JPS6365526B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は車両用空調装置の自動制御装置に関す
るもので、バス車両に装備される補助エンジン駆
動式車両用冷房装置に用いて好適なものである。

〔従来の技術〕

従来この種の車両用空調装置においては、車両
天井部に冷房用上部吹出口を設け、また車両床部
に暖房用下部吹出口を設け、冷房モード時には上
記上部吹出口から冷風を吹出し、暖房モード時に
は上記下部吹出口から暖風を吹出す構成となつて
いる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来公知の空調装置においては、冷房モー
ドあるいは暖房モードの続行により車室内の温度
が乗員にとつて不快になるような場合には、送風
フアンによる送風のみを行う、いわゆる換気モー
ドを設定する必要がある。

しかしながら、換気モードにおいて、上記吹出
口から風を吹出すように設計すると、暖房モード
から換気モードへの切替え時には暖房モードの際
の残余熱による温風が上部吹出口から一時的に吹
出され、乗員にとつて不快である。また、逆に換
気モードの風を上記下部吹出口から吹出すように
設計すると、冷房モードから換気モードへの切替
え時に冷房モードの際の残余熱による冷風が下部
吹出口から一時的に吹出され、やはり乗員にとつ
て不快である。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上述の点に鑑みて案出されたものであ
つて、空調ケーシング内に設置された冷凍サイク
ルの蒸発器と、前記空調ケーシング内に設置され
た加熱器と、これら蒸発器および加熱器を通過し
た風を送風する送風用フアンと、車両天井部に設
けられた上部吹出口と、車両床部に設けられた下
部吹出口と、この両吹出口への通風路を切替える
通風切替装置と、前記蒸発器による冷房能力を制
御する冷房能力制御手段と、前記加熱器による暖
房能力を制御する暖房能力制御手段と、車室内の
温度を検出する室温センサと、外気温度を検出す
る外気温センサと、車室内の温度を設定する温度
設定用可変抵抗器と、前記両センサおよび前記可
変抵抗器の合成抵抗値が入力され、この合成抵抗
値の大小に応じた出力信号を発して前記送風用フ
アン、前記両能力制御手段、および前記通風切替
装置の各作動を制御し、かつ前記合成抵抗値が小
から大に向かうに従つて順次冷房モード、換気モ
ード、暖房モードを設定する電子演算装置と、を
具備し、 冷房モード時には前記演算装置により前記合成
抵抗値の大きさに応じて前記冷房能力制御手段を
制御して前記冷房能力を制御するとともに、前記
送風フアンを駆動し、かつ前記通風切替装置を作
動させて前記上部吹出口へ前記通風路を切替えて
該上部吹出口から車室内へ冷風を吹出し、 暖房モード時には前記演算装置により前記合成
抵抗値の大きさに応じて前記暖房能力制御手段を
制御して前記暖房能力を制御すると共に、前記送
風フアンを駆動し、前記通風切替装置を作動させ
て前記下部吹出口へ前記通風路を切替えて該下部
吹出口から車室内へ暖風を吹出し、 冷房モードから換気モードに設定される冷房モ
ード寄りの換気モードの時には前記演算装置によ
り前記冷房能力制御手段による冷房を停止すると
ともに、前記送風フアンを駆動し、かつ前記通風
切替装置を作動させて前記上部吹出口から送風
し、 暖房モードから換気モードに設定される暖房モ
ード寄りの換気モードの時には前記演算装置によ
り前記暖房能力制御手段による暖房を停止すると
ともに、前記送風フアンを駆動し、かつ前記通風
切替装置を作動させて前記下部吹出口から送風す
るように構成したという技術的手段を採用したも
のである。

〔作用〕

上記のように、外気温センサ、室温センサ、お
よび温度設定用可変抵抗器の合成抵抗値に応じて
該合成抵抗値が小から大に向かうに従つて電子演
算装置により順次冷房モード、換気モード、暖房
モードが設定され、かつ電子演算装置により、冷
房能力制御手段、暖房能力制御手段が制御されて
蒸発器による冷房能力、加熱器による暖房能力が
自動制御され、送風フアンが駆動され、更には通
風切替装置が制御されて上部吹出口、下部吹出口
へ通風路が自動的に切替えられる。

