DE102005027214A1

DE102005027214A1 - Innenluft/Aussenluft-Wechselsteuereinheit zum Fahrzeuggebrauch

Info

Publication number: DE102005027214A1
Application number: DE102005027214A
Authority: DE
Inventors: Norio Kariya Asai; Yuuji Kariya Honda
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2004-06-15
Filing date: 2005-06-13
Publication date: 2006-03-23
Also published as: JP2006001310A; US20060030253A1

Abstract

Zur Zeit des Innenluftmodus wird die Konzentration von CO¶2¶ in der Fahrgastzelle berechnet (S80). Wenn der berechnete Wert der Konzentration von CO¶2¶ in der Fahrgastzelle einen vorbestimmten Wert überschreitet, wird die Innenluft/Außenluft-Wechselklappe in den Außenluftmodus gewechselt (S90, S20).

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Innenluft/Außenluft-Wechselsteuereinheit einer Klimaanlage zum Fahrzeuggebrauch.

2. Beschreibung anderer Bauformen

Eine Innenluft/Außenluft-Wechselsteuereinheit einer herkömmlichen Klimaanlage zum Fahrzeuggebrauch enthält eine Timerschaltung zum Messen der Innenluftmoduszeit, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit niedriger als die Einstellfahrzeuggeschwindigkeit ist; und einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor zum Erfassen der Fahrzeuggeschwindigkeit, wobei die Einleitung der Innen- und der Außenluft entsprechend den von der Timerschaltung und dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor geschickten Ausgangssignalen automatisch gewechselt wird. Diese herkömmliche Innenluft/Außenluft-Wechselsteuereinheit ist im Amtsblatt der JP-A-61-37521 offenbart.

Gemäß diesem Stand der Technik wird, wenn das Fahrzeug mit einer Geschwindigkeit niedriger als die Einstellfahrzeuggeschwindigkeit fährt oder wenn das Fahrzeug gestartet wird, der Modus automatisch in den Innenluftmodus gewechselt. Wenn das Fahrzeug mit einer Geschwindigkeit höher als die Einstellfahrzeuggeschwindigkeit fährt oder wenn das Fahrzeug abgebremst wird, wird der Modus automatisch in den Außenluftmodus gewechselt. Ferner wird, wenn die Innenluftmoduszeit in dem Fall, wenn das Fahrzeug mit einer Geschwindigkeit niedriger als die Einstellgeschwindigkeit fährt, länger als eine vorbestimmte Zeitdauer ist oder wenn die Fahrzeuganhaltzeit länger als eine vorbestimmte Zeitdauer ist, der Modus automatisch in den Außenluftmodus gewechselt.

Im obigen Stand der Technik wird jedoch der Innenluft/Außenluftmodus nur durch den Timerausgang und den Fahrzeuggeschwindigkeitssensorausgang automatisch gewechselt. Mit anderen Worten wird im obigen Stand der Technik der Innenluft/ Außenluftmodus nicht automatisch entsprechend der Konzentration von CO₂ (Kohlendioxid) in der Fahrgastzelle gewechselt.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

In Anbetracht der obigen Punkte ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Innenluft/Außenluft-Wechselsteuereinheit vorzusehen, die den Innenluft/Außenluftmodus entsprechend der Konzentration von CO₂ (Kohlendioxid) in der Fahrgastzelle automatisch wechseln kann.

Um die obige Aufgabe zu lösen, ist gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Innenluft/Außenluft-Wechselsteuereinheit zum Fahrzeuggebrauch vorgesehen, mit
einer Innenluft/Außenluft-Wechseleinrichtung (6) zum Wechseln zwischen einem Innenluftmodus zum Einleiten der Innenluft aus einer Fahrgastzelle und einem Außenluftmodus zum Einleiten der Außenluft außerhalb der Fahrgastzelle, wobei die eingeleitete Innenluft oder Außenluft zu einer Blasöffnung zur Fahrgastzelle eingeleitet wird; und
einer Steuereinheit (29) zum Steuern einer Betriebsstellung der Innenluft/Außenluft-Wechseleinrichtung (6),
wobei die Steuereinheit (29) enthält:
eine Berechnungseinrichtung (S80) zum Berechnen der Konzentration von CO₂ in der Fahrgastzelle zur Zeit des Innenluftmodus; und
eine Wechselsteuereinrichtung (S20, S90) zum Wechseln der Innenluft/Außenluft-Wechseleinrichtung (6) in den Außenluftmodus, wenn die berechnete Konzentration von CO₂ in der Fahrgastzelle einen vorbestimmten Wert überschreitet,
wobei die Berechnungseinrichtung (S80) die Konzentration von CO₂ in der Fahrgastzelle zur Zeit des Innenluftmodus entsprechend der verstrichenen Zeit, die eine Variable ist, nach dem Wechsel in den Innenluftmodus und auch entsprechend der Menge Belüftungsluft in der Fahrgastzelle, die eine Variable ist, erzeugt durch einen dynamischen Druck des fahrenden Fahrzeugs zur Zeit des Innenluftmodus berechnet.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Konzentration von CO₂ in der Fahrgastzelle zur Zeit des Innenluftmodus berechnet und ein Anstieg der Konzentration von CO₂ wird beurteilt und der Modus kann automatisch in den Außenluftmodus gewechselt werden. Demgemäß ist es möglich, die Erzeugung eines unangenehmen Zustandes zu vermeiden, in dem die Konzentration von CO₂ in der Fahrgastzelle erhöht ist, sodass der Fahrgast das Fahrzeug in einem angenehmen Zustand fahren kann.

Ferner ist zum Erfassen von CO₂ in der Fahrgastzelle kein Sensor vorgesehen, sondern es ist die Berechnungseinrichtung (S80) zum Berechnen der Konzentration von CO₂ in der Fahrgastzelle vorgesehen, sodass die Innen- und Außenluft automatisch gewechselt werden kann. Deshalb ist es unnötig, einen speziellen Sensor wie beispielsweise einen Sensor zum Erfassen von CO₂ in der Fahrgastzelle hinzuzufügen. Deshalb ist es einfach, die vorliegende Erfindung in die Praxis umzusetzen.

Falls die Konzentration von CO₂ in der Fahrgastzelle nicht auf einen Wert nicht geringer als ein vorbestimmter Wert erhöht ist, wird der Innenluftmodus beibehalten. Deshalb kann eine Klimatisierung ausgeführt werden, wobei der Zustand des Innenluftmodus länger beibehalten wird. In diesem Fall wird zur Zeit des Innenluftmodus die Luft in der Fahrgastzelle, deren Temperatur eingestellt worden ist, umgewälzt, sodass die Fahrgastzelle klimatisiert werden kann. Demgemäß kann nicht nur die Wärmelast der Klimatisierung reduziert werden, sondern es kann auch ein Strömen der verschmutzten Außenluft in die Fahrgastzelle verhindert werden und es kann verhindert werden, dass die Luft in der Fahrgastzelle im Winter übermäßig trocken wird.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung berechnet die Berechnungseinrichtung (S80) die Konzentration von CO₂ in der Fahrgastzelle zur Zeit des Innenluftmodus entsprechend den Elementen, einschließlich der durch einen Fahrgast zur Zeit des Innenluftmodus erzeugten Menge CO₂, einer verstrichenen Zeit nach dem Wechsel in den Innenluftmodus, der Menge durch dynamischen Druck des fahrenden Fahrzeugs zur Zeit des Innenluftmodus erzeugten Belüftungsluft und eines Volumens in der Fahrgastzelle.

Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Menge Belüftungsluft in der Fahrgastzelle aus einem Informationswert bezüglich einer Fahrzeug geschwindigkeit, die eine Variable ist, berechnet und die Berechnungseinrichtung (S80) berechnet die Konzentration von CO₂ in der Fahrgastzelle zur Zeit des Innenluftmodus, wenn die verstrichene Zeit nach dem Wechsel in den Innenluftmodus und die Menge Belüftungsluft in der Fahrgastzelle als Variablen benutzt werden und feste Werte, die im Voraus eingestellt worden sind, für die anderen Elemente benutzt werden.

Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Menge Belüftungsluft in der Fahrgastzelle aus dem Informationswert bezüglich der Fahrzeuggeschwindigkeit einschließlich Variablen berechnet, die durch Fahrgäste zur Zeit des Innenluftmodus erzeugte Menge CO₂ wird aus der Anzahl der Fahrgäste, welche eine Variable ist, berechnet, und die Berechnungseinrichtung (S80) enthält nur die Variablen der verstrichenen Zeit nach dem Wechsel in den Innenluftmodus, der Menge Belüftungsluft in der Fahrgastzelle und der durch Fahrgäste zur Zeit des Innenluftmodus erzeugte Menge CO₂ und enthält auch die im Voraus bestimmten festen Werte der anderen Elemente, um so die Konzentration von CO₂ in der Fahrgastzelle zur Zeit des Innenluftmodus zu berechnen.

