(57)【要約】【課題】オゾン浄化特性の異なるオゾン浄化体を組み合わせて用いるＤＯＲシステムにおいて、車両の走行状況に応じて該オゾン浄化体のオゾン浄化機能を十分に発揮可能な車両用大気浄化装置を提供することを目的とする。【解決手段】図５に示す円はラジエータファン１６，１８の回転数を表す。円の面積が大きくなるほど高回転数であることを意味する。ラジエータ１４のコア部の温度Ｔｃが高い場合、ラジエータファン１８の回転数を高くし、ラジエータファン１６の回転数を低くする（高温時制御）。これにより、二酸化マンガン領域に導入する大気量を多くして、二酸化マンガンによるオゾン浄化を促進させる。他方、上記温度Ｔｃが低い場合、ラジエータファン１６の回転数を高くし、ラジエータファン１８の回転数を低くする（低温時制御）。これにより、活性炭領域に導入する大気量を多くして、活性炭によるオゾン浄化を促進させる。【選択図】図５
2014030796.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の走行中に大気が通過する大気通過面を有する車両構成部品と、
前記大気通過面の分割により形成した複数の分割領域の夫々に設けられ、オゾン浄化特性の異なる複数のオゾン浄化体と、
前記分割領域を通過する大気量を調整可能な通過大気量調整手段と、
前記オゾン浄化体の温度を取得する温度取得手段と、
前記オゾン浄化体の温度に応じて、前記通過大気量調整手段を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする車両用大気浄化装置。
【請求項２】
前記分割領域は、その活性温度域が基準温度よりも高温の領域にあるオゾン浄化体を設けた高温活性領域と、その活性温度域が前記基準温度よりも低温の領域にあるオゾン浄化体を設けた低温活性領域とから構成され、
前記制御手段は、前記オゾン浄化体の温度が前記基準温度よりも高い場合には前記高温活性領域を通過する大気量が多くなるように前記通過大気量調整手段を制御し、前記オゾン浄化体の温度が前記基準温度よりも低い場合には前記低温活性領域を通過する大気量が多くなるように前記通過大気量調整手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の車両用大気浄化装置。
【請求項３】
前記オゾン浄化体は、二酸化マンガンと活性炭とをオゾン浄化成分とするものであり、
前記高温活性領域には二酸化マンガンが設けられ、前記低温活性領域には活性炭が設けられることを特徴とする請求項２に記載の車両用大気浄化装置。
【請求項４】
前記車両構成部品はラジエータであり、
前記通過大気量調整手段は、前記高温活性領域および前記低温活性領域の形成箇所に対応させて設置すると共に、それらの回転数を調整可能な複数のラジエータファンであり、
前記制御手段は、前記ラジエータファンの回転数制御により前記高温活性領域および前記低温活性領域を通過する大気量を制御することを特徴とする請求項２または３に記載の車両用大気浄化装置。
【請求項５】
前記車両構成部品はラジエータであり、
前記通過大気量調整手段は、前記高温活性領域および前記低温活性領域の領域形成箇所に対応させて設置すると共に、それらの開閉により前記ラジエータへの大気流入を許可しまたは禁止する複数のグリルシャッタであり、
前記制御手段は、前記グリルシャッタの開閉制御により前記高温活性領域および前記低温活性領域を通過する大気量を制御することを特徴とする請求項２または３に記載の車両用大気浄化装置。
【請求項６】
前記車両構成部品は熱交換器であり、
前記分割領域は前記熱交換器の上下方向に形成されたものであり、
前記オゾン浄化体は、その活性温度域が高いものほど前記熱交換器の上方の分割領域に設けられることを特徴とする請求項１に記載の車両用大気浄化装置。
【請求項７】
前記分割領域は領域毎に放熱性能が異なるように設計され、
前記オゾン浄化体は、その活性温度域が高いものほど放熱性能が高い分割領域に設けられることを特徴とする請求項１または６に記載の車両用大気浄化装置。
【請求項８】
前記車両構成部品は、内燃機関の冷却水を流通するためのチューブを備え、
前記チューブの冷却水流れ方向に対して垂直な方向における流路断面積は、前記分割領域毎に異なるように設計され、
前記オゾン浄化体は、その活性温度域が高いものほど前記流路断面積の小さいチューブに対応する分割領域に設けられることを特徴とする請求項７に記載の車両用大気浄化装置。
【請求項９】
前記車両構成部品は、内燃機関の冷却水と大気との熱交換を促進するフィンを備え、
前記フィンの枚数で定まるフィン密度は、前記分割領域毎に異なるように設計され、
前記オゾン浄化体は、その活性温度域が高いものほどフィン密度の高い分割領域に設けられることを特徴とする請求項７または８に記載の車両用大気浄化装置。
【請求項１０】
前記分割領域は、その活性温度域が基準温度よりも高温の領域にある二酸化マンガンを設けた高温活性領域と、その活性温度域が前記基準温度よりも低温の領域にある活性炭を設けた低温活性領域とから構成されることを特徴とする請求項６乃至９何れか１項に記載の車両用大気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用大気浄化装置に関し、大気中のオゾンを浄化する車両用大気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光化学スモッグの発生原因であるオゾンは、自動車や工場の排気ガスに含まれるＨＣとＮＯｘが光化学反応を起こすことによって生成される。このため、自動車からのＨＣやＮＯｘの排出量を抑えることは、オゾンの生成を抑えて光化学スモッグの発生を防ぐための有効な手段である。一方、光化学スモッグの発生を防ぐ手段としては、大気中のオゾンを直接浄化することも考えられる。反応物であるＨＣやＮＯｘの排出量の低減を目指すだけでなく、生成物であるオゾンの浄化も図ることで、光化学スモッグの発生をより効果的に防ぐことが可能となる。このような観点から、米国カリフォルニア州をはじめとする一部の地域では、大気中のオゾンを直接浄化することのできる車両用大気浄化装置を備えた自動車が実用されている。この車両用大気浄化装置は、特に、ＤＯＲ(Direct Ozone Reduction)システムと呼ばれている。
