WO2012131967A1 - 車両用大気浄化装置 - Google Patents

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ozone
vehicle
temperature
purification
recovery control
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祥尚 篠田
和大 杉本
広昭 勝又
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Toyota Motor Corp
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Toyota Motor Corp
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    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A61L9/00—Disinfection, sterilisation or deodorisation of air
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/66—Ozone
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/10—Inorganic adsorbents
    • B01D2253/102—Carbon
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
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    • B01D2257/106—Ozone
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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    • B01D2258/06—Polluted air
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/45—Gas separation or purification devices adapted for specific applications
    • B01D2259/4566—Gas separation or purification devices adapted for specific applications for use in transportation means
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters

Definitions

  • the present invention relates to a vehicle air purification device, and more particularly to a vehicle air purification device capable of purifying ozone in the atmosphere.
  • Ozone which is the cause of photochemical smog
  • Ozone is generated by the photochemical reaction of HC and NOx contained in the exhaust gas of automobiles and factories. For this reason, suppressing the emission amount of HC and NOx from the automobile is an effective means for suppressing the generation of ozone and preventing the generation of photochemical smog.
  • Patent Document 1 discloses such a DOR system in which a metal oxide such as manganese dioxide is supported on a vehicle component such as a condenser of an air conditioner.
  • the condenser of the air conditioner is installed at a location where the vehicle is exposed to the atmosphere when the vehicle is running.
  • Manganese dioxide has a function of converting ozone contained in the atmosphere into another substance such as oxygen and purifying it. Therefore, according to the DOR system of Patent Document 1, ozone in the atmosphere can be directly purified while the vehicle is traveling.
  • Activated carbon is promising as a substitute for metal oxides because it has an ozone purifying ability comparable to metal oxides and is available at low cost. Since activated carbon can purify ozone in a room temperature (25 ° C.) region, it is more advantageous than a metal oxide that requires a purification temperature higher than room temperature. However, when activated carbon is used as an ozone purifier, there is a problem that its purifying function tends to deteriorate.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a DOR system capable of utilizing the purification function of an ozone purifier containing activated carbon for a long period of time.
  • a first invention is a vehicle air purification apparatus, Vehicle components arranged at locations where an air flow path is formed when the vehicle is running; Provided in the vehicle component, an ozone purifier containing activated carbon; Purification function recovery control means for performing purification function recovery control for increasing the temperature of the ozone purification body according to the degree of deterioration of the ozone purification body; It is characterized by providing.
  • the second invention is the first invention, wherein
  • the purification function recovery control means prohibits the execution of the purification function recovery control until the degree of deterioration of the ozone purifier exceeds a reference value.
  • the third invention is the first or second invention, wherein Ozone concentration acquisition means for acquiring ozone concentration in the atmosphere; Ozone concentration comparison means for comparing the ozone concentration with a set concentration,
  • the purification function recovery control means prohibits execution of the purification function recovery control when the ozone concentration is lower than a set concentration.
  • the fourth invention is the first to third invention,
  • the vehicle component is a condenser of an air conditioner,
  • a temperature difference determination means for determining whether or not a temperature difference between the required temperature for the air conditioner and the temperature inside the vehicle is outside a set temperature range;
  • the purification function recovery control means stops the execution of the purification function recovery control when the temperature difference after the set time elapses after the execution of the purification function recovery control is outside the set temperature range. It is characterized by that.
  • the purification function recovery control for increasing the temperature of the ozone purifier according to the degree of deterioration of the ozone purifier.
  • the temperature of the ozone purifier is increased, the temperature of the atmosphere passing through the ozone purifier increases. Therefore, the probability that the atmosphere contacts the ozone purifier increases, and the ozone purification rate by the ozone purifier increases. Further, as the deterioration of the ozone purifier progresses, the degree of increase in the ozone purification rate by the ozone purifier increases. Therefore, according to the present invention, it is possible to make maximum use of the purification function according to the degree of deterioration of the ozone purifier.
  • the life of the ozone purifier may possibly be shortened by executing the purification function recovery control.
  • the execution of the purification function recovery control can be prohibited until the degree of deterioration of the ozone purifier exceeds the reference value. For this reason, it is possible to suppress the deterioration of the ozone purifier from being accelerated more than necessary. Therefore, according to the present invention, the life of the ozone purifier can be extended.
  • the third invention when the ozone concentration is lower than the set concentration, execution of the purification function recovery control can be prohibited. Under environmental conditions where the ozone concentration in the atmosphere is low, the ozone purification efficiency by the execution of the purification function recovery control is relatively low. Therefore, according to the present invention, it is possible to extend the life of the ozone purifier through efficient control execution.
  • the vehicle component is a condenser of an air conditioner
  • the temperature of the ozone purifier is raised by executing the purification function recovery control
  • the temperature of the condenser also rises, so that the vehicle interior temperature may not reach the required temperature.
  • Execution of function recovery control can be stopped. Accordingly, when the temperature difference is outside the set temperature range, the in-vehicle cooling request can be prioritized and the in-vehicle temperature can be quickly reached the required temperature.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining an outline of purification function recovery control in the first embodiment.
  • 3 is a flowchart illustrating a purification function recovery control executed by an ECU 50 in the first embodiment.
  • 6 is a flowchart showing a purification function recovery control executed by an ECU 50 in the second embodiment.
  • 10 is a flowchart illustrating function recovery stop control executed by an ECU 50 in the third embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a vehicle equipped with the air purification device of the present embodiment.
  • the vehicle 10 includes an internal combustion engine 12 as a power unit.
  • the exhaust gas discharged from the internal combustion engine 12 contains HC and NOx.
  • Ozone is generated by a photochemical reaction using HC or NOx as a reactant. Therefore, by mounting an air purification device on the vehicle 10 including the internal combustion engine 12 and purifying ozone in the air while the vehicle 10 is traveling, the influence of the vehicle 10 on the environment can be reduced.
  • a radiator 14 that cools cooling water to be circulated through the internal combustion engine 12 is disposed in front of the internal combustion engine 12.
  • a condenser 16 for an air conditioner is attached in front of the radiator 14.
  • Activated carbon as an ozone purifier is provided at the core of the capacitor 16.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of an air conditioner system.
  • This air conditioning system is an air conditioning system that performs air conditioning in the vehicle 10 and includes a refrigerant circulation circuit 20 that circulates a refrigerant such as carbon dioxide.
  • a compressor 22, an expansion valve 24, and an evaporator 26 are provided on the refrigerant circulation circuit 20.
  • the compressor 22 is a compressor that compresses the refrigerant.
  • the condenser 16 has a function of condensing the refrigerant compressed by the compressor 22.
  • the expansion valve 24 is an expansion valve that depressurizes the refrigerant condensed by the condenser 16 by throttle expansion.
  • the evaporator 26 is an evaporator that evaporates the refrigerant decompressed by the expansion valve 24.
  • the refrigerant circulates through the compressor 22, the condenser 16, the expansion valve 24, and the evaporator 26 in this order, as indicated by arrows.
  • the refrigerant is compressed when passing through the compressor 22 and becomes a high temperature and high pressure state, and condensed when passing through the condenser 16 and becomes a low temperature and high pressure state.
  • the refrigerant is brought into a low temperature and low pressure state by being decompressed by the expansion valve 24, and is brought into a high temperature and low pressure state by being evaporated by the evaporator 26.
  • the refrigerant that has been brought into a high temperature and low pressure state by the evaporator 26 flows through the refrigerant circulation circuit 20, is introduced into the compressor 22, and is compressed by the compressor 22.
  • the air conditioner system of FIG. 2 further includes a refrigerant introduction passage 28, a three-way valve 30, a refrigerant return passage 32, and a refrigerant on-off valve 34.
