を決定する（Ｓ３２０）。

すなわち、窓ガラス表面相対湿度ＲＨｗが所定の目標窓ガラス表面相対湿度ＴＲＨｗ（例えば、８５％）よりも上昇すると、制御モード３を決定し、窓ガラス表面相対湿度ＲＨｗが目標窓ガラス表面相対湿度ＴＲＨｗと（ＴＲＨｗ−ｂ）との間にあるときは制御モード２を決定する。さらに、窓ガラス表面相対湿度ＲＨｗが（ＴＲＨｗ−ｂ）よりも低下すると制御モード１を決定する。

そして、制御モード１を決定したときは所定時間経過ごとにＳ＝Ｓ＋１の制御処理を行う（Ｓ３３０）。すなわち、所定時間経過ごとに内外気制御指令値Ｓの値を「１」づつ増加して、内気比率を所定割合づつ順次増加する制御処理を行う。

また、制御モード２を決定したときは窓ガラス表面相対湿度ＲＨｗが目標窓ガラス表面相対湿度ＴＲＨｗ付近にあるため、Ｓ＝Ｓの制御処理、すなわち、内外気制御指令値Ｓの値として、前回算出のＳの値を持続する制御処理を行う（Ｓ３４０）。

また、制御モード３を決定したときは所定時間経過ごとにＳ＝Ｓ−１の制御処理を行う（Ｓ３５０）。すなわち、所定時間経過ごとに内外気制御指令値Ｓの値を「１」づつ減少して、内気比率を所定割合づつ減少する制御処理を行う。

なお、図１０、図１１のａ、ｂは内外気制御のハンチングを防ぐためのヒステリシス幅を設定する所定値である。

再び、図６に戻って、ステップＳ２４０では、上記内外気制御指令値Ｓの値が外気モードの値（Ｓ＝０）であるか判定する。この判定がＮＯであるときはステップＳ２５０に進み、上記内外気制御指令値Ｓの値に基づく内気比率となるように内外気切替ドア３５の位置（内外気吸込モード）を制御する。

この内外気吸込モード制御において、目標窓ガラス表面相対湿度ＴＲＨｗは窓ガラスの曇りが生じない上限湿度付近に設定するから、窓ガラスの曇りが生じない範囲で常に内気比率が高くなるように内外気吸込モードを制御できる。これにより、冬期の暖房始動時に内気比率を上昇することにより換気熱損失を低減して、車室内暖房効果の立ち上げを促進できる。

一方、図６のステップＳ２１０、Ｓ２２０、Ｓ２４０の判定がＹＥＳであるときは、窓ガラスの曇り止めの必要性が高いときであり、この場合はステップＳ２６０に進み窓ガラスの防曇制御を行う。

図１２はこの防曇制御の具体例を示す制御ルーチンであり、図５のステップＳ７０の曇り判定結果が曇り有無のいずれであるか判定する（Ｓ４００）。曇り無しのときはステップＳ４１０〜Ｓ５１０の防曇制御を行う。

これに対し、曇り有りのときはステップＳ５２０にて曇り除去の制御モードを実行する。すなわち、内外気吸込モードを強制的に外気モードに切り替え、また、空調用電動送風機３７のブロワレベルを６レベル増加し、吹出モードをデフロスタモードに切り替える。なお、ブロワレベルとは、空調用電動送風機３７のモータ印加電圧レベルであり、風量はこのモータ印加電圧レベルの増減に応じて増減されるから、ブロワレベルは空調用電動送風機３７の風量レベルを意味することになる。

ステップＳ５２０の実行により、低湿度の外気を導入して加熱した温風をデフロスタ吹出口４８から窓ガラス１２の内面に吹き出すとともに、この温風の吹出風量を増加することにより、窓ガラス表面相対湿度ＲＨｗを速やかに引き下げて窓ガラス１２の曇りを除去できる。

一方、ステップＳ４１０〜Ｓ４５０の制御モード１０〜制御モード５０の判定は図１３のマップに示すように、窓ガラス表面相対湿度ＲＨｗに応じて決定される。図１３の制御例では、目標窓ガラス表面相対湿度ＴＲＨｗ（例えば８５％）と、これに対して所定量ｃ１、ｃ２、ｃ３、ｃ４を増減した合計５つの判定しきい値を設定し、窓ガラス表面相対湿度ＲＨｗの変化により６つの制御モード１０〜６０のいずれか１つを選択する。

