JP2009234440A - エアセル駆動装置および車両用シート装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＰＴＣサーミスタなどのブレーカ素子をポンプモータに付設せずとも、エアポンプが拘束状態になったときに駆動電流を停止させることが出来るとともに、駆動電流の停止制御とリンクさせてその他の必要な制御処理も容易に実現することのできるエアセル駆動装置ならびに車両用シート装置を提供する。
【解決手段】エアセルにエアの供給を行うエアポンプ１２と、エアポンプのモータ１２Ａに駆動電流を供給するＥＣＵ２０とを備えたエアセル駆動装置ならびに車両用シート装置である。そして、ＥＣＵ２０には、駆動電流が流される配線に対して過電流検知を行う過電流検知回路２４が設けられ、マイクロコンピュータ２１がこの過電流検知回路２４の検知信号に基づき駆動電流を停止するように制御する。
【選択図】図２

Description

この発明は、エアセルにエアの供給を行うエアセル駆動装置、並びに、エアセルを内蔵した車両用シート装置に関する。

以前より、シート内にエアセルを内蔵し、スイッチ操作等によりエアセルを膨らませたりしぼめたりできるようにした車両用シートがある。一般的なエアポンプにおいては、エアの供給先が満杯になったり或いはエアの排出穴が詰まったりしてエアポンプが拘束状態となった場合に、拘束状態のままポンプモータに過大な駆動電流が流れ続けてしまうのを防ぐために、例えば図４に示すように、ＰＴＣ（正温度係数）サーミスタＲｐなどの温度監視ブレーカをモータＭに付設するのが通常であった（例えば、特許文献１）。
特開２００７−１９１０４５号公報

エアポンプを利用する様々な装置において、そのポンプモータに汎用のＤＣモータを適用したいという要求がなされる場合がある。このような場合、上記のようにＰＴＣサーミスタなどを用いて拘束状態での駆動電流の停止動作を実現するには、汎用のＤＣモータを改造して温度監視ブレーカ用のセンサをＤＣモータに付設する必要がある。

また、温度監視ブレーカにより駆動電流の停止動作を実現する構成では、エアポンプの動作制御を行う制御装置（例えば車両用シートの電子制御ユニット（ＥＣＵ））において温度監視ブレーカのシャットダウンを検出するのが難しく、それゆえ、制御装置によりポンプモータが拘束状態となった場合に必要な種々の制御処理を実行させるのが難しいという課題がある。

この発明は、ＰＴＣサーミスタなどのセンサをモータに付設せずとも、エアポンプが拘束状態のままポンプモータに過大な駆動電流が流れ続けるといった事態を防ぐことができ、さらに、エアポンプが拘束状態になったときに必要な種々の制御処理も容易に実行することのできるエアセル駆動装置、並びに、車両用シート装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、
エアセルにエアの供給を行うエアポンプと、
前記エアポンプのモータに配線を介して接続されて駆動電流を供給する制御ユニットと、
を備えたエアセル駆動装置において、
前記制御ユニットには、
前記エアポンプの駆動制御を行う制御回路と、
前記制御回路の指示に従って前記エアポンプのモータに駆動電流を出力する駆動回路と、
前記駆動電流が過電流になったことを検出する過電流検知回路と、
が設けられ、
前記制御回路は、
前記過電流検知回路が過電流を検出した場合に前記駆動回路の出力を停止させる制御を行うことを特徴としている。

請求項２記載の発明は、請求項１記載のエアセル駆動装置において、
前記エアポンプは、
加圧防止穴を有する継手を介して前記エアセルにエアの供給を行うように接続され、
前記制御ユニットには、
前記過電流検知回路とともに前記配線の断線を検知する断線検知回路が設けられていることを特徴としている。

請求項３記載の発明は、
エアセルを内蔵したシート本体と、
請求項１又は２に記載のエアセル駆動装置とを備えたことを特徴とする車両用シート装置である。

本発明に従うと、過電流検知回路による過電流の検出に基づき制御回路が駆動電流の停止制御を行うので、これによりエアポンプが拘束状態になってポンプモータに過大な電流が流れ続けてしまうことが回避される。

また、この構成であれば、エアポンプが拘束状態になったことを制御回路により容易に認識させることができるので、拘束状態の発生に伴う種々の制御処理（例えば、エラー処理やメンテナンスの報知処理など）を駆動電流の停止処理とリンクさせて容易に実現できるという効果がある。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の実施形態の車両用シートに内蔵されるエアセルとその駆動部の構成を示す図である。

