JP2021059236A - 車載ネックヒータの制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ネックヒータの吹き出し温度の制御に関し、乗員の首部周辺の快適性を長期に亘って維持することができるネックヒータの制御装置を提供する。【解決手段】ネックヒータ２から吹き出される温調風の目標吹出温度と、吹出温度センサ２３によって検出された温調風の温度との偏差に基づき、この偏差を小さくするようにヒータ２２の出力を制御し、該ヒータ２２による温調風の加熱量を変更する。これにより、乗員Ｍの首部に向けて吹き出す温調風の温度を安定的に目標吹出温度近付で推移させることができ、乗員の首部周辺の快適性を長期に亘って維持することができる。【選択図】図１

Description

本発明はコンバーチブル車両（カブリオレ車両とも呼ばれる）等に搭載される車載ネックヒータ（以下、単にネックヒータという場合もある）の制御装置に係る。特に、本発明は、温調風の吹出温度の制御の改良に関する。

従来、開閉可能な可動ルーフを備えたコンバーチブル車両にあっては、可動ルーフの開放状態において乗員の首部周辺の快適性を確保するために、当該乗員の首部に向けて温調風を吹き出すようにしたネックヒータを備えたものが知られている。

特許文献１に開示されているネックヒータでは、吹き出し温度の制御において、該吹き出し温度が高過ぎる場合には、吹き出し温度を低くするかスイッチを切るようにしている。

国際公開ＷＯ２００４／０９１９６６号公報

しかしながら、特許文献１に開示されている吹き出し温度の制御にあっては、吹き出し温度を低くする場合の変更量の設定手法については具体的に特定されておらず、吹き出し温度を低くし過ぎた場合には乗員の首部周辺の快適性を十分に得ることができなくなる。また、スイッチを切った場合には、乗員の首部周辺の快適性を得ることができなくなる。このように、特許文献１のものでは、乗員の首部周辺の快適性を長期に亘って維持することが困難であり、改良の余地があった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ネックヒータの吹き出し温度の制御に関し、乗員の首部周辺の快適性を長期に亘って維持することができるネックヒータの制御装置を提供することにある。

前記の目的を達成するための本発明の解決手段は、加熱手段を備え、吹出口から乗員の首部に向けて吹き出す温調風の加熱量を該加熱手段によって制御する車載ネックヒータの制御装置を前提とする。そして、この車載ネックヒータの制御装置は、温度検出手段および目標吹出温度設定部を備えていることを特徴とする。前記温度検出手段は、前記吹出口の近傍に配設され、該吹出口近傍を流れる温調風の温度を検出する。前記目標吹出温度設定部は、前記温調風の目標吹出温度を設定し、該目標吹出温度に応じた出力信号を前記加熱手段に送信すると共に、現在設定されている前記温調風の目標吹出温度と、前記温度検出手段によって検出されている前記温調風の温度との偏差に基づき、この偏差を小さくするように前記加熱手段への出力信号を変更する。

この特定事項により、現在設定されている温調風の目標吹出温度と、温度検出手段によって検出されている温調風の温度との間に偏差が生じている場合、この偏差を小さくするように加熱手段への出力信号が変更される。つまり、目標吹出温度に対して、検出されている温調風の温度が低い場合には、加熱手段による温調風の加熱量を多くするように出力信号が変更される。逆に、目標吹出温度に対して、検出されている温調風の温度が高い場合には、加熱手段による温調風の加熱量を少なくするように出力信号が変更される。これにより、乗員の首部に向けて吹き出す温調風の温度を安定的に目標吹出温度近付で推移させることができ、乗員の首部周辺の快適性を長期に亘って維持することができる。

本発明では、温調風の目標吹出温度と、検出されている温調風の温度との偏差に基づき、この偏差を小さくするように加熱手段への出力信号を変更するようにしている。このため、乗員の首部に向けて吹き出す温調風の温度を安定的に目標吹出温度近付で推移させることができ、乗員の首部周辺の快適性を長期に亘って維持することができる。

実施形態に係るコンバーチブル車両に搭載されたネックヒータ制御システムの概略構成を示すブロック図である。 ネックヒータを説明するための図である。 乗員のディスプレイ操作によるモード切り替えを説明するための図である。 オートモードカスタマイズ設定テーブルの一例を示す図である。 温調制御基本値決定マップの一例を示す図である。 温調制御テーブルの一例を示す図である。 ネックヒータ制御の手順を説明するためのフローチャート図である。 ネックヒータ吹出温度のフィードバック制御の手順を説明するためのフローチャート図である。 ネックヒータの制御モードが変化していく場合の吹出温度および吸込温度の推移の一例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は、コンバーチブル車両に搭載された温調デバイスとしてのネックヒータから吹き出される温調風の吹出温度を制御する制御装置に本発明を適用した場合について説明する。

−ネックヒータ制御システムの概略構成−
図１は、本実施形態に係るコンバーチブル車両に搭載されたネックヒータ制御システム１の概略構成を示すブロック図である。この図１に示すようにネックヒータ２は、車両に搭載されている種々の温調デバイス（図示しない車室内空調装置、シート空調装置、ステアリングヒータ等）を統括的に制御するエアコンＥＣＵ（Electronic Control Unit）６に接続されており、このエアコンＥＣＵ６からの情報（後述する温調制御基本値の情報やモード指令情報等）を受信することで、自動制御（オートモードで制御）または手動制御（マニュアルモードで制御）されるようになっている。

