(57)【要約】【課題】ペルチェモジュールを使用した空調における快適性を向上させる。【解決手段】ペルチェモジュール１４は、空調流路４０を流れる空気を冷却または加温し、その冷却または加温に伴い第１排気流路４８を流れる空気に排熱する。配風制御ドア３４は、ブロア２２から空調流路４０へ送る空気の量と、ブロア２２から第１排気流路４８へ送る空気の量を調整する。空調装置１０は、空調流路４０と第１排気流路４８の両方へ空気を送るように配風制御ドア３４を制御し、空調効果を高めるべき場合は、空調流路４０へ送る空気の量を低減し、第１排気流路４８へ送る空気の量を増加させるように配風制御ドア３４を制御する。【選択図】図１０
2017171132.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送風機と、
前記送風機から送られた空気を車室内へ送出する吹出口と、
前記送風機から送られた空気を車外へ送出する排気口と、
前記送風機から前記吹出口へ至る空調流路と、
前記送風機から前記排気口へ至る排気流路と、
前記空調流路を流れる空気を冷却または加温し、その冷却または加温に伴い前記排気流路を流れる空気に排熱するペルチェモジュールと、
前記送風機から前記空調流路へ送る空気の量と、前記送風機から前記排気流路へ送る空気の量とを調整するドアと、
前記空調流路と前記排気流路の両方へ空気を送るように前記ドアを制御し、空調効果を高めるべき所定の条件が満たされた場合、前記空調流路へ送る空気の量を低減し、前記排気流路へ送る空気の量を増加させるように前記ドアを制御する制御部と、
を備えることを特徴とする車載空調装置。
【請求項２】
前記ペルチェモジュールが前記空調流路を流れる空気を冷却中に、前記吹出口から送出する空気の温度を下げるべき所定の条件が満たされた場合、前記制御部は、前記空調流路へ送る空気の量を低減し、前記排気流路へ送る空気の量を増加させるように前記ドアを制御する請求項１に記載の車載空調装置。
【請求項３】
前記ペルチェモジュールが前記空調流路を流れる空気を加温中に、前記吹出口から送出する空気の温度を上げるべき所定の条件が満たされた場合、前記制御部は、前記空調流路へ送る空気の量を低減し、前記排気流路へ送る空気の量を増加させるように前記ドアを制御する請求項１または２に記載の車載空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載される空調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ペルチェ素子を用いたシート空調ユニットにおいて、通常モードとドラフトモードを設け、ドラフトモードでは、ペルチェ素子をオフ状態として、吹出口から吹き出す風量を増加させることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３４１８４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１のシート空調ユニットでは、冷房運転時において低風量かつ低温の冷風を送出することはできない。
【０００５】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、主な目的は、ペルチェモジュールを使用した空調における快適性を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の車載空調装置は、送風機と、送風機から送られた空気を車室内へ送出する吹出口と、送風機から送られた空気を車外へ送出する排気口と、送風機から吹出口へ至る空調流路と、送風機から排気口へ至る排気流路と、空調流路を流れる空気を冷却または加温し、その冷却または加温に伴い排気流路を流れる空気に排熱するペルチェモジュールと、送風機から空調流路へ送る空気の量と、送風機から排気流路へ送る空気の量とを調整するドアと、空調流路と排気流路の両方へ空気を送るようにドアを制御し、空調効果を高めるべき所定の条件が満たされた場合、空調流路へ送る空気の量を低減し、排気流路へ送る空気の量を増加させるようにドアを制御する制御部と、を備える。
【０００７】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現をシステム、コンピュータプログラム、コンピュータプログラムを記録した記録媒体、本装置を搭載した車両などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ペルチェモジュールを使用した空調における快適性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例に係る空調装置の断面図である。
【図２】実施例に係る車両の機能構成を示すブロック図である。
【図３】冷房運転時の基本的な空気の流れを示す図である。
【図４】暖房運転時の基本的な空気の流れを示す図である。
【図５】第１実施例のペルチェモジュールの上面図である。
【図６】第１実施例のペルチェモジュールの断面図である。
【図７】第２実施例のペルチェモジュールの断面図である。
【図８】第３実施例に係る空調装置の動作を示すフローチャートである。
【図９】クリーニング処理時の空気の流れを示す図である。
【図１０】冷房運転時に空調変更条件が満たされた後の空気の流れを示す図である。
【図１１】暖房運転時に空調変更条件が満たされた後の空気の流れを示す図である。
【図１２】第５実施例に係る空調装置の動作を示すフローチャートである。
【図１３】図１２のステップＳ３６の自動空調制御を詳細に示すフローチャートである。
【図１４】図１３のステップＳ５２の最大風量モードでの空調制御を詳細に示すフローチャートである。
【図１５】最大風量モードでの冷房運転時の空気の流れを示す図である。
【図１６】図１３のステップＳ５８の中風量・中冷モードでの空調制御を詳細に示すフローチャートである。
【図１７】図１３のステップＳ６０の低風量・強冷モードでの空調制御を詳細に示すフローチャートである。
【図１８】低風量・強冷モードでの冷房運転時の空気の流れを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本実施例は、車両に搭載される空調装置に関し、特に「コミューター」と呼ばれる小型の電気自動車に搭載される空調装置に関する。コミューターでは、フロントガラスの曇りを防止して視認性を確保するために、車室が密閉空間にならないことがある。本発明者は、コミューターの車室全体の空調では、その効果が薄いと考えた。本実施例の空調装置は、車室全体の空調ではなく、座席等のシート個別の空調を実行する。
【００１１】
また、一般的なコンプレッサおよび熱交換器をコミューターに搭載することは、サイズおよび振動の観点から難しい。そのため、本実施例の空調装置は、ペルチェモジュールを熱交換器として使用する。さらに、コミューターには軽量化および省電力化が求められる。そのため、本実施例の空調装置では単一のブロアを使用する。このように、本実施例では、ペルチェモジュールおよび単一のブロアという制約の下、シート個別の空調における快適性を向上させる車載空調装置を提案する。
【００１２】
なお、実施例に係る車両はコミューターとするが、実施例で提案する空調装置は、コミューター以外の電気自動車、ガソリン車、ハイブリッド車等にも適用可能である。特に、ペルチェモジュールを用いた冷房および暖房に広く適用可能である。以下では、本発明者が提案する空調装置の特徴を、第１実施例から第５実施例に亘り説明するが、まず、各実施例に共通の構成と動作を説明する。
【００１３】
図１は、実施例に係る空調装置１０の断面図である。空調装置１０は、車両のシートクッション１２ａとシートバック１２ｂ（以下、総称する場合「シート１２」と呼ぶ。）の下位置および背後に設けられる。空調装置１０は、ペルチェモジュール１４、ブロア２２、肩口吹出口２４、足元吹出口２８、排気口３２、および、これら部材間での空気流路を構成する通風管３３を備える。
【００１４】
肩口吹出口２４は、冷房運転時に冷風を吹き出す吹出口である。肩口吹出口２４は、シートバック１２ｂの上部、典型的には乗員の肩口付近に設置される。肩口吹出口２４には温度センサ２６が設置される。温度センサ２６は、肩口吹出口２４から空調装置１０の外部へ吹き出される空気の温度を検知する。足元吹出口２８は、シートクッション１２ａの下位置、典型的には乗員の足元付近に設置される。足元吹出口２８には温度センサ３０が設置される。温度センサ３０は、足元吹出口２８から空調装置１０の外部へ吹き出される空気の温度を検知する。排気口３２は、ペルチェモジュール１４からの排熱を含む空気を車外へ吹き出す吹出口である。排気口３２は、典型的には車外に面して設置される。
【００１５】
