JP7077094B2 - 吸気調整装置、及び、それを備えた車両、並びに、吸気調整方法 - Google Patents
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Description
本発明は、移動体に搭載された内燃機関に対する吸気を調整する吸気調整装置、及び、それを備えた車両、並びに、吸気調整方法に関する。
従来、酸素富化装置を用いて生成した酸素富化空気を生成し、その酸素富化空気をエンジン等の内燃機関に対して供給することによって、燃焼効率を向上させて、燃費の向上、及び、排出されるＮＯｘ、ＣＯ２、ＨＣ等の削減を図る車両が知られている（例えば、特許文献１参照）。この種の車両に用いられる酸素富化装置としては、例えば、酸素富化膜式、ＰＳＡ（Pressure Swing Adsorption）式等のものがある。
しかし、特許文献１に記載のような従来の酸素富化装置は、比較的高コストであるので、車両に搭載すると、車両の製造コストが増大することになる。一方で、酸素富化装置を搭載したことによる効果は、搭乗者にとっては実感しにくい。そのため、酸素富化装置を搭載することは、車両に対する付加価値として認識されにくいという問題があった。
本発明は以上の点に鑑みてなされたものであり、搭乗者が移動体に酸素富化装置を搭載したことによる付加価値を実感しやすい吸気調整装置、及び、それを備えた車両、並びに、吸気調整方法を提供することを目的とする。
本発明の吸気調整装置は、
移動体に搭載された内燃機関に対する吸気を調整する吸気調整装置であって、
酸素富化空気を生成する酸素富化機構と、前記酸素富化空気の前記移動体の室内、及び、前記内燃機関それぞれへの供給量を調整する吸気調整部とを備え、
前記吸気調整部は、前記内燃機関の温度が所定の温度よりも低い低温駆動状態、及び、前記内燃機関の回転数が第１の所定の回転数よりも高く、且つ、前記内燃機関の負荷が第１の所定の負荷よりも高い高回転高負荷状態の少なくともいずれか一方である場合に、前記酸素富化空気の前記室内への供給量よりも前記内燃機関への供給量を多くすることを特徴とする。
移動体に搭載された内燃機関に対する吸気を調整する吸気調整装置であって、
酸素富化空気を生成する酸素富化機構と、前記酸素富化空気の前記移動体の室内、及び、前記内燃機関それぞれへの供給量を調整する吸気調整部とを備え、
前記吸気調整部は、前記内燃機関の温度が所定の温度よりも低い低温駆動状態、及び、前記内燃機関の回転数が第１の所定の回転数よりも高く、且つ、前記内燃機関の負荷が第１の所定の負荷よりも高い高回転高負荷状態の少なくともいずれか一方である場合に、前記酸素富化空気の前記室内への供給量よりも前記内燃機関への供給量を多くすることを特徴とする。
一般に、酸素を十分に体内に取り込んだ場合、健康状態の維持・改善という効果が得られることが知られている。ここで「健康状態の維持・改善」とは、運転等による疲労の抑制、回復の他、眠気の抑制、ケガの回復、ダイエット効果、乳酸の分解、記憶力の向上、肌状態の改善等が含まれる。
ただし、呼吸器から体内に酸素を取り込む場合、取り込まれる酸素の量（結合酸素量）は、酸素が結合する血中のヘモグロビンの量に依存するので、ヘモグロビンの量によっては、酸素の供給量を増やしても十分に体内に酸素を取り込むことができないおそれがあった。また、この場合、ヘモグロビンよりも細い毛細血管の末端までは酸素が行き届きにくく、結合酸素量を増やしても十分な効果が得られないこともあった。
これに対し、本件発明者は、鋭意研究の結果、対象者の周囲に存在する気体の酸素濃度を高めることにより、対象者の血中に直接取り込まれる溶存酸素量を増加させることができるという知見を得た。
そこで、本発明の吸気調整装置では、酸素富化空気を、エンジン等の内燃機関の他に、室内にも供給するように構成している。これにより、この吸気調整装置を備えた移動体では、室内に酸素濃度の高い環境を実現することができるので、室内の搭乗者の体内に取り込まれる溶存酸素量を増加させることができ、健康状態の維持・改善を図ることができる。
その結果、本発明の吸気調整装置によれば、酸素富化装置を搭載した移動体に対し、燃費の向上、及び、排出されるＮＯｘ、ＣＯ２、ＨＣ等の削減という従来の付加価値に加え、健康状態の維持・改善という新たな付加価値を与えることができる。また、その新たな付加価値は、搭乗者に対して実感しやすいものとなる。
また、本発明の吸気調整装置においては、
前記吸気調整部は、前記内燃機関の温度が所定の温度よりも低い低温駆動(始動)状態、及び、前記内燃機関の回転数が第１の所定の回転数よりも高く、且つ、前記内燃機関の負荷が第１の所定の負荷よりも高い高回転高負荷状態の少なくともいずれか一方である場合に、前記酸素富化空気の前記室内への供給量よりも前記内燃機関への供給量を多くしている。
前記吸気調整部は、前記内燃機関の温度が所定の温度よりも低い低温駆動(始動)状態、及び、前記内燃機関の回転数が第１の所定の回転数よりも高く、且つ、前記内燃機関の負荷が第１の所定の負荷よりも高い高回転高負荷状態の少なくともいずれか一方である場合に、前記酸素富化空気の前記室内への供給量よりも前記内燃機関への供給量を多くしている。
ここで、内燃機関の「負荷」とは、要求トルク、要求される吸気量によって定まる値である。また、「所定の温度」、「所定の回転数」及び「所定の負荷」の値は、内燃機関等をはじめとする移動体の構成機器の性能によって適宜設定される。
内燃機関が低温駆動(始動)状態、及び、高回転高負荷状態の少なくともいずれか一方である場合には、内燃機関が必要なトルクを出すために内燃機関へ供給される吸気量と燃料噴射量を増加させる空燃比リッチ制御が一般に行われるので、一時的に燃費が悪化しやすい。
そこで、そのような場合に、内燃機関へ酸素富化空気を多めに供給するように構成すると、燃焼が良くなるので、燃費の悪化を抑制し、さらに早期暖気、エミッションの削減といった効果を奏することができ、酸素富化空気を燃費の向上に対して効果的に用いることができる。これにより、従来の付加価値を効率良く維持したまま、新たな付加価値を与えることができる。
また、本発明の吸気調整装置は、
移動体に搭載された内燃機関に対する吸気を調整する吸気調整装置であって、
酸素富化空気を生成する酸素富化機構と、前記酸素富化空気の前記移動体の室内、及び、前記内燃機関それぞれへの供給量を調整する吸気調整部とを備え、
前記吸気調整部は、前記内燃機関の回転数が第２の所定の回転数よりも高く、且つ、前記内燃機関の負荷が第２の所定の負荷よりも低い高回転低負荷状態である場合に、前記酸素富化空気の前記内燃機関への供給量よりも前記室内への供給量を多くすることを特徴とする。
移動体に搭載された内燃機関に対する吸気を調整する吸気調整装置であって、
酸素富化空気を生成する酸素富化機構と、前記酸素富化空気の前記移動体の室内、及び、前記内燃機関それぞれへの供給量を調整する吸気調整部とを備え、
前記吸気調整部は、前記内燃機関の回転数が第２の所定の回転数よりも高く、且つ、前記内燃機関の負荷が第２の所定の負荷よりも低い高回転低負荷状態である場合に、前記酸素富化空気の前記内燃機関への供給量よりも前記室内への供給量を多くすることを特徴とする。
