JP6938899B2 - シート空調システム - Google Patents

Description

本願は、乗物用シートに用いられるシート空調システムに関する。

例えば、特許文献１に記載の乗物用シートでは、着席者肌温度とシート表面温度との温度差が所定の温度差範囲内となるように冷暖手段を制御している。

特開２０１２−２３９７９７号公報

本願は、乗物用シートに着席した者が快適と感じることができる乗物シート用の空調システムを提供する。

本願は、発明者が発見した「乗物用シートに着席する者の周囲雰囲気温度と、着席者が快適と感じるシート表面温度との間に相関関係が存在する」という知見に基づく発明である。

すなわち、乗物用シートに着席する者の周囲雰囲気温度を検出するための雰囲気温度検出装置（Ｓ３）と、乗物用シートの表面を冷却若しくは加熱又は換気することにより、当該表面の温度を調節する温度調節装置（７、９）と、雰囲気温度検出装置（Ｓ３）により検出された検出温度を利用して温度調節装置（７、９）の作動目標値である制御閾値（Ｔｓ）を決定し、当該決定された制御閾値（Ｔｓ）となるように温度調節装置（７、９）の作動を制御する自動制御処理を実行可能な制御装置（２０）とを備える。

これにより、乗物用シートに着席した者が快適と感じることができる乗物シート用の空調システムを提供することができる。
なお、本願は、以下のように構成してもよい。

乗物用シートの表面温度を検出するための表面温度検出装置（Ｓ１、Ｓ２）を備え、制御閾値（Ｔｓ）は、目標とする乗物用シートの表面温度であり、さらに、制御装置（２０）は、自動制御処理においては、表面温度検出装置（Ｓ１、Ｓ２）が検出した表面温度と制御閾値（Ｔｓ）との差が小さくなるように温度調節装置（７、９）の作動を制御してもよい。

温度調節装置は、少なくとも送風機（７、９）を有して構成されている。なお、当該送風機（７、９）は、吸込方式及び吐出方式のいずれであってもよい。
因みに、上記各括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的構成等との対応関係を示す一例であり、本発明は上記括弧内の符号に示された具体的構成等に限定されるものではない。

本発明の実施形態に係る乗物用シート１の外観図である。 本発明の実施形態に係るシート空調システムの制御ブロック図である。 Ａは制御閾値Ｔｓと雰囲気温度Ｔ１との関係の一例を示すグラフである。Ｂは、制御閾値Ｔｓと表面温度センサＳ１、Ｓ２の検出温度との関係を示すグラフである。 本発明の実施形態に係るシート空調システムの制御の一例を示すフローチャートである。

以下に説明する「発明の実施形態」は、本願発明の技術的範囲に属する実施形態の一例を示すものである。つまり、特許請求の範囲に記載された発明特定事項等は、下記の実施形態に示された具体的構成や構造等に限定されるものではない。

以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。なお、各図に付された方向を示す矢印等は、各図相互の関係を理解し易くするために記載したものである。本発明は、各図に付された方向に限定されるものではない。

少なくとも符号を付して説明した部材又は部位は、「１つの」等の断りをした場合を除き、少なくとも１つ設けられている。つまり、「１つの」等の断りが無い場合には、当該部材が２以上設けられていてもよい。

（第１実施形態）
本実施形態は、車両前席用の乗物用シートに適用されるシート空調システムに本発明を適用したものである。なお、以下の説明における方向は、本実施形態に係る乗物用シートを車両に組み付けた状態における方向を意味する。

１．乗物用シートの概要
図１に示すように、乗物用シート１は、少なくともシートクッション３及びシートバック５を有する。シートクッション３は着席者の臀部等を支持するための部位である。シートバック５は着席者の背部を支持するための部位である。

シートクッション３及びシートバック５それぞれは、表皮部、スラブ、シートパッド及びフレーム等を有して構成されている。フレームは、シートクッション３又はシートバック５の骨格を構成する部材である。

シートパッドは、モールドウレタン等の弾性体にて構成されたクッション部である。スラブは、表皮部とシートパッドとの間に配設された板状のウレタン等である。表皮部は、シートパッド及びスラブを覆うとともに着席者と直接的に接触する部位である。

