CN109910565B - 用于车辆的空气净化装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于车辆的空气净化装置。该空气净化装置包括：吸取装置，其设置有吸取剂；空气进气道，其用于吸入车厢中的空气；出口侧三通阀，其连接到吸取装置；空气供给道，其用于将空气送到车厢中；排气道，其用于将空气排出到车厢外部；送风机；加热器；以及控制器。控制器选择性地执行净化模式和第一再生模式，在净化模式下，车厢中的空气在净化温度下被发送到吸取装置中，并且已经由吸取剂去除了湿气和二氧化碳的已净化空气被送到车厢中，在第一再生模式下，被加热至第一再生温度的空气被发送到吸取装置中，并且含有从吸取剂释放的湿气和二氧化碳的废气被排出到车厢的外部。

Description

用于车辆的空气净化装置
技术领域
本公开涉及一种用于车辆的空气净化装置，其设置有吸取剂(吸附剂和/或吸收剂)，该吸取剂能够吸取空气中的湿气和二氧化碳并且释放所吸取的湿气和二氧化碳。
背景技术
在房间中的温度受空调控制时，为了降低功耗，优选的是再循环房间中的空气，而不是与外部空气通风。然而，在封闭空间中，二氧化碳浓度往往由于房间中人的呼吸而升高。已知二氧化碳浓度的升高可能是人的注意力下降和/或困倦的原因，由此不利。
作为用于将在封闭空间(诸如车厢)中的空气所含有的二氧化碳浓度控制到适当值的二氧化碳浓度控制装置，WO2015/182402A1公开了一种便携式二氧化碳浓度控制装置，该二氧化碳浓度控制装置包括：吸收剂，其能够控制二氧化碳的吸收速率；检测单元，其检测空间中的二氧化碳浓度；控制单元，其控制吸收剂的吸收速率；再生单元，其通过使得吸收剂释放所吸收的二氧化碳来再生吸收剂。该二氧化碳浓度控制装置还包括：第一供电单元，其从第一电源(诸如点烟器)供给用于驱动检测单元和控制单元的电力；和第二供电单元，其从与第一电源不同的第二电源(诸如家用电源)供给用于驱动再生单元的电力。在该二氧化碳浓度控制装置中，可以通过将二氧化碳浓度控制装置带到车厢外部定期地再生用于吸收车厢中的二氧化碳的吸收剂，借此，可以长时间地使用二氧化碳浓度控制装置。
然而，在WO2015/182402A1所公开的二氧化碳浓度控制装置中，如果吸收剂由于吸收大量二氧化碳而饱和，则无法在车辆行进的同时再生吸收剂，因此，不可以抑制之后的二氧化碳浓度的升高。另外，即使在吸收剂未饱和时，如果空调处于用于在不准许外部空气进入车厢中的情况下再循环车厢中的空气的内部空气再循环模式，则由于车辆乘员的呼吸，不仅二氧化碳浓度升高而且湿度升高，并且这可能引起车辆窗玻璃的起雾。
发明内容
鉴于这种背景，本发明的主要目的是提供一种用于车辆的空气净化装置，该空气净化装置可以在车辆的行进期间连续抑制二氧化碳浓度的升高，并且可以抑制车辆窗玻璃的起雾。
为了实现上述目的，本发明的一个实施方式提供了一种用于车辆1的空气净化装置10、40，其包括：吸取装置12，其设置有吸取剂11，该吸取剂在净化温度(正常温度(例如，0至30摄氏度))下吸取空气中的湿气和二氧化碳，并且在比净化温度高的第一再生温度(例如，60摄氏度)下释放所吸取的湿气和二氧化碳；空气进气道14，其具有形成有用于吸入车厢3中的空气的至少吸入口16a的一端和连接到吸取装置的入口12a的另一端；三通阀22，其具有连接到吸取装置的出口12b的输入端口22a；空气供给道23，其具有连接到三通阀的第一输出端口22b的一端和形成有用于将空气送出到车厢中的送风口23a的另一端；排气道24，其具有连接到三通阀的第二输出端口22c的一端和形成有用于将空气排出到车厢外部的排气口24a的另一端；送风机19，其用于将来自空气进气道的空气发送到吸取装置中；加热器20，该加热器用于选择性地加热被发送到吸取装置中的空气；以及控制器35，其被配置为控制三通阀、送风机以及加热器，从而选择性地执行净化模式(ST3)和第一再生模式(ST10)，在净化模式下，车厢中的空气在净化温度下被发送到吸取装置中，并且已经由吸取剂去除了湿气和二氧化碳的已净化空气被送入到车厢中，在第一再生模式下，被加热至第一再生温度的空气被发送到吸取装置中，并且含有从吸取剂释放的湿气和二氧化碳的废气被排出到车厢的外部。
根据该结构，在控制器执行净化模式时，由吸取剂吸取(即，吸附和/或吸收)车厢中的空气中的湿气和二氧化碳，因此，可以抑制车厢中的二氧化碳浓度和湿度的升高。这还抑制车辆窗玻璃的起雾。进一步地，在控制器执行第一再生模式时，含有从吸取剂释放的湿气和二氧化碳的废气被排出到车厢外部，并且再生吸取剂，因此，可以在车辆的行进期间连续抑制二氧化碳浓度和湿度的升高。
在上述结构中，优选地，吸取剂11在第二再生温度(例如，40摄氏度)下释放所吸取的湿气和二氧化碳中的一者，该第二再生温度高于净化温度并且低于第一再生温度，其中，空气净化装置还包括：厢内CO2浓度传感器31，其检测车厢中的二氧化碳浓度；和厢内绝对湿度估计器35a，其估计车厢中的绝对湿度，并且其中，控制器35被配置为基于厢内CO2浓度传感器和厢内绝对湿度估计器的输出控制三通阀、送风机以及加热器，从而选择性地执行净化模式、第一再生模式以及第二再生模式(ST14)，在第二再生模式下，被加热至第二再生温度的空气被发送到吸取装置中，并且含有从吸取剂释放的湿气和二氧化碳中的一者的废气被排出到车厢的外部。
