JP4507460B2 - Air conditioner for vehicles - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷凍サイクルの圧縮機の作動を断続して、蒸発器温度を制御する車両用空調装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、特開平11−198644号公報には、車両用空調装置において、通常モード時には目標蒸発器温度を3〜4℃程度の低温に設定し、一方、エコノミースイッチによる省動力(燃費優先)モードの設定時には目標蒸発器温度を12〜13℃程度の高めの温度に設定し、これにより、圧縮機断続作動の稼働率〔圧縮機作動時間/(圧縮機作動時間+圧縮機停止時間)〕を下げて、圧縮機を駆動する車両エンジンの動力を低減するようにした車両用空調装置が記載されている。
【0003】
また、信号待ち時等の停車時に車両エンジンを自動的に停止する車両(ハイブリッド車、エコラン車等)においては、停車に伴う圧縮機停止時に蒸発器温度が上昇する過程で蒸発器表面の凝縮水が乾ききるときに、凝縮水に溶解していた臭い成分が蒸発器から離脱して送風空気とともに車室内へ吹出し、乗員に不快感を与える。
【0004】
そこで、上記従来技術では、車両エンジンの停止時(圧縮機停止時)に蒸発器吸い込み空気の条件に基づいて臭い発生を抑制できる圧縮機停止時間を算出し、圧縮機停止後の経過時間がこの算出時間を超えると、停車時であっても、車両エンジンを再起動させて圧縮機を稼働状態に復帰させることが提案されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、車両用空調装置において、蒸発器温度は空調機能的には車室内温度の制御(冷房)および除湿性能(窓ガラスの防曇性能確保、車室内湿度の制御)の観点から決定すればよいのであるが、実際には、蒸発器からの臭い抑制のために、蒸発器温度の上限が制約されるという問題がある。
【0006】
このことをより具体的に説明すると、春秋の中間季節では、車室内温度の制御および除湿性能の観点からは蒸発器温度を18〜20℃程度まで上昇し得る場合が生じるが、そのような条件下でも、蒸発器からの臭い抑制のために蒸発器温度を12〜13℃程度の温度に抑えている。
【0007】
この蒸発器温度の上限値(12〜13℃)は、車両用空調装置の通常の使用条件では蒸発器吸い込み空気の露点温度より常に低い温度となるように設定するので、蒸発器表面は常に凝縮水で濡れた状態となり、これにより、臭い成分の離脱を防ぎ、臭い発生を抑制できる。しかし、このような蒸発器温度の制御(すなわち、圧縮機断続制御)では、空調機能的に蒸発器温度をより高めの温度に上昇し得る余地があるにもかかわらず、臭い抑制のために蒸発器温度の上限を低く抑えることになり、省動力効果を阻害している。
【0008】
本発明は上記点に鑑みてなされたもので、冷凍サイクルの圧縮機の作動を断続して、蒸発器温度を制御する車両用空調装置において、蒸発器からの臭い発生の抑制と、圧縮機駆動源の省動力効果の向上とを両立させることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は以下に説明する実験的知見に基づいて上記目的を達成するための技術的手段を案出したものである。
【0010】
図25は特開平11−198644号公報の図17と類似の図で、圧縮機の断続(ON−OFF)制御に伴う臭い発生のメカニズムを示すものである。図25(a)は車室内乗員により感知される車室内出空気の臭気強度を示し、図25(b)は圧縮機作動の断続による蒸発器吹出温度の変化を示し、図25(c)は圧縮機作動の断続を示し、図25(d)は圧縮機作動の断続による蒸発器表面での凝縮水の挙動を示す。
【0011】
図25(c)に示すように、圧縮機は蒸発器吹出温度が目標温度TEO−α(αはON−OFF制御のヒステリシス幅)まで低下すると停止し、そして、圧縮機の停止により蒸発器吹出温度が目標温度TEOまで上昇すると、圧縮機が作動状態に復帰する。
【0012】
圧縮機の作動時には蒸発器での冷媒の吸熱作用により蒸発器吸い込み空気の露点温度より低い温度まで蒸発器吹出温度が低下するようにしてあるので、蒸発器表面で凝縮水が発生し、凝縮水に臭い成分が溶解する。そして、圧縮機停止直後の期間▲1▼では、冷媒の吸熱作用の停止のため、蒸発器吹出温度が急上昇し、その後、蒸発器吹出温度の上昇が緩やかになる。
【0013】
次の期間▲2▼では蒸発器吹出温度が次第に略一定温度にて安定する。これは、蒸発器表面での凝縮水の蒸発による吸熱量(潜熱)に見合った温度まで蒸発器吸い込み空気の温度が低下して、凝縮水の蒸発潜熱と蒸発器吸い込み空気の温度低下がほぼバランスするためである。
【0014】
この期間▲2▼での蒸発器吹出温度(一定温度)は蒸発器吸い込み空気の湿球温度Twetであり、この湿球温度Twetは図26の湿り空気線図により蒸発器吸い込み空気の温度(乾球温度)と相対湿度とから求めることができる。すなわち、図26の湿り空気線図において、蒸発器吸い込み空気の温度(乾球温度)と相対湿度との交点Pを通る等エンタルピ線Qが飽和曲線と交差する点にて湿球温度Twetを求めることができる。例えば、蒸発器吸い込み空気の温度(乾球温度)=35℃、相対湿度=35%のときは、湿球温度Twet=23℃となる。このとき、露点温度Trtは、交点Pの湿り空気が絶対湿度一定のまま飽和状態となる温度であり、上記の例では露点温度Trt=17.5℃となる。
【0015】
図26の湿り空気線図の特性により必ず、露点温度Trt<湿球温度Twetの関係となる。露点温度Trtは蒸発器表面に凝縮水が付着し始める温度であり、湿球温度Twetは凝縮水の蒸発により蒸発器表面を所定温度に保持する温度である。
【0016】
上記期間▲2▼では凝縮水の蒸発が進行することにより臭い成分が凝縮水中に濃縮されていく。更に、時間が経過して次の期間▲3▼になると、蒸発器表面での凝縮水が乾ききる直前に凝縮水の膜が薄くなって凝縮水の熱抵抗が減少するので、凝縮水の蒸発量が増加して凝縮水の蒸発による吸熱量が増加する。これにより、蒸発器吹出温度が所定量低下する。その後、蒸発器表面での凝縮水が乾ききって、凝縮水の蒸発による吸熱がなくなるため蒸発器吹出温度が再度上昇する。
【0017】
蒸発器吹出空気への臭気発生は上記期間▲3▼の途中、すなわち、蒸発器表面での凝縮水が乾ききる直前に蒸発器のフィン表面から付着臭い成分が離脱することにより開始され、そして、時間の経過とともに徐々に臭気強度が増大する。
【0018】
図25の臭い発生メカニズムによると、圧縮機の停止期間における蒸発器吹出温度の挙動において、凝縮水の蒸発が進行する期間、すなわち、蒸発器吹出温度が蒸発器吸い込み空気の湿球温度まで上昇する期間▲2▼の経過後に、臭気強度が増大する期間▲3▼が到来することが分かる。
【0019】
そこで、上記点に着目して、請求項1記載の発明では、冷凍サイクルの圧縮機(1)の作動を断続して、蒸発器温度を制御する車両用空調装置において、
蒸発器(9)から臭いが発生する条件に該当するときに、第1所定時間(t1)の間、圧縮機(1)を停止させ、第1所定時間(t1)よりも十分短い時間である第2所定時間(t2)の間、圧縮機(1)を作動させる間欠運転モードを実行し、
この間欠運転モードの実行回数が所定回数以上になったときに、蒸発器温度が蒸発器(9)の吸い込み空気の湿球温度以下であるかどうかを判定し、
蒸発器温度が前記湿球温度以下であるときは、蒸発器温度が前記湿球温度以下で、かつ、前記吸い込み空気の露点温度より高い温度となるように圧縮機(1)の作動を断続制御し、
また、蒸発器温度が前記湿球温度より高い温度であると判定されたときは蒸発器温度が通常時の目標蒸発器温度に維持されように圧縮機(1)の作動を断続制御することを特徴とする。
これによると、蒸発器(9)から臭いが発生する条件に該当するときに圧縮機(1)を短い時間(t2)だけ間欠的に作動させる間欠運転モードを実行するので、間欠運転モードの圧縮機停止期間(t1)の間に、蒸発器(9)表面の凝縮水を徐々に蒸発させ、蒸発器(9)表面が部分的に少しずつ乾いていく。これにより、蒸発器(9)表面から臭い成分が少しずつ分散して脱離するので、臭気レベルを低く抑えることができ、臭気レベルが不快と感じるレベルまで上昇することがない。
しかも、間欠運転モードでは圧縮機(1)の作動を短時間(t2)による間欠作動に強制的に制限し、時間(t2)より十分長い時間の間圧縮機(1)を停止するから、圧縮機(1)の稼働率をより一層低くして省動力効果をより一層向上できる。
請求項2に記載の発明のように、請求項1において、通常時の目標蒸発器温度は、少なくとも車室内への吹出空気温度を制御するために必要な温度に基づいて決定されるものである。
請求項3に記載の発明のように、請求項1または2において、圧縮機(1)の作動の断続に伴って蒸発器(9)の表面で凝縮水の発生と凝縮水の乾燥が繰り返される条件を判定することにより、蒸発器(9)から臭いが発生する条件に該当することを判定することができる。
請求項4に記載の発明のように、請求項3において、蒸発器(9)の吸い込み空気の状態と圧縮機(1)の作動を断続制御するための目標蒸発器温度とに基づいて、蒸発器(9)の表面で凝縮水の発生と凝縮水の乾燥が繰り返される条件を判定するようにしてもよい。
請求項5に記載の発明のように、請求項4において、目標蒸発器温度が蒸発器(9)の吸い込み空気の湿球温度と露点温度付近にあるときを、蒸発器(9)の表面で凝縮水の発生と凝縮水の乾燥が繰り返される条件に該当すると判定するようにしてもよい。
請求項6に記載の発明のように、請求項1ないし5のいずれか1つにおいて、蒸発器(9)の吸い込み空気の温度を検出する温度センサ(39)および吸い込み空気の湿度を検出する湿度センサ(40)を備え、この両センサ(39、40)により検出された吸い込み空気温度および吸い込み空気湿度に基づいて湿球温度を算出するようにしてもよい。
請求項7に記載の発明のように、請求項1ないし5のいずれか1つにおいて、蒸発器(9)に車室内空気が吸い込まれる内気モード時に、車室内温度と車室内湿度に基づいて湿球温度を算出するようにしてもよい。
請求項8に記載の発明のように、請求項1ないし5のいずれか1つにおいて、蒸発器(9)に車室外空気が吸い込まれる外気モード時に、圧縮機(1)が作動状態から停止し、その停止状態が所定時間経過した後の蒸発器温度を湿球温度とするようにしてもよい。
請求項7、8に記載の発明によると、蒸発器吸い込み空気の状態を検出する専用のセンサが不要となる。
【0020】
請求項9に記載の発明では、冷凍サイクルの圧縮機(1)の作動を蒸発器温度に応じて断続制御する圧縮機制御手段(S9)を備える車両用空調装置において、
圧縮機制御手段(S9)は、蒸発器(9)の吸い込み空気の湿球温度を算出する第1算出手段(S160)と、蒸発器(9)の吸い込み空気の露点温度を算出する第2算出手段(S170)と、蒸発器(9)から臭いが発生する条件に該当するか否かを判定する判定手段(S180)とを有し、
判定手段(S180)により蒸発器(9)から臭いが発生する条件に該当すると判定されたときは、蒸発器温度が第1算出手段(S160)により算出された湿球温度以下で、かつ、第2算出手段(S170)により算出された露点温度より高い温度となるように圧縮機(1)の作動を断続制御することを特徴とする。
これによると、蒸発器温度が一旦、露点温度Trtより低い温度に低下して蒸発器(9)に凝縮水が付着した後でも、上記制御により、蒸発器温度の上限を蒸発器吸い込み空気の湿球温度Twet以下に制限して、凝縮水が乾ききる前に蒸発器温度を再び低下させることができる。従って、蒸発器表面を凝縮水で濡れた状態に維持できるので、蒸発器(9)からの臭い発生を抑制できる。
【0021】
しかも、蒸発器温度を蒸発器吸い込み空気の露点温度より高い湿球温度付近に維持することにより、圧縮機(1)の稼働率を低下して圧縮機駆動源の省動力効果を向上できる。
【0022】
よって、蒸発器(9)からの臭い発生の抑制と、圧縮機駆動源の省動力効果の向上とを両立させることができる。
【0023】
請求項10に記載の発明のように、請求項9において、圧縮機(1)の停止後に、蒸発器温度が第1算出手段(S160)により算出された湿球温度もしくはこの湿球温度より所定温度低い温度まで上昇すると、圧縮機(1)を作動状態に復帰させるようにすればよい。
【0035】
請求項11に記載の発明のように、請求項9または10において、判定手段(S180)は、圧縮機(1)の作動の断続に伴って蒸発器(9)の表面で凝縮水の発生と凝縮水の乾燥が繰り返される条件を判定することにより、蒸発器(9)から臭いが発生する条件に該当することを判定することができる。
【0036】
請求項12に記載の発明のように、請求項11において、判定手段(S180)は、蒸発器(9)の吸い込み空気の状態と圧縮機(1)の作動を断続制御するための目標蒸発器温度とに基づいて、蒸発器(9)の表面で凝縮水の発生と凝縮水の乾燥が繰り返される条件を判定するようにしてもよい。
【0037】
請求項13に記載の発明のように、請求項12において、判定手段(S180)は、目標蒸発器温度が第1算出手段(S160)により算出された湿球温度と第2算出手段(S170)により算出された露点温度付近にあるときを、蒸発器(9)の表面で凝縮水の発生と凝縮水の乾燥が繰り返される条件に該当すると判定するようにしてもよい。
【0040】
請求項14に記載の発明のように、請求項9ないし13のいずれか1つにおいて、蒸発器(9)の吸い込み空気の温度を検出する温度センサ(39)および吸い込み空気の湿度を検出する湿度センサ(40)を備え、
第1算出手段(S160)は、上記両センサ(39、40)により検出された吸い込み空気温度および吸い込み空気湿度に基づいて湿球温度を算出するようにしてもよい。
【0041】
請求項15に記載の発明のように、請求項9ないし13のいずれか1つにおいて、第1算出手段(S160)は、蒸発器(9)に車室内空気が吸い込まれる内気モード時に、車室内温度と車室内湿度に基づいて湿球温度を算出するようにしてもよい。
【0042】
請求項16に記載の発明のように、請求項9ないし13のいずれか1つにおいて、第1算出手段(S160)は、蒸発器(9)に車室外空気が吸い込まれる外気モード時に、圧縮機(1)が作動状態から停止し、その停止状態が所定時間経過した後の蒸発器温度を湿球温度として算出するようにしてもよい。
【0043】
請求項15、16に記載の発明によると、蒸発器吸い込み空気の状態を検出する専用のセンサが不要となる。
【0044】
請求項17に記載の発明では、請求項1ないし8および請求項12、13のいずれか1つににおいて、車室内への吹出温度を制御するために必要な第1目標蒸発器温度を決定する第1決定手段(S120)と、
車室内の湿度を快適範囲に維持するために必要な第2目標蒸発器温度を決定する第2決定手段(S130)と、
窓ガラスの曇り止めのために必要な第3目標蒸発器温度を決定する第3決定手段(S140)と、
第1ないし第3目標蒸発器温度のうち最も低い温度を最終的に目標蒸発器温度として決定する第4決定手段(S150)とを有することを特徴としている。
【0045】
請求項17に記載の発明によると、蒸発器(9)の温度を、車室内への吹出温度制御、車室内の湿度制御、および窓ガラスの曇り止めのために必要な温度のうち最低温度に制御する。
【0046】
ところで、空調空間内の湿度が快適範囲に維持されていると、使用者は冷房なしでも快適さを感じることができる。従って、春秋の中間期のように外気が低湿度雰囲気にある季節では、第2決定手段(S130)による湿度制御用の第2目標蒸発器温度は高めの温度に維持される。また、このような中間期では外気温が中間温度域にあって、他の第1、第3目標蒸発器温度もともに高めの温度にすることができるので、結局、最終的な目標蒸発器温度が高めの温度となり、圧縮機(1)の稼働率低下により圧縮機駆動源の省動力効果を向上できる。
【0051】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【0052】
【発明の実施の形態】
(第1実施形態)
図1は第1実施形態の全体構成図であり、車両用空調装置の冷凍サイクルRには冷媒を吸入、圧縮、吐出する圧縮機1が備えられている。圧縮機1は動力断続用の電磁クラッチ2を有し、圧縮機1には電磁クラッチ2およびベルト3を介して車両エンジン4の動力が伝達される。電磁クラッチ2への通電は空調用電子制御装置5により断続され、電磁クラッチ2への通電の断続により圧縮機1の運転が断続される。
