JPS60234019A - 車両用換気装置 - 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】 技術分野 本発明は、例えば車両の外面に装着されるエアスボイ２
に装備された太陽電池を利用して駐車時の車室内換気等
を行う車両用換気装置に関する。

従来技術 例えば夏季の炎天下で駐車中の車両においては、その車
室内が高温になることを防ぐため、駐車中は空調用ブロ
アにより連続的に車室内換気を行うことが望ましい。こ
の場合に空調用ブロアの電源として車載バッテリを用い
ると、バッテリ過放電のおそれがあるので、太陽電池を
用いることが望ましい。

空調用プロアに用いられるブロアモータは、起動時に大
電流を必要とし、起動後は比較的小電流でも作動を接続
できる特性を有している。一方、太陽電池は、その出力
電流が太陽光強度に応じてハホ一定の値となり、定電流
電池に近い動作をする。このため、太陽電池出力がらる
にもかかわらず、ブロアモータの起動電流に達しないた
めに該ブロアモータを起動できない場合が多々あり、せ
っかくの太陽電池出力が有効に利用されないという問題
点がある。

また、駐車時であっても車室内換気が必要でない場合に
は、空調用プロアの電源として太陽電池を利用する必要
がなく、この場合にも太陽電池出力が有効に利用されな
いという問題点がある。

発明の目的 本発明の１つの目的は、上述の問題点Ｋｇみ、換気装置
の電源用に車両に装備された太陽電池の出力を、駐車時
の車室内換気において一層有効に利用できるようにする
ことにある。、また本発明の他の目的は、該太陽電池の
出力を車室内換気を必要としない時にもバッテリ充電用
に有効に利用できるようにすることにある。

発明の構成 本発明においては、１つの形態として、車両車室内の換
気を行うための換気手段、車両外部に取り付けられ九太
陽電池、車載バッテリ、および、該バッテリが該換気手
段に接続される第１の所定時間と該太陽電池が該換気手
段に接続される第２の所定時間とが交互に繰）返される
ように切換え制御を行う切換え制御手段を備えた車両用
換気装置が提供される。

また本発明においては、他の形態として、車両車室内の
換気を行うための換気手段、車載バッテリ、車両外部に
取ｐ付けられ九太陽電池、該バッテリが該換気手段に接
続される第１の所定時間と該太陽電池が該換気手段に接
続される第２の所定時間とが交互に繰り返されるように
切換え制御を行う第１の切換え制御手段、および、該車
載バッテリの充電を行うように該太陽電池を該車載バッ
テリに接続する切換え制御を行う第２の切換え制御手段
を備える車両用換気装置が提供される。

実施例 第１図には本発明の１つの形態における一実施例として
の車両用換気装置の回路図が示される。

また、第２図および第３図には該車両用換気装置の車両
への取付けａ様が示される。

第１図の車両用換気装置はプロアモータ１１、太＠電池
群２１、制御回路３１、車載バッテリ４０、手動スイッ
チＳＷ１等を備える。太陽電池２１および制御回路３１
は、第２図に示される自動車トランクリッド後端に取り
付けられたリアエアスポイラ５０に組み込まれる。車両
用空調装置１０は従来周知の形式のものであり、第２図
に示すように、プロアモータ１１、外気取入れ口１２、
ダクト１３、ブロア１４、熱交換器１５、吹出口１６、
その他の図示されない内外気切換えダンパ、温度調整ダ
ンパ、コンプレッサ、コンデンサ等によって構成される
。

第２図のリアエアスポイラ５０部分への装置取付は状態
が第３図の一部切欠き斜視図によって詳細に示される。

第３図において、リアエアスポイラ５０は、緻密性ウレ
タンなどの強靭な樹脂で形成された略楔形状の断面を有
する横長の楔翼状本体５１の表面に窓部を形成し、該窓
部に太陽電池２１を固着し、該本体５１の内部に制御回
路３１を収納した構造となっている。

すなわち、本体５１は車体への取付は部５２をビス５３
によってトランクリ、ド５４に固着することにより取り
付けられる。太陽電池群２１は電池本体をホルダ５５に
収めた後、ビス５６で本体５１の上面５７に形成された
窓部に固着される。

制御回路３１は本体５１の内部に固着される。太陽電池
群２１の出力線６１は制御回路３１に集線され、該制御
回路３１の出力線６２はトランクリ、ドの穴にはめ込ま
れたグロメット５８を介して車室内に至る。

第１図において、太陽電池２１群は４個の太陽電池２１
Ａ〜２１Ｄからなり、該太陽電池２１Ａ〜２１Ｄ［ｔｈ
、ぞれ６セルのアモルファスシリコン太陽電池が直列に
接続された構成となっており、その総出力は太陽光強度
がｌ０ＤＱＷ／ｍ２の時に５．５Ｗである。太陽電池２
１Ａ〜２１Ｄは相互に並列接続されて制御回路３１内の
電磁リレーＲＬ１の接点を介してプロアモータ１１に接
続される。

制御回路３１ば、２連形の電磁リレーＲ，Ｌｌ、該リレ
ーＲＬ１の非作動遅延用の抵抗器Ｒ１とコンデンサＣ１
、およびタイマＴＭ１からなる。バッテリ４０は手動ス
イッチＳＷ１を介した後に、それぞれ、リレーＲＬ１の
接点を介してプロアモータ１１に接続される回路、リレ
ーＲＬ１の第２の接点を介Ｌ７てタイマＴＭ１の入力側
に接続される回路、および抵抗器１１１．タイマＴＭ１
の出力接点、コンデンサＣ１とリレーＲＬ１のコイルの
並列接続を介して接地される回路に接続される。

