JP5294420B2 - 車両用暖房装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用の暖房装置に関する。

従来、この種の車両用暖房装置は特許文献１にて開示されている。この従来技術では、車室内の内装部材の表面に沿って面状の電気ヒータを配置し、この電気ヒータの表面上に、熱放射率の高い材料により構成される熱放射部材を配置している。そして、前記電気ヒータの発熱により熱放射部材を加熱して、熱放射部材の表面から赤外線を放射するようになっている。

特開２００５−２１２５５６号公報

ところが、上記従来技術では、車両用暖房装置として、例えば、座席の座面や背面の表皮下に配設された可撓性の面状発熱体からなる座席用ヒータと内装部材表面の面状電気ヒータを用いた場合、車両における電気容量の制限から各々に充分な加熱を行うことができないと言う課題を有していた。

本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、限られた電気容量内でも快適な車両用暖房装置を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、車室内の内装部材に配設された加熱手段と、座席用ヒータと、前記加熱手段と前記座席用ヒータとへの通電を制御する制御手段と、乗員の着座の有無を検出する着座センサとを備え、前記制御手段は、運転席のみ着座が検出された場合は、通電開始から所定時間は前記加熱手段への投入電力Ｗｆと、前記座席用ヒータへの投入電力Ｗｓとの関係をＷｓ＞Ｗｆに設定し、所定時間経過後は、Ｗｓ＜Ｗｆの関係に設定し、運転席と助手席双方で着座が検出された場合は、均等配分した電力で運転席と助手席の前記座席用ヒータに通電し、運転開始から時刻ｔｃ経過後は、投入電力の関係をＷｓ＜Ｗｆに設定することを特徴とするものである。

本発明の車両用暖房装置は、限られた電気容量内で体感的に不快感の無い暖かく感じる暖房を行うことができる。

本発明の第１の実施の形態における車両用暖房装置を備えたサイドドアパネル１の外観図 図１のＡＡ断面における構成図 本発明の第２の実施の形態におけるＡＡ断面における構成図 本発明の第３の実施の形態における構成図 （ａ）本発明の第４の本実施の形態を適用したサイドドアパネル１の外観図（ｂ）スピーカ用カバー８と加熱手段２、スピーカ９の構成図 （ａ）本発明の第５の本実施の形態における構成図（ｂ）本実施の形態を車室内の天井面に配設した外観図 （ａ）本発明の第６の本実施の形態を適用した車室内を車内後方から見た外観図（ｂ）本実施の形態を適用した車室内を車内側方から見た外観図 本発明の第７の本実施の形態のヒータユニット２７の外観図 （ａ）本発明の第８の本実施の形態の車両用暖房装置のブロック図（ｂ）同車両用暖房装置の制御モードを示す動作図 （ａ）本発明の第９の本実施の形態の車両用暖房装置のブロック図（ｂ）同車両用暖房装置の制御モードを示す動作図 本発明の第１０の本実施の形態の車両用暖房装置の制御モードを示す動作図 本発明の第１１の本実施の形態の車両用暖房装置の制御モードを示す動作図 本発明の他実施の形態の加熱手段の構成図 本発明の他実施の形態の加熱手段の構成図

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
本発明の第１の実施の形態を図１から図２を参照して説明する。

図１は本発明の第１の実施の形態における車両用暖房装置を備えたサイドドアパネル１の外観図である。ここで、サイドドアパネル１は右ハンドル車の運転席側サイドドア用である。図中、内装部材としてのサイドドアパネル１には加熱手段２が配設されている。加熱手段２は不織布に極細のヒータ線を蛇行させてシート状に成型したものである。ヒータ線近傍にはサーミスタが配設されている。また、図示しないが、前記サーミスタ出力が予め設定された設定温度になるよう前記ヒータ線の通電を制御する制御手段を備えている。

図２は図１のＡＡ断面における構成図である。図中、加熱手段２はサイドドアパネル１の表面に配設され、加熱手段２の表面には熱放射部材３が配設されている。尚、図中、正面左側が車内側、右側が車外側である。熱放射部材３は、例えば、薄手のウレタンシートに面状の化繊生地を接着した構成で、さらに、車内側の表面（化繊生地の表面）は起毛加工されている。加熱手段２は運転者が着座した時、膝〜下腿部に輻射熱が効率よく当たるような位置に配設されている。

