JP6308855B2 - VEHICLE AIR CONDITIONING SYSTEM AND CONTROL METHOD FOR VEHICLE AIR CONDITIONING SYSTEM - Google Patents
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Description
本発明は、旅客用の鉄道車両、大型バス等の車両に用いられる車両用空調システムと、その制御方法と、に関するものである。 The present invention relates to a vehicle air-conditioning system used for passenger railroad vehicles, large buses, and the like, and a control method therefor.
従来の車両用空調システムとして、ファンの回転軸が車両の前後方向に沿い、客室に天井から冷却又は加熱された空気を送る空気調和機を備えたものがある。そのような車両用空調システムでは、例えば、空気調和機が冷房運転を行っている際に車両のドアが開くと、空気調和機が、その開いたドア側に冷却された空気を送るように制御される。そのように制御されることで、その開いたドアの周囲にエアカーテンが形成され、外気が客室に侵入して、客室の空気の温度が上昇することが抑制される(例えば、特許文献1、特許文献2を参照。)。
As a conventional vehicle air conditioning system, there is a vehicle equipped with an air conditioner that sends air cooled or heated from a ceiling to a passenger room with a fan rotation axis along the longitudinal direction of the vehicle. In such a vehicle air conditioning system, for example, when a vehicle door is opened while the air conditioner is performing cooling operation, the air conditioner is controlled to send cooled air to the opened door side. Is done. By being controlled in this way, an air curtain is formed around the open door, and it is possible to suppress the outside air from entering the passenger compartment and increasing the temperature of the passenger compartment air (for example,
従来の車両用空調システムでは、空気調和機がその開いたドア側に空気を送るため、却って、その開いたドアの周囲の空気が乱されることとなり、客室への外気の侵入がむしろ促進されてしまう。そして、車外の空気の温度が高い場合にそのような制御が行われると、空調負荷が増加してしまう。つまり、そのような車両用空調システムでは、空調効率が低いという問題があった。 In the conventional vehicle air conditioning system, the air conditioner sends air to the open door side, so that the air around the open door is disturbed, and the intrusion of outside air into the cabin is rather promoted. End up. And when such control is performed when the temperature of the air outside a vehicle is high, an air-conditioning load will increase. That is, such a vehicle air conditioning system has a problem of low air conditioning efficiency.
本発明は、上記のような課題を背景としてなされたものであり、主として冷房時における空調効率が向上された車両用空調システムを得るものである。また、そのような車両用空調システムの制御方法を得るものである。 The present invention has been made against the background of the above problems, and is intended to obtain a vehicle air conditioning system with improved air conditioning efficiency mainly during cooling. Moreover, the control method of such a vehicle air conditioning system is obtained.
本発明に係る車両用空調システムは、車両内部の空間の空気を空調する空気調和機と、揺動軸が前記車両の前後方向に沿い、前記車両内部の空間に天井から空気を送る横断流送風機と、前記横断流送風機の動作を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記空気調和機が冷房運転する際に、前記車両のドアが開いていて、且つ、前記車両内部の空間の空気の温度が、前記車両外部の空気の温度と比較して高い、又は、前記車両内部の空間の空気の比エンタルピが、前記車両外部の空気の比エンタルピと比較して大きい状態において、前記横断流送風機が、前記車両内部の空間のうちの、前記車両の高さ方向と平行で且つ前記揺動軸を含む平面を基準とする、前記ドアが有る側の空間に向かって、送風するように制御するものである。 An air conditioning system for a vehicle according to the present invention includes an air conditioner that air-conditions air in a space inside the vehicle, and a cross-flow blower that has a swing shaft along the longitudinal direction of the vehicle and that sends air from the ceiling to the space inside the vehicle. And control means for controlling the operation of the cross-flow blower, wherein the control means is such that the door of the vehicle is open and the space inside the vehicle when the air conditioner performs a cooling operation. In a state where the temperature of the air is higher than the temperature of the air outside the vehicle, or the specific enthalpy of the air inside the vehicle is larger than the specific enthalpy of the air outside the vehicle, A cross flow blower blows air toward a space on the side where the door is present, with reference to a plane parallel to the height direction of the vehicle and including the swing shaft in the space inside the vehicle. To control.
本発明に係る車両用空調システムは、車両内部の空間の空気を空調する空気調和機と、揺動軸が前記車両の前後方向に沿い、前記車両内部の空間に天井から空気を送る横断流送風機と、前記横断流送風機の動作を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記空気調和機が冷房運転する際に、前記車両のドアが開いていて、且つ、前記車両内部の空間の空気の温度が、前記車両外部の空気の温度と比較して低い、又は、前記車両内部の空間の空気の比エンタルピが、前記車両外部の空気の比エンタルピと比較して小さい状態において、前記横断流送風機が、送風を停止する、又は、前記ドアが開く前と比較して送風量を減らした状態で送風するように制御するものである。 An air conditioning system for a vehicle according to the present invention includes an air conditioner that air-conditions air in a space inside the vehicle, and a cross-flow blower that has a swing shaft along the longitudinal direction of the vehicle and that sends air from the ceiling to the space inside the vehicle. And control means for controlling the operation of the cross-flow blower, wherein the control means is such that the door of the vehicle is open and the space inside the vehicle when the air conditioner performs a cooling operation. In a state where the air temperature of the vehicle is low compared to the temperature of the air outside the vehicle, or the specific enthalpy of the air inside the vehicle is small compared to the specific enthalpy of the air outside the vehicle, The cross flow blower is controlled so as to stop the blowing or blow the air in a state in which the blowing amount is reduced as compared to before the door is opened.
本発明に係る車両用空調システムは、車両のドアが開いていて、且つ、車両内部の空間の空気の温度が、車両外部の空気の温度と比較して高い、又は、車両内部の空間の空気の比エンタルピが、車両外部の空気の比エンタルピと比較して大きい状態において、横断流送風機が、車両内部の空間のうちの、車両の高さ方向と平行で且つ揺動軸を含む平面を基準とする、その開いたドアが有る側の空間に向かって、送風するものである。そのため、温度が低い、又は、比エンタルピが小さい車両外部の空気が、ドアから車両内部の空間に積極的に取り込まれることとなって、空調効率が向上される。 The vehicle air conditioning system according to the present invention is such that the vehicle door is open and the air temperature in the space inside the vehicle is higher than the temperature of the air outside the vehicle, or the air in the space inside the vehicle. In a state where the specific enthalpy of the vehicle is larger than the specific enthalpy of the air outside the vehicle, the cross-flow blower is based on a plane in the space inside the vehicle that is parallel to the vehicle height direction and includes the swing axis. The air is blown toward the space on the side where the open door is located. Therefore, air outside the vehicle having a low temperature or a small specific enthalpy is actively taken into the space inside the vehicle from the door, and air conditioning efficiency is improved.
また、本発明に係る車両用空調システムは、車両のドアが開いていて、且つ、車両内部の空間の空気の温度が、車両外部の空気の温度と比較して低い、又は、車両内部の空間の空気の比エンタルピが、車両外部の空気の比エンタルピと比較して小さい状態において、横断流送風機が、送風を停止する、又は、ドアが開く前と比較して送風量を減らした状態で送風するものである。そのため、温度が高い、又は、比エンタルピが大きい車両外部の空気が、ドアから車両内部の空間に侵入することが抑制されることとなって、空調効率が向上される。 In the vehicle air conditioning system according to the present invention, the vehicle door is open and the temperature of the air inside the vehicle is lower than the temperature of the air outside the vehicle, or the space inside the vehicle. In a state where the specific enthalpy of air is small compared to the specific enthalpy of air outside the vehicle, the cross flow blower stops blowing or blows in a state where the flow rate is reduced compared to before the door is opened. To do. Therefore, air outside the vehicle having a high temperature or a large specific enthalpy is prevented from entering the space inside the vehicle from the door, and air conditioning efficiency is improved.
以下、本発明に係る車両用空調システムについて、図面を用いて説明する。
なお、実施の形態の説明においては、本発明に係る車両用空調システムが、旅客用の鉄道車両に用いられる車両用空調システムである場合について説明しているが、本発明に係る車両用空調システムは、例えば、大型バス等の、他の車両に用いられる車両用空調システムであってもよい。また、各図において、同一又は類似する部材又は部分には、同一の符号を付すか、又は、符号を付すことを省略している。また、細かい構造については、適宜図示を簡略化又は省略している。また、重複又は類似する説明については、適宜簡略化又は省略している。
Hereinafter, a vehicle air conditioning system according to the present invention will be described with reference to the drawings.
