JPS58133914A - 車両の室内温度制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 に近ずける制御を行なう温度制御方法に関し、さらには
太陽の熱輻射の室内への入射に対して乗員により快適な
温度制御感を与える温度制御装置に関する。

従来、この種の装置は日射を検出するための検出器を備
えて、日射の大きさに応じて崗度調節鼻を補正するよう
に構成されるが、その検出器としては日射量を光重また
は熱湯で検出するものが提案されており、いまのところ
は日射の波を熱的に検′出するものが主流である。

代表的な例として、実開昭５１−１１８６４３号にある
ように、日射の輻射熱（熱的大きさ）を感知するように
配置したサーミヌタを用いることが知られる。しかしな
がらこの公知の検出器は日射による輻射熱を絶対的な値
として（η）出するのでなく、常に車室内の代表温度の
影譬を受けるようになっているので、日射の熱的大きさ
を正確に検出することができず、精度の高い温度調節を
行なうには間鵜がある。

この発明は上記間顧点に鑑みて、なるべくｆｆＩ′Ｉ串
な構成で日射の熱的大きさを絶対的ｆ！値として検出す
ることができ、良好な編７Ｆ詳１節を行なわしめる空気
調和制御を提供することを目的とする、、この目的を達
成するため、この発明の特徴は、日射のために車室内に
温度分布が生じることに着目して、車室内の日射を受け
る部分の温度と日射を受けない部分の温度とを別々に検
出１−１その検出した温度信号を差動増幅詣に入力して
その差信号から日射の熱的大きさを決定することで、絶
対的な値として日射の熱的大きさを検出するようにし、
しかも日射を受けない部分の温度はそのまま車室内の代
表温度として扱えるようにすることである。

以下本発明を添付図面に示す央姉例について説明する。

第１図は本発明を適用した１Ｍ、Ｍ制御装置の主な機能
要素の配置を示し、１０１は外気導入口、１０２は内気
導入口、１０３はこの両溝入口１０１．１０２を開閉す
る内外気切換ダンパ、１０４はブロワモータ、１０５は
冷房装置の冷媒蒸発器によりなる冷却器、１０６はエン
ジン冷却水を熱源とする加熱器、１０６はエンジン冷却
水を熱源とする加熱器（ビータコア）で、通風タクト１
０７内で冷却器１０５の下流に直列に設けられている。

１０８は温度調整タンパで、加熱器１０６を曲る空気と
バイパス通路１０９を通る空気との割合を調整すること
により加熱器１０６による加熱器を調整するものである
。１１０は車両室内′＼の吹出口、１１１はダンパ１０
８を開閉させるグイへ！フラムＭＥ　！ｌ／ｌ　’ｄ％
、１１２はこのダイヤスラム作動器１１１に供給する負
圧を調整する負圧調整藷で、２個の電磁弁１１３，１１
４を内威し、この２個の′に磁升１１３・１１４によっ
て負圧管１１５および大気開口１１６をそれぞれ開閉す
る横進にしであるっ これら各機能要素の細部と役割については公知のものと
同等であり、前記ダンパ１０８の開度を変えることによ
って吹出空気の温度を変（ｔ、　Ｌ、もって室内の調度
を変えることができるのである。

なお、これらのことは日本電装株式会社の発行した「デ
ンソ−技＠ＪＮ０．２４６．１９７８年１１月号等を訴
照してもよい。

第２図は第１図に示す各機能要素とｍ１的に結合される
温度制御回路を示すものである。この温度制り（１回路
は機能的に分けて、各種の制御入力条件に応じて電磁〕
ｆｌ１３．１１４を開閉し温度調整ダンパ１０８の開度
を部ｊ御し、牢固の室内温度を設定された目標餉に近″
４けるタンパＨＪ御［囲路１と、車両の室内に入射する
熱輻＃＝ｊ量に応じた”電気信号を生じ所定の条件下に
おいての電気信号をダンパ制御回路１の制御入力条件を
変化させるように補正作用する補正回路２と、車両の室
内に入射する光量かｐｈｒ定値以領収かを判定して、所
定領収」二である場合に前記補正回路２による補正作用
を可能にする判定Ｈ路３吉から構成されている。

