JP4082124B2 - Anti-fogging device for vehicle and method for estimating condensation - Google Patents

Description

Translated fromJapanese

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、結露推定方法、車両用曇り止め装置に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
従来、車両のフロントガラスの結露を検出するために、フロントガラスの近傍の湿度を、電気抵抗値の変化（または、静電容量の変化）を利用して検出するセンサが考案されている。
【０００３】
しかし、このようなセンサとしては、フロントガラスの結露を検出するためだけの専用のものが必要でコストが上昇するといった問題が生じている。そこで、本発明者は、車室内の温度分布を検出するために提案されている公知のＩＲセンサ（特開平２００１−１５０９２０、特開平１０−１６０５８０号公報）を利用してウインドシールドの結露を検出することについて検討した。
【０００４】
そこで、本発明は、車室内の各エリアの温度を個々に検出する検出手段を利用した車両用曇り止め装置、および結露推定方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、車室内の各エリアの温度を個々に検出する検出手段（７１ａ）と、
前記検出手段と車両のウインドシールドの内壁とを熱的に結合する結合部材（１１０）と、
前記検出手段の検出に応じて、前記各エリアの温度分布が所定範囲内に入っているか否かを判定する第１の判定手段（Ｓ１１０）と、
前記各エリアの温度分布が所定範囲内に入っていることを前記第１の判定手段が判定したとき、前記ウインドシールドが結露しているとして、前記ウインドシールドの曇りを除去する除去手段（Ｓ１２０）と、を有することを特徴とする。
【００１１】
ここで、請求項２に記載の発明のように、第１の判定手段は、検出された温度分布が所定範囲内に入っているか否かを繰り返し判定し、検出された温度分布が所定範囲内に入っているとの判定を所定回数以上行ったときには、除去手段が、ウインドシールドの曇りを除去するようにしてもよい。
【００１２】
これにより、ウインドシールドが結露しているか否かの判定を精度良く行うことができる。
【００１３】
さらに、請求項３に記載の発明のように、検出手段の検出に応じて、各エリアのうち少なくとも１つのエリアの検出温度が、所定範囲内から外れたか否かを判定する第２の判定手段と、各エリアのうち少なくとも１つのエリアの検出温度が所定範囲内から外れたことを第２の判定手段が判定したとき、ウインドシールドの曇りの除去を停止する停止手段と、を有するようにしてもよい。
【００１４】
また、請求項４に記載の発明のように、車室内の各エリアの温度を個々に検出する検出手段（７１ａ）と、検出手段と車両のウインドシールドの内壁とを熱的に結合する結合部材（１１０）と、検出手段の検出に応じて、ウインドシールドの結露度合いを推定する推定手段と、推定されたウインドシールド結露度合いに応じて、ウインドシールドの曇りを除去する除去手段と、を有するようにしてもよい。
【００１５】
ここで、請求項５に記載の発明のように、推定手段が、検出手段の検出に基づき、各エリアのうち少なくとも１つのエリアの検出温度が所定範囲内に入ってから各エリアの全ての検出温度が所定範囲内に入るまでの時間を計測し、この計測された時間に基づき、ウインドシールド結露度合いを推定するようにしてもよい。
【００１６】
また、除去手段としては、請求項６に記載の発明のように、ウインドシールドの曇りを除去するための送風空気をウインドシールドの内壁に吹き出すように構成してもよい。さらに、除去手段としては、請求項７に記載の発明のように、ウインドシールドを加熱するために、通電により熱を発生する電熱線を有するように構成してもよい。
【００１８】
請求項８に記載の発明では、車両のウインドシールドの内壁と熱的に結合され、かつ車室内の各エリアの温度を個々に検出する検出手段（７１ａ）を用いて、ウインドシールドの結露の発生を推定する結露推定方法であって、検出手段の検出に応じて、各エリアの温度分布が所定範囲内に入っているか否かを判定し、検出された温度分布が所定範囲内に入っていることが判定されたとき、ウインドシールドの内壁に結露が発生していることを推定することを特徴とする。
【００１９】
また、請求項９に記載の発明では、車両のウインドシールドの内壁と熱的に結合され、かつ車室内の各エリアの温度を個々に検出する検出手段（７１ａ）を用いて、各エリアの温度分布を検出し、検出された温度分布に応じて、ウインドシールドの結露度合いを推定することを特徴とする。
【００２０】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する一実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施形態になる車両用温度検出装置を用いた車両用空調装置の全体構成図であり、空調装置１の空調ケース２は車室内前部の計器盤内側に配置され、車室内へ向かって流れる空気の通路を形成する。空調ケース２の空気流れ上流端には内外気切替箱３が設けられ、この内外気切替箱３内の内外気切替ドア４により内気吸入口５と外気吸入口６とを開閉することにより、車室内の空気（内気）または車室外の空気（外気）を切替導入する。なお、内外気切替ドア４は、サーボモータからなる電気駆動装置２０により駆動される。
【００２２】
内外気切替箱３の空気流れ下流側には送風機７が配置され、送風機７のケース８に遠心式のファン９が収納され、電動モータ１０にてファン９が回転駆動される。電動モータ１０に印加される電圧（以下、ブロワ電圧という）は駆動回路４０により制御され、このブロワ電圧の制御により送風機７の回転速度、ひいては送風機７の送風量が調整される。
【００２３】
送風機７の空気流れ下流側には、冷房用熱交換器としての蒸発器１１が配置されている。この蒸発器１１は、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機３０を含む冷凍サイクルに設けられるものであって、蒸発器１１に流入した低圧冷媒が送風機７の送風空気から吸熱して蒸発することにより送風空気を冷却する。
【００２４】
なお、圧縮機３０は車両エンジン（図示せず）により駆動されるようになっており、圧縮機３０は動力断続用の電磁クラッチ３１が備えられ、電磁クラッチ３１への電力供給は駆動回路４１により断続される。
【００２５】
空調ケース２内で蒸発器１１の空気流れ下流側には、暖房用熱交換器としてのヒータコア１２が配置されており、このヒータコア１２は車両エンジンの温水（冷却水）を熱源として送風空気を加熱する。また、このヒータコア１２の側方には、ヒータコア１２をバイパスして送風空気を流すためのバイパス通路１３が形成されている。
【００２６】
蒸発器１１とヒータコア１２の間に板状ドアからなるエアミックスドア１４が回動可能に配置されている。このエアミックスドア１４は温度調節手段であり、ヒータコア１２を通過する温風とバイパス通路１３を通過する冷風との風量割合を調節することにより車室内へ吹き出す空気の温度を調節する。ヒータコア１２からの温風とバイパス通路１３からの冷風をヒータコア１２下流側で混合させて所望温度の空気を作り出すことができる。なお、エアミックスドア１４は、サーボモータからなる電気駆動装置２１により駆動される。
