CN103129432B - 用于座椅的送风控制装置以及设置有该装置的车辆座椅 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于座椅的送风控制装置以及设置有该装置的车辆座椅。一种用于座椅（6）的送风控制装置，该装置包括：送风机（2）；以及通风孔（62），该通风孔被设置在承坐面中，并且从该送风机送出的风经过该通风孔，还包括测量部（3），该测量部（3）测量该送风机的旋转速度或电流值作为送风机测量值，以及控制部（4），该控制部（4）根据由该测量部测量的送风机测量值来确定该通风孔被遮挡的程度，并且基于该程度通过该送风机的驱动电压来控制该送风机的旋转。

Description

用于座椅的送风控制装置以及设置有该装置的车辆座椅

技术领域

本发明涉及用于座椅的送风控制装置，该装置从座椅内部向承坐者送风。更具体地，本发明涉及一种抑制由于承坐者的姿势而导致的送风噪音的增加的用于座椅的送风控制装置，并且涉及设置有该送风控制装置的车辆座椅。

背景技术

例如，日本专利申请公开No.2005-34345(JP 2005-34345 A)，描述了一种车辆座椅空气调节装置，该车辆座椅空气调节装置包括该设置在座椅垫内部的空腔中的送风机，并且通过设置在座椅套中的微小通路部对座椅表面侧送出由该送风机送出的受温度控制的空气，以便于向承坐者送风。利用JP 2005-34345 A中所描述的车辆座椅空气调节装置，多个微小通路部被设置在座椅表面侧中。在送风机的出口端口处形成截面积朝着微小通路部增加的圆锥形风通路，使得能够使送出的空气的流动平稳，抑制送风噪音，并且增加送出的风量。另一方面，利用诸如安装在车辆中的视听设备和导航设备的车载电子设备，通常设置冷却风扇以防止由于发热而导致的损坏。然而，当以高速操作冷却风扇以增加冷却效应时，噪音(例如，风噪)增加，这对于占用人来说可能是令人讨厌的。例如，日本专利申请公开No.2003-326961(JP2003-326961 A)描述了一种车载电子设备冷却风扇控制装置，该装置在占用人不受到该种冷却风扇噪音的烦扰情况下增加冷却效应。

利用设置有该种相关的空气调节装置的车辆座椅，存在对在降低对承坐者来说令人讨厌的送风噪音的同时使承坐者充分凉爽的需要。更具体地，当空气调节装置被设置在座椅的靠背中时，由于下述事实而导致承坐者容易听到来自空气调节装置的噪声：形成在座椅套中的送风机和空气通路部(即，通风孔)是靠近承坐者的耳朵的位置。另外，通常，承坐者的姿势改变，并且承坐者的身体与座椅之间接触的程度、以及接触部位和接触面积也根据承坐姿势而改变。例如，当在座椅的靠背的护套中形成多个微小通风孔并且承坐者承坐接触该座椅时，大多数通风孔将不被承坐者的背部所遮挡，因此来自送风机的噪音以及送出的风很小。然而，如果承坐者然后改变他或她的姿势而使得在该承坐者的背部与座椅之间产生间隙，则通风孔将被遮挡的程度(即，遮挡的面积)降低，因此从这些通风孔逸出的噪音将更大并且可能烦扰承坐者。也就是，即使送风机的操作基本上是恒定的，由承坐者感觉到的噪音水平也根据该承坐者的姿势而显著改变。利用在JP2005-34345 A中描述的车辆座椅空气调节装置，没有考虑由于承坐者的姿势而导致这种送风噪音的改变。此外，还能够通过使得从送风机到座椅表面的通风路径的结构复杂来抑制噪音。然而，这样做不仅影响最重要的送风性能并且导致重量的增加，这将是有疑问的，而且无法解决由于承坐者的姿势而导致的送风噪音增加的问题。另外，利用在JP 2003-326961 A中描述的冷却风扇控制装置，检测车辆速度，并且车载电子设备的冷却风扇(电动机风扇)的旋转速度根据该车辆速度不定地受到控制。也就是，随着车辆速度增加，从外侧进入车辆的噪音也增加。因此，执行控制使得当车辆速度快时冷却风扇的旋转速度增加，因此冷却风扇的噪音与周围的噪音混合并且不会被占用人听到。

