JPH0478616A - 自動車用空調機の風速検出装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は自動車用空調機の風速検出装置に係わり、特に
、１対の感温素子の一方を加熱側感温素子として発熱さ
せ、両感温素子の温度差に基づいて風速を検出する風速
検出装置に関する。

〔従来の技術〕

従来の自動車用空調機の制御装置に用いる風速検出装置
には、特開昭６３−２３１２６９号公報に記載のように
、１対のサーミスタを用い、一方を定電流駆動回路で加
熱し、両感温素子の温度差、即ち、加熱されるサーミス
タの温度上昇値から風速を測定する方式がある。この方
式では、風速が小さい場合、加熱される感温素子（サー
ミスタ）からの熱放散が少ないため素子の温度上昇が大
きくなり、加熱されない感温素子が検知する風温に対す
る加熱される感温素子の検知温度は高くなる。

風速が増すに従って、加熱される感温素子が気流によっ
て奪われる熱量が増加するため、その感温素子の温度上
昇量は少なくなる。従って、風温に対する加熱される感
温素子の温度上昇値を得ることによって、気流の風速を
求めることができる。

また、自動車用空調機の複数の吹出口に風速検出装置を
設置し、各吹出口の風速を検出する場合、上記特開昭の
装置では、複数の加熱されるサーミスタを直列接続し、
これに共通の定電流駆動回路を接続して定電流駆動する
構成とする。これにより、システムの単純化が図れ、低
コストで信頼性の高い装置が得られる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記特開昭の従来技術は、システムの単純化のため複数
の加熱されるサーミスタを直列接続し、定電流駆動する
方式を採用している。しかしながら、このようなサーミ
スタの駆動方式では、低温時にサーミスタの抵抗値が大
きくなった場合にも十分な駆動電流を得るため、非常に
高い電源電圧供給装置が必要となる。実験的には、この
電源電圧は１００Ｖ程度が望ましいという結果が得られ
ている。ところで、一般に自動車では特別な昇圧回路な
しでは１２Ｖ以上の電源電圧が得られない。

このため、上記従来の風速検出装置は実際の自動車では
利用し難いという問題があった。

また、このように高圧の電源電圧を使用した場合、直列
接続された各サーミスタの印加電圧をそれぞれ精度よく
測定するため、最大１００Ｖ程度の電圧をＯ，ＩＶ以下
の分解能をもって読み取る必要があり、高精度、高分解
能のアナログ−ディジタル（Ａ／Ｄ）コンバータ等が必
要となり、低コスト化が阻害されるという問題があった
。

本発明の目的は、単純な構成で、特別な部品を使用せず
、安価でかつ風速の検出精度か高い自動車用空調機の風
速検出装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明では、上記目的を達成するため、互いに近接して
配置された１対の感温素子の一方を加熱側感温素子とし
て、この感温素子に加熱用電力を供給して発熱させ、両
感温素子の温度差に基づいてこれら感温素子周囲の風速
を検出する自動車用空調機の風速検出装置において、前
記加熱側感温素子への発熱用の電力供給を間欠的に行う
間欠電力印加手段を備える構成としたものである。

前記間欠電力印加手段は、好ましくは、電源装置と、前
記両感温素子の温度差に基づいて風速を測定する演算手
段と、電力供給時には前記電源装置を前記加熱側感温素
子に直接に接続して電力を印加し、電力供給停止時には
前記加熱側感温素子の温度に対応する電気信号が前記演
算手段に出力されることを可能とする切換制御手段とを
備えている。

また、前記間欠電力印加手段は、好ましくは、前記加熱
側感温素子が他方の感温素子に対して常に一定温度高い
平均温度を維持するように間欠的な電力供給の時間的割
合を変化させる手段と、前記電力供給の時間的割合に基
づいて風速を演算する手段とを備えている。

前記一定温度は、好ましくは、１０〜５０℃の間の温度
である。

更に、前記間欠電力印加手段は、好ましくは、前記加熱
側感温素子の温度か前記一定温度高い温度に達するまで
の過渡的期間、前記電力供給の時間的割合に基づく風速
の演算を無効とする手段を更に備えている。

また、前記間欠電力印加手段は、前記加熱側感温素子へ
の平均印加電力が一定となるように間欠的な電力供給の
時間的割合を変化させる手段と、前記電力供給の時間的
割合に基づいて風速を演算する手段とを備えていてもよ
い。

更に、前記加熱側感温素子として常温域用の第１の感温
素子及び低温域用の第２の感温素子の少なくとも２つの
感温素子を有し、前記間欠電力印加手段は、前記他方の
感温素子により検知された風温か所定温度以上のときに
は第１の感温素子を選択し、所定温度以下になると第２
の感温素子を選択する手段を備えていてもよい。

