JPH07101234A - Oxygen-rich air generating device for automobile - Google Patents

Oxygen-rich air generating device for automobile

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JPH07101234A
JPH07101234A JP5249079A JP24907993A JPH07101234A JP H07101234 A JPH07101234 A JP H07101234A JP 5249079 A JP5249079 A JP 5249079A JP 24907993 A JP24907993 A JP 24907993A JP H07101234 A JPH07101234 A JP H07101234A
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JP
Japan
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mode
air
oxygen
carbon dioxide
vehicle
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Application number
JP5249079A
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Japanese (ja)
Inventor
Yuichi Minamiyama
雄一 南山
Atsunori Ochi
篤則 越知
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Denso Corp
Original Assignee
NipponDenso Co Ltd
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02CCAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/40Capture or disposal of greenhouse gases of CO2

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  • Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)

Abstract

PURPOSE:To keep the air conditioning in a cabin at a constantly comfortable level by automatically switching the oxygen-rich mode and the carbon dioxide removing mode according to the air supply mode and the car speed. CONSTITUTION:A microcomputer 21 judges thc car speed based on the car speed signal to be outputted from a car speed sensor 22, and also judges whether the air-supply mode of an air-conditioner 20 is the ventilation mode to supply the outside air or the inside air circulating mode to supply the air in the cabin The microcomputer 21 controls the ON/OFF of a mode switching switch 18 to switch the oxygen-rich mode and the carbon dioxide removing mode according to the air supply mode and the car speed by implementing the control program to be stored in a built-in ROM. This constitution can keep the condition of the air in the cabin at a constantly comfortable level irrespective of the air supply mode and the car speed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、酸素濃度を高めた酸素
富化空気を車室内に供給する自動車用酸素富化空気生成
装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vehicle oxygen-enriched air generator for supplying oxygen-enriched air having an increased oxygen concentration into a vehicle compartment.

【0002】[0002]

【従来の技術】最近、車室内空気中の酸素濃度の低下を
防いでドライブの快適性を維持するために、自動車に酸
素富化空気生成装置を搭載することが考えられている。
この酸素富化空気生成装置は、空気中の窒素を吸着する
ゼオライト等の吸着剤を収容した吸着タンクを設け、こ
の吸着タンク内にコンプレッサにより空気を送って空気
中の窒素濃度を低下させて酸素富化空気を生成し、この
酸素富化空気を車室内に供給するものである。
2. Description of the Related Art Recently, it has been considered to mount an oxygen-enriched air generator on an automobile in order to prevent a decrease in the oxygen concentration in the air inside the vehicle and maintain the comfort of driving.
This oxygen-enriched air generator is provided with an adsorption tank containing an adsorbent such as zeolite that adsorbs nitrogen in the air, and air is sent by a compressor into the adsorption tank to reduce the nitrogen concentration in the air and oxygen. Enriched air is generated and this oxygen-enriched air is supplied into the passenger compartment.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、快適性を左
右する空気環境として、酸素濃度の他、二酸化炭素濃度
もある。これを確認するため、空気環境(酸素濃度,二
酸化炭素濃度)と人間の疲労軽減率との関係を調べてみ
ると、図6に示すような結果が得られた。この図6にお
いて、領域Iは、高酸素濃度・低二酸化炭素濃度によっ
て疲労軽減率が高く快適と感じる領域であり、領域II
は、酸素濃度が若干低いが、二酸化炭素濃度を低下させ
ることで領域Iとほぼ同じ疲労軽減率(快適性)を確保
できる領域であり、領域III は、二酸化炭素濃度が高く
て疲労軽減率(快適性)の低い領域である。
By the way, as an air environment that affects comfort, there is a carbon dioxide concentration in addition to an oxygen concentration. To confirm this, the relationship between the air environment (oxygen concentration, carbon dioxide concentration) and the human fatigue reduction rate was examined, and the results shown in FIG. 6 were obtained. In FIG. 6, the region I is a region where the fatigue reduction rate is high and the user feels comfortable due to the high oxygen concentration / low carbon dioxide concentration.
Is a region in which the oxygen concentration is slightly low, but the fatigue reduction rate (comfort) that is almost the same as in region I can be secured by reducing the carbon dioxide concentration. It is an area of low comfort.

【0004】この関係から明らかなように、たとえ酸素
濃度が高くても、二酸化炭素濃度が高くなれば、疲労軽
減率(快適性)が著しく低下してしまう。それ故に、快
適性を維持するためには、酸素富化に加え、二酸化炭素
濃度を低下させることも必要となる。
As is clear from this relationship, even if the oxygen concentration is high, if the carbon dioxide concentration is high, the fatigue reduction rate (comfort) will be significantly reduced. Therefore, in order to maintain comfort, it is also necessary to lower the carbon dioxide concentration in addition to oxygen enrichment.

【0005】しかしながら、前述した従来のものは、酸
素富化のみによる空気環境の改善を狙ったものであり、
二酸化炭素濃度を制御できる構成とはなっていないの
で、十分な快適性を確保できない。
However, the above-mentioned conventional ones aim to improve the air environment only by enriching oxygen,
Since it is not configured to control the carbon dioxide concentration, sufficient comfort cannot be ensured.

