JPH04232116A - カーエアコン用日射センサ - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、太陽光による日射量の
変化を検知するために車両に取付けられたカーエアコン
用日射センサに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、太陽光が車両の車室内に取り込
まれるとき、その光がもつエネルギの一部が熱エネルギ
に変換されて、車室の受熱によって車室内温度が上昇す
る。車室内温度を快適温度に保つためには太陽光による
受熱量に応じた熱量増加分を補正することによって適正
な車室内の空気調和の制御が図られる。そのため、車室
内に取り込まれる光による熱量をできるだけ正確に検知
する方法が提案されることが望まれる。しかし、太陽か
ら受ける光量は、車両の存在する緯度、車両の種類、ウ
インドガラスの傾き、その材質、ルーフの位置、日射方
向、左右の日射角度、上下の日射角度等に応じて変化す
るため、車室内に取り込まれる太陽光による熱量を光信
号から正確に検知する方法を見出すことは容易でない。 従来より、車室内に取り込まれる太陽光を検知するカー
エアコン用日射センサは、特開平１−１３６８１１号、
特開平１−１３６８１２号の各公報ならびに日本電装公
開技報整理番号６３−００６号の公開技報に示されるよ
うに、太陽の光を受けるセンサ受光面がいずれも車体の
前方あるいは上方に向けて傾斜して取付けられている。 さらに特開平１−１３６８１１号公報に示されるものは
、車両の右側と左側の双方に設けた受光素子の両者の検
出値に基づいて日射量を補正する車両用空調装置であり
、また特開平１−１３６８１２号公報に示されるものは
、車両の日射方向が右側領域の日射の大きさと左側領域
の日射の大きさとの差値を求め、この差値を用いた演算
手段の出力により空調装置を制御するものである。日本
電装公開技報整理番号６３−００６号に示されるものは
、太陽の南中高度に向けて日射センサ本体を傾斜して設
けたものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような前記公開特
許公報ならびに前記公開技報に示されるものは、いずれ
も太陽の日射角度に応じて受光部で日射状態を検出する
ものであり、センサ受光面がいずれも車体の前方あるい
は上方に向けて傾斜して取付けられていることは開示さ
れているが、そのセンサ受光面の傾斜角度をどのように
特定するかについての記述はない。すなわち、従来の日
射センサは、太陽からの光によって車両が受ける受熱特
性は考慮されていない。また従来の日射センサを用いた
車両用空調装置によると、例えば図６に示すように、セ
ンサ受光面が上方に向くものでは「最大受光量になる日
射仰角」と「最大受熱量になる日射仰角」とが一致しな
いため、このようなセンサ出力にもとづいた空気調和の
適正な制御を行なうことが困難であるという問題がある
。本発明の目的は、車両の存在位置を示す緯度が変化し
たときにも太陽光から受ける車両の受熱負荷に応じて車
室内を適正に空気調和制御可能な日射量が検出されるよ
うにしたカーエアコン用日射センサを提供することを目
的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】そのために、本発明のカ
ーエアコン用日射センサは、車両の車室内に太陽光を取
込む位置に取付けられる日射センサであって、車室内に
取入れられる太陽光によって車両が熱を受けるとき、日
射仰角に応じて変化する車室内の受熱増加量が最大にな
る日射仰角にセンサの傾斜角が一致するように、センサ
受光面が向けられることを特徴とする。

【０００５】

【作用】車両の車室内が受ける太陽からの熱量は、車種
に応じて変化する。例えば車両前方または後方のウイン
ドウガラスの傾き、ウインドウのエリア、ルーフならび
にセンサ取付け位置等に応じて変化する。また車室内の
受熱量は、日射仰角θに応じても変化する。本発明のカ
ーエアコン用日射センサは、日射仰角に応じた車両の受
熱特性を考慮してセンサ受光面が向けられる。即ち、「
車室内が太陽光によって受ける熱量が最大受熱量になる
日射仰角θ」と「センサが検知する光量が最大光量にな
る日射仰角θ」とが一致するようにセンサ受光面を向け
たため、車両が存在する緯度、日射仰角が変化しても、
車室内を適正に空気調和制御可能な日射量センサ出力が
出力される。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面にもとづいて説
明する。太陽光を検出する日射センサは図１および図４
に示すように構成され、この日射センサは、図２および
図３に示すように車両に取付けられる。日射センサは、
図２に示すように、車両１のフロントダッシュパネル２
に取付けられる。日射センサの取付位置は、フロントダ
ッシュパネル２の中央部３あるいは左側位置部４である
。中央部３に日射センサを取付けた場合、ピラー等によ
る左右からの日射の影響が左右対称であるから感度上優
れており、左側位置部４に日射センサを取付けた場合、
デザイン設計上優れているので、このような用い方をし
てもよい。本発明の日射センサは、取付位置を前記位置
に限定するものではない。また図３に示すように、日射
センサ１０は、フロントダッシュパネル２の水平な頂面
２ａで前方ウインドウガラス５の内側に配置される。