这里，表达“释放所吸取湿气和二氧化碳中的一者”不是必须意指不释放另一者，而是意指仅所吸取湿气和二氧化碳中的一者以等于或高于适于再生的预定速率的速率释放。即，所吸取湿气和二氧化碳中的另一者可以以比适于再生的预定速率低的速率来释放。同样，表达“含有湿气和二氧化碳中的一者”意指含有以等于或高于合适的预定速率的速率释放的、湿气和二氧化碳中的至少一者，不是必须意指不含有另一者。
根据上述结构，因为控制器基于厢内CO2浓度传感器和厢内绝对湿度估计器的输出选择性地执行净化模式、第一再生模式以及第二再生模式，所以可以防止吸取剂变得饱和或被使得充满着湿气和/或二氧化碳。进一步地，因为在第二再生模式下，控制器将加热器控制为将空气加热至低于第一再生温度的第二再生温度，所以可以减少加热所需的能量。
在上述结构中，优选地，控制器35被配置为基于厢内CO2浓度传感器31的输出估计吸取装置12的二氧化碳吸取状态(ST6)，基于厢内绝对湿度估计器35a的输出估计吸取装置的湿气吸取状态(ST7)，并且在所估计的二氧化碳吸取状态和所估计的湿气吸取状态中的至少一个已经达到预定阈值(例如，95％)时(ST8：是)开始执行第一再生模式或第二再生模式(ST10、ST14)。
根据该结构，可以防止吸取剂的湿气吸取状态和二氧化碳吸取状态变得高于预定阈值。
在上述结构中，优选地，吸取剂在第二再生温度下释放所吸取的二氧化碳，空气净化装置还包括检测玻璃起雾的起雾检测器36，并且控制器35被配置为在起雾检测器检测到玻璃起雾时(ST9：是)执行第一再生模式(ST10)，并且在起雾检测器未检测到玻璃起雾时(ST9：否)执行第二再生模式(ST14)。
根据该结构，在检测到玻璃起雾时，立即执行第一再生模式以再生吸取剂，使得吸取剂可以吸取车厢中的湿气。从而，可以有效抑制玻璃起雾。在未检测到玻璃起雾时，执行在比第一再生温度低的第二再生温度下执行的第二再生模式，因此，可以减少空气净化装置的能耗。
在上述结构中，优选地，厢内绝对湿度估计器35a被构造为基于车辆乘员的数量和车辆乘员的乘坐时间估计车厢中的绝对湿度。
根据该结构，即使未设置温度传感器和湿度传感器，也可以估计车厢中的绝对湿度。
在上述结构中，优选地，厢内绝对湿度估计器35a被构造为基于雨刷的操作状态估计车厢中的绝对湿度。
根据该结构，可以在不使用传感器的情况下容易地估计车厢中的绝对湿度。
在上述结构中，优选地，控制器35被配置为使得在车辆的行进期间，控制器在空调处于不准许车厢外部的空气进入到车厢中的内部空气再循环模式下时(ST2：是)选择性地执行净化模式或第一再生模式(ST3、ST10)。
在准许外部空气进入车厢中时，抑制车厢中的空气的二氧化碳浓度和湿度的升高。根据上述结构，通过在空调处于内部空气再循环模式时操作吸取装置，可以抑制吸取剂的饱和。因此，可以减少用于执行再生模式的能耗。
在上述结构中，优选地，控制器35被配置为使得在车辆停止时，控制器在开始从外部向车辆供电时(ST21：是)开始执行第一再生模式(ST22)。
根据该结构，可以在不降低电池的电荷状态或消耗车辆中的燃料的情况下将由吸取剂吸取的湿气和二氧化碳这两者排出到车厢的外部，以再生吸取剂。
在上述结构中，优选地，控制器35被配置为在从第一再生模式的执行的开始起(ST22)经过预定时间时(ST24：是)终止正被执行的第一再生模式(ST25)。
根据该结构，可以以简单方式进行是否终止第一再生模式的确定。
在上述结构中，优选地，空气净化装置还包括设置在吸取装置12的出口12b中的CO2传感器26，其中，控制器35被配置为在从CO2传感器的输出估计的所释放CO2的量已经达到预定值时(ST24：是)终止正被执行的第一再生模式(ST25)。
根据该结构，可以确定在确保由吸取剂吸取的二氧化碳的量已经减少时应终止第一再生模式。
在上述结构中，优选地，空气净化装置还包括设置在吸取装置12的出口12b中的温度传感器27和湿度传感器28，其中，控制器35被配置为在基于温度传感器和湿度传感器的输出估计的所释放湿气的量已经达到预定值时(ST24：是)终止正被执行的第一再生模式(ST25)。
根据该结构，可以确定在确保由吸取剂吸取的湿气的量已经适当减少时应终止第一再生模式。
本发明的有益效果
由此，根据本发明的实施方式，可以提供一种用于车辆的空气净化装置，其可以在车辆的行进期间连续抑制二氧化碳浓度的升高，并且可以抑制车辆窗玻璃的起雾。
附图说明
图1是包括根据本发明的第一实施方式的空气净化装置的机动车的侧视图；
图2是图1所示的空气净化装置的构造图；
图3是图1所示的空气净化装置的控制框图；
图4A和图4B是用于说明图1所示的空气净化装置的操作的图；
图5是示出了在机动车行进时由图1所示的控制器执行的处理过程的流程图；
