(57)【要約】【課題】自動車のバッテリや発電機の負担を軽減するようにした冷却・加温機能を有する自動車用のカップホルダー加熱制御装置を提供する。【解決手段】カップホルダー温度制御装置１０は、自動車の車室内に配設され飲料容器を受容するカップホルダー１２と、カップホルダー１２に取り付けた温度可変手段１３と、温度可変手段１３を駆動制御する制御部１４と、を備え、制御部１４が自動車の発電機及びバッテリの負担とならないような走行条件のときに温度可変手段１３を駆動して飲料容器の冷却又は加温を行なう。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車の車室内に配設され飲料容器を受容するカップホルダーと、上記カップホルダーに取り付けた温度可変手段と、上記温度可変手段を駆動制御する制御部と、を備えた自動車用のカップホルダー温度制御装置であって、
上記制御部が、自動車の発電機及びバッテリの負担とならないような走行条件のときに上記温度可変手段を駆動して、上記飲料容器の冷却又は加温を行なうことを特徴とする、自動車用のカップホルダー温度制御装置。
【請求項２】
前記制御部が車速信号に基づいて車速一定又は減速時に前記温度可変手段を駆動することを特徴とする、請求項１に記載の自動車用のカップホルダー温度制御装置。
【請求項３】
前記制御部がエンジン回転数に基づいて所定回転数以上のとき前記温度可変手段を駆動することを特徴とする、請求項１又は２に記載の自動車用のカップホルダー温度制御装置。
【請求項４】
前記制御部がスロットル開度信号に基づいて所定開度以下のとき前記温度可変手段を駆動することを特徴とする、請求項１〜３の何れかに記載の自動車用のカップホルダー温度制御装置。
【請求項５】
前記制御部がバッテリ電圧に基づいて所定電圧以上のとき前記温度可変手段を駆動することを特徴とする、請求項１〜４の何れかに記載の自動車用のカップホルダー温度制御装置。
【請求項６】
前記カップホルダー内に前記飲料容器を検出するカップセンサーを備えており、
前記制御部が上記カップセンサーの検出信号に基づいて前記飲料容器を検出したとき前記温度可変手段を駆動することを特徴とする、請求項１〜５の何れかに記載の自動車用のカップホルダー温度制御装置。
【請求項７】
前記カップホルダー内に加温時の上限温度を検出する第一の温度センサーを備え、
前記制御部が上記第一の温度センサーからの検出信号に基づいて所定温度以下のとき前記温度可変手段を駆動することを特徴とする、請求項１〜６の何れかに記載の自動車用のカップホルダー温度制御装置。
【請求項８】
前記カップホルダー内に冷却時の下限温度を検出する第二の温度センサーを備え、
前記制御部が上記第二の温度センサーからの検出信号に基づいて所定温度以上のとき前記温度可変手段を駆動することを特徴とする、請求項１〜７の何れかに記載の自動車用のカップホルダー温度制御装置。
【請求項９】
前記温度可変手段がペルチェモジュールであることを特徴とする、請求項１〜８の何れかに記載の自動車用のカップホルダー温度制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動車の車室内に設けられるカップホルダーに係り、特に加熱・冷却機能を備えたカップホルダー用の温度制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動車には飲料ボトル，飲料缶，カップ等の飲料が入った容器（以下、飲料容器と言う）を保持するためのカップホルダーが装備されている。さらに、近年では、カップホルダーとして、飲料容器を加熱或いは冷却する温度可変機能を備えたものも知られている。
この種の温度可変機能を備えたカップホルダー装置は、例えば図３に示すように構成されている。図３に示すカップホルダー装置１は、自動車の車室内の例えばセンターコンソール２に取り付けられたカップホルダー３と、このカップホルダー３の側壁に設けられた開口部３ａに取り付けられたダクト４と、から構成されている。
【０００３】
カップホルダー３は、上方からカップホルダー内に飲料容器を入れることができるよう、上方が開放した中空の円筒状側壁３ｂと、円筒状側壁３ｂの下端部を塞ぐ底部３ｃと、円筒状側壁３ｂの上縁から外側に突出したフランジ部３ｄと、から構成されている。
【０００４】
このカップホルダー３は、センターコンソール２に設けられた取付孔２ａへ上方から挿入するとフランジ部３ｄがセンターコンソール２の取付孔２ａの周縁に当接して、センターコンソール２に保持される。
【０００５】
