JP2011225045A - Warming device for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、車両用座席など、車両内に取付けられて暖房を行う車両用採暖装置に関するものである。 The present invention relates to a vehicle warming device that is installed in a vehicle and performs heating, such as a vehicle seat.
従来、例えば車両座席用採暖装置など車両に設置される採暖装置は、ヒータの近傍に設置されたサーミスタなどの温度検知素子の信号によって、ＭＯＳ ＦＥＴ等の電流制御素子をＯＮ／ＯＦＦ制御することによって目標温度に調節される構成となっている（例えば、特許文献１参照）。 2. Description of the Related Art Conventionally, for example, a warming device installed in a vehicle such as a warming device for a vehicle seat performs ON / OFF control of a current control element such as a MOS FET by a signal of a temperature detection element such as a thermistor installed in the vicinity of the heater. The configuration is adjusted to the target temperature (see, for example, Patent Document 1).
近年になり、この種の車両座席用採暖装置においても、安全性の向上のため、ヒータの断線故障、電流制御素子のＯＦＦ故障及び電流制御素子のＯＮ故障を検出し、ヒータ電流を強制的に遮断したりアラームを発したりする機能が必要とされてきた。更に、座席などに設置される採暖装置には電流制御素子のみを搭載し、他の部分は車体側の統合コントローラに含まれる構成が検討されている。 In recent years, even in this type of vehicle seat warming device, in order to improve safety, heater disconnection failure, current control element OFF failure and current control element ON failure are detected, and the heater current is forced There has been a need for a function to shut off and generate an alarm. Further, a configuration in which only a current control element is mounted on a warming device installed in a seat or the like and the other part is included in an integrated controller on the vehicle body side is being studied.
それに対して、例えばＳＳＲ（ソリッドステートリレー）のような電流制御素子がＯＦＦまたはＯＮ故障した場合の故障検出方法として、電流制御素子の出力電圧または電流の有無をＯＮ・ＯＦＦ信号として検出する通電検知回路の検知信号と、電流制御素子のＯＮ・ＯＦＦ制御信号とが非同期状態になっていることを判定して電流制御素子故障を検出する方式がある。この方式ではさらに、電流制御素子の故障とヒータの断線故障とを区別した検出、即ち、電流制御素子の故障を特定した検出ができるとされている（例えば、特許文献２参照）。 On the other hand, as a failure detection method when a current control element such as an SSR (solid state relay) is turned OFF or ON, an energization detection that detects the output voltage or the presence or absence of the current control element as an ON / OFF signal. There is a method of detecting a current control element failure by determining that the circuit detection signal and the ON / OFF control signal of the current control element are in an asynchronous state. In this method, detection that distinguishes between a failure of the current control element and a disconnection failure of the heater, that is, detection that specifies a failure of the current control element can be performed (see, for example, Patent Document 2).
また、ヒータ電流を制御する半導体素子（例えばパワーＭＯＳ ＦＥＴ）に負荷電流に比例した信号電流が出力される機能を内蔵したものがあり、コントローラ側のマイクロコンピュータのアナログ入力ポートにより、信号電流の電流値を読み取り、負荷に異常電流が流れていないか監視することで、電流制御素子の故障やヒータの断線などを検出する方法も実用化されている。 In addition, there is a built-in function that outputs a signal current proportional to the load current in a semiconductor element that controls the heater current (for example, a power MOS FET). A method of detecting a failure of the current control element, a break in the heater, or the like by reading the value and monitoring whether an abnormal current flows through the load has been put into practical use.
しかしながら、前記特許文献２のような従来の構成では、車両用の採暖装置のように電源が直流であると、ヒータの一端が電源ラインに接続され、ヒータと直列に接続された電流制御素子の他端がＧＮＤに接続される場合は、電流制御素子が短絡故障であってもヒータが断線していても、電流制御素子の駆動信号がＯＮの時の通電検知信号は共にほぼ０Ｖとなる。そのため、ヒータと電流制御素子のどちらが故障しているかを判断できないという問題があった。
However, in the conventional configuration such as
また、ヒータの断線故障、電流制御素子のＯＦＦ故障、電流制御素子のＯＮ故障といった異なった故障を検出するためには、複数本の信号線を使用する必要がある。そのため、電流制御素子のみを座席側の採暖装置に内蔵する場合、ヒータと車体側の統合コントローラ間を繋げるハーネスの本数が増え、ハーネスのスペースや重量がアップするという問題もあった。 Further, in order to detect different failures such as heater disconnection failure, current control element OFF failure, and current control element ON failure, it is necessary to use a plurality of signal lines. Therefore, when only the current control element is built in the heating device on the seat side, there is a problem that the number of harnesses connecting the heater and the integrated controller on the vehicle body side increases, and the space and weight of the harness increase.
一方、負荷電流に比例した信号電流が出力される機能を内蔵した電流制御素子は、一般の電流制御素子比べかなり高価であり、尚且つ、負荷電流は電源電圧の変動に伴って変化するものである。そのため、負荷電流に比例した信号電流値も同様に変化することになり、コントローラ側のマイクロコンピュータのアナログ入力ポートにより取り込む場合は、電源電圧も同時に取り込み、異常の判定レベルを補正する必要がある。これにより、マイクロコンピュータの資源を大きく消費してしまう問題点があった。 On the other hand, a current control element having a function of outputting a signal current proportional to the load current is considerably more expensive than a general current control element, and the load current changes as the power supply voltage fluctuates. is there. For this reason, the signal current value proportional to the load current also changes in the same way, and when it is captured by the analog input port of the microcomputer on the controller side, it is necessary to simultaneously capture the power supply voltage and correct the abnormality determination level. As a result, there is a problem that the resources of the microcomputer are consumed greatly.