【0006】また、車室内空気中の酸素濃度と二酸化炭
素濃度は、自動車に搭載されている空調装置(エアコ
ン)の吸気モードと、車速によっても変化する。即ち、
図5に示すように、空調装置の吸気モードが外気を吸入
する換気モードである場合には、車室内に新鮮な外気を
多量に導入できるので、車室内空気中の酸素濃度と二酸
化炭素濃度を共に快適なレベルに保つことができる。し
かし、空調装置の吸気モードが車室内空気を吸入する内
気循環モードである場合には、例えば20km/h以下
の車速では、車室内空気の換気量が非常に少ないので、
車室内空気中の酸素濃度と二酸化炭素濃度の双方が米国
労働衛生局の長期安全限界を越えてしまい、乗員が不快
感を感じるようになる。この状態では、たとえ車室内に
酸素富化空気を供給しても、車室内空気中の二酸化炭素
濃度が高いため、乗員は不快感を感じることになる。但
し、この内気循環モードでも、車速が増加するに従っ
て、車室内に侵入する外気の量が増加するので、図5に
示すように、例えば60km/hの車速では、車室内空
気の状態を上述した換気モードの場合とほぼ同じような
良好な状態に保つことができる。
Further, the oxygen concentration and the carbon dioxide concentration in the vehicle interior air also change depending on the intake mode of the air conditioner (air conditioner) mounted on the vehicle and the vehicle speed. That is,
As shown in FIG. 5, when the intake mode of the air conditioner is the ventilation mode in which the outside air is taken in, a large amount of fresh outside air can be introduced into the vehicle interior, so the oxygen concentration and the carbon dioxide concentration in the vehicle interior air can be reduced. Both can be kept at a comfortable level. However, when the intake mode of the air conditioner is the internal air circulation mode for sucking in the vehicle interior air, the ventilation volume of the vehicle interior air is very small at a vehicle speed of 20 km / h or less,
Both oxygen and carbon dioxide concentrations in the cabin air exceed the long-term safety limits of the US Department of Occupational Health, which makes passengers uncomfortable. In this state, even if the oxygen-enriched air is supplied to the passenger compartment, the occupant will feel discomfort because the carbon dioxide concentration in the passenger compartment air is high. However, even in this inside air circulation mode, as the vehicle speed increases, the amount of outside air that enters the vehicle interior increases. Therefore, as shown in FIG. 5, for example, at a vehicle speed of 60 km / h, the state of the air inside the vehicle interior is as described above. It can be maintained in almost the same good condition as in the ventilation mode.

【0007】以上のことから、自動車の場合には、空調
装置の吸気モードと車速の双方を考慮して車室内空気中
の酸素濃度と二酸化炭素濃度を制御する必要があるが、
現在のところ、車室内空気中の二酸化炭素濃度を制御す
る技術すら開発されていないのが実情である。
From the above, in the case of an automobile, it is necessary to control the oxygen concentration and the carbon dioxide concentration in the air in the passenger compartment in consideration of both the intake mode of the air conditioner and the vehicle speed.
At present, even the technology for controlling the carbon dioxide concentration in the air inside the vehicle has not been developed.

【0008】本発明は、このような事情を考慮してなさ
れたもので、その目的は、吸気モードや車速を問わず、
常に車室内空気の状態を快適なレベルに保つことができ
る自動車用酸素富化空気生成装置を提供することにあ
る。
The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and its purpose is regardless of the intake mode or the vehicle speed.
An object of the present invention is to provide an oxygen-enriched air generator for a vehicle, which can always keep the state of the air in the vehicle compartment at a comfortable level.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の自動車用酸素富化空気生成装置は、空気中
の窒素及び二酸化炭素を吸着する吸着剤を収容した吸着
タンクを設け、この吸着タンク内に送気手段により空気
を送って酸素富化空気を生成し、この酸素富化空気を車
室内に供給するようにしたものにおいて、前記吸着タン
クの作動圧力を切り替えることにより酸素富化空気を生
成する酸素富化モードと空気中の二酸化炭素を除去する
二酸化炭素除去モードとの間で切り替えるモード切替手
段と、自動車に搭載されている空調装置の吸気モードが
外気を吸入する換気モードであるか車室内の空気を吸入
する内気循環モードであるかを判定する吸気モード判定
手段と、車速を判定する車速判定手段と、前記吸気モー
ド判定手段及び前記車速判定手段により判定された前記
吸気モード及び前記車速に応じて前記酸素富化モードと
前記二酸化炭素除去モードとを切り替えるように前記モ
ード切替手段の動作を制御する制御手段とを備えた構成
としたものである。
In order to achieve the above object, an automobile oxygen-enriched air generator of the present invention is provided with an adsorption tank containing an adsorbent for adsorbing nitrogen and carbon dioxide in the air, In the adsorption tank, air is sent by the air supply means to generate oxygen-enriched air, and the oxygen-enriched air is supplied into the vehicle compartment. Mode switching means for switching between an oxygen-enriched mode for producing purified air and a carbon dioxide removal mode for removing carbon dioxide in the air, and a ventilation mode for the intake mode of an air conditioner installed in a vehicle to inhale outside air Or an internal air circulation mode for inhaling the air in the passenger compartment, an intake mode determining means, a vehicle speed determining means for determining the vehicle speed, the intake mode determining means and the front The control means controls the operation of the mode switching means so as to switch between the oxygen enrichment mode and the carbon dioxide removal mode according to the intake mode and the vehicle speed determined by the vehicle speed determination means. It is a thing.

