(57)【要約】【課題】燃料電池車両に水素ガスを充填する設備側で必要となる水素ガスを冷却する能力を抑えつつ、水素ガスの充填速度をより向上させることを可能にする。【解決手段】水素タンクに充填される水素ガスを燃料として用いる車両で用いられ、水素タンクへの水素ガスの充填を開始するトリガを検出するトリガ検出部２０１と、トリガ検出部２０１でトリガを検出した場合に、車両の室内空調用エアコンでの冷房に用いられる冷凍サイクル回路で用いる冷媒を、水素タンクを冷却するタンク側エバポレータに循環させて水素タンクを冷却させる循環制御部２１０とを備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンク（１６）に充填される水素ガスを燃料として用いる燃料電池車両で用いられ、
前記燃料タンクへの水素ガスの充填を開始するトリガを検出するトリガ検出部（２０１）と、
前記トリガ検出部で前記トリガを検出したことをもとに、前記燃料電池車両に搭載されて前記燃料タンクを冷却する冷却装置（４１，４１ａ）によって前記燃料タンクを冷却させる冷却制御部（２１０，２１０ａ）とを備える燃料電池車両用冷却制御装置。
【請求項２】
前記冷却装置は、冷媒を膨張させる際の吸熱によって前記燃料タンクを冷却させるタンク側蒸発器（４１）であって、
前記冷却制御部は、前記燃料電池車両の室内空調用エアコンでの冷房に用いられる蒸気圧縮冷凍サイクルの回路（３０）を循環する冷媒を、前記タンク側蒸発器に循環させることで前記タンク側蒸発器によって前記燃料タンクを冷却させる請求項１に記載の燃料電池車両用冷却制御装置。
【請求項３】
前記冷却制御部（２１０）は、一部の経路が重複した前記蒸気圧縮冷凍サイクルの回路と前記タンク側蒸発器に前記冷媒を循環させる回路（４０）とのうちから、前記冷媒を循環させる回路を切り替えて前記冷媒を循環させる請求項２に記載の燃料電池車両用冷却制御装置。
【請求項４】
前記冷却装置は、冷却水との熱交換によって前記燃料タンクを冷却させるタンク側ヒータコア（４１ａ）であって、
前記冷却制御部（２１０ａ）は、前記燃料電池車両の室内空調用エアコンでの暖房に用いられる、前記燃料電池車両の室内空調用エアコンの暖房時において一定以上の温度が必要となる前記室内空調用エアコンのヒータコアであるエアコン側ヒータコア（３４ａ）を含む水回路（３０ａ）を循環する冷却水を、前記タンク側ヒータコアに循環させることで前記タンク側ヒータコアによって前記燃料タンクを冷却させる請求項１に記載の燃料電池車両用冷却制御装置。
【請求項５】
前記冷却制御部は、一部の経路が重複した前記水回路と前記タンク側ヒータコアに前記冷却水を循環させる回路（４０ａ）とのうちから、前記冷却水を循環させる回路を切り替えて前記冷却水を循環させる請求項４に記載の燃料電池車両用冷却制御装置。
【請求項６】
前記冷却水の温度を検出する温度センサである第１温度センサ（６０）で検出する前記冷却水の温度を取得する水温取得部（２０２）と、
前記燃料タンクの温度を検出する温度センサである第２温度センサ（７０）で検出する前記燃料タンクの温度を取得するタンク温度取得部（２０３）とを備え、
前記冷却制御部は、前記トリガ検出部で前記トリガを検出した場合であって、且つ、前記水温取得部で取得する前記冷却水の温度が前記タンク温度取得部で取得する前記燃料タンクの温度よりも低い場合に、前記冷却水を前記タンク側ヒータコアに循環させる請求項４又は５に記載の燃料電池車両用冷却制御装置。
【請求項７】
前記冷却制御部は、前記水温取得部で取得する前記冷却水の温度が前記タンク温度取得部で取得する前記燃料タンクの温度以上となる場合に、前記冷却水を前記タンク側ヒータコアに循環させないようにする請求項６に記載の燃料電池車両用冷却制御装置。
【請求項８】
前記冷却装置は、冷却水との熱交換によって前記燃料タンクを冷却させるタンク側ヒータコアと、冷媒を膨張させる際の吸熱によって前記燃料タンクを冷却させるタンク側蒸発器（４１）とであって、
前記冷却制御部は、
前記燃料電池車両の室内空調用エアコンでの暖房に用いられる、前記燃料電池車両の室内空調用エアコンの暖房時において一定以上の温度が必要となる前記室内空調用エアコンのヒータコアであるエアコン側ヒータコアを含む水回路を循環する冷却水を、前記タンク側ヒータコアに循環させることで前記タンク側ヒータコアによって前記燃料タンクを冷却させることと、前記燃料電池車両の室内空調用エアコンでの冷房に用いられる蒸気圧縮冷凍サイクルの回路（３０）を循環する冷媒を、前記タンク側蒸発器に循環させることで前記タンク側蒸発器によって前記燃料タンクを冷却させることとのいずれも可能であって、
前記水回路を循環する冷却水を前記タンク側ヒータコアに循環させることで前記タンク側ヒータコアによって前記燃料タンクを冷却させたにもかかわらず、前記タンク温度取得部で取得する前記燃料タンクの温度が閾値以上である場合に、前記蒸気圧縮冷凍サイクルの回路を循環する冷媒を、前記タンク側蒸発器に循環させることを開始して前記タンク側蒸発器によって前記燃料タンクを冷却させる請求項７に記載の燃料電池車両用冷却制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、燃料電池車両用冷却制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、水素ガスを燃料とする燃料電池車両が知られている。燃料電池車両では、燃料タンクに水素ガスを高圧に圧縮充填するため、水素ガスの温度が上昇する。充填時に水素ガスの温度が上昇し過ぎると、燃料タンクの耐熱温度を超える問題であったり、充填後の冷却に伴う圧力降下の問題であったりが生じる。この問題に対して、特許文献１には、水素自動車に水素ガスを充填する燃料充てん装置において水素ガスを冷却した上で、水素自動車の燃料タンクに水素ガスを充てんする技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１１６６１９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、特許文献１に開示の技術では、燃料充てん装置において水素ガスを冷却する能力が十分でない場合に、燃料タンクに水素ガスを充填する際の燃料タンクの温度上昇を抑えることができない問題が生じる。燃料タンクの温度上昇を抑えることができない場合、燃料タンクに水素ガスを充填することができず、水素ガスの充填速度が低下してしまう問題も生じる。