上記構成により、加熱手段２のヒータ線に通電すると前記制御手段により、前記サーミスタ出力が予め設定された設定温度になるよう前記ヒータ線の通電が制御される。この時、ヒータ線の発熱により熱放射部材３から輻射熱が発生して、着座中の運転者の膝〜下腿部に輻射されて運転者の膝〜下腿部が暖まる。

また、万一、運転者の身体の一部が熱放射部材３に接触しても、熱放射部材３の表面が起毛加工されていて接触熱抵抗が大きいため、加熱手段２からの熱伝導がされにくくなり、接触部位が不要に加熱されることがない。

尚、上記実施例では、熱放射部材３は表面を起毛加工したが、熱放射部材３の表面をシボ加工したり、エンボス加工して接触熱抵抗を増加する構成にしてもよく、接触熱抵抗を増加する構成であれば、上記実施例に限定するものではない。

また、サイドドアパネル１は、その熱伝導率が熱放射部材３の熱伝導率よりも低いものを選定するのが好ましい。この構成によれば、加熱手段２で発生した熱がサイドドアパネル１を伝わって熱放散されにくくなり、熱放射部材３からの熱輻射を効率的に行える。

また、サイドドアパネル１にはカーオーディオのスピーカが装着される場合があるが、その場合は、スピーカの場所を避けて加熱手段２を配設する構成とすればよい。

（実施の形態２）
本発明の第２の実施の形態を図３を参照して説明する。

図３は本実施の形態における図１のＡＡ断面に対応した断面おける構成図である。本実施の形態では、図３に示したように、サイドドアパネル１の車外側に加熱手段２が配設され、車内側に熱放射部材３が配設されている。そして、加熱手段２の車外側表面には断熱部材４が配設されている。本実施の形態におけるサイドドアパネル１として、少なくとも加熱手段２が配設されている領域には、熱伝導性の良い材質の材料、例えば、樹脂に金属粒子を混練した複合材料を使用する。

断熱部材４と熱伝導性の良いサイドドアパネル１により、加熱手段２で発生した熱は効率的に熱放射部材３に伝わって車内側に輻射される。また、サイドドアパネル１の車内側に加熱手段２を配設していないので、ヒータ線による熱放射部材３の局部的な盛り上がり等の外観上の不具合が発生しない。

（実施の形態３）
本発明の第３の実施の形態を図４を参照して説明する。

図４は本実施の形態における構成図で、図１のＡＡ断面に対応している。本実施の形態では、図４に示したように、サイドドアパネル１には加熱手段２が配設され、加熱手段２を覆うとともに加熱手段２から発生する熱放射を透過する被覆手段５を備えている。図中、正面左側が車内側、右側が車外側である。

被覆手段５は、加熱手段２との間に空隙部６を備え、被覆面が所定の開口率を有したメッシュ部材６を有している。空隙部６は加熱手段２とメッシュ部材７との間にスペーサ等を設けることにより形成される。メッシュ部材７は、例えば、金属製または樹脂製の細線を格子状やグリル状に成形して所定の開口率となるように構成する。また、実施の形態１と同様に、加熱手段２は不織布に極細のヒータ線を蛇行させてシート状に成型したものである。

尚、車室内側への熱放射の効率を高めるため、ヒータ線は車室内側の不織布表面に配設されている。ヒータ線近傍にはサーミスタが配設されている。また、図示しないが、前記サーミスタ出力が予め設定された設定温度になるよう前記ヒータ線の通電を制御する制御手段を備えている。

上記構成により、加熱手段２のヒータ線に通電すると前記制御手段により、前記サーミスタ出力が予め設定された設定温度になるよう前記ヒータ線の通電が制御される。この時、ヒータ線の発熱により輻射熱が発生して、それがメッシュ部材７の開口部を透過して着座中の運転者の膝〜下腿部に輻射されて運転者の膝〜下腿部が暖まる。

また、万一、運転者の身体の一部がメッシュ部材７に接触しても、メッシュ部材７自体は加熱手段２の輻射熱を透過して昇温しないので、接触部位が不要に加熱されることがない。

尚、メッシュ部材７に使用する金属製または樹脂製の細線の表面を起毛加工やシボ加工、エンボス加工してもよく、メッシュ部材６の接触熱抵抗が大きくなり、接触部位が不要に加熱されることがさらに無くなる。

また、上記実施の形態では、被覆手段５は、加熱手段２との間に空隙部６を備え、被覆面が所定の開口率を有したメッシュ部材６を有した構成としたが、被覆面を高密度ホリエチレン等の赤外線透過材料をシート状やフィルム状、格子状、グリル状等に成形して構成してもよく、人体が吸収する赤外線領域の輻射熱を被覆面が透過するので、同様な効果がある。

