JP2005255078A - 車両用ヒータ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】停車中および走行中にかかわらず被加熱部を一定温度に保つことができる車両用ヒータ制御装置を提供すること。
【解決手段】車両の被加熱部に設けられたヒータ２と、ヒータ２にバッテリ１から供給される電力を制御する制御手段３，４，８，９とを備えた車両用ヒータ制御装置であって、車両の走行速度を検出する車速センサ１０をさらに備え、制御手段３，４，８，９は、前車速センサ１０からの車速信号に応じて、ヒータ２に供給される電力を可変し、被加熱部の温度を一定に保つように制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用ヒータ制御装置に関する。

車両用ヒータ制御装置では、二輪車のハンドルグリップや四輪車の座席シートなどにヒータが設けられ、このヒータに供給する電力を制御することによりハンドルグリップやシートを温めて、運転者や搭乗車に対して快適な搭乗環境を提供している。

この種のヒータ制御装置の一例は、特開平１０−７９２８４号公報（特許文献１）に開示されている。このヒータ制御装置は、所定の三角波電圧を出力する三角波発生部と、操作に応じた比較電圧を出力する比較電圧出力部とを設けて、三角波電圧と比較電圧を比較し、その結果として出力される矩形波信号によりトランジスタを制御することにより、ハンドルグリップに設けられたグリップヒータにバッテリから供給される電流のデューティ比を変化させている。
特開平１０−７９２８４号公報

しかしながら、上述のヒータ制御装置を二輪車などのグリップヒータに適用する際、走行中に風が当たるため、グリップは冷やされ、設定温度より低い温度となってしまう。また、グリップは、温度調節スイッチにより設定した温度になるが、エンジンを掛けたまま放置しておくと、設定温度以上になり消費電力の無駄使いになる。

そこで本発明は、上述した従来の問題点に鑑み、停車中および走行中にかかわらず被加熱部を一定温度に保つことができる車両用ヒータ制御装置を提供することを目的としている。

請求項１記載の発明は、車両の被加熱部に設けられたヒータと、該ヒータにバッテリから供給される電力を制御する制御手段とを備えた車両用ヒータ制御装置であって、前記車両の走行速度を検出する車速センサをさらに備え、前記制御手段は、前記車速センサからの車速信号に応じて、前記ヒータに供給される電力を可変し、前記被加熱部の温度を一定に保つように制御することを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の車両用ヒータ制御装置において、前記被加熱部の温度を監視する温度監視手段をさらに備え、前記制御手段は、前記温度監視手段からの温度信号に基づき、前記被加熱部の温度を一定に保つように制御することを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の車両用ヒータ制御装置において、前記制御手段は、前記ヒータの設定温度を決定する温度設定手段と、前記設定温度に応じたデューティ比を有するＰＷＭ信号を発生するＰＷＭ信号発生手段と、前記ＰＷＭ信号発生手段からのＰＷＭ信号で制御されて、前記ヒータを流れる電流を制御する電流制御手段とを含むことを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項３記載の車両用ヒータ制御装置において、前記ＰＷＭ信号発生手段は、動作開始時に前記被加熱部が前記設定温度に達するまで、または前記設定温度の変更時に前記被加熱部が変更後の設定温度に達するまで、デューティ比１００％のＰＷＭ信号を発生することを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項１から４のいずれか１項に記載の車両用ヒータ制御装置において、前記ヒータは、車両用のハンドルグリップに設けられたグリップヒータであることを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、停車中及び走行中にかかわらずハンドルグリップ等の被加熱部を設定温度に保つことができる。

請求項２記載の発明によれば、被加熱部の温度を監視することにより、無駄な電力を消費しないようにすることができる。

請求項３記載の発明によれば、ヒータに供給される電力を、ＰＷＭ信号で制御される電流制御手段によってオン／オフ制御することができる。

請求項４記載の発明によれば、設定温度に達するまでデューティ比１００％のＰＷＭ信号で被加熱部に供給される電力を制御するので、速温性に優れている。

請求項５記載の発明によれば、直接外気に触れて走行時に風が当たるハンドルグリップの温度を、停止中および走行中にかかわらずほぼ一定に保つことができる。

図１は、本発明による車両用ヒータ制御装置の実施の形態を示す回路図である。なお、この実施の形態では、二輪車のハンドルグリップに設けられたグリップヒータを制御するために、二輪車に搭載されるヒータ制御装置の場合について説明する。

