JP2000142098A

JP2000142098A - 車両用空調装置

Info

Publication number: JP2000142098A
Application number: JP10326716A
Authority: JP
Inventors: Yuji Honda; 祐次本田; Katsumi Nishikawa; 克巳西川; Hitoshi Ninomiya; 斎二宮; Masafumi Kawashima; 誠文川島
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1998-11-17
Filing date: 1998-11-17
Publication date: 2000-05-23

Abstract

(57)【要約】【目的】車両の隙間から侵入する外気にも対応して車
室内の空気清浄を行う。【構成】外気ガスセンサ２３によって外気汚染を検出
すると空気清浄器１５を運転させる。その後、外気ガス
センサ２３によって外気が清浄であることを検出した
後、所定時間τが経過すると空気清浄器１５を停止させ
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、空調ユニットから
車室内に吹き出される空気を空気清浄装置によって清浄
する車両用空調装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】このような車両用空調装置において、例
えば、特開昭５７−７７１５号公報に記載のごとく、内
外気切替ドアの下流側に設けられた外気汚染センサによ
って車室外の空気汚染を検出すると吸込み口を内気モー
ドにし、その後、リアパッケージトレイ上に設けられた
内気汚染センサによって車室内の空気汚染を検出すると
空気清浄装置を運転するものがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のような車両
用空調装置について本発明者等が試作検討していった結
果、以下のような問題が発生することが判明した。

【０００４】すなわち、空調装置には蒸発器の除湿作用
によって発生した凝縮水を排水するため、この蒸発器の
空気下流側に車室外への排水路が設けられている。ここ
で、空調装置が運転してファンが回転すると、このファ
ンの加圧作用によりファンの空気下流側における空気の
圧力が車室外より高くなるので、蒸発器を通過した空気
の一部が排水路から排出される。この場合、内気循環モ
ードにおいては、上記のように排水路から空気の一部が
排出されることによって、車室内空気の圧力が外気の圧
力よりも低くなるため、上記排出された一部の空気と同
じ量の外気が車両の隙間から侵入する。

【０００５】従って、車室内乗員がたばこを吸っていな
いとすると、内気循環モード時における車室内空気の汚
染源は上記車両隙間から侵入してくる外気のみであるた
め、従来技術のように内気汚染センサがリアパッケージ
トレイ上に設けられていると、上記のように車両の隙間
から侵入してくる外気の汚れに対して早急に対応できな
い。その結果、車室内が汚れた外気の侵入によって少し
ずつ汚れてきているにも係らず、空気清浄装置を運転す
ることができないという問題があるということが判明し
た。

【０００６】そこで本発明は、内気循環モードのときに
車両の隙間から汚れた外気が侵入してくるときに、これ
に対して早急に空気清浄装置を運転させることを目的と
する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、以下の技術的手段を用いる。

【０００８】請求項１〜３に記載の発明は、内気循環モ
ードのときでも、外気汚染検出手段（２３）による検出
汚染度が所定の汚染状態を超えたときに空気清浄装置
（１５）を運転させる空気清浄運転手段（Ｓ１２０、Ｓ
１５０）を備えていることを特徴としている。

【０００９】なお、上記「所定の汚染度」とは、図６に
示すようなヒステリシスを持つもののように、ある程度
の幅（図６の場合はＧ１とＧ２との間の幅）を有するも
のも含む。

【００１０】上記手段によると、内気循環モードのとき
でも、車室外空気の汚染度が所定の汚染度を超えたとき
に車室内の空気清浄を始めることができるので、上記の
ように車両の隙間から所定の汚染度を超えた外気が侵入
してきても、これを空気清浄できる。

【００１１】特に、請求項２記載の発明では、外気汚染
検出手段（２３）による検出汚染度が上記所定の汚染度
を超えたときに、内気導入口（３）を全開して外気導入
口（４）を全閉する、すなわち内気循環モードとするの
で、外気導入口（４）から汚れた外気が車室内に導入さ
れることを防止できる。

【００１２】また、請求項３記載の発明では、外気汚染
検出手段（２３）による検出汚染度が上記所定の汚染度
よりも低くなってから所定時間の間は空気清浄装置（１
５）の運転を継続させることを特徴としている。

