(57)【要約】【課題】マイナスイオン発生装置３０から放出されるマイナスイオンを、車室内の各乗員に充分に供給できる車両用空調装置を提供する。【解決手段】空調制御装置２１は、マイナスイオン発生装置３０が作動する間、吹出風がマイナスイオン発生装置３０に当たるモードとなるようモード切換サーボモータ１７にてデフロスタドア２０を操作する。これにより、マイナスイオン発生装置３０から放出されるマイナスイオンを吹出風に乗せて車室内の各乗員に充分に行き渡らせることができる。また、マイナスイオン発生装置３０作動時は、常に空気が供給されて入れ替わることより装置内にマイナスイオンが充満することがなく、マイナスイオンの生成が促される。【選択図】　　　　図３
2004142569.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車室内に設置され車室内の空気中にマイナスイオンを放出するマイナスイオン発生装置（３０）と、
少なくともデフロスタ吹出口（１６）を含む複数の吹出口から車室内に吹き出される吹出風のモードを切り換えるモード切換手段（１７〜２０）と、
前記モード切換手段（１７〜２０）の作動を自動で制御する空調制御手段（２１）とを備える車両用空調装置において、
前記空調制御手段（２１）は、前記マイナスイオン発生装置（３０）が作動する間、前記吹出風が前記マイナスイオン発生装置（３０）に当たるモードとなるよう前記モード切換手段（１７〜２０）を操作することを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】
前記マイナスイオン発生装置（３０）を車両前面窓ガラス（Ｍ）の周辺に設置すると共に、前記空調制御手段（２１）は、前記マイナスイオン発生装置（３０）が作動する間、前記デフロスタ吹出口（１６）から吹き出す風量割合が通常空調制御状態よりも多くなるよう前記モード切換手段（１７〜２０）を操作す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３】
前記マイナスイオン発生装置（３０）を車両前面窓ガラス（Ｍ）の周辺に設置すると共に、前記空調制御手段（２１）は、前記マイナスイオン発生装置（３０）が作動する間、前記モード切換手段（１７〜２０）をデフロスタ吹出モードに操作す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４】
前記マイナスイオン発生装置（３０）を車両前面窓ガラス（Ｍ）の周辺に設置すると共に、前記空調制御手段（２１）は、前記マイナスイオン発生装置（３０）が作動する間、前記モード切換手段（１７〜２０）を間欠的にデフロスタ吹出モードに操作する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、車室内に設置され車室内の空気中にマイナスイオンを放出するマイナスイオン発生装置と、少なくともデフロスタ吹出口を含む複数の吹出口から車室内に吹き出される吹出風のモードを切り換えるモード切換手段とを備えた車両用空調装置の吹出口制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、リラックスや血圧正常化に効果があるとされるマイナスイオンを発生させるマイナスイオン発生装置が知られている（特許文献１参照）。また、このマイナスイオンの効果を利用して、心身共にストレスの多い車両乗員の疲労を低減させる車載用のマイナスイオン発生装置が提案されている（特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−１９９６５５号公報
【０００４】
【特許文献２】
