(57)【要約】【課題】  パルスセンサ等を不要にして車両用シートの構成部材の位置制御を低コストで行えるようにすることを目的とする。【解決手段】  本発明に係る車両用シートは、モータの回転力を利用して構成部材を動作させる車両用シートであって、モータの負荷電流Ｖｉを検出する電流検出手段と、モータの電源電圧Ｖｂを検出する電圧検出手段と、負荷電流値Ｖｉと、電圧値Ｖｂとを利用して、所定時間△Ｔ毎にモータの回転速度Ｎを演算し、所定時間△Ｔ毎に演算されたモータの回転速度Ｎに基づいて構成部材の位置Ｗ（リクライニング角度Ｗ）を演算する位置演算手段とを有する。【選択図】図５
2011126410.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータの回転力を利用して構成部材を動作させる車両用シートであって、
前記モータの負荷電流を検出する電流検出手段と、
前記モータの電源電圧を検出する電圧検出手段と、
前記電流検出手段により検出された負荷電流値と、前記電圧検出手段により検出された電圧値とを利用して、所定時間毎に前記モータの回転速度を演算し、前記所定時間毎に演算された前記モータの回転速度に基づいて前記構成部材の位置を演算する位置演算手段と、
を有することを特徴とする車両用シート。
【請求項２】
請求項１に記載された車両用シートであって、
前記位置演算手段は、前記所定時間内の前記負荷電流の平均値と、前記所定時間内の前記電源電圧の平均値とに基づいて前記モータの回転速度を演算することを特徴とする車両用シート。
【請求項３】
請求項１又は請求項２のいずれかに記載された車両用シートであって、
前記モータの動作用スイッチがオン操作されている状態で、前記位置演算手段により演算された前記構成部材の位置が予め決められた位置となったときに、前記モータに対する通電を停止できるように構成されていることを特徴とする車両用シート。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載された車両用シートであって、
シートクッションに対する傾斜角度を変更できるように構成された前記構成部材としてのシートバックと、
前記シートバックの傾斜角度を前記モータの回転力を利用して調整可能に構成されたリクライニング装置と、
を有することを特徴とする車両用シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータの回転力を利用して構成部材を動作させる車両用シートに関する。
【背景技術】
【０００２】
これに関連する車両用シートが特許文献１に記載されている。
前記車両用シートは、車室内でシート本体（構成部材）を前後スライドさせる前後スライド機構を備えている。前後スライド機構は、ボールネジとナットとの螺合作用を利用して前記シート本体を前後にスライドさせる機構であり、モータにより前記ボールネジを回転させられるように構成されている。
前後スライド機構のモータには、通常、パルスセンサが装着されており、前記モータが一定角度回転する毎にパルスを出力できるように構成されている。このため、前記パルスセンサの出力パルスを積算することで前記モータの回転数、即ち、ボールネジの回転数を求めることができる。そして、前記ボールネジの回転数からシート本体のスライド量（原点に対するシート本体の位置）を演算により求めることができる。
このため、シート本体が、例えば、前進限位置、あるいは後退限位置まで到達したときに、前記モータを自動的に停止させることができるようになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２４８８３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記した車両用シートでは、パルスセンサ付きのモータを使用する必要がある。また、そのパルスセンサと車両のＥＣＵとを接続するための専用ケーブルも必要になる。さらに、前記ＥＣＵにパルス積算機能を持たせる必要がある。
