(57)【要約】【課題】ＥＣＵに接続されるハーネスの配線数を低減し、且つ、駆動部の位置検出を確実に行うことのできる車両用シート装置を提供する。【解決手段】シートの可動部を駆動させる駆動モータ２２ａと、駆動モータ２２ａの動作制御を行うＥＣＵとを備えた車両用シート装置である。そして、上記のＥＣＵには、駆動モータの回転に伴う脈動成分の信号を抽出する脈動波抽出回路（１３１，１３２，１３３）が設けられ、この脈動波抽出回路は、突入電流の信号成分を除去する突入波除去回路１３１と、脈動成分の信号を通過させる帯域フィルタ回路１３２と、帯域フィルタ回路１３２を通過した信号を飽和レベルの信号に変換するバッファ回路ＩＶ１，ＩＶ２と、この出力を所定波形の信号に変換する波形成形ＩＣ１３３ｃとを備えている。【選択図】図４
2009247080.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動部を有するシート本体と、
前記可動部を駆動させる駆動モータと、
前記駆動モータの動作制御を行う制御ユニットと、
前記制御ユニットと前記駆動モータとを電気的に接続して前記制御ユニットから前記駆動モータに駆動電流を供給する配線と、
を備えた車両用シート装置において、
前記制御ユニットには、
前記配線を流れる前記駆動電流の信号から前記駆動モータの回転に伴う脈動成分の信号を抽出する脈動波抽出回路と、
前記脈動波抽出回路の信号に基づき前記駆動モータの回転数を計数する制御回路と、
が設けられ、
前記脈動波抽出回路は、
前記駆動電流の信号から突入電流の信号成分を除去する突入波除去回路と、
前記突入波除去回路を通過した信号から前記脈動成分の信号を通過させる帯域フィルタ回路と、
前記帯域フィルタ回路を通過した信号を飽和レベルの信号に変換するバッファ回路と、
前記バッファ回路の出力を所定波形の信号に変換する波形成形回路と、
を備えていることを特徴とする車両用シート装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、可動部を電動により変位させる機能を有した車両用シート装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
以前より、可動部を電動により変位させる機能を有するパワーシートと呼ばれる車両用シートがある。シート可動部には、例えば、シートの前後スライド部、座面前方部位の昇降部、座面後方部位の昇降部、背もたれのリクライニング角変更部などがある。また、ヘッドレストの昇降部や、ランバーサポートの変位部などが追加されることもある。
【０００３】
上記のような車両用シートにおいては、例えば、ユーザが一度設定した可動部の位置を記憶させておき、ユーザの呼出し操作によって各可動部を記憶した位置まで自動的に移動させる機能を備えるものが開発されている（例えば特許文献１）。また、車両のドアを開けた際にユーザが搭乗しやすい位置まで自動的にシートの可動部を変位させる機能を備えるものもある。このような機能は、制御ユニットか駆動モータの回転数を計数するなどして、可動部の位置を認識しながら移動制御を行うことで実現している。
【０００４】
駆動モータの回転数を計数する方式としては、駆動モータにホールＩＣやリードスイッチセンサなどの回転検出用の素子を設け、この回転検出用の素子から制御ユニットにハーネスを介して検出信号を送り、この検出信号に基づき駆動モータの回転数を計数するのが一般的である。
【０００５】
また、回転検出用の素子を省略してコスト低減を図るために、駆動モータに供給する駆動電流の脈動成分を検出し、これを計数することで駆動モータの回転数を求める方式も提案されている（例えば特許文献１，２）。
【特許文献１】特開平０８−１６８２９１号公報
【特許文献２】特開昭６１−１２８７８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、一部の車両用シートにおいては、高機能化に伴って多数の電装部品が配設され、これらの電装部品とＥＣＵ（電子制御ユニット）とを結ぶハーネスの配線数が非常に多くなっている。一般に、車両用シートには、ＥＣＵやハーネスを配置するのに限られた空間しかなく、また、ハーネスの端子部分は比較的に大きな体積を占めるため、上記のように多数の電装部品を有する車両用シートではハーネスの配線数を少なくしたいという課題がある。
【０００７】