【0053】
圧縮機1から吐出された高温、高圧の過熱ガス冷媒は凝縮器6に流入し、ここで、図示しない冷却ファンより送風される外気と熱交換して冷媒は冷却されて凝縮する。この凝縮器6で凝縮した冷媒は次に受液器7に流入し、受液器7の内部で冷媒の気液が分離され、冷凍サイクルR内の余剰冷媒(液冷媒)が受液器7内に蓄えられる。
【0054】
この受液器7からの液冷媒は膨張弁(減圧手段)8により低圧に減圧され、低圧の気液2相状態となる。膨張弁8は蒸発器9の出口冷媒の温度を感知する感温部8aを有する温度式膨張弁である。この膨張弁8からの低圧冷媒は蒸発器(冷房用熱交換器)9に流入する。この蒸発器9は車両用空調装置の空調ユニット15の空調ケース10内に設置され、蒸発器9に流入した低圧冷媒は空調ケース10内の空気から吸熱して蒸発する。蒸発器9の出口は圧縮機1の吸入側に結合され、上記したサイクル構成部品によって閉回路を構成している。
【0055】
空調ケース10において、蒸発器9の上流側には送風機11が配置され、送風機11には遠心式送風ファン12と駆動用モータ13が備えられている。送風ファン12の吸入側には内外気切替箱14が配置され、この内外気切替箱14内の内外気切替ドア14aにより外気導入口14bと内気導入口14cを開閉する。これにより、内外気切替箱14内に外気(車室外空気)または内気(車室内空気)が切替導入される。内外気切替ドア14aはサーボモータからなる電気駆動装置14eにより駆動される。
【0056】
送風機11により送風される空気は空調ケース10内の蒸発器9の上流部に流入する。空調ケース10内で、蒸発器9の下流側にはエアミックスドア19が配置されている。このエアミックスドア19の下流側には車両エンジン4の温水(冷却水)を熱源として空気を加熱する温水式ヒータコア(暖房用熱交換器)20が設置されている。この温水式ヒータコア20の側方(上方部)には、温水式ヒータコア20をバイパスして空気を流すバイパス通路21が形成されている。
【0057】
エアミックスドア19は回動可能な板状ドアであり、サーボモータからなる電気駆動装置22により駆動される。エアミックスドア19は、温水式ヒータコア20を通過する温風とバイパス通路21を通過する冷風との風量割合を調節するものであって、この冷温風の風量割合の調節により車室内への吹出空気温度を調節する。従って、本例においては、エアミックスドア19により車室内への吹出空気の温度調節手段が構成される。
【0058】
温水式ヒータコア20の下流側には下側から上方へ延びる温風通路23が形成され、この温風通路23からの温風とバイパス通路21からの冷風が空気混合部24で混合して、所望温度の空気を作り出すことができる。
【0059】
さらに、空調ケース10内で、空気混合部24の下流側に吹出モード切替部が構成されている。すなわち、空調ケース10の上面部には車両フロントガラス内面に空気を吹き出すデフロスタ開口部25が形成され、このデフロスタ開口部25は回動自在な板状のデフロスタドア26により開閉される。
【0060】
また、空調ケース10の上面部で、デフロスタ開口部25より車両後方側の部位に、車室内乗員の上半身に向けて空気を吹き出すフェイス開口部27が形成され、このフェイス開口部27は回動自在な板状のフェイスドア28により開閉される。
【0061】
また、空調ケース10において、フェイス開口部27の下側部位に車室内乗員の足元に向けて空気を吹き出すフット開口部29が形成され、このフット開口部29は回動自在な板状のフットドア30により開閉される。
【0062】
上記した吹出モードドア26、28、30は共通のリンク機構(図示せず)に連結され、このリンク機構を介してサーボモータからなる電気駆動装置31により駆動される。
【0063】
次に、本実施形態における電気制御部の概要を説明すると、空調用電子制御装置5はCPU、ROM、RAM等からなる周知のマイクロコンピュータと、その周辺回路にて構成されるものである。蒸発器9の温度センサとしてサーミスタからなる温度センサ32を有している。この温度センサ32は、具体的には空調ケース10内で蒸発器9の空気吹出直後の部位に配置され、蒸発器吹出温度Teを検出する。
【0064】
また、本実施形態では車室内の相対湿度RHrを検出する湿度センサ33、蒸発器9の吸い込み空気温度Tinを検出する温度センサ39、および蒸発器9の吸い込み空気の相対湿度RHiを検出する湿度センサ40を備えている。
【0065】
空調用電子制御装置5には、上記のセンサ32、33、39、40の他に、空調制御のために、内気温Tr、外気温Tam、日射量Ts、温水温度Tw等を検出する周知のセンサ34〜37から検出信号が入力される。
【0066】
また、車室内計器盤近傍に設置される空調制御パネル38には乗員により手動操作される操作スイッチ38a〜38eが備えられ、この操作スイッチ38a〜38eの操作信号も空調用電子制御装置5に入力される。
【0067】
この操作スイッチとして、具体的には、温度設定信号Tsetを発生する温度設定スイッチ38a、風量切替信号を発生する風量スイッチ38b、吹出モード信号を発生する吹出モードスイッチ38c、内外気切替信号を発生する内外気切替スイッチ38d、エアコンスイッチ38e等が設けられている。
【0068】
吹出モードスイッチ38cは、フェイス、フット、バイレベル、フットデフ、デフロスタの各モードを手動操作で切り替えるものである。また、エアコンスイッチ38eは圧縮機1のオンオフ信号を発生する。
【0069】
次に、上記構成において本実施形態の作動を説明する。図2のフローチャートは空調用電子制御装置5のマイクロコンピュータにより実行される制御処理の概要を示し、図2の制御ルーチンは、車両エンジン4のイグニッションスイッチがオンされて制御装置5に電源が供給されとスタートする。
【0070】
先ず、ステップS1ではフラグ、タイマー等の初期化がなされ、次のステップS2で空調制御パネル38の操作スイッチ38a〜38e等の操作信号を読み込む。次のステップS3でセンサ32〜37等から車両環境状態の検出信号を読み込む。
【0071】
続いて、ステップS4にて、車室内へ吹き出される空調風の目標吹出温度TAOを算出する。この目標吹出温度TAOは車室内を温度設定スイッチ38aの設定温度Tsetに維持するために必要な吹出温度であり、下記数式1に基づいて算出される。
【0072】
【数1】
TAO=Kset×Tset−Kr×Tr−Kam×Tam−Ks×Ts+C
但し、Tr:内気センサ33により検出される内気温
Tam:外気センサ34により検出される外気温
Ts:日射センサ35により検出される日射量
Kset、Kr、Kam、Ks:制御ゲイン
C:補正用の定数
次に、ステップS5にて送風機11により送風される空気の目標送風量、具体的には送風機駆動用モータ13の印加電圧であるブロワ電圧Veを上記TAOに基づいて決定する。このブロワ電圧Veの決定方法は周知であり、上記TAOの高温側(最大暖房側)および低温側(最大冷房側)でブロワ電圧(目標風量)Veを大きくし、上記TAOの中間温度域でブロワ電圧(目標風量)Veを小さくする。
【0073】
次に、ステップS6にて内外気モードを決定する。この内外気モードは例えば設定温度Tsetに対して内気温Trが所定温度以上、大幅に高いとき(冷房高負荷時)に内気モードとし、その他の時は外気モードとする。あるいは、上記TAOが低温側から高温側へ上昇するにつれて、全内気モード→内外気混入モード→全外気モードと切替設定してもよい。
【0074】
次に、ステップS7にて上記TAOに応じて吹出モードを決定する。この吹出モードは周知のごとくTAOが低温側から高温側へ上昇するにつれてフェイスモード→バイレベルモード→フットモードと切替設定される。
【0075】
次に、ステップS8にて、エアミックスドア19の目標開度SWを上記TAO、蒸発器吹出温度Te、及び温水温度Twに基づいて次の数式2により算出する。
【0076】
【数2】
SW=〔(TAO−Te)/(Tw−Te)〕×100(%)
ここで、エアミックスドア19の目標開度SWは、エアミックスドア19の最大冷房位置(図1の実線位置)を0%とし、エアミックスドア19の最大暖房位置(図1の一点鎖線位置)を100%とする百分率で表される。
【0077】
次に、ステップS9に進み、圧縮機作動の断続(ON−OFF)を決定する。、すなわち、目標蒸発器温度TEOと温度センサ32により検出される蒸発器吹出温度Teとを比較して電磁クラッチ2への印加電圧Vcを決定し、圧縮機作動の断続(ON−OFF)を決定する。ステップS9の詳細は図3により後述する。
【0078】
次に、ステップS10に進み、上記ステップS5〜S9で決定された制御状態が得られるように、各種アクチュエータ部(2、13、14e、22、31)に制御信号が出力される。次のステップS11で制御周期τの経過を判定すると、ステップS2に戻る。
【0079】
図3は上記ステップS9による圧縮機作動の断続(ON−OFF)の決定方法の具体例を示すもので、まず、ステップS100にてエアコンスイッチ38eがONされているか否かを判定し、エアコンスイッチ38eがOFFされているときはステップS110にて圧縮機1のOFF信号を出力する。
【0080】
エアコンスイッチ38eがONされているときはステッブS120に進み、図2のステップS4で算出された目標吹出温度TAOから決まる室温制御用の目標蒸発器温度TEO1を算出する。このTEO1は車室内温度を制御するために必要な蒸発器温度を得るために決定される。従って、TEO4は図4のマップに例示するようにTAOの低下とともに低下するように決定される。
【0081】
次に、ステップS130で車室内を快適湿度範囲に制御するための目標蒸発器温度TEO2を算出する。この湿度制御用TEO2は、湿度センサ33により検出される車室内相対湿度RHrが目標相対湿度付近(例えば、60%付近)に維持されるように決定されるものであって、より具体的には、図5のマップに例示するように、車室内相対湿度が60%を超えると、TEO2は低めの温度T1(例えば、11℃)となり、車室内相対湿度が50%より減少しているときは高めの温度T2(例えば、18℃)に設定される。このように、実際の車室内相対湿度に応じてTEO2を高低2段階に切り替えることにより、車室内相対湿度を目標相対湿度付近(例えば、60%付近)に維持できる。
【0082】
次に、ステップS140で車両窓ガラスの防曇制御用の目標蒸発器温度TEO3を算出する。ここで、車両窓ガラスの曇りの要因は大きく分けて窓ガラスの温度と車室内空気の相対湿度である。すなわち、窓ガラスの温度が低下するほど、また、車室内空気の相対湿度が高くなるほど窓ガラスの曇りが発生しやすくなる。
【0083】
そこで、ステップS140においては、図6のマップに例示するように、窓ガラスの温度が低下するほど、また、車室内空気の相対湿度が高くなるほど、TEO3は低下するように決定される。より具体的には、窓ガラス内面近傍の相対湿度が90%付近に維持されるように、窓ガラスの温度と車室内空気の相対湿度に基づいてTEO3が決定される。
【0084】
なお、窓ガラスの温度は、温度センサにて直接検出する他に、外気温Tam、車速、デフロスタ吹出温度、内気温Tr等に基づいて算出(推定)することができる。
【0085】
次に、ステップS150において、上記3つの目標蒸発器温度TEO1〜TEO3のうち最も低い温度を目標蒸発器温度TEOとして最終的に決定する。なお、圧縮機1のON−OFF制御はハンチング防止のために、圧縮機1がONする温度と圧縮機1がOFFする温度との間に所定のヒステリシス幅(通常1℃程度)を設けるが、本明細書では、圧縮機1がONする温度の方を目標蒸発器温度TEOとする。
【0086】
次のステップS160では蒸発器吸い込み空気の湿球温度Twetを算出する。具体的には、図26の湿り空気線図を空調用電子制御装置5のROMに記憶しておき、この湿り空気線図と、センサ39、40により検出される蒸発器吸い込み空気の温度Tinおよび相対湿度RHiとに基づいて蒸発器吸い込み空気の湿球温度Twetを算出することができる。
【0087】
次に、ステップS170に進み、湿り空気線図と蒸発器吸い込み空気の温度Tinおよび相対湿度RHiとに基づいて同吸い込み空気の露点温度Trtを算出する。
【0088】
次に、ステップS180に進み、目標蒸発器温度TEOが蒸発器9から臭いの発生する条件に該当するかどうかを判定する。具体的には、目標蒸発器温度TEOが上記湿球温度Twetおよび露点温度Trt付近の温度に設定されているかどうかを判定する。
【0089】
このため、ステップS180では、TEOが(Trt+2℃)より高く、かつ、(Twet+2℃)より低い温度範囲内にあるかどうかを判定する。ここで、Trt+2℃およびTwet+2℃という判定範囲は、蒸発器吹出温度センサ32の応答遅れ、検出温度のバラツキ等を考慮して設定しているが、この判定範囲は温度センサ32の特性、圧縮機1の作動断続に対する冷凍サイクル応答性(蒸発器吹出温度変化の応答性)等を考慮して対象製品毎に適切な値を設定することが好ましい。
【0090】
上記の判定範囲内にTEOがあるときは、圧縮機1の作動の断続により蒸発器9の表面で凝縮水の発生(蒸発器表面の濡れた状態)と凝縮水の蒸発、乾燥(蒸発器表面の乾く状態)が繰り返され、それにより、蒸発器から臭いが発生する条件に該当すると判定する。
【0091】
ステップS180の判定がNOのときは、目標蒸発器温度TEOが蒸発器9から臭いの発生する条件に該当しないときであるから、ステップS190に進み、通常の圧縮機制御を行う。すなわち、温度センサ32により検出される実際の蒸発器吹出温度Teが目標蒸発器温度TEOまで上昇すると、圧縮機1のON信号を出力し、実際の蒸発器吹出温度Teが目標蒸発器温度TEO−1℃まで低下すると、圧縮機1のOFF信号を出力する。つまり、通常の圧縮機制御時では、圧縮機1がONする蒸発器吹出温度Teon=TEO、圧縮機1がOFFする蒸発器吹出温度Teoff=TEO−1となる。
【0092】
ここで、ステップS170による通常の圧縮機制御時には、臭い抑制のための目標蒸発器温度TEOの上限の制約がないから、TEOを室温制御、車室内湿度制御、および窓ガラスの防曇制御の観点で必要な最低温度まで引き上げることができる。特に、春秋の中間期のように外気が低湿度雰囲気にある季節では、上記最低温度を20℃前後の温度まで引き上げることができ、これにより、圧縮機1の稼働率が下がって、車両エンジン4の省動力効果を大幅に向上できる。
【0093】
空調空間の使用者は、相対湿度が快適領域(通常、25〜65%RH程度の広範囲)にあれば、蒸発器9による冷房(冷却除湿)作用なしでも、つまり、圧縮機1の運転なしでも、比較的広い温度範囲で快適性を感じることが知られている。
【0094】
そこで、本第1実施形態では、車室内の相対湿度RHrを検出する湿度センサ33を空調制御用センサとして追加し、車室内の相対湿度RHrが快適領域の上限付近(例えば、60%付近)に維持されるように目標蒸発器温度TEOを決定することにより、圧縮機1の稼働率をより一層下げて車両エンジン4の省動力を特に効果的に実現できる。
【0095】
一方、目標蒸発器温度TEOが蒸発器9から臭いの発生する条件に該当するときはステップS180の判定がYESとなり、ステップS200で臭い抑制の圧縮機制御を行う。具体的には、圧縮機1がONするときの蒸発器吹出温度Teonを蒸発器吸い込み空気の湿球温度Twet以下に制限する。このため、ステップS200では、圧縮機1がONするときの蒸発器吹出温度Teonを、目標蒸発器温度TEOと湿球温度Twetのうち、低い方の温度に設定する。つまり、Teon=MIN(Twet、TEO)である。
【0096】
そして、圧縮機1がOFFするときの蒸発器吹出温度Teoffは、Teonより所定のヒステリシス幅(例えば1℃)だけ低い温度とする。つまり、Teoff=MIN(Twet、TEO)−1℃となる。
【0097】
図7は上記ステップS200による臭い抑制の圧縮機制御を示すもので、蒸発器吹出温度Teが湿球温度Twetまで上昇すると、圧縮機1を必ずONするから、蒸発器吹出温度Teが図25(b)の期間▲2▼の湿球温度Twetになっている間に圧縮機1がONして、蒸発器吹出温度Teを再び引き下げる。このため、蒸発器表面の凝縮水が乾きることを未然に防止して、期間▲3▼への移行、すなわち、臭い発生を良好に防止できる。
【0098】
しかも、臭い抑制の圧縮機制御時においても、圧縮機1がONするときの蒸発器吹出温度Teonを蒸発器吸い込み空気の湿球温度Twetまで高めるから、Teonを蒸発器吸い込み空気の露点温度Trt以下の低い温度に設定する場合に比較して、圧縮機1のOFF期間が長くなって稼働率が下がり、車両エンジン4の省動力効果を向上できる。
