JP2022088973A - 車両の換気装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車室内の換気効率を上げることが可能な車両の換気装置を提供する。【解決手段】車両の換気装置は、車室の内外を連通する扉開口を開閉する扉と、車室の内外を連通する窓開口を開閉する窓とを有する車両の換気装置であって、車室天井と車室外とを連通する通気口に配置された換気扇と、扉および窓の少なくとも一方の開閉部材が全閉状態である場合、換気扇が排気するように換気扇を制御し、開閉部材が開き状態である場合、換気扇が吸気するように換気扇を制御する制御部と、を備える。【選択図】図６

Description

本開示は、車両の換気装置に関する。

例えば、特許文献１には、車室の内外を連通する通気路に配置され、排気回転状態、吸気回転状態および停止状態のそれぞれの状態に設定される換気扇と、車室内のＣＯ２濃度を検出する検出部と、車室外のＣＯ２濃度を検出するガスセンサとを備え、車室内のＣＯ２濃度、車室外のＣＯ２濃度、および、車両の速度に基づいて、換気扇の回転状態を変更することにより、車室内の換気が行われる車両の換気装置が開示されている。

特開２０１０－１７３５１９号公報

ところで、特許文献１に記載の換気装置においては、車両のドアや窓などの開閉部材の開閉状態に応じて、車室内の換気が行われない。

車室内の換気効率を上げるためには、換気装置が開閉部材の開閉状態に応じて車室内の換気を行うことが好ましい。

本開示の目的は、車室内の換気効率を上げることが可能な車両の換気装置を提供することである。

上記の目的を達成するため、本開示における車両の換気装置は、
車室の内外を連通する扉開口を開閉する扉と、車室の内外を連通する窓開口を開閉する窓とを有する車両の換気装置であって、
車室天井と車室外とを連通する通気口に配置された換気扇と、
前記扉および前記窓の少なくとも一方の開閉部材が全閉状態である場合、前記換気扇が排気するように前記換気扇を制御し、前記開閉部材が開き状態である場合、前記換気扇が吸気するように前記換気扇を制御する制御部と、
を備える。

本開示によれば、車室内の換気効率を上げることができる。

図１は、本開示の実施の形態に係る換気装置を備えた車両を模式的に示す図である。 図２は、本開示の実施の形態に係る換気装置の一例を示すブロック図である。 図３は、本開示の実施の形態に係る制御装置の一例を示すブロック図である。 図４は、換気装置の実験条件の一例を示す図である。 図５は、換気装置の実験結果の一例を示す図である。 図６は、換気装置の動作の一例を示すフローチャートである。

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本開示の実施の形態に係る換気装置を備えた車両を模式的に示す図である。図１には、Ｘ軸が描かれている。図１において、左右方向を「前後方向」または「Ｘ方向」といい、左方向を「前方」、「前側」又は「－Ｘ方向」、右方向を「後方」、「後側」又は「＋Ｘ方向」という。なお、本実施の形態では、車両の一例としてバスを示す。

バス１は、車体１ａの側壁部の前方に配置され、車室の内外を連通する前方扉開口２と、車体１ａの側壁部の前後方向中央部に配置され、車室の内外を連通する中央部扉開口３と、車体１ａの側壁部に配置され、車室の内外を連通する複数の窓開口４を有している。また、バス１は、その前部に配置され、車室天井と車室外とを連通する前側通気口５（第１の通気口）を有している。また、バス１は、前側通気口５よりも後側に配置され、車室天井と車室外とを連通する後側通気口６（第２の通気口）を有している。

バス１は、前方扉開口２を開閉する前扉７、中央部扉開口３を開閉する中扉８、および、複数の窓開口４のそれぞれを開閉する窓９を有している。なお、本実施の形態において、前扉７、中扉８および窓９のそれぞれを、また、前扉７、中扉８および窓９の二以上を、「開閉部材」という場合がある。

バス１は、空調機ＡＣ（図２を参照）を備えている。空調機ＡＣは、車室内の温度を設定温度に調整する。なお、図２では、車室天井や床に沿って配置される空調用のダクトが省略されている。