また、好ましくは、前記１対の感温素子の各々の一方の
端子を共通に結線する。

〔作用〕

風速測定部の温度に応し、サーミスタ（感温素子）の抵
抗値には１００倍程度の変化幅がある。

これらの抵抗値変化に係わらず、加熱側サーミスタに電
力を供給し、加熱側サーミスタの温度上昇値を安定に維
持するためには、加熱するサーミスタへの供給電流や印
加電圧を変化させるよりも、印加電圧条件等は一定にし
ておいて、電力を間欠的に印加し、その時間的割合、例
えばデユーティを変化させる方が簡単である。特にマイ
クロコンピュータ（マイコン）を用いた制御では、デユ
ーティに関する制御は簡単に実行可能であり、またその
制御分解能も非常に高い。同時に電力印加のＯＮ／ＯＦ
Ｆ制御は、単純かつ安値な回路構成で実現でき、複数の
風速検出装置に対して各々、独立なＯＮ／ＯＦＦ回路を
設定できる。従って、電力印加時、各加熱側サーミスタ
をそれぞれ電源電圧に直接接続することができるため、
自動車の１２Ｖの電源電圧、又はマイコンで一般に用い
られる５ｖの低い電源電圧でも、加熱側サーミスタを十
分に加熱することがでる。

一方、加熱側サーミスタにこのように電力を間欠的に印
加することにより、電力供給停止時に加熱側サーミスタ
の温度に対応する電気信号を電源電圧範囲内の電圧値と
して取り出すことが可能であるので、加熱側サーミスタ
の温度を繰り返し測定できると共に、高電圧の信号電圧
を分圧して読み取る従来技術と比較して簡単に高精度な
温度の読み取りが可能になる。

加熱側感温素子か他方の感温素子に対して常に一定温度
高い平均温度を維持するように間欠的な電力供給の時間
的割合を変化させることにより、風速検出の分解能が向
上し、風速の検出精度が向上する。また、検出温度が高
くなっても加熱側感温素子の劣化が防止される。

加熱側感温素子として常温用の第１の感温素子及び低温
域用の第２の感温素子の少なくとも２つの感温素子を使
用することにより、加熱側感温素子の選択の幅が広がる
と共に、それぞれ特性が最適な感温素子を用いることに
より、風速の検知精度の向上及び風速検知可能温度範囲
の拡大が図れる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図〜第４図により説明す
る。

自動車用空調機の高級化に伴ない、各吹出口からの吹出
温度や吹出風量を独立に制御するニーズが高まっている
。これを実現するためには、複数の吹出温度センサや複
数の吹出風速センサを設け、各センサからの信号に応じ
て各々の吹出条件を独立に制御する必要がある。本実施
例の風速検出装置はこの目的に用いるものであり、各々
の風速センサに対し、共通に用いることができる。

第１図において、本実施例の風速検出装置は１対の風速
検知用サーミスタ１，２とその制御回路６とからなって
いる。サーミスタ１は温度検知用であり、サーミスタ２
は加熱されるサーミスタである。制御回路６は、サーミ
スタ１，２からの信号を読み取り、演算処理を行なうた
めの１チツプマイクロコンピユータ３、マイクロコンピ
ュータ３に内蔵されるアナログ−ディジタル（Ａ／Ｄ）
コンバータ４、サーミスタ１，２と共に風速センサ回路
を構成する抵抗器Ｒ７〜Ｒ４及び回路の０Ｎ１０　Ｆ　
Ｆ動作を行なうトランジスタＱ＋、及びマイクロコンピ
ュータ３や風速センサ回路に電源を供給する電源回路５
を備えている。

風速センサ回路には電源回路５より５■の一定電圧Ｖｃ
が供給されており、サーミスタ１と抵抗Ｒ１とが温度検
知回路を構成し、サーミスタ１の温度Ｔ１に対応する温
度信号電圧Ｖｔを発生する。

また、加熱側サーミスタ２と抵抗Ｒ２、Ｒ３が同様に温
度検知回路を構成し、サーミスタ２の温度Ｔｖに対応す
る温度信号電圧Ｖｖを発生すると同時に、抵抗Ｒ３，Ｒ
４及びトランジスタＱ１が加熱側サーミスタ２への加熱
用電力の供給を制御する。

以上の温度検知回路の特性や風速センサ回路の基本的動
作原理は、特開昭６３−２３１２６９号公報及び特開平
２−２４２１４号公報に記載されているので、ここでは
それらの詳細な説明は省略し、本発明に係わる特徴的な
部分の機能について主に説明する。

