(57)【要約】【課題】ペルチェ素子の空調効率を一層向上させることができる空調用ペルチェモジュールの制御方法を提供する。【解決手段】空調用ペルチェモジュール１００の制御方法は、出力Ｑと成績係数ＣＯＰとの相関曲線Ｃ０を求める第１ステップと、相関曲線Ｃ０に基づき、制御電流値Ｉｔを決定する第２ステップと、駆動電流の電流値Ｉａが制御電流値Ｉｔとなるように駆動回路６を制御する第３ステップとを備える。第２ステップでは、相関曲線Ｃ０上において、成績係数ＣＯＰが最大となる点を最大成績係数点Ｐ１と規定し、出力Ｑが最大となる点を最大出力点Ｐ２と規定し、最大成績係数点Ｐ１と最大出力点Ｐ２とを結ぶ曲線を第１曲線Ｃ１と規定した上で、第１曲線Ｃ１上において最大出力点Ｐ２よりも最大成績係数点Ｐ１に近い点を制御点Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３とし、制御点Ｔ１…に対応する駆動電流の電流値を制御電流値Ｉｔとして決定する。【選択図】図４
2012151211.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸熱面と放熱面とを有し、前記吸熱面及び前記放熱面の少なくとも一方を空調に用いるペルチェ素子と、前記ペルチェ素子に駆動電流を流して駆動する駆動回路とを備えた空調用ペルチェモジュールの制御方法であって、
前記駆動電流と前記ペルチェ素子の出力との関係と、前記駆動電流と前記ペルチェ素子の成績係数との関係とに基づいて、前記出力と前記成績係数との相関曲線を求める第１ステップと、
前記相関曲線に基づき、前記駆動電流を制御する目標値としての制御電流値を決定する第２ステップと、
前記駆動電流の電流値が前記制御電流値となるように前記駆動回路を制御する第３ステップとを備え、
前記第２ステップでは、前記相関曲線上において、前記成績係数が最大となる点を最大成績係数点と規定し、前記出力が最大となる点を最大出力点と規定し、前記最大成績係数点と前記最大出力点とを結ぶ曲線を第１曲線と規定した上で、前記第１曲線上において前記最大出力点よりも前記最大成績係数点に近い点を制御点とし、前記制御点に対応する前記駆動電流の電流値を前記制御電流値として決定することを特徴とする空調用ペルチェモジュールの制御方法。
【請求項２】
前記第２ステップでは、前記第１曲線に対して、前記出力が３３％〜５０％となる領域と重なる範囲で線形近似を行って近似直線を求め、前記第１曲線上を前記最大成績係数点から前記出力が大きくなる方向に進む場合に、前記第１曲線と前記近似直線とが初めて重なる点を前記制御点とする請求項１記載の空調用ペルチェモジュールの制御方法。
【請求項３】
前記第２ステップでは、前記第１曲線を前記出力で微分して第２曲線を求めるとともに、前記第２曲線の一部と重なる水平線を求め、前記第２曲線上を前記最大成績係数点に対応する点から前記出力が大きくなる方向に進む場合に、前記第２曲線と前記水平線とが初めて重なる点に対応する前記第１曲線上の点を前記制御点とする請求項１記載の空調用ペルチェモジュールの制御方法。
【請求項４】
前記第２ステップでは、前記最大成績係数点に対応する前記出力の値を１．５倍した値である１．５倍出力値を求め、前記第１曲線上において、前記１．５倍出力値に対応する点を前記制御点とする請求項１記載の空調用ペルチェモジュールの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は空調用ペルチェモジュールの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に従来の空調用ペルチェモジュールの制御方法が開示されている。この制御方法により制御される空調用ペルチェモジュールは、吸熱面と放熱面とを有し、吸熱面を発熱体の冷却に用いるペルチェ素子と、ペルチェ素子に駆動電流を流して駆動する駆動回路とを備えている。
