KR101757265B1 - 열유속 센서를 이용한 쾌적 온도 조절 제어 장치 - Google Patents

열유속 센서를 이용한 쾌적 온도 조절 제어 장치 Download PDF

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Abstract

차량에 이용되는 쾌적 온도 조절 제어 장치이고, 통전됨으로써 온도가 변화하는 온도 변화체(20)와, 열유속에 따른 센서 신호를 출력하는 열유속 센서(10)와, 열유속 센서(10) 상에 배치된 열확산층(40)과, 온도 변화체(20)에 통전하여 온도 변화체(20)의 온도를 조정하는 제어부(2)를 구비한다. 차량의 차실내에 구비된 좌석(200)의 내부에 있어서, 탑승자가 좌석에 착석하고 있을 때에 탑승자가 접촉하는 좌석의 표피(201a)측으로부터 차례로 열확산층, 열유속 센서, 온도 변화체가 배치되어 있다. 열유속 센서로부터는 표피와 온도 변화체의 사이의 열유속에 따른 센서 신호가 제어부로 출력된다. 제어부는 열유속 센서로부터 출력되는 센서 신호에 기초하여 표피와 온도 변화체의 사이의 열유속이 사전에 결정된 값으로 되도록 온도 변화체로의 통전을 조정시킨다.

Description

열유속 센서를 이용한 쾌적 온도 조절 제어 장치{COMFORTABLE TEMPERATURE CONTROL DEVICE UTILIZING HEAT FLUX SENSOR}
본 개시는 쾌적 온도 조절 제어 장치에 관한 것이다. 특히, 본 개시는 열유속 센서를 이용한 쾌적 온도 조절 제어 장치에 관한 것이다.
종래, 차량에 탑재되는 좌석 내에 배치되어, 해당 좌석의 표피를 데우는 시트 히터가 알려져 있다. 예를 들면, 일본국 특개 제2008―67850호 공보에서는 발열체를 가진 시트 히터를 이용하여, 좌석의 표피가 사전에 결정된 온도로 되도록 시트 히터를 통전한다.
그런데 인체의 온도 감각은 인체가 접촉하는 부재의 온도보다도 인체 및 해당 인체와 접촉하는 부재의 사이의 열유속의 영향이 큰 것으로 알려져 있다. 이 때문에, 상기 시트 히터와 같이, 좌석의 표피를 사전에 결정된 온도로 유지하는 것은 시간에 따라서 탑승자의 표면 온도가 변화하기 때문에 좌석의 표피와 탑승자의 사이의 열유속이 변동함으로써 탑승자에게 불쾌감을 줄 가능성이 있다. 또한, 열유속이란, 단위 시간당에 단위 면적을 통과하는 열량을 말한다.
본 개시는 상기 점을 감안하여, 쾌적한 온도 환경을 제공할 수 있는 쾌적 온도 조절 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 개시의 쾌적 온도 조절 제어 장치는, 통전됨으로써 온도가 변화하는 온도 변화체(20)와, 온도 변화체 상에 배치되어 열유속에 따른 센서 신호를 출력하는 열유속 센서(10)와, 열유속 센서 중 온도 변화체와 접촉하는 부분과 반대측에 배치된 열확산층(40)과, 온도 변화체에 통전하여 온도 변화체의 온도를 조정하는 제어부(2)를 구비한다. 본 개시의 쾌적 온도 조절 제어 장치는 이하의 특징을 가진다.
즉, 차량의 차실내에 구비된 좌석(200)의 내부에 있어서, 탑승자가 좌석에 착석하고 있을 때에 탑승자가 접촉하는 좌석의 표피(201a)측으로부터 차례로 열확산층, 열유속 센서, 온도 변화체가 배치된다. 열유속 센서는 표피와 온도 변화체의 사이의 열유속에 따른 센서 신호를 출력하고, 제어부는 열유속 센서로부터 출력되는 센서 신호에 기초하여 표피와 온도 변화체의 사이의 열유속이 사전에 결정된 값으로 되도록 온도 변화체로의 통전을 조정한다.
이 특징에 따르면, 표피와 온도 변화체의 사이의 열유속이 사전에 결정된 값으로 되도록 온도 변화체로의 통전을 조정하고 있기 때문에 표피와 탑승자의 사이의 열유속을 일정값으로 할 수 있다. 이 때문에, 사전에 결정된 값을 인체가 쾌적하다고 느끼는 열유속에 따른 값으로 함으로써 탑승자에게 쾌적한 온도 환경을 제공할 수 있다.
또한, 이 란 및 특허 청구 범위에서 기재한 각 수단의 괄호 내의 부호는 후술하는 실시 형태에 기재된 구체적 수단과의 대응 관계를 나타낸 것이다.
도 1은 본 개시의 제 1 실시 형태에 있어서의 차량용의 쾌적 온도 조절 제어 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1 중의 열유속 센서의 평면도이다.
도 3은 도 2 중의 Ⅲ―Ⅲ선에 따른 단면도이다.
도 4는 도 2 중의 Ⅳ―Ⅳ선에 따른 단면도이다.
도 5는 열유속 센서의 제조 공정을 나타낸 단면도이다.
도 6은 좌석에 히터부를 배치했을 때의 모식도이다.
도 7은 제어부의 작동을 나타낸 흐름도이다.
도 8a는 탑승자가 착석하기 전에 패널 히터로의 통전을 개시했을 때의 타이밍차트이다.
도 8b는 탑승자가 착석한 후에 패널 히터로의 통전을 개시했을 때의 타이밍차트이다.
도 9는 본 개시의 제 2 실시 형태에 있어서의 쾌적 온도 조절 제어 장치의 히터부를 배치했을 때의 모식도이다.
도 10은 본 개시의 제 3 실시 형태에 있어서의 쾌적 온도 조절 제어 장치의 히터부를 배치했을 때의 모식도이다.
도 11은 본 개시의 참고예에 있어서의 쾌적 온도 조절 제어 장치의 히터부를 배치했을 때의 모식도이다.
이하, 본 개시의 실시 형태에 대하여 도면에 기초하여 설명한다. 또한, 이하의 각 실시 형태 상호에 있어서, 서로 동일 또는 균등한 부분에는 동일 부호를 붙여서 설명을 실시한다.
(제 1 실시 형태)
본 개시의 제 1 실시 형태에 대하여 설명한다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 본 실시 형태의 차량용의 쾌적 온도 조절 제어 장치는 열유속 센서(10), 패널 히터(20), 커버(30), 중간 부재(40)를 가진 히터부(1)와, 제어부(2)와, 온도 센서(50)를 구비한다.
열유속 센서(10)는 도 2 내지 도 4에 나타낸 바와 같이, 절연 기재(100), 표면 보호 부재(110), 이면 보호 부재(120)가 일체화되어 있다. 또, 이 일체화된 것의 내부에서 제 1 및 제 2 층간 접속 부재(130, 140)가 번갈아 직렬로 접속되어 있다. 이하, 열유속 센서(10)의 구조에 대하여 구체적으로 설명한다. 또한, 도 2는 이해하기 쉽게 하기 위해, 표면 보호 부재(110)를 생략하여 나타낸다.
절연 기재(100)는 본 실시 형태에서는 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리에테르이미드(PEI), 액정 폴리머(LCP)로 대표되는 평면 직사각형상의 열가소성 수지 필름으로 구성되어 있다. 그리고 두께 방향으로 관통하는 복수의 제 1 및 제 2 비아홀(101, 102)이 엇갈리게 되도록 격자 패턴으로 형성되어 있다.