【０００３】
ＤＯＲシステムとして、例えば特許文献２には、二酸化マンガン等の金属酸化物をラジエータ等の熱交換器に担持させたものが開示されている。ラジエータは、車両走行中に大気が通過する大気通過面を有するものであり、二酸化マンガン等の金属酸化物は、大気中に含まれるオゾンを酸素等の他の物質に変換して浄化する機能（オゾン浄化機能）を有するオゾン浄化体である。従って、特許文献１のＤＯＲシステムによれば、車両走行中に大気中のオゾンを直接浄化できる。
【０００４】
ＤＯＲシステムではないものの、特許文献１には、二酸化マンガンを用いたオゾン浄化触媒の下流側に、吸着材としての活性炭を配置したフィルターが開示されている。このフィルターは、二酸化マンガンのオゾン浄化機能が常温よりも低温かつ高湿度で低下することに鑑みて開発されたものであり、同文献には、温度５℃、相対湿度１００％のオゾン含有空気の処理に該フィルターを使用した実験において、オゾン浄化率が長時間に亘って高水準に持続されたことが開示されている。但し、同文献には、このような結果となった理由については不明であるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５―１６８８５４号公報
【特許文献２】特開２０００−５１５０６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１の結果は、活性炭それ自体のオゾン浄化機能によるものである。活性炭は、二酸化マンガン等の金属酸化物に匹敵するオゾン浄化機能を有し、かつ、常温域（２５℃付近）にてオゾンを浄化できる。従って、金属酸化物と活性炭とを組み合わせたオゾン浄化体は、金属酸化物のオゾン浄化機能の弱点を補うことができ、広い温度域でのオゾン浄化が期待できるので、ＤＯＲシステムに搭載するオゾン浄化体として有望である。
【０００７】
しかしながら、本発明者らの知見によれば、二酸化マンガンと活性炭とではそのオゾン浄化特性に違いがあることが明らかとなった。そのため、金属酸化物と活性炭とを単に組み合わせたオゾン浄化体をＤＯＲシステムに搭載しただけでは、車両の走行パターンによってはそれらのオゾン浄化機能を十分に発揮できない可能性がある。
【０００８】
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものである。即ち、オゾン浄化特性の異なるオゾン浄化体を組み合わせて用いるＤＯＲシステムにおいて、車両の走行状況に応じて該オゾン浄化体のオゾン浄化機能を十分に発揮可能な車両用大気浄化装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、車両用大気浄化装置であって、
車両の走行中に大気が通過する大気通過面を有する車両構成部品と、
前記大気通過面の分割により形成した複数の分割領域の夫々に設けられ、オゾン浄化特性の異なる複数のオゾン浄化体と、
前記分割領域を通過する大気量を調整可能な通過大気量調整手段と、
前記オゾン浄化体の温度を取得する温度取得手段と、
前記オゾン浄化体の温度に応じて、前記通過大気量調整手段を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１０】
また、第２の発明は、第１の発明において、
前記分割領域は、その活性温度域が基準温度よりも高温の領域にあるオゾン浄化体を設けた高温活性領域と、その活性温度域が前記基準温度よりも低温の領域にあるオゾン浄化体を設けた低温活性領域とから構成され、
前記制御手段は、前記オゾン浄化体の温度が前記基準温度よりも高い場合には前記高温活性領域を通過する大気量が多くなるように前記通過大気量調整手段を制御し、前記オゾン浄化体の温度が前記基準温度よりも低い場合には前記低温活性領域を通過する大気量が多くなるように前記通過大気量調整手段を制御することを特徴とする。
【００１１】
また、第３の発明は、第２の発明において、
前記オゾン浄化体は、二酸化マンガンと活性炭とをオゾン浄化成分とするものであり、
前記高温活性領域には二酸化マンガンが設けられ、前記低温活性領域には活性炭が設けられることを特徴とする。
【００１２】
また、第４の発明は、第２または第３の発明において、
前記車両構成部品はラジエータであり、
前記通過大気量調整手段は、前記高温活性領域および前記低温活性領域の形成箇所に対応させて設置すると共に、それらの回転数を調整可能な複数のラジエータファンであり、
前記制御手段は、前記ラジエータファンの回転数制御により前記高温活性領域および前記低温活性領域を通過する大気量を制御することを特徴とする。
【００１３】
また、第５の発明は、第２または第３の発明において、
前記車両構成部品はラジエータであり、
前記通過大気量調整手段は、前記高温活性領域および前記低温活性領域の領域形成箇所に対応させて設置すると共に、それらの開閉により前記ラジエータへの大気流入を許可しまたは禁止する複数のグリルシャッタであり、
