JP4059070B2 - イオン発生装置付き車両用空調装置 - Google Patents
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Description
【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】
このようなイオン発生装置を車両用空調装置に適用した場合、車両用空調装置から吹き出される風量が多いほど車室内のイオン濃度が高くなる。そのため、空調風量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、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、空調風量が少ないほど長時間とな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、イオン発生装置が除菌イオンを発生中に空調風量が変更されると、その空調風量の変更による除菌効果の差に応じて所定時間を変更することを特徴とする。
【0007】
【発明の効果】
本発明によれば、イオン発生装置が除菌イオンを発生中に空調風量が変更されると、その空調風量の変更による除菌効果の差に応じて所定時間を変更するようにしたので、空調風量が変化した場合であっても所望の除菌効果を得ることができる。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、図1〜図5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、ダクト3内に内気また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】
サイドベント吹出口11bから車室内に吹き出される空調風量Gとイオン濃度Cとの関係は図2に示す通りである。イオン発生装置10の放電エネルギ量を一定とした場合、送風ダクト12内を通過する風量Gが多いほど、イオン発生装置10と空気中の水分との反応が促進されて発生イオン数が増加し、図示のように風量Gの増加に伴いイオン濃度Cは比例的に増加する。風量Gが所定値G1以上になるとイオン発生装置10により発生可能なイオン数が飽和するため、これ以上イオン濃度Cは高くならず、イオン濃度Cは所定値C1で一定となる。なお、イオン濃度Cが飽和する空調風量G1はイオン発生装置10の放電エネルギ量が大きいほど大きくなるが、本実施の形態では放電エネルギ量は一定であり、G1も一定である。
【0011】
図1に示すように、空調コントローラ20には乗員によって操作される空調パネル21と、車両状態を検出する各種センサ22(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。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が駆動され、ファンオフ信号が入力されるとブロアモータ5の駆動が停止する。ブロアモータ5の駆動速度は手動制御または自動制御により変更される。手動制御時には空調パネル21のファンスイッチの操作に応じてモータ駆動速度が段階的(例えば4段階)に制御され、自動制御時には車室内温度が目標温度となるようにモータ速度が無段階に制御される。
【0012】
空調コントローラ20は、ブロアモータ5の駆動速度に応じて空調風量Gを演算し、この空調風量Gに相当する信号をイオン制御回路30に出力する。イオン制御回路30では、空調コントローラ20からの信号に基づいて以下の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。なお、サイドベント吹出口11bからの空調風量Gはモータ5の駆動速度だけでなく空調モード(ベントモード、フットモード等)に応じて変化する場合があるため、空調モードを考慮して空調風量Gを演算してもよい。
【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。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、初期のクリーンモード作動時間Tを決定する。ここで、作動時間Tは車室内の雑菌数を一定量(図5のN0)除菌するのに必要な時間であり、作動時間Tは空調風量Gに応じて、すなわち空調風量Gが多いほど作動時間Tが短くなるように決定される。例えば風量G1のときの作動時間T1を予め定数として記憶しておき、風量Gのときの作動時間TをT=T1×G1/Gにより求める。なお、作動時間Tを演算式により求めるのではなく、空調風量Gと作動時間Tとの関係を予めマップ状態で記憶しておき、このマップから空調風量Gに応じた作動時間Tを読み込むようにしてもよい。
【0014】
ステップS3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開始する。次いで、ステップS4で後述するようにクリーンモードでの作動残り時間tを演算する。ステップS5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S6では、ステップS5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S6が肯定されるとステップS7に進み、否定されるとステップS8に進む。ステップS7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S8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。
【0015】
一方、ステップS1で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S9に進む。ステップS9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S10に進み、否定されるとステップS4に進む。ステップS10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。すなわちファン4の作動後、一回だけステップS2とステップS3の処理を行い、以降はファン4の作動が停止するまでステップS2とステップS3の処理をパスする。
【0016】
図4は、ステップS4のクリーンモード作動残り時間tの演算内容を示すフローチャートである。まず、ステップS41で、前回の処理(ステップS42またはステップS45)で設定されたGnをGn-1にセットする。次いで、ステップS42で空調コントローラ20から読み込んだ空調風量G、すなわち現在の風量検出値をGnにセットする。ステップS43では、ステップS41,ステップS42でセットされたGn,Gn-1を比較し、両者が等しいか否か(Gn=Gn-1)、すなわち風量変化の有無を判定する。ステップS43が否定されるとステップS44に進み、肯定されるとリターンする。
【0017】
ステップS44では現在の空調風量G(Gn)が、イオン濃度が飽和する所定風量G1以上か否か(Gn≧G1)を判定する。ステップS44が肯定されるとステップS45に進み、否定されるとステップS46に進む。ステップS45では所定風量G1をGnにセットし、Gnの値を変更する。ステップS46では、ステップS42またはステップS45でセットされたGnとステップS41でセットされたGn-1との比に作動残り時間tを乗じたもの(t×Gn-1/Gn)を新たにクリーンモード作動残り時間tとしてセットする。
【0018】
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、かつ、ファンオン信号が入力されると、空調ユニット100内に内気または外気が吸い込まれるとともに、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S3)。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、車室内の雑菌数が徐々に減少する。このとき、空調風量Gが少ないほどクリーンモードの作動時間Tは長く設定される(ステップS2)。したがって、空調風量Gが少ない場合であっても所定数N0の雑菌を除菌することができ、一定の除菌効果を得ることができる。
