JP7259404B2 - 粒子濃度検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、空気に含まれる粒子状物質の濃度を検出する粒子濃度検出装置に関するものである。

従来、特許文献１に記載された装置がある。この装置は、外側循環空気出口と内側循環空気出口を有するケーシングと、空気質を検出する空気質センサと、を備え、ケーシングの外気循環空気出口に空気質センサが配置されている。

中国実用新案公告第２０７３２８０４８号明細書

上記特許文献１に示した装置は、具体的な空気質の検出手法について明記されておらず、車両走行風により発生する車室外の空気の押し込み圧力が変動すると、センサの検出精度が変動してしまう可能性がある。

本発明は上記点に鑑みたもので、車室外の空気の押し込み圧力の変動によるセンサの検出精度の変動を抑制することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、車室外の空気に含まれる粒子状物質の濃度を検出する粒子濃度検出装置であって、車室外の空気が流れる空気通路（２４）を形成するケース部材（２１）と、空気通路を流れる車室外の空気に含まれる粒子状物質の濃度を検出する濃度検出部（５１）と、濃度検出部を収納するセンサケース（５２）と、を備え、センサケースは、車室外の空気を空気通路からセンサケースの内部に導入するセンサ流入口（５２１）と、センサケースの内部からセンサケースの内部の空気を流出させるセンサ流出口（５２２）と、を有し、センサ流入口およびセンサ流出口は、それぞれケース部材の空気通路に向いて開口しており、センサケースは、ケース部材の外周面に固定されている。
また、上記目的を達成するため、請求項２に記載の発明は、車室外の空気に含まれる粒子状物質の濃度を検出する粒子濃度検出装置であって、車室外の空気が流れる空気通路（２４）を形成するケース部材（２１）と、空気通路を流れる車室外の空気に含まれる粒子状物質の濃度を検出する濃度検出部（５１）と、濃度検出部を収納するセンサケース（５２）と、を備え、センサケースは、車室外の空気を空気通路からセンサケースの内部に導入するセンサ流入口（５２１）と、センサケースの内部からセンサケースの内部の空気を流出させるセンサ流出口（５２２）と、を有し、センサ流入口およびセンサ流出口は、それぞれケース部材の空気通路に向いて開口しており、ケース部材は、空気通路を流れる車室外の空気をセンサ流入口へ導くケース流出口（２１１）と、センサ流出口からの車室外の空気を空気通路へと導くケース流入口（２１２）と、を有している。
また、上記目的を達成するため、請求項１５に記載の発明は、車室外の空気に含まれる粒子状物質の濃度を検出する粒子濃度検出装置であって、車室外の空気が流れる空気通路（２４）を形成するケース部材（２１）と、空気通路を流れる車室外の空気に含まれる粒子状物質の濃度を検出する濃度検出部（５１）と、濃度検出部を収納するセンサケース（５２）と、を備え、センサケースは、車室外の空気を空気通路からセンサケースの内部に導入するセンサ流入口（５２１）と、センサケースの内部からセンサケースの内部の空気を流出させるセンサ流出口（５２２）と、を有し、センサ流入口およびセンサ流出口は、それぞれケース部材の空気通路に向いて開口しており、センサ用流路は、センサ流入口およびセンサ流出口を含む空間との間を連結し、センサケースは、センサ用流路側に突出するとともにセンサ流入口からの車室内の空気をセンサケースの内部に導く第１突出部（５３１）と、センサ用流路側に突出するとともにセンサケースの内部からの車室内の空気をセンサ流出口へと導く第２突出部（５３２）と、を有し、センサ流入口は、第１突出部の上下方向下側の面に形成され、センサ流出口は、第２突出部の上下方向下側の面に形成されている。
また、上記目的を達成するため、請求項１６に記載の発明は、車室外の空気に含まれる粒子状物質の濃度を検出する粒子濃度検出装置であって、車室外の空気が流れる空気通路（２４）を形成するケース部材（２１）と、空気通路を流れる車室外の空気に含まれる粒子状物質の濃度を検出する濃度検出部（５１）と、濃度検出部を収納するセンサケース（５２）と、を備え、センサケースは、車室外の空気を空気通路からセンサケースの内部に導入するセンサ流入口（５２１）と、センサケースの内部からセンサケースの内部の空気を流出させるセンサ流出口（５２２）と、を有し、センサ流入口およびセンサ流出口は、それぞれケース部材の空気通路に向いて開口しており、ケース部材は、空気通路を流れる車室外の空気をセンサ流入口へ導くケース流出口（２１１）と、センサ流出口からの車室外の空気を空気通路へと導くケース流入口（２１２）と、を有し、ケース部材には、空気通路を流れる車室外の空気の空気流れを妨げるリブ（２１６）が形成されており、ケース流出口とリブの間およびケース流入口とリブの間に段差が設けられている。

上記した構成によれば、センサ流入口およびセンサ流出口は、それぞれケース部材の空気通路に向いて開口しているので、センサ流入口にかかる車室外の空気の圧力とセンサ流出口にかかる車室外の空気の圧力とが互いにキャンセルし合い、車室外の空気の押し込み圧力の変動による検出精度の変動を抑制することができる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した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の一例を示すものである。

