JP2014205432A - 輻射ヒータ空調システム - Google Patents

Abstract

【課題】乗員に対して適切な暖房感を与える輻射ヒータ空調システムを提供する。【解決手段】輻射ヒータ空調システムは、輻射熱を車室内に放射する基板部１０と、発熱部１１に対する通電を許可する通電許可状態と通電を禁止する通電禁止状態とをそれぞれ設定する出力スイッチ３０と、空調出力を制御するエアコンＥＣＵ５と、を備える。エアコンＥＣＵ５は、通電許可状態が設定されている場合には、通電禁止状態が設定されている場合よりも暖房運転の空調出力を低下させる。【選択図】図７

Description

本発明は、乗員に対して、輻射熱、空調によって暖房感を与える輻射ヒータ空調システムに関する。

特許文献１、特許文献２は、輻射ヒータ装置の一形態を開示している。この従来の装置は、車両の室内において、乗員に対向するように設けられている。

特開２０１２−５６５３１号公報 特開２０１０−１１１２５１号公報

上記の従来の装置において、乗員に対し、適切な暖房感を与えるためには、さらなる改良が求められている。

本発明の目的は、乗員に対して適切な暖房感を与える輻射ヒータ空調システム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。なお、特許請求の範囲およ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。

開示された輻射ヒータ空調システムに係る発明のひとつは、通電により発熱する発熱部（１１）を有し発熱部から供給される熱によって輻射熱を車室内に放射するヒータ本体（１０）と、
発熱部に対する通電を許可する通電許可状態と通電を禁止する通電禁止状態とをそれぞれ設定する通電設定手段（３０，１３０）と、
車室内に対する暖房運転の空調出力を制御する空調制御装置（５）と、を備え、
空調制御装置は、通電許可状態が設定されている場合には、通電禁止状態が設定されている場合よりも暖房運転の空調出力を低下させることを特徴とする。

通電許可状態が設定されている場合は、発熱部に通電されうる状態でありヒータ本体から輻射熱が放射されうるため、乗員に対して輻射熱による暖房が提供される。そこで、開示発明によれば、通電許可状態の場合には、通電禁止状態の場合に対して暖房運転の空調出力を低下させるため、車室内空調による暖房能力が小さく設定される。これにより、車室内には、車室内空調による抑制された暖房能力と輻射熱による暖房とが提供されることになるので、余分な暖房能力の出力を防止でき、乗員が過剰な暖房を体感してしまうことを回避することができる。したがって、開示発明によれば、乗員に対して過大な暖房の提供を防止して適切な暖房感を与える輻射ヒータ空調システムを提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る輻射ヒータ装置と乗員との位置関係を表す図である。 第１実施形態の輻射ヒータ装置の平面図である。 第１実施形態の輻射ヒータ装置の断面図である。 第１実施形態に係る輻射ヒータ空調システムの制御に関するブロック図である。 第１実施形態の輻射ヒータ装置における出力操作に関する各部を示す図である。 第１実施形態の輻射ヒータ装置と車室内空調との連係制御に関するフローチャートである。 図６のフローチャートにおける空調能力低下制御について第１の例を示すタイムチャートである。 図６の空調能力低下制御において、目標吹出し温度に応じて空調風量を変化させる制御を示したタイムチャートである。 乗員身体の各部位における体感温度について、従来制御品と第１実施形態品との検討結果を比較したグラフである。 図６の空調能力低下制御において、目標吹出し温度に応じて、実際に吹き出される空調吹出し温度及びエアミックス開度のそれぞれを変化させる制御を示したタイムチャートである。 図６の空調能力低下制御について第２の例を示すタイムチャートである。 図６の空調能力低下制御について、ヒータの出力と空調出力のダウン量との関係を示す制御特性グラフである。 図１２の制御特性グラフの他の例である。 第２実施形態に係る輻射ヒータ空調システムの制御に関するブロック図である。 第２実施形態の空調能力低下制御を示すタイムチャートである。 第３実施形態に係る輻射ヒータ空調システムの制御に関するブロック図である。 第３実施形態の空調能力低下制御に関する処理を示すフローチャートである。 第４実施形態に係る輻射ヒータ空調システムの制御に関するブロック図である。 第４実施形態の空調能力低下制御に関する処理を示すフローチャートである。 第５実施形態に係る空調能力低下制御に関する処理を示す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）
開示する輻射ヒータ空調システムの発明に適用可能な輻射ヒータ装置１は、道路走行車両、船舶、航空機等の移動体の室内、土地に固定された建物の室内等に設置される。図１において、第１実施形態に係る装置１は、車室内のための暖房装置２の一部を構成している。装置１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的なヒータである。装置１は、薄い板状に形成されている。装置１は、電力が供給されると発熱する。装置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。

車室内には、乗員２１が着座するための座席２０が設置されている。装置１は、乗員２１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。装置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。装置１は、想定される通常の姿勢の乗員２１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２３を支持するためのステアリングコラム２２を有している。装置１は、ステアリングコラム２２の下面に、乗員２１に対向するように設置することができる。

図２に示すように、装置１は、ほぼ四角形の薄い板状に形成されている。装置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１２とを有する。装置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１０１と、裏面層１０２と、中間層１０３とを有する。表面層１０１は、輻射熱Ｒの放射方向に面している。換言すると、表面層１０１は、装置１の設置状態において、加熱対象物である乗員２１の一部に対向して配置される面である。裏面層１０２は、装置１の背面をなす。中間層１０３は、発熱部１１と端子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１０１、裏面層１０２、中間層１０３は、発熱部１１、端子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１０１、裏面層１０２、中間層１０３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１２に接続されている。発熱部１１は、一対の端子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１２間を橋渡しするように一対の端子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、中間層１０３とともに、表面層１０１と裏面層１０２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１０１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１０１に伝達される。ひとつの発熱部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１０１から外部に輻射熱として放射され、対向する乗員２１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１０１を所定放射温度に加熱する。そして、装置１は、乗員２１、すなわち人に対して暖かさを感じさせる輻射熱Ｒを放射することができる。

