車両用シート空調システム
【課題】乗員および乗員の着座状態あるいは車内の状態に応じて、シートの温度を最適な状態とすることが可能な車両用シート空調システムを提供する。
【解決手段】車両のシートに設けられた空調装置と、シートに着座する乗員を検出する乗員検出手段と、着座した乗員を特定する乗員特定手段と、特定した乗員の温度嗜好を記憶する温度嗜好記憶手段と、特定した乗員の温度嗜好を取得する温度嗜好取得手段と、取得した乗員の温度嗜好に基づいて、該乗員が着座しているシートに設けられた空調装置の温度を設定する温度設定手段と、設定した温度に基づいて、該乗員が着座しているシートに設けられた空調装置の動作を制御する空調制御手段と、を備えることを特徴とする。
【解決手段】車両のシートに設けられた空調装置と、シートに着座する乗員を検出する乗員検出手段と、着座した乗員を特定する乗員特定手段と、特定した乗員の温度嗜好を記憶する温度嗜好記憶手段と、特定した乗員の温度嗜好を取得する温度嗜好取得手段と、取得した乗員の温度嗜好に基づいて、該乗員が着座しているシートに設けられた空調装置の温度を設定する温度設定手段と、設定した温度に基づいて、該乗員が着座しているシートに設けられた空調装置の動作を制御する空調制御手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用シート空調システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車の車室内空間は、一般住居等に比較すると空間容積が小さく、また、窓を閉めきると密閉空間となり、例えば、ガラス越しに漏入する熱線により駐車中の車内温度は夏季には想像以上に上昇する。しかし、一般の自動車用空調装置は集中型であり、車室内の空間全体の空気温度を下げるべく設計されているので、どうしても温度調節に時間がかかる問題がある。
【０００３】
そこで、車両用シートのシートクッションとシートバック内にそれぞれ通風路と加熱コイルと送風機を設け、車両用シートの所定部位に設けた温度センサによって検出される温度に応じて、加熱コイルおよび送風機のＯＮ−ＯＦＦや出力を制御し、車両用シートにおける空調状態の最適化を図るようにした車両用シート空調システムが考案されている。
【０００４】
また、シートごとに吹出口、空調ユニットを配設してシート単位で単独運転するようにシート用加熱冷却装置を構成させることで、省動力および快適性の向上が図れる車両用空調装置が考案されている（特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１３１１０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の構成では、乗員の着座状態を監視していないので、乗員が着座していない座席でもスイッチをオン状態とすれば動作を行ってしまう可能性があり、燃費の悪化やバッテリ負荷の増大につながるという問題がある。また、乗員が座席を入れ替わると、暑がりあるいは寒がり等の、乗員の温度嗜好に応じて温度調整をする必要があり、乗員が操作を煩わしく感じることもある。さらに、車室内の温度の変化に追従しないので、温め過ぎあるいは冷やしすぎとなって、乗員の快適性を損なうという問題もある。
【０００７】
上記問題を背景として、本発明の課題は、乗員および乗員の着座状態あるいは車内の状態に応じて、シートの温度を最適な状態とすることが可能な車両用シート空調システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【０００８】
上記課題を解決するための車両用シート空調システムは、車両のシートに設けられた空調装置と、シートに着座する乗員を検出する乗員検出手段と、着座した乗員を特定する乗員特定手段と、特定した乗員の温度嗜好を記憶する温度嗜好記憶手段と、特定した乗員の温度嗜好を取得する温度嗜好取得手段と、取得した乗員の温度嗜好に基づいて、該乗員が着座しているシートに設けられた空調装置の温度を設定する温度設定手段と、設定した温度に基づいて、該乗員が着座しているシートに設けられた空調装置の動作を制御する空調制御手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
上記構成によって、燃費の悪化やバッテリ負荷の増大を抑えることができる。また、乗員が座席を入れ替わっても、乗員の温度嗜好に応じて温度調整が自動的に行われるので、乗員が操作を煩わしく感じることを解消でき、利便性を向上することができる。
【００１０】
また、本発明の車両用シート空調システムは、乗員の重量を検出する乗員重量検出手段を備え、乗員特定手段は、検出した乗員の重量に基づいて着座した乗員を特定するように構成される。
【００１１】
車両のシート上に存在する乗員や物体の重量を検知する技術については、例えば特開２００１−２１４１１号公報に詳細が開示されている。上記構成によって、比較的簡易かつ安価な構成で乗員を特定することが可能となる。
【００１２】
また、本発明の車両用シート空調システムは、シートの位置を検出するシート位置検出手段を備え、乗員特定手段は、検出したシートの位置に基づいて着座した乗員を特定するように構成される。
【００１３】
シートポジションセンサに代表されるシート位置検出手段は、近年、急速に普及しつつある、乗員毎にシート位置をメモリに記憶し、そのメモリ内容を呼び出すことで、自動的に該乗員の所望のシート位置に移動させるメモリ機能付パワーシートに用いられている。上記構成によっても、比較的簡易かつ安価な構成で乗員を特定することが可能となる。
【００１４】
また、本発明の車両用シート空調システムは、シートの温度情報を取得するシート温度情報取得手段を備え、温度設定手段は、シートの温度情報に基づいて、該シートに設けられた空調装置の温度を設定するように構成される。
【００１５】
上記構成によって、シートの現在の温度に応じて、そのシートに着座した乗員の温度嗜好に応じた所望の温度へ、乗員の操作を必要とすることなく、より早く到達することが可能となり、乗員の快適性を向上することができる。
【００１６】
また、本発明の車両用シート空調システムは、車室内の温度を反映した車室内温度情報を取得する車室内温度情報取得手段を備え、温度設定手段は、車室内温度情報に基づいて、該シートに設けられた空調装置の温度を設定するように構成される。
【００１７】
車室内の温度とシートの温度との差が大きすぎると、乗員が不快に感じることもある。上記構成によって、車室内の温度とのバランスを考慮して、乗員に対して、より快適な車室内環境を提供することができる。
【００１８】
また、本発明の車両用シート空調システムは、車室内のシートを含む空間を空調の対象とする車室内空調装置と、車室内空調装置の動作状態情報を取得する動作状態情報取得手段と、を備え、温度設定手段は、取得した動作状態情報に基づいて、該シートに設けられた空調装置の温度を設定するように構成される。
【００１９】
上記構成によって、乗員が車室内を暖めたいのか、冷やしたいのかを判断することができ、それに応じてシートに設けられた空調装置の温度を設定することで、より早く乗員の所望する温度環境を提供することが可能となる。
【００２０】
また、本発明の車両用シート空調システムにおける動作状態情報は、車室内空調装置の設定温度操作情報を含み、温度設定手段は、設定温度操作情報に基づいて、シートに設けられた空調装置の温度を設定するように構成される。
【００２１】
乗員が車室内を暖めたいのか、冷やしたいのかの判断は、いわゆるエアコンと呼ばれる車室内空調装置の設定温度（乗員が設定する）に基づいて行うことができる。上記構成によって、エアコンからも乗員が車室内を暖めたいのか、冷やしたいのかを判断することができ、それに応じてシートに設けられた空調装置の温度を設定することで、より早く乗員の所望する温度環境を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。図１に、本発明の車両用シート空調システムの一例の全体概要図を示す。車両用シート空調システム５０は、車両のシート１（図２参照）に組み込まれている。シート１は、乗員の臀部を乗せる座部１０１と、背中を当てる背もたれ部１０２と、背もたれ部１０２の頂部に取り付けられたヘッドレスト２とを有する。そして、座部１０１および背もたれ部１０２の各表皮１０３には噴出口１０４が形成されている。
【００２３】
座部１０１および背もたれ部１０２の各内部には空気ダクト１０５が形成されている。この空気ダクト１０５は車室内に一端が開口し、他端が上記噴出口１０４に開口している。そして、各空気ダクト１０５の途中にペルチェモジュール３が介装されている。ペルチェモジュール３は、一方の面が吸熱面、他方の面が放熱面となるように、厚さ方向に直流通電駆動される周知のペルチェ素子と、順方向通電時に冷却側、逆方向通電時に発熱側となる面に密着配置される金属製のヒートブロックと、同じく空調熱交換側となる面に密着配置される金属製のヒートシンクとを有し、ヒートシンクの裏面に熱交換を促進するための放熱フィンが一体化された周知の構成を有するものである。
