专利名称：用于怠速停止车辆的空调装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种车辆用空调装置，尤其涉及一种能够提高在怠速停止期间的舒适 度的装置。
背景技术：
传统地，在没有装备诸如电动压缩机这样的装置的怠速停止车辆中，构造成在怠 速停止时，空调装置也随着发动机的停止而变为停止运转的状态。因此，存在有这样的问 题在夏季的时候，当怠速停止的状态持续一段时间时，由于制冷性能的下降使得车辆的内 部温度升高。在冬季的时候，除湿性能下降，可能使车窗雾化而模糊不清。为了解决这些问题，已经发展了这样一种技术当车辆进入怠速停止模式，同时空 调装置运行于采暖模式时，如果车辆内部温度低于预定值，而蒸发器温度高于预定值，并且 发动机冷却液温度低于预定值，那么，其针对发动机冷却液温度的下降控制内外空气气闸 (进气门)，以增加由气闸导入的内部空气的量；以及当车辆进入怠速停止模式，同时空调 装置运行于制冷模式时，如果车辆内部温度高于预定值，而蒸发器温度低于预定值，那么， 其针对车辆内部温度的升高控制内外空气气闸，以增加由该气闸导入的内部空气的量(参 见日本国特开2001-310618号公报)。这样，即使在发动机停止运转之后，通过连续地调节 内外空气气闸的开度来使被空调调节的空气循环，由此，也会尽可能的防止在发动机停转 之后的空调感受变差。尤其是，最大程度地防止了冬季时的车窗的雾化。在这种连接中，不希望在发动机停转的同时增加内部空气的循环量，因为这限制 了将新鲜的外部空气导入到车室内。此外，当在冬季关闭该空调装置时，车窗的雾化不清几 乎是不可避免的。在这方面，上述公报中所公开的技术设置为调节内外空气气闸的开度，并且因此 认为能够将一定量的外部空气导入到车辆内部中。另一方面，存在如下的问题在上述公报所公开的技术中，当车辆进入怠速停止 时，通过根据车辆内部和蒸发器的温度调节内外空气气闸的开度来控制内部空气的导入 量，例如，在夏季时，随着外部空气温度变高或者在冬季时变低，在蒸发器或者制暖器中的 热交换量增加，从而减少了用于将凉爽的或者温暖的空气导入到车室内的时间。结果，使怠 速停止模式提前终止，因此可以使空调装置运转以维持车室内的舒适度。换句话说，根据外 界温度使怠速停止持续时间变短，这是不希望的。
发明内容
为了解决上述问题而实施了本发明。本发明的目的是提供一种用于怠速停止车辆 的空调装置，即使在怠速停止期间，该空调装置也能够确保车室内的舒适度，而与外界空气 温度无关，并且还能确保怠速停止持续时间的延长。为了完成该目的，根据本发明的用于怠速停止车辆的空调装置具有用于调节内 部空气与外部空气之间的导入比的内外空气比调节设备，该内外空气比调节设备安装在具有发动机怠速停止功能的车辆中，并且包括用于切换内部和外部空气的内外空气气闸以及 用于驱动该内外空气气闸的内外空气气闸驱动设备，该内外空气气闸设置在空调风管中且 位于内部空气入口和外部空气入口的下游，该空调风管分别从内部空气入口和外部空气入 口导入车室外的外部空气和车室内的内部空气，并且将外部和内部空气从喷嘴排放到车辆 内部中；气流量调节设备，该气流量调节设备设置在所述空调风管中且位于所述内外空气 比调节设备的下游，并且调节将被导入的空气的气流量；温度调节设备，该温度调节设备设 置在所述空调风管中且位于所述气流量调节设备的下游，并且响应所述发动机的运转来调 节被导入的空气的温度；以及外部空气温度检测设备，该外部空气温度检测设备检测外部 空气的温度。