JP2005138627A - 車両用空気清浄器 - Google Patents

Abstract

【課題】 車両用空気清浄器によって車室内の臭気を効果的に除去できるようにする。
【解決手段】 車室内に発生する臭気の原因としては、車両の内装材に付着した臭気成分が車室内へ遊離することが挙げられる。この内装材における臭気成分の飽和吸着量は、温度が上昇するにつれて減少する。従って、車室内の温度が上昇すると、内装材の飽和吸着量が減少して、車室内空気中の臭気濃度が上昇する。そこで、臭気除去用の浄化手段１５を通して車室内空気を送風する電動送風機１６の風量を、温度センサ１４により検出される車室内温度が上昇するに従って増大するように制御する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車室内の臭気を除去するための車両用空気清浄器の制御に関する。

従来、駐車時（車両エンジン停止時）に車載太陽電池を電源として送風機を作動させ、これにより、車室内の換気を行うことが知られている（例えば、特許文献１参照）。この従来技術によると、車室内の換気に伴って、車室内の臭気を車外へ排出することができる。
特公平７−５５６１４号公報

しかし、上記従来技術は、駐車時に単に送風機を作動させるだけであって、車両用空気清浄器による車室内臭気の効果的除去を提案するものではない。

本発明は上記点に鑑み、車両用空気清浄器によって車室内の臭気を効果的に除去できるようにすることを目的とする。

本発明は、以下述べる着眼点に基づいて上記目的を達成するための技術的手段を案出したものである。

車室内に発生する臭気の原因としては、車両の内装材、具体的には、計器盤表皮部材、座席表皮部材、ステアリングホィール表皮部材等に付着した臭気成分が車室内へ遊離することが挙げられる。

これらの内装材における臭気成分の飽和吸着量は温度と相関があり、温度が上昇するにつれて内装材の飽和吸着量が減少する関係にある。従って、車室内の温度が上昇すると、内装材の飽和吸着量が減少して、車室内空気中の臭気濃度が上昇することになる。

請求項１に記載の発明では、上記の車室内温度上昇に伴って車室内空気中の臭気濃度が上昇する点に着目して、車室内空気の臭気を除去する浄化手段（１５、１５２）と、車室内温度を検出する温度検出手段（１４）と、温度検出手段（１４）の検出信号が入力され、浄化手段（１５、１５２）の浄化能力を制御する制御手段（１７）とを備え、
車室内温度が上昇するに従って浄化手段（１５、１５２）の浄化能力を増大することを特徴としている。

これによると、車室内空気中の臭気濃度が上昇する車室内高温時に浄化手段（１５、１５２）の浄化能力を増大できるから、臭気濃度が上昇した車室内空気を浄化手段（１５、１５２）によって効率よく脱臭できる。

つまり、車室内温度と無関係に浄化手段（１５、１５２）の浄化能力を一定に設定すると、車室内高温時に浄化手段（１５、１５２）の浄化能力が不足したり、逆に、車室内低温時には浄化手段（１５、１５２）の浄化能力が過剰になって、空気清浄器駆動のための電力が無駄に消費される等の不具合が発生するが、本発明によると、車室内温度上昇に伴って浄化手段（１５、１５２）の浄化能力を増大するから、このような不具合が発生せず、車室内空気の脱臭を効率よく行うことができる。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の車両用空気清浄器において、制御手段（１７）は駐車状態を判定する駐車判定手段（Ｓ１０）を有し、駐車状態の際に、車室内温度に応じた前記浄化手段（１５、１５２）の浄化能力制御を行うことを特徴としている。

ところで、夏期の炎天下駐車時等には車室内温度が非常に高温まで上昇するが、請求項２では、駐車状態の際に車室内温度に応じた浄化能力制御を行うから、この高温環境下での車室内臭気を効率よく除去できる。

請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の車両用空気清浄器において、浄化手段は、再生手段（１５２ａ）の作動によって浄化能力を再生可能な吸着・再生型浄化手段（１５２）であり、
駐車判定手段（Ｓ１０）により駐車状態が判定されたときは再生手段（１５２ａ）を停止状態とし、駐車判定手段（Ｓ１０）により車両走行状態が判定されたときに再生手段（１５２ａ）を作動状態とすることを特徴としている。

これによると、車両走行状態の際に吸着・再生型浄化手段（１５２）の再生手段（１５２ａ）を予め作動させておくことにより、駐車状態の際には再生手段（１５２ａ）を停止状態に維持することができ、駐車状態における電力消費を一層低減できる。

