JP2008523924A - 乗物内のサーマルモジュールのための制御システム - Google Patents

Abstract

温度制御装置が第１および第２のサーマルモジュールを有する。第１のサーマルモジュールは、シートの第１の部分に対して温度調整された空気を供給するように構成されている。第２のモジュールは、シートの第２の部分に対して温度調整された空気を供給するように構成されている。制御システムが、温度制御装置を制御するために備えられている。この制御システムは、このシステムに関する設定値を提供するための入力装置を有する。この制御システムの第１の制御ユニットが、第１のサーマルモジュールのために備えられており、第２の制御ユニットが第２のサーマルモジュールのために備えられている。

Description

優先権の情報
本出願は、２００４年１２月２０日付で出願された仮出願６０／６３７，７２５の合衆国法典第３５巻(３５ Ｕ．Ｓ．Ｃ．）第１１９条（ｅ）項にしたがった優先権の利益を主張する。
本発明は温度制御装置に関する。特に、本発明は、シートの温度制御装置に関する。

典型的には、生活空間または作業空間の環境制御のための温度調整空気（ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ａｉｒ）が、典型的には、建物全体、選択された事務所、または、建物内の一続きの部屋のような、比較的に広い区域に対して供給される。自動車のような乗物の場合には、典型的には、その乗物全体が１つの単位として冷却または加熱される。しかし、より選択的または制限的な空気温度調整が望ましい状況が数多く存在する。例えば、実質的に瞬間的な加熱または冷却が実現可能であるように、乗員シートのための個別的な温度制御を実現することが望ましい場合が多い。例えば、夏の天候に晒される自動車が、日陰がない区域内に長期間にわたってその自動車が駐車させられる場合に、通常の空調装置を伴う場合にさえ、その自動車に乗り込んで使用した後のしばらくの間は、その自動車のシートが乗員にとって非常に熱くかつ不快にさせるだろう。さらに、通常の空調を伴う場合でさえ、暑い日には、乗員の背中と他の圧点とが着座中に汗まみれ状態のままであるだろう。冬においては、特に通常の乗物ヒータがその乗物の内部を迅速に暖める見込みがない場合には、乗客の快適性を迅速に促進するために、その乗員のシートを迅速に暖める能力を有することが非常に望ましい。

こうした理由から、乗物シートのための様々なタイプの個別化された温度制御システムが存在している。こうした温度制御システムは、典型的には、シートの背もたれクッションおよび／または座部クッションの中に形成されている流路と通路の組合せを備える分配システムを有する。サーマルモジュールが空気の温度を調整し、および、その調整された空気をその流路と通路とに配送する。温度調整された空気は、その流路と通路との中を流れて、乗物シートの表面に隣接している空間を冷却または加熱する。

しかし、シートのために既存の温度制御システムには欠点がある。例えば、温度制御システムの中には、既存のシート組立方法に容易には組み入れられないものがある。こうしたシステムは、既存の自動車用シートに比較して著しく多い数の部品を必要とし、複雑な機械的部品および／または電気接続を必要とすることが多い。過去においては、このことが、自動車内での個別化された乗員冷却のためのコストの増大を結果的に生じさせてきた。

特に、多くの先進的な温度制御システムが、乗物内の各シートに関してユーザが温度を個別的に制御することを可能にする。特定のシステムでは、ユーザがシートの互いに異なる部分の間で温度を変化させることも可能である。例えば、ユーザは座部クッションと背もたれクッションとの間で温度設定値を変化させることができる。１つの構成では、ユーザは、入力スイッチまたは制御スイッチを介して所望の温度設定値を入力する。中間の制御モジュールが制御スイッチからの信号を解釈して、座部クッションと背もたれクッションとに個別に関連付けられた１対のサーマルモジュールに対する制御信号を生成する。１組の電力ワイヤと制御ワイヤと信号ワイヤとがサーマルモジュールと中間の制御モジュールとの間を延びる。これらのワイヤは、所望の温度設定値を実現するためにサーマルモジュールを制御および駆動するために使用される。特定の構成では、７本以上のワイヤが、中間の制御モジュールと各々のサーマルモジュールとの間を延びることがある。したがって、１つのシートに対して、その中間の制御モジュールと温度制御装置との間を延びるワイヤが１４本以上あることとなる。これらのワイヤは広い空間を必要とし、温度制御システムの設計とレイアウトを複雑にしてしまう。

米国特許出願第１０／８５３，７７９号明細書 米国特許出願第１０／９７３，９４７号明細書 米国特許第６，２２３，５３９号明細書 米国特許第６，１１９，４６３号明細書 米国特許第５，５２４，４３９号明細書 米国特許第５，６２６，０２１号明細書

したがって、シートのための温度制御システムのための改良された温度制御装置が必要とされている。

したがって、本発明の一態様が、流体を温度調整して移動させるための装置を含む。この装置は、印加された電流に応じて温度変化を生じさせる、熱エネルギーに電気エネルギーを変換するための熱電装置を有する。流体移送装置が、熱電装置と熱的に連通している流体流を生じさせ、熱電装置によって発生した熱エネルギーを流体流に伝達する。ハウジングが、流体流が中を通して送られる出口と入口とを有する。熱電装置と流体移送装置は、少なくとも部分的にそのハウジング内に配置されている。センサが、流体流の温度を示す温度信号を供給するように構成されている。制御ユニットがそのハウジングに連結されると共にそのセンサに作用上接続されている。制御ユニットは、流体流の所望温度を示す設定値信号を受け取るように構成されており、熱電装置と流体移送装置とを制御するように構成されている。

本発明の別の態様が、流体を熱的に調整して移動させる装置を含む。この装置は、印加された電流に応じて温度変化を生じさせる、電気エネルギーを熱エネルギーに変換するための熱電装置を有する。流体移送装置が、熱電装置と熱的に連通している流体流を生じさせる。センサが、その流体流の温度を示す温度信号を供給するように構成されている。制御ユニットがこのセンサに作用上接続されている。この制御ユニットは、流体流の所望の温度を示す設定値信号を受け取り、この設定値信号と温度信号とに基づいて、熱電装置と流体移送装置とを制御するように構成されている。この制御ユニットは、さらに、第２のセンサからの第２の温度信号を受け取るようにも構成されている。この第２の温度信号は、流体を熱的に調整して移動させる第２の装置内の流体流の温度を示す。この制御ユニットは、第２の装置内における温度と流体流とを制御するように、設定値信号と第２の温度信号とに基づいて第２の装置を制御するように構成されている。