このため、冷房モード、暖房モードに見合つた
吹出口の切替えが自動的に行われるとともに、各
モードに対応した空調能力を自動制御できる。

一方、冷房モードから換気モードに設定される
冷房モード寄りの換気モードでは冷房が停止し、
送風フアンを介して上部吹出口より車室内へ風が
吹出される。

他方、暖房モードから換気モードに設定される
暖房モード寄りの換気モードでは暖房が停止し、
送風フアンを介して下部吹出口より車室内へ風が
吹出される。

〔発明の効果〕

このように、本発明によれば、冷房モード、暖
房モード、換気モードを自動制御できる。また、
冷房寄り、暖房寄りの各換気モードに見合つた吹
出口の切替えが自動的に行われ、各換気モードの
際の乗員の空調フイーリングが向上する。

〔実施例〕

以下本発明を図に示す実施例について説明す
る。図示の実施例は、本発明をバス車両用空調装
置に適用した例であり、第１図は空調装置本体部
１００を示し、この空調装置本体部１００は図示
しない架台上に一体的に構成され、第２図に示す
ようにバス車両１０１の床１０２の下方に架装さ
れている。第１図および第２図においては、１は
空調装置駆動用の補助エンジンで、デイーゼルエ
ンジンよりなり、その一端側には冷凍サイクルの
圧縮機２が直結されている。３は補助エンジン１
の他端側に直結された冷却用送風フアンで、補助
エンジン１のラジエータ４および冷凍サイクルの
コンデンサ５を冷却するものである。ラジエータ
４とコンデンサ５はバス車両１０１の一方の側板
６に開口された空気取入口７から導入される空気
（外気）によつて冷却されるようになつている。
この空気取入口７には外気温度を検出する外気温
センサ８が取付けられており、この外気温センサ
８は通常サーミスタのごとき半導体感温素子より
なる。

９はコンデンサ５にて凝縮した液冷媒を溜める
レシーバ、１０はこのレシーバ９から送られてく
る液冷媒を減圧して膨張させる膨張弁、１１はこ
の膨張弁１０で断熱膨張した霧状の冷媒を蒸発さ
せ、その蒸発潜熱により周囲の空気を冷却する蒸
発器で、蒸発後のガス冷媒は圧縮機１に再び吸入
されて圧縮されるようになつている。

１２は蒸発器１１を収納している空調ケーシン
グで、その空気導入口１２ａはバス車両１０１の
床１０２の開口部１０３を経て、座席１０４の下
方に設けられた車室内空気取入口１３に連通して
いる。また、空調ケーシング１２には蒸発器１１
の上流側に換気用の外気を導入するための空気口
１２ｂが設けられている。前記車室内空気取入口
１３には車室内空気温度を検出する室温センサ１
４が取付けられており、この室温センサ１４も通
常サーミスタ等の半導体感温素子よりなる。１５
は空調ケーシング１２内で蒸発器１１の下流側に
直列に設置された加熱器で、第３図および第４図
に示すように風の流れ（矢印イ）の前後方向に積
層された２つの熱交換部１５ａ，１５ｂと、この
２つの熱交換部１５ａ，１５ｂがともに連通して
いる上部タンク１５ｃと、一方の熱交換部１５ａ
のみが連通している下部タンク１５ｄと、他方の
熱交換部１５のみが連通している下部タンク１５
ｅと、下部タンク１５ｄに設けられた温水入口１
５ｆと、上部タンク１５ｃに設けられた第１の温
水出口１５ｇと、下部タンク１５ｅに設けられた
第２の温水出口１５ｈとを有している。１６は空
調ケーシング１２の加熱器下流側に接続されたス
クロール状の送風ケーシングで、その内部にはシ
ロツコフアン等を用いた送風フアン１７が内蔵さ
れている。１８はこの送風フアン１７の回転軸１
７ａに直結された駆動用モータ、１９は駆動軸
で、補助エンジン１の回転がプーリベルト機構２
０を介して伝達されるものであり、その端部には
電磁クラツチ２１が設けられており、この電磁ク
ラツチ２１の接続時には駆動軸１９の回転がプー
リベルト機構２２を介して送風フアン１７に伝達
されるようになつている。

