(57)【要約】【課題】フィルタの目詰まりが確実に検知される車両用空調システムを提供する。【解決手段】空気流のフィルタ装置は、例えば車両用空調システムに適用される。フィルタ装置は、空気流を浄化するためのフィルタ３５と、フィルタ３５の目詰まりを検知する電流計７２と、電流計７２により検知されたフィルタ３５の目詰まり回数が閾値以下のときにはフィルタ３５を清掃するように警告するフィルタ清掃警告灯７７と、目詰まり回数が閾値を超えたときにはフィルタ３５を交換するよう警告するフィルタ交換警告灯７８とを備える。【選択図】図１
2007168706.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気流を浄化するためのフィルタと、
前記フィルタの目詰まりを検知する目詰まり検知手段と、
前記目詰まり検知手段により検知された前記フィルタの目詰まり回数が閾値以下のときには前記フィルタを清掃するように警告し、この一方、前記目詰まり回数が前記閾値を超えたときには前記フィルタを交換するよう警告する、警告手段と
を備えることを特徴とする空気流のフィルタ装置。
【請求項２】
前記警告手段は、前記目詰まり回数をリセットするためのリセット手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の空気流のフィルタ装置。
【請求項３】
前記リセット手段は、手動スイッチを含むことを特徴とする請求項２に記載の空気流のフィルタ装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか１項に記載の空気流のフィルタ装置と、
前記フィルタが、前記空気流の流動方向でみてブロワ及び蒸発器の上流に位置して内部に配置された空調ユニットハウジングと
を備えることを特徴とする車両用空調システム。
【請求項５】
前記目詰まり検知手段は、前記ブロワのモータに供給される電流値、前記フィルタと前記ブロワとの間における圧力及び前記フィルタ近傍での前記空気流の流速のうち少なくとも一つを測定し、得られた測定結果に基づいて前記フィルタの目詰まりを検知することを特徴とする請求項４に記載の車両用空調システム。
【請求項６】
前記目詰まり検知手段は、前記測定を繰り返し行い、得られた測定結果における初期値からの変化量が所定値を超えたとき、前記フィルタにおいて目詰まりが発生したと判断することを特徴とする請求項５に記載の車両用空調システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気流のフィルタ装置及び同装置を用いた車両用空調システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
空気流のフィルタ装置は、例えば車両用空調システムに適用され、フィルタ装置によって浄化された調和空気が車室に供給される。
より詳しくは、車両用空調システムは、車室前方のインストルメントパネル内に配置された空調ユニットハウジングを有し、空調ユニットハウジング内には、その空気取入口から空気送出口に向かう空気流を生成するブロワ及び空気流を冷却するための蒸発器が収容されている。空調ユニットハウジング内には、ブロワの上流に位置してフィルタ装置のフィルタも配置され、フィルタは、空気流中の塵や埃を除去する。
【０００３】
また、フィルタ装置は、車両用空調システムにおいてフィルタが目詰まりすると、その空調能力が低下することから、フィルタの目詰まりを検知する検知手段を備えている。
例えば、特許文献１が開示する車両用空調装置は、フィルタの目詰まり検知手段として、ブロワとフィルタとの間に圧力センサを備えている。また、室内用ではあるが、特許文献２が開示する空気調和機の制御装置は、ブロワのモータに供給する電流値を測定する電流検出計を備えている。これらの文献によれば、ブロワとフィルタとの間の空間の圧力又はブロワのモータに供給する電流値の変化に基づいて、フィルタの目詰まり量を検知することができるものと考えられる。
【特許文献１】特許第3588887号明細書
【特許文献２】特開昭61-259043号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
