説明

車両用空調装置

【課題】花粉が乗員の顔面付近に漂うことを防止して、乗員の花粉症の発症を抑制する。
【解決手段】花粉モード開始スイッチの操作あるいは花粉センサによる計測花粉量が所定量になると花粉モードを開始する。この花粉モードでは、直ちにフェイス吹出口から清浄エアが乗員の顔付近に吹き出され、これにより顔付近の侵入花粉や持込花粉が吹き飛ばされる。このときの風量は、最低風量Loと最高風量Hiとの間に設定されている限界最大風量M1であって、温熱感的に我慢できる最大の風量M1であるので、不快感を覚えることなく花粉のない快適な環境を創出できる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車両用空調装置に関し、特に、乗員に対する花粉の影響を小さくすることにより快適性向上を可能にする車両用空調装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年の車両用空調装置においては、車室内の空調快適性を実現するために温熱感を考慮した空調吹出制御が主流となっている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
ところで、空調快適性への要求が強まる中、特に乗員の健康、とりわけ花粉除去のニーズが増大している。そのための装置として、外気導入ダクトのみに花粉除去フィルタを設けて、外気より花粉を除去して車室内へ送り込む車両用空調装置が提案されている(例えば、特許文献2参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特許第3430562号公報
【特許文献2】特開平8−310230号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上記特許文献2に開示されている発明では、外気モード時に外気導入ダクトから外気とともに侵入してくる花粉は除去できるものの、乗員が車両に乗り込んだときのドア開閉によるドアから侵入する花粉や、乗り込んだ乗員の顔や髪さらには衣服に付着している花粉、いわゆる持込花粉などを除去することはできなかった。したがって、これら侵入花粉や持込花粉は、車室内に充満して乗員の顔面付近に漂い、花粉症発症の一因となっている。
【0006】
本発明は、上記点に鑑み、侵入花粉や持込花粉などが乗員の顔面付近に漂うことを防止して、乗員の花粉症の発症を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、空調ユニット(10)内の通風路(10a)に設けられた送風機(12)を制御するブロワ制御手段(12b)と、
前記通風路の端部に設けられた複数の吹出口(16、18、20)の少なくとも1つを選択して、前記送風機による風を前記選択された吹出口より車室内へ送風するよう制御する吹出口制御手段(17、19、21)と、
花粉モードの作動開始を指令する花粉モード開始スイッチ(39f)と、
前記花粉モード開始スイッチ(39f)の操作信号が入力され、前記ブロワ制御手段および前記吹出口制御手段の作動を制御する空調用制御手段(30)とを備え、
前記空調用制御手段(30)は、乗員により前記花粉モード開始スイッチが操作されたときに、前記複数の吹出口より乗員の顔付近に送風可能な吹出口が選択されて、前記選択された吹出口から前記車室内の乗員の顔付近に所定風量の風を送風する作動状態である花粉モードが開始されるように前記ブロワ制御手段および前記吹出口制御手段を作動させることを特徴とする。
【0008】
請求項1に記載の発明によれば、乗員が所望の時点で花粉モード開始スイッチを操作すると、直ちに花粉モードが開始されるので、例えば、有料道路の料金所等で、窓ガラスを開けたときに侵入する花粉を除去したいと考えたときに、通常の空調制御状態に割り込んでこの花粉モードでの作動を行うことができる。
【0009】
このように花粉モードでの作動を行うことで、車室内に侵入した侵入花粉や、乗員の顔や髪および衣服に付着した花粉が、吹出口からの風により乗員の顔付近より速やかに吹き飛ばされて除去される。これにより、少なくとも乗員の顔(眼や鼻などの粘膜)付近の花粉量が低下して花粉症の発症を抑制することができる。
【0010】
請求項2に記載の発明では、空調ユニット(10)内の通風路(10a)に設けられた送風機(12)を制御するブロワ制御手段(12b)と、
前記通風路の端部に設けられた複数の吹出口(16、18、20)の少なくとも1つを選択して、前記送風機による風を前記選択された吹出口より車室内へ送風するよう制御する吹出口制御手段(17、19、21)と、
前記車室内の花粉量を計測する花粉センサ(36)と、
前記花粉センサ(36)の検出信号が入力され、前記ブロワ制御手段および前記吹出口制御手段の作動を制御する空調用制御手段(30)とを備え、
前記空調用制御手段(30)は、前記花粉センサ(36)により計測された花粉量が所定量を超えたときに、前記複数の吹出口より乗員の顔付近に送風可能な吹出口が選択されて、前記選択された吹出口から前記車室内の乗員の顔付近に所定風量の風を送風する作動状態である花粉モードが開始されるように前記ブロワ制御手段および前記吹出口制御手段を作動させることを特徴とする。
