ステアリングホイールの温度制御装置
【課題】ステアリングホイールの温度を迅速且つ安定に調節することができるステアリングホイールの温度制御装置を提供する。
【解決手段】ステアリングホイールの所定温度範囲Ｔｃ０〜Ｔｃｃにおいて、該ステアリングホイールの温度の変化に対しペルチェ素子に対する印加電圧のデューティ比率Ｄｃを比例関係で変化させて、ステアリングホイールの温度を冷却目標温度値Ｔｃｔに制御する。冷却開始時に検出されたステアリングホイールの温度が冷却目標温度値Ｔｃｔ以上のとき、ステアリングホイールの温度が冷却目標温度値Ｔｃｔに達するまで、デューティ比率Ｄｃが大きくなるように比例関係となる所定温度範囲をシフトする。
【解決手段】ステアリングホイールの所定温度範囲Ｔｃ０〜Ｔｃｃにおいて、該ステアリングホイールの温度の変化に対しペルチェ素子に対する印加電圧のデューティ比率Ｄｃを比例関係で変化させて、ステアリングホイールの温度を冷却目標温度値Ｔｃｔに制御する。冷却開始時に検出されたステアリングホイールの温度が冷却目標温度値Ｔｃｔ以上のとき、ステアリングホイールの温度が冷却目標温度値Ｔｃｔに達するまで、デューティ比率Ｄｃが大きくなるように比例関係となる所定温度範囲をシフトする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステアリングホイールの温度制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ステアリングホイールの温度制御装置としては、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。この装置は、発熱・吸熱する熱電変換素子としてのペルチェ素子をステアリングホイールに内蔵しており、該ステアリングホイールの現在の温度（実温度）を温度センサ（サーミスタ）により検出して、所定の温度にするように、加熱・冷却を選択すべくペルチェ素子への印加電圧の極性を切り替えるととともに、該印加電圧のオン・オフ（断続）制御によりステアリングホイールの温度を調節する。
【特許文献１】特開昭６０−８８６７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、このようにペルチェ素子への印加電圧のオン・オフ制御によりステアリングホイールの温度を調節する場合、例えば実温度の検出遅れ等の影響で温度制御が不安定となり、例えばハンチングを起こす可能性がある。
【０００４】
一方、ペルチェ素子への印加電圧の比例制御によりステアリングホイールの温度を調節することも検討されている。具体的には、ステアリングホイールの現在の温度を検出し、該ステアリングホイールの温度及び目標温度などから設定したパターン（マップ）に基づいて、ペルチェ素子への印加電圧のデューティ比率を比例制御する。これにより、ペルチェ素子による加熱・冷却の作用の強さを調節し、ステアリングホイールの温度を調節する。
【０００５】
しかしながら、この場合であっても、デューティ比率の比例制御に係るステアリングホイールの所定温度範囲において、例えばステアリングホイールの温度の変化に対するデューティ比率の変化が急峻であれば、前述したオン・オフ制御と同様、温度制御が不安定となり、例えばハンチングを起こす可能性がある。そして、ステアリングホイールの温度が変動して、それを握る運転者に不快適を与えてしまう。
【０００６】
一方、ステアリングホイールの温度の変化に対するデューティ比率の変化が緩慢であれば、ペルチェ素子による加熱・冷却の作用も緩やかになって、目標温度への到達に長い時間を要してしまう。そして、ステアリングホイールが、それを握る運転者の快適に感じる温度になるのが遅れてしまう。
【０００７】
本発明の目的は、ステアリングホイールの温度を迅速且つ安定に調節することができるステアリングホイールの温度制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、ステアリングホイールに設けられたペルチェ素子と、前記ステアリングホイールの温度を検出する温度検出手段とを備え、前記ステアリングホイールの所定温度範囲において、該ステアリングホイールの温度の変化に対し前記ペルチェ素子に対する印加電圧のデューティ比率を比例関係で変化させて、前記ステアリングホイールの温度を目標温度に制御するステアリングホイールの温度制御装置において、所定タイミングで検出された前記ステアリングホイールの温度が、前
記目標温度への調節方向とは反対方向に該目標温度から離れているとき、前記ステアリングホイールの温度が前記目標温度に達するまで、前記デューティ比率が大きくなるように前記比例関係となる前記所定温度範囲をシフトする補正手段を備えたことを要旨とする。
【０００９】
同構成によれば、前記所定タイミングで検出された前記ステアリングホイールの温度が、前記目標温度への調節方向とは反対方向に該目標温度から離れているとき、即ち前記目標温度へと調節すべく前記ペルチェ素子を作用させるときには、前記補正手段により、前記デューティ比率が大きくなるように前記比例関係となる前記所定温度範囲がシフトされる。従って、前記ペルチェ素子に対する印加電圧のデューティ比率がより大きく設定されて該ペルチェ素子の作用が強められ、前記ステアリングホイールの温度は前記目標温度へとより迅速に到達される。従って、前記ステアリングホイールの温度を迅速に調節することができる。
【００１０】
そして、前記ステアリングホイールの温度が前記目標温度に達すると、前記ペルチェ素子に対する印加電圧のデューティ比率が本来の比例関係に基づくデューティ比率に設定されて該ペルチェ素子の作用が抑えられ、前記ステアリングホイールの前記目標温度への温度制御がより安定化される。従って、ステアリングホイールの温度を安定した状態で調節することができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のステアリングホイールの温度制御装置において、前記補正手段は、前記所定のタイミングで検出された前記ステアリングホイールの温度が前記目標温度への調節方向とは反対方向に該目標温度から離れる度合いと単調非減少の関係になるように前記比例関係となる前記所定温度範囲のシフト量を補正することを要旨とする。
【００１２】
同構成によれば、前記比例関係となる前記所定温度範囲のシフト量は、前記所定のタイミングで検出された前記ステアリングホイールの温度が前記目標温度への調節方向とは反対方向に該目標温度から離れる度合いと単調非減少の関係になるように前記補正手段により補正される。従って、前記ペルチェ素子の作用による必要な温度調節の幅が大きくなるほど、前記補正手段により、前記デューティ比率がより大きくなるように前記比例関係となる前記所定温度範囲がシフトされる。つまり、前記ペルチェ素子の作用による必要な温度調節の幅が大きくなるほど、前記ペルチェ素子に対する印加電圧のデューティ比率がより大きく設定されて該ペルチェ素子の作用が強められ、前記ステアリングホイールの温度を前記目標温度へとより迅速に到達させることができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のステアリングホイールの温度制御装置において、前記所定のタイミングで検出された前記ステアリングホイールの温度は、該ステアリングホイールの温度制御開始時に検出された初期温度であることを要旨とする。
【００１４】
同構成によれば、前記補正手段による前記比例関係となる前記所定温度範囲のシフトは、前記ステアリングホイールの温度制御開始時に１回行うのみであるため、例えば複数回行う場合に比べて演算負荷を軽減することができる。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１乃至３に記載の発明では、ステアリングホイールの温度を迅速且つ安定に調節することができるステアリングホイールの温度制御装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１は、本実施形態に係るステアリングホイールを示す断面図である。同図に示される
ように、ステアリングホイールは、車両のステアリングシャフトに取着される取付部１１と、該取付部１１から放射状に延出する複数（４本）のスポーク部１２と、これらスポーク部１２の先端部を連結する円環状のリング部１３とを備えて構成される。
【００１７】
前記リング部１３は、例えばアルミニウムからなる蓄熱体としての円環状のリム部２１を備える。図１に拡大して示すように、このリム部２１には、上下に隣り合う前記スポーク部１２間で前記リング部１３に形成される左右のグリップ部に合わせて、複数（１２個）のペルチェ素子２２が配設されている。これら１２個のペルチェ素子２２は、前記リング部１３の左右のグリップ部に６個ずつ配置されている。各グリップ部に配置された６個のペルチェ素子２２は、電気的に直列接続されて、ペルチェ素子アセンブリ２３を構成する。各ペルチェ素子アセンブリ２３は、対応するグリップ部において前記リム部２１と熱伝導的に接続されている。また、各ペルチェ素子アセンブリ２３を構成する６個のペルチェ素子２２は、リング部１３の外周側及び内周側に３個ずつで配置されている。
【００１８】
各ペルチェ素子アセンブリ２３において、前記リング部１３の外周側及び内周側に配置された３個のペルチェ素子２２には、例えば銅からなる伝熱プレート２４が装着されている。各伝熱プレート２４は、対応する３個のペルチェ素子２２と熱伝導的に接続されている。
【００１９】
そして、前記リム部２１は、前記ペルチェ素子アセンブリ２３（ペルチェ素子２２）及び伝熱プレート２４とともに、例えば本皮や合成皮革からなる表皮２５により覆われている。
【００２０】
図１に併せ示したように、各グリップ部のペルチェ素子アセンブリ２３は、マイクロコンピュータ（マイコン）を備えた制御ユニット３１に電気的に接続されており、該制御ユニット３１からの通電出力に従って対応するグリップ部の表面を加熱又は冷却する。具体的には、例えばグリップ部の表面を冷却すべく通電出力された場合、ペルチェ素子アセンブリ２３は、前記伝熱プレート２４から吸熱するとともに、前記リム部２１の熱容量を利用して該リム部２１に蓄熱・熱放散する。これにより、表皮２５の熱がリム部２１へと移動し、グリップ部の表面が冷却される。
【００２１】
なお、各グリップ部には、その温度を検出する温度検出手段としてのサーミスタ３２が設けられている。制御ユニット３１は、各サーミスタ３２からの温度信号入力によって対応するグリップ部の温度を検出するとともに、該検出された温度に応じて前記ペルチェ素子アセンブリ２３への通電出力を制御する。つまり、制御ユニット３１は、左右のグリップ部の温度調節を個別に行う。前記リング部１３において、各グリップ部がペルチェ素子アセンブリ２３等による温度調節領域を形成することはいうまでもない。
【００２２】
次に、制御ユニット３１の電気的構成について、図２の回路図に従って説明する。
同図に示されるように、制御ユニット３１は、各種制御プログラムを格納するとともに該制御プログラムを実行するマイコン３３を備える。このマイコン３３は、定電圧電源回路３４を介して所定電圧ＶＢ（例えば１２Ｖ）を有するバッテリ３５のプラス端子と電気的に接続されるとともに、グランドＧＮＤに接地されている。定電圧電源回路３４は、前記マイコン３３に所定電圧Ｖｃｃ（例えば５Ｖ）を電源として供給する。