ブロア２２およびペルチェモジュール１４は、シート１２の下位置に設けられ、ブロア２２は、ペルチェモジュール１４の前方（シート１２の前方側）に配置される。ブロア２２は、吸気口２１から取り込んだ空気を送風口２３から送出する送風機である。ブロア２２は、例えば、シロッコファンでもよい。ブロア２２から送出された空気は、ペルチェモジュール１４を介して、肩口吹出口２４、足元吹出口２８、排気口３２の少なくとも１つから送出される。
【００１６】
ペルチェモジュール１４は、ペルチェ素子により構成された利用熱面１６と排熱面１８を含む。利用熱面１６は、印加電圧の極性に応じて、肩口吹出口２４または足元吹出口２８から吹き出される空調用の空気を冷却または加温する。排熱面１８は、排気口３２から車外へ送出される空気を冷却または加温する。排熱面１８は、利用熱面１６における冷却または加温に伴い発生した排熱を、車外へ排気される空気に伝える。冷房運転時、利用熱面１６が冷却面として機能する一方、排熱面１８は加熱面として機能する。逆に暖房運転時、利用熱面１６が加熱面として機能する一方、排熱面１８は冷却面として機能する。
【００１７】
空調装置１０の通風管３３は、エアダクトとも言え、その内部に、空気を流す方向と量を調節するための複数のドアを備える。本実施例では、配風制御ドア３４、風路切替ドア３６、排気制御ドア３７、帰還制御ドア３８が設けられる。各ドアは、弁またはエアダンパとも言え、例えば、モータダンパであってもよい。各ドアは、通風管３３内部の空気流路の分岐点に設けられる。各ドアは、後述の制御部６４から受け付けた信号に応じて、分岐元流路と分岐先流路とを連通させ、さらに、１つ以上の分岐先流路のそれぞれへ送る風量を機械的に調整可能に構成される。
【００１８】
通風管３３内部の空気流路は、送風流路３９、空調流路４０、肩口吹出流路４２、第１帰還流路４４、足元吹出流路４５、第２帰還流路４６、第１排気流路４８、第２排気流路５０を含む。送風流路３９は、ブロア２２の送風口２３から配風制御ドア３４の間の空気流路であり、ブロア２２からの送風をペルチェモジュール１４側へ導く。空調流路４０は、配風制御ドア３４から風路切替ドア３６の間の空気流路であり、ブロア２２からの送風を、ペルチェモジュール１４の利用熱面１６へ導く。第１排気流路４８は、配風制御ドア３４から排気口３２の間の空気流路であり、ブロア２２からの送風を、ペルチェモジュール１４の排熱面１８を介して排気口３２へ導く。
【００１９】
肩口吹出流路４２は、風路切替ドア３６から肩口吹出口２４の間の空気流路であり、空調流路４０を流れた空気を肩口吹出口２４へ導く。第１帰還流路４４は、風路切替ドア３６から帰還制御ドア３８の間の空気流路であり、空調流路４０を流れた空気を足元吹出口２８またはブロア２２へ導く。第２排気流路５０は、風路切替ドア３６から排気制御ドア３７の間の空気流路であり、空調流路４０を流れた空気を排気口３２へ導く。
【００２０】
足元吹出流路４５は、帰還制御ドア３８から足元吹出口２８の間の空気流路であり、第１帰還流路４４を流れた空気を足元吹出口２８へ導く。第２帰還流路４６は、帰還制御ドア３８からブロア２２の間の空気流路であり、第１帰還流路４４を流れた空気をブロア２２へ導く。第１帰還流路４４と第２帰還流路４６は、ブロア２２から送出されて、ペルチェモジュール１４により冷却または加温された空気を再びブロア２２へ戻す流路を形成する。ブロア２２は、第２帰還流路４６を流れる空気を取り込む吸気口（不図示）を備える。
【００２１】
配風制御ドア３４は、送風流路３９、空調流路４０、および第１排気流路４８の分岐点に設けられる。配風制御ドア３４は、送風流路３９から流入した空気が、空調流路４０と第１排気流路４８の少なくとも１つに流れるよう調整する。風路切替ドア３６は、空調流路４０、肩口吹出流路４２、第１帰還流路４４、および第２排気流路５０の分岐点に設けられる。風路切替ドア３６は、空調流路４０から流入した空気が、肩口吹出流路４２、第１帰還流路４４、第２排気流路５０の少なくとも１つに流れるよう調整する。
【００２２】
帰還制御ドア３８は、第１帰還流路４４、足元吹出流路４５、および第２帰還流路４６の分岐点に設けられる。帰還制御ドア３８は、第１帰還流路４４から流入した空気が、足元吹出流路４５と第２帰還流路４６の少なくとも１つに流れるよう調整する。排気制御ドア３７は、第１排気流路４８と第２排気流路５０との合流点に設けられる。排気制御ドア３７は、逆止弁であり、第２排気流路５０から第１排気流路４８へ空気を流入させる一方、第１排気流路４８から第２排気流路５０への空気の流入を防止する。
【００２３】
なお、図１では便宜的に、空調流路４０と、ペルチェモジュール１４の利用熱面１６とを離して描いたが、ペルチェモジュール１４の利用熱面１６は、空調流路４０を流れる空気に直接触れるように構成されてもよい。同様に、ペルチェモジュール１４の排熱面１８も、第１排気流路４８を流れる空気に直接触れるように構成されてもよい。また、利用熱面１６および排熱面１８は、効率的な放熱のための放熱部材（効率的な熱交換のための熱交換部材）を含んでもよい。
【００２４】
図２は、実施例に係る車両１００の機能構成を示すブロック図である。本明細書のブロック図の各ブロックは、ハードウェア的には、コンピュータのＣＰＵやメモリをはじめとする素子や機械装置で実現でき、ソフトウェア的にはコンピュータプログラム等によって実現されるが、ここでは、それらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックはハードウェア、ソフトウェアの組合せによっていろいろなかたちで実現できることは、当業者には理解されるところである。
【００２５】
車両１００は、図１に示した空調装置１０と、図１には不図示のＩＧスイッチ１０２、電源管理装置１０４、運転管理装置１０６を備える。これらの各装置の間は、専用線またはＣＡＮ（Controller Area Network）等の有線通信で接続されてもよい。また、ＵＳＢ、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の有線通信または無線通信で接続されてもよい。
【００２６】
ＩＧスイッチ１０２は、車両１００のモーターまたはエンジンのオン・オフを乗員が制御するためのイグニッションスイッチである。電源管理装置１０４は、車両１００の電源の状態を管理する。例えば、電源管理装置１０４は、ＩＧスイッチ１０２が現在オン状態か、または、現在オフ状態かを示す情報を保持する。また、電源管理装置１０４は、車両１００が現在充電中の状態か否かを示す情報も保持する。
【００２７】
運転管理装置１０６は、各種検出装置（不図示）からの信号、および、運転操作部（不図示）からの信号に基づいて、車両１００の運転状態（挙動等）を管理する。検出装置は、例えば、速度センサ、位置検出装置（ＧＰＳ：Global Positioning System）を含む。運転操作部は、ステアリング、アクセルペダル、ブレーキペダルを含む。例えば、運転管理装置１０６は、車両１００の現在速度（車両速度）を示す情報を保持する。また、運転管理装置１０６は、車両１００の運転開始からの経過時間（以下、「運転時間」と呼ぶ。）を示す情報を保持する。例えば、運転管理装置１０６は、電源管理装置１０４からＩＧスイッチ１０２がオンになったことを示す情報を取得し、その情報取得から現在までの経過時間を、運転開始からの経過時間として計測してもよい。
【００２８】
空調装置１０は、図１で示したペルチェモジュール１４、ブロア２２、配風制御ドア３４、風路切替ドア３６、帰還制御ドア３８、温度センサ２６、温度センサ３０を備える。空調装置１０は、さらに、図１には不図示の操作入力部６０、情報取得部６２、制御部６４を備える。
【００２９】
操作入力部６０は、空調装置１０の動作を指示する乗員の操作を受け付けるユーザインタフェース装置である。操作入力部６０は、ボタンまたはタッチパネルディスプレイを含み、また、カーナビゲーションシステムの画面と一体化されてもよい。操作入力部６０は、乗員により入力された空調動作の指示を示す操作信号を制御部６４へ入力する。
【００３０】
情報取得部６２は、電源管理装置１０４に保持された車両１００の電源状態を示す情報を定期的に取得する。電源状態を示す情報は、ＩＧスイッチ１０２のオン・オフ状態を示す情報を含み、車両１００が現在充電中か否かを示す情報を含む。また、情報取得部６２は、運転管理装置１０６に保持された車両１００の運転状態を示す情報を定期的に取得する。車両１００の運転状態を示す情報は、運転時間を示す情報を含み、車両速度を示す情報を含む。情報取得部６２は、取得した情報を制御部６４へ入力する。
【００３１】
制御部６４は、操作入力部６０からの操作信号入力、および、情報取得部６２からの情報入力を受け付ける。また、制御部６４は、温度センサ２６および温度センサ３０から、各センサで検知された温度を示す信号を受け付ける。制御部６４は、これらの入力データに応じて、空調装置１０の動作態様を決定する。制御部６４は、決定した動作態様に応じて、ペルチェモジュール１４、ブロア２２、配風制御ドア３４、風路切替ドア３６、帰還制御ドア３８を制御する。
【００３２】
