JP4968466B2 - 車両用シート空調装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用シート空調装置に関し、特にシートヒータを備えた車両用シート空調装置に関する。

車室内のシートに設けられるシートヒータは、例えば下記特許文献１に記載されているように、サーモスタットおよび補助ヒータと直列に接続されている。この特許文献１に記載されたシートヒータを含む構成回路では、シートヒータの通電駆動時に補助ヒータによりサーモスタットが加熱され、サーモスタットが所定の温度以上になったとき、サーモスタットを構成する温度過昇防止用バイメタル板が反転してシートヒータの通電路が遮断され、シートヒータへの通電が禁止される。このため、シートヒータの構成回路に異常が発生しシートヒータの通電路が遮断されない事態となった場合において、シートの発熱を有効に防止することが可能である。
特開２００３−１０９７２１号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載されたシートヒータを含む構成回路では、シートヒータへの通電を禁止するための手段の一つとして補助ヒータが設けられている。このため、シートヒータに使用できる電力がその分だけ減少し、より多くの電力を採暖用として効率良く使用する構成としては未だ不十分であった。なお、この問題は、シートヒータを含んでなる車両用シート空調装置についても同様に生じていた。

本発明の課題は、より多くの電力を採暖用として効率良く使用することが可能な車両用シート空調装置を提供することにある。

課題を解決するための手段及び発明の効果

上記課題を解決するために、本発明の車両用シート空調装置は、車室内のシートに設けられたシートヒータと、前記シートヒータへの通電を許容または禁止する保護リレーと、前記シートヒータを通電駆動するシート制御手段とを備え、前記シート制御手段は、前記シートヒータを通電駆動するための駆動信号に一定周期のチェックパルスを重畳させてその合成駆動信号を前記シートヒータへ出力する信号出力手段と、前記信号出力手段により出力された合成駆動信号に基づいてその合成駆動信号内のチェックパルスを検知するパルス検知手段と、前記パルス検知手段により前記チェックパルスが検知されないことを条件として、前記シートヒータへの通電が禁止されるように前記保護リレーをオフに切り替える切り替え手段とを備えたことを特徴とする。

この車両用シート空調装置では、信号出力手段によって、シートヒータを通電駆動するための駆動信号に一定周期のチェックパルスが重畳されてその合成駆動信号がシートヒータへ出力される。この場合、シートヒータの構成回路に、例えば電源ショート等の異常が発生していない場合には、パルス検知手段によって合成駆動信号内のチェックパルスが検知されることとなる。一方、シートヒータの構成回路に、例えば電源ショート等の異常が発生した場合には、チェックパルスのＬレベルの消失等により、パルス検知手段によってチェックパルスが検知されなくなる。そして、この場合には、切り替え手段によって、シートヒータへの通電が禁止されるように保護リレーがオフに切り替えられる。

このため、シートヒータの構成回路に異常が発生した場合には、シートヒータへの通電が禁止されるので、シートの発熱を有効に防止することが可能である。この場合、シートヒータへの通電を禁止する構成として補助ヒータを用いなくて済むので、シートヒータに使用できる電力がその分だけ増加し、より多くの電力を採暖用として効率良く使用することが可能である。

本発明の実施に際して、前記シートヒータおよび前記シート制御手段は、複数のシート毎に設けられており、前記各シート制御手段は、対応する前記シートヒータを通電駆動する駆動信号に前記チェックパルスを重畳させてその合成駆動信号を前記シートヒータへ出力し、かつ前記各シート制御手段の前記パルス検知手段は、前記チェックパルスを相互に検知するように構成されるとよい。

これによれば、各シート制御手段のパルス検知手段によってチェックパルスが相互に検知される。このため、例えばシート制御手段の一つに異常が発生した場合であっても、正常なシート制御手段のパルス検知手段によるチェックパルスの検知機能を簡易な構成で確保することが可能である。

