JPH1134653A - 車両用空調装置のフィルター目づまり検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フィルターの目づまり検出精度を向上する。 【解決手段】 フィルターが新品の場合と、フィルター
に塵埃等が付着した場合とでは、後者の方がフィルター
の重量ｍが大きくなる。従って、フィルターの重量ｍが
変化すれば、共振周波数ｆも変化するので、共振周波数
ｆの変化を検知すれば、フィルターの目づまりが検知で
きる。この共振周波数ｆの変化を検知するために、上記
超音波発振器３０を使用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両用空調装置で
あって、特に車両用空調装置の空調風に含まれる塵埃等
を除去するフィルターの目づまり検出装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、車両用空調装置のフィルター目ず
まり検出装置として、特開平５−４０１４号公報に記載
されているものがある。そして、この従来装置は、フィ
ルターの下流側に２つの風速検出用のセンサを設け、一
方のセンサのフィルター空気上流側には、障害物を設け
た構成としている。

【０００３】つまり、フィルターに目つまりが無く、例
えば新品であり、障害物により一方のセンサの検出値は
風速小となり、他方のセンサの検出値が風速大となる。
一方、フィルターに目つまりが生じると、障害物により
一方のセンサの検出値は目ずまりが付きにくいので、風
速の変化は微小であるが、他方のセンサの検出値は、目
ずまりにより風速が低下し、風速小となる。従って、フ
ィルターに目ずまりが生じると、２つの風速検出用セン
サの検出値が近づくので、これを検出すれば、目ずまり
が検出できる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来装置では、フィルターの目づまりによる二次的物理的
変化である風速差によって、目ずまりを検出しているの
で、検出誤差が生じやすいという問題がある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そこで、上記問題を解決
するために、本発明者らは一次的物理量でフィルタの目
づまりの変化を検出できないのかを検討した結果、以下
の発明原理を発想することに至った。つまり、フィルタ
ーに目づまりが無い時と、有る時とではフィルターの質
量が変化する。従って、フィルターの共振周波数が変化
する。そのため、本発明者は、共振周波数の変化をみる
ことで、フィルターの目づまりが検出できるという事を
発想した。

【０００６】このような発想により、請求項１記載の発
明では、フィルターの固有値である共振周波数の変化に
基づいてフィルターの目づまりを検出する手段（３０、
３１）を有することを特徴としている。これにより、一
次的にフィルターの目ずまりの変化を見ることができ、
精度良くフィルターの目づまりを検知できる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１に車両用空調装置の全体構成図
を示す。車両用空調装置１は、車室内への空調風流路を
なす空調ケース２を有する。空調ケース２の最も空気上
流側には、周知の内外気送風装置３が設けられている。
この内外気切換装置３は、空調ケース２内に車室外空気
または車室内空気を切換導入させるものである。なお、
この内外気送風ユニット３の詳細は後で行う。

【０００８】空調ケース２内には、空調風を冷却する周
知のエバポレータ４や、空調風を加熱する周知のヒータ
コア５や、エバポレータ４を通過した空気のうち、ヒー
タコア５を通過する空気量を調整することで、空調風の
温度調整を行う周知のエアミックスドア６等が設けられ
ている。また、空調ケース２のうち、最も空気下流側に
は車室内に設けられた複数の吹出口に対応した複数の吹
出開口部７〜９が形成されている。これら吹出開口部７
〜９は、吹出口切換ドア１０〜１２にて開閉されるよう
になっている。

【０００９】次に、上記内外気送風ユニット３について
説明する。図２に内外気送風ユニット３の詳細図を示
す。図２に示すように内外気送風ユニット３は、空調ケ
ース２内に空調用送風ファン１３（遠心式ファン）を収
納しており、空調用送風ファン１３の空気上流側には、
内部に車室内空気を取り入れるための内気導入口１４
と、内部に車室外空気を取り入れるための外気導入口１
５を有する。そして、図示しないが、上記内気導入口１
４および外気導入口１５とは、内気気切換ドアにて選択
的に開閉される。なお、図中２０は、空調用送風ファン
１３を駆動するファンモータである。

【００１０】内外気送風ユニット３には、図２に示すよ
うに空調用送風ファン１３の上流側かつ内気導入口１４
および外気導入口１５の空気下流側には、空調ケース２
内を流れる空気中に含まれる異物を除去するフィルター
１７が設けられている。このフィルター１７は、図２に
示すように四角板状に形成されており、例えば空調ケー
ス２に設けられた挿入孔（図示しない）により、空調ケ
ース２内から脱着可能となっている。