  • the refrigerant introduction passage 28 is connected to the refrigerant circulation circuit 20 between the compressor 22 and the evaporator 26 via a three-way valve 30.
  • the three-way valve 30 is configured to connect or block the refrigerant circulation circuit 20 and the refrigerant introduction passage 28.
  • the refrigerant return passage 32 is connected to the refrigerant circulation circuit 20 on the upstream side of the three-way valve 30.
  • the refrigerant opening / closing valve 34 is provided on the refrigerant return passage 32 and is configured to be able to open and close the refrigerant return passage 32 by an opening / closing operation.
  • the air purification device of the present embodiment includes an ECU (Electronic Control Unit) 50 as a control device.
  • the above-described compressor 22, expansion valve 24, three-way valve 30, refrigerant on-off valve 34, and the like are connected to the output side of the ECU 50.
  • a mileage meter 36 capable of grasping the vehicle mileage up to the present time
  • a temperature sensor 38 for detecting the temperature of the capacitor 16
  • ozone sensors 40, 42 for detecting ozone concentrations in front of and behind the capacitor 16.
  • a room temperature sensor 44 for detecting the temperature inside the vehicle is connected.
  • the ECU 50 is configured to control various actuators such as the compressor 22 based on signals from the mileage meter 36 and the like.
  • FIG. 3 is data showing the results of an ozone purification endurance test for activated carbon.
  • the horizontal axis in FIG. 3 represents the endurance distance (kilomile), and the vertical axis represents the relative value based on the ozone purification rate in the initial state (when the endurance distance is 0 kilomile).
  • Each data shown in FIG. 3 is prepared by preparing two activated carbons having the same size and specific surface area, and moving ozone-containing gas having a constant concentration from the front to the rear of the two activated carbons at different speeds (wind speed 1 m / s and wind speed). 10 m / s), and obtained by measuring the ozone concentration behind the activated carbon, respectively.
  • the ozone purification rate of the activated carbon decreases as the endurance distance increases. Further, as shown in FIG. 3, the degree of decrease in the ozone purification rate of the activated carbon varies depending on the wind speed of the ozone-containing gas to be passed. Specifically, when the ozone-containing gas is passed at a wind speed of 1 m / s, the ozone purification rate is reduced to about half of the initial state at about 30 km, but when the ozone-containing gas is passed at a wind speed of 10 m / s. Even about 30 km, it shows about 70% or more of the initial state, and finally decreases to about half of the initial state around 60 km. That is, the degree of decrease in the ozone purification rate is smaller when passing at a high speed (wind speed of 10 m / s) than when passing at a low speed (wind speed of 1 m / s).
  • FIG. 4 is a graph showing the relationship between the wind speed of the gas passing through the capacitor and the probability that the gas contacts the capacitor. This graph was calculated by applying the Gormley-Kennedy diffusion theory formula to the aluminum honeycomb radiator model. As shown in FIG. 4, when the wind speed is around 1 m / s, the probability that the gas contacts the radiator is about 100%, and when the wind speed is around 10 m / s, it decreases to about 10%. That is, the probability that the gas contacts the radiator is high when the wind speed is slow, and gradually decreases as the wind speed increases. In the vehicle 10, the capacitor 16 is installed in front of the radiator 14, so the result of this figure can be applied to the capacitor. Therefore, it can be seen that the probability that the gas contacts the condenser (hereinafter referred to as “gas contact probability”) is high when the wind speed of the gas passing through the condenser is low, and gradually decreases as the wind speed increases.
  • gas contact probability the probability that the gas contacts the condenser
  • FIG. 5 is a graph showing the temperature characteristic change before and after the durability test of the ozone purification rate of the activated carbon.
  • the graph of FIG. 5 shows the activated carbon (with the same size and specific surface area) in the initial state (endurance distance 0 km) and after the endurance test (endurance distance 50 km) under different temperature conditions (25 ° C. and 75 ° C.)
  • the ozone-containing gas having a constant concentration is passed at different speeds (wind speed 1 m / s and wind speed 5 m / s) from the rear to the rear, the ozone concentration behind the activated carbon is measured.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the outline of the purification function recovery control in the present embodiment.
  • the horizontal axis in FIG. 6 represents the deterioration rate R of the activated carbon, and the vertical axis represents the increased pressure of the compressor 22 (hereinafter referred to as “ozone purification function required pressure P O3 ”).
  • the purification function recovery control is executed such that the ozone purification function required pressure PO3 increases as the deterioration rate R of the activated carbon increases. That is, the compressor 22 is controlled so that the capacitor 16 becomes higher as the deterioration rate R of the activated carbon is higher. Thereby, it becomes possible to increase the pressure of the compressor 22 and increase the ozone purification rate of the activated carbon.
  • the purification function recovery control is executed only when the deterioration rate R of the activated carbon is higher than a predetermined value Rth . In other words, when the deterioration rate R of the activated carbon is lower than the predetermined value Rth , the purification function recovery control is not executed.
  • the purification function recovery control is executed, the ozone purification rate of the activated carbon can be increased, while the activated carbon is more easily deteriorated.
  • the purification rate recovery control is not executed when the deterioration rate R of the activated carbon is lower than the predetermined value Rth , the progress of the deterioration of the activated carbon can be suppressed. Further, the execution of the purification function recovery control consumes an amount of fuel corresponding to the pressure increase of the compressor 22, so that the fuel consumption may be deteriorated. Therefore, when the purification rate recovery control is not executed when the deterioration rate R of the activated carbon is lower than the predetermined value Rth , it is possible to suppress deterioration in fuel consumption. Therefore, it is possible to maximize the use of the purification function while extending the life of the activated carbon.
  • the deterioration ratio R of the activated carbon is referred to as a correction value calculated from the ozone concentration ratio in the upstream and downstream of the capacitor 16 (hereinafter referred to as “concentration correction value”) to a reference value calculated according to the travel distance of the vehicle 10. And a correction value based on an average value of the temperature history of the capacitor 16 (hereinafter referred to as “temperature history correction value”). It is assumed that the ECU 50 stores therein map data in advance regarding the relationship between the reference value and the vehicle travel distance. Similarly, the ECU 50 stores therein map data in advance for the relationship between the concentration correction value and the ozone concentration ratio and the relationship between the temperature history correction value and the average value of the temperature history. To do.
  • FIG. 7 is a flowchart showing the purification function recovery control executed by the ECU 50 in the present embodiment. Note that the routine shown in FIG. 7 is repeatedly executed periodically.
  • the ECU 50 calculates a required cooling pressure PA / C for the air conditioner system (step 100).
  • the required cooling pressure PA / C is the pressure of the compressor 22 corresponding to the in-vehicle temperature (hereinafter referred to as “required temperature T rq ”) set by the driver of the vehicle 10, and is converted into map data in advance and stored in the ECU 50. It is assumed that it is stored in In this step, the ECU 50 reads the required cooling pressure PA / C corresponding to the required temperature T rq with reference to this map data.
  • the required cooling pressure PA / C is set to zero.
  • the purification flag is a flag that is set to 1 in the second and third embodiments to be described later under the condition that the execution of the purification function recovery control is prohibited, and is 0 under the condition that the execution of the purification function recovery control is permitted.
  • Set to This purification prohibition flag is reset to 0 when the internal combustion engine 12 is stopped.
  • step 110 If it is determined in step 110 that the purification prohibition flag is 1, the ECU 50 sets the required compressor pressure P COM to the required cooling pressure PA / C calculated in step 100 (step 120). On the other hand, when it is determined in step 110 that the purification prohibition flag is 0, the ECU 50 calculates the ozone purification function required pressure PO3 (step 130). Specifically, the ECU 50 reads the reference value with reference to map data that defines the relationship between the detected value of the mileage meter 36 and the reference value. At the same time, the ECU 50 reads the density correction value and the temperature history correction value with reference to each map data. Then, the ECU 50 calculates the ozone purification function required pressure P03 based on these values.
