JP5817592B2 - 温調装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の温調対象に対して空気を送風することによって温度調節する温調装置に関する。

従来の温調装置は、例えば、特許文献１に記載の装置が知られている。当該温調装置は、電池温度よりも車室内温度が高い場合に、車室内の空気をファンによって送風することにより電池を加熱する運転を実施する。さらに、当該温調装置は、電池温度よりも車室内温度が高い場合であっても、車室内の湿度が所定値以上である場合には、電池に結露が発生する可能性があるため、電池への送風を行わず、加熱運転を禁止する。

特開２００７−２８７６１８号公報

しかしながら、上記従来技術においては、電池の結露発生を防止するために、加熱運転が必要なときであっても、加熱運転を禁止するので、電池温度を必要とする温度に上げるまでに時間を要してしまう。このため、電池の結露抑制は図れるものの、電池が機能を適切に発揮できる状態になるまでに時間がかかるという問題がある。

そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、温調対象に結露が発生することを抑制するとともに、早期の加熱運転を実現できる温調装置を提供することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。すなわち、温調装置に係る発明の一つは、車両に搭載され、温度調整される電気機器（８）と、温度調整された温調空気を電気機器に対して送風する温調用送風手段（２）と、温調空気が流通する空気経路を運転モードに応じて変更する空気経路切替手段（３，４，５，６）と、温風の提供によって電気機器を温める加熱運転の実施条件が成立する場合に空気経路切替手段及び温調用送風手段を制御して当該加熱運転を実施し、電気機器に与える空気を加熱することなく冷却することにより除湿する除湿運転の実施条件が成立する場合に空気経路切替手段及び温調用送風手段を制御して当該除湿運転を実施する制御装置（９）と、を備え、
制御装置は、加熱運転の実施条件が成立する場合でも、除湿運転の実施条件が成立する場合には、除湿運転を実施し、除湿運転の実施条件が成立しなくなると、加熱運転を実施することを特徴とする。

この発明によれば、電気機器を温める必要がある場合でも、電気機器において結露発生の可能性があると判断する場合は、加熱運転を即時に実施するのではなく、まず除湿運転を実施して結露発生の要因を排除する。この除湿運転により、結露発生の要因を排除できたと判断すると、即時に加熱運転を実施する。これにより、結露を抑制しながら、電気機器がその機能を適切に発揮できる状態に早く持っていくことができる。したがって、温調対象に結露が発生することを抑制するとともに、早期の加熱運転を実現できる温調装置が得られる。

また、温調装置に係る他の発明は、車両に搭載され、温度調整された温調空気が送風される温調対象（３０）と、温調対象に対して温調空気を送風する温調用送風手段（２）と、温調空気が流通する空気経路を運転モードに応じて変更する空気経路切替手段（３，４，５Ｂ，６Ｂ）と、温調対象へ送風される空気を加熱する加熱用機器（１１）と、温調対象へ送風される空気を冷却する冷却用機器（１３）と、温調対象へ送風される空気の湿度を検出する湿度検出手段（２０）と、加熱用機器によって加熱した温風を提供して温調対象を温める加熱運転の実施条件が成立する場合に空気経路切替手段及び温調用送風手段を制御して当該加熱運転を実施し、温調対象に与える空気を冷却用機器によって冷却して除湿する除湿運転の実施条件が成立する場合に空気経路切替手段及び温調用送風手段を制御して当該除湿運転を実施する制御装置（９）と、を備え、
制御装置は、加熱運転の実施条件が成立する場合でも、湿度検出手段によって検出された湿度が予め定めた所定値以上である場合には、加熱用機器によって加熱された空気と冷却用機器によって冷却された空気の一部とを合流させた混合空気を温調対象へ送風する空気経路となるように空気経路切替手段及び温調用送風手段を制御して除湿加熱運転を実施することを特徴とする。

この発明によれば、温調対象を温める必要がある場合でも、温調対象において湿度上昇、結露発生等の可能性があると判断する場合は、加熱用機器によって加熱された空気を送風する加熱運転と冷却用機器によって冷却された空気の一部を送風する除湿運転とを同時に実施する。これにより、加熱運転のみを即時に実施するのではなく、加熱運転と除湿運転の両方を実施する除湿加熱運転によって、結露発生等の要因を排除しながら、温調対象を温めることができる。したがって、温調対象に結露等の問題が発生することを抑制するとともに、早期の加熱運転を実現できる温調装置が得られる。

上記各手段の括弧内の符号は、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一例である。

本発明を適用した第１実施形態の温調装置の構成を示す概要図である。 第１実施形態の温調装置において、加熱運転時の空気流れ及び各部の動作状態を説明するための概要図である。 第１実施形態から第３実施形態の温調装置に関して、制御構成を示すブロック図である。 第１実施形態の温調装置において、電池の温調制御に関する処理手順を示したフローチャートである。 本発明を適用した第２実施形態の温調装置の構成を示す概要図である。 第２実施形態の温調装置において、電池の温調制御に関する処理手順を示したフローチャートである。 本発明を適用した第３実施形態の温調装置の構成を示す概要図である。

