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技術 車両シート制御装置

出願人 株式会社デンソー
発明者 岩崎雄太配島拓司伊藤博高
出願日 2015年1月19日 (4年5ヶ月経過) 出願番号 2015-007671
公開日 2016年7月25日 (2年11ヶ月経過) 公開番号 2016-134985
状態 特許登録済
技術分野 直流電動機の制御 車両用座席
主要キーワード 傾動駆動 車両出荷前 回転速度検出値ω 比例成分 電圧補正値 積分成分 内歯ギヤ 合成電圧
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2016年7月25日)のものです。
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図面 (5)

課題

作動音品質を容易に向上することができる車両シート制御装置を提供する。

解決手段

車両シート制御装置10は、速度指令値ωdとモータMの回転速度の実速度(回転速度検出値ω)との差分を基にモータMの回転速度を速度指令値ωdに追従させる速度フィードバック制御を行うFB制御部24を備える。そして、車両シート制御装置10は、速度フィードバック制御に基づいて生成される直流電圧電圧指令値Vdに応じた電圧)に所定周波数交流成分(第1及び第2電圧補正値V1,V2に応じた電圧)を加重して、モータMに印加する駆動電圧を生成する。

概要

背景

従来、シートバック傾動シートクッション前後移動等を、モータ駆動源として電動駆動可能とした車両用電動シートがある(例えば特許文献1参照)。このようなものでは、モータの駆動が車両シートに内蔵の減速機構等を介してシートバックやシートクッションに伝達され、それらの電動駆動が実現される。

概要

作動音品質を容易に向上することができる車両シート制御装置を提供する。車両シート制御装置10は、速度指令値ωdとモータMの回転速度の実速度(回転速度検出値ω)との差分を基にモータMの回転速度を速度指令値ωdに追従させる速度フィードバック制御を行うFB制御部24を備える。そして、車両シート制御装置10は、速度フィードバック制御に基づいて生成される直流電圧電圧指令値Vdに応じた電圧)に所定周波数交流成分(第1及び第2電圧補正値V1,V2に応じた電圧)を加重して、モータMに印加する駆動電圧を生成する。

目的

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、作動音の品質を容易に向上することができる車両シート制御装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

直流モータ回転力に基づく車両シート電動駆動を制御する車両シート制御装置であって、速度指令値と前記直流モータの回転速度の実速度との差分を基に前記直流モータの回転速度を前記速度指令値に追従させる速度フィードバック制御を行うフィードバック制御手段と、前記速度フィードバック制御に基づいて生成される直流電圧所定周波数交流成分を加重して、前記直流モータに印加する駆動電圧を生成する電圧生成手段とを備えたことを特徴とする車両シート制御装置。

請求項2

請求項1に記載の車両シート制御装置において、前記電圧生成手段は、前記車両シートの共振周波数振動打ち消すための前記共振周波数の第1の交流成分と、前記共振周波数以外の周波数の第2の交流成分とを前記直流電圧に加重して前記駆動電圧を生成することを特徴とする車両シート制御装置。

技術分野

0001

本発明は、車両シート制御装置に関するものである。

背景技術

0002

従来、シートバック傾動シートクッション前後移動等を、モータ駆動源として電動駆動可能とした車両用電動シートがある(例えば特許文献1参照)。このようなものでは、モータの駆動が車両シートに内蔵の減速機構等を介してシートバックやシートクッションに伝達され、それらの電動駆動が実現される。

先行技術

0003

特開2002−65388号公報

発明が解決しようとする課題

0004

ところで、上記のような車両用電動シートでは電動駆動時に作動音が生じるが、本発明者らは、作動音の音色を操作して作動音の品質を向上させようという検討を行っている。この場合、制御的(電気的)に対応するのが容易で好ましいが、どのような対応が好適かが検討課題となっていた。

0005

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、作動音の品質を容易に向上することができる車両シート制御装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

0006

上記課題を解決する車両シート制御装置は、直流モータ回転力に基づく車両シートの電動駆動を制御する車両シート制御装置であって、速度指令値と前記直流モータの回転速度の実速度との差分を基に前記直流モータの回転速度を前記速度指令値に追従させる速度フィードバック制御を行うフィードバック制御手段と、前記速度フィードバック制御に基づいて生成される直流電圧所定周波数交流成分を加重して、前記直流モータに印加する駆動電圧を生成する電圧生成手段とを備える。

