JP4902283B2

JP4902283B2 - シートヒータ

Info

Publication number: JP4902283B2
Application number: JP2006192768A
Authority: JP
Inventors: 浩二伊藤; 孝市中山; 俊夫落合
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Fujikura Ltd; Aisin Corp
Current assignee: Fujikura Ltd; Aisin Corp
Priority date: 2006-07-13
Filing date: 2006-07-13
Publication date: 2012-03-21
Anticipated expiration: 2026-07-13
Also published as: JP2008018057A

Description

本発明は、車両用シートの暖房を行うシートヒータに関するものである。

従来、この種のシートヒータとしては、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。このシートヒータは、暖房に係る車両用シートでの人の存在の有無を判別するとともに、人の存在が判定された場合には該シートを暖房するように発熱体（ヒータ）を作動させ、一方、人の不在が判定された場合には発熱体を作動させない。これにより、車両用シートに人が不在であるにも関わらず該シートが無駄に暖房されることの回避がられている。
特許第２８０９９２２号公報

ところで、特許文献１のシートヒータは、暖房に係る車両用シートに実際に人が存在（着座）した時点で発熱体を作動させ、該シートの暖房を開始する。従って、当該シートが暖まってこれに着座する人が暖を得られるまでに時間を要することになっていた。

本発明の目的は、車両用シートの無駄な暖房を回避しつつ、該シートに着座する人がより短時間で暖を得ることができるシートヒータを提供することにある。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、イグニッションスイッチのオフ状態からオン状態への切り替わりを検出する始動検出手段と、車両用シート上の人の存在を検出する着座検出手段と、前記車両用シートに設置された発熱体と、前記始動検出手段により前記イグニッションスイッチのオフ状態からオン状態への切り替わりが検出されたときに前記発熱体を作動させる作動手段と、前記作動手段により前記発熱体の作動が開始されてから所定時間内で、前記着座検出手段により前記車両用シート上の人の存在が検出されなかったときに、前記発熱体の作動を停止させる停止手段とを備えたことを要旨とする。

同構成によれば、例えば運転者が手動でエンジン始動を行う場合において、前記発熱体の設置された運転席以外の車両用シートは、エンジン始動に伴う前記イグニッションスイッチのオフ状態からオン状態への切り替わりが前記始動検出手段により検出されることで、少なくとも運転者よりも遅れた該車両用シートへの人の着座に先立って前記作動手段により前記発熱体の作動が開始されて暖房が開始される。これにより、当該車両用シートに着座する人は、より短時間で暖が得られる。

さらに、上述の態様で前記作動手段により前記発熱体の作動が開始されても、該発熱体の作動が開始されてから所定時間内で、前記着座検出手段により前記車両用シート上の人の存在が検出されなかったときに、前記停止手段により前記発熱体の作動が停止される。従って、前記車両用シート上に人が存在しないにも関わらず徒に該シートの暖房が継続されることが回避される。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のシートヒータにおいて、前記着座検出手段により前記車両用シート上の人の存在が検出されてから第１所定時間内で、該車両用シート上の人の不在が検出されなかったときに、前記発熱体の作動を停止させる第１作動停止手段を備えたことを要旨とする。

一般に、前記車両用シート上に人が存在する状態では、該シートがある程度のレベル（時間）まで暖房されることでそれ以上の暖房、即ち前記発熱体の作動が不要とされる。同構成によれば、前記着座検出手段により前記車両用シート上の人の存在が検出されてから第１所定時間内で、該車両用シート上の人の不在が検出されなかったとき、即ち前記車両用シート上の人の存在が第１所定時間継続して検出されたときに、前記第１作動停止手段により前記発熱体の作動が停止される。これにより、上述したレベルを超えた無駄な前記車両用シートの暖房が回避される。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のシートヒータにおいて、前記着座検出手段により前記車両用シート上の人の存在が検出されてから前記第１所定時間内で、該車両用シート上の人の不在が検出されたとき、該不在が検出されてから第２所定時間内で、前記着座検出手段により前記車両用シート上の人の存在が検出されなかったときに、前記発熱体の作動を停止させる第２作動停止手段を備えたことを要旨とする。