図２は、本開示の実施の形態に係る換気装置を示すブロック図である。なお、図２では、窓開口４、窓９および空調機ＡＣなどが省略されている。図１および図２に示すように、本実施の形態に係る換気装置１００は、換気扇１０と、電源２０と、前扉アクチュエータ３０Ａと、中扉アクチュエータ３０Ｂと、検出部４０（図３を参照）と、制御装置５０とを備えている。

換気扇１０は、羽根（不図示）およびこの羽根を正回転又は逆回転させるモータ（不図示）等を有し、モータが羽根を所定の方向（車室内の空気を車室外へ排気する方向又は車室外の空気を車室内へ吸気する方向）に回転する。

換気扇１０は、前側換気扇１０Ａ（第１の換気扇）および後側換気扇１０Ｂ（第２の換気扇）を有する。前側換気扇１０Ａは、前側通気口５に配置されている。後側換気扇１０Ｂは、後側通気口６に配置されている。

電源２０は、前側換気扇１０Ａ、後側換気扇１０Ｂ、前扉アクチュエータ３０Ａ、および、中扉アクチュエータ３０Ｂのそれぞれに電力を供給する。

前扉アクチュエータ３０Ａは、電源２０から電力が供給された場合、前扉７を開閉させるモータ（不図示）を備える。中扉アクチュエータ３０Ｂは、電源２０から電力が供給された場合、中扉８を開閉させるモータ（不図示）を備える。

検出部４０は、開閉部材の開閉状態を検出する近接センサである。本実施の形態では、検出部４０は、前扉７および中扉８それぞれの開閉状態を検出する。ここで、開閉部材の全閉状態とは、前扉７および中扉８のそれぞれが全閉状態であることを意味する。なお、本開示においては、検出部４０は、前扉７、中扉８および窓９それぞれの開閉状態を検出してもよい。この場合、開閉部材の全閉状態とは、前扉７、中扉８および窓９それぞれが全閉状態であることを意味する。

図３は、本開示の実施の形態に係る制御装置５０の一例を示すブロック図である。制御装置５０は、前扉開閉状態取得部５１と、中扉開閉状態取得部５２と、前扉開閉状態判定部５３と、中扉開閉状態判定部５４と、制御部５５とを備える。

制御装置５０は、例えば、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等からなるマイクロコンピュータと入出力装置とを備えるＥＣＵ（Electronic control Unit）である。制御装置５０（ＥＣＵ）の入力回路には、検出部４０が接続されている。制御装置５０の出力回路には、前側換気扇１０Ａ、後側換気扇１０Ｂ、前扉アクチュエータ３０Ａ、および、中扉アクチュエータ３０Ｂのそれぞれが接続され、それぞれのモータへの電力供給を制御するとともに、モータの回転方向を制御する。

前扉開閉状態取得部５１は、検出部４０の検出結果（前扉７の開閉状態を示す情報）を取得する。

中扉開閉状態取得部５２は、検出部４０の検出結果（中扉８の開閉状態を示す情報）を取得する。

前扉開閉状態判定部５３は、取得された前扉７の開閉状態を示す情報に基づいて、前扉７が全閉状態であるか否かを判定する。

中扉開閉状態判定部５４は、取得された中扉８の開閉状態を示す情報に基づいて、中扉８が全閉状態であるか否かを判定する。

制御部５５は、前扉７および中扉８のそれぞれが全閉状態である場合、前側換気扇１０Ａおよび後側換気扇１０Ｂが排気するように前側換気扇１０Ａおよび後側換気扇１０Ｂを制御する。

制御部５５は、前扉７および中扉８の少なくとも一方が全閉状態でない場合、前側換気扇１０Ａおよび後側換気扇１０Ｂが吸気するように前側換気扇１０Ａおよび後側換気扇１０Ｂを制御する。

制御部５５は、空調機ＡＣが作動されている場合、前扉７および中扉８それぞれの開閉状態に拘わらず、前側換気扇１０Ａおよび後側換気扇１０Ｂのいずれか一方の換気扇１０が排気し、他方の換気扇１０が吸気するように前側換気扇１０Ａおよび後側換気扇１０Ｂを制御する。