４は車載泊−ｆＭ、電源、５はイク二字シ・ンスイツチ
、６は温度制御回路の作動スイッチであり、両スイッチ
５．６の閉成時に温度制御回路を作動状能にする。作動
スイッチ６はブロワモータ１０４に通電するスイッチ（
図示せず）と連動してる・すまた、冷却器１０５および
加熱器１０６を作動状能にするスイッチ（図７Ｉζせす
）と連動している。

前記ダンパ制徊１回鯖１において、１】はポテンシオメ
ータ１１ａ、内気センサｌｌｂ、外気セン（５） す１１　ｃ、エミッタ抵抗ｉｌｄ、、）ランジヌタ１１
ｅ１特性調整抵抗１１ｆから成る温度検出回路である。

ここで内気センサｌｌ’ｂは中肉の室内の直射日光を受
けない位置に配置され車室内温度を測定する温度係数が
負の１さ熱抵抗素子、外気センサ１１０は車室外温度を
測定する？関度係数が貝の感熱抵抗素子で、車室内温度
が車室外温度に影譬されるのを補正する。寸た。センサ
ｌｌｂ、１１（３は温度係数が［汀線の部分を１史用す
るかもしくは抵抗１１ｆ等により直線になるように袖正
しであるものとする。ポテンシオメータｌ］ａＵ／Ｍ度
調節ダンパ１０８の作動Ｍを負ヅ借還して制御系を安定
化するために用いられる。１２は目標温度設定用可変抵
抗１２ａ、エミッタ抵抗１２ｂ、トランジスタ１２Ｃ，
”不感帯＆′設定抵抗１２ｄ、バイアス抵抗１２ｅから
なる温度設定回路である。

１３はエミッタＩＬｔａ１３ａ、）ランジスタ１３’ｂ
、抵抗１３Ｃからなる定電流制御回路で、トランジスタ
１３ｂのべ一ヌ、コレクタおよび前記トランジスタｌ　
Ｉ　ｅ、１２　ｃの各ベースは共通に接続して（６） である。そして、定電流１ｖｉｌＪ御回路１３の作用に
よって、？都度検出回路１１のトランジスタ１１ｅのコ
レクタ電流はエミッタ抵抗１１６によって決まる一定の
値となり、トランジスタ１】ｅのコレクタの電圧ｖ１は
その電流値と、ポテンシオメータ】１ａ１内気センサ１
１ｂ１外気センサ１１０の合成抵抗値との積となる。一
方、温度設定回路１２においてはエミッタ抵抗１２ｂに
よって決′まる一定の電流がコレクタ電流が流れ、その
電流値と抵抗１２ａ、１２　ｂ、ｌ　２　Ｃの合成抵抗
値との槓になる市）　圧Ｖ　２がトランジスタ１２Ｃの
コレクタ電流生し、その電流値と抵抗１２ａ、１２ｅの
合成抵抗値との積になる電圧ｖ３が抵抗１２ＣＬ、１２
ｅ間に発生する。

１４は前記回路１１．１２．１３と協働して比較回路を
なす比較回路である。ｌ　４　ａ　１４　’ｂは巾較器
で、比較器１４ａけ電圧ｖ１が電圧ｖ３より小さいとき
すなわち制御対象の測定温良が目標温度の下限より低い
とき出力線１４ａ−１のレベルを「０」とし、比較と１
４１）は電圧ｖ１が電圧Ｖ２よゆ大きいときすなわち！
ｉｌＪ御メ１象の厚部１狂が１１標ｌ晶ル“の上圃より
高いとき、出力線１４ｂ−１のレベルを［０コとする。

そして、これら両比軟ｆＭ１４ａ・１４１１ｊ：いわゆ
るウィンドコンパレータを禍成する。１４０．１４（１
はそれぞれｌ七ｖ、ｇｈ　１４　ａ、ｌ　４　ｂの比較
反転レベルにヒステリシヌを付加するための帰還抵抗で
ある。

