JP3858516B2

JP3858516B2 - フィルタ交換時期警告装置

Info

Publication number: JP3858516B2
Application number: JP13602499A
Authority: JP
Inventors: 祐次本田; 宏和今井; 斎二宮
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1999-05-17
Filing date: 1999-05-17
Publication date: 2006-12-13
Anticipated expiration: 2019-05-17
Also published as: JP2000325721A; DE10019607A1; US6239694B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空調用等の分野で用いられるフィルタの交換時期警告装置に関するもので、例えば、車両用空調装置に用いて好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、空調用のフィルタは粉塵や臭い成分を物理的に補集しているので、運転時間や使用環境条件により目詰まりが進行し、フィルタの通過風量が減少する。そこで、フィルタの目詰まりによる空調能力の低下を防ぐために、使用者に対して、フィルタの交換を促す交換時期警告装置が従来種々提案されている。
【０００３】
例えば、特開平７−８１３９２号公報では、車両用空調装置において、フィルタの通過風量を送風ファン速度と車速とにより推定して、フィルタの交換時期を判定し、警告を出すようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、フィルタの通過風量は実際にはフィルタ自身の目詰まり度合いの変化によって変化するので、送風ファン速度と車速とによる推定では通過風量を正確に判定することができない。しかも、フィルタの目詰まり度合いは使用環境条件によっても大きく影響される。例えば、空気汚染の少ない郊外での走行がほとんどである車両と、空気汚染の激しい市街地走行が日常的に繰り返される車両とでは、同一風量であっても、フィルタ目詰まりの進行に大きな差が発生する。
【０００５】
そこで、フィルタ通過風量に直接関係する信号を検出するセンサや、フィルタ吸い込み空気の汚染度を検出するセンサを設置して、フィルタ交換時期の判定精度を高めることが考えられるが、このような対策はセンサ設置に伴うコストアップを招き、実用的といえない。
本発明は上記点に鑑み、フィルタ目詰まりに関係する信号検出のためのセンサ類を追加することなく、簡潔な低コストの構成で、フィルタ交換時期の警告を的確に行うことを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は次の着眼点に基づいて案出されたものである。すなわち、フィルタの目詰まりは、車両走行状態（市街地か郊外か）や風速等の気候条件といった環境条件、および空調装置使用条件（内外気導入モード、風量）等の影響を受けて変動するが、フィルタの交換はフィルタの目詰まり状況を実際に確認した上で行われるから、フィルタの交換までの使用時間は、個々の車両における上記の種々な目詰まり変動要因を反映した結果を示す時間である言うことができる。
【０００７】
そこで、本発明では、上記点に着目して、フィルタ交換までの使用時間をタイマ設定値の次回用設定値とすることにより、目詰まり変動要因を考慮した適切な時期に常にフィルタ交換の警告を出すことができるようにしたものである。
具体的には、請求項１ないし５に記載の発明では、フィルタ（１９、５５）の使用時間が設定値を越えると警告手段（４１、５８）を作動させるフィルタ交換時期警告装置において、
フィルタ（１９、５５）の使用時間を加算するタイマ手段（１２０）と、
このタイマ手段（１２０）の初期設定値を設定する設定手段（１１０）と、
フィルタ（１９、５５）の交換時にリセット信号を出すリセット手段（３７、５７）と、
リセット信号が出ると、タイマ手段（１２０）をリセットするとともに、フィルタ（１９、５５）の交換までの使用時間に基づいて初期設定値を次回用設定値に更新する更新手段（１６０、１７０）とを備え、
フィルタ（１９、５５）の交換後は、フィルタ（１９、５５）の使用時間が次回用設定値を越えると警告手段（４１、５８）を作動させることを特徴としている。