タイマＴＭ１は入力側に通電された後の一定時間経過後
に出力接点が作動する回路である。この一定時間は太陽
電池２１からプロアモータ１１へ電力供給を行う時間で
あって、本実施例においては第２時間と称され、約１５
秒に設定される。

抵抗器Ｒ１とコンデンサＣ１とは相まってリレーＲＬ１
の非作動遅延を行う。すなわち、リレーＲ，Ｌｌのコイ
ルへのバッテリ電圧印加が停止されてから該リレーＲＬ
１が非作動となるまでの時間を一定時間にわたり遅延さ
せる。この遅延時間の間はバッテリ４０からリレーＲ，
Ｌ１を介してプロアモータ１１に電力供給が行われる。

本実施例においては、この遅延時間は第１時間と称され
、約α２秒に設定される。

手動スイッチ８Ｗ１は本実施例装置を作動させるための
スイッチであって、車室内の運転席近辺に設置されてお
り、オンにすることに・よってバッテリ４０の電力を制
御回路３１に供給する。

プロアモータ１１の動作特性が第４図に示されるａ第４
図において、縦軸は電流■（アンペア〕、横軸は電圧■
（ボルト）を表わし、同図中の実線部分は送風状態時の
プロアモータ動作特性であり、破線部分は送風停止状態
時のプロアモータ動作特性である。プロアモータ１１は
通常の乗用車でけ１２Ｖ定格で使用され、所要動力は１
００〜１４０Ｗ程度であるが、第４図はこのプロアモー
タを低電圧で用いた場合の特性を示すものである。

第４図の特性についてさらに詳しく説明すると、印加電
圧を点ａＯから点ａ５を経て点ａ１に至るまで徐々に上
げても、点ａ１以下ではモータ１１は回転せず停止した
ままであり、送風は行われない。点ａ１を起えて点ａ２
の電圧が印加されるとモータ１１は回転を開始し、送風
が行われる。さらに印加電圧を増して点ａ３方向に動作
点が移動すると、それに従って送風量は増加する。

一方、点ａ３から徐々に印加電圧を下げる時には、点ａ
３を経て点ａ４に至るまでの間は送風が続行され、点ａ
５に至って送風が停止され、最後に点ａ０１ｃ至る。こ
の特性で注目されることは、点ａ１における電流が点ａ
２やＣ４における電流に比べて大きいこと、および、モ
ータが−たん回転したら点ａ２〜ａ４０間の低電圧区間
でも送風が可能なことである。

太陽電池２１の出力特性が第５図に示される。

第５図において縦軸は電流■（アンペア）、横軸は電圧
■（ボルト）を表わす。出力特性は太陽光強度をパラメ
ータとして示されており、太陽光強度としては、２００
　、！１００．４００．５００　。

６００．８００，１００ＯＷ／ｍ２の強度が用いられて
いる。点ｂ１〜ｂ７はそれぞれの太陽光強度における太
陽電池２１の最高効率点を示す。

第６図は第４図と第５図を合成したものであり、縦軸は
電流Ｉ（アンペア）、横軸は電圧■（ボルト）を表わし
１図中の点０１〜Ｃ７けプロアモータ１１の動作点を示
す。

本実施例装置の動作が以下に説明される。

第１図において、手動スイッチＳＷ・１がオフの時は太
陽電池２１の出力はリレーＲ，，Ｌ　１を介してプロア
モータ１１に供給され続け、従来形における駐車換気が
行われる。本実施例装置の動作の理解を容易にするため
、まずこの従来形の駐車換気における送風特性について
第６図、第７図を参照しつつ以下に説明する。

第７図はプロア１１の送風量特性を示す図であり、縦軸
は送風量Ｑ（ｍ’／ｈｒ）、横軸は太陽強度８　（Ｗ／
ｍ　２）を表わす。

図中の実線の特性は手動スイッチＳＷ１がオンのときの
本実施例装置による送風量特性であり、破線の特性は手
動スイッチ８Ｗ１がオフのときの従来形、すなわち、太
陽電池２１とプロアモータ１１とを直結しただけの場合
の送風量特性である。

従来形の駐車換気では、太陽光強度２００Ｗ／ｍ　の時
には、第６図に示すようにプロアモータ１１の動作点け
Ｃ７であって、モータ１１は回転せず、第７図に示すよ
うに送風量はゼロである。

太陽光強度３００　Ｗ／ｍ２．４００　Ｗ／？Ｒ２の時
の動作点ｃ６　、Ｃ５においても送風量はともにゼロで
ちる。太陽光強度５００　Ｗ／　ｍ２となって始めて限
界点ａ１を越え、動作点はＣ４となり、モータ１１が回
転して送風が始まり、送風量は第７図に示すように点ｄ
４となる。

さらに太陽光強度が増加すると、動作点はＣ４゜Ｃ３，
Ｃ２，ｃｌと順に移シ、送風量もそれに従ってそれぞれ
ｄ４．ｄ３．ｄ２．ｄｌに対応する値に次第に増加する
。一方、太陽光が強光時から弱光時に変化するときには
、動作点はｃｌ、Ｃ２゜Ｃ５，Ｃ４と順に移った後にＣ
５０以下となシ、モータ１１は停止する。したがって送
風量はそれぞれｄｌ　、ｄ２．ｄ３．ｄ４．ｄ５を順に
経た後にゼロとなる。

このように従来形の駐車換気においては、太陽光強度が
５００　Ｗ　／　ｍ２　以上となって始めて送風が開始
され、それ以下では太陽電池の出力は全く無駄に消費さ
れるだけである。また送、風量ｄ５は太陽光が強光時か
ら弱光時に変化した時だけ可能なものであり、一般的に
は太陽光強度４００　Ｗ／ｍでは送風量ゼロといえる。