（ネックヒータ）
図２は、ネックヒータ２を説明するための図である。ネックヒータ２は車両の前部座席（運転席および助手席）のヘッドレストＨＲの内部に収容され、乗員（図２では仮想線Ｍで示している）の首部に向けて温調風（温風）を吹き出すことで当該乗員Ｍの首部周辺の快適性を確保するための温調デバイスである。

図２に示すように、ネックヒータ２は、ヘッドレストＨＲに内蔵された送風ファン２１、ヒータ（本発明でいう加熱手段）２２、吹出温度センサ（本発明でいう温度検出手段）２３を備えている。

具体的に、ヘッドレストＨＲの内部に配設された樹脂製のベース部材２４およびインサートベゼル２５の間に形成されたネックヒータ収容空間２６に前記送風ファン２１およびヒータ２２が収容されている。

送風ファン２１は電動ファンで構成されており、ネックヒータＥＣＵ２７（図１を参照）からの風量指令信号に従って作動してヒータ２２に向けて送風を行う。ネックヒータＥＣＵ２７からの風量指令信号は、送風ファン２１の回転速度（送風量）を多段階で切り替え可能とする信号（例えばＰＷＭ信号）であり、送風ファン２１の回転速度は、この風量指令信号によって制御される。

また、ヒータ２２は、ＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）ヒータで構成されており、ネックヒータＥＣＵ２７からの温度指令信号に従って作動する。ネックヒータＥＣＵ２７からの温度指令信号は、ヒータ２２の発熱量を多段階で切り替え可能とする信号であり、ヒータ２２の発熱量は、この温度指令信号によって制御される。

このネックヒータ２における送風ファン２１の制御およびヒータ２２の制御の詳細については後述する。

また、ヘッドレストＨＲの前面において前記ヒータ２２の吹出口に対応する部分には開口（本発明でいう吹出口）Ｈが形成されており、この開口Ｈには吹出口キャップ２８が装着されている。この吹出口キャップ２８は、ヒータ２２の吹出口から吹き出された温調風を乗員Ｍの首部周辺に案内する部材である。また、この吹出口キャップ２８には、乗員Ｍがヒータ２２に直接的に触れることを防止するためのフィン２８ａが設けられている。このフィン２８ａに代えてメッシュ状の部材が設けられていてもよい。

また、吹出口キャップ２８の内面には、ヒータ２２から吹き出された温調風の温度を検出するための前記吹出温度センサ（サーミスタ）２３が取り付けられている。この吹出温度センサ２３の取り付け位置としては、吹出口キャップ２８の天井面２８ｂ（温調風が流れる空間の上面）に設定されている。なお、吹出温度センサ２３の取り付け位置としてはこれに限定されるものではなく。ヒータ２２の輻射熱の影響を受け難く、吹き出された温調風の温度を検出可能な位置であればよい。

（エアコンＥＣＵ）
エアコンＥＣＵ６は、一般的に公知のＥＣＵとされており、図示していないが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）およびバックアップＲＡＭ等を備えている。

本実施形態におけるエアコンＥＣＵ６は、前記ネックヒータ２を含め、各種の温調デバイスに対して制御用の情報を出力する。これによって各温調デバイスでは、この情報に基づきそれぞれのＥＣＵによる制御が行われるようになっている。

具体的に、エアコンＥＣＵ６には、車室内前面（インストルメントパネル）に設けられたディスプレイ７が接続されており、乗員Ｍによるディスプレイ７の操作に基づく操作情報が入力されるようになっている。

ディスプレイ７上に表示される各種スイッチとしては、各温調デバイスそれぞれを自動制御するためのオートモードスイッチや、各温調デバイスを手動制御（手動操作）するためのマニュアルモードスイッチ、各温調デバイスの温調状態を手動操作によって調整する（温調デバイスの温調状態を変更したい要求が乗員Ｍに生じた場合に該乗員Ｍが手動操作によって調整する）カスタマイズスイッチ等が挙げられる。これらスイッチは各温調デバイス毎に表示可能であって、各温調デバイスは、個別にオートモードとマニュアルモードとの間で切り替えが可能であると共に、各温調デバイスの温調状態を個別に調整すること（例えば後述するＬｏモード、Ｍｉｄモード、Ｈｉモードの切り替え）が可能となっている。

また、このディスプレイ７上の表示としては、全ての温調デバイスをオートモードで作動させるためのオールオートモードスイッチも表示可能となっており、このオールオートモードスイッチが押された場合には、全ての温調デバイスが連携されてオートモードで作動するようになっている。これらオートモードでの温調制御およびマニュアルモードでの温調制御の詳細については後述する。

また、エアコンＥＣＵ６に接続される各種センサとしては、車室内温度を検出する車室内温度センサ１１０、外気温度を検出する外気温度センサ１１１、車室内に照射される日射量を検出する日射量センサ１１２、車室内の湿度を検出する湿度センサ１１３、車両の走行速度を検出する車速センサ１１５等がある。また、エアコンＥＣＵ６には、車両の可動ルーフの開閉動作を行う際に乗員Ｍによって操作されるルーフ開閉切替スイッチ１１４も接続されている。エアコンＥＣＵ６は、ルーフ開閉切替スイッチ１１４からの出力信号（可動ルーフ開放指令信号または可動ルーフ閉鎖指令信号）を受信することで可動ルーフの状態（開放状態であるのか閉鎖状態であるのか）を把握することができる。

−ネックヒータの温調制御−
次に、ネックヒータ２の温調制御について説明する。このネックヒータ２の温調制御では、ヒータ２２の発熱量の制御による吹出温度の制御（ヘッドレストＨＲの開口Ｈから吹き出される温調風の温度の制御）、および、送風ファン２１の回転速度の制御による吹出風量の制御（ヘッドレストＨＲの開口Ｈから吹き出される温調風の風量の制御）が行われる。