図４は、換気装置１００の実験条件の一例を示す図である。図５は、換気装置１００の実験結果の一例を示す図である。図５に示す「換気回数」は、単位時間あたりにバス１の車室内の空気が車室外の空気と入れ替わる回数を示す値であり、この換気回数が多いほど車室内の換気効率が高いといえる。

前扉７および中扉８のそれぞれを全閉状態として、また、車速が２０［ｋｍ／ｈ］として、前側換気扇１０Ａおよび後側換気扇１０Ｂを所定の方向に回転させた場合の換気回数を測定した。

試験番号１では、前側換気扇１０Ａおよび後側換気扇１０Ｂのそれぞれが排気するように前側換気扇１０Ａおよび後側換気扇１０Ｂを制御した。この実験条件では、換気回数は約１２回であった。試験番号２では、前側換気扇１０Ａが排気するように前側換気扇１０Ａを制御し、後側換気扇１０Ｂが吸気するように後側換気扇１０Ｂを制御した。この実験条件では、換気回数は約１０回であった。試験番号３では、前側換気扇１０Ａが吸気するように前側換気扇１０Ａを制御し、後側換気扇１０Ｂが排気するように後側換気扇１０Ｂを制御した。この実験条件では、換気回数は約８回であった。試験番号４では、前側換気扇１０Ａおよび後側換気扇１０Ｂのそれぞれが吸気するように前側換気扇１０Ａおよび後側換気扇１０Ｂを制御した。この実験条件では、換気回数は約７回であった。

以上の実験結果は、図５に示す通りである。前扉７および中扉８のそれぞれを全閉状態である場合、前側換気扇１０Ａおよび後側換気扇１０Ｂのそれぞれが排気するように前側換気扇１０Ａおよび後側換気扇１０Ｂを制御した場合（試験番号１）、他の場合（試験番号２～４）よりも換気効率が上がった。この結果は、走行中においては、車室内と車室外との圧力差で、車室内の空気を排気し易くなると考えられる。また、前側換気扇１０Ａが排気し、後側換気扇１０Ｂが吸気するように前側換気扇１０Ａおよび後側換気扇１０Ｂを制御した場合（試験番号２）が、前側換気扇１０Ａが吸気し、後側換気扇１０Ｂが排気するように前側換気扇１０Ａおよび後側換気扇１０Ｂを制御した場合（試験番号３）よりも換気効率が上がった。この結果は、前側通気口５位置の車室外の圧力が後側通気口６位置の車室外の圧力よりも低いため、前側換気扇１０Ａの方が後側換気扇１０Ｂよりも排気がし易いと考えられる。また、前側換気扇１０Ａおよび後側換気扇１０Ｂのそれぞれが吸気するように前側換気扇１０Ａおよび後側換気扇１０Ｂを制御した場合（試験番号４）は、少なくとも一方の換気扇が排気するように前側換気扇１０Ａおよび後側換気扇１０Ｂを制御した場合（試験番号１～３）よりも換気効率が下がった。この結果は、走行中は、車室内の圧力よりも車室外の圧力が低いため、車室外の空気を吸気し難くなると考えられる。

以上の実験結果から、本実施の形態では、前扉７、中扉８のそれぞれが全閉状態である場合、換気効率を最も高くするため、制御部５５は、前側換気扇１０Ａおよび後側換気扇１０Ｂのそれぞれが排気するように前側換気扇１０Ａおよび後側換気扇１０Ｂを制御する。

また、ここでは、実験条件や実験結果を示さないが、前扉７および中扉８の少なくとも一方が全閉状態でない場合、前側換気扇１０Ａおよび後側換気扇１０Ｂが吸気するように前側換気扇１０Ａおよび後側換気扇１０Ｂを制御した。その理由は、両方の換気扇１０Ａ，１０Ｂが吸気することにより、換気効率がさらに上がるためである。