特開平１１−１８８２２２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、マイナスイオン発生装置から放出されるマイナスイオンは、車室内のプラスイオンに吸収されるため、発生装置から離れるにつれてマイナスイオンは減少してゆく。このため、前後席を含めて車室内の各乗員にマイナスイオンを充分に供給することが難しく、マイナスイオンの効果が充分に発揮されないという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記従来の問題に鑑みて成されたものであり、マイナスイオン発生装置から放出されるマイナスイオンを、車室内の各乗員に充分に供給できる車両用空調装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１ないし請求項４に記載の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の発明では、車室内に設置され車室内の空気中にマイナスイオンを放出するマイナスイオン発生装置（３０）と、少なくともデフロスタ吹出口（１６）を含む複数の吹出口から車室内に吹き出される吹出風のモードを切り換えるモード切換手段（１７〜２０）と、モード切換手段（１７〜２０）の作動を自動で制御する空調制御手段（２１）とを備える車両用空調装置において、
空調制御手段（２１）は、マイナスイオン発生装置（３０）が作動する間、吹出風がマイナスイオン発生装置（３０）に当たるモードとなるようモード切換手段（１７〜２０）を操作することを特徴とする。
【０００８】
これにより、マイナスイオン発生装置（３０）から放出されるマイナスイオンを吹出風に乗せて車室内の各乗員に充分に行き渡らせることができる。また、マイナスイオン発生装置（３０）作動時は、常に空気が供給されて入れ替わることより装置内にマイナスイオンが充満することがなく、マイナスイオンの生成が促される。
【０００９】
請求項２に記載の発明では、マイナスイオン発生装置（３０）を車両前面窓ガラス（Ｍ）の周辺に設置すると共に、空調制御手段（２１）は、マイナスイオン発生装置（３０）が作動する間、デフロスタ吹出口（１６）から吹き出す風量割合が通常空調制御状態よりも多くなるようモード切換手段（１７〜２０）を操作することを特徴とする。
【００１０】
これにより、例えば車両前面窓ガラス（Ｍ）の上端付近にマイナスイオン発生装置（３０）を設置して、これに当たり易いデフロスタ吹出口（１６）からの吹出風を増やすことにより、前後席を含めて車室内の各乗員が吸入し易い領域にマイナスイオンを充分に供給することができる（図１参照）。
【００１１】
請求項３に記載の発明では、マイナスイオン発生装置（３０）を車両前面窓ガラス（Ｍ）の周辺に設置すると共に、空調制御手段（２１）は、マイナスイオン発生装置（３０）が作動する間、モード切換手段（１７〜２０）をデフロスタ吹出モードに操作することを特徴とする。
【００１２】
これにより、例えば車両前面窓ガラス（Ｍ）の上端付近にマイナスイオン発生装置（３０）を設置して、これに吹出風が当たり易いデフロスタ吹出モードとすることにより、前後席を含めて車室内の各乗員が吸入し易い領域にマイナスイオンを充分に供給することができる（図１参照）。
【００１３】
請求項４に記載の発明では、マイナスイオン発生装置（３０）を車両前面窓ガラス（Ｍ）の周辺に設置すると共に、空調制御手段（２１）は、マイナスイオン発生装置（３０）が作動する間、モード切換手段（１７〜２０）を間欠的にデフロスタ吹出モードに操作することを特徴とする。
【００１４】
これにより、例えば車両前面窓ガラス（Ｍ）の上端付近にマイナスイオン発生装置（３０）を設置して、これに吹出風が当たり易いデフロスタ吹出モードに間欠的に操作することにより、車室内の空調状態を維持しつつ前後席を含めて車室内の各乗員が吸入し易い領域にマイナスイオンを供給することができる（図１参照）。尚、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一例である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、本発明の実施形態を、図面に基づき説明する。本実施形態は、本発明に係る車両用空調装置１を水冷エンジン搭載の車両に適用したものであり、図１はその車両用空調装置１の概要構成を示す模式図である。空気流路をなす空調ケーシング２の空気上流部位には、車室内空気を吸入するための内気吸入口３と、車室外空気を吸入するための外気吸入口４とが形成されると共に、これらの吸入口３・４を選択的に開閉する吸入口切換ドア５が設けられている。また、この吸入口切換ドア５は、サーボモータ６等の駆動手段によって切換開閉される。