図１２のステップＳ４６０〜Ｓ５１０は６つの制御モード１０〜６０のいずれか１つを選択し実行する。なお、ステップＳ４６０〜Ｓ５１０において、「ＡＵＴＯ」は、内外気吸込モード、ブロワレベル、および吹出モードの各制御を車室内への吹出空気の目標吹出温度ＴＡＯに基づいて行う通常の自動制御であることを表している。

また、吹出モードの「Ｆａｃｅ」、「Ｂ／Ｌ」、「Ｆｏｏｔ」、「Ｆ／Ｄ」および「ＤＥＦ」はそれぞれフェイス吹出口４９から空気を吹き出すフェイスモード、フェイス吹出口４９とフット吹出口５０の両方から空気を吹き出すバイレベルモード、フット吹出口５０から空気を吹き出すフットモード、フット吹出口５０とデフロスタ吹出口４８の両方から空気を吹き出すフットデフロスタモード、およびデフロスタ吹出口４８から空気を吹き出すデフロスタモードを表している。

なお、ステップＳ４９０（制御モード４０）における吹出モードの遷移は具体的には次のように行う。すなわち、制御モード４０に移行する前の制御モードの吹出モードがＦ／ＤモードであるときはＤＥＦモードに移行し、Ｆ／Ｄモード以外であるときはＦ／Ｄモードに移行する。そして、制御モード４０にてＦ／Ｄモードに移行したときは制御モード４０の状態が続いてもＦ／Ｄモードが維持される。

また、図１２のステップＳ４６０〜Ｓ５００において、内気モードがマニュアル設定されている場合は、内外気吸込モードを内気モードに維持する。

図１２、図１３の防曇制御によると、窓ガラス表面相対湿度ＲＨｗの上昇に応じて、制御モード１０から制御モード６０へと順次、ＲＨｗの引き下げ効果の高い制御モードに切り替えることができ、これにより、窓ガラスの防曇を自動的に良好に行うことができる。

次に、図１４は本実施形態による圧縮機制御を示すフローチャートであり、この圧縮機制御は基本的には特開平７−１７９１２０号公報と同様であるので、圧縮機制御の概要を述べる。まず、車室内への吹出空気の目標吹出温度ＴＡＯに基づいて車室内温度制御のための目標蒸発器温度（すなわち、目標冷房用熱交換器温度）ＴＥＯａを算出する（Ｓ６００）。

このＴＥＯａは、具体的には目標吹出温度ＴＡＯが上昇するにつれて最低温度（例えば３℃）から最高温度（例えば１１℃）に向かって上昇するように算出される。

なお、目標吹出温度ＴＡＯは空調熱負荷変動にかかわらず、温度設定スイッチ７１により設定した設定温度Ｔｓｅｔに車室内温度（内気温）Ｔｒを維持するために必要な車室内吹出空気温度である。このＴＡＯは周知のように設定温度Ｔｓｅｔ、外気温Ｔａｍ、内気温Ｔｒ、日射量Ｔｓに基づいて算出できる。

次に、湿度センサ１７により検出される車室内湿度ＲＨｒに基づいて車室内湿度制御のための目標蒸発器温度ＴＥＯｂを算出する（Ｓ６１０）。このＴＥＯｂは、車室内湿度ＲＨｒが所定の快適範囲、例えば５０〜６０％の範囲に維持されるように算出される。

そのため、車室内湿度ＲＨｒが例えば６０％以上に上昇すると、ＴＥＯｂの値を低温側へ移行する。また、車室内湿度ＲＨｒが例えば５０％以下に低下すると、ＴＥＯｂの値を高温側へ移行する。

次に、防曇制御のための目標蒸発器温度ＴＥＯｃを算出する（Ｓ６２０）。このＴＥＯｃは、蒸発器３８の冷却（除湿）能力により防曇制御を行うことができるように算出される。

具体的には、窓ガラス表面相対湿度ＲＨｗが図１１の目標窓ガラス表面相対湿度ＴＲＨｗと（ＴＲＨｗ−ｂ）との間に維持できる蒸発器温度を目標蒸発器温度ＴＥＯｃとする。この目標蒸発器温度ＴＥＯｃは湿り空気線図を用いることにより、ガラス温度と、上記ＴＲＨｗおよび（ＴＲＨｗ−ｂ１）と、蒸発器吹出空気の相対湿度（≒９５％）とから求めることができる。