【００２４】
空気ダクト１０５の途中におけるペルチェモジュール３の上流側には、該ペルチェモジュール３の放熱フィンに車室内の空気を圧送する送風機４が設けられている。送風機４は放熱フィンに周囲の空気を吹き付けることにより温度調整された空気を生成し、この温度調整された空気が空気ダクト１０５を介して吹出口１０４から吹き出される。このように、空気ダクト１０５、ペルチェモジュール３および送風機４を有した空調装置１０Ａが背もたれ部１０２に、また、同様の構成の空調装置１０Ｂが座部１０１に、それぞれ個別に組み込まれた構造となっている。上記のような構造の空調装置１０Ａ，１０Ｂの組を有した車両用シート空調システムが、図２に示すように、車両の各シート（具体的には、運転席１（Ａ）、助手席１（Ｂ），右後部座席１（Ｃ）、左後部座席１（Ｄ））に独立して組み込まれている。
【００２５】
図１に戻り、各シート１には、乗員が操作するための空調装置用の手元操作スイッチ１１２が設けられている。手元操作スイッチ１１２は、プッシュロック機構を有するロータリースイッチであり、手元操作スイッチ１１２を一度押し込むと、その位置でロックされ手元電源スイッチ１１３をオフ状態とする。そして、再び押すことで飛び出して電源スイッチ１１３をオン状態とし、設定温度変更のための回転操作が可能となる。
【００２６】
手元操作スイッチ１１２は、中立位置ＮＴＬに対して第一方向（図１の右方向）に回転させると暖房モードでの温度設定となり、中立位置ＮＴＬから離れるほど設定温度は高くなるとともに、当該第一方向の限界位置まで回転させると最高暖房温度の設定状態となる。また、中立位置ＮＴＬに対して第二方向（図１の左方向）に回転させると冷房モードでの温度設定となり、中立位置ＮＴＬから離れるほど設定温度が低くなるとともに、当該第二方向の限界位置まで回転させると最低冷房温度の設定状態となる。電源スイッチ１１３のオン／オフ状態、および温度設定状態（さらには、冷暖房モード）は温調入力インターフェース（Ｉ／Ｆ）１２２を介してＥＣＵ１３０に入力される（図４参照）。
【００２７】
手元操作スイッチ１１２は、背もたれ部１０２と座部１０１とで独立して温度設定可能なように、背もたれ部１０２用と座部１０１用のスイッチをそれぞれ設ける構成としてもよい。
【００２８】
図４に、上記の車両用シート空調システム５０の電気的構成の一例を説明するブロック図を示す。要部をなすのはマイクロプロセッサとして構成されたＥＣＵ１３０を主体とする制御回路１００であり、乗員検知センサ１１４および内気温センサ１１５がそれぞれアンプ１２４，１２５を介して、手元操作スイッチ（図４では「温調設定スイッチ」と表記）１１２と手元電源スイッチ（図４では「電源スイッチ」と表記）１１３が温調入力インターフェース１２２を介して、それぞれＥＣＵ１３０に接続されている。
【００２９】
また、ＥＣＵ１３０には、シート温度センサ１１８，シートポジションセンサ１４２，重量センサ１４５が、それぞれアンプ１２９，１４３，１２６を介して接続されている。
【００３０】
乗員検知センサ１１４は、図２に示すように、各シートの座部の着座面に埋設された着座センサ１１４とされているが、図４に示すように、着座する乗員を撮影するカメラ１１０とすることもできるし、図３に示すように、シートベルトのバックル５１に組み込まれた検知スイッチ（シートベルトバックルスイッチともいう）１１４として構成することもできる。なお、乗員検知センサ１１４が本発明の乗員検出手段に相当する。
【００３１】
内気温センサ１１５は、後述する車室内空調装置１４１の内気温センサを用いてもよいし、通信Ｉ／Ｆ１４０を介して、車室内空調装置１４１から内気温センサ情報を取得してもよい。なお、内気温センサ１１５が本発明の車室内温度情報取得手段に相当する。
【００３２】
シート温度センサ１１８は、周知のサーミスタを含んで構成され、背もたれ部１０２と座部１０１の表面の温度を測定する。なお、シート温度センサ１１８が本発明のシート温度情報取得手段に相当する。
【００３３】
カメラ１１０は、周知のＣＣＤカメラあるいは赤外線撮像カメラとして構成され、車両の各シート（図２参照）の乗員を撮影可能なように、例えば車室内の天井に設置されている。撮影された乗員の画像は画像処理部１２７へ送られる。
【００３４】
画像処理部１２７では、公知のパターン認識などの技術によってカメラ１１０によって撮影された画像の解析を行う画像処理回路（図示せず）を含んで構成される。画像処理部１２７では、例えば、カメラ１１０により撮影された映像信号に一般的な２値化処理を施すことにより、ピクセル毎のデジタル多値画像データに変換する。そして、得られた多値画像データから、一般的な画像処理手法を用いて所望の画像部分を抽出する。そして、例えば、予め乗員の基準画像を記憶しておき、撮影画像と基準画像との類似点を抽出し、その類似点の数が予め定められた値を上回ったときに乗員を検知したと判定する。なお、カメラ１１０が本発明の乗員検出手段に相当する。また、画像処理部１２７が本発明の乗員特定手段に相当する。
【００３５】
ＥＣＵ１３０には、各々ペルチェモジュール３、送風機４、およびそれらの駆動制御を司る駆動ユニット１２１の組からなる空調装置１０Ａ（背もたれ部１０２用）および１０Ｂ（座部部１０１用）が接続されている。駆動ユニット１２１は、ペルチェモジュール３を冷房使用時と暖房使用時とで互いに異なる極性にて通電駆動するものである。
【００３６】
ＥＣＵ１３０は、手元電源スイッチ１１３がオフ状態のとき、乗員検知センサ１１４による乗員検知内容とは無関係に空調装置１０Ａ，１０Ｂの動作を停止する。また、手元電源スイッチ１１３がオン状態のとき、乗員検知センサ１１４による乗員検知内容，空調装置１０Ａ，１０Ｂの動作状態，および乗員特定結果（詳細は後述）に基づき空調装置１０Ａ，１０Ｂの動作を制御する。
【００３７】
ＥＣＵ１３０には、周知のＣＰＵ１３０ａ，ＲＯＭ１３０ｂ，ＲＡＭ１３０ｃ，メモリ１３０ｄが含まれ、ＣＰＵ１３０ａがＲＯＭ１３０ｂに記憶された制御プログラムを実行することで、車両用シート空調システム５０としての機能を実現する。また、ＲＡＭ１３０ｃは、制御プログラム実行時のワークエリアとして用いられる。なお、ＥＣＵ１３０が本発明の乗員特定手段，温度嗜好取得手段，温度設定手段，空調制御手段に相当する。また、メモリ１３０ｄは、例えばフラッシュメモリ等の電気的に書き換え可能な記憶媒体が用いられ、ユーザ登録データ（詳細は後述）等が記憶される。なお、メモリ１３０ｄが本発明の温度嗜好記憶手段に相当する。
【００３８】
また、各シートの空調装置１０Ａ，１０Ｂに対し、独立した個別のＥＣＵ１３０が設けられているが、単一のＥＣＵ１３０を各シート（図２参照）間で共用化し、これに各シートの空調装置１０Ａ，１０Ｂを一括接続して制御を行うようにしてもよい。いずれにおいても、ＥＣＵ１３０は、上述のように、各シートの乗員検知センサ１１４による乗員検知内容，空調装置１０Ａ，１０Ｂの動作状態，および乗員特定結果（詳細は後述）に基づき、個々のシートの空調装置１０Ａ，１０Ｂを独立に制御する。
【００３９】
通信Ｉ／Ｆ１４０は、例えば周知の車室内空調装置（エアコン）１４１等の、車両に搭載された他の車載機器との間でデータ通信を行うための通信インターフェース回路を含んで構成される。なお、通信Ｉ／Ｆ１４０が本発明の車室内温度情報取得手段，動作状態情報取得手段に相当する。
【００４０】
シートポジションセンサ１４２は、例えば周知のポテンショメータを含んで構成され、シートの前後，上下の位置を検出する。なお、シートポジションセンサ１４２が本発明のシート位置検出手段に相当する。
【００４１】
重量センサ１４５は、シートに着座した乗員の重量を測定するものである。図１のように、シート（１）とシートレール１４６の間に設けられた歪みゲージ１１６と、その歪みゲージ１１６に加わる重量の変化による歪みを抵抗の変化として検出する素子を含み、それぞれの検出信号をＥＣＵ１３０に出力する。車両のシート上に存在する乗員や物体の重量を検出する方法については、例えば、特開２００１−２１４１１号公報に詳細が記載されている。なお、重量センサ１４５が本発明の乗員重量検出手段に相当する。
【００４２】
