JPH10278540A

JPH10278540A - 乗物用空調制御装置

Info

Publication number: JPH10278540A
Application number: JP8285297A
Authority: JP
Inventors: Takashi Ue; 崇宇恵; Takuya Kataoka; 拓也片岡
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1997-04-01
Filing date: 1997-04-01
Publication date: 1998-10-20
Anticipated expiration: 2017-04-01
Also published as: JP3319328B2

Abstract

(57)【要約】【課題】乗物用空調制御装置に関し、２つの日射量検
出用受光素子からなる日射量検出手段を用いて低コスト
で日射方位，日射高度，日射強度を独立して検出しうる
ようにして、乗物の空調制御を低コストで適切に行なう
ことができるようする。【解決手段】乗物に装備された空調装置３０，４０
と、乗物の車室内に設置された２つの日射量検出用受光
素子からなる日射量検出手段５１，５２と、時間情報か
ら該乗物の走行地域における日射高度を算出する日射高
度算出手段２１と、日射量検出手段５１，５２で検出さ
れた日射量の左右出力比と日射高度算出手段２１で算出
された日射高度とから日射方位を算出する日射方位算出
手段２２と、日射方位算出手段２２からの日射方位に基
づいて空調装置３０，４０を制御する制御手段２３とを
そなえる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、２つの日射量検出
用受光素子からなる日射量検出手段（いわゆる偏日射セ
ンサ）を用いて自動車等の乗物の空調制御を行なう、乗
物用空調制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車等の乗物にそなえられる空
調装置（エアコンディショナ、以下、エアコンという）
では、室内，室外の温度や日射量等に基づいて、自動制
御を行なうようにした所謂オートエアコンが普及してい
る。自動車等の車両用オートエアコンでは、日射センサ
に基づいて日射方位や日射強度を検出して、これらの情
報に基づいて左右の風量配分を制御する技術が、例えば
特開平５−８５１４５号，特開平６−８００１４号に開
示されている。

【０００３】一方、特開平５−２５４３３０号公報に開
示されているように、車両の現在位置と現在時間とから
絶対日射方位や日射高度を求め、これらと車両の進行方
向とから車両に対する相対日射方位を求める技術が開発
されている。また、特開平２−１５１５２１号公報に開
示されているように、車両への日射量と日射高度とに基
づいて乗員への日射状態を判定して、エアコン吹き出し
口を使い分ける技術が開発されている。

【０００４】ところで、日射量を検知するには、受光素
子を利用した日射センサが用いられるが、このような日
射センサとして、左右一対の受光素子を用いてこれらの
受光素子の出力比（検出日射量の比）から、日射方向を
求めるようにした日射量検出手段（いわゆる偏日射セン
サ）も開発されている。例えば図１３はこの偏日射セン
サを示す図であり、（Ａ）はその平面視を、（Ｂ）はそ
の側面視〔（Ａ）のＡ−Ａ矢視断面に相当する図〕を模
式的に示す。偏日射センサ１０は、ケース１１内の底部
に左受光素子１２，右受光素子１３が左右対称に配設さ
れており、ケース１１内のこれらの左受光素子１２，右
受光素子１３の上方には日射を遮る遮蔽板１４が設けら
れ、遮蔽板１４に形成された窓１５を通して左受光素子
１２，右受光素子１３に光が到達するようになってい
る。

【０００５】例えば図１３（Ａ），（Ｂ）において左側
（左受光素子１２側）上方から日射があると、左受光素
子１２よりも右受光素子１３の方が強く反応し、逆に、
右側（右受光素子１３側）上方から日射があると、右受
光素子１３よりも左受光素子１２の方が強く反応する。
このような特性から、右受光素子１３の出力Ｒchと左受
光素子１２の出力Ｌchとの出力比（＝Ｒch／Ｌch）か
ら、日射の偏り、即ち、日射方向が、偏日射センサ１０
の左右いずれにどの程度傾いているかを検出することが
できる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
偏日射センサでは、センサ出力が２チャンネルのため、
日射方位，日射高度，日射強度を独立して求めることが
できない。勿論、多数の受光素子を組み合わせれば、日
射方位，日射高度，日射強度を独立して検出することも
可能と考えられるが、これでは極めてコスト高になって
しまう。