目詰まりしたと判断されたフィルタは、空調ユニットハウジングから取り外されて廃棄されるが、そのようなフィルタであっても、塵や埃を例えばエアブロー等によって除去する清掃処理を施せば、その通気抵抗が低下し、再利用可能である。再利用可能なフィルタを廃棄することは、分別の手間を要するばかりか環境負荷が大きく、また、非経済的である。ただし、清掃を繰り返すうちに、フィルタには除去不能の塵や埃が蓄積されるため、再利用にも限度がある。
【０００５】
本発明は上述の事情に基づいてなされたもので、その目的とするところは、フィルタを清掃することで再利用しながらも交換時期を適切に検知し、環境に優しく且つランニングコストの削減された空気流のフィルタ装置及び同装置を用いた車両用空調システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するため、本発明によれば、空気流を浄化するためのフィルタと、前記フィルタの目詰まりを検知する目詰まり検知手段と、前記目詰まり検知手段により検知された前記フィルタの目詰まり回数が閾値以下のときには前記フィルタを清掃するように警告し、この一方、前記目詰まり回数が前記閾値を超えたときには前記フィルタを交換するよう警告する、警告手段とを備えることを特徴とする空気流のフィルタ装置が提供される（請求項１）。
【０００７】
好適な態様として、前記警告手段は、前記目詰まり回数をリセットするためのリセット手段を含む（請求項２）。
好適な態様として、前記リセット手段は、手動スイッチを含む（請求項３）。
また、本発明によれば、請求項１乃至３の何れか１項に記載の空気流のフィルタ装置と、前記フィルタが、前記空気流の流動方向でみてブロワ及び蒸発器の上流に位置して内部に配置された空調ユニットハウジングとを備えることを特徴とする車両用空調システムが提供される（請求項４）。
【０００８】
具体的には、前記目詰まり検知手段は、前記ブロワのモータに供給される電流値、前記フィルタと前記ブロワとの間における圧力及び前記フィルタ近傍での前記空気流の流速のうち少なくとも一つを測定し、得られた測定結果に基づいて前記フィルタの目詰まりを検知する（請求項５）。
好適な態様として、前記目詰まり検知手段は、前記測定を繰り返し行い、得られた測定結果における初期値からの変化量が所定値を超えたとき、前記フィルタにおいて目詰まりが発生したと判断する（請求項６）。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の請求項１の空気流のフィルタ装置では、フィルタの目詰まり検知手段によって検知された目詰まりの回数に応じて、警告手段がフィルタを清掃又は交換するように警告する。このため、このフィルタ装置の点検・保守を行う者は、清掃することによってフィルタを再利用する一方で、フィルタの交換時期を適切に知ることができる。この結果として、廃棄されるフィルタの数量が削減されるので、このフィルタ装置は環境に優しく且つそのランニングコストが削減される。
【００１０】
請求項２の空気流のフィルタ装置では、警告手段が目詰まり回数をリセットするためのリセット手段を含むため、フィルタを交換したにもかかわらず、警告手段がフィルタを交換するように警告するのが防止される。
請求項３の空気流のフィルタ装置では、リセット手段が手動スイッチを含むため、フィルタを交換したにもかかわらず警告手段がフィルタを交換するように警告するのが、簡易な構成にて防止される。
【００１１】
また、本発明の請求項４の車両用空調システムは、請求項１乃至３の何れか１項に記載の空気流のフィルタ装置を備えており、フィルタ装置の点検・保守を行う者や乗員が、清掃することによってフィルタを再利用する一方で、フィルタの交換時期を適切に知ることができる。この結果として、廃棄されるフィルタの数量が削減されるので、この車両用空調システムは環境に優しく且つそのランニングコストが削減される。
【００１２】
請求項５の車両用空調システムでは、目詰まり検知手段は、ブロワのモータに供給される電流値、フィルタとブロワとの間における圧力及びフィルタ近傍での前記空気流の流速のうち少なくとも一つを測定し、得られた測定結果に基づいてフィルタの目詰まりを検知するので、フィルタの目詰まりが確実に検知され、空調能力の低下が防止される。
