JP3896292B2 - 水没対応開閉体駆動回路 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車の開閉体駆動回路に関し、特に、水没したときでも、ある一定時間内(例えば、1分間ないし5分間)は、開閉体が開くことを可能にした水没対応開閉体駆動回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、自動車の開閉体を駆動する開閉体駆動回路を、図3を参照して説明する。図3に示すように、開閉体駆動回路は、CPU31、駆動部32、リレーRL1,RL2、トランジスタTR1、TR2、電源端子VCCから構成されている。
【0003】
CPU31は、入出力用の複数の端子を有し、出力端子(UP、DOWN)から、トランジスタTR1、TR2をオン/オフさせるための信号となる微小な電流を出力する。
【0004】
駆動部32は、図示しない開閉体を開閉させるための正逆回転可能なモータで、図3に示す回路において、上側から下側に電流が流れるときは、開閉体を閉めるように回転(UP)し、下側から上側に電流が流れるときは、開閉体を開けるように回転(DOWN)する。
リレーRL1,RL2は、ともに、スイッチSW1,SW2と励磁コイルL1、L2とを有し、励磁コイルL1、L2のどちらか一方にだけ制御電流が流れたときにのみ、電源端子VCCからの電源が、スイッチSW1,SW2を介して、駆動部32に供給されるように構成されている。
【0005】
トランジスタTR1は、べースが、抵抗R3を介して、CPU31の出力端子UPに接続され、コレクタが励磁コイルL1を介して電源端子VCCに接続され、エミッタが接地されている。
また、トランジスタTR2は、べースが、抵抗R4を介して、CPU31の出力端子DOWNに接続され、コレクタが励磁コイルL2を介して電源端子VCCに接続され、エミッタが接地されている。
【0006】
以上の構成によって、図示しない閉スイッチ又は開スイッチが操作されると、操作されたスイッチに対応した信号がCPU31の入力端子に入力され、CPU31は、入力された信号に応じて出力端子UP又はDOWNから微小な電流の信号をトランジスタTR1、TR2のベースに出力し、出力された信号によってトランジスタTR1、TR2がオン/オフし、励磁コイルL1、L2に制御電流を流すことで、スイッチSW1、SW2が切り替わり、駆動部32に車載電源を供給することにより、駆動部32が正/逆回転し、自動車の開閉体が開/閉する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図3に示す回路の場合、励磁コイルL1の両端のA点及びB点の電位は、駆動部32を駆動しない場合においては、電源端子VCCと同電位である。この状態でこの回路が水没した場合、A点及びB点と、この回路内のPCBパターンに存在する接地パターンや接地されたフレームなどとの間で、ショートする。
B点が接地パターンとの間でショートした場合においては、励磁コイルL1を介して電流が流れるため、スイッチSW1が電源端子VCC側に切り替わってしまう。このとき、スイッチSW2側は、接地されているため、駆動部32に電流が流れ、駆動部32が閉方向に駆動してしまう。
同様に励磁コイルL2のD点でも、同じようなことが起こり得るため、駆動部32はランダムに正転/逆転動作してしまう。
【0008】
この回路が、車載用パワーウインド装置に使用されている場合においては、運転者が意図しない状況下で、かつ、車が浸水しているという冷静かつ適切な判断・動作ができ得ない特殊な条件下において、ランダムにウインドが開閉動作すると、運転者はパニック状態となり、適切な時間以内に判断・動作できない状況に追い込んでしまい、ますます危険な状態になってしまう恐れがある。
また、運転者が、車室内から脱出を試みようとしている状況下で、ウインドが閉方向へ動作した場合には、脱出が出来なくなり、前記同様にパニック状態になるという危険性を秘めている。
【0009】
これを回避する目的で図4に示す回路が考えられている。図4に示す回路は、図3に示す励磁コイルL1,L2への通電制御を接地側で制御する方法に対し、電源側で制御する方法に変更するために、トランジスタTR3、TR4をそれぞれトランジスタTR1,TR2と励磁コイルL1,L2の一端との間に介挿し、エミッタを電源端子VCCに接続し、励磁コイルL1,L2の他端を接地したものである。
