JPS6152108A - 電気調整装置用の保護回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電動機によって駆動される自動車シートの少な
くとも１つの手動制御可能の調整装置のための保護回路
に係わる。

〔従来技術、および発明が解決しようとする問題劇公知
のこのａ調整装置では電動機、導線及びスイッチを保護
するのにヒユーズが使用される。しかし、ヒユーズによ
って得られる保護効果は各モータを別々罠採掘しなけれ
ばならない多重調整装置を装備したシートの場合だけで
なく、単一調整装置だけの場合でも不充分である。ヒユ
ーズの応答値はひんばんに取替えなくてもすむようにで
きるだけヒユーズが応答しないように設定しなければな
らない。従って、比較的高い電流でも流れることができ
、その結果として熱負荷が増大したシ、制止片によって
調整範囲を制限される調整装置の場合には電動機の高い
静止トルクによシ機械的負荷も増大する。高電流はまた
、導線の断面積が極度に大きくなるのを避けねばならな
い多重調整装置の場合、個々の電動機の回路を、すべて
の回路に共通な部分において別々の導線で形成しなけれ
ばならないという結果を招く。このことは何よシもまず
、多＠楊合シートの側方に設けられる手動スイッチに至
る導線の配置及び取付けを複雑化する。上記問題は個々
の調整装置と連携する手動スイッチを、一度にいずれか
１つのスイッチだけを作動させることができるように相
互に機械的にロックすることによシ解決できる。しかし
、このようなスイッチは製造コストが高くつき、しかも
誤動作し易い。また、シート高調整の場合しばしば必要
となるように２つの調整装置を同時に作動させることが
できなくなる。

本発明の目的は電動機に駆動される自動車シートの少な
くとも１つの手動制御可能な調整装置のための、コスト
を極力低く抑えながらも電流を規定値に制限することを
可能にするヒユーズなし保護回路を提供することにある
。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明においては、電動機によって駆動される自動車シ
ートの少なくとも１つの手動制御可能の調整装置のため
の保護回路において、電流または瞬間的に流れるすべて
の電流の総量に対応する出力電圧を有する電流センサと
、１！流センサの所定の出力電圧値に応答するリミット
スイッチ段、および、電動機の回路中にあって限界値を
越えた時リミットスイッチ段によって閉成状態から開放
状態に切換えられるスイッチ、を具備することを特徴と
する保護回路が提供される。

リミットスイッチ段の応答値は簡単な手段を利用して所
期の値に極めて正確に設定でき、電流センサ出力電圧は
常時リミットスイッチ段入方に供給されるから、最大許
容電流を設定することができる。この値を超過すると、
極めて正確に電流をしゃ断することができる。この電流
し中断は電流センサ出力電圧がもはや上限値を超過しな
くなるや否や再び回路を自動的に閉じることのできるス
イッチによって行われるから、調整装置を再び作動可能
状態にするノヒめドライバがなんらかの操作を加える必
要はない。再び自動的に解波される短かい電流しゃ断は
問題とならないから、電流制限値をヒユーズを利用する
作置方式の場合よシもはるかに低く設定できる。従って
、本発明の保護回路は電動機、スイッチ及び導線を熱的
過負荷から確実に保護することができる。また、１！流
制限によ少、モニターされる１区動機の静止トルクを正
確に制限することができるから、調整範囲の末端におい
てモータを即時停止させることができない場合、調整範
囲を制限する制止片に作用する力を確実に制限すること
ができる。原則として電流限界を、同時に通電されて調
整動作を行う２つの調整装置の電流消費量よシも病い値
に設定できるから、複数の調整装置を仮設し、少なくと
も２つの調整装置を同時作動させねばならない場合にも
本発明の保護回路を利用できる。この場合、電流限界は
例えば２つの電動機に同時に始動電流が供給されるか、
またはドライバが３つ以上の調整装置に同時に通電しよ
°うとする場合にだけし中断が起こるように設定すれば
よい。このように電流限界を設定すれば、すべての回路
に共通な部分において熱的過負荷の発生をおそれること
なく通常断面サイズの導線を使用することも可能となる
。また、個々の調整装置と連携するスイッチをロックす
る必要もなくなる。原則として、個々の調整装置を順次
に利用する方がシート調整を極めて容易に達成できるか
ら、上限値に達してすべての電動機回路が自動的にし中
断されるように構成してもシートの調整には全く支障が
ない。

