平均温度検出装置と車両用空調装置
【課題】空調ゾーンの平均温度を簡単に検出することができる平均温度検出装置と、その平均温度検出装置を用いてコストを抑えて快適なゾーン空調を行うことのできる車両用空調装置を提供する。
【解決手段】一端を閉塞した吸気管２７と、吸気管２７の側面に開設した複数の吸気孔２７１と、吸気管２７の他端側に設けて、内部を流通する空気の温度を検出する温度センサ２１と、吸気管２７の他端から空気を吸引するアスピレータ構造２９Ａとを有している。
そして、吸気管２７Ａ〜２７Ｆを各空調ゾーン３１〜３６に配設し、アスピレータ構造２９Ａによって複数の吸気孔２７１から各空調ゾーン３１〜３６内の空気を複数箇所から吸気管２７内に吸い込み、このときに温度センサ２１Ａ〜２１Ｆで検出される温度を各空調ゾーン３１〜３６の平均温度としている。これにより、空調ゾーンの正しい平均温度を、簡単に検出することができる。
【解決手段】一端を閉塞した吸気管２７と、吸気管２７の側面に開設した複数の吸気孔２７１と、吸気管２７の他端側に設けて、内部を流通する空気の温度を検出する温度センサ２１と、吸気管２７の他端から空気を吸引するアスピレータ構造２９Ａとを有している。
そして、吸気管２７Ａ〜２７Ｆを各空調ゾーン３１〜３６に配設し、アスピレータ構造２９Ａによって複数の吸気孔２７１から各空調ゾーン３１〜３６内の空気を複数箇所から吸気管２７内に吸い込み、このときに温度センサ２１Ａ〜２１Ｆで検出される温度を各空調ゾーン３１〜３６の平均温度としている。これにより、空調ゾーンの正しい平均温度を、簡単に検出することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度計測空間の平均温度を検出する平均温度検出装置と、この平均温度検出装置を複数の空調ゾーンごとの平均温度検出に用いたバス車両などの大型車両の車両用空調装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、バスなどの大型車両の車両用空調装置において、車室内を複数の空調ゾーンに分け、その空調ゾーンごとに空調状態を調節するというゾーン空調がある。下記特許文献１は、このゾーン空調に係る一例である。従来、このようなゾーン空調において、各空調ゾーンの室温は、空調ゾーンごとに１つのサーミスタを設け、このサーミスタでの検出温度をその空調ゾーンの代表室温とみなして、各空調ゾーンの室温制御をしている。
【特許文献１】特開２００６−３３５１１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、空調ゾーンごとに１点の代表温度のみを利用した制御では、空調ゾーン内の熱負荷の偏りや一時的な温度分布の不均一が生じた場合に、対応が鈍かったり、過度に対応したりするという問題点がある。バス車両のように大きな空調ゾーンの制御では、多点で温度を計測して平均温度で制御するのが好ましいが、単純に温度計測点を増やすのはコストアップになるうえ制御を複雑にするという問題点がある。
【０００４】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みて成されたものであり、その目的は、空調ゾーンの平均温度を簡単に検出することができる平均温度検出装置と、その平均温度検出装置を用いてコストを抑えて快適なゾーン空調を行うことのできる車両用空調装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は上記目的を達成するために、下記の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の発明では、空調制御されている温度計測空間に配設され、一端が閉塞された管状部材（２７）と、管状部材（２７）の側面に形成された複数の吸気孔（２７１）と、管状部材（２７）の他端に設けられ、管状部材（２７）内部の空気を吸引する吸引手段（２９）と、管状部材（２７）の他端近傍に設けられ、複数の吸気孔（２７１）から吸引された温度計測空間の空調空気の温度を検出する温度検出手段（２１）とを有することを特徴としている。
【０００６】
この請求項１に記載の発明によれば、温度計測空間の正しい平均温度を、簡単に検出することができる。
【０００７】
また、請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の平均温度検出装置において、複数の吸気孔（２７１）は、略等間隔に配設され、かつ管状部材（２７）内の空気流れ方向において、上流側の吸気孔（２７１）の開口面積を下流側の吸気孔（２７１）の開口面積よりも大きくしていることを特徴としている。
【０００８】
また、請求項３に記載の発明では、請求項１に記載の車両用空調装置において、複数の吸気孔（２７１）は、相互にほぼ同じ開口面積を有しているとともに、管状部材（２７）内の空気流れ方向において、上流側になるほど吸気孔（２７１）間のピッチを狭くして開設されていることを特徴としている。
【０００９】
また、請求項４に記載の発明では、請求項１に記載の平均温度検出装置において、複数の吸気孔（２７１）は、管状部材（２７）内の空気流れ方向において、上流側の吸気孔（２７１）の数が下流側の吸気孔（２７１）の数よりも多くなっていることを特徴としている。
【００１０】
これら請求項２〜４に記載の発明によれば、各吸気孔（２７１）からの吸入量を等しくすることができる。
【００１１】
また、請求項５に記載の発明では、請求項１ないし４のいずれかに記載の平均温度検出装置において、吸気孔（２７１）の大きさを３〜６ｍｍとしていることを特徴としている。この請求項５に記載の発明によれば、指が入らない大きさの吸気孔（２７１）とすることで、人がこの吸気孔（２７１）でけがすることを防止することができる。
【００１２】
また、請求項６に記載の発明では、請求項１ないし５のいずれかに記載の平均温度検出装置において、吸引手段（２９）として、温度計測空間に吹き出される空気流路（８）に生じる負圧を利用したアスピレータ方式としていることを特徴としている。この請求項６に記載の発明によれば、吸引手段（２９）に動力を用いる必要がなくなり、コストを抑えることができる。
【００１３】
また、請求項７に記載の発明では、請求項１ないし５のいずれかに記載の平均温度検出装置において、吸引手段（２９）として、モータファンを用いて強制的に吸い込むモータファン方式としていることを特徴としている。この請求項７に記載の発明によれば、温度計測空間に吹き出される空気流路（８）からの吹出量に関係なく、温度計測空間の平均温度を計測することができる。
【００１４】
また、請求項８に記載の発明では、請求項１ないし７のいずれかに記載の平均温度検出装置において、複数の温度計測空間に配設した複数の管状部材（２７）のそれぞれの他端側を切替手段（２８）に接続し、その切替手段（２８）の空気流れ下流側に１つの温度検出手段（２１）と１つの吸引手段（２９）とを接続していることを特徴としている。
【００１５】
この請求項８に記載の発明によれば、複数の温度計測空間の平均温度を検出する場合、複数の温度計測空間に配設した複数の管状部材（２７）を、切替手段（２８）で切り替えながら、１つの温度検出手段（２１）で順次平均温度を検出する構成とすることで、コストを抑えることができる。
【００１６】
また、請求項９に記載の発明では、請求項８に記載の平均温度検出装置において、切替手段（２８）にて接続する管状部材（２７）を切り替えた場合、所定の時間が経過した後に平均温度を検出することを特徴としている。この請求項９に記載の発明によれば、切り替えた管状部材（２７）の先端の吸気孔（２７１）から吸い込んだ空気が、温度検出手段（２１）に届くまでの時間を見込んでから平均温度を検出することで、平均温度を正確に検出することができる。
【００１７】
また、請求項１０に記載の発明では、車両の前後方向および左右方向に形成される複数の車室内の空調ゾーン（３１〜３６）に対して、それぞれ独立して温度制御する空調ユニット（１、２）と、複数の空調ゾーン（３１〜３６）にそれぞれ配設され、請求項１ないし９のいずれか１つに記載の平均温度検出装置と、平均温度検出装置の検出結果に応じて、複数の空調ゾーン（３１〜３６）の温度を制御する空調制御手段（２０）とを有することを特徴としている。
【００１８】
この請求項１０に記載の発明によれば、各空調ゾーン（３１〜３６）ごとに１つの平均温度検出装置（２１Ａ〜２１Ｆ）を配設することで、ゾーンエリア内の熱負荷の偏りや一時的な温度分布の不均一が生じた場合であっても、ゾーンエリア内の平均温度として検出するため、誤動作しにくくすることができる。
【００１９】
また、請求項１１に記載の発明では、請求項１０に記載の車両用空調装置において、平均温度検出装置の管状部材（２７）として、車室内に敷設された吊り革の保持パイプを利用していることを特徴としている。この請求項１１に記載の発明によれば、吊り革の保持パイプに組み込むことで、むだにスペースを使うことなくすっきりと構成できるうえ、コストを抑えることができる。