【００２７】
空調ケース２の空気流れ下流端部には、デフロスタ開口部１５とフェイス開口部１６とフット開口部１７が開口している。デフロスタ開口部１５は図示しないデフロスタダクトを介して車両フロント窓ガラス内面に向けて送風空気を吹き出すもので、回動自在な板状のデフロスタドア１５ａにより開閉される。
【００２８】
フェイス開口部１６は図示しないフェイスダクトを介して車室内乗員の上半身に向けて送風空気を吹き出すもので、回動自在な板状のフェイスドア１６ａにより開閉される。さらに、フット開口部１７は図示しないフットダクトを介して車室内乗員の足元に向けて送風空気を吹き出すもので、回動自在な板状のフットドア１７ａにより開閉される。
【００２９】
上記した吹出モード設定用の各ドア１５ａ、１６ａ、１７ａは、共通のリンク機構１８に連結され、このリンク機構１８を介してサーボモータからなる電気駆動装置２２により駆動される。そして、各ドア１５ａ、１６ａ、１７ａの作動により、次に述べる５つの吹出モードを設定可能になっている。
【００３０】
すなわち、フェイスモード時は、フェイス開口部１６を全開し、デフロスタ開口部１５およびフット開口部１７を全閉して、フェイス開口部１６から送風空気を吹き出す。
【００３１】
バイレベルモード時は、フェイス開口部１６とフット開口部１７の両方を開口し、デフロスタ開口部１５を全閉して、フェイス開口部１６とフット開口部１７の両方から送風空気を略同量ずつ吹き出す。
【００３２】
フットモード時は、フット開口部１７を全開すると共にデフロスタ開口部１５を小開度だけ開口し、フェイス開口部１６を全閉して、フット開口部１７から主に送風空気を吹き出し、デフロスタ開口部１５から少量の送風空気を吹き出す。
【００３３】
フットデフロスタモード時は、デフロスタ開口部１５およびフット開口部１７を同程度開口し、フェイス開口部１６を全閉して、フットモード時に比較してフット開口部１７からの吹出風量を減少させ、デフロスタ開口部１５からの吹出風量を増加させる。
【００３４】
デフロスタモード時は、デフロスタ開口部１５を全開し、フェイス開口部１６およびフット開口部１７を全閉して、デフロスタ開口部１５から送風空気を吹き出す。
【００３５】
次に、本実施形態における電気制御部の概要を説明すると、空調用電子制御装置５０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなる周知のマイクロコンピュータとその周辺回路にて構成されるもので、空調用電子制御装置５０には、車両エンジンのイグニッションスイッチ６０を介して車載バッテリ６１から電源が供給される。
【００３６】
空調用電子制御装置５０には、空調制御のために、センサ群７０〜７７から検出信号が入力される。これらのセンサとしては、エンジン冷却水温を検出する水温センサ７０、図示しない運転者およびその周辺の温度と前面窓ガラスの温度とを検出する赤外線センサ７１（詳細後述）、外気温を検出する外気センサ７２、日射量を検出する日射センサ７３、蒸発器１１を通過した直後の空気温度（以下、蒸発器後温度という）を検出する蒸発気温度センサ７４、エアミックスドア１４の実際の開度を検出するＡ／Ｍ開度センサ７５、車速を検出する車速センサ７６、車室内空気の相対湿度を検出する湿度センサ７７が設けられている。
【００３７】
さらに、車室内の計器盤周辺に配置される空調操作パネル８０には、乗員により手動操作される下記のスイッチが備えられ、これらのスイッチの操作信号も空調用電子制御装置５０に入力される。
【００３８】
空調操作パネル８０のスイッチとしては、設定温度の信号を発生する温度設定スイッチ８１、送風機７の風量切替信号を発生する風量スイッチ８２、内外気切替信号を発生する内外気スイッチ８３、吹出モード信号を発生する吹出モードスイッチ８４、圧縮機３０の電磁クラッチ３１のオンオフ信号を発生するエアコンスイッチ８５、空調の自動制御モード設定用のオート信号を発生するオートスイッチ８６が設けられている。
【００３９】
次に、赤外線センサ７１について詳細に説明する。図２に示すように、赤外線センサ７１は、センサ本体７１ａと、このセンサ本体７１ａの筐体とフロント窓ガラス１００の内壁とを熱的に結合する熱結合部材１１０とを備える。熱結合部材１１０は、熱伝導材料（例えば、アルミニュウムなどの金属）により、カップ状に形成されているとともに、底壁にて開口部１１１が設けられている。なお、熱結合部材１１０は、フロント窓ガラス１００の内壁に対して、例えば接着剤等により固定される。
【００４０】
センサ本体７１ａは、赤外線を検出する四角形状のセンサエレメント７１３を搭載してなる基板７１２と、センサエレメント７１３を覆うように配置されるカップ状の筐体７１０とを有する。
【００４１】
センサエレメント７１３は、入射する赤外線量に応じた電気信号を出力する３８個のセルから構成され、３８個のセルが４行８列のマトリックス状に配置されている。これにより、図４に示す３２個の各視野毎の表面温度、すなわち３２個の各エリアの温度をそれぞれ独立に検出するようになっている。なお、センサエレメント７１３としては、センサ自身の絶対温度を検出する温度センサ（図示しない）を含んで、サーモパイル式のＩＲセンサ構成している。
【００４２】
また、筐体７１０は、その底壁にて各座席を含む所望領域に向けて形成された開口部７１１を有し、開口部７１１内には、所望領域から入射された入射光のうち赤外線だけを透過するフィルタ７１４が嵌合されている。このことにより、フィルタ７１４は、各座席を含む所望領域からの入射光が入射するようになっている。これに伴い、センサエレメント７１３としては、フィルタ７１４を通して、各乗員およびその周辺の温度が検出可能になっている。
【００４３】
ここで、フィルタ７１４は、開口部７１１内に嵌合されて筐体７１０と熱的に結合されている。これにより、フィルタ７１４は、熱結合部材１１０を介して、フロント窓ガラス１００と熱的に結合されている。従って、センサエレメント７１３としては、後述するように、フィルタ７１４から入射される赤外線を検出することで、結露を検出することができる。
【００４４】
因みに、運転席において表面が露出している部位、すなわち、運転者によって覆われていない部位の温度は、車室内の温度と相関があるため、運転席の表面からの赤外線が入射するセルの信号に基づいて車室内の温度を推定することができる。
【００４５】
次に、上記構成になる空調装置１の作動を説明する。まず、空調用電子制御装置５０のマイクロコンピュータにより実行される制御処理について説明する。
【００４６】
イグニッションスイッチ６０がオンされて制御装置５０に電源が供給された状態において、空調操作パネル８０のオートスイッチ８６が投入されると、センサ群７０〜７７からの検出信号、およびスイッチ群８１〜８６からの操作信号に基づいて、制御装置５０が以下の制御処理を実行する。
【００４７】
まず、設定温度、運転者およびその周辺の温度、前面窓ガラス９４の温度、外気温、日射量等に基づいて、車室内へ吹き出される送風空気の目標吹出温度を算出する。この目標吹出温度は、車室内の温度を設定温度に維持するために必要な吹出空気の温度である。
【００４８】
