JP2009298350A - 車両用シート駆動制御装置、車両用シート駆動装置、及びパワーシート - Google Patents

Abstract

【課題】車両用シートの駆動速度を簡素な構成で切り替える車両用シート駆動装置を提供する。
【解決手段】操作スイッチと、操作スイッチがオン状態にされると駆動手段を制御して車両用シートを駆動し、オフ状態にされると車両用シートの駆動を停止する制御手段とを備え、制御手段はオン状態の継続時間が第１の時間（Ｔ１）に達するまでは所定の速度（２［ｍｍ／ｓ］）で車両用シートを駆動し、継続時間が第１の時間（Ｔ１）に達した後は駆動する速度を速くする。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両用シート駆動制御装置、車両用シート駆動装置、及びパワーシートに関する。

従来、２段押しスイッチを有し、搭乗者が２段押しスイッチを反時計方向に１段倒すと所定の速度でシートを前方に移動させ、搭乗者が該２段押しスイッチを反時計方向に更にもう１段倒すと当該所定の速度より速い速度でシートを前方に移動させるパワーシート制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開平７−８９３８０号公報

しかしながら、従来のパワーシート制御装置によると、シートを移動する速度を遅い速度から速い速度に切り替えるために搭乗者は２段押しスイッチを更に１段倒すという操作をしなければならず、このため速度の切り替えに手間がかかり操作性が悪いという問題がある。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、車両用シートの駆動速度を切り替える操作の操作性がよい車両用シート駆動制御装置、車両用シート駆動装置、及びパワーシートを提供することを目的とする。

第１の発明は、車両用シート駆動制御装置であって、操作スイッチと、前記操作スイッチがオン状態にされると駆動手段を制御して車両用シートを駆動し、オフ状態にされると前記駆動手段による前記車両用シートの駆動を停止する制御手段であって、オン状態の継続時間が第１の時間に達するまでは所定の駆動速度で前記車両用シートを駆動し、前記継続時間が前記第１の時間に達すると駆動速度を速くする制御手段と、を備える。
この発明によると、オン状態の継続時間によって車両用シートの駆動速度を切り替えるので、乗員は操作スイッチをオン状態にする操作を継続していればよく、駆動速度を切り替えるために当該操作とは異なる別の操作をする必要がない。よってこの発明によると車両用シートの駆動速度を切り替える操作の操作性がよい。

第２の発明は、第１の発明の車両用シート駆動制御装置であって、前記制御手段は、前記第１の時間に達した後、駆動速度を徐々に速くする。
この発明によると、駆動速度を徐々に速くすることにより、駆動速度を切り替える際の乗員の変速ショックを低減できる。

第３の発明は、第２の発明の車両用シート駆動制御装置であって、前記制御手段は、前記第１の時間に達した後、第２の時間に達するまでは駆動速度を徐々に速くし、第２の時間に達した後は駆動速度を一定にする。
この発明によると、第２の時間に達した後は第２の速度をそれ以上速くせず一定にするので、駆動速度が速くなり過ぎることがなく、目的の位置近傍で駆動を停止させることが容易である。

第４の発明は、第１〜第３のいずれかの発明の車両用シート駆動制御装置であって、前記操作スイッチは、前記車両用シートを車両前方にスライド駆動するための第１のスイッチと車両後方にスライド駆動するための第２のスイッチとを有し、前記制御手段は、前記第１のスイッチがオン状態にされると前記駆動手段を制御して前記車両用シートを車両前方にスライド駆動し、前記第２のスイッチがオン状態にされると前記駆動手段を制御して車両後方にスライド駆動する。
この発明によると、車両用シートの車両前後方向の位置を調整できる。

第５の発明は、車両用シート駆動装置であって、車両用シートを駆動する駆動手段と、前記駆動手段を制御する請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の車両用シート駆動制御装置と、を備える。