同構成によれば、前記着座検出手段により前記車両用シート上の人の存在が検出されてから第１所定時間内で、該車両用シート上の人の不在が検出されたとき、該不在が検出されてから第２所定時間内で、前記着座検出手段により前記車両用シート上の人の存在が検出されなかったときに、前記第２作動停止手段により前記発熱体の作動が停止される。従って、前記車両用シート上に人が存在しないにも関わらず徒に該シートの暖房が継続されることが回避される。

請求項１乃至３に記載の発明では、車両用シートの無駄な暖房を回避しつつ、該シートに着座する人がより短時間で暖を得ることができるシートヒータを提供することができる。

以下、本発明を具体化した一実施形態について図面に従って説明する。
図１に模式的に示したように、例えば自動車などの車両には、人１の着座可能な複数の車両用シート２が搭載されている（図１では、１つの車両用シート２を代表して図示）。この車両用シート２の着座部を形成するシートクッション３には、平板状のヒータ本体１０が着座部に沿って拡がる態様で埋設されている。図２に併せ示したように、上記ヒータ本体１０は、シートクッション３の形状を作るポリウレタン材からなるクッション体４と、シートクッション３の表面を被覆する布材又は革材からなる表皮５との間に設置され、該クッション体４に対して位置ずれしないように適宜の粘着部材（例えば、両面テープ、接着剤等）によりクッション体４の上面の所定位置に固定されている。このヒータ本体１０は、シートクッション３（車両用シート２）を暖房するヒータ機能に加えて、シートクッション３に着座する人１を検出する着座検知機能を一体的に備えている。

次に、ヒータ本体１０について、図３に基づき詳述する。なお、図３における上下方向は、車両用シート２の前後方向に対応している。同図に示されるように、このヒータ本体１０は幅方向（左右方向）で略対称な構造を呈している。上記ヒータ本体１０の外形をなすはしご形状の本体部１１は、複数の樹脂フィルムを積層したフレキシブルなフィルム部材からなり、車両用シート２の前方に配置される第１加熱部１２、車両用シート２の後方で幅方向両側にそれぞれ配置される第２加熱部１３、同じく後方で幅方向中央部に配置される着座検知部１４に大まかに区画されている。

第１加熱部１２は、本体部１１の幅方向両側で前後方向に延びる一対の枠部１５，１６から前後方向に所定の間隔をおいてそれぞれ幅方向内側に延出する複数（幅方向一側及び他側にそれぞれ７個）の延出部１２ａ，１２ｂと、幅方向に隣り合う延出部１２ａ，１２ｂ同士を連結する略Ｕ字形状の可撓部１２ｃと、可撓部１２ｃの位置で前後方向に隣り合う延出部１２ａ同士を連結する略Ｕ字形状の可撓部１２ｄと、同じく可撓部１２ｃの位置で前後方向に隣り合う延出部１２ｂ同士を連結する略Ｕ字形状の可撓部１２ｅとを備えている。そして、各延出部１２ａ，１２ｂには、その長手方向に沿って発熱体２１が形成されている。

詳述すると、一方の枠部１５の長手方向に沿って形成された第１電極２２には、延出部１２ａ、可撓部１２ｃ及び延出部１２ｂに沿って延びる電極部２３が連続している。また、他方の枠部１６の長手方向に沿って形成された第２電極２４には、延出部１２ｂ、可撓部１２ｃ及び延出部１２ａに沿って延びる電極部２５が連続している。図４に拡大して示したように、これら電極部２３，２５は、互いに重なり合うことがないように前後方向に所定の間隔をおいて平行配置されている。そして、これら電極部２３，２５は、各延出部１２ａ，１２ｂにおいて、例えばカーボンをベースとした発熱体２１により電気的に接続されている。この発熱体２１は、低温時には電気抵抗が低くなり、高温時には電気抵抗が高くなる、いわゆるポジティブサーマルコントロール機能を有する発熱材（以下、ＰＴＣ材という）からなる。各発熱体２１は、前記第１及び第２電極２２，２４間（電極部２３，２５間）に電圧が供給されることで発熱する。

