JP4561014B2 - Air conditioner for vehicles - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内気モードと外気モードとの吸込口モードの切り替えを自動制御可能な車両用空調装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
圧縮機により循環する冷媒を蒸発させて空気を冷却する蒸発器を備え、内気モードと外気モードとの吸込口モードの切り替えを自動制御可能な車両用空調装置において、従来では、目標吹出温度TAOが第1所定温度(例えば40km/h走行時は−12℃)以下であるクールダウン時には、内気モードに切り替えてクールダウン性能の即効性を図っている。一方、目標吹出温度TAOが第2所定温度(例えば40km/h走行時は−5.5℃)以上である通常冷房運転時には、外気モードに切り替えてフレッシュ感を得るようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、通常冷房運転時において一律に外気モードにすると、圧縮機駆動源の省動力化を損なう場合がある。例えば、目標吹出温度TAOが通常冷房温度域(TAO≧−5.5℃(40km/h走行時))の場合であっても、内気のエンタルピーirが外気のエンタルピーioより小さい場合には、内気モードにした方が圧縮機駆動源の省動力化となる。
【0004】
本発明は、上記点に鑑み、車両用空調装置の圧縮機駆動源の省動力化を確実に図ることを目的とする。
【0005】
【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に記載の発明では、車室内へ向かって空気が送風される空気通路(10a)を形成する空調ダクト(10)と、空気通路(10a)に配置されて空気を冷却する蒸発器(45)と、蒸発器(45)を通過した冷媒を圧縮し、吐出する圧縮機(41)と、空気通路(10a)に内気を取り入れる内気吸込口(11)と、空気通路(10a)に外気を取り入れる外気吸込口(12)と、内気吸込口(11)および外気吸込口(12)を開閉する内外気切替ダンパ(13)とを備え、
空気通路(10a)に内気吸込口(11)から内気を導入する内気モードと、空気通路(10a)に外気吸込口(12)から外気を導入する外気モードとの吸込口モードの切り替えを内外気切替ダンパ(13)により自動制御可能な車両用空調装置において、
内気温度(TR)を検出する内気温度センサ(71)と、外気温度(TAM)を検出する外気温度センサ(72)と、空気通路(10a)のうち内外気切替ダンパ(13)の下流側部位に設けられた1個の湿度センサ(77)とを備え、
吸込口モードが内気モードおよび外気モードのうち一方のモードに切り替えられている場合に、他方のモードに周期的に切り替えることにより、1個の湿度センサ(77)が、吸込口モードの切り替え前後で内気湿度(RHr)と外気湿度(RHo)とを検出するようにし、
圧縮機(41)を駆動させて蒸発器(45)により空気を冷却する冷房運転時には、1個の湿度センサ(77)により検出される内気湿度(RHr)と内気温度センサ(71)により検出される内気温度(TR)とに基づいて内気のエンタルピー(ir)を演算するとともに、1個の湿度センサ(77)により検出される外気湿度(RHo)と外気温度センサ(72)により検出される外気温度(TAM)とに基づいて外気のエンタルピー(io)を演算し、
内気のエンタルピー(ir)と外気のエンタルピー(io)とを周期的に大小比較し、吸込口モードの切り替えを、内気および外気のうちエンタルピーの小さい方の空気を導入するように自動制御することを特徴とする。
【0006】
これにより、内気および外気のうちエンタルピーの小さい方の空気が導入されるので、圧縮機(41)の駆動源の省動力化を確実に図ることができる。
【0009】
さらに、請求項1に記載の発明では、吸込口モードが内気モードおよび外気モードのうち一方のモードに切り替えられている場合に、他方のモードに周期的に切り替えることにより、1個の湿度センサ(77)が、吸込口モードの切り替え前後で内気湿度(RHr)と外気湿度(RHo)を検出するようになっているから、1個の湿度センサ(77)で内気湿度(RHr)および外気湿度(RHo)の両方を検出して、内気のエンタルピー(ir)と外気のエンタルピー(io)を演算するすることができる。したがって、内気湿度センサと外気湿度センサとを1個ずつ備える空調装置に比べて部品点数を低減でき、コストダウンを図ることができる。
【0010】
また、請求項2に記載の発明では、車室内に吹き出される空気の目標吹出温度(TAO)の変化に対応する、空気の吹出風量の変化を示す特性マップを備え、特性マップに基づいて前記吹出風量を自動制御可能になっており、内気モード時における特性マップは、外気モード時における特性マップに比べて、吹出風量が小さくなる向きにオフセットされていることを特徴としている。
【0011】
ここで、空気通路(10a)を空気が流れる際に発生する騒音に関し、一般に、内気モード時における騒音レベルは外気モード時に比べて大きい。これに対し、上記請求項2に記載の発明によれば、内気モード時には外気モード時に比べて吹出風量が小さくなるので、内気モード時における騒音レベルを低減でき好適である。
【0012】
ところで、クールダウン時(例えば目標吹出温度が40km/h走行時で−12℃以下である時)には、圧縮機(41)の駆動源の省動力化を図ることよりも、短時間で車室内温度を低下させることを優先させたい場合がある。このような場合に、請求項3に記載の発明を適用させれば、乗員により設定される設定温度(Tset)と内気温度(TR)との偏差が所定の値より大きい場合には、両エンタルピー(ir、io)の大小に関わらず内気モードに切り替えることにより、短時間で車室内温度を低下させることができ、好適である。
【0013】
また、請求項4に記載の発明では、車両の窓ガラス(3)が曇りやすい状態であるか否かを推定し、曇りやすい状態であると推定された場合には、両エンタルピー(ir、io)の大小に関わらず外気モードに切り替えることを特徴としている。
【0014】
ところで、従来では、通常冷房運転時において一律に外気モードにしていたため、窓ガラスの曇りが問題とならなかったが、請求項1に記載の発明により、内気および外気のうちエンタルピーの小さい方の空気を導入させると、通常冷房運転時にはほとんどの場合がir≦ioとなり、長時間内気モードで冷房運転することとなるため、窓ガラスの曇りが問題となる場合が生じる。このような場合に、上記請求項4に記載の発明を適用させれば、窓ガラスの曇りを防止しつつ、圧縮機(41)の駆動源の省動力化を図ることができる。
【0015】
なお、曇りやすい状態であるか否かの推定の一例として、圧縮機(41)が運転している場合には、蒸発器(45)を通過した空気の絶対湿度が低く、窓ガラスが曇りやすい状態でないと推定し、圧縮機(41)が運転停止している場合には、蒸発器(45)を通過した空気の絶対湿度が高く、窓ガラスが曇りやすい状態であると推定することが挙げられる。
【0016】
因みに、特開平5−345515号公報にて、外気温度と内気温度とから推定された窓ガラス温度に基づいて要求吹出温度を求め、この要求吹出温度と目標吹出温度と比較し、低い方の温度となるように圧縮機の運転を制御することで、防曇性、快適性を確保する空調装置が提案されている。しかしながら、この公報に記載の空調装置は、本発明のように内気および外気のうちエンタルピーの小さい方の空気を導入するものではないため、圧縮機駆動源の省動力化を図ることができない。
【0017】
また、車両の窓ガラス(3)が曇りやすい状態であるか否かを推定するにあたり、請求項5に記載の発明では、車両の窓ガラス(3)の温度を検出する赤外線センサを備え、赤外線センサ(78)により検出される窓ガラス温度と1個の湿度センサ(77)により検出される内気湿度(RHr)とに基づいて、窓ガラス(3)が曇りやすい状態であるか否かを推定し、曇りやすい状態であると推定された場合には、両エンタルピー(ir、io)の大小に関わらず外気モードに切り替えることを特徴としている。
【0018】
これにより、1個の湿度センサ(77)に検出された内気湿度(RHr)を利用して、窓ガラス(3)が曇りやすい状態であるか否かを推定することができるので、新たなセンサを必要とすることなく、部品点数の低減によるコストダウンを図ることができる。
【0019】
また、請求項6に記載の発明では、内気中の二酸化炭素濃度を検出するCO2濃度検出手段を備え、CO2濃度検出手段により検出された二酸化炭素濃度が所定の値より大きい場合には、両エンタルピー(ir、io)の大小に関わらず外気モードに切り替えることを特徴としている。
【0020】