【0011】
請求項2に記載の発明によれば、花粉センサ(36)による計測花粉量が所定量を超えたときに花粉モードを開始するので、例えば、外気モードで走行中に車室内に侵入する花粉量が多くなった時点で、あるいは、走行途中での停止時に乗員が乗り込む際に持ち込まれた花粉量が多くなった時点で、通常の空調制御状態に割り込んで花粉モードでの作動を自動的に行うことができる。
【0012】
このように花粉モードでの作動を自動的に行うことで、吹出口からの風により乗員の顔付近より花粉を速やかに吹き飛ばして除去できる。これにより、少なくとも乗員の顔(眼や鼻などの粘膜)付近の花粉量が低下して花粉症の発症を抑制することができる。
【0013】
請求項1または2に記載の車両用空調装置において、請求項3に記載の発明のように、通風路に、花粉を捕集するフィルタ(40、40a)を備えるようにすれば、吹出口からはフィルタにより花粉が除去された風が吹き出されるので、乗員の顔付近の花粉除去効果を高めることができる。
【0014】
さらに、請求項4に記載の発明のように、請求項1ないし3のいずれか1つに記載の車両用空調装置において、空調ユニットには、送風機の上流側に、車室外の空気を導入する外気モードと車室内の空気を導入する内気モードとを切り替える内外気切替ドア(11a)が設けられ、花粉モードにおいては、内外気切替制御手段(11b)が内外気切替ドアを内気モードに制御するようにすれば、車室外が花粉の多い環境であっても、内外気切替ドアを内気モードとすることにより、外気導入に伴う車室内への花粉の侵入を防ぐので、侵入花粉や持込花粉の乗員の顔付近からの除去効果を高めることができる。
【0015】
請求項5に記載の発明では、請求項1ないし4のいずれか1つに記載の車両用空調装置において、ブロワ制御手段は、花粉モードの開始時における送風機の風量レベルを、最低風量(Lo)と最高風量(Hi)との間の大きさに設定されている限界最大風量(M1)とすることを特徴とする。
【0016】
これによれば、花粉モードの開始時点において、乗員の顔付近に送風される風量は、送風機が発生する最低風量と最高風量との間の大きさの限界最大風量とすることにより、乗員の温熱感を考慮した乗員が不快感を覚えない最大の風量を設定することができ、これにより乗員の顔付近の花粉を効率的に除去することができる。
【0017】
すなわち、イグニッションスイッチがオンとされた直後には、通常の空調装置で行われるウォームアップ制御では、ブロワオフ状態が所定時間継続した後、最低風量の送風が行われるようになっているので、直ちに送風が行われないため乗員の顔付近の花粉除去ができず、乗員は侵入花粉や持込花粉の影響にさらされることになる。これに対して、請求項5に記載の発明によれば、花粉モードが開始されると、ウォームアップ制御をすることなく比較的風量の大きな限界最大風量を発生させることにより、乗員の顔付近の花粉を短時間のうちに効果的に除去することができる。
【0018】
請求項6に記載の発明は、請求項1ないし4のいずれか1つに記載の車両用空調装置において、花粉モードにおいて、乗員の顔付近に送風される風量が最低風量(Lo)と最高風量(Hi)との間の大きさに設定されている限界最大風量(M1)とこの限界最大風量より小さいレベルの第1風量とに切り替えられる風量間欠制御が行われることを特徴とする。
【0019】
この発明によれば、花粉モードにおいて、乗員の顔付近に比較的風量の大きい限界最大風量の風が断続的に当たるので、比較的大きい風量の風が連続的に乗員の顔付近に当たることによる不快感を回避して、乗員の快適感を大きく損なうことなく乗員の顔付近の花粉を除去することができる。
【0020】
この風量間欠制御は、請求項7に記載の発明のように、ブロワ制御手段が、送風機の風量レベルを少なくとも限界最大風量レベルと第1風量との2つのレベルに切り替えることにより行ってもよく、あるいは、請求項8に記載の発明のように、吹出口制御手段が、選択された乗員の顔付近に送風可能な吹出口より限界最大風量の風を吹き出す期間と、選択された吹出口以外の他の吹出口から風を吹き出す期間とを交互に切り替えることにより風量間欠制御を行ってもよい。
【0021】
請求項9に記載の発明は、請求項2に記載の車両用空調装置において、花粉モード開始スイッチ(39f)を備え、乗員により花粉モード開始スイッチが操作されたときに花粉モードが開始されることを特徴とする。
【0022】
この発明によれば、乗員が所望の時点で花粉モード開始スイッチを操作すると、直ちに花粉モードが開始されるので、前述の請求項1に記載の発明と同様に、例えば、有料道路の料金所等で、窓ガラスを開けたときに侵入する花粉を除去したいと考えたときに、通常の空調制御状態に割り込んでこの花粉モードでの作動を行うことができる。
【0023】
また、請求項10に記載の発明は、請求項1に記載の車両用空調装置において、車室内の花粉量を計測する花粉センサ(36)を備え、計測された花粉量が所定量を超えたときに花粉モードが開始されることを特徴とする。
【0024】
この発明によれば、前述の請求項2に記載の発明と同様、車室内の花粉量が多くなった時点で、通常の空調制御状態に割り込んで花粉モードでの作動を自動的に行うことができる。
【0025】