前記制御手段は、前記グリルシャッタの開閉制御により前記高温活性領域および前記低温活性領域を通過する大気量を制御することを特徴とする。
【００１４】
また、第６の発明は、第１の発明において、
前記車両構成部品は熱交換器であり、
前記分割領域は前記熱交換器の上下方向に形成されたものであり、
前記オゾン浄化体は、その活性温度域が高いものほど前記熱交換器の上方の分割領域に設けられることを特徴とする。
【００１５】
また、第７の発明は、第１または第６の発明において、
前記分割領域は領域毎に放熱性能が異なるように設計され、
前記オゾン浄化体は、その活性温度域が高いものほど放熱性能が高い分割領域に設けられることを特徴とする。
【００１６】
また、第８の発明は、第７の発明において、
前記車両構成部品は、内燃機関の冷却水を流通するためのチューブを備え、
前記チューブの冷却水流れ方向に対して垂直な方向における流路断面積は、前記分割領域毎に異なるように設計され、
前記オゾン浄化体は、その活性温度域が高いものほど前記流路断面積の小さいチューブに対応する分割領域に設けられることを特徴とする。
【００１７】
また、第９の発明は、第７または第８の発明において、
前記車両構成部品は、内燃機関の冷却水と大気との熱交換を促進するフィンを備え、
前記フィンの枚数で定まるフィン密度は、前記分割領域毎に異なるように設計され、
前記オゾン浄化体は、その活性温度域が高いものほどフィン密度の高い分割領域に設けられることを特徴とする。
【００１８】
また、第１０の発明は、第６乃至第９の発明の何れか１つにおいて、
前記分割領域は、その活性温度域が基準温度よりも高温の領域にある二酸化マンガンを設けた高温活性領域と、その活性温度域が前記基準温度よりも低温の領域にある活性炭を設けた低温活性領域とから構成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
第１の発明によれば、上記分割領域にオゾン浄化特性の異なる複数のオゾン浄化体を設けると共に、該オゾン浄化体の温度に応じて、該分割領域を通過する大気量を調整できる。本発明者らの知見によれば、オゾン浄化体のオゾン浄化機能を十分に発揮できる温度領域が、オゾン浄化体毎に異なることが明らかとなった。このため、上記分割領域に設けたオゾン浄化体の温度に応じて上記分割領域を通過する大気量を調整できれば、あるオゾン浄化体がそのオゾン浄化機能を十分に発揮できる温度領域にある際に、そのオゾン浄化体を設けた分割領域に大気量を多く通過させることができる。従って、第１の発明によれば、高いオゾン浄化量を得ることが可能となる。
【００２０】
第２の発明によれば、上記分割領域を上記高温活性領域と上記低温活性領域という２つの領域から構成した場合において、上記２つの領域の何れかに設けたオゾン浄化体がそのオゾン浄化機能を十分に発揮できる温度領域にある際に、そのオゾン浄化体を設けた分割領域に大気量を多く通過させることができる。
【００２１】
第３の発明によれば、上記高温活性領域に二酸化マンガンを、上記低温活性領域に活性炭を夫々設けた場合において、上記オゾン浄化体の温度が、上記基準温度よりも高い場合には二酸化マンガンでのオゾン浄化を促進し、上記基準温度よりも低い場合には活性炭でのオゾン浄化を促進できる。
【００２２】
第４の発明によれば、上記車両構成部品がラジエータであり、上記通過大気量調整手段が複数のラジエータファンである場合において、該ラジエータファンの回転数制御により、上記２つの領域を通過する大気量を調整できる。
【００２３】
第５の発明によれば、上記車両構成部品がラジエータであり、上記通過大気量調整手段が複数のグリルシャッタである場合において、該グリルシャッタの開閉制御により、上記２つの領域を通過する大気量を調整できる。特に、上記グリルシャッタの開閉制御は、上記２つの領域のうちの一方のみに大気を導入するものであるため、高活性領域のみを使用した無駄のないオゾン浄化が可能となる。
【００２４】
一般に熱は、低所から高所に移動する性質を有する。そのため、上記車両構成部品が熱交換器である場合、該熱交換器の上方部は下方部よりも高熱となる。第６の発明によれば、上記分割領域を上記熱交換器の上下方向に形成した場合において、オゾン浄化体の活性温度域が高いものほど上方の分割領域に設けるので、上方の分割領域での高温化を促進し、下方の分割領域の高温化を抑制できる。従って、上記高温活性領域または上記低温活性領域でのオゾン浄化をより適切な温度環境下で行うことが可能となる。
【００２５】
放熱性能が高い分割領域においては、放熱性能が低い分割領域に比してその温度が上昇し易い。この点、第７の発明によれば、オゾン浄化体の活性温度域が高いものほど放熱性能が高い分割領域に設けられるので、上方の分割領域での高温化を促進できる。逆を言えば、オゾン浄化体の活性温度域が低いものほど放熱性能が高い分割領域に設けられるので、下方の分割領域での高温化を抑制できる。従って、上記高温活性領域または上記低温活性領域でのオゾン浄化をより適切な温度環境下で行うことが可能となる。
【００２６】
第８の発明によれば、オゾン浄化体の活性温度域が高いものほど上記流路断面積の小さいチューブに対応する分割領域に設けるので、上方の分割領域での高温化の促進と、下方の分割領域での高温化の抑制とを図ることができる。
【００２７】
第９の発明によれば、オゾン浄化体の活性温度域が高いものほどフィン密度の高い分割領域に設けるので、上方の分割領域での高温化の促進と、下方の分割領域での高温化の抑制とを図ることができる。
【００２８】