以下に、図４を参照して、輻射ヒータ空調システムの制御に関する構成を説明する。発熱部１１の出力、温度、発熱量は、ヒータＥＣＵ３により制御される。ヒータＥＣＵ３は、装置１の作動を制御する制御装置である。ヒータＥＣＵ３は、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の出力、温度、発熱量等を制御できる。したがって、ヒータＥＣＵ３は、乗員２１に対して与える輻射熱量を可変する。ヒータＥＣＵ３により装置１への通電が開始されると、装置１の表面温度は、制御する所定放射温度まで急速に上昇する。このため、冬期などにおいても、乗員２１に迅速に暖かさを与えることができる。

装置１の表面層１０１に物体が接触した場合、発熱部１１から表面層１０１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１０１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装置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。

ヒータＥＣＵ３には、出力スイッチ３０からの信号が入力される。出力スイッチ３０は、発熱部１１に通電されていない状態から通電を行う命令の信号と、発熱部１１に通電が行われている状態から通電を停止する命令の信号とを、ヒータＥＣＵ３に対して送信できる。出力スイッチ３０は、このような信号を送信することにより、発熱部１１に対する通電を許可する通電許可状態と、通電を禁止する通電禁止状態とをそれぞれ設定することができる通電設定手段である。

出力スイッチ３０は、一例として図５に示す、入り切りスイッチ１３０で構成することができる。ヒータＥＣＵ３には、インストルメントパネル等に一体的に設置された操作パネル上の出力スイッチ３０、レベル設定スイッチ３１から、スイッチ信号が入力されるように構成される。入り切りスイッチ１３０は、乗員等により、ヒータＥＣＵ３に対して、ＯＮボタンが操作されることにより、通電許可状態を設定する運転信号を送信し、ＯＦＦボタンが操作されることにより、通電禁止状態を設定する停止信号を送信する通電設定手段である。

また、出力スイッチ３０がＯＮに設定されている状態でイグニッションスイッチがＯＦＦからＯＮになったときにも、通電設定手段によって通電許可状態に設定されることになる。出力スイッチ３０がＯＦＦに設定されている状態でイグニッションスイッチがＯＦＦからＯＮになったときには、通電設定手段によって通電禁止状態に設定されることになる。

ヒータＥＣＵ３は、発熱部１１の出力レベルを設定できるものであってもよい。当該出力レベルは、所定の複数の段階に設定されうる。発熱部１１の出力レベルは、自動運転において所定のプログラムを用いた演算により決定される場合や、乗員によって出力レベル操作部が操作されることによって送られる指令信号により決定される場合がある。

レベル設定スイッチ３１は、乗員等により、レベル上げスイッチ、レベル下げスイッチが操作されることによって、発熱部１１の出力レベルを設定し、設定した出力レベルをヒータＥＣＵ３に指令する出力レベル操作部である。レベル設定スイッチ３１では、例えば、出力レベルをインジケータ３１０の点灯長さによって表示されるように多段階に設定することができる。また、レベル設定スイッチ３１の操作によって、例えば、出力レベルを「強」、「中」、「弱」の三段階に設定するようにしてもよい。また、レベル設定スイッチ３１は、つまみ部を回転させることによりレベル値を可変するダイヤル式のレベル調整機器であってもよい。

ヒータＥＣＵ３は、エンジンの始動および停止を司るイグニッションスイッチのＯＮ、ＯＦＦに関係なく、車両に搭載された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ように構成されている。ヒータＥＣＵ３は、バッテリ４から得られる電力を装置１に供給し、当該供給電力を制御することができる。ヒータＥＣＵ３は、当該電力制御によって、発熱部１１の出力を制御することができる。

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。

ヒータＥＣＵ３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。温度センサ６は、基板部１０に接触して電気信号として温度情報を検知する温度検知部と、ヒータＥＣＵ３に接続され、温度検知部によって検知された電気信号をヒータＥＣＵ３に通信する信号線と、を備える。温度センサ６からの信号は、例えば、Ｉ／Ｏポート、もしくはＡ／Ｄ変換回路によってＡ／Ｄ変換された後に、マイクロコンピュータに入力される。ヒータＥＣＵ３は、温度センサ６によって検出されるヒータ本体の温度を用いて装置１の運転、出力を制御する。

ＲＯＭやＲＡＭ等のメモリは、ヒータＥＣＵ３の記憶手段を構成する。記憶手段は、所定の演算プログラム、制御特性グラフの元となる所定の制御特性データを予め記憶している。当該制御特性データは、ヒータＥＣＵ３による発熱部１１の出力制御に用いられる。また、ヒータＥＣＵ３は、エアコンＥＣＵ５による空調運転と連動した輻射ヒータ装置１の運転を実現できる。

また、ヒータＥＣＵ３は、エアコンＥＣＵ５と通信可能に構成される。エアコンＥＣＵ５は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成され、バッテリ４から直流電源が供給されて車室内の空調を制御する空調制御装置である。エアコンＥＣＵ５には、内気センサ、外気センサ、日射センサ、吐出温度センサ、吐出圧力センサ、蒸発器温度センサ、室外熱交換器温度センサ等の空調制御用のセンサ群の各検出信号が入力される。

