車両
【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の空気を調和する空気調和装置と、空気を圧縮して貯蔵するタンクを有し、タンクの圧縮空気を乗車空間へ放出する急速空調装置と、を有する。急速空調装置は、空気調和装置と共通の部材を有する。
【解決手段】車両は、ユーザが乗車する乗車空間の空気を調和する空気調和装置と、空気を圧縮して貯蔵するタンクを有し、タンクの圧縮空気を乗車空間へ放出する急速空調装置と、を有する。急速空調装置は、空気調和装置と共通の部材を有する。
【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、従前の空気調和装置と協調させることで得られる効果が存在する。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、空気調和装置と適切な協調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の空気を調和する空気調和装置と、空気を圧縮して貯蔵するタンクを有し、タンクの圧縮空気を乗車空間へ放出する急速空調装置と、を有する。そして、急速空調装置は、空気調和装置と共通の部材を有する。
【０００８】
好適には、急速空調装置は、空気調和装置を利用して、タンクの空気を圧縮し、貯蔵し、または放出してよい。
【０００９】
好適には、空気調和装置は、吹き出し口から乗車空間へ空気を供給するダクトを有し、急速空調装置は、ダクトにおいて空調された空気を吸引してタンクに圧縮してよい。
【００１０】
好適には、空気調和装置は、吹き出し口から乗車空間へ空気を供給するダクトを有し、急速空調装置は、タンクの圧縮空気をダクトへ放出してよい。
【００１１】
好適には、空気調和装置は、乗車空間の温度を検出する気温センサを有し、急速空調装置は、空気調和装置を通じて取得した気温センサの検出温度に基づいて、タンクへの空気の圧縮または空気の放出の要否を判断してよい。
【００１２】
好適には、空気調和装置の動作を制御し、急速空調装置の動作を制御する制御部を有してよい。
【００１３】
好適には、空気調和装置は、乗車空間へ供給する空気を冷却する冷媒を循環するコンプレッサを有し、急速空調装置は、コンプレッサを用いて空気を圧縮してよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明では、タンクに蓄積した圧縮空気を乗車空間へ放出できる。
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】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る急速空調装置を用いた、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急速空調装置の構成図である。
【図３】図３は、図２の急速空調装置の制御フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は、本発明の実施形態に係る急速空調装置を用いた、自動車１の部分透視の側面図である。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
また、乗車空間３は、冬の冷気により、室温が外気温まで冷却される。ハンドル、座席４などの車内設備品の表面温度も低下し、ユーザにとって乗車空間３を急激に暖房する必要が生じる。
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、冷房であれば、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。暖房であれば、エンジン７の熱を乗車空間３に引き入れることにより乗車空間３の空気が暖房される。
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を冷却あるいは暖房する場合、熱交換器を利用して乗車空間３の空気を直接に冷房あるいは暖房するため、ユーザが乗車してから乗車空間３が冷却あるいは暖房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、加熱された圧縮空気を乗車空間へ放出することで乗車空間を冷却あるいは暖房する急速空調装置１０を用いる。
【００１９】
図２は、図１の自動車１に搭載される空気調和装置３１と、急速空調装置１０との構成図である。
【００２０】
空気調和装置３１は、エアクリーナユニット３２、空調ダクト３３、送風機３４、エバポレータ３５、ヒータ３６、エアミックスドア３７、空調コントローラ４８を有する。
【００２１】
空調ダクト３３は、外気導入口４１と、内気導入口４２と、複数の吹き出し口４３とを有する。外気導入口４１と内気導入口４２との内側には、インテークドア４４が設けられる。このインテークドア４４を切り替えることで、外気導入モードと内気循環モードとに切り替わる。
複数の吹き出し口４３は、たとえば乗車空間３のダッシュボートと一体化される。複数の吹き出し口４３は、たとえばダッシュボートの両端および中央に設けられればよい。一部の吹き出し口４３は、この他にも、乗車空間３の床（前列の座席４の下）、サイドピラーに設けられてよい。
【００２２】
エアクリーナユニット３２は、空調ダクト３３の外気導入口４１に接続される。
エアクリーナユニット３２は、たとえば乾式である。エアクリーナユニット３２は、外気に含まれる粉塵などのごみを吸着する。エアクリーナユニット３２は、湿式でもよい。
【００２３】
送風機３４は、空調ダクト３３において、外気導入口４１側に設けられる。
送風機３４は、空気調和装置３１の図示外の急速コントローラにより動作および停止が制御される。送風機３４は、エアクリーナユニット３２から外気を吸引し、または内気導入口４２から内気を吸引する。吸引された空気は、空調ダクト３３を通じて吹き出し口４３から排気される。吹き出し口４３から排気された空気は、乗車空間３へ供給される。
【００２４】
エバポレータ３５は、空調ダクト３３において、送風機３４と吹き出し口４３との間に設けられる。
エバポレータ３５は、空気調和装置３１の急速コントローラの制御の下、エンジン７で駆動されるコンプレッサを備えた冷却ユニット４６により冷却される。
冷却ユニット４６は、エンジン７にベルト駆動されて冷媒を圧縮するコンプレッサ５１と、圧縮された冷媒を凝縮して液化させるコンデンサ５２と、凝縮液化した冷媒を分離するレシーバ５３と、抽出された冷媒を減圧するエキスパンションバルブ５４と、減圧された冷媒を気化させるエバポレータ３５と、を備える。
コンプレッサ５１、コンデンサ５２、レシーバ５３、エキスパンションバルブ５４、およびエバポレータ３５は、冷媒用の配管５５により環状に接続される。
冷媒は、コンプレッサ５１が動作することにより、冷媒用の配管５５を循環する。