【００１６】
この吸入口切換ドア５の下流側部位には、送風ブロワ７が配設されており、この送風ブロワ７により両吸入口３・４から吸入された空気が、後述する各吹出口１４〜１６に向けて送風されている。送風ブロワ７の空気下流側には、空気冷却手段を成すエバポレータ８が配設されており、送風ブロワ７により送風された空気は全てこのエバポレータ８を通過する。
【００１７】
エバポレータ８は、図示しないコンプレッサ・コンデンサ・膨張弁と共に配管結合されて周知の冷凍サイクルを構成しており、コンプレッサは図示しないエンジンに図示しない電磁クラッチを介して連結され、その電磁クラッチを断続することでＯＮ−ＯＦＦ制御される。エバポレータ８の空気下流側には、空気加熱手段を成すヒータコア１０が配設されており、このヒータコア１０は、図示しない先のエンジンの冷却水を熱源として空気を加熱している。
【００１８】
また、空調ケーシング２には、ヒータコア１０をバイパスするバイパス通路１２が形成されており、ヒータコア１０の空気上流側には、ヒータコア１０を通る風量とバイパス通路１２を通る風量との風量割合を調節するエアミックスドア１３が配設されている。そして、サーボモータ２６等の駆動手段にてこのエアミックスドア１３の開度を調節して風量割合を調節し、吹出空気温度を調節している。
【００１９】
また、空調ケーシング２の最下流側部位には、車室内乗員の上半身に空調空気を吹き出すためのフェイス吹出口１４と、車室内乗員の足元に空気を吹き出すためのフット吹出口１５と、フロントガラスの内面に向かって空気を吹き出すためのデフロスタ吹出口１６と、複数の吹出口が形成されている。
【００２０】
そして、上記各吹出口１４〜１６の空気上流側部位には、モード切換ドアとしてのフェイスドア１８・フットドア１９・デフロスタドア２０が配設されていて、サーボモータ１７等の駆動手段によって連動駆動され、それぞれの吹出口を開閉することにより、吹出モードが切り換えられる。
【００２１】
２１は、電磁クラッチ・送風ブロワ７及びサーボモータ６・１７・２６等の駆動手段等を制御する空調制御装置（以下、ＥＣＵという）であり、ＥＣＵ２１は中央演算装置（ＣＰＵ）、随時読み込み・書き込み可能な記憶装置（ＲＡＭ）及び読み込み専用の記憶装置（ＲＯＭ）等からなる周知のマイクロコンピュータである。また、ＥＣＵ２１は本発明の要部である吹出口制御手段ともなっており、詳細は後述する。
【００２２】
このＥＣＵ２１には、所望の車室内温度を設定する温度設定手段２２と、車室内の温度を検出する内気温センサ２３と、外気の温度を検出する外気温センサ２４と、車室内に侵入する日射量を検出する日射センサ２５と、エバポレータ８の後流温度を検出する温度センサ９と、エンジン冷却水の温度を検出する水温センサ１１と、サーボモータ２６に付いていてエアミックスドア１３の開度を検出するポテンションメーター２７が入力接続されている。
【００２３】
ＥＣＵ２１は、これらセンサ群２８からの入力信号に基づいて後述の手順により、コンプレッサをＯＮ−ＯＦＦさせる電磁クラッチや、送風ブロワ７を駆動する図示しないモータコントローラや、吸入口切換ドア５を駆動するサーボモータ６や、エアミックスドア１３を駆動するサーボモータ２６や、モード切換ドア１８〜２０を駆動するサーボモータ１７に制御信号を出力する。
【００２４】
次に、マイナスイオン発生装置３０について説明する。図２はマイナスイオン発生装置３０の概要構造を示す模式図である。図３に示す様に、マイナスイオン発生装置３０は、筐体３１にて空気通路３１ａを形成し、その空気通路３１ａ中に、空気中にマイナス電子の流れ（移動）を起こすため対となった電極３２・３３を備えている。また、空気通路３１ａの外部には、両電極３２・３３に電圧を印加するための電源４が配設されている。
【００２５】
そして、例えば、一方の電極（例えば針状）３２を陰極（−）、他方の電極３３を接地電極（ＧＮＤ）とし、電源４から高電圧（例えば−６．５ｋＶ）を印加すると、両電極３２・３３間にて空気中にマイナス電子の移動が起こり、マイナスイオンが発生する。３５は、空気通路３１ａの上流側に設置され、両電極３２・３３間のマイナスイオン発生部に空気を送る送風装置である。
【００２６】