図４に戻り、車載バッテリ＋Ｂにつながる電源ラインとして、車両のイグニッションスイッチ１２０と連動して電源電圧の供給／遮断が切り替わる第一電源ラインＰＬ１と、イグニッションスイッチの状態とは無関係に常時電源電圧が供給される第二電源ラインＰＬ２とが設けられている。イグニッションスイッチ１２０は、前述のアクセサリ系負荷とエンジン電装系負荷のいずれにも電源電圧が供給されないオフ位置（ＯＦＦ）と、同じくアクセサリ系負荷にのみ供給されるアクセサリ・オン位置（ＡＣＣ−ＯＮ）と、アクセサリ系負荷とエンジン電装系負荷との双方に供給されるイグニッション・オン位置（ＩＧ−ＯＮ）との間で切り替えを行う。そして、車両用シート空調システム５０のＥＣＵ１３０および空調装置１０が第二電源ラインＰＬ２に接続されている。
【００４３】
図５に、駆動ユニット１２１の回路構成例を示す。駆動電源は、ペルチェ素子への過電圧印加防止を考慮して、絶縁型に構成されている。具体的には、車載バッテリ電圧＋Ｂを入力電圧として受電する入力側ＤＣ電源１５０を有し、そのＤＣ出力電圧が、昇圧用発振回路１５３により駆動される昇圧スイッチング用トランジスタ１５２（本実施形態ではパワーＦＥＴにて構成され、昇圧スイッチング周波数は１０〜３０ｋＨｚ：例えば、１５ｋＨｚ）によりスイッチングされつつ、昇圧用のトランス１５１の１次側に入力される。該トランス１５１の２次側昇圧出力電圧は８〜１５Ｖ（例えば１２Ｖ）である。なお、昇圧用発振回路１５３は、トランス１５１の一次側インダクタンスの一部を流用した自励式発振回路として構成されている。
【００４４】
トランス１５１の２次側昇圧出力電圧は、ダイオード１５４Ｄにより半波整流され、さらにコンデンサ１５４Ｃにより平滑化された後、ＰＷＭスイッチング用トランジスタ１５５に入力される。ＰＷＭスイッチング用トランジスタ１５５はパワーＦＥＴにて構成され、ＥＣＵ１３０が決定するデューティ比（例えば５０〜１００％）にてＰＷＭスイッチングされる。ＰＷＭスイッチング用トランジスタ１５５は、ゲート駆動用トランジスタ１５６を介してフォトカプラ１６５によりスイッチングされる。
【００４５】
ペルチェ素子は導通断面積の大きい金属導体として構成されているので、ＰＷＭスイッチング電圧波形をペルチェ素子へ直接入力すると、波形エッジでの電流遮断時に渦電流が発生し、目的の極性と逆方向の電圧が供給されて冷却効率を低下させるジュール熱が多量に発生するので好ましくない。そこで、本実施形態では、コイル１５８とコンデンサ１５９とを有した駆動平滑化回路２０１により、上記ＰＷＭスイッチング電圧波形をディーティ比に応じた直流駆動電圧（出力電圧範囲は、例えば６〜１２Ｖ：出力電流範囲は、例えば３〜６Ａ）として平滑化し、極性切替スイッチ１６０を介してペルチェモジュール３に供給するようにしている。なお、ＰＷＭスイッチング周波数は例えば１〜５ｋＨｚであり、昇圧スイッチング周波数よりも小さく設定される。
【００４６】
極性切替スイッチ１６０は、本実施形態ではリレースイッチとして構成され、コイル１６１，リレー駆動トランジスタ１６２を介してフォトカプラ１６３により動作制御される（ここでは、リレー駆動トランジスタ１６２がＯＦＦのとき、端子１６０Ａが電源入力，端子１６０Ｂが接地となり（順方向極性）、同じくオン状態のときは端子１６０Ａが接地，端子１６０Ｂが電源入力となるよう（逆方向極性）、スイッチ１６０が切り替わる）。また、送風機４へのモータ駆動出力は、トランス１５１の２次側にてＰＷＭスイッチング用トランジスタ１５５の前段より、電圧安定化用のレギュレータＩＣ１６４を介して非スイッチング状態で取り出される。
【００４７】
なお、本実施形態では車載バッテリ電圧＋Ｂの変動を補償するために昇圧回路を組み込んでいるが、ペルチェ素子の動作が保障できる場合、例えば、ペルチェ素子への駆動出力電圧範囲が車載バッテリ電圧＋Ｂの変動範囲よりも常時小さいことが保障できる場合には、この昇圧回路を省略することも可能である。この場合、ペルチェ素子への出力段に電圧モニタリング部を追加し、ＰＷＭスイッチングのデューティ比制御にこれをフィードバックして電圧を安定化するレギュレータ部を追加すればよい。また、ペルチェ素子への駆動出力電圧が車載バッテリ電圧＋Ｂの変動範囲を若干上回る場合にあっても、該レギュレータ部を周知の昇圧型ステップアップ回路として構成すれば、昇圧回路は同様に省略できる。
【００４８】
前述のごとく、手元電源スイッチ１１３のオン／オフ状態、および温度設定状態（さらには、冷暖房モード）は温調入力インターフェース１２２を介してＥＣＵ１３０に入力される。手元電源スイッチ１１３がオフ状態のとき、ＥＣＵ１３０は、入力側ＤＣ電源１５０へのバッテリ受電系路上に設けられた電源スイッチ１５０Ｓをオフ状態とし、ペルチェモジュール３と送風機４とを双方ともに停止させる。一方、手元電源スイッチ１１３がオン状態のときは、通常モードでは電源スイッチ１５０Ｓをオン状態とする。そして、手元操作スイッチ１１２が冷房側に回転していればリレー駆動トランジスタ１６２をオフ状態とし、通電極性を順方向とする。また、暖房側に回転していればリレー駆動トランジスタ１６２をオン状態とし、通電極性を逆方向とする。
【００４９】
冷房側および暖房側のいずれにおいても、手元操作スイッチ１１２の操作角度は、例えばポテンショメータ等を介して温調入力インターフェース１２２により読み取られ、冷房設定温度θないし暖房設定温度θ’に変換されてＥＣＵ１３０に送られる。ＥＣＵ１３０は、その冷房設定温度θないし暖房設定温度θ’と内気温センサ１１５の温度検出値Ｔとを取得し、冷房時は図６のデューティ比テーブルを、暖房時は図７のデューティ比（電流値）テーブルを参照して、適正なデューティ比ηを読み取り、ＰＷＭスイッチング用トランジスタ１５５をそのデューティ比ηでスイッチング駆動して、ペルチェ素子の出力調整を行う。冷房時はＴ−θが大きくなるほどデューティ比（電流値）ηは高く設定され、暖房時はθ’−Ｔが大きくなるほどデューティ比（電流値）ηは高く設定される。
【００５０】
図８のフローチャートを用いて、車両用シート空調システム５０の空調制御処理について説明する。なお、本処理は、ＥＣＵ１３０においてＣＰＵ１３０ａが実行する制御プログラムに含まれ、他の処理とともに繰り返し実行される。また、制御内容は４つのシート（図２参照）についてそれぞれ同様であり、かつ、独立した制御が実行される。
【００５１】
まず、手元電源スイッチ１１３の状態を取得する（Ｓ１１）。手元電源スイッチ１１３がオフ状態である場合（Ｓ１２：Ｎｏ）、電源スイッチ１５０Ｓ（図５参照）をオフ状態とし、座部１０１および背もたれ部１０２のペルチェモジュール３および送風機（ファン）４の動作を停止して（Ｓ２５）、本処理を終了する。
【００５２】
一方、手元電源スイッチ１１３がオン状態である場合（Ｓ１２：Ｙｅｓ）、各シートの乗員検知センサ１１４の情報を取得する（Ｓ１３）。そして、乗員の有無を判定する。乗員を検知しない場合（Ｓ１４：Ｎｏ）、電源スイッチ１５０Ｓ（図５参照）をオフ状態とし、座部１０１および背もたれ部１０２のペルチェモジュール３および送風機（ファン）４の動作を停止して（Ｓ２５）、本処理を終了する。
【００５３】
一方、乗員を検知した場合（Ｓ１４：Ｙｅｓ）、内気温センサ１１５から車室内温度情報を取得する（Ｓ１５）。そして、電源スイッチ１５０Ｓ（図５参照）をオン状態として、手元操作スイッチ１１２の操作位置から設定温度（および冷暖房のモード）を読み取る（Ｓ１６）。
【００５４】
次に、着座した乗員を特定するための乗員特定情報を取得する（Ｓ１７）。乗員特定情報は、以下のうちの一つあるいは２つ以上の組合せを用いる。
・カメラ１１０で撮影された乗員の画像と、メモリ１３０ｄに予め記憶されたユーザ登録データに含まれる基準画像とを比較し、両者の類似度が最も高いものを用いて乗員を特定する。基準画像にその車両をよく利用する乗員の画像が含まれているときには、乗員そのものを特定することができる。また、乗員そのものを特定できない場合でも、体格，着衣等から性別や大人／子供の推定や年齢の推定を行うことができる。なお、人間の顔を含む画像を撮影し、その画像から人間の性別・年齢等の属性を推定する種々の方法については、特開２０００−２２２５７２号公報，特開２００３−０９９７７９号公報，特開２００５−２５０７１２号公報に詳細が記載されている。
・重量センサ１４５で検出された乗員の重量（体重）に基づいて、ユーザ登録データを参照して乗員を特定する。乗員そのものを特定できない場合でも、体重から例えば大人／子供の推定を行うことができる。
・シートポジションセンサ１４２で検出されたシートポジションに基づいて、ユーザ登録データを参照して乗員を特定する。乗員そのものを特定できない場合でも、シートポジションから乗員の体格が推定できるので、これを基に例えば性別あるいは大人／子供の推定を行うことができる。
【００５５】
図９に、メモリ１３０ｄに予め記憶された上述の乗員特定に関するユーザ登録データの一例を示す。ユーザ（よく乗車する乗員）に関連付けて、そのユーザの温度嗜好（暑がり，寒がり），シートの設定温度，ユーザの重量，乗員特定のためのシートポジション，画像データが記憶されている。これらは、図示しない操作スイッチを用いてユーザにより登録可能となっている。また、ユーザの項目は、氏名を入力しても「父」，「母」のように入力してもよい。
