(57)【要約】【課題】本発明は、負荷に電流を供給するワイヤーハーネス等の電線の小径化及び軽量化を大幅に図ることができ、負荷の駆動停止及び駆動再開を迅速に行うことができる負荷駆動システムを提供する。【解決手段】  本負荷駆動システムは、電線Ｗを介して負荷１に電流を供給することにより、複数の負荷１を駆動させるものであり、各負荷１に対応して設けられ、各負荷１に電流を供給する状態と供給しない状態とを切り換える切換部２と、各切換部２の切換動作を制御する駆動制御部３と、駆動している負荷１に供給されている電流の値を検出する電流検出部４と、電流検出部４によって検出された検出電流値が所定の基準値以上になったか否かを判定する判定部５とを有する。判定部５は、検出電流値を監視し、検出電流値が所定の基準値以上であり、負荷１に電流を供給する必要がなくなったと判定された場合に、駆動制御部３に駆動停止信号Ｓ３を送信する。【選択図】図１
2008143191.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電線を介して負荷に電流を供給することにより、前記負荷を駆動させる負荷駆動システムにおいて、
前記負荷に電流を供給する状態と供給しない状態とを切り換える切換手段と、
その切換手段の切換動作を制御する駆動制御手段と、
駆動している前記負荷に供給されている電流の値を検出する電流検出手段と、
その電流検出手段によって検出された検出電流値が所定の基準値以上になったか否かを判定する判定手段とを有し、
その判定手段によって前記検出電流値が所定の基準値以上であり、負荷に電流を供給する必要がなくなったと判定された場合に、前記駆動制御手段は、前記負荷への電流の供給を停止させるように前記切換手段を制御する、
ことを特徴とする負荷駆動システム。
【請求項２】
前記切換手段、駆動制御手段及び電流検出手段は、前記負荷に近接した箇所に配置された負荷駆動装置内に設けられ、
前記判定手段は、前記負荷駆動装置に接続された電子制御ユニット内に設けられ、
前記判定手段は、前記電流検出手段から前記検出電流値のデータを受信するとともに、前記検出電流値が所定の基準値以上であると判定された場合に、前記駆動制御手段に駆動停止信号を送信する、
ことを特徴とする請求項１に記載の負荷駆動システム。
【請求項３】
前記負荷は複数有し、
前記切換手段は、各負荷に対応して複数有し、
前記各切換手段は、電源線及び接地線に対してハブ状に配置されている、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の負荷駆動システム。
【請求項４】
前記切換手段は、前記負荷に順方向又は逆方向に電流を供給することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つの項に記載の負荷駆動システム。
【請求項５】
前記負荷はモータであり、
前記判定手段は、前記モータが空転しているか否かを判定できるように前記基準値を設定している、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つの項に記載の負荷駆動システム。
【請求項６】
前記電子制御ユニットは、車両の座席の制御スイッチと統合されており、
前記負荷駆動装置は、前記車両の座席のクッション部と背もたれ部にそれぞれ配置されており、前記電子制御ユニットと前記駆動制御手段とは、多重通信により前記検出電流値のデータ、前記駆動停止信号の送受信を行う、
ことを特徴とする請求項２に記載の負荷駆動システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ等の負荷を駆動させる負荷駆動システムに関し、特に、負荷駆動時の電流を検出して、負荷に電流を供給する必要がなくなった場合に負荷の駆動を停止させることができる負荷駆動システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自動車等の車両においては、例えば車両の後方周りでは、従来からヘッドランプ、ライセンスランプ、ワイパー、ドアロック等が装備されており、利便性を向上させるために、電動バックドア、電動ラッチ等の装備が追加されている。
【０００３】
このように装備が増加すると、その装備を構成する電装品に電源を供給したり、各種信号を送受信するためのワイヤーハーネス等の電線の本数が増加し、電線のサイズ（線径や断面積等）も大きくなるため、大型化や重量の増加を招いていた。
【０００４】
