JP6476595B2 - 車両用暖房装置 - Google Patents

Description

本発明は、輻射によって乗員を暖める輻射ヒータと、接触する乗員に対して温感を与える接触暖房装置とを備える車両用暖房装置に関する。

特許文献１には、車室内の内装部材に配設された輻射暖房装置と、座席用ヒータである接触暖房ヒータとの運転を制御して乗員を効率的に暖める技術が開示されている。特許文献１の車両用暖房装置は、乗車後の初期段階では座席用ヒータによる暖房をメインにし、所定時間経過後には輻射ヒータの出力を大きくするように制御する。したがって、暖房の立ち上がりは座席用ヒータから急速に発熱させることにより体幹部を素早く暖め、所定時間経過後は輻射ヒータによる足元への輻射を増大させることにより足元の暖感を高める。

特開２０１３−６０２００号公報

特許文献１の装置によれば、暖房の立ち上がりにおいて輻射ヒータによる暖房出力は、必ず小さく設定されるため、乗員は画一的な暖房感しか得ることができないという問題がある。例えば乗員が輻射ヒータから足元の暖感を得たいと望んでいる場合には乗員の要求を満足できないことになる。また、車両において暖房のために使用できるエネルギには制約があるため、効率的なエネルギ使用が望まれている。したがって、車両用暖房装置には、さらなる改良が求められる。

本発明は、前述の課題を鑑みてなされてものであり、その目的は、乗員が画一的でない暖房感を享受できるとともに、エネルギの省力化が図れる車両用暖房装置を提供することである。

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。開示された発明のひとつは、車両に搭載されて乗員に対して温熱を与える車両用暖房装置（２）に係る発明であって、通電により発熱する発熱部（１１）から供給される熱によって輻射熱を放射して、乗員の身体が接触していない状態で乗員に対して温熱を与える非接触暖房用ヒータ（１）と、通電により発熱して、乗員の身体が接触している状態で乗員に対して温熱を与える接触暖房用ヒータ（２０、２１、２２）と、接触暖房用ヒータが与える暖房出力と非接触暖房用ヒータが与える暖房出力とを調整して、接触暖房用ヒータおよび非接触暖房用ヒータを運転しかつ非接触暖房用ヒータの暖房出力の方を大きくする非接触暖房優先モードと、接触暖房用ヒータおよび非接触暖房用ヒータを運転しかつ接触暖房用ヒータの暖房出力の方を大きくする接触暖房優先モードと、をそれぞれ実施可能な制御装置（７）と、を備え、
制御装置は、非接触暖房優先モードと接触暖房優先モードとのうち、乗員の操作に応じて選択されたモードに切り替えて、乗員の温熱感を満足させる暖房運転を実施することを特徴とする。

この発明によれば、非接触暖房用ヒータから優先的に暖房を受けるモードと接触暖房用ヒータから優先的に暖房を受けるモードとを切り替え可能に制御できる。これにより、車両用暖房装置は、非接触暖房優先モードと接触暖房優先モードのいずれかを運転可能なため、一方のモードのみの暖房運転に限定されない。さらに、一方のモードで運転している場合には、他方のモードに対応するヒータからの出力が抑制されるので、暖房のためのエネルギを抑えることができる。

したがって、非接触暖房優先モードで運転する場合には、非接触暖房用ヒータからの輻射熱による温熱が提供される身体の部位をより強く暖めることができ、接触暖房優先モードで運転する場合には、接触暖房用ヒータからの温熱が提供される身体の部位をより強く暖めることができる。以上より、本発明よれば、乗員が画一的でない暖房感を享受できるとともに、エネルギの省力化が図れる車両用暖房装置を提供できる。

開示された発明のひとつは、車両に搭載されて乗員に対して温熱を与える車両用暖房装置（２）に係る発明であって、通電により発熱する発熱部（１１）から供給される熱によって輻射熱を放射して、乗員の身体が接触していない状態で乗員に対して温熱を与える非接触暖房用ヒータ（１）と、通電により発熱して、乗員の身体が接触している状態で乗員に対して温熱を与える接触暖房用ヒータ（２０、２１、２２）と、接触暖房用ヒータ及び非接触暖房用ヒータの運転を制御する制御装置（７）と、乗員の身体の温度を検知する温度検知器（６）と、を備え、
制御装置は、接触暖房用ヒータが与える暖房出力と非接触暖房用ヒータが与える暖房出力とを調整して、非接触暖房用ヒータの暖房出力の方を大きくする非接触暖房優先モードと、接触暖房用ヒータの暖房出力の方を大きくする接触暖房優先モードとに切り替え可能に制御し、さらに制御装置は、温度検知器によって検知された温度を用いて、非接触暖房優先モード、接触暖房優先モードのうち、乗員の身体の中で温度の低い方の部位を優先的に暖めるモードに制御することを特徴とする。
なお、特許請求の範囲及びこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として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ものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

本発明の各実施形態に係る車両用暖房装置と乗員との位置関係を表す図である。 各実施形態に係る輻射ヒータの断面図である。 各実施形態に係る車両用暖房装置の制御に関するブロック図である。 第１実施形態に係る暖房制御を説明するためのフローチャートである。 第２実施形態に係る暖房制御を説明するためのフローチャートである。 第３実施形態に係る暖房制御を説明するためのフローチャートである。 第４実施形態に係る暖房制御を説明するためのフローチャートである。

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、明示してなくと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）
開示発明に適用可能な車両用暖房装置２は、道路走行車両、工事用車両、鉄道車両等の移動体の室内等に設置することができる。第１実施形態では、自動車に搭載される車両用暖房装置２について、図１〜図４を参照して説明する。

図１において、車両用暖房装置２は、車室内の乗員３のための暖房装置の一部を構成する。車両用暖房装置２は、乗員３に対して温熱を提供する、非接触暖房用ヒータと接触暖房用ヒータと、を少なくとも含んで構成される。非接触暖房用ヒータは、通電により発熱する発熱部１１から供給される熱によって輻射熱を放射して、乗員３の身体が接触していない状態で乗員に対して温熱を提供する暖房装置である。接触暖房用ヒータは、通電により発熱して、乗員３の身体が接触している状態で乗員３に対して温熱を提供する暖房装置である。