次に、図３は車室内での配置と送風状態を示す車両断面図である。車両用空調装置１は車室内前方の計器盤下方部のうち、左右方向の略中央部に配置され、前述した送風ブロワ７部が中央部から助手席側へオフセットするように配置されている。そして、前述したように複数の吹出口から、車室内乗員の上半身に向けて空調空気を吹き出すフェイス（ＦＡＣＥ）吹出風と、車室内乗員の足元に向けて空気を吹き出すフット（ＦＯＯＴ）吹出風と、車両前面窓ガラスＭの内面に向けて空気を吹き出すデフロスタ（ＤＥＦ）吹出風とが選択されて吹き出される。
【００２７】
また、マイナスイオン発生装置３０は、車両前面窓ガラスＭの上端付近に設置され、前後席を含めて車室内の各乗員が吸入し易い領域に前述の空気通路３１ａを向けて、マイナスイオン風を吹き出すようになっている。
【００２８】
次に、上記構成における車両用空調装置１の制御について説明する。ＥＣＵ２１は、当該車両の図示しないイグニッションスイッチのＯＮ時に図示しないバッテリから給電されて作動状態になり、この車両用空調装置１の作動を開始させるエアコンスイッチのＯＮ時にＥＣＵ２１内に記憶されたコンピュータプログラムの実行を開始する。
【００２９】
以下、このＥＣＵ２１が実行するメイン制御について、図４に示すフローチャートに沿って説明する。車両用空調装置１の自動制御処理を開始すると、まずステップＳ１で記憶している数値の初期化の処理を行なう。次にステップＳ２で、車両乗員が温度設定手段２２でセットした設定温度と、内気温センサ２３、外気温センサ２４、日射センサ２５、温度センサ９、水温センサ１１等の各種センサにて検出された温度等を読み込み、補正等の処理を行なう。
【００３０】
ステップＳ３では、凍結防止を含むコンプレッサの稼動に関し、電磁クラッチが制御される。ステップＳ４では、ステップＳ２で入力された温度条件から車室内を設定温度にしてゆく上で必要な吹出風の温度（必要吹出温度）ＴＡＯを数式から演算する。ステップＳ５では、算出された必要吹出温度ＴＡＯとブロワ風量（電圧）との関係に基づき、ブロワ７を駆動するモータコントローラの電圧が制御される。
【００３１】
ステップＳ６では、ステップＳ４で算出された必要吹出温度ＴＡＯと、ステップＳ２で読み込んだ温度センサ９、水温センサ１１等の各熱交換器の状態に基づき、必要吹出温度ＴＡＯとするために必要なエアミックスドア１３の開度が数式に従って決定されサーボモータ２６が制御される。
【００３２】
ステップＳ７では、必要吹出温度ＴＡＯと車室内へ吹き出す空気流の吹出モードとの関係を表わす吹出モードパターンデータに基づき、ステップＳ４で算出された必要吹出温度ＴＡＯから吹出モードをフェイスモード、バイレベルモード、フットモードのいずれかに決定されサーボモータ１７が制御される。
【００３３】
また、このステップＳ７内での具体的な処理に、本発明の要部である吹出口制御も含まれ、詳細は後述する各実施形態でのフローチャートで説明する。以上説明したような、図２のフローチャートに示すサイクルを約０．２５秒毎に１回の周期で繰り返すことにより空調制御を行なっている。
【００３４】
図５は本実施形態における制御信号の経路を示す説明図である。マイナスイオン発生装置３０を稼動するか否かのＯＮ・ＯＦＦ信号は、マイナスイオン発生装置操作部３６を乗員が操作することにより入力される。そして、このＯＮ・ＯＦＦ信号は、前述の温度設定手段２２を含む空調装置コントローラ２９を介してマイナスイオン発生装置３０をＯＮ・ＯＦＦさせると共に、そのＯＮ・ＯＦＦ状態をＥＣＵ（空調制御装置）２１にも伝達されるようになっている。
【００３５】
次に、前述のメイン制御のステップＳ７中で行なう本発明の吹出口制御について説明する。図６は、本発明の第１実施形態における空調制御の処理を示すフローチャートである。ステップＳ１１では、図示しないエアコン操作パネルに設けられたマイナスイオン発生装置操作部３６がＯＮ状態か否かを判定する。判定の結果、マイナスイオン発生装置操作部３６がＯＦＦ状態の場合には、ステップＳ１２に進んで通常の空調制御を実行する。
【００３６】