エバポレータ３５は、減圧膨張する冷媒の吸熱作用により冷却される。
送風機３４により送風される空気は、エバポレータ３５を通過する際に冷却される。
【００２５】
ヒータ３６は、空調ダクト３３において、エバポレータ３５と吹き出し口４３との間に設けられる。
ヒータ３６は、空気調和装置３１の急速コントローラの制御の下、エンジン７の冷却系ユニット４７により加熱される。
冷却系ユニット４７は、エンジン７とヒータ３６とを環状に接続する冷却水用の配管６１と、配管６１に設けられたポンプ６２と、を有する。
冷却水は、エンジン７により暖められる。
暖められた冷却水は、ポンプ６２により、配管６１を循環する。
ヒータ３６は、暖められた冷却水により加熱される。
送風機３４により送風される空気は、ヒータ３６を通過する際に加熱される。
【００２６】
エアミックスドア３７は、空調ダクト３３において、エバポレータ３５とヒータ３６との間に設けられる。
エアミックスドア３７は、空気調和装置３１の急速コントローラにより制御される。空気を暖める場合、エアミックスドア３７は、ヒータ３６へ空気を供給する位置へ制御される。
空気を冷却する場合、エアミックスドア３７は、ヒータ３６への空気供給を遮断する位置へ制御される。
空気を暖める場合、エアミックスドア３７は、ヒータ３６へ空気を供給する位置へ制御される。
【００２７】
空調コントローラ４８は、送風機３４、エアミックスドア３７、コンプレッサ５１、ポンプ６２に接続される。
空調コントローラ４８は、乗車空間３に設けられた気温センサ４９に接続される。
空調コントローラ４８は、空気調和装置３１の動作を制御する。
空調コントローラ４８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。
【００２８】
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７を始動する。
エンジン７の始動後、空気調和装置３１の空調コントローラ４８は、コンプレッサ５１を動作させ、エバポレータ３５を冷却する。
エバポレータ３５が冷却された状態で送風機３４を始動することにより、乗車空間３の空気を冷却する。
これにより、乗車空間３を冷却できる。
また、エンジン７および冷却水が温まると、空調コントローラ４８は、ポンプ６２を動作させ、ヒータ３６を加熱する。
ヒータ３６が加熱された状態で送風機３４を始動することにより、乗車空間３の空気を加熱する。
これにより、乗車空間３を暖める。
【００２９】
しかしながら、このように空気調和装置３１を用いて乗車空間３を冷却する場合、エンジン７が始動しなければ冷却も加熱もできない。
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。
また、エバポレータ３５またはヒータ３６を利用して乗車空間３の空気を直接に冷却または加熱する。
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、空気調和装置３１とともに、急速空調装置１０を用いる。
【００３０】
図２の急速空調装置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。
急速空調装置１０は、吸気ダクト２３、吸気弁２４、コンプレッサ１１、圧縮ダクト１２、圧縮弁１３、タンク１４、排気ダクト１５、排気弁１６、および急速コントローラ１７を有する。
急速空調装置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を有する。
【００３１】
コンプレッサ１１は、急速コントローラ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。急速コントローラ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。
本実施形態の急速空調装置１０は、圧縮した空気をそのまま乗車空間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。急速空調装置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３１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３１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。
【００３２】
コンプレッサ１１は、車体２に搭載されるエンジン７の回転駆動力を動力源として利用できる。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。この場合、エンジン７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２１を設ける。電磁クラッチ２１を切ることにより、エンジン７の動作中にコンプレッサ１１を停止できる。この他にもたとえば、コンプレッサ１１は、車体２に搭載されるバッテリ若しくは太陽光パネルの電源又は家庭用電源、走行中に生じる上下動などの車体２の振動を動力源として利用してよい。
また、急速空調装置１０のコンプレッサ１１は、車両に搭載されている冷却ユニット４６のコンプレッサと一体化してもよい。
【００３３】
吸気ダクト２３は、空調ダクト３３とコンプレッサ１１の吸気口１８とを接続する。
【００３４】
吸気弁２４は、吸気ダクト２３に設けられる。吸気弁２４は、急速コントローラ１７により開閉制御される。
吸気弁２４が開状態である場合、コンプレッサ１１は、空気を吸引する。
吸気弁２４が閉状態である場合、コンプレッサ１１は、空気を吸引できない。また、急速空調装置１０から放出される圧縮空気が、コンプレッサ１１に戻ることもない。
【００３５】
圧縮ダクト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、圧縮ダクト１２を通じてタンク１４へ供給される。
【００３６】
圧縮弁１３は、圧縮ダクト１２に設けられる。圧縮弁１３は、急速コントローラ１７により開閉制御される。
圧縮弁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。
圧縮弁１３が閉状態である場合、圧縮ダクト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。
【００３７】
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。
例えば冷房の場合、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または急速空調装置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、急速空調装置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。
