JP2006290001A - 車両用空気清浄器 - Google Patents

Abstract

【課題】 車両用の空気清浄器に用いるイオン発生器において、イオン発生の作動モードの切替を、効果的、効率的に行う。
【解決手段】 空気清浄器に内蔵されたイオン発生器は、作動モード切替によって、汚染空気の除菌効果を得るための除菌モードでの作動においてはプラスイオンおよびマイナスイオンの両方を発生し、リラックス効果を得るためのマイナスイオンモードでは主としてマイナスイオンを発生し、ブロワにより車室内に吹き出される。この除菌モードとマイナスイオンモードでの作動がそれぞれの設定時間Ｔｓ１、Ｔｓ２で繰り返される。マイナスイオンモードでの作動中に、検知器によりドアが開かれた、あるいは窓ガラスが開かれたことが検知されると、設定時間Ｔｓ２内でもマイナスイオンモードは中断され、除菌モードに移行する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、車両の空調装置や空気清浄装置等に搭載されるイオン発生装置を用いた車両用空気清浄器に関する。

従来より、空気調節装置に搭載され、空気中にイオンを発生させるイオン発生器として、人をリラックスさせる効能を有するマイナスイオンを発生するモードと、汚染空気の除菌効果を有するプラスイオンとマイナスイオンと発生するモードとを、適宜切り替えるものがある（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−９３４９３号公報

上記従来技術では、ホコリセンサ等により空気の汚染度を検出し、この検出した汚染度に応じてイオン発生器により発生するイオンの種類、すなわち作動モードを切り替えていた。

したがって、ホコリセンサ等の検出結果に応じて、除菌効果を得る作動モードへ切り替えを行うこととなる。しかし、ホコリセンサ等は空気中の浮遊菌の検出を行う上では代用でしかなく、浮遊菌の量を正確に検知しているものではない。

このため、空気中の浮遊菌の量が多くなったら直ちに除菌効果を得る作動モードに切り替えることが困難となり、必ずしも効果的、効率的なモード切替を行うことができなかった。

本発明は、上記点に鑑み、車両用の空気清浄器に用いるイオン発生器において、イオン発生の作動モードの切替を、効果的、効率的に行うことを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、除菌モードおよびマイナスイオンモードでの作動状態が切り替えられ、除菌モードおよびマイナスイオンモードにおいてそれぞれ異なる組成比のイオンを発生するイオン発生器と、イオン発生器の除菌モードおよびマイナスイオンモードの作動状態を切り替え指示する制御手段と、イオン発生器の発生するイオンを車両室内へ吹き出す送風部と、車両のドアおよび窓の少なくともいずれか一方の開閉状態を検知する外気流入部開閉検知手段とを備え、制御手段は、イオン発生器がマイナスイオンモードで作動中に、外気流入部開閉検知手段によりドアおよび窓の少なくともいずれか一方が全閉状態から開状態となったことが検知されたときに、イオン発生器を除菌モードでの作動に切り替えることを特徴とする。

この発明によれば、車両のドアおよび窓の少なくともいずれか一方が全閉状態から開状態となったら、この開状態により車外から車室内へ浮遊菌を含む汚染空気が流入したものとみなして、イオン発生器の作動モードをマイナスイオンモードから除菌モードへ切り替えるので、効果的、効率的なモード切替を行うことができる。

なお、請求項２に記載のように、制御手段は、マイナスイオンモードでの作動から除菌モードでの作動に切り替えた後は、設定時間経過後に自動的にマイナスイオンモードに切り替えることができる。

また、請求項３に記載のように、制御手段は、イオン発生器の除菌モードおよびマイナスイオンモードにおける作動状態の切り替えを、それぞれ設定されたモード設定時間毎に行うことにより、閉じられた車室内空間において、空気汚染度の上昇と低下に対応して効率的に除菌モードとマイナスイオンモードとを繰り返し切り替えることができる。