0007

この構成によれば、電圧生成手段は、所定周波数の交流成分を直流電圧に加重して駆動電圧を生成し、この駆動電圧によって直流モータが回転駆動される。これにより、駆動電圧に加重された交流成分が直流モータのトルク変動となり、これが直流モータの駆動によって動作される車両シートのシステムに発生する振動となって、その振動の周波数の作動音が他より相対的に強調されて生じるようになる。従って、駆動電圧に加重する交流成分の周波数設定によって車両シートの作動音の音色(周波数)を調整することが可能となり、その結果、作動音の品質を容易に向上させることができる。また、駆動電圧のベースとなる直流電圧が速度フィードバック制御に基づいて生成されるため、作動時においてモータに掛かる負荷が減速機構の特性等によって変動しても、車両シートの動作速度が体感的には定速となる。これにより、モータに掛かる負荷の変動によって生じうる車両シートの作動音のうねり(音の周波数や大きさが作動中に変化すること)を抑えることができる。

0008

上記車両シート制御装置において、前記電圧生成手段は、前記車両シートの共振周波数の振動を打ち消すための前記共振周波数の第1の交流成分と、前記共振周波数以外の周波数の第2の交流成分とを前記直流電圧に加重して前記駆動電圧を生成することが好ましい。

0009

この構成によれば、車両シートの共振周波数を含む周波数帯の第1の交流成分が直流モータの駆動電圧に加重されることで、車両シートの共振周波数での振動が打ち消されるため、共振周波数以外の周波数の第2の交流成分の加重による作動音の音色(周波数)の調整がより容易となる。

発明の効果

0010

本発明の車両シート制御装置によれば、作動音の品質を容易に向上することができる。

図面の簡単な説明

0011

実施形態の車両シート制御装置の電気ブロック図である。
(a)(b)同形態の車両シート制御装置の作用を説明するための説明図である。
別例の車両シート制御装置の作用を説明するための説明図である。
別例の車両シート制御装置の作用を説明するための説明図である。

実施例

0012

以下、車両シート制御装置の一実施形態について説明する。
図1に示すように、車両シート1は、座部としてのシートクッション2と、シートクッション2の後端部に傾動可能に設けられたシートバック3と、シートバック3の傾動駆動の駆動源としてのモータMとを備える。モータMは、給電ブラシ及び整流子(ともに図示略)を有するブラシ付き直流モータにて構成されている。モータMの回転は、車両シート1が備える減速機構(図示略)を介してシートバック3の傾動動作に変換される。本実施形態の車両シート制御装置10は、モータMの回転駆動を制御することでシートバック3の傾動動作を制御する。なお、上記の減速機構は、内歯ギヤとその内歯ギヤに対して偏心運動しつつ噛合する外歯ギヤ(共に図示略)とを備えた公知の機構である。

0013

車両シート制御装置10は、モータMに駆動電力を供給する駆動回路11と、駆動回路11を介してモータMの駆動を制御する制御回路12と、モータMの回転を検出する回転センサ13と、例えばシートクッション2の側面に設けられた操作スイッチSWとを備える。操作スイッチSWが例えば搭乗者によって操作されると、操作スイッチSWから操作信号Smが制御回路12に出力され、制御回路12は操作信号Smの入力に基づいて駆動回路11を通じてモータMを回転駆動させ、シートバック3を傾動させる。

0014

回転センサ13は、例えばモータMに搭載されたホールIC等からなり、モータMの回転に応じた回転検出信号Sp(パルス信号)を出力する。制御回路12は、回転センサ13から出力される回転検出信号Spに基づいて制御信号PWM駆動信号)Scを生成し、その制御信号Scを駆動回路11に出力することにより駆動回路11をPWM駆動させ、モータMの駆動を制御する。

0015

制御回路12は、速度算出部21、減算器22、速度指令値設定部23、FB制御部(フィードバック制御部)24、PWM制御部25、加算器26及び電圧補正値演算部27を備えている。

0016

速度指令値設定部23は、速度指令マップが予め記憶されたメモリ(図示略)を有している。速度指令値設定部23は、操作スイッチSWから制御回路12への操作信号Smの入力に基づいて、前記速度指令マップから参照した値を速度指令値ωdとして減算器22に出力する。

