JP2000219035A - 自動車の停止時空調法 - Google Patents

自動車の停止時空調法

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JP2000219035A JP2000017413A JP2000017413A JP2000219035A JP 2000219035 A JP2000219035 A JP 2000219035A JP 2000017413 A JP2000017413 A JP 2000017413A JP 2000017413 A JP2000017413 A JP 2000017413A JP 2000219035 A JP2000219035 A JP 2000219035A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 停車時に強い太陽照射を受けた車室を乗車前
に快適な温度に冷却でき、しかも、この冷却に関与する
給電ユニットを過負荷状態とすることないよう、自動車
の車室の停車時空調法を構成する。 【解決手段】 自動車（特に、自動車ルーフ）に設置し
てあり自動車のバッテリ４の充電にも利用される少なく
とも１つのソーラーモジュール１を介して得られる太陽
エネルギーを利用して空調システム７によって自動車の
車室を空調する方法において、太陽エネルギーを、自動
車バッテリ４の充電に加えてまたは充電の代わりに、停
車時換気システム６の運転にも利用し、走行開始直前に
空調システム７を始動し、上記空調システムの消費エネ
ルギーの大半を自動車バッテリ４から引出すことを特徴
とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車（特に、自
動車ルーフ）に設置してあり自動車のバッテリの充電に
も利用される少なくとも１つのソーラーモジュールを介
して得られる太陽エネルギーを利用して空調システムに
よって自動車の車室を停車時に空調する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車の車室は、暖かい季節には、停車
時、自動車が完全に太陽に曝された場合に特に、不快と
感じる程の高温（典型的には６０−８０℃）に熱せられ
る。このように熱せられた車室内に乗車した場合、この
極めて高い車室温度にもとづき、特に、熱ショックが起
きる。対応して高温に熱せられた車両シートは、特に問
題である。結果として、背中に極めて不快な汗をかくこ
とになる。この場合、空調システムを運転すれば、健康
を損なうことになる。対応して強く熱せられたステヤリ
ングホイルも問題であり、場合によっては、更に、熱せ
られた計器板も問題である。
【０００３】強く熱せられた車室内に乗車する際に直ち
に、最高出力で換気を行い、場合によっては、エンジン
駆動の空調システムを機能させたとしても、上記空調方
策によって車室内に耐え得る温度が生ずるまでに数分間
が必要である。従って、運転者および場合によっては同
乗者が車室内に入る前に、停止状態の自動車の車室を有
効に空調することが、以前から要求されている。この分
野において、各種の提案がなされているが、これらの提
案には、必要なエネルギー経費に関して問題がある。特
に、以下に説明する如く、車室を換気または空調するた
めに太陽エネルギーを利用することが提案されている。
【０００４】例えば、米国特許第４６５８５９７号に
は、太陽エネルギーを利用して停車時空調システムによ
って自動車の車室を停止状態で空調する冒頭に述べた方
法が記載されている。この公知の方法は、ソーラーモジ
ュールによって得られた太陽エネルギーを、第１に、即
ち、優先的に、公知の態様で冷空気を車室内に送る停車
時空調システムの運転に利用するよう、構成されてい
る。停車時空調システムの運転時に、なおエネルギーが
残っている場合は、このエネルギーを自動車のバッテリ
に適切に供給して上記バッテリを充電する。更に、自動
車のバッテリは、停車時空調システムの運転には関与し
ない。停車時空調システムを始動する条件は、車室内の
温度が閾値を越えることにある。他の場合には、停車時
空調システムは賦活されない。この公知の方法の場合、
停車時空調システムの給電がソーラーモジュールのみか
ら行われるという問題がある。
【０００５】この米国特許公報の出願日には、妥当な効
率の従来の停車時空調システムを運転するのに十分な出