請求項11に記載の発明のように、請求項2または10に記載の車両用空調装置において、計測された花粉量が所定量以下となったときに、花粉モードを終了すれば、自動的に通常の空調制御状態に戻ることができる。
【0026】
あるいは、請求項12に記載の発明のように、請求項1ないし10のいずれか1つに記載の車両用空調装置において、花粉モードは、開始より予め設定されたタイマ時間経過後に終了するようにしても、自動的に通常の空調制御状態に戻ることができる。
【0027】
請求項13に記載の発明は、請求項11または12に記載の車両用空調装置において、前記花粉モードを終了した後は通常の空調制御モードに移行することを特徴とする。
【0028】
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。
【図面の簡単な説明】
【0029】
【図1】第1実施形態の車両用空調装置の全体システム図である。
【図2】車室内の斜視図である。
【図3】空調制御のメインルーチンを示すフローチャートである。
【図4】オートモードでの制御特性図であり、(a)はブロワ電圧特性、(b)は吸込口モード特性、(c)は吹出口モード特性を示す図である。
【図5】第1実施形態の花粉モードにおける制御特性を示す図である。
【図6】花粉モードにおいて乗員の顔付近に清浄エアが当たる様子を示す図である。
【図7】花粉低減率の時間変化を示す図である。
【図8】第2実施形態の花粉モードにおける制御特性を示す図である。
【図9】第3実施形態の花粉モードにおける制御特性を示す図である。
【図10】第4実施形態の花粉モードにおける制御特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0030】
(第1実施形態)
図1は本発明の第1実施形態の全体システム図であり、図2は車室内の斜視図である。まず、第1実施形態の車両用空調装置のうち、車室内に搭載される空調ユニット10について説明する。空調ユニット10の空気流れ最上流側には内外気切替箱11が配置され、その内部には板状の内外気切替ドア11aが回動自在に設置されている。この内外気切替ドア11aはサーボモータからなるアクチュエータ11bにより駆動されて、内気(車室内空気)と外気(車室外空気)を切替導入する。
【0031】
内外気切替箱11の下流側には送風機12が配置される。この送風機12は遠心式の送風ファン12aと駆動用モータ12bとにより構成され、内外気切替箱11から吸入した空気を空調ユニット10のケース内の通風路10aを通して車室内へ向かって送風する。
【0032】
送風機12の上流側の直前には、フィルタ40が配置されている。内外気切替箱11から導入される外気または内気が全てこのフィルタ40を通過することにより、これら外気または内気に含まれる花粉やダストが捕集される。さらに、このフィルタ40には、花粉症発症アレルゲンを不活性化させる花粉アレルゲン不活性化物質(例えば、フェノール系高分子ポリマーなど)が付与されている。この花粉アレルゲン不活性化物質は、花粉アレルゲンの活性部位と結合してアレルゲンを不活性化するものである。したがって、一旦フィルタ40に捕集された花粉が再飛散しても、この花粉は花粉アレルゲン不活性化物質により不活性化されており、乗員に花粉症を発症させないようにすることができる。このように、フィルタ40を通過した空気は、清浄エアとして車室内へ送風される。
【0033】
なお、このフィルタ40は、通風路10a内の空気を全てろ過できれば通風路10a内のいずれの部位に配置してもよく、例えば、図1中、破線40aで示すように、送風機12の下流直後に配置してもよい。
【0034】
空調ユニット10の通風路10a内において送風機12の下流直後に蒸発器13が配置され、蒸発器13の下流側にヒータコア14が配置されている。蒸発器13は冷却用熱交換器をなすものであり、周知の冷凍サイクルの低圧冷媒が送風空気から吸熱して蒸発することにより送風空気を冷却する。ヒータコア14は加熱用熱交換器をなすものであり、図示しない車両エンジンからの温水(冷却水)を熱源として送風空気を加熱する。
【0035】
ヒータコア14の上流側には、吹出空気温度調整手段をなすエアミックスドア15が回動自在に設けられている。このエアミックスドア15の開度はアクチュエータ15aにより駆動されて調整され、これによって、ヒータコア14を通過する空気とヒータコア14をバイパスする空気の割合とが調整され、車室内に吹き出す空調風の温度が調節される。
【0036】
空調ユニット10の最下流には、フロント窓ガラスWに向けて空調風を吹き出すためのデフロスタ吹出口16を開閉するデフロスタドア17、乗員の顔付近および上半身に向けて空調風を吹き出すためのフェイス吹出口18を開閉するフェイスドア19、および乗員の足元に向けて空調風を吹き出すためのフット吹出口20を開閉するフットドア21が設けられている。
【0037】
これらの各ドア17、19、21は吹出口制御手段をなすものであって、図示しないリンク機構を介して共通のアクチュエータ22により連動して開閉される。これらの各ドア17、19、21の開閉作動によって、周知の吹出口モードが切替設定される。
【0038】