【００２３】
前記マイコン３３は、左右のグリップ部に配設されたペルチェ素子アセンブリ２３及びサーミスタ３２とそれぞれ電気的に接続されている。なお、マイコン３３との電気的な接続構造は、左右のグリップ部で同様であるため、以下では、左側のグリップ部に配設されたペルチェ素子アセンブリ２３及びサーミスタ３２との電気的な接続構造を代表して説明し、右側のグリップ部については同一の符号を付して詳細な説明を割愛する。
【００２４】
前記マイコン３３は、抵抗Ｒｂ１，Ｒｂ２を介してＮＰＮ型のトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２のベースにそれぞれ接続されるとともに、これらトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２のコレクタは、リレー３６を構成するコイルＬ１，Ｌ２の一方の接続点にそれぞれ接続されている。なお、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２のエミッタは、グランドＧＮＤに接地されている。
【００２５】
前記リレー３６は、前記バッテリ３５のプラス端子に電気的に接続された一対の接点ａ１，ａ２を備えるとともに、これら接点ａ１，ａ２は、前記コイルＬ１，Ｌ２の他方の接続点にそれぞれ接続されている。また、前記リレー３６は、一対の接点ｂ１，ｂ２を備えるとともに、これら接点ｂ１，ｂ２は、Ｎ型のパワーＦＥＴ３７のドレインに接続されている。なお、パワーＦＥＴ３７のゲートは、前記マイコン３３に接続されるとともに、そのソースは、グランドＧＮＤに接地されている。
【００２６】
さらに、前記リレー３６は、接点ａ１，ｂ１間及び接点ａ２，ｂ２間で接点を切り替える一対の可動子ｃ１，ｃ２を備える。これら可動子ｃ１，ｃ２は、前記ペルチェ素子アセンブリ２３の両接続点Ｐ１，Ｐ２にそれぞれ接続されている。一方の可動子ｃ１は、通常は接点ｂ１に接続されており、前記マイコン３３によりトランジスタＴｒ１がオンされて、前記コイルＬ１が通電されると、前記可動子ｃ１は、前記コイルＬ１に駆動されて接点ａ１（所定電圧ＶＢ）に接続される。同様に、他方の可動子ｃ２は、通常は接点ｂ２に接続されており、前記マイコン３３によりトランジスタＴｒ２がオンされて、前記コイルＬ２が通電されると、前記可動子ｃ２は、前記コイルＬ２に駆動されて接点ａ２（所定電圧ＶＢ）に接続される。
【００２７】
従って、例えば前記コイルＬ１の駆動により一方の可動子ｃ１を接点ａ１に接続したとき、前記マイコン３３によりパワーＦＥＴ３７がオンされると、接点ｂ２はパワーＦＥＴ３７を介してグランドＧＮＤに接地される。そして、前記ペルチェ素子アセンブリ２３には、可動子ｃ１に接続された一方の接続点Ｐ１から、可動子ｃ２に接続された他方の接続点Ｐ２へと電流が流れる。本実施形態では、上述の方向で前記ペルチェ素子アセンブリ２３に電流が流れるときに、グリップ部の表面が冷却されるように設定されている。
【００２８】
また、前記コイルＬ２の駆動により他方の可動子ｃ２を接点ａ２に接続したとき、前記マイコン３３によりパワーＦＥＴ３７がオンされると、接点ｂ１はパワーＦＥＴ３７を介してグランドＧＮＤに接地される。そして、前記ペルチェ素子アセンブリ２３には、可動子ｃ２に接続された他方の接続点Ｐ２から、可動子ｃ１に接続された一方の接続点Ｐ１へと電流が流れる。本実施形態では、上述の方向で前記ペルチェ素子アセンブリ２３に電流が流れるときに、グリップ部の表面が加熱されるように設定されている。
【００２９】
なお、前記マイコン３３は、パワーＦＥＴ３７のゲートに一定周期のパルス信号を出力しており、該一定周期中のパルス信号のオン時間の割合、即ち前記ペルチェ素子アセンブリ２３に対する印加電圧のデューティ比率を変更することで、該ペルチェ素子アセンブリ２３による冷却又は加熱作用の強さを制御する。
【００３０】
前記サーミスタ３２は、一方の接続点が抵抗Ｒｕを介して所定電圧Ｖｃｃに接続されるとともに、他方の接続点がグランドＧＮＤに接地されている。そして、サーミスタ３２及び抵抗Ｒｕの接続点Ｃは、前記マイコン３３に接続されている。マイコン３３は、抵抗Ｒｕ及びサーミスタ３２による所定電圧Ｖｃｃの分圧（接続点Ｃの電圧）を温度信号として入力して、前記サーミスタ３２の設けられたグリップ部の温度（検出温度Ｔ）を検出する。
【００３１】
次に、前記ペルチェ素子アセンブリ２３に対する印加電圧の極性と、その作用との関係について図３に示した一覧図に基づいて総括して説明する。同図に示されるように、前述の態様でペルチェ素子アセンブリ２３の接続点Ｐ１をプラス側である所定電圧ＶＢに接続するとともに、接続点Ｐ２をマイナス側であるグランドＧＮＤに接続すると、前記ペルチェ素子アセンブリ２３の作用は冷却となる。一方、ペルチェ素子アセンブリ２３の接続点Ｐ１をマイナス側であるグランドＧＮＤに接続するとともに、接続点Ｐ２をプラス側である所定電圧ＶＢに接続すると、前記ペルチェ素子アセンブリ２３の作用は加熱となる。以上により、ペルチェ素子アセンブリ２３による冷却又は加熱作用が、印加電圧の極性によって切り替えられる。この印加電圧の極性の切り替えが、前記トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２による前記リレー３６（コイルＬ１，Ｌ２）の選択的な駆動によって行われることはいうまでもない。
【００３２】
次に、前記ペルチェ素子アセンブリ２３に対する電圧の印加態様について総括して説明する。なお、図４は、冷却・加熱のそれぞれにおける印加電圧を示すタイムチャートであり、図５は、同じく冷却・加熱のそれぞれにおける印加電圧のデューティ比率と前記ペルチェ素子アセンブリ２３による冷却・加熱作用の強さとの関係を示す説明図である。図４では、冷却時の印加電圧の極性をプラス側で表している。
【００３３】
図４に示されるように、例えば冷却時に前記ペルチェ素子アセンブリ２３の両接続点Ｐ１，Ｐ２間に印加される電圧は、所定周期ｔｃを有するオン・オフ波形となっており、各周期ｔｃ内の通電時間τｃにおいて所定電圧ＶＢが印加される。これは、各ペルチェ素子２２に対しその吸熱の効率が優れる２Ｖ（＝１２／６Ｖ）程度の電圧を供給してその損失を抑えるためである。なお、通電時間τｃを周期ｔｃで除した値の百分率（＝τｃ／ｔｃ×１００）［％］が、冷却時の前記ペルチェ素子アセンブリ２３に対する印加電圧のデューティ比率Ｄｃである。前記マイコン３３は、デューティ比率Ｄｃを変更することで、前記ペルチェ素子アセンブリ２３による冷却作用の強さを制御する。
【００３４】
一方、加熱時に前記ペルチェ素子アセンブリ２３の両接続点Ｐ１，Ｐ２間に印加される電圧は、所定周期ｔｈを有するオン・オフ波形となっており、各周期ｔｈ内の通電時間τｈにおいて逆極性となる所定電圧−ＶＢが印加される。なお、通電時間τｈを周期ｔｈで除した値の百分率（＝τｈ／ｔｈ×１００）［％］が、加熱時の前記ペルチェ素子アセンブリ２３に対する印加電圧のデューティ比率Ｄｈである。前記マイコン３３は、デューティ比率Ｄｈを変更することで、前記ペルチェ素子アセンブリ２３による加熱作用の強さを制御する。
【００３５】
図５に示されるように、例えば前記ペルチェ素子アセンブリ２３による冷却作用の強さは、冷却時の印加電圧のデューティ比率Ｄｃが０〜１００％の間で増減されることで、該デューティ比率Ｄｃの０％で皆無となり、１００％で最大となるように連続的に制御される。同様に、前記ペルチェ素子アセンブリ２３による加熱作用の強さは、加熱時の印加電圧のデューティ比率Ｄｈが０〜１００％の間で増減されることで、該デューティ比率Ｄｈの０％で皆無となり、１００％で最大となるように連続的に制御される。
【００３６】
次に、本実施形態におけるデューティ比率Ｄｃ，Ｄｈの設定態様について説明する。なお、両デューティ比率Ｄｃ，Ｄｈは、基本的にステアリングホイール（グリップ部）の各対応する所定温度範囲において、該ステアリングホイールの温度の変化に対し比例関係で変化するように設定される。各デューティ比率Ｄｃ，Ｄｈの制御は、前記マイコン３３による制御プログラムの実行によって行われる。
【００３７】
まず、冷却作用時のデューティ比率Ｄｃの設定態様について説明する。図６は、冷却作用時の検出温度Ｔ（ステアリングホイールの温度）とデューティ比率Ｄｃとの関係を示す
マップである。同図に示されるように、検出温度Ｔが所定温度値Ｔｃ０（例えば４３．３°Ｃ）から所定温度値Ｔｃｃ（例えば６０°Ｃ）までの範囲にあるときに、デューティ比率Ｄｃは、０％から１００％へと比例関係で推移するように設定されている。そして、検出温度Ｔが所定温度値Ｔｃ０よりも低温側にあるとき（Ｔ＜Ｔｃ０）にはデューティ比率Ｄｃは０％に設定され、検出温度Ｔが所定温度値Ｔｃｃよりも高温側にあるとき（Ｔ＞Ｔｃｃ）にはデューティ比率Ｄｃは１００％に設定される。なお、冷却作用時の目標の温度である冷却目標温度値Ｔｃｔ（例えば５０°Ｃ）において、該冷却目標温度値Ｔｃｔを保持するための所定のデューティ比率Ｄｃｔ（例えば４０％）が設定されている。
【００３８】
また、本実施形態では、ステアリングホイールの冷却開始時の検出温度Ｔ（実際には、左右のサーミスタ３２による検出温度Ｔの平均温度、以下、初期温度値Ｔｃｓという）が高いとき、即ち冷却目標温度値Ｔｃｔから高温側に離れているときには、図６に破線にて併せ示すように、前記比例関係となる所定温度範囲がシフト量ΔＴｃｈだけ低温側にシフト（平行移動）されるようになっている。このとき、検出温度Ｔが温度値Ｔｃ０１（＝Ｔｃ０−ΔＴｃｈ）から温度値Ｔｃｃ１（＝Ｔｃｃ−ΔＴｃｈ）までの範囲にあるときに、デューティ比率Ｄｃは、０％から１００％へと比例関係で推移する。また、デューティ比率Ｄｃが１００％以下に変化する温度値Ｔｃｃ１は、冷却目標温度値Ｔｃｔにより近付けられる。従って、デューティ比率Ｄｃは、１００％を上限としてより大きくなるように変更設定される。
【００３９】
つまり、検出温度Ｔに対するデューティ比率Ｄｃの制御パターンは、破線で示したパターンＰｃ１と、実線で示したパターン（基本パターン）Ｐｃ２との複数の異なる制御パターンからなり、検出温度Ｔと冷却目標温度値Ｔｃｔとの大小関係に基づいて該制御パターンが変更（切替）される。具体的には、検出温度Ｔが冷却目標温度値Ｔｃｔ以上の場合（高温側からの冷却開始時）にはパターンＰｃ１が設定され、検出温度Ｔが冷却目標温度値Ｔｃｔ未満の場合（温度低下後）にはパターンＰｃ２が設定される。
【００４０】
従って、冷却開始直後は、検出温度Ｔが冷却目標温度値Ｔｃｔに達するまで、図６に破線にて示したパターンＰｃ１が設定される。これにより、検出温度Ｔが冷却目標温度値Ｔｃｔ以上の場合に、より大きいデューティ比率Ｄｃにてペルチェ素子アセンブリ２３による強い冷却作用が行われることになり、ステアリングホイールは迅速に冷却目標温度値Ｔｃｔへと温度低下する。
【００４１】
そして、検出温度Ｔが冷却目標温度値Ｔｃｔに達すると、図６に実線にて示したパターン（基本パターン）Ｐｃ２に変更される。これにより、検出温度Ｔが冷却目標温度値Ｔｃｔ未満の場合に、低温側にシフトされる前の本来のデューティ比率Ｄｃにてペルチェ素子アセンブリ２３による冷却作用が行われることになり、ステアリングホイールは冷却目標温度値Ｔｃｔに安定した状態で温度制御される。
