(57)【要約】【課題】  新鮮な空気を遮断することなく、車室内の温度制御および圧力制御を実現するための車両用空気調和装置の制御方法および制御装置を提供する。【解決手段】  車室２内の目標温度Ｔ０を設定し、車外圧力Ｐ０並びに車室内温度Ｔｒおよび車室内圧力Ｐｒに関する情報を受け付け、目標温度Ｔ０と車室内温度Ｔｒとの第１偏差Ｅ１に基づいて、車室内温度Ｔｒを目標温度Ｔ０にするための圧縮手段４の回転速度に関する第１操作量Ｓ１を算出するとともに、車室内の目標圧力Ｐｔと車室内圧力Ｐｒとの第２偏差Ｅ２と、車外圧力Ｐ０を疑似微分して求めた車外圧力Ｐ０の変動量ΔＰとに基づいて、車室内圧力Ｐｒを目標圧力Ｐｔにするための第１排気手段７の回転速度に関する第２操作量Ｎ１’を算出し、第１操作量Ｓ１に関する情報を前記圧縮手段４に出力するとともに第２操作量Ｎ１’に関する情報を第１排気手段７に出力する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
大気中から取り込まれた空気を圧縮する圧縮手段と、該圧縮手段により圧縮された圧縮空気を空気冷媒で冷却する冷却器と、該冷却器で冷却された空気を膨張させる膨張手段と、該膨張手段から車室内に供給された空気を車室外に排気するための第１排気手段と、車外圧力並びに車室内温度および車室内圧力をそれぞれ計測する計測手段とを備えた車両用空気調和装置に適用される制御方法であって、
車室内の目標温度を設定し、
前記各計測手段から車外圧力並びに車室内温度および車室内圧力に関する情報を受け付け、
車室内の目標温度と計測された車室内温度との第１偏差に基づいて、車室内温度を目標温度にするための前記圧縮手段の回転速度に関する第１操作量を算出するとともに、
車外圧力に関する情報にフィルタをかけた情報を車室内の目標圧力とし、該目標圧力と車室内圧力との第２偏差を算出するとともに車外圧力を疑似微分することによって車外圧力の変動量を算出し、該第２偏差と変動量とに基づいて車室内圧力を目標圧力にするための前記第１排気手段の回転速度に関する第２操作量を算出し、
前記第１操作量に関する情報を前記圧縮手段に出力することによって車室内の温度制御をするとともに、前記第２操作量に関する情報を第１排気手段に出力することによって車室内の圧力制御をする、車両用空気調和装置の制御方法。
【請求項２】
前記第２偏差と変動量とに基づいて前記第１操作量に補償を加えるとともに、前記第１偏差に基づいて前記第２操作量に補償を加えることにより、前記温度制御および圧力制御を非干渉化する、請求項１記載の車両用空気調和装置の制御方法。
【請求項３】
大気中から取り込まれた空気を圧縮する圧縮手段と、該圧縮手段により圧縮された圧縮空気を空気冷媒で冷却する冷却器と、該冷却器で冷却された空気を膨張させる膨張手段と、該膨張手段から車室内に供給された空気を車室外に排気するとともに排気された空気の一部を前記圧縮手段の吸い込み側に戻し残りの空気を前記冷却器に空気冷媒の一部として利用するために供給する第１排気手段と、前記空気冷媒を前記冷却器から車外に排出する第２排気手段と、車外圧力並びに車室内温度および車室内圧力をそれぞれ計測する計測手段とを備えた車両用空気調和装置に適用される制御方法であって、
車室内の目標温度を設定し、
前記各計測手段から車外圧力並びに車室内温度および車室内圧力に関する情報を受け付け、
車室内の目標温度と計測された車室内温度との第１偏差に基づいて、車室内温度を目標温度にするための前記圧縮手段の回転速度に関する第１操作量を算出するとともに、
車外圧力に関する情報にフィルタをかけた情報を車室内の目標圧力とし、該目標圧力と車室内圧力との第２偏差を算出するとともに車外圧力を疑似微分することによって車外圧力の変動量を算出し、該第２偏差と変動量とに基づいて車室内圧力を目標圧力にするための、前記第１排気手段の回転速度に関する第２操作量と前記第２排気手段の回転速度に関する第３操作量とを算出し、
前記第１操作量に関する情報を前記圧縮手段に出力することによって車室内の温度制御をするとともに、前記第２操作量に関する情報を第１排気手段に出力し、前記第３操作量に関する情報を前記第２排気手段に出力することによって車室内の圧力制御をする、車両用空気調和装置の制御方法。
【請求項４】
前記第２偏差と変動量とに基づいて前記第１操作量に補償を加えるとともに、前記第１偏差に基づいて前記第２操作量および第３操作量に補償をそれぞれ加えることにより、前記温度制御および圧力制御を非干渉化する、請求項３記載の車両用空気調和装置の制御方法。
【請求項５】
大気中から取り込まれた空気を圧縮する圧縮手段と、該圧縮手段により圧縮された圧縮空気を空気冷媒で冷却する冷却器と、該冷却器で冷却された空気を膨張させる膨張手段と、該膨張手段から車室内に供給された空気を車室外に排気するための第１排気手段と、前記圧縮空気を膨張手段の排出側に迂回させる迂回通路と、該迂回通路内を流れる空気流量を調整する調整手段と、車外圧力並びに車室内温度および車室内圧力をそれぞれ計測する計測手段とを備えた車両用空気調和装置に適用される制御方法であって、
車室内の目標温度を設定し、
前記各計測手段から車外圧力並びに車室内温度および車室内圧力に関する情報を受け付け、
車室内の目標温度と計測された車室内温度との第１偏差に基づいて、車室内温度を目標温度にするための前記調整手段の第４操作量を算出するとともに、
車外圧力に関する情報にフィルタをかけた情報を車室内の目標圧力とし、該目標圧力と車室内圧力との第２偏差を算出するとともに車外圧力を疑似微分することによって車外圧力の変動量を算出し、該第２偏差と変動量とに基づいて、車室内圧力を目標圧力にするための、前記第１排気手段の回転速度に関する第５操作量と前記圧縮手段の回転速度に関する第６操作量とを算出し、
前記第４操作量に関する情報を前記調整手段に出力することによって車室内の温度制御をするとともに、前記第５操作量に関する情報を前記第１排気手段に出力し前記第６操作量に関する情報を前記圧縮手段に出力することによって車室内の圧力制御をする、車両用空気調和装置の制御方法。
【請求項６】
前記第２偏差と変動量とに基づいて前記第４操作量に補償を加えるとともに、前記第１偏差に基づいて前記第５操作量および第６操作量に補償をそれぞれ加えることにより、前記温度制御および圧力制御を非干渉化する、請求項５記載の車両用空気調和装置の制御方法。
【請求項７】
大気中から取り込まれた空気を圧縮する圧縮手段と、該圧縮手段により圧縮された圧縮空気を空気冷媒で冷却する冷却器と、該冷却器で冷却された空気を膨張させる膨張手段と、該膨張手段から車室内に供給された空気を車室外に排気するとともに排気された空気の一部を前記圧縮手段の吸い込み側に戻し残りの空気を前記冷却器に空気冷媒の一部として利用するために供給する第１排気手段と、前記空気冷媒を前記冷却器から車外に排出する第２排気手段と、前記圧縮空気を膨張手段の排出側に迂回させる迂回通路と、該迂回通路内を流れる空気流量を調整する調整手段と、車外圧力並びに車室内温度および車室内圧力をそれぞれ計測する計測手段とを備えた車両用空気調和装置に適用される制御方法であって、
車室内の目標温度を設定し、
前記各計測手段から車外圧力並びに車室内温度および車室内圧力に関する情報を受け付け、
