(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気取入口と空気吹出口とを有するエアダクトと、同エアダクト内に配置されて前記空気取入口から取り入れられた空気を前記空気吹出口に送風するブロワと同ブロワを駆動するブロワモータからなるブロワユニットとを備えた車両用空調装置であって、
前記ブロワと前記空気取入口との間に配置されて、同空気取入口から取り入れた空気中の個体粒子を取り除くダストフィルタと、
前記ブロワと前記ダストフィルタとの間に配置されて、同ブロワと同ダストフィルタとの間の空間の圧力を検出する圧力検出手段と、
を備えるとともに、
前記圧力検出手段が検出した圧力に基づいて前記ダストフィルタの目詰まりの程度を検出する目詰まり検出手段と、
前記目詰まり検出手段が検出した目詰まりの程度を報知する報知手段と、
を備え、
前記目詰まり検出手段は、車室外の空気を前記エアダクト内に取り入れる外気モード時に、前記圧力検出手段が検出した圧力を車速に応じた圧力となるように補正する補正手段を備えたことを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】
前記目詰まり検出手段は、
前記圧力検出手段が検出した圧力と前記ブロワモータに印加する印加電圧値とに基づいて、予め求めた前記印加電圧値に対する前記空間内の圧力と目詰まり量との関係に基づいて目詰まりの程度を判定する目詰まり量判定手段を備え、
前記目詰まり量判定手段からの出力信号に基づいて前記報知手段は前記目詰まりの程度を報知するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気取入口から取り入れた空気中の個体粒子を取り除くダストフィルタを備えた車両用空調装置に係わり、特に、そのダストフィルタの目詰まりの程度を検出できる車両用空調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両用空調において、空気取入口から取り入れた空気中の個体粒子（ダスト）を取り除くためにダストフィルタを設けている。このダストフィルタが目詰まりをおこすと、冷暖房の効き目が悪くなるため、新しいダストフィルタに取り替える必要がある。そこで、このダストフィルタの目詰まりを検出するようにしたものが、例えば特開平５−４０１４号公報において提案されている。
【０００３】
この特開平５−４０１４号公報において提案されたものは、図５に示すように、エアダクト２内に配設したブロワユニットの下流側にダストフィルタ１を配置し、このダストフィルタ１の２個の区域の下流側にそれぞれ風速検出用センサＡ、Ｂを配置する。また、ダストフィルタ１の２個の区域の内の一方の区域の上流側に障害物３を配置する。そして、風速検出用センサＡ、Ｂの出力側を比較器６に接続し、比較器６の出力側を警報装置７に接続するものである。
【０００４】
このように構成することにより、障害物３を配置したダストフィルタ１の区域は空気流量も付着するダスト量も他の区域より少ないため、フィルタが新しいときに検出される風速は他の区域より小であるが、ダストフィルタ１に目詰まりを生じると、他の区域で検出される風速が低下して等しくなる。この検出した風速を比較することにより、目詰まり程度を判定して、警報を発することとなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の特開平５−４０１４号公報において提案されたものにおいては、ダストフィルタ１の２個の区域の内の一方の区域の上流側に障害物３を設ける必要があるため、構造が複雑になって、製造効率が低下するという問題を生じる。また、ダストフィルタ１の２個の区域の下流側に２個の風速検出用センサＡ、Ｂを設ける必要があるため、コストが増加するという問題を生じる。さらに、２個の風速検出用センサＡ、Ｂをダクト２内に取り付ける必要があるため、取り付け工数が増加するという問題も生じる。
【０００６】
