車両、冷却装置、および冷却方法
【課題】自動車を冷却する空気調和装置では、ユーザが乗車してから車内が冷却されるまでに時間がかかる。
【解決手段】車両は、ユーザが乗車する乗車空間と、圧縮空気を貯蔵可能なタンクと、乗車空間に対してタンクに貯蔵された圧縮空気を放出させる制御部と、を有する。タンクへの圧縮空気の貯蔵は、ユーザが車両を離れた駐車中に実施される。
【解決手段】車両は、ユーザが乗車する乗車空間と、圧縮空気を貯蔵可能なタンクと、乗車空間に対してタンクに貯蔵された圧縮空気を放出させる制御部と、を有する。タンクへの圧縮空気の貯蔵は、ユーザが車両を離れた駐車中に実施される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車などの車両の乗車空間を冷却する車両、冷却装置、および冷却方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車などの車両は、一般的に、その乗車空間を冷却するために、ユーザが乗車し、ユーザがイグニッションキーを操作してエンジンを起動することにより、冷却動作を開始する空気調和装置を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１６８４７６号公報
【特許文献２】特開２０１０−２１６７３９号公報
【特許文献３】特開２００８−２９６９０１号公報
【特許文献４】特開２００７−１６８４６６号公報
【特許文献５】特開２００８−１８３９９６号公報
【特許文献６】特開２００５−２３８９１１号公報
【特許文献７】特開２００７−２９７９６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような従来の空気調和装置では、ユーザが乗車し、ユーザがイグニッションキーを操作してエンジンを起動することにより冷却サイクルを回し始めるため、実際に乗車空間が冷却され始めるまでに時間遅れが生じる。
特に、車両が炎天下に置かれたような状況では、乗車空間が熱せられており、乗車空間が冷却されるまで、ユーザは、暑い乗車空間に耐えなければならない。
【０００５】
特許文献は何れもこのような従来の課題を解決するもので、特許文献１から６は、圧縮した空気を乗車空間に放出する技術を開示する。
特許文献７は、排出ガスの圧力や熱を利用した発電・空気冷却システムを開示する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
ところで、このように圧縮した空気を乗車空間に放出する際には、圧縮空気の貯蔵時期について考慮されるべき条件が存在する。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、圧縮空気の適切な貯蔵が可能な冷却装置を提供することを目的としている。
【０００７】
本発明の第１の観点に係る車両は、ユーザが乗車する乗車空間と、圧縮空気を貯蔵可能なタンクと、乗車空間に対してタンクに貯蔵された圧縮空気を放出させる制御部と、を有する。そして、タンクへの圧縮空気の貯蔵は、ユーザが乗車空間に存在しない場合に実施される。
【０００８】
好適には、ユーザが乗車空間に存在しているか否かを検知する検知手段を有し、制御部は、ユーザが乗車空間に存在しないことを検知手段からの情報により判断して、タンクへ圧縮空気の貯蔵を開始してよい。
【０００９】
好適には、制御部は、圧縮空気の貯蔵中にユーザが乗車すると、タンクへの圧縮空気の貯蔵を中止してよい。
【００１０】
好適には、制御部は、タンクに対する圧縮空気の貯蔵が完了し、さらにタンクが冷却された後に、ユーザが乗車すると、乗車空間に対してタンクに貯蔵された圧縮空気を放出させてよい。
【００１１】
本発明の第２の観点に係る冷却装置は、ユーザが乗車する車両の乗車空間を冷却する冷却装置であって、圧縮空気を貯蔵可能なタンクと、ユーザが乗車空間に存在しているか否かを検知する検知手段と、乗車空間に対してタンクに貯蔵された圧縮空気を放出させる制御部と、を有する。そして、タンクへの圧縮空気の貯蔵は、ユーザが乗車空間に存在しないことを検知手段からの情報により判断して実施される。
【００１２】
本発明の第３の観点に係る冷却方法は、ユーザが乗車する車両の乗車空間を冷却する圧縮空気をタンクに貯蔵する冷却装置の冷却方法であって、ユーザが乗車空間に存在しないことを検知手段からの情報により判断して、タンクに圧縮空気を貯蔵し、乗車の際に、タンクに貯蔵された圧縮空気を乗車空間へ放出する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明では、タンクに蓄積していた圧縮空気を乗車空間へ放出する。
乗車空間は、乗車空間へ放出された圧縮空気により冷却される。
その結果、本発明では、車内を直ちに冷却できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態に係る冷却装置を用いた、自動車の車体の部分透視の側面図である。
【図２】図２は、図１の自動車に搭載される冷却装置の構成図である。
【図３】図３は、図２のコントローラによる冷却のための制御のフローチャートである。
【図４】図４は、本発明の第２実施形態に係る冷却装置の圧縮工程のフローチャートである。
【図５】図５は、図４の圧縮工程と組み合わされる放出工程のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る冷却装置を用いた、自動車１の部分透視の側面図である。
【００１６】
図１の自動車１は、車体２を有する。
車体２の中央部には、ユーザが乗り込む乗車空間３を有する。
乗車空間３内には、ユーザが着座する座席４が２列で設けられている。
車体２の乗車空間３の側面には、ユーザが乗車するために開閉するドアパネル５が設けられている。
ドアパネル５の上部には、ウィンドウガラス６が上下移動可能に設けられている。
ユーザは、ドアパネル５を開閉して乗車して座席４に座ることができる。
ユーザは、ドアパネル５の内面に設けられた開閉スイッチを操作してウィンドウガラス６を開閉することができる。
【００１７】
乗車空間３は、ドアパネル５およびウィンドウガラス６を閉じた状態で、外から隔離された空間となる。
このような乗車空間３では、たとえば夏の暑い日射などで室温が大幅に上昇する。また、ハンドル、座席４などの内装品の表面温度も上昇し、ユーザにとって乗車空間３を急激に冷却する必要が生じる。
一般的な自動車１では、乗車したユーザがイグニッションキーを操作してエンジンを始動し、空気調和装置を起動し、これに伴ってコンプレッサを駆動することで空気調和装置の冷却サイクルが始動することにより、乗車空間３の空気が冷却される。
しかしながら、このように空気調和装置を用いて乗車空間３を冷却する場合、熱交換器を利用して乗車空間３の空気を直接に冷却するため、ユーザが乗車してから乗車空間３が冷却されるまでに時間がかかる。
そこで、本実施形態では、乗車しようとするユーザが乗車する前に、圧縮空気を乗車空間へ放出することで乗車空間を急激に冷却する冷却装置１０を用いる。
【００１８】
図２は、図１の自動車１に搭載される冷却装置１０の構成図である。
図２の冷却装置１０は、図１の乗車空間３に対して圧縮空気を放出することにより、乗車空間３を冷却するものである。
冷却装置１０は、コンプレッサ１１、吸気ダクト１２、吸気弁１３、タンク１４、排気ダクト１５、排気弁１６、およびコントローラ１７を有する。
冷却装置１０は、タンク１４の圧縮空気の圧力を検出する圧力センサ２０、タンク１４の圧縮空気の温度を検出する温度センサ２１、および図示しない乗員検知手段とを有する。
図１において、圧力センサ２０および温度センサ２１は、吸気弁１３と排気弁１６との間に接続される。
【００１９】
コンプレッサ１１は、コントローラ１７により起動および停止が制御され、起動中に空気を吸引して圧縮して出力する。コントローラ１７は、起動中のコンプレッサ１１の能力を制御してよい。
コンプレッサ１１には、たとえば容積型ポンプを使用できる。容積型ポンプは、吸気口１８から空気などの流体を吸引し、吸引した流体の容積を減らす動作をすることにより流体を圧縮する。容積型ポンプには、たとえばギアポンプ、ダイヤフラムポンプ、ピストンポンプ、プランジャーポンプがある。ギアポンプは、回転運動により流体を圧縮する。ダイヤフラムポンプ、ピストンポンプ、プランジャーポンプは、往復運動により流体を圧縮する。
本実施形態の冷却装置１０は、圧縮した空気を直接に乗車空間３へ放出する。乗車空間３の汚染を抑制するため、コンプレッサ１１には、オイルレスタイプのものを使用するのが望ましい。冷却装置１０の圧縮空気をそのまま乗車空間３へ放出するのではなく、圧縮空気の冷気を熱交換器によりたとえば外気などの別の空気に伝えて乗車空間３へ供給してよい。
