JP2017159858A - 輻射ヒータ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の乗員の温熱感の向上を図ることができる輻射ヒータ装置を提供する。
【解決手段】輻射ヒータ装置１０は、車両１の乗員４に対して輻射熱を放射する輻射ヒータ１２と、輻射ヒータ１２の出力を制御するヒータコントローラ１１と、を備える。ヒータコントローラ１１は、「乗員４の温熱感に関する情報」を取得し、この情報に基づき輻射ヒータ１２の出力を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、輻射ヒータ装置に関する。

輻射熱を利用して対象を暖めることができる輻射ヒータ装置を車両の車室内に設置する構成が知られている。このような構成に関して、例えば特許文献１には、車室内に必要とされる暖房能力により変動する熱負荷に応じて、輻射ヒータの出力を制御することが記載されている。

特開２０１４−２０８５１５号公報

特許文献１に記載の輻射ヒータの制御手法では、車室内に一定時間以上乗車しており、体が十分に暖まった乗員に対しては、快適な状態となるが、例えば車外から入ってきたばかりの体の冷え切った乗員に対しては、算出された熱負荷以上の暖房を提供したいケースが想定される。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、車両の乗員の温熱感の向上を図ることができる輻射ヒータ装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る輻射ヒータ装置（１０，１０Ａ，１０Ｂ）は、車両（１）の乗員（４）に対して輻射熱を放射する輻射ヒータ（１２）と、前記輻射ヒータの出力を制御する制御部（１１，１１Ａ，１１Ｂ）と、を備え、前記制御部は、前記乗員の温熱感に関する情報を取得し、前記温熱感に関する情報に基づき前記輻射ヒータの出力を制御する。

この構成により、例えば体の冷え切った乗員には、充分に暖まっている乗員よりも相対的に大きな出力で輻射熱を提供するなど、乗員の個々の温熱感に応じて適切な暖房を提供することができる。この結果、車両の乗員ごとに温熱感や暖房感を向上することが可能となる。

本発明によれば、車両の乗員の温熱感の向上を図ることができる輻射ヒータ装置を提供することができる。

図１は、本発明の第１実施形態に係る輻射ヒータ装置が適用される車両の車室内の概略構成を示す図である。 図２は、第１実施形態に係る輻射ヒータ装置の構成を示すブロック図である。 図３は、第１実施形態における輻射ヒータの目標温度算出手法の切り替え制御を示すフローチャートである。 図４は、図３中のステップＳ１０５のヒータ目標温度算出処理にて実施されるサブルーチン処理を示すフローチャートである。 図５は、図３中のステップＳ１０７のヒータ目標温度補正処理にて実施されるサブルーチン処理を示すフローチャートである。 図６は、第１実施形態で用いるヒータ目標温度特性の一例を示す図である。 図７は、第２実施形態に係る輻射ヒータ装置の構成を示すブロック図である。 図８は、第２実施形態における輻射ヒータの目標温度算出手法の切り替え制御を示すフローチャートである。 図９は、第３実施形態に係る輻射ヒータ装置が適用される車両の車室内の概略構成を示す図である。 図１０は、第３実施形態に係る輻射ヒータ装置の構成を示すブロック図である。 図１１は、第３実施形態における輻射ヒータの目標温度算出制御を示すフローチャートである。 図１２は、図１１中のステップＳ５０３のヒータ目標温度算出処理にて実施されるサブルーチン処理を示すフローチャートである。 図１３は、第３実施形態で用いるヒータ目標温度特性の一例を示す図である。 図１４は、実施形態の変形例の構成を示すブロック図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

［第１実施形態］
図１〜図６を参照して第１実施形態について説明する。まず図１及び図２を参照して、第１実施形態に係る輻射ヒータ装置１０の構成について説明する。

輻射ヒータ装置１０は、輻射熱を利用する暖房装置であり、車両１の車室２内のための暖房装置の一部を構成している。輻射ヒータ装置１０は、車両１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。輻射ヒータ装置１０は、車室２内の座席３に着座している乗員４に対して、この乗員４の足元に輻射熱を放射することができるように、車室２内に設置されている。

車両１の各座席３には、乗員４の着座状態を検出する着座センサ１５が設置されている。着座センサ１５は、このセンサが設置される座席３に乗員４が着座している状態のとき、この状態を示す着座信号を車両１内のＥＣＵや後述する輻射ヒータ装置１０のヒータコントローラ１１などに出力する（着座信号がオン状態となる、とも表現できる）。