車室内の目標温度と計測された車室内温度との第１偏差に基づいて、車室内温度を目標温度にするための前記調整手段の第４操作量を算出するとともに、
車外圧力に関する情報にフィルタをかけた情報を車室内の目標圧力とし、該目標圧力と車室内圧力との第２偏差を算出するとともに車外圧力を疑似微分することによって車外圧力の変動量を算出し、該第２偏差と変動量とに基づいて、車室内圧力を目標圧力にするための、前記第１排気手段の回転速度に関する第５操作量と前記圧縮手段の回転速度に関する第６操作量と前記第２排気手段の回転速度に関する第７操作量とを算出し、
前記第４操作量に関する情報を前記調整手段に出力することによって車室内の温度制御をするとともに、前記第５操作量に関する情報を前記第１排気手段に出力し、前記第６操作量に関する情報を前記圧縮手段に出力し、前記第７操作量を前記第２排気手段に出力することによって車室内の圧力制御をする、車両用空気調和装置の制御方法。
【請求項８】
前記第２偏差と変動量とに基づいて前記第４操作量に補償を加えるとともに、前記第１偏差に基づいて前記第５操作量、第６操作量および第７操作量にそれぞれ補償を加えることにより、前記温度制御および圧力制御を非干渉化する、請求項７記載の車両用空気調和装置の制御方法。
【請求項９】
大気中から取り込まれた空気を圧縮する圧縮手段と、該圧縮手段により圧縮された圧縮空気を空気冷媒で冷却する冷却器と、該冷却器で冷却された空気を膨張させる膨張手段と、該膨張手段から車室内に供給された空気を車室外に排気するための第１排気手段と、車外圧力並びに車室内温度および車室内圧力をそれぞれ計測する計測手段とを備えた車両用空気調和装置に適用される制御装置であって、
車室内の目標温度を設定する設定手段と、
前記各計測手段から車外圧力並びに車室内温度および車室内圧力に関する情報を受け付ける受付手段と、
車室内の目標温度と計測された車室内温度との第１偏差に基づいて、車室内温度を目標温度にするための前記圧縮手段の回転速度に関する第１操作量を算出するとともに、車外圧力に関する情報にフィルタをかけた情報を車室内の目標圧力とし、該目標圧力と車室内圧力との第２偏差を算出するとともに車外圧力を疑似微分することによって車外圧力の変動量を算出し、該第２偏差と変動量とに基づいて、車室内圧力を目標圧力にするための前記第１排気手段の回転速度に関する第２操作量を算出する第１算出手段と、
前記第１操作量に関する情報を前記圧縮手段に出力し、前記第２操作量に関する情報を第１排気手段に出力する第１出力手段とを備える、車両用空気調和装置の制御装置。
【請求項１０】
前記第１算出手段は、前記第２偏差と変動量とに基づいて前記第１操作量に補償を加えるとともに、前記第１偏差に基づいて前記第２操作量に補償を加えることにより、前記温度制御および圧力制御を非干渉化すべくなしてある、請求項９記載の車両用空気調和装置の制御装置。
【請求項１１】
大気中から取り込まれた空気を圧縮する圧縮手段と、該圧縮手段により圧縮された圧縮空気を空気冷媒で冷却する冷却器と、該冷却器で冷却された空気を膨張させる膨張手段と、該膨張手段から車室内に供給された空気を車室外に排気するとともに排気された空気の一部を前記圧縮手段の吸い込み側に戻し残りの空気を前記冷却器に空気冷媒の一部として利用するために供給する第１排気手段と、前記空気冷媒を前記冷却器から車外に排出する第２排気手段と、車外圧力並びに車室内温度および車室内圧力をそれぞれ計測する計測手段とを備えた車両用空気調和装置に適用される制御装置であって、
車室内の目標温度を設定する設定手段と、
前記各計測手段から車外圧力並びに車室内温度および車室内圧力に関する情報を受け付ける受付手段と、
車室内の目標温度と計測された車室内温度との第１偏差に基づいて、車室内温度を目標温度にするための前記圧縮手段の回転速度に関する第１操作量を算出するとともに、車外圧力に関する情報にフィルタをかけた情報を車室内の目標圧力とし、該目標圧力と車室内圧力との第２偏差を算出するとともに車外圧力を疑似微分することによって車外圧力の変動量を算出し、該第２偏差と変動量とに基づいて、車室内圧力を目標圧力にするための、前記第１排気手段の回転速度に関する第２操作量と前記第２排気手段の回転速度に関する第３操作量とを算出する第２算出手段と、
前記第１操作量に関する情報を前記圧縮手段に出力し、前記第２操作量に関する情報を第１排気手段に出力し、前記第３操作量に関する情報を前記第２排気手段に出力する第２出力手段とを備える、車両用空気調和装置の制御装置。
【請求項１２】
前記第２算出手段は、前記第２偏差と変動量とに基づいて前記第１操作量に補償を加えるとともに、前記第１偏差に基づいて前記第２操作量および第３操作量に補償をそれぞれ加えることにより、前記温度制御および圧力制御を非干渉化すべくなしてある、請求項１１記載の車両用空気調和装置の制御装置。
【請求項１３】
大気中から取り込まれた空気を圧縮する圧縮手段と、該圧縮手段により圧縮された圧縮空気を空気冷媒で冷却する冷却器と、該冷却器で冷却された空気を膨張させる膨張手段と、該膨張手段から車室内に供給された空気を車室外に排気するための第１排気手段と、前記圧縮空気を膨張手段の排出側に迂回させる迂回通路と、該迂回通路内を流れる空気流量を調整する調整手段と、車外圧力並びに車室内温度および車室内圧力をそれぞれ計測する計測手段とを備えた車両用空気調和装置に適用される制御装置であって、
車室内の目標温度を設定する設定手段と、
前記各計測手段から車外圧力並びに車室内温度および車室内圧力に関する情報を受け付ける受付手段と、
車室内の目標温度と計測された車室内温度との第１偏差に基づいて、車室内温度を目標温度にするための前記調整手段の第４操作量を算出するとともに、車外圧力に関する情報にフィルタをかけた情報を車室内の目標圧力とし、該目標圧力と車室内圧力との第２偏差を算出するとともに車外圧力を疑似微分することによって車外圧力の変動量を算出し、該第２偏差と変動量とに基づいて、車室内圧力を目標圧力にするための、前記第１排気手段の回転速度に関する第５操作量と前記圧縮手段の回転速度に関する第６操作量とを算出する第３算出手段と、
前記第４操作量に関する情報を前記調整手段に出力し、前記第５操作量に関する情報を前記第１排気手段に出力し、前記第６操作量に関する情報を前記圧縮手段に出力する第３出力手段とを備える、車両用空気調和装置の制御装置。
【請求項１４】
前記第３算出手段は、前記第２偏差と変動量とに基づいて前記第４操作量に補償を加えるとともに、前記第１偏差に基づいて前記第５操作量および第６操作量に補償をそれぞれ加えることにより、前記温度制御および圧力制御を非干渉化すべくなしてある、請求項１３記載の車両用空気調和装置の制御装置。
【請求項１５】
大気中から取り込まれた空気を圧縮する圧縮手段と、該圧縮手段により圧縮された圧縮空気を空気冷媒で冷却する冷却器と、該冷却器で冷却された空気を膨張させる膨張手段と、該膨張手段から車室内に供給された空気を車室外に排気するとともに排気された空気の一部を前記圧縮手段の吸い込み側に戻し残りの空気を前記冷却器に空気冷媒の一部として利用するために供給する第１排気手段と、前記空気冷媒を前記冷却器から車外に排出する第２排気手段と、前記圧縮空気を膨張手段の排出側に迂回させる迂回通路と、該迂回通路内を流れる空気流量を調整する調整手段と、車外圧力並びに車室内温度および車室内圧力をそれぞれ計測する計測手段とを備えた車両用空気調和装置に適用される制御装置であって、