图6是示出了在机动车停止时由图1所示的控制器执行的处理过程的流程图；以及
图7A和图7B是用于说明根据本发明的第二实施方式的用于车辆的空气净化装置的操作的图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细地描述本发明的优选实施方式。
(第一实施方式)
首先，参照图1至图6，将描述本发明的第一实施方式。如图1所示，机动车1包括车体4，其具有在其前部中限定的引擎室2和限定在引擎室2后方的车厢3。应注意，在机动车1为电动汽车时，引擎室2通常含有电动马达、用于控制电动马达的电力控制单元、用于冷却电力控制单元的热交换器(散热器)等。在使用多个电动马达来独立驱动机动车1的车轮的情况下，电动马达可以布置在引擎室2外部的各车轮附近。本实施方式的机动车1是电池可以通过插入到电力的外部源而再充电的电动汽车或插电式混合动力汽车。
车厢3包括：乘客舱，驾驶员和乘客要就坐于该乘客舱中；和货物空间，该货物空间设置在乘客舱后方，以与乘客舱连通。在车厢3中，一对前座(其中的一个是驾驶员的座位)5和两或三座式后座6沿前后方向设置为两排。车体4的上部设置有包括挡风玻璃7A的多个玻璃窗7。进一步地，机动车1装配有：空调8，该空调用于控制车厢3中的空气的温度；和空气净化装置10，该空气净化装置用于净化车厢3中的空气。
空气净化装置10包括吸附装置12(或吸收装置)，该吸附装置设置有吸附剂(或吸收剂)11(参见图2)，该吸附剂在净化温度下吸附(或吸收)空气中的湿气和二氧化碳，并且在高于净化温度的再生温度下，释放(或解吸)所吸附(或所吸收)的湿气和二氧化碳。在本实施方式中，吸附装置12安装在货物空间下方。设置吸附装置12的位置不限于此，并且可以在引擎室2中或车厢3中。
另外参照图2，吸附装置12具有用于空气的入口12a和出口12b，使得通过入口12a进入的空气在流过吸附装置12的内部之后从出口12b排出。用于吸附空气中的湿气和二氧化碳的吸附剂11以过滤器的形式设置在吸附装置12的供空气流过的部分中。
本实施方式中的吸附剂11由合成沸石构成，该合成沸石在正常温度(例如，0至30摄氏度)下吸附空气中的二氧化碳和湿气(即，为汽(气)或液体形式的水)，在高于正常温度下的第二再生温度(例如，40摄氏度)下释放所吸附的二氧化碳，并且在高于正常温度和第二再生温度的第一再生温度(例如，60摄氏度)下释放所吸附的二氧化碳和湿气。在本说明书中，“释放”意指以等于或高于适于吸附剂11的再生的预定速率的速率释放。因此，术语“释放二氧化碳”不意指不释放湿气，而是包括以低于相对于湿气吸附能力适于再生的预定速率的速率释放湿气。类似地，术语“释放二氧化碳和湿气”意指以等于或高于相对于二氧化碳吸附能力适于再生的预定速率的速率释放二氧化碳，并且以等于或高于相对于湿气吸收能力适于再生的预定速率的速率释放湿气。由此，在吸附剂11中，用于释放湿气(以等于或高于预定速率的速率)的第一再生温度与用于释放二氧化碳(以等于或高于预定速率的速率)的第二再生温度不同。应注意，在高于第二再生温度的第一再生温度下，吸附剂11不仅释放湿气，还释放二氧化碳。在本说明书中，吸附剂11吸附二氧化碳和湿气的温度被称为净化温度。
应注意，吸附剂(或吸收剂)11不限于合成沸石。同样，吸附剂(或吸收剂)11不是必须仅由一种组分构成，而是可以包括两种组分，例如，一种用于吸附湿气，另一种用于吸附二氧化碳。进一步地，吸附剂(或吸收剂)11可以为液体或固体。
可以用作用于吸附(或吸收)二氧化碳的吸附剂(或吸收剂)11的示例包括活性炭、沸石、硅砂(硅)、钛酸钡、多孔氧化铈、聚胺、碳酸钾、胺液、酰胺-酰亚胺液、乙醇液、乙醚液、酮液、碳酸盐液、内酯液、碳氢化合物液等。在本公开中，吸附剂和吸收剂可以被概括地称为吸取剂。应注意，用于吸取(即，吸附或吸收)二氧化碳的吸取剂应具有在比它吸取二氧化碳以净化空气的温度高的温度下释放所吸取的二氧化碳的特性。
可以用作用于吸取湿气的吸取剂的示例包括活性炭、沸石、硅胶等。应注意，用于吸取湿气的吸取剂应具有在比它吸取湿气以净化空气的温度高的温度下释放所吸取湿气的特性。
在所例示的实施方式中，空气进气道14连接到吸附装置12的入口12a。空气进气道14包括：外部空气道15，其具有连接到空调8的外部空气引入道并且形成有用于吸入外部空气的外部空气吸入口15a的一端；内部空气道16，其具有形成有用于吸入车厢3中的空气的内部空气吸入口16a的一端；入口侧三通阀17(进气通路切换阻尼器)，其具有与外部空气道15连接的外部空气输入端口17a、与内部空气道16连接的内部空气输入端口17b、以及进气输出端口17c；以及公共进气道18，其从入口侧三通阀17的进气输出端口17c延伸到吸附装置12的入口12a。入口侧三通阀17用阀体17d(由致动器驱动的阻尼器)选择性地闭合内部空气输入端口17b或外部空气输入端口17a，从而将进气通路切换为准许内部空气或外部空气进入。送风机19设置在公共进气道18中，用于将空气送出到吸附装置12中，并且加热器20设置在外部空气道15中，以加热通过外部空气道15供给到吸附装置12的外部空气。