図4の回路の場合、励磁コイルL1のA点及びB点、又は、励磁コイルL2のC点及びD点の電位は、駆動体32を駆動しない場合において、接地電位と同電位である。この状態でこの回路が浸水した場合、A点及びB点と、この回路のPCBパターンなどに、存在する接地パターンとの間では、ショートして、励磁コイルL1又はL2に電流が流れることはないが、コイルL1、L2への給電を制御する電源端子VCCに接続されたトランジスタTR3、TR4のエミッタとコイルに接続されるコレクタとの間でショートすると、励磁コイルL1のB点またはコイルL2のD点が電源端子VCCとショートすることになるので、コイルL1又はL2に電流が流れ、前述の図3に示す回路と同様に開閉体がランダムな開閉動作をしてしまう可能性がある。
【0010】
また、他に、浸水を検知し、CPU等で、駆動部への駆動回路そのものの駆動方法に制限を加えたとしても、駆動回路内の駆動部への給電切り替え素子(リレー等)の制御部分でショートし、誤動作してしまえば、前述と同様の意図しないランダムな開閉動作をしてしまう可能性がある。
さらには、この対策としては、耐湿又は耐水コーティングを駆動回路内の駆動部への給電切り替え素子(リレー等)の制御部分に塗布するなどの方法も考えられるが、コーティングそのものが製品価格を引き上げ、かつ、半永久的にそれらコーティングが機能するための塗布量の規定及び、実際の製品組み立て場面での塗布量管理も容易ではなく、その点からも製品価格へ影響を及ぼす可能性を秘めている。
【0011】
本発明は、この問題を解決するもので、その目的は、水没したときに、開閉体が予期しない閉動作をせず、さらには、開きたいときには確実に開閉体を開くことのできる水没対応開閉体駆動回路を安価に提供することである。
【0012】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための解決手段として本発明の水没対応開閉体駆動回路は、2つの電流入出力端を有するとともに、前記電流入出力端間を介して流れる駆動電流の方向の違いによって車の開閉体を開又は閉に駆動する駆動部と、前記駆動電流を供給する第1の電源端子と、励磁コイルと切替接点とを有するとともに、前記励磁コイルに制御電流が流れているときに限り前記切替接点によって前記各電流入出力端をそれぞれ前記第1の電源端子に接続する第1、第2のリレーと、前記制御電流を供給する第2の電源端子と、水没したときに、前記第1のリレーの前記励磁コイルへの前記制御電流の供給を遮断する電源遮断手段とを備え、前記開閉体は、前記第1のリレーの励磁コイルにのみ前記制御電流を流したときに閉に駆動され、前記第2のリレーの励磁コイルにのみ前記制御電流を流したときに開に駆動されるよう構成され、前記電源遮断手段は、前記第1のリレーの励磁コイルおよび前記第2の電源端子との間に接続された電源供給ラインと、接地ラインとを有し、前記2つのラインをそれぞれの導体を露出した状態で互いに近接して並行に配設し、水没時に前記電源供給ラインと、前記接地ラインとの間をショートするようにした。
【0013】
この構成としたことで、水没したときに、電源遮断手段の2つのラインがショートするので、第1のリレーの励磁コイルに流す制御電流を容易に遮断でき、第2のリレーの切替接点は動作しなくなるので、予期しない開閉動作をしなくなる。
【0014】
さらに、水没したときに、第1のリレーの切替接点は動作しなくなるので、予期しない閉動作をせず、また、第2のリレーの励磁コイルに制御電流を流せば、開閉体を開くことができる。
【0015】
さらに、前記電源供給ラインの幅を前記接地ラインの幅に比べて細くした。この構成としたことで、ショートしたときに、電源供給ラインを溶断することができる。また、前記電源遮断手段の前記2つのラインを、プリント基板上に印刷形成した。この構成としたことで、電源供給ラインを細く形成でき、また、接地ラインとの間隔を精度よく近接させることができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の水没対応開閉体駆動回路を図1、図2を参照して説明する。
【0017】
図1は、本発明の水没対応開閉体駆動回路の構成を示す回路図である。本発明の水没対応開閉体駆動回路は、制御部(CPU)11、駆動部12、第1、第2のリレーRL1,RL2、トランジスタTR1、TR2、第1、第2の電源端子VCC1、VCC2、及び、電源遮断手段13から構成されている。
【0018】
CPU11は、マイクロコンピュータやASIC(特定用途向け集積回路)などで構成され、入出力用の複数の端子を有し、入力用端子には、図示しない操作スイッチから信号となる電圧が入力され、出力用端子(UP、DOWN)から、トランジスタTR1、TR2にオン/オフさせるための信号となる電圧を出力する。
【0019】
駆動部12は、図示しない車の開閉体(ウインド、サンルーフ、ドアなど)を開閉させるための2つの電流入出力端を有し、正逆回転可能な、例えば、モータで構成され、図1に示す回路において、上側から下側に電流が流れるときは、開閉体を閉じるように(UP)回転し、下側から上側に電流が流れるときは、開閉体を開けるように(DOWN)回転する。
