WO2019082395A1 - 空調システム - Google Patents

空調システム

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WO2019082395A1
WO2019082395A1 PCT/JP2017/038977 JP2017038977W WO2019082395A1 WO 2019082395 A1 WO2019082395 A1 WO 2019082395A1 JP 2017038977 W JP2017038977 W JP 2017038977W WO 2019082395 A1 WO2019082395 A1 WO 2019082395A1
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air
mode
air conditioning
outside
control device
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PCT/JP2017/038977
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源 長谷川
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Definitions

  • the present invention relates to an air conditioning system which is mounted on a vehicle and has a configuration capable of switching air conditioning of the interior of the vehicle between inside air circulation and outside air introduction.
  • the present invention has been made to solve the problems as described above, and it is an object of the present invention to obtain an air conditioning system that realizes air conditioning control that improves the comfort of the interior of a vehicle.
  • the air conditioning system is an air conditioning system mounted on a vehicle, and detects the degree of contamination of outside air that is air outside the vehicle and the degree of contamination of inside air that is air inside the vehicle. It has a detector, an air conditioning control device that controls air conditioning by switching the air conditioning mode of the vehicle to an inside air circulation mode that circulates inside air, and an outside air introduction mode that introduces outside air into the room and discharges the inside air to the outside.
  • the air conditioning control device determines the degree of contamination of the outside air acquired from the air pollution degree detector and whether to switch the air conditioning mode from the outside air introduction mode to the inside air circulation mode.
  • the air conditioning mode is switched from the outside air introduction mode to the inside air circulation mode if the outside air pollution degree exceeds the outside air pollution degree threshold, and the air conditioning mode is the inside air circulation mode. If the air pollution degree is lower than the air pollution degree threshold value for determining whether the air conditioning mode is to be switched from the air circulation mode to the air introduction mode or not, If the contamination degree exceeds the inside air pollution degree threshold, the air conditioning mode is switched from the inside air circulation mode to the outside air introduction mode.
  • the air conditioning of the room is alternately switched to the inside air circulation and the outside air introduction based on the detection results of the air pollution degree detector which respectively detects the outside air pollution degree and the inside air pollution degree.
  • the air pollution degree detector which respectively detects the outside air pollution degree and the inside air pollution degree.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a vehicle 1 on which an air conditioning system according to Embodiment 1 of the present invention is mounted.
  • FIG. 2 is a configuration diagram showing the air conditioning system in the first embodiment of the present invention.
  • the air conditioning system includes a heat exchange ventilator 30 having an air supply passage 2, an exhaust passage 3, a heat exchanger 4 and a blower fan 8, an HVAC unit 5, a gate valve 6, and internal / external air switching.
  • An air conditioner 40 having a valve 7, an air conditioning controller 9, an outdoor thermometer 10 and a fogging information detector 50 having an indoor temperature and humidity meter 11, a dust sensor 12, an outdoor odor sensor 13, an indoor odor sensor 14, an air pollution degree detector 60 having a VOC sensor 15, a NOx sensor 16, an SOx sensor 17, and a CO2 sensor 18, an air conditioner control device 19, an air cleaner 20, and a vehicle control device 21.
  • the air supply path 2 is an air path for supplying air outside the vehicle 1 (referred to as outside air) into the room of the vehicle 1 when the air conditioning mode is the outside air introduction mode.
  • the exhaust passage 3 is an air passage for exhausting the air inside the vehicle 1 (referred to as inside air) to the outside when the air conditioning mode is the outside air introduction mode.
  • the air conditioning mode is the inside air circulation mode
  • the air conditioning mode is the outside air introduction mode
  • the outside air is introduced into the room and the inside air is discharged outside the room.
  • the heat exchanger 4 exchanges heat between the outside air introduced into the room and the inside air discharged outside when the air conditioning mode is the outside air introduction mode. That is, when the air conditioning mode is the open air introduction mode, the heat exchanger 4 exchanges heat between the air supplied from the outside to the air supply passage 2 and the air exhausted from the room to the exhaust passage 3. For example, the heat exchanger 4 performs heat exchange by causing the air flowing in from the outlet of the air supply passage 2 and the air flowing in from the inlet of the exhaust passage 3 to cross or face each other for contact.
  • a HVAC (Heating Ventilation and Air Conditioning) unit 5 includes a refrigerant heat exchanger (not shown) that exchanges heat between refrigerant and air, and a blower fan (not shown) that causes air after heat exchange from the refrigerant heat exchanger to flow into the room Not shown).
  • the blower fan of the HVAC unit 5 is configured to be able to compensate for the pressure loss of the heat exchanger 4. In order to compensate for the pressure loss of the heat exchanger 4, an additional fan may be provided in addition to the enlargement of the blower fan of the HVAC unit 5.
  • the gate valve 6 is adjusted in open / close degree by driving a servomotor (not shown) according to the control from the air conditioner control device 19 so that the open / close operation is performed.
  • An air passage when air flows from the HVAC unit 5 into the room is determined according to the gate valve 6 on which the opening and closing operation is performed.
  • the open / close operation of the inside / outside air switching valve 7 is adjusted by driving the servomotor (not shown) according to the control from the air conditioner control device 19 so that the degree of opening / closing is adjusted.
  • the inside / outside air switching valve 7 blocks the air path from the heat exchanger 4 to the HVAC unit 5 and passes the air path from the room to the HVAC unit 5. Thus, air does not flow from the heat exchanger 4 to the HVAC unit 5, and air flows from the room to the HVAC unit 5. That is, the HVAC unit 5 takes in the inside air when the air conditioning mode is the inside air circulation mode.
  • the inside / outside air switching valve 7 blocks the air passage from the room to the HVAC unit 5 and passes the air passage from the heat exchanger 4 to the HVAC unit 5. As a result, no air flows from the room to the HVAC unit 5, and air flows from the heat exchanger 4 to the HVAC unit 5. That is, when the air conditioning mode is the outside air introduction mode, the HVAC unit 5 takes in air passing through the heat exchanger 4 from the outside via the air supply passage 2.
  • the blower fan 8 operates only when the air conditioning mode is the open air introduction mode. By operating the blower fan 8, the inside air is exhausted from the exhaust passage 3 to the outside via the heat exchanger 4. The operation of the blower fan 8 is controlled to maintain the same atmospheric pressure outside and inside the room.
  • the fogging information detector 50 detects fogging information for determining whether the windshield of the vehicle 1 is fogged.
  • the fogging information detector 50 is configured to include an outdoor thermometer 10 that detects an outdoor temperature, and an indoor temperature and humidity meter 11 that detects an indoor temperature and humidity.
  • the air pollution degree detector 60 detects the degree of outside air pollution and the degree of inside air pollution, respectively.
  • the air pollution degree detector 60 includes a dust sensor 12, an outdoor odor sensor 13, an indoor odor sensor 14, a VOC sensor 15, a NOx sensor 16, an SOx sensor 17, and a CO2 sensor 18. .
  • the dust sensor 12 detects the dust concentration in the open air.
  • the outdoor odor sensor 13 detects the odor concentration in the open air.
  • the NOx sensor 16 detects the concentration of NOx (nitrogen oxide) in the outside air.
  • the SOx sensor 17 detects the concentration of SOx (sulfurized oxide) in the open air.
  • the indoor odor sensor 14 detects the odor concentration in the inside air.
  • the VOC sensor 15 detects the concentration of volatile organic compounds (VOC) in the inside air.
  • the CO2 sensor 18 detects the concentration of CO2 (carbon dioxide) in the inside air.
  • Each of the outdoor thermometer 10, the dust sensor 12, the outdoor odor sensor 13, the NOx sensor 16 and the SOx sensor 17 may be provided at any position where it can be exposed to the outside air.
  • these sensors are provided in the hood of the vehicle 1 or at the inlet of the air supply passage 2.
  • Each of the indoor-side thermo-hygrometer 11, the indoor-side odor sensor 14, the VOC sensor 15, and the CO2 sensor 18 may be provided at any position as long as the inside air can be touched.
