JP4373835B2 - 車両用空調装置および車両用空調装置のイオン発生量制御方法 - Google Patents

Description

この発明は、イオンを発生させ、発生させたイオンを車室内に提供する車両用空調装置および車両用空調装置のイオン発生量制御方法に関する。

近年、マイナスイオンが、人体に良い影響を与えるとされ、脚光を浴びている。これにともない、マイナスイオンを人工的に発生させ、発生したマイナスイオンを車室内に提供する車両用空調装置がある。

車両用空調装置は、例えば、送風路内に上流から順にブロワ、エバポレータ、ヒータを配し、この送風路の出口として車室内との境界に吹出口が連接されて構成され、さらにこの吹出口近傍にイオン発生用の放電針を備えている（例えば、特許文献１参照。）。

このような車両用空調装置は、針状に尖らせた放電針をマイナス電極として、高電圧を印加し、空気中に電子を放電し、例えば空気中の酸素等の分子を負に帯電させてマイナスイオンを発生させるものである。

ところで、マイナスイオン等のイオンは、上述のように人体によい影響を与えるとされ、イオンを極力多く発生させて高濃度のイオンを人体に提供することに注力されている。イオンを発生させる際には、上述のように高電圧を印加するものであり、イオンを多く発生させるためには、できるだけ高電圧を印加することが望ましいが、このとき、電圧過多であると、イオンの発生と同時にオゾンも発生するおそれがある。

オゾンは、多量になると人体に害を及ぼすおそれがあるとされており、このような車両用空調装置においては、できるだけ高電圧を印加してイオンを多く発生させると同時に、オゾンによる人体への害を防止する必要がある。

そこで、従来は、オゾン発生時のオゾン濃度目標を設定し、この発生時オゾン濃度目標が安全濃度になるように印加電圧が一義的に予め定められていた。図８は、印加電圧とイオンおよびオゾンの発生量を示すグラフであるが、従来は、図８に示すように、オゾンが人体に対して安全濃度になるようにオゾンを発生させていた。尚、安全濃度とは、環境基本法等で規定されている。

特開２００３−３２３２４２号公報

上述のように、従来は、印加電圧をオゾンの発生が人体に対して安全濃度である電圧を上限としてイオンを発生させており、イオンの発生をそれ以上多く確保することができなかった。

本発明は、上述のような問題点に鑑みてなされたものであり、イオンの発生量をより多く確保して高濃度のイオンを発生させるとともに、発生するオゾンの濃度を人体への到達までに安全濃度まで減衰させることによって、上限イオン発生量を高めた車両用空調装置および車両用空調装置のイオン発生量制御方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、図７に示すように、オゾンは時間とともに残存量が減少する点に着目したものである。

そこで、本発明は、オゾンが人体に到達する時間を考慮し、かつオゾン減衰速度を考慮して、オゾンが人体に到達するまでに安全濃度にまで減衰する量の上限オゾン発生量を逆算し、上限オゾン発生量が発生する上限印加電圧を求めることによって、人体到達時のオゾン濃度を目標として設定するものであり、もって上限イオン発生量を上げたものである。

このとき、車両用空調装置は、利用者の選択する送風方法によって人体に到達させる時間が可変するものであるから、この可変する人体への到達時間に応じて印加電圧を制御して、人体への到達までに安全濃度にまで減衰する上限オゾン発生量に対応した上限イオン発生量を発生させるものである。

オゾンが人体に到達する時間は、車両用空調装置において、風速の増減により変化する。風速が速ければ、人体に到達する時間は短くなるから、その分、オゾンの発生量を抑えた電圧を印加し、風速が遅ければ、人体に到達する時間は長くなるから、その分、オゾンの安全濃度に減衰させる時間も長くとることができ、オゾンの発生量を多めにした電圧を印加させるものである。

上述のような構成により、本発明は、利用者が風速を変えることによってオゾンの人体への到達時間が可変しても、人体到達時のオゾン濃度を目標として設定できたものである。すなわち、その風速における、人体到達時に安全濃度まで減衰できる最大オゾン発生量に対応する上限印加電圧が印加でき、安全を確保しつつ上限イオン発生量を高めることができる。

このような本発明において、上記車両用空調装置は、空調空気を送風するファンと、上記ファンを駆動させるモータと、を更に備え、上記風速検出手段は、上記モータの電圧を検出することで風速を検出し、上記印加電圧制御手段は、上記風速検出手段が検出する電圧が制御パラメータとして入力されることで、上記イオン発生手段に印加させる電圧を増減させるようにしてもよい。