力を有するソーラーモジュールは得られていなかった。
現在も、例えば自動車のルーフに使用できるソーラーモ
ジュールは、最大１５０Ｗの出力を有するに過ぎず、一
方、この米国特許の出願時点に得られるような空調シス
テムの消費電力は、少なくとも７−８ｋＷである。現在
得られるような高効率の空調システムを使用しても、こ
のコンセプトは実現できない。なぜならば、自動車に関
連して使用できるソーラーモジュールは、太陽にさらさ
れた車室内に現れる最高８０℃の温度を十分に低下でき
るように空調システムを十分に長時間運転するのに必要
な電力を供給できないからである。
【０００６】自動車の車室を空調する他の方策として、
例えば、特開昭５８−６７５１０号公報，特開昭５８−
６７５１１号公報および特開昭６０−５３４２３号公報
には、自動車のルーフのソーラーモジュールの太陽エネ
ルギーによって、外気を、好ましくは、自動車の下面か
ら車室内に吸引し温空気を自動車の換気スリットから押
出す車室換気用ベンチレータを運転することが記載され
ている。最初に挙げた２つの公報には、更に、上記の太
陽電流作動式ファンによって車室内に送られる空気流に
よって車室の部材、即ち、シートおよびステヤリングホ
イルを含むステヤリングコラムを冷却することが記載さ
れている。この方策によって、少なくとも、より低温の
空気を車室内に直接に供給すれば、乗車前に車室の内部
温度を約２０−３０℃だけ低下でき、即ち、直接に太陽
照射を受けた際の車室の８０℃の温度から出発して５０
−６０℃の温度に低下できる。しかしながら、車室内の
この最終温度は、車室内の運転者および同乗者が快適に
感ずるのには不十分である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記先行技
術を考慮して、停車時に強い太陽照射を受けた車室を乗
車前に快適な温度に冷却でき、しかも、この冷却に関与
する給電ユニットを過負荷状態とすることないよう、自
動車の車室の冒頭に述べた停車時空調法を構成すること
を課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この課題は、請求項１の
特徴記載部分に開示の特徴によって解決される。すなわ
ち、本発明は、自動車（特に、自動車ルーフ）に設置し
てあり自動車のバッテリの充電にも利用される少なくと
も１つのソーラーモジュールを介して得られる太陽エネ
ルギーを利用して空調システムによって自動車の車室を
空調する方法において、太陽エネルギーを、自動車バッ
テリの充電に加えてまたは充電の代わりに、停車時換気
システムの運転にも利用し、走行開始直前に空調システ
ムを始動し、上記空調システムの消費エネルギーの大半
を自動車バッテリから引出すことを特徴とする。
【０００９】本発明にもとづき、空調システムの短時間
の運転に必要なエネルギーを十分に供給するため、エネ
ルギーを与えるソーラーモジュールに依拠して、第１
に、自動車バッテリを完全に充電するという新規の空調
コンセプトを提案する。しかしながら、停車時に空調シ
ステムを始動する前に、本発明にもとづき、バッテリ充
電と同時に、ソーラーモジュールによって形成された電
流の一部を停車時換気システムに給電する。停車時換気
システムは、比較的少ないエネルギーを必要とするに過
ぎず、従って、バッテリ充電を本質的に損なうことな
く、より長時間にわたって、好ましくは、太陽照射の全
時間にわたって問題なく運転できる。冒頭に述べた如
く、停車時換気システムによって、車室内の温度を２０
−３０℃だけ低下できる。次いで、かくして達成された
最高５０−６０℃の温度から出発して、比較的短時間
に、典型的には約１０分以内に、車室内の温度が、運転
者および同乗者に耐えられる程度に低下されるよう、空
調システムを効果的に使用できる。
【００１０】換言すれば、本発明に係るコンセプトにも
とづき、主として停車時の車室の空調を行うための空調
システムを停車時に短時間運転するのに十分なエネルギ
ー量を提供する。即ち、停車時空調システムの運転に必
要なエネルギーは、完全充電のために自動車のバッテリ
に充電するエネルギーを発生するソーラーモジュールか
ら間接的に得られる。しかしながら、本来の空調前に、
本発明にもとづき、空調システムによって、その効率に
もとづき、車両エンジンの停止時にも短時間内に車室内
に耐え得る温度を達成できるような温度レベルまでまず