In the description of the embodiments, the case where the vehicle air conditioning system according to the present invention is a vehicle air conditioning system used in a railway vehicle for passengers is described. However, the vehicle air conditioning system according to the present invention is described. May be a vehicle air conditioning system used for other vehicles, such as a large bus. Moreover, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the same or similar member or part, or the code | symbol is abbreviate | omitted. Further, the illustration of the fine structure is simplified or omitted as appropriate. In addition, overlapping or similar descriptions are appropriately simplified or omitted.
実施の形態1.
以下に、実施の形態1に係る車両用空調システムを説明する。
(車両用空調システムの構成)
実施の形態1に係る車両用空調システムの構成について説明する。
図1は、実施の形態1に係る車両用空調システムの、構成を説明するための図である。なお、図1では、ドア29が閉められている状態を示している。
図1に示されるように、車両用空調システム1は、空気調和機2と、横断流送風機3と、室内温度センサ4と、室外温度センサ5と、制御部91と、を少なくとも備える。
The vehicle air conditioning system according to
(Configuration of vehicle air conditioning system)
The configuration of the vehicle air conditioning system according to
1 is a diagram for explaining a configuration of a vehicle air-conditioning system according to
As shown in FIG. 1, the vehicle
空気調和機2は、車両21の屋根22に設けられる。横断流送風機3は、車両21の客室23の天井24の裏側で且つ車両21の幅方向の略中央に設けられる。空気調和機2で空調される客室23の空気は、吸込口25から吸い込まれる。横断流送風機3の両側にはダクト(図示せず)が設けられ、空気調和機2で空調された空気は、ダクト(図示せず)を介して吹出口26から客室23へ吹き出される。吸込口25と吹出口26とは、天井24に設けられる。客室23は、本発明における「車両内部の空間」に相当する。
The
空気調和機2は、冷房運転を行って客室23の空気を空調する。客室23の空気は、矢印71(空気調和機の吸い込み気流を示す矢印71)のように吸込口25から吸い込まれる。空気調和機2からの冷房気流は、矢印72(空気調和機の吹き出し気流を示す矢印72)のように客室23へ吹き出される。
The
横断流送風機3は、その揺動軸が車両21の前後方向に沿うように設けられ、矢印81(横断流送風機の動きを示す矢印81)の方向、つまり車両21の幅方向に揺動できる。また、天井24に設けられた吹出口27から矢印73(横断流送風機の吹き出し気流を示す矢印73)のように気流を客室23へ吹き出す。吹出口27は、車両21の幅方向の略中央に位置する。
The
室内温度センサ4は、吸込口25の近傍に取り付けられ、客室23の空気の温度、つまり、吸込口25から吸い込まれる空気調和機2の吸い込み気流の温度を検出する。室内温度センサ4は、例えばサーミスタ等で構成される。室内温度センサ4は、吸込口25の近傍以外の、客室23の空気の温度を計測できる他の位置に設けられてもよい。例えば、座席28の近傍等に設けられてもよい。室内温度センサ4が、吸込口25の近傍に設けられる場合には、室内温度センサ4を空気調和機2の空調動作の制御に使用することが可能となるため、車両用空調システム1の部品点数等を削減することができる。室内温度センサ4は、本発明における「室内温度計測手段」に相当する。
The
室外温度センサ5は、車両21の外部の空気の温度を検出する。室外温度センサ5は、例えばサーミスタ等で構成される。室外温度センサ5は、車両21の外部であれば何処に設けられてもよい。例えば、車両21に直接取り付けられる。そのような場合には、室外温度センサ5の信号線等が他の機器の邪魔になることを抑制するために、一般には、空気調和機2の周囲に取り付けられる。室外温度センサ5は、本発明における「室外温度計測手段」に相当する。
The
図2及び図3は、実施の形態1に係る車両用空調システムの、室外温度センサの取り付け位置の一例を説明するための図である。
図2及び図3に示されるように、空気調和機2の内部には、車両21の外部の空気と空気調和機2の冷媒とを熱交換させる熱交換器41と、熱交換器41に車両21の外部の空気を供給する室外送風機42と、室外送風機42を駆動するモータ43と、が配置される。車両21の外部の空気は、矢印74(室外送風機の吸い込み気流を示す矢印74)のように吸込口44から吸い込まれ、熱交換器41で熱交換した後、矢印75(室外送風機の吹き出し気流を示す矢印75)のように吹出口45から車両21の外部に吹き出される。
2 and 3 are diagrams for explaining an example of an attachment position of an outdoor temperature sensor in the vehicle air conditioning system according to
As shown in FIGS. 2 and 3, inside the
図2に示されるように、室外温度センサ5が、吸込口44の近傍に取り付けられることで、車両21の外部の空気の温度が検出される。また、室外温度センサ5は、吸込口44の近傍以外の、熱交換器41に流入する前の車両21の外部の空気の温度を計測できる他の位置に設けられてもよい。例えば、図3に示されるように、空気調和機2の内部に設けられてもよい。また、室外温度センサ5は、車両21の外部の空気の温度を計測できればよいため、編成車両の全ての車両21に取り付けられなくてもよい。例えば、室外温度センサ5が、編成車両の1両又は数両のみに取り付けられ、車両21の外部の空気の温度の情報が共有されてもよい。
As shown in FIG. 2, the
なお、室内温度センサ4及び室外温度センサ5は、空気の温度自体を検出してもよく、また、空気の温度に換算できる他の物理量を検出してもよい。つまり、本発明における「温度計測手段」は、実質的に温度を計測する手段であればよい。
The
制御部91は、空気調和機2の内部、車両21の内部等に設けられ、例えば運転室に設けられた操作部(図示せず)からの操作に基づいて、空気調和機2の運転を制御する。制御部91は、操作部(図示せず)で客室23の空気の温度が設定された場合には、室内温度センサ4で検出された空気調和機2の吸い込み気流の温度が操作部(図示せず)で設定された温度になるように、空気調和機2の空調動作を制御する。
The
制御部91は、客室23に設けられたドア29の開閉動作を制御するためのドア開閉制御部92と接続され、ドア開閉制御部92のドア29の開閉信号が入力される。ドア開閉制御部92は、車両21に設けられる。制御部91は、ドア29の開閉動作の状態、室内温度センサ4によって計測された客室23の空気の温度、及び、室外温度センサ5によって計測された車両21の外部の空気の温度に応じて、横断流送風機3の送風動作を制御する。
The
制御部91及びドア開閉制御部92は、例えば、マイコン、マイクロプロセッサユニット等で構成されてもよく、また、ファームウェア等の更新可能なもので構成されてもよく、また、CPU等からの指令によって実行されるプログラムモジュール等であってもよい。また、制御部91及びドア開閉制御部92は、1つに纏められてもよい。制御部91は、本発明における「制御手段」に相当する。
The
(車両用空調システムの動作)
実施の形態1に係る車両用空調システムの動作について説明する。
まず、図1を用いて、車両21が走行している場合の動作について説明する。
車両21が走行している場合には、制御部91は、横断流送風機3に、車両21の幅方向に揺動しつつ送風するような過渡的な送風動作を行わせる。このような過渡的な送風動作によって、客室23の空気の攪拌及び混合が促進されることとなり、客室23の空気の温度を均一にすることができる。
(Operation of vehicle air conditioning system)
The operation of the vehicle air conditioning system according to
First, the operation when the
When the
なお、横断流送風機3の揺動幅が大きい程、客室23の空気の攪拌及び混合が促進される。揺動幅は、客室23の形態等に応じて設定される必要があるが、通常は、車両中心を通る鉛直面Pを中心として±40度の範囲内とされる。鉛直面Pは、本発明における「前記車両の高さ方向と平行で且つ前記揺動軸を含む平面」に相当する。
In addition, stirring and mixing of the air of the
次に、図4及び図5を用いて、車両21が駅に停車してドア29が開いた場合の動作について説明する。
制御部91は、室内温度センサ4によって計測された客室23の空気の温度と、室外温度センサ5によって計測された車両21の外部の空気の温度と、に基づいて、客室23の空気の温度が、車両21の外部の空気の温度と比較して高いか低いかを判別する。
Next, the operation when the
Based on the temperature of the air in the
室内温度センサ4によって計測された客室23の空気の温度と、室外温度センサ5によって計測された車両21の外部の空気の温度と、が比較されてもよく、また、室内温度センサ4によって計測される客室23の空気の温度に相当する他の物理量と、室外温度センサ5によって計測される車両21の外部の空気の温度に相当する他の物理量と、が比較されてもよい。
The temperature of the air in the
図4は、実施の形態1に係る車両用空調システムの、ドアが開いていて、且つ、客室の空気の温度が車両の外部の空気の温度と比較して高い場合の、横断流送風機の動作を説明するための図である。なお、図4では、ドア29が開いている状態を示している。
図4に示されるように、客室23の空気の温度が、車両21の外部の空気の温度と比較して高い場合には、制御部91は、ドア開閉制御部92からドア29の開信号が入力されると、横断流送風機3の揺動を、横断流送風機3がドア29側を向く状態で、つまり、客室23のうちの鉛直面Pを基準とする開いたドア29が有る側の空間に向く状態で、停止し、横断流送風機3に送風を行わせる。そのように動作させることで、矢印76(客室と車両外部を行き来する気流を示す矢印76)のように、客室23と車両21の外部との空気交換量が多くなる。