ここで、「所定の回転数」、「所定の負荷」とは、内燃機関を含む移動体の構成部材の性能によって定まる値である。また、「第２の所定の回転数」、「第２の所定の負荷」は、「第１の所定の回転数」、「第１の所定の負荷」と同一の値であってもよいし、異なる値であってもよい。
内燃機関が高回転低負荷状態である場合には、内燃機関にかかるトルクが低いので、吸気量を増やし、リーン燃焼を促進することで、より一層燃費を良くすることができる。さらに、このような場合に、室内に生成した酸素富化空気の一部を供給すると、燃焼を良くして燃費を向上させた状態を維持しつつ、酸素富化空気を室内の搭乗者の健康状態の維持・改善に用いることができる。これにより、従来の付加価値を損なうことなく、新たな付加価値を効率良く与えることができる。
また、本発明の吸気調整装置は、
移動体に搭載された内燃機関に対する吸気を調整する吸気調整装置であって、
酸素富化空気を生成する酸素富化機構と、前記酸素富化空気の前記移動体の室内、及び、前記内燃機関それぞれへの供給量を調整する吸気調整部と、搭乗者の健康状態を認識する健康状態認識部とを備え、
前記吸気調整部は、認識された前記搭乗者の健康状態に応じて、前記酸素富化空気の前記室内及び前記内燃機関それぞれへの供給量を調整することを特徴とする。
移動体に搭載された内燃機関に対する吸気を調整する吸気調整装置であって、
酸素富化空気を生成する酸素富化機構と、前記酸素富化空気の前記移動体の室内、及び、前記内燃機関それぞれへの供給量を調整する吸気調整部と、搭乗者の健康状態を認識する健康状態認識部とを備え、
前記吸気調整部は、認識された前記搭乗者の健康状態に応じて、前記酸素富化空気の前記室内及び前記内燃機関それぞれへの供給量を調整することを特徴とする。
搭乗者の健康状態によっては、酸素富化空気による健康状態の維持・改善が不要となる場合もあるが、逆に、それに対する要求が大きくなる場合もある。そこで、酸素富化空気の室内への供給量及び内燃機関への供給量を、搭乗者の健康状態に応じて調整するようにすると、搭乗者に付加価値を実感させるために適切なタイミングで酸素富化空気を用いることができるようになる。
また、本発明の吸気調整装置は、
移動体に搭載された内燃機関に対する吸気を調整する吸気調整装置であって、
酸素富化空気を生成する酸素富化機構と、前記酸素富化空気の前記移動体の室内、及び、前記内燃機関それぞれへの供給量を調整する吸気調整部と、前記酸素富化機構から前記室内への前記酸素富化空気の供給量を調整する第１流量制御弁と、前記酸素富化機構から前記内燃機関への前記酸素富化空気の供給量を調整する第２流量制御弁とを備え、
前記吸気調整部は、前記第１流量制御弁の開度及び前記第２流量制御弁の開度を調整することによって、前記酸素富化空気の前記室内及び前記内燃機関それぞれへの供給量を調整することを特徴とする。
また、本発明の吸気調整装置は、
移動体に搭載された内燃機関に対する吸気を調整する吸気調整装置であって、
酸素富化空気を生成する酸素富化機構と、前記酸素富化空気の前記移動体の室内、及び、前記内燃機関それぞれへの供給量を調整する吸気調整部と、前記酸素富化機構から前記室内への前記酸素富化空気の供給量を調整する第１流量制御弁と、前記酸素富化機構から前記内燃機関への前記酸素富化空気の供給量を調整する第２流量制御弁とを備え、
前記吸気調整部は、前記第１流量制御弁の開度及び前記第２流量制御弁の開度を調整することによって、前記酸素富化空気の前記室内及び前記内燃機関それぞれへの供給量を調整することを特徴とする。
また、本発明の吸気調整装置においては、
前記吸気調整部は、前記室内の酸素濃度が大気に対して高濃度となるように、前記酸素富化空気の前記室内への供給量を調整することが好ましい。
前記吸気調整部は、前記室内の酸素濃度が大気に対して高濃度となるように、前記酸素富化空気の前記室内への供給量を調整することが好ましい。
また、本発明の吸気調整装置においては、
前記吸気調整部は、前記室内の気圧である内気圧が前記移動体の周囲の気圧である外気圧に対して陽圧となるように、前記酸素富化空気の前記室内への供給量を調整することが好ましい。
前記吸気調整部は、前記室内の気圧である内気圧が前記移動体の周囲の気圧である外気圧に対して陽圧となるように、前記酸素富化空気の前記室内への供給量を調整することが好ましい。
本件発明者は、さらなる鋭意研究の結果、対象者の周囲に存在する気体の酸素濃度を高める、若しくは、その気体による気圧を大気圧に対して陽圧にする、又は、酸素濃度を高め、且つ、高濃度にすることにより、対象者の体内に取り込まれる溶存酸素量を効果的に増加させることができるという知見を得た。また、酸素濃度としては、２０％以上４０％以下が特に好ましく、気圧としては、１．１気圧以上２気圧以下が特に好ましいという知見も得た。
そこで、室内の環境（気体の状態）において、酸素濃度を大気に対して高濃度となる、若しくは、内気圧が外気圧に対して陽圧になる、又は、それらの両方を満たすように調整すると、酸素富化装置によって生成された酸素富化空気を効率良く搭乗者の健康状態の維持・改善に用いることができる。
また、本発明の車両は、
上記いずれかの吸気調整装置を搭載していることを特徴とする。
上記いずれかの吸気調整装置を搭載していることを特徴とする。
このように構成された車両は、健康状態の維持・改善手段としても使用することができるものとなるので、単なる移動手段以外の新たな付加価値を有するものとなる。
また、本発明の吸気調整方法は、
移動体に搭載された内燃機関に対する吸気を調整する吸気調整方法であって、
酸素富化機構が、前記移動体の外部から導入された外気を用いて酸素富化空気を生成する工程と、
吸気調整部が、前記酸素富化空気の前記移動体の室内、及び、前記内燃機関それぞれへの供給量を調整する工程とを備え、
前記供給量を調整する工程で、前記吸気調整部は、前記内燃機関の温度が所定の温度よりも低い低温駆動状態、及び、前記内燃機関の回転数が第１の所定の回転数よりも高く、且つ、前記内燃機関の負荷が第１の所定の負荷よりも高い高回転高負荷状態の少なくともいずれか一方である場合に、前記酸素富化空気の前記室内への供給量よりも前記内燃機関への供給量を多くすることを特徴とする。
また、本発明の吸気調整方法は、
移動体に搭載された内燃機関に対する吸気を調整する吸気調整方法であって、
酸素富化機構が、前記移動体の外部から導入された外気を用いて酸素富化空気を生成する工程と、
吸気調整部が、前記酸素富化空気の前記移動体の室内、及び、前記内燃機関それぞれへの供給量を調整する工程とを備え、
前記供給量を調整する工程で、前記吸気調整部は、前記内燃機関の回転数が第２の所定の回転数よりも高く、且つ、前記内燃機関の負荷が第２の所定の負荷よりも低い高回転低負荷状態である場合に、前記酸素富化空気の前記内燃機関への供給量よりも前記室内への供給量を多くすることを特徴とする。
また、本発明の吸気調整方法は、
移動体に搭載された内燃機関に対する吸気を調整する吸気調整方法であって、
酸素富化機構が、前記移動体の外部から導入された外気を用いて酸素富化空気を生成する工程と、
健康状態認識部が、搭乗者の健康状態を認識する工程と、