しかし、マイナスイオン発生装置操作部３６のスイッチ等が操作されてマイナスイオン発生の信号が吹出口制御手段でもあるＥＣＵ２１に入力されると、ステップＳ１３に進んでマイナスイオン発生装置３０を作動させる。そして、ステップＳ１４でその時選択されている吹出モードを検出し、その選択されている吹出モードがマイナスイオン発生装置３０に吹出風を当てるために選定した所定の吹出モードか否かを判定する。
【００３７】
判定の結果、上記所定の吹出モードである場合は、ステップＳ１２に進んで通常の空調制御を実行する。また、判定の結果、上記所定の吹出モードと異なる場合はステップＳ１５に進み、上記所定の吹出モードへと吹出口を変更するものである。
【００３８】
これは例えば、マイナスイオン発生装置３０を図１に示すように車両前面窓ガラスＭの上端付近に設置し、発生装置３０に吹出風を当てるためにはデフロスタモードが最適な設定において、デフロスタモード以外が選択されている場合にはデフロスタモードに変更するものであり、マイナスイオン発生装置３０を図１と異なりフェイス吹出口の近傍に設置し、発生装置３０に吹出風を当てるためにはフェイスモードが最適な設定において、フェイスモード以外が選択されている場合にはフェイスモードに変更するものである。
【００３９】
このような本実施形態での特徴を述べると、ＥＣＵ２１は、マイナスイオン発生装置３０が作動する間、吹出風がマイナスイオン発生装置３０に当たるモードとなるようモード切換手段であるサーボモータ１７・フェイスドア１８・フットドア１９・デフロスタドア２０等を操作することにある。
【００４０】
これにより、マイナスイオン発生装置３０から放出されるマイナスイオンを吹出風に乗せて車室内の各乗員に充分に行き渡らせることができる。また、マイナスイオン発生装置３０作動時は、常に空気が供給されて入れ替わることより装置内にマイナスイオンが充満することがなく、マイナスイオンの生成が促される。
【００４１】
（第２実施形態）
本実施形態では、マイナスイオン発生装置３０を車両前面窓ガラスＭの周辺に設置することを前提とする。そして図７は、本発明の第２実施形態における空調制御の処理を示すフローチャートであり、上述した第１実施形態のフローチャートとはステップＳ１４・１５に相当する部分の作動のみ異なる。つまり、図６のフローチャートと同様ステップＳ１３でマイナスイオン発生装置３０を作動させた後、ステップＳ１６でその時選択されている吹出モードを検出し、その選択されている吹出モードがデフロスタモードか否かを判定する。
【００４２】
判定の結果、デフロスタモードである場合は、ステップＳ１２に進んで通常の空調制御を実行する。また、判定の結果、デフロスタモードと異なる場合はステップＳ１７に進み、デフロスタ吹出口１６から吹き出す風量割合が通常空調制御状態よりも多く変更するものである。
【００４３】
このような本実施形態での特徴を述べると、ＥＣＵ２１は、マイナスイオン発生装置３０が作動する間、デフロスタ吹出口１６から吹き出す風量割合が通常空調制御状態よりも多くなるようモード切換手段であるサーボモータ１７・フェイスドア１８・フットドア１９・デフロスタドア２０等を操作することにある。
【００４４】
これにより、車両前面窓ガラスＭの上端付近に設置したマイナスイオン発生装置３０に吹出風が当たり易いデフロスタ吹出口１６からの吹出風を増やすことにより、前後席を含めて車室内の各乗員が吸入し易い領域にマイナスイオンを充分に供給することができる（図１参照）。
【００４５】
（第３実施形態）
本実施形態も、マイナスイオン発生装置３０を車両前面窓ガラスＭの周辺に設置することを前提とする。そして図８は、本発明の第３実施形態における空調制御の処理を示すフローチャートであり、上述した第２実施形態のフローチャートとはステップＳ１７に相当する部分の作動のみ異なる。つまり、図７のフローチャートと同様ステップＳ１６でその時選択されている吹出モードを検出し、その選択されている吹出モードがデフロスタモードか否かを判定する。
【００４６】
判定の結果、デフロスタモードである場合は、ステップＳ１２に進んで通常の空調制御を実行する。また、判定の結果、デフロスタモードと異なる場合はステップＳ１８に進み、吹出モードをデフロスタモードに変更するものである。
【００４７】