また、これら吹出温度の制御および吹出風量の制御の制御モードとしては、乗員Ｍの手動操作によるマニュアルモードと、エアコンＥＣＵ６およびネックヒータＥＣＵ２７によって行われるオートモードとがある。マニュアルモードとオートモードとの切り替えは、前記ディスプレイ７上に表示されるモード選択画面での操作によって行われる。

図３は、乗員Ｍのディスプレイ操作によるモード切り替えを説明するための図である。この図３に矢印で示すように、乗員Ｍのディスプレイ操作によって、マニュアルモード、オートモード、ＯＦＦ（ネックヒータ２の作動停止）の切り替えが可能となっている。また、マニュアルモードにあっては、更に、吹出温度および吹出風量が互いに異なるＬｏモード、Ｍｉｄモード、Ｈｉモードの間で切り替えが可能となっている。Ｌｏモードは、乗員Ｍによる温調要求（要求する温調風の吹出温度および吹出風量）が比較的低い場合に選択され、所定の範囲内（ネックヒータ２における温調風の吹出温度および吹出風量の制御範囲内）において吹出温度が比較的低く、吹出風量が比較的少なく設定される。また、Ｈｉモードは、乗員Ｍによる温調要求が比較的高い場合に選択され、吹出温度が比較的高く、吹出風量が比較的多く設定される。Ｍｉｄモードは、これらＬｏモードとＨｉモードとの中間のモードであって、吹出温度および吹出風量それぞれがＬｏモードとＨｉモードとの中間の値に設定される。また、オートモードにあっては、後述するように環境情報を含む複数のパラメータに応じて、これらＬｏモード、Ｍｉｄモード、Ｈｉモードが自動的に設定され、その設定されたモードに従って吹出温度および吹出風量それぞれが設定されることになる。

以下、オートモードにおける吹出温度および吹出風量それぞれの設定動作を行うための構成について説明する。

エアコンＥＣＵ６にはオート／マニュアルモード指令部６１が備えられており、ディスプレイ７の操作によってオートモードが選択された場合には、このオート／マニュアルモード指令部６１からオートモード指令信号が送信され、ネックヒータ２がオートモードで作動する。一方、ディスプレイ７の操作によってマニュアルモードが選択された場合には、このオート／マニュアルモード指令部６１からマニュアルモード指令信号が送信され、ネックヒータ２がマニュアルモードで作動することになる。

また、このエアコンＥＣＵ６において、オートモードにおける吹出温度および吹出風量それぞれの設定動作に寄与する機能部として、パラメータ取得部６２、必要温調制御量算出部６３、必要温調制御量補正部６４および温調制御基本値決定部６５を備えている。

パラメータ取得部６２は、環境情報を含むパラメータを取得する。具体的には、車室内温度センサ１１０によって検出された車室内温度、外気温度センサ１１１によって検出された外気温度、日射量センサ１１２によって検出された日射量、湿度センサ１１３によって検出された車室内の湿度、車速センサ１１５によって検出された車両の走行速度（車速）を取得する。また、このパラメータ取得部６２は、乗員Ｍのディスプレイ操作によって設定された設定温度（乗員Ｍが要求する車室内温度）の情報も取得する。更に、このパラメータ取得部６２は、ルーフ開閉切替スイッチ１１４の出力信号（可動ルーフ開放指令信号または可動ルーフ閉鎖指令信号）も受信する。この出力信号を受信することによって現在の可動ルーフの状態（開放状態であるのか閉鎖状態であるのか）を把握できるようになっている。

必要温調制御量算出部６３は、前記パラメータ取得部６２によって取得されたパラメータに基づいて必要温調制御量（ＴＡＯＢｉｓｅａｔ）を算出すると共に、この必要温調制御量（ＴＡＯＢｉｓｅａｔ）からネックヒータ必要温調制御量（ＮｅｃｋＴＡＯｉ）を算出する。このネックヒータ必要温調制御量（ＮｅｃｋＴＡＯｉ）は、現在、乗員Ｍが要求している温調状態を得るために必要となるネックヒータ２から吹き出される温調風の制御量である。

前記必要温調制御量（ＴＡＯＢｉｓｅａｔ）の算出手法としては、以下の式（１）によって基本項を算出した後に、この算出した基本項を以下の式（２）に当て嵌めることによって算出する。なお、この必要温調制御量（ＴＡＯＢｉｓｅａｔ）の算出動作は所定時間毎に繰り返されて更新されていく。

基本項＝設定温度項−車室内温度項−外気温度項−定数 …（１）
必要温調制御量（ＴＡＯＢｉｓｅａｔ）＝基本項−日射量補正項−湿度補正項−仕向地補正項 …（２）
ここで、設定温度項は、乗員Ｍのディスプレイ操作によって設定された前記設定温度に対し、車種毎に予め設定された係数を乗算するなどして規定された値である。また、車室内温度項は、車室内温度センサ１１０によって検出された車室内温度に対し、車種毎に予め設定された係数を乗算するなどして規定された値である。外気温度項は、外気温度センサ１１１によって検出された外気温度に対し、車種毎に予め設定された係数を乗算するなどして規定された値である。日射量補正項は、日射量センサ１１２によって検出された日射量に対し、車種毎に予め設定された係数を乗算するなどして規定された値である。湿度補正項は、湿度センサ１１３によって検出された車室内の湿度に対し、車種毎に予め設定された係数を乗算するなどして規定された値である。なお、前記各係数は、車種毎に実験またはシミュレーションによって予め設定されている。また、式（１）の定数も、実験またはシミュレーションによって車種毎に予め設定されている。また、式（２）の仕向地補正項は、車両が寒冷地仕様であるか否か、また、車両の輸出国に応じて、実験またはシミュレーションによって予め設定されたものである。