車室内の前部に配置される計器盤(インストルメントパネル、またはインパネ)23の上部側において車両左右(幅)方向の略中央部には2個のセンタフェイス吹出口24、25が配置してある。そして、計器盤23の上部側において車両左右方向の両端部近傍にサイドフェイス吹出口26、27が配置してある。これらの各センタおよびサイドフェイス吹出口24〜27には上記フェイス吹出口18を通して空調風が送風されてくる。なお、空調ユニット10は車室内において計器盤23の内側空間に搭載される。また、図2には、他の吹出口として、インパネ上面吹出口28および天井吹出口29も示されているが、これらについては他の実施形態として後述する。
【0039】
次に、本実施形態の電気制御部について説明すると、空調用制御装置(エアコンECU)30は、マイクロコンピュータとその周辺回路とにより構成される制御手段であって、車両エンジンを始動するためイグニッションスイッチ38がオンされると同時に作動を開始する。この空調用制御装置30は、マイクロコンピュータにおける所定の制御プログラムに基づく演算処理により上記の各アクチュエータ11b、15a、22および送風機駆動用モータ12bの作動を制御するようになっている。
【0040】
そして、空調用制御装置30には車室内の空調状態に影響を及ぼす環境条件を検出する各種センサからの信号が入力される。具体的には、車室内の空気温度(内気温度)Trを検出する内気温センサ31、車室外の空気温度(外気温度)Tamを検出する外気温センサ32、蒸発器13の吹出空気温度Teを検出する蒸発器温度センサ33、ヒータコア15の水温Twを検出する水温センサ34、車室内に入射する日射量Tsを検出する日射センサ35、車室内の花粉量(または花粉濃度)を検出する花粉センサ36および空調ユニット10の最下流、例えばサイドフェイス吹出口26(または27)に設けられ各吹出口から吹き出される空気温度を検出する吹出温度センサ37からの各信号が空調用制御装置30に入力される。
【0041】
なお、花粉センサ36は、小型の光学式センサとして公知のものであり、花粉を含んだ雰囲気を測定チャンバー内に積極的に導入し、この測定チャンバーにレーザ光を照射し、球体である花粉粒による散乱光を2軸方向で検出することにより、測定チャンバー内の花粉量を測定するものである。
【0042】
空調操作パネル39は車室内の計器盤23近傍に配置されるものであって、乗員により手動操作される複数の操作部材39a〜39fが設けられ、この複数の操作部材39a〜39fの操作信号が空調用制御装置30に入力される。この複数の操作部材は、具体的には、空調装置の自動制御状態を設定するAUTOスイッチ39a、車室内温度を乗員の好みの設定温度Tsetに設定するための温度設定スイッチ39b、内外気モードを設定する内外気切替スイッチ39c、吹出口モード(フェイス、バイレベル、フット、フットデフ、デフロスタ)を設定する吹出口モード切替スイッチ39d、送風機12の送風量を設定するための送風量切替スイッチ39e、後述する花粉モードの作動開始を指令する花粉モード開始スイッチ39f等である。
【0043】
なお、花粉モード開始スイッチ39fは、計器盤23等の上に設けられる専用の押しボタンスイッチでも、あるいは、タッチパネル型のナビ画面にナビゲーションの地図などと切替表示される空調操作パネル39としてのタッチスイッチ(図示せず)でもよい。
【0044】
次に、上記構成において本実施形態の作動を説明する。図3は、空調用制御装置30により実行されるメインルーチンを示すフローチャートである。この制御ルーチンは、車両のイグニッションスイッチ38がオンされるとともにスタートし、所定周期で繰り返される。
【0045】
まずステップS1では、フラグ、タイマー等の初期化がなされ、次のステップS2で空調操作パネル39の操作スイッチ39a〜39f等の操作信号を読み込む。次のステップS3で各センサ31〜37等から車両環境状態の検出信号を読み込む。
【0046】
次のステップS4にて、花粉モードの作動が必要か否かが判定される。具体的には、イグニッションスイッチ38がオンされた直後であるとき、あるいは、花粉モード開始スイッチ39fが操作されたとき、または花粉センサ36の花粉検出量が所定値より大きくなったときなどには花粉モード作動要と判定される。
【0047】
なお、この花粉モード開始スイッチ39fは、例えば、有料道路の料金所等で、窓ガラスを開けたときに侵入する花粉を除去したいと考えたときに、乗員が操作することにより、通常の空調制御状態に割り込んでこの花粉モードでの作動を開始するために用いられる。
【0048】
また、花粉センサ36は、例えば、外気モードで走行中に車外より車室内に侵入する花粉量が多くなった時点で、あるいは、走行途中での停止時に乗員が乗り込む際に持ち込まれた花粉量が多くなった時点で、通常の空調制御状態に割り込んで花粉モードでの作動を開始するために用いられる。
【0049】
また、このステップS4では、既に花粉モードでの作動が開始されてその経過時間が、予め設定されたタイマ時間(例えば4分)以内であれば花粉モード作動要と判定され、ステップS11へ進む。
【0050】
ステップS4にて花粉モードでの作動が不要と判定された場合には、通常の空調制御(オートモード)で作動するためにステップS5へ進む。
【0051】