次に、上記３つの目標蒸発器温度ＴＥＯａ、ＴＥＯｂ、ＴＥＯｃのうち、最低温度を最終的な目標蒸発器温度ＴＥＯとして算出する（Ｓ６３０）。次に、この最終的な目標蒸発器温度ＴＥＯに基づいて圧縮機４０の能力制御を行う（Ｓ６４０）。この圧縮機４０の能力制御は、目標蒸発器温度ＴＥＯと蒸発器温度センサ６４により検出される蒸発器吹出空気温度Ｔｅとの比較により行う。

すなわち、蒸発器吹出空気温度Ｔｅが目標蒸発器温度ＴＥＯ以上に上昇すると、電磁クラッチ４０ａに通電して圧縮機４０を稼働（ＯＮ）状態とする。一方、蒸発器吹出空気温度Ｔｅが目標蒸発器温度ＴＥＯより所定温度ｚ（例えば１℃）だけ低い温度（ＴＥＯ−ｚ）以下に低下すると、圧縮機４０を停止（ＯＦＦ）状態とする。

このような圧縮機４０の作動の断続制御により実際の蒸発器吹出空気温度Ｔｅが目標蒸発器温度ＴＥＯ付近に制御される。しかも、目標蒸発器温度ＴＥＯは、車室内温度制御のための目標蒸発器温度ＴＥＯａと、車室内湿度制御のための目標蒸発器温度ＴＥＯｂと、防曇制御のための目標蒸発器温度ＴＥＯｃのうち、最低温度にしているから、上記圧縮機４０の能力制御により蒸発器冷却度合いを制御して、車室内温度制御、車室内湿度制御および防曇制御を実行できる。

なお、上述の圧縮機４０の能力制御は、圧縮機４０として固定容量型圧縮機を用い、この固定容量型圧縮機の断続作動により圧縮機の稼働率を変化させるもであるが、圧縮機４０として可変容量型圧縮機を用い、圧縮機の吐出容量を変化させることにより、圧縮機４０の能力制御を行うようにしてもよい。

なお、「目標蒸発器温度」という用語は蒸発器３８の冷却度合いの目標値を表す用語であり、蒸発器３８の冷却度合いは、上記蒸発器吹出空気温度Ｔｅの他に蒸発器フィン表面温度等で測定してもよい。

（第２実施形態）
第１実施形態では、湿度センサ１７の出力値の演算値が、実際の湿度よりも低めの側にずれてしまい、その結果、空調装置が防曇制御を行っているにも係わらず、窓の曇りが発生する場合における湿度演算式の補正について説明したが、第２実施形態は、湿度センサ１７の出力値の演算値が、実際の湿度よりも高めの側にずれてしまう場合における湿度演算式の補正に関する。

なお、湿度センサ１７の出力値の演算値が、実際の湿度よりも高めの側にずれてしまう場合は、空調装置の防曇制御にとって安全側に作用するが、これは、内気比率を必要以上に低下させ換気熱損失を増大させるという不具合、および圧縮機能力を必要以上に増大させ圧縮機動力を無駄に増大させるという不具合につながるので、実用上好ましいことではない。

ところで、乗員が空調操作パネル７０のエアコンスイッチ７４をＯＦＦ位置にマニュアル操作すると、空調制御装置２６は圧縮機４０の電磁クラッチ４０ａへの通電を遮断するので、圧縮機４０は強制的に停止状態となる。その結果、蒸発器３８の冷却除湿能力も強制的に停止される。これにより、車室内相対湿度ＲＨｒが上昇して窓の曇りが発生する場合がある。

同様に、乗員が空調操作パネル７０の内外気切替スイッチ７３を内気モード位置にマニュアル操作すると、空調制御装置２６はサーボモータ３６を介して内外気切替ドア３５を内気モード位置（外気導入口３４：全閉、内気導入口３３：全開）に制御する。これにより、外気よりも絶対湿度が高い内気を再循環して車室内の空調が行われるので、車室内相対湿度ＲＨｒが上昇して窓の曇りが発生する場合がある。