吸気調整部が、前記酸素富化空気の前記移動体の室内、及び、前記内燃機関それぞれへの供給量を調整する工程とを備え、
前記供給量を調整する工程で、前記吸気調整部は、認識された前記搭乗者の健康状態に応じて、前記酸素富化空気の前記室内及び前記内燃機関それぞれへの供給量を調整することを特徴とする。
また、本発明の吸気調整方法は、
移動体に搭載された内燃機関に対する吸気を調整する吸気調整方法であって、
酸素富化機構が、前記移動体の外部から導入された外気を用いて酸素富化空気を生成する工程と、
吸気調整部が、前記酸素富化空気の前記移動体の室内、及び、前記内燃機関それぞれへの供給量を調整する工程とを備え、
前記供給量を調整する工程で、前記吸気調整部は、前記酸素富化機構から前記室内への前記酸素富化空気の供給量を調整する第１流量制御弁の開度、及び、前記酸素富化機構から前記内燃機関への前記酸素富化空気の供給量を調整する第２流量制御弁の開度を調整することによって、前記酸素富化空気の前記室内及び前記内燃機関それぞれへの供給量を調整することを特徴とする。
移動体に搭載された内燃機関に対する吸気を調整する吸気調整方法であって、
酸素富化機構が、前記移動体の外部から導入された外気を用いて酸素富化空気を生成する工程と、
吸気調整部が、前記酸素富化空気の前記移動体の室内、及び、前記内燃機関それぞれへの供給量を調整する工程とを備え、
前記供給量を調整する工程で、前記吸気調整部は、前記内燃機関の温度が所定の温度よりも低い低温駆動状態、及び、前記内燃機関の回転数が第１の所定の回転数よりも高く、且つ、前記内燃機関の負荷が第１の所定の負荷よりも高い高回転高負荷状態の少なくともいずれか一方である場合に、前記酸素富化空気の前記室内への供給量よりも前記内燃機関への供給量を多くすることを特徴とする。
また、本発明の吸気調整方法は、
移動体に搭載された内燃機関に対する吸気を調整する吸気調整方法であって、
酸素富化機構が、前記移動体の外部から導入された外気を用いて酸素富化空気を生成する工程と、
吸気調整部が、前記酸素富化空気の前記移動体の室内、及び、前記内燃機関それぞれへの供給量を調整する工程とを備え、
前記供給量を調整する工程で、前記吸気調整部は、前記内燃機関の回転数が第２の所定の回転数よりも高く、且つ、前記内燃機関の負荷が第２の所定の負荷よりも低い高回転低負荷状態である場合に、前記酸素富化空気の前記内燃機関への供給量よりも前記室内への供給量を多くすることを特徴とする。
また、本発明の吸気調整方法は、
移動体に搭載された内燃機関に対する吸気を調整する吸気調整方法であって、
酸素富化機構が、前記移動体の外部から導入された外気を用いて酸素富化空気を生成する工程と、
健康状態認識部が、搭乗者の健康状態を認識する工程と、
吸気調整部が、前記酸素富化空気の前記移動体の室内、及び、前記内燃機関それぞれへの供給量を調整する工程とを備え、
前記供給量を調整する工程で、前記吸気調整部は、認識された前記搭乗者の健康状態に応じて、前記酸素富化空気の前記室内及び前記内燃機関それぞれへの供給量を調整することを特徴とする。
また、本発明の吸気調整方法は、
移動体に搭載された内燃機関に対する吸気を調整する吸気調整方法であって、
酸素富化機構が、前記移動体の外部から導入された外気を用いて酸素富化空気を生成する工程と、
吸気調整部が、前記酸素富化空気の前記移動体の室内、及び、前記内燃機関それぞれへの供給量を調整する工程とを備え、
前記供給量を調整する工程で、前記吸気調整部は、前記酸素富化機構から前記室内への前記酸素富化空気の供給量を調整する第１流量制御弁の開度、及び、前記酸素富化機構から前記内燃機関への前記酸素富化空気の供給量を調整する第２流量制御弁の開度を調整することによって、前記酸素富化空気の前記室内及び前記内燃機関それぞれへの供給量を調整することを特徴とする。
まず、本実施形態に係る車両の具体的な説明に先立ち、本発明に係る車両の開発・設計に関するコンセプトについて説明する。
一般に、酸素を十分に体内に取り込んだ場合、健康状態の維持・改善という効果が得られることが知られている。ここで「健康状態の維持・改善」とは、運転等による疲労の抑制、回復の他、眠気の抑制、ケガの回復、ダイエット効果、乳酸の分解、記憶力の向上、肌状態の改善等が含まれる。
ただし、呼吸器から体内に酸素を取り込む場合、取り込まれる酸素の量（結合酸素量）は、酸素が結合する血中のヘモグロビンの量に依存するので、ヘモグロビンの量によっては、酸素の供給量を増やしても十分に体内に酸素を取り込むことができないおそれがあった。また、この場合、ヘモグロビンよりも細い毛細血管の末端までは酸素が行き届きにくく、結合酸素を増やしても十分な効果が得られないこともあった。
これに対し、本件発明者は、鋭意研究の結果、対象者の周囲に存在する気体の酸素濃度を高める、若しくは、その気体による気圧を大気圧に対して陽圧にする、又は、それらの両方を満たす状態にすることにより、対象者の体内に取り込まれる溶存酸素量を増加させることができるという知見を得た。また、人体の溶存酸素量を増加させるためには大気中の酸素濃度としては、２０％以上４０％以下が特に好ましく、気圧としては、１．１気圧以上２気圧以下が特に好ましいという知見も得た。
また、従来、酸素富化空気をエンジン等の内燃機関に対して供給することによって、燃焼効率を向上させて、燃費の向上、及び、排出されるＮＯｘ、ＣＯ２、ＨＣ等の削減を図ることができることが知られている。
そこで、本件発明者は、車両に対し、従来から知られている燃費の向上、及び、排出されるＮＯｘ、ＣＯ２、ＨＣ等の削減という付加価値に加え、健康状態の維持・改善手段という新たな付加価値を与えることをコンセプトし、そのコンセプトに基づいて、本発明に係る車両の開発・設計を行った。
なお、本発明の吸気調整装置を搭載する移動体は、車両に限定されるものではなく、搭乗者（運転者等の乗員の他、客等の乗員以外の者も含む。）が乗り込む部屋があるものであり、且つ、内燃機関が搭載されたものであればよい。そのため、本発明の移動体には、以下の実施形態において例示する一般的な乗用車の他、作業機械等の特殊車両、さらには、電車、船、飛行機等も含まれる。
以下、図面を参照して、実施形態に係る吸気調整装置（内部環境調整装置１）を搭載した車両Ｖについて説明する。
まず、図１及び図２を参照して、本実施形態の車両Ｖの概略構成について説明する。
図１及び図２に示すように、車両Ｖは、その内部に移動時に搭乗者Ｐが存在する車室Ｃが構成されている。また、車両Ｖには、エンジンＥＮＧの状態、搭乗者Ｐの状態、並びに、車室Ｃの内部及び外部の環境を検出するための各種センサ類が設置されている。
図１に示すように、車室Ｃには、車室Ｃの内部（室内）の環境を調整するために、複数のエアコン吹き出し口１０及び圧力開放弁１１（排気量調整機構）が設けられている。
ここで、車室Ｃの内部の「環境」とは、車室Ｃの内部の気体の状態を指し、具体的には、車室Ｃの内部の気圧である内気圧、及び、車室Ｃの内部の空気の酸素濃度等を指す。また、搭乗者Ｐの「状態」とは、搭乗者Ｐの有無、人数、健康状態等を指す。また、「健康状態」とは、疲労の度合い、眠気の度合い等を指す。
エアコン吹き出し口１０は、車室Ｃの内部の各所に設けられており、後述する酸素富化空気を、後述する制御部ＥＣＵからの信号に基づいて、車室Ｃの内部に供給する。
