JPS592644B2 - 車両の室内温度制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は路上車両の室内温度を自動的に目標値に近ずけ
る制御を行なう温度制御力法に関し、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温度調節量を補正するよう
に構成されるが、その検出器としては日射量を光量また
は熱量で検出するものが提案されており、いまのところ
は日射の量を熱的に検出するものが主流である。

代表的な例よして、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
配置したサーミス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
対的な値として検出するのでなく、常に車室内の代表温
度の影響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
節を行なうには問題がある。

この発明は上記問題点に鑑みて、なるべく簡単な構成で
日射の熱的大きさを絶対的な値として検出することがで
き、良好な温度調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
表を別々に検出し、その検出した温度信号を差動増幅器
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
こさで、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実施例について説明する。

第１図は本発明を適用した温度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はプロワモータ、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（ヒークコア）で、通風ダクト１０７
内で冷却器１０５下流に直列に設けられている。

１０８は温度調整ダンパで、加熱器１０６を通る空気と
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による加熱量を調整するものである
。

１１０は車両室内への吹出口、１１１はダンパ１０８を
開閉させるダイヤフラム作動器、１１２はこのダイヤフ
ラム作動器１１１に供給する負圧を調整する負圧調整器
で、２個の電磁弁１１３，１１４を内蔵し、この２個の
電磁弁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構造にしである。

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、前記パンダ１０８の開度を変えることによ
って吹出空気の温度を変化し、もって室内の温度を変え
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−技報ＩＮＯ，２４６，１９７８年１１月号等を参
照してもよい。

第２図は第１図に示す各機能要素と作動的に結合される
温度制御回路を示すものである。

この温度制御回路は機能的に分けて、各種の制御入力条
件に応じて電磁弁１１３，１１４を開閉し温度調整ダン
パ１０８の開度を制御し、車両の室内温度を設定された
目標値に近ずけるダンパ制御回路１と、車両の室内に入
射する熱輻射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吉、車両の室
内に入射する光量が所定値以上かを判定して、所定値以
上である場合に前記補正回路２による補正作用を可能に
する判定回路３とから構成されている。

４は車載直流電源、５はイグニッションスイッチ、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態にする。

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）と連動しておりまた、冷却器１０５およ
び加熱器１０６を作動状能にするスイッチ（図示せず）
と連動している。

前記ダンパ制御回路１において、１１はポテンシオメー
タ１１ａ１内気センサ１１ｂ１外気センサ１１ｃ１エミ
ツタ抵抗１１ｄ、トランジスタ１１ｅ、特性調整抵抗１
１ｆから成る温度検出回路である。

ここで内気センサ１１ｂは車両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
の感熱抵抗素子、外気センサ１１ｃは車室外温度を測定
する温度係数が負の感熱抵抗素子で、車室内温度が車室
外温度に影響されるのを補正する。

また、センサ１１ｂ。１１ｃは温度係数が直線の部分を
使用するかもしくは抵抗１１ｆ等により直線になるよう
に補正しであるものとする。

ポテンショメータ１１ａは温度調節ダンパ１０８の作動
量を負帰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、エミツク抵抗１
２ｂ、トランジスタ１２ｃ、゛不感帯パ設定抵抗１２ｄ
、バイアス抵抗１２ｅからなる温度設定回路である。

１３はエミツク抵抗１３ａ、トランジスタ１３ｂ、抵抗
１３ｃからなる定電流制御回路で、トランジスタ１３ｂ
のベース、コレクタおよび前記トランジスタ１１ｅ、１
２ｃの各ベースは共通に接続しである。

そして、定電流制御回路１３の作用によって、温度検出
回路１１のトランジスタ１１ｅのコレクタ電流はエミツ
ク抵抗１１ｄによって決まる一定の値となり、トランジ
スタ１１ｅのコレクタの電圧ｖ１はその電流値と、ポテ
ンシオメータ１１ａ１内気センサ１１ｂ、外気センサ１
１ｃの合成抵抗値との積となる。

−力、温度設定回路１２においてはエミツク抵抗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 、１２ｂ 、１２ｃの合成抵抗値
との積になる電圧■２がトランジスタ１２Ｇのコレクタ
に発生し、その電流値と抵抗１２ａ 、１２ｅの合成抵
抗値との積になる電圧■３が抵抗１２ｄ。

１２ｃ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。

１４ａ 、１４ｂは比較器で、比較器１４ａは電圧■１
が電圧■３より小さいときすなわち制御対象の測定温度
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、比較器１４ｂは電圧Ｖ、が電圧ｖ２よ
り大きいときすなわち制御対象の温度が目標温度の上限
より高いとき、出力線１４ｂ−１のレベルを「０」とす
る。