ところで、従来では、通常冷房運転時において一律に外気モードにしていたため、車室内の二酸化炭素濃度の上昇が問題とならなかったが、請求項1に記載の発明により、内気および外気のうちエンタルピーの小さい方の空気を導入させると、通常冷房運転時にはほとんどの場合がir≦ioとなり、長時間内気モードで冷房運転することとなるため、二酸化炭素濃度の上昇が問題となる場合が生じる。このような場合に、上記請求項6に記載の発明を適用させれば、二酸化炭素濃度の上昇を防止しつつ、圧縮機(41)の駆動源の省動力化を図ることができる。
【0021】
なお、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。
【0022】
【発明の実施の形態】
図1〜図7は本発明の一実施形態を示すもので、図1は車両用空調装置の全体構成を示した模式図であり、図2は車両用空調装置の制御系を示したブロック図である。
【0023】
本実施形態の空調装置は、車室内を空調するエアコンユニット1の各空調手段(アクチュエータ)を、図2に示す空調制御装置(以下エアコンECUという)2によって制御することにより、車室内の温度を常に設定温度に自動制御するように構成されたオートエアコンである。
【0024】
図1に示すように、エアコンユニット1は、車室内へ向かって空気が送風される空気通路10aを形成する空調ダクト10、この空調ダクト10内において空気流を発生させる遠心式送風機30、空調ダクト10内を流れる空気を冷却して車室内を冷房するための冷凍サイクル40、および空調ダクト10内を流れる空気を加熱して車室内を暖房するための冷却水回路50等から構成されている。
【0025】
空調ダクト10は、車室内の前方側に配設されている。その空調ダクト10の最も上流側(風上側)は、吸込口切替箱(内外気切替箱)10bを構成する部分で、車室内空気(以下内気という)を取り入れる内気吸込口11、および車室外空気(以下外気という)を取り入れる外気吸込口12を有している。さらに、内気吸込口11および外気吸込口12の内側には、内外気(吸込口)切替ダンパ13が回動自在に取り付けられている。この内外気切替ダンパ13は、サーボモータ等のアクチュエータ14(図2参照)により駆動されて、吸込ロモードを内気モード、外気モードに切り替える。なお、内外気切替ダンパ13は、吸込口切替箱10bと共に内外気切替手段を構成する。
【0026】
また、空調ダクト10の最も下流側(風下側)は、吹出口切替箱を構成する部分で、デフロスタ開口部、フェイス開口部およびフット開口部が形成されている。そして、デフロスタ開口部にはデフロスタダクト15が接続されて、このデフロスタダクト15の最下流端には、車両のフロント窓ガラス3の内面に向かって主に温風を吹き出すデフロスタ吹出口18が開口している。
【0027】
また、フェイス開口部にはフェイスダクト16が接続されて、このフェイスダクト16の最下流端には、乗員の頭胸部に向かって主に冷風を吹き出すフェイス吹出口19が開口している。さらに、フット開口部にはフットダクト17が接続されて、このフットダクト17の最下流端には、乗員の足元部に向かって主に温風を吹き出すフット吹出口20が開口している。
【0028】
そして、各吹出口の内側には、2個の吹出口切替ダンパ21が回動自在に取り付けられている。2個の吹出口切替ダンパ21は、サーボモータ等のアクチュエータ22(図2参照)により駆動されて、吹出口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、フットデフモードまたはデフロスタモードのいずれかに切り替える。
【0029】
因みに、フェイスモードでは空調風の全量がフェイス吹出口19から吹き出され、バイレベルモードでは空調風がフェイス吹出口19とフット吹出口20とから吹き出され、フットモードでは空調風の大部分(全吹出風量の80%程度)がフット吹出口20から吹き出されるとともに空調風の一部がデフロスタ吹出口18から吹き出される。また、フットデフモードではデフロスタ吹出口18とフット吹出口20とから吹き出され、具体的には、デフロスタ吹出口18からの吹出風量は全吹出風量の40%程度、少なくとも全吹出風量の1/3以上に設定される。さらに、デフロスタモードでは空調風の全量がデフロスタ吹出口18から吹き出される。なお、2個の吹出口切替ダンパ21は、吹出口切替箱と共に吹出口切替手段を構成する。
【0030】
遠心式送風機30は、空調ダクト10と一体的に構成されたスクロールケースに回転自在に収容された遠心式ファン31、およびこの遠心式ファン31を回転駆動するブロワモータ32を有している。そして、ブロワモータ32は、ブロワ駆動回路33(図2参照)を介して印加されるブロワ端子電圧(以下ブロワ電圧という)に基づいて、送風量(遠心式ファン31の回転速度)が制御される。
【0031】
冷凍サイクル40は、エンジン6にベルト駆動されて冷媒を圧縮する圧縮機41、圧縮された冷媒を凝縮液化させる凝縮器42、凝縮液化された冷媒を気液分離して液冷媒のみを下流に流す受液器43、液冷媒を減圧膨張させる膨張弁44、減圧膨張された冷媒を蒸発気化させる蒸発器45、およびこれらを環状に接続する冷媒配管等から構成されている。
【0032】
このうち、蒸発器45は、空気通路を全面塞ぐようにして空調ダクト10内に配設され、自身を通過する空気を冷却する空気冷却作用および自身を通過する空気を除湿する空気除湿作用を行う室内熱交換器である。換言すると、蒸発器45は、圧縮機41の作動により空調風を冷却、除湿する冷却用熱交換器である。
【0033】
また、圧縮機41には、エンジン6から圧縮機41への回転動力の伝達を断続するクラッチ手段としての電磁クラッチ46が連結されている。この電磁クラッチ46は、クラッチ駆動回路47(図2参照)により制御される(容量可変型の圧縮機41であれば吐出圧力を制御する)。
【0034】
そして、電磁クラッチ46が通電された時に、エンジン6の回転動力が圧縮機41に伝達されて、蒸発器45による空気冷却作用が行われる。このとき、圧縮機41の吐出口より吐出される冷媒の吐出容量は、エンジン6の回転速度に比例して変化する。また、電磁クラッチ46の通電が停止した時に、エンジン6と圧縮機41とが遮断され、蒸発器45による空気冷却作用が停止される。ここで、凝縮器42は、車両が走行する際に生じる走行風を受け易い場所に配設され、内部を流れる冷媒と冷却ファン48により送風される外気および走行風とを熱交換する室外熱交換器である。
【0035】
冷却水回路50は、図示しないウォータポンプによって、エンジン6のウォータジャケットで暖められた冷却水を循環させる回路で、ラジエータ、サーモスタット(いずれも図示せず)およびヒータコア51を有している。このヒータコア51は、内部にエンジン6を冷却した冷却水が流れ、この冷却水を暖房用熱源として冷風を再加熱する。
【0036】
そして、ヒータコア51は、空気通路を部分的に塞ぐように空調ダクト10内において蒸発器45よりも下流側に配設されている。ヒータコア51の空気上流側には、エアミックスダンパ52が回動自在に取り付けられている。このエアミックスダンパ52は、サーボモータ等のアクチュエータ53(図2参照)に駆動されて、その停止位置によって、ヒータコア51を通過する空気量とヒータコア51を迂回する空気量との割合を調節して、車室内へ吹き出す空気の吹出温度を調整する吹出温度調整手段として働く。
【0037】
次に、本実施形態の制御系の構成を、図1、図2および図3に基づいて説明する。エアコンECU2には、車室内前面に設けられたコントロールパネルP上の各スイッチからのスイッチ信号、および各センサからのセンサ信号が入力される。そして、エアコンECU2は、これらの信号に基づいて空調装置の作動を制御するものである。
【0038】
ここで、コントロールパネルP上の各スイッチとは、図3に示したように、空調装置の運転および停止を指令するためのエアコン(A/C)スイッチ60およびエコノミー(ECO)スイッチ61、吸込ロモードを切り替えるための吸込口切替スイッチ62、車室内の温度を所望の温度に設定するための温度設定レバー63、遠心式ファン31の送風量を切り替えるための風量切替レバー64、および吹出口モードを切り替えるための吹出口切替スイッチ65〜70等である。
【0039】
このうち、A/Cスイッチ60は、車室内の快適性を重視するクールモードを指令するエアコンの運転スイッチである。また、ECOスイッチ61は、蒸発器45による空調風の冷却度合をクールモードよりも低めに設定して空調を行うエコノミーモード、具体的には圧縮機41のON/OFF温度をクールモード時の4℃ON、3℃OFFに対して、13℃ON、12℃OFFにする燃料経済性(省燃費性)を重視するエコノミーモードを指令するエアコンの運転スイッチである。
【0040】
風量切替レバー64は、ブロワモータ32への通電を停止するOFF位置、ブロワモータ32のブロワ電圧を自動コントロールするAUTO位置、ブロワモータ32に印加するブロワ電圧を最小値にして最小風量とするLO位置、ブロワモータ32に印加するブロワ電圧を中間値にして中間風量とするME位置、ブロワモータ32に印加するブロワ電圧を最大値にして最大風量とするHI位置に操作可能になっている。
【0041】