【０００８】
これによると、フィルタ交換までの使用時間を常に、タイマ設定値の次回用設定値として更新していくから、予め設定した初期設定値を個々のフィルタの使用時間により実際の目詰まり変動要因を反映した値に更新することができる。その結果、実際のフィルタ環境条件および空調装置使用条件に対応した適切な時期にフィルタ交換の警告を出すことができる。
【０００９】
しかも、リセット手段（３７、５７）を追加するだけでよく、種々なセンサ類を一切追加する必要がなく、極めて簡単な構成ですみ、低コストで実施できるという実用上の利点が大である。
請求項２に記載のように、リセット手段（３７、５７）はフィルタ（１９、５５）の交換の際に操作される手動スイッチで構成できる。
【００１０】
更新手段（１６０、１７０）は、請求項３に記載のように、フィルタ（１９、５５）の交換までの使用時間自体を次回用設定値としたり、あるいは、請求項４に記載のように、更新手段（１６０、１７０）は、フィルタ（１９、５５）の交換までの使用時間に所定の補正を加えた値を次回用設定値としてもよい。
さらに、請求項５に記載のように、内気と外気を切替導入する内外気切替手段（１２）と、この内外気切替手段（１２）を通して導入される空気を送風する送風機（１３）と、この送風機（１３）の送風空気を清浄化するフィルタ（１９）と、送風機（１３）の送風空気と熱交換する熱交換器（２３、２４）とを有する車両用空調装置において、本発明によるフィルタ交換時期警告装置を組み合わせることにより、種々に変化する車両環境条件に対応したフィルタ交換時期の警告を的確に行うことができる。
【００１１】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１、２は本発明の第１実施形態による車両用空調装置を示すもので、本例の車両用空調装置は、図２に示すように送風機ユニット１０と、送風機ユニット１０の送風空気を温度調整する空調ユニット１１とに大別される。送風機ユニット１０は、通常、車室内計器盤の下方部で、助手席側前方に配設され、空調ユニット１１は、車室内計器盤の下方部で、車両幅方向の略中央部に配設される。
【００１３】
送風機ユニット１０は、上部に配置した内外気切替箱１２と、内外気切替箱１２の下部に配置した送風機１３とから構成されている。内外気切替箱１２は内気（車室内空気）または外気（車室外空気）を切替導入するためのものである。そのため、内外気切替箱１２には車両側の外気導入通路に接続される外気導入口１４が上面部に開口している。
【００１４】
そして、内外気切替箱１２の側面部には内気を導入する第１、第２内気導入口１５、１６が開口しており、内外気切替箱１２内には平板状の第１、第２内外気切替ドア１７、１８が回動可能に配置され、この両ドア１７、１８により外気導入口１４と第１、第２内気導入口１５、１６が開閉される。
内外気切替箱１２内の下部は上記導入口１４〜１６からの導入空気が流れる通路を構成し、この下部通路に導入空気を清浄化するフィルタ１９が配置されている。ここで、空気の清浄化とは、空気中の塵埃等を除去する除塵作用、および空気中の悪臭成分（例えば、アセトアルデヒドのようなディーゼル排ガス臭気成分）を脱臭する脱臭作用の両方を包含する意味で用いている。
【００１５】
フィルタ１９として、例えば、除塵作用を主目的とした除塵フィルタを用いる場合は、濾紙等の濾材をコルゲート状（波状）に襞折り加工して樹脂製の枠体により保持したものを使用できる。また、フィルタ１９として脱臭作用を主目的とした脱臭フィルタを用いる場合は、空気中の悪臭成分を吸着する活性炭等の脱臭材をウレタンフォームのような多孔質フィルタ基材に適宜のバインダーにより担持させ、この脱臭材を担持したフィルタ基材をコルゲート状（波状）に襞折り加工して樹脂製の枠体により保持したものを使用できる。
【００１６】
フィルタ１９の下側に配置される送風機１３は、遠心式多翼ファン（送風ファン）２０と、このファン２０を回転駆動する電動モータ２１とを備えている。送風機１３の空気出口部には空調ユニット１１の空調ケース２２の入口部が接続され、この空調ケース２２の内部には、周知のように、空気最上流側に、空気を冷却する冷媒蒸発器（冷却用熱交換器）２３が配設され、この冷媒蒸発器２３の空気下流側には、空気を加熱する温水式ヒータコア（加熱用熱交換器）２４が配設されている。
【００１７】
