JP2009227226A

JP2009227226A - シート装置

Info

Publication number: JP2009227226A
Application number: JP2008078250A
Authority: JP
Inventors: Morio Sakai; 守雄酒井; Toshiro Maeda; 敏朗前田
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2008-03-25
Filing date: 2008-03-25
Publication date: 2009-10-08
Anticipated expiration: 2028-03-25
Also published as: JP5257655B2; DE102009001529A1; US7918302B2; US20090243353A1

Abstract

【課題】乗員の快適性を損なうことなく、確実な動作が可能なシート装置を提供する。
【解決手段】姿勢変更可能な車両用のシート２と、シート２を駆動するモータ４と、モータ４への電力供給をデューティー制御により行う制御部３とを備え、モータ４の駆動時にモータ４に電力を供給したのちモータ４が駆動してシート２の動作が始まるまでの間にデューティー比を第１デューティー比とする初期起動時間を設け、初期起動時間が経過したとき、デューティー比を下げるとともに、シート２の動作開始時にはデューティー比が第１デューティー比よりも小さな第２デューティー比となるようにデューティー比を制御する。
【選択図】図２

Description

本発明は、姿勢変更可能な車両用のシートと、当該シートを駆動するモータと、当該モータへの電力供給をデューティー制御により行う制御部とを備えシート装置に関する。

従来、この種のシート装置として、例えば特許文献１には、シートの姿勢を変更させるモータとモータの動作を制御する制御装置とを備えたシート装置が記載されている。このシート装置において、通常の姿勢調整動作は第１の速度で行い、車両が衝突する危険性がある緊急時には、衝突の衝撃から乗員を保護すべく第１の速度より速い第２の速度でシートの姿勢を変更することが記載されている。このように、通常の姿勢調整動作は、乗員の快適性や姿勢調整の容易さ等を考慮して、比較的低速度でシートが動作するようモータが制御される。

特表２００７−５００６５０号公報（請求項１及び、００１９）

従来の乗員保護装置において、シートの動作を開始する際には、モータの動力をシートに伝達するシート動作機構に設けられたギアの摩擦や、当該ギアに塗布されたグリースが硬化している影響などで、大きな駆動力が必要な場合がある。その一方で、特に通常の姿勢調整動作においては、低速でシートの動作を行うようにモータが制御される。このため、モータの駆動力が不足して、シートが動作しない場合や、シートの動作速度が極端に遅くなるという問題があった。

本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、乗員の快適性を損なうことなく、確実な動作が可能なシート装置を提供することを目的とする。

本発明の第１特徴構成は、姿勢変更可能な車両用のシートと、当該シートを駆動するモータと、当該モータへの電力供給をデューティー制御により行う制御部とを備え、前記モータの駆動時に当該モータに電力を供給したのち前記モータが駆動して前記シートの動作が始まるまでの間にデューティー比を第１デューティー比とする初期起動時間を設け、前記初期起動時間が経過したとき、デューティー比を下げるとともに、前記シートの動作開始時にはデューティー比が前記第１デューティー比よりも小さな第２デューティー比となるようにデューティー比を制御するよう構成した点にある。

本構成によれば、シートを動作させる際、モータの駆動時に当該モータに電力を供給したのちモータが駆動してシートの動作が始まるまでの間に、シートが動作しているときのデューティー比よりも大きなデューティー比でモータに給電することができる。このため、モータの起動時に必要な駆動力を確保して確実にシートの動作を開始させることができる。
一方で、実際にシートの動作が開始した時点では、デューティー比をシートの動作開始前のデューティー比よりも小さくしている。このため、シートが急激に動作を開始した場合やシートが動作した後に急激にデューティー比を変化させた場合等に発生するシートの振動を抑制することができる。この結果、乗員の快適性を損なうことなく、確実にシートを動作させることができる。

本発明の第２特徴構成は、前記モータへの電力供給開始時からデューティー比を前記第１デューティー比とする点にある。

本構成のように、モータの起動時から大きなデューティー比でモータに給電することで、早期にモータの起動時に必要な駆動力を確保することができる。このため、迅速なシートの動作が可能となる。