請求項４に記載の発明では、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の車両用空気清浄器において、浄化手段（１５、１５２）を通して車室内空気を送風し、浄化手段（１５、１５２）通過後の清浄空気を車室内に吹き出させる電動送風手段（１６）を備え、
制御手段（１７）により電動送風手段（１６）の風量を制御することにより、浄化能力の制御を行うようになっていることを特徴としている。

このように、浄化能力の制御は具体的には電動送風手段（１６）の風量制御にて容易に実行できる。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する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。

（第１実施形態）
図１は第１実施形態による車両用空気清浄器の概要を示す断面図で、ケース１０は空気通路１１を内部に構成する樹脂製の箱状部品である。ケース１０の一端側には車室内空気の吸入口１２が開口し、他端側には清浄空気を車室内に吹き出す吹出口１３が開口している。

なお、ケース１０は車室内の後席後方のリヤーダッシュボード付近、あるいは車室内天井部等の場所に設置される。ケース１０の内部において、吸入口１２近傍の部位に車室内温度を検出する温度センサ１４が配置されている。この温度センサ１４は具体的にはサーミスタで構成できる。

ケース１０の内部において温度センサ１４の下流側部位に浄化部１５が配置されている。この浄化部１５は、基本的には空気中の塵埃を除去する除塵機能と、空気中の有害ガスや臭気成分を除去するガス除去・脱臭機能とを果たすものである。浄化部１５の具体的構成としては、図２に例示するようにひだ折り加工された濾材１５ａを樹脂製の枠体１５ｂにより保持する構成を採用する。

濾材１５ａの表面には、活性炭のようなガス除去・脱臭機能を果たす吸着材１５ｃを図２（ｃ）のごとくバインダー１５ｄにて付着させる。これにより、濾材１５ａによる除塵機能と、活性炭等の吸着材１５ｃによるガス除去・脱臭機能とを発揮できる。

ケース１０の内部において、浄化部１５の下流側部位に送風機１６が配置されている。この送風機１６は電動送風機であり、送風ファン１６ａをモータ１６ｂにより回転駆動する構成になっている。なお、図示の簡略化のために送風ファン１６ａとして軸流ファンを図示しているが、浄化部１５による圧損が高いので、実際には、送風ファン１６ａとしてファン吐出圧力が高い遠心ファンを使用することが好ましい。

制御装置１７は本発明の制御手段をなすものであって、マイクロコンピュータ等により構成される。この制御装置１７は車両エンジン（図示せず）の停止時（駐車時）においても車両のバッテリ１８から電源が供給されて作動するようになっている。

制御装置１７には空気清浄操作パネル１９が接続され、空気清浄操作パネル１９の作動スイッチ、風量切替スイッチ等の操作部材の操作信号が制御装置１７に入力される。また、車両エンジン（図示せず）の運転中、停止中を判定するために、車両エンジンのイグニッションスイッチ２０のＯＮ、ＯＦＦ信号が制御装置１７に入力される。

送風機１６の駆動用モータ１６ｂは制御装置１７の出力側に接続され、制御装置１７の制御出力によりこの駆動用モータ１６ｂの印加電圧を制御するようになっている。

次に、第１実施形態の作動を図３に基づいて説明する。図３のフローチャートは制御装置１７により実行される制御処理であり、この制御処理は制御装置１７が車両のバッテリ１８に接続されると常に実行される。

まず、ステップＳ１０にて車両エンジンが作動中であるか判定する。この判定は、具体的には、車両エンジンのイグニッションスイッチ２０のＯＮ信号が出ているときに車両エンジンが作動中、すなわち、車両走行中であると判定し、ＯＦＦ信号が出ているときは車両エンジンが停止中すなわち、駐車中であると判定すればよい。

車両エンジンが作動中であるときはステップＳ２０にて空気清浄操作パネル１９の作動スイッチのＯＮ状態を判定する。空気清浄操作パネル１９の作動スイッチがＯＮ状態のときは、ステップＳ３０にて駆動用モータ１６ｂに通電して送風機１６を作動させ、空気清浄器を作動状態とする。この際、送風機１６の風量は空気清浄操作パネル１９の風量切替スイッチを手動操作することにより調整できる。

一方、ステップＳ２０にて空気清浄操作パネル１９の作動スイッチがＯＦＦ状態であると判定されたときは、ステップＳ４０にて駆動用モータ１６ｂへの通電を遮断して空気清浄器を停止状態とする。