또한, 본 실시 형태의 제 1 및 제 2 비아홀(101, 102)은 표면(100a)으로부터 이면(100b)을 향하여 직경이 일정하게 된 원통 형상으로 되어 있지만, 표면(100a)으로부터 이면(100b)을 향하여 직경이 작아지는 테이퍼 형상으로 되어 있어도 좋다. 또, 이면(100b)으로부터 표면(100a)을 향하여 직경이 작아지는 테이퍼 형상으로 되어 있어도 좋고, 각통(square tube) 형상으로 되어 있어도 좋다.
그리고 제 1 비아홀(101)에는 제 1 층간 접속 부재(130)가 배치되고, 제 2 비아홀(102)에는 제 2 층간 접속 부재(140)가 배치되어 있다. 즉, 절연 기재(100)에는 제 1 및 제 2 층간 접속 부재(130, 140)가 엇갈리게 되도록 배치되어 있다.
제 1 및 제 2 층간 접속 부재(130, 140)는 제벡(seebeck) 효과를 발휘하도록 서로 다른 금속으로 구성되어 있다. 예를 들면, 제 1 층간 접속 부재(130)는 P형을 구성하는 Bi―Sb―Te합금의 분말이 소결 전에 있어서의 복수의 금속 원자의 결정 구조를 유지하도록 고상 소결된 금속 화합물(소결 합금)로 구성된다. 또, 제 2 층간 접속 부재(140)는 N형을 구성하는 Bi―Te합금의 분말이 소결 전에 있어서의 복수의 금속 원자의 사전에 결정된 결정 구조를 유지하도록 고상 소결된 금속 화합물(소결 합금)로 구성된다. 이와 같이, 제 1 및 제 2 층간 접속 부재(130, 140)로서 사전에 결정된 결정 구조가 유지되도록 고상 소결된 금속 화합물을 이용함으로써 기전압을 크게 할 수 있다.
또한, 도 2는 단면도는 아니지만, 이해하기 쉽게 하기 위해, 제 1 및 제 2 층간 접속 부재(130, 140)에 해칭을 실시하고 있다.
절연 기재(100)의 표면(100a)에는 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리에테르이미드(PEI), 액정 폴리머(LCP)로 대표되는 평면 직사각형상의 열가소성 수지 필름으로 구성되는 표면 보호 부재(110)가 배치되어 있다. 이 표면 보호 부재(110)는 절연 기재(10)와 평면 형상이 같은 크기로 되어 있고, 절연 기재(100)와 대향하는 일면(100a)측에 동박 등이 패터닝된 복수의 표면 패턴(111)이 서로 이간하도록 형성되어 있다. 그리고 각 표면 패턴(111)은 각각 제 1 및 제 2 층간 접속 부재(130, 140)와 적절히 전기적으로 접속되어 있다.
구체적으로는 도 3에 나타낸 바와 같이, 인접하는 1개의 제 1 층간 접속 부재(130)와 1개의 제 2 층간 접속 부재(140)를 세트(150)로 했을 때, 각 세트(150)의 제 1 및 제 2 층간 접속 부재(130, 140)는 같은 표면 패턴(111)과 접속되어 있다. 즉, 각 세트(150)의 제 1 및 제 2 층간 접속 부재(130, 140)는 표면 패턴(111)을 통하여 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 본 실시 형태에서는 절연 기재(100)의 세로 방향(도 3 중 지면 좌우 방향)을 따라서 인접하는 1개의 제 1 층간 접속 부재(130)와 1개의 제 2 층간 접속 부재(140)가 세트(150)로 되어 있다.
절연 기재(100)의 이면(100b)에는 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리에테르이미드(PEI), 액정 폴리머(LCP)로 대표되는 평면 직사각형상의 열가소성 수지 필름으로 구성되는 이면 보호 부재(120)가 배치되어 있다. 이 이면 보호 부재(120)는 절연 기재(100)의 세로 방향의 길이가 절연 기재(100)보다 길게 되어 있고, 세로 방향의 양단부가 절연 기재(100)로부터 돌출하도록 절연 기재(100)의 이면(100b)에 배치되어 있다.
그리고 이면 보호 부재(120)에는 절연 기재(100)와 대향하는 일면(120a)측에 동박 등이 패터닝된 복수의 이면 패턴(121)이 서로 이간하도록 형성되어 있다. 그리고 각 이면 패턴(121)은 각각 제 1 및 제 2 층간 접속 부재(130, 140)와 적절히 전기적으로 접속되어 있다.
구체적으로는 도 3에 나타낸 바와 같이, 절연 기재(100)의 세로 방향에 인접하는 세트(150)에 있어서, 한쪽의 세트(150)의 제 1 층간 접속 부재(130)와 다른쪽의 세트(150)의 제 2 층간 접속 부재(140)가 같은 이면 패턴(121)과 접속되어 있다. 즉, 세트(150)를 걸쳐서 제 1 및 제 2 접속 부재(130, 140)가 같은 이면 패턴(121)을 통하여 전기적으로 접속되어 있다.
또, 도 4에 나타낸 바와 같이, 절연 기재(100)의 외부 가장자리에서는 세로 방향과 직교하는 방향(도 2, 상하 방향)을 따라서 인접하는 제 1 및 제 2 층간 접속 부재(130, 140)가 같은 이면 패턴(121)과 접속되어 있다. 상세히 서술하면, 절연 기재(100)의 세로 방향에 표면 패턴(111) 및 이면 패턴(121)을 통하여 직렬로 접속된 것이 반환되도록 인접하는 제 1 및 제 2 층간 접속 부재(130, 140)가 같은 이면 패턴(121)과 접속되어 있다.
또, 이면 패턴(121) 중 상기와 같이 직렬로 접속된 것의 단부로 되는 부분은 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 절연 기재(100)로부터 노출되도록 형성되어 있다. 그리고 이면 패턴(121) 중 절연 기재(100)로부터 노출되는 부분이 제어부(2)와 접속되는 단자로서 기능하는 부분으로 된다.
이상이 본 실시 형태에 있어서의 기본적인 열유속 센서(10)의 구성이다. 그리고 이와 같은 열유속 센서(10)는 열유속 센서(10)를 두께 방향으로 통과하는 열유속에 따른 센서 신호(기전압)를 제어부(2)로 출력한다. 열유속이 변화하면, 번갈아 직렬 접속된 제 1 및 제 2 층간 접속 부재(130, 140)에서 발생하는 기전압이 변화하기 때문이다. 또한, 열유속 센서(10)의 두께 방향이란, 절연 기재(100), 표면 보호 부재(110), 이면 보호 부재(120)의 적층 방향을 말한다.
여기에서, 상기 열유속 센서(10)의 제조 방법에 대하여 도 5를 참조하면서 설명한다.
우선, 도 5(a)에 나타낸 바와 같이, 절연 기재(100)를 준비하고, 복수의 제 1 비아홀(101)을 드릴이나 레이저 등에 의하여 형성한다.
다음으로, 도 5(b)에 나타낸 바와 같이, 각 제 1 비아홀(101)에 제 1 도전성 페이스트(131)를 충전한다. 또한, 제 1 비아홀(101)에 제 1 도전성 페이스트(131)를 충전하는 방법(장치)으로서는, 본 출원인에 의한 특허 출원 제2010―50356호에 기재된 방법(장치)을 채용할 수 있다.
간단히 설명하면, 흡착지(160)를 통하여 도시하지 않는 지지대 상에 이면(100b)이 흡착지(160)와 대향하도록 절연 기재(100)를 배치한다. 그리고 제 1 도전성 페이스트(131)를 용융시키면서 제 1 비아홀(101) 내에 제 1 도전성 페이스트(131)를 충전한다. 이에 따라, 제 1 도전성 페이스트(131)의 유기 용제의 대부분이 흡착지(160)에 흡착되고, 제 1 비아홀(101)에 합금의 분말이 밀접하게 배치된다.