前記式（１）によれば、乗員Ｍが要求する温調風の設定温度に対して車室内温度項が小さいほどまた外気温度項が小さいほど、基本項は大きな値として算出され、それに伴って必要温調制御量（ＴＡＯＢｉｓｅａｔ）も大きい値として算出されることになる。これは、乗員Ｍが要求する温調風の設定温度に対して車室内温度が低いほどまた外気温度が低いほど、乗員Ｍの暖房要求は高くなる傾向にあるため、この場合、必要温調制御量（ＴＡＯＢｉｓｅａｔ）を大きい値として算出して、温調風の目標吹出温度を高くすると共に、温調風の目標吹出風量を多くすることで、乗員Ｍの暖房要求に十分に応えられるようにするためである（必要温調制御量と、温調風の目標吹出温度および目標吹出風量との関係については後述する）。

同様に、前記式（２）によれば、日射量補正項が小さいほど、必要温調制御量（ＴＡＯＢｉｓｅａｔ）は大きい値として算出されることになる。これは、例えば冬季において日射量が少ないほど乗員Ｍの暖房要求は高くなる傾向にあるため、この場合も、必要温調制御量（ＴＡＯＢｉｓｅａｔ）が大きい値として算出され、温調風の目標吹出温度を高くすると共に、温調風の目標吹出風量を多くすることで、乗員Ｍの暖房要求に十分に応えられるようにするためである。

また、湿度補正項が大きいほど、必要温調制御量（ＴＡＯＢｉｓｅａｔ）は小さい値として算出されることになる。これは、例えば冬季において、乗員Ｍに比較的高温の温調風を吹き付けたとしても、その温調風の湿度が高い場合には、乗員Ｍが不快感を覚える可能性がある。このため、車室内の湿度が高い場合（送風ファン２１が吸い込む車室内の空気の湿度が高い場合）には、必要温調制御量（ＴＡＯＢｉｓｅａｔ）を小さい値として算出し、温調風の目標吹出温度を低くすると共に、温調風の目標吹出風量を少なくすることで、乗員Ｍに不快感を与えないようにするためである。

また、ネックヒータ必要温調制御量（ＮｅｃｋＴＡＯｉ）は、前述の如く算出された必要温調制御量（ＴＡＯＢｉｓｅａｔ）が補正されることによって算出される。この必要温調制御量（ＴＡＯＢｉｓｅａｔ）に対する補正は、必要温調制御量補正部６４が受信したカスタマイズ情報に従って行われる。このカスタマイズ情報は、ネックヒータ２からの温調風の吹出温度および吹出風量を変更したい要求が乗員Ｍに生じた場合、該乗員Ｍがディスプレイ７を操作することによって入力される情報である。

図４は、このカスタマイズ情報が存在する場合（乗員Ｍがディスプレイ７を操作してカスタマイズ情報を入力した場合）に、必要温調制御量（ＴＡＯＢｉｓｅａｔ）を補正してネックヒータ必要温調制御量（ＮｅｃｋＴＡＯｉ）を求めるための補正項の値を決定するオートモードカスタマイズ設定テーブルの一例を示す図である。乗員Ｍのディスプレイ操作によるカスタマイズ操作は、温調制御能力を高くする側に２段階、温調制御能力を低くする側に２段階それぞれ操作が可能となっている。図４では、温調制御能力を１段階だけ高くする操作入力を「１」とし、温調制御能力を２段階高くする操作入力を「２」とし、温調制御能力を１段階だけ低くする操作入力を「−１」とし、温調制御能力を２段階低くする操作入力を「−２」としている。

そして、前記操作入力が「１」の場合には補正項の値を「５」として必要温調制御量（ＴＡＯＢｉｓｅａｔ）に「５」を加算してネックヒータ必要温調制御量（ＮｅｃｋＴＡＯｉ）を算出し、前記操作入力が「２」の場合には補正項の値を「１０」として必要温調制御量（ＴＡＯＢｉｓｅａｔ）に「１０」を加算してネックヒータ必要温調制御量（ＮｅｃｋＴＡＯｉ）を算出し、前記操作入力が「−１」の場合には補正項の値を「−５」として必要温調制御量（ＴＡＯＢｉｓｅａｔ）から「５」を減算してネックヒータ必要温調制御量（ＮｅｃｋＴＡＯｉ）を算出し、前記操作入力が「−２」の場合には補正項の値を「−１０」として必要温調制御量（ＴＡＯＢｉｓｅａｔ）から「１０」を減算してネックヒータ必要温調制御量（ＮｅｃｋＴＡＯｉ）を算出するようになっている。

このようにして算出されたネックヒータ必要温調制御量（ＮｅｃｋＴＡＯｉ）は温調制御基本値決定部６５に出力されることになる。つまり、ネックヒータ必要温調制御量（ＮｅｃｋＴＡＯｉ）は、カスタマイズ情報が存在しない場合には必要温調制御量（ＴＡＯＢｉｓｅａｔ）と同一の値として温調制御基本値決定部６５に出力され、カスタマイズ情報が存在する場合には必要温調制御量（ＴＡＯＢｉｓｅａｔ）が前記補正項（オートモードカスタマイズ設定テーブルによって決定された補正項）によって補正された値として温調制御基本値決定部６５に出力されることになる。