【０００３】
この特許文献１には、ペルチェ素子の出力（吸熱量）が最大となる駆動電流の電流値をＩｍａｘとした場合、駆動電流の電流値がＩｍａｘの８０％以上になると成績係数がほぼ０．５を下回り、駆動電流の電流値がＩｍａｘの２０％未満になると、急激な出力の減少が生じるという問題が記載されている。このような問題を抑制するため、この制御方法では、Ｉｍａｘの２０％〜８０％の範囲内である制御電流値を設定し、駆動電流の電流値が制御電流値となるように駆動回路を制御することとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２２１４０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、空調用ペルチェモジュールの制御方法に対しては、省電力化や室内環境の快適化等のため、ペルチェ素子の空調効率を一層向上させることが求められている。
【０００６】
本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、ペルチェ素子の空調効率を一層向上させることができる空調用ペルチェモジュールの制御方法を提供することを解決すべき課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
発明者らは、上記課題を解決するため、ペルチェ素子の成績係数が最大となる駆動電流の電流値に着目した。ペルチェ素子は、例えば、特許文献１の図５に示されているように、成績係数が最大となる駆動電流の電流値（約０．６Ａ）に対して駆動電流が下回ると、成績係数が急激に低下してしまうという特性を有している。この点、上記従来の制御方法では、Ｉｍａｘの２０％〜８０％の範囲内となるように制御電流値を設定した場合でも、成績係数が最大となる駆動電流の電流値に対して駆動電流が下回る場合がある。例えば、図５のグラフにおいて、制御電流値をＩｍａｘ（２．３３Ａ）の２０％（約０．４７Ａ）〜２５％（約０．５８Ａ）の範囲内に設定した場合、成績係数が最大となる駆動電流の電流値（約０．６Ａ）に対して制御電流値が下回ってしまう。そして、このような場合、駆動電流も、成績係数が最大となる駆動電流の電流値に対して下回るように制御されてしまう。その結果、ペルチェ素子の成績係数が急激に低下して、空調効率の一層の向上が難しくなる。
【０００８】
このため、発明者らは、ペルチェ素子の出力と成績係数との相関関係を考慮して制御電流値を設定することが重要であると考えて、本発明に到った。
【０００９】
本発明の空調用ペルチェモジュールの制御方法は、吸熱面と放熱面とを有し、前記吸熱面及び前記放熱面の少なくとも一方を空調に用いるペルチェ素子と、前記ペルチェ素子に駆動電流を流して駆動する駆動回路とを備えた空調用ペルチェモジュールの制御方法であって、
前記駆動電流と前記ペルチェ素子の出力との関係と、前記駆動電流と前記ペルチェ素子の成績係数との関係とに基づいて、前記出力と前記成績係数との相関曲線を求める第１ステップと、
前記相関曲線に基づき、前記駆動電流を制御する目標値としての制御電流値を決定する第２ステップと、
前記駆動電流の電流値が前記制御電流値となるように前記駆動回路を制御する第３ステップとを備え、
前記第２ステップでは、前記相関曲線上において、前記成績係数が最大となる点を最大成績係数点と規定し、前記出力が最大となる点を最大出力点と規定し、前記最大成績係数点と前記最大出力点とを結ぶ曲線を第１曲線と規定した上で、前記第１曲線上において前記最大出力点よりも前記最大成績係数点に近い点を制御点とし、前記制御点に対応する前記駆動電流の電流値を前記制御電流値として決定することを特徴とする（請求項１）。
【００１０】
