专利名称：车辆用空调装置、车辆空调管理系统以及车辆空调管理方法
技术领域：
本发明涉及一种能够早期发现制冷环路(cycle)的结构部件的污损和劣化状态 的车辆用空调装置、准确地判断保养的必要性、紧急性的车辆空调管理系统以及车辆空调 管理方法。
背景技术：
以往，存在一种搭载于铁路等的车辆的铁路车辆用空调装置。在这种铁路车辆用 空调装置中，为了使车内环境舒适，通常定期地进行调查、检查、修理、清扫、维修等的保养 作业。然而，根据铁路车辆用空调装置的使用状况，最适当的保养日会有所变动，由于能力 的下降而有时在一个编制中也导致车内温度产生偏差。现状是保养员、乘务员等作业员通 过驾驶室的监视器来确认各车辆的温度状况，如果存在温度异常的车辆，则与保养部门联 系来进行保养作业。另外，作业员通过监视器确认的车内温度有可能由于乘车率、户外空气温度而产 生差。因此，通过按其原样的温度是无法准确地判断保养作业的必要性。为了准确地判断 保养作业的必要性，必须由保养部门卸下铁路车辆用空调装置的罩，并通过目视确认铁路 车辆用空调装置内的各结构部件类(component^压缩机、冷凝机、蒸发机等)。因而，为了 判断保养作业的必要性而需要很多时间。与此相伴，还导致保养作业所需的作业员的劳力 和成本增大。因此，提出了如下车辆空调管理系统“一种车辆空调管理系统，具备制冷剂环路， 该制冷剂环路是用制冷剂配管依次连接压缩机、冷凝器、减压单元以及蒸发器而构成的，该 车辆空调管理系统具备根据规定条件控制上述压缩机的控制装置，上述控制装置预先设定 表示上述压缩机的适当的运转状态的基准运转模式，将使上述压缩机实际运转时得到的实 际运转模式与上述基准运转模式进行比较，根据该比较结果判断构成上述制冷环路的结构 部件的污损和劣化”(例如参照专利文献1)。该车辆空调管理系统能够早期判断保养作业 的必要性。另外，提出了如下车辆空调管理系统“一种车辆空调管理系统，具有车辆空调控 制装置和管理计算机，该车辆空调控制装置被设置在列车的车辆，定期地发送具有搭载于 上述车辆上的空调机的运转信息和上述车辆的位置信息的数据，该管理计算机存储和处理 从上述车辆空调控制装置发送的上述数据”(例如参照专利文献2)。该车辆空调管理系统 是定期地向管理计算机发送包含车辆空调的室外热交换器影像、室内热交换器影像、过滤 器影像中的任一个的数据或者鼓风机的电流值，管理计算机分析该影像，从而能够确定保 养时期。专利文献1 日本特开2007-083872号公报(第5页、图2等)专利文献2 日本特开2004-291899号公报(第5页、图7等)
发明内容
(发明要解决的问题)在专利文献1所记载的车辆空调管理系统中，没有记载如何向保养部门传达保养 作业的必要性的有无，课题在于针对需要紧急性的情况等的对策。另外，专利文献2所记载 的车辆空调管理系统定期地发送影像信息、鼓风机的电流值，能够与路线、位置等相关联地 进行非常细致的调查和分析，但是课题仍在于针对需要紧急性的情况等的对策。本发明是为了解决上述问题而完成的，目的在于提供如下的车辆用空调装置根 据成为表示舒适的车内环境的基准的各种环境信息和实际的环境信息来掌握车内温度的 变化，能够早期发现结构部件类中发生的异常。另外，目的在于提供如下的车辆空调管理 系统和车辆空调管理方法能够根据来自车辆用空调装置的信息来准确地判断保养的必要 性、紧急性。(用于解决问题的方案)本发明所涉及的车辆用空调装置，具备制冷环路和对所述制冷环路进行控制的空 调控制装置，所述制冷环路至少将压缩机、冷凝器、减压装置以及蒸发器作为结构部件，该 车辆用空调装置的特征在于，所述空调控制装置针对各车辆的每一个空调设定温度，根据 至少与乘车率和户外空气温度相关联的车内温度Tl与各车辆的实际的车内温度T2之差， 预测所述制冷环路的结构部件的污损和劣化状态。