CN106457976B - 车辆用加湿装置 - Google Patents

Abstract

车辆用加湿装置包括湿度检测部(45)、送风机(12、13)、无供水加湿器(21)、和控制部(11)。湿度检测部检测车室内的湿度。送风机按设定比例吸入车室内空气和车室外空气，并将所吸入的空气向所述车室内吹送。无供水加湿器收集所述车室内空气的水分，将利用所收集的水分加湿后的加湿空气向所述车室内的规定区域供给。控制部设定由所述送风机吸入的所述车室内空气和所述车室外空气的比例，并控制所述无供水加湿器的动作。在所述无供水加湿器正在驱动、且所述车室内的湿度比规定湿度低的情况下，所述控制部将所述送风机控制成至少吸入所述车室内空气。

Description

车辆用加湿装置

相关申请的相互参照

本申请以2014年9月22日提交的日本专利申请2014-192747为基础，其公开内容作为参照而引入本申请。

技术领域

本发明涉及对车室内进行加湿的车辆用加湿装置。

背景技术

专利文献1公开的除湿加湿装置是使用车室内空气的水分而以没有供水的方式对车室内部进行除湿以及加湿的装置。加湿的情况下，该装置使用吸附剂吸附车室内空气的水分，使用所吸附的水分而加湿的加湿空气供给至乘员。在除湿的情况下，该装置使用吸附剂吸附水分而被除湿的除湿空气作为窗玻璃的防雾用空气而使用。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-100566号公报

发明内容

上述专利文献1记载的加湿装置在车室内空气的湿度低的情况下，有可能产生如下不良情况。乘员周围的湿度成为车室内空气的平均湿度加上进行加湿的量而成的湿度。在车室内空气的平均湿度低的情况下，无法利用吸附剂充分吸附水分且排放的水分也会减少，而这将导致加湿湿度也会减少。因此，车室内空气的平均湿度低的情况下，有可能无法充分加湿乘员周围的空气。

本发明是鉴于上述情况而作出的，其目的在于提供一种即使在车室内的湿度低的情况下也能够通过提高车室内的湿度和无供水加湿的效果而乘员周围提供舒适的湿度的车辆用加湿装置。

本发明的车辆用加湿装置包括湿度检测部、送风机、无供水加湿器、以及控制部。湿度检测部检测车室内的湿度。送风机按设定比例吸入车室内空气和车室外空气，并将所吸入的空气向所述车室内吹送。无供水加湿器收集所述车室内空气的水分，并将利用所收集的水分加湿后的加湿空气向所述车室内的规定区域供给。控制部设定由所述送风机吸入的所述车室内空气和所述车室外空气的比例，并控制所述无供水加湿器的动作。在所述无供水加湿器正在驱动、且所述车室内的湿度比预定湿度低的情况下，所述控制部将所述送风机控制成至少吸入所述车室内空气。

按照如上所述的本发明，无供水加湿器收集车室内的水分，并将利用所收集的水分加湿后的加湿空气向车室内的规定区域供给。因此，无需预先供水就能够生成加湿空气。由于不需要供水，所以维护简单。但是，在车室内空气含有的水分少的情况下，即车室内的湿度低的情况下，加湿器无法充分收集水分。因此，在本发明中，在车室内的湿度比规定湿度低的情况下，送风机被控制成至少吸入车室内空气。车室内空气含有包含在乘员的发汗和呼气中的水分，通过吸入车室内空气再向车室内吹送，车室内的湿度将逐渐升高。因此，即使在湿度低的情况下，也能通过循环车室内空气来确保水分，并生成加湿空气。由此，能够使维护简单的同时，并能够向规定区域供给加湿空气而对规定区域进行加湿。

附图说明

参考附图并通过下述的详细描述可进一步明确本发明的上述目的及其他目的、特征和优点。

图1是将第1实施方式的车辆用空调装置简化表示的框图。

图2是将车辆简化表示的侧视图。

图3是表示湿度控制的流程图。

图4是用于说明湿度控制的曲线图。

图5是表示第2实施方式的湿度控制的流程图。

具体实施方式

以下，参考附图来说明用于实施本发明的多个实施方式。另外，以下各实施方式中的与在先前的实施方式作过说明的事项对应的部分，标注相同的符号或在先前的参考符号追加一个文字，并省略重复说明。另外，在各实施方式中，只针对结构的一部分进行说明的情况下，结构的其它部分与先前的实施方式相同。不仅是在各实施方式里进行具体说明的部分的组合，只要不产生组合障碍，也可将各个实施方式彼此局部组合。