本発明の空調用ペルチェモジュールの制御方法では、第１ステップとして、駆動電流とペルチェ素子の出力との関係と、駆動電流とペルチェ素子の成績係数との関係とに基づいて、出力と成績係数との相関曲線を求める。次に、第２ステップとして、相関曲線に基づき、駆動電流を制御する目標値としての制御電流値を決定する。次に、第３ステップとして、駆動電流の電流値が制御電流値となるように駆動回路を制御する。
【００１１】
ここで、本発明の制御方法における第２ステップでは、相関曲線上において、成績係数が最大となる点を最大成績係数点と規定し、出力が最大となる点を最大出力点と規定し、最大成績係数点と最大出力点とを結ぶ曲線を第１曲線と規定する。その上で、第１曲線上において最大出力点よりも最大成績係数点に近い点を制御点とし、制御点に対応する駆動電流の電流値を制御電流値として決定する。このため、制御電流値は、最大成績係数点に対応する駆動電流の電流値に対して大きく、かつ近い値となる。これにより、駆動電流の電流値は、最大成績係数点に対応する駆動電流の電流値に対して、下回らないように、かつ近づくように制御される。このため、この制御方法は、Ｉｍａｘの２０％〜８０％の範囲内となるように制御電流値を設定する上記従来の制御方法と比較して、ペルチェ素子の成績係数の急激な低下を防止しつつ、出力及び成績係数を高く維持できる。
【００１２】
したがって、空調用ペルチェモジュールの制御方法によれば、ペルチェ素子の空調効率を一層向上させることができる。
【００１３】
本発明の空調用ペルチェモジュールの制御方法において、第２ステップでは、第１曲線に対して、出力が３３％〜５０％となる領域と重なる範囲で線形近似を行って近似直線を求め、第１曲線上を最大成績係数点から出力が大きくなる方向に進む場合に、第１曲線と近似直線とが初めて重なる点を制御点とすることが好ましい（請求項２）。
【００１４】
また、本発明の空調用ペルチェモジュールの制御方法において、第２ステップでは、第１曲線を出力で微分して第２曲線を求めるとともに、第２曲線の一部と重なる水平線を求め、第２曲線上を最大成績係数点に対応する点から出力が大きくなる方向に進む場合に、第２曲線と水平線とが初めて重なる点に対応する第１曲線上の点を制御点とすることが好ましい（請求項３）。
【００１５】
さらに、本発明の空調用ペルチェモジュールの制御方法において、第２ステップでは、最大成績係数点に対応する出力の値を１．５倍した値である１．５倍出力値を求め、第１曲線上において、１．５倍出力値に対応する点を制御点とすることが好ましい（請求項４）。
【００１６】
発明者らは、第２ステップにおいて好適に制御点を決定する方法として、上記請求項２〜４に係る各方法を経験則的に見出した。これらの場合、第２ステップにおいて、第１曲線上の制御点を最大成績係数点に極めて近い点とすることができる。このため、制御電流値は、最大成績係数点に対応する駆動電流の電流値に対して大きく、かつ極めて近い値となる。また、これらの場合、電源のリップルや、ペルチェ素子等に装着された温度センサの誤差等による駆動電流の変動に対するマージンを確実に確保できる。このため、制御点が第１曲線上から外れることを確実に防止でき、最大成績係数点に対応する駆動電流の電流値に対して制御電流値が下回ることを確実に防止できる。これらにより、この制御方法は、ペルチェ素子の成績係数の急激な低下を防止しつつ、出力及び成績係数を高く維持することを確実に実現できる。その結果、この制御方法は、ペルチェ素子の空調効率をより一層向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施例１の空調用ペルチェモジュールの制御方法に係り、空調用ペルチェモジュールの概略断面図である。
【図２】実施例１の空調用ペルチェモジュールの制御方法に係り、駆動回路の動作を説明するブロック図である。
