(57)【要約】      （修正有）【課題】運転者の体感温度を上昇させることで快適性を向上するとともに、電力消費を抑制するヒータ装置を提供する。【解決手段】車両に備えられたバッテリから電力を供給され、車両部材を暖めるヒータを備え、運転者が設定した車両使用開始時刻より前に、ヒータを稼働して車両部材を暖めるヒータ装置において、車両の車室内温度を検出する車室内温度検出手段と、車両部材の表面温度を検出する表面温度検出手段と、を備え、車両使用開始時刻と、車室内温度検出手段で検出された車室内温度と、表面温度検出手段で検出された表面温度とに基づいてヒータを稼働することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に備えられたバッテリから電力を供給され、車両部材を暖めるヒータを備え、運転者が設定した車両使用開始時刻より前に、前記ヒータを稼働して前記車両部材を暖めるヒータ装置において、前記車両の車室内温度を検出する車室内温度検出手段と、前記車両部材の表面温度を検出する表面温度検出手段と、を備え、前記車両使用開始時刻と、前記車室内温度検出手段で検出された車室内温度と、前記表面温度検出手段で検出された表面温度とに基づいて前記ヒータを稼働することを特徴とするヒータ装置。
【請求項２】
前記ヒータを稼働して、前記車両使用開始時刻に前記車両部材の表面温度を目標値にするために必要な総電力量を算出する必要総電力量算出手段と、前記ヒータを稼働して、前記車両部材の表面温度を目標値にするために必要な最小時間を前記必要総電力量算出手段で算出された必要総電力量に基づき算出するヒータ稼働時間算出手段と、を備え、現在時刻から前記車両使用開始時刻までの所要時間が前記ヒータ稼働時間算出手段で算出された最小時間よりも長い場合に、効率が良くなるように前記ヒータを稼働することを特徴とする請求項１に記載のヒータ装置。
【請求項３】
現在時刻から前記車両使用開始時刻までの所要時間が前記ヒータ稼働時間算出手段で算出された最小時間以下である場合に、前記ヒータを最大電力量で稼働させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のヒータ装置。
【請求項４】
前記バッテリの残存容量を検出する残存容量検出手段と、を備え、前記必要総電力量算出手段で算出された必要総電力量を供給するために必要な前記バッテリの容量が前記残存容量検出手段で検出された前記バッテリの残存容量以上である場合に、前記ヒータに供給する電力を制限することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のヒータ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はヒータ装置に係り、特に、車両走行前に車両部材を暖めるヒータを稼働させるヒータ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ハイブリッド車両などの車両では、運転者が車両の走行を開始する時刻での車室内の快適性を向上させるために、車室内温度を設定温度に調節する事前空調装置がある。しかし、車両のバッテリの充電容量によっては、ハイブリッド車両が駆動用モータのみで走行するための航続距離が短くなることを防ぐために、事前空調装置の作動を制限する場合がある。このとき、車室内温度は調整されていないため、快適性が低下する。
このような問題に対して、特許文献１では、車両のバッテリの充電容量が低下しないように、運転者が車両を使用する時刻や車両の運転環境を示す情報に基づいて、車外の電力供給装置から車両に備えられたシートヒータ等の機器を制御するための電力を供給している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５３７９５３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１では、車室内温度によってシートヒータ等の機器を制御しているが、車室内温度が設定温度になっていても、運転者が触れているシートやステアリングホイールなどの車両部材の表面温度によっては、運転者は、十分な快適性を得られていないと感じることがある。