リレーRL1、及びRL2は、ともに、切替接点SW1、SW2と励磁コイルL1、L2とを有し、、切替接点SW1、SW2は、それぞれの可動接点が駆動部12の互いに異なる電源入出力端に接続され、一方の固定接点が第1の電源端子VCC1に接続され、他方の固定接点がグランドに接続されている。
そして、切替接点SW1、SW2の可動接点は、通常は、図示のようにグランド側の固定接点に接続されていて、励磁コイルL1、L2に電流が流れている間だけ第1の電源端子VCC1側の固定接点に接続される。すなわち、励磁コイルL1、L2のどちらか一方にだけ電圧が印加されたときに、第1の電源端子VCC1からの電源が、切替接点SW1、SW2を介して、駆動部12に供給され、駆動部12が開閉体を開閉するように構成されている。
【0020】
トランジスタTR1は、べースが、抵抗R1を介して、CPU11の出力端子UPに接続され、コレクタが励磁コイルL1、電源遮断手段13を介して第2の電源端子VCC2に接続され、エミッタが接地されている。
また、トランジスタTR2は、べースが、抵抗R2を介して、CPU11の出力端子DOWNに接続され、コレクタが励磁コイルL2を介して第2の電源端子VCC2に接続され、エミッタが接地されている。
【0021】
電源遮断手段13は、図2に示すように、例えばPCB上に、励磁コイルL1と第2の電源端子VCC2との間の電源供給ライン14と、両端を接地した接地ライン15とを近接して並行に配置したもので構成され、この近接している部分は、電源供給ライン14は細く、接地ライン15は太く形成され、また、レジスト(被覆材)16が除去されている。
この電源遮断手段13は、両ライン14、15間に水が浸水すると、両ライン14、15間は電気的に導通し、さらに時間が経つと、第2の電源端子VCC2からの電流によって電源供給ライン14が切断されるように構成されている。
【0022】
以上の構成によって、図示しない閉スイッチ又は開スイッチが操作されると、操作されたスイッチに対応した信号がCPU11の入力端子に入力され、CPU11は、入力された信号に応じて出力端子UP又はDOWNから微小な電流の信号をトランジスタTR1、TR2のベースに出力し、出力された信号によってトランジスタTR1、TR2がオン/オフし、励磁コイルL1、L2に制御電流を流すことで、切替接点SW1、SW2が切り替わり、駆動部12に車載電源を供給することにより、駆動部12が正/逆回転し、自動車の開閉体が開/閉する。
【0023】
また、自動車が水没して、水が車内に侵入し、電源遮断手段13が浸水すると電源供給ライン14と接地ライン15との間がショートし、さらに時間が経つと、電源供給ライン14の一部が切断される。
そうすると励磁コイルL1には、電流が流れなくなるので、リレーRL1の切替接点SW1は、グランドに接続されたままとなる。
この状態においては、駆動部12は、閉方向には動作しない。したがって、不規則な開閉動作をしない。
【0024】
このとき、図示しない開スイッチが操作されると、対応する信号がCPU11の入力端子に入力され、CPU11は、出力端子DOWNからローレベルの微小な電流の信号をトランジスタTR2のベースに出力し、その信号によってトランジスタTR2がオンし、励磁コイルL2に第2の電源端子VCC2からの制御電流を流すので、切替接点SW2が第1の電源端子VCC1側に切り替わり、駆動部12に、図示下側から上側に電源を供給することにより、駆動部12が逆回転し、自動車の開閉体が開く。
【0025】
以上のような構成と動作によって、水中に落ちた場合にでも開閉体が予期しない開閉動作をすることがなく、また、開スイッチを操作すると確実に開閉体を開けることができ、乗員は自動車から脱出することが可能となっている。
【0026】
なお、より良い構成として、電源を供給する電源供給ライン14のうちで、接地ライン15が並行に設置されていて、かつレジスト16抜きとなっている箇所の経路幅は、励磁コイルL1で消費する電流を流す最低限の線幅が望ましく、電源遮断手段13をPCBで構成する場合においては、その加工性と、価格から、0.3mm程度以下が望ましい。更に細くすることが可能であれば、より早い段階で電源遮断手段13の電源供給ライン14が断線できるようになり、より効果的だが、PCBの場合、細くするにつれて、徐々に高価になるため、製品価格を圧迫しない範囲のパターン幅が望ましい。 更には電源供給ライン14に対して、並行設置される接地ライン15の経路幅は、電源供給ライン14のレジスト16抜きとなっている箇所の経路幅に比べて十分太い経路幅が望ましい。