ダクト４の一端は図示するようにカップホルダー３の開口部３ａに接続されると共に、図示しない他端は例えば自動車に設けられたエアコン（図示せず）に接続されているので、ダクト４を介して、エアコンから冷気又は暖気がカップホルダー３の内部空間に導入される。
【０００６】
このような構成のカップホルダー装置１によれば、カップホルダー３内に保持された飲料容器は、エアコンの稼動中にエアコンから冷気又は暖気がダクト４を介してカップホルダー３内に導入されることで、冷却又は加温される。
【０００７】
特許文献１には、飲料の入った容器が保持されているときにのみエアコンから冷気又は暖気が供給されるようにした収納式カップホルダーが開示されている。
【特許文献１】特開２００４−２０３３４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
カップホルダー１及び特許文献１による収納式カップホルダーは、何れも保持された飲料容器の冷却又は加温を行うために、エアコンから供給される冷気又は暖気を利用している。エアコンからの冷気又は暖気は抑も室温に近い温度であることから、この種のエアコンを利用した温度調節装置は飲料の冷却性能又は加温性能が弱い。このため、飲料の温度を任意に設定（冷却又は加温）することは困難である。さらに、カップホルダー付近までエアコンからの冷気又は暖気を導くダクトを設ける必要があり、限られた車室空間内における部材の配置自由度を制限し、他の部材の配置に影響を及ぼす。また、カップホルダーに保持した飲料容器を冷却又は加温する間は、エアコンを休止させることができない。
【０００９】
さらに、近年、自動車の車載機器が増加する傾向にあり、その消費電力も徐々に増大している。これによりバッテリや発電機（オルタネーター）も大型化しつつあることから、自動車の車重が増加し、発電機のトルクも増大してエンジンの負担も増大している。また、アイドリング時やバッテリ電圧が低下しているとき、そのままエアコンを使用し続けると、バッテリ負担が急減に増大することになってしまう。従って、自動車の使用時において、エアコンを使用し続けることによって加速性能や燃費が劣化することになると共に、場合によってはバッテリ上がりの原因ともなってしまう。
【００１０】
本発明は、以上の点に鑑みて創作されたもので、バッテリや発電機の負担を軽減するようにした冷却・加温機能を有する自動車用のカップホルダー温度制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明に係る自動車用のカップホルダー温度制御装置は、自動車の車室内に配設され飲料容器を受容するカップホルダーと、カップホルダーに取り付けた温度可変手段と、温度可変手段を駆動制御する制御部と、を備え、制御部が、自動車のエンジン，発電機及びバッテリの負担とならないような走行条件のときに温度可変手段を駆動して、飲料容器の冷却又は加温を行なうことを特徴としている。
ここで、自動車のバッテリや発電機（オルタネーター）の負担とならない条件としては、例えば、以下の（Ａ）〜（Ｄ）が該当する。
（Ａ）車速変化が一定又は減速のとき。
（Ｂ）エンジン回転数が規定回転数（１０００ｒｐｍ）を超えるとき。
（Ｃ）加速状態に至ってスロットル開度が３０％以下になったとき。
（Ｄ）バッテリが充電状態にあるとき。
さらに、本発明の自動車用のカップホルダー温度制御装置において、好ましくは、温度可変手段がペルチェモジュールで構成される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、温度可変手段が制御部によって自動車の発電機及びバッテリの負担とならないような走行条件のときにのみ駆動される。従って、例えば自動車の加速時やアイドリング時、バッテリ電圧が低下している時などには温度可変手段が駆動されないので、温度可変手段の連続駆動による加速性能の低下や燃費の低下が抑制されると共に、バッテリ，発電機の負担が低減されるので、バッテリ上がりを引き起こすようなことはない。
【００１３】
また、エアコンからの冷気または暖気を利用せずに、温度可変手段によって飲料容器が直接冷却又は直接加温されるので、エアコンによる冷暖房の設定温度のような室温に近い温度ではなく、冷却の場合にはより低い温度に、また加温の場合にはより高い温度に冷却又は加温されることになり、飲用に適した温度設定が可能である。
【００１４】
