WO2024135692A1 - ヒータ装置及び車両用シート - Google Patents

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WO2024135692A1
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abnormality
detection unit
heating element
heater device
planar
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潤 徳重
悠登 津田
東鉉 金
涼太 高月
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日本発條株式会社
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47C—CHAIRS; SOFAS; BEDS
    • A47C7/00—Parts, details, or accessories of chairs or stools
    • A47C7/62—Accessories for chairs
    • A47C7/72—Adaptations for incorporating lamps, radio sets, bars, telephones, ventilation, heating or cooling arrangements or the like
    • A47C7/74—Adaptations for incorporating lamps, radio sets, bars, telephones, ventilation, heating or cooling arrangements or the like for ventilation, heating or cooling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60N—SEATS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES; VEHICLE PASSENGER ACCOMMODATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60N2/00—Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles
    • B60N2/56—Heating or ventilating devices
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/20—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater

Definitions

  • This disclosure relates to a heater device equipped with a planar heating element having a heat generating layer in which a carbon material is evenly distributed, and a vehicle seat equipped with the heater device.
  • the heater driving device disclosed in JP 2021-51984 A functions as a power supply control device and controls the power supply to the heating wire.
  • the current output circuit and detection resistor function as a current detection unit and detect the current flowing through the heating wire.
  • the microcomputer repeatedly calculates the heating wire temperature related to the heating wire based on the detected current.
  • the driving circuit functions as a switching unit and turns a switch on or off depending on the calculated heating wire temperature. This allows the heating wire temperature to be maintained at an appropriate temperature without placing a temperature detection element near the heating wire.
  • the present disclosure aims to provide a heater device and a vehicle seat equipped with the same that help prevent a heat generation abnormality in a planar heating element from being left unattended when the abnormality occurs.
  • the heater device of the first aspect includes a sheet heating element having a heating layer in which a carbon material is evenly distributed, a detection unit capable of detecting an abnormality in the heat generated by the sheet heating element, and a notification unit that notifies a user of the abnormality by a user interface when the abnormality is detected by the detection unit.
  • the "carbon material" in the first embodiment includes carbon nanotubes, carbon fibers, carbon black, graphene, etc.
  • the sheet heating element has a heating layer in which carbon material is evenly distributed.
  • the detection unit detects the abnormality, and the notification unit notifies the user of the abnormality using a user interface. This makes it possible to encourage the user to inspect and repair the heater device, thereby contributing to preventing the abnormality from being left unattended.
  • the heater device of the second aspect is the first aspect, in which the detection unit is capable of detecting at least one of the electrical resistance of the sheet heating element, the voltage applied to the sheet heating element, the current flowing through the sheet heating element, and the temperature of the sheet heating element, and when the detection unit detects an abnormality, the notification unit notifies the user of the at least one of the abnormalities using the user interface.
  • the notification unit when the detection unit detects at least one of the electrical resistance of the sheet heating element, the voltage applied to the sheet heating element, the current flowing through the sheet heating element, and the temperature of the sheet heating element, the notification unit notifies the user of the at least one of the above using a user interface. This allows the user to know the details of the abnormality in the sheet heating element, making it easier for the user to guess the cause of the abnormality, for example.
  • the detection unit is capable of detecting the degree of the abnormality based on the electrical resistance of the sheet heating element, and when the detection unit detects the abnormality, the notification unit notifies the user of the degree of the abnormality using the user interface.
  • the detection unit detects the degree of abnormality in the heat generation of the sheet heating element based on the electrical resistance of the sheet heating element, and the notification unit notifies the user of the degree of the abnormality using a user interface. This allows the user to know the degree of the abnormality, and therefore allows the user to determine, for example, whether or not the heater device needs to be repaired immediately.
  • the heater device of the fourth aspect is any one of the first to third aspects, and includes a plurality of the sheet heating elements, the detection unit is capable of individually detecting abnormalities in the heat generated by the plurality of sheet heating elements, and the notification unit individually notifies the user of the abnormalities individually detected by the detection unit using the user interface.
  • the detection unit detects abnormalities in the heat generation of the multiple planar heating elements individually.
  • the notification unit notifies the user of the abnormalities individually detected by the detection unit individually using a user interface. This allows the user to know in which of the multiple planar heating elements the abnormality has occurred.
  • the vehicle seat of the fifth aspect includes a seat body having a seat cushion on which a vehicle occupant sits and a seat back that supports the back of the occupant, and the heater device of the first aspect in which the planar heating element is disposed on the seat body.
  • the seat body has a seat cushion on which a vehicle occupant sits, and a seat back that supports the occupant's back.
  • a planar heating element of a heater device is disposed on the seat body.
  • This heater device is any one of the first to fourth aspects, and therefore the above-mentioned effects can be obtained.
  • the present disclosure helps prevent a heat generation abnormality in a planar heating element from being left unattended when that abnormality occurs.
  • FIG. 1 is a side view showing a vehicle seat according to an embodiment
  • FIG. 2 is a block diagram showing a part of a hardware configuration of a heater device according to an embodiment.