  • ECU 50 calculates the compressor required pressure P COM (step 140). Specifically, the ECU 50 adds the required cooling pressure PA / C calculated in step 100 and the ozone purification function required pressure P03 calculated in step 120. Then, the compressor 22 is operated at the compressor required pressure P COM calculated by the process of step 140 or step 120.
  • the compressor required pressure P COM is obtained by adding the ozone purification function required pressure P O3 to the cooling required pressure PA / C.
  • the operating pressure of the compressor 22 can be controlled. Therefore, the ozone purification rate of the activated carbon can be increased in accordance with the deterioration rate R of the activated carbon under the condition where the execution of the purification function recovery control is permitted. Therefore, it is possible to maximize the use of the purification function while extending the life of the activated carbon.
  • activated carbon is used as the ozone purifier, but as the ozone purifier, simple substance such as manganese, iron, cobalt, nickel, copper, ruthenium, rhodium, palladium, silver, platinum or gold is used together with the activated carbon.
  • Metals, metal complexes or organometallic complexes having these single metals as the central metal, or zeolite may be used. These simple metals, metal complexes, organometallic complexes and zeolites have an ozone purification function like activated carbon, and can be used together with activated carbon to suppress deterioration of the ozone purification function of activated carbon.
  • activated carbon is provided in the core portion of the capacitor 16, but activated carbon may be provided in the core portion of the radiator 14 instead of the core portion of the capacitor 16 or together with the core portion of the capacitor 16.
  • the average operating temperature of the radiator is higher than that of the condenser (Radiator: 75 ° C to 95 ° C, Capacitor: 60 ° C to 80 ° C), so the temperature of the air passing through the radiator is higher than the temperature of the air passing through the condenser. Get higher. Therefore, since the probability that the atmosphere contacts the radiator 14 is higher than the probability that the atmosphere contacts the capacitor 16, the activated carbon provided in the core portion of the radiator 14 is more than the activated carbon provided in the core portion of the capacitor 16. The degree of decrease in the ozone purification rate increases (see FIGS. 3 and 4).
  • activated carbon may be provided in the core portion of the radiator 14. This modification can also be applied to Embodiments 2 and 3 described later.
  • the ECU 50 increases the pressure of the compressor 22 to increase the temperature of the capacitor 16 during the purification function recovery control.
  • the means for heating the capacitor 16 is not limited to this.
  • the condenser 16 may be heated using the exhaust heat of the internal combustion engine 12, or the condenser 16 may be heated using a heating device such as a separately installed heater.
  • the deterioration rate R of the activated carbon is calculated by integrating the concentration correction value and the temperature history correction value to the reference value calculated according to the travel distance of the vehicle 10.
  • the ratio R may be calculated using only the reference value, may be calculated by adding only the density correction value to the reference value, or may be calculated using only the density correction value. That is, the deterioration ratio R of the activated carbon may be calculated using at least one parameter among the reference value, the concentration correction value, and the temperature history correction value. In addition to these parameters, the deterioration rate R of the activated carbon may be calculated using other parameters. This modification can also be applied to Embodiments 2 and 3 described later.
  • the capacitor 16 corresponds to the “vehicle component” in the first invention.
  • the “purification function recovery control means” in the first aspect of the present invention is realized by the ECU 50 executing the series of processes of FIG.
  • Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIG.
  • the present embodiment is characterized in that the purification function recovery control shown in FIG. 8 is executed in the configuration shown in FIGS. Therefore, in the following description, differences from the first embodiment will be mainly described, and descriptions of similar matters will be simplified or omitted.
  • the purification function recovery control when the activated carbon deterioration rate R is higher than the predetermined value Rth , the pressure of the compressor 22 is increased to increase the ozone purification rate of the activated carbon.
  • the execution of the purification function recovery control consumes the amount of fuel corresponding to the pressure increase of the compressor 22, so that the fuel consumption may be deteriorated. Therefore, in the present embodiment, the execution of the purification function recovery control is prohibited under environmental conditions where the ozone concentration in the atmosphere is low. It can be said that the ozone purification efficiency by the execution of the purification function recovery control is relatively low under an environmental condition where the ozone concentration in the atmosphere is low. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to suppress deterioration in fuel consumption due to the execution of the purification function recovery control, and it is possible to extend the life of the activated carbon through the efficient execution of the control.
  • FIG. 8 is a flowchart showing the purification function recovery control executed by the ECU 50 in the present embodiment. Note that the routine shown in FIG. 8 is executed periodically and repeatedly instead of the routine shown in FIG.
  • the ECU 50 calculates the required cooling pressure PA / C for the air conditioner system (step 200) and determines whether or not the purification prohibition flag is 0 (step 210). If it is determined in step 210 that the purification prohibition flag is 1, the ECU 50 sets the required compressor pressure P COM to the required cooling pressure PA / C calculated in step 200 (step 270). On the other hand, when it is determined in step 210 that the purification prohibition flag is 0, the ECU 50 calculates the ozone purification function required pressure PO3 (step 220). Since a series of processing in steps 200 to 220 and 270 is the same as the processing in steps 100 to 130 in FIG. 7, further explanation is omitted.
  • the ECU 50 acquires the ozone concentration C O3 (step 230), and determines whether or not the acquired ozone concentration C O3 is equal to or lower than a predetermined concentration C th (step 240). Specifically, the ECU 50 acquires a detection value of the ozone sensor 40 and compares this detection value with a predetermined concentration Cth stored in the ECU 50 in advance.
  • the ECU 50 determines the required cooling pressure PA / C calculated in step 200 and the ozone purification function request calculated in step 220.
  • the compressor required pressure PCOM is calculated by adding the pressure PO3 (step 250).
  • the ECU 50 sets the purification prohibition flag to 1 (step 260) and sets the compressor required pressure P COM to step 200.
  • the required cooling pressure PA / C calculated in step 270 is set (step 270).
  • the ozone concentration is acquired from the detection value of the ozone sensor 40, but instead of the detection value of the ozone sensor 40, the travel area information relating to the ozone concentration such as navigation information, outside air temperature, season, and time is used. Based on this, the ozone concentration may be acquired indirectly. Moreover, you may acquire the value which combined these travel area information with the detected value of the ozone sensor 40 as ozone concentration.
  • the ozone sensor 40 corresponds to the “ozone concentration acquisition means” in the third invention.
  • the “ozone concentration comparison means” in the third aspect of the present invention is realized by the ECU 50 executing the process of step 240 in FIG.
  • Embodiment 3 FIG. Next, Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIG.
  • the present embodiment is characterized in that the function recovery stop control shown in FIG. 9 is executed in the configuration shown in FIGS. Therefore, in the following description, differences from the first embodiment will be mainly described, and descriptions of similar matters will be simplified or omitted.
  • the purification function recovery control is such that the ozone purification function required pressure P03 is added to the cooling required pressure PA / C. Therefore, the actual in-vehicle temperature T in may not reach the required temperature T rq . Therefore, in the present embodiment, even when a predetermined time has elapsed after the execution of the purification function recovery control is started, there is still a temperature difference between the in- vehicle temperature T in and the required temperature T rq . Therefore, the execution of the purification function recovery control is stopped (function recovery stop control).
  • FIG. 9 is a flowchart showing the function recovery stop control executed by the ECU 50 in the present embodiment. It is assumed that the routine shown in FIG. 9 is executed in parallel with these routines at every repetition timing of the routines shown in FIGS.
  • the ECU 50 determines whether or not a predetermined time has elapsed since the start of the purification function recovery control (step 300). Specifically, the ECU 50 counts the elapsed time after the start of the routine of FIG. 7 or FIG. 8, and determines whether or not this elapsed time exceeds a predetermined time. Note that a value stored in the ECU 50 after being set in advance is used as the predetermined time.