また、特許文献１，２に開示の技術のように、駆動電流の脈動分を計数することで駆動モータの回転数を求める方式では、駆動電流のレベルや脈動成分の振幅およびその周波数などが、駆動モータの動き出しから停止時にかけて、或いは負荷の大きさ等により変化するため、その脈動分を確実に抽出することが難しいという課題がある。
【０００８】
この発明の目的は、ＥＣＵに接続されるハーネスの配線数の低減が図れ、且つ、駆動部の位置検出を確実に行うことのできる車両用シート装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、
可動部を有するシート本体と、
前記可動部を駆動させる駆動モータと、
前記駆動モータの動作制御を行う制御ユニットと、
前記制御ユニットと前記駆動モータとを電気的に接続して前記制御ユニットから前記駆動モータに駆動電流を供給する配線と、
を備えた車両用シート装置において、
前記制御ユニットには、
前記配線を流れる前記駆動電流の信号から前記駆動モータの回転に伴う脈動成分の信号を抽出する脈動波抽出回路と、
前記脈動波抽出回路の信号に基づき前記駆動モータの回転数を計数する制御回路と、
が設けられ、
前記脈動波抽出回路は、
前記駆動電流の信号から突入電流の信号成分を除去する突入波除去回路と、
前記突入波除去回路を通過した信号から前記脈動成分の信号を通過させる帯域フィルタ回路と、
前記帯域フィルタ回路を通過した信号を飽和レベルの信号に変換するバッファ回路と、
前記バッファ回路の出力を所定波形の信号に変換する波形成形回路と、
を備えていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に従うと、駆動モータと制御ユニットの間の配線から回転検出用の配線を省くことができ、ハーネスの配線数を削減できるという効果が得られる。また、上記の脈動波抽出回路の構成により、駆動モータの駆動開始から停止時にかけて、また、可動部の負荷の大小によって、駆動電流の電流レベルや脈動成分の振幅等が一定しない場合でも、安定した脈動波の検出を行って、駆動モータの回転数の計数を確実に行うことができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１は、本発明の実施形態の車両用シートの全体構成を示す斜視図である。
【００１３】
この実施形態の車両用シート１は、車の運転席や助手席のシートとなるものである。車両用シート１は、車に固定されるフレーム２１、座面部２、背もたれ３、ヘッドレスト４等から構成され、座面部２のクッションの中やその底面部、背もたれ３の中には、種々の電装部品が配設されている。例えば、座面部２には、フレーム２１に対して座面部２を前後方向にスライド移動させるスライドモータ２２、座面部２の前方部分を上下動させる座面前部昇降モータ２３、座面部２の後方部分を上下動させる座面後部昇降モータ２４、座面下からエアを供給する送風機２５，２６、各電装部品の制御を行うＥＣＵ１０などが設けられている。また、背もたれ３のクッションの中には、背の角度を変化させるリクライニングモータ３１や、サイドエアバック３２などが備わっている。これらの電装部品はハーネスｈを介してＥＣＵ１０に接続され、ＥＣＵ１０によって電気的に制御される。ハーネスｈは、座面部２の裏側など少ないスペースに結束され、また、ハーネスｈのコネクタは比較的大きな体積を有しているため、ＥＣＵ１０に接続される配線数は少しでも減らしたいという要求がある。なお、一般的な車両用シートでは、電装部品の系統毎に複数のＥＣＵを設ける場合もあるが、図１の例では、１個のＥＣＵ１０により車両用シート１の全ての電装部品を制御する構成例を示している。
【００１４】
上記のスライドモータ２２、座面前部昇降モータ２３、座面後部昇降モータ２４、リクライニングモータ３１は、それぞれ駆動箇所に対応して異なる特性を有したＤＣブラシ付きモータである。
【００１５】
図２には、ＥＣＵ１０と電装部品との接続形態を表わしたブロック図を、図３には、ＥＣＵ１０とスライドモータ２２との接続形態を表わしたブロック図を示す。
【００１６】