  • 2 is a block diagram showing a part of a functional configuration of a control ECU included in the heater device according to the embodiment;
  • FIG. FIG. 2 is a front view showing the configuration of a sheet heating element included in the heater device according to the embodiment.
  • 5 is a flowchart showing an example of a flow of a control process performed by a control ECU of the heater device according to the embodiment.
  • a vehicle seat 10 according to one embodiment of the present disclosure will be described with reference to Figures 1 to 5. Note that the arrows FR and UP shown in Figure 1 indicate the front and upper directions of the vehicle seat 10.
  • the vehicle seat 10 includes a seat body 12 and a heater device 20.
  • the seat body 12 includes a seat cushion 14 on which a vehicle occupant sits, a seat back 16 that supports the occupant's back, and a headrest 18 that supports the occupant's head.
  • the occupant corresponds to the "user" in this disclosure.
  • the seat cushion 14 is provided with a planar heater 22A provided by the heater device 20, and the seat back 16 is provided with planar heaters 22B and 22C provided by the heater device 20.
  • the planar heater 22A is interposed, for example, between the surface of the seat cushion 14 and the padding material, and the planar heaters 22B and 22C are interposed between the surface of the seat back 16 and the padding material.
  • the planar heaters 22A, 22B, and 22C correspond to the "planar heating element" in this disclosure.
  • the heater device 20 includes the planar heaters 22A, 22B, and 22C, as well as a control ECU 30 (not shown in Figure 1) which serves as a control unit.
  • the planar heaters 22A, 22B, and 22C each have a heat generating layer 26 in which a carbon material is evenly distributed.
  • the planar heaters 22A, 22B, and 22C are carbon nanotube (CNT) film heaters and have a carbon nanotube film 24 and a pair of electrodes 28.
  • the carbon nanotube film 24 is formed by laminating, for example, a base layer and an insulating layer (neither of which are shown), and a heat generating layer 26.
  • the base layer and the insulating layer are formed, for example, from polyester, polyethylene, polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyurethane, polyimide, or polyamide in a film or cloth-like form (including nonwoven fabric).
  • the heat generating layer 26 is formed, for example, from a carbon nanotube coating film applied onto the base layer.
  • Carbon nanotubes are carbon crystals with a hollow cylindrical structure, and are heating elements that generate heat when electric current passes through them.
  • the carbon nanotubes are distributed throughout the heating layer 26. If damage such as a crack occurs in one part of the carbon nanotube film 24, the resistance value of the heating layer 26 changes (increases), but electricity continues to flow through the undamaged parts.
  • the pair of electrodes 28 are bus bars formed into long, thin plates made of a conductive material.
  • the pair of electrodes 28 are opposed to each other in the creeping direction along the surface of the carbon nanotube film 24 (i.e., the surface of the heat generation layer 26), and are connected to both ends of the heat generation layer 26 in the creeping direction.
  • the control ECU 30 includes a CPU (Central Processing Unit) 30A, a ROM (Read Only Memory) 30B, a RAM (Random Access Memory) 30C, a storage 30D, a communication I/F 30E, and an input/output I/F 30F.
  • the CPU 30A, ROM 30B, RAM 30C, storage 30D, communication I/F 30E, and input/output I/F 30F are connected to each other so as to be able to communicate with each other via a bus 30G.
  • the CPU 30A is a central processing unit that executes various programs and controls each part. That is, the CPU 30A reads the programs from the ROM 30B and executes the programs using the RAM 30C as a working area. In this embodiment, the programs are stored in the ROM 30B.
  • the control ECU 30 of the navigation device 22 functions as the detection unit 38, the power supply control unit 36, and the notification unit 40 shown in FIG. 3.
  • the display 34 mounted on the vehicle and the aforementioned sheet heaters 22A, 22B, and 22C are individually connected to the input/output I/F 30F via wiring.
  • the display 34 and the mobile terminal 32 correspond to the "user interface" in this disclosure. Note that the display 34 and the sheet heaters 22A, 22B, and 22C may be directly connected to the bus 30G.
  • control ECU 30 has a power supply control unit 36, a detection unit 38, and a notification unit 40 shown in FIG. 3 as functional components. These functional components are realized by the CPU 30A reading and executing a program stored in the ROM 30B.
  • the power supply control unit 36 has a function of controlling the power supply to the planar heaters 22A, 22B, and 22C based on the detection results of the detection unit 38.
  • the power supply control unit 36 starts supplying power to the planar heaters 22A, 22B, and 22C when a heater switch (not shown) provided on the vehicle seat 10 or the like is operated.
  • the detection unit 38 has the function of detecting abnormalities in the heat generation of the planar heaters 22A, 22B, and 22C.
  • the detection unit 38 is capable of detecting the magnitude of the voltage applied to the planar heaters 22A, 22B, and 22C by the power supply control unit 36.
  • the detection unit 38 is also capable of detecting the magnitude of the current flowing through the planar heaters 22A, 22B, and 22C, for example, using a current detection resistor (not shown) connected to the input/output I/F 30F.
  • the detection unit 38 is also capable of detecting the electrical resistance of the planar heaters 22A, 22B, and 22C based on the above voltage and current.