0017

速度算出部21は、回転センサ13から出力される回転検出信号Spに基づいて回転速度検出値ωを算出する。減算器22は、速度指令値設定部23から出力された速度指令値ωdと、速度算出部21により演算されたモータMの回転速度検出値ωとの差分値速度偏差Δω=ωd−ω)を演算し、演算した速度偏差ΔωをFB制御部24に出力する。

0018

FB制御部24は、速度偏差Δωに基づいて速度フィードバック制御を実行する。本実施形態のFB制御部24が実行する速度フィードバック制御はPI制御である。すなわち、FB制御部24は速度偏差ΔωにP(比例)制御の比例ゲインKpを乗ずることにより比例成分を演算するとともに、速度偏差Δωの積分値にI(積分)制御の積分ゲインKiを乗ずることにより積分成分を演算する。そして、これら比例成分及び積分成分を加算することにより電圧指令値Vdを演算し、これを加算器26に出力する。

0019

電圧補正値演算部27には、回転センサ13からの回転検出信号Spが入力される。電圧補正値演算部27は、回転検出信号SpからモータMの出力特性周波数応答)を導出する。ここで、図2(a)には、電圧補正値演算部27によって導出される出力特性を表すボード線図である。なお、図2(a)のボード線図は、電圧指令値Vdに後述の第1及び第2電圧補正値V1,V2を加重する前のモータMの出力特性を示している。電圧補正値演算部27は、この導出した出力特性から車両シート1(車両シート1内に設けられたモータM及び減速機構等の内部部品を含めたシステム全体)の共振周波数f1を割り出す。そして、電圧補正値演算部27は、その共振周波数f1での車両シート1の振動を打ち消すべく、共振周波数f1で正弦波状に変化する第1電圧補正値V1を生成し、この第1電圧補正値V1を加算器26に出力する。

0020

更に、電圧補正値演算部27は、車両シート1の共振周波数f1以外の周波数f2(本実施形態では、共振周波数f1よりも低い周波数)で正弦波状に変化する第2電圧補正値V2を生成し、この第2電圧補正値V2を加算器26に出力する。この周波数f2は、人の可聴帯域内に設定される。

0021

加算器26は、FB制御部24から入力された電圧指令値Vdと、電圧補正値演算部27から入力された第1及び第2電圧補正値V1,V2とを加算して合成電圧指令値Vd’を生成する。つまり、この合成電圧指令値Vd’は、直流成分としての電圧指令値Vdに対して第1及び第2電圧補正値V1,V2を交流成分として含んでいる。そして、加算器26は、合成電圧指令値Vd’をPWM制御部25に出力する。

0022

PWM制御部25は、合成電圧指令値Vd’に基づくDUTY指令値を演算するとともに、そのDUTY指令値に示されるオンDUTY比を有する制御信号Scを生成して駆動回路11に出力することで、駆動回路11をPWM駆動させる。これにより、合成電圧指令値Vd’に基づく制御信号Scに応じた駆動電圧が駆動回路11からモータMに出力される。

0023

次に、本実施形態の作用について説明する。
モータMは、FB制御部24にて演算される電圧指令値Vdと、電圧補正値演算部27にて演算される第1及び第2電圧補正値V1,V2とを合成した合成電圧指令値Vd’に基づいて回転駆動される。つまり、モータMは、電圧指令値Vdに基づいて速度フィードバック制御されるとともに、電圧指令値Vdに加重される交流成分としての第1及び第2電圧補正値V1,V2に基づいてモータMの回転にトルク変動が生じる。なお、第1及び第2電圧補正値V1,V2に基づくトルク変動は微少な変動であるため、車両シート1の動作速度は体感的には定速となる。

0024

このとき、図2(b)に示すように、電圧指令値Vdに第1電圧補正値V1が加重されることで、共振周波数f1を含む周波数領域での車両シート1の振動が打ち消され、それにより、モータMの出力特性におけるその周波数領域のゲインが減少される。

0025

また、電圧指令値Vdに第2電圧補正値V2が加重されることによって、モータMの出力特性における周波数f2のゲインが増加する。つまり、第2電圧補正値V2に基づく周波数f2でのモータMのトルク変動が、モータMの駆動によって動作される車両シート1のシステムに発生する振動となって、その振動の周波数f2の作動音が他より相対的に強調されて生じるようになる。これにより、第2電圧補正値V2の周波数f2を好適な値に設定することで、車両シート1の作動音の品質を向上させることが可能となっている。