以下、本発明の一実施形態について図面を用いて説明する。図１は本発明の車両用シート空調装置を、Ｄ席シート（運転席シート）とＰ席シート（助手席シート）とに採用した一実施形態のブロック図を示していて、この車両用シート空調装置は、Ｄ席シートにおいてシートヒータ１１およびＤシートＥＣＵ２０を備え、Ｐ席シートにおいてシートヒータ３１およびＰシートＥＣＵ４０を備えている。

シートヒータ１１は、Ｄ席シートのシート座部を加熱するものであり、Ｄ席シートのシート座部に埋設されていて、一端がＤシートＥＣＵ２０を介してバッテリ５０のプラス端子に接続され、他端がバッテリ５０のマイナス端子に接続されている。

ＤシートＥＣＵ２０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭなどからなるマイコン２１と、シートヒータ１１を駆動する駆動回路２２とを主要構成部品としており、イグニッションスイッチＩＧｓｗおよびシートヒータ駆動スイッチＳＨｓｗのオン操作により、ＲＯＭ等に記憶された図２のシート過熱防止プログラムを所定の短時間毎に繰り返し実行し、その実行に応じた制御信号を駆動回路２２に出力する。駆動回路２２は、電源供給線Ｌｄを介してバッテリ５０のプラス端子に接続されており、マイコン２１の制御信号に応じた駆動信号でシートヒータ３１を通電駆動する。

シートヒータ３１は、Ｐ席シートのシート座部を加熱するものであり、Ｐ席シートのシート座部に埋設されていて、シートヒータ１１と並列に、一端側がＰシートＥＣＵ４０を介してバッテリ５０のプラス端子に接続され、他端側がバッテリ５０のマイナス端子に接続されている。

ＰシートＥＣＵ４０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭなどからなるマイコン４１と、シートヒータ３１を駆動する駆動回路４２とを主要構成部品としており、イグニッションスイッチＩＧｓｗおよびシートヒータ駆動スイッチＳＨｓｗのオン操作により、ＲＯＭ等に記憶された図２のシート過熱防止プログラムを所定の短時間毎に繰り返し実行し、その実行に応じた制御信号を駆動回路４２に出力する。駆動回路４２は、電源供給線Ｌｄを介してバッテリ５０のプラス端子に接続されており、制御信号に応じた駆動信号でシートヒータ３１を通電駆動する。

シートヒータ１１およびシートヒータ３１のバッテリ５０のマイナス端子側には、電磁リレー６０が設けられている。電磁リレー６０（保護リレー）は、シートヒータ１１またはシートヒータ３１とそれぞれ直列に接続された接点部６１と、接点部６１を開閉（オフ・オン）するコイル部６２とで構成されている。コイル部６２は、コイル回路を構成するコイル通電線Ｌｃを介して一端がバッテリ５０のプラス端子に接続され、他端がマイコン２１，４１にそれぞれ接続されており、バッテリ５０の出力電圧が図示を省略する抵抗により所定の電圧レベルに分圧されてマイコン２１，４１に取り込まれるようになっている。

イグニッションスイッチＩＧｓｗおよびシートヒータ駆動スイッチＳＨｓｗがオン操作された通常時には、コイル通電線Ｌｃの他端が接続されたマイコン２１，４１の端子が何れもＬレベルに設定される。これにより、コイル通電線Ｌｃに電流が流れ、コイル部６２が励磁状態となって、図１にて実線で示すように接点部６１がオン（閉状態）となる。これに対して、後述するように、シートヒータ１１，３１の構成回路の異常時には、コイル通電線Ｌｃの他端が接続されたマイコン２１，４１の端子が何れもＨレベルに設定される。これにより、コイル通電線Ｌｃに電流が流れなくなり、コイル部６２が非励磁状態となって、図１にて破線で示すように接点部６１がオフ（開状態）に切り替えられる。