風速は、ファンの回転数によって決まるものであり、ファンの回転数は、ファンを駆動させるモータの電圧により決定するものであるから、モータの電圧と風速は密接に関連するものであり、風速検出手段は、上述のような構成によって風速を検出することができる。

上述のような構成により、本発明は、風速と密接に関連するファンを駆動させるモータの電圧を制御パラメータとして利用するから、既存のパラメータを活用でき新たなセンサ等を車両用空調装置に追加する必要はなく、簡便かつ低コストでイオン発生量を制御することができる。

また、オゾンが人体に到達する時間は、車両用空調装置において、イオン発生源から車室内の人体までの距離に比例する。距離が近ければ、人体に到達する時間は短くなるから、その分、オゾンの発生量を抑えた電圧を印加し、距離が遠ければ、人体に到達する時間は長くなるから、その分、オゾンの安全濃度に減衰させる時間も長くとることができ、オゾンの発生量を多めにした電圧を印加させるものである。

この距離は、車両用空調装置においては、利用者が選択する吹出しモードにより変化する。そこで、本発明は、イオンを発生させるイオン発生手段を有する車両用空調装置のイオン発生量制御方法であって、上記車両用空調装置に設定される、車室内への空調空気の吹き出し位置を利用者が選択する吹出しモードを検出し、検出した上記吹出しモードに応じて、イオン発生手段に印加する電圧を増減させ、距離に基づいてイオン発生量を制御する。

車両用空調装置は、車室内に空調空気を吹き出す車両用空調装置であって、車室内の所定位置に配され、空調空気が吹き出す複数の吹出口と、空調空気が送風され、かつ車室内側が複数に分岐されて上記各吹出口に連通する送風路と、上記送風路内に設けられるイオン発生手段と、上記複数の吹出口のうち、空調空気を吹き出させる吹出口を選択する吹出口選択手段と、上記吹出口選択手段の選択に基づき、上記イオン発生手段に印加させる電圧を増減させる印加電圧制御手段と、を備える。

上述のような構成により、本発明は、利用者が吹出しモードを変更して空調空気を吹き出させる吹出口を選択したことによって、イオン発生手段から人体までの距離が変わり、オゾンの人体への到達時間が変わっても、人体到達時のオゾン濃度を目標として設定できたものである。すなわち、その吹出しモードや吹き出す吹出口における、人体到達時に安全濃度まで減衰できる最大オゾン発生量に対応する上限印加電圧が印加でき、安全を確保しつつ上限イオン発生量を高めることができる。さらにこの吹出しモードや吹出口選択手段は車両用空調装置において通常初めから配されているものであり、追加のセンサ等を加える必要がなく、生産コストの削減も図ることができる。

また、風速および距離という変数を同時に検出して、これらパラメータにより印加電圧を増減させてもよい。そこで、本発明は、イオンを発生させるイオン発生手段を有する車両用空調装置のイオン発生量制御方法であって、車両用空調装置が送風する空調空気の風速を検出し、上記車両用空調装置に設定される、車室内への空調空気の吹き出し位置を利用者が選択する吹出しモードを検出し、検出した風速と検出した吹出しモードに基づいて、イオン発生手段に印加する電圧を増減させ、風速と距離から導き出されるイオンの人体までの到達時間に基づいてイオン発生量を制御するようにしてもよい。

車両用空調装置においては、車室内に空調空気を吹き出す車両用空調装置であって、車室内の所定位置に配され、空調空気が吹き出す複数の吹出口と、空調空気が送風され、かつ車室内側が複数に分岐されて上記各吹出口に連通する送風路と、上記送風路内に設けられるイオン発生手段と、空調空気の風速を検出する風速検出手段と、上記複数の吹出口のうち、空調空気を吹き出させる吹出口を選択する吹出口選択手段と、上記風速検出手段が検出する風速と上記吹出口選択手段の選択に基づき、上記イオン発生手段に印加させる電圧を増減させる印加電圧制御手段と、を備えるようにすればよい。

上述のような構成により、本発明は、風速、距離の２変数に基づき、人体へ到達するまでの時間を正確に導くことができるから、人体に到達したときにオゾン濃度が安全濃度に減衰する上限印加電圧を正確に決定できるものであり、よって人体到達時のオゾン濃度を目標としてさらに正確に設定でき、極めて安全に最大量のイオンを発生させることができる。

また、本発明は、オゾン減衰速度を予めデータとして記憶させておいて、オゾン減衰速度、風速、距離の３つの変数に基づき、人体へ到達するまでの時間と、その時間の間に減衰するオゾン濃度を導き、印加電圧を増減させるようにすることも含まれる。