  • these sensors are provided in the console of the vehicle 1 or at the inlet of the exhaust line 3.
  • these sensors may be provided in the console of the vehicle 1 or at the inlet of the exhaust line 3.
  • you may utilize the existing thing.
  • the air conditioning control device 9 controls the air conditioning by switching the air conditioning mode between an inside air circulation mode for circulating inside air and an outside air introduction mode for introducing outside air into the room and discharging the inside air to the outside.
  • the air conditioning control device 9 determines the degree of pollution of outside air acquired from the air pollution degree detector 60 and whether to switch the air conditioning mode from the outside air introduction mode to the inside air circulation mode And the ambient air pollution degree threshold for comparison.
  • the air conditioning control device 9 switches the air conditioning mode from the outside air introduction mode to the inside air circulation mode if the degree of outside air pollution exceeds the outside air pollution degree threshold as a result of the comparison.
  • the air conditioning controller 9 determines the degree of pollution of inside air acquired from the air pollution degree detector 60 and whether to switch the air conditioning mode from the inside air circulation mode to the outside air introduction mode Compare with the inside air pollution degree threshold of The air conditioning control device 9 switches the air conditioning mode from the inside air circulation mode to the outside air introduction mode if the degree of contamination of the inside air exceeds the inside air contamination degree threshold as a result of the comparison.
  • the air conditioning control device 9 determines whether the windshield is cloudy based on the fogging information acquired from the fogging information detector 50. If the air conditioning control device 9 determines that the windshield is cloudy as a result of the determination, it switches the air conditioning mode from the inside air circulation mode to the outside air introduction mode.
  • the air conditioner control device 19 controls the operations of the HVAC unit 5, the gate valve 6, and the inside / outside air switching valve 7.
  • the air cleaner 20 purifies the inside air to be circulated when the air conditioning mode is the inside air circulation mode. That is, the air cleaner 20 cleans the air flowing to the HVAC unit 5. For example, the air cleaner 20 purifies air by decomposing the smell in the air or adsorbing the dust in the air using the ions generated by the high voltage discharge. As a result, when the air conditioning mode is the inside air circulation mode, the unpleasant component contained in the inside air is removed, and the comfortable environment in the room can be maintained.
  • the vehicle control device 21 switches the operation mode of the vehicle 1 to an automatic operation mode in which autonomous driving is performed on behalf of the driver of the vehicle, and a manual operation mode in which the driver itself performs driving to control the driving.
  • the vehicle control device 21 is provided in the vehicle 1 and is based on detection results of various sensors (not shown) that detect the situation around the vehicle. The driving of the vehicle 1 is controlled.
  • the air conditioning control device 9 is communicably connected to each of the air conditioner control device 19, the air cleaner 20, the vehicle control device 21, the heat exchange ventilator 30, the fogging information detector 50 and the air pollution degree detector 60. Be done.
  • the air conditioner control device 19 is communicably connected to each of the HVAC unit 5, the gate valve 6 and the inside / outside air switching valve 7.
  • the air conditioning control device 9 selects either the inside air circulation mode or the outside air introduction mode as the air conditioning mode
  • the air conditioner control device 19 selects the HVAC unit 5, the gate valve 6, and the inside / outside air switching valve 7 according to the selected mode. Control each of the
  • each of the air conditioning control device 9, the air conditioner control device 19 and the vehicle control device 21 stores a microcomputer that executes arithmetic processing, a ROM (Read Only Memory) that stores data such as program data and fixed value data, This is realized by a RAM (Random Access Memory) or the like, which updates the data in question and is sequentially rewritten.
  • each of the air conditioning control device 9, the air conditioner control device 19, and the vehicle control device 21 is an integrated circuit, and is configured of, for example, an application specific integrated circuit (ASIC) or a field programmable gate array (FPGA). The functions of the air conditioning control device 9, the air conditioning control device 19 and the vehicle control device 21 may be integrated into one integrated circuit.
  • ASIC application specific integrated circuit
  • FPGA field programmable gate array
  • the air conditioning control device 9 is a sensor for comparing the detected values of the dust sensor 12, the outdoor odor sensor 13, the indoor odor sensor 14, the VOC sensor 15, the NOx sensor 16, the SOx sensor 17, and the CO 2 sensor 18.
  • the air conditioning control device 9 corresponds to the threshold corresponding to the dust sensor 12 (referred to as a dust threshold), the threshold corresponding to the outdoor odor sensor 13 (referred to as an outdoor odor threshold), and the indoor odor sensor 14 Threshold (referred to as the indoor odor threshold), the threshold corresponding to the VOC sensor 15 (referred to as the VOC threshold), the threshold corresponding to the NOx sensor 16 (NOx threshold), and the threshold corresponding to the SOx sensor 17 (SOx threshold) And a threshold (referred to as a CO2 threshold) corresponding to the CO2 sensor 18 are stored.
  • the above threshold stored for each sensor is set in advance, and is set to, for example, a value that can be detected by a human by a sensor detection target, or an environmental reference value corresponding to a detection target of the sensor.
  • the size of the particle size of dust that human beings can easily detect is 10 ⁇ m or more. Most of the dust with a particle size of 10 ⁇ m or more can be removed by an air conditioner filter. Therefore, the detection target of the dust sensor 12 is dust having a particle size of less than 10 ⁇ m. Note that dust of a plurality of types of particle sizes may be used as a detection target of the dust sensor 12. In this case, since the effect on the human body differs depending on the particle size of the dust, a threshold is set for each type of particle size.
  • the VOC sensor 15 detects the concentration of a chemical substance such as formaldehyde, toluene, xylene, ethylbenzene, styrene, dibutyl phthalate, tetradecane, bis phthalate, and acetaldehyde.
  • a chemical substance such as formaldehyde, toluene, xylene, ethylbenzene, styrene, dibutyl phthalate, tetradecane, bis phthalate, and acetaldehyde.
  • a plurality of chemical substances may be detected by the VOC sensor 15.
  • a threshold is set for each type of chemical substance.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a series of processing of the air conditioning system in the first embodiment of the present invention.
  • step S001 the air conditioning control device 9 acquires the operating condition of the air conditioner 40 from the air conditioner control device 19, and determines whether the air conditioning mode is the open air introduction mode from the acquired operating condition. If it is determined that the air conditioning mode is the outside air introduction mode, the process proceeds to step S002, and if the air conditioning mode is not the outside air introduction mode, that is, if the air conditioning mode is the inside air circulation mode, the process is step Go to S007.
  • step S002 the air conditioning control device 9 acquires the odor concentration in the open air from the outdoor odor sensor 13, and determines whether the acquired odor concentration exceeds the outdoor odor threshold. If it is determined that the odor concentration exceeds the outdoor odor threshold, the process proceeds to step S005, and if it is determined that the odor concentration does not exceed the outdoor odor threshold, the process proceeds to step S003. Go to
  • step S003 the air conditioning control device 9 acquires the dust concentration in the open air from the dust sensor 12, and determines whether the acquired dust concentration exceeds the dust threshold. If it is determined that the dust concentration exceeds the dust threshold, the process proceeds to step S005. If it is determined that the dust concentration does not exceed the dust threshold, the process proceeds to step S004.
  • step S 004 the air conditioning controller 9 acquires the NOx concentration and the SOx concentration in the outside air from the NOx sensor 16 and the SOx sensor 17, the acquired NOx concentration exceeds the NOx threshold, and the acquired SOx concentration exceeds the SOx threshold. Determine if it is. If it is determined that the NOx concentration exceeds the NOx threshold and the SOx concentration exceeds the SOx threshold, the process proceeds to step S005. On the other hand, if it is determined that the NOx concentration does not exceed the NOx threshold or the SOx concentration does not exceed the SOx threshold, the process returns to step S001, and the processes after step S001 are performed again.
  • step S005 the air conditioning control device 9 switches the air conditioning mode from the outside air introduction mode to the inside air circulation mode, and the process proceeds to step S006. Specifically, the air conditioning control device 9 blocks the air passage from the heat exchanger 4 to the HVAC unit 5 by the inside / outside air switching valve 7 and passes the air passage from the room to the HVAC unit 5. , And further stop the blower fan 8.
