JP2005186923A - Vehicular air-conditioner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、冷却手段及び加熱手段を制御し、窓ガラスに曇りの生じない状態で車室内温度及び車室内湿度を調整する車両用空調装置に関する。 The present invention relates to a vehicle air conditioner that controls a cooling means and a heating means to adjust a vehicle interior temperature and a vehicle interior humidity in a state in which the window glass is not fogged.
車両用空調装置は、冷媒の気化熱を利用して空気を冷却するとともに除湿を行う蒸発器と、エンジン冷却水の熱を利用して空気を加熱する加熱器とを組み合わせることにより、車室内の温度及び湿度の調整を行う。 A vehicle air conditioner combines an evaporator that cools air using the vaporization heat of a refrigerant and dehumidifies it with a heater that heats air using the heat of engine cooling water. Adjust temperature and humidity.
ところで、気温が低い場合において、蒸発器による冷却能力が低くなるように制御を行うと、除湿作用も低減するため、例えば、気温が低く且つ湿度が高い状態では、車室内の水蒸気が窓ガラス等に結露する可能性がある。 By the way, when the temperature is low and the control is performed so that the cooling capacity by the evaporator is lowered, the dehumidifying action is also reduced. For example, in a state where the temperature is low and the humidity is high, the water vapor in the passenger compartment becomes window glass or the like. There is a possibility of condensation.
この問題を解消するため、結露の生じない十分な除湿作用を維持し、窓ガラスが曇らない上、必要以上の冷却を抑えることで省エネルギ化を図るようにした技術が開発されている(特許文献1参照)。 In order to solve this problem, a technology has been developed that maintains sufficient dehumidifying action without causing condensation, prevents the window glass from fogging, and reduces energy consumption by suppressing cooling more than necessary (patent). Reference 1).
すなわち、上記従来技術では、窓ガラスの表面温度を推定し、この温度で結露しない車室内湿度となる吹出空気の必要湿度を算出し、次いで、算出された吹出空気必要湿度を示す空気の露点温度を求め、車室内温度を設定温度に制御するために必要な吹出空気の必要温度と前記露点温度との低い方を蒸発器の制御温度とするように制御を行っている。なお、この従来技術では、吹出空気必要湿度の算出に際して、車室内設定湿度と、車室内湿度センサによって検出した車室内湿度とを用いている。 That is, in the above-described conventional technology, the surface temperature of the window glass is estimated, the required humidity of the blown air that becomes the humidity in the vehicle interior that does not condense at this temperature is calculated, and then the dew point temperature of the air that indicates the calculated required blown air humidity Thus, control is performed so that the lower of the required temperature of the blown air necessary for controlling the vehicle interior temperature to the set temperature and the dew point temperature is set as the control temperature of the evaporator. In this prior art, when calculating the required humidity of the blown air, the humidity set in the vehicle interior and the vehicle interior humidity detected by the vehicle interior humidity sensor are used.
しかしながら、窓ガラス表面が結露しない車室内湿度となる吹出空気温度より、車室内温度を設定温度に制御するために必要な吹出温度が低い場合、車室内温度が設定温度付近であっても、車室内湿度が高いため、乗員の快適さを損なうおそれがある。 However, if the blowout temperature required to control the vehicle interior temperature to the set temperature is lower than the blowout air temperature, which is the humidity in the vehicle compartment where the window glass surface does not condense, the vehicle High indoor humidity may impair passenger comfort.
一方、車室内の空気の状態が、窓ガラスの結露する湿度以下、乗員による設定温度以下、且つ、乗員が不快と感じる湿度以下であった場合、これ以上の冷却、除湿の必要性がないため、蒸発器の冷却能力を制御して省エネルギ化を図ることのできる余地が残っている。 On the other hand, if the air condition in the passenger compartment is below the humidity at which the window glass is condensed, below the set temperature by the passenger, and below the humidity at which the passenger feels uncomfortable, there is no need for further cooling and dehumidification. There is still room for energy saving by controlling the cooling capacity of the evaporator.
また、窓ガラス表面が結露しない車室内湿度となる吹出空気温度を求める処理において、車室内に侵入してくる外気の湿度を考慮に入れないと、その分の湿度変化の影響を受けて吹出空気の必要湿度を高精度に算出できなくなるため、冷却能力を過剰に制御してしまったり、あるいは、逆に必要な除湿量が得られなくなってしまう場合がある。 In addition, in the process of determining the temperature of the blown air, which is the humidity in the passenger compartment where the window glass surface does not condense, if the humidity of the outside air entering the passenger compartment is not taken into account, the blown air is affected by the change in humidity. Since the required humidity cannot be calculated with high accuracy, the cooling capacity may be excessively controlled, or the required dehumidification amount may not be obtained.