電源遮断手段13をPCBで構成する場合においては、電源供給ライン14の線路幅に対して、10倍以上の経路幅が望ましい。そして電源供給ライン14と、並行設置される接地ライン15の経路間のギャップは、電源供給ライン14の経路幅と同等以下とし、経路長は、出きるだけ長く取ることが望ましく、10mmから50mmの並行部経路長が望ましい。経路長を短くするとせっかく断線した電源供給ライン14の、電源接続側と、水没対応開閉体駆動回路のトランジスタTR1への接続側とでショートし、断線の効果が得られないためである。
また、電源遮断手段13の設置場所は、水没したことを素早く検知させるために、エンジンが前置きの車であれば、車室内の前方の下側に設置するのが良く、また、浸水した水の通り道を設けて、その通り道上に設置しても良い。
【0027】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の水没対応開閉体駆動回路は、2つの電流入出力端を有するとともに、前記電流入出力端間を介して流れる駆動電流の方向の違いによって車の開閉体を開又は閉に駆動する駆動部と、前記駆動電流を供給する第1の電源端子と、励磁コイルと切替接点とを有するとともに、前記励磁コイルに制御電流が流れているときに限り前記切替接点によって前記各電流入出力端をそれぞれ前記第1の電源端子に接続する第1、第2のリレーと、前記制御電流を供給する第2の電源端子と、水没したときに、前記第1のリレーの前記励磁コイルへの前記制御電流の供給を遮断する電源遮断手段とを備え、前記開閉体は、前記第1のリレーの励磁コイルにのみ前記制御電流を流したときに閉に駆動され、前記第2のリレーの励磁コイルにのみ前記制御電流を流したときに開に駆動されるよう構成され、前記電源遮断手段は、前記第1のリレーの励磁コイルおよび前記第2の電源端子との間に接続された電源供給ラインと、接地ラインとを有し、前記2つのラインをそれぞれの導体を露出した状態で互いに近接して並行に配設し、水没時に前記電源供給ラインと、前記接地ラインとの間をショートするようにしたので、水没したときに、電源遮断手段の2つのラインがショートするので、第1の一方のリレーの励磁コイルに流す制御電流を容易に遮断でき、第2のリレーの切替接点は動作しなくなるので、予期しない開閉動作をしなくなる。さらに、水没したときに、第1のリレーの切替接点は動作しなくなるので、予期しない閉動作をせず、また、第2のリレーの励磁コイルに制御電流を流せば、開閉体を開くことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の水没対応開閉体駆動回路の構成を示す回路図である。
【図2】本発明の水没対応開閉体駆動回路の電源遮断手段の構成を示す図である。
【図3】従来の水没対応開閉体駆動回路の構成を示す回路図である。
【図4】従来の他の水没対応開閉体駆動回路の構成を示す回路図である。
【符号の説明】
11 制御部(CPU)
12 駆動部
13 電源遮断手段
14 電源供給ライン
15 接地ライン
16 レジスト
RL1,RL2 リレー
L1、L2 励磁コイル
SW1,SW2 切替接点
VCC1 第1の電源端子
VCC2 第2の電源端子
Claims (3)
- 2つの電流入出力端を有するとともに、前記電流入出力端間を介して流れる駆動電流の方向の違いによって車の開閉体を開又は閉に駆動する駆動部と、
前記駆動電流を供給する第1の電源端子と、
励磁コイルと切替接点とを有するとともに、前記励磁コイルに制御電流が流れているときに限り前記切替接点によって前記各電流入出力端をそれぞれ前記第1の電源端子に接続する第1、第2のリレーと、
前記制御電流を供給する第2の電源端子と、
水没したときに、前記第1のリレーの前記励磁コイルへの前記制御電流の供給を遮断する電源遮断手段とを備え、
前記開閉体は、前記第1のリレーの励磁コイルにのみ前記制御電流を流したときに閉に駆動され、前記第2のリレーの励磁コイルにのみ前記制御電流を流したときに開に駆動されるよう構成され、
前記電源遮断手段は、前記第1のリレーの励磁コイルおよび前記第2の電源端子との間に接続された電源供給ラインと、接地ラインとを有し、前記2つのラインをそれぞれの導体を露出した状態で互いに近接して並行に配設し、水没時に前記電源供給ラインと、前記接地ラインとの間をショートするようにしたことを特徴とする水没対応開閉体駆動回路。 - 前記電源供給ラインの幅を前記接地ラインの幅に比べて細くしたことを特徴とする請求項1に記載の水没対応開閉体駆動回路。
- 前記電源遮断手段の前記2つのラインを、プリント基板上に印刷形成したことを特徴とする請求項1または2に記載の水没対応開閉体駆動回路。
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