또한, 흡착지(160)는 제 1 도전성 페이스트(131)의 유기 용제를 흡수할 수 있는 재질의 것이면 좋고, 일반적인 상질지 등이 이용된다. 또, 제 1 도전성 페이스트(131)는 금속 원자가 사전에 결정된 결정 구조를 유지하고 있는 Bi―Sb―Te합금의 분말을 융점이 43℃인 파라핀 등의 유기 용제를 첨가하여 페이스트화한 것이 이용된다. 이 때문에, 제 1 도전성 페이스트(131)를 충전할 때에는 절연 기재(100)의 표면(100a)이 약 43℃로 가열된 상태로 실시된다.
계속하여, 도 5(c)에 나타낸 바와 같이, 절연 기재(100)에 복수의 제 2 비아홀(102)을 드릴이나 레이저 등에 의하여 형성한다. 이 제 2 비아홀(102)은 상기와 같이 제 1 비아홀(101)과 엇갈리게 되고, 제 1 비아홀(101)과 함께 격자 패턴을 구성하도록 형성된다.
다음으로, 도 5(d)에 나타낸 바와 같이, 각 제 2 비아홀(102)에 제 2 도전성 페이스트(141)를 충전한다. 또한, 이 공정은 상기 도 5(b)와 동일한 공정으로 실시할 수 있다.
즉, 재차 흡착지(160)를 통하여 도시하지 않는 지지대 상에 이면(100b)이 흡착지(160)와 대향하도록 절연 기재(100)를 배치한 후, 제 2 비아홀(102) 내에 제 2 도전성 페이스트(141)를 충전한다. 이에 따라, 제 2 도전성 페이스트(141)의 유기 용제의 대부분이 흡착지(160)에 흡착되고, 제 2 비아홀(102)에 합금의 분말이 밀접하게 배치된다.
제 2 도전성 페이스트(141)는 제 1 도전성 페이스트(131)를 구성하는 금속 원자와 다른 금속 원자가 사전에 결정된 결정 구조를 유지하고 있는 Bi―Te합금의 분말을 융점이 상온인 테르피네(terpine) 등의 유기 용제를 첨가하여 페이스트화한 것이 이용된다. 즉, 제 2 도전성 페이스트(141)를 구성하는 유기 용제는 제 1 도전성 페이스트(131)를 구성하는 유기 용제보다 융점이 낮은 것이 이용된다. 그리고 제 2 도전성 페이스트(141)를 충전할 때에는 절연 기재(100)의 표면(100a)이 상온으로 유지된 상태로 실시된다. 바꾸어 말하면, 제 1 도전성 페이스트(131)에 포함되는 유기 용제가 고화된 상태로 제 2 도전성 페이스트(141)의 충전이 실시된다. 이에 따라, 제 1 비아홀(101)에 제 2 도전성 페이스트(141)가 혼입되는 것이 억제된다.
또한, 제 1 도전성 페이스트(131)에 포함되는 유기 용제가 고화된 상태란, 상기 도 5(b)의 공정에 있어서, 흡착지(160)에 흡착되지 않고 제 1 비아홀(101)에 잔존하고 있는 유기 용제를 말한다.
그리고 상기 각 공정과는 별도 공정에 있어서, 도 5(e) 및 도 5(f)에 나타낸 바와 같이, 표면 보호 부재(110) 및 이면 보호 부재(120) 중 절연 기재(100)와 대향하는 일면(110a, 120a)에 동박 등을 형성한다. 그리고 이 동박을 적절히 패터닝함으로써 서로 이간되어 있는 복수의 표면 패턴(111)이 형성된 표면 보호 부재(110), 서로 이간되어 있는 복수의 이면 패턴(121)이 형성된 이면 보호 부재(120)를 준비한다.
그 후, 도 5(g)에 나타낸 바와 같이, 이면 보호 부재(120), 절연 기재(100), 표면 보호 부재(110)를 차례로 적층하여 적층체(170)를 구성한다.
또한, 본 실시 형태에서 이면 보호 부재(120)는 절연 기재(100)보다 세로 방향의 길이가 길게 되어 있다. 그리고 이면 보호 부재(120)는 세로 방향의 양단부가 절연 기재(100)로부터 돌출하도록 배치된다.
계속하여, 도 5(h)에 나타낸 바와 같이, 이 적층체(170)를 도시하지 않는 한쌍의 프레스판의 사이에 배치하고, 적층 방향의 상하 양면으로부터 진공 상태로 가열하면서 가압함으로써 적층체(170)를 일체화한다. 구체적으로는, 제 1 및 제 2 도전성 페이스트(131, 141)가 고상 소결되어 제 1 및 제 2 층간 접속 부재(130, 140)를 형성하는 것과 함께, 제 1 및 제 2 층간 접속 부재(130, 140)와 표면 패턴(111) 및 이면 패턴(121)이 접속되도록 가열하면서 가압하여 적층체(170)를 일체화한다.
또한, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 적층체(170)를 일체화할 때에는 적층체(170)와 프레스판의 사이에 록 울 페이퍼(rock wool paper) 등의 완충재를 배치하여도 좋다. 이상과 같이 하여 상기 열유속 센서(10)가 제조된다.
패널 히터(20)는 도 1에 나타낸 바와 같이, 열유속 센서(10)가 배치되는 것이고, 예를 들면, 꺾은선 형상으로 배치된 니크롬선이 보호 커버 내에 수용된 주지의 것이 이용된다. 그리고 패널 히터(20)는 제어부(2)로부터 통전됨으로써 발열하여 온도가 높아진다. 또한, 본 실시 형태에서는 패널 히터(20)가 본 개시의 온도 변화체에 상당하고, 패널 히터(20)의 외형은 평면 직사각형상으로 되어 있다.
중간 부재(40)는 패널 히터(20)의 열을 확산, 전달하는 것이고, 열유속 센서(10) 중 패널 히터(20)와 접촉하는 부분과 다른 부분을 덮도록 배치되어 있다. 구체적으로, 열유속 센서(10)는 이면 보호 부재(120)에 있어서의 일면(120a)과 반대측의 일면이 패널 히터(20)와 접촉하고 있기 때문에, 중간 부재(40)는 열유속 센서(10) 중의 이 일면을 제외한 부분을 덮도록 배치되어 있다. 바꾸어 말하면, 중간 부재(40)는 열유속 센서(10) 중의 패널 히터(20)측과 반대측의 부분 및 이 부분과 패널 히터(20)와 접촉하는 부분을 연결하는 부분을 덮도록 배치되어 있다. 또한, 본 실시 형태에서 중간 부재(40)는 본 개시의 열확산층에 상당하고, 열의 확산성이 높은 스테인레스나 수지 등을 이용하여 구성된다.
커버(30)는 중간 부재(40) 상에 배치되는 것이고, 본 실시 형태에서는, 이 커버(30)도 열의 확산성이 높은 스테인레스나 수지 등을 이용하여 구성되어 있다. 또한, 커버(30)는 구비되어 있지 않아도 좋다.
온도 센서(50)는 열유속 센서(10)가 마련되는 주위의 온도를 측정하여 측정값을 제어부(2)로 출력하는 것이고, 예를 들면, 서미스터(thermistor) 등이 이용된다.
제어부(2)는 CPU, 기억 수단을 구성하는 각종 메모리, 주변 기기 등을 이용하여 구성된 차량 ECU 등이고, 열유속 센서(10), 패널 히터(20), 온도 센서(50) 등과 접속되어 있다. 그리고 제어부(2)는 온도 센서(50)의 측정값에 기초하여 패널 히터(20)로의 통전을 개시하는 것과 함께, 열유속 센서(10)로부터 출력되는 센서 신호에 기초하여 패널 히터(20)로의 통전을 조정한다.