(第1实施方式)

以下使用附图1-4来说明第1实施方式。车辆用空调装置10使用在搭载用于行驶的水冷发动机的汽车等车辆100。车辆用空调装置10是用空调ECU11控制空调单元的所谓自动空调系统，该空调单元对车室内进行空气调节。

空调单元101是一种可调节车室内空间温度以及可改变吹出口模式的空调单元。空调单元101配置在车辆100的车室内的前方，并且具有空调箱，向车室内吹送的空气通过该空调箱的内部。空调箱在一侧具有空气取入口，在另一侧具有供流向车室内的空气通过的多个吹出口。空调箱在空气取入口和吹出口之间具有空气通路，向车室内吹送的空气通过该空气通路。空调箱的上游侧(一侧)设置有送风机单元。

送风机单元为送风机，具有内外气切换门12以及鼓风机13。内外气切换门12使通过伺服电动机等促动器而驱动，来变更作为空气区入口的内气吸入口与外气吸入口之间的开度的吸入口切换部。内外气切换门12通过发生角位移来调节通过内气吸入口的车室内空气和通过外气吸入口的车室外空气的比例。

鼓风机13被鼓风机马达旋转驱动，鼓风机马达被鼓风机驱动电路所控制。鼓风机13是在空调箱内产生朝向车室内的空气流的离心式送风机。鼓风机13改变从各个吹出口向车室内空间分别吹出的空调风的吹出风量。

空调箱中，作为空调部设置有蒸发器和加热器芯。空调部加热或冷却从送风机单元送出的空气，并将加热或冷却的空气作为空调风送到多个吹出口。蒸发器为对通过空调箱的空气进行冷却的冷却器。

加热器芯作为加热器设置在蒸发器的空气下游侧的加热通路，该加热器对通过的空气与行驶用发动机的冷却水进行热交换来加热通过的空气。行驶用发动机的冷却水进行循环的冷却水回路是一种使用水泵14而使在行驶用发动机的水冷套处被加热的冷却水进行循环的回路，且具有散热器、恒温器、以及加热器芯。对行驶用发动机进行冷却的冷却水流过加热器芯的内部，该冷却水作为供暖用热源加热通过的空气。在空调箱内，加热器配置在蒸发器的下游侧以便局部堵塞加热用通路。

加热器芯的空气上游侧设置有对车室内空间进行温度调节的空气混合门15。空气混合门15被伺服电动机等促动器驱动，并改变从各个吹出口朝向车室内的各个空调空间分别吹出的空调风的吹出温度。换言之，空气混合门15是一种对通过蒸发器的空气和通过加热器芯的空气的风量比率进行调节的空气混合部。

蒸发器是制冷循环的一个构成部件。制冷循环包括压缩机16、冷凝器、接收器、膨胀阀、以及蒸发器。压缩机16通过搭载在车辆100的发动机室的行驶用发动机的输出轴而被带驱动，压缩机16压缩并排出制冷剂。冷凝器通过凝缩从压缩机16排出的制冷剂而使制冷剂液化。接收器使从冷凝器流入的液态制冷剂进行气液分离。膨胀阀使从接收器流入的液态制冷剂进行绝热膨胀。蒸发器使从膨胀阀流入的气液二相状态的制冷剂进行蒸发汽化。冷凝器是配置在容易接受汽车行驶时所产生的行驶风的部位，并使在内部流动的制冷剂与由冷却风扇吹送的外气以及行驶风进行热交换的室外热交换器。

在空调箱的另一侧，即空气通路的空气下游侧，除霜吹出口、脸部吹出口、以及脚部吹出口经由各吹出管道连通。

除霜吹出口构成用于向车辆前窗玻璃吹出空调风的吹出口。脸部吹出口构成用于向驾驶员以及副驾驶席乘员的上半身(头部和胸部)吹出空调风的吹出口。脚部吹出口构成向驾驶员以及副驾驶席乘员的脚部吹出空调风的吹出口。