ＥＣＵ１０には、ハーネスｈを介して上述した電装部品が接続されるとともに、車両に設けられる他のＥＣＵとハーネスｈを介して接続されて通信を行ったり、車両に設けられる操作スイッチ（５１〜５６）が接続されてこれらからスイッチ信号が入力されるようになっている。操作スイッチには、例えば、座面のスライド位置、背もたれの角度、座面前方部の高さ、座面後方部の高さをそれぞれ調整するポジション変更用の第１〜第４スイッチ５３〜５６と、調整した位置をＥＣＵ１０内のメモリに記憶させるためのポジションメモリスイッチ５１と、メモリに記憶させた調整位置を再生するためのポジション再生スイッチ５２が含まれる。
【００１７】
ＥＣＵ１０には、図３にその一部を示すように、マイクロコンピュータ１１と、各電装部品を駆動したり信号のやり取りを行うための周辺回路が備わっている。マイクロコンピュータ１１は、メモリ、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、Ｉ／Ｏ回路等を内蔵し、マイクロコンピュータ１１のＣＰＵが制御プログラムを実行することで、各種の制御動作が実現されるようになっている。また、マイクロコンピュータ１１には、上述したスライドモータ２２、座面前部昇降モータ２３、座面後部昇降モータ２４、および、リクライニングモータ３１の各回転量をそれぞれ計数する複数のカウンタが例えばメモリ等に構築されるようになっている。
【００１８】
また、図３に示すように、スライドモータ２２に関する周辺回路としては、図示略のバッテリーから供給される電源電圧Ｅ２をモータ３１に供給する駆動回路１２と、モータ３１の回転時に駆動電流に発生する脈動波の抽出を行う脈動波抽出回路１３とが設けられている。この脈動波抽出回路１３には、電流検出抵抗Ｒ１を介して駆動電流を電圧変換した信号が入力される。
【００１９】
これら駆動回路１２や脈動波抽出回路１３は、リクライニングモータ３１、スライドモータ２２、座面前部昇降モータ２３、および、座面後部昇降モータ２４の各々に対応してＥＣＵ１０に複数組設けられている。
【００２０】
図４には、駆動回路１２と脈動波抽出回路１３の詳細な回路図を示す。
【００２１】
駆動回路１２は、図４に示すように、モータ駆動用の電源電圧Ｅ２（例えば１２Ｖなど）をモータ３１ａに供給又は遮断したり、この電流方向を順方向と逆方向とに切り換えたりするスイッチＳＷ１を有している。駆動回路１２には、マイクロコンピュータ１１からスイッチＳＷ１の切換信号が入力されて、この切換信号に基づいてモータ３１ａの供給電流のオン・オフ並びに電流方向の切り換えを行うようになっている。
【００２２】
脈動波抽出回路１３は、電流検出抵抗Ｒ１により電圧変換された駆動電流の信号からモータ３１ａへの突入電流の信号（振幅の大きなＤＣ成分の信号）を除去する突入波除去回路１３１と、この突入波除去回路１３１を通過した信号から脈動波の周波数成分を含む帯域の信号のみを通過させて増幅する脈動波検出回路１３２と、脈動波検出回路１３２の出力を所定の矩形波信号に変換して出力する波形成形回路１３３とから構成される。
【００２３】
突入波除去回路１３１は、オペアンプＯＰ１の反転入力端子にコンデンサＣ４を直列に接続してなる高域通過型のアクティブフィルタである。この通過帯域には、脈動波の周波数成分も含まれるような値が設定される。オペアンプＯＰ１は負帰還抵抗Ｒ３を介して負帰還回路を構成し、高域の信号を増幅して後段に出力するようになっている。
【００２４】
脈動波検出回路１３２は、オペアンプＯＰ２の負帰還経路に抵抗Ｒ８と並列にコンデンサＣ５を接続してなる帯域アクティブフィルタである。この帯域アクティブフィルタは、その通過帯域に脈動波の周波数成分が含まれ、遮断周波数にスパイクノイズなどのノイズ成分の周波数が含まれるように設定されている。オペアンプＯＰ２は負帰還回路を構成し、通過帯域の信号を増幅した後段に出力するようになっている。
【００２５】
波形成形回路１３３は、ダイオードＤ３、ツェナーダイオードＺ５、抵抗Ｒ３０〜Ｒ３２からなる整流＆リミット回路１３３ａと、２段のインバータ回路ＩＶ１，ＩＶ２等からなるバッファ回路と、バッファ回路から出力されるパルス信号を受けて矩形波の信号を出力する比較＆波形成形ＩＣ１３３ｃ等を備えている。
【００２６】
比較＆波形成形ＩＣ１３３ｃは、バッファ回路からの入力信号としきい値電圧とを比較して、入力信号がしきい値電圧を超えたときに、所定幅の矩形波信号を成形して出力する機能を有した集積回路である。この比較＆波形成形ＩＣ１３３ｃは、上記の動作によりチャタリングの影響を除去する作用も有している。すなわち、この比較＆波形成形ＩＣ１３３ｃには、矩形波信号の生成中にしきい値を超えるような信号が連続して入力した場合に、この信号入力に対して新たな矩形波の信号生成を行わないように動作する。この比較＆波形成形ＩＣ１３３ｃは、例えば外付け素子の選定によって、矩形波のパルス幅がモータの回転周波数に応じた適宜な間隔に調整されるようになっている。