尚、本発明においては、車両用空調装置以外にも、家庭内に設置されるような空調装置においても適用でき、イオン発生量制御方法を実現することができる。特に、風速を検出する場合においては、吹出口が限定されているような空調装置に適用するに好適である。

本発明は、車両用空調装置のイオン発生手段に印加させる電圧を、空調空気の風速を検出して、この風速に基づき増減させるようにしたので、利用者が風速を変えることによってオゾンの人体への到達時間が変わっても、人体到達時のオゾン濃度を目標として設定できるものである。よってその風速における、人体到達時に安全濃度まで減衰できる最大オゾン発生量に対応する上限印加電圧が印加でき、安全を確保しつつ上限イオン発生量を高めることができる。

また、本発明は、車両用空調装置のイオン発生手段に印加させる電圧を、吹出しモードや吹出口の選択を検出して、この吹出しモードや吹出口の選択に基づき増減させるようにしたので、利用者が吹出しモードを変更して吹出口を選択したことによって、イオン発生手段から人体までの距離が変わり、オゾンの人体への到達時間が変わっても、人体到達時のオゾン濃度を目標として設定できるものである。よってその吹出しモードにおける、人体到達時に安全濃度まで減衰できる最大オゾン発生量に対応する上限印加電圧が印加でき、安全を確保しつつ上限イオン発生量を高めることができる。

以下、この発明の一実施形態について図１乃至図６に基づき詳細に説明する。尚、本発明における車両用空調装置において、特に、空調空気の通り道の一つであるブロワから吹出口までの部分を代表させて、車両用空調装置という。

まず、本発明の車両用空調装置の第一の実施形態について説明する。図１は、本発明の第一の実施形態に係る車両用空調装置の断面図である。

図１に示すように、本実施形態における車両用空調装置１は、自家用車等の車両に備えられるものである。この車両用空調装置１は、車室内に空調空気を送風する装置であり、車両用空調装置１内部には、空調空気が送風される送風路４が形成されている。この送風路４には、上流から順にブロワ８、エバポレータ２、ヒータ９が配されている。

ブロワ８は、図１において図示しないファン駆動モータにより駆動されるファン８ａと、ファン８ａが収容されるスクロール室８ｂとで構成されており、ファン８ａがスクロール室８ｂ内でスクロール運動することにより、空調空気を送風路４へ送り出している。

エバポレータ２は、空調空気の冷却用熱交換器であり、図示しない冷凍サイクルの一部として送風路４内に配されている。このエバポレータ２は、内部の冷媒ガスを蒸発させるもので、冷媒ガスの蒸発に伴い、エバポレータ２を通過する空調空気から熱を吸熱させる。同時に空調空気の冷却に伴い、空調空気から液化した水分を除湿している。

ヒータ９は、空調空気の加熱用熱交換器であり、図示しない温水ラインの一部として送風路４内に配されている。このヒータ９は、エンジンの排熱を利用して高温になった温水によって発熱し、暖房時において空調空気を加熱する。ヒータ９には、温調ドア１０が回転自在に設置されており、温調ドア１０の回転により、エバポレータ２を通過した空調空気を積極的にヒータ９に呼び込んで加熱し、またはそのままヒータ９を通過させるている。

また、送風路４は、下流で３方向に分岐しており、車両用空調装置１内部と車室内の境界に配されるベント吹出口３ａとデフロスタ吹出口３ｂとフット吹出口３ｃに連通している。分岐する直前には、ベント吹出口３ａへの分岐の直前にベント吹出しモードドア１１ａ、デフロスタ吹出口３ｂへの分岐の直前にデフロスタ吹出しモードドア１１ｂ、フット吹出口３ｃへの分岐の直前にフット吹出しモードドア１１ｃが回転自在に設置されている。

ベント吹出口３ａは、乗員に向けて空調空気を吹き出し、デフロスタ吹出口３ｂは、フロントガラスに向けて空調空気を吹き出し、フット吹出口３ｃは、乗員の足元に向けて空調空気を吹き出す。

各モードドア１１ａ，１１ｂ，１１ｃは、空調空気を吹き出させる吹出口を選択する吹出しモードが設定されることにより開閉されるドアである。このドアの開閉は、図１において図示しないモード選択部により開閉制御される。