このため、シート本体の位置制御のコストが高くなるという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、パルスセンサ等を不要にして車両用シートの構成部材の位置制御を低コストで行えるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記した課題は、各請求項の発明によって解決される。
請求項１の発明は、モータの回転力を利用して構成部材を動作させる車両用シートであって、前記モータの負荷電流を検出する電流検出手段と、前記モータの電源電圧を検出する電圧検出手段と、前記電流検出手段により検出された負荷電流値と、前記電圧検出手段により検出された電圧値とを利用して、所定時間毎に前記モータの回転速度を演算し、前記所定時間毎に演算された前記モータの回転速度に基づいて前記構成部材の位置を演算する位置演算手段とを有することを特徴とする。
【０００７】
本発明によると、モータの負荷電流値を利用してモータの回転速度を演算するため、例えば、着座者の重量等でモータの負荷が大きくなる場合、あるいはモータの負荷が小さくなる場合でも正確にモータの回転速度を演算できるようになる。そして、前記モータ回転速度に基づいて構成部材の位置を演算するために、前記構成部材の位置を精度良く求めることができる。
このため、前記構成部材の位置を検出するための機器、例えば、モータに装着されるパルスセンサやパルスの積算手段等を省略できるようになり、その省略分だけコスト低減を図ることができる。
【０００８】
請求項２の発明によると、位置演算手段は、所定時間内の負荷電流の平均値と、前記所定時間内の電源電圧の平均値とに基づいてモータの回転速度を演算することを特徴とする。
このため、モータの回転速度の演算精度が向上する。
【０００９】
請求項３の発明によると、モータの動作用スイッチがオン操作されている状態で、位置演算手段により演算された構成部材の位置が予め決められた位置となったときに、前記モータに対する通電を停止できるように構成されていることを特徴とする。
このため、モータに対して不必要な電力を供給することがなくなり、無駄が排除できるとともに、モータに無理な力が加わることもない。
【００１０】
請求項４の発明によると、シートクッションに対する傾斜角度を変更できるように構成された構成部材としてのシートバックと、前記シートバックの傾斜角度を前記モータの回転力を利用して調整可能に構成されたリクライニング装置とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、車両用シートを構成する構成部材の位置制御を低コストで行えるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態１に係る車両用シートの模式斜視図である。
【図２】前記車両用シートのリクライニング機能を表す模式側面図である。
【図３】シートバックのリクライニング装置を模式的に表すブロック図である。
【図４】モータの駆動回路を表す模式図である。
【図５】シートバックのリクライニング角度を求める手順を表すグラフである。
【図６】リクライニング装置の動作を表すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
［実施形態１］
以下、図１〜図６に基づいて、本発明の実施形態１に係る車両用シートのリクライニング装置について説明する。