【０００５】
この開示のひとつの目的は、燃料電池車両に水素ガスを充填する設備側で必要となる水素ガスを冷却する能力を抑えつつ、水素ガスの充填速度をより向上させることを可能にする燃料電池車両用冷却制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的は独立請求項に記載の特徴の組み合わせにより達成され、また、下位請求項は、開示の更なる有利な具体例を規定する。特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本開示の技術的範囲を限定するものではない。
【０００７】
上記目的を達成するために、本開示の燃料電池車両用冷却制御装置は、燃料タンク（１６）に充填される水素ガスを燃料として用いる燃料電池車両で用いられ、燃料タンクへの水素ガスの充填を開始するトリガを検出するトリガ検出部（２０１）と、トリガ検出部でトリガを検出したことをもとに、燃料電池車両に搭載されて燃料タンクを冷却する冷却装置（４１，４１ａ）によって燃料タンクを冷却させる冷却制御部（２１０，２１０ａ）とを備える。
【０００８】
これによれば、トリガ検出部で燃料タンクへの水素ガスの充填を開始するトリガを検出したことをもとに、冷却制御部が、燃料電池車両に搭載される冷却装置によって燃料電池車両側で燃料タンクを冷却することが可能になるので、燃料電池車両に水素ガスを充填する設備側で必要となる水素ガスを冷却する能力を抑えることが可能になる。また、この設備側での水素ガスの冷却が十分でなかった場合でも、燃料電池車両側で燃料タンクを冷却することで、燃料タンクの温度上昇を抑えることが可能になる。その結果、燃料電池車両に水素ガスを充填する設備側で必要となる水素ガスを冷却する能力を抑えつつ、水素ガスの充填速度をより向上させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】水素充填システム１の概略的な構成の一例を示す図である。
【図２】熱管理システム２の概略的な構成の一例を示す図である。
【図３】熱管理ＥＣＵ２０の概略的な構成の一例を示す図である。
【図４】熱管理ＥＣＵ２０での冷却関連処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図５】熱管理システム２ａの概略的な構成の一例を示す図である。
【図６】熱管理ＥＣＵ２０ａの概略的な構成の一例を示す図である。
【図７】循環制御部２０１ａの制御による水素タンク１６の冷却の効果の一例について説明するための図である。
【図８】熱管理ＥＣＵ２０ａでの冷却関連処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図面を参照しながら、開示のための複数の実施形態を説明する。なお、説明の便宜上、複数の実施形態の間において、それまでの説明に用いた図に示した部分と同一の機能を有する部分については、同一の符号を付し、その説明を省略する場合がある。同一の符号を付した部分については、他の実施形態における説明を参照することができる。
【００１１】
（実施形態１）
＜水素充填システム１の概略構成＞
以下、本実施形態について図面を用いて説明する。まず、図１を用いて、水素充填システム１の説明を行う。図１に示すように、水素充填システム１は、水素充填装置１０、水素供給チューブ１１、水素充填ガン１２、水素充填口１３、差込検出センサ１４、水素供給パイプ１５、及び水素タンク１６を含む。
【００１２】
水素充填装置１０は、燃料電池車両ＦＣＶ（以下、単に車両ＦＣＶ）に水素ガスを充填するための装置である。車両ＦＣＶは、水素ガスを燃料として用いて、走行用のモータを駆動させる車両である。水素供給チューブ１１は、水素充填装置１０から水素充填ガン１２まで水素ガスを供給するチューブである。水素充填ガン１２は、水素供給チューブ１１の先端に設けられる。水素充填ガン１２は、車両ＦＣＶの水素充填口１３に差し込むことが可能となっている。水素充填ガン１２は、水素供給チューブ１１から供給される水素ガスを水素充填口１３から車両ＦＣＶへ充填する。
【００１３】
水素充填口１３は、車両ＦＣＶに設けられる。水素充填口１３には、水素充填ガン１２が差し込まれたことを検出するための差込検出センサ１４が設けられている。一例として、差込検出センサ１４としては、水素充填ガン１２が差し込まれた場合に水素充填ガン１２によって押し込まれるスイッチを用いればよい。水素供給パイプ１５は、車両ＦＣＶに設けられる。水素供給パイプ１５は、水素充填口１３から水素タンク１６へ延びる水素導入管である。つまり、水素充填ガン１２によって水素充填口１３から流入してくる水素ガスは、水素供給パイプ１５を通って水素タンク１６に充填される。水素タンク１６は、車両に搭載される高圧燃料ガスタンクである。この水素タンク１６が燃料タンクに相当する。