圧力開放弁１１（排気量調整機構）は、車室Ｃの内部と外部とを連通自在に構成されている。圧力開放弁１１の開度（ひいては、車室Ｃの内部からの空気の排気量）は、後述する制御部ＥＣＵからの信号に基づいて調整される。
車両Ｖでは、エアコン吹き出し口１０から車室Ｃの内部に導入される酸素富化空気の量、及び、圧力開放弁１１の開度を調整することによって、車室Ｃの内気圧の調整が行われる。
また、車両Ｖには、車両Ｖの駆動のための機構、及び、車室Ｃの環境を調整するための機構として、駆動源であるエンジンＥＮＧ（内燃機関）を含む駆動機構と、車両Ｖの外部から外気を導入するための空気導入孔２０と、導入された外気の一部を用いて酸素富化空気を生成する酸素富化機構２１と、導入された外気の他の一部を冷媒とする冷却機構２２と、導入された外気及び酸素富化空気を加圧するコンプレッサ２３（外気加圧機構、酸素富化空気加圧機構）と、酸素富化空気を貯留するタンク２４と、後述するセンサ類の検出結果に基づいて、各機構を制御するための制御部ＥＣＵとを備えている。
酸素富化機構２１は、ＰＳＡ（Pressure Swing Adsorption）式（吸着）の酸素富化機構である。酸素富化機構２１では、窒素を吸着する機能のある特殊なゼオライトが収納されたシリンダーの内部で、空気導入孔２０から導入され外気の加圧と減圧とを繰り返して、その外気に含まれる酸素と窒素とを分離することによって、酸素富化空気を生成する。ゼオライトとしては、例えば、シリカ、アルミナ等で形成されたものが用いられる。
酸素富化機構２１によって生成された酸素富化空気の一部は、室内供給路２５を介して、エアコン吹き出し口１０に供給され、エアコン吹き出し口１０を介して、車室Ｃの内部に導入される。そのようにして導入された酸素富化空気は、車室Ｃの内部における酸素濃度、及び、内気圧の調整に用いられる。
車室Ｃの内部に導入される酸素富化空気の量は、室内供給路２５に設けられた第１流量制御弁２５ａによって制御される。第１流量制御弁２５ａは、制御部ＥＣＵによって制御される。
また、生成された酸素富化空気の他の一部は、吸気供給路２６を介して、タンク２４に貯留され、所定のタイミングで、エンジンＥＮＧに導入される。具体的には、エンジンＥＮＧのインテークマニホールド（不図示）、過給機（不図示）等を介して、エンジンＥＮＧの内部の燃焼室の内部に酸素富化空気が導入される。
タンク２４に貯留される酸素富化空気の量、及び、エンジンＥＮＧに導入される酸素富化空気の量は、吸気供給路２６に設けられた第２流量制御弁２６ａによって、制御される。第２流量制御弁２６ａは、制御部ＥＣＵによって制御される。
なお、本実施形態においては、高濃度の酸素富化空気を生成しやすいＰＳＡ式の酸素富化機構を用いている。しかし、本発明の酸素富化機構は、酸素富化空気を生成できるものであればよい。
例えば、上記の酸素富化機構２１に、ゼオライトを収容している容器の内部の空気を除去する真空ポンプをさらに付加して、ＰＶＳＡ（Pressure Vacuum Swing Adsorption）式としてもよい。このようなＰＶＳＡ式とした場合には、ＰＳＡ式のものよりもゼオライトの再生が効率良く促されるようになるので、酸素富化空気の生成能力がさらに高くなる。
また、例えば、酸素富化膜式の酸素富化機構を用いてもよい。酸素富化膜式の酸素富化機構では、窒素よりも酸素を多く透過させることができる酸素富化膜に空気を通過させることによって、酸素富化空気を生成する。酸素富化膜としては、例えば、シリコン等で形成されたものが用いられる。酸素富化膜式の酸素富化機構は、酸素濃度を向上させる性能に関しては、ＰＳＡ式のものに劣るが、静音性、サイズ、消費電力に関しては、有利である。
冷却機構２２は、導入された外気を用いて、車室Ｃの内部に導入する空気の温度を調整する他、エンジンＥＮＧの冷却、酸素富化機構２１（具体的には、ゼオライト）の温度の調整等も行う。
コンプレッサ２３（外気加圧機構、酸素富化空気加圧機構）は、空気導入孔２０から導入され外気を加圧して、酸素富化機構２１及び冷却機構２２に導入する。これは、酸素富化機構２１及び冷却機構２２に導入する空気を加圧したものとすることによって、酸素富化機構２１における酸素富化空気の生成効率、及び、冷却機構２２における冷却効率を向上させるためである。
また、コンプレッサ２３からは、酸素富化機構２１によって生成された酸素富化空気の通る室内供給路２５へのバイパス通路２７が設けられている。これにより、生成された酸素富化空気と加圧した外気とが混合される。その結果、車室Ｃの内部には、大気よりも酸素濃度が高いだけでなく、加圧された状態の空気が導入される。
これは、車室Ｃの内部に導入する空気を加圧したものとすることによって、加圧していない空気を導入する場合に比べ、車室Ｃの内気圧を容易に調整することができるためである。
車室Ｃの内部に導入される空気の酸素濃度及び加圧の度合い（具体的には、コンプレッサ２３から酸素富化機構２１及び冷却機構２２への供給量とバイパス通路２７への供給量）は、制御部ＥＣＵによって制御される。
なお、本発明においては、必ずしも外気加圧機構、酸素富化空気加圧機構として、コンプレッサを用いる必要はなく、空気を加圧することのできる既知の機構であれば、コンプレッサ以外の機構を用いてもよい。また、酸素富化機構の生成能力が十分に高い場合、エアコン吹き出し口１０を備えるエアコンの送風能力が十分に高い場合等には、空気を加圧しなくてもよいので、外気加圧機構、酸素富化空気加圧機構を省略してもよい。
また、図２に示すように、車両Ｖには、車両Ｖの内部及び外部の環境を検出するための複数のセンサ類が設けられている。
具体的には、車両Ｖは、エンジンＥＮＧの状態を検出するためのセンサとして、エンジンＥＮＧの回転数を検出するＥＮＧ回転数センサ３０と、エンジンＥＮＧの温度を検出するＥＮＧ温度センサ３１と、アクセルペダルの開度を検出するＡＰ開度センサ３２とを備えている。
また、車両Ｖは、搭乗者Ｐの状態を検出するためのセンサとして、車室Ｃの内部を撮影するカメラ４０と、搭乗者Ｐの脳波を検出する脳波センサ４１と、搭乗者Ｐの脈拍を検出する脈拍センサ４２と、搭乗者Ｐの呼吸拍を検出する呼吸拍センサ４３とを備えている。
また、車両Ｖは、車室Ｃの内部の環境を検出するためのセンサとして、車室Ｃの内部の酸素を検出するＯ２センサ５０と、車室Ｃの内部の二酸化炭素を検出するＣＯ２センサ５１と、車室Ｃの内部の気圧である内気圧を検出する内気圧センサ５２と、不図示のドア又は窓の開閉状態を検出するためのドアセンサ５３と備えている。
また、車両Ｖは、車両Ｖの外部の環境を検出するためのセンサとして、車両Ｖの周囲の気圧を検出する外気圧センサ６０を備えている。
これらのセンサ類の検出結果は、制御部ＥＣＵに送信される。制御部ＥＣＵは、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、インターフェース回路等を含む１つ又は複数の電子回路ユニットにより構成されている。
図３に示すように、制御部ＥＣＵは、実装されたハードウェア構成又はプログラムにより実現される機能として、搭乗者認識部７０と、健康状態認識部７１と、開放状態認識部７２と、走行状態認識部７３と、酸素濃度認識部７４と、内気圧認識部７５と、外気圧認識部７６と、環境調整部７７（吸気調整部）とを備えている。これらの各機能部による処理は逐次実行される。