【図３】実施例１の空調用ペルチェモジュールの制御方法に係り、駆動電流とペルチェ素子の出力との関係と、駆動電流とペルチェ素子の成績係数との関係とを示すグラフである。
【図４】実施例１の空調用ペルチェモジュールの制御方法に係り、出力と成績係数との相関曲線に基づいて制御点を決定する方法を説明する説明図である。
【図５】実施例２の空調用ペルチェモジュールの制御方法に係り、出力と成績係数との相関曲線に基づいて制御点を決定する方法を説明する説明図である。
【図６】実施例３の空調用ペルチェモジュールの制御方法に係り、出力と成績係数との相関曲線に基づいて制御点を決定する方法を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を具体化した実施例を図面を参照しつつ説明する。
【００１９】
（実施例１）
実施例１の空調用ペルチェモジュールの制御方法は、図１に示す空調用ペルチェモジュール１００に用いられるのである。まず、空調用ペルチェモジュール１００について説明し、次に、空調用ペルチェモジュール１００の制御方法について詳しく説明する。
【００２０】
空調用ペルチェモジュール１００は、例えば、車両用空調装置に適用される。車両用空調装置は、図１に示すように、空調用ペルチェモジュール１００、熱交換用の流体である冷却水を流通可能な内路１１Ａが形成されたチューブ１１、冷却水を冷却する図示しないラジエータ、ラジエータと内路１１Ａとの間で冷却水を循環させる図示しないポンプ、及び空調される空気を送風する図示しない空調ファン等を備える周知の構成であり、それらの連携動作により、車室内の空調を実行するようになっている。
【００２１】
空調用ペルチェモジュール１００は、ペルチェ素子２０と、駆動回路６とを備える。
【００２２】
ペルチェ素子２０は、周知の構成であるので説明及び図示は簡略するが、図１に示すように、平板状の第１絶縁基板２１と、第１絶縁基板２１に対して下方に間隔を有して平行に設けられた平板状の第２絶縁基板２２と、第１絶縁基板２１と第２絶縁基板２２とに挟持された複数の熱電変換チップ２５と、第１絶縁基板２１及び第２絶縁基板２２の互いに対向する面に形成され、各熱電変換チップ２５を電気的に接続する配線パターン２６とを有している。
【００２３】
駆動回路６は、車両に搭載されたバッテリや発電機等である電源５からペルチェ素子２０に対して電力を供給するため、１組の給電配線６Ａ、６Ｂを有している。配線パターン２６の一端２６Ａ及び他端２６Ｂは、給電配線６Ａ、６Ｂと電気的に接続されている。
【００２４】
本実施例では、駆動回路６が給電配線６Ａ、６Ｂを介して、配線パターン２６の一端２６Ａから他端２６Ｂに向けて電流値Ｉａである駆動電流を流すことにより、第１絶縁基板２１の上面２１Ａがペルチェ素子２０の放熱面となり、第２絶縁基板２２の下面２２Ａがペルチェ素子２０の吸熱面となるように構成されている。なお、駆動回路６が給電配線６Ａ、６Ｂを介して、上記とは逆向きに駆動電流を流すことにより、ペルチェ素子２０の吸熱面と放熱面とを入れ替えることができる。
【００２５】
ペルチェ素子２０は、第１絶縁基板２１の上面２１Ａに固定された第１フィン３１と、第２絶縁基板２２の下面２２Ａに固定された第２フィン３２とを備えている。
【００２６】
第１フィン３１は、断面が櫛歯形状とされたアルミ押出型材が所定の長さに切断されてなる周知の熱交換用部材であり、複数枚の放熱板を有している。第１フィン３１には、図示しない空調ファンにより、空調される空気が送風される。第１フィン３１の各放熱板は、空調ファンにより送風される空気の流通方向、本実施例では図１の紙面の手前から奥に向かう方向に沿うように延びており、送風される空気に対して、抵抗を低減しつつ長く接触するようになっている。
【００２７】