  • step 300 If it is determined in step 300 that the predetermined time has not elapsed since the execution of the purification function recovery control is started, the ECU 50 returns to step 300 again and executes the same processing.
  • step 300 if the predetermined time from the start of the purification function recovery control is determined to have elapsed, ECU 50 acquires the vehicle temperature T in (step 310), inside temperature T in the required temperature temperature difference T in -T rq with T rq determines whether is outside a predetermined temperature range (step 320). Specifically, the ECU 50 acquires the detected value of the room temperature sensor 44, and also calculates the absolute value of the temperature difference between the detected value and the required temperature T rq and the predetermined temperature T th stored in advance in the ECU 50. Compare.
  • step 320 When it is determined in step 320 that the temperature difference T in ⁇ T rq between the in -vehicle temperature T in and the required temperature T rq is outside the predetermined temperature range, the ECU 50 sets the purification prohibition flag to 1 (step 330). . On the other hand, when it is determined that the temperature difference T in ⁇ T rq between the in -vehicle temperature T in and the required temperature T rq is within the predetermined temperature range, the ECU 50 ends this routine.
  • the ozone purification function An increase in the pressure of the compressor 22 for the purpose of recovering the pressure is prohibited. Accordingly, the in- vehicle temperature T in can be quickly reached the required temperature T rq by giving priority to the in-vehicle cooling request.
  • the “temperature difference determination means” is realized by executing the process of step 320 in FIG.

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Abstract

　この発明は、車両用大気浄化装置に関し、活性炭を含むオゾン浄化体の浄化機能を長期的に活用可能なＤＯＲシステムを提供することを目的とする。　図５（Ａ１）、（Ａ２）に示すように、初期状態の活性炭においては、風速が異なればオゾン浄化率に差が生じるものの、同一風速では温度が異なってもオゾン浄化率に差異は生じない。一方、図５（Ｂ１）、（Ｂ２）に示すように、耐久試験後の活性炭においては、同一風速でも温度が高くなるとオゾン浄化率が上昇する。従って、活性炭の劣化が進行するほど温度条件の違いがオゾン浄化率に与える影響が大きくなる。

Description

車両用大気浄化装置
　本発明は、車両用大気浄化装置に関し、大気中のオゾンを浄化することのできる車両用大気浄化装置に関する。
　光化学スモッグの発生原因であるオゾンは、自動車や工場の排気ガスに含まれるＨＣとＮＯｘが光化学反応を起こすことによって生成される。このため、自動車からのＨＣやＮＯｘの排出量を抑えることは、オゾンの生成を抑えて光化学スモッグの発生を防ぐための有効な手段である。一方、光化学スモッグの発生を防ぐ手段としては、大気中のオゾンを直接浄化することも考えられる。反応物であるＨＣやＮＯｘの排出量の低減を目指すだけでなく、生成物であるオゾンの浄化も図ることで、光化学スモッグの発生をより効果的に防ぐことが可能となる。このような観点から、米国カリフォルニア州をはじめとする一部の地域では、大気中のオゾンを直接浄化することのできる車両用大気浄化装置を備えた自動車が実用されている。この車両用大気浄化装置は、特に、ＤＯＲ(Direct Ozone Reduction)システムと呼ばれている。
　このようなＤＯＲシステムとして、例えば特許文献１には、二酸化マンガン等の金属酸化物をエアコンのコンデンサ等の車両構成部品に担持させたものが開示されている。エアコンのコンデンサは、車両走行時に大気に触れる箇所に設置されるものであり、二酸化マンガンは、大気中に含まれるオゾンを酸素等の他の物質に変換して浄化する機能を有するものである。従って、特許文献１のＤＯＲシステムによれば、車両走行中に大気中のオゾンを直接浄化できる。
日本特表２００２－５１４９６６号公報
　ところで、オゾンを浄化する機能は、二酸化マンガン等の金属酸化物だけでなく、活性炭にも備えられていることが知られている。活性炭は、金属酸化物に匹敵するオゾン浄化能を有し、かつ、安価に入手が可能であるため、金属酸化物の代替品として有望視されている。活性炭は、常温（２５℃）域にてオゾンを浄化できるので、常温よりも高い浄化温度を必要とする金属酸化物に比して有利である。しかしながら、活性炭をオゾン浄化体として用いる場合、その浄化機能が劣化し易いという問題がある。
　活性炭のオゾン浄化機能が劣化した場合の対策の一つに、車両構成物品の交換が挙げられる。しかし、例えばエアコンのコンデンサは冷媒循環回路の一部を構成しているため、それ単独での交換は手間を要する。従って、車両構成部品に活性炭を含むオゾン浄化体を用いる場合には、その浄化機能を出来る限り活用できるような対策を講ずる必要がある。
　本発明は、上述の課題に鑑みなされたもので、活性炭を含むオゾン浄化体の浄化機能を長期的に活用可能なＤＯＲシステムを提供することを目的とする。
　第１の発明は、上記の目的を達成するため、車両用大気浄化装置であって、
　車両の走行時に大気の流路が形成される箇所に配置された車両構成部品と、
　前記車両構成部品に設けられ、活性炭を含むオゾン浄化体と、