また、車両１には、車両１の外部の温度である外気温度を検出する外気温度センサ１６と、車両１の車室２内の温度である内気温度を検出する内気温度センサ１７とが設置されている。外気温度センサ１６及び内気温度センサ１７は、外気温度及び内気温度に対応する情報を車両１内のＥＣＵや後述する輻射ヒータ装置１０のヒータコントローラ１１などに出力する。

また、各座席３には、シートベルト５のバックルの接続状態を検出するバックル接続センサ１８が設置されている。バックル接続センサ１８は、このセンサが設置される座席３において、シートベルト５のバックルが接続されている状態のとき、この状態を示すバックル接続信号を車両１内のＥＣＵや後述する輻射ヒータ装置１０のヒータコントローラ１１などに出力する（バックル接続信号がオン状態となる、とも表現できる）。バックル接続センサ１８がバックル接続信号を出力する状態とは、このセンサが設置される座席３に乗員４が着座し、この乗員４がシートベルト５を装着している状態といえる。したがって、バックル接続センサ１８は、乗員４のシートベルト装着状態を検出するシートベルトセンサとして機能するものである。

輻射ヒータ装置１０は、ヒータコントローラ１１（制御部）と、輻射ヒータ１２と、輻射ヒータスイッチ１３と、ヒータ表面温度センサ１４とを備える。

ヒータコントローラ１１は、輻射ヒータ１２の動作を制御する制御装置である。ヒータコントローラ１１は、着座センサ１５、外気温度センサ１６、内気温度センサ１７、輻射ヒータスイッチ１３、ヒータ表面温度センサ１４、輻射ヒータ１２と電気的に接続されている。ヒータコントローラ１１は、着座センサ１５、外気温度センサ１６、内気温度センサ１７、輻射ヒータスイッチ１３、ヒータ表面温度センサ１４から入力される各種情報に基づき、輻射ヒータ１２の出力を制御する。

輻射ヒータ１２は、車両１の乗員４に対して輻射熱を放射することができる発熱装置である。輻射ヒータ１２は、座席３に着座している乗員４の足元に輻射熱を放射するように車室２内に設置されている。輻射ヒータ１２は、車室２内の壁面に設置することができ、例えば車両１の前側の座席３の場合には、座席３の前方に配置されるインストルメントパネル６の下面に、乗員４に対向するように設置することができる。

輻射ヒータスイッチ１３は、輻射ヒータ１２の動作に関する乗員４の操作入力を受け付ける入力装置である。輻射ヒータスイッチ１３は、乗員４の操作によってオン状態となるとき、輻射ヒータ１２の動作を実行させる操作指令を受け付ける。また、オフ状態となるとき、輻射ヒータ１２の動作を停止させる操作指令を受け付ける。さらに、輻射ヒータスイッチ１３は、オン状態において輻射ヒータ１２の出力を多段階に切り替えることができる。輻射ヒータスイッチ１３は、例えば、輻射ヒータ１２の出力を、低出力（Ｌｏ）、中出力（Ｍｉ）、高出力（Ｈｉ）の３段階に切り替えることができる。ヒータコントローラ１１は、輻射ヒータスイッチ１３により選択される段階（以降ではヒータ出力設定信号という）に応じて、同一条件におけるヒータ目標温度を異ならせることができる。

ヒータ表面温度センサ１４は、輻射ヒータ１２の表面温度を検出する。ヒータ表面温度センサ１４は、輻射ヒータ１２の表面温度に対応する情報をヒータコントローラ１１に出力する。

次に、図３〜図６を参照して、第１実施形態に係る輻射ヒータ装置１０の動作について説明する。輻射ヒータ装置１０において、ヒータコントローラ１１は、乗員４の温熱感に関する情報を取得し、この取得した情報に基づき輻射ヒータ１２の出力を制御するよう構成されている。ここで「乗員４の温熱感」とは、乗員４が感じる暑さや寒さの感覚（温冷感覚）を単一の尺度で表すことができる指標、とも表現することができる。

第１実施形態では、ヒータコントローラ１１が取得する「乗員の温熱感に関する情報」として、着座センサ１５により検出される乗員４の着座状態の情報に基づき算出される、乗員４が車両１に乗車した後の経過時間を適用する。ヒータコントローラ１１は、この経過時間に基づき、輻射ヒータ１２の目標温度の算出手法を切り替える。具体的には、乗員４が車両１に乗車した後の経過時間が所定値未満のときには、乗員４はまだ車外から車内に入ったばかりであるため、車室２内に居続けている乗員と比較して体が冷えており、温熱感も寒い状態と考えられるので、より強い輻射熱を乗員に供給すべく目標温度を嵩上げする補正を行う。一方、経過時間が所定値以上のときには、乗員４が乗車してから充分な時間が経過し、温熱感も充分に回復したと考えられるので、内気温度に基づき目標温度を設定するという通常のヒータ出力制御を行う。