また、この種の車両用空調装置にあっては、ブロワユニットの下流側には、エアダクト内を通過する空気を冷却するエバボレータと、エアダクト内を通過する空気を暖めるヒータコア等が配置されている。そのため、ブロワユニットの下流側にダストフィルタ１を配置するとともにダストフィルタ１の下流側に２個の風速検出用センサＡ、Ｂを配置してダストフィルタ１を通過する風速を検出するようにすると、これらのエバボレータ、ヒータコア等が空気流の障害物となって、風速検出用センサを取り付ける場所によっては、検出する風速にばらつきを生じて、正確な風速が検出できなくなり、ダストフィルタの正確な目詰まりを検出できないという問題も生じた。
【０００７】
そこで、本発明は、ダストフィルタをブロワユニットの上流側に配置すれば、ダストフィルタが目詰まりすると、ダストフィルタとブロワユニットとの間の空間の圧力が低下していくことに着目し、この圧力の低下を検知することによりダストフィルタの目詰まりを検出できるようにすることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る車両用空調装置は、請求項１の記載によれば、
空気取入口と空気吹出口とを有するエアダクトと、同エアダクト内に配置されて空気取入口から取り入れられた空気を空気吹出口に送風するブロワと同ブロワを駆動するブロワモータからなるブロワユニットとを備えた車両用空調装置であって、
ブロワと空気取入口との間に配置されて、同空気取入口から取り入れた空気中の個体粒子を取り除くダストフィルタと、
ブロワとダストフィルタとの間に配置されて、同ブロワと同ダストフィルタとの間の空間の圧力を検出する圧力検出手段と、
を備えるとともに、
圧力検出手段が検出した圧力に基づいてダストフィルタの目詰まりの程度を検出する目詰まり検出手段と、
目詰まり検出手段が検出した目詰まりの程度を報知する報知手段と、
を備え、
目詰まり検出手段は、車室外の空気をエアダクト内に取り入れる外気モード時に、圧力検出手段が検出した圧力を車速に応じた圧力となるように補正する補正手段を備える。
このように、ブロワユニットの上流側にダストフィルタを配置しているので、ブロワユニットの下流側にエバボレータ、ヒータコア等の空気流の障害物が配置されても、ダストフィルタとブロワユニットの間の空間内のどこであっても低下する圧力は一定となる。そのため、この空間内の圧力を検出する圧力検出手段を空間内のどこに配置しても、正確にこの空間内の圧力低下を検出することができるようになり、ダストフィルタの目詰まりを正確に検知できるようになる。
また、上述のように、外気モード時に、圧力検出手段が検出した圧力を車速に応じた圧力となるように補正する補正手段を備えているので、空気取り入れモードが内気モードであっても外気モードであっても、正確にダストフィルタの目詰まりの程度を検知できるようになる。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明においては、予め求めたブロワモータへの印加電圧値に対する上述の空間内の圧力とダストフィルタの目詰まり量との関係に基づいて目詰まりの程度を判定する目詰まり量判定手段を備えているので、上述の圧力検出手段が検出した圧力とブロワモータに印加する印加電圧値とを検出するだけで、正確にダストフィルタの目詰まりの程度を検知できるようになり、この種の目詰まり検出装置の構成が簡単となって、安価に製造できるようになる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。図１は本発明の一実施の形態の車両用空調装置の要部の構成を示す概略図である。この車両用空調装置は、車室内に空気を導くための空気通路をなすエアダクト１０を備えている。このエアダクト１０の空気の入り口側には、エアダクト１０内に取り入れる空気を車室内の空気（内気）とするか、車室外の空気（外気）とするかを決定する内外気切換ドア１１を配設している。内外気切換ドア１１の下流側には、取り入れた空気中の個体粒子（ダスト）を取り除くためにダストフィルタ１２を配設している。このダストフィルタ１２の下流側には、車室内に向かう空気流を発生させるブロワ１５とブロワ１５を駆動するブロワモータ１４とからなるブロワユニットを配設している。ここで、ブロワモータ１４はエアダクト１０の外部に配設し、ブロワ１５はエアダクト１０の内部に配設している。
