JP2005102794A

JP2005102794A - シートヒータ

Info

Publication number: JP2005102794A
Application number: JP2003337191A
Authority: JP
Inventors: Masanori Nishikawa; 雅徳西川; Tomoyuki Kawase; 知之河瀬
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-09-29
Filing date: 2003-09-29
Publication date: 2005-04-21

Abstract

【課題】制御手段の暴走や故障状態を確実に検出し、より安全で快適なシートヒータを提供することを目的とする。
【解決手段】採暖用ヒータ１と、制御手段２と、制御手段２の暴走を監視する暴走監視手段４と、暴走監視手段４の出力値に応じて採暖用ヒータ１への通電を行う通電手段５とを備えたことにより、暴走監視手段４により制御手段２の暴走・故障を監視することで、制御手段２が暴走あるいは故障状態に陥り、採暖用ヒータ１への制御が不可能となった場合でも、採暖用ヒータ１への通電を停止させることができ、より安全なシートヒータを提供することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、車輌用座席に取り付けられて、座席の暖房を行うシートヒータに関するものである。

従来、この種のシートヒータは、マイクロコンピュータのような制御手段を用いて、採暖用ヒータへの通電制御を行っている（例えば、特許文献１参照）。

これは、図５に示すように、採暖用ヒータ１と、例えばマイクロコンピュータ等の制御手段２と、採暖用ヒータ１の温度を検出するサーミスタ３からなり、採暖用ヒータ１の温度によって変化するサーミスタ３の抵抗値から採暖用ヒータ１の温度を算出し、制御手段２において、検出した温度に応じて採暖用ヒータ１への通電制御を行い、採暖用ヒータ１が最適な温度になるように構成されている。
特開平０７−２５３２２３号公報

しかしながら、前記従来の構成では、マイクロコンピュータ等の制御手段が故障したり、あるいはノイズや強電界等により暴走した際に、採暖用ヒータへの出力ポートがラッチされたりすることで、不用意に採暖用ヒータに通電されることで温度が上昇し、使用者に不快感を与えてしまうという課題を有していた。

さらに、シートヒータは主に自動車等の車内で使用するものであり、ラジオやテレビ、ナビゲーション等のアンテナや他の制御機器（エンジン関連、パワーウィンドー等）からのノイズ、電界が非常に強い環境下で使用されることが多い。このことから、制御手段の暴走あるいは故障が発生する頻度が高くなる可能性があり、前述の通り、使用者に不快感を与えてしまうという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、制御手段の暴走や故障状態を確実に検出し、より安全で快適なシートヒータを提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明のシートヒータは、採暖用ヒータと、制御手段と、制御手段の暴走を監視する暴走監視手段と、暴走監視手段の出力値に応じて採暖用ヒータへの通電を行う通電手段とを備えたものである。

これによって、制御手段が暴走あるいは故障状態になり、採暖用ヒータへの通電制御が不可能になった場合でも、暴走監視手段により制御手段の暴走・故障を監視することで、採暖用ヒータへの通電を停止させることができ、より安全なシートヒータを提供することができる。

本発明のシートヒータは、制御手段が暴走あるいは故障状態になり、採暖用ヒータの制御が不可能になった場合でも、暴走監視手段により制御手段の暴走・故障を監視することで、採暖用ヒータへの通電を停止させることができ、より安全なシートヒータを提供することができる。

第１の発明は、採暖用ヒータと、制御手段と、制御手段の暴走を監視する暴走監視手段と、暴走監視手段の出力値に応じて採暖用ヒータへの通電を行う通電手段とを備えたことにより、制御手段が暴走あるいは故障状態になり、採暖用ヒータへの通電制御が不可能になった場合でも、暴走監視手段により制御手段の暴走・故障を監視し、制御手段が暴走していると判断したときには採暖用ヒータへの通電を停止させることができ、より安全なシートヒータを提供することができる。

第２の発明は、特に、第１の発明の制御手段に、所定のパルス周波数及びパルス幅のパルスを出力するパルス出力手段を備え、さらに暴走監視手段に、パルス出力手段からのパルスの有無により出力する電圧を変化させるＦ−Ｖ変換手段とを備えたことにより、制御手段が暴走あるいは故障状態に陥り、パルス出力ができなくなったときには、Ｆ−Ｖ変換手段からの出力が切り替わり、採暖用ヒータへの通電を停止させることができ、より安全なシートヒータを提供することができる。

