JP3492370B2 - 自動車のシート用電気暖房設備を作動させる方法及び回路装置 - Google Patents

自動車のシート用電気暖房設備を作動させる方法及び回路装置

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JP3492370B2
JP3492370B2 JP50123595A JP50123595A JP3492370B2 JP 3492370 B2 JP3492370 B2 JP 3492370B2 JP 50123595 A JP50123595 A JP 50123595A JP 50123595 A JP50123595 A JP 50123595A JP 3492370 B2 JP3492370 B2 JP 3492370B2
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    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00271—HVAC devices specially adapted for particular vehicle parts or components and being connected to the vehicle HVAC unit
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車のシート用電気暖房設備を作動させ
る方法であって、始動後の第１段階において、暖房され
ていない自動車のシートを、最大に使用可能な加熱電力
または最大許容加熱電力で加熱し、所定の加熱時間また
は加熱温度に達した後に調節作動または制御作動に切換
えるようにした前記方法及び回路装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】 この種の方法及び対応する回路装置は、例えば特許文
献１に記載されている。 この種の自動車のシート用電気暖房設備に要求される
基本的なことは、暖房が効いているという主観的な気
分、即ち暖かいという気分とその結果得られるシートの
快適性とを始動後できるだけ早く利用者に感じさせるこ
とである。従ってシート暖房設備の始動後は、通常どお
り最高加熱電力で作動させる必要があるが、所望の温度
に達した後は、加熱電力を低下させた状態でこの温度を
一定に保持し、オーバーヒートが防止されるようにしな
ければならない。
【０００３】 このような要求を実現するため、この種のシート暖房
設備を作動させるための種々の方法がある。最も簡単な
例は、電力をコンスタントに供給して暖房を行うことで
あり、この場合ある程度時間が経過すると、供給された
電力と、熱の放射及び伝導により放出される熱出力との
間に平衡状態が生じる。この方法の基本的な欠点は、電
力の供給が所望の前記平衡状態に対応していなければな
らないので、高い初期加熱電力で作動できないこと、他
方シートの個々の特性及び利用者の希望を考慮できない
ことである。
【０００４】 特定の目標温度に到達した後に加熱電力を制限するた
め、バイメタルサーモスタットまたは同様のサーモスタ
ットを使用することも可能であるが、この種の調節シス
テムは切換え公差が大きい。
【０００５】 より快適なのは２点調節型のシステムであり、この場
合実際温度を検知するためにシート暖房領域を温度セン
サで監視することが可能であり、或いは例えば加熱素線
の抵抗・温度勾配を考慮して調節器入力信号を導出する
ことが可能である。
【０００６】 温度センサを備えた前者のシステムは、この種の温度
センサを必要とすることにより付加的なコストを要する
のが欠点である。というのも、温度センサ自身を別個の
部品として組み込まねばならず、他方加熱素子、加熱素
子のケーブルハーネスに至る接続個所、及び差し込みプ
ラグや接続端子の内部に供給導線を必要とするからであ
る。また、加熱素線の抵抗・温度勾配を検知する後者の
方法はかなりの構造上のコストを生じさせ、快適性に対
するより高度な要求に適うものではない。
【０００７】 結局のところ、温度の実際値を検知するようにしたす
べての調節方法における基本的な欠点は、シート表面で
の温度測定を実施できないこと、つまり利用者が暖房の
効果を実際に感知する場所での温度測定を実施できない
ことである。従ってこの種のシステムはそれぞれのシー
トに対して個別に同調して作動するものではなく、例え
ば比較的薄い布製クッション或いは比較的厚い革製クッ
ションに応じて作動するものではなく、また利用状態、
即ち作動初期において利用者が着座していることを考慮
してこれに個別に同調して作動するものでもなく、さら
にはそれぞれの利用者にとって快適な温度という観点に
たって作動するものでもない。
【０００８】 非常に重要な他の観点は、この種のシート暖房設備の
制御装置または調節装置においてますます重要になって
きていることであるが、自動車の製造者が特定の車種に
対して形状及び表面特性に関し時に全く異なったシート