第１実施形態に係る粒子濃度検出装置を備えた車両用空調装置のブロワユニットの外観図である。 第１実施形態に係る粒子濃度検出装置を備えた車両用空調装置の概略構成を模式的に示した図である。 第１実施形態に係る粒子濃度検出装置を備えた車両用空調装置の内外気切替ドアの外観図である。 第１実施形態に係る粒子濃度検出装置の概略断面図である。 図４中のV矢視図であってセンサケースが前側に傾いた状態を表した図である。 粒子濃度検出装置の比較例を示した図である。 第２実施形態に係る粒子濃度検出装置の概略断面図である。 第３実施形態に係る粒子濃度検出装置の概略断面図である。 第４実施形態に係る粒子濃度検出装置の概略断面図である。 第５実施形態に係る粒子濃度検出装置の概略断面図である。 第６実施形態に係る粒子濃度検出装置の概略断面図である。 第７実施形態に係る粒子濃度検出装置の概略断面図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
第１実施形態に係る粒子濃度検出装置について図１～図６を用いて説明する。粒子濃度検出装置は、図１に示すように、ＰＭセンサ５０を有し、車両の空調を行う車両用空調装置１のブロワユニットに配置されている。本実施形態の粒子濃度検出装置は、送風機２３の動作により車両用空調装置１の空調ケース２１に導入される車室外の空気に含まれる粒子状物質の濃度、すなわち埃濃度を検出する。空調ケース２１は、ケース部材に相当する。

車両用空調装置１は、図２に示すように、空調ユニット２および空調制御装置４０を備えている。空調ユニット２は、車室内に設置され車室内の空調を行う車両用空調ユニットである。例えば、空調ユニット２は、車室内のうち車両前方側に配置されたインストルメントパネル内に設置される。

空調ユニット２は、空調ケース２１、内外気切替ドア２２、送風機２３、エバポレータ２６、ヒータコア２７、エアミックスドア２８、空気フィルタ３０、吹出開口部ドア２５４、２５５、２５６などを有している。

空調ケース２１は、ある程度の弾性を有し、強度的にも優れた樹脂にて形成されている。空調ケース２１を形成する樹脂として、例えばポリプロピレンが挙げられる。空調ケース２１は空調ユニット２の外殻を成し、空調ケース２１の内側には、車室内へ吹き出る空気が流通する空気通路２４が形成されている。また、空調ケース２１は、空気通路２４の空気流れ方向上流側に、車室内の所定箇所から空気通路２４に内気を導入するための内気導入口２４１と、車外から空気通路２４に外気を導入するための外気導入口２４２とを有している。ここで、内気とは車室内の空気であり、外気とは車室外の空気である。

また、空調ケース２１は、空気通路２４の空気流れ方向下流側に、空気通路２４から車室内の前席領域に空気を送風するための複数の吹出開口部２５１、２５２、２５３を有している。その複数の吹出開口部２５１、２５２、２５３は、フェイス吹出開口部２５１とフット吹出開口部２５２とデフロスタ吹出開口部２５３とを含んでいる。

フェイス吹出開口部２５１は、前座席に着座した乗員の上半身に向けて空調風を吹き出すものである。フット吹出開口部２５２は、その乗員の足元に向けて空調風を吹き出すものである。デフロスタ吹出開口部２５３は、車両のフロントウインドウに向けて空調風を吹き出すものである。

空調ケース２１の内部には、内外気切替ドア２２、送風機２３、エバポレータ２６、ヒータコア２７、およびエアミックスドア２８などが設けられている。

内外気切替ドア２２は、内気導入口２４１の開口面積と外気導入口２４２の開口面積とを連続的に調整するものである。内外気切替ドア２２は、図３に示すように、内気導入口２４１または外気導入口２４２を開閉するドア部２２１と、回転軸２２２と、ドア部２２１と回転軸２２２とを連結する支持部２２３と、を備えたロータリドアにより構成されている。なお、内外気切替ドア２２は、ドア部材に相当する。

内外気切替ドア２２は、図示していないサーボモータなどのアクチュエータによって駆動される。内外気切替ドア２２は、内気導入口２４１と外気導入口２４２とのうち一方の導入口を開くほど他方の導入口を閉じるように回転動作する。これにより、内外気切替ドア２２は、空気通路２４に導入される内気の風量と外気の風量との割合を調整することが可能である。

空気通路２４への吸気モードとして、車両の室内の内気を導入する内気モードと、車両の室外の外気を導入する外気モードがある。例えば、空気通路２４に専ら内気が導入される内気モードでは、内外気切替ドア２２は、内気導入口２４１を開く一方で外気導入口２４２を閉じる作動位置に位置決めされる。逆に、空気通路２４に専ら外気が導入される外気モードでは、内外気切替ドア２２は、内気導入口２４１を閉じる一方で外気導入口２４２を開く作動位置に位置決めされる。

送風機２３は空気を送風する遠心送風機であり、空気通路２４に配置された遠心ファン２３１と、その遠心ファン２３１を回転駆動する不図示のモータとを有している。送風機２３の遠心ファン２３１が回転駆動されると、空気通路２４に気流が形成される。これにより、内気導入口２４１または外気導入口２４２から空気通路２４に導入された空気は、その空気通路２４を流れ、フェイス吹出開口部２５１とフット吹出開口部２５２とデフロスタ吹出開口部２５３との少なくとも１つから吹き出される。なお、空気通路２４のうち遠心ファン２３１よりも空気流れ方向下流側では、大まかには矢印Ａｒで示される方向に空気が流れる。

フェイス吹出開口部ドア２５４はフェイス吹出開口部２５１に設けられており、そのフェイス吹出開口部２５１の開口面積を調整する。フット吹出開口部ドア２５５はフット吹出開口部２５２に設けられており、そのフット吹出開口部２５２の開口面積を調整する。デフロスタ吹出開口部ドア２５６はデフロスタ吹出開口部２５３に設けられており、そのデフロスタ吹出開口部２５３の開口面積を調整する。