例えば、制御部６４は、ペルチェモジュール１４への電圧印加の有無、および、印加電圧の極性を制御する。また、制御部６４は、ブロア２２への電圧印加の有無を制御する。また、制御部６４は、配風制御ドア３４、風路切替ドア３６、帰還制御ドア３８それぞれのアクチュエータを制御することで、各ドアにおける通風の方向と量を制御する。言い換えれば、制御部６４は、各ドアの開口方向と開口量を制御する。
【００３３】
ここで、空調装置１０の冷房運転時の基本的な動作を説明する。冷房運転開始時、制御部６４は、ペルチェモジュール１４の利用熱面１６を冷却面として機能させる極性にてペルチェモジュール１４へ電圧を印加する。さらに、制御部６４は、ブロア２２から送られた空気を、空調流路４０と第１排気流路４８の両方へ流すように配風制御ドア３４を調整する。さらに、制御部６４は、空調流路４０と肩口吹出流路４２を連通させ、すなわち、空調流路４０からの空気を全て肩口吹出流路４２へ流すように風路切替ドア３６を調整する。さらに、制御部６４は、ブロア２２に電圧を印加して送風を開始させる。
【００３４】
図３は、冷房運転時の基本的な空気の流れを示す。ブロア２２から送出された空気は、空調流路４０と第１排気流路４８の両方に流れる。空調流路４０へ流れた空気は、ペルチェモジュール１４の利用熱面１６により冷却され、冷却された空気は、肩口吹出流路４２を介して肩口吹出口２４から送出される。その一方、第１排気流路４８へ流れた空気は、ペルチェモジュール１４の排熱面１８により加温され、加温された空気は、排気口３２から車外へ排出される。
【００３５】
次に、空調装置１０の暖房運転時の基本的な動作を説明する。暖房運転開始時、制御部６４は、ペルチェモジュール１４の利用熱面１６を加熱面として機能させる極性にてペルチェモジュール１４へ電圧を印加する。さらに、制御部６４は、ブロア２２から送られた空気を、空調流路４０と第１排気流路４８の両方へ流すように配風制御ドア３４を調整する。さらに、制御部６４は、空調流路４０と第１帰還流路４４を連通させ、すなわち、空調流路４０からの空気を全て第１帰還流路４４へ流すように風路切替ドア３６を調整する。さらに、制御部６４は、第１帰還流路４４と足元吹出流路４５を連通させ、すなわち、第１帰還流路４４からの空気を全て足元吹出流路４５へ流すように帰還制御ドア３８を調整する。さらに、制御部６４は、ブロア２２に電圧を印加して送風を開始させる。
【００３６】
図４は、暖房運転時の基本的な空気の流れを示す。ブロア２２から送出された空気は、空調流路４０と第１排気流路４８の両方に流れる。空調流路４０へ流れた空気は、ペルチェモジュール１４の利用熱面１６により加温され、加温された空気は、第１帰還流路４４および足元吹出流路４５を介して、足元吹出口２８から送出される。その一方、第１排気流路４８へ流れた空気は、ペルチェモジュール１４の排熱面１８により冷却され、冷却された空気は、排気口３２から車外へ排出される。
【００３７】
以下、第１実施例から第５実施例における空調装置のそれぞれの特徴を説明する。
（第１実施例）
まず第１実施例の概要を述べる。冷房運転時、ペルチェモジュール１４の利用熱面１６は冷却面となり、結露が生じる。利用熱面１６に生じた水をそのままにすると、カビ等が繁殖し、その後の空調運転時に不快な臭いを生じることがある。ペルチェモジュール１４の利用熱面１６から車外へ水を排出するダクトを設置することは、車両構造の変更が必要となり、困難である。また、電気自動車では、車両の底面に電池が搭載されることが多く、電池の近くに水を流すことは好ましくないという問題もある。
【００３８】
このような課題を解決するために、第１実施例では、ペルチェモジュール１４の利用熱面１６で生じた水を除去する技術を提案する。具体的には、第１実施例のペルチェモジュール１４では、利用熱面１６から排熱面１８へ貫通した貫通孔（以下、「通水管」と呼ぶ。）２０を設けることで、利用熱面１６で生じた水を排熱面１８へ移動させる。
【００３９】
図５は、第１実施例に係るペルチェモジュール１４の上面図である。同図は、ペルチェモジュール１４の利用熱面１６を示している。ペルチェモジュール１４の利用熱面１６には、ペルチェ効果により生じた利用熱を、空調流路４０を流れる空気へ伝えるための複数の放熱部材５３が設けられる。放熱部材５３は、金属が棒状または板状に形成される。また、利用熱面１６には、放熱部材５３の間の所定の位置に、複数の入水口５２が設けられる（図では５つ）。また、利用熱面１６では、入水口５２へ向けて傾斜を設けることが好ましい。これにより、利用熱面１６で生じた水が入水口５２側へ移動しやすくなり、利用熱面１６からの水の排出を促進できる。
【００４０】
図６は、第１実施例に係るペルチェモジュール１４の断面図である。同図は、図５のＡ−Ａ線断面図である。空調装置１０では、利用熱面１６が上側となり、排熱面１８が下側となるように、ペルチェモジュール１４が設置される。図５で示したように、利用熱面１６に、複数の入水口５２を設ける。また、排熱面１８に、水を排出する排水口５４を設ける（図では２つ）。
【００４１】
ペルチェモジュール１４の内部に、利用熱面１６から排熱面１８へ貫通した管（孔）であり、入水口５２から排水口５４まで連通した通水管２０を設ける。また、通水管２０には、排水口５４へ向けて傾斜を設けることが好ましい。これにより、通水管２０内部の水が排水口５４まで移動することを促進できる。
【００４２】
ペルチェモジュール１４の排熱面１８には、ペルチェ効果により生じた排熱を、第１排気流路４８を流れる空気へ伝えるための複数の放熱部材５６（放熱フィンとも呼ばれる）が設けられる。放熱部材５６は、金属が棒状または板状に形成される。なお、排熱面１８の放熱部材５６と、利用熱面１６の放熱部材５３とは、同じ構造物であってもよいし、互いに異なる構造物であってもよい。本実施例における空調装置１０では、特に排熱面１８の放熱部材５６の表面に、付着した水の表面積を大きくするための構造物を設ける。この構造物は、本実施例では溝であるが、凹凸の構造物であってもよい。
【００４３】
図６の破線は、第１排気流路４８における空気の流れを示している。ペルチェモジュール１４の通水管２０は、通水管２０の内部を通った水が放熱部材５６に付着するように構成される。具体的には、通水管２０の排水口５４を、放熱部材５６の近傍位置、かつ、少なくとも１つの放熱部材５６より第１排気流路４８における気流の上流側に設置する。
【００４４】
以上のペルチェモジュール１４の構成による作用を説明する。既述したように、冷房運転中、ペルチェモジュール１４の利用熱面１６は冷却面となり、利用熱面１６に結露が生じる。利用熱面１６で生じた水は、自重により、入水口５２および通水管２０を介して排熱面１８へ移動する。排熱面１８の排水口５４から排出された水は、第１排気流路４８の気流によって放熱部材５６に吹き付けられる。放熱部材５６に吹き付けられた水は、第１排気流路４８を流れる温風と、放熱部材５６自身の熱により蒸発する。
【００４５】
第１実施例の空調装置１０によると、ペルチェモジュール１４の利用熱面１６から排熱面１８へ貫通した通水管２０を設けたので、冷房運転時に利用熱面１６で生じた水を、利用熱面１６から除去しやすくなる。これにより、空調時の不快な臭いの発生を防止しやすくなる。
【００４６】
また、空調装置１０によると、利用熱面１６で生じた水を排熱面１８の放熱部材５６へ流すことにより、水の蒸発を促進させるとともに、蒸発潜熱によりペルチェ効果を向上させ、空調効果を高めることができる。さらに、空調装置１０によると、放熱部材５６に溝を設けたことにより、放熱部材５６に付着した水の表面積が大きくなり、水の蒸発を一層促進できる。
【００４７】
（第２実施例）
第２実施例に係る空調装置１０のペルチェモジュール１４においても、利用熱面１６から排熱面１８へ貫通した通水管２０を設ける。ただし、ペルチェモジュール１４の排熱面１８側の構成が第１実施例とは異なる。以下、第１実施例と異なる点を説明する。
【００４８】
図７は、第２実施例に係るペルチェモジュール１４の断面図である。第１実施例と同じ部材には同じ符号を付している。第２実施例では、ペルチェモジュール１４の排熱面１８に、保水部材５８をさらに設ける。通水管２０は、通水管２０内部を伝った水が保水部材５８へ流れるように構成される。具体的には、通水管２０の排水口５４を、保水部材５８の上位置に設ける。
【００４９】
保水部材５８は、保水性および通気性が高い素材により形成されることが好ましく、例えば、高吸水性高分子によるフィルタであってもよい。ペルチェモジュール１４の排熱面１８では、保水部材５８を、放熱部材５６により加温された空気が当たる位置に設ける。具体的には、放熱部材５６とは異なる位置であり、放熱部材５６よりも第１排気流路４８における気流の下流側の位置に保水部材５８を設置する。図７の例では、いずれの放熱部材５６よりも下流に保水部材５８を設置している。
【００５０】