  • the detection unit 38 individually detects abnormalities in the heat generation of the planar heaters 22A, 22B, and 22C and the degree of the abnormality based on the electrical resistance of each of the planar heaters 22A, 22B, and 22C.
  • the detection unit 38 may be configured to detect abnormalities in the heat generation of the planar heaters 22A, 22B, and 22C based on the temperatures of the planar heaters 22A, 22B, and 22C.
  • a temperature sensor that detects the temperatures of the planar heaters 22A, 22B, and 22C is connected to the input/output I/F 30.
  • the notification unit 40 has a function of notifying the occupant of an abnormality in the heat generation of the planar heaters 22A, 22B, 22C.
  • the notification unit 40 displays the details of the abnormality on the display 34 and the mobile terminal 32.
  • the notification unit 40 notifies the occupant of the abnormality individually using the display 34 and the mobile terminal 32. That is, for example, when an abnormality in the heat generation occurs in the planar heater 22A, the notification unit 40 displays an image indicating that an abnormality has occurred in the heater of the seat cushion 14 on the display 34 and the mobile terminal 32.
  • the notification unit 40 also displays on the display 34 and the mobile terminal 32 the magnitude of the voltage applied to the planar heaters 22A, 22B, 22C, the magnitude of the current flowing through the planar heaters 22A, 22B, 22C, and the electrical resistance of the planar heaters 22A, 22B, 22C.
  • the notification unit 40 also notifies the occupant using the display 34 and the mobile terminal 32 of the degree of abnormality of the planar heaters 22A, 22B, 22C detected by the detection unit 38 based on the electrical resistance of the planar heaters 22A, 22B, 22C. That is, for example, the notification unit 40 displays on the mobile terminal 32 and the display 34 an image quantitatively showing the above degree using a graph or the like.
  • the notification unit 40 displays on the mobile terminal 32 and the display 34 an image showing the temperature distribution of the seat body 12 when the heater device 20 is used without repair, in a manner that allows comparison with the temperature distribution before the occurrence of the abnormality.
  • a temperature sensor that detects the temperature of the planar heaters 22A, 22B, and 22C is connected to the input/output I/F 30, the notification unit 40 displays the temperatures of the planar heaters 22A, 22B, and 22C on the display 34 and the mobile terminal 32.
  • planar heaters 22A, 22B, and 22C may be referred to as "planar heaters 22.”
  • the CPU 30A first starts supplying power to the planar heaters 22A, 22B, and 22C in step S1 shown in FIG. 5. This applies a voltage between the pair of electrodes 28 of each of the planar heaters 22A, 22B, and 22C, causing the heating layers 26 of each of the planar heaters 22A, 22B, and 22C to generate heat.
  • step S1 the processing in step S1 is completed, the process proceeds to the next step S2.
  • step S2 the CPU 30A uses the function of the detection unit 38 to determine whether or not an abnormality in heat generation has occurred in the planar heaters 22A, 22B, and 22C. If the determination is positive, the process proceeds to the next step S3, and if the determination is negative, the process proceeds to step S6.
  • step S3 the CPU 30A uses the function of the notification unit 38 to notify the occupant of an abnormality in the heat generation of the planar heaters 22A, 22B, 22C using the mobile terminal 32 and the display 34. Specifically, the CPU 30A causes the display 34 and the mobile terminal 32 to display which of the planar heaters 22A, 22B, 22C has an abnormality, details of the abnormality (i.e., the voltage, current, and electrical resistance of the planar heater in which the abnormality occurred), and the degree of the abnormality.
  • the processing in step S3 is completed, the process proceeds to the next step S4.
  • step S4 the CPU 30A uses the function of the detection unit 38 to determine whether the resistance value of the sheet heater 22 in which an abnormality has occurred is equal to or greater than a threshold value (i.e., whether the degree of the abnormality is severe). If this determination is positive, the process proceeds to the next step S5, and if this determination is negative, the process proceeds to step S6.
  • a threshold value i.e., whether the degree of the abnormality is severe
  • step S5 the CPU 30A stops supplying power to the planar heater in which the abnormality occurred and ends control of that planar heater. This makes it possible to prevent a fire or other accident that may occur due to continued use of the planar heater in which the abnormality occurred.
  • step S6 CPU 30A determines whether the heater switch has been turned off. If this determination is positive, control processing by CPU 30A is terminated. On the other hand, if the determination in step S6 is negative, the process returns to step S2 and the above-mentioned processing is repeated. In this case, CPU 30A continues to control the planar heaters 22 because it has determined that no abnormality in heat generation has occurred in the planar heaters 22, or that even if an abnormality has occurred in any of the planar heaters 22, the degree of the abnormality is minor.
  • the planar heaters 22A, 22B, and 22C have a heat generating layer 26 in which carbon nanotubes are evenly distributed. If a portion of any of these planar heaters 22 is damaged and an abnormality in heat generation occurs in that portion, the abnormality is detected by the detection unit 38 of the control ECU 30, and the notification unit 40 of the control ECU 30 notifies the occupant of the abnormality using the mobile terminal 32 and the display 34. This makes it possible to encourage the occupant to inspect and repair the heater device 20, thereby contributing to preventing the abnormality from being left unattended. As a result, the damage to the planar heater 22 can be prevented from spreading, and it becomes possible to repair the planar heater 22 while the damage is still minor.