コンプレッサ１１の吸気口１８は、乗車空間３に設けられても、自動車１の外（乗車空間３外）に設けられてもよい。乗車空間３外の外気を吸引する場合、コンプレッサ１１は、走行速度に応じて吸引能力を調整しても、停車中に吸引するようにしてもよい。外気の気圧の変動などにより、コンプレッサ１１に過度な負荷が作用し難くなる。乗車空間３内の内気を吸引する場合、乗車空間３の気圧が下がる。このため、たとえば自動車１に搭載された空気調和装置を外気導入モードに設定した状態で、コンプレッサ１１が吸引すればよい。内気は、一般的に空気調和装置により温度および湿度が調整される。内気は、外気よりも、タンク１４に貯蔵する空気中の湿気を抑制し、当該空気を乗車空間３へ再放出した後の冷却効果および湿度上昇の抑制効果を期待できる。
【００２０】
コンプレッサ１１は、電動モータを有し、車体２に搭載されるバッテリ７の蓄電電力を使用する。このため、図１に示すように、コンプレッサ１１は、エンジンルームに設けるとよい。
コンプレッサ１１は、車体２に搭載される太陽光パネルの発電電力、又は家庭用電源の商用電力を使用してよい。
特に、太陽光パネルが発電しているときに、コンプレッサ１１を動作させるようにすることで、太陽光により乗車空間３が温められて冷却を必要とする場合に合わせてコンプレッサ１１を動作させることができる。
コンプレッサ１１は、リレースイッチ２２を介してバッテリ７に接続する。
なお、駐車中に車体２に搭載されるエンジンを駆動してもよい場合、コンプレッサ１１は、エンジンの回転駆動力を動力源として利用してよい。この場合、エンジンの出力軸とコンプレッサ１１の入力軸との間に、電磁クラッチを設ける。電磁クラッチを切ることにより、走行中に、コンプレッサ１１がエンジンの負荷とならないように制御できる。
【００２１】
吸気ダクト１２は、コンプレッサ１１とタンク１４とを接続する。
コンプレッサ１１により圧縮された空気は、吸気ダクト１２を通じてタンク１４へ供給される。
【００２２】
吸気弁１３は、吸気ダクト１２に設けられる。吸気弁１３は、コントローラ１７により開閉制御される。
吸気弁１３が開状態である場合、コンプレッサ１１により圧縮された空気はタンク１４へ供給される。
吸気弁１３が閉状態である場合、吸気ダクト１２が遮断され、コンプレッサ１１からタンク１４への圧縮空気の供給が停止する。タンク１４側からコンプレッサ１１へ圧縮空気が逆流しない。
【００２３】
タンク１４は、圧縮空気を貯蔵する。タンク１４は、たとえばステンレスなどの金属製、強化プラスチック製でよい。これらの素材によるタンク１４は、高い圧力で圧縮空気を貯蔵できる。
例えば乗車空間の容積が４０００Lの車両に対し、４０Lのタンクに１００気圧で圧縮空気を保存し、制御部が乗車空間に室温より低い乗車空間の容積に等しい程度の圧縮空気を放出することで、乗車空間内の高い室温の空気を車室外に押し出し、膨張することで冷却された圧縮空気が乗車空間の空気と入れ替わることで乗車空間の室温を下げることができる。そのため、タンク１４の容量および形状に特段の制限はないが、好適にはタンクの容量は乗車空間の容積と同じかそれ以上としてよい。また、乗車空間の空気と膨張した圧縮空気が入れ替わるのではなく、乗車空間の容積よりも少ない圧縮空気を乗車空間に放出することで乗車空間の高い室温を低減してもよい。タンク１４の容量が大きいほど、大量の圧縮空気を蓄積できる。
タンク１４は、自動車１または冷却装置１０に固定されても、着脱可能でもよい。タンク１４が着脱可能である場合、タンク１４を交換できる。予め圧縮空気を封入したタンク１４を取り付けることにより、コンプレッサ１１を用いることなく、圧縮空気を乗車空間３へ放出することが可能になる。タンク１４に圧縮空気とともにアロマオイルや芳香剤を同時封入することにより、車内の消臭効果を期待できる。
タンク１４の設置場所には、特に制限はない。自動車１等に要求される安全基準などに基づいて、適切な箇所に設置すればよい。図１では、タンク１４は、エンジンルームに設けられている。タンク１４は、カーゴスペース、または乗車空間３に設置してよい。乗車空間３に設置する場合、タンク１４は、直射日光が当たらない箇所または高温となり難い箇所に設置するとよい。
なお、冷却装置１０は、複数個のタンク１４を有してよい。複数個のタンク１４は、それらが独立して圧縮空気を蓄積し乗車空間３へ供給するものでも、一方のタンク１４から他方のタンク１４へ圧縮空気を供給するものでもよい。
【００２４】
排気ダクト１５は、タンク１４と乗車空間３とを接続する。
タンク１４から排気された圧縮空気は、排気ダクト１５を通じて自動車１の乗車空間３へ供給される。
排気ダクト１５の排気口１９は、乗車空間３に設けられる。排気口１９は、ノズル形状でよい。排気口１９をノズル形状とすることで、排気ダクト１５内で圧力を保ったまま圧縮空気を乗車空間３へ吐出できる。
排気口１９の配置、向き、個数には特段の制限はない。空気調和装置の排気口を利用してよい。
ただし、圧縮された空気には、それが膨張することにより気温を下げる効果があるだけでなく、それを吹き付けた物体の表面温度を下げる効果がある。このため、シート、ハンドル、ダッシュボードなどの高温となる箇所またはユーザが直接接触する箇所に対して、圧縮空気を直接吹き付けることができる位置、向きで、排気口１９を設けるとよい。たとえばピラー、ルーフなどに下向きに排気口１９を設ければよい。
図１では、複数の排気口１９の一部は、ルーフに下向きに設けられ、圧縮空気を座席４に吹き付けるように配置されている。また、複数の排気口１９の残部は、座席４内に上向きに設けられ、圧縮空気を座席４から乗車空間３に吹き出すように配置されている。
【００２５】
排気弁１６は、排気ダクト１５に設けられる。排気弁１６は、コントローラ１７により開閉制御される。
排気弁１６が閉状態である場合、排気ダクト１５が遮断され、タンク１４内の圧縮空気はタンク１４内に留まり貯蔵される。コンプレッサ１１の動作中に排気弁１６を閉じることにより、タンク１４内の空気圧が高まる。
排気弁１６が開状態である場合、タンク１４に貯蔵された圧縮空気は、乗車空間３へ放出される。
【００２６】
コントローラ１７は、コンプレッサ１１、吸気弁１３、排気弁１６、圧力センサ２０などの冷却装置１０の各部に接続される。コントローラ１７は、冷却装置１０を制御する。
冷却装置１０は、コンプレッサ１１で空気を圧縮し、圧縮した空気をタンク１４に貯蔵し、タンク１４に貯蔵した圧縮空気を乗車空間３へ放出する。乗車空間３へ放出された圧縮空気は、乗車空間３で膨張し、この膨張の際の吸熱効果により、乗車空間３内の空気を冷却する。また、圧縮空気が吹き付けられた箇所は、冷却される。
なお、コントローラ１７は、圧縮空気を貯蔵するタンク１４をヒータにより加熱したり又はサーミスタにより冷却してよい。これにより、圧縮空気の放出前温度を調整し、圧縮空気を放出した後の乗車空間３の室温を調整するができる。
コントローラ１７は、制御プログラムを記憶するメモリと、制御プログラムを実行する中央処理装置とを有する。コントローラ１７は、独立したコントローラ１７でよいが、自動車１のエンジンを制御するＥＣＵ（Engine Control Unit）の一部として実現されても、空気調和装置のコントローラに実現されてもよい。
コントローラ１７には、制御の処理または判断に使用する各種の情報を得るために、車両の走行制御信号、各種の検出信号が入力される。このような信号としては、たとえば、イグニッションキーの状態の検出信号、エンジンの起動信号若しくは停止信号、速度パルス信号、ブレーキの操作信号、リモートコントロール開閉キーの検出信号、ドアパネル５のロック開錠信号若しくは施錠信号がある。この他にも、たとえば、外気温センサ、内気温センサ若しくは日照センサの検出信号がある。これらの走行制御信号、検出信号のうち乗車空間３における乗員の存在の有無を検知する乗員検知手段として利用されるものもある。これらの情報によりコントローラ１７は乗車空間におけるユーザの有無を判断する。乗員検知手段は、これらの走行制御信号、検出信号以外にも赤外線センサやカメラによるものであって良いし、既存のドア開閉認識システムやシート内圧センサを利用しても良い。
なお、コントローラ１７は、時刻や時間を計測するタイマ、携帯電話機などと通信する無線通信部などを備えてよい。
【００２７】
次に、図２の冷却装置１０の動作を説明する。
図３は、図２の冷却装置１０の冷却プロセスの全体を示すフローチャートである。
【００２８】