以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組み合わせることも可能である。

（第１実施形態）
本発明に係る温調装置は、例えば、内燃機関を走行用駆動源とする自動車、内燃機関と二次電池に充電された電力によって駆動されるモータとを組み合わせて走行駆動源とするハイブリッド自動車、モータを走行駆動源とする電気自動車等に用いられる。また、温調される温調対象は、車両に設けられ、温度調節された温調空気が送風可能な空間、機器等である。

本発明の一実施形態である第１実施形態について図１〜図４を用いて説明する。なお、図１には、電気機器を冷却または除湿するモードを実施したときの空気の流れを矢印により示している。第１実施形態では、電気機器の一例である組電池８を温度調整するために用いられる温調流体として空気を採用している。

温調対象の一例である二次電池は、充放電可能で、車両走行用のモータ等に電力を供給する用途に用いられる。当該電力は、組電池を構成する各単電池に蓄えられ、各単電池は、例えばニッケル水素二次電池、リチウムイオン二次電池、有機ラジカル電池であり、例えば、筐体内に収納された状態で自動車の座席下、後部座席とトランクルームとの間の空間、運転席と助手席の間の空間等に配置される。

温調装置１は、通電可能に接続された複数個の単電池からなる組電池８と、複数個の単電池に対して温度調整された空気（以下、「温調空気」ともいう）を送風するブロワ２と、空気を温度調整する放熱器１１及び蒸発器１３と、温調空気が流通する空気通路を運転モードに応じて切り替え変更するドア３，４，５，６と、ブロワ２及びドア３，４，５，６の作動を制御する制御装置９と、を備える。組電池８は、車両に搭載される温度調整される温調対象の一例であり、電気機器の一例でもある。組電池８には、空気が各単電池の外表面または電極端子に接触するように流れる電池通路が形成され、温調空気がこの電池通路を流れることで、組電池８を温度調整することができる。ブロワ２は、複数個の単電池に対して温調空気を送風する温調用送風手段である。

組電池８は、複数個の単電池の充電、放電、温度調節に用いられる電子部品（図示せず）によって制御され、周囲を流通する空気によって各単電池が温度調節される。この電子部品は、リレー、充電器のインバータ等を制御する電子部品、電池監視装置、電池保護回路、各種の制御装置等である。各単電池は、例えば扁平な直方体状の外装ケースを有し、厚さ方向に平行な狭い端面から外部へ突出する電極端子を有する。電極端子は、各単電池において所定の間隔をあけて配置された正極端子及び負極端子からなる。例えば、組電池８を構成するすべての単電池は、その積層方向の一方端部側に位置する単電池における負極端子から始まって、隣接する単電池の電極端子間を接続するバスバーによって、積層方向の他方端部側に位置する単電池の正極端子に至るまで通電可能に直列接続される。

放熱器１１は、組電池８へ送風する空気を加熱して温調空気を生成する加熱用機器の一例である。放熱器１１は、冷凍サイクルの一構成部品であり、圧縮された冷媒が熱交換部において通過する空気に対して放熱することにより、当該通過空気を加熱する熱交換器である。蒸発器１３は、組電池８へ送風する空気を冷却して温調空気を生成する冷却用機器の一例である。蒸発器１３は、冷凍サイクルの一構成部品であり、放熱器１１を流出後、減圧された冷媒が熱交換部において通過する空気から吸熱することにより、当該通過空気を冷却する熱交換器である。また、冷凍サイクルは、少なくとも圧縮機１０、放熱器１１、減圧器１２、及び蒸発器１３を環状に接続して構成される冷媒回路である。

温調装置１は、電池通路と、熱交換器上流側通路１４と、熱交換器下流側通路１５と、車室外に通じる外気取入れ通路１６と、車室外に通じる室外排出通路１７と、を空気通路として備え、これらの空気通路はダクトの内部に形成される。電動ファン７は、外気取入れ通路１６から室外排出通路１７への強制的な外気の流れを創りだすことができる位置に配置される。ブロワ２は、熱交換器下流側通路１５の空気流れ下流側と電池通路の空気流れ上流側との間に配置され、熱交換器下流側通路１５から電池通路に至る空気流れを創りだす。

熱交換器下流側通路１５よりも下流側でブロワ２よりも上流側の通路には、組電池８へ送風される空気の湿度を検出する湿度検出手段としての湿度センサ２０が配置されている。組電池８には、単電池の温度を検出する電池温度センサ２１が設けられている。この電池温度センサ２１は、電気機器の温度を検出する機器温度検出手段である。また、電池温度センサ２１は、所定の単電池の表面温度、電極端子の温度、バスバーの温度等を検出するように構成される。

