JP6150570B2 - 車両用空気調和システム - Google Patents

Description

本発明は、車両用空気調和システムに関する。

従来、車両用空気調和システムは、車両の車内温度を均一化する制御を行っていた。例えば、特許文献１に記載の車両用空気調和システムは、車両の車内温度を制御する空間を複数のエリアに区分けされたものと想定し、エリア毎に送風量を制御する送風機を設け、各送風機の風量を調整することで、車内温度の制御を行っていた。

また、例えば、特許文献２に記載の車両用空気調和システムは、車両の車内温度を制御する空間を複数のエリアに区分けされたものと想定し、各エリアに流入する送風量を制御する開度調整用ダンパ装置を設け、開度調整用ダンパ装置のダンパ開度を調整することで、車内温度の制御を行っていた。

特開平６−２３４３２１号公報（段落［０００９］） 特開平８−２５３０１７号公報（段落［００１１］）

しかし、特許文献１に記載の車両用空気調和システムは、エリア毎に設けた室内送風機の風量を調整することで、各エリアの温度を制御しているため、複雑な制御となっていた。

また、特許文献２に記載の車両用空気調和システムは、エリア毎の調和空気量を開度調整用ダンパ装置で調整するため、空気調和装置の外部に開度調整用ダンパ装置を設け、ダンパ開口の複雑な制御を行っていた。

特許文献１及び特許文献２に記載の従来の車両用空気調和システムであったとしても、調和空気量を増加させることになったエリアでは、吹き出される風量が増加するため、風速が速くなっていた。よって、特許文献１及び特許文献２に記載の車両用空気調和システムにおいては、調和空気量を増加させたエリアに在室する人が感じるドラフト感は強くなるため、該当エリアに在室する人に不快感を感じさせていた。

よって、特許文献１及び特許文献２に記載の従来の車両用空気調和システムでは、車内温度を均一化させるために、複雑な制御を行うことで車内温度の制御を行っているという問題点があった。

また、特許文献１及び特許文献２に記載の従来の車両用空気調和システムでは、車内温度を均一化させたとしても、ドラフト感が強くなるエリアが存在するため、該当するエリアに在室する人の不快感を増加させているという問題点があった。

したがって、車内温度の均一化を複雑な制御で行い、ドラフト感が強くなるエリアが存在するという問題点があった。

本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、簡単な制御であったとしても車内温度を均一化させると共に、ドラフト感が強くなるエリアをなくすことができる車両用空気調和システムを提供することを目的とするものである。

本発明に係る車両用空気調和システムは、車両に設けられ、前記車両の客室の空気を調和する空気調和装置と、前記空気を調和する制御範囲として、前記客室が少なくとも２つのエリアに区分けされ、前記エリア毎に、前記客室の空気の温度である車内温度を検出する複数の温度センサと、前記空気調和装置を制御する空調制御装置と、を備え、前記空気調和装置は、圧縮機、室内送風機、室内熱交換器、室外熱交換器、及び膨張装置を含む冷凍サイクルを前記エリア毎に対応して備え、前記圧縮機を少なくともさらに１台有し、少なくとも２つの前記エリア毎に対応した冷凍サイクルのそれぞれの前記室内熱交換器及び前記室外熱交換器に接続され、前記エリア毎に対応した冷凍サイクルとは独立し、１台の前記圧縮機を共有した少なくとも１つの冷凍サイクルをさらに備え、前記空調制御装置は、１台の前記圧縮機を共有した少なくとも１つの冷凍サイクルを制御すると共に、前記複数の温度センサの検出結果に基づいて、前記エリア毎に対応した冷凍サイクルのそれぞれを独立に制御し、前記エリア毎の温度調節をそれぞれ独立して行って前記車内温度を均一に制御するものである。

本発明は、１つの客室を複数のエリアに区分けされたものと想定し、１台の空気調和装置の内部に形成された複数の冷凍サイクルのそれぞれを該当する各エリアの車内温度の制御に割り当てることで、簡単な制御であったとしても車内温度を均一化させると共に、ドラフト感が強くなるエリアをなくすことができるという効果を有する。

本発明の実施の形態１における空気調和装置１の概略構成の一例を示す図である。 本発明の実施の形態１における冷媒回路２の概略構成の一例を示す図である。 本発明の実施の形態１における車両用空気調和システム３の概略構成の一例を示す図である。 本発明の実施の形態１における空気調和装置１を制御する空調制御装置７１の一例を示す図である。 本発明の実施の形態２における車両用空気調和システム４の概略構成の一例を示す図である。 本発明の実施の形態３における車両用空気調和システム５の概略構成の一例を示す図である。 本発明の実施の形態４における冷媒回路６の概略構成の一例を示す図である。 本発明の実施の形態５における車両用空気調和システム７の概略構成の一例を示す図である。 本発明の実施の形態６における車両用空気調和システム８の概略構成の一例を示す図である。 本発明の実施の形態７における車両用空気調和システム９の概略構成の一例を示す図である。 本発明の実施の形態８における車両用空気調和システム１０の概略構成の一例を示す図である。 本発明の実施の形態９における圧縮機容量の変動例を示す図である。 本発明の実施の形態１０における圧縮機容量の変動例を示す図である。 本発明の実施の形態１１における圧縮機容量の変動例を示す図である。 本発明の実施の形態１２における圧縮機容量の変動例を示す図である。 本発明の実施の形態１３における空気調和装置１１の概略構成の一例を示す図である。 本発明の実施の形態１３における冷媒回路１６の概略構成の一例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下で図面を用いて説明する各実施の形態は一例を示すだけであって、各実施の形態の記載に限定しない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１における空気調和装置１の概略構成の一例を示す図である。図１に示す空気調和装置１は、詳細については後述するが、概略的には、複数の圧縮機２１等を備えることで、複数の冷凍サイクルが独立して形成され、そのような複数の冷凍サイクルが制御されることで、後述する車両５１の車内温度を均一に制御し、ドラフト感が強くなるエリア６３をなくす。以下、本実施の形態１の詳細について順に説明する。

図１に示すように、空気調和装置１は、室内室１２ａ、室内室１２ｂ、及び室外室１３が形成されている。室外室１３は、室内室１２ａと、室内室１２ｂとの間に配置され、室内室１２ａ、室外室１３、及び室内室１２ｂが長手方向に沿って隣接した配置構成となっている。なお、室内室１２ａ及び室内室１２ｂの何れか一方を特に区別しない場合、室内室１２と称する。また、上記で説明した配置構成は一例を示し、特にこれに限定しない。また、室内室１２と、室外室１３とが隣接して配置されている必要もない。

室外室１３は、圧縮機２１ａ、圧縮機２１ｂ、室外熱交換器２３ａ、室外熱交換器２３ｂ、及び室外送風機２５等を備えている。圧縮機２１ａ及び圧縮機２１ｂには、それぞれ別々に制御指令が供給され、圧縮機２１ａ及び圧縮機２１ｂのそれぞれは各制御指令に基づいて吸引した冷媒を圧縮して吐出する。

室外熱交換器２３ａ及び室外熱交換器２３ｂは、供給される冷媒と、車両５１の外部から取り込まれた外気とを熱交換する。室外送風機２５は、ファンを駆動して負圧を生むことで、車両５１から外気を取り込み、上記で説明したように、室外熱交換器２３ａ及び室外熱交換器２３ｂに冷媒との熱交換を行わせる。なお、室外熱交換器２３ａ及び室外熱交換器２３ｂのそれぞれの内部には、冷媒を流通させる内部配管が設けられている。このような内部配管は、本発明における第１内部配管に相当する。

なお、圧縮機２１ａ及び圧縮機２１ｂの何れか一方を特に区別しない場合、圧縮機２１と称する。また、室外熱交換器２３ａ及び室外熱交換器２３ｂの何れか一方を特に区別しない場合、室外熱交換器２３と称する。