１５は比較器１４８．１４ｂの比較信号−をＪｖ転増幅
する増幅回路で、出力線１４ａ−１が「０」レベルのト
キトランジスタ１５ａがオフ、トランジスタ１５’ｂが
オンとなって電ｌａ弁１１３を付勢開放し、車室内の温
度上昇させるべく高度調整ダンパ１０８をａ点方向に吸
引する。丑だ出力線１４ｋ）−１がｒＯＪレベルのとき
トランジスタ１５Ｃ８がオフ、トランジスタ１５ｄ、が
オンとなって電磁Ｊ［１１４を付勢開放し、車室内の堀
度を１降させるべく温度調整ダンパ１０８をｂ点方向に
押し返す。

出力線１４ａ−１，１４ｂ〜１の２つの比較信刀がいず
れも「１」レベルのときは両′ｔｌＬ磁弁１１３゜１１
４は消勢閉成し、温度調整ダンパ１０８の開度を保って
車室内１品度を保つ。

温度Ｍ］御の基本の作動は温度検出回路１１の検出電圧
Ｖ＋が、温度設定回路１２の２つの設定電圧Ｖ２．Ｖ３
の中間に位置するように温度Ｗ＾１整グンパ１０８の開
度を決定することである。そしてこの温度制御は次式を
満足するように行なわれる。

Ｖ　２　＞　Ｖ　ｒ　）　Ｖ　ｓ　　・・・・・・・・
・・・・・・・−・・・・・・・・・・・・・・・１１
）Ｖ　　Ｉ　＝Ｖｉ＋ＶＯ＋Ｖｐ＝工＋＋　−（Ｒ１＋
ＲＯ＋Ｒｐ）　・＝　１２）Ｖ　２　＝　ＶＳ＋Ｖｈ＝
Ｉ＋２−（Ｒ８＋Ｒｈ）　　−−−１３）ｖ　ｓ　＝　
ｖｓ　＝　ｌ１２−Ｒ８・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・−１４）ただし、■１二トラン
ジスタ１１ｅのコレクタ電流、 Ｒ１ｉ？内気センサＩｌｂの抵抗値、 ＲＯ；外気センサ１１０の抵抗値、 沢ｐ：ポテンシオメータｌｌａの抵抗値１、Ｉ＋２Ｈ）
ランジスタ１２０のコレクタ電流、Ｒ８：温度設定用可
変抵抗１２ａと固定抵抗１２ｅとの直列合成抵抗値、 Ｒｈ；不感帯設定抵抗１２ｄの抵抗値。

前記補正回路２において、２１．２２は太陽から（９） の熟輻射を電１±（ｇ七に変換する父（突回路である。

変換回路２１は、内気センサＩｌｌ’）の両端１に圧を
分圧ｆ　ル２　個（’）　分圧ｍ、　抗２１　ａ、　２
　ｌ　ｂ　、　ｐＰ、　ｌｔ＋Ｍ　ａ、Ｉセンサ２１０
、エミッタ！抗２１ｄ、）ランジスタ２１ｅ、お・よび
差動増幅器２１ｆからなり、内気センサｌｌｂの抵抗値
と熱輻射センサ２１　ｃのｌｌ（抗値との差に応じた電
属を発生する。熱１幅対センサ２１Ｃは内気センサＩ　
１　’ｂとほぼ同じｒ都度−市圧降Ｆ特性を持たせたｌ
Ｉ８熱抵抗素子で、１品度−抵抗特性を調整するととも
にエミッタ抵抗２１（１が調整されている。熱輻射セン
サ２１　（′！（ＩＪ、太陽から１げ耐日光を受ける位
置、例７ｔ−はメータパネルの１゜に配設されている。

トランジスタ２１　ｅのベースに定電流ｉ４；ＩＪ　＜
Ｉ＜神！１路１３のベースと接、綻−＼れ、熱輻射セン
ナ２１Ｃｊに一定の電流を流し２、υ（抗偵に１１−（
じた電圧を生じさせる。な↓・・、ｏｊＩ記抵抗抵抗２
　／ｌ　。