第２フィン３２も、第１フィン３１と同様の周知の熱交換用部材からなり、複数枚の放熱板を有している。第２フィン３２は、封止状態で内路１１Ａに位置するようにチューブ１１に装着されている。より詳しくは、チューブ１１には、ペルチェ素子２０が装着される位置に開口１４が貫設されている。そして、ペルチェ素子２０の第２絶縁基板２２の下面２２ＡがＯリング１４Ａを介して開口１４の周縁に密着しつつ固定されることにより、下面２２Ａが開口１４を封止するとともに、下面２２Ａに固定された第２フィン３２が開口１４を介して内路１１Ａに突出するようになっている。図示は省略するが、第２フィン３２の各放熱板は、チューブ１１の長手方向に沿うように延びており、内路１１Ａ内を流通する冷却水に対して、抵抗を低減しつつ長く接触するようになっている。
【００２８】
なお、第１、２フィン３１、３２は上記構成に限定されず、例えば、薄板が波状に曲げられてなるコルゲートフィンであってもよい。
【００２９】
上記構成であるペルチェ素子２０では、第１絶縁基板２１の上面２１Ａが放熱面となり、第２絶縁基板２２の下面２２Ａが吸熱面となることにより、下面２２Ａに固定された第２フィン３２が内路１１Ａ内を流通する冷却水から熱を奪い、上面２１Ａに固定された第１フィン３１が空調ファンにより送風される空気に熱を与えることができる。
【００３０】
次に、図２を示して駆動回路６の動作を具体的に説明する。駆動回路６は、演算部６６Ａ、アンプ部６６Ｂ及びサーミスタ６６Ｃ等を有する。例えば、搭乗者により車両用空調装置に対して車室内の空調温度Ｔａの制御目標である制御目標温度Ｔａ  ｔａｒｇｅｔを設定する入力操作が行われると、その設定値が演算部６６Ａに伝達される。また、第１フィン３１の温度である放熱温度と、第２フィンの温度である吸熱温度とが温度センサ等により測定されて、演算部６６Ａに伝達される。さらに、ペルチェ素子２０の出力Ｑがサーミスタ６６Ｃにより測定され、その測定結果が演算部６６Ａにフィードバックされる。出力Ｑは、本実施例ではペルチェ素子２０の放熱量（Ｗ）である。
【００３１】
そうすると、演算部６６Ａは、伝達された各種のパラメータに基づいて演算を行い、ペルチェ素子２０に流す駆動電流を制御する目標値としての制御電流値Ｉｔを決定する。そして、アンプ部６６Ｂは、演算部６６Ａの決定に基づいて、ペルチェ素子２０に流す駆動電流の電流値Ｉａが制御電流値Ｉｔと一致するように、電源５から供給される電力を調整する。そうすると、制御電流値Ｉｔと一致する電流値Ｉａである駆動電流がペルチェ素子２０に流れ、各熱電変換チップ２５が熱電変換を行う。その結果、ペルチェ素子２０の吸熱面で吸熱が起こり、放熱面で放熱が起こる。そして、第２フィン３２が内路１１Ａ内を流通する冷却水から熱を奪い、第１フィン３１が空調ファンにより送風される空気に熱を与える。こうして、第１フィン３１及び第２フィン３２が熱交換器として機能して、車室内の空調温度Ｔａが制御目標温度Ｔａ  ｔａｒｇｅｔとなるように空調を実行する。なお、空調ファンが外気を第１フィン３１に向けて送風する場合には、外気温度が考慮されてペルチェ素子２０の出力Ｑが調整される。また、空調ファンの送風量も車室内の空調温度Ｔａと制御目標温度Ｔａ  ｔａｒｇｅｔとの差に応じて増減される。
【００３２】
このようにして空調を実行する空調用ペルチェモジュール１００では、図３に一例を示すように、駆動電流の電流値Ｉａの増加に伴って、ペルチェ素子２０の出力Ｑが変化する。すなわち、駆動電流の電流値Ｉａが約２．５Ａ以下のとき、出力Ｑはゼロである。そして、駆動電流の電流値Ｉａの増加に伴って、出力Ｑは放物線を描くように上昇する。そして、駆動電流の電流値Ｉａが約１６Ａになると、出力Ｑは最大値となる。その後、出力Ｑは放物線を描くように低下する。
【００３３】