FIG. 4 shows the operation of the cross flow blower when the door is open and the temperature of the air in the cabin is higher than the temperature of the air outside the vehicle in the vehicle air conditioning system according to the first embodiment. It is a figure for demonstrating. FIG. 4 shows a state where the
As shown in FIG. 4, when the temperature of the air in the
その際、制御部91は、横断流送風機3の送風量を多くしてもよい。また、横断流送風機3の送風方向の鉛直面Pに対する角度は、横断流送風機3がドア29側を向く状態であれば何度であってもよいが、大きすぎると乗降する乗客の顔に気流が当たってしまうため、一般には20度〜40度であるとよい。
At that time, the
乗客の乗降が完了してドア29が閉じると、制御部91に、ドア開閉制御部92からドア29の閉信号が入力される。制御部91は、ドア開閉制御部92からドア29の閉信号が入力されると、横断流送風機3の送風動作を通常状態に戻す。
When the passenger boarding / exiting is completed and the
図5は、実施の形態1に係る車両用空調システムの、ドアが開いていて、且つ、客室の空気の温度が車両の外部の空気の温度と比較して低い場合の、横断流送風機の動作を説明するための図である。なお、図5では、ドア29が開いている状態を示している。
図5に示されるように、客室23の空気の温度が、車両21の外部の空気の温度と比較して低い場合には、制御部91は、ドア開閉制御部92からドア29の開信号が入力されると、横断流送風機3の送風を停止する。そのように動作させることで、矢印76(客室と車両外部を行き来する気流を示す矢印76)のように、客室23と車両21の外部との空気交換量が少なくなる。
FIG. 5 shows the operation of the cross-flow blower when the door is open and the temperature of the air in the cabin is lower than the temperature of the air outside the vehicle in the air conditioning system for the vehicle according to the first embodiment. It is a figure for demonstrating. FIG. 5 shows a state in which the
As shown in FIG. 5, when the temperature of the air in the
その際、制御部91は、横断流送風機3の揺動を継続してもよいが、通常は揺動を停止する。また、制御部91が、横断流送風機3の送風を完全に停止しなくてもよい。つまり、制御部91が、横断流送風機3の送風量をドア29が開く前と比較して少なくして、その送風及び揺動を継続してもよい。そのような場合には、制御部91が、横断流送風機3の送風量をドア29が開く前と比較して半分以下にするとよい。制御部91が、横断流送風機3の送風を停止する場合には、効果が最大化される。一方、制御部91が、横断流送風機3の送風を完全に停止しない場合には、客室23の快適性が悪化することが抑制される。
At that time, the
乗客の乗降が完了してドア29が閉じると、制御部91に、ドア開閉制御部92からドア29の閉信号が入力される。制御部91は、ドア開閉制御部92からドア29の閉信号が入力されると、横断流送風機3の送風動作を通常状態に戻す。
When the passenger boarding / exiting is completed and the
なお、以上では、客室23の空気の温度が、車両21の外部の空気の温度と比較して高いか低いかの判別が、室内温度センサ4によって計測された客室23の空気の温度と、室外温度センサ5によって計測された車両21の外部の空気の温度と、に基づいて行われる場合を説明しているが、他の手段によって取得された客室23の空気の温度、又は、他の手段によって取得された車両21の外部の空気の温度に基づいて行われてもよい。例えば、客室23の空気の温度は、車両21の外部の空気の温度と過去の実績とから推定されてもよい。また、車両21の外部の空気の温度は、天気予報等の情報から推定されてもよい。客室23の空気の温度が、車両21の外部の空気の温度と比較して高いか低いかの判別が、室内温度センサ4によって計測された客室23の空気の温度と、室外温度センサ5によって計測された車両21の外部の空気の温度と、に基づいて行われる場合には、判別の精度が向上される。
In the above description, whether the temperature of the air in the
また、以上では、制御部91が、客室23の空気の温度が、車両21の外部の空気の温度と比較して高いか低いかを判別する場合を説明しているが、制御部91が、客室23の空気の温度が、車両21の外部の空気の温度と比較して予め設定された基準値以上高いか低いかを判別してもよい。客室23の空気の温度が、車両21の外部の空気の温度と比較して予め設定された基準値以上高いか低いかのいずれでもない場合には、制御部91が、横断流送風機3の送風動作を通常状態で継続してもよく、また、横断流送風機3の送風及び揺動を停止してもよい。つまり、本発明における「大小関係」には、大きいか小さいかの関係に加えて、例えば、基準値以上大きいか小さいかの関係等の、2つの値の大小に纏わる他の関係が含まれる。
Moreover, although the
(車両用空調システムの作用)
実施の形態1に係る車両用空調システムの作用について説明する。
図6は、実施の形態1に係る車両用空調システムの、ドアが開いている際の、横断流送風機の動作と、客室と車両外部との空気交換量と、の関係のシミュレーション結果を示す図である。なお、図6では、横断流送風機3が送風及び揺動を継続する場合の空気交換量を左側の棒で示し、横断流送風機3が客室23のうちの鉛直面Pを基準とする開いたドア29が有る側の空間に向かって送風する場合の空気交換量を中央の棒で示し、横断流送風機3が送風を停止する場合の空気交換量を右側の棒で示している。また、図6では、横断流送風機3が送風及び揺動を継続する場合の空気交換量を1としている。また、図6における中央の棒は、横断流送風機3の送風方向の鉛直面Pに対する角度が、40度である場合の空気交換量である。
(Operation of air conditioning system for vehicles)
The operation of the vehicle air conditioning system according to
FIG. 6 is a diagram showing a simulation result of the relationship between the operation of the cross-flow blower and the amount of air exchange between the passenger cabin and the outside of the vehicle when the door is open, in the vehicle air conditioning system according to the first embodiment. It is. In FIG. 6, the air exchange amount when the
車両用空調システム1では、車両21のドア29が開いていて、且つ、客室23の空気の温度が、車両21の外部の空気の温度と比較して高い状態において、横断流送風機3が、客室23のうちの鉛直面Pを基準とするその開いたドア29が有る側の空間に向かって、送風する。そのため、図6に示されるように、客室23と車両21の外部との空気交換量が多くなって、温度が低い車両21の外部の空気が、ドア29から客室23に積極的に取り込まれることとなって、冷房負荷が低減されて、車両用空調システム1の空調効率が向上される。
In the vehicle air-
また、車両用空調システム1では、車両21のドア29が開いていて、且つ、客室23の空気の温度が、車両21の外部の空気の温度と比較して低い状態において、横断流送風機3が、送風を停止する、又は、ドア29が開く前と比較して送風量を減らした状態で送風する。そのため、図6に示されるように、客室23と車両21の外部との空気交換量が少なくなって、温度が高い車両21の外部の空気が、ドア29から客室23に侵入することが抑制されることとなって、冷房負荷が低減されて、空調効率が向上される。
Further, in the vehicle
図7は、実施の形態1に係る車両用空調システムの、ドアが開いている際の消費電力低減量のシミュレーション結果を示す図である。なお、図7では、客室23の空気の温度が、車両21の外部の空気の温度と比較して高い状態、及び、低い状態のいずれにおいても、横断流送風機3が送風及び揺動を継続する場合の消費電力量に対する低減量を、棒の長さで示している。また、図7では、比較例として、客室23の空気の温度が、車両21の外部の空気の温度と比較して高い状態、及び、低い状態のいずれにおいても、横断流送風機3が送風を停止する場合の消費電力低減量を、左側の棒で示している。また、図7では、客室23の空気の温度が、車両21の外部の空気の温度と比較して高い状態において、横断流送風機3が客室23のうちの鉛直面Pを基準とする開いたドア29が有る側の空間に向かって送風し、客室23の空気の温度が、車両21の外部の空気の温度と比較して低い状態において、横断流送風機3が送風を停止する場合の消費電力低減量、つまり、実施の形態1に係る車両用空調システムの消費電力低減量を、右側の棒で示している。また、図7における右側の棒は、客室23の空気の温度が、車両21の外部の空気の温度と比較して高い状態における、横断流送風機3の送風方向の鉛直面Pに対する角度が、40度である場合の消費電力低減量である。
FIG. 7 is a diagram illustrating a simulation result of the power consumption reduction amount when the door is open in the vehicle air conditioning system according to
つまり、比較例のように、客室23の空気の温度が、車両21の外部の空気の温度と比較して高い状態、及び、低い状態のいずれにおいても、横断流送風機3が送風を停止する場合には、消費電力低減量が約0.5%となるが、車両用空調システム1では、客室23の空気の温度が、車両21の外部の空気の温度と比較して高い状態において、横断流送風機3が客室23のうちの鉛直面Pを基準とする開いたドア29が有る側の空間に向かって送風することで、消費電力低減量が約1.4%となる。すなわち、車両用空調システム1では、空調効率が大きく向上される。
That is, when the temperature of the air in the
実施の形態2.