本発明は、前記の不具合を解消するためになされたものであり、車室内を適切な温度及び湿度に制御することができるとともに、窓ガラスの結露を回避し、エネルギ消費を必要最小限とすることのできる車両用空調装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and can control the interior of the vehicle to an appropriate temperature and humidity, avoid condensation on the window glass, and minimize energy consumption. An object of the present invention is to provide a vehicular air conditioner that can be used.
前記の目的を達成するために、本発明は、空気を加熱する加熱手段と、
空気を冷却する冷却手段と、
窓ガラス車室内表面温度Tgを取得する窓ガラス車室内表面温度取得手段と、
前記窓ガラス車室内表面温度Tgを露点とする窓ガラス露点車室内絶対湿度Xrmaxを取得する窓ガラス露点車室内絶対湿度取得手段と、
車室内設定温度Tsetにおける車室内許容上限相対湿度に対する仮車室内設定絶対湿度(仮Xset)を取得する仮車室内設定絶対湿度取得手段と、
Xrmax>仮Xsetであれば、Xset=仮Xsetとし、Xrmax≦仮Xsetであれば、Xset=Xrmaxとして、車室内設定絶対湿度Xsetを設定する車室内設定絶対湿度設定手段と、
車室内絶対湿度Xrを取得する車室内絶対湿度取得手段と、
前記車室内設定温度Tsetを得るために必要な吹出空気必要温度Taoを、
Tao=Ktset・Tset−Ktr・Tr−Ktam・Tam
−Kts・Ts−Ct
Ktset:車室内設定温度係数
Ktr:車室内温度センサ係数
Ktam:外気温度センサ係数
Kts:日射センサ係数
Ct:温度演算係数
Tr:車室内温度
Tam:外気温度
Ts:日射量
として計算する吹出空気必要温度計算手段と、
前記車室内設定絶対湿度Xsetを得るために必要な吹出空気必要絶対湿度Xaoを、
Xao=Kxset・Xset−Kxr・Xr−Kxam・Tam−Cx1
Kxset:車室内設定絶対湿度係数
Kxr:車室内絶対湿度係数
Kxam:外気絶対湿度係数
Cx1:湿度演算係数
として計算する吹出空気必要絶対湿度計算手段と、
前記吹出空気必要温度Tao及び前記吹出空気必要絶対湿度Xaoに基づき、前記冷却手段により冷却される空気の制御温度Teaを計算する制御温度計算手段と、
前記制御温度Teaに基づいて冷却能力を制御する冷却制御手段と、
前記制御温度Teaに基づいて加熱能力を制御する加熱制御手段と、
を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention comprises heating means for heating air,
Cooling means for cooling the air;
A window glass vehicle interior surface temperature acquisition means for acquiring a window glass vehicle interior surface temperature Tg;
Window glass dew point vehicle interior absolute humidity obtaining means for obtaining window glass dew point vehicle interior absolute humidity Xrmax with the window glass vehicle interior surface temperature Tg as a dew point;
Provisional vehicle interior setting absolute humidity acquisition means for obtaining provisional vehicle interior setting absolute humidity (provisional Xset) relative to the vehicle interior allowable upper limit relative humidity at the vehicle interior setting temperature Tset;
If Xrmax> temporary Xset, then Xset = temporary Xset, and if Xrmax ≦ temporary Xset, if Xset = Xrmax, vehicle interior setting absolute humidity setting means for setting the vehicle interior setting absolute humidity Xset;
Vehicle interior absolute humidity acquisition means for acquiring vehicle interior absolute humidity Xr;
The required air temperature Tao required for obtaining the vehicle interior set temperature Tset,
Tao = Ktset / Tset / Ktr / Tr-Ktam / Tam
-Kts ・ Ts-Ct
Ktset: Car interior set temperature coefficient
Ktr: Vehicle interior temperature sensor coefficient
Ktam: outside temperature sensor coefficient
Kts: Solar radiation sensor coefficient
Ct: Temperature calculation coefficient
Tr: Interior temperature
Tam: outside air temperature
Ts: means for calculating required air temperature for calculating the amount of solar radiation;
Blowing air required absolute humidity Xao necessary to obtain the vehicle interior setting absolute humidity Xset,
Xao = Kxset, Xset-Kxr, Xr-Kxam, Tam-Cx1
Kxset: Car interior setting absolute humidity coefficient
Kxr: Absolute humidity coefficient in the passenger compartment
Kxam: outside air absolute humidity coefficient
Cx1: means for calculating required absolute humidity of blown air to be calculated as a humidity calculation coefficient;
Control temperature calculation means for calculating the control temperature Tea of the air cooled by the cooling means based on the blown air required temperature Tao and the blown air required absolute humidity Xao;
Cooling control means for controlling the cooling capacity based on the control temperature Tea;
Heating control means for controlling the heating capacity based on the control temperature Tea;
It is characterized by providing.