送風路４の分岐前の路内には、マイナスイオン７を発生させるため、マイナス極でなる放電針６が設置されている。この放電針６には、イオン発生制御ユニット５が接続されている。イオン発生制御ユニット５は、人体到達時のオゾン濃度を目標として印加電圧を制御しつつ、放電針６に印加電圧を印加するユニットであり、放電針６は、イオン発生制御ユニット５から印加電圧が印加されると、高電圧放電を行い、送風路４内に電子を放出する。

イオン発生制御ユニット５について、図２に基づき詳細に説明する。イオン発生制御ユニット５は、放電針６に印加電圧を印加する電圧印加部５ｂと、電圧印加部５ｂが印加する印加電圧を演算結果によって指示する演算部５ａと、演算部５ａの演算に用いられる制御パラメータを出力する風速検出部５ｃおよびモード検出部５ｄからなる。

電圧印加部５ｂは、印加電圧を発生させるものであり、印加電圧は、演算部５ａにより出力される演算結果に応じて増減する。

演算部５ａは、印加電圧を増減させる制御を行うものであり、図７に示したようなオゾン減衰速度のデータを保持し、このデータと、風速検出部５ｃおよびモード検出部５ｄから出力される制御パラメータを用いて演算を行い、印加電圧を決定する。

風速検出部５ｃは、利用者が選択する風速により駆動電圧が可変するファン駆動モータ１２の駆動電圧を検出するものであり、検出した駆動電圧を制御パラメータとして演算部５ａに出力する。

モード検出部５ｄは、各モードドア１１ａ，１１ｂ，１１ｃを開閉させて空調空気を吹出させる吹出口を選択するモード選択部１３の吹出口選択を検出することにより、利用者が設定した吹出しモードを検出しており、検出した吹出しモードを制御パラメータとして演算部５ａに出力する。

上述のように構成される車両用空調装置１において、空調空気の送風とイオンとオゾンの発生および送風を、利用者が設定する空調空気の送風方法の変更とともに説明する。

まず、上述した車両用空調装置１は、ファン駆動モータ１２を駆動させ、ファン８ａをスクロール室８ｂ内でスクロール駆動させ、ブロワ８を機能させる。ブロワ８は、空調空気を送風路４に送り出す。

空調空気を送り出す風速は、利用者が設定することにより変更可能となっており、利用者が風速切替のレバーを操作する等によりファン駆動モータ１２の駆動電圧を増減させることにより変更される。

風速の変更は、例えば、風速を速くする、または遅くする、といった切り替えが可能である。風速を速くするように設定した場合には、ファン駆動モータ１２の駆動電圧が増加され、ファン８ａの回転数が増加する。ファン８ａの回転数が増加することにより送風力が増加し、ブロワ８から送風される空調空気の風速は速くなる。同様に、風速を遅くするように設定した場合には、ファン駆動モータ１２の駆動電圧が減少され、ファン８ａの回転数が減少する。ファン８ａの回転数が減少することにより送風力は減少し、ブロワ８から送風される空調空気の風速は遅くなる。

所定の風速により送風路４に空調空気が送り出されると、空調空気は、エバポレータ２を通過する。このとき、エバポレータ２は、空調空気の熱を吸熱し、また除湿する。

次に、エバポレータ２を通過した空調空気は、冷房の設定の場合は、温調ドア１０がヒータ９を素通りするように位置しており、ヒータ９を素通りして、送風路４の分岐点に到達する。暖房の設定の場合は、温調ドア１０がヒータ９側に空調空気を誘導するように位置し、空調空気がヒータ９により暖められて、送風路４の分岐点に到達する。

送風路４の分岐点では、利用者の吹出しモードの設定により、各モードドア１１ａ，１１ｂ，１１ｃの開閉がモード選択部１３によって選択されており、空調空気は、開いているモードドアから分岐後の送風路４に送風される。吹出しモードの設定は、吹出しモードの切替のレバーを利用者が操作することにより、モード選択部１３に吹出しモードが設定され、各モードドア１１ａ，１１ｂ，１１ｃの開閉が選択されるものである。

例えば、利用者がフット吹出口３ｃからのみ空調空気を吹き出させるフット吹出しモードをモード選択部１３に設定していれば、モード選択部１３は、ベント吹出しモードドア１１ａとデフロスタ吹き出しモードドア１１ｂが閉じ、フット吹出しモードドア１１ｃを開ける。空調空気は、開いているフット吹き出しモードドア１１ｃを通り、フット吹出口３ｃに至り、車室内に吹き出される。吹出しモードには、ベント吹出しモード、デフロスタ吹出しモード、フット吹出しモードがあり、それぞれに設定すると、その吹出口からのみ吹き出すように設定される。また、ベント吹出口３ａとフット吹出口３ｃの両方から吹き出させるといった組み合わせの設定も可能である。