２１ｂは十分抵抗６１￥を大きく設定しである。で□゛
換回路２２０は変換回路２１からの電圧信−号に一定の
バイアスを付加する回路で、基準電圧を発生する分圧抵
抗２２ａ・２２ｂと差動増幅器２２（８とか（１０） らなる。

２３は差動増幅！＋）；　２３　ａ、）７ンジ７タ２３
ｂ、電流調整抵抗２３（３からなる公知の電圧−電流変
換回路で、変換回路２２の電圧信号を電流信号に変換し
て前記ｌ都度設定回路に供給し、電圧Ｖ２゜ｖ３を変化
させる。差動増幅躇２３ａの動作電源は判定回路３によ
って供給有無が切佐見られるようになっている。

前記判定回路３は、光センサ３１、分圧抵抗３２、コン
デンサ３３、基準電圧用分圧抵抗３４．３５、比較器３
６．その帰還抵抗３７およびヌイフチングトランジスタ
３８．３９からなる。車室内に入射する光間を光センサ
３１で抵抗値として検出し分圧抵抗３２との接続点に光
量に応じた電圧信号ｖ４を生じる。この電圧信号ｖ４は
比較器３６によって分圧抵抗３４．３５の基準電圧と比
較されその比較信号・によってトランジスタ３８３９０
オンオフがなされる。光センサ３１は硫化カドミウムセ
ル等の公知の感光抵抗体よりなり、車室内の例えばメー
タパネル上に上方からの光を受けるように配置され、車
室内に入射される先組が多いほど内部抵抗値が減少して
電圧信＊Ｖ＜を大きくする。コンデンサ３３は光量の１
４間的な変化を除去するフィルタをなす。光量を丞す準
位としでここでは照／ｆ（ルクス）が用いられ、通常１
頁射日光をうける地、而の照度は１０万ルクス、１だ、
暗い最大の地面上では１〜２万ルクス、晴天時の日陰で
は１万ルクス程度とされており、この実施例における判
定回路３は数万ルクスのしきり値を設定するために分圧
抵抗３２３４３５を調整しである。これによって夜間の
街路灯等からの入射照度はしきり値より十分小さい値と
なり、このように判定回路は太陽からの日射以外に応答
しないこととなる。

太陽からの日射のように多量の光量を受けると、光セン
サ３１の端子電圧Ｖ４ｆｉ上記しきい値を定めた基ｔ＄
屯圧ｖ５より大きくなり、比較器３６の出力線３６−１
は［Ｏｊレベルとなり、トランジスタ３８をオフ、トラ
ンジスタ３９をオンさせる。

これによって、補正回路２の差動増幅にに２３ｔ〕は電
源を受け、補正作動を行なう状態になる。

なお、第２図において符号の付していない回路素子は以
上説明した回路構成および機能を好適に大川するために
用いである。

第３図は光センサ３１の構造を示すもので、センサ本１
３１　ａは基板３１ｔ）に固定され、２本のリード１３
１Ｑ、３１ｄは下側ハウジング３１ｅに支持されている
。３１ｆは日射を通過させる半透明の半球状天窓で、筒
状中１１１１ハウジング３１ｇに上端に固定されている
。中間ハウジング３１　ｇｌｄ下側ハウジング３１ｅと
ねじ結合され、これによってリング状パツキンｇａ、８
ｂを介して光センサ３１がメータパネル上板７に固定支
持されている。

半球状天窓３１ｆＫは若干の通気孔を設けてもよい。な
お、半球状大窓３１ｆ１中間ハウジング３１ｇ、および
下側ハウジング３１ｅはプラヌチフクにて形成し、その
うち後二者は不透明な材料で作られている。