【０００７】本発明は、上述の課題に鑑み創案されたも
ので、単一の偏日射センサ（２つの日射量検出用受光素
子からなる日射量検出手段）を用いて低コストで日射方
位，日射高度，日射強度を独立して検出することができ
るようにして、車両等の乗物の空調制御を低コストで適
切に行なうことができるようにした、乗物用空調制御装
置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１記載
の本発明の乗物用空調制御装置は、乗物に装備された空
調装置と、該乗物の車室内に設置された２つの日射量検
出用受光素子からなる日射量検出手段と、時間情報から
該乗物の走行地域における日射高度を算出する日射高度
算出手段と、該日射量検出手段で検出された日射量の左
右出力比と該日射高度算出手段で算出された日射高度と
から日射方位を算出する日射方位算出手段と、該日射方
位算出手段からの日射方位に基づいて該空調装置を制御
する制御手段とをそなえていることを特徴としている。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面により、本発明の実施
の形態について説明すると、図１〜図１２は本発明の一
実施形態としての乗物用空調制御装置を示すものであ
る。本乗物用空調制御装置は、自動車の車室内の空調
（特に、冷却）を制御するもので、図１に示すように、
エアコントロールユニット（以下、エアコントロールは
エアコンと省略する）２０と、前席側を空調する空調装
置としてのフロントエアコンユニット３０と、後席側を
空調する空調装置としてのリヤエアコンユニット４０
と、各種のセンサ類５１〜５４とをそなえて構成され
る。

【００１０】各種のセンサ類としては、車室内の前部に
設置されたフロント用偏日射センサ（２ｃｈ日射センサ
Ｆ）５１と、車室内の後部に設置されたリヤ用偏日射セ
ンサ（２ｃｈ日射センサＲ）５２と、現在日時を検出す
るタイマ（時計）５３と、車両の現在位置（緯度・経
度）を検出する現在位置検出手段５４とがそなえられ
る。フロント用偏日射センサ５１，リヤ用偏日射センサ
５２は、図１３に示すような前述の偏日射センサ１０に
より構成される。

【００１１】コントロールユニット２０は、日射高度算
出手段２１と、日射方位算出手段２２と、制御手段（空
調制御手段）２３とをそなえている。日射高度算出手段
２１は、タイマ５３で検出された現在日時と、現在位置
検出手段５４で検出された車両の現在位置（緯度・経
度）とから、車両への日射高度を算出する。つまり、図
２に示すように、日射高度は、一年のうちでも変化（正
午の年間変化曲線参照）し、一日のうちでも変化（４／
２６の高度変化曲線参照）する。つまり、日時がわかれ
ばこれに対応して日射高度を求めることができる。ここ
では、図示しないマップ（日時−日射高度対応マップ）
を用いて、タイマ５３からの日時に応じて日射高度を算
出する。

【００１２】日射方位算出手段２２は、日射量検出手
段、即ち、フロント用偏日射センサ５１，リヤ用偏日射
センサ５２で検出された日射量情報と、日射高度算出手
段２１で算出された日射高度とから日射方位（車両に対
する相対方位）を算出する。フロント用偏日射センサ５
１又はリヤ用偏日射センサ５２では、例えば図１３に示
すように装備される左受光素子１２及び右受光素子１３
から検出出力が得られ、日射方位算出手段２２では、右
受光素子１３の出力Ｒchと左受光素子１２の出力Ｌchと
の出力比（＝Ｒch／Ｌch）を算出する。そして、この出
力比とこの時の日射高度とから日射方位を算出する。

【００１３】ここでは、図３に示すようなマップを用い
て日射方位を算出する。この図３に示すマップは、出力
比（縦軸）に対する日射方位を各日射高度毎に対応させ
たものであり、出力比及び日射高度から日射方位を求め
ることができる。なお、このマップにおいて日射高度間
隔を大きくとった場合には、補間法を用いて日射方位を
求めればよい。