さらに、請求項４に記載のように、車室内のホコリの濃度を検出するホコリセンサを備え、制御手段は、除菌モードのモード設定時間経過後において検出されたホコリ濃度が設定濃度より大きい場合にはイオン発生器に除菌モードを継続するよう指示することにより、より効果的に除菌モードでの車室内汚染空気に対する除菌効果を得ることができる。

なお、請求項５に記載のように、イオン発生器は、除菌モードでの作動状態ではプラスイオンとマイナスイオンとの組成比が実質的に等しいイオンを発生し、マイナスイオンモードでの作動状態ではマイナスイオンの組成比をプラスイオンの組成比よりも大きい状態のイオンを発生することができる。

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。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態の車両用空気清浄器１０の全体構成を示す概略図である。

空気清浄器１０は、イオン発生器１、制御装置３、ドア開閉検知器４、窓開閉検知器５およびホコリセンサ６を備えている。

空気清浄器１０は、制御装置３と、制御装置３の入力側に接続されるドア開閉検知器４、窓開閉検知器５およびホコリセンサ６と、制御装置３の出力側に接続されるイオン発生器１とを備えている。

ドア開閉検知器４は、車両の各ドアの開閉によってオン・オフが切り替わるドアスイッチを有し、このドアスイッチによって各ドアが開いたことを検知し、検知したこと示す信号を制御装置３に出力するものである。

すなわち、本実施形態では、ドア開閉検知器４からのドアスイッチのオフ（ドア閉）からオン（ドア開）への状態変化、あるいは、オン（ドア開）からオフ（ドア閉）への状態変化により、ドアの全閉状態から開状態となって、開かれたドアから汚染空気が車室内に流入したものとみなす。

窓開閉検知器５は、車両の各ドアの窓ガラスが上昇して全閉状態にあるか否かによりオン・オフが切り替わる窓ガラススイッチを有し、この窓ガラススイッチによって窓ガラスが全閉状態でなくなった（開状態となった）ことを検知し、検知したこと示す信号を制御装置３に出力するものである。

すなわち、本実施形態では、窓開閉検知器５からの窓ガラススイッチのオフ（窓ガラス全閉状態）からオン（窓ガラス開状態）への状態変化、あるいは、オン（窓ガラス開状態）からオフ（窓ガラス全閉状態）への状態変化により、窓ガラスの全閉状態から開状態となって、開かれた窓ガラスから汚染空気が車室内に流入したものとみなす。

なお、ドア開閉検知器４および窓開閉検知器５は、それぞれ各ドアおよび各窓ガラスに設けられており、両者が外気流入部開閉検知手段に相当する。

ホコリセンサ６は、センサの筐体内の計測室を介して設けられた発光素子とその発光素子と光結合する受光素子とを備え、受光素子の検出信号により計測室内に導かれた車室内空気のホコリ濃度（塵埃量）を検出し、その検出信号を制御装置３に出力する。なお、本実施形態では、このホコリセンサ６を用いないで空気清浄器１０を制御する場合と、ホコリセンサ６を用いて空気清浄器１０を制御する場合とをそれぞれ説明する。

ホコリセンサ６の発光素子および受光素子の光結合は、塵埃による反射光量の増加を検出する反射型、または塵埃による透過光量の減少を検出する透過型のいずれでもよい。また、ホコリセンサ６は、車両用空調装置の車室内吸込口付近に設けられ、これにより浄化対象の空気の汚染度を正確に検出することができる。

イオン発生器１は、放電により空気よりマイナスイオンまたはプラスイオンおよびマイナスイオンを発生する周知のイオン発生器である（上記従来技術参照）。

すなわち、イオン発生器１は、制御装置３からの除菌モードまたはマイナスイオンモードのモード指示信号に応じて、内蔵する高電圧回路がイオン発生素子の電極１ａに印加する駆動電圧を切り替える。これにより、除菌モードではプラスイオンとマイナスイオンとを実質的に同じ比率で発生させ、マイナスイオンモードではプラスイオンよりもマイナスイオンの比率が高く（発生比率が９０％程度、あるいはそれ以上）なるよう、主としてマイナスイオンを発生するものである。

