| 【発明の名称】 |
車両用空調装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】澤木 靖
【住所又は居所】愛知県西春日井郡西枇杷島町旭町３丁目１番地 三菱重工業株式会社冷熱事業本部内
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| 【要約】 |
【課題】日射量に応じて、空調熱負荷を調整して空調運転を実施することができる車両用空調装置を提供する。
【解決手段】バス等の車両に装備されて車室内の空調を行う車両用空調装置において、車室の左側及び右側客室窓ガラス１，２に車室内の空調熱負荷を可変とする空調熱負荷調整手段の液晶曇りガラスを設け、車室に設けた左側及び右側日射量センサ３，４の検出値に応じて液晶曇りガラスを透明または曇りの状態に切換操作する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 バス等の車両に装備されて車室内の空調を行う車両用空調装置において、前記車室の客室窓ガラスに車室内の空調熱負荷を可変とする空調熱負荷調整手段を設け、前記車室に設けた日射量検出手段の検出値に応じて前記空調熱負荷調整手段が操作されることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】 バス等の車両に装備され、車両走行用エンジンの出力の一部を使用して車室内の空調を行う直結方式の車両用空調装置において、前記車室の客室窓ガラスに車室内の空調熱負荷を可変とする空調熱負荷調整手段を設け、前記車室に設けた日射量検出手段の検出値と、前記車両走行用エンジンの運転状況とに応じて、前記空調熱負荷調整手段が操作されることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項３】 前記日射量検出手段が車室左側及び車室右側の日射量をそれぞれ検出するように設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の車両用空調装置。
【請求項４】 前記空調熱負荷調整手段が手動操作用のＯＮ・ＯＦＦスイッチを備えていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の車両用空調装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、バス等の車両に装備される車両用空調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】車室内を空調して快適な車室内環境を提供する車両用空調装置は、冷媒を圧縮して系内を循環させる圧縮機と、高温高圧のガス冷媒を外気と熱交換させて凝縮させるコンデンサと、コンデンサで凝縮した高温高圧の液冷媒を減圧及び膨張させて低温低圧の液（霧状）冷媒とする絞り機構と、低温低圧の液冷媒を車室内の空気と熱交換して気化させるエバポレータと、これらを連結して閉回路の冷凍サイクルを形成する冷媒配管とを具備して構成される。冷凍サイクルを循環する冷媒は、状態変化を繰り返す過程において車室内の空気と熱交換して冷却し、冷房及び除湿により空調することができる。
【０００３】バスに装備される車両用空調装置には、車両走行用エンジン（以下、「メインエンジン」と呼ぶ）の駆動力から出力の一部をもらい受けて冷媒の圧縮機を駆動する直結方式と、空調装置専用のエンジン（以下、「サブエンジン」と呼ぶ）を設けて冷媒の圧縮機を駆動するサブエンジン方式とがある。そして、直結方式の車両用空調装置は主として都心や近郊の路線バス用車両に採用され、サブエンジン方式の車両用空調装置は主として長距離及び高速道路の路線バス用車両や観光バス用車両に採用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、バス等の車両に装備される車両用空調装置は、以下に示す問題が指摘されていた。
（１）直結方式の車両用空調装置は、メインエンジンの運転状態に影響されるため、車両走行状態と空調負荷とが一致しない場合がある。特に、メインエンジンのアイドリング運転時や低速回転時には、圧縮機に十分な駆動力を得られなくなって能力が不足するという問題がある。具体例をあげると、日射負荷の影響が大きい真夏にアイドリング状態となる停車や渋滞による低速走行の時間が長くなると、日射による入熱量が大きくなって空調負荷が増しすので、十分な冷房能力が得られず車室内の温度が上昇するという問題が発生する。
【０００５】（２）高速道路等を走行する場合など、時間帯によって車室の片側からのみ日射が強くなる。このため、空調装置に対する車室内の要求が大きく異なり、空調装置の運転（冷房）能力を制御することが困難になる。このような問題は、直結方式及びサブエンジン方式の両方に共通するものである。
