JP5475218B2

JP5475218B2 - 複合センサ

Info

Publication number: JP5475218B2
Application number: JP2007066565A
Authority: JP
Inventors: 英樹須永; 且行浦山; 豊中村; 浩一井上; 周司北條
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Calsonic Kansei Corp
Priority date: 2007-03-15
Filing date: 2007-03-15
Publication date: 2014-04-16
Anticipated expiration: 2027-03-15
Also published as: JP2008224588A; WO2008114675A1; US20090245324A1; EP2060886A1

Description

本発明は複合センサに係り、特に自動車のインストルメントパネル等に搭載される複合センサに関する。

一般に自動車には空気調和装置が設けられているが、この空気調和装置を自動コントロールするには、車両に各種センサ（温度センサ、湿度センサ及び日射センサ等）を搭載し、それら各種センサからの検出信号をマイコンが取り込んで演算を行い、その演算結果に基づいて車室内への吹き出し風量や吹き出し方向を制御している。

ところで、従来の自動車においては、上記各種センサはインストルメントパネルやフロントガラス内面等に、センサ毎に別々に取り付けられている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。
特許第３１３７５２５号公報実用新案登録第２６０５９２６号公報

しかしながら、上記従来技術のように、各種センサがインストルメントパネルやフロントガラス内面等に、センサ毎に別々に取り付けられていると、各種センサを個々に取り付ける作業が煩雑であるとともに、各種センサに繋がったハーネスの配索作業も大変である。

また、最近はセンサの種類が増加する傾向にあるが、これらすべてのセンサをインストルメントパネル等に取り付けようとしても、スペース的に限界がある。

本発明の課題は、多くの種類のセンサをまとめることにより、センサの取付スペースの改善を図るとともに、センサの取付作業も改善することのできる複合センサを提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、水平方向に配設された遮光板と、該遮光板の底面に垂直方向に設けられた取付板とを有し、前記遮光板の上面に、太陽光を検出する日射センサが設けられ、前記遮光板により太陽光が当たるのが回避された前記取付板に、温度センサ、湿度センサ、及び内部にヒータを有する環境センサが設けられ、前記取付板の周囲には空気流が形成され、前記環境センサは、前記空気流に沿って前記温度センサ及び前記湿度センサよりも下流側に配置されていることを特徴としている。

上記構成によれば、遮光板の上面に日射センサが設けられているので、太陽光の入射方向と日射量を正確に検出することができる。また、遮光板の下側に温度センサが設けられているので、太陽光が直接温度センサに当たるのが回避され、温度センサ周囲の空気の温度を正確に検出することができる。

また、上記構成によれば、複合センサとして日射センサと温度センサをまとめたことにより、センサの取付スペースの改善を図ることができ、さらにはセンサの取付作業の改善も図ることができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記遮光板の上面には、前記日射センサ以外に、所定以上の強さの可視光を検出するオートライトセンサが設けられていることを特徴としている。

請求項３に記載の発明は、請求項１において、前記遮光板の下側には、人の顔の温度を測定する赤外線センサが設けられていることを特徴としている。

請求項４に記載の発明はインストルメントパネルの発明であり、請求項１〜３のいずれか一項に記載の複合センサを搭載したことを特徴としている。

本発明によれば、多くの種類のセンサをまとめることにより、センサの取付スペースの改善を図るとともに、センサの取付作業も改善することのできる複合センサを実現できる。

以下、本発明の実施例を図面に従って説明する。

図１〜図４は本発明に係る複合センサを分解したときの様子を示しており、図１は後部斜め上方から見たときの分解斜視図、図２は後部斜め下方から見たときの分解斜視図、図３は前部斜め上方から見たときの分解斜視図、図４は前部斜め下方から見たときの分解斜視図である。

図１及び図２において、図の左斜め下方は後部側を、右斜め上方は前部側をそれぞれ示している。また、図３及び図４において、図の左斜め下方は前部側を、右斜め上方は後部側をそれぞれ示している。なお、上記複合センサを自動車のインストルメントパネルの上面に取り付ける場合は、後部（正面）側が車両後方（つまり車室内側）に向けて、前部側が車両前方に向けて設置される。

また、図５はキャップ部を外したときの複合センサの斜視図である。図６〜図８は本発明に係る複合センサの外観を示しており、図６は後部（正面）斜め上方から見た斜視図、図７は正面図、図８は中心線から若干ずらせて見たときの底面図である。

本発明に係る複合センサ１は、図１〜図４に示すように、キャップ部２と、センサ保持部３と、収納ケース部４とから構成されている。

キャップ部２は有底円筒形状を成し、有底部分２Ａが上側に、開口端２Ｂが下側にそれぞれ位置するようにして使用される。キャップ部２は、太陽光が透過できる半透明の材料で形成されている。キャップ部２の側壁２Ｃには後部側に２つの貫通孔５，５が形成されている。また、キャップ部２の側壁２Ｃには後部側に係止孔６が、前部側に係止孔７がそれぞれ形成されている。