【００２０】
また、請求項１２に記載の発明では、請求項１０に記載の車両用空調装置において、平均温度検出装置の管状部材（２７）として、車室内に敷設された荷棚（２６）の一部を利用していることを特徴としている。この請求項１２に記載の発明によれば、荷棚（２６）の一部に組み込むことで、むだにスペースを使うことなくすっきりと構成できるうえ、コストを抑えることができる。
【００２１】
また、請求項１３に記載の発明では、請求項１２に記載の車両用空調装置において、荷棚（２６）の通路側下方に吸気孔（２７１）を開設していることを特徴としている。この請求項１３に記載の発明によれば、日射の影響も受けないうえ、通路の妨げともならない。
【００２２】
また、請求項１４に記載の発明では、車室内の車両前後方向および車両左右方向に並ぶ複数の空調ゾーン（３１〜３６）ごとに空調状態を調節することのできる空調ユニット（１、２）と、車室内に敷設された荷棚（２６）と、複数の空調ゾーン（３１〜３６）ごとで荷棚（２６）の表面温度を検出する表面温度検出手段（３０）と、いずれか１つの空調ゾーン（３１〜３６）で、荷棚（２６）近傍の空気温度を検出する温度検出手段（２１）と、空調ユニット（１、２）の作動を制御する空調制御手段（２０）とを備え、
空調制御手段（２０）は、いずれか１つの空調ゾーン（３１〜３６）の表面温度検出手段（３０）で検出される荷棚（２６）の表面温度と、温度検出手段（２１）で検出される荷棚（２６）近傍の空気温度との相関を複数の空調ゾーン（３１〜３６）にも当てはめ、複数の空調ゾーン（３１〜３６）ごとで検出される荷棚（２６）の表面温度から各空調ゾーン（３１〜３６）での空気温度を推定し、その各推定空気温度の結果に応じて空調ユニット（１、２）の作動を制御することを特徴としている。
【００２３】
この請求項１４に記載の発明によれば、各空調ゾーン（３１〜３６）ごとの表面温度検出手段（３０）と、１つの空気温度検出手段（２１）とを組み合せることで、各空調ゾーン（３１〜３６）での空気温度を推定することができ、この推定温度を各空調ゾーン（３１〜３６）での代表空気温度としてゾーン空調の制御を行うことができる。ちなみに、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
（第１実施形態）
以下、本発明の実施の形態について添付した図１〜６を用いて詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る車両用空調装置１の実装状態における構成概要を示すバス車両の斜視図である。また、図２は、図１の車両用空調装置１の構成概要を示す平面模式図であり、図３は、２コンプレッサ冷凍サイクルの構成模式図である。
【００２５】
まず、図１中の暖房ユニット(空調ユニット）２は、図示しない走行用エンジンの冷却水を熱源とするヒータコア３と、そのヒータコア３にて加熱された空気の流路を成す温風ダクト４Ｌ、４Ｒとからなり、バス車両の床上に配置されている。そして、温風ダクト４Ｌ、４Ｒは車両の左右それぞれに配置されて車両の前後方向に延びるとともに、この温風ダクト４Ｌ、４Ｒの前後端部にそれぞれヒータコア３が配置されている。
【００２６】
更に、温風ダクト４Ｌ、４Ｒには複数個の温風吹出口５が形成されており、そこから車室内の乗員足元に向けて温風が吹き出される。次に、図２および図３に示すように、コンデンサ（凝縮器）１５Ｌ、１５Ｒ、外気ファン１４Ｌ、１４Ｒ、エバポレータ（冷却用熱交換器）１１Ｌ、１１Ｒおよびブロワ（送風手段）１９Ｌ、１９Ｒなどからなる周知の冷房ユニット(空調ユニット）１が、バス車両の屋根１０の上に装着されている。
【００２７】
冷房ユニット１を構成する冷凍サイクルは、車両用空調装置に使用される周知のものであり、図３に示すように、コンプレッサ（圧縮機）６Ｌ、６Ｒ、コンデンサ１５Ｌ、１５Ｒ、レシーバ１６Ｌ、１６Ｒ、膨張弁（減圧手段）１８Ｌ、１８Ｒ、エバポレータ１１Ｌ、１１Ｒなどの各冷凍機器を冷媒配管によって環状に接続して構成され、本実施形態では図３に示すように、それぞれ独立した２系統を有している。
【００２８】
コンプレッサ６Ｌ、６Ｒは、バス車両の後部床下に配置され（図１参照）、図示しない走行用エンジンから電磁クラッチを介して駆動される。コンデンサ１５Ｌ、１５Ｒは、コンプレッサ６Ｌ、６Ｒにて圧縮された高温高圧の冷媒を、外気ファン１４Ｌ、１４Ｒで送られる外気で冷却して凝縮させるものである。
【００２９】
レシーバ１６Ｌ、１６Ｒは、コンデンサ１５Ｌ、１５Ｒの冷媒流出側に配置され、コンデンサ１５Ｌ、１５Ｒから流出した冷媒の気液分離を行い、液相冷媒だけを膨張弁１８Ｌ、１８Ｒに向けて流出すると共に、レシーバ１６Ｌ、１６Ｒ内に所定量の液冷媒を蓄えることにより、冷凍サイクル内を循環する冷媒量を調節している。
【００３０】
ちなみに図３では、レシーバ１６Ｌ、１６Ｒと膨張弁１８Ｌ、１８Ｒとの間にスーパークーラ（過冷却用熱交換器）１７Ｌ、１７Ｒを構成しているが、このスーパークーラ１７Ｌ、１７Ｒを有さない冷凍サイクルであっても良い。このスーパークーラ１７Ｌ、１７Ｒの液相冷媒流出側には、冷媒の減圧手段を成す膨張弁１８Ｌ、１８Ｒが配設されている。
【００３１】
尚、この膨張弁１８Ｌ、１８Ｒは温度式となっており、エバポレータ１１Ｌ、１１Ｒの冷媒流出側の冷媒温度に応じて、その弁開度を調節している。具体的には、エバポレータ１１Ｌ、１１Ｒの冷媒流出側に冷媒温度を感知する図示しない感温筒を配設して、冷媒温度（冷房負荷）が高い時には弁開度を増し、冷媒温度（冷房負荷）が低い時には弁開度を絞るようにしている。
【００３２】
その膨張弁１８Ｌ、１８Ｒの冷媒流出側には、減圧されて低温低圧となった液相冷媒を蒸発させて空調用空気を冷却するエバポレータ１１Ｌ、１１Ｒが配設されており、ブロワ１９Ｌ、１９Ｒにて通風される空調用空気を冷却する。なお、冷房ユニット１は、図１に示すように、コンデンシングユニット部１２とクーリングユニット部１３とを一体に構成したものとなっている。
【００３３】
コンデンシングユニット部１２は、コンデンサ１５Ｌ、１５Ｒと、このコンデンサ１５Ｌ、１５Ｒに外気を送風する外気ファン１４Ｌ、１４Ｒなどより構成されている。また、クーリングユニット部１３は、空調ケース内に、エバポレータ１１Ｌ、１１Ｒと、このエバポレータ１１Ｌ、１１Ｒに車室内の空気（内気）もしくは車室外の空気（外気）を通風するためのブロワ１９Ｌ、１９Ｒなどより構成されている。
【００３４】
なお、図２中に内気吸込口９を示しているが、吸込口としては図示しない外気吸込口も有しており、エバポレータ１１Ｌ、１１Ｒの空気流れ上流側の図示しない内外気切り替え手段にて、内気と外気とが切り替え導入されるようになっている。ブロワ１９Ｌ、１９Ｒによってエバポレータ１１Ｌ、１１Ｒに通風された空気は、エバポレータ１１Ｌ、１１Ｒを通過する際に低温冷媒との熱交換により冷却されて、車室内の冷風ダクト７Ｌ、７Ｒ（図１および図２参照）へ供給される。
【００３５】
冷風ダクト７Ｌ、７Ｒは車両の左右それぞれに配置されて車両の前後方向に延びている。また、冷風ダクト７Ｌ、７Ｒには、複数個の吹出口８Ｌ、８Ｒが形成されており、そこから車室内の乗員頭部に向けて冷風が吹き出される。つまり、一端に吸込口９、他端に車室内への左側吹出口８Ｌと右側吹出口８Ｒを有し、内部に空気通路を形成した空調ユニット１３内に、空気通路の途中に配設されて吸込口９から先の左側吹出口８Ｌへと向かう空気流を発生させる左側のブロワ１９Ｌと、同じくその空気通路の途中に配設されて空気通路を通過する空気を冷却する左側蒸発器１１Ｌとを備えている。
【００３６】
また同様に、空気通路の途中に配設されて吸込口９から先の右側吹出口８Ｒへと向かう空気流を発生させる右側のブロワ１９Ｒと、同じくその空気通路の途中に配設されて空気通路を通過する空気を冷却する右側蒸発器１１Ｒとを備えている。そして、図２に示すように、車室内を６つの空調ゾーン（温度計測空間）３１〜３６に区画している。
【００３７】
つまり、車室の左側前方区域である左前ゾーン３１、左側中央区域である左中ゾーン３２、左側後方区域である左後ゾーン３３、右側前方区域である右前ゾーン３４、右側中央区域である右中ゾーン３５および右側後方区域である右後ゾーン３６に区画している。そして、これら複数の空調ゾーン３１〜３６ごとに空調状態を調節するため、左右冷風ダクト７Ｌ、７Ｒには、各ゾーンの境目に風量調整ドア２５を設けている。
【００３８】
このような構成の空調装置における空調制御として、車室内空気温度が設定温度に近づくにつれてブロワ風量を減少させるとともに、ほぼ設定温度になるとコンプレッサをオン、オフさせて車室内温度の保持を行う。この保温時の制御としてコンプレッサのオン、オフ制御に入ると、左右冷風ダクト７Ｌ、７Ｒの一方（例えば左側）から冷却された風を吹き出し、他方（この場合右側）からは送風のみとし、この片側冷却を所定時間毎（例えば１分間隔）で左右交互に運転させて低負荷時の冷房能力を調整している。