トランジスタＱ１は抵抗Ｒ４を介してマイクロコンピュ
ータ３に駆動され、ＯＮ又はＯＦＦのスイッチ的な動作
をする。トランジスタＱ、がＯＮの場合、一定電圧Ｖｃ
よりトランジスタＱ、抵抗Ｒ３を介して、加熱側サーミ
スタ２に加熱用電力が供給される。ここて、抵抗Ｒ３は
回路に異常が発生した場合の過電流制限用抵抗であり、
数１０Ω程度の小さな値を持つ抵抗である。一方、トラ
ンジスタＱ１がＯＦＦの場合、抵抗Ｒ２，Ｒ３はサーミ
スタ１に対する抵抗Ｒ１と同様の働きをし、サーミスタ
２の温度Ｔｖに応じた信号電圧Ｖｖが発生する。ここで
温度測定を可能とするため、抵抗Ｒ２，Ｒ３の値は抵抗
Ｒ２＞＞Ｒ３のように設定され、トランジスタＱ、がＯ
ＦＦの状態で抵抗Ｒ２、Ｒ９を介してサーミスタ２に供
給される電力は微小となり、この状態でのサーミスタ２
の温度上昇は無視できる。

以上の構成により、マイクロコンピュータ３よリトラン
ジスタＱ１をＯＮさせると、トランジスタＱ、がＯＮし
ている間サーミスタ２に加熱用電力が供給され、該サー
ミスタの温度が上昇する。

次にトランジスタＱ１をＯＦＦさせると、その時にサー
ミスタ２の温度信号電圧Ｖｖが発生し、Ａ／Ｄコンバー
タ４を介してその電圧を読み取ることで、マイクロコン
ピュータ３はその時点でのサーミスタ２の温度Ｔｖを読
み取ることができる。

また、トランジスタＱ１のＯＮとＯＦＦの時間割合、即
ち、トランジスタＱ、のＯＮデユーティを大きくするに
従い、サーミスタ２の平均温度が上昇する。従って、マ
イクロコンピュータ３はトランジスタＱ、のＯＮデユー
ティを変化させることで、加速側サーミスタ２の温度を
自由に変化させることができる。

本実施例は、電流制限用抵抗としてＲ３を用いたが、本
抵抗は動作原理上特に必要なものではなく、省略するこ
ともできる。

次に本実施例の動作例について、第２図により説明する
。第２図は、第１図で説明した１対のサーミスタ１，２
からなる風速センサ部を自動車用空調機の吹出口近傍に
設置し、動作させた場合の動作例を示したものである。

同図の横軸はそれぞれ時間の経過を示している。上段の
図に示すごとく、ｔｏまでは空調機が停止しており、吹
出風速は０、時刻ｔ。−ｔ２までは吹出風速■１、同様
に時刻ｔ２〜ｔ４までは吹出風速Ｖ２、時刻ｔ４以降は
吹出風速■３と変化するものとする。

開平２−２４２１４号公報に説明されているごとく、風
速は次のような原理によって検出可能である。即ち、１
対のサーミスタ１，２のうち加熱側サーミスタ２に電力
を供給し加熱すると、その周囲を流れる風により熱が奪
われるため、加熱側サーミスタ２の温度が低下する。風
速が速くなるほど温度の低下が大きくなり、他方のサー
ミスタ１による検出温度Ｔｌとの差より、加熱側サーミ
スタ２の現在の温度上昇値を演算することができる。

ここで、この加熱側サーミスタ２の温度上昇値と加熱側
サーミスタ２へ印加している加熱電力量とから、風速セ
ンサ部周囲の風速を検知することができる。

ところで、加熱電力の方式として従来は、特開昭６３−
２３１２６９号公報に記載のように定電圧印加あるいは
定電流印加等が提案されているが、本実施例では前述し
たごとく、新たにＯＮデユーティ制御による電力印加方
式を採用する。そして、サーミスタはその温度により大
幅に抵抗値が変化するため、その抵抗値変化に応じた電
力の印加が必要となる。このＯＮデユーティ制御による
電力印加の制御方式として一定電力印加、一定温度印加
等の方式が考えられるが、本実施例では、第２図中段に
示すごとく、加熱側サーミスタ２の温度Ｔｖが他方の温
度検知用サーミスタ１よりも常に一定温度高くなるよう
な温度差一定印加方式を採用する。

第２図の中段において、吹出空気温度は常に２５°Ｃ一
定と仮定し、−点鎖線は温度検出用サーミスタ１の温度
応答を、また実線は加熱側サーミスタ２の温度応答を示
している。本実施例では、吹出空気温度や吹出風速に係
わらず、温度検出用サーミスタ１の温度ＴＩに対し、加
熱側サーミスタ２が常に２０°Ｃだけ高い温度となるよ
う制御されている。これらの動作を第２図下段の電力供
給デユーティの変化を含めて説明する。