发明内容

因此，本发明提供了一种送风控制装置以及设置有该送风控制装置的车辆座椅，该装置抑制在从座椅的内部向承坐者送风的座椅中由于承坐者的姿势而导致的送风噪音的增加。

本发明的第一方面涉及一种用于座椅的送风控制装置，该装置包括：送风机；以及通风孔，该通风孔被设置在承坐面中并且用于使从该送风机送出的风经过该通风孔。该用于座椅的送风控制装置包括：测量部，该测量部测量该送风机的旋转速度或电流值作为送风机测量值，以及控制部，该控制部根据由该测量部所测量的送风机测量值来确定该通风孔被遮挡的程度，并且基于该程度通过该送风机的驱动电压来控制该送风机的旋转。

在本发明的该方面中，可以设定用于根据送风机测量值确定在承坐面上不存在人体的第一阈值、以及用于确定人体接触到承坐面的第二阈值。另外，当确定在承坐面上不存在人体时，控制部可以降低送风机的旋转速度或使送风机的旋转停止，并且当确定人体接触到承坐面时，控制部可以增加送风机的旋转速度。而且，当送风机测量值是在第一阈值与第二阈值之间的值时，控制部可以根据该送风机测量值来增加或降低送风机的旋转速度。另外，本发明的第二方面涉及设置有用于具有上述结构的用于座椅的送风控制装置的车辆座椅。

根据用于具有上述结构的座椅的送风控制装置，测量送风机的旋转速度或电流值作为送风机测量值，并且控制部根据该送风机测量值来确定设置在承坐面中的通风孔的遮挡程度。例如，当大多数通风孔在承坐者的身体接触到座椅的承坐面时被遮挡时，承坐者听到的送风噪音水平是低的。另一方面，当承坐者的身体离开座椅而使得通风孔被遮挡的程度降低时，承坐者听到的送风噪音水平更大。送风机的旋转速度和电流值根据通风孔被遮挡到的程度而不同，因此在承坐者与座椅的承坐面之间的接触程度，即，承坐者的姿势，能够通过测量旋转速度或电流值作为送风测量值来确定。而且，控制部基于该确定来控制送风机的旋转，因此即使承坐者的姿势改变，也可以有效地保持座椅的空气调节，并且承坐者所听到的来自送风机以及送风的噪音可以得到抑制。

当设定用于根据送风机测量值确定在承坐面上不存在人体的第一阈值以及用于确定人体接触到承坐面的第二阈值时，并且当确定了在承坐面上不存在人体时，控制部降低送风机的旋转速度或使送风机的旋转停止，并且当确定了人体接触到承坐面时，控制部增加送风机的旋转速度，可以从检测到的送风机测量值来容易地确定承坐者的存在和承坐姿势，并且可以执行控制以使送风机适当地旋转。而且，当送风机测量值是在第一阈值与第二阈值之间的值时，当控制部根据送风机测量值增加或降低送风机的旋转速度时，控制部执行根据承坐者的身体离开承坐面的程度或承坐者接触到承坐面的程度来使送风机适当地旋转。

在设置有上述用于座椅的送风控制装置的车辆座椅中，确定通风孔被遮挡的程度，并且基于该决定来控制送风机的旋转。因此，即使承坐者的姿势改变，也能够有效地保持座椅的空气调节，并且由承坐者听到的来自送风机和送风的噪音能够被抑制。而且，能够以较少的部件形成设置有送风装置的车辆座椅，而不增加送风机的结构或从送风机到承坐面的通风路径的复杂性。结果，使承坐者不受送风噪音的烦扰的车辆座椅能够被制成重量轻的并且以低成本实现。

附图说明

下面将参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点、以及技术和工业意义，在附图中相似的附图标记表示相似的元件，并且其中：