熱交換器上流側通路１４は、放熱器１１及び蒸発器１３に対して空気流れの上流に位置する通路であり、熱交換器上流側通路１４から放熱器１１と蒸発器１３のそれぞれの入口部に通じる２つの通路に分岐する。熱交換器下流側通路１５は、放熱器１１及び蒸発器１３に対して空気流れの下流に位置する通路であり、放熱器１１と蒸発器１３のそれぞれの出口部から延びる２つの通路が熱交換器下流側通路１５に合流する。外気取入れ通路１６は、放熱器１１及び蒸発器１３に対して空気流れの上流に位置する通路である。室外排出通路１７は、放熱器１１及び蒸発器１３に対して空気流れの下流に位置する通路である。

ドア３〜６は、運転モードに応じて温調空気が流通する空気経路を切り替える空気経路切替手段である。ドア３は、熱交換器上流側通路１４の下流側、かつ放熱器１１の上流側に位置し、放熱器１１の入口部を熱交換器上流側通路１４、外気取入れ通路１６のいずれかに連通するように切り替える開度位置に設定される空気経路切替手段である。ドア４は、放熱器１１の下流側、かつ熱交換器下流側通路１５の上流側に位置し、放熱器１１の出口部を熱交換器下流側通路１５、室外排出通路１７のいずれかに切り替える開度位置に設定される空気経路切替手段である。ドア３及びドア４の開度位置は、図２に示すように、組電池８を温める加熱運転時に、温調空気が放熱器１１の熱交換部を通過する空気通路と組電池８の空気通路とを循環する空気経路を形成するように設定される。

ドア５は、熱交換器上流側通路１４の下流側、かつ蒸発器１３の上流側に位置し、蒸発器１３の入口部を熱交換器上流側通路１４、外気取入れ通路１６のいずれかに連通するように切り替える位置に設定する空気経路切替手段である。ドア６は、蒸発器１３の下流側、かつ熱交換器下流側通路１５の上流側に位置し、蒸発器１３の出口部を熱交換器下流側通路１５、室外排出通路１７のいずれかに切り替える位置に設定する空気経路切替手段である。ドア５及びドア６の開度位置は、図１に示すように、組電池８を冷却する冷却運転時及び除湿運転時に、温調空気が蒸発器１３の熱交換部を通過する空気通路と組電池８の空気通路とを循環する空気経路を形成するように設定される。

制御装置９は、温風の提供によって組電池８を温める加熱運転の実施条件が成立する場合にドア３〜６及びブロワ２を制御して当該加熱運転を実施し、組電池８に与える空気を除湿する除湿運転の実施条件が成立する場合にドア３〜６及びブロワ２を制御して当該除湿運転を実施する。図３に示すように、制御装置９は、湿度センサ２０及び電池温度センサ２１の検出信号が入力され、演算部、記憶装置等に予め記憶された演算プログラムを用いた演算結果にしたがい、圧縮機１０の回転数、各ドア３〜６の開度位置、ブロワ２の回転数、電動ファン７の回転数等の作動を制御する。なお、減圧器１２は、開度が固定式の減圧器であるが、開度可変式の電子制御式膨張弁を用いて、制御装置９によって減圧量を制御するようにしてもよい。

単電池の温度が冷却を要する冷却運転の実施条件が成立する場合に行われる冷却運転では、制御装置９は、図１に示すように、圧縮機１０を駆動し、外気取入れ通路１６と室外排出通路１７とが放熱器１１を経由して連通する空気経路をなすようにドア３及びドア４の開度位置を制御し、熱交換器上流側通路１４と熱交換器下流側通路１５とが蒸発器１３を経由して連通する空気経路をなすようにドア５及びドア６の開度位置を制御する。さらに制御装置９は、ブロワ２及び電動ファン７を駆動する。

これにより、圧縮機１０から吐出された高圧の冷媒は、外気取入れ通路１６から室外排出通路１７へ向けて流通する外気に対して放熱器１１で放熱して外気を加熱する。加熱された外気は、再び車室外に排出される。このとき、車両走行風によって外気を外気取入れ通路１６から室外排出通路１７へ向けて流通させることができる場合には、電動ファン７を駆動せず停止状態に制御してもよい。したがって、駐車時等、車両走行風が得られない場合は、電動ファン７を駆動する必要がある。

また、放熱器１１を流出した冷媒は、減圧器１２で減圧された後、蒸発器１３で気化して通過空気から吸熱することにより通過空気を冷却した後、圧縮機１０に吸入される。蒸発器１３で冷却された通過空気は、蒸発器１３の熱交換部を通過する空気通路と組電池８の空気通路とを循環し続け、蒸発器１３で冷却され続ける。このように冷却され続ける温調空気は、組電池８の空気通路を流通するときに、単電池の表面や電極端子に接触することで単電池から吸熱し、組電池８の温度を低下させることができる。つまり、冷却運転では、蒸発器１３で冷却される空気を温調空気として組電池８に対して提供し、放熱器１１で放熱した冷媒熱を車室外に排出する。