また、車室内温度が設定温度になる前に、運転者が触れている車両部材の表面温度によっては、運転者が十分な快適性を得られているにもかかわらず、事前空調装置が作動し続けてしまい、不要な電力を消費する問題がある。
【０００５】
この発明は、運転者の体感温度を上昇させることで快適性を向上するとともに、電力消費を抑制するヒータ装置を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、車両に備えられたバッテリから電力を供給され、車両部材を暖めるヒータを備え、運転者が設定した車両使用開始時刻より前に、ヒータを稼働して車両部材を暖めるヒータ装置において、車両の車室内温度を検出する車室内温度検出手段と、車両部材の表面温度を検出する表面温度検出手段と、を備え、車両使用開始時刻と、車室内温度検出手段で検出された車室内温度と、表面温度検出手段で検出された表面温度とに基づいてヒータを稼働することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
この発明は、車室内温度と表面温度とに基づいてヒータを稼働して運転者が触れる車両部材を暖めることで、運転者の体感温度を上昇させ、運転者の快適性を向上することができるとともに、事前空調装置を作動させなくとも運転者が十分な快適性を得られることで、電力消費を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１はヒータ装置のシステム構成図である。（実施例）
【図２】図２はヒータの制御フローチャートである。（実施例）
【図３】図３はヒータ装置のシステム構成図である。（変形例１）
【図４】図４はヒータ装置のシステム構成図である。（変形例２）
【図５】図５はヒータ装置のシステム構成図である。（変形例３）
【図６】図６はヒータ装置のシステム構成図である。（変形例４）
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面に基づいてこの発明の実施例を説明する。
【実施例】
【００１０】
図１・図２は、この発明の実施例を示すものである。図１において、ハイブリッド車両などの車両に搭載されるヒータ装置１は、運転者が触れるシートやステアリングホイールなどの車両部材２を暖めるヒータ３を備え、電力を蓄放電するためのバッテリ４を備え、バッテリ４の高電圧をヒータ３の電圧に変換するＤＣ−ＤＣコンバータ５を備える。ヒータ３は、車両に備えられたバッテリ４からＤＣ−ＤＣコンバータ５を介して供給される電力により稼働し、車両部材２を暖める。ヒータ３及びバッテリ４は、ヒータ制御装置６に接続される。
ヒータ制御装置６は、運転者が車両使用開始時刻を入力するための入力装置７を備え、運転者が入力した車両使用開始時刻や車両の状態を表示するための表示装置８を備える。ヒータ制御装置６は、運転者が入力装置７から入力して設定した車両使用開始時刻より前に、バッテリ４からＤＣ−ＤＣコンバータ５を介して電力をヒータ３に供給し、ヒータ３を稼働して車両部材２を暖める。
【００１１】
ヒータ装置１は、ヒータ制御装置６に、車両の車室内温度を検出する車室内温度検出手段９と、車両部材２の表面温度を検出する表面温度検出手段１０と、を備える。ヒータ制御装置６は、入力装置７によって運転者が設定した車両使用開始時刻と、車室内温度検出手段９で検出された車室内温度と、表面温度検出手段１０で検出された表面温度とに基づいて、ヒータ３を稼働して車両部材２を暖める。
【００１２】
また、ヒータ制御装置６は、必要総電力量算出手段１１と、ヒータ稼働時間算出手段１２と、を備える。
必要総電力量算出手段１１は、ヒータ３を稼働して、車両使用開始時刻に車両部材２の表面温度を目標値にするために必要な総電力量（必要総電力量）を算出する。必要な総電力量は、車両部材２の表面温度を、現在の表面温度から目標表面温度まで上昇させるために必要な総電力量を意味する。必要な総電力量は、車室内温度と表面温度との温度差、現在時刻から車両使用開始時刻までの所要時間、ヒータ３や車両部材２の温度特性（比熱や熱伝達など）、から算出される。