图1是根据本发明的一个示例实施例的用于座椅的送风控制装置的结构的框图；

图2是示出在通风孔被承坐者遮挡的状态下布置有送风控制装置的车辆座椅的示例的框架形式的视图；

图3是示出在承坐者的上背部与承坐面分离而使得一些通风孔未被遮挡的状态下的、布置有送风控制装置的车辆座椅的示例的框架形式的视图；

图4A至图4C是示出由送风控制装置控制的示例的图形，示出了在送风机测量值与通风孔遮挡程度之间的关系以及送风机驱动电压对应于该遮挡程度的关系；以及

图5A至图5C是示出由送风其它控制装置控制的另一示例的图形，示出了在送风机测量值与通风孔遮挡程度之间的关系以及送风机驱动电压对应于该遮挡程度的关系。

具体实施方式

在下文中，将参考图1至图5来详细描述根据本发明的示例实施例的用于座椅的送风控制装置以及设置有该送风控制装置的车辆座椅。这里图示的点是示例性的并且旨在作为示例地描述本发明的示例实施例，并且被视为以容易理解的方式最有效地描述本发明的原理和概念特性。关于这点，该描述并不旨在比获得发明的基本理解所需要的描述之外给出对本发明的结构更详细的描述。描述和附图旨在对本领域的技术人员揭露如何实际上体现本发明的几个模式。

根据本发明的一个示例实施例的用于座椅的送风控制装置是可以适用于设置有送风机和通风孔的座椅的送风控制装置，并且这些通风孔设置在承坐面中，并且经过这些通风孔从送风机送出风。该送风控制装置包括：测量部，该测量部测量该送风机的旋转速度或电流值作为送风机测量值；以及控制部，该控制部根据由该测量部测量的送风机测量值来确定座椅的通风孔被遮挡的程度，并且基于该程度通过得到该送风机的驱动电流来控制该送风机的旋转。

送风控制装置被布置在其中的座椅可以是用于任意用途的空调座椅，诸如用于在车辆中使用、用于在室内使用、或用于在户外使用等。该用于座椅的送风控制装置能够适当地在特别是汽车的车辆座椅中使用。术语“承坐面”表示接触承坐者的身体的座椅面，并且包括支撑承坐者的臀部和大腿的座椅垫的表面、以及支撑承坐者的髋部和背部的靠背的表面。没有具体限制送风机被布置的类型和位置以及将从送风机送出的风引导至座椅中的导管结构等。通风孔是设置在座椅的承坐面中的孔或洞，并且没有具体限制通过这些通风孔从送风机送出的风到座椅的外侧，并且其形状、大小和数量等。例如，通风孔可以是设置成通过构成承坐面的座椅的表面构件的多个微小孔或透气织物等中的洞。另外，通风孔可以分别地被设置在不同于承坐面的位置(诸如脚托或扶手等)中，并且来自送风机的风可以从那里向承坐者的身体吹送。

如果承坐者的身体覆盖通风孔，则这些通风孔将被遮挡。因此，所有通风孔被遮挡的程度或被遮挡的区域(在下文中被称为“遮挡程度”)根据是否有人承坐在座椅上以及(如果存在承坐者)承坐者的承坐姿势而不同。由送风机的操作以及导管等中的气流产生的噪音经由通风孔逸出到外侧。遮挡程度越低，即，承坐面中的未与承坐者的身体的一部分接触的面积越大，则噪音就越容易被承坐者听到。

图1是根据该示例性实施例的用于座椅的送风控制装置的结构的视图。包括风扇21和电动机(即，直流电动机)22的送风机2被设置在座椅中。用于座椅的送风控制装置(在下文中，被简称为“送风控制装置1”)包括：测量电路(测量部)3，其实际上测量送风机2的旋转速度或电流值等；以及控制部4，其基于由测量电路3测量的送风机测量值来控制送风机2的电动机的操作。而且，承坐者等用来接通和断开送风以及设定送风力操作开关7可以连接到送风控制装置1。

送风机测量值可以是电动机22的旋转速度、流向电动机22的电流的电流值以及供应给电动机22的功率的功率值等中的任何测量值。即使电动机22由恒定电压驱动，例如，电动机22的旋转速度和电流值也将根据负载的大小而改变。而且，由送风机2产生的噪音(风噪等)以及由导管内的空气流产生的噪音随着风扇21和电动机22的旋转速度的增加而增加。送风机测量值可以通过任何适当的方法来获得。例如，旋转速度可以通过提供随着伴随电动机22的轴的旋转而对信号进行计数的计数器来检测。而且，电流值可以容易地通过提供AD转换器和检测流向电动机22的电流的检测电路等来检测。