単電池の温度が加熱を要する加熱運転の実施条件が成立する場合に行われる加熱運転では、制御装置９は、図２に示すように、圧縮機１０を駆動し、熱交換器上流側通路１４と熱交換器下流側通路１５とが放熱器１１を経由して連通する空気経路をなすようにドア３及びドア４の開度位置を制御し、外気取入れ通路１６と室外排出通路１７とが蒸発器１３を経由して連通する空気経路をなすようにドア５及びドア６の開度位置を制御する。さらに制御装置９は、ブロワ２及び電動ファン７を駆動する。

これにより、圧縮機１０から吐出された高圧の冷媒は、放熱器１１で放熱して通過空気を加熱する。加熱された空気は、放熱器１１の熱交換部を通過する空気通路と組電池８の空気通路とを循環し続け、放熱器１１で加熱され続ける。このように加熱され続ける温調空気は、組電池８の空気通路を流通するときに、単電池の表面や電極端子に接触することで単電池を加熱し、組電池８の温度を上昇させて暖機することができる。

また、放熱器１１を流出した冷媒は、減圧器１２で減圧された後、蒸発器１３で気化して通過空気から吸熱することにより通過空気を冷却した後、圧縮機１０に吸入される。蒸発器１３で冷却された通過空気は、外気取入れ通路１６から室外排出通路１７へ向けて流通する外気であり、冷却された外気は、再び車室外に排出される。この場合も、車両走行風によって外気を外気取入れ通路１６から室外排出通路１７へ向けて流通させることができる場合には、電動ファン７を駆動せず停止状態に制御してもよい。このように、加熱運転では、蒸発器１３で吸熱した外気の熱を放熱器１１で放熱して空気を加熱し、温調空気として組電池８に対して提供する。

次に、加熱運転の実施条件が成立する場合でも、除湿運転の実施条件が成立する場合には、加熱運転を即時に実施せず、まず、各部を前述の冷却運転と同様の作動状態とする除湿運転を実施する。すなわち、図１に図示する状態は、冷却運転時の空気流れ及び各部の動作状態であり、除湿運転時の空気流れ及び各部の動作状態でもある。この除湿運転の実施により、組電池８に結露の発生が起こり難い状態を実現すると、次に前述の加熱運転を実施する。放熱器１１で加熱された空気は、組電池８の空気通路を流通するときに、単電池の表面や電極端子に接触することで単電池を加熱し、組電池８の温度を上昇させて暖機することができる。

次に、電池の温調制御に係る処理手順について、図４のフローチャートを参照して説明する。図４に示すフローチャートは、制御装置９によって実行される。電池の温調制御は、車両のスタートスイッチ（例えば、イグニッションスイッチ）がＯＮ状態に設定されると開始される。まずステップ１０で、電池温度センサ２１による検出信号から、組電池８の所定位置における電池温度を検出する。ステップ２０で、検出された電池温度が、予め定めた所定温度Ｔ１未満であるか否かを判定する。例えばＴ１として、１０℃を採用することができる。このステップ２０の判定は、加熱運転の実施条件の成立、不成立を判定するステップである。したがって、ステップ２０で、ＹＥＳの場合は、以降のステップの処理にしたがい、除湿モードか加熱モードの運転を実行する。ステップ２０で、ＮＯの場合は、以降のステップの処理にしたがい、冷却モードを実行するか、どのモードも実施しないかを決定する。

ステップ２０で、加熱運転の実施条件が成立しない場合（ＮＯの場合）は、ステップ２１で、ステップ１０で検出した電池温度が予め定めた所定温度Ｔ２を超えるか否かを判定する。例えばＴ２として、４０℃を採用することができる。ステップ２１で４０℃以下であると判定すると、電池温度は加熱も冷却も必要ない適正な温度範囲であると判断でき、ステップ１０に戻る。ステップ２１で４０℃を超えると判定すると、電池は冷却を必要とする状態であると判断し、ステップ２２で、前述のように各部の作動を制御して、冷却モードの運転を実行する。この冷却運転は、ステップ２３で電池温度がＴ２以下になるまで継続実施され、電池温度がＴ２以下であると判定すると、ステップ１０に戻る。

ステップ２０で、加熱運転の実施条件が成立する場合（ＹＥＳの場合）は、ステップ３０で電池用送風機であるブロワ２を運転する。そして、ステップ４０で、ブロワ２の運転開始から所定時間が経過したことを判定すると、ステップ５０で、湿度センサ２０による検出信号から、組電池８へ送風される吸込み空気の湿度を検出する。ステップ６０では、検出された湿度（％）が、予め定めた所定値Ｈ１未満であるか否かを判定する。

このステップ６０の判定は、除湿運転の実施条件の不成立、成立を判定するステップである。したがって、ステップ６０で、ＹＥＳの場合は加熱モードの運転を実行し、ＮＯの場合は除湿モードを実行する。ステップ６０で、ＮＯと判定すると、組電池８に送風される空気は除湿を必要とする状態であると判断し、ステップ６１で、前述のように各部の作動を制御して、除湿モードの運転を実行する。この除湿運転は、ステップ６０で検出湿度がＨ１未満になるまで継続実施され、検出湿度がＨ１未満であると判定すると、除湿を完了し、電池を暖機するためにステップ７０で加熱モードを実行する。