第６の発明は、パワーシートであって、車両用シートと、前記車両用シートを駆動する請求項５に記載の車両用シート駆動装置と、を備える。

本発明によれば、車両用シートの駆動速度を切り替える操作の操作性がよい。

＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１ないし図５によって説明する。
（車両用シート駆動装置の構成）
図１は、車両用シート１１と本発明の実施形態１に係る車両用シート駆動装置１（以下「シート駆動装置」という）とを示す模式図である。
車両用シート１１は、シート座部１１ａ、シートバック１１ｂ、ヘッドレスト１１ｃ、シート座部１１ａの下側に固定されているアッパーレール１１ｄ、図示しないアームレストなどで構成されている。

車体フロアにはアッパーレール１１ｄを車両前後方向にスライド可能に案内するロワレール１１ｅが固定されており、車両用シート１１はアッパーレール１１ｄがロワレール１１ｅに案内されて車両前後方向にスライドする。

シート駆動装置１は車両用シート１１を車両前後方向にスライド駆動して車両用シート１１の車両前後方向の位置を調整するためのものである。シート駆動装置１はシート座部１１ａの下方に配置されており、操作スイッチ１２（図２参照）、車両用シートを駆動する駆動機構（駆動手段の一例）、操作スイッチ１２がオン状態にされると駆動機構を制御して車両用シート１１をスライド駆動し、オフ状態にされると車両用シート１１のスライド駆動を停止するモータ制御装置１４（図２参照）などを備えている。

ここで、モータ制御装置１４は特許請求の範囲に記載の「制御手段」に相当し、操作スイッチ１２とモータ制御装置１４とは特許請求の範囲に記載の「車両用シート駆動制御装置」に相当する。又、車両用シート１１とシート駆動装置１とは特許請求の範囲に記載の「パワーシート」に相当する。

駆動機構は、モータ１３（図２参照）、モータ１３の回転速度を減速する図示しない減速機構、車両前後方向に延びる姿勢でアッパーレール１１ｄに回転可能に軸支されている略棒状のリードスクリュー３０、ロワレール１１ｅに固定されてリードスクリュー３０に螺合しているナット３１などを有している。

減速機構はリードスクリュー３０に連結されており、モータ１３の回転駆動力を減速してリードスクリュー３０に伝達する。回転駆動力が伝達されたリードスクリュー３０は軸周りに回転し、このときナット３１がロワレール１１ｅに固定されていることによりリードスクリュー３０は軸周りに回転しながら車両前方あるいは車両後方のいずれかモータ１３の回転方向に応じた方向に移動する。リードスクリュー３０を軸支しているアッパーレール１１ｄはリードスクリュー３０の移動に伴って車両前後方向に移動し、これにより車両用シート１１が車両前後方向にスライド駆動される。

なお、シート駆動装置１はシート座部１１ａを車両上下方向に駆動して座面の高さを調整するものであってもよいし、シート座部１１ａを回動方向に駆動して座面のチルト角度を調整するものであってもよい。この他、シート駆動装置１はシートバック１１ｂをリクライニング方向に駆動してリクライニング角度を調整するものであってもよいし、ヘッドレスト１１ｃを車両上下方向に駆動して高さを調整するものであってもよいし、図示しないアームレストを回動方向に駆動してアームレストの角度を調整するものであってもよい。

（シート駆動装置の電気的構成）
図２は、シート駆動装置１の電気的構成を示すブロック図である。
操作スイッチ１２は乗員がシート駆動装置１に対して車両用シート１１の駆動を指示するためのものであり、前進を指示するための押しボタンスイッチ１２ａ（第１のスイッチの一例）と、後進を指示するための押しボタンスイッチ１２ｂ（第２のスイッチの一例）とを有している。以降の説明では前進を指示するための押しボタンスイッチ１２ａのことを前進スイッチ１２ａといい、後進を指示するための押しボタンスイッチ１２ｂのことを後進スイッチ１２ｂというものとする。