在空气通路内设有除霜门、脸部门、以及脚部门，来作为对车室内吹出模式进行设定的吹出口切换门17。吹出口切换门17被伺服电动机等促动器驱动，并且在各个吹出模式之间进行切换。吹出口模式包括，例如脸部模式、分层(B/L)模式、脚部模式、脚部/除霜模式以及除霜模式。

为了控制车室内的湿度，在车室内配置有无供水加湿器21和供水加湿器22。无供水加湿器21是一种无供水也可进行加湿的加湿器，无供水加湿器21取入车室内空气，吸附所取入的空气中的水分，释放该水分而产生高湿度空气，并将该高湿度空气向乘员吹出。如图2所示，无供水加湿器21设置于车室内的顶棚，向就座于车室内的座椅的乘员的脸部供给加湿空气。通过ECU11来控制无供水加湿器21的动作。

供水加湿器22是与无供水加湿器21分体的，例如，供水加湿器可以是可携带的自立式加湿器，并可放置在杯托等。供水加湿器22是通过预先供给的水份对空气进行加湿的供水加湿器。例如，供水加湿器22以气化方式，蒸汽方式、以及喷雾方式等对空气进行加湿。通过ECU11来控制供水加湿器22的动作。

以下对车辆用空调装置10的电气构成进行说明。ECU11为控制部，当控制行驶用发动机的启动以及停止的点火开关被接通时，从搭载于车辆100的作为车载电源的电池(无图示)供给直流电源。并且，ECU11构成为，在被供给电力时，开始执行运算处理和控制处理等。从发动机ECU30输出的通信信号、来自设置在车室内前方的控制面板18上的各个开关的开关信号、以及来自各个传感器的传感器信号被输入到ECU11。

其次，对由乘员操作的控制面板18进行说明。控制面板18上设置有，例如，液晶显示器、内外气切换开关、除霜器开关、吹出模式切换开关、鼓风机风量切换开关、空调开关、自动开关、停止开关、以及温度设定开关等。液晶显示器上设置有将空调空间的设定温度可视化显示的设定温度显示部、将吹出模式可视化显示的吹出模式显示部、以及将鼓风机风量可视化显示的风量显示部等。

以下对控制面板18的各种开关进行说明。除霜器开关相当于空调开关，其指示是否要提高前窗玻璃的防雾能力。除霜器开关是要求将吹出模式设定为除霜模式的除霜模式要求部。模式切换开关是根据乘员的手动操作而要求将吹出模式设定为脸部模式、分层(B/L)模式、脚部模式、以及脚部/除霜模式中的任一模式的选择部。空调开关是指示制冷循环的压缩机16的运转或停止的空调操作开关。温度设定开关是将车室内的温度设定(Tset)为所期望的温度的温度设定部。

ECU11的内部设置有周知的微型计算机，该微型计算机包括进行运算处理和控制处理的CPU(中央运算装置)、ROM和RAM等存储器、以及I/O接口(输入/输出电路)等。来自各种传感器的传感器信号由I/O接口或A/D转换电路进行A/D转换后被输入到微型计算机。如图1所示，在ECU11连接有作为对驾驶员座椅周围的空气温度(内气温度)Tr进行检测的内气温度检测部的内气温度传感器41和作为对车室外温度(外气温度)进行检测的外气温度检测部的外气温度传感器42。另外，在ECU11连接有作为对刚通过蒸发器后的空气温度(蒸发器后温度Te)进行检测的蒸发器后温度检测部的蒸发器后温度传感器43和对入射到车室内的日射量Ts进行检测的日射传感器44。另外，在ECU11连接有作为对车室内的相对湿度进行检测湿度检测部的湿度传感器45、以及对发动机冷却水温度Tw进行检测的冷却水温度传感器46。

内气温度传感器41、外气温度传感器42、蒸发器后温度传感器43、以及冷却水温度传感器46可以使用热敏电阻器等热敏元件。内气温度传感器41可设置在驾驶座附近，例如方向盘附近的仪表板内部的、即使除了驾驶座以外的吹出口被关闭也几乎不会受到影响的位置。为了检测车室内湿度和前挡风玻璃上的起雾，湿度传感器45设置在前挡风玻璃上。作为湿度传感器，例如可使用静电容量随空气的相对湿度变化的容量变化型电容器。湿度传感器45具有热敏电阻器，该热敏电阻器检测前挡风玻璃的车室内侧的玻璃表面温度和湿度传感器附近的空气温度。ECU11根据湿度、空气温度和玻璃表面温度计算玻璃表面的相对湿度。为了检测照射到空调空间内的日射量，日射传感器44采用例如光电二极管等。