本発明者らの知見によれば、活性炭のオゾン浄化機能はオゾン浄化により劣化することが明らかとなった。また、活性炭が高温状態でオゾン浄化を行う場合は、低温状態でオゾン浄化を行う場合に比して、その劣化速度が速くなることが明らかとなった。第１０の発明によれば、低温活性領域を構成する活性炭の高温状態でのオゾン浄化を抑制できるので、活性炭のオゾン浄化機能の劣化を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】実施の形態１の大気浄化装置を搭載した車両の構成を示す図である。
【図２】図１のラジエータ１４の正面図である。
【図３】図１のラジエータ１４の正面図である。
【図４】オゾン浄化体のオゾン浄化特性試験の結果を示したものである。
【図５】実施の形態１における使用領域制御の具体例を説明するための図である。
【図６】実施の形態１において、ＥＣＵ２４により実行される使用領域制御を示すフローチャートである。
【図７】実施の形態２の大気浄化装置を搭載した車両の構成を示す図である。
【図８】図７のグリルシャッタ４６ａ〜４６ｃ，４８ａ〜４８ｃの配置状態を説明するための図である。
【図９】実施の形態２における使用領域制御の具体例を説明するための図である。
【図１０】実施の形態３に係るラジエータの正面図である。
【図１１】図１０のラジエータ５０の正面図である。
【図１２】活性炭を担持させたラジエータの耐久試験の結果を示したものである。
【図１３】実施の形態３における使用領域制御の具体例を説明するための図である。
【図１４】実施の形態３の変形例に係るラジエータの正面図である。
【図１５】実施の形態４に係るラジエータ６０のコア部の部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
実施の形態１．
［大気浄化装置の構成］
以下、図１乃至図５を参照しながら、本発明の実施の形態１について説明する。図１は、実施の形態１の大気浄化装置を搭載した車両の構成を示す図である。図１に示す車両１０は、動力装置として内燃機関１２および電気モータ（不図示）を備える所謂ハイブリッド車両である。内燃機関１２から排出される排気ガスには、ＨＣやＮＯｘが含まれている。オゾンはＨＣやＮＯｘを反応物として光化学反応により生成される。そのため、車両１０に大気浄化装置を搭載し、車両１０の走行中に大気中のオゾンを浄化することで、車両１０が環境に与える影響を低減できる。
【００３１】
車両１０において、内燃機関１２の前方には、内燃機関１２に循環させる冷却水（ＬＬＣ）を冷却するラジエータ１４が配置されている。ラジエータ１４は該冷却水を上方から下方に流す縦方式のラジエータであり、そのコア部には、オゾン浄化体として二酸化マンガンおよび活性炭が担持されている。この二酸化マンガンおよび活性炭の担持領域について、図２を参照しながら説明する。図２は、図１のラジエータ１４の正面図である。図２に示すように、ラジエータ１４のコア部は左右方向の２つの領域に分割されている。具体的に、機関冷却水の入口（ＬＬＣ  ＩＮ）を含む左方領域には活性炭が担持され、機関冷却水の出口（ＬＬＣ  ＯＵＴ）を含む右方領域には二酸化マンガンが担持されている。尚、本図のようにオゾン浄化体の担持領域を分割した理由については後述する。
【００３２】
図１に戻り、ラジエータ１４の後方には、２つのラジエータファン１６，１８が取り付けられている。ラジエータファン１６，１８は、ラジエータ１４に流す機関冷却水の冷却効率の向上を目的として搭載されるものである。このラジエータファン１６，１８の配置について、図３を参照しながら説明する。図３は、図１のラジエータ１４の正面図である。図３に破線で示すように、ラジエータ１４の後方には、ラジエータファン１６，１８が並列配置されている。ラジエータファン１６，１８に電圧を印加してこれらを回転させると、ラジエータ１４の前方の大気が内燃機関１２側に吸い出される。
【００３３】
再度図１に戻り、車両１０の前部には、バンパーグリル２０が設けられている。バンパーグリル２０は、内燃機関１２側に外気を導入するためのグリル開口部２２が形成されている。そのため、車両１０の走行中、車両１０前方の大気がグリル開口部２２から流入してラジエータ１４に接触する。
【００３４】
また、車両１０は、制御装置としてのＥＣＵ（Electronic Control Unit）２４を備えている。ＥＣＵ２４の出力側には、上述したラジエータファン１６，１８等が接続されている。また、ＥＣＵ２４の入力側には、ラジエータ１４のコア部の温度Ｔｃするコア温度センサ（不図示）、内燃機関１２の冷却水温Ｔｗを検出する水温センサ（不図示）等が接続されている。ＥＣＵ２４は、これらのセンサ値に基づいて、後述する使用領域制御を実行する。
【００３５】
［実施の形態１の特徴］
ところで近年、車両の低燃費化が進んでおり、その一環として機関用ラジエータへの通水頻度が抑えられる傾向にある。また、車両１０のようなハイブリッド車両においては、内燃機関の負担が軽減され、機関用ラジエータへの通水頻度が抑えられる傾向にある。実際、ハイブリッド車両に搭載した機関用ラジエータのコア部の温度は、通水中８０℃付近まで上昇するものの通水停止後しばらくすると４０℃程度まで低下し、平均すると５０℃〜６０℃となることが分かっている。故に、オゾン浄化体の担持に際しては、このような通水環境について予め考慮しておくことが望ましい。
【００３６】
