JPH05193341A - 車両用デフォガー制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ガラスの結露条件を考慮してフロントおよび
リアのデフォグを行うことで良好な視界を確保すると同
時に、電力消費を最小限のものとする。 【構成】 ウインドシールドは、空気調和装置のデフォ
グ機能により結露が除去され、リアウインドは、熱線式
のリアデフォガー装置２１を備えている。コントロール
ユニット２２には、外気温度Ｔａ，室内温度Ｔｉｃ，室
内湿度Ｍｉｃ，車速Ｕ等の信号が入力され、ガラス内周
面温度が露点温度より僅かに高くなるように空気調和装
置のブロアファン５およびリアデフォガー装置２１への
通電量を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、車両のウインドシー
ルドおよびリアウインドのデフォガーにおける消費電力
を適切に制御する車両用デフォガー制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両のウインドシールドの結露を除去す
るデフォガーとしては、一般に空気調和装置のデフォグ
機能が用いられる。つまり、吹出風をウインドシールド
内表面に向けて配風することで、結露の除去を図ってい
る。またリアウインドの結露を除去するデフォガーとし
ては、電熱ヒータをウインドガラス内に張り巡らしたリ
アデフォガー装置が用いられている。

【０００３】このようなデフォガーの消費電力は、車両
電装品の中でも非常に大きなものであり、オルタネータ
やバッテリの大きな負荷となっている。従って、バッテ
リの早期劣化の一因となり、またデフォグ時に他の電装
品の電圧低下等を招き易い。

【０００４】そこで、例えば特開昭６３−６４８６９号
公報には、電動パワーステアリングを作動させたとき
に、電力負荷を軽減するためにリアデフォガー装置への
通電を一時的に停止するようにしたデフォガー制御装置
が示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来装置では、電力負荷を軽減するために、ガラスの結露
条件に拘わらずデフォガー装置への通電を停止するよう
にしているので、電動パワーステアリングが頻繁に作動
するような状況では、ガラスに結露が発生し、視界を妨
げてしまう可能性がある。

【０００６】また一般に、デフォガー装置は、ガラスの
結露条件をふまえた電力制御を行っておらず、運転者が
目視により結露の有無を判断してデフォガー装置の操作
を行っているため、余分な電力を無駄に消費することが
あり、電力消費の上で問題があった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そこで、この発明は、ガ
ラスの結露条件を考慮してデフォガーの消費電力を必要
最小限に制御するようにした。すなわち、この発明に係
る車両用デフォガー制御装置は、電熱ヒータの加熱によ
りリアウィンド内表面の結露を除去するリアデフォガー
装置と、車室内への配風を制御する複数の配風ドアを有
し、ウィンドシールド内表面の結露を除去するように該
ウィンドシールドへ向けて配風するデフォグ機能を有す
る空気調和装置と、車室内の温度，湿度を含む熱環境を
検出する車室内熱環境検出手段と、外気温度を検出する
外気温度検出手段と、車両の速度を検出する車速検出手
段と、上記の車室内熱環境と外気温度と車速とに基づき
上記リアデフォガー装置の消費電力を制御するリアデフ
ォガー制御手段と、上記空気調和装置のデフォグ時に上
記の車室内熱環境と外気温度と車速とに基づき上記空気
調和装置におけるブロアファンの消費電力を制御するブ
ロアファン制御手段と、を備えて構成されている。

【０００８】

【作用】結露はガラス内表面が露点温度以下となること
により発生する。従って、リアデフォガー装置もしくは
空気調和装置によりガラス内表面を露点温度以上に保て
ば結露は防止される。ガラス内表面の温度は、車室内の
熱環境のほかに外気温度や外表面が受ける風量（車両走
行風として車速によって示される）の影響を受ける。本
発明では、車室内熱環境と外気温度と車速とに基づい
て、結露を防止し得る範囲でリアデフォガー装置や空気
調和装置のブロアファンの消費電力を抑制する。これに
より車両の電力負荷が軽減される。