好ましい実施例においては例えば電動機が通電された時
に発生し易い短時間の電流ピークがその持続時間が短い
ため電流上限値よシも高い値であるにも拘らずヒユーズ
を応答させず、その結果、リミットスイッチ段が作用し
ないままとなるのを防止するため、遅延回路を設ける。

この防止策に・必要な時間遅延は極めて小さいから、原
因が短時間の電流ピーク以外にある場合、電動機回路の
開放に重大な影響を及ぼすことはない。

好ましい実施例においては、この遅延回路は電流力鳴界
値を超えたのに呼応してリミットスイッチ段が初期スイ
ッチ状態に復帰する動作をも遅延させるがもし遅延回路
の作用がなけれに回路がし中断され、かつ電流七ンテの
出方電圧が初期スイッチ状態を指令するや否や全く遅延
を伴なわずにこの初期位置に復帰する。初期スイッチ位
置への復旧遅延量は、高い電流消費に伴なって高温に加
熱された各電動機を、従来のように各電動機と連携させ
た熱保護スイッチを先ず応答させなくても調整動作がで
きるように充分冷却できるように大きく設定すればよい
。調整装置を必要以上にひんばんに作動させても、本発
明の保護回路は充分に長い耐用寿命を維持するように熱
保護スイッチの応答回数を制限する。同時に、電動機も
熱的過負荷から保護され、これも長期間にわたる調整装
置の適再な作用に著しく寄与する。

好ましい実施例では、電動機回路に電流が流れている間
は１つの方向に、電流がし中断されるごとに他の方向に
それぞれ値が変化する出方信号を発するリミットスイッ
チ段用第２制御段を設ける。

通電し中断はこの第２！ｆＪＩＪ御段によって開始させ
ることができる。即ち、第２制御段の出力信号に基づい
て電動機がその熱容量の上限に達したと判断せざるを得
なければ、電動機の回路をし中断することができる。こ
のように構成すれば、熱保護スイッチの応答も未然に防
止され、このことはこのスイッチを保護する上で有益で
あるばがシが、電動機を再び始動できるようになるまで
の待ち時間を短縮する上でも有益である。なぜなら、熱
保護スイッチが応答する場合にはいきなシ回路しゃ断が
行なわれる場合よシも待ち時間が長くなるからである。

車内の高温のため熱保護スイッチがすでに比較的高い初
期温度にある場合にも有益である。

本発明による保護回路の以上に述べた利点は保護回路に
よってモニターされる電路に複数の調整装置が接続され
ている場合にも同様である。

リミットスイッチ段が第２制御段からのスイッチ信号に
応答した後、調整装置を再び作動可能な状態にするため
には、リミットスイッチ段が所定時間後目動的に初期状
態に復帰することが好ましい。この時間はドライバが中
断時間を不都合に長いと感じないＫも拘らず次の、１を
行うのに充分なレベルまで電動機を冷却できるように設
定すればよい。第２制御段のこれらの目的はＲＣ部材を
利用することで極めて低いコストで実現できる。

なぜなら、ＲＣ部材は時間をベースとする電流の精分を
行なうだけでなく、回路を再び閉じるまでに必要な遅延
動作をも行うことができるからである。

好ましい実施例ではリミットスイッチ段のリミットスイ
ッチを演算回路によって形成する。演算回路を利用すれ
ば、極めて広い温度範囲においても比紗的低いコストで
スイッチ条件を安定させることができる。しかも、演算
増幅器を採用すればスイッチ遅延の実現に要するコスト
も軽減される。

また、演算増幅器はその２つの入力が２つの制御段を利
用する制御を簡単にするという点でも本発明による保護
スイッチのリミットスイッチとして好適である。

第２制御段は電動機の比較的緩慢な温度変化に対して比
較的大きい時定数を持たねばならず、従りて、その出力
電圧は急激な電流変化や電源電圧変化にはとんと反応し
ないから、好ましい実施例ではほとんど遅延を伴なわず
に第２制御段出力電圧に、前記急激な電流変化または電
源電圧変化に対応し、適当な値においてリミットスイッ
チを応答させる電圧を補足する回路を設ける。このよう
な回路はコンデンサで構成できるから、そのコストは柩
めて低い。第２制御段に対するこの補足措置の利点とし
て、電動機がすでに比較的高温にある場合電動機からの
高い電流負荷が防止され、バッテリ充電不足の際に起こ
）易い比較的低い電源電圧の場合、調整装置によって再
び負荷を加えられる前にバッテリはある程度、回復のた
めの休止時間を与えられる。