車室内の目標温度を設定する設定手段と、
前記各計測手段から車外圧力並びに車室内温度および車室内圧力に関する情報を受け付ける受付手段と、
車室内の目標温度と計測された車室内温度との第１偏差に基づいて、車室内温度を目標温度にするための前記調整手段の第４操作量を算出するとともに、車外圧力に関する情報にフィルタをかけた情報を車室内の目標圧力とし、該目標圧力と車室内圧力との第２偏差を算出するとともに車外圧力を疑似微分することによって車外圧力の変動量を算出し、該第２偏差と変動量とに基づいて、車室内圧力を目標圧力にするための、前記第１排気手段の回転速度に関する第５操作量と前記圧縮手段の回転速度に関する第６操作量と前記第２排気手段の回転速度に関する第７操作量とを算出する第４算出手段と、
前記第４操作量に関する情報を前記調整手段に出力し、前記第５操作量に関する情報を前記第１排気手段に出力し、前記第６操作量に関する情報を前記圧縮手段に出力し、前記第７操作量を前記第２排気手段に出力する第４出力手段とを備える、車両用空気調和装置の制御装置。
【請求項１６】
前記第４算出手段は、前記第２偏差と変動量とに基づいて前記第４操作量に補償を加えるとともに、前記第１偏差に基づいて前記第５操作量、第６操作量および第７操作量にそれぞれ補償を加えることにより、前記温度制御および圧力制御を非干渉化すべくなしてある、請求項１５記載の車両用空気調和装置の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道車両、自動車など車両に適用される車両用空気調和装置の制御方法および制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、鉄道車両、自動車など高速で走行する車両では、自然換気が困難であることから、給気手段と排気手段とを用いた強制換気方式によって車室内の汚損空気と車外の新鮮な空気とを入れ換えるとともに車室内の空気調和を行う、換気一体型の空気調和装置が用いられている。
【０００３】
この種の空気調和装置として、特許文献１に開示された装置が挙げられる。
【０００４】
特許文献１に開示された装置では、通常運転時の空気サイクルをオープンループで構成している。すなわち、圧縮機にて圧縮し熱交換器にて冷却し膨張機にて膨張させてさらに低温化した空気を、車室循環空気の冷媒として用いたあと、換気用空気として車室内に吹き込むとともに、車室内の汚損空気を車外に排出している。さらにこの装置では、車両同士がすれ違う場合または車両がトンネルを通過する場合など車外圧力が大きく変動するときに、空気サイクルを前記オープンループからクローズドループに切り換えている。すなわち、膨張機にて低温化された空気を車室循環空気の冷媒として用いたあと車室内に供給することなく車外に排出するとともに、車室循環空気を車外に排出することなく車室内を経由して循環させている。これにより、車室循環空気の冷却を維持するとともに、車外圧力の変動の車室内への伝播を抑制して乗客が耳に感じる不快感を防止している。
【０００５】
しかしこの装置では、車外圧力が大きく変動するとき空気サイクルをオープンループからクローズドループに切り換えて大気中からの新鮮な空気を遮断するため、車両がトンネルを頻繁に通過するなどの場合には車室内の換気が十分に行われず乗客に不快感を与えることがある。またこの装置では、車体の小さな隙間からの空気漏れにより、すなわち成り行きで車室内圧力と車外圧力との差圧を解消しようとしているので、この差圧が解消されない場合が生じ得る。これにより扉の開閉に支障をきたす場合がある。
【特許文献１】特開平９−２４９０２３号公報  （第３頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、新鮮な空気を遮断することなく、車室内の温度制御および圧力制御を実現するための車両用空気調和装置の制御方法および制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、大気中から取り込まれた空気を圧縮する圧縮手段と、該圧縮手段により圧縮された圧縮空気を空気冷媒で冷却する冷却器と、該冷却器で冷却された空気を膨張させる膨張手段と、該膨張手段から車室内に供給された空気を車室外に排気するための第１排気手段と、車外圧力並びに車室内温度および車室内圧力をそれぞれ計測する計測手段とを備えた車両用空気調和装置に適用される制御方法であって、車室内の目標温度を設定し、各計測手段から車外圧力並びに車室内温度および車室内圧力に関する情報を受け付け、車室内の目標温度と計測された車室内温度との第１偏差に基づいて、車室内温度を目標温度にするための前記圧縮手段の回転速度に関する第１操作量を算出するとともに、車外圧力に関する情報にフィルタをかけた情報を車室内の目標圧力とし、該目標圧力と車室内圧力との第２偏差を算出するとともに車外圧力を疑似微分することによって車外圧力の変動量を算出し、該第２偏差と変動量とに基づいて、車室内圧力を目標圧力にするための第１排気手段の回転速度に関する第２操作量を算出し、第１操作量に関する情報を圧縮手段に出力することによって車室内の温度制御をするとともに第２操作量に関する情報を第１排気手段に出力することによって車室内の圧力制御をする。
【０００８】
この制御方法を実施するための制御装置は、車室内の目標温度を設定する設定手段と、前記各計測手段から車外圧力並びに車室内温度および車室内圧力に関する情報を受け付ける受付手段と、車室内の目標温度と計測された車室内温度との第１偏差に基づいて、車室内温度を目標温度にするための圧縮手段の回転速度に関する第１操作量を算出するとともに、車外圧力に関する情報にフィルタをかけた情報を車室内の目標圧力とし、該目標圧力と車室内圧力との第２偏差を算出するとともに車外圧力を疑似微分することによって車外圧力の変動量を算出し、該第２偏差と変動量とに基づいて、車室内圧力を目標圧力にするための第１排気手段の回転速度に関する第２操作量を算出する第１算出手段と、第１操作量に関する情報を圧縮手段に出力し、第２操作量に関する情報を第１排気手段に出力する第１出力手段とを備える。
【０００９】
以上の制御方法および制御装置によれば、新鮮な空気を遮断することなく、車室内の温度制御および圧力制御を実現することができる。
【００１０】
概説すると、前記制御方法および制御装置は、車室内温度が目標温度に圧縮手段の回転速度を制御する。同時にこの制御方法および制御装置は、車室内圧力が車外圧力に第１排気手段の回転速度を制御する。すなわち第１排気手段の回転速度を制御することにより、車室内から排出される空気量を調整して車室内の圧力変動を抑制している。これにより、車室内への新鮮な空気を遮断することなく車室内の温度制御および圧力制御を実現することが可能となる。
【００１１】
またこの制御方法および制御装置では、車外圧力を疑似微分して車外圧力の変動量を算出し、この変動量が車室内に伝播しないように第１排気手段の回転速度を制御しているので、車両同士がすれ違った場合やトンネルを通過する場合などのように車外圧力が急激に変動する場合であっても、車外圧力の変動が車室内に伝播することを抑制することが可能である。これにより、乗客が耳に感じる不快感を防止することができる。
【００１２】