  • the air conditioning controller 9 determines that the odor concentration in the outside air acquired as the degree of contamination of the outside air from the outside odor sensor 13 is the outside odor threshold as the outside air contamination threshold. If it exceeds, the air conditioning mode is switched from the outside air introduction mode to the inside air circulation mode.
  • the air conditioning control device 9 performs the air conditioning when the dust concentration in the outside air acquired as the degree of pollution of the outside air from the dust sensor 12 exceeds the dust threshold as the outside air pollution degree threshold. Switch the mode from the outside air introduction mode to the inside air circulation mode.
  • the air conditioning controller 9 determines the concentration of NOx and SOx obtained as the degree of contamination of the outside air from the NOx sensor 16 and the SOx sensor 17, NOx threshold as the outside air contamination threshold, Each is compared with the SOx threshold.
  • the air conditioning control device 9 switches the air conditioning mode from the outside air introduction mode to the inside air circulation mode when the NOx concentration exceeds the NOx threshold and the SOx concentration exceeds the SOx threshold as a result of the comparison.
  • step S006 the air conditioning control device 9 starts the air purifier 20, the process returns to step S001, and the process of step S001 and subsequent steps is performed again.
  • the air conditioning control device 9 starts the air purifier 20 after switching the air conditioning mode from the outside air introduction mode to the inside air circulation mode.
  • step S 007 the air conditioning control device 9 determines whether the windshield of the vehicle 1 is cloudy.
  • FIG. 4 is a flowchart showing a series of processes in which the air conditioning control device 9 according to Embodiment 1 of the present invention determines whether the windshield of the vehicle 1 is cloudy.
  • step S020 the air conditioning control device 9 acquires the outdoor temperature and the indoor temperature and humidity from the outdoor side thermometer 10 and the indoor side temperature and humidity meter 11, and the process proceeds to step S021.
  • step S021 the air conditioning control device 9 calculates the dew point temperature T1 of air from the temperature and humidity of the room acquired in step S020, and the process proceeds to step S022.
  • step S022 the air conditioning control device 9 determines whether the dew point temperature T1 calculated in step S021 is higher than the outdoor temperature acquired in step S020. If it is determined that the dew point temperature T1 is higher than the outdoor temperature, the process proceeds to step S023. If it is determined that the dew point temperature T1 is lower than the outdoor temperature, the process proceeds to step S024. move on.
  • step S 023 the air conditioning control device 9 determines that the windshield is cloudy, and the process ends. That is, when the dew point temperature T1 is higher than the temperature in the room, it is considered that the windshield is dew condensation or ice formation, so the air conditioning control device 9 is configured to determine that the windshield is cloudy. There is.
  • step S024 the air conditioning control device 9 determines that the windshield is not cloudy, and the process ends.
  • the air conditioning control device 9 has the windshield based on the outdoor temperature and the indoor temperature and humidity acquired as the fogging information from the outdoor thermometer 10 and the indoor temperature and humidity meter 11. Determine if it is cloudy.
  • step S 007 if it is determined in step S 007 that the windshield of the vehicle 1 is cloudy, the process proceeds to step S 008, and if it is determined that the windshield is not cloudy, The process proceeds to step S012.
  • step S008 the air conditioning control device 9 switches the air conditioning mode from the inside air circulation mode to the outside air introduction mode, and the process proceeds to step S009. Specifically, the air conditioning controller 9 blocks the air passage from the room to the HVAC unit 5 by the inside / outside air switching valve 7 and passes the air passage from the heat exchanger 4 to the HVAC unit 5. And the blower fan 8 is operated.
  • step S009 the air conditioning control device 9 switches the operation of the air conditioner 40 from the normal operation to the defrost operation, and the process proceeds to step S010. Specifically, the air conditioning control device 9 instructs the air conditioner control device 19 to perform the defrost operation by controlling the gate valve 6.
  • the defrost operation is an operation for removing the fogging of the windshield, and is a conventionally known operation.
  • step S010 the air conditioning control device 9 performs the same processing as step S007 to determine again whether the windshield of the vehicle 1 is cloudy. That is, in step S010, by setting the operation of the air conditioner 40 to the defrost operation in step S009, it is checked whether or not the windshield has become cloudy.
  • step S010 If it is determined in step S010 that the windshield of vehicle 1 is cloudy, the above determination process is repeated, and if it is determined that the windshield is not cloudy, the process proceeds to step S011. . That is, the defrost operation is continuously performed until it is determined that the windshield is not cloudy.
  • step S011 the air conditioning control device 9 restores the operation of the air conditioner 40 to the normal operation, and the process proceeds to step S019.
  • step S012 the air conditioning control device 9 acquires the odor concentration in the inside air from the indoor odor sensor 14, and determines whether the acquired odor concentration exceeds the indoor odor threshold. If it is determined that the odor concentration exceeds the indoor odor threshold, the process proceeds to step S018, and if it is determined that the odor concentration does not exceed the indoor odor threshold, the process proceeds to step S013. Go to
  • step S013 the air conditioning controller 9 acquires the VOC concentration in the inside air from the VOC sensor 15, and determines whether the acquired VOC concentration exceeds the VOC threshold. If it is determined that the VOC concentration exceeds the VOC threshold, the process proceeds to step S018. If it is determined that the VOC concentration does not exceed the VOC threshold, the process proceeds to step S014.
  • step S014 the air conditioning control device 9 acquires the operation mode of the vehicle 1 from the vehicle control device 21, and determines whether the acquired operation mode is the automatic operation mode or the manual operation mode. If it is determined that the operation mode is the automatic operation mode, the process proceeds to step S015. If the operation mode is the manual operation mode, the process proceeds to step S016.
  • step S015 the air conditioning control device 9 changes the CO2 threshold value to the CO2 threshold value for automatic driving, and the process proceeds to step S017.
  • step S016 the air conditioning control device 9 changes the CO2 threshold value to the CO2 threshold value for manual operation, and the process proceeds to step S017.
  • the automatic driving CO2 threshold value and the manual driving CO2 threshold value are preset and different from each other.
  • the manual driving CO2 threshold value is larger than the automatic driving CO2 threshold value. It is set.
  • the CO 2 threshold for automatic driving is set in accordance with the indoor environmental standard.
  • the CO2 threshold value for manual driving is set to a value equal to or higher than the indoor environmental standard, and to a value that the driver does not feel uncomfortable even at the time of driving concentration.
  • step S017 the air conditioning control device 9 acquires the concentration of CO2 in the inside air from the CO2 sensor 18, and determines whether the acquired concentration of CO2 exceeds the CO2 threshold value after the change in step S015 or step S016. . If it is determined that the CO2 concentration exceeds the CO2 threshold, the process proceeds to step S018, and if it is determined that the CO2 concentration does not exceed the CO2 threshold, the process returns to step S001, The processes after step S001 are performed again.
  • step S018 the air conditioning control device 9 switches the air conditioning mode from the inside air circulation mode to the outside air introduction mode, and the process proceeds to step S019. Specifically, the air conditioning controller 9 blocks the air passage from the room to the HVAC unit 5 by the inside / outside air switching valve 7 and passes the air passage from the heat exchanger 4 to the HVAC unit 5. And the blower fan 8 is operated.
  • step S019 the air conditioning control device 9 stops the air purifier 20, the process returns to step S001, and the process of step S001 and subsequent steps is performed again.
  • step S013 when it is determined in step S013 that the VOC concentration does not exceed the VOC threshold, the processing of step S014 to step S016 is not performed, and the processing of step S017 is performed.
  • the CO2 threshold used in step S017 is not a variable value but a fixed value.
  • the CO2 threshold is changed based on the operation mode of the vehicle 1.
  • the CO2 threshold may not be changed.
  • the indoor odor threshold and the VOC threshold are not changed.