0026

次に、本実施形態の特徴的な効果を記載する。
(1)車両シート制御装置10は、速度フィードバック制御に基づいて生成される直流電圧(電圧指令値Vdに応じた電圧)に周波数f2の交流成分(第2電圧補正値V2に応じた電圧)を加重して、モータMに印加する駆動電圧を生成する。これにより、第2電圧補正値V2に基づく周波数f2の交流成分がモータMのトルク変動となり、これが車両シート1のシステムに発生する振動となって、その振動の周波数f2の作動音が他より相対的に強調されて生じるようになる。従って、加重する交流成分の周波数f2の設定によって車両シート1の作動音の音色(周波数)を調整することが可能となり、作動音の品質を容易に向上させることができる。

0027

また、駆動電圧のベースとなる直流電圧(電圧指令値Vdに応じた電圧)は、速度フィードバック制御に基づいて生成されるため、作動時においてモータMに掛かる負荷が減速機構の特性等によって変動しても、車両シート1の動作速度が体感的には定速となる。これにより、モータMに掛かる負荷の変動によって生じうる車両シート1の作動音のうねり(音の周波数や大きさが作動中に変化すること)を抑えることができる。

0028

(2)駆動電圧には、車両シート1の共振周波数f1の振動を打ち消すための第1の交流成分(第1電圧補正値V1に応じた電圧)と、共振周波数f1以外の周波数f2の第2の交流成分(第2電圧補正値V2に応じた電圧)とが加重される。この構成によれば、車両シート1の共振周波数f1を含む周波数帯の第1の交流成分がモータMの駆動電圧に加重されることで、車両シート1の共振周波数f1での振動が打ち消されるため、共振周波数f1以外の周波数f2の第2の交流成分の加重による作動音の音色(周波数)の調整がより容易となる。

0029

なお、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、第2電圧補正値V2の周波数f2を共振周波数f1よりも低い値に設定しているが、これに限らず、例えば図3に示すように、第2電圧補正値V2の周波数を共振周波数f1よりも高い周波数f3に設定してもよい。

0030

・上記実施形態では、第1電圧補正値V1に基づく駆動電圧の交流成分によって、共振周波数f1を含む周波数領域での車両シート1の振動を打ち消し、モータMの出力特性におけるその周波数領域のゲインを減少させている。しかしながら、第1電圧補正値V1を駆動電圧に加重せずに(つまり、電圧補正値演算部27から第2電圧補正値V2のみを加算器26に出力するようにして)、共振周波数f1を含む周波数領域での車両シート1の振動を打ち消さないようにしてもよい。なお、この場合、図4に示すように、第2電圧補正値V2の周波数が共振周波数f1に近い値(例えば、共振周波数f1よりも高い周波数f4)の場合には、モータMの出力特性における共振周波数f1と周波数f4のゲインのピークが合成され、共振周波数f1及び周波数f4を含む広範囲の周波数領域におけるゲインが増加するようになっている。

0031

・上記実施形態では、電圧補正値演算部27は、回転検出信号Spを基に算出したモータMの出力特性から車両シート1の共振周波数f1を割り出し、その共振周波数f1に基づいて第1電圧補正値V1を生成しているが、これに特に限定されるものではない。例えば工場段階(車両出荷前の段階)において車両シート1を車両に組み付けた状態で共振周波数f1を予め把握し、その共振周波数f1に基づいて第1及び第2電圧補正値V1,V2を設定してもよい。

0032

・上記実施形態では特に言及していないが、PWM制御のキャリア周波数を一定としデューティ周期的に変更させて加重する交流成分を生成する以外に、例えば、デューティを一定としキャリア周波数を周期的に変更させて加重する交流成分を生成してもよい。

0033

・上記実施形態における速度フィードバック制御を、P制御やPID制御等に変更してもよい。
・上記実施形態では、シートバック3の傾動を制御する車両シート制御装置10に適用したが、これに特に限定されるものではなく、例えば、車両シート1の前後移動やシートクッション2の高さ調整動作リフタ動作)等を制御する制御装置に適用してもよい。

0034

1…車両シート、10…車両シート制御装置、11…駆動回路、12…制御回路、24…FB制御部(フィードバック制御手段、電圧生成手段)、25…電圧生成手段を構成するPWM制御部、26…電圧生成手段を構成する加算器、27…電圧生成手段を構成する電圧補正値演算部、M…モータ(直流モータ)。

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