【００１２】
ダストフィルタ１２とブロワ１５との空間部１６のエアダクト１０の一側壁には圧力センサ１３を配設している。この圧力センサ１３は、ブロワモータ１４が動作するとブロワ１５が回転駆動して空気流が発生することにより空間部１６に生じる負圧を検出するために設けている。ここで、ダストフィルタ１２に空気中の個体粒子（ダスト）が付着して、ダストフィルタ１２に目詰まりを生じると、圧力センサ１３が検出する負圧の圧力は低下する。
【００１３】
なお、図示しないが、ブロワ１５の下流側のエアダクト１０内には、周知のエバポレータと、ヒータコアと、エバポレータを通過した空気がヒータコアをバイパスするバイパス通路と、バイパス通路中に送る空気量とヒータコアに送る空気量との割合を調節するエアミックスドアと、車室内の乗員の上半身に向けて空調風を吹き出させるためのフェイス（ＦＡＣＥ）開口部と乗員の下半身に向けて空調風を吹き出させるためのフット（ＦＯＯＴ）開口部からなる複数の開口部と、これらの開口部を切り換える吹出口切換ドアとを配設している。ここで、吹出口切換ドアの開度を中間にすると、乗員の上半身および下半身に空調風を吹き出させるバイレベル（Ｂ／Ｌ）モードとなる。
【００１４】
エバポレータは、車両に搭載した冷凍サイクルの冷媒蒸発器をなすものであって、その周囲の空気を冷却する冷却用熱交換器である。冷凍サイクルは、エンジンの駆動力により冷媒を圧縮することで高温高圧の気相冷媒とするコンプレッサと、この気相冷媒を凝縮させて液化させるコンデンサと、液化した冷媒を減圧膨張させる膨張弁と、この減圧された冷媒を蒸発させてその周囲の熱を奪う上記のエバポレータとを有する周知のものである。また、ヒータコアは、エンジンの冷却水を熱源とした加熱用熱交換器である。
【００１５】
図２は、検出信号を出力する各種センサと、この各種センサからの出力信号に基づいてダストフィルタ１２の目詰まり程度を検出する目詰まり検出装置と、目詰まり検出装置が検出した目詰まり程度を報知する報知装置との接続関係を示す図である。各種センサは、ブロワ電圧センサ１４ａと、内外気センサ１１ａと、車速センサ２１と、吹出位置センサ２２と、圧力センサ１３とからなる。ブロワ電圧センサ１４ａはブロワモータ１４の印加電圧を検出してその検出電圧を目詰まり検出装置２０に出力するものである。内外気センサ１１ａは内外気切換ドア１１の開度を検出してその検出開度を目詰まり検出装置２０に出力するものである。車速センサ２１は車両の速度を検出してその検出速度を目詰まり検出装置２０に出力するものである。吹出位置センサ２２は吹出口切換ドアの開度を検出してその検出開度を目詰まり検出装置２０に出力するものである。圧力センサ１３は空間１６の圧力を検出してその検出圧力を目詰まり検出装置２０に出力するものである。
【００１６】
目詰まり検出装置２０は、各種センサ１４ａ、１１ａ、２１、２２、１３が検出した検出信号に基づいてダストフィルタ１２の目詰まりを検出するための各種の演算処理を行うＣＰＵと、その演算処理を実行するためのプログラムや各種のマップを予め記憶させたＲＯＭと、上記の各センサから出力された出力値を一時記憶するＲＡＭと、アナログ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路およびディジタル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換回路等から構成している。図３は、ＲＯＭに予め記憶されたプログラムの処理内容を示すフローチャートである。
【００１７】