  • the indoor odor threshold may be changed based on the operation mode of the vehicle 1, or the VOC threshold is changed. May be
  • the air conditioning control device 9 determines the odor concentration in the inside air acquired as the degree of contamination of inside air from the indoor side odor sensor 14 as the inside odor threshold as the inside air contamination degree threshold. If it exceeds, the air conditioning mode is switched from the inside air circulation mode to the outside air introduction mode.
  • the air conditioning control device 9 sets the air conditioning mode to the inside air mode when the VOC concentration acquired as the inside air pollution degree from the VOC sensor 15 exceeds the VOC threshold as the inside air pollution degree threshold. Switch from circulation mode to open air introduction mode.
  • the air conditioning control device 9 sets the air conditioning mode to internal air when the CO2 concentration obtained as the degree of pollution of inside air from the CO2 sensor 18 exceeds the CO2 threshold as the inside air pollution degree threshold. Switch from circulation mode to open air introduction mode.
  • the air conditioning control device 9 acquires the operation mode from the vehicle control device 21, and changes the inside air contamination degree threshold value based on the acquired operation mode. In this case, the air conditioning control device 9 compares the acquired degree of pollution of inside air with the inside air contamination degree threshold using the changed inside air pollution degree threshold value.
  • the air conditioning of the interior of the vehicle is performed as the internal air circulation based on the detection results of the air pollution degree detector that respectively detects the pollution degree of outside air and the pollution degree of inside air. It is configured to switch to open air introduction.
  • the air conditioning of the room is alternately switched to the circulation of the inside air and the introduction of the outside air in consideration of the possibility that each of the outside air and the inside air is contaminated, so the quality of the room air is maintained in a good state.
  • indoor comfort can be improved.
  • the outside air is introduced to ventilate the room when the degree of contamination in the inside air reaches a certain degree, it is possible to suppress unnecessary ventilation.
  • the above-described air conditioning system further includes a heat exchanger that exchanges heat between the outside air introduced into the room and the inside air discharged outside when the air conditioning mode is the outside air introducing mode.
  • the ventilation loss when the outside air is introduced and the room is ventilated is reduced, and as a result, the energy consumption of the air conditioner can be reduced.
  • the above-described air conditioning system when the above-described air conditioning system is applied to an electric vehicle equipped with a drive motor and a battery, the power consumption of the battery can be suppressed, and as a result, the cruising distance of the electric vehicle is not reduced. can do.
  • the above-described air conditioning system contributes to preventing reduction in the cruising distance while securing the room comfort of the electric vehicle.
  • Reference Signs List 1 vehicle, 2 air supply path, 3 exhaust path, 4 heat exchanger, 5 HVAC unit, 6 gate valve, 7 internal / external air switching valve, 8 blower fan, 9 air conditioner control device, 10 outdoor temperature thermometer, 11 indoor temperature Hygrometer, 12 dust sensors, 13 outdoor odor sensors, 14 indoor odor sensors, 15 VOC sensors, 16 NOx sensors, 17 SOx sensors, 18 CO2 sensors, 19 air conditioner control devices, 20 air purifiers, 21 vehicle control devices, 30 heat exchange ventilators, 40 air conditioners, 50 fogging information detectors, 60 air pollution degree detectors.

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Abstract