【００４２】
ここで、初期温度値Ｔｃｓ及びシフト量ΔＴｃｈ（制御パターンが変更度合い）の関係について、図７のマップに基づいて説明する。同図に示すように、これら初期温度値Ｔｃｓ及びシフト量ΔＴｃｈは、初期温度値Ｔｃｓが高く冷却目標温度値Ｔｃｔから高温側に大きく離れるときほどシフト量ΔＴｃｈが大きくなり、反対に初期温度値Ｔｃｓが低く初期温度値Ｔｃｓが冷却目標温度値Ｔｃｔから高温側に小さく離れるときほどシフト量ΔＴｃｈが小さくなるように単調非減少の関係を有している。
【００４３】
従って、例えば雰囲気温度が高く初期温度値Ｔｃｓが高いときには、シフト量ΔＴｃｈが大きくなって、デューティ比率Ｄｃが１００％以下に変化する温度値Ｔｃｃ１が冷却目標温度値Ｔｃｔにより近付けられ、検出温度Ｔ（ステアリングホイールの温度）が冷却目標温度値Ｔｃｔの直近になるまで、より大きいデューティ比率Ｄｃにてペルチェ素子アセ
ンブリ２３による強い冷却作用が行われる。これにより、ステアリングホイールの温度を迅速に低下させることができる。
【００４４】
一方、雰囲気温度が低く初期温度値Ｔｃｓが低いときには、シフト量ΔＴｃｈが小さくなって、温度値Ｔｃｃ１及び冷却目標温度値Ｔｃｔに差が設けられ、検出温度Ｔ（ステアリングホイールの温度）が冷却目標温度値Ｔｃｔの直近になるまでのデューティ比率Ｄｃがより小さくなってペルチェ素子アセンブリ２３による冷却作用が抑制される。これにより、ステアリングホイールの温度が低温側へとアンダーシュートする程度を減少させることができる。
【００４５】
次に、本実施形態における検出温度Ｔ（ステアリングホイールの温度）及びデューティ比率Ｄｃの推移について説明する。
図８（ａ）（ｂ）は、それぞれ検出温度Ｔ及びデューティ比率Ｄｃの推移を示すタイムチャートである。なお、図８（ａ）には、パターン（基本パターン）Ｐｃ２のみによる従来形態での検出温度Ｔの推移を破線にて併せ図示している。同図に示されるように、時刻τｃｓにおいて冷却が開始されたとして、このときの初期温度値Ｔｃｓに応じたシフト量ΔＴｃｈに基づいてパターンＰｃ１が設定されたとする。このとき、初期温度値Ｔｃｓが温度値Ｔｃｃ１よりも高温であれば、検出温度Ｔが該温度値Ｔｃｃ１に達するまでデューティ比率Ｄｃは１００％に設定される。そして、１００％のデューティ比率Ｄｃによりペルチェ素子アセンブリ２３による強い冷却作用が行われる。
【００４６】
検出温度Ｔが温度値Ｔｃｃ１に達した後は、検出温度Ｔが前記冷却目標温度値Ｔｃｔに達する時刻τｃｔ１までデューティ比率Ｄｃは漸減されるものの、該デューティ比率Ｄｃは大きい値（１００％の近く）で推移することになり、依然としてペルチェ素子アセンブリ２３による強い冷却作用が行われる。
【００４７】
以上より、検出温度Ｔは、冷却目標温度値Ｔｃｔへと迅速に低下する。なお、図８には、従来形態において前記冷却目標温度値Ｔｃｔに達する時刻を時刻τｃｔとして併記している。同図から明らかなように、本実施形態における冷却開始から冷却目標温度値Ｔｃｔに達するまでの時間Δτｃｓｔ１（＝τｃｔ１−τｃｓ）は、従来形態における冷却開始から冷却目標温度値Ｔｃｔに達するまでの時間Δτｃｓｔ（＝τｃｔ−τｃｓ）に比べて短くなっていることが確認される。
【００４８】
そして、検出温度Ｔが冷却目標温度値Ｔｃｔに達した後は、パターンＰｃ２に変更され、デューティ比率Ｄｃは前記所定のデューティ比率Ｄｃｔまで急減されて該デューティ比率Ｄｃｔの近くの小さい値で推移することになる。従って、ペルチェ素子アセンブリ２３による冷却作用が抑制されて、検出温度Ｔが冷却目標温度値Ｔｃｔに安定した状態で保持される。
【００４９】
次に、加熱作用時のデューティ比率Ｄｈの設定態様について説明する。なお、デューティ比率Ｄｈは、加熱作用に対応して前記所定温度範囲及び目標とする温度変化の方向が異なることを除けば、前記デューティ比率Ｄｃと同様の処理で設定される。
【００５０】
図９は、加熱作用時の検出温度Ｔ（ステアリングホイールの温度）とデューティ比率Ｄｈとの関係を示すマップである。同図に示されるように、検出温度Ｔが所定温度値Ｔｈ０（例えば３４．３°Ｃ）から所定温度値Ｔｈｃ（例えば２０°Ｃ）までの範囲にあるときに、デューティ比率Ｄｈは、０％から１００％へと比例関係で推移するように設定されている。そして、検出温度Ｔが所定温度値Ｔｈ０よりも高温側にあるとき（Ｔ＞Ｔｈ０）にはデューティ比率Ｄｈは０％に設定され、検出温度Ｔが所定温度値Ｔｈｃよりも低温側にあるとき（Ｔ＜Ｔｈｃ）にはデューティ比率Ｄｈは１００％に設定される。なお、加熱作
用時の目標の温度である加熱目標温度値Ｔｈｔ（例えば３０°Ｃ）において、該加熱目標温度値Ｔｈｔを保持するための所定のデューティ比率Ｄｈｔ（例えば３０％）が設定されている。
【００５１】
また、本実施形態では、ステアリングホイールの加熱開始時の検出温度Ｔ（実際には、左右のサーミスタ３２による検出温度Ｔの平均温度、以下、初期温度値Ｔｈｓという）が低いとき、即ち加熱目標温度値Ｔｈｔから低温側に離れているときには、図９に破線にて併せ示すように、前記比例関係となる所定温度範囲がシフト量ΔＴｈｈだけ高温側にシフト（平行移動）されるようになっている。このとき、検出温度Ｔが温度値Ｔｈ０１（＝Ｔｈ０−ΔＴｈｈ）から温度値Ｔｈｃ１（＝Ｔｈｃ−ΔＴｈｈ）までの範囲にあるときに、デューティ比率Ｄｈは、０％から１００％へと比例関係で推移する。また、デューティ比率Ｄｈが１００％以下に変化する温度値Ｔｈｃ１は、加熱目標温度値Ｔｈｔにより近付けられる。従って、デューティ比率Ｄｈは、１００％を上限としてより大きくなるように変更設定される。
【００５２】
つまり、検出温度Ｔに対するデューティ比率Ｄｈの制御パターンは、破線で示したパターンＰｈ１と、実線で示したパターン（基本パターン）Ｐｈ２との複数の異なる制御パターンからなり、検出温度Ｔと加熱目標温度値Ｔｈｔとの大小関係に基づいて該制御パターンが変更（切替）される。具体的には、検出温度Ｔが加熱目標温度値Ｔｈｔ以下の場合（低温側からの加熱開始時）にはパターンＰｈ１が設定され、検出温度Ｔが加熱目標温度値Ｔｈｔ超過の場合（温度上昇後）にはパターンＰｈ２が設定される。
【００５３】
従って、加熱開始直後は、検出温度Ｔが加熱目標温度値Ｔｈｔに達するまで、図９に破線にて示したパターンＰｈ１が設定される。これにより、検出温度Ｔが加熱目標温度値Ｔｈｔ以下の場合に、より大きいデューティ比率Ｄｈにてペルチェ素子アセンブリ２３による強い加熱作用が行われることになり、ステアリングホイールは迅速に加熱目標温度値Ｔｈｔへと温度上昇する。
【００５４】
そして、検出温度Ｔが加熱目標温度値Ｔｈｔに達すると、図９に実線にて示したパターン（基本パターン）Ｐｈ２に変更される。これにより、検出温度Ｔが加熱目標温度値Ｔｈｔ超過の場合に、高温側にシフトされる前の本来のデューティ比率Ｄｈにてペルチェ素子アセンブリ２３による加熱作用が行われることになり、ステアリングホイールは加熱目標温度値Ｔｈｔに安定した状態で温度制御される。
【００５５】
ここで、初期温度値Ｔｈｓ及びシフト量ΔＴｈｈ（制御パターンが変更度合い）の関係について、図１０のマップに基づいて説明する。同図に示すように、これら初期温度値Ｔｈｓ及びシフト量ΔＴｈｈは、初期温度値Ｔｈｓが低く加熱目標温度値Ｔｈｔから低温側に大きく離れるときほどシフト量ΔＴｈｈが大きくなり、反対に初期温度値Ｔｈｓが高く初期温度値Ｔｈｓが加熱目標温度値Ｔｈｔから低温側に小さく離れるときほどシフト量ΔＴｈｈが小さくなるように単調非減少の関係を有している。
【００５６】
従って、例えば雰囲気温度が低く初期温度値Ｔｈｓが低いときには、シフト量ΔＴｈｈが大きくなって、デューティ比率Ｄｈが１００％以下に変化する温度値Ｔｈｃ１が加熱目標温度値Ｔｈｔにより近付けられ、検出温度Ｔ（ステアリングホイールの温度）が加熱目標温度値Ｔｈｔの直近になるまで、より大きいデューティ比率Ｄｈにてペルチェ素子アセンブリ２３による強い加熱作用が行われる。これにより、ステアリングホイールの温度を迅速に上昇させることができる。
【００５７】
一方、雰囲気温度が高く初期温度値Ｔｈｓが高いときには、シフト量ΔＴｈｈが小さくなって、温度値Ｔｈｃ１及び加熱目標温度値Ｔｈｔに差が設けられ、検出温度Ｔ（ステア
リングホイールの温度）が加熱目標温度値Ｔｈｔの直近になるまでのデューティ比率Ｄｈがより小さくなってペルチェ素子アセンブリ２３による加熱作用が抑制される。これにより、ステアリングホイールの温度が高温側へとオーバーシュートする程度を減少させることができる。
【００５８】
次に、本実施形態における検出温度Ｔ（ステアリングホイールの温度）及びデューティ比率Ｄｈの推移について説明する。
図１１（ａ）（ｂ）は、それぞれ検出温度Ｔ及びデューティ比率Ｄｈの推移を示すタイムチャートである。なお、図１１（ａ）には、パターン（基本パターン）Ｐｈ２のみによる従来形態での検出温度Ｔの推移を破線にて併せ図示している。同図に示されるように、時刻τｈｓにおいて加熱が開始されたとして、このときの初期温度値Ｔｈｓに応じたシフト量ΔＴｈｈに基づいてパターンＰｈ１が設定されたとする。このとき、初期温度値Ｔｈｓが温度値Ｔｈｃ１よりも低温であれば、検出温度Ｔが該温度値Ｔｈｃ１に達するまでデューティ比率Ｄｈは１００％に設定される。そして、１００％のデューティ比率Ｄｈによりペルチェ素子アセンブリ２３による強い加熱作用が行われる。
【００５９】
検出温度Ｔが温度値Ｔｈｃ１に達した後は、検出温度Ｔが前記加熱目標温度値Ｔｈｔに達する時刻τｈｔ１までデューティ比率Ｄｈは漸減されるものの、該デューティ比率Ｄｈは大きい値（１００％の近く）で推移することになり、依然としてペルチェ素子アセンブリ２３による強い加熱作用が行われる。
【００６０】
以上より、検出温度Ｔは、加熱目標温度値Ｔｈｔへと迅速に低下する。なお、図１１には、従来形態において前記加熱目標温度値Ｔｈｔに達する時刻を時刻τｈｔとして併記している。同図から明らかなように、本実施形態における加熱開始から加熱目標温度値Ｔｈｔに達するまでの時間Δτｈｓｔ１（＝τｈｔ１−τｈｓ）は、従来形態における加熱開始から加熱目標温度値Ｔｈｔに達するまでの時間Δτｈｓｔ（＝τｈｔ−τｈｓ）に比べて短くなっていることが確認される。
【００６１】
そして、検出温度Ｔが加熱目標温度値Ｔｈｔに達した後は、パターンＰｈ２に変更され、デューティ比率Ｄｈは前記所定のデューティ比率Ｄｈｔまで急減されて該デューティ比率Ｄｈｔの近くの小さい値で推移することになる。従って、ペルチェ素子アセンブリ２３による加熱作用が抑制されて、検出温度Ｔが加熱目標温度値Ｔｈｔに安定した状態で保持される。
【００６２】
次に、マイコン３３による検出温度Ｔ、即ちステアリングホイールの温度の制御態様について図１２に示すフローチャートに基づき総括的に説明する。なお、既述のように、左右のグリップ部の温度制御は個別に行われるものの、基本的に左側を右側に言い換えることで同様の処理になる。従って、以下では、左側のグリップ部の温度制御について代表して説明し、右側のグリップ部については詳細な説明を割愛する。
【００６３】