本発明の実施形態の車両用シートは、例えば、車両の運転席、助手席、或いは後部座席等のシートとなるもので、その座面や背もたれのクッションの中には１個又は複数個のエアセル１１が設けられている。また、この車両用シートには、例えばその座面の裏側などに、エアセル１１にエアの供給を行うエアポンプ１２と、エアセル１１からエアを排出させるソレノイド（ソレノイドアクチュエータ）１３と、エアセル１１やエアポンプ１２およびソレノイド１３とを接続する継ぎ手１４と、エアポンプ１２やソレノイド１３の駆動制御を行うＥＣＵ（電子制御ユニット）２０（図２参照）等が設けられている。エアポンプ１２とエアセル１１とは、例えばエアチューブ１５ａ，１５ｂを介して継ぎ手１４に接続されている。また、ＥＣＵ２０とエアポンプ１２やソレノイド１３とはハーネスの配線を介して電気的に接続されている。

エアセル１１は、エアを注入することで圧力を増して膨らんだり、エアを排出させることでしぼんだりするものである。そして、シートの中でエアセル１１が膨らんだりしぼんだりすることで、シートの固さや形状が変化するようになっている。

エアポンプ１２は、例えばＤＣモータからなるポンプモータ１２Ａを内蔵し、このポンプモータ１２Ａの回転によってポンプ作用を及ぼしてエアの供給を行うものである。

ソレノイド１３は、例えば継ぎ手１４に設けられた排気穴１４ａを開けたり閉めたりするものである。ソレノイド１３は、駆動電流が流れていない状態で、バネ１３ａの作用によりプランジャ１３ｂが突出して排気穴１４ａを閉じているが、駆動電流が流れるとプランジャ１３ｂが引っ込んで排気穴１４ａを開放し、それによりエアセル１１のエアが抜けていくようになっている。

継ぎ手１４は、エアポンプ１２からエアセル１１へエアを送るためのものであり、その中間にはエアセル１１の空気がエアポンプ１２側に逆流しないように逆流防止弁１４ｂが設けられている。また、この逆流防止弁１４ｂよりもエアポンプ１２の接続側には加圧防止穴１４ｃが設けられ、エアセル１１が満杯状態になったときでも、エアを逃がしてエアポンプ１２が拘束状態（ポンプモータ１２Ａに駆動電流が流れてもポンプモータ１２Ａが回転しない状態）になるのを防止するようになっている。

図２には、ＥＣＵ２０とその周辺の接続構成を表わしたブロック図を示す。

ＥＣＵ２０には、制御動作を行うマイクロコンピュータ２１と、バッテリーから供給される電源電圧Ｅ２をポンプモータ１２Ａに出力する駆動回路２２と、ポンプモータ１２Ａに接続されるハーネス配線に対して地絡検知を行う地絡検知回路２３と、このハーネス配線に対して断線検知や過電流検知を行う過電流＆断線検知回路２４とが設けられている。また、バッテリーから供給される電源電圧Ｅ２をソレノイド１３に供給する駆動回路２５や、ソレノイド１３に接続されるハーネス配線に対する地絡検知回路２６ならびに過電流＆断線検知回路２４が設けられている。

また、上記のＥＣＵ２０には、車両側に備わるエアアップスィッチ１７やエアダウンスイッチ１８などがハーネスを介して接続されるようになっている。エアアップスイッチ１７はシート内のエアセル１１を膨らませるためのスイッチ、エアダウンスイッチ１８はエアセル１１からエアを抜くためのスイッチである。

マイクロコンピュータ２１は、制御プログラムや制御データを格納した不揮発性メモリや、制御プログラムを実行するＣＰＵ（中央演算処理装置）などを内蔵し、ＣＰＵによる制御処理によってポンプモータ１２Ａやソレノイド１３の駆動制御処理を実行するようになっている。

駆動回路２２は、マイクロコンピュータ２１からのコマンド信号を入力して、このコマンド信号に基づいてポンプモータ１２Ａに駆動電流を供給したり、この駆動電流を停止したりする。

地絡検知回路２３は、例えば、ポンプモータ１２Ａへの駆動電流の供給配線の電圧を検出し、この電圧が所定のしきい値以下になったときに地絡であるとしてマイクロコンピュータ２１に検知信号を出力するものである。

過電流＆断線検知回路２４は、ＥＣＵ２０とポンプモータ１２Ａとを接続するハーネスの断線を検出したり、ポンプモータ１２Ａに出力される駆動電流が過大になったことを検出して、これらの検出に従ってマイクロコンピュータ２１に断線検知信号や過電流検知信号を出力するものである。断線の検出は、例えば、駆動電流の供給配線に流れる電流を検出抵抗等を介して検出し、この電流の検出値がゼロになった場合に断線検知信号を出力するように構成される。或いは、駆動電流の供給配線とは別にこれと平行させて２本のループ配線をポンプモータ１２Ａとの間に配設しておき、このループ配線に微小電流を流してこの電流が遮断されたときに断線と判断して断線検知信号を出力するような構成とすることもできる。前者の構成の場合、駆動電流の停止時には断線検知と同様の状態になるので、マイクロコンピュータ２１は、例えば駆動電流を出力している場合のみ断線検知信号の入力を行い、駆動電流を停止している場合には断線検知信号を無視するように構成すればよい。