手動スイッチＳＷ１をオンにして本実施例装置を作動さ
せて強力換気を行う場合の動作が以下に説明される。

手動スイッチ８Ｗ１がオン托されると、リレーＲＬＩの
接点を介してタイマＴＭ１の入力側にバッテリ４０から
の電圧が印加され、タイマＴＭＩは作動を開始する。タ
イマＴＭ１の作動から前記の第２時間（約１５秒）経過
前の開はタイマ接点は開いているので、リレーａＬ１け
非作動であり、太陽電池２１の出力がリレーＦＬＬ１の
接点を介してプロアモータ１１に結合される。

タイマＴＭＩで第２時間が経過すると、タイマＴＭ１の
接点が閉じる。これによりリレーＲＬ１は作動状態とな
るが、その作動によってリレーの接点が開いてタイマＴ
ＭＩへの電力供給が直ちに停止されるので、タイマＴＭ
Ｉの接点が再び開く。

しかしタイマ接点が開いてもリレーＢ　Ｉ、　１は直ち
に非作動とはならず、タイマ接点が閉じている間にコン
デンサｃ１［蓄えられた電力によりリレーＲＬ１はしば
らく作動状態を続け、成る遅延時間の後に非作動状態と
なる。この遅延時間は前述の第１時間であって、抵抗器
ｆ（１とコンデンサＣ１とにより適当に選定され、本実
施例では約０．２秒に選定される。リレーＲＬＩが作動
している間は、バッテリ４０の電圧がプロアモータ１１
に印加される。

リレーＲＬＩが非作動になるとタイマＴＭ１が再び作動
を開始し、以後この動作を繰り返す。すなわち、リレー
ＲＬ１は約１５秒の第２時間毎に約０．２秒の第１時間
だけ作動することを繰力返し、したがって、プロアモー
タ１１に印加される電圧は第１時間中のバッテリ４０が
らの電圧と第２時間中の太陽電池２１からの電圧とが繰
り返されたものとなる。

本実施例装置におけるプロア動作特性が第６図。

第７図（基づいて以下に説明される。太陽光がないＯＷ
／＠２　の時、プロアモータ１１は第１時間〔すなわち
バッテリ４０からの給電時間〕の間のみ駆動され、第１
時間終了と同時に停止する。この場合、時間平均的には
第７図に示すように送風Ｊｌｅ９の送風が行われる。

太陽光強度が２００Ｗ／ｍ２　の時も同様に、プロアモ
ータ１１け第１時間の間のみ駆動されて該第１時間の終
了とともに停止するが、続く第２時間の間に第６図に示
すような太陽電池１１からの出力電流（ｃ７相当〕が流
れるので、プロアモータ１１は直ちに停止するのではな
く、この太陽電池出力電流分だけ余分に送風を行った後
に停止する。したがって送風量はｅ７へと増加する。同
様に太陽光強度が３００Ｗ／？ＦＩ２の時には送風量値
ｅ６へと増加する。このように送風量ｃ９がらの送風量
増加分け、太陽電池の出力を有効に利用した結果得られ
た増加分である。

太陽光強度が４００　Ｗ　／　ｍ２　となると、第１時
間中にバッテリ４０の出力によって駆動されたプロアモ
ータ１１け、第２時間中においても停止することなく太
陽電池２１の出力によって動作点ｃ５０で送風を続ける
ので、送風量は大幅にｅ５へと増加する。太陽光強度が
約５００　Ｗ　／　ｍ２　以上では、プロアモータ１１
は第２時間中の太陽電池２１からの出力だけでも送風を
行えるが、第１時間中のバッテリ４０からの出力により
加速されるので、送風量は従来のｄ１〜ｄ４に比べてｅ
１〜ｅ４へと増加する。

本実施例装置によるバッテリ４０の電力消耗量は、第１
時間が非常に短馳ためＫごく少量であり、例えば装置を
１０時間継続作動させてもバッテリ容量の約５π程度で
ある。

第１時間の長さは１本発明者らの研究によれば０．０５
〜２秒程変であることが好ましい。すなわち、第１時間
は長い磯ど送風量の増加分（例えば、ｄ４からｅ４への
増加分）が増えるが、それだけバッテリ４０の消耗量も
増えるので、２秒以下であることが好ましい。一方、短
すぎると送風量の増加分がごくわずかとなるので、０．
０５秒以上であることが好ましい。

またＭ２時間の長さは、本発明者らの研究によれば５〜
６０秒程度であることが好ましい。すなわち、第２時間
は短いほど送風量増加分が増えるが、一方、バッテリ消
耗量もそれに応じて増えるので短すぎることは好ましく
なく、前回の第１時間での駆動力の余力を有効に利用す
る観点からも、５秒以上程妾であることが望ましい。反
対に長すぎると送風量の増加分がごくわずかとなるので
、１分以下程変であることが好ましい。

したがって、第１時間と第２時間の比（第１時間／第２
時間）は、送風量の増加とバッテリ消耗素との兼合いか
ら決定されるべきであり、Ｑ、００１〜０．１の間の値
であることが望ましく、特に０．０１前後の０．００４
〜０．０４の間の値であることが最も好ましい。

なシ、上記の動作説明において用いた第４図のプロアモ
ータ動作特性は、いずれの型式の乗用車においてもおお
むね同等である。また、第５図の太陽電池の出力特性に
ついても、アモルファスシリコン太陽電池以外の太陽電
池、例えば単結晶シリコン太陽電池や多結晶シリコン太
陽電池等を用いた場合も、その総出力とセル接続数とを
同様にすれば、はとんど同様の特性が得られる。

以上に説明したように、本実施例装置によれば、太陽光
が比較的弱い時でも、従来形なら送風量がゼロであった
のに対して成る量の送風量を得ることができ、太陽電池
の出力を有効に利用することができる。また、太陽光が
強い時においても従来形に比べて送風ｔｔ−増加させる
ことができるので、駐車時の車室内換気を一層良好に行
うことができる。