ここで、図中の前後左右、及び上下は、車両用シートの前後左右、及び上下に対応している。
【００１４】
＜車両用シート１の構成の概要について＞
この車両用シート１は、乗用車の車室内に設置されるシートであり、図１に示すように、シート本体１０と、そのシート本体１０のリクライニング装置２０（図３参照）とを備えている。
シート本体１０は、シートクッション１２とシートバック１４とからなり、そのシートバック１４が前記リクライニング装置２０の働きで前記シートクッション１２に対して予め決められた範囲内で傾斜させられるように構成されている。
【００１５】
＜リクライニング装置２０について＞
リクライニング装置２０は、シート本体１０のシートバック１４の傾斜角度を調整するための装置であり、図３に示すように、シートバック１４を傾斜させるためのリクライニング機構２４と、そのリクライニング機構２４を動作させるモータ２６と、前記モータ２６を制御する制御装置（ＥＣＵ）２２等から構成されている。
モータ２６は、直流ブラシモータであり、図４に示すように、乗用車のバッテリ２５によって駆動されるように構成されている。
ＥＣＵ２２は、図４に示すように、演算部２２ｅと、スイッチ部２２ｓとを備えている。スイッチ部２２ｓは、モータ２６の正転、逆転、停止の切替えを行うリレーと半導体スイッチであり、上昇スイッチ２３ｕ（図３参照）がオン操作されたときに正転側、下降スイッチ２３ｄがオン操作されたときに逆転側に切替わるように構成されている。さらに、スイッチ部２２ｓは、上昇スイッチ２３ｕと下降スイッチ２３ｄとが共にオフの状態、あるいは演算部２２ｅからの停止信号（後記する）により停止側に切替わり、モータ２６に対する給電を停止できるように構成されている。
【００１６】
ＥＣＵ２２の演算部２２ｅは、モータ２６の負荷電流値Ｉｍ（Ｖｉ）と、そのモータ２６の電源電圧Ｖｂとから所定時間毎にモータ２６の回転速度Ｎを演算し、その所定時間毎の回転速度Ｎに基づいて、後記するように、シートバック１４のリクライニング角度Ｗを演算できるように構成されている。そして、シートバック１４が、図２の二点鎖線に示すように、上限位置Ｓｕまで上回動し、演算により求められたリクライニング角度Ｗが上限角度Ｗｕと等しくなったときに、演算部２２ｅはスイッチ部２２ｓに対して停止信号を出力する。また、シートバック１４が下限位置Ｓｄまで下回動して、前記リクライニング角度Ｗが下限角度Ｗｄと等しくなったときにも、演算部２２ｅはスイッチ部２２ｓに対して停止信号を出力する。
また、演算部２２ｅは、図３に示すように、原点リミットスイッチ１４ｍからの信号を受けて、シートバック１４が基準位置Ｓ０（図２参照）にあるときのリクライニング角度Ｗを基準角度Ｗｓに設定できるように構成されている。ここで、原点リミットスイッチ１４ｍは、シートバック１４が基準位置Ｓ０（実線参照）から上限位置Ｓｕとの間にあるときにオンし、前記シートバック１４がその他の位置にあるときにオフするように構成されている。
【００１７】
＜リクライニング角度Ｗの演算方法について＞
次に、シートバック１４が基準位置Ｓ０にあるときに（図２参照）、上昇スイッチ２３ｕがオン操作されたときを例にリクライニング角度Ｗの演算方法を説明する。
上昇スイッチ２３ｕがオン操作されてモータ２６が正転すると、図５に示すように、例えば、2ms毎にモータ２６の負荷電流値Ｉｍ（Ｖｉ）と、モータ２６の電源電圧（バッテリ２５の電圧値）Ｖｂが演算部２２ｅに入力される。ここで、モータ２６の負荷電流Ｉｍは、図４に示すように、ＥＣＵ２２に設けられたシャント抵抗Ｒｓにより電圧Ｖｉに変換された後、演算部２２ｅに入力される。