本発明では、車室内の空気の制御目標として、車室内快適湿度の上限である車室内許容上限相対湿度を考慮することにより、車室内を快適湿度に制御する。また、車室内の温度、湿度の状態に基づいて、冷却手段による必要以上の冷却、除湿を抑制する。さらに、車室内に侵入する外気湿度を考慮して、吹出空気必要湿度を高精度に求める。これにより、車室内を適切な温度及び湿度に制御することができるとともに、窓ガラスの結露を回避し、冷却手段の駆動によって消費されるエネルギを必要最小限にすることができる。 In the present invention, the vehicle interior is controlled to the comfortable humidity by taking into consideration the vehicle interior allowable upper limit relative humidity that is the upper limit of the vehicle interior comfort humidity as the control target of the air in the vehicle interior. Moreover, the cooling and dehumidification more than necessary by the cooling means are suppressed based on the temperature and humidity conditions in the passenger compartment. Furthermore, the required humidity of the blown air is obtained with high accuracy in consideration of the outside air humidity entering the vehicle interior. Thereby, while being able to control a vehicle interior to appropriate temperature and humidity, the condensation of a window glass can be avoided and the energy consumed by the drive of a cooling means can be made into the required minimum.
図1は、本実施形態の車両用空調装置10を搭載した車両12を示す。車両用空調装置10は、図2に示すように、エアコンECU(Electronic Control Unit)14と、エアコンECU14の制御に基づいて空気の温度、湿度、送風量を調整するエアコンユニット16とを備える。なお、エアコンユニット16には、エンジン18から冷却水が供給される。
FIG. 1 shows a
エアコンECU14には、車両12の乗員による温度設定、送風量設定、モード切り換え等の操作を受け付けるとともに、設定温度、設定送風量、設定モード等を表示する操作表示部20が接続される。
The air conditioner ECU 14 is connected to an
また、エアコンECU14には、車両12の外気温度を検出する外気温度センサ22、日射量を検出する日射量センサ24、エンジン18から供給される冷却水の温度を検出する冷却水温度センサ26、車両12の車室内温度を検出する車室内温度センサ28、車両12の車室内湿度を検出する車室内湿度センサ30が接続される。なお、エアコンECU14には、必要に応じて、窓ガラスの車室内表面温度を直接検出する窓ガラス温度センサ21を接続することもできる。
The air conditioner ECU 14 includes an outside
さらに、エアコンECU14には、エアコンユニット16を構成する外内気切換ダンパ駆動部32、送風機駆動部34、エアミックスダンパ駆動部36、モード切換ダンパ駆動部38が接続される。
Further, the air conditioner ECU 14 is connected to an outside / inside air switching
エアコンユニット16は、外気又は内気を取り込む外内気取込口40と、温度、湿度及び送風量が調整された空気を車室内の所定部位に供給するための吹出口42、44及び46とを有するダクト48を備える。外内気取込口40には、外内気切換ダンパ駆動部32によって駆動され、外気又は内気の切り換えを行う外内気切換ダンパ50が配設される。吹出口42、44及び46には、モード切換ダンパ駆動部38によって駆動され、車室内のデフロスタ側、フェース側、フット側の各吹出口42、44及び46を切り換えるモード切換ダンパ52及び54が配設される。
The
ダクト48の内部には、外内気取込口40に近接して送風機駆動部34により駆動される送風機56が配設される。送風機56により送風される空気の下流側であって、ダクト48の内部中間部には、送風された空気の冷却及び除湿を行う蒸発器58が配設される。蒸発器58と吹出口42、44及び46との間には、エンジン18から供給される冷却水により蒸発器58を通過した空気を加熱する加熱器60が配設される。この場合、蒸発器58と加熱器60との間には、エアミックスダンパ駆動部36によって駆動され、蒸発器58を通過した空気の加熱器60に対する供給量を調整するエアミックスダンパ62が配設される。
Inside the duct 48, a
蒸発器58の空気出口側には、空気の蒸発器出口温度を検出する蒸発器出口温度検出センサ66が配設される。蒸発器出口温度検出センサ66は、エアコンECU14に接続される。
On the air outlet side of the
また、エアコンユニット16は、エンジン18の回転力により駆動されて冷媒を圧縮する圧縮機68と、圧縮機68により圧縮された冷媒を凝縮する凝縮器70と、凝縮器70により凝縮された冷媒を液体成分と気体成分とに分離する気液分離器72と、気液分離器72により分離された冷媒の気体成分を膨張させて蒸発器58に供給する膨張弁74とを備える。なお、蒸発器58に供給された冷媒は、圧縮機68に循環供給される。圧縮機68は、可変容量型の場合、エアコンECU14に接続され、その容量がエアコンECU14によって制御される。また、圧縮機68が固定容量型の場合、エンジンと圧縮機68とを断続するクラッチ69を制御するクラッチ制御部71がエアコンECU14に接続され、クラッチ制御部71を介して圧縮機68が制御される。
The
本実施形態の車両用空調装置10は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、その動作について、図3に示すフローチャートに従って説明する。
The
車両12の乗員が操作表示部20を操作することにより、車両用空調装置10の電源を投入した後、所望の送風量及び温度の設定、モードの設定等を行うと、エアコンECU14は、車両12に配設した外気温度センサ22、日射量センサ24、冷却水温度センサ26、車室内温度センサ28、車室内湿度センサ30、蒸発器出口温度検出センサ66から各センサ情報を読み込む(ステップS1)。
When an occupant of the
そこで、エアコンECU14は、先ず、窓ガラスの車室内表面が結露しない限界車室内絶対湿度である窓ガラス露点車室内絶対湿度Xrmaxを取得する(ステップS2)。