ステップ６０で、ＹＥＳと判定すると、組電池８に送風される空気は除湿を必要としない状態であると判断し、ステップ７０で、前述のように各部の作動を制御して、加熱モードの運転を実行する。この加熱運転は、ステップ８０で、検出した電池温度がＴ１以上になったと判定されて、暖機を必要としない温度に上昇するまで継続実施される。ステップ８０で当該電池温度がＴ１以上であると判定すると、加熱モードを完了し、ステップ１０に戻る。

本実施形態の温調装置１がもたらす作用効果について説明する。温調装置１は、組電池８と、温調空気を組電池８に対して送風する温調用のブロワ２と、温調空気が流通する空気経路を運転モードに応じて変更するドア３，４，５，６と、制御装置９と、を備える。制御装置９は、温風の提供によって組電池８を温める加熱運転の実施条件が成立する場合にドア３〜６及びブロワ２を制御して加熱運転を実施し、組電池８に与える空気を除湿する除湿運転の実施条件が成立する場合にドア３〜６及びブロワ２を制御して除湿運転を実施する。制御装置９は、加熱運転の実施条件が成立する場合でも、除湿運転の実施条件が成立する場合には、除湿運転を実施し、除湿運転の実施条件が成立しなくなると、加熱運転を実施する。

これによれば、組電池８を温める必要がある場合でも、組電池８において結露発生の可能性があると判断する場合は、加熱運転を即時に実施するのではなく、まず除湿運転を実施して結露発生の要因を排除する。この除湿運転により、結露発生の要因を排除できたと判断すると、即時に加熱運転を実施する。このように結露発生の懸念がある場合に、暖機のための運転を中止してしまうのではなく、除湿運転、加熱運転の順番で暖機するため、結露を抑制しながら、組電池８がその機能を適切に発揮できる温度状態に早く持っていくことができる。したがって、温調対象の一例である組電池８に結露が発生することを抑制するとともに、早期の加熱運転を実現できる温調装置１が得られる。

また、温調装置１の制御装置９は、電池温度センサ２１によって検出された電池の温度が予め定めた所定温度Ｔ１未満となる加熱運転の実施条件が成立する場合でも、湿度センサ２０によって検出された湿度が予め定めた所定値Ｈ１以上である場合には、除湿運転を実施し、当該検出湿度が所定値Ｈ１未満になると、加熱運転を実施する。

これによれば、組電池８に対して加熱運転が必要な条件でも、温調空気の湿度が高い場合には、まず除湿運転を実行するため、温調空気の高湿度状態が改善されて、電極端子、バスバー等の水分付着による電気短絡を防止することができる。さらに温調空気の高湿度状態が解消されると加熱運転を開始するため、適正な湿度レベルへの改善と電池温度の早期立ち上げとを図ることができる。

また、温調装置１によれば、加熱用機器として放熱器１１を採用し、冷却用機器として蒸発器１３を採用するため、簡単な構成の冷凍サイクルを活用することによって、冷却モード、除湿モード、及び加熱モードを実行できる装置を提供できる。温調装置１の構成によれば、加熱モード、除湿モード、及び冷却モードが冷媒流れ方向の切り替えにより可能とする従来の逆転ヒートポンプ方式のサイクルに比べ、冷媒が循環する回路を切り替える四方弁が不要であり、冷媒の配管構成も簡単であるので、装置の小型化が図れ、装置の搭載性似も優れている。

また、温調装置１によれば、ドア３〜６によって空気経路を切り替えて、除湿モードと加熱モードを切り替えるため、冷凍サイクルの運転を中断することなく、除湿と加熱のモード切り替えが可能になり、電池温調に要する時間を低減することに貢献できる。

また、従来の逆転ヒートポンプ方式のサイクルにおいて除湿運転と加熱運転を実施した場合には、除湿と加熱を同一の熱交換器で実施するため、例えば、除湿モードの後に加熱モードを実施すると、熱交換器の表面に付着した凝縮水が蒸発し、この水分が空気に含まれて組電池８に送風されてしまう。このため、従来の逆転ヒートポンプ方式のサイクルでは、加熱モードの前に除湿モードを実施したとしても、除湿効果が得られないことになる。この点において、温調装置１であれば、上記のように除湿効果を確実に発揮することができる。

（第２実施形態）
第２実施形態では、第１実施形態に対して他の形態である温調装置１Ａについて図３、図５及び図６を参照して説明する。図３、図５及び図６の各図において第１実施形態で参照した図面と同一の符号を付した構成要素は、同一の要素であり、その作用効果も同様である。以下、第１実施形態と異なる形態、処理手順、作用等について説明する。