本发明所涉及的车辆空调管理系统的特征在于，具备上述车辆用空调装置；和 被设置在上述保养部门的管理计算机，该管理计算机通过将来自上述空调控制装置的比较 结果应用于预先设定的规定的评价基准，来判断上述制冷环路的结构部件的保养时期。本发明所涉及的车辆空调管理方法，预测搭载于车辆的制冷环路的结构部件类的 异常，判断所述结构部件类的保养时期，该车辆空调管理方法的特征在于，针对每一个空调 设定温度，将至少与乘车率和户外空气温度相关联地保存到存储单元的车内温度Tl与实 际驱动所述制冷环路时得到的车内温度T2进行比较，根据该比较的结果，预测所述制冷环 路的结构部件类的异常，将所述比较的结果应用于预先设定的规定的评价基准，由此判断 所述制冷环路的结构部件类的保养时期，并向保养部门直接传送该判断的结果。(发明的效果)根据本发明所涉及的车辆用空调装置，通过将成为预先设定的基准的车内温度Tl 与实际车内温度T2进行比较，能够判断制冷环路的能力下降，能够预测制冷环路的结构部 件类中的异常的发生。也就是说，不需要定期地进行保养作业，能够早期发现制冷环路的结 构部件类的异常，能够容易地维持舒适的车内环境。根据本发明所涉及的车辆空调管理系统，根据来自车辆用空调装置的信息，能够 适当地判断制冷环路的结构部件类的保养时期，能够容易地维持舒适的车内环境。根据本发明所涉及的车辆空调管理方法，通过按每一个空调设定温度，将至少与 乘车率和户外空气温度相关联的车内温度Tl与实际车内温度T2进行比较，来能够判断制 冷环路的能力下降，能够预测制冷环路的结构部件类中的异常的发生，根据该预测结果能 够适当地判断制冷环路的结构部件类的保养时期，能够容易地维持舒适的车内环境。另外， 能够直接向保养部门传送该保养时期的判断结果，能够改善定期的保养作业的必要性，能 够降低人事费等所需的成本。
图1是表示本发明的实施方式所涉及的车辆空调管理系统的概要结构的概要结 构图。图2是将乘车率与户外空气温度相关联来示出车内温度的概要变化的曲线图。图3是表示制冷环路的结构部件类的污损和劣化状况的评价例的说明图。图4是用于说明从空调控制装置向保养部门进行的信息通信的形象图(image diagram)。图5是表示车辆空调管理系统所执行的处理的流程的流程图。(附图标记说明)1 无线；2 线路网；3 专用线；10 制冷环路；11 压缩机；12 冷凝器；13 减压装 置；14 蒸发器；15 制冷剂配管；20 空调控制装置；30 数据库；31 车辆信息；40 地区管 理站计算机；41 管理计算机；42 服务计算机；50 车辆用空调装置；60 地区管理站；61 保养部门；100 车辆空调管理系统；101 驾驶室；102 显示部。
具体实施例方式下面，根据附图来说明本发明的实施方式。图1是表示本发明的实施方式所涉及的车辆空调管理系统100的概要结构的概要 结构图。根据图1，说明车辆空调管理系统100的结构。该车辆空调管理系统100具有如下 功能根据成为表示舒适的车内环境的基准的各种环境信息(例如，户外空气温度、车内湿 度、乘车率等)和实际的环境信息来掌握车内温度的变化，早期发现构成制冷环路的结构 部件类中发生的异常，准确地判断保养的必要性、紧急性。此外，包括图1在内，在以下附图 中存在各结构部件的大小关系与实际情况不同的情况。