JP4055564B2 - イオン発生装置付き車両用空調装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車室内にイオンを含んだ空気を送風するイオン発生装置付き車両用空調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、リラクゼーション効果と除菌,消臭効果とを併せ持つイオン発生装置が知られている（例えば特許文献１参照）。このイオン発生装置は、リラクゼーション効果を得たいときはマイナスイオンを発生させるリフレッシュモードに、除菌効果を得たいときはプラスイオンとマイナスイオンを同時に発生させクリーンモードに、それぞれ運転モードを切り換える。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−２１６９３３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、一般に車両用空調装置は、空調ユニット内に外気を吸い込む外気導入モード、および内気を吸い込む内気循環モードに吸気モードが切換可能に構成される。このような車両用空調装置に上述したイオン発生装置を適用して車室内を除菌する場合、吸気モードを加味せずにイオン発生装置をクリーンモードで作動したのでは、雑菌数に適応したイオンを吹き出すことができず、車室内を効率よく除菌することができない。
【０００５】
本発明は、車室内を効率よく除菌することができるイオン発生装置付き車両用空調装置を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明によるイオン発生装置付き車両用空調装置は、吸気モードに応じて吸い込まれた内気または外気により空調風を生成する空調ユニットと、空調ユニットで生成された空調風を車室内に導く送風経路と、少なくとも除菌効果を得るためのイオン（以下、除菌イオン）を送風経路内に発生するイオン発生装置と、空調ユニットに外気が吸い込まれるているときは内気が吸い込まれるているときよりも長時間となるように決定した時間であり、車内の雑菌数を所定量減少させるために定めた時間である所定時間にわたって除菌イオンを発生するようにイオン発生装置を制御するイオン制御手段とを備え、イオン制御手段は、空調ユニットの作動開始時、所定時間にわたって除菌イオンを発生し、所定時間経過後に除菌イオンの発生を停止するようにイオン発生装置を制御することを特徴とする。
【０００７】
【発明の効果】
本発明によれば、空調ユニットに外気が吸い込まれているときは内気が吸い込まれているときよりも長時間にわたって除菌効果を得るためのイオンを発生するようにしたので、車室内のイオン濃度が低い場合であっても所望の除菌効果を得ることができ、車室内を効率よく除菌することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図３を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係わるイオン発生装置付き車両用空調装置の概略構成を示す図である。空調ユニット１００のダクト３の入口には、ブロアモータ５の駆動によって回転するブロアファン４が配設されている。ブロアファン４が回転すると、吸気モードに応じてダクト３内に内気または外気が吸い込まれる。すなわち 内気循環モード時には内気が、外気導入モード時には外気が吸い込まれ、エバポレータ１を通過して冷却される。この冷却空気はエアミックスドア７の開度に応じてヒータコア２を通過して加熱され、または冷却空気のままヒータコア２をバイパスする。ヒータコア２を通過およびバイパスした空気は、ヒータコア２の下流のエアミックスチャンバ８で混合され、所定温度の空調風とされる。この空調風は、インストルメントパネルの中央部に設けられたセンターベント吹出口、左右両端部に設けられたサイドベント吹出口、下部に設けられたフット吹出口、フロントウインド近傍に設けられたデフロスト吹出口などから車室内に吹き出される。
【０００９】