請求項６の車両用空調システムでは、目詰まり検知手段は、測定を繰り返し行い、得られた測定結果における初期値からの変化量が所定値を超えたとき、フィルタにおいて目詰まりが発生したと判断するので、フィルタの目詰まりが確実に検知され、空調能力の低下が防止される（請求項６）。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は、本発明の第１実施形態の車両用空調システムの概略を示し、空調システムは空調ユニット２を備えている。
具体的には、車両のエンジンルーム４と車室６との間は隔壁８によって区画され、車室６の前方部分には、隔壁８とインストルメントパネル１０との間に機器室１２が確保されている。この機器室１２に空調ユニット２は配置されている。
【００１４】
空調ユニット２はハウジング１４を有し、ハウジング１４の内部には、車室６に調和空気を吹出させるための風路の一部が規定されている。
より詳しくは、ハウジング１４の一端部には、外気導入用及び内気循環用の２つの空気取入口１６ａ,ｂが開口し、空気取入口１６ａ,ｂには、車外に開口した外気導入口１７ａを有する外気用エアダクト１８ａ、又は、車室６に開口した内気導入口１７ｂを有する内気用エアダクト１８ｂが接続されている。
【００１５】
ハウジング１４の他端部には３つの空気送出口２０ａ,ｂ,ｃが開口し、空気送出口２０ａ,ｂ,ｃには、デフロスト用エアダクト２２ａ、フェース用エアダクト２２ｂ、又は、フット用エアダクト２２ｃが接続されている。これらデフロスト用、フェース用及びフット用エアダクト２２ａ,ｂ,ｃは、車室６の異なる位置に開口したデフロスト用、フェース用及びフット用吹出口２４ａ,ｂ,ｃをそれぞれ有する。
【００１６】
ハウジング１４内にはブロワ３２が配置され、ブロワ３２は空気取入口１６側に位置している。ブロワ３２は、ブロワモータ３４により回転駆動されることで、空気取入口１６から空気送出口２０に向かう空気流を生成する。
また、ハウジング１４内には、空気取入口１６とブロワ３２との間に位置してフィルタ３５が配置され、フィルタ３５の面積は、フィルタ３５が取付けられたハウジング１４の部位の横断面積に略等しい。このため、ブロワ３２によって生成される空気流はフィルタ３５を必ず通過し、この際、空気流中の塵や埃がフィルタ３５に付着し、空気流が浄化される。つまり、フィルタ３５はダストフィルタである。
【００１７】
更に、ハウジング１４内には蒸発器３６が配置され、蒸発器３６は、空気流の流動方向でみてブロワ３２の下流に配置されている。ブロワ３２側の蒸発器３６の前面は、全ての空気流が蒸発器３６の隙間（熱交換部）を通過するよう、蒸発器３６が設置されたハウジング１４の部位の横断面積に略等しい面積を有する。
なお、蒸発器３６は、図示しないけれども、エンジンルーム４から機器室１２に渡る冷媒の循環流路に介挿され、冷媒循環流路には、圧縮機、凝縮器、レシーバ及び膨張弁も介挿されている。エンジンから電磁クラッチを介して圧縮機に動力が伝達されると、圧縮機は冷媒循環流路内で冷媒を循環させ、冷媒は蒸発器で気化する。冷媒が気化しているときに蒸発器の隙間を空気流が通過すると、空気流は気化熱を奪われて冷却される。
【００１８】
更に、ハウジング１４内にはヒータコア３８が配置され、ヒータコア３８は、空気流の流動方向でみて蒸発器３６よりも下流に配置されている。蒸発器３６側のヒータコア３８の前面は、蒸発器３６を通過した空気流の一部のみがヒータコア３８の隙間（熱交換部）を通過するよう、ヒータコア３８が設置されたハウジング１４の部位の横断面積よりも小さい面積を有する。
【００１９】
なお、ヒータコア３８は、図示しないけれども、エンジンルーム４から機器室１２に渡るエンジン冷却水の分流路に温水バルブとともに介挿され、分流路は、エンジンとラジエータとの間を循環するエンジン冷却水の循環流路に、ヒータコア３８とラジエータとが並列になるよう接続されている。エンジン冷却水が循環流路を循環しているときに温水バルブが開かれると、エンジンで加熱された冷却水（温水）が分流路に流入し、ヒータコア３８が温水によって加熱される。加熱されたヒータコア３８の隙間を空気流が流れると、空気流は加熱される。
