(57)【要約】【課題】エネルギー使用量の増大を抑制しつつ、車室空調のための空調媒体を供給可能な車両空調システム、ならびにそれに向けられた車両および車両空調装置を提供する。【解決手段】蒸発工程２０８が実行される蒸発器に近接して蓄熱部２４が設けられる。この蓄熱部２４は、蒸発工程２０８において吸熱され、冷熱を蓄える。ファン２６は、回転することにより車両空調装置２０の外部から空気を取り入れ（吸気）、その取り入れた空気を蓄熱部２４の周囲を通過させることで、当該空気と蓄熱部２４との間で熱交換を生じさせ、この熱交換によって冷却された空気を、空調空気として媒体供給管４６を介して車両１０へ送出する。【選択図】図１
2009040233.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両と、
前記車両を空調するための空調媒体を供給する空調媒体供給部と、
前記車両と連結可能に構成され、前記空調媒体を前記空調媒体供給部から前記車両へ搬送する媒体搬送管とを備え、
前記空調媒体供給部は、
凝縮工程および蒸発工程を含む熱サイクルを実行するヒートポンプ機構と、
前記蒸発工程において吸熱される蓄熱部とを含み、
前記空調媒体は、前記蓄熱部に蓄えられた冷熱を利用して生成される、車両空調システム。
【請求項２】
前記空調媒体供給部は、媒体を前記蓄熱部との間で熱交換を行なった上で前記空調媒体として送出する送出部をさらに含み、
前記車両空調システムは、前記送出部を制御する制御部をさらに備える、請求項１に記載の車両空調システム。
【請求項３】
前記車両空調システムは、
前記車両の空調対象空間における温度を取得する車両温度取得手段と、
前記蓄熱部の温度を取得する蓄熱部温度取得手段とをさらに備え、
前記制御部は、前記車両温度取得手段によって取得された温度と、前記蓄熱部温度取得手段によって取得された温度との大小関係に基づいて、前記送出部の作動を制御する、請求項２に記載の車両空調システム。
【請求項４】
前記制御部は、前記ヒートポンプ機能の運転状態に応じて、前記送出部の作動を制御する、請求項２または３に記載の車両空調システム。
【請求項５】
前記車両は、駆動力を発生するための電力を蓄える充放電可能な蓄電装置を含み、
前記車両空調システムは、前記蓄電装置と外部電源とを電気的に接続するための電力供給線をさらに備え、
前記電力供給線は、前記媒体搬送管と一体に形成される、請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両空調システム。
【請求項６】
車両空調装置と連結可能に構成された車両であって、
前記車両空調装置は、
凝縮工程および蒸発工程を含む熱サイクルを実行するヒートポンプ機構と、
前記蒸発工程において吸熱される蓄熱部と、
媒体を前記蓄熱部との間で熱交換を行なった上で空調媒体として送出する送出部と、
前記蓄熱部の温度を検出する蓄熱部温度検出手段とを含み、
前記車両は、前記車両空調装置からの前記空調媒体を受入れて、前記空調媒体を用いて空調されるように構成され、
前記車両は、
前記車両の空調対象空間における温度を取得する車両温度取得手段と、
前記車両空調装置から前記蓄熱部の温度を取得する蓄熱部温度取得手段と、
前記車両温度取得手段によって取得された温度と、前記蓄熱部温度取得手段によって取得された温度との大小関係に基づいて、前記車両空調装置の前記送出部の作動を制御する制御手段とを備える、車両。
【請求項７】
前記車両は、駆動力を発生するための電力を蓄える充放電可能な蓄電装置をさらに備え、
前記車両は、外部電源からの外部電力を受入れて、前記蓄電装置を充電可能に構成され、
前記車両は、前記外部電力の受入れ時に、前記車両空調装置からの前記空調媒体を受入れる、請求項６に記載の車両。
【請求項８】
車両を空調するための空調媒体を供給する車両空調装置であって、
凝縮工程および蒸発工程を含む熱サイクルを実行するヒートポンプ機構と、
前記蒸発工程において吸熱される蓄熱部と、
媒体を前記蓄熱部との間で熱交換を行なった上で空調媒体として送出する送出部と、
前記車両からの要求に応答して、前記蓄熱部の温度を検出し、その検出結果を前記車両へ送信する蓄熱部温度送信手段と、
前記ヒートポンプ機構の作動状態および前記車両からの指令に応じて、前記送出部を制御する制御部とを備える、車両空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両外部から供給される空調媒体によって車両を空調する車両空調システム、ならびにそれに向けられた車両および車両空調装置に関し、特にヒートポンプサイクルを利用して空調媒体を供給するものである。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車、ハイブリッド自動車、燃料電池自動車などの、いわゆる電動車両は、二次電池やキャパシタなどからなる蓄電装置を搭載し、当該蓄電装置に蓄えられた電力を用いて電動機から駆動力を発生する。
【０００３】
近年、このような電動車両に搭載された蓄電装置を系統電源や太陽電池などの外部電源により充電する構成が提案されている。特に、ハイブリッド自動車では、搭載される内燃機関での発電コストに比較して、外部電源のコストが低い場合には、蓄電装置を外部電源で充電することにより、総合的な走行コストを抑制できる。
【０００４】