【００１３】すなわち、車室外空気がきれいになったと
しても、その時点における車室内には、汚い外気が多少
なりとも残っている。従って、仮に上記検出汚染度が上
記所定汚染度よりも低くなったからといってすぐに空気
清浄装置（１５）の運転を停止してしまうと、上記多少
残っている汚い外気が依然車室内に残ったままとなって
しまう。

【００１４】それに対して請求項３記載の発明は、車室
外空気がきれいになったからといってすぐに空気清浄装
置（１５）を停止するのではなく、しばらくはその運転
を継続させるので、上記多少残っている汚い外気を浄化
することができる。

【００１５】

【発明の実施形態】以下、本発明を自動車用空調装置に
適用した実施形態について図１〜５を用いて説明する。
まず最初に、空調ユニット１について図１、２を用いて
説明する。

【００１６】空調ユニット１は、図2 に示すように車両
前席のインストルメントパネル内部に設けられている。
この空調ユニット１は、図１に示すように、車室内に空
気を導く空気通路としての空調ケース２を備える。この
空調ケース２の空気上流側部位には、内気導入口３、外
気導入口４、および各導入口の開閉をする内外気切換ド
ア５が設けられており、この内外気切換ドア５は、その
駆動手段としてのサーボモータ６（図２参照）により駆
動されている。

【００１７】この内外気切換ドア５の空気下流側には、
空気流を発生する送風手段としてのファン７が設けられ
ており、このファン７は、その駆動手段としてのブロア
モータ８（図２参照）により駆動されている。さらに、
このブロアモータ８の空気下流側部位には、エバポレー
タ９およびヒータコア１０が設けられている。

【００１８】このエバポレータ９は、図示しないコンプ
レッサ、コンデンサ、レシーバ、膨張弁とともに周知の
冷凍サイクルを構成する冷却用熱交換器であり、ヒータ
コア１０は、図示しないエンジンの冷却水を熱源とする
加熱用熱交換器である。

【００１９】エバポレータ９の空気下流側には、エバポ
レータ９を通過した空気がヒータコア１０をバイパスし
て流れる冷風通路１１が設けられ、さらに、エバポレー
タ９を通過した空気のうち、冷風通路１１を通過する冷
風とヒータコア１０を通過する温風との割合を調整して
空気流の温度を調整するエアミックスドア１２およびそ
の駆動手段としてのステップモータ１３（図２参照）が
設けられている。ヒータコア１０の空気下流側には、エ
アミックスドア１２によって所望の温度に調節された空
気を車室内の各所定部位に吹出す周知の吹出モード切替
機構が設けられている。

【００２０】また、エバポレータ９の空気下流側には、
エバポレータ９を通過した空気が除湿されることにより
発生する凝縮水を車室外へ排水するドレンポート１４が
設けられている。

【００２１】次に、空気清浄器１５について図２、図３
を用いて説明する。

【００２２】空気清浄器１５は、図２に示すように、車
両後席側のリアパッケージトレイ１６の下方部位に設け
られている。この空気清浄器１５は、図３に示すよう
に、一端側に空気吸込口１７、他端側に空気吐出口１８
がそれぞれ形成された空気清浄ケース２７と、空気吸込
口１７から空気を吸込んで空気吐出口１８に向けて圧送
するファン１９と、その駆動手段としてのファンモータ
２０と、ファン１９によって導入された汚れた空気中の
汚染成分を吸着するフィルタ２１とが設けられている。
また、空気清浄器１５は、後述するように、制御装置２
２からの出力信号に基づいてファンモータ２０が駆動さ
れることによって運転状態となる。

【００２３】次に、本実施形態の制御系の構成について
図２を用いて説明する。

【００２４】制御装置２２の内部には、図示しないＣＰ
Ｕ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなる周知のマイクロコンピュ
ータや、Ａ／Ｄ変換回路等が設けられている。

【００２５】制御装置２２は、イグニッションスイッチ
（図示しない）がオンになると、バッテリー（図示しな
い）から電力が供給されて作動状態となる。

【００２６】制御装置２２の入力端子には、車室外の空
気汚染度を検出する外気ガスセンサ２３、車室内の空気
汚染度を検出する内気ガスセンサ２４、空調環境に影響
を与える環境因子を検出するセンサ群２５（例えば車室
内温度を検出する内気温センサ）、コントロールパネル
２６に設けられた空調指示部材（例えば温度設定器）等
からの各信号が入力される。