そこで、電線の本数を減少させたり、電線のサイズを小さくして、小型化、軽量化を図る技術が従来から提案されている。
【０００５】
例えば、特許文献１では、電源と負荷との間に設けられ且つ電源から電線を構成するワイヤーハーネスを介して負荷に流れる過電流を検出して電源及び負荷間を遮断する過電流保護装置を備えたワイヤーハーネス装置であって、過電流保護装置は、電源から負荷に流れる電流を検出する電流検出手段と、電線が完全短絡したときにおける完全短絡電流値をしきい電流値に設定し、電流検出手段で検出された電流の値がしきい電流値以上になったかどうかを判定する判定手段と、電流検出手段で検出された電流の値がしきい電流値以上になった場合に負荷への電源の供給を遮断する遮断装置と、を備えたワイヤーハーネス装置が提案されている。
【０００６】
このワイヤーハーネス装置によれば、電流検出手段が電源から負荷に流れる電流を検出すると、判定手段は、電線が完全短絡したときにおける完全短絡電流値をしきい電流値に設定し、電流検出手段で検出された電流の値がしきい電流値以上になったかどうかを判定し、遮断装置は、電流検出手段で検出された電流の値がしきい電流値以上になった場合に負荷への電源の供給を遮断する。
【０００７】
このため、過電流保護装置の下流にはヒュージブルリンク等を設けないで済むようになり、簡単で安価なワイヤーハーネス装置を提供でき、また、ヒュージブルリンク等を設けないので、電線径を負荷容量に合わせて最適に選択することができ、これによって、過電流保護装置の下流のワイヤーハーネス線径の小径化及び軽量化を図ることができる、としている（以下、この技術を従来例という）。
【特許文献１】特開２０００−３２４６７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来例では、電線が完全短絡した場合に電源の供給を遮断しているが、モータが空転している（モータロック）状態等のように故障ではないが、負荷に電流を供給する必要がなくなった場合については電流の供給を停止させない。そのため、ワイヤーハーネス等の電線に要求される負荷容量を大きくする必要があり、ワイヤーハーネスの小径化及び軽量化を大幅に図ることは困難である。
【０００９】
また、過電流が流れたときにヒータを発熱させて、その発熱によりバッテリから負荷に電源を供給している回路を遮断しているので、負荷駆動時の異常電流を検出してから、ヒータが発熱して回路を遮断させるまでの時間がかかり、負荷の駆動停止を迅速に行うことは困難である。また、一度回路が遮断すると、それを普及するまでに時間を要する。
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、負荷に電流を供給するワイヤーハーネス等の電線の小径化及び軽量化を大幅に図ることができ、負荷の駆動停止及び駆動再開を迅速に行うことができる負荷駆動システム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】
【００１１】
本発明の負荷駆動システムは、電線を介して負荷に電流を供給することにより、前記負荷を駆動させる負荷駆動システムにおいて、
前記負荷に電流を供給する状態と供給しない状態とを切り換える切換手段と、
その切換手段の切換動作を制御する駆動制御手段と、
駆動している前記負荷に供給されている電流の値を検出する電流検出手段と、
その電流検出手段によって検出された検出電流値が所定の基準値以上になったか否かを判定する判定手段とを有し、
その判定手段によって前記検出電流値が所定の基準値以上であり、負荷に電流を供給する必要がなくなったと判定された場合に、前記駆動制御手段は、前記負荷への電流の供給を停止させるように前記切換手段を制御する、
ことを特徴とするものである。
【００１２】
前記切換手段、駆動制御手段及び電流検出手段は、前記負荷に近接した箇所に配置された負荷駆動装置内に設けられ、前記判定手段は、前記負荷駆動装置に接続された電子制御ユニット内に設けられ、前記判定手段は、前記電流検出手段から前記検出電流値のデータを受信するとともに、前記検出電流値が所定の基準値以上であると判定された場合に、前記駆動制御手段に駆動停止信号を送信してもよい。
【００１３】
前記負荷は複数有し、前記切換手段は、各負荷に対応して複数有し、前記各切換手段は、電源線及び接地線に対してハブ状に配置されていてもよい。
【００１４】
前記切換手段は、前記負荷に順方向又は逆方向に電流を供給してもよい。
【００１５】
前記負荷はモータであり、前記判定手段は、前記モータが空転しているか否かを判定できるように前記基準値を設定してもよい。
