JPH02258410A - 車両用換気装置およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、車両用換気装置およびその制御方法に係り、
特に車体を気密とし給気手段および排気手段を有した鉄
道車両に好適な車両用換気装置およびその制御方法に関
するものである。

〔従来の技術〕

高速でトンネル内を走行する車両にあっては、車外圧力
が急激に変化するため、この車外圧力の変動を車内に伝
播させない構成として給気送風機と排気送風機を設け、
外気温度の変化に応じて前記各送風機の送＾を制御する
ことが考えられている。例えば、特公昭５８−９０２２
号公報に記載の換気装置の制御方法が一般に知られてい
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、給気送風機および排気送Ｘ機を常１こ
必要換気量を確保した状態で運転しているため、乗客の
多少に拘わらず最大乗車人員に対応した換気量を確保し
ながら前記制御を行なっていた。したがって、最大乗車
人員に満たない場合、必要以上の換気を行なうことにな
り、換気装置の消費動力が無駄になっていた。

本発明の目的とするところは、車内の炭酸ガス濃度を検
知して設定値以下に炭酸ガス濃度を抑えるように換気量
を制御して、乗客の快適性を阻害しない範囲で換気量を
低減して省エネルギ化を図り得る車両用換気装置および
その制御方法を提供すること−こあ−る。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、車外の新鮮空気を車内に供
給する給気手段と、車内の空気を車外に排出する排気手
段と、車内の炭酸ガス濃度を検出する炭酸ガスセンサと
、該炭酸ガヌセンサからの炭酸ガス検知結果を制御入力
とし室内の炭酸ガス濃度が設定値を超えた場合に前配給
気手段および排気手段を運転させる運転指令な該給気手
段および排気手段へ出力する制御器とから構成したもの
である。

また、車内の炭酸ガス濃度が設定値よりも増加したこと
を検知して給気手段および排気手段を連動して動作させ
るようにしたものである。

〔作　　用〕

前記制御器は、車内の炭酸ガス濃度が設定値以上になっ
た場合に、給気手段と排気手段を動作させて車内の炭酸
ガス濃度を設定値よりも下げる。

あるいは、給気手段および排気手段を最少限の運転状態
から前配炭酸ガス濃度の上昇によってその運転能力を向
上させ、設定値内に炭酸ガス濃度を抑え、消費動力を低
減して省エネルギ化を図るものである。すなわち、必要
最少限の換気を行なって、消費動力を低減するものであ
る。

〔実　施　例〕

以下、本発明による換気装置の一実施例および他の実施
例を図によって説明する。まず、第１図。

第２図および第５図番こよって本発明の一実施例を説明
する。同図において、１は全体を気ｑ！！構造に構成さ
れた車両である。２は該車両１内部へ車外の新鮮空気を
供給する給気手段である給気装置である。３は前記車両
ｌの内部の汚損した空気を車外へ排気する排気手段に相
当する排気装置である。

４は車内の炭酸ガス濃度を検出する炭酸ガスセンサ、５
は車内の圧力を検出する圧力センサである。

６は前配炭酸ガスセンサ４および圧力センサ５から入力
装置７を介して得られる炭酸ガス濃度検出値および車内
圧力検出値を設定値と比較判定して、紡記給気装ｆｔ２
および排気装置３へ出力装置８を介し制御指令を出力し
、該給気値ｇｉ２および排気装置３を制御する制御器で
ある。

ところで、前記給気装置２および排気袋５ｆ３は送風を
行なっていない状態では流路を閉略する締切手段を有す
る構成となっているものである。

このような構成において、その動作状況を以下説明する
。車内の炭酸ガス濃度は、乗客の呼吸等によって時間の
経過とともに上昇する。したがって、炭酸ガスセンサ４
により検出された炭酸ガス濃度が、予め設定した許容炭
酸ガス濃度上限値ａを超えた場合、前記制御器６によっ
てこの状態を判定し、給気装置２および排気装置１３へ
運転制御指令を出力して運転を開始する。この動作によ
り、新鮮空気を車内に取入れるため、車内の炭酸ガス濃
度は下降し始める。そして、炭酸ガス濃度が許容炭酸ガ
ス濃度下限値すに達すると、制御器６は給気装置ｔ２お
よび排気袋［３に対して運転停止指令を出力する。