车辆空调管理系统100具有制冷环路10，其被设置在车辆，向车内供给空调用空 气；空调控制装置20，其控制该制冷环路10 ；数据库30，其与该空调控制装置20相连接，将 车辆信息31作为数据进行保存；地区管理站计算机40，其通过无线1与空调控制装置20进 行数据通信；管理计算机41，其存储和处理从空调控制装置20发送的数据(信息)；以及 服务计算机42，其经由专用线3与该管理计算机41相连接。也就是说，车辆空调管理系统 100通过空调控制装置20维持车内环境舒适。此外，由制冷环路10和空调控制装置20构 成车辆用空调装置50。制冷环路10构成为压缩机11、冷凝器12、减压装置13以及蒸发器14被连接成通 过制冷剂配管15进行循环，实际进行铁路车内的冷气设备运转、暖气设备运转。压缩机11 压缩制冷剂来作为高温高压的制冷剂。冷凝器12通过制冷剂与空气之间的热交换来使制 冷剂冷凝液化。减压装置13对制冷剂进行减压，例如最好由减压阀、膨胀阀、毛细管等构 成。蒸发器14通过制冷剂与空气之间的热交换来使制冷剂蒸发气化。制冷剂配管15使被 压缩而成为气体的制冷剂与被减压而成为液体的制冷剂导通。此外，制冷环路10的结构部 件类是指压缩机11、冷凝器12、减压装置13、蒸发器14等的统称。空调控制装置20与车内的空调负荷状况相应地对制冷环路10进行综合控制使得 成为规定的车内设定温度。也就是说，空调控制装置20根据保存在数据库30中的车辆信息31 (乘车率信息、车内设定温度信息、户外空气温度信息等)和当前的车辆信息，对制冷 环路10进行综合控制。该空调控制装置20具有对制冷环路10的结构部件类的污损和劣 化状态等异常进行预测的功能。空调控制装置20根据该预测结果判断制冷环路10的结构 部件类的保养时期(后面详细说明)。也就是说，空调控制装置20根据车辆信息(包含车 辆信息31)判断保养的必要性、紧急性。另外，空调控制装置20具有如下功能将如上所述预测得到的结果显示在设置于 车辆的监视器(参照图4)，并且向对制冷环路10的结构部件类进行保养作业的保养部门 61传送。此外，从空调控制装置20发送的信息经由地区管理站60被传送到保养部门61。 并且，空调控制装置20还具有定期地向管理计算机41发送制冷环路10的运转信息的功 能。此外，空调控制装置20例如调整压缩机11的驱动频率、设置于冷凝器12和蒸发器14 附近的鼓风机的转速，控制制冷环路10。数据库30发挥作为存储单元的功能，保存车辆信息31。保存在数据库30中的车 辆信息31成为用于决定制冷环路10的运转模式的基准，是乘车率信息、车内设定温度信 息、户外空气温度信息等为了维持车内环境而所需的信息的总称。此外，最好设为能够容易 地对车辆信息31进行变更、修正、追加、删除。这样，能够容易地设定与铁路被分配的场所 相应的环境。另外，并不是特别限定数据库30的种类。在此，示出了分别独立构成空调控制装置20和数据库30的情况作为例子，但是并 不限定于此。另外，也可以将车辆信息31以原始数据的状态按原样保存在数据库30中，但 是由于数据量变大，因此最好以如矩阵那样的方式来进行保存。并且，优选的是车辆空调管 理系统100在规定的部位具备省略图示的压力检测单元、车内温度检测单元、户外空气温 度检测单元、车内湿度检测单元等检测单元。并且，最好将这些检测信息传达给空调控制装 置20，或者作为车辆信息31保存在数据库30中。此外，最好设为能够使用对车辆的重量进 行检测的随载重传感器(load weighting sensor)等乘车率检测单元来算出乘车率。当在制冷环路10的结构部件类(例如压缩机11、冷凝器12、蒸发器14等)中产生 污垢、堵塞、劣化时，这些设备无法发挥原来的性能，因此制冷环路10的性能降低。