接下来对由ECU11进行的通常的车室内空调的控制方法进行说明。当点火开关被接通而向ECU11供给直流电源时，ECU11执行预先存储于存储器的控制程序。ECU11使用来自各种传感器的数据来运算目标吹出温度TAO，并根据该目标吹出温度TAO和外气温度Tam来运算目标蒸发器后温度TeO。并且，ECU11根据运算出的目标吹出温度TAO决定鼓风机风量、空气混合门15的开度、吸入模式、以及吹出模式，并控制各个部。

接下来使用图3和图4来说明由ECU11进行的车室内的湿度控制。在对ECU11供给有电源的状态下，本流程短时间地被重复执行。

在S1，判断无供水加水器21是否正在动作。当无供水加湿器21正在动作时，本流程转移到S2，当无供水加湿器21未动作时，本流程转移到S8。

在S2，判断车室内湿度是否在规定值以下。当车室内湿度在规定值以下时，本流程转移到S3，当车室内湿度不在规定值以下时，本流程转移到S8。在S2，当无供水加湿器21正在动作并且车室内湿度在规定值以下且原本低的情况下，只靠无供水加湿器21的动作，加湿能力会变低。因此，在车室内湿度在预定的规定值以下时，将如下所述地执行提高车室内湿度的控制。

在S3，判断是否存在窗起雾的可能性。当存在窗起雾的可能性时，本流程转移到S7，当不存在窗起雾的可能性时，本流程转移到S4。是否存在窗起雾的可能性是根据玻璃表面的相对湿度来判断的。针对窗玻璃附近的相对湿度，即玻璃表面的相对湿度，预先设定不会起雾的上限湿度，例如，作为上限湿度的级别，湿度可设置为80％。因此，相对湿度在80％以上时，判断为存在窗起雾的可能性。

在S4，因不存在窗起雾的可能性而执行内外气控制，之后本流程转移到S5。内外气控制是指，至少吸入内气50并将内气50向车室内吹出而使内气50循环的控制。由此，可利用乘员的呼气和发汗来提高车室内的湿度。由于不存在窗起雾的可能性，即使湿度上升，窗起雾的可能性也较低。在内外气控制中，根据窗起雾的可能性的程度来控制内气50的比例，在窗起雾的可能性高的情况下增加外气51。换言之，在内外气控制中，根据窗起雾的可能性的程度，对内气50和外气51的吸入比例进行多级控制。

在S7，因存在窗起雾的可能性而执行防雾控制，之后本流程转移到S8。在防雾控制中，吸入模式被设置为只吸入外气51的外气模式，吹出模式被设置为打开除霜吹出口的除霜模式，并通过降低窗玻璃附近的相对湿度来去除窗雾。

在S5，判断S4中被控制的吸入比例在多级控制中是否属于内气最多的模式。当判断为在S4被控制的吸入比例是多级控制中内气最多的模式时，本流程转移到S6，被判断为不是多级控制中内气最多的模式时，本流程转移到S8。

在S8，控制成供水加湿器22进行动作，并结束本流程。当吸入比例在多级控制中属于内气最多的模式时，被认为车室内的湿度原本就低，因此只通过增加内气来提高湿度将达不到充分加湿的效果。所以，使供水加湿器22动作来提高车室内湿度。

在S8，停止供水加湿器22的动作，并结束本流程。例如，当无供水加湿器21未动作时，停止供水加湿器22的动作。因此，无供水加湿器21优先于供水加湿器22进行动作。在无供水加湿器21进行动作而且车室内湿度比规定值高的情况下，供水加湿器22将停止动作。这是因为能够通过无供水加湿器21充分对车室内进行加湿。另外，在实施防雾控制时，为了降低湿度，供水加湿器22将停止动作。当S4中被控制的吸入比例不属于多级控制中内气最多的模式时，只利用来自乘员的水分就能够充分地提高湿度。因此，供水加湿器22的动作被停止。

