(57)【要約】【課題】電源の電圧が変動してもモータの回転速度への影響を小さくすることができる車両用モータ駆動装置およびその車両用モータ駆動装置を備えた車両用シートを提供することを目的とする。【解決手段】車両用モータ駆動装置１００は、モータ１１０と、入力電圧を生成する入力電圧生成部１２０と、入力電圧が入力され、モータ１１０を駆動する駆動部１３０と、を備える。駆動部１３０は、参照電圧を生成する参照電圧生成部１３１と、入力電圧と参照電圧の大小関係を比較する比較部１３４と、比較部１３４の出力に応じた回転速度でモータ１１０を駆動するための信号を出力する駆動信号出力部１３５と、を有する。入力電圧生成部１２０と参照電圧生成部１３１は、入力電圧および参照電圧がバッテリー電源ＶＢの電圧変動に連動して電圧変動するように構成されている。【選択図】図４
2015204666.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載された電源から電力が供給される車両用モータ駆動装置であって、
モータと、
入力電圧を生成する入力電圧生成部と、
前記入力電圧が入力され、前記モータを駆動する駆動部と、を備え、
前記駆動部は、
参照電圧を生成する参照電圧生成部と、
前記入力電圧と前記参照電圧の大小関係を比較して、前記入力電圧の大きさに応じたパルス信号を出力する比較部と、
前記比較部の出力に応じた回転速度で前記モータを駆動するための信号を出力する駆動信号出力部と、を有し、
前記入力電圧生成部と前記参照電圧生成部は、前記入力電圧および前記参照電圧が前記電源の電圧変動に連動して電圧変動するように構成されたことを特徴とする車両用モータ駆動装置。
【請求項２】
前記駆動部は、前記参照電圧が入力されて、前記参照電圧に応じた振幅の三角波を出力する三角波生成部を備え、
前記比較部は、前記入力電圧と前記三角波の大小関係を比較することを特徴とする請求項１に記載の車両用モータ駆動装置。
【請求項３】
前記参照電圧生成部は、前記電源とグランドの間に直列接続された複数の抵抗からなり、前記複数の抵抗の間から前記参照電圧が出力されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用モータ駆動装置。
【請求項４】
前記入力電圧生成部は、
前記電源とグランドの間に直列接続された複数の抵抗からなる抵抗列と、
前記抵抗列の前記電源側、グランド側および前記複数の抵抗の間の部分のいずれか１つを前記入力電圧生成部の出力部と選択的に接続するスイッチ部と、を有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の車両用モータ駆動装置。
【請求項５】
一端が前記比較部と前記入力電圧生成部の間に接続され、他端がグランドに接続されるコンデンサを備えたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の車両用モータ駆動装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の車両用モータ駆動装置と、
前記モータの出力軸に接続されたファンと、を備えた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、車両に搭載された電源から電力が供給される車両用モータ駆動装置およびその車両用モータ駆動装置を備えた車両用シートに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シートクッションから着座者に空気を送風可能に構成された空調機能を有する車両用シートが知られている（例えば、特許文献１参照）。この車両用シートでは、電子制御装置（ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）により、ファンに接続されたモータの回転速度を制御することで、空気の風量を調節している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１６５８３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、車両用シートの部品点数削減のため、ＥＣＵを設けることなく、空気の風量を調節できる構成が望まれる。しかしながら、ＥＣＵを設けないと、電源の電圧が変動した場合、モータを駆動するために用いる入力電圧も変動するので、モータの回転速度への影響が大きくなるおそれがあった。