以上のペルチェモジュール１４の構成による作用を説明する。既述したように、冷房運転中、ペルチェモジュール１４の利用熱面１６は冷却面となり、利用熱面１６に結露が生じる。利用熱面１６で生じた水は、自重により、入水口５２および通水管２０を介して排熱面１８へ移動する。排熱面１８側の排水口５４から排出された水は、保水部材５８へ流れ、保水部材５８により保持される。保水部材５８に保持された水は、第１排気流路４８において放熱部材５６により加温された温風が当たることで蒸発する。
【００５１】
第２実施例の空調装置１０によると、第１実施例と同様に、冷房運転時に利用熱面１６で生じた水を、利用熱面１６から除去しやすくなる。また、放熱部材５６により十分加温された空気を保水部材５８に当てることで、保水部材５８に保持された水の蒸発を促進する。さらに、利用熱面１６で生じた水を放熱部材５６に直接当てないため、放熱部材５６の汚れおよび傷みを防止できる。
【００５２】
（第３実施例）
第３実施例でも、第１実施例と同様の課題を解決するために、ペルチェモジュール１４の利用熱面１６で生じた水を除去する技術を提案する。具体的には、第３実施例に係る空調装置１０は、ＩＧスイッチ１０２がオフになった際に冷房運転を実行中であれば、ＩＧスイッチ１０２がオフの間に、ペルチェモジュール１４のクリーニング処理として暖房運転を自律的に実行する。以下、第３実施例の空調装置１０の構成を詳細に説明する。
【００５３】
操作入力部６０には、ペルチェモジュール１４の自動クリーニングの実行有無を乗員に選択させるボタン（以下、「クリーニングボタン」と呼ぶ。）を設ける。クリーニングボタンは、物理的なボタンであってもよく、タッチパネルディスプレイ上に表示されるボタンイメージであってもよい。操作入力部６０は、クリーニングボタンのオンまたはオフ（すなわち自動クリーニングの実行有無）を示す操作信号を制御部６４へ入力する。
【００５４】
情報取得部６２は、ＩＧスイッチ１０２がオフされた場合に、そのことを示す情報を電源管理装置１０４から取得し、制御部６４へ入力する。また、情報取得部６２は、外部装置からの給電により車両１００が充電状態になった場合に、そのことを示す情報を電源管理装置１０４から取得し、制御部６４へ入力する。
【００５５】
制御部６４は、ＩＧスイッチ１０２がオフされたことが通知されると、その直前まで冷房運転を実行中であったか否かを記憶する。言い換えれば、制御部６４は、ＩＧスイッチ１０２オフの直前まで、ペルチェモジュール１４の利用熱面１６を冷却面として機能させていたか否かを識別する。また、制御部６４は、クリーニングボタンのオンを示す操作信号を受付済か否かを判定する。さらに、制御部６４は、車両１００が充電状態であることを示す情報が入力済か否かを判定する。
【００５６】
制御部６４は、（１）ＩＧスイッチ１０２がオフ、（２）ＩＧスイッチ１０２オフ時に冷房運転実行中、（３）クリーニングボタンがオン、（４）車両１００が充電中、のいずれもが満たされた場合に、クリーニング実行条件が満たされたと判定する。クリーニング実行条件が満たされると、制御部６４は、ペルチェモジュール１４に対するクリーニング処理を実行する。具体的には、制御部６４は、ペルチェモジュール１４の利用熱面１６を加熱面として機能させ、空調流路４０を流れる空気を加温させる。
【００５７】
以上の構成による第３実施例に係る空調装置１０の動作を説明する。既述したように、冷房運転中、ペルチェモジュール１４の利用熱面１６は冷却面となり、利用熱面１６に結露が生じる。
【００５８】
図８は、第３実施例に係る空調装置１０の動作を示すフローチャートである。同図は、ペルチェモジュール１４に対するクリーニング処理を示している。ＩＧスイッチ１０２がオンの間は（Ｓ１０のＮ）、以降の動作をスキップして本図のフローを終了する。制御部６４は、ＩＧスイッチ１０２がオフであり（Ｓ１０のＹ）、クリーニング処理を実行済でなく（Ｓ１２のＮ）、クリーニング処理を実行中でもなければ（Ｓ１４のＮ）、クリーニング実行条件の充足有無を判定する。制御部６４は、クリーニングボタンがオンであり（Ｓ１６のＹ）、ＩＧスイッチ１０２がオフにされた際に冷房運転中であり（Ｓ１８のＹ）、車両１００が充電中であれば（Ｓ２０のＹ）、クリーニング実行条件が満たされたと判定する。
【００５９】
クリーニング実行条件が満たされると、制御部６４は、暖房運転を開始する（Ｓ２２）。具体的には、制御部６４は、ペルチェモジュール１４の利用熱面１６を加熱面として機能させる極性であり、すなわち冷房運転時とは逆の極性で、ペルチェモジュール１４へ電圧を印加する。さらに、制御部６４は、ブロア２２から送られた空気を空調流路４０と第１排気流路４８の両方へ流すように配風制御ドア３４を調整する。さらに、制御部６４は、空調流路４０と第２排気流路５０を連通させ、すなわち、空調流路４０からの空気を全て第２排気流路５０へ流すように風路切替ドア３６を調整する。さらに、制御部６４は、ブロア２２に電圧を印加して送風を開始させる。
【００６０】
図９は、クリーニング処理時の空気の流れを示す。ブロア２２から送出された空気は、空調流路４０と第１排気流路４８の両方に流れる。空調流路４０へ流れた空気は、ペルチェモジュール１４の利用熱面１６により加温される。そして、空調流路４０にて加温された空気は、風路切替ドア３６〜第２排気流路５０〜排気制御ドア３７〜第１排気流路４８を辿り、排気口３２から車外へ送出される。冷房運転によって利用熱面１６（言い換えれば、空調流路４０）に生じた水は、クリーニング処理時に、空調流路４０を流れる温風と、利用熱面１６の熱とにより蒸発し、車外へ排出される。
【００６１】
図８に戻り、暖房運転を所定の規定時間実行した場合（Ｓ２４のＹ）、または、暖房運転の実行時間が規定時間未満であっても（Ｓ２４のＮ）、ＩＧスイッチ１０２がオンにされた場合（Ｓ２６のＹ）、制御部６４は暖房運転を終了する（Ｓ２８）。具体的には、ステップＳ２４のＹでは、制御部６４は、ペルチェモジュール１４およびブロア２２への電圧印加を停止する。その一方、ステップＳ２６のＹでは、制御部６４は、ＩＧスイッチ１０２オフ時の空調処理である冷房運転を再開する。なお、ステップＳ２８において、制御部６４は、クリーニング処理を実行済であることを記憶する。暖房運転の終了条件である規定時間は、利用熱面１６の水が蒸発するために必要と想定される値が設定されてよい。例えば、開発者の知見、または、空調装置１０を用いた実験に基づいて適切な規定時間が定められてよい。
【００６２】
暖房運転の実行時間が規定時間未満であり、ＩＧスイッチ１０２がオフのままであれば（Ｓ２６のＮ）、本図のフローを終了し、すなわち暖房運転を継続する。ＩＧスイッチ１０２がオフの間、空調装置１０は、図８に示す動作を定期的に繰り返す。クリーニング処理を実行中であれば（Ｓ１４のＹ）、ステップＳ１６〜ステップＳ２２の処理をスキップして、暖房運転の実行時間を判定するステップＳ２４へ進む。クリーニング処理を実行済（Ｓ１２のＹ）、クリーニングボタンがオフ（Ｓ１６のＮ）、ＩＧスイッチ１０２がオフにされた際に冷房運転中でなく（Ｓ１８のＮ）、または、車両１００が充電中でなければ（Ｓ２０のＮ）、本図のフローを終了し、すなわちクリーニング処理を実行しない。
【００６３】
第３実施例の空調装置１０によると、ＩＧスイッチ１０２オフの直前まで冷房運転を実行していれば、ＩＧスイッチ１０２がオフの間に暖房運転を自動実行するため、ペルチェモジュール１４の利用熱面１６に生じた水を早期に乾燥させることができる。また、空調装置１０によると、充電中であることを条件として、ペルチェモジュール１４のクリーニング処理を実行するため、ＩＧスイッチ１０２がオフであることを確実に担保できる。また、車両１００の電池切れを防止できる。また、乗員は充電中に車両を離れることが多いため、クリーニング処理中に高温・高湿度の風を乗員に当ててしまうことを回避しやすくなる。
【００６４】
また、空調装置１０によると、ペルチェモジュール１４のクリーニング時には、利用熱面１６で加温された空気を排気口３２から車外へ排出する。これにより、高温・高湿度の風を乗員に当ててしまうことを確実に防止できる。また、高温・高湿度の空気が車室内にこもることも防止できる。
【００６５】
なお、第１実施例と第３実施例の組み合わせ、および、第２実施例と第３実施例の組み合わせも有用である。第１実施例または第２実施例の構成により、ＩＧスイッチ１０２がオンの間の冷房運転実行時における利用熱面１６の排水を実現できるが、第３実施例の構成により、ＩＧスイッチ１０２がオフの間の排水もさらに実現できるからである。
【００６６】
（第４実施例）
まず、第４実施例の概要を述べる。既述したように、空調装置１０では、冷房運転時にペルチェモジュール１４の利用熱面１６を冷却面として機能させ、空調流路４０を流れる空気を利用熱面１６にて冷却する。また、暖房運転時にペルチェモジュール１４の利用熱面１６を加熱面として機能させ、空調流路４０を流れる空気を利用熱面１６にて加温する。これまで、ペルチェモジュール１４を用いる空調装置において、空調効果を高めるための具体的な方法は、十分に提案されていなかった。