非接触暖房用ヒータ、接触暖房用ヒータのそれぞれは、移動体に搭載された電池、発電機などの電源から給電されて発熱する電気駆動式のヒータ装置である。非接触暖房用ヒータは、例えば、図１に示す輻射ヒータ１である。接触暖房用ヒータは、例えば、図１に示す、シートヒータ２０、ステアリングヒータ２１、アームレストヒータ２２である。

シートヒータ２０は、乗員３が着座するシート３０の座部や、乗員３の背がもたれかかる背もたれ部に一体に設置されて、乗員３が接触している身体の部位を暖めることができる電気式ヒータである。シートヒータ２０は、例えば、座部、背もたれ部双方のシートトリムアッセンブリとクッションパッドとの間に設けられる電気抵抗方式のヒータユニットである。

ステアリングヒータ２１は、ステアリング等の操舵部に巻回されたり、埋め込まれたりして操舵部に一体に設置される電気式ヒータであり、操舵部を握る乗員３の手を暖めることができる。ステアリングヒータ２１は、ハンドルヒータともいう。ステアリングヒータ２１は、例えば、ステアリングの乗員が握る部分において、表皮部材とフレーム部との間に設けられる電気抵抗方式のヒータユニットである。

アームレストヒータ２２は、例えば、シート３０に着座する乗員３の脇に設けられた肘掛け部３１（アームレストともいう）に一体に設置されて、乗員３が手をおいた際に接触している部位を暖めることができる電気式ヒータである。アームレストヒータ２２は、例えば、肘掛け部の表皮部材とクッションパッドとの間に設けられる電気抵抗方式のヒータユニットである。また、アームレストヒータ２２は、ドアの内側、センターコンソール等に一体に設置するように構成してもよい。

輻射ヒータ１、シートヒータ２０、ステアリングヒータ２１、アームレストヒータ２２は、それぞれバッテリ４から供給された電力を動作電力として動作するように構成されている。シートヒータ２０、ステアリングヒータ２１、アームレストヒータ２２は、その表面温度が上限温度を超えないように制御される。

シートヒータ２０の出力、温度、発熱量は、シートヒータＥＣＵ２００によって制御される。シートヒータＥＣＵ２００は、例えば、シートヒータ２０の発熱部に印加する電圧値、電流値を制御することにより、シートヒータ２０の暖房出力、温度、発熱量等を制御できる。したがって、シートヒータＥＣＵ２００は、乗員３に対して提供する暖房能力を可変することができる。

シートヒータＥＣＵ２００によってシートヒータ２０への通電が開始されると、シートヒータ２０の温度は、制御する暖房能力に適合する温度まで上昇する。シートヒータ２０は、冬期などにおいても、乗員３の接触する身体の部位に対して迅速に暖かさを提供する接触暖房を実施できる。

ステアリングヒータ２１の出力、温度、発熱量は、ステアリングヒータＥＣＵ２１０によって制御される。ステアリングヒータＥＣＵ２１０は、例えば、ステアリングヒータ２１の発熱部に印加する電圧値、電流値を制御することにより、ステアリングヒータ２１の暖房出力、温度、発熱量等を制御できる。したがって、ステアリングヒータＥＣＵ２１０は、乗員３に対して提供する暖房能力を可変することができる。

ステアリングヒータＥＣＵ２１０によってステアリングヒータ２１への通電が開始されると、ステアリングヒータ２１の温度は、制御する暖房能力に適合する温度まで上昇する。ステアリングヒータ２１は、冬期などにおいても、乗員３の接触する身体部位に対して迅速に暖かさを提供する接触暖房を実施できる。

アームレストヒータ２２の出力、温度、発熱量は、アームレストヒータＥＣＵ２２０によって制御される。アームレストヒータＥＣＵ２２０は、例えば、アームレストヒータ２２の発熱部に印加する電圧値、電流値を制御することにより、アームレストヒータ２２の暖房出力、温度、発熱量等を制御できる。したがって、アームレストヒータＥＣＵ２２０は、乗員３に対して提供する暖房能力を可変することができる。

また、接触暖房用ヒータの場合には、ヒータの表面温度を用いて乗員３の受熱量を算出することによって暖房出力を求めることができる。非接触暖房用ヒータの場合には、ヒータの表面温度を用いて乗員３の受熱量を算出することによって暖房出力を求めることができる。また、非接触暖房用ヒータの場合には、熱流センサが計測する伝導熱（Ｗ／ｍ^２）、すなわちセンサの内部を面に垂直の方向に伝わる熱流束密度を用いて乗員３の受熱量を算出することによって暖房出力を求めることができる。

アームレストヒータＥＣＵ２２０によってアームレストヒータ２２への通電が開始されると、アームレストヒータ２２の温度は、制御する暖房能力に適合する温度まで上昇する。アームレストヒータ２２は、冬期などにおいても、乗員３の接触する身体部位に対して迅速に暖かさを提供する接触暖房を実施できる。

輻射ヒータ１は、薄い板状の形状である。輻射ヒータ１は、電力が供給されると発熱する。輻射ヒータ１は、その表面と垂直な方向に位置付けられた対象物を暖めるために、主としてその表面と垂直な方向へ向けて輻射熱Ｒを放射する。

輻射ヒータ１は、乗員３の足元に輻射熱Ｒを放射するように室内に設置されている。輻射ヒータ１は、室内の壁面に設置される。室内の壁面は、例えば、インストルメントパネル、ドアトリム、天井等の内装部である。輻射ヒータ１は、想定される通常の姿勢の乗員３に対向するように設置される。例えば、道路走行車両は、ハンドルを支持するためのステアリングコラム３２を有している。輻射ヒータ１はステアリングコラム３２の下面に乗員３に対向するように設置することができる。