要するに、室外室１３は、少なくとも２台の圧縮機２１と、少なくとも２台の室外熱交換器２３とを備え、圧縮機２１ａと、圧縮機２１ｂとが独立して駆動する構成である。

室内室１２ａには、リターン口３５ａが形成されている。リターン口３５ａは、後述する車両５１に設けられている客室６５の空気を取り込む開放口である。室内室１２ａは、室内熱交換器３１ａ、室内送風機３３ａ及び温度センサ３７ａ等を備えている。室内熱交換器３１ａは、供給される冷媒と、客室６５から取り込まれた空気とを熱交換する。室内送風機３３ａは、図示しないファンを駆動することで、室内室１２ａに空気の流れを形成する。なお、室内熱交換器３１ａ及び室内熱交換器３１ｂのそれぞれの内部には、冷媒を流通させる内部配管が設けられている。このような内部配管は、本発明における第２内部配管に相当する。

例えば、室内室１２ａには、室内送風機３３ａの下側に図示しない開放口が形成されており、室内送風機３３ａの駆動に伴い、室内送風機３３ａの下側の図示しない開放口から室内熱交換器３１ａで熱交換された空気が吹き出され、リターン口３５ａから後述する客室６５内の空気が取り込まれる。

リターン口３５ａには、温度センサ３７ａが配置されている。温度センサ３７ａは、リターン口３５ａに取り込まれる空気の温度、すなわち、車内温度を検出する。なお、温度センサ３７ａが車内温度を検出するタイミングは特に限定しない。例えば、温度センサ３７ａは、常時車内温度を検出してもよく、予め定めた周期で車内温度を検出してもよい。また、圧縮機２１、室外送風機２５、及び室内送風機３３ａの何れかが駆動のときに車内温度を検出してもよい。

なお、室内室１２ｂは、室内室１２ａと同様の機能及び構成を備えているため、その説明については省略する。また、室内熱交換器３１ａ及び室内熱交換器３１ｂの何れか一方を特に区別しない場合、室内熱交換器３１と称する。

要するに、室内室１２ａ及び室内室１２ｂには、室外室１３に設けられている圧縮機２１の台数に応じた室内熱交換器３１が設けられ、圧縮機２１のそれぞれを用いて独立した複数の冷凍サイクルが形成される構成である。

図２は、本発明の実施の形態１における冷媒回路２の概略構成の一例を示す図である。図２に示すように、冷媒回路２は、図１で示した空気調和装置１に設けられている。冷媒回路２は、圧縮機２１ａ、圧縮機２１ｂ、室外熱交換器２３ａ、室外熱交換器２３ｂ、室内熱交換器３１ａ、室内熱交換器３１ｂ、キャピラリチューブ３９ａ、及びキャピラリチューブ３９ｂ等を備えている。

圧縮機２１ａ、室外熱交換器２３ａ、キャピラリチューブ３９ａ、及び室内熱交換器３１ａが冷媒配管で接続されることで、１つの冷凍サイクルが形成されている。また、圧縮機２１ｂ、室外熱交換器２３ｂ、キャピラリチューブ３９ｂ、及び室内熱交換器３１ｂが冷媒配管で接続されることで、１つの冷凍サイクルが形成されている。

次に、冷媒回路２の動作について説明する。圧縮機２１ａで圧縮して吐出された高温高圧の冷媒蒸気は、室外熱交換器２３ａで外気と熱交換して高温高圧の冷媒液に状態変化し、キャピラリチューブ３９ａで減圧されて冷媒蒸気を含む低温低圧の冷媒液に状態変化し、室内熱交換器３１ａに流入する。室内熱交換器３１ａでは、減圧された冷媒蒸気を含む低温低圧の冷媒液は、図３で後述する客室６５内の空気のうち、エリア６３ａ側の空気と熱交換して低圧の冷媒蒸気に状態変化し、再び圧縮機２１ａに戻る。

一方、圧縮機２１ｂで圧縮して吐出された高温高圧の冷媒蒸気は、室外熱交換器２３ｂで外気と熱交換して高温高圧の冷媒液に状態変化し、キャピラリチューブ３９ｂで減圧されて冷媒蒸気を含む低温低圧の冷媒液に状態変化し、室内熱交換器３１ｂに流入する。室内熱交換器３１ｂでは、減圧された冷媒蒸気を含む低温低圧の冷媒液は、図３で後述する客室６５内の空気のうち、エリア６３ｂ側の空気と熱交換して低圧の冷媒蒸気に状態変化し、再び圧縮機２１ｂに戻る。

つまり、空気調和装置１には、２つの冷凍サイクルが独立して形成されている。よって、２つの冷凍サイクルは独立して動作するため、エリア６３ａは１つの冷凍サイクルで独立して車内温度が制御され、エリア６３ｂはエリア６３ａの車内温度の制御で用いられたものとは別の冷凍サイクルで独立して車内温度が制御される。

なお、キャピラリチューブ３９ａ及びキャピラリチューブ３９ｂの何れか一方を特に区別しない場合、キャピラリチューブ３９と称する。また、キャピラリチューブ３９の台数は特に限定しない。また、キャピラリチューブ３９は、膨張装置の一例として説明したが、特にこれに限定しない。例えば、膨張装置として、キャピラリチューブ３９ではなく、電子膨張弁であってもよい。つまり、室外熱交換器２３と、室内熱交換器３１との間に、冷媒を減圧する動作をする装置が設けられていればよい。

なお、上記の説明では、センシングする装置として、温度センサ３７が空気調和装置１に設けられている一例について説明したが、特にこれに限定しない。例えば、図４を用いて後述するように、湿度センサ４１又は外気温度センサ４３等が設けられていてもよい。

図３は、本発明の実施の形態１における車両用空気調和システム３の概略構成の一例を示す図である。図３に示すように、車両用空気調和システム３は、空気調和装置１を備えている。空気調和装置１は、例えば、車両５１の屋根側に設けられている。車両５１は、客室６５を備え、客室６５は、車内温度の制御対象空間の制御範囲として、例えば、エリア６３ａと、エリア６３ｂとが区分けされている。また、空気調和装置１は、内部に空調制御装置７１を設けている。なお、空調制御装置７１については後述する。

エリア６３ａは、車両５１の長手方向に対し、約２分割した空間の一方の側が制御範囲として設定されたものである。一方、エリア６３ｂは、車両５１の長手方向に対し、ほぼ２分割した空間のもう一方の側が制御範囲として設定されたものである。

エリア６３ａ側であって、車両５１の屋根裏側には、車両５１の長手方向に沿って、空調ダクト６１ａが設けられている。一方、エリア６３ｂ側であって、車両５１の屋根裏側には、車両５１の長手方向に沿って、空調ダクト６１ｂが設けられている。空調ダクト６１ａは、空気調和装置１で調和された調和空気をエリア６３ａ側へ導く風路である。一方、空調ダクト６１ｂは、空気調和装置１で調和された調和空気をエリア６３ｂ側へ導く風路である。なお、空調ダクト６１ａ及び空調ダクト６１ｂには、図示しないラインフローファンが設けられていてもよい。また、空調ダクト６１ａ及び空調ダクト６１ｂのそれぞれを特に区別しない場合、空調ダクト６１と称する。また、空調ダクト６１の形状及び大きさは、特に限定しない。

空気調和装置１は、図１で示した室内室１２ａ側が、図３に示すエリア６３ａ側に対応した位置となるように配置されている。また、空気調和装置１は、図１で示した室内室１２ｂ側が、図３に示すエリア６３ｂ側に対応した位置となるように配置されている。

つまり、図１で示したリターン口３５ａでは、図３に示すエリア６３ａ側の車内空気が吸い込まれ、温度センサ３７ａは、エリア６３ａ側の車内空気の車内温度を検出する。一方、図１で示したリターン口３５ｂでは、図３に示すエリア６３ｂ側の車内空気が吸い込まれ、温度センサ３７ｂは、エリア６３ｂ側の車内空気の車内温度を検出する。