吹出口切替スイッチには、FACEモードに固定するためのフェイス(FACE)スイッチ65、B/Lモードに固定するためのハイレベル(B/L)スイッチ66、FOOTモードに固定するためのフット(FOOT)スイッチ67、F/Dモードに固定するためのフットデフ(F/D)スイッチ68、DEFモードに固定するためのデフロスタ(DEF)スイッチ69、および吹出口モードを自動コントロールするオート(AUTO)スイッチ70がある。
【0042】
そして、各センサとは、図2に示したように、車室内の空気温度(以下内気温度という)を検出する内気温度センサ71、車室外の空気温度(以下外気温度という)を検出する外気温度センサ72、車室内に照射される日射量を検出する日射センサ73、蒸発器45の空気冷却温度を検出するエバ後温度センサ74、およびヒータコア51に流入するエンジン冷却水の温度(冷却水温)を検出する冷却水温度センサ75、車両5の車速を検出する車速センサ76、内気および外気の相対湿度を検出する湿度センサ(内気湿度センサ、外気湿度センサ)77、フロント窓ガラス3の温度を検出する窓ガラス用温度センサ78、車室内空気(内気)中の二酸化炭素濃度を検出するCO2センサ(CO2濃度検出手段)79等がある。
【0043】
このうち、エバ後温度センサ74は、具体的には蒸発器45直後の部位に配置され、蒸発器45を通過した直後の空気温度(以下エバ後温度という)を検出するサーミスタからなる。また、湿度センサ77は、空気通路10aのうち遠心式ファン31の空気流れ上流側部分に配置されており、例えば、ファン31の吸込口に湿度センサ77を配置して好適である。これにより、内気モードの時には内気の相対湿度を検出し、外気モードの時には外気の相対湿度を検出することとなる。また、窓ガラス用温度センサ78に赤外線センサを採用すれば、窓ガラス温度を精度よく検出でき、好適である。
【0044】
次に、本実施形態のエアコンECU2の制御処理を図4ないし図7に基づいて説明する。ここで、図4はエアコンECU2による基本的な制御処理を示したフローチャートである。
【0045】
なお、エアコンECU2の内部には、図示しないCPU、ROM、RAM等からなるマイクロコンピュータが設けられ、各センサ71〜79からのセンサ信号は、エアコンECU2内の図示しない入力回路によってA/D変換された後にマイクロコンピュータに入力されるように構成されている。
【0046】
まず、イグニッションスイッチがONされてエアコンECU2に直流電源が供給されると、図4のルーチンが起動され、各イニシャライズおよび初期設定を行う(ステップS1)。
【0047】
次に、温度設定レバー63等の各スイッチからスイッチ信号を読み込み、また、内気温度センサ71、外気温度センサ72、日射センサ73、エバ後温度センサ74、冷却水温度センサ75、車速センサ76、湿度センサ77、窓ガラス用温度センサ78、およびCO 2 センサ79からのセンサ信号をA/D変換した後読み込む(ステップS2)。
【0048】
続いて、予めROMに記憶された下記の数1の式に基づいて車室内に吹き出す空気の目標吹出温度(TAO)を算出する(ステップS3)。
【0049】
【数1】
TAO=KSET×TSET−KR×TR−KAM×TAM−KS×TS+Cなお、TSETは温度設定レバー63にて設定した設定温度、TRは内気温度センサ71にて検出した内気温度、TAMは外気温度センサ72にて検出した外気温度、TSは日射センサ73にて検出した日射量である。また、KSET、KR、KAMおよびKSはゲインで、Cは補正用の定数である。
【0050】
次に、吸込ロモードを、内気モードまたは外気モードのいずれかに決定する(ステップS4)。なお、内気モードとは、内外気切替ダンパ13を図1の二点鎖線位置に設定して、内気を内気吸込口11から吸い込む吸込口モードである。また、外気モードとは、内外気切替ダンパ13を図1の実線位置に設定して、外気を外気吸込口12から吸い込む吸込口モードである。
【0051】
そして、圧縮機41の駆動を停止させる暖房運転時には、吸込口モードを外気モードとする。一方、圧縮機41を駆動させて蒸発器45により空気を冷却する冷房運転時には、後述の図7に示すフローチャートに基づいて吸込口モードを決定する。
【0052】
次に、予めROMに記憶された特性図(図5参照)から、目標吹出温度に対応するブロワ電圧(ブロワモータ32に印加する電圧)を決定する(ステップS5)。ここで、ステップS4にて吸込口モードが外気モードに決定されている場合には、図5の実線Aに示す特性マップを採用する。一方、吸込口モードが内気モードに決定されている場合には、実線Aの特性マップに比べてブロワ電圧が小さくなる向きにオフセットされている図5の点線Bに示す特性マップを採用する。
なお、風量切替レバー64が手動操作により選択されている場合は、その選択された風量が設定される。
【0053】
次に、オートスイッチ70が操作されてオートモードが選択されている場合は、予めROMに記憶された特性図(図6参照)から、目標吹出温度に対応する吹出モードを決定する(ステップS6)。この吹出モードは、目標吹出温度が低温側から高温側へ上昇するにつれて、フェイスモード→バイレベルモード→フットモードと切替設定される。なお、吹出口切替スイッチ65〜69のいずれかが手動操作により選択されている場合は、その選択された吹出口モードが設定される。
【0054】
次に、予めROMに記憶された下記の数2の式に基づいてエアミックスダンパ52の目標ダンパ開度(SW)を算出する(ステップS7)。
【0055】
【数2】
SW={(TAO−TE)/(TW−TE)}×100(%)
なお、TEはエバ後温度センサ74にて検出したエバ後温度で、TWは冷却水温度センサ75にて検出した冷却水温度である。
【0056】
そして、SW≦0(%)として算出されたとき、エアミックスダンパ52は、蒸発器45からの冷風の全てをヒータコア51から迂回させる位置(MAXCOOL位置)に制御される。また、SW≧100(%)として算出されたとき、エアミックスダンパ52は、蒸発器45からの冷風の全てをヒータコア51へ通す位置(MAXHOT位置)に制御される。さらに、0(%)<SW<100(%)として算出されたとき、エアミックスダンパ52は、蒸発器45からの冷風の一部をヒータコア51に通し、冷風の残部をヒータコア51から迂回させる位置に制御される。
【0057】
次に、圧縮機41のON−OFFを決定する(ステップS8)。具体的には、上記TAOと外気温TAMに基づいて目標蒸発器吹出温度TEOを算出し、実際の蒸発器吹出温度TEと目標蒸発器吹出温度TEOとを比較して、TE>TEOのときは圧縮機ONとし、TE≦TEOのときは圧縮機OFFとする。
【0058】
次に、各ステップS3〜ステップS8にて算出または決定した各制御状態が得られるように、アクチュエータ14、22、53、ブロワ駆動回路33およびクラッチ駆動回路47に対して制御信号を出力する(ステップS9)。
【0059】
次に、ステップS4において冷房運転時の吸込口モード決定フローを図7に基づいて説明する。
【0060】
まず、外気モードに強制的に切り替えて吸込口切替箱10bに外気を導入し、この外気モードの状態を所定時間(例えば約10秒間)維持する(ステップS40)。
【0061】
そして、湿度センサ77により検出される相対湿度(外気湿度)RHoと、外気温度センサ72により検出された外気温度TAMとを読み込むとともに、これらの相対湿度RHoおよび外気温度TAMに基づいて外気のエンタルピーioを演算する(ステップS41)。具体的には、周知の湿り空気線図を予めROMに記憶しておき、この湿り空気線図上において、外気の相対湿度RHoおよび外気温度TAMから外気のエンタルピーioを算出することができる。
【0062】
次に、内気モードに強制的に切り替えて吸込口切替箱10bに内気を導入し、この内気モードの状態を所定時間(例えば約10秒間)維持するする(ステップS42)。
【0063】
そして、湿度センサ77により検出される相対湿度(内気湿度)RHrと、内気温度センサ71により検出された内気温度TRとを読み込むとともに、これらの相対湿度RHrおよび内気温度TRに基づいて内気のエンタルピーirを演算する(ステップS43)。具体的には、前述の湿り空気線図上において、内気の相対湿度RHrおよび内気温度TRから内気のエンタルピーioを算出することができる。
【0064】
次に、外気のエンタルピーioおよび内気のエンタルピーirを大小比較する(ステップS44)。そして、内気のエンタルピーirが外気のエンタルピーio以下(ir≦io)であれば、CO2センサ79により検出されるCO2濃度が所定値(例えば0.17%)以下であるか否かを判定する(ステップS45)。
そしてさらに、CO2濃度が所定値以下であれば、窓ガラス3が曇りやすい状態であるか否かを推定し(ステップS46)、曇りやすい状態と推定されなければ吸込口モードを内気モードに決定する(ステップS47)。
【0065】
一方、ステップS45にてCO2濃度が所定値より大きい場合や、ステップS46にて曇りやすい状態であると推定された場合には、吸込口モードを外気モードに決定する(ステップS49)。
【0066】