【０００７】図４に示すように、日射センサ１０は、フ
ロントダッシュパネル２の頂面２ａに台座１２が取付け
られ、この台座１２上にセンサ受光部１３が車両前方に
水平面より傾斜角θをもって前傾して取付けられている
。傾斜角θは約３０°である。台座１２の円形状外周面
にセンサ受光部１３を覆うように半球状のカバーフィル
タ１４が取付けられている。カバーフィルタ１４は、可
視光をカットするフィルタである。これは、太陽光の中
で熱量として影響する赤外線ないし遠赤外線の波長をも
つ光を受光すれば足りるためであり、またセンサ内部が
視覚により把握することができると車室内の美観を損ね
るためである。センサ検出回路は、図５に示すように構
成される。センサ受光部１３は、検知する光量と出力電
流とが比例する例えばソーラセルを用いる。端子２０に
５Ｖを印加し、端子２１をアースする。Ｒ１　、Ｒ２　
およびＲ３　は抵抗である。センサ受光部１３に光が照
射されると、センサ受光部１３に電流が流れて端子ｃ、
ｄ間の合成抵抗が低下し、抵抗Ｒ２　を流れる電流によ
って抵抗Ｒ２　の両端にＶｓが発生する。この電圧Ｖｓ
が日射量により比例することになる。

【０００８】次に実験データを示す。車両に取付けられ
た日射センサが受ける熱負荷は、車両の前方延長上に太
陽がある場合、その日射仰角θに対し図６に示すような
熱負荷増加量の関係をもつ。このデータによると日射仰
角θが６０°のとき熱負荷増加量はほぼ最大となるが、
最大熱負荷増加量になる日射仰角は車種によって変化す
る。この実施例では日射仰角６０°のとき最大受光量に
なるようにセンサ受光面が前方に仰射角３０°だけ傾斜
されている。この日射センサの熱負荷特性は、この車両
が受ける熱負荷特性に相似形になるように日射仰角θに
対応する特性をもっている。図６に示す比較例は、従来
の日射センサを示すもので、日射仰角θが９０°のとき
センサ出力が最大となる。この場合、車両が受ける熱負
荷特性と日射センサの出力とは相関関係が考慮されてい
ないためである。

【０００９】本発明の実施例による日射センサは、最大
受光量（センサ出力）を日射仰角θ＝６０°に設定した
のは、車両が受ける最大熱負荷が日射仰角θ＝６０°の
ときに生じることを考慮し、また車両の存在位置がその
移動によって緯度が変わり、太陽からの日射仰角も変化
することを考慮したものである。本発明の実施例と比較
例とをその室温の安定状態について比較すると、図７に
示すようになる。図７に示されるように、日射仰角に対
し本発明の実施例では、比較例に比べ、日射仰角が０°
から９０°までの全角度範囲において空調装置による冷
房能力が増大し、特に車両の熱負荷が最大となる日射仰
角６０°においては比較例に比べ本発明の実施例の方が
格段に冷房能力が高められることが解る。

【００１０】次に、本発明の日射センサを用いた空調装
置の制御方法について説明する。図８に示すように、ダ
クト３０内にブロワモータ３１により回転されるファン
３２、冷却器３３、ヒータコア３４、エアミックスドア
３５が設けられる。ダクト３０の内外気取入口３６には
、サーボモータ４０により開閉されるダンパ３７、３８
が取付けられる。ダクト３０の車室４２との開口部には
、デフロスタ４４、顔面吹出口４６、足下吹出口４８が
形成され、それぞれにダンパ５０、５２、５４が開閉切
換自在に取付けられている。また冷却器３３の壁側には
冷却器吹出温度センサ５６が取付けられる。またエアミ
ックスドア３５の位置を検出するエアミックスポテンシ
オメータ５８がエアミックスドア３５の開度を検知する
ように取付けられている。室内４２の内部には温度設定
スイッチ６０、室内気温センサ６２および日射センサ１
０が取付けられている。また制御装置を構成するコント
ローラ６６は、サーボモータ４０、ブロワファン３１、
コンプレッサ６８、エアミックスダンパ駆動用モータ７
８、ウォーターポンプモータ７０、各ダンパ切換用モー
タ７２を駆動するための信号を出力する。コントローラ
６６の入力信号は、外気温センサ７４、水温センサ７６
、温度設定スイッチ６０、内気温センサ６２、日射セン
サ１０ならびに冷却器吹出温度センサ５６の信号が入力
している。