このようにして空調空気が送風方法を変更されながら送風されている間、イオン発生制御ユニット５は、電圧印加部５ｂにて放電針６に印加電圧を印加する。放電針６は、送風路４内に電子を放出し、放出された電子は、空調空気内の酸素等の分子と衝突して、負の電荷を帯び、マイナスイオン７が発生する。このマイナスイオン７は、空調空気と同様の風速で同様の送風路４をたどって、同様の吹出口から車室内に吹き出す。尚、放出された電子はマイナスイオン７とともにプラスイオンを発生させることもできる。

このとき、印加電圧によっては、マイナスイオン７と同時にオゾンも発生しており、オゾンも同様の風速で同様の送風路４をたどって、同様の吹出口から車室内に吹き出す。

上述のように空調空気、マイナスイオン７やオゾンは、ファン駆動モータ１２の駆動電圧の変化と、吹出しモードの設定がされるモード選択部１３の選択により、風速および、吹き出す吹出口が変更されて送風方法に合わせて送風される。

このような車両用空調装置１の送風方法の変更に伴う、マイナスイオン７やオゾンの人体への到達時間の変化について、図１の第一実施形態模式図を用い説明する。

ベント吹出口３ａとデフロスタ吹出口３ｂとフット吹出口３ｃは、それぞれ吹き出す場所が異なるから、それぞれ設置されている位置が異なる。したがって、放電針６から各吹出口への長さはそれぞれ異なる。例えば図１では、放電針６からベント吹出口３ａに至る距離４ａは、デフロスタ吹出口３ｂやフット吹出口３ｃに至る距離４ｂ，４ｃよりも長く、フット吹出口３ｃに至る距離４ｃは、デフロスタ吹出口３ｂに至る距離４ｂよりも短い。

この距離の相違により、一定の風速で吹き出した場合、マイナスイオン７やオゾンの人体への到達時間も相違する。ベント吹出しモードの場合は、人体への到達時間は長く、フット吹出しモードの場合は、人体への到達時間は短い。

また、風速を速くした場合には、マイナスイオン７やオゾンが所定距離を送風される時間は短くなり、人体への到達時間も短くなる。同様に風速を遅くした場合には長くなる。

このように、車両用空調装置１により送風されるマイナスイオン７やオゾンは、その風速および吹出口の変更により、人体への到達時間が変わる。

次に、上述のような空調空気の送風方法の変更動作を行う車両用空調装置１において、このイオンの発生量を制御する動作について説明する。

この車両用空調装置１は、図３に示すように、ベント吹出口３ａ、デフロスタ吹出口３ｂ、フット吹出口３ｃのどの吹出口から吹き出させるかの吹出しモードの設定と、風速を速くするか遅くするという設定が可能となっている。

放電針６からベント吹出口３ａまでの図１に示す距離４ａは、他の吹出口から吹出させるより長距離であり、放電針６からデフロスタ吹出口３ｂまでの距離４ｂは、他の吹出口から吹出させるより中距離であり、放電針６からフット吹出口３ｃまでの距離４ｃは、他の吹出口から吹出させるより短距離である。

イオン発生制御ユニット５は、距離が長距離の場合には、オゾンの減衰時間が長く取れるので、オゾン濃度がその減衰距離の間に減衰する分だけオゾン発生量を増加させることを許可し、印加電圧を上げる。同様に、距離が短距離の場合には、オゾンが減衰する減衰時間が短いので、オゾン濃度がその減衰距離の間に減衰する分だけオゾン発生量を減少させるようにし、印加電圧を下げる。

また、風速が遅いとオゾンが減衰する減衰時間が長く取れるので、オゾン濃度がその減衰距離の間に減衰する分だけオゾン発生量を増加させることを許可し、印加電圧を上げてマイナスイオン７発生量を増加させる制御を行う。同様に、風速が速いとオゾンが減衰する減衰距離が短いので、オゾン濃度がその減衰距離の間に減衰する分だけオゾン発生量を減少させるようにし、印加電圧を下げてマイナスイオン７発生量を減少させる制御を行う。これら制御により、イオン発生制御ユニット５は、人体到達時のオゾン濃度を所定値以下に設定することができる。

具体的には、車両用空調装置１が作動すると、イオン発生制御ユニット５は、風速検出部５ｃにてファン駆動モータ１２の駆動電圧を検出し、検出した駆動電圧を演算部５ａに制御パラメータの一つとして出力する。