本発明はこのような従来技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、装置の故障状態を確実に検出し、故障信号のためのハーネスの増加を最小限に抑えたコストパフォーマンスに優れた車両用採暖装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve such problems of the prior art, and the object of the present invention is to reliably detect a failure state of a device and minimize an increase in harnesses for failure signals. Another object of the present invention is to provide a vehicle warming device with excellent cost performance.
前記目的を達成するべく、本発明の請求項１による車両用採暖装置は、少なくとも並列接続された２つのヒータＨ１及びヒータＨ２と、サブヒータＨＳと、過昇防止用サーモスタットＴＨと、電流制御素子Ｑ１とが直列接続されている車両用採暖装置において、前記ヒータＨ１又はヒータＨ２何れかの断線故障時、前記ヒータＨ１及びヒータＨ２両方の断線故障時、前記電流制御素子Ｑ１のＯＦＦ故障時、前記電流制御素子Ｑ１のＯＮ故障時及び前記過昇防止用サーモスタットＴＨの開路時の各異常状態に応じて、一本の出力線上に出力される電圧と、前記電流制御素子Ｑ１の駆動信号の組合せによって、前記異常状態の内容が判別されることを特徴とするものである。
又、請求項２記載の車両用採暖装置は、前記サブヒータＨＳと前記過昇防止用サーモスタットＴＨの接続点に、ダイオードＤ１を介して、前記ヒータＨ１及びヒータＨ２の電源電圧Ｖ０より低く、且つ、前記電圧Ｖ２とは異なる電圧Ｖ１が印加され、前記電源電圧Ｖ０の変動範囲内において、前記電圧１と前記電圧２の変動範囲が重複しないことを特徴とするものである。
又、請求項３記載の車両用採暖装置は、前記ヒータＨ１及びヒータＨ２と前記サブヒータＨＳとの接続点にトランジスタＱ２のベースが接続され、前記サブヒータＨＳと前記サーモスタットＴＨの接続点に前記トランジスタＱ２のエミッタが接続され、前記トランジスタＱ２のコレクタには前記ヒータＨ１及びヒータＨ２の電源電圧Ｖ０より低い電圧Ｖ２が印加され、前記サブヒータＨＳの抵抗値が、前記ヒータＨ１及びＨ２が断線していない状態で前記電流制御素子Ｑ１をＯＮしたときに、前記トランジスタＱ２がＯＮし、尚且つ、前記ヒータＨ１又はヒータＨ２何れかが断線したときに、前記トランジスタＱ２がＯＦＦするように選定されていることを特徴とするものである。
又、請求項４記載の車両用採暖装置は、前記過昇防止用サーモスタットＴＨと前記電流制御素子Ｑ１の接続点から出力される電圧Ｓ２、前記トランジスタＱ２のコレクタに入力される電圧Ｓ４、及び、前記ダイオードＤ１に入力される電圧Ｓ３とがＯＲ接続され、一本の出力線で出力されることを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, a warming device for a vehicle according to claim 1 of the present invention includes at least two heaters H1 and H2, connected in parallel, a sub-heater HS, a thermostat TH for overheating prevention, and a current control element Q1. Are connected in series, when the heater H1 or the heater H2 is disconnected, when both the heater H1 and the heater H2 are disconnected, when the current control element Q1 is OFF, the current According to the combination of the voltage output on one output line and the drive signal of the current control element Q1 according to each abnormal state at the time of ON failure of the control element Q1 and when the overheat prevention thermostat TH is opened, The content of the abnormal state is determined.
Further, in the vehicle warming device according to
Further, in the vehicle warming device according to claim 3, the base of the transistor Q2 is connected to a connection point between the heater H1 and the heater H2 and the sub heater HS, and the transistor Q2 is connected to a connection point between the sub heater HS and the thermostat TH. A voltage V2 lower than the power supply voltage V0 of the heater H1 and heater H2 is applied to the collector of the transistor Q2, and the resistance value of the sub heater HS is such that the heaters H1 and H2 are not disconnected. The transistor Q2 is turned on when the current control element Q1 is turned on, and the transistor Q2 is turned off when either the heater H1 or the heater H2 is disconnected. It is a feature.
The warming device for a vehicle according to claim 4 includes a voltage S2 output from a connection point between the overheat prevention thermostat TH and the current control element Q1, a voltage S4 input to a collector of the transistor Q2, and The voltage S3 input to the diode D1 is OR-connected and output through a single output line.
本発明では、モニター回路の出力と電流制御素子の駆動信号との組合せにより、複数のヒータの内何れかの断線故障、複数のヒータ全ての断線故障、電流制御素子のＯＦＦ故障、電流制御素子のＯＮ故障について、全て異なる故障状態として検出することができる。また、出力信号のケーブルは１本で良いため、ハーネスのスペースや重量を最小限に抑えることができる。さらに、電源電圧が変動しても故障状態ごとの出力信号レベルが重複しないため、コントローラ側のマイクロコンピュータのアナログ入力ポートから電源電圧の信号を取り込む必要がなく、マイクロコンピュータの資源の消費は極めて少なく済ますことができる。 In the present invention, by combining the output of the monitor circuit and the drive signal of the current control element, a disconnection failure of any of the plurality of heaters, a disconnection failure of all of the plurality of heaters, an OFF failure of the current control element, All ON failures can be detected as different failure states. Further, since only one output signal cable is required, the space and weight of the harness can be minimized. Furthermore, even if the power supply voltage fluctuates, the output signal level for each failure state does not overlap, so there is no need to take in the power supply voltage signal from the analog input port of the microcomputer on the controller side, and the consumption of microcomputer resources is extremely low. I can do it.