이상이 본 실시 형태에 있어서의 차량용의 쾌적 온도 조절 제어 장치의 구조이다. 이와 같은 차량용의 쾌적 온도 조절 제어 장치는 예를 들면, 도 6에 나타낸 바와 같이, 자동차(4륜차)의 차실내에 탑재되어 좌면부(시트 쿠션)(201) 및 등받이부(시트 백)(202)를 가진 좌석(200) 내에 있어서 좌면부(201) 내에 히터부(1)가 배치되고, 온도 센서(50)에서 좌석(200) 주위의 온도가 측정되는 상태로 이용된다.
또한, 히터부(1)는 좌면부(201)에 있어서의 탑승자가 착석할 때에 접촉하는 표피(201a)측으로부터 차례로 커버(30), 중간 부재(40), 열유속 센서(10), 패널 히터(20)가 위치하도록 배치된다. 또, 온도 센서(50)에서 좌석 주위의 온도를 측정한다는 것은, 온도 센서(50)에서 표피(201a)를 사이에 두고 패널 히터(20)측과 반대측의 온도(차실내의 온도)를 검출하는 것이다.
다음으로, 상기 차량용의 쾌적 온도 조절 제어 장치에 있어서의 제어부(2)의 작동에 대하여 도 7을 참조하면서 설명한다. 또한, 제어부(2)는 예를 들면, 차량에 있어서의 점화(ignition) 스위치가 온(on)되었을 때에 하기 처리를 개시한다.
우선, 제어부(2)는 온도 센서(50)에서 검출된 측정값이 한계값 이하인지의 여부를 판정한다(S300). 그리고 온도 센서(50)에서 검출된 측정값이 한계값 이하라고 판정한 경우에는(S300: YES), 제어부(2)는 패널 히터(20)로의 통전을 개시하여 패널 히터(20)를 발열시키고, 커버(30)(중간 부재(40))로부터의 복사열에 의하여 좌면부(201)의 표피(201a)를 데운다(S310). 또한, 여기에서는 한계값보다 큰 영역이 본 개시의 사전에 결정된 범위에 상당한다.
이때, 본 실시 형태에서는 커버(30) 및 중간 부재(40)가 열의 확산성이 높은 재료로 구성되어 있기 때문에 커버(30)로부터 표피(201a)로의 전열량은 부분마다 대략 동등하게 된다. 이 때문에, 표피(201a)의 온도가 부분마다 불균일하게 되는 것을 억제할 수 있다.
또, 제어부(2)가, 온도 센서(50)에서 검출된 측정값이 한계값보다 크다고 판정한 경우에는(S300: NO), 재차 온도 센서(50)에서 검출된 측정값과 한계값의 대소 관계를 판정한다. 이것은 차실내의 온도가 충분히 높은 경우에는, 좌석(200)의 표피(201a)를 데우지 않아도 탑승자가 불쾌하게 느낄 가능성이 낮기 때문이다.
또한, 본 실시 형태에서는 온도 센서(50)에서 검출된 측정값이 한계값보다 크다고 판정한 경우(S300: NO)이어도, 탑승자의 작동 개시 지시가 있는 경우에는, 제어부(2)는 패널 히터(20)로의 통전을 개시한다(S310). 예를 들면, 탑승자의 작동 개시 지시는 계기판에 구비된 터치 패널에 대하여 실시하도록 할 수 있다.
열유속 센서(10) 및 패널 히터(20)는 표피(201a)측으로부터 차례로 열유속 센서(10) 및 패널 히터(20)가 배치되어 있고, 패널 히터(20)와 표피(201a)의 사이의 열유속이 열유속 센서(10)에서 측정된다. 따라서, 열유속 센서(10)의 측정값이 한계값 이하인지의 여부를 판정한다(S320). 그리고 측정값이 한계값보다 큰 경우에는(S320: NO), 제어부(2)는 패널 히터(20)로의 통전을 정지하고(S330), 재차 측정값이 한계값 이하인지의 여부를 판정한다.
또한, 한계값은 미리 인체(탑승자)가 쾌적하다고 느끼는 열유속에 따른 값으로 되어 있지만, 탑승자에 의하여 변경할 수 있게도 되어 있다. 또, 단계 S320의 처리에 있어서의 열유속 센서(10)의 측정값을 판정하는 경우에는, 열유속 센서(10)로부터 출력되는 센서 신호(기전압)를 그대로 판정하여도 좋고, 센서 신호를 열유속으로 변환하여 해당 열유속을 판정하여도 좋다.
또, 열유속 센서(10)의 측정값이 한계값 이하인 경우에는(S320: YES), 제어부(2)는 작동 정지 지시가 있는지의 여부를 판정한다(S340). 그리고 작동 정지 지시가 있는 경우에는(S340: YES), 패널 히터(20)로의 통전을 정지하여 처리를 종료한다(S350). 이에 대해, 작동 정지 지시가 없는 경우에는(S340: NO), 제어부(2)는 패널 히터(20)로 통전한다. 이 경우, 이미 패널 히터(20)로 통전하고 있는 경우에는, 패널 히터(20)로의 통전을 유지하고, 패널 히터(20)로의 통전을 정지하고 있는 경우에는(S330의 처리를 실시한 경우), 패널 히터(20)로의 통전을 개시한다.
또한, 작동 정지 지시가 있는지의 여부의 판정은(S350), 예를 들면, 계기판에 구비된 터치 패널에 대하여 탑승자의 정지 조작이 있었는지의 여부를 판정함으로써 실시된다.
이상이 제어부(2)에 있어서의 작동이다. 다음으로, 실제의 표피(201a)의 온도와 열유속의 관계에 대하여 도 7, 도 8a 및 도 8b를 참조하여 설명한다. 또한, 도 8a 및 도 8b 중의 표피(201a)의 온도는 온도 센서(50)에서 측정되는 온도는 아니고, 표피(201a)의 온도를 측정하는 별도의 온도 센서에 의하여 측정되는 것이다.
우선, 패널 히터(20)로 통전된 후에 탑승자가 착석한 경우에 대하여 설명한다. 도 8a에 나타낸 바와 같이, 시점(T0)에서 패널 히터(20)로의 통전이 개시되면, 패널 히터(20)로부터의 방열에 의하여 표피(201a)가 데워져서 해당 표피(201a)의 온도가 높아진다. 그리고 시점(T1)에 있어서, 패널 히터(20)와 표피(201a)(커버(30))의 사이의 열유속이 사전에 결정된 한계값으로 되면, 패널 히터(20)로의 통전, 정지가 반복 실시되어 패널 히터(20)와 표피(201a)의 사이의 열유속이 사전에 결정된 값(사전에 결정된 한계값)으로 대략 일정하게 유지된다.
즉, 도 7 중의 단계 S320의 처리에서 측정값이 한계값보다 크다고 판정하면, 단계 S330의 처리에서 패널 히터(20)로의 통전을 정지한다. 그리고 재차 단계 S320의 처리에서 측정값이 한계값 이하인지의 여부의 판정을 실시하고, 해당 측정값이 한계값 이하라고 판정하고, 단계 S340의 처리에서 작동 정지 지시가 없다고 판정한 경우에는, 단계 S310의 처리에서 패널 히터(20)로의 통전을 개시한다. 이 때문에, 도 8a에 나타낸 바와 같이, 열유속이 사전에 결정된 한계값으로 된 시점(T1)에서 탑승자가 착석하는 시점(T2)까지의 기간에서는 패널 히터(20)와 표피(201a)의 사이의 열유속이 사전에 결정된 값(사전에 결정된 한계값)으로 대략 일정하게 유지된다.
