JP2005138632A - 車両用空気清浄装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
本発明の目的は、エンジン停止時の高温下において発生するＶＯＣの除去とそのＶＯＣの分解を別々に行なうことで、ＶＯＣを省動力で除去し且つ脱臭フィルタを効率よく再生する車両用空気清浄装置を提供することである。
【解決手段】
本発明に係る車両用空気清浄装置は、送風機１２と、光触媒を担持した脱臭フィルタ１４ｂと、光触媒を活性化する光を照射する光源２２と、光源の作動及び送風機の作動を制御する制御手段２５とを備える。制御手段は、エンジンが停止状態で且つ車室内温度が所定温度以上のとき又は臭気物質が所定濃度以上のときは光源を消灯状態で送風機を作動させる。一方、エンジンが作動状態となると光源を点灯する。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンジン停止時の高温下において、内装材等から発生する揮発性有機化合物（以下、ＶＯＣと表記する）を省動力で除去することが可能な車両用空気清浄装置、車両用空気清浄機能付空調装置に関する。

近年、室内環境において、ＶＯＣに関心が高まっている。自動車でも同様に、ＶＯＣの発生を防止する必要がある。特に炎天下の駐車時は車室内が６０℃にも達し、内装材から発生するＶＯＣの濃度が高くなることがあった（非特許文献を参照のこと。）。

ＶＯＣは活性炭に吸着させて除去する方法が考えられるが、ＶＯＣの総量が多く対応が難しい。このような状況の下、特許文献１には、エンジン停止後に車室内に発生するＶＯＣの除去を目的として車両用空気清浄装置の開示がある。特許文献１の装置は、エンジン停止後、臭気物質の濃度が上がるとファンを回転させて、フィルタに空気浄化を行なわせる際に、作動雰囲気温度に応じて最適な電圧をファンにかけて消費電力を最小限とするものである。具体的には、外気温度又は内気温度が所定温度Ｔ１未満であればファンの作動が保障されないためファンに電圧をかけず、所定温度Ｔ１以上所定温度Ｔ２以下のときは高電圧をかけてファンを高速回転させ、所定温度Ｔ２を超える場合には低電圧をかけてファンを低速回転させることで、消費電力を最小限とするものである。しかし、特許文献１の装置は、ＶＯＣの除去を行なうに際してファンの消費電力を最小限とすることが課題であり、臭気物質を吸着したフィルタの再生については全く考慮されておらず、フィルタの交換サイクルが短いと考えられる。

特許文献２には、光触媒を担持した活性炭に臭気物質を吸着させた後、光触媒に励起光を照射して吸着させた臭気物質を分解して活性炭の再生を図ることが可能な車両用空気清浄装置の開示がある。特許文献２の装置は、清浄運転時には光源を消灯し、送風機を回して光触媒を担持した活性炭に車室内の臭気物質を吸着させる。一方、活性炭の再生時には光源を点灯させながら送風機を回して、送風空気を分解した臭気物質と共に車室外に排気する。特許文献２の装置において、空気清浄時に光源を消灯とし、一方、活性炭の再生時に車室外に送風空気を排気する理由は、分解ガスを車室内に放出させないためである。すなわち、特許文献２の装置は、エンジン停止後に車室内に発生するＶＯＣの除去を目的とするものではなく、また光源の消灯は省動力を目的とするものでもない。さらに、活性炭の再生時には、強制的に分解ガスを含む空気を社外に放出するため、空調制御は別途に設けることが必要であるばかりか、空調作動時に活性炭の再生を行なうと空調制御を大きく乱すこととなる。

国民生活センターによる総ＶＯＣの測定結果。月間「たしかな目」２００３年２月号又はインターネット（ＵＲＬ；ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｋｏｋｕｓｅｎ．ｇｏ．ｊｐ／ｃｇｉ−ｂｉｎ／ｂｙｔｅｓｅｒｖｅｒ．ｐｌ／ＰＤＦ／ｎ−２００３０１０８＿１．ＰＤＦ） 特開平１１−９９８２６号公報 特開２０００−１２７７５６号公報

車両用空気清浄装置、特に空調装置を兼ねる装置では、脱臭フィルタに臭気物質を吸着させると同時に脱臭フィルタに担持させた光触媒を活性化させて、吸着した臭気物質をほぼ同時に分解することが行なわれる。ここで、空気浄化と脱臭フィルタの再生を同時に実現している。そこで、エンジン停止時の高温下において、内装材等から発生するＶＯＣを除去する際、上記と同様に考えに基づいてＶＯＣの吸着と分解をほぼ同時に行なうと、分解するための光照射に大きな電力が消費される。したがってエンジンは停止していることから、別途大容量電源を確保しなければならない。本発明の目的は、エンジン停止時の高温下において内装材等から発生するＶＯＣの除去と、そのＶＯＣの分解、すなわち脱臭フィルタの再生を別々に行なうことで、ＶＯＣを省動力で除去し且つ脱臭フィルタを効率よく再生しうる車両用空気清浄装置を提供することである。

本発明に係る車両用空気清浄装置は、送風機と、光触媒を担持した脱臭フィルタと、前記光触媒を活性化する光を照射する光源とを通気流路に配置し、前記光源の作動及び前記送風機の作動を制御する制御手段を備えた車両用空気清浄装置であって、
前記制御手段は、エンジンが停止状態で且つ車室内温度が所定温度以上のとき又は前記臭気物質が所定濃度以上のときは前記光源を消灯状態で前記送風機を作動させ、エンジンが作動状態となると前記光源を点灯することを特徴とする。