同図に示されるように、この制御が起動されると、左右のグリップ部の検出温度Ｔの平均温度を初期温度値として検出する（ステップＳ１）。そして、この初期温度値と所定温度（例えば５０°Ｃ）との大小関係に基づいて、温度調節の方向（冷却又は加熱）を判断する（ステップＳ２）。
【００６４】
そして、ステップＳ２で冷却と判断されると、左側用のリレー３６を冷却通電の状態に設定する（ステップＳ３）。具体的には、前記トランジスタＴｒ１によりリレー３６の一方のコイルＬ１を駆動して、ペルチェ素子アセンブリ２３により冷却作用が行われるように、印加電圧の極性を切り替える。このとき、ステップＳ１で検出された初期温度値が冷却時の初期温度値Ｔｃｓとして設定される。
【００６５】
次いで、この初期温度値Ｔｃｓに基づき、図７で示したマップに従って冷却時の制御パターンの変更分であるシフト量ΔＴｃｈを算出する（ステップＳ４）。そして、その後は、左側のグリップ部の温度を前記冷却目標温度値Ｔｃｔに制御するための処理が演算周期に合わせて繰り返される（ステップＳ５）。
【００６６】
すなわち、現在の左側のグリップ部の検出温度Ｔを検出する（ステップＳ１１）。そして、この検出温度Ｔが前記冷却目標温度値Ｔｃｔ以上か否かを判断する（ステップＳ１２）。
【００６７】
ステップＳ１２で検出温度Ｔが前記冷却目標温度値Ｔｃｔ以上と判断されると、左側のグリップ部に対し前記シフト量ΔＴｃｈで補正した制御パターン（パターンＰｃ１、図６参照）が設定される（ステップＳ１３）。そして、検出温度Ｔに基づき、補正後の制御パターンに従って、左側のグリップ部のペルチェ素子アセンブリ２３に対するデューティ比率Ｄｃを算出する（ステップＳ１４）。
【００６８】
また、ステップＳ１２で検出温度Ｔが前記冷却目標温度値Ｔｃｔ未満と判断されると、左側のグリップ部に対し前記シフト量ΔＴｃｈで補正されない制御パターン（パターンＰｃ２、図６参照）が設定される（ステップＳ１５）。
【００６９】
そして、ステップＳ１４，Ｓ１５のいずれかで算出されたデューティ比率Ｄｃとなるパルスを、左側用のパワーＦＥＴ３７に出力する（ステップＳ１６）。これにより、左側のグリップ部のペルチェ素子アセンブリ２３は、設定されたデューティ比率Ｄｃに応じた強さで冷却作用を行う。そして、ステップＳ１１に戻って同様の処理を繰り返す。
【００７０】
一方、ステップＳ２で加熱と判断されると、左側用のリレー３６を加熱通電の状態に設定する（ステップＳ６）。具体的には、前記トランジスタＴｒ２によりリレー３６の他方のコイルＬ２を駆動して、ペルチェ素子アセンブリ２３により加熱作用が行われるように、印加電圧の極性を切り替える。このとき、ステップＳ１で検出された初期温度値が加熱時の初期温度値Ｔｈｓとして設定される。
【００７１】
次いで、この初期温度値Ｔｈｓに基づき、図１０で示したマップに従って加熱時の制御パターンの変更分であるシフト量ΔＴｈｈを算出する（ステップＳ７）。そして、その後は、左側のグリップ部の温度を前記加熱目標温度値Ｔｈｔに制御するための処理が演算周期に合わせて繰り返される（ステップＳ８）。
【００７２】
すなわち、現在の左側のグリップ部の検出温度Ｔを検出する（ステップＳ２１）。そして、この検出温度Ｔが前記加熱目標温度値Ｔｈｔ以下か否かを判断する（ステップＳ２２）。
【００７３】
ステップＳ２２で検出温度Ｔが前記加熱目標温度値Ｔｈｔ以下と判断されると、左側のグリップ部に対し前記シフト量ΔＴｈｈで補正した制御パターン（パターンＰｈ１、図９参照）が設定される（ステップＳ２３）。そして、検出温度Ｔに基づき、補正後の制御パターンに従って、左側のグリップ部のペルチェ素子アセンブリ２３に対するデューティ比率Ｄｈを算出する（ステップＳ２４）。
【００７４】
また、ステップＳ２２で検出温度Ｔが前記加熱目標温度値Ｔｈｔ超過と判断されると、左側のグリップ部に対し前記シフト量ΔＴｈｈで補正されない制御パターン（パターンＰｈ２、図９参照）が設定される（ステップＳ２５）。
【００７５】
そして、ステップＳ２４，Ｓ２５のいずれかで算出されたデューティ比率Ｄｈとなるパルスを、左側用のパワーＦＥＴ３７に出力する（ステップＳ２６）。これにより、左側のグリップ部のペルチェ素子アセンブリ２３は、設定されたデューティ比率Ｄｈに応じた強さで加熱作用を行う。そして、ステップＳ２１に戻って同様の処理を繰り返す。
【００７６】
なお、右側のグリップ部についても同様な処理が行われる。以上により、左右のグリップ部は、それを握る運転者にとって快適な温度に調節される。
以上詳述したように、本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
【００７７】
（１）本実施形態では、温度制御開始時に検出されたステアリングホイールの温度（検出温度Ｔ）が、目標温度への調節方向とは反対方向に該目標温度から離れているとき（具体的には、冷却時にあっては検出温度Ｔが冷却目標温度値Ｔｃｔ以上のとき、加熱時にあっては検出温度Ｔが加熱目標温度値Ｔｈｔ以下のとき）には、前記デューティ比率Ｄｃ，Ｄｈが大きくなるように前記比例関係となる所定温度範囲がシフトされる。従って、前記ペルチェ素子アセンブリ２３（ペルチェ素子２２）に対する印加電圧のデューティ比率Ｄｃ，Ｄｈがより大きく設定されて該ペルチェ素子アセンブリ２３の作用が強められ、ステアリングホイールの温度は目標温度へとより迅速に到達される。従って、ステアリングホイールの温度を迅速に調節することができる。
【００７８】
そして、ステアリングホイールの温度（検出温度Ｔ）が目標温度に達すると、前記ペルチェ素子アセンブリ２３（ペルチェ素子２２）に対する印加電圧のデューティ比率Ｄｃ，Ｄｈが本来の比例関係に基づくデューティ比率に設定されて該ペルチェ素子アセンブリ２３の作用が抑えられ、ステアリングホイールの目標温度への温度制御がより安定化される。従って、ステアリングホイールの温度を安定した状態で調節することができる。
【００７９】
（２）本実施形態では、比例関係となる所定温度範囲のシフト量は、温度制御開始時に検出されたステアリングホイールの温度（初期温度値Ｔｃｓ，Ｔｈｓ）が目標温度への調節方向とは反対方向に該目標温度から離れる度合いと単調非減少の関係になるように補正される。従って、前記ペルチェ素子アセンブリ２３（ペルチェ素子２２）の作用による必要な温度調節の幅が大きくなるほど、前記デューティ比率Ｄｃ，Ｄｈがより大きくなるように前記比例関係となる所定温度範囲がシフトされる。つまり、前記ペルチェ素子アセンブリ２３の作用による必要な温度調節の幅が大きくなるほど、該ペルチェ素子アセンブリ２３に対する印加電圧のデューティ比率Ｄｃ，Ｄｈがより大きく設定されてペルチェ素子アセンブリ２３の作用が強められ、ステアリングホイールの温度を目標温度へとより迅速に到達させることができる。
【００８０】
（３）本実施形態では、前記比例関係となる所定温度範囲のシフトは、ステアリングホイールの温度制御開始時に１回行うのみであるため、例えば複数回行う場合に比べて演算負荷を軽減することができる。
【００８１】
また、前記比例関係となる所定温度範囲のシフトを初期温度（初期温度値Ｔｃｓ，Ｔｈｓ）、即ち温度制御開始時の周辺温度（雰囲気温度）に基づいて好適に行うことができる。
【００８２】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・前記実施形態においては、検出温度Ｔに対するデューティ比率Ｄｃ，Ｄｈの制御パターンをシフト量ΔＴｃｈ，ΔＴｈｈで変更（切替）して、ステアリングホイールの温度制御態様を補正した。これに対し、検出温度Ｔ自体をシフト量ΔＴｃｈ，ΔＴｈｈで補正して実質的に制御パターンを変更（切替）するようにしても、本発明を何ら逸脱するものではない。
【００８３】
・前記実施形態においては、検出温度Ｔに対するデューティ比率Ｄｃ，Ｄｈの制御パターンの変更（切替）を、検出温度Ｔと目標温度値Ｔｃｔ，Ｔｈｔとの大小比較のみで行ったが、例えば検出温度Ｔが最初に目標温度値Ｔｃｔ，Ｔｈｔに達した後は、この制御パターンの変更（切替）を禁止してもよい。例えば、シフト量ΔＴｃｈ，ΔＴｈｈで補正されない制御パターンに固定してもよいし、デューティ比率Ｄｃ，Ｄｈを一定値に固定してもよい。
【００８４】
・前記実施形態において、ペルチェ素子２２の個数は一例であり、例えば１個だけであってもよい。ただし、各ペルチェ素子に対し高効率な印加電圧（２Ｖ程度）が設定される好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の一実施形態を示す断面図。
【図２】同実施形態を示す回路図。
【図３】ペルチェ素子アセンブリに対する印加電圧の極性と、その作用との関係を示す一覧図。
【図４】ペルチェ素子アセンブリに対する印加電圧を示すタイムチャート。
【図５】印加電圧のデューティ比率とペルチェ素子アセンブリによる冷却・加熱作用の強さとの関係を示す説明図。
【図６】冷却作用時の検出温度とデューティ比率との関係を示すマップ。
【図７】冷却作用時の初期温度値とシフト量との関係を示すマップ。
【図８】（ａ）（ｂ）は、冷却作用時の検出温度及びデューティ比率の推移を示すタイムチャート。
【図９】加熱作用時の検出温度とデューティ比率との関係を示すマップ。
【図１０】加熱作用時の初期温度値とシフト量との関係を示すマップ。
【図１１】（ａ）（ｂ）は、加熱作用時の検出温度及びデューティ比率の推移を示すタイムチャート。
【図１２】同実施形態の温度制御態様を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００８６】
２２…ペルチェ素子、２３…ペルチェ素子アセンブリ、３２…サーミスタ（温度検出手段）、３１…制御ユニット、３３…マイコン（補正手段）。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステアリングホイールの温度制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ステアリングホイールの温度制御装置としては、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。この装置は、発熱・吸熱する熱電変換素子としてのペルチェ素子をステアリングホイールに内蔵しており、該ステアリングホイールの現在の温度（実温度）を温度センサ（サーミスタ）により検出して、所定の温度にするように、加熱・冷却を選択すべくペルチェ素子への印加電圧の極性を切り替えるととともに、該印加電圧のオン・オフ（断続）制御によりステアリングホイールの温度を調節する。
【特許文献１】特開昭６０−８８６７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、このようにペルチェ素子への印加電圧のオン・オフ制御によりステアリングホイールの温度を調節する場合、例えば実温度の検出遅れ等の影響で温度制御が不安定となり、例えばハンチングを起こす可能性がある。
【０００４】
一方、ペルチェ素子への印加電圧の比例制御によりステアリングホイールの温度を調節することも検討されている。具体的には、ステアリングホイールの現在の温度を検出し、該ステアリングホイールの温度及び目標温度などから設定したパターン（マップ）に基づいて、ペルチェ素子への印加電圧のデューティ比率を比例制御する。これにより、ペルチェ素子による加熱・冷却の作用の強さを調節し、ステアリングホイールの温度を調節する。