  • the heater device 20 of the vehicle seat 10 even if abnormal heat is generated in part of the planar heater 22, other parts are maintained at a normal temperature, and the temperature of the surface of the seat body 12 may become saturated. In such a case, since the temperature difference between normal and abnormal conditions is small, it is difficult for the occupant to notice the abnormality. As a result, there is a risk that the abnormality will be left unattended and damage (such as cracks) to the planar heater 22 will spread, so it is preferable to notify the occupant of the abnormality by controlling the heater device 20. Moreover, in this embodiment, since the use of the heater device 20 is not immediately stopped, it is possible to prevent inconvenience to the occupant, especially in cold regions.
  • the detection unit 38 can detect the electrical resistance of the planar heater 22, the voltage applied to the planar heater 22, and the current flowing through the planar heater 22, and when the detection unit 38 detects an abnormality in the planar heater 22, the notification unit 38 displays on the mobile terminal 32 and display 34 the electrical resistance, voltage, and current of the planar heater 22 in which the abnormality has occurred. This allows the occupant to know the details of the abnormality in the planar heater 22, making it easier for the occupant to deduce, for example, the cause of the abnormality.
  • the detection unit 38 can detect the degree of abnormality in the planar heater 22 based on the electrical resistance of the planar heater 22.
  • the notification unit 40 displays an image indicating the degree of the abnormality on the mobile terminal 32 and the display 34. This allows the occupant to know the degree of the abnormality in the planar heater 22, and therefore allows the occupant to determine, for example, whether or not immediate repair of the heater device 20 is required.
  • the heater device 20 includes multiple planar heaters 22A, 22B, and 22C
  • the detection unit 38 is capable of individually detecting abnormalities in the heat generation of the multiple planar heaters 22A, 22B, and 22C.
  • the notification unit 38 then individually notifies the occupant of the abnormality in the planar heater 22 individually detected by the detection unit 38 using the mobile terminal 32 and the display 34. This allows the occupant to know which planar heater 22 out of the multiple planar heaters 22A, 22B, and 22C has experienced an abnormality (i.e., where in the seat cushion 14 and seat back 16 the heater abnormality has occurred).
  • the heater device 20 is provided in the vehicle seat 10, but this is not limiting, and the heater device according to the present disclosure may be provided in clothing, a chair, or other items other than the vehicle.

Landscapes

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