ここで、発熱体２１の発熱温度特性について、図５のグラフに基づき説明する。なお、図５における横軸は、発熱体２１への通電を開始してからの経過時間を示し、横軸は発熱体２１の温度及び消費電力を示す。同図から明らかなように、ＰＴＣ材からなる発熱体２１は、通電の開始に伴い急激に温度上昇した後にその変化が徐々に緩やかになって、概ね一定の温度に収束することが確認される。また、発熱体２１は、その温度上昇に伴う電気抵抗の増加により、消費電力が急減した後にその変化が徐々に緩やかになる特性を示すことが確認される。従って、この発熱体２１は、通電制御（スイッチング制御）を特に行わなくても、自身の温度特性によって一定の温度への制御が可能である。

なお、上記第１加熱部１２は、第２加熱部１３及び着座検知部１４との境界位置で、前記枠部１５，１６を幅方向に連結する連結部１２ｆを備えるとともに、該連結部１２ｆの両端部には同様の発熱体２６が形成されている。第１加熱部１２に配置されるこれらの発熱体２１，２６は、車両用シート２に着座する人１の主として大腿部を暖めるためのものである。

第２加熱部１３は、前記一対の枠部１５，１６から前後方向に所定の間隔をおいてそれぞれ幅方向内側に延出するとともに、前記着座検知部１４を包囲する態様で矩形状に形成された内枠部１７に連結される複数（幅方向一側及び他側にそれぞれ６個）の延出部１３ａ，１３ｂを備える。そして、各延出部１３ａ，１３ｂには同様の発熱体２７が形成されている。第２加熱部１３に配置されるこれらの発熱体２７は、車両用シート２に着座する人１の主として臀部の横面を暖めるためのものである。なお、前記内枠部１７の幅方向中央部には、その前端から後方に延出する延出部１７ａが形成されるとともに、該延出部１７ａには幅方向に所定の間隔をおく態様で対をなす同様の発熱体３０が形成されている。両発熱体３０は、車両用シート２に着座する人１の主として臀部の中央を暖めるためのものである。

なお、共通の第１及び第２電極２２，２４により電圧供給されるこれらの発熱体２１，２６，２７，３０は、電気的に並列接続されている。
着座検知部１４は、前記延出部１７ａに区画される態様で前方で幅方向にＵ字状に２分されて分岐部１４ａ，１４ｂを形成するとともに、各分岐部１４ａ，１４ｂには、前後方向に所定の間隔をおいて複数（３個）のセンサ２８が形成されている。着座検知部１４に配置されるこれらのセンサ２８は、車両用シート２（シートクッション３）に正規着座する人１の荷重、即ち体重が最もかかる部位に配置されており、例えばシート上に作用する荷重に応じてオン・オフするスイッチを構成する。なお、これらのセンサ２８は、共通の電極３１，３２により電気的に並列接続されている。

次に、ヒータ本体１０及びその周辺構造の電気的構成について図６のブロック図に基づき説明する。同図に示されるように、電気的に並列接続された発熱体２１，２６，２７，３０と、同じく電気的に並列接続されたセンサ２８とを備えるヒータ本体１０は、コントローラ４０と電気的に接続されている。車載バッテリにより給電されるコントローラ４０は、前記第１及び第２電極２２，２４（図３参照）間に電圧供給することで全ての発熱体２１，２６，２７，３０を作動（発熱）させる。また、コントローラ４０は、前記電極３１，３２（図３参照）間の回路の短絡・開放を監視することでいずれかのセンサ２８のオン状態又は全てのセンサ２８のオフ状態（以下、着座検知のオン状態又はオフ状態という）を検出する。なお、着座検知のオン・オフ状態は、車両用シート２上の人１の存在・不在の状態に相当する。つまり、人１の存在・不在の検出に供されるセンサ２８は、着座検出手段を構成する。

上記コントローラ４０は、イグニッションスイッチ４１と電気的に接続されており、そのオフ状態からオン状態への切り替わりを検出してエンジンの始動を検出する。また、コントローラ４０は、操作スイッチ４２と電気的に接続されており、手動操作に基づく該操作スイッチ４２のオン・オフ状態に応じて前記発熱体２１，２６，２７，３０を作動・停止する（マニュアルモード）。さらに、コントローラ４０は、オートスイッチ４３と電気的に接続されており、該オートスイッチ４３のオン状態において前記発熱体２１，２６，２７，３０を自動的に作動・停止する（オートモード）。