一方、炭酸ガス濃度の変化以外にも車内の圧力変動につ
いても監視している。すなわち、乗客あるいは各種機器
の発熱によって車内温度が上昇すると、この温度上昇に
伴って車内の圧力が上昇する。そして、圧力センサ５に
よる圧力検出結果が許容圧力上限値りを上回った場合、
制御器６は給気装置ｔ２と排気袋Ｍ３とに紡配車内圧を
低下させる運転指令を出力する。すなわち、車内圧力が
前記上限値りを超えた場合には、排気袋ｆｉｌ！３のみ
を運転させるか、または、該排気袋Ｈ３の送風量を給気
装置２の能力を上回るように運転する運転指令を出力す
る。また、車内圧力の変化速度が設置値を上回る状況に
至った場合も同様に、給気装置２、排気袋Ｍ３のいずれ
か一方あるいは両方の送風量に差をつけて運転を指示す
るものである。二のよう６二車内圧力の変化に対しても
給気装置ｔ２および排気袋ａｔ３を適切に運転して車内
の環境を快適な状態に保つものである。ところで、車内
圧力の変化と前記制御状況を示したものが第５図であり
、横軸が車内圧力変化量の絶対値であり、縦軸が車内圧
力変化速度である。図中、Ａ域が快適な範囲内であり、
Ｂ域およびＢ域となるにしたがって乗客の耳に対する影
響が太き（なる。したがって、Ｂ域およびＣ域に至る前
に前記給気装置２および排気１ｊｔＨ３の運転制御を行
なう必要がある。

これｉこは、車内圧力の変化を短い周期で検知して、増
加あるいは減少傾向が所定時間以上連続して生じた場合
を目安として制御するのも一つの方法である。

このような構成によれば、常に車内の炭酸ガス濃度を検
知して必要最少限の換気を行なうため、給気装置２およ
び排気装置３を必要以上に運転することがなく、快適性
を確保した状態で省エネルギ化が図れるものである。さ
ら薯こ、換気空気量を最少限にできることによって、換
気装置に併設される空気調和装置の熱負荷を低減するこ
とにもなる。

次に、本発明に換気装置の他の実施例を第３図。

第４図および第５図によって説明する。同図において、
前記一実施例と同一符号は同一部材を示すものである。

９は入力装置７からの信号情報を一時格納する等速呼出
し記憶装置（ｇ、下単にＲＡＭという）である。１０は
制御を行なうためのプログラムを格納する固定記憶袋Ｒ
（以下単にＲＯＭという）である。１１は前＃ｅＲＡＭ
９に格納された信号情報によりＲＯＭ　１０に格納され
たプログラムを基に演算処理を行なう中央処理装Ｍ（以
下単にＣＰＵという）である。認は前記ＲＡＭ９．ＲＯ
Ｍ１０およびＣＰ　Ｕ　１１から構成された制御器６か
らの運転指令疹こよって、給気、＊ｉｔ２および排気袋
ＦＩｉ３の回転数を可変速して制御するインバータであ
る。

このような構成において、車内の炭酸ガス濃度が上昇し
て設定値ｅに達すると、この状態を制御器６で演算して
給気袋！ｆ２および排気装置３の送風量がＱｌとなるよ
うに運転指令をインバータ丘に出力する。ところが、以
前換気量が不足しており、炭酸ガス濃度が設定値ｆに達
した。この状態では、制御器６からインバータ１２Ｉこ
対して給気装置２および排気装置の送風量をＱ２とする
運転指令が出力される。このようにして換気蓋が増大す
ると、炭酸ガス濃度は低下し、設定値ｅに達した時点で
換気蓋をＱｌに戻す。この状態で再度炭酸ガス濃度が設
定値ｅに到達しても換気量はＱｌのままとし、さらに、
炭酸ガス濃度が増大して設定値ｆに到達した時点で、換
気量をＱ２とする運転指令を出力する。

さらに炭酸ガス濃度が増大して設定値ｇに到達した場合
には、換気量をＱ３とする運転指令を出力するものであ
る。この換気量Ｑ３は最大乗車人員に対応した換気量で
ある。このように換気量の増大に伴って炭酸ガス濃度が
設定値ｆ、ｅと減少すると、これに合わせて換名量Ｑｚ
、Ｑｔと変化させ、さらに炭酸ガス濃度が設定値αに達
した場合には換気不要と判断して給気装置１２．排気装
置３を停止する。