【００５６】
乗員を特定できなかった場合（Ｓ１８：Ｎｏ）、上述で読み取った車室内温度情報，設定温度に基づいて、図６ないし図７のテーブルを参照して設定デューティ比（電流値）ηを読み取り（Ｓ２４）、当該デューティ比で、座部１０１および背もたれ部１０２（いずれか一方でもよい）の、ペルチェモジュール３を駆動するとともに送風機（ファン）４を駆動する（Ｓ２３）。このとき、室内温度情報の代わりに、シート温度センサ１１８から取得したシート温度を用いてもよい。
【００５７】
一方、乗員を特定できた場合（Ｓ１８：Ｙｅｓ）、シート温度センサ１１８から取得したシート温度を取得する（Ｓ１９）。続いて、エアコン１４１からエアコン温度設定情報（動作状態情報，設定温度操作情報）を取得する（Ｓ２０）。これは、ユーザが温度設定スイッチ１４１ａで設定した値を通信Ｉ／Ｆ１４０を介して取得する。
【００５８】
次に、以下のいずれかの方法を用いて、空調装置１０Ａ，１０Ｂの設定温度を決定する（Ｓ２１）。
・ユーザ登録データを参照して、特定された乗員の温度嗜好を取得し、設定温度が登録されているときには、登録されている値を空調装置１０Ａ，１０Ｂの設定温度とする。
・ユーザ登録データの、特定された乗員の温度嗜好に温度嗜好「暑がり」のみが登録されているときには、現在の空調装置１０Ａ，１０Ｂの設定温度，シート温度，内気温，あるいはエアコン１４１の設定温度よりも例えば３℃のような予め定められた値だけ低くしたものを空調装置１０Ａ，１０Ｂの設定温度とする。
・ユーザ登録データの、特定された乗員の温度嗜好に温度嗜好「寒がり」のみが登録されているときには、現在の空調装置１０Ａ，１０Ｂの設定温度，シート温度，内気温，あるいはエアコンの設定温度よりも例えば３℃のような予め定められた値だけ高くしたものを空調装置１０Ａ，１０Ｂの設定温度とする。
【００５９】
・乗員の性別，年齢や大人／子供の判別ができたときは、ユーザ登録データから、判別できた項目に対応する温度嗜好を取得し、その温度嗜好（上述の例に準ずる）あるいは設定温度を用いて、空調装置１０Ａ，１０Ｂの設定温度とする。また、年齢を１０歳刻み程度の年齢層に区分して、その年齢層毎に温度嗜好あるいは設定温度を記憶するようにしてもよい。
【００６０】
次に、設定温度に基づいて、図６ないし図７のテーブルを参照して設定デューティ比（電流値）ηを読み取り（Ｓ２２）、当該デューティ比で、座部１０１および背もたれ部１０２（いずれか一方でもよい）の、ペルチェモジュール３を駆動するとともに送風機（ファン）４を駆動する（Ｓ２３）。
【００６１】
上述のステップＳ２１において、空調装置１０Ａ，１０Ｂの設定温度を決定するとともに、乗員の温度嗜好に基づいてエアコン１４１の設定温度を変更してもよい。例えば、乗員の温度嗜好（ユーザ登録データ）に設定温度が登録されているときには、その値をエアコン１４１の設定温度とする。「暑がり」のみが登録されているときには、エアコン１４１の設定温度を、現在の設定温度よりも例えば３℃のような予め定められた値だけ低くしたものとする。また、「寒がり」のみが登録されているときには、エアコン１４１の設定温度を、現在の設定温度よりも例えば３℃のような予め定められた値だけ高くしたものとする。そして、この設定温度情報を、通信Ｉ／Ｆ１４０を介してエアコン１４１へ送信する。エアコン１４１では、受信した設定温度に基づいて車室内の空調制御を行う。座席毎の複数の設定温度情報を受信したときには、代表値（平均値，最大値，最小値，中央値等のいずれか）を算出し、この代表値を新たな設定温度として用いる。
【００６２】
また、エアコン１４１から取得したエアコン温度設定情報を参照して、エアコン１４１の設定温度が例えば２５℃のような予め定められた値を下回っているときには、ユーザ（乗員）が車内を冷やそうとしていると判定して、現在の空調装置１０Ａ，１０Ｂの設定温度，ユーザの温度嗜好，シート温度，あるいは内気温よりも例えば３℃のような予め定められた値だけ低くしたものを空調装置１０Ａ，１０Ｂの設定温度としてもよい。また、エアコン１４１の設定温度が予め定められた値を上回っているときには、ユーザが車内を暖めようとしていると判定して、現在の空調装置１０Ａ，１０Ｂの設定温度，ユーザの温度嗜好，シート温度，あるいは内気温よりも例えば３℃のような予め定められた値だけ高くしたものを空調装置１０Ａ，１０Ｂの設定温度としてもよい。
【００６３】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、これらはあくまで例示にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づく種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の車両用シート空調システムを組み込んだ自動車用シートの一例を示す側面断面図。
【図２】車内のシートレイアウトと車両用シート空調システムの設置例を示す平面模式図。
【図３】乗員検知センサの別例を示す模式図。
【図４】本発明の車両用シート空調システムの電気的構成の一例を示す全体ブロック図。
【図５】ペルチェモジュールの駆動ユニットの電気的構成の一例を示す回路図。
【図６】冷房時に使用するデューティ比テーブルの模式図。
【図７】暖房時に使用するデューティ比テーブルの模式図。
【図８】空調制御処理を説明するフロー図。
【図９】ユーザ登録データの一例を示す図。
【符号の説明】
【００６５】
１ シート
３ ペルチェモジュール
４ 送風機（ファン）
１０Ａ，１０Ｂ 空調装置
１０１ 座部
１０２ 背もたれ部
１０５ 空気ダクト（導風通路部）
１１０ カメラ（乗員検出手段）
１１２ 手元操作スイッチ
１１３ 手元電源スイッチ
１１４ 乗員検知センサ（乗員検出手段）
１１５ 内気温センサ（車室内温度情報取得手段）
１１８ シート温度センサ（シート温度情報取得手段）
１２７ 画像処理部（乗員特定手段）
１３０ ＥＣＵ（乗員特定手段，温度嗜好取得手段，温度設定手段，空調制御手段）
１３０ｄ メモリ（温度嗜好記憶手段）
１４０ 通信Ｉ／Ｆ（車室内温度情報取得手段，動作状態情報取得手段）
１４１ エアコン（車室内空調装置）
１４１ａ 温度設定スイッチ
１４２ シートポジションセンサ（シート位置検出手段）
１４５ 重量センサ（乗員重量検出手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用シート空調システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車の車室内空間は、一般住居等に比較すると空間容積が小さく、また、窓を閉めきると密閉空間となり、例えば、ガラス越しに漏入する熱線により駐車中の車内温度は夏季には想像以上に上昇する。しかし、一般の自動車用空調装置は集中型であり、車室内の空間全体の空気温度を下げるべく設計されているので、どうしても温度調節に時間がかかる問題がある。
【０００３】
そこで、車両用シートのシートクッションとシートバック内にそれぞれ通風路と加熱コイルと送風機を設け、車両用シートの所定部位に設けた温度センサによって検出される温度に応じて、加熱コイルおよび送風機のＯＮ−ＯＦＦや出力を制御し、車両用シートにおける空調状態の最適化を図るようにした車両用シート空調システムが考案されている。
【０００４】
また、シートごとに吹出口、空調ユニットを配設してシート単位で単独運転するようにシート用加熱冷却装置を構成させることで、省動力および快適性の向上が図れる車両用空調装置が考案されている（特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１３１１０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の構成では、乗員の着座状態を監視していないので、乗員が着座していない座席でもスイッチをオン状態とすれば動作を行ってしまう可能性があり、燃費の悪化やバッテリ負荷の増大につながるという問題がある。また、乗員が座席を入れ替わると、暑がりあるいは寒がり等の、乗員の温度嗜好に応じて温度調整をする必要があり、乗員が操作を煩わしく感じることもある。さらに、車室内の温度の変化に追従しないので、温め過ぎあるいは冷やしすぎとなって、乗員の快適性を損なうという問題もある。
【０００７】
上記問題を背景として、本発明の課題は、乗員および乗員の着座状態あるいは車内の状態に応じて、シートの温度を最適な状態とすることが可能な車両用シート空調システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【０００８】
