JP2734848B2 - 車両用換気装置 - Google Patents
車両用換気装置Info
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- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 7
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、車両用換気装置に係
り、特に高速でトンネル内を走行する車両に好適な車両
用換気装置に関するものである。
り、特に高速でトンネル内を走行する車両に好適な車両
用換気装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】新幹線や浮上式鉄道のような高速車両で
は、車両がトンネル内を走行するときにトンネル内に大
きな圧力変動が生じる。この車外圧力変動の大きさは、
ほぼ、速度の２乗に比例し、かつ、トンネル内で対向列
車がある場合にその値は増大となる。この圧力変動の車
内への伝播により乗客が感じる不快感（耳つん）を防止
するためには、車外圧力変動以上の圧力特性を有した送
風機を換気装置として用いるか、車外圧力変動の車内へ
の侵入を抑制する圧力緩和機構を換気系統に設ける必要
がある。ここで、前者の方法により、近年の高速化に対
応するには換気装置の大型化が必要となるため、後者の
方法で車内圧力変動を抑制する方法が一般的である。
は、車両がトンネル内を走行するときにトンネル内に大
きな圧力変動が生じる。この車外圧力変動の大きさは、
ほぼ、速度の２乗に比例し、かつ、トンネル内で対向列
車がある場合にその値は増大となる。この圧力変動の車
内への伝播により乗客が感じる不快感（耳つん）を防止
するためには、車外圧力変動以上の圧力特性を有した送
風機を換気装置として用いるか、車外圧力変動の車内へ
の侵入を抑制する圧力緩和機構を換気系統に設ける必要
がある。ここで、前者の方法により、近年の高速化に対
応するには換気装置の大型化が必要となるため、後者の
方法で車内圧力変動を抑制する方法が一般的である。
【０００３】従来、高速車両用の圧力緩和方式換気装置
としては、特開昭６２−２２７８５０号に記載されてい
るように、車内圧を検知し、検知結果に応じて送風機の
吸い込み側に設けた絞り手段を制御する方法、特開昭６
２−２２７８５２号に記載されているように、トンネル
内走行時におけるすれ違い期間を検知し、検知期間中に
列車の給・排気風量を絞るか遮断する方法、あるいは、
特開昭６３−３１５３６５号に記載されているように、
車外圧力変動を検知し、給気、排気の送風能力を制御す
る方法が知られている。
としては、特開昭６２−２２７８５０号に記載されてい
るように、車内圧を検知し、検知結果に応じて送風機の
吸い込み側に設けた絞り手段を制御する方法、特開昭６
２−２２７８５２号に記載されているように、トンネル
内走行時におけるすれ違い期間を検知し、検知期間中に
列車の給・排気風量を絞るか遮断する方法、あるいは、
特開昭６３−３１５３６５号に記載されているように、
車外圧力変動を検知し、給気、排気の送風能力を制御す
る方法が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、車内
圧あるいは車外圧の検知結果を用いて、絞り手段、遮断
手段、あるいは、送風能力制御手段を制御するため、急
激な車外圧力変動に対して、制御系の応答性の遅れをど
のように補償するかという問題、あるいは、トンネル突
入のタイミングによっては圧力変動が全く異なるパタ−
ンとなり、すれ違い期間以外に発生する可能性のある過
大な圧力変動に対して対処出来ないという問題があっ
た。
圧あるいは車外圧の検知結果を用いて、絞り手段、遮断
手段、あるいは、送風能力制御手段を制御するため、急
激な車外圧力変動に対して、制御系の応答性の遅れをど
のように補償するかという問題、あるいは、トンネル突
入のタイミングによっては圧力変動が全く異なるパタ−
ンとなり、すれ違い期間以外に発生する可能性のある過
大な圧力変動に対して対処出来ないという問題があっ
た。
【０００５】本発明の目的は、車両のトンネル内高速走
行時において、乗客の感じる不快感を緩和する車両用換
気装置を提供することにある。
行時において、乗客の感じる不快感を緩和する車両用換
気装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、車外の空気を車内に取り入れる給気装置