２３はレシーバ９内のガス冷媒を圧縮器２の吸
入側に直接戻す冷媒バイパス管で、その途中には
電磁弁２４が設置されている。

前記した加熱器１５は補助エンジン１の温水
（冷却水）および車両走行用主エンジン２５の温
水（冷却水）を熱源とするもので、加熱器１５の
温水入口１５ｆは補助エンジン１および主エンジ
ン２５の温水吐出部に接続されており、第１の温
水出口１５ｇは補助エンジン１の温水吸入部に接
続され、第２の温水出口１５ｈは主エンジン２５
の温水吸入部に接続されている。そして、加熱器
１５と補助エンジン１との間の温水の流れは電磁
弁２６によつて断続されるようになつており、ま
た加熱器１５と主エンジン２５との間の温水の流
れは電磁弁２７によつて断続されるようになつて
いる。２８は主エンジン２５のラジエータ、２９
はこのラジエータ２８の冷却フアンである。３０
は主エンジン２５の温水を加熱器１５に導入する
ための電動ポンプである。

第５図は上記した送風ケーシング１２の出口部
１６ａから出た風の通風経路を示すもので、出口
部１６ａの仕切板１６ｂにより２つの通路１６
ｃ，１６ｄに区画されており、その一方の通路１
６ｃは冷房用ダクト３１と暖房用ダクト３２に分
岐され、他方の通路１６ｄも同様に冷房用ダクト
３３と暖房用ダクト３４に分岐されている。冷房
用ダクト３１，３３は左右の車体側板６に沿つて
車両天井部まで配設され、車両天井部において車
両前後方向にほぼ全長にわたつて設けられている
天井ダクト３５，３６に連通している。この天井
ダクト３５，３６には多数の上部吹出口３７が設
けられている。暖房用ダクト３２，３４は床１０
２の下面で車両前後方向にほぼ全長にわたつて設
けられた床下ダクト３８，３９に連通しており、
この床下ダクト３８，３９には床面上に位置して
設けられた多数の下部吹出口４０が接続されてい
る。冷房用ダクト３１と暖房用ダクト３２の分岐
点および冷房用ダクト３３と暖房用ダクト３４の
分岐点にはそれぞれ切替ダンパ４１，４２が設け
られており、このダンパ４１，４２により上記両
ダクト３１と３２の間および３３と３４が切替え
られる。この両ダンパ４１，４２は電磁ソレノイ
ドからなる通風切替装置４３により連動作動する
よう構成されており、この装置４３はそのソレノ
イドに通電されると電磁吸引力を生じて、作動棒
４３ａを矢印ａ方向に吸引するもので、固定支点
４３ｂを中心としてリンク４３ｃを矢印ｂ方向に
回動させ、更にリンク４３ｄ，４３ｅを介してダ
ンパ４１を実線位置に操作するとともに、別のリ
ンク４３ｆ，４３ｇを介してダンパ４２を実線位
置に操作するようになつている。上記装置４３へ
の通電が遮断されると、作動棒４３ａが図示しな
い内蔵スプリングにより矢印ａと逆方向へ復帰し
てダンパ４１，４２がそれぞれ破線位置に操作さ
れるようになつている。

第６図は上記装置４３への通電の断続（ON・
OFF）と、天井ダクト３５，３６および床下ダ
クト３８，３９の切替えとの関係を示すものであ
る。

第７図は本発明装置の電気回路を示すもので、
４４は温度制御用電子演算装置で、外気温センサ
８、室温センサ１４および温度設定用可変抵抗器
４５の合成抵抗値変化を入力信号として、その合
成抵抗値の大小に応じてＡ〜Ｍの13の出力を出す
比較回路４４ａと、この比較回路４４ａの出力を
所定の演算処理してＯ〜Ｚの11の出力を出す演算
回路４４ｂとを有している。４６，４７は補助エ
ンジン１の回転数制御用の第１、第２の電磁ソレ
ノイドで、この両ソレノイド４６，４７は補助エ
ンジン１の吸気管の絞り弁（図示せず）の開度を
調整して補助エンジン１の回転数を制御するもの
であり、第１の電磁ソレノイド４６のみに通電さ
れると補助エンジン１は低速回転（Lo）となり、
第２の電磁ソレノイド４７のみに通電されると補
助エンジン１は高速回転（Hi）となり、両ソレ
ノイド４６，４７がともに通電されないときは中
速回転（Me）となり、両ソレノイド４３，４４
がともに通電されたときは燃料噴射ポンプ（図示
せず）の停止レバーを引き補助エンジン１が停止
する構造となつている。