空調システムは、車両の室外の空気である外気の汚染度と、車両の室内の空気である内気の汚染度とをそれぞれ検知する空気汚染度検知器と、車両の空調モードを内気循環モードと外気導入モードとに切り替えて空調を制御する空調制御装置とを備える。空調制御装置は、空気汚染度検知器から取得した外気の汚染度に基づいて、空調モードを外気導入モードから内気循環モードに切り替え、空気汚染度検知器から取得した内気の汚染度に基づいて、空調モードを内気循環モードから外気導入モードに切り替える。

Description

空調システム
　本発明は、車両に搭載され、車両の室内の空調を内気循環と外気導入に相互に切り替え可能な構成を備えた空調システムに関する。
　従来において、車両に搭載される換気装置として、車両の室内の空気中の二酸化炭素濃度を検知し、その検知結果に基づいて、外気を室内に導入して内気を車両の室外に排出することで室内を換気する制御を行うものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１４－１９３４６号公報
　ここで、特許文献１に記載の従来技術では、上記の制御、すなわち外気導入は、外気の汚染を考慮することなく行われているので、外気が汚染されていれば、汚染された外気が室内に導入されることとなる。この場合、汚染された外気が室内に導入されることによって、室内の快適性が損なわれるという問題がある。
　本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、車両の室内の快適性の向上を図った空調制御を実現する空調システムを得ることを目的とする。
　本発明における空調システムは、車両に搭載される空調システムであって、車両の室外の空気である外気の汚染度と、車両の室内の空気である内気の汚染度とをそれぞれ検知する空気汚染度検知器と、車両の空調モードを、内気を循環させる内気循環モードと、外気を室内に導入して内気を室外に排出する外気導入モードとに切り替えて空調を制御する空調制御装置と、を備え、空調制御装置は、空調モードが外気導入モードである場合、空気汚染度検知器から取得した外気の汚染度と、空調モードを外気導入モードから内気循環モードに切り替えるか否かを判断するための外気汚染度閾値とを比較し、外気の汚染度が外気汚染度閾値を超えていれば、空調モードを外気導入モードから内気循環モードに切り替え、空調モードが内気循環モードである場合、空気汚染度検知器から取得した内気の汚染度と、空調モードを内気循環モードから外気導入モードに切り替えるか否かを判断するための内気汚染度閾値とを比較し、内気の汚染度が内気汚染度閾値を超えていれば、空調モードを内気循環モードから外気導入モードに切り替えるものである。
　本発明の空調システムによれば、外気の汚染度と、内気の汚染度とをそれぞれ検知する空気汚染度検知器の検知結果に基づいて、室内の空調を内気循環と外気導入に相互に切り替えるように構成されている。これにより、車両の室内の快適性の向上を図った空調制御を実現する空調システムを得ることができる。
本発明の実施の形態１における空調システムが搭載される車両を示す構成図である。 本発明の実施の形態１における空調システムを示す構成図である。 本発明の実施の形態１における空調システムの一連の処理を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態１における空調制御装置が車両のフロントガラスが曇っているか否かを判断する一連の処理を示すフローチャートである。
　以下、本発明による空調システムを、好適な実施の形態にしたがって図面を用いて説明する。なお、図面の説明においては、同一部分または相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
　実施の形態１．
　図１は、本発明の実施の形態１における空調システムが搭載される車両１を示す構成図である。図２は、本発明の実施の形態１における空調システムを示す構成図である。
　図１および図２において、空調システムは、給気路２と、排気路３と、熱交換器４およびブロアファン８を有する熱交換換気装置３０と、ＨＶＡＣユニット５、仕切弁６および内外気切替弁７を有するエアコン装置４０と、空調制御装置９と、室外側温度計１０および室内側温湿度計１１を有する曇り情報検知器５０と、粉塵センサ１２、室外側臭気センサ１３、室内側臭気センサ１４、ＶＯＣセンサ１５、ＮＯｘセンサ１６、ＳＯｘセンサ１７およびＣＯ２センサ１８を有する空気汚染度検知器６０と、エアコン制御装置１９と、空気清浄機２０と、車両制御装置２１とを備える。
　給気路２は、空調モードが外気導入モードである場合に、車両１の室外の空気（外気と称す）を車両１の室内に給気するための風路である。排気路３は、空調モードが外気導入モードである場合に、車両１の室内の空気（内気と称す）を室外に排気するための風路である。
　このように、空調モードが内気循環モードである場合には、室内で内気が循環され、空調モードが外気導入モードである場合には、外気が室内に導入されて内気が室外に排出される。
　熱交換器４は、空調モードが外気導入モードである場合に、室内に導入される外気と室外に排出される内気を熱交換する。すなわち、熱交換器４は、空調モードが外気導入モードである場合に、室外から給気路２に給気される空気と、室内から排気路３に排気される空気を熱交換する。例えば、熱交換器４は、給気路２の出口から流れ込む空気と、排気路３の入口から流れ込む空気を交差または対向させて接触させることで、熱交換を行う。
　ＨＶＡＣ（Ｈｅａｔｉｎｇ　Ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ａｉｒ　Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ）ユニット５は、冷媒と空気を熱交換する冷媒式熱交換器（図示せず）と、その冷媒式熱交換器から熱交換後の空気を室内に流すブロアファン（図示せず）によって構成される。ＨＶＡＣユニット５のブロアファンは、熱交換器４の圧損を補うことが可能な構成となっている。なお、熱交換器４の圧損を補うために、ＨＶＡＣユニット５のブロアファンの大型化の他に、追加のファンを設けてもよい。
　仕切弁６は、エアコン制御装置１９からの制御に従ってサーボモータ（図示せず）が駆動することによって、開閉度が調整されて開閉動作が行われる。開閉動作が行われる仕切弁６に応じて、ＨＶＡＣユニット５から室内に空気が流れる際の風路が決定される。
　内外気切替弁７は、エアコン制御装置１９からの制御に従ってサーボモータ（図示せず）が駆動することによって、開閉度が調整されて開閉動作が行われる。
　内外気切替弁７は、空調モードが内気循環モードである場合には、熱交換器４からＨＶＡＣユニット５への風路を塞ぎ、室内からＨＶＡＣユニット５への風路を通す。これにより、熱交換器４からＨＶＡＣユニット５に空気が流れず、室内からＨＶＡＣユニット５に空気が流れる。つまり、ＨＶＡＣユニット５は、空調モードが内気循環モードである場合には、内気を取り込む。
　内外気切替弁７は、空調モードが外気導入モードである場合には、室内からＨＶＡＣユニット５への風路を塞ぎ、熱交換器４からＨＶＡＣユニット５への風路を通す。これにより、室内からＨＶＡＣユニット５に空気が流れず、熱交換器４からＨＶＡＣユニット５に空気が流れる。つまり、ＨＶＡＣユニット５は、空調モードが外気導入モードである場合には、室外から給気路２を経由して熱交換器４を通過する空気を取り込む。
　ブロアファン８は、空調モードが外気導入モードである場合にのみ動作する。ブロアファン８が動作することで、内気が熱交換器４を経由して排気路３から室外に排気される。ブロアファン８の動作は、室外と室内とで気圧を同一に保つように制御される。
　曇り情報検知器５０は、車両１のフロントガラスが曇っているか否かを判断するための曇り情報を検知する。具体的には、曇り情報検知器５０は、室外の温度を検知する室外側温度計１０と、室内の温湿度を検知する室内側温湿度計１１とを備えて構成される。
　空気汚染度検知器６０は、外気の汚染度と、内気の汚染度とをそれぞれ検知する。具体的には、空気汚染度検知器６０は、粉塵センサ１２、室外側臭気センサ１３、室内側臭気センサ１４、ＶＯＣセンサ１５、ＮＯｘセンサ１６、ＳＯｘセンサ１７およびＣＯ２センサ１８を備えて構成される。
　粉塵センサ１２は、外気中の粉塵濃度を検知する。室外側臭気センサ１３は、外気中の臭気濃度を検知する。ＮＯｘセンサ１６は、外気中のＮＯｘ（窒素酸化物）濃度を検知する。ＳＯｘセンサ１７は、外気中のＳＯｘ（硫化酸化物）濃度を検知する。
　室内側臭気センサ１４は、内気中の臭気濃度を検知する。ＶＯＣセンサ１５は、内気中のＶＯＣ（Ｖｏｌａｔｉｌｅ　Ｏｒｇａｎｉｃ　Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ；揮発性有機化合物）濃度を検知する。ＣＯ２センサ１８は、内気中のＣＯ２（二酸化炭素）濃度を検知する。
　室外側温度計１０、粉塵センサ１２、室外側臭気センサ１３、ＮＯｘセンサ１６およびＳＯｘセンサ１７のそれぞれは、外気に触れることが可能な位置であれば、どのような位置に設けられていてもよい。例えば、これらのセンサは、車両１のボンネット内、または給気路２の入口に設けられる。また、これらのセンサが別用途で車両１に既に設けられている場合には、その既設のものを利用してもよい。
