JPH0781392A

JPH0781392A - 車両用空調装置

Info

Publication number: JPH0781392A
Application number: JP23346893A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Kawai; 伸幸河合
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1993-09-20
Filing date: 1993-09-20
Publication date: 1995-03-28

Abstract

(57)【要約】【目的】フィルタの通過風量に応じてフィルタの交換
時期を判断する。【構成】ブロアファンモーター１１と、インテークド
ア１３と、エバポレータ２１と、フィルタ２２と、ヒー
ターユニット３と、制御部４と、ＲＥＣスイッチ５と、
ＦＲＥスイッチ６と、ファンスイッチ７と、車速センサ
ー８と、警告装置９とを備える車両用空調装置におい
て、制御部４は、連続して内気循環された時間が所定時
間を越えると外気が汚れていると判断してフィルタ減衰
定数を大きくしてフィルタの寿命予測を行なう。また、
ブロアファンモーター１１が停止した場合には、車速セ
ンサー８で測定した車速に応じて寿命予測を行なう。こ
れによりフィルタの交換時期を正確に判断できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、空調ユニット内に設け
られた防塵用フィルタの交換時期を自動的に判断するよ
うにした車両用空調装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】車両用空調装置では、ブロアファンモー
ター（以下、単にモーターと呼ぶこともある）を所定速
度で回転させることにより、車外の空気を車室内に送り
込むことができる。しかし、車外の空気には塵やほこり
が含まれているため、そのままの状態で空調ダクト内に
取り込むと、空調ダクト内の各部に汚れが付着し、空調
装置が正常に作動しなくなる。このため、空気中の塵等
を除去することを目的として、空調ダクト内に防塵用の
フィルタが設けられる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、フィル
タを長期間使用すると、フィルタに塵等が付着して目詰
まりを起こし、空気がフィルタを通過しにくくなる。こ
のため、ブロアファンモータの通気抵抗が増し、ブロア
ファンモータの駆動電圧が低下してしまう。このため、
例えば実開昭６２−１８５６１８号公報では、フィルタ
の汚染度をフォトインタラプタで検出することが開示さ
れている。しかし、フォトインタラプタの発光部・受光
部が汚れた空気により汚染されるおそれがあり、このよ
うな場合には測定精度が低下し、フィルタの交換時期を
誤るおそれがある。また、フォトインタラプタおよびそ
の接続リード線を新たに設ける必要がある他、組み立て
工数も新たに必要になり、コストアップの要因になる。

【０００４】本発明の目的は、フィルタの通過風量に応
じてフィルタの交換時期を判断するようにした車両用空
調装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】図１のクレーム対応図に
対応づけて本発明を説明すると、本発明は、駆動電圧の
大きさに応じて回転速度が変化するブロアファンモータ
と、空調ユニット内に設けられた防塵用のフィルタとを
備えた車両用空調装置に適用され、フィルタの通過風量
に応じてフィルタの交換時期を判断する判断手段１０１
を備えることにより、上記目的は達成される。請求項２
に記載された発明の判断手段１０１は、少なくとも外気
の汚染度を予測する汚染度予測手段１０２を備え、予測
された汚染度とフィルタの通過風量に応じてフィルタの
交換時期を判断するものである。請求項３に記載された
発明の汚染度予測手段１０２は、連続して内気循環され
た時間を計測する時間計測手段１０３を備え、計測され
た時間に応じて、その時間が長いほど外気の汚染度が高
いと推定するものである。請求項４に記載された発明の
判断手段１０１は、駆動電圧に応じてフィルタの通過風
量を推定する風量推定手段１０４を備えたものである。
請求項５に記載された発明は、請求項４に記載された車
両用空調装置において、車速を検出する車速検出手段１
０５を備え、車速に基づいてフィルタの通過風量を推定
するように風量推定手段１０４を構成するものである。

【０００６】

【作用】請求項１に記載の発明では、判断手段１０１に
よって、フィルタの通過風量に応じてフィルタの交換時
期が判断される。請求項２に記載の発明では、汚染度予
測手段１０２によって少なくとも外気の汚染度が予測さ
れ、その測定された汚染度とフィルタの通過風量に応じ
て、判断手段１０１によってフィルタの交換時期が判断
される。請求項３に記載の発明では、判断手段１０１に
設けられた時間計測手段によって連続して内気循環され
た時間が計測され、その計測された時間が長いほど、判
断手段１０１は外気の汚染度が高いと推定する。請求項
４に記載の発明では、判断手段１０１に設けられた風量
推定手段１０４によって、駆動電圧に応じてフィルタの
通過風量が推定される。請求項５に記載の発明では、車
速検出手段１０５によって車速が検出され、その車速に
基づいて風量推定手段１０４によってフィルタの通過風
量が推定され、その風量に応じて判断手段１０１によっ
てフィルタの交換時期が判断される。