【００２７】
図５には、脈動波抽出回路１３の各結節点Ａ〜Ｅの信号を表わした波形図を示す。同図（ａ）〜（ｅ）は各結節転Ａ〜Ｅの信号波形を示している。
【００２８】
上記のような駆動回路１２および脈動波抽出回路１３の構成によれば、モータ３１ａに駆動電流が供給されてモータ３１ａが回転駆動した場合に、次のような信号が抽出されてマイクロコンピュータ１１に送られるようになっている。
【００２９】
すなわち、図５（ａ）に示すように、駆動回路１２がオンされると、その直後にモータ３１ａのコイルに突入電流が流れて、検出電圧のレベルが大きく上昇する（範囲Ｔ１）。次いで、モータ３１ａが回転すると、モータ３１ａ内部のブラシがコミューテータと接触・離脱を繰り返すことで、駆動電流に脈動波が発生する。また、ブラシの接触・離脱によりスパイクノイズなども発生する。モータ３１ａの回転スピードは回転開始時から終了にかけて一定でなく、それゆえ、駆動電流に現れる脈動波の周期は変化する。さらに。駆動電流（検出電圧）のレベルも回転開始時から終了にかけて変化し、また負荷の大きさによっても変化する。
【００３０】
次に、上記の検出電圧が突入波除去回路１３１に入力されると、図５（ｂ）に示すように、突入電流による検出電圧レベルの大きな変化や検出電圧のＤＣ成分が除去されて、その脈動成分やスパイクノイズの信号が抽出される。続いて、この信号が脈動波検出回路１３２の帯域アクティブフィルタを通過することで、図５（ｃ）に示すように、スパイクノイズ信号がほとんどカットされて、脈動波の信号のみが抽出される。
【００３１】
さらに、この信号が、波形成形回路１３３の整流＆リミット回路１３３ａやバッファ回路（インバータ回路ＩＶ１，ＩＶ２）を通過することで、図５（ｄ）に示すように、脈動波信号の山の頂点部分をパルス状にした一定レベルの信号に整形される。
【００３２】
そして、この信号が比較＆波形成形ＩＣ１３３ｃに入力されることで、図５（ｅ）に示すように、脈動波にそれぞれ対応する矩形波の信号が成形されて出力される。そして、上記の脈動波抽出回路１３から出力された矩形波信号が、マイクロコンピュータ１１のインプット端子に入力されて、その矩形波の数がカウントされ、このカウント数によって該当するモータの回転数すなわち該当する可動部の移動量が検出されるようになっている。
【００３３】
この実施形態の車両用シート１は、上記のように構成され、ＥＣＵ１０のマイクロコンピュータ１１によって、次のような制御動作が行われる。
【００３４】
例えば、ポジション変更用の第１〜第４スイッチ５３〜５６が操作されると、この操作信号がマイクロコンピュータ１１に入力されるとともに、マイクロコンピュータ１１がこの操作信号に対応する駆動回路１２に切換信号を出力する。それにより、駆動回路１２から対応するモータ（２２〜２４，３１）に駆動電流が供給されて、車両用シート１の可動部が操作方向に移動する。
【００３５】
さらに、このモータ（２２〜２４，３１）の駆動時には、脈動波抽出回路１３からモータ回転に伴う駆動電流の脈動波の信号が抽出され、且つこれらが矩形波の信号に変換されてマイクロコンピュータ１１に送られる。そして、マイクロコンピュータ１１により、この矩形波信号が計数されて、メモリ中の対応するカウンタにその計数値が格納される。なお、この計数動作は、車両用シート１の各可動部が基準位置に移動したときにリセットされてカウンタの値が基準値（例えば計数値「０」）に戻されることで、各カウンタの計数値と可動部の位置との誤差が最小に抑えられるようになっている。各可動部の基準位置は、例えば、ユーザが車両に搭乗する際に各可動部が搭乗しやすい状態に移動した位置に設定することができる。
【００３６】
さらに、ユーザがポジションメモリスイッチ５１を操作すると、この操作信号がマイクロコンピュータ１１に入力されるとともに、マイクロコンピュータ１１のＣＰＵが各モータ（２２〜２４，３１）に対応するカウンタから計数値を読み出し、これらの計数値を例えばメモリの不揮発性領域等に設定されたポジション記憶部に格納する。そして、このポジション記憶部への計数値の格納により、車両用シート１の各可動部の現在の位置が記憶される。
【００３７】