【００３８】
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。
本実施形態では、排気ダクト１５は、空調ダクト３３において、ヒータ３６と吹き出し口４３との間に接続される。
排気ダクト１５の排気口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、空調ダクト３３へ吐出できる。
【００３９】
排気弁１６は、排気ダクト１５に設けられる。排気弁１６は、急速コントローラ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。
【００４０】
急速コントローラ１７は、吸気弁２４、コンプレッサ１１、圧縮弁１３、排気弁１６、圧力センサ２０などの急速空調装置１０の各部に接続される。急速コントローラ１７は、急速空調装置１０を制御する。
急速空調装置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、急速コントローラ１７は、圧縮空気を貯蔵するタンク１４を、ヒータ３６により加熱したり、エバポレータ３５やサーミスタにより冷却したりしてよい。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。
急速コントローラ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。急速コントローラ１７は、独立した急速コントローラ１７でよいが、自動車１のエンジン７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３１の空調コントローラ４８に実現されてもよい。
本実施形態では、急速コントローラ１７と空調コントローラ４８とは、共通する集積回路（ＩＣ）２２に形成される。
【００４１】
急速コントローラ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７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、空気調和装置３１用の乗車空間３の気温センサ４９、外気温センサ、若しくは日照センサの検出信号がある。
なお、急速コントローラ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。
【００４２】
次に、図２の急速空調装置１０の動作を説明する。
ここでは、乗車空間３を冷房する例で説明する。乗車空間３を暖房する場合も同様である。
図３は、図２の急速空調装置１０の制御フローチャートである。
【００４３】
図３の全体制御において、急速空調装置１０の急速コントローラ１７は、まず、空気の圧縮工程を実行する（ステップＳＴ１）。
急速コントローラ１７は、たとえばユーザが乗車した時、乗車した後、または乗車しそうな状況にある時、圧縮工程を実行する。
圧縮工程において、急速コントローラ１７は、まず、圧縮の要否を判断する。
急速コントローラ１７は、空気調和装置３１の空調コントローラ４８から、気温センサ４９により検出された乗車空間３の室温情報を取得する。
乗車空間３の室温がたとえば外気より低い場合、急速コントローラ１７は、圧縮空気の準備が必要であると判断し、圧縮処理を実行する。
乗車空間３の室温がたとえば外気より高い場合、急速コントローラ１７は、圧縮空気の準備が不要であると判断する。この場合、圧縮処理を実行しない。
【００４４】
圧縮処理では、急速コントローラ１７は、吸気弁２４および圧縮弁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。電磁クラッチ２１を用いる場合、急速コントローラ１７は、これを接続する。
急速コントローラ１７は、必要に応じて空気調和装置３１の送風機３４などを動作させてよい。
急速コントローラ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急速空調装置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。
【００４５】
圧力センサ２０の圧力が所定の基準値以上になると、急速コントローラ１７は、コンプレッサ１１を停止し、吸気弁２４および圧縮弁１３を閉じる。電磁クラッチ２１を用いる場合、急速コントローラ１７は、これを遮断する。
これにより、圧縮弁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、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。
【００４６】
次に、急速コントローラ１７は、放出工程を実行する（ステップＳＴ３）。
急速コントローラ１７は、たとえばユーザが乗車した時、乗車した後、または乗車しそうな状況にある時、放出工程を開始する。
放出工程において、急速コントローラ１７は、まず、放出の要否を判断する。
急速コントローラ１７は、空気調和装置３１の空調コントローラ４８から、気温センサ４９により検出された乗車空間３の室温情報を取得する。
たとえぱ、乗車空間３の室温が高い場合、急速コントローラ１７は、圧縮空気の放出が必要であると判断し、放出処理を実行する。
また、乗車空間３の室温が低い場合、急速コントローラ１７は、圧縮空気の準備が不要であると判断する。この場合、放出処理を実行しない。
【００４７】
放出処理では、急速コントローラ１７は、吸気弁２４および圧縮弁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排気される。
圧縮空気は、空調ダクト３３で膨張した後、空調ダクト３３の複数の吹き出し口４３から乗車空間３へ排気される。
乗車空間３に排気された圧縮空気は、乗車空間３内でさらに膨張し、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、急速コントローラ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、急速コントローラ１７は、空気調和装置３１を外気導入モードに併せて制御してよい。急速コントローラ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。急速コントローラ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。
【００４８】
圧縮空気の乗車空間３への放出が終了すると、急速コントローラ１７は、排気弁１６を閉じる。
その後、エバポレータ３５が冷却されると、空気調和装置３１の急速コントローラは、インテークドア４４により外気導入モードから内気循環モードに切り替え、送風機３４を起動する。