前記演算部２２ｅでは、時間△Ｔ（△Ｔ＝20ms）毎に直流ブラシモータの特性に基づいてモータ２６の回転速度Ｎを演算する。即ち、図４の電気回路では、電源電圧Ｖｂは、Ｖｂ＝（Ｒｍ＋Ｒａ）・Ｉｍ＋Ｅ  ・・（１式）で表される。この１式おいて、Ｒａは、モータ２６の内部抵抗（電機子抵抗）である。Ｒｍは、モータ２６の内部抵抗Ｒａを除く回路抵抗であり、シャント抵抗Ｒｓを含む値である。また、Ｅは、電機子Ａの誘起起電力であり、電機子Ａの回転速度Ｎ（モータ２６の回転速度Ｎ）の関数で表される。即ち、誘起起電力Ｅは、Ｅ＝Ｃ×Ｎで表される。なお、Ｃは比例定数である。
したがって、上記１式を変形してモータ２６の回転速度Ｎは次のように表される。  Ｎ＝係数Ｋ１×Ｖｂ−係数Ｋ２×Ｉｍ
＝係数Ｋ１×Ｖｂ−係数Ｋ２×Ｖｉ  ・・（２式）
演算部２２ｅでは、この２式に基づいて時間△Ｔ（△Ｔ＝20ms）毎にモータ２６の回転速度Ｎを演算する。
【００１８】
例えば、図５に示すように、モータ２６が起動して△Ｔ時間（20ms）後の電源電圧値がＶｂ１、負荷電流値がＶｉ１の場合、演算部２２ｅは電圧値Ｖｂ１、負荷電流値Ｖｉ１に基づいてモータ２６の回転速度Ｎ１（Ｎ１＝係数Ｋ１×Ｖｂ１−係数Ｋ２×Ｖｉ１）を演算する。
次に、演算部２２ｅは、モータ２６が回転速度Ｎ１で△Ｔ時間だけ回転したときの回転角度Ｎ１△Ｔを演算し、その回転角度Ｎ１△Ｔに基づいてリクライニング角度変化量Ｗ１を演算する。ここで、リクライニング角度変化量Ｗ１はモータ２６の回転角度Ｎ１△Ｔの関数であるため、そのリクライニング角度変化量Ｗ１は、Ｗ１＝係数Ｋ３×Ｎ１△Ｔで表される。なお、前記係数Ｋ３は、リクライニング機構２４のギヤ比等によって決まる定数である。
そして、演算部２２ｅは、基準角度Ｗｓにリクライニング角度変化量Ｗ１を加算する。即ち、モータ２６が起動してから△Ｔ時間（20ms）後のリクライニング角度Ｗは、基準角度Ｗｓ＋Ｗ１で表される（図５の上部参照）。
【００１９】
同様に、モータ２６が起動してから２×△Ｔ時間後の電圧値がＶｂ２、負荷電流値がＶｉ２の場合、演算部２２ｅは電圧値Ｖｂ２、負荷電流値Ｖｉ２に基づいてモータ２６の回転速度Ｎ２（Ｎ２＝係数Ｋ１×Ｖｂ２−係数Ｋ２×Ｖｉ２）を演算する。そして、演算部２２ｅは、モータ２６が回転速度Ｎ２で△Ｔ時間だけ回転したときの回転角度Ｎ２△Ｔと、そのときのリクライニング角度変化量Ｗ２と演算し、そのリクライニング角度変化量Ｗ２を基準角度Ｗｓ＋Ｗ１に加算する。
即ち、モータ２６が起動してから２×△Ｔ時間（20ms）後のリクライニング角度Ｗは、基準角度Ｗｓ＋Ｗ１＋Ｗ２で表される。
【００２０】
同様に、モータ２６が起動してから３×△Ｔ時間後の電圧値がＶｂ３、負荷電流値がＶｉ３の場合、演算部２２ｅは電圧値Ｖｂ３、負荷電流値Ｖｉ３に基づいてモータ２６の回転速度Ｎ３（Ｎ３＝係数Ｋ１×Ｖｂ３−係数Ｋ２×Ｖｉ３）を演算する。そして、演算部２２ｅは、モータ２６が回転速度Ｎ３で△Ｔ時間だけ回転したときの回転角度Ｎ３△Ｔと、そのときのリクライニング角度変化量Ｗ３を演算し、そのリクライニング角度変化量Ｗ３を基準角度Ｗｓ＋Ｗ１＋Ｗ２に加算する。
即ち、モータ２６が起動してから３×△Ｔ時間（20ms）後のリクライニング角度Ｗは、基準角度Ｗｓ＋Ｗ１＋Ｗ２＋Ｗ３で表される。
このように、モータ２６が駆動している間、所定時間△Ｔ毎にモータ２６の回転速度Ｎ、回転角度Ｎ△Ｔ、リクライニング角度変化量Ｗ１，Ｗ２・・が演算されてリクライニング角度Ｗが求められるようになる。
【００２１】
＜リクライニング装置２０の動作について＞
次に、図６のフローチャートに基づいてリクライニング装置２０の動作について説明する。ここで、図６のフローチャートに示す処理は、ＥＣＵ２２の演算部２２ｅにおいて、例えば、2ms毎に繰り返し実行されるものとする。