【００３９】
図３中の空調制御装置（空調制御手段）２０へは、例えば運転手などの乗員が空調装置の運転、停止および設定温度などを設定する図示しない空調操作パネルからの操作信号などが入力され、それに応じて上述の暖房ユニット２、およびコンプレッサ６Ｌ、６Ｒ、冷房ユニット１の外気ファン１４Ｌ、１４Ｒ、ブロワ１９Ｌ、１９Ｒなどの各冷凍機器が、この空調制御装置２０によって制御されるようになっている。
【００４０】
次に、本発明の要部である平均温度検出装置と、それを用いた車両用空調装置について、図４〜６を加えて説明する。まず図４は、本発明の平均温度検出装置を示す模式図であり、（ａ）〜（ｃ）は、吸気管２７における吸気孔２７１の開設方法のバリエーションを示す。平均温度検出装置は、一端を閉塞した吸気管（管状部材）２７から成り、この吸気管２７の側面に複数の吸気孔２７１を開設している。
【００４１】
そして、吸気管２７の他端側には、複数の吸気孔２７１から吸気管２７の内部に空気を吸引する吸引手段２９が設けられている。吸気管２７に吸引された空気は、吸気管２７内を流れるとともに、吸引されたそれぞれの空気は混合される。混合された空気流の下流側には、混合空気の温度を検出するサーミスタなどの温度センサ（温度検出手段）２１が設けられている。
【００４２】
なお、吸気管２７は、熱容量の小さい材質や板厚を使用している。そして、この吸気管２７を温度計測空間に配設し、吸引手段２９によって複数の吸気孔２７１から温度計測空間内の空気を複数箇所から吸気管２７内に吸い込み、このときに温度センサ２１で検出される温度を温度計測空間の平均温度とするものである。
【００４３】
なお、図４（ａ）の例では、吸引手段２９として、吸気管２７の他端側を冷風ダクト７の吹出口（空気流路）８中に置き、周りの空気流によって生じる負圧を利用して吸気管２７内の空気を吸引するアスピレータ構造２９Ａを構成している。さらに、図４（ａ）の例において、複数の吸気孔２７１は、吸気管２７内の空気流れ方向において、略等間隔に配設され、かつ上流側の吸気孔２７１の開口面積を下流側の吸気孔２７１の開口面積よりも大きくしている。
【００４４】
また、図４（ｂ）の例において、複数の吸気孔２７１は、相互にほぼ同じ開口面積を有しているとともに、吸気管２７内の空気流れ方向において、上流側になるほど吸気孔２７１間のピッチを狭くして開設されている。また、図４（ｃ）の例において、複数の吸気孔２７１は、吸気管２７内の空気流れ方向において、上流側の吸気孔２７１の数が下流側の吸気孔２７１の数よりも多くなっている。
【００４５】
これら（図４（ａ）〜（ｃ））はいずれの場合も、各吸気孔２７１からの吸入量を等しくするための実施形態である。なお、いずれの吸気孔２７１も、大きさを３〜６ｍｍとしている。これは、指が入らない大きさとすることで、人がこの吸気孔２７１でけがするのを防止するためである。
【００４６】
図５は、本発明の第１実施形態における吸気管２７と温度センサ２１の配設状態を示すバス車両の側面図である。車室内の複数の空調ゾーン３１〜３６ごとに、上述した平均温度検出装置２７Ａ〜２７Ｆおよび温度センサ２１Ａ〜２１Ｆを配置している。図６は、本発明に係る荷棚２６の斜視部分断面図である。本実施形態では、平均温度検出装置２７Ａ〜２７Ｆを、車室内に敷設された荷棚２６の一部を利用している。
【００４７】
より具体的には、温度計測空間である空調ゾーンの中央部分で、日射の影響を受けず、車内スペースを無駄にしない場所として、荷棚２６の通路側の管状空間を吸気管２７として利用し、その下方側に吸気孔２７１を開設している。なお、荷棚２６の管状空間内に吸気管２７を挿入する構成であっても良い。そして、このような平均温度検出装置２７Ａ〜２７Ｆの各温度センサ２１Ａ〜２１Ｆが検出する空調ゾーン３１〜３６ごとの平均温度が、空調用制御装置２０へ入力され、これらの平均温度に応じて空調ユニット１、２の作動が制御されるようになっている。
【００４８】
次に、本実施形態での特徴と、その効果について述べる。まず、一端を閉塞した吸気管２７の側面に、複数の吸気孔２７１が開設され、吸気管２７の他端には、吸気管２７内の空気を吸引するアスピレータ構造２９Ａが形成されている。そして、前述のように構成された各吸気管２７Ａ〜２７Ｆを各空調ゾーン３１〜３６に配設し、アスピレータ構造２９Ａによって複数の吸気孔２７１から各空調ゾーン３１〜３６内の空気を複数箇所から吸気管２７Ａ〜２７Ｆ内に吸い込む。このとき、温度センサ２１Ａ〜２１Ｆで検出される温度を、各空調ゾーン３１〜３６の平均温度としている。これによれば、空調ゾーンにおける実際の平均温度により近い温度を、簡単に検出することができる。
【００４９】
また、複数の吸気孔２７１を、吸気管２７内の空気流れ方向において略等間隔に配設されるとともに、上流側の吸気孔２７１の開口面積を下流側の吸気孔２７１の開口面積よりも大きくしている。また、複数の吸気孔２７１は、吸気管２７内の空気流れ方向において、上流側になるほど吸気孔２７１間のピッチを狭くして開設することも可能である。また、複数の吸気孔２７１を、吸気管２７内の空気流れ方向において、上流側の吸気孔２７１の数が下流側の吸気孔２７１の数よりも多くすることも可能である。これらによれば、各吸気孔２７１からの吸入量を等しくすることができる。
【００５０】
また、吸気孔２７１の大きさを３〜６ｍｍとしている。これによれば、乗員の指が入らない大きさの吸気孔２７１とすることで、人がこの吸気孔２７１でけがすることを防止することができる。また、吸引手段２９として、温度計測空間に吹き出される空気流路８に生じる負圧を利用したアスピレータ方式としている。これによれば、吸引手段２９に動力を用いる必要がなくなり、コストを抑えることができる。もちろん、ブロワなどの吸引手段により、空気を吸気管２７に吸入することも可能である。
【００５１】
また、車室内の車両前後方向および車両左右方向に並ぶ複数の空調ゾーン３１〜３６ごとに、空調状態を調節することのできる空調ユニット１、２と、複数の空調ゾーン３１〜３６ごとに配置された平均温度検出装置２７Ａ〜２７Ｆと、平均温度検出装置２７Ａ〜２７Ｆの検出結果に応じて空調ユニット１、２の作動を制御する空調制御装置２０とを備えている。
【００５２】
これによれば、各空調ゾーン３１〜３６ごとに１つの平均温度検出装置２７Ａ〜２７Ｆを配設することで、ゾーンエリア内の熱負荷の偏りや一時的な温度分布の不均一が生じた場合であっても、ゾーンエリア内の平均温度として検出するため、誤動作しにくくすることができる。
【００５３】
また、平均温度検出装置の吸気管２７として、車室内に敷設された荷棚２６の一部を利用している。これによれば、荷棚２６の一部に組み込むことで、むだにスペースを使うことなくすっきりと構成できるうえ、コストを抑えることができる。また、荷棚２６の通路側下方に吸気孔２７１を開設している。これによれば、日射の影響も受けないうえ、通路の妨げともならない。
【００５４】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。図７は、本発明の第２実施形態における吸気管２７と温度センサ２１との配設状態を示すバス車室内のゾーン模式図である。なお、以降の各実施形態においては、上述した第１実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略し、異なる構成および特徴について説明する。
【００５５】
本実施形態では、複数の空調ゾーン３１〜３６（ただし、空調ゾーン３３、３６は図示省略）に配設した複数の吸気管２７Ａ〜２７Ｆ（ただし、吸気管２７Ｃ、２７Ｆは図示省略）のそれぞれの他端側を、切替弁（切替手段）２８に接続し、その切替弁２８の空気流れ下流側に１つの温度センサ２１と、１つの吸引手段２９とを接続している。
【００５６】
これによれば、複数の空調ゾーンの平均温度を検出する場合、複数の空調ゾーンに配設した複数の吸気管２７を、切替弁２８で切り替えながら、１つの温度センサ２１で順次平均温度を検出する構成とすることで、コストを抑えることができる。また、吸引手段２９として、モータファン２９Ｂを用いて強制的に吸い込むモータファン方式としている。なお、この切替弁２８およびモータファン２９Ｂは、空調制御装置２０によって制御される。これによれば、温度計測空間に吹き出される空気流路８からの吹出量に関係なく、温度計測空間の平均温度を計測することができる。
【００５７】
また、切替弁２８にて接続する吸気管２７を切り替えた場合、所定の時間が経過した後に平均温度を検出するようにしている。これによれば、切り替えた吸気管２７の先端の吸気孔２７１から吸い込んだ空気が、温度センサ２１に届くまでの時間（３０〜６０秒）を見込んでから平均温度を検出することで、平均温度を正確に検出することができる。なお、各平均温度の検出の周期は、５分以内としている。これは、検出の周期が長くなると室温の変化量が大きくなってモード飛びなどが発生する可能性が増すためである。