第３の発明は、特に、第２の発明のパルス出力手段を、採暖用ヒータに通電するときのみパルスを出力することを特徴としたことにより、採暖用ヒータへの通電時はパルス出力、非通電のときはパルス出力なしとすることで、採暖用ヒータのＯＮ／ＯＦＦ制御が可能となる。

第４の発明は、特に、第１の発明の制御手段に、所定のパルス周波数及びパルス幅のパルスを出力するパルス出力手段と、採暖用ヒータへの通電時に出力を行うヒータ信号出力手段とを備え、暴走監視手段は、パルス出力手段からのパルスの有無により出力する電圧を変化させるＦ−Ｖ変換手段を備え、Ｆ−Ｖ変換手段の出力値とヒータ信号出力手段の出力値とのＡＮＤ論理状態を出力することを特徴としたことにより、Ｆ−Ｖ変換手段の出力値とヒータ信号出力手段の出力値とのＡＮＤ論理状態で採暖用ヒータの通電を切り替えることができることから、より信頼性・安全性が向上する。

第５の発明は、特に、第４の発明のパルス出力手段を、常時パルスを出力することにより、採暖用ヒータを非通電から通電へと変化させるときのレスポンスが向上し、使用者により快適な暖感覚を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるシートヒータを示すものである。

図において、制御手段２は採暖用ヒータ１を含むシートヒータ全体の制御を行うものであり、暴走監視手段４は、制御手段２の暴走状態を監視するものであり、制御手段２の暴走の有無によって出力値を変化させ、通電手段５は、暴走監視手段４の出力値によって採暖用ヒータ１への通電を切り替えるものである。

以上のように構成されたシートヒータについて、以下その動作、作用を説明する。

まず、例えばマイクロコンピュータ等により構成された制御手段２は、例えばサーミスタ等（図示せず）を用いて採暖用ヒータ１の温度を検出し、その検出した温度に応じて採暖用ヒータ１への通電／非通電を決定し、採暖用ヒータ１が最適な温度になるように制御する。また、制御手段２は、採暖用ヒータ１の制御のみでなく、例えばＬＥＤの表示や他の負荷の駆動も行うこともある。

一方、シートヒータが主に使用される自動車内では、ラジオやＴＶ、ナビゲーション等のアンテナからのノイズやエンジン制御、パワーウィンドー制御等の制御機器からのノイズ等様々なノイズにさらされることで、非常に高いノイズレベルの環境下にあり、これらの環境下で使用されるシートヒータは、高いレベルのノイズの影響を受けやすく、マイクロコンピュータ等の制御手段２が暴走あるいは故障状態に陥りやすい環境下であると考えられる。

仮に、こういった制御手段２の暴走が発生した場合には、採暖用ヒータ１への制御が不可能になり、最悪採暖用ヒータ１が通電しっぱなしになり、採暖用ヒータ１の温度が上昇し、使用者に不快感を与えると共に不安全につながるということも考えられる。

ここで、制御手段２の暴走を監視する暴走監視手段４を備えた場合を考える。暴走監視手段４において制御手段２の暴走が検出されなかったときには、例えば、トランジスタで構成された通電手段５が動作する電圧（ＮＰＮトランジスタならベースにＨｉ電圧）を印加することで、採暖用ヒータ１への通電を行い、一方、制御手段２の暴走が検知されたときには、通電手段５が動作しない電圧（ＮＰＮトランジスタならベースにＬｏ電圧）を印加することで、採暖用ヒータ１を非通電とする。

このように構成すると、制御手段２の状態（正常／異常）に応じて、採暖用ヒータ１への通電を切り替えることができる。

以上のように、本実施の形態においては、制御手段２の暴走を監視する暴走監視手段４と、暴走監視手段４の出力値に応じて採暖用ヒータ１への通電を行う通電手段５とを備えたことにより、制御手段２が暴走あるいは故障状態になり、採暖用ヒータ１への通電制御が不可能になった場合でも、暴走監視手段４により制御手段２の暴走・故障を監視し、制御手段２が暴走していると判断したときには採暖用ヒータ１への通電を停止させることができ、より安全なシートヒータを提供することができる。