エバポレータ２６は、空気通路２４を流れる空気を冷却するための熱交換器である。エバポレータ２６は、エバポレータ２６を通過する空気と冷媒とを熱交換させ、それにより、その空気を冷却すると共に冷媒を蒸発させる。

ヒータコア２７は、空気通路２４を流れる空気を加熱するための熱交換器である。ヒータコア２７は、例えばエンジン冷却水とヒータコア２７を通過する空気とを熱交換させ、エンジン冷却水の熱で空気を加熱する。また、ヒータコア２７は、エバポレータ２６に対し空気流れ方向下流側に配置されている。

空調ユニット２のエバポレータ２６とヒータコア２７との間には、エアミックスドア２８が設けられている。エアミックスドア２８は、エバポレータ２６を通過し、ヒータコア２７を迂回して流れる風量と、エバポレータ２６を通過した後にヒータコア２７を通過する風量との割合を調整する。

空気フィルタ３０は、送風機２３より空気通路２４を流れる空気の空気流れ上流側に配置されている。空気フィルタ３０は、その空気フィルタ３０を通過する空気中に含まれる塵埃等を或る程度捕捉する。従って、送風機２３には、空気フィルタ３０によって塵埃等が取り除かれた空気が吸い込まれる。すなわち、空気フィルタ３０によって塵埃等が取り除かれた空気が送風機２３から送風される。

空気フィルタ３０より空気通路２４を流れる空気の空気流れ上流側の空調ケース２１の外周面にＰＭセンサ５０が設けられている。ＰＭセンサ５０は、外気導入口２４２の近くに配置されている。

次に、空調制御装置４０について説明する。図２に示す空調制御装置４０は、空調ユニット２を制御する制御装置である。具体的に、空調制御装置４０は、半導体メモリなどの非遷移的実体的記憶媒体で構成された記憶部とプロセッサとを含んだ電子制御装置である。空調制御装置４０は、その記憶部に格納されたコンピュータプログラムを実行する。このコンピュータプログラムが実行されることで、コンピュータプログラムに対応する方法が実行される。すなわち、空調制御装置４０は、そのコンピュータプログラムに従って、種々の制御処理を実行する。

また、空調制御装置４０は空調ユニット２に含まれる各アクチュエータへ制御信号を出力することにより、各アクチュエータの作動を制御する。要するに、空調制御装置４０は、空調ユニット２において種々の空調制御を行う。例えば、上述した送風機２３、内外気切替ドア２２、エアミックスドア２８、フェイス吹出開口部ドア２５４、フット吹出開口部ドア２５５、およびデフロスタ吹出開口部ドア２５６は、空調制御装置４０によって駆動制御される。

また、図２に示すように、空調制御装置４０には、例えば、ＰＭセンサ５０などのセンサ類やドア等のアクチュエータのほか、操作装置４４および表示装置４６が電気的に接続されている。空調制御装置４０は、乗員の操作装置４４に対する操作に応じてＰＭセンサ５０によって検出された空気に含まれる粒子状物質の濃度を表示装置４６に表示させる処理も実施する。

空気フィルタ３０より空気通路２４を流れる空気の空気流れ上流側の空調ケース２１内には、内外気切替ドア２２が配置されている。空調ケース２１における内外気切替ドア２２の支持部２２３と対向する面に、ＰＭセンサ５０に接続されるケース流出口２１１とケース流入口２１２とが形成されている。

内外気切替ドア２２のドア部２２１が内気導入口２４１を開くとともに外気導入口２４２を閉じた状態のとき、図３に示す内外気切替ドア２２の支持部２２３がケース流出口２１１およびケース流入口２１２と対向する位置に配置される。

また、内外気切替ドア２２のドア部２２１が内気導入口２４１を閉じるとともに外気導入口２４２を開いた状態のとき、内外気切替ドア２２の支持部２２３がケース流出口２１１およびケース流入口２１２と対向する位置を避けて配置される。

次に、本実施形態の粒子濃度検出装置について図４を用いて説明する。粒子濃度検出装置は、空気が流れる空気通路２４を形成する空調ケース２１とＰＭセンサ５０を備えている。

本実施形態のＰＭセンサ５０は、外気導入口２４２を介して空調ケース２１に導入される車室外の空気に含まれる粒子状物質の濃度を検出する。ＰＭセンサ５０は、車両の室内へ吹き出る空気が流通する空気通路２４における空気フィルタ３０より空気流れ上流側に配置されている。そのため、ＰＭセンサ５０は、空気フィルタ３０を通過する前の空気に含まれる埃の濃度を検出する。つまり、ＰＭセンサ５０は、車室外の埃や雨滴を含む空気に含まれる埃の濃度を検出する。

ＰＭセンサ５０は、光散乱法により埃濃度を検出するように構成された光学式塵埃センサである。ＰＭセンサ５０は、空気通路２４を流れる車室外の空気に含まれる粒子状物質の濃度を検出する濃度検出部５１と、濃度検出部５１を収納するセンサケース５２と、送風ファン５３と、を備えている。

濃度検出部５１は、光を発する発光部と、この発光部が発した光を受ける受光部と、を有し、その発光部から照射された光が粒子状物質に当たって散乱した散乱光を受光部が受光することにより、空気に含まれる埃濃度を検出する。

センサケース５２は、濃度検出部５１を収納するケースであり、樹脂等によって形成されている。空調ケース２１に形成された空気通路２４を流れる空気の一部がＰＭセンサ５０のセンサケース５２の内部を流れるようになっている。

センサケース５２は、空気通路２４から車室外の空気をセンサケース５２の内部に導入するセンサ流入口５２１と、センサケース５２の内部から空気通路２４にセンサケース５２内の空気を流出させるセンサ流出口５２２と、を有している。