また、ここでは、実験条件や実験結果を示さないが、空調機ＡＣが作動中である場合、前側換気扇１０Ａおよび後側換気扇１０Ｂのいずれか一方の換気扇１０が排気し、他方の換気扇１０が吸気するように前側換気扇１０Ａおよび後側換気扇１０Ｂを制御した。その理由は、冷房効果や暖房効果の低下を抑えつつ、換気効率を上げることができるためである。なお、前側換気扇１０Ａが排気し、後側換気扇１０Ｂが吸気するように前側換気扇１０Ａおよび後側換気扇１０Ｂを制御する方が、前側換気扇１０Ａが吸気し、後側換気扇１０Ｂが排気するように前側換気扇１０Ａおよび後側換気扇１０Ｂを制御するよりも、冷房効果や暖房効果の低下を抑えつつ、換気効率を上げ易い。

次に、換気装置１００の動作の一例について、図６を参照して示す。図６は、換気装置１００の動作の一例を示すフローチャートである。なお、ＥＣＵ５０（制御装置）が前扉開閉状態取得部５１、中扉開閉状態取得部５２、前扉開閉状態判定部５３、中扉開閉状態判定部５４および制御部５５の各機能を実行するものとして説明する。本フローは、車両のエンジンが始動されるに伴って開始され、所定の時間間隔で繰り返し実行される。また、検出部４０の検出結果は、所定のタイミングでＥＣＵ５０に入力される。

先ず、ステップＳ１００において、ＥＣＵ５０は、検出部４０の検出結果（前扉７の開閉状態を示す情報）を取得する。

次に、ステップＳ１１０において、ＥＣＵ５０は、前扉７が全閉状態であるか否かを判定する。前扉７が全閉状態である場合（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、処理はステップＳ１２０に遷移する。前扉７が全閉状態でない場合（ステップＳ１１０：ＮＯ）、処理はステップＳ１６０に遷移する。

ステップＳ１２０において、ＥＣＵ５０は、検出部４０の検出結果（中扉８の開閉状態を示す情報）を取得する。

次に、ステップＳ１３０において、ＥＣＵ５０は、中扉８が全閉状態であるか否かを判定する。中扉８が全閉状態である場合（ステップＳ１３０：ＹＥＳ）、処理はステップＳ１４０に遷移する。中扉８が全閉状態でない場合（ステップＳ１３０：ＮＯ）、処理はステップＳ１６０に遷移する。

ステップＳ１４０において、ＥＣＵ５０は、空調機ＡＣが作動中であるか否かを判定する。空調機ＡＣが作動中である場合（ステップＳ１４０：ＹＥＳ）、処理はステップＳ１７０に遷移する。空調機ＡＣが作動中でない場合（ステップＳ１４０：ＮＯ）、処理はステップＳ１５０に遷移する。

ステップＳ１５０において、ＥＣＵ５０は、両方の換気扇１０（前側換気扇１０Ａおよび後側換気扇１０Ｂ）が排気するように、両方の換気扇１０を制御する。その後、図６に示すフローは終了する。

ステップＳ１６０において、ＥＣＵ５０は、空調機ＡＣが作動中であるか否かを判定する。空調機ＡＣが作動中である場合（ステップＳ１６０：ＹＥＳ）、処理はステップＳ１７０に遷移する。空調機ＡＣが作動中でない場合（ステップＳ１６０：ＮＯ）、処理はステップＳ１８０に遷移する。

ステップＳ１７０において、ＥＣＵ５０は、一方の換気扇１０（前側換気扇１０Ａおよび後側換換気扇１０Ｂの一方）が排気し、かつ、他方の換気扇１０（前側換気扇１０Ａおよび後側換気扇１０Ｂの他方）が吸気するように、両方の換気扇１０を制御する。その後、図６に示すフローは終了する。

ステップＳ１８０において、ＥＣＵ５０は、両方の換気扇１０（前側換気扇１０Ａおよび後側換気扇１０Ｂ）が吸気するように、両方の換気扇１０を制御する。その後、図６に示すフローは終了する。

