JPH066405B2 - 自動車用空気清浄装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は自動車室内の塵、埃や煙等の空気中に漂う粉塵
等を取り除く自動車用空気清浄装置に関する。

［従来の技術］ 従来より自動車室内の空気を清浄化し、快適な空間を作
り出すために自動車用空気清浄装置が提案されている。
これはタバコの煙や外部から侵入する粉塵等により汚れ
た自動車室内の空気を、フィルタ等によって濾過し、更
には活性炭を介して脱臭する等の処理を施して再度室内
に吹き出すものである。中でも、その自動運転のために
室内の粉塵濃度が所定値以上となったときに濾過、脱臭
等を実行するものがあるが、これは運転者の操作が不要
となり使用が煩わしくなく、装置の稼働率を高めること
ができるため有益であった。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記技術においても以下のごとき問題点
を有しており未だに充分なものではなかった。

即ち、自動車用空気清浄装置は狭い自動車室内に配設さ
れ、その室内の空気の浄化を行うものである。従って、
室内に面した位置にその可動部分、電動機等が設けられ
るためにその騒音が運転者にとって大きく感じられるの
である。しかし、騒音低減のために電動機等の回転数を
制限することは粉塵除去能力もそれに従って低下するた
め空気清浄装置の稼働率を低くすることになり適当では
なかった。

本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、装置の稼
働率を落すことなく運転者の感じる騒音を低減すること
のできる優れた自動車用空気清浄装置を提供することを
その目的としている。

［問題点を解決するための手段］ 上記問題点を解決するために本発明の構成した手段は、
第１図の基本的構成図に示すごとく、 自動車室内の空気中の粉塵濃度と所定値とを比較する粉
塵検出部Ｍ１が、前記空気中の粉塵濃度が所定値以上で
あると検出したとき前記粉塵の除去を行う粉塵除去器Ｍ
２を作動させる自動車用空気清浄装置において、 前記作動開始時より所定時間経過後の除去状態を前記粉
塵検出部Ｍ１の検出結果により判定する除去状態判定部
Ｍ３と、 該除去状態判定部Ｍ３により粉塵濃度が前記所定値以上
であると判定されたとき前記粉塵除去器Ｍ２の動作量を
増大制御する動作量制御部Ｍ４と、 該動作量制御部Ｍ４による前記動作量の増大制御を所定
の制御時間継続させ、その後、前記動作量を減少させる
制御時間監視部Ｍ５と、 を備えることを特徴とする自動車用空気清浄装置を要旨
としている。

［作用］ このように構成された本発明の自動車用空気清浄装置に
おいては、粉塵検出部Ｍ１が、自動車室内の空気中の粉
塵濃度が所定値以上となったことを検出すると、粉塵除
去器Ｍ２を作動させ、粉塵除去を開始する。

また、この粉塵除去器Ｍ２の作動開始後、所定時間経過
すると、除去状態判定部Ｍ３が、粉塵の除去状態を粉塵
検出部Ｍ１の検出結果により判定する。つまり、粉塵除
去器Ｍ２の作動によって空気中の粉塵濃度が低減したか
否かを、粉塵検出部Ｍ１の検出結果により判定するので
ある。

そして、この除去状態判定部Ｍ３にて、粉塵除去器Ｍ２
を所定時間作動させたにもかかわらず空気中の粉塵濃度
が所定値以上であると判定されると、動作量制御部Ｍ４
が、粉塵除去器Ｍ２の動作量を増大制御する。

また、この動作量制御部Ｍ４による粉塵除去器Ｍ２の動
作量の増大制御は、制御時間監視部Ｍ５によって所定の
制御時間だけ継続され、所定の制御時間経過すると粉塵
除去器Ｍ２の動作量は減少する。

すなわち、本発明の自動車用空気清浄装置においては、
粉塵除去器Ｍ２の作動開始後、所定時間経過した時点
で、粉塵除去器Ｍ２による粉塵の除去状態を確認し、粉
塵除去器Ｍ２を所定時間作動させたにもかかわらず、粉
塵濃度が所定値以上ある場合には、粉塵除去器Ｍ２の動
作量を増大して粉塵除去器Ｍ２により粉塵を高速に除去
させる動作量の増大制御が開始され、その後所定の制御
時間経過したとき、この増大制御が終了される。