また、室内送風機３３ａが空調ダクト６１ａと対向する位置となるように、空気調和装置１は配置されている。また、室内送風機３３ｂが空調ダクト６１ｂと対向する位置となるように、空気調和装置１は配置されている。

なお、上記の説明では、空気調和装置１が屋根側に設けられる一例について説明したが、特にこれに限定しない。例えば、空気調和装置１は、車両５１の底部に設けられていてもよい。また、例えば、空気調和装置１は、車両５１の内部に設けられていてもよい。

また、上記の説明では、客室６５の車内温度の制御対象空間の制御範囲として、エリア６３ａ及びエリア６３ｂが設けられる一例について説明したが、特にこれに限定しない。例えば、車両５１の長手方向に対し、２分割以外の分割数で分割した空間がそれぞれ車内温度の制御対象空間の制御範囲として設定されていてもよい。また、例えば、車両５１の幅方向に対し、複数に分割した空間がそれぞれ車内温度の制御対象空間の制御範囲として設定されていてもよい。また、例えば、車両５１の上下方向に対し、複数に分割した空間がそれぞれ車内温度の制御対象空間の制御範囲として設定されていてもよい。要するに、分割数、分割方向、及び分割範囲は特に限定しない。例えば、客室６５を３：１の空間で分割した空間を制御範囲としてもよい。

図４は、本発明の実施の形態１における空気調和装置１を制御する空調制御装置７１の一例を示す図である。図４に示すように、空調制御装置７１には、温度センサ３７の検出結果、湿度センサ４１の検出結果、及び外気温度センサ４３の検出結果等が入力される。温度センサ３７は、上記で説明したように、各エリア６３の車内温度を検出している。湿度センサ４１は、図示は省略するが、例えば、エリア６３毎に設けられ、各エリア６３の湿度である車内湿度を検出している。外気温度センサ４３は、図示は省略するが、例えば、室外熱交換器２３の近くの図示しない外気取込口に設けられ、室外送風機２５を駆動させることで取り込んだ外気温度を検出している。

後述するように、空調制御装置７１は、車両情報制御装置７３と各種信号を送受信している。また、後述するように、車両情報制御装置７３は、列車情報管理装置７５と各種信号を送受信している。

空調制御装置７１は、各種入力値に基づいて、空気調和装置１を制御する。例えば、空調制御装置７１は、温度センサ３７の検出結果に基づいて、圧縮機２１に圧縮機制御指令を供給する。

圧縮機制御指令は、例えば、圧縮機２１の圧縮機容量が固定であれば、圧縮機２１に電源を供給するか否かの制御信号である。また、圧縮機制御指令は、例えば、圧縮機２１が多気筒圧縮機であれば、アンロード運転のときの作動気筒数に関する制御信号である。また、圧縮機制御指令は、例えば、圧縮機２１がスクリュー圧縮機であれば、スライド弁の調整量に関する制御信号である。また、圧縮機制御信号は、例えば、圧縮機２１がインバータ圧縮機であれば、圧縮機２１の回転数に関する制御信号である。なお、圧縮機制御指令は、上記の説明に特に限定せず、圧縮機２１の駆動を制御する指令であればよい。

空調制御装置７１は、室内送風機３３に室内送風機制御指令を供給する。室内送風機制御指令は、例えば、室内送風機３３を駆動する図示しない電動機の回転数に関する制御指令である。空調制御装置７１は、室外送風機２５に室外送風機制御指令を供給する。室外送風機制御指令は、例えば、室外送風機２５を駆動する図示しない電動機の回転数に関する制御指令である。なお、室内送風機制御指令は、上記の説明に特に限定せず、室内送風機３３の駆動を制御する指令であればよい。また、室外送風機制御指令は、上記の説明に特に限定せず、室外送風機２５の駆動を制御する指令であればよい。

なお、空調制御装置７１に入力される各種入力値は、上記の説明に限定しない。例えば、空調制御装置７１には、図示しない荷重センサの検出結果が入力されてもよい。また、空調制御装置７１には、図示しない防犯カメラの検出結果が入力されてもよい。また、空調制御装置７１には、図示しない赤外線センサの検出結果が入力されてもよい。要するに、空調制御装置７１は、車両５１に関する各種情報が入力され、その入力に応じて各種制御を行う制御主体である。

上記で説明した構成に基づいた車両用空気調和システム３の動作について説明する。なお、動作の前提として、空調制御装置７１が空気調和装置１に各種指令を供給して、客室６５に設けられている各エリア６３の車内温度を制御していると想定する。

図１に示すリターン口３５ａから図３に示すエリア６３ａの空気が取り込まれ、エリア６３ａの車内温度として温度センサ３７ａで検出され、図４に示すように、検出結果が空調制御装置７１に供給される。空調制御装置７１は、温度センサ３７ａの検出結果に基づいて、図２に示すように、圧縮機２１ａ、室外熱交換器２３ａ、キャピラリチューブ３９ａ、及び室内熱交換器３１ａで形成される冷凍サイクルを制御し、エリア６３ａに供給する調和空気を調整する。

また、図１に示すリターン口３５ｂから図３に示すエリア６３ｂの空気が取り込まれ、エリア６３ｂの車内温度として温度センサ３７ｂで検出され、図４に示すように、検出結果が空調制御装置７１に供給される。空調制御装置７１は、温度センサ３７ｂの検出結果に基づいて、図２に示すように、圧縮機２１ｂ、室外熱交換器２３ｂ、キャピラリチューブ３９ｂ、及び室内熱交換器３１ｂで形成される冷凍サイクルを制御し、エリア６３ｂに供給する調和空気を調整する。

具体的には、エリア６３ａの車内温度の制御は、エリア６３ａ側の車内温度を検出する温度センサ３７ａに基づいて独立に圧縮機２１ａが制御され、圧縮機２１ａを構成要素とする冷凍サイクルが独自に制御される。また、エリア６３ｂの車内温度の制御は、エリア６３ｂ側の車内温度を検出する温度センサ３７ｂに基づいて独立に圧縮機２１ｂが制御され、圧縮機２１ｂを構成要素とする冷凍サイクルが独自に制御される。

さらに具体的には、空調制御装置７１は、温度センサ３７ａの検出結果と、温度センサ３７ｂの検出結果とが、同一の目標温度に到達するように、２つの冷凍サイクルをそれぞれ制御する。具体的には、図１で示した圧縮機２１ａ、圧縮機２１ｂ、室外送風機２５、室内送風機３３ａ、及び室内送風機３３ｂの駆動をそれぞれ制御する。空調制御装置７１は、温度センサ３７ａの検出結果と、温度センサ３７ｂの検出結果とが同一の目標温度に到達した場合、その同一の目標温度を維持するように、２つの冷凍サイクルを適宜制御する。

つまり、空調制御装置７１は、２つの冷凍サイクルをそれぞれ制御して客室６５の車内温度を均一に制御する。よって、空調制御装置７１は、圧縮機２１の制御を主に制御し、室内送風機３３の風量を上げるだけの制御で客室６５の車内温度を制御することがない。したがって、例えば、エリア６３ａの熱負荷が増えた場合であっても、エリア６３ｂの空調制御に影響を与えることがない。また、例えば、エリア６３ｂの熱負荷が増えた場合であっても、エリア６３ａの空調制御に影響を与えることがない。

その結果、エリア６３ａ及びエリア６３ｂの何れかに存在する人に向かって、風速の増加した調和空気が吹き出されないため、強いドラフト感をエリア６３に存在する人に与えることがなくなる。なお、上記で説明した制御は一例を示し、特にこれに限定しない。

