JPH0356090Y2

JPH0356090Y2 -

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Publication number: JPH0356090Y2
Application number: JP1986025981U
Authority: JP
Priority date: 1986-02-25
Filing date: 1986-02-25
Publication date: 1991-12-16
Also published as: JPS62137814U

Description

【考案の詳細な説明】産業上の利用分野この考案は、自動車用空調装置において外部か
ら車室内に入射する日射の車体に対する入射方
向、特に前後左右といつた水平面上の入射方向を
検出する日射方向検出装置に関する。

従来の技術ガラス面積が比較的大きな通常の自動車にあつ
ては、空調装置によつて仮に車室内温度を一定に
保つたとしても、日射の有無あるいはその強弱に
よつて乗員が体感する温度は著しく異なるのとな
り、また日射が当たる上半身ばかりが暑く感じ
る。そこで、従来から自動車用空調装置におい
て、車室内に入射する日射量を検出し、吹出モー
ドの自動切換特性の補正あるいは風量の補正など
種々の補正を実行するようにした自動制御空調装
置が実用に供されている（例えば日産自動車
（株）昭和58年９月発行「サービス周報第489号」
参照）。

そして、このような日射が車体の右方向から入
射するときには右側に着座する運転者の右半身が
主に日射を受け、逆に車体の左方向から入射する
ときには助手席乗員の左半身が主に日射を受ける
ので、一対の日射センサを夫々右方向および左方
向に傾けて配設することによつて、日射方向を検
出し、吹出風の左右の配分を制御するようにした
提案がなされている（実開昭59−13312号公報）。

尚、このような日射の有無もしくはその日射量
を検出する日射センサとして、フオトダイオード
やフオトトランジスタ等の光電変換素子を用いた
ものが既に実用に供されている。これは第１０図
あるいは第１１図に示したように、チツプ４１が
透明樹脂製のパツケージ４２内にモールドされた
もので、透明パツケージ４２を第１０図のように
凸レンズ形状に成形する場合もあり、また第１１
図のように平坦形状に成形する場合もある。そし
て、このような日射センサは、一般に方向性がな
く、センサ中心軸Ｓを中心として周方向の360°に
対し受光可能となつている。この種の日射センサ
は、例えば（株）フジテクノシステム発行（昭和
53年11月15日）の「センサ実用便覧」や松下電子
工業（株）発行（昭和60年11月13日）の「光半導
体素子データブツク発光・受光・光複合素子／光
フアイバ編」によつて知られている。

考案が解決しようとする課題しかし、上記公報に記載の従来の装置では、車
体の中央を境界として右方向から入射しているか
左方向から入射しているかの判別しか行うことが
できず、例えば斜め前方から入射している場合な
どに適切な制御を行うことができない。また仮
に、前後左右の４つの角度域に区分して、何れの
方向から入射しているかを判別しようとする場合
には、その判別すべき方向の数と同数つまり４個
のセンサが必要となり、構成の複雑化ならびに部
品点数の増加を招いてしまう。そこで、この考案
は、３個の日射センサでもつて前後左右の４方向
の判別を可能とした日射方向検出装置を提供しよ
うとするものである。

課題を解決するための手段上記の課題を解決するために、この考案に係る
自動車用空調装置の日射方向検出装置は、車体の
日射を受け得る位置に上方に向けて配設され、か
つ周方向の360°に対し受光可能な光電変換素子か
らなる第１日射センサと、同じく日射を受け得る
位置でかつ上記第１日射センサと同一水平面上
に、上方に向けて配設され、かつ受光可能範囲が
遮光膜によりそれぞれ周方向の180°に限定された
光電変換素子からなる第２，第３日射センサとを
備え、上記第２，第３日射センサの受光可能範囲
と非受光範囲を仕切る水平面上の各仮想境界線
が、所定角度で互いに交差するように車体前後方
向に対しそれぞれ傾斜しているとともに、各日射
センサにおける受光の有無の組み合わせに基づ
き、日射方向を上記仮想境界線で区分される
「前」，「後」，「左」，「右」に判別する日射方向判
別手段を備えたことを特徴とする。

作用第１日射センサは受光面が覆われておらず、周
方向の360°に対し受光可能であるので、このセン
サの受光の有無によつて日射の有無が判断され
る。また第２日射センサは、受光可能範囲が周方
向の180°に限定されているため、受光の有無から
日射方向がその仮想境界線のどちら側にあるかを
判別できる。同様に第３日射センサも受光可能範
囲が周方向の180°に限定されているため、受光の
有無から日射方向がその仮想境界線のどちら側に
あるかを判別できる。従つて、両者を組み合わせ
ることにより、両者の仮想境界線によつて「前」，
「後」，「左」，「右」の４つに区分された角度域の
何れに日射方向があるかが判別される。尚、いず
れか一つの角度域では、日射があつても第２，第
３日射センサの双方で光が検出されないことにな
るので、第２，第３日射センサのみでは、その方
向から日射が来ているのか、それとも木陰等で日
射そのものが入射していない状態なのかを区別す
ることができないが、上記構成では、第１日射セ
ンサにおける日射の有無と組み合わせることで、
その区別が可能となる。