また、過電流を検出する構成は、例えば、駆動電流の供給配線に流れる電流を電圧に変換する検出抵抗と、検出抵抗の電圧からノイズを除去するフィルタ回路と、ノイズを除去した検出抵抗の電圧と所定のしきい値電圧とを比較するコンパレータ等により構成できる。上記のしきい値電圧は、通常のポンプモータ１２Ａの駆動時には超えることがなく、ポンプモータ１２Ａが拘束状態になったときに超えるような値に設定される。

ソレノイド１３に対応する駆動回路２５、地絡検知回路２６、過電流＆断線検知回路２７は、上記のポンプモータ１２Ａのものとほぼ同様の構成である。過電流＆断線検知回路２７の過電流を検知するためのしきい値は、例えば、ソレノイド１３のコイルが短絡したときの電流値等に対応した値に設定される。

次に、上記のように構成される車両用シートの制御動作について説明する。

図３には、マイクロコンピュータ２１のＣＰＵ（中央演算処理装置）により実行されるエアセル１１の駆動制御処理のフローチャートを示す。

エアセル１１の駆動制御処理が開始されると、マイクロコンピュータ２１のＣＰＵは、先ず、ステップＳ１〜Ｓ３のループ処理により、スイッチの入力処理と、スイッチの入力に応じた分岐処理とを繰り返し実行する。すなわち、エアアップスイッチ１７とエアダウンスイッチ１８とが接続されているインプットポートを確認し（ステップＳ１）、エアアップスイッチ１７のオン信号があればエア供給のためのステップに分岐し（ステップＳ２）、また、エアダウンスイッチ１８のオン信号があればエア排出のためのステップに分岐する（ステップＳ３）。そして、スイッチのオン信号の入力がなければ、このステップＳ１〜Ｓ３のループ処理を繰り返す。

エアアップスイッチ１７のオン信号があってステップＳ２でＹｅｓ側へ分岐したら、先ず、マイクロコンピュータ２１のＣＰＵは不揮発性メモリ等に設定されているポンプ異常フラグの値を確認する（ステップＳ４）。このポンプ異常フラグは、ポンプモータ１２Ａに接続されたハーネスに地絡や断線が検出されたり、或いは過大な駆動電流の出力が検出された場合に“真”の値が設定されるフラグである。そして、ポンプ異常フラグの値が“真”であれば、ポンプモータ１２Ａの駆動は不可であるとして、この駆動制御処理を終了してエラー処理へ移行する。

一方、ポンプ異常フラグの値が“偽”であれば、先ず、駆動回路２２にオン信号を送って駆動回路２２からポンプモータ１２Ａに駆動電流を供給する（ステップＳ５）。これにより、エアポンプ１２が作動してエアセル１１にエアが供給される。駆動電流の供給を開始したら、次いで、過電流検知信号の有無の確認（ステップＳ６）と、所定のサイクル時間（例えば１秒など）の経過の確認（ステップＳ７）とからなるループ処理を繰り返し行う。そして、このサイクル時間の間に過電流検知信号の入力がなければ、このサイクル時間の経過後に駆動電流を停止して（ステップＳ８）、再びステップＳ１に戻る。

逆に、上記のサイクル時間の間に過電流検知信号の入力が確認されたら、ポンプ異常フラグの値を“真”に書き換え（ステップＳ９）、すぐに駆動電流を停止して（ステップＳ８）、再びステップＳ１に戻る。

上述したステップＳ１〜Ｓ９の処理により、例えば、エアアップスイッチ１７がずっとオン操作されている場合には、ステップＳ５〜Ｓ８の所定サイクル時間の駆動電流の供給が連続的に行われ、それによりエアセル１１に連続的にエアが送られることとなる。また、その間に、例えば、エアセル１１が満杯状態となり、さらに、加圧防止穴１４ｃが粉塵などにより詰まってエアポンプ１２が拘束状態になった場合には、ポンプモータ１２Ａに過大な電流が流れて過電流＆断線検知回路２４によりそれが検知され、過電流検知信号がマイクロコンピュータ２１に出力される。そして、この過電流検知信号により、すぐに駆動電流の供給が停止されるとともに、続くエアアップスイッチ１７のオン操作があっても、ポンプ異常フラグの確認により駆動電流が流されずに、例えば、要メンテナンスの報知などが行われるエラー処理に移行されるようになっている。