また、オゾン浄化体の担持に際しては、上記通水環境のほか、オゾン浄化体それ自体のオゾン浄化特性についても考慮しておくことが望ましい。図４は、オゾン浄化体のオゾン浄化特性試験の結果を示したものである。本試験は、試験用ラジエータに対して異なる温度（２５℃、５０℃および８０℃）の冷却水を流しつつ、その前方から後方に向けてオゾン含有ガスを通過させた際のオゾン浄化率を求めることにより行ったものである。また、試験用ラジエータとしては、２種類のオゾン浄化体（ＭｎＯ２＋活性炭／ＭｎＯ２単体）を担持したものを準備し、必要に応じて水に浸漬させてから用いた。また、オゾン浄化率は、試験用ラジエータの前後のオゾン濃度を測定することで算出した（オゾン浄化率＝後方オゾン濃度／前方オゾン濃度）。
【００３７】
図４において「初期」とあるのは、水に浸漬させる前の初期状態の試験用ラジエータを用いた試験の結果であることを意味する。同図に示すように、通水温８０℃においては、何れの試験用ラジエータにおいても、高いオゾン浄化率を示す（８０℃  初期）。但し、通水温２５℃においては、試験用ラジエータ（ＭｎＯ２単体）のオゾン浄化率は、試験用ラジエータ（ＭｎＯ２＋活性炭）に比して低くなる（２５℃  初期）。
また、同図において「水浸後」または「昇温」とあるのは、水に浸漬させた試験用ラジエータを用いた試験の結果であることを意味する。同図に示すように、試験用ラジエータ（ＭｎＯ２単体）において、そのオゾン浄化率は、通水温２５℃において大幅に低下し（２５℃  水浸後）、通水温が５０℃、８０℃と上昇するにつれて回復する（５０℃  昇温(i)、８０℃  昇温(ii)）。他方、試験用ラジエータ（ＭｎＯ２＋活性炭）において、そのオゾン浄化率は、通水温２５℃において若干低下するものの（２５℃  水浸後）、通水温５０℃、８０℃のときとほぼ同等の値を示す（５０℃  昇温(i)、８０℃  昇温(ii)）。
【００３８】
上記結果は、二酸化マンガンと活性炭のオゾン浄化特性の違いを示すものである。即ち、活性炭は常温を含む広い温度域において高活性となる。他方、二酸化マンガンは常温で低活性であり、高温域（８０℃付近）にて最も活性化する。また、二酸化マンガンは、高湿度域において低下する。故に、試験用ラジエータ（ＭｎＯ２＋活性炭）のオゾン浄化率は、通水温度に関わらず高い値を示し、試験用ラジエータ（ＭｎＯ２単体）のオゾン浄化率は、低通水温のときには高通水温のときに比して低く、低通水温かつ水浸漬後のときは大幅に低くなる。
【００３９】
上述した通水環境やオゾン浄化特性に鑑み、本実施形態においては、図２のようにオゾン浄化体の担持領域を分割し、その上で、ラジエータ１４のコア部の温度Ｔｃ（つまり、オゾン浄化体の床温）に応じてオゾン浄化を行う領域を使い分ける制御を実行している（使用領域制御）。図５は、実施の形態１における使用領域制御の具体例を説明するための図である。図５に示した円は、ラジエータファン１６，１８の回転速度（回転数）を表したものであり、円の面積が大きくなるほど高速（高回転数）状態にあることを意味する。
【００４０】
図２乃至図３で説明したように、本実施形態では、活性炭領域の後方にはラジエータファン１６が、二酸化マンガン領域の後方にはラジエータファン１８が、夫々設置されている。そこで、コア部の温度Ｔｃが高い場合にはラジエータファン１８の回転数を高くし、ラジエータファン１６の回転数を低くする高温時制御を実行する。これにより、二酸化マンガン領域に導入する大気量を多くして、二酸化マンガンによるオゾン浄化を促進させる。他方、コア部の温度Ｔｃが低い場合には、ラジエータファン１６の回転数を高くし、ラジエータファン１８の回転数を低くする低温時制御を実行する。これにより、活性炭領域に導入する大気量を多くして、活性炭によるオゾン浄化を促進させる。従って、本実施形態によれば、上述した通水環境やオゾン浄化特性に起因した課題を簡便に対策でき、尚且つ、高いオゾン浄化量を得ることが可能となる。
【００４１】
［実施の形態１における具体的処理］
次に、図６を参照しながら、上述した機能を実現するための具体的な処理について説明する。図６は、実施の形態１において、ＥＣＵ２４により実行される使用領域制御を示すフローチャートである。なお、図６に示すルーチンは、定期的に繰り返して実行されるものとする。
【００４２】
図６に示すルーチンにおいて、先ず、ＥＣＵ２４は、冷却要求判定を行う（ステップ１００）。具体的に、ＥＣＵ２４は、内燃機関１２の冷却水温Ｔｗが閾値ａ以上であるか否かを判定する。本ステップにおいて、冷却水温Ｔｗには上記水温センサの検出値が、閾値ａには機関冷却水に対する冷却要求に応じて別途設定された値が、夫々用いられる。
【００４３】
ステップ１００において、冷却水温Ｔｗが閾値ａ以上であると判定された場合には、機関冷却水を冷却する必要があると判断できる。そのため、ＥＣＵ２４は、ラジエータファン１６，１８の通常制御を実行する（ステップ１１０）。つまり、オゾン浄化よりも機関冷却水の冷却を優先して、ラジエータ１４全体で機関冷却水を冷却する。他方、冷却水温Ｔｗが閾値ａよりも低いと判定された場合、ＥＣＵ２４は、オゾン浄化体の暖機判定を行う（ステップ１２０）。具体的に、ＥＣＵ２４は、ラジエータ１４のコア部の温度Ｔｃが閾値ｂ以上であるか否かを判定する。本ステップにおいて、コア部の温度Ｔｃには上記コア温度センサの検出値が、閾値ｂには基準温度として別途設定された値（例えば５０℃）が、夫々用いられる。
【００４４】
ステップ１２０において、コア部の温度Ｔｃが閾値ｂ以上であると判定された場合、ＥＣＵ２４は、ラジエータファン１８への印加電圧を上昇させ、ラジエータファン１６への印加電圧を低下させる（ステップ１３０）。これにより、上記高温時制御が実行され、二酸化マンガンをメインとしたオゾン浄化が行われる。他方、コア部の温度Ｔｃが閾値ｂよりも低いと判定された場合、ＥＣＵ２４は、ラジエータファン１６への印加電圧を上昇させ、ラジエータファン１８への印加電圧を低下させる（ステップ１４０）。これにより、上記低温時制御が実行され、活性炭をメインとしたオゾン浄化が行われる。