（実施の形態４）
本発明の第４の実施の形態を図５を参照して説明する。

図５（ａ）は本実施の形態を適用したサイドドアパネル１の外観図、図５（ｂ）はスピーカ用カバー８と加熱手段２、スピーカ９の構成図である。図５（ａ）（ｂ）に示したように、本実施の形態では、実施の形態３のメッシュ部材をドアパネルに設けられたカーオーディオ用のスピーカ用カバー８と兼用した構成としている。スピーカ用カバー８は実施の形態３のメッシュ部材と同様に所定の開口率を有している。そして、スピーカ用カバー８とスピーカ９の間に加熱手段２を配設している。図５（ｂ）のように、加熱手段２は不織布１０にヒータ線１１を蛇行させて配設し、スピーカ９からの音を透過させるよう複数の透過孔部１２を設けた構成となっている。加熱手段２とスピーカ用カバー８、加熱手段２とスピーカ９はスペーサを介して所定の空隙を設けながら接合されている。

上記構成により、加熱手段２のヒータ線に通電すると実施の形態３と同様に、前記制御手段により、前記サーミスタ出力が予め設定された設定温度になるよう前記ヒータ線の通電が制御される。この時、ヒータ線の発熱により輻射熱が発生して、それがスピーカ用カバー８の開口部を透過して着座中の運転者の膝〜下腿部に輻射されて運転者の膝〜下腿部が暖まる。

また、万一、運転者の身体の一部がスピーカ用カバー８に接触しても、スピーカ用カバー８自体は加熱手段２の輻射熱を透過して昇温しないので、接触部位が不要に加熱されることがない。

また、加熱手段２の不織布１０にはスピーカ９からの音を透過させるよう複数の透過孔部１２を設けた構成となっているので、通常のカーオーディオのスピーカとしての機能も損なわれることがない。

（実施の形態５）
本発明の第５の実施の形態を図６を参照して説明する。

図６（ａ）は本実施の形態における構成図（図１のＡＡ断面に対応）、図６（ｂ）は本実施の形態を車室内の天井面に配設した外観図である。本実施の形態では、図６（ａ）に示したように、加熱手段２は、発生した熱放射を所定の場所に集中させる集光部１３を備えている。集光部１３は凹レンズのような形状をしている。ここで、加熱手段２、空隙部６、メッシュ部材７、集光部１３のまとまりをヒータユニット１４とする。

上記構成により、加熱手段２のヒータ線に通電すると実施の形態３と同様に、前記制御手段により、前記サーミスタ出力が予め設定された設定温度になるよう前記ヒータ線の通電が制御される。ヒータ線の発熱により発生する輻射熱は、集光部１３の凹レンズ形状により、点Ｐ近傍に照射される。そして、図６（ｂ）に示したように、上記構成のヒータユニット１４を在席者の大腿部上の天井面に配設して、集光部１３により輻射熱の集光場所Ｐを大腿部にすれば、ヒータユニット１４からの輻射熱が集光されて大腿部に照射され、大腿部が加温される。

実施の形態１〜４のように、足元の輻射暖房が装備されていたり、例えば、座席の座面や背面の表皮下に配設された可撓性の面状発熱体からなる座席用ヒータが装備されていると、下腿部や後大腿部は暖まるが、前大腿部については、エンジンが暖気運転に達してエアコンの暖房によって車室内が暖まらないと前大腿部は暖まらない。一方、本実施の形態によれば、天井面に配設したヒータユニット１４からの輻射熱が集光されて大腿部に照射されるので、前大腿部を速やかに加温でき、暖感が向上する。

（実施の形態６）
本発明の第６の実施の形態を図７を参照して説明する。

図７（ａ）は本実施の形態を適用した車室内を車内後方から見た外観図、図７（ｂ）は本実施の形態を適用した車室内を車内側方から見た外観図である。実施の形態１では加熱手段２を運転席側のサイドドアパネル１の座席足元側に対応する場所２１に配設したが、図７（ａ）に示すように、加熱手段２をインパネ１６の下部１７やセンターコンソール１８の左右側面１９、アクセルペダル横のボディ側面２０等の内装部材に配設してもよい。