所述空调装置的特征在于；如果在车辆处于怠速停止模式时，由所述外部空气 温度检测设备检测到的外部空气温度低于第一预定温度，那么所述内外空气比调节设备将 所述内外空气气闸的开度设定在第一预定开度，并且从而使得外部空气的比例高于内部空 气的比例；如果外部空气温度等于或者高于第二预定温度，那么内外空气比调节设备将所 述内外空气气闸的开度设定在第二预定开度，并且从而使得内部空气的比例高于外部空气 的比例；如果外部空气温度等于或者高于所述第一预定温度且小于所述第二预定温度，那 么内外空气比调节设备根据外部空气温度将所述内外空气气闸的开度设定在所述第一预 定开度与所述第二预定开度之间；在车辆处于怠速停止模式时，如果空气的气流量等于或 者高于预定量，那么所述气流量调节设备将空气的气流量设定为所述预定量。如果在外部空气温度较高的夏季中起动怠速停止功能，那么通过增加内部空气的 比例以及将车室内的用空调调节的空气导入到温度调节设备中，同时减少气流量调节设备 的气流量从而减少流入到温度调节设备中的空气量，由此，可以抑制温度调节设备的温度 升高。另一方面，在外部温度较低的冬季中，减少气流量调节设备的气流量，以减少流入温 度调节设备的空气的量。与此同时，外部温度越低，外部空气导入得越多，从而增加外部空 气的比例。通过这样做，车室内的空气接近于外部空气。结果，当在夏季怠速停止时，使凉爽的空气维持较长的一段时间，因此，保持了舒 适度，并且可以稳定地将怠速停止持续时间设定为较长。当在冬季怠速停止时，在确保制暖 性能的同时防止了车窗的雾化，并且同样地，可以稳定地将怠速停止持续时间设定为较长。优选温度调节设备包括蒸发器，该蒸发器设置在制冷回路中，并且在制冷剂与被 导入到空调风管中的空气之间进行热交换，所述制冷回路利用由发动机驱动的压缩机压缩 制冷剂，并且在通过放热和吸热使得制冷剂的相位改变的同时使制冷剂循环。因此，如果在外部空气温度较高的夏季中起动怠速停止功能，那么通过增加内部 空气的比例将车室内的用空调调节的空气导入到蒸发器中，并且通过减少气流量调节设备 的气流量来减少流入到蒸发器中的空气量，由此，可以抑制制冷剂的温度升高，从而能够将 凉爽的空气保持较长的一段时间，并且保持舒适度。结果，能够稳定地将怠速停止持续时间 设定为较长。另一方面，在外部温度较低的冬季中，减少气流量调节设备的气流量，以减少 流入到蒸发器中的空气的量。与此同时，随着外部温度的减少，导入更多的外部空 气。因此， 车室内的空气接近于外部空气。此外，在确保制暖性能的同时防止了车窗的雾化。同样地， 可以稳定地将怠速停止持续时间设定为较长。更优选地当车辆处于怠速停止模式时，如果空气的气流量小于预定量，那么气流 量调节设备维持该气流量。
从而，如果空气的气流量小于预定量，那么不使该空气的气流量增大，能够充分地抑制制冷剂的温度上升。
通过下文给出的详细说明以及附图，本发明将变得更加清楚明白，该说明和附图 仅仅以实例的方式给出，从而并不限制本发明，并且其中图1是本发明的用于怠速停止车辆的空调装置的示意结构图；图2是说明本发明的在怠速停止期间的风扇控制的概念的示意图；图3是说明本发明的在怠速停止期间的内外空气气闸的开度控制的概念的示意 图；图4是示出本发明的在怠速停止期间的空调控制的控制程序的流程图。
具体实施例方式下面将参考附图描述本发明的实施例。图1是根据本发明的用于怠速停止车辆的空调装置的示意结构图，该空调装置安 装在车辆1中。下面将说明该用于怠速停止车辆的空调装置的结构。在图1中，白色箭头代表气流。点划线以上是车室的外部，而该点划线以下是车室 的内部。如图1所示，该用于怠速停止车辆的空调装置由HVAC 21 (空调单元)、压缩机22、 冷凝器23、制冷剂压力传感器24、膨胀阀25、A/C-E⑶28、空调操作部29、外部空气温度传 感器31 (外部空气温度检测部)以及室内温度传感器32组成。