車両Ｖでは、搭乗者認識部７０と、健康状態認識部７１と、開放状態認識部７２と、走行状態認識部７３と、酸素濃度認識部７４と、内気圧認識部７５と、外気圧認識部７６とによって認識された搭乗者Ｐの状態、並びに、車両Ｖの内部及び外部の環境に基づいて、環境調整部７７が、車室Ｃの内部の環境（すなわち、車室Ｃの内部への気体の供給量）、及び、エンジンＥＮＧへの酸素富化空気の供給量を調整する。
搭乗者認識部７０は、カメラ４０からの信号に基づいて、車室Ｃの内部における搭乗者Ｐの有無を認識する。環境調整部７７は、搭乗者Ｐが車室Ｃの内部に存在しないと認識された場合には、車室Ｃの内部の環境の調整を行わない。
これにより、車両Ｖでは、無人の状態での車室Ｃの内部の環境と車両Ｖの外部の環境との差異の発生が防止されるので、その環境の差異に起因する現象（例えば、搭乗時の耳鳴りの発生、ドアの開閉動作のために必要な力の変動）の発生を抑制し、搭乗時に搭乗者Ｐに対して違和感を与えにくくなっている。
なお、車両Ｖには採用されていないものの、搭乗者が乗り込む前に室内の環境を調整しておくオートスタート機能等を採用する場合には、このように搭乗者の有無に基づいて室内の環境の調整の開始を行うことにより、室内の環境を過剰に調整することを防止することができる。これにより、オートスタート機能が採用されている場合であっても、室内の環境を調整するためのエネルギーの浪費を防止することができる。
また、搭乗者認識部７０は、カメラ４０からの信号に基づいて、車室Ｃの内部における搭乗者Ｐの数を認識する。環境調整部７７は、認識された搭乗者Ｐの数に基づいて、車室Ｃの内部の環境の調整をどの程度行うかを判断する。
これは、車室Ｃの内部の環境の変動（特に、酸素濃度の変動）の度合いが、車室Ｃの内部の搭乗者Ｐすなわち、搭乗者Ｐの呼吸により消費される酸素量）の数に大きく影響されるので、室内の環境を調整するためには、その消費される酸素量を考慮する必要があるためである。
ここで、本発明の搭乗者認識部は、カメラからの信号に基づいて搭乗者を認識するものに限定されるものではなく、既存の搭乗者認識手法（例えば、シートの重量や移動を検知する方法、シートベルトの使用を検知する方法、又は、それらを組み合わせた方法）に基づいて、搭乗者を認識するものであってもよい。
健康状態認識部７１は、カメラ４０、脳波センサ４１、脈拍センサ４２、及び、呼吸拍センサ４３からの信号、並びに、搭乗者Ｐの携帯情報端末８０を介して取得した生体情報に基づいて、搭乗者Ｐの健康状態を認識する。例えば、カメラ４０からの信号に基づいて、搭乗者Ｐが眠っている状態であるか、眠気を催している状態であるか等を認識する。
そして、環境調整部７７は、認識された搭乗者Ｐの健康状態が所定の健康状態であるか否かに基づいて、車室Ｃの内部の環境の調整を行うか否か、及び、どの程度の調整を行うかを判断する。
ここで、「所定の健康状態」とは、健康状態の改善・向上が必要であると判断されるような健康状態を指す。例えば、認識された搭乗者Ｐの疲労の度合い、又は、眠気の度合いが、閾値を超えているような健康状態を指す。所定の健康状態であるか否かの判断基準は、車両Ｖの設計者が適宜設定してよい。
なお、本発明の健康状態認識部は、上記のように、搭乗者Ｐの健康状態を自動的に認識するものの他、搭乗者Ｐ自身が適宜入力設定するものであってもよい。
搭乗者Ｐの健康状態によっては、酸素富化空気による健康状態の維持・改善が不要となる場合もあるが、逆に、それに対する要求が大きくなる場合もある。
そこで、車室Ｃの内部の環境の調整、及び、エンジンＥＮＧへの酸素富化空気の供給量の調整を、搭乗者の健康状態に基づいて（すなわち、健康状態の維持・改善が必要なタイミングに限定して）行っている。
これにより、搭乗者Ｐにとって適切なタイミングで酸素富化空気を用いることができるようになっている。また、車室Ｃの内部の環境を過剰に調整することが防止されるので、車室Ｃの内部の環境を調整するためのエネルギーの浪費を防止することができるようになっている。
なお、本実施形態の車両Ｖでは、健康状態認識部７１が、搭乗者Ｐの携帯情報端末から送信された情報も参照して、搭乗者Ｐの健康状態を認識している。これは、車両Ｖに搭乗しているときの状態だけでなく、車両Ｖに搭乗する前の状態を参照して搭乗者Ｐの健康状態の認識を行うことによって、搭乗者Ｐの健康状態を適切に把握して（ひいては、搭乗者Ｐに対して適切な車室Ｃの内部の環境を設定して）、効果的に健康状態の維持・改善を図るためである。
ここで、「携帯情報端末」は、携帯電話、ウエアラブル端末、ノートパソコン等、車両Ｖの外部で搭乗者Ｐの健康状態に係る情報を取得できるものであり、且つ、健康状態認識部７１に対して、搭乗者の健康状態に係る情報を送信できる通信機能を有するものであればよい。
しかし、本発明の吸気調整装置は、そのような構成に限定されるものではなく、車両に搭載したセンサ類が検出した信号のみによって、搭乗者の健康状態を認識してもよいし、逆に、携帯情報端末から送信された生体情報のみによって、搭乗者の健康状態を認識してもよい。
開放状態認識部７２は、ドアセンサ５３からの信号に基づいて、車両Ｖの不図示の窓及びドアの少なくともいずれか一方が開放されているか否かを認識する。環境調整部７７は、開放状態認識部７２によって窓及びドアの少なくともいずれか一方が開放されていると認識された場合には、車室Ｃの内部の環境の調整（特に内気圧の調整）を行わない。
これは、窓及びドアの少なくともいずれか一方が開放されている場合には、車室Ｃの内部の気密性が極めて低くなるので、車室Ｃの内気圧を調整するためには多量のエネルギーが必要になるためである。
走行状態認識部７３は、ＥＮＧ回転数センサ３０、ＥＮＧ温度センサ３１、及び、ＡＰ開度センサ３２からの信号に基づいて、車両Ｖの走行状態を認識する。環境調整部７７は、認識された車両Ｖの走行状態に応じて、酸素富化空気の車室Ｃの内部、及び、エンジンＥＮＧそれぞれへの供給量を調整する。
具体的には、エンジンＥＮＧの温度が所定の温度よりも低い低温駆動(始動)状態、及び、エンジンＥＮＧの回転数が所定の回転数よりも高く、且つ、エンジンＥＮＧの負荷が所定の負荷よりも高い高回転高負荷状態の少なくともいずれか一方である場合には、酸素富化空気の車室Ｃの内部への供給量よりも、エンジンＥＮＧへの供給量を多くする。
これは、エンジンＥＮＧが低温駆動(始動)状態、及び、高回転高負荷状態の少なくとも一方である場合には、エンジンＥＮＧが必要なトルクを出すためにエンジンＥＮＧへ供給される吸気量と燃料噴射量を増加させる空燃比リッチ制御が一般におこなわれるので、一時的に燃費が悪化しやすい。
そこで、この車両Ｖでは、このような場合に、内燃機関へ酸素富化空気を多めに供給することで、燃焼を良くして燃費の悪化を抑制し、早期暖気、エミッションの削減を図っている。
また、例えば、エンジンＥＮＧの回転数が所定の回転数よりも高く、且つ、エンジンＥＮＧの負荷が所定の負荷よりも低い高回転低負荷状態である場合には、酸素富化空気のエンジンＥＮＧへの供給量よりも車室Ｃの内部への供給量を多くする。