また、ステップS44にて外気のエンタルピーioが内気のエンタルピーirより小さい(io<ir)場合には、設定温度Tsetと内気温度TRとの偏差(|Tset−TR|)が所定の値(例えば3℃)より大きいか否かを判定する(ステップS48)。そして、設定温度Tsetと内気温度TRとの偏差が所定の値より大きい場合(|Tset−TR|>3)には、クールダウン制御中であるとみなして、吸込口モードを内気モードに決定する(ステップS47)。
【0067】
一方、設定温度Tsetと内気温度TRとの偏差が所定の値以下である場合(|Tset−TR|≦3)には、クールダウン制御中ではないとみなして、吸込口モードを外気モードに決定する(ステップS49)。
【0068】
そして、ステップS47、S49にて吸込口モードが決定されると、所定時間(例えば10分間)はその決定された吸込口モードを維持するようになっている。すなわち、所定時間経過まではステップS4はスキップされ、ステップS3からステップS5へと進むようになっている。そして、所定時間経過すると、ステップS4により再度両エンタルピーio、irを比較して吸込口モードを決定する。
【0069】
従って、吸込口モードのうち一方のモードに切り替えられている場合に、他方のモードに例えば10分間で周期的に切り替わる(ステップS40、S42)。
そして、湿度センサ77は、空気通路10aのうち遠心式ファン31の空気流れ上流側部分に配置されているので、この1個の湿度センサ77により切り替え前後の外気湿度RHoおよび内気湿度RHrがそれぞれ検出されて(ステップS41、S43)、両エンタルピーir、ioを周期的に大小比較する(ステップS44)こととなる。
【0070】
なお、吸込口切替スイッチ62が手動操作により選択されている場合は、その選択された吸込口モードが設定される。
【0071】
次に、上記構成による車両用空調装置の作動を簡単に説明する。
【0072】
A/Cスイッチ60またはECOスイッチ61がONされると、エバ後温度TEが所定温度になるように圧縮機41の運転および停止が制御され、空調ダクト10内に吸い込まれた空気は、蒸発器45を通過する際に冷やされた後に、ヒータコア51を通過する際に再加熱されて、車室内に吹き出す空気の温度が目標吹出温度TAOになるように調整される。これにより、乗員が温度設定レバー63を操作することによって設定された設定温度TSETに、車室内の温度が制御される。
【0073】
以上により、本実施形態によれば、ステップS4において、冷房運転時には内気および外気のエンタルピーir、ioを演算し、演算された両エンタルピーir、ioを大小比較し、吸込口モードの切り替えを、内気および外気のうちエンタルピーの小さい方の空気を導入するように自動制御することとなる。よって、内気および外気のうちエンタルピーの小さい方の空気が導入されるので、圧縮機41の駆動源となるエンジン6の省動力化を確実に図ることができる。
【0074】
ここで、クールダウン時には、圧縮機41の駆動源となるエンジン6の省動力化を図ることより、短時間で車室内温度TRを低下させることを優先させたい場合がある。このような場合に対し、本実施形態によれば、ステップS44にてio<irであっても、ステップS48にてクールダウンであると判定されれば内気モードにするので、両エンタルピーir、ioの大小に関わらず内気モードとなり、短時間で車室内温度TRを低下することを優先でき、好適である。
【0075】
また、本実施形態によれば、クールダウン時以外の通常冷房運転時には、ほとんどの場合がir≦ioとなり、ステップS45、S46がなければ長時間内気モードで冷房運転することとなる。しかしながら、内気モードが長時間継続される場合には、窓ガラスの曇りおよび車室内の二酸化炭素濃度の上昇が問題となる。
【0076】
これに対し、本実施形態ではステップS45、S46を備えており、ステップS44にてir≦ioであっても、ステップS45にて二酸化炭素濃度が所定値より大きい場合やステップS46にて窓ガラスが曇りやすいと判定された場合には外気モードにするので、窓ガラスの曇りを防止し、かつ、車室内の二酸化炭素濃度の上昇を抑制しつつ、圧縮機41の駆動源となるエンジン6の省動力化を図ることができる。
【0077】
ここで、この省動力化の効果を確認するために本発明者は、冷房運転時における車両の熱負荷(冷房負荷)を、停車時、内気モードによる時速40km走行時、および外気モードによる時速40km走行時の各状態で測定した。実験条件としては、外気温度35℃、外気の相対湿度60%RH、日射量1000W/m2であり、走行停止時における車室内温度は30℃、走行時における車室内温度は25℃である。また、走行時の乗員数は1名である。
【0078】
図8に示す棒グラフは上記実験の結果を示しており、図中の符号Aは、車両のガラスから車室内に照射される日射による熱負荷であり、符号Bは、車両ボディから車室内への伝熱による熱負荷であり、符号Cは、停車時に車両がヒートマスとなることによる熱負荷であり、符号Dは、走行時に内気と外気が入れ替わる換気損失による熱負荷であり、符号Eは、乗員の発熱による熱負荷である。
【0079】
この実験結果に示すように、外気モード時の車両の熱負荷は、その約半分が換気損失Dによる熱負荷であり、内気モード時の熱負荷の合計(2900W)は外気モード時の熱負荷の合計(6120W)の約半分である。従って、長時間内気モードで冷房運転することとなる本実施形態によれば、圧縮機41の駆動源の省動力化を大幅に向上できる。
【0080】
また、本実施形態によれば、吸込口モードのうち一方のモードに切り替えられている場合に、他方のモードに周期的に切り替わる。そして、湿度センサ77は、空気通路10aのうち遠心式ファン31の空気流れ上流側部分に配置されているので、この1個の湿度センサ77により切り替え前後の外気湿度RHoおよび内気湿度RHrをそれぞれ検出することができる。よって、内気湿度センサと外気湿度センサとを1個ずつ備える空調装置に比べて部品点数を低減でき、コストダウンを図ることができる。
【0081】
なお、内気モードが長時間継続される場合であっても、乗員の喉の渇きは問題とならない。具体的には、仮に車室内の相対湿度RHrが0%であったとしても、乗員の最後の水分補給から少なくとも3時間は喉の渇きを覚えないということが実験により確認されている。
【0082】
(他の実施形態)
上記実施形態の図7に示すステップS47では、内外気切替ダンパ13を図1の二点鎖線位置に設定する内気モードにしているが、本発明はこれに限られず、ステップS47において、例えば、内外気切替ダンパ13を図1の二点鎖線位置から僅かに実線位置に近づく位置に設定して、内気の他に一部外気を導入する一部外気モードとするようにしてもよい。
【0083】
また、上記実施形態における湿度センサ77を温湿度センサにして、内気温度センサ71および外気温度センサ72を廃止するようにしてもよい。
【0084】
また、上記実施形態の図7に示すフローチャートでは、ステップS45、S46、S48を備えているが、これらのステップを廃止するようにしてもよい。また、これらのステップのうち任意のステップを選択して備えるようにしてもよい。
【0085】
また、上記実施形態では、1個の湿度センサ77により内気および外気の湿度RHr、RHoを検出するようにしているが、内気湿度RHrを検出する湿度センサと、外気湿度RHoを検出する湿度センサとを別々に備えるようにしてもよい。この場合には、周期的に他方のモードに切り替える必要を無くすることができ、制御を簡素化できる。また、内気のエンタルピーirと外気のエンタルピーioとを常時大小比較できる。
【0086】
また、上記実施形態では、圧縮機41を駆動させて蒸発器45により空気を冷却する冷房運転時に、図7に示すフローチャートに基づいて吸込口モードを決定するようにしているが、目標吹出温度TAOが所定温度(例えば−20℃)以上である冷房運転時に、図7に示すフローチャートに基づいて吸込口モードを決定するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示す車両用空調装置の全体構成を示す模式図である。
【図2】図1の空調装置の制御系を示したブロック図である。
【図3】図2のコントロールパネルの詳細を示す図である。
【図4】図2のエアコンECUによる基本的な制御処理を示すフローチャートである。
【図5】目標吹出温度とブロワ電圧との関係を示す特性図である。
【図6】目標吹出温度と吹出口モードとの関係を示す特性図である。
【図7】図4の吸込口モード決定ステップの詳細を示すフローチャートである。
【図8】本発明の省動力化の効果を確認するための実験結果を示すグラフである。
【符号の説明】
10…空調ダクト、10a…空気通路、41…圧縮機、45…蒸発器、
ir…内気のエンタルピー、io…外気のエンタルピー。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicle air conditioner capable of automatically controlling switching between a suction port mode between an inside air mode and an outside air mode.