エアコンＥＣＵ５は、これら検出信号と記憶された空調制御プログラムとを用いて各種演算、処理を行い、各モードドア用のアクチュエータ、ブロワモータのモータ駆動回路、圧縮機の容量制御弁、電磁クラッチのクラッチ駆動回路等に制御信号を出力する。ＲＯＭやＲＡＭ等のメモリは、ヒータＥＣＵ３の記憶手段を構成する。記憶手段は、所定の空調制御プログラム、各種制御特性グラフの元となる所定の制御特性データを予め記憶している。当該制御特性データは、エアコンＥＣＵ５による車室内の空調制御に用いられる。これにより、エアコンＥＣＵ５は、車室内空調に寄与する各種の空調機能部品５０を制御する。

エアコンＥＣＵ５は、ヒータＥＣＵ３による装置１の運転と連動した空調運転を実施する。空調機能部品５０には、空調用冷凍サイクルの圧縮機、室内用ブロワ、内外気切替装置（内外気切替ドア）、エアミックスドア、吹出しモード切換ドア等が含まれる。

次に、装置１と車室内空調装置との連係制御について説明する。図６には、当該連係制御に関するフローチャートを示している。ヒータＥＣＵ３は、ステップ１０で、出力スイッチ３０等によって通電許可状態が設定されているか否かを判定する。ステップ１０では、通電設定手段によって通電許可状態が設定されている場合には、ＹＥＳと判定し、通電禁止状態が設定されている場合には、ＮＯと判定する。

ステップ１０でＮＯと判定すると、ヒータＥＣＵ３は、ステップ２０でヒータを停止する処理を実行する。したがって、この判定結果の場合には、装置１は運転されず、再びステップ１０に戻り、以降の各処理を繰り返し実行する。

ステップ１０でＹＥＳと判定すると、ヒータＥＣＵ３は、ステップ２０で発熱部１１への通電を開始し、ヒータを運転する処理を実行する。次に、装置１が運転している状態、つまり車室内に輻射熱が放射されているため、ステップ４０で、車両用空調装置（以下、空調装置ともいう）による空調能力低下制御を実行する。この制御を実行後は、再びステップ１０に戻り、以降の各処理を繰り返し実行する。

空調能力低下制御は、通電許可状態が設定されている場合には、通電禁止状態が設定されている場合よりも空調装置による暖房運転の空調出力を低下させるものである。つまり、空調能力低下制御では、装置１がオン状態であると、車室内空調の出力を低下する方向に変化させる。

空調能力低下制御の第１の例は、図７に図示する出力制御である。第１の例では、図７に示すように、ヒータがオン状態からオフ状態、つまり通電禁止状態から通電許可状態に変わると、空調装置は、目標吹出し温度ＴＡＯを、通電禁止状態時のＴ１（℃）から徐々に低下させるように空調能力を低減する。したがって、空調装置は、通電許可状態の設定時には、通電禁止状態が設定されている場合よりも空調装置による暖房運転の空調出力を低下させる。

さらに、空調能力低下制御では、図８のタイムチャートに図示するように、目標吹出し温度ＴＡＯに応じて空調風量を変化させるようにしてもよい。具体的には、図８のように、ヒータオン状態、つまり通電許可状態になると、所定の演算プログラムまたは制御特性データに基づいて、車室内に吹き出す空調風量を変化させる。図８において、破線で図示する空調風量の変化は、通電禁止状態における値であり、実線で図示する空調風量の変化は、通電許可状態における値である。また、この場合、ヒータＥＣＵ３は、エアコンＥＣＵ５と通信することにより、目標吹出し温度ＴＡＯに応じて装置１のヒータ出力を変化させるように制御してもよい。

図９は、乗員身体の各部位における体感温度について、従来の空調制御と空調能力低下制御との検討結果を比較したグラフである。従来の空調制御は、装置１の運転が行われず、空調運転のみを行うときの制御である。なお、冬季の外気温度が５℃であるときの暖房運転での検討結果である。

丸のドットは、従来の空調制御であって空調風量を低風量に設定した場合の乗員２１各部の体感温度を示す。三角のドットは、従来の空調制御であって空調風量を自動に設定した場合の乗員２１各部の体感温度を示す。四角のドットは、第１実施形態に示す空調能力低下制御であって空調風量を低風量に低下させた場合の乗員２１各部の体感温度を示す。

空調能力低下制御によれば、低風量であるため、顔、胸の上半身の体感温度は丸のドットの場合と同等レベルあるが、下腿、足元の体感温度は、同じ低風量であるにもかかわらず、大きな暖房感を示している。この暖房感は、三角のドットの場合に匹敵する結果が得られる。したがって、第１実施形態に示す空調能力低下制御では、乗員２１の上半身への暖房感を抑えてシステムの消費電力を抑制しつつ、さらに下半身の暖房感を十分に得られる結果となる。このように、空調能力低下制御によれば、乗員２１に対して、風を感じさせない、頭寒足熱の暖房を提供できる。

また、空調能力低下制御では、図１０のタイムチャートに図示するように、目標吹出し温度ＴＡＯに応じて、実際の吹出し温度やエアミックスドアの開度を変化させるようにしてもよい。具体的には、図１０のように、ヒータオン状態、つまり通電許可状態になると、所定の演算プログラムまたは制御特性データに基づいて、車室内に吹き出す空気の実際の吹出し温度を変化させたり、エアミックスドアの開度を変化させたりする。