先ず、シートバック１４が基準位置Ｓ０（リクライニング角度Ｗ＝Ｗｓ）にある状態で、上昇スイッチ２３ｕがオン操作されると（ステップＳ１００  ＹＥＳ、ステップＳ１０１  ＮＯ）、モータ２６が正転方向に起動される（ステップＳ１０２）。そして、そのときのモータ２６の電圧値Ｖｂと負荷電流値Ｖｉが演算部２２ｅに入力される（ステップＳ１０３）。次に、演算タイミング（△Ｔ時間（20ms）経過）か否かが判定され（ステップＳ１０４  ＮＯ）、処理がステップＳ１００に戻される。そして、演算タイミングになるまで、即ち、モータ２６が起動して△Ｔ時間（20ms）経過するまで、ステップＳ１００からステップＳ１０４までの処理が繰り返し実行される。
【００２２】
このようにして、演算タイミングになると（ステップＳ１０４  ＹＥＳ）、図５に示すように、そのときの電圧値Ｖｂ１と負荷電流値Ｖｉ１とに基づいてモータ２６の回転速度Ｎ１が演算される（ステップＳ１０５  図５参照）。次に、モータ２６が回転速度Ｎ１で△Ｔ時間だけ回転したときの回転角度Ｎ１△Ｔと、そのときのリクライニング角度変化量Ｗ１とが演算され、そのリクライニング角度変化量Ｗ１が基準角度Ｗｓに加算される。即ち、モータ２６が起動してから△Ｔ時間（20ms）後のリクライニング角度Ｗ（基準角度Ｗｓ＋Ｗ１）が演算される（ステップＳ１０６、ステップＳ１０７）。
そして、演算されたリクライニング角度Ｗが上限角度Ｗｕでなければ（ステップＳ１０８  ＮＯ）、処理がステップＳ１００に戻される。そして、モータ２６が正転駆動されている間、ステップＳ１００からステップＳ１０８までの処理が繰り返し実行される。このようにして、演算されたリクライニング角度Ｗが上限角度Ｗｕに等しくなると（ステップＳ１０８  ＹＥＳ）、ＥＣＵ２２のスイッチ部２２ｓが停止側に切替えられてモータ２６の通電が停止される（ステップＳ１０９）。これにより、シートバック１４が上限位置Ｓｕに保持される。
【００２３】
ここで、リクライニング角度Ｗが上限角度Ｗｕに等しくなっても、さらに上昇スイッチ２３ｕがオン操作されている場合には、ステップＳ１００の判断がＹＥＳとなるため、ステップＳ１０１で再びリクライニング角度Ｗが上限角度Ｗｕか否かが判定される。このとき、ステップＳ１０１の判定はＹＥＳとなるため、処理はステップＳ１０９に進み、ステップＳ１０９でモータ２６の通電停止が継続される。
また、リクライニング角度Ｗが上限角度Ｗｕになる前に、上昇スイッチ２３ｕがオフ操作されると（ステップＳ１００  ＮＯ）、その時点でモータ２６の通電が停止される（ステップＳ１０９）。これにより、シートバック１４はこの位置に保持される。
【００２４】
また、シートバック１４が基準位置Ｓ０（リクライニング角度Ｗ＝Ｗｓ）にある状態で、下降スイッチ２３ｄがオン操作される場合も上昇スイッチ２３ｕが操作された場合と同様の手順でリクライニング制御が行われる。なお、基準位置Ｓ０からシートバック１４を下方に回動（下降）させる場合には、リクライニング角度Ｗは、基準角度Ｗｓからリクライニング角度変化量Ｗ１，Ｗ２，・・  を減算することにより求められる。
前記シートバック１４が基準位置Ｓ０以外の位置にある場合でも、上昇スイッチ２３ｕがオン操作された場合には、その位置のリクライニング角度Ｗｘにリクライニング角度変化量Ｗ１，Ｗ２，・・  を加算することによりリクライニング角度Ｗが求められる。また、下降スイッチ２３ｄがオン操作された場合には、その位置のリクライニング角度Ｗｘからリクライニング角度変化量Ｗ１，Ｗ２，・・  を減算することによりリクライニング角度Ｗが求められる。
【００２５】
即ち、前記シートバック１４が本発明の車両用シートの構成部材に相当し、ＥＣＵ２２の演算部２２ｅが本発明の電流検出手段、電圧検出手段、及び位置演算手段に相当する。さらに、ＥＣＵ２２のシャント抵抗Ｒｓが本発明の電流検出手段に相当する。