時刻ｔ。までは、空調機及び制御回路とも停止しており
、風速センサ部のサーミスタ１，２はいずれも周囲温度
の２５°Ｃを示している。時刻ｔ０に空調機が始動する
と、加熱側サーミスタ２の温度Ｔｖが温度検出用サーミ
スタ１の検知温度ＴＩより２０°Ｃ高い４５°Ｃに達し
ていないので、マイクロコンピュータ３は、最大のＯＮ
デユーティＤ　ｍａアでトランジスタＱ、を繰返しＯＮ
ｔ、加熱側サーミスタ２を最大速度で加熱する。ここで
ＯＮデユーティの最大値Ｄ７．１が１００％でないのは
、目標温度である４５°Ｃに達した後はＯＮデユーティ
を低下させ、４５°Ｃの温度を維持するよう、加熱側サ
ーミスタ２の温度を読み取るために、トランジスタＱ１
を繰返しＯＦＦする必要があるためである。

同図で時刻がｔ、に達すると、加熱側サーミスタ２が目
標の４５°Ｃに達するため、ＯＮデユーティはＤ　ｍ　
ａ　ｘから低下し、加熱側サーミスタは平均温度が４５
°Ｃに保たれるようなＯＮデユーティＤ、の制御が行な
われる。この時、加熱側サーミスタ２の温度は４５°Ｃ
１その温度上昇値は２０°Ｃ１電力供給のＯＮデユーテ
ィはＤ１％であり、これらのデータに基づいて、マイク
ロコンビュータ３は、現在の風速ｖ１を演算することか
できる。この演算特性例については、第４図によりあと
で改めて説明する。

次に時刻ｔ２に吹出風量がＶｌからＶ２に増加すると、
第２図中段に示すごとく、加熱側サーミスタ２の温度が
一瞬低下し、これに反応して電力供給ＯＮデユーティは
再びＤｌ、８まで上昇する。

時刻ｔ、では加熱側サーミスタ２の温度が再度４５°Ｃ
に達するためＯＮデユーティが低下し、先のり、よりも
高いＯＮデユーティであるＤ２のＯＮデユーティで安定
する。逆に、時刻ｔ４で吹出風速がｖ２からＶ３に低下
すると、加速側サーミスタ２の温度は一時的に上昇し、
電力供給ＯＮデユーティは最低値の０に低下し、時刻ｔ
５以降は同様にＯＮデユーティＤ３に安定する。

以上の動作をさらに詳細に第３図により説明する。第３
図は、第２図における時刻ｔ２前後の動作を時間軸に対
して詳細に示したものである。

加熱側サーミスタ２の温度は、実際には第３図中段及び
下段のごとく、ＯＮデユーティに基づき０Ｎ１０　Ｆ　
Ｆ　している加熱用電力供給に対応して上昇／下降を繰
返しており、その平均温度か４５０Ｃに維持されるよう
、そのＯＮデユーティか制御される。マイクロコンピュ
ータ３ては、同図ムで示す時点で加熱用電力供給がＯＦ
Ｆする毎に該加熱側サーミスタ２の温度を読み込み、そ
の温度が目標の４５°Ｃより低い場合はＯＮデユーティ
を増加し、逆に４５°Ｃより高い場合はＯＮデユーティ
を低下するよう、トランジスタＱ１へのＯＮ／ＯＦＦ駆
動信号を発生させている。時刻ｔ２に吹出風速が■１か
らｖ２に増加し、これに伴ない加熱側サーミスタ２の温
度変化と加熱用電力供給のＯＮ１０　Ｆ　Ｆの変化は第
３図の中段及び下段ごとく変化する。

ここで、第２図における時刻ｔ１〜１２，１３〜ｊ４＋
　　ｔ５以降については、加熱側サーミスタ２の温度上
昇値と加熱側サーミスタへ印加している加熱電力量が平
衡状態となっており、これらの信号に基づいて演算され
た吹出風速は正しい値が得られる。一方、同図における
時刻ｔ。〜ｔＩ＋ｔ２〜１３，１４〜ｔ、においては、
各条件が過渡状態にあり、これから演算させた吹出風速
は必ずしも正しくない。従って、ここに示されない空調
制御のための風速信号として、上記ｔ。−ｔＩ＋ｔ２〜
１３，１４〜ｔ、の過渡期間は、その風速信号の使用を
禁止することが必要である。

上記過渡期間であるかどうかの判定法としては、ＯＮデ
ユーティの変化率等に基く方法もあるが、最も簡単な方
法として加熱側サーミスタ２の実際の温度の平均値が、
その目標温度の一定値（例えば±２°Ｃ）以内に近づい
ているかどうかにより判定することができる。第２図の
例について見ると、加熱側サーミスタ２の平均温度が４
３〜４７０Ｃの範囲にある条件では、安定状態であると
して、演算された風速信号を有効に使用し、それ以外の
条件では、過渡期間と判定できるため、演算された風速
信号の使用を禁止する。マイクロコンピュータ３はこの
ような処理を行う機能も有している。