本発明の別の態様が、通気システムを有するシートクッションを有する温度制御シートアセンブリを含む。主制御ユニットが、このシートアセンブリのためのモード信号を生成するように構成されている。第１のサーマルモジュールが、通気システムの第１の部分において空気を熱的に調整するように構成されている。第１のセンサが、この第１のサーマルモジュールの状態を検出するように、かつ、その検出された状態に対応する状態信号を供給するように構成されている。第１の制御ユニットが、主制御ユニットと第１のセンサと第１のサーマルモジュールとに作用上接続されている。第１の制御ユニットは、モード信号と状態信号とに基づいて、第１のサーマルユニットを駆動するように構成されている。第２のサーマルモジュールが、通気システムの第２の部分において空気を熱的に調整するように構成されている。第２の制御ユニットは、第２のサーマルモジュールのために設けられている。第１の制御ユニットは、モード信号と状態信号とに基づいて第２の制御ユニットを制御するように構成されている。

本発明の別の態様が、シートアセンブリに隣接した空間を熱的に調整するための方法を含む。この方法では、入力装置からの入力信号が、第１のサーマルモジュールの制御ユニットに伝送される。この第１のサーマルモジュールは、熱的に調整された空気をシートアセンブリの第１の部分に対して配送するために、入力信号に少なくとも部分的に基づいて制御される。第２のサーマルモジュールを制御するために、かつ、入力装置からの入力信号に少なくとも部分的に基づいてシートアセンブリの第２の部分に熱的に調整された空気を配送するために、制御信号が第１のサーマルモジュールの制御ユニットから第２のサーマルモジュールの制御ユニットに伝送される。

本発明の別の態様が、シートクッションと、主制御ユニットと、第１のサーマルモジュールと、第２のサーマルモジュールとを備える、温度制御されたシートアセンブリを含む。このシートクッションは、第１の部分と第２の部分とを有する通気システムを有する。主制御ユニットは、シートアセンブリのためのモード信号を生成するように構成されている。第１のサーマルモジュールは、通気システムの第１の部分に配送される空気を熱的に調整するように構成されている。第１のサーマルモジュールは、第１のサーマルモジュールの状態を検出するように、かつ、この検出された状態に対応する状態信号を供給するように構成されている第１のセンサと、主制御ユニットと第１のセンサと第１のサーマルモジュールとに作用上接続されている第１の制御ユニットとを備える。この第１の制御ユニットは、モード信号と第１のサーマルモジュールの状態信号とに基づいて、第１のサーマルユニットを駆動するように構成されている。第２のサーマルモジュールは、通気システムの第２の部分に配送される空気を熱的に調整するように構成されている。第２のサーマルモジュールは、第２のサーマルモジュールの状態を検出するように、かつ、この検出された状態に対応する状態信号を供給するように構成されている第２のセンサと、主制御ユニットと第２のセンサと第２のサーマルモジュールとに作用上接続されている第２の制御ユニットとを備える。この第２の制御ユニットは、モード信号と第２のサーマルモジュールの状態信号とに基づいて、第２のサーマルユニットを駆動するように構成されている。

本発明のさらに別の特徴と利点とが、添付されている図面と特許請求項と共に考察される時に、以下の好ましい実施形態の詳細な説明から、当業者に明らかになるだろう。

図１と図２が、座部３２と背もたれ３４とを備えるシートアセンブリ３０の例示的な実施形態を示す。このシートアセンブリ３０は温度調整システム３６を有し、この温度調整システム３６を、図４を参照して以下でさらに詳細に説明する。

シートアセンブリ３０内に乗員が着座する時には、この乗員の尻部が座部部分３２の尻部区域４０内に位置させられており、乗員の脚部の少なくとも一部分が座部部分３２の大腿部区域４２によって支持される。この実施形態では、座部部分３２の後部末端４４は背もたれ部分３４の底部末端４６に連結されている。乗員がシートアセンブリ３０内に着座すると、この乗員の背中が背もたれ部分３４の前部表面４８に接触し、この乗員の尻部および脚部が座部部分３２の頂部表面５０に接触する。表面４８、５０は協働してその乗員を着座位置に支持する。シートアセンブリ３０は、様々なサイズおよび体重の乗員を収容する形状構成とサイズにすることが可能である。

この例示されている実施形態では、シートアセンブリ３０は標準的な自動車用シートに類似している。しかし、本明細書で説明しているシートアセンブリ３０の幾つかの特徴と態様とが、様々な他の用途および環境において使用されてもよいということは明らかである。例えば、このシートアセンブリ３０の特定の特徴と態様とを、例えば飛行機、ボート等のような他の乗物における使用に適合させてもよい。さらに、シートアセンブリ３０の幾つかの特徴と態様とを、例えば倚子、ソファー、劇場の座席、マットレス、および、会社および／または住居の場所で使用される事務所シート（ｏｆｆｉｃｅ ｓｅａｔ）のような静止環境での使用にも適合させてもよい。

図１と図２とを続けて参照すると、背もたれ３４は、前面５４と、背面５６と、上面５８と、底面６０とを有する。背もたれ３４は、シートアセンブリ３０の乗員に対する横方向の支持を提供するための、上面５８と底面６０との間を延びる１対の側面５７、５９を有する。背もたれ３４の腰領域６２が、一般的に、座部部分３２の付近の背もたれ３４の側面５７、５９の間に配置されている。

同様に、座部部分３２は、前面６４と、背面６６と、上面６８と、底面７０とを有する。座部部分３２は、さらに、１対の側面６９、７１も含み、および、この１対の側面６９、７１は、シートアセンブリ３０の乗員に対する横方向の支持を提供するために、背面６６と前面６４とから延びる。一実施形態では、シートアセンブリ３０は、座部部分３２の底面７０を乗物の床に取り付けることによって、その乗物に固定されている。

図２Ａは、背もたれ３４の一部分の断面図である。図示されているように、背もたれ３４は、一般的に、クッション７２によって形成されており、このクッション７２は適切なカバー材料７４（例えば、いす張り）で覆われている。クッション７２は、典型的に、金属フレーム（図示されていない）上に支持されている。特定の実施形態では、このフレームとクッション７２との間にばねが配置されていることもある。このフレームはシートアセンブリ３０に構造的支持を提供し、一方、クッション７２は柔軟な着座表面を提供する。カバー材料７４は、シートアセンブリ３０の表面に対して審美的な外観と柔軟な感触とを与える。座部部分３２は、背もたれ３４と同じように構成されてもよい。