次に、目標吹出温度、蒸発器後温度、およびエンジン冷却水温に基づいて、エアミックスドア１４の目標開度を算出し決定する。この目標開度は、車室内へ吹き出される送風空気の温度を目標吹出温度に維持するために必要な開度である。
【００４９】
次に、送風機７により送風される空気の目標風量を目標吹出温度に基づいて算出し、目標風量を実現するためのブロワ電圧を決定する。次に、目標吹出温度に応じて内外気モードを決定し、目標吹出温度や車室内空気の相対湿度に基づいて吹出モードを決定し、蒸発器後温度に応じて圧縮機３０の運転・停止を決定する。
【００５０】
ここで、例えば、吹出モードとしてデフロスタモードを選択する例について説明する。
【００５１】
先ず、センサエレメント７１３の各セルの検出出力が入力され（Ｓ１００）、各セルの検出出力に基づき、次のようにフロント窓ガラス１００が結露しているか否かを判定する（Ｓ１１０）。
【００５２】
先ず、センサエレメント７１３には、各座席を含む所望領域からの赤外線が入射される為、通常、所望領域には不均一の温度分布が形成され、センサエレメント７１３のセル毎の出力は、不均一になる。
【００５３】
しかし、フロント窓ガラス１００が結露している場合には、フィルタ７１４は、フロント窓ガラス１００に対して、熱結合部材１１０、筐体７１０を介して熱的に結合されているため、フィルタ７１４の温度としては、フロント窓ガラス１００の温度と同等になる。すなわち、フィルタ７１４の温度としても、結露の発生する温度になり、フィルタ７１４が結露した状態では、センサエレメント７１３には各座標を含む所定領域からの赤外線ではなく、結露水温度に応じた赤外線が入射されるため、センサエレメント７１３としては、各セルの出力がほぼ均一になる。このため、センサエレメント７１３の各セルの出力が、所定範囲内に入っているときには、フロント窓ガラス１００に結露が発生していることを判定（推定）する。
【００５４】
すなわち、センサエレメント７１３の検出に基づき、各セルの検出温度分布が所定範囲内に入っているときには、フロント窓ガラス１００に結露が発生していることを判定して、フロント窓ガラス１００の結露を止めるために、吹出モードとしてデフロスタモードを選択する（Ｓ１２０）。これに伴い、冷凍サイクルによって除湿された空気をフロント窓ガラス１００に向けて吹き出して、フロント窓ガラス１００の曇りを除去する。
【００５５】
（他の実施形態）
上記実施形態では、フロント窓ガラス１００の結露を止めるために、冷凍サイクルによって除湿された空気をフロント窓ガラス１００に向けて吹き出す例について説明したが、フロント窓ガラス１００を透明導電性薄膜（電熱線）を用いて加熱するようにしてもよい。すなわち、フロント窓ガラス１００の内壁に透明導電性薄膜を沿わしておき、車載バッテリから透明導電性薄膜に通電させて、透明導電性薄膜によりフロント窓ガラス１００を加熱させるようにしてもよい。
【００５６】
上記実施形態では、センサエレメント７１３として、センサ自身の絶対温度を検出する温度センサ（温度検出手段）を含んでいるものを示したが、この温度センサにより、フロント窓ガラス１００の内壁の近傍の温度を検出し、この検出温度と、湿度センサ７７により検出された車室内空気の相対湿度とに基づき、フロント窓ガラス１００に結露が発生しているか否かを判定するようにしてもよい。
【００５７】
上記実施形態では、ウインドシールドとして、フロント窓ガラス１００を適用した例について説明したが、側方窓ガラスや後方窓ガラスを用いるようにしてもよい。
【００５８】
上記実施形態では、センサエレメント７１３の検出に基づき、所望領域における温度分布が所定範囲内に入っていることの判定を一回行ったとき、フロント窓ガラス１００が結露していることを判定したが、所望領域における温度分布が所定範囲内に入っていることの判定を複数回行ったとき、フロント窓ガラス１００が結露していることを判定するようにしてもよい。
【００５９】
上記実施形態において、センサエレメント７１３の各セルのうち、いずれか１つのセルの検出温度が所定範囲内から外れたとき、デフロスタモードを停止して、ウインドシールドの曇りの除去を停止する。
【００６０】
上記実施形態において、センサエレメント７１３の検出に基づき、フロント窓ガラス１００の結露度合い（すなわち、曇り度合い）を推定するようにしてもよい。
【００６１】
例えば、センサエレメント７１３の各セルのうち、検出温度が所定範囲内に入っているセルの数により、ウインドシールドの結露度合を推定する。そして、透明導電性薄膜によりフロント窓ガラス１００を加熱させる場合、検出温度が所定範囲内に入っているセルの数が多くなるについて、透明導電性薄膜に流す電流を増やして発熱量を上げたり、電流を流す時間を長くするようにしてもよい。
【００６２】
さらに、各セルのうち少なくとも１つのセルの検出温度が所定範囲内に入ってから各セルの全ての検出温度が所定範囲内に入るまでの時間を計測し、この計測された時間に基づき、ウインドシールドの結露度合いを推定するようにしてもよい。この場合、計測時間が短いほど、結露度合い（曇り度合い）が大きいとして、透明導電性薄膜に流す電流を増やして発熱量を上げたり、電流を流す時間を長くするようにしてもよい。
【００６３】
上記実施形態において、フロント窓ガラス１００の結露を止めるために、吹出モードとしてデフロスタモードを選択した例について選択したが、フットデフモードを選択するようにしてもよい。
【００６４】
上記実施形態において、車両用温度センサとして、サーモパイル式のセンサをを用いた例を示したが、これに限らず、パイロ、サーミスタボロメータ、ゴーレイセルなどの各種のタイプの赤外線センサを用いることができる。また、車室内の各エリアの温度を個々に検出するもので、窓ガラスの内壁とを熱的に結合できるものであれば、赤外線検出の温度センサ以外のセンサを用いるようにしてもよい。
【００６５】
上記実施形態において、３２個のセルを有するセンサエレメント７１３を筐体７１０内に配設して赤外線センサ７１を構成するようにした例を示したが、図６に示すように、単一のセルを筐体７１０内に配設して構成されるセンサ本体７１ｂを複数個（図では、２個の例を示す）用い、これらセンサ本体７１ｂと熱結合部材１１０とにより赤外線センサを構成するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る車両用温度検出装置を適用した車両用空調装置の全体構成図である。
【図２】赤外線センサの取る付け構造を示す断面図である。
【図３】赤外線センサの構造を示す断面図である。
【図４】赤外線センサのセンサエレメントを示す図である。
【図５】マイクロコンピュータの作動を示すフローチャートである。
【図６】変形例の赤外線センサの構造を示す断面図である。
【符号の説明】
７１…赤外線センサ、７１ａ…センサ本体、１００…フロント窓ガラス、
１１０…熱結合部材、１１１…開口部、７１３…センサエレメント、
７１０…筐体。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The presentinvention, condensation estimation method, a safety device fogging vehicle.
[0002]
[Background Art and Problems to be Solved by the Invention]