温調制御基本値決定部６５は、前記算出されたネックヒータ必要温調制御量（ＮｅｃｋＴＡＯｉ）に基づいて温調制御基本値を決定する。この温調制御基本値は、ネックヒータ２の制御モードをＬｏモード、Ｍｉｄモード、Ｈｉモードの何れに設定するかを決定するための値である。この温調制御基本値は、図５に示す温調制御基本値決定マップにネックヒータ必要温調制御量（ＮｅｃｋＴＡＯｉ）を当て嵌めることによって決定される。

また、この温調制御基本値決定マップは、ネックヒータ必要温調制御量（ＮｅｃｋＴＡＯｉ）に応じて、ネックヒータ２の制御モードをＯＦＦ、Ｌｏモード、Ｍｉｄモード、Ｈｉモードのうちの何れかに設定するものである。本実施形態では、ネックヒータ必要温調制御量（ＮｅｃｋＴＡＯｉ）が上昇していく状況において、その値が図中のＡ２に達した時点でネックヒータ２の制御モードをＯＦＦからＬｏモードに切り替え、図中のＢ２に達した時点でネックヒータ２の制御モードをＬｏモードからＭｉｄモードに切り替え、図中のＣ２に達した時点でネックヒータ２の制御モードをＭｉｄモードからＨｉモードに切り替えるようになっている。また、これらモードの切り替えにはヒステリシスが設けられており、ネックヒータ必要温調制御量（ＮｅｃｋＴＡＯｉ）が下降していく状況において、その値が図中のＣ２よりも小さいＣ１に達するまではＨｉモードが維持され、図中のＢ２よりも小さいＢ１に達するまではＭｉｄモードが維持され、図中のＡ２よりも小さいＡ１に達するまではＬｏモードが維持されるようになっている。このようにして決定されたネックヒータ２の制御モードの情報は、エアコンＥＣＵ６からネックヒータＥＣＵ２７に出力される。

ネックヒータＥＣＵ２７において、オートモードにおける吹出温度および吹出風量それぞれの設定動作に寄与する機能部として、目標吹出温度設定部２７ａおよび目標吹出風量設定部２７ｂを備えている。

目標吹出温度設定部２７ａは、温調制御基本値決定部６５によって決定された温調制御基本値に応じて、ネックヒータ２の温調風の目標吹出温度を設定する。具体的には、図６に示す温調制御テーブルに、温調制御基本値を当て嵌めることによって目標吹出温度を設定する。この温調制御基本値決定マップでは、温調制御基本値が大きいほど目標吹出温度が高い値として設定されるようになっている。具体的には、温調制御基本値に従い、Ｌｏモードに設定された場合の目標吹出温度はＡ（例えば３７℃）、Ｍｉｄモードに設定された場合の目標吹出温度はＢ（例えば４０℃）、Ｈｉモードに設定された場合の目標吹出温度はＣ（例えば４３℃）に設定される。これらの値はこれに限定されるものではなく適宜設定される。

また、本実施形態の特徴として、目標吹出温度設定部２７ａは、ネックヒータ２の吹出温度のフィードバック制御を行う。具体的には、前述の如く設定された温調風の目標吹出温度（現在設定されている温調風の目標吹出温度）と、吹出温度センサ２３によって検出されている温調風の温度（実際に吹き出されている温調風の温度）との偏差に基づき、この偏差を小さくするようにヒータ２２への出力信号（温度指令信号）を変更するようになっている。この吹出温度のフィードバック制御は、オートモード時だけでなくマニュアルモード時においても実施される。この吹出温度のフィードバック制御の手順については後述する。

目標吹出風量設定部２７ｂは、温調制御基本値決定部６５によって決定された温調制御基本値、ルーフ開閉切替スイッチ１１４からの出力信号、および、車速センサ１１５によって検出された車両の走行速度それぞれに応じて、温調風の目標吹出風量を設定する。具体的には、図６に示す温調制御テーブルに、温調制御基本値、ルーフ状態、車速を当て嵌めることによって送風ファン出力（目標吹出風量）を設定する。この温調制御基本値決定マップでは、温調制御基本値が大きいほど送風ファン出力が大きい値として設定され、可動ルーフの閉鎖状態よりも開放状態の方が送風ファン出力が大きい値として設定され、更に、可動ルーフが開放状態にある場合において車速が所定値（例えば５０ｋｍ／ｈ）未満である場合よりも所定値以上である方が送風ファン出力が大きい値として設定されるようになっている。また、可動ルーフが閉鎖状態にある場合には、車速に関わりなく送風ファン出力は可動ルーフが開放状態にある場合よりも小さい値として設定されるようになっている。

また、前述したようにディスプレイ７の操作によってマニュアルモードが選択された場合には、オート／マニュアルモード指令部６１からマニュアルモード指令信号が送信され、ネックヒータ２がマニュアルモードで作動することになる。

このマニュアルモードでは、図示しないマニュアルモードカスタマイズ設定テーブルに従って送風ファン出力（目標吹出風量）および目標吹出温度が設定されることになる。

具体的には、ディスプレイ７の操作によってＬｏモードに設定された場合であってカスタマイズ情報が存在していない場合には目標吹出温度がＡ（例えば３７℃）に、温調制御能力を１段階だけ低くするカスタマイズ情報が存在する場合には目標吹出温度がＡ−（例えば３６℃）に、温調制御能力を１段階だけ高くするカスタマイズ情報が存在する場合には目標吹出温度がＡ＋（例えば３８℃）にそれぞれ設定される。また、Ｍｉｄモードに設定された場合であってカスタマイズ情報が存在していない場合には目標吹出温度がＢ（例えば４０℃）に、温調制御能力を１段階だけ低くするカスタマイズ情報が存在する場合には目標吹出温度がＢ−（例えば３９℃）に、温調制御能力を１段階だけ高くするカスタマイズ情報が存在する場合には目標吹出温度がＢ＋（例えば４１℃）にそれぞれ設定される。また、Ｈｉモードに設定された場合であってカスタマイズ情報が存在していない場合には目標吹出温度がＣ（例えば４３℃）に、温調制御能力を１段階だけ低くするカスタマイズ情報が存在する場合には目標吹出温度がＣ−（例えば４２℃）に、温調制御能力を１段階だけ高くするカスタマイズ情報が存在する場合には目標吹出温度がＣ＋（例えば４４℃）にそれぞれ設定される。

