JP2017098048A - ヒータシステム - Google Patents

Abstract

【課題】ヒータ装置の接触検知層が故障した場合において人がヒータ装置に触れた際に熱的不快感を低減することができるヒータシステムを提供する。
【解決手段】制御装置は、ヒータ装置１４の放熱面１４ａへの接触が第１接触検知層２１では検知されず且つその放熱面１４ａへの接触が第２接触検知層２２で検知された場合には、ヒータ層２０の発熱量を低下させる第１の発熱低下措置を実行する。そして、制御装置は、その第１の発熱低下措置の開始後に放熱面１４ａへの接触が第２接触検知層２２で検知されなくなっても、その第１の発熱低下措置を継続する。従って、第１接触検知層２１が検知不能になるという故障が生じた場合に、その第１接触検知層２１の故障を発見することが可能である。それと共に、第１接触検知層２１の故障という状況に合わせて、乗員がヒータ装置１４に触れた場合の熱的な不快感を低減することが可能である。
【選択図】図２

Description

本発明は、熱を放射するヒータ装置を含むヒータシステムに関するものである。

この種のヒータシステムと同様に熱を放射する放熱装置が従来から知られている。例えば、特許文献１に記載された電気ストーブがそれである。その特許文献１の電気ストーブは、放射熱を放射するヒータと、ヒータに対する一方側としての熱放射側へ向けてヒータからの放射熱を反射する反射板と、ヒータに対する熱放射側に配置されたガードとを有している。そのガードは、放射熱の伝わりを妨げないように柵状に形成され、ヒータに対し熱放射側に或る程度の間隔を空けて配置されている。これにより、ガードは、人がヒータに直接触れることを防止している。

特開２００８−２８１２２０号公報

特許文献１の電気ストーブにおいて、上述したように、人はガードが設けられていることよってヒータに直接触れることができない。しかし、ガードがヒータに対し熱放射側に或る程度の間隔を空けて配置されていることから判るように、ガードを設けるためには、十分な空間的な余裕がヒータ周りに必要になる。

すなわち、発明者は、例えば自動車の室内空間のような狭い空間に配置されるヒータ装置を想定した場合、ガードを設けるための空間的な余裕がそのヒータ装置周りに無いことが多いと考えた。そして、発明者は、ガードを設けることに替えて、ヒータ装置に対する接触を検知するスイッチ等の検知装置を設けることを考えた。これにより、ヒータ装置に対する接触が検知された場合にヒータ装置の発熱を弱めれば、人がヒータ装置に触れた際に感じる熱的な不快感が低減されるからである。

しかし、発明者は更に検討を重ねた結果、検知装置が故障する場合が想定され、その検知装置の故障が発見されずにヒータ装置が発熱を継続すると、人がヒータ装置に触れた際に熱的な不快感を低減することができないという課題を見出した。

本発明は上記点に鑑みて、検知装置が故障した場合において人がヒータ装置に触れた際に熱的不快感を低減することができるヒータシステムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、面状に広がるように形成され、厚み方向（ＤＲｔ）の一方側に放熱面（１４ａ）を有し、その放熱面から熱を放射するヒータ装置（１４）と、
そのヒータ装置の発熱を制御する制御装置（１６）とを備えたヒータシステムであって、
ヒータ装置は、厚み方向へ相互に積層されたヒータ層（２０）と第１接触検知層（２１）と第２接触検知層（２２）とを有し、
ヒータ層は通電により発熱し、
第１接触検知層および第２接触検知層は、物体（６４）が放熱面に接触したか否かを検知可能にそれぞれ構成されており、
制御装置は、放熱面への接触が第１接触検知層では検知されず且つその放熱面への接触が第２接触検知層で検知された場合には、放熱面への接触が第２接触検知層で検知される前に比してヒータ層の発熱量を低下させる第１の発熱低下措置を実行し、その第１の発熱低下措置の開始後に放熱面への接触が第２接触検知層で検知されなくなっても、第１の発熱低下措置を継続する。

上述のように、制御装置は、放熱面への接触が第１接触検知層では検知されず且つその放熱面への接触が第２接触検知層で検知された場合には、上記第１の発熱低下措置を実行し、その第１の発熱低下措置の開始後に放熱面への接触が第２接触検知層で検知されなくなっても、第１の発熱低下措置を継続する。従って、上記検知装置に相当する第１接触検知層が検知不能になるという故障が生じた場合に、第２接触検知層の検知の状況に応じてその第１接触検知層の故障を発見することが可能である。それと共に、第１接触検知層の故障という状況に合わせて、人がヒータ装置に触れた場合の熱的な不快感を低減することが可能である。

なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した括弧内の各符号は、後述する実施形態に記載の具体的内容との対応関係を示す一例である。

第１実施形態においてヒータシステム１０の概略構成を示した図である。 第１実施形態において、ヒータシステム１０に含まれるヒータ装置１４の断面を模式的に示した断面図である。 第１実施形態において、図２のヒータ装置１４に含まれる第１接触検知層２１および第２接触検知層２２の電気的な概略構成を示した回路図である。 図３の電気回路構成を用いてＡ／Ｄコンバータ３２の入力電圧に基づき識別される複数の事象と、その事象毎の電気接続状況とを示した図である。 第１実施形態に対する比較例において、ヒータシステム１０に含まれるヒータ装置１４の断面を模式的に示した断面図であって、第１実施形態の図２に相当する図である。 第１実施形態において、図１の制御装置１６が実行する制御処理を示したフローチャートである。 第１実施形態において図６の制御処理の内容をまとめた表である。 第２実施形態において、ヒータシステム１０に含まれるヒータ装置１４の断面を模式的に示した断面図であって、第１実施形態の図２に相当する図である。 第３実施形態において、ヒータシステム１０に含まれるヒータ装置１４の断面を模式的に示した断面図であって、第１実施形態の図２に相当する図である。 第１実施形態の一変形例において、ヒータシステム１０に含まれるヒータ装置１４の断面を模式的に示した断面図であって、第１実施形態の図２に相当する図である。