また、ステップＳ１０にて車両エンジンが停止中であると判定されたときはステップＳ５０に進み、バッテリ１８の充電残量が所定値以上であるか判定する。ここで、バッテリ１８の充電残量は、バッテリ１８の充電電流値および充電時間、放電電流値および放電時間等の情報に基づいて算出することが可能である。

そして、ステップＳ５０においてこの充電残量の算出値が所定値未満であるときはステップＳ４０に進み、空気清浄器を停止状態とする。これにより、車両エンジンの停止時（駐車時）に、空気清浄器の作動によってバッテリ１８が過放電となることを未然に防止できる。

ステップＳ５０において充電残量の算出値が所定値以上である時は、ステップＳ６０に進み、温度センサ１４により検出された車室内温度Ｔを読み込み、次のステップＳ７０ににおいてこの車室内温度Ｔに応じた浄化能力の制御を行う。

具体的には、車室内温度Ｔの上昇に応じて送風機１６の駆動用モータ１６ｂへの印加電圧を増大する。これにより、駆動用モータ１６ｂの回転数を上昇させ、送風機１６の風量を増大する。従って、車室内温度Ｔの上昇に応じて浄化部１５による浄化能力を上昇させることができる。

夏期の炎天下駐車時には、密閉された車室内空間の温度が例えば、５０℃を越える高温になる場合があり、このような高温環境下では、前述のごとく内装材における臭気成分の飽和吸着量が減少する。その結果、車室内空気中の臭気濃度が上昇するという現象が起きる。よって、車室内温度Ｔの上昇に応じて送風機１６の風量を増大すれば、臭気濃度が上昇した車室内空気をより多く浄化部１５に送風して、車室内の臭気を効果的に除去できる。

一方、冬期のように駐車時の車室内温度Ｔが所定温度Ｔ０以下に低下する場合は車室内空気中の臭気濃度が低いので、送風機１６を停止する。

（第２実施形態）
第１実施形態では、浄化部１５に活性炭等の吸着材１５ｃを設けており、この活性炭等の吸着材１５ｃは浄化能力を再生することができないが、第２実施形態は浄化部１５のガス除去・脱臭機能を発揮する浄化手段として、光触媒、オゾン触媒、熱触媒のように浄化能力を再生可能な吸着・再生型の浄化器を用いる。

ここで、光触媒は具体的には例えば、二酸化チタンであり、光源から紫外線域の光を光触媒に照射することにより光触媒の浄化能力を再生（活性化）できる。従って、光触媒の場合は光源が再生装置（再生手段）の役割を果たす。

また、オゾン触媒は具体的には例えば、酸化マンガンであり、オゾン発生器で発生したオゾンをオゾン触媒に接触させることにより、オゾン触媒の浄化能力を再生（活性化）できる。従って、オゾン触媒の場合はオゾン発生器が再生装置の役割を果たす。

また、熱触媒は具体的には例えば、白金であり、電気ヒータのような熱源にて熱触媒を高温度に加熱することにより、熱触媒の浄化能力を再生（活性化）できる。従って、熱触媒の場合は熱源が再生装置の役割を果たす。

図４は第２実施形態による全体構成を示すもので、図１と同等部分には同一符号を付して説明を省略する。第２実施形態では、浄化部１５を第１浄化部１５１と第２浄化部１５２とにより構成している。空気流れの上流側に位置する第１浄化部１５１は、空気中の塵埃を除去する除塵機能を果たすものであって、図２に例示するひだ折り加工された濾材１５ａを用いて構成される。

空気流れの下流側に位置する第２浄化部１５２は、空気中の有害ガスや臭気成分を除去するガス除去・脱臭機能を果たすものであって、上記した吸着・再生型の浄化器を用いて構成される。第２浄化部１５２の符号１５２ａは上記再生装置を示す。この再生装置１５２ａの作動は制御装置１７の制御出力により制御される。

次に、第２実施形態の作動を図５に基づいて説明する。図５のフローチャートは制御装置１７により実行される制御処理であり、図３のフローチャートに対してステップＳ８０、ステップＳ９０を追加した点が相違している。

すなわち、ステップＳ１０にて車両エンジンが作動中であるか判定し、車両エンジンが作動中（車両走行中）であるときはステップＳ８０に進み、再生装置１５２ａを作動させる。すなわち、第２浄化部１５２を構成する吸着・再生型浄化器として光触媒を用いる場合は再生装置１５２ａが紫外線域の光を発生する光源であり、この光源を作動状態にして紫外線域の光を光触媒に照射することにより光触媒の浄化能力を再生（活性化）できる。次のステップＳ２０〜Ｓ４０の作動は図３と同じである。