車室内の高温を低下することを目的として、バッテリ充
電と並行して停車時換気システムによる予空調を作動す
る。
【００１１】停車時空調システムとして、低出力の空調
システム、例えば、ＣＯＰ（動作係数）が３−５の電動
式空調システムを使用するのが有利である。即ち、例え
ば、容量６０Ａｈの１２Ｖバッテリを使用すれば、電気
式空調システムの消費電力が１ｋＷの場合（３．．．５
ｋＷの冷却能に対応）、停車時の空調システムの約１０
分間の運転時に、空調システムの運転のための１５Ａｈ
未満のエネルギーを上記バッテリから取出すことができ
る。このような低出力の空調システムは、場合によって
は、走行中の空調にも利用でき、この場合、空調システ
ムは、公知の態様で、発電機またはエンジンから給電で
きる。このような低出力の空調システムは、内部スペー
スの小さい車両の場合には特に、場合によっては、通常
の空調システムと置換えることができる。なぜならば、
本発明に係る方法によって、良好な予冷却を達成でき、
かくして、十分な快適性を達成できるからである。
【００１２】高効率、低出力の空調システムの代わり
に、本発明に係る方法のための停車時空調システムとし
て、車両の走行時に使用され、このために、車両のエン
ジンによって駆動される車両空調装置をエンジンから切
離し、低出力（例えば、半分の出力）で運転することも
できる。この場合、例えば、２シリンダ・コンプレッサ
の場合、減圧弁の開放または磁気クラッチの開放によっ
て、シリンダを停止できる。もちろん、これは、多重シ
リンダ・コンプレッサの場合に、１つまたは複数のシリ
ンダの停止にも当てはまる。
【００１３】不適な条件下において、停車時の空調シス
テムの駆動によって自動車バッテリが過負荷されるのを
阻止するため、バッテリが低電圧の場合にバッテリと空
調システム及び／又は換気システムとの接続を遮断する
断路ユニットを設けるのが有利である。熱せられた車両
シート、熱せられたステヤリングホイルおよび、場合に
よる、熱せられた計器板、即ち、車室内の乗員と接触す
る部材の問題を克服するため、空調システムによって上
記部材を優先的に冷却する。
【００１４】また、走行時には発電機または搭載電源に
接続されて全出力で作動し、停車時空調システムとして
ソーラーモジュールまたはバッテリに接続されて低出力
で作動する電気式空調システムを空調システムとして使
用することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して本発明の
実施の形態を詳細に説明する。唯一つの図面は、自動車
の車室の本発明に係る停車時空調法を実施するたるため
の装置の略図である。この装置は、好ましくは自動車の
ルーフに組込んだソーラーモジュール１を含む。ソーラ
ーモジュール１は、例えば、その負極で自動車にアース
されている。ソーラーモジュール１の正極は、エネルギ
ー分配ユニット２を介してこの装置のエネルギー消費部
６，７（以下に詳細に説明する）に接続され、他方、そ
れ自体は公知の態様で１つの極（負極）をアースした自
動車バッテリ４に接続されている。エネルギー分配ユニ
ット２とバッテリ４との間には、バッテリ４からエネル
ギー分配ユニット２への給電に関してバッテリ４をエネ
ルギー分配ユニット２から切離す断路ユニット３が設置
されている。
【００１６】エネルギー分配ユニット２は、第１にまた
は優先的にバッテリ４がソーラーモジュール１によって
充電されるよう作用する。即ち、バッテリ４は、走行
時、公知の態様で自動車の発電機を介して充電され、停
車時、上記充電は、ソーラーモジュール１によって得ら
れるエネルギーの主部分（例えば、約８０％）によって
補足される。エネルギー分配ユニット２は、装置の電流
消費部、即ち、エネルギー分配ユニット２、断路ユニッ
ト３およびバッテリ４からなるユニットに並列に接続さ
れた一方の停車時換気システム６および他方の空調シス
テム７に、バッテリ４の充電に使用されないエネルギー
部分を直接に送る。
【００１７】エネルギー分配ユニット２の直後には、車
室の所定温度（例えば、２５℃）以下において換気シス
テム６および停車時空調システム７をバッテリ４および
エネルギー分配ユニット２から断路するサーモスイッチ
５が設けてある。所定温度を超えると、システム６，７
が、バッテリ４および／または太陽電池１からエネルギ
ー供給を受ける。サーモスイッチ５の所定の目標値の代