また、本発明に係る車両用空気清浄装置は、車室外空気吸入口に連通している外気導入流路と、車室内空気吸入口に連通している内気導入流路と、外気導入と内気導入との切替えを行なうインテークドアとを有する内外気切換え箱と、該内外気切換え箱から車室内に設けた吹出口に向かって空気流れを形成する通気流路と、該通気流路に設けられ、前記空気流れを形成する送風機と、前記通気流路に設けられ、光触媒を担持した脱臭フィルタと、前記光触媒を活性化する光を前記脱臭フィルタに照射するように前記通気流路内に配置された光源と、前記光源の作動、前記送風機の作動及び前記インテークドアの内外気切換えを制御する制御手段と、を備えた車両用空気清浄装置であって、
前記制御手段は、エンジンが停止状態で、車室内温度が所定温度以上のとき又は前記臭気物質が所定濃度以上のときは、内気導入モードとなるように前記インテークドアの位置を設定し前記送風機を作動させ且つ前記光源を消灯して、車室内の臭気物質を前記脱臭フィルタに吸着させたのち該脱臭フィルタを通過した空気流れを前記吹出口から車室内へ吹き出させ、
エンジンが作動状態のときは、前記送風機を作動させ且つ前記光源を点灯して、前記脱臭フィルタに吸着させた臭気物質を分解すると共に該脱臭フィルタを通過した空気流れを前記吹出口から車室内へ吹き出させることを特徴とする。

本発明に係る車両用空気清浄装置は、送風機と、脱臭フィルタと、該脱臭フィルタに吸着された臭気物質を分解する臭気物質分解手段とを通気流路に配置し、前記臭気物質分解手段の作動及び前記送風機の作動を制御する制御手段を備えた車両用空気清浄装置であって、
前記制御手段は、エンジンが停止状態で且つ車室内温度が所定温度以上のとき又は前記臭気物質が所定濃度以上のときは前記臭気物質分解手段を停止状態で前記送風機を作動させ、エンジンが作動状態となると前記臭気物質分解手段を作動させることを特徴とする。

また、本発明に係る車両用空気清浄装置は、車室外空気吸入口に連通している外気導入流路と、車室内空気吸入口に連通している内気導入流路と、外気導入と内気導入との切替えを行なうインテークドアとを有する内外気切換え箱と、該内外気切換え箱から車室内に設けた吹出口に向かって空気流れを形成する通気流路と、該通気流路に設けられ、前記空気流れを形成する送風機と、前記通気流路に設けられた脱臭フィルタと、該脱臭フィルタに吸着された臭気物質を分解する臭気物質分解手段と、前記臭気物質分解手段の作動、前記送風機の作動及び前記インテークドアの内外気切換えを制御する制御手段と、を備えた車両用空気清浄装置であって、
前記制御手段は、エンジンが停止状態で、車室内温度が所定温度以上のとき又は前記臭気物質が所定濃度以上のときは、内気導入モードとなるように前記インテークドアの位置を設定し前記送風機を作動させ且つ前記臭気物質分解手段を停止させ、車室内の臭気物質を前記脱臭フィルタに吸着させたのち該脱臭フィルタを通過した空気流れを前記吹出口から車室内へ吹き出させ、
エンジンが作動状態のときは、前記送風機及び前記臭気物質分解手段を作動させて、前記脱臭フィルタに吸着させた臭気物質を分解すると共に該脱臭フィルタを通過した空気流れを前記吹出口から車室内へ吹き出させることを特徴とする。ここで、前記臭気物質分解手段は、イオン発生器、コロナ放電器、プラズマ発生器又はラジカル発生器であることが好ましい。脱臭方法として、光触媒による脱臭のみならず、プラズマ脱臭、コロナ放電脱臭又はラジカル脱臭等の脱臭手法を適用した車両用空気清浄装置を提供するものである。

本発明に係る車両用空気清浄装置では、クーラユニット及びヒータユニットを設け、前記脱臭フィルタに吸着させた臭気物質の分解は、車室内の空調時に行なうことが好ましい。空気清浄装置を空調装置と別途の装置とすることなく一体化させ、車室空調時における排気ガスやタバコなどの空気質汚染物質の脱臭・分解と、エンジン停止時に吸着したＶＯＣの分解とを同時に行なうことが可能な空調機能を備えた車両用空気清浄装置を提供するものである。

また、本発明に係る車両用空気清浄装置では、前記送風機の駆動用電源である太陽電池と、エンジンが停止状態で、車室内温度が所定温度以上のとき又は前記臭気物質が所定濃度以上のときは前記送風機の電源を前記太陽電池とし、エンジンが作動状態のときは前記送風機の電源を車載バッテリとする電源切換え手段と、を設けることが好ましい。ＶＯＣの発生が炎天下のときに多いことに着目して、送風機の動力源として太陽電池を使用する車両用空気清浄装置を提供するものである。

さらに本発明に係る車両用空気清浄装置では、前記送風機の駆動用電源を車載バッテリとし、エンジンが停止状態で、車室内温度が所定温度以上又は前記臭気物質が所定濃度以上において、前記送風機の駆動後前記車載バッテリの電圧が所定電圧以下となったとき或いは前記送風機の駆動後所定時間を経過したときに前記送風機の駆動を停止する停止手段を設けることが好ましい。車載バッテリを電源とする場合に、バッテリ上がりを防止した車両用空気清浄装置を提供するものである。

また、本発明に係る車両用空気清浄装置では、新車新規登録からの年数若しくは走行距離が長くなるにつれて、車室内温度の前記所定温度を高い側に補正する所定温度設定補正手段を設けることが好ましい。ＶＯＣの発生量が新車新規登録からの年数（車齢）と共に少なくなることに着目して、ＶＯＣの発生量に応じてＶＯＣの除去能力を調整することが可能な車両用空気清浄装置を提供するものである。

本発明に係る車両用空気清浄装置では、前記臭気物質は、内装材から発生する揮発性有機化合物（ＶＯＣ）であることが好ましい。

本発明、エンジン停止時の高温下において内装材等から発生するＶＯＣの除去と、そのＶＯＣの分解、すなわち脱臭フィルタの再生を別々に行なうことで、ＶＯＣを省動力で除去し且つ脱臭フィルタを効率よく再生しうる。省動力で作動するシステムであるから、車室内のＶＯＣの濃度を長時間低く維持できる。

以下、本発明について実施形態を示しながら詳細に説明するが本発明はこれらの記載に限定して解釈されない。図１〜図１０を参照しながら本実施形態に係る車両用空気清浄装置について説明する。
（第１実施形態：臭気物質を光触媒により分解する空気清浄装置）

