JP2005219683A - 車室内空気清浄装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 効率良く作動することによって無駄な電力消費を抑えることができる車両用空気清浄装置の提供。
【解決手段】 車室内の乗員の有無を検知する乗員検知手段４１，４２，４３と、車室内における空気の状態を検出する車室内空気状態検出手段４５，４６，４７と、車室１４内にオゾンを供給する発生器３６と、乗員検知手段４１，４２，４３および車室内空気状態検出手段４５，４６，４７の検出結果に基づいて発生器３６の作動を制御する制御手段４０とを備える。
【選択図】 図２

Description

本発明は、効率良く作動することによって無駄な電力消費を抑えることができる車室内空気清浄装置に関する。

車両用空調装置では、カビ等に起因して不快な臭いを生じることがあり、このような臭いを減らすために、車両用空調装置のブロアの直ぐ下流の位置にオゾン発生器を配置し、車室内に乗員がいない状態になったことが検出されるとブロアを駆動してオゾン発生器でオゾンを一定時間発生させて脱臭を行う技術がある（例えば特許文献１参照）。
また、車両用空気清浄装置において、車室内に残存するタバコの臭い等を消すために、イグニッションキーがオフされると一定時間オゾンやマイナスイオンを発生させる技術がある（例えば特許文献２参照）。
特開平８−２５８５６２号公報 特開２００２−２２６８号公報

しかしながら、上記いずれの技術においても、車室内に乗員がいない状態になったことが検出されたり、あるいはイグニッションキーがオフされると、車室内の空気の状態に拘わらずオゾンを発生させるようになっているため、オゾンを発生させる必要がなくても駆動されて無駄に電力を消費してしまう可能性があった。

したがって、本発明は、効率良く作動することによって無駄な電力消費を抑えることができる車両用空気清浄装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、車室（例えば実施形態における車室１４）内の乗員の有無を検知する乗員検知手段（例えば実施形態における制御装置４０，シートセンサ４１，イグニッションキー４２，ドア開閉センサ４３）と、車室内における空気の状態を検出する車室内空気状態検出手段（例えば実施形態における温度センサ４５，湿度センサ４６，粒子センサ４７）と、車室内にオゾンを供給する発生器（例えば実施形態における発生器３６）と、前記乗員検知手段および前記車室内空気状態検出手段の検出結果に基づいて前記発生器の作動を制御する制御手段（例えば実施形態における制御装置４０）とを備えることを特徴としている。

請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記発生器が空調装置（例えば実施形態における空調装置１５）のデフロスタダクト（例えば実施形態におけるデフロスタダクト２６）の途中位置に接続されていることを特徴としている。

請求項３に係る発明は、請求項２に係る発明において、前記発生器が専用の送風ファン（例えば実施形態における送風ファン３７）を備えることを特徴としている。

請求項４に係る発明は、請求項１乃至３のいずれか一項に係る発明において、前記車室内空気状態検出手段が、車室内における気温、湿度および空気内粒子量のうちの少なくともいずれか一つを検出することを特徴としている。

請求項１に係る発明によれば、制御手段が、車室内の乗員の有無を検知する乗員検知手段および車室内における空気の状態を検出する車室内空気状態検出手段の検出結果に基づいて発生器を作動させて車室内にオゾンを供給させることになる。このように、車室内の空気の状態の検出結果に基づいて発生器を作動させるため、車室内の空気の状態がオゾンを発生させる必要がない状態では発生器を駆動させずに済むことから、無駄に電力を消費してしまうことを防止できる。したがって、効率良く作動することになって無駄な電力消費を抑えることができる。

請求項２に係る発明によれば、発生器が空調装置のデフロスタダクトの途中位置に接続されているため、このデフロスタダクトを利用して車室内にオゾンを供給することができる。したがって、発生器が発生させたオゾンが車室に供給されるまでの経路長さを短くできるため、オゾンの減衰を抑制することができる。また、デフロスタダクトを利用することから、オゾンが車室上方に向くデフロスタ用吹出口から車室内上方に飛ばされて車室内全体に拡散することになり、清浄効果を高めることができる。加えて、デフロスタダクトを介してオゾンを供給するため、空調装置作動時における異臭を減らすことができる。

請求項３に係る発明によれば、発生器が専用の送風ファンを備えていることから、空調装置の電力消費の大きいブロアを駆動しなくてもオゾンを車室内に供給することができるる。加えて、発生器が空調装置のデフロスタダクトの途中位置に接続されており、経路長さが短いため、小さな送風ファンでも十分に車室内にオゾンを供給することができ、発生器を小型化および省電力化できる。