輻射ヒータ１は、ほぼ四角形の薄い板状に形成されている。輻射ヒータ１は、ヒータ本体を構成する基板部１０と、複数の発熱部１１と、導電部である一対の端子部１２とを有する。輻射ヒータ１は、主として表面と垂直な方向に向けて輻射熱Ｒを放射する面状ヒータとも呼ぶことができる。

基板部１０は、優れた電気絶縁性を提供し、かつ高温に耐える樹脂材料によって作られている。基板部１０は、多層基板である。基板部１０は、表面層１０ａと、裏面層１０ｂと、裏面層１０ｃとを有する。表面層１０ａは、輻射熱Ｒの放射方向に面している。換言すると、表面層１０ａは、輻射ヒータ１の設置状態において、加熱対象物である乗員３の一部に対向して配置される面である。裏面層１０ｂは、輻射ヒータ１の背面をなす。裏面層１０ｃは、発熱部１１と端子部１２とを支持する。基板部１０は、それぞれ線状である複数の発熱部１１を支持するための部材である。表面層１０ａ、裏面層１０ｂ、裏面層１０ｃは、発熱部１１、端子部１２よりも熱伝導率が低い素材からなる絶縁部である。例えば、表面層１０ａ、裏面層１０ｂ、裏面層１０ｃは、ポリイミド樹脂によって作られている。

複数の発熱部１１のそれぞれは、通電によって発熱する材料によって作られている。発熱部１１は、金属材料によって作ることができる。例えば、発熱部１１は、銅、銀、錫、ステンレス、ニッケル、ニクロム等から構成することができる。複数の発熱部１１は、それぞれ、基板部１０の面に対して平行な線状または板状を呈し、基板部１０の表面に対して分散して配置されている。

各発熱部１１は、所定の間隔を設けて配置される一対の端子部１２に接続されている。発熱部１１は、一対の端子部１２の間で間隔を設けて配置されている。複数の発熱部１１は、一対の端子部１２の間を橋渡しするように一対の端子部１２に対して並列に接続され、基板部１０表面のほぼ全体にわたって設けられている。複数の発熱部１１は、裏面層１０ｃとともに、表面層１０ａと裏面層１０ｂの間に挟まれるように設けられている。複数の発熱部１１は、基板部１０によって外部から保護されている。

各発熱部１１は、少なくとも表面層１０ａに熱的に接続され、通電によって発熱する部材である。これにより、発熱部１１が発生した熱は、表面層１０ａに伝達される。発熱部１１が発生した熱は、基板部１０などの部材を経由して、表面層１０ａから外部に輻射熱として放射され、対向する乗員３に対して提供される。

発熱部１１は、所定の発熱量を得るために、所定の長さをもつように設定されている。したがって、各発熱部１１は、所定の抵抗値を有するように設定されている。また、各発熱部１１は、横方向の熱抵抗が所定値となるように寸法、形状が設定されている。これにより、複数の発熱部１１は、所定の電圧が印加されることにより所定の発熱量を発生する。複数の発熱部１１は、所定の発熱量を発生して、所定温度に上昇する。所定温度に上昇した複数の発熱部１１は、表面層１０ａが所定の放射温度となるように加熱する。そして、輻射ヒータ１は、乗員３に対して暖かさを感じさせる輻射熱Ｒを表面層１０ａから放射することができる。

発熱部１１の出力、温度、発熱量は、輻射ヒータＥＣＵ１００によって制御される。輻射ヒータＥＣＵ１００は、例えば、発熱部１１に印加する電圧値、電流値を制御することにより、発熱部１１の暖房出力、温度、発熱量等を制御できる。したがって、輻射ヒータＥＣＵ１００は、乗員３に対して提供する輻射熱量や暖房能力を可変することができる。

輻射ヒータＥＣＵ１００によって輻射ヒータ１への通電が開始されると、輻射ヒータ１の表面温度は、制御する暖房能力に適合する放射温度まで上昇する。このため、冬期などにおいても、乗員３に対して迅速に暖かさを提供することができる。

また、輻射ヒータ１の表面層１０ａに物体が接触した場合、発熱部１１から表面層１０ａに伝達している熱は、接触している物体に急速に伝達される。この結果、表面層１０ａの接触している部分の温度は急速に低下する。よって、物体が接触している部分の輻射ヒータ１の表面温度は急速に低下する。物体が接触している部分の熱は、接触している物体に伝わり、接触している物体に拡散する。このため、接触している物体の表面温度の過剰な上昇が抑制される。

バッテリ４は、例えば、複数個の単電池の集合体からなる組電池で構成してもよい。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構成することができる。バッテリ４は、例えば、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ることができる。

システムＥＣＵ７は、車両のエンジンや走行用モータの始動及び停止を司るイグニッションスイッチやスタートスイッチのＯＮ、ＯＦＦに関係なく、車載電源であるバッテリ４から直流電源が供給されて、演算処理や制御処理を行う。システムＥＣＵ７は、輻射ヒータＥＣＵ１００、シートヒータＥＣＵ２００、ステアリングヒータＥＣＵ２１０、アームレストヒータＥＣＵ２２０を統括する制御装置である。システムＥＣＵ７は、各ＥＣＵに対して演算処理や制御処理に基づいた制御信号を送信することにより、各ヒータＥＣＵを介して各ヒータの運転を制御する。

システムＥＣＵ７は、演算処理や制御処理を行うＣＰＵ（中央演算装置）、ＲＯＭやＲＡＭ等のメモリ、及びＩ／Ｏポート（入力／出力回路）等の機能を含んで構成されるマイクロコンピュータを備えている。システムＥＣＵ７は、ＲＯＭやＲＡＭ等の記憶手段を備える。記憶手段には、後述する所定の暖房制御（フローチャートに示す制御処理）に係るプログラム、過去に各ヒータＥＣＵに対して命令した制御内容が記憶されている。