またこの制御方法および制御装置は、車外圧力に関する情報にフィルタをかけた情報を車室内の目標圧力としているので、車室内と車外との間に圧力差が生じることを抑制すること、および、車室内の圧力制御が車外圧力の短周期の微少な圧力変動（外乱）に敏感に応答することを抑制することが可能になる。その結果、車両の扉を容易に開閉することができるとともに車室内の圧力制御を円滑に行うことができる。このようなフィルタとしては、例えば１次遅れフィルタを用いることができる。
【００１３】
前記制御方法において、前記第２偏差と変動量とに基づいて前記第１操作量に補償を加えるとともに、前記第１偏差に基づいて前記第２操作量に補償を加えることにより、前記温度制御および圧力制御を非干渉化することが望ましい。
【００１４】
この制御方法を実施するために、前記制御装置において、前記第１算出手段は、前記第２偏差と変動量とに基づいて前記第１操作量に補償を加えるとともに、前記第１偏差に基づいて前記第２操作量に補償を加えることにより、前記温度制御および圧力制御を非干渉化するように構成されることが望ましい。これにより、車室内の温度制御および圧力制御を精度良く行うことができる。
【００１５】
本発明に係る別の制御方法は、大気中から取り込まれた空気を圧縮する圧縮手段と、該圧縮手段により圧縮された圧縮空気を空気冷媒で冷却する冷却器と、該冷却器で冷却された空気を膨張させる膨張手段と、該膨張手段から車室内に供給された空気を車室外に排気するとともに排気された空気の一部を圧縮手段の吸い込み側に戻し残りの空気を冷却器に空気冷媒の一部として利用するために供給する第１排気手段と、空気冷媒を冷却器から車外に排出する第２排気手段と、車外圧力並びに車室内温度および車室内圧力をそれぞれ計測する計測手段とを備えた車両用空気調和装置に適用される制御方法であって、車室内の目標温度を設定し、各計測手段から車外圧力並びに車室内温度および車室内圧力に関する情報を受け付け、車室内の目標温度と計測された車室内温度との第１偏差に基づいて、車室内温度を目標温度にするための前記圧縮手段の回転速度に関する第１操作量を算出するとともに、車外圧力に関する情報にフィルタをかけた情報を車室内の目標圧力とし、該目標圧力と車室内圧力との第２偏差を算出するとともに車外圧力を疑似微分することによって車外圧力の変動量を算出し、該第２偏差と変動量とに基づいて、車室内圧力を目標圧力にするための、第１排気手段の回転速度に関する第２操作量と第２排気手段の回転速度に関する第３操作量とを算出し、第１操作量に関する情報を圧縮手段に出力することによって車室内の温度制御をするとともに、第２操作量に関する情報を第１排気手段に出力し、第３操作量に関する情報を第２排気手段に出力することによって車室内の圧力制御をする。
【００１６】
この制御方法を実施するための制御装置は、車室内の目標温度を設定する設定手段と、前記各計測手段から車外圧力並びに車室内温度および車室内圧力に関する情報を受け付ける受付手段と、車室内の目標温度と計測された車室内温度との第１偏差に基づいて、車室内温度を目標温度にするための圧縮手段の回転速度に関する第１操作量を算出するとともに、車外圧力に関する情報にフィルタをかけた情報を車室内の目標圧力とし、該目標圧力と車室内圧力との第２偏差を算出するとともに車外圧力を疑似微分することによって車外圧力の変動量を算出し、該第２偏差と変動量とに基づいて、車室内圧力を目標圧力にするための、第１排気手段の回転速度に関する第２操作量と第２排気手段の回転速度に関する第３操作量とを算出する第２算出手段と、第１操作量に関する情報を圧縮手段に出力し、第２操作量に関する情報を第１排気手段に出力し、第３操作量に関する情報を第２排気手段に出力する第２出力手段とを備える。
【００１７】
この制御方法および制御装置では、第１排気手段から排出された空気の一部を第２排気手段を通じて車外に確実に排出すべく両排気手段の回転速度を同時に制御している。すなわち両排気手段の回転速度を制御することにより、車室外に排出する空気量を調整し、車室内の圧力変動を抑制している。また上述した制御方法および制御装置と同様、車室内温度が目標温度になるように圧縮手段の回転速度を制御している。これにより、新鮮な空気を遮断することなく車室内の温度制御および圧力制御を実現することができる。
【００１８】
またこの制御方法および制御装置は、車外圧力を疑似微分して車外圧力の変動量を算出し、この変動量が車室内に伝播しないように第１排気手段および第２排気手段の各回転速度をそれぞれ制御しているので、上述した制御方法および制御装置同様、車外圧力の急激な変動が車室内に伝播することを抑制することが可能である。これにより、乗客が耳に感じる不快感を防止することができる。
【００１９】
前記別の制御方法において、前記第２偏差と変動量とに基づいて前記第１操作量に補償を加えるとともに、前記第１偏差に基づいて前記第２操作量および第３操作量に補償をそれぞれ加えることにより、前記温度制御および圧力制御を非干渉化することが望ましい。
【００２０】
この別の制御方法を実施するために、前記制御装置において、前記第２算出手段は、前記第２偏差と変動量とに基づいて前記第１操作量に補償を加えるとともに、前記第１偏差に基づいて前記第２操作量および第３操作量に補償をそれぞれ加えることにより、前記温度制御および圧力制御を非干渉化するように構成されることが望ましい。これにより、車室内の温度制御および圧力制御を精度良く行うことができる。
【００２１】
本発明に係るさらに別の制御方法は、大気中から取り込まれた空気を圧縮する圧縮手段と、該圧縮手段により圧縮された圧縮空気を空気冷媒で冷却する冷却器と、該冷却器で冷却された空気を膨張させる膨張手段と、該膨張手段から車室内に供給された空気を車室外に排気するための第１排気手段と、前記圧縮空気を膨張手段の排出側に迂回させる迂回通路と、該迂回通路内を流れる空気流量を調整する調整手段と、車外圧力並びに車室内温度および車室内圧力をそれぞれ計測する計測手段とを備えた車両用空気調和装置に適用される制御方法であって、車室内の目標温度を設定し、各計測手段から車外圧力並びに車室内温度および車室内圧力に関する情報を受け付け、車室内の目標温度と計測された車室内温度との第１偏差に基づいて、車室内温度を目標温度にするための前記調整手段の第４操作量を算出するとともに、車外圧力に関する情報にフィルタをかけた情報を車室内の目標圧力とし、該目標圧力と車室内圧力との第２偏差を算出するとともに車外圧力を疑似微分することによって車外圧力の変動量を算出し、該第２偏差と変動量とに基づいて、車室内圧力を目標圧力にするための、第１排気手段の回転速度に関する第５操作量と圧縮手段の回転速度に関する第６操作量とを算出し、第４操作量に関する情報を調整手段に出力することによって車室内の温度制御をするとともに、前記第５操作量に関する情報を前記第１排気手段に出力し第６操作量に関する情報を圧縮手段に出力することによって車室内の圧力制御をする。
【００２２】