HVAC 21的上游部分分叉为用于导入外部空气的外部空气入口 21 i和用于导入内 部空气的内部空气入口 21j。在分叉点中，设置有用于调节被导入到HVAC 21中的外部空气 与内部空气之间的导入比的内外空气气闸21a。可以通过使用步进马达21b(内外空气气闸驱动设备)来调节内外空气气闸21a 的开度。在HVAC 21的内外空气气闸21a的下游，设置有鼓风机和马达组件21c (气流量调 节设备)和温度调节部21d (温度调节设备)，该温度调节部21d由蒸发器21e、蒸发器温度 传感器21f、温度调节气闸和马达组件21g以及制暖器21h构成。鼓风机和马达组件21c通过外部空气入口 21i和内部空气入口 21 j将空气导入到 HVAC 21中，并且将已调节温度的空气通过通风孔21k而发送到车室内。制冷回路由蒸发器21e、压缩机22、冷凝器23、制冷剂压力传感器24、膨胀阀25和 连接这些设备的管道26所形成。在管道26内填满制冷剂。制冷剂依次通过压缩机22、冷 凝器23、制冷剂压力传感器24、膨胀阀25以及蒸发器21e而循环，同时改变相位。蒸发器21e通过在空气与制冷剂之间的热交换而使得制冷剂吸热，从而冷冻或者 干燥已导入到HVAC 21中的空气。压缩机22由用于驱动车辆1的发动机11驱动，并且压缩并液化蒸发的制冷剂。冷凝器23释放高温液化制冷剂的热量。制冷剂压力传感器24检测制冷剂的压力。
膨胀阀25使液化的制冷剂雾化，从而有利于蒸发。蒸发器温度传感器21f检测蒸发器21e的温度。温度调节气闸和马达组件21g调节流入到制暖器21h中的空气的气流量。制暖器21h通过制暖器管道27而连接到发动机11的冷冻剂通道(未示出)。制 暖器21h释放从发动机11的冷冻剂通道循环的冷冻剂的热量，从而制暖导入到HVAC 21中 的空气。如上面所述，发动机11的冷冻剂通道通过制暖器管道27而连接到制暖器21h，并且还通过冷冻剂管道13连接到散热器12。ENG-E⑶14是用于执行发动机11的全面控制的控制器，并且包括输入/输出装 置、存贮装置(ROM、RAM、非易失性RAM等)、中央处理单元(CPU)等。A/C-E⑶28是用于执行空调装置的全面控制的控制器，并且与ENG-E⑶14类似， 包括输入/输出装置、存贮装置、CPU等。电连接于A/C-E⑶28的输入侧的，不仅有蒸发器温度传感器21f、制冷剂压力传 感器24、检测车室外温度的外部空气温度传感器31以及检测车室内的温度的室内温度传 感器32，还有设定空调的风扇级(气流量)、温度和内外空气模式的空调操作部29以及 ENG-E⑶14。由这些传感器检测到的信息、空调操作部29的设置信息，以及发动机11的运 转状况被输入到A/C-E⑶28中。另一方面，步进马达21b、鼓风机和马达组件21c、温度调节气闸和马达组件21g以 及压缩机22电连接于A/C-E⑶28的输出侧。基于由这些传感器检测到的信息、空调操作部29的设置信息，以及发动机11的运 转状况，A/C-E⑶28确定空调装置的操作内容。A/C-E⑶28随后将输出信号供给到步进马 达21b、鼓风机和马达组件21c、温度调节气闸和马达组件21g以及压缩机22，从而切换内外 空气气闸21a的开度、鼓风机和马达组件21c的风扇级、温度调节气闸和马达组件21g的开 度，以及压缩机22的操作。通过这种模式，A/C-E⑶28控制室内温度。下面，对被这样构成的本发明的用于怠速停止车辆的空调装置的作用和效果进行 说明。图2是说明本发明的在怠速停止期间的风扇控制的概念的示意图。图3是说明本 发明的在怠速停止期间的内外空气气闸的开度控制的概念的示意图。图4是示出本发明的 空调装置的控制程序的流程图，该空调装置在怠速停止期间由A/C-ECU 28执行。