Therefore, the
この場合、車両12の走行中における窓ガラス車室内表面温度Tgは、外気温度Tamに略等しいものとみなせる。そこで、外気温度センサ22によって検出した外気温度Tam(=Tg)から、図4に示す湿り空気線図を用いて、窓ガラス露点車室内絶対湿度Xrmaxが求められる。なお、窓ガラスの車室内表面に窓ガラス温度センサ21を配設し、直接検出した窓ガラス車室内表面温度Tgを用いて窓ガラス露点車室内絶対湿度Xrmaxを求めてもよい。
In this case, the window glass interior surface temperature Tg during traveling of the
ここで、湿り空気線図は、空気温度(℃)、その空気の絶対湿度(kg/kg)、相対湿度(%)、エンタルピー等の物理的状態の関係を表したものである。窓ガラス露点車室内絶対湿度Xrmaxは、空気温度と相対湿度100%のときの絶対湿度との関係を多項式で表し、外気温度Tam(=Tg)を変数として演算によって求めてもよく、また、この関係をエアコンECU14のメモリ23にルックアップテーブルとして記憶しておき、取得した外気温度Tam又は窓ガラス車室内表面温度Tgに対応する窓ガラス露点車室内絶対湿度Xrmaxとして求めてもよい。
Here, the wet air diagram represents a relationship between physical conditions such as air temperature (° C.), absolute humidity (kg / kg), relative humidity (%), and enthalpy of the air. The window window dew point cabin absolute humidity Xrmax may be expressed by a polynomial expression of the relationship between the air temperature and the absolute humidity when the relative humidity is 100%, and may be obtained by calculation using the outside air temperature Tam (= Tg) as a variable. The relationship may be stored as a look-up table in the
次に、窓ガラスが結露することがなく、且つ、車室内が快適と感じられる範囲内の車室内設定絶対湿度Xsetを求める(ステップS3〜S6)。 Next, the vehicle interior set absolute humidity Xset within a range where the window glass does not condense and the vehicle interior feels comfortable is obtained (steps S3 to S6).
そこで、エアコンECU14は、操作表示部20を用いて乗員により設定された車室内設定温度Tsetと、予め設定されている車室内上限相対湿度とを用いて、図4に示す湿り空気線図から仮車室内設定絶対湿度(仮Xset)を求める(ステップS3)。なお、車室内上限相対湿度は、例えば、通常、人間が快適と感じる上限の相対湿度である60%前後に設定することができる。この車室内上限相対湿度は、例えば、操作表示部20に設定部を設け、乗員が任意に設定するようにしてもよい。
Therefore, the
この場合、空気温度、相対湿度の2変数と、絶対湿度との関係を多項式で表し、車室内設定温度Tset、車室内上限相対湿度を変数として演算により仮車室内設定絶対湿度(仮Xset)を求めてもよく、また、この関係を相対湿度毎にエアコンECU14のメモリ23にルックアップテーブルとして記憶しておき、選択した相対湿度に対するルックアップテーブルから仮車室内設定絶対湿度(仮Xset)を求めるようにしてもよい。
In this case, the relationship between the two variables of air temperature and relative humidity and the absolute humidity is expressed by a polynomial, and the provisional vehicle interior set absolute humidity (provisional Xset) is calculated by using the vehicle interior set temperature Tset and the vehicle interior upper limit relative humidity as variables. This relationship may be obtained, and this relationship is stored as a lookup table in the
次に、窓ガラス露点車室内絶対湿度Xrmaxと仮車室内設定絶対湿度(仮Xset)とを比較する(ステップS4)。この場合、Xrmax>仮Xsetであれば、仮車室内設定絶対湿度(仮Xset)の空気が窓ガラスの近傍で冷やされたとしても、その空気が相対湿度100%を超えることがないため、窓ガラスが曇ることはない。また、車室内の湿度も快適と感じられる範囲内となる。一方、Xrmax≦仮Xsetであれば、仮車室内設定絶対湿度(仮Xset)の空気が窓ガラスの近傍で冷やされると、その空気が相対湿度100%を超えてしまうため、窓ガラスに曇りが生じてしまう。 Next, the window glass dew point vehicle interior absolute humidity Xrmax is compared with the temporary vehicle interior set absolute humidity (temporary Xset) (step S4). In this case, if Xrmax> temporary Xset, even if the air in the temporary vehicle cabin set absolute humidity (temporary Xset) is cooled in the vicinity of the window glass, the air does not exceed 100% relative humidity. The glass will not fog up. In addition, the humidity in the passenger compartment is within a range where comfort is felt. On the other hand, if Xrmax ≦ temporary Xset, the air in the provisional vehicle interior set absolute humidity (temporary Xset) is cooled in the vicinity of the window glass, and the air exceeds 100% relative humidity. It will occur.
