JP2010233897A - 空気圧制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】空気圧制御装置は、シートの内部に設けられた空気袋の空気圧を検出する圧力センサと、吸排気装置の動作に伴い、空気袋の空気圧が変化しているときの圧力センサから得られる第1圧力信号及び、その後の吸排気装置の動作の停止に伴い、空気袋の空気圧の変化が停止しているときの圧力センサから得られる第2圧力信号の相関と、第1圧力信号とに基づいて、空気袋の空気圧が変化しているときの空気袋の空気圧の値を算出する第1演算部を有する制御回路と、を備える。
【選択図】図13
Description
図1に示すように、本実施形態の車両用シート10(乗用シート)は、シートクッション部20、シートバック部21、及びヘッドレスト部22を含んで構成され、例えば車両の運転席に設けられる。シートクッション部20の内部には、着座面の硬さを調整するための空気袋30が設けられている。シートバック部21の内部には、シートバック部21の幅方向の中心に対して対称に配置された空気袋31a,31b,32a,32b、シートバック部21の幅方向の中心に配置された空気袋33a,33bが設けられている。
本実施形態におけるマイコン71の詳細を図3に示したブロック図を参照しつつ説明する。マイコン71は、ADコンバータ100、メモリ101、及びマイコンコア102を含んで構成される。
ここで、まず、前述のパラメータテーブル記憶部113に格納されるパラメータのうち、第1パラメータの取得方法等について説明する。第1パラメータの取得は、空気袋30〜33の夫々に対して実施されるが、本実施形態では、肩の部位の空気袋32を例に挙げて説明する。また、本実施形態のマイコンコア102は、例えばROM111に格納された第1パラメータ取得用のプログラムを実行することにより、図4に示す処理部120を実現する。また、本実施形態の処理部120は、図5に示されたフローチャートに沿った処理を実行する。なお、第1パラメータ取得の際のポンプ42及びバルブユニット43には、バッテリー50からの電源でなく、例えば電源回路(不図示)の生成する所定レベルの電圧の電源が供給されることとする。
Yn=a・Xn+b・・・(1)
また、ポンプ42が停止している際に取得されるデジタルデータYnの値は、実際の空気袋32の空気圧の値に一意的に対応している。本実施形態では、式(2)に示すように、停止している際に取得されるデジタルデータYnに、圧力センサ70の特性に応じた所定の定数Cを乗ずることにより空気袋32の圧力値Pを算出する。
P=C×Yn・・・(2)
このため、ポンプ42が停止している際の空気袋の空気圧Pと、ポンプ42が動作している間の圧力センサ70の出力を示すデジタルデータXnとの間には、式(3)に示す関係が成立する。
P=C×(a・Xn+b)=A1・Xn+B1・・・(3)
ここではA1=C×aであり、B1=C×bである。
P=A2・Xn+B2・・・(4)
このように、本実施形態においては、第1パラメータ取得のプログラムが実行されることにより異なる電圧に対するA1、B1、A2、B2が算出される。そして、A1、B1、A2、B2は、処理部120によりパラメータテーブル120に格納される。なお、図10は、パラメータテーブル120に記憶されているパラメータを説明するための図である。図10に示すように、11.5V、13.5V、15.3Vの3つの異なる電圧パターンの夫々に対してA1、B1、A2、B2が格納されている。また、図10は肩の空気袋32に対する第1パラメータであるが、本実施形態のパラメータテーブル記憶部113には、腰や脇等の空気袋31,32に対する同様のパラメータも格納されていることとする。なお、本実施形態において、空気袋が吸排気されている間の圧力センサ70の出力を示すデジタルデータXnが本発明の第1圧力信号に相当し、空気袋の吸排気が停止されている間の圧力センサ70の出力を示すデジタルデータYnが本発明の第2圧力信号に相当する。