【０００９】

【実施例】図１は、この発明に係るデフォガー制御装置
の一実施例を示す構成説明図である。同図において、１
は車両用空気調和装置の主要部をなす空調ユニットであ
って、その内部にエバポレータ２およびヒータコア３が
収容されているとともに、エバポレータ２上流にブロア
モータ４にて駆動されるブロアファン５が設けられてい
る。また、この空調ユニット１には、内気導入口６と外
気導入口７を選択するインテークドア８および吹出風温
度を制御するエアミックスドア９が設けられているとと
もに、吹出風の配風を制御する複数の配風ドアが設けら
れている。具体的には、フット吹出口１０を開閉するフ
ットドア１１、ベンチレータ吹出口１２を開閉するベン
チレータドア１３、デフォグ用吹出口１４を開閉するデ
フドア１５がそれぞれ設けられている。これらの各ドア
は、それぞれアクチュエータ１６〜２０によって駆動さ
れる。上記デフォグ用吹出口１４は、図示せぬウインド
シールド下縁の吹出口に連通しており、ウインドシール
ドの結露に対し空気調和装置をデフォガーとして機能さ
せる際にデフドア１５が開かれるようになっている。

【００１０】また２１は、図示せぬリアウインドに配線
された電熱ヒータからなるリアデフォガー装置を示して
いる。

【００１１】２２は、上記各アクチュエータ１６〜２０
を介して各ドア８，９，１１，１３，１５の開度を制御
するとともに、ブロアファン５の回転数およびリアデフ
ォガー装置２１の通電量を可変制御するコントロールユ
ニットである。また２３は、外気温度Ｔａを検出する外
気温度センサ、２４は車室内の温度Ｔｉｃを検出する室
内温度センサ、２５は車室内の湿度Ｍｉｃを検出する室
内湿度センサ、２６は車室内に入射する日射量Ｑｓｕｎ
を検出する日射量センサ、２７は車速Ｕを検出する車速
センサであり、これら各センサの検出信号は上記コント
ロールユニット２２に入力されている。そして、２８
は、希望する室内温度Ｔｓｅｔを設定する室温設定器、
２９はリアデフォガー装置２１用のリアデフォガースイ
ッチである。

【００１２】ここで上記のブロアファン５やリアデフォ
ガー装置２１等へは、図示せぬバッテリやオルタネータ
から電力供給がなされているが、本実施例では、図７に
示すように、油圧ポンプ３２および油圧モータ３５を用
いた油圧機構によりオルタネータ３４が駆動される。特
に、油圧ポンプ３２から圧送された作動油を分配装置３
３によって上記油圧モータ３５とパワーステアリング用
油圧シリンダ３６とに分配するように構成されている。
そして、上記分配装置３３による分配比率は図８に示す
ように車速により変化し、低速時ほどパワーステアリン
グ用油圧シリンダ３６へ多く分配されるようになってい
る。尚、図７において、３１は上記油圧ポンプ３２を駆
動する内燃機関、３７はドレンタンクを示している。

【００１３】図２〜図４は、上記空気調和装置によるウ
インドシールド側のデフォグ制御の内容を示すフローチ
ャートであり、以下、これをその流れに従って説明す
る。

【００１４】先ず、ステップ１では、このフローチャー
トにおいて用いられる種々の定数Ａ〜Ｈ，Ｊ〜Ｓの初期
セットを行う。

【００１５】ステップ２では、各センサからデータを読
み込む。具体的には、外気温度Ｔａ，室内温度Ｔｉｃ，
室内湿度Ｍｉｃ，室温設定値Ｔｓｅｔ，日射量Ｑｓｕｎ
および車速Ｕが入力される。

【００１６】ステップ３では、基本的なブロアファン５
の風量つまり印加電圧Ｖｆａｎを決定する。これは、室
内温度Ｔｉｃと室温設定値Ｔｓｅｔとの偏差（Ｔｉｃ−
Ｔｓｅｔ）に基づいて決定されるもので、上記の偏差が
大きいほど印加電圧を大として風量を大きくし、室内温
度Ｔｉｃを室温設定値Ｔｓｅｔに近付けるようにしてい
る。