第４図は、本実施例における電力供給デユーティと風速
との関係の特性例を示したものであるが、同図の説明の
前に、これに係わる特性式について簡単に説明する。

一般に温度ＴＩ、風速■の気流中に置かれた温度Ｔｖの
物体か失う熱量Ｑ１は下記（１）式で表わされる。

Ｑ＋　＝に−Ｖｂ（Ｔｖ　　Ｔ　ｌ　）　　　　　−（
１）ここで、Ｋ、ｂは定数 自動車用空調機に用いられる標準的なサーミスタについ
ては、発明者らの実験によれば、Ｋ＝６．６Ｘ１０−３
　　　　　　　　・・・（２）ｂ＝０．　３３　　　　
　　　　　　　　・・・（３）前後の値が得られている
。（単位−Ｑ：Ｗ、Ｖ：ｍ／ｓ、温度：０Ｃの場合） 一方、第１図において、トランジスタＱ、がＯＮ条件の
時に加熱側サーミスタ２に供給される電力Ｑ２は、過電
流保護用抵抗Ｒ３を無視して、下記（４）式で表わされ
る。

Ｑ２　＝Ｖｃ　２・Ｄ／　Ｒｌｈ　　　　　　　−・−
（４）ここで、ＤはＯＮデューティ Ｒｌｈは加熱側サーミスタの抵抗値 風速検出動作が安定した条件では、 ＱゴーＱ　２＝−（５） か成立する。従って、次式が成り立つ。

Ｋ　・Ｖｂ　（Ｔｖ　−Ｔｔ　）　−Ｖｃ２　・Ｄ／Ｒ
ｔｈ・・・（６） （６）式に次の条件を代入する。

Ｋ＝６．６Ｘ１０−３ ｂ＝０．３３ （Ｔｖ　−Ｔｔ　）＝２０８Ｃ Ｖｃ　＝５，０Ｖ Ｒ１ｈ＝４４９Ω これを整理すると、次式が得られる。

Ｖ＝０．５９・Ｄ３０３　　　　　　・・・（７）この
（７）式の■とＤの関係を図に示したものが第４図であ
り、電力供給デユーティＤの増加に伴なって、風速■は
指数的に増加している。

本実施例による温度差一定印加方式によって得られた、
第４図に示す指数的な特性は、低風量域から高風量域ま
で、相対的に分解能良く風量を検出するのに非常に好適
である。即ち、人間の感覚による変化感は、実際に認識
している物理量に対し、その相対的な変化割合が一定で
あれば、同じ程度変化したと感する特性を持っており、
第４図に示すような指数的特性により、低風量域では低
風量なりに、高風量域では高風量になりに人間の風量変
化感に適合した制御を精度良く行うことができる。

次に、本実施例による温度差一定印加方式では、温度検
出用サーミスタ１に対する加熱側サーミスタ２の上昇温
度値を２０℃に設定したが、以下この設定の考え方を説
明する。温度差一定印加方式では、加熱側サーミスタ２
の上昇温度値は高いほど測定精度が向上する。しかし、
自動車では最大８０°Ｃ程度までの欧風温度が使用され
るため、加熱側サーミスタ２は更にこの８０°から加熱
され、高温動作を強いられる。従って、サーミスタの信
頼性維持や、高温動作に対する安全性の面から、加熱側
サーミスタ２の温度上昇値は１０〜５０℃の範囲内が最
適であり、本実施例ではこの観点から２０℃に設定した
ものである。即ち、吹出温度が最大の８０℃になった場
合の加熱側サーミスタ２の加熱温度は１００℃程度であ
り、サーミスタの信頼性及び安全性を十分に確保するこ
とができる。

以上、本発明の一実施例を説明したが、本実施例によれ
ば、加熱側サーミスタ２への電力供給を単純なＯＮ１０
　Ｆ　Ｆ回路を使用し、そのＯＮデユーティにより制御
するため、回路が非常に単純になり、かつ非常に広い範
囲の電力供給制御を高精度に簡単に実施することができ
る。

また、加熱用電源電圧としてマイクロコンピュータと共
通の５Ｖ程度が利用でき、電源回路が簡略化できると同
時に、サーミスタからの出力電圧変化範囲も、マイクロ
コンピュータの電源電圧の範囲内とすることができるた
め、温度信号電圧を簡単に高精度に読み取ることができ
る。

また、加熱側サーミスタ２の電圧印加を温度差一定力式
で行なうことにより、低風量から高風量まで相対的に分
解能よく吹出風速を検出でき、乗員の感覚にあった風速
制御が実現できる。

更に、温度差一定印加方式により温度検出用サーミスタ
１の温度に対し加熱側サーミスタ２を一定温度高く制御
するので、サーミスタの劣化を防止することができる。

なお、上記実施例では、はぼ一定周期で加熱側サーミス
タ２の温度を読み取り、電力供給のＯＮデユーティを変
化させたが、間欠電力印加手段の他の方式として、一定
周期でなく温度検出用サーミスタ１と加熱側サーミスタ
２の温度差に応じた加熱用電力供給時間を決定する方式
や、同じく温度差に応じて一定幅の電力供給パルスのパ
ルス出力数を変化させる方式等を採用してもよい。