図５は、図４中のV矢視図であって、センサケース５２が前側に傾いた状態を表している。図５に示すように、センサ流入口５２１とセンサ流出口５２２は、上下方向にずれた位置に配置されるとともに、左右方向にずれた位置に配置されている。

送風ファン５３は、センサケース５２の内部に空気流れを発生させるものである。送風ファン５３は、センサ流入口５２１からセンサケース５２の内部に空気通路２４を流れる車室外の空気を導入するとともにセンサ流出口５２２から空気通路２４にセンサケース５２内の空気を排出する。

空調ケース２１は、空気通路２４を流れる車室外の空気をセンサ流入口５２１へ導くケース流出口２１１と、センサ流出口５２２から流出した空気を空気通路２４へと導くケース流入口２１２と、を有している。

ケース流出口２１１およびケース流入口２１２は、それぞれ空調ケース２１の空気通路に向いて開口している。また、ケース流出口２１１は、ケース流入口２１２よりも空気通路２４を流れる車室外の空気の空気流れ方向である主流方向の下流側に配置されている。

また、空調ケース２１は、ケース流出口２１１およびケース流入口２１２を含む空間と、センサ流入口５２１およびセンサ流出口５２２を含む空間との間を連結するセンサ用流路２１３を備えている。

また、センサ用流路２１３には、該センサ用流路２１３の内部空間を、ケース流出口２１１からセンサ流入口５２１に至る空間と、センサ流出口５２２からケース流入口２１２に至る空間を仕切る仕切板２１４が設けられている。

また、センサケース５２は、センサ用流路２１３側に突出するとともにセンサ流出口５２２からの車室外の空気をセンサケース５２の内部に導く第１突出部５３１と、センサ用流路２１３側に突出するとともにセンサケース５２の内部の空気をセンサ流出口５２２へと導く第２突出部５３２と、を有している。そして、センサ流出口５２２は、第１突出部５３１の上下方向下側の面に形成され、センサ流入口５２１は、第２突出部５３２の上下方向下側の面に形成されている。

ここで、図６に示すように、空気通路２４を形成する空調ケース２１の外周面に直方体のセンサケース５２を配置し、センサケース５２における空気通路２４側の部位にセンサ流入口５２１を配置するとともにセンサケース５２におけるセンサ流入口５２１と対向する面にセンサ流出口５２２を配置した構成を考える。

このような構成では、センサ流入口５２１にかかる空気の圧力とセンサ流出口５２２にかかる空気の圧力に大きな差が生じる。このため、特に、車室外の空気の押し込み圧力の変動による検出精度への影響が大きくなってしまう。

これに対し、本実施形態の粒子濃度検出装置は、空調ケース２１は、空気通路２４を流れる車室外の空気をセンサ流入口５２１へ導くケース流出口２１１と、センサ流出口５２２からの空気を空気通路２４へと導くケース流入口２１２と、を有している。そして、ケース流出口２１１およびケース流入口２１２は、それぞれ空調ケース２１の空気通路２４に向いて開口している。

したがって、センサ流入口５２１にかかる車室外の空気の圧力とセンサ流出口５２２にかかる車室外の空気の圧力とが互いにキャンセルし合い、車室外の空気の押し込み圧力の変動による検出精度の変動が抑制される。

以上、説明したように、本実施形態の粒子濃度検出装置は、車室外の空気に含まれる粒子状物質の濃度を検出する粒子濃度検出装置であって、車室外の空気が流れる空気通路２４を形成する空調ケース２１を備えている。

また、空気通路２４を流れる車室外の空気に含まれる粒子状物質の濃度を検出する濃度検出部５１と、濃度検出部５１を収納するセンサケース５２と、を備えている。また、センサケース５２は、車室外の空気を空気通路からセンサケース５２の内部に導入するセンサ流入口５２１と、センサケース５２の内部からセンサケース５２の内部の空気を流出させるセンサ流出口５２２と、を有している。

そして、ケース流出口２１１およびケース流入口２１２は、それぞれ空調ケース２１の空気通路２４に向いて開口している。

上記した構成によれば、センサ流入口５２１およびセンサ流出口５２２は、それぞれ空調ケース２１の空気通路２４に向いて開口しているので、センサ流入口５２１にかかる車室外の空気の圧力とセンサ流出口５２２にかかる車室外の空気の圧力とが互いにキャンセルし合い、車室外の空気の押し込み圧力の変動による検出精度の変動を抑制することができる。

また、センサケース５２は、空調ケース２１の外周面に固定されている。したがって、センサケース５２と空調ケース２１を一体化して車両に搭載することができる。

また、空調ケース２１は、空気通路２４を流れる車室外の空気をセンサ流入口５２１へ導くケース流出口２１１と、センサ流出口５２２からの空気を空気通路２４へと導くケース流入口２１２と、を有している。
また、ケース流出口２１１は、ケース流入口２１２よりも空気通路２４を流れる車室外の空気の空気流れ下流側に配置されている。このように、ケース流入口２１２を、ケース流出口２１１よりも空気通路２４を流れる車室外の空気の空気流れ下流側に配置することができる。

また、空調ケース２１は、ケース流出口２１１およびケース流入口２１２を含む空間と、センサ流入口５２１およびセンサ流出口５２２を含む空間との間を連結するセンサ用流路２１３を備えている。したがって、空調ケース２１を流れる車室外の空気流れの変動の影響をより低減することができる。

また、センサ用流路２１３には、該センサ用流路２１３の内部空間を、ケース流出口２１１からセンサ流入口５２１に至る空間と、センサ流出口５２２からケース流入口２１２に至る空間を仕切る仕切板２１４が形成されている。したがって、ケース流出口２１１とケース流入口２１２との間で空気が循環するのを防止することができる。