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態を説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
図１に示すように、本実施形態のヒータシステム１０は、車両に搭載され車室内の乗員６１へ放射熱を放出する暖房装置である。その車室内の暖房を行うために、ヒータシステム１０は、熱を放射するヒータ装置１４と、そのヒータ装置１４の発熱を制御する制御装置１６とを備えている。なお、図１には、ヒータシステム１０が搭載される車両の上下方向および前後方向が矢印で示されている。

ヒータ装置１４は自動車（以下、単に「車両」とも呼ぶ）の車室内に設置される。そして、ヒータ装置１４は、車両に搭載された電池または発電機などの電源から給電されて発熱する電気的な発熱装置である。

例えば図１に示すように、ヒータシステム１０が搭載される車両は、ステアリングホイール６３を支持するためのステアリングコラム６２を有している。ヒータ装置１４は、そのステアリングコラム６２の下側において、斜め後方且つ下側を向いて乗員６１へ放熱するように設置されている。すなわち、そのステアリングコラム６２は、ヒータ装置１４が固定される固定部材となっている。例えばヒータ装置１４は、接着剤等を用いた接着などによってステアリングコラム６２に固定される。ヒータ装置１４は、湾曲面にも倣って貼り付けられるように十分な柔軟性を備えている。

詳細には、ヒータ装置１４は、面状に広がるように形成されている。例えばヒータ装置１４はシート状または薄い板状であって、ヒータ装置１４を厚み方向ＤＲｔから見た形状は略矩形形状を成している。ヒータ装置１４は、そのヒータ装置１４の厚み方向ＤＲｔにおいて一方側に放熱面１４ａを有している。それと共に、ヒータ装置１４は、ステアリングコラム６２に固着される固着面１４ｂを、厚み方向ＤＲｔの他方側に有している。

そして、ヒータ装置１４は、放熱面１４ａが、運転席６０に着座した乗員６１の下肢６１１に対向するように配置されている。ヒータ装置１４は、電力が供給されると発熱すると共に、加熱対象物としての乗員６１の下肢６１１を暖めるために、主として放熱面１４ａから放射熱Ｒ（言い換えれば、輻射熱Ｒ）を放射する。

また、ヒータ装置１４が単位時間当たりに発熱する熱量、要するにヒータ装置１４の発熱量は、ヒータ装置１４へ供給される供給電流の大きさに応じて増減される。すなわち、その供給電流の大きさが大きくなるほど、ヒータ装置１４の発熱量も大きくなる。ヒータ装置１４の発熱量の単位は、例えば「Ｗ」である。また、ヒータ装置１４のうちで発熱する部位は図２のヒータ層２０であるので、ヒータ装置１４の発熱量をヒータ層２０の発熱量と称してもよい。

ヒータ装置１４は、図２に示すように、ヒータ部としてのヒータ層２０と、第１接触検知部としての第１接触検知層２１と、第２接触検知部としての第２接触検知層２２とを有している。そして、ヒータ装置１４は、そのヒータ層２０と第１接触検知層２１と第２接触検知層２２とがヒータ装置１４の厚み方向ＤＲｔへ相互に積層された三層構造になっている。

詳細には、第１接触検知層２１は、ヒータ装置１４の厚み方向ＤＲｔにおいて、ヒータ層２０に対し上記一方側に積層されている。また、第２接触検知層２２は、その厚み方向ＤＲｔにおいて、ヒータ層２０に対し上記一方側とは反対側の他方側に積層されている。例えば第１接触検知層２１と第２接触検知層２２との相対的な位置関係に言及すれば、第１接触検知層２１は、第２接触検知層２２に対しヒータ装置１４の厚み方向ＤＲｔにおいて上記一方側に配置されている。従って、ヒータ装置１４の放熱面１４ａは第１接触検知層２１に形成されており、ヒータ装置１４の固着面１４ｂは第２接触検知層２２に形成されている。

ヒータ層２０は、通電により発熱する層である。例えばヒータ層２０は、特開２０１４−２０８５１５号公報に記載された公知技術と同様の構成になっている。すなわち、ヒータ層２０は、シート状に形成され通電により発熱する発熱体２０１と、厚み方向ＤＲｔにおいて発熱体２０１の一方側を覆う表側絶縁シート２０２と、厚み方向ＤＲｔにおいて発熱体２０１の他方側を覆う裏側絶縁シート２０３とを有している。そして、表側絶縁シート２０２、発熱体２０１、および裏側絶縁シート２０３は厚み方向ＤＲｔに積層されている。表側絶縁シート２０２および裏側絶縁シート２０３は例えば、ポリイミド樹脂等の絶縁性の高い樹脂で構成されている。

ヒータ層２０の温度、およびヒータ装置１４の発熱量すなわちヒータ出力は、図１の制御装置１６によって制御される。その制御装置１６は、図２に示すヒータ層２０の発熱体２０１に印加する電圧値および電流値を制御することにより、ヒータ装置１４のヒータ出力および温度等を制御できる。従って、制御装置１６は、乗員６１に対して与える輻射熱量（言い換えれば、放射熱量）を可変する。

例えばヒータ装置１４のヒータ層２０への通電が制御装置１６によって開始されると、ヒータ装置１４の放熱面１４ａの温度すなわち表面温度は、制御する所定放射温度まで急速に上昇する。このため、ヒータシステム１０は、冬期などにおいても、乗員６１に対し迅速に暖かさを与えることができる。

第１接触検知層２１は、１つの接点２１２と１つのプラス電極２１３ｐと１つのマイナス電極２１３ｍとから構成されたスイッチ２１１を複数有している。それと共に、第１接触検知層２１は、複数のスペーサ２１４とカバー２１５とを有している。スイッチ２１１の接点２１２、プラス電極２１３ｐ、およびマイナス電極２１３ｍはそれぞれ、導電性樹脂または導電性金属により構成されている。

複数のスイッチ２１１はそれぞれ、一定間隔毎に配列され二次元的に配置されている。そして、複数のスイッチ２１１は、ヒータ層２０のほぼ全面にわたって設けられている。例えば、第１接触検知層２１は数百個程度のスイッチ２１１を有し、それらのスイッチ２１１は電気的に並列接続されている。従って、第１接触検知層２１は、複数のスイッチ２１１のオンオフにより、乗員６１の身体の一部たとえば指等である物体６４が放熱面１４ａ全体のうちの何れかの部位に接触したか否かを検知する。