着眼于 这种趋势，在车辆空调管理系统100中预先将成为各种条件(乘车率、车内温度、车内湿度、 户外空气温度等)的基准的数据作为车辆信息31保存在数据库30中，根据实际检测到的 信息预测车内温度、车内湿度并与实测值进行比较，由此能够判断结构部件类的清扫时期、 更换时期。地区管理站计算机40被设置于地区管理站60，该地区管理站60被配置在沿着铁 路行驶的线路的多个地区，该地区管理站计算机40经由无线1与空调控制装置20发送和 接收数据。管理计算机41经由通过因特网等线路网2连接的地区管理站计算机40，接收 从空调控制装置20发送的数据，并进行存储和处理。另外，管理计算机41将由空调控制装 置20判断出的制冷环路10的结构部件类的保养时期直接传送给设置于保养部门61的服 务计算机42。服务计算机42被设置在存在于车辆基地等的保养部门61，经由专用线3与 管理计算机41相连接。也就是说，服务计算机42具有向保养部门61传达由空调控制装置 20判断出的保养的必要性、紧急性的功能。在此，说明车辆空调管理系统100的处理动作。图2是将乘车率与户外空气温度相关联来示出车内温度的概要变化的曲线图。根据图2，首先说明车辆用空调装置50的空调控制装置20所进行的与车内温度的变化相应的 处理动作。在图2中，横轴表示乘车率[%]，纵轴表示车内温度[°C]。另外，以五个模式 表示户外空气温度。按户外空气温度高至低的顺序用线(A) 线(E)表示该五个模式。空调控制装置20首先根据保存在数据库30中的车辆信息31，将车内温度、乘车率 等，算出与制冷环路10的性能相应地成为基准的车内温度Tl。按每个车辆算出该车内温度 Tl，按每个车辆进行空气调节。空调控制装置20将所算出的车内温度Tl与实测得到的车 内温度T2进行比较。然后，空调控制装置20根据车内温度Tl与车内温度T2之间的比较 结果，预测制冷环路10的结构部件类的污损和劣化等异常，判断保养的必要性、紧急性(在 图5中详细说明处理流程)。此外，按每个空调设定温度，通过制冷环路10得到的车内温度 Tl，与乘车率和户外空气温度相关联地被保存到数据库30。图3是表示制冷环路10的结构部件类的污损和劣化状况的评价例的说明图。根 据图3，说明通过预测在制冷环路10的结构部件类中的异常的产生来评价该结构部件类的 保养作业的必要性的情况。也就是说，空调控制装置20通过将根据车辆信息算出的比较结 果应用于预先设定的规定的评价基准来判断保养作业的必要性。如在图2中说明的那样， 空调控制装置20根据车内温度Tl与车内温度T2之间的比较结果，预测制冷环路10的结 构部件类的异常，判断保养的必要性。另外，空调控制装置20将该结果作为数据发送给管 理计算机41。例如，在车内温度Tl与车内温度T2之间的温度差的一日的平均值为Odeg. Ideg.的情况下(No. 1)，能够判断为与基准温度相同。因而，空调控制装置20能够判断为在 制冷环路10的结构部件类中没有发生污损和劣化等异常，不需要为了使车内环境舒适而 进行调查、检查、修理、清扫、维修等保养作业。在平均值为ldeg. 2deg.的情况下(No. 2)， 能够判断为虽然存在一些污损但是对于性能的影响小。因而，空调控制装置20能够判断为 虽然不需要立即进行保养但是临近保养时期。另外，在平均值为2deg. 3deg.的情况下(No. 3)，能够判断为污损在发展。因 而，空调控制装置20能够判断为如果不立即进行保养则对性能产生影响。并且，在4deg.