また、ケース流出口２１１は、該ケース流出口２１１の下端が、センサ用流路２１３の底面と連続的に接続されている。したがって、ケース流出口２１１の下端とセンサ用流路２１３の底面との間に水を溜めないようにすることができ、排水性を向上することが可能である。

また、センサケース５２は、センサ用流路２１３側に突出するとともにセンサ流入口５２１からの車室外の空気をセンサケース５２の内部に導く第１突出部５３１を有している。さらに、センサ用流路２１３側に突出するとともにセンサケース５２の内部からの空気をセンサ流出口５２２へと導く第２突出部５３２を有している。また、センサ流入口５２１は、第１突出部５３１の上下方向下側の面に形成され、センサ流出口５２２は、第２突出部５３２の上下方向下側の面に形成されている。

したがって、センサ流入口５２１およびセンサ流出口５２２からセンサケース５２の内部に異物が侵入するのを防止することができる。

また、センサ流入口５２１は、ケース流出口２１１より上下方向上側に配置され、センサ流出口５２２は、ケース流入口２１２より上下方向上側に配置されている。したがって、センサケース５２への水等の侵入を防止することができる。

また、本実施形態の粒子濃度検出装置は、センサ流入口５２１からセンサケース５２の内部に車室外の空気を導入するとともにセンサ流出口５２２からセンサケース５２の内部の空気を送風する送風ファン５３を備えている。

したがって、車室外の空気の押し込み圧力の変動による影響を抑制しつつ、所定量の車室外の空気をセンサケース内に導入することが可能である。

（第２実施形態）
第２実施形態に係る粒子濃度検出装置の構成について図７を用いて説明する。本実施形態の粒子濃度検出装置は、センサ用流路２１３を有している。そして、このセンサ用流路２１３の底面が、空調ケース２１に近付くほど上下方向下側に傾斜している。

したがって、センサ用流路からセンサケースに流入しようとする水をケース部材側に排出することができる。

（第３実施形態）
第３実施形態に係る粒子濃度検出装置の構成について図８を用いて説明する。本実施形態の粒子濃度検出装置は、センサ用流路２１３に、該センサ用流路２１３の内部空間を、ケース流出口２１１からセンサ流入口５２１に至る空間と、センサ流出口５２２からケース流入口２１２に至る空間を仕切る仕切板２１４が設けられている。

そして、仕切板２１４には、ケース流出口２１１からセンサ流入口５２１に至る空間と、センサ流出口５２２からケース流入口２１２に至る空間との間を連通させる連通部２１４ａが形成されている。本実施形態の連通部２１４ａは、連通孔によって構成されている。

連通部２１４ａは、仕切板２１４のうち、空調ケース２１とセンサケース５２の中央よりもセンサケース５２側の部位に形成されている。

したがって、空調ケース２１に対してセンサケース５２が上下方向の下側に変位した際に、連通部２１４ａを通ってセンサ用流路２１３内の水を排水することができる。

なお、本実施形態では、仕切板２１４のうち、空調ケース２１とセンサケース５２の中央よりもセンサケース５２側の部位に連通部２１４ａを形成したが、仕切板２１４のうち、空調ケース２１とセンサケース５２の中央よりも空調ケース２１側の部位に連通部２１４ａを形成してもよい。

これにより、センサ用流路２１３からセンサケース５２に流入しようとする水を空調ケース２１側に排出することができる。また、偏流によってケース流出口２１１とケース流入口２１２に異なる押し込み圧力が与えられた場合でも、圧力の高い方から低い方へ連通部２１４ａを通って空気が流れ、圧力が平均化されるので、検出精度への影響を低減することができる。

本実施形態の連通部２１４ａは、連通孔によって構成されているが、連通部２１４ａを隙間によって構成することもできる。

（第４実施形態）
第４実施形態に係る粒子濃度検出装置の構成について図９を用いて説明する。本実施形態の粒子濃度検出装置は、ケース流入口２１２およびケース流出口２１１に、鎧窓状のルーバー２１５が配置されている。したがって、センサケース５２への異物の侵入を防止することができる。

本実施形態では、ケース流出口２１１およびケース流入口２１２に、鎧窓状のルーバー２１５が配置されているが、ケース流出口２１１、ケース流入口２１２、センサ流入口５２１およびセンサ流出口５２２の少なくとも１つに、鎧窓状のルーバー２１５を配置するようにしてもよい。

（第５実施形態）
第５実施形態に係る粒子濃度検出装置の構成について図１０を用いて説明する。本実施形態の粒子濃度検出装置は、センサ用流路２１３の内部が、該センサ用流路２１３の内部空間を迷路状に形成するラビリンス構造となっている。具体的には、センサ用流路２１３のｂ内部に該センサ用流路２１３の内部空間を迷路状に形成する突起部５２１ａ、５２２ａが設けられている。

上記したように、粒子濃度検出装置は、センサ用流路２１３の内部が、該センサ用流路２１３の内部空間を迷路状に形成するラビリンス構造となっている。したがって、センサケース５２への検出対称ではない大きな異物の侵入を防止することができる。

また、空調ケース２１には、空気通路２４を流れる車室外の空気の空気流れを妨げるリブ２１６が形成されており、ケース流出口２１１およびケース流入口２１２は、リブ２１６よりも空気通路を２４流れる車室外の空気の空気流れ上流側に配置されている。