このように、乗員のマニュアル操作に起因して窓の曇りが発生する場合に、第２実施形態では、ガラス表面相対湿度ＲＨｗが防曇制御のしきい値（図１１のＴＲＨｗ）を超えても、光学式曇り検出センサ（受発光素子１５、１６）の出力値を演算する曇り判定演算回路２０ａの演算値に基づいて、窓の曇りが判定されるまでは、前述の防曇制御の開始を遅らせる。

そして、曇り判定演算回路２０ａの演算値に基づいて、窓の曇りが判定されたときに、図５のステップＳ８０のごとくガラス表面相対湿度ＲＨｗ＝１００％とし、そして、ステップＳ９０による湿度演算式の補正を行う。

前述のごとく、湿度センサ１７の出力値の演算値が、実際の湿度よりも高めの側にずれている場合は、防曇制御の安全率が高くなって、防曇制御が早めのタイミングで実行されるので、窓の曇りが原則発生しないことになるが、第２実施形態のように、乗員のマニュアル操作により窓の曇りが発生する機会を利用すれば、湿度センサ１７の出力値の演算値が、実際の湿度よりも高めの側にずれている場合でも、湿度演算式の補正を行うことができる。

（第３実施形態）
第２実施形態では、乗員のマニュアル操作が原因で曇りが生じた場合の補正方法を述べたが、同様な補正は、低温時の暖房立ち上がり時にも可能である。冬季のように外気温度が低い場合は、駐車中（エンジン停止中）にエンジン水温が低下するため、次回のエンジン始動後の空調開始時にエンジン水温が一定以上に上がるまで空調風を吹き出さない制御（ウォームアップ制御）を行う場合が多い。

このウォームアップ制御では空調風を吹き出さないので、その間に、窓曇りを生じることがあるため、その機会に湿度演算式の補正を行うことができる。

このように、空調装置の空調風吹出の遅動に起因して窓の曇りが発生する場合に、空調風を吹き出すことは乗員の快適性を悪化させる。そのため、光学式曇り検出センサ（受発光素子１５、１６）で窓曇りの発生を確認してから防曇制御を行った方が乗員の納得を得られやすい。

そこで、エンジン水温が空調風を吹き出すしきい値よりも低い場合には、防曇制御のしきい値（図１１のＴＲＨｗ）を高くし、光学式曇り検出センサ（受発光素子１５、１６）の出力値を演算する曇り判定演算回路２０ａの演算値に基づいて、窓の曇りが判定されるまでは、前述の防曇制御の開始を遅らせる。

そして、曇り判定演算回路２０ａの演算値に基づいて、窓の曇りが判定されたときに、図５のステップＳ８０のごとくガラス表面相対湿度ＲＨｗ＝１００％とし、そして、ステップＳ９０による湿度演算式の補正を行う。

第３実施形態のように、低水温時の遅動制御（ウォームアップ制御）中に窓の曇りが発生する機会を利用すれば、湿度センサ１７の出力値の演算値が、実際の湿度よりも高めの側にずれている場合でも、湿度演算式の補正を行うことができる。

（第４実施形態）
第１実施形態では、光学式曇り検出センサを構成する発光素子１５および受光素子１６と、湿度センサ１７とを、同一の回路基板１４上に実装しているが、光学式曇り検出センサを構成する発光素子１５および受光素子１６と、湿度センサ１７とを別々の回路基板上に実装するようにしてもよい。

このように光学式曇り検出センサと湿度センサ１７とでそれぞれ別の回路基板を用いても、これらを同一のケース１１内に収容して一体化することができる。

（第５実施形態）
第１実施形態では、光学式曇り検出センサを構成する発光素子１５および受光素子１６と、湿度センサ１７とを、同一ケース１１内にて同一の回路基板１４上に実装しているが、光学式曇り検出センサと湿度センサ１７とをそれぞれ別の場所に配置してもよい。

例えば、車両（自動車）用空調装置の場合、車室内温度（内気温度）Ｔｒを検出する内気センサ６２（図４）を車室内の計器盤付近に配置して、車室内の代表的温度を検出するようにしている。そこで、湿度センサ１７を内気センサ６２と同一場所（計器盤付近）に配置して、湿度センサ１７と内気センサ６２とを一体化し、光学式曇り検出センサは車両前面窓ガラスの内面に配置するようにしてよい。