実施例以下、この考案の一実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。尚、この実施例では、前後左右に
ついての本考案に係る日射方向検出のほかに、上
下方向についての入射角の検出および日射量の検
出を同時に行うようになつている。

第１図は、自動車１のインストルメントパネル
２中央部上面つまりフロントガラス直下に、上方
に向けて第１日射センサ３，第２日射センサ４お
よび第３日射センサ５を配置した状態を示してい
る。これらの日射センサ３，４，５は何れも光電
変換素子例えばフオトトランジスタを受光素子と
して利用したもので、３個同時に日射を受け得る
ように互いに近接して位置し、かつ同一の水平面
上に配置されている。そして、センサ中心軸に対
する上下方向の入射角の検出を可能とするため
に、第１日射センサ３は、第３図に示すような比
較的広い指向特性を有し、かつ第２日射センサ４
および第３日射センサ５は第４図に示すような比
較的狭い指向特性を有している。すなわち、第１
日射センサ３では、入射角度がセンサ中心軸から
多少傾いても相対感度の低下が少なく出力があま
り変化しないのに対し、第２，第３日射センサ
４，５では、入射角度がセンサ中心軸から僅かに
傾いても相対感度が大きく低下して出力が急に低
下する傾向となる。尚、この実施例では、センサ
中心軸方向からの日射に対する出力電流が互いに
等しくなるように各センサ３，４，５の特性を選
択してあり、第３図および第４図には、入射角と
出力電流との関係としてそれぞれの指向特性を図
示してある。

また第１日射センサ３としては、前述した第１
０図もしくは第１１図に示したような日射センサ
がそのまま用いられており、従つて周方向の360°
に対し受光可能となつている。これに対し、第２
日射センサ４および第３日射センサ５は、第２図
に示すように、素子前面の透明樹脂パツケージ表
面に、上から見て半円形となるように遮光膜６，
７が形成されていて、これによつて受光可能範囲
が周方向の180°に限定されている。尚、第１０図
および第１１図に想像線の斜線でもつて遮光膜
６，７の形成範囲を示す。そして、車体進行方向
に向かつて左側の第２日射センサ４は、その受光
可能範囲が左斜め前方を向くように遮光膜６が設
けられ、右側の第３日射センサ５は、その受光可
能範囲が右斜め前方を向くように遮光膜８が設け
られていて、それぞれその受光可能な180°の範囲
内の方向から入射した場合にのみ受光素子に光が
到達するようになつている。換言すれば、夫々の
受光可能範囲と非受光範囲を仕切る水平面上の仮
想境界線，ｍが、車体前後方向に対し傾斜して
いて所定角度で互いに交差している。

すなわち、この仮想境界線，ｍの交差角度で
もつて、検出方向が「前」，「後」，「左」，「右」の
４つに区分されるのであり、第２図から理解され
るように、「前」の角度範囲から日射が入射した
場合には、第１，第２，第３日射センサ３，４，
５の総てが受光し、「後」の角度範囲から入射し
た場合には、第１日射センサ３のみが受光する。
また「左」の角度範囲から入射した場合には第１
日射センサ３と第２日射センサ４が、「右」の角
度範囲から入射した場合には第１日射センサ３と
第３日射センサ５が、夫々受光するのである。従
つて、これらの各センサ３，４，５の受光の有無
の条件を組み合わせることで、日射が「前」，
「後」，「左」，「右」のいずれの角度範囲から入射
しているのかを判別することができる。

尚、第２，第３日射センサ４，５の２個のみで
も、「前」，「左」，「右」の３方向については判別
可能であるが、「後」方向から日射があつた場合
には両センサ４，５ともに受光しない。そのた
め、木陰等で日射そのものがない状態なのか
「後」方向から日射があるのかを判別できない。
従つて、「前」，「後」，「左」，「右」の４方向につ
いて日射方向の判別を実現するためには、「後」
方向からの日射を受け得る第１日射センサ３が不
可欠となる。

また、この実施例では、一例として、検出した
日射方向に基づいて、ベント風の左右吹出口にお
ける風量配分を変化させるようにしており、第１
図に示すように、左右に吹出口８，９を有するベ
ント用ダクト１０の中央部に、風量配分ドア１１
が風量配分切換アクチユエータ１２とともに設け
られている。