本実施の形態に係る車両の換気装置は、車室の内外を連通する前方扉開口２を開閉する前扉７と、車室の内外を連通する中央部扉開口３を開閉する中扉８とを有するバス１の換気装置１００であって、車室天井と車室外とを連通する前側通気口５に配置された前側換気扇１０Ａと、前側通気口５よりも後側に配置され、車室天井と車室外とを連通する後側通気口６に配置された後側換気扇１０Ｂと、前扉７および中扉８が全閉状態である場合、前側換気扇１０Ａおよび後側換気扇１０Ｂが排気するように前側換気扇１０Ａおよび後側換気扇１０Ｂを制御し、前扉７および中扉８の少なくとも一方が開き状態である場合、前側換気扇１０Ａおよび後側換気扇１０Ｂが吸気するように前側換気扇１０Ａおよび後側換気扇１０Ｂを制御する制御部５５と、を備える。

上記構成においては、例えば、走行中は、前扉７および中扉８が全閉状態であって、車室内と車室外との圧力差が生じるため、車室内の空気を車室外へ排出し易くなる一方、車室外の空気を車室内へ吸入し難くなる。これにより、前側換気扇１０Ａおよび後側換気扇１０Ｂが排気するように前側換気扇１０Ａおよび後側換気扇１０Ｂを制御することで、車室内の換気効率を上げることが可能となる。また、例えば、停止中は、前扉７および中扉８が全閉状態であって、車室内と車室外との圧力差が生じないため、車室外の空気を車室内へ吸入し易くなる。これにより、前側換気扇１０Ａおよび後側換気扇１０Ｂが吸気するように前側換気扇１０Ａおよび後側換気扇１０Ｂを制御することで、車室内の換気効率を上げることが可能となる。

また、制御部は、空調機ＡＣが作動中である場合、前扉７および中扉８それぞれの開閉状態に拘わらず、前側換気扇１０Ａおよび後側換気扇１０Ｂのいずれか一方の換気扇１０が排気し、他方の換気扇１０が吸気するように前側換気扇１０Ａおよび後側換気扇１０Ｂのそれぞれを制御する。これにより、冷房効果や暖房効果の低下を抑えつつ、換気効率を上げることができる。

＜変形例＞
次に、本実施の形態の変形例について説明する。
制御部５５は、乗員数に応じて、前側換気扇１０Ａおよび後側換気扇１０Ｂを制御してもよい。例えば、制御部５５は、乗員数が所定数を超えた場合、かつ、前扉７および中扉８のそれぞれが全閉状態である場合、前側換気扇１０Ａおよび後側換気扇１０Ｂが排気するように前側換気扇１０Ａおよび後側換気扇１０Ｂを制御してもよい。なお、このとき、前側換気扇１０Ａおよび後側換気扇１０Ｂそれぞれのモータの回転速度を上げてもよい。上記構成により、車室内を換気の良い密閉空間にすることが可能となる。

また、制御部５５は、ＣＯ２濃度に応じて、前側換気扇１０Ａおよび後側換気扇１０Ｂを制御してもよい。例えば、制御部５５は、ＣＯ２濃度が所定値を超えた場合、かつ、前扉７および中扉８のそれぞれが全閉状態である場合、前側換気扇１０Ａおよび後側換気扇１０Ｂが排気するように前側換気扇１０Ａおよび後側換気扇１０Ｂを制御してもよい。なお、このとき、前側換気扇１０Ａおよび後側換気扇１０Ｂそれぞれのモータの回転速度を上げてもよい。なお、ＣＯ２濃度はＣＯ２センサ又はガスセンサで検出することが可能である。上記構成により、車室内を換気の良い密閉空間にすることが可能となる。

また、制御部５５は、車室内の温度および車室外の温度に応じて、前側換気扇１０Ａおよび後側換気扇１０Ｂを制御してもよい。例えば、制御部５５は、車室内の温度が所定温度以上であって、かつ、車室内の温度が車室外の温度以上である場合、前側換気扇１０Ａおよび後側換気扇１０Ｂが排気するように前側換気扇１０Ａおよび後側換気扇１０Ｂを制御してもよい。上記構成により、車室内の温度が適切範囲から外れるのを防止することが可能となる。