ところで、市販される電動車両では、乗員に対する快適性を確保する必要もある。代表的に、夏季などにおいては、車室空間の空調（冷房）を行なう必要がある。このような車室空調には、比較的大きな動力が必要となる。そのため、このような車室空調を行なうために、車両駆動力の発生に使用すべき電力が過剰に消費されたり、ハイブリッド車両では内燃機関が不必要に作動したりする事態が生じ得る。
【０００５】
このような課題に対する一つの解決手段として、特開２００６−３２１３８９号公報（特許文献１）には、ハイブリッド車両において走行用エンジンの稼働率を暖房要求によって不要に上げることなく、暖機性に優れる車両用廃熱利用装置が開示されている。この車両用廃熱利用装置は、モータ冷却回路の廃熱をヒートポンプサイクルによって、エンジン冷却回路に伝達する構成を採用する。
【０００６】
上記の課題に対する別の解決手段として、蓄電装置を外部充電する際などに所定の空調媒体を車両へ供給し、予め車室空間を空調しておく構成が提案されている。このような構成において、車両へ供給される空調媒体は、住宅内などに設置されるエアーコンディショナ装置などを利用して生成されることが想定されている。
【特許文献１】特開２００６−３２１３８９号公報
【特許文献２】特開平０８−３７７０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年、夜間電力を利用して温水を供給するヒートポンプ式の給湯設備が普及しつつある。このようなヒートポンプ式の給湯設備は、凝縮工程および蒸発工程を含む熱サイクル（ヒートポンプサイクル）を実行することで、蒸発工程において吸熱した熱エネルギーを凝縮工程において水に移動させ、冷水を温水に変化させる。
【０００８】
ところで、従来のヒートポンプ式の給湯設備では、この蒸発工程において吸熱された熱エネルギー、すなわち「冷熱」は廃棄されていた。そのため、ヒートポンプ式の給湯設備を駆動するために投入したエネルギー（電力やガス）を最大限利用しているとは言えなかった。
【０００９】
この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、エネルギー使用量の増大を抑制しつつ、車室空調のための空調媒体を供給可能な車両空調システム、ならびにそれに向けられた車両および車両空調装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明のある局面に従う車両空調システムは、車両と、車両を空調するための空調媒体を供給する空調媒体供給部と、車両と連結可能に構成され、空調媒体を空調媒体供給部から車両へ搬送する媒体搬送管とを備える。空調媒体供給部は、凝縮工程および蒸発工程を含む熱サイクルを実行するヒートポンプ機構と、蒸発工程において吸熱される蓄熱部とを含み、空調媒体は、蓄熱部に蓄えられた冷熱を利用して生成される。
【００１１】
好ましくは、空調媒体供給部は、媒体を蓄熱部との間で熱交換を行なった上で空調媒体として送出する送出部をさらに含み、車両空調システムは、送出部を制御する制御部をさらに備える。
【００１２】
さらに好ましくは、車両空調システムは、車両の空調対象空間における温度を取得する車両温度取得手段と、蓄熱部の温度を取得する蓄熱部温度取得手段とをさらに備え、制御部は、車両温度取得手段によって取得された温度と、蓄熱部温度取得手段によって取得された温度との大小関係に基づいて、送出部の作動を制御する。
【００１３】
好ましくは、制御部は、ヒートポンプ機能の運転状態に応じて、送出部の作動を制御する。
【００１４】
好ましくは、車両は、駆動力を発生するための電力を蓄える充放電可能な蓄電装置を含み、車両空調システムは、蓄電装置と外部電源とを電気的に接続するための電力供給線をさらに備え、電力供給線は、媒体搬送管と一体に形成される。
【００１５】
この発明の別の局面に従えば、車両空調装置と連結可能に構成された車両を提供する。車両空調装置は、凝縮工程および蒸発工程を含む熱サイクルを実行するヒートポンプ機構と、蒸発工程において吸熱される蓄熱部と、媒体を蓄熱部との間で熱交換を行なった上で空調媒体として送出する送出部と、蓄熱部の温度を検出する蓄熱部温度検出手段とを含む。車両は、車両空調装置からの空調媒体を受入れて、空調媒体を用いて空調されるように構成され、車両は、車両の空調対象空間における温度を取得する車両温度取得手段と、車両空調装置から蓄熱部の温度を取得する蓄熱部温度取得手段と、車両温度取得手段によって取得された温度と、蓄熱部温度取得手段によって取得された温度との大小関係に基づいて、車両空調装置の送出部の作動を制御する制御手段とを備える。
【００１６】
好ましくは、車両は、駆動力を発生するための電力を蓄える充放電可能な蓄電装置をさらに備え、車両は、外部電源からの外部電力を受入れて、蓄電装置を充電可能に構成され、車両は、外部電力の受入れ時に、車両空調装置からの空調媒体を受入れる。
【００１７】
この発明のさらに別の局面に従えば、車両を空調するための空調媒体を供給する車両空調装置であって、凝縮工程および蒸発工程を含む熱サイクルを実行するヒートポンプ機構と、蒸発工程において吸熱される蓄熱部と、媒体を蓄熱部との間で熱交換を行なった上で空調媒体として送出する送出部と、車両からの要求に応答して、蓄熱部の温度を検出し、その検出結果を車両へ送信する蓄熱部温度送信手段と、ヒートポンプ機構の作動状態および車両からの指令に応じて、送出部を制御する制御部とを備える。
【発明の効果】
【００１８】