次に第６図は、この考案の日射方向検出装置２
１を備えた自動空調装置全体の制御系統を示す機
能ブロツク図であつて、制御装置２２は所謂マイ
クロコピユータからなり、日射量，入射角，方向
演算回路２３のほか、目標室温演算回路２４、室
温温度差演算回路２５、風量演算回路２６、風量
補正回路２７、吹出モード選択回路２８および風
量配分演算回路２９を構成している。また、３０
は乗員が操作する温度設定スイツチ、３１は外気
温センサ、３２は室温センサであり、これらの入
力に基づいて、乗員の上半身に向けて吹き出す
「VENT」，乗員の足元に向けて吹き出す
「FOOT」等の吹出モードが選択されるととも
に、適切な風量が決定されるのである。そして、
その際に日射量に基づいて、吹出モードの切換特
性および風量の補正が行われるとともに、日射
量，日射方向に基づいて「VENT」時に左右の
風量配分が制御される。３３は、この制御装置２
２の出力信号に応じてブロアモータの回転速度を
制御するモータ駆動回路、３４は選択された吹出
モードとすべく各ドアを駆動する吹出モード切換
アクチユエータである。

第７図は上記の制御装置において実行される日
射量，入射角，方向検出の処理の流れを示すフロ
ーチヤートであつて、先ず第１，第２，第３日射
センサ３，４，５の各出力Z₁，Z₂，Z₃を夫々読み
込み、第１日射センサ３の出力Z₁から日射がある
か否かを判断する。すなわち、出力Z₁が所定レベ
ル以下である場合には日射量Ｚを「０」とし、日
射が無いものとする（S5）。つまり雨天時や曇天
時のような微弱な日射に対しては、Z₁＝０とみな
し、実質的に日射が無いものとして、日射に対す
る補正は行わない。

一方、日射がある場合には、第２，第３日射セ
ンサ４，５の受光の有無から日射方向を判別す
る。この第２，第３日射センサ４，５について
も、出力Z₂，Z₃が所定レベル以下である場合に
は、Z₂＝０，Z₃＝０とみなし、受光が無いものと
する。具体的には、第１日射センサ３とともに第
２日射センサ４が受光している場合には、日射方
向を「Ｎ＝１」とし、かつ出力Z₁，Z₂から入射角
θおよび日射量Ｚを演算する（S8，S9）。ここで
Ｎは日射方向を示すフラグであり、「Ｎ＝０」が
「前」を、「Ｎ＝１」が「左」を、「Ｎ＝２」が
「右」を、「Ｎ＝４」が「後」を夫々示している。

尚、上下方向に沿つた入射角θは、第１日射セ
ンサ３と第２日射センサ４の指向特性が第３図，
第４図に示すように異なることを利用して検出さ
れる。つまり、両センサ３，４は、センサ中心軸
に対し斜め方向から入射した日射に対しては、相
対感度の低下割合が異なつてくることから異なる
出力を発生する。そして、両者の出力比Z₂／Z₁
は、第５図に示すように、日射の強弱と無関係に
入射角θに関する関数となるので、この関数関係
に沿つた演算式により計算もしくはテーブルルツ
クアツプ方式などにより入射角θを求めることが
できる。

そして、最終的な日射量Ｚは、第３図に示した
指向特性に基づき入射角θに伴う第１日射センサ
３の相対感度低下を補う形で補正演算される。こ
の結果、第３，４図の日射Ａ，Ｂのように斜め上
方から入射する日射の日射量を高精度に検出する
ことが可能である。

また第１日射センサ３とともに第３日射センサ
５が受光している場合には、日射方向を「Ｎ＝
２」とし、かつ出力Z₁，Z₃から同様に入射角θお
よび日射量Ｚを演算する（S17，S18）。

また、第１日射センサ３が受光しているにも拘
わらず第２，第３日射センサ４，５の双方が受光
していない場合には、日射方向を「Ｎ＝４」とす
る。この場合、入射角θ検出の基準となる一方の
出力Z₂，Z₃が得られないので、入射角θの演算は
行わず、第１日射センサ３の出力Z₁をそのまま日
射量Ｚとして用いる（S16）。

更に第２，第３日射センサ４，５の双方が第１
日射センサ３とともに受光している場合には、日
射方向を「Ｎ＝０」とする。そして、精度向上を
図るために、第２，第３日射センサ４，５の出力
Z₂，Z₃の大きい方を選択し（S10）、これと出力
Z₁とから前述したように入射角θおよび日射量Ｚ
を演算する（S11，S12，S13，S14）。

