JP4059070B2 - イオン発生装置付き車両用空調装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車室内にイオンを含んだ空気を送風するイオン発生装置付き車両用空調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、リラクゼーション効果と除菌,消臭効果とを併せ持つイオン発生装置が知られている（例えば特許文献１参照）。このイオン発生装置は、リラクゼーション効果を得たいときはマイナスイオンを発生させるリフレッシュモードに、除菌効果を得たいときはプラスイオンとマイナスイオンを同時に発生させクリーンモードに、それぞれ運転モードを切り換える。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−２１６９３３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このようなイオン発生装置を車両用空調装置に適用した場合、車両用空調装置から吹き出される風量が多いほど車室内のイオン濃度が高くなる。そのため、空調風量を加味せずにイオン発生装置をクリーンモードで作動したのでは、雑菌数に適応したイオンを吹き出すことができず、車室内を効率よく除菌することができない。
【０００５】
本発明は、車室内を効率よく除菌することができるイオン発生装置付き車両用空調装置を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明によるイオン発生装置付き車両用空調装置は、空調風を生成する空調ユニットと、空調ユニットで生成された空調風を車室内に導く送風経路と、少なくとも除菌効果を得るためのイオン（以下、除菌イオン）を送風経路内に発生するイオン発生装置と、空調風量が少ないほど長時間となる所定時間にわたって除菌イオンを発生するようにイオン発生装置を制御するイオン制御手段とを備え、イオン発生装置が除菌イオンを発生中に空調風量が変更されると、その空調風量の変更による除菌効果の差に応じて所定時間を変更することを特徴とする。
【０００７】
【発明の効果】
本発明によれば、イオン発生装置が除菌イオンを発生中に空調風量が変更されると、その空調風量の変更による除菌効果の差に応じて所定時間を変更するようにしたので、空調風量が変化した場合であっても所望の除菌効果を得ることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図５を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係わるイオン発生装置付き車両用空調装置の概略構成を示す図である。空調ユニット１００のダクト３の入口には、ブロアモータ５の駆動によって回転するブロアファン４が配設されている。ブロアファン４が回転すると、ダクト３内に内気または外気が吸い込まれ エバポレータ１を通過して冷却される。この冷却空気はエアミックスドア７の開度に応じてヒータコア２を通過して加熱され、または冷却空気のままヒータコア２をバイパスする。ヒータコア２を通過およびバイパスした空気は、ヒータコア２の下流のエアミックスチャンバ８で混合され、所定温度の空調風とされる。この空調風は、インストルメントパネルの中央部に設けられたセンターベント吹出口、左右両端部に設けられたサイドベント吹出口、下部に設けられたフット吹出口、フロントウインド近傍に設けられたデフロスト吹出口などから車室内に吹き出される。
【０００９】