各ヒータＥＣＵは、演算処理や制御処理を行うＣＰＵ（中央演算装置）、ＲＯＭやＲＡＭ等のメモリ、及びＩ／Ｏポート（入力／出力回路）等の機能を含んで構成されるマイクロコンピュータを備えている。各ヒータＥＣＵは、ＲＯＭやＲＡＭ等の記憶手段を備える。記憶手段には、所定の制御特性データを予め記憶している。例えば、当該制御特性データは、システムＥＣＵ７から命令された暖房出力を発生させるために、ヒータ印加する電圧値や電流値を決定するために用いられる。

システムＥＣＵ７には、インストルメントパネル等に一体に設置された操作パネル上の各種操作部が操作されることによって、各種スイッチ信号が入力されるように構成されている。操作部は、運転スイッチ、通常モードスイッチ７０、優先スイッチ７１、省電力スイッチ７２等を含む。

運転スイッチは、車両用暖房装置２に含まれる各ヒータの運転開始、運転停止を行うための操作部である。運転スイッチは、各ヒータに対してそれぞれ割り当てられているスイッチでもよいし、所定のヒータが分類されたグループ単位に割り当てられているスイッチでもよい。乗員３が運転前に運転スイッチを操作すると、システムＥＣＵ７を介して、そのスイッチ操作に該当するヒータを運転状態に移行させることができる。乗員３がヒータの運転中に運転スイッチを操作すると、システムＥＣＵ７を介して、運転中のヒータを強制的に停止させることができる。

通常モードスイッチ７０は、車両用暖房装置２において、予め設定されている通常モードの暖房運転を実施するための操作部である。乗員３が通常モードスイッチ７０を操作すると、システムＥＣＵ７を介して通常モードの暖房運転が行われる。通常モードは、システムＥＣＵ７に予め設定されている運転モードであり、例えば、非接触暖房用ヒータと接触暖房用ヒータの両方を同程度の暖房出力で運転するモードである。例えば、通常モードは、輻射ヒータ１、シートヒータ２０、ステアリングヒータ２１、アームレストヒータ２２のすべてを同程度の暖房出力で運転するように予め設定したモードである。

優先スイッチ７１は、車両用暖房装置２において、予め設定されている優先モードの暖房運転を実施するための優先モード操作部である。優先モードは、非接触暖房優先モードと接触暖房優先モードのいずれかを選択できるモードである。すなわち、優先スイッチ７１は、乗員によって操作されることにより、非接触暖房優先モード、接触暖房優先モードのうち、優先するモードを選択できる操作部である。非接触暖房優先モードは、接触暖房用ヒータの暖房出力よりも非接触暖房用ヒータの暖房出力の方を大きくするように制御されるモードである。接触暖房優先モードは、非接触暖房用ヒータの暖房出力よりも接触暖房用ヒータの暖房出力の方を大きくするように制御されるモードである。

乗員３が優先スイッチ７１を操作すると、システムＥＣＵ７は、優先スイッチ７１から、選択された優先モードに関する制御信号が入力される。システムＥＣＵ７は、非接触暖房優先モードが選択された場合には、輻射ヒータ１の暖房出力の方を大きくするように、各ヒータＥＣＵに制御信号を送信し、各ヒータＥＣＵは、この指令にしたがって各ヒータの運転を制御する。また、システムＥＣＵ７は、接触暖房優先モードが選択された場合には、輻射ヒータ１の暖房出力の方が小さくなるように、各ヒータＥＣＵに制御信号を送信し、各ヒータＥＣＵは、この指令にしたがって各ヒータの運転を制御する。

したがって、システムＥＣＵ７は、優先スイッチ７１からの入力信号に応じて、接触暖房用ヒータの暖房出力と非接触暖房用ヒータの暖房出力とを調整して、非接触暖房優先モードと接触暖房優先モードとに切り替え可能に制御する。なお、接触暖房優先モードでは、輻射ヒータ１を運転しないように制御してもよいし、非接触暖房優先モードでは、輻射ヒータ１のみを運転して接触暖房用ヒータを運転しないように制御してもよい。

また、非接触暖房優先モードにおいては、輻射ヒータ１の暖房出力を、他のいずれの接触暖房用ヒータの暖房出力よりも大きく設定すればよい。したがって、他の接触暖房用ヒータについては、その暖房出力の順位はいかように設定してもよい。

また、接触暖房優先モードにおいては、シートヒータ２０の暖房出力を、シートヒータ２０、ステアリングヒータ２１、アームレストヒータ２２の他のいずれの接触暖房用ヒータの暖房出力よりも大きく設定することが好ましい。このようにシートヒータ２０からの受熱量を最も大きく設定することによれば、乗員３の身体において最も大きな表面積から大きな受熱量が得られるので、乗員３が暖房を感じやすく、満足感を得やすい接触暖房優先モードを提供できる。また、接触暖房優先モードにおいては、輻射ヒータ１の暖房出力は、いずれの接触暖房用ヒータよりも低く設定することが好ましい。

省電力スイッチ７２は、車両が有する電力を車両用暖房装置２の運転のために使用することを制限する省電力モードを選択できるスイッチである。すなわち、省電力スイッチ７２は、乗員３が、車両用暖房装置２の運転に使用する電力を抑えたいときに操作して省力化を選択できる操作部である。省電力モードの場合には、各ヒータは予め設定された暖房出力となるように制御される。省電力モードにおける暖房出力は、ヒータ毎に設定されており、通常モードのときや優先モードのときの暖房出力よりも低い値に設定されている。

乗員３が省電力スイッチ７２を操作すると、システムＥＣＵ７は、各ヒータについて予め設定された暖房出力に制御するように、各ヒータＥＣＵに制御信号を入力する。各ヒータＥＣＵは、この指令にしたがって各ヒータの運転を制御する。したがって、システムＥＣＵ７は、省電力スイッチ７２から指令信号を受信し、かつ、通常モードが設定される場合や優先モードが設定される場合には、それぞれのモード時の暖房出力よりも小さい出力で暖房運転を行う。