乗車空間３で膨張した空気は、空気調和装置３１のエバポレータ３５により冷却される。
これにより、乗車空間３は、空気調和装置３１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、このような急速空調装置１０と空気調和装置３１とによる協働の冷却動作は、これらのコントローラ１７，４８が別々である場合には、たとえば急速空調装置１０から空気調和装置３１へ起動信号を送信することにより実現できる。
急速コントローラが共通化されている場合には、急速空調装置１０の制御プログラムから空気調和装置３１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。
【００４９】
以上のように、急速コントローラ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。
急速空調装置１０は、乗車空間３を冷却できる。
急速コントローラ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、本実施形態の急速空調装置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。
【００５０】
本実施形態では、急速空調装置１０は、空気調和装置３１の空調ダクト３３に接続される。急速空調装置１０は、空気調和装置３１を利用して、タンク１４の空気を圧縮し、放出する。
急速空調装置１０は、空気調和装置３１の空調ダクト３３を共通に使用する。
急速空調装置１０は、空気調和装置３１の気温センサ４９の情報を利用する。
急速空調装置１０と空気調和装置３１とのコントローラ１７，４８は、共通の集積回路２２に実現される。
急速空調装置１０は、空気調和装置３１と共通の部材を有する。
これにより、急速空調装置１０の専用の部品数を削減できる。
【００５１】
圧縮空気は、乗車空間３へ直接放出されるのではなく、空調ダクト３３を通じて乗車空間３へ放出される。よって、乗車空間３に、空気調和装置３１の吹き出し口４３の他に、圧縮空気を放出するための排気口を設ける必要がない。乗車空間３の意匠の自由度が向上する。乗車空間３の形状を変えずに、圧縮空気による急冷が可能になる。
圧縮空気は、複数の吹き出し口４３から乗車空間３へ供給される前に、空調ダクト３３で一次膨張される。よって、乗車空間３へ供給される圧縮空気の圧力を、下げることができる。ユーザに作用する空気の圧力を下げることができる。特に、本実施形態の空気調和装置３１は、複数の吹き出し口４３を有する。圧縮空気は、分散して乗車空間３へ放出される。圧縮空気を一か所から乗車空間３へ放出する場合に比べて、圧力を下げてやさしく放出できる。
圧縮空気は、空調ダクト３３において、吹き出し口４３とエバポレータ３５との間に供給される。よって、圧縮空気により、空気調和装置３１のエバポレータ３５およびその周りの箇所を冷却できる。空気調和装置３１を始動してから冷気が排気されるまでの期間を短縮できる。圧縮空気による冷却効果を、乗車空間３だけでなく、空気調和装置３１にも与えることができる。
詳しくは、圧縮空気は、空調ダクト３３において、吹き出し口４３とヒータ３６との間に供給される。よって、空調ダクト３３へ圧縮空気を放出しているにもかかわらず、その圧力等により、エアミックスドア３７やヒータ３６が破損し難くなる。
圧縮空気の放出中、空気調和装置３１は、外気導入モードとなり、送風機３４を停止している。よって、空調ダクト３３を通じて、エアクリーナユニット３２に対して内側から高圧の空気を吹き付けることができる。エアクリーナユニット３２に詰まった粉塵などを取り除くことができる。
【００５２】
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。
【００５３】
たとえば上記実施形態では、急速空調装置１０は、空気調和装置３１とは別のコンプレッサ１１を使用する。
この他にもたとえば、急速空調装置１０は、空気調和装置３１のコンプレッサ５１を使用してよい。
これにより、更に専用の部品数を削減できる。
【００５４】
上記実施形態は、急速空調装置１０は、自動車１に搭載されている。
この他にもたとえば、急速空調装置１０は、バス、電車などのその他の車両に搭載されてよい。
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、急速空調装置１０は、エンジン７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急速空調装置１０は、車両のバッテリ、太陽光発電パネル、家庭用電源の電力により動作できる。
【００５５】
上記実施形態では、自動車１などの車両の乗車空間３は、急速空調装置１０および空気調和装置３１により暖房または冷却される。
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、急速空調装置１０により暖房または冷却されてよい。
【符号の説明】
【００５６】
１…自動車（車両）
３…乗車空間
１０…急速空調装置
１４…タンク
２２…集積回路（制御部）
３１…空気調和装置
３３…空調ダクト（ダクト）
４９…気温センサ
５１…コンプレッサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車などの車両に関する。
【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、従前の空気調和装置と協調させることで得られる効果が存在する。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、空気調和装置と適切な協調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の空気を調和する空気調和装置と、空気を圧縮して貯蔵するタンクを有し、タンクの圧縮空気を乗車空間へ放出する急速空調装置と、を有する。そして、急速空調装置は、空気調和装置と共通の部材を有する。
【０００８】
好適には、急速空調装置は、空気調和装置を利用して、タンクの空気を圧縮し、貯蔵し、または放出してよい。
【０００９】
好適には、空気調和装置は、吹き出し口から乗車空間へ空気を供給するダクトを有し、急速空調装置は、ダクトにおいて空調された空気を吸引してタンクに圧縮してよい。
【００１０】
好適には、空気調和装置は、吹き出し口から乗車空間へ空気を供給するダクトを有し、急速空調装置は、タンクの圧縮空気をダクトへ放出してよい。
【００１１】
好適には、空気調和装置は、乗車空間の温度を検出する気温センサを有し、急速空調装置は、空気調和装置を通じて取得した気温センサの検出温度に基づいて、タンクへの空気の圧縮または空気の放出の要否を判断してよい。
【００１２】
好適には、空気調和装置の動作を制御し、急速空調装置の動作を制御する制御部を有してよい。
【００１３】