【００１７】ステップ４では、目標吹出温度Ｔｏｆを外
気温度Ｔａ，室内温度Ｔｉｃ，室温設定値Ｔｓｅｔおよ
び日射量Ｑｓｕｎから算出する。具体的には、 Ｔｏｆ＝Ａ・Ｔａ＋Ｂ・Ｔｉｃ＋Ｃ・Ｔｓｅｔ＋Ｄ・Ｑｓｕｎ＋Ｅ （但し、Ａ〜Ｅは定数）とする。そして、ステップ５
で、上記目標吹出温度Ｔｏｆに基づいてエアミックスド
ア９の開度Ｘを、 Ｘ＝Ｆ・（Ｔｏｆ）²＋Ｇ・Ｔｏｆ＋Ｈ （但し、Ｆ，Ｇ，Ｈは定数）として算出する。

【００１８】次にステップ６では、この目標吹出温度Ｔ
ｏｆに基づいて吹出口モードを決定する。すなわち、目
標吹出温度が高ければフットモード、中程度であればバ
イレベルモード、低ければベントモードとする。

【００１９】そして、ステップ７で、このステップ６に
より決定した吹出口モードがフットモードであるか否か
を判別する。フットモードでなければ、デフォガ制御が
なされないので、ステップ１５へ進み、ブロアファン５
および各アクチュエータ１６〜２０を駆動する。

【００２０】一方、吹出口モードがフットモードであれ
ば、フットドア１１が開となってフット部へ配風される
と同時に、デフドア１５が開となってデフォグ用の空調
風がウインドシールド内表面に導かれる。そのため、ス
テップ８以降に進んでデフォグ制御がなされる。

【００２１】ステップ８では、室内空気露点温度ＤＰｒ
を求める。これは、水蒸気を含む湿り空気が結露する飽
和温度のことであり、そのときの室内温度Ｔｉｃと室内
湿度Ｍｉｃとから求められる。尚、一般に露点温度は簡
単な計算式では示されないので、近似関数を作成し、こ
れから求める。そして、ステップ９で、室内空気露点温
度ＤＰｒに余裕代Ｊを加えて、ウインドシールド内表面
が結露しないための必要温度Ｔｉｆｇ’を算出する。
尚、Ｊの値は１℃程度で良い。

【００２２】次に、ステップ１０で、ウインドシールド
外表面の表面熱伝達率αｏｆｇを算出する。またステッ
プ１１で、ウインドシールド内表面が結露しないために
必要なウインドシールド内表面の表面熱伝達率αｉｆｇ
を算出する。

【００２３】ここで、ステップ１０，ステップ１１につ
いて説明を加えると、ウインドシールド内表面温度は、
外気温度，室内温度，外表面熱伝達率および内表面熱伝
達率に依存する。従って、ステップ１０では、外表面の
風速の関数である外表面熱伝達率αｏｆｇを、車速Ｕを
用いて、 αｏｆｇ＝Ｌ＋Ｍ・Ｕ （但し、Ｌ，Ｍは定数）として算出する。

【００２４】また、ウインドシールドを通した車室内外
の熱流束ｑｆは、室内温度Ｔｉｃ，外気温度Ｔａおよび
熱貫流率Ｋｆを用いて、 ｑｆ＝Ｋｆ・（Ｔｉｃ−Ｔａ）…（１）式 として表すことができ、同時に、内表面必要表面熱伝達
率αｉｆｇ，室内温度Ｔｉｃおよびステップ９の内表面
必要温度Ｔｉｆｇ’を用いて、 ｑｆ＝αｉｆｇ・（Ｔｉｃ−Ｔｉｆｇ’）…（２）式 としても表すことができる。従って、ステップ１１で
は、上記の（１）式と（２）式とから、「（１）式＝
（２）式」の関係を用いて内表面必要表面熱伝達率αｉ
ｆｇを算出する。

【００２５】尚、上記の熱貫流率Ｋｆは、ウインドシー
ルドの厚さをｔ，ウインドシールドの熱伝導率をλｆと
すると、 Ｋｆ＝１／（１／αｏｆｇ＋ｔ／λｆ＋１／αｉｆｇ） となる。