第４図は熱輻射センサ２１（３の構造を示すもので、セ
ンサ本体２１ｇは受熱板２ｈに固定され、２木のリード
線２１ｉ、２１ｊは下側ハウジング（１３） ２１ｋに支持されている。２１ノは上面に多数の孔２１
ｍを設けた上側ハウジングで、センサ部（２１ｇ、２１
　ｈ　）に太陽の熱輻射による温度−Ｆ昇を生じさせる
。上側ハウジング２１１ト下１１１１１ハウジング２１
にはねじ結合され、これによってリング状パツキン８ｅ
・８ｄを介して熱輻射センサ２１ｅがメータパネル上板
７に固定支持されている。

次に上記の構成においてその作動を説明する。

イクニツシーンヌイツチ５および作動スイッチ６が投入
されると、温度制御回路への給電がなされ温度制御装置
としての作動が開始される。いま、判定回路３は太陽か
らの日射がなく光重がしきい値より小さいと判定し、従
って補正回路３に上る補正作用がないものとして、まず
温度制御の通常の作動を説明する。

車室内温度が目標値の範囲内にあるときは、検出電圧ｖ
１がＶｌ＜Ｖｌ＜Ｖｌを満足する範囲内にあり、従って
比較器１４ａ１４ｂの叱較ｆ８号がともに１“″レベル
となり、電磁弁１１３．１１４がともに閉弁しているの
で、温度調整ダンパ１０８（１４） は所定位置に保持されている。

車Ｙ内温度が１４０！餉の範囲より低下すると、内気セ
ンサ］　Ｉ　’ｂの抵抗値増加によりｖｌが上昇してＶ
　ｒ　）　Ｖ　２となり、これにより比較器１４ａの非
較信号１４ａ−１が＠０“レベルとなり、電磁弁１１３
が開弁してタイヤフラム作動器１１１に加わる負圧が大
きくなるので、ダンパ１０８が高ｉｈｎ　ｆｌｌｌｌ　
（＠１図ａ　ｆｌｌｌｌ　）　ヘ移動して加＃３品１０
６による加ｅ組を増加させて、吹出空気温度を上昇させ
る。そして、ダンパ１０８の高温側への移動によりボテ
ンシ・ンメータｌｌａの抵抗値が減少してＶ＋（Ｖｚと
なれば電磁弁１１３が閉弁状態に戻る。

逆に、車室内温度が目標値の範囲よシ上昇すると、内気
センサｌｌｂの抵抗値減少によりＶｌが低下して、Ｖ＋
（Ｖａとなり、これによシ比Ｖ器１４ｂの比較信号１４
ｂ−１が”ｏ″゛゛レベルり、電磁弁１１４が開弁じて
ダイヤフラム作ｗＪ器１１１に加わる負圧が小さくなる
ので、図示しないばねの力によりダンパ１０８が低ｌｂ
Ａ側（第１図のｂｌｌｌｌ）へ移動して加熱滞１０６に
よる加熱鉦を減少させ、吹出空気／Ｍ　Ａを低下させる
。でして、ダンパ１０８の低？Ｍ側への移動によりボテ
ンシ輿ンメータｌｌａの抵抗値が増加して、Ｖ　Ｉ　＞
　Ｖ　３となれば、電磁弁１１４が閉弁状態に仄る。

このようにして、ダンパ１０８のつりあい位置は７厘が
Ｖ　ｓ　＜　Ｖ　＋　＜　Ｖ　ｚの範囲内の値になるよ
うに決定され、その結果として車室内温度は目標値の範
囲内に保たれる。なお、外気温度が変化するとそれに応
じて外気センサ１１０の抵抗値が変化し、それにつれて
検出電圧Ｖ■が低下するのをポテンシオメータｌｌａで
補うように外気温度の変化分だけ温度調整ダンパ１０８
を動かす。このように温度調整ダンパ１０８の制御社の
変化（開度変化）によるポテンシオメータｌｌａの＆Ｊ
　子Ｗ圧変什と各センサの抵抗ｆｌＩｆ変化による電圧
変化とのつり合いがとられるように、各センサの特性お
よびトランジスタ１１８．１２（３のコレクタ電流の大
きさが、予め決定されている。