【0010】[0010]

【作用】予め、吸気モード判定手段により、空調装置の
吸気モードが換気モードと内気循環モードのいずれであ
るかを判定すると共に、車速判定手段により車速を判定
する。これらの判定結果に基づいて、制御手段によりモ
ード切替手段の動作を制御し、吸気モード及び車速に応
じて吸着タンクの作動圧力(以下「スイング圧力」とい
う)を切り替えることにより酸素富化モードと二酸化炭
素除去モードとの間で切り替える。
In advance, the intake mode determination means determines whether the intake mode of the air conditioner is the ventilation mode or the inside air circulation mode, and the vehicle speed determination means determines the vehicle speed. Based on these determination results, the control means controls the operation of the mode switching means, and the operating pressure of the adsorption tank (hereinafter referred to as “swing pressure”) is switched in accordance with the intake mode and the vehicle speed, whereby the oxygen enrichment mode and the oxidation mode are changed. Switch to and from carbon removal mode.

【0011】この場合、二酸化炭素は、窒素に比べて、
吸着タンク内の吸着剤(例えばゼオライト)の極性分子
に対する選択吸着性が強いため、吸着タンク内を通過す
る空気流量が増加するに従って、単位時間当りの二酸化
炭素の吸着量が増加する特性がある。この特性を利用し
て、二酸化炭素除去モードでは、スイング圧力を酸素富
化モードのときよりも低下させることで、吸着タンク内
を通過する空気流量を増加させ、空気中の二酸化炭素を
効率良く吸着して、空気中の二酸化炭素濃度を低下させ
る。
In this case, carbon dioxide is
Since the adsorbent (for example, zeolite) in the adsorption tank has a strong selective adsorption property to polar molecules, it has a characteristic that the adsorption amount of carbon dioxide per unit time increases as the flow rate of air passing through the adsorption tank increases. By utilizing this characteristic, in the carbon dioxide removal mode, the swing pressure is made lower than that in the oxygen enrichment mode to increase the flow rate of air passing through the adsorption tank and efficiently adsorb carbon dioxide in the air. Then, the carbon dioxide concentration in the air is reduced.

【0012】[0012]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。まず、図1に基づいて自動車用酸素富化空気生
成装置全体の概略構成を説明する。酸素富化モード及び
二酸化炭素除去モードのいずれのモードでも、室内空気
は、電磁弁EV1を通して送気手段たるコンプレッサ1
1に吸入される。このコンプレッサ11から吐出される
空気は、電磁弁EV2を通って吸着タンク12内に流入
する。この吸着タンク12内には、空気中の窒素及び二
酸化炭素を吸着するゼオライト等の吸着剤(図示せず)
が収容されている。この吸着タンク12の出口側の空気
流通経路には、電磁弁EV3と逆止弁13を有する低圧
回路14と、オリフィス15と逆止弁16を有する高圧
回路17が並列に接続されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, a schematic configuration of the entire oxygen-enriched air generator for a vehicle will be described with reference to FIG. In both of the oxygen enrichment mode and the carbon dioxide removal mode, the indoor air passes through the solenoid valve EV1 and the compressor 1 serving as an air feeding means.
Inhaled to 1. The air discharged from the compressor 11 flows into the adsorption tank 12 through the electromagnetic valve EV2. In the adsorption tank 12, an adsorbent such as zeolite (not shown) that adsorbs nitrogen and carbon dioxide in the air
Is housed. A low pressure circuit 14 having a solenoid valve EV3 and a check valve 13 and a high pressure circuit 17 having an orifice 15 and a check valve 16 are connected in parallel to the air flow path on the outlet side of the adsorption tank 12.

【0013】この場合、酸素富化モード時には、低圧回
路14の電磁弁EV3を閉鎖(オフ)することで、吸着
タンク12の出口側の空気流通経路の流路抵抗を大きく
して、吸着タンク12内の圧力(スイング圧力)を窒素
の吸着に適した高圧力(例えば50KPa )に切り替
え、吸着タンク12から流出する酸素富化空気を、図1
に実線矢印で示すように、高圧回路17(オリフィス1
5→逆止弁16)を通して流出させる。この高圧回路1
7の出口側は、運転席の背もたれ部(図示せず)に取り
付けられた運転手スポットノズル(図示せず)に連結さ
れ、高圧回路17から流出する酸素富化空気が上記運転
手スポットノズルから運転手の顔近辺に向けてスポット
的に吹き出されるようになっている。
In this case, in the oxygen enrichment mode, by closing (turning off) the solenoid valve EV3 of the low pressure circuit 14, the flow passage resistance of the air flow path on the outlet side of the adsorption tank 12 is increased to increase the adsorption tank 12. The internal pressure (swing pressure) is switched to a high pressure (for example, 50 KPa) suitable for nitrogen adsorption, and the oxygen-enriched air flowing out from the adsorption tank 12 is fed to
As indicated by a solid arrow in FIG.
5 → Outflow through check valve 16). This high voltage circuit 1
The outlet side of 7 is connected to a driver spot nozzle (not shown) attached to the backrest (not shown) of the driver's seat, and oxygen-enriched air flowing out from the high-pressure circuit 17 is discharged from the driver spot nozzle. It is designed to be spotted toward the driver's face.

