(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に感湿素子及び感温素子を配設してなる結露センサと、
車両の外気温度を検出する外気センサと、
車両が受ける日射量を検出する日射センサと、
前記結露センサの感湿素子の電気抵抗値と、前記外気センサが検出する外気温度及び前記日射センサが検出する日射量で決定される基準値とを比較することによって結露判定を行う結露判定手段と、
該結露判定手段の結露判定の信号に基づいてデミスト制御を行う空調制御手段とを備えたことを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】
基板上に感湿素子及び感温素子を配設してなる結露センサと、
車両の外気温度を検出する外気センサと、
前記結露センサの感湿素子の電気抵抗値の変化率に基づいて周囲雰囲気の湿度変化率を検出する湿度変化率検出手段と、
前記感湿素子での電気抵抗値と、前記感温素子での検出温度により決定される基準値に、前記湿度変化率検出手段が検出する変化率で決定される補正値を加算して得られる新たな基準値とを比較することによって結露判定を行う結露判定手段と、
該結露判定手段の結露判定の信号に基づいてデミスト制御を行う空調制御手段とを備えたことを特徴とする車両用空調装置。
【請求項３】
基板上に感湿素子及び感温素子を配設してなる結露センサと、
車両の外気温度を検出する外気センサと、
前記結露センサの感湿素子の電気抵抗値の変化率に基づいて周囲雰囲気の湿度変化率を検出する湿度変化率検出手段と、
前記感温素子での検出温度により決定される基準値に、前記湿度変化率検出手段が検出する変化率で決定される補正値を加算することにより得られる仮の基準値を、前記感温素子での検出温度により決定される基準値で除算して補正値を算出し、当該補正値を前記仮の基準値に加算して得られた新たな基準値と、前記感湿素子での電気抵抗値とを比較することによって結露判定を行う結露判定手段と、
該結露判定手段の結露判定の信号に基づいてデミスト制御を行う空調制御手段とを備えたことを特徴とする車両用空調装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両用空調装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のフロントガラスに発生する曇りは視認性を悪化させ、重大な事故をもたらす原因となる恐れがあるため、乗員は手動により送風モードにＤＥＦモードを選択してフロントガラスの内面に直接送風することにより、発生した曇りを除去するようにしている。近年では、このようにフロントガラスに発生する曇りを感知し、この曇りを自動的に除去できるようにした自動車用空調装置の開発が望まれており、そのためにフロントガラスの内面に感湿素子を設けて結露を検出する試みがなされている。感湿素子は、図５に示すように、周囲の湿度が所定値を越えた時点で急に電気抵抗値を増大させるものである。したがって、この感湿素子を利用して、大きく変化する電気抵抗値の中間値を閾値とすれば、原理的には電気抵抗値が前記閾値を越えるか否かでフロントガラスの内面に結露が発生したかどうかを判断することが可能である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記感湿素子は周囲の雰囲気温度により応答性が変化し、図６のグラフに示すように、周囲の温度が低ければ低い程、応答性が悪いという問題がある（図面では、露点温度に対する応答性を示している。）。このため、感湿素子をそのままフロントガラスの内面に張り付けただけでは、フロントガラスには既に曇りが発生しているにも拘わらず結露検出しない場合や、逆に曇りが発生していないにも拘わらず結露検出してしまう場合があり得る。また、前記感湿素子に直接水滴がかかることがあり、このために車内雰囲気の湿度検出を正確に行うことができるようになるまでに時間がかかる。以上のような理由から、前記感湿素子をそのまま結露検出用として車両用空調装置に適用するという試みはこれまでのところ実現できていない。