设置在吸附装置12的出口12b处的是出口侧三通阀22(排出通路切换阻尼器)，其具有连接到吸附装置12的出口12b的输入端口22a、第一输出端口22b以及第二输出端口22c。出口侧三通阀22的第一输出端口22b与空气供给道23的一端连接，并且出口侧三通阀22的第二输出端口22c与排气道24的一端连接。空气供给道23的另一端形成有送风口23a，其用于将空气送出到车厢3中，并且排气道24的另一端形成有排气口24a，其用于将空气排出到车厢3的外部。出口侧三通阀22用阀体22d(由致动器驱动的阻尼器)选择性地闭合第一输出端口22b或第二输出端口22c，从而将用于已经穿过吸附装置12的空气的排出通路切换为将空气排出到车厢3的内部或外部。
出口侧三通阀22的输入端口22a(或吸附装置12的出口12b)设置有：CO2传感器26，其用于检测已经流过吸附装置12的空气的二氧化碳浓度；温度传感器27，其用于检测空气的温度；以及湿度传感器28，其用于检测空气的湿度(相对湿度)。
如图1所示，机动车1在其适当部分处设置有：外部气温传感器30，其检测外部空气的温度；厢内CO2传感器31，其检测车厢3中的二氧化碳浓度；厢内温度传感器32，其检测车厢3中的温度；以及厢内湿度传感器33，其检测车厢3中的湿度(相对湿度)。如稍后详细描述的，来自厢内温度传感器32和厢内湿度传感器33的输出由控制器35(厢内绝对湿度估计器35a)用于估计车厢3中的绝对湿度。另外，机动车1设置有控制器35，其通过驱动控制入口侧三通阀17、出口侧三通阀22、送风机19以及加热器20来控制吸附装置12的操作。机动车1还设置有：空调ECU 36，其控制空调8；电池ECU 37，其控制电池的充电和放电，并且监测电池的充电状态；以及主ECU 38，其控制机动车1的供电状态和机动车1的雨刷的操作。
图3是空气净化装置10的控制框图。控制器35是包括CPU和诸如RAM和ROM的存储器的电子电路单元。CPU被编程为从存储器读取必要的数据和应用软件，并且根据软件执行处理。
控制器35被配置为从外部气温传感器30、厢内CO2传感器31、厢内温度传感器32、厢内湿度传感器33、CO2传感器26、温度传感器27以及湿度传感器28接收检测信号。进一步地，控制器35被配置为能够与空调ECU 36、电池ECU 37以及主ECU 38通信，使得各种信号(诸如指示由空调ECU 36识别的空调8的模式的空调模式信号、指示由电池ECU 37识别的外部充电状态的充电信号、以及指示由主ECU38识别的雨刷的操作的雨刷操作信号)输入到控制器35。
控制器35根据这些输入信号驱动控制入口侧三通阀17、出口侧三通阀22、送风机19以及加热器20。具体地，控制器35选择性地执行净化模式、第一再生模式以及第二再生模式。在净化模式下，车厢3中的空气在净化温度下被发送到吸附装置12中，并且已经由吸附剂11去除了湿气和二氧化碳的已净化空气被吹送出到车厢3中。在第一再生模式下，被加热至第一再生温度的空气被发送到吸附装置12中，并且含有从吸附剂11释放的二氧化碳和湿气的废气被排出到车厢3的外部。在第二再生模式下，被加热至第二再生温度的空气被发送到吸附装置12中，并且含有从吸附剂11释放的二氧化碳的废气被排出到车厢3的外部。
图4A和图4B是用于说明空气净化装置10的操作的图。如图4A所示，在执行净化模式时，控制器35将入口侧三通阀17控制为闭合外部空气道15并打开内部空气道16，并且将出口侧三通阀22控制为闭合排气道24并打开空气供给道23。然后，控制器35在不驱动加热器20的情况下驱动送风机19，从而在净化模式下控制吸附装置12。在净化模式下，车厢3中的空气被供给到吸附装置12，在吸附装置中，吸附剂11吸附空气中含有的二氧化碳和湿气，并且具有降低的二氧化碳浓度和湿度的空气被返回到车厢3。
如图4B所示，在执行再生模式(第一或第二再生模式)时，控制器35将入口侧三通阀17控制为闭合内部空气道16并打开外部空气道15，并且将出口侧三通阀22控制为闭合空气供给道23并打开排气道24。然后，控制器35驱动加热器20和送风机19，从而在再生模式下控制吸附装置12。在再生模式下，加热车厢3外部的空气，并且已加热空气被供给到吸附装置12。在执行第一再生模式时，控制器35控制加热器20和送风机19，使得被供给到吸附装置12的空气处于第一再生温度(60摄氏度)。从而，含有从吸附剂11释放的二氧化碳和湿气的空气被排出到车厢3的外部。在执行第二再生模式时，控制器35控制加热器20和送风机19，使得被供给到吸附装置12的空气处于第二再生温度(40摄氏度)。从而，含有从吸附剂11释放的二氧化碳的空气被排出到车厢3的外部。
接着，将参照图5和图6所示的流程图描述由控制器35执行为选择性地执行三个模式的处理过程。