【0014】一方、二酸化炭素除去モード時には、低圧
回路14の電磁弁EV3を開放(オン)することで、吸
着タンク12の出口側の空気流通経路の流路抵抗を小さ
くして、スイング圧力を二酸化炭素の吸着に適した低圧
力(例えば8KPa )に切り替え、吸着タンク12から
流出する低二酸化炭素濃度の空気を、図1に一点鎖線矢
印で示すように、低圧回路14(電磁弁EV3→逆止弁
13)を通して流出させる。この低圧回路14の出口側
は、自動車に搭載されている空調装置20(図3参照)
の送風ダクト(図示せず)に連結され、低圧回路14か
ら流出する低二酸化炭素濃度の空気が上記送風ダクト内
を流れる空調風と混合してダッシュボードの吹出口(図
示せず)から車室内に吹き出されるようになっている。
On the other hand, in the carbon dioxide removal mode, the solenoid valve EV3 of the low pressure circuit 14 is opened (turned on) to reduce the flow path resistance of the air flow path on the outlet side of the adsorption tank 12 and to reduce the swing pressure. The air having a low carbon dioxide concentration flowing out from the adsorption tank 12 is switched to a low pressure suitable for carbon adsorption (for example, 8 KPa), and the low pressure circuit 14 (solenoid valve EV3 → return valve) is operated as shown by the one-dot chain arrow in FIG. Drain through valve 13). The outlet side of the low-voltage circuit 14 has an air conditioner 20 (see FIG. 3) installed in the automobile.
The air having a low carbon dioxide concentration flowing out of the low-pressure circuit 14 is connected to a blower duct (not shown) of the vehicle and is mixed with the conditioned air flowing in the blower duct to be discharged from the dashboard outlet (not shown) to the passenger compartment. It is supposed to be blown out to.

【0015】上述した酸素富化モードと二酸化炭素除去
モードのいずれの場合でも、当該モードの運転中に、吸
着タンク12内の吸着剤に吸着されている窒素や二酸化
炭素の分子を取り除いて吸着能力を回復させる再生モー
ドの運転を間欠的に実行させるようになっている。この
再生モード時には、電磁弁EV1,EV2を閉鎖(オ
フ)すると共に、電磁弁EV4,EV5を開放(オン)
して、コンプレッサ11を運転する。これにより、吸着
タンク12内に残留している空気を、図1に点線矢印で
示すように、電磁弁EV4→コンプレッサ11→電磁弁
EV5の経路で車室外に排出して吸着タンク12内の圧
力を例えば−80KPa 程度まで低下させることで、吸
着タンク12内の吸着剤に吸着されている窒素や二酸化
炭素の分子を取り除いて吸着能力を回復させる。以上説
明した各モードにおける電磁弁EV1〜EV5の作動
(開放),作動時間,作動圧力及び空気流量は、図2に
示すように設定されている。
In any of the above-described oxygen enrichment mode and carbon dioxide removal mode, during the operation of the mode, nitrogen or carbon dioxide molecules adsorbed by the adsorbent in the adsorption tank 12 are removed to obtain an adsorption capacity. The operation in the regeneration mode for recovering the temperature is executed intermittently. In this regeneration mode, the solenoid valves EV1 and EV2 are closed (OFF) and the solenoid valves EV4 and EV5 are opened (ON).
Then, the compressor 11 is operated. As a result, the air remaining in the adsorption tank 12 is discharged to the outside of the vehicle cabin through the path of the electromagnetic valve EV4 → the compressor 11 → the electromagnetic valve EV5 as shown by the dotted arrow in FIG. Is reduced to, for example, about -80 KPa to remove nitrogen and carbon dioxide molecules adsorbed by the adsorbent in the adsorption tank 12 and recover the adsorption capacity. The operation (opening), the operation time, the operation pressure, and the air flow rate of the solenoid valves EV1 to EV5 in each mode described above are set as shown in FIG.