【００２６】次に、ステップ１２では、ステップ１１で
求めた内表面必要表面熱伝達率αｉｆｇに基づき、ウイ
ンドシールド内表面の必要風速Ｕｆを、 Ｕｆ＝（αｉｆｇ−Ｎ）／Ｓ （但し、Ｎ，Ｓは定数）として算出する。

【００２７】そして、ステップ１３では、ステップ１２
で求めた必要風速Ｕｆに基づき、ステップ３で求めたブ
ロアファン印加電圧Ｖｆａｎを補正する。つまり印加電
圧Ｖｆａｎ’を、 Ｖｆａｎ’＝Ｖｆａｎ・（Ｐ＋ｐ・Ｕｆ） （但し、Ｐ，ｐは定数）として算出する。これにより、
印加電圧Ｖｆａｎ’は、ウインドシールドにおける結露
の防止に必要最小限なレベルに抑制される。

【００２８】またステップ１４では、デフォグに必要な
風速Ｕｆに応じてデフドア１５の開度Ｗを補正する。つ
まり、補正後の開度Ｗ´を、 Ｗ´＝Ｗ・Ｒ・Ｕｆ （但し、Ｒは定数）として、フット側の風量への影響を
抑制する。

【００２９】そして、ステップ１５では、前述したよう
に、ブロアファン５や各ドア１６〜２０が駆動される。

【００３０】次に、図５，図６は、リアデフォガー装置
２１によるリアウインド側のデフォグ制御の内容を示す
フローチャートであり、以下、これを説明する。

【００３１】先ず、ステップ２１では、このフローチャ
ートにおいて用いられる種々の定数Ａ〜Ｄの初期セット
を行う。

【００３２】ステップ２２では、各センサからデータを
読み込む。具体的には、外気温度Ｔａ，室内温度Ｔｉ
ｃ，室内湿度Ｍｉｃおよび車速Ｕが入力される。

【００３３】そして、ステップ２３では、リアデフォガ
ー装置２１のＯＮ，ＯＦＦつまりリアデフォガースイッ
チ２９がＯＮであるか否かが判別される。ここでＯＦＦ
の場合は、実質的にデフォグ制御は実行されない。

【００３４】リアデフォガー装置２１がＯＮであればス
テップ２４へ進み、前述したフローチャートのステップ
８と同様に室内空気露点温度ＤＰｒを求める。そして、
ステップ２５で、適当な余裕代Ａを加えてリアウインド
内表面が結露しないための必要温度Ｔｉｒｇ’を算出す
る。

【００３５】また、ステップ２６では、前述したフロー
チャートのステップ１０と同様に、車速Ｕを用いて、外
表面熱伝達率αｏｒｇを算出する。

【００３６】次にステップ２７では、リアウインド内表
面の温度予測値Ｔｉｒｇを求める。

【００３７】すなわち、リアウインドを通した車室内外
の熱流束ｑｒは、室内温度Ｔｉｃ，外気温度Ｔａおよび
熱貫流率Ｋｒを用いて、 ｑｒ＝Ｋｒ・（Ｔｉｃ−Ｔａ）…（３）式 として表すことができ、同時に温度予測値Ｔｉｒｇ，外
気温度Ｔａおよび熱貫流率Ｋｒ’を用いて ｑｒ＝Ｋｒ’・（Ｔｉｒｇ−Ｔａ）…（４）式 としても表すことができる。従って、「（３）式＝
（４）式」の関係から内表面温度予測値Ｔｉｒｇを求め
ることができる。

【００３８】尚、上記の熱貫流率Ｋｒ，Ｋｒ’は、リア
ウインドの厚さをｔ、リアウインドの熱伝導率をλｒ、
内表面熱伝達率（自然対流におけるもの）をαｉｒｇと
すると、 Ｋｒ＝１／（１／αｏｒｇ＋ｔ／λｒ＋１／αｉｒｇ） Ｋｒ’＝１／（１／αｏｒｇ＋ｔ／λｒ） となる。