これによると、内気センサ６２が第１実施形態の空気温度センサ１８の役割を兼務するから、空気温度センサ１８を廃止できる。

（第６実施形態）
第１実施形態では、光学式曇り検出センサを構成する発光素子１５を発光ダイオードで構成し、また、受光素子１６をホトダイオードで構成しているが、発光素子１５を赤外線発光素子で構成し、受光素子１６を赤外線受光素子で構成してもよい。

ここで、赤外線受光素子は検出対象物からの赤外線の受光量により検出対象物の温度を非接触で検出できる機能を持っているので、ＩＲセンサとも称される。そして、第４実施形態においても、赤外線発光素子を所定の時間間隔にてパルス発光させる。

これにより、赤外線発光素子の発光時には、赤外線受光素子の受光量により窓ガラス１２の曇りを検出する。一方、赤外線発光素子の非発光時（消灯時）には、窓ガラス１２から放出される赤外線量を赤外線受光素子により受光し、この赤外線受光素子の受光量により窓ガラス１２の温度を検出する。

これによると、光学式曇り検出センの赤外線受光素子が窓ガラス温度検出の役割を兼務するから、ガラス温度センサ２３を廃止できる。

（第７実施形態）
第１実施形態では、曇り検出装置１０のケース１１内に配置される回路基板１４に演算回路２０を設けているが、この演算回路２０の機能を空調制御装置２６内に設定するようにしてもよい。

（第８実施形態）
第１実施形態では、図５のステップＳ７０にて曇り発生を判定すると、湿度センサ出力値等に基づいて演算された窓ガラス表面相対湿度ＲＨｗを１００％に強制的に置き換え（Ｓ８０）、そして、ステップＳ９０にて湿度演算式（１）の自己補正を行っているが、例えば、ステップＳ７０にて曇り発生を判定した後に、湿度センサ出力値を複数回記憶しておき、その複数回の湿度センサ出力値の平均値を用いて、湿度演算式（１）の自己補正（定数βと係数αの一方または両方の補正）を行うようにしてもよい。

（第９実施形態）
上記した実施形態では、湿度センサ１７の耐久劣化等による湿度検出精度の低下を防ぐための湿度演算式の補正について説明したが、第９実施形態では、光学式曇り検出センサを構成する発光素子１５の耐久劣化等による曇り度合いの判定精度の低下を防ぐものである。

まず、図１５は第９実施形態による窓曇り検出装置の概略断面図であり、第１実施形態（図１）と同等部分には同一符号を付して説明を省略する。第９実施形態では、光学式曇り検出センサを構成する発光素子１５と受光素子１６とを直接隣接配置している。

発光素子１５は具体的には第１実施形態と同様に発光ダイオードからなり、受光素子１６は具体的には第１実施形態と同様にホトダイオードからなる。発光素子１５から照射された照射光Ａが窓ガラス１２の内面にある遮光フィルム１３上で反射して、その反射光Ｂを受光素子１６が受光するようになっている。

ここで、光学式曇り検出センサにおいては、（１）発光素子１５自身の耐久劣化等により発光素子１５の輝度が低下して照射光Ａが減少し、それにより、反射光Ｂが減少するという現象が起きる。

（２）曇りの発生以外に、窓ガラス反射面（本例では遮光フィルム１３の表面）にタバコの脂、塵埃等が付着して窓ガラス反射面が汚れることによって散乱光が生じ、その結果、受光素子１６へ向かう反射光Ｂが減少する。

（３）発光素子１５を構成する発光ダイオードの順電圧（Ｖｆ）は周囲温度の上昇によって低下するという温度特性があり、そして、高温時にはこの順電圧（Ｖｆ）の低下によって照射光Ａが減少し、それにより、反射光Ｂが減少する。

これらの原因によって反射光Ｂが減少すると、窓ガラス１２の曇りが発生した場合と同様に受光素子１６の受光量が減少するので、この反射光Ｂ（受光量）の減少だけで窓ガラス１２の曇りを判定すると、窓ガラス１２の曇りが発生していなくても、曇りを判定してしまう場合（誤判定）が生じる。

そこで、第９実施形態では、反射光Ｂと照射光Ａとの比（Ｂ／Ａ）に基づいて曇り度合い判定値Ｆｗを演算するとともに、窓ガラス１２に曇りが発生していないときに、反射光Ｂを照射光Ａで正規化する光量正規化処理に基づく演算式の補正を実行することにより、上記原因（１）（２）に基づく曇り度合いの判定精度の低下を防ぐものである。

