JPS6343262B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は空気調和装置を搭載した複数の車両を
連結した編成車両用空気調和装置に係り、特に、
走行方向に隣接する客室内の相互的な空気調和を
行なうのに好適な協調制御方法に関するものであ
る。

従来、鉄道車両における空気調和装置は一つの
車両ごとに屋根上か床下に搭載され、客室内の居
住空間の温度や乗客数等の変化に基づいて夏季に
は冷房、冬期には暖房等の空気調和運転を実施し
ていた。しかし、その空気調和装置を搭載した複
数車両を連結した編成車両の場合では、各車両間
の客室内居住環境変化が起り、例えば隣接した車
両客室内の乗客数がわずかである場合や空気調和
装置が故障した場合などにおいては、開閉ドア装
置を含む連結通路で切り離された客室内の空気調
和運転を無駄なく、即座に応急運転を実施する必
要があつた。

そこで、第１図、第２図を参照して公知の空気
調和装置の構造、作用および問題点について説明
すると、２は車両１の屋根上に搭載された空気調
和装置、３は空気調和装置２の運転制御を行なう
制御装置、４は車両１を連結する車両間連結通
路、５，５′はその連結通路４間のドア開閉装置、
６は空気調和装置２によつて冷却（又は加熱）さ
れた空気、７，８は車両１の走行方向を示す。

例えば、冷房作用について説明すると、圧縮機
９から吐出された高温、高圧のガス冷媒は四方切
換弁１０の実線流路を通つて凝縮器として作用す
る室外熱交換器１１に入り、ここで室外フアン１
２によつて冷却され液冷媒となつて膨張機構１３
に入る。膨張機構１３では減圧され、気液２相の
低圧冷媒となつて蒸発器として作用する室内熱交
換器１４に入り、ここで蒸発しながら室内フアン
１５によつて供給される車両１内客室からの循環
空気６′並びに外部から取り入れられる新鮮外気
との混合空気６と熱交換して冷房作用を行ない、
低温、低圧ガス冷媒となつて四方切換弁１０の別
の実線流路を通つて圧縮機９へ戻る。そして、車
両１の客室内外に設けた温度検出器１７，１８か
らの電気信号を制御装置３へ入力し、一点鎖線で
示すブロツク線図の運転方式、すなわちあるパタ
ーン設定による初期の空調運転を行ない、圧縮機
９、室内外フアン１５，１２を駆動させて車両１
内客室の空気調和化を実施し、前述したように温
度検出器１７，１８による負帰環を行なうことに
より最適な空気調和運転を実現させる。

その際、一つの車両内での空気調和運転を考慮
した場合は、客室にわずかの乗客しか存在しない
でも客室内の温度値が設定値と異なると空気調和
装置は短時間の運転を行なう構成となつている。
すなわち、圧縮機を一度運転すると機器の劣化や
損傷を招くのを防ぐために、ある一定の時間は確
実に運転しなければならない。また、従来は隣接
した車両間で各空気調和装置が連動制御されるこ
とがないために、隣の車両の空気調和装置が故障
した場合でも無関係に制御装置は自分自身の空気
調和装置の運転のみを実施し、車両間を連結した
ドア開閉装置の開閉による空気調和が不可能な状
態であり、複数車両を連結した編成車両の空気調
和方式ではわずかな乗客数である場合の省エネル
ギ化が図れないことや故障時の応急運転が不可能
で信頼性が低い等の欠点があつた。

本発明の目的とするところは、編成車両におけ
る各車両の室内環境を常に良好に保つことができ
る編成車両用空気調和装置の協調制御方法を提供
することにある。

本発明は、冷凍サイクルおよびその制御手段か
らなる空気調和装置をそれぞれ編成車両に搭載
し、該各車両の空調を行なう編成車両用空気調和
装置の協調制御方法において、前記各車両に設け
られた制御手段を相互の運転状態が把握できるよ
うに連結するとともに、各車両間の連結通路に設
けたドアを制御するドア開閉装置を設け、前記制
御手段で隣接した車両の室内温度を検出し、隣接
した車両間の温度差を求め、該温度差が所定値以
上となつた場合に、隣接した車両間の進行方向前
側のドア開閉装置へドアを開く指令を出力するこ
とを特徴とするものである。