　室内側温湿度計１１、室内側臭気センサ１４、ＶＯＣセンサ１５およびＣＯ２センサ１８のそれぞれは、内気に触れることが可能な位置であれば、どのような位置に設けられていてもよい。例えば、これらのセンサは、車両１のコンソール内、または排気路３の入口に設けられる。また、これらのセンサが別用途で車両１に既に設けられている場合、その既設のものを利用してもよい。
　空調制御装置９は、空調モードを、内気を循環させる内気循環モードと、外気を室内に導入して内気を室外に排出する外気導入モードとに切り替えて空調を制御する。
　すなわち、空調制御装置９は、空調モードが外気導入モードである場合、空気汚染度検知器６０から取得した外気の汚染度と、空調モードを外気導入モードから内気循環モードに切り替えるか否かを判断するための外気汚染度閾値とを比較する。空調制御装置９は、その比較の結果、外気の汚染度が外気汚染度閾値を超えていれば、空調モードを外気導入モードから内気循環モードに切り替える。
　空調制御装置９は、空調モードが内気循環モードである場合、空気汚染度検知器６０から取得した内気の汚染度と、空調モードを内気循環モードから外気導入モードに切り替えるか否かを判断するための内気汚染度閾値とを比較する。空調制御装置９は、その比較の結果、内気の汚染度が内気汚染度閾値を超えていれば、空調モードを内気循環モードから外気導入モードに切り替える。
　また、空調制御装置９は、空調モードが内気循環モードである場合、曇り情報検知器５０から取得した曇り情報に基づいて、フロントガラスが曇っているか否かを判断する。空調制御装置９は、その判断の結果、フロントガラスが曇っていると判断すれば、空調モードを内気循環モードから外気導入モードに切り替える。
　エアコン制御装置１９は、ＨＶＡＣユニット５、仕切弁６および内外気切替弁７のそれぞれの動作を制御する。
　空気清浄機２０は、空調モードが内気循環モードである場合に循環させる内気を清浄化する。すなわち、空気清浄機２０は、ＨＶＡＣユニット５に流れる空気を清浄化する。例えば、空気清浄機２０は、高電圧放電により発生するイオンを用いて、空気中の臭いを分解したり空気中の粉塵を吸着したりすることで、空気を清浄化する。これにより、空調モードが内気循環モードである場合に、内気中に含まれる不快成分が除去されて、室内での快適な環境の維持が可能となる。
　車両制御装置２１は、車両１の運転モードを、車両の運転者に代わって自律的な運転を行う自動運転モードと、運転者自身が運転を行う手動運転モードとに切り替えて運転を制御する。例えば、車両１の運転モードが自動運転モードである場合、車両制御装置２１は、車両１に設けられており、車両周辺の状況を検知する各種センサ類（図示せず）の検知結果に基づいて車両１の運転を制御する。
　次に、本実施の形態１における空調システムについて、図２を参照しながらさらに説明する。図２において、空調制御装置９は、エアコン制御装置１９、空気清浄機２０、車両制御装置２１、熱交換換気装置３０、曇り情報検知器５０および空気汚染度検知器６０のそれぞれと通信可能に接続される。
　エアコン制御装置１９は、ＨＶＡＣユニット５、仕切弁６および内外気切替弁７のそれぞれと通信可能に接続される。エアコン制御装置１９は、空調制御装置９によって空調モードとして内気循環モードと外気導入モードのいずれかが選択された場合、選択された方のモードに従ってＨＶＡＣユニット５、仕切弁６および内外気切替弁７のそれぞれを制御する。
　例えば、空調制御装置９、エアコン制御装置１９および車両制御装置２１のそれぞれは、演算処理を実行するマイクロコンピュータと、プログラムデータ、固定値データ等のデータを記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）と、格納されているデータを更新して順次書き換えられるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）等によって実現される。また、例えば、空調制御装置９、エアコン制御装置１９および車両制御装置２１のそれぞれは、集積回路であり、例えばＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）またはＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）によって構成される。なお、空調制御装置９、エアコン制御装置１９および車両制御装置２１のそれぞれの機能は、１つの集積回路に集約されていてもよい。
　空調制御装置９は、粉塵センサ１２、室外側臭気センサ１３、室内側臭気センサ１４、ＶＯＣセンサ１５、ＮＯｘセンサ１６、ＳＯｘセンサ１７およびＣＯ２センサ１８のそれぞれの検知値と比較するための閾値をセンサごとに記憶する。つまり、空調制御装置９には、粉塵センサ１２に対応した閾値（粉塵閾値と称す）と、室外側臭気センサ１３に対応した閾値（室外側臭気閾値と称す）と、室内側臭気センサ１４に対応した閾値（室内側臭気閾値と称す）と、ＶＯＣセンサ１５に対応した閾値（ＶＯＣ閾値と称す）と、ＮＯｘセンサ１６に対応した閾値（ＮＯｘ閾値）と、ＳＯｘセンサ１７に対応した閾値（ＳＯｘ閾値と称す）と、ＣＯ２センサ１８に対応した閾値（ＣＯ２閾値と称す）とが記憶される。
　センサごとに記憶される上記の閾値は、予め設定されるものであり、例えば、センサの検知対象を人間が感知できる値、またはセンサの検知対象に対応した環境基準値に設定される。
　一例として、人が感知しやすい粉塵の粒径のサイズは１０μｍ以上である。粒径が１０μｍ以上の粉塵のほとんどは、エアコンフィルタによって除去可能である。そこで、粉塵センサ１２の検知対象を粒径が１０μｍ未満の粉塵とする。なお、複数種類の粒径の粉塵を、粉塵センサ１２の検知対象としてもよい。この場合、粉塵の粒径によって人体に与える影響が異なるので、粒径の種類ごとに閾値が設定される。
　一例として、ＶＯＣセンサ１５は、例えばホルムアルデヒド、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、スチレン、フタル酸ジブチル、テトラデカン、フタル酸ビス、アセトアルデヒド等の化学物質の濃度を検知する。なお、複数種類の化学物質を、ＶＯＣセンサ１５の検知対象としてもよい。この場合、化学物質の種類によって人体に影響を与える濃度が異なるので、化学物質の種類ごとに閾値が設定される。
　次に、本実施の形態１における空調システムの一連の動作について、図３を参照しながら説明する。図３は、本発明の実施の形態１における空調システムの一連の処理を示すフローチャートである。
　ステップＳ００１において、空調制御装置９は、エアコン制御装置１９からエアコン装置４０の運転状況を取得し、取得した運転状況から、空調モードが外気導入モードであるか否かを判断する。空調モードが外気導入モードであると判断された場合には、処理がステップＳ００２へと進み、空調モードが外気導入モードでない場合、すなわち、空調モードが内気循環モードである場合には、処理がステップＳ００７へと進む。
　ステップＳ００２において、空調制御装置９は、室外側臭気センサ１３から外気中の臭気濃度を取得し、取得した臭気濃度が、室外側臭気閾値を超えているか否かを判断する。臭気濃度が室外側臭気閾値を超えていると判断された場合には、処理がステップＳ００５へと進み、臭気濃度が室外側臭気閾値を超えていないと判断された場合には、処理がステップＳ００３へと進む。
　ステップＳ００３において、空調制御装置９は、粉塵センサ１２から外気中の粉塵濃度を取得し、取得した粉塵濃度が、粉塵閾値を超えているか否かを判断する。粉塵濃度が粉塵閾値を超えていると判断された場合には、処理がステップＳ００５へと進み、粉塵濃度が粉塵閾値を超えていないと判断された場合には、処理がステップＳ００４へと進む。
　ステップＳ００４において、空調制御装置９は、ＮＯｘセンサ１６およびＳＯｘセンサ１７から外気中のＮＯｘ濃度およびＳＯｘ濃度を取得し、取得したＮＯｘ濃度がＮＯｘ閾値を超え、かつ取得したＳＯｘ濃度がＳＯｘ閾値を超えているか否かを判断する。ＮＯｘ濃度がＮＯｘ閾値を超え、かつＳＯｘ濃度がＳＯｘ閾値を超えていると判断された場合には、処理がステップＳ００５へと進む。一方、ＮＯｘ濃度がＮＯｘ閾値を超えていない、またはＳＯｘ濃度がＳＯｘ閾値を超えていないと判断された場合には、処理がステップＳ００１へと戻り、ステップＳ００１以降の処理が再度行われる。
　ステップＳ００５において、空調制御装置９は、空調モードを外気導入モードから内気循環モードに切り替え、処理がステップＳ００６へと進む。具体的には、空調制御装置９は、内外気切替弁７によって、熱交換器４からＨＶＡＣユニット５への風路を塞ぐとともに室内からＨＶＡＣユニット５への風路を通すようにエアコン制御装置１９に指令し、さらに、ブロアファン８を停止させる。
　以上のステップＳ００１、Ｓ００２およびＳ００５から分かるように、空調制御装置９は、室外側臭気センサ１３から外気の汚染度として取得した外気中の臭気濃度が、外気汚染度閾値としての室外側臭気閾値を超える場合、空調モードを外気導入モードから内気循環モードに切り替える。