図３のステップＳ１〜Ｓ３のループ処理において、エアダウンスイッチ１８のオン信号が確認されたら、ステップＳ３の判別処理でＹｅｓ側に分岐する。そして、先ず、ソレノイド１３に駆動電流を出力し（ステップＳ１０）、所定のサイクル時間（例えば１秒など）の経過を待って駆動電流を停止する（ステップＳ１１，Ｓ１２）、そして、再びステップＳ１に戻る。

このステップＳ３，Ｓ１０〜Ｓ１２の処理により、エアダウンスイッチ１８のオン操作によりソレノイド１３が駆動してエアセル１１のエアが抜けるようになっている。

以上のように、この実施形態の車両用シートおよびエアセル駆動装置（エアポンプ１２とＥＣＵ２０）によれば、ＥＣＵ２０に過電流＆断線検知回路２４が設けられ、ＥＣＵ２０内でポンプモータ１２Ａの駆動電流が過大になったことを検知して、これにより駆動電流の停止制御を行うようになっているので、ポンプモータ１２ＡにＰＴＣサーミスタなどのブレーカ素子を組み込むことなく、エアポンプ１２が拘束状態となったときに過大な駆動電流が出力され続けてしまうといった不都合を防止することができる。

また、過電流＆断線検知回路２４による過電流検知によって、マイクロコンピュータ２１によりエアポンプ１２が拘束状態になったことを容易に認識することができる。従って、エアポンプ１２が拘束状態になったことに伴う他の必要な制御処理を、駆動電流の停止制御とリンクさせて容易に実現できるという効果がある。

また、ＥＣＵ２０には、通常、断線検知回路が備わっているので、この回路を流用することで、少ない部品の追加で過電流を検出する構成を付加することができる。例えば、ポンプモータ１２Ａに駆動電流を供給する配線に接続される電流検出抵抗やノイズ除去の回路を共通化して、過電流検出用のしきい値で電圧比較を行うコンパレータ等を追加するだけで過電流検出の構成を追加することができる。

なお、本発明は、上記実施の形態に限られるものではなく、様々な変更が可能である。例えば、上記実施形態では、一度、ポンプモータ１２Ａへの過電流を検出したら、メンテナンス等を行ってポンプ異常フラグの値をリセットしないと、その後に、ポンプモータ１２Ａの駆動を行えない制御内容となっているが、ポンプモータ１２Ａへの過電流を検出したら直ぐにその駆動電流を停止させるとともに、停止から暫く時間が経過したら、再び駆動電流の供給を可能とするような制御内容としても良い。これにより、例えば、加圧防止穴１４ｃが詰まって一旦過電流が検出されたような場合でも、ソレノイド１３の駆動によりエアセル１１のエアが抜かれた後に、再び、エアポンプ１２を駆動させてエアセル１１が満杯になるまでエアを供給することが可能となる。

その他、実施の形態で示した細部の構成は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

本発明の実施形態の車両用シートに内蔵されるエアセルとその駆動部の構成を示した一部断面図である。 ＥＣＵとその周辺の接続構成を示したブロック図である。 マイクロコンピュータ内のＣＰＵにより実行されるエアセルの駆動制御処理を示すフローチャートである。 従来のエアポンプ用のモータの回路構成を示す図である。

符号の説明

１１ エアセル
１２ エアポンプ
１２Ａ ポンプモータ
１３ ソレノイド
１４ 継ぎ手
１４ｃ 加圧防止穴
１７ エアアップスイッチ
１８ エアダウンスイッチ
２０ ＥＣＵ
２１ マイクロコンピュータ（制御回路）
２２ 駆動回路
２３ 地絡検知回路
２４ 過電流＆断線検知回路

Claims (3)

1. エアセルにエアの供給を行うエアポンプと、
   前記エアポンプのモータに配線を介して接続されて駆動電流を供給する制御ユニットと、
   を備えたエアセル駆動装置において、
   前記制御ユニットには、
   前記エアポンプの駆動制御を行う制御回路と、
   前記制御回路の指示に従って前記エアポンプのモータに駆動電流を出力する駆動回路と、
   前記駆動電流が過電流になったことを検出する過電流検知回路と、
   が設けられ、
   前記制御回路は、
   前記過電流検知回路が過電流を検出した場合に前記駆動回路の出力を停止させる制御を行うことを特徴とするエアセル駆動装置。
2. 前記エアポンプは、
   加圧防止穴を有する継手を介して前記エアセルにエアの供給を行うように接続され、
   前記制御ユニットには、
   前記過電流検知回路とともに前記配線の断線を検知する断線検知回路が設けられていることを特徴とする請求項１記載のエアセル駆動装置。
3. エアセルを内蔵したシート本体と、
   請求項１又は２に記載のエアセル駆動装置とを備えたことを特徴とする車両用シート装置。

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