面状発熱体に発熱の異常が生じた場合に、当該異常が放置されることの防止に寄与する。　ヒータ装置（２０）は、炭素素材が満遍なく配設された発熱層（２６）を有する面状発熱体（２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ）と、面状発熱体（２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ）の発熱の異常を検出可能な検出部と、検出部によって前記異常が検出された場合、携帯端末（３２）及びディスプレイ（３４）を用いて前記異常をユーザに報知する報知部と、を備えている。

Description

ヒータ装置及び車両用シート
　本開示は、炭素素材が満遍なく配設された発熱層を有する面状発熱体を備えたヒータ装置、及び該ヒータ装置を備えた車両用シートに関する。
　特開２０２１－５１９８４号公報に開示されたヒータ駆動装置は、給電制御装置として機能し、電熱線への給電を制御する。このヒータ駆動装置では、電流出力回路及び検出抵抗は、電流検出部として機能し、電熱線を流れる電流を検出する。マイコンは、検出された電流に基づいて、電熱線に関する電熱線温度を繰り返し算出する。駆動回路は、切替え部として機能し、算出した電熱線温度に応じてスイッチをオン又はオフに切替える。これにより、電熱線の近傍に温度検出素子を配置することなく、電熱線温度を適切な温度に維持するようにしている。
　上記の先行技術のように、ヒータ装置が電熱線を有する場合、電熱線が断線すると電流が流れなくなるため、異常発熱は生じない。しかしながら、炭素素材が満遍なく配設された発熱層を有する面状発熱体（例えばカーボンナノチューブフィルムヒータ）を備えたヒータ装置では、面状発熱体の一部に破損が生じても、破損が生じていない部分は通電される。このため、破損箇所の端部で異常発熱が生じる可能性があるが、破損の程度や位置によっては、異常発熱部分が小さく、他の部分は正常な温度に保たれる場合がある。そのような場合に、ヒータ装置の使用を直ちに停止してしまうと、ユーザに不都合が生じることがある。特に寒冷地においては、ヒータの機能が必須であるため、安全な範囲でヒータ装置の継続使用を許容することが好ましいが、異常が放置されることを防止する必要がある。
　本開示は上記事実を考慮し、面状発熱体に発熱の異常が生じた場合に、当該異常が放置されることの防止に寄与するヒータ装置及びこれを備えた車両用シートを得ることを目的とする。
　第１の態様のヒータ装置は、炭素素材が満遍なく配設された発熱層を有する面状発熱体と、前記面状発熱体の発熱の異常を検出可能な検出部と、前記検出部によって前記異常が検出された場合、ユーザインターフェースを用いて前記異常をユーザに報知する報知部と、を備えている。
　なお、第１の態様の「炭素素材」には、カーボンナノチューブ、カーボンファイバー、カーボンブラック、グラフェン等が含まれる。
　第１の態様のヒータ装置によれば、面状発熱体は、炭素素材が満遍なく配設された発熱層を有する。この面状発熱体の一部が破損し、当該一部に発熱の異常が生じると、当該異常を検出部が検出すると共に、報知部がユーザインターフェースを用いて上記の異常をユーザに報知する。これにより、ユーザにヒータ装置の検査や修理を促すことができる。よって、上記の異常が放置されることの防止に寄与する。
　第２の態様のヒータ装置は、第１の態様において、前記検出部は、前記面状発熱体の電気抵抗、前記面状発熱体に印加される電圧、前記面状発熱体を流れる電流、及び前記面状発熱体の温度のうち少なくとも一つを検出可能であり、前記報知部は、前記検出部によって前記異常が検出された場合、前記ユーザインターフェースを用いて前記少なくとも一つをユーザに報知する。
　第２の態様のヒータ装置によれば、面状発熱体の電気抵抗、面状発熱体に印加される電圧、面状発熱体を流れる電流、及び前記面状発熱体の温度のうち少なくとも一つを検出部が検出すると、報知部がユーザインターフェースを用いて上記少なくとも一つをユーザに報知する。これにより、ユーザが面状発熱体の異常の詳細を知ることができるので、例えば異常の原因をユーザが推測し易くなる。
　第３の態様のヒータ装置は、第１の態様又は第２の態様において、前記検出部は、前記面状発熱体の電気抵抗に基づいて前記異常の程度を検出可能であり、前記報知部は、前記検出部によって前記異常が検出された場合、前記ユーザインターフェースを用いて前記異常の程度をユーザに報知する。
　第３の態様のヒータ装置によれば、検出部が、面状発熱体の電気抵抗に基づいて面状発熱体の発熱の異常の程度を検出し、報知部が、ユーザインターフェースを用いて前記異常の程度をユーザに報知する。これにより、ユーザが異常の程度を知ることができるので、例えばヒータ装置の修理が直ちに必要か否かをユーザが判断可能となる。
　第４の態様のヒータ装置は、第１の態様～第３の態様の何れか１つの態様において、前記面状発熱体を複数備え、前記検出部は、前記複数の面状発熱体の発熱の異常を個別に検出可能であり、前記報知部は、前記検出部によって個別に検出された前記異常を、前記ユーザインターフェースを用いて前記ユーザに個別に報知する。
　第４の態様のヒータ装置によれば、複数の面状発熱体の発熱の異常が検出部によって個別に検出される。報知部は、検出部によって個別に検出された異常を、ユーザインターフェースを用いてユーザに個別に報知する。これにより、ユーザは、複数の面状発熱体の何れで異常が発生したのかを知ることができる。
　第５の態様の車両用シートは、車両の乗員が着座するシートクッション及び前記乗員の背部を支持するシートバックを有するシート本体と、前記面状発熱体が前記シート本体に配設された第１の態様のヒータ装置と、を備えている。
　第５の態様の車両用シートによれば、シート本体は、車両の乗員が着座するシートクッションと、乗員の背部を支持するシートバックとを有している。このシート本体には、ヒータ装置の面状発熱体が配設されている。このヒータ装置は、第１の態様～第４の態様の何れか１つの態様のものであるため、前述した効果が得られる。
　以上説明したように、本開示によれば、面状発熱体に発熱の異常が生じた場合に、当該異常が放置されることの防止に寄与する。
実施形態に係る車両用シートを示す側面図である。 実施形態に係るヒータ装置のハードウエア構成の一部を示すブロック図である。 実施形態に係るヒータ装置が備える制御ＥＣＵの機能構成の一部を示すブロック図である。 実施形態に係るヒータ装置が備える面状発熱体の構成を示す正面図である。 実施形態に係るヒータ装置の制御ＥＣＵによって実施される制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。
　以下、図１～図５を参照して本開示の一実施形態に係る車両用シート１０について説明する。なお、図１に示される矢印ＦＲ及びＵＰは、車両用シート１０の前方及び上方を示している。