そこで、Xrmax>仮Xsetの場合、Xset=仮Xsetとし(ステップS5)、Xrmax≦仮Xsetの場合、Xset=Xrmaxとする(ステップS6)。車室内設定絶対湿度Xsetをこのように設定することにより、圧縮機68による冷房能力を必要最小限として、窓ガラスに曇りが生じることがなく、且つ、車室内を快適な湿度とすることができる。
Therefore, when Xrmax> temporary Xset, Xset = temporary Xset is set (step S5), and when Xrmax ≦ temporary Xset, Xset = Xrmax is set (step S6). By setting the vehicle interior setting absolute humidity Xset in this way, the cooling capacity of the
次に、車室内設定温度Tset及び車室内設定絶対湿度Xsetを実現するために必要な吹出口42、44又は46からの吹出空気必要温度Tao及び吹出空気必要絶対湿度Xaoを計算する(ステップS7)。
Next, the required air temperature Tao and the required air outlet absolute humidity Xao from the
吹出空気必要温度Taoは、乗員が設定した車室内設定温度Tsetと、車室内温度センサ28により検出した車室内温度Trと、外気温度センサ22により検出した外気温度Tamと、日射量センサ24によって検出した日射量Tsとを用いて、
Tao=Ktset・Tset−Ktr・Tr−Ktam・Tam
−Kts・Ts−Ct …(1)
Ktset:車室内設定温度係数
Ktr:車室内温度センサ係数
Ktam:外気温度センサ係数
Kts:日射センサ係数
Ct:温度演算係数
として計算される。
The required air temperature Tao is detected by the passenger compartment set temperature Tset set by the passenger, the passenger compartment temperature Tr detected by the passenger
Tao = Ktset / Tset / Ktr / Tr-Ktam / Tam
−Kts · Ts−Ct (1)
Ktset: Car interior set temperature coefficient
Ktr: Vehicle interior temperature sensor coefficient
Ktam: outside temperature sensor coefficient
Kts: Solar radiation sensor coefficient
Ct: calculated as a temperature calculation coefficient.
また、吹出空気必要絶対湿度Xaoは、外気温度Tamと外気湿度とが近似的に比例すると見なし、ステップS5又はS6で求めた車室内設定絶対湿度Xsetと、車室内湿度センサ30によって検出した車室内絶対湿度Xrと、外気温度センサ22により検出した外気温度Tamとを用いて、
Xao=Kxset・Xset−Kxr・Xr−Kxam・Tam−Cx1
…(2)
Kxset:車室内設定絶対湿度係数
Kxr:車室内絶対湿度係数
Kxam:外気絶対湿度係数
Cx1:湿度演算係数
として計算される。なお、車室内湿度センサ30が相対湿度を検出するセンサである場合、車室内温度センサ28によって検出した車室内温度Trと、車室内湿度センサ30によって検出した相対湿度とを用いて、図4に示す湿り空気線図から車室内絶対湿度Xrを求めることができる。
Further, the required absolute humidity Xao of the blown air is assumed that the outside air temperature Tam and the outside air humidity are approximately proportional, and the vehicle interior set absolute humidity Xset obtained in step S5 or S6 and the vehicle interior detected by the vehicle
Xao = Kxset, Xset-Kxr, Xr-Kxam, Tam-Cx1
... (2)
Kxset: Car interior setting absolute humidity coefficient
Kxr: Absolute humidity coefficient in the passenger compartment
Kxam: outside air absolute humidity coefficient
Cx1: calculated as a humidity calculation coefficient. When the vehicle
以上のようにして計算された吹出空気必要温度Tao及び吹出空気必要絶対湿度Xaoを用いて、圧縮機68の稼働率を最小限とすることのできる制御温度Teaを計算する。
Using the blown air required temperature Tao and the blown air required absolute humidity Xao calculated as described above, the control temperature Tea that can minimize the operating rate of the
なお、圧縮機68が固定容量型であってエンジン18とクラッチ69を介して連結されている場合、圧縮機68をエンジン18から切り離すときの蒸発器出口温度検出センサ66の検出値を制御温度Teaに制御し、圧縮機68をエンジン18に接続するときの蒸発器出口温度検出センサ66の検出値を制御温度Tea+ε(ε:定数)に制御する。また、圧縮機68が可変容量型の場合には、蒸発器出口温度検出センサ66の検出値を制御温度Teaに制御する。