を提供し、他方経済的及び製造技術上の理由から、シー
ト暖房設備と制御装置とを一体製造型の完全なモジュー
ルとして関連づけることに関心がある点である。このよ
うな競合する要求によって、同一の自動車製造ライン内
でシート暖房設備の加熱特性及び暖房特性を個々の種類
のシートに最適に適合させることは従来不可能であっ
た。
【０００９】
【特許文献１】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】 本発明の課題は、本発明はこの点に鑑み、ケーブルの
敷設及び車両側での接続を低コストにし、個々のシート
の種類に関しても、また利用者に関しても個別に高程度
に適応できるような方法及び回路装置を提供することで
ある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この課題は、本発明によれば、所定の加熱時間または
加熱温度に達した後に、不揮発性メモリに記憶されてい
る特性フィールドまたはテーブルフィールドに依存して
加熱電力をマイクロプロセッサにより次のように予め設
定すること、即ちサイズ、クッション性、表面特性等に
関して異なっているシートに対して、シート面または背
もたれ面の表面における所望のシート温度に依存して最
適に供給される加熱電力または加熱時間を実験的に調べ
て、不揮発性メモリに記憶するように、且つ加熱される
ぞれぞれのシートの特性に関するコードをマイクロプロ
セッサにより検出し、検出したコードに応じて、特性フ
ィールドまたはテーブルフィールドから特性曲線または
テーブルをマイクロプロセッサにより選出するように、
且つ加熱されるぞれぞれのシートに対する加熱電力の供
給を、前記選出された特性曲線またはテーブルに応じて
行うように予め設定すること、加熱されるべきシート
を、シリアルインターフェースを介する制御により確定
することによって解決される。
【００１２】 この場合、加熱電力の供給は公知の方式にしたがって
配量することができる。即ち、例えば電圧変化、パルス
幅、パルス周波数、或いは調節特性を記憶させた２点型
調節器を介して配量することができる。
【００１３】 本発明による解決法は、温度の測定すら行わないにも
かかわらず、全く異なるシートに対してもその表面にお
いて最適な温度特性が達成できるという意味では全く新
規な解決法である。十分に独立した、容易に組立可能な
モジュールとしてのシート暖房装置及び制御装置の製造
は、かなり容易になる。
【００１４】 本発明の他の構成に従って、室温、外温、シート面下
側の測定温度、着座状態、自動車の作動状態、自動車バ
ッテリーの作動状態及び負荷、特に搭載電力網のその都
度の電圧状態のような作動データを検出して、特性曲線
またはテーブルの選出時に考慮するようにしてもよい。
このようなデータの考慮を、例えばバッテリーが極度に
負荷されているエンジンを始動させている間、シート加
熱の電力取り出しを完全に中断することに関連させても
よい。さらに、バッテリーが弱化している場合、或いは
後部窓ガラスヒーター及びランプのような他の消費装置
により一時的に極度に負荷されている場合は、電力の取
り出しを減少または中断させることができる。
【００１５】 温度実際値の測定とは独立に、選出した特性曲線また
はテーブルだけに依存して、電力供給の制御を切換えの
時点から行うのが特に有利である。温度センサを使用し
て調節を行うのとは異なってこのような制御を実現する
と、本発明による方法の利点が特に発揮される。なぜな
ら、温度測定センサ及び測定値フィードバックのための
すべての回路技術的コスト及び配線コストがかからない
からである。モデルシートに関してそのシート面及びシ
ート面の各個所に関しても行われる実験的な測定に基づ
き、対応する特性曲線またはテーブルを記憶させること
によって最適な暖房特性を達成することが可能である。
【００１６】 さらに、好ましい構成によれば、マイクロプロセッサ
は、利用者による温度目標値設定に依存して特性曲線ま
たはテーブルを選出する。これにより、利用者によって
温度感覚が時に非常に異なることが考慮され、その結果
公知の態様で入力装置を用いて個別の温度値を設定する
ことができる。
【００１７】 マイクロプロセッサが、個々の利用者に対し個別に入
力され記憶された利用者コードに依存して特性曲線また
はテーブルを選出することによって、特に優れた快適性
が達成される。従って、特定の利用者がその人にとって
最適なものとして設定した温度または温度分布は、この
人が自動車を利用するたびに設定される。このことは、
特性曲線またはテーブルの選出が、利用者に関連したシ
ートポジションコードと組み合わされているようにして
好都合に行われる。この場合、シートポジションを利用
者コードに応じてサーボモータを介して設定するという
多くの自動車において既に採用されていることが活用さ
れる。
【００１８】 最後に、最初の加熱段階の切換えを、検知されたシー
トコードに依存してマイクロプロセッサにより行うこと
もできる。従ってシートに対する適合は、第２制御段階