ステップS5では、車室内へ吹き出される空調風の目標吹出温度TAOを算出する。この目標吹出温度TAOは車室内を温度設定スイッチ39bの設定温度Tsetに維持するために必要な吹出温度であり、空調制御の基本目標値である。この目標吹出温度TAOは、空調操作パネル39の温度設定スイッチ39bにより設定された設定温度Tsetと、各センサにより検出された空調熱負荷に関係する内気温Tr、外気温Tam、及び日射量Tsとに基づいて公知の下記数式(1)により算出する。
【0052】
TAO=Kset×Tset−Kr×Tr−Kam×Tam−Ks×Ts+C ・・・(1)
但し、Kset、Kr、Kam、Ks:制御ゲイン、C:補正用の定数である。
【0053】
次に、ステップS6にて送風機12の駆動用モータ12bの印加電圧であるブロワ電圧を、上記の目標吹出空気温度TAOに基づいて図4(a)のように算出する。このブロワ電圧により送風機の駆動用モータ12bの回転数、すなわち、車室内吹出空気の風量を目標吹出温度TAOの低温領域および高温領域で高くし、中間温度域で風量が低くなるように決定できる。なお、ブロワ電圧のレベルは、送風機12が発生しうる最高風量Hiと最低風量Loとの間の範囲の風量を発生するよう決められる。
【0054】
次に、ステップS7にて内外気の吸込口モード(内外気切替ドア位置)を目標吹出空気温度TAOに基づいて図4(b)のように決定する。
【0055】
次に、ステップS8にて、車室内へ吹き出す空調風の温度を目標吹出空気温度TAOにするための、エアミックスドア(A/Mドア)15の目標開度SWを算出する。具体的には、蒸発器13の吹出空気温度Te(蒸発器温度センサ33の検出温度)、ヒータコア15の温水温度Tw(水温センサ34の検出温度)、および目標吹出空気温度TAOに基づいて目標エアミックスドア開度SWを次の数式(2)にて算出する。
【0056】
SW={(TAO−Te)/(Tw−Te)}×100(%) ・・・(2)
次に、ステップS9にて吹出口モード(吹出口ダンパ位置)を目標吹出空気温度TAOに基づいて図4(c)のように決定する。図4(c)のFACE(フェイス)モードはフェイス吹出口18から空調風を吹き出すモードであり、B/L(バイレベル)モードは、フェイス吹出口18とフット吹出口20との両方から空調風を吹き出すモードであり、FOOT(フット)モードは、フット吹出口20がら空調風を吹き出すモードである。フットモード時にデフロスタ吹出口16から少量の空調風を吹き出すようにしてもよい。
【0057】
そして、次のステップS10にて各制御対象の機器に対して制御信号を出力して各制御対象の機器を駆動する。
【0058】
一方、ステップS4にて、花粉モードの作動が必要と判定された場合は、ステップS11にて、花粉モードでの作動を行うべく各制御信号が設定され、その後ステップS10へ進む。具体的には、本実施形態ではステップS11において、図5の花粉モード特性図で示される制御を、通常オートモードでの空調制御に割り込む形で行う。
【0059】
なお、ステップS11では花粉モードでの作動経過時間が計数されており、この経過時間に基づき上記ステップS4にて花粉モードの作動終了が判定される。
【0060】
図5は、イグニッションオン、すなわち車両エンジンの始動からの経過時間における制御特性を示しており、図中破線部は、花粉モードによらない通常の空調制御モードであるオートモードにおける特性を示している。すなわち、通常オートモードでは、ウォームアップ制御のために、イグニッションオンから所定時間(図5の例では1分)の間は、送風機12を停止(Off)状態とし、スタートより1分後から2分後までは送風機12の最低風量Loとされ、その後、時間とともに風量が増加するよう制御される。
【0061】
一方、本実施形態における花粉モードでは、吸込口モードを内気モードとなるよう内外気切替ドア11aを切り替え、吹出口モードはFace(フェイス)モードとなるよう吹出口切り替え用のアクチュエータ22の開度を決め、送風機12のブロワ電圧をスタートから第1の時間まで(3分間)は限界最大風量M1の状態が継続し、その後時間とともに風量が増加し、タイマにより計数された時間が例えば4分となると、通常のオートモードに移行するよう設定される。
【0062】
この限界最大風量M1は、送風機12が発生しうる最低風量Loと最高風量Hiとの間の風量であり、乗員の温熱感を考慮した乗員が不快感を覚えない最大の風量として予め設定されている。これは、例えば、最低風量Loと最大風量Hiとの間に2つのレベルM1、M2をLo<M1<M2<Hiとなるよう決めるときの風量M1として設定することができる。また、限界最大風量M1が継続する第1の時間(例えば3分間)は、通常のウォームアップ制御における風量増加特性と一致するよう設定することにより、乗員の温熱感を損なうことなく、快適な車室空間を得ることができる。
【0063】
なお、これ以外の制御ファクター(目標吹出温度TAOやA/Mドア15の開度など)には、通常の空調制御における制御量が設定される。
【0064】