【００５８】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態について説明する。図８は、本発明の第３実施形態におけるゾーン温度検出方法を示すバス車両の側面図である。上述した実施形態と異なる特徴部分を説明する。本実施形態では、複数の空調ゾーン３１〜３６に存在するそれぞれの荷棚２６の表面温度を検出する表面温度センサ（表面温度検出手段）３０と、いずれか１つの空調ゾーン３１〜３６（例えば、空調ゾーン３１）で、荷棚２６近傍の空気温度を検出する温度センサ２１とを備えている。なお、表面温度センサ３０としては、具体的にサーミスタや熱電対およびＩＲ（赤外線）センサなどを用いている。
【００５９】
そして、各表面温度センサ３０および温度センサ２１の検出値は、空調制御装置２０に入力される。そして、空調制御装置２０は、温度センサ２１が設けられかつ荷棚２６近傍の空気温度が検出される空調ゾーン３１の空気を、検出された空気温度に応じて制御する。また、空調制御装置２０は、温度センサ２１が設けられる空調ゾーン３１において検出される空気温度と表面温度との相関関係を、温度センサ２１が設けられていない空調ゾーン３２〜３６に適用することにより、温度センサ２１が設けられていない空調ゾーン３２〜３６における空気の空気温度を推定する。
【００６０】
更に、空調制御装置２０は、このように推定された空気温度に応じて、温度センサ２１が設けられていない空調ゾーン３２〜３６における空気温度を制御するようにしている。これによれば、各空調ゾーン３１〜３６ごとの表面温度センサ３０と、１つの空気温度センサ２１とを組み合せることで、各空調ゾーン３１〜３６での空気温度を推定することができ、この推定温度を各空調ゾーン３１〜３６での代表空気温度としてゾーン空調の制御を行うことができる。
【００６１】
（その他の実施形態）
上述の実施形態はバス車両に適用したものであるが、本発明はこれに限るものではなく、列車などの車両や船舶の屋上装着型空調装置に適用しても良い。また、上述の実施形態では、ゾーン空調を行う空調装置に本平均温度検出装置を適用しているが、ゾーン空調に限らず全体空調などに適用しても良い。
【００６２】
また、上述の第１実施形態では、平均温度検出装置の吸気管２７として、車室内に敷設された荷棚２６の一部を利用しているが、平均温度検出装置の吸気管２７として、車室内に敷設された吊り革の保持パイプを利用しても良い。これによれば、吊り革の保持パイプに組み込むことで、むだにスペースを使うことなくすっきりと構成できるうえ、コストを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る車両用空調装置１の実装状態における構成概要を示すバス車両の斜視図である。
【図２】図１の車両用空調装置１の構成概要を示す平面模式図である。
【図３】２コンプレッサ冷凍サイクルの構成模式図である。
【図４】本発明の平均温度検出装置を示す模式図であり、（ａ）〜（ｃ）は、吸気管２７における吸気孔２７１の開設方法のバリエーションを示す。
【図５】本発明の第１実施形態における吸気管２７と温度センサ２１の配設状態を示すバス車両の側面図である。
【図６】本発明に係る荷棚２６の斜視部分断面図である。
【図７】本発明の第２実施形態における吸気管２７と温度センサ２１との配設状態を示すバス車室内のゾーン模式図である。
【図８】本発明の第３実施形態におけるゾーン温度検出方法を示すバス車両の側面図である。
【符号の説明】
【００６４】
１…冷房ユニット(空調ユニット）
２…暖房ユニット(空調ユニット）
８…吹出口（空気流路）
２０…空調制御装置（空調制御手段）
２１…温度センサ（温度検出手段）
２６…荷棚
２７…吸気管（管状部材）
２８…切替弁（切替手段）
２９…吸引手段
３０…表面温度センサ（表面温度検出手段）
３１〜３６…空調ゾーン（温度計測空間）
２７１…吸気孔
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度計測空間の平均温度を検出する平均温度検出装置と、この平均温度検出装置を複数の空調ゾーンごとの平均温度検出に用いたバス車両などの大型車両の車両用空調装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、バスなどの大型車両の車両用空調装置において、車室内を複数の空調ゾーンに分け、その空調ゾーンごとに空調状態を調節するというゾーン空調がある。下記特許文献１は、このゾーン空調に係る一例である。従来、このようなゾーン空調において、各空調ゾーンの室温は、空調ゾーンごとに１つのサーミスタを設け、このサーミスタでの検出温度をその空調ゾーンの代表室温とみなして、各空調ゾーンの室温制御をしている。
【特許文献１】特開２００６−３３５１１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、空調ゾーンごとに１点の代表温度のみを利用した制御では、空調ゾーン内の熱負荷の偏りや一時的な温度分布の不均一が生じた場合に、対応が鈍かったり、過度に対応したりするという問題点がある。バス車両のように大きな空調ゾーンの制御では、多点で温度を計測して平均温度で制御するのが好ましいが、単純に温度計測点を増やすのはコストアップになるうえ制御を複雑にするという問題点がある。
【０００４】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みて成されたものであり、その目的は、空調ゾーンの平均温度を簡単に検出することができる平均温度検出装置と、その平均温度検出装置を用いてコストを抑えて快適なゾーン空調を行うことのできる車両用空調装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は上記目的を達成するために、下記の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の発明では、空調制御されている温度計測空間に配設され、一端が閉塞された管状部材（２７）と、管状部材（２７）の側面に形成された複数の吸気孔（２７１）と、管状部材（２７）の他端に設けられ、管状部材（２７）内部の空気を吸引する吸引手段（２９）と、管状部材（２７）の他端近傍に設けられ、複数の吸気孔（２７１）から吸引された温度計測空間の空調空気の温度を検出する温度検出手段（２１）とを有することを特徴としている。
【０００６】
この請求項１に記載の発明によれば、温度計測空間の正しい平均温度を、簡単に検出することができる。
【０００７】
また、請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の平均温度検出装置において、複数の吸気孔（２７１）は、略等間隔に配設され、かつ管状部材（２７）内の空気流れ方向において、上流側の吸気孔（２７１）の開口面積を下流側の吸気孔（２７１）の開口面積よりも大きくしていることを特徴としている。
【０００８】
また、請求項３に記載の発明では、請求項１に記載の車両用空調装置において、複数の吸気孔（２７１）は、相互にほぼ同じ開口面積を有しているとともに、管状部材（２７）内の空気流れ方向において、上流側になるほど吸気孔（２７１）間のピッチを狭くして開設されていることを特徴としている。
【０００９】
また、請求項４に記載の発明では、請求項１に記載の平均温度検出装置において、複数の吸気孔（２７１）は、管状部材（２７）内の空気流れ方向において、上流側の吸気孔（２７１）の数が下流側の吸気孔（２７１）の数よりも多くなっていることを特徴としている。
【００１０】
これら請求項２〜４に記載の発明によれば、各吸気孔（２７１）からの吸入量を等しくすることができる。
【００１１】
また、請求項５に記載の発明では、請求項１ないし４のいずれかに記載の平均温度検出装置において、吸気孔（２７１）の大きさを３〜６ｍｍとしていることを特徴としている。この請求項５に記載の発明によれば、指が入らない大きさの吸気孔（２７１）とすることで、人がこの吸気孔（２７１）でけがすることを防止することができる。
【００１２】
また、請求項６に記載の発明では、請求項１ないし５のいずれかに記載の平均温度検出装置において、吸引手段（２９）として、温度計測空間に吹き出される空気流路（８）に生じる負圧を利用したアスピレータ方式としていることを特徴としている。この請求項６に記載の発明によれば、吸引手段（２９）に動力を用いる必要がなくなり、コストを抑えることができる。
【００１３】
また、請求項７に記載の発明では、請求項１ないし５のいずれかに記載の平均温度検出装置において、吸引手段（２９）として、モータファンを用いて強制的に吸い込むモータファン方式としていることを特徴としている。この請求項７に記載の発明によれば、温度計測空間に吹き出される空気流路（８）からの吹出量に関係なく、温度計測空間の平均温度を計測することができる。