また、図３に一例を示すように、駆動電流の電流値Ｉａの増加に伴って、ペルチェ素子２０の成績係数ＣＯＰが変化する。すなわち、駆動電流の電流値Ｉａが約２．５Ａ以下のとき、成績係数ＣＯＰはゼロである。そして、駆動電流の電流値Ｉａの増加に伴って、成績係数ＣＯＰは急激に上昇する。そして、駆動電流の電流値Ｉａが約５Ａになると、成績係数ＣＯＰは最大値となる。その後、出力Ｑは下向きに湾曲するカーブを描いて低下する。ここで、成績係数とは、ペルチェ素子の特性を表す周知のパラメータであり、投入電力に対し、どれだけの仕事をしたかという比率である。
【００３４】
このような特性をペルチェ素子２０が有していることから、駆動回路６がペルチェ素子２０に流す駆動電流の電流値Ｉａを適正な範囲に維持しないと、出力Ｑ及び成績係数ＣＯＰの急激の低下を招いて、ペルチェ素子２０の空調効率が急激に悪化してしまう。具体的には、図３の例において、仮に、成績係数ＣＯＰを最大値とするため、駆動電流の電流値Ｉａを約５Ａとするように制御目標値Ｉｔを設定した場合、電源のリップルや、演算部６６Ａに伝達される温度等の各種パラメータの誤差により、駆動電流の電流値Ｉａが５Ａに対して変動してしまう。そして、駆動電流の電流値Ｉａが約５Ａから少しでも小さくなると、図３に示すように、成績係数ＣＯＰが急激に低下してしまい、ペルチェ素子２０の空調効率が急激に悪化してしまう。
【００３５】
このため、本実施例では、以下に説明する空調用ペルチェモジュール１００の制御方法を採用している。この制御方法は、第１ステップ〜第３ステップを備えている。
【００３６】
第１ステップでは、図３に示す駆動電流の電流値Ｉａと出力Ｑとの関係と、図３に示す駆動電流の電流値Ｉａと成績係数ＣＯＰとの関係とに基づいて、図４に示すように、出力Ｑと成績係数ＣＯＰとの相関曲線Ｃ０を求める。より詳しくは、横軸を出力Ｑとし、縦軸を成績係数ＣＯＰとする。そして、図３において、任意の電流値Ｉａにおける出力Ｑと成績係数ＣＯＰとを抽出し、図４のグラフに１つの点としてプロットする。この作業を電流値Ｉａの変動範囲の全域にわたって行うことにより、図４に示す相関曲線Ｃ０を求めることができる。
【００３７】
第２ステップでは、相関曲線Ｃ０上において、成績係数ＣＯＰが最大となる点を最大成績係数点Ｐ１と規定し、出力Ｑが最大となる点を最大出力点Ｐ２と規定し、最大成績係数点Ｐ１と最大出力点Ｐ２とを結ぶ曲線を第１曲線Ｃ１と規定する。その上で、第１曲線Ｃ１上において最大出力点Ｐ２よりも最大成績係数点Ｐ１に近い点を制御点Ｔ１とする。
【００３８】
制御点Ｔ１は、具体的に以下のように決定される。第１曲線Ｃ１に対して、出力Ｑが３３％〜５０％となる領域Ｅと重なる範囲で線形近似を行って近似直線Ｌ１を求める。そして、第１曲線Ｃ１上を最大成績係数点Ｐ１から出力Ｑが大きくなる方向に進む場合に、第１曲線Ｃ１と近似直線Ｌ１とが初めて重なる点を制御点Ｔ１とする。このような制御点Ｔ１の決定方法は、発明者らが経験則的に見い出したものである。
【００３９】
そして、図３に示す駆動電流の電流値Ｉａと出力Ｑとの関係、及び駆動電流の電流値Ｉａと成績係数ＣＯＰとの関係を示すグラフから、制御点Ｔ１に対応する駆動電流の電流値を抽出し、その抽出した値を制御電流値Ｉｔとして決定する。例えば、図４に示す制御点Ｔ１は、成績係数ＣＯＰが約０．８であり、図３において成績係数ＣＯＰが０．８となる駆動電流の電流値は約６Ａである。このため、制御電流値Ｉｔを６Ａと決定できる。
【００４０】
第３ステップでは、駆動電流の電流値Ｉａが制御電流値Ｉｔとなるように、電源５から供給される電力を調整し、制御電流値Ｉｔと一致する電流値Ｉａである駆動電流をペルチェ素子２０に流す。
【００４１】
なお、第１〜２ステップは演算部６６Ａにおいて行われ、第３ステップは、アンプ部６６Ｂにおいて行われる。
【００４２】
このような第１〜３ステップにより、実施例１の制御方法は、空調用ペルチェモジュール１００に車室内の空調を好適に実行させることができる。
【００４３】