と、車内の空気を車外に排気するための排気装置と、前
記給気装置の流路に設置されて、風量を調整する絞り弁
と、前記排気装置の流路に設置されて、風量を調節する
絞り弁とを有する車両用換気装置において、トンネル走
行時において自列車の受ける車外圧力変動の時間的変化
を推定演算する車外圧力変動推定演算手段と、該車外圧
力変動推定結果に基づいて前記給気装置の風量の目標値
および前記排気装置の風量の目標値を演算する車内圧力
制御装置と、を有し、該車内圧力 制御装置は前記２つの
目標値のうち低い方の風量の前記流路の前記絞り弁は無
制御とし、他方の前記流路の前記絞り弁を前記目標値に
なるように制御するものであること、を特徴とする。
に、本発明は、車外の空気を車内に取り入れる給気装置
と、車内の空気を車外に排気するための排気装置と、前
記給気装置の流路に設置されて、風量を調整する絞り弁
と、前記排気装置の流路に設置されて、風量を調節する
絞り弁とを有する車両用換気装置において、トンネル走
行時において自列車の受ける車外圧力変動の時間的変化
を推定演算する車外圧力変動推定演算手段と、該車外圧
力変動推定結果に基づいて前記給気装置の風量の目標値
および前記排気装置の風量の目標値を演算する車内圧力
制御装置と、を有し、該車内圧力 制御装置は前記２つの
目標値のうち低い方の風量の前記流路の前記絞り弁は無
制御とし、他方の前記流路の前記絞り弁を前記目標値に
なるように制御するものであること、を特徴とする。
【０００７】
【作用】上記構成においては、トンネル走行時において
自列車の受ける車外圧力変動の時間的変化を推定演算す
る車外圧力変動推定演算手段と、該車内車外圧力変動推
定結果に基づいて前記給気装置の風量の目標値および前
記排気装置の風量の目標値を演算する車内圧力制御装置
と、を有し、該圧力制御装置は前記２つの目標値のうち
低い方の風量の前記流路の前記絞り弁は無制御とし、他
方の前記流路の前記絞り弁を前記目標値になるように制
御するので、トンネル走行時において、乗客の感じる不
快感を緩和することができ、また、絞り弁の制御を簡単
にできるものである。
自列車の受ける車外圧力変動の時間的変化を推定演算す
る車外圧力変動推定演算手段と、該車内車外圧力変動推
定結果に基づいて前記給気装置の風量の目標値および前
記排気装置の風量の目標値を演算する車内圧力制御装置
と、を有し、該圧力制御装置は前記２つの目標値のうち
低い方の風量の前記流路の前記絞り弁は無制御とし、他
方の前記流路の前記絞り弁を前記目標値になるように制
御するので、トンネル走行時において、乗客の感じる不
快感を緩和することができ、また、絞り弁の制御を簡単
にできるものである。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１、図２及び図３は本発明の第１実施例を示す
図である。図１及び図２において、１は車両に設置され
た給気装置、２は新鮮外気取り入れ口、３は給気用送風
機、４は給気装置１の空気流路に装着された給気風量調
整用絞り弁、５は空調ダクト、６は吐出グリル、７は客
室、８は車内の汚染空気を車外に排出するための排出グ
リル、９は排出ダクト、１０は排気装置、１１は排気用
送風機、１２は排気装置１０の空気流路に装着された排
気風量調整用絞り弁である。又、１４は自列車速度検出
手段、１５は自列車トンネル突入タイミング検出手段、
１６は対向列車速度検出手段、１７は対向列車トンネル
突入タイミング検出手段、１８は走行区間にあるトンネ
ルに関する長さ、断面積、水力直径及び壁面摩擦抵抗係
数からなるトンネル形状デ−タを、順次、出力するトン
ネル形状デ−タ出力装置、１９は自列車及び対向列車に
関する、長さ、車体断面積、水力直径、側面の摩擦抵抗
係数、圧力抵抗係数からなる列車形状デ−タ出力を出力
する列車形状デ−タ出力装置、２０はデジタル計算機に
よる車外圧力変動推定演算手段、１３はデジタル計算機
からなる車内圧力制御装置である。ここで、車外圧力変
動推定演算手段２０は、トンネル突入時において、自列
車速度検出手段１４、自列車トンネル突入タイミング検
出手段１５、対向列車速度検出手段１６及び対向列車ト
ンネル突入タイミング検出手段１７からの検出結果及び
トンネル形状デ−タ出力装置１８、列車形状デ−タ出力
装置１９からのデ−タ出力を受けて、特性曲線法等を用
いた数値計算手法により自列車の受ける車外圧力変動の
時間的変化Ｐ０を推定演算するものである。ただし、該