【０００５】
そこで、本発明は、電源の電圧が変動してもモータの回転速度への影響を小さくすることができる車両用モータ駆動装置およびその車両用モータ駆動装置を備えた車両用シートを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記した目的を達成するため、本発明の車両用モータ駆動装置は、車両に搭載された電源から電力が供給される車両用モータ駆動装置であって、モータと、入力電圧を生成する入力電圧生成部と、前記入力電圧が入力され、前記モータを駆動する駆動部と、を備える。
前記駆動部は、参照電圧を生成する参照電圧生成部と、前記入力電圧と前記参照電圧の大小関係を比較して、前記入力電圧の大きさに応じたパルス信号を出力する比較部と、前記比較部の出力に応じた回転速度で前記モータを駆動するための信号を出力する駆動信号出力部と、を有する。
前記入力電圧生成部と前記参照電圧生成部は、前記入力電圧および前記参照電圧が前記電源の電圧変動に連動して電圧変動するように構成される。
【０００７】
このような構成によれば、電源の電圧が変動しても、入力電圧と参照電圧がそれに応じて変動するので、電源の電圧変動の影響を抑制し、モータの回転速度への影響を小さくすることができる。
【０００８】
前記した構成において、前記駆動部は、前記参照電圧が入力されて、前記参照電圧に応じた振幅の三角波を出力する三角波生成部を備え、前記比較部は、前記入力電圧と前記三角波の大小関係を比較する構成とすることができる。
【０００９】
前記した構成において、前記参照電圧生成部は、前記電源とグランドの間に直列接続された複数の抵抗からなり、前記複数の抵抗の間から前記参照電圧が出力される構成とすることができる。
【００１０】
前記した構成において、前記入力電圧生成部は、前記電源とグランドの間に直列接続された複数の抵抗からなる抵抗列と、前記抵抗列の前記電源側、グランド側および前記複数の抵抗の間の部分のいずれか１つを前記入力電圧生成部の出力部と選択的に接続するスイッチ部と、を有する構成とすることができる。
【００１１】
前記した車両用モータ駆動装置は、一端が前記比較部と前記入力電圧生成部の間に接続され、他端がグランドに接続されるコンデンサを備えた構成としてもよい。
【００１２】
このような構成によれば、入力電圧を切り替えても、コンデンサにより、比較部への入力電圧を徐々に変動させることができる。そのため、モータの回転速度が急に変動するのを抑制できる。また、モータの回転速度が急に変動しないので、乗員が違和感を覚えるのを抑制することができる。
【００１３】
また、本発明の車両用シートは、上記のいずれかの車両用モータ駆動装置と、前記モータの出力軸に接続されたファンと、を備えた構成とすることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、電源の電圧が変動しても、入力電圧と参照電圧がそれに応じて変動するので、電源の電圧変動の影響を抑制し、モータの回転速度への影響を小さくすることができる。
【００１５】
また、本発明によれば、一端が前記比較部と前記入力電圧生成部の間に接続され、他端がグランドに接続されるコンデンサを備えることで、比較部への入力電圧を徐々に変動させることができる。そのため、モータの回転速度が急に変動するのを抑制できる。また、乗員が違和感を覚えるのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態に係る車両用シートの斜視図である。