[0002]
[Prior art]
In a vehicle air conditioner that includes an evaporator that evaporates refrigerant circulating through a compressor and cools air, and that can automatically control switching between an intake air mode and an outside air mode, conventionally, a target blowout temperature TAO has been At the time of cool-down that is equal to or lower than the first predetermined temperature (for example, −12 ° C. when traveling at 40 km / h), the cool-down performance is immediately achieved by switching to the inside air mode. On the other hand, during a normal cooling operation in which the target blowing temperature TAO is equal to or higher than a second predetermined temperature (for example, −5.5 ° C. when traveling at 40 km / h), a fresh feeling is obtained by switching to the outside air mode.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, if the outside air mode is uniformly set during normal cooling operation, the power saving of the compressor drive source may be impaired. For example, even if the target outlet temperature TAO is in the normal cooling temperature range (TAO ≧ −5.5 ° C. (during 40 km / h traveling)), if the inside air enthalpy ir is smaller than the outside air enthalpy io, the inside air The mode will save power for the compressor drive source.
[0004]
In view of the above points, an object of the present invention is to surely save power in a compressor drive source of a vehicle air conditioner.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, the air conditioning duct (10a) that forms the air passage (10a) through which air is blown toward the vehicle interior and the air passage (10a) are arranged. An evaporator (45) that cools the air, and a compressor (41) that compresses and discharges the refrigerant that has passed through the evaporator (45).An internal air intake port (11) for taking in the internal air into the air passage (10a), an external air intake port (12) for taking in the external air into the air passage (10a), an internal air intake port (11) and an external air intake port (12). Inside / outside air switching damper (13) to open and closeWith
In the air passage (10a)From inside air inlet (11)Inside air mode for introducing inside air and the air passage (10a)From outside air inlet (12)Switching between inlet mode and outside air mode that introduces outside airBy inside / outside air switching damper (13)In vehicle air conditioners that can be controlled automatically,
Inside air temperature sensor (71) for detecting inside air temperature (TR), outside air temperature sensor (72) for detecting outside air temperature (TAM), and downstream portion of inside / outside air switching damper (13) in air passage (10a) One humidity sensor (77) provided in the
When the suction port mode is switched to one of the inside air mode and the outside air mode, by periodically switching to the other mode, one humidity sensor (77) can be used before and after switching the suction port mode. The inside air humidity (RHr) and the outside air humidity (RHo) are detected,
During the cooling operation in which the compressor (41) is driven to cool the air by the evaporator (45),Based on the inside air humidity (RHr) detected by one humidity sensor (77) and the inside air temperature (TR) detected by the inside air temperature sensor (71), the inside air enthalpy (ir) is calculated and one The outside air enthalpy (io) is calculated based on the outside air humidity (RHo) detected by the humidity sensor (77) and the outside air temperature (TAM) detected by the outside air temperature sensor (72),
Periodic enthalpy (ir) of inside air and enthalpy (io) of outside air periodicallyCompared with the size, switching of the inlet mode is automatically controlled so as to introduce the air having the smaller enthalpy out of the inside air and the outside air.
