WO2002074566A1 - Capteur interieur de voiture avec moteur de ventilateur d'admission - Google Patents

Description

明 細 書 吸気ファンモータ付ィンカ一センサ 技術分野

本発明は吸気ファンモータ付インカ一センサに関し、 特に自動車用空調装置で 車室内の所定位置の空気を吸引して車室内の温度および湿度をサンプリングする 吸気ファンモータ付ィンカ一センサに関する。 背景技術

従来より、 自動車用空調装置の中には、 車室内の所定位置における空気温度を サンプリングして車室内の温度が設定温度になるように温度調整することが行わ れているものがある。 車室内の空気温度を検出する装置として吸気ファンモータ 付インカ一センサが知られている。 この吸気ファンモー夕付インカ一センサは、 感温素子のサーミス夕と車室内の所定位置からサ一ミス夕まで空気を強制吸引し てくるァスピレ一夕とから構成されている。 ァスピレ一夕は、 車室内の空気をサ 一ミス夕まで導く吸気ファンとこの吸気ファンを駆動するモータとから構成され ている。

図 3は従来の吸気ファンモ一タ付ィンカーセンサの構成例を示す中央縦断面図 である。

従来の吸気ファンモータ付インカ一センサにおいて、 ケース 1の図中右側方部 には、 ァスピレー夕ダクトが連結される吸気口 2を有し、 上部には排気口 3が形 成されている。 ケース 1の中央部には、 ケース 1内に吸気口 2から排気口 3への 空気の流れを生成する複数の羽根を持った吸気ファンモ一夕 4が装着されている。 この吸気ファンモータ 4の乇一夕部には、 静粛性に優れたブラシレスモータが使 用されている。 この吸気ファンモータ 4の上流側と吸気口 2との間の空間は、 計 測室 5を構成している。

ケース 1の下部には、 実装基板 6が配置されている。 この実装基板 6は、 計測 室 5内に配置された感温素子であるサ一ミス夕 7および吸気ファンモータ 4用の ブラシレスモータ駆動回路を実装しており、 さらに、 ケース 1の図中左側方部に 形成されたコネクタ 8の接続ピン 9に接続されている。 この接続ピン 9は、 サー ミスタ 7の出力端子、 ブラシレスモータ駆動回路の電源端子などに接続されてい る。

このような構造の吸気ファンモータ付インカ一センサにおいて、 吸気ファンモ 一夕 4が回転駆動されると、 吸気口 2から排気口 3への空気の流れが生じる。 こ れにより、 計測室 5内に配置されたサーミス夕 7が吸気口 2から流入してくる車 室内の空気の温度を検出する。 サ一ミス夕 7によって検出された温度信号は、 コ ネク夕 8の接続ピン 9を介して外部に設けられた図示しない自動車用空調装置の 制御装置に供給され、 車室内の温度調整に用いられる。

また、 自動車用空調装置が車室内の居住空間をより快適になるように制御する ために、 車室内の湿度を検出して、 よりきめの細かい車室内の空気調和制御を行 うこともある。 このため、 従来では、 車室内の後部座席などに湿度センサを設置 し、 車室内の湿度を検出するようにしている。

図 4は従来の湿度センサの例を示す断面図である。

湿度センサは、 感湿素子 1 1と変換回路 1 2とを備え、 これら感湿素子 1 1お よび変換回路 1 2は、 実装基板 1 3に搭載され、 ケース 1 4の中に収容されてい る。 ケース 1 4には、 車室内の空気がケース 1 4内に自然流通するように複数の 流通孔 1 5が穿設されている。 実装基板 1 3には、 自動車用空調装置の制御装置 に接続される出力信号線および電源線からなるケ一ブル 1 6が接続されている。 そして、 この湿度センサは、 車室内における湿度計測位置に取付ねじ 1 7によつ て取り付けられる。

実装基板 1 3に搭載された感湿素子 1 1は、 各種方式のものが知られているが、 ここでは、 静電容量式のセンサを用いている。 静電容量式の感湿素子 1 1は、 シ リコン基板上に感湿性高分子膜を形成し、 シリコン基板および感湿性高分子膜の 表面に電極を形成して構成される。 この感湿性高分子の誘電率は、 水に比べてか なり小さく、 吸湿すると誘電率が大きく増加する性質を有している。 この性質を 静電容量の変化として捕らえることにより、 湿度を計測することができる。 した がって、 この感湿素子 1 1は、 感温素子のサーミス夕 7のように、 検出出力信号 をそのまま使うことができないので、 変換回路 1 2が静電容量の変化を検出して 自動車用空調装置の制御装置が使える形式の信号に変換するようにしている。 こ の変換回路 1 2としては、 一般に、 静電容量の変化、 すなわち湿度の変化をそれ に比例した電圧信号または周波数信号に変換する回路が用いられている。