さらに、エアコンからの冷気または暖気を利用しないので、エアコンからカップホルダー付近までのダクトの配置が不要となり、車室内の任意の箇所にカップホルダーを配置することが可能であると共に、所謂後付け設置も可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面に示した実施形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
図１は本発明の実施形態に係る自動車用のカップホルダー温度制御装置（以下、温度制御装置と言う）１０の構成を示す図である。温度制御装置１０は、自動車の車室内の例えばセンターコンソール１１に取り付けられたカップホルダー１２と、カップホルダー１２の底面に配置された温度可変手段としてのペルチェモジュール１３と、このペルチェモジュール１３を駆動制御する制御部１４と、カップホルダー１２に設けられた二つの温度センサー１５，１６と、カップホルダー１２の内壁に設けられたカップセンサー１７と、を備えている。
【００１６】
カップホルダー１２は断熱材から構成されており、例えば飲料ボトル，飲料缶，カップ等の飲料等が入った容器（以下、飲料容器と言う）が収容される。このため、カップホルダー１２は、上方が開放するよう中空の例えば円筒状の側壁部１２ａと、この側壁部１２ａの下部を塞ぐ底部１２ｂと、側壁部１２ａの上縁から外側へ突出したフランジ部１２ｃと、を備えている。
カップホルダー取付用の孔１１ａがセンターコンソールに形成されていて、カップホルダー１２は取付孔１１ａに対して上方から挿入することで、フランジ部１２ｃがセンターコンソール１１の取付孔１１ａの周縁に当接してセンターコンソール１１に保持される。取付孔１１ａの周縁は、フランジ部１２ｂにより覆われて目隠しされる。さらに、カップホルダー１２は、保温のためにその開放した上端がキャップ１２ｄで開閉可能に閉塞される。
【００１７】
ペルチェモジュール１３はｎ型半導体及びｐ型半導体から構成されていて、直流電流を流すとその電流の向きに基づいて吸熱又は放熱を行なうと共に、電流を制御することによって吸熱又は放熱効果を制御することができる素子である。図示の場合、カップホルダー１２の底部１２ｂがペルチェモジュール１３で構成されている。これにより、冷却時の放熱そして加温時の吸熱がペルチェモジュール１３の下面にて効率的に行なわれる。
【００１８】
制御部１４は、ペルチェモジュール１３に直流電流を供給し、且つその電流値を調整すると共に、この直流電流をオンオフしてペルチェモジュール１３の駆動制御を行なうように構成されている。
【００１９】
ここで制御部１４には、図１に示すように自動車側のエンジン制御部から車速信号，エンジン回転信号，スロットル開度信号及びバッテリ電圧がそれぞれ入力されている。
そして、これらの車両情報に基づいて、制御部１４は以下（１）〜（４）の何れかの条件に該当する場合には、ペルチェモジュールの駆動を行わない。
（１）自動車が加速している場合。
（２）エンジンの回転数が所定回転数未満である場合。
（３）スロットル開度が所定値未満である場合。
（４）充電電圧が所定電圧未満の場合。
【００２０】
上記（１）〜（４）に加えて、制御部１４は、前述した二つの温度センサー１５，１６及びカップセンサー１７から検出信号に基づいて、ペルチェモジュール１３の駆動制御を行なう。
【００２１】
第一の温度センサー１５はペルチェモジュール１３の下面に配置されており、ペルチェモジュール１３による加温時に、検出温度が所定温度を超えたとき検出信号を出力する。一方、第二の温度センサー１６は、カップホルダー１２の内側、即ち側壁部１２ａの内周面に配置されており、ペルチェモジュール１３による冷却時に、検出温度が所定温度未満のとき検出信号を出力する。
【００２２】
カップセンサー１７はカップホルダー１２の内側のやや上方の位置に配置されており、カップホルダー１２内に飲料容器が収容されたとき、この容器を検出して検出信号を出力する。例えば、カップセンサー１７は、空隙を介して対向するように側壁部１２ａの内周面に取り付けた発光素子及び受光素子から成る透過型の光センサーとして構成される。また、カップセンサー１７は非接触型センサーに限らず、飲料容器に接触して飲料容器を検出する接触型センサーとして構成されていてもよい。
【００２３】
制御部１４は、第一及び第二の温度センサー１５，１６から検出信号が入力されたとき、ペルチェモジュール１３の駆動を停止すると共に、カップセンサー１７からの検出信号が入力されたとき、ペルチェモジュール１３の駆動を開始する。
【００２４】