シートクッション３及びシートバック５それぞれには、温度調節装置の一例である送風機７、９が設けられている。温度調節装置は、乗物用シート１の表面を冷却若しくは加熱又は換気することにより、当該表面の温度を調節するための装置である。

本実施形態に係る温度調節装置、つまり送風機７、９は、乗物用シート１の表面を換気することにより、当該表面の温度を調節する。具体的には、送風機７、９は、表皮の表面側から当該表皮周囲の空気を吸引し、シートパッドの裏面側から当該空気を排出することにより、乗物用シート１の表面を換気する。

乗物用シート１には、表面温度センサＳ１、Ｓ２が設けられている。表面温度センサＳ１、Ｓ２は、シートの表面温度を検出するための表面温度検出装置の一例である。表面温度センサＳ１は、シートクッション３の表面温度を検出するためのセンサである。

表面温度センサＳ２は、シートバック５の表面温度を検出するためのセンサである。なお、各表面温度センサＳ１、Ｓ２は、対応する送風機７、９の近傍であって、スラブとシートパッドとの間に配設されている。

２．シート空調システムの制御
２．１ シート空調システムの構成
各送風機７、９は、図２に示すように、制御装置２０により制御される。本実施形態に係る制御装置２０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ及びＲＯＭ等の不揮発性記憶部等を有して構成されたマイクロコンピュータである。そして、制御装置２０は、ＲＯＭ等の不揮発性記憶部に予め記憶されたプログラム（ソフトウェア）に従って各送風機７、９の作動を制御する。

制御装置２０には、各表面温度センサＳ１、Ｓ２の検出信号、及び雰囲気温度センサＳ３の検出信号が入力されている。雰囲気温度センサＳ３は、乗物用シート１に着席する者の周囲雰囲気温度を検出するための雰囲気温度検出装置の一例である。

本実施形態では、車両用空調装置の内気温度センサを雰囲気温度センサＳ３として利用している。なお、制御装置２０は、乗物用シート１を含めて車両のいずれの箇所に設置されていてもよい。

２．２ 制御作動の概要
制御装置２０は、雰囲気温度センサＳ３により検出された検出温度（以下、雰囲気温度Ｔ１という。）を利用して各送風機７、９の作動目標値である制御閾値Ｔｓを決定する。次に、制御装置２０は、表面温度が当該決定された制御閾値Ｔｓとなるように各送風機７、９の作動を制御する。以下、当該制御を「自動制御処理」ともいう。

すなわち、ＲＯＭ等の不揮発性記憶部には、雰囲気温度と制御閾値Ｔｓとの関係を示す関数式又はマップ（図３Ａ参照）が予め記憶されている。制御装置２０は、図３Ａに示す関係を利用して、現時の雰囲気温度Ｔ１に対する制御閾値Ｔｓを決定する。

なお、送風機７を制御するための制御閾値Ｔｓと送風機９を制御するための制御閾値Ｔｓとは、同一の値又は異なる値のいずれでもよい。以下、説明では、いずれの制御閾値Ｔｓも同一の値とする。

次に、制御装置２０は、各表面温度センサＳ１、Ｓ２の検出温度と制御閾値Ｔｓとの差が小さくなるように各送風機７、９の回転数、つまり送風量を制御する。なお、本実施形態に係る制御装置２０は、各送風機７、９それぞれを独立して制御可能である。

つまり、制御装置２０は、各表面温度センサＳ１、Ｓ２の検出温度と制御閾値Ｔｓとの差が予め決められた温度差以内となるように各送風機７、９それぞれを独立して制御する（図３Ｂ参照）。

２．３ 制御作動の詳細（図４）
図４は、例えば、送風機７の制御作動を示している。シート空調システムを稼働させるための起動スイッチ（図示せず。）が投入されると、図４に示す制御フローを実行するためのプログラムがＲＯＭ等の不揮発性記憶部からＣＰＵに読み込まれ、ＣＰＵ（制御装置２０）が当該プログラムを実行する。