また、図７（ｂ）に示すように、加熱手段２をサイドドアパネル１の座席肩口側に対応する場所２２や、後部座席のサイドドアパネル２３の座席足元側に対応する場所２４、座席肩口側に対応する場所２５の内装部材に配設する構成としてもよい。また、前席座席の背面部２６に配設して後部座席の在席者の足部〜脚部に熱輻射を当てる構成としてもよい。また、図示はしないが、加熱手段２を座席やサイドドアパネルに装備された肘掛や、座席前方の床面等に配設してもよい。

（実施の形態７）
本発明の第７の実施の形態を図８を参照して説明する。

図８は本実施の形態のヒータユニット２７の外観図である。ヒータユニット２７は図７（ａ）（ｂ）に示すようにインパネ１６の下部１７に配設されるもので、２つの加熱手段２８、２９を備えている。尚、加熱手段２８、２９に対応する熱放射部材や被覆手段は実施の形態１〜５のいずれかに記載されたものを使用する。そして、ヒータユニット２７をインパネ１６の下部１７に配設した際に、加熱手段２８、２９がそれぞれ在席者の右脚部と左脚部に沿って対向するように構成されている。特に、運転席側に適用する場合は、オートマチック車だと、右足をアクセル方向に、左足をレッグレストに置いて右脚部と左脚部がほぼ位置決めされるので、この脚部の位置に対向するように加熱手段２８、２９を配設するように構成すればよい。

上記構成により、加熱手段２８、２９に通電すると、加熱手段２８、２９の発熱によって発生する熱輻射がそれぞれ在席者の右脚部と左脚部に当たり、両脚が暖められる。そして、在席者の右脚部と左脚部に沿って対向するように加熱手段２８、２９を分割して配設しているので、ヒータユニット２７の全面に加熱手段を配設する構成に比べて、加熱手段が合理化できるとともに、暖房時の消費電力を低減でき、省エネ効果がある。

尚、以上の実施の形態１〜７では、加熱手段２としてヒータ線を使用したが、例えば、ＰＴＣ特性を有した面状のヒータを使用しても良く、通電後の立ち上がりが早く、かつ、ヒータ温度の過昇がなく安全性が向上するといったメリットがある。

（実施の形態８）
本発明の第８の実施の形態を図９を参照して説明する。

図９（ａ）は本実施の形態の車両用暖房装置のブロック図、図９（ｂ）は前記車両用暖房装置の制御モードを示す動作図である。図９（ａ）に示したように、本実施の形態は、車両用暖房装置として、実施の形態１〜４のような足元輻射暖房３０と、例えば、座席の座面や背面の表皮下に配設された可撓性の面状発熱体からなる座席用ヒータ３１と、ステアリングホイールにヒータ線を内蔵したステアリングホイールヒータ３２と、エアコン３３とを備えている。制御手段３４はエンジンの温度センサ３４の温度信号を受けて、足元輻射暖房３０、座席用ヒータ３１、ステアリングホイールヒータ３２、エアコン３３の運転を制御する。座席用ヒータ３１は可撓性の面状発熱体からなり、例えば、不織布や薄手の樹脂シートにヒータ線を蛇行配設して成形した可撓性の面状発熱体や、ＰＴＣ特性を有した樹脂抵抗体を不織布や薄手の樹脂シートに印刷したり薄肉状に圧着して構成した面状発熱体等を用いる。また、面状発熱体は、例えば、乗員の両大腿下部や臀部、腰部、脊髄、肩甲骨、上腕などの部位の少なくとも一部を加熱するよう前記部位の少なくとも一部に対向するよう発熱部を局部的に設定した構成としてもよく、座席の座面や背面の全体に面状発熱体を配設する構成よりも発熱面積を低減でき、省電力となる。

上記構成による動作を図９（ｂ）を用いて説明する。運転者が乗車して時刻ｔ０で足元輻射暖房、座席用ヒータ、ステアリングホイールヒータ、エアコンを作動させると、制御手段３４は、それぞれＦ１、Ｓ１、Ｗ１、Ａ１のモード（Ｓ１とする）で暖房を開始する。ここで、Ｆ１、Ｓ１、Ｗ１はフル通電モードである。Ａ１はいわゆる暖機運転に相当した予熱モードで、予熱モード中は送風を送らない。