【００６７】
第４実施例に係る空調装置１０は、ブロア２２から送出された空気のうち、ペルチェモジュール１４の利用熱面１６側へ流す空気の量と、ペルチェモジュール１４の排熱面１８側へ流す空気の量との比を制御する。言い換えれば、空調装置１０は、ブロア２２から送出された空気のうち、空調流路４０への空気流入量と、第１排気流路４８への空気流入量との比を制御する。これにより、ペルチェモジュール１４を用いた空調装置１０による空調効果を一層高める。
【００６８】
なお、ペルチェモジュール１４の利用熱面１６を十分に冷却または加熱するためには、排熱面１８からの排熱を促進して、ペルチェ効果を高める必要がある。そこで、第４実施例に係る空調装置１０では、冷房運転中および暖房運転中は常時、ブロア２２から送出された空気を空調流路４０と第１排気流路４８の両方へ流す。例えば、第１排気流路４８への空気送出を止めることはしない。
【００６９】
以下、第４実施例に係る空調装置１０の構成を詳細に説明する。図２に示した空調装置１０の制御部６４は、空調装置１０における冷房運転時または暖房運転時に、空調流路４０と第１排気流路４８の両方へ向けて開口するように配風制御ドア３４を制御する。例えば、配風制御ドア３４における空調流路４０への開度と、第１排気流路４８への開度のいずれも常時０％より大きくするように制御する。
【００７０】
制御部６４は、空調装置１０による空調効果を高めるべき所定の条件（ここでは「空調変更条件」と呼ぶ。）が満たされた場合、空調流路４０へ送る空気の量を低減する一方、第１排気流路４８へ送る空気の量を増加させるように配風制御ドア３４を制御する。例えば、制御部６４は、空調変更条件が満たされる前よりも、空調流路４０へ送る空気の量を低減し、かつ、第１排気流路４８へ送る空気の量を増加させるように指示する信号を配風制御ドア３４へ送信してもよい。また、制御部６４は、配風制御ドア３４における空調流路４０への開度を、０％より大きく、かつ、第１排気流路４８への開度よりも小さくするように指示する信号を配風制御ドア３４へ送信してもよい。
【００７１】
冷房運転時における空調変更条件は、肩口吹出口２４から送出する空気の温度を一層低下させるべきか否かを判定するための条件である。その一方、暖房運転時における空調変更条件は、足元吹出口２８から送出する空気の温度を一層高めるべきか否かを判定するための条件である。なお、空調変更条件は、開発者の知見、または、空調装置１０を用いた実験等に基づいて適切な内容が設定されてよい。
【００７２】
本実施例の空調変更条件は、温度をパラメータとして、充足の有無が決まるように定められる。例えば、（１）制御部６４は、車両１００の車室内の温度を検知する温度センサ（不図示）から、現在の車室内温度を示す信号を受け付けてもよい。空調変更条件は、操作入力部６０から入力された乗員による設定温度と、車室内温度との差が所定値以上の場合に満たされてもよい。また、（２）制御部６４は、車両１００外部の気温を検知する温度センサ（不図示）から、車両１００外部の気温を示す信号を受け付けてもよい。空調変更条件は、車両１００外部の気温が所定値以上（冷房運転時）、または、所定値以下（暖房運転時）の場合に満たされてもよい。
【００７３】
また、（３）制御部６４は、肩口吹出口２４の温度センサ２６から、肩口吹出口２４における吹き出し温度を示す信号を受け付けてもよい。また、制御部６４は、足元吹出口２８の温度センサ３０から、足元吹出口２８における吹き出し温度を示す信号を受け付けてもよい。冷房運転時の空調変更条件は、肩口吹出口２４における吹き出し温度が所定値以上の場合、または、その吹き出し温度と、操作入力部６０から入力された設定温度との差が所定値以上の場合に満たされてもよい。また、暖房運転時の空調変更条件は、足元吹出口２８における吹き出し温度が所定値以下の場合、または、その吹き出し温度と、操作入力部６０から入力された設定温度との差が所定値以上の場合に満たされてもよい。
【００７４】
また、（４）空調変更条件のパラメータとなる温度は、公知のセンサにより検知可能な他の温度であってもよい。例えば、シート１２の表面温度であってもよく、シート１２に座る乗員の皮膚温度であってもよい。皮膚温度は、赤外線センサなどを用いてセンシングすることができ、皮膚温度を空調変更条件のパラメータとすることで、乗員に対してより快適となる制御を実現できる。
【００７５】
さらに、（５）空調変更条件のパラメータとしては、温度以外のパラメータを用いてもよい。例えば、日射量をパラメータとして、空調変更条件の充足の有無が決まるように定めてもよい。この場合、制御部６４は、シート１２に座る乗員への日射量を検出する日射センサ（不図示）から、乗員への日射量を示す信号を受け付ける。空調変更条件は、乗員への日射量が所定値以上（冷房運転時）、または、所定値以下（暖房運転時）の場合に満たされてもよい。さらに、（６）シート１２に座る乗員の衣服の断熱・保温性を示す指標であるｃｌｏ値をパラメータとして用いてもよい。こうしたパラメータを空調変更条件とすることで、乗員に対してより快適となる制御を実現できる。
【００７６】
また、制御部６４は、冷房運転時と暖房運転時のいずれにおいても、空調変更条件の充足有無に関わらず、ブロア２２への印加電圧およびペルチェモジュール１４への印加電圧を変更しない。例えば、制御部６４は、空調変更条件の充足前と充足後のいずれにおいても、予め定められた印加電圧を維持する。この印加電圧は、車両１００において電装品に供給される標準電圧、例えば、バッテリーの電圧であり、１２Ｖであってもよい。
【００７７】
以上の構成による第４実施例に係る空調装置１０の動作を説明する。冷房運転時に空調変更条件が満たされる前の、空調装置１０の動作および空調装置１０における空気の流れは、図３に関連して既述したとおりである。空調変更条件が満たされる前、空調装置１０の制御部６４は、空調流路４０へ送る空気の量と、第１排気流路４８へ送る空気の量の比が１対１（５０％：５０％）となるように開度調整を指示する信号を配風制御ドア３４へ送信してもよい。
【００７８】
冷房運転中、制御部６４は、空調変更条件が満たされたか否かを定期的に判定する。冷房運転中に空調変更条件が満たされた場合、制御部６４は、ブロア２２から送出された空気のうち空調流路４０へ送る空気の量を低減し、第１排気流路４８へ送る空気の量を増加させるように配風制御ドア３４を制御する。例えば、制御部６４は、空調流路４０へ送る空気の量と、第１排気流路４８へ送る空気の量の比が１対２（３３．３％：６６．７％）となるように開度調整を指示する信号を配風制御ドア３４へ送信してもよい。
【００７９】
図１０は、冷房運転時に空調変更条件が満たされた後の空気の流れを示す。ブロア２２から送出された空気は、空調流路４０と第１排気流路４８の両方に流れるが、空調流路４０へ流れる空気の量は、空調変更条件の充足前より少なくなる。その一方、第１排気流路４８へ流れる空気の量は、空調変更条件の充足前より多くなる。すなわち、空調変更条件の充足後は、空調流路４０へ流れる空気の量と、第１排気流路４８へ流れる空気の量との差が大きくなる。この結果、ペルチェモジュール１４の利用熱面１６により冷却されて、肩口吹出口２４から吹き出される冷風の量が、空調変更条件の充足前より少なくなる。
【００８０】
このように、空調流路４０を流れる空気の量を少なくすることで、空調流路４０を流れる空気に対するペルチェモジュール１４の利用熱面１６による冷却効果を一層高めることができる。さらに、第１排気流路４８を流れる空気の量を多くすることで、ペルチェモジュール１４の排熱面１８における排熱効率が高まってペルチェ効果が増進し、利用熱面１６を一層冷却することができる。これにより、空調変更条件の充足前より一層低温の空気を肩口吹出口２４から送出させることができる。すなわち、空調装置１０では、低風速かつ強冷の冷房を実現でき、空調の快適性向上を実現できる。
【００８１】
暖房運転時に空調変更条件が満たされる前の、空調装置１０の動作および空調装置１０における空気の流れは、図４に関連して既述したとおりである。空調変更条件が満たされる前、空調装置１０の制御部６４は、空調流路４０へ送る空気の量と、第１排気流路４８へ送る空気の量の比が１対１（５０％：５０％）となるように開度調整を指示する信号を配風制御ドア３４へ送信してもよい。
【００８２】
暖房運転中、制御部６４は、空調変更条件が満たされたか否かを定期的に判定する。暖房運転中に空調変更条件が満たされた場合、制御部６４は、ブロア２２から送出された空気のうち空調流路４０へ送る空気の量を低減し、第１排気流路４８へ送る空気の量を増加させるように配風制御ドア３４を制御する。例えば、制御部６４は、空調流路４０へ送る空気の量と、第１排気流路４８へ送る空気の量の比が１対２（３３．３％：６６．７％）になるように開度調整を指示する信号を配風制御ドア３４へ送信してもよい。
【００８３】