また、上記実施例では、温度検知用サーミスタ１の検出
温度を風速の検出に使用することのみを説明したが、こ
の検出温度を他の制御に用いてもよいことは勿論であり
、この場合は、第１図に示す実施例は風速検出装置と温
度検出装置の両方の機能を持つことになる。

本発明の他の実施例を第５図〜第８図により説明する。

本実施例は感温素子の結線方式を変更したものである。

第５図は、第１図に示した実施例における２つのサーミ
スタ１，２のアース側結線を現実に即して制御回路６Ａ
内に引込んだものである。

また、第６図は第１図及び第５図に対し、サーミスタ１
，２の電気的な動作極性の正負を逆にして、制御回路６
Ｂを構成したものである。第６図に示した結線方式にお
いても、各サーミスタからの入力特性の正負が逆になる
のみで、第１図に示した回路構成と同様に吹出風速を検
知することができる。

第５図に示した回路構成、及び第６図に示した回路構成
いずれにおいても、１組の感温素子１゜２の一方の端子
は共通に結線されている。第７図は温度検出用サーミス
タ１と加熱側サーミスタ２の実際の取付は状態を示して
いる。風速の検出精度を上げるため２つのサーミスタ１
，２は、第７図に示すごとく互いに近傍に設置し、共通
の気流条件にさらすようにする。そして、温度検出用サ
ーミスタ１と加熱側サーミスタ２の共通側端子を、第８
図に示すごとく、サーミスタの近傍で互いに接続する。

第７図及び第８図において、１０はサーミスタ組付用基
材、１１はサーミスタ側ハーネス、１４は車体側（制御
回路側）ハーネス、１２゜１３はそれぞれ、感温素子側
、車体側の３端子用コネクタである。

本実施例によれば、２つのサーミスタ１，２と制御回路
６Ａ又は６Ｂとの結線の電線数か減少し、低コスト化が
図れ、また接続箇所の削減による接続信頼性の向上の効
果が得られる。

先の実施例で、加熱側サーミスタへの電力印加方式とし
て温度差一定力式を採用した。ここで、他の電力印加方
法の例として一定電力印加方式について説明する。

第１図の回路構成において、トランジスタＱ。

がＯＮ状態、即ち、加熱側サーミスタ２への電力印加状
態の入力電圧をＶ　ｖｐ、電力供給のＯＮデユーティを
Ｄ１サーミスタ２の平均印加電力をｐｕｂとする。前述
したようにＲ２＞＞Ｒ３てあり、トランジスタＱ、がＯ
ＦＦの時の電力供給量は無視てきるため、次式か成立す
る。

Ｐｔｈ＝　Ｉ　ｊｈ−Ｖｖｐ−Ｄ　　　　　　　＝１８
）ここで、Ｉｌｈはサーミスタ２の電流で、Ｉ　ｔｈ＝
　（Ｖｃ　　Ｖｖｐ）　／　Ｒ３−（９）で与えられる
。

従って、 Ｐ　ｔｈ＝　ｔ（Ｖｃ　−Ｖｖｐ）　／　Ｒ３１・Ｖｖ
ｐ−Ｄ・・・（１０） が得られ、この式を変形して、 Ｄ＝Ｒ３・Ｐｊｈ−Ｖｖｐ　（Ｖｃ　−Ｖｖｐ）・・・
（ＩＩ） （１１）式において、Ｒ３、ＩＪｈ、Ｖｃは一定である
。従って、Ｖｖｐより一定電力印加のために必要なデユ
ーティＤを得ることができる。このＶｖｐはマイクロコ
ンピュータ３（第１図参照）のＡ／Ｄコンバータ４によ
り随時読み取ることができるため、前述の実施例で説明
した第２図及び第３図と同じ手順で、上記（１１）式に
従って電力供給のためデユーティを変化させることによ
り、一定電力印本発明の更に他の実施例を第９図により
説明する。本実施例は、低風温時に低抵抗のサーミスタ
への切替えを行うものである。

感温素子として用いるサーミスタは下記（１２）式で与
えられる通り、温度低下と共にその抵抗値が指数的に増
加する。

・・・（１２） ここでＲｆｈ：温度Ｔｔｈ時のサーミスタ抵抗値Ｒｏ　
：温度Ｔ。時のサーミスタ抵抗値Ｂ　：Ｂ定数（感度に
相当） Ｔｔｈ、Ｔｏ　　・温度（宝） 一方、第１図に示した実施例において、加熱側サーミス
タ２に加熱用電力を供給するための電源電圧は一定であ
るため、前述した間欠的に印加用電力を供給する方式に
おいて、電力供給のデユーティを最大の１００％とした
場合でも、サーミスタ２の抵抗値と電源電圧で決まる最
大供給電力以サーミスタ２に加熱用電力を供給するため
の電源電圧は一定であるため、前述した間欠的に印加用
電力を供給する方式において、電力供給のデユーティを
最大の１００％とした場合でも、サーミスタ２の抵抗値
と電源電圧で決まる最大供給電力以上の電力は供給する
ことができない。従って、制御回路６の電源電圧に応じ
た適切な抵抗値を持ったサーミスタの選定か必要となる
。しかしながら、一般に用いられる５■の電源電圧の場
合、サーミスタ抵抗値が指数的に大きくなる極低温度領
域まで、十分な加熱用電力を供給することは困難となる
。