上記課題を解決するための車両用シート空調システムは、車両のシートに設けられた空調装置と、シートに着座する乗員を検出する乗員検出手段と、着座した乗員を特定する乗員特定手段と、特定した乗員の温度嗜好を記憶する温度嗜好記憶手段と、特定した乗員の温度嗜好を取得する温度嗜好取得手段と、取得した乗員の温度嗜好に基づいて、該乗員が着座しているシートに設けられた空調装置の温度を設定する温度設定手段と、設定した温度に基づいて、該乗員が着座しているシートに設けられた空調装置の動作を制御する空調制御手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
上記構成によって、燃費の悪化やバッテリ負荷の増大を抑えることができる。また、乗員が座席を入れ替わっても、乗員の温度嗜好に応じて温度調整が自動的に行われるので、乗員が操作を煩わしく感じることを解消でき、利便性を向上することができる。
【００１０】
また、本発明の車両用シート空調システムは、乗員の重量を検出する乗員重量検出手段を備え、乗員特定手段は、検出した乗員の重量に基づいて着座した乗員を特定するように構成される。
【００１１】
車両のシート上に存在する乗員や物体の重量を検知する技術については、例えば特開２００１−２１４１１号公報に詳細が開示されている。上記構成によって、比較的簡易かつ安価な構成で乗員を特定することが可能となる。
【００１２】
また、本発明の車両用シート空調システムは、シートの位置を検出するシート位置検出手段を備え、乗員特定手段は、検出したシートの位置に基づいて着座した乗員を特定するように構成される。
【００１３】
シートポジションセンサに代表されるシート位置検出手段は、近年、急速に普及しつつある、乗員毎にシート位置をメモリに記憶し、そのメモリ内容を呼び出すことで、自動的に該乗員の所望のシート位置に移動させるメモリ機能付パワーシートに用いられている。上記構成によっても、比較的簡易かつ安価な構成で乗員を特定することが可能となる。
【００１４】
また、本発明の車両用シート空調システムは、シートの温度情報を取得するシート温度情報取得手段を備え、温度設定手段は、シートの温度情報に基づいて、該シートに設けられた空調装置の温度を設定するように構成される。
【００１５】
上記構成によって、シートの現在の温度に応じて、そのシートに着座した乗員の温度嗜好に応じた所望の温度へ、乗員の操作を必要とすることなく、より早く到達することが可能となり、乗員の快適性を向上することができる。
【００１６】
また、本発明の車両用シート空調システムは、車室内の温度を反映した車室内温度情報を取得する車室内温度情報取得手段を備え、温度設定手段は、車室内温度情報に基づいて、該シートに設けられた空調装置の温度を設定するように構成される。
【００１７】
車室内の温度とシートの温度との差が大きすぎると、乗員が不快に感じることもある。上記構成によって、車室内の温度とのバランスを考慮して、乗員に対して、より快適な車室内環境を提供することができる。
【００１８】
また、本発明の車両用シート空調システムは、車室内のシートを含む空間を空調の対象とする車室内空調装置と、車室内空調装置の動作状態情報を取得する動作状態情報取得手段と、を備え、温度設定手段は、取得した動作状態情報に基づいて、該シートに設けられた空調装置の温度を設定するように構成される。
【００１９】
上記構成によって、乗員が車室内を暖めたいのか、冷やしたいのかを判断することができ、それに応じてシートに設けられた空調装置の温度を設定することで、より早く乗員の所望する温度環境を提供することが可能となる。
【００２０】
また、本発明の車両用シート空調システムにおける動作状態情報は、車室内空調装置の設定温度操作情報を含み、温度設定手段は、設定温度操作情報に基づいて、シートに設けられた空調装置の温度を設定するように構成される。
【００２１】
乗員が車室内を暖めたいのか、冷やしたいのかの判断は、いわゆるエアコンと呼ばれる車室内空調装置の設定温度（乗員が設定する）に基づいて行うことができる。上記構成によって、エアコンからも乗員が車室内を暖めたいのか、冷やしたいのかを判断することができ、それに応じてシートに設けられた空調装置の温度を設定することで、より早く乗員の所望する温度環境を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。図１に、本発明の車両用シート空調システムの一例の全体概要図を示す。車両用シート空調システム５０は、車両のシート１（図２参照）に組み込まれている。シート１は、乗員の臀部を乗せる座部１０１と、背中を当てる背もたれ部１０２と、背もたれ部１０２の頂部に取り付けられたヘッドレスト２とを有する。そして、座部１０１および背もたれ部１０２の各表皮１０３には噴出口１０４が形成されている。
【００２３】
座部１０１および背もたれ部１０２の各内部には空気ダクト１０５が形成されている。この空気ダクト１０５は車室内に一端が開口し、他端が上記噴出口１０４に開口している。そして、各空気ダクト１０５の途中にペルチェモジュール３が介装されている。ペルチェモジュール３は、一方の面が吸熱面、他方の面が放熱面となるように、厚さ方向に直流通電駆動される周知のペルチェ素子と、順方向通電時に冷却側、逆方向通電時に発熱側となる面に密着配置される金属製のヒートブロックと、同じく空調熱交換側となる面に密着配置される金属製のヒートシンクとを有し、ヒートシンクの裏面に熱交換を促進するための放熱フィンが一体化された周知の構成を有するものである。
【００２４】
空気ダクト１０５の途中におけるペルチェモジュール３の上流側には、該ペルチェモジュール３の放熱フィンに車室内の空気を圧送する送風機４が設けられている。送風機４は放熱フィンに周囲の空気を吹き付けることにより温度調整された空気を生成し、この温度調整された空気が空気ダクト１０５を介して吹出口１０４から吹き出される。このように、空気ダクト１０５、ペルチェモジュール３および送風機４を有した空調装置１０Ａが背もたれ部１０２に、また、同様の構成の空調装置１０Ｂが座部１０１に、それぞれ個別に組み込まれた構造となっている。上記のような構造の空調装置１０Ａ，１０Ｂの組を有した車両用シート空調システムが、図２に示すように、車両の各シート（具体的には、運転席１（Ａ）、助手席１（Ｂ），右後部座席１（Ｃ）、左後部座席１（Ｄ））に独立して組み込まれている。
【００２５】
図１に戻り、各シート１には、乗員が操作するための空調装置用の手元操作スイッチ１１２が設けられている。手元操作スイッチ１１２は、プッシュロック機構を有するロータリースイッチであり、手元操作スイッチ１１２を一度押し込むと、その位置でロックされ手元電源スイッチ１１３をオフ状態とする。そして、再び押すことで飛び出して電源スイッチ１１３をオン状態とし、設定温度変更のための回転操作が可能となる。
【００２６】
手元操作スイッチ１１２は、中立位置ＮＴＬに対して第一方向（図１の右方向）に回転させると暖房モードでの温度設定となり、中立位置ＮＴＬから離れるほど設定温度は高くなるとともに、当該第一方向の限界位置まで回転させると最高暖房温度の設定状態となる。また、中立位置ＮＴＬに対して第二方向（図１の左方向）に回転させると冷房モードでの温度設定となり、中立位置ＮＴＬから離れるほど設定温度が低くなるとともに、当該第二方向の限界位置まで回転させると最低冷房温度の設定状態となる。電源スイッチ１１３のオン／オフ状態、および温度設定状態（さらには、冷暖房モード）は温調入力インターフェース（Ｉ／Ｆ）１２２を介してＥＣＵ１３０に入力される（図４参照）。
【００２７】
手元操作スイッチ１１２は、背もたれ部１０２と座部１０１とで独立して温度設定可能なように、背もたれ部１０２用と座部１０１用のスイッチをそれぞれ設ける構成としてもよい。
【００２８】
図４に、上記の車両用シート空調システム５０の電気的構成の一例を説明するブロック図を示す。要部をなすのはマイクロプロセッサとして構成されたＥＣＵ１３０を主体とする制御回路１００であり、乗員検知センサ１１４および内気温センサ１１５がそれぞれアンプ１２４，１２５を介して、手元操作スイッチ（図４では「温調設定スイッチ」と表記）１１２と手元電源スイッチ（図４では「電源スイッチ」と表記）１１３が温調入力インターフェース１２２を介して、それぞれＥＣＵ１３０に接続されている。
【００２９】
また、ＥＣＵ１３０には、シート温度センサ１１８，シートポジションセンサ１４２，重量センサ１４５が、それぞれアンプ１２９，１４３，１２６を介して接続されている。
【００３０】
乗員検知センサ１１４は、図２に示すように、各シートの座部の着座面に埋設された着座センサ１１４とされているが、図４に示すように、着座する乗員を撮影するカメラ１１０とすることもできるし、図３に示すように、シートベルトのバックル５１に組み込まれた検知スイッチ（シートベルトバックルスイッチともいう）１１４として構成することもできる。なお、乗員検知センサ１１４が本発明の乗員検出手段に相当する。