【００１４】
＜熱管理システム２の概略構成＞
続いて、図２を用いて熱管理システム２の説明を行う。熱管理システム２は、車両ＦＣＶで用いられる。図２に示すように、熱管理システム２は、前述の差込検出センサ１４、熱管理ＥＣＵ２０、圧縮機３１、コンデンサ３２、減圧部３３、エアコン側エバポレータ３４、タンク側エバポレータ４１、及び第１電磁弁５０を含む。
【００１５】
冷凍サイクル回路３０は、冷媒の蒸気圧縮冷凍サイクルを利用して空気を冷却する閉回路である。冷凍サイクル回路３０は、車両ＦＣＶの室内空調用エアコンでの冷房に用いられる。冷凍サイクル回路３０には、圧縮機３１、コンデンサ３２、減圧部３３、及びエアコン側エバポレータ３４が含まれる。この冷凍サイクル回路３０が、蒸気圧縮冷凍サイクルの回路に相当する。冷媒としては、Ｒ１３４ａ，Ｒ１５２ａ等の地球温暖化係数の小さいフロンガス又はプロパン等のＨＣガスを用いる構成とすればよい。
【００１６】
圧縮機３１は、車両ＦＣＶから供給された直流電圧で駆動される電動圧縮機であり、冷凍サイクル回路３０を流れる冷媒を圧縮して冷媒温度を上昇させる。圧縮機３１は、低圧冷媒を吸引し、この低圧冷媒を加圧して高圧冷媒を吐出する。圧縮機３１は、圧縮した高圧冷媒をコンデンサ３２に供給する。
【００１７】
コンデンサ３２は、空気と冷媒との間の熱交換を提供することによって、冷媒の熱を放熱させる。コンデンサ３２は、凝縮器，放熱器とも呼ばれる。コンデンサ３２で放熱された冷媒は、減圧部３３に供給される。減圧部３３は、コンデンサ３２から供給される冷媒を減圧することにより低温低圧の冷媒を生成し、エアコン側エバポレータ３４に供給する。減圧部３３としては、膨張弁を用いればよい。この膨張弁は、通路開度が固定されたものであってもよいし、絞り開度が制御されるものであってもよい。
【００１８】
エアコン側エバポレータ３４は、空気と低温冷媒との間の熱交換を提供することによって、空気を冷却する。エアコン側エバポレータ３４で冷却された空気が、室内空調用エアコンでの冷房に用いられる。エアコン側エバポレータ３４で冷却された冷媒は、圧縮機３１に供給される。なお、エアコン側エバポレータ３４は、蒸発器，吸熱器とも呼ばれる。冷凍サイクル回路３０では、冷媒を循環させることで、この一連のサイクルが繰り返される。
【００１９】
タンク側エバポレータ４１は、水素タンク１６を冷却するための蒸発器である。タンク側エバポレータ４１は、熱交換器の一種である。タンク側エバポレータ４１は、水素タンク１６の熱を熱交換可能な位置に設けられる。このタンク側エバポレータ４１が冷却装置及びタンク側蒸発器に相当する。
【００２０】
タンク用冷媒回路４０は、圧縮機３１，コンデンサ３２，減圧部３３，タンク側エバポレータ４１に冷媒が順次流れる閉回路である。詳しくは、タンク用冷媒回路４０では、前述したように、圧縮機３１が作動することで、高圧冷媒が圧縮機３１からコンデンサ３２に流れる。コンデンサ３２では、前述したように、冷媒の熱が放熱され、この冷媒が減圧部３３に供給される。減圧部３３では、前述したように低温低圧の冷媒を生成し、この冷媒をタンク側エバポレータ４１に供給する。タンク側エバポレータ４１では、減圧部３３から流れてきた低温冷媒と水素タンク１６周辺の空気との間で熱交換が行われる。この熱交換によって、水素タンク１６周辺の空気が冷やされて水素タンク１６が冷却される。一方、この熱交換によって、タンク側エバポレータ４１を通過する低温冷媒は温められ、圧縮機３１に流れる。タンク用冷媒回路４０では、冷媒を循環させることで、この一連のサイクルが繰り返される。
【００２１】
冷凍サイクル回路３０とタンク用冷媒回路４０とは、一部の経路が重複しているものとする。これは、冷凍サイクル回路３０とタンク用冷媒回路４０とで、冷媒を循環させる回路を切り替え可能とするためである。冷凍サイクル回路３０とタンク用冷媒回路４０とは、図２に示すように、減圧部３３とエアコン側エバポレータ３４との間の接続点Ａと、エアコン側エバポレータ３４と圧縮機３１との間の接続点Ｂとで接続されている。つまり、圧縮機３１，コンデンサ３２，減圧部３３を挟む接続点Ａと接続点Ｂとの間の経路が、冷凍サイクル回路３０とタンク用冷媒回路４０との重複する経路にあたる。
【００２２】
第１電磁弁５０は、開閉動作を電気的に制御可能な電磁弁である。第１電磁弁５０は、熱管理ＥＣＵ２０によってその作動が制御される。第１電磁弁５０は、開状態で冷媒の冷凍サイクル回路３０における流通を許可し、閉状態で冷媒の冷凍サイクル回路３０における流通を禁止する。
【００２３】
第１電磁弁５０は、冷凍サイクル回路３０のうちの接続点Ａとエアコン側エバポレータ３４との間に設けられる。よって、第１電磁弁５０を開状態とすると、冷媒が循環する回路が冷凍サイクル回路３０に切り替えられる。一方、第１電磁弁５０を閉状態とすると、冷媒が循環する回路がタンク用冷媒回路４０に切り替えられる。なお、タンク用冷媒回路４０のうちの接続点Ａとタンク側エバポレータ４１との間にも電磁弁（以下、第２電磁弁）を設ける構成としてもよい。そして、熱管理ＥＣＵ２０が、第１電磁弁５０を閉状態とする場合に第２電磁弁を開状態とする一方、第１電磁弁５０を開状態とする場合に第２電磁弁を閉状態としてもよい。
【００２４】