以下、図１を参照して本発明の実施の形態を説明する。本実施の形態は、本発明による車両用採暖装置を車両用座席に適用させたことを想定した例を示すものである。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment shows an example in which the vehicle warming device according to the present invention is applied to a vehicle seat.
車両用採暖装置は、並列接続された２つのヒータＨ１及びヒータＨ２と、サブヒータＨＳと、過昇防止用サーモスタットＴＨと、電流制御素子Ｑ１とからなり、前記ヒータＨ１及び／又はヒータＨ２の断線故障、前記電流制御素子Ｑ１のＯＦＦ故障、前記電流制御素子Ｑ１のＯＮ故障及び過昇防止用サーモスタットＴＨの開路の状態を、一本の出力線上に出力する。ヒータＨ１及びヒータＨ２、サブヒータＨＳ、サーモスタットＴＨ及び電流制御素子Ｑ１は直列接続されている。 The vehicle warming device includes two heaters H1 and H2, connected in parallel, a sub-heater HS, an overheat prevention thermostat TH, and a current control element Q1, and the heater H1 and / or the heater H2 is broken. The current control element Q1 OFF failure, the current control element Q1 ON failure, and the overheat prevention thermostat TH are output on a single output line. The heater H1, the heater H2, the sub heater HS, the thermostat TH, and the current control element Q1 are connected in series.
並列接続されたヒータＨ１及びヒータＨ２と、サブヒータＨＳとの接続点にトランジスタＱ２のベースを接続し、サブヒータＨＳとサーモスタットＴＨの接続点にトランジスタＱ２のエミッタを接続し、トランジスタＱ２のコレクタにはヒータの電源電圧Ｖ０を抵抗Ｒ３とＲ４で分圧した電圧Ｖ２を印加する。サブヒータＨＳの抵抗値は並列接続したヒータＨ１およびＨ２が断線していない状態で電流制御素子Ｑ１をＯＮした時に、トランジスタＱ２がＯＮし、尚且つヒータＨ１又はヒータＨ２の何れかが断線した時に、トランジスタＱ２がＯＦＦするように選定する。 The base of the transistor Q2 is connected to the connection point between the heaters H1 and H2 connected in parallel and the sub-heater HS, the emitter of the transistor Q2 is connected to the connection point between the sub-heater HS and the thermostat TH, and the collector of the transistor Q2 is connected to the heater A voltage V2 obtained by dividing the power supply voltage V0 is divided by resistors R3 and R4. The resistance value of the sub-heater HS is such that when the current control element Q1 is turned on in a state where the heaters H1 and H2 connected in parallel are not disconnected, the transistor Q2 is turned ON and either the heater H1 or the heater H2 is disconnected. The transistor Q2 is selected to be turned off.
サブヒータＨＳとサーモスタットＴＨの接続点に、ダイオードＤ１を介して、ヒータの電源電圧Ｖ０を抵抗Ｒ１とＲ２で分圧した電圧Ｖ１を印加する。電圧Ｖ１は、前記電圧Ｖ２とは異なるものである。 A voltage V1 obtained by dividing the heater power supply voltage V0 by the resistors R1 and R2 is applied to the connection point of the sub-heater HS and the thermostat TH via the diode D1. The voltage V1 is different from the voltage V2.
サーモスタットＴＨと電流制御素子Ｑ１の接続点の電圧信号Ｓ２はダイオードＤ２を介し出力される。電圧Ｖ１（抵抗Ｒ１と抵抗２の接続点）の電圧信号Ｓ３はダイオードＤ３を介し出力される。電圧Ｖ２（抵抗Ｒ３と抵抗４の接続点）の電圧信号Ｓ４はダイオードＤ４を介し出力される。ダイオードＤ２，Ｄ３，Ｄ４の出力をＯＲ接続することで、電圧信号Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４のうち、最も高い電圧の信号が出力される電圧となる。この電圧信号をＳ１とする。 The voltage signal S2 at the connection point between the thermostat TH and the current control element Q1 is output via the diode D2. A voltage signal S3 of the voltage V1 (a connection point between the resistor R1 and the resistor 2) is output via the diode D3. A voltage signal S4 of the voltage V2 (a connection point between the resistor R3 and the resistor 4) is output via the diode D4. By OR-connecting the outputs of the diodes D2, D3, D4, the voltage signal having the highest voltage among the voltage signals S2, S3, S4 is output. This voltage signal is S1.
車体側の統合コントローラにおいて、この電圧信号Ｓ１と、電流制御素子Ｑ１をＯＮ−ＯＦＦする駆動信号の検出を行う。そして、電圧信号Ｓ１の電圧レベルと駆動信号のＯＮ−ＯＦＦの組合せによって、ヒータＨ１又はヒータＨ２何れかの断線故障時、ヒータＨ１及びヒータＨ２両方の断線故障時、電流制御素子Ｑ１のＯＦＦ故障時、電流制御素子Ｑ１のＯＮ故障時及びサーモスタットＴＨの開路時の状態が判断されることになる。 In the integrated controller on the vehicle body side, the voltage signal S1 and a drive signal for turning on and off the current control element Q1 are detected. Then, depending on the combination of the voltage level of the voltage signal S1 and the ON / OFF of the drive signal, when the heater H1 or the heater H2 is disconnected, when both the heater H1 and the heater H2 are disconnected, when the current control element Q1 is OFF Thus, the state at the time of ON failure of the current control element Q1 and when the thermostat TH is opened is determined.
