JPS5819484B2 - 車両用空気調和制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は日射対策を含む空気調和制御を行なう車両用空
気調和制御装置に関する。

従来この種の装置としては、車両室内に入射する日射量
を室内温度検出用の温度−電気変換器を兼用して検出し
、この検出信号に応じて室内温度を上昇させないよう空
気調和要素を制御するようにした装置が実用に供されて
いる。

ところがこの装置においては、車室内の９気対流等に基
く室温変動の影響を少なからず受けるので、実際の日射
量に見合うだけの温度補正もしくは風量補正をすること
かできないという欠点がある。

この欠点を解消するため、室温の影響を受けない光量−
電気変換を行なう光導電セル、ホトトランジスタ等の光
応答素子を用いて日射量検出し、この検出信号に応じて
室内温度を調節することも提案されているが、このよう
な光応答素子を用いると応答性が高過ぎるので、車両が
建築物等の遮光域に一時釣人ったり出たりする場合にも
空気調和要素が直ちに追従して作動してしまい、室温を
上下させようとするので実際の使用上かえって不快感を
生じるという問題点がある。

本発明は上述の諸点に鑑みて、正確でかつ安定的な日射
対策を行ない得る車両用空気調和制御装置を提供するこ
とを目的とするものである。

この目的を達成するため本発明は、車両か受ける日射量
を光量−電気変換によって検出する検出手段を備えると
ともに、この検出手段の検出信号の変化度合を遅延させ
る電気的処理を加えた後空気調和要素の制御量を補正す
ることを特徴とすん以下本発明を図に示す実施例につい
て説明する。

第１図において、１は目標温度設定用の可変抵抗器、２
は検出部で、室内温度感知器２ａと外気温感知器２ｂと
からなり、ともに負性感熱抵抗素子が用いである。

３はトランジスタ増幅回路より構成した公知の形式の増
幅部で、温度設定用可変抵抗器１と検出部３との抵抗比
に応じた電圧信号を変換器４に送るものである。

変換器４は電気−電気圧信号変換器よりなり、入力電圧
信号に応じた機械的変位を駆動部５に与えるものである
。

３ａは変換器４の生じる機械的変位を帰還するポテンシ
オメータである。

６は日射補正回路で、光量−電気変換によって日射量を
検出する検出手段としてのホトダイオード６ａと、コン
デンサ６ｂと、抵抗５ ｃ ｘ ５ ｄ ｓ６ｅ、６ｆ
、６ｈと、トランジスタ６ｇとからなり、ホトダイオー
ド６ａは受ける光量が増すほど内部抵抗が減少し、トラ
ンジスタ６ｇのバイアス電圧を持ち上げることによって
抵抗６ｈを通るトランジスタ６ｇのコレクタ電流を増加
せしめ、増幅器３への入力電圧信号を日射量に応じた分
だけ低下させるものである。

コンデンサ６ｂおよび抵抗６０〜６ｆは時定数回路をな
し、ホトダイオード６ａの抵抗値かその時定数より速く
変化してもトランジスタ６ｇのバイアス電圧が応分の値
に変化するまでの時間を遅延させる役割を有する。

ホトダイオード６ａの取付構造は、第２図に示すように
基板６ｐに固定され、２本のリード線６Ｊ、６には下側
ハウジング６１に支持されている。

６ｍは日射を通過させる半透明の半球状天窓で、筒状中
間ハウジング６ｎに上端に固定されている。

中間ハウジング６ｎは下側ハワジング６１とねじ結合さ
れ、これによってリング状パツキン５ｏ、６ｐを介して
メータパネル上板１１ａに固定支持されている。

半球状天窓６ｍには若干の通気孔を設けてもよい。

また半球状天窓６ｍは日射光量か犬のときの光量−電気
変換特性の飽和を防止するための減光フィルタ及び太陽
光のうち赤外線を主に通過させる色フィルタの役割を兼
ねている。