ここで、光量正規化処理に基づく演算式の補正とは、その処理を実行する時点において実際には反射光Ｂが照射光Ａより減少していても、窓ガラス１２に曇りが発生していない状態、すなわち、反射光Ｂと照射光Ａとの比（Ｂ／Ａ）＝１となるように、曇り度合い判定値Ｆｗの演算式を補正することである。

そして、この演算式の補正処理をした後に、窓ガラス１２の曇りが実際に発生すると、演算式補正処理の時点よりも反射光Ｂが減少するので、曇り度合い判定値Ｆｗが１よりも小さい値となって、所定のしきい値より減少することで窓ガラス１２の曇りを確実に判定できる。

また、上記原因（３）に対しては、発光素子１５の温度特性によって照射光Ａが減少する所定温度よりも高温時には曇り度合いの演算、判定を禁止し、この所定温度以下の低温時のみに曇り判定を行うようにすれば、高温時における発光素子１５の温度特性に基づく照射光Ａの減少の影響を排除できる。

ここで、上記所定温度は例えば、３５℃程度の真夏の外気温相当の温度であって、このような高温時には窓ガラス１２も同様の高温状態になっている。そのため、窓ガラス１２の温度が車室内空気の露点温度よりも十分高い温度になっているので、窓ガラス１２の表面に曇りが発生しない。それ故、上記所定温度以上の高温時に曇り度合いの判定を禁止しても実用上支障はない。

むしろ、発光素子１５の高温での使用を禁止することは、発光素子１５の高温劣化を抑制できると同時に発光素子１５の累計使用時間を低減できることになるので、発光素子１５の耐久劣化抑制のために極めて有益である。

次に、上記考え方に基づく本実施形態の曇り検出装置の具体的作動を図１６により説明する。図１６は図５に対応するフローチャートであり、図５と同等の制御処理部分には同一符号を付して説明を省略する。ステップＳ１１０は、ステップＳ３０で演算された空気温度演算値が所定値以下であるか判定する。この空気温度は窓ガラス１２付近の車室内空気温度であって、光学式曇り検出センサ（１５、１６）の周囲温度でもある。また、ステップＳ１１０の所定値は上記した３５℃程度の真夏の外気温相当の温度である。

ステップＳ１１０の判定がＹＥＳの時は窓ガラス１２の曇りが発生する可能性がある。そこで、ステップＳ１２０に進み、光学式曇り検出センサ（１５、１６）をオン状態とする。具体的には、発光素子１５を構成する発光ダイオードを第１実施形態と同様に、予め設定した所定の時間間隔にてパルス発光させ、窓ガラス１２表面からの反射光Ｂを受光素子１６にて受光する。

次のステップＳ６０ａでは、反射光Ｂと照射光Ａとの比（Ｂ／Ａ）に基づいて曇り度合い判定値Ｆｗを演算する。具体的には、Ｆｗ＝γ・（Ｂ／Ａ）の演算式にて判定値Ｆｗを演算する。

ここで、γは制御係数である。この制御係数γは後述するように窓ガラス１２の曇りが発生していないときに、所定期間ごとにＦｗ＝１となるように自己補正される。従って、窓ガラス１２の曇りが発生していないときは曇り度合い判定値Ｆｗが１もしくは１近傍の値に演算される。

そして、窓ガラス１２表面に曇りが発生すると、前述のように反射光Ｂが減少するので、判定値Ｆｗが１もしくは１近傍の値から減少する。

なお、上記演算式において、反射光Ｂは受光素子１６の出力値（受光量）から求める。また、照射光Ａは発光素子１５を構成する発光ダイオードの順電流と比例関係があるから、照射光Ａはこの順電流から求めることができる。

次のステップＳ７０ａでは、この判定値Ｆｗに基づいて窓ガラス１２表面の曇り有無を判定する。具体的には判定値Ｆｗに対するしきい値として１よりも所定量小さい値を設定し、判定値Ｆｗがこのしきい値以下に減少すると曇りありと判定し、判定値Ｆｗが所定のしきい値より大きいときは曇りなしと判定する。