　また、ステップＳ００１、Ｓ００３およびＳ００５から分かるように、空調制御装置９は、粉塵センサ１２から外気の汚染度として取得した外気中の粉塵濃度が、外気汚染度閾値としての粉塵閾値を超える場合、空調モードを外気導入モードから内気循環モードに切り替える。
　また、ステップＳ００１、Ｓ００４およびＳ００５から分かるように、空調制御装置９は、ＮＯｘセンサ１６およびＳＯｘセンサ１７から外気の汚染度として取得したＮＯｘ濃度およびＳＯｘ濃度と、外気汚染度閾値としてのＮＯｘ閾値およびＳＯｘ閾値とをそれぞれ比較する。空調制御装置９は、その比較の結果、ＮＯｘ濃度がＮＯｘ閾値を超え、かつ、ＳＯｘ濃度がＳＯｘ閾値を超える場合、空調モードを外気導入モードから内気循環モードに切り替える。
　ステップＳ００６において、空調制御装置９は、空気清浄機２０を始動し、処理がステップＳ００１へと戻り、ステップＳ００１以降の処理が再度行われる。
　このように、空調制御装置９は、空調モードを外気導入モードから内気循環モードに切り替えた後、空気清浄機２０を始動する。
　ステップＳ００７において、空調制御装置９は、車両１のフロントガラスが曇っているか否かを判断する。
　ここで、車両１のフロントガラスが曇っているか否かを判断する手法の具体例について、図４を参照しながら説明する。図４は、本発明の実施の形態１における空調制御装置９が車両１のフロントガラスが曇っているか否かを判断する一連の処理を示すフローチャートである。
　ステップＳ０２０において、空調制御装置９は、室外側温度計１０および室内側温湿度計１１から室外の温度および室内の温湿度を取得し、処理がステップＳ０２１へと進む。
　ステップＳ０２１において、空調制御装置９は、ステップＳ０２０で取得した室内の温湿度から、空気の露点温度Ｔ１を算出し、処理がステップＳ０２２へと進む。
　ステップＳ０２２において、空調制御装置９は、ステップＳ０２１で算出した露点温度Ｔ１が、ステップＳ０２０で取得した室外の温度よりも大きいか否かを判断する。露点温度Ｔ１が室外の温度よりも大きいと判断された場合には、処理がステップＳ０２３へと進み、露点温度Ｔ１が室外の温度以下であると判断された場合には、処理がステップＳ０２４へと進む。
　ステップＳ０２３において、空調制御装置９は、フロントガラスが曇っていると判断し、処理が終了となる。すなわち、露点温度Ｔ１の方が室内の温度よりも大きい場合には、フロントガラスが結露または結氷すると考えられることから、空調制御装置９は、フロントガラスが曇っていると判断するように構成されている。
　ステップＳ０２４において、空調制御装置９は、フロントガラスが曇っていないと判断し、処理が終了となる。
　以上のステップＳ０２０～Ｓ０２４から分かるように、空調制御装置９は、室外側温度計１０および室内側温湿度計１１から曇り情報として取得した室外の温度および室内の温湿度に基づいて、フロントガラスが曇っているか否かを判断する。
　図３の説明に戻り、ステップＳ００７において、車両１のフロントガラスが曇っていると判断された場合には、処理がステップＳ００８へと進み、フロントガラスが曇っていないと判断された場合には、処理がステップＳ０１２へと進む。
　ステップＳ００８において、空調制御装置９は、空調モードを内気循環モードから外気導入モードに切り替え、処理がステップＳ００９へと進む。具体的には、空調制御装置９は、内外気切替弁７によって、室内からＨＶＡＣユニット５への風路を塞ぐとともに熱交換器４からＨＶＡＣユニット５への風路を通すようにエアコン制御装置１９に指令し、さらに、ブロアファン８を動作させる。
　ステップＳ００９において、空調制御装置９は、エアコン装置４０の運転を通常運転からデフロスト運転に切り替え、処理がステップＳ０１０へと進む。具体的には、空調制御装置９は、仕切弁６を制御してデフロスト運転を行うようにエアコン制御装置１９に指令する。デフロスト運転は、フロントガラスの曇りを取るための運転であり、従来から知られている運転である。
　ステップＳ０１０において、空調制御装置９は、ステップＳ００７と同様の処理を行うことで、車両１のフロントガラスが曇っているか否かを再度判断する。つまり、このステップＳ０１０では、ステップＳ００９でエアコン装置４０の運転をデフロスト運転にしたことで、フロントガラスの曇りが取れたか否かをチェックしていることとなる。
　ステップＳ０１０において、車両１のフロントガラスが曇っていると判断された場合には、上記の判断処理を再度行い、フロントガラスが曇っていないと判断された場合には、処理がステップＳ０１１へと進む。つまり、フロントガラスが曇っていないと判断されるまで、デフロスト運転が継続して行われる。
　ステップＳ０１１において、空調制御装置９は、エアコン装置４０の運転を通常運転に復帰させ、処理がステップＳ０１９へと進む。
　ステップＳ０１２において、空調制御装置９は、室内側臭気センサ１４から内気中の臭気濃度を取得し、取得した臭気濃度が、室内側臭気閾値を超えているか否かを判断する。臭気濃度が室内側臭気閾値を超えていると判断された場合には、処理がステップＳ０１８へと進み、臭気濃度が室内側臭気閾値を超えていないと判断された場合には、処理がステップＳ０１３へと進む。
　ステップＳ０１３において、空調制御装置９は、ＶＯＣセンサ１５から内気中のＶＯＣ濃度を取得し、取得したＶＯＣ濃度が、ＶＯＣ閾値を超えているか否かを判断する。ＶＯＣ濃度がＶＯＣ閾値を超えていると判断された場合には、処理がステップＳ０１８へと進み、ＶＯＣ濃度がＶＯＣ閾値を超えていないと判断された場合には、処理がステップＳ０１４へと進む。
　ステップＳ０１４において、空調制御装置９は、車両制御装置２１から車両１の運転モードを取得し、取得した運転モードが自動運転モードであるか手動運転モードであるかを判断する。運転モードが自動運転モードであると判断された場合には、処理がステップＳ０１５へと進み、運転モードが手動運転モードである場合には、処理がステップＳ０１６へと進む。
　ステップＳ０１５において、空調制御装置９は、ＣＯ２閾値を自動運転用ＣＯ２閾値に変更し、処理がステップＳ０１７へと進む。ステップＳ０１６において、空調制御装置９は、ＣＯ２閾値を手動運転用ＣＯ２閾値に変更し、処理がステップＳ０１７へと進む。
　なお、自動運転用ＣＯ２閾値および手動運転用ＣＯ２閾値は、予め設定されるものであり、それぞれ異なる値であり、例えば、自動運転用ＣＯ２閾値よりも手動運転用ＣＯ２閾値の方が大きくなるように設定される。具体例として、自動運転用ＣＯ２閾値は、室内の環境基準に合わせて設定される。また、車両１の運転者が運転に集中している場合、室内の環境基準以上の値でも運転者が不快には感じないことが一般的に知られている。そこで、手動運転用ＣＯ２閾値は、室内の環境基準以上の値であって、かつ運転者が運転集中時でも不快に感じないような値に設定される。
　ステップＳ０１７において、空調制御装置９は、ＣＯ２センサ１８から内気中のＣＯ２濃度を取得し、取得したＣＯ２濃度が、ステップＳ０１５またはステップＳ０１６での変更後のＣＯ２閾値を超えているか否かを判断する。ＣＯ２濃度がＣＯ２閾値を超えていると判断された場合には、処理がステップＳ０１８へと進み、ＣＯ２濃度がＣＯ２閾値を超えていないと判断された場合には、処理がステップＳ００１へと戻り、ステップＳ００１以降の処理が再度行われる。
　ステップＳ０１８において、空調制御装置９は、空調モードを内気循環モードから外気導入モードに切り替え、処理がステップＳ０１９へと進む。具体的には、空調制御装置９は、内外気切替弁７によって、室内からＨＶＡＣユニット５への風路を塞ぐとともに熱交換器４からＨＶＡＣユニット５への風路を通すようにエアコン制御装置１９に指令し、さらに、ブロアファン８を動作させる。
　ステップＳ０１９において、空調制御装置９は、空気清浄機２０を停止させ、処理がステップＳ００１へと戻り、ステップＳ００１以降の処理が再度行われる。
　なお、実施の形態１では、車両１の運転モードとして自動運転モードが具備されている場合を示したが、車両１の運転モードとして自動運転モードが具備されていない場合には、次のような処理が行われる。すなわち、図３のフローチャートにおいて、ステップＳ０１３でＶＯＣ濃度がＶＯＣ閾値を超えていないと判断された場合、ステップＳ０１４～ステップＳ０１６の処理が行われず、ステップＳ０１７の処理が行われる。この場合、ステップＳ０１７で用いられるＣＯ２閾値は、可変値ではなく、固定値である。
　なお、実施の形態１では、車両１の運転モードに基づいてＣＯ２閾値を変更する場合を示したが、ＣＯ２閾値を変更しなくてもよい。また、実施の形態１では、室内側臭気閾値およびＶＯＣ閾値を変更しない場合を示したが、車両１の運転モードに基づいて、室内側臭気閾値を変更してもよいし、ＶＯＣ閾値を変更してもよい。
　以上のステップＳ００１、Ｓ０１２およびＳ０１８から分かるように、空調制御装置９は、室内側臭気センサ１４から内気の汚染度として取得した内気中の臭気濃度が、内気汚染度閾値としての室内側臭気閾値を超える場合、空調モードを内気循環モードから外気導入モードに切り替える。