以下に、実施の形態2に係る車両用空調システムについて説明する。
なお、実施の形態1に係る車両用空調システムと重複又は類似する説明は、適宜簡略化又は省略している。
実施の形態1に係る車両用空調システムにおいては、客室23の空気の温度と車両21の外部の空気の温度との大小関係を判別しているが、空気調和機2の空調負荷は、温度のみではなく、湿度によっても決定される。実施の形態2に係る車両用空調システムは、客室23の空気の湿度と車両21の外部の空気の湿度とが加味された判別を行うことで、車両用空調システム1の空調効率を更に向上するものである。
The vehicle air conditioning system according to
In addition, the description which overlaps or is similar to the vehicle air conditioning system which concerns on
In the vehicle air conditioning system according to
(車両用空調システムの構成)
実施の形態2に係る車両用空調システムの構成について説明する。
図8は、実施の形態2に係る車両用空調システムの、構成を説明するための図である。なお、図8では、ドア29が閉められている状態を示している。
図8に示されるように、車両用空調システム1は、空気調和機2と、横断流送風機3と、室内温度センサ4と、室外温度センサ5と、室内湿度センサ6と、室外湿度センサ7と、制御部91と、を少なくとも備える。
(Configuration of vehicle air conditioning system)
The configuration of the vehicle air conditioning system according to
FIG. 8 is a diagram for explaining the configuration of the vehicle air conditioning system according to the second embodiment. FIG. 8 shows a state where the
As shown in FIG. 8, the vehicle
室内湿度センサ6は、吸込口25の近傍に取り付けられ、客室23の空気の湿度、つまり、吸込口25から吸い込まれる空気調和機2の吸い込み気流の湿度を検出する。室内湿度センサ6は、例えば、水分吸脱着における電気抵抗の変化に基づくもの、物体の伸縮に基づくもの、熱力学的な原理に基づくもの等であり、どのような方式のものが用いられてもよい。室内湿度センサ6は、吸込口25の近傍以外の、客室23の空気の湿度を計測できる他の位置に設けられてもよい。例えば、座席28の近傍等に設けられてもよい。室内湿度センサ6が、吸込口25の近傍に設けられる場合には、室内湿度センサ6を空気調和機2の空調動作の制御に使用することが可能となるため、車両用空調システム1の部品点数等を削減することができる。室内湿度センサ6は、本発明における「室内湿度計測手段」に相当する。
The
室外湿度センサ7は、車両21の外部の空気の湿度を検出する。室外湿度センサ7は、例えば、水分吸脱着における電気抵抗の変化に基づくもの、物体の伸縮に基づくもの、熱力学的な原理に基づくもの等であり、どのような方式のものが用いられてもよい。室外湿度センサ7は、車両21の外部であれば何処に設けられてもよい。例えば、車両21に直接取り付けられる。そのような場合には、室外湿度センサ7の信号線等が他の機器の邪魔になることを抑制するために、一般には、空気調和機2の周囲に取り付けられる。室外湿度センサ7は、本発明における「室外湿度計測手段」に相当する。
The
図9及び図10は、実施の形態2に係る車両用空調システムの、室外湿度センサの取り付け位置の一例を説明するための図である。
図9に示されるように、室外湿度センサ7が、吸込口44の近傍に取り付けられることで、車両21の外部の空気の湿度が検出される。また、室外湿度センサ7は、吸込口44の近傍以外の、熱交換器41に流入する前の車両21の外部の空気の湿度を計測できる他の位置に設けられてもよい。例えば、図10に示されるように、空気調和機2の内部に設けられてもよい。また、室外湿度センサ7は、車両21の外部の空気の湿度を計測できればよいため、編成車両の全ての車両21に取り付けられなくてもよい。例えば、室外湿度センサ7が、編成車両の1両又は数両のみに取り付けられ、車両21の外部の空気の湿度の情報が共有されてもよい。
9 and 10 are diagrams for explaining an example of an attachment position of the outdoor humidity sensor in the vehicle air conditioning system according to
As shown in FIG. 9, the
なお、室内湿度センサ6及び室外湿度センサ7は、空気の湿度自体を検出してもよく、また、空気の湿度に換算できる他の物理量を検出してもよい。つまり、本発明における「湿度計測手段」は、実質的に湿度を計測する手段であればよい。
The
制御部91は、空気調和機2の内部、車両21の内部等に設けられ、例えば運転室に設けられた操作部(図示せず)からの操作に基づいて、空気調和機2の運転を制御する。制御部91は、操作部(図示せず)で客室23の空気の湿度が設定された場合には、室内湿度センサ6で検出された空気調和機2の吸い込み気流の湿度が操作部(図示せず)で設定された湿度になるように、空気調和機2の空調動作を制御する。
The
制御部91は、客室23に設けられたドア29の開閉動作を制御するためのドア開閉制御部92と接続され、ドア開閉制御部92のドア29の開閉信号が入力される。ドア開閉制御部92は、車両21に設けられる。制御部91は、ドア29の開閉動作の状態、室内温度センサ4によって計測された客室23の空気の温度、室外温度センサ5によって計測された車両21の外部の空気の温度、室内湿度センサ6によって計測された客室23の空気の湿度、及び、室外湿度センサ7によって計測された車両21の外部の空気の湿度に応じて、横断流送風機3の送風動作を制御する。
The
(車両用空調システムの動作)
実施の形態2に係る車両用空調システムの動作について説明する。
まず、図8を用いて、車両21が走行している場合の動作について説明する。
実施の形態1に係る車両用空調システムと同様に、車両21が走行している場合には、制御部91は、横断流送風機3に、車両21の幅方向に揺動しつつ送風するような過渡的な送風動作を行わせる。
(Operation of vehicle air conditioning system)
The operation of the vehicle air conditioning system according to
First, the operation when the
Similar to the vehicle air conditioning system according to the first embodiment, when the
次に、図11及び図12を用いて、車両21が駅に停車してドア29が開いた場合の動作について説明する。
制御部91は、室内温度センサ4によって計測された客室23の空気の温度と、室外温度センサ5によって計測された車両21の外部の空気の温度と、室内湿度センサ6によって計測された客室23の空気の湿度と、室外湿度センサ7によって計測された車両21の外部の空気の湿度と、に基づいて、客室23の空気の比エンタルピが、車両21の外部の空気の比エンタルピと比較して大きいか小さいかを判別する。なお、比エンタルピは、単位質量あたりのエンタルピである。
Next, the operation when the
The
具体的には、制御部91は、まず、室内温度センサ4によって計測された客室23の空気の温度と、室内湿度センサ6によって計測された客室23の空気の湿度と、から、客室23の空気の比エンタルピhiを求め、室外温度センサ5によって計測された車両21の外部の空気の温度と、室外湿度センサ7によって計測された車両21の外部の空気の湿度と、から、車両21の外部の空気の比エンタルピhoを求める。
Specifically, the
空気のエンタルピは、乾燥空気のエンタルピと水蒸気のエンタルピとの和であり、すなわち、空気の顕熱と潜熱との和である。つまり、温度t℃の乾燥空気の比エンタルピhaは、空気の比熱をCpとし、0℃の乾燥空気を基準とすると、以下の式1で表され、また、温度t℃、絶対湿度xの水蒸気の比エンタルピhvは、水蒸気の定圧比熱をCvとし、0℃の水を基準とすると、以下の式2で表されるため、空気の比エンタルピhは、以下の式3で表される。なお、rは0℃における水蒸気の蒸発潜熱である。また、絶対湿度xは、温度センサ(室内温度センサ4、室外温度センサ5)及び湿度センサ(室内湿度センサ6、室外湿度センサ7)によって計測される温度及び湿度から求まる。
The enthalpy of air is the sum of the enthalpy of dry air and the enthalpy of water vapor, that is, the sum of sensible heat and latent heat of air. In other words, the specific enthalpy h a of the dry air at the temperature t ° C. is expressed by the following
そして、制御部91は、室内温度センサ4によって計測された客室23の空気の温度と、室内湿度センサ6によって計測された客室23の空気の湿度と、を式1〜式3に代入して求めた、客室23の空気の比エンタルピhiが、室外温度センサ5によって計測された車両21の外部の空気の温度と、室外湿度センサ7によって計測された車両21の外部の空気の湿度と、を式1〜式3に代入して求めた、車両21の外部の空気の比エンタルピhoと比較して、高いか低いかを判別する。
Then, the