図１は本実施形態に係る車両用空気清浄装置１００の一形態を示す概略図である。本実施形態に係る車両用空気清浄装置１００は、通気流路５，６，７を形成する本体ケース１７の先端側に配置され、外気導入又は内気導入を行なう内外気切換え箱３と、通気流路５内に設けられ、本体ケース１７内の空気流れ１１，１３，１６，１９，２０を形成する送風機１２と、通気流路６に設けられ、フィルタユニット１４と、光触媒を活性化する光をフィルタユニット１４のフィルタ面に照射するように通気流路６内に配置された光源２２と、通気流路６に設けられたエバポレータ１５と、通気流路７に設けられたエアミックスドア１８及びヒータコア２１と、を備える。さらに車両用空気清浄装置１００は、光源２２の作動、送風機１２の作動及びインテークドア１０の内外気切換えを制御する制御手段２５を備える。通気流路７の下流側には、車室内に設けた吹出口（不図示）が設けられている。

内外気切換え箱３は、車室外空気吸入口９ｂに連通している外気導入流路２と、車室内空気吸入口９ａに連通している内気導入流路１と、外気導入と内気導入との切替えを行なうインテークドア１０とからなり、内気若しくは外気若しくは内外気混合空気を空気流れ１１として送風機１２に送る。インテークドアはサーボモータ等のインテークドア作動手段２７により所望のドア位置へ動かす。

送風機１２は、スクロールケーシング、羽根車（ファン）、モータの３つの部分で構成され、送風機作動手段２８によりファン回転速度を制御する。これにより通気流路５，６，７内の空気通風量を可変とすることが出来る。回転数の制御方式は、レジスタ切換え方式、パワートランジスタ電圧制御、パワートランジスタＰＷＭ制御があり、きめ細かい制御を行なうためにはパワートランジスタ電圧制御、パワートランジスタＰＷＭ制御が好ましい。送風機１２の駆動源は、車載バッテリ（図１で電源１と表記）を電源３１とする。本実施形態では、エンジン停止中の送風機１２の電源３１として太陽電池（図１で電源２と表記）を設けても良い。このとき、電源３１として電源１とするか電源２とするかの切換えを行なうために電源切換え手段３０を設けることが好ましい。なお、図１では送風機は、遠心式のシロッコファンを示したが、ターボファンであっても良く、さらに貫流式送風機であっても良い。

フィルタユニット１４は空気を浄化するためのものであり、フィルタ面が覆われないようにフィルタ端部を固定するフィルタ枠に、集塵フィルタ１４ａと脱臭フィルタ１４ｂとを組み合わせて組み込んでいる。集塵フィルタ１４ａと脱臭フィルタ１４ｂのフィルタ材質は特に制限はないが、紙質材料、樹脂材料等の繊維質材料により形成する。また樹脂等の不織布であることが好ましい。フィルタ径は、塵埃物質や臭気物質の捕捉効率並びに通気抵抗の関係から最適なものを選択し、本発明はフィルタ径に制限されない。またフィルタ枠の材質は特に制限はないが、ポリプロピレン等の樹脂で成形したものが好ましい。

脱臭フィルタ１４ｂには、活性炭、ゼオライト、シリカゲルなどの粉末からなる吸着剤と、酸化チタンや酸化亜鉛などの金属酸化物の粉末からなる光触媒とが担持されている。吸着剤粉末は活性炭が好ましい。光触媒は、吸着剤と混合したもので、混合方法としてはスプレー法や吸着剤と混合する方法などが例示できる。脱臭フィルタ１４ｂの光触媒に紫外線が照射されることによって、吸着水からＯＨラジカルが発生する。このＯＨラジカルの強酸化力によって、脱臭フィルタ１４ｂの吸着剤に吸着されている臭気物質が分解され、吸着剤が再生される。

図１では集塵フィルタ１４ａと脱臭フィルタ１４ｂとを別体として重ね合わせた構造としているので、それぞれの交換時期に合わせてフィルタを交換することが可能となる。例えば、集塵フィルタを４００時間（１年使用相当）で交換し、脱臭フィルタを１２００時間（３年使用相当）で交換する。この場合、脱臭フィルタ１４ｂは、集塵フィルタ１４ａで空気中の塵埃を捕捉した後の空気について、臭気物質を吸着して除去することとなる。集塵フィルタ１４ａにより塵埃を除去することで、脱臭フィルタ１４ｂには臭気物質のみを捕捉させることができるため、脱臭を高効率とすることができる。

なお、集塵フィルタ１４ａを設けずに脱臭フィルタ１４ｂのみからなるフィルタとしても良い。ただし自動車の車室内には、浮遊粒子状物質（ＳＰＭ）やタバコなどの粒子状の空気質汚染物質、ディーゼル車追従走行時や工場周辺走行時に感じる悪臭ガス、カビ菌や化膿菌等の浮遊性微生物が存在しているため、これらを除去したいとの要望が年々増加しているため、脱臭フィルタによる脱臭効果に加えて集塵フィルタによる集塵効果を付加させた図１に示す集塵脱臭フィルタとすることが望ましい。

さらに、これらのフィルタ１４ａ，１４ｂはフィルタ面積を大きくしフィルタ寿命の長寿命化を図るためにプリーツ状に加工されていることが好ましい。このとき、集塵フィルタ１４ａと脱臭フィルタ１４ｂのプリーツ形状を同一形状とし且つそれぞれ接するようにすることが好ましく、フィルタユニット１４の厚さを薄くすることが出来る。なお、フィルタ枠を本体ケース１７に着脱自在に固定するために、フィルタ枠に係止爪（不図示）を設けることが好ましい。これにより各種フィルタの保守又は交換が容易となる。また、フィルタユニット１４は複数に分割して並列に配置しても良い。