ここで、実施例１の制御方法によれば、制御電流値Ｉｔは、最大成績係数点Ｐ１に対応する駆動電流の電流値である約５Ａに対して大きく、かつ近い値である６Ａとなる。これにより、駆動電流の電流値Ｉａは、最大成績係数点Ｐ１に対応する駆動電流の電流値である約５Ａに対して、下回らないように、かつ近づくように制御される。このため、電源のリップルや、演算部６６Ａに伝達される温度等の各種パラメータの誤差により、駆動電流の電流値Ｉａが制御電流値Ｉｔである６Ａに対して変動してしまう場合でも、駆動電流の電流値Ｉａを約５Ａより大きい値に維持し易い。その結果、成績係数ＣＯＰの急激な低下を防止しつつ、成績係数ＣＯＰを高く維持できる。また、制御電流値Ｉｔが６Ａと決定された場合、出力Ｑは、図３の例では、約３３０Ｗであり、出力Ｑの最大値である約６５０Ｗの５０％以上となり、出力Ｑも高く維持できる。
【００４４】
したがって、実施例１の空調用ペルチェモジュール１００の制御方法によれば、ペルチェ素子２０の空調効率を一層向上させることができる。
【００４５】
なお、ペルチェ素子２０の規格や稼動環境等が変われば、図３に示す駆動電流の電流値Ｉａと出力Ｑとの関係、及び駆動電流の電流値Ｉａと成績係数ＣＯＰとの関係を示すグラフや、図４〜図６に示す相関曲線Ｃ０も変わる。これらの情報を、演算部６６Ａに制御マップとして記憶しておくことで、空調用ペルチェモジュール１００をより好適に制御できる。
【００４６】
（実施例２）
実施例２の空調用ペルチェモジュール１００の制御方法は、実施例１の第２ステップにおける制御点Ｔ１の決定方法の代わりに、以下に説明する制御点Ｔ２の決定方法を採用している。実施例２におけるその他の構成及び処理内容は、実施例１と同様である。このため、実施例１と同様の構成及び処理内容については同一の符号を付して、説明を省略又は簡略する。
【００４７】
図５に示すように、実施例２の制御方法における第１ステップでは、実施例１と同様にして、相関曲線Ｃ０を求める。図５に示す相関曲線Ｃ０は、図４に示すものと同一である。
【００４８】
次に、第２ステップでは、実施例１と同様にして、相関曲線Ｃ０上に最大成績係数点Ｐ１と、最大出力点Ｐ２と、第１曲線Ｃ１とを規定する。その上で、第１曲線Ｃ１上において最大出力点Ｐ２よりも最大成績係数点Ｐ１に近い点を制御点Ｔ２とする。
【００４９】
制御点Ｔ２は、具体的に以下のように決定される。第１曲線Ｃ１を出力で微分して、すなわち、［ｄ  ｃｏｐ／ｄ  Ｑ］を行って、第２曲線Ｃ２を求める。また、第２曲線Ｃ２の一部と重なる水平線Ｌ２を近似的に求める。そして、第２曲線Ｃ２上において、最大成績係数点Ｐ１に対応する点Ｐ４を求める。そして、第２曲線Ｃ２上を点Ｐ４から出力Ｑが大きくなる方向に進む場合に、第２曲線Ｃ２と水平線Ｌ２とが初めて重なる点Ｐ５を求める。そして、第１曲線Ｃ１上の点Ｐ５に対応する点を制御点Ｔ２とする。このような制御点Ｔ２の決定方法も、発明者らが経験則的に見い出したものである。
【００５０】
そして、図３に示す駆動電流の電流値Ｉａと出力Ｑとの関係、及び駆動電流の電流値Ｉａと成績係数ＣＯＰとの関係を示すグラフから、制御点Ｔ２に対応する駆動電流の電流値を抽出し、その抽出した値を制御電流値Ｉｔとして決定する。例えば、図５に示す制御点Ｔ２は、実施例１の制御方法と同様に、成績係数ＣＯＰが約０．８であり、図３において成績係数ＣＯＰが０．８となる駆動電流の電流値は約６Ａである。このため、制御電流値Ｉｔを６Ａと決定できる。
【００５１】
ここで、実施例２の制御方法によれば、実施例１の制御方法と同様に、制御電流値Ｉｔは、最大成績係数点Ｐ１に対応する駆動電流の電流値である約５Ａに対して大きく、かつ近い値である６Ａとなる。このため、この制御方法は、実施例１の制御方法と同様に、ペルチェ素子２０の成績係数ＣＯＰの急激な低下を防止しつつ、出力Ｑ及び成績係数ＣＯＰを高く維持できる。
【００５２】