したがって、リブ２１６に当たった車室外の空気がケース流出口２１１およびケース流入口２１２に押し込まれることを防止することができる。

なお、本実施形態では、リブ２１６よりも空気通路を２４流れる車室外の空気の空気流れ上流側にケース流出口２１１およびケース流入口２１２を配置したが、リブ２１６よりも空気通路を２４流れる車室外の空気の空気流れ下流側にケース流出口２１１およびケース流入口２１２を配置してもよい。すなわち、ケース流出口２１１とリブ２１６との間およびケース流入口２１２とリブ２１６との間に段差が設けられている。ケース流出口２１１とリブ２１６との間およびケース流入口２１２とリブ２１６との間に段差が設けられていることで、リブ２１６に当たった車室外の空気がケース流出口２１１およびケース流入口２１２に押し込まれることを防止することができる。
なお、リブ２１６としては、例えば、車室外の空気を空気通路２４に導入する外気導入口２４２を開閉するドア部材２２と外気導入口２４２の間の隙間をシールするシール部材として配置されたものとすることができる。リブ２１６により、ドア部材２２と外気導入口２４２の間の隙間から空気が漏れないようにすることが可能である。

（第６実施形態）
第６実施形態に係る粒子濃度検出装置の構成について図１１を用いて説明する。本実施形態の粒子濃度検出装置は、ケース流出口２１１にフィルタ６１が配置され、ケース流入口２１２にフィルタ６２が配置されている。さらに、センサ流入口５２１にフィルタ６３が配置され、センサ流出口５２２にフィルタ６４が配置されている。したがって、センサケースの内部への異物の侵入を防止することができる。

本実施形態では、ケース流出口２１１およびケース流入口２１２にフィルタ６１、６２を配置したが、ケース流出口２１１およびケース流入口２１２の少なくとも一方にフィルタを配置するようにしてもよい。

また、本実施形態では、センサ流入口５２１およびセンサ流出口５２２にフィルタ６３、６４を配置したが、センサ流入口５２１およびセンサ流出口５２２の少なくとも一方にフィルタを配置するようにしてもよい。

（第７実施形態）
第７実施形態に係る粒子濃度検出装置の構成について図１２を用いて説明する。本実施形態の粒子濃度検出装置のケース流入口２１２は、ケース流出口２１１よりも空気通路２４を流れる車室外の空気の空気流れ下流側に配置されている。このように、ケース流入口２１２を、ケース流出口２１１よりも空気通路２４を流れる車室外の空気の空気流れ下流側に配置することで、ケース流出口２１１からセンサケース５２に流入してケース流入口２１２から空気通路２４に戻った空気が、再度、ケース流出口２１１からセンサケース５２に流入してしまうのを防止することができる。

（他の実施形態）
（１）上記各実施形態では、内気と外気の少なくとも一方を空調ケース内に導入する空調ユニットにＰＭセンサ５０を備える例を示した。これに対し、外気を使って車両上方側に配置されるウインドシールドの窓晴らしを行い、内気で乗員足元の暖房を行う内外気２層構造の空調ユニットにＰＭセンサ５０を備えることもできる。

（２）上記各実施形態では、空調ケース２１にセンサ用流路２１３を設け、センサ用流路２１３を介して空調ケース２１とセンサケース５２を連結したが、センサ用流路２１３を設けることなく、空調ケース２１とセンサケース５２を直接連結するようにしてもよい。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の材質、形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の材質、形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その材質、形状、位置関係等に限定されるものではない。

（まとめ）
上記各実施形態の一部または全部で示された第１の観点によれば、車室外の空気に含まれる粒子状物質の濃度を検出する粒子濃度検出装置であって、車室外の空気が流れる空気通路を形成するケース部材を備えている。また、空気通路を流れる車室外の空気に含まれる粒子状物質の濃度を検出する濃度検出部と、濃度検出部を収納するセンサケースと、を備えている。また、センサケースは、車室外の空気を空気通路からセンサケースの内部に導入するセンサ流入口と、センサケースの内部からセンサケースの内部の空気を流出させるセンサ流出口と、を有している。そして、ケース流入口およびケース流出口は、それぞれケース部材の空気通路に向いて開口している。

また、第２の観点によれば、センサケースは、ケース部材の外周面に固定されている。したがって、センサケースとケース部材を一体化して車両に搭載することができる。

また、第３の観点によれば、ケース部材は、空気通路を流れる車室外の空気をセンサ流入口へ導くケース流入口と、センサ流出口からの空気を空気通路へと導くケース流出口と、を有している。
また、ケース流入口は、ケース流出口よりも空気通路を流れる車室外の空気の空気流れ上流側に配置されている。このように、ケース流入口を、ケース流出口よりも空気通路を流れる車室外の空気の空気流れ上流側に配置することができる。

また、第４の観点によれば、ケース部材は、ケース流出口およびケース流入口を含む空間と、センサ流入口およびセンサ流出口を含む空間との間を連結するセンサ用流路を備えている。したがって、ケース部材を流れる車室外の空気流れの変動の影響をより低減することができる。

また、第５の観点によれば、センサ用流路は、該センサ用流路の底面が、ケース部材に近付くほど上下方向下側に傾斜している。

したがって、センサ用流路からセンサケースに流入しようとする水をケース部材側に排出することができる。

また、第６の観点によれば、ケース流入口は、該ケース流入口の下端がセンサ用流路の底面と連続的に接続されている。したがって、ケース流入口の下端とセンサ用流路の底面との間に水を溜めないようにすることができ、排水性を向上することが可能である。

また、第７の観点によれば、センサ用流路には、該センサ用流路の内部空間を、ケース流出口からセンサ流入口に至る空間と、センサ流出口からケース流出口に至る空間を仕切る仕切板が形成されている。したがって、ケース流出口とケース流入口との間で空気が循環するのを防止することができる。