〔実施例〕

以下、添付図面に示す多Ｍ調整装置を有する自動車シー
ト用としての実施例−に基づいて本発明の詳細な説明す
る。構成を変えることなくこの保護回路を単一調整装置
とも併用できる。

第２図に示されるように１例えばシートの高さ、シート
の傾斜、背もたれの傾斜を調整すると共にシート全体を
車の長手方向に調整することを可能にする自動車シート
用調整装置の多くはそれぞれ別個のＤＣモータ１によっ
て駆動され、これらの直流モータ１は手動操作可能な極
反転スイッチ２により該スイッチ２が作動状態に維持さ
れている問いずれか一方向に回転する。極反転スイッチ
２はいずれも保護回路の出力と並列に接続される。また
、極反転スイッチ２はいずれも互いに独立に操作できる
から、直流モータ１の全部または任意の組合わせを同時
回転させることができる。仮設回路３は、図示実施例の
場合なら応答値３２Ａの共通ヒユーズ４及び点火キー・
スイッチ５を介して車の配線に通電する自動車バッテリ
６と接続する。

第１図に示すように、２個の同じ大きさの抵抗器９から
成る分圧器が保護回路３０入力端子７と、接地している
入力端子８との間に設置されている。

この分圧器のセンタから基準電圧がピックアップされる
。正入力端子７から対応の出力端子１０に至る回路中に
電流センサ１１として作用するオーム抵抗器と、リレー
１２のスイッチ部とを設ける０電流セン−９−１１の抵
抗値はＤＣモータ１の１つが回転すると前記センナに供
給される電圧がわずかに低下し、しかし後述のリミット
スイッチ段１３を制御するに充分な値となるように設定
する。、電流センサ１１の徂流容量は最大定電流に従っ
て設定する。

電流センサ１１と並列にサイズの異なる２個の抵抗器か
ら成る分圧器を設け、Ｐ−ｎ−Ｐ）ジンラスタ１４０ペ
ースをこの分圧器のピックアップに接続する。このｐ−
ｎ−ｐ）ランジスタ１４のエミッタ・コレクタ部はピッ
クアップと正入力端子７０間に介在する抵抗器９と並列
に接続する。

基準電圧の混乱を回避するため、他方の抵抗器９と並列
にコンデンサ１５を接続する。リミットスイッチ段１３
はリミットスイッチとして７４１型の演算増幅器１６を
含む。この演算増幅器１６の正入力は抵抗器９から成る
分圧器のピックアップと結合抵抗１７を介して接続する
。演算増幅器の出力からその正入力へのフィードバック
はＪＵ（抗器１８によって得られる。電流、センサ１１
とリレー１２の間で分圧器の一方の抵抗器１９を、正入
力端子７から対応の出力端子１０に至る回路に接続し、
やや大きい他方の抵抗器２０を、入力端子８から出力端
子２１に至る接地回路２２に接続する。

実施例における抵抗器１９の抵抗値は９，４キロオーム
、抵抗器２０の抵抗値は１０キロオームである。故障を
防止するため、抵抗器２０にコンデンサ２３を並列接続
する。また、ピックアップと接続する抵抗器２５、及び
コシデンサ２６を含むＲＣ部材を抵抗器２０に並列接続
する。コンデンサ２６の充ｉｔ電圧は結合抵抗２７を介
して演算増幅器１６の負入力に供給される。さらにまた
、この入力にコンデンサ２４を接続し、その他方の側を
、抵抗器１９．２０から成る分圧器のピックアップと接
続する。

演算増幅器１６の出力は抵抗器２８を介してスイッチン
グ°トランジスタ２９０ペースと接続し、とのスイッチ
ング、トランジスタ２９は非通電局にスイッチ部が閉じ
、通電時に開らくリレー１２の給電回路中に設置されて
いる。ダイオード３０をリレー１２の励磁コイルと並列
させることＫよってスイッチング・トランジスタ２９を
保護する。