エアミックスチャンバ８と運転席側のサイドベント吹出口１１ｂとを接続する送風ダクト１２の途中には、イオン発生装置１０が配設されている。イオン発生装置１０は電極間の放電によって空気中にイオンを発生する、いわゆるプラズマイオン発生装置であり、主に乗員をリラックスさせるモード（リフレッシュモード）と主に車室内を除菌,消臭するモード（クリーンモード、消臭モードともいう）とに運転モードが切換可能である。例えばリフレッシュモード時にはマイナスイオン（リラクゼーションイオンと呼ぶ）を発生し、クリーンモード時にはマイナスイオンとプラスイオン（除菌イオンと呼ぶ）を同時に発生する。このような構成は家庭用空気清浄器の分野で知られており、その詳細な説明は省略する。なお、イオンはダクト等の壁面に衝突すると消滅しやすい特性を有するため、イオンを効率よく車室内に吹き出すために、イオン発生装置１０はできるだけ吹出口１１ｂの近傍に配設することが好ましい。
【００１０】
サイドベント吹出口１１ｂから車室内に吹き出される空調風量Ｇとイオン濃度Ｃとの関係は図２に示す通りである。イオン発生装置１０の放電エネルギ量を一定とした場合、送風ダクト１２内を通過する風量Ｇが多いほど、イオン発生装置１０と空気中の水分との反応が促進されて発生イオン数が増加し、図示のように風量Ｇの増加に伴いイオン濃度Ｃは比例的に増加する。風量Ｇが所定値Ｇ１以上になるとイオン発生装置１０により発生可能なイオン数が飽和するため、これ以上イオン濃度Ｃは高くならず、イオン濃度Ｃは所定値Ｃ１で一定となる。なお、イオン濃度Ｃが飽和する空調風量Ｇ１はイオン発生装置１０の放電エネルギ量が大きいほど大きくなるが、本実施の形態では放電エネルギ量は一定であり、Ｇ１も一定である。
【００１１】
図１に示すように、空調コントローラ２０には乗員によって操作される空調パネル２１と、車両状態を検出する各種センサ２２（車室内温度センサ、外気温センサなど）からの信号が入力され、これらの情報に基づいて空調コントローラ２０はブロアモータ５，内外気切換ドア６，エアミックスドア７等の駆動を制御する。例えば乗員の空調パネル２１の操作によりファンオン信号が入力されるとブロアモータ５が駆動され、ファンオフ信号が入力されるとブロアモータ５の駆動が停止する。ブロアモータ５の駆動速度は手動制御または自動制御により変更される。手動制御時には空調パネル２１のファンスイッチの操作に応じてモータ駆動速度が段階的（例えば４段階）に制御され、自動制御時には車室内温度が目標温度となるようにモータ速度が無段階に制御される。
【００１２】
空調コントローラ２０は、ブロアモータ５の駆動速度に応じて空調風量Ｇを演算し、この空調風量Ｇに相当する信号をイオン制御回路３０に出力する。イオン制御回路３０では、空調コントローラ２０からの信号に基づいて以下のような処理を実行し、イオン発生装置１０に制御信号を出力して、イオン発生装置１０の作動を制御する。なお、サイドベント吹出口１１ｂからの空調風量Ｇはモータ５の駆動速度だけでなく空調モード（ベントモード、フットモード等）に応じて変化する場合があるため、空調モードを考慮して空調風量Ｇを演算してもよい。
【００１３】
図３は、イオン制御回路３０で実行される処理の一例を示すフローチャートである。まず、ステップＳ１でイグニッションスイッチがオンされ、かつ、ファンオン信号が入力されたか否かを判定する。ステップＳ１が肯定されるとステップＳ２に進み、初期のクリーンモード作動時間Ｔを決定する。ここで、作動時間Ｔは車室内の雑菌数を一定量（図５のＮ0）除菌するのに必要な時間であり、作動時間Ｔは空調風量Ｇに応じて、すなわち空調風量Ｇが多いほど作動時間Ｔが短くなるように決定される。例えば風量Ｇ1のときの作動時間Ｔ1を予め定数として記憶しておき、風量Ｇのときの作動時間ＴをＴ＝Ｔ1×Ｇ1／Ｇにより求める。なお、作動時間Ｔを演算式により求めるのではなく、空調風量Ｇと作動時間Ｔとの関係を予めマップ状態で記憶しておき、このマップから空調風量Ｇに応じた作動時間Ｔを読み込むようにしてもよい。
【００１４】