センサ保持部３は、横方向に配置され太陽光を遮光する遮光板３Ａと、遮光板３Ａの底面に設けられ縦方向に配置された取付板３Ｂとを備えている。遮光板３Ａや取付板３Ｂはポリフタルアミド（ＰＰＡ）で構成されている。また、取付板３Ｂの板厚は、取付板３Ｂ自身の強度が確保できれば、薄い方がよい。それは取付板３Ｂにおける熱伝導を低く抑えるためである。なお、遮光板３Ａと取付板３Ｂとは一体的に形成されている。

遮光板３Ａの上面には、その前部（本実施例では前部右側）に日射センサ８Ａが取り付けられている。遮光板３Ａの前部左右は斜めにカットされ、そのカットされた面にも日射センサ８Ｂ，８Ｃが取り付けられている。また、遮光板３Ａの上面には、その前部（本実施例では前部左側）にオートライトセンサ９が取り付けられている。このオートライトセンサ９は、車両がトンネル等に入った時にヘッドライト等を自動的に点灯させるためのものである。さらに、遮光板３Ａの上面には、その中央部に制御ＩＣ１０が取り付けられている。この制御ＩＣ１０は、複合センサ１全体を制御するためのものである。

また、遮光板３Ａの底面には取付板３Ｂを挟んで左右に赤外線センサ１１，１１が取り付けられている。これら赤外線センサ１１，１１は、運転席又は助手席に着座した人の顔の温度を測定するためのものである。

取付板３Ｂの上部には、図１及び図２に示すように、センサ収容箱１２が取り付けられ、このセンサ収容箱１２には温度センサ及び湿度センサ（温度センサ及び湿度センサ共に図示省略）が収容されている。また、取付板３Ｂの下部には貫通孔３Ｃが形成されている。

取付板３Ｂの下部には、図３及び図４に示すように、センサ収容箱１２が取り付けられた面と反対側の面に、貫通孔３Ｃに合致させて環境センサ１３が設けられている。環境センサ１３はその内部にヒータが設けられているため、温度センサ（つまりセンサ収容箱１２）からできるだけ離して配置するのがよい。環境センサ１３は、空気成分、空気汚染物質及び空気中の臭い等を検出する。

取付板３は三次元射出成形回路部品（ＭＩＤ：Molded Interconnects Device）として製作することが可能であり、環境センサ１３の周囲の回路パターン１４は、取付板３ＢがＭＩＤとして製作されたことを示している。なお、本実施例では、各種センサと制御ＩＣ１０間の通信はＬＩＮ(Local Interconnect Network)を利用している。

収納ケース部４は、図１〜図４に示すように、遮光板３Ａの部分が載置される上部ケース４Ａと、上部ケース４Ａの底面から下方に延設された円筒状の下部ケース４Ｂと、下部ケース４Ｂの横方に配置され３本の信号取出線１５が内蔵されたコネクタ４Ｃとを備えている。上部ケース４Ａには貫通孔４Ｄが形成され、この貫通孔４Ｄは下部ケース４Ｂの内部に連通している。

また、上部ケース４Ａには、その前部と後部の外周部に、外側に向けて突出した係止爪１６，１７がそれぞれ形成されている。これら係止爪１６，１７は、キャップ部２の係止孔６，７にそれぞれ係合可能になっている。

次に、上記構成の複合センサの組み立て手順について説明する。

まず、センサ保持部３の遮光板３Ａの上面に日射センサ８Ａ〜８Ｃ、オートライトセンサ９及び制御ＩＣ１０を、底面に赤外線センサ１１，１１をそれぞれ取り付け、さらに、取付板３Ｂに、温度センサや湿度センサが収容されたセンサ取付箱１２と、貫通孔３Ｃ付近に環境センサ１３とを取り付ける。

次に、取付板３Ｂを収納ケース部４の貫通孔４Ｄを介して下部ケース４Ｃ内に収納するとともに、遮光板３Ａを収納ケース部４の上部ケース４Ａに載置する。このとき、信号取出線１５は、遮蔽板３Ａに形成された３つの貫通孔１８（図１参照）にそれぞれ挿通される。センサ保持部３を収納ケース部４に組み付けた様子を図５に示す。

そして、センサ保持部３及び収納ケース部４に対して上方よりキャップ部２を組み付ける。このとき、キャップ部２の側壁２Ｃに形成された２つの貫通孔５，５が、センサ保持部３の遮光板３Ａ底面の赤外線センサ１１，１１に合致するように位置合わせを行い、最後に、収納ケース部４の係止爪１６，１７をキャップ部２の係止孔６，７にそれぞれ係合させて、キャップ部２、センサ保持部３及び収納ケース部４を結合する。その結合した様子を図６〜図８に示す。

次に、上記構成の複合センサ１をインストルメントパネルに設置したときの作用について説明する。この場合、収納ケース部４の下部ケース４Ｂ先端は空気調和装置に接続され、下部ケース４Ｂ内は負圧となる。