本発明の第３特徴構成は、前記シートの近傍の温度を検知する温度検知部を備え、前記制御部が、前記温度検知部の検出結果に基づいて、前記初期起動時間を決定する点にある。

モータの起動時に大きな駆動力が必要となる要因としては、モータの動力をシートに伝達するギアの摩擦の影響のほか、当該ギアに塗布されたグリースの硬化による影響が考えられる。ここで、グリースの硬化度合いは、周囲の温度条件によって変化するので、モータの起動時に必要な駆動力も変化する。従って、本構成のようにシート近傍の温度条件を考慮に入れることにより、初期起動時間を適切に設定することができる。

以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係るシート装置を模式的に示した図である。また、図２は、このシート装置を模式的に示した機能ブロック図である。図１及び図２に示すように、このシート装置は、車両内に設けられたシート２、シート２の動作及び停止を行わせる操作スイッチ６、シート２の動作を制御する制御部３、モータ４、モータ４の動力をシート２に伝達するシート動作機構５等を備える。

このシート装置は、操作スイッチ６を操作することによりモータ４を駆動させて姿勢変更動作が可能である。従って、乗員は、スイッチ操作によりシート２の姿勢を所望の姿勢に調整することができる。また、このシート装置は、車両に衝突の可能性がある場合に、車両の乗員を保護することを目的として、シート２が予め設定された乗員を保護する姿勢になるよう姿勢変更動作をする。

このシート装置において、乗員の操作スイッチ６の操作による姿勢変更動作の際には、乗員の快適性及び姿勢調整の容易さを考慮して、比較的小さな第１速度でシート２の姿勢変更動作が行われる。一方、車両に衝突の可能性がある場合の姿勢変更動作に際しては、シート２を迅速に目標の姿勢にするために、第１速度より大きな第２速度でシート２の姿勢変更動作が行われる。

シート２は、ヘッドレスト２１、シートバック２２、シートクッション２３を備えている。シートバック２２は、所定の支点を介してシートクッション２３に取り付けられており、モータ４により傾斜角度が変更可能である。本実施形態では、シート２の姿勢変更動作として、シートバック２２の傾斜角度の変更動作（リクライニング動作）を例に説明する。

制御部３は、電源１０からのモータ４への給電をデューティー制御により制御する給電制御部３１、各種演算を行う演算部３２、モータ４への給電状態を監視する給電監視部３３、モータ４への給電時間や給電停止時間等を計時する計時部３４などを備える。また、制御部３には、車両と他物との衝突を予知する衝突予知センサ９が接続されている。衝突予知センサ９は、例えば、車両の周囲に存在する障害物を検出するミリ波レーダや画像認識装置等を利用して構成される。この衝突予知センサ９からの出力信号は制御部３に入力される。制御部１１においては、衝突予知センサ２１からの出力信号に基づいて、障害物までの距離や相対速度等の情報が演算されるとともに、それらの情報に基づいて一定の判断条件の下に車両が衝突する可能性が判断される。

シート動作機構５は、モータ４の動力を変速してシート２に伝えるよう、複数のギアを備えて構成されている。シート動作機構５には、シートバック２２の傾斜角度を検知するシート姿勢検知部８が設けられている。このシート姿勢検知部８としては、例えば、ポテンショメータやロータリエンコーダ等の角度計測機器を用いることができる。また、シート動作機構５の内部若しくはシート動作機構５の近傍に、シート動作機構５の温度を検知する温度検知部７が設けられている。温度検知部７は、公知の温度センサを用いることができる。これらシート姿勢検知部８及び温度検知部７は制御部３に接続さており、検知結果が制御部３に入力される。

（通常時のシートの姿勢変更動作）
次に通常時のシート２の姿勢変更操作について説明する。
通常時のシート２の姿勢変更の際、乗員による操作スイッチ６の操作に基づき、シート２の姿勢変更動作が行われる。このとき、乗員の快適性及びシート２の姿勢調整が容易となるよう、比較的小さな速度である第１速度でシート２が動作される。シート２の動作速度の制御は、給電制御部３１が、電源１０からのモータ４への給電をデューティー制御することにより行う。