また、省電力モードでは、優先モードに入る直前の状態における暖房出力よりも低い暖房出力に設定するようにしてもよい。また、省電力モードでは、乗員３に満足な暖房感を与えるために必要な暖房出力としてシステムＥＣＵ７に設定されている暖房出力よりも低い暖房出力に設定するようにしてもよい。

システムＥＣＵ７は、車両ＥＣＵ５と通信可能に構成されている。システムＥＣＵ７は、乗員３の身体の温度を検知する温度検知器６により検知結果の信号が入力されるように構成されている。

車両ＥＣＵ５は、車両が有する電力が所定の値よりも少ない場合に、システムＥＣＵ７に対して、電力制限モードの指令の信号を入力する。この電力制限指令は、乗員の意思とは無関係に、車両における省力化をシステムＥＣＵ７に実行させる指令である。システムＥＣＵ７は、電力制限モードの指令を受けると、各ヒータの暖房出力が予め設定された値になるように、各ヒータＥＣＵに制御信号を入力する。各ヒータＥＣＵは、システムＥＣＵ７からの制御信号にしたがって各ヒータの運転を制御する。この電力制限時に制御される暖房出力は、前述した省電力モードにおける暖房出力と同様の値に設定される。

システムＥＣＵ７は、電力制限モードの指令信号を受信し、かつ、通常モードが設定される場合や優先モードが設定される場合には、それぞれのモード時の暖房出力よりも小さい出力で暖房運転を行う。また、電力制限モードでは、優先モードに入る直前の状態における暖房出力よりも低い暖房出力に設定するようにしてもよい。また、電力制限モードでは、乗員３に満足な暖房感を与えるために必要な暖房出力としてシステムＥＣＵ７に設定されている暖房出力よりも低い暖房出力に設定するようにしてもよい。

温度検知器６は、例えば、赤外線センサや赤外線サーモグラフィを用いることができる。このような温度検知器６は、乗員３から放射される赤外線を非接触で検知して、乗員３の各部の表面温度、あるいは熱分布を検出したり、可視化したりすることができる。温度検知器６によって検知された乗員３の表面温度の情報は、システムＥＣＵ７に入力される。システムＥＣＵ７は、この表面温度情報を分析して、乗員３の身体の中で、温度の低い部位と高い部位とを検出し、この検出結果に応じて、車両用暖房装置３において実施すべき優先モードを決定することができる。

次に、第１実施形態に係る暖房制御について図４のフローチャートを参照して説明する。システムＥＣＵ７は、図４のフローチャートにしたがった制御処理を実行する。本フローチャートは、例えば、車両のイグニッションスイッチやスタートスイッチがオン状態になり、さらに車両用暖房装置２に関する運転指令が入力されると開始する。

システムＥＣＵ７は、まずステップＳ１０で通常モードの暖房運転が設定されているか否かを判定する。乗員３の操作により、通常モードスイッチ７０が操作されると、乗員３の意思により、通常モードの暖房運転を実施する命令がシステムＥＣＵ７に入力されることになる。システムＥＣＵ７は、ステップＳ１０で、通常モードが選択されていると判定すると、各ヒータＥＣＵに対して、通常モードの暖房運転を実施するための制御信号を送信する。そして、各ヒータＥＣＵは、入力された制御信号に対応する電圧値、電流値を印加し、各ヒータの運転を制御する（ステップＳ１５）。再び、ステップＳ１０に戻り、本フローチャートの処理を継続する。

システムＥＣＵ７は、ステップＳ１０で、通常モード選択されていないと判定すると、次にステップＳ２０で、乗員３によって選択された優先モードが何であるかを判定する。優先スイッチ７１を用いた乗員３の操作により、非接触暖房優先モードが選択されると、乗員３の意思により、非接触暖房優先モードを実施する命令がシステムＥＣＵ７に入力される。また、乗員３の操作により、接触暖房優先モードが選択されると、乗員３の意思により、接触暖房優先モードを実施する命令がシステムＥＣＵ７に入力される。

システムＥＣＵ７は、ステップＳ２０で、非接触暖房優先モードが選択されていると判定すると、各ヒータＥＣＵに対して、非接触暖房優先モードの暖房運転を実施するための制御信号を送信する。そして、各ヒータＥＣＵは、入力された制御信号に対応する電圧値、電流値を印加し、各ヒータの運転を制御する（ステップＳ２５）。このように、乗員３の意思に基づいた非接触暖房優先モードの暖房運転が即時に実施されるので、乗員３が今必要とする身体部位に輻射熱による暖房感を提供することができる。そして、再び、ステップＳ１０に戻り、本フローチャートの処理を継続する。

システムＥＣＵ７は、ステップＳ２０で、接触暖房優先モードが選択されていると判定すると、各ヒータＥＣＵに対して、接触暖房優先モードの暖房運転を実施するための制御信号を送信する。そして、各ヒータＥＣＵは、入力された制御信号に対応する電圧値、電流値を印加し、各ヒータの運転を制御する（ステップＳ３０）。このように、乗員３の意思に基づいた接触暖房優先モードの暖房運転が即時に実施されるので、乗員３が今必要とする身体部位における暖房感を提供することができる。そして、再び、ステップＳ１０に戻り、本フローチャートの処理を継続する。

次に、第１実施形態の車両用暖房装置２がもたらす作用効果について説明する。車両用暖房装置２は、輻射熱を放射して乗員３の身体が接触していない状態で乗員３に温熱を与える非接触暖房用ヒータと、乗員３の身体が接触している状態で乗員に対して温熱を与える接触暖房用ヒータと、いずれのヒータの運転も制御する制御装置を備える。この制御装置は、非接触暖房用ヒータの暖房出力の方を大きくする非接触暖房優先モードと、接触暖房用ヒータの暖房出力の方を大きくする接触暖房優先モードとに切り替え可能に制御する。