【００１１】内外気取入口３６から吸い込まれる外気ま
たは内気は、サーボモータ４０の切換えによりダンパ３
７、３８により調節される。内外気取入口３６からダク
ト３０内に取込まれた空気は、ファン３２によって加速
され、冷却器３３を通り冷却される。冷却された空気は
、エアミックスドア３５の開度によって温風側と冷風側
とに分割されて温風側の風はヒータコア３４を通過する
。冷風側の空気は、ヒータコア３４を迂回しヒータコア
３４の下流側に流れる。ここでヒータコア３４を通過し
た空気と通過しない空気とを混合し、エアミックスされ
た風がデフロスタ４４、顔面吹出口４６、足下吹出口４
８のいずれかの吹出口から室内４２に吹出される。これ
により室内４２内が空調される。

【００１２】次にオートエアコンの作動を図９にもとづ
いて説明する。まずコントローラ６６は、各種センサま
たはスイッチにより設定温度ＴＳＥＴ、内気温度ＴＲ、
外気温度ＴＡＭ　、日射量ＴＳ、水温ＴＷ、冷却器吹出
温度ＴＥを読み込む（ステップ８０）、次に必要吹出温
度ＴＡＯを次式により演算する（ステップ８１）。 ＴＡＯ＝ＫＳＥＴ×ＴＳＥＴ−ＫＲ×ＴＲ−ＫＡＭ　×
ＴＡＭ　−ＫＳ×ＴＳ＋Ｃ　ここに、ＫＳＥＴ、ＫＲ、
ＫＡＭ　、ＫＳは各センサ出力信号値に乗ずべき係数を
示す。次いで必要吹出風量を演算する（ステップ８２）
。必要吹出風量は、必要吹出温度ＴＡＯに応じた一定の
相関関係をもつ図１０に示すブロワ風量である。次いで
エアミックスドア３５のエアミックス開度ＳＷを次式に
より計算する。

【数１】 なお、エアミックスドア３５の開度は、エアミックスポ
テンシオメータ５８により検出し、この検出信号がコン
トローラ６６に入力され、このコントローラ６６ではエ
アミックスポテンシオメータ５８からの入力信号にもと
づいてエアミックスダンパ３５の実開度を目標開度に位
置するようモータ７８を制御する。ここに、日射量セン
サ１０の出力信号による室温制御は、図６に示すように
車両が受ける熱負荷増加量の最大量がとる日射仰角θに
一致するように、「センサ受光面のピーク受光量におけ
る日射仰角θ」を設定したので、日射の位置あるいは車
両の存在位置としての緯度の影響を受けずに日射量セン
サの出力信号は受熱量に対応したものであるから室内温
度補正を適正に行え、室内の温度フィーリングを適正に
制御することができるという効果がある。

【００１３】

【発明の効果】以上説明したように本発明のカーエアコ
ン用日射センサによれば、車両の受熱特性に応じた受熱
量のピークに一致するように日射センサの受光面を向け
るように構成したため、太陽光によって車室内が受ける
光量信号から車室内の増加熱量を適正に補正することが
できるので、その増加熱量分を打ち消すように日射仰角
に応じてカーエアコン装置による空気調和制御によって
受熱量を低減し、良好な空気調和制御が達成されるとい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の実施例による日射センサの平
面図である。（ｂ）はその側面図である。

【図２】日射量センサを取付ける車両の平面図である。

【図３】日射センサの取付け状態を示す断面図である。

【図４】日射センサの斜視図である。

【図５】日射センサの検出回路を表す回路図である。

【図６】日射センサの日射仰角と車両が受ける熱負荷増
加量との関係を示す特性図である。

【図７】日射仰角と室温との関係を示すもので本発明の
実施例と比較例を対比した特性図である。

【図８】本発明の実施例による日射センサを用いた空調
装置を表す概略構成図である。

【図９】空調装置の制御方法を示すフローチャート図で
ある。

【図１０】必要吹出し温度とブロワ風量との関係を示す
特性図である。

【符号の説明】

１　　車両 ２　　フロントダッシュパネル（車両）１０　　日射セ
ンサ １３　　センサ受光部 ４２　　車室

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車両の車室内に太陽光を取込む位置に取付
   けられる日射センサであって、車室内に取入れられる太
   陽光によって車両が熱を受けるとき、日射仰角に応じて
   変化する車室内の受熱増加量が最大になる日射仰角にセ
   ンサの傾斜角が一致するように、センサ受光面が向けら
   れることを特徴とするカーエアコン用日射センサ。