また、上昇スイッチ２３ｕ、下降スイッチ２３ｄが本発明の動作用スイッチに相当する。
また、シートバック１４の上限角度Ｗｕ、下限角度Ｗｄが本発明の構成部材の予め決められた位置に相当する。
【００２６】
＜車両用シート１の長所について＞
本実施形態に係る車両用シート１によると、モータ２６の負荷電流値Ｉｍ（Ｖｉ）を利用してモータ２６の回転速度Ｎを演算するため、例えば、着座者の重量等でモータ２６の負荷が大きくなる場合、あるいはモータ２６の負荷が小さくなる場合でも正確にモータ２６の回転速度Ｎを演算できるようになる。そして、前記回転速度Ｎに基づいてリクライニング角度Ｗを演算するために、リクライニング角度Ｗを精度良く求めることができる。
このため、リクライニング角度Ｗを検出するための機器、例えば、モータ２６に装着されるパルスセンサやパルスの積算手段等を省略できるようになり、その省略分だけコスト低減を図ることができる。
また、上昇スイッチ２３ｕ、あるいは下降スイッチ２３ｄがオン操作されている状態であっても、リクライニング角度Ｗが上限角度Ｗｕ、あるいは下限角度Ｗｄとなったときにモータ２６に対する通電を停止できるように構成されている。このため、モータ２６に対して不必要な電力を供給することがなくなり、無駄が排除できるとともに、モータ２６に無理な力が加わらない。
【００２７】
＜変更例＞
ここで、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更が可能である。例えば、本実施形態では、時間△Ｔ毎のモータ２６の電圧値Ｖｂと負荷電流値Ｖｉとに基づいてモータ２６の回転速度Ｎを演算する例を示した。しかし、時間△Ｔ間でモータ２６の電圧値Ｖｂの平均と負荷電流値Ｖｉの平均とを求め、電圧平均値Ｖｂａｖと負荷電流平均値Ｖｉａｖとに基づいてモータ２６の回転速度Ｎを演算することも可能である。これにより、モータ２６の回転速度Ｎの演算精度が向上する。
また、本実施形態では、電圧値Ｖｂと負荷電流値Ｖｉとからモータ２６の回転速度Ｎを求め、回転速度Ｎから△Ｔ時間のモータ２６の回転角度Ｎ△Ｔを求め、さらに回転角度Ｎ△Ｔに基づいてリクライニング角度Wを求める例を示した。しかし、予めモータ２６の回転速度Ｎと、回転角度Ｎ△Ｔと、リクライニング角度Wとの関係を演算しておき、モータ２６の△Ｔ時間毎の電圧値Ｖｂと負荷電流値Ｖｉとから直接的にリクライニング角度Wを求めるようにすることも可能である。
また、本実施形態では、車両用シート１のリクライニング装置２０に本発明を適用する例を示したが、リクライニング装置２０の代わりにシートスライド装置やシート回転装置に本発明を適用することも可能である。
【符号の説明】
【００２８】
１４・・・・・シートバック（構成部材）
２０・・・・・リクライニング装置
２２・・・・・ＥＣＵ
２２ｅ・・・・演算部（電流検出手段、電圧検出手段、位置演算手段）
Ｒｓ・・・・・シャント抵抗（電流検出手段）
２３ｕ・・・・上昇スイッチ（動作用スイッチ）
２３ｄ・・・・下降スイッチ（動作用スイッチ）
２６・・・・・モータ
Ｉｍ（Ｖｉ）・負荷電流値
Ｎ・・・・・・回転速度
Ｖｂ・・・・・電圧値（電源電圧値）
Ｗ・・・・・・リクライニング角度
Ｗｓ・・・・・基準角度
Ｗｕ・・・・・上限角度（予め決められた位置）
Ｗｄ・・・・・下限角度（予め決められた位置）
【図１】
2011126410.tif 000003
【図２】
2011126410.tif 000004
【図３】
2011126410.tif 000005
【図４】
2011126410.tif 000006
【図５】
2011126410.tif 000007
【図６】
2011126410.tif 000008