空調ケース２２内で、ヒータコア２４に隣接してバイパス通路２５が形成されており、このバイパス通路２５を通過する冷風の風量とヒータコア２４を通過する温風の風量とを平板状のエアミックスドア（温度調整手段）２６により調整して、車室内への吹出空気温度を調節するようになっている。この温度調整された空気が吹出モード切替ドア２７により切替開閉されるフェイス吹出口２８、フット吹出口２９、図示しないデフロスタ吹出口等から車室内へ吹出すようになっている。
【００１８】
次に、空調用電子制御装置（ＥＣＵ）３０は、マイクロコンピュータ等から構成され、送風機ユニット１０および空調ユニット１１に装備される各種空調機器を予め設定されたプログラムに従って自動制御するものである。
ＥＣＵ３０には周知の各種センサ群３１〜３５からのセンサ信号、および車室内前方の計器盤部に設置される空調用操作パネル３６からの操作信号が入力される。センサ群としては、周知のごとく車室内温度（内気温）ＴＲを検出する内気温センサ３１、車室外温度（外気温）ＴＡＭを検出する外気温センサ３２、車室内への日射量ＴＳを検出する日射センサ３３、蒸発器２３の吹出空気温度ＴＥを検出する蒸発器温度センサ３４、ヒータコア２４への温水温度ＴＷを検出する水温センサ３５等が設けられる。
【００１９】
空調用操作パネル３６には、車室内の設定温度ＴＳＥＴの信号を出す温度設定器、風量の設定信号を出す風量設定器、吹出モードの設定信号を出す吹出モード設定器、内外気モードの設定信号を出す内外気設定器等が設けられており、これらの各設定器の操作信号がＥＣＵ３０に入力される。更に、フィルタ１９の交換作業時に操作される手動スイッチ３７の操作信号がＥＣＵ３０に入力される。この手動スイッチ３７はフィルタ１９の交換時にタイマのリセット信号を出すリセット手段を構成するもので、オン操作されたときだけ一時的にオン状態となり、その後はオフ状態に自己復帰するタイプのスイッチである。
【００２０】
そして、本実施形態では、ＥＣＵ３０の制御出力により第１、第２内外気切替ドア１７、１８の駆動用モータ３８、送風ファン駆動用モータ２１、エアミックスドア２６の駆動用モータ３９、吹出モードドア２７の駆動用モータ４０の作動を制御するとともに、フィルタ１９の交換時期警告用の表示ランプ（警告手段）４１の作動を制御するようになっている。
【００２１】
図２では、上記した手動スイッチ３７および表示ランプ４１を空調用操作パネル３６から独立して配置する例を示しており、例えば、車両メータ側等に手動スイッチ３７および表示ランプ４１を配置することができる。もちろん、手動スイッチ３７および表示ランプ４１を空調用操作パネル３６内に配置してもよい。
次に、第１実施形態の作動を図３のフローチャートに基づいて説明する。図３はＥＣＵ３０により実行される制御ルーチンであり、車両への空調装置搭載後、空調装置の最初の起動（具体的には送風機１３の起動）により制御ルーチンがスタートし、まず、ステップ１００にてタイマＦＴ＝０に初期化される。次に、ステップ１１０にてタイマＦＴの設定値ＦＴＯを初期設定値ＦＴＯ１（例えば、６００ｈｒ）に設定する。
【００２２】
次に、ステップ１２０にてタイマＦＴのカウント時間を加算していく。このタイマ時間の加算は具体的には、空調用送風機１３が運転されている間、行って、フィルタ１９の使用時間を加算していく。すなわち、空調用送風機１３の運転時間をフィルタ１９の使用時間として算出する。なお、車両用空調装置の場合、車両エンジンの運転中は空調用送風機１３が運転されることが多いとともに、外気導入モードの設定時には、空調用送風機１３が停止していても、走行動圧（ラム圧）により外気がフィルタ１９を通過するので、車両エンジンの運転時間をフィルタ１９の使用時間として算出してもよい。
【００２３】
次に、ステップ１３０にて手動スイッチ３７がオンであるか判定する。手動スイッチ３７はフィルタ１９の交換作業に伴ってオンされるものであるから、フィルタ１９が継続使用されている間は手動スイッチ３７がオフ状態のままである。従って、フィルタ１９の継続使用中はステップ１３０からステップ１４０に進み、タイマ時間ＦＴが設定値ＦＴＯ（最初は初期設定値ＦＴＯ１＝６００ｈｒ）を越えたか判定する。
【００２４】
タイマ時間ＦＴが設定値ＦＴＯを越えるまでは、ステップ１２０に戻ってタイマ時間ＦＴの加算を継続する。そして、タイマ時間ＦＴが設定値ＦＴＯを越えると、ステップ１４０からステップ１５０に進み、表示ランプ４１を点灯させて、フィルタ１９の交換を車室内の乗員に警告する。