[0006]
Thereby, since air with a smaller enthalpy out of the inside air and the outside air is introduced, it is possible to reliably save the power of the drive source of the compressor (41).
[0009]
Further, in the first aspect of the present invention, when the suction port mode is switched to one of the inside air mode and the outside air mode, by periodically switching to the other mode, one humidity sensor ( 77) detects the inside air humidity (RHr) and the outside air humidity (RHo) before and after the switching of the inlet mode, so the inside air humidity (RHr) and the outside air humidity (RH) are detected by one humidity sensor (77). Both RHo) can be detected, and the enthalpy (ir) of the inside air and the enthalpy (io) of the outside air can be calculated. Therefore,Compared to an air conditioner having one inside air humidity sensor and one outside air humidity sensor, the number of parts can be reduced, and the cost can be reduced.
[0010]
Claims2In the invention described in (1), a characteristic map indicating a change in the air blowing air volume corresponding to a change in the target air blowing temperature (TAO) of the air blown into the passenger compartment is provided, and the air blowing air volume is automatically controlled based on the characteristic map. The characteristic map in the inside air mode is characterized by being offset in a direction in which the amount of blown air becomes smaller than the characteristic map in the outside air mode.
[0011]
Here, regarding the noise generated when air flows through the air passage (10a), the noise level in the inside air mode is generally higher than that in the outside air mode. In contrast, the above claims2According to the invention described in (5), since the blown air volume is smaller in the inside air mode than in the outside air mode, the noise level in the inside air mode can be reduced.
[0012]
By the way, during cool-down (for example, when the target blowing temperature is -12 ° C. or lower when traveling at 40 km / h), the vehicle can be driven in a shorter time than saving the drive source of the compressor (41). Indoor temperatureDeclineSometimes you want to give priority to In such a caseIn addition,Claim3If the deviation between the set temperature (Tset) set by the occupant and the inside air temperature (TR) is larger than a predetermined value, the enthalpy (ir, io) is related to the magnitude. Switch to shy modeCan reduce the cabin temperature in a short time,Is preferred.
[0013]
Claims4In the invention described in the above, it is estimated whether or not the window glass (3) of the vehicle is in a state of being easily fogged, and if it is estimated to be in a state of being easily fogged, the enthalpy (ir, io) is related to the magnitude. It is characterized by switching to the outside air mode.
[0014]
By the way, conventionally, since the outside air mode was uniformly set during normal cooling operation, fogging of the window glass did not become a problem. However, according to the invention of
[0015]
Note that, as an example of estimating whether or not it is likely to be cloudy, when the compressor (41) is operating, the absolute humidity of the air that has passed through the evaporator (45) is low, and the window glass tends to be cloudy. When the compressor (41) is stopped, it is assumed that the absolute humidity of the air that has passed through the evaporator (45) is high and the window glass is likely to be cloudy. It is done.
[0016]
Incidentally, in Japanese Patent Laid-Open No. 5-345515, the required blowing temperature is obtained based on the window glass temperature estimated from the outside air temperature and the inside air temperature, and the lower temperature is compared with the requested blowing temperature and the target blowing temperature. By controlling the operation of the compressor so as to be, an air conditioner that ensures anti-fogging properties and comfort has been proposed. However, since the air conditioner described in this publication does not introduce the air having the smaller enthalpy out of the inside air and the outside air as in the present invention, the power saving of the compressor drive source cannot be achieved.
[0017]
Moreover, in estimating whether the window glass (3) of a vehicle is in the state which is easy to fog, it is claimed.5In the invention described in (1), an infrared sensor for detecting the temperature of the window glass (3) of the vehicle is provided, and the window glass temperature detected by the infrared sensor (78)OneBased on the inside air humidity (RHr) detected by the humidity sensor (77), it is estimated whether or not the window glass (3) is in a state of being easily fogged. It is characterized by switching to the outside air mode regardless of the magnitude of both enthalpies (ir, io).
[0018]
This1 humiditySince it is possible to estimate whether or not the window glass (3) is in a cloudy state by using the inside air humidity (RHr) detected by the sensor (77), a new sensor is not required. Cost reduction can be achieved by reducing the number of parts.
[0019]
Claims6In the invention described in the above, CO that detects the carbon dioxide concentration in the inside air2Concentration detection means, CO2When the concentration of carbon dioxide detected by the concentration detection means is larger than a predetermined value, the outside air mode is switched regardless of the magnitude of both enthalpies (ir, io).
[0020]
By the way, conventionally, since the outside air mode was uniformly set during the normal cooling operation, the increase in the carbon dioxide concentration in the passenger compartment was not a problem. However, according to the invention of
[0021]
In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means is an example which shows a corresponding relationship with the specific means as described in embodiment mentioned later.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1 to 7 show an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a schematic diagram showing an overall configuration of a vehicle air conditioner. FIG. 2 is a block diagram showing a control system of the vehicle air conditioner. It is.
[0023]
The air conditioner of the present embodiment includes each air conditioner (actuator) of the
[0024]
As shown in FIG. 1, an
[0025]
The
[0026]
Moreover, the most downstream side (leeward side) of the air-
[0027]
In addition, a
[0028]
And the two blower
[0029]
Incidentally, in the face mode, the entire amount of the conditioned air is blown out from the
[0030]
The
[0031]
The
[0032]
Among these, the
[0033]
The
[0034]
When the
[0035]
The cooling
[0036]
The
[0037]
Next, the configuration of the control system of the present embodiment will be described with reference to FIG. 1, FIG. 2, and FIG. Switch signals from the switches on the control panel P provided on the front surface of the vehicle interior and sensor signals from the sensors are input to the
[0038]
Here, the switches on the control panel P are, as shown in FIG. 3, an air conditioner (A / C) switch 60 and an economy (ECO) switch 61 for instructing operation and stop of the air conditioner, and a suction low mode. A suction
[0039]
Among these, the A /
[0040]
The air
[0041]
The outlet switch includes a face (FACE) switch 65 for fixing to the FACE mode, a high level (B / L) switch 66 for fixing to the B / L mode, and a foot (FOOT) for fixing to the FOOT mode. )
[0042]
As shown in FIG. 2, each sensor includes an inside air temperature sensor 71 that detects an air temperature inside the vehicle interior (hereinafter referred to as an inside air temperature), and an outside air temperature that detects an air temperature outside the vehicle interior (hereinafter referred to as an outside air temperature). Sensor 72, solar radiation sensor 73 for detecting the amount of solar radiation irradiated into the vehicle interior,
[0043]
Among these, the
[0044]
Next, control processing of the
[0045]
The
[0046]
First, when the ignition switch is turned on and DC power is supplied to the
[0047]
Next, switch signals from the
[0048]
Subsequently, a target blowing temperature (TAO) of air blown into the vehicle interior is calculated based on the following
[0049]
[Expression 1]
TAO = KSET × TSET−KR × TR−KAM × TAM−KS × TS + C where TSET is a set temperature set by the
[0050]
Next, the suction low mode is determined to be either the inside air mode or the outside air mode (step S4). The inside air mode is a suction port mode in which the inside / outside
[0051]
And at the time of the heating operation which stops the drive of the
[0052]
Next, the blower voltage (voltage applied to the blower motor 32) corresponding to the target blowing temperature is determined from the characteristic diagram (see FIG. 5) stored in advance in the ROM (step S5). Here, when the suction port mode is determined to be the outside air mode in step S4, the characteristic map shown by the solid line A in FIG. 5 is adopted. On the other hand, when the suction port mode is determined to be the inside air mode, the characteristic map shown in the dotted line B of FIG. 5 that is offset in the direction in which the blower voltage becomes smaller than the characteristic map of the solid line A is adopted.