なお、本実施形態に係る起動スイッチは、イグニッションスイッチ等のスイッチを兼ねている。当該スイッチは、車両走行に必要な電装品に電力が供給可能とするためのスイッチである。

起動スイッチが投入されると、制御装置２０は、シート換気（空調）システム（ＳＶＳ）用のスイッチＳＷ（図示せず。）が投入状態（オン）であるか遮断状態（オフ）であるかを判断する（Ｓ１）。

遮断状態（オフ）であると制御装置２０が判断した場合には（Ｓ１：オフ）、制御装置２０は送風機７を停止状態とする（Ｓ３）。投入状態（オン）であると制御装置２０が判断した場合には（Ｓ１：オン）、制御装置２０は送風機７の作動モードが、自動（ＡＵＴＯ）、高（Ｈｉ）、中（ＭＩＤ）及び低（Ｌｏ）のいずれのモードであるかを判断する（Ｓ５）。

なお、制御装置２０は、シート換気システム用のスイッチＳＷの状態からいずれの作動モードが選択されているかを判断する。つまり、当該スイッチが遮断状態（オフ）以外の場合には、自動（ＡＵＴＯ）、高（Ｈｉ）、中（ＭＩＤ）及び低（Ｌｏ）のいずれかが選択されている状態である。

そして、高（Ｈｉ）、中（ＭＩＤ）及び低（Ｌｏ）のいずれかが選択されていると制御装置２０が判断した場合（Ｓ５：Ｈｉ、ＭＩＤ、Ｌｏ）、制御装置２０は、各モード毎に対応して予め決められた風量となるように送風機７の回転数を制御する（Ｓ１７）。

自動（ＡＵＴＯ）が選択されていると制御装置２０が判断した場合（Ｓ５：ＡＵＴＯ）、制御装置２０は、自動制御処理（Ｓ７〜Ｓ１５）を実行する。すなわち、制御装置２０は、雰囲気温度Ｔ１を読み込んだ後（Ｓ７）、当該雰囲気温度Ｔ１に対応する制御閾値Ｔｓを決定する（Ｓ９）。

次に、制御装置２０は、表面温度センサＳ１の検出温度と制御閾値Ｔｓとの温度差を演算した後（Ｓ１１）、当該温度差が予め決められた温度差以内となるように送風機７の出力、つまり送風機７の送風量を決定する（Ｓ１３）。

そして、制御装置２０は、当該決定した送風量が発生するような電圧を送風機７の電動モータ（図示せず。）に印加する（Ｓ１５）。その後、制御装置２０は、再び、Ｓ１を実行する。これにより、送風機７は、表面温度センサＳ１の検出温度と制御閾値Ｔｓとの差が小さくなるように制御される。

３．本実施形態に係るシート空調システムの特徴
雰囲気温度と制御閾値Ｔｓとの関係を示す関数式又はマップ（図３Ａ参照）は、試験等により試行錯誤的に決定されるものである。すなわち、制御閾値Ｔｓは、雰囲気温度に対して着席者が快適と感じたシート表面温度である。

そして、本実施形態に係る制御装置２０、つまり当該制御装置２０に組み込まれたプログラムは、雰囲気温度Ｔ１を利用して制御閾値Ｔｓを決定し、シート表面温度が当該決定された制御閾値Ｔｓとなるように各送風機７、９の作動を制御するので、着席者が快適と感じることができる乗物シート用の空調システムを提供できる。

また、送風機７、８は、表面温度センサＳ１、Ｓ２の検出温度と制御閾値Ｔｓとの差が小さくなるように制御されるので、着席者が快適と感じることができる乗物シート用の空調システムを確実に提供できる。

（その他の実施形態）
上述の実施形態に係る雰囲気温度センサＳ３は、車両用空調装置の内気温度センサを利用した。しかし、本願明細書に開示された発明はこれに限定されるものではない。すなわち、例えば、専用の雰囲気温度センサＳ３を設けた構成、又は赤外線カメラ等を利用した非接触式温度検出装置を雰囲気温度検出装置とした構成であってもよい。