【0099】
(第2実施形態)
図8は第2実施形態による制御を示すフローチャートであり、第1実施形態の図3のステップS100〜S170までは同じであるので、図示を省略している。第2実施形態では、図3のステップS180とステップS200との間にステップS210、S220を追加している。
【0100】
すなわち、圧縮機1のOFF期間において、蒸発器吹出温度Teが湿球温度Twetになっている期間▲2▼は図25(b)に示すようにある程度の時間継続され、この期間▲2▼では臭いが発生しないので、この点に着目して、第2実施形態では、ステップS210、S220の追加により圧縮機1のOFF期間に蒸発器吹出温度Teが湿球温度Twetに到達した後、所定時間t0(例えば、5秒)経過してから、ステップS200に進み、圧縮機1をONさせて、臭い発生を防止する。
【0101】
第2実施形態によると、圧縮機1のON−OFF作動が図9に示すようになり、第1実施形態(図7)に比べて所定時間t0の分だけ圧縮機1のOFF期間を長くすることができる。これにより、圧縮機稼働率を下げて、車両エンジン4の省動力効果を一層向上できる。
【0102】
なお、第2実施形態において、上記説明では所定時間t0を一律5秒という固定値にしているが、圧縮機1のOFF期間に蒸発器吹出温度Teが湿球温度Twetに到達した後、蒸発器表面の凝縮水が乾ききるまでの時間(図25の期間▲2▼の時間)は蒸発器表面の凝縮水量と凝縮水蒸発速度とにより変動する時間であり、そして、蒸発器表面の凝縮水量と凝縮水蒸発速度は、蒸発器吸い込み空気の温度、相対湿度、露点温度、蒸発器吹出温度等から推定することができる。従って、所定時間t0を、この蒸発器吸い込み空気の温度、相対湿度、露点温度、蒸発器吹出温度等から算出される可変時間としてもよい。
【0103】
(第3実施形態)
図10は第3実施形態による制御を示すフローチャートであり、第1実施形態ではステップS200にて圧縮機1がONするときの蒸発器吹出温度Teon=MIN(Twet、TEO)としているが、第3実施形態ではステップS200aにて蒸発器吹出温度Teon=MIN(Twet−2、TEO)としている。
【0104】
つまり、図11に示すように湿球温度Twetより所定温度T0(本例では2℃)だけ低い温度にて圧縮機1をONさせるようにしている。
【0105】
湿球温度Twetの算出のためには、蒸発器吸い込み空気の温度Tin、相対湿度RHiの検出が必要となるが、これら温度、相対湿度の検出用センサ39、40の応答遅れ、検出信号のバラツキ等に起因する算出誤差が発生することがある。また、蒸発器吹出温度センサ32にも応答遅れや検出温度のバラツキ等が発生することがある。そこで、これらのことを考慮して第3実施形態では、湿球温度Twetより所定温度T0(本例では2℃)だけ低い温度にて圧縮機1をONさせることにより、臭い抑制の効果をより確実に発揮できる。
【0106】
(第4実施形態)
図12は第4実施形態による制御を示すフローチャートであり、上記した第2実施形態と第3実施形態を組み合わせたものである。すなわち、第4実施形態は第2実施形態における圧縮機1をONさせる蒸発器吹出温度Teonを、第3実施形態におけるTwet−2℃に変更している。
【0107】
従って、第4実施形態によると、図13に示すように、蒸発器吹出温度TeがTwet−T0(例えば、2℃)に到達してから所定時間t0(例えば、5秒)が経過すると、ステップS200に進み、圧縮機1をONさせて臭い発生を防止する。このため、臭い発生の防止効果を発揮しつつ、所定時間t0による圧縮機OFF期間の延長により、圧縮機稼働率を下げて、車両エンジン4の省動力効果を向上できる。
【0108】
(第5実施形態)
上記第1〜第4実施形態は、基本的に蒸発器吹出温度Teの上限を蒸発器吸い込み空気の湿球温度Twet付近に制限することにより、圧縮機1の断続制御に伴う蒸発器9からの臭い発生を抑制するものであるが、第5実施形態は圧縮機1の断続制御のヒステリシス幅に着目し、蒸発器9から臭いが発生する条件に該当するときはヒステリシス幅を小さくすることにより、蒸発器9からの臭い発生を抑制するものである。
【0109】
このため、第5実施形態では圧縮機1の断続制御のための目標蒸発器温度、具体的には圧縮機1をONする蒸発器吹出温度Teonと圧縮機1をOFFする蒸発器吹出温度Teoffを第1〜第4実施形態とは異なる考え方で決定する。
【0110】
図14は第5実施形態による制御を示すフローチャートであり、ステップS100、S110は上記第1〜第4実施形態と同じ処理である。ステップS150では目標蒸発器温度TEOを目標吹出温度TAO(図2のS4参照)に基づいて算出する。本例の目標蒸発器温度TEOは室温制御の観点から、TAO−C>TEOとなるように決定される。つまり、TEOをTAOより所定値Cだけ、低めに決定する。
【0111】
これは次の理由による。圧縮機1をON、OFFすると、蒸発器吹出温度Teが変動するが、上記のように目標蒸発器温度TEOを目標吹出温度TAOより所定値Cだけ低めに決定しておけば、エアミックスドア19の開度調整(ヒータコア20の加熱量調整)により車室内への吹出温度の変動を解消できるからである。
【0112】
次のステップS170は、上記第1〜第4実施形態と同じ処理であり、図26の湿り空気線図と蒸発器吸い込み空気の温度Tinおよび相対湿度RHiとに基づいて露点温度Trtを算出する。次のステップS183は、図3等のステップS180と同様に蒸発器9から臭いが発生する条件に該当するかどうかを判定するものであるが、その具体的処理は、本例では次のように行う。
【0113】
すなわち、露点温度Trtが図16の斜線部の範囲内、つまり、圧縮機1をOFFする目標蒸発器温度(TEO−1)=Teoffと、(Teoff−3℃)との間の範囲にあるかどうか判定し、この範囲内にTrtがあるときは、圧縮機1のON−OFF挙動に伴って蒸発器表面の濡れ状態(Te<Trt)と蒸発器表面の乾き状態(Te>Twet)が繰り返されて臭いが発生する条件に該当すると判定する。
【0114】
ステップS183の判定がNOのときは、臭いが発生する条件に該当しないときであるから、通常の圧縮機制御を行う。すなわち、ステップS300で圧縮機1がONする蒸発器吹出温度Teon=TEOとし、ステップS310で圧縮機1がOFFする蒸発器吹出温度Teoff=TEO−1℃とする。
【0115】
一方、ステップS183の判定がYESのときは、臭いが発生する条件に該当するときであるから、臭い抑制制御のために圧縮機ON−OFF制御のヒステリシス幅を小さくする。すなわち、ステップS320で圧縮機1がONする蒸発器吹出温度Teon=TEOとし、ステップS330で圧縮機1がOFFする蒸発器吹出温度Teoff=TEO−0.3℃として、Teoffを引き上げるので、通常の圧縮機制御の場合に比較してON−OFF制御のヒステリシス幅(Teon−Teoff)を1℃から0.3℃に縮小する。
【0116】
そして、次のステップS340で、センサ32により検出される実際の蒸発器吹出温度Teと、上記したTeonおよびTeoffとの比較により圧縮機1のON−OFFを決定する。
【0117】
次に、本第5実施形態の作用効果を従来技術との対比により具体的に説明すると、図15は、ヒステリシス幅(Teon−Teoff)を常に1℃としている従来技術による圧縮機制御を示しており、そして、図15では車両エンジンの省動力のために、目標蒸発器温度TEO(圧縮機1がONする蒸発器吹出温度Teon)を19℃まで高める例を示している。
【0118】
空調の環境条件として例えば、外気温:35℃、外気湿度:50%であり、空調装置の吸い込みモードが外気モードであると、蒸発器9の吸い込み空気温度Tin:35℃、吸い込み空気湿度:50%となり、図26の湿り空気線図から吸い込み空気の露点温度Trt=23℃、湿球温度Twet=26℃となる。従って、TEO=19℃としても、なおTEOが露点温度Trtより十分低いので、蒸発器表面は常に濡れた状態を保持する。このため、図15の左側に示すように車室内の乗員が感じる臭気強度は問題のない低レベルとなる。
【0119】
ところが、空調の環境条件として例えば、蒸発器9の吸い込み空気温度Tin:21.5℃、吸い込み空気湿度:80%の条件になると、図26の湿り空気線図から吸い込み空気の露点温度Trt=18℃、湿球温度Twet=19℃となる。すなわち、図15の右側に示すように露点温度Trtと湿球温度Twetがともに目標蒸発器温度TEOに近接した温度となる。
【0120】
この場合も、目標蒸発器温度TEO(Teon)=19℃で圧縮機1をONし、TEO−1(=Teoff)の18℃で圧縮機1をOFFすることになるが、温度センサ32の応答遅れ、冷凍サイクルの応答性等により圧縮機1のOFF時には蒸発器吹出温度Teのアンダーシュートが生じて、蒸発器吹出温度Teが露点温度Trtより低下して凝縮水が蒸発器表面に付着する。そして、圧縮機1のON時には蒸発器吹出温度Teのオーバーシュートが生じて、蒸発器吹出温度Teが湿球温度Twetを上回るので、凝縮水が蒸発し、乾ききるという現象が発生する。
【0121】
このため、図25のメカニズムにより臭いが発生し、臭気強度が1.5の気になるレベルまで増大する。よって、従来技術によるヒステリシス幅一定のON−OFF制御であると、臭い発生の問題から実用上、TEOを19℃という高温へ切り替えること(省動力効果を高めること)ができない。
【0122】
これに反し、第5実施形態であると、吸い込み空気の露点温度Trt=18℃、湿球温度Twet=19℃のように、露点温度Trtが目標蒸発器温度TEOに近接した温度となる場合は、図14のステップS183にて蒸発器9から臭いが発生する条件に該当すると判定され、次のステップS330により圧縮機1をOFFする温度Teoffを(TEO−0.3℃)に引き上げてヒステリシス幅を0.3℃に縮小する。
【0123】
この結果、図16に示すように、蒸発器吹出温度Teが露点温度Trtより十分高い温度レベルで圧縮機1がOFFするので、蒸発器吹出温度Teのアンダーシュートが生じても蒸発器吹出温度Teが露点温度Trtまで低下せず凝縮水が蒸発器表面に付着しない。従って、蒸発器表面は乾いた状態を保持するので、臭気強度を0.5という問題のないレベルに抑制できる。
【0124】
これにより、臭い発生の抑制と、TEOの高温側への切替による省動力効果の発揮とを両立できる。
【0125】
なお、図15と図16の対比から明らかなごとく、第5実施形態の圧縮機制御は蒸発器9から臭いが発生する条件に該当するときに、圧縮機ON−OFF制御の周期を通常制御時に比較して小さくする制御であると言うことができる。
【0126】
しかも、圧縮機ON−OFF制御の周期を小さくするのは、臭いが発生する条件のときのみであり、通常制御時は従来通り周期を大きくするから、電磁クラッチ2の耐久寿命への悪影響も小さくできる。
【0127】
また、蒸発器9では、冷媒通路での冷媒の気液分布の不均一、空気側の風速分布の不均一等によりある程度の温度分布が生じるのは不可避である。一方、温度センサ32は蒸発器9の代表的な空気吹出温度Teを検出しているので、第5実施形態による図16の制御において、蒸発器9での温度分布により部分的に蒸発器吹出温度Teが露点温度Trtより低下する箇所が発生する場合もある。この場合でも、圧縮機ON−OFF制御の周期が小さいため、蒸発器吹出温度Teが露点温度Trtより低下する時間が短くなり、凝縮水の発生量が少ないので、臭い成分の溶解量も少なく、臭い発生を効果的に抑制できる。
【0128】
(第6実施形態)
第6実施形態は上記第5実施形態の変形であるので、その相違点のみを図17により説明する。第6実施形態ではステップS160にて蒸発器吸い込み空気の湿球温度Twetを湿り空気線図と、吸い込み空気温度Tinおよび吸い込み空気湿度RHiとに基づいて算出している。
【0129】
次のステップS185にて湿球温度Twetが圧縮機ON−OFF制御による蒸発器吹出温度Teの挙動範囲内にあるかどうかを判定して、蒸発器9から臭いが発生する条件に該当するかどうかを判定する。より具体的には、湿球温度Twetが圧縮機1がOFFする温度Teoff−3℃より高く、かつ、圧縮機1がONする温度Teon+1℃より低いかを判定する。
【0130】
ここで、蒸発器吹出温度Teの挙動範囲の下限値を本例では(Teoff−3℃)としているのは、Teoff(=TEO−1℃)で圧縮機1をOFFしても実際の蒸発器フィン表面温度は温度センサ32やサイクルの応答性から3℃程度のアンダーシュートが生じるためである。また、蒸発器吹出温度Teの挙動範囲の上限値を本例では(Teon+1℃)としているのは、同じく応答性の問題により1℃程度のオーバーシュートが生じるためである。
【0131】
このように、湿球温度Twetが圧縮機ON−OFF制御による蒸発器吹出温度Teの挙動範囲内にあるときは、実際の蒸発器吹出温度Teが露点温度Trtより低下して凝縮水が発生し、蒸発器9が濡れる状態と、実際の蒸発器吹出温度Teが湿球温度Twetを上回って凝縮水が乾ききる状態とが繰り返されるので、蒸発器9から臭いが発生する条件に該当すると判定できる。
【0132】
従って、ステップS185の判定がYESのときは、上記第5実施形態と同様に次のステップS320、S330に進み、ステップS330で、圧縮機1のOFF温度Teoffを(TEO−0.3℃)に引き上げてヒステリシス幅を0.3℃に縮小する。これにより、上記第5実施形態と同様の作用効果を発揮できる。
【0133】
(第7実施形態)
図18は第7実施形態であり、上記第5実施形態による露点温度Trtの算出ステップS170および判定ステップS183と、上記第6実施形態による湿球温度Twetの算出ステップS160および判定ステップS185とを組み合わせたものである。
【0134】
第7実施形態によると、ステップS183およびステップS185にて、湿球温度Twetと露点温度Trtの両者が、圧縮機ON−OFF制御による蒸発器吹出温度Teの挙動の所定範囲にあることを確認して、蒸発器9から臭いが発生する条件を判定するから、臭い発生条件の判定精度が向上する。
【0135】
(第8実施形態)
上述した第5〜第7実施形態では、ステップS183、S185にて臭い発生条件に該当すると判定したときに、ステップS330で、圧縮機1のOFF温度Teoffを(TEO−0.3℃)に引き上げてヒステリシス幅を縮小しているが、第8実施形態では、これとは逆に、圧縮機1のON温度TeonをTEOより引き下げて、ヒステリシス幅を縮小する。
【0136】
第8実施形態を図19により具体的に説明すると、ステップS100〜S185までは図17と同じである。ステップS185にて湿球温度Twetに基づいて臭い発生条件に該当すると判定されると、次のステップS325で圧縮機1のON温度Teonを(TEO−0.65℃)に引き下げる。一方、圧縮機1のOFF温度TeoffはステップS335で(TEO−1℃)とする。従って、OFF温度Teoffは通常制御時のステップS310と同一値となる。
【0137】
図20は第8実施形態の制御を示すもので、臭い対策の制御時には、ON温度Teonの引き下げにより圧縮機ON−OFF制御のヒステリシス幅が0.35℃まで縮小する。これにより、蒸発器吹出温度Teの上限値が湿球温度Twetより低い温度となり、凝縮水が乾ききることがない。換言すると、蒸発器9の表面が凝縮水により常に濡れた状態に保持されるので、蒸発器9からの臭い発生を抑制できる。
【0138】
(第9実施形態)
上述した第5〜第8実施形態では、臭い対策の制御時に、圧縮機ON−OFF制御のヒステリシス幅を小さくし、その結果として圧縮機ON−OFF制御の周期が小さくなるようにしているが、第9実施形態は圧縮機1のON時間をタイマー手段により直接所定時間に制限することにより、圧縮機ON−OFF制御の周期を小さくして、臭い発生の抑制を図るものである。
【0139】
まず、第9実施形態の課題を図21により説明すると、図21はTEOを26℃という、かなり高温レベルに上げた場合であり、図中の実線は温度センサ32により検出される蒸発器吹出温度Teの挙動であり、一点鎖線は蒸発器9のフィン表面温度の挙動であり、この場合はTEOが26℃という高温にあるため、圧縮機1がONしたときの蒸発器吹出温度Teおよびフィン表面温度のアンダーシュート量が大きくなる傾向にある。図21は従来通り圧縮機ON−OFF制御のヒステリシス幅を常時1℃にしている場合であり、その結果、圧縮機ON時間:6秒、ON−OFF周期:90秒となり、フィン表面温度のアンダーシュートによりフィン表面温度がA部に示すように露点温度Trtよりも低下して、凝縮水を発生する。