前進スイッチ１２ａ及び後進スイッチ１２ｂはシート座部１１ａの側面であって車両幅方向の側面に配置されており、乗員は車両用シート１１に座った状態で前進スイッチ１２ａ及び後進スイッチ１２ｂを押すことができる。乗員が前進スイッチ１２ａを押すと前進スイッチ１２ａがオン状態になり、モータ制御装置１４にオン信号が出力される。前進スイッチ１２ａから手を離すと前進スイッチ１２ａがオフ状態になり、オン信号の出力が停止する。後進用スイッチについても同様である。これら２つのスイッチは同時には有効にならず、一方のスイッチからオン信号が出力されているときに他方のスイッチが押された場合は当該他方のスイッチから出力されたオン信号は無効となる。

モータ制御装置１４は、動作制御部１５、パワーＭＯＳＦＥＴなどからなる複数のＦＥＴ１６、１７、１８、１９、及びこれらを接続する複数の電力線などで構成されている。
動作制御部１５は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、タイマーなどで構成されており、ＦＥＴ１６〜１９のオン状態とオフ状態とを切り替えることによりモータ１３への通電を制御する。

ＦＥＴ１６は、直流電源として構成されているバッテリ２０に接続されている共通の電力線２１から分岐する電力線２２を介してバッテリ２０に接続されているとともに、電力線２３によってＦＥＴ１７と接続されている。ＦＥＴ１７は電力線２４によって接地されている。ＦＥＴ１６及びＦＥＴ１７は電力線２３から分岐する電力線２５によってモータ１３の一方の端子に接続されている。

ＦＥＴ１８は、共通の電力線２１から分岐する電力線２６を介してバッテリ２０に接続されているとともに、電力線２７によってＦＥＴ１９と接続されている。ＦＥＴ１９は電力線２８によって接地されている。ＦＥＴ１８及びＦＥＴ１９は電力線２７から分岐する電力線２９によってモータ１３の他方の端子に接続されている。

これら複数のＦＥＴ１６〜１９はモータ１３の回転及び停止、並びに正転及び逆転を制御するためのものであり、動作制御部１５は前進スイッチ１２ａからオン信号が出力されるとＦＥＴ１６とＦＥＴ１９とをオン状態にするとともに、ＦＥＴ１７とＦＥＴ１８とをオフ状態にする。これによりモータ１３に電流が流れてモータ１３が正転し、車両用シート１１が前進する。

一方、後進スイッチ１２ｂからオン信号が出力されると動作制御部１５はＦＥＴ１６とＦＥＴ１９とをオフ状態にするとともに、ＦＥＴ１７とＦＥＴ１８とをオン状態にする。これによりモータ１３に流れる電流の＋（プラス）と−（マイナス）とが入れ替わってモータ１３が逆転し、車両用シート１１が後進する。
動作制御部１５はモータ１３を停止させるときは全てのＦＥＴ１６〜１９をオフ状態にする。

モータ１３は所謂直流（ＤＣ）モータであり、電圧を連続して印加するＤＣ駆動によって駆動される他、ＰＷＭ信号により電圧のオン／オフを繰り返すＰＷＭ駆動によって駆動される。モータ１３はＤＣ駆動のときは一定速度で回転し、ＰＷＭ駆動のときは電圧のオン／オフの比、所謂デューティ比に応じた速度で回転する。

ここで、デューティ比をｆ、電圧のオン／オフの周期をＴ、パルス幅（電圧をオンにする時間）をτとすると、デューティ比ｆは以下の式１で表される。
ｆ＝τ／Ｔ ・・・ 式１
本実施形態ではパルス幅τを固定し、周期Ｔを変更することによってデューティ比ｆを変更するものとする。なお、周期Ｔを固定し、パルス幅τを変更することによってデューティ比ｆを変更してもよい。

（シート駆動装置による制御の概略）
図３は、車両用シート１１の前進速度（駆動速度の一例）の変化の一例を示すグラフである。前進と後進とではモータ１３の回転方向が切り替わるのみであって制御自体は同一であり、したがって図示するグラフは後進速度（駆動速度の一例）にも当てはまるものである。
図示するグラフでは、前進スイッチ１２ａがオンにされた時を０秒として、０秒から２秒（第１の時間の一例）まではＰＷＭ信号のデューティ比を０．２に固定している。本実施形態ではデューティ比が０．２のとき車両用シート１１の前進速度は２［ｍｍ／ｓ］（所定の速度の一例）に固定されるとする。