これは、エンジンＥＮＧが高回転低負荷状態である場合には、エンジンＥＮＧにかかるトルクが低いので、吸気量を増やし、リーン燃焼を促進することで、より一層燃費を良くすることができるためである。
さらに、このような場合に、車室Ｃの内部に生成した酸素富化空気の一部を供給すると、燃焼を良くして燃費を向上させた状態を維持しつつ、酸素富化空気を車室Ｃの内部の搭乗者Ｐの健康状態の維持・改善に用いることができるためである。
ここで、エンジンＥＮＧの「負荷」とは、要求トルク、要求される吸気量によって定まる値である。また、「所定の温度」、「所定の回転数」及び「所定の負荷」の値は、エンジンＥＮＧ等をはじめとする車両Ｖの構成機器の性能によって適宜設定される。
また、走行状態認識部７３は、車両Ｖが停止状態になったか否かも認識する。環境調整部７７は、走行状態認識部７３によって車両Ｖが停止状態になったと認識された場合には、圧力開放弁１１を開放して、車室Ｃの内部の空気の排気を開始する。
ここで、「停止状態」とは、エンジンの駆動が停止した状態、所定時間以上移動体の移動が停止した状態等、ドアの開閉の可能性が高い状態となった状態を指す。
車両Ｖが停止状態になった場合には、その後、搭乗者Ｐがドアを開放する可能性が高いと考えられる。そこで、車両Ｖでは、このように、停止状態になったと認識された場合には、ドアの開放に備え、車室Ｃの内気圧と車両Ｖの周囲の外気圧を近づけるように構成されている。これにより、車室Ｃの内気圧と車両Ｖの周囲の外気圧との気圧差によって、ドアが勢いよく開放されてしまうことが抑制されている。
酸素濃度認識部７４は、Ｏ２センサ５０及びＣＯ２センサ５１からの信号に基づいて、車室Ｃの内部の酸素濃度を認識する。また、内気圧認識部７５は、内気圧センサ５２からの信号に基づいて、車室Ｃの内部の気圧である内気圧を認識する。また、外気圧認識部７６は、外気圧センサ６０からの信号に基づいて、車両Ｖの周囲の気圧である外気圧を認識する。
環境調整部７７は、認識された搭乗者Ｐの状態、並びに、車両Ｖの内部及び外部の環境に基づいて、車室Ｃの内部の環境（すなわち、気体の状態。具体的には、酸素濃度及び内気圧）、及び、エンジンＥＮＧへの酸素富化空気の供給量を調整する。
具体的には、環境調整部７７は、酸素富化機構２１による酸素富化空気の生成量、冷却機構２２による酸素富化空気の温度、コンプレッサ２３による酸素富化空気及び外気の加圧の度合い、第１流量制御弁２５ａ及びエアコン吹き出し口１０による車室Ｃの内部への酸素富化空気の供給量、第２流量制御弁２６ａによるエンジンＥＮＧへの酸素富化空気の供給量、並びに、圧力開放弁１１による車室Ｃの内部からの空気の排気量の調整を行う。
なお、本実施形態の車両Ｖでは、搭乗者認識部７０、健康状態認識部７１、開放状態認識部７２、走行状態認識部７３、酸素濃度認識部７４、内気圧認識部７５、及び、外気圧認識部７６からの信号に基づいて、環境調整部７７が車室Ｃの内部の環境を調整している。
しかし、本発明の吸気調整装置では、必ずしもそのような構成に限定されるものではない。例えば、車両の駆動時に必ず車室の内部の環境、及び、内燃機関への酸素富化空気の供給量を予め定められた設定に基づいて調整するように構成されている場合等には、搭乗者認識部、健康状態認識部、開放状態認識部、走行状態認識部、酸素濃度認識部、内気圧認識部、及び、外気圧認識部のいずれか、又は、それらの全てを省略してもよい。
車両Ｖでは、上記のセンサ類、制御部ＥＣＵ（ひいては、その各機能部）、酸素富化機構２１、冷却機構２２、コンプレッサ２３、第１流量制御弁２５ａ、第２流量制御弁２６ａ、エアコン吹き出し口１０、及び、圧力開放弁１１によって、内部環境調整装置１が構成されている。
車両Ｖでは、内部環境調整装置１によって、車両ＶのエンジンＥＮＧが駆動された時点、又は、車両Ｖの移動が開始された時点から、車室Ｃの内部の環境、及び、エンジンＥＮＧへ酸素富化空気の供給量を調整するための処理が開始される。
次に、図３～図５を参照して、内部環境調整装置１の制御部ＥＣＵの各機能部が、車室Ｃの内部の環境の調整のために行う処理（吸気調整方法）について説明する。図４は、制御部ＥＣＵが行う処理を示すフローチャートである。
この処理においては、まず、搭乗者認識部７０が、カメラ４０からの信号に基づいて、車室Ｃの内部における搭乗者Ｐの有無、及び、数を認識する（図４／ＳＴＥＰ０１）。
搭乗者認識部７０によって、搭乗者Ｐが車室Ｃの内部にいないと認識された場合（図４／ＳＴＥＰ０２でＮＯの場合）、ＳＴＥＰ０１に戻り、搭乗者認識部７０が、再度、車室Ｃの内部における搭乗者Ｐの有無、及び、数を認識する。
一方、搭乗者認識部７０によって、搭乗者Ｐが車室Ｃの内部にいると認識された場合（図４／ＳＴＥＰ０２でＹＥＳの場合）、健康状態認識部７１が、カメラ４０、脳波センサ４１、脈拍センサ４２、及び、呼吸拍センサ４３からの信号、並びに、搭乗者Ｐの携帯情報端末８０を介して取得した生体情報に基づいて、搭乗者Ｐの健康状態を認識する（図４／ＳＴＥＰ０３）。
健康状態認識部７１によって、健康状態が所定の健康状態（例えば、健康状態の改善・向上が必要であると判断されるような健康状態）ではないと認識された場合（図４／ＳＴＥＰ０４でＮＯの場合）、ＳＴＥＰ０１に戻り、搭乗者認識部７０が、再度、車室Ｃの内部における搭乗者Ｐの有無、及び、数を認識する。
なお、このとき、ＳＴＥＰ０１に戻らず、ＳＴＥＰ０３に戻り、所定の時間経過後に、健康状態認識部７１が、再度、搭乗者Ｐの健康状態を認識するように構成してもよい。
一方、健康状態認識部７１によって、健康状態が所定の健康状態であると認識された場合（図４／ＳＴＥＰ０４でＹＥＳの場合）、開放状態認識部７２が、ドアセンサ５３からの信号に基づいて、車両Ｖの窓及びドアの状態を認識する（図４／ＳＴＥＰ０５）。
開放状態認識部７２によって、ドア及び窓のいずれか一方が開放状態であると認識された場合（図４／ＳＴＥＰ０６でＹＥＳの場合）、ＳＴＥＰ０１に戻り、搭乗者認識部７０が、再度、車室Ｃの内部における搭乗者Ｐの有無、及び、数を認識する。
なお、このとき、ＳＴＥＰ０１に戻らず、ＳＴＥＰ０５に戻り、所定の時間経過後に、健康状態認識部７１が、再度、搭乗者Ｐの健康状態を認識するように構成してもよい。また、ＳＴＥＰ０３に戻り、所定の時間経過後に、健康状態認識部７１が、再度、搭乗者Ｐの健康状態を認識するように構成してもよい。
一方、開放状態認識部７２によって、ドア及び窓が開放状態ではないと認識された場合（図４／ＳＴＥＰ０６でＮＯの場合）、走行状態認識部７３が、ＥＮＧ回転数センサ３０、ＥＮＧ温度センサ３１、及び、ＡＰ開度センサ３２からの信号に基づいて、車両Ｖの走行状態を認識する（図４／ＳＴＥＰ０７）。
走行状態認識部７３によって、エンジンＥＮＧが、低温状態及び低回転高負荷状態の少なくともいずれか一方であると認識された場合（図４／ＳＴＥＰ０８でＹＥＳの場合）、環境調整部７７は、酸素富化空気を、優先的にエンジンＥＮＧに供給しつつ、車室Ｃの内部にも供給して、車室Ｃの内部の環境、及び、エンジンＥＮＧへ酸素富化空気の供給量の調整を開始する（図４／ＳＴＥＰ０９）。