ここで、上述した制御部１４は、具体的には図２に示すように構成されている。図２において、制御部１４は、駆動回路２０と、四つの処理回路２１，２２，２３，２４と、から構成されている。
【００２５】
駆動回路２０は、ペルチェモジュール１３に駆動電流を供給する二段のパワートランジスタ２０ａと、このパワートランジスタ２０ａ及びペルチェモジュール１３に直列に接続された可変抵抗を含む電流制限用抵抗２０ｂと、この電流制限用抵抗２０ｂとアース間に接続された第一のスイッチング回路２０ｃと、この電流制限用抵抗２０ｂに並列接続された第二のスイッチング回路２０ｄと、を含んでいる。
【００２６】
これにより、第一のスイッチング回路２０ｃには、トリガー信号として、各処理回路２１〜２４からの信号が入力される四入力型のアンド回路２５の出力信号が入力される。よって、すべての処理回路２１〜２４の検出信号が入力されるときにのみ、アンド回路２５からＨレベルの信号が第一のスイッチング回路２０ｃにトリガー信号として入力されて、第一のスイッチング回路２０ｃがオンする。
【００２７】
この場合、第一の温度センサー１５は、設定温度を超えたときオフとなる常閉型スイッチとして構成されている。また、第二の温度センサー１６は、設定温度未満になったときオフとなる常閉型スイッチとして構成されている。一方、カップセンサー１７は、飲料容器を検出したときオンとなる常開型スイッチとして構成されている。
これら三つのスイッチ１５，１６，１７は、図２に示すように、互いに直接に接続されると共に、一側が第二のスイッチング回路２０ｄを構成するトランジスタのベースに接続され、他側がアース接続されている。
【００２８】
各処理回路２１〜２４のうち、第一の処理回路２１は、自動車のエンジン制御部から車速信号が入力されることで、車速が一定のとき及び減速時にはＨレベルの信号を出力し、加速時にはＬレベルの信号を出力する。
第二の処理回路２２は、自動車のエンジン制御部からエンジン回転信号が入力されることで、所定回転数（例えば規定回転数としての１０００ｒｐｍ）以上のときＨレベルの信号を出力する。
ここで、これらの処理回路２１，２２は、車速信号及びエンジン回転信号がいずれもパルス信号であることから、所定時間におけるパルスをカウントして車速及びエンジン回転数を検出し、例えばコンパレータにより基準値と比較して判定を行なうように構成されている。
【００２９】
また、第三の処理回路２３は、自動車のエンジン制御部からスロットル開度信号が入力されることで、スロットル開度が所定値（例えば３０％）以下のときＨレベルの信号を出力する。
さらに、第四の処理回路２４は、自動車のエンジン制御部からバッテリ電圧が入力されることで、所定電圧（例えば１３．５Ｖ）以上のときＨレベルの信号を出力する。
ここで、これらの処理回路２３，２４は、スロットル開度信号及びバッテリ電圧が数値に対応したアナログ電圧の信号であることから、例えばコンパレータにより基準値と比較して、スロットル開度及びバッテリ電圧の判定を行なうように構成されている。
【００３０】
従って、制御部１４の駆動回路２０は、各処理回路２１〜２４からのすべての信号がＨレベルにあるとき、且つ第一及び第二の温度センサー１５，１６のスイッチがオンで、カップセンサー１７のスイッチがオンのときにのみ、ペルチェモジュール１３を駆動して、カップホルダー１２内に収容された飲料容器を冷却又は加温する。
【００３１】
本実施形態に係る温度制御装置１０は以上のように構成されており、制御部１４は、その駆動回路２０によりペルチェモジュール１３を駆動して、カップホルダー１２内に収容された飲料容器を冷却又は加温する。その際、制御部１４の駆動回路２０は、各処理回路２１〜２４からの信号のうち一つでもＬレベルの信号があると、第一のスイッチング回路２０ｃがオフとなって、ペルチェモジュール１３の駆動を停止する。
【００３２】
即ち、第一のスイッチング回路２０ｃは、自動車の車速信号に基づいて加速時に、またエンジン回転信号に基づいてエンジン回転数が所定回転数、例えば１０００ｒｐｍ未満のとき、スロットル開度信号に基づいてスロットル開度が所定値、例えば３０％を超えるとき、またバッテリ電圧が所定電圧、例えば１３．５Ｖ未満のときにはオフとなる。これらの場合、制御部１４はペルチェモジュール１３の駆動を停止する。
【００３３】
また、制御部１４の駆動回路２０は、第一及び第二の温度センサー１５，１６そしてカップセンサー１７のスイッチがオフのとき、第二のスイッチング回路２０ｄのトランジスタのベースがアース接続されることにより、第二のスイッチング回路２０ｄがオフとなって、ペルチェモジュール１３の駆動を停止する。