表示ランプ４１の点灯に基づいてフィルタ１９を交換して、フィルタ１９の交換作業者が手動スイッチ３７をオン操作すると、ステップ１３０からステップ１６０に進み、手動スイッチ３７がオン操作されたときまでのタイマ時間（すなわち、フィルタ交換までの使用時間）ＦＴを次回用設定値ＦＴＯ２とし、タイマ設定値ＦＴＯの更新を行う。
【００２５】
このタイマ設定値ＦＴＯの更新をより具体的に説明すると、例えば、表示ランプ４１の点灯後もフィルタ１９の使用を続行し、実際にフィルタ交換をしたまでの使用時間ＦＴが８５０ｈｒである場合は、タイマ設定値ＦＴＯを初期設定値ＦＴＯ１＝６００ｈｒから次回用設定値ＦＴＯ２＝８５０ｈｒに更新する。そして、ステップ１７０にて、タイマ時間ＦＴ＝０にリセットする。
【００２６】
従って、これ以後、フィルタ１９が再度、交換されるまで、ステップ１２０においてタイマ時間ＦＴの加算を継続して、フィルタ交換までの使用時間を加算していく。そして、タイマ時間（フィルタ使用時間）ＦＴがタイマ設定値ＦＴＯ（次回用設定値ＦＴＯ２＝８５０ｈｒ）を越えまでは、表示ランプ４１が消灯したまである。
【００２７】
しかし、空調装置の点検整備等の機会において、フィルタ１９の目詰まり状態の高いことが発見され、表示ランプ４１の点灯前に、タイマ時間（フィルタ使用時間）ＦＴ＝８００ｈｒにてフィルタ１９の交換を行い、手動スイッチ３７がオン操作されると、今度は、タイマ設定値ＦＴＯを８００ｈｒ（＝次回用設定値ＦＴＯ３）に更新する。
【００２８】
以上のように、フィルタ交換までの使用時間を常に、タイマ設定値の次回用設定値として更新していくから、フィルタ１９の目詰まり変動要因に対応した適切な時期にフィルタ交換の警告を出すことができる。
すなわち、フィルタ１９の目詰まりは、車両走行状態（市街地か郊外か）、風速等の気候条件、空調装置使用条件（内外気導入モード、風量）等の影響を受けて変動するが、フィルタ１９の交換はフィルタ１９の目詰まり状況を実際に確認した上で行われるから、フィルタ交換までの使用時間は、個々の車両における上記の種々な目詰まり変動要因を反映した結果を示す時間である。従って、フィルタ使用時間をタイマ設定値の次回用設定値として更新することにより、目詰まり変動要因を考慮した適切な時期に常にフィルタ交換の警告を出すことができる。
【００２９】
なお、第１実施形態では、請求項１におけるタイマ手段、設定手段および更新手段をＥＣＵ３０により実行される機能実現手段により構成しており、その具体的対応関係を説明すると、タイマ手段は図３のステップ１２０により構成され、設定手段は図３のステップ１１０により構成され、更に、更新手段は図３のステップ１６０、１７０により構成される。
【００３０】
（第２実施形態）
図４、５は第２実施形態であり、送風機ユニット１０と図２の空調ユニット１１と同様の空調ユニット（図示せず）とからなる空調装置の他に、空気清浄を専門とする空気清浄器５０も車両に装備するようにした例である。
本例の空気清浄器５０は図４に例示するように車両後方部に設置されるもので、空気清浄器５０の具体的構成は図５に例示するようにケース５１内に、車室内空気（内気）を内気吸入口５２から吸入する送風機５３を設ける。この送風機５３は電動モータ５４により駆動する。ケース５１内で、送風機５３の下流側にフィルタ５５を配置して、送風機５３の送風空気をフィルタ５５で清浄化した後に吹出口５６から車室内へ吹き出す。
【００３１】
送風機ユニット１０のフィルタ１９として、濾紙等の濾材をコルゲート状（波状）襞折り加工して除塵作用を主に行う圧損の小さい除塵フィルタを用いる。また、空気清浄器５０のフィルタ５５としては、空気中の悪臭成分を吸着する活性炭等の脱臭材をウレタンフォームのような多孔質フィルタ基材に適宜のバインダーにより担持させた、比較的圧損の大きい脱臭フィルタを用いる。
【００３２】
そして、第２実施形態では図４に示すように、送風機ユニット１０のフィルタ１９の交換時期の警告のために、第１実施形態と同じ手動スイッチ３７および表示ランプ４１を設けるとともに、空気清浄器５０のフィルタ５５の交換時期の警告のために、別の手動スイッチ５７および表示ランプ５８を設けている。この後者のフィルタ５５についても、前者のフィルタ１９と同様の制御（図３の制御）により交換時期を警告すればよい。
【００３３】
（他の実施形態）