この発明によれば、エネルギー使用量の増大を抑制しつつ、車室空調のための空調媒体を供給できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
この発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００２０】
［実施の形態１］
（システム構成）
図１は、この発明の実施の形態１に従う車両空調システム１の概略構成図である。
【００２１】
図１を参照して、この発明の実施の形態１に従う車両空調システム１は、車両１０と、車両空調装置２０とを含む。
【００２２】
車両１０は、充放電可能な蓄電装置（図２）を搭載した電動車両であり、本実施の形態では、代表的にハイブリッド自動車からなる場合について例示する。蓄電装置は、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池および鉛蓄電池といった二次電池、または電気二重層キャパシタといった比較的大きな容量を有するキャパシタからなる。車両１０は、さらにこの蓄電装置に蓄えられた電力を用いて駆動力を発生する電動機、および燃料の燃焼によって作動する内燃機関（いずれも図示しない）を搭載しており、この電動機および内燃機関の作動状態を車両１０の走行状況に応じて適宜制御することで、最適な燃料消費効率を維持したまま走行できる。
【００２３】
特に、本実施の形態に従う車両１０は、コネクタ部４２と連結可能に構成される。そして、コネクタ部４２は、電力供給線４４、媒体供給管４６および制御線４８の一端を車両１０にそれぞれ接続するための仲介部として機能する。車両１０には、このコネクタ部４２および電力供給線４４を介して、蓄電装置を充電するための外部電力が供給されるとともに、このコネクタ部４２および媒体供給管４６を介して、車両１０の車室内を空調するための空調媒体が供給される。なお、以下の説明では、車両１０の走行時における蓄電装置の充電動作と区別するために、外部電源からの電力による蓄電装置の充電動作を「外部充電」とも記す。
【００２４】
また、車両１０に搭載される制御部（図２）は、コネクタ部４２および制御線４８を介して、車両空調装置２０側の制御部２２とデータ通信可能に構成される。
【００２５】
車両１０における蓄電装置の充電動作および車室内の空調動作については、後述する。
これに対して、電力供給線４４の他端は、充電ステーション４０を介して、商用電源などの外部電源と電気的に接続され、媒体供給管４６および制御線４８の他端は、充電ステーション４０を介して、車両空調装置２０に接続される。なお、商用電源に代えて、住宅３０の屋根などに設置される太陽電池パネルが発電する電力を車両１０に供給するようにしてもよい。
【００２６】
電力供給線４４、媒体供給管４６および制御線４８は、コネクタ部４２を自在に取回しできるようにいずれも可とう性を有する材質で構成される。なお、電力供給線４４、媒体供給管４６および制御線４８は、一体的に形成されることが好ましい。また、充電ステーション４０は、車両１０の駐車スペースおよび住宅３０のいずれにも近接するように設置され、電力供給線４４、媒体供給管４６および制御線４８についての巻取機構やコネクタ部４２の収納機構（いずれも図示しない）などを含む。さらに、充電ステーション４０には、使用者に対するセキュリティ機構や課金機構などを含んでいてもよい。
【００２７】
車両空調装置２０は、住宅３０への給湯設備として機能するとともに、車両１０を空調するための空調媒体を供給するための空調媒体供給部としても機能する。具体的には、車両空調装置２０は、ヒートポンプサイクル（以下、「熱サイクル」とも記す）を実行するヒートポンプ機構２００を含み、この熱サイクルによって、住宅３０への温水の供給および車両１０への空調空気の供給を実現する。
【００２８】
この熱サイクルは、圧縮工程２０２と、凝縮工程２０４と、膨張行程２０６と、蒸発工程２０８とを含み、このヒートポンプ機構を循環する冷媒に対して、これらの工程を連続的に実行することで、蒸発工程２０８において吸熱された熱エネルギーが凝縮工程２０４において放出される。圧縮工程２０２では、図示しないコンプレッサ（圧縮機）が低圧状態の冷媒を圧縮して高温高圧状態にする。なお、このコンプレッサは、電力またはガスなどの動力を受けて駆動する。次に、凝縮工程２０４では、凝縮器（コンデンサ）を介して、この高温高圧状態の冷媒が水との間で熱交換される。この熱交換によって、高温高圧状態の冷媒が保有していた熱エネルギーは水へ移動し、冷媒は常温高圧状態に変化する。その後、膨張行程２０６では、この常温高圧状態の冷媒が減圧される。この減圧された冷媒は、蒸発工程２０８において、周囲空気から熱エネルギーを吸収（吸熱）して、低圧状態に戻る。そして、圧縮工程２０２において、上記と同様の動作が実行される。
【００２９】
このような熱サイクルによって、蒸発工程２０８において吸熱された熱エネルギー（蒸発器の周囲空気から吸収された熱エネルギー）が、凝縮工程２０４（凝縮器）において水へ伝達される。この凝縮工程２０４において熱エネルギーが水へ伝達されることで、冷水が温水へ変化する。
【００３０】
上記のような熱サイクルを利用して生成された温水は、車両空調装置２０に連結された貯湯槽５０に蓄えられる。なお、貯湯槽５０と凝縮器との間で水（温水）を循環する経路が設けられており、水を循環させるためのポンプ５２およびフィルタ５４がこの循環経路に設けられる。また、貯湯槽５０には、住宅３０（水道など）から供給される冷水を受入れる経路、および生成された温水を住宅３０へ供給する経路が設けられている。