次に光触媒を活性化する光を照射する光源２２について説明する。光源２２は紫外線照射用の管状ランプであり、水銀灯、陰極管（ＣＦＬ）、ブラックライト、冷陰極管（ＣＣＦＬ）又はキセノン外面電極ランプを用いることができる。管状ランプの形状は直管形状のほか、環形状であっても良い。脱臭フィルタ１４ｂが全面照射される位置に光源２２を配置することが好ましい。例えば、脱臭フィルタ１４ｂのプリーツの山・谷の折目を横断する方向に管状ランプを配置することで、プリーツによる影の発生を防止できる。このとき、フィルタ面の中央、端部のいずれに配置しても良いが、光源が通気抵抗とならないように通気流路の隅部分に配置することが好ましい。光源２２は複数配置しても良い。また、光源２２は管状ランプではなく、紫外線照射の発光ダイオード素子（ＬＥＤ）を複数配置した光源としても良い。基板上にＬＥＤを配置することで、線光源、環光源、面光源が得られる。ＬＥＤは光触媒を活性化させる波長の光を照射する。発光ダイオード素子には水銀が含まれないので、処理が容易でもある。発光ダイオード素子は、例えば３８０〜３８３ｎｍ（放射束２．３ｍＷ、放射強度５．４ｍＷ／ｓｒ）或いは３８３〜３８６ｎｍ（放射束２．６ｍＷ、放射強度５．７ｍＷ／ｓｒ）或いは３８６〜３８９ｎｍ（放射束３．５ｍＷ、放射強度７．７ｍＷ／ｓｒ）等の波長の光を照射するものを用いる。これにより、光触媒を効率よく活性化させることができる。

光源２２は安定器、点灯回路を含み、光源作動手段２９によりオン−オフの制御がなされる。光源作動手段２９はスイッチ等を含む。車載バッテリを電源として光源を点灯させる。

エバポレータ１５は、空調の冷凍サイクルを構成する。冷凍サイクルは、少なくとも、気化状態の冷媒を圧縮して吐出するコンプレッサ（不図示）と、コンプレッサから吐出された冷媒を冷却し冷媒を凝縮するコンデンサ（不図示）と、コンデンサで凝縮した冷媒を絞り作用により気液混合体にする膨張弁（不図示）と、膨張弁で気液混合体となった冷媒の蒸発熱により空気を冷却除湿するエバポレータ１５とを備える。

ヒータコア２１は、エンジンの冷却水を熱源とし、エバポレータ１５を通過し除湿された冷却空気を加熱する。

エアミックスドア１８は、エバポレータ１５を通過し冷却除湿された空気流れ１９とヒータコア２１を通過した空気流れ２０とを所望の割合で混合するためのドアである。空気流れ１９と空気流れ２０はダクト内で混合された後、ベント吹出し口（不図示）、サイドベント吹出し口（不図示）若しくはソフトディフージョン吹出し口（不図示）、又はフット吹出し口（不図示）等から車室内へ吐出される。

制御手段２５は、エンジンの停止時に、内気温度センサ２３又はＶＯＣセンサ（ガスセンサ）２４の信号により光源２２を消灯状態で送風機１２を作動させ、エンジンの作動時に、光源２２を点灯することを特徴とする。制御手段２５は、内気温度センサ２３より車室内温度情報を入力する。内気温度センサ２３は、空調用の内気温度センサを使用しても良いし、別途設けてもよい。車室内温度情報を制御手段２５に入力する理由は、内装材から放出されるＶＯＣの濃度は車室内温度と相関関係があるため、車室内温度情報によりＶＯＣの濃度を推定できるからである。また、制御手段２５はエンジン回転数情報をエンジンＥＣＵ２６より入力し、エンジン回転数情報によりエンジンの作動・停止を判断する。さらに制御手段２５は、エンジンの作動・停止、車室内温度情報に基づいて、インテークドア作動手段２７に内気導入又は外気導入の切り換えをさせるための信号を出力し、送風機作動手段２８に送風機１２のオフ又は所望のファン回転数でのオンの動作をさせるための信号を出力し、さらに光源作動手段２９に光源２２のオン又はオフの動作をさせるための信号を出力する。また、電源３１として車載バッテリ（電源１）の他に太陽電池（電源２）を搭載したときは、エンジンの作動・停止、車室内温度情報に基づいて送風機１２の電源を切り換えるために電源切り替え手段３０へ車載バッテリ（電源１）か或いは太陽電池（電源２）の切換えをさせるための信号を出力する。

なお、図１に示した車両用空気清浄装置１００は、炎天下で発生する臭気物質、特にＶＯＣの濃度を内気温度センサ２３により測定した車室内温度情報により判定するシステムを示したが、図２に示すように内気温度センサ２３の代わりにＶＯＣセンサ２４を設置してＶＯＣ濃度を測定して、制御手段２５へＶＯＣ濃度情報を出力しても良い。図２はＶＯＣセンサを設置したときの本実施形態に係る車両用空気清浄装置２００の一形態を示す概略図である。

次に、図１、図３及び図４を参照しながら車両用空気清浄装置１００の制御について説明する。ここで、送風機１２の電源が車載バッテリ（電源１）のみの場合について説明する。図３は本実施形態に係る車両用空気清浄装置１００の作動を示すフローチャートである。図４は本実施形態に係る車両用空気清浄装置１００の作動状態を示す概略図であり、（ａ）は脱臭作動中、（ｂ）は脱臭フィルタに吸着した臭気物質の分解中を示す。エンジンＥＣＵ２６からエンジンの作動状態を判断し（ステップＳ１）、オフの場合は内気温度センサ２３の値で車室内温度が４０℃以上であるか否かの判断を行なう（ステップＳ２）。車室内温度が４０℃未満であるときはファン作動オフ（ステップＳ７）としたままで、ステップＳ１に戻る。車室内温度が４０℃以上である場合は、バッテリ電圧センサ（不図示）の示す車載バッテリの電圧が１２ｅＶ以上であるか否かの判断を行なう（ステップＳ３）。車載バッテリの電圧が１２ｅＶ未満の場合は、バッテリ上がりを防止するためファン作動オフ（ステップＳ７）としたままで、ステップＳ１に戻る。一方、車載バッテリの電圧が１２ｅＶ以上の場合は、インテークドア作動手段２７によりインテークドア１０をＲＥＣモードとする（ステップＳ４）。次に送風機作動手段２８により送風機１２のファンを回す（ステップＳ５）。これにより図４（ａ）に示すように車室内の空気が内気循環すると共に、脱臭フィルタにＶＯＣ等の臭気物質が吸着される。次に車載バッテリの電圧が１１ｅＶ未満であるか否かの判断を行なう（ステップＳ６）。車載バッテリの電圧が１１ｅＶ未満の場合は、バッテリ上がりを防止するためファンをオフとする（ステップＳ７）。一方、車載バッテリの電圧が１１ｅＶ以上の場合は、ステップ１に戻る。