例如，控制部4可以仅由硬件来形成，或者可以由使用微处理器等的硬件和软件二者形成。控制部4可以优选地由包括CPU、存储器(ROM和RAM)以及输入/输出电路等以及外围电路的微控制器(即，微型计算机)来形成，但是并本发明并不限于此。也就是，控制部4还可以由可编程逻辑电路、门阵列或另一逻辑电路形成。控制部4可以被配置成用测量电路3获得送风机测量值，根据该值来确定通风孔的遮挡程度，并且基于该遮挡量以及由操作开关7设定的操作命令来改变电动机22的操作。

电动机22被配置成从电动机电源接收电功率的供应，并且控制部4经由驱动电路5来控制电动机22的操作。例如，电动机22可以被配置成通过将预定驱动信号从控制部4输出到驱动电路5以及根据该驱动信号来控制对电动机22的驱动电压，来改变旋转速度。可以适当地选择驱动电压的控制方法。例如，可以应用脉冲形式的电压，或者可以改变施加的电压值。

优选地，驱动信号可以是脉冲宽度调制(PWM)信号，并且可以根据PWM控制来控制对电动机22的驱动电压。PWM控制是通过改变施加到电动机的电压的平均值来改变电动机的旋转速度的控制方法，其通过改变占空比(即，接通持续时间与脉冲信号的循环的比率)来实现。脉冲宽度调制的驱动信号由控制部4发送至驱动电路5。驱动电路5由晶体管或FET形成，并且是根据从控制部4输出的驱动信号来对电动机22施加驱动电压的电路。通过用驱动电路5改变驱动电压量来调节供应给电动机22的功率。在PWM控制中，来自电动机电源的功率由诸如晶体管的开关元件间歇地施加到电动机22，该开关元件形成根据驱动信号进行切换的驱动电路5。施加到电动机22的电压根据该驱动信号的占空比而改变，因此能够调节电动机22的旋转速度。

必要的功率由未示出的电源供给应到送风控制装置1和送风机2。在车辆座椅的情况下，例如，电源可以从车辆电池接收功率。

图2和图3是设置有送风控制装置1的车辆座椅的示例的视图。送风机2被设置在车辆座椅6的靠背61的内部形成的中空部63中。而且，中空部63形成导管，该导管将气流从设置在靠背61的下部等中的进气口64引导至设置在与承坐者9接触的承坐面中的多个通风孔62。结果，通过多个通风孔62朝着承坐者9送出风。图2是示出了承坐者的身体接触承坐面使得通风孔62被承坐者9的身体遮挡的状态(即，接触状态)的视图。图3是示出占用人9的上体与承坐面分离而使得通风孔62中的一些不被遮挡的状态(即，非接触状态)的视图。而且，当没有人承坐在座椅6中(即，非承坐状态)时，所有通风孔62是打开的。

送风控制装置1被连接到车辆座椅6。送风控制装置1可以被配置为车辆的电子控制单元(ECU)。部分送风控制装置1的位置和布置方法不受限制。送风控制装置1的控制部4利用测量电路3来检测送风机2的旋转速度或电流值。然后，控制部4经由驱动电路5操作送风机2的电动机22。风扇21将来自进气口64的风吸入并且从通风孔62朝着承坐者9的背部送风。

在下文中，将描述控制部4根据PWM来控制电动机22的驱动电压的情况。风扇21的旋转速度能够通过PWM的占空比调节。当送风机2根据给定占空比而进行驱动时，随着承坐者与承坐面之间的接触增加并且通风孔62变得更加受阻，负载增加，并且送风机2的旋转速度下降。另一方面，随着承坐者与承坐面之间的接触减少并且通风孔62变得更加打开，负载减小，并且送风机2的旋转速度变得更快。当电动机22的旋转速度随着由于通风孔变得更加受阻的负载增加变得更慢时，流向电动机22的电流因此增加。因此，通风孔的遮挡程度可以通过检测电动机22的旋转速度或电动机22的电流来估计，并且能够基于此来确定承坐者的存在或承坐姿势。