そして、ユーザかポジション再生スイッチ５２を操作すると、上記ポジション記憶部に格納されている各カウンタの計数値がマイクロコンピュータ１１のＣＰＵにより読み出され、該ＣＰＵが各モータ（２２〜２４，３１）に対応するカウンタの値とそれぞれ比較する。そして、これらの計数値が同一値になるように、マイクロコンピュータ１１のＣＰＵが計数動作を行いながら各モータの駆動回路１２へ信号を出力して、車両用シート１の各可動部を移動させる。そして、各カウンタの計数値がポジション記憶用領域の計数値と同一になるように各モータ（２２〜２４，３１）の駆動が停止されて、車両用シート１の各可動部が上記ポジションメモリスイッチ５１の操作により記憶された位置に戻される。
【００３８】
以上のように、この実施形態の車両用シート１によれば、モータ（２２〜２４，３１）の回転数の検出を、ＥＣＵ１０の脈動波抽出回路１３により駆動電流から脈動波の成分を検出することで実現するので、ＥＣＵ１０とモータ（２２〜２４，３１）とを接続するハーネスｈの配線から回転検出のための配線を省くことができる。それにより、車両用シート１に配設されるハーネスｈの配線数の低減を図ることができる。
【００３９】
また、脈動波抽出回路１３に備わる突入波除去回路１３１と脈動波検出回路１３２と波形成形回路１３３の具体的な構成により、モータ（２２〜２４，３１）の駆動開始から停止時にかけて、また、可動部の負荷の大小によって、駆動電流の電流レベルや脈動成分の振幅等が一定しない場合でも、安定した脈動波の検出を行って、駆動モータの回転数の計数を確実に行うことができるという効果がある。
【００４０】
なお、本発明は、上記実施の形態に限られるものではなく、様々な変更が可能である。例えば、上記実施形態では、波形成形回路１３３が矩形波の信号を生成する構成としたが、正弦波形、三角波形、ランプ波形など、その他の波形信号を生成する構成とすることもできる。また、上記実施形態では、１個のＥＣＵ１０を備え、このＥＣＵ１０が車両用シート１の座面部２の下側に取り付けられている例を示したが、複数のＥＣＵを有する構成としても良いし、また、ＥＣＵの取り付け位置は特に制限されるものでなく、例えば、シート本体と別の箇所に設置される構成としても良い。また、脈動波抽出回路１３において各フィルタ回路としてオペアンプを用いたアクティブフィルタを最良の形態として例示したが、パッシブフィルタを用いることもできる。
【００４１】
また、上記実施形態では、モータ（２２〜２４，３１）の回転数のカウントやそれに基づく可動部の位置認識を、ユーザによる可動部の位置調整およびその調整位置を記憶再生するために利用した例を示したが、この可動部の位置認識を例えばエアバッグの作動条件の判断に利用するなど（例えば、座面位置が所定位置より後ろ側にあるときと前側にあるときとでエアバッグの作動条件を変える制御など）、種々の制御に利用するようにしても良い。その他、実施の形態で示した細部構成や細部処理方法などは、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施形態の車両用シートの全体構成を示す斜視図である。
【図２】ＥＣＵと電装部品との接続形態を示すブロック図である。
【図３】ＥＣＵとモータの接続部の構成を示すブロック図である。
【図４】駆動回路と脈動波抽出回路の詳細な構成を示す回路図である。
【図５】脈動波抽出回路の各結節点Ａ〜Ｅに出力される信号を示す波形図である。
【符号の説明】
【００４３】
１    車両用シート
２    座面部
３    背もたれ
４    ヘッドレスト
１０  ＥＣＵ
２２  スライドモータ
２３  座面前部昇降モータ
２４  座面後部昇降モータ
３１  リクライニングモータ
ｈ    ハーネス
１２  駆動回路
１３  脈動波抽出回路
１３１  突入波除去回路
１３２  脈動波検出回路
１３３    波形成形回路
１３３ａ  整流＆リミット回路
ＩＶ１，ＩＶ２  バッファ回路
１３３ｃ  比較＆波形成形ＩＣ
【図１】
2009247080.tif 000003
【図２】
2009247080.tif 000004
【図３】
2009247080.tif 000005
【図４】
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【図５】
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