一方、イオン発生制御ユニット５は、モード検出部５ｄにてモード選択部１３の吹出口選択から吹出しモードを検出し、検出した吹出しモードを制御パラメータの一つとして出力する。

演算部５ａは、風速検出部５ｃから出力された駆動電圧に関する制御パラメータに基づき、送風路４に送風されるオゾンの風速を演算により求め、同時に、モード検出部５ｄから出力された吹出しモードに関する制御パラメータに基づき、放電針６から吹出口までの距離を演算により求める。

ここで、利用者により、ベント吹出しモードが設定され、かつ遅い風速で吹き出されるように設定されているとする。尚、利用者が複数の吹出口から吹き出すように設定した場合、例えば、ベント吹出口３ａとフット吹出口３ｃから吹き出すように設定した場合は、フット吹出口３ｃからのみ吹き出す吹出しモードと同じ扱いとして、放電針６から吹出口までの距離が短いほうに合わせて制御する。

演算部５ａは、ファン駆動モータ１２の駆動電圧により、オゾンの風速が遅く、モード選択部１３の選択により、ベント吹き出しモードであることを認識し、放電針６からベント吹出口３ａまでの距離、すなわち図１に示す距離４ａをオゾンが遅い風速で送風されることを認識する。

演算部５ａは、この認識により、オゾンが遅い風速で距離４ａを送風される時間を算出し、図７に示すようなオゾン減衰速度データから、オゾン発生時から人体到達時の時間で、オゾン濃度が環境基本法等で規定されている安全濃度以下になる最大オゾン量を演算により求める。

最大オゾン発生量が求められると、その最大オゾン発生量が発生する印加電圧値を演算により求め、演算により求められた印加電圧値を上限印加電圧値として決定する。

決定された上限印加電圧値は、電圧印加部５ｂに出力され、電圧印加部５ｂにより上限印加電圧が放電針６に印加される。

この制御により、利用者が遅い風速で距離が長い送風距離を選択した場合における、オゾンの人体付近での安全濃度を目標とした上限印加電圧が放電針６に印加され、その電圧に応じたマイナスイオン７が発生する。尚、図３に示す各組み合わせにおける制御は、同様にしてなされる。

上述のような制御により、本発明は、人体到達時のオゾン濃度を目標としてオゾン発生量を制御することで、最大イオン発生量を発生させることができ、上限イオン発生量を高めることができる。

上述のような演算は、図４に示すように予め用意した制御グラフに基づいて行われるようにしてもよい。演算部５ａには、予め制御グラフがデータもしくは専用回路として保持され、駆動電圧と吹出しモードが入力されることにより、この制御グラフに基づいて、印加電圧を求める。図４に示す制御グラフは、オゾン減衰速度のデータを包含し、駆動電圧に対応した印加電圧を求める制御曲線が、吹出しモードに対応して複数用意されている。

この制御グラフに基づき、吹出しモードの変更に応じて参照すべき制御曲線を変更し、駆動電圧の変更に応じて制御曲線が表す印加電圧を導く。例えば、遅い風速で弁と吹き出しモードに設定されている場合、ベント吹き出しモードの制御曲線に変更され、遅い風速を作り出す駆動電圧に対応する印加電圧を導く。演算部５ａは、駆動電圧と吹出しモードを制御パラメータとして、この制御グラフを参照し、駆動電圧の増加に伴い減少する人体への到達時間とオゾン減衰速度に対応し、かつ吹出しモードの変更に伴い変化する人体の到達時間とオゾン減衰速度に対応した、オゾン発生量を抑えるとともに最大イオン発生量を発生させる印加電圧値を導く。この印加電圧値は電圧印加部５ｂに入力され、電圧印加部５ｂが放電針６に印加電圧を印加する。

尚、本発明において、距離のパラメータとして放電針６から各吹出口３ａ，３ｂ，３ｃまでの距離を用いたが、利用者が車室内の定位置に制限的に存在する場合、例えば運転中の運転者が利用者である場合等においては、放電針６から人体までの距離を用いることでより正確な距離のパラメータを認識することができる。

また、このような車両用空調装置１において、図１に示すように、放電針６を設ける位置をエバポレータ２よりも上流にしてもよい。上述したように、放電針６に高電圧の印加電圧を印加すると、オゾンが発生する可能性が高くなる。オゾンは、人体に対して有害となるおそれがあるが、同時に殺菌作用を有する物質としても注目されている。

エバポレータ２は、空調空気を除湿する機能を有するため、結露によりエバポレータ２表面には細菌やカビが増殖しやすく衛生上好ましいものではない。また、この細菌やカビにより車室内に異臭が吹き出して車室内の利用者に不快感を与えるおそれがある。