熱管理ＥＣＵ２０は、例えばプロセッサ、メモリ、Ｉ／Ｏ、これらを接続するバスを備える。熱管理ＥＣＵ２０は、メモリに記憶された制御プログラムを実行することで熱管理システム２での水素タンク１６の冷却に関する各種の処理を実行する電子制御装置である。この熱管理ＥＣＵ２０が燃料電池車両用冷却制御装置に相当する。プロセッサがこの制御プログラムを実行することは、制御プログラムに対応する方法が実行されることに相当する。ここで言うところのメモリは、コンピュータによって読み取り可能なプログラム及びデータを非一時的に格納する非遷移的実体的記憶媒体（non-transitory tangible storage medium）である。また、非遷移的実体的記憶媒体は、半導体メモリ又は磁気ディスクなどによって実現される。なお、熱管理ＥＣＵ２０の詳細については以下で述べる。
【００２５】
＜熱管理ＥＣＵ２０の概略構成＞
続いて、図３を用いて、熱管理ＥＣＵ２０の概略構成について説明を行う。熱管理ＥＣＵ２０は、制御部２００及びトリガ検出部２０１を機能ブロックとして備えている。なお、熱管理ＥＣＵ２０が実行する機能の一部又は全部を、一つ或いは複数のＩＣ等によりハードウェア的に構成してもよい。また、熱管理ＥＣＵ２０が備える機能ブロックの一部又は全部は、プロセッサによるソフトウェアの実行とハードウェア部材の組み合わせによって実現されてもよい。
【００２６】
トリガ検出部２０１は、水素タンク１６への水素ガスの充填を開始するトリガを検出する。一例として、トリガ検出部２０１は、水素充填口１３に水素充填ガン１２が差し込まれたことを検出した信号を差込検出センサ１４から取得した場合にトリガを検出する構成とすればよい。
【００２７】
制御部２００は、循環制御部２１０をサブ機能ブロックとして備えている。循環制御部２１０は、第１電磁弁５０の開閉状態を切り替えることで、冷媒を冷凍サイクル回路３０に循環させるかタンク用冷媒回路４０に循環させるかを切り替える。一例として、循環制御部２１０は、デフォルトでは、第１電磁弁５０を開状態とする。つまり、冷媒が循環する回路を冷凍サイクル回路３０とする。よって、車両ＦＣＶの走行用のモータを始動させるためのスイッチ（以下、パワースイッチ）がオフの場合であって、且つ、水素タンク１６への水素ガスの充填開始前は、冷媒が循環する回路は冷凍サイクル回路３０である。パワースイッチがオフの場合には、室内空調用エアコンは起動されていない。
【００２８】
一方、循環制御部２１０は、トリガ検出部２０１でトリガを検出した場合に、第１電磁弁５０を閉状態とする。つまり、冷媒が循環する回路をタンク用冷媒回路４０に切り替える。これによれば、水素タンク１６への水素ガスの充填が開始された場合に、冷媒が循環する回路をタンク用冷媒回路４０に切り替えることができる。冷媒が循環する回路をタンク用冷媒回路４０に切り替えることで、タンク側エバポレータ４１において低温冷媒と水素タンク１６周辺の空気との間での熱交換が行われる。これにより、水素ガスの充填によって温度上昇する水素タンク１６が冷却される。よって、この循環制御部２１０が冷却制御部に相当する。
【００２９】
続いて、循環制御部２１０は、水素タンク１６への水素ガスの充填が完了する場合に、第１電磁弁５０を開状態とする。つまり、冷媒が循環する回路を冷凍サイクル回路３０に切り替える。これによれば、水素タンク１６への水素ガスの充填が終了した場合に、冷媒が循環する回路を冷凍サイクル回路３０に切り替えることができる。よって、車両ＦＣＶの始動後に室内空調用エアコンを起動する際には、冷媒が循環する回路が冷凍サイクル回路３０に切り替わっている。従って、室内空調用エアコンによる冷房に、タンク側エバポレータ４１での熱交換による影響を与えずに済む。なお、水素タンク１６への水素ガスの充填が完了したことは、差込検出センサ１４で差込を検出しなくなったことをもとに循環制御部２１０で判断する構成とすればよい。
【００３０】
＜熱管理ＥＣＵ２０での冷却関連処理＞
続いて、図４のフローチャートを用いて、熱管理ＥＣＵ２０での水素ガスの充填時の水素タンク１６の冷却に関連する処理（以下、冷却関連処理）の流れの一例について説明を行う。図４のフローチャートは、トリガ検出部２０１でトリガを検出した場合に開始する構成とすればよい。
【００３１】
まず、ステップＳ１では、循環制御部２１０が、第１電磁弁５０を閉状態とし、冷媒が循環する回路をタンク用冷媒回路４０に切り替える。例えばこの場合に、循環制御部２１０は、圧縮機３１を作動させ、冷却関連処理の終了時に作動を終了すればよい。また、循環制御部２１０は、パワースイッチのオンからオフまでの間、圧縮機３１を作動させればよい。
【００３２】
ステップＳ２では、水素タンク１６への水素ガスの充填が終了した場合（Ｓ２でＹＥＳ）には、ステップＳ３に移る。一方、水素タンク１６への水素ガスの充填が終了していない場合（Ｓ２でＮＯ）には、Ｓ２の処理を繰り返す。ステップＳ３では、循環制御部２１０が、第１電磁弁５０を開状態とし、冷媒が循環する回路を冷凍サイクル回路３０に切り替え、冷却関連処理を終了する。
【００３３】
＜実施形態１のまとめ＞
実施形態１の構成によれば、トリガ検出部２０１で水素タンク１６への水素ガスの充填を開始するトリガを検出したことをもとに、循環制御部２１０が、車両ＦＣＶに搭載されるタンク側エバポレータ４１によって車両ＦＣＶ側で水素タンク１６を冷却することが可能になる。よって、水素充填装置１０側で水素ガスを冷やす必要がなくなったり、水素充填装置１０側で水素ガスを冷やす度合いを抑えたりすることが可能になる。つまり、水素充填装置１０側で必要となる水素ガスを冷却する能力を抑えることが可能になる。また、水素充填装置１０側での水素ガスの冷却が十分でなかった場合でも、車両ＦＣＶ側で水素タンク１６を冷却することで、水素タンク１６の温度上昇を抑えることが可能になる。水素タンク１６の温度上昇を抑えることが可能になると、水素ガスを充填することができない状況が生じにくくなる。
【００３４】