　図１に示されるように、本実施形態に係る車両用シート１０は、シート本体１２と、ヒータ装置２０とを備えている。シート本体１２は、車両の乗員が着座するシートクッション１４と、乗員の背部を支持するシートバック１６と、乗員の頭部を支持するヘッドレスト１８とを有している。上記の乗員は、本開示における「ユーザ」に相当する。
　シートクッション１４には、ヒータ装置２０が備える面状ヒータ２２Ａが配設されており、シートバック１６には、ヒータ装置２０が備える面状ヒータ２２Ｂ、２２Ｃが配設されている。面状ヒータ２２Ａは、例えばシートクッション１４の表皮とパッド材との間に介在しており、面状ヒータ２２Ｂ、２２Ｃは、シートバック１６の表皮とパット材との間に介在している。面状ヒータ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃは、本開示における「面状発熱体」に相当する。
　図２及び図３に示されるように、ヒータ装置２０は、上記の面状ヒータ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃの他、制御部である制御ＥＣＵ３０（図１では図示省略）を備えている。面状ヒータ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃは、炭素素材が満遍なく配設された発熱層２６を有している。
　図４に示されるように、面状ヒータ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃは、ここではカーボンナノチューブ（ｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏｔｕｂｅ：ＣＮＴ）フィルムヒータであり、カーボンナノチューブフィルム２４と、一対の電極２８とを有している。カーボンナノチューブフィルム２４は、例えば基材層及び絶縁層（何れも図示省略）と、発熱層２６とが積層されて構成されている。基材層及び絶縁層は、例えばポリエステル、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタラート(ＰＥＴ)、ポリエチレンナフタレート(ＰＥＮ)、ポリウレタン、ポリイミド、ポリアミドをフィルムまたは布様にしたもの(不織布を含む)によって構成されている。発熱層２６は、例えば基材層上に施されたカーボンナノチューブのコーティング膜によって構成されている。
　カーボンナノチューブは、中空円筒の構造をした炭素の結晶であり、電流が流れると発熱する発熱体である。カーボンナノチューブは、発熱層２６の各部に張り巡らされるように分散されている。このカーボンナノチューブフィルム２４では、一部に亀裂等の破損が生じると、発熱層２６の抵抗値が変化（上昇）するが、破損が生じていない部分は通電される。
　一対の電極２８は、導電性を有する材料によって長尺薄板状に形成されたバスバーである。一対の電極２８は、カーボンナノチューブフィルム２４の表面（すなわち発熱層２６の表面）に沿った沿面方向に対向して対をなしており、発熱層２６における前記沿面方向の両端部にそれぞれ接続されている。
　図２に示されるように、制御ＥＣＵ３０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）３０Ａ、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）３０Ｂ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）３０Ｃ、ストレージ３０Ｄ、通信Ｉ／Ｆ３０Ｅ及び入出力Ｉ／Ｆ３０Ｆを含んで構成されている。ＣＰＵ３０Ａ、ＲＯＭ３０Ｂ、ＲＡＭ３０Ｃ、ストレージ３０Ｄ、通信Ｉ／Ｆ３０Ｅ及び入出力Ｉ／Ｆ３０Ｆは、バス３０Ｇを介して相互に通信可能に接続されている。
　ＣＰＵ３０Ａは、中央演算処理ユニットであり、各種プログラムを実行したり、各部を制御したりする。すなわち、ＣＰＵ３０Ａは、ＲＯＭ３０Ｂからプログラムを読み出し、ＲＡＭ３０Ｃを作業領域としてプログラムを実行する。本実施形態では、ＲＯＭ３０Ｂにプログラムが記憶されている。ＣＰＵ３０Ａがプログラムを実行することで、ナビゲーション装置２２の制御ＥＣＵ３０は、図３に示される検出部３８、給電制御部３６及び報知部４０として機能する。
　ＲＯＭ３０Ｂは、各種プログラム及び各種データを記憶している。ＲＡＭ３０Ｃは、作業領域として一時的にプログラム又はデータを記憶する。ストレージ３０Ｄは、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ　Ｄｉｓｋ　Ｄｒｉｖｅ）又はＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ　Ｓｔａｔｅ　Ｄｒｉｖｅ）により構成され、オペレーティングシステムを含む各種プログラムを記憶している。通信Ｉ／Ｆ３０Ｅは、ネットワークを介してユーザの携帯端末３２と通信するためのインターフェースを含む。当該インターフェースとしては、例えば、ＬＴＥ、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）等の通信規格が用いられる。
　入出力Ｉ／Ｆ３０Ｆには、車両に搭載されたディスプレイ３４と、前述した面状ヒータ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃが配線を介して個別に接続されている。ディスプレイ３４及び携帯端末３２は、本開示における「ユーザインターフェース」に相当する。なお、ディスプレイ３４及び面状ヒータ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃは、バス３０Ｇに対して直接接続されていてもよい。
　制御ＥＣＵ３０は、前述したように、機能構成として図３に示される給電制御部３６、検出部３８及び報知部４０を有している。これらの機能構成は、ＣＰＵ３０ＡがＲＯＭ３０Ｂに記憶されたプログラムを読み出し、これを実行することによって実現される。
　給電制御部３６は、検出部３８の検出結果等に基づいて面状ヒータ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃへの電源供給の制御を行う機能を有している。給電制御部３６は、車両用シート１０等に設けられた図示しないヒータスイッチが操作されることにより、面状ヒータ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃへの給電を開始する。