ステップＳ３では、イオン発生装置１０に制御信号を出力し、イオン発生装置１０をクリーンモードで作動開始する。次いで、ステップＳ４で後述するようにクリーンモードでの作動残り時間ｔを演算する。ステップＳ５ではタイマーをカウントし、クリーンモード作動残り時間ｔを更新する。すなわちカウントした時間だけクリーンモード作動残り時間ｔを減少させる。ステップＳ６では、ステップＳ５で更新したクリーンモード作動残り時間ｔが０以下か否かを判定する。ステップＳ６が肯定されるとステップＳ７に進み、否定されるとステップＳ８に進む。ステップＳ７ではイオン発生装置１０に制御信号を出力し、イオン発生装置１０をリフレッシュモードで作動する。ステップＳ８ではイオン発生装置１０に制御信号を出力し、イオン発生装置１０をクリーンモードで作動する。
【００１５】
一方、ステップＳ１でファンオン信号の入力直後ではないと判定されるとステップＳ９に進む。ステップＳ９ではファンオフ信号が入力されたか否かを判定し、肯定されるとステップＳ１０に進み、否定されるとステップＳ４に進む。ステップＳ１０ではイオン発生装置１０に制御信号を出力してイオン発生装置１０の作動を停止する。すなわちファン４の作動後、一回だけステップＳ２とステップＳ３の処理を行い、以降はファン４の作動が停止するまでステップＳ２とステップＳ３の処理をパスする。
【００１６】
図４は、ステップＳ４のクリーンモード作動残り時間ｔの演算内容を示すフローチャートである。まず、ステップＳ４１で、前回の処理（ステップＳ４２またはステップＳ４５）で設定されたＧnをＧn-1にセットする。次いで、ステップＳ４２で空調コントローラ２０から読み込んだ空調風量Ｇ、すなわち現在の風量検出値をＧnにセットする。ステップＳ４３では、ステップＳ４１,ステップＳ４２でセットされたＧn,Ｇn-1を比較し、両者が等しいか否か（Ｇn＝Ｇn-1）、すなわち風量変化の有無を判定する。ステップＳ４３が否定されるとステップＳ４４に進み、肯定されるとリターンする。
【００１７】
ステップＳ４４では現在の空調風量Ｇ（Ｇn）が、イオン濃度が飽和する所定風量Ｇ1以上か否か（Ｇn≧Ｇ1）を判定する。ステップＳ４４が肯定されるとステップＳ４５に進み、否定されるとステップＳ４６に進む。ステップＳ４５では所定風量Ｇ1をＧnにセットし、Ｇnの値を変更する。ステップＳ４６では、ステップＳ４２またはステップＳ４５でセットされたＧnとステップＳ４１でセットされたＧn-1との比に作動残り時間ｔを乗じたもの（ｔ×Ｇn-1／Ｇn）を新たにクリーンモード作動残り時間ｔとしてセットする。
【００１８】
次に、本実施の形態の動作をより具体的に説明する。
乗員の乗車によりイグニッションスイッチがオンされ、かつ、ファンオン信号が入力されると、空調ユニット１００内に内気または外気が吸い込まれるとともに、イオン発生装置１０がクリーンモードで作動を開始する（ステップＳ３）。これにより送風ダクト１２内に除菌イオンが発生し、空調風とともに車室内に吹き出される。その結果、車室内の雑菌数が徐々に減少する。このとき、空調風量Ｇが少ないほどクリーンモードの作動時間Ｔは長く設定される（ステップＳ２）。したがって、空調風量Ｇが少ない場合であっても所定数Ｎ0の雑菌を除菌することができ、一定の除菌効果を得ることができる。
【００１９】
ファン４の作動開始から現在まで空調風量Ｇの変化がなければ、その時間経過分だけ作動残り時間ｔが減少する。そして、空調風量Ｇが一定のまま経過時間が作動時間Ｔに達して作動残り時間ｔが０になると、図５の実線に示すようにイオン発生装置１０の運転モードがクリーンモードからリフレッシュモードに切り換えられる（ステップＳ７）。これにより車室内にはリラクゼーションイオンが吹き出され、乗員をリラックスさせることができる。
【００２０】
クリーンモード時に、例えば乗員のスイッチ操作により空調風量ＧがＧ1から図２のＧ2（Ｇn）に減少すると、イオン濃度ＣがＣ1からＣ2に減少する。このとき風量変化割合（Ｇn-1／Ｇn）に応じて作動残り時間ｔが変更され（ステップＳ４４→ステップＳ４６）、図５の点線に示すように作動残り時間ｔがΔｔだけ延長する。その結果、空調風量Ｇの減少に拘わらず所定数Ｎ0の雑菌を除菌することができ、十分な除菌効果を得ることができる。
【００２１】
