JP2024090095A

JP2024090095A - シートヒータ

Info

Publication number: JP2024090095A
Application number: JP2022205758A
Authority: JP
Inventors: 裕之谷原
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2022-12-22
Filing date: 2022-12-22
Publication date: 2024-07-04

Abstract

【課題】簡易な構成で、着席者にとって快適な温度に調整できるシートヒータを提供する。【解決手段】発熱体と、前記発熱体への通電と非通電とを切り替えるスイッチと、設定された前記通電の時間と前記非通電の時間の比率に応じて前記スイッチを切り替える制御部とを備える、シートヒータ。【選択図】図２

Description

本発明は、シートヒータに関する。

特許文献１には、複数のサーモスタットを備えるシートヒータが開示されている。各サーモスタットは、スイッチによって任意に採暖用ヒータと接続できるように構成されている。各サーモスタットの近傍温度や動作温度に差を設けることにより、シートヒータの温度を多段階に制御している。

特許文献２には、サーモスタットと抵抗器とを備えるシートヒータが開示されている。サーモスタットと抵抗器とは並列に接続されている。発熱体の過熱時にサーモスタットによって電流が遮断されると、抵抗器を経由して電流が発熱体に流れる。この電流の流れによって、過熱状態において、サーモスタットが閉路となっている通常状態に比べて低い温度で発熱体を発熱させ、シートにおける急激な温度変化を抑制している。

特開２００２－２７２５５６号公報特開２０２２－１４３５４９号公報

サーモスタットを用いた温度制御では、使用しているサーモスタットの動作温度で発熱体の温度、つまりシートヒータの温度が決定される。サーモスタットの数が一つであると、通常サーモスタットの動作温度は高く設定されており、車室内温度によっては着席者が不快に感じるおそれがある。サーモスタットを複数としたり、サーモスタットに抵抗器を並列に接続したりすれば、部品点数、シートヒータの重量、およびコストが増加する上に、回路構造が複雑になる。

本発明の目的の一つは、簡易な構成で、着席者にとって快適な温度に調整できるシートヒータを提供することにある。

本発明の一態様に係るシートヒータは、発熱体と、前記発熱体への通電と非通電とを切り替えるスイッチと、設定された前記通電の時間と前記非通電の時間の比率に応じて前記スイッチを切り替える制御部とを備える。

本発明のシートヒータは、通電の時間と非通電の時間の比率を設定することで、シートヒータの温度を調整できる。例えば、シートヒータが熱いと感じた場合、非通電の時間が長い比率を設定すれば、その比率に応じてスイッチが切り替えられ、シートヒータを低温に保つことができる。つまり、上記シートヒータは、着席者にとって快適な温度に調整できる。

上記シートヒータは、上記比率を設定すれば、その比率に応じてスイッチが切り替えられるだけであり、回路構造がシンプルである。上記シートヒータは、サーモスタットを複数としたり、サーモスタットに抵抗器を並列に接続したりする場合に比較して、コストが上昇したり、重量が大きく増加したり、生産性が低下したりすることが抑制される。廉価にシートヒータの温度を制御できれば、価格が優先される自動車にもシートヒータを採用することができ、快適性を有する自動車を提供することができる。

電気自動車に上記シートヒータが採用されれば、シートヒータを活用することで暖房エネルギーの削減が期待できる。

図１は、実施形態のシートヒータが装着された車両用シートの模式図である。図２は、実施形態のシートヒータの回路図である。図３は、実施形態のシートヒータの温度変化を説明するグラフである。

本発明のシートヒータを、図面を参照して説明する。

＜全体構成＞
実施形態のシートヒータ１は、図１に示す車両用シート９に装着される。車両用シート９は、シートクッション９１およびシートバック９２を備える。シートヒータ１は、例えばシートクッション９１およびシートバック９２の各々に装着される。図１では、車両用シート９におけるシートヒータ１の配置箇所の一例をクロスハッチングで示している。