請求項４に係る発明によれば、車室内空気状態検出手段が、車室内における気温、湿度および空気内粒子量のうちの少なくともいずれか一つを検出するため、車室内の空気の状態を的確に検出することができる。

本発明の一実施形態の車室内空気清浄装置を図面を参照して以下に説明する。
図１は、車両１１のインストルメントパネル１２の周辺を概略的に示すもので、車両１１の車室１４内においてフロントウインドシールド１３の下側に配置されるインストルメントパネル１２内には、空調装置１５が設けられている。

空調装置１５は、図１に示すエアコンユニット１６と図示せぬブロアユニットとを有しており、エアコンユニット１６には、ユニットケース１７内の水平方向一側に底面から上面まで延在するようにエバポレータ１８が配置され、ユニットケース１７内の水平方向逆側にユニットケース１７の底面から上面の手前まで延在するようにヒータコア１９が配置されている。ここで、エアコンユニット１６におけるエバポレータ１８のヒータコア１９に対し反対側には、ブロアユニットからの空気をエバポレータ１８に導くダクト２１が設けられている。なお、ブロアユニットは、ダクト２１の上流側に配置されるもので、ダクト２１内に取り入れる空気を外気および内気に切り替える内外気切替ドアと、ダクト２１内に導入させる方向に気流を発生させるブロアとを有している。

エバポレータ１８とヒータコア１９との間には、スライド式のエアミックスドア２２，２３が設けられている。これらエアミックスドア２２，２３は、温風と冷風との混合割合を調整するものである。つまり、エアミッスクドア２２，２３の位置によって、ブロアの駆動によりダクト２１からエバポレータ１８に導かれた空気がエバポレータ１８を通過した後にヒータコア１９を通過する流路で流れれば温風となり、エバポレータ１８を通過した後にヒータコア１９を通過しない流路で流れれば冷風となる。エアミッスクドア２２，２３はこれら流路の大きさを調整する。

ユニットケース１７におけるエバポレータ１８およびヒータコア１９の下流側には共通出口２５が設けられており、この共通出口２５には、共通出口２５からの空気を主にフロントウインドシールド１３に向けて吹き出すために案内するデフロスタダクト２６と、共通出口２５からの空気を主に乗員の上半身に向けて吹き出すために案内するフェイスダクト２７と、共通出口２５からの空気を主に乗員の足元に向けて吹き出すために案内するフットダクト２８とが連通されている。

ここで、デフロスタダクト２６は、その車室１４側の下流部分が、上側ほど車体前後方向後側に位置するように傾斜する形状をなしており、インストルメントパネル１２の上面の吹出口３０において開口している。この吹出口３０はフロントウインドシールド１３の下部位置に指向している。このような吹出口３０を有することでデフロスタダクト２６は、フロントウインドシールド１３に沿って上方に流すように空気を吹き出す。なお、この吹出口３０は、インストルメントパネル１２の車幅方向におけるほぼ全長範囲にわたり形成されている。

共通出口２５と、デフロスタダクト２６、フェイスダクト２７およびフットダクト２８との間には、共通出口２５から各ダクト２６〜２８への空気の流れを切り替えるモード切替ドア３１，３２が設けられている。

本実施形態の車室内空気清浄装置３５は、オゾンおよびマイナスイオンを発生可能な発生器３６を有しており、この発生器３６もインストルメントパネル１２内に設けられている。この発生器３６は、一つの発生器３６がコロナ放電を行うことでオゾンを発生させる一方、パルス放電を行うことでマイナスイオンを発生させる。この発生器３６は専用の送風ファン３７を備えている。そして、この発生器３６は、上記した空調装置１５のモード切替ドア３１，３２よりも下流側のデフロスタダクト２６の途中位置に接続されており、発生させたオゾンあるいはマイナスイオンを空気とともに例えば送風ファン３７でデフロスタダクト２６に送り出し、デフロスタダクト２６の吹出口３０を介して車室１４内に吹き出す。

そして、本実施形態の車室内空気清浄装置３５は、図２に示すように、上記発生器３６の作動を制御する制御装置（乗員検知手段，制御手段）４０を有しており、この制御装置４０には、車室１４内の乗員の有無を検知するために、図示せぬシートクッションに設けられて乗員のシートクッションへの着席の有無を検出するシートセンサ（乗員検知手段）４１と、車両１１の主電源のオン・オフを切り替えるイグニッションキー（乗員検知手段）４２と、乗降ドアの開閉状態を検知するドア開閉センサ（乗員検知手段）４３とが接続されている。これらシートセンサ４１、イグニッションキー４２およびドア開閉センサ４３も本実施形態の車室内空気清浄装置３５を構成している。