以下、本発明の一実施例を第３図ないし第８図
について説明する。

まず、第３図は第１図と同じく連結した編成列
車の側面図を示し、第１図と同一符号は同じ機能
を有するものを示す。第３図において、２３は制
御装置３から車両１，１間の連結通路４を結ぶド
ア開閉装置５，５′を動作させるための駆動信号、
２４，２４′は客室内の乗客数を検知するために
設けられた車両１床下の台車ばね圧をオン−オフ
の２値信号に変換する検出器、２５は検出器２
４，２４′から制御装置３へ入力する電気信号で
ある。図は、３車両間のドア開閉装置５，５′が
開き、かつ、中央の車両１の空気調和装置が空気
調和運転していない状態であり、左側の車両１の
空気調和された空気６が連結通路４を通つて中央
の車両１や右側の車両１へ移動している。なお、
図では３車両しか示されていないが、車両１に搭
載された空気調和装置２の制御装置３はおのおの
隣接した制御装置３と接続されているものであ
る。

第４図は複数車両に搭載された空気調和装置を
運転制御する機器の配置を示すものであり、図に
おいて、２６は各空気調和装置２の制御装置３と
の間で運転状態の情報を伝達する通信信号、２７
は制御装置３の動作状況を示すモニタ表示機器で
ある。

第５図は車両１内客室の乗客数を検知するため
の台車ばね圧の２値信号を発生させる機構を示
す。図示した如く、空気ばね２８が乗客数の増減
により上下動することにより、台車枠２９に取り
付けられた２値信号発生器３０に乗客数に相当す
る検知信号３１が出力される構成である。

第６図は隣接する車両を連結した場合のドア開
閉機構を示している。図示した如く、ドア通路３
２を開閉する開閉ドア３３をロツド３４を介して
空圧シリンダ３５で左右方向に動作させるため
に、空気だめ３６から一定圧の空気を空圧シリン
ダ３５に供給するが、この場合制御装置３出力の
ドア開閉信号３７，３７′で空圧弁３８，３８′を
作動させ、例えば一点鎖線矢印の如くヘツド側に
空気を供給することで開閉ドア３３を閉鎖させる
構成である。

第７図はマイクロコンピユータを含む制御装置
の構成を示す。圧縮機９、室内外フアン１５，１
２、ドア開閉装置５，５′は制御装置３から制御
信号を出力する制御対象であり、制御装置３はマ
イクロコンピユータで構成され、前記客室内外へ
設置した温度検出器１７，１８と台車ばねの検出
器２４からの入力信号は増幅回路で電圧レベルの
信号に増幅されておのおのPIA３９とＡ／Ｄ変換
器４０に入力される。４１はクロツク発生器４２
からのクロツク信号を受けてプログラム制御や演
算等を行なう中央演算装置で、変数データが格納
されているRAM４３と動作プログラムが格納さ
れているEP−ROM４４と他の制御装置３との運
転状態の情報信号を伝達するインターフエースで
ある直列入出力LSIのACIA４５，４５′と前記制
御対象機器である圧縮機９、室内外フアン１５，
１２、ドア開閉装置５，５′への動作を指示する
並列入出力のPIA３９′とで構成されている。