　前記オゾン浄化体の劣化度合いに応じて前記オゾン浄化体を高温化させる浄化機能回復制御を実行する浄化機能回復制御手段と、
　を備えることを特徴とする。
　また、第２の発明は、第１の発明において、
　前記浄化機能回復制御手段は、前記オゾン浄化体の劣化度合いが基準値を超えるまでは、前記浄化機能回復制御の実行を禁止することを特徴とする。
　また、第３の発明は、第１または第２の発明において、
　大気中のオゾン濃度を取得するオゾン濃度取得手段と、
　前記オゾン濃度と設定濃度とを比較するオゾン濃度比較手段と、を備え、
　前記浄化機能回復制御手段は、前記オゾン濃度が設定濃度よりも低い場合は、前記浄化機能回復制御の実行を禁止することを特徴とする。
　また、第４の発明は、第１乃至第３の発明において、
　前記車両構成部品は、エアコンのコンデンサであり、
　前記エアコンに対する要求温度と車内温度との温度差が、設定温度範囲外にあるか否かを判定する温度差判定手段を更に備え、
　前記浄化機能回復制御手段は、前記浄化機能回復制御の実行を開始してから設定時間の経過後における前記温度差が前記設定温度範囲外にある場合は、前記浄化機能回復制御の実行を停止することを特徴とする。
　第１の発明によれば、オゾン浄化体の劣化度合いに応じてオゾン浄化体を高温化させる浄化機能回復制御を実行できる。オゾン浄化体を高温化すると、オゾン浄化体を通過する大気の温度が高くなる。そのため、大気がオゾン浄化体に接触する確率が高くなり、オゾン浄化体によるオゾン浄化率が上昇する。また、オゾン浄化体の劣化が進行するほど、オゾン浄化体によるオゾン浄化率の上昇度合いが増加する。従って、本発明によれば、オゾン浄化体の劣化度合いに応じて、その浄化機能を最大限活用することが可能となる。
　上述したように、オゾン浄化体を高温化すると、オゾン浄化体によるオゾン浄化率が上昇する。しかし、オゾン浄化体の高温化はその劣化の進行を早める可能性があるので、浄化機能回復制御の実行により、却ってオゾン浄化体の寿命が縮まる可能性がある。この点、第２の発明によれば、オゾン浄化体の劣化度合いが基準値を超えるまでは浄化機能回復制御の実行を禁止できる。そのため、オゾン浄化体の劣化の進行が必要以上に加速されることを抑制できる。従って、本発明によれば、オゾン浄化体の長寿命化を図ることができる。
　第３の発明によれば、オゾン濃度が設定濃度よりも低い場合は、浄化機能回復制御の実行を禁止できる。大気中のオゾン濃度が低い環境条件下では、浄化機能回復制御の実行によるオゾン浄化効率が相対的に低い。従って、本発明によれば、効率的な制御実行によるオゾン浄化体の長寿命化を図ることができる。
　車両構成部品がエアコンのコンデンサである場合、浄化機能回復制御の実行によってオゾン浄化体の温度を上昇させればコンデンサの温度も上昇するので、車内温度が要求温度に到達しない可能性がある。この点、第４の発明によれば、浄化機能回復制御の実行を開始してから設定時間の経過後に、エアコンに対する要求温度と車内温度との温度差が設定温度範囲外にある場合は、浄化機能回復制御の実行を停止できる。従って、上記温度差が設定温度範囲外にある場合に、車内冷却要求を優先させて車内温度を速やかに要求温度に到達させることができる。
本発明の各実施の形態の大気浄化装置が適用される車両１０の構成を示す概略図である。 エアコンシステムの概略図である。 活性炭のオゾン浄化耐久試験の結果を示すデータである。 コンデンサを通過させるガスの風速と、そのガスがコンデンサに接触する確率との関係を示した図である。 活性炭のオゾン浄化率の耐久試験前後における温度特性変化を示すグラフである。 実施の形態１における浄化機能回復制御の概要を説明するための図である。 実施の形態１において、ＥＣＵ５０により実行される浄化機能回復制御を示すフローチャートである。 実施の形態２において、ＥＣＵ５０により実行される浄化機能回復制御を示すフローチャートである。 実施の形態３において、ＥＣＵ５０により実行される機能回復停止制御を示すフローチャートである。
実施の形態１．
［車両用大気浄化装置の構成］
　先ず、図１乃至図７を参照しながら、本発明の実施の形態１について説明する。図１は、本実施の形態の大気浄化装置を搭載した車両の構成を示す概略図である。車両１０は、動力装置としての内燃機関１２を備えている。内燃機関１２から排出される排気ガスには、ＨＣやＮＯｘが含まれている。オゾンはＨＣやＮＯｘを反応物として光化学反応により生成される。そのため、内燃機関１２を備える車両１０に大気浄化装置を搭載し、車両１０の走行中に大気中のオゾンを浄化することで、車両１０が環境に与える影響を低減することができる。
　車両１０において、内燃機関１２の前方には、内燃機関１２に循環させる冷却水を冷却するラジエータ１４が配置されている。ラジエータ１４の前方には、エアコンのコンデンサ１６が取り付けられている。コンデンサ１６のコア部には、オゾン浄化体としての活性炭が設けられている。図１に矢印で示すように、車両１０の走行時には、車両１０のフロント面のバンパーグリル１８から大気が取り込まれ、取り込まれた大気が、コンデンサ１６、ラジエータ１４をこの順に通過して後方へ排出される。
　また、車両１０は、本実施の形態の大気浄化装置の一部を構成するエアコンシステムを備えている。図２は、エアコンシステムの概略図である。このエアコンシステムは、車両１０の車内の空調を行う空調システムであり、例えば二酸化炭素等の冷媒を循環させる冷媒循環回路２０を備えている。冷媒循環回路２０上には、コンデンサ１６の他に、コンプレッサ２２、膨張弁２４およびエバポレータ２６が設けられている。コンプレッサ２２は、冷媒を圧縮する圧縮器である。コンデンサ１６は、コンプレッサ２２によって圧縮された冷媒を凝縮する機能を有する。膨張弁２４は、コンデンサ１６によって凝縮された冷媒を、絞り膨張によって減圧する膨張弁である。エバポレータ２６は、膨張弁２４によって減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器である。
　図２に矢印で示すように、冷媒は、コンプレッサ２２、コンデンサ１６、膨張弁２４およびエバポレータ２６をこの順に循環する。冷媒は、コンプレッサ２２を通過する際に圧縮され、高温かつ高圧の状態になり、コンデンサ１６を通過する際に凝縮され低温かつ高圧の状態になる。また、冷媒は、膨張弁２４によって減圧されることにより低温かつ低圧の状態になり、エバポレータ２６によって蒸発させられることにより高温かつ低圧の状態になる。エバポレータ２６によって高温かつ低圧の状態となった冷媒は、冷媒循環回路２０を流れてコンプレッサ２２に導入され、コンプレッサ２２によって圧縮される。
　また、図２のエアコンシステムは、冷媒導入通路２８と、三方弁３０と、冷媒戻し通路３２と、冷媒開閉弁３４とを更に備えている。冷媒導入通路２８は、コンプレッサ２２とエバポレータ２６との間の冷媒循環回路２０に三方弁３０を介して接続されている。三方弁３０は、冷媒循環回路２０と冷媒導入通路２８とを連結し、または遮断するように構成されている。冷媒戻し通路３２は、三方弁３０よりも上流側の冷媒循環回路２０に接続されている。冷媒開閉弁３４は、冷媒戻し通路３２上に設けられ、開閉動作により冷媒戻し通路３２を開閉可能に構成されている。
　図２に矢印で示すように、三方弁３０を作動させて冷媒循環回路２０と冷媒導入通路２８とを連結すると、冷媒循環回路２０を流れる冷媒が冷媒導入通路２８に流入する。また、冷媒開閉弁３４を開くと、冷媒戻し通路３２を流れる冷媒が冷媒循環回路２０に流入する。