つまり、制御部91は、以下の式4を用いて、車両21の外部の空気の比エンタルピhoと、客室23の空気の比エンタルピhiと、の差である比エンタルピ差Δhを求め、比エンタルピ差Δhが、負(Δh<0)であるか正(Δh>0)であるかを判別する。比エンタルピ差Δhが、負(Δh<0)であると判別される場合には、客室23の空気の比エンタルピhiが、車両21の外部の空気の比エンタルピhoと比較して高い、つまり、客室23の空気が、車両21の外部の空気と比較して熱的に高い状態であると判別することができる。また、比エンタルピ差Δhが、正(Δh>0)であると判別される場合には、客室23の空気の比エンタルピhiが、車両21の外部の空気の比エンタルピhoと比較して低い、つまり、客室23の空気が、車両21の外部の空気と比較して熱的に低い状態であると判別することができる。
That is, the
客室23の空気の比エンタルピhiと、車両21の外部の空気の比エンタルピhoと、が比較されてもよく、また、客室23の空気の比エンタルピhiに相当する他の物理量と、車両21の外部の空気の比エンタルピhoに相当する他の物理量と、が比較されてもよい。
The specific enthalpy h i of the air in the
図11は、実施の形態2に係る車両用空調システムの、ドアが開いていて、且つ、客室の空気の比エンタルピが車両の外部の空気の比エンタルピと比較して大きい場合の、横断流送風機の動作を説明するための図である。なお、図11では、ドア29が開いている状態を示している。
図11に示されるように、客室23の空気の比エンタルピが、車両21の外部の空気の比エンタルピと比較して大きい場合には、制御部91は、ドア開閉制御部92からドア29の開信号が入力されると、横断流送風機3の揺動を、横断流送風機3がドア29側を向く状態で、つまり、客室23のうちの鉛直面Pを基準とする開いたドア29が有る側の空間に向く状態で、停止し、横断流送風機3に送風を行わせる。そのように動作させることで、矢印76(客室と車両外部を行き来する気流を示す矢印76)のように、客室23と車両21の外部との空気交換量が多くなる。
FIG. 11 is a cross-flow blower when the door is open and the specific enthalpy of air in the cabin is larger than the specific enthalpy of air outside the vehicle in the air conditioning system for a vehicle according to the second embodiment. It is a figure for demonstrating operation | movement of. FIG. 11 shows a state where the
As shown in FIG. 11, when the specific enthalpy of air in the
その際、制御部91は、横断流送風機3の送風量を多くしてもよい。また、横断流送風機3の送風方向の鉛直面Pに対する角度は、横断流送風機3がドア29側を向く状態であれば何度であってもよいが、大きすぎると乗降する乗客の顔に気流が当たってしまうため、一般には20度〜40度であるとよい。
At that time, the
乗客の乗降が完了してドア29が閉じると、制御部91に、ドア開閉制御部92からドア29の閉信号が入力される。制御部91は、ドア開閉制御部92からドア29の閉信号が入力されると、横断流送風機3の送風動作を通常状態に戻す。
When the passenger boarding / exiting is completed and the
図12は、実施の形態2に係る車両用空調システムの、ドアが開いていて、且つ、客室の空気の比エンタルピが車両の外部の空気の比エンタルピと比較して小さい場合の、横断流送風機の動作を説明するための図である。なお、図12では、ドア29が開いている状態を示している。
図12に示されるように、客室23の空気の比エンタルピが、車両21の外部の空気の比エンタルピと比較して小さい場合には、制御部91は、ドア開閉制御部92からドア29の開信号が入力されると、横断流送風機3の送風を停止する。そのように動作させることで、矢印76(客室と車両外部を行き来する気流を示す矢印76)のように、客室23と車両21の外部との空気交換量が少なくなる。
FIG. 12 is a cross-flow blower when the door is open and the specific enthalpy of air in the passenger compartment is smaller than the specific enthalpy of air outside the vehicle in the air conditioning system for a vehicle according to the second embodiment. It is a figure for demonstrating operation | movement of. FIG. 12 shows a state in which the
As shown in FIG. 12, when the specific enthalpy of air in the
その際、制御部91は、横断流送風機3の揺動を継続してもよいが、通常は揺動を停止する。また、制御部91が、横断流送風機3の送風を完全に停止しなくてもよい。つまり、制御部91が、横断流送風機3の送風量をドア29が開く前と比較して少なくして、その送風及び揺動を継続してもよい。そのような場合には、制御部91が、横断流送風機3の送風量をドア29が開く前と比較して半分以下にするとよい。制御部91が、横断流送風機3の送風を停止する場合には、効果が最大化される。一方、制御部91が、横断流送風機3の送風を完全に停止しない場合には、客室23の快適性が悪化することが抑制される。
At that time, the
乗客の乗降が完了してドア29が閉じると、制御部91に、ドア開閉制御部92からドア29の閉信号が入力される。制御部91は、ドア開閉制御部92からドア29の閉信号が入力されると、横断流送風機3の送風動作を通常状態に戻す。
When the passenger boarding / exiting is completed and the
なお、以上では、制御部91が、客室23の空気の比エンタルピが、車両21の外部の空気の比エンタルピと比較して大きいか小さいかを判別する場合を説明しているが、制御部91が、客室23の空気の比エンタルピが、車両21の外部の空気の比エンタルピと比較して予め設定された基準値以上大きいか小さいかを判別してもよい。客室23の空気の比エンタルピが、車両21の外部の空気の比エンタルピと比較して予め設定された基準値以上大きいか小さいかのいずれでもない場合には、制御部91が、横断流送風機3の送風動作を通常状態で継続してもよく、また、横断流送風機3の送風及び揺動を停止してもよい。つまり、本発明における「大小関係」には、大きいか小さいかの関係に加えて、例えば、基準値以上大きいか小さいかの関係等の、2つの値の大小に纏わる他の関係が含まれる。
In the above description, a case has been described in which the
(車両用空調システムの作用)
実施の形態2に係る車両用空調システムの作用について説明する。
車両用空調システム1では、車両21のドア29が開いていて、且つ、客室23の空気の比エンタルピが、車両21の外部の空気の比エンタルピと比較して大きい状態において、横断流送風機3が、客室23のうちの鉛直面Pを基準とするその開いたドア29が有る側の空間に向かって、送風する。そのため、図6に示されるように、客室23と車両21の外部との空気交換量が多くなって、比エンタルピが小さい、つまり熱的に低い状態にある車両21の外部の空気が、ドア29から客室23に積極的に取り込まれることとなって、冷房負荷が低減されて、車両用空調システム1の空調効率が向上される。
(Operation of air conditioning system for vehicles)
The operation of the vehicle air conditioning system according to
In the vehicle air-
また、車両用空調システム1では、車両21のドア29が開いていて、且つ、客室23の空気の比エンタルピが、車両21の外部の空気の比エンタルピと比較して小さい状態において、横断流送風機3が、送風を停止する、又は、ドア29が開く前と比較して送風量を減らした状態で送風する。そのため、図6に示されるように、客室23と車両21の外部との空気交換量が少なくなって、比エンタルピが大きい、つまり熱的に高い状態にある車両21の外部の空気が、ドア29から客室23に侵入することが抑制されることとなって、冷房負荷が低減されて、空調効率が向上される。
Further, in the vehicle air-
図13は、実施の形態2に係る車両用空調システムの、ドアが開いている際の消費電力低減量のシミュレーション結果を示す図である。なお、図13では、客室23の空気の比エンタルピが、車両21の外部の空気の比エンタルピと比較して大きい状態、及び、小さい状態のいずれにおいても、横断流送風機3が送風及び揺動を継続する場合の消費電力量に対する低減量を、棒の長さで示している。また、図13では、比較例として、客室23の空気の比エンタルピが、車両21の外部の空気の比エンタルピと比較して大きい状態、及び、小さい状態のいずれにおいても、横断流送風機3が送風を停止する場合の消費電力低減量を、左側の棒で示している。また、図13では、客室23の空気の比エンタルピが、車両21の外部の空気の比エンタルピと比較して大きい状態において、横断流送風機3が客室23のうちの鉛直面Pを基準とする開いたドア29が有る側の空間に向かって送風し、客室23の空気の比エンタルピが、車両21の外部の空気の比エンタルピと比較して小さい状態において、横断流送風機3が送風を停止する場合の消費電力低減量、つまり、実施の形態2に係る車両用空調システムの消費電力低減量を、右側の棒で示している。また、図13における右側の棒は、客室23の空気の比エンタルピが、車両21の外部の空気の比エンタルピと比較して大きい状態における、横断流送風機3の送風方向の鉛直面Pに対する角度が、40度である場合の消費電力低減量である。