그리고 시점(T2)에서 탑승자가 착석하면, 표피(201a)로부터 탑승자로의 열이동이 발생하고, 열유속이 한계값보다 커지기 때문에 제어부(2)는 패널 히터(20)로의 통전을 정지한다. 그 후, 시점(T3)에서 열유속이 한계값보다 낮아지면, 시점(T1)에서 시점(T2)까지와 마찬가지로, 패널 히터(20)로의 통전, 정지가 반복 실시되어 패널 히터(20)와 표피(201a)의 사이의 열유속이 사전에 결정된 값으로 대략 일정하게 유지된다. 또한, 시점(T1)에서 시점(T2)까지의 사이와 시점(T3) 이후에서는 열유속의 크기는 대략 같지만, 탑승자가 착석하고 있기 때문에 표피(201a)의 온도는 시점(T3) 이후 쪽이 낮아진다.
즉, 탑승자가 착석하면, 큰 열유속이 발생하기 때문에 탑승자가 착석한 시점(T2)에서 열유속이 사전에 결정된 한계값으로 되는 시점(T3)까지의 기간에서는, 단계 S320의 처리에서는 측정값이 한계값보다 크다고 판정한다. 이 때문에, 이 기간에서는 단계 S320 및 단계 S330의 처리를 반복 실시하고, 패널 히터(20)로의 통전이 정지된 상태로 되기 때문에 표피(201a)의 온도가 점차 낮아지는 것과 함께, 열유속은 크게 상승한 후에 점차 작아진다.
그리고 시점(T3)에 있어서, 열유속이 사전에 결정된 한계값 이하로 되면, 시점(T1)에서 시점(T2)까지와 마찬가지로, 단계 S320의 처리에서 측정값이 한계값 이하라고 판정하고, 단계 S340의 처리에서 작동 정지 지시가 없다고 판정한 경우에는, 단계 S310의 처리에서 패널 히터(20)로의 통전을 개시한다. 또, 단계 S320의 처리에서 열유속이 사전에 결정된 한계값보다 크다고 판정한 경우에는, 단계 S330의 처리에서 패널 히터(20)로의 통전을 정지한다. 이 때문에, 도 8a에 나타낸 바와 같이, 탑승자가 착석한 후에 열유속이 사전에 결정된 한계값 이하로 된 시점(T3) 이후에서는 패널 히터(20)와 표피(201a)의 사이의 열유속이 사전에 결정된 값(사전에 결정된 한계값)으로 대략 일정하게 유지된다.
다음으로, 탑승자가 착석한 후에 패널 히터(20)로의 통전이 개시되는 경우에 대하여 설명한다. 도 8b에 나타낸 바와 같이, 시점(T0)에서 패널 히터(20)로의 통전이 개시되면, 패널 히터(20)로부터의 방열에 의하여 표피(201a)가 데워져서 해당 표피(201a)의 온도가 높아진다. 그리고 시점(T1)에 있어서, 패널 히터(20)와 표피(201a)(커버(30))의 사이의 열유속이 사전에 결정된 한계값으로 되면, 패널 히터(20)로의 통전, 정지가 반복 실시되어 패널 히터(20)와 표피(201a)의 사이의 열유속이 사전에 결정된 값으로 대략 일정하게 유지된다.
즉, 이 경우에는, 탑승자가 착석한 후에 패널 히터(20)로 통전이 개시되기 때문에 열유속이 점차 커진다. 그리고 시점(T1)에서, 단계 S320의 처리에서 측정값이 한계값보다 크다고 판정하면, 단계 S330의 처리에서 패널 히터(20)로의 통전을 정지한다. 그리고 재차 단계 S320의 처리에서 측정값이 한계값 이하인지의 여부의 판정을 실시하고, 해당 측정값이 한계값 이하라고 판정하고, 단계 S340의 처리에서 작동 정지 지시가 없다고 판정한 경우에는, 단계 S310의 처리에서 패널 히터(20)로의 통전을 개시한다. 이 때문에, 도 8b에 나타낸 바와 같이, 시점(T1) 이후에서는 패널 히터(20)와 표피(201a)의 사이의 열유속이 사전에 결정된 값(사전에 결정된 한계값)으로 대략 일정하게 유지된다.
또한, 이 경우에는, 탑승자가 착석한 후에 패널 히터(20)로의 통전이 개시되기 때문에 시점(T1) 이후에서 큰 열유속의 변화는 없다. 그러나 탑승자가 자세를 변화하는 것에 기인하여 열유속이 커진 경우에는, 도 8 중의 시점(T2)에서 시점(T3)까지와 동일한 처리가 실시된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에서는 좌석(200)에 있어서의 탑승자가 착석할 때에 접촉하는 표피(201a)측으로부터 차례로 커버(30), 중간 부재(40), 열유속 센서(10), 패널 히터(20)가 위치하도록 배치되어 있다. 그리고 제어부(2)는 열유속 센서(10)로부터 출력되는 센서 신호에 기초하여 패널 히터(20)와 표피(201a)의 사이의 열유속이 사전에 결정된 값으로 유지되도록 패널 히터(20)로의 통전을 제어한다. 이 때문에, 탑승자와 표피(201a)의 사이의 열유속을 인체가 쾌적하다고 느끼는 값으로 유지할 수 있어서, 탑승자에게 쾌적한 온도 환경을 제공할 수 있다.
또, 커버(30) 및 중간 부재(40)는 열의 확산성이 높은 스테인레스나 수지 등을 이용하여 구성되어 있다. 이 때문에, 표피(201a)의 온도가 부분마다 불균일하게 되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는 열가소성 수지로 이루어지는 절연 기재(100)에 제 1 및 제 2 비아홀(101, 102)을 형성하고, 제 1 및 제 2 비아홀(101, 102) 내에 제 1 및 제 2 층간 접속 부재(130, 140)를 배치하여 열유속 센서(10)를 구성한다. 이 때문에, 제 1 및 제 2 비아홀(101, 102)의 개수나 직경, 간격 등을 적절히 변경함으로써 제 1 및 제 2 층간 접속 부재(130, 140)의 고밀도화가 가능하게 된다. 이에 따라, 기전압을 크게 할 수 있어서, 열유속 센서(10)의 고감도화가 가능하다.
또, 본 실시 형태의 열유속 센서(10)는 제 1 및 제 2 층간 접속 부재(130, 140)로서, 소결 전의 결정 구조가 유지되도록 고상 소결된 금속 화합물(Bi―Sb―Te합금, Bi―Te합금)을 이용한다. 즉, 제 1 및 제 2 층간 접속 부재(130, 140)를 형성하는 금속은 복수의 금속 원자가 해당 금속 원자의 결정 구조를 유지한 상태로 소결된 소결 합금이다. 이에 따라, 제 1 및 제 2 층간 접속 부재(130, 140)를 형성하는 금속이 액상 소결된 소결 합금의 경우와 비교하여 기전압을 크게 할 수 있어서, 열유속 센서(10)의 고감도화가 가능하다.