一方、走行状態認識部７３によって、エンジンＥＮＧが、低温状態及び低回転高負荷状態のいずれでもないと認識された場合（図４／ＳＴＥＰ０８でＮＯの場合）であって、高回転低負荷状態であると認識された場合（図４／ＳＴＥＰ１０でＹＥＳの場合）、環境調整部７７は、酸素富化空気を、優先的に車室Ｃの内部に供給しつつ、エンジンＥＮＧにも供給して、車室Ｃの内部の環境、及び、エンジンＥＮＧへ酸素富化空気の供給量の調整を開始する（図４／ＳＴＥＰ１１）。
一方、走行状態認識部７３によって、エンジンＥＮＧが、低温状態及び低回転高負荷状態のいずれでもないと認識された場合（図４／ＳＴＥＰ０８でＮＯの場合）であって、高回転低負荷状態でないと認識された場合（図４／ＳＴＥＰ１０でＮＯの場合）、環境調整部７７は、酸素富化空気を、予め定められた供給量に従って、車室Ｃの内部及びエンジンＥＮＧに供給して、車室Ｃの内部の環境、及び、エンジンＥＮＧへ酸素富化空気の供給量の調整を開始する（図４／ＳＴＥＰ１２）。
ＳＴＥＰ０９、ＳＴＥＰ１１及びＳＴＥＰ１２における環境の調整では、具体的には、まず、環境調整部７７が、認識された搭乗者Ｐの数、搭乗者Ｐの健康状態に基づいて、車室Ｃの内部に実現すべき環境を決定した後、その環境を車室Ｃの内部に実現するために必要な酸素富化空気の供給量を認識する。また、環境調整部７７は、認識された車両Ｖの走行状態に基づいて、エンジンＥＮＧに供給すべき酸素富化空気の供給量を認識する。
その後、環境調整部７７は、室内供給路２５の第１流量制御弁２５ａの開度、及び、吸気供給路２６の第２流量制御弁２６ａの開度を調整することによって、車室Ｃの内部及びエンジンＥＮＧに、それぞれに対する供給量を調整しつつ、酸素富化空気を供給する。
このようにして、環境調整部７７は、車室Ｃの内部の環境（すなわち、酸素濃度、及び、車室Ｃの内部の気圧である内気圧）、及び、エンジンＥＮＧへ酸素富化空気の供給量を調整する。
ここで、車両Ｖでは、車室Ｃの内部の気圧である内気圧（図５において実線で示す値）は、健康状態の改善に効果的な範囲で、車両Ｖの周囲の気圧である外気圧（図５において一点鎖線で示す値）に対して陽圧になるように（例えば、酸素濃度が２０％以上４０％以下、内気圧が１．１気圧以上２気圧以下となるように）、且つ、外気圧と内気圧との差が一定になるように調整される。
これは、内気圧と外気圧との差圧が変動する際には、その変動に応じて、車体に対して車体を変形させるような力が加わることになるので、その変動による振動・騒音を抑制するためである。ただし、車体の変形、又は、振動・騒音等を別途抑制する手段が設けられている場合には、必ずしも差圧が一定になるように調整を行わなくてもよい。
また、図５に示すように、内気圧の上昇は、調整を開始した時点（すなわち、現在位置）から、徐々に目標気圧に近づくように、段階的に行われる。これは、室内の気圧を急激に上昇させると、搭乗者に耳鳴り等を生じさせてしまい、不快感を与えてしまうおそれがあるためである。ただし、目標気圧が現在の内気圧とそれほど変わらない場合等には、すぐに内気圧を目標気圧まで調整してしまってもよい。
図４のフローチャートに示す制御部ＥＣＵの各機能部が行う処理の説明に戻る。ＳＴＥＰ０９、ＳＴＥＰ１１及びＳＴＥＰ１２の処理の後には、走行状態認識部７３が、ＥＮＧ回転数センサ３０、ＥＮＧ温度センサ３１、及び、ＡＰ開度センサ３２からの信号に基づいて、再度、車両Ｖの走行状態を認識する（図４／ＳＴＥＰ１３）。
走行状態認識部７３によって、車両Ｖが停止状態になっていないと認識された場合（図４／ＳＴＥＰ１４でＮＯの場合）、ＳＴＥＰ０８に戻り、走行状態認識部７３が、再度、車両Ｖの走行状態（エンジンＥＮＧが、低温状態及び低回転高負荷状態の少なくともいずれか一方であるか否か、低温状態であるか否か）を判断する。
一方、走行状態認識部７３によって、車両Ｖが停止状態になったと認識された場合（図４／ＳＴＥＰ１４でＹＥＳの場合）、環境調整部７７が、圧力開放弁１１を開放状態にして、車室Ｃの内部の気圧である内気圧を、車両Ｖの周囲の気圧である外気圧に近づくように調整する（図４／ＳＴＥＰ１５）。
なお、図５に示すように、内気圧の下降は、所定の時点（例えば、目的地から所定の距離となった時点）から目的地に近づくにつれて、徐々に外気圧に近づくように、段階的に行われる。これは、室内の気圧を急激に下降させると、搭乗者に不快感を与えてしまうおそれがあるためである。ただし、外気圧が現在の内気圧とそれほど変わらない場合等には、すぐに内気圧を外気圧まで調整してしまってもよい。
その後、内気圧が外気圧とほぼ同じ値となり、車両Ｖのドアが開放されると、制御部ＥＣＵは、今回の処理を終了する。
以上説明したように、車両Ｖでは、酸素富化機構２１を搭載しており、生成された酸素富化空気によって、車室Ｃの内部の環境の調整、及び、エンジンＥＮＧの吸気量の調整（ひいては、燃費の向上、及び、排出されるＮＯｘ、ＣＯ２、ＨＣ等の削減）が行われる。
これにより、車両Ｖは、酸素富化機構を搭載した従来の車両と同様に、燃費の向上、及び、排出されるＮＯｘ、ＣＯ２、ＨＣ等の削減といった付加価値に加え、健康状態の維持・改善手段としての新たな付加価値を備えるものとなっている。そして、その新たな付加価値は、搭乗者Ｐにとって実感しやすい形で提供される。
以上、図示の実施形態について説明したが、本発明はこのような形態に限られるものではない。
例えば、上記実施形態では、環境調整部７７が、酸素濃度を向上させるとともに、車両Ｖの周囲の気圧である外気圧に対して車室Ｃの内部の気圧である内気圧を陽圧になるように調整を行っている。また、車室Ｃの内部他、内燃機関であるエンジンにも、酸素富化空気を供給している。
しかし、本発明の吸気調整装置は、このような構成に限定されるものではなく、少なくとも内燃機関及び移動体の室内に酸素富化空気を供給するものであればよい。
また、上記実施形態では、搭乗者Ｐを基準として、車室Ｃの内部の環境の調整、エンジンＥＮＧへの酸素富化空気の供給を行っている。ここで、搭乗者Ｐには、運転者の他、同乗者も含まれる。
しかし、本発明において基準となる搭乗者は、運転者及び同乗者のいずれか一方又はその両方等、移動体の移動時に室内に存在する者であればどのような者であってもよい。
また、上記実施形態では、車室Ｃの内部の環境を調整の要否及び内容を判断するに際し、搭乗者の有無及び数、健康状態、ドア及び窓の開放状態、走行状態の順で認識が行われている。
しかし、本発明の吸気調整装置は、このような構成に限定されるものではなく、最終的に、内燃機関及び移動体の室内に酸素富化空気を供給するものであればよい。例えば、搭乗者の有無及び数、健康状態、ドア及び窓の開放状態、走行状態の認識を、実施形態とは異なる順序で行ってもよいし、それらの少なくともいずれか１つ又は全てを省略してもよい。
１ 内部環境調整装置（吸気調整装置）
１１ 圧力開放弁（排気量調整機構）
１０ エアコン吹き出し口
２０ 空気導入孔
２１ 酸素富化機構
２２ 冷却機構
２３ コンプレッサ（外気加圧機構，酸素富化空気加圧機構）
２４ タンク
２５ 室内供給路
２５ａ 第１流量制御弁
２６ 吸気供給路
２６ａ 第２流量制御弁
２７ バイパス通路
３０ ＥＮＧ回転数センサ
３１ ＥＮＧ温度センサ
３２ ＡＰ開度センサ
４０ カメラ
４１ 脳波センサ
４２ 脈拍センサ
４３ 呼吸拍センサ
５０ Ｏ２センサ