その結果、車両ＦＣＶに水素ガスを充填する水素充填装置１０側で必要となる水素ガスを冷却する能力を抑えつつ、水素ガスの充填速度をより向上させることが可能になる。水素充填装置１０側で必要となる水素ガスを冷却する能力を抑えることは、水素充填装置１０の設置のためのコスト低減にも繋がる。
【００３５】
また、タンク側エバポレータ４１では、車両ＦＣＶの室内空調用エアコンでの冷房に用いられる冷凍サイクル回路３０の冷媒を利用して水素タンク１６を冷却する。よって、冷凍サイクル回路３０の冷媒を利用する分だけ、水素タンク１６を冷却するための部材を車両ＦＣＶに追加する手間を抑えることが可能になる。
【００３６】
さらに、実施形態１の構成によれば、水素タンク１６を冷却する場合に限って、冷媒を循環させる回路を冷凍サイクル回路３０からタンク用冷媒回路４０に切り替える。よって、車両ＦＣＶの室内空調用エアコンでの冷房という通常使用時には、水素タンク１６を冷却する構成による影響を与えずに済む。
【００３７】
（実施形態２）
実施形態１では、車両ＦＣＶの室内空調用エアコンでの冷房に用いられる冷凍サイクル回路３０の冷媒を水素タンク１６の冷却に利用する構成を示したが、必ずしもこれに限らない。車両ＦＣＶの室内空調用エアコンでの暖房に用いられる水回路の冷却水も水素タンク１６の冷却に利用する構成（以下、実施形態２）以下、実施形態２の構成について説明する。
【００３８】
＜熱管理システム２ａの概略構成＞
続いて、図５を用いて熱管理システム２ａの説明を行う。熱管理システム２ａは、差込検出センサ１４、熱管理ＥＣＵ２０ａ、圧縮機３１、コンデンサ３２、減圧部３３、エアコン側エバポレータ３４、タンク側エバポレータ４１、第１電磁弁５０、ウォーターポンプ（以下、ＷＰ）３１ａ、エアコン側ヒータコア３４ａ、タンク側ヒータコア４１ａ、第３電磁弁５１、第４電磁弁５２、水温センサ６０、タンク温度センサ７０、及び電熱器８０を含む。熱管理システム２ａは、熱管理ＥＣＵ２０の代わりに熱管理ＥＣＵ２０ａを備える点と、ＷＰ３１ａ、エアコン側ヒータコア３４ａ、タンク側ヒータコア４１ａ、第３電磁弁５１、第４電磁弁５２、水温センサ６０、タンク温度センサ７０、及び電熱器８０を含む点とを除けば、実施形態１の熱管理システム２と同様である。
【００３９】
ＷＰ３１ａは、冷却水を循環させるポンプである。冷却水としては、ＬＬＣ等を用いればよい。エアコン側ヒータコア３４ａは、車両ＦＣＶの室内空調用エアコンのヒータコアである。エアコン側ヒータコア３４ａは、温められた冷却水を暖房用熱源として空調空気を加熱する熱交換器である。エアコン側ヒータコア３４ａは、暖房時において空調空気を加熱するために、一定以上の温度が必要となる。具体的には、暖房のためには、エアコン側ヒータコア３４ａのチューブを流れる冷却水の水温が目標水温以上となることが必要となる。
【００４０】
水回路３０ａは、ＷＰ３１ａ，エアコン側ヒータコア３４ａに冷却水が順次流れる閉回路である。詳しくは、水回路３０ａでは、ＷＰ３１ａが作動することで、冷却水がＷＰ３１ａからエアコン側ヒータコア３４ａに流れる。エアコン側ヒータコア３４ａでは、冷却水との熱交換によって空調空気が加熱される。エアコン側ヒータコア３４ａを通過した冷却水は、ＷＰ３１ａに流れる。水回路３０ａでは、冷却水を循環させることで、この一連のサイクルが繰り返される。
【００４１】
タンク側ヒータコア４１ａは、水素タンク１６を冷却するための放熱機器（つまり、ヒータコア）である。タンク側ヒータコア４１ａは、熱交換器の一種である。タンク側ヒータコア４１ａは、水素タンク１６の熱を熱交換可能な位置に設けられる。このタンク側ヒータコア４１ａが冷却装置に相当する。
【００４２】
タンク用水回路４０ａは、ＷＰ３１ａ，タンク側ヒータコア４１ａに冷却水が順次流れる閉回路である。詳しくは、タンク用水回路４０ａでは、ＷＰ３１ａが作動することで、冷却水がＷＰ３１ａからタンク側ヒータコア４１ａに流れる。タンク側ヒータコア４１ａでは、ＷＰ３１ａから流れてきた冷却水と水素タンク１６周辺の空気との間で熱交換が行われる。この熱交換によって、水素タンク１６周辺の空気が冷やされて水素タンク１６が冷却される。一方、この熱交換によって、タンク側ヒータコア４１ａを通過する冷却水は温められる。タンク側ヒータコア４１ａで温められた冷却水は、ＷＰ３１ａに流れる。タンク用水回路４０ａでは、冷却水を循環させることで、この一連のサイクルが繰り返される。
【００４３】
水回路３０ａとタンク用水回路４０ａとは、一部の経路が重複しているものとする。これは、水回路３０ａとタンク用水回路４０ａとで、冷却水を循環させる回路を切り替え可能とするためである。水回路３０ａとタンク用水回路４０ａとは、図５に示すように、ＷＰ３１ａとエアコン側ヒータコア３４ａとの間の接続点Ｃと、エアコン側ヒータコア３４ａとＷＰ３１ａとの間の接続点Ｄとで接続されている。つまり、ＷＰ３１ａを挟む接続点Ｃと接続点Ｄとの間の経路が、水回路３０ａとタンク用水回路４０ａとの重複する経路にあたる。
【００４４】
第３電磁弁５１は、開閉動作を電気的に制御可能な電磁弁である。第３電磁弁５１は、熱管理ＥＣＵ２０ａによってその作動が制御される。第３電磁弁５１は、開状態で冷却水の水回路３０ａにおける流通を許可し、閉状態で冷却水の水回路３０ａにおける流通を禁止する。
【００４５】
第４電磁弁５２は、開閉動作を電気的に制御可能な電磁弁である。第４電磁弁５２は、熱管理ＥＣＵ２０ａによってその作動が制御される。第４電磁弁５２は、開状態で冷却水のタンク用水回路４０ａにおける流通を許可し、閉状態で冷却水のタンク用水回路４０ａにおける流通を禁止する。
【００４６】