スペーサ２１４は、絶縁性樹脂により構成されている。スイッチ２１１の接点２１２とプラス電極２１３ｐとの間、および、接点２１２とマイナス電極２１３ｍとの間にはそれぞれ、スペーサ２１４によって空間が形成されている。すなわち、物体６４が放熱面１４ａに接触していない自由状態であれば、接点２１２はプラス電極２１３ｐとマイナス電極２１３ｍとの各々に対して非接触となっている。言い換えれば、その自由状態においては、接点２１２とプラス電極２１３ｐとの間、および、接点２１２とマイナス電極２１３ｍとの間はそれぞれ、スペーサ２１４によって絶縁されている。

カバー２１５は複数のスイッチ２１１を保護するシート状の部材であり、その複数のスイッチ２１１に対し厚み方向ＤＲｔの一方側に配置されている。そして、カバー２１５は、厚み方向ＤＲｔの一方側において、複数のスペーサ２１４および複数のスイッチ２１１の全部を覆っている。

例えば、第１接触検知層２１において、カバー２１５が、乗員６１の指等である物体６４により厚み方向ＤＲｔの一方側すなわち放熱面１４ａ側から他方側へ押圧されると、カバー２１５が変形するとともに接点２１２が変位して、接点２１２はプラス電極２１３ｐおよびマイナス電極２１３ｍに接触する。このように、接点２１２がプラス電極２１３ｐおよびマイナス電極２１３ｍに接触すると、プラス電極２１３ｐおよびマイナス電極２１３ｍは接点２１２を介して互いに導通する。要するに、スイッチ２１１が閉じる。

また、カバー２１５の表面側すなわち上記一方側から上記他方側への押圧力が無くなると、スペーサ２１４によってカバー２１５は変形する前の形状に戻る。これにより、接点２１２とプラス電極２１３ｐとの間、および、接点２１２とマイナス電極２１３ｍとの間はそれぞれ非接触となる。このように、接点２１２とプラス電極２１３ｐとの間、および、接点２１２とマイナス電極２１３ｍとの間が非接触となると、プラス電極２１３ｐおよびマイナス電極２１３ｍは非導通となる。要するに、スイッチ２１１が開く。

このように、第１接触検知層２１は、その第１接触検知層２１の少なくとも一部にてヒータ装置１４の厚み方向ＤＲｔに押圧された場合に、放熱面１４ａへの物体６４の接触を検知する。

第２接触検知層２２も、第１接触検知層２１と同様に、物体６４が放熱面１４ａ全体のうちの何れかの部位に接触したか否かを検知する。物体６４が放熱面１４ａを厚み方向ＤＲｔの他方側へ押圧すれば、第１接触検知層２１およびヒータ層２０が撓むことに伴い、第２接触検知層２２のスイッチ２２１も閉じるからである。すなわち、第２接触検知層２２は、第１接触検知層２１と同様に、第２接触検知層２２の少なくとも一部にて厚み方向ＤＲｔに押圧された場合に、放熱面１４ａへの物体６４の接触を検知する。

第２接触検知層２２は、上述した第１接触検知層２１と同様の構成になっている。すなわち、図２に示すように、第２接触検知層２２のスイッチ２２１は第１接触検知層２１のスイッチ２１１に相当する。また、第２接触検知層２２の接点２２２は第１接触検知層２１の接点２１２に相当する。また、第２接触検知層２２のプラス電極２２３ｐは第１接触検知層２１のプラス電極２１３ｐに相当する。また、第２接触検知層２２のマイナス電極２２３ｍは第１接触検知層２１のマイナス電極２１３ｍに相当する。また、第２接触検知層２２のスペーサ２２４は第１接触検知層２１のスペーサ２１４に相当する。また、第２接触検知層２２のカバー２２５は第１接触検知層２１のカバー２１５に相当する。

また、ヒータ装置１４の厚み方向ＤＲｔを法線方向とした二次元平面に沿った第２接触検知層２２の各スペーサ２２４の位置は、第１接触検知層２１の各スペーサ２１４の位置に一致している。従って、その二次元平面に沿った第２接触検知層２２の各スイッチ２２１の位置は、第１接触検知層２１の各スイッチ２１１の位置に一致している。要するに、第２接触検知層２２の各スイッチ２２１は、第１接触検知層２１の各スイッチ２１１に対し厚み方向ＤＲｔに重ねて設けられている。更に言い換えれば、第２接触検知層２２の個々のスイッチ２２１は、第１接触検知層２１の個々のスイッチ２１１に対し厚み方向ＤＲｔに並ぶように配置されている。

次に、第１接触検知層２１および第２接触検知層２２の電気的構成について説明する。図３に示す第１制御回路１６１および第２制御回路１６２は制御装置１６の一部を構成している。そして、第１制御回路１６１は、一対のコネクタ２４ａ、２４ｂとワイヤーハーネス２６とを介して第１接触検知層２１の各スイッチ２１１へ電気的に接続されている。この各スイッチ２１１は、図３に示すように並列接続になっている。

また、第２制御回路１６２は、一対のコネクタ２８ａ、２８ｂとワイヤーハーネス３０とを介して第２接触検知層２２の各スイッチ２２１へ電気的に接続されている。この各スイッチ２２１は、図３に示すように並列接続になっている。図３に示すワイヤーハーネス２６、３０は束ねられて１本のワイヤーハーネスを構成する。

図３に示すように、第１制御回路１６１は、グランドＧＮＤとＡ／Ｄコンバータ３２とプラス電源端子３４とを備えている。そのグランドＧＮＤは、接地電位となる部位であり、例えば車両ボデーと同電位となるように車両ボデーに対して電気的に接続されている。また、プラス電源端子３４には、一定のプラス電圧Ｖ１が印加されている。本実施形態では接地電位は０Ｖである。