また本実施例装置においては、送風機およびモータ、空
気通路等は従来から使用されている既存装置をそのまま
利用することができるので、装置の低廉化を図れる。な
お、専用の送風機、モータ、空気通路を設けることも可
能であるが、車体の構造変更ないしは穴開は作業の手間
、さらには部品数の増加による価格の上昇を鑑みると、
既存装置の利用が望ましい。

さらに本実施例装置においては、太陽電池および制御回
路をエアスポイラに一体化することにより、車体構造の
変更なく一度の取付は作業でエアスポイラによる空力特
性の改善と太陽電池による駐車時の車室内換気との複合
機能を得ることができる。

本発明の他の形態における一実施例としての車両用換気
装置が第８図に示される。第８図において１リレ−ＢＬ
１％タイマＴＭ１、抵抗器Ｒ，１、およびコンデンサＣ
１は第１図装置におけるものと同じ構成である。

太陽電池２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃはそれぞれ９セルのア
モルファスシリコン太陽電池が直列接続された構成であ
シ（図示していない）、総出力は太陽光強度が１０００
　Ｗ／ｍ２時に１０Ｗである。

この太陽電池２２Ａ〜２２Ｃは第１図の太陽電池２１Ａ
〜２１Ｄと比べてセル接続数、総出力が異なるが、その
出力特性の基本的な形は第５図、第６図と同様である。

キープリレーＲＬ２は節電型の電磁リレーであってセッ
トコイルＬ２（＠）とリセットコイルＬ２（ｒ）とを有
し、セットコイルＬ２（Ｓ）がパルス的に通電されると
キープリレーの各接点はセット（Ｉｉｌ）側に切り換わ
り、リセットコイルＬ２（ｒ）がパルス的に通電される
とリセット（ｒ）側に切り換わる。このキープリレーＲ
Ｌ２を作動させるためのリレー作動回路は、コンデンサ
Ｃ２，ダイオードＤＩ、Ｄ２からなシ、これらの回路要
素によって点Ｐ１への印加電圧をコイルＬ２（雪）、Ｌ
２（ｒ）にパルス的に印加する。

キープリレーＲＬ５も上記と同様の電磁リレーであり、
またコンデンサ０３、ダイオードＤ３゜Ｄ４からなるリ
レー作動回路も同様の回路である。

手動スイッチ８Ｗ２は駐車換気側と充電部とを切シ換え
るスイッチである。スイッチ８Ｗ３は空調用スイッチ、
スイッチ８Ｗ４はプロア強庸切換え用スイッチ、スイッ
チ８Ｗ５けキースイッチである。電気負荷７０は点火系
などの負荷である。

太陽電池２２＾〜２２Ｃは、セット状態にあるキープリ
レーＲＬ２により並列接続された形とされて、リレーＲ
Ｌ１とリセット状態にあるキープリレーＲ，Ｌ３とを介
して空調用プロアモータ１１に接続される。また太陽電
池２２Ａ〜２２Ｃけリセット状態にあるキープリレーＲ
Ｌ２により直列接続された形とされてバッテリ４０に接
続される。

バッテリ４０けリセット状態にあるキープリレーＲ，Ｌ
３、手動スイッチδＷ２％　リレーＲＬ１を介した後に
再びキープリレーＲ，Ｌ３を経て空調用プロアモータ１
１に接続される。

本実施例装置の動作が以下に説明される。

まず、スイッチ８Ｗ２が駐車換気側であって、キースイ
ッチ８Ｗ５がオフの場合の動作を以下に説明する。この
場合、点Ｐ２の電圧がゼ日であるため、リセットコイル
Ｌ３（ｒ）がコンデンサＣ３の電荷により通電されてキ
ープリレーＲ，Ｌ３はすセットされ、各接点がリセット
側に切り換わる。

キープリレーＲＬ３のリセットにより、点Ｐ１にはキー
プリレーＲＬ３、スイッチＳＷ２を介してバッテリ４０
の電圧が印加される。これによりキープリレーＲ，Ｌ２
のセットコイルＬ２（ｇ）にハコンデンサＣ２を充電す
るための電流がダイオードＤ２を介して通電され、キー
プリレーＲＬ２はセットされて各接点はセット側に切り
換わる。

したがって、太陽電池２２Ａ〜２２ＣはキープリレーＲ
Ｌ２を介して並列接続され、その出力はさらにリレーａ
Ｌ１．キープリレーＲＬ３の接点を介した後、プロアモ
ータ１１に供給される。

キープリレーＲＬ３のリセットによって点Ｐ３にはバッ
テリ電圧が印加されるので、タイマＴＭ１およびリレー
ＲＬ１は第１図装置と同様作動し、プロアモータ１１に
は第１時間中はバッテリ電圧が、＠２時間中は太陽電池
電圧が印加される。このよりに第２時間の間隔毎に第１
時間の間だけバッテリ電圧が直接にプロアモータ１１に
印加されるので、送風量は増加し、太陽電池のｄカは有
効に利用される。

次に、スイッチ８Ｗ２が駐車換気側（実線側〕に切り換
えられている状態で、′ギースイッチｓｗ５がオンにさ
れた場合について説明する。この場合、キープリレーＲ
，Ｌ３０セットコイルＬ３（ｓ）にバッテリ４０からの
電圧が印加されて該キープリレーＲＬ３はセット側に切
り換えられ、バッテリ４０が空調用スイッチ８Ｗ３、キ
ープリレーＲＬ、５の接点を介して空調用プロアモータ
１１に接続される。これにょシ空調用プロアはスイッチ
ＳＷ３によりオン、オフされ、スイッチＳＷ４によりプ
ロア強度が切り換えられる。