好適には、空気調和装置は、乗車空間へ供給する空気を冷却する冷媒を循環するコンプレッサを有し、急速空調装置は、コンプレッサを用いて空気を圧縮してよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明では、タンクに蓄積した圧縮空気を乗車空間へ放出できる。
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】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る急速空調装置を用いた、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急速空調装置の構成図である。
【図３】図３は、図２の急速空調装置の制御フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は、本発明の実施形態に係る急速空調装置を用いた、自動車１の部分透視の側面図である。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
また、乗車空間３は、冬の冷気により、室温が外気温まで冷却される。ハンドル、座席４などの車内設備品の表面温度も低下し、ユーザにとって乗車空間３を急激に暖房する必要が生じる。
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、冷房であれば、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。暖房であれば、エンジン７の熱を乗車空間３に引き入れることにより乗車空間３の空気が暖房される。
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を冷却あるいは暖房する場合、熱交換器を利用して乗車空間３の空気を直接に冷房あるいは暖房するため、ユーザが乗車してから乗車空間３が冷却あるいは暖房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、加熱された圧縮空気を乗車空間へ放出することで乗車空間を冷却あるいは暖房する急速空調装置１０を用いる。
【００１９】
図２は、図１の自動車１に搭載される空気調和装置３１と、急速空調装置１０との構成図である。
【００２０】
空気調和装置３１は、エアクリーナユニット３２、空調ダクト３３、送風機３４、エバポレータ３５、ヒータ３６、エアミックスドア３７、空調コントローラ４８を有する。
【００２１】
空調ダクト３３は、外気導入口４１と、内気導入口４２と、複数の吹き出し口４３とを有する。外気導入口４１と内気導入口４２との内側には、インテークドア４４が設けられる。このインテークドア４４を切り替えることで、外気導入モードと内気循環モードとに切り替わる。
複数の吹き出し口４３は、たとえば乗車空間３のダッシュボートと一体化される。複数の吹き出し口４３は、たとえばダッシュボートの両端および中央に設けられればよい。一部の吹き出し口４３は、この他にも、乗車空間３の床（前列の座席４の下）、サイドピラーに設けられてよい。
【００２２】
エアクリーナユニット３２は、空調ダクト３３の外気導入口４１に接続される。
エアクリーナユニット３２は、たとえば乾式である。エアクリーナユニット３２は、外気に含まれる粉塵などのごみを吸着する。エアクリーナユニット３２は、湿式でもよい。
【００２３】
送風機３４は、空調ダクト３３において、外気導入口４１側に設けられる。
送風機３４は、空気調和装置３１の図示外の急速コントローラにより動作および停止が制御される。送風機３４は、エアクリーナユニット３２から外気を吸引し、または内気導入口４２から内気を吸引する。吸引された空気は、空調ダクト３３を通じて吹き出し口４３から排気される。吹き出し口４３から排気された空気は、乗車空間３へ供給される。
【００２４】
エバポレータ３５は、空調ダクト３３において、送風機３４と吹き出し口４３との間に設けられる。
エバポレータ３５は、空気調和装置３１の急速コントローラの制御の下、エンジン７で駆動されるコンプレッサを備えた冷却ユニット４６により冷却される。
冷却ユニット４６は、エンジン７にベルト駆動されて冷媒を圧縮するコンプレッサ５１と、圧縮された冷媒を凝縮して液化させるコンデンサ５２と、凝縮液化した冷媒を分離するレシーバ５３と、抽出された冷媒を減圧するエキスパンションバルブ５４と、減圧された冷媒を気化させるエバポレータ３５と、を備える。
コンプレッサ５１、コンデンサ５２、レシーバ５３、エキスパンションバルブ５４、およびエバポレータ３５は、冷媒用の配管５５により環状に接続される。
冷媒は、コンプレッサ５１が動作することにより、冷媒用の配管５５を循環する。
エバポレータ３５は、減圧膨張する冷媒の吸熱作用により冷却される。
送風機３４により送風される空気は、エバポレータ３５を通過する際に冷却される。
【００２５】
ヒータ３６は、空調ダクト３３において、エバポレータ３５と吹き出し口４３との間に設けられる。
ヒータ３６は、空気調和装置３１の急速コントローラの制御の下、エンジン７の冷却系ユニット４７により加熱される。
冷却系ユニット４７は、エンジン７とヒータ３６とを環状に接続する冷却水用の配管６１と、配管６１に設けられたポンプ６２と、を有する。
冷却水は、エンジン７により暖められる。
暖められた冷却水は、ポンプ６２により、配管６１を循環する。
ヒータ３６は、暖められた冷却水により加熱される。
送風機３４により送風される空気は、ヒータ３６を通過する際に加熱される。
【００２６】
エアミックスドア３７は、空調ダクト３３において、エバポレータ３５とヒータ３６との間に設けられる。
エアミックスドア３７は、空気調和装置３１の急速コントローラにより制御される。空気を暖める場合、エアミックスドア３７は、ヒータ３６へ空気を供給する位置へ制御される。
空気を冷却する場合、エアミックスドア３７は、ヒータ３６への空気供給を遮断する位置へ制御される。
空気を暖める場合、エアミックスドア３７は、ヒータ３６へ空気を供給する位置へ制御される。
【００２７】
空調コントローラ４８は、送風機３４、エアミックスドア３７、コンプレッサ５１、ポンプ６２に接続される。
空調コントローラ４８は、乗車空間３に設けられた気温センサ４９に接続される。
空調コントローラ４８は、空気調和装置３１の動作を制御する。
空調コントローラ４８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。
【００２８】
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７を始動する。
エンジン７の始動後、空気調和装置３１の空調コントローラ４８は、コンプレッサ５１を動作させ、エバポレータ３５を冷却する。
エバポレータ３５が冷却された状態で送風機３４を始動することにより、乗車空間３の空気を冷却する。