図３の全体制御において、冷却装置１０のコントローラ１７は、まず、空気の圧縮工程を実行する（ステップＳＴ１）。
コントローラ１７は、たとえば駐車中、または乗員検知手段の情報により乗車空間３に乗員が存在しないと判断した場合に、空気の圧縮工程を実行する。
圧縮工程において、コントローラ１７は、吸気弁１３を開き、排気弁１６を閉じた状態で、コンプレッサ１１を動作させて、タンク１４へ圧縮した空気を供給する。コントローラ１７は、リレースイッチ２２を閉じる。
コントローラ１７は、タンク１４の圧力を検出する圧力センサ２０の検出信号や、メモリに記憶されている冷却装置１０のサイクルを示すフラグに基づいて、タンク１４の圧縮空気の有無を判断し、圧縮空気が貯蔵されていない場合にコンプレッサ１１を動作させるようにしてよい。
【００２９】
圧力センサ２０の圧力が所定の基準値以上になると、コントローラ１７は、コンプレッサ１１を停止し、吸気弁１３を閉じる。コントローラ１７は、リレースイッチ２２を開く。
これにより、吸気弁１３および排気弁１６がともに閉じた状態になり、タンク１４には、基準値以上の圧力の圧縮空気が貯蔵される（貯蔵工程、冷却工程、ステップＳＴ２）。
なお、タンク１４への圧縮空気の貯蔵を停止する所定の基準圧力は、大気圧より高ければよく、たとえば数Ｍｐａである。
ところで、空気は圧縮されることにより発熱する。
タンク１４に収容された圧縮空気は、圧縮完了後にタンク１４とともに冷却される。
たとえばタンク１４が断熱構造でない場合、圧縮空気の温度は、タンク１４の外気温と同じ温度まで冷却される。
よって、このタンク１４に圧縮空気を供給した後の貯蔵工程において、タンク１４内の圧縮空気の温度は、たとえば常温に冷却される。
【００３０】
次に、コントローラ１７は、放出工程を実行する（ステップＳＴ３）。
コントローラ１７は、乗員検知手段からの情報に基づき、たとえばユーザが乗車する時、乗車した後、または乗車しそうだと判断した場合に、放出工程を実行する。
放出工程において、コントローラ１７は、吸気弁１３を閉じたまま、排気弁１６を開く。
これにより、タンク１４に蓄積されていた圧縮空気は、排気ノズルを通じて乗車空間３へ排気される。
圧縮空気は、乗車空間３内で膨張し、膨張に伴う吸熱反応により乗車空間３の室温を低下させる。
なお、この放出工程において、乗車空間３の圧力上昇を抑制するために、コントローラ１７は、ウィンドウガラス６を開ける制御を併せて実行してよい。あるいは、コントローラ１７は、空気調和装置を外気導入モードに併せて制御してよい。コントローラ１７は、このように乗車空間３に通気口が設けられた状態で圧縮空気の放出を開始すればよい。コントローラ１７は、ウィンドウガラス６やドアパネル５が開けられたことを検出して、圧縮空気の放出を開始してよい。
【００３１】
以上のように、コントローラ１７は、圧縮空気を乗車空間３に放出するために、圧縮工程、貯蔵工程および放出工程を１回の冷却サイクルとして実行する。
これにより、放出後の乗車空間３の室温は、放出前と比べて低下する。
冷却装置１０は、乗車空間３を冷却できる。
コントローラ１７が冷却サイクルを繰り返し実行することにより、乗車空間３を複数回にわたって冷却できる。
また、本実施形態の冷却装置１０では、空気を圧縮したら直ちに乗車空間３へ放出するのではなく、貯蔵工程を経ている。
この貯蔵工程での放熱期間を経ることにより、圧縮空気の温度は、圧縮完了時の温度より低下し、たとえば常温になる。
低温化した圧縮空気を乗車空間３へ放出することにより、圧縮直後の高温の圧縮空気を放出する場合に比べて、より多くの室温低下を期待できる。
【００３２】
また、コントローラ１７は、ユーザが降車した駐車中に、圧縮工程を実行する。
これに対して、ユーザの乗車中に圧縮工程を実施する場合、エンジンの駆動力によりコンプレッサ１１を駆動することになるため、たとえばアイドリングの上昇、エンジン負荷の上昇がユーザにより感知される可能性がある。
本実施形態では、このような危惧がない。
【００３３】
［第２実施形態］
第１実施形態は、圧縮空気を用いて乗車空間３を冷却する冷却装置１０の、基本的な構成および動作の例である。
第２実施形態は、駐車中に圧縮工程を好適に実施するように、第１実施形態の冷却装置１０の圧縮工程を改良した例である。
第２実施形態での車両および冷却装置１０の構成は、第１実施形態のものと同様である。
【００３４】
図４は、本発明の第２実施形態に係る冷却装置１０の圧縮工程のフローチャートである。
【００３５】
図４に示すように、圧縮工程において、コントローラ１７は、まず、駐車中であるか否かを判断する（ステップＳＴ１１）。
コントローラ１７は、たとえばユーザが乗車していない状態で停止していることを判断し、駐車中であるか否かを判断する。
ユーザが乗車していない駐車中であるか否かは、たとえばドアパネル５の開閉を検出するセンサの検出信号の有無、エンジンの停止の有無により判断できる。エンジンが停止された後にドアパネル５の開閉が検出された場合、車体２が停車した状態でユーザが降車したと判断できる。
【００３６】
駐車中であると判断した場合、コントローラ１７は、圧縮工程の実施の要否を判断する（ステップＳＴ１２）。
既にタンク１４に圧縮空気が貯蔵されている場合、圧縮工程が不要である。
コントローラ１７は、たとえば圧力センサ２０の検出信号が所定の基準値を超えているか否かを判断する。所定の基準値を超えていない場合、コントローラ１７は、圧縮工程の実施が必要であると判断する。
【００３７】
圧縮工程の実施が必要であると判断した場合、コントローラ１７は、圧縮工程を開始する（ステップＳＴ１３）。
コントローラ１７は、第１実施形態と同様の制御により、コンプレッサ１１を起動する。または、コントローラ１７は、電磁クラッチを接続する。
これにより、コンプレッサ１１が圧縮動作を開始する。
コンプレッサ１１により圧縮された空気が、タンク１４へ供給される。
【００３８】
圧縮工程を開始した後、コントローラ１７は、圧縮工程の完了を判断する（ステップＳＴ１４）。
コントローラ１７は、タンク１４の内圧が所定値以上である場合、圧縮工程の完了と判断する。
タンク１４の内圧が所定値に達していない場合、コントローラ１７は、圧縮工程を完了しないと判断する。
【００３９】
圧縮工程を完了しないと判断した場合、コントローラ１７は、さらにユーザが乗車したか否かを判断する（ステップＳＴ１５）。
コントローラ１７は、たとえばドアパネル５の開閉の有無またはエンジンの起動の有無に基づいて、ユーザが乗車したか否かを判断すればよい。
【００４０】
圧縮工程を完了せず且つユーザが乗車していないと判断した場合、コントローラ１７は、圧縮工程を継続する（ステップＳＴ１６）。
コントローラ１７は、コンプレッサ１１による圧縮動作を継続させる。
コントローラ１７は、タンク１４に基準値以上の圧力の圧縮空気が蓄積されて圧縮工程を完了すると判断するか、またはユーザが降車したと判断するまで、以上の制御を繰り返す。
この間、コントローラ１７は、圧縮工程を継続すると判断し続ける。
【００４１】
そして、タンク１４に基準値以上の圧力の圧縮空気が蓄積されると、コントローラ１７は、圧縮工程の終了と判断する（ステップＳＴ１４）。
コントローラ１７は、第１実施形態と同様の制御により、圧縮工程を終了させる（ステップＳＴ１７）。
コントローラ１７は、リレースイッチ２２を開いてコンプレッサ１１への給電を停止する。
これにより、タンク１４には、基準値以上の所定圧力の圧縮空気が貯蔵される。
【００４２】
また、ステップＳＴ１５においてユーザが乗車したと判断した場合にも、コントローラ１７は、圧縮工程を終了させる（ステップＳＴ１７）。
コントローラ１７は、第１実施形態と同様の制御により、リレースイッチ２２を開いてコンプレッサ１１への給電を停止する。
このように圧縮が完了していない状況においてユーザ降車に合わせて圧縮を終了することにより、ユーザがバッテリ７やエンジンを使用する期間において、コンプレッサ１１がこれらの負荷とならないようにできる。
【００４３】
図５は、図４の圧縮工程と好適に組み合わされる放出工程のフローチャートである。
【００４４】
図５に示すように、放出工程において、コントローラ１７は、まず、放出工程を実施するタイミングであるか否かを判断する。
図５の例では、コントローラ１７は、まず、乗車の有無を判断する（ステップＳＴ２１）。
乗車の有無は、たとえばドアパネル５の開閉を検出するセンサの検出信号の有無、エンジンの始動の有無により判断できる。ドアパネル５の開閉が検出された後にエンジンが始動された場合、ユーザが乗車したと判断できる。
【００４５】
ユーザが乗車したと判断した場合、コントローラ１７は、圧縮工程および冷却工程（貯蔵工程）が完了しているか否かを判断する（ステップＳＴ２２）。
