JPH0741792B2 - 自動車用換気装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、自動車の車体に設けられた換気通路や換気通
路に配された換気用ファン等により構成される自動車用
換気装置に関する。

（従来の技術） 乗用車等の自動車が、その車室内が密閉された状態で、
例えば、炎天下のもとに比較的長い時間に亙って駐車さ
れると、車室内の温度が外気温に比して著しく高められ
ることになる。そして、車室内の温度が著しく高められ
た状態とされると、その後車両に乗り込んだ乗員が不快
感を覚えることになり、また、車両に装備されたクーラ
ーが乗員によって作動せしめられても、車室内の温度が
適正な値に低下せしめられるまでに長時間が要されるこ
とになってしまう。

このような不都合を軽減すべく、車体に、車内と車外と
を連通させるべく形成された換気通路とその換気通路に
配された換気用ファンとを有し、例えば、駐車中におい
て車内の温度と外気温との差が所定以上となったときに
は、換気ファンが作動して車内の空気を車外へ排出する
とともに車外の空気を車内に導入して車内の換気を行
い、車内の温度上昇を抑制するようになす換気装置を設
けることが知られている。斯かる換気装置における換気
ファンは、通常、自動車に搭載された蓄電池（以下、車
載バッテリーという）から電力が供給されて作動せしめ
られるファン用モータによって駆動されるが、駐車状態
にある自動車において、車載バッテリーがファン用モー
タに対する電力供給に供せられることは、車載バッテリ
ーに過度な負担が課せられることになる虞れがある。

そこで、上述の如くの換気装置における換気ファンを駆
動するファン用モータを作動させるにあたり、自動車に
搭載された車載バッテリーに代えて、太陽エネルギーを
直接的に電気エネルギーに変換する太陽電池を利用する
ようにした換気装置が、例えば、特公昭59−51451号に
記載されている如くに提案されている。斯かる場合、太
陽電池が、自動車の車体におけるルーフ部等においてガ
ラス等により覆われた受光面を外部に向けた状態で配さ
れて、自動車の駐車時において太陽光を効率よく受けら
れるものとされ、この太陽電池から得られる日射量に応
じた出力が換気ファンを駆動するファン用モータに供給
されて、ファン用モータが作動せしめられる。

（発明が解決しようとする問題点） 上述の如くに従来提案されている太陽電池が利用された
換気装置においては、換気ファンが複数個設けられてい
る場合、太陽電池により同時に電力が供給されて作動せ
しめられるファン用モータの数は、例えば、ファン用モ
ータの全数とされて一定とされるか、もしくは、自動車
の乗員等の操作者の意志によって決められるものとされ
る。即ち、太陽電池から得られる出力が日射量に応じて
変化するものとなることに関わりなく、太陽電池により
同時に電力が供給されて作動せしめられるファン用モー
タの数が設定されることになる。一方、日射量に応じた
出力を発生する太陽電池は、その出力特性上において最
適動作点を有するものとなるが、上述の如くにして複数
のファン用モータに同時に電力供給を行うものとされる
場合には、例えば、自動車が受ける日射量が比較的少と
されるとき等において、太陽電池が、その出力特定上に
おける最適動作点から著しく外れた領域で複数のファン
用モータに電力供給を行うことになる状態とされる。そ
して、太陽電池がその出力特性上における最適動作点か
ら著しく外れた領域で電力供給を行う状態とされると、
太陽電池の効率のよい利用が図られないことになり、ま
た、太陽電池に過大な負担が課せられることになる不都
合が生じる。

斯かる点に鑑み、本発明は、自動車の車体に設けられた
複数の換気ファンの夫々を駆動するファン用モータを、
車体に配設された太陽電池から得られる電力を供給して
作動させるにあたり、太陽電池を、常時、その出力特性
上における最適動作点もしくはその近傍の領域において
ファン用モータに電力供給を行う状態に維持することが
できるようにされた自動車用換気装置を提供することを
目的とする。

（問題点を解決するための手段） 上述の目的を達成すべく、本発明に係る自動車用換気装
置は、自動車の車体に設けられて車内と車外とを連通さ
せる複数の換気通路と、複数の換気通路の夫々に配され
た換気ファンと、換気ファンを駆動するモータと、車体
に配設されて、換気ファンを駆動するモータに電力を供
給し得るものとされた太陽電池と、モータ作動制御手段
とを備え、モータ作動制御手段が、太陽電池の出力を検
出し、検出された出力に応じて、太陽電池から電力が供
給されて換気ファンを駆動するモータの個数を変化させ
る制御を行うものとされて、構成される。