【０００７】

【実施例】図２は本発明による車両用空調装置の一実施
例のブロック図である。図２において、１はブロアユニ
ットであり、車室内に空気を送り込むブロアファンの回
転を制御するブロアファンモータ１１と、空調ダクト１
２内へ内気を導入するか外気を導入するかを切り換える
インテークドア１３とから成る。２はクーラーユニット
であり、熱交換を行なうエバポレータ２１と、エバポレ
ータ２１の上流に取り付けられたフィルタ２２とから成
る。このフィルタ２２は空調ダクト１２内へ進入しよう
とする塵等を除去する目的で取り付けられる。３はヒー
ターユニットであり、ヒーターコア３１と、エバポレー
タ２１で冷却された空気の全部または一部をヒーターコ
ア３１へ流入させるエアミックスドア３２と、ベント吹
出し口３３からの吹出し量を制御するベントドア３４
と、フット吹出し口３５からの吹出し量を制御するフッ
トドア３６と、デフロスタ吹出し口３７からの吹出し量
を制御するデフロスタドア３８とから成る。４はブロア
ファンモーター１１の回転速度を制御する制御部であ
る。５は空調ダクト１２内に内気を循環させるか否かを
切り換えるＲＥＣスイッチ、６は空調ダクト内に外気を
導入するか否かを切り換えるＦＲＥスイッチ、７はブロ
アファンモーター１１の作動および回転速度を指示する
ファンスイッチである。８は車速を測定する車速センサ
ー、９はフィルタ２２の交換時期を報知する警告装置で
ある。上記ＲＥＣスイッチ５、ＦＲＥスイッチ６、ファ
ンスイッチ７、車速センサー８および警告装置９は制御
部４に接続される。

【０００８】図３はオートエアコンモード時での、制御
部４によるフィルタ２２の交換時期の判断処理を示すフ
ローチャートである。制御部４は図３に示すフローチャ
ートを１分おきに実施するものとする。なお、事前にブ
ロアファンの風量が制御部４によって演算され、その風
量に応じた制御電圧が制御部４からブロアファンモータ
ー１１に出力されているとする。また、この実施例で
は、内気循環時（インテークドア１３を閉じていると
き）にはフィルタ２２にゴミが付着することはなく、フ
ィルタ２２の目詰まりは起こらないことを前提としてい
る。

【０００９】ステップＳ１では、警告装置９による警告
が禁止されているか否かを判定する。フィルタ２２の交
換時期の警告を必要としない場合には不図示のスイッチ
により警告を禁止することができ、その場合には以下の
処理を行なわず処理を終了する。警告が禁止されていな
いと判定されるとステップＳ２に移行し、不図示のメモ
リに記憶されている各変数の値を読み込む。読み込む変
数は、後述する（６）式に従って演算した回数を計測す
るｎ、（６）式の演算結果を示すＸ_n、連続して内気循
環させた時間を示すＲ_tである。なお、メモリに変数値
が記憶されていない場合、すなわちフィルタを交換した
直後は、ｎ＝０、Ｘ_n＝１、Ｒ_t＝０とする。

【００１０】ステップＳ３では、不図示のイグニション
キーがオフになったか否かを判定する。オフになったと
判定されるとステップＳ４に移行し、変数ｎ、Ｘ_nおよ
びＲ_tの各変数値をメモリに記憶して処理を終了する。
これらの変数をメモリに記憶するのは、再度イグニショ
ンキーがオンになった場合に、継続してフィルタ２２の
寿命予測をするためである。イグニションキーがオンと
判定されるとステップＳ５に移行し、ＦＲＥスイッチ６
がオンか否かを判定する。オンでないと判定されるとス
テップＳ６に移行し、ＦＲＥスイッチ６がオンの状態か
らＲＥＣスイッチ５がオンの状態に切り替わったか否か
を判定する。切り替わったと判定されるとステップＳ７
に移行し、Ｒt＝０としてステップＳ３に戻る。切り替
わらなかったと判定された場合、すなわちＲＥＣスイッ
チ５がオンの場合はステップＳ８に移行し、Ｒ_tを１加
算（Ｒ_tを１分更新）してステップＳ３に戻る。