シートヒータ１は、図２に示すように、発熱体２とスイッチ３２とを備える。スイッチ３２は、発熱体２への通電と非通電とを切り替える。実施形態のシートヒータ１の特徴の一つは、設定された通電の時間と非通電の時間の比率に応じてスイッチ３２を切り替える制御部４０を備える点にある。

＜発熱体＞
発熱体２は、図１に示すシートクッション９１およびシートバック９２の各々に配置される電熱線である。発熱体２は、シートクッション９１およびシートバック９２の各々を加熱する。発熱体２は、図２に示すように接地されている。

＜スイッチ＞
スイッチ３２は、発熱体２と電源５との間に直列に接続されている。スイッチ３２は、リレー３が利用できる。リレー３は、コイル３１とスイッチ３２で構成される。コイル３１は、電源５とＥＣＵ４との間に直列に接続されている。ＥＣＵ４は接地されている。コイル３１に電流が流されると、スイッチ３２がＯＮになり、電源５から発熱体２に電流が流される。コイル３１への電流が遮断されると、スイッチ３２がＯＦＦになり、電源５から発熱体２に電流は流されない。

＜制御部＞
制御部４０は、設定された発熱体２への通電の時間と非通電の時間の比率に応じてスイッチ３２を切り替える。制御部４０は、ＥＣＵ４によって構成されている。本例では、コイル３１への通電に応じてスイッチ３２が切り替えられる。図３は、上記比率と発熱体２、即ちシートヒータ１の温度との関係の一例を示している。図３に示すグラフでは、横軸が時間であり、左の縦軸が電圧であり、右の縦軸が温度である。細実線は電圧を示している。電圧は、発熱体２への通電または非通電に対応している。通電時に電圧が上がり、非通電時に電圧がゼロになる。制御部４０は、スイッチ３２の切り替えを行っているだけである。通電時の電圧の値は一定である。太実線および二点鎖線は温度を示している。温度も、発熱体２への通電または非通電に対応している。通電時に温度が上がり、非通電時に温度が下がる。

上記比率によって、シートヒータ１の温度が所望の温度域に調整される。例えば、非通電の時間ｔ２が比較的長ければ、シートヒータ１の温度が低くなり易い。この場合、図３の太線で示す低温領域Ａにシートヒータ１の温度を保つことができる。低温領域Ａにおける上限値と下限値とは予め決められている。この上限値と下限値との間において上記比率で発熱体２への通電と非通電とが繰り返される。一方、通電の時間ｔ１が比較的長ければ、シートヒータ１の温度が高くなり易い。この場合、高温領域Ｂにシートヒータ１の温度を保つことができる。上記比率によっては、低温領域Ａと高温領域Ｂとの間の領域にシートヒータ１の温度を保つこともできる。なお、従来技術のように一つのサーモスタットを用いた温度制御では、通常サーモスタットの動作温度は高く設定されており、図３の二点鎖線で示すように、高温領域Ｂにしかシートヒータ１の温度を保つことができない。

なお、低温領域Ａおよび高温領域Ｂを含む各領域において、加熱を開始してから上限温度に達するまでの初期加熱は、一定の電圧で加熱し続ける。

上記比率は、例えば着席者からの指令によって設定される。着席者からの指令は、着席者が手で入力部６を操作して行う。入力部６は、例えば上記比率に対応付けられたキーである。キーを押すことに伴う上記比率は予め設定されている。キーと上記比率との対応関係は、ＥＣＵ４に記憶されている。例えば、低温領域Ａにシートヒータ１の温度を保つための１番のキーと高温領域Ｂにシートヒータ１の温度を保つための２番のキーとが設定されている。１番のキーでは、低温領域Ａにシートヒータ１の温度を保つように、低温領域Ａの上限値、下限値、通電の時間ｔ１、および非通電の時間ｔ２が設定されている。２番のキーでは、高温領域Ｂにシートヒータ１の温度を保つように、高温領域Ｂの上限値、下限値、通電の時間ｔ１、および非通電の時間ｔ２が設定されている。具体例としては、１番のキーでは、通電の時間ｔ１が１０秒、非通電の時間ｔ２が２５秒であり、２番のキーでは、通電の時間ｔ１が１０秒、非通電の時間ｔ２が２０秒である。この１番のキーと２番のキーの例では、１番のキーで設定されると、２番のキーで設定される場合に比べて、シートヒータ１の温度を低くできる。キーの数は複数である。キーの数は、二つであってもよいし、三つ以上であってもよい。