（作 用） このようにされる本発明に係る自動車用換気装置におい
ては、太陽電池が、常時、その出力特性上における最適
動作点もしくはその近傍の領域において、換気ファンを
駆動するモータに電力供給を行う状態に維持され、太陽
電池の効率のよい利用が図られるとともに、太陽電池に
過大な負担が課せられる事態が回避されることになる。

（実施例） 以下、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。

第２図は、本発明に係る自動車用換気装置の一例が装備
された自動車を示す。第２図において、自動車の車体１
における車室前方部に、車内と車外とを連通させる前部
換気通路２が設けられており、この前部換気通路２に
は、換気ファン３が配されている。また、車体１の後部
側にも、車内と車外とを連通させる一対の後部換気通路
4a及び4bが設けられており、これら後部換気通路4a及び
4bには、換気ファン5a及び5bが夫々配されている。換気
ファン3,5a及び5bの夫々は、例えば、同じ構成を有する
ものとされ、第３図に示される如く、換気ファン３は、
それに対して設けられたファン用モータ6aの回転軸6xに
取り付けられている。また、同様に、換気ファン5a及び
5bも、各々に対して設けられたファン用モータ6b及び6c
の回転軸6y及び6z（図示省略）に夫々取り付けられてい
る。

これら前部換気通路2,一対の後部換気通路4a及び4b、及
び、換気ファン3,5a及び5bは、例えば、換気ファン３に
対して設けられたファン用モータ6aが作動せしめられ、
それにより換気ファン３が駆動されることによって、車
外の空気が前部換気通路２を通じて車内に取り込まれ、
また、換気ファン5a及び5bの夫々に対して設けられたフ
ァン用モータ6b及び6cが作動せしめられ、それにより換
気ファン5a及び5bが駆動されることによって、車内の空
気が後部換気通路4a及び4bを通じて車外へ排出されるよ
うになされる。

一方、車体１のルーフ部７には、換気ファン3,5a及び5b
の夫々に対して設けられたファン用モータ6a,6b及び6c
に対する電極供給を適宜なすべく、太陽電池８が配設さ
れている。この太陽電池８は、その受光面部がルーフ部
７の外方に向けられて、透明保護板により覆われたもの
とされており、正常に機能するもとでは、受光面部が受
ける日射量に応じた出力を発生するものとされ、その出
力特性は、例えば、第４図において、横軸に出力電圧BV
がとられ、縦軸に出力電流BIがとられたもとで、日射量
Esをパラメータとして、実線で示される如くにあらわさ
れるものとなる（第４図において、ｍ及びｎは夫々正
数）。この第４図に示される出力特性から明らかな如
く、太陽電池８は、その出力電圧BVが、日射量Esによら
ず略一定とされる最大値をとり、また、その出力電流BI
が、一定の出力電圧BVのもとで、例えば、日射量Esが20
mW/cm²から100mW/cm²へと増加するに従って、略一定の
増加率をもって増加する如くに、日射量Esに略比例して
増減するものとなる。

そして、斯かる太陽電池８の出力は、ファン用モータ6
a,6b及び6cに、その作動時において適宜供給される。

また、車体１の車室内部における、フロントウインドシ
ールド９の下方部分の近傍とされる位置に、日射センサ
10が配置されている。この日射センサ10は、車体１が受
ける日射量を検出して日射量に応じた検出出力を発生す
るものとされ、その出力特性は、例えば、第５図におい
て、横軸に日射量Esがとられ、縦軸に日射センサ10の出
力電流Isがとられて示されている如くにあらわされるも
のとなる（第５図においてｎ′は正数）。この第５図に
示される出力特性から明らかな如く、日射センサ10は、
その出力電流Isが日射量Esに比例するものとなる。

さらに、車体１の者室内部には、ファン用モータ6a,6b
及び6cに対する作動制御を行う制御回路部11が配されて
いる。

上述の如くの前部換気通路2,後部換気通路4a及び4b,換
気ファン3,5a及び5b,ファン用モータ6a,6b及び6c,太陽
電池8,日射センサ10、及び、制御回路部11を含んで、本
発明に係る自動車用換気装置の一例が構成されており、
この例における制御回路部11は、例えば、第１図に示さ
れる如くの電気的接続関係を有するものとされる。