ワイヤーハーネス２６に含まれるプラス側電線の一方の端子である電源側プラス端子は、所定の抵抗を介してＡ／Ｄコンバータ３２に接続されると共に、第１抵抗Ｒ１を介してプラス電源端子３４にも接続されている。また、プラス側電線の他方の端子であるスイッチ側プラス端子は、第１接触検知層２１に含まれる第２抵抗Ｒ２を介して第１接触検知層２１の複数のプラス電極２１３ｐにそれぞれ接続されている。

また、ワイヤーハーネス２６に含まれるマイナス側電線の一方の端子である電源側マイナス端子は、グランドＧＮＤに接続されている。また、マイナス側電線の他方の端子であるスイッチ側マイナス端子は、第１接触検知層２１の複数のマイナス電極２１３ｍにそれぞれ接続されている。更に、第１接触検知層２１の複数のプラス電極２１３ｐは、第１接触検知層２１に含まれる第３抵抗Ｒ３を介して複数のマイナス電極２１３ｍに接続されている。

このような電気的接続構成を利用して、制御装置１６は、Ａ／Ｄコンバータ３２の入力電圧に基づき、図４の表に分類される複数の事象を識別して検出する。具体的には、制御装置１６は、「＋電極／−電極ライン断線」という第１のライン故障事象と、「ハーネスＧＮＤショート」という第２のライン故障事象と、それらのライン故障事象の何れにも該当しない事象（すなわち、正常時の事象）とを識別して検出する。

図４に示す「＋電極／−電極ライン断線」とは、ワイヤーハーネス２６に含まれるプラス側電線とマイナス側電線との少なくとも一方が断線する事象である。この事象が生じた場合、図４に示すように、Ａ／Ｄコンバータ３２の入力電圧は、第１接触検知層２１に含まれるスイッチ２１１のオンオフに関わらず、プラス電源端子３４の電圧Ｖ１になる。

また、「ハーネスＧＮＤショート」とは、ワイヤーハーネス２６に含まれるプラス側電線とマイナス側電線とがワイヤーハーネス２６の噛み込み等に起因して短絡する事象である。この事象が生じた場合、図４に示すように、Ａ／Ｄコンバータ３２の入力電圧は、第１接触検知層２１に含まれるスイッチ２１１のオンオフに関わらず、グランドＧＮＤと同じ接地電位になる。

また、上記「＋電極／−電極ライン断線」と「ハーネスＧＮＤショート」との何れにも該当しない正常時すなわちハーネスラインの正常時において、第１接触検知層２１に含まれる複数のスイッチ２１１のうちの何れかが閉じてオン（すなわち、ＯＮ）になっている場合には、Ａ／Ｄコンバータ３２の入力電圧は、下記式Ｆ１から得られる電圧Ｖｏｎになる。

Ｖｏｎ＝Ｖ１×Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２） ・・・（Ｆ１）
そして、正常時において、第１接触検知層２１に含まれる複数のスイッチ２１１全部が開いてオフ（すなわち、ＯＦＦ）になっている場合には、Ａ／Ｄコンバータ３２の入力電圧は、下記式Ｆ２から得られる電圧Ｖｏｆｆになる。

Ｖｏｆｆ＝Ｖ１×（Ｒ２＋Ｒ３）／（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３） ・・・（Ｆ２）
ここで、上記式Ｆ１および式Ｆ２において、Ｖ１はプラス電源端子３４の電圧値であり、Ｒ１は第１抵抗Ｒ１の抵抗値であり、Ｒ２は第２抵抗Ｒ２の抵抗値であり、Ｒ３は第３抵抗Ｒ３の抵抗値である。

このように、図４に示すそれぞれの事象毎にＡ／Ｄコンバータ３２の入力電圧が異なるので、制御装置１６は、図４に示すそれぞれの事象を識別することができる。更に、図４に示す正常時には、第１接触検知層２１に含まれるスイッチ２１１のオンとオフとに応じてＡ／Ｄコンバータ３２の入力電圧が異なるので、制御装置１６は、ヒータ装置１４に対する物体６４の接触が検知されているか否かを示す検知信号を第１接触検知層２１から得ることができる。

図３に示すように、第２制御回路１６２は上述の第１制御回路１６１と同様に構成され、第２接触検知層２２は上述の第１接触検知層２１と同様に構成されている。従って、制御装置１６は、第２制御回路１６２および第２接触検知層２２に関しても、図４に示すそれぞれの事象を識別することができる。そして、第２制御回路１６２から第２接触検知層２２までの電気的接続が図４の正常時に該当する場合には、制御装置１６は、ヒータ装置１４に対する物体６４の接触が検知されているか否かを示す検知信号を第２接触検知層２２からも得ることができる。

ここで、例えば２つの接触検知層２１、２２のうち、図５に示す比較例のように第２接触検知層２２を有さないヒータ装置１４ｚも想定できる。この比較例のヒータ装置１４ｚが用いられる場合であっても、図３に示す第１制御回路１６１が採用されることで、ワイヤーハーネス２６の断線およびグランドＧＮＤへの短絡は検出可能となっている。

しかし、比較例のヒータ装置１４ｚでの第１接触検知層２１の故障の一態様として、図５に示す接点２１２とプラス電極２１３ｐまたはマイナス電極２１３ｍとの間に異物混入や析出物（例えば酸化物）が蓄積することに起因して、スイッチ２１１がその内部にて絶縁状態になり、ＯＰＥＮ故障になることが想定される。そのようにスイッチ２１１がＯＰＥＮ故障になった場合には、乗員６１がヒータ装置１４ｚの放熱面１４ａに触れてもスイッチ２１１は開いたままである。すなわち、ヒータ装置１４ｚのヒータ出力を停止または制限するための検知信号が得られずに、乗員６１に与える熱的な不快感をその検知信号に基づいて低減することができない。

そこで、本実施形態のヒータシステム１０では、図２に示すように２層の接触検知層２１、２２を有するヒータ装置１４が採用されている。そして、制御装置１６は、その２層の接触検知層２１、２２を利用して図６のフローチャートに示す制御処理を実行する。この制御装置１６は、不図示のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータで構成された電子制御装置である。制御装置１６に接続されたセンサ等からの信号は、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ように構成されている。