そして、２秒から４秒まではＰＷＭ信号のデューティ比を徐々に増加することによって前進速度を徐々に速くする。ここで４秒は特許請求の範囲に記載の「第２の時間」に相当する。本実施形態では４秒後にデューティ比が１になるようにデューティ比を徐々に増加し、デューティ比が１のとき前進速度は１０［ｍｍ／ｓ］になるとする。

次に、上述した２秒から４秒までの時間のデューティ比の増加について説明する。本実施形態では、固定のデューティ比をｆ０（上述した例では０．２）、デューティ比をｆ０に固定する時間をＴ１（上述した例では０秒から２秒までの２秒間）、ディーティ比を増加させる時間をＴ２（上述した例では２秒から４秒までの２秒間）、前進スイッチ１２ａがオン状態にされた時からの経過時間をｔ（２＜ｔ＜４）とすると、経過時間ｔにおけるデューティ比ｆ（ｔ）を以下の式２により算出する。
ｆ（ｔ）＝ｆ０＋（１−ｆ０）×（（ｔ−Ｔ１）／（Ｔ２−Ｔ１）） ・・・ 式２
式２は経過時間ｔの一次関数であり、デューティ比ｆ（ｔ）は２秒から４秒までの間、直線的に増加する。したがってシートの前進速度も２秒から４秒までの間、直線的に増加することとなる。

動作制御部１５は、２秒から４秒までの間、一定時間間隔で繰り返しデューティ比ｆ（ｔ）を算出し、直近に算出したデューティ比ｆ（ｔ）のＰＷＭ信号をモータ１３に出力する。式２によって算出されるデューティ比ｆ（ｔ）は時間の経過に伴って徐々に１に近づき、４秒（第２の時間の一例）が経過した時、車両用シート１１の前進速度は１０［ｍｍ／ｓ］に達する。

図４は、ＰＷＭ信号の変化を説明するための模式図である。前述したように０秒から２秒までの時間はデューティ比を０．２に固定するのでこの間はＰＷＭ信号のパルス幅及びパルス間隔は一定となる。２秒から４秒までの間はデューティ比が徐々に増大する。前述したように本実施形態ではＰＷＭ信号のパルス幅τを固定して周期Ｔを変更することによってデューティ比を変更するので、デューティ比を徐々に増大させると図示するようにパルス幅は一定でパルス間隔が徐々に狭くなり、４秒に達するとデューティ比が１となってオン信号のみとなる。

なお、本実施形態では前進速度が直線的に増加する場合を例に説明したが、曲線的に増加するようにしてもよいし、前進速度を徐々に増加させるのではなく階段状に増加させてもよい。

（シート駆動装置の作動）
次に、前進スイッチ１２ａが押された場合を例に、シート駆動装置１の処理について説明する。
図５は、シート駆動装置１の処理の流れを示すフローチャートである。
Ｓ１０５では、動作制御部１５はデューティ比にｆ０（＝０．２）をセットする。

Ｓ１１０では、動作制御部１５は前進スイッチ１２ａが押されているか否かを一定時間間隔で繰り返し判定し、前進スイッチ１２ａが押されるとＳ１１５に進む。
Ｓ１１５では、動作制御部１５は経過時間ｔを計時するためのタイマーをリセットする。
Ｓ１２０では、動作制御部１５はモータ１３のＰＷＭ駆動を開始する。

Ｓ１２５では、動作制御部１５は前進スイッチ１２ａが押されているか否かを判定する。動作制御部１５は前進スイッチ１２ａが押されている場合はＳ１３０に進み、押されていない場合はＳ１６０に進んでモータ駆動を停止する。
Ｓ１３０では、動作制御部１５は経過時間ｔがＴ１（＝２秒）を超えているか否かを判定する。動作制御部１５は経過時間ｔがＴ１を超えている場合はＳ１３５に進み、Ｔ１以下の場合はＳ１２５に戻って処理を繰り返す。