図１０において、破線で図示する吹出し温度やエアミックスドアの開度の変化は、通電禁止状態における値であり、実線で図示する吹出し温度やエアミックスドアの開度の変化は、通電許可状態における値である。したがって、空調能力低下制御では、通電許可状態が設定されている場合には、通電禁止状態が設定されている場合よりも、空調装置の実際の吹出し温度を低下させてもよいし、エアミックスドアの開度を、吹出し温度が低くなるようにクール側に変位させて冷風の風量割合を増加させるようにしてもよい。また、この場合、ヒータＥＣＵ３は、エアコンＥＣＵ５と通信することにより、目標吹出し温度ＴＡＯに応じて装置１のヒータ出力を変化させるように制御してもよい。

空調能力低下制御の第２の例は、図１１に図示する出力制御である。第２の例では、図１１に示すように、ヒータがオン状態からオフ状態、つまり通電禁止状態から通電許可状態に変わると、空調装置は、暖房運転の空調出力をＯＰ１（Ｗ）からゼロに低減する。したがって、空調装置は、通電許可状態の設定時には、通電禁止状態が設定されているときに実施していた暖房運転を停止することによって、通電禁止状態の設定時よりも空調装置による暖房運転の空調出力を低下させる。

さらに、空調能力低下制御では、図１２に図示する、ヒータの出力と空調出力のダウン量との関係を満たす制御特性グラフにしたがって、暖房運転の空調出力を低下するようにしてもよい。この制御特性グラフは、ヒータＥＣＵ３またはエアコンＥＣＵ５が有する記憶手段に記憶されている。

装置１の出力レベルは、図１２に図示するように「強」、「中」、「弱」の少なくとも三段階に設定することができる。例えば、エアコンＥＣＵ５は、レベル設定スイッチ３１によって出力レベルが設定されると、空調出力の低下量を、ヒータ出力が「強」レベルに近づいて高くなるほど大きくし、ヒータ出力が「弱」レベルに近づいて低くなるほど小さくするように設定する。

また、空調出力の低下量は、図１３に図示する制御特性グラフにしたがって制御するようにしてもよい。図１３に図示する制御特性グラフは、図１２に対する変形例である。図１３に図示する所定の制御特性データは、ヒータＥＣＵ３またはエアコンＥＣＵ５が有する記憶手段に記憶されている。

図１３に示す空調出力の低下量は、ヒータの出力が増加するにつれて、段階的に増加するような特性である。したがって、エアコンＥＣＵ５は、ヒータの出力が高くなるにつれて空調出力の低下量を段階的に増加させるように制御し、ヒータの出力が低くなるにつれて空調出力の低下量を段階的に低下させるように制御する。

次に、第１実施形態の輻射ヒータ空調システムがもたらす作用効果について説明する。輻射ヒータ空調システムは、輻射熱を車室内に放射する基板部１０と、発熱部１１に対する通電を許可する通電許可状態と通電を禁止する通電禁止状態とをそれぞれ設定する出力スイッチ３０と、空調出力を制御するエアコンＥＣＵ５と、を備える。エアコンＥＣＵ５は、通電許可状態が設定されている場合には、通電禁止状態が設定されている場合よりも暖房運転の空調出力を低下させる。

この制御によれば、通電許可状態の場合には、通電禁止状態の場合に対して暖房運転の空調出力を低下させるため、車室内空調装置による暖房能力が小さく設定される。これにより、車室内には、車室内空調装置による抑制された暖房能力と輻射熱による暖房とが提供されることになる。このため、車室内空調装置による余分な暖房能力の提供を防止でき、乗員２１に過剰な暖房感を与えることを回避できる。したがって、乗員２１に対して、過大な暖房を提供することによる肌乾燥を与えず、適切な暖房感を与えることができる。さらに、空調出力を低減することにより、室内に吹き出す空調風によって与えられる熱量を低減してシステム全体として省電力の暖房を提供することも可能である。このようなシステムによれば、発熱部１１及び空調装置からのトータル出力が不必要な能力とならない輻射ヒータ空調システムを実現できる。

また、輻射ヒータ装置１から輻射熱が放出されている場合、乗員２１は輻射熱によって暖かさを感じやすくなるため、空調装置による暖房時の空調出力を下げても乗員２１は暖房感を得られる。また、輻射ヒータ空調装置によれば、輻射ヒータ装置１から輻射熱が放出されている場合、輻射熱によって乗員２１の皮膚温度も上がるため、空調出力を下げることによっても、乗員２１は寒さを感じにくい。

また、エアコンＥＣＵ５は、通電許可状態が設定されている場合には、通電禁止状態が設定されている場合よりも、車室内へ吹き出す空調風の風量を低下させる。これによれば、空調風量を低減することにより、空調風を提供する送風装置等の消費電力を低減し、システム全体として省電力の暖房を提供することが可能である。このようなシステムによれば、発熱部１１及び空調装置からのトータル出力が不必要な能力とならない輻射ヒータ空調システムを実現できる。

また、エアコンＥＣＵ５は、通電許可状態が設定されている場合には、通電禁止状態が設定されている場合よりも、車室内へ吹き出す空調風の吹出し温度を低下させる。これによれば、空調風の吹出し温度を低下することにより、空気を温める電気式ヒータの消費電力や、空気温める加熱用熱交換器に冷媒を吐出する電動圧縮機の消費電力を低減し、システム全体として省電力の暖房を提供することが可能である。また、空調風の吹出し温度を低下することにより、空気を温めるヒータコアに供給するエンジン冷却水の温度を低下させることにより、システム全体として省エネルギーである暖房を提供することが可能である。このようなシステムによれば、発熱部１１及び空調装置からのトータル出力が不必要な能力とならない輻射ヒータ空調システムを実現できる。