图5是示出了在机动车1行进时执行的处理过程的流程图。在机动车1行进时，控制器35首先使用外部气温传感器30检测外部气温(步骤ST1)。随后，控制器35基于从空调ECU36发送的空调模式信号确定空调8是否处于内部空气再循环模式(RC模式)(步骤ST2)。如果空调8未处于内部空气再循环模式(步骤ST2：否)，则控制器35重复步骤ST2的处理。如果空调8处于内部空气再循环模式(步骤ST2：是)，则控制器35开始在净化模式下控制吸附装置12(步骤ST3)。
在本实施方式中，因为在空调8未处于内部空气再循环模式时，被引入到车厢3中的外部空气抑制车厢3中的二氧化碳浓度和湿度的升高，因此很少需要在净化模式下操作吸附装置12来抑制二氧化碳浓度和湿度的升高，所以需要空调8在机动车1的行进期间处于内部空气再循环模式，以开始净化模式。另外，如果吸附装置12总是在净化模式下操作，则吸附剂11将快速饱和，并且将需要频繁再生吸附剂11，这将消耗更多能量并降低能量效率。通过受制于空调8执行内部空气再循环模式的条件而开始净化模式，抑制吸附剂11的饱和，因此可以降低用于执行再生模式的能耗。
一旦在步骤ST3中开始净化模式的控制，则控制器35基于厢内CO2传感器31的输出检测车厢3中的二氧化碳浓度(步骤ST4)，并且分别基于厢内温度传感器32和厢内湿度传感器33的输出检测车厢3中的温度和湿度(步骤ST5)。随后，控制器35基于车厢3中的所检测二氧化碳浓度估计(或计算)吸附装置12(或吸附剂11)的二氧化碳吸附状态(CO2吸附状态)(步骤ST6)，并且基于车厢3中的所检测温度和湿度估计(或计算)吸附装置12(或吸附剂11)的湿气吸附状态(步骤ST7)。所估计的二氧化碳吸附状态和湿气吸附状态存储在存储器中。
这里应注意，二氧化碳吸附状态可以由当前由收容在吸附装置12中的吸附剂11吸附(或保持)的CO2的量与可以由吸附剂11吸附的CO2的最大量的比来表示。同样，湿气吸附状态可以由当前由收容在吸附装置12中的吸附剂11吸附(或保持)的湿气的量与可以由吸附剂11吸附的湿气的最大量的比来表示。
控制器35基于由厢内CO2传感器31检测的车厢3中的二氧化碳浓度来以预定间隔计算吸附装置12的二氧化碳吸附状态的增量，并且将所计算的增量加到在存储器中存储的二氧化碳吸附状态，从而以预定间隔更新吸附装置12的二氧化碳吸附状态。同样，控制器35基于由厢内温度传感器32和厢内湿度传感器33检测的车厢3中的温度和湿度估计(或计算)车厢3中的绝对湿度(体积湿度)(由此，控制器35起到厢内绝对湿度估计器35a的作用)，以预定间隔基于所计算的绝对湿度计算吸附装置12的湿度吸附状态的增量，并且将所计算的增量加到在存储器中存储的湿气吸附状态，从而以预定间隔更新吸附装置12的湿气吸附状态。
控制器35确定所估计的二氧化碳吸附状态或所估计的湿气吸附状态是否饱和；具体地，控制器35确定吸附剂11的二氧化碳吸附状态或湿气吸附状态是否已经达到充当用于饱和的参考的预定阈值(例如，95％)(步骤ST8)。如果二氧化碳吸附状态和湿气吸附状态都未饱和(步骤ST8：否)，则控制器35重复从步骤ST4开始的过程。另一方面，如果二氧化碳吸附状态或湿气吸附状态饱和(步骤ST8：是)，则控制器35确定是否基于从空调ECU 36发送的玻璃起雾信号检测到玻璃起雾(步骤ST9)。
这里应注意，玻璃起雾指示玻璃窗7中的一些由于车厢3中的湿气的凝结而有雾或即将变得有雾的状态，并且基于外部气温、车速、车厢3中的温度等由空调ECU 36估计为玻璃起雾指数。由此，空调ECU 36起检测玻璃窗7的起雾的起雾检测器的作用。空调ECU 36估计玻璃起雾指数，并且向控制器35发送所估计的玻璃起雾指数，作为玻璃起雾信号。控制器35在从空调ECU 36发送的玻璃起雾指数等于或大于预定值时确定检测到玻璃起雾，并且在玻璃起雾指数小于预定值时确定未检测到玻璃起雾。
如果在步骤ST9中确定检测到玻璃起雾(是)，则控制器35将吸附装置12的控制模式从净化模式切换到第一再生模式(步骤ST10)，并且将发送到吸附装置12的再生空气的温度设置为60摄氏度(步骤ST11)。从而，通过外部空气吸入口15a吸收并由加热器20加热至60摄氏度的外部空气被发送到吸附装置12，并且通过释放二氧化碳和湿气来再生吸附剂11。含有由吸附剂11释放的二氧化碳和湿气的废气穿过排气道24，并且从排气口24a排出到车厢3的外部。如上所述，在检测到玻璃起雾时(步骤ST9：是)，立即执行第一再生模式，以从吸附剂11释放湿气，使得吸附剂11可以吸附车厢3中的湿气。从而，可以有效抑制玻璃起雾。
其后，控制器35基于是否从步骤ST10中的第一再生模式的执行的开始经过预定时间来确定是否完成吸附剂11的再生(步骤ST12)。如果从第一再生模式的执行的开始尚未经过预定时间(步骤ST12：否)，则控制器35将再生气温维持在在步骤ST11中设置的60摄氏度。如果从第一再生模式的执行的开始已经经过预定时间(步骤ST12：是)，则控制器35将吸附装置12的控制模式从第一再生模式切换至净化模式(步骤ST13)，并且重复上述过程。当在步骤ST13中切换控制模式时，控制器35将在存储器中存储的二氧化碳吸附状态和湿气吸附状态重置为零。