また、このマニュアルモードにおいても、制御モード、ルーフ開閉切替スイッチ１１４からの出力信号、および、車速センサ１１５によって検出された車両の走行速度それぞれに応じて、温調風の目標吹出風量が設定される。具体的には、図示しないマニュアルモードカスタマイズ設定テーブルに、制御モード、カスタマイズ情報、ルーフ状態、車速を当て嵌めることによって送風ファン出力（目標吹出風量）を設定する。このマニュアルモードカスタマイズ設定テーブルでは、制御モードに応じて送風ファン出力が設定され、可動ルーフの閉鎖状態よりも開放状態の方が送風ファン出力が大きい値として設定され、更に、可動ルーフが開放状態にある場合において車速が所定値（例えば５０ｋｍ／ｈ）未満である場合よりも所定値以上である方が送風ファン出力が大きい値として設定されるようになっている。また、可動ルーフが閉鎖状態にある場合には、車速に関わりなく送風ファン出力は可動ルーフが開放状態にある場合よりも小さい値として設定されるようになっている。

（ネックヒータ制御の手順）
次に、ネックヒータ制御の手順を図７のフローチャートに沿って説明する。このフローチャートは、ネックヒータ制御システム１が作動され、乗員Ｍのディスプレイ操作によって設定温度が設定された状態においてエアコンＥＣＵ６およびネックヒータＥＣＵ２７によって所定時間毎に繰り返して実行される。

先ず、ステップＳＴ１において、現在のネックヒータ２の制御モードがオートモードとなっているか否かを判定する。具体的には、乗員Ｍのディスプレイ操作によって各温調デバイスの制御モードが個別に選択される状況において、ネックヒータ２の制御モードがオートモードに選択されている場合には、このステップＳＴ１でＹＥＳ判定される。また、前記オールオートモードスイッチが押された場合（全ての温調デバイスの制御モードをオートモードに設定する操作が行われた場合）にも、このステップＳＴ１でＹＥＳ判定されることになる。

現在のネックヒータ２の制御モードがオートモードとなっており、ステップＳＴ１でＹＥＳ判定された場合には、ステップＳＴ２に移り、各種パラメータを取得する。具体的には、車室内温度センサ１１０によって検出された車室内温度、外気温度センサ１１１によって検出された外気温度、日射量センサ１１２によって検出された日射量、湿度センサ１１３によって検出された車室内の湿度、車速センサ１１５によって検出された車両の走行速度、ルーフ開閉切替スイッチ１１４の出力信号から得られる可動ルーフ状態情報を取得する。

その後、ステップＳＴ３に移り、前記式（１）（２）によって必要温調制御量（ＴＡＯＢｉｓｅａｔ）を算出する。

その後、ステップＳＴ４に移り、乗員Ｍのディスプレイ操作によるカスタマイズ情報が存在する場合には該カスタマイズ情報を取得してステップＳＴ５に移る。また、カスタマイズ情報が存在しない場合にはそのままステップＳＴ５に移る。

ステップＳＴ５にあっては、このカスタマイズ情報の有無に応じてネックヒータ必要温調制御量（ＮｅｃｋＴＡＯｉ）を算出する。この際、カスタマイズ情報が存在しない場合には、ネックヒータ必要温調制御量（ＮｅｃｋＴＡＯｉ）は必要温調制御量（ＴＡＯＢｉｓｅａｔ）に一致する。これに対し、カスタマイズ情報が存在している場合には、図４で示したオートモードカスタマイズ設定テーブルから求められる補正項による補正が行われてネックヒータ必要温調制御量（ＮｅｃｋＴＡＯｉ）が算出される。

その後、ステップＳＴ６に移り、図５で示した温調制御基本値決定マップにネックヒータ必要温調制御量（ＮｅｃｋＴＡＯｉ）を当て嵌めることによって温調制御基本値が決定される。つまり、ネックヒータ２の制御モードが、Ｌｏモード、Ｍｉｄモード、Ｈｉモードの何れかに設定される。

このようにしてネックヒータ２の制御モードが設定された後、ステップＳＴ７に移り、ルーフ状態情報および車速情報を取得して、ステップＳＴ８に移り、図６で示した温調制御テーブルに従って、送風ファン出力および目標吹出温度が取得され、これらを目標吹出風量および目標吹出温度として設定して送風ファン２１およびヒータ２２が制御され、ネックヒータ２がオートモードで作動することになる（ステップＳＴ９）。

一方、現在のネックヒータ２の制御モードがオートモードではなく、ステップＳＴ１でＮＯ判定された場合には、ステップＳＴ１０に移り、現在のネックヒータ２の制御モードがマニュアルモードとなっているか否かを判定する。具体的には、乗員Ｍのディスプレイ操作によってネックヒータ２の制御モードがマニュアルモードに設定されているか否かを判定する。現在のネックヒータ２の制御モードがマニュアルモードではなく、ステップＳＴ１０でＮＯ判定された場合、つまり、ネックヒータ２の制御モードがオートモードおよびマニュアルモードの何れでもない場合には、ステップＳＴ１１に移り、ネックヒータ２を停止（ＯＦＦ）させる。