コントローラ１７は、たとえばタンク１４の圧力センサ２０の検出信号が所定の基準値を超えている場合、圧縮工程が完了していると判断する。この他にもたとえば、コントローラ１７は、たとえば図４のステップＳＴ１７において圧縮工程が完了したと判断した場合に完了フラグをメモリに保存し、この完了フラグを確認することにより、圧縮工程が完了していると判断してよい。
コントローラ１７は、たとえばタンク１４の温度センサ２１の検出信号が所定の基準値以下である場合、冷却工程が完了していると判断する。この他にもたとえば、コントローラ１７は、たとえば図４のステップＳＴ１７において圧縮工程が完了したと判断した際にタイマに冷却時間をセットし、この冷却時間が経過していることを確認することにより、冷却工程が完了していると判断してよい。
【００４６】
圧縮工程および冷却工程（貯蔵工程）が完了していると判断した場合、コントローラ１７は、圧縮空気による冷却の要否を判断する（ステップＳＴ２３）。
たとえば乗車空間３内の内気温センサの検出温度が、外気温以上またはたとえば２０度などの所定の温度以上である場合、コントローラ１７は、圧縮空気による冷却が必要であると判断する。この他にもたとえば、コントローラ１７は、外気温センサの検出温度がたとえば２０度などの所定の温度以上である場合、または、日照センサが所定値以上の日照量を検出している場合、圧縮空気による冷却が必要であると判断してよい。さらに他にもたとえば、コントローラ１７は、タイマの起動予約時刻の有無、前回降車してからの経過時間、携帯電話機などからの起動指示の有無に基づいて、圧縮空気による冷却の要否を判断してよい。
【００４７】
そして、放出工程の実施タイミングであり、かつ、冷却要である場合、コントローラ１７は、放出工程を実施する（ステップＳＴ２４）。
コントローラ１７は、第１実施形態と同様の制御により、排気弁１６を開く。
これにより、タンク１４の圧縮空気が乗車空間３へ放出される。
【００４８】
なお、図５では、圧縮空気による冷却の要否の判断ステップＳＴ２３が、放出工程の実施タイミングの判断ステップＳＴ２１，ＳＴ２２の後に位置している。
圧縮空気による冷却の要否の判断ステップＳＴ２３は、放出工程の実施タイミングの判断ステップＳＴ２１，ＳＴ２２の前に実施されてよい。
タイマの起動予約時刻または携帯電話機などからの起動指示に基づいて冷却する場合、コントローラ１７は、乗車の有無を判断することなく、圧縮工程および冷却工程が完了していることだけを確認して冷却を実行してよい。
【００４９】
以上のように、コントローラ１７は、駐車中に圧縮工程および冷却工程を実施し、ユーザの乗車タイミングにおいて、必要な放出工程を実施する。
この結果、コントローラ１７は、駐車中に貯蔵した圧縮空気を、乗車の際に放出できる。
しかも、コントローラ１７は、駐車中の圧縮空気の貯蔵が完了したら直ちに放出可能とするのではなく、一定の冷却工程（貯蔵工程）を経なければ、放出できないように制御している。
このため、タンク１４の圧縮空気の貯蔵冷却期間として、確実な放熱がなされる期間を確保できる。確実な放熱がなされる放熱期間により低温化された圧縮空気を乗車空間３へ放出することにより、圧縮直後の高温の圧縮空気を放出する場合に比べて、より多くの室温低下を期待できる。
【００５０】
また、コントローラ１７は、圧縮中にユーザが乗車すると、圧縮を中止する。
これにより、ユーザに、圧縮動作を検知されないようにできる。
ユーザが頻繁に乗降を繰り返す場合であっても、その分断された駐車期間をつなぎ合わせて、略一定の圧力の空気をタンク１４に圧縮できる。
しかも、コントローラ１７は、放出工程は、圧縮工程の後に貯蔵工程で冷却された後でなければ実施しない。
その結果、ユーザが頻繁に乗降を繰り返す場合に、その間に十分に冷却されていない圧縮空気が乗車空間３に放出されないようにできる。すなわち、そのような不十分な冷却状態にある圧縮空気が乗車空間３へ放出されることによる、不要な室温上昇を防止できる。
【００５１】
以上の実施形態は、本発明の好適な実施形態の例であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変形または変更が可能である。
【００５２】
上記実施形態は、冷却装置１０は、自動車１に搭載されている。
この他にもたとえば、冷却装置１０は、バス、電車などのその他の車両に搭載されてよい。
冷却装置１０は、車両から分離された単独の装置として形成されてよい。
コンプレッサ１１の駆動源に電動モータを使用することで、冷却装置１０は、エンジンの駆動力を動力源とすることなく圧縮工程を実施できる。電動コンプレッサを用いる冷却装置１０は、車両のバッテリ７、太陽光発電パネル、家庭用電源の電力により動作できる。
持ち運び可能な冷却装置１０とすることで、複数の車両の冷却に使用できる。非常用の冷却装置１０としても利用できる。
【００５３】
上記実施形態では、冷却装置１０は、タンク１４の他に、コンプレッサ１１を有する。
この他にもたとえば、冷却装置１０は、タンク１４を交換可能として、コンプレッサ１１を持たないものとしてもよい。
この場合、冷却装置１０は、圧縮工程を実施しない。また、冷却装置１０は、タンク１４の残圧を確認したり、または新たなタンク１４が装着されたかを確認して冷却工程を実施すればよい。
そして、タンク１４を購入して利用する場合、そのタンク１４は一般的に常温に冷却されているので、冷却のための貯蔵工程も不要である。
【００５４】
上記実施形態では、自動車１などの車両の乗車空間３は、冷却装置１０により冷却される。
自動車１などの車両は、一般的に、コンプレッサ、コンデンサ、レシーバ、エキスパンションバルブ、エバボレータで冷媒を循環し、ブロアファンにより乗車空間３の空気をエバボレータへ吹き付けて冷却する空気調和装置を有する。
この他にもたとえば、自動車１などの車両の乗車空間３は、冷却装置１０および空気調和装置により冷却されてよい。
たとえば冷却装置１０で初期冷却した後に、空気調和装置で所望の温度に冷却すればよい。
これにより、乗車空間３は、空気調和装置だけで乗車空間３を冷却する場合に比べて、確実に短時間で冷却される。
なお、このような冷却装置１０と空気調和装置とによる協働の冷却動作は、これらのコントローラが別々である場合には、たとえば冷却装置１０から空気調和装置へ起動信号を送信することにより実現できる。
コントローラが共通化されている場合には、冷却装置１０の制御プログラムから空気調和装置の制御プログラムに対して、フラグなどによるプログラム間通信により通信させることにより実現できる。
【符号の説明】
【００５５】
１…自動車（車両）
３…乗車空間
１０…冷却装置
１１…コンプレッサ
１４…タンク
１７…コントローラ（制御部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車などの車両の乗車空間を冷却する車両、冷却装置、および冷却方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車などの車両は、一般的に、その乗車空間を冷却するために、ユーザが乗車し、ユーザがイグニッションキーを操作してエンジンを起動することにより、冷却動作を開始する空気調和装置を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１６８４７６号公報
【特許文献２】特開２０１０−２１６７３９号公報
【特許文献３】特開２００８−２９６９０１号公報
【特許文献４】特開２００７−１６８４６６号公報
【特許文献５】特開２００８−１８３９９６号公報
【特許文献６】特開２００５−２３８９１１号公報
【特許文献７】特開２００７−２９７９６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような従来の空気調和装置では、ユーザが乗車し、ユーザがイグニッションキーを操作してエンジンを起動することにより冷却サイクルを回し始めるため、実際に乗車空間が冷却され始めるまでに時間遅れが生じる。
特に、車両が炎天下に置かれたような状況では、乗車空間が熱せられており、乗車空間が冷却されるまで、ユーザは、暑い乗車空間に耐えなければならない。
【０００５】
特許文献は何れもこのような従来の課題を解決するもので、特許文献１から６は、圧縮した空気を乗車空間に放出する技術を開示する。
特許文献７は、排出ガスの圧力や熱を利用した発電・空気冷却システムを開示する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