温調装置１Ａは、第１実施形態の温調装置１に対して、熱交換器下流側通路１５よりも下流側でブロワ２よりも上流側の通路に配置された空気温度センサ２０Ａを備える点が相違する。空気温度センサ２０Ａは、組電池８へ送風される空気の温度を検出する空気温度検出手段である。制御装置９は、図３に示すように、空気温度センサ２０Ａ及び電池温度センサ２１の検出信号が入力され、演算部、記憶装置等に予め記憶された演算プログラムを用いた演算結果にしたがい、圧縮機１０の回転数、各ドア３〜６の開度位置、ブロワ２の回転数、電動ファン７の回転数等の作動を制御する。

次に、電池の温調制御に係る処理手順について、図６のフローチャートを参照して説明する。図６に示すフローチャートは、制御装置９によって実行される。電池の温調制御は、車両のスタートスイッチ（例えば、イグニッションスイッチ）がＯＮ状態に設定されると開始され、ステップ１０で検出した電池温度がＴ１以上であり、ステップ２０で加熱運転の実施条件が成立する場合は、ステップ３０でブロワ２を運転する。ステップ４０で、ブロワ２の運転開始から所定時間が経過したことを判定すると、ステップ５０Ａで、空気温度センサ２０Ａによる検出信号から、組電池８へ送風される吸込み空気の温度を検出する。次にステップ６０では、ステップ１０で検出した電池温度がステップ５０Ａで検出した吸込み空気の温度よりも高いか否かを判定する。

このステップ６０Ａでの判定は、除湿運転の実施条件の不成立、成立を判定するステップである。したがって、ステップ６０Ａで、ＹＥＳの場合は加熱モードの運転を実行し、ＮＯの場合は除湿モードを実行する。ステップ６０Ａで、吸込み空気の温度が電池温度以上であると判定すると、組電池８に送風される空気は除湿を必要とする状態であると判断してステップ６１で除湿モードの運転を実行し、この除湿運転をステップ６０Ａで電池温度の方が高くなったと判定するまで継続実施する。ステップ６０Ａで電池温度の方が高くなったと判定すると、除湿を完了し、電池を暖機するためにステップ７０で加熱モードを実行する。

ステップ６０Ａで、電池温度の方が高いと判定すると、組電池８に送風される空気は除湿を必要としない状態であると判断し、ステップ７０で加熱モードの運転を実行する。この加熱運転は、ステップ８０で、検出した電池温度がＴ１以上になったと判定されて、暖機を必要としない温度に上昇するまで継続実施される。ステップ８０で当該電池温度がＴ１以上であると判定すると、加熱モードを完了し、ステップ１０に戻る。

温調対象である電池が低温状態であり、かつ組電池８の雰囲気の絶対湿度が高い場合には、この状態で温風を送風すると、電池の表面に結露が生じうる。そこで、本実施形態によれば、制御装置９は、電池温度センサ２１によって検出された電池温度が所定温度Ｔ１未満となる加熱運転の実施条件が成立する場合でも、電池の検出温度が、組電池８へ送風される空気の検出温度よりも低い場合には、除湿運転を実施し、電池の検出温度が当該空気の温度以上になると、加熱運転を実施する。

これによれば、加熱運転前に除湿運転を実施することにより、組電池８の雰囲気を電池と同温度時の相対湿度１００％程度まで除湿することができる。この後、加熱運転に切り替えることにより、前の除湿運転によって除湿されて絶対湿度が低下しているため、電池の結露を抑制しながら電池の効果的な加熱を実施できる。

また、温調装置１Ａによれば、既存の空気温度センサを活用できるため、湿度センサを必要とせず、部品点数の軽減によるコスト低減が図れ、さらに監視データの削減にも貢献できる。

（第３実施形態）
第３実施形態では、第１実施形態に対して他の形態である温調装置１Ｂについて図３及び図７を参照して説明する。図３及び図７の各図において第１実施形態で参照した図面と同一の符号を付した構成要素は、同一の要素であり、その作用効果も同様である。以下、第１実施形態と異なる形態、処理手順、作用等について説明する。

温調装置１Ｂは、第１実施形態の温調装置１に対して、前述の除湿モードを実施する代わりに、除湿と加熱を同時に実施する除湿加熱モードを実行する点が相違する。したがって、制御装置９は、加熱運転の実施条件が成立する場合にドア３，４，５Ｂ，６Ｂ及びブロワ２を制御して当該加熱運転を実施する。加熱モードでのドア５Ｂとドア６Ｂの開度位置は、第１実施形態で説明したドア５とドア６の開度位置と同じである。また、制御装置９は、除湿運転の実施条件が成立する場合に、ドア３，４，５Ｂ，６Ｂ及びブロワ２を制御して除湿加熱運転を実施する。また、第３実施形態では、車室内３０を温調対象の一例として説明する。