これにより、乗車空間３を冷却できる。
また、エンジン７および冷却水が温まると、空調コントローラ４８は、ポンプ６２を動作させ、ヒータ３６を加熱する。
ヒータ３６が加熱された状態で送風機３４を始動することにより、乗車空間３の空気を加熱する。
これにより、乗車空間３を暖める。
【００２９】
しかしながら、このように空気調和装置３１を用いて乗車空間３を冷却する場合、エンジン７が始動しなければ冷却も加熱もできない。
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。
また、エバポレータ３５またはヒータ３６を利用して乗車空間３の空気を直接に冷却または加熱する。
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、空気調和装置３１とともに、急速空調装置１０を用いる。
【００３０】
図２の急速空調装置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。
急速空調装置１０は、吸気ダクト２３、吸気弁２４、コンプレッサ１１、圧縮ダクト１２、圧縮弁１３、タンク１４、排気ダクト１５、排気弁１６、および急速コントローラ１７を有する。
急速空調装置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を有する。
【００３１】
コンプレッサ１１は、急速コントローラ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。急速コントローラ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。
本実施形態の急速空調装置１０は、圧縮した空気をそのまま乗車空間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。急速空調装置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３１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３１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。
【００３２】
コンプレッサ１１は、車体２に搭載されるエンジン７の回転駆動力を動力源として利用できる。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。この場合、エンジン７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２１を設ける。電磁クラッチ２１を切ることにより、エンジン７の動作中にコンプレッサ１１を停止できる。この他にもたとえば、コンプレッサ１１は、車体２に搭載されるバッテリ若しくは太陽光パネルの電源又は家庭用電源、走行中に生じる上下動などの車体２の振動を動力源として利用してよい。
また、急速空調装置１０のコンプレッサ１１は、車両に搭載されている冷却ユニット４６のコンプレッサと一体化してもよい。
【００３３】
吸気ダクト２３は、空調ダクト３３とコンプレッサ１１の吸気口１８とを接続する。
【００３４】
吸気弁２４は、吸気ダクト２３に設けられる。吸気弁２４は、急速コントローラ１７により開閉制御される。
吸気弁２４が開状態である場合、コンプレッサ１１は、空気を吸引する。
吸気弁２４が閉状態である場合、コンプレッサ１１は、空気を吸引できない。また、急速空調装置１０から放出される圧縮空気が、コンプレッサ１１に戻ることもない。
【００３５】
圧縮ダクト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、圧縮ダクト１２を通じてタンク１４へ供給される。
【００３６】
圧縮弁１３は、圧縮ダクト１２に設けられる。圧縮弁１３は、急速コントローラ１７により開閉制御される。
圧縮弁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。
圧縮弁１３が閉状態である場合、圧縮ダクト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。
【００３７】
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。
例えば冷房の場合、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または急速空調装置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、急速空調装置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。
【００３８】
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。
本実施形態では、排気ダクト１５は、空調ダクト３３において、ヒータ３６と吹き出し口４３との間に接続される。
排気ダクト１５の排気口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、空調ダクト３３へ吐出できる。
【００３９】
排気弁１６は、排気ダクト１５に設けられる。排気弁１６は、急速コントローラ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。
【００４０】
急速コントローラ１７は、吸気弁２４、コンプレッサ１１、圧縮弁１３、排気弁１６、圧力センサ２０などの急速空調装置１０の各部に接続される。急速コントローラ１７は、急速空調装置１０を制御する。
急速空調装置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、急速コントローラ１７は、圧縮空気を貯蔵するタンク１４を、ヒータ３６により加熱したり、エバポレータ３５やサーミスタにより冷却したりしてよい。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。
急速コントローラ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。急速コントローラ１７は、独立した急速コントローラ１７でよいが、自動車１のエンジン７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３１の空調コントローラ４８に実現されてもよい。
本実施形態では、急速コントローラ１７と空調コントローラ４８とは、共通する集積回路（ＩＣ）２２に形成される。
【００４１】
急速コントローラ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７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、空気調和装置３１用の乗車空間３の気温センサ４９、外気温センサ、若しくは日照センサの検出信号がある。