放電針６をエバポレータ２よりも上流に設けると、発生するオゾンがエバポレータ２表面を殺菌するので、エバポレータ２が清潔となり、かつ異臭の発生を抑えることができる。

次に、本発明の車両用空調装置の第二の実施形態について、図５に基づき詳細に説明する。図５は、本発明の第二の実施形態に係る車両用空調装置の断面図である。尚、本発明の第一の実施形態と同一部分については同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。

上述の第一の実施形態は、送風路４が分岐する前に放電針６を設けることができるものであるが、本実施形態は、放電針６を設ける位置を分岐した後のベント吹出口３ａに至る送風路４内にしたものである。

この場合、人体へのオゾンの到達時間が可変するパラメータのうち、距離に関するパラメータは不変となるから、風速に基づく制御が中心となる。

すなわち、イオン発生制御ユニット５は、演算部５ａにおいて、オゾン減衰速度と放電針６からベント吹出口３ａまでの距離のデータを予め保持しており、演算部５ａは、この予め保持しているオゾン減衰速度と距離に、風速が制御パラメータとして加えられることにより、オゾンが放電針６から人体に到達する時間を算出し、オゾンが発生してから人体に到達する時間後にオゾン濃度が環境基本法等で規定されている安全濃度以下になる最大オゾン量の初期値を演算により求めている。

また、図７に示したような制御グラフが予めデータや専用回路により保持されている場合には、この制御グラフは、放電針６が設置されている送風路４に関する制御曲線一本のみとなる。

尚、分岐した後の３本の送風路４のそれぞれに放電針６を配することもでき、この場合、吹出しモードをモード検出部５ｄが検出すると、この検出結果を演算部５ａに入力し、演算部５ａは、印加電圧の指示とともに、印加する放電針６の指示を電圧印加部５ｂに出力するようにしてもよい。印加する放電針６を指示された電圧印加部５ｂは、指示された放電針６に対してのみ印加電圧を印加すればよい。また、この場合は、第一の実施形態と同様の制御パラメータを用いて同様の演算を行う。

分岐された後の送風路４に放電針６を設置する本実施形態においては、発生するオゾンは、それ以後の送風路４内を殺菌することができる。

このように、本発明は、車両用空調装置のイオン発生手段に印加させる電圧を、空調空気の風速を検出して、この風速に基づき増減させるようにしたので、利用者が風速を変えることによってオゾンの人体への到達時間が変わっても、人体到達時のオゾン濃度を目標として設定できるものである。よって、その風速における、人体到達時に安全濃度まで減衰できる最大オゾン発生量に対応する上限印加電圧が印加でき、安全を確保しつつ上限イオン発生量を高めることができる。

また、本発明は、車両用空調装置のイオン発生手段に印加させる電圧を、吹出しモードや吹出口の選択を検出して、この吹出しモードや吹出口の選択に基づき増減させるようにしたので、利用者が吹出しモードを変更して空調空気を吹出させる吹出口を選択したことによって、イオン発生手段から人体までの距離が変わり、オゾンの人体への到達時間が変わっても、人体到達時のオゾン濃度を目標として設定できるものである。よって、その吹出しモードにおける、人体到達時に安全濃度まで減衰できる最大オゾン発生量に対応する上限印加電圧が印加でき、安全を確保しつつ上限イオン発生量を高めることができる。

図６は、本発明と従来のイオン・オゾンの濃度を時間経過ごとに示したグラフであるが、図６に示すように、従来は、オゾンの発生量を環境基本法等で規定されている安全濃度以下に抑えた状態で発生するようにし、オゾン発生時のオゾン濃度を目標にイオン発生量を決定していたものである。一方、本発明は、人体への到達時のオゾン濃度を目標にして、イオン発生量を制御でき、イオン発生量を従来に比し、飛躍的に高めることが可能となった。しかしながら、人体到達時において、オゾン濃度は安全濃度まで減衰しており、人体への安全も同時に確保されることとなった。

尚、上述の各実施形態では、ベント吹出口が長距離、デフロスタ吹出口が中距離、フット吹出口が短距離としたが、これに限らず空調装置の配置、吹出口位置に応じて変形可能である。