このように構成される車両用採暖装置について、ヒータ、電流制御素子、及びサーモスタットの状態と駆動信号のＯＮ−ＯＦＦにより、電圧信号Ｓ１の電圧レベルは以下のようになる。 In the vehicle warming device configured as described above, the voltage level of the voltage signal S1 is as follows depending on the state of the heater, the current control element, the thermostat, and the ON / OFF of the drive signal.
（状態１：ヒータ及び電流制御素子Ｑ１が正常、駆動信号がＯＮ）
ヒータＨ１，ヒータＨ２及び電流制御素子Ｑ１が正常で、駆動信号がＯＮの場合は、電流制御素子Ｑ１はＯＮするためＳ２の電圧は０Ｖとなる。同時に、Ｓ３はダイオードＤ１を介してグランドに接続されることから、Ｓ３の電圧は０Ｖとなる。また、トランジスタＱ２もベースからエミッタに電流が流れるため、トランジスタＱ２がＯＮし、トランジスタＱ２のコレクタ電圧は０Ｖとなり、Ｓ４の電圧も０Ｖとなる。結果的に出力Ｓ１は０Ｖとなる。
(State 1: heater and current control element Q1 are normal, drive signal is ON)
When the heater H1, the heater H2, and the current control element Q1 are normal and the drive signal is ON, the current control element Q1 is turned ON and the voltage of S2 becomes 0V. At the same time, since S3 is connected to the ground via the diode D1, the voltage of S3 becomes 0V. In addition, since a current also flows from the base to the emitter of the transistor Q2, the transistor Q2 is turned on, the collector voltage of the transistor Q2 is 0V, and the voltage of S4 is also 0V. As a result, the output S1 becomes 0V.
（状態２：ヒータ及び電流制御素子Ｑ１が正常、駆動信号がＯＦＦ）
ヒータおよび電流制御素子Ｑ１が正常で、駆動回路の入力がＯＦＦの場合は、電流制御素子Ｑ１がＯＦＦするためＳ２の電圧はヒータの印加電圧Ｖ０と等しくなる。同時に、Ｓ３はダイオードＤ１に電流が流れないため、Ｓ３の電圧はＶ１となる。また、トランジスタＱ２もベースからエミッタに電流が流れないため、トランジスタＱ２がＯＦＦし、トランジスタＱ２のコレクタＳ４の電圧はＶ４となり、Ｓ４の電圧もＶ２となる。Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４はＯＲ接続されているため、結果的に最も電圧の高いＶ０が出力Ｓ１となる。
(State 2: heater and current control element Q1 are normal, drive signal is OFF)
When the heater and the current control element Q1 are normal and the input of the drive circuit is OFF, the current control element Q1 is turned OFF, so the voltage at S2 is equal to the applied voltage V0 of the heater. At the same time, since no current flows through the diode D1 in S3, the voltage of S3 becomes V1. Also, since no current flows from the base to the emitter of the transistor Q2, the transistor Q2 is turned off, the voltage at the collector S4 of the transistor Q2 is V4, and the voltage at S4 is also V2. Since S2, S3, and S4 are OR-connected, V0 having the highest voltage is the output S1.
（状態３：電流制御素子Ｑ１がＯＮ故障、駆動信号がＯＮ）
電流制御素子Ｑ１がＯＮ故障した場合は、駆動回路の入力に拘わらず、電流制御素子Ｑ１は常時ＯＮのためＳ２の電圧は０Ｖとなる。同時に、Ｓ３もダイオードＤ１を介してグランドに接続されるため、Ｓ３の電圧は０Ｖとなる。また、トランジスタＱ２もベースからエミッタに電流が流れるため、トランジスタＱ２がＯＮし、トランジスタＱ２のコレクタ電圧は０Ｖとなり、Ｓ４の電圧も０Ｖとなる。結果的に出力Ｓ１は０Ｖとなる。
(State 3: Current control element Q1 is ON failure, drive signal is ON)
When the current control element Q1 has an ON failure, the voltage of S2 is 0V because the current control element Q1 is always ON regardless of the input of the drive circuit. At the same time, since S3 is also connected to the ground via the diode D1, the voltage of S3 becomes 0V. In addition, since a current also flows from the base to the emitter of the transistor Q2, the transistor Q2 is turned on, the collector voltage of the transistor Q2 is 0V, and the voltage of S4 is also 0V. As a result, the output S1 becomes 0V.