【0140】
そして、圧縮機OFFにより蒸発器吹出温度Teおよびフィン表面温度が湿球温度Twetより十分高い温度まで上昇する。これにより、凝縮水が乾ききるので、蒸発器9の表面が凝縮水により濡れた状態と乾いた状態を繰り返し、蒸発器9から臭いを発生する。
【0141】
特に、TEOの高温域では、圧縮機1のONにより蒸発器フィン表面温度が速やかに低下するが、温度センサ32の検出する蒸発器吹出温度Teはセンサ応答遅れによりフィン表面温度の低下に比べて遅れて低下する。このため、実際の蒸発器フィン表面温度の低下に対して、圧縮機1のON期間が過度に長いという現象が生じ、このことがフィン表面温度のアンダーシュートをより一層助長することになる。
【0142】
上記点に鑑みて、第9実施形態では、TEOの高温域を判定して、圧縮機1のON時間をタイマー手段により強制的に所定時間内に制限する。
【0143】
第9実施形態を図22により説明すると、ステップS100、S110、S150は上記各実施形態と同じであり、ステップS187でTEOが高温域であるか判定する。具体例としては、TEO>20℃を判定し、TEOが20℃より高いときは高温域と判定する。
【0144】
ステップS187の判定がYESであると、次に、ステップS350で蒸発器吹出温度Teが図23の▲1▼点の通過を判定する。すなわち、蒸発器吹出温度TeがTEOより低い状態(Te<TEO)から、TeがTEOを上回る状態(Te≧TEO)になったかを判定する。このステップS350の判定がYESであると、次に、ステップS360で圧縮機1を所定時間(具体例として1秒間)だけONし、その後、圧縮機1をOFFする。
【0145】
ここで、圧縮機1のON時間が1秒という短時間であるため、サイクル側およびセンサ応答性のために、圧縮機1のON後も蒸発器吹出温度Teは若干の時間上昇を続け、その後、図23の▲2▼点(圧縮機1のOFF後の時点)から蒸発器吹出温度Teが下降し始め、若干の時間経過後に、▲3▼点で再び、蒸発器吹出温度Teが上昇する。
【0146】
ステップS350で蒸発器吹出温度Teの図23の▲1▼点の通過を判定しないときはステップS370に進み、圧縮機1のONの時点▲1▼から所定時間(圧縮機ON時間より十分長い時間で、具体例として10秒間)経過しても、蒸発器吹出温度Teが下降しない状態にあるかを判定する。
【0147】
通常は、圧縮機1のONにより図23の▲2▼点から▲3▼点に向かい蒸発器吹出温度Teが下降するので、ステップS370の判定はNOとなり、ステップS380で圧縮機1のOFFを維持する。
【0148】
もし、何らかの原因により圧縮機ONの時点▲1▼からTeが図23の1点鎖線Bのように上昇し続けるときは、ステップS370の判定がYESとなり、ステップS360に進み、圧縮機1を1秒間だけONする。
【0149】
以上の制御により、図23の▲1▼点の通過ごとに1秒間だけ圧縮機1をONさせる。このため、第9実施形態によると、図24に示すようにTEO=26℃の場合に圧縮機ON時間の強制的な制限により蒸発器吹出温度Teの下限値を湿球温度Twetより高い温度に維持できる。このことは蒸発器9の表面を常に乾いた状態に維持でき、蒸発器9からの臭い発生を抑制できる。
【0150】
しかも、第9実施形態によると、蒸発器吸い込み空気の温度、湿度を検出しなくても、蒸発器9からの臭い抑制の制御が可能であるから、センサ数の削減により装置全体のコスト低減を図ることができ、実用上、極めて有利である。
【0151】
(第10実施形態)
なお、第9実施形態では、圧縮機ON時間を1秒間という値に固定する場合について説明したが、第10実施形態では圧縮機ON時間を蒸発器9の熱負荷増大により長くするよう可変する。ここで、目標蒸発器温度TEOは蒸発器9の熱負荷が大きいほど低くなるように算出される。
【0152】
そこで、第10実施形態では例えば、TEO=25℃のとき、圧縮機ON時間=1秒、TEO=20℃のとき、圧縮機ON時間=1.5秒、TEO=15℃のとき、圧縮機ON時間=2秒と決める。
【0153】
第10実施形態では例えば、TEO>13℃を判定し、TEOが13℃より高いときを高温域と判定してもよい。
【0154】
第9、第10実施形態におけるTEOの高温域とは、要は、圧縮機1のOFFにより蒸発器吹出温度が蒸発器吸い込み空気の湿球温度Twet以上に上昇して、凝縮水が乾ききる条件を満足する温度域である。従って、この高温域の判定温度は使用地域により可変することが好ましく、さらには、空調の使用季節により高温域の判定温度を可変するようにしてもよい。
【0155】
(第11実施形態)
第11実施形態は、圧縮機1を所定の時間間隔で短時間だけ間欠的に作動させる間欠運転モードを実行するようになっており、これにより、蒸発器9からの臭い発生を抑制しつつ、圧縮機駆動源(車両エンジン4)の省動力効果をより一層高めるものである。
【0156】
図27は第11実施形態による圧縮機制御のフーロチャートであり、ステップS100、S110、S150〜S190における制御処理は上記各実施形態と同じである。
【0157】
エアコンスイッチ38e(図1)のON時にはステップS150〜S180の各処理を第1実施形態等と同様に行う。なお、ステップS150による目標蒸発器温度TEOの算出は、TAOから算出される室温制御用の目標蒸発器温度TEO1(図3のステップS120参照)のみに基づいて決定してもよいが、第1実施形態等と同様に、室温制御用の目標蒸発器温度TEO1の他に、車室内湿度制御用目標蒸発器温度TEO2(図3のステップS130参照)、および車両窓ガラスの防曇制御用目標蒸発器温度TEO3(図3のステップS140参照)を算出し、これらのうち最も低い温度を最終的に目標蒸発器温度TEOとして算出してもよい。
【0158】
そして、ステップS180において目標蒸発器温度TEOが湿球温度Twetおよび露点温度Trt付近の温度に設定されているかを判定し、これにより、蒸発器9から臭いが発生する条件に該当するかどうかを判定する。ステップS180の判定がYESであると、ステップS400に進み、圧縮機1を所定の時間間隔で短時間だけ間欠的に作動させる間欠運転モードを実行する。
【0159】
具体的に説明すると、ステップS400では第1タイマー手段による第1所定時間t1の間、圧縮機1を停止し、第2タイマー手段による第2所定時間t2の間だけ圧縮機1を作動させ、これを繰り返す。ここで、第2所定時間t2は、圧縮機1を短時間作動させて、蒸発器9の表面の凝縮水による濡れ状態の割合が減少する速度(換言すると、蒸発器9の表面が乾いていく速度)を低下させるための時間設定であり、例えば、1秒である。
【0160】
これに反し、第1所定時間t1は第2所定時間t2よりはるかに長い時間例えば、30秒であり、これにより、圧縮機1の稼働率を低下させ、省動力効果を最大限に発揮する。
【0161】
この間欠運転モードでは、蒸発器9からの臭い発生も次の理由から抑制できる。つまり、通常の冷房運転条件では、上記間欠運転モードによる圧縮機停止期間(時間T2の期間)の設定により、蒸発器9の表面で凝縮水の蒸発が徐々に進行していき、蒸発器9の表面の濡れ割合が徐々に減少し、蒸発器9の表面が徐々に乾いていく。
【0162】
この際、蒸発器9の表面では冷媒蒸発量の不均一による温度分布が不可避的に発生するので、凝縮水の乾ききる箇所が蒸発器9表面において部分的に徐々に増加していく。このため、臭い成分が少しずつ分散して蒸発器9表面から離脱する。この結果、上記間欠運転モードによると、臭気レベルを低く抑えることができ、臭気レベルが不快と感じるレベルまで上昇することがない。
【0163】
次のステップ410では、上記ステップS400による間欠運転モードの実行回数をカウントする。このカウントは、第1所定時間t1による圧縮機1の作動回数、第2所定時間t2による圧縮機1の停止回数、あるいは、間欠運転モードの1サイクル(t1+t2)の実行回数のいずれをカウントしてもよい。
【0164】
次のステップ420では、上記間欠運転モードの実行回数が所定値、例えば、10回以上になったか判定し、上記間欠運転モードの実行回数が所定値以上になると、ステップS430に進み、上記間欠運転モードを所定回数、実行した後における蒸発器吹出温度Teが湿球温度Twet以下であるか判定する。
【0165】
通常の冷房運転条件では、上記のごとく間欠運転モードの実行により蒸発器9の表面が徐々に乾いていくので、上記間欠運転モードを所定回数(例えば、10回)以上実行した後では、蒸発器9の表面の凝縮水が乾ききって、蒸発器吹出温度Teが図28のX点のように湿球温度Twetより高い温度に上昇する。
【0166】
このように、蒸発器9の表面の凝縮水が乾ききって、蒸発器吹出温度Teが湿球温度Twetを上回る状態では、蒸発器9表面からの臭い発生がないので、ステップS430からステップS190に進み、通常の圧縮機制御を行う。
【0167】
これに反し、蒸発器9の吸い込み空気温度が非常に低いときなどには蒸発器9の表面での凝縮水の蒸発が僅少となるので、間欠運転モードを所定回数(10回)実行した後においても蒸発器9の表面が凝縮水にて濡れた状態が維持され、蒸発器吹出温度Te≦湿球温度Twetの関係が維持されることが稀にある。この場合には、ステップS430の判定がYESとなるので、ステップS440に進み、臭い抑制の圧縮機制御を行う。
【0168】
すなわち、ステップS440の圧縮機制御では、間欠運転モードを所定回数(10回)実行した時点(ステップS420の判定がYESとなった時点)における蒸発器吹出温度Te’を、圧縮機1がONするときの目標温度Teonとし、圧縮機1がOFFするときの目標温度TeoffをTe’−1℃に設定して、圧縮機1の作動を断続制御する。つまり、ステップS440の圧縮機制御では、間欠運転モードを所定回数実行した時点における蒸発器吹出温度Te’を目標蒸発器温度TEOにして、以後、圧縮機1の作動を断続制御することになる。
【0169】
ステップS440の圧縮機制御により、蒸発器吹出温度Teが湿球温度Twet以下に制御されるので、蒸発器9からの臭い発生を抑制できる。
【0170】
また、圧縮機1をTe’−1℃という、露点温度Trtより高い温度でOFFするので、露点温度Trt以下で圧縮機1をOFFする場合に比して、圧縮機1の稼働率を低く抑えて、省動力効果も発揮できる。
【0171】
ところで、ステップS400の間欠運転モードは、ごく短時間t2の圧縮機作動という特殊な間欠作動を繰り返すので、車両エンジン4の運転形態からみて長時間継続することは好ましくない。しかし、本実施形態では、間欠運転モードの回数が所定回数以上になると、ステップS400の間欠運転モードを停止し、ステップS190の通常の圧縮機制御またはステップS440の臭い抑制の圧縮機制御に移行するから、圧縮機作動時間および圧縮機停止時間が目標温度TeonとTeoffのヒステリシス幅に基づく時間まで延びるので、車両エンジン4にとって好ましい運転形態となる。
【0172】
なお、ステップS180の判定がNOであるときも、蒸発器9表面からの臭い発生がないので、ステップS190に進み、通常の圧縮機制御を行う。
【0173】
上記したステップS440の圧縮機制御においては目標温度Teon=Te’としているが、Teon=湿球温度Twetとし、Teoff=Twet−1℃に設定して、圧縮機1を断続制御するようにしても同様の効果を発揮できる。
【0174】
(他の実施形態)
なお、第1〜第8実施形態では、蒸発器9の吸い込み側に配置した温度センサ39および湿度センサ40により蒸発器吸い込み空気の温度Tinおよび湿度RHiを検出しているが、内外気の吸入モードが内気モードであるときは、蒸発器吸い込み空気の温度および湿度は内気センサ34により検出される車室内温度Tr、車室内湿度センサ33により検出される車室内湿度RHrと略同一となるので、内気センサ34および車室内湿度センサ33の検出値を蒸発器吸い込み空気の温度および湿度として用いて、各実施形態の圧縮機制御を行うようにしてよい。
【0175】
また、蒸発器吸い込み空気の湿球温度Twetは図25(b)の期間▲2▼の蒸発器吹出温度Teであり、この期間▲2▼の蒸発器吹出温度Teは圧縮機1がON状態からOFF状態に切り替わった後に、所定時間(例えば、30秒)経過後に到達する温度であるから、蒸発器吸い込み空気の温度Tinおよび湿度RHiに基づいて湿球温度Twetを算出する代わりに、圧縮機1がON状態からOFF状態に切り替わった後に、所定時間経過してからの蒸発器吹出温度Teを湿球温度Twetとして推定してもよい。これによると、内外気の吸入モードが外気モードであり、かつ、外気湿度センサを備えていない場合にも対応できる。
【0176】
また、上記の実施形態では、蒸発器温度を検出する温度センサとして、蒸発器吹出空気温度Teを検出する温度センサ32を用いる場合について説明したが、蒸発器温度を検出する温度センサとして、蒸発器フィン温度等を検出する温度センサを用いることが可能である。
【0177】
また、上記の実施形態では、車両エンジン4の稼働時(車両走行時)における圧縮機1のON−OFF制御について説明したが、停車時に車両エンジン4を自動的に停止させるエコラン車、あるいは、車両エンジンと走行用電動モータの両方を搭載し、停車時に車両エンジンを停止させるハイブリッド車において、停車時の圧縮機ON−OFF制御に本発明を適用してもよい。この場合には、本発明の制御により停車時の圧縮機OFF期間を延ばすことと、臭い発生を抑制することを良好に両立できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態の全体システム図である。
【図2】第1実施形態による空調制御の全体の概要を示すフローチャートである。
【図3】第1実施形態による圧縮機制御を示すフローチャートである。
【図4】第1実施形態による室温制御用の目標蒸発器温度の特性図である。
【図5】第1実施形態による湿度制御用の目標蒸発器温度の特性図である。
【図6】第1実施形態による窓ガラス防曇用の目標蒸発器温度の特性図である。
【図7】第1実施形態による圧縮機制御の作動説明図である。
【図8】第2実施形態による圧縮機制御を示すフローチャートである。
【図9】第2実施形態による圧縮機制御の作動説明図である。
【図10】第3実施形態による圧縮機制御を示すフローチャートである。
【図11】第3実施形態による圧縮機制御の作動説明図である。
【図12】第4実施形態による圧縮機制御を示すフローチャートである。
【図13】第4実施形態による圧縮機制御の作動説明図である。
【図14】第5実施形態による圧縮機制御を示すフローチャートである。
【図15】第5実施形態に対応する従来技術の圧縮機制御の作動説明図である。
【図16】第5実施形態による圧縮機制御の作動説明図である。
【図17】第6実施形態による圧縮機制御を示すフローチャートである。
【図18】第7実施形態による圧縮機制御を示すフローチャートである。
【図19】第8実施形態による圧縮機制御を示すフローチャートである。
【図20】第8実施形態による圧縮機制御の作動説明図である。
【図21】第8実施形態に対応する従来技術の圧縮機制御の作動説明図である。
【図22】第9実施形態による圧縮機制御を示すフローチャートである。
【図23】第9実施形態による圧縮機制御の作動説明図である。
【図24】第9実施形態による圧縮機制御の作動説明図である。
【図25】従来技術における圧縮機断続制御と、蒸発器吹出温度の挙動および臭い発生のメカニズムとの関係を示す説明図である。
【図26】従来技術および本発明の説明に用いる湿り空気線図である。
【図27】第11実施形態による圧縮機制御を示すフローチャートである。
【図28】第11実施形態の間欠運転モード時の蒸発器吹出温度の挙動を示す特性図である。
【符号の説明】