【０００６】近年、バスに搭載される車両用空調装置は、収納スペースの確保やコストなど種々の理由により、観光バス等においてもサブエンジン方式が減少して直結方式が主流になりつつある。このため、上述した（１）の問題を解決することは、より一層重要になってきている。本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、日射量や車両走行用エンジンの運転状況に応じて、空調熱負荷を調整して空調運転を実施することができる車両用空調装置の提供を目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用した。請求項１に記載の発明は、バス等の車両に装備されて車室内の空調を行う車両用空調装置において、前記車室の客室窓ガラスに車室内の空調熱負荷を可変とする空調熱負荷調整手段を設け、前記車室に設けた日射量検出手段の検出値に応じて前記空調熱負荷調整手段が操作されることを特徴としている。
【０００８】このような車両用空調装置によれば、車室の客室窓ガラスに車室内の空調熱負荷を可変とする空調熱負荷調整手段を設け、車室に設けた日射量検出手段の検出値に応じて空調熱負荷調整手段が操作されるようにしたので、日射量が大きくなった場合には空調熱負荷調整手段を操作して客室窓ガラスからの日射による入熱量を低減し、空調熱負荷を抑制することができる。
【０００９】請求項２に記載の発明は、バス等の車両に装備され、車両走行用エンジンの出力の一部を使用して車室内の空調を行う直結方式の車両用空調装置において、前記車室の客室窓ガラスに車室内の空調熱負荷を可変とする空調熱負荷調整手段を設け、前記車室に設けた日射量検出手段の検出値と、前記車両走行用エンジンの運転状況とに応じて、前記空調熱負荷調整手段が操作されることを特徴としている。
【００１０】このような車両用空調装置によれば、車室の客室窓ガラスに車室内の空調熱負荷を可変とする空調熱負荷調整手段を設け、車室に設けた日射量検出手段の検出値と、車両走行用エンジンの運転状況とに応じて、空調熱負荷調整手段が操作されるようにしたので、日射量が大きい場合には、車両走行用エンジンの運転状況に応じて空調熱負荷調整手段を操作し、客室窓ガラスからの日射による入熱量を低減して空調熱負荷を抑制することができる。
【００１１】請求項１または２に記載の車両用空調装置においては、前記日射量検出手段が車室左側及び車室右側の日射量をそれぞれ検出するように設けられていることが好ましく、これにより、車室の片側のみ日射量が大きくなった場合でも、片側の空調熱負荷調整手段のみを操作して客室窓ガラスからの日射による入熱量を略バランスさせることができる。
【００１２】請求項１から３のいずれかに記載の車両用空調装置においては、前記空調熱負荷調整手段が手動操作用のＯＮ・ＯＦＦスイッチを備えていることが好ましく、これにより、特に観光バスの場合、ＯＮ・ＯＦＦスイッチの操作により空調運転よりも観光を優先させることが可能になる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る車両用空調装置の一実施形態を図面に基づいて説明する。図３に示す車両用空調装置（図示省略）を装備したバスにおいて、図中の符号１は左側客室窓ガラス、２は右側客室窓ガラス、３は左側日射センサ、４は右側日射センサである。
【００１４】左側客室窓ガラス１及び右側客室窓ガラス２には、スイッチのＯＮ・ＯＦＦ操作によって、曇りガラスまたは透明ガラスの選択切換ができる液晶曇りガラスを採用している。このような液晶ガラスを曇りガラスの状態にすると、客室内へ入り込む日射量を低減することができる。従って、この液晶曇りガラスは、車室内の空調熱負荷を可変とする空調熱負荷調整手段として機能する。なお、左側客室窓ガラス１及び右側客室窓ガラス２の切換操作は、それぞれ独立して実施できるようにしてある。
【００１５】また、客室内の適所には、車両前進走行方向（以下、「進行方向」と呼ぶ）において客室左側の日射量を検出する左側日射センサ３と、客室右側の日射量を検出する右側日射センサ４とが設けられている。これらの日射センサ３，４は、液晶曇りガラスの影響を受けずに日射量を検出できる位置に設けるのが好ましく、図示の例では、フロントガラスの左右両端部にそれぞれ設けられている。
【００１６】図１に示すブロック図において、図中の符合１０は車両走行用エンジンであるメインエンジンＯＮ・ＯＦＦの信号、１１は車両用空調装置の運転・停止に関する空調装置ＯＮ・ＯＦＦの信号、１２は客室窓ガラス強制透明スイッチの操作信号であり、これらの信号は、判定回路１３へ入力される。また、左側日射センサ３及び右側日射センサ４の検出値は、それぞれ入力回路１４を介して判定回路１３へ入力される。
【００１７】判定回路１３では、入力された各種信号及び検出値に基づき、後述する手順によって左側客室窓ガラス１及び右側客室窓ガラス２の状態、すなわち曇りまたは透明のいずれにするかを判断する。この判断結果の信号は、出力回路１５を介して左側客室窓ガラス１及び右側客室窓ガラス２に出力され、この信号に基づいた切換操作が実施される。なお、上述した判定回路１３、入力回路１４及び出力回路１５は、たとえば車両用空調装置の制御部（図示省略）に組み込まれている。