わりに、車両の自動空調機に設定された温度の目標値を
利用することもできる。サーモスイッチ５は、空調シス
テム７の運転だけに影響を与えれば最適であり、停車時
換気システム６は、サーモスイッチとは無関係に運転さ
れる。
【００１８】装置は、停車時、バッテリ充電と並行し
て、まず、停車時換気システム６を作動して、停車時換
気システム６によって（冷）新鮮空気を車室内に吸引し
且つ温空気を換気スリットを介して車室から押出すこと
によって、車室内の温度を約２０−３０℃だけ低下する
よう、構成されている。バッテリ４が、その完全充電状
態に達すると直ちに、エネルギー分配ユニット２が、ソ
ーラーモジュール１によって形成された全エネルギーを
停車時換気システム６に切換え、かくして、その出力が
明らかに増大し、従って、日射の強い場合に、停車時空
調システム７の始動前に、２０．．．３０℃の所望の温
度低下が高い確率で保証される。同乗者または運転者が
車室に入る直前（走行開始の少し前）に、時限素子制御
によってまたは遠隔制御によって空調システム７を始動
し、この場合、空調システムの運転を典型的には約１０
分間続け、次いで、バッテリ４保護のために空調システ
ム７をオフする。停車時換気システム６の予空調によっ
て、停車時空調システム７は、上記時間内に、車室内の
温度を快適なレベルに低下でき、しかも、車両エンジン
のスタート性が損なわれることはない。
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば、停車時に強い太陽照射
を受けた車室を乗車前に快適な温度に冷却でき、しか
も、この冷却に関与する給電ユニットを過負荷状態とす
ることもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る停車時空調法を実施するための装
置の略図である。
【符号の説明】
１ ソーラーモジュール ２ エネルギー分配ユニット ３ 断路ユニット ４ バッテリ ５ サーモスイッチ ６ 停車時換気システム ７ 空調システム

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 自動車に設置してあり自動車のバッテリ
    （４）の充電にも利用される少なくとも１つのソーラー
    モジュール（１）を介して得られる太陽エネルギーを利
    用して空調システム（７）によって自動車の車室を空調
    する方法において、 太陽エネルギーを、自動車バッテリ（４）の充電に加え
    てまたは充電の代わりに、停車時換気システム（６）の
    運転にも利用し、走行開始直前に空調システム（７）を
    始動し、上記空調システム（７）の消費エネルギーの大
    半を自動車バッテリ（４）から引出すことを特徴とする
    自動車の停止時空調法。
  2. 【請求項２】 停車時空調システム（７）として、ＣＯ
    Ｐ（動作係数）が３−５の低出力空調システムを利用す
    ることを特徴とする請求項１に記載の自動車の停止時空
    調法。
  3. 【請求項３】 空調システム（７）として、車両の走行
    時に使用され、このために、自動車のエンジンによって
    駆動される車両空調装置を停車時空調のためにエンジン
    から接離し、低出力運転状態で使用することを特徴とす
    る請求項１に記載の自動車の停止時空調法。
  4. 【請求項４】 自動車バッテリ（４）が低電圧の場合、
    自動車バッテリ（４）と停車時換気システム（６）およ
    び／または空調システム（７）との接続を断路すること
    を特徴とする請求項１，２または３に記載の自動車の停
    止時空調法。
  5. 【請求項５】 車室の乗員と接触する自動車の部材を空
    調システム（７）によって特に冷却することを特徴とす
    る請求項１〜４の１つに記載の自動車の停止時空調法。
  6. 【請求項６】 走行時には発電機または搭載電源に接続
    されて全出力で作動し、停車時空調システムとしてソー
    ラーモジュール（１）またはバッテリ（４）に接続され
    て低出力で作動する電気式空調システム（７）を空調シ
    ステムとして使用することを特徴とする請求項１に記載
    の自動車の停止時空調法。
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