Conventionally, in order to detect dew condensation on the windshield of a vehicle, a sensor has been devised that detects the humidity near the windshield using a change in electrical resistance (or a change in capacitance).
[0003]
However, there is a problem that such a sensor requires a dedicated sensor only for detecting dew condensation on the windshield, which increases costs. Therefore, the present inventor detects the condensation of the windshield using a known IR sensor (Japanese Patent Laid-Open No. 2001-150920, Japanese Patent Laid-Open No. 10-160580) proposed for detecting the temperature distribution in the passenger compartment. It was investigatedto.
[0004]
Therefore, an object of the present invention is to provide a vehicle anti-fogging device and a dew condensation estimation method usingdetection means forindividually detectingthe temperature ofeach area in a vehicle interior.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the invention according toclaim 1,detection means (71a) for individually detecting the temperature of each area in the vehicle interior;
A coupling member (110) for thermally coupling the detection means and the inner wall of the windshield of the vehicle;
First determination means (S110) for determining whether the temperature distribution of each area is within a predetermined range in response to detection by the detection means;
When the first determination means determines that the temperature distribution of each area is within a predetermined range, it is determined that the windshield has dewed, and the removal means for removing fog on the windshield (S120). It is characterized by having.
[0011]
Here, as in the invention described inclaim2 , the first determination means repeatedly determines whether or not the detected temperature distribution is within a predetermined range, and the detected temperature distribution is within the predetermined range. When it is determined that it is in a predetermined number of times or more, the removing means may remove the fogging of the windshield.
[0012]
Thereby, it is possible to accurately determine whether or not the windshield is condensed.
[0013]
Further, as in thethird aspect of the invention, the second determination means for determining whether or not the detected temperature of at least one of the areas is out of the predetermined range in response to detection by the detection means. And a stopping means for stopping the removal of fogging of the windshield when the second determining means determines that the detected temperature of at least one of the areas is out of the predetermined range. Also good.
[0014]
Further, as in the invention described inclaim4 , the detecting means (71a) for individually detecting the temperature of each area in the passenger compartment, and the connecting member for thermally connecting the detecting means and the inner wall of the windshield of the vehicle (110), estimation means for estimating the degree of condensation on the windshield in accordance with detection by the detection means, and removal means for removing fog on the windshield in accordance with the estimated degree of condensation on the windshield. It may be.