シートセンサ４１は、シートクッションへの着席があるとオン信号を制御装置４０に出力することになり、シートクッションへの着席がないときオン信号を制御装置４０に出力しない状態となる。イグニッションキー４２は、キーがキー穴に挿入されアクセサリ位置にある場合およびオン位置にある場合にオン信号を制御装置４０に出力することになり、キーがこれらの位置にないときにオン信号を制御装置４０に出力しない状態となる。ドア開閉センサ４３はいずれか一つの乗降ドアが開状態にあるとオン信号を制御装置４０に出力することになり、すべての乗降ドアが閉状態にあるとオン信号を出力しない状態となる。

そして、制御装置４０は、これらシートセンサ４１、イグニッションキー４２およびドア開閉センサ４３の少なくともいずれか一つでオン信号が出力されると車室１４内の乗員ありを検知する。一方で、制御装置４０は、これらシートセンサ４１、イグニッションキー４２およびドア開閉センサ４３のすべてでオン信号が停止つまりオフされると車室１４内の乗員なしを検知する。

また、車室内空気清浄装置３５は、車室１４内における空気の状態を検出するために、温度センサ（車室内空気状態検出手段）４５、湿度センサ（車室内空気状態検出手段）４６および塵等の粒子量を検出する粒子センサ（車室内空気状態検出手段）４７を備えており、またバッテリの電圧を検出するバッテリ電圧センサ４８も備えていて、これら温度センサ４５、湿度センサ４６、粒子センサ４７およびバッテリ電圧センサ４８も制御装置４０に接続されている。

そして、制御装置４０は、上記したシートセンサ４１、イグニッションキー４２、ドア開閉センサ４３、温度センサ４５、湿度センサ４６および粒子センサ４７の検出結果に基づいて発生器３６の作動を図３に示すフローチャートにしたがって制御する。なお、この制御は、例えばイグニッションキー４２からオン信号が出力されると開始される。

制御装置４０は、まず、バッテリの放電保護のため、バッテリ電圧センサ４８の検出値がバッテリの電圧が十分に充電量があると判定できる所定値を超えているか否かを検出する（ステップＳ１）。

ステップＳ１において、バッテリ電圧センサ４８の検出値が所定値を超えている場合、制御装置４０は、車室１４内に乗員がいない状態にあるか否かを、シートセンサ４１、イグニッションキー４２およびドア開閉センサ４３のすべてがオン信号を出力しないオフ状態にあるか否かで検知する（ステップＳ２）。そして、シートセンサ４１、イグニッションキー４２およびドア開閉センサ４３のうちの少なくともいずれか一つからオン信号が出力されていれば、制御装置４０は、車室１４内に乗員がいると判定して、発生器３６にパルス放電を行わせることでマイナスイオンを発生させる（ステップＳ３）。

次に、制御装置４０は、空調装置１５がデフロスタダクト２６に空気を流すデフロスタ気流発生モードにないかあるかを判定し（ステップＳ４）、空調装置１５がデフロスタ気流発生モードにあればそのままステップＳ１に戻る。これにより、発生器３６が発生させたマイナスイオンは、空調装置１５によるデフロスタダクト２６内の気流でデフロスタダクト２６の途中位置に吸引され、デフロスタダクト２６を介して吹出口３０から吹き出され、フロントウインドシールド１３に沿って上昇し車室１４内に拡散する。

一方、ステップＳ４において、空調装置１５がデフロスタ気流発生モードにない場合、制御装置４０は、送風ファン３７を駆動する（ステップＳ５）。すると、発生させたマイナスイオンが、送風ファン３７でデフロスタダクト２６の途中位置に送り出され、デフロスタダクト２６を介して吹出口３０から吹き出され、フロントウインドシールド１３に沿って上昇し車室１４内に拡散する。

上記ステップＳ２において、シートセンサ４１、イグニッションキー４２およびドア開閉センサ４３のすべてがオン信号を出力しないオフ状態にあれば、制御装置４０は、車室１４内に乗員がいない状態にあると判定し、温度センサ４５で検出される車室内空気温度と、湿度センサ４６で検出される車室内空気湿度とから例えば図４に示す作動条件で発生器３６によるオゾン発生の作動および停止を判定する（ステップＳ６）。