【００１４】つまり、図３に示すように、日射高度３０
°，６０°，９０°でマッピングされている場合、例え
ば出力比Ｒ１で日射高度θ°が日射高度６０°と９０と
の間のであれば、出力比Ｒ１，日射高度６０°における
日射方位Ａ２と出力比Ｒ１，日射高度９０°における日
射方位Ａ１とから、次式により出力比Ｒ１，日射高度θ
°における日射方位ＡＸを求めることができる。

【００１５】ＡＸ＝〔（θ−６０）Ａ１＋（９０−θ）
Ａ２〕／（９０−６０）このような補間は、単純に線型に補間を行なったもの
で、補間法はこれに限定されない。また、日射高度間隔
を細かく設定したマップをつくれば、このような補間法
を用いることなく日射方位を算出しうる。

【００１６】制御手段２３では、日射方位算出手段２２
で算出された日射方位，日射量検出手段、即ち、フロン
ト用偏日射センサ５１，リヤ用偏日射センサ５２で検出
された日射量，及び日射高度算出手段でで算出された日
射高度に基づいて、空調装置、即ち、フロントエアコン
ユニット３０及びリヤエアコンユニット４０を制御す
る。

【００１７】このフロントエアコンユニット３０及びリ
ヤエアコンユニット４０の制御には、風速制御（風量制
御）と風向制御とがあり、風速制御は送風ファンの回転
速度を調整することで行ない、風向制御は送風口に設け
られたルーバの向きを変更することで行なうようになっ
ている。そして、風速制御は日射方位と日射量とに基づ
いて、風向制御は日射高度に基づいて行なうようになっ
ている。

【００１８】つまり、前席側では、日射方位算出手段２
２で算出された日射方位とフロント用偏日射センサ５１
で検出された日射量とに基づいて、後席側では、日射方
位算出手段２２で算出された日射方位とリヤ用偏日射セ
ンサ５２で検出された日射量とに基づいて、それぞれ、
日射量が大きいほど風速を速め（風量を増やし）、ま
た、日射方位によって日射の直接当たりやすい側（例え
ば運転席側と助手席側との何れか又は両方）の風速を速
める（風量を増やす）ように制御する。

【００１９】そして、風向制御は次のように行なうよう
になっている。まず、フロントエアコンユニット３０及
びリヤエアコンユニット４０のダクト系は、図４，図５
に示すように構成される。つまり、図４において、６１
はフロント右サイド吹出口、６２はフロント右吹出口風
向調整用モータ、６３はフロント右センタ吹出口、６４
はフロント左センタ吹出口、６５はフロント左吹出口風
向調整用モータ、６６はフロント左サイド吹出口であ
る。また、６７はヒータ、６８はクーラ、６９はフロン
トブロワである。

【００２０】また、図５において、７０はリヤ天井右吹
出口、７１はリヤ天井右吹出口風向調整用モータ、７２
はリヤシェルフ右吹出口、７３はリヤシェルフ右吹出口
風向調整用モータ、７４はリヤシェルフ左吹出口、７５
はリヤシェルフ左吹出口風向調整用モータ、７６はリヤ
天井左吹出口、７７はリヤ天井左吹出口風向調整用モー
タである。また、７８は天井−シェルフ吹出切換用ダン
パ、７９はクーラ、８０はリヤブロワである。

【００２１】風速（風量）制御は、フロントブロワ６９
やリヤブロワ８０の速度調整で行なうが、風向制御は、
フロントサイド吹出口６１，６６やフロントセンタ吹出
口６３，６４、又はリヤ天井吹出口７０，７６やリヤシ
ェルフ吹出口７２，７４に装備された可動ルーバ（水平
フィン又は垂直フィン）の向きを制御することで行なう
ようになっている。

【００２２】例えばフロント右側の吹出口６１，６３に
ついては、図６（フロント右サイド吹出口を中心に示
し、フロント右センタ吹出口は一部のみ示す）に示すよ
うに、可動ルーバ（水平フィン）８１，８２を上下に複
数そなえたものとしてもよい。これにより、各水平フィ
ン８１，８２を動かすことで、吹出口６１，６３からの
吹出風の向きを上に向けたり下に向けたりすることがで
きる。