次に、時刻ｔ１でエンジン温度が所定の温度に達すると、Ｆ１、Ｓ１、Ｗ１、Ａ１はＦ２、Ｓ２、Ｗ２、Ａ２のモード（Ｓ２とする）に変更される。ここで、Ｆ２、Ｓ２、Ｗ２は通電のオンオフ間隔や設定温度を間欠的に制御するモードで、好ましくは１／ｆゆらぎのパターンで制御するモードとし、快適性を保ちながら省エネ運転を行なうものである。また、Ａ２は温風吹き出しモードである。

上記のような制御モードにより、乗車後の初期は、足元輻射暖房、座席用ヒータ、ステアリングホイールヒータをメイン暖房にして、輻射暖房や接触暖房によって身体をすばやく、効率的に暖めることができる。また、エンジンが暖まるとエアコンによる暖房をメイン暖房にして室内を暖めるとともに、足元輻射暖房、座席用ヒータ、ステアリングホイールヒータはサブ暖房として電力使用を抑えながら、輻射暖房や接触暖房によって身体を補助暖房的に暖めることができる。このように、本実施の形態によれば、暖房初期は速熱性を重視して快適性を向上できるとともに、暖房安定時は省エネ性と快適性を両立させることができる。

（実施の形態９）
本発明の第９の実施の形態を図１０を参照して説明する。

図１０（ａ）は本実施の形態の車両用暖房装置のブロック図、図１０（ｂ）は前記車両用暖房装置の制御モードを示す動作図である。図１０（ａ）本実施の形態では、車両用暖房装置として、実施の形態１〜４のような足元輻射暖房３０と、座席用ヒータ３１と、ステアリングホイールヒータ３２と、エアコン３３とを備えている。制御手段３４はエンジンの温度センサ３５の温度信号と、運転席サイドドアのアウターハンドルのタッチセンサ３６の判定信号とを受けて、足元輻射暖房３０、座席用ヒータ３１、ステアリングホイールヒータ３２、エアコン３３の運転を制御する。タッチセンサ３６は、例えば、ドアハンドルに検出用電極を配設して静電容量の変化を検出したり、圧電センサをドアハンドルの可動部に配設してドアハンドル操作による可動部の振動や変位を検出する構成のものを使用する。

上記構成による動作を図１０（ｂ）を用いて説明する。運転者が乗車するために、時刻ｔ２で運転席サイドドアのアウターハンドルを操作すると、制御手段３４は、足元輻射暖房、座席用ヒータ、ステアリングホイールヒータをそれぞれＦ１、Ｓ１、Ｗ１のモードで暖房を開始する。ここで、Ｆ１、Ｓ１、Ｗ１はフル通電モードである。そして、運転者が時刻ｔ３で乗車してエアコンを作動させると、エアコンはＡ１のいわゆる暖機運転に相当した予熱モードで作動する。予熱モード中は送風を送らない。

次に、時刻ｔ４でエンジン温度が所定の温度に達すると、Ｆ１、Ｓ１、Ｗ１、Ａ１はＦ２、Ｓ２、Ｗ２、Ａ２のモードに変更される。ここで、Ｆ２、Ｓ２、Ｗ２は通電のオンオフ間隔や設定温度を間欠的に制御するモードで、好ましくは１／ｆゆらぎのパターンで制御するモードとし、快適性を保ちながら省エネ運転を行なうものである。また、Ａ２は温風吹き出しモードである。

上記のような制御モードにより、運転者が乗車する前から足元輻射暖房、座席用ヒータ、ステアリングホイールヒータによる暖房を開始して、運転者が乗車した時には、暖房の立ち上げが完了状態になっていて、輻射暖房や接触暖房によって身体をすばやく、効率的に暖めることができる。また、エンジンが暖まるとエアコンによる暖房をメイン暖房にして室内を暖めるとともに、足元輻射暖房、座席用ヒータ、ステアリングホイールヒータはサブ暖房として電力使用を抑えながら、輻射暖房や接触暖房によって身体を補助暖房的に暖めることができる。このように、本実施の形態によれば、ドアハンドル操作を検出して乗車する前に輻射暖房や接触暖房を立ち上げるので、乗車するとすぐに暖房感を得ることができ快適性をさらに向上できるとともに、暖房安定時は省エネ性と快適性を両立させることができる。

（実施の形態１０）
本発明の第１０の実施の形態を図１１を参照して説明する。

図１１は本実施の形態の車両用暖房装置の制御モードを示す動作図である。本実施の形態は、実施の形態８の座席用ヒータの制御モードＳ２に適用される。本実施の形態では、運転席（Ｄ席）、助手席（Ｐ席）、運転席側後部座席（ＤＲ席）、助手席側後部座席（ＰＲ席）のそれぞれに座席用ヒータが配設されている。尚、各席での座席用ヒータの通電は当該座席毎に設けられている通電スイッチにより行なわれるが、座席に乗員検知センサを配設して乗員検知した座席のみを通電する構成としてもよい。以下の説明では、上記４席全てに人が座っているものとする。