ところで、このように圧縮した空気を乗車空間に放出する際には、圧縮空気の貯蔵時期について考慮されるべき条件が存在する。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、圧縮空気の適切な貯蔵が可能な冷却装置を提供することを目的としている。
【０００７】
本発明の第１の観点に係る車両は、ユーザが乗車する乗車空間と、圧縮空気を貯蔵可能なタンクと、乗車空間に対してタンクに貯蔵された圧縮空気を放出させる制御部と、を有する。そして、タンクへの圧縮空気の貯蔵は、ユーザが乗車空間に存在しない場合に実施される。
【０００８】
好適には、ユーザが乗車空間に存在しているか否かを検知する検知手段を有し、制御部は、ユーザが乗車空間に存在しないことを検知手段からの情報により判断して、タンクへ圧縮空気の貯蔵を開始してよい。
【０００９】
好適には、制御部は、圧縮空気の貯蔵中にユーザが乗車すると、タンクへの圧縮空気の貯蔵を中止してよい。
【００１０】
好適には、制御部は、タンクに対する圧縮空気の貯蔵が完了し、さらにタンクが冷却された後に、ユーザが乗車すると、乗車空間に対してタンクに貯蔵された圧縮空気を放出させてよい。
【００１１】
本発明の第２の観点に係る冷却装置は、ユーザが乗車する車両の乗車空間を冷却する冷却装置であって、圧縮空気を貯蔵可能なタンクと、ユーザが乗車空間に存在しているか否かを検知する検知手段と、乗車空間に対してタンクに貯蔵された圧縮空気を放出させる制御部と、を有する。そして、タンクへの圧縮空気の貯蔵は、ユーザが乗車空間に存在しないことを検知手段からの情報により判断して実施される。
【００１２】
本発明の第３の観点に係る冷却方法は、ユーザが乗車する車両の乗車空間を冷却する圧縮空気をタンクに貯蔵する冷却装置の冷却方法であって、ユーザが乗車空間に存在しないことを検知手段からの情報により判断して、タンクに圧縮空気を貯蔵し、乗車の際に、タンクに貯蔵された圧縮空気を乗車空間へ放出する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明では、タンクに蓄積していた圧縮空気を乗車空間へ放出する。
乗車空間は、乗車空間へ放出された圧縮空気により冷却される。
その結果、本発明では、車内を直ちに冷却できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態に係る冷却装置を用いた、自動車の車体の部分透視の側面図である。
【図２】図２は、図１の自動車に搭載される冷却装置の構成図である。
【図３】図３は、図２のコントローラによる冷却のための制御のフローチャートである。
【図４】図４は、本発明の第２実施形態に係る冷却装置の圧縮工程のフローチャートである。
【図５】図５は、図４の圧縮工程と組み合わされる放出工程のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る冷却装置を用いた、自動車１の部分透視の側面図である。
【００１６】
図１の自動車１は、車体２を有する。
車体２の中央部には、ユーザが乗り込む乗車空間３を有する。
乗車空間３内には、ユーザが着座する座席４が２列で設けられている。
車体２の乗車空間３の側面には、ユーザが乗車するために開閉するドアパネル５が設けられている。
ドアパネル５の上部には、ウィンドウガラス６が上下移動可能に設けられている。
ユーザは、ドアパネル５を開閉して乗車して座席４に座ることができる。
ユーザは、ドアパネル５の内面に設けられた開閉スイッチを操作してウィンドウガラス６を開閉することができる。
【００１７】
乗車空間３は、ドアパネル５およびウィンドウガラス６を閉じた状態で、外から隔離された空間となる。
このような乗車空間３では、たとえば夏の暑い日射などで室温が大幅に上昇する。また、ハンドル、座席４などの内装品の表面温度も上昇し、ユーザにとって乗車空間３を急激に冷却する必要が生じる。
一般的な自動車１では、乗車したユーザがイグニッションキーを操作してエンジンを始動し、空気調和装置を起動し、これに伴ってコンプレッサを駆動することで空気調和装置の冷却サイクルが始動することにより、乗車空間３の空気が冷却される。
しかしながら、このように空気調和装置を用いて乗車空間３を冷却する場合、熱交換器を利用して乗車空間３の空気を直接に冷却するため、ユーザが乗車してから乗車空間３が冷却されるまでに時間がかかる。
そこで、本実施形態では、乗車しようとするユーザが乗車する前に、圧縮空気を乗車空間へ放出することで乗車空間を急激に冷却する冷却装置１０を用いる。
【００１８】
図２は、図１の自動車１に搭載される冷却装置１０の構成図である。
図２の冷却装置１０は、図１の乗車空間３に対して圧縮空気を放出することにより、乗車空間３を冷却するものである。
冷却装置１０は、コンプレッサ１１、吸気ダクト１２、吸気弁１３、タンク１４、排気ダクト１５、排気弁１６、およびコントローラ１７を有する。
冷却装置１０は、タンク１４の圧縮空気の圧力を検出する圧力センサ２０、タンク１４の圧縮空気の温度を検出する温度センサ２１、および図示しない乗員検知手段とを有する。
図１において、圧力センサ２０および温度センサ２１は、吸気弁１３と排気弁１６との間に接続される。
【００１９】
コンプレッサ１１は、コントローラ１７により起動および停止が制御され、起動中に空気を吸引して圧縮して出力する。コントローラ１７は、起動中のコンプレッサ１１の能力を制御してよい。
コンプレッサ１１には、たとえば容積型ポンプを使用できる。容積型ポンプは、吸気口１８から空気などの流体を吸引し、吸引した流体の容積を減らす動作をすることにより流体を圧縮する。容積型ポンプには、たとえばギアポンプ、ダイヤフラムポンプ、ピストンポンプ、プランジャーポンプがある。ギアポンプは、回転運動により流体を圧縮する。ダイヤフラムポンプ、ピストンポンプ、プランジャーポンプは、往復運動により流体を圧縮する。
本実施形態の冷却装置１０は、圧縮した空気を直接に乗車空間３へ放出する。乗車空間３の汚染を抑制するため、コンプレッサ１１には、オイルレスタイプのものを使用するのが望ましい。冷却装置１０の圧縮空気をそのまま乗車空間３へ放出するのではなく、圧縮空気の冷気を熱交換器によりたとえば外気などの別の空気に伝えて乗車空間３へ供給してよい。
コンプレッサ１１の吸気口１８は、乗車空間３に設けられても、自動車１の外（乗車空間３外）に設けられてもよい。乗車空間３外の外気を吸引する場合、コンプレッサ１１は、走行速度に応じて吸引能力を調整しても、停車中に吸引するようにしてもよい。外気の気圧の変動などにより、コンプレッサ１１に過度な負荷が作用し難くなる。乗車空間３内の内気を吸引する場合、乗車空間３の気圧が下がる。このため、たとえば自動車１に搭載された空気調和装置を外気導入モードに設定した状態で、コンプレッサ１１が吸引すればよい。内気は、一般的に空気調和装置により温度および湿度が調整される。内気は、外気よりも、タンク１４に貯蔵する空気中の湿気を抑制し、当該空気を乗車空間３へ再放出した後の冷却効果および湿度上昇の抑制効果を期待できる。
【００２０】
コンプレッサ１１は、電動モータを有し、車体２に搭載されるバッテリ７の蓄電電力を使用する。このため、図１に示すように、コンプレッサ１１は、エンジンルームに設けるとよい。
コンプレッサ１１は、車体２に搭載される太陽光パネルの発電電力、又は家庭用電源の商用電力を使用してよい。
特に、太陽光パネルが発電しているときに、コンプレッサ１１を動作させるようにすることで、太陽光により乗車空間３が温められて冷却を必要とする場合に合わせてコンプレッサ１１を動作させることができる。
コンプレッサ１１は、リレースイッチ２２を介してバッテリ７に接続する。
なお、駐車中に車体２に搭載されるエンジンを駆動してもよい場合、コンプレッサ１１は、エンジンの回転駆動力を動力源として利用してよい。この場合、エンジンの出力軸とコンプレッサ１１の入力軸との間に、電磁クラッチを設ける。電磁クラッチを切ることにより、走行中に、コンプレッサ１１がエンジンの負荷とならないように制御できる。
【００２１】
吸気ダクト１２は、コンプレッサ１１とタンク１４とを接続する。
コンプレッサ１１により圧縮された空気は、吸気ダクト１２を通じてタンク１４へ供給される。
【００２２】
吸気弁１３は、吸気ダクト１２に設けられる。吸気弁１３は、コントローラ１７により開閉制御される。
吸気弁１３が開状態である場合、コンプレッサ１１により圧縮された空気はタンク１４へ供給される。
吸気弁１３が閉状態である場合、吸気ダクト１２が遮断され、コンプレッサ１１からタンク１４への圧縮空気の供給が停止する。タンク１４側からコンプレッサ１１へ圧縮空気が逆流しない。