ヒータ稼働時間算出手段１２は、ヒータ３を稼働して、車両部材２の表面温度を目標値（目標表面温度）にするために必要な最小時間（稼働必要最小時間）を、必要総電力量算出手段１１で算出された必要総電力量に基づき算出する。表面温度の目標値は、車室内温度と表面温度とから算出される。具体的には、設定温度（固定値）に車室内温度と表面温度とを考慮した値（補正値）を加減して、表面温度の目標値を算出する。
【００１３】
ヒータ制御装置６は、現在時刻から車両使用開始時刻までの所要時間がヒータ稼働時間算出手段１２で算出されたヒータ３の稼働が必要な最小時間よりも長い場合に、効率が良くなるようにヒータ３を稼働する。
「効率が良くなるようにヒータ３を稼働する」とは、大きな電力を用いてヒータ３を稼働して短時間で車両部材２を温める、小さい電力でヒータ３を長時間稼働させて車両部材２を温めるといった、電力と稼働時間の割合を、要件（例えば、車両部材２の表面温度と目標表面温度との差や、最大稼働時間、車内温度など）によって変えて、ヒータ３を稼働することである。
一方、ヒータ制御装置６は、現在時刻から車両使用開始時刻までの所要時間がヒータ稼働時間算出手段１２で算出されたヒータ３の稼働が必要な最小時間以下である場合に、ヒータ３を最大電力量で稼働する。
【００１４】
さらに、ヒータ制御装置６は、残存容量検出手段１３を備える。残存容量検出手段１３は、バッテリ４の出力することが可能な残存容量を検出する。
ヒータ制御装置６は、必要総電力量算出手段１１で算出された必要総電力量を供給するために必要なバッテリ４の容量（必要容量）が残存容量検出手段１３で検出されたバッテリ４の残存容量以上である場合に、バッテリ４の過放電を防止するためにヒータ３に供給する電力（必要総電力量）を制限する。必要総電力量を供給するために必要なバッテリ４の残存容量（必要残存容量）は、少なくともバッテリ４の出力電力に基づいて予め実験値などから算出する。
【００１５】
次に作用を説明する。
図２に示すように、ヒータ装置１は、ヒータ制御装置６によって、ヒータ３の制御プログラムがスタートすると（１００）、運転者が入力装置７から入力した車両使用開始時刻を受信し（１０１）、車室内温度検出手段９で車室内温度を検出し、表面温度検出手段１０で車両部材２の表面温度を検出し（１０２）、残存容量検出手段１３でバッテリ４の残存容量を検出し（１０３）、車室内温度と表面温度とから目標表面温度を算出する（１０４）。
さらに、ヒータ装置１は、必要総電力量算出手段１１で必要総電力量を算出し（１０５）、ヒータ稼働時間算出手段１２でヒータ３の稼働最小時間を算出し（１０６）、必要総電力量算出手段１１で算出した必要総電力量を供給するために必要なバッテリ４の必要残存容量を算出し（１０７）、バッテリ４の残存容量が必要残存容量よりも多いか否かを判断する（１０８）。
ヒータ装置１は、判断（１０８）がＹＥＳの場合、現在時刻から車両使用開始時刻までの所要時間がヒータ３の最小稼働時間よりも長いか否かを判断する（１０９）。
ヒータ装置１は、判断（１０９）がＹＥＳの場合、効率が良くなるようにヒータ３を稼働し（１１０）、車両使用開始時刻の受信（１０１）にリターンする（１１１）。ヒータ装置１は、判断（１０９）がＮＯの場合、最大電力量でヒータ３を稼働し（１１２）、車両使用開始時刻の受信（１０１）にリターンする（１１１）。
また、ヒータ装置１は、判断（１０８）がＮＯの場合、制限された電力でヒータ３を稼働し（１１３）、車両使用開始時刻の受信（１０１）にリターンする（１１１）。
【００１６】
このように、ヒータ装置１は、車室内温度と表面温度とに基づいてヒータ３を稼働して運転者が触れる車両部材２を暖めることで、運転者の体感温度を上昇させ、運転者の快適性を向上することができるとともに、事前空調装置を作動させなくとも運転者が十分な快適性を得られることで、電力消費を抑制することができる。