第３電磁弁５１は、水回路３０ａのうちの接続点Ｃとエアコン側ヒータコア３４ａとの間に設けられる。第４電磁弁５２は、タンク用水回路４０ａのうちの接続点Ｃとタンク側ヒータコア４１ａとの間に設けられる。よって、第３電磁弁５１を開状態とし、第４電磁弁５２を閉状態とすると、冷却水が循環する回路が水回路３０ａに切り替えられる。一方、第３電磁弁５１を閉状態とし、第４電磁弁５２を開状態とすると、冷却水が循環する回路がタンク用水回路４０ａに切り替えられる。
【００４７】
水温センサ６０は、冷却水の温度を検出する温度センサである。この水温センサ６０が第１温度センサに相当する。水温センサ６０は、システムの簡略化のためには、水回路３０ａとタンク用水回路４０ａとの重複する経路に一つ設けることが好ましい。よって、本実施形態では、ＷＰ３１ａを挟む接続点Ｃと接続点Ｄとの間の経路に設けることが好ましい。これによって、水回路３０ａを循環する場合の冷却水の温度も、タンク用水回路４０ａを循環する場合の冷却水の温度も検出することが可能になる。なお、水温センサ６０は、水回路３０ａとタンク用水回路４０ａとのそれぞれに設けて、それぞれを循環する場合の冷却水の温度を検出する構成としてもよい。タンク温度センサ７０は、水素タンク１６の温度を検出する温度センサである。このタンク温度センサ７０が第２温度センサに相当する。
【００４８】
電熱器８０は、車両ＦＣＶからの供給電力を熱に変換する。電熱器８０は、エアコン側ヒータコア３４ａの冷却水を加熱するのに用いられる。
【００４９】
熱管理ＥＣＵ２０ａは、水回路３０ａ及びタンク用水回路４０ａに関する一部の処理が異なる点を除けば、実施形態１の熱管理ＥＣＵ２０と同様である。熱管理ＥＣＵ２０ａの詳細については、以下で述べる。
【００５０】
＜熱管理ＥＣＵ２０ａの概略構成＞
続いて、図６を用いて、熱管理ＥＣＵ２０ａの概略構成について説明を行う。熱管理ＥＣＵ２０ａは、制御部２００ａ、トリガ検出部２０１、水温取得部２０２、及びタンク温度取得部２０３を機能ブロックとして備えている。熱管理ＥＣＵ２０ａは、制御部２００の代わりに制御部２００ａを備える点と、水温取得部２０２及びタンク温度取得部２０３を備える点とを除けば、実施形態１の熱管理ＥＣＵ２０と同様である。
【００５１】
水温取得部２０２は、水温センサ６０で検出する冷却水の温度（以下、水温）を取得する。タンク温度取得部２０３は、タンク温度センサ７０で検出する水素タンク１６の温度（以下、タンク温度）を取得する。
【００５２】
制御部２００ａは、循環制御部２１０ａ及び加熱制御部２１１をサブ機能ブロックとして備えている。制御部２００ａは、循環制御部２１０の代わりに循環制御部２１０ａを備える点と、加熱制御部２１１を備える点とを除けば、実施形態１の制御部２００と同様である。
【００５３】
循環制御部２１０ａは、実施形態１の循環制御部２１０と同様に、第１電磁弁５０の開閉状態を切り替えることで、冷媒を冷凍サイクル回路３０に循環させるかタンク用冷媒回路４０に循環させるかを切り替える。また、循環制御部２１０ａは、第３電磁弁５１及び第４電磁弁５２の開閉状態を切り替えることで、冷却水を水回路３０ａに循環させるかタンク用水回路４０ａに循環させるかを切り替える。加熱制御部２１１は、電熱器８０の作動を制御する。加熱制御部２１１は、エアコン側ヒータコア３４ａの駆動開始時に、電熱器８０の作動も開始する構成とすればよい。
【００５４】
一例として、循環制御部２１０ａは、デフォルトでは、第１電磁弁５０及び第３電磁弁５１を開状態とし、第４電磁弁５２を閉状態とする。つまり、冷媒が循環する回路を冷凍サイクル回路３０とし、冷却水が循環する回路を水回路３０ａとする。よって、パワースイッチがオフの場合であって、且つ、水素タンク１６への水素ガスの充填開始前は、冷媒が循環する回路は冷凍サイクル回路３０であり、冷却水が循環する回路は水回路３０ａである。
【００５５】
一方、循環制御部２１０ａは、トリガ検出部２０１でトリガを検出した場合であって、且つ、水温取得部２０２で取得する水温がタンク温度取得部２０３で取得するタンク温度よりも低くなる場合に、第４電磁弁５２を開状態とし、第３電磁弁５１を閉状態とすることが好ましい。つまり、冷却水が循環する回路をタンク用水回路４０ａに切り替えることが好ましい。これによれば、水素タンク１６への水素ガスの充填が開始され、水素タンク１６の温度が冷却水の温度以上となった場合に、冷却水が循環する回路をタンク用水回路４０ａに切り替えることができる。
【００５６】
冷却水が循環する回路をタンク用水回路４０ａに切り替えることで、タンク側ヒータコア４１ａにおいて冷却水と水素タンク１６周辺の空気との間での熱交換が行われる。これにより、水素ガスの充填によって温度上昇する水素タンク１６が冷却される一方、冷却水が温められる。よって、循環制御部２１０ａが冷却制御部に相当する。
【００５７】
続いて、循環制御部２１０ａは、水温取得部２０２で取得する水温がタンク温度取得部２０３で取得するタンク温度以上となる場合に、第３電磁弁５１を開状態とし、第４電磁弁５２を閉状態とすることが好ましい。つまり、冷却水が循環する回路を水回路３０ａに切り替えることが好ましい。これは、水温がタンク温度以上となると水素タンク１６の冷却の効果がなくなるためである。
【００５８】
上述したように、冷却水が循環する回路がタンク用水回路４０ａから水回路３０ａに切り替えられると、タンク用水回路４０ａでの循環時に温められた冷却水が、水回路３０ａを循環してエアコン側ヒータコア３４ａを温めることになる。これによれば、水素ガスの充填完了後に車両ＦＣＶの室内空調用エアコンが起動される場合に、エアコン側ヒータコア３４ａの水温を予め上昇させておくことが可能になる。加熱制御部２１１は、車両ＦＣＶの室内空調用エアコンが起動される場合に、水温取得部２０２で取得する水温が、暖房に必要な目標水温に達するまで電熱器８０を作動させる構成とすればよい。