次に、通常の姿勢変更の際の給電制御部３１によるデューティー制御について説明する。上述したように、通常の姿勢変更の際には、比較的小さな速度である第１速度でシート２が動作されるように、比較的小さなデューティー比で電力が供給される。一方、シート２の動作の開始時には、シート動作機構５に備えられたギアの摩擦やギアに塗布したグリースの硬化などの影響により、大きな駆動力が必要となる。このため、第１速度に対応したデューティー比で電力を供給するとモータ４の駆動力が不足して、シート２が適切に動作しない場合がある。

そこで、給電制御部３３は、モータ４に電力を供給したのちモータ４が駆動してシート２の動作が始まるまでの間にデューティー比を第１速度に対応したデューティー比（後述する第２デューティー比）よりも大きな第１デューティー比とする初期起動時間を設ける。また、給電制御部３１は、初期起動時間が経過したとき、デューティー比を下げるとともに、シート２の動作開始時にはデューティー比が第１デューティー比よりも小さな第２デューティー比となるようにデューティー比を制御する。ここで、初期起動時間は、シート動作機構５に備えられたギアの摩擦等を考慮して、実際にシート２が動作することは無いが、その後にシート２が確実に動作する値に設定されている。

この実施形態において、初期起動時間は、温度検知部７の検知結果に基づいて設定される。つまり、上述したように、モータ４の起動時に大きな駆動力が必要となる要因としては、ギアの摩擦の影響のほか、ギアに塗布されたグリースの硬化の影響が考えられる。グリースの硬化度合いは、周囲の温度条件によって変化する。従って、この実施形態において、温度検知部７の検知結果に基づいて、温度が高い場合には初期起動時間を短めに設定し、温度が低い場合には、初期起動時間を長めに設定する。

図３に通常の姿勢変更の際の給電制御部３１によるデューティー制御の一例を示す。ここで、横軸はモータ４の起動時からの時間を示し、縦軸はモータ４に供給される電力のデューティー比を示す。この例では、モータ４に電力の供給を開始した時点からシートが動作を開始する直前の時点までのｔ１を初期起動時間としており、この期間の全てに亘って第１デューティー比の値を１００％としている。

モータ４の起動開始から初期起動時間である時間ｔ１の間は、デューティー比が１００％となるように制御される。その後、デューティー比が１００％より小さい第２デューティー比となるように制御される。本実施形態では、時間ｔ１経過後、時間ｔ２が経過するまでの間は、供給電力が通常のシート２の動作開始時の所定の電力となるようにデューティー比が制御される。時間ｔ２が経過した後は、シート姿勢検知部８の検知結果に基づいて、時間ｔ３の間、シート２の動作速度が第１速度となるよう、例えばフィードバック制御等によりデューティー比が制御される。なお、第１デューティー比は必ずしも１００％でなくてもよく、確実にシート２が動作できる値に設定されていればよい。

また、初期起動時間は、シートの動作が開始される直前まで設定する必要はない。初期起動時間は、第１デューティー比による電力の供給が行われる時間であるから、その後、シートを実際に動作させるための第２デューティー比にまでデューティー比を低下させる必要がある。よって、厳密には、初期起動時間は、モータ４に第１デューティー比で電力の供給を開始してから、当該第１デューティー比を下げ始めるまでの時間をいう。この後、シート２が実際に動き始める際にデューティー比が第２デューティー比にまで低下しているものであれば、前記初期起動時間の終了タイミングと、シート２の動作開始タイミングとが一致している必要はない。

上述のように、モータ４の起動時にはモータ４に供給するデューティー比を１００％として、モータ４の大きな駆動力により確実にシート２の動作を開始することができる。一方で、シート２の動作開始時には、デューティー比を１００％より小さくしている。このため、シート２が急激に動作を開始した場合やシート２が動作した後に急激にデューティー比を変化させた場合に発生するシート２の振動を抑制することができる。この結果、乗員の快適性を損なうことなく、確実にシート２を動作させることができる。