　検出部３８は、面状ヒータ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃの発熱の異常を検出する機能を有している。検出部３８は、給電制御部３６によって面状ヒータ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃに印加される電圧の大きさを検出可能とされている。また、検出部３８は、例えば入出力Ｉ／Ｆ３０Ｆに接続された電流検出用の抵抗器（図示省略）を用いて面状ヒータ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃを流れる電流の大きさを検出可能とされている。さらに、検出部３８は、上記の電圧と電流とに基づいて面状ヒータ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃの電気抵抗を検出可能とされている。この検出部３８は、面状ヒータ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃの各電気抵抗に基づいて、面状ヒータ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃの発熱の異常及びその程度を個別に検出する。
　なお、検出部３８が面状ヒータ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃの温度に基づいて面状ヒータ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃの発熱の異常を検出する構成にしてもよい。その場合、面状ヒータ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃの温度を検出する温度センサが入出力Ｉ／Ｆ３０に接続される構成になる。
　報知部４０は、面状ヒータ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃの発熱の異常を乗員に報知する機能を有している。報知部４０は、検出部３８によって面状ヒータ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃの発熱の異常が検出された場合に、当該異常の内容をディスプレイ３４及び携帯端末３２に表示させる。具体的には、検出部３８によって面状ヒータ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃの発熱の異常が個別に検出された場合、ディスプレイ３４及び携帯端末３２を用いてその異常を個別に乗員に報知する。すなわち、例えば報知部４０は、面状ヒータ２２Ａで発熱の異常が生じた場合、シートクッション１４のヒータで異常が発生したことを示す画像をディスプレイ３４及び携帯端末３２に表示させる。
　また、報知部４０は、面状ヒータ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃに印加される電圧の大きさと、面状ヒータ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃを流れる電流の大きさと、面状ヒータ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃの電気抵抗とを、ディスプレイ３４及び携帯端末３２に表示させる。また、報知部４０は、検出部３８が面状ヒータ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃの電気抵抗に基づいて検出した面状ヒータ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃの異常の程度をディスプレイ３４及び携帯端末３２を用いて乗員に報知する。すなわち、例えば報知部４０は、上記の程度をグラフ等で定量的に示す画像を携帯端末３２及びディスプレイ３４に表示させる。さらに、報知部４０は、ヒータ装置２０を修理せずに利用した際のシート本体１２の温度分布を示す画像を、異常発生前の温度分布と比較できる態様で、携帯端末３２及びディスプレイ３４に表示させる。なお、面状ヒータ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃの温度を検出する温度センサが入出力Ｉ／Ｆ３０に接続されている場合、報知部４０は、面状ヒータ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃの温度をディスプレイ３４及び携帯端末３２に表示させる。
　以下、図５を参照して、制御ＥＣＵ３０のＣＰＵ３０Ａが実施する制御処理の流れについて説明する。以下の説明では、面状ヒータ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃを「面状ヒータ２２」と称する場合がある。ＣＰＵ３０Ａは、車両用シート１０等に設けられたヒータスイッチがオンにされると、先ず図５に示されるステップＳ１において、面状ヒータ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃへの給電を開始する。これにより、各面状ヒータ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃの一対の電極２８間に電圧が印加され、各面状ヒータ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃの発熱層２６が発熱する。ステップＳ１での処理が完了すると、次のステップＳ２に移行する。
　ステップＳ２では、ＣＰＵ３０Ａは、検出部３８の機能により、面状ヒータ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃに発熱の異常が発生したか否かを判断する。この判断が肯定された場合、次のステップＳ３に移行し、この判断が否定された場合、ステップＳ６に移行する。
　ステップＳ３では、ＣＰＵ３０Ａは、報知部３８の機能により、面状ヒータ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃの発熱の異常を、携帯端末３２及びディスプレイ３４を用いて乗員に報知する。具体的には、ＣＰＵ３０Ａは、面状ヒータ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃのうち何れの面状ヒータ２２で異常が発生したのかと、その異常の詳細（すなわち、異常が発生した面状ヒータの電圧、電流及び電気抵抗）と、その異常の程度とを、ディスプレイ３４及び携帯端末３２に表示させる。このステップＳ３での処理が完了すると、次のステップＳ４に移行する。
　ステップＳ４では、ＣＰＵ３０Ａは、検知部３８の機能により、異常が発生した面状ヒータ２２の抵抗値が閾値以上か否か（すなわち異常の程度がひどいか否か）を判断する。この判断が肯定された場合、次のステップＳ５に移行し、この判断が否定された場合、ステップＳ６に移行する。