エンジンオンとなった場合（ステップＳ１）、エアコンＥＣＵ（不図示）からのエアコン情報によりエアコンのオン-オフの判断を行なう（ステップＳ８）。エアコンがオンの場合には送風機作動手段２８によりファンを作動させると共に光源作動手段２９により光源２２を点灯させる（ステップＳ９）。このとき図４（ｂ）に示すように、吸着したＶＯＣ等の臭気物質の分解が行なわれるとともにエアコンＥＣＵにより空調制御がなされる。したがって、インテークドア１０は、内気導入又は外気導入のいずれでも良い。このとき脱臭フィルタを通過した空気流れが吹出口（不図示）から車室内へ吹き出す。そしてエアコンがオフの場合（ステップＳ８）には、送風機作動手段２８によりファンを停止させると共に、光源作動手段２９により光源２２を消灯させる（ステップＳ１０）。そしてステップＳ１に戻る。

次に、図２と図５を参照しながら車両用空気清浄装置２００の制御について説明する。ここでも送風機１２の電源が車載バッテリ（電源１）のみの場合について説明する。図５は本実施形態に係る車両用空気清浄装置２００の作動を示すフローチャートである。図５は図３と比較して、ステップＳ２以外は同様である。ステップＳ２では、車室内のＶＯＣ濃度をＶＯＣセンサ２４より測定し、判断している。ステップＳ２において、ＶＯＣ濃度が０．４μｇ／ｍ^３未満であるときは、ファン作動オフ（ステップＳ７）としたままで、ステップＳ１に戻る。一方、ＶＯＣ濃度が０．４μｇ／ｍ^３以上であるときは、ステップＳ３に進む。

図３又は図５に示したフローにおいて、車載バッテリの電圧の１２ｅＶ、１１ｅＶの値は例示であり、必要なバッテリ電圧並びにバッテリ上がりを考慮して適宜変更が可能である。また、図３における車室内温度の４０℃、図５におけるＶＯＣ濃度の０．４μｇ／ｍ^３は例示であり、適宜変更が可能である。図６に示すように車室内温度と内装材等から発生するＶＯＣはきわめて相関がある。車室内温度によりＶＯＣ発生量を把握することができ、車室内温度を基準としてファンの作動のオン−オフを決めることができる。なお、ＶＯＣ濃度０．４μｇ／ｍ^３なる基準は厚生労働省指針値である。

図７は本実施形態に係る車両用空気清浄装置１００の作動を示す第２のフローチャートである。図７において、ステップＳ６をファン作動時間により判断している。すなわち、ファン作動時間が３時間以上のときは、ステップＳ７に進み、ファン作動時間が３時間未満のときは、ステップＳ１に戻る。すなわち、送風機１２の駆動用電源を車載バッテリとし、エンジンが停止状態で、車室内温度が所定温度以上のとき送風機１２を駆動させて送風機１２の駆動後、所定時間を経過したときに、送風機１２の駆動を停止する停止手段（不図示）を設けている。停止手段２５は、例えば、制御手段２５へ送風機１２の駆動時間を出力するタイマーを有し、タイマーから得た駆動時間情報に基づいて制御手段２５が送風機作動手段２８にファンのオフを出力する内部回路を有する。

図７のフローチャートにおいてファン作動時間の基準を３時間としたが、炎天下となる時間を考慮して適宜変更しても良い。

図３、図５又は図７に示したフローを経ることで、エンジン停止時の高温下において内装材等から発生するＶＯＣの除去と、そのＶＯＣの分解、すなわち脱臭フィルタの再生を別々に行なうこととなる。これらを別々に行なうことで、ＶＯＣの除去時は光源２２が消灯しているため省動力であり、脱臭フィルタの再生時は車両運転時と一致するため、運転時の空気清浄とあわせて脱臭フィルタの再生が行なわれることとなる。ＶＯＣの除去時は省動力で作動するシステムであるから、車載バッテリを送風機１２の電源としても車室内のＶＯＣの濃度を長時間低く維持できる。

図１又は図２に示した装置のようにクーラユニット及びヒータユニットを設けることがより好ましい。図３、図５又は図７に示した制御法のように、車室内の空調時に脱臭フィルタに吸着させた臭気物質の分解を行なうことで、空調制御を乱すこともない。

次に送風機１２の電源が車載バッテリ（電源１）及び太陽電池（電源２）である場合について、図１、図４及び図８を参照しながら車両用空気清浄装置１００の制御について説明する。図８は本実施形態に係る車両用空気清浄装置１００の作動を示す第３のフローチャートである。エンジンＥＣＵ２６からエンジンの作動状態を判断し（ステップＳ２１）、オフの場合は内気温度センサ２３の値で車室内温度が４０℃以上であるか否かの判断を行なう（ステップＳ２２）。車室内温度が４０℃未満であるときはファン作動をオフとして（ステップＳ２６）、ステップＳ２１に戻る。車室内温度が４０℃以上である場合は、電源切り換え手段３０により送風機の電源３１を電源１から電源２に切り換える（ステップＳ２３）。次にインテークドア作動手段２７によりインテークドア１０をＲＥＣモードとする（ステップＳ２４）。次に送風機作動手段２８により送風機１２のファンを回し（ステップＳ２５）、ステップＳ２１に戻る。これにより図４（ａ）に示すように車室内の空気が内気循環すると共に、脱臭フィルタにＶＯＣ等の臭気物質が吸着される。