【００３１】
特に、本実施の形態に従う車両空調装置２０では、上記の熱サイクルの蒸発工程２０８が実行される蒸発器に近接して蓄熱部２４が設けられる。この蓄熱部２４は、蒸発工程２０８において吸熱され、冷熱を蓄える。蓄熱部２４は、熱容量が相対的に大きな物質を主材料として構成されており、代表的にパラフィンなどからなる。後述するように、車両１０へ供給される空調媒体は、媒体（空気）と蓄熱部２４との間の熱交換によって生成されるので、蓄熱部２４に蓄えられる冷熱は、乗員が快適に感じる温度となることが好ましい。すなわち、蓄熱部２４の相変化温度（凝固点／融解点）は、たとえば１８℃〜２２℃程度であることが好ましい。
【００３２】
さらに、車両空調装置２０は、媒体（空気）を蓄熱部２４との間で熱交換を行なった上で、空調媒体として送出する送出部として機能するファン２６を含む。すなわち、ファン２６は、車両空調装置２０の外部から空気を取り入れ（吸気）、その取り入れた空気を蓄熱部２４の周囲を通過させることで、蒸発工程２０８を促進させるとともに、この蒸発工程２０８で生じた冷熱を蓄熱部２４に蓄える機能を発揮する。同時に、ファン２６は、この蓄熱部２４に蓄えられた冷熱を、空調空気として媒体供給管４６を介して車両１０へ送出する機能をも発揮する。
【００３３】
なお、図１には、蒸発工程２０８を促進させるため機能と、蓄熱部２４に蓄えられた冷熱を空調空気として車両１００へ送出するため機能とを、同一のファン２６で実現する場合を示すが、それぞれの機能を別々のファンで実現するようにしてもよい。
【００３４】
また、車両空調装置２０と充電ステーション４０との間の媒体供給管４６には、切換弁２８が設けられており、車両空調装置２０からの空調空気を選択的に導通または遮断する。
【００３５】
さらに、車両空調装置２０は、制御部２２および温度検出部２１０を含む。制御部２２は、住宅３０内に設けられた設定器３２などからの設定に従って、ヒートポンプ機構２００の運転を制御する。代表的に、制御部２２は、相対的に電気代が安くなる深夜時間帯になればヒートポンプ機構２００を運転したり、また住宅３０側で必要な給湯量などに応じてヒートポンプ機構２００を運転したりする。
【００３６】
なお、制御部２２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの演算部と、ＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）などの記憶部とを主体とする電子制御ユニットからなり、予めＲＯＭなどに格納されたプログラムをＣＰＵがＲＡＭに読出して実行することによって、所定の制御動作を実現する。
【００３７】
特に、本実施の形態に従う制御部２２は、制御線４８を介して車両１０の制御部とデータ通信可能に構成され、車両１０の制御部からの制御指令に従って、ファン２６の作動を制御する。温度検出部２１０は、蓄熱部２４に近接または接触して配置され、蓄熱部２４の温度（以下、「蓄熱部温度」とも記す）を検出し、その検出結果を制御部２２へ出力する。制御部２２は、ヒートポンプ機構２００の運転状態（運転中／停止中）や温度検出部２１０からの温度検出結果を車両１０側の制御部へ送信する。すると、車両１０側の制御部がこの車両空調装置２０の制御部２２からの温度検出結果に基づいて、ファン２６の作動を制御するための制御指令を制御部２２へ与える。
【００３８】
図２は、この発明の実施の形態１に従う車両１０の概略構成を示す図である。
図２を参照して、車両１０は、代表的に車両後方にコネクタ部４２が連結されるとともに、このコネクタ部４２を介して供給される空調空気を、車室内導管１１０によって車室内に導き入れる。この導き入れられた空調空気によって、運転者などが搭乗するための座席１８が設けられた車室内が空調される。なお、図１および図２には、代表的にコネクタ部４２が車両１０の後方に連結される構成を示すが、コネクタ部４２の連結位置は限定されるものではない。
【００３９】
車両１０には、蓄電部１６および制御部１２が搭載されており、蓄電部１６は電力供給線４４を介して供給される外部電源により充電可能に構成される。なお、車両１０には、蓄電部１６を外部充電するための構成として、外部充電に係る充電電流や充電電圧を制御するための図示しない電力変換装置（ＡＣ／ＤＣコンバータやＤＣ／ＤＣコンバータ）が搭載されてもよい。
【００４０】
制御部１２は、蓄電部１６の外部充電を制御するとともに、上述したように車両空調装置２０からの空調空気の供給を制御する。さらに、車両１０には、空調対象空間である車両１０の車室内における温度（以下、「車室温度」とも記す）を検出するための温度検出部１４と、車両１０の外部温度（以下、「外気温度」とも記す）を検出する温度検出部１５とがさらに設けられている。そして、制御部１２は、ヒートポンプ機構２００の運転状態および蓄熱部温度に加えて、これらの温度検出部１４からの車室温度に基づいて、車両空調装置２０におけるファン２６の作動（送風開始または送風量）および切換弁２８の作動を制御する。
【００４１】
なお、制御部１２は、上述の制御部２２と同様に、ＣＰＵなどの演算部と、ＲＡＭやＲＯＭなどの記憶部とを主体とする電子制御ユニットからなり、予めＲＯＭなどに格納されたプログラムをＣＰＵがＲＡＭに読出して実行することによって、所定の制御動作を実現する。