図１１は、暖房運転時に空調変更条件が満たされた後の空気の流れを示す。ブロア２２から送出された空気は、空調流路４０と第１排気流路４８の両方に流れるが、空調流路４０へ流れる空気の量は、空調変更条件の充足前より少なくなる。その一方、第１排気流路４８へ流れる空気の量は、空調変更条件の充足前より多くなる。すなわち、空調変更条件の充足後は、空調流路４０へ流れる空気の量と、第１排気流路４８へ流れる空気の量との差が大きくなる。この結果、ペルチェモジュール１４の利用熱面１６により加温されて、足元吹出口２８から吹き出される温風の量が、空調変更条件の充足前より少なくなる。
【００８４】
このように、空調流路４０を流れる空気の量を少なくすることで、空調流路４０を流れる空気に対するペルチェモジュール１４の利用熱面１６による加温効果を一層高めることができる。さらに、第１排気流路４８を流れる空気の量を多くすることで、ペルチェモジュール１４の排熱面１８における排熱効率が高まってペルチェ効果が増進し、利用熱面１６を一層加熱することができる。これにより、空調変更条件の充足前より一層高温の空気を足元吹出口２８から送出させることができる。すなわち、空調装置１０では、低風速かつ強暖の暖房を実現でき、空調の快適性向上を実現できる。
【００８５】
また、車両では、電装品に対する１２Ｖ供給が一般的であるところ、変圧の際には、損失が発生し、エネルギーの一部が熱として失われてしまう。本実施例の空調装置１０では、ペルチェモジュール１４およびブロア２２への印加電圧は変えずに、配風制御ドア３４の開度調整により空調温度を調整する。これにより、空調温度調整のための変圧が不要になり、エネルギーの効率的な使用を実現できる。また、変圧器のコストも低減できる。
【００８６】
（第５実施例）
まず、第５実施例の概要を述べる。第４実施例で既述したが、車両では、電装品に対する１２Ｖ供給が一般的である。空調における温度調整のために、ペルチェモジュール１４またはブロア２２への印加電圧を変更すると、損失が発生し、エネルギーの一部が熱として失われてしまう。そこで、第５実施例の空調装置１０は、ペルチェモジュール１４およびブロア２２への印加電圧を変更することなく、装置内の空気流路に設けたドアの開度を調整することにより、空調の風量および温度を変化させる。
【００８７】
また、これまでの車載空調装置では、車両内の各所に設置された温度センサが検出した温度情報に基づいて空調の風量および温度を制御していた。しかし、コミューターのように車室が密閉空間にならない車両では、車外の空気が車両内に常時流入するため、温度情報に基づく空調制御が必ずしも最適でないことがある。第５実施例に係る空調装置１０は、車両１００の運転時間および車両速度をパラメータとして用い、空調の風量および温度を制御する。
【００８８】
以下、第５実施例に係る空調装置１０の構成を詳細に説明する。第５実施例では、冷房運転時の風量と温度の制御を特徴とし、冷房運転のモードとして、「最大風量モード」、「中風量・中冷モード」、「低風量・強冷モード」の３つを設けた。最大風量モードは、冷却されていない空気を、最大風量にて肩口吹出口２４から吹き出す運転モードである。
【００８９】
中風量・中冷モードは、中程度に冷却された空気を、中程度の風量にて肩口吹出口２４から吹き出す運転モードである。「中風量・中冷モード」での吹き出し温度の目標値は、例えば、車両１００外部の気温に対して２度から７度低い温度に設定される。この目標値は、車両１００外部の気温に対して２度から５度低い温度となる第１目標値と、車両１００外部の気温に対して５度から７度低い温度となる第２目標値のように細部化して設定されてもよい。この場合、車両１００は、車両１００外部の気温を検出する温度センサ（不図示）をさらに備えてもよい。
【００９０】
低風量・強冷モードは、最も冷却された空気を、弱い風量にて肩口吹出口２４から吹き出す運転モードである。「低風量・強冷モード」での吹き出し温度の目標値は、例えば、車両１００外部の気温に対して１０度以上低い温度に設定される。
【００９１】
図２に示した空調装置１０の制御部６４は、車両１００の速度に応じて、冷房運転の運転モードを、中風量・中冷モードと低風量・強冷モードとの間で切り替える。また、制御部６４は、中風量・中冷モードにおいて、車両１００の速度に応じて、第１目標値と第２目標値との間でさらに設定を切り替えてもよい。例えば、制御部６４は、車両１００の速度が所定の閾値（例えば、２０Ｋｍ／時）より大きい場合に、吹き出し温度の目標値を第１目標値に設定してもよく、車両１００の速度が所定の閾値（例えば、２０Ｋｍ／時）以下の場合に、吹き出し温度の目標値を第２目標値に設定してもよい。具体的には、制御部６４は、車両１００の速度に応じて、配風制御ドア３４、風路切替ドア３６、及び帰還制御ドア３８の開度を調整する。
【００９２】
制御部６４は、車両１００の運転時間に応じて、冷房運転の運転モードを、最大風量モードと中風量・中冷モードとの間で切り替える。具体的には、制御部６４は、車両１００の運転時間に応じて、ペルチェモジュール１４への電圧印加の有無を切り替える。さらに、制御部６４は、車両１００の運転時間に応じて、配風制御ドア３４および風路切替ドア３６の開度を調整する。
【００９３】
中風量・中冷モードでの冷房運転時、制御部６４は、ペルチェモジュール１４へ電圧を印加するとともに、空調流路４０と第１排気流路４８の両方へ空気を送るように配風制御ドア３４を制御する。その一方、最大風量モードでの冷房運転時、制御部６４は、ペルチェモジュール１４への電圧印加を停止するとともに、空調流路４０へ送る空気の量を中風量・中冷モードのときよりも多くするように配風制御ドア３４を制御する。
【００９４】
具体的には、空調装置１０の記憶部（不図示）は、最大風量モード、中風量・中冷モード、低風量・強冷モードのそれぞれにおける、配風制御ドア３４、風路切替ドア３６、帰還制御ドア３８の開度を示す情報が格納されたテーブルを保持してもよい。制御部６４は、そのテーブルを参照して、現在実行すべき冷房運転モードに対応する各ドアの開度を決定してもよい。そして、制御部６４は、各ドアの開度を指示する信号を各ドアのアクチュエータへ送信することにより、各ドアにおける空気の分岐態様を制御してもよい。
【００９５】
また、空調装置１０の記憶部（不図示）は、最大風量モード、中風量・中冷モード、低風量・強冷モードのそれぞれにおける、肩口吹出口２４から吹き出す空気の温度の目標値を示す情報が格納されたテーブルを保持してもよい。制御部６４は、そのテーブルを参照して、肩口吹出口２４に設置された温度センサ２６から受け付けた温度の情報（肩口吹出口２４から吹き出す空気の温度）が目標値に近づくように、配風制御ドア３４、風路切替ドア３６、及び帰還制御ドア３８の開度を決定してもよい。そして、制御部６４は、各ドアの開度を指示する信号を各ドアのアクチュエータへ送信することにより、各ドアにおける空気の分岐態様を制御してもよい。
【００９６】
制御部６４は、冷房運転のモードが、最大風量モード、中風量・中冷モード、低風量・強冷モードのいずれであっても、ペルチェモジュール１４またはブロア２２に対して電圧を印加する場合、その印加電圧を変更しない。例えば、制御部６４は、冷房運転のモードに関わらず、車両１００のバッテリーまたは電池（不図示）から供給される標準の電圧（例えば、１２Ｖ）を、変圧することなく、ペルチェモジュール１４とブロア２２の少なくとも一方へ印加する。
【００９７】
なお、冷房運転のモードを切り替える閾値となる車両１００の速度および運転時間の具体的な値は、開発者の知見、または、車両１００を用いた実験等に基づいて決定されてよい。
【００９８】
以上の構成による第５実施例に係る空調装置１０の動作を説明する。図１２は、第５実施例に係る空調装置１０の動作を示すフローチャートである。同図は、冷房運転時の動作を示している。ＩＧスイッチ１０２がオンで（Ｓ３０のＹ）、乗員により操作される空調スイッチ（不図示）がオンの場合（Ｓ３２のＹ）、制御部６４は、自動空調モード（いわゆるオートエアコン）が選択されているか否かを判定する。自動空調モードが選択されている場合（Ｓ３４のＹ）、制御部６４は、後述の自動空調制御を実行する（Ｓ３６）。
【００９９】
自動空調モードが非選択の場合（Ｓ３４のＮ）、制御部６４は、乗員により設定されたモードによる空調制御を実行する（Ｓ３８）。本実施例では、乗員は、操作入力部６０に対して、冷房運転のモードを入力する。例えば、操作入力部６０の画面には、選択可能な冷房運転のモードとして「最大風速モード」「中風量・中冷モード」「低風量・強冷モード」が表示され、乗員は、これらの中からいずれかのモードを選択してもよい。操作入力部６０は、乗員により入力された冷房運転のモードを示す操作信号を制御部６４へ入力してもよい。制御部６４は、操作信号が示すモードによる空調制御をステップＳ３８で実行する。各モードにおける空調制御の詳細は、図１４、図１６、図１７に関連して後述する。
【０１００】