つぎに、パラメータテーブル記憶部113に格納されるパラメータのうち、空気袋の空気圧が所定の圧力値より低い場合に使用される第2パラメータの取得方法等について説明する。前述の様に、空気袋の空気圧が所定の圧力値より低い場合には、圧力センサ70から出力される信号の精度も低くなる。このため、本実施形態では、空気袋の空気圧が所定の圧力値より低い場合は、空気袋が吸排気された際の単位時間あたりの圧力変化量を、例えばポンプ42や排気バルブ95等の特性から予測し、パラメータテーブル記憶部113に格納している。なお、例えば、空気袋を排気している場合の圧力変化量は、空気袋の圧力が大気圧に近くなると少なくなる。また、例えば、ポンプ42の電源電圧が変化するとポンプ42の特性は変化するため、圧力変化量も変化する。本実施形態では前述のような圧力変化量の特性を加味し、例えば肩の空気袋32の場合、図10に示すような異なる電源電圧と空気袋の空気圧ごとに予測した圧力変化量をパラメータテーブル記憶部113に格納する。なお、図10における2〜4kPa等の表記は、大気圧からの差圧である。つまり、2〜4kPaとの表記は、空気袋の空気圧が大気圧より2〜4kPa大きい領域であることを示す。また、予測される圧力変化量は、対象となる空気袋によって異なるため、本実施形態では各部位の空気袋に対して、同様のパラメータが格納されていることとする。
ここで、車両用シート10が実際に車両に設置されて使用される場合のマイコンコア102について説明する。本実施形態のマイコンコア102は、ROM111に格納されたプログラムを実行することにより、図11に示す機能ブロックを実現する。具体的には、マイコンコア102は、制御部150、比較部151、演算部152、演算部153、及ぶ演算部154を実現する。
P=Pm+ΔP×Δt・・・(5)
演算部153が選択するパラメータについて、例えば空気袋32を例に図10を参照しつつ説明する。例えば、空気袋32が排気される際に、RAM110に記憶された空気袋32の空気圧Pmが大気圧値+5kPaであり、バッテリー50の電圧値が12Vである場合、圧力変化量としては、−0.2kPa/sが選択される。このように、バッテリー50の電圧値が、10.5V以上〜12.5V未満の場合はパターン“イ”のパラメータのうち、空気圧Pmの値に応じた圧力変化量が選択される。また、バッテリー50の電圧値が、12.5V以上〜14.5V未満の場合はパターン“ア”のパラメータのうち、空気圧Pmの値に応じた圧力変化量が選択され、バッテリー50の電圧値が、14.5V以上〜16V未満の場合はパターン“ウ”のパラメータのうち、空気圧Pmの値に応じた圧力変化量が選択される。また、本実施形態では式(5)で圧力値Pが算出されると、算出された空気圧Pは空気圧PmとしてRAM110に記憶される。なお、詳細は、後述するが、本実施形態においては、演算部153が、式(5)に基づいて空気圧Pの算出を開始する前にRAM110に記憶された空気圧Pmは、圧力センサ70からの出力に基づいて算出される。具体的には、例えば、空気圧Pmは、空気袋の吸排気が停止されている際の圧力センサ70の出力と、式(2)とに基づいて算出されるか、空気袋が吸排気されている際の圧力センサ70の出力と、式(3)または式(4)の何れかに一方とに基づいて算出される。
ここで、車両用シート10の設定された形状を再生する際のECU41等の動作について説明する。なお、本実施形態においては、ポジションスイッチ65,66の夫々に対応した車両用シート10の形状、すなわち、空気袋30〜33の空気圧が予めRAM110に記憶されていることする。また、ポジションスイッチ65に対応する車両用シート10の形状は、例えば、通常の運転時の車両用シート10の形状であり、ポジションスイッチ66に対応する車両用シート10の形状は、例えば、運転中に疲労感を感じた際の車両用シート10の形状であることとする。また、本実施形態では、通常の運転時の空気袋30〜33夫々の空気圧の値としては、例えば大気圧+5kPaが設定され、疲労感を感じた際の空気袋30〜33夫々の空気圧の値としては、例えば、大気圧+15kPaが設定されていることとする。つまり、本実施形態では、疲労感を感じた際の車両用シート10は、通常の運転時の車両用シート10よりも硬い設定となっている。
P=Pm+ΔP×Δt=(大気圧+5kPa)+(0.1kPa/s×Δt)・・・(6)
そして、既定の期間Δtが経過後、演算部153は、算出した空気圧Pを空気圧PmとしてRAM110に記憶する(S306)。そして、制御部150は、処理S306にて記憶された空気圧Pmが目標値と一致するか否かを判定する(S307)。本実施形態では、前述の既定の期間Δtは単位時間よりも十分短いこととするため、空気圧Pmは目標値と一致せず(S307:NO)、処理S303,S304,S306,S307が繰り返されることとなる。なお、前述の処理S303,S304,S306,S307は、空気圧Pmが、大気圧+10kPaとなるまで繰り返される。そして、空気圧Pmが、しきい値と同じ大気圧+10kPaとなると、空気圧Pは、演算部152により、前述の式(3)に基づいて算出されることとなる(S305)。ここで、パラメータA1、B1は夫々、α1、β1であるため、式(3)は、式(7)となる。
P=A1・X+B1=α1・X+β1・・・(7)