▲１▼フィルタ１９、５５の交換時期警告手段として表示ランプ４１、５８の代わりに液晶表示パネル等を用いてもよく、その場合、手動スイッチ３７、５７として、液晶表示パネル等の画面上に設定したタッチパネルスイッチを用いることができる。また、交換時期警告手段としてランプ類の視覚的手段に限らず、音声による聴覚的手段を用いることもできる。
【００３４】
▲２▼表示ランプ４１、５８および手動スイッチ３７、５７を、フィルタ１９、５５の交換時期警告のために専用に設けずに、既存の機器を共用することもできる。例えば、既存ランプの点滅によりフィルタ交換時期の警告を行うようにしてもよい。また、既存の複数のスイッチの同時押しによりフィルタ交換時のリセット信号を出すようにしてもよい。
【００３５】
▲３▼前述の図３の説明（第１実施形態）では、フィルタ１９を交換すると、タイマの初期設定値をキャンセルして、フィルタ交換までの使用時間であるタイマ時間ＦＴ自体を次回用設定値ＦＴＯ２…として更新しているが、本発明はこのような制御だけに限定されるものではなく、フィルタ交換までの使用時間に所定の補正を加えた値を次回用設定値ＦＴＯ２…として更新してもよい。
【００３６】
すなわち、フィルタ交換までの使用時間より所定時間短い時間を次回用設定値ＦＴＯ２…として更新してもよく、逆に、フィルタ交換までの使用時間より所定時間長い時間を次回用設定値ＦＴＯ２…として更新してもよい。
▲４▼フィルタ１９、５５の交換時期の警告を１段階でなく、予備警告と本警告との２段階に分けて行うようしてもよい。例えば、フィルタ使用時間がタイマ設定値の９０％に達すると、予備警告を行い、フィルタ使用時間がタイマ設定値を越えると、本警告を行うようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の車両搭載図である。
【図２】第１実施形態の全体システム構成図である。
【図３】第１実施形態のフィルタ交換時期警告の制御を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第２実施形態の車両搭載図である。
【図５】図４の空気清浄器の概略断面図である。
【符号の説明】
１９、５５…フィルタ、３０…空調用電子制御装置、
４１、５８…表示ランプ（警告手段）、
３７、５７…手動スイッチ（リセット手段）。

Claims

送風空気を清浄化するフィルタ（１９、５５）と、このフィルタ（１９、５５）の交換時期を警告する警告手段（４１、５８）とを備え、前記フィルタ（１９、５５）の使用時間が設定値を越えると前記警告手段（４１、５８）を作動させるフィルタ交換時期警告装置であって、
前記フィルタ（１９、５５）の使用時間を加算するタイマ手段（１２０）と、このタイマ手段（１２０）の初期設定値を設定する設定手段（１１０）と、
前記フィルタ（１９、５５）の交換時にリセット信号を出すリセット手段（３７、５７）と、
前記リセット信号が出ると、前記タイマ手段（１２０）をリセットするとともに、前記フィルタ（１９、５５）の交換までの使用時間に基づいて前記初期設定値を次回用設定値に更新する更新手段（１６０、１７０）とを備え、
前記フィルタ（１９、５５）の交換後は、前記フィルタ（１９、５５）の使用時間が前記次回用設定値を越えると前記警告手段（４１、５８）を作動させることを特徴とするフィルタ交換時期警告装置。
前記リセット手段（３７、５７）は前記フィルタ（１９、５５）の交換の際に操作される手動スイッチであることを特徴とする請求項１に記載のフィルタ交換時期警告装置。
前記更新手段（１６０、１７０）は、前記フィルタ（１９、５５）の交換までの使用時間自体を前記次回用設定値とすることを特徴とする請求項１または２に記載のフィルタ交換時期警告装置。
前記更新手段（１６０、１７０）は、前記フィルタ（１９、５５）の交換までの使用時間に所定の補正を加えた値を前記次回用設定値とすることを特徴とする請求項１または２に記載のフィルタ交換時期警告装置。
内気と外気を切替導入する内外気切替手段（１２）と、この内外気切替手段（１２）を通して導入される空気を送風する送風機（１３）と、この送風機（１３）の送風空気を清浄化するフィルタ（１９）と、前記送風機（１３）の送風空気と熱交換する熱交換器（２３、２４）とを有する車両用空調装置において、
前記フィルタ（１９）の交換時期を警告する装置を、請求項１ないし４のいずれか１つに記載のフィルタ交換時期警告装置により構成したことを特徴とする車両用空調装置。