（緊急時のシートの姿勢変更動作）
次に緊急時のシート２の姿勢変更動作について説明する。
制御部３は、車両に衝突が生じる可能性がある場合など緊急時には、車両の乗員を保護することを目的として、シート２が予め設定された姿勢になるように、シートバック２２を動作させる制御も行う。衝突は、車両に備えられる衝突予知センサ９の検出結果に応じて演算される障害物までの距離や相対速度等の情報に基づいて予測される。この予測に基づいて、車両に衝突が生じる可能性があると判定された場合には、乗員の姿勢が適切な位置になるように、シートバック２２が動作される。ここで、シート２の姿勢は、車両の構成や前記衝突が発生しそうな際の車両の速度等に応じて決定される。

車両に衝突が生じる可能性がある場合など緊急時には、迅速にシート２の姿勢を変更する必要がある。従って、給電制御部３１は、電源１０からの電力を、通常のシート２の動作時のデューティー比である第２デューティー比よりも大きな値となるようにモータ４に供給する。例えば、上述の第１デューティー比と同じ１００％に設定される。これにより、シートバック２２が、第１速度より速い第２速度で動作されて、迅速にシート２が目標の姿勢となる。

（モータ保護機構の動作）
また、このシート装置は、モータ４への通電時間および通電電流値に基づいて、モータ４の作動を許可又は禁止することにより、モータ４を保護するモータ保護機構を備える。モータ４の作動が禁止されているときは、乗員が操作スイッチ６を操作してもモータ４への通電は行われず、モータ４が作動しない。また、乗員が操作スイッチ６を操作している間であってもモータ４への通電が停止され、モータ４の作動が停止する。以下、このモータ保護機構の動作について説明する。

このモータ保護機構において、演算部３２がモータ４への通電電流値及び通電時間に基づいてモータ４への蓄熱量Ｑを演算する。つまり、蓄熱量Ｑを電流値及び通電時間の関数として演算する。具体的には、演算部３２は、電源１０の電圧、デューティー比、及びモータ４の通電抵抗等に基づいて電流値を演算するとともに、計時部３４から通電時間を取得し、これら電流値と通電時間とからモータ４の蓄熱量Ｑを演算する。また、演算部３２は、モータ４の停止時間が所定の閾値以上継続すると、モータ４の停止時間に応じて、蓄熱量Ｑを減算する演算を行う。

給電制御部３１は、演算された蓄熱量Ｑに基づき、蓄熱量Ｑが所定の閾値Ｑ_THに達すると、乗員の操作スイッチ６の操作に拘わらず、モータ４への通電を停止して、モータ４の作動を禁止する。一方、蓄熱量Ｑが所定の閾値Ｑ_THより小さい場合には、モータ４の作動を許可する。

図４は、このシート装置におけるモータ保護機構の動作の一例を示す図である。この図において、上段はモータ４が作動しているか停止しているかのモータ４の作動状態を示す。この例では、ｔ１からｔ２までの間モータ４が作動され、その後、ｔ３までの間モータ４が停止されている。また、ｔ３からｔ４までの間モータ４が作動され、その後モータ４が停止されている。また、図４の中段は、モータ４に通電される電流値の時間変化を示す。この例では、ｔ１からｔ２までの間、及び、ｔ３からｔ４までの間にモータ４への通電が行われている。図４の下段は、演算部３２により演算されたモータ４への蓄熱量Ｑとモータ４の作動が許可されているか否かを示す。