【００１６】
前記電子制御ユニットは、車両の座席の制御スイッチと統合されており、前記負荷駆動装置は、前記車両の座席のクッション部と背もたれ部にそれぞれ配置されており、前記電子制御ユニットと前記駆動制御手段とは、多重通信により前記検出電流値のデータ、前記駆動停止信号の送受信を行うものでもよい。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１に係る発明によれば、判定手段によって、検出電流値が所定の基準値以上であり、負荷に電流を供給する必要がなくなったと判定された場合に、負荷への電流の供給を停止させるように切換手段を制御するので、切換手段と負荷とを接続するワイヤーハーネス等の電線に要求される負荷容量を小さくできる。その結果、電線のサイズを小さくでき、製品の小型化及び軽量化を図ることができる。  
また、信号により負荷の駆動を制御するので、負荷の駆動停止や駆動再開を迅速に行うことができる。
【００１８】
請求項２に係る発明によれば、負荷に近接した箇所に電子制御ユニットに接続された負荷駆動装置が設けられているので、電子制御ユニットの小型化を図ることができるとともに、電子制御ユニットから直接負荷に電線を接続する場合に比べ、配索される電線の数や電線の占める領域を減少させることができる。その結果、製品の小型化及び軽量化を図ることができる。
【００１９】
請求項３に係る発明によれば、複数の負荷に対して個別に駆動させることができる。
【００２０】
請求項４に係る発明によれば、負荷であるモータを正方向又は逆方向に回転させたり、ランプを点灯又は消灯させたり、ペルチェユニットの温度を上昇又は下降させたりすることができる。
【００２１】
請求項５に係る発明によれば、負荷であるモータが空転しているか否かを判定できるように基準値を設定し、その基準値を超えると、モータが空転していると判定するので、切換手段とモータとを接続するワイヤーハーネス等の電線に要求される負荷容量を小さくできる。その結果、電線のサイズを小さくでき、製品の小型化及び軽量化を図ることができる。
請求項６に係る発明によれば、多数の電線を配索させる必要がある車両の座席であっても、配索される電線の数や電線の占める領域を減少させることができる。    
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１（Ａ）は本発明の実施形態例に係る負荷駆動システムを示すブロック図、（Ｂ）は本発明の実施形態例に係る負荷駆動システムを車両の座席に適用した場合の例を示す説明図、図２は本発明の実施形態例に係る負荷駆動システムを示す回路図、図４は、本発明の実施形態例に係る負荷駆動システムを車両の座席に適用した場合の例を示す斜視図である。
【００２３】
図１（Ａ）に示すように、本発明の実施形態例に係る負荷駆動システムは、電線Ｗを介して負荷１に電流を供給することにより、複数の負荷１を駆動させるものであり、各負荷１に対応して設けられ、各負荷１に電流を供給する状態と供給しない状態とを切り換える切換部２と、各切換部２の切換動作を制御する駆動制御部３と、駆動している負荷１に供給されている電流の値を検出する電流検出部４と、電流検出部４によって検出された検出電流値が所定の基準値以上になったか否かを判定する判定部５とを有する。
【００２４】
負荷１としては、モータ、ヒータ、ランプ、ペルチェユニット等である。
【００２５】
切換部２は、各負荷１に対応して複数有し、電源（１２Ｖ）線Ｗ１及び接地線Ｗ２に対してハブ状に配置されている。
【００２６】
切換部２は、例えば図２に示すように、ツインリレー回路によって構成されている。このツインリレー回路は、電源線Ｗ１に接続される第１の固定接点Ｐ１及び第２の固定接点Ｐ２と、接地線Ｗ２に接続される第３の固定接点Ｐ３及び第４の固定接点Ｐ４と、負荷１に接続される第１の可動接点Ｐ５及び第２の可動接点Ｐ６と、第１の可動接点Ｐ５を第１の固定接点Ｐ１に接続させる第１のコイルＣ１と、第２の可動接点Ｐ６を第２の固定接点Ｐ２に接続させる第２のコイルＣ２とを備えている。
【００２７】
第１のコイルＣ１と第２のコイルＣ２との間の接点Ｐ７に電源線Ｗ１が接続されている。
【００２８】
駆動制御部３は、通信回路部６と、第１のトランジスタＴ１と、第２のトランジスタＴ２とを有する。駆動制御部３は、通信ＩＣ（Integrated Circuit）によって構成されていてもよい。
【００２９】