以下、図３のフローチャートに沿って、輻射ヒータ装置１０により実施される、輻射ヒータ１２の目標温度算出手法の切り替え制御について説明する。図３に示す処理は、ヒータコントローラ１１によって例えば所定周期ごとに実行される。

ステップＳ１０１では、輻射ヒータスイッチ（ＳＷ）１３がオン状態か否かが判定される。輻射ヒータスイッチ１３がオン状態のとき（ステップＳ１０１のＹｅｓ）ステップＳ１０２に進み、オフ状態のとき（ステップＳ１０１のＮｏ）ステップＳ１０９に進む。

ステップＳ１０２では、着座センサ１５から入力される着座信号がオフ状態か否かが判定される。着座信号がオン状態のとき（ステップＳ１０２のＮｏ）ステップＳ１０３に進み、オフ状態のとき（ステップＳ１０２のＹｅｓ）ステップＳ１０９に進む。

ステップＳ１０３では、ステップＳ１０１，Ｓ１０２の判定の結果、輻射ヒータスイッチ１３がオン状態であり、かつ、着座信号がオン状態であるので、すなわち、輻射ヒータ１２が作動中であり、かつ、座席３に乗員４が着座している状態であるので、着座信号がオン状態となってから所定のα分以上経過しているか否かが判定される。着座信号オンからα分以上経過しているとき（ステップＳ１０３のＹｅｓ）ステップＳ１０４に進み、着座信号オンからの経過時間がα分未満のとき（ステップＳ１０３のＮｏ）ステップＳ１０６に進む。

ステップＳ１０４では、ステップＳ１０４の判定の結果、乗員が座席に着座してからの所定時間がα分以上経過しているので、通常の目標温度算出手法を用いるべく、目標温度補正ビットが０に設定される。ステップＳ１０４の処理が完了するとステップＳ１０５に進む。

ステップＳ１０５では、通常の目標温度算出手法である「ヒータ目標温度算出」処理が行われる。「ヒータ目標温度算出」の具体的な処理は、図４に示すサブルーチン処理におけるステップＳ２０１〜Ｓ２０２である。

ステップＳ２０１では、内気温度の情報が内気温度センサ１７から取得され、ヒータ出力設定の情報（Ｈｉ，Ｍｉ，Ｌｏのいずれか）が輻射ヒータスイッチ１３から取得される。

ステップＳ２０２では、ステップＳ２０１にて取得した内気温度及びヒータ出力設定に基づいて、所定のヒータ目標温度特性から目標温度が算出される。ここで、ヒータ目標温度特性は、例えば図６に示す特性を用いることができる。図６の横軸は、内気温度又は外気温度［℃］（ここでは内気温度）を表し、図６の縦軸はヒータ目標温度［℃］を表す。図６では、内気温度と目標温度との対応関係を示す特性が、３段階のヒータ出力設定に応じて３種類設定されている。これらの３種類の特性は、内気温度が所定の低温側温度Ｔ１以下のときに目標温度が最大値となり、低温側温度Ｔ１から高温側温度Ｔ２までの区間で温度上昇に伴って単調減少し、内気温度が高温側温度Ｔ２のときに目標温度が最小値となる点で共通する。また、これらの３種類の特性は、目標温度の最大値及び最小値が、ヒータ出力設定のＨｉ、Ｍｉ、Ｌｏの順番で段階的に小さくなるように設定されている。ステップＳ２０２の処理が完了するとメインフローに戻り、ステップＳ１０８に進む。

ステップＳ１０６では、ステップＳ１０４の判定の結果、乗員が座席に着座してからの所定時間がα分未満であるので、一時的に目標温度を嵩上げする補正を行うべく、目標温度補正ビットが１に設定される。ステップＳ１０６の処理が完了するとステップＳ１０７に進む。

ステップＳ１０７では、一時的に目標温度を嵩上げする補正を行う処理である「ヒータ目標温度補正」処理が行われる。「ヒータ目標温度補正」の具体的な処理は、図５に示すサブルーチン処理におけるステップＳ３０１〜Ｓ３０４である。