一方、前述のような炭酸ガス濃度による制御のほかに、
車内圧力によっても並行して換気量制御が行なわれる。

すなわち、前述のように炭酸ガス濃度を所定の値以内に
抑えた状態であっても、車内の圧力が変化して第５図の
λ域からＢ域に移行し、その移行状況からさらにＣ域に
移行すると判断（予測）された場合には、炭酸ガス濃度
に優先して給気袋［２および排気装置３を車内圧力を設
定範囲内に戻すように送風量の差を設けて運転する運転
指令を出力する。なお、この時、給気装置２および排気
装［３の換気量は前配炭酸ガス濃度を改善し得る換気量
を確保する。また、前述の車内圧力の変化状況の予測は
一定周期で車内圧力変動を検知し、変化が上昇傾向にあ
るか下降傾向にあるか、さらには変化度合を考慮して予
測を行なうものである。

このような構成によれば、給気＊ｉｔ２と排気装置３の
制御をよりきめ細く行なえるため、車内の快適性を損う
ことな（換気装置の省エネルギ化が図れるものである。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、乗客における快適
性を阻害することなく換気量を低減でき、換気装置にお
ける省エネルギ化が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による換気装置の一実施例を示す回路図
、第２図は第１図の換気装置の制御状態を示す炭酸ガス
濃度、車内圧力およば換気装置。 排気装置の風量の時間的変化を表わしたグラフ、第３図
は本発明による換気装置の他の実施例を示す回路図、第
４図は第３図の換気装置の制御状態を示す炭酸ガス濃度
、車内圧力および給気装置。 排気装置の風量の時間的変化を表わしたグラフ、第５図
は車内圧力の変化量および変化速度と快適域との関係を
示すグラフである。 ！・・・・・・車両、２・・・・・・給気装置、３・・
・・・・排気！ｊｊｔＩｌＦ、４・・・・・・炭酸ガス
センサ、５・・・・・・圧力センサ、６・・・制御器 オ　ｌ　図 吟閏Ｔ 第 閃 第 図 草内厘刀イＭ訳涜の

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. １．　車外の新鮮空気を車内に供給する給気手段と、車
   内の空気を車外に排出する排気手段と、車内の炭酸ガス
   濃度を検出する炭酸ガスセンサと、該炭酸ガスセンサか
   らの炭酸ガス検知結果を制御入力とし室内の炭酸ガス濃
   度が設定値を超えた場合に前配給気手段および排気手段
   を運転させる運転指令を該給気手段および排気手段へ出
   力する制御器とから構成したことを特徴とする車両用換
   気装置。
2. ２．　請求項１記載の車両用換気装置において、前記給
   気手段および排気手段は、それぞれの送風路に流路締切
   手段を有し、送風時に該締切手段を開路するものとした
   ことを特徴とする車両用換気装置。
3. ３．　車外の新鮮空気を車内に供給する給気手段と、車
   内の空気を車外に排出する排気手段と、車内の炭酸ガス
   濃度を検出する炭酸ガスセンサと、車内の圧力を検出す
   る圧力センサと、前配炭酸ガスセンサおよび圧力センサ
   からのそれぞれの検出結果を制御入力とし、車内の炭酸
   ガス濃度が設定値を超えた場合に前記給気手段および排
   気手段を運転させる運転指令を出力し、車内圧力が所定
   範囲から逸脱した際に前記給気手段と排気手段との逆風
   量に前記車内圧を戻す差を付ける運転指令を出力し、前
   記各運転指令にて給気手段および排気手段を制御する制
   御器とから構成したことを特徴とする車両用換気装置。
4. ４．　車外の新鮮空気を車内に供給する給気手段および
   車内の空気を車外に排出する排気手段を有する車両用換
   気装置の制御方法において、車内の炭酸ガス濃度が設定
   値よりも増加したことを検知して前記給気手段および排
   気手段を連動して動作させることを特徴とする車両用換
   気装置の制御方法。
5. ５．　車外の新鮮空気を車内に供給する給気手段および
   車内の空気を車外に排出する排気手段を有する車両用換
   気装置の制御方法において、車内の炭酸ガス濃度が設定
   値よりも増加したことを検知して前記給気手段および排
   気手段を連動して動作させ、かつ、車内圧力が設定範囲
   から逸脱したことを検知し、前記給気手段と排気手段と
   の送風量に前記車内圧力変化を抑制する送風量の差を与
   えて運転することを特徴とする車両用換気装置の制御方
   法。