エアミックスチャンバ８と運転席側のサイドベント吹出口１１ｂとを接続する送風ダクト１２の途中には、イオン発生装置１０が配設されている。イオン発生装置１０は電極間の放電によって空気中にイオンを発生する、いわゆるプラズマイオン発生装置であり、主に乗員をリラックスさせるモード（リフレッシュモード）と主に車室内を除菌,消臭するモード（クリーンモード、消臭モードともいう）とに運転モードが切換可能である。例えばリフレッシュモード時にはマイナスイオン（リラクゼーションイオンと呼ぶ）を発生し、クリーンモード時にはマイナスイオンとプラスイオン（除菌イオンと呼ぶ）を同時に発生する。このような構成は家庭用空気清浄器の分野で知られており、その詳細な説明は省略する。なお、イオンはダクト等の壁面に衝突すると消滅しやすい特性を有するため、イオンを効率よく車室内に吹き出すために、イオン発生装置１０はできるだけ吹出口１１ｂの近傍に配設することが好ましい。
【００１０】
ブロアモータ５，内外気切換ドア６，エアミックスドア７等の駆動は空調コントローラ２０によって制御される。例えば乗員の空調パネル２１の操作によりファンオン信号が入力されるとブロアモータ５に制御信号を出力してブロアモータ５を駆動し、ファンオフ信号が入力されるとブロアモータ５の駆動を停止する。また、空調パネル２１の操作により外気導入モードが選択されると内外気切換ドア駆動用アクチュエータ６ａに制御信号を出力して内外気切換ドア６を外気吸込側（図１の実線）に切り換え、内気循環モードが選択されると内気吸込側（図１の点線）に切り換える。なお、空調コントローラ２０には空調パネル２１だけでなく車両状態を検出する各種センサ（車室内温度センサ、外気温センサなど）からの信号が入力され、これらの情報に基づいて空調コントローラ２０はブロアモータ５，内外気切換ドア６，エアミックスドア７等の駆動を制御する。
【００１１】
空調コントローラ２０からのファンオン／オフ信号および内外気切換ドア６の切換信号はイオン制御回路３０にも入力される。イオン制御回路３０ではこれらの信号に基づいて後述するような処理を実行し、イオン発生装置１０に制御信号を出力して、イオン発生装置１０の作動を制御する。
【００１２】
ところで、外気導入モード時には車室内に外気が導入されるため、外気導入モード時の車室内のイオン濃度は内気循環モード時よりも低い。そのため、クリーンモード時における除菌効果は、内気循環モードの方が外気導入モードよりも高くなる。図２は、イオン発生装置１０の作動時間Ｔと車室内の雑菌数Ｑとの関係を示す。時間Ｔ0でイオン発生装置１０をクリーンモードで作動した場合、車室内の菌数を初期値Ｑ0から目標値Ｑ1まで低下させるのに要する時間は、外気導入モードではＴF、内気循環モードではＴRであり、ＴF＞ＴRとなる。したがって、吸気モードの違いを考慮せずに、一定時間（例えばＴR）だけクリーンモードで作動したのでは、外気導入モード時に十分な除菌効果が得られないおそれがある。本実施の形態では、イオン発生装置１０の作動を以下のように制御することで外気導入モード時にも十分な除菌効果が得られるようにする。
【００１３】
図３は、イオン制御回路３０で実行される処理の一例を示すフローチャートである。なお、イオン制御回路３０のメモリには図２に示した初期時間ＴR,ＴFが予め記憶されている。まず、ステップＳ１でイグニッションスイッチがオンされ、かつ、ファンオン信号が入力されたか否かを判定する。ステップＳ１が肯定されるとステップＳ２に進み、吸気モードを判定する。ステップＳ２で外気導入モードと判定されるとステップＳ３に進み、クリーンモード作動残り時間ｔに初期時間ＴFを設定する。ステップＳ２で内気循環モードと判定されるとステップＳ４に進み、クリーンモード作動残り時間ｔに初期時間ＴRを設定する。次いで、ステップＳ５でイオン発生装置１０に制御信号を出力し、イオン発生装置１０をクリーンモードで作動開始する。
【００１４】
次いで、ステップＳ６で吸気モードが内気循環モードから外気導入モードに切り換えられたか否かを判定する。ステップＳ６が肯定されるとステップＳ７に進み、所定の演算式を実行して、クリーンモード作動残り時間ｔを変更する。すなわち初期時間の比（ＴF／ＴR）に現在のクリーンモード作動残り時間ｔを乗じたものを新たにクリーンモード作動残り時間ｔとして設定する。ステップＳ６が否定されるとステップＳ８に進み、吸気モードが外気導入モードから内気循環モードに切り換えられたか否かを判定する。ステップＳ８が肯定されるとステップＳ９に進み、否定されるとステップＳ１０に進む。ステップＳ９では初期時間の比（ＴR／ＴF）に現在のクリーンモード作動残り時間ｔを乗じたものを新たにクリーンモード作動残り時間ｔとして設定する。
【００１５】