そして、式(7)に基づいて算出された空気圧Pが、目標値である大気圧+15kPaとなると、制御部150は、ポンプ42の動作を停止させる(S308)。前述のように、式(7)の空気圧Pは、ポンプ42の停止直前の圧力センサ70からの出力に基づいて算出されている。このため、算出された空気圧Pが目標値となると同時にポンプ42を停止することにより、ポンプ42の停止後の空気袋32の空気圧を、目標値である大気圧+15kPaに正確に調整することが可能である。なお、ここでは、空気袋32が吸気される際の動作を説明したが、排気される場合も同様である。また、他の空気袋30,31,33に関しても、空気袋32と同様に調整可能である。
20 シートクッション部
21 シートバック部
22 ヘッドレスト部
30〜33 空気袋
40 コントローラ
41 ECU
42 ポンプ
43 バルブユニット
50 バッテリー
60〜66 スイッチ
70 圧力センサ
71 マイコン
72 駆動回路
73 電源回路
80 チューブ
81,82 排気ポート
90〜94 制御バルブ
95〜97 排気バルブ
100 ADコンバータ
101 メモリ
102 マイコンコア
110 RAM
111 ROM
112 プログラム記憶部
113 パラメータテーブル記憶部
120 処理部
150 制御部
151 比較部
152〜154 演算部
Claims (19)
- シートの内部に設けられた空気袋の空気圧を検出する圧力センサと、
吸排気装置の動作に伴い、前記空気袋の空気圧が変化しているときの前記圧力センサから得られる第1圧力信号及び、その後の前記吸排気装置の動作の停止に伴い、前記空気袋の空気圧の変化が停止しているときの前記圧力センサから得られる第2圧力信号の相関と、前記第1圧力信号とに基づいて、前記空気袋の空気圧が変化しているときの前記空気袋の空気圧の値を算出する第1演算部を有する制御回路と、
を備えることを特徴とする空気圧制御装置。 - 請求項1に記載の空気圧制御装置であって、
前記制御回路は、
前記空気袋の空気圧の値の算出結果に基づいて、前記空気袋の空気圧の値が目標値となるよう前記吸排気装置を制御すること、
を特徴とする空気圧制御装置。 - 請求項1または請求項2に記載の空気圧制御装置であって、
前記制御回路は、
前記第2圧力信号の値に対し、所定の値の係数を乗算することにより前記空気袋の空気圧の値を算出する第2演算部を更に含むこと、
を特徴とする空気圧制御装置。 - 請求項1〜3の何れか一項に記載の空気圧制御装置であって、
前記相関は、
複数の異なる前記第1圧力信号の値と、前記複数の異なる前記第1圧力信号の夫々に対応する前記第2圧力信号の値とに基づいて算出される係数を有し、前記第1圧力信号の値から前記空気袋の空気圧の値を算出するための計算式であること、
を特徴とする空気圧制御装置。 - 請求項4に記載の空気圧制御装置であって、
前記計算式は、
前記吸排気装置が前記空気袋に空気を吸気しているときの複数の異なる前記第1圧力信号の値と、その後の前記吸排気装置の停止に伴い得られ、前記吸排気装置が前記空気袋に空気を吸気しているときの前記複数の異なる前記第1圧力信号の夫々に対応する前記第2圧力信号の値とに基づいて算出される係数を有する第1計算式と、
前記吸排気装置が前記空気袋の空気を排気しているときの複数の異なる前記第1圧力信号の値と、その後の前記吸排気装置の停止に伴い得られ、前記吸排気装置が前記空気袋の空気を排気しているときの前記複数の異なる前記第1圧力信号の夫々に対応する前記第2圧力信号の値とに基づいて算出される係数を有する第2計算式と、
を含むことを特徴とする空気圧制御装置。 - 請求項5に記載の空気圧制御装置であって、
前記第1計算式は、
P=P1×A1+B1であり、
Pは前記空気袋の空気圧の値であり、P1は前記吸排気装置が前記空気袋に空気を吸気しているときの前記第1圧力信号の値であり、A1及びB1は複数の前記第1及び第2圧力信号の値を基に最小二乗法により算出される値であること、
を特徴とする空気圧制御装置。 - 請求項6に記載の空気圧制御装置であって、
前記第2計算式は、
P=P1×A2+B2であり、
Pは前記空気袋の空気圧の値であり、P1は前記吸排気装置が前記空気袋に空気を排気しているときの前記第1圧力信号の値であり、A2及びB2は複数の前記第1及び第2圧力信号の値を基に最小二乗法により算出される値であること、
を特徴とする空気圧制御装置。 - 請求項7に記載の空気圧制御装置であって、
前記制御回路は、
前記第1計算式のA1、B1と前記第2計算式のA2、B2との値を記憶する記憶部を更に含み、
前記第1演算部は、
前記記憶部に記憶された値を用いて前記空気袋の空気圧の値を算出すること、