換言すれば、車両用空気調和システム３は、１つの客室６５を複数のエリア６３に区分けされたものと想定し、１台の空気調和装置１の内部に形成された複数の冷凍サイクルのそれぞれを該当する各エリア６３の車内温度の制御に割り当てることで、簡単な制御であったとしても車内温度を均一化させると共に、ドラフト感が強くなるエリア６３をなくすことができる。

以上の説明から、本実施の形態１においては、車両５１に設けられ、車両５１の客室６５の空気を調和する空気調和装置１と、空気を調和する制御範囲として、客室６５が少なくとも２つのエリア６３に区分けされ、エリア６３毎に、客室６５の空気の温度である車内温度を検出する複数の温度センサ３７と、空気調和装置１を制御する空調制御装置７１と、を備え、空気調和装置１は、圧縮機２１、室内送風機３３、室内熱交換器３１、室外熱交換器２３、及びキャピラリチューブ３９を含む冷凍サイクルをエリア６３に対応して備え、空調制御装置７１は、複数の温度センサ３７の検出結果に基づいて、冷凍サイクルを制御し、エリア６３毎の車内温度を均一に制御する車両用空気調和システム３が構成される。

上記構成のため、車両用空気調和システム３は、１つの客室６５を複数のエリア６３に区分けされたものと想定し、１台の空気調和装置１の内部に形成された複数の冷凍サイクルのそれぞれを該当する各エリア６３の車内温度の制御に割り当てることで、簡単な制御であったとしても車内温度を均一化させると共に、ドラフト感が強くなるエリア６３をなくすことができる。

また、本実施の形態１においては、空調制御装置７１は、空気調和装置１の内部に設けられ、圧縮機２１及び室内送風機３３のそれぞれに制御指令を供給する。

また、本実施の形態１においては、少なくとも２台の室内熱交換器３１のそれぞれは、室内熱交換器３１の内部に設けられた第１内部配管が少なくとも２つの冷凍サイクルのうちの１つの冷凍サイクルの一部を形成し、少なくとも２台の室外熱交換器２３のそれぞれは、室外熱交換器２３の内部に設けられた第２内部配管が前記少なくとも２つの冷凍サイクルのうちの１つの冷凍サイクルの一部を形成する。

また、本実施の形態１においては、１台の車両５１につき、空気調和装置１が少なくとも１台搭載される。

また、本実施の形態１においては、複数の温度センサ３７のそれぞれは、空気調和装置１の内部であって、エリア６３毎の車内温度を検出する位置にそれぞれ設けられ、エリア６３毎の車内温度を検出する。

以上の構成から、車両用空気調和システム３は、簡単な制御であったとしても車内温度を均一化させると共に、ドラフト感が強くなるエリア６３を特に顕著になくすことができる。

実施の形態２．
図５は、本発明の実施の形態２における車両用空気調和システム４の概略構成の一例を示す図である。本実施の形態２において、実施の形態１との相違点は、温度センサ３７が空気調和装置１内部ではなく、客室６５内部に設けられている点である。

なお、本実施の形態２において、特に記述しない項目については実施の形態１と同様とし、同一の機能及び構成については同一の符号を用いて述べることとする。また、実施の形態１と同一の機能及び構成についてはその説明を省略する。

図５に示すように、温度センサ３７ａは、エリア６３ａ側に設けられている。よって、図１で示した場合の配置構成と比べて、さらに近くでエリア６３ａ側の車内温度を検出することができる。よって、温度センサ３７ａの検出結果の精度をさらに向上させることができる。

また、図５に示すように、温度センサ３７ｂは、エリア６３ｂ側に設けられている。よって、図１で示した場合の配置構成と比べて、さらに近くでエリア６３ｂ側の車内温度を検出することができる。よって、温度センサ３７ｂの検出結果の精度をさらに向上させることができる。

したがって、車両用空気調和システム４は、さらに精度の高い車内温度の制御を行うことができる。

以上の説明から、本実施の形態２においては、複数の温度センサ３７のそれぞれは、客室６５の内部であって、エリア６３毎に設けられ、エリア６３の車内温度を検出する。

上記構成のため、車両用空気調和システム４は、さらに精度の高い車内温度の制御を行うことができる。

実施の形態３．
図６は、本発明の実施の形態３における車両用空気調和システム５の概略構成の一例を示す図である。本実施の形態３において、実施の形態１及び実施の形態２との相違点は、空調制御装置７１が空気調和装置１内部以外に設けられている点である。

なお、本実施の形態３において、特に記述しない項目については実施の形態１及び実施の形態２と同様とし、同一の機能及び構成については同一の符号を用いて述べることとする。また、実施の形態１及び実施の形態２と同一の機能及び構成についてはその説明を省略する。

空調制御装置７１は、車両５１の底部に設けられている。車両５１内部には、伝送路８１が形成されており、空気調和装置１と、空調制御装置７１とは、伝送路８１を介して接続されており、伝送路８１を経由して各種信号等が送受信されている。例えば、空調制御装置７１は、伝送路８１を介して、圧縮機２１及び室内送風機３３のそれぞれに制御指令を供給する。

また、空調制御装置７１が車両５１の底部に設けられることで、空調制御装置７１の各種設定及びメンテナンス等が容易になる。つまり、空調制御装置７１が車両５１の底部に設けられることで、空調制御装置７１の保守管理の作業性を向上させることができる。

また、車両５１には、車両情報制御装置７３及び列車情報管理装置７５等が設けられている。車両情報制御装置７３は、車両５１に関する情報を管理し、また、車両５１に関する各種制御を行う。例えば、車両情報制御装置７３は、図示しないドアの開閉を制御し、また、客室６５に乗り込んだ人の重さを検出する。列車情報管理装置７５は、車両５１が複数連結されている場合には、複数の車両５１の状況を統括管理する。例えば、列車情報管理装置７５は、各車両５１のドアの開閉状況及び車内温度等を管理する。また、例えば、列車情報管理装置７５は、空気調和装置１の稼働状況を管理する。

以上で説明したように、本実施の形態３においては、空調制御装置７１は、車両５１に設けられ、車両５１に設けられる伝送路８１を介して、空気調和装置１と接続され、伝送路８１を介して、圧縮機２１及び室内送風機３３のそれぞれに制御指令を供給する。

上記構成のため、空調制御装置７１の保守管理の作業性を向上させることができる。

実施の形態４．
図７は、本発明の実施の形態４における冷媒回路６の概略構成の一例を示す図である。本実施の形態４において、実施の形態１〜実施の形態３との相違点は、冷媒回路６を形成する室外熱交換器２３及び室内熱交換器３１のそれぞれが複数の圧縮機２１に対応している点である。

なお、本実施の形態４において、特に記述しない項目については実施の形態１〜実施の形態３と同様とし、同一の機能及び構成については同一の符号を用いて述べることとする。また、実施の形態１〜実施の形態３と同一の機能及び構成についてはその説明を省略する。

図７に示すように、室外熱交換器２３ａ、室外熱交換器２３ｂ、室内熱交換器３１ａ、及び室内熱交換器３１ｂのそれぞれの内部に設けられた内部配管は、少なくとも２つの冷凍サイクルのそれぞれの一部を形成している。

具体的には、室外熱交換器２３ａの内部に設けられた内部配管は、圧縮機２１ａ、室外熱交換器２３ａ、キャピラリチューブ３９ａ＿１、キャピラリチューブ３９ａ＿２、及び室内熱交換器３１ａで形成される冷凍サイクルの一部を形成している。

また、室外熱交換器２３ａの内部に設けられた内部配管は、圧縮機２１ｂ、室外熱交換器２３ａ、キャピラリチューブ３９ａ＿３、及び室内熱交換器３１ａで形成される冷凍サイクルの一部を形成している。