点火キー・スイッチ５が閉じて保護回路３０入力端子７
．８Ｋ［圧を供給すると、コンデンサ２６は徐々にしか
充電されないから、尚初は演算増幅器１６の正入力に供
給される電圧は負入力の電圧よシも高い。その結果、演
算増幅器１６はそのスイッチ状態を、フィードバックの
制御下に与えられるわずかな遅延を伴なって変化させて
スイッチング・トランジスタ２９を導通させ、その結果
、リレー１２が励磁されてモータ１の回路をし中断する
。約３秒が経過箒までは、演算増幅器１６の負入力が正
入力電圧よシも、スイッチング状態を変える充分な量だ
け大きくなるのに必要なレベルＫまでコンデンサ２６は
充電されない。従って、調整装置はこの時間が経過する
までは作用せず、従って、始動プロセス、例えばモータ
１の始動に起因する障害が防止される。

モータ１が始動した結果、電流センサ１１を流れる電流
が所定の限界値、例えば２８に等しいか、またはそれ以
上の値にまで増大すると、トランジスタ１４が完全Ｋま
たは少なくとも部分的に導通して２つの抵抗器９から成
る分圧器のピ、クア。

デにおける電圧が、従って演算増幅器１６の正入力にお
ける電圧が、前記演算増幅器１６がリレー１２をスイッ
チして励磁させることＫよってモータ１の回路をし中断
するに充分なレベルまで上昇する。カットオフ限界値は
ヒユーズ４の応答電流以下であるから、電流センサ、リ
ミットスイッチを形成し、トランジスタ１４を含む演算
増幅器１６の第１制御回路、及びリレー１２によって形
成されるスイッチが過剰電流の発生を防止する。

しかし、例えばモータ１の始動に際して発生する可能性
のある短い電流ピークはたとえピーク値が、負荷がカッ
トオフされるように設定された限界値以上であっても演
算増幅器１６のスイッチングを起こさせることはない。

なぜなら、このような電流ピークは無害であシ、ヒユー
ズ４を応答させないからである。このことは演算増幅器
１６がその内部配線及びフィードバックのためやや遅延
して応答することで達成され、前記遅延は電流ピークの
最大時間よシも長くなるように設定すればよい。

電流上限値に達してリレー１２が回路をしゃ断するや否
や、トランジスタ１４が再び不導通状態となシ、演算増
幅器１６の正入力電圧を再び非作動値まで降下させる。

約３秒の遅延後、演算増幅器１６初期状態に戻るが、こ
れもフィードパ、り、適当な内部配線及び結合抵抗器１
７によって達成される。上限値またはそれ以上の新しい
電流が流れると、モータ１の回路が所定時間１例えば３
秒間にわたって再びし中断される。従ってシートの使用
者はあらたな操作によって所要の調整を行うためには極
反転スイッチ２を作動開始させねばならぬ。

保護回路３が作動すると、演算増幅器１６の負入力電圧
を正入力電圧よりもやや高くするに充分なだけコンデン
サ２６′ｔたはＲＣ部材が充電きれる。その場合、もし
電流が電流センサ１１を流れると、すでにモータ１が通
電状態にあるから、抵抗器１９．２０から成る分圧器の
ビックアッグ電圧が降下し、コンデンサ２６を放電させ
る結果となる。ＲＣ部材の時定数は、モータ１が調整範
囲の一端から他端までの調節に要する時間よシもやや長
い時間に亘って通電されるまでは演算増幅器１６の負入
力電圧がスイッチング起動値まで降下しないように設定
する。連携のモータ１への通電を断つこと、なくごく短
時間後に調整装置がその末端位置に達すると、電流セン
サ１１における電圧降下が増大するため、コンデンサ２
６の放電がよシ急激に々る。放電時定数は、モータがそ
の熱採掘スイッチが応答するはどの高い熱負荷に達する
前に回路がしゃ断されるように設定する。

モータ１の回路しゃ断後、時定数に従ってコンデンサ２
６が再充電されるから、一定時間後、演算増幅器１６の
負入力電圧は再び初期状態へのスイッチングに必要な値
に達する。この時間が長ければ長いほど、コンデンサ２
６の放電が強くなり、る。即ち、事前の負荷が高ければ
高いほど、モータの冷却時間を長くすることができる。