図３は、クッション７２を露出させるようにカバー７４が取り除かれているシートアセンブリを示す。クッション７２は、乗員に対する支持を提供するための適切な特性を有する、典型的な自動車用のシートクッション発泡体または他のタイプ材料とすることが可能である。こうした材料は、非限定的に、独立気泡または開放気泡発泡体を含む。

図３に示されているように、シートアセンブリ３０の背もたれ３４は、背もたれ流体分配システム７６Ａを備えている。この分配システム７６Ａは、シートクッション７２の前面５４から後面５６へと延びる入口通路７８Ａを備える。（図２Ａも参照されたい。）この分配システム７６Ａは、さらに、入口通路７８Ａから延びる少なくとも１つの、多くの場合には複数の流路８０Ａを有する。

上述したように、クッション７２は、例えば独立気泡または開放気泡発泡体のような典型的な自動車用クッション材料で形成することができる。一実施形態では、クッション７２は、通路７８Ａおよび／または流路８０Ａを形成するように予め成形されている発泡体で作られている。別の実施形態では、通路７８Ａおよび／または流路８０Ａは、シートクッション７２から発泡体を切り取ることによって形成してもよい。

再び図２Ａを参照すると、流路８０Ａは、シートアセンブリ３０の中を通して空気を配送するための分配通路８２Ａを画定するためにスクリム８１Ａによって覆われている。このスクリム８１Ａは、分配通路８２Ａに対して空気を配送するための、および／または、分配通路８２Ａから空気を配送するための１つまたは複数の開口８４Ａを有する。スクリム８１Ａは、クッション７２に類似した材料で形成してもよい。図示されている実施形態では、スクリム８１Ａとクッション７２との間の漏洩を制限し、これによって空気流を開口８４Ａの中を通るように方向付けるように、スクリム８１Ａがクッション７２に取り付けられている。一実施形態では、スクリム８１Ａをクッション７２に取り付けるために、接着剤が使用される。他の実施形態では、ヒートステーク（ｈｅａｔ ｓｔａｋｅ）またはファスナを使用してもよい。

続けて図２Ａを参照すると、分配層８６Ａがスクリム８１Ａとシートカバー７４との間に配置されている。この分配層８６Ａは、開口８４Ａの中を通って流れる空気をカバー７４の下部表面に沿って拡散させる。分配層８４Ａと、背もたれ３４の前部表面４８に隣接した空間との間の空気流を可能にするために、カバー７４は通気性材料で形成されてもよい。例えば、一実施形態では、このカバー７４は、天然繊維および／または合成繊維で作られている通気性布地を含む。別の実施形態では、このカバーは、小さな開口または穴を備えている皮革または皮革状の材料から形成されている。

図２Ｂと図３とを参照すると、シートアセンブリ３０の座部３２は、座部クッション流体分配システム７６Ｂを備えている。この座部分配システム７６Ｂは、さらに、座部クッション７２の上面６８から底面７０に貫通する入口通路７８Ｂも備える。背もたれ分配システム７６Ａと同様に、この座部分配システム７６Ｂも、入口通路７８Ｂから延びる、少なくとも１つの、および、多くの場合には複数の流路８０Ｂを有する。これらの流路８０Ｂは、上述したように構成されていてもよい。

座部分配システム７６Ｂでは、流路８０Ｂは、さらに、シートアセンブリ３０の中を通して空気を配送するための分配通路８２Ｂを画定するために、スクリム８１Ｂによって覆われている。このスクリム８１Ｂは、分配通路８２Ｂに対して空気を配送するための、および／または、分配通路８２Ｂから空気を配送するための、１つまたは複数の開口８４Ｂを有する。上述したように、スクリム８１Ｂは、クッション７２に類似した材料で形成されてよく、および、スクリム８１Ｂとクッション７２との間の漏洩を制限するようにクッション７２に取り付けられることが好ましい。分配層８６Ｂは、スクリム８１Ｂとシートカバー７４との間に配置されている。

さらに詳細に後述するように、一実施形態では、調整された空気が、入口通路７８Ａ，７８Ｂの中を通して分配通路８２Ａ、８２Ｂに送られる。その次に、この空気が開口８４Ａ、８４Ｂの中を通って流れて、分配層８６Ａ、８６Ｂの中に入る。その次に、この空気は、カバー７４の中を通して、背もたれ３４の前部表面４８またはシート３２の頂部表面５０に隣接した空間に送られる。別の実施形態では、温度制御システム３６が、背もたれ３４の前部表面４８および／またはシート３２の頂部表面５０に隣接している空気を取り除くために使用される。このような実施形態では、この空気はカバー７４の中を通して分配層８６Ａ、８６Ｂの中に引き抜かれる。その次に、この空気は、開口８４Ａ、８４Ｂの中を通して抜き出されて、分配通路８２Ａ、８２Ｂの中に送られ、そして、入口通路７８Ａ、７８Ｂの中を通過させられる。

クッション７２の中を通してかつカバー７４に沿って空気を配送するという目的を考慮して、当業者は、背もたれ３４と座部３２とのための分配システム７６Ａ、７６Ｂが幾つかの異なる仕方で変更されてよいということを理解するだろう。例えば、流路８０Ａ，８０Ｂの形状および／または個数が変更されてもよい。他の実施形態では、スクリム８１Ａ、８１Ｂおよび／または分配通路８２Ａ、８２Ｂが、同様の機能のために構成されている他の構成要素と組み合わせ可能であり、および／または、こうした構成要素によって置き換え可能である。さらに別の実施形態では、別個のインサートが、空気を配送するために流路８０Ａ、８０Ｂ内に配置されてもよい。例えば、引用されることによって本明細書の内容に組み入れられている、２００４年５月２５日付で出願された同時係属中の特許文献１を参照されたい。他の実施形態では、分配システム７６Ａ、７６Ｂまたはその一部分を互いに組み合わせ可能である。