Ｓ１３５では、動作制御部１５はデューティ比にｆ（ｔ）をセットする。
Ｓ１４０では、動作制御部１５は前進スイッチ１２ａが押されているか否かを判定する。動作制御部１５は、前進スイッチ１２ａが押されている場合はＳ１４５に進み、押されていない場合はＳ１６０に進んでモータ駆動を停止する。
Ｓ１４５では、動作制御部１５は経過時間ｔがＴ２（＝４秒）を超えているか否かを判定する。動作制御部１５は経過時間ｔがＴ２を超えている場合はＳ１５０に進み、Ｔ２以下の場合はＳ１３５に戻って処理を繰り返す。

Ｓ１５０では、動作制御部１５はデューティ比に１をセットする。
Ｓ１５５では、動作制御部１５は前進スイッチ１２ａが押されているか否かを一定時間間隔で繰り返し判定する。動作制御部１５は前進スイッチ１２ａが押されていない状態、すなわち前進スイッチ１２ａがオフ状態になるとＳ１６０に進んでモータ駆動を停止する。

以上により前進スイッチ１２ａが押された場合の処理が終了する。後進スイッチ１２ｂが押された場合の処理はモータ１３が逆転することを除いて前進スイッチ１２ａが押された場合の処理と実質的に同一であるので説明は省略する。

以上説明した本発明の実施形態１に係るシート駆動装置１によると、操作スイッチをオン状態にすると最初は車両用シート１１が遅い駆動速度で駆動されるので、現在の位置が目的の位置近傍にある場合は目的の位置への微調整が容易である。

一方、オン状態の継続時間が第１の時間に達した後は駆動速度を速くするので、現在の位置と目的の位置とが離れている場合は目的の位置近傍まで短時間に駆動できる。この場合、目的の位置近傍に到達したら操作スイッチを一端オフ状態にしてその後に再度オン状態にすると再び遅い駆動速度で駆動されるので、目的の位置に微調整することができる。

そして、シート駆動装置１によると、上述したようにオン状態の継続時間によって車両用シート１１の駆動速度を切り替えるので、乗員は例えば前進スイッチ１２ａをオン状態にする操作を継続していればよく、駆動速度を切り替えるために当該操作とは異なる別の操作をする必要がない。具体的には例えば前進スイッチ１２ａを更に１段押し込むといったような操作をする必要がない。よってシート駆動装置１によると車両用シート１１の駆動速度を切り替える操作の操作性がよい。

更にシート駆動装置１によると、上述したようにオン状態の継続時間によって車両用シート１１の駆動速度を切り替えるので、駆動速度を切り替えるための２段押しスイッチを備える必要がない。よってシート駆動装置１によると、車両用シートの駆動速度を簡素な構成で切り替えることができる。

更にシート駆動装置１によると、継続時間が第１の時間に達する直前の駆動速度と達した直後の駆動速度との速度差を小さくしておいて徐々に駆動速度を速くするので、駆動速度を切り替えたときの変速ショックを低減できる。

更にシート駆動装置１によると、第２の時間に達した後は駆動速度をそれ以上速くせず一定の駆動速度で駆動するので、駆動速度が速くなり過ぎることがなく、目的の位置近傍で駆動を停止させることが容易である。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

（１）上記実施形態では操作スイッチとして押しボタンスイッチを例に説明したが、操作スイッチは乗員が前進、後進を指示できる構成であればよく、押しボタンスイッチに限定されない。例えば操作スイッチをスライドスイッチとして構成し、このスライドスイッチのレバーを中立位置から一方の方向にスライドさせたときは前進を指示するオン信号を出力し、逆方向にスライドさせたときは後進を指示するオン信号を出力し、中立位置にあるときは信号の出力を停止するという構成であってもよい。あるいは時計回りに倒すと前進を指示するオン信号を出力し、反時計回りに倒すと後進を指示するオン信号を出力するレバーであってもよい。