　また、ステップＳ００１、Ｓ０１３およびＳ０１８から分かるように、空調制御装置９は、ＶＯＣセンサ１５から内気の汚染度として取得したＶＯＣ濃度が、内気汚染度閾値としてのＶＯＣ閾値を超える場合、空調モードを内気循環モードから外気導入モードに切り替える。
　また、ステップＳ００１、Ｓ０１７およびＳ０１８から分かるように、空調制御装置９は、ＣＯ２センサ１８から内気の汚染度として取得したＣＯ２濃度が、内気汚染度閾値としてのＣＯ２閾値を超える場合、空調モードを内気循環モードから外気導入モードに切り替える。
　また、ステップＳ００１、Ｓ０１４、Ｓ０１５およびＳ０１６から分かるように、空調制御装置９は、車両制御装置２１から運転モードを取得し、取得した運転モードに基づいて、内気汚染度閾値を変更する。この場合、空調制御装置９は、変更後の内気汚染度閾値を用いて、取得した内気の汚染度と、その内気汚染度閾値とを比較する。
　以上、本実施の形態１の空調システムによれば、外気の汚染度と、内気の汚染度とをそれぞれ検知する空気汚染度検知器の検知結果に基づいて、車両の室内の空調を内気循環と外気導入に相互に切り替えるように構成されている。
　これにより、外気および内気のそれぞれが汚染されている可能性を考慮して、室内の空調を内気循環と外気導入に相互に切り替えることとなるので、室内の空気の質を良好な状態に維持することができ、その結果、室内の快適性の向上を図ることができる。また、内気中の汚染度が一定の度合いに達したときに外気導入されて室内が換気されるので、不必要な換気を行うことを抑制することができる。
　また、上記の空調システムは、上記の構成に対して、空調モードが外気導入モードである場合に、室内に導入される外気と室外に排出される内気を熱交換する熱交換器をさらに備えて構成される。
　これにより、外気導入されて室内が換気される際の換気損失が低減され、その結果、エアコン装置のエネルギー消費を低減することができる。特に、駆動用モータとバッテリが搭載される電動車両に対して上記の空調システムが適用される場合、バッテリの消費電力を抑制することができ、その結果、電動車両の航続距離を低下させないようにすることができる。このように、上記の空調システムは、電動車両の室内の快適性を確保しつつ、航続距離を低下させないようにすることに寄与する。
　１　車両、２　給気路、３　排気路、４　熱交換器、５　ＨＶＡＣユニット、６　仕切弁、７　内外気切替弁、８　ブロアファン、９　空調制御装置、１０　室外側温度計、１１　室内側温湿度計、１２　粉塵センサ、１３　室外側臭気センサ、１４　室内側臭気センサ、１５　ＶＯＣセンサ、１６　ＮＯｘセンサ、１７　ＳＯｘセンサ、１８　ＣＯ２センサ、１９　エアコン制御装置、２０　空気清浄機、２１　車両制御装置、３０　熱交換換気装置、４０　エアコン装置、５０　曇り情報検知器、６０　空気汚染度検知器。

Claims (12)

  1. 　車両に搭載される空調システムであって、
    　前記車両の室外の空気である外気の汚染度と、前記車両の室内の空気である内気の汚染度とをそれぞれ検知する空気汚染度検知器と、
    　前記車両の空調モードを、前記内気を循環させる内気循環モードと、前記外気を前記室内に導入して前記内気を前記室外に排出する外気導入モードとに切り替えて空調を制御する空調制御装置と、
    　を備え、
    　前記空調制御装置は、
    　　前記空調モードが前記外気導入モードである場合、前記空気汚染度検知器から取得した前記外気の汚染度と、前記空調モードを前記外気導入モードから前記内気循環モードに切り替えるか否かを判断するための外気汚染度閾値とを比較し、前記外気の汚染度が前記外気汚染度閾値を超えていれば、前記空調モードを前記外気導入モードから前記内気循環モードに切り替え、
    　　前記空調モードが前記内気循環モードである場合、前記空気汚染度検知器から取得した前記内気の汚染度と、前記空調モードを前記内気循環モードから前記外気導入モードに切り替えるか否かを判断するための内気汚染度閾値とを比較し、前記内気の汚染度が前記内気汚染度閾値を超えていれば、前記空調モードを前記内気循環モードから前記外気導入モードに切り替える
    　空調システム。
  2. 　前記空調モードが前記外気導入モードである場合に、前記室内に導入される前記外気と前記室外に排出される前記内気を熱交換する熱交換器をさらに備えた
    　請求項１に記載の空調システム。
  3. 　前記車両のフロントガラスが曇っているか否かを判断するための曇り情報を検知する曇り情報検知器をさらに備え、
    　前記空調制御装置は、
    　　前記空調モードが前記内気循環モードである場合、前記曇り情報検知器から取得した前記曇り情報に基づいて、前記フロントガラスが曇っているか否かを判断し、前記フロントガラスが曇っていると判断すれば、前記空調モードを前記内気循環モードから前記外気導入モードに切り替える
    　請求項１または２に記載の空調システム。
  4. 　前記曇り情報検知器は、
    　　前記室外の温度を検知する室外側温度計と、
    　　前記室内の温湿度を検知する室内側温湿度計と、
    　を有し、
    　前記空調制御装置は、
    　　前記室外側温度計および前記室内側温湿度計から前記曇り情報として取得した前記室外の温度および前記室内の温湿度に基づいて、前記フロントガラスが曇っているか否かを判断する
    　請求項３に記載の空調システム。
  5. 　前記空気汚染度検知器は、
    　　前記外気中の臭気濃度を検知する室外側臭気センサを有し、
    　前記空調制御装置は、
    　　前記室外側臭気センサから前記外気の汚染度として取得した前記臭気濃度が、前記外気汚染度閾値としての室外側臭気閾値を超える場合、前記空調モードを前記外気導入モードから前記内気循環モードに切り替える
    　請求項１から４のいずれか１項に記載の空調システム。
  6. 　前記空気汚染度検知器は、
    　　前記外気中の粉塵濃度を検知する粉塵センサを有し、
    　前記空調制御装置は、
    　　前記粉塵センサから前記外気の汚染度として取得した前記粉塵濃度が、前記外気汚染度閾値としての粉塵閾値を超える場合、前記空調モードを前記外気導入モードから前記内気循環モードに切り替える
    　請求項１から５のいずれか１項に記載の空調システム。
  7. 　前記空気汚染度検知器は、
    　　前記外気中のＮＯｘ濃度を検知するＮＯｘセンサと、
    　　前記外気中のＳＯｘ濃度を検知するＳＯｘセンサと、
    　を有し、
    　前記空調制御装置は、
    　　前記ＮＯｘセンサおよび前記ＳＯｘセンサから前記外気の汚染度として取得した前記ＮＯｘ濃度および前記ＳＯｘ濃度について、前記ＮＯｘ濃度が、前記外気汚染度閾値としてのＮＯｘ閾値を超え、かつ、前記ＳＯｘ濃度が、前記外気汚染度閾値としてのＳＯｘ閾値を超える場合、前記空調モードを前記外気導入モードから前記内気循環モードに切り替える
    　請求項１から６のいずれか１項に記載の空調システム。
  8. 　前記空気汚染度検知器は、
    　　前記内気中の臭気濃度を検知する室内側臭気センサを有し、
    　前記空調制御装置は、
    　　前記室内側臭気センサから前記内気の汚染度として取得した前記臭気濃度が、前記内気汚染度閾値としての室内側臭気閾値を超える場合、前記空調モードを前記内気循環モードから前記外気導入モードに切り替える
    　請求項１から７のいずれか１項に記載の空調システム。
  9. 　前記空気汚染度検知器は、
    　　前記内気中のＶＯＣ濃度を検知するＶＯＣセンサを有し、
    　前記空調制御装置は、
    　　前記ＶＯＣセンサから前記内気の汚染度として取得した前記ＶＯＣ濃度が、前記内気汚染度閾値としてのＶＯＣ閾値を超える場合、前記空調モードを前記内気循環モードから前記外気導入モードに切り替える
    　請求項１から８のいずれか１項に記載の空調システム。
  10. 　前記空気汚染度検知器は、
    　　前記内気中のＣＯ２濃度を検知するＣＯ２センサを有し、
    　前記空調制御装置は、
    　　前記ＣＯ２センサから前記内気の汚染度として取得した前記ＣＯ２濃度が、前記内気汚染度閾値としてのＣＯ２閾値を超える場合、前記空調モードを前記内気循環モードから前記外気導入モードに切り替える
    　請求項１から９のいずれか１項に記載の空調システム。
  11. 　前記空調制御装置は、
    　　前記車両の運転モードを、前記車両の運転者に代わって自律的な運転を行う自動運転モードと、前記運転者が運転を行う手動運転モードとに切り替えて運転を制御する車両制御装置から、前記運転モードを取得し、取得した前記運転モードに基づいて、前記内気汚染度閾値を変更する
    　請求項１から１０のいずれか１項に記載の空調システム。
  12. 　前記空調モードが前記内気循環モードである場合に循環させる前記内気を清浄化する空気清浄機をさらに備え、
    　前記空調制御装置は、
    　　前記空調モードを前記外気導入モードから前記内気循環モードに切り替えた後、前記空気清浄機を始動する
    　請求項１から１１のいずれか１項に記載の空調システム。
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