なお、本実施の形態では、採暖用ヒータ１の温度を検出する素子をサーミスタで記載したが、サーモスタット等の温度検出素子であれば、同様の効果が得られる。

なお、本実施の形態では、通電手段５にトランジスタを使用した場合について記載したが、切り替え動作が可能なものであれば、同様の効果が得られる。

（実施の形態２）
図２、図３は、本発明の実施の形態２におけるシートヒータを示すものである。

図において、制御手段２内に構成されたパルス出力手段６は、所定のパルス周波数及びパルス幅のパルスを出力するものであり、暴走監視手段４内のＦ−Ｖ変換手段７は、パルス出力手段６からのパルスの有無によって出力する電圧を変化させるものである。

制御手段２内に構成されたパルス出力手段６は、マイクロコンピュータ等のプログラムによって作成されたパルス出力処理である。

図３は、マイクロコンピュータのループ処理構成のフローチャートであり、パルスＨｉ出力とパルスＬｏ出力とをシーケンシャルに処理し、かつループ毎に処理を繰り返すことで、マイクロコンピュータが正常に動作しており、かつ採暖用ヒータ１に通電している際には、所定のパルス周波数及びパルス幅のパルスが出力され、逆にマイクロコンピュータが暴走・故障してプログラムが停止し、ループ処理が不可能な場合には、所定のパルスが出力されず、ＨｉまたはＬｏ電圧のどちらかに固定されることとなる。

一方、Ｆ−Ｖ変換手段７は、例えば、抵抗、コンデンサ、ダイオードで構成され、コンデンサの充放電を利用したＦ−Ｖ変換回路であり、所定のパルス周波数及びパルス幅のパルス入力時には、所定の電圧を出力するものであり、所定のパルスが入力されないとき（例えば、常時Ｈｉ電圧や常時Ｌｏ電圧時）には、電圧を出力しないものである。

これらから、制御手段２が正常に動作しているときには、パルス出力手段６より所定のパルスが出力されることで、Ｆ−Ｖ変換手段７の出力値が所定の電圧となり、実施の形態１に記載の通り、通電手段５のトランジスタが動作し、採暖用ヒータ１への通電を開始する。

一方、制御手段２が暴走あるいは故障状態のときには、パルス出力手段６より所定のパルスが出力されず、Ｆ−Ｖ変換手段７から電圧が出力されないことから、通電手段５のトランジスタが動作せず、採暖用ヒータ１への通電も行われないことになる。

以上のように、制御手段２に、所定のパルス周波数及びパルス幅のパルスを出力するパルス出力手段６を備え、さらに暴走監視手段４に、パルス出力手段６からのパルスの有無により出力する電圧を変化させるＦ−Ｖ変換手段７とを備えたことにより、制御手段２が暴走あるいは故障状態に陥り、パルス出力ができなくなったときには、Ｆ−Ｖ変換手段７から電圧の出力が停止し、通電手段５が動作しなくなることから、採暖用ヒータ１への通電を停止させることができ、より安全なシートヒータを提供することができる。

なお、Ｆ−Ｖ変換手段７は、パルス入力時に所定の電圧を出力できる構成であれば、上記構成に限ったものではない。

（実施の形態３）
図４は、本発明の実施の形態３におけるシートヒータを示すものである。

図において、制御手段２内のパルス出力手段６は、所定のパルス周波数及びパルス幅のパルスを出力するものであり、同じくヒータ信号出力手段８は、採暖用ヒータ１へ通電する際に出力するものであり、暴走監視手段４内のＦ−Ｖ変換手段７は、パルス出力手段６からのパルスの有無によって出力する電圧を変化させるものである。