【０００５】
しかしながら、この場合であっても、デューティ比率の比例制御に係るステアリングホイールの所定温度範囲において、例えばステアリングホイールの温度の変化に対するデューティ比率の変化が急峻であれば、前述したオン・オフ制御と同様、温度制御が不安定となり、例えばハンチングを起こす可能性がある。そして、ステアリングホイールの温度が変動して、それを握る運転者に不快適を与えてしまう。
【０００６】
一方、ステアリングホイールの温度の変化に対するデューティ比率の変化が緩慢であれば、ペルチェ素子による加熱・冷却の作用も緩やかになって、目標温度への到達に長い時間を要してしまう。そして、ステアリングホイールが、それを握る運転者の快適に感じる温度になるのが遅れてしまう。
【０００７】
本発明の目的は、ステアリングホイールの温度を迅速且つ安定に調節することができるステアリングホイールの温度制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、ステアリングホイールに設けられたペルチェ素子と、前記ステアリングホイールの温度を検出する温度検出手段とを備え、前記ステアリングホイールの所定温度範囲において、該ステアリングホイールの温度の変化に対し前記ペルチェ素子に対する印加電圧のデューティ比率を比例関係で変化させて、前記ステアリングホイールの温度を目標温度に制御するステアリングホイールの温度制御装置において、所定タイミングで検出された前記ステアリングホイールの温度が、前
記目標温度への調節方向とは反対方向に該目標温度から離れているとき、前記ステアリングホイールの温度が前記目標温度に達するまで、前記デューティ比率が大きくなるように前記比例関係となる前記所定温度範囲をシフトする補正手段を備えたことを要旨とする。
【０００９】
同構成によれば、前記所定タイミングで検出された前記ステアリングホイールの温度が、前記目標温度への調節方向とは反対方向に該目標温度から離れているとき、即ち前記目標温度へと調節すべく前記ペルチェ素子を作用させるときには、前記補正手段により、前記デューティ比率が大きくなるように前記比例関係となる前記所定温度範囲がシフトされる。従って、前記ペルチェ素子に対する印加電圧のデューティ比率がより大きく設定されて該ペルチェ素子の作用が強められ、前記ステアリングホイールの温度は前記目標温度へとより迅速に到達される。従って、前記ステアリングホイールの温度を迅速に調節することができる。
【００１０】
そして、前記ステアリングホイールの温度が前記目標温度に達すると、前記ペルチェ素子に対する印加電圧のデューティ比率が本来の比例関係に基づくデューティ比率に設定されて該ペルチェ素子の作用が抑えられ、前記ステアリングホイールの前記目標温度への温度制御がより安定化される。従って、ステアリングホイールの温度を安定した状態で調節することができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のステアリングホイールの温度制御装置において、前記補正手段は、前記所定のタイミングで検出された前記ステアリングホイールの温度が前記目標温度への調節方向とは反対方向に該目標温度から離れる度合いと単調非減少の関係になるように前記比例関係となる前記所定温度範囲のシフト量を補正することを要旨とする。
【００１２】
同構成によれば、前記比例関係となる前記所定温度範囲のシフト量は、前記所定のタイミングで検出された前記ステアリングホイールの温度が前記目標温度への調節方向とは反対方向に該目標温度から離れる度合いと単調非減少の関係になるように前記補正手段により補正される。従って、前記ペルチェ素子の作用による必要な温度調節の幅が大きくなるほど、前記補正手段により、前記デューティ比率がより大きくなるように前記比例関係となる前記所定温度範囲がシフトされる。つまり、前記ペルチェ素子の作用による必要な温度調節の幅が大きくなるほど、前記ペルチェ素子に対する印加電圧のデューティ比率がより大きく設定されて該ペルチェ素子の作用が強められ、前記ステアリングホイールの温度を前記目標温度へとより迅速に到達させることができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のステアリングホイールの温度制御装置において、前記所定のタイミングで検出された前記ステアリングホイールの温度は、該ステアリングホイールの温度制御開始時に検出された初期温度であることを要旨とする。
【００１４】
同構成によれば、前記補正手段による前記比例関係となる前記所定温度範囲のシフトは、前記ステアリングホイールの温度制御開始時に１回行うのみであるため、例えば複数回行う場合に比べて演算負荷を軽減することができる。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１乃至３に記載の発明では、ステアリングホイールの温度を迅速且つ安定に調節することができるステアリングホイールの温度制御装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１は、本実施形態に係るステアリングホイールを示す断面図である。同図に示される
ように、ステアリングホイールは、車両のステアリングシャフトに取着される取付部１１と、該取付部１１から放射状に延出する複数（４本）のスポーク部１２と、これらスポーク部１２の先端部を連結する円環状のリング部１３とを備えて構成される。
【００１７】
前記リング部１３は、例えばアルミニウムからなる蓄熱体としての円環状のリム部２１を備える。図１に拡大して示すように、このリム部２１には、上下に隣り合う前記スポーク部１２間で前記リング部１３に形成される左右のグリップ部に合わせて、複数（１２個）のペルチェ素子２２が配設されている。これら１２個のペルチェ素子２２は、前記リング部１３の左右のグリップ部に６個ずつ配置されている。各グリップ部に配置された６個のペルチェ素子２２は、電気的に直列接続されて、ペルチェ素子アセンブリ２３を構成する。各ペルチェ素子アセンブリ２３は、対応するグリップ部において前記リム部２１と熱伝導的に接続されている。また、各ペルチェ素子アセンブリ２３を構成する６個のペルチェ素子２２は、リング部１３の外周側及び内周側に３個ずつで配置されている。
【００１８】
各ペルチェ素子アセンブリ２３において、前記リング部１３の外周側及び内周側に配置された３個のペルチェ素子２２には、例えば銅からなる伝熱プレート２４が装着されている。各伝熱プレート２４は、対応する３個のペルチェ素子２２と熱伝導的に接続されている。
【００１９】
そして、前記リム部２１は、前記ペルチェ素子アセンブリ２３（ペルチェ素子２２）及び伝熱プレート２４とともに、例えば本皮や合成皮革からなる表皮２５により覆われている。
【００２０】
図１に併せ示したように、各グリップ部のペルチェ素子アセンブリ２３は、マイクロコンピュータ（マイコン）を備えた制御ユニット３１に電気的に接続されており、該制御ユニット３１からの通電出力に従って対応するグリップ部の表面を加熱又は冷却する。具体的には、例えばグリップ部の表面を冷却すべく通電出力された場合、ペルチェ素子アセンブリ２３は、前記伝熱プレート２４から吸熱するとともに、前記リム部２１の熱容量を利用して該リム部２１に蓄熱・熱放散する。これにより、表皮２５の熱がリム部２１へと移動し、グリップ部の表面が冷却される。
【００２１】
なお、各グリップ部には、その温度を検出する温度検出手段としてのサーミスタ３２が設けられている。制御ユニット３１は、各サーミスタ３２からの温度信号入力によって対応するグリップ部の温度を検出するとともに、該検出された温度に応じて前記ペルチェ素子アセンブリ２３への通電出力を制御する。つまり、制御ユニット３１は、左右のグリップ部の温度調節を個別に行う。前記リング部１３において、各グリップ部がペルチェ素子アセンブリ２３等による温度調節領域を形成することはいうまでもない。
【００２２】
次に、制御ユニット３１の電気的構成について、図２の回路図に従って説明する。
同図に示されるように、制御ユニット３１は、各種制御プログラムを格納するとともに該制御プログラムを実行するマイコン３３を備える。このマイコン３３は、定電圧電源回路３４を介して所定電圧ＶＢ（例えば１２Ｖ）を有するバッテリ３５のプラス端子と電気的に接続されるとともに、グランドＧＮＤに接地されている。定電圧電源回路３４は、前記マイコン３３に所定電圧Ｖｃｃ（例えば５Ｖ）を電源として供給する。
【００２３】
前記マイコン３３は、左右のグリップ部に配設されたペルチェ素子アセンブリ２３及びサーミスタ３２とそれぞれ電気的に接続されている。なお、マイコン３３との電気的な接続構造は、左右のグリップ部で同様であるため、以下では、左側のグリップ部に配設されたペルチェ素子アセンブリ２３及びサーミスタ３２との電気的な接続構造を代表して説明し、右側のグリップ部については同一の符号を付して詳細な説明を割愛する。
【００２４】
前記マイコン３３は、抵抗Ｒｂ１，Ｒｂ２を介してＮＰＮ型のトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２のベースにそれぞれ接続されるとともに、これらトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２のコレクタは、リレー３６を構成するコイルＬ１，Ｌ２の一方の接続点にそれぞれ接続されている。なお、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２のエミッタは、グランドＧＮＤに接地されている。
【００２５】
前記リレー３６は、前記バッテリ３５のプラス端子に電気的に接続された一対の接点ａ１，ａ２を備えるとともに、これら接点ａ１，ａ２は、前記コイルＬ１，Ｌ２の他方の接続点にそれぞれ接続されている。また、前記リレー３６は、一対の接点ｂ１，ｂ２を備えるとともに、これら接点ｂ１，ｂ２は、Ｎ型のパワーＦＥＴ３７のドレインに接続されている。なお、パワーＦＥＴ３７のゲートは、前記マイコン３３に接続されるとともに、そのソースは、グランドＧＮＤに接地されている。
【００２６】
さらに、前記リレー３６は、接点ａ１，ｂ１間及び接点ａ２，ｂ２間で接点を切り替える一対の可動子ｃ１，ｃ２を備える。これら可動子ｃ１，ｃ２は、前記ペルチェ素子アセンブリ２３の両接続点Ｐ１，Ｐ２にそれぞれ接続されている。一方の可動子ｃ１は、通常は接点ｂ１に接続されており、前記マイコン３３によりトランジスタＴｒ１がオンされて、前記コイルＬ１が通電されると、前記可動子ｃ１は、前記コイルＬ１に駆動されて接点ａ１（所定電圧ＶＢ）に接続される。同様に、他方の可動子ｃ２は、通常は接点ｂ２に接続されており、前記マイコン３３によりトランジスタＴｒ２がオンされて、前記コイルＬ２が通電されると、前記可動子ｃ２は、前記コイルＬ２に駆動されて接点ａ２（所定電圧ＶＢ）に接続される。
【００２７】
従って、例えば前記コイルＬ１の駆動により一方の可動子ｃ１を接点ａ１に接続したとき、前記マイコン３３によりパワーＦＥＴ３７がオンされると、接点ｂ２はパワーＦＥＴ３７を介してグランドＧＮＤに接地される。そして、前記ペルチェ素子アセンブリ２３には、可動子ｃ１に接続された一方の接続点Ｐ１から、可動子ｃ２に接続された他方の接続点Ｐ２へと電流が流れる。本実施形態では、上述の方向で前記ペルチェ素子アセンブリ２３に電流が流れるときに、グリップ部の表面が冷却されるように設定されている。