ステップＳ３０１では、内気温度の情報が内気温度センサ１７から取得され、外気温度の情報が外気温度センサ１６から取得され、ヒータ出力設定の情報（Ｈｉ，Ｍｉ，Ｌｏのいずれか）が輻射ヒータスイッチ１３から取得される。

ステップＳ３０２では、ステップＳ３０１にて取得した内気温度及びヒータ出力設定に基づいて、所定のヒータ目標温度特性から目標温度Ａが算出される。ここで、ヒータ目標温度特性は、ステップＳ２０２と同様に図６に示す特性を用いることができる。

ステップＳ３０３では、ステップＳ３０１にて取得した外気温度及びヒータ出力設定に基づいて、所定のヒータ目標温度特性から目標温度Ｂが算出される。ここで、ヒータ目標温度特性は、ステップＳ２０２、Ｓ３０２と同様に図６に示す特性を用いることができる。本ステップでは、図６の横軸は外気温度[℃]となる。

ステップＳ３０４では、ステップＳ３０２にて算出された内気温度に基づく目標温度Ａと、ステップＳ３０３にて算出された外気温度に基づく目標温度Ｂとを用いて、ヒータ目標温度が算出される。ヒータ目標温度は、例えば下記の（１）式により算出することができる。

ここで、ＡはステップＳ３０２にて算出された内気温度に基づく目標温度［℃］であり、ＢはステップＳ３０３にて算出された外気温度に基づく目標温度［℃］である。Ｃは、目標温度Ｂと目標温度Ａとの偏差（Ｂ−Ａ）［℃］であり、Ｃ≦０の場合はＣ＝０とする。Ｔは、着座信号がオフ状態からオン状態に切り替わった後の経過時間［分］であり、αは、所定時間［分］であり、例えば５分である。αは、ステップＳ１０５のヒータ目標温度算出処理と、ステップＳ１０７のヒータ目標温度補正処理とを切り替えるための基準値としても機能する。ｋは、経過時間Ｔに応じて変動する係数であり、経過時間Ｔが０に近いほど１に近い値となり、経過時間がαに近いほど０に近い値となる。

ここで（１）式についてさらに述べると、右辺第一項（Ａ）は、内気温度及びヒータ出力設定に基づいて、図６に示すヒータ目標温度特性から算出される目標温度であり、ステップＳ１０５の通常の目標温度算出手法において算出されるヒータ目標温度と同一である。右辺第二項（ｋ＊Ｃ）は、第一項の目標温度Ａを嵩上げするための補正項として機能する。第二項において、ｋが経過時間Ｔに応じて変動する変数であり、Ｃが目標温度Ｂと目標温度Ａとの偏差によって決まる変数である。第二項は、経過時間Ｔが短いほど嵩上げ量が大きく、経過時間Ｔが所定時間αに近づくほど嵩上げ量が小さくなる傾向がある。また、第二項は、外気温度に基づく目標温度Ｂと、内気温度に基づく目標温度Ａとの偏差が大きいほど、つまり、外気温度が内気温度より低温であるほど嵩上げ量が大きく、外気温度が内気温度に近づくほど嵩上げ量が小さくなる傾向がある。ステップＳ３０４の処理が完了するとメインフローに戻り、ステップＳ１０８に進む。

ステップＳ１０８では、輻射ヒータ１２がオン状態に制御され、ステップＳ１０５またはステップＳ１０７にて算出されたヒータ目標温度に基づいて輻射ヒータ１２の出力が制御される。ヒータコントローラ１１は、ヒータ表面温度センサ１４から入力される輻射ヒータ１２の実際の表面温度の情報に基づき、輻射ヒータ１２の出力をフィードバック制御することによって、輻射ヒータ１２の表面温度をヒータ目標温度にすることができる。ステップＳ１０８の処理が完了すると本制御フローを終了する。

ステップＳ１０９では、ステップＳ１０１，Ｓ１０２の判定の結果、輻射ヒータスイッチ１３がオフ状態であるか、または、着座信号がオフ状態であるので、輻射ヒータ１２がオフ状態に制御され、本制御フローを終了する。

次に、第１実施形態に係る輻射ヒータ装置１０の効果について説明する。

車両１の車室２内に着座している乗員４を輻射ヒータの暖房提供の対象とする構成を考える。従来の輻射ヒータの制御手法では、例えば特許文献１のように、車室２内に必要とされる暖房能力により変動する熱負荷に応じて、輻射ヒータの出力を変動させる制御手法が提案されている。しかし、これらの制御手法では、車室２内に一定時間以上乗車しており、体が十分に暖まった乗員４に対しては、快適な状態となるが、例えば車外から入ってきたばかりの体の冷え切った乗員４に対しては、算出された熱負荷以上の暖房感が求められるケースが想定され、乗員４にとって充分な暖房提供を行えない虞がある。