ここで、オートモードにおけるコントローラ４０によるヒータ本体１０（発熱体２１，２６，２７，３０）の制御態様について、図７〜図９のタイムチャートに基づき説明する。なお、各図において（ａ）（ｂ）（ｃ）は、それぞれイグニッションスイッチ４１のオン・オフ状態、発熱体２１，２６，２７，３０の作動・非作動状態、着座検知のオン・オフ状態を示している。

図７に示したように、時刻ｔ０において、コントローラ４０によりイグニッションスイッチ４１のオフ状態からオン状態への切り替わりが検出されたとする（図７（ａ））。このとき、コントローラ４０は、エンジンの始動が検出されたものとして、同時に発熱体２１，２６，２７，３０の作動を開始するとともに、その内蔵するタイマにて時刻ｔ０を起点に所定時間Ｔを上限とするタイムカウントＡを開始する（図７（ｂ））。この所定時間Ｔは、それ以上の経過時間では車両用シート２への人１の着座の可能性が少ないと判断しうる好適な時間に設定されている。そして、上記所定時間Ｔ内（Ａ＜Ｔ）となる任意の時刻ｔ１で着座検知のオン状態が検出されると、コントローラ４０は、車両用シート２上の人１の存在が検出されたものとして、時刻ｔ１を起点に第１所定時間Ｔ１を上限とする別のタイムカウントＢを開始する（図７（ｃ））。そして、コントローラ４０は、第１所定時間Ｔ１内（Ｂ＜Ｔ）で、着座検知のオフ状態が検出されないと、車両用シート２上の人１の不在が検出されなかったものとして、上述のタイムカウントＢが第１所定時間Ｔ１に達した時刻ｔ２において発熱体２１，２６，２７，３０の作動を停止する（図７（ｂ））。この第１所定時間Ｔ１は、車両用シート２上に人１が存在する状態において、発熱体２１，２６，２７，３０の作動により該車両用シート２の暖房が不要になるレベルまでこれが暖められる好適な時間に設定されている。つまり、車両用シート２上に人１が存在する状態において、第１所定時間Ｔ１を超えた発熱体２１，２６，２７，３０の作動が停止されていることで、上記レベル（時間）を超えた無駄な車両用シート２の暖房が回避されている。

また、図８に示したように、時刻ｔ０において、コントローラ４０によりイグニッションスイッチ４１のオフ状態からオン状態への切り替わりが検出され（図８（ａ））、同様に発熱体２１，２６，２７，３０の作動、所定時間Ｔを上限とするタイムカウントＡが開始されたとする（図８（ｂ））。そして、上記所定時間Ｔ内で、着座検知のオン状態が検出されないと、コントローラ４０は、車両用シート２上の人１の存在が検出されなかったものとして、所定時間Ｔに達した時刻ｔ３において発熱体２１，２６，２７，３０の作動を停止する（図８（ｂ））。従って、人１の着座の可能性が少ない経過時間を超えて徒に発熱体２１，２６，２７，３０の作動、即ち車両用シート２の暖房が継続されることが回避されている。

さらに、図９に示したように、時刻ｔ０において、コントローラ４０によりイグニッションスイッチ４１のオフ状態からオン状態への切り替わりが検出され（図９（ａ））、同様に発熱体２１，２６，２７，３０の作動、所定時間Ｔを上限とするタイムカウントＡが開始されたとする（図９（ｂ））。そして、上記所定時間Ｔ内となる任意の時刻ｔ４で着座検知のオン状態が検出され、同様に第１所定時間Ｔ１を上限とする別のタイムカウントＢが開始され、更に上記第１所定時間Ｔ１内となる任意の時刻ｔ５で着座検知のオフ状態が検出されると（図９（ｃ））、コントローラ４０は、車両用シート２上の人１の不在が検出されたものとして、時刻ｔ５を起点に第２所定時間Ｔ２を上限とする更に別のタイムカウントＣを開始する。この第２所定時間Ｔ２は、それ以上の経過時間では人１の着座（再着座）の可能性が少ないと判断しうる好適な時間であって、本実施形態では前記所定時間Ｔと同一の時間に設定されている。そして、コントローラ４０は、第２所定時間Ｔ２内（Ｃ＜Ｔ）で、着座検知のオン状態が検出されないと、車両用シート２上の人１の存在が検出されなかったものとして、第２所定時間Ｔ２に達した時刻ｔ６において発熱体２１，２６，２７，３０の作動を停止する（図９（ｂ））。従って、人１の着座（再着座）の可能性が少ない経過時間を超えて徒に発熱体２１，２６，２７，３０の作動、即ち車両用シート２の暖房が継続されることが回避されている。