風量補正回路２７では、上記のようにして検出
した日射量Ｚに基づき、その日射量Ｚが大である
ときには風量を増大するように風量補正を行つて
いる。

次に第８図は、風量配分切換アクチユエータ１
２を制御する風量配分演算回路２９としてのフロ
ーチヤートを示している。吹出モードは、外気温
および日射量Ｚに基づき所定の特性に従つて選択
される（S23）のであるが、この吹出モードが
「VENT」でないときには、「α＝０」として風
量配分制御は行わない（S25）。ここで「α」は
第９図に示すように風量配分ドア１１の制御位置
を示すものであり、「α₁」，「α₂」では左側の風量
が増し、「α_-1」，「α_-2」では右側の風量が増すこ
とになる。

一方、「VENT」時には先に検出した日射方向
に基づいて風量配分制御を実行する。先ず、「Ｎ
＝０」つまり日射方向が「前」である場合には、
風量配分ドア１１は中立位置とする（S27）。同
じく、「Ｎ＝４」つまり日射方向が「後」である
場合にも、風量配分ドア１１は中立位置とする。

また、「Ｎ＝１」つまり日射方向が「左」であ
る場合には、日射量Ｚの大小に応じて風量配分ド
ア１１の位置を「α₁」もしくは「α₂」とし、左側
の風量を増大させる（S32，S33）。尚、「Ｎ＝１」
であつても入射角θが小さいとき、つまり垂直に
近いときには、日射方向の影響が少ないので、風
量配分ドア１１は中立位置とする。

また、「Ｎ＝２」つまり日射方向が「右」であ
る場合には、同様に入射角θがある程度大きいこ
とを条件として風量配分ドア１１の位置を「α_-1」
もしくは「α_-2」とする（S39，S40）。

このように上記実施例では、３個の日射センサ
３，４，５によつて前後左右の４方向に入射方向
を判別できる。また第１日射センサ３等の出力か
ら同時に入射角や日射量の検出が可能であり、別
個に入射角や日射量検出のためのセンサを設ける
必要がない。

尚、上記実施例は、入射角θの検出のために指
向特性の異なる２種の日射センサを用いている
が、この入射角検出を省略する場合には同一の指
向特性の日射センサを３個用いて構成することが
できる。また、その配置も任意である。

考案の効果以上の説明で明らかなように、この考案に係る
自動車用空調装置の日射方向検出装置によれば、
３個の日射センサでもつて、日射方向を「左」，
「右」のほか「前」，「後」をも含めた４つの角度
域に判別することができる。そして、「前」，
「後」，「左」，「右」の区分を、第２，第３日射セ
ンサの仮想境界線の傾斜によつて任意に設定でき
るので、フロントウインド，ドアウインド，リヤ
ウインド等のガラス面積や傾き、あるいはルーフ
の形状，大きさ，フロントピラーの位置などの
他、セダン，ワゴンあるいはワンボツクス型車な
ど車体の形状や車種に最適な条件で日射方向の検
出が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は日射センサの配置例を示す説明図、第
２図は日射センサの平面図、第３図および第４図
は夫々第１日射センサおよび第２，第３日射セン
サの指向特性を示す特性図、第５図は両種の日射
センサの出力比と入射角との関係を示す特性図、
第６図は自動制御空調装置全体の制御系統を示す
機能ブロツク図、第７図は日射量，入射角，方向
演算のための制御を示すフローチヤート、第８図
は風量配分演算のための制御を示すフローチヤー
ト、第９図は風量配分ドアの制御位置の説明図、
第１０図および第１１図はそれぞれ日射センサの
一例を示す側面図である。３……第１日射センサ、４……第２日射セン
サ、５……第３日射センサ。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】車体の日射を受け得る位置に上方に向けて配設
され、かつ周方向の360°に対し受光可能な光電変
換素子からなる第１日射センサと、同じく日射を
受け得る位置でかつ上記第１日射センサと同一水
平面上に、上方に向けて配設され、かつ受光可能
範囲が遮光膜によりそれぞれ周方向の180°に限定
された光電変換素子からなる第２，第３日射セン
サとを備え、上記第２，第３日射センサの受光可能範囲と非
受光範囲を仕切る水平面上の各仮想境界線が、所
定角度で互いに交差するように車体前後方向に対
しそれぞれ傾斜しているとともに、各日射センサにおける受光の有無の組み合わせ
に基づき、日射方向を上記仮想境界線で区分され
る「前」，「後」，「左」，「右」に判別する日射方向
判別手段を備えたことを特徴とする自動車用空調
装置の日射方向検出装置。