次に太陽からの熱輻射がある場合の温度ＩＩＩＩＩ仰の
袖正について説明する。車両が晴天−トを走行している
ときは光センサ３１の抵抗値は小さく電圧Ｖ４は基準電
圧ｖ５より光分高いから、トランジスタ３９がオンして
差＠増幅′＃ｒ２３ａ［作動電源を供給する。熱輻射セ
ンサ２ＩＱは熱輻射のないときは小室内の温度のみに依
存した抵抗値を示すが、熱輻射があるときはその大きさ
に応じて抵抗値が減少する。従って内気センサＩＩＩ）
と熱輻射センサ２１０との軍Ｈ：降下の差は、変換回路
２２．２３によってそのまま熱輻射の大きさに応じた電
圧信七とし７て表わされる。この電圧ｆｇ号は電圧−電
流変換回路２３によって、トランジスタ２３１）のコレ
クタ電流に変換される。そして、この補正回路２からの
出力電流はｌ都度設定回路１２の抵抗１２ｅおよび設定
用可変抵抗１２ａを通って流れ、それによってこの電流
増加の分だけ設定電圧Ｖ　２．Ｖ　３が上昇する。前記
のようにダンパ制御回路１は、ドρ出電圧Ｖ！が設定電
圧Ｖ２・Ｖ３の不感帯域に入るように温度調整ダンパ１
０８を１ｖｉｌＪ御するから熱輻射の大きさに応じて設
定電圧１）　ＩＶ　ｓが持ち上（１７） げられた分だけ、編度調整ダンパ１０８の開度ｅ、Ｌ面
度下降側（第１図″ｏ倶））に補正される。このｈｌｉ
正量は熱輻射量が大きいほど大きくなる。なお、熱輻射
量と補正量との関係は例えば抵抗２３（８の大きさを調
節することにより調整することができる。

車両が走行中に日射を受ける状態になったり日陰になっ
たりする場合、例えばトンネルに入ったり出たりする場
合においては、ｉｌ＋ｌ回定３はコンデンサ３３により
若干の遅れを有するものの数秒で応答するため、その都
度藺止状態、補正なしの状態に変わることができる。

以上述べた温度制御装置は本発明方法の〜実施例を示す
ものであり、本発明の主旨に従う範囲で変形することが
できる。

以上述べたように本発明においては、車両の室内に入射
する熱輻射を直接に受けるセンサと、　ｉｔｂ’。

接に受けないセンサとを備え、それらの差信号に応じた
温度補正を行なうようにしたから、熱１！ｌ’、ｌ　Ａ
、１を絶対的な１直として、把握し正確な温度制御介す
（１８） ることかできるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

添付図面は本発明の一火施例を示すもので、第１図は機
械的な機能要素の配置を示す模式図、第２図は第１図中
の温度調整ダンパ１０８と作動的に結合される電気制御
系を示す電気結線図、第３図は第２図中の日射七ンサ３
Ｉの機械的構造を示す縦断面図、第４図は第３中の熱輻
射センサ２１Ｑの機械的構造を示す縦断面図である。 １・・・ダンパ、ｆｉ制御回路、２・・・抽圧回路・　
ｌｌｂ・・・第１の内気温センサ、１１Ｃ・・・外気温
七ンサ・１２ａ・・・温度設定用可使抵抗、１４ａ、１
４ｂ・・・制御増幅器、２１Ｃ・・・熱輻射センサ（第
２の内気温センサ）２１ｆ・・・差動増幅器・　１０８
・・・温度調整ダンパ。 代理人弁理士　間部　隆 第１図 （１９） ８０− 第３図 ＠４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 第１の内気温センサ、外気温センサ、および温度設定器
   を入力回路に有するｉｌＪ御増幅器の出力で温度調節部
   材を制御するようにした車両の室内温度制御装置におい
   て、 車室内において太陽からの日射を実質的に受ける位置に
   配置した第２の内気温センサと、前記第１および第２の
   内気温センサの検出信号のＭＫ応じた電気信号を生じて
   前記制御増幅器の入力に加える差動増幅器と、 全備えてなる車両の室内温度制御装置。