においてばかりでなく、加熱段階の継続時間または最終
温度に関しても行われる。
【００１９】 前記の課題は、次のような自動車のシート用電気暖房
設備の加熱装置を制御または調節するための回路装置に
よっても解決され、即ちマイクロプロセッサと、多数の
加熱特性曲線または加熱テーブルが選出可能に記憶され
ている不揮発性メモリとが設けられ、制御されるべきシ
ートを確定するためにシリアルインターフェースが設け
られている前記回路装置によっても解決される。
【００２０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態を添付の図面を用いて詳細に
説明する。 図１には、シートクッション２と背もたれクッション
３とを有する自動車のシート１が図示されている。利用
者４は、シートクッション１と背もたれクッション３の
表面５に接触している。この場合、シート暖房用の加熱
素線６が前記表面５から間隔を持って延びており、この
ことから、本発明が対象とするところの調節・制御問題
が生じる。
【００２１】 本発明による制御方法を実現するため、図２に図示し
た、以下に述べるような回路が用いられる。 自動車の端子KL15,KL31のバッテリー電圧UBは、ダイ
オードD1を介して平滑コンデンサC1に印加される。平滑
コンデンサC1は、VDR保護回路と５ボルト電圧調節器REG
とを有している。電圧調節器REGは、コンデンサC2にた
いして、マイクロコンピュータMC（例えばMD68HC05P8タ
イプのマイクロコンピュータ）及びゲート回路用の作動
電圧を供給する。
【００２２】 マイクロコンピュータMC用の発振器としてセラミック
オシレータKSが用いられる。セラミックオシレータKS
は、二つのコンデンサC3とC4を介してアースされ、且つ
マイクロコンピュータオシレータのピンXTAL1とXTAL2に
接続されている。
【００２３】 マイクロコンピュータMCのRESは、放電ダイオードD2
を備えたコンデンサC5を介して結線されている。 自動車の始動装置を操作するための始動信号は、自動
車の端子KL50からでて、ツェナーダイオードZ1とコンデ
ンサC6とを備えた抵抗器R1を介して、マイクロコンピュ
ータ・ピンポートP1.0に印加される。バッテリー電圧UB
は、分圧器R2,R3,R4に印加される。ツェナーダイオード
Z2は、高い入力電圧をマイクロコンピュータ入力部AN0
の最大値である５ボルトに制限する。
【００２４】 コンデンサC7を介して印加電圧値が平滑にされる。 シートの温度は、温度に依存する抵抗器R5を介して検
知される。抵抗器R5は、分圧器R6を介して５ボルトに印
加されている。
【００２５】 アナログ・デジタル変換器入力部として入力部AN1が
用いられる。マイクロコンピュータMC内でのアナログ・
デジタル変換の参照電圧として、マイクロコンピュータ
入力部UADREFの５ボルト電圧が用いられる。
【００２６】 シート暖房の加熱素線６は、マイクロコンピュータの
出力部とｎチャンネルFETトランジスタFET1とを介して
直接切換えられる。安全上の理由から、加熱トランジス
タを接続するための、１−０−１−０または０−１−０
−１のコード基準値CODEが予め設定されている。加熱ト
ランジスタの接続は、ピンP0.0ないしP0.3から出てい
る、図示されたNOT−EXOR−NORコンビネーションを介し
て行なわれる。この論理回路CODEをマイクロコンピュー
タMC内に組み込んでもよい。
【００２７】 PIN P1.1に１−信号が印加されると、シートをその構
造、種類及び大きさに関して特徴づけているシート識別
番号がマイクロコンピュータMCに供給される。データ入
力は、シリアルインターフェースCANを介して行なわれ
るが、マイクロコンピュータMCのポートP0.0ないしP0.7
を介して行なってもよい。
【００２８】 本発明による制御態様を、図３に図示したフローチャ
ートを用いて詳細に説明する。なお、以下の説明で
〔 〕で示したステップを、フローチャートのそれぞれ
のブロックの右上に記入した。
【００２９】 〔１〕では、シート識別番号をマイクロコンピュータ
MCの内部のEEPROMメモリに入力するか、或いは作動プロ
グラムを終了するかどうかが決定される。
【００３０】 〔２〕では、シート識別番号を０及び255の間の値と
して、シリアルインターフェース（例えばIICインター
フェース）を介して、または例えばポートP0.0ないしP
0.7のような一つのポートを介して入力する。
【００３１】 〔３〕では、シート温度が測定され、これに対応して
表から時間値が取り出される。この時間値は、シート識
別番号に対応している表のなかの、電流実効値ごとに消
費されるべき加熱電流パルスの数量に対応している。
【００３２】 シートが非常に冷えている場合には、パルス数は大き
く、シートが暖かい場合にはパルス数はほぼ０である。
以後、作動プログラムは進行しない。
【００３３】 〔４〕では、EEPROMから、それぞれのシートに適合す
る電流・時間面積を図４の特性曲線に従って与えるよう