如图4所示，在步骤SlO中，做出是否起动怠速停止的判定。如果该判定结果 是“是”(YES)，并且起动怠速停止，那么程序进入到步骤S12和S14，在该步骤S12和S14 中，并行执行包括内外空气气闸的开度控制和风扇控制的两种处理。如果该判定结果是 “否”(NO)，并且没有起动怠速停止，那么程序返回到步骤SlO并且重新做出判定。[内外空气气闸的开度控制]在步骤S12中，做出空调操作部29的空气导入模式是否是外部空气模式的判定。 如果该判定结果是“是”，那么程序前进到步骤S14。如果该判定结果是“否”，并且正在使用 内部空气模式，那么程序移动到返回点，以被终止。在步骤S14中，基于来自外部空气温度传感器31的信息做出外部空气温度Ta是 否低于第一预定温度Tl (例如，15摄氏度)的判定。如果该判定结果是“是”，并且外部空气温度Ta低于第一预定温度Tl，那么程序前进到步骤S16。在步骤S16中，控制步进马达 21b并且将内外空气气闸21a的开度ed设定为第一预定开度Θ1(例如，20%)。如果该 判定结果是“否”，并且外部空气温度Ta等于或者大于第一预定温度Tl，那么程序进入到步 骤 S18。内部空气的导入量随着内外空气气闸21a的开度9d(0到100%)的增大而增大， 并且外部空气的导入量随着该开度θd的减少而增大。在步骤S18中，做出外部空气温度Ta是否等于或高于第二预定温度T2 (例如，30 摄氏度)的判定。如果该判定结果是“是”，并且外部空气温度Ta等于或者高于第二预定 温度T2，那么程序前进到步骤S20。在步骤S20中，控制步进马达21b并且将内外空气气闸 21a的开度θ d设定为第二预定开度θ 2(例如，80%)。如果该判定结果是“否”，并且外部 空气温度Ta低于第二预定温度Τ2时，那么线性插补图3所示的第一预定温度Tl与第一预 定开度θ 1的交叉点和第二预定温度Τ2与第二预定开度θ 2的交叉点。结果，与外部空气 温度Ta相交的开度θ χ变成了内外空气气闸21a的开度θ d。程序然后进入到步骤S22， 在该步骤22中，控制步进马达21b，并且将内外空气气闸21a的开度ed设定为开度θ x。开度θ χ以下面的公式表达。θ χ = (( θ 2- θ 1)/(Τ2-Τ1)) XTa-((( θ 2_ θ 1)/(Τ2-Τ1)) XTl- θ 1)[风扇控制]在步骤24中，做出风扇级是否等于或者高于预定的风扇级Lo2的判定。如果该判 定的结果是“是”，并且风扇级等于或者高于Lo2(例如，Hi)，那么程序进入到步骤S26。在 步骤S26中，将风扇级设定为Lo2。如果该判定结果是“否”，并且风扇级低于Lo2(例如， Lol)，那么维持该风扇级。当外部空气温度较低时，通过减小内外空气气闸21a的开度θ d并且增加外部空 气的导入量，根据本发明的用于怠速停止车辆的空调装置能够使将要发送到车室内的空气 接近于外部空气。结果，在确保制暖性能的同时，防止了在外部空气温度低时发生的车窗的雾化。另一方面，当外部空气温度较高时，通过增加内外空气气闸21a的开度θ d并且保 持低的外部空气的导入量，能够抑制车室内的被用空调调节的空气的温度上升。在怠速停止时，将风扇级设定为等于或者低于Lo2，当低于Lo2(例如，Lol)时维持 该风扇级，因此通过外部空气抑制了蒸发器21e的温度上升或者温度下降。因而，当在夏季怠速停止时，可以通过增大内外空气气闸21a的开度θ d来减少通 过蒸发器21e的温暖的外部空气。这使得能够将凉爽的空气保持较长一段时间，从而确保 在怠速停止期间的舒适度，同时延长怠速停止持续时间。当在冬季怠速停止时，通过在根据 外部空气温度Ta减小内外空气气闸21a的开度θ d的同时，使通过蒸发器21e的凉爽的外 部空气减少，可以将外部空气导入。于是在确保制暖性能的同时防止了车窗的雾化。在此结束对本发明的实施例的描述。本发明的实施方式并不局限于上述实施例。例如，在本实施例中，温度调节设备包括设置在制冷回路中的蒸发器21d，并且通 过与制冷剂热交换来调节温度。然而，该温度调节设备并不局限于上述一种。只要能够响 应发动机11的运转来工作，那么任何温度调节设备都是可以的。