以 上的情况下(No. 4)，能够判断为超过污损而劣化正在发展。因而，空调控制装置20能够判 断为处于作为预防性维护的结构部件的更换时期。这样，能够适当地判断保养时期。并且， 该信息经由地区管理站计算机40、管理计算机41以及服务计算机42传达到保养部门61。 此外，在发生了异常的情况下，除了传达给服务计算机42以外，最好还通过操作面板、画面 等的显示部、蜂鸣器、信号等异常警报单元来进行警告。图4是用于说明从空调控制装置20向保养部门61进行的信息通信的形象图。根 据图4，说明从设置于车辆的空调控制装置20向存在于车辆基地等的保养部门61进行的信 息通信。此外，在图4中，示出了在各车辆上设置有空调控制装置20的情况作为例子，但是 并不限定于此。例如，也可以将空调控制装置20设置在某一个车辆上，使该空调控制装置 20执行各车辆的空调控制。如上所述，空调控制装置20判断制冷环路10的结构部件类的污损和劣化状况，判 断适当的保养时期。该信息从空调控制装置20经由地区管理站计算机40而被发送到管理 计算机41。另外，空调控制装置20将该信息直接显示在设置于最前头车辆等的驾驶室101 上的显示部(监视器)102等上。然后，管理计算机41将空调控制装置20所判断出的适当的保养时期的判断信息发送给经由专用线3连接的服务计算机42。服务计算机42最好与 在驾驶室101的显示部102进行的显示同样地直接显示保养时期的判断信息。这样，保养部门61能够适当地判断保养时期，不需要定期地进行维修，能够实现 人事费等成本的降低。另外，能够早期发现在结构部件类中发生的异常，并且根据该异常能 够适当地判断保养时期，因此能够在制冷环路10的性能降低之前应对异常(保养作业、部 件更换)，能够维持稳定的车内环境。图5是表示车辆空调管理系统100所执行的处理的流程的流程图。根据图5，详细 说明车辆空调管理系统100所执行的处理的流程。车辆空调管理系统100预先算出作为基 准的数据(车内温度Tl)，将其作为车辆信息31保存在数据库30中。此外，能够对保存在 数据库30中的各种车辆信息31进行变更、修正、追加、删除等。因而，能够根据季节变化来 变更车辆信息31，或者能够根据气候变化来修正车辆信息31，或者能够根据结构部件类的 机型变更来追加或删除车辆信息31。当铁路行驶时，车辆空调管理系统100也开始动作(步骤S101)。也就是说，空调 控制装置20驱动制冷环路10。当制冷环路10开始驱动时，计测与其状况相应的实际数据 (步骤S102)。根据通过省略图示的压缩机压力传感器、车内温度传感器、户外空气温度传 感器、湿度传感器、用于求出乘车率的随载重传感器等检测单元检测到的信息来算出该实 际数据。也就是说，通过这些检测单元检测到的信息被发送到空调控制装置20，并被数据 化。此外，也可以将这些检测信息以原始数据的状态按原样利用。空调控制装置20根据实际数据算出作为基准的车内温度Tl (步骤S103)。空调控 制装置20将算出的车内温度Tl与实测得到的车内温度T2进行比较(步骤S104)。然后， 空调控制装置20根据车内温度Tl与车内温度T2之间的比较结果来预测制冷环路10的结 构部件类的污损和劣化等异常(步骤S105)。也就是说，如在图3中说明的那样，空调控制 装置20根据车内温度Tl与车内温度T2之间的温度差来预测制冷环路10的结构部件类的 污损和劣化等异常。另外，空调控制装置20根据预测结果判断适当的保养时期。然后，空调控制装置 40经由地区管理站计算机40向管理计算机41发送该信息。管理计算机41存储和处理所 接收到的信息，并直接传送给服务计算机42。