当トンネルにおいて対向列車のない場合は、対向列車速
度検出手段１６及び対向列車トンネル突入タイミング検
出手段１７を使用する必要はない。
する。図１、図２及び図３は本発明の第１実施例を示す
図である。図１及び図２において、１は車両に設置され
た給気装置、２は新鮮外気取り入れ口、３は給気用送風
機、４は給気装置１の空気流路に装着された給気風量調
整用絞り弁、５は空調ダクト、６は吐出グリル、７は客
室、８は車内の汚染空気を車外に排出するための排出グ
リル、９は排出ダクト、１０は排気装置、１１は排気用
送風機、１２は排気装置１０の空気流路に装着された排
気風量調整用絞り弁である。又、１４は自列車速度検出
手段、１５は自列車トンネル突入タイミング検出手段、
１６は対向列車速度検出手段、１７は対向列車トンネル
突入タイミング検出手段、１８は走行区間にあるトンネ
ルに関する長さ、断面積、水力直径及び壁面摩擦抵抗係
数からなるトンネル形状デ−タを、順次、出力するトン
ネル形状デ−タ出力装置、１９は自列車及び対向列車に
関する、長さ、車体断面積、水力直径、側面の摩擦抵抗
係数、圧力抵抗係数からなる列車形状デ−タ出力を出力
する列車形状デ−タ出力装置、２０はデジタル計算機に
よる車外圧力変動推定演算手段、１３はデジタル計算機
からなる車内圧力制御装置である。ここで、車外圧力変
動推定演算手段２０は、トンネル突入時において、自列
車速度検出手段１４、自列車トンネル突入タイミング検
出手段１５、対向列車速度検出手段１６及び対向列車ト
ンネル突入タイミング検出手段１７からの検出結果及び
トンネル形状デ−タ出力装置１８、列車形状デ−タ出力
装置１９からのデ−タ出力を受けて、特性曲線法等を用
いた数値計算手法により自列車の受ける車外圧力変動の
時間的変化Ｐ０を推定演算するものである。ただし、該
当トンネルにおいて対向列車のない場合は、対向列車速
度検出手段１６及び対向列車トンネル突入タイミング検
出手段１７を使用する必要はない。
【０００９】次に、この演算手段２０による車外圧力デ
−タ演算結果Ｐ０は車内圧力制御装置１３に伝送され、
その結果を用いて車内圧力制御装置１３からの動作信号
により耳つんに関係する車内圧力及び車内圧力変化速度
が許容値を超えないように給気風量調整装置である絞り
弁４あるいは排気風量調整装置である絞り弁１２の開度
を制御する。
−タ演算結果Ｐ０は車内圧力制御装置１３に伝送され、
その結果を用いて車内圧力制御装置１３からの動作信号
により耳つんに関係する車内圧力及び車内圧力変化速度
が許容値を超えないように給気風量調整装置である絞り
弁４あるいは排気風量調整装置である絞り弁１２の開度
を制御する。
【００１０】この車内圧力制御装置１３における制御方
法の実施例を図３に示す。車内圧力制御装置１３は、車
外圧力変動推定演算手段２０から伝送された車外圧力推
定値Ｐ０と車内圧力制御目標値Ｐ２との差、給気用送風
機３及び排気用送風機１１の圧力・流量特性及び車体の
漏れ量から、車内圧力制御目標値Ｐ２を満たすための給
気風量目標値Ｑ１及び排気風量目標値Ｑ２を演算する。
給気及び排気のうち、風量の低い方の絞り弁は無制御と
し、高い方の絞り弁を調整する方法でよい。一方の絞り
弁のみの制御であるので、構成を簡単にできる。車内圧
力制御装置１３は、絞り弁４及び１２の遅れを考慮し、
給気風量目標値Ｑ１及び排気風量目標値Ｑ２となるよう
に動作信号を出力する。ここで、車内圧力制御目標値Ｐ
２は耳つんに関係する車内圧力及び車内圧力変化速度が
許容値を超えない範囲で任意に設定でき、図３において
は車内圧力制御目標値Ｐ２を常に０とした場合の給気風
量目標値Ｑ１及び排気風量目標値Ｑ２を示している。な
お、車内圧力検知装置を設けて制御状態を監視すること
も可能である。このような制御により、給気風量と排気
風量のアンバランスを抑え、車外圧力変動の車内への侵
入により乗客が感じる不快感（耳つん）を防止すること
ができる。
法の実施例を図３に示す。車内圧力制御装置１３は、車
外圧力変動推定演算手段２０から伝送された車外圧力推
定値Ｐ０と車内圧力制御目標値Ｐ２との差、給気用送風
機３及び排気用送風機１１の圧力・流量特性及び車体の
漏れ量から、車内圧力制御目標値Ｐ２を満たすための給
気風量目標値Ｑ１及び排気風量目標値Ｑ２を演算する。
給気及び排気のうち、風量の低い方の絞り弁は無制御と
し、高い方の絞り弁を調整する方法でよい。一方の絞り
弁のみの制御であるので、構成を簡単にできる。車内圧