また、ヒータ装置１は、現在時刻から車両使用開始時刻までの所要時間がヒータ３の稼働最小時間よりも長い場合に、効率が良くなるようにヒータ３を稼働し、一方、現在時刻から車両使用開始時刻までの所要時間がヒータ３の稼働最小時間以下である場合に、ヒータ３を最大電力量で稼働することで、運転者の快適性を向上することができるとともに、不要な電力消費を抑えることができる。
さらに、ヒータ装置１は、ヒータ３に必要総電力量を供給するために必要なバッテリ４の残存容量（必要残存容量）がバッテリ４の出力可能な残存容量以上である場合に、ヒータ３に供給する電力を制限することで、バッテリ４の過放電を防ぐことができる。
【００１７】
この発明は、上述実施例に限定されることなく、種々応用改変が可能である。
図３は、変形例１を示すものである。変形例１のヒータ装置１は、車両部材２の表面温度を検出する表面温度検出手段１０に代えて、車両部材２の表面温度を推定する表面温度推定手段１４をヒータ制御装置６に設けたものである。表面温度推定手段１４は、車室内温度検出手段９が検出した車室内温度と車両部材２の表面温度との関係を設定した表面温度推定マップから、車両部材２の表面温度を推定する。表面温度推定マップは、予め実験で測定したデータから作成し、表面温度推定手段１４に保存しておく。
変形例１のヒータ装置１は、車両部材２の表面温度を推定する表面温度推定手段１４をヒータ制御装置６に設けたことで、ソフト的に車両部材２の表面温度を算出することができ、表面温度検出手段１０を不要にしながら、前述実施例と同様に運転者の快適性を向上することができるとともに、電力消費を抑制することができる。
【００１８】
図４は、変形例２を示すものである。変形例２のヒータ装置１は、バッテリ４からの電力を直接用いてヒータ３を稼働する構成としたものである。
変形例２のヒータ装置１は、ＤＣ−ＤＣコンバータ５を省略し、使用する電力の効率化と構成の簡略化を果たすことができる。
【００１９】
図５は、変形例３を示すものである。変形例３のヒータ装置１は、ヒータ３を積極的に利用することによって消費電力を抑えることを目的とし、空調装置１５を追加した構成である。
変形例３のヒータ装置１は、例えば、車両の空調装置１５と併せてヒータ３を稼働する場合に、空調装置１５の動作を抑えてヒータ３を積極的に稼働させるなど、ヒータ３の稼働と空調装置１５の出力との割合を変えることで、快適性の向上とバッテリ４の電力消費量の抑制を図ることができる。
【００２０】
図６は、変形例４を示すものである。変形例４のヒータ装置１は、ヒータ３の電力が不足した場合にも、快適性を高めることを目的とし、電力を発生するエネルギー源（エネルギー発生装置）１６を追加した構成である。
変形例４のヒータ装置１は、ヒータ３に必要な電力がバッテリ３に十分に無い場合や、所定時間内に車両部材２を暖めることができないなどの場合に、バッテリ３以外の他のエネルギー源１６が発生する電力を用いてバッテリ３の電力不足分を補うことができ、快適性を高めることができる。
【００２１】
さらに、実施例と変形例１〜４とを組み合わせる構成とすることもできる。例えば、変形例４では、エネルギー源（または、エネルギー発生装置）１６において、熱も発生させるものであれば、その排熱を利用して、変形例３の空調装置１５を作動させることで、さらに快適性の向上とバッテリ４の残存容量の維持とを両立させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
この発明は、運転者の体感温度を上昇させることで快適性を向上し、電力消費を抑制することができるものであり、ヒータで車両部材を暖めるヒータ装置を搭載した車両に適用することができる。
【符号の説明】
【００２３】
１  ヒータ装置
２  車両部材
３  ヒータ
４  バッテリ
５  ＤＣ−ＤＣコンバータ
６  ヒータ制御装置
７  入力装置
８  表示装置
９  車室内温度検出手段
１０  表面温度検出手段
１１  必要総電力量算出手段
１２  ヒータ稼働時間算出手段
１３  残存容量検出手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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