つまり、図４（ａ）に示すように、温度について、予め設定された第１のしきい値および第２のしきい値と比較し、第１のしきい値より低い低温状態、第１しきい値以上で第２のしきい値より低い中温状態、第２のしきい値以上の高温状態の三つの車室内空気温度状態に分類する。また、湿度についても、予め設定された第１のしきい値および第２のしきい値と比較し、第１のしきい値より低い低湿状態、第１しきい値以上で第２のしきい値より低い中湿状態、第２のしきい値以上の高湿状態の三つの車室内空気湿度状態に分類する。

車室内空気温度状態が高温状態にある場合には車室内空気湿度状態に拘わらず暫定的に作動と判定することになり、また、車室内空気湿度状態が高湿状態にある場合には車室内空気温度状態が高温状態にある場合は勿論、車室内空気温度状態が中温状態にある場合も暫定的に作動と判定することになる。一方、これら以外の状態にある場合には暫定的に停止と判定する。これは、車室内空気温度状態が高温状態にある場合は、樹脂材料等から発せられる臭いが強くなる傾向にあることからその分解をオゾンを発生させることで効果的に行うことができ、また車室内空気湿度状態が高湿状態にある場合は、車室内空気温度状態が高温状態および中温状態にある場合に限り空調装置１５内にカビ等が発生しやすい状況にあることからその排除をオゾンを発生させることで効果的に行うことができるためである。

また、上記した条件とは別に、図４（ｂ）に示すように、粒子量についてはしきい値を一つ設定し、このしきい値よりも低い低粒子量状態、このしきい値以上の高粒子量状態の二つの車室内空気粒子量状態に分類し、高粒子量状態にある場合には暫定的に作動と判定し、低粒子量状態にある場合には暫定的に停止と判定する。これは、車室内空気粒子量状態が高粒子量状態にある場合は、空気中にカビ等の粒子が多く含まれる状況にあってその分解をオゾンで効果的に行うことができることになるためである。

そして、温度および湿度による作動条件と粒子量による作動条件との少なくともいずれか一方において暫定的に作動と判定された場合は、最終的に作動と判定して発生器３６でコロナ放電を行わせてオゾンを発生させることになり（ステップＳ７）、いずれにおいても作動と判定されていない場合は、オゾンを発生させても効果的に空気清浄を行うことができないことから、最終的に停止と判定し、ステップＳ３およびステップＳ５で駆動状態とされた可能性のある発生器３６および送風ファン３７を停止状態として（ステップＳ８）、制御を終了する。

ステップＳ７で発生器３６を作動させオゾンを発生させると、制御装置４０は、送風ファン３７を駆動する（ステップＳ９）。すると、発生器３６で発生させたオゾンは、送風ファン３７でデフロスタダクト２６の途中位置に送り出され、デフロスタダクト２６を介して吹出口３０から吹き出され、フロントウインドシールド１３に沿って上昇し車室１４内に拡散する。特にオゾンは空気よりも重いため、このように上方に向けて吹き出すことで高い位置からゆっくり降下しつつ樹脂材料等の臭いの分解およびカビ等の除菌を行うことになる。なお、デフロスタダクト２６の形状は車室１４側に向けての気流が生じやすい形状とされており、よって送風ファン３７によるオゾンを含む気流はほとんどが車室１４側に流れることになる。また、少量がエアコンユニット１６側に逆流してもエアコンユニット１６側の除菌を行うことになり無駄にならない。

そして、ステップＳ１０において予め設定された所定時間経過すると、ステップＳ８において発生器３６および送風ファン３７を停止状態として制御を終了する。
上記したステップＳ２においてバッテリ電圧センサ４８の検出値が所定値以下である場合は、ステップＳ８において発生器３６および送風ファン３７を停止状態として制御を終了する。
なお、ステップＳ１０をなくし、ステップＳ９の後、ステップＳ１に戻るようにしても良い。つまり、発生器３６でオゾンを発生させた後、バッテリの電圧低下が検出されたりオゾン発生停止と判定されたりした場合に発生器３６および送風ファン３７を停止させ、また、乗員が車両に再び乗車した場合にマイナスイオンに切り替えるのである。

以上に述べた本実施形態の車室内空気清浄装置３５によれば、制御装置４０が、車室１４内の乗員の有無を検知するシートセンサ４１、イグニッションキー４２およびドア開閉センサ４３と、車室１４内における空気の状態を検出する温度センサ４５、湿度センサ４６および粒子センサ４７の検出結果に基づいて発生器３６を作動させて車室１４内にオゾンを供給させることになる。このように、車室１４内の空気の状態の検出結果に基づいて発生器３６を作動させるため、車室１４内の空気の状態がオゾンを発生させる必要がない状態では発生器３６を駆動させずに済むことから、無駄に電力を消費してしまうことを防止できる。したがって、効率良く作動することによって無駄な電力消費を抑えることができる。