（２）上記実施形態では第１の時間を２秒、第２の時間を４秒として説明したが、これらの時間は適宜選択可能な設計事項であり、上述した時間に限定されない。同様に上記実施形態では第１の時間に達する前の所定の駆動速度を２［ｍｍ／ｓ］とし、第１の時間に達した後に駆動速度を２［ｍｍ／ｓ］から１０［ｍｍ／ｓ］まで速くする場合を例に説明したが、これらの速度は適宜選択可能な設計事項であり、上述した速度に限定されない。

（３）上記実施形態ではオン状態の継続時間が第１の時間に達する前と達した後とでＰＷＭ信号のデューティ比を変更することによって駆動速度を変化させているが、ガバナを用いて変化させてもよい。具体的には例えば、第１の時間に達するまではガバナを介してモータ１３に電力を供給し、第１の時間に達した後はガバナを介さずに電力を供給する構成とする。そして、ガバナを介して電力を供給しているときはモータ１３の回転数が一定数以上になるとガバナによって電力を遮断する構成とする。このように構成すると、第１の時間に達するまではモータ１３の回転速度が一定数以上まで上がらずに低速で駆動され、第１の時間に達した後はモータ１３の回転速度が一定数以上となって高速に駆動されることにより、第１の時間に達する前と後とで駆動速度を変化させることができる。

（４）上記実施形態では第２の時間（上述した例では４秒）に達した後は駆動速度をそれ以上速くせず一定の駆動速度で駆動している。すなわち上記実施形態では駆動速度を一定にするタイミングを時間に基づいて決定しているが、駆動速度に基づいて決定してもよい。具体的には例えば、駆動速度が１０［ｍｍ／ｓ］に達したら一定の駆動速度（１０［ｍｍ／ｓ］）で駆動するようにしてもよい。

本発明の一実施形態に係る車両用シート駆動装置を示す模式図。 本発明の一実施形態に係る車両用シート駆動装置のブロック図。 本発明の一実施形態に係る前進速度の変化の一例を示すグラフ。 本発明の一実施形態に係るＰＷＭ信号の変化を示すグラフ。 本発明の一実施形態に係るフローチャート。

符号の説明

１…車両用シート駆動装置
１１…車両用シート
１２…操作スイッチ
１２ａ…前進スイッチ（操作スイッチ）
１２ｂ…後進スイッチ（操作スイッチ）
１３…モータ（駆動手段）
１４…モータ制御装置（制御手段）
３０…リードスクリュー（駆動手段）
３１…ナット（駆動手段）

Claims (6)

1. 操作スイッチと、
   前記操作スイッチがオン状態にされると駆動手段を制御して車両用シートを駆動し、オフ状態にされると前記駆動手段による前記車両用シートの駆動を停止する制御手段であって、オン状態の継続時間が第１の時間に達するまでは所定の駆動速度で前記車両用シートを駆動し、前記継続時間が前記第１の時間に達すると駆動速度を速くする制御手段と、
   を備える車両用シート駆動制御装置。
2. 前記制御手段は、前記第１の時間に達した後、駆動速度を徐々に速くする請求項１に記載の車両用シート駆動制御装置。
3. 前記制御手段は、前記第１の時間に達した後、第２の時間に達するまでは駆動速度を徐々に速くし、第２の時間に達した後は駆動速度を一定にする請求項２に記載の車両用シート駆動制御装置。
4. 前記操作スイッチは、前記車両用シートを車両前方にスライド駆動するための第１のスイッチと車両後方にスライド駆動するための第２のスイッチとを有し、
   前記制御手段は、前記第１のスイッチがオン状態にされると前記駆動手段を制御して前記車両用シートを車両前方にスライド駆動し、前記第２のスイッチがオン状態にされると前記駆動手段を制御して車両後方にスライド駆動する請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の車両用シート駆動制御装置。
5. 車両用シートを駆動する駆動手段と、
   前記駆動手段を制御する請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の車両用シート駆動制御装置と、
   を備える車両用シート駆動装置。
6. 車両用シートと、
   前記車両用シートを駆動する請求項５に記載の車両用シート駆動装置と、
   を備えるパワーシート。
   

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