When the
ステップS2で求めた窓ガラス露点車室内絶対湿度Xrmaxと車室内湿度センサ30によって検出した車室内絶対湿度Xrとを比較し、Xrmax≦Xrであれば(ステップS8)、車室内の空気が窓ガラスの近傍で冷やされると、窓ガラスに曇りが生じる可能性がある。従って、蒸発器58による除湿能力を最大とするため、制御温度Teaを蒸発器58が着霜することのない下限温度minに設定する(ステップS9)。
The window window dew point vehicle interior absolute humidity Xrmax obtained in step S2 is compared with the vehicle interior absolute humidity Xr detected by the vehicle
一方、Xrmax>Xrであれば(ステップS8)、車室内の空気が窓ガラスの近傍で冷やされたとしても、その空気が相対湿度100%を超えることがないため、窓ガラスが曇ることはない。そこで、温度に対するマージンをδ、湿度に対するマージンをγとして、(Tset−δ)>Tr(ステップS10)、且つ、(Xset−γ)>Xrの場合(ステップS11)、現在の状態において、これ以上の除湿の必要性がなく、また、これ以上の冷房の必要性もないため、圧縮機68の駆動状態を必要最小限とするべく、Tea=β(例えば、20℃位)に設定する(ステップS12)。 On the other hand, if Xrmax> Xr (step S8), even if the air in the passenger compartment is cooled in the vicinity of the window glass, the air does not exceed 100% relative humidity, so the window glass does not fog up. . Therefore, when (Tset−δ)> Tr (step S10) and (Xset−γ)> Xr (step S11) where δ is a margin with respect to temperature and γ is a margin with respect to humidity, in the current state, no more. Therefore, there is no need for further dehumidification, and there is no need for further cooling. Therefore, Tea = β (for example, about 20 ° C.) is set in order to minimize the driving state of the compressor 68 (step 20 ° C.). S12).
また、Xrmax>Xr(ステップS8)、且つ、(Tset−δ)≦Tr(ステップS10)、且つ、(Xset−γ)>Xrの場合(ステップS13)、冷房の必要があるものと判断される。このとき、吹出空気必要温度Taoに対するマージンをαとして、Tea=Tao−αと設定する(ステップS14)。 If Xrmax> Xr (step S8), (Tset−δ) ≦ Tr (step S10), and (Xset−γ)> Xr (step S13), it is determined that cooling is necessary. . At this time, the margin for the necessary air temperature Tao is set as α, and Tea = Tao−α is set (step S14).
また、Xrmax>Xr(ステップS8)、且つ、(Tset−δ)>Tr(ステップS10)、且つ、(Xset−γ)≦Xrの場合(ステップS11)、除湿の必要があるものと判断される。このとき、相対湿度100%で吹出空気必要絶対湿度Xaoとなる温度をT(Xao)、温度T(Xao)の演算係数をηとして、Tea=T(Xao)−ηと設定する(ステップS15)。 If Xrmax> Xr (step S8), (Tset−δ)> Tr (step S10), and (Xset−γ) ≦ Xr (step S11), it is determined that dehumidification is necessary. . At this time, Ta = T (Xao) −η is set, where T (Xao) is the temperature at which the required absolute humidity Xao for the blown air is 100% relative humidity, and η is the calculation coefficient of the temperature T (Xao) (step S15). .
さらに、Xrmax>Xr(ステップS8)、且つ、(Tset−δ)≦Tr(ステップS10)、且つ、(Xset−γ)≦Xrの場合(ステップS13)、冷房及び除湿の必要があるものと判断される。このとき、Tao−αとT(Xao)−ηとを比較し(ステップS16)、何れか小さい方を制御温度Teaに設定する(ステップS14、S15)。 Furthermore, if Xrmax> Xr (step S8), (Tset−δ) ≦ Tr (step S10), and (Xset−γ) ≦ Xr (step S13), it is determined that cooling and dehumidification are necessary. Is done. At this time, Tao-α and T (Xao) -η are compared (step S16), and the smaller one is set as the control temperature Tea (steps S14 and S15).