通信回路部６は、駆動すべき負荷１に電流を供給するために、対応する第１のトランジスタＴ１及び第２のトランジスタＴ２のベースにそれぞれ第１の駆動信号Ｓ１及び第２の駆動信号Ｓ２を出力する。
【００３０】
第１のトランジスタＴ１のコレクタは、第１のコイルＣ１に接続され、そのエミッタは接地線Ｗ２に接続され、そのベースは通信回路部６に接続されている。通信回路部６から出力される第１の駆動信号Ｓ１が第１のトランジスタＴ１のベースに入力されると、ＯＮ状態に切り換わり、第１のコイルＣ１に電流が流れるので、第１のコイルＣ１が励磁される。
【００３１】
第２のトランジスタＴ２のコレクタは、第２のコイルＣ２に接続され、そのエミッタは接地線Ｗ２に接続され、そのベースは通信回路部６に接続されている。通信回路部６から出力される第２の駆動信号Ｓ２が第２のトランジスタＴ２のベースに入力されると、ＯＮ状態に切り換わり、第２のコイルＣ２に電流が流れるので、第２のコイルＣ２が励磁される。
【００３２】
電流検出部４は、電源線Ｗ１及び接地線Ｗ２上に配置されている。電流検出部４によって検出された検出電流値のデータは駆動制御部３の通信回路部６、通信線Ｗ３を介して判定部５に送信される。なお、通信線Ｗ３は、複数の信号を多重に送受信できる。
【００３３】
判定部５は、検出電流値を監視し、図３に示すように、検出電流値が所定の基準値以上であり、負荷１に電流を供給する必要がなくなったと判定された場合に、駆動制御部３に駆動停止信号Ｓ３を送信する。例えば、負荷１がモータである場合には、モータが空転しているか否かを判定できるように基準値を設定し、その基準値を超えると、モータが空転していると判定し、駆動制御部３に駆動停止信号Ｓ３を送信する。
【００３４】
駆動停止信号Ｓ３を受信した駆動制御部３は、第１の駆動信号Ｓ１又は第２の駆動信号Ｓ２の出力を停止することにより、第１のトランジスタＴ１又は第２のトランジスタＴ２をＯＦＦ状態にして、負荷１への電流の供給を停止させる。
【００３５】
上記切換部２、駆動制御部３及び電流検出部４は、負荷１に近接した箇所に配置された負荷駆動装置７内に設けられ、判定部５は、電源線Ｗ１，接地線Ｗ２，通信線Ｗ３を介して負荷駆動装置７に接続されたＥＣＵ８（電子制御ユニット）内に設けられている。
【００３６】
図１（Ｂ）及び図４に示すように、本発明の実施形態例に係る負荷駆動システムを車両の座席９に適用する場合、座席９のサイド部９ａにＥＣＵ８が配置され、クッション部９ｂに第１の負荷駆動装置７ａが配置され、背もたれ部９ｃに第２の負荷駆動装置７ｂが配置され、ＥＣＵ８と第１の負荷駆動装置７ａ及び第２の負荷駆動装置７ｂとが電源線Ｗ１，接地線Ｗ２及び通信線Ｗ３を介して接続されている。
【００３７】
ＥＣＵ８は、車両の座席９の制御スイッチと統合されている。
【００３８】
第１の負荷駆動装置７ａは、クッション部９ｂに設けられた負荷１（例えばクッション部９ｂの高さ調整を行うモータ等）を駆動させ、第２の負荷駆動装置７ｂは、背もたれ部９ｃに設けられた負荷１（例えば背もたれ部９ｃのリクライニング調整やヘッドレスト９ｄの調整を行うモータ等）を駆動させる。
【００３９】
負荷駆動装置７は、クッション部９ｂ、背もたれ部９ｃの両方又はいずれか一方に設けられている。
【００４０】
次に、本発明の実施形態例に係る負荷駆動システムの動作について説明する。
【００４１】
駆動制御部３の通信回路部６から第１の駆動信号Ｓ１及び第２の駆動信号Ｓ２が出力されていない場合には、第１のトランジスタＴ１及び第２のトランジスタＴ２はＯＦＦ状態であり、第１のコイルＣ１及び第２のコイルＣ２は消磁されている。この場合、第１の可動接点Ｐ５は第３の固定接点Ｐ３に接続され、第２の可動接点Ｐ６は第４の固定接点Ｐ４に接続されているので、負荷１には電流が供給されず、負荷は駆動しない。
【００４２】
所望の負荷１を駆動させる場合には、ＥＣＵ８から負荷駆動装置７に制御信号Ｓ４が送信され、その制御信号Ｓ４に基づいて、負荷駆動装置７の駆動制御部３から第１の駆動信号Ｓ１又は第２の駆動信号Ｓ２が出力される。
【００４３】
駆動制御部３の通信回路部６から第１の駆動信号Ｓ１が出力されると、第１のトランジスタＴ１がＯＮ状態となり、第１のコイルＣ１が励磁される。これによって、第１の可動接点Ｐ５は、第１の固定接点Ｐ１に接続されるので、負荷１に順方向に電流が供給され、負荷１は順方向に駆動する。
【００４４】
駆動制御部３の通信回路部６から第２の駆動信号Ｓ２が出力されると、第２のトランジスタＴ２がＯＮ状態となり、第２のコイルＣ２が励磁される。これによって、第２の可動接点Ｐ６は、第２の固定接点Ｐ２に接続されるので、負荷１に逆方向に電流が供給され、負荷１は逆方向に駆動する。