　ステップＳ５では、ＣＰＵ３０Ａは、異常が発生した面状ヒータへの給電を停止し、当該面状ヒータの制御を終了する。これにより、異常が発生した面状ヒータが継続使用されることによる火災の発生等を防止することができる。このステップＳ５での処理が完了すると、次のステップＳ６に移行する。
　ステップＳ６では、ＣＰＵ３０Ａは、ヒータスイッチがオフにされたか否かを判断する。この判断が肯定された場合、ＣＰＵ３０Ａによる制御処理が終了される。一方、ステップＳ６での判断が否定された場合、前述したステップＳ２に戻って前述した処理が繰り返される。この場合、ＣＰＵ３０Ａは、面状ヒータ２２に発熱の異常が発生していない、又は、面状ヒータ２２の何れかに異常が発生していても、その異常の程度が少ないと判断したため、面状ヒータ２２の制御を継続する。
　次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。
　本実施形態では、面状ヒータ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃは、カーボンナノチューブが満遍なく配設された発熱層２６を有する。これらのうち何れかの面状ヒータ２２の一部が破損し、当該一部に発熱の異常が生じると、当該異常が制御ＥＣＵ３０の検出部３８によって検出されると共に、制御ＥＣＵ３０の報知部４０が携帯端末３２及びディスプレイ３４を用いて上記の異常を乗員に報知する。これにより、乗員にヒータ装置２０の検査や修理を促すことができるので、上記の異常が放置されることの防止に寄与する。その結果、面状ヒータ２２の破損が拡大することを防止でき、面状ヒータ２２の破損が小さいうちに修理をすることが可能となる。
　特に、車両用シート１０のヒータ装置２０では、面状ヒータ２２の一部に異常発熱が生じた場合でも、他の部分は正常な温度に保たれることにより、シート本体１２の表面の温度が飽和してしまう場合がある。そのような場合、正常時と異常時とでの温度差が小さいため、乗員が異常に気付きにくい。その結果、異常が放置されて面状ヒータ２２の破損（亀裂など）が拡大するおそれがあるため、ヒータ装置２０の制御によって異常を乗員に報知することが好ましい。しかも、本実施形態では、直ちにヒータ装置２０の使用を停止するのではないため、特に寒冷地において乗員に不都合が生じないようにすることができる。
　また、本実施形態では、検出部３８は、面状ヒータ２２の電気抵抗、面状ヒータ２２に印加される電圧、及び面状ヒータ２２を流れる電流を検出可能であり、報知部３８は、検出部３８によって面状ヒータ２２の異常が検出された場合、携帯端末３２及びディスプレイ３４に、異常が発生した面状ヒータ２２の電気抵抗、電圧および電流を表示させる。これにより、乗員が面状ヒータ２２の異常の詳細を知ることができるので、例えば異常の原因を乗員が推測し易くなる。
　また、本実施形態では、検出部３８は、面状ヒータ２２の電気抵抗に基づいて面状ヒータ２２の異常の程度を検出可能である。報知部４０は、検出部３８によって面状ヒータ２２の異常が検出された場合、当該異常の程度が分かる画像を携帯端末３２及びディスプレイ３４に表示させる。これにより、乗員が面状ヒータ２２の異常の程度を知ることができるので、例えばヒータ装置２０の修理が直ちに必要か否かを乗員が判断可能となる。
　また、本実施形態では、ヒータ装置２０が複数の面状ヒータ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃを備えており、検出部３８は、複数の面状ヒータ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃの発熱の異常を個別に検出可能である。そして、報知部３８は、検出部３８によって個別に検出された面状ヒータ２２の異常を、携帯端末３２及びディスプレイ３４を用いて乗員に個別に報知する。これにより、乗員は、複数の面状ヒータ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃのうちの何れの面状ヒータ２２で異常が発生したのか（すなわちシートクッション１４及びシートバック１６の何処でヒータの異常が生じたのか）を知ることができる。
　なお、上記実施形態では、ヒータ装置２０が車両用シート１０に設けられた構成にしたが、これに限らず、本開示に係るヒータ装置は、衣類や車両以外の椅子等に設けてもよい。
　その他、本開示は、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施できる。また、本開示の権利範囲が上記実施形態に限定されないことは勿論である。
　また、２０２２年１２月２３日に出願された日本国特許出願２０２２－２０７３１７号の開示は、その全体が参照により本明細書に取り込まれる。本明細書に記載された全ての文献、特許出願、および技術規格は、個々の文献、特許出願、および技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個別に記載された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。

Claims (5)

  1. 　炭素素材が満遍なく配設された発熱層を有する面状発熱体と、
    　前記面状発熱体の発熱の異常を検出可能な検出部と、
    　前記検出部によって前記異常が検出された場合、ユーザインターフェースを用いて前記異常をユーザに報知する報知部と、
    　を備えたヒータ装置。
  2. 　前記検出部は、前記面状発熱体の電気抵抗、前記面状発熱体に印加される電圧、前記面状発熱体を流れる電流、及び前記面状発熱体の温度のうち少なくとも一つを検出可能であり、
    　前記報知部は、前記検出部によって前記異常が検出された場合、前記ユーザインターフェースを用いて前記少なくとも一つをユーザに報知する請求項１に記載のヒータ装置。
  3. 　前記検出部は、前記面状発熱体の電気抵抗に基づいて前記異常の程度を検出可能であり、
    　前記報知部は、前記検出部によって前記異常が検出された場合、前記ユーザインターフェースを用いて前記異常の程度をユーザに報知する請求項１に記載のヒータ装置。
  4. 　前記面状発熱体を複数備え、
    　前記検出部は、前記複数の面状発熱体の発熱の異常を個別に検出可能であり、
    　前記報知部は、前記検出部によって個別に検出された前記異常を、前記ユーザインターフェースを用いて前記ユーザに個別に報知する請求項１に記載のヒータ装置。
  5. 　車両の乗員が着座するシートクッション及び前記乗員の背部を支持するシートバックを有するシート本体と、
    　前記面状発熱体が前記シート本体に配設された請求項１又は請求項２に記載のヒータ装置と、
    　を備えた車両用シート。
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