【００１１】ステップＳ５でＦＲＥスイッチ６がオンと
判定されるとステップＳ９に移行し、ファンスイッチ７
がオンか否かを判定する。オンと判定されるとステップ
Ｓ１０に移行し、Ｒ_tが２０以上か、すなわち連続して
内気循環させた時間が２０分以上か否かを判定する。一
般にオートエアコンモードが選択されると、エアコンを
作動し始めた当初は冷房能力を高めるために内気循環さ
れるが、しばらくすると外気が導入される。したがっ
て、２０分も連続して内気循環される場合は、外気が汚
れているため、操作者がＲＥＣスイッチ５により内気循
環を指示したと考えられる。このような状態でＦＲＥス
イッチ６をオンにして外気を導入すると、フィルタ２２
の汚れ具合が激しくなるため、以下に示すフィルタ減衰
係数を大きい値に設定する。

【００１２】内気循環時間が２０分以上と判定されると
ステップＳ１１に移行し、（１）（２）式にしたがって
フィルタ減衰係数Ａ，Ｂを算出する。

【数１】Ａ＝Ｖ_F×Ｋ１１・・・（１）Ｂ＝Ｖ_F×Ｋ２１・・・（２）（１）（２）式に示すように、フィルタ減衰定数Ａ，Ｂ
は、外気の汚れ具合によって変化する係数Ｋ１１，Ｋ２
１と、ファンの駆動電圧Ｖ_Fとの積によって求められ
る。

【００１３】ここで、フィルタ２２の寿命曲線は一般に
（３）式で示される。

【数２】（３）式において、Ｘはフィルタ２２に目詰まりがない
場合を１とした場合の寿命換算値、ｔはフィルタ２２を
使い始めてからの経過時間、Ａ，Ｂは前述したフィルタ
減衰係数である。図４は（３）式をプロットした図であ
る。図示のように、フィルタの寿命曲線は、時間が経過
するにつれ指数関数的に減少する。（４）式は（３）式
を時間微分したものである。

【数３】（４）式を用いれば、図４に示す寿命換算値を求めるこ
とができる。すなわち、図４において、ｎ回目に算出し
た寿命換算値がＸ_nの場合、Ｘ_nを算出した時間からΔｔ
だけ経過したときの寿命換算値をＸ_n+1とすると、
（４）式は（５）式のように変形される。

【数４】

【００１４】これにより、Ｘ_n+1は（６）式のようにな
り、Ｘ_nからΔｔ後の寿命換算値であるＸ_n+1が算出され
る。

【数５】Ｘ_n+1＝Ｘ_n＋（−Ａ・Ｘ_n＋Ｂ）・Δｔ・・・（６）ステップＳ１２では、（６）式に従って寿命換算値Ｘ
_n+1を算出する。

【００１５】ステップＳ１０において、Ｒ_tが２０分未
満と判定されるとステップＳ１３に移行し、（７），
（８）式に示すように、係数Ｋ１１，Ｋ２１よりも小さ
い係数Ｋ１２，Ｋ２２を選択してフィルタ減衰係数Ａ，
Ｂを求め、ステップＳ１２に移行する。

【数６】Ａ＝Ｖ_F×Ｋ１２・・・（７）Ｂ＝Ｖ_F×Ｋ２２・・・（８）

【００１６】ステップＳ１４ではＸ_n+1が所定値以下
か、例えば０．５以下か否かを判定する。０．５以下と
判定されるとフィルタ２２が寿命に達したと判断してス
テップＳ１５に移行し、警告装置９に信号を送出してフ
ィルタ２２が寿命に達したことを警告させて処理を終了
する。ステップＳ１４において０．５より大きいと判定
されるとステップＳ１６に移行し、ｎを１加算してステ
ップＳ３に戻る。