冷房運転の実行中に、所定の終了条件が満たされると（Ｓ４０のＹ）、制御部６４は、冷房運転を終了する（Ｓ４２）。例えば、制御部６４は、ペルチェモジュール１４への電圧印加を終了するとともに、ブロア２２への電圧印加を終了する。この終了条件は、例えば、ＩＧスイッチ１０２がオフに切り替えられた場合に満たされ、また、空調スイッチ（不図示）がオフに切り替えられた場合にも満たされる。終了条件が満たされなければ（Ｓ４０のＮ）、ステップＳ３４へ戻る。ＩＧスイッチ１０２がオフ（Ｓ３０のＮ）、または、空調スイッチ（不図示）がオフであれば（Ｓ３２のＮ）、以降の処理をスキップして、本図のフローを終了する。
【０１０１】
図１３は、図１２のステップＳ３６の自動空調制御を詳細に示すフローチャートである。情報取得部６２は、車両１００の運転時間を示す情報を運転管理装置１０６から定期的に取得し、制御部６４へ入力する。また、情報取得部６２は、車両１００の現在速度を示す情報を運転管理装置１０６から定期的に取得し、制御部６４へ入力する。運転開始（例えば、エンジン始動）から５分が未経過であれば、すなわち、運転時間が５分未満であれば（Ｓ５０のＮ）、制御部６４は、最大風量モードでの空調制御を実行する（Ｓ５２）。
【０１０２】
運転開始から５分が経過し（Ｓ５０のＹ）、かつ、運転開始から１５分が未経過である場合（Ｓ５４のＮ）、制御部６４は、中風量・中冷モードでの空調制御を実行する（Ｓ５８）。また、運転開始から１５分が経過しても（Ｓ５４のＹ）、停車中でなければ（Ｓ５６のＮ）、制御部６４は、中風量・中冷モードでの空調制御を実行する（Ｓ５８）。その一方、運転開始から１５分が経過し、かつ、停車中であれば（Ｓ５６のＹ）、低風速・強冷モードでの空調制御を実行する（Ｓ６０）。なお、制御部６４は、車両１００の速度が０である場合に停車中と判定してもよく、車両１００の速度が予め定められた閾値Ｓ（ここではＳ＞０）未満である場合に停車中と判定してもよい。
【０１０３】
なお、図１２のステップＳ４０で示すように、空調装置１０では、空調の終了条件が満たされるまで、図１３の処理を繰り返し実行する。これにより、運転時間および車両速度の変化に応じて、冷房運転の態様を最適に調整する。
【０１０４】
図１４は、図１３のステップＳ５２の最大風量モードでの空調制御を詳細に示すフローチャートである。ペルチェモジュール１４に電圧を印加中であれば（Ｓ７０のＹ）、制御部６４は、ペルチェモジュール１４への電圧印加を終了する（Ｓ７２）。ペルチェモジュール１４に電圧を印加中でなければ（Ｓ７０のＮ）、ステップＳ７２をスキップする。制御部６４は、ブロア２２から送出された空気を全て空調流路４０へ送るように配風制御ドア３４を制御する（Ｓ７４）。例えば、制御部６４は、空調流路４０へ送る空気の量と、第１排気流路４８へ送る空気の量の比が１対０（１００％：０％）になるように開度調整を指示する信号を配風制御ドア３４へ送信する。
【０１０５】
制御部６４は、空調流路４０と肩口吹出流路４２を連通させ、すなわち、空調流路４０からの空気を全て肩口吹出流路４２へ流すように風路切替ドア３６を調整する（Ｓ７６）。ブロア２２に電圧を印加中でなければ（Ｓ７８のＮ）、制御部６４は、ブロア２２への電圧印加を開始し、ブロア２２からの送風を開始する（Ｓ８０）。ブロア２２に電圧を印加中であれば（Ｓ７８のＹ）、ステップＳ８０をスキップする。
なお、配風制御ドア３４を制御するステップＳ７４と、風路切替ドア３６を調整するステップ７６とは、処理順序が逆であってもよく、制御部６４はその順序を統合的に制御する。
【０１０６】
図１５は、最大風量モードでの冷房運転時の空気の流れを示す。同図は、図１４のステップＳ８０後の空気の流れを示している。ペルチェモジュール１４はオフであるため、空調流路４０を流れる空気は冷却されない。しかし、ブロア２２から送出された全ての空気が、空調流路４０および肩口吹出流路４２を介して肩口吹出口２４から吹き出されるため、最大風量の風を乗員へ提供できる。
【０１０７】
図１６は、図１３のステップＳ５８の中風量・中冷モードでの空調制御を詳細に示すフローチャートである。ペルチェモジュール１４に電圧を印加中でなければ（Ｓ９０のＹ）、制御部６４は、ペルチェモジュール１４への電圧印加を開始し、すなわち、ペルチェモジュール１４の利用熱面１６の冷却を開始する（Ｓ９２）。ペルチェモジュール１４に電圧を印加中であれば（Ｓ９０のＮ）、ステップＳ９２をスキップする。制御部６４は、ブロア２２から送られた空気を、空調流路４０と第１排気流路４８の両方へ流すように配風制御ドア３４を調整する（Ｓ９４）。例えば、制御部６４は、空調流路４０へ送る空気の量と、第１排気流路４８へ送る空気の量の比が１対１（５０％：５０％）になるように開度調整を指示する信号を配風制御ドア３４へ送信する。
【０１０８】
制御部６４は、空調流路４０と肩口吹出流路４２を連通させ、すなわち、空調流路４０からの空気を全て肩口吹出流路４２へ流すように風路切替ドア３６を調整する（Ｓ９６）。ステップＳ９８およびステップＳ１００は、図１４のステップＳ７８およびステップＳ８０と同じであるため説明を省略する。中風量・中冷モードでの冷房運転時の空気の流れ、言い換えれば、ステップＳ１００後の空気の流れは、図３と同様になる。中風量・中冷モードでは、肩口吹出口２４から吹き出す風量は、ブロア２２が送出した風量の半分程度になるが、ペルチェモジュール１４の利用熱面１６により中程度に冷却された風を乗員へ提供できる。
なお、配風制御ドア３４を制御するステップＳ９４と、風路切替ドア３６を調整するステップ９６とは、処理順序が逆であってもよく、制御部６４はその順序を統合的に制御する。
【０１０９】
図１７は、図１３のステップＳ６０の低風量・強冷モードでの空調制御を詳細に示すフローチャートである。同図のステップＳ１１０〜ステップＳ１１４は、図１６のステップＳ９０〜ステップＳ９４と同じであるため、説明を省略する。制御部６４は、空調流路４０から流入した空気を、肩口吹出流路４２と第１帰還流路４４の両方へ流すように風路切替ドア３６を制御する（Ｓ１１６）。例えば、制御部６４は、肩口吹出流路４２へ送る空気の量と、第１帰還流路４４へ送る空気の量の比が１対１（５０％：５０％）になるように開度調整を指示する信号を風路切替ドア３６へ送信する。
【０１１０】
制御部６４は、第１帰還流路４４から流入した空気を、第２帰還流路４６へのみ流すように帰還制御ドア３８を制御する（Ｓ１１８）。例えば、制御部６４は、第２帰還流路４６へ送る空気の量と、足元吹出流路４５へ送る空気の量の比が１対０（１００％：０％）になるように開度調整を指示する信号を帰還制御ドア３８へ送信する。ステップＳ１２０およびステップＳ１２２は、図１４のステップＳ７８およびステップＳ８０と同じであるため説明を省略する。
なお、配風制御ドア３４を制御するステップＳ１１４と、風路切替ドア３６を調整するステップＳ１１６と、帰還制御ドア３８を制御するステップＳ１１８とは、それぞれ処理順序が入れ替わってもよく、制御部６４はその順序を統合的に制御する。
【０１１１】
図１８は、低風量・強冷モードでの冷房運転時の空気の流れを示す。同図は、図１７のステップＳ１２２後の空気の流れを示している。ブロア２２からペルチェモジュール１４側へ送出された空気は、空調流路４０と第１排気流路４８の両方に流れ、空調流路４０へ流れた空気は、ペルチェモジュール１４の利用熱面１６により冷却される。空調流路４０で冷却された空気の一部（本実施例では半分）は、肩口吹出流路４２を介して肩口吹出口２４から送出される。
【０１１２】
また、空調流路４０で冷却された空気の一部（本実施例では半分）は、第１帰還流路４４および第２帰還流路４６を介してブロア２２に戻される。ブロア２２は、第２帰還流路４６から流入した空気をペルチェモジュール１４側へ送出する。これにより、一旦空調流路４０にて冷却された空気が、空調流路４０へ再度流入して一層冷却される。また、第１排気流路４８側にも冷却された空気が送られ、ペルチェ効果が一層高まる。このように、低風量・強冷モードでは、肩口吹出口２４から吹き出す風量は、ブロア２２が送出した風量の１／４程度になるが、中風量・中冷モードよりも一層冷却された風を乗員へ提供できる。
【０１１３】
第５実施例の空調装置１０によると、ペルチェモジュール１４およびブロア２２への印加電圧を変更することなく、空気流路内のエアダンパ（特に風路切替ドア３６および帰還制御ドア３８）の開度調整により、空調の風量および温度を調整することができる。これにより、変圧に伴うエネルギー損失を抑制できる。また、変圧器のコストも低減できる。
【０１１４】
また、第５実施例の空調装置１０では、運転時間をパラメータとして、空調の風量および温度を調整する。これにより、乗員の快適性を高めることができる。例えば、運転開始直後には、ペルチェモジュール１４をオフにし、最大風量とすることで、高いクールダウン効果を提供できる。また、運転開始からある程度の時間が経過すると、風量を抑えつつ、冷却された空気により、乗員を冷やすことができる。
【０１１５】