なテーブルが調べられる。テーブルポインタは０を指
す。
【００３４】 〔５〕では、電流・時間テーブルから、テーブルポイ
ンタに対応した値が取り出される。この値は作動電圧
（例えば12V）に関係しており、電圧がこれよりも高い
場合には低い値に補正され、低い場合には大きな値に補
正される。
【００３５】 〔６〕では、作動電圧が測定され、補正係数がテーブ
ルから調べられる（変更は、電圧に関し２乗で行なわれ
る）。 〔７〕では、ｎチャンネルFETトランジスタFET1が通
電される。
【００３６】 〔８〕では、補正されたパルス通電時間が消費され
る。
〔９〕では、ｎチャンネルFETトランジスタFET1を遮
断する。 〔10〕では、温度測定によって予め与えられるパルス
数（温度が低い場合には大きく、温度が高い場合には小
さい）を１だけ大きくする。
【００３７】 〔11〕では、始動装置が通電されているか、或いはバ
ッテリー電圧UBが例えば９ボルト以下であるかどうかが
試問される。該当する場合には、〔17〕に従ってステッ
プが分岐する。FETトランジスタFET1は、始動装置が再
び遮断されるまでの間オフにされる。これにより、シー
ト暖房装置と始動装置とが同時に通電することによるバ
ッテリーの過負荷が避けられる。
【００３８】 〔12〕では、ブロック13と６を終了させるための短い
時間を差し引いた休止時間が終了する。 〔13〕では、同じ電流テーブル値を持ったパルスが終
了したかどうかの判定が行なわれる。
【００３９】 〔14〕でパルスカウンタを０にセットする。 〔15〕では、テーブル値を増大させる。このテーブル
値は、例えば電流・時間値にたいしては64である。Ｚ＝
Ｚ＋１によりテーブルポインタを１だけ大きくする。
【００４０】 〔16〕では、０から63までのすべての記憶場所が終了
した場合、シート加熱における電流・時間面積が完全に
終了する。この作動プログラムから以後の再加熱用のプ
ログラムへ移行する。この場合再加熱は２点または３点
制御のもとに行なわれ、或いは終了したテーブルに応じ
て制御してもよい。
【００４１】 〔17〕では、固定時間が終了する。 〔18〕では、例えばエンジンの始動が非常に長く継続
している場合に、電流・時間面積のためのテーブルポイ
ンタ値を１だけ小さくする。次に、電流実効面積の一部
または全体を反復させる。
【００４２】 図４において、Ｘ軸は時間ｔを、Ｙ軸はシート暖房装
置の加熱素線の電気消費量Ｐを、Ｚ軸は、関与したすべ
てのクッション材の総合パラメータとして温度・全貫流
抵抗値を示している。
【００４３】 プログラミング可能なテーブルにおいて考慮される、
図示していない第４の成分として、周囲温度を次のよう
に考慮することができ、即ち外温が高い場合には、最大
加熱電力で行なわれる初期加熱過程を短縮し、或いは抑
制するように考慮することができる。このようにして、
空調条件が特に暑い場合の、安全性を犯すような、また
は快適性を制限するような超過温度が避けられる。
【００４４】 通常の場合、特性範囲は常に最大に可能な加熱電力P1
を示す。この最大に可能な加熱電力P1は、時点t0での加
熱過程当初において、加熱素線の固定抵抗値と実際のポ
ート電圧とから得られる。
【００４５】 この初期の最大加熱電力P1は、時点t1まで不変に維持
される。この場合、時点t1までに達する時間は、全貫流
抵抗値の関数及び周囲温度の影響量である。
【００４６】 時点t1から時点t2までは、加熱電力が制御または調節
されて低減し、その結果時点t2において、予めプログラ
ミングされたシート温度、または個々に利用者によって
予め設定可能なシート温度に達する。このシート温度
は、さらに加熱電流パルスにより制御または調節されて
一定に保持される。
【００４７】 例示した特性曲線は、時点t2の全貫流抵抗値と周囲温
度にたいする依存性を時点t1のそれに対応させて図示し
たものであるが、必ずしもこれに限定する必要はない。 図面の簡単な説明
【図１】 シート暖房設備を備えた自動車のシートの一部破断側
面図である。
【図２】 本発明によるシート加熱制御用回路装置のブロック図
である。
【図３】 本発明による制御方法を説明するためのフローチャー
トである。
【図４】 本発明にしたがって制御用に記憶され、且つ制御デー
タを呼び出すための特性曲線フィールドを示す図であ
る。
【符合の説明】
１ シート ２ シートクッション ３ 背もたれクッション ４ 利用者 ５ 背もたれクッションの表面 ６ 加熱素線
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−184612（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−302292（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−23247（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−116590（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−32419（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B60H 1/00 - 3/06 G05D 23/19