第３図は自動車用空気調和装置の主要部分の構成を示す
もので、増幅部３よりの電気信号に応じて駆動部５のダ
イヤフラム５ａに加わる負圧を増減するものである。

６は空気配管であって、図示しない車両エンジンの吸気
マニホルドに発生する負圧を変換器４に導くものである
。

７は変換器４と駆動部５のダイヤフラム５ａ間の空気配
管、８は冷却器で冷房サイクルにおける蒸発器である、
９は加熱器で暖房装置の熱変換器である。

１０は前記駆動部５のダイヤフラム５ａの吸引力によっ
て操作される空気調和要素としてのダンパで、該ダンパ
１０の開度により冷気、暖気の混合割合か制御されるよ
うになっている。

１１は車室である。以上の構成において、増幅部３は可
変抵抗器１、内気温感知器２ａｓ外気温感知器２ｂ、ポ
テンシオメータ３ａ、および補正回路６の生じる合成電
圧信号に応じて変換器４を駆動し、駆動部５介してダン
パ１０の開度を制御させ、車室１１内の温度を目標温度
に調節する。

しかして、ホトダイオード６ａは日射光量に速応してト
ランジスタ６ｇのバイアス電圧を上昇または下降させよ
うとするが、コンデンサ６ｂを含む時定数回路の作用に
よって、この上昇、下降はゆっくりしたものとなり、増
幅部３の入力電圧信号が日射光量に対応した値まで変化
するには数秒の時間遅れを生じる。

したがって、車両が遮光域に入ったときはトランジスタ
６ｇはそのバイアス電圧の下降によって徐々にコレクタ
電流が減少し。

増幅部３の入力電圧信号を徐々に上昇させてダンパ１０
の開度を温度上昇側に制御していく。

時定数回路においてコンデンサ６Ｄの蓄積電荷がホトダ
イオード６ａの内部抵抗とつり合った状態になると、ト
ランジスタ６ｇのバイアス電圧の上昇は停止し、ダイパ
開度１０の制御位置も定められる。

また、車両が遮光域から出るときは、トランジスタ６ｇ
のバイアス電圧が徐々に上昇してダンパ１０を徐々に温
度下降側に制御してしばらく後にバイアス電圧が安定化
するとダンパ１０は停止される。

かくして車両が遮光域に出入するときは温度調節ダンパ
１０はゆっくり動いて日射に対する温度補正を行なうか
ら、短時間に何度も遮光域に出入する場合に吹出空気温
度が急変動する不具合か解消される。

第４図は本発明の第２の実施例を示すもので、第１図の
例と同様に第３図の構成装置のダンパ１０を制御する制
御装置を示している。

この第２の実施例では車両が遮光域から出るさきに受け
る日射量が大きいほど遅延時間を小さくして日射補正を
速やかに開始するように電気的処理に制限を付加する構
成さしている。

第１図の制御回路との相違点は日射補正回路１２の構成
にある。

日射補正回路１２は補正回路１３と遅延回路１４とから
なり、補正回路１３により日射量に応じて増幅器８の入
力電圧信号を低下させるとともに、この働きを遅延回路
１４により日射量に応じて制限するものである。

補正回路１３において、１３ａは受光する光量に応じて
導通度が変わるホトトランジスタで、そのバイアス抵抗
１３ｂ 、 １３ｃおよび時定数用コンデンサ１３ｄを
伴ってエミッタに日射量に応じた信号電圧を生じる。

１３ｅ、１３ｆは基準電圧発生用分圧抵抗で、この基準
電圧と上記日射量に応じた信号電圧との偏差を、オペア
ンプ１３ｇおよび負帰還抵抗１３ｈからなる差動増幅器
にて増幅する。

この増幅信号は抵抗１３１を介してトランジスタ１３１
のペースにバイアス電圧として入力され、抵抗１３ｋを
通るトランジスタ１３１のコレクタ電流を変化させてい
る。

遅延回路１４において、１４ａは受光する光量に応じて
導通度か変わるホトトランジスタで、そのバイアス抵抗
１４ｂ、１４ｃおよび時定数用コンデンサ１４ｄを伴っ
てそのエミッタに日射量に応じ、しかも日射量変化に対
して所定の遅延時間でもって追従する信号電圧を生じる
。