　また、図２に示すように、本実施の形態の大気浄化装置は、制御装置としてのＥＣＵ（Electronic Control Unit）５０を備えている。ＥＣＵ５０の出力側には、上述したコンプレッサ２２、膨張弁２４、三方弁３０、冷媒開閉弁３４等が接続されている。ＥＣＵ５０の入力側には、現時点までの車両走行距離を把握可能な走行距離メータ３６、コンデンサ１６の温度を検出する温度センサ３８やコンデンサ１６の前方および後方のオゾン濃度を検出するオゾンセンサ４０，４２、車内温度を検出する室温センサ４４等が接続されている。ＥＣＵ５０は、走行距離メータ３６等の信号に基づいて、コンプレッサ２２等の各種アクチュエータを制御するように構成されている。
［本実施の形態の特徴]
　図３は、活性炭のオゾン浄化耐久試験の結果を示すデータである。図３の横軸は耐久距離（キロマイル）を、縦軸は初期状態（耐久距離０キロマイル時）におけるオゾン浄化率を基準とした相対値を、それぞれ示す。図３中に示す各データは、サイズおよび比表面積が同等の２つの活性炭を準備し、この２つの活性炭の前方から後方に向けて一定濃度のオゾン含有ガスを異なる速度（風速１ｍ／ｓおよび風速１０ｍ／ｓ）で通過させた際に、活性炭後方のオゾン濃度をそれぞれ測定することにより得たものである。
　図３に示すように、活性炭のオゾン浄化率は、耐久距離が長くなるに連れて低下する。また、図３に示すように、活性炭のオゾン浄化率の低下度合いは、通過させるオゾン含有ガスの風速によって変化する。具体的に、オゾン含有ガスを風速１ｍ／ｓで通過させた場合は、オゾン浄化率が約３０キロマイルで初期状態の半分まで低下するが、オゾン含有ガスを風速１０ｍ／ｓで通過させた場合は、約３０キロマイルでも初期状態の約７割以上を示し、約６０キロマイル付近でようやく初期状態の半分程度まで低下する。つまり、高速（風速１０ｍ／ｓ）で通過させた場合の方が、低速（風速１ｍ／ｓ）で通過させた場合に比して、オゾン浄化率の低下度合いが小さくなる。
　図４は、コンデンサを通過させるガスの風速と、そのガスがコンデンサに接触する確率との関係を示したグラフである。このグラフは、アルミハニカム式のラジエータのモデルに対して、Ｇｏｒｍｌｅｙ－Ｋｅｎｎｅｄｙの拡散理論式を適用することにより算出したものである。図４に示すように、風速が１ｍ／ｓ付近では、ガスがラジエータに接触する確率は約１００％であり、風速が１０ｍ／ｓ付近では約１０％に減少する。つまり、ガスがラジエータに接触する確率は、風速が遅い場合は高く、風速が速くなるにつれて緩やかに低下する。車両１０において、コンデンサ１６はラジエータ１４の前方に設置されるので、本図の結果はコンデンサにも適用できる。従って、ガスがコンデンサに接触する確率（以下、「ガス接触確率」と称す。）は、コンデンサを通過させるガスの風速が遅い場合は高く、風速が速くなるにつれて緩やかに低下することが分かる。
　図３、４のグラフから、活性炭のオゾン浄化率とガス接触確率との間には相関があることが分かる。即ち、図４のグラフから、風速が遅いほどガス接触確率が高く、風速が速いほどガス接触確率が低くなることが分かる。また、図３のグラフから、風速が遅いほどオゾン浄化率の低下度合いが大きく、風速が速いほどオゾン浄化率の低下度合いが小さくなることが分かる。従って、図３、４のグラフから、ガス接触確率が高ければ活性炭のオゾン浄化率の低下度合いが大きくなり、ガス接触確率が低ければ活性炭のオゾン浄化率の低下度合いが小さくなることが分かる。
　ところで、図５は、活性炭のオゾン浄化率の耐久試験前後における温度特性変化を示すグラフである。図５のグラフは、初期状態（耐久距離０キロマイル）および耐久試験後（耐久距離５０キロマイル）の活性炭（サイズおよび比表面積は同等）について、異なる温度条件下（２５℃および７５℃）、その前方から後方に向けて一定濃度のオゾン含有ガスを異なる速度（風速１ｍ／ｓおよび風速５ｍ／ｓ）で通過させた際に、活性炭後方のオゾン濃度をそれぞれ測定することにより作成したものである。
　一般に、ガスの温度が高くなればその運動性が高くなる。そのため、活性炭の温度が高くなれば、活性炭を通過するガスの温度が高くなるのでガス接触確率が高くなる。ところが図５（Ａ１）、（Ａ２）に示すように、初期状態においては、風速が異なればオゾン浄化率に差が生じるものの、同一風速では温度が異なってもオゾン浄化率に差異は生じないという結果が得られた。この結果によれば、初期状態においては、温度条件の違いがオゾン浄化率に与える影響は殆ど無いことが分かる。一方、図５（Ｂ１）、（Ｂ２）に示すように、耐久試験後においては、同一風速でも温度が高くなるとオゾン浄化率が上昇するという結果が得られた。従って、図５によれば、活性炭の劣化が進行するほど温度条件の違いがオゾン浄化率に与える影響が大きくなることが分かる。
　このような知見に基づき、本実施の形態においては、活性炭の劣化割合が所定値よりも高くなる場合には、その劣化割合に応じてコンプレッサ２２の圧力を増加させてコンデンサ１６を高温化させる制御を実行することとした（浄化機能回復制御）。図６は、本実施の形態における浄化機能回復制御の概要を説明するための図である。図６の横軸は活性炭の劣化割合Ｒを示し、縦軸はコンプレッサ２２の増加圧力分（以下、「オゾン浄化機能要求圧ＰＯ３」と称す。）を示す。
　図６に示すように、浄化機能回復制御は、活性炭の劣化割合Ｒが高くなるほどオゾン浄化機能要求圧ＰＯ３が高くなるように実行するものである。即ち、活性炭の劣化割合Ｒが高くなるほどコンデンサ１６が高温となるようにコンプレッサ２２を制御する。これにより、コンプレッサ２２の圧力を増加させて活性炭のオゾン浄化率を上昇させることが可能となる。
　また、浄化機能回復制御は、活性炭の劣化割合Ｒが所定値Ｒｔｈよりも高い場合にのみ実行する。換言すれば、活性炭の劣化割合Ｒが所定値Ｒｔｈよりも低い場合には、浄化機能回復制御は非実行とされる。図５の説明の際に述べたように、活性炭の温度が高くなれば、活性炭を通過するガスの温度が高くなるのでガス接触確率が高くなる。そのため、浄化機能回復制御を実行すれば、活性炭のオゾン浄化率を上昇できる一方で、活性炭の劣化がより進行し易くなる。この点、活性炭の劣化割合Ｒが所定値Ｒｔｈよりも低い場合に浄化機能回復制御を非実行とすれば、活性炭の劣化の進行を抑制できる。また、浄化機能回復制御の実行は、コンプレッサ２２の圧力増加分に応じた燃料量を消費するので、燃費が悪化する可能性がある。従って、活性炭の劣化割合Ｒが所定値Ｒｔｈよりも低い場合に浄化機能回復制御を非実行とすれば、燃費悪化を抑えることもできる。従って、活性炭の長寿命化を図りつつ、その浄化機能を最大限活用することが可能となる。
　ここで、活性炭の劣化割合Ｒは、車両１０の走行距離に応じて算出される基準値に、コンデンサ１６の上下流におけるオゾン濃度比から算出される補正値（以下、「濃度補正値」と称す。）と、コンデンサ１６の温度履歴の平均値に基づく補正値（以下、「温度履歴補正値」と称す。）と、を積算した値として算出される。ＥＣＵ５０は、上記基準値と車両走行距離との関係について、予めマップデータ化したものを内部に記憶しているものとする。同様に、ＥＣＵ５０は、上記濃度補正値とオゾン濃度比との関係および上記温度履歴補正値と温度履歴の平均値との関係について、それぞれ予めマップデータ化したものを内部に記憶しているものとする。
［本実施形態における具体的処理］
　次に、図７を参照して、上述した浄化機能回復制御を実現するための具体的な処理について説明する。図７は、本実施の形態において、ＥＣＵ５０により実行される浄化機能回復制御を示すフローチャートである。なお、図７に示すルーチンは、定期的に繰り返して実行されるものとする。