図６は、図１の制御装置１６が実行する制御処理を示したフローチャートである。制御装置１６は、例えば不図示の起動スイッチの操作によってヒータシステム１０が起動されると図６の制御処理を開始し、その図６の制御処理を周期的に繰り返し実行する。

図６に示すように、制御装置１６は、まず、ステップＳ１０１では、制御装置１６は、ＡＤ入力処理を行う。例えば、ヒータ装置１４の放熱面１４ａに対する物体６４の接触が検知されているか否かを示す検知信号が第１接触検知層２１と第２接触検知層２２との各々から制御装置１６へ入力される。そして、その検知信号は制御装置１６のＡ／Ｄコンバータ３２によってＡ／Ｄ変換される。ステップＳ１０１の次はステップＳ１０２へ進む。

ステップＳ１０２では、ヒータシステム１０がシステム異常であるか否かを判定する。そのシステム異常とは、第１接触検知層２１および第２接触検知層２２によって実現される接触検知機能の異常、ヒータ出力するパワー素子（例えば、ＭＯＳＦＥＴ等）のショート故障など、ヒータ装置１４の機能損失等にかかわる重大な故障のことである。このステップＳ１０２では、システム異常の際にヒータ装置１４を再び駆動させないように判定処理を行う。

例えば、図４に示す「＋電極／−電極ライン断線」という故障事象が生じた場合、および、「ハーネスＧＮＤショート」という故障事象が生じた場合には、ヒータシステム１０がシステム異常であると判定する。

また、後述のステップＳ１０８で設定される異常判定フラグが１である場合には、ヒータシステム１０がシステム異常であると判定する。逆に、異常判定フラグが０である場合には、システム異常のうちの接触検知機能の異常はないと判定する。

その異常判定フラグの初期値は０である。例えば、異常判定フラグが１に一旦設定されると、予め定められたリセット操作が為されるまで、異常判定フラグは１のままになっている。また、異常判定フラグの値はヒータシステム１０の電源がオフになっても保持される。

ステップＳ１０２において、ヒータシステム１０がシステム異常であると判定された場合には、ステップＳ１１０へ進む。その一方で、ヒータシステム１０がシステム異常ではないと判定された場合には、ステップＳ１０３へ進む。

ステップＳ１０３では、第１接触検知層２１および第２接触検知層２２に対する接触判定処理を行う。具体的にその接触判定処理では、第１接触検知層２１から入力された検知信号に基づいて、第１接触検知層２１がオンであるかオフであるかを判定し認識する。それと共に、第２接触検知層２２から入力された検知信号に基づいて、第２接触検知層２２がオンであるかオフであるかを判定し認識する。

ここで、第１接触検知層２１のオンとは、第１接触検知層２１に含まれる複数のスイッチ２１１のうちの何れか又は全部が閉じていることである。言い換えれば、第１接触検知層２１のオンとは、その複数のスイッチ２１１のうちの何れか又は全部においてプラス電極２１３ｐとマイナス電極２１３ｍとが接点２１２を介して短絡されていることである。逆に、第１接触検知層２１のオフとは、第１接触検知層２１に含まれる複数のスイッチ２１１のうちの全部が開いていることである。第２接触検知層２２のオンオフも第１接触検知層２１のオンオフと同様である。ステップＳ１０３の次はステップＳ１０４へ進む。

ステップＳ１０４では、ステップＳ１０３での接触判定処理に基づいて、第１接触検知層２１がオンであるか否かを判定する。

ステップＳ１０４において、第１接触検知層２１がオン（すなわち、ＯＮ）であると判定された場合には、ステップＳ１０５へ進む。その一方で、第１接触検知層２１がオフ（すなわち、ＯＦＦ）であると判定された場合には、ステップＳ１０６へ進む。

ステップＳ１０５では、ヒータ層２０のヒータ出力をオフにする。すなわち、ヒータ層２０への通電を止めてヒータ層２０の発熱を停止する。また、既にヒータ出力がオフになっていれば、オフのまま継続する。

ステップＳ１０６では、ステップＳ１０３での接触判定処理に基づいて、第２接触検知層２２がオンであるか否かを判定する。

ステップＳ１０６において、第２接触検知層２２がオンであると判定された場合には、ステップＳ１０８へ進む。その一方で、第２接触検知層２２がオフであると判定された場合には、放熱面１４ａへの物体６４の接触は無いと認識して、ステップＳ１０７へ進む。

ステップＳ１０７では、通常のヒータ出力制御を実行する。既にそのヒータ出力制御が実行されているのであればそのヒータ出力制御を継続する。そのヒータ出力制御では、例えば、ヒータ層２０の目標温度に応じたヒータ出力デューティ（Duty）の設定、およびヒータ層２０の出力処理などを実施し、それにより、ヒータ層２０の温度をコントロールしつつヒータ層２０から発熱させる。

ステップＳ１０８では、第１接触検知層２１の接触検知機能の異常すなわち第１接触検知層２１の接触検知故障が発生したとして、システム異常の設定を行う。要するに、異常判定フラグを１に設定する。ステップＳ１０８の次はステップＳ１０９へ進む。

ステップＳ１０９では、ヒータ層２０のヒータ出力をオフにする。また、既にヒータ出力がオフになっていれば、オフのまま継続する。

ステップＳ１１０でも、ヒータ層２０のヒータ出力をオフにする。また、既にヒータ出力がオフになっていれば、オフのまま継続する。

図６のステップＳ１０５、Ｓ１０７、Ｓ１０９、Ｓ１１０の次はステップＳ１０１へ戻る。

この図６の制御処理をまとめると、その制御処理の内容は図７の表のようになる。具体的に言えば図７に示すように、第１接触検知層２１がオフであり且つ第２接触検知層２２がオンである場合には、制御装置１６は、第１接触検知層２１の接触検知故障（具体的には、ＯＰＥＮ故障）が発生し第１接触検知層２１が検知スイッチとしては作動不能であると判断して、ヒータ層２０のヒータ出力をオフにする。そして、異常判定フラグを１に設定することにより、そのヒータ出力のオフを、各接触検知層２１、２２のオンオフに関わらず継続する。要するに、この場合、制御装置１６は、ヒータシステム１０の暖房機能を停止するヒータシステム停止を実施する。