【００１４】
また、請求項８に記載の発明では、請求項１ないし７のいずれかに記載の平均温度検出装置において、複数の温度計測空間に配設した複数の管状部材（２７）のそれぞれの他端側を切替手段（２８）に接続し、その切替手段（２８）の空気流れ下流側に１つの温度検出手段（２１）と１つの吸引手段（２９）とを接続していることを特徴としている。
【００１５】
この請求項８に記載の発明によれば、複数の温度計測空間の平均温度を検出する場合、複数の温度計測空間に配設した複数の管状部材（２７）を、切替手段（２８）で切り替えながら、１つの温度検出手段（２１）で順次平均温度を検出する構成とすることで、コストを抑えることができる。
【００１６】
また、請求項９に記載の発明では、請求項８に記載の平均温度検出装置において、切替手段（２８）にて接続する管状部材（２７）を切り替えた場合、所定の時間が経過した後に平均温度を検出することを特徴としている。この請求項９に記載の発明によれば、切り替えた管状部材（２７）の先端の吸気孔（２７１）から吸い込んだ空気が、温度検出手段（２１）に届くまでの時間を見込んでから平均温度を検出することで、平均温度を正確に検出することができる。
【００１７】
また、請求項１０に記載の発明では、車両の前後方向および左右方向に形成される複数の車室内の空調ゾーン（３１〜３６）に対して、それぞれ独立して温度制御する空調ユニット（１、２）と、複数の空調ゾーン（３１〜３６）にそれぞれ配設され、請求項１ないし９のいずれか１つに記載の平均温度検出装置と、平均温度検出装置の検出結果に応じて、複数の空調ゾーン（３１〜３６）の温度を制御する空調制御手段（２０）とを有することを特徴としている。
【００１８】
この請求項１０に記載の発明によれば、各空調ゾーン（３１〜３６）ごとに１つの平均温度検出装置（２１Ａ〜２１Ｆ）を配設することで、ゾーンエリア内の熱負荷の偏りや一時的な温度分布の不均一が生じた場合であっても、ゾーンエリア内の平均温度として検出するため、誤動作しにくくすることができる。
【００１９】
また、請求項１１に記載の発明では、請求項１０に記載の車両用空調装置において、平均温度検出装置の管状部材（２７）として、車室内に敷設された吊り革の保持パイプを利用していることを特徴としている。この請求項１１に記載の発明によれば、吊り革の保持パイプに組み込むことで、むだにスペースを使うことなくすっきりと構成できるうえ、コストを抑えることができる。
【００２０】
また、請求項１２に記載の発明では、請求項１０に記載の車両用空調装置において、平均温度検出装置の管状部材（２７）として、車室内に敷設された荷棚（２６）の一部を利用していることを特徴としている。この請求項１２に記載の発明によれば、荷棚（２６）の一部に組み込むことで、むだにスペースを使うことなくすっきりと構成できるうえ、コストを抑えることができる。
【００２１】
また、請求項１３に記載の発明では、請求項１２に記載の車両用空調装置において、荷棚（２６）の通路側下方に吸気孔（２７１）を開設していることを特徴としている。この請求項１３に記載の発明によれば、日射の影響も受けないうえ、通路の妨げともならない。
【００２２】
また、請求項１４に記載の発明では、車室内の車両前後方向および車両左右方向に並ぶ複数の空調ゾーン（３１〜３６）ごとに空調状態を調節することのできる空調ユニット（１、２）と、車室内に敷設された荷棚（２６）と、複数の空調ゾーン（３１〜３６）ごとで荷棚（２６）の表面温度を検出する表面温度検出手段（３０）と、いずれか１つの空調ゾーン（３１〜３６）で、荷棚（２６）近傍の空気温度を検出する温度検出手段（２１）と、空調ユニット（１、２）の作動を制御する空調制御手段（２０）とを備え、
空調制御手段（２０）は、いずれか１つの空調ゾーン（３１〜３６）の表面温度検出手段（３０）で検出される荷棚（２６）の表面温度と、温度検出手段（２１）で検出される荷棚（２６）近傍の空気温度との相関を複数の空調ゾーン（３１〜３６）にも当てはめ、複数の空調ゾーン（３１〜３６）ごとで検出される荷棚（２６）の表面温度から各空調ゾーン（３１〜３６）での空気温度を推定し、その各推定空気温度の結果に応じて空調ユニット（１、２）の作動を制御することを特徴としている。
【００２３】
この請求項１４に記載の発明によれば、各空調ゾーン（３１〜３６）ごとの表面温度検出手段（３０）と、１つの空気温度検出手段（２１）とを組み合せることで、各空調ゾーン（３１〜３６）での空気温度を推定することができ、この推定温度を各空調ゾーン（３１〜３６）での代表空気温度としてゾーン空調の制御を行うことができる。ちなみに、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
（第１実施形態）
以下、本発明の実施の形態について添付した図１〜６を用いて詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る車両用空調装置１の実装状態における構成概要を示すバス車両の斜視図である。また、図２は、図１の車両用空調装置１の構成概要を示す平面模式図であり、図３は、２コンプレッサ冷凍サイクルの構成模式図である。
【００２５】
まず、図１中の暖房ユニット(空調ユニット）２は、図示しない走行用エンジンの冷却水を熱源とするヒータコア３と、そのヒータコア３にて加熱された空気の流路を成す温風ダクト４Ｌ、４Ｒとからなり、バス車両の床上に配置されている。そして、温風ダクト４Ｌ、４Ｒは車両の左右それぞれに配置されて車両の前後方向に延びるとともに、この温風ダクト４Ｌ、４Ｒの前後端部にそれぞれヒータコア３が配置されている。
【００２６】
更に、温風ダクト４Ｌ、４Ｒには複数個の温風吹出口５が形成されており、そこから車室内の乗員足元に向けて温風が吹き出される。次に、図２および図３に示すように、コンデンサ（凝縮器）１５Ｌ、１５Ｒ、外気ファン１４Ｌ、１４Ｒ、エバポレータ（冷却用熱交換器）１１Ｌ、１１Ｒおよびブロワ（送風手段）１９Ｌ、１９Ｒなどからなる周知の冷房ユニット(空調ユニット）１が、バス車両の屋根１０の上に装着されている。
【００２７】
冷房ユニット１を構成する冷凍サイクルは、車両用空調装置に使用される周知のものであり、図３に示すように、コンプレッサ（圧縮機）６Ｌ、６Ｒ、コンデンサ１５Ｌ、１５Ｒ、レシーバ１６Ｌ、１６Ｒ、膨張弁（減圧手段）１８Ｌ、１８Ｒ、エバポレータ１１Ｌ、１１Ｒなどの各冷凍機器を冷媒配管によって環状に接続して構成され、本実施形態では図３に示すように、それぞれ独立した２系統を有している。
【００２８】
コンプレッサ６Ｌ、６Ｒは、バス車両の後部床下に配置され（図１参照）、図示しない走行用エンジンから電磁クラッチを介して駆動される。コンデンサ１５Ｌ、１５Ｒは、コンプレッサ６Ｌ、６Ｒにて圧縮された高温高圧の冷媒を、外気ファン１４Ｌ、１４Ｒで送られる外気で冷却して凝縮させるものである。
【００２９】
レシーバ１６Ｌ、１６Ｒは、コンデンサ１５Ｌ、１５Ｒの冷媒流出側に配置され、コンデンサ１５Ｌ、１５Ｒから流出した冷媒の気液分離を行い、液相冷媒だけを膨張弁１８Ｌ、１８Ｒに向けて流出すると共に、レシーバ１６Ｌ、１６Ｒ内に所定量の液冷媒を蓄えることにより、冷凍サイクル内を循環する冷媒量を調節している。
【００３０】
ちなみに図３では、レシーバ１６Ｌ、１６Ｒと膨張弁１８Ｌ、１８Ｒとの間にスーパークーラ（過冷却用熱交換器）１７Ｌ、１７Ｒを構成しているが、このスーパークーラ１７Ｌ、１７Ｒを有さない冷凍サイクルであっても良い。このスーパークーラ１７Ｌ、１７Ｒの液相冷媒流出側には、冷媒の減圧手段を成す膨張弁１８Ｌ、１８Ｒが配設されている。
【００３１】
尚、この膨張弁１８Ｌ、１８Ｒは温度式となっており、エバポレータ１１Ｌ、１１Ｒの冷媒流出側の冷媒温度に応じて、その弁開度を調節している。具体的には、エバポレータ１１Ｌ、１１Ｒの冷媒流出側に冷媒温度を感知する図示しない感温筒を配設して、冷媒温度（冷房負荷）が高い時には弁開度を増し、冷媒温度（冷房負荷）が低い時には弁開度を絞るようにしている。
【００３２】
その膨張弁１８Ｌ、１８Ｒの冷媒流出側には、減圧されて低温低圧となった液相冷媒を蒸発させて空調用空気を冷却するエバポレータ１１Ｌ、１１Ｒが配設されており、ブロワ１９Ｌ、１９Ｒにて通風される空調用空気を冷却する。なお、冷房ユニット１は、図１に示すように、コンデンシングユニット部１２とクーリングユニット部１３とを一体に構成したものとなっている。
【００３３】
コンデンシングユニット部１２は、コンデンサ１５Ｌ、１５Ｒと、このコンデンサ１５Ｌ、１５Ｒに外気を送風する外気ファン１４Ｌ、１４Ｒなどより構成されている。また、クーリングユニット部１３は、空調ケース内に、エバポレータ１１Ｌ、１１Ｒと、このエバポレータ１１Ｌ、１１Ｒに車室内の空気（内気）もしくは車室外の空気（外気）を通風するためのブロワ１９Ｌ、１９Ｒなどより構成されている。
【００３４】