【図２】車両用シートに内蔵されるシートフレームの斜視図である。
【図３】シートクッションフレームとシートクッションパッドを下から見た図である。
【図４】車両用モータ駆動装置の構成を示す図である。
【図５】比較部に入力される電圧を示す図（ａ）と、比較部の出力を示す図（ｂ）と、比較例における比較部の出力を示す図（ｃ）である。
【図６】比較例に係る車両用モータ駆動装置の構成を示す図である。
【図７】変形例に係る車両用モータ駆動装置の構成を示す図である。
【図８】変形例におけるブロワ風量をＨｉ、Ｌｏｗ間で切り替えたときの入力電圧の変動の様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
次に、本発明の一実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明においては、まず、車両用シートＳの全体構成を簡単に説明した後、本発明の特徴部分を詳細に説明することとする。
【００１８】
図１に示すように、車両用シートＳは、自動車の運転席に使用されるシートであり、シートクッションＳ１と、シートバックＳ２と、ヘッドレストＳ３とを主に備えている。なお、以下の説明において、前後、左右、上下は、車両用シートＳに座る乗員を基準として用いる。
【００１９】
シートクッションＳ１およびシートバックＳ２には、図２に示すように、シートフレームＦが内蔵されている。シートフレームＦは、シートクッションＳ１のフレームを構成するシートクッションフレームＦ１と、シートバックＳ２のフレームを構成するシートバックフレームＦ２とから主に構成されている。
【００２０】
シートクッションＳ１は、図１に示すように、シートクッションフレームＦ１に、ウレタンフォームなどのクッション材からなるシートクッションパッド１と、合成皮革や布地などからなる表皮材２を被せることで構成されている。
【００２１】
シートクッションフレームＦ１は、図２に示すように、左右一対のサイドフレーム１０と、各サイドフレーム１０の前部を連結するパンフレーム３０と、各サイドフレーム１０の前端部及び後端部を連結する円筒状の連結パイプ４０（図３も参照）とを主に備えている。
【００２２】
左右のサイドフレーム１０は、前後方向に延びる金属製のフレームであり、左右に離間して配置されている。パンフレーム３０は、金属板をプレス成形してなり、中央部が下方に凹んだ形状に形成されている。
【００２３】
また、パンフレーム３０と後側の連結パイプ４０の間には、４つのＳバネ２０が架設されている。Ｓバネ２０は、前後方向に延びる長尺状のバネであり、左右方向で複数回屈曲するように形成されている。
【００２４】
シートクッションパッド１は、図１に示すように、内部に形成された通気路１Ａと上面に形成された複数の吹出口１Ｂを有し、後述するブロワ３から通気路１Ａ内に送り込まれた空気を矢印で示すように吹出口１Ｂから乗員に向けて送風可能に構成されている。
【００２５】
また、パンフレーム３０の裏側には、図３に示すように、車両用モータ駆動装置１００を構成するブロワ３が設けられている。ブロワ３は、内部にモータ１１０の出力軸に接続されたファン３Ａを備えている。ブロワ３は、ファン３Ａの回転により吸い込み口３Ｂから吸い込んだ空気をダクト１Ｃを介して通気路１Ａに送り込むように構成されている。
【００２６】
次に、車両用モータ駆動装置１００の詳細について説明する。
図４に示すように、車両用モータ駆動装置１００は、車両に搭載された電源の一例としてのバッテリー電源ＶＢから電力が供給され、モータ１１０と、入力電圧生成部１２０と、駆動部１３０とを備えている。モータ１１０及び駆動部１３０は、ブロワ３内に設けられている。
【００２７】
モータ１１０は、ＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ  Ｃｕｒｒｅｎｔ）ブラシレスモータ等のようなファン３Ａを回転駆動するための駆動源である。