【００２７】なお、外気ガスセンサ２３は、エンジンル
ーム内のうち、外気の汚染度（排ガス中に含まれる有害
ガスの濃度）を良好に検出できる位置（例えばコンデン
サの前方部位）に設けられており、上記有害ガスに反応
する半導体素子と、この半導体素子の反応速度を高める
電気ヒータとからなる。また、本実施形態では、外気の
汚染度が高くなるほど、後述するマイクロコンピュータ
におけるセンサ処理値が小さくなる。

【００２８】また、内気ガスセンサ２４は、リアパッケ
ージトレイ１６上に設けられており、光学式センサにて
構成されている。

【００２９】上記各センサ２３〜２５およびコントロー
ルパネル２６からの信号は、上記Ａ／Ｄ変換回路にてＡ
／Ｄ変換された後、上記マイクロコンピュータに入力さ
れるよう構成されている。また、制御装置１９の出力端
子からは、サーボモータ６、ブロアモータ８、ステップ
モータ１３、上記吹出モード切替機構における駆動手
段、空気清浄器１５のファンモータ２０へ制御信号が出
力される。

【００３０】次に、上記マイクロコンピュータが行う制
御処理を図４のフローチャートに基づいて説明する。図
４のルーチンは上記イグニッションスイッチがオンされ
たときに起動する。なお、このルーチンが起動された直
後においては、後述する汚染フラグがオフとなってい
る。

【００３１】図４のルーチンが起動されると、まずステ
ップＳ１００にて上記各センサ２３〜２５およびコント
ロールパネル２６からの信号が読み込まれる。

【００３２】次のステップＳ１１０にて、上記センサ群
２５およびコントロールパネル２６からの信号に基づい
て、車室内に吹出す目標吹出温度ＴＡＯを算出し、この
目標吹出温度ＴＡＯに基づいて空調ユニット１の各空調
手段の状態を制御する。すなわち、ファン7 の回転数、
エアミックスドア１２の開度、および上記吹出モードを
それぞれ制御する。

【００３３】ここで、ステップＳ１１０の処理によって
ファン７が回転すると、このファン７の加圧作用により
ファン７の空気下流側における空気の圧力が車室外より
高くなるので、エバポレータ９を通過した空気の一部が
ドレンポート１４から排出される。この場合、後述する
内気循環モードにおいては、上記のようにドレンポート
１４から空気の一部が排出されることによって、車室内
空気の圧力が外気の圧力よりも低くなるため、上記排出
された一部の空気と同じ量の外気が車両の隙間から侵入
する。

【００３４】それ故本実施形態では、ステップＳ１２０
以降にて、上記のように車両の隙間から汚れた外気が侵
入しても、これを早急に清浄できるようにしている。

【００３５】すなわち、ステップＳ１２０では、外気ガ
スセンサ２３からの信号に基づき、外気の汚染度が第1
の基準値Ｇ１よりも汚染度が高いか否かを判定し、ＹＥ
Ｓと判定されるとステップＳ１３０に移り、ＮＯと判定
されるとステップＳ１４０に移る。

【００３６】ステップＳ１３０では、汚染フラグをオン
と設定して次のステップＳ１５０に移る。ステップＳ１
４０では汚染フラグがオンか否かを判定し、ＹＥＳと判
定されるとステップＳ１５０に移り、ＮＯと判定される
とステップＳ１６０に移る。

【００３７】ステップＳ１６０では、図５のマップに基
づいて、空調ユニット１の内外気モードを上記目標吹出
温度ＴＡＯと対応させて制御する。ここで、内気循環モ
ードとは、内気導入口３を全開し外気導入口４を全閉す
るモードであり、外気導入モードとは、内気導入口３を
全閉し外気導入口４を全開するモードである。その後、
ステップＳ１００に戻る。

【００３８】ステップＳ１５０では、内外気モードを内
気循環モードとしてステップＳ１７０に移る。次のステ
ップＳ１７０では、空気清浄器１５のファン１９の回転
状態を制御し、車室内の空気を清浄する。

【００３９】次のステップＳ１８０では、外気ガスセン
サ２３からの信号に基づいて、外気の汚染度が上記第1
基準値Ｇ１よりも小さい第2 基準値Ｇ２よりも低いか否
かを判定する。このステップＳ１８０にてＹＥＳと判定
されるとステップＳ１９０に移り、ＮＯと判定されると
ステップＳ１００に戻る。ステップＳ１９０では、上記
ステップＳ１８０でＹＥＳと判定されている時間Ｔをカ
ウントアップし、次のステップＳ２００にてこのカウン
ト時間Ｔが所定時間τ（例えば２分）に達したか否かを
判定する。