ここで、本発明の粉塵検出部Ｍ１は、自動車室内の空気
中の粉塵濃度を検出するものである。その検出は、自動
車室内の空気の汚れとして許容できるものであるか否か
を判定する基準となるものであるので、必ずしも粉塵濃
度に対してリニアな出力を発生するものでなくともよ
く、所定の濃度以上であるか否かの２値判定を行うもの
でもよい。

粉塵除去器Ｍ２は上記粉塵検出部Ｍ１が所定値以上の濃
度で室内に粉塵が存在すると判定したときに作動される
もので、実際に自動車室内の空気の清浄を行う。清浄は
単に粉塵を除去するものばかりでなくともよく、活性炭
等を介して悪臭を吸着したりする等の不純ガス吸着機能
を合わせて構成してもよい。

除去状態判定部Ｍ３とは、上記の粉塵除去器Ｍ２の作動
によってその作動時から所定時間経過後にどれだけ自動
車室内の空気が清浄化されたものかを判定するもので、
前述した粉塵検出器Ｍ１の出力が前記所定時間経過後に
どのように変化しているかを観測することにより判定を
実行する。

動作量制御部Ｍ４とは、上記除去状態判定部Ｍ３の観測
により、前述した粉塵検出部Ｍ１が未だに所定濃度以上
の粉塵が自動車室内に存在すると判定したとき、即ち、
前記粉塵除去器Ｍ２の所定時間の作動によっても未だに
前記粉塵検出器Ｍ１の検出濃度以下までに粉塵の除去が
終了していないときにのみ作動し、前記粉塵除去器Ｍ２
の動作量を増大制御するのである。動作量の増大とは粉
塵除去器Ｍ２の粉塵除去能力を向上させるべく制御する
ことであり、例えば電動機の回転数を上昇させてフィル
タ等に送り込む単位時間当たりの空気量を多くする等の
方法により達成される。

以下、本発明をより具体的に説明するために実施例を挙
げて詳述する。

［実施例］ 第２図は実施の自動車用空気清浄装置が搭載される車両
の概略構成図であって、車両の天井にルームランプと併
設されている後述するスモークセンサ１０及び制御回路
２０からなる本体部Ａと、粉塵除去器Ｍ２として車両の
後部に設けられる後述する清浄器３０とからなる。第３
図（Ａ）、は本体部Ａを自動車室内から見た斜視図であ
り、多数のスリットＢを設け、本体部Ａ内に自動車室内
の空気が流入するよう構成されたカバーＣにより保護さ
れている。（Ｂ）図は本体部Ａを構成する粉塵検出部Ｍ
１としてのスモークセンサ１０及び制御回路２０の概略
断面図であり、スモークセンサ１０の動作の概要を略記
している。即ち、発光素子１１からの発光が通常の状態
では受光素子１２には検出されないように２つの素子は
配設されている。しかしタバコＤの煙等の粉塵がスリッ
トＢより本体部Ａに流入すると、図示のごとく黒点で表
わした粉塵が矢印のように発光素子１１からの光を散乱
させるため受光素子１２に検出出力が表われることにな
る。しかも、この検出出力は粉塵の濃度が高くなればそ
れに比例して増加することになる。このように構成され
るスモークセンサ１０を制御し、受光素子１２からの検
出出力を入力しているものが制御回路２０であり、第４
図にその詳細を表わした清浄器３０のブロワモータ３１
を作動させるのである。第４図（Ａ）はこの清浄器３０
の分解図を（Ｂ）図はその動作説明図を表わしている。
図示のように清浄器３０はブロワモータ３１でファン３
２を回転させ、グリル３３の左方から自動車室内の空気
を強制的に吸入し、その空気を右方へ圧送すると同時に
フィルタ３４を通過させることによって粉塵を除去し、
脱臭を実行した後に再度グリル３３の右方より自動車室
内に吹き出すのである。即ち、この空気清浄の能力はブ
ロワモータ３１の回転数に比例するようになっており、
ブロワモータ３１を高速で回転させるとそれだけ単位時
間当たりのフィルタ３４を通過する空気量が増え、空気
清浄能力は強くなる。