第１図に示される制御回路部11の一例は、制御ユニット
12,自動車が駐車状態にあることを検出する駐車状態検
出回路13、及び、モータ駆動回路14,15及び16を内蔵す
るものとされている。そして、制御ユニット12には、駐
車状態検出回路13からの検出出力信号Sp及び日射センサ
10からの出力電流Isが供給され、制御ユニット12は、こ
れらの検出出力信号Sp及び出力電流Isに基づいて、モー
タ駆動回路14,15及び16に、夫々、制御信号Ca,Cb及びCc
を適宜供給する。モータ駆動回路14,15及び16には、太
陽電池８からの出力が供給され、モータ駆動回路14,15
及び16は、制御信号Ca,Cb及びCcに応じて、太陽電池８
からの出力をファン用モータ6a,6b及び6cに夫々供給
し、ファン用モータ6a,6b及び6cが太陽電池８からの電
力供給を受けて作動せしめられるようになす。

斯かるもとで、駐車状態検出回路13から自動車が、駐車
状態にあることを示す検出出力信号Spが制御ユニット12
に供給されると、制御ユニット12は、日射センサ10から
の出力電流Isに基づいて、自動車が受ける日射量Esを検
知する。そして、日射量Esが所定値より大ではあるが比
較的少であるとき、例えば、20mW/cm²より大で40mW/cm²
以下であるときには、制御信号Caをモータ駆動回路14に
供給する。制御信号Caを受けたモータ駆動回路14は、太
陽電池８の出力をファン用モータ6aに供給して、それを
作動させる。それにより、換気ファン３がファン用モー
タ6aにより駆動される。即ち、斯かる場合には、太陽電
池８に対してファン用モータ6aのみが負荷とされること
になり、ファン用モータ6aによる負荷特性は、第４図に
おいて一点鎖線αで示される如くになり、太陽電池８
は、第４図において破線ωで示される。その出力特性上
における最適動作点及びその近傍の領域で、ファン用モ
ータ6aに対する電力供給を行う状態となる。

また、制御ユニット12は、日射センサ10からの出力電流
Isに基づいて、検知される日射量Esが中程度であると
き、例えば、40mW/cm²より大で70mW/cm²以下であるとき
には、制御信号Ca及びCbをモータ駆動回路14及び15に夫
々供給する。制御信号Caを受けたモータ駆動回路14及び
制御信号Cbを受けたモータ駆動回路15は、夫々太陽電池
８の出力をファン用モータ6a及び6bに供給して、それら
を作動させる。それにより、換気ファン３及び5aがファ
ン用モータ6a及び6bにより夫々駆動される。即ち、この
場合には、太陽電池８に対してファン用モータ6a及び6b
の２個が負荷とされることになり、ファン用モータ6a及
び6bによる負荷特性は、第４図において一点鎖線βで示
される如くになり、太陽電池８は、その出力特性上にお
ける破線ωで示される最適動作点及びその近傍の領域
で、ファン用モータ6a及び6bに対する電力供給を行う状
態となる。

さらに、制御ユニット12は、日射センサ10からの出力電
流Isに基づいて、検知される日射量Esが比較的大である
とき、例えば、70mW/cm²より大であるときには、制御信
号Ca,Cb及びCcをモータ駆動回路14,15及び16に夫々供給
する。制御信号Caを受けたモータ駆動回路14、制御信号
Cbを受けたモータ駆動回路15、及び、制御信号Cbを受け
たモータ駆動回路16は、夫々太陽電池８の出力をファン
用モータ6a,6b及び6cに供給して、それらを作動させ
る。それにより、換気ファン3,5a及び5bがファン用モー
タ6a,6b及び6cにより夫々駆動される。即ち、この場合
には、太陽電池８に対してファン用モータ6a,6b及び6c
の３個が負荷とされることになり、ファン用モータ6a,6
b及び6cによる負荷特性は、第４図において一点鎖線γ
で示される如くになり、太陽電池８は、その出力特性上
における破線ωで示される最適動作及びその近傍の領域
で、ファン用モータ6a,6b及び6cに対する電力供給を行
う状態となる。

このように、日射センサ10からの出力電流Isに基づいて
検知される自動車が受ける日射量Esが大となるに従っ
て、即ち、太陽電池８の出力が大となるに従って、太陽
電池８により電力が供給されて作動するファン用モータ
の個数が増加せしめられるようにされることにより、太
陽電池８が、常時、その出力特性上における最適動作点
及びその近傍を領域でファン用モータに電力供給を行う
状態とされる。従って、太陽電池８からの電力が効率よ
く利用されることになる。