すなわち、制御装置１６は、図２の放熱面１４ａへの接触が第１接触検知層２１では検知されず且つ放熱面１４ａへの接触が第２接触検知層２２で検知された場合には、放熱面１４ａへの接触が第２接触検知層２２で検知される前に比してヒータ層２０の発熱量を低下させる第１の発熱低下措置を実行する。そして、その第１の発熱低下措置の開始後に放熱面１４ａへの接触が第２接触検知層２２で検知されなくなっても、その第１の発熱低下措置を継続する。上記のヒータ層２０の発熱量を低下させることには、ヒータ出力を低下させることだけでなく、ヒータ層２０への通電を止めてヒータ層２０の発熱を停止することも含まれる。

また、図７に示すように、第１接触検知層２１および第２接触検知層２２が共にオンである場合、および、第１接触検知層２１がオンであり且つ第２接触検知層２２がオフである場合には、制御装置１６は、放熱面１４ａへ物体６４が接触していると判断して、ヒータ層２０のヒータ出力をオフにする。その後、第１接触検知層２１および第２接触検知層２２が共にオフになった場合には、制御装置１６は、放熱面１４ａへ物体６４が接触しなくなったと判断して、通常のヒータ出力制御を実行する。言い換えれば、通常どおりヒータ層２０を発熱させる。

すなわち、制御装置１６は、放熱面１４ａへの接触が第１接触検知層２１では検知され且つ放熱面１４ａへの接触が第２接触検知層２２で検知されない場合には、放熱面１４ａへの接触が第１接触検知層２１で検知される前に比してヒータ層２０の発熱量を低下させる第２の発熱低下措置を実行する。そして、その第２の発熱低下措置の開始後に放熱面１４ａへの接触が第１接触検知層２１および第２接触検知層２２の何れでも検知されなくなった場合には、その第２の発熱低下措置を解除する。

更に、放熱面１４ａへの接触が第１接触検知層２１および第２接触検知層２２で共に検知された場合もこれと同様である。つまり、制御装置１６は、放熱面１４ａへの接触が第１接触検知層２１および第２接触検知層２２で共に検知された場合にも、上記の第２の発熱低下措置を実行する。そして、その第２の発熱低下措置の開始後に放熱面１４ａへの接触が第１接触検知層２１および第２接触検知層２２の何れでも検知されなくなった場合には、その第２の発熱低下措置を解除する。この第２の発熱低下措置においても、ヒータ層２０の発熱量を低下させることには、ヒータ出力を低下させることだけでなく、ヒータ層２０への通電を止めてヒータ層２０の発熱を停止することも含まれる。

なお、上述した図６の各ステップでの処理は、それぞれの機能を実現する機能部を構成し、その機能部は制御装置１６に含まれる。

上述したように、本実施形態によれば、図６のフローチャートに示すように、制御装置１６は、ヒータ装置１４の放熱面１４ａへの接触が第１接触検知層２１では検知されず且つその放熱面１４ａへの接触が第２接触検知層２２で検知された場合には、放熱面１４ａへの接触が第２接触検知層２２で検知される前に比してヒータ層２０の発熱量を低下させる第１の発熱低下措置を実行する。そして、制御装置１６は、その第１の発熱低下措置の開始後に放熱面１４ａへの接触が第２接触検知層２２で検知されなくなっても、その第１の発熱低下措置を継続する。従って、第１接触検知層２１が検知不能になるという故障が生じた場合に、第２接触検知層２２の検知の状況に応じてその第１接触検知層２１の故障を発見することが可能である。それと共に、第１接触検知層２１の故障という状況に合わせて、乗員６１がヒータ装置１４に触れた場合の熱的な不快感を低減することが可能である。

また、本実施形態によれば、図２に示すように、第１接触検知層２１は、第２接触検知層２２に対し厚み方向ＤＲｔにおいて放熱面１４ａ側である一方側に配置されている。ここで、ヒータ装置１４が一般的な状態で取り付けられていれば、２つの接触検知層２１、２２のうち、放熱面１４ａ側に配置された第１接触検知層２１の方が物体６４の接触に対して反応しやすい。従って、上記第１の発熱低下措置を実行することによる効果、すなわち第１接触検知層２１の故障対策としてヒータ層２０のヒータ出力をオフにする効果を、一般的な状態で取り付けられたヒータ装置１４において得ることが可能である。

また、本実施形態によれば、図６のフローチャートに示すように、制御装置１６は、放熱面１４ａへの接触が第１接触検知層２１では検知され且つ放熱面１４ａへの接触が第２接触検知層２２で検知されない場合には、放熱面１４ａへの接触が第１接触検知層２１で検知される前に比してヒータ層２０の発熱量を低下させる第２の発熱低下措置を実行する。そして、その第２の発熱低下措置の開始後に放熱面１４ａへの接触が第１接触検知層２１および第２接触検知層２２の何れでも検知されなくなった場合には、その第２の発熱低下措置を解除する。更に、制御装置１６は、放熱面１４ａへの接触が第１接触検知層２１および第２接触検知層２２で共に検知された場合も、これと同様に第２の発熱低下措置を実行し或いはそれを解除する。従って、第１接触検知層２１および第２接触検知層２２の何れも故障していない場合において、第１接触検知層２１および第２接触検知層２２の検知の状況から、乗員６１がヒータ装置１４に触れた場合の熱的な不快感を低減することが可能である。

また、本実施形態によれば、図２に示すように、第１接触検知層２１は、ヒータ装置１４の厚み方向ＤＲｔにおいて、ヒータ層２０に対し放熱面１４ａ側である一方側に積層されている。また、第２接触検知層は、その厚み方向ＤＲｔにおいて、ヒータ層２０に対し上記一方側とは反対側の他方側に積層されている。従って、ヒータ層２０からの放射熱をできるだけ多く乗員６１へ放出させるということと、第１接触検知層２１が放熱面１４ａへの物体の接触を検知する性能をできるだけ高めるということとを両立させることが可能である。