【００２３】
タンク１４は、圧縮空気を貯蔵する。タンク１４は、たとえばステンレスなどの金属製、強化プラスチック製でよい。これらの素材によるタンク１４は、高い圧力で圧縮空気を貯蔵できる。
例えば乗車空間の容積が４０００Lの車両に対し、４０Lのタンクに１００気圧で圧縮空気を保存し、制御部が乗車空間に室温より低い乗車空間の容積に等しい程度の圧縮空気を放出することで、乗車空間内の高い室温の空気を車室外に押し出し、膨張することで冷却された圧縮空気が乗車空間の空気と入れ替わることで乗車空間の室温を下げることができる。そのため、タンク１４の容量および形状に特段の制限はないが、好適にはタンクの容量は乗車空間の容積と同じかそれ以上としてよい。また、乗車空間の空気と膨張した圧縮空気が入れ替わるのではなく、乗車空間の容積よりも少ない圧縮空気を乗車空間に放出することで乗車空間の高い室温を低減してもよい。タンク１４の容量が大きいほど、大量の圧縮空気を蓄積できる。
タンク１４は、自動車１または冷却装置１０に固定されても、着脱可能でもよい。タンク１４が着脱可能である場合、タンク１４を交換できる。予め圧縮空気を封入したタンク１４を取り付けることにより、コンプレッサ１１を用いることなく、圧縮空気を乗車空間３へ放出することが可能になる。タンク１４に圧縮空気とともにアロマオイルや芳香剤を同時封入することにより、車内の消臭効果を期待できる。
タンク１４の設置場所には、特に制限はない。自動車１等に要求される安全基準などに基づいて、適切な箇所に設置すればよい。図１では、タンク１４は、エンジンルームに設けられている。タンク１４は、カーゴスペース、または乗車空間３に設置してよい。乗車空間３に設置する場合、タンク１４は、直射日光が当たらない箇所または高温となり難い箇所に設置するとよい。
なお、冷却装置１０は、複数個のタンク１４を有してよい。複数個のタンク１４は、それらが独立して圧縮空気を蓄積し乗車空間３へ供給するものでも、一方のタンク１４から他方のタンク１４へ圧縮空気を供給するものでもよい。
【００２４】
排気ダクト１５は、タンク１４と乗車空間３とを接続する。
タンク１４から排気された圧縮空気は、排気ダクト１５を通じて自動車１の乗車空間３へ供給される。
排気ダクト１５の排気口１９は、乗車空間３に設けられる。排気口１９は、ノズル形状でよい。排気口１９をノズル形状とすることで、排気ダクト１５内で圧力を保ったまま圧縮空気を乗車空間３へ吐出できる。
排気口１９の配置、向き、個数には特段の制限はない。空気調和装置の排気口を利用してよい。
ただし、圧縮された空気には、それが膨張することにより気温を下げる効果があるだけでなく、それを吹き付けた物体の表面温度を下げる効果がある。このため、シート、ハンドル、ダッシュボードなどの高温となる箇所またはユーザが直接接触する箇所に対して、圧縮空気を直接吹き付けることができる位置、向きで、排気口１９を設けるとよい。たとえばピラー、ルーフなどに下向きに排気口１９を設ければよい。
図１では、複数の排気口１９の一部は、ルーフに下向きに設けられ、圧縮空気を座席４に吹き付けるように配置されている。また、複数の排気口１９の残部は、座席４内に上向きに設けられ、圧縮空気を座席４から乗車空間３に吹き出すように配置されている。
【００２５】
排気弁１６は、排気ダクト１５に設けられる。排気弁１６は、コントローラ１７により開閉制御される。
排気弁１６が閉状態である場合、排気ダクト１５が遮断され、タンク１４内の圧縮空気はタンク１４内に留まり貯蔵される。コンプレッサ１１の動作中に排気弁１６を閉じることにより、タンク１４内の空気圧が高まる。
排気弁１６が開状態である場合、タンク１４に貯蔵された圧縮空気は、乗車空間３へ放出される。
【００２６】
コントローラ１７は、コンプレッサ１１、吸気弁１３、排気弁１６、圧力センサ２０などの冷却装置１０の各部に接続される。コントローラ１７は、冷却装置１０を制御する。
冷却装置１０は、コンプレッサ１１で空気を圧縮し、圧縮した空気をタンク１４に貯蔵し、タンク１４に貯蔵した圧縮空気を乗車空間３へ放出する。乗車空間３へ放出された圧縮空気は、乗車空間３で膨張し、この膨張の際の吸熱効果により、乗車空間３内の空気を冷却する。また、圧縮空気が吹き付けられた箇所は、冷却される。
なお、コントローラ１７は、圧縮空気を貯蔵するタンク１４をヒータにより加熱したり又はサーミスタにより冷却してよい。これにより、圧縮空気の放出前温度を調整し、圧縮空気を放出した後の乗車空間３の室温を調整するができる。
コントローラ１７は、制御プログラムを記憶するメモリと、制御プログラムを実行する中央処理装置とを有する。コントローラ１７は、独立したコントローラ１７でよいが、自動車１のエンジンを制御するＥＣＵ（Engine Control Unit）の一部として実現されても、空気調和装置のコントローラに実現されてもよい。
コントローラ１７には、制御の処理または判断に使用する各種の情報を得るために、車両の走行制御信号、各種の検出信号が入力される。このような信号としては、たとえば、イグニッションキーの状態の検出信号、エンジンの起動信号若しくは停止信号、速度パルス信号、ブレーキの操作信号、リモートコントロール開閉キーの検出信号、ドアパネル５のロック開錠信号若しくは施錠信号がある。この他にも、たとえば、外気温センサ、内気温センサ若しくは日照センサの検出信号がある。これらの走行制御信号、検出信号のうち乗車空間３における乗員の存在の有無を検知する乗員検知手段として利用されるものもある。これらの情報によりコントローラ１７は乗車空間におけるユーザの有無を判断する。乗員検知手段は、これらの走行制御信号、検出信号以外にも赤外線センサやカメラによるものであって良いし、既存のドア開閉認識システムやシート内圧センサを利用しても良い。
なお、コントローラ１７は、時刻や時間を計測するタイマ、携帯電話機などと通信する無線通信部などを備えてよい。
【００２７】
次に、図２の冷却装置１０の動作を説明する。
図３は、図２の冷却装置１０の冷却プロセスの全体を示すフローチャートである。
【００２８】
図３の全体制御において、冷却装置１０のコントローラ１７は、まず、空気の圧縮工程を実行する（ステップＳＴ１）。
コントローラ１７は、たとえば駐車中、または乗員検知手段の情報により乗車空間３に乗員が存在しないと判断した場合に、空気の圧縮工程を実行する。
圧縮工程において、コントローラ１７は、吸気弁１３を開き、排気弁１６を閉じた状態で、コンプレッサ１１を動作させて、タンク１４へ圧縮した空気を供給する。コントローラ１７は、リレースイッチ２２を閉じる。
コントローラ１７は、タンク１４の圧力を検出する圧力センサ２０の検出信号や、メモリに記憶されている冷却装置１０のサイクルを示すフラグに基づいて、タンク１４の圧縮空気の有無を判断し、圧縮空気が貯蔵されていない場合にコンプレッサ１１を動作させるようにしてよい。
【００２９】
圧力センサ２０の圧力が所定の基準値以上になると、コントローラ１７は、コンプレッサ１１を停止し、吸気弁１３を閉じる。コントローラ１７は、リレースイッチ２２を開く。
これにより、吸気弁１３および排気弁１６がともに閉じた状態になり、タンク１４には、基準値以上の圧力の圧縮空気が貯蔵される（貯蔵工程、冷却工程、ステップＳＴ２）。
なお、タンク１４への圧縮空気の貯蔵を停止する所定の基準圧力は、大気圧より高ければよく、たとえば数Ｍｐａである。
ところで、空気は圧縮されることにより発熱する。
タンク１４に収容された圧縮空気は、圧縮完了後にタンク１４とともに冷却される。
たとえばタンク１４が断熱構造でない場合、圧縮空気の温度は、タンク１４の外気温と同じ温度まで冷却される。
よって、このタンク１４に圧縮空気を供給した後の貯蔵工程において、タンク１４内の圧縮空気の温度は、たとえば常温に冷却される。
【００３０】
次に、コントローラ１７は、放出工程を実行する（ステップＳＴ３）。
コントローラ１７は、乗員検知手段からの情報に基づき、たとえばユーザが乗車する時、乗車した後、または乗車しそうだと判断した場合に、放出工程を実行する。
放出工程において、コントローラ１７は、吸気弁１３を閉じたまま、排気弁１６を開く。
これにより、タンク１４に蓄積されていた圧縮空気は、排気ノズルを通じて乗車空間３へ排気される。
圧縮空気は、乗車空間３内で膨張し、膨張に伴う吸熱反応により乗車空間３の室温を低下させる。
なお、この放出工程において、乗車空間３の圧力上昇を抑制するために、コントローラ１７は、ウィンドウガラス６を開ける制御を併せて実行してよい。あるいは、コントローラ１７は、空気調和装置を外気導入モードに併せて制御してよい。コントローラ１７は、このように乗車空間３に通気口が設けられた状態で圧縮空気の放出を開始すればよい。コントローラ１７は、ウィンドウガラス６やドアパネル５が開けられたことを検出して、圧縮空気の放出を開始してよい。