　図７に示すルーチンでは、先ず、ＥＣＵ５０は、エアコンシステムに対する冷却要求圧ＰＡ／Ｃを算出する（ステップ１００）。冷却要求圧ＰＡ／Ｃは、車両１０の運転者によって設定される車内温度（以下、「要求温度Ｔｒｑ」と称す。）に対応したコンプレッサ２２の圧力であり、予めマップデータ化されＥＣＵ５０内部に記憶されているものとする。本ステップにおいて、ＥＣＵ５０は、このマップデータを参照して、要求温度Ｔｒｑに対応する冷却要求圧ＰＡ／Ｃを読み込むものとする。なお、エアコンオフの場合、即ち、車内温度が設定されていない場合は、冷却要求圧ＰＡ／Ｃはゼロとされる。
　続いて、ＥＣＵ５０は、浄化禁止フラグが０か否かを判定する（ステップ１１０）。浄化フラグは、後述する実施の形態２や３において、浄化機能回復制御の実行が禁止される条件下で１に設定されるフラグであり、浄化機能回復制御の実行が許可される条件下で０に設定される。なお、この浄化禁止フラグは、内燃機関１２の機関停止時に０にリセットされるものとする。
　ステップ１１０において、浄化禁止フラグが１であると判定された場合、ＥＣＵ５０は、コンプレッサ要求圧力ＰＣＯＭをステップ１００で算出した冷却要求圧ＰＡ／Ｃに設定する（ステップ１２０）。一方、ステップ１１０において、浄化禁止フラグが０であると判定された場合、ＥＣＵ５０は、オゾン浄化機能要求圧ＰＯ３を算出する（ステップ１３０）。具体的に、ＥＣＵ５０は、走行距離メータ３６の検出値と上記基準値との関係を規定したマップデータを参照して、上記基準値を読み込む。同時に、ＥＣＵ５０は、各マップデータを参照して、濃度補正値および温度履歴補正値を読み込む。そして、ＥＣＵ５０は、これらの値に基づいて、オゾン浄化機能要求圧ＰＯ３を算出する。
　ステップ１３０に続いて、ＥＣＵ５０は、コンプレッサ要求圧力ＰＣＯＭを算出する（ステップ１４０）。具体的に、ＥＣＵ５０は、ステップ１００で算出した冷却要求圧ＰＡ／Ｃとステップ１２０で算出したオゾン浄化機能要求圧ＰＯ３とを加算する。そして、ステップ１４０またはステップ１２０の処理により算出されたコンプレッサ要求圧力ＰＣＯＭでコンプレッサ２２が運転される。
　以上、図７に示したルーチンによれば、浄化禁止フラグが０であると判定された場合に、冷却要求圧ＰＡ／Ｃにオゾン浄化機能要求圧ＰＯ３を加算したコンプレッサ要求圧力ＰＣＯＭでコンプレッサ２２の運転圧力を制御できる。従って、浄化機能回復制御の実行が許可される条件下において、活性炭の劣化割合Ｒに応じて活性炭のオゾン浄化率を上昇させることができる。従って、活性炭の長寿命化を図りつつ、その浄化機能を最大限活用することが可能となる。
　ところで、本実施の形態においては、オゾン浄化体として活性炭を使用したが、オゾン浄化体として、活性炭と共に、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、白金若しくは金といった単体金属、これらの単体金属を中心金属とする金属錯体や有機金属錯体、またはゼオライトを使用してもよい。これらの単体金属、金属錯体、有機金属錯体やゼオライトは、活性炭同様にオゾン浄化機能を有するものであり、活性炭と共に使用することで活性炭のオゾン浄化機能の劣化を抑制できる。また、活性炭と共に、二酸化マンガン等の金属酸化物を使用してもよい。これらの代替材は、同時に二種類以上を使用してもよい。なお、本変形例は、後述する実施の形態２や３においても同様に適用が可能である。
　また、本実施の形態においては、コンデンサ１６のコア部に活性炭を設けたが、コンデンサ１６のコア部に代えて、或いは、コンデンサ１６のコア部と共に、ラジエータ１４のコア部に活性炭を設けてもよい。ラジエータはコンデンサに比べて作動温度の平均値が高い（ラジエータ：７５℃～９５℃、コンデンサ：６０℃～８０℃）ので、ラジエータを通過する大気の温度は、コンデンサを通過する大気の温度よりも高くなる。そのため、大気がラジエータ１４に接触する確率は、大気がコンデンサ１６に接触する確率よりも高くなるので、ラジエータ１４のコア部に設けた活性炭は、コンデンサ１６のコア部に設けた活性炭よりも、そのオゾン浄化率の低下度合いが大きくなる（図３、４参照）。
　活性炭をより長持ちさせるという観点からすると、活性炭をコンデンサ１６のコア部に設けるのが好ましい。しかし、ラジエータ１４のコア部に活性炭を設けた場合であっても、上記浄化機能回復制御と同様の制御を実行すれば、コンデンサ１６のコア部に活性炭を設けた場合同様の効果が期待できる。従って、コンデンサ１６のコア部に代えて、或いは、コンデンサ１６のコア部と共に、ラジエータ１４のコア部に活性炭を設けてもよい。なお、本変形例は、後述する実施の形態２や３においても同様に適用が可能である。
　また、本実施の形態においては、浄化機能回復制御時に、ＥＣＵ５０によりコンプレッサ２２の圧力を増加させてコンデンサ１６の温度を上昇させたが、コンデンサ１６を加温する手段はこれに限られない。例えば、内燃機関１２の排気熱を利用してコンデンサ１６を加温してもよいし、別途設置したヒーター等の加温装置を使用してコンデンサ１６を加温してもよい。
　また、本実施の形態においては、車両１０の走行距離に応じて算出される基準値に、濃度補正値と温度履歴補正値とを積算して活性炭の劣化割合Ｒを算出したが、活性炭の劣化割合Ｒは、上記基準値のみで算出してもよいし、上記基準値に濃度補正値のみを積算して算出してもよいし、更には、濃度補正値のみで算出してもよい。即ち、活性炭の劣化割合Ｒは、上記基準値、濃度補正値および温度履歴補正値の内の少なくとも１つのパラメータを使用して算出してもよい。また、これらのパラメータに加え、他のパラメータを使用して活性炭の劣化割合Ｒを算出してもよい。なお、本変形例は、後述する実施の形態２や３においても同様に適用が可能である。
　なお、上述した実施の形態１においては、コンデンサ１６が上記第１の発明における「車両構成部品」に相当している。また、上述した実施の形態１においては、ＥＣＵ５０が図７の一連の処理を実行することにより上記第１の発明における「浄化機能回復制御手段」が実現されている。
実施の形態２．
　次に、図８を参照しながら、本発明の実施の形態２について説明する。本実施の形態では、図１および図２に示した構成において、図８に示す浄化機能回復制御を実行することをその特徴とする。そのため、以下においては、上記実施の形態１との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を簡略化または省略する。
［本実施の形態の特徴]
　上記実施の形態１においては、浄化機能回復制御として、活性炭の劣化割合Ｒが所定値Ｒｔｈよりも高い場合にコンプレッサ２２の圧力を増加させて活性炭のオゾン浄化率を上昇させた。しかしながら、上述したように、浄化機能回復制御の実行は、コンプレッサ２２の圧力増加分に応じた燃料量を消費するので、燃費が悪化する可能性がある。そこで、本実施の形態においては、大気中のオゾン濃度が低い環境条件下では、浄化機能回復制御の実行を禁止することとした。大気中のオゾン濃度が低い環境条件下では、浄化機能回復制御の実行によるオゾン浄化効率が相対的に低いと言える。従って、本実施の形態によれば、浄化機能回復制御の実行による燃費悪化を抑制できると共に、効率的な制御実行による活性炭の長寿命化を図ることができる。
［本実施形態における具体的処理］
　次に、図８を参照して、本実施の形態における浄化機能回復制御を実現するための具体的な処理について説明する。図８は、本実施の形態において、ＥＣＵ５０により実行される浄化機能回復制御を示すフローチャートである。なお、図８に示すルーチンは、図７に示したルーチンに代えて、定期的に繰り返して実行されるものとする。
　図８に示すルーチンでは、ＥＣＵ５０は、エアコンシステムに対する冷却要求圧ＰＡ／Ｃを算出し（ステップ２００）、浄化禁止フラグが０か否かを判定する（ステップ２１０）。また、ステップ２１０において、浄化禁止フラグが１であると判定された場合、ＥＣＵ５０は、コンプレッサ要求圧力ＰＣＯＭをステップ２００で算出した冷却要求圧ＰＡ／Ｃに設定する（ステップ２７０）。一方、ステップ２１０において、浄化禁止フラグが０であると判定された場合、ＥＣＵ５０は、オゾン浄化機能要求圧ＰＯ３を算出する（ステップ２２０）。ステップ２００～２２０，２７０の一連の処理は、図７のステップ１００～１３０の処理と同一であるのでこれ以上の説明は省略する。