【００４２】
（空調媒体の供給制御）
次に、図３を参照して、車両空調装置２０から車両１０への空調空気の供給制御について説明する。なお、以下に例示する供給制御は、車両１０の制御部１２が主体的に動作することで実現される。
【００４３】
図３は、この発明の実施の形態１に従う車両空調システム１における空調媒体の供給制御の一例を示すタイムチャートである。図３（ａ）は、ヒートポンプ機構２００が運転中の場合を示し、図３（ｂ）は、ヒートポンプ機構２００が停止中の場合を示す。
【００４４】
図３（ａ）を参照して、ヒートポンプ機構２００が運転中であれば、蓄熱部２４は連続的に吸熱されるので、蓄熱部２４にはヒートポンプ機構２００の運転に応じた冷熱が蓄積される。そのため、蓄熱部温度は、外気温度に比較して相対的に低い値に維持される。そこで、ヒートポンプ機構２００が運転中であれば、蓄熱部温度が車室温度以下である場合に、空調温度を車両１０へ供給する。すなわち、「蓄熱部温度≦車室温度」の条件が成立する場合に、ファン２６を回転させて蓄熱部２４と周辺空気との間で熱交換を生じさせるとともに、切換弁２８を導通状態に駆動し、空調空気を車両１０へ送出する。図３（ａ）における空調空気の送出期間は、時間Ｔ１〜時間Ｔａの期間、および時間Ｔｂから時間Ｔｃの期間に相当する。
【００４５】
これに対して、蓄熱部温度が車室温度を上回っている場合、すなわち「蓄熱部温度＞車室温度」の条件が成立する場合に、切換弁２８を遮断状態に駆動し、空調空気の車両１０への送出を停止する。図３（ａ）における空調空気の送出停止期間は、時間Ｔａ〜時間Ｔｂの期間、および時間Ｔｃから時間Ｔ２の期間に相当する。
【００４６】
なお、図３（ａ）において、温度ｔｐｈは相変化温度（凝固点／融解点）を示し、蓄熱部２４は、そのすべてが固体から液体への相変化するまでは、当該相変化温度を維持する。そのため、車室内温度が相対的に大きく変動する場合には、蓄熱部温度が車室温度以下になる状態が存在し、この状態において空調空気が車両１０へ供給可能となる。
【００４７】
このように、蓄熱部２４を利用した空調空気の発生機構を採用することで、空調空気の温度を比較的安定化することができるので、車室内空調を適切に実現することができる。
【００４８】
これに対して、図３（ｂ）を参照して、ヒートポンプ機構２００が停止中であれば、蓄熱部２４に対する吸熱が生じないので、蓄熱部温度は外気温度と略一致する。但し、上述したように、蓄熱部温度の温度上昇は、蓄熱部２４の相変化温度（温度ｔｐｈ）に抑制される。
【００４９】
ヒートポンプ機構２００が停止中の場合にも、蓄熱部温度が車室温度以下である場合に、空調温度を車両１０へ供給する。すなわち、「蓄熱部温度≦車室温度」の条件が成立する場合に、ファン２６を回転させて蓄熱部２４と周辺空気との間で熱交換を生じさせるとともに、切換弁２８を導通状態に駆動し、空調空気を車両１０へ送出する。図３（ｂ）における空調空気の送出期間は、時間Ｔ１〜時間Ｔａの期間、および時間Ｔｂから時間Ｔｃの期間に相当する。なお、図３（ａ）と図３（ｂ）とを比較すると、空調空気を供給する時間が低減していることが分かる。
【００５０】
このように、制御部１２は、蓄熱部温度と車室温度との大小関係に基づいて、空調空気の供給、すなわち車両空調装置２０におけるファン２６および切換弁２８の作動を制御する。
【００５１】
なお、ヒートポンプ機構２００が運転中であれば、蒸発工程２０８における蒸発器と蓄熱部２４との間の熱交換を促進するために、空調空気の供給の有無にかかわらず、ファン２６を連続的に作動させるとともに、空調空気の供給時のみ切換弁２８を導通状態にするようにしてもよい。これに対して、ヒートポンプ機構２００が停止中であれば、蒸発器と蓄熱部２４との間で熱交換が行なわれないので、空調空気の供給時のみにファン２６の作動および切換弁２８の導通状態への駆動を行なってもよい。
【００５２】
（制御構造）
図４および図５を参照して、本実施の形態に従う車両空調システム１における空調媒体の供給制御を行なうための制御構造について説明する。
【００５３】
図４は、この発明の実施の形態１に従う車両空調システム１における車両１０の制御部１２と車両空調装置２０の制御部２２との間のシーケンスを示す図である。
【００５４】
図４を参照して、まず、コネクタ部４２が車両１０に連結される（ステップＳ１０）と、車両１０の制御部１２と車両空調装置２０の制御部２２との間で、通信確立手続が開始される（ステップＳ１２）。この通信確立手続としては、互いに通信相手や通信速度・通信プロトコルなどを特定する処理が実行される。
【００５５】
この通信確立手続が完了すると、車両１０の制御部１２は、車両空調装置２０の制御部２２に対して、状態要求を送信する（ステップＳ１４）。この状態要求は、ヒートポンプ機構２００の運転状態や蓄熱部温度の送信を要求するための制御指令である。この状態要求に応答して、車両空調装置２０の制御部２２は、温度検出部２１０によって検出された蓄熱部温度、およびヒートポンプ機構の運転状態を示す情報を含む状態応答を、車両１０の制御部１２に対して送信する（ステップＳ１６）。
【００５６】
また、車両１０の制御部１２は、温度検出部１４および１５からそれぞれ車室温度および外気温度を取得する（ステップＳ１８）。さらに、車両１０の制御部１２は、ヒートポンプ機構２００の運転状態、蓄熱部温度および車室温度に基づいて、空調空気の供給が可能であるか否かを判断し、制御指令を生成する（ステップＳ２０）。そして、車両１０の制御部１２は、空調空気を供給させるか否かを指示する制御指令を、車両空調装置２０の制御部２２に対して送信する（ステップＳ２２）。