図４は、温度制御システム３６の略図である。この図示されている実施形態では、温度制御システムは、背もたれサーマルモジュール９２Ａと座部サーマルモジュール９２Ｂとを有する。後述するように、これらのサーマルモジュール９２Ａ、９２Ｂの両方は、上述した分配システム７６Ａ、７６Ｂに調整された空気を供給する（および／または、特定の実施形態では空気を取り除く）ように構成されている。このようにして、サーマルモジュール９２Ａ、９２Ｂは、背もたれ３４の前部表面４８と座部部分３２の頂部表面５０とをそれぞれに加熱または冷却するために流体流を供給する。特に、温度制御システム３６が、背もたれ３２の前部表面４８と座部３２の頂部表面５０との温度に対して相対的に加熱または冷却されている調整された空気を供給することが好ましい。

この図示されている実施形態では、サーマルモジュール９２Ａ、９２Ｂの各々が、熱電装置９４Ａ、９４Ｂの中を通って流れる流体を温度調整する（すなわち、選択的に加熱または冷却する）ための熱電装置９４Ａ、９４Ｂを有することが好ましい。好ましい熱電装置９４Ａ、９４Ｂが、当業者では公知であるペルチェ熱電モジュールである。この図示されているサーマルモジュール９２Ａ、９２Ｂが、さらに、サーマルモジュール９２Ａ、９２Ｂを通って流れる流体と分配システム７６Ａ、７６Ｂに流れる流体とから熱エネルギーを移動させるかまたは除去するための主熱交換器９６Ａ、９６Ｂも有することが好ましい。こうした流体は導管９８Ａ、９８Ｂを通して分配システム７６Ａ、７６Ｂに移動させられる（例えば、引用されることによって本明細書の内容に組み入れられている、２００４年１０月２５日付で出願された特許文献２を参照されたい）。サーマルモジュール９２Ａ、９２Ｂは、さらに、主熱交換器９６Ａ、９６Ｂに対して概ね反対側に位置している、熱電装置９４Ａ、９４Ｂから延びる排熱交換器１００Ａ、１００Ｂも含むことが好ましい。圧送装置１０２Ａ、１０２Ｂが、主熱交換器９６Ａ、９６Ｂおよび／または排熱交換器１００Ａ、１００Ｂの上で流体を方向付けるために、各サーマルモジュール９２Ａ、９２Ｂに関連付けられていることが好ましい。圧送装置１０２Ａ、１０２Ｂは、例えば軸流ブロアおよび／またはラジアルファンのような電気送風機またはブロアを備えてもよい。この図示されている実施形態では、単一の圧送装置１０２Ａ、１０２Ｂが、主熱交換器９６Ａ、９６Ｂと排熱交換器１００Ａ、１００Ｂの両方のために使用されてもよい。しかし、別々の圧送装置が主熱交換器９６Ａ、９６Ｂと排熱交換器１００Ａ、１００Ｂとに関連付けられてもよい。

上述したサーマルモジュール９２Ａ、９２Ｂが、分配システム７６Ａ、７６Ｂに供給される空気を調整するために使用可能な装置の１つの例示的な実施形態を示すにすぎないということは明らかである。異なる形に構成されている様々なサーマルモジュールのどれもが、調整された空気を供給するために使用されてよい。使用可能なサーマルモジュールの他の例が、引用されることによって本明細書の内容に組み入れられている特許文献３と、特許文献４と、特許文献５と、特許文献６とに説明されている。こうしたサーマルモジュールの別の例が、現在において、アメリゴン社（Ａｍｅｒｉｇｏｎ，Ｉｎｃ．）によって登録商標「Ｍｉｃｒｏ−Ｔｈｅｒｍａｌ Ｍｏｄｕｌｅ」で販売されている。別の例では、サーマルモジュールは、空気を熱的に調整するための熱電装置なしのポンプ装置を備えていてもよい。このような実施形態では、圧送装置は、分配システム７６Ａ、７６Ｂに対する空気の供給または除去のために使用されてもよい。さらに別の実施形態では、サーマルモジュール９２Ａ、９２Ｂは１つまたは複数の構成要素（例えば、圧送装置、熱電装置等）を乗物用の一般的な温度制御システムと共用してもよい。

動作時には、空気のような流体が、サーマルモジュール９２Ａ、９２Ｂから導管９８Ａ、９８Ｂの中を通して分配システム７６Ａ、７６Ｂに配送可能である。上述したように、この空気は通路８２Ａ、８２Ｂの中を通って開口８４Ａ、８４Ｂの中に流れ込み、その次に、分配層８６Ａ、８６Ｂに沿って進みカバー７４を通過する。このようにして、調整された空気が背もたれ３４の前部表面４８と座部３２の頂部表面５０とに供給可能である。

改良された実施形態では、自動車の乗員コンパートメント内からの空気が、カバー７４を通して分配層８６Ａ、８６Ｂの中に引き込まれ、開口８４Ａ、８４Ｂの中を通される。その次に，その空気は、分配通路８２Ａ，８２Ｂの中を通されて入口通路７８Ａ、７８Ｂの中に送り込まれ、さらにその次に導管９８Ａ、９８Ｂの中に送り込まれる。このようにして、温度制御システム３６は、シートアセンブリ３０の表面付近の空気が取り除かれるように吸引を実現することが可能である。

次に、温度制御システム３６の制御システム１０４を、図４を続けて参照することによって説明する。図示されているように、この制御システム１０４は、温度制御システム３６のユーザがそれによって温度制御システム３６のための調整設定値を提供するかまたはモードを設定することが可能である。この調整設定値は、特定の温度設定値（例えば、６５度）、より大まかな温度設定値（例えば、「熱い」または「冷たい」）、および／または、圧送装置に対する設定値（例えば、「高」、「中」、「低」）を含むことが可能である。所望の構成に応じて、入力装置１０６は、例えばダイアル、ボタン、レバー、スイッチ等のような様々な入力装置のいずれかを有していてもよい。ユーザ入力装置１０６は、さらに、（例えばＬＥＤ表示装置のような）制御設定値の視覚的または聴覚的表示を与えるユーザ出力を有していてもよい。