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】自動車のシート用電気暖房設備を作動させ
    る方法であって、始動後の第１段階において、暖房され
    ていない自動車のシート（１）を、最大に使用可能な加
    熱電力または最大許容加熱電力で加熱し、所定の加熱時
    間または加熱温度に達した後に調節作動または制御作動
    に切換えるようにした前記方法において、 所定の加熱時間または加熱温度に達した後に、不揮発性
    メモリに記憶されている特性フィールドまたはテーブル
    フィールドに依存して加熱電力をマイクロプロセッサ
    （MC）により次のように予め設定すること、即ち サイズ、クッション性、表面特性等に関して異なってい
    るシート（１）に対して、シート面または背もたれ面の
    表面における所望のシート温度に依存して最適に供給さ
    れるべき加熱電力または加熱時間を実験的に調べて、不
    揮発性メモリに特性曲線またはテーブルとして記憶する
    ように、且つ 加熱されるそれぞれのシート（１）の特性に関するコー
    ドをマイクロプロセッサ（MC）により検出し、検出した
    コードに応じて、特性フィールドまたはテーブルフィー
    ルドから特性曲線またはテーブルをマイクロプロセッサ
    により選出するように、且つ 加熱されるそれぞれのシートに対する加熱電力の供給
    を、前記選出された特性曲線またはテーブルに応じて行
    うように、 予め設定すること、 加熱されるべきシート（１）を、シリアルインターフェ
    ースを介する制御により確定することを特徴とする方
    法。
  2. 【請求項２】室温、外温、シート面下側の測定温度、利
    用者（４）によるシート（１）の着座、自動車の作動状
    態、自動車バッテリーの作動状態及び負荷、特に搭載電
    力網のその都度の電圧状態のような作動データを検出し
    て、特性曲線またはテーブルの選出時に考慮することを
    特徴とする、請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】温度実際値の測定とは独立に、選出した特
    性曲線またはテーブルだけに依存して、電力供給の制御
    を切換えの時点から行うことを特徴とする、請求項１に
    記載の方法。
  4. 【請求項４】マイクロプロセッサ（MC）は、利用者
    （４）による温度目標値設定に依存して特性曲線または
    テーブルを選出することを特徴とする、請求項１に記載
    の方法。
  5. 【請求項５】マイクロプロセッサ（MC）は、個々の利用
    者に対し個別に入力され記憶された利用者コードに依存
    して特性曲線またはテーブルを選出することを特徴とす
    る、請求項１に記載の方法。
  6. 【請求項６】特性曲線またはテーブルの選出が、利用者
    に関連したシートポジションコードと組み合わされてい
    ることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
  7. 【請求項７】最初の加熱段階の切換えを、検知されたシ
    ートコードに依存してマイクロプロセッサ（MC）により
    行うことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
  8. 【請求項８】自動車のシート用電気暖房設備の暖房装置
    を制御または調節するための回路装置であって、請求項
    １から７までのいずれか一つに記載の方法を実施するた
    めの回路装置において、 マイクロプロセッサ（MC）と、所望のシート温度に依存
    して多数の加熱特性曲線または加熱テーブルが選出可能
    に記憶されている不揮発性メモリとが設けられ、その際
    シート暖房装置の加熱素線（６）が、マイクロプロセッ
    サ（MC）の出力部とｎチャンネルFETトランジスタとを
    介して直接切換えられ、調整作動または制御作動の間、
    加熱電力を前記選出された特性曲線またはテーブルに応
    じて決定するようにしたこと、 制御されるべきシート（１）を確定するためにシリアル
    インターフェースが設けられていることを特徴とする回
    路装置。
JP50123595A 1993-06-03 1994-05-18 自動車のシート用電気暖房設備を作動させる方法及び回路装置 Expired - Fee Related JP3492370B2 (ja)

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