そこで、本発明では、応答性がよく、的確に結露検出可能な車両用空調装置を提供することを課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記課題を達成するため、車両用空調装置を、
基板上に感湿素子及び感温素子を配設してなる結露センサと、
車両の外気温度を検出する外気センサと、
車両が受ける日射量を検出する日射センサと、
前記結露センサの感湿素子の電気抵抗値と、前記外気センサが検出する外気温度及び前記日射センサが検出する日射量で決定される基準値とを比較することによって結露判定を行う結露判定手段と、
該結露判定手段の結露判定の信号に基づいてデミスト制御を行う空調制御手段とを備えた構成としたものである。
【０００５】
この構成により、感湿素子での電気抵抗値が基準値よりも大きくなれば、デミスト制御を開始する。つまり、外気温度のみならず日射量をも考慮して基準値を決定するため、結露検出面での結露の有無をより的確に把握することができる。例えば、外気温度が低くても日射量が多ければ、結露検出面には結露が発生しにくい状態である。また逆に、外気温度が高くても日射量が少なければ、結露検出面に結露が発生しやすい状態である。したがって、結露検出面での状態変化に応じて適切にデミスト制御を行うことができる。
【０００６】
また、本発明は前記課題を達成するため、車両用空調装置を、
基板上に感湿素子及び感温素子を配設してなる結露センサと、
車両の外気温度を検出する外気センサと、
前記結露センサの感湿素子の電気抵抗値の変化率に基づいて周囲雰囲気の湿度変化率を検出する湿度変化率検出手段と、
前記感湿素子での電気抵抗値と、前記感温素子での検出温度により決定される基準値に、前記湿度変化率検出手段が検出する変化率で決定される補正値を加算して得られる新たな基準値とを比較することによって結露判定を行う結露判定手段と、
該結露判定手段の結露判定の信号に基づいてデミスト制御を行う空調制御手段とを備えた構成としたものである。
【０００７】
また、本発明は前記課題を達成するため、車両用空調装置を、
基板上に感湿素子及び感温素子を配設してなる結露センサと、
車両の外気温度を検出する外気センサと、
前記結露センサの感湿素子の電気抵抗値の変化率に基づいて周囲雰囲気の湿度変化率を検出する湿度変化率検出手段と、
前記感温素子での検出温度により決定される基準値に、前記湿度変化率検出手段が検出する変化率で決定される補正値を加算することにより得られる仮の基準値を、前記感温素子での検出温度により決定される基準値で除算して補正値を算出し、当該補正値を前記仮の基準値に加算して得られた新たな基準値と、前記感湿素子での電気抵抗値とを比較することによって結露判定を行う結露判定手段と、
該結露判定手段の結露判定の信号に基づいてデミスト制御を行う空調制御手段とを備えた構成としたものである。
【０００８】
この構成により、感湿素子での電気抵抗値が前記感温素子での検出温度に基づいて決定する基準値を越える場合であっても、この電気抵抗値が減少傾向にあれば、窓ガラスでの曇りは除去中であると判断してデミスト制御は開始しない。これにより、消費電力を抑えることができる。また逆に、前記感湿素子での電気抵抗値が前記基準値を越えない場合であっても、この電気抵抗値が増加傾向にあれば、デミスト制御を開始する。これにより、結露しやすい状況を把握して曇りの発生を未然に防止することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に従って説明する。
【００１３】
（第１の実施の形態）図１は第１の実施の形態に係る車両用空調装置のブロック図で、制御装置１には結露センサ２、外気センサ３、日射センサ４等から検出信号が入力され、コンプレッサ、ファン、ダンパ等の車両用空調機器５に制御信号を出力するようになっている。
【００１４】
前記結露センサ２は、図２に示すように、金属製の基板６に感湿素子７及び感温素子８を貼着し、周囲をケーシング９で覆ったもので、結露検出面１０であるフロントガラスに貼着される。感湿素子７には吸湿性を有する樹脂材料中に炭素粉末を分散させたものが使用されている。この感湿素子７では、周囲雰囲気の湿度に応じて前記樹脂材料への吸着水分量が変化し、炭素間距離が増減することにより電気抵抗値が変化するようになっている。すなわち、前記感湿素子７は、（従来の技術）の欄で説明したように、温度が一定であれば周囲雰囲気の絶対湿度がある程度高くなれば急激に電気抵抗値を増大させる特性（図５参照）を有すると共に、温度変化に応じて応答性が変化する特性（図６参照）を有している。