【００２０】
また、ハウジング１４内には、風路、即ち、ブロワ３２により生成される空気流の流路を切り換えるための複数のドアとして、内気／外気切換ダンパ４０、デフロスト用ダンパ４２ａ、フェース用ダンパ４２ｂ、フット用ダンパ４２ｃ及びヒータコア用ダンパ４４が配置されている。
一方、機器室１２内には、車両用空調システムの制御装置５０も配置され、制御装置５０は、例えばマイクロコンピュータにより構成される。制御装置５０は、図２に示したように、ＣＰＵ（中央演算装置）５２、入力回路５４、出力回路５６及びメモリ５８を含み、入力回路５４には、車室６に面した操作スイッチ６０及びセンサ群６２が接続されている。なお、センサ群６２には、車室温度、外気温度、日射量、蒸発器下流での空気流の温度及びエンジン冷却水の温度を測定するための複数のセンサが含まれている。
【００２１】
制御装置５０の出力回路５６には、ブロワモータ３４、温水バルブ６４、圧縮機の電磁クラッチ６６、サーボモータ６８及びファンモータ７０が接続されている。
更に、車両用空調システムは、塵や埃によるフィルタ３５の目詰まりを検知し、フィルタ清掃又はフィルタ交換を警告するための目詰まり検知・警告手段を備え、目詰まり検知・警告手段は、目詰まり検知センサとしての電流計７２を有する。電流計７２は、制御装置５０の出力回路５６とブロワモータ３４との間を接続する給電線に介挿され、ブロワモータ３４へ供給される電流値を測定可能である。電流計７２の信号出力端子は入力回路５４に接続され、電流計７２で測定された電流値は入力回路５４に入力される。
【００２２】
また、目詰まり検知・警告手段は、制御装置５０のＣＰＵ５２に内蔵されたタイマ７４及び割り込みコントローラ７６を有し、タイマ７４及び割り込みコントローラ７６は、メモリ５８に格納された目詰まり検知のための割り込みルーチンをＣＰＵ５２に定期的に実行させる。
また更に、目詰まり検知・警告手段は、フィルタ３５の清掃又は交換の必要性を乗員等に知らせるための出力手段として、フィルタ清掃警告灯７７及びフィルタ交換警告灯７８を有する。これらフィルタ清掃及び交換警告灯７７,７８は、車室６に面するようインストルメントパネル１０上に配置されている。
【００２３】
また、目詰まり検知・警告手段は、機器室１２内に配置された手動のリセットスイッチ８０を有し、リセットスイッチ８０は、制御装置５０の入力回路５４に接続されている。リセットスイッチ８０は、フィルタ３５の交換直後に、例えば交換作業者によってＯＮ状態にされる。
上述した車両用空調システムにおいては、その制御装置５０が、操作スイッチ６０を介した乗員からの指示、センサ群６２から得た情報、並びに、メモリ５８に格納されたメインプログラム及びデータに基づき、ブロワモータ３４、温水バルブ６４、圧縮機の電磁クラッチ６６、サーボモータ６８及びファンモータ７０を必要に応じて駆動し、車室６の空調制御を行う。
【００２４】
一方、制御装置５０では、定期的にメインプログラムの実行が中断され、フィルタ３５の目詰まり検知・警告のための割り込みルーチンが実行される。
より詳しくは、図３に示したように、割り込みルーチンでは、まず、電流計７２によって測定された電流値Ｉｘが、入力回路５４を介してＣＰＵ５２に読み込まれる（ステップ１０）。
【００２５】
電流値Ｉｘが読み込まれた後、リセットスイッチ８０の状態が判断され（ステップ２０）、リセットスイッチ８０がＯＮ状態の場合、電流値Ｉｘが初期値Ｉｏに代入されるとともに、目詰まり回数Ｊが０にリセットされる（ステップ３０）。この後、フィルタ清掃及び交換警告灯７７,７８は消灯され（ステップ４０）、割り込みルーチンが終了する。
ステップ２０でリセットスイッチ８０がＯＦＦ状態の場合、初期値Ｉｏからの電流値Ｉｘの変化量が所定値を超えているか否かが判断される（ステップ５０）。この判断の結果、変化量が所定値以下であれば、割り込みルーチンはステップ４０を経て終了する。一方、変化量が所定値を超えている場合、目詰まり回数Ｊが１つインクリメントされた後（ステップ６０）、目詰まり回数Ｊが所定の閾値を超えたか否かが判断される（ステップ７０）。
【００２６】