【００４０】このステップＳ２００にてＹＥＳと判定さ
れるとステップＳ２１０に移り、ＮＯと判定されるとス
テップＳ１９０に戻る。ステップＳ２１０では、空気清
浄器１５のファン１９をＯＦＦして空気清浄器１５を停
止し、ステップＳ２２０に移る。

【００４１】次のステップＳ２２０では、汚染フラグを
オフにしてステップＳ１００に戻る。なお、上記マイク
ロコンピュータは、上記イグニッションスイッチがオフ
にされるとこのルーチンを終了する。なお、空気清浄器
１５は、外気ガスセンサ２３からの信号だけでなく、内
気ガスセンサ２４からの信号に基づいても運転制御され
る。

【００４２】このように、図４のルーチンに基づいて制
御する結果、空気清浄器１５は図６のように制御され
る。

【００４３】以上説明したように本実施形態では、ステ
ップＳ１６０にて制御されている内外気モードが内気循
環モードであった場合でも、その状態から外気の汚染度
が高くなると、この汚染外気が車両の隙間から侵入して
くる。このとき、車室内乗員がたばこを吸っていないと
すると、車室内に上記隙間から外気が侵入してきたとし
ても、内気ガスセンサ２４はリアパッケージトレイ上に
設けられているため、この侵入外気を検出できないが、
本実施形態では、エンジンルームのコンデンサ前方部位
に設けられた外気ガスセンサ２３の信号に基づいて空気
清浄器１５の運転、停止を制御するので、これを早急に
清浄化でき、車室内環境を常に快適な状態に維持するこ
とができる。なお、車室内乗員がたばこを吸っていると
きは、内気ガスセンサ２４の信号に基づいて空気清浄器
１５を運転させることはいうまでもない。

【００４４】また、外気の汚染度が第2 基準値Ｇ２より
も低下した後、所定時間τが経過するまで空気清浄器１
５を運転させるので、外気汚染度が第2 基準値Ｇ２より
も低下した時点で車室内に残っている有害ガスを、上記
所定時間τの間に清浄化できる。

【００４５】また、本実施形態では、外気の汚染度が第
1 基準値Ｇ１に達したときには、ステップＳ１５０にて
内気循環モードとするので、外気導入口４から汚れた外
気が車室内に導入されることを防止できる。

【００４６】（他の実施形態）上記実施形態では、空気
清浄器１５の運転を制御するトリガとなるセンサを、外
気中の有害ガスを検出する外気ガスセンサ２３で説明し
たが、これに限らず、車室内の隙間から侵入してくる物
質を検出するセンサをトリガとして空気清浄器１５を運
転させるようにすれば本発明の効果を奏する。

【００４７】また、上記実施形態では、外気ガスセンサ
２３が検出する外気汚染度にヒステリシス（図６におけ
るＧ１とＧ２との幅）をもたせているが、これに限らず
ヒステリシスをもたなくてもよい。また、上記実施形態
では、ステップＳ１８０においてＹＥＳと判定されたと
きに空気清浄器１５を停止するようにしたが、ステップ
Ｓ１７０の処理を最初に行ってからの時間が所定時間経
過してから空気清浄器１５を停止するようにしてもよ
い。この場合、外気汚染度の大小に応じて、この所定時
間を可変してもよい。

【００４８】また、上記実施形態では、ステップＳ１８
０にてＹＥＳと判定された後、ステップＳ１９０、ステ
ップＳ２００の処理を行ってからステップＳ２１０の処
理を行うようにしたが、このステップＳ１９０、ステッ
プＳ２００の処理を行わずにただちにステップＳ２１０
の処理を行うようにしてもよい。

【００４９】また、上記実施形態では、一旦ステップＳ
１７０にて空気清浄器１５を運転状態とした後は、次に
ステップＳ２１０にてその運転が停止されるまで、継続
して運転状態が維持されるが、このように継続して運転
させるのではなく、運転状態と停止状態とを間欠的に繰
り返すようにしても良い。この場合、上記運転状態の時
間を、外気汚染度の大小に応じて変化させてもよい（例
えば、外気汚染度が大きいほど上記運転状態の時間を短
くする）。