然后，服务计算机42将所接收到的保养时期 显示到保养部门61(步骤S106)。此时，服务计算机42向保养部门61发送从管理计算机 41发送的制冷环路10的结构部件类的污损和劣化等异常的发生以及适当的保养时期(步 骤 S107)。如上所述，保养部门61能够适当地判断保养时期，不需要定期地进行维修，能够 实现人事费等成本的降低。另外，能够早期发现在结构部件类中发生的异常，并且根据该异 常能够适当地判断保养时期，因此能够在制冷环路10的性能降低之前应对异常(保养作 业、部件更换)，能够维持稳定的车内环境。在上述实施方式中，以冷气设备运转或暖气设备运转的情况为例说明了车内环境 的调整，但是并不限定于此。例如，如果设置调整车内湿度环境的除湿单元、加湿单元等调 湿装置，则不仅能够应对车内温度，还能够应对车内湿度。这样，能够更有效地维持舒适的 车内环境。此外，以地区管理站计算机40、管理计算机41以及服务计算机42被配置在不同 的场所的情况为例进行了说明，但是也可以作为一个计算机而配置在同一场所。另外，并不是将连接各计算机的线路限定于上述情况。
权利要求
1.一种车辆用空调装置，具备制冷环路和对所述制冷环路进行控制的空调控制装置， 所述制冷环路至少将压缩机、冷凝器、减压装置以及蒸发器作为结构部件，该车辆用空调装 置的特征在于，所述空调控制装置针对各车辆的每一个空调设定温度，根据至少与乘车率和户外空气 温度相关联的车内温度Tl与各车辆的实际的车内温度T2之差，预测所述制冷环路的结构 部件的污损和劣化状态。
2.根据权利要求1所述的车辆用空调装置，其特征在于，所述空调控制装置将所述制冷环路的结构部件的污损和劣化状态的预测结果显示到 设置于车辆的监视器，并且传送到对所述制冷环路的结构部件进行保养作业的保养部门。
3.根据权利要求1或2所述的车辆用空调装置，其特征在于，所述空调控制装置通过将所述比较结果应用于预先设定的规定的评价基准，来判断所 述制冷环路的结构部件的保养时期。
4.一种车辆空调管理系统，其特征在于，具备所述权利要求1或2所述的车辆用空调装置；以及管理计算机，设置于所述保养部门，存储和处理从所述空调控制装置发送的数据，并且 向设置于保养部门的服务计算机直接传送所述制冷环路的结构部件的保养时期。
5.一种车辆空调管理方法，预测搭载于车辆的制冷环路的结构部件类的异常，判断所 述结构部件类的保养时期，该车辆空调管理方法的特征在于，针对每一个空调设定温度，将至少与乘车率和户外空气温度相关联地保存到存储单元 的车内温度Tl与实际驱动所述制冷环路时得到的车内温度T2进行比较，根据该比较的结 果，预测所述制冷环路的结构部件类的异常，将所述比较的结果应用于预先设定的规定的 评价基准，由此判断所述制冷环路的结构部件类的保养时期，并向保养部门直接传送该判 断的结果。
全文摘要
提供一种车辆空调管理系统以及车辆空调管理方法，根据成为表示舒适的车内环境的基准的各种环境信息与实际环境信息掌握车内温度的变化，能够早期发现结构部件类中发生的异常，能够准确地判断保养的必要性、紧急性。本发明所涉及的车辆空调管理系统(100)的特征在于，具备空调控制装置(20)，该空调控制装置(20)通过将实际驱动制冷环路(10)时得到的车内温度(T2)与预先设定的成为基准的车内温度(T1)进行比较，来预测制冷环路(10)的结构部件类的异常。
文档编号B60H1/32GK102056784SQ20088012971
公开日2011年5月11日 申请日期2008年6月11日 优先权日2008年6月11日
发明者宇都太一 申请人:三菱电机株式会社