また、エアコンＥＣＵ５は、通電許可状態が設定されている場合には、空調運転を停止する。これによれば、輻射ヒータ装置１から輻射熱が放出されている場合、乗員２１は輻射熱によって暖かさを感じやすくなるため、空調装置による暖房運転を停止しても乗員２１は暖房感を得られる。また、輻射ヒータ空調装置によれば、輻射ヒータ装置１から輻射熱が放出されている場合、輻射熱によって乗員２１の皮膚温度も上がるため、空調運転を停止しても、乗員２１は寒さを感じにくい。また、ヒータ出力が大きい場合でも、空調運転の停止により、乗員２１は熱いと感じにくい。

また、発熱部１１の出力レベルは、レベル設定スイッチ３１等の出力レベル操作部の操作によってヒータＥＣＵ３に指令される。これによれば、乗員２１は、体感温度等に応じて発熱部１１の出力レベルを設定することができる。これにより、個々の乗員２１の好みに適合する輻射ヒータ装置１が得られる。

また、エアコンＥＣＵ５は、通電許可状態が設定されている場合には、暖房運転における空調出力の低下量を発熱部１１の出力に応じて変化させる。これによれば、
また、当該制御特性データは、記憶手段に予め記憶されている。これによれば、複数の出力レベルまたは任意の出力レベルに応じた制御特性データを予め記憶していることにより、空調出力低下量の設定、制御を複雑な演算を経ることなく実施できる。

（第２実施形態）
第２実施形態の輻射ヒータ空調システムについて図１４及び図１５を参照して説明する。第２実施形態において、第１実施形態に係る図面と同一符号を付した構成部品及び説明しない構成は、第１実施形態と同様であり、同様の作用効果を奏するものである。

第２実施形態の輻射ヒータ空調システムは、第１実施形態のシステムに対して、消費電力を抑制する省電力モードを設定できるエコモードスイッチ７０をさらに有する点が相違する。エコモードスイッチ７０が乗員２１等によって操作されることにより、省電力モードを設定する信号がエアコンＥＣＵ５に入力される。

エアコンＥＣＵ５は、省電力モードの設定信号が入力され、かつ通電許可状態が設定されている場合には、省電力モードが設定されていない場合よりも暖房運転の空調出力の低下量を大きくするように制御する。すなわち、図１５に示すように、エアコンＥＣＵ５は、通電許可状態の設定（ヒータオン状態）かつ省電力モードの非設定時には、空調出力の低下量をＤ１になるように設定する。エアコンＥＣＵ５は、通電許可状態の設定（ヒータオン状態）かつ省電力モードの設定時には、空調出力の低下量をＤ１より大きいＤ２になるように設定する。

この制御によれば、通電許可状態でかつ省電力モードが設定された場合に、省電力モードが設定されていない場合よりも暖房運転による空調出力を低減するため、乗員の意向に即してさらなる省電力を実現できる輻射ヒータ空調システムが得られる。

（第３実施形態）
第３実施形態の輻射ヒータ空調システムについて図１６及び図１７を参照して説明する。第３実施形態において、第１実施形態及び第２実施形態に係る図面と同一符号を付した構成部品及び説明しない構成は、第１実施形態及び第２実施形態と同様であり、同様の作用効果を奏するものである。

第３実施形態の輻射ヒータ空調システムは、第２実施形態のシステムに対して、所定席に対する空調を優先して行う特定席モードを設定できる一席集中スイッチ７１をさらに有する点が相違する。一席集中スイッチ７１は、特定席モードを設定できる特定席スイッチであり、前側の運転席、前側の助手席、後席のうち少なくともひとつを特定席に設定できるスイッチである。一席集中スイッチ７１は、乗員等によって操作されることにより、特定席モードを設定する信号がエアコンＥＣＵ５に入力される。

次に、図６の空調能力低下制御（ステップ４０）について説明する。図１７には、空調能力低下制御に関するフローチャートを示している。図１７に示すように、エアコンＥＣＵ５は、ステップ４００で、一席集中スイッチ７１がオン状態である信号を受信したか否かを判定する。ステップ４００では、オン状態の信号を受信した場合には、ＹＥＳと判定し、受信していない場合には、ＮＯと判定する。

ステップ４００でＮＯと判定すると、エアコンＥＣＵ５は、ステップ４０１で車両の全席に対する暖房運転の空調出力を通電禁止状態設定時よりも低下する処理を実行する。また、空調出力の低下は、車室内への吹出し温度、吹出し風量等を通電禁止状態設定時よりも低下することにより実施することができる。したがって、この判定結果の場合には、エアコンＥＣＵ５は、車室内への吹出し温度、吹出し風量等を通電禁止状態設定時よりも低下するように制御し、本フローチャートを終了して図６のステップ１０に戻り、以降の各処理を繰り返し実行する。

ステップ４００でＹＥＳと判定すると、エアコンＥＣＵ５は、ステップ４０２で一席集中スイッチ７１によって設定された特定席（集中設定席）以外の席に対する暖房運転の空調出力を、通電禁止状態設定時よりも低下する処理を実行する。したがって、ステップ４０２では、当該特定席については、空調優先席に設定されるため、暖房運転の空調出力を低下しない。例えば、特定席が運転席に設定された場合には、これ以外の助手席、後席等については、乗員が存在しないか、暖房能力をあまり必要としないため、空調出力を通電禁止状態設定時よりも低下させる。ステップ４０２の処理を実行後は、本フローチャートを終了して図６のステップ１０に戻り、以降の各処理を繰り返し実行する。