図７に図示する状態は、除湿加熱運転（除湿加熱モード）時の空気流れ及び各部の動作状態である。制御装置９は、除湿加熱運転時に、圧縮機１０、ブロワ２及び電動ファン７をそれぞれ駆動する。さらに制御装置９は、ドア５Ｂの開度位置を図７に図示する中間位置に、ドア６Ｂの開度位置を図７に図示する中間位置に、それぞれ制御し、加熱空気が放熱器１１の熱交換部を通過する空気通路と車室内３０とを循環する空気経路を形成するようにドア３及びドア４の開度位置を制御する。

したがって、ドア５Ｂ及びドア６Ｂは、外気取入れ通路１６と室外排出通路１７とを蒸発器１３を経由して連通させるとともに、熱交換器上流側通路１４と熱交換器下流側通路１５とを蒸発器１３を経由して連通させる。また、ドア３及びドア４は、熱交換器上流側通路１４と熱交換器下流側通路１５とを放熱器１１を経由して連通させる。これにより、ブロワ２による強制送風によって熱交換器上流側通路１４に流れてきた空気は、熱交換器の上流側で分岐し、分岐した一方は放熱器１１で加熱され、他方は蒸発器１３で冷却される。そして、加熱空気と冷却空気は、熱交換器下流側通路１５で合流して混合することにより、温度調節された状態でブロワ２に吸い込まれる。

この除湿加熱モードでは、空気は、一部が蒸発器１３で冷却され、残部が放熱器１１で加熱された後、車室内３０に提供されて放熱し、循環し続ける。このように、除湿効果のある温風は、蒸発器１３による冷却作用及び放熱器１１による加熱作用を獲得して、車室内３０を除湿しながら温めることになる。

本実施形態によれば、温調装置１Ｂは、車室内３０と、温調空気を車室内３０に対して送風する温調用のブロワ２と、温調空気が流通する空気経路を運転モードに応じて変更するドア３，４，５Ｂ，６Ｂと、制御装置９と、を備える。制御装置９は、加熱運転の実施条件が成立する場合でも、湿度センサ２０によって検出された湿度が所定値Ｈ１以上である場合には、放熱器１１によって加熱された空気と蒸発器１３によって冷却された空気の一部とを車室内３０へ送風する空気経路となるようにドア３，４，５Ｂ，６Ｂ及びブロワ２を制御して除湿加熱運転を実施する。

これによれば、加熱運転の実施条件が成立し、さらに車室内３０に送風される空気の湿度が所定値Ｈ１以上である場合には、除湿加熱運転を実施する。この除湿加熱運転では、放熱器１１で加熱した空気と蒸発器１３で冷却した空気とを車室内３０へ送風することにより、車室内３０へ送風する空気について加温するとともに、湿度を下げることができる。つまり、通常のルームエアコンで採用されている逆転ヒートポンプ方式のサイクルでは、加熱しながらの除湿運転はできないが、温調装置１Ｂによれば、除湿運転の実施条件が成立する場合でも、除湿しながらの加熱が実施できる。これにより、温調対象の結露発生を抑制できるとともに、温度調節時間の短縮化が図れる。

また、温調装置１Ｂは、温調対象を車室内３０とするため、車室内空調運転における除湿暖房機能を発揮することができる。

（他の実施形態）
上述の実施形態では、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。上記実施形態の構造は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものである。

本発明が適用される温調対象としては、車室内３０、組電池８の他、インバータ、モータ等の電気機器、過給気を温調するインタークーラ、エンジン、ＡＴＦ等のオイルを温調する熱交換器等を採用することができる。

上記の実施形態において、温調対象へ送風される温調空気の湿度を検出する手段として湿度センサ２０を採用しているが、露点センサを用いて温調空気の湿度レベルを検出することもできる。

上記の実施形態において、単電池の温度を電池温度センサ２１によって検出しているが、温調対象である電池の温度の代わりに、電池を収容している筐体の温度、電池近傍の他の部材の温度、電池の雰囲気温度等を検出し、電池の温度状態を判断する指標としてもよい。

上記の実施形態において、加熱用機器は冷凍サイクルに含まれる放熱器に限定されない。例えば、加熱用機器はエンジン冷却水の熱を利用するヒータコア、通電により発熱する電気ヒータ、ペルチェ素子等を採用することができる。

上記の実施形態において、冷却用機器は冷凍サイクルに含まれる蒸発器に限定されない。例えば、冷却用機器による冷却は、ペルチェ素子の吸熱作用、ファンによる送風冷却等を採用することができる。

上記の実施形態において、温度調整された温調空気は、冷凍サイクルに搭載される熱交換器によって冷却、加熱される形態であるが、熱交換器の代わりにペルチェ素子を用いて、発熱、吸熱を制御することにより、冷却、加熱される形態としてもよい。

上記の実施形態において、ブロワ２及び電動ファン７は、制御装置９によって回転数の制御が可能に構成されているが、運転及び停止のみが可能で回転数制御が不可能な機器であってもよい。