【００３９】次にステップ２８では、ステップ２５で求
めた内表面必要温度Ｔｉｒｇ’とステップ２７で求めた
内表面温度予測値Ｔｉｒｇの差（Ｔｉｒｇ’−Ｔｉｒ
ｇ）として温度補正値Ｔｉｒｇ２を算出する。つまり、
これが結露に対する内表面温度の過不足を示す。

【００４０】そしてステップ２９では、上記ステップ２
８の温度補正値Ｔｉｒｇ２に基づき、リアデフォガー装
置２１への印加電圧Ｖｄｅｆの補正を行う。つまり、補
正後の印加電圧Ｖｄｅｆ’を、 Ｖｄｅｆ’＝Ｖｄｅｆ・Ｄ・Ｔｉｒｇ２ （但し、Ｄは定数）として求める。この印加電圧Ｖｄｅ
ｆ’に従って、ステップ３０でリアデフォガー装置２１
へ通電が行われる。

【００４１】このように空気調和装置およびリアデフォ
ガー装置２１を制御することで、ウインドシールドおよ
びリアウインドでの結露が確実に防止もしくは除去さ
れ、良好な視界を確保できる。そして、ブロアファン５
およびリアデフォガー装置２１の消費電力は、必要最小
限に抑制されるため、他の電装品と上記のデフォガーと
が同時に使用されても電圧低下等の不具合を来すことが
なく、かつオルタネータ３４やバッテリの負荷が軽減さ
れる。特に、オルタネータ３４を油圧駆動式とした場合
に、ステアリング操舵力が大きい低速域においてデフォ
ガーが使用されて電気負荷が増大しても、パワーステア
リング用油圧シリンダ３６への油圧供給が容易に確保で
きる。

【００４２】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、この発明
に係る車両用デフォガー制御装置によれば、ウインドシ
ールド内表面の結露を除去する空気調和装置のブロアフ
ァンやリアウインド内表面の結露を除去するリアデフォ
ガー装置の消費電力が、ガラスの結露条件を考慮した形
で制御される。従って、確実な結露除去が行えるととも
に、消費電力を必要最小限に抑制できる。そのため、他
の電装品と同時に使用した場合の電圧低下を防止できる
とともに、バッテリやオルタネータの負荷を軽減でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係るデフォガー制御装置の一実施例
を示す構成説明図。

【図２】そのウインドシールド側の制御内容を示すフロ
ーチャート。

【図３】図２に続くフローチャート。

【図４】図３に続くフローチャート。

【図５】リアウインド側の制御内容を示すフローチャー
ト。

【図６】図５に続くフローチャート。

【図７】油圧によるオルタネータの駆動機構を示す説明
図。

【図８】そのオルタネータとパワーステアリング用シリ
ンダへの流体分配特性を示す特性図。

【符号の説明】

１…空調ユニット ５…ブロアファン １５…デフドア ２１…リアデフォガー装置 ２２…コントロールユニット ２３…外気温度センサ ２４…室内温度センサ ２６…日射量センサ ２７…車速センサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電熱ヒータの加熱によりリアウィンド内
   表面の結露を除去するリアデフォガー装置と、 車室内への配風を制御する複数の配風ドアを有し、ウィ
   ンドシールド内表面の結露を除去するように該ウィンド
   シールドへ向けて配風するデフォグ機能を有する空気調
   和装置と、 車室内の温度，湿度を含む熱環境を検出する車室内熱環
   境検出手段と、 外気温度を検出する外気温度検出手段と、 車両の速度を検出する車速検出手段と、 上記の車室内熱環境と外気温度と車速とに基づき上記リ
   アデフォガー装置の消費電力を制御するリアデフォガー
   制御手段と、 上記空気調和装置のデフォグ時に上記の車室内熱環境と
   外気温度と車速とに基づき上記空気調和装置におけるブ
   ロアファンの消費電力を制御するブロアファン制御手段
   と、 を備えてなる車両用デフォガー制御装置。