JP6945942B2

JP6945942B2 - 空調システム

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Publication number: JP6945942B2
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Inventors: 源長谷川
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Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
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Filing date: 2017-10-27
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Description

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、空調制御装置は、車両の運転モードを、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、運転モードを取得し、取得した運転モードに基づいて、運転モードが自動運転モードの場合には内気汚染度閾値のうちのＣＯ２閾値を自動運転用ＣＯ２閾値に変更し、運転モードが手動運転モードの場合にはＣＯ２閾値を自動運転用ＣＯ２閾値よりも大きな値として設定されている手動運転用ＣＯ２閾値に変更するものである。

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（ＨｅａｔｉｎｇＶｅｎｔｉｌａｔｉｏｎａｎｄＡｉｒＣｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ）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（ＶｏｌａｔｉｌｅＯｒｇａｎｉｃＣｏｍｐｏｕｎｄｓ；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（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）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（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）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（ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｐｅｃｉｆｉｃＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）またはＦＰＧＡ（ＦｉｅｌｄＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＧａｔｅＡｒｒａｙ）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、５ＨＶＡＣ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、１５ＶＯＣセンサ、１６ＮＯｘセンサ、１７ＳＯｘセンサ、１８ＣＯ２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

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、
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、前記運転モードが前記自動運転モードの場合には前記内気汚染度閾値のうちのＣＯ２閾値を自動運転用ＣＯ２閾値に変更し、前記運転モードが前記手動運転モードの場合には前記ＣＯ２閾値を前記自動運転用ＣＯ２閾値よりも大きな値として設定されている手動運転用ＣＯ２閾値に変更する、
空調システム。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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１０のいずれか１項に記載の空調システム。