（状態４：電流制御素子Ｑ１がＯＮ故障、駆動信号がＯＦＦ）
前記状態３と同様、電流制御素子Ｑ１がＯＮ故障した場合は、駆動回路の入力に拘わらず、電流制御素子Ｑ１は常時ＯＮのためＳ２の電圧は０Ｖとなる。同時に、Ｓ３はダイオードＤ１を介してグランドに接続されるため、Ｓ３の電圧は０Ｖとなる。また、トランジスタＱ２もベースからエミッタに電流が流れるため、トランジスタＱ２がＯＮし、トランジスタＱ２のコレクタ電圧は０Ｖとなり、Ｓ４の電圧も０Ｖとなる。結果的に出力Ｓ１は０Ｖとなる。
(State 4: Current control element Q1 is ON failure, drive signal is OFF)
As in the state 3, when the current control element Q1 has an ON failure, the voltage of S2 is 0V because the current control element Q1 is always ON regardless of the input of the drive circuit. At the same time, since S3 is connected to the ground via the diode D1, the voltage of S3 becomes 0V. In addition, since a current also flows from the base to the emitter of the transistor Q2, the transistor Q2 is turned on, the collector voltage of the transistor Q2 is 0V, and the voltage of S4 is also 0V. As a result, the output S1 becomes 0V.
（状態５：電流制御素子Ｑ１がＯＦＦ故障、駆動信号がＯＮ）
電流制御素子Ｑ１がＯＦＦ故障した場合は、駆動回路の入力に拘わらず、電流制御素子Ｑ１は常にＯＦＦのためＳ２の電圧はヒータの印加電圧Ｖ０と等しくなる。同時に、Ｓ３はダイオードＤ１に電流が流れないため、Ｓ３の電圧はＶ１となる。また、トランジスタＱ２もベースからエミッタに電流が流れないため、トランジスタＱ２がＯＦＦし、トランジスタＱ２のコレクタＳ４の電圧はＶ２となり、Ｓ４の電圧もＶ２となる。Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４はＯＲ接続されているため、結果的に最も電圧の高いＶ０がモニター回路の出力Ｓ１となる。
(State 5: Current control element Q1 is OFF failure, drive signal is ON)
When the current control element Q1 has an OFF failure, the current control element Q1 is always OFF regardless of the input of the drive circuit, so that the voltage of S2 is equal to the applied voltage V0 of the heater. At the same time, since no current flows through the diode D1 in S3, the voltage of S3 becomes V1. Also, since no current flows from the base to the emitter of the transistor Q2, the transistor Q2 is turned OFF, the voltage at the collector S4 of the transistor Q2 is V2, and the voltage at S4 is also V2. Since S2, S3, and S4 are OR-connected, as a result, the highest voltage V0 becomes the output S1 of the monitor circuit.
（状態６：電流制御素子Ｑ１がＯＦＦ故障、駆動信号がＯＦＦ）
前記状態５と同様、電流制御素子Ｑ１がＯＦＦ故障した場合は、駆動回路の入力に拘わらず、電流制御素子Ｑ１は常にＯＦＦのためＳ２の電圧はヒータの印加電圧Ｖ０と等しくなる。同時に、Ｓ３はダイオードＤ１に電流が流れないため、Ｓ３の電圧はＶ１となる。また、トランジスタＱ２もベースからエミッタに電流が流れないため、トランジスタＱ２がＯＦＦし、トランジスタＱ２のコレクタＳ４の電圧はＶ２となり、Ｓ４の電圧もＶ２となる。Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４はＯＲ接続されているため、結果的に最も電圧の高いＶ０が出力Ｓ１となる。
(State 6: Current control element Q1 is OFF failure, drive signal is OFF)
As in the state 5, when the current control element Q1 has an OFF failure, the current control element Q1 is always OFF regardless of the input of the drive circuit, so that the voltage of S2 becomes equal to the applied voltage V0 of the heater. At the same time, since no current flows through the diode D1 in S3, the voltage of S3 becomes V1. Also, since no current flows from the base to the emitter of the transistor Q2, the transistor Q2 is turned OFF, the voltage at the collector S4 of the transistor Q2 is V2, and the voltage at S4 is also V2. Since S2, S3, and S4 are OR-connected, V0 having the highest voltage is the output S1.
（状態７：ヒータ片側断線故障、駆動信号がＯＮ）
ヒータの片側が断線故障し、駆動回路の入力がＯＮの場合は、電流制御素子Ｑ１はＯＮするためＳ２の電圧はＶ０となる。同時に、Ｓ３はダイオードＤ１を介してグランドに接続されるため、Ｓ３の電圧は０Ｖとなる。一方、ヒータＨ１とヒータＨ２の何れかが断線した時に、トランジスタＱ２がＯＦＦするようにサブヒータＨＳの抵抗値を選定してあることから、トランジスタＱ２はＯＦＦとなるため、トランジスタＱ２のコレクタ電圧はＶ２となり、Ｓ４の電圧もＶ２となる。Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４はＯＲ接続されているため、結果的に最も電圧の高いＶ２がモニター回路の出力Ｓ１となる。
(State 7: Heater one side disconnection failure, drive signal is ON)
When one side of the heater breaks down and the input of the drive circuit is ON, the current control element Q1 is ON and the voltage of S2 is V0. At the same time, since S3 is connected to the ground via the diode D1, the voltage of S3 becomes 0V. On the other hand, since the resistance value of the sub-heater HS is selected so that the transistor Q2 is turned off when either the heater H1 or the heater H2 is disconnected, the transistor Q2 is turned off, so that the collector voltage of the transistor Q2 is V2. Thus, the voltage of S4 is also V2. Since S2, S3 and S4 are OR-connected, V2 having the highest voltage is the output S1 of the monitor circuit.