【００４５】
以上、図６に示したルーチンによれば、冷却水温Ｔｗが閾値ａ以上であると判定された場合にラジエータファン１６，１８の通常制御が実行されるので、機関冷却水に対する冷却要求を優先できる。また、コア部の温度Ｔｃが閾値ｂ以上の場合には上記高温時制御を実行でき、コア部の温度Ｔｃが閾値ｂよりも低い場合には上記低温時制御を実行できる。従って、オゾン浄化体の床温に応じてオゾン浄化を行う領域を使い分けることができるので、高いオゾン浄化量を得ることが可能となる。
【００４６】
尚、上記実施の形態１においては、ラジエータ１４が上記第１の発明における「車両構成部品」に、二酸化マンガンおよび活性炭が同発明における「複数のオゾン浄化体」に、ラジエータファン１６，１８が同発明における「通過大気量調整手段」に、上記コア温度センサが同発明における「温度取得手段」に、夫々相当している。
また、上記実施の形態１においては、ＥＣＵ２４が図６のステップ１２０〜１４０の処理を実行することにより上記第１の発明における「制御手段」が実現されている。
【００４７】
ところで、上記実施の形態１においては、車両１０はハイブリッド車両であるとしたが、車両１０が電気モータ非搭載であっても上記実施の形態１同様にその適用が可能である。また、本変形例については後述する各実施形態においても同様に適用が可能である。
【００４８】
上記実施の形態１においては、オゾン浄化体として二酸化マンガンおよび活性炭を用いたが、二酸化マンガンや活性炭と同様のオゾン浄化特性を示すものであれば、これらに代用できる。例えば、Ｖ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｓｎ、Ｏｓ、Ｉｒ、ＰｔやＡｕはＭｎと同様の性質を示すので、二酸化マンガンと同様のオゾン浄化特性を示す。また例えば、アルカリ土類金属の酸化物やゼオライトは、活性炭と同様のオゾン浄化特性を示す。従って、これらについては、二酸化マンガンや活性炭の代わりに用いることができ、更には、二酸化マンガンや活性炭と同時に用いることもできる。尚、本変形例については後述する各実施形態においても同様に適用が可能である。
【００４９】
また、上記実施の形態１においては、ラジエータ１４にオゾン浄化体を設けたが、オゾン浄化体の設置箇所は、エアコンのコンデンサ、インタークーラや、ラジエータ１４とは別のラジエータ（サブラジエータ）であってもよい。これらの構成部品はラジエータ１４同様に車両搭載されることがあり、ラジエータ１４同様の冷却原理により構成部品（水冷式にあっては冷媒）を冷却するものである。また、オゾン浄化体の担持箇所は、バンパーグリル２０であってもよい。バンパーグリル２０はラジエータ１４よりも車両前方に設けられるものであり、ラジエータファン１６，１８の回転により、該バンパーグリル２０を通過する大気量に少なからず影響が生じるものである。このように、車両走行中に大気が通過する大気通過面を有する構成部品であって、それを通過する大気量がラジエータファン等のアクチュエータによって調整可能なものであれば、オゾン浄化体を設置できる。尚、本変形例については後述する各実施形態においても同様に適用が可能である。
【００５０】
また、上記実施の形態１においては、図２に示したようにラジエータ１４のコア部を左右方向の２つの領域に分割したが、この領域数は３つ以上でもよい。例えば、図２に示した左方領域と右方領域との間に、二酸化マンガンと活性炭との混合物を担持した中央領域を設けてもよい。但しこの場合、当該中央領域の後方に、別途ラジエータファンを配置することが望ましい。二酸化マンガンと活性炭とを混合すれば、当該混合物は単一物と異なるオゾン浄化特性を示すことが予想される。そのため、オゾン浄化特性に応じ、最適な温度でオゾン浄化できるよう各ラジエータファンの回転速度を制御できれば、上記実施の形態１と同等かそれ以上の効果を得ることが期待できる。尚、本変形例については後述する実施の形態２および４においても同様に適用が可能である。
【００５１】
実施の形態２．
［大気浄化装置の構成］
次に、図７乃至図９を参照しながら、本発明の実施の形態２について説明する。
図７は、実施の形態２の大気浄化装置を搭載した車両の構成を示す図である。図７に示す車両３０は、上記実施の形態１の車両１０同様のハイブリッド車両である。また、車両１０と同様に、車両３０は、内燃機関３２と、ラジエータ３４と、ラジエータファン３６，３８と、バンパーグリル４０と、グリル開口部４２と、ＥＣＵ４４とを備える。ラジエータ３４のコア部には、オゾン浄化体として二酸化マンガンおよび活性炭が担持されている。この二酸化マンガンおよび活性炭が担持される領域は、図２と同様である。ＥＣＵ４４には、ラジエータ３４のコア部の温度Ｔｃするコア温度センサ（不図示）と、内燃機関３２の冷却水温Ｔｗを検出する水温センサ（不図示）とが接続されている。ここまでは、上記実施の形態１と基本的に同じである。
【００５２】
上記実施の形態１と異なる点として、グリル開口部４２には、可動式のグリルシャッタ４６ａ〜４６ｃ，４８ａ〜４８ｃが設けられている。グリルシャッタ４６ａ〜４６ｃ，４８ａ〜４８ｃは夫々、回転羽根と支持軸とから構成され、この支持軸がＥＣＵ４４に接続されている。ＥＣＵ４４により支持軸を駆動すると回転羽根が回転し、車両３０の前方からグリル開口部を介して内燃機関３２側に流入する大気量が調節される。
【００５３】