ＤシートＥＣＵ２０の駆動回路２２は、信号線Ｌ１〜Ｌ３およびダイオードＤ１を介してマイコン２１に接続されるとともに、信号線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ６およびダイオードＤ１を介してマイコン４１に接続されていて、駆動回路２２から出力された駆動信号がマイコン２１，４１にそれぞれ入力されるようになっている。

同様に、ＰシートＥＣＵ４０の駆動回路４２は、信号線Ｌ４，Ｌ２，Ｌ６およびダイオードＤ２を介してマイコン４１に接続されるとともに、信号線Ｌ４，Ｌ２，Ｌ３およびダイオードＤ２を介してマイコン２１に接続されていて、駆動回路４２から出力された駆動信号がマイコン４１，２１にそれぞれ入力されるようになっている。

次に、上記のように構成した本実施形態の作動について説明する。ＤシートＥＣＵ２０およびＰシートＥＣＵ４０は、イグニッションスイッチＩＧｓｗおよびシートヒータ駆動スイッチＳＨｓｗのオン操作により、図２のシート過熱防止プログラムをそれぞれ所定の短時間毎に繰り返し実行する。なお、この図２のシート過熱防止プログラムの実行時には、上述したように、電磁リレー６０の接点部６１がオン状態にあり、シートヒータ１１，３１が共に通電駆動されている。このシート過熱防止プログラムの実行によるＤシートおよびＰシートの過熱防止の内容は同じであるので、以下では、ＤシートＥＣＵ２０によりシートヒータ１１が通電駆動されているときＤシートが過熱防止される場合を代表して説明する。

このシート過熱防止プログラムは、ステップＳ１０にてその実行が開始され、ステップＳ１１にて、ＤシートＥＣＵ２０は、図３に示すように、シートヒータ１１への駆動信号に加えて、一定周期Ｔｐｅｒｉｏｄ（例えば、１０ｍｓ〜２０ｍｓ）でＨレベルとＬレベルを繰り返すチェックパルスを出力する。この場合、ＤシートＥＣＵ２０は、シートヒータ１１の駆動信号がＨレベルでチェックパルスがＨレベルのとき、その合成駆動信号がＨレベルとなり、シートヒータ１１の駆動信号がＨレベルでチェックパルスがＬレベルのとき、その合成駆動信号がＬレベルとなり、シートヒータ１１の駆動信号がＬレベルのときはチェックパルスのレベルの如何にかかわらずその合成駆動信号がＬレベルとなるように、すなわち、合成駆動信号が両出力信号の論理積となるように両出力信号を重畳させる。なお、チェックパルスの周期は、シートヒータ１１の駆動信号の周期（例えば、１分〜２分）に比して極めて短い。したがって、シートヒータ１１の駆動信号にチェックパルスを重畳させた合成駆動信号をシートヒータ１１へ出力するようにしても、シートヒータ１１の通電駆動にはほとんど影響を与えない。

シートヒータ１１へ通電駆動中であるが、現在シートヒータ１１への駆動信号がＬレベルの場合には、シートヒータ１１によるＤシートの過熱が防止された状態にあるので、ステップＳ１２にて「Ｎｏ」と判定し、シートヒータ１１への通電駆動が維持される。

一方、現在シートヒータ１１への駆動信号がＨレベルの場合（ステップＳ１２にて「Ｙｅｓ」）には、ステップＳ１３以降の処理を実行する。ステップＳ１３では、信号線Ｌ１〜Ｌ３およびダイオードＤ１を介して入力された合成駆動信号内にて一定時間内にチェックパルスが検知されたか否かを判定する。ここで、一定時間は、チェックパルスの一定周期Ｔｐｅｒｉｏｄよりも極僅かだけ長い時間に設定されている。シートヒータ１１の構成回路の正常時（例えば、非ショート時）には、図４に示すように、シートヒータ１１へ出力される合成駆動信号（シートヒータ１１の動作時の信号）と、信号線Ｌ１〜Ｌ３およびダイオードＤ１を介してマイコン２１に入力される合成駆動信号とが同じ波形形状となる。したがって、この場合には、マイコン２１により合成駆動信号内のチェックパルスが必ず検知されるので、ステップＳ１３にて「Ｙｅｓ」と判定し、シートヒータ１１への通電駆動が維持される。