[0015]
Here, as in the invention described inclaim5 , the estimation means detects all of the areas after the detection temperature of at least one of the areas falls within a predetermined range based on the detection of the detection means. The time until the temperature falls within a predetermined range may be measured, and the windshield dew condensation degree may be estimated based on the measured time.
[0016]
Further, as the removing means, as in thesixth aspect of the invention, it may be configured such that blown air for removing the fog of the windshield is blown out to the inner wall of the windshield. Further, the removing means may be configured to have a heating wire that generates heat by energization in order to heat the windshield, as in the invention described in claim7 .
[0018]
In the invention described in請 Motomeko8, it is an inner wall and thermally coupled windshield of the vehicle, and using the detection means (71a) for detecting the temperature of each area in the vehicle compartment individually windshield condensation A dew condensation estimation method for estimating occurrence, wherein whether or not the temperature distribution of each area is within a predetermined range is determined according to detection by the detection means, and the detected temperature distribution is within the predetermined range. When it is determined that there is condensation, it is estimated that condensation has occurred on the inner wall of the windshield.
[0019]
In the invention according to claim9 , the temperature of each area is detected by using detection means (71a) which is thermally coupled to the inner wall of the windshield of the vehicle and individually detects the temperature of each area in the passenger compartment. The distribution is detected, and the degree of condensation on the windshield is estimated according to the detected temperature distribution.
[0020]
In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows a corresponding relationship with the specific means as described in one Embodiment mentioned later.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a vehicle air conditioner using a vehicle temperature detection device according to an embodiment of the present invention, and anair conditioning case 2 of theair conditioner 1 is disposed inside the instrument panel at the front of the vehicle interior, A passage for air flowing toward the passenger compartment is formed. An inside / outsideair switching box 3 is provided at the upstream end of the air flow of theair conditioning case 2, and the inside / outsideair switching door 4 in the inside / outsideair switching box 3 is used to open and close theinside air inlet 5 and theoutside air inlet 6. Switch between indoor air (inside air) or outside the vehicle cabin (outside air). The inside / outsideair switching door 4 is driven by anelectric drive device 20 formed of a servo motor.
[0022]
A blower 7 is arranged on the downstream side of the air flow in the inside / outsideair switching box 3, a centrifugal fan 9 is housed in acase 8 of the blower 7, and the fan 9 is rotationally driven by theelectric motor 10. A voltage (hereinafter referred to as a blower voltage) applied to theelectric motor 10 is controlled by thedrive circuit 40, and the rotational speed of the blower 7 and, consequently, the blown amount of the blower 7 are adjusted by controlling the blower voltage.
[0023]
Anevaporator 11 as a cooling heat exchanger is arranged on the downstream side of the air flow of the blower 7. Theevaporator 11 is provided in a refrigeration cycle including acompressor 30 that compresses and discharges refrigerant, and the low-pressure refrigerant flowing into theevaporator 11 absorbs heat from the blown air of the blower 7 and evaporates. Cool the blown air.
[0024]
Thecompressor 30 is driven by a vehicle engine (not shown). Thecompressor 30 is provided with anelectromagnetic clutch 31 for power interruption, and power supply to theelectromagnetic clutch 31 is supplied by adrive circuit 41. Intermittently.
[0025]
In theair conditioning case 2, a heater core 12 as a heat exchanger for heating is disposed on the downstream side of the air flow of theevaporator 11, and the heater core 12 heats the blown air using hot water (cooling water) of the vehicle engine as a heat source. To do. Further, abypass passage 13 is formed on the side of the heater core 12 so as to bypass the heater core 12 and allow the blown air to flow.
[0026]
Between theevaporator 11 and the heater core 12, theair mix door 14 which consists of a plate-shaped door is arrange | positioned so that rotation is possible. Thisair mix door 14 is a temperature adjusting means, and adjusts the air volume ratio between the hot air passing through the heater core 12 and the cold air passing through thebypass passage 13 to adjust the temperature of the air blown into the vehicle interior. Hot air from the heater core 12 and cold air from thebypass passage 13 can be mixed on the downstream side of the heater core 12 to create air at a desired temperature. Theair mix door 14 is driven by anelectric drive device 21 formed of a servo motor.
[0027]
Adefroster opening 15, aface opening 16, and afoot opening 17 are opened at the downstream end of the air flow of theair conditioning case 2. Thedefroster opening 15 blows blown air toward the inner surface of the vehicle front window glass through a defroster duct (not shown), and is opened and closed by a rotatable plate-like defroster door 15a.
[0028]
Theface opening 16 blows blown air toward the upper body of the passenger in the vehicle cabin via a face duct (not shown), and is opened and closed by a rotatable plate-like face door 16a. Further, thefoot opening 17 blows out air to the feet of passengers in the vehicle cabin via a foot duct (not shown), and is opened and closed by a rotatable plate-like foot door 17a.
[0029]
Each of thedoors 15a, 16a, 17a for setting the blowing mode is connected to a common link mechanism 18, and is driven by anelectric drive device 22 including a servo motor via the link mechanism 18. And the operation | movement of eachdoor 15a, 16a, 17a can set five blowing modes described below.
[0030]
That is, in the face mode, theface opening 16 is fully opened, thedefroster opening 15 and thefoot opening 17 are fully closed, and blown air is blown out from theface opening 16.
[0031]
In the bi-level mode, both theface opening 16 and thefoot opening 17 are opened, thedefroster opening 15 is fully closed, and substantially the same amount of blown air is supplied from both theface opening 16 and thefoot opening 17. Blow out.
[0032]
In the foot mode, thefoot opening 17 is fully opened and thedefroster opening 15 is opened by a small opening, theface opening 16 is fully closed, and blown air is mainly blown out from thefoot opening 17 so that the defroster opening is opened. Blow out a small amount of air from 15
[0033]
In the foot defroster mode, thedefroster opening 15 and thefoot opening 17 are opened to the same extent, and theface opening 16 is fully closed to reduce the amount of air blown from thefoot opening 17 as compared with the foot mode. The amount of air blown from theopening 15 is increased.