FIG. 13 is a diagram illustrating a simulation result of the power consumption reduction amount when the door is open in the vehicle air conditioning system according to the second embodiment. In FIG. 13, the
つまり、比較例のように、客室23の空気の比エンタルピが、車両21の外部の空気の比エンタルピと比較して大きい状態、及び、小さい状態のいずれにおいても、横断流送風機3が送風を停止する場合には、消費電力低減量が約1.3%となるが、車両用空調システム1では、客室23の空気の比エンタルピが、車両21の外部の空気の比エンタルピと比較して大きい状態において、横断流送風機3が客室23のうちの鉛直面Pを基準とする開いたドア29が有る側の空間に向かって送風することで、消費電力低減量が約3.6%となる。すなわち、車両用空調システム1では、空調効率が大きく向上される。
That is, as in the comparative example, the
また、実施の形態2に係る車両用空調システムでは、客室23の空気の比エンタルピと、車両21の外部の空気の比エンタルピと、の大小関係が判別される、つまり、客室23の空気の湿度と車両21の外部の空気の湿度とが加味された判別が行われるため、実施の形態1に係る車両用空調システムと比較して、空調効率が更に向上される。
Further, in the vehicle air conditioning system according to
実施の形態3.
以下に、実施の形態3に係る車両用空調システムについて説明する。
なお、実施の形態1及び実施の形態2に係る車両用空調システムと重複又は類似する説明は、適宜簡略化又は省略している。
実施の形態2に係る車両用空調システムにおいては、室外温度センサ5によって計測された車両21の外部の空気の温度と、室外湿度センサ7によって計測された車両21の外部の空気の湿度と、を用いて、車両21の外部の空気の比エンタルピhoを求めている。実施の形態3に係る車両用空調システムは、室外湿度センサ7によって計測される車両21の外部の空気の湿度を用いずに、車両21の外部の空気の比エンタルピhoを求めることで、車両用空調システム1の構成を簡素化するものである。
The vehicle air conditioning system according to
In addition, the description which overlaps or resembles the vehicle air conditioning system which concerns on
In the vehicle air conditioning system according to
(車両用空調システムの構成)
実施の形態3に係る車両用空調システムの構成について説明する。
図14は、実施の形態3に係る車両用空調システムの、構成を説明するための図である。なお、図14では、ドア29が閉められている状態を示している。
図14に示されるように、車両用空調システム1は、空気調和機2と、横断流送風機3と、室内温度センサ4と、室外温度センサ5と、室内湿度センサ6と、制御部91と、を少なくとも備える。
(Configuration of vehicle air conditioning system)
The configuration of the vehicle air conditioning system according to
FIG. 14 is a diagram for explaining a configuration of a vehicle air-conditioning system according to
As shown in FIG. 14, the vehicle
制御部91は、客室23に設けられたドア29の開閉動作を制御するためのドア開閉制御部92と接続され、ドア開閉制御部92のドア29の開閉信号が入力される。ドア開閉制御部92は、車両21に設けられる。制御部91は、ドア29の開閉動作の状態、室内温度センサ4によって計測された客室23の空気の温度、室外温度センサ5によって計測された車両21の外部の空気の温度、及び、室内湿度センサ6によって計測された客室23の空気の湿度に応じて、横断流送風機3の送風動作を制御する。
The
(車両用空調システムの動作)
実施の形態3に係る車両用空調システムの動作について説明する。
まず、図14を用いて、車両21が走行している場合の動作について説明する。
実施の形態2に係る車両用空調システムと同様に、車両21が走行している場合には、制御部91は、横断流送風機3に、車両21の幅方向に揺動しつつ送風するような過渡的な送風動作を行わせる。
(Operation of vehicle air conditioning system)
The operation of the vehicle air conditioning system according to
First, the operation when the
Similarly to the vehicle air conditioning system according to the second embodiment, when the
次に、図15及び図16を用いて、車両21が駅に停車してドア29が開いた場合の動作について説明する。
制御部91は、室内温度センサ4によって計測された客室23の空気の温度と、室外温度センサ5によって計測された車両21の外部の空気の温度と、室内湿度センサ6によって計測された客室23の空気の湿度と、室内湿度センサ6によって予め計測された客室23の空気の湿度と、に基づいて、客室23の空気の比エンタルピが、車両21の外部の空気の比エンタルピと比較して大きいか小さいかを判別する。
Next, the operation when the
The
つまり、実施の形態2に係る車両用空調システムでは、車両21の外部の空気の比エンタルピhoを求めるための絶対湿度xを、ドア29が開く際に、室外温度センサ5によって計測された車両21の外部の空気の温度と、室外湿度センサ7によって計測された車両21の外部の空気の湿度と、から求めている。客室23の空気の絶対湿度は、乗客の汗、呼吸等に起因する水分の放出量に依存して、時間毎に大きく変動する。この変動は、特に乗客の乗降数が多いほど顕著となる。一方、車両21の外部の空気の絶対湿度は、客室23の空気の絶対湿度と比較して、時間毎の変動が小さい。そのため、実施の形態3に係る車両用空調システムでは、ドア29が開く際の車両21の外部の空気の絶対湿度xとして、予め取得された、例えば空気調和機2の動作前等に取得された、絶対湿度x0を用いる。
That is, the vehicle in the vehicle air conditioner according to the second embodiment, the absolute humidity x for determining the specific enthalpy h o of the air outside the
具体的には、空気調和機2の動作前、例えば朝車両21が車庫から出発する前等に、室内温度センサ4によって計測された客室23の空気の温度と、室内湿度センサ6によって計測された客室23の空気の湿度と、を用いて絶対湿度x0を求める。空気調和機2の動作前、例えば朝車両21が車庫から出発する前等では、客室23に乗客がおらず、車両21が夜間放置された状態であるため、客室23の空気の温度と車両21の外部の空気の温度とは同一の値であり、客室23の空気の湿度と車両21の外部の空気の湿度とは同一の値であるとみなすことができる。つまり、制御部91は、室内温度センサ4によって計測された客室23の空気の温度と、室内湿度センサ6によって計測された客室23の空気の湿度と、を用いて、車両21の外部の空気の絶対湿度x0を求めることができ、この値は、例えば1日を通じて、変わらないものと仮定することができる。
Specifically, before the operation of the
制御部91は、ドア29が開く際に、室内温度センサ4によって計測された客室23の空気の温度と、室内湿度センサ6によって計測された客室23の空気の湿度と、から求めた客室23の空気の絶対湿度xを、式2に代入して、客室23の空気の比エンタルピhiを求める。また、予め取得しておいた絶対湿度x0を絶対湿度xとして、式2に代入して、ドア29が開く際の車両21の外部の空気の比エンタルピhoを求める。そして、実施の形態2に係る車両用空調システムと同様に、客室23の空気の比エンタルピhiが、車両21の外部の空気の比エンタルピhoと比較して大きいか小さいかを判別する。
When the
図15は、実施の形態3に係る車両用空調システムの、ドアが開いていて、且つ、客室の空気の比エンタルピが車両の外部の空気の比エンタルピと比較して大きい場合の、横断流送風機の動作を説明するための図である。なお、図15では、ドア29が開いている状態を示している。
図15に示されるように、客室23の空気の比エンタルピが、車両21の外部の空気の比エンタルピと比較して大きい場合には、制御部91は、ドア開閉制御部92からドア29の開信号が入力されると、横断流送風機3の揺動を、横断流送風機3がドア29側を向く状態で、つまり、客室23のうちの鉛直面Pを基準とする開いたドア29が有る側の空間に向く状態で、停止し、横断流送風機3に送風を行わせる。そのように動作させることで、矢印76(客室と車両外部を行き来する気流を示す矢印76)のように、客室23と車両21の外部との空気交換量が多くなる。
FIG. 15 is a cross-flow blower when the door is open and the specific enthalpy of air in the cabin is larger than the specific enthalpy of air outside the vehicle in the air conditioning system for a vehicle according to the third embodiment. It is a figure for demonstrating operation | movement of. FIG. 15 shows a state where the