なお、図２中に内気吸込口９を示しているが、吸込口としては図示しない外気吸込口も有しており、エバポレータ１１Ｌ、１１Ｒの空気流れ上流側の図示しない内外気切り替え手段にて、内気と外気とが切り替え導入されるようになっている。ブロワ１９Ｌ、１９Ｒによってエバポレータ１１Ｌ、１１Ｒに通風された空気は、エバポレータ１１Ｌ、１１Ｒを通過する際に低温冷媒との熱交換により冷却されて、車室内の冷風ダクト７Ｌ、７Ｒ（図１および図２参照）へ供給される。
【００３５】
冷風ダクト７Ｌ、７Ｒは車両の左右それぞれに配置されて車両の前後方向に延びている。また、冷風ダクト７Ｌ、７Ｒには、複数個の吹出口８Ｌ、８Ｒが形成されており、そこから車室内の乗員頭部に向けて冷風が吹き出される。つまり、一端に吸込口９、他端に車室内への左側吹出口８Ｌと右側吹出口８Ｒを有し、内部に空気通路を形成した空調ユニット１３内に、空気通路の途中に配設されて吸込口９から先の左側吹出口８Ｌへと向かう空気流を発生させる左側のブロワ１９Ｌと、同じくその空気通路の途中に配設されて空気通路を通過する空気を冷却する左側蒸発器１１Ｌとを備えている。
【００３６】
また同様に、空気通路の途中に配設されて吸込口９から先の右側吹出口８Ｒへと向かう空気流を発生させる右側のブロワ１９Ｒと、同じくその空気通路の途中に配設されて空気通路を通過する空気を冷却する右側蒸発器１１Ｒとを備えている。そして、図２に示すように、車室内を６つの空調ゾーン（温度計測空間）３１〜３６に区画している。
【００３７】
つまり、車室の左側前方区域である左前ゾーン３１、左側中央区域である左中ゾーン３２、左側後方区域である左後ゾーン３３、右側前方区域である右前ゾーン３４、右側中央区域である右中ゾーン３５および右側後方区域である右後ゾーン３６に区画している。そして、これら複数の空調ゾーン３１〜３６ごとに空調状態を調節するため、左右冷風ダクト７Ｌ、７Ｒには、各ゾーンの境目に風量調整ドア２５を設けている。
【００３８】
このような構成の空調装置における空調制御として、車室内空気温度が設定温度に近づくにつれてブロワ風量を減少させるとともに、ほぼ設定温度になるとコンプレッサをオン、オフさせて車室内温度の保持を行う。この保温時の制御としてコンプレッサのオン、オフ制御に入ると、左右冷風ダクト７Ｌ、７Ｒの一方（例えば左側）から冷却された風を吹き出し、他方（この場合右側）からは送風のみとし、この片側冷却を所定時間毎（例えば１分間隔）で左右交互に運転させて低負荷時の冷房能力を調整している。
【００３９】
図３中の空調制御装置（空調制御手段）２０へは、例えば運転手などの乗員が空調装置の運転、停止および設定温度などを設定する図示しない空調操作パネルからの操作信号などが入力され、それに応じて上述の暖房ユニット２、およびコンプレッサ６Ｌ、６Ｒ、冷房ユニット１の外気ファン１４Ｌ、１４Ｒ、ブロワ１９Ｌ、１９Ｒなどの各冷凍機器が、この空調制御装置２０によって制御されるようになっている。
【００４０】
次に、本発明の要部である平均温度検出装置と、それを用いた車両用空調装置について、図４〜６を加えて説明する。まず図４は、本発明の平均温度検出装置を示す模式図であり、（ａ）〜（ｃ）は、吸気管２７における吸気孔２７１の開設方法のバリエーションを示す。平均温度検出装置は、一端を閉塞した吸気管（管状部材）２７から成り、この吸気管２７の側面に複数の吸気孔２７１を開設している。
【００４１】
そして、吸気管２７の他端側には、複数の吸気孔２７１から吸気管２７の内部に空気を吸引する吸引手段２９が設けられている。吸気管２７に吸引された空気は、吸気管２７内を流れるとともに、吸引されたそれぞれの空気は混合される。混合された空気流の下流側には、混合空気の温度を検出するサーミスタなどの温度センサ（温度検出手段）２１が設けられている。
【００４２】
なお、吸気管２７は、熱容量の小さい材質や板厚を使用している。そして、この吸気管２７を温度計測空間に配設し、吸引手段２９によって複数の吸気孔２７１から温度計測空間内の空気を複数箇所から吸気管２７内に吸い込み、このときに温度センサ２１で検出される温度を温度計測空間の平均温度とするものである。
【００４３】
なお、図４（ａ）の例では、吸引手段２９として、吸気管２７の他端側を冷風ダクト７の吹出口（空気流路）８中に置き、周りの空気流によって生じる負圧を利用して吸気管２７内の空気を吸引するアスピレータ構造２９Ａを構成している。さらに、図４（ａ）の例において、複数の吸気孔２７１は、吸気管２７内の空気流れ方向において、略等間隔に配設され、かつ上流側の吸気孔２７１の開口面積を下流側の吸気孔２７１の開口面積よりも大きくしている。
【００４４】
また、図４（ｂ）の例において、複数の吸気孔２７１は、相互にほぼ同じ開口面積を有しているとともに、吸気管２７内の空気流れ方向において、上流側になるほど吸気孔２７１間のピッチを狭くして開設されている。また、図４（ｃ）の例において、複数の吸気孔２７１は、吸気管２７内の空気流れ方向において、上流側の吸気孔２７１の数が下流側の吸気孔２７１の数よりも多くなっている。
【００４５】
これら（図４（ａ）〜（ｃ））はいずれの場合も、各吸気孔２７１からの吸入量を等しくするための実施形態である。なお、いずれの吸気孔２７１も、大きさを３〜６ｍｍとしている。これは、指が入らない大きさとすることで、人がこの吸気孔２７１でけがするのを防止するためである。
【００４６】
図５は、本発明の第１実施形態における吸気管２７と温度センサ２１の配設状態を示すバス車両の側面図である。車室内の複数の空調ゾーン３１〜３６ごとに、上述した平均温度検出装置２７Ａ〜２７Ｆおよび温度センサ２１Ａ〜２１Ｆを配置している。図６は、本発明に係る荷棚２６の斜視部分断面図である。本実施形態では、平均温度検出装置２７Ａ〜２７Ｆを、車室内に敷設された荷棚２６の一部を利用している。
【００４７】
より具体的には、温度計測空間である空調ゾーンの中央部分で、日射の影響を受けず、車内スペースを無駄にしない場所として、荷棚２６の通路側の管状空間を吸気管２７として利用し、その下方側に吸気孔２７１を開設している。なお、荷棚２６の管状空間内に吸気管２７を挿入する構成であっても良い。そして、このような平均温度検出装置２７Ａ〜２７Ｆの各温度センサ２１Ａ〜２１Ｆが検出する空調ゾーン３１〜３６ごとの平均温度が、空調用制御装置２０へ入力され、これらの平均温度に応じて空調ユニット１、２の作動が制御されるようになっている。
【００４８】
次に、本実施形態での特徴と、その効果について述べる。まず、一端を閉塞した吸気管２７の側面に、複数の吸気孔２７１が開設され、吸気管２７の他端には、吸気管２７内の空気を吸引するアスピレータ構造２９Ａが形成されている。そして、前述のように構成された各吸気管２７Ａ〜２７Ｆを各空調ゾーン３１〜３６に配設し、アスピレータ構造２９Ａによって複数の吸気孔２７１から各空調ゾーン３１〜３６内の空気を複数箇所から吸気管２７Ａ〜２７Ｆ内に吸い込む。このとき、温度センサ２１Ａ〜２１Ｆで検出される温度を、各空調ゾーン３１〜３６の平均温度としている。これによれば、空調ゾーンにおける実際の平均温度により近い温度を、簡単に検出することができる。
【００４９】
また、複数の吸気孔２７１を、吸気管２７内の空気流れ方向において略等間隔に配設されるとともに、上流側の吸気孔２７１の開口面積を下流側の吸気孔２７１の開口面積よりも大きくしている。また、複数の吸気孔２７１は、吸気管２７内の空気流れ方向において、上流側になるほど吸気孔２７１間のピッチを狭くして開設することも可能である。また、複数の吸気孔２７１を、吸気管２７内の空気流れ方向において、上流側の吸気孔２７１の数が下流側の吸気孔２７１の数よりも多くすることも可能である。これらによれば、各吸気孔２７１からの吸入量を等しくすることができる。
【００５０】
また、吸気孔２７１の大きさを３〜６ｍｍとしている。これによれば、乗員の指が入らない大きさの吸気孔２７１とすることで、人がこの吸気孔２７１でけがすることを防止することができる。また、吸引手段２９として、温度計測空間に吹き出される空気流路８に生じる負圧を利用したアスピレータ方式としている。これによれば、吸引手段２９に動力を用いる必要がなくなり、コストを抑えることができる。もちろん、ブロワなどの吸引手段により、空気を吸気管２７に吸入することも可能である。
【００５１】
また、車室内の車両前後方向および車両左右方向に並ぶ複数の空調ゾーン３１〜３６ごとに、空調状態を調節することのできる空調ユニット１、２と、複数の空調ゾーン３１〜３６ごとに配置された平均温度検出装置２７Ａ〜２７Ｆと、平均温度検出装置２７Ａ〜２７Ｆの検出結果に応じて空調ユニット１、２の作動を制御する空調制御装置２０とを備えている。
【００５２】
これによれば、各空調ゾーン３１〜３６ごとに１つの平均温度検出装置２７Ａ〜２７Ｆを配設することで、ゾーンエリア内の熱負荷の偏りや一時的な温度分布の不均一が生じた場合であっても、ゾーンエリア内の平均温度として検出するため、誤動作しにくくすることができる。
【００５３】