以上のように、イグニッションスイッチ38のオン、あるいは、花粉モード開始スイッチ39fの操作や花粉センサ36による花粉量増加により、花粉モードでの作動が開始し、図6に示すように、内気モードにおいて、各センタおよびサイドフェイス吹出口24〜27から、限界最大風量M1でフィルタ40による清浄エアが、乗員の顔付近に向けて送風される。これにより、乗員の顔付近には、花粉が捕集された、あるいは不活性化された花粉を含む清浄エアが吹き付けられるため、乗員の顔や衣服等に付着した侵入花粉や持込花粉がこの清浄エアにより吹き飛ばされ、乗員には、花粉量が少ない雰囲気が形成され、花粉症の発症が効果的に抑制される。このとき、花粉モード開始とともに吹き出される風量は限界最大風量M1(Lo<M1<M2<Hi)に設定されているため、乗員には温熱感的に我慢できる最大の風量が顔付近に当たるので、効率的に顔付近の花粉を吹き飛ばして除去することができる。
【0065】
図7は、実車において乗員の顔面付近で測定したブタクサ花粉の低減率を示したもので、イグニッションスイッチ38がオン、すなわち花粉モードの開始時点を花粉量100%として、各条件における花粉量の時間変化の様子を示している。なお図7中、線図Aは外気モードでフィルタ40を用いない場合、線図Bは外気モードで花粉除去効率95%以上のフィルタ40を通過させた場合、線図Cは、花粉モードとして内気モードで同じフィルタ40を通過させた場合をそれぞれ示している。線図Aでは、スタートから2分後に花粉低減率が80%で飽和しており、これ以上花粉量が低下しない。また、線図Bでは、スタートから4分後に花粉低減率が20%まで減少するが、低減率はここで飽和している。したがって、線図Bと線図Aとは、フィルタ40の有無の差を示している。このことより、フィルタ40による清浄エアを乗員の顔付近に送風することにより、乗員の顔付近に漂う花粉量は、スタートから4分経過すれば当初の20%まで減少させ得るということができる。
【0066】
さらに、線図Cの花粉モードによる作動では、内気モードとすることにより外気ダクト(内外気切替箱11)からの花粉の侵入が完全に防げるので、スタートから3分後には花粉はほぼなくなることがわかる。すなわち、花粉モードでは、内気モードで外部からの花粉の侵入を阻止しつつ、フィルタ40による清浄エアの顔面付近への送風で、乗員の顔面付近の花粉を除去して、花粉のない快適な空間が創出され、運転者にとっては運転ストレス低減に効果がある。
【0067】
(第2実施形態)
第2実施形態は、第1実施形態のように花粉モードの開始時における吹出風量を一律に限界最大風量M1とするのではなく、吹出温度に応じて、特に吹出温度が低い場合に吹出風量を下げるよう調整するものである。上記第1実施形態と異なる点は、吹出温度センサ37の検出温度を用いて空調用制御装置30が送風機12の駆動用モータ12bに与える指令値(ブロワ風量レベル)を決定することのみであり、その他の構成(図1ないし図4)は第1実施形態と同様である。したがって、以下では相違点のみ説明する。
【0068】
図8は、第2実施形態における花粉モードの制御特性を示す図である。第1実施形態と同様、イグニッションスイッチ38がオンされるとともに、花粉モードがスタートし、吸込口モードを内気モードに、吹出口モードをFaceモードにする。ここで、第2実施形態では、吹出温度センサ37による吹出温度が水温の上昇に伴って上昇することに応じて、吹出温度が所定値TL(例えば氷点)より低いうちは、風量を最低風量Loとし、吹出温度が所定値TLを越えたときに限界最大風量M1へ上昇させる。そして、スタートより3分後には第1実施形態と同様、風量をM1より時間とともに増加させるよう制御するものである。
【0069】
これにより、吹出温度が低い場合に吹出風量が大きいため乗員が温熱感的に我慢できないことを防止することができるとともに、吹出温度が所定値TL以上で風量を限界最大風量M1へ増加することにより乗員の顔付近の花粉を除去して、快適な空間を創出することができる。
【0070】
なお、吹出温度が所定値TL以下では、送風機12を停止し、吹出温度が所定値TL以上では上記と同様、吹出風量を限界最大風量M1へ増加させるようにしても、快適な空間を創出できる。
【0071】
(第3実施形態)
第3実施形態は、花粉モードの開始時の所定期間における吹出風量を一定値としての限界最大風量M1とするのではなく、吹出風量を限界最大風量M1とそれよりも小さい第1風量とを切り替える間欠制御を行うものである。上記第1実施形態と異なる点は、空調用制御装置30がブロワ制御手段である送風機12の駆動用モータ12bに与える指令値であるブロワ風量レベルが間欠的に変動することのみであり、その他の構成(図1ないし図4)は第1実施形態と同様である。したがって、以下では相違点のみ説明する。
【0072】
図9は、第3実施形態における花粉モードの制御特性を示す図である。すなわち、第3実施形態では、イグニッションスイッチ38がオンされるとともに花粉モードがスタートすると、フェイス吹出口24〜27から吹き出される吹出風量は、図9に示すように限界最大風量M1と時間とともに変化する第1風量としての通常のウォームアップ制御における風量とが、例えば20秒毎に交互に繰り返される。
【0073】
したがって、スタートから1分までは、限界最大風量M1と第1風量としてのOff(風量=0)とが交互に繰り返され、1分から2分までは第1風量としての最低風量Loと限界最大風量M1とが交互に繰り返される。その後、2分から3分までは限界最大風量M1と時間とともに増加する風量とが交互に繰り返され、3分から4分までは実質的に時間的に増加する風量とされる。そして、4分以降は通常オートモードに移行する。