而且，当确定了在承坐者与承坐面之间的接触程度很高时(即，当确定了接触状态时)，控制部4通过增加占空比来执行控制以增加电动机22的旋转速度。当旋转速度增加时，送风噪音也增加，但是因为通风孔62被遮挡，所以少量噪音从座椅逸出，因此该噪音不容易被承坐者听到。结果，能够增加由送风产生的令人愉快的凉爽感，而承坐者不被噪音烦扰。另一方面，当确定了承坐者与承坐面之间的接触程度很低时(即，当确定为非接触状态时)，控制部4通过减小占空比来执行控制以降低电动机22的旋转速度。虽然送风噪音通过未遮挡的通风孔62逸出到座椅外侧，但是因为旋转速度降低，所以送风噪音也较小，因此承坐者不太可能受到噪音的烦扰。而且，当确定了没有承坐者存在时(即，当确定为非承坐状态时)，能够通过将电动机22的旋转速度降低甚至更多来最小化或一并通过使电动机22停止来阻止送风噪音。能够基于利用操作开关7设置的送风力来控制电动机22的旋转速度被增加或减小的程度。

图4A至图4C以及图5A至图5C是示出根据送风控制装置1的控制的详细示例的图表。在所有的附图中，水平轴线表示通风孔的遮挡程度。低遮挡程度(沿着轴线朝左)与通风孔不被遮挡的非承坐状态相对应，并且高遮挡程度(沿着轴线朝右)与通风孔被遮挡的接触状态相对应。该示例示出了下述情况：承坐状态根据遮挡的程度被划分成三个状态，即，接触状态、非接触状态以及非承坐状态。划分承坐状态的方式可以视情况来确定。而且，图4A和图5A是送风机2的旋转速度由测量电路3检测为送风机测量值的示例，并且图4B和图5B是电动机22的电源由测量电路3检测为送风机测量值的示例。电动机22的旋转速度或电流根据负载改变的方式根据使用的电动机等而不同，但是在该实施例中，该方式将由直线表示。

当通风孔的遮挡程度很高时，电动机22的旋转速度将下降并且电动机22的电流将增加。在这种情况下，可以确定，承坐者9承坐以接触承坐面，如图2中所示。另一方面，当通风孔的遮挡程度很低时，电动机22的旋转速度将增加，并且电动机22的电流将下降。在这样情况下，可以确定，人没有坐在座椅中(即，可以确定为非承坐状态)。而且，当通风孔的遮挡程度是在接触状态与非承坐状态之间的值时，可以确定，该状态是如图3中所示的、其中承坐者9是在他或她的身体脱离于承坐面而坐下的非接触状态。因此，如图4C和图5C中所示，控制部4能够基于与承坐者9的存在和承坐姿势相关的确定通过改变占空比(即，驱动电压)来调整电动机22的旋转速度。

例如，作为与遮挡程度的这种改变相对应地控制驱动电压的方法，能够提供与遮挡程度相对应的送风机测量值的任何数目的任意阈值，并且基于这些阈值来执行控制以改变驱动电压。图4C是用于根据送风机测量值来确定不存在承坐者的非承坐状态的第一阈值以及用于确定承坐者接触到承坐面的接触状态的第二阈值被事先设定的示例的视图，并且当非承坐状态被确定时，控制部4降低送风机2的旋转速度或使送风机2的旋转停止，并且当接触状态被确定时，控制部4增加送风机2的旋转速度。第一阈值和第二阈值可以根据送风装置的实际特性、以及通风孔的遮挡程度、以及承坐者的姿势等来适当地设定。

例如，如图4A中所示，当利用测量电路3测量电动机22的旋转速度时，当旋转速度大于第一阈值时，确定为非承坐状态，并且当旋转速度小于第二阈值时，确定为接触状态。而且，当旋转速度在第一阈值与第二阈值之间时，确定为非接触状态。类似地，如图4B中所示，当利用测量电路3测量电动机22的电流时，当电流值低于第一阈值时，确定为非承坐状态，而当电流值高于第二阈值时，确定为接触状态。而且，当电流值在第一阈值与第二阈值之间时，确定为非接触状态。