図３に示すフローチャートに基づいて、図２の目詰まり検出装置２０の動作を説明する。ステップ１００にて、この処理動作を開始すると、目詰まり検出装置２０は各センサ１１ａ、２１、２２、１３から出力された出力信号をそのＲＡＭに一時記憶させる。即ち、内外気センサ１１ａが検出した内外気切換ドア１１の開度値と、車速センサ２１が検出した車両の速度値と、吹出位置センサ２２が検出した吹出口切換ドアの開度値と、圧力センサ１３が検出した空間１６内の圧力値とをそのＲＡＭに一時記憶させる。なお、ＲＡＭに一時記憶される各検出値は、各センサ１１ａ、２１、２２、１３が新しい検出値を出力する毎に逐次更新される。
【００１８】
ついでステップ１０２において、目詰まり検出装置２０はブロワ電圧センサ１４ａが検出したブロワモータ１４への印加電圧を読み込み、その電圧値をＲＡＭに記憶させる。ついでステップ１０４において、目詰まり検出装置２０はＲＡＭに記憶された内外気センサ１１ａが検出した内外気切換ドア１１の開度値に基づいて、内気モードか外気モードかの判定を行い、内気モードの場合はステップ１０８に進み、外気モードの場合は次のステップ１０６に進める。
【００１９】
ここで、車速が上昇すればするほど空間内１６の圧力が上昇するため、圧力センサ１３が検出した圧力を車速に応じた圧力に補正する必要がある。そこで、ステップ１０６に進むと、目詰まり検出装置２０は、ＲＡＭに記憶させた車速センサ２１からの車速値を読み込むとともに、予めＲＯＭに記憶させた車速と空間１６内の圧力の関係を示すマップを読み込み、このマップに基づいて圧力センサ１３が検出した空間１６内の圧力を車速に応じた圧力に補正する。
【００２０】
ついでステップ１０８において、目詰まり検出装置２０は、ＲＡＭに記憶させた内外気センサ１１ａからの内外気切換ドア１１の検出開度値に基づいて、フェイス（ＦＡＣＥ）モードか、フット（ＦＯＯＴ）モードか、バイレベル（Ｂ／Ｌ）モードかの判定を行う。この判定において、Ｂ／Ｌモードと判定するとステップ１１０に進み、ＦＡＣＥモードと判定するとステップ１１２に進み、ＦＯＯＴモードと判定するステップ１１４に進む。
【００２１】
ステップ１１０に進むと、目詰まり検出装置２０は、ＲＯＭに記憶させた圧力センサ１３からの空間１６内の圧力値と、ステップ１０２にてＲＡＭに記憶させたブロワ電圧値と、予めＲＯＭに記憶させたＢ／Ｌモード時のブロワ電圧値に対する空間１６内の圧力と目詰まり量の関係を示すマップを読み込み、このマップに基づいて目詰まり量を求め、この目詰まり量に基づいて目詰まり量の大、中、小の程度を判定する。
【００２２】
同様に、ステップ１１２に進むと、目詰まり検出装置２０は、ＲＯＭに記憶させた圧力センサ１３からの空間１６内の圧力値と、ステップ１０２にてＲＡＭに記憶させたブロワ電圧値と、予めＲＯＭに記憶させたＦＡＣＥモード時のブロワ電圧値に対する空間１６内の圧力と目詰まり量の関係を示すマップを読み込み、このマップに基づいて目詰まり量を求め、この目詰まり量に基づいて目詰まり量の大、中、小の程度を判定する。
【００２３】
さらに同様に、ステップ１１２に進むと、目詰まり検出装置２０は、ＲＯＭに記憶させた圧力センサ１３からの空間１６内の圧力値と、ステップ１０２にてＲＡＭに記憶させたブロワ電圧値と、予めＲＯＭに記憶させたＦＯＯＴモード時のブロワ電圧値に対する空間１６内の圧力と目詰まり量の関係を示すマップを読み込み、このマップに基づいて目詰まり量を求め、この目詰まり量に基づいて目詰まり量の大、中、小の程度を判定する。
【００２４】
ここで、ブロワ電圧値に対する空間１６内の圧力Ｐａと目詰まり量の関係は、図４に示すように、目詰まり量が大きくなればなるほど空間１６内の圧力Ｐａの低下量は大きくなり、また、ブロワ電圧値が大きくなるほど圧力Ｐａの低下量は大きくなる。また、目詰まり量の大、中、小の程度は、目詰まり量が５０％以下の場合は小と判定し、目詰まり量が５０〜８０％までは中と判定し、目詰まり量が８０％以上は大と判定する。なお、新品のダストフィルタ１２の目詰まり量は０％である。