尽管本实施例通过使用步进马达21b来使内外空气气闸21a动作，但是也可以使用伺服马达来使该内外空气气闸21a动作，同时利用位 置计量仪监控该内外空气气闸21a 的开度。
权利要求
一种用于怠速停止车辆的空调装置，具有用于调节内部空气与外部空气的导入比的内外空气比调节设备(21a、21b，28)，该内外空气比调节设备(21a、21b，28)安装在执行发动机(11)的怠速停止的车辆中，并且包括用于切换内部空气和外部空气的内外空气气闸(21a)以及驱动该内外空气气闸的内外空气气闸驱动设备(21b)，所述内外空气气闸(21a)设置在空调风管中且位于内部空气入口和外部空气入口的下游，该空调风管从所述内部空气入口(21j)和所述外部空气入口(21i)分别导入车室外的外部空气和车室内的内部空气，并且将外部空气和内部空气从喷嘴(21k)排放到车内；气流量调节设备(21c，28)，该气流量调节设备(21c，28)设置在所述空调风管中且位于所述内外空气比调节设备的下游，并且调节将被导入的空气的气流量；温度调节设备(21d，28)，该温度调节设备(21d，28)设置在所述空调风管中且位于所述气流量调节设备的下游，并且响应发动机的运转来调节被导入的空气的温度；以及外部空气温度检测设备(31)，该外部空气温度检测设备(31)检测外部空气的温度，该空调装置的特征在于，如果在车辆处于怠速停止模式时，由所述外部空气温度检测设备检测到的外部空气温度低于第一预定温度，则所述内外空气比调节设备将所述内外空气气闸的开度设定在第一预定开度，并且从而使得外部空气的比例高于内部空气的比例；如果外部空气温度等于或者高于第二预定温度，那么所述内外空气比调节设备将所述内外空气气闸的开度设定在第二预定开度，并且从而使得内部空气的比例高于外部空气的比例；以及如果外部空气温度等于或者高于所述第一预定温度且小于所述第二预定温度，则所述内外空气比调节设备根据外部空气温度将所述内外空气气闸的开度调节在所述第一预定开度与所述第二预定开度之间，并且在车辆处于怠速停止模式时，如果空气的气流量等于或者高于预定量，则所述气流量调节设备将空气的气流量设定为所述预定量。
2.根据权利要求1所述的用于怠速停止车辆的空调装置，其特征在于，所述温度调节设备(21d，28)包括蒸发器(21e)，该蒸发器(21e)设置在制冷回路中，该 制冷回路利用由所述发动机(11)驱动的压缩机(22)压缩制冷剂，并且在通过放热和吸热 使得制冷剂的相位改变的同时使制冷剂循环，而且，该蒸发器(21e)在所述制冷剂与被导 入到所述空调风管中的空气之间进行热交换。
3.根据权利要求1或2所述的用于怠速停止车辆的空调装置，其特征在于，当车辆处于怠速停止模式时，如果所述空气的气流量小于所述预定量，则所述气流量 调节设备(21c，28)维持该气流量。
全文摘要
本发明为用于怠速停止车辆的空调装置，在怠速停止时，将风扇级设定为Lo2或更低，并且内外空气气闸的开度θd可根据外部空气温度Ta变化。
文档编号B60H1/00GK101863212SQ201010138578
公开日2010年10月20日 申请日期2010年3月17日 优先权日2009年4月20日
发明者原田知典 申请人:三菱自动车工业株式会社