また、平均温度検出装置の吸気管２７として、車室内に敷設された荷棚２６の一部を利用している。これによれば、荷棚２６の一部に組み込むことで、むだにスペースを使うことなくすっきりと構成できるうえ、コストを抑えることができる。また、荷棚２６の通路側下方に吸気孔２７１を開設している。これによれば、日射の影響も受けないうえ、通路の妨げともならない。
【００５４】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。図７は、本発明の第２実施形態における吸気管２７と温度センサ２１との配設状態を示すバス車室内のゾーン模式図である。なお、以降の各実施形態においては、上述した第１実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略し、異なる構成および特徴について説明する。
【００５５】
本実施形態では、複数の空調ゾーン３１〜３６（ただし、空調ゾーン３３、３６は図示省略）に配設した複数の吸気管２７Ａ〜２７Ｆ（ただし、吸気管２７Ｃ、２７Ｆは図示省略）のそれぞれの他端側を、切替弁（切替手段）２８に接続し、その切替弁２８の空気流れ下流側に１つの温度センサ２１と、１つの吸引手段２９とを接続している。
【００５６】
これによれば、複数の空調ゾーンの平均温度を検出する場合、複数の空調ゾーンに配設した複数の吸気管２７を、切替弁２８で切り替えながら、１つの温度センサ２１で順次平均温度を検出する構成とすることで、コストを抑えることができる。また、吸引手段２９として、モータファン２９Ｂを用いて強制的に吸い込むモータファン方式としている。なお、この切替弁２８およびモータファン２９Ｂは、空調制御装置２０によって制御される。これによれば、温度計測空間に吹き出される空気流路８からの吹出量に関係なく、温度計測空間の平均温度を計測することができる。
【００５７】
また、切替弁２８にて接続する吸気管２７を切り替えた場合、所定の時間が経過した後に平均温度を検出するようにしている。これによれば、切り替えた吸気管２７の先端の吸気孔２７１から吸い込んだ空気が、温度センサ２１に届くまでの時間（３０〜６０秒）を見込んでから平均温度を検出することで、平均温度を正確に検出することができる。なお、各平均温度の検出の周期は、５分以内としている。これは、検出の周期が長くなると室温の変化量が大きくなってモード飛びなどが発生する可能性が増すためである。
【００５８】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態について説明する。図８は、本発明の第３実施形態におけるゾーン温度検出方法を示すバス車両の側面図である。上述した実施形態と異なる特徴部分を説明する。本実施形態では、複数の空調ゾーン３１〜３６に存在するそれぞれの荷棚２６の表面温度を検出する表面温度センサ（表面温度検出手段）３０と、いずれか１つの空調ゾーン３１〜３６（例えば、空調ゾーン３１）で、荷棚２６近傍の空気温度を検出する温度センサ２１とを備えている。なお、表面温度センサ３０としては、具体的にサーミスタや熱電対およびＩＲ（赤外線）センサなどを用いている。
【００５９】
そして、各表面温度センサ３０および温度センサ２１の検出値は、空調制御装置２０に入力される。そして、空調制御装置２０は、温度センサ２１が設けられかつ荷棚２６近傍の空気温度が検出される空調ゾーン３１の空気を、検出された空気温度に応じて制御する。また、空調制御装置２０は、温度センサ２１が設けられる空調ゾーン３１において検出される空気温度と表面温度との相関関係を、温度センサ２１が設けられていない空調ゾーン３２〜３６に適用することにより、温度センサ２１が設けられていない空調ゾーン３２〜３６における空気の空気温度を推定する。
【００６０】
更に、空調制御装置２０は、このように推定された空気温度に応じて、温度センサ２１が設けられていない空調ゾーン３２〜３６における空気温度を制御するようにしている。これによれば、各空調ゾーン３１〜３６ごとの表面温度センサ３０と、１つの空気温度センサ２１とを組み合せることで、各空調ゾーン３１〜３６での空気温度を推定することができ、この推定温度を各空調ゾーン３１〜３６での代表空気温度としてゾーン空調の制御を行うことができる。
【００６１】
（その他の実施形態）
上述の実施形態はバス車両に適用したものであるが、本発明はこれに限るものではなく、列車などの車両や船舶の屋上装着型空調装置に適用しても良い。また、上述の実施形態では、ゾーン空調を行う空調装置に本平均温度検出装置を適用しているが、ゾーン空調に限らず全体空調などに適用しても良い。
【００６２】
また、上述の第１実施形態では、平均温度検出装置の吸気管２７として、車室内に敷設された荷棚２６の一部を利用しているが、平均温度検出装置の吸気管２７として、車室内に敷設された吊り革の保持パイプを利用しても良い。これによれば、吊り革の保持パイプに組み込むことで、むだにスペースを使うことなくすっきりと構成できるうえ、コストを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る車両用空調装置１の実装状態における構成概要を示すバス車両の斜視図である。
【図２】図１の車両用空調装置１の構成概要を示す平面模式図である。
【図３】２コンプレッサ冷凍サイクルの構成模式図である。
【図４】本発明の平均温度検出装置を示す模式図であり、（ａ）〜（ｃ）は、吸気管２７における吸気孔２７１の開設方法のバリエーションを示す。
【図５】本発明の第１実施形態における吸気管２７と温度センサ２１の配設状態を示すバス車両の側面図である。
【図６】本発明に係る荷棚２６の斜視部分断面図である。
【図７】本発明の第２実施形態における吸気管２７と温度センサ２１との配設状態を示すバス車室内のゾーン模式図である。
【図８】本発明の第３実施形態におけるゾーン温度検出方法を示すバス車両の側面図である。
【符号の説明】
【００６４】
１…冷房ユニット(空調ユニット）
２…暖房ユニット(空調ユニット）
８…吹出口（空気流路）
２０…空調制御装置（空調制御手段）
２１…温度センサ（温度検出手段）
２６…荷棚
２７…吸気管（管状部材）
２８…切替弁（切替手段）
２９…吸引手段
３０…表面温度センサ（表面温度検出手段）
３１〜３６…空調ゾーン（温度計測空間）
２７１…吸気孔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空調制御されている温度計測空間に配設され、一端が閉塞された管状部材（２７）と、
前記管状部材（２７）の側面に形成された複数の吸気孔（２７１）と、
前記管状部材（２７）の他端に設けられ、前記管状部材（２７）内部の空気を吸引する吸引手段（２９）と、
前記管状部材（２７）の他端近傍に設けられ、前記複数の吸気孔（２７１）から吸引された前記温度計測空間の空調空気の温度を検出する温度検出手段（２１）とを有することを特徴とする平均温度検出装置。
【請求項２】
前記複数の吸気孔（２７１）は、前記管状部材（２７）内の空気流れ方向において略等間隔に配設され、かつ上流側の前記吸気孔（２７１）の開口面積を下流側の前記吸気孔（２７１）の開口面積よりも大きくしていることを特徴とする請求項１に記載の平均温度検出装置。
【請求項３】
前記複数の吸気孔（２７１）は、相互にほぼ同じ開口面積を有しているとともに、前記管状部材（２７）内の空気流れ方向において、上流側になるほど前記吸気孔（２７１）間のピッチを狭くして開設されていることを特徴とする請求項１に記載の平均温度検出装置。
【請求項４】
前記複数の吸気孔（２７１）は、前記管状部材（２７）内の空気流れ方向において、上流側の前記吸気孔（２７１）の数が下流側の前記吸気孔（２７１）の数よりも多くなっていることを特徴とする請求項１に記載の平均温度検出装置。
【請求項５】
前記吸気孔（２７１）の大きさを３〜６ｍｍとしていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の平均温度検出装置。
【請求項６】
前記吸引手段（２９）として、前記温度計測空間に吹き出される空気流路（８）に生じる負圧を利用したアスピレータ方式としていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の平均温度検出装置。
【請求項７】
前記吸引手段（２９）として、モータファンを用いて強制的に吸い込むモータファン方式としていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の平均温度検出装置。
【請求項８】
複数の前記温度計測空間に配設した複数の前記管状部材（２７）のそれぞれの前記他端側を切替手段（２８）に接続し、その切替手段（２８）の空気流れ下流側に１つの前記温度検出手段（２１）と１つの前記吸引手段（２９）とを接続していることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の平均温度検出装置。