なお、急速コントローラ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。
【００４２】
次に、図２の急速空調装置１０の動作を説明する。
ここでは、乗車空間３を冷房する例で説明する。乗車空間３を暖房する場合も同様である。
図３は、図２の急速空調装置１０の制御フローチャートである。
【００４３】
図３の全体制御において、急速空調装置１０の急速コントローラ１７は、まず、空気の圧縮工程を実行する（ステップＳＴ１）。
急速コントローラ１７は、たとえばユーザが乗車した時、乗車した後、または乗車しそうな状況にある時、圧縮工程を実行する。
圧縮工程において、急速コントローラ１７は、まず、圧縮の要否を判断する。
急速コントローラ１７は、空気調和装置３１の空調コントローラ４８から、気温センサ４９により検出された乗車空間３の室温情報を取得する。
乗車空間３の室温がたとえば外気より低い場合、急速コントローラ１７は、圧縮空気の準備が必要であると判断し、圧縮処理を実行する。
乗車空間３の室温がたとえば外気より高い場合、急速コントローラ１７は、圧縮空気の準備が不要であると判断する。この場合、圧縮処理を実行しない。
【００４４】
圧縮処理では、急速コントローラ１７は、吸気弁２４および圧縮弁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。電磁クラッチ２１を用いる場合、急速コントローラ１７は、これを接続する。
急速コントローラ１７は、必要に応じて空気調和装置３１の送風機３４などを動作させてよい。
急速コントローラ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急速空調装置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。
【００４５】
圧力センサ２０の圧力が所定の基準値以上になると、急速コントローラ１７は、コンプレッサ１１を停止し、吸気弁２４および圧縮弁１３を閉じる。電磁クラッチ２１を用いる場合、急速コントローラ１７は、これを遮断する。
これにより、圧縮弁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、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。
【００４６】
次に、急速コントローラ１７は、放出工程を実行する（ステップＳＴ３）。
急速コントローラ１７は、たとえばユーザが乗車した時、乗車した後、または乗車しそうな状況にある時、放出工程を開始する。
放出工程において、急速コントローラ１７は、まず、放出の要否を判断する。
急速コントローラ１７は、空気調和装置３１の空調コントローラ４８から、気温センサ４９により検出された乗車空間３の室温情報を取得する。
たとえぱ、乗車空間３の室温が高い場合、急速コントローラ１７は、圧縮空気の放出が必要であると判断し、放出処理を実行する。
また、乗車空間３の室温が低い場合、急速コントローラ１７は、圧縮空気の準備が不要であると判断する。この場合、放出処理を実行しない。
【００４７】
放出処理では、急速コントローラ１７は、吸気弁２４および圧縮弁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排気される。
圧縮空気は、空調ダクト３３で膨張した後、空調ダクト３３の複数の吹き出し口４３から乗車空間３へ排気される。
乗車空間３に排気された圧縮空気は、乗車空間３内でさらに膨張し、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、急速コントローラ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、急速コントローラ１７は、空気調和装置３１を外気導入モードに併せて制御してよい。急速コントローラ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。急速コントローラ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。
【００４８】
圧縮空気の乗車空間３への放出が終了すると、急速コントローラ１７は、排気弁１６を閉じる。
その後、エバポレータ３５が冷却されると、空気調和装置３１の急速コントローラは、インテークドア４４により外気導入モードから内気循環モードに切り替え、送風機３４を起動する。
乗車空間３で膨張した空気は、空気調和装置３１のエバポレータ３５により冷却される。
これにより、乗車空間３は、空気調和装置３１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、このような急速空調装置１０と空気調和装置３１とによる協働の冷却動作は、これらのコントローラ１７，４８が別々である場合には、たとえば急速空調装置１０から空気調和装置３１へ起動信号を送信することにより実現できる。
急速コントローラが共通化されている場合には、急速空調装置１０の制御プログラムから空気調和装置３１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。
【００４９】
以上のように、急速コントローラ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。
急速空調装置１０は、乗車空間３を冷却できる。
急速コントローラ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、本実施形態の急速空調装置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。
【００５０】
本実施形態では、急速空調装置１０は、空気調和装置３１の空調ダクト３３に接続される。急速空調装置１０は、空気調和装置３１を利用して、タンク１４の空気を圧縮し、放出する。
急速空調装置１０は、空気調和装置３１の空調ダクト３３を共通に使用する。
急速空調装置１０は、空気調和装置３１の気温センサ４９の情報を利用する。
急速空調装置１０と空気調和装置３１とのコントローラ１７，４８は、共通の集積回路２２に実現される。
急速空調装置１０は、空気調和装置３１と共通の部材を有する。
これにより、急速空調装置１０の専用の部品数を削減できる。
【００５１】
圧縮空気は、乗車空間３へ直接放出されるのではなく、空調ダクト３３を通じて乗車空間３へ放出される。よって、乗車空間３に、空気調和装置３１の吹き出し口４３の他に、圧縮空気を放出するための排気口を設ける必要がない。乗車空間３の意匠の自由度が向上する。乗車空間３の形状を変えずに、圧縮空気による急冷が可能になる。