（状態８：ヒータ片側断線故障、駆動信号がＯＦＦ）
ヒータの片側が断線故障し、駆動回路の入力がＯＦＦの場合は、駆動回路の入力がＯＦＦの場合は、電流制御素子Ｑ１がＯＦＦするためＳ２の電圧はヒータの印加電圧Ｖ０と等しくなる。同時に、Ｓ３はダイオードＤ１に電流が流れないため、Ｓ３の電圧はＶ１となる。一方、ヒータＨ１とヒータＨ２の何れかが断線した時に、トランジスタＱ２がＯＦＦするようにサブヒータＨＳの抵抗値を選定してあることから、トランジスタＱ２はＯＦＦとなるため、トランジスタＱ２のコレクタ電圧はＶ２となり、Ｓ４の電圧もＶ２となる。Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４はＯＲ接続されているため、結果的に最も電圧の高いＶ０が出力Ｓ１となる。
(State 8: Heater one side disconnection failure, drive signal is OFF)
When one side of the heater is broken and the input of the drive circuit is OFF, when the input of the drive circuit is OFF, the current control element Q1 is turned OFF and the voltage of S2 becomes equal to the applied voltage V0 of the heater. At the same time, since no current flows through the diode D1 in S3, the voltage of S3 becomes V1. On the other hand, since the resistance value of the sub-heater HS is selected so that the transistor Q2 is turned off when either the heater H1 or the heater H2 is disconnected, the transistor Q2 is turned off, so that the collector voltage of the transistor Q2 is V2. Thus, the voltage of S4 is also V2. Since S2, S3, and S4 are OR-connected, V0 having the highest voltage is the output S1.
（状態９：ヒータ両側断線故障、駆動信号がＯＮ）
ヒータの両側が断線故障し、駆動回路の入力がＯＮした場合は、電流制御素子Ｑ１はＯＮするものの、ベースの電圧が加わらないためＳ２の電圧は０Ｖとなる。同時に、Ｓ３はダイオードＤ１を介してグランドに接続されるため、Ｓ３の電圧は０Ｖとなる。一方、トランジスタＱ２はベースの電圧が加わらないことからＯＦＦとなるため、トランジスタＱ２のコレクタ電圧はＶ２となり、Ｓ４の電圧もＶ２となる。Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４はＯＲ接続されているため、結果的に最も電圧の高いＶ２が出力Ｓ１となる。
(State 9: Heater disconnection failure, drive signal is ON)
When the both sides of the heater are broken and the input of the drive circuit is turned on, the current control element Q1 is turned on, but the voltage of S2 is 0V because the base voltage is not applied. At the same time, since S3 is connected to the ground via the diode D1, the voltage of S3 becomes 0V. On the other hand, since the transistor Q2 is turned off because the base voltage is not applied, the collector voltage of the transistor Q2 is V2, and the voltage of S4 is also V2. Since S2, S3 and S4 are OR-connected, V2 having the highest voltage is the output S1.
（状態１０：ヒータ両側断線故障、駆動信号がＯＦＦ）
ヒータの両側が断線故障し、駆動回路の入力がＯＦＦの場合は、電流制御素子Ｑ１はＯＦＦし、ベースの電圧が加わらなくなるため、Ｓ２の電圧はヒータの印加電圧Ｖ０ではなく、ダイオードＤ１を介して電圧Ｖ１と等しくなる。同時に、ダイオードＤ３の出力Ｓ３もＶ１となる。また、トランジスタＱ２もベースからエミッタに電流が流れないため、トランジスタＱ２がＯＦＦし、トランジスタＱ２のコレクタの電圧はＶ２となり、Ｓ４の電圧もＶ２となる。Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４はＯＲ接続されているため、結果的にもっとも電圧の高いＶ１がモニター回路の出力Ｓ１となる。
(State 10: Heater disconnection failure, drive signal is OFF)
When both sides of the heater are broken and the input of the drive circuit is OFF, the current control element Q1 is turned OFF and the base voltage is not applied. Therefore, the voltage of S2 is not via the heater applied voltage V0 but via the diode D1. Is equal to the voltage V1. At the same time, the output S3 of the diode D3 becomes V1. Also, since no current flows from the base to the emitter of the transistor Q2, the transistor Q2 is turned OFF, the voltage at the collector of the transistor Q2 is V2, and the voltage at S4 is also V2. Since S2, S3, and S4 are OR-connected, as a result, the highest voltage V1 becomes the output S1 of the monitor circuit.
（状態１１：サーモスタットＴＨ開路、駆動信号がＯＮ）
サーモスタットが動作して開路の状態となり、駆動回路の入力がＯＮした場合は、電流制御素子Ｑ１はＯＮでもサーモスタットに電流が流れないため、Ｓ２の電圧は０Ｖとなる。一方、ダイオードＤ３の出力について、ダイオードＤ１に電流が流れないため、Ｓ３の電圧はＶ１となる。また、トランジスタＱ２もベースからエミッタに電流が流れないため、トランジスタＱ２はＯＦＦし、トランジスタＱ２のコレクタ電圧はＶ２となり、Ｓ４の電圧もＶ２となる。Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４はＯＲ接続されているため、結果的に最も電圧の高いＶ１が出力Ｓ１となる。
(State 11: Thermostat TH open, drive signal is ON)
When the thermostat is operated to be in an open circuit state and the input of the drive circuit is turned ON, no current flows through the thermostat even when the current control element Q1 is turned ON, so the voltage of S2 becomes 0V. On the other hand, regarding the output of the diode D3, since no current flows through the diode D1, the voltage of S3 is V1. Also, since no current flows from the base to the emitter of the transistor Q2, the transistor Q2 is turned off, the collector voltage of the transistor Q2 is V2, and the voltage of S4 is also V2. Since S2, S3, and S4 are OR-connected, as a result, the highest voltage V1 becomes the output S1.