【００１５】
前記感温素子８には、熱電対やサーミスタ等の温度変化に応じて電気抵抗値が変化するものが使用されている。前記ケーシング９の中央部には通気口１１が穿設され、この通気口１１にはフィルタ１２が設けられている。このフィルタ１２には通気性及び水密性を有する材料が使用され、気体のみの通過を許容し、液体等の通過を阻止する延伸多孔質ポリテトラフロロエチレン（商品名：ゴアテックス）等が使用可能である。前記外気センサ３は前記感温素子８と同様な構成で、車両前方部に配設され、外気温度を検出可能となっている。前記日射センサ４は、車内前方部のダッシュボード等に設けられ、日射量を検出可能となっている。前記車両用空調機器５は、外気又は内気を所望の送風温度及び送風量で車内に所望位置から送風するためのもので、冷房サイクルの途中に設けたコンプレッサ、車内前方部のユニット内に設けたブロアや、各種ダンパ等が該当する。
【００１６】
前記制御装置１は、前記各センサ２、３、４からの入力信号に基づいて前記車両用空調機器５を駆動制御することにより車内側の空調を行なうが、冷房、暖房等の通常の空調制御については本実施例とは直接関係がないため、以下窓ガラス（自動車では、主にフロントガラス）の曇り検出について説明する。
【００１７】
まず、結露センサ２の感湿素子７及び感温素子８での電気抵抗値から結露センサ２の周囲雰囲気の湿度及び温度に対応するデータを読み込む。そして、図３のグラフにおいて湿度及び温度によって決定されるポイントがどの位置にあるのかによってフロントガラスへの結露の有無を判断する。
【００１８】
すなわち、外気温度が０℃を越えている場合、結露検出の開始直後では、外気温度に応じて図３の実線のグラフ（第１基準値Ｋ1）よりも上方の領域に該当すれば、「結露有り」と判断し、下方の領域に該当すれば、「結露無し」と判断する。その後、車室内の湿度が変化すれば、既に「結露有り」の判断がなされている場合、結露センサで検出される電気抵抗値が減少して６０ＫΩ以下となった時点で、「結露無し」の判断を行なう。また、既に「結露無し」の判断がなされている場合、結露センサで検出される電気抵抗値が上昇して実線のグラフで示す値を越えた時点で、「結露有り」の判断を行なう。このように、外気温度が０℃を越えている場合、既に結露判断をした後の結露有無の判断に幅を持たせるようにしたのは、感湿素子７の応答性を考慮したものである。すなわち、外気温度が０℃を越えていれば、感湿素子７の応答性がよいため、結露有無の判断に幅を持たせなければ、車室内の湿度変化に敏感に反応して「結露有り」、「結露無し」の判断が頻繁に切り替わる、いわゆるチャタリングが発生するからである。
【００１９】
一方、外気温度が０℃以下である場合、図５の実線のグラフよりも上方の領域に該当すれば、「結露有り」と判断し、下方の領域に該当すれば、「結露無し」と判断する。ここで、結露有無の判断に前述のような幅を設けていないのは、外気温度が０℃以下であれば、感湿素子７の応答性が悪くなるため、チャタリングは発生しないからである。
【００２０】
このようにして「結露有り」の判断がなされれば、車両用空調機器５に制御信号を発してデミスト制御を開始する。具体的には、コンプレッサの駆動回転数を高めることにより、車室内への送風路途中に設けられ、通過する空気を冷却・除湿するエバポレータでの除湿能力を高めたり、ユニット内のダンパを回動させ、送風モードをＤＥＦモードに切り替えてフロントガラスの内面に直接送風したりする。また、「結露無し」の判断がなされれば、通常の空調制御を続行する。
【００２１】
（第２の実施の形態）第２の実施の形態に係る車両用空調装置の構成は、前記第１の実施の形態のものと同一であるので、以下本実施の形態の特徴である曇り検出について説明する。
【００２２】