５１ ＣＯ２センサ
５２ 内気圧センサ
５３ ドアセンサ
６０ 外気圧センサ
７０ 搭乗者認識部
７１ 健康状態認識部
７２ 開放状態認識部
７３ 走行状態認識部
７４ 酸素濃度認識部
７５ 内気圧認識部
７６ 外気圧認識部
７７ 環境調整部（吸気調整部）
８０ 携帯情報端末
Ｃ 車室
ＥＮＧ エンジン（内燃機関）
ＥＣＵ 制御部
Ｐ 搭乗者
Ｖ 車両（移動体）
１１ 圧力開放弁（排気量調整機構）
１０ エアコン吹き出し口
２０ 空気導入孔
２１ 酸素富化機構
２２ 冷却機構
２３ コンプレッサ（外気加圧機構，酸素富化空気加圧機構）
２４ タンク
２５ 室内供給路
２５ａ 第１流量制御弁
２６ 吸気供給路
２６ａ 第２流量制御弁
２７ バイパス通路
３０ ＥＮＧ回転数センサ
３１ ＥＮＧ温度センサ
３２ ＡＰ開度センサ
４０ カメラ
４１ 脳波センサ
４２ 脈拍センサ
４３ 呼吸拍センサ
５０ Ｏ２センサ
５１ ＣＯ２センサ
５２ 内気圧センサ
５３ ドアセンサ
６０ 外気圧センサ
７０ 搭乗者認識部
７１ 健康状態認識部
７２ 開放状態認識部
７３ 走行状態認識部
７４ 酸素濃度認識部
７５ 内気圧認識部
７６ 外気圧認識部
７７ 環境調整部（吸気調整部）
８０ 携帯情報端末
Ｃ 車室
ＥＮＧ エンジン（内燃機関）
ＥＣＵ 制御部
Ｐ 搭乗者
Ｖ 車両（移動体）
Claims (11)
- 移動体に搭載された内燃機関に対する吸気を調整する吸気調整装置であって、
酸素富化空気を生成する酸素富化機構と、前記酸素富化空気の前記移動体の室内、及び、前記内燃機関それぞれへの供給量を調整する吸気調整部とを備え、
前記吸気調整部は、前記内燃機関の温度が所定の温度よりも低い低温駆動状態、及び、前記内燃機関の回転数が第１の所定の回転数よりも高く、且つ、前記内燃機関の負荷が第１の所定の負荷よりも高い高回転高負荷状態の少なくともいずれか一方である場合に、前記酸素富化空気の前記室内への供給量よりも前記内燃機関への供給量を多くすることを特徴とする吸気調整装置。 - 移動体に搭載された内燃機関に対する吸気を調整する吸気調整装置であって、
酸素富化空気を生成する酸素富化機構と、前記酸素富化空気の前記移動体の室内、及び、前記内燃機関それぞれへの供給量を調整する吸気調整部とを備え、
前記吸気調整部は、前記内燃機関の回転数が第２の所定の回転数よりも高く、且つ、前記内燃機関の負荷が第２の所定の負荷よりも低い高回転低負荷状態である場合に、前記酸素富化空気の前記内燃機関への供給量よりも前記室内への供給量を多くすることを特徴とする吸気調整装置。 - 移動体に搭載された内燃機関に対する吸気を調整する吸気調整装置であって、
酸素富化空気を生成する酸素富化機構と、前記酸素富化空気の前記移動体の室内、及び、前記内燃機関それぞれへの供給量を調整する吸気調整部と、搭乗者の健康状態を認識する健康状態認識部とを備え、
前記吸気調整部は、認識された前記搭乗者の健康状態に応じて、前記酸素富化空気の前記室内及び前記内燃機関それぞれへの供給量を調整することを特徴とする吸気調整装置。 - 移動体に搭載された内燃機関に対する吸気を調整する吸気調整装置であって、
酸素富化空気を生成する酸素富化機構と、前記酸素富化空気の前記移動体の室内、及び、前記内燃機関それぞれへの供給量を調整する吸気調整部と、前記酸素富化機構から前記室内への前記酸素富化空気の供給量を調整する第１流量制御弁と、前記酸素富化機構から前記内燃機関への前記酸素富化空気の供給量を調整する第２流量制御弁とを備え、
前記吸気調整部は、前記第１流量制御弁の開度及び前記第２流量制御弁の開度を調整することによって、前記酸素富化空気の前記室内及び前記内燃機関それぞれへの供給量を調整することを特徴とする吸気調整装置。 - 請求項１～請求項４のいずれか１項に記載の吸気調整装置において、
前記吸気調整部は、前記室内の酸素濃度が大気に対して高濃度となるように、前記酸素富化空気の前記室内への供給量を調整することを特徴とする吸気調整装置。 - 請求項１～請求項５のいずれか１項に記載の吸気調整装置において、
前記吸気調整部は、前記室内の気圧である内気圧が前記移動体の周囲の気圧である外気圧に対して陽圧となるように、前記酸素富化空気の前記室内への供給量を調整することを特徴とする吸気調整装置。 - 請求項１～請求項６のいずれか１項に記載の吸気調整装置を搭載していることを特徴とする車両。
- 移動体に搭載された内燃機関に対する吸気を調整する吸気調整方法であって、
酸素富化機構が、前記移動体の外部から導入された外気を用いて酸素富化空気を生成する工程と、
吸気調整部が、前記酸素富化空気の前記移動体の室内、及び、前記内燃機関それぞれへの供給量を調整する工程とを備え、
前記供給量を調整する工程で、前記吸気調整部は、前記内燃機関の温度が所定の温度よりも低い低温駆動状態、及び、前記内燃機関の回転数が第１の所定の回転数よりも高く、且つ、前記内燃機関の負荷が第１の所定の負荷よりも高い高回転高負荷状態の少なくともいずれか一方である場合に、前記酸素富化空気の前記室内への供給量よりも前記内燃機関への供給量を多くすることを特徴とする吸気調整方法。 - 移動体に搭載された内燃機関に対する吸気を調整する吸気調整方法であって、
酸素富化機構が、前記移動体の外部から導入された外気を用いて酸素富化空気を生成する工程と、
吸気調整部が、前記酸素富化空気の前記移動体の室内、及び、前記内燃機関それぞれへの供給量を調整する工程とを備え、
前記供給量を調整する工程で、前記吸気調整部は、前記内燃機関の回転数が第２の所定の回転数よりも高く、且つ、前記内燃機関の負荷が第２の所定の負荷よりも低い高回転低負荷状態である場合に、前記酸素富化空気の前記内燃機関への供給量よりも前記室内への供給量を多くすることを特徴とする吸気調整方法。 - 移動体に搭載された内燃機関に対する吸気を調整する吸気調整方法であって、
酸素富化機構が、前記移動体の外部から導入された外気を用いて酸素富化空気を生成する工程と、
健康状態認識部が、搭乗者の健康状態を認識する工程と、
吸気調整部が、前記酸素富化空気の前記移動体の室内、及び、前記内燃機関それぞれへの供給量を調整する工程とを備え、
前記供給量を調整する工程で、前記吸気調整部は、認識された前記搭乗者の健康状態に応じて、前記酸素富化空気の前記室内及び前記内燃機関それぞれへの供給量を調整することを特徴とする吸気調整方法。 - 移動体に搭載された内燃機関に対する吸気を調整する吸気調整方法であって、
酸素富化機構が、前記移動体の外部から導入された外気を用いて酸素富化空気を生成する工程と、
吸気調整部が、前記酸素富化空気の前記移動体の室内、及び、前記内燃機関それぞれへの供給量を調整する工程とを備え、
前記供給量を調整する工程で、前記吸気調整部は、前記酸素富化機構から前記室内への前記酸素富化空気の供給量を調整する第１流量制御弁の開度、及び、前記酸素富化機構から前記内燃機関への前記酸素富化空気の供給量を調整する第２流量制御弁の開度を調整することによって、前記酸素富化空気の前記室内及び前記内燃機関それぞれへの供給量を調整することを特徴とする吸気調整方法。
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