このように、 従来の自動車用空調装置では、 車室内の湿度を検出しょうとする 場合、 湿度センサを車室内に取り付ける場所を必要とすることから、 吸気ファン モータ付インカ一センサに温度を検出するサーミス夕と湿度センサとを一緒に実 装することが提案されている （特開昭 6 2 - 1 1 0 5 2 1号公報、 特開 2 0 0 0 — 3 5 1 3 1 2号公報） 。 これにより、 湿度センサの取り付け場所および取り付 け作業を不要として、 自動車用空調装置のコストを低減することが可能になる。 しかしながら、 従来の自動車用空調装置では、 湿度センサは、 原理的に変換回 路を必要とするため、 湿度センサ用の電源および電磁波障害対策素子が必要にな り、 これらが自動車用空調装置のコストを高くしているという問題点があった。 発明の開示

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、 温度センサぉよび湿度セ ンサを有するコストの安い吸気ファンモータ付インカ一センサを提供することを 目的とする。

本発明では上記問題を解決するために、 車室内の空気を吸引して自動車用空調 装置の制御に必要な温度および湿度信号を出力する吸気ファンモータ付ィンカー センサにおいて、 前記吸気ファンモ一夕を駆動する電子回路部品を実装した実装 基板と、 前記実装基板の吸気口から排気口までの任意の位置に実装ざれて吸引さ れた車室内の空気の温度を検出する温度センサと、 前記実装基板の前記吸気口か ら前記排気口までの任意の位置に実装されて吸引された車室内の空気の湿度を検 出する湿度センサとを備え、 前記湿度センサの動作に必要な電子回路部品を前記 吸気ファンモータを駆動する電子回路部品と共用したことを特徴とする吸気ファ ンモータ付ィンカーセンサが提供される。

このような吸気ファンモータ付インカ一センサによれば、 湿度センサに必要で あった電源回路や電磁波障害対策素子などの電子回路部品を吸気ファンモータの 駆動回路で用いていた電源回路や電磁波障害対策素子などの電子回路部品と共用 したことにより、 湿度センサに必要な電子回路部品を削減することができ、 安価 な自動車用空調装置を構成することができる。

本発明の上記および他の目的、 特徴おょぴ利点は本発明の例として好ましい実 施の形態を表す添付の図面と関連した以下の説明により明らかになるであろう。 図面の簡単な説明

図 1は、 本発明による吸気ファンモ一夕付インカ一センサの構成例を示す中央 縦断面図である。

図 2は、 実装基板に実装される電気回路を示す図である。

図 3は、 従来の吸気ファンモー夕付ィンカ一センサの構成例を示す中央縦断面 図である。

図 4は、 従来の湿度センサの例を示す断面図である。 発明を実施するための最良の形態

以下、 本発明の実施の形態を、 自動車用空調装置に適用した場合を例に図面を 参照して詳細に説明する。

図 1は本発明による吸気ファンモータ付インカ一センサの構成例を示す中央縦 断面図である。 この図 1において、 図 3に示した従来の吸気ファンモ一タ付イン 力一センサの構成要素と同じ要素については同じ符号を付してある。

本発明の吸気ファンモータ付インカ一センサは、 ケース 1の一端に被測定空気 を導入するァスピレ一タダクトが連結される吸気口 2を有している。 ケース 1の 上部には、 測定された空気を排気する排気口 3が形成されている。 ケース 1内の 中央部には、 吸気口 2から排気口 3への空気の流れを生成する吸気ファンモータ 4が設置されている。 この吸気ファンモータ 4は、 マグネット 2 1と、 モータの 回転を検出するサーチコイルおよびモータを回転駆動する駆動コイルが周設され たコイル部 2 2と、 ヨーク 2 3， 2 4とを有するブラシレス直流モータに、 複数 の羽根 2 5とマグネット 2 1を保持する保持部とを有する羽根車が設けられた構 成を有している。 吸気ファンモータ 4の上流側と吸気口 2との間には、 計測室 5 を構成する空間が設けられている。

ケース 1内の下部には、 実装基板 6が配置されている。 この実装基板 6は、 計 測室 5内に配置された感温素子であるサーミス夕 7、 湿度センサ 3 0、 および吸 気ファンモータ 4用のブラシレスモータ駆動回路を実装している。 湿度センサ 3 0は、 静電容量式のセンサを用いており、 その感湿素子 3 1と、 湿度によって変 化する静電容量の変化を電圧信号または周波数信号に変換する変換回路とがー体 になっている。

また、 ケース 1には、 自動車用空調装置の制御装置との間で電気的接続を行う ためのコネクタ 8が設けられており、 そこに内設された複数の接続ピン 9が、 実 装基板 6にはんだ付けされている。 この接続ピン 9は、 サーミス夕 7からの温度 信号出力端子、 ブラシレスモータ駆動回路および湿度センサのための電源端子、 モータの回転状態を表わす信号を出力する回転状態信号出力端子、 湿度センサ 3 0の湿度信号出力端子からなっている。