また、室外熱交換器２３ｂの内部に設けられた内部配管は、圧縮機２１ｂ、室外熱交換器２３ｂ、キャピラリチューブ３９ｂ＿３、及び室内熱交換器３１ｂで形成される冷凍サイクルの一部を形成している。

また、室内熱交換器３１ａの内部に設けられた内部配管は、圧縮機２１ａ、室外熱交換器２３ａ、キャピラリチューブ３９ａ＿１、キャピラリチューブ３９ａ＿２、及び室内熱交換器３１ａで形成される冷凍サイクルの一部を形成している。

また、室内熱交換器３１ａの内部に設けられた内部配管は、圧縮機２１ｂ、室外熱交換器２３ａ、キャピラリチューブ３９ａ＿３、及び室内熱交換器３１ａで形成される冷凍サイクルの一部を形成している。

換言すれば、室外熱交換器２３ａ及び室内熱交換器３１は、圧縮機２１ａ及び圧縮機２１ｂのそれぞれを用いて形成される各冷凍サイクルの一部を形成している。なお、室内熱交換器３１の内部に設けられた内部配管は、本発明における第１内部配管に相当する。また、室外熱交換器２３の内部に設けられた内部配管は、本発明における第２内部配管に相当する。

なお、室外熱交換器２３ｂ及び室内熱交換器３１ｂのそれぞれは、２つの冷凍サイクルの一部が形成される内部配管が構成されている。上記で説明した一例では、冷媒回路６には２つの冷凍サイクルが形成される一例について説明したが、これらを利用することで、さらに冷凍サイクルを冷媒回路６内に形成することができる。

以上で説明したように、本実施の形態４においては、少なくとも２台の室内熱交換器３１のそれぞれは、室内熱交換器３１の内部に設けられた第１内部配管が少なくとも２つの冷凍サイクルのそれぞれの一部を形成し、少なくとも２台の室外熱交換器２３のそれぞれは、室外熱交換器２３の内部に設けられた第２内部配管が少なくとも２つの冷凍サイクルのそれぞれの一部を形成する。

上記構成のため、冷媒回路６は、少なくとも２つの冷凍サイクルを形成することができる。

実施の形態５．
図８は、本発明の実施の形態５における車両用空気調和システム７の概略構成の一例を示す図である。本実施の形態５において、実施の形態１〜実施の形態４との相違点は、車両５１に空気調和装置１ａ及び空気調和装置１ｂが設けられている点である。

なお、本実施の形態５において、特に記述しない項目については実施の形態１〜実施の形態４と同様とし、同一の機能及び構成については同一の符号を用いて述べることとする。また、実施の形態１〜実施の形態４と同一の機能及び構成についてはその説明を省略する。

図８に示すように、空気調和装置１ａと、空気調和装置１ｂとが車両５１の屋根側に設けられている。空気調和装置１ａ及び空気調和装置１ｂのそれぞれの構成及び機能は、上記で説明した空気調和装置１と同様である。よって、空気調和装置１ａには、２つの冷凍サイクルが形成されている。また、空気調和装置１ｂには、２つの冷凍サイクルが形成されている。

また、車両５１には、空気を調和する制御範囲として、エリア６３ａ、エリア６３ｂ、エリア６３ｃ、及びエリア６３ｄが車両５１の長手方向に沿って区分けされている。なお、エリア６３ａ、エリア６３ｂ、エリア６３ｃ、及びエリア６３ｄの何れか１つを特に限定しない場合、エリア６３と称する。

よって、図８に示す一例においては、少なくとも４つのエリア６３に対応した冷凍サイクルがそれぞれ設けられている。例えば、空気調和装置１ａには、エリア６３ａ及びエリア６３ｂがそれぞれ割り当てられている。また、例えば、空気調和装置１ｂには、エリア６３ｃ及びエリア６３ｄがそれぞれ割り当てられている。したがって、車両用空気調和システム７は、車両５１に設けられる空気調和装置１の台数を増加させることで、車両５１の客室６５の空気を調和する制御範囲を細かくできるため、さらにきめ細かく車内温度を調整でき、無駄な動作を低減できるため、さらに消費エネルギーを低減させることができる。

以上で説明したように、本実施の形態５においては、１台の車両５１につき、空気調和装置１が少なくとも２台搭載される。

上記構成のため、車両用空気調和システム７は、車両５１に設けられる空気調和装置１の台数を増加させることで、車両５１の客室６５の空気を調和する制御範囲を細かくできるため、さらにきめ細かく車内温度を調整でき、無駄な動作を低減できるため、さらに消費エネルギーを低減させることができる。

実施の形態６．
図９は、本発明の実施の形態６における車両用空気調和システム８の概略構成の一例を示す図である。本実施の形態６において、実施の形態１〜実施の形態５との相違点は、車両５１に空気調和装置１ａ及び空気調和装置１ｂが設けられ、温度センサ３７が空気調和装置１ａ及び空気調和装置１ｂのそれぞれの内部ではなく、客室６５内部に設けられている点である。

なお、本実施の形態６において、特に記述しない項目については実施の形態１〜実施の形態５と同様とし、同一の機能及び構成については同一の符号を用いて述べることとする。また、実施の形態１〜実施の形態５と同一の機能及び構成についてはその説明を省略する。

図９に示すように、温度センサ３７ａは、エリア６３ａ側に設けられている。よって、図８で示した場合の配置構成と比べて、さらに近くでエリア６３ａ側の車内温度を検出することができる。よって、温度センサ３７ａの検出結果の精度をさらに向上させることができる。

また、図９に示すように、温度センサ３７ｂは、エリア６３ｂ側に設けられている。よって、図８で示した場合の配置構成と比べて、さらに近くでエリア６３ｂ側の車内温度を検出することができる。よって、温度センサ３７ｂの検出結果の精度をさらに向上させることができる。

また、図９に示すように、温度センサ３７ｃは、エリア６３ｃ側に設けられている。よって、図８で示した場合の配置構成と比べて、さらに近くでエリア６３ｃ側の車内温度を検出することができる。よって、温度センサ３７ｃの検出結果の精度をさらに向上させることができる。

また、図９に示すように、温度センサ３７ｄは、エリア６３ｄ側に設けられている。よって、図８で示した場合の配置構成と比べて、さらに近くでエリア６３ｄ側の車内温度を検出することができる。よって、温度センサ３７ｄの検出結果の精度をさらに向上させることができる。

したがって、車両用空気調和システム８は、さらに精度の高い車内温度の制御を行うことができる。

以上の説明から、本実施の形態６においては、複数の温度センサ３７のそれぞれは、客室６５の内部であって、エリア６３毎に設けられ、エリア６３の車内温度を検出するものである。

上記構成から、車両用空気調和システム８は、さらに精度の高い車内温度の制御を行うことができる。

実施の形態７．
図１０は、本発明の実施の形態７における車両用空気調和システム９の概略構成の一例を示す図である。本実施の形態７において、実施の形態１〜実施の形態６との相違点は、互いに隣接するエリア６３ｂ及びエリア６３ｃでは、１つの温度センサ３７ｂで両エリアの車内温度を検出する点である。

なお、本実施の形態７において、特に記述しない項目については実施の形態１〜実施の形態６と同様とし、同一の機能及び構成については同一の符号を用いて述べることとする。また、実施の形態１〜実施の形態６と同一の機能及び構成についてはその説明を省略する。

図１０に示すように、エリア６３ｂと、エリア６３ｃとは、互いに隣接している。そのような互いに隣接する箇所には、温度センサ３７ｂが少なくとも１台配置されている。つまり、温度センサ３７ｂは、エリア６３ｂの車内温度の検出とエリア６３ｃの車内温度の検出とを行っており、両エリア６３の車内温度の検出を少なくとも１台の温度センサ３７ｂで兼用している。