このことはモータ１が熱的に過負荷状態となるのを防止
する上でも効果的である。さらにまた、数秒という比較
的短かい中断時間の後に調整装置を再び作用させること
を可能にする。電流の増大が著しい場合にコンデンサ２
６からの電圧をさらに低く抑えるコンデンサ２４を利用
して電流の急激な増大に対応し、このような急激な電流
増大が起こっても過負荷を防止できるようにする。従っ
て、ＲＣ部材及びコンデンサ２４から成る演算増幅器の
第２制御スイツチの作用下に本発明の保護回路は積分制
御挙動及び時限放電能力を具えた可変過負荷防止回路と
して作用することによシ、最大限を例えば過負荷カット
オフ限界値よ）も２６チ低く設定することができる。上
限値に達せず、例えばこの上限値のわずか５０％のまま
で長時間に亘って放電が続く場合でもモータは熱過負荷
から保護される。従って、作動時間が比較的短かいモー
タを使用することができる。なぜなら長時間作動させて
も熱的に過負荷状態になるおそれがないからである。

以上の明細書に記載された特徴９すべておよび図面だけ
から得られる特徴は、特許請求の範囲において特には強
調されず、特に指摘されなくても他の実施例として発明
実施上の要素である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例としての作置回路の回路図、
第２図は本発明の一実施例としての保護回路を組包含す
る調整装置の電気回路の回路図である。 １・・・直流モータ、２・・・極反転スイッチ、３・・
・保護回路、４・・・ヒーーズ、５・・・点火キー・ス
イッチ、６・・・バッテリ、１１・・・電流センサ、１
２・・・リレー、１３・・・リミットスイッチ段、１４
・・・Ｐ−ｎ−Ｐ　）ランゾスタ、１５・・・コンデン
サ、１６・・・演算増幅器、’　　　２３，２４．２６
・・・コンデンサ、２９・・・スイッチングトランジス
タ、３０・・・ダイオード。 以下余白

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電動機によつて駆動される自動車シートの少なくと
   も１つの手動制御可能の調整装置のための保護回路にお
   いて、 電流または瞬間的に流れるすべての電流の総量に対応す
   る出力電圧を有する電流センサ、 電流センサの所定の出力電圧値に応答するリミツトスイ
   ツチ段、および、 電動機の回路中にあつて、限界値を越えた時リミツトス
   イツチ段によつて閉成状態から開放状態に切換えられる
   スイツチ、 を具備することを特徴とする保護回路。 ２、リミツトスイツチ段がリミツトスイツチのほかに、
   電流センサの出力電圧の制御下に前記リミツトスイツチ
   を制御する第１制御段をも含むことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項に記載の保護回路。 ３、リミツトスイツチが演算増幅器であることを特徴と
   する特許請求の範囲第２項に記載の保護回路。 ４、回路中に設置されているスイツチのスイツチングを
   時間遅延を伴なつて作動開始させる遅延回路をも含むこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の保護回路
   。 ５、電動機に至る電路をしや断するスイツチング動作に
   おけるスイツチ遅延を、短い電流ピークに対する応答を
   防止する値に設定し、電動機に至る電路のしや断に続く
   スイツチング動作におけるスイツチ遅延を、数秒程度の
   所定値に設定したことを特徴とする特許請求の範囲第４
   項に記載の保護回路。 ６、遅延回路を保護回路の一部及び演算増幅器の配線に
   よつて形成したことを特徴とする特許請求の範囲第５項
   に記載の保護回路。 ７、第１制御段が電流センサ出力電圧の制御下に演算増
   幅器の入力電圧を制御するトランジスタを含むことを特
   徴とする特許請求の範囲第３項に記載の保護回路。 ８、電流が電動機回路を流れる時には１つの方向に、電
   流がしや断されるごとに他の方向に値を変えるリミツト
   スイツチ制御出力信号を発生する、リミツトスイツチに
   対する第２制御段をも含むことを特徴とする特許請求の
   範囲第２項に記載の保護回路。 ９、第２制御段が、車の電源電圧と電流センサ出力電圧
   との差に応じてピツクアツプ電圧が変化する分圧器と接
   続するＲＣ部材を含むことを特徴とする特許請求の範囲
   第８項に記載の保護回路。 １０、ＲＣ部材の抵抗器とコンデンサとの間のピツクア
   ツプを演算増幅器の一方の入力と接続し、第１制御段の
   出力を他方の入力に接続したことを特徴とする特許請求
   の範囲第９項に記載の保護回路。 １１、第２制御段の分圧器ピツクアツプを、第２制御段
   によつて制御される演算増幅器の入力とコンデンサを介
   して接続したことを特徴とする特許請求の範囲第１０項
   に記載の保護回路。