これに対して、シートヒータ１１の構成回路の異常時、例えば図１のＡ部に示したように、駆動回路２２への電源供給線Ｌｄと駆動信号出力線間が半田くず等により電源ショートしたり、あるいは例えば図１のＢ部に示したように、シートヒータ１１とコイル通電線Ｌｃ間がワイヤ噛み込み等により電源ショートした場合には、図４の合成駆動信号内の破線で示したようなチェックパルスのＬレベルが消失して、合成駆動信号がＨレベルを示すようになる。

したがって、この場合には、マイコン２１により合成駆動信号内のチェックパルスが検知されなくなるので、ステップＳ１３にて「Ｎｏ」と判定し、ステップＳ１４にて電磁リレー６０をオフに切り替える。すなわち、マイコン２１は、コイル通電線Ｌｃの他端が接続された端子をＨレベルに設定する（図４参照）。これにより、コイル通電線Ｌｃに電流が流れなくなり、コイル部６２が非励磁状態となって、接点部６１がオフ（開状態）に切り替えられ、シータヒート１１への通電駆動が停止される。

以上の説明からも明らかなように、この実施形態では、ＤシートＥＣＵ２０（ＰシートＥＣＵ４０）によるステップＳ１１の処理の実行によって、シートヒータ１１（シートヒータ３１）を通電駆動するための駆動信号に一定周期のチェックパルスが重畳されてその合成駆動信号がシートヒータ１１（シートヒータ３１）へ出力される。この場合、シートヒータ１１（シートヒータ３１）の構成回路に、例えば電源ショート等の異常が発生していない場合には、ＤシートＥＣＵ２０（ＰシートＥＣＵ４０）によって合成駆動信号内のチェックパルスが検知されることとなる（ステップＳ１３にて「Ｙｅｓ」）。一方、シートヒータ１１（シートヒータ３１）の構成回路に、例えば電源ショート等の異常が発生した場合には、チェックパルスのＬレベルの消失等により、ＤシートＥＣＵ２０（ＰシートＥＣＵ４０）によってチェックパルスが検知されなくなる（ステップＳ１３にて「Ｎｏ」）。そして、この場合には、ＤシートＥＣＵ２０（ＰシートＥＣＵ４０）によるステップＳ１４の処理の実行によって、シートヒータ１１（シートヒータ３１）への通電が禁止されるように電磁リレー６０がオフに切り替えられる。

このため、シートヒータ１１（シートヒータ３１）の構成回路に異常が発生した場合には、シートヒータ１１（シートヒータ３１）への通電が禁止されるので、Ｄシート（Ｐシート）の発熱を有効に防止することが可能である。この場合、シートヒータ１１（シートヒータ３１）への通電を禁止する構成として補助ヒータを用いなくて済むので、シートヒータ１１（シートヒータ３１）に使用できる電力がその分だけ増加し、より多くの電力を採暖用として効率良く使用することが可能である。

また、上記実施形態では、シートヒータ１１およびＤシートＥＣＵ２０が、Ｄシートに対応して設けられ、シートヒータ３１およびＰシートＥＣＵ４０が、Ｐシートに対応して設けられている。そして、ＤシートＥＣＵ２０のマイコン２１には、駆動回路２２から出力された合成駆動信号が入力されることに加えて、ＰシートＥＣＵ４０の駆動回路４２から出力された合成駆動信号が入力され、各合成駆動信号内のチェックパルスを検知できるように構成されている。同様に、ＰシートＥＣＵ４０のマイコン４１には、駆動回路４２から出力された合成駆動信号が入力されることに加えて、ＤシートＥＣＵ２０の駆動回路２２から出力された合成駆動信号が入力され、各合成駆動信号内のチェックパルスを検知できるように構成されている。