【0074】
このように、第3実施形態では、花粉モードにおいてセンタおよびサイドフェイス吹出口24〜27から吹き出される風量が、限界最大風量M1とOffまたはLoとが交互に繰り返すように風量間欠制御されことにより、乗員の顔付近には限界最大風量M1が継続的に当たるのではなく、断続的に風量が変化するので快適感を大幅に損なうことなく顔付近の花粉低減も可能になる。
【0075】
(第4実施形態)
第4実施形態は、花粉モードにおける風量間欠制御を、第3実施形態のように送風機12のブロワ風量レベルを間欠的に変化させるのではなく、吹出口の切り替え、すなわち、フェイス吹出口とそれ以外の吹出口、たとえばフット吹出口との切り替えにより、フェイス吹出口からの吹出し風量を実質的に、間欠的に変化させるものである。したがって、上記第1実施形態と異なる点は、花粉モードにおいて空調用制御装置30が吹出口制御手段である各ドア17、19、21を駆動するアクチュエータ22に指令値を与えることのみであり、その他の構成(図1ないし図4)は第1実施形態と同様である。したがって、以下では相違点のみ説明する。
【0076】
図10は、第4実施形態における花粉モードの制御特性を示す図である。すなわち、第4実施形態では、イグニッションスイッチ38がオンされるとともに花粉モードがスタートすると、吹出口モードが、Face(フェイス)モードとFoot(フット)モードとに、たとえば20秒ごとに切り替えられる。このときの花粉モードにおけるブロワ電圧の変化は、第1実施形態のブロワ電圧特性(図5)と同様の特性であるので、センタおよびサイドフェイス吹出口24〜27から吹き出される風量は、結果的に上記第3実施形態(図9)と同様の間欠的な変化となる。
【0077】
このように、第4実施形態では、吹出口モードを間欠的にFaceモードとFootモードとに交互に変化させることによりフェイス吹出口からの吹出し風量が、限界最大風量M1と第1風量としての風量=0とに交互に変化する間欠制御を行う。したがって、第3実施形態と同様、乗員の顔付近には限界最大風量M1が継続的に当たるのではなく、断続的に風量が変化するので快適感を大幅に損なうことなく顔付近の花粉低減も可能になる。
【0078】
(他の実施形態)
上記、各実施形態では、花粉モードにおいて、乗員の顔付近に清浄エアを吹き出す吹出口を計器盤23に設けたセンタおよびサイドフェイス吹出口24〜27とした例を示したが、これに限らない。図2に示すように、デフロスタ吹出口16から吹き出される風でも乗員の顔付近に当たるので、これにより顔付近の花粉を除去することができる。あるいは、計器盤23の上面に多数の小さい孔が設けられて空調ユニット10から送風される空気の吹出口とされるインパネ上面吹出口28を用いることも可能である。すなわち、このインパネ上面吹出口28から吹き出される風も、デフロスタ吹出口16とフェイス吹出口24〜27との中間的な吹出口として、乗員の顔付近に送られ、顔付近の花粉を除去することができる。
【0079】
さらに、たとえば、ドアの上部もしくは乗員上部の天井部分に設けられた天井吹出口29、29aから吹き出される風も、乗員の顔付近に送られるので、これによっても乗員の顔付近の花粉を除去することができる。なお、天井吹出口29から吹き出される風は、図1に示した車室前部に設けられた空調ユニット10から車体内に埋設されたダクト(図示せず)により送風してもよく、あるいは、車両後部のトランク部に別に設けられた空調ユニット(図示せず)から送風してもよい。
【符号の説明】
【0080】
10…空調ユニット、11…内外気切替箱、12…送風機、13…蒸発器、
16…デフロスタ吹出口、18…フェイス吹出口、20…フット吹出口、
23…計器盤(インストルメントパネル)、24、25…センタフェイス吹出口、
26、27…サイドフェイス吹出口、28…インパネ上面吹出口、29…天井吹出口、
30…空調用制御装置(エアコンECU)、36…花粉センサ、
38…イグニッションスイッチ、39f…花粉モード開始スイッチ、40…フィルタ。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
空調ユニット(10)内の通風路(10a)に設けられた送風機(12)を制御するブロワ制御手段(12b)と、
前記通風路の端部に設けられた複数の吹出口(16、18、20)の少なくとも1つを選択して、前記送風機による風を前記選択された吹出口より車室内へ送風するよう制御する吹出口制御手段(17、19、21)と、
花粉モードの作動開始を指令する花粉モード開始スイッチ(39f)と、
前記花粉モード開始スイッチ(39f)の操作信号が入力され、前記ブロワ制御手段および前記吹出口制御手段の作動を制御する空調用制御手段(30)とを備え、
前記空調用制御手段(30)は、乗員により前記花粉モード開始スイッチが操作されたときに、前記複数の吹出口より乗員の顔付近に送風可能な吹出口が選択されて、前記選択された吹出口から前記車室内の乗員の顔付近に所定風量の風を送風する作動状態である花粉モードが開始されるように前記ブロワ制御手段および前記吹出口制御手段を作動させることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項2】