When the air
[0053]
Next, when the
[0054]
Next, the target damper opening (SW) of the
[0055]
[Expression 2]
SW = {(TAO-TE) / (TW-TE)} × 100 (%)
TE is the post-evaporation temperature detected by the
[0056]
When calculated as SW ≦ 0 (%), the
[0057]
Next, ON / OFF of the
[0058]
Next, control signals are output to the
[0059]
Next, the suction port mode determination flow at the time of cooling operation in step S4 will be described based on FIG.
[0060]
First, the outside air mode is forcibly switched to introduce the outside air into the suction
[0061]
Then, the relative humidity (outside air humidity) RHo detected by the
[0062]
Next, the internal air mode is forcibly switched to introduce the internal air into the suction
[0063]
Then, the relative humidity (inside air humidity) RHr detected by the
[0064]
Next, the enthalpy io of outside air and the enthalpy ir of inside air are compared in magnitude (step S44). If the enthalpy ir of inside air is equal to or less than the enthalpy io of outside air (ir ≦ io), CO2CO detected by
And further, CO2If the concentration is equal to or lower than the predetermined value, it is estimated whether or not the window glass 3 is in a state of being easily fogged (step S46), and if it is not estimated to be in a state of being easily fogged, the inlet mode is determined to be the inside air mode (step S47). .
[0065]
On the other hand, in step S45, the CO2If the concentration is greater than the predetermined value, or if it is estimated that it is likely to be cloudy in step S46, the suction port mode is determined to be the outside air mode (step S49).
[0066]
When the enthalpy io of the outside air is smaller than the enthalpy ir of the inside air (io <ir) in step S44, the deviation (| Tset−TR |) between the set temperature Tset and the inside air temperature TR is a predetermined value (for example, 3 It is determined whether it is larger than (° C.) (step S48). When the deviation between the set temperature Tset and the inside air temperature TR is larger than a predetermined value (| Tset−TR |> 3), it is considered that the cool-down control is being performed, and the suction port mode is determined as the inside air mode. (Step S47).
[0067]
On the other hand, when the deviation between the set temperature Tset and the inside air temperature TR is equal to or less than a predetermined value (| Tset−TR | ≦ 3), it is considered that the cool-down control is not being performed, and the suction port mode is determined as the outside air mode. (Step S49).
[0068]
When the suction port mode is determined in steps S47 and S49, the determined suction port mode is maintained for a predetermined time (for example, 10 minutes). That is, step S4 is skipped until a predetermined time has elapsed, and the process proceeds from step S3 to step S5. And when predetermined time passes, both enthalpies io and ir are compared again by step S4, and a suction inlet mode is determined.
[0069]
Accordingly, when the mode is switched to one of the suction port modes, the mode is periodically switched to the other mode, for example, in 10 minutes (steps S40 and S42).
Since the
[0070]
In addition, when the
[0071]
Next, the operation of the vehicle air conditioner configured as described above will be briefly described.
[0072]
When the A /
[0073]
As described above, according to the present embodiment, in step S4, the enthalpies ir and io of the inside air and the outside air are calculated in the cooling operation, the calculated enthalpies ir and io are compared in magnitude, and the switching of the inlet mode is performed. In addition, automatic control is performed so as to introduce the air having the smaller enthalpy out of the outside air. Therefore, since the air having the smaller enthalpy out of the inside air and the outside air is introduced, the power saving of the
[0074]
Here, at the time of cool-down, there is a case where priority is given to lowering the vehicle interior temperature TR in a short time rather than to save power of the
[0075]
Further, according to the present embodiment, during normal cooling operation other than during cool-down, in most cases, ir ≦ io, and without steps S45 and S46, the cooling operation is performed in the long-time inside air mode. However, when the inside air mode is continued for a long time, fogging of the window glass and an increase in the carbon dioxide concentration in the passenger compartment become problems.
[0076]
On the other hand, in this embodiment, steps S45 and S46 are provided, and even if ir ≦ io in step S44, if the carbon dioxide concentration is larger than the predetermined value in step S45 or if the window glass is in step S46. When it is determined that it is likely to be cloudy, the outside air mode is set, so that the window glass is prevented from being fogged and the increase in the carbon dioxide concentration in the passenger compartment is suppressed, while the
[0077]
Here, in order to confirm the effect of this power saving, the present inventors set the vehicle thermal load during cooling operation (cooling load) when stopped, when traveling at 40 km / h in the inside air mode, and at 40 km / h in the outside air mode. Measured in each state during running. As experimental conditions, the outside air temperature is 35 ° C., the relative humidity of the outside air is 60% RH, and the solar radiation amount is 1000 W / m.2The vehicle interior temperature at the time of traveling stop is 30 ° C., and the vehicle interior temperature at the time of travel is 25 ° C. The number of occupants during traveling is one.
[0078]
The bar graph shown in FIG. 8 shows the results of the above-mentioned experiment. In the figure, symbol A is a thermal load due to solar radiation irradiated from the glass of the vehicle into the vehicle interior, and symbol B is from the vehicle body to the vehicle interior. Reference numeral C is a thermal load due to the vehicle becoming a heat mass when the vehicle is stopped, reference numeral D is a thermal load due to ventilation loss in which the inside air and the outside air are switched during traveling, and reference numeral E is an occupant It is a heat load due to heat generation.
[0079]
As shown in this experimental result, about half of the heat load of the vehicle in the outside air mode is the heat load due to the ventilation loss D, and the total heat load (2900 W) in the inside air mode is the heat load in the outside air mode. It is about half of the total (6120W). Therefore, according to the present embodiment in which the cooling operation is performed in the inside air mode for a long time, the power saving of the drive source of the
[0080]
Moreover, according to this embodiment, when it switches to one mode among suction inlet modes, it switches periodically to the other mode. Since the
[0081]
Even if the inside air mode is continued for a long time, the thirst of the occupant does not matter. Specifically, experiments have confirmed that even if the relative humidity RHr in the passenger compartment is 0%, the thirst is not thirsty for at least 3 hours after the last hydration of the occupant.
[0082]
(Other embodiments)
In step S47 shown in FIG. 7 of the above embodiment, the inside / outside
[0083]
Further, the
[0084]
In the flowchart shown in FIG. 7 of the above embodiment, steps S45, S46, and S48 are provided, but these steps may be omitted. Moreover, you may make it select and provide arbitrary steps among these steps.