【0019】
ファン4の作動開始から現在まで空調風量Gの変化がなければ、その時間経過分だけ作動残り時間tが減少する。そして、空調風量Gが一定のまま経過時間が作動時間Tに達して作動残り時間tが0になると、図5の実線に示すようにイオン発生装置10の運転モードがクリーンモードからリフレッシュモードに切り換えられる(ステップS7)。これにより車室内にはリラクゼーションイオンが吹き出され、乗員をリラックスさせることができる。
【0020】
クリーンモード時に、例えば乗員のスイッチ操作により空調風量GがG1から図2のG2(Gn)に減少すると、イオン濃度CがC1からC2に減少する。このとき風量変化割合(Gn-1/Gn)に応じて作動残り時間tが変更され(ステップS44→ステップS46)、図5の点線に示すように作動残り時間tがΔtだけ延長する。その結果、空調風量Gの減少に拘わらず所定数N0の雑菌を除菌することができ、十分な除菌効果を得ることができる。
【0021】
これとは逆に空調風量がG2(Gn-1)からG1(Gn)に増加すると、イオン濃度CがC2からC1に増加する。このときも作動残り時間tが変更され(ステップS44→ステップS46)、作動残り時間tが減少する。その結果、必要以上にイオン発生装置10をクリーンモード運転することがなく、効率的にクリーンモードからリフレッシュモードにモード変更することができる。
【0022】
一方、空調風量Gが例えばG1(Gn-1)から図2のG3(Gn)に増加すると、イオン濃度Cは飽和状態で一定(C1)である。このとき、Gn(G3)はG1にセットされるため(ステップS45)、Gn-1/Gn=1となり(ステップS46)、空調風量Gが増加した場合でも作動残り時間tは変更されない。これによりイオン濃度Cが飽和状態となったときでも、十分な除菌効果を得ることができる。
【0023】
また、空調風量Gが例えばG3で一定のときは、GnがG1にセットされた後(テップS45)、次回の処理でGn(G1)がGn-1に(ステップS41)、空調風量G3がGnに(ステップS42)、Gn(G3)はG1に、それぞれセットされる(ステップS45)。これによりGn-1/Gn=1となり、空調風量Gが一定のときは作動残り時間tは変更されない。
【0024】
イオン濃度Cが飽和状態で、空調風量GがG3(Gn-1)からG1(Gn)に減少すると、Gn-1はG1と等しいため(ステップS45→ステップS41)、Gn-1/Gn=1となり、空調風量Gが減少した場合でも作動残り時間tは変更されない。これによりイオン濃度Cが飽和状態の下でクリーンモード運転を必要以上に行うことを阻止できる。
【0025】
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)空調風量Gが少ないほどクリーンモードの作動時間Tを長く設定するようにしたので、車室内のイオン濃度C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の乗員の乗車時間は短くなり、乗員への雑菌の影響を可及的に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運転し、作動時間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)クリーンモード運転中に空調風量Gが変化すると、空調風量の変化による除菌効果の違い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。すなわち空調風量Gが減少すると作動残り時間tを延長し、空調風量Gが少ないほど長時間にわたって除菌のためのイオンを発生するようにした。これによりクリーンモード時に空調風量Gが変化した場合であっても所定の雑菌数N0を除菌することができる。
(5)イオン発生装置10によるイオン発生量が飽和状態のとき、すなわち空調風量GがG1以上の状態で空調風量Gが変化しても作動残り時間を変更しないようにしたので、空調風量Gに対するイオン濃度Cの特性(図2)に応じて車室内を適切に除菌することができる。
(6)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。
【0026】
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の運転を開始したが、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の運転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。サイドベント吹出口11bからの空調風量Gを空調コントローラ20からの信号により読み込むのではなく、センサなどで直接検出してもよい。
【0027】
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。空調風量が変化したときでも所定数N0の雑菌を除菌するように作動残り時間tを変更するようにしたが、少なくとも空調風量G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N0の雑菌を除菌するのでなくてもよい。空調風量Gが少ないほどクリーンモードの作動時間Tを長く設定し、または作動残り時間tを延長するのであれば、イオン制御手段として、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】空調風量とイオン濃度との関係を示す図。
【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。
【図4】図3のステップS4のクリーンモード作動残り時間の演算内容を示すフローチャート。
【図5】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動作を示すタイムチャート。
【符号の説明】
4 ブロアファン 5 ブロアモータ
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
21 空調パネル 30 イオン制御回路
100 空調ユニット
Claims (5)
- 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、
空調風量が少ないほど長時間とな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、
前記イオン発生装置が前記除菌イオンを発生中に空調風量が変更されると、その空調風量の変更による除菌効果の差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。 - 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り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ことを特徴とするイオン発生装置付き車両用空調装置。 - 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。 - 請求項1〜3のいずれか1項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、空調風量が多いほど多数の前記除菌イオンを発生するものであって、初期の空調風量で前記所定時間に除菌できる数の雑菌を、空調風量変化後も除菌するように、空調風量の変化に応じて前記所定時間を延長または短縮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。 - 請求項1〜4のいずれか1項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によるイオン発生量が飽和状態のとき、空調風量が変化しても前記所定時間を変更しない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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