【００１１】次に、図３を用いてフィルター１７の具体
的な構成を説明する。図３に示すようにフィルター１７
は、ポリプロピレン（ＰＰ）等の樹脂にて四角枠体状に
形成された枠体部１７ａと、この枠体部１７ａ内に接着
材にて取り付けられたフィルター部１７ｂとからなる。
フィルター部１７ａは、本例ではＰＰよりなる濾材を波
状に折り曲げたものを使用している。

【００１２】そして、枠体部１７ｂの内側には、図３に
示すように超音波発振器３０を取り付けるための取り付
け部１７ｃが一体的に形成されている。ここで、上記超
音波発振器３０は、上記フィルター１７（フィルター部
１７ｂ）の固有値である共振周波数利用することで、フ
ィルター１７に目づまりしたか否かを検知するためのも
のである。

【００１３】ここで、本実施形態における目ずまり検知
の原理は、以下のようなものである。例えば、フィルタ
ー１７が新品の場合と、フィルター１７に塵埃等が付着
した場合とでは、後者の方がフィルターの重量ｍが大き
くなる。そして、フィルター１７の共振周波数ｆ（固有
周波数）は、以下の数式１にて表される。

【００１４】

【数１】 ｆ＝１／２Π（ｋ／ｍ）^1/2 但し、ｋは定数 従って、フィルター１７の重量ｍが変化すれば、共振周
波数ｆも変化するので、共振周波数ｆの変化を検知すれ
ば、フィルター１７の目づまりが検知できる。そこで、
本例では、この共振周波数ｆの変化を検知するために、
上記超音波発振器３０を使用する。そして、例えば、フ
ィルター１７が未使用のときにおいて、フィルター部１
７ａの材質等にて決まる共振周波数ｆが４０ｋHzであっ
たとし、超音波発振器３０の発振周波数ｆ１も上記ｆに
合わせてを４０ｋHzとする。

【００１５】すると、フィルター部１７ｂに目づまりが
無いときでは、図４中に示すような発振特性となる。
そして、フィルター部１７ｂに目づまりが有るときで
は、重量ｍが大きくなって、共振周波数ｆが小さくな
る。これにより、超音波発振器３０の発振特性は、図中
で示すようにに対して左側にずれたような特性とな
る。

【００１６】従って、この発振特性のずれによって、図
４中矢印Ａで示すように超音波発振器３０の入力もしく
は出力電圧が変化し、低下するので、この変化を見るこ
とでフィルター部１７ｂの目づまりが検知できる。例え
ば、図５に超音波発振器３０の入力電圧を検知部３１に
て検知する。そして、この入力電圧が所定値以下になる
と、制御装置（空調処理演算用の周知のコンピュータ手
段）を通じて、車室内に設けられた表示部（例えば、発
行ダイオード等の点灯装置）を点灯させて、乗員にフィ
ルター１７の目づまりを知らせる。このように、本例で
は、一次的にフィルターの目づまりの変化を見ることが
でき、精度良くフィルター１７の目ずまりを検知でき
る。

【００１７】（変形例）上記実施形態では、超音波発振
器３０の入力電圧を検知することで、フィルター１７の
目ずまりを検知したが、出力電圧を検知しても良い。ま
た、上記各実施形態では、発振器として超音波発振器と
使用したが、どのような発振器を使用しても良い。ま
た、上記各実施形態では、超音波発振器を枠体部１７ａ
内に設置したが、この設置位置は適時変更可能であるこ
とは勿論である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態における車両用空調装置の全
体構成図である。

【図２】上記実施形態における内外気送風ユニットの構
成図である。

【図３】上記実施形態におけるフィルターの単体図であ
る。

【図４】上記実施形態における超音波発振器の発振特性
図である。

【図５】上記実施形態における目づまり検出装置の構成
を示すブロック図である。

【符号の説明】

１７…フィルター、３０…超音波発振器、３１…検知
部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車室内での空調風流路に設けられるとと
   もに、この空気流路を流れる空気中に含まれる異物を除
   去するフィルター（１７）を有し、このフィルター（１
   ７）の目づまりを検出する車両用空調装置のフィルター
   目づまり検出装置であって、 前記フィルターの固有値である共振周波数の変化に基づ
   いて前記フィルターの目づまりを検出する手段（３０、
   ３１）を有することを特徴とする車両用空調装置のフィ
   ルター目づまり検出装置。