１４ｅ。１４ｆは基準電圧発生用分圧抵抗で、この基準
電圧き上記信号電圧とを、オペアンプ１４ｇ、正帰還抵
抗１４ｈ１ノイズ吸収用コンデンサ１４１からなる比較
器にて比較する。

１４１はこの比較出力信号に応じてオンオフが切替わる
トランジスタで、オン時にダイオード１ｉを介して前記
補正回路１３の出力トランジスタ１３Ｊを強制的にオフ
させる。

１４にはトランジスタ１４」の負荷抵抗である。

なおホトトランジスタ１３ａ、１４ａは第２図に示す例
と同様の取付構造にてメータパネル上板に固定支持され
ている。

上述の構成においてそめ作動を説明する。

まず日射光量か全くないかもしくは小さいさきは、ホト
トランジスタ１４ａのコレクタ電流はきわめて微少であ
ってコンデンサ１４ｄの端子電圧を充分持ち上げるには
至らず、比較器をなすオペアンプ１４ｇの比較出力信号
は高レベルであってトランジスタ１４．をオンさせ、ト
ランジスタ１３ｊをオフさせて日射補正を禁止している
。

日射光量か徐々に増加する場合はコンデンサ１４ｄの端
子電圧もそれにつれて徐々に上昇して、基準電圧と同電
圧になると比較器をなすオペアンプ１４ｇの比較出力信
号は低レベルに反転してトランジスタ１４、をオフさせ
、トランジスタ１３．のオフを解除する。

これにより、トランジスタ１３Ｊは差動増幅器をなすオ
ペアンプ１３ｇより日射光量に応じたバイアス電圧を受
けて導通度が変化し、日射光量に応じて前記増幅部３の
入力電圧信号を低下させ、増幅部３、変換器４、駆動部
５を介して制御される温度調節ダンパ１０の開度を温度
上昇側に調整する。

この制御状態で車両が遮光域に入ると、ホトトランジス
タ１４ａを介してのコンデンサ１４ｃの充電はほとんど
停止し、逆に抵抗１４ｃを介して放電するためコンデン
サ１４Ｃの端子電圧は徐々に低下する。

遮光域に入ったまま暫く経過して、この端子電圧が基準
電圧のレベルまで低下するさ、比較器をなすオペアンプ
１４ｇの比較出力信号は高レベルきなってトランジスタ
１４ｊをオンさせ、補正回路１３のトランジスタ１３ｊ
を強制的にオフさせて日射補正を停止する。

車両か遮光域に入った後直ちて出るときは、オペアンプ
１４ｇの比較出力信号は低レベルのままであるため、ト
ランジスタ１３Ｊはコンデンサ１３ｄによる遅延を含ん
だ日射量検出信号に応じて日射補正を持続することがで
き、安定的な日射補正が行なわれる。

車両が遮光域に入った後、暫く経過して遮光域から出る
ときは、遅延回路１４のコンデンサ１４ｄの端子電圧が
基準電圧に達した後日射補正の作動か働くのであるが、
そのときの日射光量か大きいはどホトトランジスタ１４
ａのコレクタ電流が増すのでコンデンサ１４ｄの充電速
度も増し、日射補正作動が開始されるまでの時間が短縮
され、日射補正の効果をいく分高めることができる。

なお、以上述べた実施例ではコンデンサ、抵抗を用いた
アナログ回路による電気的処理によって、日射光量に応
じた電気信号の応答を遅延させるものについて例示した
が、アナログ電気信号を一旦デジタル信号に変換してデ
ジタル的に平滑処理を行なうことによって日射補正の応
答を遅延させてもよい。