【0016】次に、図3に基づいて電気回路の構成を説
明する。モード切替スイッチ18は酸素富化モードと二
酸化炭素除去モードとを切り替えるモード切替手段とし
て機能し、このモード切替スイッチ18に直列に第1の
リレーコイルRL1が接続されている。このモード切替
スイッチ18がオフのときには、酸素富化モードに設定
され、常開型のリレースイッチRL1aがオフ状態に維
持されて、電磁弁EV3が閉鎖状態に維持される。この
後、モード切替スイッチ18がオンされると、第1のリ
レーコイルRL1に通電され、常開型のリレースイッチ
RL1aがオンされて、電磁弁EV3が開放(オン)さ
れ、二酸化炭素除去モードに切り替えられる。
Next, the structure of the electric circuit will be described with reference to FIG. The mode changeover switch 18 functions as a mode changeover means for changing over between the oxygen enrichment mode and the carbon dioxide removing mode, and the first relay coil RL1 is connected in series to the mode changeover switch 18. When the mode changeover switch 18 is off, the oxygen enrichment mode is set, the normally open relay switch RL1a is maintained in the off state, and the solenoid valve EV3 is maintained in the closed state. After that, when the mode changeover switch 18 is turned on, the first relay coil RL1 is energized, the normally open relay switch RL1a is turned on, the solenoid valve EV3 is opened (turned on), and the carbon dioxide removal mode is set. Can be switched.

【0017】一方、メインスイッチ19には、第2のリ
レーコイルRL2が接続されている。このメインスイッ
チ19をオンすると、第2のリレーコイルRL2に通電
されてリレースイッチRL2aがオンされる。これによ
り、コンプレッサ11の運転が開始されると共に、常閉
型のリレースイッチRL3aを介して第1のリレータイ
マーRLT1,電磁弁EV1,EV2に通電される。上
記第1のリレータイマーRLT1は、通電と同時に計時
動作を開始し、所定時間経過後にリレースイッチRLT
1aをオンに切り替える。このリレースイッチRLT1
aのオンにより、常閉型のリレースイッチRLT2aを
介して第3のリレーコイルRL3に通電され、常閉型の
リレースイッチRL3aがオフされて、電磁弁EV1,
EV2がオフされると共に、リレースイッチRL3bが
オンされ、このリレースイッチRL3bと常閉型のリレ
ースイッチRLT2aを介して電磁弁EV4,EV5に
通電され、脱気モードの運転を開始する。
On the other hand, the main switch 19 is connected to the second relay coil RL2. When the main switch 19 is turned on, the second relay coil RL2 is energized and the relay switch RL2a is turned on. As a result, the operation of the compressor 11 is started and the first relay timer RLT1 and solenoid valves EV1 and EV2 are energized via the normally closed relay switch RL3a. The first relay timer RLT1 starts timing operation at the same time as energization, and after a predetermined time elapses, the relay switch RLT1.
Switch 1a on. This relay switch RLT1
When a is turned on, the third relay coil RL3 is energized via the normally closed relay switch RLT2a, the normally closed relay switch RL3a is turned off, and the electromagnetic valve EV1,
The EV2 is turned off, the relay switch RL3b is turned on, and the solenoid valves EV4 and EV5 are energized via the relay switch RL3b and the normally closed relay switch RLT2a to start the deaeration mode operation.

【0018】この脱気モードの運転中は、リレースイッ
チRL3bを介して第2のリレータイマーRLT2に通
電される。この第2のリレータイマーRLT2は、脱気
モードの運転時間(脱気時間)をカウントし、所定時間
経過後に、常閉型のリレースイッチRLT2aをオフす
る。これにより、第3のリレーコイルRL3及び電磁弁
EV4,EV5がオフされると共に、常閉型のリレース
イッチRL3aがオン状態に復帰して電磁弁EV1,E
V2がオンされ、モード切替スイッチ18により設定さ
れた二酸化炭素除去モード又は酸素富化モードのいずれ
かのモードで運転が行われる。
During the operation in the deaeration mode, the second relay timer RLT2 is energized via the relay switch RL3b. The second relay timer RLT2 counts the operation time of the deaeration mode (deaeration time), and turns off the normally closed relay switch RLT2a after a predetermined time has elapsed. As a result, the third relay coil RL3 and the solenoid valves EV4 and EV5 are turned off, and the normally-closed relay switch RL3a is returned to the on state, so that the solenoid valves EV1 and E5.
V2 is turned on, and the operation is performed in either the carbon dioxide removal mode or the oxygen enrichment mode set by the mode changeover switch 18.

【0019】上記モード切替スイッチ18のオン/オフ
は、マイクロコンピュータ21によって制御されてい
る。このマイクロコンピュータ21は、車速センサ22
から出力される車速信号に基づいて車速を判定する車速
判定手段として機能すると共に、空調装置20の吸気モ
ードが外気を吸入する換気モードであるか車室内の空気
を吸入する内気循環モードであるかを判定する吸気モー
ド判定手段としても機能する。更に、このマイクロコン
ピュータ21は、内蔵のROM(図示せず)に記憶され
ている図4の制御プログラムを実行することにより、吸
気モード及び車速に応じて酸素富化モードと二酸化炭素
除去モードとを切り替えるようにモード切替スイッチ1
8のオン/オフを制御する制御手段としても機能する。
Turning on / off of the mode changeover switch 18 is controlled by a microcomputer 21. This microcomputer 21 has a vehicle speed sensor 22.
It functions as a vehicle speed determination unit that determines the vehicle speed based on the vehicle speed signal output from the vehicle, and whether the intake mode of the air conditioner 20 is a ventilation mode for inhaling outside air or an inside air circulation mode for inhaling air in the vehicle compartment. It also functions as intake mode determination means for determining. Further, the microcomputer 21 executes the control program of FIG. 4 stored in a built-in ROM (not shown) to switch between the oxygen enrichment mode and the carbon dioxide removal mode according to the intake mode and the vehicle speed. Mode selector switch 1 to switch
It also functions as a control means for controlling ON / OFF of No. 8.