또한, 상기에서는 온도 변화체로서 패널 히터(20)를 예로 들어서 설명했지만, 온도 변화체로서, 펠티에(peltier) 소자를 이용하여 통전 방향을 변화시킴으로써 열유속 센서(10)측의 면의 온도를 높게 하거나 낮게 하도록 제어하여도 좋다. 이 경우, 상기 단계 S300의 처리에서 제어부(2)는 온도 센서(50)에서 검출된 측정값이 상한값 및 하한값으로 규정되는 사전에 결정된 범위 내에 있는지의 여부를 판정한다. 그리고 온도 센서(50)에서 검출된 측정값이 상한값 이상인 경우, 온도 변화체에 통전하여 온도 변화체의 온도를 낮게 하고, 커버(30)로부터 흡열함으로써 좌면부(201)의 표피(201a)를 식힌다. 이에 대해, 온도 센서(50)에서 검출된 측정값이 하한값 이하인 경우, 온도 변화체에 통전하여 온도 변화체를 발열시키고, 커버(30)를 데운다. 그 후에는 상기와 마찬가지로, 제어부(2)는 온도 변화체와 표피(201a)의 사이의 열유속이 사전에 결정된 값으로 유지되도록 온도 변화체로의 통전을 제어한다.
또, 온도 변화체로서 통전함으로써 온도가 낮아지는 것을 이용하여도 좋다. 이 경우, 상기 단계 S300의 처리에서 제어부(2)는 온도 센서(50)에서 검출된 측정값이 한계값 이상인지의 여부를 판정한다. 그리고 온도 센서(50)에서 검출된 측정값이 한계값 이상인 경우, 온도 변화체에 통전하여 온도 변화체의 온도를 낮게 하고, 커버(30)로부터 흡열함으로써 좌면부(201)의 표피(201a)를 식힌다. 또한, 이 경우에는 한계값보다 작은 영역이 본 개시의 사전에 결정된 범위에 상당한다.
또한, 상기에서는 좌면부(201) 내에 히터부(1)가 배치되는 예에 대하여 설명했다. 그러나 열유속 센서(10)를 구성하는 절연 기재(100), 표면 보호 부재(110), 이면 보호 부재(120)는 열가소성 수지를 이용하여 구성되어 있고, 가요성을 가지기 때문에 히터부(1)를 좌면부(201) 및 등받이부(202)를 따라서 배치하여도 좋다. 또, 좌면부(201) 및 등받이부(202)에 별도의 히터부(1)를 배치하여도 좋다.
또, 예를 들면, 히터부(1)는 탑승자가 차량 조작을 위해 조작하는 스티어링 휠 내에 배치되어도 좋다. 또한, 상기에서는 본 개시를 자동차(4륜차)에 적용되는 예에 대하여 설명했지만, 본 개시를 2륜차에 적용하여, 히터부(1)를 2륜차에 있어서의 좌면부나 그립에 배치하여도 좋다.
(제 2 실시 형태)
본 개시의 제 2 실시예에 대하여 설명한다. 상기 제 1 실시 형태에서는 좌면부(201)의 표피(201a)의 온도를 조정하는(열유속을 조정하는) 것에 대하여 설명했지만, 쾌적 온도 조절 제어 장치를 차실내의 온도를 조정하는 것에 적용하는 것도 가능하다.
즉, 제 2 실시예에서는 통전됨으로써 온도가 변화하는 온도 변화체와,
상기 온도 변화체 상에 배치되어 열유속에 따른 센서 신호를 출력하는 열유속 센서와, 상기 열유속 센서 중 상기 온도 변화체와 접촉하는 부분과 반대측에 배치된 열확산층과, 상기 온도 변화체에 통전하여 상기 온도 변화체의 온도를 조정하는 제어부를 구비하고, 차실내측에 배치되어 상기 차실내의 외형을 만드는 내장과 차실외측에 배치되어 차량의 외형을 만드는 패널의 사이의 공간에 있어서, 상기 내장측으로부터 차례로 상기 열확산층, 상기 열유속 센서, 상기 온도 변화체가 배치되고, 상기 열유속 센서는 상기 온도 변화체와 상기 차실내의 공간의 상기 열유속에 따른 상기 센서 신호를 출력하고, 상기 제어부는 상기 열유속 센서로부터 출력되는 상기 센서 신호에 기초하여 상기 온도 변화체와 상기 차실내의 공간의 사이의 열유속이 사전에 결정된 값으로 되도록 상기 온도 변화체로의 통전을 조정하는 것을 특징으로 하는 차량용의 쾌적 온도 조절 제어 장치에 관한 것이다.
구체적으로, 온도 변화체는 상기 제 1 실시 형태와 마찬가지로, 패널 히터(20) 등이 이용된다. 열유속 센서(10)는 상기 제 1 실시 형태와 마찬가지로, 도 2 내지 도 4에 나타낸 바와 같이, 절연 기재(100), 표면 보호 부재(110), 이면 보호 부재(120)가 일체화되고, 이 일체화된 것의 내부에서 제 1 및 제 2 층간 접속 부재(130, 140)가 번갈아 직렬로 접속된 것이 이용된다. 그리고 열유속 센서(10), 패널 히터(20), 커버(30), 중간 부재(열확산층)(40)에서 상기 제 1 실시 형태와 마찬가지로, 히터부(1)가 구성되어 있다. 또, 제어부(2)는 상기 제 1 실시 형태와 마찬가지로, CPU, 기억 수단을 구성하는 각종 메모리, 주변 기기 등을 이용하여 구성된 차량 ECU 등으로 구성된다.
그리고 본 실시예의 쾌적 온도 조절 제어 장치는 도 9에 나타낸 바와 같이, 차량(400)에 있어서의 차실내측에 배치되어 차실내의 외형을 만드는 내장(401)과 차실외측에 배치되어 차량(400)의 외형을 만드는 패널(402)의 사이의 공간에 히터부(1)가 배치된다. 상세히 서술하면, 차실내에 배치되는 내장(401)측으로부터 차례로 커버(30), 중간 부재(40), 열유속 센서(10), 패널 히터(20)가 위치하도록 배치된다.
본 실시예에서는 차실내에 있어서의 천정을 구성하는 내장(401a)과, 해당 내장(401a)과 대향하는 패널(402a)의 사이, 차실내에 있어서의 마루면을 구성하는 내장(401b)과, 해당 내장(401b)과 대향하는 패널(402b)의 사이, 탑승자의 발 아래에 배치된 내장(401c)과, 해당 내장(401c)과 대향하는 패널(402c)의 사이에 히터부(1)가 배치되어 있다. 또, 본 실시예에 있어서는, 차실내의 온도가 온도 센서(50)에 의하여 측정되게 되어 있다.
다음으로, 본 실시예에 있어서의 제어부(2)의 작동에 대하여 설명하는데, 제어부(2)의 작동은 기본적으로는 도 7과 동일하기 때문에 다른 부분만을 설명한다. 또, 제어부(2)는 예를 들면, 차량(400)에 있어서의 점화 스위치가 온되었을 때에 도 7의 처리를 개시한다.
즉, 단계 S300의 처리에서 제어부(2)는 온도 센서(50)에서 검출된 측정값(차실내의 온도)이 한계값 이하인지의 여부를 판정한다. 그리고 온도 센서(50)에서 검출된 측정값이 한계값 이하라고 판정한 경우에는(S300: YES), 패널 히터(20)로의 통전을 개시하여 패널 히터(20)를 발열시키고, 커버(30)로부터의 복사열에 의하여 내장(401)을 데운다(S310).
다음으로, 패널 히터(20)와 내장(401)의 사이의 열유속이 열유속 센서(10)에서 측정되기 때문에 열유속 센서(10)의 측정값이 한계값 이하인지의 여부를 판정한다(S320).
그리고 상기 제 1 실시 형태와 마찬가지로, 다른 단계 S330∼단계 S350의 처리를 적절히 실시한다.
또한, 단계 S320의 처리에 있어서의 한계값은 미리 인체(탑승자)가 쾌적하다고 느끼는 열유속에 따른 값으로 되어 있지만, 탑승자에 의하여 변경할 수 있게도 되어 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에서는 열유속 센서(10)로부터 출력되는 센서 신호에 기초하여 패널 히터(20)와 내장(401)의 사이의 열유속이 사전에 결정된 값으로 유지되도록 패널 히터(20)로의 통전을 제어한다. 이 때문에, 탑승자에게 쾌적한 온도 환경을 제공할 수 있다.