よって、客室６５の車内温度を検出する温度センサ３７の台数を減らすことができるため、低コストで車両用空気調和システム９を構築することができる。

以上の説明から、本実施の形態７においては、複数の温度センサ３７のうち、エリア６３が互いに隣接する箇所には、温度センサ３７が少なくとも１台配置される。

上記構成のため、低コストで車両用空気調和システム９を構築することができる。

実施の形態８．
図１１は、本発明の実施の形態８における車両用空気調和システム１０の概略構成の一例を示す図である。本実施の形態８において、実施の形態１〜実施の形態７との相違点は、各エリア６３の車内温度の検出に複数の温度センサ３７が設けられる点である。

なお、本実施の形態８において、特に記述しない項目については実施の形態１〜実施の形態７と同様とし、同一の機能及び構成については同一の符号を用いて述べることとする。また、実施の形態１〜実施の形態７と同一の機能及び構成についてはその説明を省略する。

図１１に示すように、エリア６３毎に、少なくとも、さらに１台ずつ温度センサ３７が設けられている。具体的には、エリア６３ａには、温度センサ３７ａ及び温度センサ３７ｂが設けられている。エリア６３ｂには、温度センサ３７ｃ及び温度センサ３７ｄが設けられている。エリア６３ｃには、温度センサ３７ｅ及び温度センサ３７ｆが設けられている。エリア６３ｄには、温度センサ３７ｇ及び温度センサ３７ｈが設けられている。

空調制御装置７１ａには、温度センサ３７ａ〜温度センサ３７ｄの検出結果が入力される。空調制御装置７１ｂには、温度センサ３７ｅ〜温度センサ３７ｈの検出結果が入力される。

ここで、温度センサ３７ａの検出結果が、寒い状態を検出し、温度センサ３７ｂの検出結果が、寒い状態を検出し、温度センサ３７ｃの検出結果が、快適状態を検出し、温度センサ３７ｄの検出結果が、暑い状態を検出し、温度センサ３７ｅの検出結果が、快適状態を検出し、温度センサ３７ｆの検出結果が、快適状態を検出し、温度センサ３７ｇの検出結果が、快適状態を検出し、温度センサ３７ｈの検出結果が、快適状態を検出したと想定する。

空調制御装置７１ａは、室内送風機３３ａの制御範囲であるエリア６３ａの冷えすぎを抑制させつつ、室内送風機３３ｂの制御範囲であるエリア６３ｂの快適状態を維持するため、室内送風機３３ｂを用いて形成される冷凍サイクルの冷房能力を抑える。また、空調制御装置７１ａは空調制御装置７１ｂに、室内送風機３３ｃを用いて形成される冷凍サイクルの冷房能力を上げる指令を供給する。空調制御装置７１ｂは、空調制御装置７１ａからの指令を受け、室内送風機３３ｃを用いて形成される冷凍サイクルの冷房能力を上げる。つまり、空調制御装置７１は、制御範囲のうち、車内温度の制御が割り当てられたエリア６３と、エリア６３に隣接するエリア６３以外のエリア６３の車内温度を、エリア６３毎に配置される複数の温度センサ３７のそれぞれの検出結果に基づいて、冷凍サイクルのそれぞれで制御することで、客室６５の全体で前記車内温度を均一に制御する。

よって、車両用空気調和システム１０は、客室６５全体の車内温度を各自の割り当てられたエリア６３以外を考慮して均一に制御できる。したがって、車両用空気調和システム１０は、さらにきめ細かい車内温度の制御を行うことができるので、全体として消費エネルギーをさらに低減させる空調制御を行うことができる。

以上の説明から、本実施の形態８においては、複数の温度センサ３７のそれぞれは、エリア６３毎に、少なくとも、さらに１台ずつ設けられ、空調制御装置７１は、制御範囲のうち、車内温度の制御が割り当てられたエリア６３と、エリア６３に隣接するエリア６３以外のエリア６３の車内温度を、エリア６３毎に配置される複数の温度センサ３７のそれぞれの検出結果に基づいて、冷凍サイクルのそれぞれで制御することで、客室６５の全体で前記車内温度を均一に制御する。

上記構成のため、車両用空気調和システム１０は、さらにきめ細かい車内温度の制御を行うことができるので、全体として消費エネルギーをさらに低減させる空調制御を行うことができる。

実施の形態９．
図１２は、本発明の実施の形態９における圧縮機容量の変動例を示す図である。本実施の形態９においては、圧縮機２１の圧縮機容量が固定の場合の圧縮機容量の制御について説明する。

なお、本実施の形態９において、特に記述しない項目については実施の形態１〜実施の形態８と同様とし、同一の機能及び構成については同一の符号を用いて述べることとする。また、実施の形態１〜実施の形態８と同一の機能及び構成についてはその説明を省略する。

図１２に示すように、圧縮機２１の圧縮機容量が固定の場合には、圧縮機２１に電源が供給されている電源供給状態と、圧縮機２１に電源が供給されない電源遮断状態とで圧縮機容量が制御される。

例えば、電源供給状態では、圧縮機２１に供給される電源がＯＮ状態となることで圧縮機２１が駆動し、圧縮機２１の仕様に基づいた圧縮機容量を吐出する。また、例えば、電源遮断状態では、圧縮機２１に供給される電源がＯＦＦ状態となることで圧縮機２１が停止し、圧縮機容量はゼロとなる。

換言すれば、圧縮機２１の圧縮機容量が固定の場合には、空調制御装置７１は、圧縮機２１に供給される電源のＯＮ状態とＯＦＦ状態とを切り替えることで、圧縮機容量を制御できる。よって、上記で説明した冷媒回路２及び冷媒回路６等を流通する冷媒流量は適宜調整され、無駄に駆動されることがなくなる。したがって、上記で説明した空気調和装置１はエネルギー消費量を削減することができる。この結果、上記で説明した空気調和装置１を備える車両用空気調和システム３〜５、７〜１０はエネルギー消費量を削減することができる。

以上の説明から、本実施の形態９においては、圧縮機２１は、圧縮機容量が固定であって、空調制御装置７１は、圧縮機２１の電源の供給状態と圧縮機２１の電源の遮断状態とを切り替えることで、圧縮機２１の圧縮機容量を調整する。

上記構成のため、車両用空気調和システム３〜５、７〜１０はエネルギー消費量を削減することができる。

実施の形態１０．
図１３は、本発明の実施の形態１０における圧縮機容量の変動例を示す図である。本実施の形態１０においては、圧縮機２１の圧縮機容量が可変であって、アンローダ運転で圧縮機容量が制御される場合の圧縮機容量の制御について説明する。

なお、本実施の形態１０において、特に記述しない項目については実施の形態１〜実施の形態９と同様とし、同一の機能及び構成については同一の符号を用いて述べることとする。また、実施の形態１〜実施の形態９と同一の機能及び構成についてはその説明を省略する。

図１３に示すように、圧縮機２１の圧縮機容量が可変であって、圧縮機２１が多気筒圧縮機である場合、図示しないアンローダ運転を制御する容量制御装置が図示しない吸い込み弁を開放して、作動気筒数を減らすことで、予め決められた範囲で圧縮機容量を段階的に制御できる。

例えば、圧縮機２１が８気筒圧縮機で構成されている場合、２５％、５０％、７５％、及び１００％の何れかで圧縮機容量を段階的に調整することができる。

なお、上記の説明では、圧縮機２１が８気筒圧縮機で構成される場合の一例について説明したが、特にこれに限定しない。例えば、圧縮機２１は、４気筒圧縮機で構成されていてもよい。この場合には、空調制御装置７１は、５０％及び１００％の何れか一方に圧縮機容量を調整することができる。また、例えば、圧縮機２１は、６気筒圧縮機で構成されていてもよい。この場合には、空調制御装置７１は、３３％、６６％、及び１００％の何れかで圧縮機容量を調整することができる。