【００３１】
以上のように、コントローラ１７は、圧縮空気を乗車空間３に放出するために、圧縮工程、貯蔵工程および放出工程を１回の冷却サイクルとして実行する。
これにより、放出後の乗車空間３の室温は、放出前と比べて低下する。
冷却装置１０は、乗車空間３を冷却できる。
コントローラ１７が冷却サイクルを繰り返し実行することにより、乗車空間３を複数回にわたって冷却できる。
また、本実施形態の冷却装置１０では、空気を圧縮したら直ちに乗車空間３へ放出するのではなく、貯蔵工程を経ている。
この貯蔵工程での放熱期間を経ることにより、圧縮空気の温度は、圧縮完了時の温度より低下し、たとえば常温になる。
低温化した圧縮空気を乗車空間３へ放出することにより、圧縮直後の高温の圧縮空気を放出する場合に比べて、より多くの室温低下を期待できる。
【００３２】
また、コントローラ１７は、ユーザが降車した駐車中に、圧縮工程を実行する。
これに対して、ユーザの乗車中に圧縮工程を実施する場合、エンジンの駆動力によりコンプレッサ１１を駆動することになるため、たとえばアイドリングの上昇、エンジン負荷の上昇がユーザにより感知される可能性がある。
本実施形態では、このような危惧がない。
【００３３】
［第２実施形態］
第１実施形態は、圧縮空気を用いて乗車空間３を冷却する冷却装置１０の、基本的な構成および動作の例である。
第２実施形態は、駐車中に圧縮工程を好適に実施するように、第１実施形態の冷却装置１０の圧縮工程を改良した例である。
第２実施形態での車両および冷却装置１０の構成は、第１実施形態のものと同様である。
【００３４】
図４は、本発明の第２実施形態に係る冷却装置１０の圧縮工程のフローチャートである。
【００３５】
図４に示すように、圧縮工程において、コントローラ１７は、まず、駐車中であるか否かを判断する（ステップＳＴ１１）。
コントローラ１７は、たとえばユーザが乗車していない状態で停止していることを判断し、駐車中であるか否かを判断する。
ユーザが乗車していない駐車中であるか否かは、たとえばドアパネル５の開閉を検出するセンサの検出信号の有無、エンジンの停止の有無により判断できる。エンジンが停止された後にドアパネル５の開閉が検出された場合、車体２が停車した状態でユーザが降車したと判断できる。
【００３６】
駐車中であると判断した場合、コントローラ１７は、圧縮工程の実施の要否を判断する（ステップＳＴ１２）。
既にタンク１４に圧縮空気が貯蔵されている場合、圧縮工程が不要である。
コントローラ１７は、たとえば圧力センサ２０の検出信号が所定の基準値を超えているか否かを判断する。所定の基準値を超えていない場合、コントローラ１７は、圧縮工程の実施が必要であると判断する。
【００３７】
圧縮工程の実施が必要であると判断した場合、コントローラ１７は、圧縮工程を開始する（ステップＳＴ１３）。
コントローラ１７は、第１実施形態と同様の制御により、コンプレッサ１１を起動する。または、コントローラ１７は、電磁クラッチを接続する。
これにより、コンプレッサ１１が圧縮動作を開始する。
コンプレッサ１１により圧縮された空気が、タンク１４へ供給される。
【００３８】
圧縮工程を開始した後、コントローラ１７は、圧縮工程の完了を判断する（ステップＳＴ１４）。
コントローラ１７は、タンク１４の内圧が所定値以上である場合、圧縮工程の完了と判断する。
タンク１４の内圧が所定値に達していない場合、コントローラ１７は、圧縮工程を完了しないと判断する。
【００３９】
圧縮工程を完了しないと判断した場合、コントローラ１７は、さらにユーザが乗車したか否かを判断する（ステップＳＴ１５）。
コントローラ１７は、たとえばドアパネル５の開閉の有無またはエンジンの起動の有無に基づいて、ユーザが乗車したか否かを判断すればよい。
【００４０】
圧縮工程を完了せず且つユーザが乗車していないと判断した場合、コントローラ１７は、圧縮工程を継続する（ステップＳＴ１６）。
コントローラ１７は、コンプレッサ１１による圧縮動作を継続させる。
コントローラ１７は、タンク１４に基準値以上の圧力の圧縮空気が蓄積されて圧縮工程を完了すると判断するか、またはユーザが降車したと判断するまで、以上の制御を繰り返す。
この間、コントローラ１７は、圧縮工程を継続すると判断し続ける。
【００４１】
そして、タンク１４に基準値以上の圧力の圧縮空気が蓄積されると、コントローラ１７は、圧縮工程の終了と判断する（ステップＳＴ１４）。
コントローラ１７は、第１実施形態と同様の制御により、圧縮工程を終了させる（ステップＳＴ１７）。
コントローラ１７は、リレースイッチ２２を開いてコンプレッサ１１への給電を停止する。
これにより、タンク１４には、基準値以上の所定圧力の圧縮空気が貯蔵される。
【００４２】
また、ステップＳＴ１５においてユーザが乗車したと判断した場合にも、コントローラ１７は、圧縮工程を終了させる（ステップＳＴ１７）。
コントローラ１７は、第１実施形態と同様の制御により、リレースイッチ２２を開いてコンプレッサ１１への給電を停止する。
このように圧縮が完了していない状況においてユーザ降車に合わせて圧縮を終了することにより、ユーザがバッテリ７やエンジンを使用する期間において、コンプレッサ１１がこれらの負荷とならないようにできる。
【００４３】
図５は、図４の圧縮工程と好適に組み合わされる放出工程のフローチャートである。
【００４４】
図５に示すように、放出工程において、コントローラ１７は、まず、放出工程を実施するタイミングであるか否かを判断する。
図５の例では、コントローラ１７は、まず、乗車の有無を判断する（ステップＳＴ２１）。
乗車の有無は、たとえばドアパネル５の開閉を検出するセンサの検出信号の有無、エンジンの始動の有無により判断できる。ドアパネル５の開閉が検出された後にエンジンが始動された場合、ユーザが乗車したと判断できる。
【００４５】
ユーザが乗車したと判断した場合、コントローラ１７は、圧縮工程および冷却工程（貯蔵工程）が完了しているか否かを判断する（ステップＳＴ２２）。
コントローラ１７は、たとえばタンク１４の圧力センサ２０の検出信号が所定の基準値を超えている場合、圧縮工程が完了していると判断する。この他にもたとえば、コントローラ１７は、たとえば図４のステップＳＴ１７において圧縮工程が完了したと判断した場合に完了フラグをメモリに保存し、この完了フラグを確認することにより、圧縮工程が完了していると判断してよい。
コントローラ１７は、たとえばタンク１４の温度センサ２１の検出信号が所定の基準値以下である場合、冷却工程が完了していると判断する。この他にもたとえば、コントローラ１７は、たとえば図４のステップＳＴ１７において圧縮工程が完了したと判断した際にタイマに冷却時間をセットし、この冷却時間が経過していることを確認することにより、冷却工程が完了していると判断してよい。
【００４６】
圧縮工程および冷却工程（貯蔵工程）が完了していると判断した場合、コントローラ１７は、圧縮空気による冷却の要否を判断する（ステップＳＴ２３）。
たとえば乗車空間３内の内気温センサの検出温度が、外気温以上またはたとえば２０度などの所定の温度以上である場合、コントローラ１７は、圧縮空気による冷却が必要であると判断する。この他にもたとえば、コントローラ１７は、外気温センサの検出温度がたとえば２０度などの所定の温度以上である場合、または、日照センサが所定値以上の日照量を検出している場合、圧縮空気による冷却が必要であると判断してよい。さらに他にもたとえば、コントローラ１７は、タイマの起動予約時刻の有無、前回降車してからの経過時間、携帯電話機などからの起動指示の有無に基づいて、圧縮空気による冷却の要否を判断してよい。
【００４７】
そして、放出工程の実施タイミングであり、かつ、冷却要である場合、コントローラ１７は、放出工程を実施する（ステップＳＴ２４）。
コントローラ１７は、第１実施形態と同様の制御により、排気弁１６を開く。
これにより、タンク１４の圧縮空気が乗車空間３へ放出される。
【００４８】
なお、図５では、圧縮空気による冷却の要否の判断ステップＳＴ２３が、放出工程の実施タイミングの判断ステップＳＴ２１，ＳＴ２２の後に位置している。
圧縮空気による冷却の要否の判断ステップＳＴ２３は、放出工程の実施タイミングの判断ステップＳＴ２１，ＳＴ２２の前に実施されてよい。
タイマの起動予約時刻または携帯電話機などからの起動指示に基づいて冷却する場合、コントローラ１７は、乗車の有無を判断することなく、圧縮工程および冷却工程が完了していることだけを確認して冷却を実行してよい。