この制御によれば、非接触暖房用ヒータから優先的に暖房を受けるモードと接触暖房用ヒータから優先的に暖房を受けるモードとを切り替え可能に制御できる。このように、車両用暖房装置２は、非接触暖房優先モードと接触暖房優先モードのいずれかを運転可能なため、一方のモードのみの運転に限定されない暖房運転を乗員３に対して提供できる。さらに、非接触暖房優先モードで運転している場合には、接触暖房優先モードに対応する接触暖房用ヒータからの出力が抑制されるので、暖房のためのエネルギを抑制できる。また、接触暖房優先モードで運転している場合には、非接触暖房優先モードに対応する非接触暖房用ヒータからの出力が抑制されるので、暖房のためのエネルギを抑制できる。

したがって、非接触暖房優先モードで運転する場合には、非接触暖房用ヒータからの輻射熱が当たる身体部位をより強く暖めることができ、接触暖房優先モードで運転する場合には、接触暖房用ヒータからの温熱が提供される身体部位をより強く暖めることができる。以上より、車両用暖房装置２は、乗員３が画一的でない暖房感を享受でき、かつ、エネルギの省力化が図れる暖房運転を提供できる。

車両用暖房装置２は、操作されることにより、非接触暖房優先モード、接触暖房優先モードのうち、優先するモードを選択できる優先スイッチ７１を備える。システムＥＣＵ７は、優先スイッチ７１の操作に応じて選択されたモードに制御する。ユーザー自らが好みの暖房モードを選択することができるので、ユーザーの身体全体にわたる温熱感を迅速に満足させる暖房運転を実現できる。

（第２実施形態）
第２実施形態では、第１実施形態の他の形態である暖房制御について図５のフローチャートを参照して説明する。第２実施形態において、前述の実施形態に係る図面と同一符号を付した構成部品、ステップ及び特に説明しない構成は、前述の実施形態と同様であり、同様の作用効果を奏する。以下、第２実施形態では、第１実施形態と異なる部分のみを説明する。また、第２実施形態に適用可能な図５のフローチャート以外の装置構成は、図１〜図３を参照して説明した前述の第１実施形態と同様である。

第２実施形態の暖房制御は、第１実施形態の暖房制御に対して、ステップＳ２０Ａが相違する。第１実施形態は、乗員３の意思に伴う優先スイッチ７１の操作によって優先モードを選択するものであったが、第２実施形態は、乗員３自らの操作によるものではなく、乗員３の身体の状態に基づいて自動で優先モードを決定することを特徴とする。

ステップＳ１０で通常モードが選択されていないと判定すると、システムＥＣＵ７は、ステップＳ２０Ａで乗員３の身体の表面温度に基づいて検出された優先モードが何であるかを判定する。この判定は、前述したように、システムＥＣＵ７が、温度検知器６によって検出した表面温度情報を分析し、乗員３の身体において温度の低い部位と高い部位とを検出した上で、温度の低い部位を優先的に暖めることが可能な優先モードを決定することである。例えば、システムＥＣＵ７は、乗員３の胴体部や臀部よりも足元部の方が低温であることを検出した場合には、優先モードとして非接触暖房優先モードを決定する。また、システムＥＣＵ７は、乗員３の足元部よりも胴体部や臀部の方が低温であることを検出した場合には、優先モードとして接触暖房優先モードを決定する。

ステップＳ２０Ａで優先モードが非接触暖房優先モードであると判定すると、システムＥＣＵ７は、ステップＳ２５で各ヒータＥＣＵを介して、非接触暖房優先モードの暖房運転を実施するための電圧値等を各ヒータに印加して、自動の暖房運転を制御する。このように、乗員３の身体の状態に基づいた非接触暖房優先モードの暖房が即時に実施されるので、乗員３が今必要とする暖房感に近い運転を提供できる。

ステップＳ２０Ａで優先モードが接触暖房優先モードであると判定すると、システムＥＣＵ７は、ステップＳ３０で各ヒータＥＣＵを介して、接触暖房優先モードの暖房運転を実施するための電圧値等を各ヒータに印加し、自動の暖房運転を制御する。このように、乗員３の身体の状態に基づいた接触暖房優先モードの暖房が即時に実施されるので、乗員３が今必要とする暖房感に近い運転を提供できる。

第２実施形態によれば、システムＥＣＵ７は、温度検知器６によって検知された温度を用いて、非接触暖房優先モード、接触暖房優先モードのうち、乗員３の身体の中で温度の低い方の部位を優先的に暖めるモードに制御する。この制御によれば、温度検知器６による乗員３の身体の表面温度が、例えば足元部の方が胴体部よりも低温である場合には、非接触暖房優先モードによって乗員３の足元を暖めるので、即暖性の高い暖房感を提供できる。また、胴体部や手のひらの方が足元部よりも低温である場合には、接触暖房優先モードによって乗員３の背中、臀部、手のひらを暖めるので、即暖性の高い暖房感を提供できる。したがって、乗員３の身体のうち冷えている部分を優先的に暖めるため、乗員３の暖房要求を満たすことができる自動の暖房運転を提供できる。

（第３実施形態）
第３実施形態では、第１実施形態の他の形態である暖房制御について図６のフローチャートを参照して説明する。第３実施形態において、前述の実施形態に係る図面と同一符号を付した構成部品、ステップ及び特に説明しない構成は、前述の実施形態と同様であり、同様の作用効果を奏する。以下、第３実施形態では、第１実施形態と異なる部分のみを説明する。また、第３実施形態に適用可能な図６のフローチャート以外の装置構成は、図１〜図３を参照して説明した前述の第１実施形態と同様である。

第３実施形態の暖房制御は、第１実施形態の暖房制御に対して、車両において電力使用を制限する電力制限モードが設定されているか否かに応じて、以降にとりうる処理が異なる点が相違する。図６のフローチャートが開始すると、システムＥＣＵ７は、まずステップＳ１００で電力制限モードが設定されているか否かを判定する。車両ＥＣＵ５等から電力制限指令が入力されることにより、電力制限モードを実施する命令がシステムＥＣＵ７に入力されることになる。電力制限モードは、暖房運転に使用できる電力に制限を設けることによって、車両に蓄えられている電力の消費を抑制して、省電力化を図るモードである。