【0020】ところで、図5に示すように、空調装置2
0の吸気モードが換気モードである場合には、車室内に
新鮮な外気を多量に導入できるので、車室内空気の酸素
濃度と二酸化炭素濃度を共に快適なレベルに保つことが
できる。しかし、吸気モードが内気循環モードである場
合には、例えば20km/h以下の車速では、車室内空
気の換気量が非常に少ないので、車室内空気中の酸素濃
度と二酸化炭素濃度の双方が米国労働衛生局の長期安全
限界を越えてしまい、乗員が不快感を感じるようにな
る。この状態では、たとえ車室内に酸素富化空気を供給
しても、車室内空気中の二酸化炭素濃度が高いため、乗
員は不快感を感じることになる。但し、この内気循環モ
ードでも、車速が増加するに従って、車室内に侵入する
外気の量が増加するので、図5に示すように、例えば6
0km/hの車速では、車室内空気の状態を上述した換
気モードの場合とほぼ同じような良好な状態に保つこと
ができる。
By the way, as shown in FIG.
When the intake mode of 0 is the ventilation mode, a large amount of fresh outside air can be introduced into the vehicle interior, so that both the oxygen concentration and the carbon dioxide concentration of the vehicle interior air can be maintained at comfortable levels. However, when the intake mode is the internal air circulation mode, for example, at a vehicle speed of 20 km / h or less, since the ventilation volume of the vehicle interior air is very small, both the oxygen concentration and the carbon dioxide concentration in the vehicle interior air become Exceeding the long-term safety limit of the Occupational Health Bureau, occupants will feel discomfort. In this state, even if the oxygen-enriched air is supplied to the passenger compartment, the occupant will feel discomfort because the carbon dioxide concentration in the passenger compartment air is high. However, even in this inside air circulation mode, as the vehicle speed increases, the amount of outside air that enters the vehicle interior increases, so as shown in FIG.
At a vehicle speed of 0 km / h, the state of the air inside the vehicle interior can be maintained in a good state that is almost the same as in the ventilation mode described above.

【0021】このような事情を考慮して、本実施例で
は、マイクロコンピュータ21が図4に示す制御プログ
ラムによって次のように吸気モード及び車速に応じて酸
素富化モードと二酸化炭素除去モードとを切り替える。
まず、ステップS1で、車速が20km/hを超過して
いるか否かを判定する。車速が20km/hを超過して
いる場合には、車室内の換気量が大きく、二酸化炭素除
去モードの運転を行っても、空質制御効果が少ないの
で、ステップS4に進んで、酸素富化モードに切り替え
る。この酸素富化モードでは、低圧回路14の電磁弁E
V3を閉鎖(オフ)して、吸着タンク12内の圧力(ス
イング圧力)を窒素の吸着に適した高圧力に切り替え、
吸着タンク12から流出する酸素富化空気を、図1に実
線矢印で示すように、高圧回路17(オリフィス15→
逆止弁16)を通して流し、運転手スポットノズルから
運転手の顔近辺に向けてスポット的に吹き出す。ここ
で、酸素富化空気をスポット的に吹き出す理由は、車速
が20km/hを超過している場合には、車室内の換気
量が大きいために、酸素富化空気を空調風と混合してダ
ッシュボードの吹出口(図示せず)から吹き出したので
は、酸素富化空気が拡散してしまい、空質制御効果が少
なくなってしまうためである。
In consideration of such a situation, in the present embodiment, the microcomputer 21 sets the oxygen enrichment mode and the carbon dioxide removal mode in accordance with the intake mode and the vehicle speed as follows by the control program shown in FIG. Switch.
First, in step S1, it is determined whether the vehicle speed exceeds 20 km / h. When the vehicle speed exceeds 20 km / h, the ventilation volume in the vehicle compartment is large and the air quality control effect is small even when operating in the carbon dioxide removal mode. Therefore, the process proceeds to step S4, and oxygen enrichment is performed. Switch to mode. In this oxygen enrichment mode, the solenoid valve E of the low pressure circuit 14 is
By closing (off) V3, the pressure (swing pressure) in the adsorption tank 12 is switched to a high pressure suitable for adsorbing nitrogen,
The oxygen-enriched air flowing out of the adsorption tank 12 is supplied to the high pressure circuit 17 (orifice 15 →
It flows through the check valve 16) and is blown out in spots from the driver spot nozzle toward the driver's face. Here, the reason why the oxygen-enriched air is blown out in spots is that when the vehicle speed exceeds 20 km / h, the oxygen-enriched air is mixed with the conditioned air because the ventilation volume in the vehicle compartment is large. This is because blowing out from the air outlet (not shown) of the dashboard causes the oxygen-enriched air to diffuse and the air quality control effect to decrease.