上記の実施形態において、組電池８を構成する単電池の形状は、扁平な直方体状、円筒状等であり、特に限定されない。

２…ブロワ（温調用送風手段）
３，４，５，５Ｂ，６，６Ｂ…ドア（空気経路切替手段）
８…組電池（電気機器、二次電池、温調対象）
９…制御装置
１１…放熱器（加熱用機器）
１３…蒸発器（冷却用機器）
２０…湿度センサ（湿度検出手段）
２０Ａ…空気温度センサ（空気温度検出手段）
２１…電池温度センサ（機器温度検出手段）
３０…車室内（温調対象）

Claims (5)

1. 車両に搭載され、温度調整される電気機器（８）と、
   温度調整された温調空気を前記電気機器に対して送風する温調用送風手段（２）と、
   前記温調空気が流通する空気経路を運転モードに応じて変更する空気経路切替手段（３，４，５，６）と、
   温風の提供によって前記電気機器を温める加熱運転の実施条件が成立する場合に前記空気経路切替手段及び前記温調用送風手段を制御して当該加熱運転を実施し、前記電気機器に与える空気を加熱することなく冷却することにより除湿する除湿運転の実施条件が成立する場合に前記空気経路切替手段及び前記温調用送風手段を制御して当該除湿運転を実施する制御装置（９）と、
   を備え、
   前記制御装置は、前記加熱運転の実施条件が成立する場合でも、前記除湿運転の実施条件が成立する場合には、前記除湿運転を実施し、前記除湿運転の実施条件が成立しなくなると、前記加熱運転を実施することを特徴とする温調装置。
2. 前記電気機器の温度を検出する機器温度検出手段（２１）と、
   前記電気機器へ送風される空気の湿度を検出する湿度検出手段（２０）と、
   を備え、
   前記制御装置は、前記機器温度検出手段によって検出された前記電気機器の温度が予め定めた所定温度未満となる前記加熱運転の実施条件が成立する場合でも、前記湿度検出手段によって検出された湿度が予め定めた所定値以上である場合には、前記除湿運転を実施し、前記湿度検出手段によって検出された湿度が前記所定値未満になると、前記加熱運転を実施することを特徴とする請求項１に記載の温調装置。
3. 車両に搭載され、温度調整される電気機器（８）と、
   温度調整された温調空気を前記電気機器に対して送風する温調用送風手段（２）と、
   前記温調空気が流通する空気経路を運転モードに応じて変更する空気経路切替手段（３，４，５，６）と、
   温風の提供によって前記電気機器を温める加熱運転の実施条件が成立する場合に前記空気経路切替手段及び前記温調用送風手段を制御して当該加熱運転を実施し、前記電気機器に与える空気を除湿する除湿運転の実施条件が成立する場合に前記空気経路切替手段及び前記温調用送風手段を制御して当該除湿運転を実施する制御装置（９）と、
   前記電気機器の温度を検出する機器温度検出手段（２１）と、
   前記電気機器へ送風される空気の温度を検出する空気温度検出手段（２０Ａ）と、
   を備え、
   前記制御装置は、前記機器温度検出手段によって検出された前記電気機器の温度が予め定めた所定温度未満となる前記加熱運転の実施条件が成立する場合でも、前記検出された前記電気機器の温度が前記検出された空気温度よりも低い場合には、前記除湿運転を実施し、前記電気機器の温度が前記空気温度以上になると、前記加熱運転を実施することを特徴とする温調装置。
4. 前記電気機器は、車両走行のための電力を蓄電する二次電池（８）であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の温調装置。
5. 車両に設けられ、温度調整された温調空気が送風される温調対象（３０）と、
   前記温調対象に対して前記温調空気を送風する温調用送風手段（２）と、
   前記温調空気が流通する空気経路を運転モードに応じて変更する空気経路切替手段（３，４，５Ｂ，６Ｂ）と、
   前記温調対象へ送風される空気を加熱する加熱用機器（１１）と、
   前記温調対象へ送風される空気を冷却する冷却用機器（１３）と、
   前記温調対象へ送風される空気の湿度を検出する湿度検出手段（２０）と、
   前記加熱用機器によって加熱した温風を提供して前記温調対象を温める加熱運転の実施条件が成立する場合に前記空気経路切替手段及び前記温調用送風手段を制御して当該加熱運転を実施し、前記温調対象に与える空気を前記冷却用機器によって冷却して除湿する除湿運転の実施条件が成立する場合に前記空気経路切替手段及び前記温調用送風手段を制御して除湿加熱運転を実施する制御装置（９）と、
   を備え、
   前記制御装置は、前記加熱運転の実施条件が成立する場合でも、前記湿度検出手段によって検出された湿度が予め定めた所定値以上である場合には、前記加熱用機器によって加熱された空気と前記冷却用機器によって冷却された空気の一部とを合流させた混合空気を前記温調対象へ送風する空気経路となるように前記空気経路切替手段及び前記温調用送風手段を制御して前記除湿加熱運転を実施することを特徴とする温調装置。

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