図８は、図７のグリルシャッタ４６ａ〜４６ｃ，４８ａ〜４８ｃの配置状態を説明するための図である。図８に示すように、グリルシャッタ４６ａ〜４６ｃはラジエータ３４の二酸化マンガン領域側に、グリルシャッタ４８ａ〜４８ｃはラジエータ３４の活性炭領域側に配置されている。なお本図は、図７同様、グリルシャッタ４６ａ〜４６ｃ，４８ａ〜４８ｃがグリル開口部４２を閉じている状態を示している。
【００５４】
［実施の形態２の特徴］
上記実施の形態１においては、ラジエータファン１６，１８の回転速度（回転数）を制御することで、オゾン浄化を行う領域を使い分ける使用領域制御を実行した。本実施の形態においては、グリルシャッタ４６ａ〜４６ｃ，４８ａ〜４８ｃの開度を制御することで上記実施の形態１の使用領域制御と同様の機能を実現する。図９は、実施の形態２における使用領域制御の具体例を説明するための図である。
【００５５】
図９に示すように、本実施形態においては、コア部の温度Ｔｃが高い場合にはグリルシャッタ４６ａ〜４６ｃを開き、グリルシャッタ４８ａ〜４８ｃを閉じる高温時制御を実行する。これにより、二酸化マンガン領域にのみ大気を導入して、二酸化マンガンによるオゾン浄化を促進させる。他方、コア部の温度Ｔｃが低い場合には、グリルシャッタ４８ａ〜４８ｃを開き、グリルシャッタ４６ａ〜４６ｃを閉じる低温時制御を実行する。これにより、活性炭領域にのみ大気を導入して、活性炭によるオゾン浄化を促進させる。従って、本実施形態によれば、上記実施の形態１同様の効果を得ることができる。また、本実施形態によれば、二酸化マンガン領域、活性炭領域のうちの一方のみに大気を導入するので、高活性領域を使用した無駄のないオゾン浄化が可能となる。
【００５６】
尚、上述した機能を実現するための具体的な処理については、図６に示したルーチンと同様の処理により実現できる。従って、その説明ついては省略する。
【００５７】
尚、上記実施の形態２においては、グリルシャッタ４６ａ〜４６ｃ，４８ａ〜４８ｃが上記第１の発明における「通過大気量調整手段」に相当している。
【００５８】
実施の形態３．
次に図１０乃至図１４を参照しながら、本発明の実施の形態３について説明する。
本実施形態においては、ラジエータのコア部に担持するオゾン浄化体の領域構成およびラジエータファン構成において上記実施の形態１と相違する。そのため、以下の説明においては、この相違点を中心に説明することとし、上記実施の形態１と重複する箇所についてはその説明を省略しまたは簡略化する。
【００５９】
［オゾン浄化体の領域構成］
図１０は、実施の形態３に係るラジエータの正面図である。図１０に示すように、ラジエータ５０のコア部は上下方向の２つの領域に分割されている。具体的に、機関冷却水の入口（ＬＬＣ  ＩＮ）を含む上方領域には二酸化マンガンが担持され、機関冷却水の出口（ＬＬＣ  ＯＵＴ）を含む下方領域には活性炭が担持されている。
【００６０】
［ラジエータファン構成］
また、図１１は、図１０のラジエータ５０の正面図である。図１１に破線で示すように、ラジエータ５０の後方には、ラジエータファン５２ａ，５２ｂ，５４ａ，５４ｂが配置されている。つまり、活性炭領域の後方にはラジエータファン５２ａ，５２ｂが、二酸化マンガン領域の後方はラジエータファン５４ａ，５４ｂが、夫々配置されている。
【００６１】
［実施の形態３の特徴］
図１２は、活性炭を担持させたラジエータの耐久試験の結果を示したものである。本試験は、活性炭を担持させた試験用ラジエータに対して異なる温度（２５℃および７５℃）の冷却水を流しつつ、その前方から後方に向けて高温または低温のオゾン含有ガスを所定時間に亘って通過させた後のオゾン浄化率を求めることにより行った。この所定時間としては、初期（０キロマイル走行後）、１０キロマイル走行後および２０キロマイル走行後に相当する時間とした。高温のオゾン含有ガスを通過させた場合の結果を図１２（Ａ）に、低温のオゾン含有ガスを通過させた場合の結果を図１２（Ｂ）に、それぞれ示す。
【００６２】
図１２（Ａ），（Ｂ）に共通するように、活性炭のオゾン浄化率は、通水温２５℃の場合と７５℃の場合とで異なる傾向を示す。具体的に、通水温７５℃の場合、活性炭のオゾン浄化率は耐久距離が長くなるにつれて大きく低下する。一方、通水温２５℃の場合、活性炭のオゾン浄化率は２０キロマイルの耐久走行後においても高い値を維持する。これは、活性炭のオゾン分解メカニズムに起因すると考えられている。即ち、活性炭によるオゾンの分解は、活性炭の自己消費を伴う。また、高通水温の場合には活性炭の温度場が高くなり、この自己消費速度が増加する。故に、活性炭のオゾン浄化率は、高通水温の場合に大きく低下する。
【００６３】
尚、図１２（Ａ），（Ｂ）に二酸化マンガンのオゾン浄化率を参考までに示す。このオゾン浄化率は、二酸化マンガンを担持させた試験用ラジエータについて、上記同様の耐久試験を行った際のものである。二酸化マンガンのオゾン浄化率は、通水温や耐久走行距離に関係なく一定の値を示した。通水温が２５℃の場合と７５℃の場合とで二酸化マンガンのオゾン浄化率が異なる値を示したのは、図４で説明した二酸化マンガンの常温低活性に因るものである。
【００６４】
上述した活性炭のオゾン浄化特性の劣化に鑑み、本実施形態においては、図１０のようにオゾン浄化体の担持領域を分割し、その上で、上記実施の形態１と同様に使用領域制御を実行する。図１０で説明したように、活性炭は、ラジエータ５０の下方領域に担持される。これは、ラジエータ５０の下方領域であれば、機関冷却水からの熱が移動し易い上方領域に比べて温度場が低く保てるためである。従って、機関冷却水の通水中に上記低温時制御が実行されたとしても、活性炭の劣化を抑制することが可能となる。また、下部領域よりも上方領域の温度場を高くできれば、この上方領域に担持させた二酸化マンガンを早期活性できるという効果を得ることもできる。