また、空気調和要素として温度調節ダンパ１０を例示し
たが、送風量を調節するべく送風電動機（図示せず）の
回転速度を変化させてもよい。

また光量検出手段としては光導電セル等を用いてもよい
。

以上述べたように本発明においては、車両が受ける日射
量を光−電気変換によって検出して、この検出信号を含
む各種制御条件に応じて空気調和要素を制御するととも
に、前記検出信号の空気調和要素の制御に対する応答を
遅延させる電気的処理を行なっているから、単に検出信
号に電気的なノイズか混入する場合にそれによる誤作動
を防止できるばかりでなく、車両が一時的に建築物等の
遮光域に出入する場合にも空気調和要素の制御量を急変
することなく安定的に維持するこさができ、快適な日射
対策を含む９気調和制御を行なう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】

第１図は本発明の第１の実施例になる制御装置を一部を
ブロックで示す電気結線図、第２図は第１図中ホトダイ
オード６ａの取付構造を示す縦断面図、第３図は本発明
になる制御装置によって制御される９気調和装置の一例
を示す構成図、第４図は本発明の第２の実施例になる制
御装置を一部をブロックで示す電気結線図である。 １・・・・・・温度設定用可変抵抗器、２・・・・・・
室内温度および室外温度の検出部、３，４，５，６，１
２・・・・・・制御手段をなす増幅部、変換部、駆動部
、日射補正回路（６と１２）、６ａ、１３ａ・・・・・
・検出手段を構成するホトダイオード、ホトトランジス
タ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 車両か受ける日射量を光−電気変換によって検出す
   る検出手段と、該検出信号を含む制御条件に応じて車両
   の空気調和要素を調節するための電気信号を生じるとと
   もに、前記検出信号の上記調節に対する応答を遅延させ
   る電気的処理を行なう制御手段と、を備えたことを特徴
   とする車両用空気調和制御装置。 ２ 前記制御手段は前記検出信号の大きさに応じてこの
   検出信号か大きいほど小さい時定数でもって前記遅延処
   理を行なうように構成されている特許請求の範囲第１項
   に記載の車両用空気調和制御装置。 ３ 前記検出手段が、日射量に対応した電気的導通度を
   示す光−電気変換素子からなることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項に記載の車両用空気調和制御装置。 ４ 前記制御手段が、前記光−電気変換素子き接続され
   たＣＲ時定数回路と、このＣＲ時定数回路の出力を増幅
   する増幅回路と、この増幅回路を入力に有する電気調節
   装置とを含む特許請求の範囲第３項記載の車両用空気調
   和制御装置。 ５ 前記ＣＲ回路が、前記光−電気変換素子と直列に接
   続された抵抗と、この抵抗と並列に接続されたコンデン
   サさを含む特許請求の範囲第４項に記載の車両用空気調
   和制御装置。 ６ 前記増幅回路が、前記コンデンサの端子電圧を分圧
   する抵抗と、その分圧電圧を入力とするトランジスタと
   を含む特許請求の範囲第５項に記載の車両用空気調和制
   御装置。 ７ 前記増幅回路が、前記コンデンサの端子電圧と別に
   定めた基準電圧とに応答する差動増幅回路と、その出力
   電圧を入力とするトランジスタとを含む特許請求の範囲
   第５項に記載の車両用空気調和制御装置。 ８ 前記電気調節装置が、車室内温度を調節する電気信
   号を生じる手段を含む特許請求の範囲第４項ないし第７
   項のいずれかに記載の車両用空気調和制御装置。 ９ 前記電気調節装置へ前記増幅回路とともに各各可変
   抵抗からなる車室内温度感知器、車室外温度感知器、お
   よび温度設定器を特徴とする特許請求の範囲第８項に記
   載の車両用空気調和制御装置。 １０前記電気調節装置が、各々可変抵抗からなる車室内
   温度感知器、車室外温度感知器、および温度設定器を少
   なくとも直列接続した回路を有し、その抵抗群の一部に
   前記トランジスタのコレクターエミッタを並列接続して
   なる特許請求の範囲第６項または第７項に記載の車両用
   空気調和制御装置。 １１ 前記ＣＲ回路が、数秒の時定数を有する特許請
   求の範囲第４項ないし第１０項のいずれかに記載の車両
   用空気調和制御装置。