一方、キープリレーＲ・Ｌ２のリレー作動回路内の点Ｐ
１は、スイッチ８Ｗ２、キープリレーＲＩＬ３の接点を
介して接地される。すると、コンデンサＣ２の充電電荷
はダイオードＤＩ、Ｄ２の作用によりリセットコイルＬ
２（ｒ）を介し、ざらにダイオードＤ２、スイッチ８Ｗ
２．キープリレーＲ，Ｌ３ｔ−経て放電されるため、キ
ープリレーＲ，Ｌ２けリセットされて各接点はリセット
側に切り換わる。それにより太陽電池２２Ａ〜２２Ｃは
３個が直列接続された形でバッテリ４０に接続され、該
バッテリ４０を充電する。なお、点Ｐ３は接地されてい
るので、タイマＴＭ１およびリレーａＬ１け作動しない
。

太陽電池の出力特性は、第５図からも明らかなように、
一般に１セル当り約０．５■の出力時に最高効率点とな
る。したがって３個の太陽電池２２Ａ〜２２Ｃが直列接
続された場合には２７セル直列接続となるので、１五５
ｖ出力時に最高効率点とな勺、この電圧はバッテリ４０
を充電するのに都合のよい電圧である。

この状態から、さらにキースイッチ８Ｗ５がオフされる
と、点Ｐ２への電力供給が遮断され、電値的負荷７０に
よって点Ｐ２は事実上接地状態となる。これによりコン
デンサＣ３の充電電荷がリセットコイルＬ３（ｒ）を介
して放電し、＃リセットコイルＬ３　（ｒ　）の通電に
よってキープリレーＲＬ３はリセットされる。その後の
作動は前述の通りとなって駐車換気の作動が行われる。

スイッチＳＷ２が充電側（図中の破線（ｌ］Ｑ）にある
時には、キースイッチＳＷ５のオン、オフに関係なく点
Ｐ１．Ｐ３は接地される。これにより、キープリレーＲ
，Ｌ１はり七ｙ）されるので、太陽電池２２Ａ〜２２Ｃ
は直列接続されて前述と同様にバッテリ４０への充電に
供される。

太陽電池のセル直列接続数と総出力との関係に関しては
、本発明者等の研究によシリ下のととが明らかとされた
。すなわち、空調ブロアを用いて夏季の炎天下、例えば
太陽光強度が１０００　Ｗ／ｍ２糧度のときに駐車した
場合、車室内の温度上昇を抑制するためには、プロアモ
ータ１１に４〜６Ｗ（印加電圧２．５〜五５Ｖ）程度の
電力を供給すれば成る程度の効果が得られる。さらに電
力を６〜Ｉ　ＤＷＣ印）ＸＪ’１ｌｔＦＥ５．５〜４．
５Ｖ）、１０〜１６Ｗ（４，５〜５．５　Ｖ　）と増加
させて供給を行うと、その増加に従って効果はさらに大
きくなるが、１６Ｗ以上の電力を供給しても効果の大き
な向上はあまり望めない。なお、いずれの型式の乗用車
においても、上記の供給電力ＣＷ）や印加電圧（Ｖ）の
値はおおむね同等の数値である。

一方、太陽電池は１セル当り０．５Ｖ柵度の出力で用い
る時、最高の光電変換効率となる。これは単結晶シリコ
ン太陽電池や多結晶シリコン太陽電池の場合でも同様で
ある。したがって、ブロアモータ１１を駆動するための
太陽電池の総出力とセル直列接続数の関係は第１表のよ
うなものであることが望ましい。

以下余白 第１表 車載バッテリ４０を充電するための太陽電池のセル直列
接続数は、２６セル以上直列接続すれば、月明り程度で
も十分に効率よく充電を行え、一方、３４セル以上直列
接続すると充電電圧が高くなりすぎて場合によってはバ
ッテリに悪影響を及はす場合がある。したがってバッテ
リ充電を行う時には太陽電池は２６〜３４セル直列接続
で使用することが望ましく、このバッテリ充電をも含め
て望ましい太陽電池の総出力とセル直列接続数の関係を
考察すると第２表のようになる。

なお第２表において、０）欄は太陽電池の総出力数、（
ロ）欄は１個の太陽電池におけるセル直列接続数である
。０つ欄社充電時に複数個の太陽電池が直列接続される
ことにより得られるセル直列接続数であや、同欄中の括
弧書きには（ロ）欄に対する倍率が、したがって充電時
に直列接続されるべき太陽電池の個数が示されている。

第２表 以上のように、本実施例装置によれば、駐車換気が必要
な時には、バッテリ電力のパルス的印加を利用して、太
陽電池の出力を有効に利用することができ、また駐車換
気が必要でない時にも、太陽電池出力はバッテリ充電に
供されるので、より有効に太陽電池の出力を利用するこ
とができる。

本発明の車両用換気装置の実施にあたっては種々の変形
形態をとることが可能である。例えば、第１図装置では
駐車換気動作は太陽光強度の大きさに関係なく行われて
いるが、他の変形例として、太陽光強度を検知してその
検知出力が中程度の時にのみバッテリによるブロアモー
タのパルス的駆動を行い、検知出力が小または大のとき
にはパルス的駆動を行わないように構成することも可能
である。これは太陽光強度が小さい場合には車室内の温
度上昇も小さいので駐車換気を必ずしも行わなくてもよ
い場合が考えられ、また太陽光強度が充分に大の場合に
は太陽電池出力だけでも効果的な駐車換気が行えると考
えられるからである。

また、第８図装置では太陽電池出力をバッテリ充電用に
切）換える手段として手動スイッチ８Ｗ２、あるいけキ
ースイッチＳＷ５とキープリレーＲＬ３を用いているが
、この他にも以下に説明するような種々の変形例が可能
である。