（状態１２：サーモスタットＴＨ開路、駆動信号がＯＦＦ）
サーモスタットが動作して開路の状態となり、駆動回路の入力がＯＦＦした場合は、電流制御素子Ｑ１はＯＦＦなのでサーモスタットに電流が流れないため、Ｓ２の電圧は０Ｖとなる。一方、Ｓ３はダイオードＤ１に電流が流れないため、Ｓ３の電圧はＶ１となる。また、トランジスタＱ２もベースからエミッタに電流が流れないため、トランジスタＱ２はＯＦＦし、トランジスタＱ２のコレクタ電圧はＶ２となり、Ｓ４の電圧もＶ２となる。Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４はＯＲ接続されているため、結果的に最も電圧の高いＶ１が出力Ｓ１となる。
(State 12: Thermostat TH open, drive signal is OFF)
When the thermostat operates to be in an open circuit state and the input of the drive circuit is turned off, the current control element Q1 is turned off and no current flows through the thermostat, so the voltage of S2 becomes 0V. On the other hand, since no current flows through the diode D1 in S3, the voltage of S3 becomes V1. Also, since no current flows from the base to the emitter of the transistor Q2, the transistor Q2 is turned off, the collector voltage of the transistor Q2 is V2, and the voltage of S4 is also V2. Since S2, S3, and S4 are OR-connected, as a result, the highest voltage V1 becomes the output S1.
以上をまとめたものが表１となる。この表１の通り、モニター回路の出力Ｓ１と駆動信号のＯＮ−ＯＦＦの組合せによって、故障内容を判断することができる。 Table 1 summarizes the above. As shown in Table 1, the failure content can be determined by the combination of the output S1 of the monitor circuit and the ON / OFF of the drive signal.
図１においてヒータと直列接続された電流制御素子Ｑ１は、ＯＮ抵抗が小さいパワーＭＯＳ ＦＥＴの使用が望ましい。電圧Ｖ１及びＶ２はそれぞれ抵抗Ｒ１，Ｒ２およびＲ３，Ｒ４の抵抗値の選定によって設定されるが、電源電圧Ｖ０の変動範囲内において電圧Ｖ１と電圧Ｖ２の変動範囲が重複しないように設定する。
例えば、電圧Ｖ１をＶ１＝１/２×Ｖ０、電圧Ｖ２をＶ２＝１/４×Ｖ０と設定すると、一般的な車両における電源電圧Ｖ０の変動範囲（９〜１６Ｖ）における電圧Ｖ１、電圧Ｖ２の変化範囲は、Ｖ１＝４．５〜８Ｖ、Ｖ２＝２．２５〜４Ｖとなり重複させないようにできる。また、電流制御素子Ｑ１と駆動回路とモニター回路Ｃ１を同一基板上に実装して、基板自体を熱収縮チューブ等の絶縁物で被覆し、ヒータＨ１又はＨ２を配置する基材上に設置すると、取り付けが容易となる。
In FIG. 1, the current control element Q1 connected in series with the heater is preferably a power MOS FET having a small ON resistance. The voltages V1 and V2 are set by selecting the resistance values of the resistors R1, R2, R3, and R4, respectively, but are set so that the fluctuation ranges of the voltage V1 and the voltage V2 do not overlap within the fluctuation range of the power supply voltage V0.
For example, when the voltage V1 is set to V1 = 1/2 × V0 and the voltage V2 is set to V2 = 1/4 × V0, the voltage V1 and the voltage V2 in the fluctuation range (9 to 16V) of the power supply voltage V0 in a general vehicle are set. The change ranges are V1 = 4.5-8V and V2 = 2.25-4V so that they do not overlap. Further, when the current control element Q1, the drive circuit, and the monitor circuit C1 are mounted on the same substrate, the substrate itself is covered with an insulator such as a heat-shrinkable tube, and the heater H1 or H2 is disposed on the base material. Installation is easy.
サブヒータＨＳとサーモスタットＴＨは熱的に結合される位置に配置されることが好ましい。また、サーモスタットＴＨの動作温度については、例えば電流制御素子Ｑ１が制御不能になった場合において、ヒータが危険な温度になる手前で作動するように設定することが望ましい。 The sub-heater HS and the thermostat TH are preferably arranged at a position where they are thermally coupled. Further, the operating temperature of the thermostat TH is desirably set so that the heater operates before reaching a dangerous temperature when, for example, the current control element Q1 becomes uncontrollable.
サブヒータＨＳは、ヒータＨ１及びヒータＨ２としてコード状発熱体を使用する場合、このヒータＨ１及びヒータＨ２と同じコード状発熱体を適時な長さで使用すると製造上が容易となる。但し、これに限定されることは無く、一般的な公知のヒータを前記のようにサーモスタットＴＨの近傍に配置すれば良い。 In the case of using a cord-like heating element as the heater H1 and the heater H2, the sub-heater HS can be easily manufactured by using the same cord-like heating element as the heater H1 and the heater H2 with a proper length. However, the present invention is not limited to this, and a general known heater may be disposed in the vicinity of the thermostat TH as described above.