このようにエアコンＥＣＵ５は、通電許可状態が設定され、かつ所定席に対する空調を優先して行う特定席モードが設定されている場合には、所定席以外の席に対する暖房運転の空調出力を低下させるのである。また、エアコンＥＣＵ５は、ステップ４０２において、暖房運転を停止することによって、通電禁止状態の設定時よりも暖房運転の空調出力を低下させるようにしてもよい。

第３実施形態の制御は、通電許可状態で特定席モードが設定された場合には、特定席以外の席のみに対する空調出力を低下させる。これにより、乗員によって指定された席、すなわち暖房能力を必要とする席には、通常の空調能力を確保し、それ以外の席に対しては、不必要な空調を削減できる。したがって、第３実施形態の制御によれば、乗員からの暖房要求を満たすとともに、発熱部１１及び空調装置からのトータル出力が不必要な能力とならない輻射ヒータ空調システムを実現できる。

また、エアコンＥＣＵ５は、通電許可状態で特定席モードが設定されたときに、特定席に対して装置１から輻射熱が放射されている場合には、特定席に対する空調出力を通電禁止状態よりも低下させるようにしてもよい。これによれば、特定席にはヒータによる輻射熱が提供されるため、暖房感を確保しつつ、空調能力を落とすことができる。

また、エアコンＥＣＵ５は、通電許可状態で特定席モードが設定されたときに、特定席に対して装置１から輻射熱が放射されている場合には、特定席と特定席以外の席の少なくともひとつとに対する空調出力を通電禁止状態よりも低下させるようにしてもよい。

（第４実施形態）
第４実施形態の輻射ヒータ空調システムについて図１８及び図１９を参照して説明する。第４実施形態において、第１実施形態及び第２実施形態に係る図面と同一符号を付した構成部品及び説明しない構成は、第１実施形態及び第２実施形態と同様であり、同様の作用効果を奏するものである。

第４実施形態の輻射ヒータ空調システムは、第２実施形態のシステムに対して、所定の座席において、乗員が存在することを検出できる乗員検出手段８０をさらに有する点が相違する。乗員検出手段８０は、種々の手段によって提供されうる。例えば、乗員検出手段８０は、重量センサやシートベルトセンサによって提供することができる。また、乗員検出手段８０は、第３実施形態において説明した一席集中スイッチ７１によって提供することもできる。この場合、一席集中スイッチ７１がオン状態になった場合には、特定席には乗員が存在するとみなすものとする。

重量センサは、所定の座席にかかる荷重を検出するセンサであり、所定値以上の荷重を検出した場合に乗員の存在を検出する信号をエアコンＥＣＵ５に出力する。シートベルトセンサは、所定の座席において、座席のシートベルトが装着されたときに装着信号をエアコンＥＣＵ５に出力する。エアコンＥＣＵ５は、装着信号の受信により、当該所定の座席に乗員が存在することを検出する。

次に、図６の空調能力低下制御（ステップ４０）について説明する。図１９には、空調能力低下制御に関するフローチャートを示している。図１９に示すように、エアコンＥＣＵ５は、ステップ４１０で、乗員検出手段により乗員が検出されたか否かを判定する。ステップ４１０では、乗員を検出した場合には、ＹＥＳと判定し、検出していない場合には、ＮＯと判定する。

ステップ４１０でＮＯと判定すると、エアコンＥＣＵ５は、ステップ４１１で車両の全席に対して暖房運転の空調出力を低下することはせず、通常の空調能力を提供する処理を実行する。そして、本フローチャートを終了して図６のステップ１０に戻り、以降の各処理を繰り返し実行する。

ステップ４１０でＹＥＳと判定すると、エアコンＥＣＵ５は、ステップ４１２で乗員検出手段によって乗員が検出された検出席に対する暖房運転の空調出力を、通電禁止状態設定時よりも低下する処理を実行する。また、空調出力の低下は、車室内への吹出し温度、吹出し風量等を通電禁止状態設定時よりも低下することにより実施することができる。また、乗員を検出した席に、装置１が設けられていない場合には、輻射熱による放出がないため、例外的に空調出力の低下を行わない。

したがって、ステップ４１２では、車両の全席のうち、乗員が存在する席については、暖房運転の空調出力を低下する。ステップ４１２の処理を実行後は、本フローチャートを終了して図６のステップ１０に戻り、以降の各処理を繰り返し実行する。このようにエアコンＥＣＵ５は、乗員検出手段により乗員の存在を検出する信号が入力され、かつ通電許可状態が設定されている場合には、乗員が検出された座席に対する暖房運転の空調出力を、通電禁止状態設定の場合よりも低下させるように制御する。また、エアコンＥＣＵ５は、ステップ４１２において、暖房運転を停止することによって、通電禁止状態の設定時よりも暖房運転の空調出力を低下させるようにしてもよい。

第４実施形態の制御は、通電許可状態で乗員が検出された場合には、乗員検出席に対する空調出力を低下させる。これにより、乗員がいる席に対しては、過大な暖房を提供することによる肌乾燥を与えないとともに、不必要な空調を削減できる。したがって、第４実施形態の制御によれば、発熱部１１及び空調装置からのトータル出力が不必要な能力とならない輻射ヒータ空調システムを実現できる。

また、エアコンＥＣＵ５は、通電許可状態が設定され、かつ乗員の存在が検出された場合であって、さらに乗員検出席に対して装置１からの輻射熱が放射される場合には、乗員検出席以外の席に対する空調出力を低下させるようにしてもよい。