Aufgrund dessen ist es möglich, die Menge CO₂ unter Berücksichtigung der Anzahl der tatsächlichen Fahrgäste zu berechnen. Deshalb kann die Genauigkeit der Berechnung der Konzentration von CO₂ in der Fahrgastzelle weiter verbessert werden.

Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Innenluft/Außenluft-Wechselsteuereinheit zum Fahrzeuggebrauch ferner einen Sensor (30) zum Erfassen eines Informationswerts bezüglich der Fahrzeuggeschwindigkeit auf, wobei ein Wert, den man erhält, nachdem der Messwert des Sensors (30) geglättet worden ist, zum Berechnen der Menge Belüftungsluft in der Fahrgastzelle als Informationswert bezüglich der Fahrzeuggeschwindigkeit verwendet wird.

Aufgrund dessen kann ein Einfluss durch eine plötzliche Änderung in der Fahrzeuggeschwindigkeit beseitigt werden, und die Innenluft/Außenluft-Wechselsteuerung kann stabil ausgeführt werden.

Gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Informationswert bezüglich der Fahrzeuggeschwindigkeit eine Fahrzeuggeschwindigkeit oder eine Motordrehzahl des Fahrzeugs.

Gemäß einem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird, wenn der Informationswert bezüglich der Fahrzeuggeschwindigkeit nicht geringer als ein vorbestimmter Wert ist, der Innenluftmodus beibehalten.

In diesem Zusammenhang wird, falls das Fahrzeug mit einer hohen Geschwindigkeit nicht geringer als ein vorbestimmter Wert fährt, selbst wenn der Modus der Innenluftmodus ist, die durch den dynamischen Druck des fahrenden Fahrzeugs zu belüftende Luftmenge in der Fahrgastzelle nicht erhöht. Deshalb kann die Konzentration von CO₂ in der Fahrgastzelle niedrig gehalten werden. In diesem siebten Aspekt wird dieser Punkt berücksichtigt und der Innenluftmodus wird beibehalten, wenn das Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit fährt. Deshalb kann, wenn der Zustand, in welchem das Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit fährt, gerade beurteilt wird, der Zustand des Innenluftmodus positiv beibehalten werden.

In diesem Zusammenhang enthält „der Informationswert bezüglich der Fahrzeuggeschwindigkeit" einen Informationswert außer der Fahrzeuggeschwindigkeit, wie beispielsweise eine Fahrzeugmotordrehzahl, die sich in einer bestimmten Korrelation zur Fahrzeuggeschwindigkeit ändert.

Gemäß einem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird, wenn der Informationswert bezüglich der Fahrzeuggeschwindigkeit nicht geringer als ein vorbestimmter Wert ist, die durch die Berechnungseinrichtung ausgeführte Berechnung der Konzentration von CO₂ in der Fahrgastzelle gestoppt und der Innenluftmodus wird beibehalten.

Gemäß einem neunten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Innenluft/ Außenluft-Wechselsteuereinheit zum Fahrzeuggebrauch ferner einen Lüfter und einen Wärmetauscher auf, die zwischen der Innenluft/Außenluft-Wechseleinrichtung (6) und der Blasöffnung angeordnet sind, wobei ein Luftstrom, dessen Temperatur eingestellt ist, wenn er durch den Wärmetauscher (9, 15) gelaufen ist, über die Blasöffnung in die Fahrgastzelle geblasen wird.

Gemäß einem zehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Innenluft/Außenluft-Wechselsteuereinheit zum Fahrzeuggebrauch ferner einen Automatikschalter zum Ausgeben eines Betriebssignals zum automatischen Steuern der Innenluft/Außenluft-Wechseleinrichtung in die Steuereinheit auf, wobei die Steuereinheit (29) eine Einrichtung enthält, in welcher, wenn der Automatikschalter eingeschaltet ist, die Innenluft/Außenluft-Wechseleinrichtung in den Außenluftmodus gewechselt wird, beurteilt wird, ob die verstrichene Zeit nach dem Wechsel in den Außenluftmodus durch eine vorbestimmte Zeit verstrichen ist oder nicht, der Außenluftmodus fortgesetzt wird, wenn die verstrichene Zeit nach dem Wechsel in den Außenluftmodus eine vorbestimmte Zeitdauer nicht überschreitet, und die Steuerung zum Wechseln des Außenluftmodus in den Innenluftmodus als ein Ausgangsmodus ausgeführt wird, wenn die verstrichene Zeit eine vorbestimmte Zeitdauer erreicht hat.

Aufgrund dessen kann, während ein Fall berücksichtigt wird, in welchem der Innenluftmodus manuell eingestellt wird, bevor der Automatiksteuerbetrieb gestartet wird, eine Belüftung in der Fahrgastzelle, welches die Anfangseinstellung ist, zuerst ausgeführt werden. Deshalb kann durch die berechnete Konzentration von CO₂ in der Fahrgastzelle die Innenluft/Außenluft-Wechseleinrichtung (6) exakt in den Außenluftmodus gewechselt werden.

Gemäß einem elften Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Innenluft/Außenluft-Wechselsteuereinheit für den Fahrzeuggebrauch ferner auf: eine Timereinrichtung zum Messen der verstrichenen Zeit des Innenluftmodus, nachdem der Automatikschalter eingeschaltet worden ist, die in der Steuereinheit angeordnet ist; und eine Einrichtung zum Beurteilen, ob der Informationswert bezüglich der Fahrzeuggeschwindigkeit nicht geringer als sein vorbestimmter Wert ist oder nicht, wobei, wenn die Beurteilungseinrichtung beurteilt, dass der Informationswert bezüglich der Fahrzeuggeschwindigkeit nicht geringer als der vorbestimmte Wert ist, die Zeitmessung durch die Timereinrichtung zurückgesetzt wird, und wenn der Informationswert bezüglich der Fahrzeuggeschwindigkeit geringer als der vor bestimmte Wert ist, die Berechnungseinrichtung die Konzentration von CO₂ zur Zeit des Innenluftmodus entsprechend der durch die Timereinrichtung gemessenen verstrichenen Zeit und auch entsprechend der Menge Belüftungsluft in der Fahrgastzelle, welche eine Variable ist, erzeugt durch dynamischen Druck des fahrenden Fahrzeugs zur Zeit des Innenluftmodus berechnet.

Aufgrund dessen kann, falls die Fahrzeuggeschwindigkeit hoch ist und es unnötig ist, die Außenluft in die Fahrgastzelle einzuleiten, der Innenluftmodus fortgesetzt werden. Da der Innenluftmodus auf diese Weise beibehalten werden kann, ist es möglich, einen Anteil des Innenluftmodus zu erhöhen, wenn eine Klimatisierung ausgeführt wird.

Gemäß einem zwölften Aspekt der vorliegenden Erfindung berechnet die Berechnungseinrichtung die Konzentration von CO₂ in der Fahrgastzelle zur Zeit des Innenluftmodus in einer solchen Weise, dass unter Berücksichtigung der durch Fahrgäste erzeugten Menge CO₂ die durch die Fahrgäste erzeugte Menge CO₂ aus dem Produkt der durch einen Fahrgast erzeugten Menge CO₂ und der Anzahl der Fahrgäste gefunden wird und die Menge Belüftungsluft in der Fahrgastzelle entsprechend dem Informationswert bezüglich der Fahrzeuggeschwindigkeit gefunden wird.

Gemäß einem dreizehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Menge Belüftungsluft in der Fahrgastzelle durch das Produkt der Menge Belüftungsluft je Einheitsfahrzeuggeschwindigkeit, die für jedes Fahrzeug eingestellt ist, und der Fahrzeuggeschwindigkeit gefunden.

Gemäß einem vierzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Konzentration von CO₂ in der Fahrgastzelle zu dem Zeitpunkt, wenn die vorbestimmte Zeitdauer nach dem Wechsel in den Innenluftmodus verstrichen ist, als eine Funktion berechnet, deren Variablen wenigstens die Menge Belüftungsluft je Einheitsfahrzeuggeschwindigkeit zur Zeit des Innenluftmodus, die Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs, die verstrichene Zeit nach dem Wechsel in den Innenluftmodus, das Volumen in der Fahrgastzelle, die je Fahrgast und Einheitszeit erzeugte Menge CO₂, die Anzahl der Fahrgäste und die Konzentration von CO₂ der Außenluft sind.

Gemäß einem fünfzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung sind die Menge Belüftungsluft je Einheitsfahrzeuggeschwindigkeit zur Zeit des Innenluftmodus, das Volumen in der Fahrgastzelle, die je Fahrgast und Einheitszeit erzeugte Menge CO₂, die Anzahl der Fahrgäste und die Konzentration von CO₂ der Außenluft feste Werte, die im Voraus eingestellt worden sind, und die Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs und die verstrichene Zeit nach dem Wechsel in den Innenluftmodus enthalten Variablen.