曇りありのときは、第１実施形態と同様にステップＳ８０、Ｓ９０の処理を行ってから、ステップＳ１００の空調制御装置への出力を行う。

一方、曇りなしのときはステップＳ１３０に進み、曇り度合い判定値演算式の前回の補正時期から所定期間経過したか判定する。

具体的には、後述のステップＳ１４０による曇り度合い判定値演算式の前回の補正時期（年月日）を記憶しておき、この前回の補正時期から所定期間（例えば、３０日）経過したか判定する。あるいは、コンピュータのカレンダー機能を利用して、毎月特定の日（例えば、毎月の１日）であるか判定してもよい。

ステップＳ１３０の判定がＮＯのときはステップＳ１００に進み、曇り度合い判定値演算式の補正を行わない。

一方、曇り度合い判定値演算式の前回の補正時期から所定期間経過したときは、ステップＳ１３０の判定がＹＥＳとなり、ステップＳ１４０に進み、曇り度合い判定値演算式を補正する。この演算式補正処理は、前述した反射光Ｂを照射光Ａで正規化する光量正規化処理に基づくものである。

具体的には、前述したＦｗ＝γ・（Ｂ／Ａ）の演算式において、Ｆｗ＝１となるように制御係数γを補正する。従って、以後は、反射光Ｂの量が上記補正時点の反射光Ｂの量と同じである限り、ステップＳ１３０の曇り度合い判定値Ｆｗは「１」に維持される。これにより、ステップＳ７０ａでは確実に曇りなしと判定される。

そして、窓ガラス１２に曇りが発生すると、反射光Ｂが減少し、それにより、曇り度合い判定値Ｆｗが「１」よりも小さくなる。そして、ステップＳ７０ａでは、判定値Ｆｗが前述の所定のしきい値よりも小さくなることで、確実に曇りありと判定できる。

なお、タバコの脂等が付着して窓ガラス反射面が汚れる現象は、時間をかけて非常にゆっくり進行するので、上記演算式の補正処理（Ｓ１４０）を頻繁に行う必要がない。そこで、本実施形態では、ステップＳ１３０にて、前回の補正時期から所定期間（例えば３０日）経過したことを判定した場合のみ、上記演算式の補正を行うようにしている。

本実施形態によると、発光素子１５自身の耐久劣化等により照射光Ａが減少する現象、あるいはタバコの脂等の付着により窓ガラス反射面が汚れて反射光Ｂが減少する現象等の影響を受けることなく、光学式曇り検出精度を長期間にわたって良好に維持できる。

しかも、周囲温度が所定温度（例えば、３５℃）以下であるときのみに曇り判定を行うから、発光素子１５の輝度が高温時に低下するという温度特性の影響も受けない。また、周囲温度が所定温度以下であるときのみに曇り判定を行うから、発光素子１５の高温劣化を抑制できるとともに、発光素子１５の累計使用時間を低減して、発光素子１５の耐久寿命を延ばすことができる。

なお、本実施形態では、曇り度合い判定値Ｆｗを、Ｆｗ＝γ・（Ｂ／Ａ）の演算式にて演算する場合に、Ｆｗ＝１となるように制御係数γを補正しているが、例えば、Ｆｗ＝γ・（Ｂ／Ａ）＋δ（但し、δは定数）の演算式にて曇り度合い判定値Ｆｗを演算する場合は、Ｆｗ＝１となるように定数δを補正してもよい。また、Ｆｗ＝１となるように制御係数γと定数δの両方を補正してもよい。

また、制御係数γや定数δを補正するに際して、厳格に、Ｆｗ＝１となるように補正せずに、Ｆｗが１近傍の値となるように制御係数γや定数δを補正してもよい。

（他の実施形態）
なお、第１実施形態では、車両の前面（フロント）ガラスに配置する窓曇り検出装置について説明したが、車両の後部（リヤー）ガラス等に配置する窓曇り検出装置に本発明を適用してもよい。また、本発明は車両以外の用途における窓曇り検出装置にも適用できる。

なお、第９実施形態では、発光素子１５を発光ダイオードで構成し、受光素子１６をホトダイオードで構成しているが、発光素子１５を発光ダイオード以外の素子、例えば、第６実施形態のように赤外線発光素子で構成してもよい。また、受光素子１６を、ホトダイオード以外の素子、例えば、第６実施形態のように赤外線受光素子で構成してもよい。