を特徴とする空気圧制御装置。 - 請求項8に記載の空気圧制御装置であって、
前記第1計算式のA1、B1と前記第2計算式のA2、B2との値は、前記吸排気装置の電源電圧のレベルに応じて変化する値であり、
前記記憶部は、
前記電源電圧のレベルに対応させて、前記第1計算式のA1、B1と、前記第2計算式のA2、B2との値を記憶し、
前記第1演算部は、
前記記憶部に記憶された値のうち、前記電源電圧のレベルに応じた値を用いて前記空気袋の空気圧の値を算出すること、
を特徴とする空気圧制御装置。 - 請求項1〜9の何れか一項に記載の空気圧制御装置であって、
前記制御回路は、
前記吸排気装置の電圧レベルに基づいて前記空気袋の空気圧を算出すること、
を特徴とする空気圧制御装置。 - シートの内部に設けられた空気袋の空気圧を検出する圧力センサと、
吸排気装置の動作に伴い、前記圧力センサの圧力信号に基づいて算出される前記空気袋の空気圧の値に対して前記空気袋の空気圧に応じて定まる所定の圧力値を加算または減算して前記空気袋の空気圧が変化しているときの前記空気袋の空気圧の値を算出する演算部を有する制御回路と、
を備えることを特徴とする空気圧制御装置。 - 請求項11に記載の空気圧制御装置であって、
前記制御回路は、
前記演算部が加算または減算する前記所定の圧力値を記憶する圧力値記憶部を更に含むこと、
を特徴とする空気圧制御装置。 - 請求項12に記載の空気圧制御装置であって、
前記演算部が加算または減算する前記所定の圧力値は、前記吸排気装置の電源電圧のレベルに応じて変化する値であり、
前記圧力値記憶部は、
前記演算部が加算または減算する前記所定の圧力値を、前記空気袋の空気圧と前記電源電圧とに対応させて記憶し、
前記演算部は、
前記圧力値記憶部に記憶された値のうち、前記空気袋の空気圧と前記電源電圧のレベルに応じた値を用いて前記空気袋の空気圧の値を算出すること、
を特徴とする空気圧制御装置。 - 請求項11〜13の何れか一項に記載の空気圧制御装置であって、
前記制御回路は、
前記吸排気装置の電圧レベルに基づいて前記空気袋の空気圧を算出すること、
を特徴とする空気圧制御装置。 - 請求項11〜14の何れか一項に記載の空気圧制御装置であって、
前記制御回路は、
前記空気袋の空気圧の値の算出結果に基づいて、前記空気袋の空気圧の値が目標値となるよう前記吸排気装置を制御すること、
を特徴とする空気圧制御装置。 - シートの内部に設けられた空気袋の空気圧を検出する圧力センサと、
前記空気袋の空気圧を算出する制御回路と、
を備え、
前記制御回路は、
前記圧力センサの圧力信号に基づいて算出される前記空気袋の空気圧の値と所定のしきい値との大小関係を比較する比較部と、
前記空気袋の空気圧の値が前記しきい値以上の場合、吸排気装置の動作に伴い、前記空気袋の空気圧が変化しているときの前記圧力センサから得られる第1圧力信号及び、その後の前記吸排気装置の動作の停止に伴い、前記空気袋の空気圧の変化が停止しているときの前記圧力センサから得られる第2圧力信号の相関と、前記第1圧力信号とに基づいて、前記空気袋の空気圧が変化しているときの前記空気袋の空気圧の値を算出する第1演算部と、
前記空気袋の空気圧の値が前記しきい値未満の場合、吸排気装置の動作に伴い、前記圧力センサの圧力信号に基づいて算出される前記空気袋の空気圧の値に対して前記空気袋の空気圧に応じて定まる所定の圧力値を加算または減算して前記空気袋の空気圧が変化しているときの前記空気袋の空気圧の値を算出する第2演算部と、
を含むこと、
を特徴とする空気圧制御装置。 - 請求項16に記載の空気圧制御装置であって、
前記制御回路は、
前記空気袋の空気圧の値が前記しきい値以上の場合、第1演算部の算出結果に基づいて、前記空気袋の空気圧の値が目標値となるよう前記吸排気装置を制御し、前記空気袋の空気圧の値が前記しきい値未満の場合、第2演算部の算出結果に基づいて、前記空気袋の空気圧の値が目標値となるよう前記吸排気装置を制御する制御部を更に含むこと、
を特徴とする空気圧制御装置。 - 請求項16または請求項17に記載の空気圧制御装置であって、
前記制御回路は、
前記第2圧力信号の値に対し、所定の値の係数を乗算することにより前記空気袋の空気圧の値を算出する第3演算部を更に含むこと、
を特徴とする空気圧制御装置。 - 請求項16〜18の何れか一項に記載の空気圧制御装置であって、
前記制御回路は、
前記吸排気装置の電圧レベルに基づいて前記空気袋の空気圧を算出すること、
を特徴とする空気圧制御装置。
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