【００２８】
また、前記コイルＬ２の駆動により他方の可動子ｃ２を接点ａ２に接続したとき、前記マイコン３３によりパワーＦＥＴ３７がオンされると、接点ｂ１はパワーＦＥＴ３７を介してグランドＧＮＤに接地される。そして、前記ペルチェ素子アセンブリ２３には、可動子ｃ２に接続された他方の接続点Ｐ２から、可動子ｃ１に接続された一方の接続点Ｐ１へと電流が流れる。本実施形態では、上述の方向で前記ペルチェ素子アセンブリ２３に電流が流れるときに、グリップ部の表面が加熱されるように設定されている。
【００２９】
なお、前記マイコン３３は、パワーＦＥＴ３７のゲートに一定周期のパルス信号を出力しており、該一定周期中のパルス信号のオン時間の割合、即ち前記ペルチェ素子アセンブリ２３に対する印加電圧のデューティ比率を変更することで、該ペルチェ素子アセンブリ２３による冷却又は加熱作用の強さを制御する。
【００３０】
前記サーミスタ３２は、一方の接続点が抵抗Ｒｕを介して所定電圧Ｖｃｃに接続されるとともに、他方の接続点がグランドＧＮＤに接地されている。そして、サーミスタ３２及び抵抗Ｒｕの接続点Ｃは、前記マイコン３３に接続されている。マイコン３３は、抵抗Ｒｕ及びサーミスタ３２による所定電圧Ｖｃｃの分圧（接続点Ｃの電圧）を温度信号として入力して、前記サーミスタ３２の設けられたグリップ部の温度（検出温度Ｔ）を検出する。
【００３１】
次に、前記ペルチェ素子アセンブリ２３に対する印加電圧の極性と、その作用との関係について図３に示した一覧図に基づいて総括して説明する。同図に示されるように、前述の態様でペルチェ素子アセンブリ２３の接続点Ｐ１をプラス側である所定電圧ＶＢに接続するとともに、接続点Ｐ２をマイナス側であるグランドＧＮＤに接続すると、前記ペルチェ素子アセンブリ２３の作用は冷却となる。一方、ペルチェ素子アセンブリ２３の接続点Ｐ１をマイナス側であるグランドＧＮＤに接続するとともに、接続点Ｐ２をプラス側である所定電圧ＶＢに接続すると、前記ペルチェ素子アセンブリ２３の作用は加熱となる。以上により、ペルチェ素子アセンブリ２３による冷却又は加熱作用が、印加電圧の極性によって切り替えられる。この印加電圧の極性の切り替えが、前記トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２による前記リレー３６（コイルＬ１，Ｌ２）の選択的な駆動によって行われることはいうまでもない。
【００３２】
次に、前記ペルチェ素子アセンブリ２３に対する電圧の印加態様について総括して説明する。なお、図４は、冷却・加熱のそれぞれにおける印加電圧を示すタイムチャートであり、図５は、同じく冷却・加熱のそれぞれにおける印加電圧のデューティ比率と前記ペルチェ素子アセンブリ２３による冷却・加熱作用の強さとの関係を示す説明図である。図４では、冷却時の印加電圧の極性をプラス側で表している。
【００３３】
図４に示されるように、例えば冷却時に前記ペルチェ素子アセンブリ２３の両接続点Ｐ１，Ｐ２間に印加される電圧は、所定周期ｔｃを有するオン・オフ波形となっており、各周期ｔｃ内の通電時間τｃにおいて所定電圧ＶＢが印加される。これは、各ペルチェ素子２２に対しその吸熱の効率が優れる２Ｖ（＝１２／６Ｖ）程度の電圧を供給してその損失を抑えるためである。なお、通電時間τｃを周期ｔｃで除した値の百分率（＝τｃ／ｔｃ×１００）［％］が、冷却時の前記ペルチェ素子アセンブリ２３に対する印加電圧のデューティ比率Ｄｃである。前記マイコン３３は、デューティ比率Ｄｃを変更することで、前記ペルチェ素子アセンブリ２３による冷却作用の強さを制御する。
【００３４】
一方、加熱時に前記ペルチェ素子アセンブリ２３の両接続点Ｐ１，Ｐ２間に印加される電圧は、所定周期ｔｈを有するオン・オフ波形となっており、各周期ｔｈ内の通電時間τｈにおいて逆極性となる所定電圧−ＶＢが印加される。なお、通電時間τｈを周期ｔｈで除した値の百分率（＝τｈ／ｔｈ×１００）［％］が、加熱時の前記ペルチェ素子アセンブリ２３に対する印加電圧のデューティ比率Ｄｈである。前記マイコン３３は、デューティ比率Ｄｈを変更することで、前記ペルチェ素子アセンブリ２３による加熱作用の強さを制御する。
【００３５】
図５に示されるように、例えば前記ペルチェ素子アセンブリ２３による冷却作用の強さは、冷却時の印加電圧のデューティ比率Ｄｃが０〜１００％の間で増減されることで、該デューティ比率Ｄｃの０％で皆無となり、１００％で最大となるように連続的に制御される。同様に、前記ペルチェ素子アセンブリ２３による加熱作用の強さは、加熱時の印加電圧のデューティ比率Ｄｈが０〜１００％の間で増減されることで、該デューティ比率Ｄｈの０％で皆無となり、１００％で最大となるように連続的に制御される。
【００３６】
次に、本実施形態におけるデューティ比率Ｄｃ，Ｄｈの設定態様について説明する。なお、両デューティ比率Ｄｃ，Ｄｈは、基本的にステアリングホイール（グリップ部）の各対応する所定温度範囲において、該ステアリングホイールの温度の変化に対し比例関係で変化するように設定される。各デューティ比率Ｄｃ，Ｄｈの制御は、前記マイコン３３による制御プログラムの実行によって行われる。
【００３７】
まず、冷却作用時のデューティ比率Ｄｃの設定態様について説明する。図６は、冷却作用時の検出温度Ｔ（ステアリングホイールの温度）とデューティ比率Ｄｃとの関係を示す
マップである。同図に示されるように、検出温度Ｔが所定温度値Ｔｃ０（例えば４３．３°Ｃ）から所定温度値Ｔｃｃ（例えば６０°Ｃ）までの範囲にあるときに、デューティ比率Ｄｃは、０％から１００％へと比例関係で推移するように設定されている。そして、検出温度Ｔが所定温度値Ｔｃ０よりも低温側にあるとき（Ｔ＜Ｔｃ０）にはデューティ比率Ｄｃは０％に設定され、検出温度Ｔが所定温度値Ｔｃｃよりも高温側にあるとき（Ｔ＞Ｔｃｃ）にはデューティ比率Ｄｃは１００％に設定される。なお、冷却作用時の目標の温度である冷却目標温度値Ｔｃｔ（例えば５０°Ｃ）において、該冷却目標温度値Ｔｃｔを保持するための所定のデューティ比率Ｄｃｔ（例えば４０％）が設定されている。
【００３８】
また、本実施形態では、ステアリングホイールの冷却開始時の検出温度Ｔ（実際には、左右のサーミスタ３２による検出温度Ｔの平均温度、以下、初期温度値Ｔｃｓという）が高いとき、即ち冷却目標温度値Ｔｃｔから高温側に離れているときには、図６に破線にて併せ示すように、前記比例関係となる所定温度範囲がシフト量ΔＴｃｈだけ低温側にシフト（平行移動）されるようになっている。このとき、検出温度Ｔが温度値Ｔｃ０１（＝Ｔｃ０−ΔＴｃｈ）から温度値Ｔｃｃ１（＝Ｔｃｃ−ΔＴｃｈ）までの範囲にあるときに、デューティ比率Ｄｃは、０％から１００％へと比例関係で推移する。また、デューティ比率Ｄｃが１００％以下に変化する温度値Ｔｃｃ１は、冷却目標温度値Ｔｃｔにより近付けられる。従って、デューティ比率Ｄｃは、１００％を上限としてより大きくなるように変更設定される。
【００３９】
つまり、検出温度Ｔに対するデューティ比率Ｄｃの制御パターンは、破線で示したパターンＰｃ１と、実線で示したパターン（基本パターン）Ｐｃ２との複数の異なる制御パターンからなり、検出温度Ｔと冷却目標温度値Ｔｃｔとの大小関係に基づいて該制御パターンが変更（切替）される。具体的には、検出温度Ｔが冷却目標温度値Ｔｃｔ以上の場合（高温側からの冷却開始時）にはパターンＰｃ１が設定され、検出温度Ｔが冷却目標温度値Ｔｃｔ未満の場合（温度低下後）にはパターンＰｃ２が設定される。
【００４０】
従って、冷却開始直後は、検出温度Ｔが冷却目標温度値Ｔｃｔに達するまで、図６に破線にて示したパターンＰｃ１が設定される。これにより、検出温度Ｔが冷却目標温度値Ｔｃｔ以上の場合に、より大きいデューティ比率Ｄｃにてペルチェ素子アセンブリ２３による強い冷却作用が行われることになり、ステアリングホイールは迅速に冷却目標温度値Ｔｃｔへと温度低下する。
【００４１】
そして、検出温度Ｔが冷却目標温度値Ｔｃｔに達すると、図６に実線にて示したパターン（基本パターン）Ｐｃ２に変更される。これにより、検出温度Ｔが冷却目標温度値Ｔｃｔ未満の場合に、低温側にシフトされる前の本来のデューティ比率Ｄｃにてペルチェ素子アセンブリ２３による冷却作用が行われることになり、ステアリングホイールは冷却目標温度値Ｔｃｔに安定した状態で温度制御される。
【００４２】
ここで、初期温度値Ｔｃｓ及びシフト量ΔＴｃｈ（制御パターンが変更度合い）の関係について、図７のマップに基づいて説明する。同図に示すように、これら初期温度値Ｔｃｓ及びシフト量ΔＴｃｈは、初期温度値Ｔｃｓが高く冷却目標温度値Ｔｃｔから高温側に大きく離れるときほどシフト量ΔＴｃｈが大きくなり、反対に初期温度値Ｔｃｓが低く初期温度値Ｔｃｓが冷却目標温度値Ｔｃｔから高温側に小さく離れるときほどシフト量ΔＴｃｈが小さくなるように単調非減少の関係を有している。
【００４３】
従って、例えば雰囲気温度が高く初期温度値Ｔｃｓが高いときには、シフト量ΔＴｃｈが大きくなって、デューティ比率Ｄｃが１００％以下に変化する温度値Ｔｃｃ１が冷却目標温度値Ｔｃｔにより近付けられ、検出温度Ｔ（ステアリングホイールの温度）が冷却目標温度値Ｔｃｔの直近になるまで、より大きいデューティ比率Ｄｃにてペルチェ素子アセ
ンブリ２３による強い冷却作用が行われる。これにより、ステアリングホイールの温度を迅速に低下させることができる。
【００４４】
一方、雰囲気温度が低く初期温度値Ｔｃｓが低いときには、シフト量ΔＴｃｈが小さくなって、温度値Ｔｃｃ１及び冷却目標温度値Ｔｃｔに差が設けられ、検出温度Ｔ（ステアリングホイールの温度）が冷却目標温度値Ｔｃｔの直近になるまでのデューティ比率Ｄｃがより小さくなってペルチェ素子アセンブリ２３による冷却作用が抑制される。これにより、ステアリングホイールの温度が低温側へとアンダーシュートする程度を減少させることができる。
【００４５】
次に、本実施形態における検出温度Ｔ（ステアリングホイールの温度）及びデューティ比率Ｄｃの推移について説明する。
図８（ａ）（ｂ）は、それぞれ検出温度Ｔ及びデューティ比率Ｄｃの推移を示すタイムチャートである。なお、図８（ａ）には、パターン（基本パターン）Ｐｃ２のみによる従来形態での検出温度Ｔの推移を破線にて併せ図示している。同図に示されるように、時刻τｃｓにおいて冷却が開始されたとして、このときの初期温度値Ｔｃｓに応じたシフト量ΔＴｃｈに基づいてパターンＰｃ１が設定されたとする。このとき、初期温度値Ｔｃｓが温度値Ｔｃｃ１よりも高温であれば、検出温度Ｔが該温度値Ｔｃｃ１に達するまでデューティ比率Ｄｃは１００％に設定される。そして、１００％のデューティ比率Ｄｃによりペルチェ素子アセンブリ２３による強い冷却作用が行われる。
【００４６】
検出温度Ｔが温度値Ｔｃｃ１に達した後は、検出温度Ｔが前記冷却目標温度値Ｔｃｔに達する時刻τｃｔ１までデューティ比率Ｄｃは漸減されるものの、該デューティ比率Ｄｃは大きい値（１００％の近く）で推移することになり、依然としてペルチェ素子アセンブリ２３による強い冷却作用が行われる。
【００４７】