よって、上記で説明した冷媒回路２及び冷媒回路６等を流通する冷媒流量は適宜調整され、無駄に駆動されることがなくなる。したがって、上記で説明した空気調和装置１はエネルギー消費量を削減することができる。この結果、上記で説明した空気調和装置１を備える車両用空気調和システム３〜５、７〜１０はエネルギー消費量を削減することができる。

以上の説明から、圧縮機２１は、容量が可変な多気筒圧縮機であって、空調制御装置７１は、圧縮機２１をアンロード運転することで、段階的に前記圧縮機の圧縮機容量を調整する。

上記構成のため、車両用空気調和システム３〜５、７〜１０はエネルギー消費量を削減することができる。

実施の形態１１．
図１４は、本発明の実施の形態１１における圧縮機容量の変動例を示す図である。本実施の形態１１においては、圧縮機２１の圧縮機容量が可変であって、スクリュー圧縮機の場合の圧縮機容量の制御について説明する。

なお、本実施の形態１１において、特に記述しない項目については実施の形態１〜実施の形態１０と同様とし、同一の機能及び構成については同一の符号を用いて述べることとする。また、実施の形態１〜実施の形態１０と同一の機能及び構成についてはその説明を省略する。

図１４に示すように、圧縮機２１の圧縮機容量が可変であって、圧縮機２１がスクリュー圧縮機である場合、図示しないスライド弁が制御されることで、予め決められた範囲で圧縮機容量を無段階で制御できる。

例えば、空調制御装置７１は、図示しないスライド弁を予め決められた範囲で制御することで、圧縮機２１の吸い込み蒸気の閉じ込み量を調整し、圧縮機容量を調整することができる。

よって、上記で説明した冷媒回路２及び冷媒回路６等を流通する冷媒流量は適宜調整され、無駄に駆動されることがなくなる。したがって、上記で説明した空気調和装置１はエネルギー消費量を削減することができる。この結果、上記で説明した空気調和装置１を備える車両用空気調和システム３〜５、７〜１０はエネルギー消費量を削減することができる。

以上の説明から、圧縮機２１は、圧縮機容量を制御するスライド弁を備え、圧縮機容量が可変なスクリュー圧縮機であって、空調制御装置７１は、スライド弁を制御することで圧縮機２１の圧縮機容量を無段階で調整する。

上記構成のため、車両用空気調和システム３〜５、７〜１０はエネルギー消費量を削減することができる。

実施の形態１２．
図１５は、本発明の実施の形態１２における圧縮機容量の変動例を示す図である。本実施の形態１２においては、圧縮機２１の圧縮機容量が可変であって、インバータ圧縮機の場合の圧縮機容量の制御について説明する。

なお、本実施の形態１２において、特に記述しない項目については実施の形態１〜実施の形態１１と同様とし、同一の機能及び構成については同一の符号を用いて述べることとする。また、実施の形態１と同一の機能及び構成についてはその説明を省略する。

図１５に示すように、圧縮機２１の圧縮機容量が可変であって、圧縮機２１がインバータ圧縮機である場合、圧縮機２１の回転速度が制御されることで、予め決められた範囲で圧縮機容量を調整することができる。

例えば、空調制御装置７１は、圧縮機２１に供給する電源の周波数を変化させることで、圧縮機２１の回転速度を制御し、圧縮機容量を調整することができる。

よって、上記で説明した冷媒回路２及び冷媒回路６等を流通する冷媒流量は適宜調整され、無駄に駆動されることがなくなる。したがって、上記で説明した空気調和装置１はエネルギー消費量を削減することができる。この結果、上記で説明した空気調和装置１を備える車両用空気調和システム３〜５、７〜１０はエネルギー消費量を削減することができる。

以上の説明から、圧縮機２１は、容量が可変なインバータ圧縮機であって、空調制御装置７１は、圧縮機２１の回転速度を制御することで圧縮機２１の圧縮機容量を調整する。

上記構成のため、車両用空気調和システム３〜５、７〜１０はエネルギー消費量を削減することができる。

実施の形態１３．
図１６は、本発明の実施の形態１３における空気調和装置１１の概略構成の一例を示す図である。図１７は、本発明の実施の形態１３における冷媒回路１６の概略構成の一例を示す図である。本実施の形態１３において、実施の形態１〜実施の形態１２との相違点は、空気調和装置１１に圧縮機２１が少なくとも３台設けられている点である。

なお、本実施の形態１３において、特に記述しない項目については実施の形態１〜実施の形態１２と同様とし、同一の機能及び構成については同一の符号を用いて述べることとする。また、実施の形態１〜実施の形態１２と同一の機能及び構成についてはその説明を省略する。

図１６に示すように、空気調和装置１１には、圧縮機２１ｃがさらに設けられている。図１７に示すように、室外熱交換器２３ａ、室外熱交換器２３ｂ、室内熱交換器３１ａ、及び室内熱交換器３１ｂのそれぞれの内部に設けられた内部配管は、少なくとも２つの冷凍サイクルのそれぞれの一部を形成している。

具体的には、室外熱交換器２３ａの内部に設けられた内部配管は、圧縮機２１ａ、室外熱交換器２３ａ、キャピラリチューブ３９ａ＿１、キャピラリチューブ３９ａ＿２、及び室内熱交換器３１ａで形成される冷凍サイクルの一部を形成している。

また、室外熱交換器２３ａの内部に設けられた内部配管は、圧縮機２１ｂ、室外熱交換器２３ａ、キャピラリチューブ３９ａ＿３、及び室内熱交換器３１ａで形成される冷凍サイクルの一部を形成している。

また、室外熱交換器２３ｂの内部に設けられた内部配管は、圧縮機２１ｂ、室外熱交換器２３ｂ、キャピラリチューブ３９ｂ＿３、及び室内熱交換器３１ｂで形成される冷凍サイクルの一部を形成している。

また、室外熱交換器２３ｂの内部に設けられた内部配管は、圧縮機２１ｃ、室外熱交換器２３ｂ、キャピラリチューブ３９ｂ＿１、キャピラリチューブ３９ｂ＿２、及び室内熱交換器３１ｂで形成される冷凍サイクルの一部を形成している。

また、室内熱交換器３１ａの内部に設けられた内部配管は、圧縮機２１ａ、室外熱交換器２３ａ、キャピラリチューブ３９ａ＿１、キャピラリチューブ３９ａ＿２、及び室内熱交換器３１ａで形成される冷凍サイクルの一部を形成している。

また、室内熱交換器３１ａの内部に設けられた内部配管は、圧縮機２１ｂ、室外熱交換器２３ａ、キャピラリチューブ３９ａ＿３、及び室内熱交換器３１ａで形成される冷凍サイクルの一部を形成している。

また、室内熱交換器３１ｂの内部に設けられた内部配管は、圧縮機２１ｂ、室外熱交換器２３ｂ、キャピラリチューブ３９ｂ＿３、及び室内熱交換器３１ｂで形成される冷凍サイクルの一部を形成している。

また、室内熱交換器３１ｂの内部に設けられた内部配管は、圧縮機２１ｃ、室外熱交換器２３ｂ、キャピラリチューブ３９ｂ＿１、キャピラリチューブ３９ｂ＿２、及び室内熱交換器３１ｂで形成される冷凍サイクルの一部を形成している。

換言すれば、室外熱交換器２３及び室内熱交換器３１は、圧縮機２１ａ、圧縮機２１ｂ、及び圧縮機２１ｃのそれぞれを用いて形成される各冷凍サイクルの一部を形成している。そして、各冷凍サイクルは、上記で説明した空調制御装置７１でそれぞれ制御され、冷凍サイクルのそれぞれは独立して動作できる。したがって、冷媒回路６は、少なくとも３つの冷凍サイクルを形成することができる。

なお、室内熱交換器３１の内部に設けられた内部配管は、本発明における第１内部配管に相当する。また、室外熱交換器２３の内部に設けられた内部配管は、本発明における第２内部配管に相当する。