システムＥＣＵ７は、ステップＳ１００で、電力制限モードが設定されていると判定すると、ステップＳ１２０において、乗員３の操作に伴う優先モードが何であるかを判定する。ステップＳ１２０で、非接触暖房優先モードが設定されていると判定すると、ステップＳ１２５で非接触暖房モードの暖房運転を行い、接触暖房優先モードが設定されていると判定すると、ステップＳ１３０で接触暖房モードの暖房運転を行う。ステップＳ１２５、ステップＳ１３０のいずれの後も、ステップＳ１００に戻り、本フローチャートの処理を継続する。

なお、ステップＳ１２０、Ｓ１２５、Ｓ１３０では、それぞれ、第１実施形態で前述したステップＳ２０、Ｓ２５、Ｓ３０と同様の処理が行われる。

また、システムＥＣＵ７は、ステップＳ１００で、電力制限モードが設定されていないと判定すると、次にステップＳ１１０で、通常モードの暖房運転が設定されているか否かを判定する。ステップＳ１１０で通常モードの暖房運転が設定されていると判定すると、ステップＳ１１１で通常モードの暖房運転を行う。通常モードの暖房運転が設定されていないと判定すると、ステップＳ１１２において、乗員３の操作に伴う優先モードが何であるかを判定する。ステップＳ１１２で、非接触暖房優先モードが設定されていると判定すると、ステップＳ１１３で非接触暖房モードの暖房運転を行い、接触暖房優先モードが設定されていると判定すると、ステップＳ１１４で接触暖房モードの暖房運転を行う。ステップＳ１１１、ステップＳ１１３、ステップＳ１１４のいずれの後も、ステップＳ１００に戻り、本フローチャートの処理を継続する。

なお、ステップＳ１１０、Ｓ１１１、Ｓ１１２、Ｓ１１３、Ｓ１１４では、それぞれ、第１実施形態で前述したステップＳ１０、Ｓ１５、Ｓ２０、Ｓ２５、ステップＳ３０と同様の処理が行われる。

第３実施形態によれば、システムＥＣＵ７は、車両に搭載された他の機器からの電力制限指令が入力された場合に、優先スイッチ７１の操作によって選択されたモードに応じて、非接触暖房優先モード、接触暖房優先モードのいずれかに運転する。このステップＳ１００、Ｓ１２０、Ｓ１２３、Ｓ１３０の処理によれば、車両の電力使用を制限する必要がある場合に、乗員３の意思に基づく優先モードにしたがって暖房運転を実施する。したがって、車両の電力事情に適合し、かつ、乗員３の暖房感を満足する暖房運転を提供できる。

また、ステップＳ１２０は、第２実施形態で説明したステップＳ２０Ａの判定処理に置き換えるようにしてもよい。これによれば、システムＥＣＵ７は、車両に搭載された他の機器からの電力制限指令が入力された場合に、乗員３の身体の中で温度の低い方の部位を優先的に暖めるモードに応じて、非接触暖房優先モード、接触暖房優先モードのいずれかに運転する。この制御によれば、車両の電力使用を制限する必要がある場合に、乗員３の身体の温度状態に基づく優先モードにしたがう暖房運転を実施する。したがって、車両の電力事情に適合し、かつ、乗員３が望む暖房感に近い暖房運転を提供できる。

（第４実施形態）
第４実施形態では、第３実施形態の他の形態である暖房制御について図７のフローチャートを参照して説明する。第４実施形態において、前述の実施形態に係る図面と同一符号を付した構成部品、ステップ及び特に説明しない構成は、前述の実施形態と同様であり、同様の作用効果を奏する。以下、第４実施形態では、第３実施形態と異なる部分のみを説明する。また、第４実施形態に適用可能な図７のフローチャート以外の装置構成は、図１〜図３を参照して説明した前述の第１実施形態と同様である。

第４実施形態の暖房制御は、第３実施形態の暖房制御に対して、ステップＳ１００Ａが相違する。第４実施形態は、乗員３の意思によって省電力モードを選択して、電力制限を行うことを特徴とする。

図７のフローチャートが開始すると、システムＥＣＵ７は、まずステップＳ１００Ａで省電力モードが設定されているか否かを判定する。乗員３の操作により、省電力スイッチ７２が操作されると、乗員３の意思により、省電力モードを実施する命令がシステムＥＣＵ７に入力されることになる。システムＥＣＵ７は、ステップＳ１００Ａで、省電力モードが選択されていると判定すると、次にステップＳ１２０において、乗員３の操作に伴う優先モードが何であるかを判定する。このように省電力モードが選択された場合には、ステップＳ１２０の判定処理を経て、いずれかの優先モードによる暖房運転を実施する。したがって、乗員３による省電力モードの設定を契機として、優先モードによる暖房運転が行われので、エネルギの省力化を図ることができる。

また、システムＥＣＵ７は、ステップＳ１００Ａで、省電力モードが設定されていないと判定すると、次にステップＳ１１０で、通常モードの暖房運転が設定されているか否かを判定する。このように省電力モードが選択されていない場合には、ステップＳ１１０の判定処理を経て、通常モードの暖房運転か、いずれかの優先モードによる暖房運転かを実施する。

第４実施形態によれば、システムＥＣＵ７は、乗員３によって省電力指令が入力された場合に、優先スイッチ７１の操作によって選択されたモードに応じて、非接触暖房優先モード、接触暖房優先モードのいずれかに運転する。このステップＳ１００Ａ、Ｓ１２０、Ｓ１２３、Ｓ１３０の処理によれば、乗員３が車両の電力使用を制限したいと考える場合に、乗員３の意思に基づく優先モードにしたがって暖房運転を実施する。したがって、乗員３の電力節約の意思に適合し、かつ、乗員３の暖房感を満足する暖房運転を提供できる。