まず、車室内が高温となった時にのみ駐車換気が自動的
に行われるようにする変形例が可能であり、この変形例
装置は、第８図装置において手動スイッチＳＷ２の代わ
りに、第９図に示すような車室内に設置されたバイメタ
ルスイッチ８Ｗ６を用いる構成となっている。このバイ
メタルスイッチ８Ｗ６は高温度には図中実線で示す側に
接点が切り換わって駐車換気を行い、低温度には破線で
示す側に切刃換わってバッテリ充電を行う。

第１０図には、装置動作が一定時間経過後に駐車換気か
らバッテリ充電に自動的に切り換わる変形例装置の回路
図が示される。この変形例装置の基本的な構成は第８図
装置と同じであり、太陽電池２２Ａ〜２２Ｃ１リレーＲ
ＩＬ１、キープリレーＲＬ２　、Ｒｂ２、タイマＴＭＩ
、プロアモータ１１、バッテリ４０、スイッチＳＷ２〜
８Ｗ５等の接続関係は第８図で説明したとおりである。

相違する点としては、スイッチ８Ｗ２とリレーＲＬ２の
作動回路中の点Ｐ１との間にキープリレーＲＬ４が設け
られており、該キープリレーＲＬ４のリセット側接点を
介して同区間が短絡され、セット側接点を介して点Ｐ１
が接地されること、および点Ｐ１にタイマＴＭ２が接続
されており、該タイマＴＭ２の接点を介してキープリレ
ーＲ，Ｌ４のセットコイルに作動電圧が印加されるよう
罠なっていることなどである。

キープリレーＲＬ４のリレー作動回路はダイオードＤ５
、抵抗器Ｒ２、Ｒ３，コンデンサＣ４゜Ｃ５で構成され
ている。ダイオードＤ５、コンデンサＣ４、抵抗器Ｒ，
２からなる回路は、リセットコイルＬ４（ｒ）への通電
を節電のために短時間に区切る働きをし、節電を考慮し
ないならば不要である。抵抗器Ｒ３、コンデンサＣ５は
セットコイルＬ４（１１）への通電時間を確保するため
のものである。また、コンデンサＣ６けタイマ接点が閉
じている時間を確保するためのものであり、通常熱くと
も大きな支障はない。

第１０図の変形例装置の動作が以下に説明される。スイ
ッチＳＷ２が充電側（図中の破線側〕にセットされてい
る場合％あるいは該スイッチ８Ｗ２が駐車換気側（図中
の実線側）であってもキースイッチ８Ｗ５がオンの場合
には、本変形例装置は第８図の装置と全く同様に作動し
−で太陽電池２２＾〜２２Ｃによりバッテリ４０の充電
を行う。

なお、キースイッチＳＷ５がオンとなった場合には、そ
ｈと同時にキープリレーＲＬ４はリセットコイルＴ、　
４　（’　ｒ　）に通電されてリセットされ、接点はリ
セット側に切シ換わる。

スイッチＳＷ２が駐車換気側であって、キースイッチ８
Ｗ５がオフの場合には、キープリレーＲＬ２はリセット
され、点Ｐ２にバッテリ電圧が供給されて、以後は第８
図装置と同様に作動する。

すなわち、キープリレーＲＬ１はセットされ、太陽電池
２２Ａ〜２２Ｃは並列接続された後、ブロアモータ１１
へ出力を供給する。またタイマＴＭＩ、リレーＲＬＩの
作動によりパルス的にバッテリ電圧が供給され、送風量
を増加させ、太陽電池の出力が有効に利用される。

この場合、タイマＴＭ２の入力側に／（ツテリ電圧が印
加され、タイマが作動を開始する。タイマＴＭ２け入力
側に通電してから約１２時間経過後に接点を閉じるよう
に設定される。したがって、駐車換気を始めてから１２
時間後に接点が閉じ、それによりセットコイルＬ４　（
＠　）に通電されてキープリレーＲＬ４けセットされる
。

キープリレーＦＬＬ４がセットされると、バッテリ４０
から点Ｐ１への電力供給が停止され、タイマＴＭ２の接
点は再び開状態となるが、キープリレーＲＬ４はセット
された状態を維持し、点Ｐ４をセット側接点を介して接
地する。それによりキープリレーＦＬＬ２はリセットさ
れ、またタイマＴＭ１の作動も停止する。

このように、駐車換気を開始してからタイマＴＭ２によ
り設定された約１２時間の経過後には駐車換気は停止さ
れ、太陽電池の出力はＩくツテリ充電用に配線が切り換
わる。駐車換気においては、実際上、換気が必要なのは
昼間の約１２時間程度が最長時間であり、夜間には必要
ないし、また数日間にわたって連続駐車する場合には駐
車換気より本バッテリ充電の方がより重要である。した
がって、本変形例装置によれば、さらに太陽電池の有効
利用が図れ、運転者の操作ミスによるバッテリ過放電の
心配もなくなる。

バッテリ充電動作状態はキースイッチ８Ｗ５がオンにさ
れるまで維持される。さらにキースイッチＳＷ５がオン
にされると、キープリレーＲＬ４がリセットされるが、
キープリレーＲＬ３がセットされるのでバッテリ充電動
作は変化しない。以後、キースイッチＳＷ５がオフされ
ると前述の作動が行われる。

第１１図には、太陽光強度の低下に応じて装置動作を駐
車換気からバッテリ充電に切り換える変形例装置の回路
図が示される。この変形例装置の基本的な構成は第１０
図装置と同じであるが、第１０図装置におけるタイマＴ
Ｍ２の代わりに、太陽光強奪の低下を検出してキープリ
レーＲ，Ｌ４’ｉセットに切り換える回路を備えている
点が相違する。