如上所述，即使使无供水加湿器21动作，在车室内湿度原本低而加湿能力也低的情况下，也可增加内气循环量来提高车室内的湿度。即使这样，加湿能力还不足的情况下，可进一步使供水加湿器22动作来进行加湿。

图4中，用单点划线表示不实施内外气控制的对比例的湿度，如上述的本实施方式那样用虚线表示进行了内外气控制的情况下的湿度，用实线表示进一步进行了供水加湿器22的控制的情况下的湿度。如图4所示，与不执行内外气控制的情况相比，实施了内外气控制的情况会明显提高乘员脸部周围的湿度。

如以上说明，本实施方式的车辆用空调装置10具备无供水加湿器21和供水加湿器22，并作为对车室内进行加湿的车辆用加湿装置来发挥功能。无供水加湿器21收集车室内空气中的水分，将使用所收集的水分加湿后的加湿空气向车室内的规定区域供给。因此，无预先供水就能够生成加湿空气。由于无需供水，所以维护容易。但是，在车室内空气的水分少的情况下，即车室内湿度低的情况下，无法充分收集水分。因此，在车室内湿度比规定湿度(规定值)低的情况下，吸入模式被控制成至少吸入车室内空气。车室内空气含有包含在乘员的发汗和呼气中的水分，通过吸入车室内空气再向车室内吹送，车室内湿度将逐渐变高。因此，即使在湿度低的情况下，通过使车室内空气循环可确保水分并能够生成加湿空气。由此，能够使维护变得容易，同时朝向规定区域供给加湿空气能够对规定区域进行加湿。

在本实施方式中，ECU11具有使用所检测出的玻璃表面相对湿度来判断是否存在窗起雾的可能性的判断部(S3)。因此，ECU11可作为该判断部发挥功能。并且，在无供水加湿器21动作时，车室内的湿度比规定湿度低的情况下，ECU11将空调单元101控制成至少吸入车室内空气直至判断为将会产生窗起雾。由此，可抑制内气循环量的增加导致的湿度过度上升而产生窗起雾。

在本实施方式中，在无供水加湿器21正在动作、且车室内的湿度比规定湿度低的情况下，ECU11将空调单元控制成至少吸入车室内空气，并驱动供水加湿器22。由此，与仅增加内气循环量的情况相比，通过供水加湿器22的加湿，可在短时间内对规定区域进行加湿。

因此，在本实施方式的车辆用空调装置10中，可使无供水加湿器21和内外气控制连动，或者，使无供水加湿器21、内外气控制以及供水加湿器22连动，来提高车室内空气的平均湿度。其结果是，可提高乘员周围的湿度，并能提供舒适的湿度环境。

另外，在本实施方式中，无供水加湿器21向就座于车室内的座椅的乘员的脸部供给加湿空气。由于无供水加湿器21集中地对特定区域进行加湿，所以可有效地对乘员更加希望加湿的区域进行加湿。

另外，在本实施方式中，无供水加湿器21与供水加湿器22分体地构成。无供水加湿器21进行点式加湿，而供水加湿器22对车室内整体进行加湿，因此加湿对象区域不同。因此，由于无供水加湿器21设置在车室内的座椅附近，所以期望的是小型加湿器，通过分体构成可使无供水加湿器21实现小型化。

换言之，在车辆用空调装置10中，当湿度比规定值低并且不存在窗起雾的可能性时，增加空调的内气循环量。由此，将通过乘员的呼气和发汗而向车室内空气中释放的水分保留在车室内，并使用该水分来提高车室内的平均湿度。在不存在窗起雾的可能性并且空调的内外气控制中控制成含有内气50最多的情况下，虽然已处于使用乘员的水分来进行加湿的状态，但为了进一步提高加湿速度而尽早达到在不产生窗起雾的范围内所能得到的最高湿度，也可以使供水加湿器22动作。若供水加湿器22嵌入到车辆100，则可能引起供水麻烦以及水的腐蚀等不良情况，因此供水加湿器22采用分体式的加湿器。为了控制该分体式的加湿器，优选采用无线通信。

(第2实施方式)