続けて図４を参照すると、この入力装置１０６は、座部制御モジュール１１０に作用上接続されており、この座部制御モジュール１１０は、この図示されている実施形態においては座部サーマルモジュール９２Ｂに関連付けられている。座部制御モジュール１１０は、一方では、圧送装置１０２Ｂと熱電装置９４Ｂとに作用上接続されている。これに加えて、温度センサ１１２が、熱電装置９４Ｂによって調整された流体の温度を測定するために備えられている。この温度センサ１１２は、座部制御モジュール１１０に作用上接続されている。好ましくは、座部制御モジュール１１０が、さらに、電源１１４と接地源１１６とに作用上接続され、座部サーマルモジュール９２Ｂの上述の装置（９２Ｂ、９４Ｂ、１１２）のすべてを動作させるのに十分な電気容量を提供するための適切な電力制御ユニットを有している。座部制御モジュール１１０が、さらに、入力装置１０６からの乗員の入力と、温度センサ１１２からの温度情報とを受け取るように構成されているコントローラも有することが好ましい。この情報から、座部制御モジュール１１０は、乗員の快適性を確保しかつシステム損傷から保護するように設計されているあらかじめ決められたロジックにしたがって熱電装置９４Ｂと流体ポンプ１０２Ｂとの動作を調整するように構成されている。座部制御モジュール１１０が、本明細書で説明されている段階と機能とを行うように構成されることが可能である、ハードワイヤード形フィードバック制御回路、専用のプロセッサ、または、他の任意の制御装置を含むことが可能であるということは当業者にとって明らかであろう。これに加えて、座部制御モジュール１１０内のコントローラは、必要に応じて組み合わされるか分割されることが可能である。

様々な構成要素を、制御ユニットに「作用上接続されている」として説明している。これは物理的な接続（例えば、電気ワイヤ）と非物理的な接続（例えば、無線または赤外信号）とを含む広義の術語であることは明らかである。さらに、「作用上接続されている」が直接的な接続と間接的な接続（例えば、追加の中間装置を経由した接続）とを含むということも明らかである。

また、座部制御モジュール１１０は必要に応じて、乗物の点火装置のスイッチがすでに入れられたかどうかを表示する乗物制御装置１１８からの信号を受け取るように構成されてもよい。このようにして、座部制御モジュール１１０は、乗物のエンジンが稼働している場合にだけ、サーマルモジュール９２Ｂの動作を許可するように構成されてもよい。

図４を続けて参照すると、背もたれサーマルモジュール９２Ａは背もたれ制御モジュール１２０を有する。図示されているように、背もたれ制御モジュール１２０は、背もたれ３４のための熱電装置９４Ａと流体ポンプ１０２Ａとに作用上接続されている。背もたれ制御モジュール１２０は電源１１４と接地源１１６とに接続されており、熱電装置９４Ａと流体ポンプ１０２Ａとを作動させるのに十分な電気容量を提供するように構成されているコントローラを有する。後述するように、背もたれ制御モジュール１２０は、座部制御モジュール１１０からの制御信号を受け取るように構成されている。この情報から、背もたれ制御モジュール１２０は、乗員の快適性および安全性を確保しかつシステム損傷から保護するように熱電装置９４Ｂと流体ポンプ１０２Ｂとを動作させる。背もたれ制御モジュール１２０が、本明細書で説明されている段階と機能とを行うように構成されることが可能である、ハードワイヤード形フィードバック制御回路、専用のプロセッサ、または、他の任意の制御装置を含むことが可能であるということは当業者にとって明らかであろう。

この図示されている実施形態では、通信ライン１２２は、背もたれ制御モジュール１２０を座部制御モジュール１１０に作用上接続する。一実施形態では、座部制御モジュール１１０は、乗員の快適性および安全性を確保しかつシステム損傷から保護するように設計されているあらかじめ決められたロジックにしたがって、背もたれサーマルモジュール９２Ａ内の熱電装置９４Ａと流体ポンプ９６Ａとの動作を調整するように、入力装置１０６からの入力を受け取るように構成されている。座部制御モジュール１１０によって生成された制御信号が、通信ライン１２２を経由して背もたれ制御モジュール１２０に伝送される。

この図示されている実施形態は、必要に応じて、背もたれサーマルモジュール９２Ａによって熱的に調整された流体の温度を測定するための背もたれ温度センサ１２４を含む。この温度センサ１２４からの情報が、必要に応じて、通信ライン１２２を経由して座部制御ユニット１１０に伝送されてもよい。このような構成では、座部制御ユニット１１０は、背もたれ制御ユニット１２０に伝送される制御信号を生成するために、この温度信号を使用するように構成されてもよい。さらに別の改良された実施形態では、背もたれ３４のための制御ユニット１２０は、座部３２のための制御ユニット１１０に関して上述したのと同じように入力装置１０６に直接的に作用上接続されてもよい。こうした実施形態の一例を、図７を参照しながらさらに詳細に後述する。さらに、背もたれ３４のための制御ユニット１２０が通信ライン１２２を経由して電源１１４と接地源１１６とに作用上接続されてもよいということが明らかである。

上述の説明では、制御ユニット１１０、１２０は、「背もたれ」クッションまたは「座部」クッションに関連付けて説明されている。改良された実施形態では、背もたれコントローラと座部コントローラとの特徴が逆になっていることがあるということが明らかである。すなわち、背もたれ制御モジュール１２０は、ユーザ入力装置１０６からの信号を解釈するように、かつ、座部制御モジュールを制御するように構成されてもよい。しかし、大半の用途では、上述した様々な電気接続のための空間が座部クッション３２内により多く存在するので、上述の構成が一般的に好ましい。さらに別の実施形態では、背もたれコントローラと座部コントローラとの特徴が、例えば背もたれの頂部部分と底部部分とのようなシートの別々の区域に適用されてもよい。他の実施形態では、背もたれコントローラと座部コントローラとの特徴が、例えば後部および背部シートアセンブリまたは左および右シートアセンブリのような、熱的に調整されることになっている乗員区域の別々の区域に適用されてもよい。