【００５０】また、上記実施形態では、ステップＳ１２
０にてＹＥＳと判定されたらただちに空気清浄器１５を
運転させるようにしたが、所定時間してから空気清浄器
１５を運転させてもよい。また、上記実施形態では、外
気ガスセンサ２３が外気汚染を検出したときは、ステッ
プＳ１５０にて内気循環モードとしてから空気清浄器１
５を運転させたが、外気導入モードのまま空気清浄器１
５を運転させてもよい。

【００５１】また、上記実施形態では、ステップＳ１７
０にて空気清浄器１５を一定の能力で運転するようにし
たが、これに限らず、例えば外気汚染度の大小に応じて
その能力を可変するようにしてもよい。

【００５２】また、上記実施形態では、外気ガスセンサ
２３を車両のエンジンルーム内のうちコンデンサの前方
部位に設けたが、外気の汚染度を良好に検出できる部位
であればどこに設けても良い。

【００５３】また、上記実施形態では、内気ガスセンサ
２４を設け、このセンサ２４に基づいて空気清浄器１５
を作動させるようにしたが、内気ガスセンサ２４の代わ
りに粉塵センサを設け、この粉塵センサに基づいて作動
させるようにしても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態における空調ユニット１の
構成図である。

【図２】上記実施形態の空調ユニット１および空気清浄
器１５の車両搭載状態を示す図である。

【図３】上記実施形態の空気清浄器１５の構成図であ
る。

【図４】上記実施形態のマイクロコンピュータが行う制
御処理を示すフローチャートである。

【図５】上記実施形態の目標吹出温度（ＴＡＯ）に対す
る内外気モードの状態を示すマップである。

【図６】上記実施形態の空気清浄器１５の運転と停止と
の状態遷移を示す図ある。

【符号の説明】

２…空調ケース、３…内気導入口、４…外気導入口、５…内外気切替ドア（内外気切替手段）、７…ファン（送風手段）、９…エバポレータ（冷却用熱交換器）、１４…ドレンポート（排水路）、１５…空気清浄器（空気清浄装置）、２３…外気ガスセンサ（外気汚染検出手段）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者二宮斎愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地株式会社デンソー内 (72)発明者川島誠文愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地株式会社デンソー内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車室内への空気通路をなす空調ケース
（２）と、前記空調ケース（２）の空気上流側に設けられ、車室内
空気を導入する内気導入口（３）と、前記空調ケース
（２）の空気上流側に設けられ、車室外空気を導入する
外気導入口（４）と、前記内気導入口（３）と前記外気
導入口（４）とを選択的に開閉する内外気切替手段
（５、６）と、前記空調ケース（２）内に設けられ、前記内気導入口
（３）または前記外気導入口（４）から空気を吸引し、
この吸引空気を車室内に圧送する送風手段（７、８）
と、前記空調ケース（２）内において前記送風手段（７、
８）の空気下流側に設けられ、前記送風手段（７、８）
にて発生した空気流を冷却する冷却用熱交換器（９）
と、前記冷却用熱交換器（９）にて発生した凝縮水を車室外
へ排水する排水路（１４）と、車室内の空気を清浄化さ
せる空気清浄装置（１５）と、車室外空気の汚染度を検出する外気汚染検出手段（２
３）と、前記内気導入口（３）を全開し、前記外気導入口（４）
を全閉する内気循環モードのときでも、前記外気汚染検
出手段（２３）による検出汚染度が所定の汚染度を超え
たときに前記空気清浄装置（１５）を運転させる空気清
浄運転手段（Ｓ１２０、Ｓ１５０）とを備えていること
を特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】前記外気汚染検出手段（２３）による検
出汚染度が前記所定の汚染度を超えたときに、前記内気
循環モードとするように前記内外気切替手段（５、６）
を切替制御する内外気制御手段（Ｓ１２０、Ｓ１４０）
を備えることを特徴とする請求項１記載の車両用空調装
置。
【請求項３】前記外気汚染検出手段（２３）による検
出汚染度が前記所定の汚染度よりも低くなってから所定
時間の間は、前記空気清浄装置（１５）の運転を継続さ
せる空気清浄継続手段（Ｓ１６０、Ｓ１８０、Ｓ１９
０）を備えることを特徴とする請求項１または２記載の
車両用空調装置。