【００３１】
内気温センサ１１５は、後述する車室内空調装置１４１の内気温センサを用いてもよいし、通信Ｉ／Ｆ１４０を介して、車室内空調装置１４１から内気温センサ情報を取得してもよい。なお、内気温センサ１１５が本発明の車室内温度情報取得手段に相当する。
【００３２】
シート温度センサ１１８は、周知のサーミスタを含んで構成され、背もたれ部１０２と座部１０１の表面の温度を測定する。なお、シート温度センサ１１８が本発明のシート温度情報取得手段に相当する。
【００３３】
カメラ１１０は、周知のＣＣＤカメラあるいは赤外線撮像カメラとして構成され、車両の各シート（図２参照）の乗員を撮影可能なように、例えば車室内の天井に設置されている。撮影された乗員の画像は画像処理部１２７へ送られる。
【００３４】
画像処理部１２７では、公知のパターン認識などの技術によってカメラ１１０によって撮影された画像の解析を行う画像処理回路（図示せず）を含んで構成される。画像処理部１２７では、例えば、カメラ１１０により撮影された映像信号に一般的な２値化処理を施すことにより、ピクセル毎のデジタル多値画像データに変換する。そして、得られた多値画像データから、一般的な画像処理手法を用いて所望の画像部分を抽出する。そして、例えば、予め乗員の基準画像を記憶しておき、撮影画像と基準画像との類似点を抽出し、その類似点の数が予め定められた値を上回ったときに乗員を検知したと判定する。なお、カメラ１１０が本発明の乗員検出手段に相当する。また、画像処理部１２７が本発明の乗員特定手段に相当する。
【００３５】
ＥＣＵ１３０には、各々ペルチェモジュール３、送風機４、およびそれらの駆動制御を司る駆動ユニット１２１の組からなる空調装置１０Ａ（背もたれ部１０２用）および１０Ｂ（座部部１０１用）が接続されている。駆動ユニット１２１は、ペルチェモジュール３を冷房使用時と暖房使用時とで互いに異なる極性にて通電駆動するものである。
【００３６】
ＥＣＵ１３０は、手元電源スイッチ１１３がオフ状態のとき、乗員検知センサ１１４による乗員検知内容とは無関係に空調装置１０Ａ，１０Ｂの動作を停止する。また、手元電源スイッチ１１３がオン状態のとき、乗員検知センサ１１４による乗員検知内容，空調装置１０Ａ，１０Ｂの動作状態，および乗員特定結果（詳細は後述）に基づき空調装置１０Ａ，１０Ｂの動作を制御する。
【００３７】
ＥＣＵ１３０には、周知のＣＰＵ１３０ａ，ＲＯＭ１３０ｂ，ＲＡＭ１３０ｃ，メモリ１３０ｄが含まれ、ＣＰＵ１３０ａがＲＯＭ１３０ｂに記憶された制御プログラムを実行することで、車両用シート空調システム５０としての機能を実現する。また、ＲＡＭ１３０ｃは、制御プログラム実行時のワークエリアとして用いられる。なお、ＥＣＵ１３０が本発明の乗員特定手段，温度嗜好取得手段，温度設定手段，空調制御手段に相当する。また、メモリ１３０ｄは、例えばフラッシュメモリ等の電気的に書き換え可能な記憶媒体が用いられ、ユーザ登録データ（詳細は後述）等が記憶される。なお、メモリ１３０ｄが本発明の温度嗜好記憶手段に相当する。
【００３８】
また、各シートの空調装置１０Ａ，１０Ｂに対し、独立した個別のＥＣＵ１３０が設けられているが、単一のＥＣＵ１３０を各シート（図２参照）間で共用化し、これに各シートの空調装置１０Ａ，１０Ｂを一括接続して制御を行うようにしてもよい。いずれにおいても、ＥＣＵ１３０は、上述のように、各シートの乗員検知センサ１１４による乗員検知内容，空調装置１０Ａ，１０Ｂの動作状態，および乗員特定結果（詳細は後述）に基づき、個々のシートの空調装置１０Ａ，１０Ｂを独立に制御する。
【００３９】
通信Ｉ／Ｆ１４０は、例えば周知の車室内空調装置（エアコン）１４１等の、車両に搭載された他の車載機器との間でデータ通信を行うための通信インターフェース回路を含んで構成される。なお、通信Ｉ／Ｆ１４０が本発明の車室内温度情報取得手段，動作状態情報取得手段に相当する。
【００４０】
シートポジションセンサ１４２は、例えば周知のポテンショメータを含んで構成され、シートの前後，上下の位置を検出する。なお、シートポジションセンサ１４２が本発明のシート位置検出手段に相当する。
【００４１】
重量センサ１４５は、シートに着座した乗員の重量を測定するものである。図１のように、シート（１）とシートレール１４６の間に設けられた歪みゲージ１１６と、その歪みゲージ１１６に加わる重量の変化による歪みを抵抗の変化として検出する素子を含み、それぞれの検出信号をＥＣＵ１３０に出力する。車両のシート上に存在する乗員や物体の重量を検出する方法については、例えば、特開２００１−２１４１１号公報に詳細が記載されている。なお、重量センサ１４５が本発明の乗員重量検出手段に相当する。
【００４２】
図４に戻り、車載バッテリ＋Ｂにつながる電源ラインとして、車両のイグニッションスイッチ１２０と連動して電源電圧の供給／遮断が切り替わる第一電源ラインＰＬ１と、イグニッションスイッチの状態とは無関係に常時電源電圧が供給される第二電源ラインＰＬ２とが設けられている。イグニッションスイッチ１２０は、前述のアクセサリ系負荷とエンジン電装系負荷のいずれにも電源電圧が供給されないオフ位置（ＯＦＦ）と、同じくアクセサリ系負荷にのみ供給されるアクセサリ・オン位置（ＡＣＣ−ＯＮ）と、アクセサリ系負荷とエンジン電装系負荷との双方に供給されるイグニッション・オン位置（ＩＧ−ＯＮ）との間で切り替えを行う。そして、車両用シート空調システム５０のＥＣＵ１３０および空調装置１０が第二電源ラインＰＬ２に接続されている。
【００４３】
図５に、駆動ユニット１２１の回路構成例を示す。駆動電源は、ペルチェ素子への過電圧印加防止を考慮して、絶縁型に構成されている。具体的には、車載バッテリ電圧＋Ｂを入力電圧として受電する入力側ＤＣ電源１５０を有し、そのＤＣ出力電圧が、昇圧用発振回路１５３により駆動される昇圧スイッチング用トランジスタ１５２（本実施形態ではパワーＦＥＴにて構成され、昇圧スイッチング周波数は１０〜３０ｋＨｚ：例えば、１５ｋＨｚ）によりスイッチングされつつ、昇圧用のトランス１５１の１次側に入力される。該トランス１５１の２次側昇圧出力電圧は８〜１５Ｖ（例えば１２Ｖ）である。なお、昇圧用発振回路１５３は、トランス１５１の一次側インダクタンスの一部を流用した自励式発振回路として構成されている。
【００４４】
トランス１５１の２次側昇圧出力電圧は、ダイオード１５４Ｄにより半波整流され、さらにコンデンサ１５４Ｃにより平滑化された後、ＰＷＭスイッチング用トランジスタ１５５に入力される。ＰＷＭスイッチング用トランジスタ１５５はパワーＦＥＴにて構成され、ＥＣＵ１３０が決定するデューティ比（例えば５０〜１００％）にてＰＷＭスイッチングされる。ＰＷＭスイッチング用トランジスタ１５５は、ゲート駆動用トランジスタ１５６を介してフォトカプラ１６５によりスイッチングされる。
【００４５】
ペルチェ素子は導通断面積の大きい金属導体として構成されているので、ＰＷＭスイッチング電圧波形をペルチェ素子へ直接入力すると、波形エッジでの電流遮断時に渦電流が発生し、目的の極性と逆方向の電圧が供給されて冷却効率を低下させるジュール熱が多量に発生するので好ましくない。そこで、本実施形態では、コイル１５８とコンデンサ１５９とを有した駆動平滑化回路２０１により、上記ＰＷＭスイッチング電圧波形をディーティ比に応じた直流駆動電圧（出力電圧範囲は、例えば６〜１２Ｖ：出力電流範囲は、例えば３〜６Ａ）として平滑化し、極性切替スイッチ１６０を介してペルチェモジュール３に供給するようにしている。なお、ＰＷＭスイッチング周波数は例えば１〜５ｋＨｚであり、昇圧スイッチング周波数よりも小さく設定される。
【００４６】
極性切替スイッチ１６０は、本実施形態ではリレースイッチとして構成され、コイル１６１，リレー駆動トランジスタ１６２を介してフォトカプラ１６３により動作制御される（ここでは、リレー駆動トランジスタ１６２がＯＦＦのとき、端子１６０Ａが電源入力，端子１６０Ｂが接地となり（順方向極性）、同じくオン状態のときは端子１６０Ａが接地，端子１６０Ｂが電源入力となるよう（逆方向極性）、スイッチ１６０が切り替わる）。また、送風機４へのモータ駆動出力は、トランス１５１の２次側にてＰＷＭスイッチング用トランジスタ１５５の前段より、電圧安定化用のレギュレータＩＣ１６４を介して非スイッチング状態で取り出される。
【００４７】