また、本実施形態によれば、図２に示すように、第１接触検知層２１は、その第１接触検知層２１の少なくとも一部にて厚み方向ＤＲｔに押圧された場合に放熱面１４ａへの接触を検知する。そして、第２接触検知層２２も、その第２接触検知層２２の少なくとも一部にて厚み方向ＤＲｔに押圧された場合に放熱面１４ａへの接触を検知する。従って、放熱面１４ａへの物体の接触を検知する機能を簡単な構成で得ることが可能である。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。本実施形態では、前述の第１実施形態と異なる点を主として説明する。また、前述の実施形態と同一または均等な部分については省略または簡略化して説明する。このことは後述の第３実施形態でも同様である。

図８に示すように、第１接触検知層２１および第２接触検知層２２の両方が、ヒータ層２０に対し、ヒータ装置１４の厚み方向ＤＲｔにおいて放熱面１４ａ側である一方側に配置されている。この点が第１実施形態とは異なっている。なお、本実施形態において第１接触検知層２１は、第２接触検知層２２に対し厚み方向ＤＲｔにおいて上記一方側に配置されている。この点は第１実施形態と同様である。なお、図８では、ヒータ層２０、第１接触検知層２１、および第２接触検知層２２の内部構造は省略されて図示されている。このことは、後述の図９および図１０でも同様である。

本実施形態によれば、ヒータ層２０、第１接触検知層２１、および第２接触検知層２２が図８のように積層されているので、輻射熱を放出する輻射暖房装置としての性能は低下するおそれがある。しかし、例えば図２の積層構造と比較して、ヒータ層２０が損傷を受けることを接触検知層２１、２２によって防止し易いというメリットがある。従って、ヒータ層２０が故障しにくいヒータ装置１４を提供することが可能である。

また、本実施形態では、前述の第１実施形態と共通の構成から奏される効果を第１実施形態と同様に得ることができる。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態について説明する。本実施形態では、前述の第１実施形態と異なる点を主として説明する。

図９に示すように、第１接触検知層２１および第２接触検知層２２の両方が、ヒータ層２０に対し、ヒータ装置１４の厚み方向ＤＲｔにおいて固着面１４ｂ側である他方側に配置されている。この点が第１実施形態とは異なっている。なお、本実施形態において第２接触検知層２２は、第１接触検知層２１に対し厚み方向ＤＲｔにおいて上記他方側に配置されている。この点は第１実施形態と同様である。

本実施形態によれば、ヒータ層２０、第１接触検知層２１、および第２接触検知層２２が図９のように積層されているので、ヒータ層２０が上記３つの層２０、２１、２２のうちでヒータ装置１４の放熱面１４ａに最も近づいて配置される。従って、ヒータ装置１４が乗員６１へ放射する輻射エネルギーを最大にすることができる。すなわち、見方を変えれば、ヒータ装置１４自体の小型化を図ることなどが可能となる。

また、本実施形態では、前述の第１実施形態と共通の構成から奏される効果を第１実施形態と同様に得ることができる。

（他の実施形態）
（１）上述の第１実施形態において、第１接触検知層２１は、第２接触検知層２２に対しヒータ装置１４の厚み方向ＤＲｔにおいて放熱面１４ａ側である一方側に配置されているが、その積層順序が逆であることが適切な場合もあり得る。すなわち、図１０に示すように、第２接触検知層２２が、第１接触検知層２１に対しヒータ装置１４の厚み方向ＤＲｔにおいて上記一方側に配置されている場合もあり得る。

例えば、２つの接触検知層２１、２２のうち、放熱面１４ａ側に配置された接触検知層の方が放熱面１４ａへの物体６４の接触に対してオンになりやすいのが通常である。しかしながら、ヒータ装置１４が固着される相手物が柔軟である等その相手物の柔軟度合いによっては、２つの接触検知層２１、２２のうち固着面１４ｂ側に配置されたものの方がオンになりやすいということも例外的にあり得るからである。このことは、上述の第２および第３実施形態でも同様である。

（２）上述の各実施形態において、図６のステップＳ１０５、Ｓ１０９、Ｓ１１０ではヒータ層２０の発熱が停止させられるが、その発熱が完全に停止されずにヒータ出力が制限されるだけであっても差し支えない。例えば、ステップＳ１０５、Ｓ１０９、Ｓ１１０のうちの何れか又は全部にて出力されるヒータ層２０の発熱量が、そのステップへ移る前に実行されていたステップＳ１０７でのヒータ出力制御によるヒータ層２０の発熱量に比して低下しているだけであってもよい。また、その低下後のヒータ層２０の発熱量は、ステップＳ１０５、Ｓ１０９、Ｓ１１０の相互間で同じになっている必要はない。

（３）上述の各実施形態において、ヒータ装置１４は、第１接触検知層２１とヒータ層２０と第２接触検知層２２とから構成されているが、網目状の格子から成る格子層をヒータ装置１４の放熱面１４ａ上に有していても差し支えない。そのようにしたとすれば、第１接触検知層２１とヒータ層２０と第２接触検知層２２とから成る積層体へ物体６４が直接接触し難くなり、ヒータ装置１４の長寿命化を図ることが可能である。

（４）上記各実施形態において、第１接触検知層２１は、接点２１２とプラス電極２１３ｐとマイナス電極２１３ｍとから構成されたスイッチ２１１を多数含んで構成されているが、このような接点式以外の方式のスイッチ２１１が第１接触検知層２１に採用されていても差し支えない。例えば第１接触検知層２１のスイッチ２１１は、静電容量式センサ、光学式センサ、またはソナー式センサなどで構成されていても差し支えない。

（５）上記各実施形態では、ヒータシステム１０は車両に搭載される暖房装置であるが、例えば、船舶もしくは航空機等の移動体の室内、または、土地に固定された建物の室内等に設置されても差し支えない。

（６）上述の各実施形態において、図６のフローチャートに示す各ステップの処理はコンピュータプログラムによって実現されるものであるが、ハードロジックで構成されるものであっても差し支えない。