【００２３】これらの水平フィン８１，８２を駆動する
ために、モータ６２が設けられ、モータ６２と吹出口６
１の各水平フィン８１との間には、リンクロッド８３，
８４，８５が介装され、モータ６２と吹出口６３の各水
平フィン８２との間には、リンクロッド８３，８４，８
６が介装され、それぞれ、モータ６２の回転を水平フィ
ン８１，８２の揺動に変換している。

【００２４】なお、リンクロッド８４には、モータ６２
の駆動力の各水平フィン８１，８２側のリンクロッド８
５，８６への伝達を遮断しうる滑りクラッチ８７，８８
が介装されている。操作つまみ８９を通じて水平フィン
８１，８２の方向を手動で変更しようとすると、これら
の滑りクラッチ８７，８８が滑って、この手動操作を容
易にしており、もちろん、特に手動操作が加わらなけれ
ば、モータ６２の駆動力は各水平フィン８１，８２側の
リンクロッド８５，８６へ伝達される。

【００２５】また、リヤ左側天井の吹出口７６について
は、図７に示すように、可動ルーバとして水平フィンに
代えて垂直フィン９１を複数そなえるようにしてもよ
い。これらの垂直フィン９１を動かすことで、吹出口７
６からの吹出風の向きを左に向けたり右に向けたりする
ことができる。これらの垂直フィン９１を駆動するため
に、モータ７７が設けられ、モータ７７と吹出口７６の
各垂直フィン９１との間には、ロッド９２及び図示しな
い連動機構が介装され、モータ７７の回転を垂直フィン
９１の揺動に変換する。

【００２６】なお、ロッド９２には、モータ７７の駆動
力の垂直フィン９１側への伝達を遮断しうる滑りクラッ
チ９３が介装されており、操作つまみ９４を通じて垂直
フィン９１の方向を手動で変更しようとすると、この滑
りクラッチ９３が滑って、この手動操作を容易にしてお
り、もちろん、特に手動操作が加わらなければ、モータ
７７の駆動力は各垂直フィン９１へ伝達される。

【００２７】風向制御にかかる可動ルーバ（フィン）
は、このように図示したものに限らず、各フロントサイ
ド吹出口や各リヤ天井吹出口及びリヤシェルフ吹出口に
ついても水平フィン又は垂直フィンとして適宜設けられ
ており、それぞれ対応するモータで駆動されるようにな
ってる。本乗物用空調制御装置では、このような可動ル
ーバ（ここでは、水平フィンとする）を日射高度に応じ
て駆動するようになっている。つまり、例えば図８に示
すように、日射高度が高いほど風向を下向きに制御し、
日射高度が低いほど風向を上向きに制御するのである。

【００２８】これにより、前席にあっては、図９（Ａ）
に示すように、日射高度が低く日射が乗員の上部（例え
ば顔面）に当たるような場合には、風向を上向きになる
ため、乗員の上部（顔面）に冷却風が当たり、乗員の上
部（顔面）の暑さが緩和され、図９（Ｂ）に示すよう
に、日射高度が高く日射が乗員の下部（例えば胸部）に
当たるような場合には、風向を下向きになるため、乗員
の下部（胸部）に冷却風が当たり、乗員の下部（胸部）
の暑さが緩和されるようになっている。

【００２９】また、後席にあっては、図１０（Ａ）に示
すように、日射高度が低く日射が乗員の上側部（例えば
顔面側部）に当たるような場合には、風向を上向きにな
るため、乗員の上側部（顔面側部）に冷却風が当たり、
乗員の上側部（顔面側部）の暑さが緩和され、図１０
（Ｂ）に示すように、日射高度が高く日射が乗員の下側
部（例えば胸部側方）に当たるような場合には、風向を
下向きになるため、乗員の下側部（胸部側方）に冷却風
が当たり、乗員の下側部（胸部側方）の暑さが緩和され
るようになっている。