1…圧縮機、4…車両エンジン、9…蒸発器、32…蒸発器吹出温度センサ、39…蒸発器吸い込み空気温度センサ、40…蒸発器吸い込み空気湿度センサ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicle air conditioner that controls the evaporator temperature by intermittently operating the compressor of the refrigeration cycle.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-198644, in a vehicle air conditioner, the target evaporator temperature is set to a low temperature of about 3 to 4 ° C. in the normal mode, while the power saving (fuel consumption priority) mode by the economy switch is set. At the time of setting, the target evaporator temperature is set to a high temperature of about 12 to 13 ° C., thereby lowering the operating rate of the intermittent compressor operation (compressor operating time / (compressor operating time + compressor stop time)). Thus, there is described a vehicle air conditioner that reduces the power of a vehicle engine that drives a compressor.
[0003]
Also, in vehicles (hybrid vehicles, eco-run vehicles, etc.) that automatically stop the vehicle engine when the vehicle stops, such as when waiting for a signal, the condensed water on the surface of the evaporator rises when the compressor temperature rises when the compressor stops when the vehicle stops. When the vehicle is completely dried, the odor component dissolved in the condensed water is released from the evaporator and blown out into the passenger compartment together with the blown air, giving the passengers an uncomfortable feeling.
[0004]
Therefore, in the above prior art, when the vehicle engine is stopped (when the compressor is stopped), the compressor stop time that can suppress the generation of odor is calculated based on the condition of the intake air of the evaporator, and the elapsed time after the compressor stops is calculated as follows. When the calculation time is exceeded, it has been proposed to restart the vehicle engine and return the compressor to the operating state even when the vehicle is stopped.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the vehicle air conditioner, the evaporator temperature may be determined in terms of air conditioning function from the viewpoints of control of the passenger compartment temperature (cooling) and dehumidification performance (ensuring the antifogging performance of the window glass, control of the passenger compartment humidity) However, in practice, there is a problem that the upper limit of the evaporator temperature is restricted in order to suppress the odor from the evaporator.
[0006]
More specifically, in the middle season of spring and autumn, from the viewpoint of vehicle interior temperature control and dehumidifying performance, the evaporator temperature may increase to about 18 to 20 ° C. Even below, the evaporator temperature is suppressed to a temperature of about 12 to 13 ° C. in order to suppress odor from the evaporator.
[0007]
The upper limit value of the evaporator temperature (12 to 13 ° C.) is set so as to be always lower than the dew point temperature of the intake air of the evaporator under normal use conditions of the vehicle air conditioner. It will be in the state wet with water, and, thereby, detachment | desorption of an odor component can be prevented and odor generation can be suppressed. However, with such evaporator temperature control (ie, compressor intermittent control), there is room for the air conditioning function to raise the evaporator temperature to a higher temperature. The upper limit of the vessel temperature is kept low, hindering the power saving effect.
[0008]
The present invention has been made in view of the above points. In a vehicle air conditioner that controls the evaporator temperature by intermittently operating the compressor of the refrigeration cycle, the odor generation from the evaporator is suppressed and the compressor is driven. The purpose is to balance the improvement of the power saving effect of the source.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has devised technical means for achieving the above object based on experimental findings described below.
[0010]
FIG. 25 is a view similar to FIG. 17 of Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-198644, and shows the mechanism of odor generation associated with intermittent (ON-OFF) control of the compressor. FIG. 25 (a) shows the odor intensity of the air in the passenger compartment sensed by the passenger in the passenger compartment, FIG. 25 (b) shows the change in the evaporator outlet temperature due to the intermittent operation of the compressor, and FIG. FIG. 25 (d) shows the behavior of the condensed water on the evaporator surface due to the intermittent operation of the compressor.
[0011]
As shown in FIG. 25 (c), the compressor stops when the evaporator outlet temperature drops to the target temperature TEO-α (α is the hysteresis width of the ON-OFF control), and the evaporator stops when the compressor stops. When the temperature rises to the target temperature TEO, the compressor returns to the operating state.
[0012]
During operation of the compressor, the evaporator blowout temperature is lowered to a temperature lower than the dew point temperature of the intake air of the evaporator due to the endothermic effect of the refrigerant in the evaporator, so that condensed water is generated on the surface of the evaporator. Dissolves odorous components. In the period (1) immediately after the compressor is stopped, the endothermic action of the refrigerant is stopped, so that the evaporator outlet temperature rises rapidly, and thereafter the evaporator outlet temperature rises gradually.
[0013]
In the next period (2), the evaporator outlet temperature is gradually stabilized at a substantially constant temperature. This is because the temperature of the evaporator suction air drops to a temperature that matches the endothermic amount (latent heat) due to evaporation of condensed water on the evaporator surface, and the balance between the latent heat of evaporation of condensed water and the temperature drop of the evaporator suction air is almost balanced. It is to do.
[0014]
The evaporator blowout temperature (constant temperature) in period (2) is the wet bulb temperature Twet of the evaporator suction air. This wet bulb temperature Twe is determined based on the wet air diagram of FIG. Sphere temperature) and relative humidity. That is, in the wet air diagram of FIG. 26, the wet bulb temperature Twe is obtained at the point where the isoenthalpy line Q that passes through the intersection point P between the evaporator suction air temperature (dry bulb temperature) and the relative humidity intersects the saturation curve. be able to. For example, when the temperature of the evaporator suction air (dry bulb temperature) = 35 ° C. and the relative humidity = 35%, the wet bulb temperature Twet = 23 ° C. At this time, the dew point temperature Trt is a temperature at which the humid air at the intersection P becomes saturated with the absolute humidity being constant, and in the above example, the dew point temperature Trt = 17.5 ° C.
[0015]
The relationship of the dew point temperature Trt <the wet bulb temperature Twe is always satisfied by the characteristics of the wet air diagram of FIG. The dew point temperature Trt is a temperature at which condensed water begins to adhere to the evaporator surface, and the wet bulb temperature Twe is a temperature at which the evaporator surface is held at a predetermined temperature by evaporation of the condensed water.