そして、これら両比較器１４ａ。１４ｂはいわゆるウィ
ンドコンパレークを構成する。

１４ｃ、１４ｄはそれぞれ比較器１４ａ、１４ｂの比較
反転レベルにヒステリシスを付加するための帰還抵抗で
ある。

１５は比較器１４ａ 、１４ｂの比較信号を反転増幅す
る増幅回路で、出力線１４ａ−１が「０」レベルのさき
トランジスタ１５ａがオフ、トランジスタ１５ｂがオン
となって電磁弁１１３を付勢開放し、車室内の温度上昇
させるべく温度調整ダンパ１０８を３点方向に吸引する
。

また出力線１４ｂ−１がｒ−Ｏｊレベルのときトランジ
スタ１５ｃがオフ、トランジスタ１５ｄがオンとなって
電磁弁１１４を付勢開放し、車室内の温度を下降させる
べく温度調整ダンパ１０８を５点方向に押し返す。

出力線１４ａ−１，１４ｂ−１の２つの比較信号かいず
れも「１」レベルのときは両電磁弁１１３，１１４は消
勢閉成し、温度調整ダンパ１０８の開度を保って車室内
温度を保つ。

温度制御の基本の作動は温度検出回路１１の検出電圧■
１が、温度設定回路１２の２つの設定電圧■２．■３の
中間に位置するように温度調整ダンパ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
。

ただし、■１°：トランジスタ１１ｅのコレクク電流、 Ｒ１：内気センサ１１ｂの抵抗値、 Ｒｏ ：外気センサ１１ｃの抵抗値、 Ｒｐ：ポテンショメーク１１ａの抵抗値、■１°：トラ
ンジスタ１２ｃのコレクク電流、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は太陽からの熱輻
射を電圧信号に変換する変換回路である。

変換回路２１は、内気センサ１１ｂの両端電圧を分圧す
る２個の分圧抵抗２１ａ、２１ｂ、熱輻射センサ２１ｃ
１エミツク抵抗２１ｄ、ｌ−ランジスク２１ｅ、および
差動増幅器２１ｆからなり、内気センサ１１ｂの抵抗値
と熱輻射センサ２１ｃの抵抗値との差に応じた電圧を発
生する。

熱輻射センサ２ｉｃは内気センサ１１ｂとほぼ同じ温度
−電圧降下特性を持たせた感熱抵抗素子で、温度−抵抗
特性を調整するとともにエミツク抵抗２１ｄが調整され
ている。

熱輻射センサ２１ｃは太陽から直射日光を受ける位置、
例えばメータパネルの上に配設されている。

トランジスタ２１ｅのベースは定電流制御回路１３のベ
ースと接続され、熱輻射センサ２１ｃに一定の電流を流
し、抵抗値に応じた電圧を生じさせる。

なお、前記抵抗２１ａ。２１ｂは十分抵抗値を大きく設
定しである。

変換回路２２ｃ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吉差動増幅器２２ｃとからなる。

２３は差動増幅器２３ａ、トランジスタ２３ｂ、電流調
整抵抗２３ｃ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温度設
定回路に供給し、電圧Ｖ２ 。

■３を変化させる。

差動増幅器２３ａの動作電源は判定回路３によって供給
有無が切替え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およびスイッチングトランジスタ
３８．３９からなる。

車室内に入射する光量を光センサ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■
４を生じる。

この電圧信号■４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３８゜３９の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光量
が多いほど内部抵抗値が減少して電圧信号Ｖ４を大きく
する。

コンデンサ３３は光量の瞬間的な変化を除去するフィル
タをなす。

光量を示す単位としてここでは照度（ルクス）が用いら
れ、通常直射日光をうける地面の照度は１０万ルクス、
また、暗い曇天の地面上では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３２，３４．３５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
より十分小さい値表なり、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七となる。

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■４は上記しきい値を定めた基準電圧
■５より大きくなり、比較器３６の出力線３６−１は「
０」レベルとなり、Ｉ・ランジスク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の差動増幅器２３ａ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実現するために
用いである。

第３７は光センサ３１の構造を示すもので、センサ本体
３１ａは基板３１ｂに固定され、２本のリード線３１ｃ
、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
中間ハウジング３１ｇに上端に固定されている。

中間ハウジング３１ｇは下側ハウジング３１ｅとねじ結
合され、これによってリング状パツキン８ａ 、ａｂ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
れてイル。