【００３０】なお、このような風向制御は、ある程度日
射量が大きい場合に必要となるので、程度日射量が一定
値よりも大きい場合について行なうようにすることが好
ましい。本発明の一実施形態としての乗物用空調制御装
置は、上述のように構成されているので、コントロール
ユニット２０では、日射高度算出手段２１で、タイマ５
３で検出された現在日時と、現在位置検出手段５４で検
出された車両の現在位置（緯度・経度）とから、車両へ
の日射高度を算出する。

【００３１】そして、日射方位算出手段２２では、偏日
射センサ５１，５２で検出された日射量情報と、日射高
度算出手段２１で算出された日射高度とから日射方位
（車両に対する相対方位）を算出する。このとき、偏日
射センサ５１又は５２からの、右受光素子１３の出力Ｒ
chと左受光素子１２の出力Ｌchとの出力比（＝Ｒch／Ｌ
ch）を算出して、そして、この出力比とこの時の日射高
度とから、図３に示すようなマップを用いて日射方位を
算出する。この際、補間法を用いてもよい。

【００３２】そして、制御手段２３では、日射方位算出
手段２２で算出された日射方位，フロント用偏日射セン
サ５１，リヤ用偏日射センサ５２で検出された日射量，
及び日射高度算出手段でで算出された日射高度に基づい
て、空調装置、即ち、フロントエアコンユニット３０及
びリヤエアコンユニット４０を制御する。つまり、前席
側では、日射方位算出手段２２で算出された日射方位と
フロント用偏日射センサ５１で検出された日射量とに基
づいて、後席側では、日射方位算出手段２２で算出され
た日射方位とリヤ用偏日射センサ５２で検出された日射
量とに基づいて、日射量が大きいほど、また、日射方位
によって日射の直接当たりやすい側（例えば運転席側と
助手席側との何れか又は両方）ほど風速を速める（風量
を増やす）ように制御する。

【００３３】そして、風向制御は例えば図１１に示すよ
うに行なわれる。まず、日射量検出を行なったら（ステ
ップＳ１０）、この日射量が閾値よりも大か否かを判定
し（ステップＳ２０）、日射量が閾値よりも大でなけれ
ば風向制御はは行なわない。日射量が閾値よりも大なら
ば、日射高度判定（ステップＳ３０）、日射方位判定
（ステップＳ４０）を行ない、日射方位が前方か否かを
判定して（ステップＳ５０）、日射方位が前方なら、前
席側の風向調整モータを日射高度に応じて制御する（ス
テップＳ６０）。

【００３４】日射方位が前方でなければ、日射方位が側
方か否かを判定して（ステップＳ７０）、日射方位が側
方なら、前席側及び後席側の各風向調整モータを日射高
度に応じて制御する（ステップＳ８０）。ステップＳ７
０で日射方位が側方でなければ、日射方位は後方であ
り、後席側の各風向調整モータを日射高度に応じて制御
する（ステップＳ９０）。

【００３５】そして、その他の空調機器の制御を行なう
（ステップＳ１００）。このようにして、前席側及び後
席側を適宜制御することで、図９，図１０に示すよう
に、必要な箇所（即ち、日射が強く当たる席の乗員の日
射が強く当たる部位）を冷却することができ、効率よい
空調を行なうことができ、車内の居住性を快適なものに
向上させることができる利点がある。

【００３６】なお、図７に示すような垂直フィンの場
合、日射方位に応じて風向を制御することができる。例
えば、図５に示すようなリヤシェルフの吹出口７２，７
４の場合、図１２に示すように、風向の上下方向調整
（実線矢印、鎖線矢印参照）もある程度効果はあるが、
図７に示すような垂直フィンを設けて、日射方位に応じ
て風向を左右に制御することで、より適切な冷却風の供
給を行なうことができる利点がある。

【００３７】もちろん、リヤ天井についても、図７に示
すような垂直フィンを日射方位に応じて駆動して風向を
左右に制御することで、より適切な冷却風の供給を行な
うことができる。また、本実施形態では、車両の現在位
置（緯度，経度）に基づいているが、車両の使用領域が
限定されていれば、車両の現在位置情報は考慮せずに、
日射方位を求めることができる。