また、発生器３６が空調装置１５のデフロスタダクト２６の途中位置に接続されているため、このデフロスタダクト２６を利用して車室１４内にオゾンおよびマイナスイオンを供給することができる。したがって、発生器３６が発生させたオゾンおよびマイナスイオンが車室１４に供給されるまでの経路長さを短くできるため、オゾンおよびマイナスイオンの減衰を抑制することができる。また、デフロスタダクト２６を利用することから、オゾンおよびマイナスイオンが車室１４上方に向くデフロスタ用吹出口３０から車室１４内上方に飛ばされて車室１４内全体に拡散することになり、清浄効果を高めることができる。加えて、デフロスタダクト２６を介してオゾンおよびマイナスイオンを供給するため、空調装置１５の作動時における異臭を減らすことができる。

さらに、発生器３６が専用の送風ファン３７を備えていることから、空調装置１５の電力消費の大きいブロアを駆動しなくてもオゾンを車室１４内に供給することができる。加えて、発生器３６が空調装置１５のデフロスタダクト２６の途中位置に接続されているため、経路長さを短くでき、よって小さな送風ファン３７でも十分に車室１４内にオゾンを供給することができて、発生器３６を小型化および省電力化できる。なお、発生器３６を上記のようにデフロスタダクト２６に連なる部分に接続させるのではなく、デフロスタダクト２６内に配置しても良い。

また、車室１４内の空気の状態を、温度センサ４５、湿度センサ４６および粒子センサ４７で検出するため、車室１４内の空気の状態を的確に検出することができる。

加えて、シートセンサ４１、イグニッションキー４２およびドア開閉センサ４３で車室１４内の乗員の有無を検知し、車室１４内に乗員がいないと判定した場合にオゾンを発生させる一方、乗員がいると判定した場合にはマイナスイオンを発生させるので、乗員の有無でそれぞれ最適に空気清浄を行うことができる。

さらに、一つの発生器３６によってオゾンとマイナスイオンとを発生させることができるため、コストを低減することができる。

加えて、バッテリ電圧センサ４８を用いているため、バッテリの充電量が減ってしまうことを規制でき、バッテリ上がりを防止できる。

なお、温度センサ４５、湿度センサ４６および粒子センサ４７は、これらのうちの少なくとも一つを設けて空気の状態を検出すれば良い。

また、条件に応じて発生器３６の作動強度を変更するようにしても良く、このように制御すれば、さらに効率良く作動することになって無駄な電力消費をさらに抑えることができる。作動強度の変更は例えば作動および停止を交互に行いつつ作動時間および停止時間のそれぞれの間隔を調整することで行うことができる。例えば、作動時間を長く停止時間を短くすれば作動強度が強くなり、作動時間を短く停止時間を長くすれば作動強度が弱くなる。

本発明の一実施形態の車室内空気清浄装置が適用される車両の要部を概略的に示す側断面図である。 本発明の一実施形態の車室内空気清浄装置の制御系ブロック図である。 本発明の一実施形態の車室内空気清浄装置の制御フローチャートである。 本発明の一実施形態の車室内空気清浄装置における発生器の作動条件を示す図表である。

符号の説明

１４ 車室
１５ 空調装置
２６ デフロスタダクト
３６ 発生器
３７ 送風ファン
４０ 制御装置（乗員検知手段，制御手段）
４１ シートセンサ（乗員検知手段）
４２ イグニッションキー（乗員検知手段）
４３ ドア開閉センサ（乗員検知手段）
４５ 温度センサ（車室内空気状態検出手段）
４６ 湿度センサ（車室内空気状態検出手段）
４７ 粒子センサ（車室内空気状態検出手段）

Claims (4)

1. 車室内の乗員の有無を検知する乗員検知手段と、
   車室内における空気の状態を検出する車室内空気状態検出手段と、
   車室内にオゾンを供給する発生器と、
   前記乗員検知手段および前記車室内空気状態検出手段の検出結果に基づいて前記発生器の作動を制御する制御手段とを備えることを特徴とする車室内空気清浄装置。
2. 前記発生器が空調装置のデフロスタダクトの途中位置に接続されていることを特徴とする請求項１記載の車室内空気清浄装置。
3. 前記発生器が専用の送風ファンを備えることを特徴とする請求項２記載の車室内空気清浄装置。
4. 前記車室内空気状態検出手段が、車室内における気温、湿度および空気内粒子量のうちの少なくともいずれか一つを検出することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項記載の車室内空気清浄装置。
   

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