As shown in FIG. 15, when the specific enthalpy of air in the
その際、制御部91は、横断流送風機3の送風量を多くしてもよい。また、横断流送風機3の送風方向の鉛直面Pに対する角度は、横断流送風機3がドア29側を向く状態であれば何度であってもよいが、大きすぎると乗降する乗客の顔に気流が当たってしまうため、一般には20度〜40度であるとよい。
At that time, the
乗客の乗降が完了してドア29が閉じると、制御部91に、ドア開閉制御部92からドア29の閉信号が入力される。制御部91は、ドア開閉制御部92からドア29の閉信号が入力されると、横断流送風機3の送風動作を通常状態に戻す。
When the passenger boarding / exiting is completed and the
図16は、実施の形態3に係る車両用空調システムの、ドアが開いていて、且つ、客室の空気の比エンタルピが車両の外部の空気の比エンタルピと比較して小さい場合の、横断流送風機の動作を説明するための図である。なお、図16では、ドア29が開いている状態を示している。
図16に示されるように、客室23の空気の比エンタルピが、車両21の外部の空気の比エンタルピと比較して小さい場合には、制御部91は、ドア開閉制御部92からドア29の開信号が入力されると、横断流送風機3の送風を停止する。そのように動作させることで、矢印76(客室と車両外部を行き来する気流を示す矢印76)のように、客室23と車両21の外部との空気交換量が少なくなる。
FIG. 16 is a cross-flow blower in the vehicle air-conditioning system according to the third embodiment when the door is open and the specific enthalpy of air in the cabin is smaller than the specific enthalpy of air outside the vehicle. It is a figure for demonstrating operation | movement of. FIG. 16 shows a state in which the
As shown in FIG. 16, when the specific enthalpy of air in the
その際、制御部91は、横断流送風機3の揺動を継続してもよいが、通常は揺動を停止する。また、制御部91が、横断流送風機3の送風を完全に停止しなくてもよい。つまり、制御部91が、横断流送風機3の送風量をドア29が開く前と比較して少なくして、その送風及び揺動を継続してもよい。そのような場合には、制御部91が、横断流送風機3の送風量をドア29が開く前と比較して半分以下にするとよい。制御部91が、横断流送風機3の送風を停止する場合には、効果が最大化される。一方、制御部91が、横断流送風機3の送風を完全に停止しない場合には、客室23の快適性が悪化することが抑制される。
At that time, the
乗客の乗降が完了してドア29が閉じると、制御部91に、ドア開閉制御部92からドア29の閉信号が入力される。制御部91は、ドア開閉制御部92からドア29の閉信号が入力されると、横断流送風機3の送風動作を通常状態に戻す。
When the passenger boarding / exiting is completed and the
(車両用空調システムの作用)
実施の形態3に係る車両用空調システムの作用について説明する。
実施の形態3に係る車両用空調システムでは、実施の形態2に係る車両用空調システムと同様に、客室23の空気の比エンタルピと、車両21の外部の空気の比エンタルピと、の大小関係が判別される、つまり、客室23の空気の湿度と車両21の外部の空気の湿度とが加味された判別が行われるため、実施の形態1に係る車両用空調システムと比較して、空調効率が更に向上される。
(Operation of air conditioning system for vehicles)
The operation of the vehicle air conditioning system according to
In the vehicle air conditioning system according to the third embodiment, as in the vehicle air conditioning system according to the second embodiment, there is a magnitude relationship between the specific enthalpy of air in the
実施の形態3に係る車両用空調システムでは、室外湿度センサ7によって計測される車両21の外部の空気の湿度を用いずに、車両21の外部の空気の比エンタルピhoを求めることができ、室外湿度センサ7を無くすことができるため、実施の形態2に係る車両用空調システムと比較して、部品点数等を削減して構成を簡素化することが可能である。
The vehicle air conditioner according to the third embodiment, it is possible to without the humidity of the air outside the
以上、実施の形態1〜実施の形態3について説明したが、本発明は各実施の形態の説明に限定されない。例えば、各実施の形態の一部のみを実施してもよく、また、各実施の形態の全て又は一部を組み合わせて実施してもよい。 Although the first to third embodiments have been described above, the present invention is not limited to the description of each embodiment. For example, only a part of each embodiment may be implemented, or all or a part of each embodiment may be combined.
1 車両用空調システム、2 空気調和機、3 横断流送風機、4 室内温度センサ、5 室外温度センサ、6 室内湿度センサ、7 室外湿度センサ、21 車両、22 屋根、23 客室、24 天井、25 吸込口、26 吹出口、27 吹出口、28 座席、29 ドア、41 熱交換器、42 室外送風機、43 モータ、44 吸込口、45 吹出口、71 空気調和機の吸い込み気流を示す矢印、72 空気調和機の吹き出し気流を示す矢印、73 横断流送風機の吹き出し気流を示す矢印、74 室外送風機の吸い込み気流を示す矢印、75 室外送風機の吹き出し気流を示す矢印、76 客室と車両外部を行き来する気流を示す矢印、81 横断流送風機の動きを示す矢印、91 制御部、92 ドア開閉制御部、P 鉛直面。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
揺動軸が前記車両の前後方向に沿い、前記車両内部の空間に天井から空気を送る横断流送風機と、
前記横断流送風機の動作を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記空気調和機が冷房運転する際に、
前記車両のドアが開いていて、且つ、
前記車両内部の空間の空気の温度が、前記車両外部の空気の温度と比較して高い、又は、前記車両内部の空間の空気の比エンタルピが、前記車両外部の空気の比エンタルピと比較して大きい状態において、
前記横断流送風機が、前記車両内部の空間のうちの、前記車両の高さ方向と平行で且つ前記揺動軸を含む平面を基準とする、前記ドアが有る側の空間に向かって、送風するように制御する、ことを特徴とする車両用空調システム。 An air conditioner that air-conditions the air in the interior of the vehicle;
A cross flow fan that swings along the longitudinal direction of the vehicle and sends air from the ceiling to the space inside the vehicle;
Control means for controlling the operation of the cross flow fan,
The control means includes
When the air conditioner is in cooling operation,
The vehicle door is open, and
The temperature of the air inside the vehicle is higher than the temperature of the air outside the vehicle, or the specific enthalpy of the air inside the vehicle is compared with the specific enthalpy of the air outside the vehicle. In the big state
The cross-flow blower blows air toward a space on the side where the door is located with reference to a plane parallel to the height direction of the vehicle and including the swing shaft in the space inside the vehicle. The vehicle air-conditioning system is characterized by being controlled as described above.