另一方面，如果在步骤ST9中确定未检测到玻璃起雾(否)，则控制器35将吸附装置12的控制模式从净化模式切换到第二再生模式(步骤ST14)，并且将发送到吸附装置12的再生空气的温度设置为40摄氏度(步骤ST15)。从而，通过外部空气吸入口15a吸收并由加热器20加热至40摄氏度的外部空气被发送到吸附装置12，并且通过释放二氧化碳来使吸附剂11针对二氧化碳吸附功能进行再生。含有从吸附剂11释放的二氧化碳的废气穿过排气道24，并且从排气口24a排出到车厢3的外部。
其后，控制器35基于从步骤ST14中的第二再生模式的执行的开始是否经过预定时间来确定是否完成吸附剂11的二氧化碳吸附功能的再生(步骤ST16)。如果从第二再生模式的执行的开始尚未经过预定时间(步骤ST16：否)，则控制器35将再生气温维持在在步骤ST15中设置的40摄氏度。如果从第二再生模式的执行的开始已经经过预定时间(步骤ST16：是)，则控制器35将吸附装置12的控制模式从第二再生模式切换至净化模式(步骤ST17)，并且重复上述过程。当在步骤ST17中切换控制模式时，控制器35在维持在存储器中存储的湿气吸附状态的同时将在存储器中存储的二氧化碳吸附状态重置为零。
如上所述，控制器35基于厢内CO2传感器31的输出在步骤ST6中估计吸附装置12的二氧化碳吸附状态，并且基于厢内温度传感器32和厢内湿度传感器33的输出在步骤ST7中估计吸附装置12的湿气吸附状态。并且，如果所估计的二氧化碳吸附状态和湿气吸附状态中的至少一个已经达到预定阈值(例如，95％)(步骤ST8：是)，则控制器35开始在步骤ST10中执行第一再生模式或在步骤ST14中执行第二再生模式，以防止吸附剂11的湿气吸附状态和二氧化碳吸附状态变得高于预定阈值。
在步骤ST6中，控制器35基于在步骤ST4中由厢内CO2传感器31检测的车厢3中的二氧化碳浓度估计吸附装置12的二氧化碳吸附状态。因此，可以准确估计吸附装置12的二氧化碳吸附状态。
进一步地，在步骤ST7中，控制器35基于车厢3中的绝对湿度估计吸附装置12的湿气吸附状态，该绝对湿度基于分别在步骤ST5中由厢内温度传感器32和厢内湿度传感器33检测的车厢3中的温度和湿度来估计。因此，可以准确估计车厢3中的绝对湿度，并且可以准确估计吸附装置12的湿气吸附状态。
图6是示出了在机动车1停止时执行的处理过程的流程图。在机动车1停止时，控制器35基于是否从主ECU 38发送外部供电信号确定外部供电是否接通(ON)(步骤ST21)。如果未执行外部供电(步骤ST21：否)，则控制器35在不进一步进行的情况下重复步骤ST21中的处理。如果执行外部供电(步骤ST21：是)，则控制器35开始在第一再生模式下控制吸附装置12(步骤ST22)，并且将发送到吸附装置12的再生空气的温度设置为60摄氏度(步骤ST23)。
在本实施方式中，需要的是外部供电在机动车1停止时接通，以开始第一再生模式，因为这可以允许在不消耗在机动车1中存储的能量的情况下再生吸附剂11。因此，在机动车1停止时，可以开始第一再生模式下的控制，而不管空调8是否处于内部空气再循环模式。由此，因为控制器35被配置为在开始从外部向机动车1的供电时(步骤ST21：是)在步骤ST22中开始执行第一再生模式，所以可以在不降低电池的电荷状态或消耗机动车1中的燃料的情况下将由吸附剂11吸附的湿气和二氧化碳这两者排出到车厢3的外部，以再生吸附剂11。
其后，控制器35基于从步骤ST22中的第一再生模式的执行的开始是否经过预定时间来确定吸附剂11的再生是否完成(步骤ST24)。如果从第一再生模式的执行的开始尚未经过预定时间(步骤ST24：否)，则控制器35将再生气温维持在在步骤ST23中设置的60摄氏度。如果从第一再生模式的执行的开始已经经过预定时间(步骤ST24：是)，则控制器35在步骤ST25中终止吸附装置12的操作(控制)。当在步骤ST25中终止控制时，控制器35将在存储器中存储的二氧化碳吸附状态和湿气吸附状态重置为零。
如上所述，控制器35被配置为在从步骤ST22中的第一再生模式的执行的开始经过预定时间时(步骤ST24：是)终止在步骤ST25中执行的第一再生模式，因此，可以以简单方式进行是否终止第一再生模式的确定。
接着，将描述如上所述构造的空气净化装置10的技术优点。
如图4A所示，控制器35被配置为执行净化模式(步骤ST3)，在净化模式下，车厢3中的空气在净化温度下被发送到吸附装置12中，并且已经由吸附剂11去除了湿气和二氧化碳的已净化空气被吹送出到车厢3中。从而，车厢3中的空气中的湿气和二氧化碳被吸附剂11吸附，因此，可以抑制车厢3中的二氧化碳浓度和湿度的升高。另外，可以防止玻璃窗7的起雾。进一步地，如图4B所示，控制器35被配置为执行第一再生模式(步骤ST10)，在第一再生模式下，被加热至第一再生温度的空气被发送到吸附装置12中，并且含有从吸附剂11释放的湿气和二氧化碳的废气被排出到车厢3的外部。从而，含有从吸附剂11释放的湿气和二氧化碳的废气可以被排出到车厢3的外部，以在不将吸附剂11(或在内部含有吸附剂11的吸附装置12)移除到机动车1的外部的情况下再生吸附剂11，可以在机动车1的行进期间连续抑制二氧化碳浓度和湿度的升高。