これとは逆に空調風量がＧ2（Ｇn-1）からＧ1（Ｇn）に増加すると、イオン濃度ＣがＣ2からＣ1に増加する。このときも作動残り時間ｔが変更され（ステップＳ４４→ステップＳ４６）、作動残り時間ｔが減少する。その結果、必要以上にイオン発生装置１０をクリーンモード運転することがなく、効率的にクリーンモードからリフレッシュモードにモード変更することができる。
【００２２】
一方、空調風量Ｇが例えばＧ1（Ｇn-1）から図２のＧ3（Ｇn）に増加すると、イオン濃度Ｃは飽和状態で一定（Ｃ1）である。このとき、Ｇn（Ｇ3）はＧ１にセットされるため（ステップＳ４５）、Ｇn-1／Ｇn＝１となり（ステップＳ４６）、空調風量Ｇが増加した場合でも作動残り時間ｔは変更されない。これによりイオン濃度Ｃが飽和状態となったときでも、十分な除菌効果を得ることができる。
【００２３】
また、空調風量Ｇが例えばＧ3で一定のときは、ＧnがＧ1にセットされた後（テップＳ４５）、次回の処理でＧn（Ｇ1）がＧn-1に（ステップＳ４１）、空調風量Ｇ3がＧnに（ステップＳ４２）、Ｇn（Ｇ3）はＧ1に、それぞれセットされる（ステップＳ４５）。これによりＧn-1／Ｇn＝１となり、空調風量Ｇが一定のときは作動残り時間ｔは変更されない。
【００２４】
イオン濃度Ｃが飽和状態で、空調風量ＧがＧ3（Ｇn-1）からＧ1（Ｇn）に減少すると、Ｇn-1はＧ1と等しいため（ステップＳ４５→ステップＳ４１）、Ｇn-1／Ｇn＝１となり、空調風量Ｇが減少した場合でも作動残り時間ｔは変更されない。これによりイオン濃度Ｃが飽和状態の下でクリーンモード運転を必要以上に行うことを阻止できる。
【００２５】
以上説明した本実施の形態によれば以下のような作用効果を奏する。
（１）空調風量Ｇが少ないほどクリーンモードの作動時間Ｔを長く設定するようにしたので、車室内のイオン濃度Ｃが低い場合であっても所望の除菌効果を得ることができ、車室内を効率よく除菌することができる。
（２）乗員の乗車時にエンジンキースイッチがオンされ、かつ、ファンオン信号が入力されると、イオン発生装置１０をクリーンモードで作動開始するようにしたので、雑菌数が多い状態での乗員の乗車時間は短くなり、乗員への雑菌の影響を可及的に低減することができる。また、センサ等により車室内の雑菌状態を検出しなくても車室内を適切に除菌することができる。
（３）イオン発生装置１０の作動開始直後はクリーンモードで運転し、作動時間Ｔ経過後にクリーンモードからリフレッシュモードに運転モードを変更するようにしたので、車室内を除菌した状態で、乗員にリラクゼーション効果を及ぼすことができる。
（４）クリーンモード運転中に空調風量Ｇが変化すると、空調風量の変化による除菌効果の違いに応じてクリーンモード作動残り時間ｔを変更するようにした。すなわち空調風量Ｇが減少すると作動残り時間ｔを延長し、空調風量Ｇが少ないほど長時間にわたって除菌のためのイオンを発生するようにした。これによりクリーンモード時に空調風量Ｇが変化した場合であっても所定の雑菌数Ｎ0を除菌することができる。
（５）イオン発生装置１０によるイオン発生量が飽和状態のとき、すなわち空調風量ＧがＧ1以上の状態で空調風量Ｇが変化しても作動残り時間を変更しないようにしたので、空調風量Ｇに対するイオン濃度Ｃの特性（図２）に応じて車室内を適切に除菌することができる。
（６）ブロアファン４の作動,停止に伴いイオン発生装置１０を作動,停止するようにしたので、イオン発生装置１０を効率よく作動することができる。
【００２６】
なお、上記実施の形態では、クリーンモードとリフレッシュモードとを備えるイオン発生装置１０を用いたが、少なくともクリーンモードを備えるのであればリフレッシュモードはなくてもよい。ファン４の作動開始時にイオン発生装置１０の運転を開始したが、車室内の雑菌数をセンサなどで検出し、その検出値が所定値以上のときにイオン発生装置１０の運転を開始するようにしてもよい。また、イオン発生装置１０を手動操作により作動させてもよい。サイドベント吹出口１１ｂからの空調風量Ｇを空調コントローラ２０からの信号により読み込むのではなく、センサなどで直接検出してもよい。