前記車両のドアが開いていて、且つ、
前記車両内部の空間の空気の温度が、前記車両外部の空気の温度と比較して低い、又は、前記車両内部の空間の空気の比エンタルピが、前記車両外部の空気の比エンタルピと比較して小さい状態において、
前記横断流送風機が、送風を停止する、又は、前記ドアが開く前と比較して送風量を減らした状態で送風するように制御する、ことを特徴とする請求項1に記載の車両用空調システム。 The control means includes
The vehicle door is open, and
The temperature of the air inside the vehicle is lower than the temperature of the air outside the vehicle, or the specific enthalpy of the air inside the vehicle is compared with the specific enthalpy of the air outside the vehicle. In a small state,
2. The vehicle air conditioner according to claim 1, wherein the cross-flow blower is controlled to stop blowing or to blow in a state in which the amount of blown air is reduced as compared to before the door is opened. system.
揺動軸が前記車両の前後方向に沿い、前記車両内部の空間に天井から空気を送る横断流送風機と、
前記横断流送風機の動作を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記空気調和機が冷房運転する際に、
前記車両のドアが開いていて、且つ、
前記車両内部の空間の空気の温度が、前記車両外部の空気の温度と比較して低い、又は、前記車両内部の空間の空気の比エンタルピが、前記車両外部の空気の比エンタルピと比較して小さい状態において、
前記横断流送風機が、送風を停止する、又は、前記ドアが開く前と比較して送風量を減らした状態で送風するように制御する、ことを特徴とする車両用空調システム。 An air conditioner that air-conditions the air in the interior of the vehicle;
A cross flow fan that swings along the longitudinal direction of the vehicle and sends air from the ceiling to the space inside the vehicle;
Control means for controlling the operation of the cross flow fan,
The control means includes
When the air conditioner is in cooling operation,
The vehicle door is open, and
The temperature of the air inside the vehicle is lower than the temperature of the air outside the vehicle, or the specific enthalpy of the air inside the vehicle is compared with the specific enthalpy of the air outside the vehicle. In a small state,
The vehicle air-conditioning system is characterized in that the cross flow blower is controlled so as to stop blowing or blow in a state where the amount of blown air is reduced as compared to before the door is opened.
前記車両外部の空気の温度を計測する室外温度計測手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記室内温度計測手段で計測される温度と、前記室外温度計測手段で計測される温度と、に基づいて、前記ドアが開いている状態における、前記車両内部の空間の空気の温度と前記車両外部の空気の温度との大小関係を判別する、ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の車両用空調システム。 Indoor temperature measuring means for measuring the temperature of air in the space inside the vehicle;
Outdoor temperature measuring means for measuring the temperature of the air outside the vehicle, and
The control means includes
Based on the temperature measured by the indoor temperature measuring means and the temperature measured by the outdoor temperature measuring means, the temperature of the air in the space inside the vehicle and the outside of the vehicle when the door is open The vehicle air conditioning system according to any one of claims 1 to 3, wherein a magnitude relationship with the air temperature is determined.
前記車両内部の空間の空気の湿度を計測する室内湿度計測手段と、
前記車両外部の空気の温度を計測する室外温度計測手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記室内温度計測手段で計測される温度と、前記室内湿度計測手段で計測される湿度と、前記室外温度計測手段で計測される温度と、前記室内湿度計測手段で予め計測される湿度と、に基づいて、前記ドアが開いている状態における、前記車両内部の空間の空気の比エンタルピと前記車両外部の空気の比エンタルピとの大小関係を判別する、ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の車両用空調システム。 Indoor temperature measuring means for measuring the temperature of air in the space inside the vehicle;
Indoor humidity measuring means for measuring the humidity of air in the space inside the vehicle;
Outdoor temperature measuring means for measuring the temperature of the air outside the vehicle, and
The control means includes
The temperature measured by the indoor temperature measuring means, the humidity measured by the indoor humidity measuring means, the temperature measured by the outdoor temperature measuring means, and the humidity measured in advance by the indoor humidity measuring means The size relationship between the specific enthalpy of air in the space inside the vehicle and the specific enthalpy of air outside the vehicle when the door is open is determined based on the size relationship. The vehicle air conditioning system as described in any one of Claims.
前記車両内部の空間の空気の湿度を計測する室内湿度計測手段と、
前記車両外部の空気の温度を計測する室外温度計測手段と、
前記車両外部の空気の湿度を計測する室外湿度計測手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記室内温度計測手段で計測される温度と、前記室内湿度計測手段で計測される湿度と、前記室外温度計測手段で計測される温度と、前記室外湿度計測手段で計測される湿度と、に基づいて、前記ドアが開いている状態における、前記車両内部の空間の空気の比エンタルピと前記車両外部の空気の比エンタルピとの大小関係を判別する、ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の車両用空調システム。 Indoor temperature measuring means for measuring the temperature of air in the space inside the vehicle;
Indoor humidity measuring means for measuring the humidity of air in the space inside the vehicle;
Outdoor temperature measuring means for measuring the temperature of air outside the vehicle;
Outdoor humidity measuring means for measuring the humidity of the air outside the vehicle, and
The control means includes
Based on the temperature measured by the indoor temperature measuring means, the humidity measured by the indoor humidity measuring means, the temperature measured by the outdoor temperature measuring means, and the humidity measured by the outdoor humidity measuring means 4. The magnitude relationship between the specific enthalpy of air in the space inside the vehicle and the specific enthalpy of air outside the vehicle in a state where the door is open is determined. The vehicle air conditioning system according to claim 1.
前記空気調和機が冷房運転する際に、
前記車両のドアが開いていて、且つ、
前記車両内部の空間の空気の温度が、前記車両外部の空気の温度と比較して高い、又は、前記車両内部の空間の空気の比エンタルピが、前記車両外部の空気の比エンタルピと比較して大きい状態において、
前記横断流送風機が、前記車両内部の空間のうちの、前記車両の高さ方向と平行で且つ前記揺動軸を含む平面を基準とする、前記ドアが有る側の空間に向かって、送風するように制御する、ことを特徴とする車両用空調システムの制御方法。 An air conditioner for air-conditioning air in a space inside a vehicle, and a cross-flow fan having an oscillating shaft along the longitudinal direction of the vehicle and sending air from the ceiling to the space inside the vehicle. A control method,
When the air conditioner is in cooling operation,
The vehicle door is open, and
The temperature of the air inside the vehicle is higher than the temperature of the air outside the vehicle, or the specific enthalpy of the air inside the vehicle is compared with the specific enthalpy of the air outside the vehicle. In the big state
The cross-flow blower blows air toward a space on the side where the door is located with reference to a plane parallel to the height direction of the vehicle and including the swing shaft in the space inside the vehicle. A control method for a vehicle air conditioning system, characterized in that
前記空気調和機が冷房運転する際に、
前記車両のドアが開いていて、且つ、
前記車両内部の空間の空気の温度が、前記車両外部の空気の温度と比較して低い、又は、前記車両内部の空間の空気の比エンタルピが、前記車両外部の空気の比エンタルピと比較して小さい状態において、
前記横断流送風機が、送風を停止する、又は、前記ドアが開く前と比較して送風量を減らした状態で送風するように制御する、ことを特徴とする車両用空調システムの制御方法。 An air conditioner for air-conditioning air in a space inside a vehicle, and a cross-flow fan having an oscillating shaft along the longitudinal direction of the vehicle and sending air from the ceiling to the space inside the vehicle. A control method,
When the air conditioner is in cooling operation,
The vehicle door is open, and
The temperature of the air inside the vehicle is lower than the temperature of the air outside the vehicle, or the specific enthalpy of the air inside the vehicle is compared with the specific enthalpy of the air outside the vehicle. In a small state,
A control method for an air conditioning system for a vehicle, wherein the cross flow blower is controlled to stop blowing air or to blow air in a state in which an air blowing amount is reduced as compared to before the door is opened.
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