Gemäß einem sechzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein vorbestimmter Wert als ein Wert des Pegels eingestellt, bei dem sich ein Fahrgast in der Fahrgastzelle durch einen Anstieg in der Konzentration von CO₂ unwohl fühlt,
die Innenluft/Außenluft-Wechselsteuereinheit zum Fahrzeuggebrauch weist ferner eine Einrichtung zum Beurteilen, ob die Konzentration von CO₂ in der Fahrgastzelle zur Zeit des Innenluftmodus, die nach dem Wechsel in den Innenluftmodus berechnet wird, nicht geringer als der obige vorbestimmte Wert ist oder nicht, auf, und
wenn die Konzentration von CO₂ in der Fahrgastzelle niedriger als der vorbestimmte Wert ist, wird der Zustand des Innenluftmodus beibehalten, und wenn die Konzentration von CO₂ in der Fahrgastzelle nicht geringer als der vorbestimmte Wert ist, wird der Innenluftmodus in den Außenluftmodus gewechselt und der Außenluftmodus wird fortgesetzt, bis eine vorbestimmte Bedingung erfüllt ist.

Aufgrund dessen kann die in der Fahrgastzelle zu belüftende Luftmenge im Vergleich zur Zeit des Innenluftmodus schnell erhöht werden. Deshalb kann die Konzentration von CO₂ in der Fahrgastzelle schnell gesenkt werden. Da der Außenluftmodus fortgesetzt wird, bis eine vorbestimmte Bedingung erfüllt ist, kann die Konzentration von CO₂ in der Fahrgastzelle ausreichend auf ein angenehmes Niveau verringert werden. Demgemäß können die Fahrgäste das Fahrzeug angenehm fahren, ohne sich durch einen Anstieg in der Konzentration von CO₂ in der Fahrgastzelle unwohl zu fühlen. Da der Innenluftmodus beibehalten wird, wenn die Konzentration von CO₂ in der Fahrgastzelle niedriger als ein vorbestimmter Wert ist, ist es möglich, einen Anteil des Innenluftmodus zur Zeit des Betriebs einer Klimatisierung zu erhöhen.

Gemäß einem siebzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht das Erfüllen der vorbestimmten Bedingung darin, dass eine vorbestimmte Zeitdauer nach dem Wechsel in den Außenluftmodus verstrichen ist, oder dass die nach dem Wechsel in den Außenluftmodus berechnete Konzentration von CO₂ in der Fahrgastzelle auf ein vorbestimmtes Niveau gesunken ist, und der Außenluftmodus wird in den Innenluftmodus nach dem Erfüllen der vorbestimmten Bedingung gewechselt.

Gemäß einem achtzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die nach dem Wechsel in den Außenluftmodus berechnete Konzentration von CO₂ in der Fahrgastzelle als eine Funktion berechnet, deren Variablen wenigstens die Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs und die verstrichene Zeit nach dem Wechsel in den Außenluftmodus sind.

Gemäß einem neunzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die nach dem Wechsel in den Außenluftmodus berechnete Konzentration von CO₂ in der Fahrgastzelle als eine Funktion berechnet, deren Variablen die Menge Belüftungsluft je Einheitsfahrzeuggeschwindigkeit zur Zeit des Außenluftmodus, die Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs, die verstrichene Zeit nach dem Wechsel in den Außenluftmodus, das Volumen in der Fahrgastzelle, die je Fahrgast und Einheitszeit erzeugte Menge CO₂, die Anzahl der Fahrgäste und die Konzentration von CO₂ der Außenluft sind.

Gemäß einem zwanzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung sind die Menge Belüftungsluft je Einheitsfahrzeuggeschwindigkeit zur Zeit des Außenluftmodus, das Volumen in der Fahrgastzelle, die je Fahrgast und Einheitszeit erzeugte Menge CO₂, die Anzahl der Fahrgäste und die Konzentration von CO₂ der Außenluft feste Werte, die im Voraus eingestellt worden sind, und die Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs und die verstrichene Zeit nach dem Wechsel in den Außenluftmodus enthalten Variablen.

Übrigens sollen die Bezugsziffern in Klammern zum Bezeichnen der obigen Einrichtungen die Beziehung der speziellen Einrichtungen, die später in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben werden, zeigen.

