JPS636362B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は車両用空調装置に関するもので、例え
ばバス車両等に装備される補助エンジン駆動式車
両用空調装置に用いて好適なものである。

本発明の目的とするところは、冬期の低温時か
ら夏期の高温時にわたつて、暖房能力および冷房
能力を微細に自動制御するとともに、空調作動モ
ードを自動制御による設定の他に、手動操作によ
つても冷房、暖房運転を随時設定し得る車両用空
調装置を提供することにある。

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１
００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１５ｂのみが連通している下部タンク１
５ｅと、下部タンク１５ｄに設けられた温水入口
１５ｆ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
１７ａ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機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１６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は仕切板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４６，
４７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、５２はヒユーズ、
５３は空調作動スイツチである。

５４は手動操作の冷房スイツチ、５５は手動操
作の暖房スイツチ、５６は冷房スイツチ５４の投
入により作動するリレーコイルで、常閉接点５６
ａを開放するためのものである。５７は暖房スイ
ツチ５５の投入により作動するリレーコイルで、
常閉接点５７ａを開放するためのものである。５
８は手動操作の冷房停止スイツチで、手動操作し
ている間のみ閉成する自己復帰形のスイツチであ
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４
５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。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４４ｂによりＭ１の作動モードが選択される。
このＭ１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
わち圧縮機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３５，３６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き出すことにより、車
室１０５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４５による設定温
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…と切換えられる。Ｍ２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3000Kca1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１
５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２６が
閉弁し、その代りに電磁弁２４が開弁し、レシー
バ９内のガス冷媒が圧縮機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
さらに低下する。

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なう場合である
が、次の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３
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１
８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速度で作動し、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１８
が第３速で作動し、暖房能力がさらに向上する。
Ｍ１２の作動モードでは出力がＳ、Ｕ、Ｖ、Ｗと
なり、フアン用モータ１８に３つの抵抗４８，４
９，５０の並列回路を通して通電され、モータ１
８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。次に、手動操
作により冷房運転および暖房運転を設定する場合
について述べる。まず、冷房スイツチ５４を投入
すると、リレーコイル５６に通電され、常閉接点
５６ａが開放され、電子演算装置４４への電源供
給が遮断されるので、この装置４４の作動が停止
する。これと同時に、電磁クラツチ２１および通
風切替装置４３が冷房スイツチ５４を介して通電
され、これは前述のＭ２の作動モードと同じ状態
であり、このモードＭ２にて冷房運転が行われ
る。ここで、冷房スイツチ５４の投入時に、図示
しない補助エンジン始動回路を操作して補助エン
ジン１を始動させることはもちろんである。

手動操作による冷房運転を停止する時は、冷房
停止スイツチ５８を投入して第１、第２のソレノ
イド４６、４７に同時に通電し、補助エンジン１
を停止すればよい。

次に、暖房スイツチ５５を投入すると、リレー
コイル５７に通電され、常閉接点５７ａが開放さ
れるので、電子演算装置４４への電源供給が遮断
され、この装置４４の作動が停止する。これと同
時に、電磁弁２７および電動温水ポンプ３０が暖
房スイツチ５５を介して通電され、またフアン用
モータ１８が抵抗４９および暖房スイツチ５５を
介して通電される。これは前述のＭ１０の作動モ
ードと同じであり、このモードＭ１０にて暖房運
転が行われる。

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機
２の吸入側にバイパスさせるかわりに、圧縮機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手段を用い
ることができる。また、冷房能力の制御を圧縮機
２の回転数切換と加熱器１５の加熱作用断続との
組合せにより行ない、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、暖房能力の
制御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。

上述したように本発明においては、冬期の低温
時から夏期の高温時にわたつて、暖房能力および
冷房能力を微細に自動制御でき、快適な空調フイ
ーリングを得ることができるとともに、冷房、暖
房運転を手動操作によつても随時所定モードで行
うことができるという効果がある。

【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
……温度検出手段をなす温度センサ、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……温度設定手段をなす設定用可変抵抗器、
５４……手動操作の冷房スイツチ、５５……手動
操作の暖房スイツチ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 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する
   風を送風する送風用フアンと、車室内上部へ冷風
   を吹出す上部吹出口と、車室内下部へ温風を吹出
   す下部吹出口と、この両吹出口への通風路を切替
   える通風切替装置と、温度検出手段および温度設
   定手段の電気信号が入力され、この両電気信号に
   応じた出力信号を出し、前記蒸発器による冷房能
   力、前記加熱器による暖房能力、および前記通風
   切替装置の作動を自動制御する電子演算装置と、
   手動スイツチの投入により前記電子演算装置の作
   動を停止し、予め設定した作動モードにて冷房運
   転および暖房運転を行なわせる手動操作回路とを
   具備することを特徴とする車両用空調装置。