[0034]
In the defroster mode, thedefroster opening 15 is fully opened, theface opening 16 and thefoot opening 17 are fully closed, and blown air is blown out from thedefroster opening 15.
[0035]
Next, the outline of the electric control unit in the present embodiment will be described. The air conditioningelectronic control device 50 includes a well-known microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, and the like and peripheral circuits thereof. Theelectronic control unit 50 is supplied with power from an in-vehicle battery 61 via anignition switch 60 of the vehicle engine.
[0036]
Detection signals are input from thesensor groups 70 to 77 to the air conditioningelectronic control device 50 for air conditioning control. These sensors include awater temperature sensor 70 for detecting the engine cooling water temperature, an infrared sensor 71 (details will be described later) for detecting the temperature of the driver and its surroundings (not shown) and the temperature of the front window glass, and an outside air sensor for detecting the outside air temperature. 72, asolar radiation sensor 73 for detecting the amount of solar radiation, an evaporatingair temperature sensor 74 for detecting the air temperature immediately after passing through the evaporator 11 (hereinafter referred to as the post-evaporator temperature), and the actual opening of theair mix door 14 are detected. An A /M opening sensor 75 that detects the vehicle speed, avehicle speed sensor 76 that detects the vehicle speed, and ahumidity sensor 77 that detects the relative humidity of the air in the passenger compartment are provided.
[0037]
Further, the airconditioning operation panel 80 arranged around the instrument panel in the passenger compartment is provided with the following switches that are manually operated by passengers, and operation signals of these switches are also input to the air conditioningelectronic control unit 50.
[0038]
As switches of the airconditioning operation panel 80, atemperature setting switch 81 for generating a set temperature signal, anair volume switch 82 for generating an air volume switching signal for the blower 7, an inside /outside air switch 83 for generating an inside / outside air switching signal, and a blowing mode signal are provided. There are provided a blowing mode switch 84 that generates, anair conditioner switch 85 that generates an on / off signal for theelectromagnetic clutch 31 of thecompressor 30, and anauto switch 86 that generates an auto signal for setting an automatic control mode of the air conditioning.
[0039]
Next, theinfrared sensor 71 will be described in detail. As shown in FIG. 2, theinfrared sensor 71 includes a sensormain body 71 a and athermal coupling member 110 that thermally couples the housing of the sensormain body 71 a and the inner wall of thefront window glass 100. Thethermal coupling member 110 is formed in a cup shape from a heat conductive material (for example, a metal such as aluminum), and anopening 111 is provided in the bottom wall. Theheat coupling member 110 is fixed to the inner wall of thefront window glass 100 with, for example, an adhesive.
[0040]
The sensormain body 71a includes asubstrate 712 on which aquadrangular sensor element 713 for detecting infrared rays is mounted, and a cup-shapedcasing 710 disposed so as to cover thesensor element 713.
[0041]
Thesensor element 713 is composed of 38 cells that output an electric signal corresponding to the amount of incident infrared rays, and the 38 cells are arranged in a matrix of 4 rows and 8 columns. Thereby, the surface temperature for each of the 32 visual fields shown in FIG. 4, that is, the temperature of each of the 32 areas is detected independently. Thesensor element 713 includes a temperature sensor (not shown) that detects the absolute temperature of the sensor itself, and constitutes a thermopile type IR sensor.
[0042]
Further, thehousing 710 has anopening 711 formed on the bottom wall toward a desired area including each seat, and only infrared light is incident on the incident light incident from the desired area in theopening 711. Thefilter 714 which permeate | transmits is fitted. As a result, thefilter 714 receives incident light from a desired region including each seat. Accordingly, thesensor element 713 can detect the temperature of each occupant and the surrounding area through thefilter 714.
[0043]
Here, thefilter 714 is fitted into theopening 711 and is thermally coupled to thehousing 710. Thereby, thefilter 714 is thermally coupled to thefront window glass 100 via thethermal coupling member 110. Therefore, thesensor element 713 can detect dew condensation by detecting infrared rays incident from thefilter 714, as will be described later.
[0044]
By the way, the temperature of the part where the surface is exposed in the driver's seat, that is, the part not covered by the driver is correlated with the temperature in the passenger compartment, so the signal of the cell where the infrared rays from the surface of the driver's seat are incident The temperature in the passenger compartment can be estimated based on the above.
[0045]
Next, the operation of theair conditioner 1 configured as described above will be described. First, a control process executed by the microcomputer of the air conditioningelectronic control device 50 will be described.
[0046]
When theauto switch 86 of the airconditioning operation panel 80 is turned on in a state in which theignition switch 60 is turned on and power is supplied to thecontrol device 50, the detection signals from thesensor groups 70 to 77 and theswitch groups 81 to 86 Based on the operation signal, thecontrol device 50 executes the following control processing.
[0047]
First, based on the set temperature, the temperature of the driver and its surroundings, the temperature of the front window glass 94, the outside air temperature, the amount of solar radiation, and the like, the target blowing temperature of the blown air blown into the passenger compartment is calculated. This target blowing temperature is the temperature of the blowing air necessary for maintaining the temperature in the passenger compartment at the set temperature.
[0048]
Next, the target opening degree of theair mix door 14 is calculated and determined based on the target blowing temperature, the post-evaporator temperature, and the engine coolant temperature. This target opening is an opening necessary for maintaining the temperature of the blown air blown into the vehicle interior at the target blowing temperature.
[0049]
Next, the target air volume of the air blown by the blower 7 is calculated based on the target blowing temperature, and the blower voltage for realizing the target air volume is determined. Next, the inside / outside air mode is determined according to the target blowing temperature, the blowing mode is determined based on the target blowing temperature and the relative humidity of the cabin air, and the operation / stop of thecompressor 30 is started according to the temperature after the evaporator. decide.