力制御装置１３は、絞り弁４及び１２の遅れを考慮し、
給気風量目標値Ｑ１及び排気風量目標値Ｑ２となるよう
に動作信号を出力する。ここで、車内圧力制御目標値Ｐ
２は耳つんに関係する車内圧力及び車内圧力変化速度が
許容値を超えない範囲で任意に設定でき、図３において
は車内圧力制御目標値Ｐ２を常に０とした場合の給気風
量目標値Ｑ１及び排気風量目標値Ｑ２を示している。な
お、車内圧力検知装置を設けて制御状態を監視すること
も可能である。このような制御により、給気風量と排気
風量のアンバランスを抑え、車外圧力変動の車内への侵
入により乗客が感じる不快感（耳つん）を防止すること
ができる。
【００１１】ここで、車外圧力変動推定演算手段２０に
よる車外圧力変動時間的変化の演算は編成車両における
複数の号車を対象に実時間で行い、かつ、それぞれの号
車ごとに車内圧力制御装置１３を用いて行うものとして
もよい。なお、自列車速度検出手段１４、自列車トンネ
ル突入タイミング検出手段１５、対向列車速度検出手段
１６、対向列車トンネル突入タイミング検出手段１７、
トンネル形状デ−タ出力装置１８、列車形状デ−タ出力
装置１９及び車外圧力変動推定演算手段２０のいずれか
が地上からの送信デ−タによることも可能である。
よる車外圧力変動時間的変化の演算は編成車両における
複数の号車を対象に実時間で行い、かつ、それぞれの号
車ごとに車内圧力制御装置１３を用いて行うものとして
もよい。なお、自列車速度検出手段１４、自列車トンネ
ル突入タイミング検出手段１５、対向列車速度検出手段
１６、対向列車トンネル突入タイミング検出手段１７、
トンネル形状デ−タ出力装置１８、列車形状デ−タ出力
装置１９及び車外圧力変動推定演算手段２０のいずれか
が地上からの送信デ−タによることも可能である。
【００１２】前記実施例によれば、車外圧力変動を予測
制御するので、制御系の遅れを補償した制御を行うこと
ができる。
制御するので、制御系の遅れを補償した制御を行うこと
ができる。
【００１３】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ト
ンネル内で車外圧力の車内への侵入により乗客が感じる
不快感（耳つん）を防止することができ、また、絞り弁
の制御を簡単にできるものである。
ンネル内で車外圧力の車内への侵入により乗客が感じる
不快感（耳つん）を防止することができ、また、絞り弁
の制御を簡単にできるものである。
【図１】本発明による車両用換気装置の第１実施例の制
御内容を示したブロック図である。
御内容を示したブロック図である。
【図２】本発明による車両用換気装置の第１実施例の装
置概略を示した車体断面図である。
置概略を示した車体断面図である。
【図３】本発明による第１実施例の制御目標の説明図で
ある。
ある。
１…給気装置、４…絞り弁、１０…排気装置、１２…絞
り弁、１３…車内圧力制御手段、１４…自列車速度検出
手段、１５…自列車トンネル突入タイミング検出手段、
１６…対向列車速度検出手段、１７…対向列車トンネル
突入タイミング検出手段、１８…トンネル形状デ−タ出
力装置、１９…列車形状デ−タ出力装置、２０…車外圧
力変動推定演算手段。
り弁、１３…車内圧力制御手段、１４…自列車速度検出
手段、１５…自列車トンネル突入タイミング検出手段、
１６…対向列車速度検出手段、１７…対向列車トンネル
突入タイミング検出手段、１８…トンネル形状デ−タ出
力装置、１９…列車形状デ−タ出力装置、２０…車外圧
力変動推定演算手段。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松本 雅一 山口県下松市大字東豊井794番地 株式 会社 日立製作所 笠戸工場内 (56)参考文献 特開 平１−168560（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−266762（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−227852（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】車外の空気を車内に取り入れる給気装置
と、車内の空気を車外に排気するための排気装置と、前
記給気装置の流路に設置されて、風量を調整する絞り弁
と、前記排気装置の流路に設置されて、風量を調節する
絞り弁とを有する車両用換気装置において、トンネル走
行時において自列車の受ける車外圧力変動の時間的変化