エンジンオンとなった場合（ステップＳ２１）、電源切り換え手段３０により送風機の電源３１を電源２から電源１に切り換える（ステップＳ２７）。次にエアコンＥＣＵ（不図示）からのエアコン作動情報によりエアコンのオン-オフの判断を行なう（ステップＳ２８）。エアコンがオンの場合には送風機作動手段２８によりファンを作動させると共に光源作動手段２９により光源２２を点灯させる（ステップＳ２９）。このとき図４（ｂ）に示すように、吸着したＶＯＣ等の臭気物質の分解が行なわれるとともにエアコンＥＣＵにより空調制御がなされる。したがって、インテークドア１０は、内気導入又は外気導入のいずれでも良い。このとき脱臭フィルタを通過した空気流れが吹出口（不図示）から車室内へ吹き出す。そしてエアコンがオフとされた場合（ステップＳ２８）には、送風機作動手段２８によりファンを停止させると共に、光源作動手段２９により光源２２を消灯させる（ステップＳ３０）。そしてステップＳ２１に戻る。

図８のフローにおいて、車室内のＶＯＣ濃度の判断基準として車室内温度を測定する場合を示したが、図５のフローで示した場合と同様にＶＯＣセンサの値により車室内のＶＯＣ濃度を判断しても良い。太陽電池を送風機１２の駆動電源としたため、車載バッテリ上がりの心配がない。

ところで、内装材から発生するＶＯＣは、新車時が最も多く、新車新規登録からの年数（車齢）を重ねるにつれて減少する。そこで、図３、図５、図７又は図８における車室内温度の基準温度又はＶＯＣ濃度について、新車新規登録からの年数若しくは走行距離が長くなるにつれて、車室内温度の所定温度を高い側に補正してもよい。例えば新車時は車室内温度の所定温度を３５℃、２年後に車室内温度の所定温度を４０℃というように補正する。したがって、図１の車両用空気清浄装置１００において、車室内温度を補正する所定温度設定補正手段（不図示）を設けることが好ましい。例えば、車齢入力手段を設け、車齢により制御手段２５に設定した車室内温度の所定温度を補正する。これにより、車齢が長い車両において、臭気物質の除去のときに、過剰にファンを回すことがないため、より省動力とすることができる。

本発明に実施形態では、臭気物質として、内装材から発生するＶＯＣを想定している。ＶＯＣとしては、トルエン、エチルベンゼン、キシレン、デカナールなどさまざまな物質がある。
（第２実施形態：臭気物質をプラズマ等の臭気物質除去手段により分解する空気清浄装置）

図９は本実施形態に係る車両用空気清浄装置３００の一形態を示す概略図である。臭気物質をプラズマ等の臭気物質除去手段により分解する空気清浄装置であり、車両用空気清浄装置１００との差異点を中心に説明する。本実施形態に係る車両用空気清浄装置３００は、図１の車両用空気清浄装置１００と比較して、光源２２の代わりに臭気物質分解手段４０を設け、光源作動手段２９の代わりに臭気物質分解作動手段４１を設けたところが異なる。また、フィルタユニット１４の構成が異なる。それ以外については同様である。制御手段２５は、臭気物質分解手段４０の作動、送風機１２の作動及びインテークドア１０の内外気切換えを制御する。

フィルタユニット１４は、臭気物質分解手段４０をフィルタユニット１４に対して空気流れ１３の上流側に設けたため、脱臭フィルタ１４ｂ、集塵フィルタ１４ａの順に配列している。集塵フィルタ１４ａを設けずに脱臭フィルタ１４ｂのみからなるフィルタとしても良い。脱臭フィルタには光触媒を担持させず、活性炭等の吸着物質を担持させている。

次に臭気物質分解手段４０について説明する。臭気物質分解手段４０は、イオン発生器、コロナ放電器、プラズマ発生器又はラジカル発生器である。イオン発生器により陽イオンや陰イオンのイオン種を発生させ、脱臭物質の酸化分解を行なう。またコロナ放電器により放電を起こさせて脱臭物質の酸化分解を行なってもよい。また、プラズマ発生器により低温プラズマを発生させ、脱臭物質の酸化分解を行なってもよい。また、ラジカル発生器により、ラジカル種を発生させ、脱臭物質の酸化分解を行なってもよい。臭気物質分解手段４０は、臭気物質分解作動手段４１によりオン−オフの制御がなされる。臭気物質分解作動手段４１は、臭気物質分解手段４０を作動させるためのオン−オフのスイッチ等を含む。

イオン種、低温プラズマ、ラジカル、コロナ放電は、空気を伝達媒体とするため、臭気物質分解手段４０は脱臭フィルタ１４ｂに対して空気流れ上流側に設置することが好ましい。脱臭フィルタ１４ｂのフィルタ面に対しての臭気物質分解手段４０の設置場所は、イオン種、低温プラズマ、ラジカル、コロナ放電が伝達される場所であればいずれの場所でも良いが、通気抵抗とならない通気流路６の隅に配置することが好ましい。

制御手段２５は、エンジンの作動・停止、車室内温度情報に基づいて、インテークドア作動手段２７に内気導入又は外気導入の切り換えをさせるための信号を出力し、送風機作動手段２８に送風機１２のオン又はオフの動作をさせるための信号を出力し、さらに臭気物質分解作動手段４１に臭気物質分解手段４０のオン又はオフの動作をさせるための信号を出力する。それ以外の要素については、図１の車両用空気清浄装置１００の場合と同様である。

なお、図９に示した車両用空気清浄装置３００は、炎天下で発生する臭気物質、特にＶＯＣの濃度を内気温度センサ２３により測定した車室内温度情報により判定するシステムを示したが、図２に示す車両用空気清浄装置２００と同様に、内気温度センサ２３の代わりにＶＯＣセンサ２４を設置してＶＯＣ濃度を測定して、制御手段２５へＶＯＣ濃度情報を出力しても良い。