また、通電手段５は、Ｆ−Ｖ変換手段７の出力値とヒータ信号出力処理８の出力値とのＡＮＤ論理状態に従って採暖用ヒータ１への通電を切り替えるものである。

ヒータ信号出力手段８は、パルス出力手段６とは別に、例えば、採暖用ヒータ１に通電を行う際にＨｉ出力、通電しないときにＬｏ出力を行うものである。

ここで、Ｆ−Ｖ変換手段７の出力値とヒータ信号出力手段８の出力値とのＡＮＤ論理状態で通電手段５の動作を切り替えたときの動作を考える。

例えば、制御手段２が正常に動作しているときには、パルス出力手段６からパルスが出力され、Ｆ−Ｖ変換手段７の出力値がＨｉ電圧となっており、かつヒータ信号出力手段８の出力がＨｉ電圧となっているとすると、Ｆ−Ｖ変換手段７の出力値とヒータ信号出力手段８の出力値とのＡＮＤ論理状態はＨｉ電圧となるため、通電手段５のトランジスタが動作し、採暖用ヒータ１へ通電される。

逆に、制御手段２が暴走あるいは故障状態のときには、Ｆ−Ｖ変換手段７の出力値がＬｏ電圧、もしくはヒータ信号出力手段８の出力値がＬｏ電圧のときには、ＡＮＤ論理状態がＬｏ電圧となるため、通電手段５のトランジスタが動作せず、採暖用ヒータ１への通電は行われない。

以上のように、制御手段２に、所定のパルス周波数及びパルス幅のパルスを出力するパルス出力手段６と、採暖用ヒータ１への通電時に出力を行うヒータ信号出力手段８とを備え、暴走監視手段４に、パルス出力手段６からのパルスの有無により出力する電圧を変化させるＦ−Ｖ変換手段７を備え、Ｆ−Ｖ変換手段７の出力値とヒータ信号出力手段８の出力値とのＡＮＤ論理状態を出力することを特徴としたことにより、Ｆ−Ｖ変換手段７の出力値とヒータ信号出力手段８の出力値との複数の出力のＡＮＤ論理状態で採暖用ヒータ１への通電を切り替えることから、より信頼性・安全性が向上する。

また、パルス出力手段６からのパルス出力を常時行うことで、採暖用ヒータ１を非通電状態から通電状態へと切り替える際に、即座に採暖用ヒータ１への通電が可能となることから、切り替えのレスポンスが向上し、使用者により快適な暖感覚を提供することができる。

以上のように、本発明にかかるシートヒータは、制御手段が暴走あるいは故障状態になり、採暖用ヒータの制御が不可能になった場合でも、暴走監視手段により制御手段の暴走・故障を監視することで、採暖用ヒータへの通電を停止させることが可能となるので、車載用の採暖装置、例えばハンドルヒータ等にも適用できる。

本発明の実施の形態１におけるシートヒータのブロック図本発明の実施の形態２におけるシートヒータのブロック図実施の形態２におけるマイクロコンピュータのループ処理構成のフローチャート本発明の実施の形態３におけるシートヒータのブロック図従来のシートヒータのブロック図

符号の説明

１採暖用ヒータ
２制御手段
４暴走監視手段
５通電手段
６パルス出力手段
７Ｆ−Ｖ変換手段
８ヒータ信号出力手段

Claims

採暖用ヒータと、制御手段と、制御手段の暴走を監視する暴走監視手段と、暴走監視手段の出力値に応じて採暖用ヒータへの通電を行う通電手段とを備えたシートヒータ。
制御手段は、所定のパルス周波数及びパルス幅のパルスを出力するパルス出力手段を備え、暴走監視手段は、パルス出力手段からのパルスの有無により出力する電圧を変化させるＦ−Ｖ変換手段を備えた請求項１に記載のシートヒータ。
パルス出力手段は、採暖用ヒータに通電するときのみパルスを出力する請求項２に記載のシートヒータ。
制御手段は、所定のパルス周波数及びパルス幅のパルスを出力するパルス出力手段と、採暖用ヒータへの通電時に出力を行うヒータ信号出力手段とを備え、暴走監視手段は、パルス出力手段からのパルスの有無により出力する電圧を変化させるＦ−Ｖ変換手段を備え、ヒータ信号出力手段の出力値とＦ−Ｖ変換手段の出力値とのＡＮＤ論理状態を出力する請求項１記載のシートヒータ。
パルス出力手段は、常時パルスを出力する請求項４に記載のシートヒータ。