또한, 본 실시예에 있어서도, 상기 제 1 실시 형태와 마찬가지로, 온도 변화체로서 펠티에 소자나 통전됨으로써 온도가 낮아지는 것을 이용하여도 좋다. 또, 커버(30)는 구비되어 있지 않아도 좋다. 또한, 히터부(1)(열유속 센서(10), 중간 부재(40), 패널 히터(20))가 배치되는 장소는 적절히 변경할 수 있다. 또, 상기에서는 온도 센서(50)가 구비되어 있는 예에 대하여 설명했지만, 온도 센서(50)는 구비되어 있지 않아도 좋다. 이 경우에는 예를 들면, 탑승자의 작동 개시 지시가 있는 경우에 패널 히터(20)로의 통전을 개시하도록 하면 좋다.
(제 3 실시 형태)
본 실시예는 제 2 실시 형태의 변형예이다.
즉, 본 실시예는 통전됨으로써 온도가 변화하는 온도 변화체와, 상기 온도 변화체 상에 배치되어 열유속에 따른 센서 신호를 출력하는 열유속 센서와, 상기 열유속 센서 중 상기 온도 변화체와 접촉하는 부분과 반대측에 배치된 열확산층과, 상기 온도 변화체에 통전하여 상기 온도 변화체의 온도를 조정하는 제어부를 구비하고, 차실내에 구비된 전부 좌석의 등받이부의 내부에 있어서, 후부 좌석측의 표피측으로부터 차례로 상기 열확산층, 상기 열유속 센서, 상기 온도 변화체가 배치되고, 상기 열유속 센서는 상기 온도 변화체와 상기 표피의 사이의 상기 열유속에 따른 상기 센서 신호를 출력하고, 상기 제어부는 상기 열유속 센서로부터 출력되는 상기 센서 신호에 기초하여 상기 표피와 상기 온도 변화체의 사이의 열유속이 사전에 결정된 값으로 되도록 상기 온도 변화체로의 통전을 조정하는 것을 특징으로 하는 차량용의 쾌적 온도 조절 제어 장치에 관한 것이다.
구체적으로, 히터부(1) 및 제어부(2)는 제 2 실시 형태와 동일한 구성으로 되어 있다. 그리고 히터부(1)는 도 10에 나타낸 바와 같이, 차량(400)에 있어서의 전부 좌석(운전석 및 조수석)(200a)의 등받이부(202)의 내부에 있어서, 후부 좌석(200b)측의 표피(202a)측으로부터 차례로 커버(30), 중간 부재(40), 열유속 센서(10), 온도 변화체(패널 히터)(20)가 위치하도록 배치된다.
그리고 제어부(2)는 상기 제 2 실시 형태와 동일한 작동을 실시한다. 이에 따르면, 특히 후부 좌석(200b)에 착석한 탑승자에게 쾌적한 온도 환경을 제공할 수 있다.
(다른 실시 형태)
본 개시는 상기한 실시 형태에 한정되는 것은 아니고, 특허 청구 범위에 기재한 범위 내에서 적절히 변경이 가능하다.
예를 들면, 상기 제 1 실시 형태에 있어서, 열유속 센서(10)를 패널 히터(20)와 같은 크기로 하여도 좋다. 이 경우, 중간 부재(40)는 열유속 센서(10) 중의 패널 히터(20)와 반대측의 부분에 배치된다.
그리고 상기 제 1 실시 형태에 있어서, 열유속 센서(10)는 절연 기재(100)의 제 1 및 제 2 비아홀(101, 102)에 제 1 및 제 2 층간 접속 부재(130, 140)가 구비된 것이 아니어도 좋다. 즉, 예를 들면, 열유속 센서는 기판의 일면에 박막이 형성됨으로써 구성된 것이어도 좋다.
또한, 상기 제 1 실시 형태에 있어서, 표피(201a)의 온도를 검출하는 온도 센서를 구비하고, 표피(201a)의 온도를 표시하도록 하여도 좋다.
또, 상기 제 1 실시 형태에 있어서, 온도 센서(50)는 구비되어 있지 않아도 좋다. 이 경우에는 예를 들면, 탑승자의 작동 개시 지시가 있는 경우에 패널 히터(20)로의 통전을 개시하도록 하면 좋다.
(참고예)
본 참고예에서는 차량 이외에, 본 개시의 쾌적 온도 조절 제어 장치를 적용한 예를 설명한다.
즉, 본 참고예는 통전됨으로써 온도가 변화하는 온도 변화체와, 상기 온도 변화체 상에 배치되어 열유속에 따른 센서 신호를 출력하는 열유속 센서와, 상기 열유속 센서 중 상기 온도 변화체와 접촉하는 부분과 반대측에 배치된 열확산층과, 상기 온도 변화체에 통전하여 상기 온도 변화체의 온도를 조정하는 제어부를 구비하고, 인체가 드러눕는 베드 내의 공간에 있어서, 상기 인체가 드러누울 때에 접촉하는 상기 베드의 표피측으로부터 차례로 상기 열확산층, 상기 열유속 센서, 상기 온도 변화체가 배치되고, 상기 열유속 센서는 상기 온도 변화체와 상기 표피의 사이의 상기 열유속에 따른 상기 센서 신호를 출력하고, 상기 제어부는 상기 열유속 센서로부터 출력되는 상기 센서 신호에 기초하여 상기 표피와 상기 온도 변화체의 사이의 열유속이 사전에 결정된 값으로 되도록 상기 온도 변화체로의 통전을 조정하는 것을 특징으로 하는 침구의 쾌적 온도 조절 제어 장치에 관한 것이다.
구체적으로, 온도 변화체는 상기 제 1 실시 형태와 마찬가지로, 패널 히터(20) 등이 이용된다. 열유속 센서(10)는 상기 제 1 실시 형태와 마찬가지로, 도 2 내지 도 4에 나타낸 바와 같이, 절연 기재(100), 표면 보호 부재(110), 이면 보호 부재(120)가 일체화되고, 이 일체화된 것의 내부에서 제 1 및 제 2 층간 접속 부재(130, 140)가 번갈아 직렬로 접속된 것이 이용된다. 그리고 열유속 센서(10), 패널 히터(20), 커버(30), 중간 부재(열확산층)(40)에서 상기 제 1 실시 형태와 마찬가지로 히터부(1)가 구성되어 있다. 또, 제어부(2)는 상기 제 1 실시 형태와 마찬가지로, CPU, 기억 수단을 구성하는 각종 메모리, 주변 기기 등을 이용하여 구성되어 있다.
그리고 본 참고예의 쾌적 온도 조절 제어 장치는 도 11에 나타낸 바와 같이, 인체가 드러눕는 베드(500) 내의 공간에 있어서 히터부(1)가 배치된다. 상세히 서술하면, 인체가 드러누울 때에 접촉하는 베드(500)의 표피(501)측으로부터 차례로 커버(30), 중간 부재(40), 열유속 센서(10), 패널 히터(20)가 위치하도록 배치된다.
다음으로, 본 참고예에 있어서의 제어부(2)의 작동에 대하여 설명하는데, 제어부(2)의 작동은 기본적으로는 도 7과 동일하기 때문에 다른 부분만을 설명한다. 또, 제어부(2)는 예를 들면, 사용자가 제어부(2)와 접속된 스타트 스위치를 조작함으로써 처리를 개시한다.