また、第８の観点によれば、仕切板には、ケース流出口からセンサ流入口に至る空間と、センサ流出口からケース流入口に至る空間との間を連通させる連通部が形成されている。

したがって、センサ用流路からセンサケースに流入しようとする水をケース部材側に排出することができる。また、偏流によってケース流出口とケース流入口に異なる押し込み圧力が与えられた場合でも、圧力の高い方から低い方へ連通部を通って空気が流れ、圧力が平均化され、検出精度への影響を低減することができる。

また、第９の観点によれば、連通部は、仕切板のうち、空調ケースとセンサケースの中央よりもセンサケース側の部位に形成されている。

したがって、空調ケースに対してセンサケースが上下方向の下側に変位した際に、連通部を通ってセンサ用流路内の水を排水することができる。

また、第１０の観点によれば、センサケースは、センサ用流路側に突出するとともにセンサ流入口からの車室内の空気をセンサケースの内部に導く第１突出部を有している。さらに、センサ用流路側に突出するとともにセンサケースの内部からの車室内の空気をセンサ流出口へと導く第２突出部を有している。また、センサ流入口は、第１突出部の上下方向下側の面に形成され、センサ流出口は、第２突出部の上下方向下側の面に形成されている。

したがって、センサ流入口およびセンサ流出口からセンサケースの内部に異物が侵入するのを防止することができる。

また、第１１の観点によれば、空調ケースには、該空調ケースの空気通路を流れる車室外の空気の空気流れを妨げるリブが形成されており、ケース流出口およびケース流入口は、リブよりも空気通路を流れる車室外の空気の空気流れ上流側または下流側に配置されている。

したがって、リブに当たった車室外の空気がケース流出口およびケース流入口に押し込まれることを防止することができる。

また、第１２の観点によれば、ケース流出口およびケース流入口の少なくとも一方に、鎧窓状のルーバーが配置されている。したがって、センサケースへの異物の侵入を防止することができる。

また、第１３の観点によれば、センサ用流路の内部は、該センサ用流路の内部空間を迷路状に形成するラビリンス構造となっている。

したがって、センサケースへの検出対称ではない大きな異物の侵入を防止することができる。

また、第１４の観点によれば、センサ流入口は、ケース流出口より上下方向上側に配置され、センサ流出口は、ケース流入口より上下方向上側に配置されている。したがって、センサケースへの水等の侵入を防止することができる。

また、第１５の観点によれば、ケース流出口およびケース流入口の少なくとも一方には、フィルタが配置されている。したがって、センサケースの内部への異物の侵入を防止することができる。

また、第１６の観点によれば、センサ流入口およびセンサ流出口の少なくとも一方には、フィルタが配置されている。したがって、センサケースの内部への異物の侵入を防止することができる。

また、第１７の観点によれば、センサ流入口からセンサケースの内部に車室外の空気を導入するとともにセンサ流出口からセンサケースの内部の空気を送風する送風ファンを備えている。

したがって、車室外の空気の押し込み圧力の変動による影響を抑制しつつ、所定量の車室外の空気をセンサケース内に導入することが可能である。

１ 車両用空調装置
２１ 空調ケース
２４ 空気通路
５０ ＰＭセンサ
５１ 濃度検出部
５２ センサケース
５３ 送風ファン
２１１ センサ流出口
２１２ センサ流入口
２１３ センサ用流路
２１４ 仕切板
５２１ ケース流入口
５２２ ケース流出口

Claims (18)