【００２８】
入力電圧生成部１２０は、駆動部１３０に入力する入力電圧Ｖ１１を生成する部分であり、抵抗列１２１と、スイッチ部１２２とを有している。
【００２９】
抵抗列１２１は、バッテリー電源ＶＢとグランドの間において、３つの抵抗１２１Ａ，１２１Ｂ，１２１Ｃがバッテリー電源ＶＢ側から順に直列接続されて構成されている。なお、抵抗１２１Ａ，１２１Ｂ，１２１Ｃは、互いに同じ抵抗値としてもよいし、異なる抵抗値としてもよい。
【００３０】
スイッチ部１２２は、乗員がブロワ３のＯＮ、ＯＦＦとブロワ３のＯＮ時における風量をＨｉ、Ｍｉｄ、Ｌｏｗの各レベルに切り替えるための部分である。スイッチ部１２２は、抵抗列１２１のバッテリー電源ＶＢ側の接続部分Ｐ１と、抵抗１２１Ａと抵抗１２１Ｂの間の接続部分Ｐ２と、抵抗１２１Ｂと抵抗１２１Ｃの間の接続部分Ｐ３と、抵抗列１２１のグランド側の接続部分Ｐ４のいずれか１つを、入力電圧生成部１２０の出力部１２３と選択的に接続するように構成されている。このようにスイッチ部１２２において選択された各接続部分における電圧が、駆動部１３０における入力電圧Ｖ１１として出力部１２３から駆動部１３０に出力される。
【００３１】
なお、本実施形態では、スイッチ部１２２が接続部分Ｐ１に接続されたとき、ブロワ３の風量がＨｉ出力となり、接続部分Ｐ２に接続されたとき、ブロワ３の風量がＭｉｄ出力となり、接続部分Ｐ３に接続されたとき、ブロワ３の風量がＬｏｗ出力となる。また、スイッチ部１２２が接続部分Ｐ４に接続されたとき、ブロワ３はＯＦＦとなる。
【００３２】
駆動部１３０は、入力電圧生成部１２０からの入力電圧Ｖ１１が直接入力され、入力電圧Ｖ１１の大きさに応じた回転速度でモータ１１０を駆動する部分である。駆動部１３０は、参照電圧生成部１３１と、三角波生成部１３２と、バッファ部１３３と、比較部１３４と、駆動信号出力部１３５とを有している。
【００３３】
参照電圧生成部１３１は、参照電圧Ｖ２１を生成する部分であり、バッテリー電源ＶＢとグランドの間に直列接続された２つの抵抗１３１Ａ，１３１Ｂから構成されている。参照電圧生成部１３１は、抵抗１３１Ａと抵抗１３１Ｂの間の電圧を参照電圧Ｖ２１として三角波生成部１３２に出力するように構成されている。なお、抵抗１３１Ａ，１３１Ｂは、互いに同じ抵抗値としてもよいし、異なる抵抗値としてもよい。
【００３４】
ここで、前述した入力電圧生成部１２０と参照電圧生成部１３１は、バッテリー電源ＶＢとグランドの間の電圧を直列接続された複数の抵抗により分圧することで入力電圧Ｖ１１と参照電圧Ｖ２１を生成している。そのため、バッテリー電源ＶＢが電圧変動すると、入力電圧Ｖ１１及び参照電圧Ｖ２１がバッテリー電源ＶＢの電圧変動に連動して電圧変動するようになっている。
【００３５】
三角波生成部１３２は、参照電圧Ｖ２１に応じた振幅の三角波Ｖ２２を生成する部分であり、当該三角波Ｖ２２を比較部１３４に出力するように構成されている（図５（ａ）参照）。
【００３６】
バッファ部１３３は、入力電圧Ｖ１１をバッファ電圧Ｖ１２に調整して比較部１３４に出力する部分であり、入力電圧Ｖ１１が入力されるアンプ１３３Ａと、アンプ１３３Ａの出力とグランドの間に直列接続された２つの抵抗１３３Ｂ，１３３Ｃとから構成されている。バッファ部１３３は、抵抗１３３Ｂと抵抗１３３Ｃの間の電圧をバッファ電圧Ｖ１２として比較部１３４に出力するように構成されている。
【００３７】
比較部１３４は、入力電圧Ｖ１１と参照電圧Ｖ２１、詳しくは、バッファ電圧Ｖ１２と三角波Ｖ２２の大小関係を比較して、入力電圧Ｖ１１の大きさに応じたパルス幅のパルス信号Ｖｐを駆動信号出力部１３５に出力するように構成されている。なお、本実施形態における比較部１３４は、バッファ電圧Ｖ１２が大きいと判定したとき、ハイ電圧を出力し、三角波Ｖ２２が大きいと判定したとき、ロー電圧を出力するように設定されている（図５（ａ），（ｂ）参照）が、それぞれが逆の出力となるように設定してもよい。