このイオン発生器１は、送風部としての車両用空調装置の空調ダクト２に配置されている。空調ダクト２は、車室内の前方にある計器盤（図示せず）内部に配設されている。空調ダクト２の最上流側（図１中、紙面左側）には、内外気切替箱７および内外気切替ドア７ａにより切り替え導入される内気または外気を空調ダクト２内に送風するブロワ８が設けられている。また、空調ダクト２の最下流側（図１中、紙面右側）には、ブロワ８による送風を車室内へ吹き出す吹出口２ａが設けられている。なお車両用空調装置としての空調ダクト２内に設けられている、蒸発器、エアミックスドア、ヒータコアおよび吹出口切り替えドア等については説明を省略する。

イオン発生器１は、この空調ダクト２の吹出口２ａ近傍の壁面に配置されている。これにより、イオン発生器１の電極１ａから発生されるイオンが、空調ダクト２の壁面で消滅することが抑制されて車室内に吹き出されるようになっている。

制御装置３は、マイクロコンピュータにより構成され、入力される各センサ信号に基づき、後述する制御ルーチンにしたがって、除菌モードまたはマイナスイオンモードの作動モードを決定し、各モード作動信号をイオン発生器１に指示する。なお、この制御装置３は、車両用空調装置の制御手段であるエアコンＥＣＵ（図示せず）により共用して構成することができる。

次に、本実施形態の作動について、制御装置３が実行する制御ルーチンを示す図２のフローチャートを参照して説明する。

車両のイグニッションスイッチおよび空気清浄器１０の作動スイッチがともにオンされると、図２の制御ルーチンが開始され所定の周期で繰り返し実行される。なお、空気清浄器１０の作動スイッチは、車両用空調装置がオン、詳しくは、ブロワ８が送風状態にあるときに実質的にオン状態となるよう設定されている。

制御ルーチンのスタートとともに、ステップＳ１００でイオン発生器１がオンされ、ステップＳ１１０で最初に除菌モードでの作動が始まる。この除菌モードでは、イオン発生器１から、除菌効果が期待できるプラスイオンとマイナスイオンとの発生比率（両者実質的に同等）のイオンが発生される。ステップＳ１２０で、制御装置３内のタイマで計数される除菌モードでの作動経過時間が、予め設定されている除菌モード設定時間Ｔｓ１（例えば、Ｔｓ１＝１５分）に達しているか判定され、除菌モードはこの除菌モード設定時間Ｔｓ１の期間継続される。

除菌モード経過時間が除菌モード設定時間Ｔｓ１に達すると、ステップＳ１３０で、制御装置３は、除菌モードの作動指示信号をＯＦＦとし、マイナスイオンモードの作動指示信号をＯＮとする。これにより、イオン発生器１の作動モードが除菌モードからマイナスイオンモードに切り替わり、イオン発生器１から、リラックス効果が期待できるマイナスイオンが、プラスイオンの発生比率（例えば１０％以下）より高い比率（例えば９０％以上）で発生される。

イオン発生器１は、マイナスイオンモードでの作動中に、ドア開閉検知器４および窓開閉検知器５のいずれからも、開状態を表す信号が出力されない場合（ステップＳ１４０、Ｓ１５０）は、ステップＳ１６０において制御装置３内のタイマで計数されるマイナスイオンモードでの作動経過時間が、予め設定されているマイナスイオンモード設定時間Ｔｓ２（例えば、Ｔｓ２＝１５分）に達しているか判定される。

これにより、マイナスイオンモードはこのマイナスイオンモード設定時間Ｔｓ２の期間継続される。そして、マイナスイオンモード経過時間がマイナスイオンモード設定時間Ｔｓ２に達すると、制御装置３は、ステップＳ１７０でマイナスイオンモードの作動指示信号をＯＦＦとし、制御ルーチンの繰り返し処理によりステップＳ１１０に戻って、除菌モードの作動指示信号をＯＮとする。