好ましい実施形態では、背もたれ制御ユニット１２０および／または座部制御ユニット１１０は、一般的に、そのそれぞれのサーマルモジュール９２Ａ、９２Ｂのその他の構成要素に接続されており、さらに好ましくは、熱電装置９４Ａ、９４Ｂと流体ポンプ１０２Ａ、１０２Ｂとを収容する同一のハウジングすなわち保護ケーシング内に実質的に配置されている。図５は、例示的なクッションサーマルユニット９２Ｂの図解であり、このクッションサーマルユニット９２Ｂは、熱電装置９４Ｂと流体ポンプ１０２Ｂとを概ね取り囲むケーシング１３０を有する。ケーシング１３０は、座部制御モジュール１１０も取り囲むことが好ましい。電気ワイヤ１３２が座部制御モジュール１１０に作用上接続されており、および、ケーシング１３０内の開口１３４の中を通って延びる。図示されている実施形態では、電気ワイヤ１３２は、入力装置１０６、電源１１４、接地源１１６、および／または、エンジン制御ユニット１１８に対する作用上の接続を実現する。電気コネクタ（図示されていない）が、便利な接続ポイントを提供するために電気ワイヤ１３２の一方の末端に設けられてもよい。この電気ワイヤは、当業者では往々にして「リード線」と呼ばれるものを形成するように保護チューブ１３８内に配置されてもよい。

図５を続けて参照すると、別の組の電気ワイヤ１４０が、座部制御ユニット１１０と背もたれ制御ユニット１２０との間の通信ライン１２２を形成するために使用されてもよい。これらの電気ワイヤ１４０がケーシング１３０内の開口からも延びることが好ましい。これらのワイヤ１４０は、「リード線」を形成するように保護チューブ１４１内に配置されてもよい。これらの電気ワイヤ１４０は、さらに、背もたれ制御モジュール１２０と電源１１４と接地源１１６との間の接続を実現してもよい。

上述の実施形態はいくつかの利点を有する。例えば、従来技術において典型的に見出されるような背もたれサーマルモジュール９２Ａと座部サーマルモジュール９２Ｂを調整するための物理的に分離している独立したコントローラが存在しない。これは温度制御システム３６によって必要とされる空間を減少させ、システム全体の設計の複雑性を低減させる。有利であることに、さらに、このシステム３６では、様々な構成要素の相互間の接続がより少なくて済む。上述したように、従来技術では、中間のコントローラとサーマルモジュール９２Ａ、９２Ｂとの間を延びる７つ以上の電気的接続を必要とする場合が多い。図示されている実施形態は、これらの接続の個数を大幅に削減し、これによってそのシステムの複雑性を低下させ、このことが取り付け時間を短縮しかつ空間を節約する。

図６は、２つのシートアセンブリ１５２、１５４の温度を調整するように構成されている温度制御システム１５０を示す。図示されているように、システム１５０は、各シートに関して後述されているように、背もたれサーマルモジュール９２Ａと座部サーマルモジュール９２Ｂとを有する。各シートの座部サーマルモジュール９２Ｂは入力装置１０６′に作用上接続されており、この入力装置１０６′は、ユーザが各シートに関する所望の温度調整を選択することができるように、適切なユーザインタフェースを有してもよい。当業者にとって、上述のシステムが、３つ、４つ、または、これより多くのシートに、および／または、異なる形状構成のシート、および／または、各シートに関連付けられている３つ以上のサーマルユニットを有するシートに拡張されることが可能であるということは明らかであろう。

図７は、温度制御システム３６′の改良された実施形態を示す。図７では、図４に示されている要素に類似した要素が、図４で使用されているのと同じ参照符号で示されている。これに加えて、温度制御システム３６′の特定の要素だけが以下で詳細に説明されている。詳細に説明されない要素に関しては、これらの要素の上述の詳細な説明を参照されたい。

図４に示されている実施形態と同様に、温度制御システム３６′は、この温度制御システム３６′のユーザがそれを経由して温度制御システム３６′に関する制御設定値を提供するかまたはモードを設定することが可能であるユーザ入力装置１０６を有する。後述するように、この実施形態では、ユーザ入力装置１０６は、座部制御モジュール１０と背もたれ制御モジュール１２０′の両方に作用上接続されている。

座部制御モジュール１１０は、圧送装置１０２Ｂと熱電装置９４Ｂとに作用上接続されている。これに加えて、温度センサ１１２が、熱電装置９４Ｂによって調整された流体の温度を測定するために備えられている。この温度センサ１１２は、座部制御モジュール１１０に作用上接続されている。好ましくは、座部制御モジュール１１０が、さらに、電源１１４と接地源１１６とに作用上接続され、座部サーマルモジュール９２Ｂの上述の装置（９２Ｂ、９４Ｂ、１１２）のすべてを動作させるのに十分な電気容量を提供するための適切な電力制御ユニットを有する。座部制御モジュール１１０は、さらに、乗物の点火装置のスイッチが入れられているかどうかを示す乗物制御装置１１８にも作用上接続されてもよい。図４に関連して上述したように、座部制御モジュール１１０は、さらに、入力装置１０６からの乗員の入力と、温度センサ１１２からの温度情報とを受け取るように構成されているコントローラも有することが好ましい。この情報から、座部制御モジュール１１０は、乗員の快適性を確保しかつシステム損傷から保護するように設計されている予め決められたロジックにしたがって熱電装置９４Ｂと流体ポンプ１０２Ｂとの動作を調整することが可能である。

上述したように、この実施形態では、背もたれ制御ユニット１２０′は、さらに、ユーザ入力装置１０６にも作用上接続されている。背もたれ制御モジュール１２０′は、一方、圧送装置１０２Ａと熱電装置９４Ａとに作用上接続されている。これに加えて、温度センサ１２４が、熱電装置９４Ａによって調整された流体の温度を測定するために備えられてもよい。この温度センサ１２４は、背もたれ制御モジュール１２０′に作用上接続されている。好ましくは、背もたれ制御モジュール１２０′が、さらに、電源１１４と接地源１１６とにも作用上接続され、背もたれサーマルモジュール９２Ａの上述の装置（９２Ａ、９４Ａ、１２４）のすべてを動作させるのに十分な電気容量を提供するための適切な電力制御ユニットを有する。座部制御モジュール１１０と同様に、背もたれ制御モジュール１２０′は、さらに、入力装置１０６からの乗員の入力と、温度センサ１２４からの温度情報とを受け取るように構成されているコントローラを有することが好ましい。この情報から、背もたれ制御モジュール１２０′は、乗員の快適性を確保しかつシステム損傷から保護するように設計されている予め決められたロジックにしたがって熱電装置９４Ａと流体ポンプ１０２Ａとの動作を調整する。