４８，４９，５０は送風フアン駆動用モータ１
８の速度制御用抵抗であり、この３つの抵抗４
８，４９，５０の抵抗値Ｒ４８，Ｒ４９，Ｒ５０
はＲ４８＞Ｒ４９＞Ｒ５０の関係に定めてある。
従つて、電子演算装置４４の出力を例えばＸ，
Ｗ，Ｖ，Ｕ，Ｗ＋Ｖ＋Ｕにすることにより、モー
タ１８の速度、すなわち送風量を５段階に切替え
ることができる。

５１は車両の電源バツテリ、５１はヒユーズ、
５３は空調作動スイツチである。

次に、本発明装置の作動について説明する。第
８図は両温度センサ８，１４と設定用可変抵抗器
４５の合成抵抗値Rsと、比較回路４４ａの13の
出力Ａ〜Ｍと、13の作動モードＭ１〜Ｍ１３と、
空調仕様と、吹出口との関係を示す。第８図から
明らかなように、上記合成抵抗値Rsの大小に応
じて冷房、暖房、換気モードが設定され、かつそ
の抵抗値Rsが小→大に向かうに従つて順次冷房、
換気、暖房モードに設定される。夏期の最大冷房
を行う際には、サーミスタからなる両温度センサ
８，１４および可変抵抗器４５の抵抗値がいずれ
も小となり、その合成抵抗値Rsが最小となり、
比較回路４４ａの出力がＡとなり、演算回路４４
ｂによりＭ１の作動モードが選択される。このＭ
１の作動モードにおいては、第９図の表に示すよ
うに、Ｐ，Ｑ，Ｚの出力が出され、第２ソレノイ
ド４７が通電され、補助エンジン１（すなわち圧
縮器２）が高速（Hi）で回転するとともに、電
磁クラツチ２１が通電され接続するので、フアン
１７は補助エンジン１により高速で駆動される。
また、通風切替装置４３も通電され、冷房用の天
井ダクト３５，３６側の通風路を開く。これによ
り、冷房能力は最大に発揮され、天井ダクト３
５，３６の上部吹出口３７から車室１０５内へ矢
印ロのごとく冷風を吹出すことにより、車室１０
５内の冷房が良好になされる。

そして、車室１０５内の冷房が進行して室温が
低下したり、あるいは可変抵抗器４５による設定
温度が上昇したり、あるいは外気温が低下する
と、合成抵抗値Rsが増加するので、作動モード
はＭ１から順次Ｍ２，Ｍ３…と切替えられる。Ｍ
２の作動モードでは、出力がＱ，Ｚとなり、補助
エンジン１の速度が中速（Me）になつて、冷房
能力が所定量（例えば3000Kcal程度）低下する。
Ｍ３の作動モードでは出力がＯ，Ｑ，Ｚとなり、
補助エンジン１の速度が低速（Lo）となり、冷
房能力がさらに所定量低下する。Ｍ４の作動モー
ドでは、出力がＯ，Ｑ，Ｙ，Ｚとなり、補助エン
ジン１の速度が低速（Lo）になるとともに、電
磁弁２６が開弁して補助エンジン１の温水が加熱
器１５の片側の熱交換部１５ａを通過するように
なり、ここで冷風が再加熱されるので、冷房能力
がさらに所定量低下する。Ｍ５の作動モードで
は、出力がＯ，Ｑ，Ｒ，Ｚとなり、上記電磁弁２
６が開弁し、その代わりに電磁弁２４が開弁し、
レシーバ９内のガス冷媒が圧縮器２に直接吸入さ
れるので、冷房能力がさらに低下する。Ｍ６の作
動モードでは、出力がＯ，Ｑ，Ｒ，Ｙ，Ｚとな
り、上記両電磁弁２４，２６が同時に開弁して冷
房能力が更に低下する。