空調ユニット(10)内の通風路(10a)に設けられた送風機(12)を制御するブロワ制御手段(12b)と、
前記通風路の端部に設けられた複数の吹出口(16、18、20)の少なくとも1つを選択して、前記送風機による風を前記選択された吹出口より車室内へ送風するよう制御する吹出口制御手段(17、19、21)と、
前記車室内の花粉量を計測する花粉センサ(36)と、
前記花粉センサ(36)の検出信号が入力され、前記ブロワ制御手段および前記吹出口制御手段の作動を制御する空調用制御手段(30)とを備え、
前記空調用制御手段(30)は、前記花粉センサ(36)により計測された花粉量が所定量を超えたときに、前記複数の吹出口より乗員の顔付近に送風可能な吹出口が選択されて、前記選択された吹出口から前記車室内の乗員の顔付近に所定風量の風を送風する作動状態である花粉モードが開始されるように前記ブロワ制御手段および前記吹出口制御手段を作動させることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項3】
前記通風路には、花粉を捕集するフィルタ(40、40a)が備えられることを特徴とする請求項1または2に記載の車両用空調装置。
【請求項4】
前記空調ユニットは、前記送風機の上流側に、前記車室外の空気を導入する外気モードと前記車室内の空気を導入する内気モードとを切り替える内外気切替ドア(11a)が設けられるとともに、前記内外気切替ドアを制御する内外気切替制御手段(11b)を備え、
前記空調用制御手段(30)は、前記花粉モードにおいて、前記内外気切替制御手段を制御して前記内外気切替ドアを前記内気モードに制御することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の車両用空調装置。
【請求項5】
前記ブロワ制御手段は、前記花粉モードの開始時における前記送風機の風量レベルを、最低風量(Lo)と最高風量(Hi)との間の大きさに設定されている限界最大風量(M1)とすることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1つに記載の車両用空調装置。
【請求項6】
前記花粉モードにおいて、前記乗員の顔付近に送風される風量が最低風量(Lo)と最高風量(Hi)との間の大きさに設定されている限界最大風量(M1)と前記限界最大風量より小さいレベルの第1風量とに切り替えられる風量間欠制御が行われることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1つに記載の車両用空調装置。
【請求項7】
前記ブロワ制御手段は、前記送風機の風量レベルを少なくとも前記限界最大風量レベルと前記第1風量との2つのレベルに切り替えることにより前記風量間欠制御を行うことを特徴とする請求項6に記載の車両用空調装置。
【請求項8】
前記吹出口制御手段は、前記選択された乗員の顔付近に送風可能な吹出口より前記限界最大風量の風を吹き出す期間と、前記選択された吹出口以外の他の吹出口から風を吹き出す期間とを交互に切り替えることにより、前記風量間欠制御を行うことを特徴とする請求項6に記載の車両用空調装置。
【請求項9】
花粉モード開始スイッチ(39f)を備え、前記乗員により前記花粉モード開始スイッチが操作されたときに前記花粉モードが開始されることを特徴とする請求項2に記載の車両用空調装置。
【請求項10】
前記車室内の花粉量を計測する花粉センサ(36)を備え、前記花粉センサ(36)により計測された花粉量が所定量を超えたときに前記花粉モードが開始されることを特徴とする請求項1に記載の車両用空調装置。
【請求項11】
前記花粉センサ(36)により計測された花粉量が所定量以下となったときに、前記花粉モードを終了することを特徴とする請求項2または10に記載の車両用空調装置。
【請求項12】
前記花粉モードは、開始より予め設定されたタイマ時間経過後に終了されることを特徴とする請求項1ないし10のいずれか1つに記載の車両用空調装置。
【請求項13】
前記花粉モードを終了した後は通常の空調制御モードに移行することを特徴とする請求項11または12に記載の車両用空調装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【公開番号】特開2009−149305(P2009−149305A)
【公開日】平成21年7月9日(2009.7.9)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−90923(P2009−90923)
【出願日】平成21年4月3日(2009.4.3)
【分割の表示】特願2004−125447(P2004−125447)の分割
【原出願日】平成16年4月21日(2004.4.21)
【出願人】(000004260)株式会社デンソー (27,639)
【出願人】(000003207)トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Fターム(参考)】