以上より、検出温度Ｔは、冷却目標温度値Ｔｃｔへと迅速に低下する。なお、図８には、従来形態において前記冷却目標温度値Ｔｃｔに達する時刻を時刻τｃｔとして併記している。同図から明らかなように、本実施形態における冷却開始から冷却目標温度値Ｔｃｔに達するまでの時間Δτｃｓｔ１（＝τｃｔ１−τｃｓ）は、従来形態における冷却開始から冷却目標温度値Ｔｃｔに達するまでの時間Δτｃｓｔ（＝τｃｔ−τｃｓ）に比べて短くなっていることが確認される。
【００４８】
そして、検出温度Ｔが冷却目標温度値Ｔｃｔに達した後は、パターンＰｃ２に変更され、デューティ比率Ｄｃは前記所定のデューティ比率Ｄｃｔまで急減されて該デューティ比率Ｄｃｔの近くの小さい値で推移することになる。従って、ペルチェ素子アセンブリ２３による冷却作用が抑制されて、検出温度Ｔが冷却目標温度値Ｔｃｔに安定した状態で保持される。
【００４９】
次に、加熱作用時のデューティ比率Ｄｈの設定態様について説明する。なお、デューティ比率Ｄｈは、加熱作用に対応して前記所定温度範囲及び目標とする温度変化の方向が異なることを除けば、前記デューティ比率Ｄｃと同様の処理で設定される。
【００５０】
図９は、加熱作用時の検出温度Ｔ（ステアリングホイールの温度）とデューティ比率Ｄｈとの関係を示すマップである。同図に示されるように、検出温度Ｔが所定温度値Ｔｈ０（例えば３４．３°Ｃ）から所定温度値Ｔｈｃ（例えば２０°Ｃ）までの範囲にあるときに、デューティ比率Ｄｈは、０％から１００％へと比例関係で推移するように設定されている。そして、検出温度Ｔが所定温度値Ｔｈ０よりも高温側にあるとき（Ｔ＞Ｔｈ０）にはデューティ比率Ｄｈは０％に設定され、検出温度Ｔが所定温度値Ｔｈｃよりも低温側にあるとき（Ｔ＜Ｔｈｃ）にはデューティ比率Ｄｈは１００％に設定される。なお、加熱作
用時の目標の温度である加熱目標温度値Ｔｈｔ（例えば３０°Ｃ）において、該加熱目標温度値Ｔｈｔを保持するための所定のデューティ比率Ｄｈｔ（例えば３０％）が設定されている。
【００５１】
また、本実施形態では、ステアリングホイールの加熱開始時の検出温度Ｔ（実際には、左右のサーミスタ３２による検出温度Ｔの平均温度、以下、初期温度値Ｔｈｓという）が低いとき、即ち加熱目標温度値Ｔｈｔから低温側に離れているときには、図９に破線にて併せ示すように、前記比例関係となる所定温度範囲がシフト量ΔＴｈｈだけ高温側にシフト（平行移動）されるようになっている。このとき、検出温度Ｔが温度値Ｔｈ０１（＝Ｔｈ０−ΔＴｈｈ）から温度値Ｔｈｃ１（＝Ｔｈｃ−ΔＴｈｈ）までの範囲にあるときに、デューティ比率Ｄｈは、０％から１００％へと比例関係で推移する。また、デューティ比率Ｄｈが１００％以下に変化する温度値Ｔｈｃ１は、加熱目標温度値Ｔｈｔにより近付けられる。従って、デューティ比率Ｄｈは、１００％を上限としてより大きくなるように変更設定される。
【００５２】
つまり、検出温度Ｔに対するデューティ比率Ｄｈの制御パターンは、破線で示したパターンＰｈ１と、実線で示したパターン（基本パターン）Ｐｈ２との複数の異なる制御パターンからなり、検出温度Ｔと加熱目標温度値Ｔｈｔとの大小関係に基づいて該制御パターンが変更（切替）される。具体的には、検出温度Ｔが加熱目標温度値Ｔｈｔ以下の場合（低温側からの加熱開始時）にはパターンＰｈ１が設定され、検出温度Ｔが加熱目標温度値Ｔｈｔ超過の場合（温度上昇後）にはパターンＰｈ２が設定される。
【００５３】
従って、加熱開始直後は、検出温度Ｔが加熱目標温度値Ｔｈｔに達するまで、図９に破線にて示したパターンＰｈ１が設定される。これにより、検出温度Ｔが加熱目標温度値Ｔｈｔ以下の場合に、より大きいデューティ比率Ｄｈにてペルチェ素子アセンブリ２３による強い加熱作用が行われることになり、ステアリングホイールは迅速に加熱目標温度値Ｔｈｔへと温度上昇する。
【００５４】
そして、検出温度Ｔが加熱目標温度値Ｔｈｔに達すると、図９に実線にて示したパターン（基本パターン）Ｐｈ２に変更される。これにより、検出温度Ｔが加熱目標温度値Ｔｈｔ超過の場合に、高温側にシフトされる前の本来のデューティ比率Ｄｈにてペルチェ素子アセンブリ２３による加熱作用が行われることになり、ステアリングホイールは加熱目標温度値Ｔｈｔに安定した状態で温度制御される。
【００５５】
ここで、初期温度値Ｔｈｓ及びシフト量ΔＴｈｈ（制御パターンが変更度合い）の関係について、図１０のマップに基づいて説明する。同図に示すように、これら初期温度値Ｔｈｓ及びシフト量ΔＴｈｈは、初期温度値Ｔｈｓが低く加熱目標温度値Ｔｈｔから低温側に大きく離れるときほどシフト量ΔＴｈｈが大きくなり、反対に初期温度値Ｔｈｓが高く初期温度値Ｔｈｓが加熱目標温度値Ｔｈｔから低温側に小さく離れるときほどシフト量ΔＴｈｈが小さくなるように単調非減少の関係を有している。
【００５６】
従って、例えば雰囲気温度が低く初期温度値Ｔｈｓが低いときには、シフト量ΔＴｈｈが大きくなって、デューティ比率Ｄｈが１００％以下に変化する温度値Ｔｈｃ１が加熱目標温度値Ｔｈｔにより近付けられ、検出温度Ｔ（ステアリングホイールの温度）が加熱目標温度値Ｔｈｔの直近になるまで、より大きいデューティ比率Ｄｈにてペルチェ素子アセンブリ２３による強い加熱作用が行われる。これにより、ステアリングホイールの温度を迅速に上昇させることができる。
【００５７】
一方、雰囲気温度が高く初期温度値Ｔｈｓが高いときには、シフト量ΔＴｈｈが小さくなって、温度値Ｔｈｃ１及び加熱目標温度値Ｔｈｔに差が設けられ、検出温度Ｔ（ステア
リングホイールの温度）が加熱目標温度値Ｔｈｔの直近になるまでのデューティ比率Ｄｈがより小さくなってペルチェ素子アセンブリ２３による加熱作用が抑制される。これにより、ステアリングホイールの温度が高温側へとオーバーシュートする程度を減少させることができる。
【００５８】
次に、本実施形態における検出温度Ｔ（ステアリングホイールの温度）及びデューティ比率Ｄｈの推移について説明する。
図１１（ａ）（ｂ）は、それぞれ検出温度Ｔ及びデューティ比率Ｄｈの推移を示すタイムチャートである。なお、図１１（ａ）には、パターン（基本パターン）Ｐｈ２のみによる従来形態での検出温度Ｔの推移を破線にて併せ図示している。同図に示されるように、時刻τｈｓにおいて加熱が開始されたとして、このときの初期温度値Ｔｈｓに応じたシフト量ΔＴｈｈに基づいてパターンＰｈ１が設定されたとする。このとき、初期温度値Ｔｈｓが温度値Ｔｈｃ１よりも低温であれば、検出温度Ｔが該温度値Ｔｈｃ１に達するまでデューティ比率Ｄｈは１００％に設定される。そして、１００％のデューティ比率Ｄｈによりペルチェ素子アセンブリ２３による強い加熱作用が行われる。
【００５９】
検出温度Ｔが温度値Ｔｈｃ１に達した後は、検出温度Ｔが前記加熱目標温度値Ｔｈｔに達する時刻τｈｔ１までデューティ比率Ｄｈは漸減されるものの、該デューティ比率Ｄｈは大きい値（１００％の近く）で推移することになり、依然としてペルチェ素子アセンブリ２３による強い加熱作用が行われる。
【００６０】
以上より、検出温度Ｔは、加熱目標温度値Ｔｈｔへと迅速に低下する。なお、図１１には、従来形態において前記加熱目標温度値Ｔｈｔに達する時刻を時刻τｈｔとして併記している。同図から明らかなように、本実施形態における加熱開始から加熱目標温度値Ｔｈｔに達するまでの時間Δτｈｓｔ１（＝τｈｔ１−τｈｓ）は、従来形態における加熱開始から加熱目標温度値Ｔｈｔに達するまでの時間Δτｈｓｔ（＝τｈｔ−τｈｓ）に比べて短くなっていることが確認される。
【００６１】
そして、検出温度Ｔが加熱目標温度値Ｔｈｔに達した後は、パターンＰｈ２に変更され、デューティ比率Ｄｈは前記所定のデューティ比率Ｄｈｔまで急減されて該デューティ比率Ｄｈｔの近くの小さい値で推移することになる。従って、ペルチェ素子アセンブリ２３による加熱作用が抑制されて、検出温度Ｔが加熱目標温度値Ｔｈｔに安定した状態で保持される。
【００６２】
次に、マイコン３３による検出温度Ｔ、即ちステアリングホイールの温度の制御態様について図１２に示すフローチャートに基づき総括的に説明する。なお、既述のように、左右のグリップ部の温度制御は個別に行われるものの、基本的に左側を右側に言い換えることで同様の処理になる。従って、以下では、左側のグリップ部の温度制御について代表して説明し、右側のグリップ部については詳細な説明を割愛する。
【００６３】
同図に示されるように、この制御が起動されると、左右のグリップ部の検出温度Ｔの平均温度を初期温度値として検出する（ステップＳ１）。そして、この初期温度値と所定温度（例えば５０°Ｃ）との大小関係に基づいて、温度調節の方向（冷却又は加熱）を判断する（ステップＳ２）。
【００６４】
そして、ステップＳ２で冷却と判断されると、左側用のリレー３６を冷却通電の状態に設定する（ステップＳ３）。具体的には、前記トランジスタＴｒ１によりリレー３６の一方のコイルＬ１を駆動して、ペルチェ素子アセンブリ２３により冷却作用が行われるように、印加電圧の極性を切り替える。このとき、ステップＳ１で検出された初期温度値が冷却時の初期温度値Ｔｃｓとして設定される。
【００６５】
次いで、この初期温度値Ｔｃｓに基づき、図７で示したマップに従って冷却時の制御パターンの変更分であるシフト量ΔＴｃｈを算出する（ステップＳ４）。そして、その後は、左側のグリップ部の温度を前記冷却目標温度値Ｔｃｔに制御するための処理が演算周期に合わせて繰り返される（ステップＳ５）。
【００６６】
すなわち、現在の左側のグリップ部の検出温度Ｔを検出する（ステップＳ１１）。そして、この検出温度Ｔが前記冷却目標温度値Ｔｃｔ以上か否かを判断する（ステップＳ１２）。
【００６７】
ステップＳ１２で検出温度Ｔが前記冷却目標温度値Ｔｃｔ以上と判断されると、左側のグリップ部に対し前記シフト量ΔＴｃｈで補正した制御パターン（パターンＰｃ１、図６参照）が設定される（ステップＳ１３）。そして、検出温度Ｔに基づき、補正後の制御パターンに従って、左側のグリップ部のペルチェ素子アセンブリ２３に対するデューティ比率Ｄｃを算出する（ステップＳ１４）。
【００６８】
また、ステップＳ１２で検出温度Ｔが前記冷却目標温度値Ｔｃｔ未満と判断されると、左側のグリップ部に対し前記シフト量ΔＴｃｈで補正されない制御パターン（パターンＰｃ２、図６参照）が設定される（ステップＳ１５）。
【００６９】
そして、ステップＳ１４，Ｓ１５のいずれかで算出されたデューティ比率Ｄｃとなるパルスを、左側用のパワーＦＥＴ３７に出力する（ステップＳ１６）。これにより、左側のグリップ部のペルチェ素子アセンブリ２３は、設定されたデューティ比率Ｄｃに応じた強さで冷却作用を行う。そして、ステップＳ１１に戻って同様の処理を繰り返す。
【００７０】
一方、ステップＳ２で加熱と判断されると、左側用のリレー３６を加熱通電の状態に設定する（ステップＳ６）。具体的には、前記トランジスタＴｒ２によりリレー３６の他方のコイルＬ２を駆動して、ペルチェ素子アセンブリ２３により加熱作用が行われるように、印加電圧の極性を切り替える。このとき、ステップＳ１で検出された初期温度値が加熱時の初期温度値Ｔｈｓとして設定される。
【００７１】
次いで、この初期温度値Ｔｈｓに基づき、図１０で示したマップに従って加熱時の制御パターンの変更分であるシフト量ΔＴｈｈを算出する（ステップＳ７）。そして、その後は、左側のグリップ部の温度を前記加熱目標温度値Ｔｈｔに制御するための処理が演算周期に合わせて繰り返される（ステップＳ８）。