図４に示す例では、ｔ１からｔ２までの間モータ４が作動しているので蓄熱量Ｑが増加する。その後、ｔ２からｔ３までの間はモータ４が停止しているので蓄熱量Ｑの増加は停止する。一方で、モータ４の停止時間ｔｃ（４）が、蓄熱量Ｑを減算する際の閾値として設定された所定の閾値（後述するｔｃ（１））よりも小さいので、蓄熱量Ｑの減算は行われない。その後、ｔ３からｔ４までの間モータ４が作動しているので、蓄熱量Ｑが増加し、ｔ４の時点で蓄熱量Ｑがモータ４の作動を禁止する閾値Ｑ_THに達する。このため、ｔ４の時点において、例え操作スイッチ６が操作されていても、モータ４への給電が停止されて、モータ４が停止する。

モータ４の停止後、モータ４の停止時間が所定の閾値ｔｃ（１）に達すると、蓄熱量Ｑが、モータ４の停止時間ｔｃ（１）に対応したＱ（１）まで減算される（ｔ５）。この時点で、蓄熱量Ｑが閾値Ｑ_THを下回り、再びモータ４の作動が許可される。さらに、モータ４の停止時間が所定の閾値ｔｃ（２）に達すると、モータ４の停止時間ｔｃ（２）に対応したＱ（２）まで蓄熱量Ｑが減算される（ｔ６）。さらに、モータ４の停止時間がｔｃ（３）に達すると、蓄熱量Ｑが０とされる。なお、蓄熱量Ｑの減算の態様は上述の例に限られるものではなく、例えばモータ４の停止時間ｔｃ（１）、ｔｃ（２）、ｔｃ（３）に応じた所定の熱量が減算されるように構成してもよい。

なお、蓄熱量Ｑが閾値Ｑ_THに達している場合であっても、車両に衝突が生じる可能性がある場合など緊急時には、モータ４の作動が禁止されることなく、シート２の姿勢変更動作が行われる。

［別実施形態］
（１）上述の実施形態において、シート２の姿勢変更動作としてリクライニング動作を例に説明したがこれに限られるものではない。このシート２動作装置は、例えば、シートクッション２３のスライド動作など、リクライニング動作以外にも適用可能である。

（２）上述の実施形態において、モータ４に電力の供給を開始した時点からシートが動作を開始する直前の時点までを初期起動時間としているが、これに限られるものではない。初期起動時間は、モータ４に電力の供給を開始してからシートが動作を開始するまでの間に設定されていればよい。必ずしも、モータ４に電力の供給を開始した時点から開始されなくてもよく、また、シートが動作を開始する直前の時点まで継続しなくてもよい。また、初期起動時間は、必ずしも、温度検知部７の検知結果に基づいて決定されなくてもよい。

（３）上述の実施形態において、緊急時のシート２の動作時のデューティー比は、必ずしも、１００％でなくてもよく、また、上述の第１デューティー比と同じ値でなくてもよい。迅速にシート２を目標の姿勢とできる値であればよい。

（４）上述の実施形態において、必ずしも、上述のモータ保護機構を備えなくてもよい。例えば、サーミスタでモータ４の発熱を検知してモータ４を停止させるモータ保護機構など、上述以外の構成であってもよい。

本発明に係るシート装置を模式的に示す図本発明に係るシート装置を模式的に示す機能ブロック図デューティー制御の一例を示す図モータ保護機構の動作の一例を示す図

符号の説明

２シート
３制御部
４モータ
７温度検知部

Claims

姿勢変更可能な車両用のシートと、
当該シートを駆動するモータと、
当該モータへの電力供給をデューティー制御により行う制御部とを備え、
前記モータの駆動時に当該モータに電力を供給したのち前記モータが駆動して前記シートの動作が始まるまでの間にデューティー比を第１デューティー比とする初期起動時間を設け、前記初期起動時間が経過したとき、デューティー比を下げるとともに、前記シートの動作開始時にはデューティー比が前記第１デューティー比よりも小さな第２デューティー比となるようにデューティー比を制御するよう構成したシート装置。
前記モータへの電力供給開始時からデューティー比を前記第１デューティー比とする請求項１に記載のシート装置。
前記シートの近傍の温度を検知する温度検知部を備え、前記制御部が、前記温度検知部の検出結果に基づいて、前記初期起動時間を決定する請求項１に記載のシート動作装置。