本発明の第１実施形態による窓曇り検出装置の概略断面図である。 図１の窓曇り検出装置の概略斜視図である。 図１の窓曇り検出装置の電気的ブロック図である。 本発明の第１実施形態による車両用空調装置の全体システム構成図である。 図３に示す演算回路により実行される演算処理のフローチャートである。 第１実施形態による空調装置側制御の基本ロジックを示すフローチャ−トである。 内外気制御指令値と内気比率との関係を示す特性図である。 第１実施形態による内外気制御ロジックを示すフローチャ−トである。 内外気制御における車速判定の特性図である。 窓ガラス表面相対湿度と内外気制御指令値（内外気吸い込みモード）との関係を示す特性図である。 窓ガラス表面相対湿度と内外気制御モードとの関係を示す特性図である。 第１実施形態による防曇制御ロジックを示すフローチャ−トである。 窓ガラス表面相対湿度と防曇制御モードとの関係を示す特性図である。 第１実施形態による圧縮機制御ロジックを示すフローチャ−トである。 第９実施形態による窓曇り検出装置の概略断面図である。 第９実施形態による窓曇り検出作動を示すフローチャートである。

符号の説明

１２…窓ガラス、１５…発光素子、１６…受光素子、１７…湿度センサ、
２０…演算回路。

Claims (3)

1. 窓ガラス（１２）に向けて光を照射する発光素子（１５）と、前記窓ガラス（１２）からの反射光（Ｂ）を受光する受光素子（１６）とからなる光学式曇り検出センサと、
   前記発光素子（１５）からの照射光（Ａ）と前記反射光（Ｂ）との比（Ｂ／Ａ）に基づいて曇り度合い判定値（Ｆｗ）を演算する曇り度合い演算手段（Ｓ６０ａ）と、
   前記曇り度合い判定値（Ｆｗ）に基づいて前記窓ガラス（１２）の曇りを判定する曇り判定手段（Ｓ７０ａ）と、
   前記曇り判定手段（Ｓ７０ａ）により前記窓ガラス（１２）が曇っていないと判定されたときに、前記曇り度合い判定値（Ｆｗ）の演算式を補正する第１補正手段（Ｓ１４０）と、
   室内側空気の相対湿度を検出する湿度センサ（１７）と、
   前記湿度センサ（１７）の出力値を演算する湿度演算手段（Ｓ２０）と、
   前記湿度演算手段（Ｓ２０）の演算値と、前記室内側空気の温度と、前記窓ガラス（１２）の温度とに基づいてガラス表面相対湿度（ＲＨｗ）を演算するガラス表面相対湿度演算手段（２０ｆ、Ｓ５０）と、
   前記曇り判定手段（Ｓ７０ａ）により前記窓ガラス（１２）が曇っていると判定されたときに、前記湿度演算手段（Ｓ２０）の演算値が前記ガラス表面相対湿度（ＲＨｗ）＝１００％における前記室内側空気温度での相対湿度となるように前記湿度演算手段（Ｓ２０）における湿度演算式を補正する第２補正手段（Ｓ９０）とを具備し、
   前記曇り度合い演算手段（Ｓ６０ａ）は、前記窓ガラス（１２）が曇っていない状態では前記曇り度合い判定値（Ｆｗ）として１もしくは１近傍の値を演算し、
   前記曇り判定手段（Ｓ７０ａ）は、１よりも小さい所定のしきい値を設定し、前記曇り度合い判定値（Ｆｗ）が前記しきい値よりも減少すると前記窓ガラス（１２）の曇りを判定し、
   前記第１補正手段（Ｓ１４０）は、前記曇り判定手段（Ｓ７０ａ）により前記窓ガラス（１２）が曇っていないと判定されたときに、前記曇り度合い判定値（Ｆｗ）が１もしくは１近傍の値となるように前記曇り度合い判定値（Ｆｗ）の演算式を補正することを特徴とする窓曇り検出装置。
2. 前記光学式曇り検出センサの周囲温度が所定温度以下であるか判定する周囲温度判定手段（Ｓ１１０）を具備し、
   前記周囲温度が所定温度以下であるときのみ、前記光学式曇り検出センサを作動状態にして、前記曇り度合い判定値（Ｆｗ）を演算することを特徴とする請求項１に記載の窓曇り検出装置。
3. 前記窓ガラス（１２）が曇っていないと判定されたときに、前記曇り度合い判定値（Ｆｗ）の演算式補正の前回の実行時期から所定期間経過したときのみ、前記曇り度合い判定値（Ｆｗ）の演算式の補正を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の窓曇り検出装置。

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