以上のようにして、制御温度Teaが設定された後、圧縮機68が可変容量型である場合、その容量を調整する(ステップS17)。また、エアコンECU14は、エアミックスダンパ62の開度を計算し(ステップS18)、エアミックスダンパ駆動部36を駆動してエアミックスダンパ62の開度を調整する。さらに、エアコンECU14は、送風機56による送風量が必要量となるように、送風機駆動部34に供給する電圧を計算し(ステップS19)、送風機駆動部34をその電圧で駆動する。さらにまた、エアコンECU14は、操作表示部20により設定されたモードに従ってモード切換ダンパ52又は54の位置を計算し(ステップS20)、モード切換ダンパ駆動部38を駆動してモード切換ダンパ52又は54の切り換えを行う。
As described above, after the control temperature Tea is set, when the
上記の状態でエアコンユニット16が駆動されることにより、車室内の温度が車室内設定温度Tsetとなり、且つ、湿度が車室内設定絶対湿度Xsetとなるように空調制御が行われる。この場合、車室内は、窓ガラスが曇ることがなく、しかも、快適な湿度の上限を超えることのない状態に調整される。しかも、圧縮機68がこの状態を維持できる必要最小限の駆動力によって制御されるため、圧縮機68による消費エネルギを節約することができる。
By driving the
図5は、外気の湿度が常湿(例えば、50%)、車室内設定温度Tsetが25℃、車室内上限相対湿度が60%の条件において、(2)式でKxma・Tamの項を無視して制御温度Teaを計算し、エアコンユニット16を制御した従来技術の場合(点線)と、(2)式の関係に基づいて制御温度Teaを計算し、エアコンユニット16を制御した本実施形態の場合(実線)とで、外気温度Tamに対する圧縮機68の単位時間当りの消費エネルギを比較した結果を示す。本実施形態によれば、従来技術に対して、圧縮機68の省動力化を達成できることが了解される。
Fig. 5 ignores the Kxma / Tam term in equation (2) under conditions where the humidity of the outside air is normal humidity (for example, 50%), the vehicle interior set temperature Tset is 25 ° C, and the vehicle interior upper limit relative humidity is 60%. In this embodiment, the control temperature Tea is calculated and the control temperature Tea is calculated based on the relationship of the formula (2) in the case of the prior art in which the
10…車両用空調装置 12…車両
14…エアコンECU 16…エアコンユニット
18…エンジン 20…操作表示部
22…外気温度センサ 24…日射量センサ
26…冷却水温度センサ 28…車室内温度センサ
30…車室内湿度センサ 56…送風機
58…蒸発器 60…加熱器
66…蒸発器出口温度検出センサ 68…圧縮機
70…凝縮器 72…気液分離器
74…膨張弁
DESCRIPTION OF
Claims (3)
空気を冷却する冷却手段と、
窓ガラス車室内表面温度Tgを取得する窓ガラス車室内表面温度取得手段と、
前記窓ガラス車室内表面温度Tgを露点とする窓ガラス露点車室内絶対湿度Xrmaxを取得する窓ガラス露点車室内絶対湿度取得手段と、
車室内設定温度Tsetにおける車室内許容上限相対湿度に対する仮車室内設定絶対湿度(仮Xset)を取得する仮車室内設定絶対湿度取得手段と、
Xrmax>仮Xsetであれば、Xset=仮Xsetとし、Xrmax≦仮Xsetであれば、Xset=Xrmaxとして、車室内設定絶対湿度Xsetを設定する車室内設定絶対湿度設定手段と、
車室内絶対湿度Xrを取得する車室内絶対湿度取得手段と、
前記車室内設定温度Tsetを得るために必要な吹出空気必要温度Taoを、
Tao=Ktset・Tset−Ktr・Tr−Ktam・Tam
−Kts・Ts−Ct
Ktset:車室内設定温度係数
Ktr:車室内温度センサ係数
Ktam:外気温度センサ係数
Kts:日射センサ係数
Ct:温度演算係数
Tr:車室内温度
Tam:外気温度
Ts:日射量
として計算する吹出空気必要温度計算手段と、
前記車室内設定絶対湿度Xsetを得るために必要な吹出空気必要絶対湿度Xaoを、
Xao=Kxset・Xset−Kxr・Xr−Kxam・Tam−Cx1
Kxset:車室内設定絶対湿度係数
Kxr:車室内絶対湿度係数
Kxam:外気絶対湿度係数
Cx1:湿度演算係数
として計算する吹出空気必要絶対湿度計算手段と、
前記吹出空気必要温度Tao及び前記吹出空気必要絶対湿度Xaoに基づき、前記冷却手段により冷却される空気の制御温度Teaを計算する制御温度計算手段と、
前記制御温度Teaに基づいて冷却能力を制御する冷却制御手段と、
前記制御温度Teaに基づいて加熱能力を制御する加熱制御手段と、
を備えることを特徴とする車両用空調装置。 Heating means for heating air;
Cooling means for cooling the air;
A window glass vehicle interior surface temperature acquisition means for acquiring a window glass vehicle interior surface temperature Tg;
Window glass dew point vehicle interior absolute humidity obtaining means for obtaining window glass dew point vehicle interior absolute humidity Xrmax with the window glass vehicle interior surface temperature Tg as a dew point;
Provisional vehicle interior setting absolute humidity acquisition means for acquiring provisional vehicle interior setting absolute humidity (provisional Xset) relative to the vehicle interior allowable upper limit relative humidity at the vehicle interior setting temperature Tset;