Die vorliegende Erfindung wird aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung zusammen mit den beiliegenden Zeichnungen besser verständlich.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Darin zeigen:
1 eine Darstellung eines Entwurfs des Gesamtsystems des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung; und
2 ein Flussdiagramm der Innenluft/Außenluft-Wechselsteuerung im ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Zuerst wird eine Erläuterung des ersten Ausführungsbeispiels gegeben. 1 ist eine Gesamtanordnungsdarstellung des ersten Ausführungsbeispiels. Die in 1 dargestellte Klimaanlage zum Fahrzeuggebrauch enthält eine innere Klimaeinheit 1, die in der im vorderen Teil der Fahrgastzelle vorgesehene Instrumententafel (nicht dargestellt) angeordnet ist. Diese innere Klimaeinheit 1 enthält ein Gehäuse 2. Ein Luftkanal, in dem ein Luftstrom zur Fahrgastzelle geblasen wird, ist in diesem Gehäuse 2 ausgebildet.
In dem stromaufwärtigsten Abschnitt des Luftkanals in diesem Gehäuse 2 ist ein Innenluft/Außenluft-Wechselkasten 5, der eine Innenlufteinleitungsöffnung 3 und eine Außenlufteinleitungsöffnung 4 besitzt, angeordnet. In diesem Innenluft/Außenluft-Wechselkasten 5 ist die Innenluft/Außenluft-Wechselklappe 6, die eine Innenluft/Außenluft-Wechseleinrichtung ist, schwenkbar angeordnet.
Diese Innenluft/Außenluft-Wechselklappe 6 wird durch den Servomotor 7 angetrieben und zwischen dem Innenluftmodus, in dem die Innenluft (die Luft in der Fahrgastzelle) von der Innenlufteinleitungsöffnung 3 eingeleitet wird, und dem Außenluftmodus, in dem die Außenluft (die Luft außerhalb der Fahrgastzelle) von der Außenlufteinleitungsöffnung 4 eingeleitet wird, gewechselt.
Der elektrisch angetriebene Lüfter 8 zum Erzeugen eines zur Fahrgastzelle gerichtete Luftstrom ist stromab des Innenluft/Außenluft-Wechselkastens 5 angeordnet. Dieser Lüfter 8 wird in einer solchen Weise angetrieben, dass der Zentrifugallüfter 8a durch den elektrischen Motor 8b angetrieben wird. Stromab des Lüfters 8 ist der Verdampfapparat 9 angeordnet, der einen in dem Gehäuse 2 strömenden Luftstrom kühlt. Dieser Verdampfapparat 9 ist ein zum Kühlen eines vom Lüfter 8 geschickten Luftstroms benutzter Wärmetauscher. Deshalb ist dieser Verdampfapparat 9 eine der die Kühlkreiseinheit 10 bildenden Komponenten.
In diesem Zusammenhang ist die Kühlkreiseinheit 10 eine wohlbekannte Kühlkreiseinheit, in welcher das Kältemittel von der Ausgabeseite des Kompressors 11 über den Kondensator 12, das Flüssigkeitsauffanggefäß 13 und das Expansionsventil 14, das die Dekompressionseinheit bildet, zum Verdampfapparat 9 zirkuliert wird. Die Außenluft (kühlende Luft) wird durch den elektrisch angetriebenen Kühllüfter 12a zum Kondensator 12 geblasen.
In der Kühlkreiseinheit 10 wird der Kompressor 11 über die elektromagnetische Kupplung 11a durch einen Fahrzeugmotor (nicht dargestellt) angetrieben. Demgemäß kann, wenn ein zur elektromagnetischen Kupplung 11a geschickter elektrischer Strom ein- und ausgeschaltet wird, ein Betrieb des Kompressors 11 durch Ein- und Ausschalten gesteuert werden. Der Verdampfapparat 9 kühlt einen vom Lüfter 8 geschickten Luftstrom, wenn das Gas/Flüssigkeit-Zweiphasenkältemittel niedriger Temperatur und niedrigen Drucks, welches durch das Expansionsventil 14 dekomprimiert worden ist, die Wärme aus dem Luftstrom aufnimmt und verdampft.
Andererseits ist in der inneren Klimaeinheit 1 stromab des Verdampfapparats 9 der Heizkern 15 zum Heizen der in dem Gehäuse 2 strömenden Luft angeordnet. Dieser Heizkern 15 ist ein Wärmetauscher zum Heizen eines Luftstroms (eines Stroms kalter Luft), der durch den Verdampfapparat 9 geströmt ist, wobei das heiße Wasser (das Motorkühlwasser) des Fahrzeugmotors als Wärmequelle verwendet wird. Auf der Seite des Heizkerns 15 ist der Bypasskanal 16 ausgebildet. Umgehungsluft des Heizkerns 15 strömt in diesem Bypasskanal 16.
Zwischen dem Verdampfapparat 9 und dem Heizkern 15 ist die Luftmischklappe 17, welche eine Temperatureinstelleinrichtung ist, schwenkbar angeordnet. Diese Luftmischklappe 17 wird durch den Servomotor 18 so angetrieben, dass die Drehstellung (Öffnungsgrad) der Luftmischklappe 17 kontinuierlich eingestellt werden kann.
Durch den Öffnungsgrad dieser Luftmischklappe 17 wird ein Verhältnis des durch den Heizkern 15 strömenden Luftvolumens (Volumens heißer Luft) zu dem durch den Bypasskanal 16 an dem Heizkern 15 vorbei strömenden Luftvolumen (Volumen kalter Luft) eingestellt, sodass die Temperatur der in die Fahrgastzelle blasenden Luft eingestellt werden kann.
Im stromabwärtigsten Abschnitt des Luftkanals des Gehäuses 2 sind drei Arten von Blasöffnungen vorgesehen. Sie sind eine Entfrosterblasöffnung 19 zum Blasen eines Stroms klimatisierter Luft zur Windschutzscheibe B eines Fahrzeugs, eine Gesichtsblasöffnung 20 zum Blasen eines Stroms klimatisierter Luft zum Gesicht des Fahrgasts und eine Fußblasöffnung 21 zum Blasen eines Stroms klimatisierter Luft zu den Füßen des Fahrgasts.
Die Entfrosterklappe 22, die Gesichtsklappe 23 und die Fußklappe 24 sind stromauf dieser Blasöffnungen 19 bis 21 schwenkbar angeordnet. Diese Klappen 22 bis 24 werden durch den gemeinsamen Servomotor 25 über den nicht dargestellten Verbindungsmechanismus geöffnet und geschlossen.
Als nächstes wird der elektrische Steuerabschnitt dieses Ausführungsbeispiels kurz wie folgt erläutert. Die Klimasteuereinheit 29 enthält einen wohlbekannten Computer mit CPU, ROM und RAM; und eine Peripherieschaltung des Mikrocomputers. Die Klimasteuereinheit 29 speichert ein Steuerprogramm zum Steuern der Klimatisierung im ROM und führt verschiedene Berechnungen und Verarbeitungen gemäß diesem Steuerprogramm aus.
Sensormesssignale werden von einer Gruppe Sensoren 30 bis 35 auf die Eingangsseite der Klimasteuereinheit 29 eingegeben. Ferner werden verschiedene Betriebssignale von der Klimatafel 36, die nahe der Instrumententafel (nicht dargestellt) im vorderen Teil der Fahrgastzelle angeordnet ist, auf die Eingangsseite der Klimasteuereinheit 29 eingegeben.
Insbesondere enthält die Gruppe Sensoren: einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 30 zum Erfassen der Fahrzeuggeschwindigkeit SPD; einen Außenluftsensor 31 zum Erfassen der Außenlufttemperatur (Temperatur außerhalb der Fahrgastzelle) Tam; einen Innenluftsensor 32 zum Erfassen der Innenlufttemperatur (Temperatur innerhalb der Fahrgastzelle) Tr; einen Sonnenscheinsensor 33 zum Erfassen der in die Fahrgastzelle einfallenden Menge Sonnenscheins Ts; einen Verdampfapparattemperatursensor 34 zum Erfassen der Verdampfapparatblaslufttemperatur Te, der in dem Luftblasabschnitt des Verdampfapparats 9 angeordnet ist; und einen Wassertemperatursensor 35 zum Erfassen der Heißwasser-(Motorkühlmittel-)Temperatur Tw, die in den Heizkern 15 strömt.