1. 車室外の空気に含まれる粒子状物質の濃度を検出する粒子濃度検出装置であって、
   前記車室外の空気が流れる空気通路（２４）を形成するケース部材（２１）と、
   前記空気通路を流れる前記車室外の空気に含まれる粒子状物質の濃度を検出する濃度検出部（５１）と、
   前記濃度検出部を収納するセンサケース（５２）と、を備え、
   前記センサケースは、前記車室外の空気を前記空気通路から前記センサケースの内部に導入するセンサ流入口（５２１）と、前記センサケースの内部から前記空気通路に前記センサケースの内部の空気を流出させるセンサ流出口（５２２）と、を有し、
   前記センサ流入口および前記センサ流出口は、それぞれ前記ケース部材の前記空気通路に向いて開口しており、
   前記センサケースは、前記ケース部材の外周面に固定されている粒子濃度検出装置。
2. 車室外の空気に含まれる粒子状物質の濃度を検出する粒子濃度検出装置であって、
   前記車室外の空気が流れる空気通路（２４）を形成するケース部材（２１）と、
   前記空気通路を流れる前記車室外の空気に含まれる粒子状物質の濃度を検出する濃度検出部（５１）と、
   前記濃度検出部を収納するセンサケース（５２）と、を備え、
   前記センサケースは、前記車室外の空気を前記空気通路から前記センサケースの内部に導入するセンサ流入口（５２１）と、前記センサケースの内部から前記空気通路に前記センサケースの内部の空気を流出させるセンサ流出口（５２２）と、を有し、
   前記センサ流入口および前記センサ流出口は、それぞれ前記ケース部材の前記空気通路に向いて開口しており、
   前記ケース部材は、前記空気通路を流れる前記車室外の空気を前記センサ流入口へ導くケース流出口（２１１）と、前記センサ流出口からの前記車室外の空気を前記空気通路へと導くケース流入口（２１２）と、を有している粒子濃度検出装置。
3. 前記ケース流入口は、前記ケース流出口よりも前記空気通路を流れる前記車室外の空気の空気流れ下流側に配置されている請求項２に記載の粒子濃度検出装置。
4. 前記センサ流入口および前記センサ流出口を含む空間との間を連結するセンサ用流路（２１３）と、を備えた請求項２に記載の粒子濃度検出装置。
5. 前記ケース流入口は、該ケース流入口の下端が、前記センサ用流路の底面と連続的に接続されている請求項４に記載の粒子濃度検出装置。
6. 前記センサ用流路は、該センサ用流路の底面が、前記ケース部材に近付くほど上下方向下側に傾斜している請求項４または５に記載の粒子濃度検出装置。
7. 前記センサ用流路には、該センサ用流路の内部空間を、前記ケース流出口から前記センサ流入口に至る空間と、前記センサ流出口から前記ケース流入口に至る空間を仕切る仕切板（２１４）が形成されている請求項４ないし６のいずれか１つに記載の粒子濃度検出装置。
8. 前記仕切板には、前記ケース流出口から前記センサ流入口に至る空間と、センサ流出口から前記ケース流入口に至る空間との間を連通させる連通部（２１４ａ）が形成されている請求項７に記載の粒子濃度検出装置。
9. 前記連通部は、前記仕切板のうち、空調ケース（２１）と前記センサケースの中央よりも前記センサケース側の部位に形成されている請求項８に記載の粒子濃度検出装置。
10. 前記センサ用流路の内部は、該センサ用流路の内部空間を迷路状に形成するラビリンス構造となっている請求項４ないし９のいずれか１つに記載の粒子濃度検出装置。
11. 前記ケース流出口、前記ケース流入口、前記センサ流入口および前記センサ流出口の少なくとも１つに、鎧窓状のルーバー（２１５）が配置されている請求項２ないし１０のいずれか１つに記載の粒子濃度検出装置。
12. 前記センサ流入口は、前記ケース流出口より上下方向上側に配置され、前記センサ流出口は、前記ケース流入口より上下方向上側に配置されている請求項２ないし１１のいずれか１つに記載の粒子濃度検出装置。
13. 前記ケース流出口および前記ケース流入口の少なくとも一方には、フィルタ（６１、６２）が配置されている請求項２ないし１２のいずれか１つに記載の粒子濃度検出装置。
14. 前記センサ流入口および前記センサ流出口の少なくとも一方には、フィルタ（６３、６４）が配置されている請求項２ないし１３のいずれか１つに記載の粒子濃度検出装置。
15. 車室外の空気に含まれる粒子状物質の濃度を検出する粒子濃度検出装置であって、
    前記車室外の空気が流れる空気通路（２４）を形成するケース部材（２１）と、
    前記空気通路を流れる前記車室外の空気に含まれる粒子状物質の濃度を検出する濃度検出部（５１）と、
    前記濃度検出部を収納するセンサケース（５２）と、
    センサ用流路（２１３）と、を備え、
    前記センサケースは、前記車室外の空気を前記空気通路から前記センサケースの内部に導入するセンサ流入口（５２１）と、前記センサケースの内部から前記空気通路に前記センサケースの内部の空気を流出させるセンサ流出口（５２２）と、を有し、
    前記センサ流入口および前記センサ流出口は、それぞれ前記ケース部材の前記空気通路に向いて開口しており、
    前記センサ用流路は、前記センサ流入口および前記センサ流出口を含む空間との間を連結し、
    前記センサケースは、
    前記センサ用流路側に突出するとともに前記センサ流入口からの前記車室内の空気を前記センサケースの内部に導く第１突出部（５３１）と、
    前記センサ用流路側に突出するとともに前記センサケースの内部からの前記車室内の空気を前記センサ流出口へと導く第２突出部（５３２）と、を有し、
    前記センサ流入口は、前記第１突出部の上下方向下側の面に形成され、前記センサ流出口は、前記第２突出部の上下方向下側の面に形成されている粒子濃度検出装置。
16. 車室外の空気に含まれる粒子状物質の濃度を検出する粒子濃度検出装置であって、
    前記車室外の空気が流れる空気通路（２４）を形成するケース部材（２１）と、
    前記空気通路を流れる前記車室外の空気に含まれる粒子状物質の濃度を検出する濃度検出部（５１）と、
    前記濃度検出部を収納するセンサケース（５２）と、を備え、
    前記センサケースは、前記車室外の空気を前記空気通路から前記センサケースの内部に導入するセンサ流入口（５２１）と、前記センサケースの内部から前記空気通路に前記センサケースの内部の空気を流出させるセンサ流出口（５２２）と、を有し、
    前記センサ流入口および前記センサ流出口は、それぞれ前記ケース部材の前記空気通路に向いて開口しており、
    前記ケース部材は、前記空気通路を流れる前記車室外の空気を前記センサ流入口へ導くケース流出口（２１１）と、前記センサ流出口からの前記車室外の空気を前記空気通路へと導くケース流入口（２１２）と、を有し、
    前記ケース部材には、前記空気通路を流れる前記車室外の空気の空気流れを妨げるリブ（２１６）が形成されており、
    前記ケース流出口と前記リブの間および前記ケース流入口と前記リブの間に段差が設けられている粒子濃度検出装置。
17. 車室外の空気を前記空気通路に導入する外気導入口（２４２）を開閉するドア部材（２２）を備え、
    前記リブは、前記ドア部材と前記外気導入口の間の隙間をシールするシール部材として配置されている請求項１６に記載の粒子濃度検出装置。
18. 前記センサ流入口から前記センサケースの内部に前記車室外の空気を導入するとともに前記センサ流出口から前記空気通路に前記車室外の空気を送風する送風ファン（５３）を備えた請求項１ないし１７のいずれか１つに記載の粒子濃度検出装置。

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