なお、図７において、発熱体２１，２６，２７，３０の作動が停止される時刻ｔ２でのコントローラ４０による処理が第１作動停止手段の一部を構成する。また、図８において、発熱体２１，２６，２７，３０の作動が停止される時刻ｔ３でのコントローラ４０による処理が停止手段の一部を構成する。さらに、図９において、発熱体２１，２６，２７，３０の作動が停止される時刻ｔ６でのコントローラ４０による処理が第２作動停止手段の一部を構成する。

以上詳述したように、本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）本実施形態では、例えばリモコンでエンジン始動を行う装置、いわゆるリモコンエンジンスタータを搭載する車両にあっては、発熱体２１，２６，２７，３０の設置された車両用シート２は、エンジン始動に伴う前記イグニッションスイッチ４１のオフ状態からオン状態への切り替わりがコントローラ４０により検出されることで、該車両用シート２への人１の着座に先立ってコントローラ４０により発熱体２１，２６，２７，３０の作動が開始されて暖房が開始される。これにより、当該車両用シート２に着座する人１は、より短時間で暖が得られる。また、運転者が手動でエンジン始動を行う場合であっても、前記発熱体２１，２６，２７，３０の設置された運転席以外（助手席等）の車両用シート２は、エンジン始動に伴う前記イグニッションスイッチ４１のオフ状態からオン状態への切り替わりがコントローラ４０により検出されることで、少なくとも運転者よりも遅れた該車両用シート２への人１（同乗者）の着座に先立ってコントローラ４０により発熱体２１，２６，２７，３０の作動が開始されて暖房が開始される。これにより、当該車両用シート２に着座する人１は、より短時間で暖が得られる。

さらに、上述の態様でコントローラ４０により発熱体２１，２６，２７，３０の作動が開始されても、該発熱体２１，２６，２７，３０の作動が開始されてから所定時間Ｔ内で、センサ２８により車両用シート２上の人１の存在が検出されなかったときに、コントローラ４０により発熱体２１，２６，２７，３０の作動が停止される。従って、車両用シート２上に人１が存在しないにも関わらず徒に該シートの暖房が継続されることを回避でき、節電を図ることができる。

（２）本実施形態では、センサ２８により車両用シート２上の人１の存在が検出されてから第１所定時間Ｔ１内で、該車両用シート２上の人１の不在が検出されなかったとき、即ち前記車両用シート２上の人１の存在が第１所定時間Ｔ１継続して検出されたときに、コントローラ４０により発熱体２１，２６，２７，３０の作動が停止される。これにより、発熱体２１，２６，２７，３０の作動が不要とされるレベル（時間）を超えた無駄な車両用シート２の暖房を回避でき、節電を図ることができる。

（３）本実施形態では、センサ２８により車両用シート２上の人１の存在が検出されてから第１所定時間Ｔ１内で、該車両用シート２上の人１の不在が検出されたとき、該不在が検出されてから第２所定時間Ｔ２内で、センサ２８により車両用シート２上の人１の存在が検出されなかったときに、コントローラ４０により前記発熱体２１，２６，２７，３０の作動が停止される。従って、前記車両用シート２上に人１が存在しないにも関わらず徒に該シートの暖房が継続されることを回避でき、節電を図ることができる。

（４）運転席、助手席及び後席のいずれか２箇所以上に個別にヒータ本体１０を備える構成であっても、オートスイッチ４３が１つあれば、オートモードの設定により全席の暖房・停止を同時に行うことができる。