【００２７】
上記実施の形態では、送風ダクト１２にイオン発生装置１０を配設するようにしたが、他の送風経路にイオン発生装置を配設するようにしてもよい。空調風量が変化したときでも所定数Ｎ0の雑菌を除菌するように作動残り時間ｔを変更するようにしたが、少なくとも空調風量Ｇの変化を緩和するように作動残り時間ｔを変更するのであれば、所定数Ｎ0の雑菌を除菌するのでなくてもよい。空調風量Ｇが少ないほどクリーンモードの作動時間Ｔを長く設定し、または作動残り時間ｔを延長するのであれば、イオン制御手段として、イオン制御回路３０がイオン発生装置１０をいかに制御してもよい。すなわち、本発明の特徴、機能を実現できる限り、本発明は実施の形態のイオン発生装置付き車両用空調装置に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係わるイオン発生装置付き車両用空調装置の概略構成を示す図。
【図２】空調風量とイオン濃度との関係を示す図。
【図３】図１のイオン発生装置の作動制御に拘わる処理の一例を示すフローチャート。
【図４】図３のステップＳ４のクリーンモード作動残り時間の演算内容を示すフローチャート。
【図５】本発明の実施の形態に係わるイオン発生装置付き車両用空調装置の動作を示すタイムチャート。
【符号の説明】
４ ブロアファン ５ ブロアモータ
１０ イオン発生装置 １１ｂ サイドベント吹出口
１２ 送風ダクト ２０ 空調コントローラ
２１ 空調パネル ３０ イオン制御回路
１００ 空調ユニット

Claims (5)

1. 空調風を生成する空調ユニットと、
   前記空調ユニットで生成された空調風を車室内に導く送風経路と、
   少なくとも除菌効果を得るためのイオン（以下、除菌イオン）を前記送風経路内に発生するイオン発生装置と、
   空調風量が少ないほど長時間となる所定時間にわたって前記除菌イオンを発生するように前記イオン発生装置を制御するイオン制御手段とを備え、
   前記イオン発生装置が前記除菌イオンを発生中に空調風量が変更されると、その空調風量の変更による除菌効果の差に応じて前記所定時間を変更することを特徴とするイオン発生装置付き車両用空調装置。
2. 請求項１に記載のイオン発生装置付き車両用空調装置において、
   前記イオン制御手段は、前記空調ユニットの作動開始時、前記所定時間にわたり前記除菌イオンを発生するように前記イオン発生装置を制御することを特徴とするイオン発生装置付き車両用空調装置。
3. 請求項１または２に記載のイオン発生装置付き車両用空調装置において、
   前記イオン発生装置は、前記除菌イオンと、リラクゼーション効果を得るためのイオン（以下、リラクゼーションイオン）とを別々に発生可能であり、前記イオン制御手段は、前記除菌イオンを前記所定時間にわたって発生した後、前記リラクゼーションイオンを発生するように前記イオン発生装置を制御することを特徴とするイオン発生装置付き車両用空調装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のイオン発生装置付き車両用空調装置において、
   前記イオン発生装置は、空調風量が多いほど多数の前記除菌イオンを発生するものであって、初期の空調風量で前記所定時間に除菌できる数の雑菌を、空調風量変化後も除菌するように、空調風量の変化に応じて前記所定時間を延長または短縮することを特徴とするイオン発生装置付き車両用空調装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のイオン発生装置付き車両用空調装置において、
   前記イオン発生装置によるイオン発生量が飽和状態のとき、空調風量が変化しても前記所定時間を変更しないことを特徴とするイオン発生装置付き車両用空調装置。

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