これに対して、第１実施形態の輻射ヒータ装置１０は、車両１の乗員４に対して輻射熱を放射する輻射ヒータ１２と、輻射ヒータ１２の出力を制御するヒータコントローラ１１と、を備え、ヒータコントローラ１１は、「乗員４の温熱感に関する情報」を取得し、この情報に基づき輻射ヒータ１２の出力を制御する。

例えば、車室２内に一定時間以上乗車しており、体が十分に暖まっている乗員４と、車外から入ってきたばかりの体の冷え切った乗員４とを比較すると、同じ温度の車室２にいても乗員４が感じる温熱感（すなわち、乗員４が感じる暑さや寒さの感覚（温冷感覚）を単一の尺度で表すことができる指標）は異なるものとなる。第１実施形態の輻射ヒータ装置１０は、上記構成によって、「乗員４の温熱感に関する情報」に基づき輻射ヒータ１２の出力を制御できるので、例えば体の冷え切った乗員４には、充分に暖まっている乗員４よりも相対的に大きな出力で輻射熱を提供するなど、乗員４の個々の温熱感に応じて適切な暖房を提供することができる。この結果、車両１の乗員４ごとに温熱感や暖房感を向上することが可能となる。

また、上述した「乗員４の温熱感に関する情報に基づく輻射ヒータ１２の出力制御」とは、第１実施形態の輻射ヒータ装置１０では具体的には以下の構成をとる。すなわち、ヒータコントローラ１１は、着座センサ１５により検出される乗員４の着座状態の情報に基づき、乗員４が車両１に乗車した後の経過時間を「乗員４の温熱感に関する情報」として算出し、経過時間に基づき輻射ヒータ１２の目標温度の算出手法を切り替える。

乗員４が乗車した後の経過時間は、乗員４の温熱感と高い相関があると考えられる。例えば、この経過時間が短ければ乗員４の体は冷えており温熱感が低い状態であり、経過時間が長ければ乗員４の体は充分に暖まっており温熱感は高い状態といえる。上記構成のとおり、経過時間に基づき輻射ヒータ１２の目標温度の算出手法を切り替えることにより、乗員４の温熱感に応じた適切な暖房の提供が可能となる。

また、第１実施形態の輻射ヒータ装置１０において、ヒータコントローラ１１は、乗員４が車両１に乗車した後の経過時間が所定値α分以上のとき、車両１の車室２内の温度である内気温度に基づき目標温度を設定し、経過時間が所定値α未満のとき、目標温度を嵩上げする補正を行う。

この構成により、乗員４が車両１に乗車した後の経過時間が短く、乗員４の温熱感が比較的低いときには、輻射ヒータ１２の目標温度を嵩上げして通常時より出力を増大させることができるので、乗員４の温熱感を適切に向上させることができる。

また、上述した「目標温度を嵩上げする補正」とは、第１実施形態の輻射ヒータ装置１０では具体的には以下の構成をとる。すなわち、ヒータコントローラ１１は、数式（１）を参照して説明したように、経過時間が短いほど目標温度の嵩上げ量を大きくする補正を行い、さらに、車両１の外部の温度である外気温度が内気温度に対して低くなるほど、目標温度の嵩上げ量を大きくする補正を行う。この構成により、乗員４の温熱感を向上させるために必要な輻射ヒータ１２の目標温度の嵩上げ補正を適切に行うことができる。

［第２実施形態］
図７及び図８を参照して第２実施形態について説明する。図７に示すように、第２実施形態に係る輻射ヒータ装置１０Ａは、着座センサ１５から取得される着座情報の代わりに、バックル接続センサ１８から取得されるバックル接続信号を入力情報として用いる点で、第１実施形態の輻射ヒータ装置１０と異なる。

第２実施形態に係る輻射ヒータ装置１０Ａの動作について、図８のフローチャートを参照して説明する。図８のフローチャートのステップＳ４０１，Ｓ４０４〜Ｓ４０９の各処理は、図３のフローチャートのステップＳ１０１，Ｓ１０４〜Ｓ１０９と同一の処理であるので説明を省略する。なお、ステップＳ４０５のヒータ目標温度算出処理は、第１実施形態と同様に図４に示すサブルーチン処理を実行し、ステップＳ４０７のヒータ目標温度補正処理は、第１実施形態と同様に図５のサブルーチン処理を実行する。