また、エアコンＥＣＵ５は、通電許可状態が設定され、かつ乗員の存在が検出された場合であって、さらに乗員検出席に対して装置１からの輻射熱が放射される場合には、乗員検出席及びそれ以外の席に対する空調出力を低下させるようにしてもよい。

（第５実施形態）
第５実施形態の輻射ヒータ空調システムについて図２０を参照して説明する。第５実施形態は、以下に説明する内容以外は第４実施形態と同様である。

次に、図６の空調能力低下制御（ステップ４０）について説明する。図２０には、空調能力低下制御に関するフローチャートを示している。図２０に示すように、エアコンＥＣＵ５は、ステップ４２０で、乗員検出手段により乗員が検出されたか否かを判定する。ステップ４２０では、乗員を検出した場合には、ＹＥＳと判定し、検出していない場合には、ＮＯと判定する。

ステップ４２０でＮＯと判定すると、エアコンＥＣＵ５は、ステップ４２１で車両の全席のうち、装置１による輻射熱が提供される席、装置１が設置されている席に対して暖房運転の空調出力を低下する処理を実行する。そして、本フローチャートを終了して図６のステップ１０に戻り、以降の各処理を繰り返し実行する。また、エアコンＥＣＵ５は、ステップ４２１において、暖房運転を停止するようにしてもよい。

ステップ４２０でＹＥＳと判定すると、エアコンＥＣＵ５は、次にステップ４２２で乗員を検出した席に装置１が設置されているか否かを判定する。ステップ４２２では、装置１が設置されている場合には、ＹＥＳと判定し、装置１が設置されていない場合には、ＮＯと判定する。

ステップ４２２でＮＯと判定すると、エアコンＥＣＵ５は、ステップ４２３で乗員検出席に対して暖房運転の空調出力を低下することはせず、通常の空調能力を提供する処理を実行する。そして、本フローチャートを終了して図６のステップ１０に戻り、以降の各処理を繰り返し実行する。

ステップ４２２でＹＥＳと判定すると、エアコンＥＣＵ５は、ステップ４２４で乗員検出席に対して暖房運転の空調出力を低下する処理を実行する。そして、本フローチャートを終了して図６のステップ１０に戻り、以降の各処理を繰り返し実行する。また、空調出力の低下は、車室内への吹出し温度、吹出し風量等を通電禁止状態設定時よりも低下することにより実施することができる。

このようにエアコンＥＣＵ５は、通電許可状態が設定され、乗員検出手段により乗員の存在が検出され、かつ乗員検出席に装置１が設置されている場合には、乗員検出席に対する暖房運転の空調出力を通電禁止状態設定の場合よりも低下させるように制御する。また、エアコンＥＣＵ５は、ステップ４２４において、暖房運転を停止することによって、通電禁止状態の設定時よりも暖房運転の空調出力を低下させるようにしてもよい。

第５実施形態の制御は、通電許可状態で乗員が検出された席に装置１が設置されている場合には、乗員検出席に対する空調出力を低下させる。これにより、乗員が存在し、かつ輻射熱が放出される席に対しては、不必要な空調を削減できる。したがって、第５実施形態の制御によれば、輻射熱が放出される席とそうでない席とで提供する空調能力を区別し、乗員に対して、過大な暖房を提供することによる肌乾燥を与えず、暖房感を合わせるように制御できる。また、発熱部１１及び空調装置からのトータル出力が不必要な能力とならない輻射ヒータ空調システムを実現できる。

また、エアコンＥＣＵ５は、通電許可状態が設定された場合に、装置１からの輻射熱が放射される席に対する暖房運転の空調出力を低下させ、装置１からの輻射熱が放射されない席に対する暖房運転の空調出力を低下しない。これによれば、装置１が設置されている席と設置されていない席とで提供する空調能力に差を設定し、席毎に提供する暖房感を合わせるように制御できる。

（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、開示された発明は上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。

上記実施形態の構造は、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。

上記実施形態において、ヒータＥＣＵ３は、エアコンＥＣＵ５と通信可能に構成されて、エアコンＥＣＵ５とは別体の制御装置であるが、この形態に限定されない。例えば、ヒータＥＣＵ３は、エアコンＥＣＵと一体である共通の制御装置であってもよい。

５…エアコンＥＣＵ（空調制御装置）
１０…基板部（ヒータ本体）
１１…発熱部
３０…出力スイッチ（通電設定手段）
７０…エコモードスイッチ
７１…一席集中スイッチ（特定席スイッチ，乗員検出手段）
８０…乗員検出手段
１３０…入り切りスイッチ（通電設定手段）

Claims (16)