このように構成された吸気ファンモ一夕付ィンカーセンサにおいて、 吸気ファ ンモ一夕 4が回転駆動されると、 吸気口 2から排気口 3への空気の流れが生じる。 これにより、 計測室 5内に配置されたサーミス夕 7が吸気口 2から流入してくる 車室内の空気の温度を検出し、 湿度センサ 3 0が車室内の空気の湿度を検出する。 サ一ミス夕 7によって検出された温度信号および湿度センサ 3 0によって検出さ れた湿度信号は、 コネクタ 8の接続ピン 9を介して自動車用空調装置の制御装置 に供給され、 車室内の温度調整などの制御に用いられる。

図 2は実装基板に実装される電気回路を示す図である。

実装基板 6は、 コネクタ 8の接続ピン 9に接続される 6つの端子を有している。 すなわち、 温度信号出力端子 T一 OUTと、 電源端子土 Vと、 回転状態信号出力 端子 S G— O UTと、 湿度信号出力端子 H— OUTとを有している。

温度信号出力端子 T一 OU Tは、 直接サーミス夕 7の両端子に接続され、 この サーミス夕 7の端子に並列に高周波雑音を吸収するためのコンデンサ C 1が接続 されている。 電源端子土 Vは、 電源ラインに重畳されたサージ電圧や電磁妨害雑 音を吸収するための抵抗 R 1およびコンデンサ C 2よりなるフィル夕回路 4 1が 接続されている。 このフィル夕回路 4 1は、 トランジスタ Tと、 抵抗 R 2と、 ッ ェナーダイオード Z Dとからなる定電圧回路 4 2を介してブラシレスモー夕駆動 回路 4 3の電源入力に接続される。 回転状態信号出力端子 S G— O UTは、 ブラ シレスモータ駆動回路 4 3の回転状態を表わす信号出力端子に接続され、 これよ り出力された回転状態信号は自動車用空調装置の制御装置に供給され、 ここで回 転異常状態を検出するのに使用される。 湿度信号出力端子 H— OUTは、 湿度セ ンサ 3 0の信号出力端子に接続され、 湿度センサ 3 0によって検出された湿度を 表わす電圧信号または周波数信号を自動車用空調装置の制御装置に供給する。 ブラシレスモータ駆動回路 4 3は、 ブラシレス直流モータを構成するサ一チコ ィル L 1および駆動コイル L 2に接続され、 サ一チコイル L 1がマグネット 2 1 の回転移動によって誘起される電圧を検出することでモータの回転を検出し、 検 出したそのモータの回転に基づき駆動コイル L 2をオン ·オフ駆動させることに より推進トルクを発生させ、 モータを回転駆動するよう制御する。

湿度センサ 3 0は、 その電源をブラシレスモータ駆動回路 4 3に電源を供給し ている定電圧回路 4 2から供給するよう接続されている。 このため、 湿度センサ 3 0は、 ブラシレスモータ駆動回路 4 3に使用されるフィルタ回路 4 1および定 電圧回路 4 2を共用しているため、 湿度センサ 3 0を動作させるのに必要な電源 および電源ラインが不要になり、 湿度センサ 3 0を別個に設ける場合に比して自 動車用空調装置のコストを下げることができる。 また、 湿度センサ 3 0は、 フィ ルタ回路 4 1も共用していることにより、 電磁波障害に対する特別な対策素子は 不要である。

なお、 上記の実施の形態では、 湿度センサ 3 0は、 吸気ファンモータ 4の上流 側に配置したが、 吸気口 2から排気口 3までの任意の位置に配置してもよい。 以上説明したように、 本発明では、 湿度センサに必要であった電源回路や電磁 波障害対策素子などの電子回路部品を吸気ファンモータの駆動回路で用いていた 電源回路や電磁波障害対策素子などの電子回路部品と共用したことにより、 湿度 センサに必要な電子回路部品の部品点数を削減することができ、 温度センサおよ び湿度センサを備えた低コストの吸気ファンモータ付インカ一センサを提供でき、 より安価な自動車用空調装置を構成することが可能になる。

上記については単に本発明の原理を示すものである。 さらに、 多数の変形、 変 更が当業者にとって可能であり、 本発明は上記に示し、 説明した正確な構成およ び応用例に限定されるものではなく、 対応するすべての変形例および均等物は、 添付の請求項およびその均等物による本発明の範囲とみなされる。

Claims

請 求 の 範 囲 1 . 車室内の空気を吸引して自動車用空調装置の制御に必要な温度および湿度信 号を出力する吸気ファンモータ付ィンカーセンサにおいて、

前記吸気ファンモータを駆動する電子回路部品を実装した実装基板と、 前記実装基板の吸気口から排気口までの任意の位置に実装されて吸引された車 室内の空気の温度を検出する温度センサと、

前記実装基板の前記吸気口から前記排気口までの任意の位置に実装されて吸引 された車室内の空気の湿度を検出する湿度センサと、

を備え、

前記湿度センサの動作に必要な電子回路部品を前記吸気ファンモータを駆動す る電子回路部品と共用したことを特徴とする吸気ファンモータ付インカ一センサ。

2 . 前記湿度センサの電源ラインを前記吸気ファンモータの電源ラインと共用 したことを特徴とする請求の範囲第 1項記載の吸気ファンモ一夕付ィンカーセン サ。