を推定演算する車外圧力変動推定演算手段と、該車外圧
力変動推定結果に基づいて前記給気装置の風量の目標値
および前記排気装置の風量の目標値を演算する車内圧力
制御装置と、を有し、該車内圧力制御装置は前記２つの
目標値のうち低い方の風量の前記流路の前記絞り弁は無
制御とし、他方の前記流路の前記絞り弁を前記目標値に
なるように制御するものであること、を特徴とする車両
用換気装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3345799A JP2734848B2 (ja) | 1991-12-27 | 1991-12-27 | 車両用換気装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3345799A JP2734848B2 (ja) | 1991-12-27 | 1991-12-27 | 車両用換気装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05178207A JPH05178207A (ja) | 1993-07-20 |
| JP2734848B2 true JP2734848B2 (ja) | 1998-04-02 |
Family
ID=18379061
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3345799A Expired - Fee Related JP2734848B2 (ja) | 1991-12-27 | 1991-12-27 | 車両用換気装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2734848B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2894104B2 (ja) * | 1992-09-09 | 1999-05-24 | 株式会社日立製作所 | 車両用換気装置及びその制御方法 |
| DE4304194C2 (de) * | 1993-02-12 | 1995-10-12 | Hagenuk Fahrzeugklima Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Regulieren von Frischluftmengen in Hochgeschwindigkeitszügen |
| JP3254428B2 (ja) | 1999-01-12 | 2002-02-04 | 株式会社日立製作所 | 換気装置の製作方法及び換気装置 |
| JP5044309B2 (ja) * | 2007-07-06 | 2012-10-10 | カルソニックカンセイ株式会社 | 車室換気制御装置 |
| EP3950459B1 (en) * | 2019-03-27 | 2024-12-18 | Hitachi, Ltd. | Ventilation device for railway vehicles |
| CN110395284A (zh) * | 2019-07-31 | 2019-11-01 | 常州大学 | 一种高速地铁列车车内压力智能控制系统 |
| KR102651268B1 (ko) * | 2022-12-09 | 2024-03-25 | 현대로템 주식회사 | 철도차량용 환기시스템 제어방법 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0624934B2 (ja) * | 1986-03-31 | 1994-04-06 | 財団法人鉄道総合技術研究所 | 鉄道車両用換気装置の制御方法 |
| JPH01168560A (ja) * | 1987-12-25 | 1989-07-04 | Hitachi Ltd | 車両用換気装置 |
| JPH03266762A (ja) * | 1990-03-16 | 1991-11-27 | Hitachi Ltd | 車両用換気装置 |
-
1991
- 1991-12-27 JP JP3345799A patent/JP2734848B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05178207A (ja) | 1993-07-20 |
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