控制部4基于该决定以步进方式改变驱动电压。当非承坐状态被确定时，控制部4执行控制以降低送风机2的旋转速度或者通过将驱动电压设定为V0(最小值或零)来将该旋转速度设定为零。另一方面，当接触状态被确定时，控制部4执行控制以通过将驱动电压增加到V2(极大值)来增加送风机2的旋转速度。而且，当非接触状态被确定时，控制部4可以通过将驱动电压设定到在中间的V1来执行将送风机2的旋转速度保持在中间的控制(C1)，或者可以进一步设定在第一阈值与第二阈值之间的第三阈值，并且利用该第三阈值作为边界来执行将驱动值设置到V1和V2的控制(C2)。

图5C是当送风机测量值是在第一阈值和第二阈值之间的值(即，在非接触状态下)时通过根据该送风机测量值线性地增加或降低驱动电压来执行控制以增加或减小送风机的旋转速度的示例的视图。遮挡程度(即，送风机测量值)与要控制的驱动电压之间的关系可以被适当地设置。在该示例中，执行控制以基本上与遮挡程度成比例地改变驱动电压(即，随着遮挡程度的增加而增加驱动电压)。遮挡程度的值还可以进一步被划分成几个范围，并且可以执行控制以针对这些范围中的每一个来以步进方式改变驱动电压。

如上所述，通过根据通风孔的遮挡程度来控制驱动电压，当没有承坐者存在时，不论操作开关的设置如何，风都停止送出，从而防止送风噪音的产生。另一方面，当承坐者承坐以接触座椅时，执行控制以增加送风力，从而使得能够给予承坐者风冷感，因为几乎没有送风噪音将逸出。而且，当承坐者在他或她的身体离开座椅的情况下落座，根据遮挡程度来调节送风力，因此送风噪音能够被抑制并且因此不容易被承坐者听到。

本发明并不限于上述示例性实施例，并且可以根据预期使用在本发明的范围内以各种模式中的任何一种来执行。例如，用于座椅的送风控制装置不限于在示例实施例中描述的靠背，而是还可以适用于设置在座椅垫等中的送风装置。而且，例如，通风孔的遮挡程度不仅可以由旋转速度和电流来确定，而且还可以通过检测导管等内的压力来确定。此外，可以以各种方式中的任何一种来改进基于通风孔的遮挡程度的驱动电压的控制方法并且然后进行应用。

Claims (7)

1.一种用于座椅的送风控制装置，所述送风控制装置包括送风机以及通风孔，所述通风孔设置在承坐面中并且用于使从所述送风机送出的风经过该通风孔，所述送风控制装置的特征在于包括：

测量部（3），所述测量部（3）测量所述送风机的旋转速度或电流值作为送风机测量值；以及

控制部（4），所述控制部（4）根据由所述测量部所测量的所述送风机测量值来确定所述通风孔被遮挡的程度，并且基于所述程度通过所述送风机的驱动电压来控制所述送风机的旋转。

2.根据权利要求1所述的用于座椅的送风控制装置，其中，

设定有用于根据所述送风机测量值而确定在所述承坐面上不存在人体的第一阈值、以及用于确定人体接触到所述承坐面的第二阈值；并且

当确定在所述承坐面上不存在人体时，所述控制部降低所述送风机的所述旋转速度或者使所述送风机的旋转停止，并且当确定人体接触到所述承坐面时，所述控制部增加所述送风机的所述旋转速度。

3.根据权利要求2所述的用于座椅的送风控制装置，其中，

当所述送风机测量值是在所述第一阈值与所述第二阈值之间的值时，所述控制部根据所述送风机测量值来增加或降低所述送风机的所述旋转速度。

4.根据权利要求3所述的用于座椅的送风控制装置，其中，

当所述送风机测量值是在所述第一阈值与所述第二阈值之间的值时，所述控制部根据所述送风机测量值来以步进方式改变所述送风机的驱动功率。

5.根据权利要求3所述的用于座椅的送风控制装置，其中，

当所述送风机测量值是在所述第一阈值与所述第二阈值之间的值时，所述控制部根据所述送风机测量值来以线性的方式改变所述送风机的驱动功率。

6.根据权利要求2所述的用于座椅的送风控制装置，进一步包括：

操作开关（7），所述操作开关（7）打开和关闭送风，或者设定送风力，

其中，所述控制部基于由所述操作开关设定的送风力来增加或降低所述送风机的所述旋转速度。

7.一种车辆座椅，其设置有根据权利要求1至6中的任何一项所述的用于座椅的送风控制装置。