在本实施方式中，控制器35基于厢内CO2传感器31和厢内湿度传感器33的输出选择性地在步骤ST3中执行净化模式，在步骤ST10中执行第一再生模式和在步骤ST14中执行第二再生模式。从而，可以防止吸附剂11变得饱和或被使得充满着湿气和/或二氧化碳。进一步地，因为在第二再生模式下，控制器35将加热器20控制为将空气加热至低于第一再生温度的第二再生温度，所以可以减少加热所需的能量。
(第二实施方式)
接着，参照图7A和图7B，将描述本发明的第二实施方式。在第二实施方式的描述中，与第一实施方式的元件相同或类似的元件将用相同的附图标记来表示，并且将省略冗余的说明。
图7A和图7B是用于说明根据本发明的第二实施方式的、用于车辆的空气净化装置40的操作的图，其中，图7A示出了净化模式的执行期间的操作，并且图7B示出了再生模式(第一或第二再生模式)的执行期间的操作。首先，参照图7A，将描述根据第二实施方式的、用于车辆的空气净化装置40的结构。在第二实施方式中，空气进气道14被具体实施为具有形成有用于吸入车厢3中的空气的内部空气吸入口14a的一端的单个管道，并且不包括图2所示的外部空气道15、内部空气道16以及入口侧三通阀17。加热器20和送风机19按从上游侧开始的该顺序设置在空气进气道14中。其他结构与第一实施方式的其他结构相同。
如图7A所示，在执行净化模式时，控制器35将出口侧三通阀22控制为闭合排气道24并打开空气供给道23，并且在不驱动加热器20的情况下驱动送风机19，从而在净化模式下控制吸附装置12。在净化模式下，车厢3中的空气被供给到吸附装置12，在吸附装置中，吸附剂11吸附空气中含有的二氧化碳和湿气，并且具有降低的二氧化碳浓度和湿度的空气被返回到车厢3。
如图7B所示，在执行再生模式(第一或第二再生模式)时，控制器35将出口侧三通阀22控制为闭合空气供给道23并打开排气道24，并且驱动加热器20和送风机19，从而在再生模式下控制吸附装置12。在再生模式下，车厢3中的空气被加热为使得已加热空气被供给到吸附装置12，借此，至少含有从吸附剂11释放的二氧化碳的空气被排出到车厢3的外部。应注意，因为车厢3中的压力降低，所以在车厢3外部的空气借助车体4中的间隙和在空调8的外部空气引入道中的间隙流到车厢3中。
与第一实施方式中相同，在执行第一再生模式时，控制器35驱动加热器20，使得被供给到吸附装置12的空气处于第一再生温度(60摄氏度)，并且在执行第二再生模式时，控制器35驱动加热器20，使得被供给到吸附装置12的空气处于第二再生温度(40摄氏度)。应注意，在第二实施方式的空气净化装置40中，加热车厢3中的空气，而不是加热车厢3外部的空气，因此，与第一实施方式相比，可以减少加热所必需的电力。进一步地，和第一实施方式不同，不必设置外部空气道15和入口侧三通阀17，因此，可以简化空气净化装置40的结构。
前面已经描述了本发明的具体实施方式，但本发明不限于实施方式，并且可以以各种方式修改。
例如，在上述实施方式中，控制器35(厢内绝对湿度估计器35a)被配置为基于在步骤ST5中由厢内温度传感器32和厢内湿度传感器33检测的车厢3中的温度和湿度在步骤ST7中估计吸附装置12的湿气吸附状态，但厢内绝对湿度估计器35a可以基于车辆乘员的数量和车辆乘员的乘坐时间(车辆乘员在车厢3中的时间段)来估计车厢3中的绝对湿度。从而，在厢内温度传感器32和厢内湿度传感器33未设置在车厢3中的情况下，可以估计车厢3中的绝对湿度。
另选地，厢内绝对湿度估计器35a可以在基于指示从主ECU 38发送的雨刷的操作状态的信号确定雨刷在操作时估计(或确定)车厢3中的绝对湿度高。从而，可以在不使用传感器的情况下容易地估计车厢3中的绝对湿度。
进一步地，在上述实施方式中，控制器35被配置为在从步骤ST22中的第一再生模式的执行的开始经过预定时间时(步骤ST24：是)终止在步骤ST25中执行的第一再生模式，但控制器35可以被配置为基于在吸附装置12的出口12b中设置的CO2传感器26的输出估计所释放CO2的量，并且在所释放的CO2的所估计量达到预定值时终止正被执行的第一再生模式。从而，可以确定应在确保已经适当减少由吸附剂11吸附的二氧化碳的量时终止第一再生模式。
另选地，控制器35可以被配置为基于在吸附装置12的出口12b中设置的温度传感器27和湿度传感器28的输出估计所释放湿气的量，并且在所释放湿气的所估计量达到预定值时终止被执行的第一再生模式。从而，可以确定应在确保已经适当减少由吸附剂11吸附的湿气的量时终止第一再生模式。
进一步地，在上述实施方式中，在控制器35在净化模式下控制吸附装置12时，控制器35在不驱动加热器20的情况下仅驱动送风机19，但控制器35可以被配置为将加热器20连同送风机19一起驱动，以将用于净化的空气加热至适于吸附剂11吸附二氧化碳和/或湿气的温度。