また、ステップＳ１２０は、第２実施形態で説明したステップＳ２０Ａの判定処理に置き換えるようにしてもよい。これによれば、システムＥＣＵ７は、乗員３によって省電力指令が入力された場合に、乗員３の身体の中で温度の低い方の部位を優先的に暖めるモードに応じて、非接触暖房優先モード、接触暖房優先モードのいずれかに運転する。この制御によれば、乗員３が車両の電力使用を制限したいと考える場合に、乗員３の身体の温度状態に基づく優先モードにしたがう暖房運転を実施する。したがって、乗員３の電力節約の意思に適合し、かつ、乗員３が望む暖房感に近い暖房運転を提供できる。

（他の実施形態）
以上、開示された発明の好ましい実施形態について説明したが、開示された発明は前述した実施形態に何ら制限されることなく、種々変形して実施することが可能である。前述の実施形態の構造は、あくまで例示であって、開示された発明の技術的範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。開示された発明の技術的範囲は、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。

前述の実施形態において、システムＥＣＵ７は、輻射ヒータＥＣＵ１００、ステアリングヒータＥＣＵ２１０、シートヒータＥＣＵ２００、アームレストヒータＥＣＵ２２０等の少なくとも一つと一体に構成される制御装置であってもよい。また、システムＥＣＵ７は、車両ＥＣＵ５と一体である共通の制御装置であってもよい。

前述の実施形態において、各ヒータＥＣＵは、電圧印加時間と印加していない時間との割合を変化させるパルス幅変調制御（ＰＷＭ制御）により、各ヒータへの通電を行うように制御してもよい。

前述の実施形態における車両用暖房装置２は、車室内を空調する車両用空調装置と連動して、乗員３に対して暖房を提供する装置として構成してもよい。

１…輻射ヒータ（非接触暖房用ヒータ）
２…車両用暖房装置
７…システムＥＣＵ（制御装置）
１１…発熱部
２０…ステアリングヒータ（接触暖房用ヒータ）
２１…シートヒータ（接触暖房用ヒータ）
２２…アームレストヒータ（接触暖房用ヒータ）

Claims (6)

1. 車両に搭載されて乗員に対して温熱を与える車両用暖房装置（２）であって、
   通電により発熱する発熱部（１１）から供給される熱によって輻射熱を放射して、乗員の身体が接触していない状態で乗員に対して温熱を与える非接触暖房用ヒータ（１）と、
   通電により発熱して、乗員の身体が接触している状態で乗員に対して温熱を与える接触暖房用ヒータ（２０、２１、２２）と、
   前記接触暖房用ヒータが与える暖房出力と前記非接触暖房用ヒータが与える暖房出力とを調整して、前記接触暖房用ヒータおよび前記非接触暖房用ヒータを運転しかつ前記非接触暖房用ヒータの前記暖房出力の方を大きくする非接触暖房優先モードと、前記接触暖房用ヒータおよび前記非接触暖房用ヒータを運転しかつ前記接触暖房用ヒータの前記暖房出力の方を大きくする接触暖房優先モードと、をそれぞれ実施可能な制御装置（７）と、
   を備え、
   前記制御装置は、前記非接触暖房優先モードと前記接触暖房優先モードとのうち、乗員の操作に応じて選択されたモードに切り替えて、乗員の温熱感を満足させる暖房運転を実施することを特徴とする車両用暖房装置。
2. 前記制御装置は、前記車両に搭載された他の機器からの電力制限指令が入力された場合に、前記乗員の操作に応じて選択された、前記非接触暖房優先モード、前記接触暖房優先モードのいずれかに運転することを特徴とする請求項１に記載の車両用暖房装置。
3. 操作されることにより、前記車両が有する電力の使用を制限する省電力モードを選択できる省電力操作部（７２）をさらに備え、
   前記制御装置は、前記省電力操作部の前記操作による省電力指令が入力された場合に、前記乗員の操作に応じて選択された、前記非接触暖房優先モード、前記接触暖房優先モードのいずれかに運転することを特徴とする請求項１に記載の車両用暖房装置。
4. 車両に搭載されて乗員に対して温熱を与える車両用暖房装置（２）であって、
   通電により発熱する発熱部（１１）から供給される熱によって輻射熱を放射して、乗員の身体が接触していない状態で乗員に対して温熱を与える非接触暖房用ヒータ（１）と、
   通電により発熱して、乗員の身体が接触している状態で乗員に対して温熱を与える接触暖房用ヒータ（２０、２１、２２）と、
   前記接触暖房用ヒータ及び前記非接触暖房用ヒータの運転を制御する制御装置（７）と、
   乗員の身体の温度を検知する温度検知器（６）と、
   を備え、
   前記制御装置は、前記接触暖房用ヒータが与える暖房出力と前記非接触暖房用ヒータが与える暖房出力とを調整して、前記非接触暖房用ヒータの前記暖房出力の方を大きくする非接触暖房優先モードと、前記接触暖房用ヒータの前記暖房出力の方を大きくする接触暖房優先モードとに切り替え可能に制御し、
   さらに前記制御装置は、前記温度検知器によって検知された温度を用いて、前記非接触暖房優先モード、前記接触暖房優先モードのうち、前記乗員の身体の中で温度の低い方の部位を優先的に暖めるモードに制御することを特徴とする車両用暖房装置。
5. 前記制御装置は、前記車両に搭載された他の機器からの電力制限指令が入力された場合に、前記乗員の身体の中で温度の低い方の部位を優先的に暖めるモードに応じて、前記非接触暖房優先モード、前記接触暖房優先モードのいずれかに運転することを特徴とする請求項４に記載の車両用暖房装置。
6. 操作されることにより、前記車両が有する電力の使用を制限する省電力モードを選択できる省電力操作部（７２）をさらに備え、
   前記制御装置は、前記省電力操作部の前記操作による省電力指令が入力された場合に、前記乗員の身体の中で温度の低い方の部位を優先的に暖めるモードに応じて、前記非接触暖房優先モード、前記接触暖房優先モードのいずれかに運転することを特徴とする請求項４に記載の車両用暖房装置。

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