【請求項９】
前記切替手段（２８）にて接続する前記管状部材（２７）を切り替えた場合、所定の時間が経過した後に平均温度を検出することを特徴とする請求項８に記載の平均温度検出装置。
【請求項１０】
車両の前後方向および左右方向に形成される複数の車室内の空調ゾーン（３１〜３６）に対して、それぞれ独立して温度制御する空調ユニット（１、２）と、
前記複数の空調ゾーン（３１〜３６）にそれぞれ配設され、前記請求項１ないし９のいずれか１つに記載の平均温度検出装置と、
前記平均温度検出装置の検出結果に応じて、前記複数の空調ゾーン（３１〜３６）の温度を制御する空調制御手段（２０）とを有することを特徴とする車両用空調装置。
【請求項１１】
前記平均温度検出装置の前記管状部材（２７）として、車室内に敷設された吊り革の保持パイプを利用していることを特徴とする請求項１０に記載の車両用空調装置。
【請求項１２】
前記平均温度検出装置の前記管状部材（２７）として、車室内に敷設された荷棚（２６）の一部を利用していることを特徴とする請求項１０に記載の車両用空調装置。
【請求項１３】
前記荷棚（２６）の通路側下方に前記吸気孔（２７１）を開設していることを特徴とする請求項１２に記載の車両用空調装置。
【請求項１４】
車両の前後方向および左右方向に形成される複数の車室内の空調ゾーン（３１〜３６）に対して、それぞれ独立して温度制御する空調ユニット（１、２）と、
前記複数の空調ゾーン（３１〜３６）に対応する位置において、車室内に敷設された荷棚（２６）と、
それぞれの空調ゾーン（３１〜３６）における前記荷棚（２６）の表面温度を検出する表面温度検出手段（３０）と、
いずれか一つの空調ゾーン（３１）における前記荷棚（２６）近傍の空気温度を検出する温度検出手段（２１）と、
前記空調ユニット（１、２）の作動を制御する空調制御手段（２０）とを備える車両用空調装置において、
前記空調制御手段（２０）は、前記温度検出手段（２１）が設けられかつ前記荷棚（２６）近傍の空気温度が検出される空調ゾーン（３１）の空気を、検出された空気温度に応じて制御し、
また、前記空調制御手段（２０）は、前記温度検出手段（２１）が設けられる空調ゾーン（３１）において検出される空気温度と表面温度との相関関係を、前記温度検出手段（２１）が設けられていない空調ゾーン（３２〜３６）に適用することにより、前記温度検出手段（２１）が設けられていない空調ゾーン（３２〜３６）における空気の空気温度を推定し、
更に、前記空調制御手段（２０）は、このように推定された空気温度に応じて、前記温度検出手段（２１）が設けられていない空調ゾーン（３２〜３６）における空気温度を制御することを特徴とする車両用空調装置。
【請求項１】
空調制御されている温度計測空間に配設され、一端が閉塞された管状部材（２７）と、
前記管状部材（２７）の側面に形成された複数の吸気孔（２７１）と、
前記管状部材（２７）の他端に設けられ、前記管状部材（２７）内部の空気を吸引する吸引手段（２９）と、
前記管状部材（２７）の他端近傍に設けられ、前記複数の吸気孔（２７１）から吸引された前記温度計測空間の空調空気の温度を検出する温度検出手段（２１）とを有することを特徴とする平均温度検出装置。
【請求項２】
前記複数の吸気孔（２７１）は、前記管状部材（２７）内の空気流れ方向において略等間隔に配設され、かつ上流側の前記吸気孔（２７１）の開口面積を下流側の前記吸気孔（２７１）の開口面積よりも大きくしていることを特徴とする請求項１に記載の平均温度検出装置。
【請求項３】
前記複数の吸気孔（２７１）は、相互にほぼ同じ開口面積を有しているとともに、前記管状部材（２７）内の空気流れ方向において、上流側になるほど前記吸気孔（２７１）間のピッチを狭くして開設されていることを特徴とする請求項１に記載の平均温度検出装置。
【請求項４】
前記複数の吸気孔（２７１）は、前記管状部材（２７）内の空気流れ方向において、上流側の前記吸気孔（２７１）の数が下流側の前記吸気孔（２７１）の数よりも多くなっていることを特徴とする請求項１に記載の平均温度検出装置。
【請求項５】
前記吸気孔（２７１）の大きさを３〜６ｍｍとしていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の平均温度検出装置。
【請求項６】
前記吸引手段（２９）として、前記温度計測空間に吹き出される空気流路（８）に生じる負圧を利用したアスピレータ方式としていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の平均温度検出装置。
【請求項７】
前記吸引手段（２９）として、モータファンを用いて強制的に吸い込むモータファン方式としていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の平均温度検出装置。
【請求項８】
複数の前記温度計測空間に配設した複数の前記管状部材（２７）のそれぞれの前記他端側を切替手段（２８）に接続し、その切替手段（２８）の空気流れ下流側に１つの前記温度検出手段（２１）と１つの前記吸引手段（２９）とを接続していることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の平均温度検出装置。
【請求項９】
前記切替手段（２８）にて接続する前記管状部材（２７）を切り替えた場合、所定の時間が経過した後に平均温度を検出することを特徴とする請求項８に記載の平均温度検出装置。
【請求項１０】
車両の前後方向および左右方向に形成される複数の車室内の空調ゾーン（３１〜３６）に対して、それぞれ独立して温度制御する空調ユニット（１、２）と、
前記複数の空調ゾーン（３１〜３６）にそれぞれ配設され、前記請求項１ないし９のいずれか１つに記載の平均温度検出装置と、
前記平均温度検出装置の検出結果に応じて、前記複数の空調ゾーン（３１〜３６）の温度を制御する空調制御手段（２０）とを有することを特徴とする車両用空調装置。
【請求項１１】
前記平均温度検出装置の前記管状部材（２７）として、車室内に敷設された吊り革の保持パイプを利用していることを特徴とする請求項１０に記載の車両用空調装置。
【請求項１２】
前記平均温度検出装置の前記管状部材（２７）として、車室内に敷設された荷棚（２６）の一部を利用していることを特徴とする請求項１０に記載の車両用空調装置。
【請求項１３】
前記荷棚（２６）の通路側下方に前記吸気孔（２７１）を開設していることを特徴とする請求項１２に記載の車両用空調装置。
【請求項１４】
車両の前後方向および左右方向に形成される複数の車室内の空調ゾーン（３１〜３６）に対して、それぞれ独立して温度制御する空調ユニット（１、２）と、
前記複数の空調ゾーン（３１〜３６）に対応する位置において、車室内に敷設された荷棚（２６）と、
それぞれの空調ゾーン（３１〜３６）における前記荷棚（２６）の表面温度を検出する表面温度検出手段（３０）と、
いずれか一つの空調ゾーン（３１）における前記荷棚（２６）近傍の空気温度を検出する温度検出手段（２１）と、
前記空調ユニット（１、２）の作動を制御する空調制御手段（２０）とを備える車両用空調装置において、
前記空調制御手段（２０）は、前記温度検出手段（２１）が設けられかつ前記荷棚（２６）近傍の空気温度が検出される空調ゾーン（３１）の空気を、検出された空気温度に応じて制御し、
また、前記空調制御手段（２０）は、前記温度検出手段（２１）が設けられる空調ゾーン（３１）において検出される空気温度と表面温度との相関関係を、前記温度検出手段（２１）が設けられていない空調ゾーン（３２〜３６）に適用することにより、前記温度検出手段（２１）が設けられていない空調ゾーン（３２〜３６）における空気の空気温度を推定し、
更に、前記空調制御手段（２０）は、このように推定された空気温度に応じて、前記温度検出手段（２１）が設けられていない空調ゾーン（３２〜３６）における空気温度を制御することを特徴とする車両用空調装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−３５２３２（Ｐ２００９−３５２３２Ａ）
【公開日】平成２１年２月１９日（２００９．２．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２０３４８７（Ｐ２００７−２０３４８７）
【出願日】平成１９年８月３日（２００７．８．３）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月１９日（２００９．２．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月３日（２００７．８．３）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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