【００４５】
例えば、負荷であるモータを正方向又は逆方向に回転させたり、ランプを点灯又は消灯させたり、ペルチェユニットの温度を上昇又は下降させたりすることができる。
【００４６】
負荷１が駆動している間、電流検出部４は、負荷１に供給されている電流値を検出し、その検出電流値のデータは駆動制御部３の通信回路部６、通信線Ｗ３を介してＥＣＵ８内の判定部５に送信される。
【００４７】
判定部５は、検出電流値を監視し、検出電流値が所定の基準値以上であり、負荷１に電流を供給する必要がなくなったと判定された場合に、駆動制御部３に駆動停止信号Ｓ３を送信する。例えば、負荷がモータである場合には、モータが空転しているか否かを判定できるように基準値を設定し、その基準値を超えると、モータが空転していると判定し、駆動制御部３に駆動停止信号Ｓ３を送信する。
【００４８】
駆動停止信号Ｓ３を受信した駆動制御部３は、第１の駆動信号Ｓ１又は第２の駆動信号Ｓ２の出力を停止することにより、第１のトランジスタＴ１又は第２のトランジスタＴ２をＯＦＦ状態にして、負荷１への電流の供給を停止させる。
【００４９】
本発明の実施形態例に係る負荷駆動システムによれば、判定部５によって、検出電流値が所定の基準値以上であり、負荷１に電流を供給する必要がなくなったと判定された場合に、負荷１への電流の供給を停止させるように切換部２を制御するので、切換部２と負荷１とを接続するワイヤーハーネス等の電線Ｗに要求される負荷容量を小さくできる。その結果、電線Ｗのサイズを小さくでき、製品の小型化及び軽量化を図ることができる。
【００５０】
また、信号により負荷１の駆動を制御するので、負荷１の駆動停止や駆動再開を迅速に行うことができる。
【００５１】
また、負荷１に近接した箇所にＥＣＵ８に接続された負荷駆動装置７が設けられているので、ＥＣＵ８の小型化を図ることができるとともに、ＥＣＵ８から直接負荷１に電線を接続する場合に比べ、配索される電線の数や電線の占める領域を減少させることができる。その結果、製品の小型化及び軽量化を図ることができる。
【００５２】
本発明は、上記実施の形態に限定されることはなく、特許請求の範囲に記載された技術的事項の範囲内において、種々の変更が可能である。
【００５３】
例えば、切換部２を半導体のスイッチング素子を用いて構成してもよい。
【００５４】
また、回路規模が大きくなる場合には、複数の電流検出部４を、各切換部２と電源線Ｖ１及び接地線Ｖ２との間を接続する回路上に適宜配置してもよい。
【００５５】
また、電流検出部４が一箇所に配置した場合、どの負荷１が電流を供給する必要がないのか判別できないため、同時に複数の負荷を駆動させることはできないが、時分割で各負荷を順次少しづつ駆動させることにより、擬似的に同時駆動しているようにみせることも可能である。
【００５６】
また、負荷であるモータ近傍にモータの駆動に応じてパルス出力し、ＥＣＵ８に送信するセンサを設けてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明の負荷駆動システムは、モータ等の負荷を駆動させ、負荷駆動時の電流を検出して、負荷に電流を供給する必要がなくなった場合に負荷の駆動を停止させるために用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】（Ａ）は本発明の実施形態例に係る負荷駆動システムを示すブロック図、（Ｂ）は本発明の実施形態例に係る負荷駆動システムを車両の座席に適用した場合の例を示す説明図である。
【図２】本発明の実施形態例に係る負荷駆動システムを示す回路図である。
【図３】電流検出値によって検出された電流値の経過を示すグラフである。
【図４】本発明の実施形態例に係る負荷駆動システムを車両の座席に適用した場合の例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００５９】
１：負荷
２：切換部
３：駆動制御部
４：電流検出部
５：判定部
６：通信回路部
７：負荷駆動装置
８：ＥＣＵ
９：座席
Ｓ１：第１の駆動信号
Ｓ２：第２の駆動信号
Ｓ３：駆動停止信号
Ｓ４：制御信号
Ｗ：電線
Ｗ１：電源線
Ｗ２：接地線
Ｗ３：通信線
【図１】
2008143191.tif 000003
【図２】
2008143191.tif 000004
【図３】
2008143191.tif 000005
【図４】
2008143191.tif 000006