If Xrmax> temporary Xset, then Xset = temporary Xset, and if Xrmax ≦ temporary Xset, if Xset = Xrmax, vehicle interior setting absolute humidity setting means for setting vehicle interior setting absolute humidity Xset;
Vehicle interior absolute humidity acquisition means for acquiring vehicle interior absolute humidity Xr;
The required air temperature Tao required for obtaining the vehicle interior set temperature Tset is:
Tao = Ktset / Tset / Ktr / Tr-Ktam / Tam
-Kts ・ Ts-Ct
Ktset: Car interior set temperature coefficient
Ktr: Vehicle interior temperature sensor coefficient
Ktam: outside temperature sensor coefficient
Kts: Solar radiation sensor coefficient
Ct: Temperature calculation coefficient
Tr: Interior temperature
Tam: outside air temperature
Ts: means for calculating required air temperature for calculating the amount of solar radiation;
Blowing air required absolute humidity Xao necessary to obtain the vehicle interior setting absolute humidity Xset,
Xao = Kxset, Xset-Kxr, Xr-Kxam, Tam-Cx1
Kxset: Car interior setting absolute humidity coefficient
Kxr: Absolute humidity coefficient in the passenger compartment
Kxam: outside air absolute humidity coefficient
Cx1: means for calculating required absolute humidity of blown air to be calculated as a humidity calculation coefficient;
Control temperature calculating means for calculating a control temperature Tea of the air cooled by the cooling means based on the required air temperature Tao and the required absolute air humidity Xao;
Cooling control means for controlling the cooling capacity based on the control temperature Tea;
Heating control means for controlling the heating capacity based on the control temperature Tea;
A vehicle air conditioner comprising:
前記制御温度計算手段は、
Xrmax≦Xrであれば、Tea=min(min:前記冷却手段が着霜しない下限温度)、
Xrmax>Xr、且つ、(Tset−δ)≦Tr(δ:所定マージン)、且つ、(Xset−γ)>Xr(γ:所定マージン)であれば、Tea=Tao−α(α:定数)、
Xrmax>Xr、且つ、(Tset−δ)>Tr、且つ、(Xset−γ)≦Xrであれば、Tea=T(Xao)−η(η:演算係数、T(Xao):相対湿度100%で前記吹出空気必要絶対湿度Xaoとなる温度)、
Xrmax>Xr、且つ、(Tset−δ)≦Tr、且つ、(Xset−γ)≦Xrであれば、Tea=Tao−α、又は、Tea=T(Xao)−ηのどちらか小さい方、
Xrmax>Xr、且つ、(Tset−δ)>Tr、且つ、(Xset−γ)>Xrであれば、Tea=β(β:定数)
として前記制御温度Teaを計算することを特徴とする車両用空調装置。 The apparatus of claim 1.
The control temperature calculation means includes
If Xrmax ≦ Xr, Tea = min (min: lower limit temperature at which the cooling means does not frost),
If Xrmax> Xr, (Tset−δ) ≦ Tr (δ: predetermined margin), and (Xset−γ)> Xr (γ: predetermined margin), Tea = Tao−α (α: constant),
If Xrmax> Xr, (Tset−δ)> Tr, and (Xset−γ) ≦ Xr, Tea = T (Xao) −η (η: arithmetic coefficient, T (Xao): relative humidity 100% At the temperature at which the blown air needs absolute humidity Xao)
If Xrmax> Xr, (Tset−δ) ≦ Tr, and (Xset−γ) ≦ Xr, Tea = Tao−α or Tea = T (Xao) −η, whichever is smaller,
If Xrmax> Xr, (Tset−δ)> Tr, and (Xset−γ)> Xr, Tea = β (β: constant)
The control temperature Tea is calculated as follows.
前記車室内絶対湿度Xrを検出する車室内湿度センサを備えることを特徴とする車両用空調装置。
The apparatus of claim 1.
A vehicle air conditioner comprising a vehicle interior humidity sensor for detecting the vehicle interior absolute humidity Xr.
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