【００５９】
以上の構成によれば、エアコン側ヒータコア３４ａの温度を予め上昇させておくので、電熱器８０でエアコン側ヒータコア３４ａの水温を上げる時間を短縮し、無駄な電力消費を低減することも可能になる。その結果、より迅速に暖房を可能にするとともに、車両ＦＣＶの走行距離を延長することも可能になる。
【００６０】
また、循環制御部２１０ａは、水温がタンク温度以上となって冷却水を循環させる回路を水回路３０ａに切り替えた場合であって、且つ、タンク温度取得部２０３で取得するタンク温度が閾値以上の場合に、第１電磁弁５０を閉状態とすることが好ましい。つまり、タンク側ヒータコア４１ａによって水素タンク１６を冷却させたにもかかわらず、タンク温度が閾値以上の場合に、冷媒を循環する回路をタンク用冷媒回路４０に切り替えることが好ましい。ここで言うところの閾値とは、水素タンク１６の充填に好ましい範囲の値であって、任意に設定可能な値である。
【００６１】
上述したように、冷媒が循環する回路が冷凍サイクル回路３０からタンク用冷媒回路４０に切り替えられると、タンク側エバポレータ４１において低温冷媒と水素タンク１６周辺の空気との間での熱交換が行われる。これにより、水素タンク１６がさらに冷却される。以上の構成によれば、水回路３０ａの冷却水を利用した水素タンク１６の冷却では十分でない場合に、冷凍サイクル回路３０冷媒を利用して水素タンク１６をさらに冷却することが可能になる。よって、水素タンク１６に水素ガスを充填する際の水素タンク１６の温度上昇による熱を車両ＦＣＶでより有効に利用しつつ、水素タンク１６をより冷却することも可能になる。
【００６２】
ここで、図７を用いて、循環制御部２０１ａの制御による水素タンク１６の冷却の効果の例を示す。図７は、時間経過に伴うタンク温度の変化を示すグラフである。図８の縦軸がタンク温度を示しており、横軸が時間を示している。
【００６３】
水素タンク１６への水素ガスの充填が開始されると、圧縮充填による充填熱によってタンク温度が上昇し始める。タンク温度の上昇によって、タンク温度が水温取得部２０２で取得する水温よりも高くなる（図７のＴ１参照）と、循環制御部２１０ａが、冷却水が循環する回路をタンク用水回路４０ａに切り替える。これにより、タンク側ヒータコア４１ａでの熱交換による水素タンク１６の冷却（つまり、冷却水での冷却）が開始され、タンク温度の上昇が止まる。その後、熱交換によって冷却水の水温が上昇することでタンク側ヒータコア４１ａでの冷却効果が弱まると、タンク温度が再度上昇し始める。
【００６４】
冷却水の水温の上昇によって、水温取得部２０２で取得する水温がタンク温度以上となる（図７のＴ２参照）と、循環制御部２１０ａが、冷却水が循環する回路をタンク用水回路４０ａから水回路３０ａに切り替える。これにより、冷却水での冷却が終了する。そして、タンク温度がさらに上昇し、閾値以上となる（図７のＴ３参照）と、循環制御部２１０ａが、冷媒が循環する回路を冷凍サイクル回路３０からタンク用冷媒回路４０に切り替える。これにより、タンク側エバポレータ４１での熱交換による水素タンク１６の冷却（つまり、冷媒での冷却）が開始され、タンク温度の上昇が止まる。循環制御部２１０ａは、冷媒での冷却を、水素タンク１６への水素ガスの充填が終了するまで続けることで、タンク温度が閾値以上とならないようにする。
【００６５】
＜熱管理ＥＣＵ２０ａでの冷却関連処理＞
続いて、図８のフローチャートを用いて、熱管理ＥＣＵ２０ａでの冷却関連処理の流れの一例について説明を行う。図８のフローチャートは、トリガ検出部２０１でトリガを検出した場合に開始する構成とすればよい。
【００６６】
まず、ステップＳ１では、水温取得部２０２で取得する水温がタンク温度取得部２０３で取得するタンク温度よりも低くなる場合（Ｓ１でＹＥＳ）には、ステップＳ２に移る。一方、水温がタンク温度以上の場合（Ｓ１でＮＯ）には、Ｓ１の処理を繰り返す。ステップＳ２では、循環制御部２１０ａが、第３電磁弁５１を閉状態とし、第４電磁弁５２を開状態とし、冷却水が循環する回路をタンク用水回路４０ａに切り替える。例えばこの場合に、循環制御部２１０ａは、ＷＰ３１ａを作動させ、冷却関連処理の終了時に作動を終了すればよい。また、循環制御部２１０ａは、パワースイッチのオンからオフまでの間、ＷＰ３１ａを作動させればよい。
【００６７】
ステップＳ３では、水温取得部２０２で取得する水温がタンク温度取得部２０３で取得するタンク温度以上になる場合（Ｓ３でＹＥＳ）には、ステップＳ４に移る。一方、水温がタンク温度未満の場合（Ｓ３でＮＯ）には、Ｓ３の処理を繰り返す。ステップＳ４では、循環制御部２１０ａが、第３電磁弁５１を開状態とし、第４電磁弁５２を閉状態とし、冷却水が循環する回路を水回路３０ａに切り替える。
【００６８】
ステップＳ５では、タンク温度取得部２０３で取得するタンク温度が前述の閾値以上の場合（Ｓ５でＹＥＳ）には、ステップＳ７に移る。一方、タンク温度が閾値未満の場合（Ｓ５でＮＯ）には、ステップＳ６に移る。
【００６９】
ステップＳ６では、水素タンク１６への水素ガスの充填が終了した場合（Ｓ６でＹＥＳ）には、冷却関連処理を終了する。一方、水素タンク１６への水素ガスの充填が終了していない場合（Ｓ６でＮＯ）には、Ｓ５に戻って処理を繰り返す。
【００７０】