一方、現在のネックヒータ２の制御モードがマニュアルモードとなっており、ステップＳＴ１０でＹＥＳ判定された場合には、ステップＳＴ１２に移り、乗員Ｍのディスプレイ操作によって指示されている制御モード（マニュアル指示モード）を取得する。また、ステップＳＴ１３に移り、乗員Ｍのディスプレイ操作によるカスタマイズ情報が存在する場合には該カスタマイズ情報を取得してステップＳＴ１４に移る。また、カスタマイズ情報が存在しない場合にはそのままステップＳＴ１４に移る。

ステップＳＴ１４にあっては、ステップＳＴ１２で取得したマニュアル指示モードおよびステップＳＴ１３で取得したカスタマイズ情報の有無に応じ、前述したマニュアルモードカスタマイズ設定テーブルに従って、送風ファン出力および目標吹出温度が取得され、これらを目標吹出風量および目標吹出温度として設定して送風ファン２１およびヒータ２２が制御され、ネックヒータ２がマニュアルモードで作動することになる（ステップＳＴ１４）。

以上の動作が繰り返され、ネックヒータ２はオートモードまたはマニュアルモードで制御され、乗員Ｍの首部に向けて温調風を吹き出すことで当該乗員Ｍの首部周辺の快適性が確保される。

（ネックヒータ吹出温度のフィードバック制御の手順）
次に、前記目標吹出温度設定部２７ａによって実行されるネックヒータ２の吹出温度のフィードバック制御の手順を図８のフローチャートに沿って説明する。このフローチャートは、ネックヒータ２の作動時（オートモードまたはマニュアルモードでの作動時）に実行される。

先ず、ステップＳＴ２１において、吹出温度センサ２３からの出力信号に基づき、現在、前記開口Ｈから吹き出されている吹出温度（実吹出温度）Ｔｒを取得する。前述したように、吹出温度センサ２３は、吹出口キャップ２８の天井面２８ｂに取り付けられているため、この吹出温度センサ２３で検出される温度は開口Ｈから吹き出されている吹出温度と略同一の値である。

その後、目標吹出温度設定部２７ａが現在設定している温調風の目標吹出温度Ｔｔと、前記実吹出温度Ｔｒとを比較する。具体的には、目標吹出温度Ｔｔから実吹出温度Ｔｒを減算し、その値が所定値α（正の値）を超えているか、つまり、実吹出温度Ｔｒは目標吹出温度Ｔｔよりも低くなっており、その偏差が所定値αを超えているか否かを判定する。この所定値αの値は任意に設定が可能である。

目標吹出温度Ｔｔから実吹出温度Ｔｒを減算した値が所定値αを超えており、ステップＳＴ２２でＹＥＳ判定された場合には、実吹出温度Ｔｒが本来得られるべき値よりも低くなっていると判断してステップＳＴ２３に移り、ヒータ２２の発熱量を増大させるべく、目標吹出温度設定部２７ａから、ヒータ出力を増加させる出力信号を送信する（ヒータ出力増加制御）。ここで送信される出力信号は、開口Ｈから吹き出される温調風の温度（吹出温度）を目標吹出温度Ｔｔ付近まで上昇させるための信号（デューティ制御される場合にはデューティ比を高くした信号）であり、実験またはシミュレーションによって予め設定されたものである。より具体的には、以下の式（３）における感度（前記偏差をヒータ出力に反映させる値）を実験またはシミュレーションによって予め設定しておくと共に、ヒータ出力のベース値Ｉ（例えば現在の実吹出温度に対応するヒータ出力）を設定しておき、目標吹出温度Ｔｔおよび実吹出温度Ｔｒを式（３）に当て嵌めることによって前記ヒータ出力を決定する。

ヒータ出力＝Ｐ（目標吹出温度Ｔｔ−実吹出温度Ｔｒ）＋Ｉ …（３）
これにより、ヒータ２２の発熱量が増大し、開口Ｈから吹き出される温調風の温度（吹出温度）が目標吹出温度Ｔｔに向けて上昇することになる。

一方、ステップＳＴ２２でＮＯ判定され、目標吹出温度Ｔｔから実吹出温度Ｔｒを減算した値が所定値β（負の値）を下回っており、ステップＳＴ２４でＹＥＳ判定された場合には、実吹出温度Ｔｒが本来得られるべき値よりも高くなっていると判断してステップＳＴ２５に移り、ヒータ２２の発熱量を減少させるべく、目標吹出温度設定部２７ａから、ヒータ出力を減少させる出力信号を送信する（ヒータ出力減少制御）。ここで送信される出力信号は、開口Ｈから吹き出される温調風の温度（吹出温度）を目標吹出温度Ｔｔ付近まで下降させるための信号（デューティ制御される場合にはデューティ比を低くした信号）であり、実験またはシミュレーションによって予め設定されたものである。この場合のヒータ出力も前記式（３）によって決定される。これにより、ヒータ２２の発熱量が減少し、開口Ｈから吹き出される温調風の温度（吹出温度）が目標吹出温度Ｔｔに向けて下降することになる。

また、目標吹出温度Ｔｔから実吹出温度Ｔｒを減算した値が所定値β以上となっており、ステップＳＴ２４でＮＯ判定された場合には、実吹出温度Ｔｒが目標吹出温度Ｔｔ近付で推移しているとして、ヒータ２２の現在の発熱量を維持するように、前記ヒータ出力増加制御およびヒータ出力減少制御の何れも行うことなくリターンされる。