ステップＳ４０２では、バックル接続センサ１８から入力されるバックル接続信号がオフ状態か否かが判定される。バックル接続信号がオン状態のとき（ステップＳ４０２のＮｏ）ステップＳ４０３に進み、オフ状態のとき（ステップＳ４０２のＹｅｓ）ステップＳ４０９に進む。

ステップＳ４０３では、ステップＳ４０１，Ｓ４０２の判定の結果、輻射ヒータスイッチ１３がオン状態であり、かつ、バックル接続信号がオン状態であるので、すなわち、輻射ヒータ１２が作動中であり、かつ、座席３に乗員４がシートベルトを装着して着座している状態であるので、バックル接続信号がオン状態となってから所定のα分以上経過しているか否かが判定される。バックル接続信号オンからα分以上経過しているとき（ステップＳ４０３のＹｅｓ）ステップＳ４０４に進み、バックル接続信号オンからの経過時間がα分未満のとき（ステップＳ４０３のＮｏ）ステップＳ４０６に進む。

第２実施形態の輻射ヒータ装置１０Ａにおいて、上述した「乗員４の温熱感に関する情報に基づく輻射ヒータ１２の出力制御」とは具体的には以下の構成をとる。すなわち、ヒータコントローラ１１Ａは、バックル接続センサ１８により検出される乗員４のシートベルト装着状態の情報に基づき、乗員４が車両１に乗車した後の経過時間を「乗員４の温熱感に関する情報」として算出し、経過時間に基づき輻射ヒータ１２の目標温度の算出手法を切り替える。

このように、第２実施形態の輻射ヒータ装置１０Ａは、乗員４が乗車した後の経過時間に基づき輻射ヒータ１２の目標温度の算出手法を切り替える、という第１実施形態と共通の特徴を有するので、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。

［第３実施形態］
図９〜図１３を参照して第３実施形態について説明する。図１０に示すように、第３実施形態に係る輻射ヒータ装置１０Ｂは、ＩＲ（赤外線）センサ１９を入力情報として用いる点で、第１、第２実施形態と異なる。また、図１０に示すように、ヒータコントローラ１１Ｂは、着座センサ１５、外気温度センサ１６、内気温度センサ１７、バックル接続センサ１８からの情報を利用しない点で、第１、第２実施形態と異なる。

図９及び図１０に示すように、車両１にはＩＲセンサ１９が設けられる。ＩＲセンサ１９は、人体の表面温度を検知する。ＩＲセンサ１９は、輻射ヒータ１２からの輻射熱が照射される乗員４の部分（例えば膝下の足部）の表面温度を検知できるよう、例えば輻射ヒータ１２の近傍に設置される。ＩＲセンサ１９は、検知領域の温度に対応する情報を車両１内のＥＣＵや輻射ヒータ装置１０Ｂのヒータコントローラ１１Ｂなどに出力する。

次に、図１１〜図１３を参照して、第３実施形態に係る輻射ヒータ装置１０Ｂの動作について説明する。第３実施形態では、ヒータコントローラ１１Ｂが取得する「乗員の温熱感に関する情報」として、ＩＲセンサ１９により検出される乗員４の足部の表面温度の情報を適用する。ヒータコントローラ１１は、この表面温度に基づき、輻射ヒータ１２の目標温度を設定する。具体的には、表面温度が低いほど、乗員４はまだ車外から車内に入ったばかりであるため、車室２内に居続けている乗員と比較して体が冷えており、温熱感も寒い状態と考えられるので、ヒータ目標温度を相対的に高くする。一方、表面温度が高いほど、乗員４が乗車してから充分な時間が経過し、温熱感も充分に回復したと考えられるので、ヒータ目標温度を相対的に低くする。

以下、図１１のフローチャートに沿って、輻射ヒータ装置１０Ｂにより実施される、輻射ヒータ１２の目標温度の算出制御について説明する。図１１に示す処理は、ヒータコントローラ１１Ｂによって例えば所定周期ごとに実行される。

ステップＳ５０１では、輻射ヒータスイッチ（ＳＷ）１３がオン状態か否かが判定される。輻射ヒータスイッチ１３がオン状態のとき（ステップＳ５０１のＹｅｓ）ステップＳ５０２に進み、オフ状態のとき（ステップＳ５０１のＮｏ）ステップＳ５０５に進む。