一方、イオン発生器１がマイナスイオンモードでの作動中に、ドア開閉検知器４より車両のいずれかのドアが開状態となったことが検知される（ステップＳ１４０）、または、窓開閉検知器５によりいずれかの窓ガラスが全閉状態でなくなったことが検知される（ステップＳ１５０）と、ステップＳ１７０へ移行して、制御装置３はマイナスイオンモードの作動指示信号をＯＦＦとし、制御ルーチンの繰り返し処理によりステップＳ１１０に戻って、除菌モードの作動指示信号をＯＮとする。これにより、イオン発生器１はマイナスイオンモードでの作動は中断され、除菌モードでの作動に切り替わる。

以上のように、制御ルーチンが繰り返し実行されることにより、イオン発生器１は、車両のすべてのドアおよび窓が全閉状態にある限り、除菌モードでの設定時間Ｔｓ１の期間における作動とマイナスイオンモードでの設定時間Ｔｓ２における作動とを繰り返す。これにより、マイナスイオンモードでの作動継続中に、車室内の乗員の呼吸や内外気切替箱７より導入される外気により車室内に増加する汚染空気を、自動切替えされる除菌モードでの作動により除菌、清浄化することができる。

また、マイナスイオンモードでの作動継続中に、車両のドアまたは窓の少なくとも１つが全閉状態でなくなった場合、すなわち、乗員の乗降のためにドアが開状態となった場合、あるいは乗員が窓を一部でも開いた状態となった場合は、マイナスイオンモードでの作動を中断し除菌モードに移行する。

これにより、開かれたドアまたは窓から汚染空気としての外気が車室内に流入したとみなして、直ちに除菌モードで車室内にプラスイオンとマイナスイオンの両方を吹き出すことにより、汚染空気を効果的に清浄化することができ、除菌モードの効率的な作動を行うことができる。

（他の実施形態）
（１）上記実施形態において、さらに、ホコリセンサ６の検出信号に基づき除菌モードの継続または中断を行うようにしてもよい。すなわち、図３のフローチャートに示すように、上記実施形態の制御ルーチンにおいて、ステップＳ１２５を付け加える。なお、その他の処理ステップは上記実施形態と同じであり、それらの説明は省略する。

上記ステップＳ１２０において、除菌モードでの作動継続時間が除菌モード設定時間Ｔｓ１に達した後に、ステップＳ１２５において、ホコリセンサ６が検出するホコリ濃度が予め設定された濃度しきい値（一定値）以下となったか否かが判定される。

ホコリ濃度が濃度しきい値を超えている限り、除菌モード設定時間Ｔｓ１経過後であっても、ステップＳ１２０に戻って除菌モードでの作動が継続される。これにより、イオン発生器から、除菌効果が期待できるプラスイオンとマイナスイオンとの両方のイオンが発生される。

一方、ホコリセンサ６が検出するホコリ濃度が濃度しきい値以下となった場合には、除菌モードの作動を中断する。このため、ステップＳ１３０に移行し、制御装置３は除菌モードの作動指示信号をＯＦＦとし、マイナスイオンモードの作動指示信号をＯＮとする。これにより、イオン発生器１の作動モードが除菌モードからマイナスイオンモードに切り替わり、イオン発生器１から、リラックス効果が期待できるマイナスイオンが、プラスイオンの発生比率（例えば１０％以下）より高い比率（例えば９０％以上）で発生される。

以上により、ホコリセンサ６により検出される車室内のホコリ濃度が高い限り、除菌、清浄化の必要性があるものとみなして、除菌モードでの作動を継続することができ、より効果的に除菌モードでの除菌、清浄化効果を得ることができる。

すなわち、車室内の空気を除菌、清浄化する必要性が高いとみなされる場合には、イオン発生器１を除菌モードでの作動を継続させ、除菌、清浄化する必要性が低いとみなされる場合には、除菌モードを中断しマイナスイオンモードで作動させるようにすることでき、さらに効果的な除菌、および、効率的な作動モード切替を行うことができる。