上述の実施形態では、シート空調システム用の制御装置２０にシート空調システム用プログラムが組み込まれた構成であった。しかし、本願明細書に開示された発明はこれに限定されるものではない。

すなわち、例えば、車両用空調装置の制御装置にシート空調システム用プログラムが組み込まれた構成であってもよい。つまり、車両用空調装置の制御装置がシート空調システム用の制御装置を兼ねた構成であってもよい。

上述の実施形態に係る制御装置２０は、表面温度センサＳ１、Ｓ２と検出温度と制御閾値Ｔｓとを比較し、その温度差が小さくなるように送風機７、９を制御した。しかし、本願明細書に開示された発明はこれに限定されるものではない。すなわち、例えば、表面温度センサＳ１、Ｓ２を廃止し、温度差をフィードバックすることなく、送風機７、９を制御してもよい。

上述の実施形態では、表面温度センサＳ１、Ｓ２及び送風機７、９が乗物用シート１に設けられていた。しかし、本願明細書に開示された発明はこれに限定されるものではない。すなわち、例えば、赤外線カメラ等を利用した非接触式温度検出装置にて表面温度検出装置を構成し、乗物用シート１以外の部位に設けられた温度調節装置にてシート表面温度を調節してもよい。

上述の実施形態では、送風機７、９にて温度調節装置を構成した。しかし、本願明細書に開示された発明はこれに限定されるものではない。すなわち、例えば、電気ヒータ又はペルチェ素子等にて加熱又は冷却してシート表面温度を調節してもよい。

上述の実施形態では、普通乗用車の前席用シートに本発明を適用した。しかし、本発明の適用はこれに限定されるものではなく、その他の自動車用シート、又は鉄道車両、船舶及び航空機等の乗物に用いられるシートにも適用できる。

さらに、本発明は、特許請求の範囲に記載された発明の趣旨に合致するものであればよく、上述の実施形態に限定されるものではない。したがって、上述した複数の実施形態のうち少なくとも２つの実施形態を組み合わせてもよい。

１… 乗物用シート ３… シートクッション ５… シートバック
７、９… 送風機 ２０… 制御装置 Ｓ１… 表面温度センサ
Ｓ２… 表面温度センサ Ｓ３… 雰囲気温度センサ

Claims (3)

1. 乗物用シートに用いられるシート空調システムにおいて、
   乗物用シートに着席する者の周囲雰囲気温度を検出するための雰囲気温度検出装置と、
   少なくとも送風機を有し、乗物用シートの表面を換気することにより、当該表面の温度を調節する温度調節装置と、
   前記雰囲気温度検出装置により検出された検出温度を利用して前記温度調節装置の作動目標値である制御閾値を決定し、当該決定された制御閾値となるように前記温度調節装置の作動を制御する自動制御処理を実行可能な制御装置とを備え、
   前記制御装置は、前記検出温度が高くなるに応じて前記制御閾値が線形的に大きくなるように当該制御閾値を決定するシート空調システム。
2. 乗物用シートの表面温度を検出するための表面温度検出装置を備え、
   前記制御閾値は、目標とする乗物用シートの表面温度であり、
   さらに、制御装置は、前記自動制御処理においては、前記表面温度検出装置が検出した表面温度と前記制御閾値との差が小さくなるように前記温度調節装置の作動を制御する請求項１に記載のシート空調システム。
3. 乗物用シートに着席する者の周囲雰囲気温度を検出するための雰囲気温度検出装置と、少なくとも送風機を有し、乗物用シートの表面を換気することにより、当該表面の温度を調節する温度調節装置とを備えるシート空調システムに適用されるシート空調システム用プログラムであって、
   前記温度調節装置の作動を制御する制御装置に組み込まれるシート空調システム用プログラムにおいて、
   前記雰囲気温度検出装置により検出された検出温度を利用して前記温度調節装置の作動目標値である制御閾値を決定し、当該決定された制御閾値となるように前記温度調節装置の作動を制御する自動制御処理を実行させ、
   前記自動制御処理は、前記検出温度が高くなるに応じて前記制御閾値が線形的に大きくなるように当該制御閾値を決定するシート空調システム用プログラム。

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