1. 通電により発熱する発熱部（１１）を有し前記発熱部から供給される熱によって輻射熱を車室内に放射するヒータ本体（１０）と、
   前記発熱部に対する通電を許可する通電許可状態と通電を禁止する通電禁止状態とをそれぞれ設定する通電設定手段（３０，１３０）と、
   前記車室内に対する暖房運転の空調出力を制御する空調制御装置（５）と、
   を備え、
   前記空調制御装置は、前記通電許可状態が設定されている場合には、前記通電禁止状態が設定されている場合よりも前記空調出力を低下させることを特徴とする輻射ヒータ空調システム。
2. 前記空調制御装置は、前記通電許可状態が設定されている場合には、前記通電禁止状態が設定されている場合よりも、前記車室内へ吹き出す空調風の風量を低下させることを特徴とする請求項１に記載の輻射ヒータ空調システム。
3. 前記空調制御装置は、前記通電許可状態が設定されている場合には、前記通電禁止状態が設定されている場合よりも、前記車室内へ吹き出す空調風の吹出し温度を低下させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の輻射ヒータ空調システム。
4. 前記空調制御装置は、前記通電許可状態が設定されている場合には、空調運転を停止することを特徴とする請求項１に記載の輻射ヒータ空調システム。
5. 前記空調制御装置は、前記通電許可状態が設定されている場合には、前記空調出力の低下量を前記ヒータ本体の出力に応じて変化させることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の輻射ヒータ空調システム。
6. 操作されることによって省電力モードが設定されるエコモードスイッチ（７０）をさらに備え、
   前記空調制御装置は、前記通電許可状態が設定され、かつ前記省電力モードが設定されている場合には、前記通電許可状態が設定され、かつ前記省電力モードが設定されていない場合よりも前記空調出力の低下量を大きくすることを特徴とする請求項１、２、３、５のいずれか一項に記載の輻射ヒータ空調システム。
7. 操作されることによって所定席に対する空調を優先して行う特定席モードが設定される特定席スイッチ（７１）をさらに備え、
   前記空調制御装置は、前記通電許可状態が設定され、かつ前記特定席モードが設定されている場合には、前記所定席以外の席に対する前記空調出力を前記通電禁止状態が設定されている場合よりも低下させることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一項に記載の輻射ヒータ空調システム。
8. 操作されることによって所定席に対する空調を優先して行う特定席モードが設定される特定席スイッチ（７１）をさらに備え、
   前記空調制御装置は、前記通電許可状態が設定され、かつ前記特定席モードが設定されている場合であって、さらに前記所定席に対して前記ヒータ本体からの輻射熱が放射される場合には、前記所定席に対する前記空調出力を前記通電禁止状態が設定されている場合よりも低下させることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一項に記載の輻射ヒータ空調システム。
9. 操作されることによって所定席に対する空調を優先して行う特定席モードが設定される特定席スイッチ（７１）をさらに備え、
   前記空調制御装置は、前記通電許可状態が設定され、かつ前記特定席モードが設定されている場合であって、さらに前記所定席に対して前記ヒータ本体からの輻射熱が放射される場合には、前記所定席と前記所定席以外の席の少なくともひとつに対する前記空調出力を前記通電禁止状態が設定されている場合よりも低下させることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一項に記載の輻射ヒータ空調システム。
10. 座席に乗員が存在するか否かを検出する乗員検出手段（７１，８０）をさらに備え、
    前記空調制御装置は、前記通電許可状態が設定され、かつ前記乗員検出手段によって乗員の存在が検出された場合には、前記乗員が検出された席に対する前記空調出力を低下させることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一項に記載の輻射ヒータ空調システム。
11. 座席に乗員が存在するか否かを検出する乗員検出手段（７１，８０）をさらに備え、
    前記空調制御装置は、前記通電許可状態が設定され、かつ前記乗員検出手段によって乗員の存在が検出された場合であって、さらに前記乗員の存在が検出された席に対して前記ヒータ本体からの輻射熱が放射される場合には、前記乗員が検出された席以外の席に対する前記空調出力を低下させることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一項に記載の輻射ヒータ空調システム。
12. 座席に乗員が存在するか否かを検出する乗員検出手段（７１，８０）をさらに備え、
    前記空調制御装置は、前記通電許可状態が設定され、かつ前記乗員検出手段によって乗員の存在が検出された場合であって、さらに前記乗員の存在が検出された席に対して前記ヒータ本体からの輻射熱が放射される場合には、前記乗員が検出された席及びそれ以外の席に対する前記空調出力を低下させることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一項に記載の輻射ヒータ空調システム。
13. 前記空調制御装置は、前記通電許可状態が設定された場合には、前記ヒータ本体からの輻射熱が放射される席に対する前記空調出力を低下させ、前記ヒータ本体からの輻射熱が放射されない席に対する前記空調出力を低下しないことを特徴とする請求項１ないし１２のいずれか一項に記載の輻射ヒータ空調システム。
14. 座席に乗員が存在するか否かを検出する乗員検出手段（７１，８０）をさらに備え、
    前記空調制御装置は、前記通電許可状態が設定され、前記乗員検出手段によって乗員の存在が検出され、さらに前記乗員が検出された席に前記ヒータ本体からの輻射熱が放射される場合には、前記乗員が検出された席に対する前記空調出力を低下させることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一項に記載の輻射ヒータ空調システム。
15. 通電により発熱する発熱部（１１）を有し前記発熱部から供給される熱によって輻射熱を車室内に放射するヒータ本体（１０）と、
    前記発熱部に対する通電を許可する通電許可状態と通電を禁止する通電禁止状態とをそれぞれ設定する通電設定手段（３０，１３０）と、
    前記車室内に対する暖房運転の空調出力を制御する空調制御装置（５）と、
    を備え、
    前記空調制御装置は、前記通電許可状態が設定された場合には、前記ヒータ本体からの輻射熱が放射される席に対する前記空調出力を低下させ、前記ヒータ本体からの輻射熱が放射されない席に対する前記空調出力を低下しないことを特徴とする輻射ヒータ空調システム。
16. 座席に乗員が存在するか否かを検出する乗員検出手段（７１，８０）をさらに備え、
    前記空調制御装置は、前記通電許可状態が設定され、前記ヒータ本体からの輻射熱が放射される席以外の席に前記乗員検出手段によって乗員の存在が検出された場合には、前記乗員が検出された席に対する前記空調出力を低下しないことを特徴とする請求項１５に記載の輻射ヒータ空調システム。

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