すなわち、外気センサ３での検出温度と、日射センサ４での検出日射量とから図６に示す表に基づいて第２基準値Ｋ2を決定する。そして、感湿素子７での電気抵抗値をこの第２基準値Ｋ2と比較し、電気抵抗値の方が大きければ、「結露有り」の判断をしてデミスト制御を開始し、逆に小さければ、「結露無し」の判断をして通常の空調制御を続行する。例えば、外気温度が１０℃で、日射量が２００kcal/m2hである場合、第２基準値Ｋ2を９５ｋΩとし、感湿素子７での電気抵抗値と比較する。感湿素子７での電気抵抗値が９５ｋΩ以上であれば「結露有り」と判断し、９５ｋΩ未満であれば「結露無し」と判断する。
【００２３】
（第３の実施の形態）第３の実施の形態に係る車両用空調装置でも、前記第１及び第２の実施の形態のものと同一の構成であるので、以下本実施の形態の特徴である曇り検出について説明する。
【００２４】
すなわち、前回読み込んだ感湿素子７での電気抵抗値に対して現在読み込まれる電気抵抗値の変化量ΔＲを検出し、この変化量ΔＲに基づいて第１補正値Ｒ1を決定する。この第１補正値Ｒ1は、例えば、電気抵抗値の変化量ΔＲが２０ｋΩ以上であれば−５、２０ｋΩ未満であれば０とする。そして、前記第１補正値Ｒ1を前記第１基準値Ｋ1に加算することにより第３基準値Ｋ3（＝Ｋ1＋Ｒ1）を決定する。感湿素子７での電気抵抗値が第３基準値Ｋ3よりも大きければ、「結露有り」と判断してデミスト制御を行い、小さければ、「結露無し」と判断して通常の空調制御を行う。
【００２５】
（第４の実施の形態）第４の実施の形態に係る車両用空調装置でも、前記第１ないし第３の実施の形態のものと同一の構成であるので、以下本実施の形態の特徴である曇り検出について説明する。
【００２６】
すなわち、前記第３の実施の形態において決定した第３基準値Ｋ３に感温素子８での検出温度に基づいて算出した第２補正値Ｒ２を加算し、これを第４基準値Ｋ４(＝Ｋ３＋Ｒ２）とする。前記補正値Ｒ２は、前回読み込んだ感温素子８での電気抵抗値に対して現在読み込まれる電気抵抗値の変化量ΔＲを算出し、その値ΔＲを前記第１基準値Ｋ１で除算することにより算出する（Ｒ２＝ΔＲ/Ｋ１）。ただし、この補正値Ｒ２は、０.６〜１の範囲にある場合にのみ適用して前記第３基準値Ｋ３に加算し、第４基準値Ｋ４とする。したがって、この範囲以外の補正値となった場合には、第３基準値Ｋ３がそのまま第４基準値Ｋ４となる。そして、この第４基準値Ｋ４を感湿素子７での電気抵抗値と比較することにより、感湿素子７での電気抵抗値が第４基準値Ｋ４よりも大きければ、「結露有り」と判断してデミスト制御を開始し、逆に小さければ「結露無し」と判断して通常の空調制御を続行する。
【００２７】
（第５の実施の形態）第５の実施の形態に係る車両用空調装置でも、前記第１ないし第４の実施の形態のものと同一の構成であるので、以下本実施の形態の特徴である曇り検出について説明する。
【００２８】
すなわち、日射センサ４で検出される日射量に基づいて前記第４基準値Ｋ4にさらに補正を加算することにより第５基準値Ｋ5とし、前記同様にして結露の有無を判断し、デミスト制御又は通常空調制御を行う。つまり、この第５曇り検出では、日射量が多ければ、たとえ前記各曇り検出で「結露有り」の判断がなされる条件下であっても、実際には結露が発生しにくいということを考慮している。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る車両用空調装置のブロック図である。
【図２】  図１の結露センサを示す斜視図である。
【図３】  結露有無の判断を行うための基準となるグラフである。
【図４】  外気温度と日射量から結露検出面に曇りが発生するか否かの判断基準（第２の基準値）を示す表である。
【図５】  図２の感湿素子の湿度に対する電気抵抗値の変化を示すグラフである。
【図６】  図２の感湿素子の温度に対する特性変化を示すグラフである。
【符号の説明】
２  結露センサ
６  基板
７  感湿素子
８  感温素子
９  ケーシング
１０  結露検出面
１１  通気口
１２  フィルタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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