ステップＳ１０ではタイマーをカウントし、クリーンモード作動残り時間ｔを更新する。すなわちカウントした時間だけクリーンモード作動残り時間ｔを減少させる。ステップＳ１１では、ステップＳ１０で更新したクリーンモード作動残り時間ｔが０以下か否かを判定する。ステップＳ１１が肯定されるとステップＳ１２に進み、否定されるとステップＳ１３に進む。ステップＳ１２ではイオン発生装置１０に制御信号を出力し、イオン発生装置１０をリフレッシュモードで作動する。ステップＳ１３ではイオン発生装置１０に制御信号を出力し、イオン発生装置１０をクリーンモードで作動する。
【００１６】
一方、ステップＳ１が否定、すなわちファンオン信号の入力直後ではないと判定されるとステップＳ１４に進む。ステップＳ１４ではファンオフ信号が入力されたか否かを判定し、肯定されるとステップＳ１５に進み、否定されるとステップＳ６に進む。ステップＳ１５ではイオン発生装置１０に制御信号を出力してイオン発生装置１０の作動を停止する。
【００１７】
次に、本実施の形態の動作をより具体的に説明する。
乗員の乗車によりイグニッションスイッチがオンされるとともに、ファンオン信号が入力され、空調ユニット１００内に内気または外気が吸い込まれると、イオン発生装置１０がクリーンモードで作動を開始する（ステップＳ５）。これにより送風ダクト１２内に除菌イオンが発生し、空調風とともに車室内に吹き出される。その結果、車室内の雑菌数が乗車前の値Ｑ0から徐々に減少する。
【００１８】
空調装置の作動開始時に内気循環モードが選択されると、図２に示すようにイオン発生装置１０は所定時間ＴRだけクリーンモードで作動し（ステップＳ６→ステップＳ８→ステップＳ１０→ステップＳ１１→ステップＳ１３）、所定時間ＴR後にリフレッシュモードに切り換えられる（ステップＳ１１→ステップＳ１２）。これにより車室内の雑菌数が目標値Ｑ1まで減少し、車室内を十分に除菌することができるとともに、車室内にはマイナスイオンが吹き出されて乗員をリラックスさせることができる。
【００１９】
イオン発生装置１０がクリーンモードで作動中に、内気循環モードから外気導入モードに切り換えられると車室内のイオン濃度が減少し、除菌効果が低下する。この場合には、一定量の雑菌数Ｑ0を除菌するための初期時間の比（ＴF／ＴR）、すなわち内気循環モードから外気導入モードへ吸気モードを変更した際の除菌効果の低下の割合に応じてクリーンモード作動残り時間ｔが変更される（ステップＳ７）。これにより内気循環モードから外気導入モードに切り換えられた場合に、クリーンモードの作動時間が延長され、所定数（Ｑ0−Ｑ1）の雑菌を除菌することができる。
【００２０】
一方、空調装置の作動開始時に外気導入モードが選択されると、イオン発生装置１０はファン４の回転開始から所定時間ＴF（＞ＴR）だけクリーンモードで作動した後、リフレッシュモードに切り換えられる。これにより内気循環モード時よりも長時間にわたって除菌イオンが吹き出され、車室内のイオン濃度が低い外気導入モードでも所定の除菌効果を得ることができる。
【００２１】
クリーンモードで作動中に、外気導入モードから内気循環モードに切り換えられると車室内のイオン濃度が増加し、除菌効果が高まる。この場合には、初期時間の比（ＴR／ＴF）、すなわち外気導入モードから内気循環モードへ吸気モードを変更した際の除菌効果の増加の割合に応じてクリーンモード作動残り時間ｔが変更される（ステップＳ９）。これにより外気導入モードから内気循環モードに切り換えられた場合にクリーンモードの作動時間がＴFよりも短縮され、イオン発生装置１０が早期にリフレッシュモードに切り換えられる。その結果、乗員の快適性を高めることができ、車室内を効率よく除菌することができる。
【００２２】
以上説明した本実施の形態によれば以下のような作用効果を奏する。
（１）外気導入モードにおけるクリーンモードの作動時間ＴFを内気循環モードにおけるクリーンモードの作動時間ＴRよりも長く設定するようにしたので（ＴF＞ＴR）、車室内のイオン濃度が低い場合であっても所望の除菌効果を得ることができ、車室内を効率よく除菌することができる。
（２）乗員の乗車時にエンジンキースイッチがオンされ、かつ、ファンオン信号が入力されると、イオン発生装置１０をクリーンモードで作動開始するようにしたので、雑菌数が多い状態で乗員が乗車する時間は短くなり、雑菌が乗員に及ぼす影響を低減することができる。また、センサ等により車室内の雑菌状態を検出しなくても車室内を適切に除菌することができる。
（３）イオン発生装置１０の作動開始直後はクリーンモードで作動し、所定時間ｔ経過後にクリーンモードからリフレッシュモードに運転モードを変更するようにしたので、車室内を除菌した状態で、乗員にリラクゼーション効果を及ぼすことができる。