【００５７】
この制御指令に対して、車両空調装置２０の制御部２２は、所定の制御動作を実行する（ステップＳ２４）。所定の制御動作とは、代表的にファン２６および切換弁２８の作動である。
【００５８】
以下、コネクタ部４２が車両１０から切離される（ステップＳ２６）まで、このステップＳ１２〜ステップＳ２４の処理が繰返される。
【００５９】
図５は、図４のステップＳ２０における処理手順を示すフローチャートである。
図５を参照して、車両１０の制御部１２は、蓄熱部温度が車室温度以下であるか否かを判断する（ステップＳ１００）。蓄熱部温度が車室温度以下である場合（ステップＳ１００においてＹＥＳの場合）、車両１０の制御部１２は、空調空気が供給中であるか否かを判断する（ステップＳ１０２）。空調空気が供給中である場合（ステップＳ１０２においてＹＥＳの場合）には、車両１０の制御部１２は、ファン２６および切換弁２８の作動をそのまま維持するための制御指令を生成する（ステップＳ１０４）。これに対して、空調空気が供給中でない場合（ステップＳ１０２においてＮＯの場合）には、車両１０の制御部１２は、ファン２６を作動させ、切換弁２８を導通状態に駆動するための制御指令を生成する（ステップＳ１０６）。
【００６０】
一方、蓄熱部温度が車室温度以下でない場合（ステップＳ１００においてＮＯの場合）、車両１０の制御部１２は、空調空気が供給中であるか否かを判断する（ステップＳ１０８）。空調空気が供給中である場合（ステップＳ１０８においてＹＥＳの場合）には、切換弁２８を遮断状態に駆動するための制御指令を生成する（ステップＳ１１０）。これに対して、空調空気が供給中でない場合（ステップＳ１０８においてＮＯの場合）には、車両１０の制御部１２は、ファン２６および切換弁２８の状態をそのまま維持するための制御指令を生成する（ステップＳ１１２）。
【００６１】
（変形例）
上述の実施の形態では、蓄熱部２４の温度（蓄熱部温度）に基づいて、空調空気の送風を制御する構成について例示したが、空調空気自体の温度を検出し、この温度に基づいて、空調空気の送風を制御してもよい。
【００６２】
また、ヒートポンプ機構の運転によって供給される熱エネルギー（給湯量）に基づいて、蓄熱部２４に蓄えられる冷熱の量を推定するとともに、この推定量に基づいて空調空気の送風を制御してもよい。この場合には、必ずしも蓄熱部温度を検出する必要はない。
【００６３】
また、空調空気の供給を制御するための制御構造として、蓄熱部温度と車室温度との大小関係を利用する場合について例示したが、この他にも、外気温度を考慮したり、屋外の照度（日照度合い）、平日・休日の別、車両１０の始動予定時間などを考慮したりして、空調温度の供給タイミングを決定してもよい。たとえば、車両１０の始動予定時間が十分先に設定されている場合には、当該始動予定時間に近付いてから空調空気の供給を開始することが効率的である。
【００６４】
この発明の実施の形態１によれば、従来のヒートポンプ機構（代表的に住宅におけるヒートポンプ式の給湯設備）においは利用されることなく廃棄されていた「冷熱」を車両の空調に利用することができる。これにより、従来とほぼ同様の使用エネルギーを維持したまま、住宅への給湯と、車両の空調とを同時に実現できる。そして、このように車両を走行前から空調することにより、走行開始してからの空調が不要となるので、空調に使用するエネルギーを低減し、蓄電部からの電力だけで走行可能な距離を長くすることができる。すなわち、短距離の移動であれば、内燃機関（エンジン）を始動することなく、外部充電された外部電源だけで一連の走行を完了できる。
【００６５】
また、この発明の実施の形態１によれば、ヒートポンプ機構の冷熱を蓄熱部に蓄熱した上で、車両へ空調空気として供給するので、空調空気の温度を比較的安定化できる。これにより、より効率的な車両空調を実現できる。
【００６６】
［実施の形態２］
上述の実施の形態１では、冷房用の空調空気を供給する構成について例示したが、実施の形態２では、冷房用以外の空調空気を供給可能な構成について例示する。
【００６７】
図６は、この発明の実施の形態２に従う車両空調システム１Ａの概略構成図である。
図６を参照して、この発明の実施の形態２に従う車両空調システム１Ａは、図１に示すこの発明の実施の形態１に従う車両空調システム１において、車両空調装置２０を車両空調装置２０Ａに代えるとともに、温水供給経路２２０、切換弁２９および調湿装置２３０をさらに配置したものである。その他の構成については車両空調システム１Ａと同様であるので、詳細な説明は繰返さない。
【００６８】
この車両空調システム１Ａでは、以下に詳述するように、車室内を暖房するための空調空気を車両１０へ供給可能であるとともに、空調空気の調湿が可能に構成される。
【００６９】