【００１８】以下では、上述した判定回路１３内の判断を図２のフローチャートに基づいて説明する。なお、この場合の車両用空調装置は、冷媒を圧縮して循環させる圧縮機をメインエンジンで駆動する直結方式である。
【００１９】さて、最初のステップ１（以下、「Ｓ１」と略す）では、メインエンジンが停止しているか否かを判断する。これは、空調装置を装備した車両のメインエンジンについて、その運転状況を判断するものである。この結果、メインエンジンが停止（ＹＥＳ）している場合には、空調運転ができないため、Ｓ７に進んで左右の客室窓ガラス１，２を曇り状態として空調負荷を低下させる。
【００２０】Ｓ１でメインエンジンが運転されている（ＮＯ）と判断された場合には、客室窓ガラス強制透明スイッチ１２がＯＮか否かを判断する。この客室窓ガラス強制透明スイッチ１２は、これをＯＮ（ＹＥＳ）にすることで空調熱負荷調整手段である液晶曇りガラスが手動切換モードとなり、Ｓ９に進むことによって液晶曇りガラスは強制的に透明ガラスの状態に設定される。すなわち、客室窓ガラス強制透明スイッチ１２は、たとえば観光バスの客室内から景色を見るような状況においては空調よりも観光を優先し、空調装置側の事情から曇りガラスの状態になるのを防止する手動操作用のＯＮ・ＯＦＦ（切換）スイッチである。なお、この客室窓ガラス強制透明スイッチ１２は、必要に応じて設けるオプションとしてもよい。
【００２１】Ｓ２で客室窓ガラス強制透明スイッチ１２がＯＮでない（ＮＯ）と判断された場合には、すなわち液晶曇りガラスが自動切換モードになっていれば、次のＳ３では空調装置は運転停止か否かを判断する。この結果、空調装置の運転が停止（ＹＥＳ）されている場合には、空調運転が実施されていないため、Ｓ７に進んで左右の客室窓ガラス１，２を曇り状態として空調負荷を低下させる。また、空調運転が実施されている場合（ＮＯ）には、次のＳ４に進んで左右の日射量はどちらが大きいかを判断する。
【００２２】Ｓ４において、左側日射センサ３で検出した日射量が大きいと判断した場合には、次のＳ５に進んで左側の日射量は所定値より大きいか否かを判断する。この結果、左側日射センサ３で検出した日射量が所定値より大きい場合には、Ｓ８に進んで左客室窓ガラス１のみを曇り状態に切り換えられるので、左客室窓ガラス１からの日射量は低減される。
【００２３】一方、Ｓ５において、左側日射センサ３で検出した日射量が所定値より小さい場合には、Ｓ９に進んで左右の客室窓ガラス１，２をガラス透明状態に切り換える。すなわち、この場合の日射量は、空調能力を超える大きな空調負荷とならないと判断される。
【００２４】また、上述したＳ４において、右側日射センサ４で検出した日射量が大きいと判断した場合には、次のＳ６に進んで右側の日射量は所定値より大きいか否かを判断する。この結果、右側日射センサ４で検出した日射量が所定値より大きい場合には、Ｓ１０に進んで右客室窓ガラス２のみを曇り状態に切り換えるので、右客室窓ガラス２からの日射量は低減される。
【００２５】一方、Ｓ６において、右側日射センサ４で検出した日射量が所定値より小さい場合には、Ｓ９に進んで左右の客室窓ガラス１，２をガラス透明状態に切り換える。すなわち、この場合の日射量は、空調能力を超える大きな空調負荷とならないと判断される。
【００２６】このように、日射量及びメインエンジンの運転状況に応じて左右の客室窓ガラス１，２を透明ガラスまたは曇りガラスの状態から自動的に選択切換できるようにしたので、日射量が大きく客室内の空調負荷が大きくなるような状況、あるいは、メインエンジンが停止されて空調運転ができないような状況では、曇りガラスとして客室内の温度が上昇するのを防止することができる。従って、たとえば高速道路を走行中には、日射量が大きい客室窓ガラスを曇りガラスの状態にして日射量を低減し、反対側の乗客との差を最小限として快適な車室内環境を提供することができる。また、空調負荷の低減により、メインエンジンの負担も緩和されるので、燃費の向上にも貢献することができる。
【００２７】さらに、メインエンジンの運転が停止される車両の駐・停車中には、客室窓ガラスを曇りガラスの状態にして日射による入熱量を低減し、空調装置が運転できなくても車室内の温度上昇を最小限に抑えることができる。なお、上述したフローチャートの説明では、メインエンジンが停止しているか否かを判断したが、停止を含む所定回転数（たとえばアイドリング運転）以下か否かを判断してもよく、メインエンジンの回転数が低く空調能力を得にくい信号待ちや渋滞中にも車室内温度上昇を最小限に抑えることができる。
【００２８】ところで、これまで説明した実施形態はメインエンジンの運転状況から影響を受ける直結方式の車両用空調装置に適用されるものであるが、図２のフローチャートからＳ１におけるメインエンジンの状況判断を削除した判断回路１３ないの判断をすれば、単に日射量の検出値から判断して左右の客室窓ガラス１，２を切換操作することができる。