（４）所定時間ＴF,ＴRが経過する前に吸気モードが変更されると、吸気モードの変更による除菌効果の違い（ＴFとＴRの比）に応じてクリーンモード作動残り時間ｔを変更するようにしたので、所定時間ＴF,ＴR経過前に吸気モードが切り換えられた場合であっても所定数（Ｑ0−Ｑ1）の雑菌を除菌することができる。（５）ブロアファン４の作動,停止に伴いイオン発生装置１０を作動,停止するようにしたので、イオン発生装置１０を効率よく作動することができる。
【００２３】
なお、上記実施の形態では、クリーンモードとリフレッシュモードとを備えるイオン発生装置１０を用いたが、少なくともクリーンモードを備えるのであればリフレッシュモードはなくてもよい。ファン４の作動開始時にイオン発生装置１０の作動を開始したが、車室内の雑菌数をセンサなどで検出し、その検出値が所定値以上のときにイオン発生装置１０の作動を開始するようにしてもよい。また、イオン発生装置１０を手動操作により作動させてもよい。内気循環モードと外気導入モードとに吸気モードを切換可能に構成したが、内気と外気を所定の割合で吸い込むようなモードに吸気モードを切換可能としてもよい。この場合、その吸気モードに対応したイオン濃度に応じてクリーンモードの作動を設定すればよい。
【００２４】
上記実施の形態では、送風ダクト１２にイオン発生装置１０を配設するようにしたが、他の送風経路にイオン発生装置を配設するようにしてもよい。吸気モードが変化したときでも所定数（Ｑ0−Ｑ1）の雑菌を除菌するように吸気モードの変化に応じて作動残り時間ｔを変更するようにしたが、少なくとも吸気モードの変化を緩和するように作動残り時間ｔを変更するのであれば、所定数（Ｑ0−Ｑ1）の雑菌を除菌するのでなくてもよい。内気循環モード時に外気導入モード時よりもクリーンモードの作動を長く設定するのであれば、イオン制御手段としてのイオン制御回路３０がイオン発生装置１０をいかに制御してもよい。すなわち、本発明の特徴、機能を実現できる限り、本発明は実施の形態のイオン発生装置付き車両用空調装置に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係わるイオン発生装置付き車両用空調装置の概略構成を示す図。
【図２】イオン発生装置の作動時間と車室内の菌数との関係を示す図。
【図３】図１のイオン発生装置の作動制御に拘わる処理の一例を示すフローチャート。
【符号の説明】
４ ブロアファン ６ 内外気切換ドア
１０ イオン発生装置 １１ｂ サイドベント吹出口
１２ 送風ダクト ２０ 空調コントローラ
３０ イオン制御回路 １００ 空調ユニット

Claims (3)

1. 吸気モードに応じて吸い込まれた内気または外気により空調風を生成する空調ユニットと、
   前記空調ユニットで生成された空調風を車室内に導く送風経路と、
   少なくとも除菌効果を得るためのイオン（以下、除菌イオン）を前記送風経路内に発生するイオン発生装置と、
   前記空調ユニットに外気が吸い込まれるているときは内気が吸い込まれるているときよりも長時間となるように決定した時間であり、車内の雑菌数を所定量減少させるために定めた時間である所定時間にわたって前記除菌イオンを発生するように前記イオン発生装置を制御するイオン制御手段とを備え、
   前記イオン制御手段は、前記空調ユニットの作動開始時、前記所定時間にわたって前記除菌イオンを発生し、前記所定時間経過後に前記除菌イオンの発生を停止するように前記イオン発生装置を制御することを特徴とするイオン発生装置付き車両用空調装置。
2. 請求項１に記載のイオン発生装置付き車両用空調装置において、
   前記イオン発生装置は、前記除菌イオンと、リラクゼーション効果を得るためのイオン（以下、リラクゼーションイオン）とを別々に発生可能であり、前記イオン制御手段は、前記除菌イオンを前記所定時間にわたって発生した後、前記リラクゼーションイオンを発生するように前記イオン発生装置を制御することを特徴とするイオン発生装置付き車両用空調装置。
3. 請求項１または２に記載のイオン発生装置付き車両用空調装置において、
   前記イオン発生装置が前記除菌イオンを発生中に吸気モードが変更されると、その吸気モードの変更に応じて前記所定時間を変更することを特徴とするイオン発生装置付き車両用空調装置。

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