この回路は、太陽光強度検出用の太陽電池２３、基準電
圧発生用の抵抗器Ｒ４，Ｒ５、太陽電池２３の出力を基
準電圧と比較する比較器Ｑ１、該比較器Ｑ１の出力に応
じてキープリレーＲＬ４のセットコイルの通電を制御す
るトランジスタ７１％逆起電力防止用のダイオードＤ６
、および抵抗器Ｂ６　、Ｉ’Ｌ７により構成される。な
お、太陽光強度検出用には専用の太陽電池２３を用いる
代わりに太陽電池２２Ａ〜２２Ｃのいずれかの出力を利
用して比較器Ｑ１の入力に導くようにしてもよい。

第１１図の変形例装置の動作が以下に説明される。昼間
の駐車換気の時には、太陽電池２３の出力は大きく、抵
抗器Ｒ７によって高い検知電圧が取り出されて比較器Ｑ
１の入力に印加される。この検知電圧が抵抗器Ｒ４、Ｒ
５によって定められた基準電圧よりも高いと、比較器Ｑ
１は「０」レベルを出力し、トランジスタＴ１は非導通
に保たれる。したがってキープリレーＦＬＬ４はリセッ
トされたままであシ、前述したように動作して駐車換気
を行う。

夜間になると、太陽電池２３の出力は低下し、抵抗器Ｒ
７から取り出される検知電圧が低下する。

それにより比較器Ｑ１は「１」を出力してトランジスタ
Ｔ１が導通し、キープリレーＲ，Ｌ４がセットされ、以
後は第１０図装置と同様に動作してバッテリ充電用配線
へと切り換わる。

その後、昼間となって太陽電池２３の出力が大きくなっ
ても１点Ｐ１にはバッテリ電圧は印加されないので、装
ｆｔ１ｄバッテリ充電用配線を維持する。そしてキース
イッチ８Ｗ５のオンによって始めてキープリレーＲ，Ｌ
４がリセットされ１次の駐車換気へのスタンバイが完了
する。

以上のように本変形例装置によりは、スイッチ８Ｗ２が
駐車換気にセットされていても、夜間になると自動的に
駐車換気が停止され、太陽電池出力はバッテリ充電に供
されて翌日のエンジン始動に備えることができる。した
がって第１０図装置と同様に太陽電池の有効利用が図ら
れ、運転者の操作ミスによるバッテリ過放電の心配もな
くなる。

第１２図には、太陽光強度に応じて装置動作を駐車換気
とバッテリ充電とに切り換える変形例装置の回路図が示
される。この変形例装置の基本的な構成は第１１図装置
と同じである。相違する点は、装置が−たんバッテリ充
電動作となった後にも太陽光強度の上昇に応じて装置を
駐車換気動作へ切り換える回路が付加されていることで
ある。

この回路は、基準電圧発生用の抵抗器）Ｌ８．Ｈ，９、
太陽電池２３の出力管基準電圧と比較する比較器Ｑ２．
該比較器Ｑ２の出力に応じてキープリレーＲＬａのリセ
ットコイルの通電を制御するトランジスタＴ２、逆流時
ＩＥ用のダイオードＤ７．および抵抗器Ｒ，１０，）？
＋１１によって構成される。なお、前述と同様に、太陽
光強度検出用には専用の太陽電池２５を用いる代わりに
、太＠雷池２２Ａ〜２２Ｃのいずれかの出力を比較器Ｑ
１に入力し、該太陽電池に流れる電流を検知してこれを
比較器Ｑ２に入力してもよい。

第１２図の変形例装置の動作が以下に説明される。まず
、抵抗器Ｒ，４，Ｒ・５による基準電圧は、太陽光強度
が５０　Ｗ／　ｍ２以下のときを夜と判断して比較器Ｑ
１の出力を「１」レベルとするような値に選定される。

同様に抵抗器Ｒ，８、Ｒ９による基準電圧は、太陽光強
度が２００Ｗ／ｍ２以上のときに比較器Ｑ２の出力を「
１」レベルとするような値に選定される。

比較器Ｑ１が夜間を検知して駐車換気を停止し、バッテ
リ充電動作に切ル換えるまでの動作は第１１図装置と同
様である。夜間が終って翌日の昼になり、太陽光強度が
成る程度（約２００　Ｗ／　ｍ２）強くなると、比較器
Ｑ２がｒＩＪレベルを出力してトランジスタＴ２が導通
し、それによりキープリレーＲ・Ｌ４がリセットされる
。すると、以下、紡速と同様の手順で駐車換気の動作が
開始される。

この変形例装置によれば、前日に駐車した後、夜間を通
して翌朝まではバッテリ充電が行われ、太陽光がある程
度強くなってくると駐車換気が始まるので、昼帥後に乗
車するときには車室内温度が低くなっているので快適で
ある。

以上に説明した各装置においては、太陽電池の取り付け
る車両の部位としては、リアエアスポイラ５０の場合の
みを説明したが、他のスポイラ、例えば第２図に示され
るように、フロントガラス前方のフード上に増り付けら
れたフロントエアスポイラ５０′、あるいは車室の屋根
の後端に取り付けられたルーフエアスポイラ４０“等を
利用することも可能であるし、また車両のルーフ等、他
の部位に取り付けることも可能である。取り付は方法も
第３図に示される以外の他の周知の方法を用いてもよい
。

また、太陽電池としてはアモルファスシリコン太陽電池
を用いて説明したが、この他に単結晶シリコン太陽電池
、多結晶シリコン太陽電池等の他の種類の太陽電池を用
いてもよい。さらに接続切換え方法についても、電磁リ
レー、電磁キープリレーの他に、トランジスタ等の無接
点式方法などの他の従来周知の方法を用いることができ
る。