（２）上記実施形態では、イオン発生器１を車両用空調装置の空調ダクト２に設けた例を示したが、これに限らず、車室天井やリアトレイ内に設けられる専用の空気清浄器として構成してもよい。すなわち、このような専用の空気清浄器には送風機および吹出口が設けられており、上記実施形態と同様、空気清浄器の吹出口付近にイオン発生器１を設置するとともに、空気清浄器の制御回路にドア開閉検知器４および窓開閉検知器５等を接続することができる。これにより、上記実施形態と同様、空気清浄器に内蔵されたイオン発生器１の除菌モードおよびマイナスイオンモードの効果的、効率的な切替えを行うことができる。

（３）上記実施形態では、定常状態における除菌モード設定時間Ｔｓ１およびマイナスイオンモード設定時間Ｔｓ２としてＴｓ１＝Ｔｓ２（≒１５分）とした例を示したが、これに限らず、それぞれのモード設定時間Ｔｓ１、Ｔｓ２を任意に設定することができる。

（４）また、上記実施形態では、マイナスイオンモードの設定時間Ｔｓ２内の中断をドア開閉検知器４および窓開閉検知器５の検出信号により行う例、および、さらには除菌モードの設定時間Ｔｓ１内の中断をホコリセンサ６の検出信号により行う例を示したが、これ以外にも、空気清浄器１０の作動切替えスイッチを設けてその操作信号を制御装置３に出力するようにしてもよい。すなわち、乗員によるこの作動切替えスイッチの操作に応じて、図２および図３の制御ルーチンに割り込むことにより、乗員の希望に応じた作動モードの切替えも行うことができる。

本実施形態の空気清浄器の概略構成を示す図である。 実施形態の制御ルーチンを示すフローチャートである。 他の実施形態の制御ルーチンを示すフローチャートである。

符号の説明

１…イオン発生器、２…空調ダクト、３…制御装置、４…ドア開閉検知器、５…窓開閉検知器、６…ホコリセンサ、７…内外気切替箱、８…ブロワ。

Claims (5)

1. 除菌モードおよびマイナスイオンモードでの作動状態が切り替えられ、前記除菌モードおよびマイナスイオンモードにおいてそれぞれ異なる組成比のイオンを発生するイオン発生器（１）と、
   前記イオン発生器の前記除菌モードおよびマイナスイオンモードの作動状態を切り替え指示する制御手段（３）と、
   前記イオン発生器の発生する前記イオンを車両室内へ吹き出す送風部（２）と、
   前記車両のドアおよび窓の少なくともいずれか一方の開閉状態を検知する外気流入部開閉検知手段（４、５）とを備え、
   前記制御手段は、前記イオン発生器が前記マイナスイオンモードで作動中に、前記外気流入部開閉検知手段により前記ドアおよび窓の少なくともいずれか一方が全閉状態から開状態となったことが検知されたときに、前記イオン発生器を前記除菌モードでの作動に切り替えることを特徴とする車両用空気清浄器。
2. 前記制御手段は、前記マイナスイオンモードでの作動から前記除菌モードでの作動に切り替えた後、設定時間（Ｔｓ１）経過後に前記マイナスイオンモードに切り替える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. 前記制御手段は、前記イオン発生器の前記除菌モードおよびマイナスイオンモードにおける作動状態の切り替えを、それぞれ設定されたモード設定時間（Ｔｓ１、Ｔｓ２）毎に行うことを特徴とする請求項１または２に記載の車両用空気清浄器。
4. 前記車室内のホコリの濃度を検出するホコリセンサ（６）を備え、
   前記制御手段は、前記除菌モードのモード設定時間経過後において前記検出されたホコリ濃度が設定濃度より大きい場合には前記イオン発生器に前記除菌モードを継続するよう指示することを特徴とする請求項３に記載の車両用空気清浄器。
5. 前記イオン発生器は、前記除菌モードでの作動状態ではプラスイオンとマイナスイオンとの組成比が実質的に等しいイオンを発生し、前記マイナスイオンモードでの作動状態では前記マイナスイオンの組成比を前記プラスイオンの組成比よりも大きい状態のイオンを発生することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の車両用空気清浄器。
   

Images