このブロワモータ３１の回転数を制御する制御回路２０
の電気回路図を第５図に示す。図において１２は前述の
スモークセンサ１０の受光素子を示しており、この出力
ＶＳは基準電圧ＶＢと比較器２１によって常時比較され
ＶＳ＞ＶＢとなったときに出力がＨｉｇｈレベル（以下
「Ｈレベル」と呼ぶ）に変化する。この出力電圧ＶＡは
直接ＡＮＤ回路２２、ＯＲ回路２３に入力され、また出
力電圧ＶＡの立上がり、立下がりの情報のみを取り出す
ための高周波カップリング用のコンデンサＣ１を介して
２つの単安定マルチバイブレータ２４、２５の入力端子
に加えられる。単安定マルチバイブレータ２４は上記電
圧ＶＡの立上がり点で作動を開始し、期間Ｔ１だけＨレ
ベル出力をする。また、単安定マルチバイブレータ２５
は電圧ＶＡの立下がり点で作動を開始し、期間Ｔ２だけ
Ｈレベル出力をする。これら２つの単安定マルチバイブ
レータ２４、２５の出力は前記ＯＲ回路に入力され、更
に単安定マルチバイブレータ２４の出力はＮＯＴ回路２
６を介して前記ＡＮＤ回路２２に入力されている。ＡＮ
Ｄ回路２２の出力は高周波カップリング用のコンデンサ
Ｃ２を介してもう１つの単安定マルチバイブレータ２７
に入力され、ＡＮＤ回路２２の立上がり点で期間Ｔ３だ
けＨレベル出力を生じるようにされている。この単安定
マルチバイブレータ２７の出力はトランジスタＴｒ１の
ベースに、またＮＯＴ回路２８を介してＡＮＤ回路２９
に入力されている。ＡＮＤ回路２９のもう１方の入力端
には前述のＯＲ回路２３の出力が接続され、その出力は
トランジスタＴｒ２のベースに入力されている。３１は
前述したブロワモータであり、トランジスタＴｒ１の導
通状態で作動するリレーＲ１を介して車載用のバッテリ
に、またトランジスタＴｒ２の導通状態で作動するリレ
ーＲ２及び抵抗Ｒを介して車載用のバッテリーに接続さ
れている。

このように構成される制御回路２０の動作を第６図のタ
イミングチャートに示している。（Ａ）図は比較器２１
の出力電圧ＶＡが極めて短時間出力されるとき、即ち清
浄器３０の短い時間の動作で充分な清浄が完了するとき
のタイミングチャートを、（Ｂ）図はそのときよりは粉
塵の量が多いとき、（Ｃ）図はそれ以上に粉塵の量が多
いときのタイミングチャートを示している。まず（Ａ）
について説明する。電圧ＶＡが生じるとその立上がり点
で単安定マルチバイブレータ２４の出力が生じＴ１の間
その出力は継続するし、また電圧ＶＡの立下がり点では
もう一方の単安定マルチバイブレータ２５が出力を生じ
Ｔ２の間続く。このとき、ＡＮＤ回路２２は作動するこ
とはなく、単安定マルチバイブレータ２７は出力を生じ
ないためＡＮＤ回路２９の一方の入力は常にＨレベルで
ある。従って、ＯＲ回路２３の出力はそのままトランジ
スタＴｒ２のベースに加えられ、導通状態となる。これ
によりブロワモータ３０は抵抗Ｒによってその電流を制
限された電力供給を受け静かな低回転だけの作動を実行
するのである。次に（Ｂ）図ような電圧ＶＡの出力に対
しては、ＡＮＤ回路２２が単安定マルチバイブレータ２
４の出力がなくなり（Ｔ１経過後）、かつ電圧ＶＡがま
だ出力されている期間に出力を生じるため、この出力の
立上がり点で単安定マルチバイブレータ２７が期間Ｔ３
の出力を開始する。従ってトランジスタＴｒ１がこの期
間Ｔ３の間だけ導通し、その間はＡＮＤ回路２９の作動
によってトランジスタＴｒ２のベース電流は遮断され
る。そして、この期間Ｔ３の終了後は電圧ＶＡの立下が
り点で出力を開始した単安定マルチバイブレータ２５の
出力がなくなるまで再度トランジスタＴｒ２が導通状態
とされるのである。このように、トランジスタＴｒ１が
トランジスタＴｒ２に代わって導通状態となるとブロワ
モータ３１へ流れる電流は抵抗Ｒを介していないため大
きな値となりブロワモータ３１は高回転で作動する。即
ち、清浄能力を大きくして清浄器３０を作動させるので
ある。同様に（Ｃ）図のように電圧ＶＡの出力が長い期
間されているときにも所定期間（Ｔ１）だけブロワモー
タ３１を低回転で作動しても電圧ＶＡの出力がなされて
いれば所定期間（Ｔ３）のブロワモータ３１の高回転運
転がなされ、それ以後は電圧ＶＡが出力されなくなり、
かつその立下がり点で出力を開始する単安定マルチバイ
ブレータ２５の所定期間（Ｔ２）が終了するまで再度ブ
ロワモータ３１の低回転運転がなされるのである。