在上述实施方式中，本发明应用于车厢3的后部形成货物空间的掀背式机动车1，但在另一个实施方式中，可以设置与车厢3分离的货物室。实施方式的组成部分的具体结构、布置、数量、材料等可以在本发明的范围内适当改变。而且，不是上述实施方式中所示的所有组成部分都是必须不可缺少的，而可以根据需要选择性使用。

Claims (10)

1.一种用于车辆的空气净化装置，包括：
吸取装置，该吸取装置设置有吸取剂，该吸取剂在净化温度下吸取空气中的湿气和二氧化碳，并且在比所述净化温度高的第一再生温度下释放所吸取的湿气和二氧化碳；
空气进气道，该空气进气道的一端形成有用于吸入车厢中的空气的至少吸入口并且该空气进气道的另一端连接到所述吸取装置的入口；
三通阀，该三通阀具有连接到所述吸取装置的出口的输入端口；
空气供给道，该空气供给道的一端连接到所述三通阀的第一输出端口并且该空气供给道的另一端形成有用于将空气吹送到所述车厢中的送风口；
排气道，该排气道的一端连接到所述三通阀的第二输出端口并且该排气道的另一端形成有用于将空气排出到所述车厢的外部的排气口；
送风机，该送风机用于将来自所述空气进气道的空气发送到所述吸取装置中；
加热器，该加热器用于选择性地加热被发送到所述吸取装置中的空气；以及
控制器，该控制器被配置为控制所述三通阀、所述送风机以及所述加热器，从而选择性地执行净化模式和第一再生模式，在所述净化模式下，所述车厢中的空气在所述净化温度下被发送到所述吸取装置中，并且已经由所述吸取剂去除了湿气和二氧化碳的已净化空气被吹送到所述车厢中，在所述第一再生模式下，被加热至所述第一再生温度的空气被发送到所述吸取装置中，并且含有从所述吸取剂释放的湿气和二氧化碳的废气被排出到所述车厢的外部，
其中，所述吸取剂在第二再生温度下释放所吸取的湿气和二氧化碳中的一者，该第二再生温度高于所述净化温度并且低于所述第一再生温度，
其中，所述空气净化装置还包括：
厢内CO2浓度传感器，该厢内CO2浓度传感器检测所述车厢中的二氧化碳浓度；和
厢内绝对湿度估计器，该厢内绝对湿度估计器估计所述车厢中的绝对湿度，
并且其中，所述控制器被配置为基于所述厢内CO2浓度传感器和所述厢内绝对湿度估计器的输出来控制所述三通阀、所述送风机以及所述加热器，从而选择性地执行所述净化模式、所述第一再生模式以及第二再生模式，在所述第二再生模式下，被加热至所述第二再生温度的空气被发送到所述吸取装置中，并且含有从所述吸取剂释放的所述湿气和二氧化碳中的所述一者的废气被排出到所述车厢的外部。
2.根据权利要求1所述的空气净化装置，其中，所述控制器被配置为基于所述厢内CO2浓度传感器的所述输出来估计所述吸取装置的二氧化碳吸取状态，基于所述厢内绝对湿度估计器的所述输出来估计所述吸取装置的湿气吸取状态，并且在所估计的二氧化碳吸取状态和所估计的湿气吸取状态中的至少一者已经达到预定阈值时开始执行所述第一再生模式或所述第二再生模式。
3.根据权利要求2所述的空气净化装置，其中，所述吸取剂在所述第二再生温度下释放所吸取的二氧化碳，
所述空气净化装置还包括检测玻璃起雾的起雾检测器，并且
所述控制器被配置为：在所述起雾检测器检测到玻璃起雾时执行所述第一再生模式，并且在所述起雾检测器未检测到玻璃起雾时执行所述第二再生模式。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的空气净化装置，其中，所述厢内绝对湿度估计器被构造为基于车辆乘员的数量和所述车辆乘员的乘坐时间来估计所述车厢中的所述绝对湿度。
5.根据权利要求1至3任意一项所述的空气净化装置，其中，所述厢内绝对湿度估计器被构造为基于雨刷的操作状态来估计所述车厢中的所述绝对湿度。
6.根据权利要求1至3中任意一项所述的空气净化装置，其中，所述控制器被配置为使得在所述车辆行进期间，所述控制器在空调处于不准许所述车厢的外部的空气进入到所述车厢中的内部空气再循环模式下时选择性地执行所述净化模式或所述第一再生模式。
7.根据权利要求6所述的空气净化装置，其中，所述控制器被配置为使得在所述车辆停止时，所述控制器在开始从外部向所述车辆供电时开始执行所述第一再生模式。
8.根据权利要求7所述的空气净化装置，其中，所述控制器被配置为在从所述第一再生模式的执行的开始经过预定时间时终止被执行的所述第一再生模式。
9.根据权利要求7所述的空气净化装置，该空气净化装置还包括设置在所述吸取装置的所述出口中的CO2传感器，
其中，所述控制器被配置为在从所述CO2传感器的输出而估计的所释放CO2的量已经达到预定值时终止被执行的所述第一再生模式。
10.根据权利要求7所述的空气净化装置，该空气净化装置还包括设置在所述吸取装置的所述出口中的温度传感器和湿度传感器，
其中，所述控制器被配置为在基于所述温度传感器和所述湿度传感器的输出而估计的所释放湿气的量已经达到预定值时终止被执行的所述第一再生模式。
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