本発明の第一の実施形態に係る車両用空調装置の断面図である。 本発明の車両用空調装置のイオン発生量制御のブロック図である。 本発明の車両用空調装置のイオン発生量制御の説明表である。 本発明の車両用空調装置のイオン発生量制御の制御グラフである。 本発明の第二の実施形態に係る車両用空調装置の断面図である。 本発明のイオン発生量と従来のイオン発生量の比較グラフである。 オゾンの単位量あたりの時間経過による残存量を表すグラフである。 従来のイオンを発生させる車両用空調装置の印加電圧上限とイオンの発生量の説明グラフである。

符号の説明

１ 車両用空調装置
２ エバポレータ
３ａ ベント吹出口
３ｂ デフロスタ吹出口
３ｃ フット吹出口
４ 送風路
４ａ ベント吹出しモード距離
４ｂ デフロスタ吹出しモード距離
４ｃ フット吹出しモード距離
５ イオン発生制御ユニット
５ａ 演算部
５ｂ 電圧印加部
５ｃ 風速検出部
５ｄ モード検出部
６ 放電針
７ マイナスイオン
８ ブロワ
８ａ ファン
８ｂ スクロール室
９ ヒータ
１０ 温調ドア
１１ａ ベント吹出しモードドア
１１ｂ デフロスタ吹出しモードドア
１１ｃ フット吹出しモードドア
１２ ファン駆動モータ
１３ モード選択部

Claims (7)

1. 車室内に空調空気を吹き出す車両用空調装置であって、
   車室内の所定位置に配され、空調空気が吹き出す複数の吹出口と、
   空調空気が送風され、かつ車室内側が複数に分岐されて上記各吹出口に連通する送風路と、
   上記送風路内に設けられるイオン発生手段と、
   上記複数の吹出口のうち、空調空気を吹き出させる吹出口を選択する吹出口選択手段と、
   上記吹出口選択手段の選択に基づき、上記イオン発生手段に印加させる電圧を増減させる印加電圧制御手段と、
   を備えること、
   を特徴とする車両用空調装置。
2. 車室内に空調空気を吹き出す車両用空調装置であって、
   車室内の所定位置に配され、空調空気が吹き出す複数の吹出口と、
   空調空気が送風され、かつ車室内側が複数に分岐されて上記各吹出口に連通する送風路と、
   上記送風路内に設けられるイオン発生手段と、
   空調空気の風速を検出する風速検出手段と、
   上記複数の吹出口のうち、空調空気を吹き出させる吹出口を選択する吹出口選択手段と、
   上記風速検出手段が検出する風速と上記吹出口選択手段の選択に基づき、上記イオン発生手段に印加させる電圧を増減させる印加電圧制御手段と、
   を備えること、
   を特徴とする車両用空調装置。
3. 上記車両用空調装置は、
   空調空気を送風するファンと、
   上記ファンを駆動させるモータと、
   を更に備え、
   上記風速検出手段は、
   上記モータの電圧を検出することで風速を検出し、
   上記印加電圧制御手段は、
   上記風速検出手段が検出する電圧が制御パラメータとして入力されることで、上記イオン発生手段に印加させる電圧を増減させること、
   を特徴とする請求項２に記載の車両用空調装置。
4. 上記印加電圧制御手段は、
   予めオゾン減衰速度データが記憶され、
   更に、このオゾン減衰速度データに基づき、上記イオン発生手段に印加させる電圧を増減させること、
   を特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の車両用空調装置。
5. イオンを発生させるイオン発生手段を有する車両用空調装置のイオン発生量制御方法であって、
   上記車両用空調装置に設定される、車室内への空調空気の吹き出し位置を利用者が選択する吹出しモードを検出し、
   検出した上記吹出しモードに応じて、イオン発生手段に印加する電圧を増減させ、
   距離に基づいてイオン発生量を制御すること、
   を特徴とする車両用空調装置のイオン発生量制御方法。
6. イオンを発生させるイオン発生手段を有する車両用空調装置のイオン発生量制御方法であって、
   車両用空調装置が送風する空調空気の風速を検出し、
   上記車両用空調装置に設定される、車室内への空調空気の吹き出し位置を利用者が選択する吹出しモードを検出し、
   検出した風速と検出した吹出しモードに基づいて、イオン発生手段に印加する電圧を増減させ、
   風速と距離から導き出されるイオンの人体までの到達時間に基づいてイオン発生量を制御すること、
   を特徴とする車両用空調装置のイオン発生量制御方法。
7. 請求項５又は６のいずれかに記載の車両用空調装置のイオン発生量制御方法は、
   予めオゾン減衰速度データを記憶させておき、
   更に、このオゾン減衰速度データに基づき、上記イオン発生手段に印加させる電圧を増減させること、
   を特徴とする車両用空調装置のイオン発生量制御方法。

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