図９は、ネックヒータ２の制御モードが変化していく場合の吹出温度（実吹出温度）および吸込温度の推移の一例（例えばマニュアルモードにおける吹出温度および吸込温度の推移の一例）を示す図である。この図９に示すものでは、ネックヒータ２の作動開始時からタイミングＴ１までの期間がＨｉモードであり、その後、タイミングＴ１からＭｉｄモードとなり、その後、タイミングＴ２からＬｏモードとなった場合を示している。

この図９に示すように、何れの期間においても、前述したフィードバック制御によって吹出温度（実吹出温度）が各モードそれぞれにおける目標吹出温度に向かって収束している。つまり、何れの制御モードにおいても、目標吹出温度設定部２７ａで設定された目標吹出温度が得られ、乗員Ｍの首部周辺の快適性が得られている。

−実施形態の効果−
以上説明したように、本実施形態では、ネックヒータ２から吹き出される温調風の目標吹出温度と、吹出温度センサ２３によって検出された温調風の温度との偏差に基づき、この偏差を小さくするようにヒータ２２の出力を制御し、該ヒータ２２による温調風の加熱量を変更するようにしている。このため、乗員Ｍの首部に向けて吹き出す温調風の温度を安定的に目標吹出温度近付で推移させることができ、乗員Ｍの首部周辺の快適性を長期に亘って維持することができる。特に、ネックヒータ２にあっては、送風ファン２１に吸い込まれる空気の温度は、車室内温度、外気温度、車速（可動ルーフの開放状態において車室内に流れ込む外気の量を変化させる要因となるパラメータ）に応じて大きく変動する可能性があり、これに起因して実吹出温度も変動してしまう可能性があるが、前述したフィードバック制御によって、実吹出温度を安定的に目標吹出温度近付で推移させることができ、乗員Ｍの首部周辺の快適性を長期に亘って維持することができる。

また、本実施形態では、ネックヒータ２から吹き出される温調風の吹出温度の制御は、温調制御基本値決定部６５によって決定された温調制御基本値に基づいて行われることになる。また、可動ルーフの開放状態での温調風の吹出風量の制御および可動ルーフの閉鎖状態での温調風の吹出風量の制御についても、温調制御基本値決定部６５によって決定された温調制御基本値に基づいて（当該温調制御基本値、可動ルーフの開閉状態、車速に基づいて）行われることになる。つまり、何れの制御も温調制御基本値に応じて行われる。このため、可動ルーフの開閉動作を行った際に可動ルーフの状態変化に応じて（可動ルーフの開閉動作の前後で）ネックヒータ２における温調状態が大きく変化するといったことがない。その結果、乗員Ｍに違和感を与えてしまうことが抑制される。以上のことから、可動ルーフの開放状態および閉鎖状態の何れにおいても、乗員Ｍに違和感を与えることのない温調制御を行うことができる。また、この温調制御は、目標吹出温度設定部２７ａおよび目標吹出風量設定部２７ｂによって自動で行われるため、乗員Ｍに煩わしい操作を強いることがない。このため、実用性の高い温調デバイス制御装置を提供することができる。

また、本実施形態では、乗員Ｍの手動操作により入力されるカスタマイズ情報に応じて必要温調制御量（ＴＡＯＢｉｓｅａｔ）を補正してネックヒータ必要温調制御量（ＮｅｃｋＴＡＯｉ）を算出するようにしている。これにより、乗員Ｍによる温調風の変更要求に対して良好に応えることが可能である。

−他の実施形態−
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲および該範囲と均等の範囲で包含される全ての変形や応用が可能である。

例えば、前記実施形態では、パラメータ取得部６２によって取得される環境情報を含むパラメータとして、車室内温度、外気温度、日射量、車室内の湿度を例示したが、これらに限定されるものではない。例えば、これらパラメータのうちの少なくとも一つであってもよいし、これら以外のパラメータであってもよい。

また、前記実施形態では、車両の前部座席に適用されるネックヒータ２について説明したが、後部座席を有する車両における当該後部座席にもネックヒータを適用し、このネックヒータの制御装置として本発明を適用してもよい。

また、前記実施形態では、必要温調制御量補正部６４および温調制御基本値決定部６５をエアコンＥＣＵ６に備えさせるようにしていたが、この必要温調制御量補正部６４および温調制御基本値決定部６５をネックヒータＥＣＵ２７に備えさせるようにしてもよい。

本発明は、コンバーチブル車両に搭載されたネックヒータ等の温調デバイスから吹き出される温調風の吹出温度および吹出風量それぞれを制御する温調デバイス制御装置に適用可能である。

１ ネックヒータ制御システム
２ ネックヒータ
２２ ヒータ（加熱手段）
２３ 吹出温度センサ（温度検出手段）
２７ ネックヒータＥＣＵ
２７ａ 目標吹出温度設定部
Ｈ 開口（吹出口）
Ｍ 乗員

Claims (1)

1. 加熱手段を備え、吹出口から乗員の首部に向けて吹き出す温調風の加熱量を該加熱手段によって制御する車載ネックヒータの制御装置において、
   前記吹出口の近傍に配設され、該吹出口近傍を流れる温調風の温度を検出する温度検出手段と、
   前記温調風の目標吹出温度を設定し、該目標吹出温度に応じた出力信号を前記加熱手段に送信する目標吹出温度設定部とを備え、
   前記目標吹出温度設定部は、現在設定されている前記温調風の目標吹出温度と、前記温度検出手段によって検出されている前記温調風の温度との偏差に基づき、この偏差を小さくするように前記加熱手段への出力信号を変更するよう構成されていることを特徴とする車載ネックヒータの制御装置。

Images