[0016]
In the period {circle around (2)}, odorous components are concentrated in the condensed water as the condensed water evaporates. Furthermore, when the time passes and the next period {circle around (3)} is reached, the condensed water film becomes thin and the thermal resistance of the condensed water decreases immediately before the condensed water on the evaporator surface dries out. The amount increases and the amount of heat absorbed by the evaporation of condensed water increases. As a result, the evaporator outlet temperature decreases by a predetermined amount. Thereafter, the condensed water on the surface of the evaporator is completely dried, and heat absorption due to evaporation of the condensed water is eliminated, so that the evaporator outlet temperature rises again.
[0017]
Odor generation in the evaporator blowing air is started during the period {circle around (3)}, i.e., immediately after the condensed water on the evaporator surface is completely dried, and the adhering odor component is released from the fin surface of the evaporator, and The odor intensity gradually increases with time.
[0018]
According to the odor generation mechanism of FIG. 25, in the behavior of the evaporator outlet temperature during the compressor stop period, the period during which the condensed water evaporates, that is, the evaporator outlet temperature rises to the wet bulb temperature of the evaporator suction air. It can be seen that after the elapse of period (2), period (3) in which the odor intensity increases is reached.
[0019]
Therefore, paying attention to the above points, in the first aspect of the invention, in the vehicle air conditioner for controlling the evaporator temperature by intermittently operating the compressor (1) of the refrigeration cycle,
The compressor (1) is stopped during the first predetermined time (t1) when the condition for generating odor from the evaporator (9) is satisfied, and is a time sufficiently shorter than the first predetermined time (t1). During the second predetermined time (t2), the intermittent operation mode for operating the compressor (1) is executed,
When the number of executions of the intermittent operation mode is a predetermined number or more, it is determined whether the evaporator temperature is equal to or lower than the wet bulb temperature of the intake air of the evaporator (9),
When the evaporator temperature is lower than the wet bulb temperature, the operation of the compressor (1) is intermittently controlled so that the evaporator temperature is lower than the wet bulb temperature and higher than the dew point temperature of the suction air. And
When it is determined that the evaporator temperature is higher than the wet bulb temperature, the operation of the compressor (1) is intermittently controlled so that the evaporator temperature is maintained at the normal target evaporator temperature.It is characterized by that.
According to this, since the intermittent operation mode in which the compressor (1) is operated intermittently for a short time (t2) when the condition for generating odor from the evaporator (9) is satisfied, the compression in the intermittent operation mode is performed. During the machine stop period (t1), the condensed water on the surface of the evaporator (9) is gradually evaporated, and the surface of the evaporator (9) is partially dried little by little. Thereby, since the odor component is gradually dispersed and desorbed from the surface of the evaporator (9), the odor level can be kept low, and the odor level does not rise to a level at which it feels uncomfortable.
Moreover, in the intermittent operation mode, the operation of the compressor (1) is forcibly limited to intermittent operation for a short time (t2), and the compressor (1) is stopped for a time sufficiently longer than the time (t2). The operating rate of the machine (1) can be further lowered to further improve the power saving effect.
As in the second aspect of the present invention, in the first aspect, the target evaporator temperature in the normal state is determined based on at least a temperature necessary for controlling the temperature of the air blown into the passenger compartment. .
As in the third aspect of the invention, in the first or second aspect, the generation of condensed water and the drying of the condensed water are repeated on the surface of the evaporator (9) with the intermittent operation of the compressor (1). By determining the condition, it can be determined that the condition for generating an odor from the evaporator (9) is satisfied.
As in the invention described in claim 4, in
As in the invention described in
As in the invention described in claim 6, in any one of
According to a seventh aspect of the present invention, in any one of the first to fifth aspects, in the interior air mode in which the interior air is sucked into the evaporator (9), the humidity is determined based on the interior temperature and the interior humidity. The sphere temperature may be calculated.
As in the eighth aspect of the invention, in any one of the first to fifth aspects, the compressor (1) is stopped from the operating state in the outside air mode in which outside air is sucked into the evaporator (9). The evaporator temperature after the stop state has passed for a predetermined time may be the wet bulb temperature.
According to the seventh and eighth aspects of the present invention, a dedicated sensor for detecting the state of the intake air of the evaporator becomes unnecessary.
[0020]
In the invention according to claim 9, in the vehicle air conditioner including compressor control means (S9) for intermittently controlling the operation of the compressor (1) of the refrigeration cycle according to the evaporator temperature,
The compressor control means (S9) has first calculation means (S160) for calculating the wet bulb temperature of the intake air of the evaporator (9), and second calculation for calculating the dew point temperature of the intake air of the evaporator (9). Means (S170) and determination means (S180) for determining whether or not a condition for generating odor from the evaporator (9) is satisfied,
When it is determined by the determination means (S180) that the odor is generated from the evaporator (9), the evaporator temperature is equal to or lower than the wet bulb temperature calculated by the first calculation means (S160), and (2) The operation of the compressor (1) is intermittently controlled so that the temperature is higher than the dew point temperature calculated by the calculating means (S170).
According to this, even after the evaporator temperature is once lowered to a temperature lower than the dew point temperature Trt and condensed water adheres to the evaporator (9), the upper limit of the evaporator temperature is controlled by the above control. By limiting to below the bulb temperature Twet, the evaporator temperature can be lowered again before the condensed water has dried. Therefore, since the surface of the evaporator can be kept wet with the condensed water, the generation of odor from the evaporator (9) can be suppressed.
[0021]
In addition, by maintaining the evaporator temperature in the vicinity of the wet bulb temperature that is higher than the dew point temperature of the intake air of the evaporator, the operating rate of the compressor (1) can be reduced and the power saving effect of the compressor drive source can be improved.
[0022]
Therefore, it is possible to achieve both suppression of odor generation from the evaporator (9) and improvement of the power saving effect of the compressor drive source.
[0023]
ClaimTo 10Like the claimed invention, the claims9After the compressor (1) is stopped, the evaporator temperature isCalculated by the first calculating means (S160)When the wet bulb temperature or a temperature lower than the wet bulb temperature by a predetermined temperature is raised, the compressor (1) is returned to the operating state.ifGood.
[0035]
Claim11Like the claimed invention, the claims9 or 10InThe judging means (S180)Conditions for generating odor from the evaporator (9) by determining the conditions under which the condensed water is repeatedly generated and dried on the surface of the evaporator (9) with the intermittent operation of the compressor (1) Can be determined.
[0036]
ClaimTo 12Like the claimed invention, the claims11InThe judging means (S180)Based on the state of the intake air of the evaporator (9) and the target evaporator temperature for intermittently controlling the operation of the compressor (1), generation of condensed water and drying of condensed water on the surface of the evaporator (9) It is also possible to determine a condition for repeating the above.
[0037]
Claim13Like the claimed invention, the claims12InThe judging means (S180)The target evaporator temperature isCalculated by the first calculating means (S160)Wet bulb temperature andCalculated by the second calculating means (S170)When the temperature is near the dew point temperature, it may be determined that the condition that the generation of condensed water and the drying of condensed water are repeated on the surface of the evaporator (9) is satisfied.
[0040]
Claim14Like the described invention,In any one of claims 9 to 13,A temperature sensor (39) for detecting the temperature of the intake air of the evaporator (9) and a humidity sensor (40) for detecting the humidity of the intake air;
The first calculation means (S160)The wet bulb temperature may be calculated based on the intake air temperature and the intake air humidity detected by both sensors (39, 40).
[0041]
Claim15Like the described invention,In any one of Claims 9 thru | or 13, 1st calculation means (S160)The wet bulb temperature may be calculated based on the vehicle interior temperature and the vehicle interior humidity in the inside air mode in which the vehicle interior air is sucked into the evaporator (9).
[0042]
Claim16Like the described invention,In any one of Claims 9 thru | or 13, 1st calculation means (S160)In the outside air mode in which the outside air of the passenger compartment is sucked into the evaporator (9), the compressor (1) is stopped from the operating state, and the evaporator temperature after the predetermined time has passed is the wet bulb temperature.Calculate asYou may do it.
[0043]
Claim15 and 16According to the described invention, a dedicated sensor for detecting the state of the intake air of the evaporator becomes unnecessary.
[0044]
ClaimTo 17In the described invention, the claims1 to 8 and claims 12, 13In any one of these, the 1st determination means (S120) which determines the 1st target evaporator temperature required in order to control the blowing temperature to a vehicle interior,
A second determining means (S130) for determining a second target evaporator temperature necessary for maintaining the humidity in the passenger compartment within a comfortable range;
Third determining means (S140) for determining a third target evaporator temperature required for defrosting the window glass;
And fourth determining means (S150) for finally determining the lowest temperature among the first to third target evaporator temperatures as the target evaporator temperature.
[0045]
ClaimInvention described in Item 17According to the above, the temperature of the evaporator (9) is controlled to the lowest temperature among the temperatures required for controlling the blowout temperature into the passenger compartment, controlling the humidity in the passenger compartment, and preventing fogging of the window glass.
[0046]
By the way, if the humidity in the air-conditioned space is maintained within a comfortable range, the user can feel comfort without cooling. Therefore, in the season when the outside air is in a low humidity atmosphere, such as in the middle of spring and autumn, the second target evaporator temperature for humidity control by the second determining means (S130) is maintained at a higher temperature. Also, in such an intermediate period, the outside air temperature is in the intermediate temperature range, and the other first and third target evaporator temperatures can both be increased, so that the final target evaporator temperature is eventually reached. Becomes a higher temperature, and the power saving effect of the compressor drive source can be improved by reducing the operating rate of the compressor (1).
[0051]
In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
[0052]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
FIG. 1 is an overall configuration diagram of the first embodiment, and a refrigeration cycle R of a vehicle air conditioner includes a
[0053]
The high-temperature and high-pressure superheated gas refrigerant discharged from the
[0054]
The liquid refrigerant from the
[0055]
In the
[0056]
The air blown by the
[0057]
The
[0058]
A
[0059]
Further, in the
[0060]
In addition, a
[0061]
In the
[0062]
The blowing
[0063]
Next, the outline of the electric control unit in the present embodiment will be described. The air-conditioning
[0064]
In this embodiment, the
[0065]
In addition to the
[0066]
The air
[0067]
Specifically, as this operation switch, a
[0068]
The
[0069]
Next, the operation of this embodiment in the above configuration will be described. The flowchart of FIG. 2 shows an outline of the control processing executed by the microcomputer of the air-conditioning
[0070]
First, in step S1, flags and timers are initialized, and in the next step S2, operation signals such as operation switches 38a to 38e of the air
[0071]
Subsequently, in step S4, a target blowing temperature TAO of the conditioned air blown into the vehicle interior is calculated. This target blowing temperature TAO is a blowing temperature necessary for maintaining the passenger compartment at the set temperature Tset of the
[0072]
[Expression 1]
TAO = Kset × Tset−Kr × Tr−Kam × Tam−Ks × Ts + C
However, Tr: The inside air temperature detected by the
Tam: outside air temperature detected by
Ts: amount of solar radiation detected by the
Kset, Kr, Kam, Ks: Control gain
C: Constant for correction
Next, in step S5, a target air flow rate of air blown by the
[0073]
Next, in step S6, the inside / outside air mode is determined. In this inside / outside air mode, for example, the inside air mode is set when the inside temperature Tr is significantly higher than the set temperature Tset by a predetermined temperature or higher (during cooling high load), and the outside air mode is set at other times. Alternatively, as the TAO rises from the low temperature side to the high temperature side, the setting may be switched from the all-inside air mode → the inside / outside air mixing mode → the all outside air mode.
[0074]
Next, in step S7, the blowing mode is determined according to the TAO. As is well known, the blowing mode is switched from face mode to bi-level mode to foot mode as TAO rises from the low temperature side to the high temperature side.
[0075]
Next, in step S8, the target opening degree SW of the
[0076]
[Expression 2]
SW = [(TAO−Te) / (Tw−Te)] × 100 (%)
Here, the target opening degree SW of the
[0077]
Next, it progresses to step S9 and the interruption (ON-OFF) of a compressor action | operation is determined. That is, the target evaporator temperature TEO and the evaporator outlet temperature Te detected by the temperature sensor 32 are compared to determine the applied voltage Vc to the
[0078]
Next, it progresses to step S10 and a control signal is output to various actuator parts (2, 13, 14e, 22, 31) so that the control state determined by said step S5-S9 may be obtained. When it is determined in the next step S11 that the control cycle τ has elapsed, the process returns to step S2.
[0079]
FIG. 3 shows a specific example of the method for determining the intermittent (ON-OFF) operation of the compressor in step S9. First, in step S100, it is determined whether or not the
[0080]
When the
[0081]
Next, in step S130, a target evaporator temperature TEO2 for controlling the passenger compartment to a comfortable humidity range is calculated. The humidity control TEO2 is determined so that the vehicle interior relative humidity RHr detected by the
[0082]
Next, in step S140, the target evaporator temperature TEO3 for antifogging control of the vehicle window glass is calculated. Here, the fogging factor of the vehicle window glass is roughly divided into the temperature of the window glass and the relative humidity of the air in the passenger compartment. That is, as the temperature of the window glass decreases and the relative humidity of the air in the passenger compartment increases, the window glass becomes more easily fogged.
[0083]
Therefore, in step S140, as illustrated in the map of FIG. 6, it is determined that TEO3 decreases as the temperature of the window glass decreases and as the relative humidity of the cabin air increases. More specifically, TEO3 is determined based on the temperature of the window glass and the relative humidity of the passenger compartment air so that the relative humidity in the vicinity of the inner surface of the window glass is maintained near 90%.
[0084]
The temperature of the window glass can be calculated (estimated) based on the outside air temperature Tam, the vehicle speed, the defroster blowing temperature, the inside air temperature Tr, etc., in addition to being directly detected by the temperature sensor.
[0085]
Next, in step S150, the lowest temperature among the three target evaporator temperatures TEO1 to TEO3 is finally determined as the target evaporator temperature TEO. Note that the ON / OFF control of the
[0086]
In the next step S160, the wet bulb temperature Twet of the evaporator suction air is calculated. Specifically, the wet air diagram of FIG. 26 is stored in the ROM of the
[0087]
Next, the process proceeds to step S170, and the dew point temperature Trt of the intake air is calculated based on the wet air diagram, the temperature Tin of the evaporator intake air, and the relative humidity RHi.
[0088]
Next, it progresses to step S180 and it is determined whether the target evaporator temperature TEO corresponds to the conditions which generate | occur | produce an odor from the evaporator 9. FIG. Specifically, it is determined whether the target evaporator temperature TEO is set to a temperature near the wet bulb temperature Twet and the dew point temperature Trt.