以上詳述したように、本実施例の空気清浄装置は、スモ
ークセンサ１０によって検出された自動車室内の空気中
の粉塵濃度が所定濃度以上になると、まず清浄器３０を
所定期間（Ｔ１）だけ低回転運転する。そして、この低
回転運転だけで充分な清浄が行われていればその後はこ
の低回転運転を所定期間（Ｔ２）だけ実行してスモーク
センサ１０と清浄器３０との配置場所の違いによる検出
の位相ずれを補う。

しかし、この粉塵の量が多いときには、上記所定期間
（Ｔ１）後に未だにスモークセンサ１０の出力が止まず
にいることによりその状態を検出し、この場合にのみ、
前記制御時間としての所定時間（Ｔ３）だけ、清浄器３
０を強力な高回転運転に切り換え清浄を実行し、その後
はスモークセンサ１０の出力がなくなり、かつ上記所定
期間（Ｔ２）が経過するまで再度低速運転により清浄器
３０を作動するのである。

従って、自動車室内にいる乗員は、通常の軽い空気の汚
れによって作動する空気清浄装置は静かな低回転運転で
あるためその騒音を気にすることもない。しかも、汚れ
のひどい時には、すぐさま高回転運転により空気清浄を
実行するため乗員が何らの操作による切り換えを行うこ
ともなく自動車室内の空気は清浄を完了するのである。
しかもこの高回転運転の期間は狭い自動車室内の空気を
一応のレベルにまで清浄できる期間だけ実行された後は
再度静かな低回転運転に切り換わり騒音を感じ取られる
期間を極力短縮している。これにより、乗員は常に快適
な空間を自動車室内に得ることができるうえに、清浄器
３０の稼働は必要最低限に押えられるため装置の寿命が
長くなり、バッテリの電力の有効利用も達成できる。

またこのように本実施例では、ブロワモータ３１の高回
転運転期間を一定期間に設定しているため、例えばブロ
ワモータ３１の高回転運転をスモークセンサ１０により
検出された粉塵濃度が所定濃度以下になったときに終了
するようにした場合に比べて、粉塵を良好に除去するこ
とができる。

即ち、自動車室内の空気中の粉塵濃度は均一ではなく、
特に清浄器３０が作動している場合には、清浄器３０に
吸入される空気の経路と清浄器３０から排出される空気
の経路とができるため、各経路間で粉塵濃度の差が大き
くなる。このため、スモークセンサ１０の検出結果に基
づきブロワモータ３１の高速回転運転を終了するように
していると、スモークセンサ１０の取付け位置によって
は、自動車室内全体の粉塵濃度が下がらないまま、ブロ
ワモータ３１の高速回転運転を終了してしまうことがあ
る。しかし、本実施例では、ブロワモータ３１の高回転
運転を一定期間行なうようにしているため、スモークセ
ンサ１０の取付け位置に関係なく、ブロワモータ３の高
回転運転による粉塵除去能力を確保することができ、粉
塵を良好に除去することができるのである。