즉, 본 참고예에서는 사용자가 스타트 스위치를 조작함으로써 처리를 개시하기 때문에 단계 S300의 처리는 실시하지 않는다. 그리고 스타트 스위치가 조작되면, 단계 S310의 처리를 실시하여 패널 히터(20)로의 통전을 개시하여 패널 히터(20)를 발열시키고, 커버(30)로부터의 복사열에 의하여 표피(501)를 데운다.
다음으로, 패널 히터(20)와 표피(501)의 사이의 열유속이 열유속 센서(10)에서 측정되기 때문에 열유속 센서(10)의 측정값이 한계값 이하인지의 여부를 판정한다(S320).
그리고 상기 제 1 실시 형태와 마찬가지로, 다른 단계 S330∼단계 S350의 처리를 적절히 실시한다.
또한, 단계 S320의 처리에 있어서의 한계값은 미리 인체(탑승자)가 쾌적하다고 느끼는 열유속에 따른 값으로 되어 있지만, 탑승자에 의하여 변경할 수 있게도 되어 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 참고예에서는 열유속 센서(10)로부터 출력되는 센서 신호에 기초하여 패널 히터(20)와 표피(501)의 사이의 열유속이 사전에 결정된 값으로 유지되도록 패널 히터(20)로의 통전을 제어한다. 이 때문에, 베드(500)의 사용자에게 쾌적한 온도 환경을 제공할 수 있다.
또한, 본 참고예에 있어서도, 상기 제 1 실시 형태와 마찬가지로, 온도 변화체로서 펠티에 소자나 통전됨으로써 온도가 낮아지는 것을 이용하여도 좋다. 또, 커버(30)는 구비되어 있지 않아도 좋다.
2: 제어부
10: 열유속 센서
100: 절연 기재
101, 102: 제 1 및 제 2 비아홀
130, 140: 제 1 및 제 2 층간 접속 부재
200: 좌석
201a: 표피

Claims (7)

  1. 통전됨으로써 온도가 변화하는 온도 변화체(20)와,
    상기 온도 변화체 상에 배치되어 열유속에 따른 센서 신호를 출력하는 열유속 센서(10)와,
    상기 열유속 센서 중 상기 온도 변화체와 접촉하는 부분과 반대측에 배치된 열확산층(40)과,
    상기 온도 변화체에 통전하여 상기 온도 변화체의 온도를 조정하는 제어부(2)를 구비하고,
    차실내에 구비된 좌석(200)의 내부에 있어서, 탑승자가 상기 좌석에 착석하고 있을 때에 상기 탑승자가 접촉하는 상기 좌석의 표피(201a)측으로부터 차례로 상기 열확산층, 상기 열유속 센서, 상기 온도 변화체가 배치되고,
    상기 열유속 센서는 상기 표피와 상기 온도 변화체의 사이의 상기 열유속에 따른 상기 센서 신호를 출력하고,
    상기 제어부는 상기 열유속 센서로부터 출력되는 상기 센서 신호에 기초하여 상기 표피와 상기 온도 변화체의 사이의 열유속이 사전에 결정된 값으로 되도록 상기 온도 변화체로의 통전을 조정하는 것을 특징으로 하는
    차량에 이용되는 쾌적 온도 조절 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 차실내의 온도를 검출하는 온도 센서(50)를 구비하고,
    상기 제어부는 상기 온도 센서에서 측정된 측정값이 사전에 결정된 범위로부터 벗어나 있을 때, 온도 변화체로의 통전을 개시하는 것을 특징으로 하는
    차량에 이용되는 쾌적 온도 조절 제어 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 사전에 결정된 값을 한계값으로 했을 때, 상기 표피와 상기 온도 변화체의 사이의 열유속이 상기 한계값보다 큰 경우, 상기 온도 변화체로의 통전을 정지하는 것을 특징으로 하는
    차량에 이용되는 쾌적 온도 조절 제어 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 열유속 센서는 열가소성 수지로 이루어지는 절연 기재(100)에 두께 방향으로 관통하는 복수의 제 1 및 제 2 비아홀(101, 102)이 형성되어 있는 것과 함께, 상기 제 1 및 제 2 비아홀에 서로 다른 금속으로 형성된 제 1 및 제 2 층간 접속 부재(130, 140)가 매립되어 상기 제 1 및 제 2 층간 접속 부재가 번갈아 직렬 접속된 구성으로 되고,
    상기 제 1 및 제 2 층간 접속 부재를 형성하는 상기 금속의 적어도 한쪽은 복수의 금속 원자가 상기 금속 원자의 결정 구조를 유지한 상태로 소결된 소결 합금인 것을 특징으로 하는
    차량에 이용되는 쾌적 온도 조절 제어 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 열유속 센서는 상기 절연 기재의 표면(100a)에 표면 패턴(111)이 형성된 표면 보호 부재(110)가 배치되어 있는 것과 함께, 상기 표면과 반대측의 이면(100b)에 이면 패턴(121)이 형성된 이면 보호 부재(120)가 배치되고, 상기 이면 보호 부재, 상기 절연 기재, 상기 표면 보호 부재가 일체화되어 있는 것을 특징으로 하는
    차량에 이용되는 쾌적 온도 조절 제어 장치.
  6. 통전됨으로써 온도가 변화하는 온도 변화체(20)와,
    상기 온도 변화체 상에 배치되어 열유속에 따른 센서 신호를 출력하는 열유속 센서(10)와,
    상기 열유속 센서 중 상기 온도 변화체와 접촉하는 부분과 반대측에 배치된 열확산층(40)과,
    상기 온도 변화체에 통전하여 상기 온도 변화체의 온도를 조정하는 제어부(2)를 구비하고,
    차실내측에 배치되어 상기 차실내의 외형을 만드는 내장(401)과 차실외측에 배치되어 차량의 외형을 만드는 패널(402)의 사이의 공간에 있어서, 상기 내장측으로부터 차례로 상기 열확산층, 상기 열유속 센서, 상기 온도 변화체가 배치되고,
    상기 열유속 센서는 상기 온도 변화체와 상기 차실내의 공간의 상기 열유속에 따른 상기 센서 신호를 출력하고,
    상기 제어부는 상기 열유속 센서로부터 출력되는 상기 센서 신호에 기초하여 상기 온도 변화체와 상기 차실내의 공간의 사이의 열유속이 사전에 결정된 값으로 되도록 상기 온도 변화체로의 통전을 조정하는 것을 특징으로 하는
    차량에 이용되는 쾌적 온도 조절 제어 장치.
  7. 통전됨으로써 온도가 변화하는 온도 변화체(20)와,
    상기 온도 변화체 상에 배치되어 열유속에 따른 센서 신호를 출력하는 열유속 센서(10)와,
    상기 열유속 센서 중 상기 온도 변화체와 접촉하는 부분과 반대측에 배치된 열확산층(40)과,
    상기 온도 변화체에 통전하여 상기 온도 변화체의 온도를 조정하는 제어부(2)를 구비하고,
    차실내에 구비된 전부 좌석의 등받이부(202)의 내부에 있어서, 후부 좌석측의 표피측으로부터 차례로 상기 열확산층, 상기 열유속 센서, 상기 온도 변화체가 배치되고,
    상기 열유속 센서는 상기 온도 변화체와 상기 표피의 사이의 상기 열유속에 따른 상기 센서 신호를 출력하고,
    상기 제어부는 상기 열유속 센서로부터 출력되는 상기 센서 신호에 기초하여 상기 표피와 상기 온도 변화체의 사이의 열유속이 사전에 결정된 값으로 되도록 상기 온도 변화체로의 통전을 조정하는 것을 특징으로 하는
    차량에 이용되는 쾌적 온도 조절 제어 장치.
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