この制御方法を実施するための制御装置は、車室内の目標温度を設定する設定手段と、前記各計測手段から車外圧力並びに車室内温度および車室内圧力に関する情報を受け付ける受付手段と、車室内の目標温度と計測された車室内温度との第１偏差に基づいて、車室内温度を目標温度にするための前記調整手段の第４操作量を算出するとともに、車外圧力に関する情報にフィルタをかけた情報を車室内の目標圧力とし、該目標圧力と車室内圧力との第２偏差を算出するとともに車外圧力を疑似微分することによって車外圧力の変動量を算出し、該第２偏差と変動量とに基づいて、車室内圧力を目標圧力にするための、第１排気手段の回転速度に関する第５操作量と圧縮手段の回転速度に関する第６操作量とを算出する第３算出手段と、第４操作量に関する情報を前記調整手段に出力し、第５操作量に関する情報を第１排気手段に出力し、第６操作量に関する情報を圧縮手段に出力する第３出力手段とを備える。
【００２３】
以上の制御方法および制御装置によれば、新鮮な空気を遮断することなく、車室内の温度制御および圧力制御を実現することができる。
【００２４】
概説すると、この制御方法および制御装置は、車室内温度が目標温度になるように調整手段の動作を制御する。すなわち膨張手段によって低温になった空気に迂回通路を通じてこの低温空気よりも高温の空気を混合させて目標温度の空気を生成し、この空気を車室内に供給し、これにより車室内の温度制御を行う。同時にこの制御方法および制御装置は、車室内圧力が車外圧力になるように第１排気手段および圧縮手段の回転速度をそれぞれ制御する。具体的には、車室内に供給される空気量の調整量と車室内から排出される空気量の調整量とが互いに相殺されるように、圧縮手段および第１排気手段の回転速度をそれぞれ制御する。これにより、車室内圧力の変動を抑制することが可能となる。
【００２５】
またこの制御方法および制御装置は、車外圧力を疑似微分して車外圧力の変動量を算出し、この変動量が車室内に伝播しないように第１排気手段および圧縮手段の回転速度をそれぞれ制御しているので、上述した制御方法および制御装置同様、車外圧力の変動が車室内に伝播することを抑制することが可能である。これにより、乗客が耳に感じる不快感を防止することができる。
【００２６】
また前記制御方法において、前記第２偏差と変動量とに基づいて前記第４操作量に補償を加えるとともに、前記第１偏差に基づいて前記第５操作量および第６操作量に補償をそれぞれ加えることにより、前記温度制御および圧力制御を非干渉化することが望ましい。
【００２７】
この制御方法を実施するために、前記制御装置において、前記第３算出手段は、前記第２偏差と変動量とに基づいて前記第４操作量に補償を加えるとともに、前記第１偏差に基づいて前記第５操作量および第６操作量に補償をそれぞれ加えることにより、前記温度制御および圧力制御を非干渉化するように構成されることが望ましい。これにより、車室内の温度制御および圧力制御を精度良く行うことができる。
【００２８】
本発明に係るさらに別の制御方法は、大気中から取り込まれた空気を圧縮する圧縮手段と、該圧縮手段により圧縮された圧縮空気を空気冷媒で冷却する冷却器と、該冷却器で冷却された空気を膨張させる膨張手段と、該膨張手段から車室内に供給された空気を車室外に排気するとともに排気された空気の一部を圧縮手段の吸い込み側に戻し残りの空気を冷却器に空気冷媒の一部として利用するために供給する第１排気手段と、前記空気冷媒を冷却器から車外に排出する第２排気手段と、圧縮空気を膨張手段の排出側に迂回させる迂回通路と、該迂回通路内を流れる空気流量を調整する調整手段と、車外圧力並びに車室内温度および車室内圧力をそれぞれ計測する計測手段とを備えた車両用空気調和装置に適用される制御方法であって、車室内の目標温度を設定し、各計測手段から車外圧力並びに車室内温度および車室内圧力に関する情報を受け付け、車室内の目標温度と計測された車室内温度との第１偏差に基づいて、車室内温度を目標温度にするための前記調整手段の第４操作量を算出するとともに、車外圧力に関する情報にフィルタをかけた情報を車室内の目標圧力とし、該目標圧力と車室内圧力との第２偏差を算出するとともに車外圧力を疑似微分することによって車外圧力の変動量を算出し、該第２偏差と変動量とに基づいて、車室内圧力を目標圧力にするための、第１排気手段の回転速度に関する第５操作量と圧縮手段の回転速度に関する第６操作量と前記第２排気手段の回転速度に関する第７操作量とを算出し、第４操作量に関する情報を調整手段に出力することによって車室内の温度制御をするとともに、第５操作量に関する情報を第１排気手段に出力し、第６操作量に関する情報を圧縮手段に出力し、第７操作量を第２排気手段に出力することによって車室内の圧力制御をする。
【００２９】
この制御方法を実施するための制御装置は、車室内の目標温度を設定する設定手段と、前記各計測手段から車外圧力並びに車室内温度および車室内圧力に関する情報を受け付ける受付手段と、車室内の目標温度と計測された車室内温度との第１偏差に基づいて、車室内温度を目標温度にするための前記調整手段の第４操作量を算出するとともに、車外圧力に関する情報にフィルタをかけた情報を車室内の目標圧力とし、該目標圧力と車室内圧力との第２偏差を算出するとともに車外圧力を疑似微分することによって車外圧力の変動量を算出し、該第２偏差と変動量とに基づいて、車室内圧力を目標圧力にするための、第１排気手段の回転速度に関する第５操作量と圧縮手段の回転速度に関する第６操作量と第２排気手段の回転速度に関する第７操作量とを算出する第４算出手段と、第４操作量に関する情報を調整手段に出力し、第５操作量に関する情報を第１排気手段に出力し、第６操作量に関する情報を前記圧縮手段に出力し、第７操作量を第２排気手段に出力する第４出力手段とを備える。
【００３０】
この制御方法および制御装置では、第１排気手段から排出された空気の一部を第２排気手段を通じて車外に確実に排出するとともに車室内からの空気の排出量を調整すべく両排気手段の回転速度を同時に制御している。これと同時に車室内への空気の供給量を調整すべく圧縮手段の回転速度を制御している。しかも給気量および排気量の調整量が互いに相殺されるように前記各回転速度を制御する。これにより、車室内圧力の変動を抑制することが可能となる。さらに上述した制御方法および制御装置と同様、車室内温度が目標温度になるように調整手段の動作を制御している。これにより、新鮮な空気を遮断することなく車室内の温度制御および圧力制御を実現することが可能となる。
【００３１】
またこの制御方法および制御装置は、車外圧力を疑似微分して車外圧力の変動量を算出し、この変動量が車室内に伝播しないように第１排気手段、第２排気手段および圧縮手段の各回転速度をそれぞれ制御しているので、上述した別の制御方法および制御装置同様、車外圧力の変動が車室内に伝播することを防止することが可能である。これにより、乗客が耳に感じる不快感を防止することができる。
【００３２】
また前記制御方法において、前記第２偏差と変動量とに基づいて前記第４操作量に補償を加えるとともに、前記第１偏差に基づいて前記第５操作量、第６操作量および第７操作量にそれぞれ補償を加えることにより、前記温度制御および圧力制御を非干渉化することが望ましい。
【００３３】