【００２５】
ステップ１１０、ステップ１１２、ステップ１１４において「小」と判定すると、ダストフィルタ１２を取り替える必要がないので、ステップ１０２に戻り、上述の処理を繰り返す。ステップ１１０、ステップ１１２、ステップ１１４において「中」と判定するとステップ１１６に進み、目詰まり検出装置２０は報知装置３０にフィルタ交換間近である旨の信号を送出するとともに、ステップ１０２に戻り、上述の処理を繰り返す。これにより、報知装置３０はその表示部にフィルタ交換間近の表示をし、ドライバにダストフィルタ１２の交換の時期が近づいている旨の注意を促す。ステップ１１０、ステップ１１２、ステップ１１４において「大」と判定するとステップ１１８に進み、目詰まり検出装置２０は報知装置３０にフィルタ交換する必要がある旨の信号を送出し、ステップ１２０にて、この処理動作を終了する。これにより、報知装置３０はその表示部にフィルタ交換の表示をする。すると、ドライバは新しいダストフィルタに交換する。
【００２６】
上述したように、本実施の形態においては、ブロワ１５の上流側にダストフィルタ１２を配置しているので、ブロワ１５の下流側にエバボレータ、ヒータコア等の空気流の障害物が配置されても、ダストフィルタ１２とブロワ１５の間の空間１６内のどこであってもブロワ１５が回転駆動することにより生じる圧力低下は一定となる。そのため、この空間１６内の圧力を検出する圧力センサ１３を空間１６内のどこに配置しても、正確にこの空間１６内の圧力低下を検出することができるようになり、ダストフィルタ１２の目詰まりを正確に検知できるようになる。
【００２７】
また、目詰まり検出装置２０はステップ１１０、１１２、１１４において、予め求めたブロワモータ１４への印加電圧値に対する空間１６内の圧力とダストフィルタ１２の目詰まり量との関係に基づいて目詰まりの程度を判定できるので、圧力センサ１３が検出した空間１６内の圧力とブロワモータ１４に印加する印加電圧値とを検出するだけで、正確にダストフィルタ１２の目詰まりの程度を検知できるようになり、この種の目詰まり検出装置の構成が簡単となって、安価に製造てきるようになる。
【００２８】
さらに、目詰まり検出装置２０はステップ１０６において、外気モード時に、圧力センサ１３が検出した圧力を車速に応じた圧力となるように補正するので、空気取り入れモードが内気モードであっても外気モードであっても、正確にダストフィルタ１２の目詰まりの程度を検知できるようになる。
【００２９】
なお、上述の実施の形態においては、空間１６内の圧力低下を圧力センサ１３を用いて検知するようにしたが、圧力センサに代えて、圧力低下を生じると音声を発する笛を用いるようにしてもよい。この場合、報知装置３０は不要となる。また、上述の実施の形態においては、報知装置３０に表示部設けてダストフィルタの交換時期を知らせるようにしたが、これに警報を発する警報部を備えたり、あるいは表示部に代えて警報部を備えるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の車両用空調装置の一実施の形態の要部の構成を示す概略図である。
【図２】各種センサと目詰まり検出装置と報知装置との接続関係を示す図である。
【図３】図２の目詰まり検出装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】目詰まり量と圧力の低下の関係を示す図である。
【図５】従来の目詰まり検出装置を備えた車両用空調装置を示す図である。
【符号の説明】
１０…エアダクと、１１…内外気切換ドア、１２…ダストフィルタ、１３…圧力センサ（圧力検出手段）、１４…ブロワモータ、２０…目詰まり検出装置（目詰まり検出手段）、３０…報知装置（報知手段）
【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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