【００３８】また、偏日射センサ（２ｃｈ日射センサ）
は、フロントとリヤとにそれぞれ設けられるが、少なく
とも日射方位を算出するには、いずれか一つの偏日射セ
ンサ（２ｃｈ日射センサ）を備えればよい。また、本実
施形態では、車両が常に水平状態であることを前提にし
ているが、車両が傾斜している場合を厳密に考慮する
と、車両に前後傾斜計や左右傾斜計を装備して、これら
の傾斜計情報から、日射方位や高度を補正することが必
要になる。

【００３９】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１記載の本
発明の乗物用空調制御装置によれば、日射量検出手段の
各日射量検出用受光素子で日射量が検出され、日射高度
算出手段で時間情報から乗物の走行地域における日射高
度が算出され、日射方位算出手段で、日射量検出手段で
検出された日射量と日射高度算出手段で算出された日射
高度とから日射方位が算出されて、制御手段により、日
射方位算出手段からの日射方位，日射量検出手段からの
日射量，又は日射高度算出手段からの日射高度に基づい
て空調装置が制御されるので、極めて簡素な設備で、空
調制御に必要な日射方位，日射量，又は日射高度を検出
しながら、低コストで適切に空調制御を行なうことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態としての乗物用空調制御装
置を示す模式的なブロック図である。

【図２】本発明の一実施形態としての乗物用空調制御装
置において日射高度の計算を説明するグラフである。

【図３】本発明の一実施形態としての乗物用空調制御装
置において日射方位の計算を説明するグラフである。

【図４】本発明の一実施形態としての乗物用空調制御装
置にかかる前席用空調ダクトを模式的に示す構成図であ
る。

【図５】本発明の一実施形態としての乗物用空調制御装
置にかかる後席用空調ダクトを模式的に示す構成図であ
る。

【図６】本発明の一実施形態としての乗物用空調制御装
置にかかる前席用吹出口のルーバ駆動系を模式的に示す
正面図である。

【図７】本発明の一実施形態としての乗物用空調制御装
置にかかる後席用吹出口のルーバ駆動系を模式的に示す
正面図である。

【図８】本発明の一実施形態としての乗物用空調制御装
置にかかる風向き制御（ルーバ制御）の特性を模式的に
示すグラフである。

【図９】本発明の一実施形態としての乗物用空調制御装
置にかかる前席での風向き制御（ルーバ制御）を模式的
に示す車両側面図であり、（Ａ）は日射高度が低い場合
を、（Ｂ）は日射高度が高い場合を示す。

【図１０】本発明の一実施形態としての乗物用空調制御
装置にかかる後席での風向き制御（ルーバ制御）を模式
的に示す車両側面図であり、（Ａ）は日射高度が低い場
合を、（Ｂ）は日射高度が高い場合を示す。

【図１１】本発明の一実施形態としての乗物用空調制御
装置による空調制御を説明するフローチャートである。

【図１２】本発明の一実施形態としての乗物用空調制御
装置にかかる後席での風向き制御（ルーバ制御）の変形
例を模式的に示す車両側面図である。

【図１３】偏日射センサ（２つの日射量検出用受光素子
からなる日射量検出手段）を説明する模式図であり、
（Ａ）は平面視図、（Ｂ）は側面視図〔（Ａ）のＡ−Ａ
矢視断面に相当する図〕である。

【符号の説明】

２０エアコントロールユニット（コントロールユニッ
ト）２１日射高度算出手段２２日射方位算出手段２３制御手段（空調制御手段）３０フロントエアコンユニット（空調装置）４０リヤエアコンユニット（空調装置）５１日射量検出手段としてのフロント用偏日射センサ５２日射量検出手段としてのリヤ用偏日射センサ５３タイマ（時計）５４現在位置検出手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】乗物に装備された空調装置と、該乗物の車室内に設置された２つの日射量検出用受光素
子からなる日射量検出手段と、時間情報から該乗物の走行地域における日射高度を算出
する日射高度算出手段と、該日射量検出手段で検出された日射量の左右出力比と該
日射高度算出手段で算出された日射高度とから日射方位
を算出する日射方位算出手段と、該日射方位算出手段からの日射方位に基づいて該空調装
置を制御する制御手段とをそなえていることを特徴とす
る、乗物用空調制御装置。