Verschiedene wohlbekannte Betriebsschalter (nicht dargestellt) sind an der Klimatafel 36 vorgesehen. Insbesondere enthalten diese verschiedenen Betriebsschalter: einen Temperatureinstellschalter zum Einstellen einer Temperatur in der Fahrgastzelle; einen Blasmodusschalter zum manuellen Einstellen verschiedener Blasmodi, die durch die Blasmodusklappen 22 bis 24 eingestellt werden; einen Innenluft/Außenluft-Wechselschalter zum manuellen Einstellen des Innenluftmodus und des Außenluftmodus, die durch die Innenluft/Außenluft-Wechselklappe 6 gewechselt werden; einen Klimaschalter zum Senden eines Betriebsbefehlssignals des Kompressors 11; einen Lüfterbetriebsschalter zum Senden eines Signals zum manuellen Wechseln der Luftmenge des Lüfters 8; einen Automatikschalter zum Senden eines Befehlssignals des Klimaautomatiksteuerzustandes; und einen Aus-Schalter zum Senden eines Stoppsignals des Klimaautomatiksteuerzustandes.
Die Ausgangsseite der Klimasteuereinheit ist mit der elektromagnetischen Kupplung 11a des Kompressors 22, den Servomotoren 7, 18, 25, die elektrische Antriebseinrichtungen zum Antreiben verschiedener Vorrichtungen sind, dem Motor 8b des Lüfters 8 und dem Motor 12b des Kondensatorkühllüfters 12a verbunden. Ein Betrieb dieser Vorrichtungen wird durch die von der Klimasteuereinheit 29 geschickten Ausgangssignale gesteuert.
Eine Funktionsweise dieses wie oben beschrieben aufgebauten Ausführungsbeispiels wird nun erläutert. Zuerst wird kurz die Funktionsweise der inneren Klimaeinheit 1 wie folgt erläutert. Wenn der Lüfter 8 betrieben wird, wird Luft von der Innenlufteinleitungsöffnung 3 oder der Außenlufteinleitungsöffnung 4 eingeleitet und im Gehäuse 2 zur Fahrgastzelle geblasen. Die elektromagnetische Kupplung 11a wird erregt, um so die elektromagnetische Kupplung 11a zu verbinden, und der Kompressor 11 wird durch einen Fahrzeugmotor angetrieben. Auf diese Weise wird das Kältemittel in der Kühlkreisvorrichtung 10 zirkuliert.
Ein Strom der vom Lüfter 8 geblasenen Luft wird durch den Verdampfapparat 9 geleitet und dann gekühlt und entfeuchtet. Der Strom gekühlter Luft wird entsprechend der Drehstellung (dem Öffnungsgrad) der Luftmischklappe 17 in einen im Heizkern 15 strömenden Luftstrom und einen durch den Bypasskanal 16 strömenden Luftstrom geteilt. Der im Heizkern 15 strömende Luftstrom wird durch den Heizer geheizt und in einen Strom heißer Luft geändert, und der durch den Bypasskanal 16 strömende Luftstrom wird als Strom kalter Luft beibehalten.
Demgemäß kann, wenn ein Verhältnis des durch den Heizkern 15 strömenden Luftvolumens (Volumens heißer Luft) zu dem durch den Bypasskanal 16 strömenden Luftvolumen (Volumen kalter Luft) durch den Öffnungsgrad der Luftmischklappe 17 eingestellt wird, die Temperatur eines in die Fahrgastzelle geblasenen Luftstroms eingestellt werden. Der Strom klimatisierter Luft, dessen Temperatur eingestellt worden ist, wird aus einer der Entfrosterblasöffnung 19, der Gesichtsblasöffnung 20 und der Fußblasöffnung 21, die im stromabwärtigsten Abschnitt des Luftkanals im Gehäuse 2 angeordnet sind, geblasen. Alternativ wird der Strom klimatisierter Luft, dessen Temperatur eingestellt worden ist, aus mehreren der Blasöffnungen der Entfrosterblasöffnung 19, der Gesichtsblasöffnung 20 und der Fußblasöffnung 21 geblasen. Auf diese Weise kann die Fahrgastzelle klimatisiert werden, und ein Beschlagen der Windschutzscheibe W kann verhindert werden.
Als nächstes folgen unter Bezugnahme auf 2 Erläuterungen der automatischen Steuerung des Steuerns des Wechselns zwischen der Innenluft und der Außenluft dieses Ausführungsbeispiels. 2 ist ein Flussdiagramm der durch den Mikrocomputer der Klimasteuereinheit 29 ausgeführten Steuerroutine. Diese Steuerroutine wird gestartet, wenn der Automatikschalter an der Klimatafel 36 eingeschaltet wird. In dieser Steuerroutine werden zuallererst in Schritt S10 Messsignale der Gruppe Sensoren 30 bis 35 und verschiedene von der Klimatafel 36 geschickte Betriebssignale eingelesen.
Als nächstes wird in Schritt S20 der Luftansaugmodus (der Innen- und Außenluftansaugmodus) in den Außenluftmodus gewechselt. Der Grund, warum der Luftansaugmodus zuerst in den Außenluftmodus gewechselt wird, ist, dass die Fahrgastzelle zuerst unter Berücksichtigung des Falls, in dem der Innenluftmodus vor dem Start der in 2 gezeigten Automatiksteuerung manuell eingestellt ist, belüftet wird. In diesem Zusammenhang wird, um in den Außenluftmodus zu wechseln, der Servomotor 7 zu einer solchen vorbestimmten Betriebswinkelstellung gedreht, dass die Innenluft/Außenluft-Wechselklappe 6 an der vollständig offenen Stellung der Außenlufteinleitungsöffnung 4 (der vollständig geschlossenen Stellung der Innenlufteinleitungsöffnung 3) eingestellt sein kann.
Als nächstes wird in Schritt S30 beurteilt, ob die verstrichene Zeit nach dem Wechsel in den Außenluftmodus eine vorbestimmte Zeitdauer (60 Sekunden in diesem Ausführungsbeispiel) ist oder nicht. Wenn die verstrichene Zeit nach dem Wechsel in den Außenluftmodus kürzer als die vorbestimmte Zeitdauer ist, wird Schritt S30 aufrechterhalten und der Außenluftmodus dann fortgesetzt.
Wenn die verstrichene Zeit des Außenluftmodus die vorbestimmte Zeitdauer erreicht hat, kann beurteilt werden, dass die Fahrgastzelle durch Ausführen des Außenluftmodus auf ein angenehmes Niveau für den Fahrgast ausreichend belüftet worden ist. Deshalb geht das Programm weiter zum nächsten Schritt S40, und der Modus wird in den Innenluftmodus gewechselt. Insbesondere wird der Servomotor 7 zu einer vorbestimmten Betriebswinkelstellung gedreht, sodass die Innenluft/Außenluft-Wechselklappe 6 zu der vollständig offenen Stellung der Innenlufteinleitungsöffnung 3 (der vollständig geschlossenen Stellung der Außenlufteinleitungsöffnung 4) betrieben werden kann.
Im nächsten Schritt S50 wird der Timer Tc gestartet, der zum Messen der verstrichenen Zeit, nachdem der Modus in den Innenluftmodus gewechselt worden ist, benutzt wird. Im nächsten Schritt S60 wird beurteilt, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD nicht geringer als ein vorbestimmter Wert, zum Beispiel 60 km/h ist oder nicht.
Dieser vorbestimmte Wert (der Fahrzeuggeschwindigkeitsbeurteilungswert) ist auf einen Wert eingestellt, durch welchen die Konzentration von CO₂ in der Fahrgastzelle auf ein Niveau gedrückt werden kann, sodass sich der Fahrgast nicht unwohl fühlt. Das heißt, selbst zur Zeit des Innenluftmodus kann die Fahrgastzelle belüftet werden, wenn die Außenluft durch einen in jedem Teil der Fahrzeugkarosserie gebildeten Spalt und durch einen Spalt in der Türdichtung der Außenlufteinleitungsöffnung 4 in die Fahrgastzelle strömt. Ferner kann die Fahrgastzelle belüftet werden, wenn die Außenluft aus dem Ablaufschlauch der Klimaeinheit in die Fahrgastzelle strömt. Zur Zeit des Innenluftmodus wird die Fahrgastzelle durch dynamischen Druck (Staudruck) des fahrenden Fahrzeugs belüftet, d.h. die Fahrgastzelle wird natürlich belüftet. Demgemäß wird die Belüftungsmenge entsprechend einem Anstieg der Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht. Deshalb kann selbst zur Zeit des Innenluftmodus, wenn das Fahrzeug mit einer hohen Geschwindigkeit nicht geringer als eine vorbestimmte Geschwindigkeit fährt, die Konzentration von CO₂ auf einen Wert gedrückt werden, bei dem sich der Fahrgast nicht unwohl fühlt.
Deshalb geht das Programm, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD nicht geringer als ein vorbestimmter Wert ist, weiter zu Schritt S70 und der Timer Tc wird zurückgesetzt, und das Programm kehrt zu Schritt S50 zurück. Demgemäß wird der Innenluftmodus fortgesetzt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD nicht geringer als der vorbestimmte Wert ist.