この制御方法を実現するために、前記制御装置において、前記第４算出手段は、前記第２偏差と変動量とに基づいて前記第４操作量に補償を加えるとともに、前記第１偏差に基づいて前記第５操作量、第６操作量および第７操作量にそれぞれ補償を加えることにより、前記温度制御および圧力制御を非干渉化するように構成されることが望ましい。これにより、車室内の温度制御および圧力制御を精度良く行うことができる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明に係る制御方法および制御装置によれば、新鮮な空気を遮断することなく、車室内の温度制御および圧力制御とを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１実施の形態に係る制御装置を含む空気調和装置の一例を示した系統図である。
【００３６】
図１に示す空気調和装置１は、鉄道車両、自動車など高速で走行する車両の車室２内を換気および空気調和するために用いられるものである。この空気調整装置１は、以下に詳述する、除湿装置３、圧縮装置４、冷却器５、膨張機６、循環ファン７（第１排気手段）、排気ファン８（第２排出手段）、および本第１の実施形態に係る制御装置９を備える。
【００３７】
前記除湿装置３は、車室２内に供給する空気の湿度を調整するために用いられるものである。このような除湿装置３として、例えば公知のロータリ除湿器を採用することができる。この除湿装置３は、大気中から車室２内に供給される空気が流れる給気通路３ａと車室２内から大気中に排出される空気が流れる排出通路３ｂとを備える。この除湿装置３は、図示されていないが、除湿部または加湿部（放湿器）を備え、これらを回転駆動させることにより除湿部および加湿部が給気通路３ａまたは排気通路３ｂのいずれかに連通するようになっている。換言すれば、除湿部が給気通路３ａに連通しているとき加湿部が排気通路３ｂに連通し、加湿部が給気通路３ａに連通しているとき除湿部が排気通路３ｂに連通する。これにより大気中から取り入れる空気を調湿している。
【００３８】
この除湿装置３の給気通路３ａの上流側には、大気と連通する第１通路１０が接続されている。給気通路３ａの下流側には、圧縮装置４の吸い込み側と連通する第２通路１１が接続されている。一方前記排出通路３ｂの上流側には、後述の冷却器５の空気冷媒通路５ｂの下流側と連通する第３通路１２が接続されている。排気通路３ｂの下流側には、大気と連通する第４通路１３が接続されている。
【００３９】
前記圧縮装置４は、除湿装置３で調湿された空気を所定圧力まで昇圧するためのものであり、圧縮機本体４ａとこの圧縮機本体４ａを駆動する駆動装置４ｂとを備える。圧縮機本体４ａは、例えば図１に示すように２つの圧縮機本体４ｃ、４ｄを備える。１段目の圧縮機本体４ｃは前記駆動装置４ｂと連結されており、駆動装置４ｂによって駆動されることにより前記調湿された空気を略大気圧から所定の中間圧力まで昇圧する。２段目の圧縮機本体４ｄは後述の膨張機６に連結されており、膨張機６の回収動力によって駆動されることにより１段目の圧縮機本体４ｃで昇圧された空気をさらに昇圧する。なお、この段数は圧縮装置４の吐出圧力に応じて適宜設定される。例えば１段圧縮とする場合、圧縮機本体４ａ、駆動装置４ｂおよび膨張機６を同軸で連結すればよい。これにより設備全体が簡素化され得る。
【００４０】
前記冷却器５は、圧縮装置４から吐出される高温高圧の空気を冷却するためのものである。この冷却器５は、高温高圧の空気が流れる被冷却通路５ａと空気冷媒が流れる空気冷媒通路５ｂとを備え、前記高温高圧の空気が空気冷媒との間で熱交換して所定温度に冷却されるように構成されている。
【００４１】
冷却器５の被冷却通路５ａの上流側には、前記２段目の圧縮機本体４ｄの吐出側に連通する第５通路１４が接続されている。被冷却通路５ａの下流側には、後述の膨張機６の入口に連通する第６通路１５が接続されている。空気冷媒通路５ｂの下流側には、上記第３通路１２が接続されている。空気冷媒通路５ｂの上流側には、大気と連通する第７通路１６が接続されている。この第７通路１６の途中に、後述の循環ファン７によって車室２内から排出された空気の一部または全部が流れる第８通路１７の下流側が接続されている。これにより、車室２内の汚損空気の一部または全部を大気中に排出することができる。また車室２内から排出される空気を大気中から取り込んだ空気と合流させているので、車外の空気温度（大気温度）が車室内の空気温度（車室内温度）より高い場合には、冷却器５に供給する空気の温度を大気温度よりも下げることが可能となる。これにより圧縮装置４から吐出される高温高圧の空気を効率よく冷却することが可能となる。
【００４２】
前記膨張機６は、冷却器５で冷却された低温高圧の空気を膨張させてさらに低温にして車室２内に供給するためのものである。この膨張機６の排出側には、車室２内と連通する第９通路１８が接続されている。
【００４３】
前記循環ファン７は車室２内の空気を排出するためのものであり、吸い込み側に車室２内から排出される空気が流れる第１０通路１９が接続されている。循環ファン７の吐出側には、車室２内から排出された空気の一部を前記第１通路１０に戻す（循環させる）ための第１１通路２０が接続されている。この循環空気量は車室２内からの換気量に応じて適宜設定される。以上のように車室２内の空気を循環させることにより、大気温度が車室内温度より高い場合、圧縮装置４の吸い込み温度を下げることができる。その結果、空気調和装置１の成績係数（ＣＯＰ）を向上させることが可能となる。大気温度が車室内温度より低い場合には、図示されていないが、第１１通路２０に流す空気量を調整する。これにより空気調和装置１を効率よく動作させることが可能となる。
【００４４】
前記排気ファン８は、車室２内の汚損空気を大気中に排出するとともに、冷却器５の空気冷媒通路５ｂ内に空気冷媒を流して大気中に排出するためのものであり、上述した第４通路１３に設けられている。
【００４５】
なお、ここでは第８通路１７を第７通路１６に接続しているが、第８通路１７を第７通路１６に接続することなく大気と直に連通するようにしてもよい。この場合、循環ファン７が排気ファン８に代わって車室２内の汚損空気を大気中に排出する。
【００４６】
また上述した第１通路１０には、車外の空気圧力（車外圧力）Ｐ０を計測するための車外圧力計測器２１が取り付けられている。車室２には、車室２内の空気温度（車室内温度）Ｔｒおよび車室２内の空気圧力（車室内圧力）Ｐｒをそれぞれ計測するための車室内温度計測器２２および車室内圧力計測器２３が取り付けられている。
【００４７】
前記制御装置９は、図示されてはいないが、コンピュータで構成され、中央演算処理装置（ＣＰＵ）、入出力インターフェース、コンピュータプログラムその他各種情報を格納すべくＲＡＭ、並びにＲＯＭ等からなる記憶装置などを備える。なお、ＣＰＵが算出手段を構成し、出力インタフェースが出力手段を構成する。
【００４８】
この制御装置９の入力インタフェースは、前記車外圧力計測器２１、車室内温度計測器２２および車室内圧力計測器２３とそれぞれ通信可能に接続されている。またこの制御装置９の出力インターフェースは、圧縮装置４、循環ファン７および排気ファン８の各回転速度を制御すべく、圧縮装置４の駆動装置４ｂ、循環ファン７および排気ファン８の各駆動装置（図示せず）とそれぞれ通信可能に接続されている。
【００４９】