ステップ７０において、目詰まり回数Ｊが閾値を超えたと判断された場合、フィルタ交換警告灯７８が点灯され（ステップ８０）、この後、割り込みルーチンは終了する。一方、目詰まり回数Ｊが閾値以下と判断された場合、フィルタ清掃警告灯７７が点灯され（ステップ９０）、この後、割り込みルーチンは終了する。
上述した車両用空調システムでは、フィルタの目詰まり検知・警告手段が、検知した目詰まり回数Ｊに応じて、フィルタ３５を清掃又は交換するように警告する。このため、この車両用空調システムの点検・保守を行う者や乗員は、清掃することによってフィルタ３５を再利用する一方で、フィルタ３５の交換時期を適切に知ることができる。この結果として、廃棄されるフィルタ３５の数量が削減されるので、この車両用空調システムは環境に優しく且つそのランニングコストが削減される。
【００２７】
また、この車両用空調システムでは、フィルタ３５の目詰まり検知・警告手段が目詰まり回数Ｊをリセットするためのリセット手段としてリセットスイッチ８０を含むため、フィルタ３５を交換したにもかかわらず、フィルタ交換警告灯７８が直ぐに点灯されるのが防止される。
なお、リセットスイッチ８０は手動スイッチであり、フィルタ３５を交換したにもかかわらずフィルタ交換警告灯７８が点灯されるのが、簡易な構成にて防止される。
【００２８】
更に、上述した車両用空調システムでは、目詰まり検知・警告手段が、ブロワモータ３４に供給される電流値Ｉｘを測定し、得られた測定結果に基づいてフィルタ３５の目詰まりを検知するので、フィルタ３５の目詰まりが確実に検知され、空調能力の低下が防止される。
また更に、この車両用空調システムでは、目詰まり検知・警告手段は、電流値Ｉｘの測定を繰り返し行い、得られた測定結果における初期値Ｉｏからの変化量が所定値を超えたとき、フィルタ３５において目詰まりが発生したと判断するので、フィルタ３５の目詰まりが確実に検知され、空調能力の低下が防止される。
【００２９】
本発明は、上記した第１実施形態に限定されることはなく、種々変形が可能であり、例えば、割り込みルーチンを他の周辺機器からの要求に基づいて不定期に実行するようにしてもよい。
第１実施形態では、空調のためのメインプログラムを実行する制御装置５０が割り込みルーチンとして目詰まり検知のためのプログラムを実行したけれども、目詰まり検知・警告専用の制御装置を設けてもよい。
【００３０】
第１実施形態では、閾値の数は特に限定されず、また、単位時間当たりでの目詰まりの発生頻度に応じてフィルタ交換警告灯７８を点灯させてもよい。
また、目詰まりを検知するセンサは電流計７２に限定されず、電流計７２に代えて、図１に示したように、圧力センサ８２をフィルタ３５とブロワ３２との間に配置してもよく、この第２実施形態の場合も、フィルタ３５の目詰まりが確実に検知される。
【００３１】
更に、電流計７２に代えて、風速センサをフィルタ３５とブロワ３２との間に配置してもよく、この第３実施形態の場合も、フィルタ３５の目詰まりが確実に検知される。
最後に、上述した目詰まり検知・警告手段、即ち、本発明の空気流のフィルタ装置は、車両用空調システム以外にも適用可能であるのは勿論であり、建設機械用の空調システムにも適用可能である。建設機械用の空調システムでは、砂塵によってフィルタ３５が直ぐに目詰まりすることから、本発明の効果は大である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】第１実施形態の車両用空調システムの概略構成図である。
【図２】図１の車両用空調システムに適用された制御回路の概略構成を示すブロック図である。
【図３】図２の制御装置が実行する割り込みルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
【００３３】
３２        ブロワ
３４        ブロワモータ
３５        フィルタ
５０        制御装置
７２        電流計
７７        フィルタ清掃警告灯
７８        フィルタ交換警告灯
【図１】
2007168706.tif 000003
【図２】
2007168706.tif 000004
【図３】
2007168706.tif 000005