上述の如くのファン用モータ6a,6b及び6cに対する作動
制御を行う制御ユニット12は、例えば、マイクロ・コン
ピュータにより構成され、斯かるマイクロ・コンピュー
タが実行する制御動作プログラムの一例は、第６図に示
される如くのものとされる。

このプログラムにおいては、スタート後、デシジョン20
おいて、駐車状態検出回路13からの検出出力信号Spに基
づき、自動車が駐車状態にあるか否かを判断する。駐車
状態にないときにはデシジョン20における判断を繰り返
す。また、駐車状態にある場合には、デシジョン21にお
いて、日射センサ10からの出力電流Isに基づき、自動車
が受ける日射量Esが20mW/cm²より大であるか否かを判断
する。日射量Esが20mW/cm²より大でなければ、デシジョ
ン20に戻る。一方、日射量Esが20mW/cm²より大であると
きには、デシジョン22において、日射量Esが40mW/cm²以
下であるか否かを判断する。その結果、日射量Esが40mW
/cm²以下であれば、プロセス23において、制御信号Caを
モータ駆動回路14に送出して、デシジョン20に戻る。そ
れにより、ファン用モータ6aが、太陽電池８から電力が
供給されて作動せしめられる状態とされる。

また、デシジョン22において、日射量Esが40mW/cm²以下
でないと判断されたときには、デシジョン24において、
日射量Esが70mW/cm²以下であるか否かを判断する。その
結果、日射量Esが70mW/cm²以下であれば、プロセス25に
おいて、制御信号Ca及びCbをモータ駆動回路14及び15に
夫々送出して、デシジョン20に戻る。それにより、ファ
ン用モータ6a及び6bが、夫々、太陽電池８から電力が供
給されて作動せしめられる状態とされる。

さらに、デシジョン24において、日射量Esが70mW/cm²よ
り大であると判断されたときには、プロセス26におい
て、制御信号Ca,Cb及びCcをモータ駆動回路14,15及び16
に夫々送出して、デシジョン20に戻る。それにより、フ
ァン用モータ6a,6b及び6cが、夫々、太陽電池８から電
力が供給されて作動せしめられる状態とされる。

また、上述の例においては、換気ファン3,5a及び5bを夫
々駆動する３個のファン用モータ6a,6b及び6cが、太陽
電池８からの電力供給を受けて作動せしめられるものと
されているが、本発明に係る自動車用換気装置において
は、２個あるいは４個以上のファン用モータが、太陽電
池８からの電力供給を受けて作動せしめられるものとさ
れてもよい。

（発明の効果） 以上の説明から明らかな如く、本発明に係る自動車用換
気装置によれば、自動車の車体に設けられた複数の換気
通路の夫々に配された換気ファンを駆動するファン用モ
ータが、車体に配設された太陽電池から得られる電力が
供給されて作動せしめられるようにされたもとで、太陽
電池を、常時、その出力特性上において最適動作点もし
くはその近傍の領域において、ファン用モータに電力供
給を行う状態に維持することができる。従って、太陽電
池が発生する電力を効率よく利用することができるとと
もに、太陽電池に過大な負担が課せられる事態を回避す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る自動車用換気装置の一例に用いら
れる制御回路部の電気的接続関係を示すブロック図、第
２図は本発明に係る自動車用換気装置の一例が装備され
た自動車を示す斜視図、第３図は本発明に係る自動車用
換気装置の一例に用いられる換気ファン及びファン用モ
ータを示す側面図、第４図は太陽電池の出力特性の一例
を示す特性図、第５図は本発明に係る自動車用換気装置
の一例に用いられる日射センサの出力特性の一例を示す
特性図、第６図は第１図に示される制御回路の一例に用
いられる制御ユニットを構成するマイクロ・コンピュー
タが実行する制御動作プログラムの一例を示すフローチ
ャートである。 図中、２は前部換気通路、3,5a及び5bは換気ファン、4a
及び4bは後部換気通路、6a,6b及び6cはファン用モー
タ、８は太陽電池、10は日射センサ、11は制御回路部、
12は制御ユニット、14,15及び16はモータ駆動回路であ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】自動車の車体に設けられて車内と車外とを
   連通させる複数の換気通路と、該複数の換気通路の夫々
   に配された換気ファンと、該換気ファンを駆動するモー
   タと、上記車体に配設され上記モータに電力を供給し得
   るものとされた太陽電池と、該太陽電池の出力を検出
   し、検出された出力に応じて上記太陽電池から電力が供
   給される上記モータの個数を変化させる制御を行うモー
   タ作動制御手段と、を備えて構成される自動車用換気装
   置。