上記構成による動作を図１１を用いて説明する。制御モードＳ１ではＤ席、Ｐ席、ＤＲ席、ＰＲ席を全て通電する。そして、時刻ｔ５で制御モードＳ２に移行すると、時刻ｔ５〜ｔ６ではＤ席のみ通電、時刻ｔ６〜ｔ７ではＰ席のみ通電、時刻ｔ７〜ｔ８ではＤＲ席のみ通電、時刻ｔ８〜ｔ９ではＰＲ席のみ通電し、時刻ｔ９以降は上記のｔ５〜ｔ９の動作を繰り返して制御する。このような座席毎の切り替え制御だと１周期（ｔ５〜ｔ９）経過するのに時間がかかり、座席温度の低下が懸念されるが、座席はクッションとしてウレタンを使用していて断熱性があり、さらに、着座した人の熱容量があるため、座席用ヒータの通電による発熱により座席温度が一旦、上昇すると通電を停止しても座席温度の低下は緩慢であり、暖感が継続する。尚、車室内温度にもよるが、１周期に要する時間は３〜５分が望ましい。また、上記動作では、４席を対象としたが、例えば、座席に配設した乗員検知センサでＰＲ席が不在と判定した場合は、ＰＲ席への通電を行わず、Ｄ席、Ｐ席、ＤＲ席の３席で切り替え制御を行なう。

上記のような座席毎に通電を切り替えていく制御モードにより、省エネをさらに向上することができる。

尚、実施の形態１０では座席用ヒータを対象としたが、座席用ヒータに限定せず、例えば、足元輻射暖房と座席用ヒータとを交互に通電したり、通電のオンオフ間隔や設定温度を１／ｆゆらぎのパターンで制御して、省エネと快適性を両立させる、といった構成としてもよい。

（実施の形態１１）
本発明の第１１の実施の形態を図１２を参照して説明する。

図１２は本実施の形態の車両用暖房装置の制御モードを示す動作図である。本実施の形態は、実施の形態８の足元輻射暖房３０、及び、座席用ヒータ３１の制御モードＳ１に適用される。本実施の形態では、図１２に示すように、制御手段３４が、時刻ｔ０の通電開始から所定時間ｔｃが経過する間は、加熱手段としての足元輻射暖房３０と座席用ヒータ３１とへの投入電力Ｗｆ、ＷｓをＷｓ＞Ｗｆとし、所定時間ｔｃ経過後の時刻ｔ１０以降は投入電力をＷｓ＜Ｗｆとする。尚、足元輻射暖房３０と座席用ヒータ３１とへの総投入電力はＷ０を越えないものとする。

上記のような制御モードにより、暖房の立ち上がりは座席用ヒータ３１に投入電力を集中させて急速に発熱させることにより体幹部を素早く暖め、所定時間ｔｃ経過後は足元輻射暖房３０に投入電力を集中させて足元への輻射を増大させることにより足元の暖感を高める。尚、時刻ｔ１０以降で座席用ヒータ３１への投入電力を減少すると座席温度の低下が懸念されるが、座席はクッションとしてウレタンを使用していて断熱性があり、さらに、着座した人の熱容量があるため、座席用ヒータ３１の通電による発熱により座席温度が一旦、上昇すると、投入電力が少なくても座席温度の低下は緩慢であり、暖感が継続する。

以上より、本実施の形態によれば、例えば、厳冬期で車内の初期温度が氷点下以下になっていても、暖房開始の立ち上がりに充分な暖感を得ることが可能となる。また、例えば、ハイブリッド車のように燃費向上のため、使用できるエネルギーが制限されていても、上記のように総電力Ｗ０の範囲内で足元輻射暖房３０と座席用ヒータ３１とへの投入電力を経時的に配分することで効率的な暖房が可能となる。