以上のＭ１〜Ｍ６の作動モードは補助エンジン
１の運転による冷房モードを行う場合であるが、
次にＭ７，Ｍ８の作動モードは補助エンジン１を
停止して、送風のみを行う換気モードである。す
なわち、Ｍ７の作動モードでは出力がＵ，Ｖ，
Ｗ，Ｚとなり、吹出口は依然として冷房用の天井
ダクト３５，３６が選択されており、そしてフア
ン用モータ１８には３つの抵抗４８，４９，５０
の並列回路を通して通電されるので、モータ１８
は最高速である第５速に次ぐ速度の第４速で回転
し、天井ダクト３５，３６の吹出口３７から吹出
す風（換気用の外気を導入する空気口１２ｂを経
て入る風）によつて車室内が強制換気される。な
お、換気モードに切替わる時、短時間だけ第１、
第２の両ソレノイド４６，４７に同時に通電さ
れ、補助エンジン１の運転が自動停止される。Ｍ
８の作動モードでは出力がＵ，Ｖ，Ｗとなり、Ｚ
の出力がなくなるので、通風切替装置４３への通
電が遮断され、これにより第６図に示すように床
下ダクト３８，３９が選択され、この床下ダクト
３８，３９に接続された下部吹出口４０から矢印
ハのごとく風が吹出して、車室内が強制換気され
る。

次に、Ｍ９〜Ｍ１３の作動モードは温風の吹出
しによる暖房モードであり、Ｍ９の作動モードで
は出力がＳ，Ｕとなり、温水回路の電動ポンプ１
０および電磁弁２７が通電され、作動する。これ
により、走行用エンジン２５の温水が加熱器１５
の２つの熱交換部１５ａ，１５ｂを通して流れる
ようになる。また、同時にフアン用モータ１８に
は最大の抵抗値を持つ抵抗４８を通して通電さ
れ、モータ１８は最低速度、すなわち第１速で作
動し、暖房能力は最小に設定される。このとき、
通風切替装置４３はオフ状態を継続しているか
ら、温風は床下ダクト３８，３９を通つて下部吹
出口４０から車室内へ吹出す。次に、Ｍ１０の作
動モードでは出力がＳ，Ｖとなり、フアン用モー
タ１８に中間の抵抗値を持つ抵抗４８を通して通
電され、モータ１８が第２速で作動し、暖房能力
が所定量向上する。Ｍ１１の作動モードでは出力
がＳ，Ｗとなり、最小の抵抗値を持つ抵抗５０を
通してフアン用モータ１８に通電され、モータ１
８が第３速で作動し、暖房能力がさらに向上す
る。Ｍ１２の作動モードで出力がＳ，Ｕ，Ｖ，Ｗ
となり、フアン用モータ１８に３つの抵抗４８，
４９，５０の並列回路を通して通電され、モータ
１８が第４速で作動し、暖房能力がさらに向上す
る。Ｍ１３の作動モードでは出力がＳ，Ｘとな
り、フアン用モータ１８には抵抗４８，４９，５
０を介することなく直接電源より通電され、モー
タ１８が最高速（第５速）で作動し、暖房能力が
最大となる。

以上のごとく、電子演算装置４４の出力により
Ｍ１〜Ｍ１３の13モードを選択することにより車
室温度を良好に自動制御できる。

なお、本発明は上述した実施例に限定されるこ
となく種々変形可能であり、例えば加熱器１５へ
の温水の流入を断続する２個の電磁弁２６，２７
は１個の三方電磁弁に置換することもできる。