[0050]
Here, for example, an example in which the defroster mode is selected as the blowing mode will be described.
[0051]
First, the detection output of each cell of thesensor element 713 is input (S100), and it is determined based on the detection output of each cell whether or not thewindshield 100 is condensed as follows (S110).
[0052]
First, since infrared rays from a desired area including each seat are incident on thesensor element 713, usually, a non-uniform temperature distribution is formed in the desired area, and the output of thesensor element 713 for each cell is non-uniform. become.
[0053]
However, when thefront window glass 100 is condensed, thefilter 714 is thermally coupled to thefront window glass 100 via thethermal coupling member 110 and thehousing 710. The temperature is equivalent to the temperature of thefront window glass 100. That is, the temperature of thefilter 714 is also a temperature at which condensation occurs. When thefilter 714 is condensed, thesensor element 713 does not receive infrared rays from a predetermined region including each coordinate, but infrared rays according to the condensed water temperature. Since the light is incident, the output of each cell becomes almost uniform as thesensor element 713. For this reason, when the output of each cell of thesensor element 713 is within a predetermined range, it is determined (estimated) that condensation has occurred on thewindshield 100.
[0054]
That is, based on the detection of thesensor element 713, when the detected temperature distribution of each cell is within a predetermined range, it is determined that condensation has occurred on thewindshield 100, and thewindshield 100 is dewed. In order to stop, the defroster mode is selected as the blowing mode (S120). Along with this, air dehumidified by the refrigeration cycle is blown out toward thefront window glass 100 to remove fogging of thefront window glass 100.
[0055]
(Other embodiments)
In the above embodiment, an example in which air dehumidified by the refrigeration cycle is blown out toward thefront window glass 100 in order to stop the condensation on thefront window glass 100 has been described. However, thefront window glass 100 is made of a transparent conductive thin film (heating wire). ) May be used for heating. That is, a transparent conductive thin film may be provided along the inner wall of thefront window glass 100, and the transparent conductive thin film may be energized from an in-vehicle battery so that thefront window glass 100 is heated by the transparent conductive thin film.
[0056]
In the above embodiment, thesensor element 713 includes a temperature sensor (temperature detection means) that detects the absolute temperature of the sensor itself. However, the temperature in the vicinity of the inner wall of thefront window glass 100 is detected by this temperature sensor. , And based on the detected temperature and the relative humidity of the vehicle interior air detected by thehumidity sensor 77, it may be determined whether or not condensation has occurred on thewindshield 100.
[0057]
In the above embodiment, an example in which thefront window glass 100 is applied as the windshield has been described. However, a side window glass or a rear window glass may be used.
[0058]
In the above embodiment, based on the detection of thesensor element 713, when it is determined once that the temperature distribution in the desired region is within the predetermined range, it is determined that thewindshield 100 is condensed. When the determination that the temperature distribution in the desired region is within the predetermined range is made a plurality of times, it may be determined that thewindshield 100 is condensed.
[0059]
In the above embodiment, when the detected temperature of any one of the cells of thesensor element 713 is out of the predetermined range, the defroster mode is stopped and the removal of the windshield cloud is stopped.
[0060]
In the embodiment described above, the degree of condensation (that is, the degree of fogging) of thewindshield 100 may be estimated based on the detection of thesensor element 713.
[0061]
For example, the degree of condensation of the windshield is estimated based on the number of cells in which the detected temperature is within a predetermined range among the cells of thesensor element 713. And, when thefront window glass 100 is heated by the transparent conductive thin film, the number of cells whose detection temperature is within a predetermined range increases, the current flowing through the transparent conductive thin film is increased, and the heating value is increased. You may make it lengthen the time to flow an electric current.
[0062]
Further, the time from when the detected temperature of at least one of the cells falls within a predetermined range until all the detected temperatures of each cell fall within the predetermined range is measured, and the window is calculated based on the measured time. The degree of condensation on the shield may be estimated. In this case, the shorter the measurement time, the greater the degree of condensation (the degree of clouding), so that the amount of heat generated by increasing the current flowing through the transparent conductive thin film may be increased, or the time for flowing the current may be lengthened.
[0063]
In the said embodiment, in order to stop dew condensation of thefront window glass 100, it selected about the example which selected defroster mode as blowing mode, However, You may make it select foot differential mode.
[0064]
In the above-described embodiment, an example in which a thermopile sensor is used as the vehicle temperature sensor is shown. However, the present invention is not limited to this, and various types of infrared sensors such as a pyro, thermistor bolometer, and go-ray cell can be used. Also, a sensor other than the temperature sensor for detecting infrared rays may be used as long as it can individually detect the temperature of each area in the passenger compartment and can be thermally coupled to the inner wall of the window glass.
[0065]
In the above embodiment, an example in which thesensor element 713 having 32 cells is arranged in thehousing 710 to form theinfrared sensor 71 is shown. However, as shown in FIG. A plurality ofsensor bodies 71b (two examples are shown in the figure) are configured by arranging them in ahousing 710, and an infrared sensor is configured by thesesensor bodies 71b and thethermal coupling member 110. May be.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a vehicle air conditioner to which a vehicle temperature detection device according to a first embodiment of the present invention is applied.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a mounting structure of an infrared sensor.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the structure of an infrared sensor.
FIG. 4 is a diagram showing a sensor element of an infrared sensor.
FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the microcomputer.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the structure of a modified infrared sensor.
[Explanation of symbols]
71 ... Infrared sensor, 71a ... Sensor body, 100 ... Front window glass,
110 ... thermal coupling member, 111 ... opening, 713 ... sensor element,
710: A housing.