なお、本発明は、上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の材質、形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の材質、形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その材質、形状、位置関係等に限定されるものではない。

（まとめ）
上記各実施形態の一部または全部で示された第１の観点によれば、制御装置は、放熱面への接触が第１接触検知層では検知されず且つその放熱面への接触が第２接触検知層で検知された場合には、放熱面への接触が第２接触検知層で検知される前に比してヒータ層の発熱量を低下させる第１の発熱低下措置を実行する。そして、制御装置は、その第１の発熱低下措置の開始後に放熱面への接触が第２接触検知層で検知されなくなっても、第１の発熱低下措置を継続する。

また、第２の観点によれば、第１接触検知層は、第２接触検知層に対し厚み方向において放熱面側である一方側に配置される。ここで、ヒータ装置が一般的な状態で取り付けられていれば、２つの接触検知層のうち、放熱面側に配置された接触検知層の方が物体の接触に対して反応しやすい。従って、上記第１の観点で触れた第１の発熱低下措置を実行することによる効果、すなわち故障対策としての効果を、一般的な状態で取り付けられたヒータ装置において得ることが可能である。

また、第３の観点によれば、制御装置は、放熱面への接触が第１接触検知層では検知され且つその放熱面への接触が第２接触検知層で検知されない場合には、放熱面への接触が第１接触検知層で検知される前に比してヒータ層の発熱量を低下させる第２の発熱低下措置を実行する。そして、制御装置は、その第２の発熱低下措置の開始後に放熱面への接触が第１接触検知層および第２接触検知層の何れでも検知されなくなった場合には、その第２の発熱低下措置を解除する。更に、制御装置は、放熱面への接触が第１接触検知層および第２接触検知層で共に検知された場合にも、上記の第２の発熱低下措置を実行する。そして、制御装置は、その第２の発熱低下措置の開始後に放熱面への接触が第１接触検知層および第２接触検知層の何れでも検知されなくなった場合には、その第２の発熱低下措置を解除する。従って、第１接触検知層および第２接触検知層の何れも故障していない場合において、第１接触検知層および第２接触検知層の検知の状況から、人がヒータ装置に触れた場合の熱的な不快感を低減することが可能である。

また、第４の観点によれば、第１接触検知層は、厚み方向において、ヒータ層に対し上記一方側に積層されている。また、第２接触検知層は、厚み方向において、ヒータ層に対し上記一方側とは反対側の他方側に積層されている。従って、ヒータ層からの放射熱をできるだけ多くユーザへ放出させるということと、第１接触検知層が放熱面への物体の接触を検知する性能をできるだけ高めるということとを両立させることが可能である。

また、第５の観点によれば、第１接触検知層は、その第１接触検知層の少なくとも一部にて厚み方向に押圧された場合に放熱面への接触を検知し、第２接触検知層も、その第２接触検知層の少なくとも一部にて厚み方向に押圧された場合に放熱面への接触を検知する。従って、放熱面への物体の接触を検知する機能を簡単な構成で得ることが可能である。

１０ ヒータシステム
１４ ヒータ装置
１４ａ 放熱面
１６ 制御装置
２０ ヒータ層
２１ 第１接触検知層
２２ 第２接触検知層
６４ 物体
ＤＲｔ ヒータ装置１４の厚み方向

Claims (5)

1. 面状に広がるように形成され、厚み方向（ＤＲｔ）の一方側に放熱面（１４ａ）を有し、該放熱面から熱を放射するヒータ装置（１４）と、
   該ヒータ装置の発熱を制御する制御装置（１６）とを備えたヒータシステムであって、
   前記ヒータ装置は、前記厚み方向へ相互に積層されたヒータ層（２０）と第１接触検知層（２１）と第２接触検知層（２２）とを有し、
   前記ヒータ層は通電により発熱し、
   前記第１接触検知層および前記第２接触検知層は、物体（６４）が前記放熱面に接触したか否かを検知可能にそれぞれ構成されており、
   前記制御装置は、前記放熱面への接触が前記第１接触検知層では検知されず且つ該放熱面への接触が前記第２接触検知層で検知された場合には、前記放熱面への接触が前記第２接触検知層で検知される前に比して前記ヒータ層の発熱量を低下させる第１の発熱低下措置を実行し、該第１の発熱低下措置の開始後に前記放熱面への接触が前記第２接触検知層で検知されなくなっても、前記第１の発熱低下措置を継続するヒータシステム。
2. 前記第１接触検知層は、前記第２接触検知層に対し前記厚み方向において前記一方側に配置される請求項１に記載のヒータシステム。
3. 前記制御装置は、
   前記放熱面への接触が前記第１接触検知層では検知され且つ該放熱面への接触が前記第２接触検知層で検知されない場合には、前記放熱面への接触が前記第１接触検知層で検知される前に比して前記ヒータ層の発熱量を低下させる第２の発熱低下措置を実行し、該第２の発熱低下措置の開始後に前記放熱面への接触が前記第１接触検知層および前記第２接触検知層の何れでも検知されなくなった場合には前記第２の発熱低下措置を解除し、
   更に、前記放熱面への接触が前記第１接触検知層および前記第２接触検知層で共に検知された場合にも、前記第２の発熱低下措置を実行し、該第２の発熱低下措置の開始後に前記放熱面への接触が前記第１接触検知層および前記第２接触検知層の何れでも検知されなくなった場合には前記第２の発熱低下措置を解除する請求項２に記載のヒータシステム。
4. 前記第１接触検知層は、前記厚み方向において、前記ヒータ層に対し前記一方側に積層され、
   前記第２接触検知層は、前記厚み方向において、前記ヒータ層に対し前記一方側とは反対側の他方側に積層されている請求項１ないし３のいずれか１つに記載のヒータシステム。
5. 前記第１接触検知層は、該第１接触検知層の少なくとも一部にて前記厚み方向に押圧された場合に前記放熱面への接触を検知し、
   前記第２接触検知層も、該第２接触検知層の少なくとも一部にて前記厚み方向に押圧された場合に前記放熱面への接触を検知する請求項１ないし４のいずれか１つに記載のヒータシステム。

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