尚、上記実施の形態では、所定時間ｔｃで足元輻射暖房３０と座席用ヒータ３１とへの投入電力の配分を行なったが、座席用ヒータ３１や座席に温度センサを配設して座席用ヒータ３１の温度や座席温度が所定温度に達したことを検出して足元輻射暖房３０と座席用ヒータ３１とへの投入電力の配分を行なう構成としてもよく、同様な効果がある。すなわち、上記の実施形態と同等の構成下においては、制御手段３４が、温度センサから座席用ヒータ３１または座席温度を取得し、当該温度が所定温度に達するまでは、足元輻射暖房３０と座席用ヒータ３１とへの投入電力Ｗｆ、ＷｓをＷｓ＞Ｗｆとし、当該温度が所定温度に達すると、それ以降はＷｓ＜Ｗｆとする。

また、上記実施の形態では、内装部材に配設された加熱手段として足元輻射暖房３０を使用したが、前記加熱手段として、足元輻射暖房３０の他に着座者の主に上半身を輻射加熱する天井輻射ヒータや、サイドドアパネルに配設したドアトリムヒータを使用するといったように、複数の加熱手段を使用した構成としてもよい。この構成により、暖房の立ち上がりは座席用ヒータ３１に投入電力を集中させて急速に発熱させることにより体幹部を素早く暖めるとともに、足元輻射暖房３０、天井輻射ヒータ、ドアトリムヒータにも全体でＷｆ分電力による発熱をさせて、各加熱手段の対向した部位である足元や頭部、肩口などの寒冷感を最低限排除し、所定時間ｔｃ経過後は足元輻射暖房３０、天井輻射ヒータ、ドアトリムヒータに投入電力を集中させて、足元や頭部、肩口などの足元への輻射を増大させることにより輻射によるマイルドな暖感を提供して快適性を向上することができる。

また、上記実施の形態では１つの座席を対象としたが、例えば、運転席と助手席との暖房を想定した場合、着座センサにより乗員の着座の有無に基づき各ヒータへ総投入電力Ｗ０の配分を行って通電制御する構成としてもよい。以下にこの構成による作用を説明する。尚、両座席には、対向して足元輻射暖房が配設されるとともに、座席用ヒータと着座センサが配設されている。

先ず、運転席のみ着座が検出された場合は、上記実施の形態のように、総投入電力Ｗ０を運転席側の足元輻射暖房と座席用ヒータに配分する制御が行なわれる。次に、運転席と助手席双方で着座が検出された場合は、総投入電力Ｗ０を運転席と助手席とで均等配分し、配分した電力Ｗ０／２で各座席の座席用ヒータのみが先ず通電される。そして、時刻ｔｃが経過後は、各座席でＷ０／２を足元輻射暖房と座席用ヒータとで予め定められた所定の配分比率により配分して通電する。配分比率としては、足元輻射暖房の電力＞座席用ヒータの電力とする。この場合、時刻ｔｃ経過前は、足元輻射暖房は通電されず、その分、快適性が低減するが、省エネ優先という立場のもと、総投入電力Ｗ０という枠の中で、最低限必要な暖房として座席用ヒータにより体幹部のみを素早く暖めるという制御を行っている。以上のような制御を行うことにより、省エネを図りながら、乗員数に応じて適切な暖房が可能となる。

また、例えば、足元輻射暖房と天井輻射ヒータとを所定時間ずつ交互に通電して、トータルの電力は一定の元、交互に輻射暖房を行なう構成としてもよく、天井輻射ヒータの連続通電によって頭部が熱くなり過ぎず、快適性が向上する。

また、寒冷地向けの自動車にはエンジン排熱による温風暖房の補助暖房として送風経路に電気ヒータを追加した構成があるが、この電気ヒータの代わりに本発明の車両用暖房装置の足元輻射暖房３０や天井輻射ヒータ、ドアトリムヒータ、座席用ヒータ３１を用いれば、前記電気ヒータと同じ投入電力で暖房の立ち上がり時に素早く暖感を得ることが可能となる。

例えば、前記電気ヒータが６００Ｗで座席が４席の場合は、１席当たり１５０Ｗを足元輻射暖房３０や天井輻射ヒータ、ドアトリムヒータ、座席用ヒータ３１で配分し、かつ、第１１の実施の形態のような通電パターンで暖房する。これにより、例えば、乗員がドライバーと助手席の乗員の２名の場合は、２席で３００Ｗだけの電力使用となり、前記電気ヒータの使用に比べて３００Ｗの省エネが可能となり、その分、オルタネータの発電量を削減でき、燃費が向上する。また、接触暖房と輻射暖房を併用することにより、体感温度が向上するので、前記電気ヒータを使用する時よりも暖房時の車室内設定温度を低くすることができる。そのため、エアコンの負荷が低減でき、その分、エンジンを回して排熱を発生させる必要がなくなるので、さらに燃費を向上させることが可能となる。