即ち、第二のスイッチング回路２０ｄは、第一の温度センサー１５によって加温時に所定温度を超えたことが検出されたとき、第二の温度センサー１６によって冷却時に所定温度未満になったことが検出されたとき、そしてカップセンサー１７により、カップホルダー１２内に飲料容器が検出されないとき、オフとなる。これらの場合、制御部１４はペルチェモジュール１３の駆動を停止する。
【００３４】
このようにして、制御部１４は、自動車のエンジン又はバッテリに負担とならないような走行条件のときにペルチェモジュール１３を駆動して、カップホルダー１２内に収容された飲料容器を冷却し或いは加温して、容器内の飲料等を所望の温度に設定することができる。
また、制御部１４は、自動車のエンジン又はバッテリに負担となるような走行条件のとき、即ち加速走行時，アイドリング時，バッテリ電圧低下時にはペルチェモジュール１３の駆動を停止して、自動車の加速性能を確保して燃費の低下を抑制すると共に、バッテリ及び発電機を保護する。
さらに、制御部１４は、不要な場合、即ちカップホルダー１２内に冷却又は加温すべき飲料容器がないとき、加温時に所定温度を超えたとき、また冷却時に所定温度未満となったときには、ペルチェモジュール１３の駆動を停止してエネルギーを節減し、燃費の低下を抑制する。
【００３５】
さらに、本実施形態では温度可変手段としてペルチェモジュールを使用しているので、装置自体を小型に構成することができ、精密な温度コントロールも可能（冷却・過熱が可能）である。
【００３６】
以上説明したが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において様々な形態で実施をすることができる。図２の回路に限らず、ペルチェモジュール１３を駆動制御するための任意の構成の駆動回路が使用可能であることは明らかである。
また、上記説明では、エンジン制御部からの車両情報として、（イ）車速信号、（ロ）エンジン回転信号、（ハ）スロットル開度信号、（ニ）バッテリ電圧の四つを判断の対象とし、４つの条件が何れも所定の要件を具備する場合に温度可変手段としてのペルチェモジュールを駆動させているが、車両情報として（イ）〜（ニ）の少なくとも１つ、２つ、或いは３つ（組み合わせは任意）を温度可変手段駆動の条件として組み合わせて制御することも可能である。
【００３７】
上記説明の実施形態では、温度可変手段がカップホルダーの底部を構成するように、カップ底に取り付けられているが、温度可変手段の取付位置はこれに限定されるものではなく、カップホルダーの側壁部を構成するようにも、或いは側壁部の内面或いは外面に取り付けても良い。なお、温度可変手段がカップホルダーの外面に取り付けられる場合には、カップホルダー自体を熱伝導率の高い物質によって構成し、温度可変手段はカップホルダーを介して飲料容器の冷却又は加温を行う。
温度可変手段はペルチェモジュール以外でも、飲料容器の加熱と冷却の少なくとも一方の温度変更を行える装置であればよく、例えば、ヒーターやクーラーを用いてもよい。
【００３８】
また、上述した実施形態では、カップホルダー１２は自動車のセンターコンソール１１の上面に取り付けられているが、本発明におけるカップホルダーは、従来のようにエアコンからの冷気又は暖気を利用しないことから配置の自由度が大きくなり、例えばインストルメントパネルの上面やドアポケット内等の任意の場所に配置可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施形態に係る自動車用のカップホルダー温度制御装置の構成を示す図である。
【図２】図１の自動車用のカップホルダー温度制御装置における制御部の構成例を示す回路図である。
【図３】従来の自動車用カップホルダー装置の構成例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１０    カップホルダー
１１    センターコンソール
１１ａ  孔
１２    カップホルダー
１２ａ  側壁部
１２ｂ  底部
１２ｃ  フランジ部
１２ｄ  キャップ
１３    ペルチェモジュール
１４    制御部
１５    第一の温度センサー（所定温度以下でオン）
１６    第二の温度センサー（所定温度以上でオン）
１７    カップセンサー
２０    駆動回路
２１〜２４  処理回路
２５    アンド回路
【図１】
2008260388.tif 000003
【図２】
2008260388.tif 000004
【図３】
2008260388.tif 000005