車両用ヒータ制御装置は、＋Ｖｃｃ電源からの電圧で動作し、二輪車のバッテリ１から被加熱部としてのグリップヒータ２に供給される電力を制御する、制御手段の一部およびＰＷＭ信号発生手段としてのマイクロコンピュータ（以下、マイコンという）３を備えている。グリップヒータ２は、右側ハンドルグリップに設けられるグリップヒータ２ａと、左側ハンドルグリップに設けられ、グリップヒータ２ａと直列接続されたグリップヒータ２ｂからなる。グリップヒータ２は、バッテリ１から電力が供給されると共に、電流制御手段としてのＦＥＴ（電界効果トランジスタ）からなるスイッチング素子４を介して接地されている。スイッチング素子４の制御端子（ＦＥＴのゲート端子）には、マイコン３からのＰＷＭ信号が供給される。

マイコン３には、バッテリ１と接地間に直列接続された抵抗Ｒ１およびＲ２からなるバッテリ電圧監視回路５からのバッテリ電圧監視信号が入力されている。

また、マイコン３には、バッテリ１の電圧が入力端子に供給されて一定電圧を出力するレギュレータ６の出力端子と接地間に直列接続された、抵抗Ｒ３と、ハンドルグリップに設けられその温度を検出するためのサーミスタＴＨとからなる温度監視手段としての温度監視回路７からの温度信号が入力されている。

また、マイコン３には、＋Ｖｃｃ電源と接地間に接続された可変抵抗８の摺動子に接続されたスイッチ９からのスイッチ信号が入力されている。可変抵抗８およびスイッチ９は、温度設定手段として働く。さらに、マイコン３には、二輪車の走行速度を検出する車速検出手段としての車速センサ１０からの車速信号が入力されている。

上述の構成のヒータ制御装置において、マイコン３は、スイッチ９のオンにより入力されるスイッチ信号により温度設定を決める。スイッチ９からのスイッチ信号は、温度設定に応じて可変される可変抵抗８の抵抗変化に対応する電圧値とし、例として、表１にスイッチ信号と設定温度の関係を示す。表１では、スイッチ信号の電圧値１．５Ｖ〜４．５Ｖの段階的変化に応じて、温度設定が摂氏３０度〜７０度に段階的に変化するようになっている。

次に、マイコン３では、設定温度に応じた電流がグリップヒータ２に流れるように制御する。この制御は、マイコン３からスイッチング素子４へ供給されるＰＷＭ信号により行われる。この時、グリップの温度をできるだけ早く上げるため、すなわち速温性を持たせるために、スイッチ９のオン時、初めはデューティ比１００％（ＨＩレベル）のＰＷＭ信号をスイッチング素子４に供給する。それにより、スイッチング素子４は常時オンになり、グリップヒータ２にバッテリ１から電流が流れ、ハンドルグリップの温度が上昇する。また、マイコン３は、温度監視回路７から入力される温度信号（すなわち、抵抗Ｒ３とサーミスタＴＨの接続点の電圧）により、ハンドルグリップの温度を監視している。

そこで、マイコン３は、この温度信号を読み取り、ハンドルグリップの温度が設定温度に達すると、デューティ比１００％（ＨＩレベル）のＰＷＭ信号に代えて、１００％以下の、設定温度に対応するデューティ比を有するＰＷＭ信号をスイッチング素子４に供給する。それにより、スイッチング素子４はオン／オフを繰り返し、設定温度に対応する電流（デューティ比１００％の時より実質的に低い電流）がグリップヒータ２に流れ、ハンドルグリップの温度が設定温度で一定に保たれるように制御される。

ところが、二輪車の走行時には、ハンドルグリップに風が当たるため、設定温度より低い温度となってしまう。そこでマイコン３は、車速センサ１０からの車速信号に応じてＰＷＭ信号のデューティ比を調整することにより、温度監視回路７の温度信号を監視しながら、走行中においてもハンドルグリップの温度を一定に保つように制御する。

図２は、上述した車両用ヒータ制御装置の具体的な制御例を説明するための各部信号のタイミングチャートである。図２に示すように、停車中に、時刻ｔ０においてスイッチ９がオンされ、ハンドルグリップの温度が４０℃に設定されている場合は、設定温度４０℃に対応するスイッチ信号（１．５Ｖ）がマイコン３に入力される。マイコン３は、スイッチ９のオンと同時に、デューティ比１００％のＰＷＭ信号をスイッチング素子４に供給する。それにより、温度監視回路７の温度信号は次第に上昇し、時刻ｔ１で設定温度４０℃に達する。

マイコン３は、温度監視回路７からの温度信号を読み取り、設定温度４０℃に達したことを確認すると、デューティ比１００％のＰＷＭ信号に代えて、設定温度４０℃に対応するデューティ比を有するＰＷＭ信号をスイッチング素子４に供給する。それにより、ハンドルグリップの温度が設定温度４０℃で一定に保たれるように制御される。