なお、本実施形態では車載バッテリ電圧＋Ｂの変動を補償するために昇圧回路を組み込んでいるが、ペルチェ素子の動作が保障できる場合、例えば、ペルチェ素子への駆動出力電圧範囲が車載バッテリ電圧＋Ｂの変動範囲よりも常時小さいことが保障できる場合には、この昇圧回路を省略することも可能である。この場合、ペルチェ素子への出力段に電圧モニタリング部を追加し、ＰＷＭスイッチングのデューティ比制御にこれをフィードバックして電圧を安定化するレギュレータ部を追加すればよい。また、ペルチェ素子への駆動出力電圧が車載バッテリ電圧＋Ｂの変動範囲を若干上回る場合にあっても、該レギュレータ部を周知の昇圧型ステップアップ回路として構成すれば、昇圧回路は同様に省略できる。
【００４８】
前述のごとく、手元電源スイッチ１１３のオン／オフ状態、および温度設定状態（さらには、冷暖房モード）は温調入力インターフェース１２２を介してＥＣＵ１３０に入力される。手元電源スイッチ１１３がオフ状態のとき、ＥＣＵ１３０は、入力側ＤＣ電源１５０へのバッテリ受電系路上に設けられた電源スイッチ１５０Ｓをオフ状態とし、ペルチェモジュール３と送風機４とを双方ともに停止させる。一方、手元電源スイッチ１１３がオン状態のときは、通常モードでは電源スイッチ１５０Ｓをオン状態とする。そして、手元操作スイッチ１１２が冷房側に回転していればリレー駆動トランジスタ１６２をオフ状態とし、通電極性を順方向とする。また、暖房側に回転していればリレー駆動トランジスタ１６２をオン状態とし、通電極性を逆方向とする。
【００４９】
冷房側および暖房側のいずれにおいても、手元操作スイッチ１１２の操作角度は、例えばポテンショメータ等を介して温調入力インターフェース１２２により読み取られ、冷房設定温度θないし暖房設定温度θ’に変換されてＥＣＵ１３０に送られる。ＥＣＵ１３０は、その冷房設定温度θないし暖房設定温度θ’と内気温センサ１１５の温度検出値Ｔとを取得し、冷房時は図６のデューティ比テーブルを、暖房時は図７のデューティ比（電流値）テーブルを参照して、適正なデューティ比ηを読み取り、ＰＷＭスイッチング用トランジスタ１５５をそのデューティ比ηでスイッチング駆動して、ペルチェ素子の出力調整を行う。冷房時はＴ−θが大きくなるほどデューティ比（電流値）ηは高く設定され、暖房時はθ’−Ｔが大きくなるほどデューティ比（電流値）ηは高く設定される。
【００５０】
図８のフローチャートを用いて、車両用シート空調システム５０の空調制御処理について説明する。なお、本処理は、ＥＣＵ１３０においてＣＰＵ１３０ａが実行する制御プログラムに含まれ、他の処理とともに繰り返し実行される。また、制御内容は４つのシート（図２参照）についてそれぞれ同様であり、かつ、独立した制御が実行される。
【００５１】
まず、手元電源スイッチ１１３の状態を取得する（Ｓ１１）。手元電源スイッチ１１３がオフ状態である場合（Ｓ１２：Ｎｏ）、電源スイッチ１５０Ｓ（図５参照）をオフ状態とし、座部１０１および背もたれ部１０２のペルチェモジュール３および送風機（ファン）４の動作を停止して（Ｓ２５）、本処理を終了する。
【００５２】
一方、手元電源スイッチ１１３がオン状態である場合（Ｓ１２：Ｙｅｓ）、各シートの乗員検知センサ１１４の情報を取得する（Ｓ１３）。そして、乗員の有無を判定する。乗員を検知しない場合（Ｓ１４：Ｎｏ）、電源スイッチ１５０Ｓ（図５参照）をオフ状態とし、座部１０１および背もたれ部１０２のペルチェモジュール３および送風機（ファン）４の動作を停止して（Ｓ２５）、本処理を終了する。
【００５３】
一方、乗員を検知した場合（Ｓ１４：Ｙｅｓ）、内気温センサ１１５から車室内温度情報を取得する（Ｓ１５）。そして、電源スイッチ１５０Ｓ（図５参照）をオン状態として、手元操作スイッチ１１２の操作位置から設定温度（および冷暖房のモード）を読み取る（Ｓ１６）。
【００５４】
次に、着座した乗員を特定するための乗員特定情報を取得する（Ｓ１７）。乗員特定情報は、以下のうちの一つあるいは２つ以上の組合せを用いる。
・カメラ１１０で撮影された乗員の画像と、メモリ１３０ｄに予め記憶されたユーザ登録データに含まれる基準画像とを比較し、両者の類似度が最も高いものを用いて乗員を特定する。基準画像にその車両をよく利用する乗員の画像が含まれているときには、乗員そのものを特定することができる。また、乗員そのものを特定できない場合でも、体格，着衣等から性別や大人／子供の推定や年齢の推定を行うことができる。なお、人間の顔を含む画像を撮影し、その画像から人間の性別・年齢等の属性を推定する種々の方法については、特開２０００−２２２５７２号公報，特開２００３−０９９７７９号公報，特開２００５−２５０７１２号公報に詳細が記載されている。
・重量センサ１４５で検出された乗員の重量（体重）に基づいて、ユーザ登録データを参照して乗員を特定する。乗員そのものを特定できない場合でも、体重から例えば大人／子供の推定を行うことができる。
・シートポジションセンサ１４２で検出されたシートポジションに基づいて、ユーザ登録データを参照して乗員を特定する。乗員そのものを特定できない場合でも、シートポジションから乗員の体格が推定できるので、これを基に例えば性別あるいは大人／子供の推定を行うことができる。
【００５５】
図９に、メモリ１３０ｄに予め記憶された上述の乗員特定に関するユーザ登録データの一例を示す。ユーザ（よく乗車する乗員）に関連付けて、そのユーザの温度嗜好（暑がり，寒がり），シートの設定温度，ユーザの重量，乗員特定のためのシートポジション，画像データが記憶されている。これらは、図示しない操作スイッチを用いてユーザにより登録可能となっている。また、ユーザの項目は、氏名を入力しても「父」，「母」のように入力してもよい。
【００５６】
乗員を特定できなかった場合（Ｓ１８：Ｎｏ）、上述で読み取った車室内温度情報，設定温度に基づいて、図６ないし図７のテーブルを参照して設定デューティ比（電流値）ηを読み取り（Ｓ２４）、当該デューティ比で、座部１０１および背もたれ部１０２（いずれか一方でもよい）の、ペルチェモジュール３を駆動するとともに送風機（ファン）４を駆動する（Ｓ２３）。このとき、室内温度情報の代わりに、シート温度センサ１１８から取得したシート温度を用いてもよい。
【００５７】
一方、乗員を特定できた場合（Ｓ１８：Ｙｅｓ）、シート温度センサ１１８から取得したシート温度を取得する（Ｓ１９）。続いて、エアコン１４１からエアコン温度設定情報（動作状態情報，設定温度操作情報）を取得する（Ｓ２０）。これは、ユーザが温度設定スイッチ１４１ａで設定した値を通信Ｉ／Ｆ１４０を介して取得する。
【００５８】
次に、以下のいずれかの方法を用いて、空調装置１０Ａ，１０Ｂの設定温度を決定する（Ｓ２１）。
・ユーザ登録データを参照して、特定された乗員の温度嗜好を取得し、設定温度が登録されているときには、登録されている値を空調装置１０Ａ，１０Ｂの設定温度とする。
・ユーザ登録データの、特定された乗員の温度嗜好に温度嗜好「暑がり」のみが登録されているときには、現在の空調装置１０Ａ，１０Ｂの設定温度，シート温度，内気温，あるいはエアコン１４１の設定温度よりも例えば３℃のような予め定められた値だけ低くしたものを空調装置１０Ａ，１０Ｂの設定温度とする。
・ユーザ登録データの、特定された乗員の温度嗜好に温度嗜好「寒がり」のみが登録されているときには、現在の空調装置１０Ａ，１０Ｂの設定温度，シート温度，内気温，あるいはエアコンの設定温度よりも例えば３℃のような予め定められた値だけ高くしたものを空調装置１０Ａ，１０Ｂの設定温度とする。
【００５９】
・乗員の性別，年齢や大人／子供の判別ができたときは、ユーザ登録データから、判別できた項目に対応する温度嗜好を取得し、その温度嗜好（上述の例に準ずる）あるいは設定温度を用いて、空調装置１０Ａ，１０Ｂの設定温度とする。また、年齢を１０歳刻み程度の年齢層に区分して、その年齢層毎に温度嗜好あるいは設定温度を記憶するようにしてもよい。
【００６０】
次に、設定温度に基づいて、図６ないし図７のテーブルを参照して設定デューティ比（電流値）ηを読み取り（Ｓ２２）、当該デューティ比で、座部１０１および背もたれ部１０２（いずれか一方でもよい）の、ペルチェモジュール３を駆動するとともに送風機（ファン）４を駆動する（Ｓ２３）。
【００６１】
上述のステップＳ２１において、空調装置１０Ａ，１０Ｂの設定温度を決定するとともに、乗員の温度嗜好に基づいてエアコン１４１の設定温度を変更してもよい。例えば、乗員の温度嗜好（ユーザ登録データ）に設定温度が登録されているときには、その値をエアコン１４１の設定温度とする。「暑がり」のみが登録されているときには、エアコン１４１の設定温度を、現在の設定温度よりも例えば３℃のような予め定められた値だけ低くしたものとする。また、「寒がり」のみが登録されているときには、エアコン１４１の設定温度を、現在の設定温度よりも例えば３℃のような予め定められた値だけ高くしたものとする。そして、この設定温度情報を、通信Ｉ／Ｆ１４０を介してエアコン１４１へ送信する。エアコン１４１では、受信した設定温度に基づいて車室内の空調制御を行う。座席毎の複数の設定温度情報を受信したときには、代表値（平均値，最大値，最小値，中央値等のいずれか）を算出し、この代表値を新たな設定温度として用いる。