Claims (9)

Translated fromJapanese

車室内の各エリアの温度を個々に検出する検出手段（７１ａ）と、
前記検出手段と車両のウインドシールドの内壁とを熱的に結合する結合部材（１１０）と、
前記検出手段の検出に応じて、前記各エリアの温度分布が所定範囲内に入っているか否かを判定する第１の判定手段（Ｓ１１０）と、
前記各エリアの温度分布が所定範囲内に入っていることを前記第１の判定手段が判定したとき、前記ウインドシールドが結露しているとして、前記ウインドシールドの曇りを除去する除去手段（Ｓ１２０）と、を有することを特徴とする車両用曇り止め装置。Detection means (71a) for individually detecting the temperature of each area in the passenger compartment;
A coupling member (110) for thermally coupling the detection means and the inner wall of the windshield of the vehicle;
First determination means (S110) for determining whether the temperature distribution of each area is within a predetermined range in response to detection by the detection means;
When the first determination means determines that the temperature distribution of each area is within a predetermined range, it is determined that the windshield has dewed, and the removal means for removing fog on the windshield (S120). And an anti-fogging device for vehicles. 前記第１の判定手段は、前記検出された温度分布が所定範囲内に入っているか否かを繰り返し判定し、前記検出された温度分布が所定範囲内に入っているとの判定を所定回数以上行ったときには、前記除去手段が、前記ウインドシールドの曇りを除去することを特徴とする請求項１に記載の車両用曇り止め装置。The first determination means repeatedly determines whether or not the detected temperature distribution is within a predetermined range, and determines whether or not the detected temperature distribution is within a predetermined range for a predetermined number of times or more. when done, the removal means, vehicle fogging apparatus according to claim1, characterized in that the removal of fogging of the windshield. 前記検出手段の検出に応じて、前記各エリアのうち少なくとも１つのエリアの検出温度が、前記所定範囲内から外れたか否かを判定する第２の判定手段と、
前記各エリアのうち少なくとも１つのエリアの検出温度が前記所定範囲内から外れたことを前記第２の判定手段が判定したとき、前記ウインドシールドの曇りの除去を停止する停止手段と、を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用曇り止め装置。Second determination means for determining whether or not the detected temperature of at least one of the areas is out of the predetermined range in response to detection by the detection means;
Stop means for stopping removal of fogging of the windshield when the second determination means determines that the detected temperature of at least one of the areas is out of the predetermined range. The anti-fogging device for vehicles according to claim1 or 2 . 車室内の各エリアの温度を個々に検出する検出手段（７１ａ）と、
前記検出手段と車両のウインドシールドの内壁とを熱的に結合する結合部材（１１０）と、
前記検出手段の検出に応じて、前記ウインドシールドの結露度合いを推定する推定手段と、
前記推定されたウインドシールド結露度合いに応じて、前記ウインドシールドの曇りを除去する除去手段と、を有することを特徴とする車両用曇り止め装置。Detection means (71a) for individually detecting the temperature of each area in the passenger compartment;
A coupling member (110) for thermally coupling the detection means and the inner wall of the windshield of the vehicle;
Estimating means for estimating the degree of condensation of the windshield in response to detection by the detecting means;
An anti-fogging device for a vehicle, comprising: a removing unit that removes fogging of the windshield according to the estimated degree of windshield condensation. 前記推定手段は、前記検出手段の検出に基づき、前記各エリアのうち少なくとも１つのエリアの検出温度が所定範囲内に入ってから前記各エリアの全ての検出温度が所定範囲内に入るまでの時間を計測し、この計測された時間に基づき、前記ウインドシールド結露度合いを推定することを特徴とする請求項４に記載の車両用曇り止め装置。Based on the detection by the detection means, the estimation means is a time from when the detection temperature of at least one of the areas falls within a predetermined range until all detection temperatures of the areas fall within the predetermined range. The vehicle anti-fogging device according to claim4 , wherein the windshield dew condensation degree is estimated based on the measured time. 前記除去手段は、前記ウインドシールドの曇りを除去するための送風空気を前記ウインドシールドの内壁に吹き出すことを特徴とする請求項４または５に記載の車両用曇り止め装置。The vehicular anti-fogging device according to claim4 or 5 , wherein the removing means blows blown air for removing the fog of the windshield to an inner wall of the windshield. 前記除去手段は、前記ウインドシールドを加熱するために、通電により熱を発生する電熱線を有することを請求項４または５に記載の車両用曇り止め装置。The vehicle anti-fogging device according to claim4 or 5 , wherein the removing means includes a heating wire that generates heat by energization in order to heat the windshield. 車両のウインドシールドの内壁と熱的に結合され、かつ車室内の各エリアの温度を個々に検出する検出手段（７１ａ）を用いて、前記ウインドシールドの結露の発生を推定する結露推定方法であって、
前記検出手段の検出に応じて、前記各エリアの温度分布が所定範囲内に入っているか否かを判定し、
前記検出された温度分布が所定範囲内に入っていることが判定されたとき、前記ウインドシールドの内壁に結露が発生していることを推定することを特徴とする結露推定方法。This is a dew condensation estimation method for estimating the occurrence of dew condensation on the windshield using detection means (71a) that is thermally coupled to the inner wall of the windshield of the vehicle and individually detects the temperature of each area in the vehicle interior. And
In response to detection by the detection means, it is determined whether the temperature distribution of each area is within a predetermined range,
When it is determined that the detected temperature distribution falls within a predetermined range, it is estimated that condensation has occurred on the inner wall of the windshield. 車両のウインドシールドの内壁と熱的に結合され、かつ車室内の各エリアの温度を個々に検出する検出手段（７１ａ）を用いて、前記各エリアの温度分布を検出し、
前記検出された温度分布に応じて、前記ウインドシールドの結露度合いを推定することを特徴とする結露推定方法。The temperature distribution of each area is detected using detection means (71a) that is thermally coupled to the inner wall of the windshield of the vehicle and individually detects the temperature of each area in the passenger compartment.
A dew condensation estimation method, wherein the dew condensation degree of the windshield is estimated according to the detected temperature distribution.

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