好ましい実施形態では、背もたれ制御ユニット１２０および／または座部制御ユニット１１０は、一般的に、そのそれぞれのサーマルモジュール９２Ａ、９２Ｂのその他の構成要素に接続されており、さらに好ましくは、それぞれの熱電装置９４Ａ、９４Ｂと流体ポンプ１０２Ａ、１０２Ｂとを収容する同一のハウジングすなわち保護ケーシング内に実質的に配置されている。

一実施形態では、背もたれ制御ユニット１２０′と座部制御ユニット１１０は、サーマルモジュール９２Ａ、９２Ｂが実質的に互いに同じであるように実質的に類似している。こうした構成が、座部クッション３２と背もたれクッション３４の両方のために同一のタイプのサーマルモジュールを使用することを可能にし、一方、この結果として、２つの互いに異なるタイプのサーマルモジュールを使用するシステムに比較して、在庫および生産に関連したコストを低減させる。これに加えて、図３の実施形態と同様に、従来技術では典型的に見出されるような背もたれサーマルモジュール９２Ａと座部サーマルモジュール９２Ｂを調整するための物理的に分離している独立したコントローラが存在しない。これは温度制御システム３６′によって必要とされる空間を減少させ、システム全体の設計の複雑性を低減させる。有利であることに、さらに、このシステム３６′では、様々な構成要素の相互間の接続がより少なくて済む。上述したように、従来技術では、中間のコントローラとサーマルモジュール９２Ａ、９２Ｂとの間を延びる７つ以上の電気的接続を必要とする場合が多い。図示されている実施形態は、これらの接続の個数を大幅に削減し、これによってそのシステムの複雑性を低下させ、このことが設置時間を短縮しかつ空間を節約する。

この開示されている実施形態の説明を補足するために、「上向きの」、「上部の」、「下向きの」、「下部の」、「垂直の」、「水平の」、「上流の」、および、「下流の」といった言葉が、添付図面を説明するために上記において使用されている。しかし、図示されている実施形態が様々な所望の位置に配置および方向配置されることが可能であるということは明らかであろう。

好ましい実施形態の上述の説明が特定の新規性のある特徴を示し、説明し、指摘してきたが、例示されている装置の詳細事項の形態における様々な省略と置き換えと変更と、その使用とが、本開示内容の着想から逸脱することなしに、当業者によって行われることが可能であるということが理解されるだろう。したがって、本発明の範囲は上述の説明によって限定されてはならず、および、上述の説明は、本発明の範囲を制限するのではなく、本発明を例示することが意図されている。

図１は、本発明の好ましい実施形態によって構成されている温度制御システムを含む、乗物シートアセンブリの斜視図である。 図２は、図１の乗物シートアセンブリの側面図である。 図２Ａは、図２の線２Ａ−２Ａに沿った、図１の乗物シートアセンブリの断面図である。 図２Ｂは、図２の線２Ｂ−２Ｂに沿った、図１の乗物シートアセンブリの断面図である。 図３は、シートアセンブリのカバーが取り外されている、図１の乗物シートアセンブリの正面図である。 図４は、図１の乗物シートアセンブリと温度制御システムとの略図である。 図５は、図１の温度制御システムのサーマルモジュールの斜視図である。 図６は、温度制御システムの別の実施形態の略図である。 図７は、温度制御システムの改良された実施形態を伴う、図１の乗物シートアセンブリの略図である。

Claims (28)