【００２９】従って、日射量が多い場合に曇りガラスの状態に切り換えれば、客室内の空調負荷を低減することができるので、空調運転に要する駆動力も低減されて省エネルギー運転が可能となる。このような車両用空調装置は、直結方式の車両用空調装置に適用することで燃費や走行性能の向上に貢献するのは勿論のこと、サブエンジン方式の車両用空調装置に適用することでサブエンジンで空調運転用に消費される燃料を低減することもできる。
【００３０】また、上述した実施形態では、左右の日射センサ３，４を設けて左右の客室窓ガラス１，２を個別に制御できるようにしたが、特に都心や近郊の路線バスのように長距離走行の機会が少ない車両の場合には、必ずしも左右の区別を設ける必要はなく、一括制御することでコストを低減することも可能である。
【００３１】また、上述した自動制御をキャンセルして客室窓ガラス１，２を強制的に透明ガラスとすることができる手動操作用のＯＮ・ＯＦＦスイッチとして客室窓ガラス強制透明スイッチ１２を設けたので、たとえば観光バスでの観光中において空中装置側の都合で曇りガラスとなり、客室内から景色が見えなくなるのを防止することもできる。
【００３２】なお、本発明の構成は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更することができる。
【００３３】
【発明の効果】本発明の車両用空調装置によれば、以下の効果を奏する。請求項１に記載の発明によれば、車室の客室窓ガラスに車室内の空調熱負荷を可変とする空調熱負荷調整手段を設け、車室に設けた日射量検出手段の検出値に応じて空調熱負荷調整手段が操作されるようにしたので、日射量が大きくなった場合には空調熱負荷調整手段を操作して客室窓ガラスからの日射による入熱量を低減し、空調熱負荷を抑制することができる。
【００３４】このため、空調負荷の抑制により空調装置の消費動力も低減できるので、直結方式の車両用空調装置ではメインエンジンの燃費が向上し、また、メインエンジンの負担が軽減されることで車両の走行性能も向上する。また、サブエンジン方式の車両用空調装置でも、圧縮機駆動用のサブエンジンが消費する燃料を低減できるので、省エネルギー運転に大きく貢献することができる。
【００３５】請求項２に記載の発明によれば、車室の客室窓ガラスに車室内の空調熱負荷を可変とする空調熱負荷調整手段を設け、車室に設けた日射量検出手段の検出値と、車両走行用エンジンの運転状況とに応じて、空調熱負荷調整手段が操作されるようにしたので、日射量が大きい場合には、車両走行用エンジンの運転状況及び日射量の検出値に応じて空調熱負荷調整手段を操作し、客室窓ガラスからの日射による入熱量を低減して空調熱負荷を抑制することができる。
【００３６】このため、直結方式の車両用空調装置では空調負荷の抑制により空調装置の消費動力が低減されるので、メインエンジンの燃費が向上する。また、メインエンジンが停止したりアイドリング運転となる車両の駐・停車時には、客室窓ガラスからの入熱量低減により、車室内温度の上昇を最小限に抑えることができるので、メインエンジンからの駆動力を得にくい状況で空調能力を高める必要がなくなる。
【００３７】請求項３に記載の発明によれば、車室左側及び車室右側の日射量をそれぞれ検出するように日射量検出手段を設けたので、車室の片側のみ日射量が大きくなった場合でも、片側の空調熱負荷調整手段のみを操作して客室窓ガラスからの日射による入熱量を略バランスさせることができる。このため、たとえば高速道路を長距離走行する場合のように、日射が一方の客室窓ガラスに集中しても快適な車室内環境を提供することができる。
【００３８】請求項４に記載の発明によれば、空調熱負荷調整手段が手動操作用のＯＮ・ＯＦＦスイッチを備えているので、特に観光バスの場合、ＯＮ・ＯＦＦスイッチの操作により空調運転よりも観光を優先させて透明ガラスとすれば、乗客に観光スポットの景色を見せることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００６２０８
【氏名又は名称】三菱重工業株式会社
【住所又は居所】東京都港区港南二丁目１６番５号
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| 【出願日】 |
平成１４年５月２２日（２００２．５．２２） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１００１１２７３７
【弁理士】
【氏名又は名称】藤田 考晴 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２００３−３４１３５０（Ｐ２００３−３４１３５０Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１５年１２月３日（２００３．１２．３） |
| 【出願番号】 |
特願２００２−１４８１８７（Ｐ２００２−１４８１８７） |
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