【００６２】
また、エアコン１４１から取得したエアコン温度設定情報を参照して、エアコン１４１の設定温度が例えば２５℃のような予め定められた値を下回っているときには、ユーザ（乗員）が車内を冷やそうとしていると判定して、現在の空調装置１０Ａ，１０Ｂの設定温度，ユーザの温度嗜好，シート温度，あるいは内気温よりも例えば３℃のような予め定められた値だけ低くしたものを空調装置１０Ａ，１０Ｂの設定温度としてもよい。また、エアコン１４１の設定温度が予め定められた値を上回っているときには、ユーザが車内を暖めようとしていると判定して、現在の空調装置１０Ａ，１０Ｂの設定温度，ユーザの温度嗜好，シート温度，あるいは内気温よりも例えば３℃のような予め定められた値だけ高くしたものを空調装置１０Ａ，１０Ｂの設定温度としてもよい。
【００６３】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、これらはあくまで例示にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づく種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の車両用シート空調システムを組み込んだ自動車用シートの一例を示す側面断面図。
【図２】車内のシートレイアウトと車両用シート空調システムの設置例を示す平面模式図。
【図３】乗員検知センサの別例を示す模式図。
【図４】本発明の車両用シート空調システムの電気的構成の一例を示す全体ブロック図。
【図５】ペルチェモジュールの駆動ユニットの電気的構成の一例を示す回路図。
【図６】冷房時に使用するデューティ比テーブルの模式図。
【図７】暖房時に使用するデューティ比テーブルの模式図。
【図８】空調制御処理を説明するフロー図。
【図９】ユーザ登録データの一例を示す図。
【符号の説明】
【００６５】
１ シート
３ ペルチェモジュール
４ 送風機（ファン）
１０Ａ，１０Ｂ 空調装置
１０１ 座部
１０２ 背もたれ部
１０５ 空気ダクト（導風通路部）
１１０ カメラ（乗員検出手段）
１１２ 手元操作スイッチ
１１３ 手元電源スイッチ
１１４ 乗員検知センサ（乗員検出手段）
１１５ 内気温センサ（車室内温度情報取得手段）
１１８ シート温度センサ（シート温度情報取得手段）
１２７ 画像処理部（乗員特定手段）
１３０ ＥＣＵ（乗員特定手段，温度嗜好取得手段，温度設定手段，空調制御手段）
１３０ｄ メモリ（温度嗜好記憶手段）
１４０ 通信Ｉ／Ｆ（車室内温度情報取得手段，動作状態情報取得手段）
１４１ エアコン（車室内空調装置）
１４１ａ 温度設定スイッチ
１４２ シートポジションセンサ（シート位置検出手段）
１４５ 重量センサ（乗員重量検出手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のシートに設けられた空調装置と、
前記シートに着座する乗員を検出する乗員検出手段と、
前記着座した乗員を特定する乗員特定手段と、
前記特定した乗員の温度嗜好を記憶する温度嗜好記憶手段と、
特定した前記乗員の温度嗜好を取得する温度嗜好取得手段と、
取得した前記乗員の温度嗜好に基づいて、該乗員が着座しているシートに設けられた前記空調装置の温度を設定する温度設定手段と、
前記設定した温度に基づいて、該乗員が着座しているシートに設けられた前記空調装置の動作を制御する空調制御手段と、
を備えることを特徴とする車両用シート空調システム。
【請求項２】
前記乗員の重量を検出する乗員重量検出手段を備え、
前記乗員特定手段は、検出した前記乗員の重量に基づいて前記着座した乗員を特定する請求項１に記載の車両用シート空調システム。
【請求項３】
前記シートの位置を検出するシート位置検出手段を備え、
前記乗員特定手段は、検出した前記シートの位置に基づいて前記着座した乗員を特定する請求項１または請求項２に記載の車両用シート空調システム。
【請求項４】
前記シートの温度情報を取得するシート温度情報取得手段を備え、
前記温度設定手段は、前記シートの温度情報に基づいて、該シートに設けられた前記空調装置の温度を設定する請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の車両用シート空調システム。
【請求項５】
車室内の温度を反映した車室内温度情報を取得する車室内温度情報取得手段を備え、
前記温度設定手段は、前記車室内温度情報に基づいて、該シートに設けられた前記空調装置の温度を設定する請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の車両用シート空調システム。
【請求項６】
車室内の前記シートを含む空間を空調の対象とする車室内空調装置と、
前記車室内空調装置の動作状態情報を取得する動作状態情報取得手段と、
を備え、
前記温度設定手段は、取得した前記動作状態情報に基づいて、該シートに設けられた前記空調装置の温度を設定する請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の車両用シート空調システム。
【請求項７】
前記動作状態情報は、前記車室内空調装置の設定温度操作情報を含み、
前記温度設定手段は、前記設定温度操作情報に基づいて、前記シートに設けられた前記空調装置の温度を設定する請求項６に記載の車両用シート空調システム。
【請求項１】
車両のシートに設けられた空調装置と、
前記シートに着座する乗員を検出する乗員検出手段と、
前記着座した乗員を特定する乗員特定手段と、
前記特定した乗員の温度嗜好を記憶する温度嗜好記憶手段と、
特定した前記乗員の温度嗜好を取得する温度嗜好取得手段と、
取得した前記乗員の温度嗜好に基づいて、該乗員が着座しているシートに設けられた前記空調装置の温度を設定する温度設定手段と、
前記設定した温度に基づいて、該乗員が着座しているシートに設けられた前記空調装置の動作を制御する空調制御手段と、
を備えることを特徴とする車両用シート空調システム。
【請求項２】
前記乗員の重量を検出する乗員重量検出手段を備え、
前記乗員特定手段は、検出した前記乗員の重量に基づいて前記着座した乗員を特定する請求項１に記載の車両用シート空調システム。
【請求項３】
前記シートの位置を検出するシート位置検出手段を備え、
前記乗員特定手段は、検出した前記シートの位置に基づいて前記着座した乗員を特定する請求項１または請求項２に記載の車両用シート空調システム。
【請求項４】
前記シートの温度情報を取得するシート温度情報取得手段を備え、
前記温度設定手段は、前記シートの温度情報に基づいて、該シートに設けられた前記空調装置の温度を設定する請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の車両用シート空調システム。
【請求項５】
車室内の温度を反映した車室内温度情報を取得する車室内温度情報取得手段を備え、
前記温度設定手段は、前記車室内温度情報に基づいて、該シートに設けられた前記空調装置の温度を設定する請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の車両用シート空調システム。
【請求項６】
車室内の前記シートを含む空間を空調の対象とする車室内空調装置と、
前記車室内空調装置の動作状態情報を取得する動作状態情報取得手段と、
を備え、
前記温度設定手段は、取得した前記動作状態情報に基づいて、該シートに設けられた前記空調装置の温度を設定する請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の車両用シート空調システム。
【請求項７】
前記動作状態情報は、前記車室内空調装置の設定温度操作情報を含み、
前記温度設定手段は、前記設定温度操作情報に基づいて、前記シートに設けられた前記空調装置の温度を設定する請求項６に記載の車両用シート空調システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−３６７５１（Ｐ２０１０−３６７５１Ａ）
【公開日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２０２９００（Ｐ２００８−２０２９００）
【出願日】平成２０年８月６日（２００８．８．６）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月６日（２００８．８．６）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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