1. 流体を熱的に調整して移動させる装置であって、
   印加された電流に応じて温度変化を生じさせる、電気エネルギーを熱エネルギーに変換する熱電装置と、
   該熱電装置と熱的に連通している流体流を生じさせ、前記熱電装置によって発生した前記熱エネルギーを流体流に伝達する流体移送装置と、
   前記流体流が中を通して送られる出口と入口とを有するハウジングであって、前記熱電装置と前記流体移送装置が少なくとも部分的に当該ハウジング内に配置されているハウジングと、
   前記流体流の温度を示す温度信号を供給するように構成されているセンサと、
   前記ハウジングに連結されると共に前記センサに作用上接続されている制御ユニットであって、前記流体流の所望温度を示す設定値信号を受け取り、該設定値信号と前記温度信号とに基づいて前記熱電装置と前記流体移送装置とを制御するように構成されている制御ユニット
   とを具備する装置。
2. 前記制御ユニットは少なくとも実質的に前記ハウジング内に配置されている請求項１に記載の装置。
3. 印加された電流に応じて温度変化を生じさせる、電気エネルギーを熱エネルギーに変換する第２の熱電装置と、該第２の熱電装置と熱的に連通している流体流を生じさせ、前記熱電装置によって発生した前記熱エネルギーを流体流に伝達する第２の流体移送装置と、前記第２の熱電装置と前記第２の流体移送装置とを動作させる第２の制御ユニットとをさらに具備する請求項１に記載の装置。
4. 前記制御ユニットが前記第２の制御ユニットに作用上接続され、前記制御ユニットが前記設定値信号と前記温度信号とに基づいて前記第２の熱電装置と前記第２の流体移送装置とを制御するように構成されている請求項３に記載の装置。
5. 背もたれ部分と座部部分とを具備するシートアセンブリと組み合わされた請求項３に記載の装置。
6. 前記背もたれ部分が前記第１の流体移送装置に連通している分配システムを有し、前記座部部分が前記第２の流体移送装置に連通している分配システムを有する請求項５に記載の装置。
7. 流体を熱的に調整して移動させる装置であって、
   印加された電流に応じて温度変化を生じさせる、電気エネルギーを熱エネルギーに変換する熱電装置と、
   該熱電装置と熱的に連通している流体流を生じさせる流体移送装置と、
   前記流体流の温度を示す温度信号を供給するように構成されているセンサと、
   該センサに作用上接続されている制御ユニットであって、前記流体流の所望温度を示す設定値信号を受け取り、該設定値信号と前記温度信号とに基づいて前記熱電装置と前記流体移送装置とを制御するように構成され、さらに、流体を熱的に調整して移動させる第２の装置内の流体流の温度を示す第２の温度信号を第２のセンサから受け取るように構成され、前記第２の装置内の前記温度と前記流体流とを制御するように前記設定値信号と前記第２の温度信号とに基づいて前記第２の装置を制御するように構成されている制御ユニット
   とを具備する装置。
8. 前記熱電装置と前記流体移送装置とを概ね取り囲むケーシングをさらに具備する請求項７に記載の装置。
9. 前記制御ユニットが前記ケーシングに連結されている請求項８に記載の装置。
10. 前記制御ユニットが少なくとも実質的に前記ケーシング内に配置されている請求項８に記載の装置。
11. 温度制御されたシートアセンブリであって、
    通気システムを備えたシートクッションと、
    前記シートアセンブリのためのモード信号を生成するように構成されている主制御ユニットと、
    前記通気システムの第１の部分に配送される空気を熱的に調整するように構成されている第１のサーマルモジュールと、
    該第１のサーマルモジュールの状態を検出すると共に検出された状態に対応する状態信号を供給するように構成されている第１のセンサと、
    前記主制御ユニットと前記第１のセンサと前記第１のサーマルモジュールとに作用上接続されている第１の制御ユニットであって、前記モード信号と前記状態信号とに基づいて前記第１のサーマルモジュールを駆動するように構成されている第１の制御ユニットと、
    前記通気システムの第２の部分に配送される空気を熱的に調整するように構成されている第２のサーマルモジュールと、
    該第２のサーマルモジュールを駆動するように構成されている第２の制御ユニットと、
    該第２の制御ユニットを前記第１の制御ユニットに作用上接続するように構成されている通信ライン
    とを具備し、
    前記第１の制御ユニットが前記モード信号と前記状態信号とに基づいて前記第２の制御ユニットを制御するように構成されている
    シートアセンブリ。
12. 前記座部クッションが背もたれクッションと座部クッションとを有し、分配システムが背もたれ部分と座部部分とを有する請求項１１に記載のシートアセンブリ。
13. 前記第１のサーマルモジュールが前記分配システムの前記座部部分に対して調整された空気を供給する請求項１２に記載のシートアセンブリ。
14. 前記第１のサーマルモジュールが中に概ね配置されているハウジングを備える請求項１２に記載のシートアセンブリ。
15. 前記第１の制御ユニットが前記ハウジングに連結されている請求項１４に記載のシートアセンブリ。
16. 前記第１の制御ユニットが概ね前記ハウジング内に配置されている請求項１４に記載のシートアセンブリ。
17. 前記第２のサーマルモジュールの状態を検出すると共に前記第２のサーマルモジュールの検出された状態に対応する第２の状態信号を供給するように構成されている第２のセンサを具備する請求項１１に記載のシートアセンブリ。
18. 前記第２のセンサが前記第１の制御ユニットに作用上接続されている請求項１７に記載のシートアセンブリ。
19. 前記第１の制御ユニットが前記第２の状態信号に部分的に基づいて前記第２の制御ユニットを駆動するように構成されている請求項１８に記載のシートアセンブリ。
20. シートアセンブリに隣接した空間を熱的に調整する方法であって、
    入力装置からの入力信号を第１のサーマルモジュールの制御ユニットに伝送することと、
    熱的に調整された空気をシートアセンブリの第１の部分に配送するために、前記入力信号に少なくとも部分的に基づいて前記第１のサーマルモジュールを制御することと、
    前記第１のサーマルモジュールの前記制御ユニットから第２のサーマルモジュールの制御ユニットに制御信号を、前記第２のサーマルモジュールを制御すると共に前記入力装置からの前記入力信号に少なくとも部分的に基づいて前記シートアセンブリの第２の部分に熱的に調整された空気を配送するように、伝送すること
    とを含む方法。
21. 前記シートアセンブリの前記第１の部分に配送される前記熱的に調整された空気の温度を検出することをさらに含む請求項２０に記載の方法。
22. 前記シートアセンブリの前記第１の部分に配送される前記熱的に調整された空気の前記検出温度に少なくとも部分的に基づいて前記第１のサーマルモジュールを制御することをさらに含む請求項２１に記載の方法。
23. 前記シートアセンブリの前記第２の部分に配送される前記熱的に調整された空気の温度を検出することをさらに含む請求項２０に記載の方法。
24. 前記シートアセンブリの前記第２の部分に配送される前記熱的に調整された空気の前記検出された温度を前記第１のサーマルモジュールの前記制御ユニットに対して伝送することをさらに含む請求項２３に記載の方法。
25. 前記第２のサーマルモジュールの前記制御ユニットに伝送される前記制御信号を発生させるために、前記シートアセンブリの前記第２の部分に配送される前記熱的に調整された空気の前記検出された温度を追加として使用する請求項２４に記載の方法。
26. 温度調整されたシートアセンブリであって、
    第１の部分と第２の部分とを備えた通気システムを有するシートクッションと、
    前記シートアセンブリに関するモード信号を生成するように構成されている主制御ユニットと、
    前記通気システムの前記第１の部分に配送される空気を熱的に調整するように構成されている第１のサーマルモジュールであって、該第１のサーマルモジュールの状態を検出すると共に検出された状態に対応する状態信号を供給するように構成されている第１のセンサと、前記主制御ユニットと前記第１のセンサと当該第１のサーマルモジュールとに作用上接続されている第１の制御ユニットとを備え、該第１の制御ユニットが前記モード信号と当該第１のサーマルモジュールの前記状態信号とに基づいて当該第１のサーマルモジュールを駆動するように構成されている第１のサーマルモジュールと、
    前記通気システムの前記第２の部分に配送される空気を熱的に調整するように構成されている第２のサーマルモジュールであって、該第２のサーマルモジュールの状態を検出すると共に検出された状態に対応する状態信号を供給するように構成されている第２のセンサと、前記主制御ユニットと前記第２のセンサと当該第２のサーマルモジュールとに作用上接続されている第２の制御ユニットとを備え、該第２の制御ユニットが前記モード信号と当該第２のサーマルモジュールの前記状態信号とに基づいて当該第２のサーマルモジュールを駆動するように構成されている第２のサーマルモジュール
    とを備えるシートアセンブリ。
27. 前記シートクッションが背もたれクッションと座部クッションとを有し、分配システムが背もたれ部分と座部部分とを有し、前記第１のサーマルモジュールが前記分配システムの前記座部部分に対して調整された空気を供給し、前記第２のサーマルモジュールが前記分配システムの前記背もたれ部分に対して調整された空気を供給する請求項２６に記載のシートアセンブリ。
28. 前記第１のサーマルモジュールと前記第１の制御ユニットとが概ね中に配置されている第１のハウジングと、前記第２のサーマルモジュールと前記第２の制御ユニットとが概ね中に配置されている第２のハウジングとを備える請求項２６に記載のシートアセンブリ。

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