一方、ステップＳ１０にて車両エンジンが停止中（駐車中）であると判定されたときはステップＳ９０に進み、再生装置１５２ａを停止状態とする。つまり、車両エンジンの作動中に再生装置１５２ａを作動させて、第２浄化部１５２を構成する吸着・再生型浄化器の浄化能力を予め再生した状態にしてあるので、車両エンジンの停止中は再生装置１５２ａを停止状態にしても、浄化能力の発揮に支障はない。

次のステップＳ５０→Ｓ６０→Ｓ７０による作動は図３と同じであり、車両エンジンの停止中（駐車時）に車室内温度Ｔの上昇に応じて送風機１６の風量を増大し、第１、第２浄化部１５１、１５２による浄化能力を上昇させることができる。

従って、車室内高温時には、臭気濃度が上昇した車室内空気をより多く第１、第２浄化部１５１、１５２に送風して、車室内の臭気を効果的に除去できる。しかも、第２浄化部１５２を構成する吸着・再生型浄化器の再生装置１５２ａを車両エンジンの作動中に限って作動させ、車両エンジンの停止中には再生装置１５２ａを停止状態に維持するから、車両エンジンの停止中における空気清浄器作動のための電力消費を低減できる利点がある。

なお、図３、図５のフローチャートにおける各ステップは機能実現手段を構成するものであって、ステップＳ１０は駐車状態か車両走行状態かを判定する駐車判定手段を構成する。

（他の実施形態）
なお、図３、図５のステップＳ７０の制御特性図では、浄化能力（風量）を車室内温度Ｔの上昇に応じて連続的に増大させる例について説明したが、浄化能力（風量）を車室内温度Ｔの上昇に応じて階段状に増大させてもよいことはもちろんである。

また、上述の実施形態では、空気清浄器のケース１０の内部に車室内温度を検出する温度センサ（内気温度センサ）１４を配置する例について説明したが、車両用空調装置の自動制御のために用いられる内気温度センサを本発明の温度センサとして兼用してもよいことはもちろんである。

また、駐車時の車室内温度は車室内に入射される日射量との相関が強いので、車両用空調装置の自動制御のために用いられる日射センサの検出信号に基づいて駐車時の車室内温度を推定するようにしてもよい。

また、上述の実施形態では、エンジン（内燃機関）を動力源とする車両に適用した例について説明したが、エンジン（内燃機関）を搭載しない燃料電池車の空気清浄器に対しても本発明は同様に適用できる。

本発明の第１実施形態による空気清浄器を示す概略断面図である。 （ａ）は図１の浄化部の概略斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ部拡大図、（ｃ）は（ｂ）の一部拡大図である。 第１実施形態の作動を示すフローチャートである。 第２実施形態による空気清浄器を示す概略断面図である。 第２実施形態の作動を示すフローチャートである。

符号の説明

１４…車室内温度センサ、１５、１５１、１５２…浄化部、１６…電動送風機、
１７…制御装置、１５２ａ…再生装置。

Claims (4)

1. 車室内空気の臭気を除去する浄化手段（１５、１５２）と、
   車室内温度を検出する温度検出手段（１４）と、
   前記温度検出手段（１４）の検出信号が入力され、前記車室内温度が上昇するに従って前記浄化手段（１５、１５２）の浄化能力を増大するように制御する制御手段（１７）とを備えることを特徴とする車両用空気清浄器。
2. 前記制御手段（１７）は駐車状態を判定する駐車判定手段（Ｓ１０）を有し、
   前記駐車状態の際に、前記車室内温度に応じた前記浄化手段（１５、１５２）の浄化能力制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の車両用空気清浄器。
3. 前記浄化手段は、再生手段（１５２ａ）の作動によって浄化能力を再生可能な吸着・再生型浄化手段（１５２）であり、
   前記駐車判定手段（Ｓ１０）により駐車状態が判定されたときは前記再生手段（１５２ａ）を停止状態とし、前記駐車判定手段（Ｓ１０）により車両走行状態が判定されたときに前記再生手段（１５２ａ）を作動状態とすることを特徴とする請求項２に記載の車両用空気清浄器。
4. 前記浄化手段（１５、１５２）を通して車室内空気を送風し、前記浄化手段（１５、１５２）通過後の清浄空気を車室内に吹き出させる電動送風手段（１６）を備え、
   前記制御手段（１７）により前記電動送風手段（１６）の風量を制御することにより、前記浄化能力の制御を行うようになっていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の車両用空気清浄器。

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