これにより、例えばマイコン２１，４１や、駆動回路２２，４２に異常が発生した場合であっても、正常なマイコン２１，４１によるチェックパルスの検知機能を簡易な構成で確保することが可能である。

上記実施形態では、図２のステップＳ１３にて、一定時間内にチェックパルスが検知されたか否かを判定するように構成したが、これに代えて、例えば出力される合成駆動信号と、入力される合成駆動信号とが同じ波形形状であるかを判定したり、出力される合成駆動信号と、入力される合成駆動信号とでチェックパルスの発生タイミングが同じであるかを判定したり、所定時間内におけるチェックパルスをカウントし、チェックパルスのカウント数が必要数と一致しているかを判定してもよい。

また、上記実施形態では、本発明の車両用シート空調装置を、Ｄ席シート（運転席シート）とＰ席シート（助手席シート）とに採用した場合について説明したが、例えばＤ席シートのみに本発明の車両用シート空調装置を採用してもよく、あるいはＤ席シート（運転席シート）とＰ席シート（助手席シート）に加えて、後部席シートに本発明の車両用シート空調装置を採用してもよい。

本発明の車両用シート空調装置の一実施形態を示すブロック図。 図１のＤシートＥＣＵおよびＰシートＥＣＵによって実行されるシート過熱防止プログラムを示すフローチャート。 図１のＤシートＥＣＵおよびＰシートＥＣＵから出力される合成駆動信号の説明図。 図２のシート過熱防止プログラムの実行時における合成駆動信号、コイル部が接続されたマイコン端子およびシートヒータ動作間におけるＨＬレベルを示すタイムチャート。

符号の説明

Ｄ席シート（運転席シート）
Ｐ席シート（助手席シート）
ＩＧｓｗ イグニッションスイッチ
ＳＨｓｗ シートヒータ駆動スイッチ
１１，３１ シートヒータ
２０ ＤシートＥＣＵ（シート制御手段，信号出力手段，パルス検知手段，切り替え手段）
４０ ＰシートＥＣＵ（シート制御手段，信号出力手段，パルス検知手段，切り替え手段）
２１，４１ マイコン
２２，４２ 駆動回路
Ｌｄ 電源供給線
５０ バッテリ
６０ 電磁リレー（保護リレー）
６１ 接点部
６２ コイル部
Ｌｃ コイル通電線
Ｌ１〜Ｌ６ 信号線
Ｄ１，Ｄ２ ダイオード

Claims (2)

1. 車室内のシートに設けられたシートヒータと、
   前記シートヒータへの通電を許容または禁止する保護リレーと、
   前記シートヒータを通電駆動するシート制御手段とを備え、
   前記シート制御手段は、前記シートヒータを通電駆動するための駆動信号に一定周期のチェックパルスを重畳させてその合成駆動信号を前記シートヒータへ出力する信号出力手段と、
   前記信号出力手段により出力された合成駆動信号に基づいてその合成駆動信号内のチェックパルスを検知するパルス検知手段と、
   前記パルス検知手段により前記チェックパルスが検知されないことを条件として、前記シートヒータへの通電が禁止されるように前記保護リレーをオフに切り替える切り替え手段とを備えたことを特徴とする車両用シート空調装置。
2. 前記シートヒータおよび前記シート制御手段は、複数のシート毎に設けられており、前記各シート制御手段は、対応する前記シートヒータを通電駆動する駆動信号に前記チェックパルスを重畳させてその合成駆動信号を前記シートヒータへ出力し、かつ前記各シート制御手段の前記パルス検知手段は、前記チェックパルスを相互に検知する請求項１に記載の車両用シート空調装置。

Images