【0022】一方、車速が20km/h以下であれば、
ステップS1からステップS2に進んで、空調装置20
の吸気モードが換気モードと内気循環モードのいずれで
あるかを判定する。換気モードであれば、車室内の換気
量が大きいので、車速が20km/hを超過している場
合と同じく、ステップS4に進んで、酸素富化モードの
運転を行うが、内気循環モードであれば、車室内の換気
量が少なく、車室内空気中の二酸化炭素濃度が高くなる
ので、ステップS3に進んで、二酸化炭素除去モードに
切り替える。この二酸化炭素除去モードでは、低圧回路
14の電磁弁EV3を開放(オン)して、スイング圧力
を二酸化炭素の吸着に適した低圧力に切り替え、吸着タ
ンク12から流出する低二酸化炭素濃度の空気を、図1
に一点鎖線矢印で示すように、低圧回路14(電磁弁E
V3→逆止弁13)を通して流出させ、空調装置20の
送風ダクト内を流れる空調風と混合してダッシュボード
の吹出口(図示せず)から車室内に吹き出させる。これ
により、車室内空気中の二酸化炭素濃度を低下させて、
快適性を良好に保つ。
On the other hand, if the vehicle speed is 20 km / h or less,
From step S1 to step S2, the air conditioner 20
It is determined whether the intake mode of is the ventilation mode or the internal air circulation mode. In the ventilation mode, since the ventilation volume in the passenger compartment is large, the process proceeds to step S4 to perform the oxygen enrichment mode operation as in the case where the vehicle speed exceeds 20 km / h. For example, since the ventilation volume in the passenger compartment is low and the carbon dioxide concentration in the passenger compartment air is high, the process proceeds to step S3, and the mode is switched to the carbon dioxide removal mode. In this carbon dioxide removal mode, the solenoid valve EV3 of the low pressure circuit 14 is opened (turned on) to switch the swing pressure to a low pressure suitable for adsorption of carbon dioxide, and the air with a low carbon dioxide concentration flowing out from the adsorption tank 12 is removed. , Figure 1
As indicated by the one-dot chain line arrow, the low pressure circuit 14 (solenoid valve E
It is made to flow out through V3 → check valve 13), mixed with the conditioned air flowing in the air duct of the air conditioner 20, and blown out into the vehicle compartment from the air outlet (not shown) of the dashboard. This reduces the carbon dioxide concentration in the cabin air,
Stay comfortable.

【0023】以上説明した本実施例によれば、空調装置
20の吸気モードと車速に応じて、車室内の換気量を考
慮し、酸素富化モードと二酸化炭素除去モードとを適切
に切り替えるようにしたので、吸気モードや車速を問わ
ず、常に車室内空気の状態を快適なレベルに保つことが
できる。しかも、酸素富化モードと二酸化炭素除去モー
ドとの切替を吸気モードと車速によって制御する構成で
あるから、コストの高いガスセンサを設ける必要がな
く、低コスト化の要求も満たすことができる。
According to the present embodiment described above, the oxygen enrichment mode and the carbon dioxide removal mode are appropriately switched depending on the intake mode of the air conditioner 20 and the vehicle speed in consideration of the ventilation amount in the vehicle interior. Therefore, regardless of the intake mode or the vehicle speed, the state of the air inside the vehicle can be always maintained at a comfortable level. Moreover, since the switching between the oxygen enrichment mode and the carbon dioxide removal mode is controlled by the intake mode and the vehicle speed, it is not necessary to provide a costly gas sensor, and the demand for cost reduction can be satisfied.

【0024】尚、本実施例では、吸気モードが内気循環
モードのときに、酸素富化モードから二酸化炭素除去モ
ードに切り替える車速を20km/hに設定したが、こ
れを自動車の種類に応じて適宜変更しても良いことは言
うまでもない。また、本実施例では、酸素富化空気を吹
き出す運転手スポットノズルを設けたが、酸素富化空気
をダッシュボードの吹出口から吹き出すようにしても良
い。
In this embodiment, the vehicle speed at which the oxygen enrichment mode is switched to the carbon dioxide removal mode is set to 20 km / h when the intake mode is the internal air circulation mode. However, this is appropriately set according to the type of vehicle. It goes without saying that you can change it. Further, in the present embodiment, the driver spot nozzle that blows out the oxygen-enriched air is provided, but the oxygen-enriched air may be blown out through the outlet of the dashboard.