[0085]
In the above embodiment, the humidity RHr and RHo of the inside air and the outside air are detected by the
[0086]
In the above embodiment, the suction port mode is determined based on the flowchart shown in FIG. 7 during the cooling operation in which the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing an overall configuration of a vehicle air conditioner showing an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram showing a control system of the air conditioner of FIG. 1;
FIG. 3 is a diagram showing details of the control panel of FIG. 2;
4 is a flowchart showing basic control processing by the air conditioner ECU of FIG. 2; FIG.
FIG. 5 is a characteristic diagram showing a relationship between a target blowing temperature and a blower voltage.
FIG. 6 is a characteristic diagram showing a relationship between a target outlet temperature and an outlet mode.
7 is a flowchart showing details of a suction port mode determination step in FIG. 4;
FIG. 8 is a graph showing experimental results for confirming the effect of power saving of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
ir ... Shy enthalpy, io ... Outer enthalpy.
Claims (6)
前記空気通路(10a)に配置されて前記空気を冷却する蒸発器(45)と、
前記蒸発器(45)を通過した冷媒を圧縮し、吐出する圧縮機(41)と、
前記空気通路(10a)に内気を取り入れる内気吸込口(11)と、
前記空気通路(10a)に外気を取り入れる外気吸込口(12)と、
前記内気吸込口(11)および前記外気吸込口(12)を開閉する内外気切替ダンパ(13)とを備え、
前記空気通路(10a)に前記内気吸込口(11)から内気を導入する内気モードと、前記空気通路(10a)に前記外気吸込口(12)から外気を導入する外気モードとの吸込口モードの切り替えを前記内外気切替ダンパ(13)により自動制御可能な車両用空調装置において、
内気温度(TR)を検出する内気温度センサ(71)と、
外気温度(TAM)を検出する外気温度センサ(72)と、
前記空気通路(10a)のうち前記内外気切替ダンパ(13)の下流側部位に設けられた1個の湿度センサ(77)とを備え、
前記吸込口モードが前記内気モードおよび前記外気モードのうち一方のモードに切り替えられている場合に、他方のモードに周期的に切り替えることにより、前記1個の湿度センサ(77)が、前記吸込口モードの切り替え前後で内気湿度(RHr)と外気湿度(RHo)とを検出するようにし、
前記圧縮機(41)を駆動させて前記蒸発器(45)により前記空気を冷却する冷房運転時には、前記1個の湿度センサ(77)により検出される前記内気湿度(RHr)と前記内気温度センサ(71)により検出される前記内気温度(TR)とに基づいて内気のエンタルピー(ir)を演算するとともに、前記1個の湿度センサ(77)により検出される前記外気湿度(RHo)と前記外気温度センサ(72)により検出される前記外気温度(TAM)とに基づいて外気のエンタルピー(io)を演算し、
前記内気のエンタルピー(ir)と前記外気のエンタルピー(io)とを周期的に大小比較し、前記吸込口モードの切り替えを、内気および外気のうちエンタルピーの小さい方の空気を導入するように自動制御することを特徴とする車両用空調装置。An air conditioning duct (10) that forms an air passage (10a) through which air is blown toward the vehicle interior;
An evaporator (45) disposed in the air passage (10a) for cooling the air;
A compressor (41) for compressing and discharging the refrigerant that has passed through the evaporator (45) ;
An inside air inlet (11) for taking inside air into the air passage (10a);
An outside air inlet (12) for taking outside air into the air passage (10a);
An inside / outside air switching damper (13) for opening and closing the inside air suction port (11) and the outside air suction port (12) ,
An inlet mode of an inside air mode for introducing inside air from the inside air inlet (11) into the air passage (10a) and an outside air mode for introducing outside air from the outside air inlet (12) into the air passage (10a). In the vehicle air conditioner capable of automatically controlling switching by the inside / outside air switching damper (13) ,
An inside air temperature sensor (71) for detecting an inside air temperature (TR);
An outside temperature sensor (72) for detecting outside temperature (TAM);
A humidity sensor (77) provided in a downstream portion of the inside / outside air switching damper (13) in the air passage (10a),
When the suction port mode is switched to one of the inside air mode and the outside air mode, by periodically switching to the other mode, the one humidity sensor (77) becomes the suction port. The inside air humidity (RHr) and the outside air humidity (RHo) are detected before and after the mode switching.
During the cooling operation in which the compressor (41) is driven and the evaporator (45) cools the air, the room air humidity (RHr) and the room temperature sensor detected by the one humidity sensor (77). The inside air enthalpy (ir) is calculated based on the inside air temperature (TR) detected by (71), and the outside air humidity (RHo) detected by the one humidity sensor (77) and the outside air. Based on the outside air temperature (TAM) detected by the temperature sensor (72), the enthalpy (io) of the outside air is calculated,
The inside air enthalpy (ir) and the outside air enthalpy (io) are periodically compared in size, and the inlet mode switching is automatically controlled to introduce the air having the smaller enthalpy of the inside air and the outside air. An air conditioner for a vehicle.
前記特性マップに基づいて前記吹出風量を自動制御可能になっており、
前記内気モード時における前記特性マップは、前記外気モード時における前記特性マップに比べて、前記吹出風量が小さくなる向きにオフセットされていることを特徴とする請求項1に記載の車両用空調装置。A characteristic map indicating a change in the blown air volume of the air corresponding to a change in a target blown temperature (TAO) of the air blown into the vehicle interior;
The blowing air volume can be automatically controlled based on the characteristic map,
2. The vehicle air conditioner according to claim 1 , wherein the characteristic map in the inside air mode is offset in a direction in which the amount of blown air becomes smaller than the characteristic map in the outside air mode.
曇りやすい状態であると推定された場合には、前記両エンタルピー(ir、io)の大小に関わらず前記外気モードに切り替えることを特徴とする請求項1または2に記載の車両用空調装置。Estimate whether the vehicle window glass (3) is prone to fogging,
If it is estimated to be cloudy easy state, the both enthalpy (ir, io) air-conditioning system according to claim 1 or 2, characterized in that switching to the outside air mode regardless of.
前記赤外線センサ(78)により検出される窓ガラス温度と前記内気湿度(RHr)とに基づいて、前記窓ガラス(3)が曇りやすい状態であるか否かを推定し、
曇りやすい状態であると推定された場合には、前記両エンタルピー(ir、io)の大小に関わらず前記外気モードに切り替えることを特徴とする請求項1または2に記載の車両用空調装置。An infrared sensor (78) for detecting the temperature of the window glass (3) of the vehicle;
Based on the window glass temperature detected by the infrared sensor (78) and the room air humidity (RHr), it is estimated whether or not the window glass (3) is in a state of being easily fogged.
If it is estimated to be cloudy easy state, the both enthalpy (ir, io) air-conditioning system according to claim 1 or 2, characterized in that switching to the outside air mode regardless of.
前記CO2濃度検出手段により検出された二酸化炭素濃度が所定の値より大きい場合には、前記両エンタルピー(ir、io)の大小に関わらず前記外気モードに切り替えることを特徴とする請求項1または2に記載の車両用空調装置。CO 2 concentration detection means for detecting the carbon dioxide concentration in the inside air,
If the carbon dioxide concentration detected by the CO 2 concentration detector is larger than the predetermined value, the both enthalpy (ir, io) or claim 1, characterized in that switching to the outside air mode regardless of the The vehicle air conditioner according to 2 .
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