したがって、実施例２の空調用ペルチェモジュール１００の制御方法によっても、ペルチェ素子２０の空調効率を一層向上させることができる。
【００５３】
（実施例３）
実施例３の空調用ペルチェモジュール１００の制御方法は、実施例１の第２ステップにおける制御点Ｔ１の決定方法の代わりに、以下に説明する制御点Ｔ３の決定方法を採用している。実施例３におけるその他の構成及び処理内容は、実施例１と同様である。このため、実施例１と同様の構成及び処理内容については同一の符号を付して、説明を省略又は簡略する。
【００５４】
図６に示すように、実施例３の制御方法における第１ステップでは、実施例１と同様にして、相関曲線Ｃ０を求める。図６に示す相関曲線Ｃ０は、図４に示すものと同一である。
【００５５】
次に、第２ステップでは、実施例１と同様にして、相関曲線Ｃ０上に最大成績係数点Ｐ１と、最大出力点Ｐ２と、第１曲線Ｃ１とを規定する。その上で、第１曲線Ｃ１上において最大出力点Ｐ２よりも最大成績係数点Ｐ１に近い点を制御点Ｔ３とする。
【００５６】
制御点Ｔ３は、具体的に以下のように決定される。第１曲線Ｃ１上の最大成績係数点Ｐ１に対応する出力の値Ｑ１を求める。そして、Ｑ１を１．５倍した値である１．５倍出力値Ｑ２を求め、第１曲線Ｃ１上において、１．５倍出力値Ｑ２に対応する点を制御点Ｔ３とする。このような制御点Ｔ３の決定方法も、発明者らが経験則的に見い出したものである。
【００５７】
そして、図３に示す駆動電流の電流値Ｉａと出力Ｑとの関係、及び駆動電流の電流値Ｉａと成績係数ＣＯＰとの関係を示すグラフから、制御点Ｔ３に対応する駆動電流の電流値を抽出し、その抽出した値を制御電流値Ｉｔとして決定する。例えば、図６に示す制御点Ｔ３は、実施例１、２の制御方法と同様に、成績係数ＣＯＰが約０．８であり、図３において成績係数ＣＯＰが０．８となる駆動電流の電流値は約６Ａである。このため、制御電流値Ｉｔを６Ａと決定できる。
【００５８】
ここで、実施例３の制御方法によれば、実施例１、２の制御方法と同様に、制御電流値Ｉｔは、最大成績係数点Ｐ１に対応する駆動電流の電流値である約５Ａに対して大きく、かつ近い値である６Ａとなる。このため、この制御方法は、実施例１、２の制御方法と同様に、ペルチェ素子２０の成績係数ＣＯＰの急激な低下を防止しつつ、出力Ｑ及び成績係数ＣＯＰを高く維持できる。
【００５９】
したがって、実施例３の空調用ペルチェモジュール１００の制御方法によっても、ペルチェ素子２０の空調効率を一層向上させることができる。
【００６０】
以上において、本発明を実施例１〜３に即して説明したが、本発明は上記実施例１〜３に制限されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して適用できることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明は車両用空調装置の他、建物の空調装置等に利用可能である。
【符号の説明】
【００６２】
２１Ａ…放熱面（第１絶縁基板の上面）
２２Ａ…吸熱面（第２絶縁基板の下面）
２０…ペルチェ素子
６…駆動回路
Ｉａ…駆動電流の電流値
１００…空調用ペルチェモジュール
Ｑ…ペルチェ素子の出力
ＣＯＰ…ペルチェ素子の成績係数
Ｃ０…出力と成績係数との相関曲線
Ｉｔ…制御電流値
Ｐ１…最大成績係数点
Ｐ２…最大出力点
Ｃ１…第１曲線
Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３…制御点
Ｌ１…近似直線
Ｃ２…第２曲線
Ｌ２…第２曲線の一部と重なる水平線
Ｑ２…１．５倍出力値
【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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