また、上記のような省エネの通電制御の構成として、例えば、省エネモードスイッチを車室内に設けて、省エネモードスイッチをオンするとエアコンの設定温度を通常より低めに設定して（例えば、１５〜１８℃）、上記のような接触暖房と輻射暖房の組合せ制御を行なう省エネ暖房システムとしてもよい。

また、輻射暖房としては、足元輻射暖房３０のみならず、ドライバー席のサイドドアの窓枠上やセンターピラーに輻射ヒータを配設して上半身を加熱することによりサイドガラスからの冷輻射を緩和する構成や、座席のヘッドレストをパラボラ状に成形してそこに輻射ヒータを配設して頭部〜頸部に輻射熱を集中させて暖房する構成を用いてもよい。

また、足元輻射暖房３０については、図１３に示したように例えばヒンジ部３７により加熱手段２の配設角度を調節可能としてもよく、乗員の下腿部の体格や姿勢に応じて効率的な輻射暖房が可能となる。

また、図１４に示したように、加熱手段２の一部または加熱手段２近傍の内装部材の一部に帯状の突起部３８を設けた構成としてもよく、加熱手段２の表面で発生する自然対流による上昇気流を抑えることにより、乗員に不快な気流感を与えることがない。また、足元近傍に温まった空気を溜める作用もあり、足元の空気温度を上昇させて暖感をより向上させることができる。

以上、本発明の各種実施形態を説明したが、本発明は前記実施形態において示された事項に限定されず、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者がその変更・応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。

本出願は、２００７年６月１５日出願の日本特許出願、特願２００７−１５８２４８に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

以上のように、本発明の車両用暖房装置は、輻射暖房時に接触しても不要に加熱されることがないので、例えば、デスクヒータや蹴込みヒータ、電気こたつ等、使用中に人体の一部が接触しやすい輻射暖房器具に適用することが可能となる。

１ サイドドアパネル（内装部材）
２ 加熱手段
３ 熱放射部材
５ 被覆手段
６ 空隙部
７ メッシュ部材
８ スピーカ用カバー
１３ 集光部
３１ 座席用ヒータ
３４ 制御手段
３８ 突起部

Claims (9)

1. 車室内の内装部材に配設された加熱手段と、
   座席用ヒータと、
   前記加熱手段と前記座席用ヒータとへの通電を制御する制御手段と、
   乗員の着座の有無を検出する着座センサとを備え、
   前記制御手段は、運転席のみ着座が検出された場合は、通電開始から所定時間は前記加熱手段への投入電力Ｗｆと、前記座席用ヒータへの投入電力Ｗｓとの関係をＷｓ＞Ｗｆに設定し、所定時間経過後は、Ｗｓ＜Ｗｆの関係に設定し、
   運転席と助手席双方で着座が検出された場合は、均等配分した電力で運転席と助手席の前記座席用ヒータに通電し、運転開始から時刻ｔｃ経過後は、投入電力の関係をＷｓ＜Ｗｆに設定する、車両用暖房装置。
2. 加熱手段が配設された内装部材又は前記加熱手段の表面に熱放射部材を配設し、前記熱放射部材は表面に接触熱抵抗を増加する加工が施された請求項１記載の車両用暖房装置。
3. 熱放射部材は、起毛加工、植毛加工、シボ加工、エンボス加工の少なくとも１つが施された請求項２記載の車両用暖房装置。
4. 加熱手段を覆うとともに前記加熱手段から発生する熱放射を透過する被覆手段とを備えた請求項１記載の車両用暖房装置。
5. 被覆手段は、加熱手段との間に空隙部を備え、被覆面が所定の開口率を有したメッシュ部材からなる請求項４記載の車両用暖房装置。
6. メッシュ部材はドアパネルに設けられたスピーカ用カバーと兼用した請求項５記載の車両用暖房装置。
7. 加熱手段は、発生した熱放射を所定の場所に集中させる集光部を備えた請求項４から６のいずれか１項記載の車両用暖房装置。
8. 加熱手段の配設角度を調節可能とした請求項２〜７のいずれか１項記載の車両用暖房装置。
9. 加熱手段の一部または加熱手段近傍の内装部材の一部に帯状の突起部を設けた請求項２から８のいずれか１項記載の車両用暖房装置。

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