制御装置９では、入力装置（図示せず）から入力される車室２内の目標温度Ｔ０と、入力インターフェースから入力される車外圧力Ｐ０、車室内温度Ｔｒおよび車室内圧力Ｐｒと、その他記憶装置に格納されたコンピュータプログラム等とに基づいて、圧縮装置４、循環ファン７および排気ファン８の各回転速度に関する操作量を算出する。この各操作量を出力インターフェースを通じて圧縮装置４、循環ファン７および排気ファン８にそれぞれ出力し、圧縮装置４、循環ファン７および排気ファン８の各回転速度をそれぞれ制御する。これにより、車室内温度Ｔｒおよび車室内圧力Ｐｒが目標温度Ｔ０および後述の目標圧力Ｐｔになるように制御される。以下、各制御についてさらに詳しく図２を用いて説明する。
〔温度制御〕
図２に示すように、車室内の目標温度Ｔｔと計測された車室内温度Ｔｒとに基づいてこれらの第１偏差Ｅ１を算出する。この第１偏差Ｅ１を積分要素２４によってさらに演算するとともに、この演算結果と第１偏差Ｅ１とを加算し、この加算結果に第１比例要素２５の第１ゲインＫ１をかけて前記圧縮装置４の回転速度に関する第１１操作量Ｓ１を算出する。この処理はいわゆるＰＩ制御であるが、これに限定するものではない。本第１の実施形態では、さらにこの温度制御が後述の圧力制御に及ぼす干渉を抑制するための第１１修正量ΔＳ１を、後述の第１４操作量Ｓ４を第１伝達関数Ｒ１に与えることにより算出し、補償として前記第１１操作量Ｓ１に加算する。そしてこの修正された第１１操作量Ｓ１’に関する情報を前記圧縮装置４に出力する。このように圧縮装置４の回転速度を制御することにより、車室２内の温度制御を精度良く行うことができる。同時にこの温度制御が後述の圧力制御と干渉することを抑制することも可能となる。なお、前記第１伝達関数Ｒ１は、数学的モデルで表現されるものであり、予め記憶装置に格納されている。
【００５０】
またここでは、第１１操作量Ｓ１を第１１修正量ΔＳ１で修正することにより温度制御が圧力制御に及ぼす干渉を抑制しているが、前記積分要素２４の積分時間ＴＩおよび第１ゲインＫ１を適宜設定することにより温度制御が圧力制御に及ぼす干渉を抑制しても良い。
〔圧力制御〕
図２に示すように、車外圧力Ｐ０に関する情報にフィルタ２６をかけた情報を車室内の目標圧力Ｐｔとする。このフィルタ２６によって、車外圧力Ｐ０に緩やかに追従する目標圧力Ｐｔが設定される。これにより、車外圧力Ｐ０の急変に対しても目標圧力Ｐｒは急変せず、かつ車外圧力Ｐ０との差が残ることはない。その結果、圧力制御を円滑に行うことが可能となる。この目標圧力Ｐｔと計測された車室内圧力Ｐｒとに基づいてこれらの第２偏差Ｅ２を算出する。この第２偏差Ｅ２に第２比例要素２７の第２ゲインＫ２をかけて第１２操作量Ｓ２を算出する。
【００５１】
また本第１の実施形態では、車外圧力Ｐ０を疑似微分要素２８に与えることによって車外圧力Ｐ０の変動量ΔＰを算出し、この変動量ΔＰに第３比例要素２９の第３ゲインＫ３をかけて、この変動量ΔＰに対応する第１３操作量Ｓ３を算出する。そして前記第１２操作量Ｓ２から第１３操作Ｓ３を差し引くことにより、車外から車室２内への圧力変動の伝播を抑制するための第１４操作量Ｓ４を算出する。
【００５２】
さらに本第１の実施形態では、この圧力制御が前記温度制御に及ぼす干渉を抑制するための、前記循環ファン７に関する第１２修正量ΔＳ４１を、前記第１１操作量Ｓ１を第２伝達関数Ｒ２に与えることにより算出し、補償として前記第１４操作量Ｓ４に加算する。この修正された第１４操作量Ｓ４１を、記憶装置に予め格納されている循環ファン７の基準回転速度Ｎ１に加算する。そしてこの加算された回転速度Ｎ１’に関する情報を循環ファン７に出力する。同時に、圧力制御が前記温度制御に及ぼす干渉を抑制するための、前記排気ファン８に関する第１３修正量ΔＳ４２を、前記第１１操作量Ｓ１を第３伝達関数Ｒ３に与えることにより算出し、補償として前記第１４操作量Ｓ４に加算する。この修正された第１４操作量Ｓ４２を、記憶装置に予め格納されている排気ファン８の基準回転速度Ｎ２に加算する。そしてこの加算された回転速度Ｎ２’に関する情報を排気ファン８に出力する。この制御は、特に循環ファン７や排気ファン８のように回転速度を基準回転速度から大きく変動させることのない装置に適する。もちろん、前記修正された第１４操作量Ｓ４１、Ｓ４２に関する情報を、循環ファン７および排気ファン８にそれぞれ直接出力しても構わない。なお、前記第２、３伝達関数Ｒ２、Ｒ３は、数学的モデルで表現されるものであり、予め記憶装置に格納されている。
【００５３】
以上により、車両同士がすれ違った場合やトンネルを通過する場合などのように車外圧力Ｐ０が急激に変動する場合であっても、車外圧力Ｐ０の変動が車室２内に伝播することを抑制することが可能となる。これにより、乗客が耳に感じる不快感を防止することができる。また前記温度制御と干渉することなく車室２内の圧力制御を円滑に行うことができる。
【００５４】
なお、ここでは、第１４操作量Ｓ４を第１２、１３修正量ΔＳ４１、ΔＳ４２で修正することにより温度制御が圧力制御に及ぼす干渉を抑制しているが、図２中に示した、前記フィルタ２６の時定数Ｔ１、疑似微分要素２８の時定数Ｔ２、ＴＤ、第２比例要素２７の第２ゲインＫ２、および、第３比例要素２９の第３ゲインＫ３を適宜設定することにより、圧力制御が温度制御に及ぼす干渉を抑制しても良い。
【００５５】
また、循環ファン７から排気される空気を、冷却器５の空気冷媒として使用しない場合、上述のように排気ファン８の回転速度を制御しなくてよい。例えば、排気ファン８を基準回転速度Ｎ２で駆動してもよい。これにより制御系を簡素化することが可能となる。
（第２の実施の形態）
図３は、 本発明の第２実施の形態に係る制御装置を含む空気調和装置の一例を示した系統図である。
【００５６】
図３に示すように第２実施の形態に係る制御装置を含む空気調和装置３０は、第１の実施の形態に係る制御装置を含む空気調和装置１と比べて、１段目の圧縮機本体４ｃから２段目の圧縮機本体４ｄに至る通路４ｅと膨張機６の排出側に接続する第９通路１８とを連通する迂回通路３１、および、この迂回通路３１に設けられた車室内温度Ｔｒを調整する温度調整弁３２（調整手段）をさらに備える点が相違する。従って、第１の実施の形態に係る制御装置を含む空気調和装置１の部品と同等の部品には、同一符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００５７】
この空気調和装置３０では、除湿装置３を介して大気中から取り込んだ空気を１段目の圧縮機本体４ａで所定圧力まで圧縮する。この高温高圧になった空気の一部は迂回通路３１を通じて膨張機６の排出側の第９通路１８に迂回される。この迂回通路３１を流れる空気量は前記温度調整弁３２の開度を調整することにより調整される。一方残りの空気は、２段目の圧縮機本体４ｄで所定圧力まで昇圧された後冷却器５で冷却され、膨張機６で膨張されてさらに冷却された後第９通路１８に排出され、上記の迂回した空気と合流される。これにより、所定温度の空気が生成される。この空気を車室２内に導入する。以上のようにして車室２内の温度制御を行う。
【００５８】
またこの空気調和装置３０では、車室２内に導入された空気を循環ファン７によって車室２内から排出する。車室２内から排出された空気の一部は、除湿装置３の給気通路３ａの上流側に接続される第１通路１０に戻され、１段目の圧縮機本体４ｃに再度吸い込まれる。残りの空気は、冷却器５に供給され空気冷媒として使用された後、排気ファン８によって大気中に排出される。これにより車室内の汚損空気が排出され、車室２内を換気することが可能となる。その際、圧縮装置４、循環ファン７および排気ファン８の各回転速度を制御して車室２内に導入される空気量と排出される空気量を調整する。これにより車室２内の圧力制御を行うことが可能となる。