【００６５】
図１３は、実施の形態３における使用領域制御の具体例を説明するための図である。図１３に示した円は、ラジエータファン５２ａ，５２ｂ，５４ａ，５４ｂの回転速度（回転数）を表したものであり、円の面積が広くなるほど高速（高回転数）状態にあることを意味する。図１３に示すように、本実施形態においては、コア部の温度Ｔｃが高い場合にはラジエータファン５４ａ，５４ｂの回転数を高くし、ラジエータファン５２ａ，５２ｂの回転数を低くする高温時制御を実行する。これにより、二酸化マンガン領域に導入する大気量を多くして、二酸化マンガンによるオゾン浄化を促進させる。他方、コア部の温度Ｔｃが低い場合には、ラジエータファン５２ａ，５２ｂの回転数を高くし、ラジエータファン５４ａ，５４ｂの回転数を低くする低温時制御を実行する。これにより、活性炭領域に導入する大気量を多くして、活性炭によるオゾン浄化を促進させる。従って、本実施形態によれば、活性炭のオゾン浄化時の温度場に起因した劣化を抑制しつつ、上記実施の形態１同様の効果を得ることができる。
【００６６】
ところで、上記実施の形態３においては、図１０に示すように、ラジエータ５０のコア部を上下方向の２つの領域に分割したが、この領域数は３つ以上でもよい。図１４は、実施の形態３の変形例に係るラジエータの正面図である。図１４に示すように、ラジエータ５６のコア部を複数領域に分割し、上方領域ほど二酸化マンガンの混合比率を高くし、下部領域ほど活性炭の混合比率を高くしてもよい。但しこの場合、分割領域数に応じて、別途ラジエータファンを配置することが望ましい。このように分割領域数を増やした場合であっても、下方領域での活性炭の劣化抑制と、上方領域での二酸化マンガンの早期活性という上記実施の形態３と同様の効果が期待できる。
【００６７】
実施の形態４．
次に図１５を参照しながら、本発明の実施の形態４について説明する。
本実施形態においては、ラジエータのコア部を構成するチューブの幅寸法について、二酸化マンガン領域と活性炭領域とで異ならしめた点において上記実施の形態１と相違する。そのため、以下の説明においては、この相違点を中心に説明することとし、上記実施の形態１と重複する箇所についてはその説明を省略しまたは簡略化する。
【００６８】
［ラジエータのコア部の構成］
図１５は、実施の形態４に係るラジエータのコア部の部分拡大図である。図１５に示すように、ラジエータ６０のコア部は、機関冷却水を流す断面扁平形状のチューブ６２ａ，６２ｂと、このチューブ６２ａ，６２ｂと接合され機関冷却水と大気との熱交換を促進するフィン６４ａ，６４ｂとから構成されている。また、図１５に示すように、チューブ６２ａの幅寸法（長径寸法または短径寸法）は、チューブ６２ｂのそれよりも大きく構成されている。つまり、活性炭領域における通路断面積は、二酸化マンガン領域における通路断面積よりも大きく構成されている。
【００６９】
通路断面積を大きく構成すれば、チューブ内に機関冷却水を低速で流すことができるので、チューブ６２ａからフィン６４ａへの熱移動量を少なくできる。通路断面積を小さく構成すれば、チューブ内に機関冷却水を高速で流すことができるので、チューブ６２ｂからフィン６４ｂへの熱移動量を多くできる。従って、機関冷却水の通水中、活性炭領域の高温化を抑制でき、二酸化マンガン領域の高温化を促進できる。故に、上記低温時制御をより低温で実行でき、活性炭の劣化を抑制したオゾン浄化を行うことができる。また、上記高温時制御をより高温で実行でき、二酸化マンガンによるオゾン浄化をより一層促進できる。
【００７０】
ところで、上記実施の形態４においては、チューブ６２ａ，６２ｂの幅寸法に差を設けたが、フィン６４ａ，６４ｂの枚数を異ならしめてフィン密度に差を設けてもよい。チューブからフィンへの熱移動量は、フィン密度が高いところでは多く、低いところでは少なくなる。即ち、フィン６４ａの枚数を少なくすればチューブ６２ａからフィン６４ａへの熱移動量を少なくできる。フィン６４ｂの枚数を多くすればチューブ６２ｂからフィン６４ｂへの熱移動量を多くできる。このように、放熱性能に意図的な領域間差を設けることが可能なコア部構成であれば、上記実施の形態４の変形例としてその適用が可能である。
【符号の説明】
【００７１】
１０，３０  車両
１２，３２  内燃機関
１４，３４，５０，５６，６０  ラジエータ
１６，１８，３６，３８，５２ａ，５２ｂ，５４ａ，５４ｂ  ラジエータファン
２０，４０  バンパーグリル
２２，４２  グリル開口部
２４，４４  ＥＣＵ
４６ａ，４６ｂ，４６ｃ，４８ａ，４８ｂ，４８ｃ  グリルシャッタ
６２ａ，６２ｂ  チューブ
６４ａ，６４ｂ  フィン
【図１】
2014030796.tif 000003
【図２】
2014030796.tif 000004
【図３】
2014030796.tif 000005
【図４】
2014030796.tif 000006
【図５】
2014030796.tif 000007
【図６】
2014030796.tif 000008
【図７】
2014030796.tif 000009
【図８】
2014030796.tif 000010
【図９】
2014030796.tif 000011
【図１０】
2014030796.tif 000012
【図１１】
2014030796.tif 000013
【図１２】
2014030796.tif 000014
【図１３】
2014030796.tif 000015
【図１４】
2014030796.tif 000016
【図１５】
2014030796.tif 000017