【００４９】
以上のように、コントローラ１７は、駐車中に圧縮工程および冷却工程を実施し、ユーザの乗車タイミングにおいて、必要な放出工程を実施する。
この結果、コントローラ１７は、駐車中に貯蔵した圧縮空気を、乗車の際に放出できる。
しかも、コントローラ１７は、駐車中の圧縮空気の貯蔵が完了したら直ちに放出可能とするのではなく、一定の冷却工程（貯蔵工程）を経なければ、放出できないように制御している。
このため、タンク１４の圧縮空気の貯蔵冷却期間として、確実な放熱がなされる期間を確保できる。確実な放熱がなされる放熱期間により低温化された圧縮空気を乗車空間３へ放出することにより、圧縮直後の高温の圧縮空気を放出する場合に比べて、より多くの室温低下を期待できる。
【００５０】
また、コントローラ１７は、圧縮中にユーザが乗車すると、圧縮を中止する。
これにより、ユーザに、圧縮動作を検知されないようにできる。
ユーザが頻繁に乗降を繰り返す場合であっても、その分断された駐車期間をつなぎ合わせて、略一定の圧力の空気をタンク１４に圧縮できる。
しかも、コントローラ１７は、放出工程は、圧縮工程の後に貯蔵工程で冷却された後でなければ実施しない。
その結果、ユーザが頻繁に乗降を繰り返す場合に、その間に十分に冷却されていない圧縮空気が乗車空間３に放出されないようにできる。すなわち、そのような不十分な冷却状態にある圧縮空気が乗車空間３へ放出されることによる、不要な室温上昇を防止できる。
【００５１】
以上の実施形態は、本発明の好適な実施形態の例であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変形または変更が可能である。
【００５２】
上記実施形態は、冷却装置１０は、自動車１に搭載されている。
この他にもたとえば、冷却装置１０は、バス、電車などのその他の車両に搭載されてよい。
冷却装置１０は、車両から分離された単独の装置として形成されてよい。
コンプレッサ１１の駆動源に電動モータを使用することで、冷却装置１０は、エンジンの駆動力を動力源とすることなく圧縮工程を実施できる。電動コンプレッサを用いる冷却装置１０は、車両のバッテリ７、太陽光発電パネル、家庭用電源の電力により動作できる。
持ち運び可能な冷却装置１０とすることで、複数の車両の冷却に使用できる。非常用の冷却装置１０としても利用できる。
【００５３】
上記実施形態では、冷却装置１０は、タンク１４の他に、コンプレッサ１１を有する。
この他にもたとえば、冷却装置１０は、タンク１４を交換可能として、コンプレッサ１１を持たないものとしてもよい。
この場合、冷却装置１０は、圧縮工程を実施しない。また、冷却装置１０は、タンク１４の残圧を確認したり、または新たなタンク１４が装着されたかを確認して冷却工程を実施すればよい。
そして、タンク１４を購入して利用する場合、そのタンク１４は一般的に常温に冷却されているので、冷却のための貯蔵工程も不要である。
【００５４】
上記実施形態では、自動車１などの車両の乗車空間３は、冷却装置１０により冷却される。
自動車１などの車両は、一般的に、コンプレッサ、コンデンサ、レシーバ、エキスパンションバルブ、エバボレータで冷媒を循環し、ブロアファンにより乗車空間３の空気をエバボレータへ吹き付けて冷却する空気調和装置を有する。
この他にもたとえば、自動車１などの車両の乗車空間３は、冷却装置１０および空気調和装置により冷却されてよい。
たとえば冷却装置１０で初期冷却した後に、空気調和装置で所望の温度に冷却すればよい。
これにより、乗車空間３は、空気調和装置だけで乗車空間３を冷却する場合に比べて、確実に短時間で冷却される。
なお、このような冷却装置１０と空気調和装置とによる協働の冷却動作は、これらのコントローラが別々である場合には、たとえば冷却装置１０から空気調和装置へ起動信号を送信することにより実現できる。
コントローラが共通化されている場合には、冷却装置１０の制御プログラムから空気調和装置の制御プログラムに対して、フラグなどによるプログラム間通信により通信させることにより実現できる。
【符号の説明】
【００５５】
１…自動車（車両）
３…乗車空間
１０…冷却装置
１１…コンプレッサ
１４…タンク
１７…コントローラ（制御部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザが乗車する乗車空間と、
圧縮空気を貯蔵可能なタンクと、
前記乗車空間に対して前記タンクに貯蔵された圧縮空気を放出させる制御部と、
を有し、
前記タンクへの圧縮空気の貯蔵は、
ユーザが前記乗車空間に存在しない場合に実施される
車両。
【請求項２】
ユーザが前記乗車空間に存在しているか否かを検知する検知手段を有し、
前記制御部は、
ユーザが前記乗車空間に存在しないことを前記検知手段からの情報により判断して、前記タンクへ圧縮空気の貯蔵を開始する
請求項１記載の車両。
【請求項３】
前記制御部は、
圧縮空気の貯蔵中にユーザが乗車すると、前記タンクへの圧縮空気の貯蔵を中止する
請求項２記載の車両。
【請求項４】
前記制御部は、
前記タンクに対する圧縮空気の貯蔵が完了し、さらに前記タンクが冷却された後に、ユーザが乗車すると、前記乗車空間に対して前記タンクに貯蔵された圧縮空気を放出させる
請求項３記載の車両。
【請求項５】
ユーザが乗車する車両の乗車空間を冷却する冷却装置であって、
圧縮空気を貯蔵可能なタンクと、
ユーザが前記乗車空間に存在しているか否かを検知する検知手段と、
前記乗車空間に対して前記タンクに貯蔵された圧縮空気を放出させる制御部と、
を有し、
前記タンクへの圧縮空気の貯蔵は、
ユーザが前記乗車空間に存在しないことを前記検知手段からの情報により判断して実施される
冷却装置。
【請求項６】
ユーザが乗車する車両の乗車空間を冷却する圧縮空気をタンクに貯蔵する冷却装置の冷却方法であって、
ユーザが前記乗車空間に存在しないことを検知手段からの情報により判断して、前記タンクに圧縮空気を貯蔵し、
乗車の際に、前記タンクに貯蔵された圧縮空気を前記乗車空間へ放出する
冷却方法。
【請求項１】
ユーザが乗車する乗車空間と、
圧縮空気を貯蔵可能なタンクと、
前記乗車空間に対して前記タンクに貯蔵された圧縮空気を放出させる制御部と、
を有し、
前記タンクへの圧縮空気の貯蔵は、
ユーザが前記乗車空間に存在しない場合に実施される
車両。
【請求項２】
ユーザが前記乗車空間に存在しているか否かを検知する検知手段を有し、
前記制御部は、
ユーザが前記乗車空間に存在しないことを前記検知手段からの情報により判断して、前記タンクへ圧縮空気の貯蔵を開始する
請求項１記載の車両。
【請求項３】
前記制御部は、
圧縮空気の貯蔵中にユーザが乗車すると、前記タンクへの圧縮空気の貯蔵を中止する
請求項２記載の車両。
【請求項４】
前記制御部は、
前記タンクに対する圧縮空気の貯蔵が完了し、さらに前記タンクが冷却された後に、ユーザが乗車すると、前記乗車空間に対して前記タンクに貯蔵された圧縮空気を放出させる
請求項３記載の車両。
【請求項５】
ユーザが乗車する車両の乗車空間を冷却する冷却装置であって、
圧縮空気を貯蔵可能なタンクと、
ユーザが前記乗車空間に存在しているか否かを検知する検知手段と、
前記乗車空間に対して前記タンクに貯蔵された圧縮空気を放出させる制御部と、
を有し、
前記タンクへの圧縮空気の貯蔵は、
ユーザが前記乗車空間に存在しないことを前記検知手段からの情報により判断して実施される
冷却装置。
【請求項６】
ユーザが乗車する車両の乗車空間を冷却する圧縮空気をタンクに貯蔵する冷却装置の冷却方法であって、
ユーザが前記乗車空間に存在しないことを検知手段からの情報により判断して、前記タンクに圧縮空気を貯蔵し、
乗車の際に、前記タンクに貯蔵された圧縮空気を前記乗車空間へ放出する
冷却方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−７５５７８（Ｐ２０１３−７５５７８Ａ）
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１５６６５（Ｐ２０１１−２１５６６５）
【出願日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【出願人】（０００００５３４８）富士重工業株式会社 (3,010)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【出願人】（０００００５３４８）富士重工業株式会社 (3,010)
【Ｆターム（参考）】
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