【００１７】ステップＳ９において、ファンスイッチ７
がオンでないと判定されるとステップ１７に移行し、車
速センサ８の出力値を読み込んで車速を求める。モータ
ー１１が停止していても、インテークドア１３が開かれ
ている場合は、空調ダクト１２内に車速に応じて外気が
導入されるため、車速が大きいほどフィルタ２２に付着
するゴミの量が増える。したがって、車速を求めてその
車速からファンの駆動電圧を換算することで、フィルタ
２２の汚れ具合を判断する。ステップＳ１８では、ラム
圧風量Ｇ_a（車速Ｖ_cに応じてインテークドア１３から空
調ダクト１２内に流れ込む風圧）を車速Ｖ_cから求め
る。ステップＳ１８に示される図は車速Ｖ_cとラム圧風
量Ｇ_aとの関係を示す図である。図示の関係を示すテー
ブルが不図示のメモリに予め記憶されており、制御部４
はこのメモリに車速Ｖ_cを入力して、車速Ｖ_cに応じたラ
ム圧風量Ｇ_aを読み出す。ステップＳ１９では、ラム圧
風量Ｇ_aからファンの駆動電圧Ｖ_Fを求める。ステップＳ
１９に示される図はラム圧風量Ｇ_aとファンの駆動電圧
Ｖ_Fとの関係を示す図である。ステップＳ１８と同様
に、図示の関係を示すテーブルがメモリに予め記憶され
ているため、ラム圧風量Ｇ_aをメモリに入力して、ファ
ンの駆動電圧Ｖ_Fを読み出す。

【００１８】このように、ステップＳ１８とＳ１９によ
って車速Ｖ_cをファンの駆動電圧Ｖ_Fに換算できるため、
その後ステップＳ１３に移行することにより、フィルタ
減衰定数Ａ，Ｂを求めることができる。なお、ブロアフ
ァンモーター１１が停止している場合には、フィルタ２
２の汚れ具合は激しくないと考えられるため、フィルタ
寿命曲線の減衰は少ないと考えられる。そこで、ステッ
プＳ１１には移行せずステップＳ１３に移行するように
している。

【００１９】図５は図３のフローチャートに従ってフィ
ルタ２２の寿命予測演算を行なった例を示す。この例で
は、(1)フィルタ交換直後から時間ｔ１までの４０分間
はＲＥＣスイッチ５をオン、ＦＲＥスイッチ６をオフに
し、(2)時間ｔ１〜ｔ２はＲＥＣスイッチ５をオフ、Ｆ
ＲＥスイッチ６をオンかつファンの回転速度を最大に
し、(3)時間ｔ２〜ｔ３までの１０分間はＲＥＣスイッ
チ５をオン、ＦＲＥスイッチ６をオフにし、(4)時間ｔ
３〜ｔ４はＲＥＣスイッチ５をオフ、ＦＲＥスイッチ６
をオンかつファンの回転速度を最小にした場合を示す。
図示のように、時間ｔ１〜ｔ２の間は、その直前にＲＥ
Ｃスイッチが４０分間オンになっているため、外気が汚
れていると判断され、点線に示す通常の寿命予測カーブ
よりも大きく減衰する。

【００２０】このように、上記実施例では、フィルタの
通過風量をファン速度と車速によって推定して、フィル
タの交換時期を判断するようにしたため、従来の車両用
空調装置をそのまま使用して、制御部４によるソフトウ
ェア処理を変えるだけでよく、コストをかけることなく
フィルタの寿命予測を行なうことができる。また、上記
実施例では、長時間連続して内気循環する場合は外気の
汚れが大きいと考えられるため、連続して内気循環され
た時間の長短によって外気の汚染度を判断する。このた
め、例えば外気を導入しながらファンを回転させた時
間、またはその状態で車両が走行した距離によってフィ
ルタの寿命予測を行なうよりも、正確な予測ができる。
そして、外気の汚染度を測定するセンサを設けることな
く、外気の汚染度を考慮に入れてフィルタの寿命予測を
行なうため、コスト面での効果が大きい。さらに、ブロ
アファンモーター１１が停止していても、外気導入状態
になっていると、車速に応じてフィルタ２２にゴミが付
着するため、車速をファンの駆動電圧に換算すること
で、車速を考慮に入れたフィルタの寿命予測演算が行な
える。さらにまた、上記実施例によれば、フィルタの目
詰まり程度を測定するために、フィルタを取り出してそ
の重量を測定するという面倒な作業も不要となる。

【００２１】上記実施例では、内気循環時にはフィルタ
２２にゴミが付着しないことを前提としたが、実際には
内気循環時でもフィルタ２２の通過風量に応じてフィル
タ２２にゴミが付着する。そこで、内気循環時には、別
にフィルタ減衰係数Ａ，Ｂを求めてフィルタ２２の寿命
予測を行なってもよい。すなわち、ステップＳ８の後に
ステップＳ１３よりも小さい係数値Ｋ１３，Ｋ２３を用
いて、フィルタ減衰係数Ａ，Ｂを算出した後、ステップ
Ｓ１２に移行するようにしてもよい。これにより、内気
循環時のフィルタ２２の汚れも考慮に入れたフィルタ寿
命予測が可能となる。上記実施例では、ステップＳ１
８，Ｓ１９において、車速からラム圧風量Ｇ_aを求めた
後にファンの駆動電圧を換算しているが、車速から直接
駆動電圧を換算してもよい。