第９図に示す実施例は以上の点を考慮したものである。

第９図の実施例が第１図のものと異なるのは、第１に低
温域専用の加熱側サーミスタ２ａが追加された点、第２
に、２つの加熱側サーミスタ２，２ａからの入力信号を
切替えるためのマルチプレクサ７が制御回路６Ｃに追加
された点である。

第９図において、低温域専用の加熱側サーミスタ２ａと
しては常温域用の加熱側サーミスタ２に対し、十分低い
抵抗値特性を備えたサーミスタを用いる。また、マルチ
プレクサ７は、マイクロコンピュータ３からの信号Ｓに
より、２つの加熱側サーミスタ２，２ａからの温度信号
Ｖ　ｖｌ、　Ｖ　Ｖ２のいずれかをマイクロコンピュー
タのＡ　／’　Ｄコンバータ４の入力端子に切替え接続
する機能を果たす。

マイクロコンピュータ３は、温度検知用サーミスタ１か
らの信号Ｖ＋に基づき気流の温度を判断し、気流の現在
の温度が常温の場合は、マルチプレクサ７への信号Ｓに
より、常温域用の加熱側サーミスタ２の温度信号Ｖｖｌ
をＡ／Ｄコンバータ４の入力端子に接続し、第１図の実
施例で説明した手順に基づき、気流の風速を計測する。

一方、気流の温度が一定温度（例えば０°Ｃ）よりじ低
い場合には、マルチプレクサ７により低温域専用の加熱
側サーミスタ２ａからの信号ＶＶ２がＡ／Ｄコンバータ
４の入力端子に接続されるよう結線を切替え、第１図に
示した手順と同様な手順により低温域での気流の風速を
計測する。この低温域の条件では、加熱側サーミスタの
抵抗値が異なるため、（７）式及び第４図で与えられる
加熱用電力供給のデユーティＤと風速の関係は常温域と
は異なり、このため（１）〜（６）式に基づき求められ
る低温域条件での関係式を用いて風速を求める。

これらは、気流の温度に基づいて、マイクロコンピュー
タ内部のプログラム動作を切替えることにより、容易に
実現できる。

本実施例によれば、加熱側サーミスタとして常温域用、
低温域用にそれぞれ最適なサーミスタを使用するため、
加熱側サーミスタの選択の幅が広がると共に、それぞれ
特性が最適なサーミスタを用いることにより、風速の検
知精度の向上及び風速検知可能温度範囲の拡大が実現で
きるという効果がある。

なお、本実施例では加熱側サーミスタとして常温域用と
低音域用の２種類の感温素子を用いたが、低音域用、中
温域用及び高音域用の３種類、あるいはそれ以上の感温
素子を用いてもよく、感温素子の数の増加に応じて風速
の検知精度の向上及び風速検知可能温度範囲の拡大を図
ることかできる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、加熱側感温素子への発熱用電力供給を
間欠的に行なうため、マイクロコンピュータと単純なＯ
Ｎ１０　Ｆ　Ｆ回路を利用して、発熱用電力供給量を広
範囲にわたって、簡単に、高精度に制御することができ
る。

また、間欠的な電力印加時は感温素子を電源装置に直接
に結線するので、加熱用電源と制御回路用電源を共通に
して簡略化でき、同時に電力供給停止時は、電源電圧範
囲内に温度検知信号が出力されるので、高電圧の信号を
分圧して読み取る場合と比較して、簡単に高精度な温度
の読み取りか可能となる。

一方、加熱測高・温素子の温度が他方の感温素子に対し
、常に１０〜５０６Ｃ間の一定温度だけ高い平均温度に
維持することにより、検出風速の分解能が向上すると共
に、検出風温が８０°Ｃ程度に上昇しても加熱側感温素
子が劣化することか防止できる。