発明の効果 本発明によれば、太陽電池を用いて駐車換気を行うに際
し、太陽電池の出力を有効に利用して、しかも効果の大
きな換気が可能になる。さらに換気ガ不要な時にはバッ
テリへの充電も効率良く行うことがでも、太Ｉ４電池の
出力を最大限に有効に利用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１つの形態における一実施例としての
車両用換気装置の回路図、第２図、第３図は第１図装置
の車両への取付は状態を説明するための図、第４図はブ
ロアモータ動作特性図、第５図は太陽電、池出力特性図
、第６図は第４図と第５図を合成した特性図、第７図は
太陽光強度に対する送風量の特性図、第８図は本発明の
他の形態における一実施例としての車両用換気装置の回
路図、第９図〜第１２図はそれぞれ本発明の車両用換気
装置の変形例を示す回路図である。 １１・・・・・・ブロアモータ、２１Ａ〜２１Ｄ。 ２２Ａ〜２２Ｃ，２３・・・・・・太陽電池、　３１・
・・・・・制御回路、Ｒ，Ｌｌ・・・・・・電磁リレー
、ＲＬ２〜ＲＬ４・・・・・・キープリレー、ＳＷ１〜
８Ｗ６・・・・・・スイッチ、　ＴＭｌ、ＴＭ２・・・
・・・タイマ、Ｒ１〜Ｒ１１・・・・・・抵抗器、Ｃ１
〜Ｃ６・・・・・・コンデンサ、　Ｄ１〜Ｄ７・・・・
・・ダイオード、　Ｑｌ。 Ｑ２・・・・・・比較器、Ｔ１．Ｔ２・・・・・・トラ
ンジスタ。 特許出願人 株式会社日本自動車部品総合研究所 日本電装株式会社 特許出願代理人 弁理士　青　木　朗 弁理士　西　舘　利　之 弁理士　小　林　隆　夫 弁理士　山　口　昭　之 弁理士　西　山　雅　也 Ｌ〜−−−−−−−−−−、−Ｊ 第２０ Ｒ／’ｌ” 兎３削　。 第４面 一一伽　［Ｖ］ ■ 第５回 第１頁の続き ＠発明者笹谷　英顕 ＠発明者大城　孝夫

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、車両車室内の換気を行うための換気手段、車両外部
   に取り付けられた太陽電池、車載バッテリ、および、該
   バッテリが該換気手段に接続される第１の所定時間と該
   太陽電池が該換気手段に接続される第２の所定時間とが
   交互に繰シ返されるように切換え制御を行う切換え制御
   手段を備えた車両用換気装置。 ２、＃制御手段がタイマと電磁リレーとを用いて構成さ
   れることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の装置
   。 ３、＃太陽電池および該制御手段が車体外表に装着され
   たエアスポイラに一体的に取り付けられたことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項または第２項記載の装置。 ４、該第１の所定時間が０．０５秒〜２秒の間の値であ
   り、該第２の所定時間が５秒〜６０秒の間の値であり、
   該第１の所定時間を該第２の所定時間で除した値がｏ、
   　ｏ　ｏ　ｉ〜０．１の間の値であることを特徴とする
   特許請求の範囲第１〜３項のいずれかの項記載の装置。 ５、該太陽電池のセル直列接続数が太陽電池の総出力に
   応じて選定されることを特徴とする特許請求の範囲第１
   〜４項のいずれかの項記載の装置。 ６、車両車室内の換気を行うための換気手段、車載バッ
   テリ、車両外部に取り付けられた太陽電池、該バッテリ
   が該換気手段に接続される第１の所定時間と該太陽電池
   が該換気手段に接続される第２の所定時間とが交互に繰
   り返されるように切換え制御を行う第１の切換え制御手
   段、および、該車載バッテリの充電を行うように該太陽
   電池を該車載バッテリに接続する切換え制御を行う第２
   の切換え制御手段を備える車両用換気装置。 Ｚ　１個の太陽電池のセル直列接続数が太陽電池の総出
   力に応じて選定され、充電時の太陽電池のセル直列接続
   数は該１個の太陽電池のセル直列接続数の整数倍に選定
   されることを特徴とする特許請求の範囲第６項記載の装
   置。 ａ　＃第２の切換え制御手段は手動スイッチとキープ形
   電磁リレーとを用いて構成されることを特徴とする特許
   請求の範囲第６項または第７項記載の装置０ ９、＃第２の切換え制御手段は感温スイッチとキープ形
   電磁リレーとを用いて構成されることを特徴とする特許
   請求の範囲第６項または第７項記載の装置。 １０、＃第２の切換え制御手段は第３の所定時間を定め
   る手段を含み、該第３の所定時間の経過後にバッテリ充
   電への切換え制御を行うことを特徴とする特許請求の範
   囲第６項または第７項記載の装置。 １１、該第２の切換え制御手段は太陽光強度を検知する
   手段を含み、太陽光が所定の太陽光強度以下になった時
   にバッテリ充電への切換え制御を行うことを特徴とする
   特許請求の範囲第６項または第７項記載の装置。 １２、該太陽光強度を検知する手段は検知用の太陽電池
   と比較器とを用いて構成されることを特徴とする特許請
   求の範囲第１１項記載の装置。 １＆　該太陽光強度を検知する手段は車両に取り付けら
   れたスポイラに一体化されたことを特徴とする特許請求
   の範囲第１２項記載の装置。 １４、該第２の切換え制御手段はさらに再度太陽光強度
   が強くなったことを検知する手段と、太陽光強度が再度
   強くなったときに再度換気手段による換気を行うように
   配線を切り換える手段とを含むことを特徴とする特許請
   求の範囲第１１項記載の装置。