【００２２】上記実施例では、内気循環時間が２０分以
上か否か、Ｘ_n+1が０．５以下か否かをそれぞれ判定し
ているが、各判定値を自由に設定できるようにしてもよ
い。上記実施例では、内気循環時間が２０分以上か否か
によってフィルタ減衰係数を演算する係数を変えている
が、係数を多数用意して、内気循環時間の細かい単位ご
とに所望の係数を選択するようにしてもよい。これによ
り、より精度の高いフィルタ寿命予測が可能となる。上
記実施例では、ブロアファンモーター１１の停止中の
み、車速を考慮に入れた寿命予測を行なっているが、ブ
ロアファンモーター１１の作動中も車速を考慮に入れて
寿命予測を行なってもよい。上記実施例では、オートエ
アコンモード時におけるフィルタ交換時期の判断につい
て説明したが、マニュアル操作でブロアファンの風量調
節をする場合にも、同様に本発明を適用できる。

【００２３】このように構成した実施例にあっては、制
御部４が判断手段、時間計測手段および風量推定手段
に、ＲＥＣスイッチ５、ＦＲＥスイッチ６および制御部
４が汚染度予測手段に、車速センサー８が車速検出手段
に、それぞれ対応する。

【００２４】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、フィルタの通過風量に応じてフィルタの交換時期
を判断するため、コストをかけることなくフィルタの寿
命予測を正確に行なえる。請求項２に記載の発明によれ
ば、少なくとも外気の汚染度を考慮に入れてフィルタの
交換時期を予測するため、外気の汚染度を測定するセン
サを設ける必要がない。請求項３に記載の発明によれ
ば、連続して内気循環された時間に応じて外気の汚染度
を判断するため、簡易な計測により外気の汚染度を正確
に把握できる。請求項４に記載の発明によれば、ブロア
ファンモーターの駆動電圧によってフィルタの通過風量
を推定することができる。請求項５に記載の発明によれ
ば、車速を考慮に入れてフィルタの交換時期を判断する
ため、例えばブロアファンモーターが停止中に外気を導
入していて、車速に応じてフィルタにゴミが付着した場
合でも、それを考慮に入れたフィルタの寿命予測が行な
える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるクレーム対応図である。

【図２】本発明による車両用空調装置の一実施例のブロ
ック図である。

【図３】図２の制御部のオートエアコンモード時の動作
を示すフローチャートである。

【図４】（３）式をプロットした図である。

【図５】図３のフローチャートに従って寿命予測した図
である。

【符号の説明】

１ブロアユニット２クーラーユニット３ヒーターユニット４制御部５ＲＥＣスイッチ６ＦＲＥスイッチ７ファンスイッチ８車速センサー９警告装置１１ブロアファンユニット１２空調ダクト１３インテークドア２１エバポレータ２２フィルタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】駆動電圧の大きさに応じて回転速度が変
化するブロアファンモータと、空調ユニット内に設けられた防塵用のフィルタとを備え
た車両用空調装置において、前記フィルタの通過風量に応じてフィルタの交換時期を
判断する判断手段を備えたことを特徴とする車両用空調
装置。
【請求項２】請求項１に記載された車両用空調装置に
おいて、前記判断手段は、少なくとも外気の汚染度を予測する汚
染度予測手段を備え、予測された汚染度とフィルタの通過風量に応じてフィル
タの交換時期を判断することを特徴とする車両用空調装
置。
【請求項３】請求項２に記載された車両用空調装置に
おいて、前記汚染度予測手段は、連続して内気循環された時間を
計測する時間計測手段を備え、計測された時間に応じて、その時間が長いほど外気の汚
染度が高いと推定することを特徴とする車両用空調装
置。
【請求項４】請求項１〜３のいずれかに記載された車
両用空調装置において、前記判断手段は、前記駆動電圧に応じてフィルタの通過
風量を推定する風量推定手段を備えたことを特徴とする
車両用空調装置。
【請求項５】請求項４に記載された車両用空調装置に
おいて、車速を検出する車速検出手段を備え、前記風量推定手段は、車速に基づいてフィルタの通過風
量を推定することを特徴とする車両用空調装置。