[0089]
For this reason, in step S180, it is determined whether TEO is in a temperature range higher than (Trt + 2 ° C.) and lower than (Twet + 2 ° C.). Here, the determination ranges of Trt + 2 ° C. and Twet + 2 ° C. are set in consideration of response delay of the evaporator blowout temperature sensor 32, variation in detected temperature, and the like. This determination range is based on the characteristics of the temperature sensor 32, the compressor It is preferable to set an appropriate value for each target product in consideration of the refrigeration cycle responsiveness (responsibility of change in evaporator blowout temperature) and the like with respect to 1 operation interruption.
[0090]
When TEO is within the above determination range, generation of condensed water on the surface of the evaporator 9 (wet surface of the evaporator) and evaporation and drying of the condensed water due to intermittent operation of the compressor 1 (surface of the evaporator) It is determined that the condition in which the odor is generated from the evaporator is satisfied.
[0091]
When the determination in step S180 is NO, the target evaporator temperature TEO does not correspond to the condition for generating odor from the evaporator 9, so the process proceeds to step S190, and normal compressor control is performed. That is, when the actual evaporator outlet temperature Te detected by the temperature sensor 32 rises to the target evaporator temperature TEO, an ON signal of the
[0092]
Here, during normal compressor control in step S170, since there is no upper limit of the target evaporator temperature TEO for odor suppression, the viewpoint of TEO is room temperature control, vehicle interior humidity control, and window glass antifogging control. Can be raised to the minimum temperature required. In particular, in the season in which the outside air is in a low humidity atmosphere such as in the middle of spring and autumn, the minimum temperature can be raised to a temperature of around 20 ° C., thereby reducing the operating rate of the
[0093]
If the relative humidity is in a comfortable range (usually a wide range of about 25 to 65% RH), the user of the air-conditioned space can operate without cooling (dehumidification / dehumidification) by the evaporator 9, that is, without operating the
[0094]
Therefore, in the first embodiment, a
[0095]
On the other hand, when the target evaporator temperature TEO satisfies the condition for generating odor from the evaporator 9, the determination in step S180 is YES, and odor suppression compressor control is performed in step S200. Specifically, the evaporator outlet temperature Teon when the
[0096]
And the evaporator blowing temperature Teoff when the
[0097]
FIG. 7 shows compressor control for odor suppression in step S200. When the evaporator blowout temperature Te rises to the wet bulb temperature Twe, the
[0098]
Moreover, even when the compressor is controlled to suppress odor, the evaporator blowout temperature Teon when the
[0099]
(Second Embodiment)
FIG. 8 is a flowchart showing the control according to the second embodiment, and since steps S100 to S170 of FIG. 3 of the first embodiment are the same, illustration is omitted. In the second embodiment, steps S210 and S220 are added between step S180 and step S200 in FIG.
[0100]
That is, in the OFF period of the
[0101]
According to the second embodiment, the ON-OFF operation of the
[0102]
In the second embodiment, in the above description, the predetermined time t0 is set to a fixed value of 5 seconds. However, after the evaporator outlet temperature Te reaches the wet bulb temperature Twe during the OFF period of the
[0103]
(Third embodiment)
FIG. 10 is a flowchart showing the control according to the third embodiment. In the first embodiment, the evaporator outlet temperature Teon = MIN (Twet, TEO) when the
[0104]
That is, as shown in FIG. 11, the
[0105]
In order to calculate the wet bulb temperature Twe, it is necessary to detect the temperature Tin of the evaporator suction air and the relative humidity RHi. However, the response delay of the
[0106]
(Fourth embodiment)
FIG. 12 is a flowchart showing the control according to the fourth embodiment, which is a combination of the second embodiment and the third embodiment. That is, in the fourth embodiment, the evaporator outlet temperature Teon for turning on the
[0107]
Therefore, according to the fourth embodiment, as shown in FIG. 13, when a predetermined time t0 (for example, 5 seconds) elapses after the evaporator outlet temperature Te reaches Twe-T0 (for example, 2 ° C.), the step Proceeding to S200, the
[0108]
(Fifth embodiment)
In the first to fourth embodiments, basically, the upper limit of the evaporator outlet temperature Te is limited to the vicinity of the wet bulb temperature Twet of the evaporator suction air, so that from the evaporator 9 accompanying the intermittent control of the
[0109]
Therefore, in the fifth embodiment, the target evaporator temperature for intermittent control of the
[0110]
FIG. 14 is a flowchart showing the control according to the fifth embodiment, and steps S100 and S110 are the same processes as those in the first to fourth embodiments. In step S150, the target evaporator temperature TEO is calculated based on the target outlet temperature TAO (see S4 in FIG. 2). The target evaporator temperature TEO in this example is determined so that TAO-C> TEO from the viewpoint of room temperature control. That is, TEO is determined to be lower by a predetermined value C than TAO.
[0111]
This is due to the following reason. When the
[0112]
The next step S170 is the same process as in the first to fourth embodiments, and calculates the dew point temperature Trt based on the wet air diagram of FIG. 26, the temperature Tin of the evaporator intake air, and the relative humidity RHi. The next step S183 is to determine whether or not the condition for generating odor from the evaporator 9 is satisfied, as in step S180 in FIG. 3 and the like. In this example, the specific process is as follows. Do.
[0113]
That is, whether the dew point temperature Trt is within the shaded area in FIG. 16, that is, is in the range between the target evaporator temperature (TEO-1) = Teoff for turning off the
[0114]
When the determination in step S183 is NO, it is a time when the condition for generating an odor is not satisfied, and therefore normal compressor control is performed. That is, the evaporator outlet temperature Teon = TEO at which the
[0115]
On the other hand, when the determination in step S183 is YES, it corresponds to the condition for generating odor, the hysteresis width of the compressor ON-OFF control is reduced for odor suppression control. That is, since the evaporator outlet temperature Teon = TEO at which the
[0116]
In the next step S340, ON / OFF of the
[0117]
Next, the operational effects of the fifth embodiment will be described in detail by comparison with the prior art. FIG. 15 shows compressor control according to the prior art in which the hysteresis width (Teon-Teooff) is always 1 ° C. FIG. 15 shows an example in which the target evaporator temperature TEO (evaporator outlet temperature Teon at which the
[0118]
As environmental conditions for air conditioning, for example, when the outside air temperature is 35 ° C. and the outside air humidity is 50%, and the suction mode of the air conditioner is the outside air mode, the suction air temperature Tin of the evaporator 9 is 35 ° C. and the suction air humidity is 50. 26, and the dew point temperature Trt = 23 ° C. of the sucked air and the wet bulb temperature Twet = 26 ° C. from the wet air diagram of FIG. Therefore, even if TEO = 19 ° C., TEO is sufficiently lower than the dew point temperature Trt, so that the evaporator surface always remains wet. For this reason, as shown on the left side of FIG. 15, the odor intensity felt by the passenger in the passenger compartment is at a low level without any problem.
[0119]
However, as the environmental conditions of air conditioning, for example, when the intake air temperature Tin of the evaporator 9 is 21.5 ° C. and the intake air humidity is 80%, the dew point temperature Trt of the intake air Trt = 18 from the wet air diagram of FIG. ° C, wet bulb temperature Twet = 19 ° C. That is, as shown on the right side of FIG. 15, both the dew point temperature Trt and the wet bulb temperature Twe are close to the target evaporator temperature TEO.
[0120]
Also in this case, the
[0121]
For this reason, an odor is generated by the mechanism of FIG. 25 and the odor intensity increases to a level of 1.5. Therefore, in the case of ON-OFF control with a constant hysteresis width according to the prior art, it is practically impossible to switch TEO to a high temperature of 19 ° C. (improve power saving effect) due to the problem of odor generation.
[0122]
On the other hand, in the fifth embodiment, when the dew point temperature Trt is close to the target evaporator temperature TEO, such as the dew point temperature Trt = 18 ° C. of the intake air and the wet bulb temperature Twet = 19 ° C. 14, it is determined that the condition for generating the odor from the evaporator 9 is satisfied in step S183 in FIG. 14, and in step S330, the temperature Teoff at which the
[0123]
As a result, as shown in FIG. 16, since the
[0124]
Thereby, suppression of generation | occurrence | production of odor and the demonstration of the power saving effect by switching to the high temperature side of TEO can be made compatible.
[0125]
As apparent from the comparison between FIG. 15 and FIG. 16, when the compressor control of the fifth embodiment corresponds to the condition that odor is generated from the evaporator 9, the cycle of the compressor ON-OFF control is set at the time of normal control. It can be said that the control is smaller than the above.
[0126]
In addition, the compressor ON-OFF control cycle is reduced only under conditions where odors occur, and during normal control, the cycle is increased as usual, so the adverse effect on the durable life of the
[0127]
In the evaporator 9, it is inevitable that a certain temperature distribution is generated due to non-uniform distribution of the gas-liquid distribution in the refrigerant passage, non-uniformity of the wind speed distribution on the air side, and the like. On the other hand, since the temperature sensor 32 detects a typical air blowing temperature Te of the evaporator 9, in the control of FIG. 16 according to the fifth embodiment, the evaporator blowing temperature is partially determined by the temperature distribution in the evaporator 9. There may be a location where Te falls below the dew point temperature Trt. Even in this case, since the cycle of the compressor ON-OFF control is small, the time during which the evaporator outlet temperature Te falls below the dew point temperature Trt is shortened, and the amount of condensed water generated is small, so the amount of odorous components dissolved is small, Odor generation can be effectively suppressed.
[0128]
(Sixth embodiment)
Since the sixth embodiment is a modification of the fifth embodiment, only the difference will be described with reference to FIG. In the sixth embodiment, the wet bulb temperature Twet of the evaporator suction air is calculated in step S160 based on the wet air diagram, the suction air temperature Tin, and the suction air humidity RHi.
[0129]
In the next step S185, it is determined whether or not the wet bulb temperature Twe is within the behavior range of the evaporator outlet temperature Te by the compressor ON-OFF control, and whether or not the condition for generating an odor from the evaporator 9 is satisfied. Determine. More specifically, it is determined whether the wet bulb temperature Twe is higher than the temperature Teoff-3 ° C. at which the
[0130]
Here, the lower limit value of the behavior range of the evaporator outlet temperature Te is set to (Teoff-3 ° C.) in this example. Even if the
[0131]
As described above, when the wet bulb temperature Twe is within the behavior range of the evaporator outlet temperature Te by the compressor ON-OFF control, the actual evaporator outlet temperature Te is lower than the dew point temperature Trt and condensed water is generated. Since the state in which the evaporator 9 gets wet and the state in which the actual evaporator blowing temperature Te exceeds the wet bulb temperature Twe and the condensed water is dried are repeated, it can be determined that the condition for generating odor from the evaporator 9 is satisfied. .
[0132]
Accordingly, when the determination in step S185 is YES, the process proceeds to the next steps S320 and S330 as in the fifth embodiment, and in step S330, the OFF temperature Teoff of the
[0133]
(Seventh embodiment)
FIG. 18 shows a seventh embodiment, which is a combination of the dew point temperature Trt calculation step S170 and determination step S183 according to the fifth embodiment and the wet bulb temperature Twet calculation step S160 and determination step S185 according to the sixth embodiment. It is a thing.
[0134]
According to the seventh embodiment, in step S183 and step S185, it is confirmed that both the wet bulb temperature Twet and the dew point temperature Trt are within a predetermined range of the behavior of the evaporator outlet temperature Te by the compressor ON-OFF control. Thus, since the condition for generating odor from the evaporator 9 is determined, the determination accuracy of the odor generating condition is improved.
[0135]
(Eighth embodiment)
In the fifth to seventh embodiments described above, when it is determined in steps S183 and S185 that the odor generation condition is satisfied, the OFF temperature Teoff of the
[0136]
The eighth embodiment will be specifically described with reference to FIG. 19. Steps S100 to S185 are the same as those in FIG. If it is determined in step S185 that the odor generation condition is satisfied based on the wet bulb temperature Twet, the ON temperature Teon of the
[0137]
FIG. 20 shows the control of the eighth embodiment. During the control of odor countermeasures, the hysteresis width of the compressor ON-OFF control is reduced to 0.35 ° C. by lowering the ON temperature Teon. As a result, the upper limit value of the evaporator outlet temperature Te becomes lower than the wet bulb temperature Twet, and the condensed water does not dry out. In other words, since the surface of the evaporator 9 is always kept wet by the condensed water, the generation of odor from the evaporator 9 can be suppressed.
[0138]
(Ninth embodiment)
In the fifth to eighth embodiments described above, when controlling the odor countermeasure, the hysteresis width of the compressor ON-OFF control is reduced, and as a result, the cycle of the compressor ON-OFF control is reduced. In the ninth embodiment, the ON time of the
[0139]
First, the problem of the ninth embodiment will be described with reference to FIG. 21. FIG. 21 shows a case where TEO is raised to a considerably high temperature level of 26 ° C. The solid line in the figure indicates the evaporator outlet temperature detected by the temperature sensor 32. This is the behavior of Te, and the alternate long and short dash line is the behavior of the fin surface temperature of the evaporator 9. In this case, TEO is at a high temperature of 26 ° C. Therefore, the evaporator blowout temperature Te and the fin surface when the
[0140]
And by the compressor OFF, the evaporator blowing temperature Te and the fin surface temperature rise to a temperature sufficiently higher than the wet bulb temperature Twet. Thereby, since condensed water dries, the state where the surface of the evaporator 9 was wet with the condensed water and the dried state are repeated, and an odor is generated from the evaporator 9.
[0141]
In particular, in the TEO high temperature range, the evaporator fin surface temperature rapidly decreases when the
[0142]
In view of the above points, in the ninth embodiment, the high temperature region of TEO is determined, and the ON time of the
[0143]
The ninth embodiment will be described with reference to FIG. 22. Steps S100, S110, and S150 are the same as those in the above embodiments. In step S187, it is determined whether TEO is in a high temperature range. As a specific example, TEO> 20 ° C. is determined, and when TEO is higher than 20 ° C., it is determined as a high temperature range.
[0144]
If the determination in step S187 is YES, it is next determined in step S350 that the evaporator outlet temperature Te has passed the point (1) in FIG. That is, it is determined whether the state where Te is higher than TEO (Te ≧ TEO) from the state where the evaporator outlet temperature Te is lower than TEO (Te <TEO). If the determination in step S350 is YES, then in step S360, the
[0145]
Here, since the ON time of the
[0146]
If it is not determined in step S350 that the evaporator outlet temperature Te has passed the point (1) in FIG. 23, the process proceeds to step S370, and the
[0147]
Normally, when the
[0148]
If Te continues to rise as indicated by the alternate long and short dash line B in FIG. 23 from the time point {circle around (1)} when the compressor is turned on for some reason, the determination in step S370 is YES, and the process proceeds to step S360, and the
[0149]
By the above control, the
[0150]
In addition, according to the ninth embodiment, since it is possible to control odor suppression from the evaporator 9 without detecting the temperature and humidity of the air sucked into the evaporator, the cost of the entire apparatus can be reduced by reducing the number of sensors. This is extremely advantageous in practical use.