以下参考图5对第2实施方式进行说明。本实施方式不具备供水加湿器22，而仅通过无供水加湿器21进行湿度控制。

在向ECU11供给有电源的状态下，图5所示的流程在短时间内被重复执行。在S21，判断无供水加湿器21是否正在动作。无供水加湿器21正在动作时，本流程转移到S22，无供水加湿器21未在动作时，结束本流程。

在S22，判断车室内湿度是否在规定值以下。车室内湿度在规定值以下时，本流程转移到S23，车室内湿度不在规定值以下时，结束本流程。

在S23，判断是否存在窗起雾的可能性。存在窗起雾的可能性时，本流程转移到S25，不存在窗起雾的可能性时，本流程转移到S24。在S24，由于不存在窗起雾的可能性而执行内外气控制，之后结束本流程。在S25，由于存在窗起雾的可能性而实施防雾控制，之后结束本流程。

即使无供水加湿器21进行如上所述的动作，在车室内湿度原本低而导致加湿能力变低的情况下，也可增加内气循环量来提高车室内湿度进行加湿。由此，如上述图4所示，相比于不执行内外气控制的情况，执行内外气控制的情况可明显提高脸部周围的湿度。另外，由于不使用供水加湿器22，所以不需供水加湿器22的维护。

(其他实施方式)

以上对本发明的优选实施方式进行了说明，但本发明不限定于上述实施方式，可在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变形而加以实施。

上述实施方式的结构仅为示例，本发明的范围不限定于上述记载的范围。本发明的范围包括与本发明记载范围等同的范围内的所有变更。

上述第1实施方式中，吸入模式中，内气50和外气51的吸入比例可以多级的方式设定。但是，该吸入比例可设成连续变化，或者也可以是外气模式和内气模式两种模式。

在上述第1实施方式中，供水加湿器22是自立式加湿器并被放置于杯托，但供水加湿器22也可设置于其他位置。例如，供水加湿器22可内置于空调单元101内，也可设置在吹出管道内部。

在上述第1实施方式中，供水加湿器22和ECU11通过无线通信来进行通信，但供水加湿器22和ECU11也可通过有线连接来进行通信。另外，不限定于由ECU11进行控制的控制，也可以是，供水加湿器22与湿度传感器45进行通信，在通常状态下根据湿度进行独立控制。

在上述第1实施方式中，无供水加湿器21设置在车室内的顶棚，但无供水加湿器21也可设置在座椅、车门以及仪表板等其他部位。

Claims (5)

1.一种车辆用加湿装置，其特征在于，包括：

湿度检测部(45)，检测车室内的湿度；

送风机(12、13)，按设定比例吸入车室内空气和车室外空气，并将所吸入的空气向所述车室内吹送；

无供水加湿器(21)，收集所述车室内空气中的水分，将利用所收集的水分加湿后的加湿空气向所述车室内的规定区域供给；以及

控制部(11)，设定通过所述送风机吸入的所述车室内空气和所述车室外空气的比例，并控制所述无供水加湿器的动作，

在所述无供水加湿器正在驱动、且所述车室内的湿度比规定湿度低的情况下，所述控制部将所述送风机控制成至少吸入所述车室内空气。

2.如权利要求1所述的车辆用加湿装置，其特征在于，

还包括判断部(S3、S23)，该判断部使用由所述湿度检测部检测出的湿度来判断窗是否产生起雾，

在所述无供水加湿器正在驱动、且所述车室内的湿度比所述规定湿度低的情况下，所述控制部将所述送风机控制成至少吸入所述车室内空气直至判断为窗将会产生起雾。

3.如权利要求1所述的车辆用加湿装置，其特征在于，

还包括供水加湿器(22)，该供水加湿器利用预先供给的水分对所述车室内进行加湿，在所述无供水加湿器正在驱动、且所述车室内的湿度比规定湿度低的情况下，所述控制部将所述送风机控制成至少吸入所述车室内空气，并且驱动所述供水加湿器。

4.如权利要求1至3中任一项所述的车辆用加湿装置，其特征在于，

所述无供水加湿器向就座于所述车室内的座椅的乘员的脸部供给所述加湿空气。

5.如权利要求3所述的车辆用加湿装置，其特征在于，

所述无供水加湿器和所述供水加湿器是分体的。