ステップＳ７では、循環制御部２１０ａが、第１電磁弁５０を閉状態とし、冷媒が循環する回路をタンク用冷媒回路４０に切り替える。例えばこの場合に、循環制御部２１０ａは、圧縮機３１を作動させ、冷却関連処理の終了時に作動を終了すればよい。また、循環制御部２１０ａは、パワースイッチのオンからオフまでの間、圧縮機３１を作動させればよい。
【００７１】
ステップＳ８では、水素タンク１６への水素ガスの充填が終了した場合（Ｓ８でＹＥＳ）には、ステップＳ９に移る。一方、水素タンク１６への水素ガスの充填が終了していない場合（Ｓ８でＮＯ）には、Ｓ８の処理を繰り返す。ステップＳ９では、循環制御部２１０ａが、第１電磁弁５０を開状態とし、冷媒が循環する回路を冷凍サイクル回路３０に切り替え、冷却関連処理を終了する。
【００７２】
＜実施形態２のまとめ＞
実施形態２の構成によれば、実施形態１の構成に加えて、車両ＦＣＶに搭載されるタンク側ヒータコア４１ａも用いて車両ＦＣＶ側で水素タンク１６を冷却することが可能になる。よって、車両ＦＣＶに水素ガスを充填する水素充填装置１０側で必要となる水素ガスを冷却する能力をさらに抑えつつ、水素ガスの充填速度をより向上させることが可能になる。水素充填装置１０側で必要となる水素ガスを冷却する能力をさらに抑えることは、水素充填装置１０の設置のための更なるコスト低減にも繋がる。
【００７３】
また、タンク側ヒータコア４１ａでは、車両ＦＣＶの室内空調用エアコンでの暖房に用いられる水回路３０ａの冷却水を利用して水素タンク１６を冷却する。よって、水回路３０ａの冷却水を利用する分だけ、水素タンク１６を冷却するための部材を車両ＦＣＶに追加する手間を抑えることが可能になる。
【００７４】
さらに、実施形態２の構成によれば、水素タンク１６を冷却する場合に限って、冷却水を循環させる回路を水回路３０ａからタンク用水回路４０ａに切り替える。よって、車両ＦＣＶの室内空調用エアコンでの暖房という通常使用時には、水素タンク１６を冷却する構成による影響を与えずに済む。
【００７５】
他にも、実施形態２の構成によれば、前述したように、水素タンク１６に水素ガスを充填する際の水素タンク１６の温度上昇による熱を車両ＦＣＶでより有効に利用しつつ、水素タンク１６をより冷却することも可能になる。
【００７６】
（実施形態３）
実施形態２では、冷凍サイクル回路３０の冷媒と水回路３０ａの冷却水とのいずれも水素タンク１６の冷却に利用可能な構成を示したが、必ずしもこれに限らない。例えば、冷凍サイクル回路３０の冷媒と水回路３０ａの冷却水とのうちの水回路３０ａの冷却水のみを水素タンク１６の冷却に利用可能な構成としてもよい。
【００７７】
（実施形態４）
実施形態２では、冷却水を循環させる回路を水回路３０ａとタンク用水回路４０ａとで切り替える構成を示したが、必ずしもこれに限らない。例えば、水回路３０ａにタンク側ヒータコア４１ａも含む構成とすることで回路の切り替えを行わない構成としてもよい。
【００７８】
（実施形態５）
前述の実施形態では、車両ＦＣＶの室内空調用エアコンで用いられる冷却水及び／又は冷媒を利用して水素タンク１６を冷却する構成を示したが、必ずしもこれに限らない。例えば、車両ＦＣＶの室内空調用エアコン以外で用いられる、熱交換可能な流体を利用して水素タンク１６を冷却する構成としてもよい。また、水素タンク１６の冷却以外に用いられる室内空調用エアコンといった車載装置を利用しない専用の冷却装置を車両ＦＣＶに搭載し、この冷却装置によって水素タンク１６を冷却する構成としてもよい。
【００７９】
なお、本開示は、上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本開示の技術的範囲に含まれる。また、本開示に記載の制御部及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサを構成する専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の装置及びその手法は、専用ハードウェア論理回路により、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の装置及びその手法は、コンピュータプログラムを実行するプロセッサと一つ以上のハードウェア論理回路との組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。
【符号の説明】
【００８０】
１  水素充填システム、２，２ａ  熱管理システム、１４  差込検出センサ、１６  水素タンク（燃料タンク）、２０，２０ａ  熱管理ＥＣＵ（燃料電池車両用冷却制御装置）、３０  冷凍サイクル回路（蒸気圧縮冷凍サイクルの回路）、３０ａ  水回路、３４ａ  エアコン側ヒータコア、４０  タンク用冷媒回路（タンク側蒸発器に冷媒を循環させる回路）、４１  タンク側エバポレータ（タンク側蒸発器）、４１ａ  タンク側ヒータコア、５０  第１電磁弁、５１  第３電磁弁、５２  第４電磁弁、６０  水温センサ（第１温度センサ）、７０  タンク温度センサ（第２温度センサ）、２００，２００ａ  制御部、２０１  トリガ検出部、２０２  水温取得部（流体温度取得部）、２０３  タンク温度取得部、２１０，２１０ａ  循環制御部（冷却制御部）
【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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【図７】
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【図８】
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