Wenn dagegen die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD geringer als der vorbestimmte Wert ist, geht das Programm weiter zu Schritt S80, und die Konzentration von CO₂ in der Fahrgastzelle zur Zeit des Innenluftmodus wird berechnet. In diesem Fall hängt die Konzentration von CO₂ in der Fahrgastzelle wesentlich von der durch den Fahrgast erzeugten Menge CO₂ und der Belüftungsmenge in der Fahrgastzelle zur Zeit des Innenluftmodus (der natürlich belüfteten Luftmenge) ab.
Die durch Fahrgäste erzeugte Menge CO₂ kann durch das Produkt der je Fahrgast erzeugten Menge CO₂ und der Anzahl der Fahrgäste ausgedrückt werden. Andererseits kann die Menge Belüftungsluft in der Fahrgastzelle zur Zeit des Innenluftmodus aus den oben beschriebenen Gründen entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit gefunden werden. Insbesondere kann die Menge Belüftungsluft in der Fahrgastzelle durch das Produkt der Menge Belüftungsluft je Einheitsfahrzeuggeschwindigkeit, welche für jedes Fahrzeug eingestellt ist, und der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit gefunden werden.
Unter Berücksichtigung der verstrichenen Zeit nach dem Wechsel in den Innenluftmodus und der Konzentration von CO₂ in der Außenluft ist es möglich, die Menge CO₂ in der Fahrgastzelle zu einer vorbestimmten Zeit, nachdem der Modus in den Innenluftmodus gewechselt worden ist, zu finden. Ferner kann unter Berücksichtigung des Volumens in der Fahrgastzelle die Konzentration von CO₂ in der Fahrgastzelle berechnet werden.
Gemäß obigen Erläuterungen kann die Konzentration Kc von CO₂ in der Fahrgastzelle zur Zeit des Innenluftmodus durch den folgenden Ausdruck 1 berechnet werden:
mit Tc: verstrichene Zeit [h] nach dem Wechsel in den Innenluftmodus, SPD: Fahrzeuggeschwindigkeit [km/h], v: Menge Belüftungsluft je 1 km/h Fahrzeuggeschwindigkeit zur Zeit des Innenluftmodus [m³/h], A: Volumen in der Fahrgastzelle [m³], m: durch einen Fahrgast je Einheitszeit erzeugtes Luftvolumen [m³/h·Person], Y: Anzahl Fahrgäste [Personen], Ko: Konzentration von CO₂ der Außenluft [ppm], Kc: Konzentration von CO₂ in der Fahrgastzelle [ppm] zu dem Zeitpunkt, wenn eine vorbestimmte Zeit Tc verstrichen ist, nachdem der Modus in den Innenluftmodus gewechselt wurde.
In diesem Zusammenhang können in Ausdruck (1) die Menge Belüftungsluft v und das Volumen A in der Fahrgastzelle feste Werte sein, die für jedes Fahrzeug ein gestellt sind. Im Fall zum Beispiel eines Limousinenwagens können die festen Werte im Voraus in einer solchen Weise eingestellt sein, dass das Volumen Belüftungsluft v = 0,22 m³/h und das Volumen in der Fahrgastzelle A = 2 m³ betragen.
Bezüglich der Menge m erzeugten CO₂ ist es möglich, im Voraus einen Wert einzustellen, der allgemein bekannt zur Zeit sehr leichter Arbeit verwendet wird, zum Beispiel ist es möglich, im Voraus einen festen Wert von 0,022 m³/h·Person einzustellen. Bezüglich der Anzahl Y von Fahrgästen ist es unter Berücksichtigung der schlechtesten Bedingung der Erzeugung von CO₂ möglich, im Voraus den festen Wert von 5 einzustellen, was die maximale Anzahl von Fahrgästen eines üblichen Wagens ist.
Bezüglich der Konzentration von CO₂ in der Außenluft kann im Voraus der repräsentative Wert im üblichen Fahrzeugfahrzustand eingestellt werden, zum Beispiel kann der feste Wert von 300 ppm im Voraus eingestellt werden.
Wenn die oben beispielhaft gezeigten festen Werte auf jeden Punkt von Ausdruck (1) angewendet werden, kann die Konzentration Kc von CO₂ in der Fahrgastzelle zur Zeit des Innenluftmodus durch den folgenden Ausdruck (2) berechnet werden:
Insbesondere wird in Schritt S80 die Konzentration Kc von CO₂ in der Fahrgastzelle durch diesen Ausdruck (2) berechnet. Gemäß diesem Ausdruck (2) können nur die verstrichene Zeit Tc nach dem Wechsel in den Innenluftmodus und die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD als Variablen auf die Konzentration Kc von CO₂ in der Fahrgastzelle reflektiert werden, und alle anderen Elemente können im Voraus als feste Werte eingestellt sein. Demgemäß muss bezüglich des Sensormesswerts nur der Messwert des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 30 eingegeben werden. Deshalb kann das elektrische Steuersystem vereinfacht werden.
Im nächsten Schritt S90 wird beurteilt, ob der berechnete Wert der Konzentration Kc von CO₂ in der Fahrgastzelle höher als ein vorbestimmter Wert ist oder nicht.
Dieser vorbestimmte Wert ist ein Wert, bei dem sich der Fahrgast in der Fahrgastzelle unwohl fühlt, weil die Konzentration von CO₂ in der Fahrgastzelle hoch ist. Zum Beispiel beträgt dieser vorbestimmte Wert 5.000 ppm. Wenn die Konzentration Kc von CO₂ in der Fahrgastzelle niedriger als der vorbestimmte Wert ist, fühlt sich der Fahrgast im Fahrzeug wohl. Deshalb kehrt das Programm von Schritt S90 zu Schritt S60 zurück, sodass der Zustand des Innenluftmodus aufrechterhalten werden kann.
Wenn dagegen die Konzentration Kc von CO₂ in der Fahrgastzelle auf einen Wert nicht geringer als der vorbestimmte Wert gestiegen ist, geht das Programm weiter zu Schritt S100 und der Timer Tc wird zurückgesetzt. Danach geht das Programm weiter zu den Schritten S10 und S20. In Schritt S20 wird der Modus in den Außenluftmodus gewechselt. Aufgrund dessen kann die Menge Belüftungsluft in der Fahrgastzelle im Vergleich zum Innenluftmodus schnell erhöht werden. Deshalb kann die Konzentration von CO₂ in der Fahrgastzelle schnell reduziert werden.
Da der Außenluftmodus fortgesetzt werden kann, bis die Beurteilung Y in Schritt S30 erfolgt, ist es möglich, die Konzentration von CO₂ in der Fahrgastzelle ausreichend zu reduzieren, sodass sich der Fahrgast wohl fühlt. Demgemäß fühlt sich der Fahrgast nicht unwohl, weil die Konzentration von CO₂ in der Fahrgastzelle nicht auf ein unangenehmes Niveau steigt. Deshalb kann der Fahrgast das Fahrzeug angenehm fahren.
Da ferner der Innenluftmodus aufrechterhalten werden kann, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD nicht geringer als ein vorbestimmter Wert (60 km/h) ist und die Konzentration Kc von CO₂ in der Fahrgastzelle nicht geringer als ein vorbestimmter Wert ist, ist es möglich, einen Anteil des Innenluftmodus zur Zeit des Klimabetriebs zu erhöhen. Zur Zeit des Innenluftmodus kann die Fahrgastzelle durch Umwälzen der Fahrgastzellenluft, deren Temperatur eingestellt worden ist, klimatisiert werden. Deshalb kann nicht nur die Wärmelast der Klimatisierung reduziert werden, sondern es kann auch ein Strömen von verschmutzter Außenluft in die Fahrgastzelle verhindert werden und es kann weiter verhindert werden, dass die Fahrgastzellenluft trocken wird, wenn die Temperatur im Winter niedrig ist.
Als nächstes wird nun die entsprechende Beziehung des ersten Ausführungsbeispiels mit den Funktionseinrichtungen der vorliegenden Erfindung beschrieben. In dem in 2 gezeigten Schritt S80 ist die Berechnungseinrichtung der Konzentration von CO₂ der Fahrgastzelle der vorliegenden Erfindung gebildet. In den in 2 gezeigten Schritten S90 und S20 ist die Außenluftmodus-Wechselsteuereinrichtung der vorliegenden Erfindung gebildet.