【００７２】
すなわち、現在の左側のグリップ部の検出温度Ｔを検出する（ステップＳ２１）。そして、この検出温度Ｔが前記加熱目標温度値Ｔｈｔ以下か否かを判断する（ステップＳ２２）。
【００７３】
ステップＳ２２で検出温度Ｔが前記加熱目標温度値Ｔｈｔ以下と判断されると、左側のグリップ部に対し前記シフト量ΔＴｈｈで補正した制御パターン（パターンＰｈ１、図９参照）が設定される（ステップＳ２３）。そして、検出温度Ｔに基づき、補正後の制御パターンに従って、左側のグリップ部のペルチェ素子アセンブリ２３に対するデューティ比率Ｄｈを算出する（ステップＳ２４）。
【００７４】
また、ステップＳ２２で検出温度Ｔが前記加熱目標温度値Ｔｈｔ超過と判断されると、左側のグリップ部に対し前記シフト量ΔＴｈｈで補正されない制御パターン（パターンＰｈ２、図９参照）が設定される（ステップＳ２５）。
【００７５】
そして、ステップＳ２４，Ｓ２５のいずれかで算出されたデューティ比率Ｄｈとなるパルスを、左側用のパワーＦＥＴ３７に出力する（ステップＳ２６）。これにより、左側のグリップ部のペルチェ素子アセンブリ２３は、設定されたデューティ比率Ｄｈに応じた強さで加熱作用を行う。そして、ステップＳ２１に戻って同様の処理を繰り返す。
【００７６】
なお、右側のグリップ部についても同様な処理が行われる。以上により、左右のグリップ部は、それを握る運転者にとって快適な温度に調節される。
以上詳述したように、本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
【００７７】
（１）本実施形態では、温度制御開始時に検出されたステアリングホイールの温度（検出温度Ｔ）が、目標温度への調節方向とは反対方向に該目標温度から離れているとき（具体的には、冷却時にあっては検出温度Ｔが冷却目標温度値Ｔｃｔ以上のとき、加熱時にあっては検出温度Ｔが加熱目標温度値Ｔｈｔ以下のとき）には、前記デューティ比率Ｄｃ，Ｄｈが大きくなるように前記比例関係となる所定温度範囲がシフトされる。従って、前記ペルチェ素子アセンブリ２３（ペルチェ素子２２）に対する印加電圧のデューティ比率Ｄｃ，Ｄｈがより大きく設定されて該ペルチェ素子アセンブリ２３の作用が強められ、ステアリングホイールの温度は目標温度へとより迅速に到達される。従って、ステアリングホイールの温度を迅速に調節することができる。
【００７８】
そして、ステアリングホイールの温度（検出温度Ｔ）が目標温度に達すると、前記ペルチェ素子アセンブリ２３（ペルチェ素子２２）に対する印加電圧のデューティ比率Ｄｃ，Ｄｈが本来の比例関係に基づくデューティ比率に設定されて該ペルチェ素子アセンブリ２３の作用が抑えられ、ステアリングホイールの目標温度への温度制御がより安定化される。従って、ステアリングホイールの温度を安定した状態で調節することができる。
【００７９】
（２）本実施形態では、比例関係となる所定温度範囲のシフト量は、温度制御開始時に検出されたステアリングホイールの温度（初期温度値Ｔｃｓ，Ｔｈｓ）が目標温度への調節方向とは反対方向に該目標温度から離れる度合いと単調非減少の関係になるように補正される。従って、前記ペルチェ素子アセンブリ２３（ペルチェ素子２２）の作用による必要な温度調節の幅が大きくなるほど、前記デューティ比率Ｄｃ，Ｄｈがより大きくなるように前記比例関係となる所定温度範囲がシフトされる。つまり、前記ペルチェ素子アセンブリ２３の作用による必要な温度調節の幅が大きくなるほど、該ペルチェ素子アセンブリ２３に対する印加電圧のデューティ比率Ｄｃ，Ｄｈがより大きく設定されてペルチェ素子アセンブリ２３の作用が強められ、ステアリングホイールの温度を目標温度へとより迅速に到達させることができる。
【００８０】
（３）本実施形態では、前記比例関係となる所定温度範囲のシフトは、ステアリングホイールの温度制御開始時に１回行うのみであるため、例えば複数回行う場合に比べて演算負荷を軽減することができる。
【００８１】
また、前記比例関係となる所定温度範囲のシフトを初期温度（初期温度値Ｔｃｓ，Ｔｈｓ）、即ち温度制御開始時の周辺温度（雰囲気温度）に基づいて好適に行うことができる。
【００８２】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・前記実施形態においては、検出温度Ｔに対するデューティ比率Ｄｃ，Ｄｈの制御パターンをシフト量ΔＴｃｈ，ΔＴｈｈで変更（切替）して、ステアリングホイールの温度制御態様を補正した。これに対し、検出温度Ｔ自体をシフト量ΔＴｃｈ，ΔＴｈｈで補正して実質的に制御パターンを変更（切替）するようにしても、本発明を何ら逸脱するものではない。
【００８３】
・前記実施形態においては、検出温度Ｔに対するデューティ比率Ｄｃ，Ｄｈの制御パターンの変更（切替）を、検出温度Ｔと目標温度値Ｔｃｔ，Ｔｈｔとの大小比較のみで行ったが、例えば検出温度Ｔが最初に目標温度値Ｔｃｔ，Ｔｈｔに達した後は、この制御パターンの変更（切替）を禁止してもよい。例えば、シフト量ΔＴｃｈ，ΔＴｈｈで補正されない制御パターンに固定してもよいし、デューティ比率Ｄｃ，Ｄｈを一定値に固定してもよい。
【００８４】
・前記実施形態において、ペルチェ素子２２の個数は一例であり、例えば１個だけであってもよい。ただし、各ペルチェ素子に対し高効率な印加電圧（２Ｖ程度）が設定される好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の一実施形態を示す断面図。
【図２】同実施形態を示す回路図。
【図３】ペルチェ素子アセンブリに対する印加電圧の極性と、その作用との関係を示す一覧図。
【図４】ペルチェ素子アセンブリに対する印加電圧を示すタイムチャート。
【図５】印加電圧のデューティ比率とペルチェ素子アセンブリによる冷却・加熱作用の強さとの関係を示す説明図。
【図６】冷却作用時の検出温度とデューティ比率との関係を示すマップ。
【図７】冷却作用時の初期温度値とシフト量との関係を示すマップ。
【図８】（ａ）（ｂ）は、冷却作用時の検出温度及びデューティ比率の推移を示すタイムチャート。
【図９】加熱作用時の検出温度とデューティ比率との関係を示すマップ。
【図１０】加熱作用時の初期温度値とシフト量との関係を示すマップ。
【図１１】（ａ）（ｂ）は、加熱作用時の検出温度及びデューティ比率の推移を示すタイムチャート。
【図１２】同実施形態の温度制御態様を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００８６】
２２…ペルチェ素子、２３…ペルチェ素子アセンブリ、３２…サーミスタ（温度検出手段）、３１…制御ユニット、３３…マイコン（補正手段）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングホイールに設けられたペルチェ素子と、前記ステアリングホイールの温度を検出する温度検出手段とを備え、前記ステアリングホイールの所定温度範囲において、該ステアリングホイールの温度の変化に対し前記ペルチェ素子に対する印加電圧のデューティ比率を比例関係で変化させて、前記ステアリングホイールの温度を目標温度に制御するステアリングホイールの温度制御装置において、
所定タイミングで検出された前記ステアリングホイールの温度が、前記目標温度への調節方向とは反対方向に該目標温度から離れているとき、前記ステアリングホイールの温度が前記目標温度に達するまで、前記デューティ比率が大きくなるように前記比例関係となる前記所定温度範囲をシフトする補正手段を備えたことを特徴とするステアリングホイールの温度制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のステアリングホイールの温度制御装置において、
前記補正手段は、前記所定のタイミングで検出された前記ステアリングホイールの温度が前記目標温度への調節方向とは反対方向に該目標温度から離れる度合いと単調非減少の関係になるように前記比例関係となる前記所定温度範囲のシフト量を補正することを特徴とするステアリングホイールの温度制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のステアリングホイールの温度制御装置において、
前記所定のタイミングで検出された前記ステアリングホイールの温度は、該ステアリングホイールの温度制御開始時に検出された初期温度であることを特徴とするステアリングホイールの温度制御装置。
【請求項１】
ステアリングホイールに設けられたペルチェ素子と、前記ステアリングホイールの温度を検出する温度検出手段とを備え、前記ステアリングホイールの所定温度範囲において、該ステアリングホイールの温度の変化に対し前記ペルチェ素子に対する印加電圧のデューティ比率を比例関係で変化させて、前記ステアリングホイールの温度を目標温度に制御するステアリングホイールの温度制御装置において、
所定タイミングで検出された前記ステアリングホイールの温度が、前記目標温度への調節方向とは反対方向に該目標温度から離れているとき、前記ステアリングホイールの温度が前記目標温度に達するまで、前記デューティ比率が大きくなるように前記比例関係となる前記所定温度範囲をシフトする補正手段を備えたことを特徴とするステアリングホイールの温度制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のステアリングホイールの温度制御装置において、
前記補正手段は、前記所定のタイミングで検出された前記ステアリングホイールの温度が前記目標温度への調節方向とは反対方向に該目標温度から離れる度合いと単調非減少の関係になるように前記比例関係となる前記所定温度範囲のシフト量を補正することを特徴とするステアリングホイールの温度制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のステアリングホイールの温度制御装置において、
前記所定のタイミングで検出された前記ステアリングホイールの温度は、該ステアリングホイールの温度制御開始時に検出された初期温度であることを特徴とするステアリングホイールの温度制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００８−２３０４０７（Ｐ２００８−２３０４０７Ａ）
【公開日】平成２０年１０月２日（２００８．１０．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−７３００９（Ｐ２００７−７３００９）
【出願日】平成１９年３月２０日（２００７．３．２０）
【出願人】（０００００００１１）アイシン精機株式会社 (5,421)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月２日（２００８．１０．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月２０日（２００７．３．２０）
【出願人】（０００００００１１）アイシン精機株式会社 (5,421)
【Ｆターム（参考）】
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