【００５９】
具体的には制御装置９は、入力装置から入力される車室２内の目標温度Ｔ０と、入力インターフェースから入力される車外圧力Ｐ０、車室内温度Ｔｒおよび車室内圧力Ｐｒと、その他記憶装置に格納されたコンピュータプログラム等とに基づいて、温度調整弁３２の開度に関する操作量、圧縮装置４、循環ファン７および排気ファン８の各回転速度に関する操作量を算出する。各操作量を出力インターフェースを通じて温度調整弁３２、圧縮装置４、循環ファン７および排気ファン８にそれぞれ出力し、温度調整弁３２の開度、並びに、圧縮装置４、循環ファン７および排気ファン８の各回転速度を制御する。これにより、車室内温度Ｔｒおよび車室内圧力Ｐｒが目標温度Ｔ０および後述の目標圧力Ｐｔになるように制御される。以下、さらに詳しくこれらの制御について図４を用いて説明する。
〔温度制御〕
図４に示すように、本第２の実施の形態では、温度制御を、圧縮装置４の回転速度を制御する代わりに温度調整弁３２の開度を制御することにより実現している。その他は第１の実施の形態と同じである。
〔圧力制御〕
図４に示すように、圧力制御を、第１の実施の形態において説明した循環ファン７および排気ファン８の各回転速度を制御することに加えて圧縮装置４の回転速度を制御することにより実現している。具体的には、圧力制御が温度制御に及ぼす干渉を抑制するための、圧縮装置４に関する第１４修正量ΔＳ４３を、第１１操作量Ｓ１を第４伝達関数Ｒ４に与えることにより算出し、補償として第１の実施の形態において説明した第１４操作量Ｓ４に加算する。この修正された第１４操作量Ｓ４３を、記憶装置に予め格納されている圧縮装置４の基準回転速度Ｎ３から差し引く。そしてこの回転速度Ｎ３’に関する情報を圧縮装置４に出力する。すなわち、圧縮装置４の回転速度操作が循環ファン７および排気ファン８の回転速度操作と逆位相にて付加される。これにより、車室２内への給気量の変動量が車室２内からの排気量の変動量と相殺される。その結果、車室２内の圧力変動を抑制することが可能となる。
【００６０】
以上により、車両同士がすれ違った場合やトンネルを通過する場合などのように車外圧力Ｐ０が急激に変動する場合であっても、車外圧力Ｐ０の急激な変動が車室２内に伝播することを抑制することが可能となる。これにより、乗客が耳に感じる不快感を防止することができる。また前記温度制御と干渉することなく車室２内の圧力制御を円滑に行うことができる。その他は第１の実施の形態と同じであるので、詳細な説明を省略する。
（シミュレーション結果について）
次に、図１および図２に示した第１の実施の形態に係る制御装置の有効性について図５および図６を用いて説明する。
【００６１】
図５は、本発明の第１実施の形態に係る制御装置を用いて温度制御および圧力制御をしない場合における、車両がトンネルを通過するときのシュミレーション結果を示したグラフであり、（ａ）は車外圧力の経時変化を示し、（ｂ）は外気取り入れ流量の経時変化を示し、（ｃ）は車室内圧力の経時変化を示し、（ｄ）は車室内温度の経時変化を示している。図６は、本発明の第１実施の形態に係る制御装置を用いて温度制御および圧力制御をする場合における、車両がトンネルを通過するときのシュミレーション結果を示したグラフであり、（ａ）は車外圧力の経時変化を示し、（ｂ）は外気取り入れ流量の経時変化を示し、（ｃ）は車室内圧力の経時変化を示し、（ｄ）は車室内温度の経時変化を示している。
【００６２】
図５に示すように、本発明の第１実施の形態に係る制御装置を用いて温度制御および圧力制御をしない場合、車外圧力Ｐ０が急激に低下すると、車室２内に取り込む空気量（外気取り入れ量）が急激にかつ大きく低下するとともに、車室内圧力Ｐｒが低下し車室内温度Ｔｒが高くなることがわかる。
【００６３】
これに対して図６に示すように、本発明の第１実施の形態に係る制御装置を用いて温度制御および圧力制御をしている場合、車外圧力Ｐ０が急激に低下しても、車室２内に取り込む空気量の低下量は非制御の場合に比べてかなり小さくなっている。また車室内圧力Ｐｒの変動は非制御の場合に比べてかなり小さく、また車室内温度Ｔｒはほとんど変化していないことがわかる。
【００６４】
以上より、本発明に係る制御方法および制御装置を用いれば、車室内への新鮮な空気を遮断することなく、車室内の温度制御および圧力制御を実現することが可能である。
【００６５】
なお、上述した実施形態は一例であり、本発明の要旨を損なわない範囲での種々の変更は可能であり、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の第１実施の形態に係る制御装置を含む空気調和装置の一例を示した系統図である。
【図２】本発明の第１実施の形態に係る制御装置の一例を示したブロック図である。
【図３】本発明の第２実施の形態に係る制御装置を含む空気調和装置の一例を示した系統図である。
【図４】本発明の第２実施の形態に係る制御装置の一例を示したブロック図である。
【図５】本発明の第１実施の形態に係る制御装置を用いて温度制御および圧力制御をしない場合における、車両がトンネルを通過するときのシュミレーション結果を示したグラフであり、（ａ）は車外圧力の経時変化を示し、（ｂ）は外気取り入れ流量の経時変化を示し、（ｃ）は車室内圧力の経時変化を示し、（ｄ）は車室内温度の経時変化を示している。
【図６】本発明の第１実施の形態に係る制御装置を用いて温度制御および圧力制御をする場合における、車両がトンネルを通過するときのシュミレーション結果を示したグラフであり、（ａ）は車外圧力の経時変化を示し、（ｂ）は外気取り入れ流量の経時変化を示し、（ｃ）は車室内圧力の経時変化を示し、（ｄ）は車室内温度の経時変化を示している。
【符号の説明】
【００６７】
１、３０…空気調和装置
２…車室
３…除湿装置
４…圧縮装置（圧縮手段）
５…冷却器（冷却手段）
６…膨張機（膨張手段）
７…循環ファン（第１排気手段）
８…排気ファン（第２排気手段）
９…制御装置
１０…第１通路
１１…第２通路
１２…第３通路
１３…第４通路
１４…第５通路
１５…第６通路
１６…第７通路
１７…第８通路
１８…第９通路
１９…第１０通路
２０…第１１通路
２１…車外圧力計測器（計測手段）
２２…車室内温度計測器（計測手段）
２３…車室内圧力計測手段
２４…積分要素
２５…第１比例要素
２６…フィルタ
２７…第２比例要素
２８…疑似微分要素
２９…第３比例要素
Ｅ１…第１偏差
Ｅ２…第２偏差
ΔＰ…変動量
Ｐｔ…目標圧力
Ｐｒ…車室内温度
Ｐ０…車外圧力
Ｔ０…目標温度
Ｔｒ…車室内温度
Ｓ１…第１１操作量（第１操作量、第４操作量）
Ｎ１’…循環ファンへの回転速度（第２操作量、第５操作量）
Ｎ２’…排気ファンへの回転速度（第３操作量、第７操作量）
Ｎ３’…圧縮装置への回転速度（第６操作量）
ΔＳ１…第１１修正量
ΔＳ４１…第１２修正量
ΔＳ４２…第１３修正量
ΔＳ４３…第１４修正量
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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