温水供給経路２２０および切換弁２９は、車室内を暖房するための空調空気を発生するための構成であり、貯湯槽５０に蓄えられた一部の湯水を利用して、ファン２６から送出される空調空気を加温する。具体的には、温水供給経路２２０の一端は、貯湯槽５０から住宅３０への湯水の供給経路に接続されるとともに、その他端は住宅３０から貯湯槽５０への冷水の回収経路の接続される。そして、温水供給経路２２０は、貯湯槽５０からの温水をファン２６の送出側に導くとともに、ファン２６から送出される空気との間で熱交換を行なわせる。また、切換弁２９は、温水供給経路２２０に介挿され、制御部２２Ａからの制御指令に応じて、貯湯槽５０からの温水を選択的に導通または遮断する。なお、車室内を暖房するための空調空気を生成する場合には、ファン２６と蓄熱部２４との間に遮熱板（図示しない）が選択的に挿入され、ファン２６側への冷熱の移動を遮断する。
【００７０】
また、調湿装置２３０は、車両１０へ送出される空調空気を調湿するための構成であり、ファン２６の送出側に配置される。そして、調湿装置２３０は、制御部２２Ａからの制御指令に従って、空調空気から水分を除去（除湿）したり、空調空気に水分を追加（加湿）したりする。なお、このような調湿装置２３０の構成については、公知であるので、ここではこれ以上の詳細な説明は行なわない。
【００７１】
本実施の形態に従う制御部２２Ａは、車両１０側の制御部からの制御指令に従って、このような空調空気の加温や調湿を制御する。そのため、車両１０側の制御部は、車室温度や車室湿度などに応じて、空調空気の加温や調湿の必要性を判断し、この判断結果に基づいて、車両空調装置２０Ａ側の制御部２２Ａへ制御指令を出力する。
【００７２】
制御構造などについては、上述の実施の形態１において説明したものと同様であるので、詳細な説明は繰返さない。
【００７３】
この発明の実施の形態２によれば、上述の実施の形態１における効果に加えて、各季節において適切な温度および湿度の空調空気を車両に供給することができる。これによって、より乗員に対して快適性を提供することができる。
【００７４】
［実施の形態３］
上述の実施の形態１および２では、車両空調装置側に蓄熱部を設ける構成について例示したが、この蓄熱部を車両側に設けてもよい。本実施の形態では、車両側に蓄熱部が配置される構成について例示する。
【００７５】
図７は、この発明の実施の形態３に従う車両空調システム１Ｂの概略構成図である。
図８は、この発明の実施の形態３に従う車両１０Ｂの概略構成図である。
【００７６】
図７を参照して、この発明の実施の形態３に従う車両空調システム１Ｂは、図１に示すこの発明の実施の形態１に従う車両空調システム１において、車両空調装置２０を車両空調装置２０Ｂに代えるとともに、蓄熱部を搭載した車両１０Ｂを用いたものである。その他の構成については車両空調システム１Ａと同様であるので、詳細な説明は繰返さない。
【００７７】
車両空調装置２０Ｂは、図１に示す車両空調装置２０において、蓄熱部２４を取り除いたものである。この車両空調装置２０Ｂでは、蒸発工程２０８で発生した冷熱は、周辺の冷媒（空気）と熱交換され、この熱交換されて冷却された媒体がファン２６によって車両１０Ｂへ送出される。なお、車両空調装置２０Ｂでは、ヒートポンプ機構２００の作動中であれば、ファン２６は連続的に作動する。
【００７８】
図８を参照して、本実施の形態に従う車両１０Ｂは、蓄熱部２４Ｂと、車室内導管１１０，１１２と、ファン１１４と、切換ダンパ１１６，１１８と、排出導管１２０と、蓄熱領域１２２と、吐出孔１２４とを含む。
【００７９】
車両１０Ｂは、車両空調装置２０Ｂ側から供給される空調空気を蓄熱部２４Ｂに蓄えるとともに、この蓄熱部２４Ｂに蓄えた熱エネルギーを走行時の車室内空調に利用する。より具体的には、蓄熱部２４Ｂは、媒体供給管４６、コネクタ部４２および車室内導管１１０を介して供給される空調空気との間で熱交換するように、車室内導管１１０に連通された蓄熱領域１２２内に配置される。
【００８０】
また、この蓄熱領域１２２の上方と、座席１８の側部（乗員の背部や肩部と接触しない領域）に配置された吐出孔１２４とを連通する車室内導管１１２が配置される。そして、この車室内導管１１２と蓄熱領域１２２との間には、この連通経路を選択的に導通または遮断する切換ダンパ１１６が設けられるとともに、蓄熱領域１２２の媒体（空気）を車室内へ送出するファン１１４が車室内導管１１２に介挿される。
【００８１】
さらに、この蓄熱領域１２２の下方と、ラゲッジルーム（図示しない）とを連通する排出導管１２０が配置される。そして、この排出導管１２０と蓄熱領域１２２との間には、この連通経路を選択的に導通または遮断する切換ダンパ１２０が設けられる。
【００８２】
次に、図８に示す車両１０Ｂにおける蓄熱動作および空調動作について説明する。
まず、車両空調装置２０Ｂから供給される空調空気を蓄熱部２４Ｂに蓄える場合には、切換ダンパ１１６が車室内導管１１２側に選択され、蓄熱領域１２２から車室内導管１１２への経路が遮断される。このとき、ファン１１４は停止状態に維持される。また、切換ダンパ１１８は、遮断状態もしくは導通量を制限する状態に維持される。すると、車両空調装置２０Ｂから供給される空調空気は、蓄熱領域１２２に滞留するようになり、蓄熱部２４Ｂとの間で熱交換が行なわれる。
【００８３】
一方、蓄熱部２４Ｂに蓄えられた熱エネルギーを用いて車室内空調を行なう場合には、切換ダンパ１１６が車室内導管１１０側に選択され、車室内導管１１０から蓄熱領域１２２への経路が遮断される。同時に、ファン１１４は作動を開始する。また、切換ダンパ１１８は、導通状態に維持される。すると、ラゲッジルームから排出導管１２０を逆流する媒体（空気）が蓄熱領域１２２において蓄熱部２４Ｂとの間で熱交換された後、ファン１１４によって、車室内導管１１０を介して車室内へ送出される。これにより、蓄熱部２４Ｂに蓄えられた冷熱を利用した、車室内空調が実現される。