更に、加熱側感温素子の温度か、上記一定温度高い温度
に達するまでの期間、演算検出した吹出風速を無効とす
るため、過渡条件時の風速誤検出を防止できる。

また、加熱側感温素子として常温用と低温域用の少なく
とも２つの感温素子を使用するので、加熱側感温素子の
選択の幅が広がると共に、それぞれ特性が最適な感温素
子を用いることにより、風速の検知精度の向上及び風速
検知可能温度範囲の拡大を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による風速検出装置の回路構
成図であり、第２図は第１図に示した実施例の動作例を
示す特性図であり、第３図は同じく動作例の詳細を示す
特性図であり、第４図は第１図に示す実施例における電
力供給デユーティと風速の管径を示す特性図であり、第
５図及び第６図はそれぞれ本発明の他の実施例による風
速検出装置の回路構成図であり、第７図は第５図及び第
６図に示す実施例の風速センサ部の実際の取り付は状態
を示す図であり、第８図は第７図のセンサ部の結線の状
態を示す図であり、第９図は本発明の更に他の実施例に
よる風速検出装置の回路構成図である。 符号の説明 １・・・温度検出用サーミスタ（感温素子）２．２ａ・
・・加熱側サーミスタ（感温素子）３・・、マイクロコ
ンピュータ（間欠電力印加手段）Ｑｌ・・・トランジス
タ（同） Ｒ３，Ｒ４・・・抵抗（同） ５・・電源回路（同） ６・・・制御回路 出願人　　株式会社　日立製作所 同　　　日立オートモチイブエンジニアリング株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）互いに近接して配置された１対の感温素子の一方
   を加熱側感温素子として、この感温素子に加熱用電力を
   供給して発熱させ、両感温素子の温度差に基づいてこれ
   ら感温素子周囲の風速を検出する自動車用空調機の風速
   検出装置において、前記加熱側感温素子への発熱用の電
   力供給を間欠的に行う間欠電力印加手段を備えることを
   特徴とする自動車用空調機の風速検出装置。 （２）請求項１記載の自動車用空調機の風速検出装置に
   おいて、前記間欠電力印加手段は、電源装置と、前記両
   感温素子の温度差に基づいて風速を測定する演算手段と
   、電力供給時には前記電源装置を前記加熱側感温素子に
   直接に接続して電力を印加し、電力供給停止時には前記
   加熱側感温素子の温度に対応する電気信号が前記演算手
   段に出力されることを可能とする切換制御手段とを備え
   ることを特徴とする自動車用空調機の風速検出装置。（
   ３）請求項１記載の自動車用空調機の風速検出装置にお
   いて、前記間欠電力印加手段は、前記加熱側感温素子が
   他方の感温素子に対して常に一定温度高い平均温度を維
   持するように間欠的な電力供給の時間的割合を変化させ
   る手段と、前記電力供給の時間的割合に基づいて風速を
   演算する手段とを備えることを特徴とする自動車用空調
   機の風速検出装置。 （４）請求項３記載の自動車用空調機の風速検出装置に
   おいて、前記一定温度は１０〜５０℃の間の温度である
   ことを特徴とする自動車用空調機の風速検出装置。 （５）請求項３記載の自動車用空調機の風速検出装置に
   おいて、前記間欠電力印加手段は、前記加熱側感温素子
   の温度が前記一定温度高い温度に達するまでの過渡的期
   間、前記電力供給の時間的割合に基づく風速の演算を無
   効とする手段を更に備えることを特徴とする自動車用空
   調機の風速検出装置。 （６）請求項１記載の自動車用空調機の風速検出装置に
   おいて、前記間欠電力印加手段は、前記加熱側感温素子
   への平均印加電力が一定となるように間欠的な電力供給
   の時間的割合を変化させる手段と、前記電力供給の時間
   的割合に基づいて風速を演算する手段とを備えることを
   特徴とする自動車用空調機の風速検出装置。 （７）請求項１記載の自動車用空調機の風速検出装置に
   おいて、前記加熱側感温素子として常温域用の第１の感
   温素子及び低温域用の第２の感温素子の少なくとも２つ
   の感温素子を有し、前記間欠電力印加手段は、前記他方
   の感温素子により検知された風温が所定温度以上のとき
   には第１の感温素子を選択し、所定温度以下になると第
   ２の感温素子を選択する手段を備えることを特徴とする
   自動車用空調機の風速検出装置。 （８）請求項１記載の自動車用空調機の風速検出装置に
   おて、前記１対の感温素子の各々の一方の端子を共通に
   結線したことを特徴とする自動車用空調機の風速検出装
   置。 （９）互いに近接して配置された１対の感温素子の一方
   を加熱側感温素子として、この感温素子に加熱用電力を
   供給して発熱させ、両感温素子の温度差に基づいてこれ
   ら感温素子周囲の風速を検出する自動車用空調機の風速
   検出装置において、前記加熱側感温素子への発熱用の電
   力供給と該加熱側感温素子の温度に対応する電気信号の
   取出とを交互に行わせる手段を設けたことを特徴とする
   自動車用空調機の風速検出装置。 （１０）請求項９記載の自動車用空調機の風速検出装置
   において、前記手段は、電源装置と、前記電源装置と前
   記加熱側感温素子との間に配置されたＯＮ／ＯＦＦ回路
   とを備えることを特徴とする自動車用空調機の風速検出
   装置。