上記比率は、例えば車室内の温度に応じて自動的に設定されてもよい。自動空調装置を有する車両では、車室内の温度を測定する温度センサ（図示せず）が配置されている。車室内の温度と上記比率とが予め対応付けられていると、温度センサで測定された車室内の温度に対応して上記比率を自動的に設定することができる。車室内の温度と上記比率との対応関係は、ＥＣＵ４に記憶されている。例えば、温度センサで測定された車室内の温度が比較的高い場合には、制御部４０は、通電の時間ｔ１よりも非通電の時間ｔ２が長くなるように比率を設定し、その比率に応じてスイッチ３２を切り替える。一方、温度センサで測定された車室内の温度が比較的低い場合には、制御部４０は、非通電の時間ｔ２よりも通電の時間ｔ１が長くなるように比率を設定し、その比率に応じてスイッチ３２を切り替える。上記比率は、車室内の温度に対応して種々のバリエーションが設定されているとよい。

上記比率は、着席者からの指令によって設定された比率をベースにして、自動空調装置における車室内の温度に応じて自動的に補正されてもよい。

＜効果＞
実施形態のシートヒータ１は、発熱体２への通電の時間と非通電の時間の比率を設定するだけで、シートヒータ１の温度を所望の温度域に調整できる。上記比率のバリエーションによっては、種々の温度域にシートヒータ１を保つことができ、着席者にとって快適な温度に調整できる。上記シートヒータ１は、上記比率を設定すれば、その比率に応じてスイッチ３２が切り替えられるだけであり、図２に示すように回路構造がシンプルである。

本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。例えば、シートヒータ１が図示しないサーモスタットをさらに備えてもよい。

サーモスタットは、発熱体２の温度が設定された上限値よりも高くなると発熱体２への通電を停止し、発熱体２の温度が設定された下限値よりも低くなると発熱体２への通電を開始する。サーモスタットは、図２に示すスイッチ３２と発熱体２との間に直列に接続される。サーモスタットは、例えば感熱体としてバイメタルを有するものを利用できる。

通常、自動空調装置を有する車両では、まず高温領域Ｂまでシートヒータ１を温める。サーモスタットを備えるシートヒータ１であれば、高温領域Ｂの制御をサーモスタットで行うことができる。高温領域Ｂまでシートヒータ１を温めたものの、シートヒータ１が熱いと感じた場合には、制御部４０が上記比率に応じてスイッチ３２を切り替えることで、低温領域Ａを含む所望の温度域までシートヒータ１の温度を下げることができる。

高温領域Ｂの制御をサーモスタットで行う場合、サーモスタットによる発熱体２への通電と非通電との繰り返しによる温度変化を上記比率に反映させてもよい。サーモスタットによる単位時間当たりの上記繰り返しは、車室内の温度との相関関係にある。例えば、車室内の温度が低いと、車室内の温度が高い場合に比べてサーモスタットによる上記繰り返し回数が多くなる。この繰り返し回数をカウントすることで、通電と非通電を繰り返すサイクル時間をＥＣＵ４に記憶させる。制御部４０は、上記サイクル時間に応じた上記比率でスイッチ３２を切り替えることもできる。

１シートヒータ
２発熱体
３リレー
３１コイル
３２スイッチ
４ＥＣＵ
４０制御部
５電源
６入力部
９車両用シート
９１シートクッション
９２シートバック
Ａ低温領域
Ｂ高温領域

Claims

発熱体と、
前記発熱体への通電と非通電とを切り替えるスイッチと、
設定された前記通電の時間と前記非通電の時間の比率に応じて前記スイッチを切り替える制御部とを備える、
シートヒータ。