【００８４】
なお、切換ダンパ１１６，１１８は、車両１０Ｂの制御部（図示しない）によって切換制御される。
【００８５】
この発明の実施の形態３によれば、上述の実施の形態１における効果に加えて、蓄熱部を車室内の大きさに応じて最適化できるので、効率的な設計が可能となる。また、本実施の形態に従う車両空調装置以外にも、他の方式に従う車両空調装置から供給される空調空気を受入れることも可能であるので、より汎用性を高めることができる。
【００８６】
［実施の形態４］
上述の実施の形態１および２では、車両空調装置側に蓄熱部を設ける構成について例示したが、実施の形態４では、この蓄熱部を着脱可能な構成について例示する。
【００８７】
図９は、この発明の実施の形態４に従う車両空調システム１Ｃの概略構成図である。
図９を参照して、この発明の実施の形態４に従う車両空調システム１Ｃは、図１に示すこの発明の実施の形態１に従う車両空調システム１において、車両空調装置２０を車両空調装置２０Ｃに代えるとともに、蓄熱部２４を着脱可能な車両１０Ｃを用いたものである。
【００８８】
本実施の形態に従う車両空調システム１Ｃでは、ヒートポンプ機構２００からの冷熱によって予め蓄熱部２４に冷熱が蓄熱されるとともに、車両１０Ｃの走行開始直前にユーザが蓄熱部２４を車両１０Ｃの所定位置にセットする。これにより、ヒートポンプ機構２００で生成される冷熱を車両１０Ｃの空調に利用することができる。なお、車両１０Ｃでは、通常の空調機構の一部として蓄熱部２４を組入れ可能に構成したり、図８のような構成を採用したりすることができる。
【００８９】
このように、ユーザが蓄熱部２４を車両空調装置２０Ｃから車両１０Ｃに搬送することで、ヒートポンプ機構２００で生成された冷熱が搬送されるので、本実施の形態に従う車両空調システム１Ｃでは、媒体供給管４６を不要にできる。そのため、本実施の形態に従う車両空調システム１Ｃでは、媒体供給管４６が省略された充電ステーション４０Ｃおよびコネクタ部４２Ｃが使用される。
【００９０】
この発明の実施の形態４によれば、上述の実施の形態１における効果に加えて、車両空調装置と車両とを連結する構成がより簡素化できる。
【００９１】
なお、上述の実施の形態１〜４においては、車両を空調するための冷媒として、空気を用いる場合について例示したが、空気に代えて水を用いるようにしてもよい。
【００９２】
さらに、上述の実施の形態１〜４においては、車両側の制御部が空調空気の供給制御を司るように構成された場合について例示したが、車両空調装置（住宅側）の制御部がこれらの制御を司るように構成してもよい。
【００９３】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】この発明の実施の形態１に従う車両空調システムの概略構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１に従う車両の概略構成を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態１に従う車両空調システムにおける空調媒体の供給制御の一例を示すタイムチャートである。
【図４】この発明の実施の形態１に従う車両空調システムにおける車両の制御部と車両空調装置の制御部との間のシーケンスを示す図である。
【図５】図４のステップＳ２０における処理手順を示すフローチャートである。
【図６】この発明の実施の形態２に従う車両空調システムの概略構成図である。
【図７】この発明の実施の形態３に従う車両空調システムの概略構成図である。
【図８】この発明の実施の形態３に従う車両の概略構成図である。
【図９】この発明の実施の形態４に従う車両空調システムの概略構成図である。
【符号の説明】
【００９５】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ  車両空調システム、１０，１０Ｂ，１０Ｃ  車両、１２，２２，２２Ａ  制御部、１４，１５  温度検出部、１６  蓄電部（ＢＡＴ）、１８  座席、２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ  車両空調装置、２４，２４Ｂ  蓄熱部、２６，１１４  ファン、２８，２９  切換弁、３０  住宅、３２  設定器、４０，４０Ｃ  充電ステーション、４２，４２Ｃ  コネクタ部、４４  電力供給線、４６  媒体供給管、４８  制御線、５０  貯湯槽、５２  ポンプ、５４  フィルタ、１１０，１１２  車室内導管、１１６，１１８，１２０  切換ダンパ、１２０  排出導管、１２２  蓄熱領域、１２４  吐出孔、２００  ヒートポンプ機構、２０２  圧縮工程、２０４  凝縮工程、２０６  膨張行程、２０８  蒸発工程、２１０  温度検出部、２２０  温水供給経路、２３０  調湿装置。
【図１】
2009040233.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2009040233.tif 000007
【図６】
2009040233.tif 000008
【図７】
2009040233.tif 000009
【図８】
2009040233.tif 000010
【図９】
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