以上で説明したように、本実施の形態１３においては、空気調和装置１１は、圧縮機２１を少なくともさらに１台備え、圧縮機２１の台数に応じて冷凍サイクルを独立して形成し、空調制御装置７１は、複数の温度センサ３７の検出結果に基づいて、冷凍サイクルのそれぞれを制御することで、エリア６３毎の前記車内温度を均一に制御する。

上記構成のため、冷媒回路６は、圧縮機２１の台数に応じて、少なくとも３つの冷凍サイクルを形成することができる。

なお、実施の形態１〜実施の形態１３は、単独で実施されてもよく、組み合わせて実施されてもよい。いずれの場合においても、上記で説明した有利な効果を奏することとなる。

また、実施の形態１〜実施の形態１３の何れにおいても、空気調和装置１及び空気調和装置１１のそれぞれには、内部に複数の冷凍サイクルが独立して形成され、客室６５に設定された各エリア６３の車内温度が各冷凍サイクルでそれぞれ制御されることで、簡単な制御であったとしても車内温度を均一化させると共に、ドラフト感が強くなるエリア６３をなくすことができる。

１、１ａ、１ｂ、１１ 空気調和装置、２、６、１６ 冷媒回路、３、４、５、７、８、９、１０ 車両用空気調和システム、１２、１２ａ、１２ｂ 室内室、１３ 室外室、２１、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ 圧縮機、２３、２３ａ、２３ｂ 室外熱交換器、２５ 室外送風機、３１、３１ａ、３１ｂ 室内熱交換器、３３、３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ 室内送風機、３５、３５ａ、３５ｂ リターン口、３７、３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄ、３７ｅ、３７ｆ、３７ｇ、３７ｈ 温度センサ、３９、３９ａ、３９ａ＿１、３９ａ＿２、３９ａ＿３、３９ｂ、３９ｂ＿１、３９ｂ＿２、３９ｂ＿３ キャピラリチューブ、４１ 湿度センサ、４３ 外気温度センサ、５１ 車両、６１、６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ 空調ダクト、６３、６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６３ｄ エリア、６５ 客室、７１、７１ａ、７１ｂ 空調制御装置、７３ 車両情報制御装置、７５ 列車情報管理装置、８１ 伝送路。

Claims (14)

1. 車両に設けられ、前記車両の客室の空気を調和する空気調和装置と、
   前記空気を調和する制御範囲として、前記客室が少なくとも２つのエリアに区分けされ、前記エリア毎に、前記客室の空気の温度である車内温度を検出する複数の温度センサと、
   前記空気調和装置を制御する空調制御装置と、
   を備え、
   前記空気調和装置は、
   圧縮機、室内送風機、室内熱交換器、室外熱交換器、及び膨張装置を含む冷凍サイクルを前記エリア毎に対応して備え、
   前記圧縮機を少なくともさらに１台有し、少なくとも２つの前記エリア毎に対応した冷凍サイクルのそれぞれの前記室内熱交換器及び前記室外熱交換器に接続され、前記エリア毎に対応した冷凍サイクルとは独立し、１台の前記圧縮機を共有した少なくとも１つの冷凍サイクルをさらに備え、
   前記空調制御装置は、
   １台の前記圧縮機を共有した少なくとも１つの冷凍サイクルを制御すると共に、
   前記複数の温度センサの検出結果に基づいて、前記エリア毎に対応した冷凍サイクルのそれぞれを独立に制御し、前記エリア毎の温度調節をそれぞれ独立して行って前記車内温度を均一に制御する
   ことを特徴とする車両用空気調和システム。
2. 前記複数の温度センサのそれぞれは、
   前記客室の内部であって、前記エリア毎に設けられ、
   前記エリアの前記車内温度を検出する
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両用空気調和システム。
3. 前記複数の温度センサのそれぞれは、
   前記エリア毎に、少なくとも、さらに１台ずつ設けられ、
   前記空調制御装置は、
   前記制御範囲のうち、前記車内温度の制御が割り当てられた前記エリアと、該エリアに隣接する前記エリア以外の前記エリアの前記車内温度を、前記エリア毎に配置される前記複数の温度センサのそれぞれの検出結果に基づいて、前記冷凍サイクルのそれぞれで制御することで、前記客室の全体で前記車内温度を均一に制御する
   ことを特徴とする請求項２に記載の車両用空気調和システム。
4. 前記複数の温度センサのうち、前記エリアが互いに隣接する箇所には、前記温度センサが少なくとも１台配置される
   ことを特徴とする請求項２に記載の車両用空気調和システム。
5. 前記複数の温度センサのそれぞれは、
   前記空気調和装置の内部であって、前記エリア毎の前記車内温度を検出する位置にそれぞれ設けられ、前記エリア毎の前記車内温度を検出する
   ことを特徴とする請求項２又は３に記載の車両用空気調和システム。
6. 前記空調制御装置は、
   前記空気調和装置の内部に設けられ、
   前記圧縮機及び前記室内送風機のそれぞれに制御指令を供給する
   ことを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の車両用空気調和システム。
7. 前記空調制御装置は、
   前記車両に設けられ、
   前記車両に設けられる伝送路を介して、前記空気調和装置と接続され、
   前記伝送路を介して、前記圧縮機及び前記室内送風機のそれぞれに制御指令を供給する
   ことを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の車両用空気調和システム。
8. 少なくとも２台の前記室内熱交換器のそれぞれは、
   前記室内熱交換器の内部に設けられた第１内部配管が少なくとも２つの前記冷凍サイクルのうちの１つの前記冷凍サイクルの一部を形成し、
   少なくとも２台の前記室外熱交換器のそれぞれは、
   前記室外熱交換器の内部に設けられた第２内部配管が少なくとも２つの前記冷凍サイクルのうちの１つの前記冷凍サイクルの一部を形成する
   ことを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の車両用空気調和システム。
9. 少なくとも２台の前記室内熱交換器のそれぞれは、
   前記室内熱交換器の内部に設けられた第１内部配管が少なくとも２つの前記冷凍サイクルのそれぞれの一部を形成し、
   少なくとも２台の前記室外熱交換器のそれぞれは、
   前記室外熱交換器の内部に設けられた第２内部配管が少なくとも２つの前記冷凍サイクルのそれぞれの一部を形成する
   ことを特徴とする請求項１〜８の何れか一項に記載の車両用空気調和システム。
10. １台の前記車両につき、前記空気調和装置が少なくとも１台搭載される
    ことを特徴とする請求項１〜９の何れか一項に記載の車両用空気調和システム。
11. 前記圧縮機は、圧縮機容量が固定であって、
    前記空調制御装置は、
    前記圧縮機の電源の供給状態と前記圧縮機の電源の遮断状態とを切り替えることで、前記圧縮機容量を調整する
    ことを特徴とする請求項１〜１０の何れか一項に記載の車両用空気調和システム。
12. 前記圧縮機は、圧縮機容量が可変な多気筒圧縮機であって、
    前記空調制御装置は、
    前記圧縮機をアンロード運転することで、段階的に前記圧縮機容量を調整する
    ことを特徴とする請求項１〜１０の何れか一項に記載の車両用空気調和システム。
13. 前記圧縮機は、
    圧縮機容量を制御するスライド弁を備え、
    前記圧縮機容量が可変なスクリュー圧縮機であって、
    前記空調制御装置は、
    前記スライド弁を制御することで前記圧縮機容量を無段階で調整する
    ことを特徴とする請求項１〜１０の何れか一項に記載の車両用空気調和システム。
14. 前記圧縮機は、圧縮機容量が可変なインバータ圧縮機であって、
    前記空調制御装置は、
    前記圧縮機の回転速度を制御することで前記圧縮機容量を調整する
    ことを特徴とする請求項１〜１０の何れか一項に記載の車両用空気調和システム。

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