また、第５実施例の空調装置１０では、車両速度をパラメータとして、空調の風量および温度を調整する。これにより、乗員の快適性を高めることができる。例えば、車両１００が移動中は、中程度に冷却された冷風を提供し、車両１００が停止中は、車内温度が上昇しやすいため、より冷却された冷風を提供できる。この態様は、移動時には車外から車内へ風が入るが、停車時には車外から車内への風が止まって車内温度が上昇しやすいコミュータに特に好適である。
【０１１６】
以上、本発明を第１〜第５実施例をもとに説明した。これらの実施例は例示であり、それらの各構成要素あるいは各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【０１１７】
第３実施例の変形例を説明する。上記の第３実施例では、ペルチェモジュール１４に対するクリーニング処理として、暖房運転を実行した。変形例として、ペルチェモジュール１４に対するクリーニング処理として、ペルチェモジュール１４オフでの換気運転を実行してもよい。具体的には、空調装置１０の制御部６４は、クリーニング実行条件が満たされると、ペルチェモジュール１４へ電圧を印加せずに、ブロア２２からの送風を開始させてもよい。また、制御部６４は、ブロア２２から送られた空気を空調流路４０のみに流すように配風制御ドア３４を調整してもよい。すなわち、制御部６４は、ペルチェモジュール１４に対するクリーニング処理として、第５実施例に記載した最大風量運転を実行してもよい。
【０１１８】
ＩＧスイッチ１０２がオンの時に冷房運転が実行される場合は、外気温または車室内温度が高いと考えられる。変形例の空調装置１０によると、ペルチェモジュール１４をオフのままにしつつ、比較的高温の空気を強風量にてペルチェモジュール１４の利用熱面１６に当てることができる。したがって、変形例の空調装置１０においても、ペルチェモジュール１４の利用熱面１６に生じた水を早期に乾燥させることができる。また、車両１００における電力消費を低減することができる。
【０１１９】
なお、制御部６４は、温度センサ２６もしくは温度センサ３０により検出された温度が所定の閾値以上の場合、または、車両外部の気温もしくは車室内温度が所定の閾値以上の場合に、ペルチェモジュール１４オフでの換気運転を実行してもよい。この閾値温度は、開発者の知見、または、空調装置１０を用いた実験等に基づいて決定されてよい。検出された温度が閾値温度未満であれば、制御部６４は、ペルチェモジュール１４のクリーニング処理として、第３実施例に記載した暖房運転を実行してもよい。
【０１２０】
上記第４実施例の空調装置１０は、温度をパラメータとして、冷房運転時および暖房運転時の空気吹き出し温度を調整した。変形例として、空調装置１０は、第５実施例と同様に、運転時間と車両速度の少なくとも一方をパラメータとして、空気吹き出し温度を調整してもよい。
【０１２１】
第４実施例と第５実施例の組み合わせも、本発明の実施の形態として有用である。配風制御ドア３４を調整する第４実施例の構成と、風路切替ドア３６および帰還制御ドア３８を調整する第５実施例の構成とを組み合わせることにより、一層きめ細やかな風量調節および温度調節を実現できる。
【０１２２】
具体的には、空調装置１０の制御部６４は、第５実施例の中風量・中冷モードの冷房運転において、配風制御ドア３４における空調流路４０と第１排気流路４８との風量比を１対１（５０％：５０％）とした状態から、第１排気流路４８へ流す割合を大きくすることにより、より低風量で、かつ、より冷却された空気を送出できる。また、制御部６４は、第５実施例の低風量・強冷モードの冷房運転において、配風制御ドア３４における空調流路４０と第１排気流路４８との風量比を１対１（５０％：５０％）とした状態から、第１排気流路４８へ流す割合を大きくすることにより、より低風量で、かつ、より冷却された空気を送出できる。このように、第４実施例と第５実施例を組み合わせることで、より空調効果を高めることができ、また、風量と温度の多様な組み合わせを実現できる。
【０１２３】
第４実施例と第５実施例の組み合わせに関する別の例を説明する。空調装置１０の制御部６４は、中風量・中冷モードの冷房運転において、吹き出し温度を現在より下げるべき場合、空調流路４０側への流量を現在より少なくする一方、第１排気流路４８への流量を現在より多くするように配風制御ドア３４の開度を調整してもよい。また、制御部６４は、中風量・中冷モードの冷房運転において、吹き出し温度を現在より上げるべき場合、空調流路４０側への風量を現在より多くする一方、第１排気流路４８への風量を現在より少なくするように配風制御ドア３４の開度を調整してもよい。
【０１２４】
制御部６４は、現在の吹き出し温度が、吹き出し温度の目標値（例えば、第５実施例の第１目標値または第２目標値）より高い場合に、吹き出し温度を現在より下げるべきと判定してもよい。その一方、制御部６４は、現在の吹き出し温度が、吹き出し温度の目標値（例えば、第５実施例の第１目標値または第２目標値）より低い場合に、吹き出し温度を現在より上げるべきと判定してもよい。また、制御部６４は、このような配風制御ドア３４の開度調整処理を、低風量・強冷モードにおいて実行してもよい。
【０１２５】
第４実施例と第５実施例の組み合わせに関するさらに別の例を説明する。空調装置１０の制御部６４は、低風量・強冷モードにおいて、まず、空調流路４０側への流量を所定の最低値とし、第１排気流路４８への流量を所定の最大値とするように、配風制御ドア３４の開度を調整してもよい。その上で、制御部６４は、吹き出し温度を現在より下げるべき場合、冷風の一部をブロア２２へ戻すように風路切替ドア３６と帰還制御ドア３８の開度を調整してもよい。なお、制御部６４は、ブロア２２へ戻す冷風の量を徐々に増やすように風路切替ドア３６と帰還制御ドア３８の開度を複数回調整し、吹き出し温度を徐々に目標値へ近づけてもよい。
【０１２６】
上述した実施例および変形例の任意の組み合わせもまた本発明の実施の形態として有用である。組み合わせによって生じる新たな実施の形態は、組み合わされる実施例および変形例それぞれの効果をあわせもつ。また、請求項に記載の各構成要件が果たすべき機能は、実施例および変形例において示された各構成要素の単体もしくはそれらの連携によって実現されることも当業者には理解されるところである。
【０１２７】
なお、実施例および変形例に記載の技術は、以下の項目によって特定されてもよい。
［項目１］
送風機と、送風機から送られた空気を車室内へ送出する吹出口と、送風機から送られた空気を車外へ送出する排気口と、送風機から吹出口へ至る空調流路と、送風機から排気口へ至る排気流路と、空調流路を流れる空気を冷却または加温し、その冷却または加温に伴い排気流路を流れる空気に排熱するペルチェモジュールと、送風機から空調流路へ送る空気の量と、送風機から排気流路へ送る空気の量とを調整するドアと、空調流路と排気流路の両方へ空気を送るようにドアを制御し、空調効果を高めるべき所定の条件が満たされた場合、空調流路へ送る空気の量を低減し、排気流路へ送る空気の量を増加させるようにドアを制御する制御部と、を備える車載空調装置。
この車載空調装置によると、冷房時には低風量かつ低温の冷風を送出でき、暖房時には低風量かつ高温の暖風を送出でき、空調効果を高めることができる。
［項目２］
ペルチェモジュールが空調流路を流れる空気を冷却中に、吹出口から送出する空気の温度を下げるべき所定の条件が満たされた場合、制御部は、空調流路へ送る空気の量を低減し、排気流路へ送る空気の量を増加させるようにドアを制御してもよい。
これにより、低風量かつ低温の冷風を送出でき、冷房時の空調効果を高めることができる。
［項目３］
ペルチェモジュールが空調流路を流れる空気を加温中に、吹出口から送出する空気の温度を上げるべき所定の条件が満たされた場合、制御部は、空調流路へ送る空気の量を低減し、排気流路へ送る空気の量を増加させるようにドアを制御してもよい。
これにより、低風量かつ高温の暖風を送出でき、暖房時の空調効果を高めることができる。
【符号の説明】
【０１２８】
１０  空調装置、  １４  ペルチェモジュール、  １６  利用熱面、  １８  排熱面、  ２０  通水管、  ２２  ブロア、  ３２  排気口、  ３４  配風制御ドア、  ３６  風路切替ドア、  ３８  帰還制御ドア、  ４０  空調流路、  ５３  放熱部材、  ５６  放熱部材、  ５８  保水部材、  ６４  制御部、  １００  車両。
【図１】
2017171132.tif 000003
【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】
2017171132.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2017171132.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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