圧縮空気は、複数の吹き出し口４３から乗車空間３へ供給される前に、空調ダクト３３で一次膨張される。よって、乗車空間３へ供給される圧縮空気の圧力を、下げることができる。ユーザに作用する空気の圧力を下げることができる。特に、本実施形態の空気調和装置３１は、複数の吹き出し口４３を有する。圧縮空気は、分散して乗車空間３へ放出される。圧縮空気を一か所から乗車空間３へ放出する場合に比べて、圧力を下げてやさしく放出できる。
圧縮空気は、空調ダクト３３において、吹き出し口４３とエバポレータ３５との間に供給される。よって、圧縮空気により、空気調和装置３１のエバポレータ３５およびその周りの箇所を冷却できる。空気調和装置３１を始動してから冷気が排気されるまでの期間を短縮できる。圧縮空気による冷却効果を、乗車空間３だけでなく、空気調和装置３１にも与えることができる。
詳しくは、圧縮空気は、空調ダクト３３において、吹き出し口４３とヒータ３６との間に供給される。よって、空調ダクト３３へ圧縮空気を放出しているにもかかわらず、その圧力等により、エアミックスドア３７やヒータ３６が破損し難くなる。
圧縮空気の放出中、空気調和装置３１は、外気導入モードとなり、送風機３４を停止している。よって、空調ダクト３３を通じて、エアクリーナユニット３２に対して内側から高圧の空気を吹き付けることができる。エアクリーナユニット３２に詰まった粉塵などを取り除くことができる。
【００５２】
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。
【００５３】
たとえば上記実施形態では、急速空調装置１０は、空気調和装置３１とは別のコンプレッサ１１を使用する。
この他にもたとえば、急速空調装置１０は、空気調和装置３１のコンプレッサ５１を使用してよい。
これにより、更に専用の部品数を削減できる。
【００５４】
上記実施形態は、急速空調装置１０は、自動車１に搭載されている。
この他にもたとえば、急速空調装置１０は、バス、電車などのその他の車両に搭載されてよい。
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、急速空調装置１０は、エンジン７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急速空調装置１０は、車両のバッテリ、太陽光発電パネル、家庭用電源の電力により動作できる。
【００５５】
上記実施形態では、自動車１などの車両の乗車空間３は、急速空調装置１０および空気調和装置３１により暖房または冷却される。
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、急速空調装置１０により暖房または冷却されてよい。
【符号の説明】
【００５６】
１…自動車（車両）
３…乗車空間
１０…急速空調装置
１４…タンク
２２…集積回路（制御部）
３１…空気調和装置
３３…空調ダクト（ダクト）
４９…気温センサ
５１…コンプレッサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザが乗車する乗車空間の空気を調和する空気調和装置と、
空気を圧縮して貯蔵するタンクを有し、前記タンクの圧縮空気を前記乗車空間へ放出する急速空調装置と、
を有し、
前記急速空調装置は、前記空気調和装置と共通の部材を有する
車両。
【請求項２】
前記急速空調装置は、
前記空気調和装置を利用して、前記タンクの空気を圧縮し、貯蔵し、または放出する
請求項１記載の車両。
【請求項３】
前記空気調和装置は、
吹き出し口から前記乗車空間へ空気を供給するダクトを有し、
前記急速空調装置は、
前記ダクトにおいて空調された空気を吸引して前記タンクに圧縮する
請求項１または２記載の車両。
【請求項４】
前記空気調和装置は、
吹き出し口から前記乗車空間へ空気を供給するダクトを有し、
前記急速空調装置は、
前記タンクの圧縮空気を前記ダクトへ放出する
請求項１または２記載の車両。
【請求項５】
前記空気調和装置は、
前記乗車空間の温度を検出する気温センサを有し、
前記急速空調装置は、
前記空気調和装置を通じて取得した前記気温センサの検出温度に基づいて、前記タンクへの空気の圧縮または空気の放出の要否を判断する
請求項１から４のいずれか一項記載の車両。
【請求項６】
前記空気調和装置の動作を制御し、前記急速空調装置の動作を制御する制御部を有する
請求項１から５のいずれか一項記載の車両。
【請求項７】
前記空気調和装置は、
前記乗車空間へ供給する空気を冷却する冷媒を循環するコンプレッサを有し、
前記急速空調装置は、
前記コンプレッサを用いて空気を圧縮する
請求項１から６のいずれか一項記載の車両。
【請求項１】
ユーザが乗車する乗車空間の空気を調和する空気調和装置と、
空気を圧縮して貯蔵するタンクを有し、前記タンクの圧縮空気を前記乗車空間へ放出する急速空調装置と、
を有し、
前記急速空調装置は、前記空気調和装置と共通の部材を有する
車両。
【請求項２】
前記急速空調装置は、
前記空気調和装置を利用して、前記タンクの空気を圧縮し、貯蔵し、または放出する
請求項１記載の車両。
【請求項３】
前記空気調和装置は、
吹き出し口から前記乗車空間へ空気を供給するダクトを有し、
前記急速空調装置は、
前記ダクトにおいて空調された空気を吸引して前記タンクに圧縮する
請求項１または２記載の車両。
【請求項４】
前記空気調和装置は、
吹き出し口から前記乗車空間へ空気を供給するダクトを有し、
前記急速空調装置は、
前記タンクの圧縮空気を前記ダクトへ放出する
請求項１または２記載の車両。
【請求項５】
前記空気調和装置は、
前記乗車空間の温度を検出する気温センサを有し、
前記急速空調装置は、
前記空気調和装置を通じて取得した前記気温センサの検出温度に基づいて、前記タンクへの空気の圧縮または空気の放出の要否を判断する
請求項１から４のいずれか一項記載の車両。
【請求項６】
前記空気調和装置の動作を制御し、前記急速空調装置の動作を制御する制御部を有する
請求項１から５のいずれか一項記載の車両。
【請求項７】
前記空気調和装置は、
前記乗車空間へ供給する空気を冷却する冷媒を循環するコンプレッサを有し、
前記急速空調装置は、
前記コンプレッサを用いて空気を圧縮する
請求項１から６のいずれか一項記載の車両。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１３−７５５８２（Ｐ２０１３−７５５８２Ａ）
【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２０１１−２１５６６９（Ｐ２０１１−２１５６６９）
【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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