Als nächstes wird nun ein zweites Ausführungsbeispiel erläutert. Im ersten Ausführungsbeispiel wird der aktuelle Messwert des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 30 als Fahrzeuggeschwindigkeit SPD [km/h] benutzt, so wie er ist. Im zweiten Ausführungsbeispiel wird jedoch die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD, die durch den folgenden Ausdruck (3) berechnet wird, wenn die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit geglättet (gemittelt) wird, als Fahrzeuggeschwindigkeit SPD verwendet und die Beurteilung erfolgt in Schritt S60 und die Konzentration von CO₂ wird in Schritt S80 berechnet.
Gemäß Ausdruck (3) wird die geglättete Fahrzeuggeschwindigkeit SPD60(t) zur vorbestimmten Zeit t (Einheit: Sekunden) nach dem Wechsel in den Innenluftmodus in dem Fall berechnet, wenn die durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 30 erfasste aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit jede Sekunde gelesen wird. In diesem Zusammenhang stellt „60" in SPD60(t) 60 Sekunden des Nenners von Ausdruck 3 dar. SPD60(t–1) in Ausdruck (3) stellt die vorher berechnete geglättete Fahrzeuggeschwindigkeit dar. SPD(t) stellt eine aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit zur vorbestimmten Berechnungszeit t dar.
Die Berechnung der geglätteten Fahrzeuggeschwindigkeit SPD60 durch Ausdruck (3) ist ein Glättungs-(Mittelwertbildungs-)Prozess, bei dem die zuletzt berechnete geglättete Fahrzeuggeschwindigkeit SPD60(t–1) bezüglich der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit SPD(t) zur Berechnungszeit t mit 59 Zeiten gewichtet wird. Dieser Glättungsprozess kann als Glättungsprozess bezeichnet werden, der mit einer Zeitkonstanten von 60 Sekunden ausgeführt wird.
Wenn die so geglättete SPD60 als Fahrzeuggeschwindigkeitswert in den Schritten S60 und S80 benutzt wird, ist es möglich, zu verhindern, dass sich das Beurteilungsergebnis in Schritt S60 und der CO₂-Konzentrationsberechnungswert in Schritt S80 durch eine vorübergehende plötzliche Änderung in der Fahrzeuggeschwindigkeit häufig ändert. Demgemäß kann die Innenluft/Außenluft-Wechselsteuerung stabil ausgeführt werden.
Als nächstes wird nun ein drittes Ausführungsbeispiel erläutert. Im ersten Ausführungsbeispiel ist im Ausdruck zum Berechnen der Konzentration von CO₂ in Schritt S80, wenn die Anzahl der Fahrgäste durch das Bezugszeichen Y dargestellt wird, der feste Wert von 5, der die maximale Anzahl von Fahrgästen in einem gewöhnlichen Wagen ist, im Voraus eingestellt. Im dritten Ausführungsbeispiel wird jedoch die Anzahl Y von Fahrgästen durch einen Fahrgasterfassungssensor erfasst, und die Konzentration von CO₂ wird gemäß der aktuell erfassten Anzahl Y von Fahrgästen berechnet. Das heißt, die Konzentration von CO₂ wird berechnet, wenn die Anzahl Y von Fahrgästen als eine Variable behandelt wird.
In diesem Zusammenhang ist es bezüglich des Fahrgasterfassungssensors möglich, einen Sitzschalter zu verwendet, der eingeschaltet wird, wenn ein Fahrgast auf dem Sitz sitzt. Alternativ ist es möglich, einen Infrarotsensor zu verwenden, der die Oberflächentemperatur eines Fahrgasts erfassen kann, ohne mit dem Fahrgast in Kontakt zu kommen.
Wenn eine Fahrgastanzahleingabevorrichtung, der die Anzahl Y von Fahrgästen manuell eingegeben werden kann, anstelle des Fahrgasterfassungssensors an der Klimatafel 36 vorgesehen ist und diese Fahrgastanzahleingabevorrichtung manuell betätigt wird, kann die aktuelle Anzahl Y der Fahrgäste auf die Berechnung der Konzentration von CO₂ reflektiert werden.
Gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel ist es möglich, die Menge erzeugten CO₂ exakt zu greifen. Deshalb kann die Genauigkeit der Berechnung der Konzentration von CO₂ verbessert werden.
Als nächstes wird nun ein viertes Ausführungsbeispiel erläutert. Im ersten Ausführungsbeispiel wird entsprechend der verstrichenen Zeit, nachdem der Modus in den Außenluftmodus gewechselt wurde, beurteilt, dass die Konzentration von CO₂ in der Fahrgastzelle durch Erhöhen der Menge Belüftungsluft in der Fahrgastzelle durch den Außenluftmodus (Schritt S30 in 2) auf ein angenehmes Niveau für die Fahrgäste reduziert ist. Im vierten Ausführungsbeispiel wird jedoch ein Betrieb wie folgt ausgeführt. Statt des Verwendens der verstrichenen Zeit, nachdem der Modus in den Außenluftmodus gewechselt wurde, wird die Konzentration von CO₂ in der Fahrgastzelle zur Zeit des Außenluftmodus berechnet. Wenn die so berechnete Konzentration von CO₂ in der Fahrgastzelle auf einen vorbestimmten Wert gesunken ist, geht das Programm weiter zu Schritt S40 und der Modus kann in den Innenluftmodus gewechselt werden.
In diesem Zusammenhang kann die Konzentration von CO₂ in der Fahrgastzelle zur Zeit des Außenluftmodus in der gleichen Weise wie bei den oben beschriebenen Ausdrücken (1) und (2) berechnet werden. Das heißt in Ausdruck (1) kann, wenn das Volumen v [m³/h] der Belüftungsluft je 1 km/h der Fahrzeuggeschwindigkeit zur Zeit des Innenluftmodus durch das Volumen v' [m³/h] der Belüftungsluft je 1 km/h der Fahrzeuggeschwindigkeit zur Zeit des Außenluftmodus ersetzt wird, die Konzentration von CO₂ in der Fahrgastzelle zur Zeit des Außenluftmodus in der gleichen Weise berechnet werden. In diesem Zusammenhang kann natürlich die Beziehung v kleiner v' eingerichtet werden.
Schließlich wird ein weiteres Ausführungsbeispiel erläutert. In diesem Zusammenhang ist im ersten Ausführungsbeispiel in Ausdruck (1) zum Berechnen der Konzentration Kc von CO₂ in der Fahrgastzelle zur Zeit des Innenluftmodus der Term der Konzentration Ko von CO₂ der Außenluft vorgesehen. Der Term der Konzentration Ko von CO₂ der Außenluft ist jedoch weggelassen. Stattdessen kann eine Korrektur durchgeführt werden, s dass die Menge Belüftungsluft in der Fahrgastzelle zur Zeit des Innenluftmodus (das Produkt der Menge v von Belüftungsluft je Einheitsfahrzeuggeschwindigkeit und der Fahrzeuggeschwindigkeit SPD) um die Menge entsprechend der Konzentration Ko von CO₂ der Außenluft verringert werden kann.
Da eine vorbestimmte Kombination zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Motordrehzahl des Fahrzeugs eingerichtet werden kann, kann statt der Fahrzeuggeschwindigkeit die Motordrehzahl des Fahrzeugs erfasst werden, und die so erfasste Motordrehzahl des Fahrzeugs kann als ein Informationswert bezüglich der Fahrzeuggeschwindigkeit verwendet werden.
In dem in 2 gezeigten Schritt S20 ist erläutert, dass der Modus in den Außenluftmodus gewechselt wird, in dem die Belüftungsluft 100% Außenluft ist. Entsprechend der Umgebungsbedingung des Fahrzeugs und der Wärmelastbedingung der Klimatisierung kann jedoch der Außenluftmodus, in dem die Innenluft teilweise mit der Außenluft gemischt wird, in dem in 2 gezeigten Schritt S20 gesetzt werden.
In der gleichen Weise kann der Innenluftmodus in dem in 2 gezeigten Schritt S40 ein Innenluftmodus sein, bei dem die Außenluft teilweise mit der Innenluft vermischt ist.
Während die Erfindung unter Bezugnahme auf spezielle Ausführungsbeispiele zu Veranschaulichungszwecken beschrieben worden ist, sollte es offensichtlich sein, dass durch den Fachmann zahlreiche Modifikationen daran vorgenommen werden können, ohne das Grundkonzept und den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.