【００３８】
駆動信号出力部１３５は、パルス信号Ｖｐのデューティ比に応じた回転速度でモータ１１０を駆動するための駆動信号をモータ１１０に出力するように構成されている。
【００３９】
以上のように構成された本実施形態における車両用モータ駆動装置１００の作用効果について説明する。
バッテリー電源ＶＢが変動しない状態において、入力電圧生成部１２０における抵抗列１２１のいずれかの接続部分をスイッチ部１２２により選択する。例えば、スイッチ部１２２により接続部分Ｐ１を選択すると、接続部分Ｐ１の電圧に相当する入力電圧Ｖ１１がバッファ部１３３に入力され、図５（ａ）に示すように、バッファ電圧Ｖ１２（破線表示）が比較部１３４に入力される。比較部１３４は、参照電圧Ｖ２１から三角波生成部１３２により生成された三角波Ｖ２２（破線表示）とバッファ電圧Ｖ１２の大小関係を比較して、図５（ｂ）に示すようなパルス信号Ｖｐを駆動信号出力部１３５に出力する。
【００４０】
そして、駆動信号出力部１３５の当該パルス信号Ｖｐに対応した駆動信号により、モータ１１０が回転して、ファン３Ａがそれに伴い回転駆動し、ブロワ３から通気路１Ａに空気が送り込まれる。また、スイッチ部１２２により接続部分Ｐ２又はＰ３を選択することで、比較部１３４がそれぞれの入力電圧Ｖ１１に対応したパルス幅のパルス信号Ｖｐを出力するので、そのパルス信号Ｖｐのデューティ比に応じた回転速度でモータ１１０が駆動する。すなわち、スイッチ部１２２により接続部分Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を切り替えることで、パルス信号Ｖｐのパルス幅を制御するいわゆるＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御によりモータ１１０の回転速度を変動させることができる。
【００４１】
このように、スイッチ部１２２で入力電圧Ｖ１１を複数段階に切り替えることによりモータ１１０の回転速度を決定することができるので、アナログ回路のみを用いた簡易な構成によりブロワ３の風量を調節することができる。そのため、デジタル制御をするためのＥＣＵを設ける必要がなくなり、車両用シートＳ及び車両用モータ駆動装置１００における部品点数を削減することができる。
【００４２】
ところで、バッテリー電源ＶＢは、使用状況等により電圧が低下する。そのため、例えば、図６に示すように、図４における参照電圧生成部１３１に代えて、基準電圧生成部１４０を有する構成の場合、バッテリー電源ＶＢの電圧が変動しても、基準電圧生成部１４０から出力される基準電圧Ｖ２３が一定であるので、三角波生成部１３２の三角波Ｖ２２がバッテリー電源ＶＢの電圧変動前と変わらずに一定となる（図５（ａ）の破線参照）。
【００４３】
具体的に、基準電圧生成部１４０は、バッテリー電源ＶＢに一端が接続された抵抗１４１と、抵抗１４１の他端にカソードが接続され、グランドにアノードが接続されたツェナーダイオード１４２とから構成されている。基準電圧生成部１４０は、抵抗１４１とツェナーダイオード１４２の接続点における電圧が基準電圧Ｖ２３として三角波生成部１３２に入力されている。このような基準電圧生成部１４０は、バッテリー電源ＶＢが電圧変動しても、ツェナーダイオード１４２のカソード側にツェナー電圧以上の電圧が印加されるようにすることで、カソードからアノードに向けて電流が流れるいわゆるツェナー効果により、一定の基準電圧Ｖ２３を出力するようになっている。
【００４４】
ここで、三角波Ｖ２２が一定であっても、入力電圧Ｖ１１は、バッテリー電源ＶＢの電圧変動により変動するので、バッファ電圧Ｖ１２は低下する（図５（ａ）の実線参照）。そして、比較部１３４は、図５（ｃ）に示すように、図５（ｂ）のパルス幅よりも小さいパルス幅のパルス信号Ｖｐを出力してしまい、モータ１１０の回転速度が低下して、ブロワ３の風量をＨｉに設定しても、それより風量が小さくなってしまう。