　ステップ２２０に続いて、ＥＣＵ５０は、オゾン濃度ＣＯ３を取得し（ステップ２３０）、取得したオゾン濃度ＣＯ３が所定濃度Ｃｔｈ以下か否か判定する（ステップ２４０）。具体的に、ＥＣＵ５０は、オゾンセンサ４０の検出値を取得し、この検出値と、ＥＣＵ５０内部に予め記憶しておいた所定濃度Ｃｔｈとを比較する。
　ステップ２４０において、取得したオゾン濃度ＣＯ３が所定濃度Ｃｔｈよりも高いと判定された場合、ＥＣＵ５０は、ステップ２００で算出した冷却要求圧ＰＡ／Ｃと、ステップ２２０で算出したオゾン浄化機能要求圧ＰＯ３とを加算してコンプレッサ要求圧力ＰＣＯＭを算出する（ステップ２５０）。一方、ステップ２４０において、取得したオゾン濃度ＣＯ３が所定濃度Ｃｔｈ以下であると判定された場合、ＥＣＵ５０は、浄化禁止フラグを１に設定し（ステップ２６０）、コンプレッサ要求圧力ＰＣＯＭをステップ２００で算出した冷却要求圧ＰＡ／Ｃに設定する（ステップ２７０）。
　以上、図８に示したルーチンによれば、取得したオゾン濃度ＣＯ３が所定濃度Ｃｔｈ以下である場合に、オゾン浄化機能の回復を目的としたコンプレッサ２２の圧力増加が禁止される。従って、コンプレッサ２２の圧力増加による燃費悪化を抑制できると共に、効率的な制御実行による活性炭の長寿命化を図ることができる。
　ところで、本実施の形態においては、オゾンセンサ４０の検出値からオゾン濃度を取得したが、オゾンセンサ４０の検出値の代わりに、ナビゲーション情報、外気温度、季節や時間といったオゾン濃度に関する走行地域情報に基づいて、オゾン濃度を間接的に取得してもよい。また、オゾンセンサ４０の検出値に、これらの走行地域情報を組み合わせた値をオゾン濃度として取得してもよい。
　なお、上述した実施の形態２においては、オゾンセンサ４０が上記第３の発明における「オゾン濃度取得手段」に相当している。また、上述した実施の形態２においては、ＥＣＵ５０が図８のステップ２４０の処理を実行することにより上記第３の発明における「オゾン濃度比較手段」が、それぞれ実現されている。
実施の形態３．
　次に、図９を参照しながら、本発明の実施の形態３について説明する。本実施の形態では、図１および図２に示した構成において、図９に示す機能回復停止制御を実行することをその特徴とする。そのため、以下においては、上記実施の形態１との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を簡略化または省略する。
［本実施の形態の特徴]
　上述したように、浄化機能回復制御は、冷却要求圧ＰＡ／Ｃにオゾン浄化機能要求圧ＰＯ３が加算するものである。そのため、実際の車内温度Ｔｉｎが要求温度Ｔｒｑに到達しない可能性がある。そこで、本実施の形態においては、浄化機能回復制御の実行を開始してから所定時間が経過した後においても、車内温度Ｔｉｎと要求温度Ｔｒｑとの間に依然として温度差が生じている場合には、浄化機能回復制御の実行を停止することとした（機能回復停止制御）。
［本実施形態における具体的処理］
　次に、図９を参照して、上述した機能回復停止制御を実現するための具体的な処理について説明する。図９は、本実施の形態において、ＥＣＵ５０により実行される機能回復停止制御を示すフローチャートである。なお、図９に示すルーチンは、図７や図８に示したルーチンの繰り返しタイミング毎に、これらのルーチンと並行して実行されるものとする。
　図９に示すルーチンでは、先ず、ＥＣＵ５０は、浄化機能回復制御の実行を開始してから所定時間が経過したか否かを判定する（ステップ３００）。具体的に、ＥＣＵ５０は、図７または図８のルーチンの処理開始後の経過時間をカウントしておき、この経過時間が所定時間を超えたか否かを判定する。なお、所定時間は、予め設定された上でＥＣＵ５０内部に記憶された値を用いるものとする。
　ステップ３００において、浄化機能回復制御の実行を開始してから所定時間が経過していないと判定された場合、ＥＣＵ５０は、再度ステップ３００に戻り同一の処理を実行する。一方、ステップ３００において、浄化機能回復制御の実行を開始してから所定時間が経過したと判定された場合、ＥＣＵ５０は、車内温度Ｔｉｎを取得し（ステップ３１０）、車内温度Ｔｉｎと要求温度Ｔｒｑとの温度差Ｔｉｎ－Ｔｒｑが所定温度範囲外にあるか否かを判定する（ステップ３２０）。具体的に、ＥＣＵ５０は、室温センサ４４の検出値を取得するとともに、この検出値と要求温度Ｔｒｑとの温度差の絶対値と、ＥＣＵ５０内部に予め記憶しておいた所定温度Ｔｔｈとを比較する。
　ステップ３２０において、車内温度Ｔｉｎと要求温度Ｔｒｑとの温度差Ｔｉｎ－Ｔｒｑが所定温度範囲外にあると判定された場合、ＥＣＵ５０は、浄化禁止フラグを１に設定する（ステップ３３０）。一方、車内温度Ｔｉｎと要求温度Ｔｒｑとの温度差Ｔｉｎ－Ｔｒｑが所定温度範囲内にあると判定された場合、ＥＣＵ５０は、本ルーチンを終了する。
　以上、図９に示したルーチンによれば、所定時間の経過後に取得した車内温度Ｔｉｎと要求温度Ｔｒｑとの温度差Ｔｉｎ－Ｔｒｑが所定温度範囲外にある場合に、オゾン浄化機能の回復を目的としたコンプレッサ２２の圧力増加が禁止される。従って、車内冷却要求を優先させて車内温度Ｔｉｎを速やかに要求温度Ｔｒｑに到達させることができる。
　なお、上述した実施の形態３においては、図９のステップ３２０の処理を実行することにより上記第４の発明における「温度差判定手段」が実現されている。
　１０　車両
　１２　内燃機関
　１４　ラジエータ
　１６　コンデンサ
　１８　バンパーグリル
　２０　冷媒循環回路
　２２　コンプレッサ
　２４　膨張弁
　２６　エバポレータ
　２８　冷媒導入通路
　３０　三方弁
　３２　冷媒戻し通路
　３４　冷媒開閉弁
　３６　走行距離メータ
　３８　温度センサ
　４０，４２　オゾンセンサ
　４４　室温センサ
　５０　ＥＣＵ

Claims (4)

  1. 　車両の走行時に大気の流路が形成される箇所に配置された車両構成部品と、
    　前記車両構成部品に設けられ、活性炭を含むオゾン浄化体と、
    　前記オゾン浄化体の劣化度合いに応じて前記オゾン浄化体を高温化させる浄化機能回復制御を実行する浄化機能回復制御手段と、
    　を備えることを特徴とする車両用大気浄化装置。
  2. 　前記浄化機能回復制御手段は、前記オゾン浄化体の劣化度合いが基準値を超えるまでは、前記浄化機能回復制御の実行を禁止することを特徴とする請求項１に記載の車両用大気浄化装置。
  3. 　大気中のオゾン濃度を取得するオゾン濃度取得手段と、
    　前記オゾン濃度と設定濃度とを比較するオゾン濃度比較手段と、を備え、
    　前記浄化機能回復制御手段は、前記オゾン濃度が設定濃度よりも低い場合は、前記浄化機能回復制御の実行を禁止することを特徴とする請求項１または２に記載の車両用大気浄化装置。
  4. 　前記車両構成部品は、エアコンのコンデンサであり、
    　前記エアコンに対する要求温度と車内温度との温度差が、設定温度範囲外にあるか否かを判定する温度差判定手段を更に備え、
    　前記浄化機能回復制御手段は、前記浄化機能回復制御の実行を開始してから設定時間の経過後における前記温度差が前記設定温度範囲外にある場合は、前記浄化機能回復制御の実行を停止することを特徴とする請求項１乃至３何れか１項に記載の車両用大気浄化装置。
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