Claims

Innenluft/Außenluft-Wechselsteuereinheit zum Fahrzeuggebrauch, mit einer Innenluft/Außenluft-Wechseleinrichtung (6) zum Wechseln zwischen einem Innenluftmodus zum Einleiten der Innenluft von einer Fahrgastzelle und einem Außenluftmodus zum Einleiten der Außenluft von außerhalb der Fahrgastzelle, wobei die eingeleitete Innenluft oder Außenluft zu einer Blasöffnung zur Fahrgastzelle eingeleitet wird; und einer Steuereinheit (29) zum Steuern einer Betriebsstellung der Innenluft/Außenluft-Wechseleinrichtung (6), wobei die Steuereinheit (291 enthält: eine Berechnungseinrichtung (S80) zum Berechnen der Konzentration von CO₂ in der Fahrgastzelle zur Zeit des Innenluftmodus; und eine Wechselsteuereinrichtung (S20, S90) zum Wechseln der Innenluft/Außenluft-Wechseleinrichtung (6) in den Außenluftmodus, wenn die berechnete Konzentration von CO₂ in der Fahrgastzelle einen vorbestimmten Wert überschreitet, wobei die Berechnungseinrichtung (S80) die Konzentration von CO₂ in der Fahrgastzelle zur Zeit. des Innenluftmodus entsprechend der verstrichenen Zeit, welche eine Variable ist, nach dem Wechsel in den Innenluftmodus und auch entsprechend der Menge Belüftungsluft in der Fahrgastzelle, welche eine Variable ist, erzeugt durch dynamischen Druck des fahrenden Fahrzeugs zur Zeit des Innenluftmodus, berechnet.
Innenluft/Außenluft-Wechselsteuereinheit zum Fahrzeuggebrauch nach Anspruch 1, bei welcher die Berechnungseinrichtung (S80) die Konzentration von CO₂ in der Fahrgastzelle zur Zeit des Innenluftmodus entsprechend den Elementen berechnet, die die durch einen Fahrgast erzeugte Menge CO₂ zur Zeit des Innenluftmodus, eine verstrichene Zeit nach dem Wechsel in den Innenluftmodus, die durch dynamischen Druck des fahrenden Fahrzeugs zur Zeit des Innenluftmodus erzeugte Menge Belüftungsluft und ein Volumen in der Fahrgastzelle enthalten.
Innenluft/Außenluft-Wechselsteuereinheit zum Fahrzeuggebrauch nach Anspruch 2, bei welcher die Menge Belüftungsluft in der Fahrgastzelle aus einem Informationswert bezüglich einer Fahrzeuggeschwindigkeit, die eine Variable ist, berechnet wird, und die Berechnungseinrichtung (S80) die Konzentration von CO₂ in der Fahrgastzelle zur Zeit des Innenluftmodus berechnet, wenn die verstrichene Zeit nach dem Wechsel in den Innenluftmodus und die Menge Belüftungsluft in der Fahrgastzelle als Variablen verwendet werden und die festen Werte, die im Voraus eingestellt worden sind, für die anderen Elemente verwendet werden.
Innenluft/Außenluft-Wechselsteuereinheit zum Fahrzeuggebrauch nach Anspruch 2, bei welcher die Menge Belüftungsluft in der Fahrgastzelle aus dem Informationswert bezüglich der Fahrzeuggeschwindigkeit, die Variablen enthält, berechnet wird, die durch Fahrgäste erzeugte Menge CO₂ zur Zeit des Innenluftmodus aus der Anzahl von Fahrgästen, die eine Variable ist, berechnet wird, und die Berechnungseinrichtung (S80) nur die Variablen der verstrichenen Zeit nach dem Wechsel in den Innenluftmodus, der Menge Belüftungsluft in der Fahrgastzelle und der durch Fahrgäste erzeugten Menge CO₂ zur Zeit des Innenluftmodus enthält und auch die im Voraus bestimmten festen Werte der anderen Elemente enthält, um so die Konzentration von CO₂ in der Fahrgastzelle zur Zeit des Innenluftmodus zu berechnen.
Innenluft/Außenluft-Wechselsteuereinheit zum Fahrzeuggebrauch nach Anspruch 3, ferner mit einem Sensor (30) zum Erfassen eines Informationswerts bezüglich der Fahrzeuggeschwindigkeit, wobei ein Wert, den man erhält, nachdem der Messwert des Sensors (30) geglättet worden ist, zum Berechnen der Menge Belüftungsluft in der Fahrgastzelle als Informationswert bezüglich der Fahrzeuggeschwindigkeit benutzt wird.
Innenluft/Außenluft-Wechselsteuereinheit zum Fahrzeuggebrauch nach Anspruch 3, bei welcher der Informationswert bezüglich der Fahrzeuggeschwindigkeit eine Fahrzeuggeschwindigkeit oder eine Motordrehzahl des Fahrzeugs ist.
Innenluft/Außenluft-Wechselsteuereinheit zum Fahrzeuggebrauch nach Anspruch 3, bei welcher, wenn der Informationswert bezüglich der Fahrzeuggeschwindigkeit nicht geringer als ein vorbestimmter Wert ist, der Innenluftmodus aufrechterhalten wird.
Innenluft/Außenluft-Wechselsteuereinheit zum Fahrzeuggebrauch nach Anspruch 7, bei welcher, wenn der Informationswert bezüglich der Fahrzeuggeschwindigkeit nicht geringer als ein vorbestimmter Wert ist, die durch die Berechnungseinrichtung ausgeführte Berechnung der Konzentration von CO₂ in der Fahrgastzelle gestoppt und der Innenluftmodus aufrechterhalten wird.
Innenluft/Außenluft-Wechselsteuereinheit zum Fahrzeuggebrauch nach Anspruch 1, ferner mit einem Lüfter und einem Wärmetauscher, die zwischen der Innenluft/Außenluft-Wechseleinrichtung (6) und der Blasöffnung angeordnet sind, wobei ein Luftstrom, dessen Temperatur eingestellt ist, wenn er durch den Wärmetauscher (9, 15) geströmt ist, über die Blasöffnung in die Fahrgastzelle geblasen wird.
Innenluft/Außenluft-Wechselsteuereinheit zum Fahrzeuggebrauch nach Anspruch 1, ferner mit einem Automatikschalter zum Ausgeben eines Betriebssignals zum automatischen Steuern der Innenluft/Außenluft-Wechseleinrichtung in die Steuereinheit, wobei die Steuereinheit (29) eine Einrichtung enthält, in welcher, wenn der Automatikschalter eingeschaltet ist, die Innenluft/Außenluft-Wechseleinrichtung in den Außenluftmodus gewechselt ist, beurteilt wird, ob die verstrichene Zeit nach dem Wechsel in den Außenluftmodus durch eine vorbestimmte Zeit verstrichen ist oder nicht, der Außenluftmodus fortgesetzt wird, wenn die verstrichene Zeit nach dem Wechsel in den Außenluftmodus eine vorbestimmte Zeitdauer nicht überschreitet, und die Steuerung zum Wechseln des Außenluftmodus in den Innenluftmodus als ein Ausgangsmodus ausgeführt wird, wenn die verstrichene Zeit eine vorbestimmte Zeitdauer erreicht hat.
Innenluft/Außenluft-Wechselsteuereinheit zum Fahrzeuggebrauch nach Anspruch 10, ferner mit einer Timereinrichtung zum Messen der verstrichenen Zeit des Innenluftmodus, nachdem der Automatikschalter eingeschaltet worden ist, die in der Steuereinheit angeordnet ist; und einer Einrichtung zum Beurteilen, ob der Informationswert bezüglich der Fahrzeuggeschwindigkeit nicht geringer als ein vorbestimmter Wert ist oder nicht, wobei wenn die Beurteilungseinrichtung beurteilt, dass der Informationswert bezüglich der Fahrzeuggeschwindigkeit nicht geringer als der vorbestimmte Wert ist, die Zeitmessung durch die Timereinrichtung zurückgesetzt wird, und wenn der Informationswert bezüglich der Fahrzeuggeschwindigkeit niedriger als der vorbestimmte Wert ist, die Berechnungseinrichtung die Konzentration von CO₂ zur Zeit des Innenluftmodus entsprechend der durch die Timereinrichtung gemessenen verstrichenen Zeit und auch entsprechend der Menge Belüftungsluft in der Fahrgastzelle, die eine Variable ist, erzeugt durch dynamischen Druck des fahrenden Fahrzeugs zur Zeit des Innenluftmodus, berechnet.
Innenluft/Außenluft-Wechselsteuereinheit zum Fahrzeuggebrauch nach Anspruch 10, bei welcher die Berechnungseinrichtung die Konzentration von CO₂ in der Fahrgastzelle zur Zeit des Innenluftmodus in einer solchen Weise berechnet, dass unter Berücksichtigung der durch Fahrgäste erzeugten Menge CO₂ die durch die Fahrgäste erzeugte Menge CO₂ aus dem Produkt der durch einen Fahrgast erzeugte Menge CO₂ und der Anzahl der Fahrgäste gefunden wird, und die Menge Belüftungsluft in der Fahrgastzelle entsprechend dem Informationswert bezüglich der Fahrzeuggeschwindigkeit gefunden wird.
Innenluft/Außenluft-Wechselsteuereinheit zum Fahrzeuggebrauch nach Anspruch 12, bei welcher die Menge Belüftungsluft in der Fahrgastzelle durch das Produkt der Menge Belüftungsluft je Einheitsfahrzeuggeschwindigkeit, welche für jedes Fahrzeug eingestellt ist, und der Fahrzeuggeschwindigkeit gefunden wird.
Innenluft/Außenluft-Wechselsteuereinheit zum Fahrzeuggebrauch nach Anspruch 10, bei welcher die Konzentration von CO₂ in der Fahrgastzelle zu dem Zeitpunkt, wenn die vorbestimmte Zeitdauer nach dem Wechsel in den Innenluftmodus verstrichen ist, als eine Funktion berechnet wird, deren Variablen wenigstens die Menge Belüftungsluft je Einheitsfahrzeuggeschwindigkeit zur Zeit des Innenluftmodus, Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs, die verstrichene Zeit nach dem Wechsel in den Innenluftmodus, das Volumen in der Fahrgastzelle, die je Fahrgast und Einheitszeit erzeugte Menge CO₂, die Anzahl der Fahrgäste und die Konzentration von CO₂ der Außenluft sind.
Innenluft/Außenluft-Wechselsteuereinheit zum Fahrzeuggebrauch nach Anspruch 14, bei welcher die Menge Belüftungsluft je Einheitsfahrzeuggeschwindigkeit zur Zeit des Innenluftmodus, das Volumen in der Fahrgastzelle, die je Fahrgast und Einheitszeit erzeugte Menge CO₂, die Anzahl der Fahrgäste und die Konzentration von CO₂ der Außenluft feste Werte sind, die im Voraus eingestellt worden sind, und die Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs und die verstrichene Zeit nach dem Wechsel in den Innenluftmodus Variablen enthalten.
Innenluft/Außenluft-Wechselsteuereinheit zum Fahrzeuggebrauch nach Anspruch 10, bei welcher ein vorbestimmter Wert als ein Wert des Niveaus eingestellt ist, bei dem sich ein Fahrgast in der Fahrgastzelle durch einen Anstieg in der Konzentration von CO₂ unwohl fühlt, die Innenluft/Außenluft-Wechselsteuereinheit zum Fahrzeuggebrauch ferner eine Einrichtung zum Beurteilen, ob die nach dem Wechsel in den Innenluftmodus berechnete Konzentration von CO₂ in der Fahrgastzelle zur Zeit des Innenluftmodus nicht geringer als der obige vorbestimmte Wert ist oder nicht, aufweist, und wenn die Konzentration von CO₂ in der Fahrgastzelle niedriger als der vor bestimmte Wert ist, der Zustand des Innenluftmodus beibehalten wird und, wenn die Konzentration von CO₂ in der Fahrgastzelle nicht niedriger als der vorbestimmte Wert ist, der Innenluftmodus in den Außenluftmodus gewechselt wird und der Außenluftmodus fortgesetzt wird, bis eine vorbestimmte Bedingung erfüllt ist.
Innenluft/Außenluft-Wechselsteuereinheit zum Fahrzeuggebrauch nach Anspruch 16, bei welcher das Erfüllen der vorbestimmten Bedingung ist, dass eine vorbestimmte Zeitdauer nach dem Wechsel in den Außenluftmodus verstrichen ist oder dass die nach dem Wechsel in den Außenluftmodus berechnete Konzentration von CO₂ in der Fahrgastzelle auf ein vorbestimmtes Niveau gesunken ist, und der Außenluftmodus in den Innenluftmodus nach dem Erfüllen der vorbestimmten Bedingung gewechselt wird.
Innenluft/Außenluft-Wechselsteuereinheit zum Fahrzeuggebrauch nach Anspruch 17, bei welcher die nach dem Wechsel in den Außenluftmodus berechnete Konzentration von CO₂ in der Fahrgastzelle als eine Funktion berechnet wird, deren Variablen wenigstens die Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs und die verstrichene Zeit nach dem Wechsel in den Außenluftmodus sind.
Innenluft/Außenluft-Wechselsteuereinheit zum Fahrzeuggebrauch nach Anspruch 18, bei welcher die nach dem Wechsel in den Außenluftmodus berechnete Konzentration von CO₂ in der Fahrgastzelle als eine Funktion berechnet wird, deren Variablen die Menge Belüftungsluft je Einheitsfahrzeuggeschwindigkeit zur Zeit des Außenluftmodus, die Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs, die verstrichene Zeit nach dem Wechsel in den Außenluftmodus, das Volumen in der Fahrgastzelle, die je Fahrgast und Einheitszeit erzeugte Menge CO₂, die Anzahl der Fahrgäste und die Konzentration von CO₂ der Außenluft sind.
Innenluft/Außenluft-Wechselsteuereinheit zum Fahrzeuggebrauch nach Anspruch 19, bei welcher die Menge Belüftungsluft je Einheitsfahrzeuggeschwindigkeit zur Zeit des Außenluftmodus, das Volumen in der Fahrgast zelle, die je Fahrgast und Einheitszeit erzeugte Menge CO₂, die Anzahl der Fahrgäste und die Konzentration von CO₂ der Außenluft die festen Werte sind, die im Voraus eingestellt worden sind, und die Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs und die verstrichene Zeit nach dem Wechsel in den Außenluftmodus Variablen enthalten.