なお、本実施例においては、制御回路２０内のコンデン
サＣ１，単安定マルチバイブレータ２４，ＮＯＴ回路２
６，及びＡＮＤ回路２２が、除去状態判定部Ｍ３に相当
し、制御回路２０内のトランジスタＴｒ１が動作量制御
部Ｍ４に相当し、制御回路２０内のコンデンサＣ２及び
単安定マルチバイブレータ２７が制御時間監視部Ｍ５に
相当する。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明の自動車用空気清浄装置に
おいては、粉塵除去器の作動開始後所定時間経過した時
点で粉塵の除去状態を判定し、粉塵除去器を所定時間作
動させたにもかかわらず粉塵濃度が所定値以上あるよう
な場合には、粉塵除去器の動作量を所定の制御時間だけ
増大制御し、その後粉塵除去器の動作量を減少させるよ
うにされている。

従って、粉塵除去器が所定時間静かな運転を続けても、
なお充分な粉塵除去が終了していないときだけ粉塵除去
器の動作量を増大させ、強力な除去の開始を行わせるこ
とができる。これにより自動車の乗員は粉塵除去器の作
動による騒音を常に感じることもなく、また清浄装置の
効率も大幅に向上するのである。

また本発明では、粉塵除去器の動作量を増大させる増大
制御を、空気中の粉塵濃度に関係なく所定の制御時間だ
け実行するようにしているため、例えば空気中の粉塵濃
度が所定値を下回ったときに増大制御を終了するように
した場合に比べて、空気中の粉塵を良好に除去すること
ができる。

つまり、自動車室内の空気中の粉塵濃度は均一ではな
く、特に粉塵除去器が作動している場合には、粉塵除去
器に吸入される粉塵を含む空気の経路と粉塵除去器から
排出される浄化後の空気の経路とができるため、各経路
間で粉塵濃度の差が大きくなる。このため、粉塵検出部
の取付け位置によっては、増大制御開始直後に、自動車
室内全体の粉塵濃度が下がっていないにもかかわらず、
粉塵検出部により、空気中の粉塵濃度が所定値を下回っ
たと判断されてしまうことがある。従って、粉塵除去器
の動作量の増大制御を、粉塵検出部の検出結果に基づき
終了するようにすると、自動車室内全体の粉塵濃度が下
がらないまま、増大制御を終了してしまい、充分な粉塵
除去ができない虞がある。しかし、本発明では、粉塵除
去器の動作量の増大制御を所定の制御時間行なうように
しているため、一定の粉塵除去能力を確保することがで
き、粉塵を良好に除去することができるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本的構成図、第２図は実施例の自動
車用空気清浄装置が車両に取り付けられている概略図、
第３図（Ａ）はその本体部の斜視図、（Ｂ）図はそのス
モークセンサの動作説明図、第４図（Ａ）はその清浄器
の分解図、（Ｂ）図はその動作説明図、第５図はその制
御回路の電気回路図、第６図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は
制御回路の動作のタイミングチャートを示す。 １０…スモークセンサ １１…発光素子 １２…受光素子 ２０…制御回路 ３０…清浄器 ３１…ブロワモータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】自動車室内の空気中の粉塵濃度と所定値と
   を比較する粉塵検出部が、前記空気中の粉塵濃度が所定
   値以上であると検出したとき前記粉塵の除去を行なう粉
   塵除去器を作動させる自動車用空気清浄装置において、 前記作動開始時より所定時間経過後の除去状態を前記粉
   塵検出部の検出結果により判定する除去状態判定部と、 該除去状態判定部により粉塵濃度が前記所定値以上であ
   ると判定されたとき前記粉塵除去器の動作量を増大制御
   する動作量制御部と、 該動作量制御部による前記動作量の増大制御を所定の制
   御時間継続させ、その後、前記動作量を減少させる制御
   時間監視部と、 を備えることを特徴とする自動車用空気清浄装置。