半球状天窓３１ｆには若干の通気孔を設けてもよＧ）。

なお、半球状天窓３１ｆ、中間ハウジング３１ｇ１およ
び下側ハウジング３１ｅはプラスチックにて形成し、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２１ｃ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本のリード線
２１ ｉ 、２１ ｊは下側ハウジング２１ｋに支持さ
れている。

２１Ａは上面に多数の孔２１ｍを設けた上側ハウ・ンン
グで、センサ部２１ｇ、２１ｈに太陽の熱輻射による温
度上昇を生じさせる。

上側ハウジング２１１吉下側ハウジング２１にはねじ結
合され、これによってリングパツキン８ｅ 、ｓｄを介
して熱輻射センサ２１ｃがメータパネル」一板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。

イグニッションスイッチ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量がしきい
値より小さいと判定し、従って補正回路３による補正作
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■
１がＶ ３ ＜ Ｖ ］ ＜ Ｖ ２を満足する範囲内
にあり、従って比較器１４ａ、１４ｂの比較信号がとも
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は所定位置に
保持されている。

車室内温度が目標値の範囲より低下すると、内気センサ
１１ｂの抵抗値増加により■１が上昇して■１〉ｖ２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が開弁じてダイヤフラ
ム作動器１１１に加わる負圧が大きくなるので、ダンパ
１０８が高温側（第１図ａ側）へ移動して加熱器１０６
による加熱量を増加させて、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ポテンシ
ョメーク１１ａの抵抗値が減少して■１＜■２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り上昇すると、内気
センサ１１ｂの抵抗値減少により■１が偲下して、Ｖ、
＜Ｖ３ となり、これにより比較器１４ｂの比較信号
１４ｂ−１が゛０″レベルとなり、電磁弁１１４が開弁
してダイヤフラム作動器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が低温
側（第１図のｂ側）へ移動して加熱器１０６による加熱
量を減少させ、吹出空気温度を低下させる。

そして、ダンパ１０８の低温側への移動によりポテンシ
ョンメーク１１ａの抵抗値が増加して、Ｖｌ＞Ｖ３とな
れば、電磁弁１１４が閉弁状態に戻る。

このようにして、ダンパ１０８のつりあい位置は■１が
■３＜■１〈■２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→力
１１ｃの抵抗値が変化し、それにつれて検出電圧■、が
低下するのをポテンショメータ１１ａ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クンパ１０８の制御量の変化（開度
変（ＩＱによるポテンショメーク１１ａの端子電圧変化
と各センサの抵抗値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１
１ｅ、１２ｃのコレクク電流の大きさが、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制御の補正につ
いて説明する。

車両が晴天下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■４は基準電圧■５より充分高いから、
トランジスタ３９がオンして差動増幅器２３ａに作動電
源を供給する。

熱輻射センサ２１ｃは熱輻射のないときは車室内の温度
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微少する。

従って内気センサｌｌｂと熱輻射センサ２１ｃとの電圧
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号として表わされる。

この電圧信号は電圧−電流変換回路２３によって、トラ
ンジスタ２３ｂのコレクタ電流に変換される。

そして、この補正回路２からの出力電流は温度設定回路
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■２
．■３が上昇する。

前記のようにダンパ制御回路１は、検出電圧Ｖ、が設定
電圧■２．ｖ３の不感帯域に入るように温度調整ダンパ
１０８を制御するから熱輻射の大きさに応じて設定電圧
■２．■３が持ち上げられた分だけ、温度調整ダンパ１
０８の開度は温度下降側（第１図す側）に補正される。

この補正量は熱輻射量が大きいほど大きくなる。

なお、熱輻射量と補正置きの関係は例えば抵抗２３ｃ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、例えはトンネルに入ったり出たりする場
合においては、判定回路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、その都度補
正状態、補正なしの状態に変わるこ吉ができる。

以上述べた温度制御装置は本発明方法の一実施例を示す
ものであり、本発明の主旨に従う範囲で変形するこ吉が
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吉、直接にうけないセ
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、熱輻射を絶対的な値として、把握し
正確な温度制御をすることが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実施例を示すもので、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図中の日射センサ３
１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２１ｃの機械的構造を示す縦断面図である。 １・・・・・・ダンパ制御回路、２・・・・・・補正回
路、ｌｌｂ・・・・・・第１の内気温センサ、１１ｃ・
・・・・・外気温センサ、１２ａ・・・・・・温度設定
用可変抵抗、１４ａ。 １４ｂ・・・・・・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。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 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制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差に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、 を備えてなる車両の室内温度制御装置。