また、制御部５５は、車速に応じて、前側換気扇１０Ａおよび後側換気扇１０Ｂを制御してもよい。例えば、制御部５５は、車速が所定速度以下である場合、前側換気扇１０Ａおよび後側換気扇１０Ｂが排気するように前側換気扇１０Ａおよび後側換気扇１０Ｂを制御してもよい。なお、車速が上がるに応じて、車室内と車室外との圧力差が大きくなるによって、比較的に多くの空気が隙間を流通して、車室内の換気が行われるため、制御部５５は、車速が所定速度を超える場合、前側換気扇１０Ａおよび後側換気扇１０Ｂが排気停止するように前側換気扇１０Ａおよび後側換気扇１０Ｂを制御してもよい。上記構成により、余分なエネルギーの消費を防止することが可能となる。

なお、上記実施の形態、および、変形例においては、前扉開閉状態取得部５１は、検出部４０（近接センサ）の検出結果（前扉７の開閉状態を示す情報）を取得し、中扉開閉状態取得部５２は、検出部４０（近接センサ）の検出結果（中扉８の開閉状態を示す情報）を取得したが、本開示はこれに限らず、前扉開閉状態取得部５１は、前扉アクチュエータ３０Ａの制御信号等により前扉７の開閉状態を示す情報を取得してもよい。また、中扉開閉状態取得部５２は、中扉アクチュエータ３０Ｂの制御信号等により中扉８の開閉状態を示す情報を取得してもよい。

また、上記実施の形態、および、変形例においては、開閉部材として前扉７および中扉８を挙げたが、本開示は、これに限らず、前扉７や中扉８に代えて、窓９でもよく、窓９が全閉状態である場合、前側換気扇１０Ａおよび後側換気扇１０Ｂが排気するように前側換気扇１０Ａおよび後側換気扇１０Ｂを制御してもよい。また、前扉７、中扉８および窓９のそれぞれが全閉状態である場合、前側換気扇１０Ａおよび後側換気扇１０Ｂが排気するように前側換気扇１０Ａおよび後側換気扇１０Ｂを制御してもよい。

その他、上記実施の形態は、何れも本開示の実施をするにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本開示の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本開示はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施す
ることができる。

本開示は、車室内の換気効率を上げることが要求される換気装置を備えた車両に好適に利用される。

１ バス
１ａ 車体
２ 前方扉開口
３ 中央部扉開口
４ 窓開口
５ 前側通気口
６ 後側通気口
７ 前扉
８ 中扉
９ 窓
１０ 換気扇
１０Ａ 前側換気扇
１０Ｂ 後側換気扇
２０ 電源
３０Ａ 前扉アクチュエータ
３０Ｂ 中扉アクチュエータ
４０ 検出部
５０ 制御装置（ＥＣＵ）
５１ 前扉開閉状態取得部
５２ 中扉開閉状態取得部
５３ 前扉開閉状態判定部
５４ 中扉開閉状態判定部
５５ 制御部

Claims (2)

1. 車室の内外を連通する扉開口を開閉する扉と、車室の内外を連通する窓開口を開閉する窓とを有する車両の換気装置であって、
   車室天井と車室外とを連通する通気口に配置された換気扇と、
   前記扉および前記窓の少なくとも一方の開閉部材が全閉状態である場合、前記換気扇が排気するように前記換気扇を制御し、前記開閉部材が開き状態である場合、前記換気扇が吸気するように前記換気扇を制御する制御部と、
   を備える、車両の換気装置。
2. 車室内の温度を調整可能な空調機をさらに備える車両の換気装置であって、
   車両の前部に設けられ、車室天井と車室外とを連通する第１の前記通気口に配置された第１の前記換気扇と、
   車両の前記第１通気よりも後側に設けられ、車室天井と車室外とを連通する第２の前記通気口に配置された第２の前記換気扇と、
   を備え、
   前記制御部は、前記空調機が作動中である場合、前記開閉部材の開閉状態に拘わらず、前記第１の換気扇および前記第２の換気扇のいずれか一方の換気扇が排気し、他方の換気扇が吸気するように前記第１の換気扇および前記第２の換気扇のそれぞれを制御する、
   請求項１に記載の車両の換気装置。
   

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