第８図は本実施例における動作ブロツク線図で
あり、以下本発明の動作を説明する。２車両以上
の編成車両の場合は前述した如く制御装置３はお
のおの１車両へ搭載された空気調和装置に設置さ
れており、温度検出器からの客室内外の温度変化
状態に基づく負荷変化状態、ドア開閉装置からの
車両間連通状態および隣接した他の車両に搭載し
た空気調和装置の制御装置との情報信号伝達等を
得て客室内での温度、乗客数およびドア開閉等の
初期状況を把握し、それに対する初期運転パター
ンを求め、制御対象である圧縮機や室内外フアン
のオン−オフ通電時間を変化させる出力信号の指
令を与える。次に、その指令により客室内の空気
調和運転を実施しつつ前述した温度検出器からの
温度変化状況や乗客数変化を検知し、設定値に対
して帰還させながら再度圧縮機や室内外フアンの
オン−オフ運転を行なう。一方、隣接した他の車
両搭載の空気調和装置の制御装置３からの情報伝
達を行なうと共に連結通路間のドア開閉装置を動
作させ、第３図に示したように走行方向上位の空
気調和装置が中心になつて車両の加減速や走行時
の空気の慣性により下位の客室内へ空気調和した
空気を移動させる。この制御内容について詳述す
ると、各車両１のそれぞれの制御装置３を連結す
ることによつて、各車両における室内温度検出結
果から隣接した車両間で室内温度を比較演算する
ことができる。この結果から、温度差が所定の設
定値以上となつた場合、車内設定温度を外れて前
記温度差を有する車両において乗車率が急激に変
化したか、あるいは、空気調和装置２が故障した
と判断する。したがつて、前記温度差を有する車
両の制御装置３は該車両の進行方向前側のドア開
閉装置５，５′にドア開閉指令を与える。このこ
とにより、前位の車両から後位の車両へ室内空気
が慣性力によつて移動し、前記車両の室内温度を
迅速に車内設定温度に近づけることができる。こ
のことによれば、各車両に設けられたそれぞれの
空気調和装置２自体で制御する場合よりも、迅速
に室内温度を設定値に近づけることができる。そ
の際、ある車両の空気調和装置が故障した場合に
は走行方向上位の制御装置から連結通路の開閉ド
アを両者共に開放する信号を出し、走行方向上位
の空気調和装置を用いて２車両客室分の空気調和
を実施する。

本実施例によれば、複数車両を連結した編成車
両において、各車両客室内の温度、乗客数および
車両間のドアの開閉をそれぞれ検出する手段と各
車両に設けられた空気調和装置用制御装置とを設
け、マイクロコンピユータで構成された小型演算
装置に演算や判断動作等を行なわせ、各車両間の
空気調和装置同士の空気調和運転の協調を図るよ
うにしたものであるから、編成車両全体の空気調
和運転の自動化を達成することができる。また、
客室内乗客数がわずかである場合は２車両か３車
両分まとめて走行方向上位の空気調和装置で空気
調和運転を実施することができるので、故障した
際の応急運転を行なえる。更に、各車両間の空気
調和運転をマイクロコンピユータでセルフコント
ロールしているので、異常故障に対する対策が可
能である。

以上説明したように本発明によれば、編成車両
における各車両の室内環境を常に良好に保つこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の空気調和装置を車両に搭載した
編成車両の側面図、第２図は従来の空気調和装置
の運転要領を示す説明図、第３図は本発明を適用
した編成車両の側面図、第４図は本発明における
空気調和装置の機器の配置図、第５図は車両床下
の台車ばね圧検出機構を示す側面図、第６図は連
結通路間のドア開閉機構の系統図、第７図は制御
装置の詳細図、第８図は本発明の動作ブロツク線
図である。 １……車両、２……空気調和装置、３……制御
装置、４……連結通路、５……ドア開閉装置、２
３……ドア開閉の駆動信号、２６……制御装置間
の通信信号、３０……２値信号発生器、３１……
乗客数の検知信号、３２……ドア通路、３３……
開閉ドア、３７，３７′……ドア開閉信号、３９，
３９′……PIA、４０……Ａ／Ｄ変換器、４１…
…中央演算装置、４３……RAM、４４……EP−
ROM、４５，４５′……ACIA。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 冷凍サイクルおよびその制御手段からなる空
   気調和装置をそれぞれ編成車両に搭載し、該各車
   両の空調を行なう編成車両用空気調和装置の協調
   制御方法において、前記各車両に設けられた制御
   手段を相互の運転状態が把握できるように連結す
   るとともに、各車両間の連結通路に設けたドアを
   制御するドア開閉装置を設け、前記制御手段で隣
   接した車両の室内温度を検出し、隣接した車両間
   の温度差を求め、該温度差が所定値以上となつた
   場合に、隣接した車両間の進行方向前側のドア開
   閉装置へドアを開く指令を出力することを特徴と
   する編成車両用空気調和装置の協調制御方法。