（５）本実施形態では、フィルム部材からなる本体部１１に一体的に発熱体２１，２６，２７，３０及びセンサ２８を形成したことで、例えばこれら発熱体及びセンサを別体で設ける場合に比べて配線構造の簡易化及び組み付け工数の低減を図ることができる。また、発熱体２１，２６，２７，３０が形成される領域（第１及び第２加熱部１２，１３）と、センサ２８が形成される領域（着座検知部１４）とを区分したことで、例えば発熱体２１，２６，２７，３０の作動（熱）によるセンサ２８の着座検知機能への影響を抑制することができる。

（６）本実施形態では、本体部１１において、発熱体２１の形成される領域（延出部１２ａ，１２ｂ）と、ヒータ本体１０の変形を吸収するための領域（可撓部１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ）とを区分したことで、発熱体２１の変形を抑制しその断線不具合の低減することができる。

（７）本実施形態では、発熱体２１，２６，２７，３０をＰＴＣ材で形成したことで、その温度制御のための電気的構成を簡易化することができる。
（８）本実施形態では、オートモードにおいて、発熱体２１，２６，２７，３０が自動的に作動されることで、着座者（人１）は着座の都度に暖房のための操作（操作スイッチ４２の操作）を行う煩わしさから解放される。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・前記実施形態において、センサ２８は、シート上に作用する荷重に応じて変化する可変抵抗を構成していてもよい。

・前記実施形態において、発熱体２１，２６，２７，３０の個数、形状、材質及び配置は一例である。同様に、センサ２８の個数、形状及び配置は一例である。
・前記実施形態において、発熱体２１，２６，２７，３０及びセンサ２８をヒータ本体１０に一体的に設ける必要はなく、これらを個別に設けてもよい。この場合、例えば発熱体を汎用の電熱線で構成してもよい。

・前記実施形態において、オートモードでの発熱体２１，２６，２７，３０の作動は、冬季等、車室内温度が一定値以下になることを前提に行うことが好ましい。

本発明の一実施形態が適用される車両用シートを示す概略図。同実施形態の設置態様を概略的に示す斜視図。同実施形態を示す平面図。図３の一部を示す拡大図。発熱体の発熱温度特性を示すグラフ。同実施形態の電気的構成を示すブロック図。（ａ）（ｂ）（ｃ）は、同実施形態の制御態様を示すタイムチャート。（ａ）（ｂ）（ｃ）は、同実施形態の制御態様を示すタイムチャート。（ａ）（ｂ）（ｃ）は、同実施形態の制御態様を示すタイムチャート。

符号の説明

２…車両用シート、３…シートクッション、１０…ヒータ本体、１１…本体部、２１，２６，２７，３０…発熱体、２８…着座検出手段を構成するセンサ、４０…始動検出手段、作動手段、停止手段、第１及び第２作動停止手段を構成するコントローラ、４１…イグニッションスイッチ、４２…操作スイッチ、４３…オートスイッチ。

Claims

イグニッションスイッチのオフ状態からオン状態への切り替わりを検出する始動検出手段と、
車両用シート上の人の存在を検出する着座検出手段と、
前記車両用シートに設置された発熱体と、
前記始動検出手段により前記イグニッションスイッチのオフ状態からオン状態への切り替わりが検出されたときに前記発熱体を作動させる作動手段と、
前記作動手段により前記発熱体の作動が開始されてから所定時間内で、前記着座検出手段により前記車両用シート上の人の存在が検出されなかったときに、前記発熱体の作動を停止させる停止手段とを備えたことを特徴とするシートヒータ。
請求項１に記載のシートヒータにおいて、
前記着座検出手段により前記車両用シート上の人の存在が検出されてから第１所定時間内で、該車両用シート上の人の不在が検出されなかったときに、前記発熱体の作動を停止させる第１作動停止手段を備えたことを特徴とするシートヒータ。
請求項２に記載のシートヒータにおいて、
前記着座検出手段により前記車両用シート上の人の存在が検出されてから前記第１所定時間内で、該車両用シート上の人の不在が検出されたとき、該不在が検出されてから第２所定時間内で、前記着座検出手段により前記車両用シート上の人の存在が検出されなかったときに、前記発熱体の作動を停止させる第２作動停止手段を備えたことを特徴とするシートヒータ。