日射センサ８Ａ〜８Ｃは、キャップ部２を透過してきた太陽光を検出し、その検出信号を制御ＩＣ１０（又は車両搭載の他のマイコン）に送信し、これにより、車両に対する太陽光の入射方向及び日射量を検知することができる。

また、収納ケース部４の下部ケース４Ｂ内が負圧となっているので、車室内の空気がキャップ部２の貫通孔５，５を介して収納ケース部４の下部ケース４Ｂ内に流入して空気流を形成する。この空気流の温度及び湿度をセンサ収容箱１２内の温度センサ及び湿度センサで検出することにより、車室内の温度及び湿度を検知することができる。さらに、空気流は環境センサ１３も通過するので、この環境センサ１３によって、車室内の空気成分、空気汚染物質及び空気中の臭い等を検出することができる。

さらに、運転席又は助手席に人が着座したとき、その人の顔からは赤外線が放射されるので、この赤外線をキャップ部２の貫通孔５，５を介して赤外線センサ１１，１１で測定することにより、運転席又は助手席に着座した人の顔の温度を測定することができる。

本実施例によれば、遮光板３Ａの上面に日射センサ８Ａ〜８Ｃが設けられているので、太陽光の入射方向と日射量を正確に検出することができる。また、遮光板３Ａの下側にセンサ収納箱１２（つまり温度センサ）が設けられているので、太陽光が直接温度センサに当たるのが回避され、温度センサ周囲の空気の温度を正確に検出することができる。

また、複合センサ１として、日射センサ８Ａ〜８Ｃ、オートライトセンサ９、赤外線センサ１１，１１、環境センサ１３、及びセンサ収容箱１２内の温度センサと湿度センサをまとめたことにより、センサの取付スペースの改善を図ることができ、さらにはセンサの取付作業及びハーネスの配索作業の改善も図ることができる。また、複数のセンサがまとめられる結果、見栄えが良くなって、意匠的にも有利である。

さらに、空気流の流れに沿って環境センサ１３をセンサ収納箱１２よりも下流側に配置したので、環境センサ１３の熱がセンサ収容箱１２内の温度センサに影響するのを極力抑えることができ、車室内の温度を正確に測定することができる。

以上、本発明の実施例を図面により詳述してきたが、上記実施例は本発明の例示にしか過ぎないものであり、本発明は上記実施例の構成にのみ限定されるものではない。本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、本発明に含まれることは勿論である。

例えば、本発明の複合センサ１には、日射センサ８Ａ〜８Ｃ、オートライトセンサ９、赤外線センサ１１，１１、環境センサ１３、温度センサ及び湿度センサに限らず、他のセンサも搭載することができる。

本発明に係る複合センサを分解して後部斜め上方から見たときの様子を示しており、（ａ）はキャップ部の斜視図、（ｂ）はセンサ保持部の斜視図、（ｃ）は収納ケース部の斜視図である。図１の複合センサを分解して後部斜め下方から見たときの様子を示しており、（ａ）はキャップ部の斜視図、（ｂ）はセンサ保持部の斜視図、（ｃ）は収納ケース部の斜視図である。図１の複合センサを分解して前部斜め上方から見たときの様子を示しており、（ａ）はキャップ部の斜視図、（ｂ）はセンサ保持部の斜視図、（ｃ）は収納ケース部の斜視図である。図１の複合センサを分解して前部斜め下方から見たときの様子を示しており、（ａ）はキャップ部の斜視図、（ｂ）はセンサ保持部の斜視図、（ｃ）は収納ケース部の斜視図である。キャップ部を外したときの複合センサの斜視図である。本発明に係る複合センサを後部斜め上方から見た斜視図である。図６の複合センサの正面図である。図６の複合センサの底面を示しており、中心線から若干ずらせて見たときの図である。

符号の説明

１複合センサ
２キャップ部
３センサ保持部
３Ａ遮光板
３Ｂ取付板
４収納ケース部
８Ａ〜８Ｃ日射センサ
９オートライトセンサ
１１赤外線センサ
１２センサ収容箱（温度センサと湿度センサ）
１３環境センサ

Claims

水平方向に配設された遮光板と、該遮光板の底面に垂直方向に設けられた取付板とを有し、
前記遮光板の上面に、太陽光を検出する日射センサが設けられ、
前記遮光板により太陽光が当たるのが回避された前記取付板に、温度センサ、湿度センサ、及び内部にヒータを有する環境センサが設けられ、
前記取付板の周囲には空気流が形成され、前記環境センサは、前記空気流に沿って前記温度センサ及び前記湿度センサよりも下流側に配置されていることを特徴とする複合センサ。
前記遮光板の上面には、前記日射センサ以外に、所定以上の強さの可視光を検出するオートライトセンサが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の複合センサ。
前記遮光板の下側には、人の顔の温度を測定する赤外線センサが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の複合センサ。
請求項１〜３のいずれか一項に記載の複合センサを搭載したことを特徴とするインストルメントパネル。