次に、図９及び図１０を参照しながら車両用空気清浄装置３００の制御について説明する。ここで、送風機１２の電源が車載バッテリ（電源１）のみの場合について説明する。図１０は本実施形態に係る車両用空気清浄装置３００の作動を示すフローチャートである。エンジンＥＣＵ２６からエンジンの作動状態を判断し（ステップＳ４１）、オフの場合は内気温度センサ２３の値で車室内温度が４０℃以上であるか否かの判断を行なう（ステップＳ４２）。車室内温度が４０℃未満であるときはファン作動をオフとしたまま（ステップＳ４７）、ステップＳ４１に戻る。車室内温度が４０℃以上である場合は、バッテリ電圧センサ（不図示）の示す車載バッテリの電圧が１２ｅＶ以上であるか否かの判断を行なう（ステップＳ４３）。車載バッテリの電圧が１２ｅＶ未満の場合は、バッテリ上がりを防止するためファン作動をオフとして（ステップＳ４７）、ステップＳ４１に戻る。一方、車載バッテリの電圧が１２ｅＶ以上の場合は、インテークドア作動手段２７によりインテークドア１０をＲＥＣモードとする（ステップＳ４４）。次に送風機作動手段２８により送風機１２のファンを回す（ステップＳ４５）。これにより車室内の空気が内気循環すると共に、脱臭フィルタにＶＯＣ等の臭気物質が吸着される。次に車室内温度が４０℃以上である場合は車載バッテリの電圧が１１ｅＶ未満であるか否かの判断を行なう（ステップＳ４６）。車載バッテリの電圧が１１ｅＶ未満の場合は、バッテリ上がりを防止するためファンをオフとし（ステップＳ４７）、ステップＳ４１に戻る。一方、車載バッテリの電圧が１１ｅＶ以上の場合は、車載バッテリの残量に余裕があるため、ステップＳ４１に戻る。

エンジンオンとなった場合（ステップＳ４１）、エアコンＥＣＵ（不図示）からのエアコン作動情報によりエアコンのオン-オフの判断を行なう（ステップＳ４８）。エアコンがオンの場合には送風機作動手段２８によりファンを作動させると共に臭気物質分解作動手段４１により臭気物質分解手段４０を作動させ、低温プラズマ、イオン種、コロナ放電又はラジカル種を発生させる（ステップＳ４９）。このとき吸着したＶＯＣ等の臭気物質の分解が行なわれるとともにエアコンＥＣＵにより空調制御がなされる。したがって、インテークドア１０は、内気導入又は外気導入のいずれでも良い。このとき脱臭フィルタを通過した空気流れが吹出口（不図示）から車室内へ吹き出す。そしてエアコンがオフとされた場合（ステップＳ４８）には、送風機作動手段２８によりファンを停止させると共に、臭気物質分解作動手段４１により臭気物質分解手段４０をオフとして、低温プラズマ、イオン種、コロナ放電又はラジカル種の発生を停止させる（ステップＳ５０）。そしてステップＳ４１に戻る。

本実施形態に係る車両用空気清浄装置３００においても、車両用空気清浄装置１００，２００と同様に、車室内のＶＯＣ濃度をＶＯＣセンサ２４より測定し、判断しても良く、ステップＳ４６をファン作動時間により判断してもよく、クーラユニット及びヒータユニットを設けても良く、送風機１２の電源として車載バッテリ（電源１）及び太陽電池（電源２）を設けてもよく、車室内温度を補正する所定温度設定補正手段（不図示）を設けても良い。そして、エンジン停止時の高温下において内装材等から発生するＶＯＣの除去と、そのＶＯＣの分解、すなわち脱臭フィルタの再生を別々に行なうこととなり、省動力で作動するシステムとすることができる。したがって、車載バッテリを送風機１２の電源としても車室内のＶＯＣの濃度を長時間低く維持できる。

新車に車両用空気清浄装置１００を載せ、光源２２をオンとせずに送風機１２を回し、炎天下６０℃としたときの風洞実験における車室内のＶＯＣ濃度の経時変化を調べた。結果を図１１に示した。ファンを作動させないときは、エンジン停止・密室として測定開始後、１５分間でＶＯＣ濃度０．４μｇ／ｍ^３を超え、その後も増加した。一方、ファンを作動させた場合には、測定開始後３５０分間を超えたときにおいてもＶＯＣ濃度０．３５μｇ／ｍ^３以下を維持していた。そして、エアコン作動時に光源２２を点灯して、脱臭フィルタを再生した。そして２回目の炎天下６０℃相当のＶＯＣ濃度測定においても同様の結果を得た。

本実施形態に係る車両用空気清浄装置１００の一形態を示す概略図である。 本実施形態に係る車両用空気清浄装置２００の一形態を示す概略図である。 本実施形態に係る車両用空気清浄装置１００の作動を示すフローチャートである。 本実施形態に係る車両用空気清浄装置の作動状態を示す概略図であり、（ａ）は脱臭作動中、（ｂ）は脱臭フィルタに吸着した臭気物質の分解中を示す。 本実施形態に係る車両用空気清浄装置２００の作動を示すフローチャートである。 車室内温度と内装材等から発生するＶＯＣ濃度との相関関係を示すグラフである。 本実施形態に係る車両用空気清浄装置１００の作動を示す第２のフローチャートである。 本実施形態に係る車両用空気清浄装置１００の作動を示す第３のフローチャートである。 本実施形態に係る車両用空気清浄装置３００の一形態を示す概略図である。 本実施形態に係る車両用空気清浄装置３００の作動を示すフローチャートである。 風洞実験におけるエンジン停止時の新車の車室内のＶＯＣ濃度の経時変化を示すグラフであり、ファンオンの場合とファンオフの場合とを示している。