次に、時刻ｔ２において設定温度を４０℃から６０℃に変更した場合には、マイコン３は、設定温度４０℃に対応するデューティ比を有するＰＷＭ信号に代えて、再びデューティ比１００％のＰＷＭ信号をスイッチング素子４に供給する。それにより、温度監視回路７の温度信号は次第に上昇し、時刻ｔ３で設定温度６０℃に達する。

マイコン３は、温度監視回路７からの温度信号を読み取り、設定温度６０℃に達したことを確認すると、デューティ比１００％のＰＷＭ信号に代えて、設定温度６０℃に対応するデューティ比を有するＰＷＭ信号をスイッチング素子４に供給する。それにより、ハンドルグリップの温度が設定温度６０℃で一定に保たれるように制御される。

次に、時刻ｔ４において停車から走行を開始した場合、車速センサ１０からの車速信号が、マイコン３に入力される。マイコン３は、入力された車速信号の変化に応じてＰＷＭ信号のデューティ比を変更し、それにより、ハンドルグリップの温度が設定温度６０℃で一定に保たれるように制御される。

そして、時刻ｔ５において走行速度がたとえば５０ｋｍ／ｈで一定となった場合には、マイコン３は、走行速度５０ｋｍ／ｈに対応するデューティ比を有するＰＷＭ信号を継続的にスイッチング素子４に供給することにより、ハンドルグリップの温度を設定温度６０℃で一定に保つように制御する。

このように、本発明によれば、停車中及び走行中にかかわらず、ハンドルグリップ等の被加熱部を設定温度に保つことができる。また、被加熱部の温度を温度監視回路で監視することにより、無駄な電力を消費しないようにすることができる。さらに、設定温度に達するまで、マイコンによるデューティ比１００％のＰＷＭ信号で被加熱部に供給される電力を制御するので、速温性に優れている。

以上の通り、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限らず、種々の変形、応用が可能である。

たとえば、上述の実施の形態では、スイッチング素子４としてＦＥＴを採用しているが、これに限らず、通常のトランジスタはもちろん使用可能であり、さらに、ＰＷＭ信号で駆動できる他の形態の素子を使用しても良い。

また、本発明は、二輪車や四輪車におけるグリップヒータやシートヒータに適用できるだけでなく、スノーモービル等の他の種類の車両におけるグリップヒータやシートヒータ等でも適用可能である。

本発明に係る車両用ヒータ制御装置の実施の形態を示すブロック図である。 図１の車両用ヒータ制御装置の具体的な制御例を説明するための各部信号のタイミングチャートである。

符号の説明

１ バッテリ
２ グリップヒータ
３ マイクロコンピュータ（制御手段の一部、ＰＷＭ信号発生手段）
４ スイッチング素子（電流制御手段）
５ バッテリ電圧監視回路
６ レギュレータ
７ 温度監視回路（温度監視手段）
８ 可変抵抗（温度設定手段の一部）
９ スイッチ（温度設定手段の一部）
１０ 車速センサ（車速検出手段）

Claims (5)

1. 車両の被加熱部に設けられたヒータと、該ヒータにバッテリから供給される電力を制御する制御手段とを備えた車両用ヒータ制御装置であって、
   前記車両の走行速度を検出する車速検出手段をさらに備え、
   前記制御手段は、前記車速検出手段からの車速信号に応じて、前記ヒータに供給される電力を可変し、前記被加熱部の温度を一定に保つように制御する
   ことを特徴とする車両用ヒータ制御装置。
2. 請求項１記載の車両用ヒータ制御装置において、
   前記被加熱部の温度を監視する温度監視手段をさらに備え、
   前記制御手段は、前記温度監視手段からの温度信号に基づき、前記被加熱部の温度を一定に保つように制御する
   ことを特徴とする車両用ヒータ制御装置。
3. 請求項１または２記載の車両用ヒータ制御装置において、
   前記制御手段は、
   前記ヒータの設定温度を決定する温度設定手段と、
   前記設定温度に応じたデューティ比を有するＰＷＭ信号を発生するＰＷＭ信号発生手段と、
   前記ＰＷＭ信号発生手段からのＰＷＭ信号で制御されて、前記ヒータを流れる電流を制御する電流制御手段とを含む
   ことを特徴とする車両用ヒータ制御装置。
4. 請求項３記載の車両用ヒータ制御装置において、
   前記ＰＷＭ信号発生手段は、動作開始時に前記被加熱部が前記設定温度に達するまで、または前記設定温度の変更時に前記被加熱部が変更後の設定温度に達するまで、デューティ比１００％のＰＷＭ信号を発生する
   ことを特徴とするヒータ制御装置。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の車両用ヒータ制御装置において、
   前記ヒータは、車両用のハンドルグリップに設けられたグリップヒータである
   ことを特徴とする車両用ヒータ制御装置。

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