ステップＳ５０２では、ＩＲセンサ１９から入力されるＩＲセンサ信号により乗員４の存在を検知できるか否かが判定される。ヒータコントローラ１１Ｂは、例えばＩＲセンサ信号が、座席３の表面温度とは異なる温度分布を検知したときに、乗員４が座席３にいると判定することができる。乗員４を検知したとき（ステップＳ５０２のＹｅｓ）ステップＳ５０３に進み、乗員４を検知できないとき（ステップＳ５０２のＮｏ）ステップＳ５０５に進む。

ステップＳ５０３では、ステップＳ５０１，Ｓ５０２の判定の結果、輻射ヒータスイッチ１３がオン状態であり、かつ、ＩＲセンサ信号により乗員４を検知できたので、「ヒータ目標温度算出」処理が行われる。「ヒータ目標温度算出」の具体的な処理は、図１２に示すステップＳ６０１〜Ｓ６０２である。

ステップＳ６０１では、乗員４の表面温度の情報がＩＲセンサ１９から取得され、ヒータ出力設定の情報（Ｈｉ，Ｍｉ，Ｌｏのいずれか）が輻射ヒータスイッチ１３から取得される。

ステップＳ６０２では、ステップＳ６０１にて取得した乗員表面温度及びヒータ出力設定に基づいて、所定のヒータ目標温度特性から目標温度が算出される。ここで、ヒータ目標温度特性は、例えば図１３に示す特性を用いることができる。図１３の横軸は、乗員表面温度［℃］を表し、図１３の縦軸はヒータ目標温度［℃］を表す。図１３に示す特性は、その他の点については図６に示した特性と同様である。ステップＳ６０２の処理が完了するとメインフローに戻り、ステップＳ５０４に進む。

ステップＳ５０４では、輻射ヒータ１２がオン状態に制御され、ステップＳ５０３にて算出されたヒータ目標温度に基づいて輻射ヒータ１２の出力が制御される。ヒータコントローラ１１Ｂは、ヒータ表面温度センサ１４から入力される輻射ヒータ１２の実際の表面温度の情報に基づき、輻射ヒータ１２の出力をフィードバック制御することによって、輻射ヒータ１２の表面温度をヒータ目標温度にすることができる。ステップＳ５０４の処理が完了すると本制御フローを終了する。

ステップＳ５０５では、ステップＳ５０１，Ｓ５０２の判定の結果、輻射ヒータスイッチ１３がオフ状態であるか、または、ＩＲセンサ信号により乗員４を検知できなかったので、輻射ヒータ１２がオフ状態に制御され、本制御フローを終了する。

なお、ステップＳ５０２における乗員４の有無を検出する手法は、上記のＩＲセンサ１９を用いる手法の他に、着座センサ１５から入力される着座信号や、バックル接続センサ１８から入力されるバックル接続信号を組み合わせて用いても良い。

第３実施形態の輻射ヒータ装置１０Ｂにおいて、上述した「乗員４の温熱感に関する情報に基づく輻射ヒータ１２の出力制御」とは具体的には以下の構成をとる。すなわち、ヒータコントローラ１１Ｂは、ＩＲセンサ１９により検出される乗員４の表面温度を「乗員４の温熱感に関する情報」として用い、表面温度に基づき輻射ヒータ１２の目標温度を設定する。

ＩＲセンサ１９により検知される乗員４（例えば輻射ヒータ１２により輻射熱が供給される乗員４の膝下部）の表面温度は、乗員４の温熱感と高い相関があると考えられる。例えば、この表面温度が低ければ乗員４の体は冷えており温熱感が低い状態であり、表面温度が高ければ乗員４の体は充分に暖まっており温熱感は高い状態といえる。したがって、上記構成のとおり、表面温度に基づき輻射ヒータ１２の目標温度を設定することにより、乗員４の温熱感に応じた適切な暖房の提供が可能となる。

また、ＩＲセンサ１９により検知される乗員４の表面温度の情報は、「乗員４の温熱感に関する情報」との相関が強いと考えられる。このため、乗員表面温度を入力情報として適用することにより、乗員４の温熱感を精度良く推定することが可能となり、輻射ヒータ１２の出力制御をより一層乗員４の温熱感に則したものとすることができる。なお、第３実施形態の輻射ヒータ装置１０Ｂでは、ＩＲセンサ１９を、乗員４の表面温度を計測することができる他のセンサ類に置き換えることも可能である。