[0151]
(10th Embodiment)
In the ninth embodiment, the case where the compressor ON time is fixed to a value of 1 second has been described. However, in the tenth embodiment, the compressor ON time is varied so as to be increased by increasing the heat load of the evaporator 9. Here, the target evaporator temperature TEO is calculated so as to decrease as the heat load of the evaporator 9 increases.
[0152]
Therefore, in the tenth embodiment, for example, when TEO = 25 ° C., the compressor ON time = 1 second, when TEO = 20 ° C., the compressor ON time = 1.5 seconds, and when TEO = 15 ° C., the compressor Determine ON time = 2 seconds.
[0153]
In the tenth embodiment, for example, TEO> 13 ° C. may be determined, and the time when TEO is higher than 13 ° C. may be determined as the high temperature range.
[0154]
The high temperature range of TEO in the ninth and tenth embodiments is that the evaporator blow-off temperature rises above the wet bulb temperature Twe of the evaporator suction air when the
[0155]
(Eleventh embodiment)
The eleventh embodiment is configured to execute an intermittent operation mode in which the
[0156]
FIG. 27 is a flowchart of compressor control according to the eleventh embodiment, and the control processes in steps S100, S110, and S150 to S190 are the same as those in the above embodiments.
[0157]
When the
[0158]
In step S180, it is determined whether or not the target evaporator temperature TEO is set to a temperature in the vicinity of the wet bulb temperature Twet and the dew point temperature Trt, thereby determining whether or not the condition for generating an odor from the evaporator 9 is satisfied. To do. If the determination in step S180 is YES, the process proceeds to step S400, and an intermittent operation mode in which the
[0159]
Specifically, in step S400, the
[0160]
On the other hand, the first predetermined time t1 is much longer than the second predetermined time t2, for example, 30 seconds, thereby reducing the operating rate of the
[0161]
In this intermittent operation mode, odor generation from the evaporator 9 can also be suppressed for the following reason. That is, under normal cooling operation conditions, by setting the compressor stop period (period T2) in the intermittent operation mode, the condensed water gradually evaporates on the surface of the evaporator 9, and the evaporator 9 The surface wetting ratio is gradually reduced, and the surface of the evaporator 9 is gradually dried.
[0162]
At this time, since the temperature distribution due to the non-uniform refrigerant evaporation amount unavoidably occurs on the surface of the evaporator 9, the portion where the condensed water is completely dried gradually increases on the surface of the evaporator 9. For this reason, the odor component is gradually dispersed and separated from the surface of the evaporator 9. As a result, according to the intermittent operation mode, the odor level can be kept low, and the odor level does not rise to a level at which it feels uncomfortable.
[0163]
In the
[0164]
In the
[0165]
Under normal cooling operation conditions, the surface of the evaporator 9 is gradually dried by executing the intermittent operation mode as described above. Therefore, after the intermittent operation mode is executed a predetermined number of times (for example, 10 times) or more, the evaporator The condensed water on the surface of 9 is completely dried, and the evaporator outlet temperature Te rises to a temperature higher than the wet bulb temperature Twe as indicated by a point X in FIG.
[0166]
Thus, in the state where the condensed water on the surface of the evaporator 9 is completely dried and the evaporator blowing temperature Te exceeds the wet bulb temperature Twe, no odor is generated from the surface of the evaporator 9, so the process proceeds from step S430 to step S190. Proceed and perform normal compressor control.
[0167]
On the other hand, when the intake air temperature of the evaporator 9 is very low, the evaporation of the condensed water on the surface of the evaporator 9 becomes small, and therefore, after the intermittent operation mode is executed a predetermined number of times (10 times). In some cases, the surface of the evaporator 9 is kept wet with condensed water, and the relationship of the evaporator blowing temperature Te ≦ the wet bulb temperature Twe is maintained. In this case, since the determination in step S430 is YES, the process proceeds to step S440 to perform compressor control for odor suppression.
[0168]
That is, in the compressor control in step S440, the
[0169]
Since the evaporator outlet temperature Te is controlled to be equal to or lower than the wet bulb temperature Twe by the compressor control in step S440, the generation of odor from the evaporator 9 can be suppressed.
[0170]
Further, since the
[0171]
By the way, since the intermittent operation mode of step S400 repeats a special intermittent operation of the compressor operation at a very short time t2, it is not preferable to continue for a long time in view of the operation mode of the vehicle engine 4. However, in the present embodiment, when the number of intermittent operation modes reaches a predetermined number or more, the intermittent operation mode in step S400 is stopped, and the routine proceeds to normal compressor control in step S190 or compressor control for odor suppression in step S440. From this, the compressor operation time and the compressor stop time extend to the time based on the hysteresis widths of the target temperatures Teon and Teoff, which is a preferable operation mode for the vehicle engine 4.
[0172]
Even when the determination in step S180 is NO, since no odor is generated from the surface of the evaporator 9, the process proceeds to step S190, and normal compressor control is performed.
[0173]
In the compressor control in step S440 described above, the target temperature Teon = Te ′ is set. However, the
[0174]
(Other embodiments)
In the first to eighth embodiments, the
[0175]
Further, the wet bulb temperature Twe of the evaporator suction air is the evaporator outlet temperature Te in the period (2) in FIG. 25B, and the evaporator outlet temperature Te in the period (2) is from the
[0176]
In the above-described embodiment, the case where the temperature sensor 32 that detects the evaporator blown air temperature Te is used as the temperature sensor that detects the evaporator temperature has been described. However, as the temperature sensor that detects the evaporator temperature, the evaporator It is possible to use a temperature sensor that detects the fin temperature or the like.
[0177]
Moreover, in said embodiment, although ON-OFF control of the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall system diagram of a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing an overall outline of air conditioning control according to the first embodiment;
FIG. 3 is a flowchart showing compressor control according to the first embodiment.
FIG. 4 is a characteristic diagram of a target evaporator temperature for room temperature control according to the first embodiment.
FIG. 5 is a characteristic diagram of a target evaporator temperature for humidity control according to the first embodiment.
FIG. 6 is a characteristic diagram of a target evaporator temperature for window glass antifogging according to the first embodiment.
FIG. 7 is an operation explanatory diagram of compressor control according to the first embodiment.
FIG. 8 is a flowchart showing compressor control according to a second embodiment.
FIG. 9 is an operation explanatory diagram of compressor control according to the second embodiment.
FIG. 10 is a flowchart showing compressor control according to a third embodiment.
FIG. 11 is an operation explanatory diagram of compressor control according to the third embodiment.
FIG. 12 is a flowchart showing compressor control according to a fourth embodiment.
FIG. 13 is an operation explanatory diagram of compressor control according to the fourth embodiment.
FIG. 14 is a flowchart showing compressor control according to a fifth embodiment.
FIG. 15 is an operation explanatory diagram of conventional compressor control corresponding to the fifth embodiment.
FIG. 16 is an operation explanatory diagram of compressor control according to the fifth embodiment.
FIG. 17 is a flowchart showing compressor control according to a sixth embodiment.
FIG. 18 is a flowchart showing compressor control according to a seventh embodiment.
FIG. 19 is a flowchart showing compressor control according to an eighth embodiment.
FIG. 20 is an operation explanatory diagram of compressor control according to an eighth embodiment.
FIG. 21 is an operation explanatory diagram of conventional compressor control corresponding to the eighth embodiment.
FIG. 22 is a flowchart showing compressor control according to a ninth embodiment.
FIG. 23 is an operation explanatory diagram of compressor control according to the ninth embodiment.
FIG. 24 is an operation explanatory diagram of compressor control according to the ninth embodiment.
FIG. 25 is an explanatory diagram showing the relationship between compressor intermittent control, evaporator blowing temperature behavior, and odor generation mechanism in the prior art.
FIG. 26 is a moist air diagram used for explaining the prior art and the present invention.
FIG. 27 is a flowchart showing compressor control according to an eleventh embodiment.
FIG. 28 is a characteristic diagram showing the behavior of the evaporator outlet temperature during the intermittent operation mode of the eleventh embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (17)
前記蒸発器(9)を通過した冷媒を圧縮し、吐出する圧縮機(1)と、
前記蒸発器(9)の温度を検出する温度検出手段(32)と、
前記圧縮機(1)の作動を、前記温度検出手段(32)により検出される前記蒸発器温度に応じて断続制御する圧縮機制御手段(S9)とを備える車両用空調装置において、
前記蒸発器(9)から臭いが発生する条件に該当するときに、第1所定時間(t1)の間、前記圧縮機(1)を停止させ、前記第1所定時間(t1)よりも十分短い時間である第2所定時間(t2)の間、前記圧縮機(1)を作動させる間欠運転モードを実行し、
前記間欠運転モードの実行回数が所定回数以上になったときに、前記蒸発器温度が前記蒸発器(9)の吸い込み空気の湿球温度以下であるかどうかを判定し、
前記蒸発器温度が前記湿球温度以下であるときは、前記蒸発器温度が前記湿球温度以下で、かつ、前記吸い込み空気の露点温度より高い温度となるように前記圧縮機(1)の作動を断続制御し、
また、前記蒸発器温度が前記湿球温度より高い温度であると判定されたときは前記蒸発器温度が通常時の目標蒸発器温度に維持されように前記圧縮機(1)の作動を断続制御することを特徴とする車両用空調装置。An evaporator (9) for cooling the air blown into the passenger compartment;
A compressor (1) for compressing and discharging the refrigerant that has passed through the evaporator (9);
Temperature detecting means (32) for detecting the temperature of the evaporator (9);
In a vehicle air conditioner comprising compressor control means (S9) for intermittently controlling the operation of the compressor (1) according to the evaporator temperature detected by the temperature detection means (32).
The compressor (1) is stopped for a first predetermined time (t1) when the condition for generating odor from the evaporator (9) is satisfied, and is sufficiently shorter than the first predetermined time (t1). During the second predetermined time (t2) which is time, the intermittent operation mode for operating the compressor (1) is executed,
When the number of executions of the intermittent operation mode is equal to or greater than a predetermined number of times, it is determined whether the evaporator temperature is equal to or lower than the wet bulb temperature of the intake air of the evaporator (9),
When the evaporator temperature is lower than the wet bulb temperature, the compressor (1) is operated so that the evaporator temperature is lower than the wet bulb temperature and higher than the dew point temperature of the suction air. Control intermittently,
Further, when it is determined that the evaporator temperature is higher than the wet bulb temperature, the operation of the compressor (1) is intermittently controlled so that the evaporator temperature is maintained at the target evaporator temperature at the normal time. vehicle air conditioner, wherein the to Turkey.
前記蒸発器(9)を通過した冷媒を圧縮し、吐出する圧縮機(1)と、
前記蒸発器(9)の温度を検出する温度検出手段(32)と、
前記圧縮機(1)の作動を、前記温度検出手段(32)により検出される前記蒸発器温度に応じて断続制御する圧縮機制御手段(S9)とを備える車両用空調装置において、
前記圧縮機制御手段(S9)は、前記蒸発器(9)の吸い込み空気の湿球温度を算出する第1算出手段(S160)と、前記蒸発器(9)の吸い込み空気の露点温度を算出する第2算出手段(S170)と、前記蒸発器(9)から臭いが発生する条件に該当するか否かを判定する判定手段(S180)とを有し、
前記判定手段(S180)により前記蒸発器(9)から臭いが発生する条件に該当すると判定されたときは、前記蒸発器温度が前記第1算出手段(S160)により算出された前記湿球温度以下で、かつ、前記第2算出手段(S170)により算出された前記露点温度より高い温度となるように前記圧縮機(1)の作動を断続制御することを特徴とする車両用空調装置。An evaporator (9) for cooling the air blown into the passenger compartment;
A compressor (1) for compressing and discharging the refrigerant that has passed through the evaporator (9);
Temperature detecting means (32) for detecting the temperature of the evaporator (9);
In a vehicle air conditioner comprising compressor control means (S9) for intermittently controlling the operation of the compressor (1) according to the evaporator temperature detected by the temperature detection means (32).
The compressor control means (S9) calculates a first calculation means (S160) for calculating the wet bulb temperature of the intake air of the evaporator (9), and calculates a dew point temperature of the intake air of the evaporator (9). A second calculating means (S170) and a determining means (S180) for determining whether or not a condition for generating odor from the evaporator (9) is satisfied,
The determination means (S180) the evaporator (9) when the odor is determined to meet the conditions arising from the can, the wet-bulb temperature of the evaporator temperature is calculated by the first calculating means (S160) The vehicle air conditioner is characterized in that the operation of the compressor (1) is intermittently controlled below so that the temperature is higher than the dew point temperature calculated by the second calculation means (S170) .
前記第1算出手段(S160)は、前記両センサ(39、40)により検出された吸い込み空気温度および吸い込み空気湿度に基づいて前記湿球温度を算出することを特徴とする請求項9ないし13のいずれか1つに記載の車両用空調装置。A temperature sensor (39) for detecting the temperature of the intake air of the evaporator (9) and a humidity sensor (40) for detecting the humidity of the intake air;
Said first calculating means (S160), the two sensors (39, 40) based on the detected intake air temperature and intake air humidity of claims 9 to 13, characterized in that to calculate the wet bulb temperature by The vehicle air conditioner as described in any one.
車室内の湿度を快適範囲に維持するために必要な第2目標蒸発器温度を決定する第2決定手段(S130)と、
窓ガラスの曇り止めのために必要な第3目標蒸発器温度を決定する第3決定手段(S140)と、
前記第1ないし第3目標蒸発器温度のうち最も低い温度を最終的に前記目標蒸発器温度として決定する第4決定手段(S150)とを有することを特徴とする請求項1ないし8および請求項12、13のいずれか1つに記載の車両用空調装置。First determining means (S120) for determining a first target evaporator temperature necessary for controlling the temperature of the air blown into the passenger compartment;
Second determining means (S130) for determining a second target evaporator temperature necessary for maintaining the humidity in the passenger compartment within a comfortable range;
A third determining means (S140) for determining a third target evaporator temperature required for defrosting the window glass;
Finally the fourth determining means (S150) claims 1 and having a to 8 and claims is determined as the target evaporator temperature the lowest temperature among the first to third target evaporator temperature The vehicle air conditioner according to any one of 12 and 13 .
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