【0025】その他、本発明は、上記実施例に限定され
るものではなく、例えば、送気手段をコンプレッサ11
からブロワに代えたり、高圧回路17にも電磁弁を設け
たり、吸着タンク12のサイズ・構造に応じてスイング
圧力を適宜変更しても良い等、要旨を逸脱しない範囲内
で種々変更して実施できることは言うまでもない。
Besides, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and for example, the air feeding means may be the compressor 11
To a blower, a high-pressure circuit 17 may be provided with a solenoid valve, and the swing pressure may be appropriately changed according to the size and structure of the adsorption tank 12. It goes without saying that you can do it.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、吸気モードと車速に応じて酸素富化モードと
二酸化炭素除去モードとを自動的に切り替えるようにし
たので、吸気モードや車速を問わず、常に車室内空気の
状態を快適なレベルに保つことができる。しかも、酸素
富化モードと二酸化炭素除去モードとの切替を吸気モー
ドと車速によって制御する構成であるから、コストの高
いガスセンサを設ける必要がなく、低コスト化の要求も
満たすことができる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, the oxygen enrichment mode and the carbon dioxide removal mode are automatically switched according to the intake mode and the vehicle speed. Regardless of the vehicle speed, the air condition inside the vehicle can be maintained at a comfortable level. Moreover, since the switching between the oxygen enrichment mode and the carbon dioxide removal mode is controlled by the intake mode and the vehicle speed, it is not necessary to provide a costly gas sensor, and the demand for cost reduction can be satisfied.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1実施例を示すシステム構成図FIG. 1 is a system configuration diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図2】各モードと各電磁弁の作動,作動時間,作動圧
力,空気流量の関係を示す図
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between each mode and operation of each solenoid valve, operating time, operating pressure, and air flow rate.

【図3】自動車用酸素富化空気生成装置全体の電気的構
成を示す電気回路図
FIG. 3 is an electric circuit diagram showing an electric configuration of the entire oxygen-enriched air generator for an automobile.

【図4】制御の流れを示すフローチャートFIG. 4 is a flowchart showing the flow of control.

【図5】吸気モード,車速,酸素濃度,二酸化炭素濃度
の関係を示す図
FIG. 5 is a diagram showing the relationship among intake mode, vehicle speed, oxygen concentration, and carbon dioxide concentration.

【図6】空気環境と疲労軽減率との関係を示す図FIG. 6 is a diagram showing a relationship between an air environment and a fatigue reduction rate.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…コンプレッサ(送気手段)、12…吸着タンク、
13…逆止弁、14…低圧回路、15…オリフィス、1
7…高圧回路、16…逆止弁、18…モード切換スイッ
チ(モード切替手段)、19…メインスイッチ、21…
マイクロコンピュータ(制御手段,吸気モード判定手
段,車速判定手段)、22…車速センサ(車速判定手
段)、EV1〜EV5…電磁弁(モード切換手段)。
11 ... Compressor (air supply means), 12 ... Adsorption tank,
13 ... Check valve, 14 ... Low pressure circuit, 15 ... Orifice, 1
7 ... High-pressure circuit, 16 ... Check valve, 18 ... Mode changeover switch (mode changeover means), 19 ... Main switch, 21 ...
Microcomputer (control means, intake mode determination means, vehicle speed determination means), 22 ... Vehicle speed sensor (vehicle speed determination means), EV1 to EV5 ... Electromagnetic valves (mode switching means).

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 空気中の窒素及び二酸化炭素を吸着する
吸着剤を収容した吸着タンクを設け、この吸着タンク内
に送気手段により空気を送って酸素富化空気を生成し、
この酸素富化空気を車室内に供給するようにした自動車
用酸素富化空気生成装置において、 前記吸着タンクの作動圧力を切り替えることにより、酸
素富化空気を生成する酸素富化モードと、空気中の二酸
化炭素を除去する二酸化炭素除去モードとの間で切り替
えるモード切替手段と、 自動車に搭載されている空調装置の吸気モードが外気を
吸入する換気モードであるか車室内の空気を吸入する内
気循環モードであるかを判定する吸気モード判定手段
と、 車速を判定する車速判定手段と、 前記吸気モード判定手段及び前記車速判定手段により判
定された前記吸気モード及び前記車速に応じて前記酸素
富化モードと前記二酸化炭素除去モードとを切り替える
ように前記モード切替手段の動作を制御する制御手段と
を備えたことを特徴とする自動車用酸素富化空気生成装
置。
1. An adsorption tank containing an adsorbent for adsorbing nitrogen and carbon dioxide in air is provided, and air is sent to the adsorption tank by an air supply means to generate oxygen-enriched air.
In an oxygen-enriched air generator for a vehicle adapted to supply this oxygen-enriched air to a vehicle compartment, an oxygen-enriched mode for generating oxygen-enriched air by switching the operating pressure of the adsorption tank, and Mode switching means for switching between the carbon dioxide removal mode for removing the carbon dioxide of the vehicle and the intake mode of the air conditioner installed in the vehicle is the ventilation mode for inhaling the outside air or the inside air circulation for inhaling the air inside the vehicle Intake mode determination means for determining whether the vehicle is in a mode, vehicle speed determination means for determining the vehicle speed, the intake mode determined by the intake mode determination means and the vehicle speed determination means, and the oxygen enrichment mode according to the vehicle speed And a control means for controlling the operation of the mode switching means so as to switch between the carbon dioxide removal mode and the automatic mode. Oxygen-rich air generator for vehicles.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004203367A (en) * 2002-10-28 2004-07-22 Denso Corp Air-conditioning system
WO2015182402A1 (en) * 2014-05-30 2015-12-03 シャープ株式会社 Carbon dioxide concentration control device, and device

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