ヒータＨ１とヒータＨ２は、車両用座席に配置する場合、座席の座面側と背面側にそれぞれ配置するのが一般的であるが、このような態様に限定されない。例えば、座面を２分割し、一方にヒータＨ１、もう一方にＨ２を配置することも考えられる。また、ヒータＨ１、ヒータＨ２の他に、他のヒータを追加しても構わない。その場合、少なくとも２つのヒータが並列になっていれば良く、他のヒータは、ヒータＨ１又はヒータＨ２と並列に接続されても良いし、直列に接続されても良い。このような他のヒータを追加した場合、前記の「片側のヒータが断線」について、「一つのヒータが断線」と読み替えることができる。但し、他のヒータをヒータＨ１及びヒータＨ２と直列になるように接続すると、他のヒータのみが断線した場合でも全てのヒータが断線したものとして判断されることに留意する。 When the heater H1 and the heater H2 are disposed in the vehicle seat, they are generally disposed on the seat surface side and the back surface side of the seat respectively, but the present invention is not limited to such a mode. For example, it is conceivable to divide the seat surface into two parts and to arrange the heater H1 on one side and H2 on the other side. In addition to the heaters H1 and H2, other heaters may be added. In that case, it is only necessary that at least two heaters are in parallel, and the other heaters may be connected in parallel with the heater H1 or the heater H2, or may be connected in series. When such other heaters are added, the “one heater is disconnected” can be read as “one heater is disconnected”. However, it should be noted that if other heaters are connected in series with the heaters H1 and H2, even if only the other heaters are disconnected, it is determined that all the heaters are disconnected.
以上詳述したように本発明によれば、装置の故障状態を確実に検出し、故障信号のためのハーネスの増加を最小限に抑えた車両用採暖装置を得ることができる。この採暖装置は、自動車，自動二輪車，自転車，スノーモービル，各種輸送用車両，各種農耕用車両，各種土木建設用重機といった車両において使用することができ、座席、ステアリング、肘掛け、マット、仮眠用毛布などといった部品内に配置されて採暖に供されるものである。 As described above in detail, according to the present invention, it is possible to obtain a vehicle warming device that reliably detects a failure state of the device and minimizes an increase in harness for a failure signal. This warming device can be used in vehicles such as automobiles, motorcycles, bicycles, snowmobiles, various transportation vehicles, various agricultural vehicles, various civil engineering heavy equipment, seats, steering, armrests, mats, nap blankets. It is arranged in a part such as and is used for heating.
Ｄ１〜Ｄ４ ダイオード
Ｈ１，Ｈ２ ヒータ
ＨＳ サブヒータ
Ｑ１ 電流制御素子
Ｑ２ トランジスタ
ＴＨ サーモスタット
D1-D4 Diode H1, H2 Heater HS Sub-heater Q1 Current control element Q2 Transistor TH Thermostat
Claims (4)
前記ヒータＨ１又はヒータＨ２何れかの断線故障時、前記ヒータＨ１及びヒータＨ２両方の断線故障時、前記電流制御素子Ｑ１のＯＦＦ故障時、前記電流制御素子Ｑ１のＯＮ故障時及び前記過昇防止用サーモスタットＴＨの開路時の各異常状態に応じて、一本の出力線上に出力される電圧と、前記電流制御素子Ｑ１の駆動信号の組合せによって、前記異常状態の内容が判別されることを特徴とする車両座席用採暖装置。 In the vehicle warming device in which at least two heaters H1 and H2, connected in parallel, the sub-heater HS, the overheat prevention thermostat TH, and the current control element Q1 are connected in series.
When the heater H1 or the heater H2 is disconnected, when both the heater H1 and the heater H2 are disconnected, when the current control element Q1 is OFF, when the current control element Q1 is ON According to each abnormal state when the thermostat TH is opened, the content of the abnormal state is determined by a combination of a voltage output on one output line and a drive signal of the current control element Q1. A warming device for a vehicle seat.
前記電源電圧Ｖ０の変動範囲内において、前記電圧Ｖ１と前記電圧Ｖ２の変動範囲が重複しないことを特徴とする請求項１記載の車両用採暖装置。 A voltage V1 that is lower than the power supply voltage V0 of the heaters H1 and H2 and different from the voltage V2 is applied to a connection point between the sub-heater HS and the overheat-preventing thermostat TH via the diode D1.
2. The vehicle warming device according to claim 1, wherein the fluctuation ranges of the voltage V <b> 1 and the voltage V <b> 2 do not overlap within the fluctuation range of the power supply voltage V <b> 0.
前記サブヒータＨＳの抵抗値が、前記ヒータＨ１及びＨ２が断線していない状態で前記電流制御素子Ｑ１をＯＮしたときに、前記トランジスタＱ２がＯＮし、尚且つ、前記ヒータＨ１又はヒータＨ２何れかが断線したときに、前記トランジスタＱ２がＯＦＦするように選定されていることを特徴とする請求項１記載の車両用採暖装置。 The base of the transistor Q2 is connected to the connection point of the heaters H1 and H2 and the sub heater HS, the emitter of the transistor Q2 is connected to the connection point of the sub heater HS and the thermostat TH, and the collector of the transistor Q2 is connected to the collector of the transistor Q2. A voltage V2 lower than the power supply voltage V0 of the heaters H1 and H2 is applied,
When the current control element Q1 is turned on when the resistance value of the sub-heater HS is not disconnected from the heaters H1 and H2, the transistor Q2 is turned on, and either the heater H1 or the heater H2 is turned on. 2. The vehicle warming device according to claim 1, wherein the transistor Q2 is selected to be turned off when it is disconnected.
Priority Applications (1)
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