【００４５】
しかし、本実施形態では、バッテリー電源ＶＢの電圧が変動したとき、入力電圧Ｖ１１及び参照電圧Ｖ２１がバッテリー電源ＶＢの電圧変動に応じて変動するので、バッファ電圧Ｖ１２及び三角波Ｖ２２が図５（ａ）の破線の状態から実線の状態に変動する。このときの比較部１３４の出力は、図５（ｂ）に示すように、バッテリー電源ＶＢの変動前と略同じ出力となる。そのため、バッテリー電源ＶＢの電圧変動の影響を抑制することができるので、バッテリー電源ＶＢの電圧変動によるモータ１１０の回転速度への影響を小さくすることができる。
【００４６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではない。具体的な構成については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
【００４７】
前記実施形態では、バッファ部１３３からのバッファ電圧Ｖ１２が比較部１３４に直接入力された構成であったが、図７に示すように、バッファ部１３３と比較部１３４の間にコンデンサ１５０を備えた構成であってもよい。
【００４８】
具体的に、コンデンサ１５０は、バッファ部１３３と比較部１３４の間に一端が接続され、グランドに他端が接続されている。なお、コンデンサ１５０は、入力電圧生成部１２０と比較部１３４の間に一端が接続されていればよく、例えば、入力電圧生成部１２０とバッファ部１３３の間に一端が接続されていてもよい。
【００４９】
ここで、例えば、入力電圧生成部１２０のスイッチ部１２２において、ブロワ３の風量をＨｉからＬｏｗに切り替えてモータ１１０の回転速度が小さいときに、再度ブロワ３の風量をＨｉに切り替えると、図８に示すように、比較部１３４への入力電圧（バッファ電圧Ｖ１２）が破線に示すようにＶＬ（ブロワ３の風量がＬｏｗ時の入力電圧）からＶＨ（ブロワ３の風量がＨｉ時の入力電圧）に向けて急に変動するので、モータ１１０の回転速度が急に大きくなってしまう。しかし、図７の構成では、コンデンサ１５０により、比較部１３４への入力電圧を徐々に大きくなるように変動させることができるので、モータ１１０の回転速度が急に大きくなるように変動するのを抑制することができる。
【００５０】
また、比較部１３４への入力電圧が徐々に変動するので、モータ１１０の回転速度も徐々に変動する。そのため、ブロワ３の風量も徐々に変動するので、乗員が違和感を覚えるのを抑制することができる。
【００５１】
前記実施形態では、入力電圧生成部１２０が３つの抵抗からなる抵抗列１２１を有していたが、本発明はこれに限定されず、２つの抵抗からなる抵抗列でもよいし、４つ以上の抵抗からなる抵抗列でもよい。
【００５２】
前記実施形態では、車両用モータ駆動装置１００がファン３Ａを駆動するためのモータ１１０に適用されていたが、本発明はこれに限定されず、ファン以外の他の装置を駆動するためのモータに適用されてもよい。
【符号の説明】
【００５３】
３Ａ    ファン
１００  車両用モータ駆動装置
１１０  モータ
１２０  入力電圧生成部
１２１  抵抗列
１２２  スイッチ部
１２３  出力部
１３０  駆動部
１３１  参照電圧生成部
１３２  三角波生成部
１３４  比較部
１３５  駆動信号出力部
１５０  コンデンサ
Ｓ      車両用シート
Ｖ１１  入力電圧
Ｖ１２  バッファ電圧
Ｖ２１  参照電圧
Ｖ２２  三角波
ＶＢ    バッテリー電源
Ｖｐ    パルス信号
【図１】
2015204666.tif 000003
【図２】
2015204666.tif 000004
【図３】
2015204666.tif 000005
【図４】
2015204666.tif 000006
【図５】
2015204666.tif 000007
【図６】
2015204666.tif 000008
【図７】
2015204666.tif 000009
【図８】
2015204666.tif 000010