［変形例］
図１４を参照して上記実施形態の変形例について説明する。第１〜第３実施形態では、輻射ヒータ装置１０，１０Ａ，１０Ｂのヒータコントローラ１１，１１Ａ，１１Ｂに各種センサが電気的に接続され、各種センサから直接信号が入力される構成を例示したが、輻射ヒータ装置１０，１０Ａ，１０Ｂはこれらの構成に限られない。例えば図１４に示すように、各種センサ類が、ヒータコントローラ１１，１１Ａ，１１Ｂの上位のＡ／Ｃ ＥＣＵ１００に電気的に接続され、Ａ／Ｃ ＥＣＵ１００が、各種センサ類から入力される信号をヒータコントローラ１１，１１Ａ，１１Ｂに送信し、ヒータコントローラ１１，１１Ａ，１１ＢがＡ／Ｃ ＥＣＵ１００から受信した各種センサ信号に基づき輻射ヒータ１２を制御する構成としてもよい。

以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、前述した各具体例が備える各要素及びその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。

第１、第２実施形態に示した、乗員４の乗車後の経過時間に基づく輻射ヒータ１２の目標温度の嵩上げ補正手法と、第３実施形態に示した、乗員４の表面温度に基づく輻射ヒータ１２の目標温度の設定手法とを組み合わせる構成としてもよい。

また、第１〜第３実施形態では、乗員４が座席３に着座しているか否かの判定手法として、それぞれ着座センサ１５の着座信号、バックル接続センサ１８のバックル接続信号、ＩＲセンサ１９のＩＲセンサ信号を利用する構成を例示したが、これらの信号を組み合わせて使用してもよい。

１：車両
４：乗員
１０，１０Ａ，１０Ｂ：輻射ヒータ装置
１１，１１Ａ，１１Ｂ：ヒータコントローラ（制御部）
１２：輻射ヒータ
１５：着座センサ
１８：バックル接続センサ（シートベルトセンサ）
１９：ＩＲセンサ（温度センサ）

Claims (7)

1. 車両（１）の乗員（４）に対して輻射熱を放射する輻射ヒータ（１２）と、
   前記輻射ヒータの出力を制御する制御部（１１，１１Ａ，１１Ｂ）と、
   を備え、
   前記制御部は、前記乗員の温熱感に関する情報を取得し、前記温熱感に関する情報に基づき前記輻射ヒータの出力を制御する、
   輻射ヒータ装置（１０，１０Ａ，１０Ｂ）。
2. 前記乗員の着座状態を検出する着座センサ（１５）を備え、
   前記制御部（１１）は、前記着座センサにより検出される前記着座状態の情報に基づき、前記乗員が前記車両に乗車した後の経過時間を前記温熱感に関する情報として算出し、前記経過時間に基づき前記輻射ヒータの目標温度の算出手法を切り替える、
   請求項１に記載の輻射ヒータ装置（１０）。
3. 前記乗員のシートベルト装着状態を検出するシートベルトセンサ（１８）を備え、
   前記制御部（１１Ａ）は、前記シートベルトセンサにより検出される前記シートベルト装着状態の情報に基づき、前記乗員が前記車両に乗車した後の経過時間を前記温熱感に関する情報として算出し、前記経過時間に基づき前記輻射ヒータの目標温度の算出手法を切り替える、
   請求項１または２に記載の輻射ヒータ装置（１０Ａ）。
4. 前記制御部（１１，１１Ａ）は、
   前記経過時間が所定値以上のとき、前記車両の車室内の温度である内気温度に基づき前記目標温度を設定し、
   前記経過時間が所定値未満のとき、前記目標温度を嵩上げする補正を行う、
   請求項２または３に記載の輻射ヒータ装置（１０，１０Ａ）。
5. 前記制御部は、前記経過時間が短いほど前記目標温度の嵩上げ量（ｋ・Ｃ）を大きくする補正を行う、
   請求項４に記載の輻射ヒータ装置。
6. 前記制御部は、前記車両の外部の温度である外気温度が、前記内気温度に対して低くなるほど、前記目標温度の嵩上げ量を大きくする補正を行う、
   請求項５に記載の輻射ヒータ装置。
7. 前記乗員の表面温度を検出する温度センサ（１９）を備え、
   前記制御部（１１Ｂ）は、前記温度センサにより検出される前記表面温度を前記温熱感に関する情報として用い、前記表面温度に基づき前記輻射ヒータの目標温度を設定する、
   請求項１〜６のいずれか１項に記載の輻射ヒータ装置（１０Ｂ）。

Images