このような本実施形態での特徴を述べると、ＥＣＵ２１は、マイナスイオン発生装置３０が作動する間、デフロスタ吹出口１６から吹き出す風量割合が通常空調制御状態よりも多くなるようモード切換手段であるサーボモータ１７・フェイスドア１８・フットドア１９・デフロスタドア２０等を操作することにある。
【００４８】
これにより、車両前面窓ガラスＭの上端付近に設置したマイナスイオン発生装置３０に吹出風が当たり易いデフロスタ吹出モードとすることにより、前後席を含めて車室内の各乗員が吸入し易い領域にマイナスイオンを充分に供給することができる（図１参照）。
【００４９】
（第４実施形態）
本実施形態も、マイナスイオン発生装置３０を車両前面窓ガラスＭの周辺に設置することを前提とする。そして図９は、本発明の第４実施形態における空調制御の処理を示すフローチャートであり、上述した第３実施形態のフローチャートとはステップＳ１８に相当する部分の作動のみ異なる。つまり、図８のフローチャートと同様ステップＳ１６でその時選択されている吹出モードを検出し、その選択されている吹出モードがデフロスタモードか否かを判定する。
【００５０】
判定の結果、デフロスタモードである場合は、ステップＳ１２に進んで通常の空調制御を実行する。また、判定の結果、デフロスタモードと異なる場合はステップＳ１９に進み、間欠的にデフロスタ吹出モードに操作するものである。
【００５１】
このような本実施形態での特徴を述べると、ＥＣＵ２１は、マイナスイオン発生装置３０が作動する間、間欠的にデフロスタ吹出モードになるようモード切換手段であるサーボモータ１７・フェイスドア１８・フットドア１９・デフロスタドア２０等を操作することにある。
【００５２】
これにより、車両前面窓ガラスＭの上端付近に設置したマイナスイオン発生装置３０に吹出風が当たり易いデフロスタ吹出モードに間欠的にすることにより、車室内の空調状態を維持しつつ前後席を含めて車室内の各乗員が吸入し易い領域にマイナスイオンを供給することができる（図１参照）。
【００５３】
（その他の実施形態）
上述の実施形態では、吹出口構成をフェイス吹出口１４・フット吹出口１５・デフロスタ吹出口１６で構成しているがこれに限るものではない。また、モード切換ドアもフェイスドア１８・フットドア１９・デフロスタドア２０で構成しているがこれに限るものではない。また、モード切換ドアの駆動手段もサーボモータ１７で連動駆動しているがこれに限るものではない。また、モード切換ドアに板ドアを用いているがこれに限るものではなく、ロータリドア等の軸回動ドアや、フレキシブルドア、フィルムドア等の面スライドドア等であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】車両用空調装置の概要構成を示す模式図である。
【図２】マイナスイオン発生装置の概要構造を示す模式図である。
【図３】車室内での配置と送風状態を示す車両断面図である。
【図４】車両用空調装置のメイン制御例を示すフローチャートである。
【図５】制御信号の経路を示す説明図である。
【図６】本発明の第１実施形態における空調制御の処理を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第２実施形態における空調制御の処理を示すフローチャートである。
【図８】本発明の第３実施形態における空調制御の処理を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第４実施形態における空調制御の処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１６　デフロスタ吹出口
１７　サーボモータ（モード切換手段）
１８　フェイスドアモード切換手段）
１９　フットドアモード切換手段）
２０　デフロスタドア（モード切換手段）
２１　エアコンＥＣＵ（空調制御手段）
３０　マイナスイオン発生装置
Ｍ　車両前面窓ガラス
【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】
2004142569.tif 000009
【図８】
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【図９】
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