符号の説明

１，内気導入流路
２，外気導入流路
３，内外気切換え箱
５，６，７，通気流路
９，空気吸入口
９ａ，車室外空気吸入口
９ｂ，車室外空気吸入口
１０，インテークドア
１１，１３，１６，１９，２０，空気流れ
１２，送風機
１４，フィルタユニット
１４ａ，集塵フィルタ
１４ｂ，脱臭フィルタ
１５，エバポレータ
１７，ケース
１８，エアミックスドア
２１，ヒータコア
２２，光源
３１，電源
４０，臭気物質分解手段
１００，２００，３００，車両用空調装置

Claims (10)

1. 送風機と、光触媒を担持した脱臭フィルタと、前記光触媒を活性化する光を照射する光源とを通気流路に配置し、前記光源の作動及び前記送風機の作動を制御する制御手段を備えた車両用空気清浄装置であって、
   前記制御手段は、エンジンが停止状態で且つ車室内温度が所定温度以上のとき又は前記臭気物質が所定濃度以上のときは前記光源を消灯状態で前記送風機を作動させ、エンジンが作動状態となると前記光源を点灯することを特徴とする車両用空気清浄装置。
2. 車室外空気吸入口に連通している外気導入流路と、車室内空気吸入口に連通している内気導入流路と、外気導入と内気導入との切替えを行なうインテークドアとを有する内外気切換え箱と、
   該内外気切換え箱から車室内に設けた吹出口に向かって空気流れを形成する通気流路と、
   該通気流路に設けられ、前記空気流れを形成する送風機と、
   前記通気流路に設けられ、光触媒を担持した脱臭フィルタと、
   前記光触媒を活性化する光を前記脱臭フィルタに照射するように前記通気流路内に配置された光源と、
   前記光源の作動、前記送風機の作動及び前記インテークドアの内外気切換えを制御する制御手段と、を備えた車両用空気清浄装置であって、
   前記制御手段は、エンジンが停止状態で、車室内温度が所定温度以上のとき又は前記臭気物質が所定濃度以上のときは、内気導入モードとなるように前記インテークドアの位置を設定し前記送風機を作動させ且つ前記光源を消灯して、車室内の臭気物質を前記脱臭フィルタに吸着させたのち該脱臭フィルタを通過した空気流れを前記吹出口から車室内へ吹き出させ、
   エンジンが作動状態のときは、前記送風機を作動させ且つ前記光源を点灯して、前記脱臭フィルタに吸着させた臭気物質を分解すると共に該脱臭フィルタを通過した空気流れを前記吹出口から車室内へ吹き出させることを特徴とする車両用空気清浄装置。
3. 送風機と、脱臭フィルタと、該脱臭フィルタに吸着された臭気物質を分解する臭気物質分解手段とを通気流路に配置し、前記臭気物質分解手段の作動及び前記送風機の作動を制御する制御手段を備えた車両用空気清浄装置であって、
   前記制御手段は、エンジンが停止状態で且つ車室内温度が所定温度以上のとき又は前記臭気物質が所定濃度以上のときは前記臭気物質分解手段を停止状態で前記送風機を作動させ、エンジンが作動状態となると前記臭気物質分解手段を作動させることを特徴とする車両用空気清浄装置。
4. 車室外空気吸入口に連通している外気導入流路と、車室内空気吸入口に連通している内気導入流路と、外気導入と内気導入との切替えを行なうインテークドアとを有する内外気切換え箱と、
   該内外気切換え箱から車室内に設けた吹出口に向かって空気流れを形成する通気流路と、
   該通気流路に設けられ、前記空気流れを形成する送風機と、
   前記通気流路に設けられた脱臭フィルタと、
   該脱臭フィルタに吸着された臭気物質を分解する臭気物質分解手段と、
   前記臭気物質分解手段の作動、前記送風機の作動及び前記インテークドアの内外気切換えを制御する制御手段と、を備えた車両用空気清浄装置であって、
   前記制御手段は、エンジンが停止状態で、車室内温度が所定温度以上のとき又は前記臭気物質が所定濃度以上のときは、内気導入モードとなるように前記インテークドアの位置を設定し前記送風機を作動させ且つ前記臭気物質分解手段を停止させ、車室内の臭気物質を前記脱臭フィルタに吸着させたのち該脱臭フィルタを通過した空気流れを前記吹出口から車室内へ吹き出させ、
   エンジンが作動状態のときは、前記送風機及び前記臭気物質分解手段を作動させて、前記脱臭フィルタに吸着させた臭気物質を分解すると共に該脱臭フィルタを通過した空気流れを前記吹出口から車室内へ吹き出させることを特徴とする車両用空気清浄装置。
5. 前記臭気物質分解手段は、イオン発生器、コロナ放電器、プラズマ発生器又はラジカル発生器であることを特徴とする請求項３又は４記載の車両用空気清浄装置。
6. クーラユニット及びヒータユニットを設け、前記脱臭フィルタに吸着させた臭気物質の分解は、車室内の空調時に行なうことを特徴とする請求項１、２、３、４又は５記載の車両用空気清浄装置。
7. 前記送風機の駆動用電源である太陽電池と、
   エンジンが停止状態で、車室内温度が所定温度以上のとき又は前記臭気物質が所定濃度以上のときは前記送風機の電源を前記太陽電池とし、エンジンが作動状態のときは前記送風機の電源を車載バッテリとする電源切換え手段と、
   を設けたことを特徴とする請求項１、２、３、４、５又は６記載の車両用空気清浄装置。
8. 前記送風機の駆動用電源を車載バッテリとし、
   エンジンが停止状態で、車室内温度が所定温度以上又は前記臭気物質が所定濃度以上において、前記送風機の駆動後前記車載バッテリの電圧が所定電圧以下となったとき或いは前記送風機の駆動後所定時間を経過したときに前記送風機の駆動を停止する停止手段を設けたことを特徴とする請求項１、２、３、４、５又は６記載の車両用空気清浄装置。
9. 新車新規登録からの年数若しくは走行距離が長くなるにつれて、車室内温度の前記所定温度を高い側に補正する所定温度設定補正手段を設けたことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７又は８記載の車両用空気清浄装置。
10. 前記臭気物質は、内装材から発生する揮発性有機化合物（ＶＯＣ）であることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、８又は９記載の車両用空気清浄装置。
    

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