また、加熱器１５としては温水式のものに限ら
ず、灯油等の燃料を燃焼させて、空気を加熱する
燃焼式ヒータを使用することもできる。

また、床下ダクト３８，３９は床１０２の上方
側に設置するようにしてもよい。

また、上述の実施例における冷房能力および暖
房能力の制御方法は好適な一例にすぎず、他の方
法に種々変更することもでき、例えば冷房能力の
制御においてレシーバ９のガス冷媒を直接圧縮器
２の吸入側にバイパスさせるかわりに、圧縮器２
の吐出冷媒ガス（ホツトガス）を一部バイパスさ
せて蒸発器１１に直接流入させる等の冷房能力制
御手段を用いることができる。また、冷房能力の
制御を圧縮器２の回転数切替と加熱器１５の加熱
作用断続との組合せにより行い、冷凍サイクルに
おける冷媒のバイパスは廃止してもよい。また、
暖房能力制御手段においても送風量を調節するの
に加え、加熱器１５への温水量を電動ポンプ３０
の回転数、流量調節弁の付加等により調節するよ
うにしてもよい。また、電子演算装置４４は、予
め設定したプログラムに従つて論理演算を行うマ
イクロコンピユータを用いて構成してもよいこと
はもちろんである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例を示す冷凍サイ
クルおよび温水回路の系統図、第２図は本発明装
置を装備したバス車両の概略断面図、第３図は本
発明装置における加熱器の正面図、第４図はこの
加熱器の側断面図、第５図は本発明装置の通風系
統を示すダクト構成図、第６図は本発明装置の通
風切替装置の制御特性図、第７図は本発明装置の
電気回路図、第８図および第９図は本発明装置の
作動説明図である。 １……補助エンジン、２……圧縮機、８，１４
……外気温センサ、室温センサ、１１……蒸発
器、１２……空調ケーシング、１５……加熱器、
３７……上部吹出口、４０……下部吹出口、４３
……通風切替装置、４４……電子演算装置、４５
……温度設定用可変抵抗器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 空調ケーシング内に設置された冷凍サイクル
   の蒸発器と、前記空調ケーシング内に設置された
   加熱器と、これら蒸発器および加熱器を通過した
   風を送風する送風用フアンと、車両天井部に設け
   られた上部吹出口と、車両床部に設けられた下部
   吹出口と、この両吹出口への通風路を切替える通
   風切替装置と、前記蒸発器による冷房能力を制御
   する冷房能力制御手段と、前記加熱器による暖房
   能力を制御する暖房能力制御手段と、車室内の温
   度を検出する室温センサと、外気温度を検出する
   外気温センサと、車室内の温度を設定する温度設
   定用可変抵抗器と、前記両センサおよび前記可変
   抵抗器の合成抵抗値が入力され、この合成抵抗値
   の大小に応じた出力信号を発して前記送風用フア
   ン、前記両能力制御手段、および前記通風切替装
   置の各作動を制御し、かつ前記合成抵抗値が小か
   ら大に向かうに従つて順次冷房モード、換気モー
   ド、暖房モードを設定する電子演算装置と、を具
   備し、 冷房モード時には前記演算装置により前記合成
   抵抗値の大きさに応じて前記冷房能力制御手段を
   制御して前記冷房能力を制御するとともに、前記
   送風フアンを駆動し、かつ前記通風切替装置を作
   動させて前記上部吹出口へ前記通風路を切替えて
   該上部吹出口から車室内へ冷風を吹出し、 暖房モード時には前記演算装置により前記合成
   抵抗値の大きさに応じて前記暖房能力制御手段を
   制御して前記暖房能力を制御すると共に、前記送
   風フアンを駆動し、前記通風切替装置を作動させ
   て前記下部吹出口へ前記通風路を切替えて該下部
   吹出口から車室内へ暖風を吹出し、 冷房モードから換気モードに設定される冷房モ
   ード寄りの換気モードの時には前記演算装置によ
   り前記冷房能力制御手段による冷房を停止すると
   ともに、前記送風フアンを駆動し、かつ前記通風
   切替装置を作動させて前記上部吹出口から送風
   し、 暖房モードから換気モードに設定される暖房モ
   ード寄りの換気モードの時には前記演算装置によ
   り前記暖房能力制御手段による暖房を停止すると
   ともに、前記送風フアンを駆動し、かつ前記通風
   切替装置を作動させて前記下部吹出口から送風す
   るように構成したことを特徴とする車両用空調装
   置の自動制御装置。