JP4196468B2

JP4196468B2 - 表示機能付き操作スイッチ回路及びそれを用いたアクチュエータ駆動装置

Info

Publication number: JP4196468B2
Application number: JP04896799A
Authority: JP
Inventors: 武熊崎
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1999-02-25
Filing date: 1999-02-25
Publication date: 2008-12-17
Anticipated expiration: 2019-02-25
Also published as: JP2000248799A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば操作スイッチ一体型ＬＥＤユニットのごとき表示機能付き操作スイッチ回路及びそれを用いた車両用ロック装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の車両用ドアロック制御装置の操作側の部分を図６に示すブロック図を参照して説明する。
１Aは運転席近傍に設けられた操作スイッチ一体型ＬＥＤユニット、２Aは操作スイッチ一体型ＬＥＤユニットから離れて車体に搭載されたドアロック制御用のドアロックコントローラである。
【０００３】
操作スイッチ一体型ＬＥＤユニット１Aは、３点切換型の切換スイッチ１１AとＬＥＤ１２Aとからなり、切換スイッチ１１Aの共通端子及びＬＥＤ１２Aの一端は接地されている。ドアロックコントローラ２Aは、トランジスタ２１A、２３A、ロック端子及びアンロック端子への給電制御用のコントローラＡ、ＬＥＤ駆動制御用のコントローラＣ及び各種抵抗素子を有している。これらコントローラＡ〜Ｃは、それぞれＣＰＵ２４Aからの指令により各トランジスタを個別に制御し、トランジスタ２１A、２３Aは負荷電流制限抵抗ｒｃを通じて切換スイッチ１１Aのロック位置端子１１１、アンロック位置端子１１２及びＬＥＤ１２Aへケーブル３〜５を通じて個別に給電する。これにより、ＣＰＵ２４Aは負荷電流制限抵抗ｒｃの反コレクタ側の一端の電位により、切換スイッチ１１Aの動作状態を確認することができ、ＬＥＤ１２AはコントローラＣを通じてＣＰＵ２４Aの指令どうりのオン、オフ動作を行う。
【０００４】
また、車両には上記のドアロック制御装置以外にも、上述のごとき操作スイッチ一体型ＬＥＤユニットを用いる多くのアクチュエータ駆動装置が搭載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような従来の操作スイッチ一体型ＬＥＤユニットを用いるアクチュエータ駆動装置では、遠隔側の操作スイッチ一体型ＬＥＤユニット１Aと中央側のコントローラ２Aとの間に、ＬＥＤ駆動用のケーブル５と操作スイッチの操作信号送信用のケーブル３、４とが必要であるため、工数及び重量の観点からその削減が長く望まれていたものの、複雑な信号多重システムを用いずにそれを実現することがいままでできなかった。
【０００６】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、簡素な回路構成で操作信号伝送と表示素子駆動とを単一ケーブルで実現可能な表示機能付き操作スイッチ回路及びそれを用いたアクチュエータ駆動装置を実現することをその目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本発明の表示機能付き操作スイッチ回路について以下に説明する。
操作回路部は、アクチュエータ駆動用の操作スイッチと、このアクチュエータの動作状態を表示する表示素子の他に、定電圧素子をもつ。この定電圧素子としては、通常、ツエナダイオードやアバランシエダイオードなどと呼ばれる定電圧ダイオードの他、同一のしきい値電圧以上で導通する機能を有する周知の種々の回路がある。たとえば接合ダイオードやＬＥＤを適数個直列接続してもよい。表示素子は印加電圧の変化で表示状態を変更するものであればなんでもよい。定電圧素子と表示素子は直列に接続されて、配線（ケーブル）を通じて給電される。操作スイッチはこれら定電圧素子及び表示素子に対して並列接続される。
【０００８】
配線の他端には、表示素子の表示を制御する表示制御部と、操作スイッチの操作状態を電圧信号としての操作指令信号として外部に出力する操作信号形成部とが接続される。表示制御部は、配線を通じてＬＥＤ及び定電圧素子にＬＥＤ駆動のための高い電圧を出力する。操作信号形成部は、直列接続された負荷素子及びダイオードを有し、表示制御部よりも低い電圧を配線を通じて操作スイッチに印加する。ダイオードは表示制御部側の高電圧が、操作スイッチの動作状態をその電圧降下による電圧信号に返還する負荷素子側に印加されるのを防止するためである。
【０００９】
上記構成を採用することにより、以下の動作を行うことができる。
まず、操作スイッチのオフ時には、表示制御部は表示素子に給電してそれを表示（たとえば点灯）させる。操作スイッチがオンして表示素子／定電圧素子を短絡動作する場合には、表示素子は上記とは「別の表示（たとえば非点灯）」となるが、これは操作スイッチのオン操作によるアクチュエータの動作状態を、表示素子の「この別の表示（たとえば非点灯）」に対応させることにより、なんら支障は生じない。
【００１０】
次に、表示制御部が表示素子に給電する、しないにかかわらず、操作スイッチが表示素子／定電圧素子を短絡動作する場合には、表示制御部又は操作信号形成部から操作スイッチに電流が流れて、操作信号形成部の負荷素子の電圧降下が増大するので、操作信号形成部は操作スイッチの状態を検出できる。
ダイオードは、操作スイッチのオフ時において表示制御部から操作信号形成部への直流電流の逆流を阻止するので、電力消費を低減することができる。
【００１１】
最後に、表示制御部が表示素子に給電しない状態で、かつ、操作スイッチがオフ時には、操作信号形成部から表示素子／定電圧素子に低い電圧を印加するが、この時、定電圧素子はそのしきい値により電流を遮断するので、表示素子が誤って上記表示（たとえば点灯）させることがない。
結局、本構成によれば、表示機能付き操作スイッチ回路とコントローラとの間の操作信号伝送及び表示制御という二つの動作を、回路構成をそれほど複雑化させることなく一本の配線を共用して行うことができ、作業工数、装置（特にケーブル）重量、外部端子数の削減を実現することができる。
【００１２】
請求項２記載の構成によれば請求項１記載の表示機能付き操作スイッチ回路において更に、スイッチ及び前記表示素子は一体に形成されているので、操作回路部は全体として一個の外部端子をもてばよい。同様に、操作信号形成部及び表示制御部を一体に形成することによりこちら側でも外部端子は一個でよい。
請求項３記載の構成によれば、請求項１又は２記載の表示機能付き操作スイッチ回路を複数用いる。これら複数の表示機能付き操作スイッチ回路は共通のコントローラ３を経由して複数のアクチュエータを個別に操作する。
【００１３】
この構成では特に、コントローラは、複数のアクチュエータを作動させるための指令信号の入力に対して、複数のアクチュエータを順次に作動させる。
このようにすれば、給電線は、複数のアクチュエータの起動電流を同時に給電する必要がないので、給電線の細径化、フューズ容量の縮小による安全性の向上を図ることができる。
【００１４】
【発明を実施するための態様】
本発明の表示機能付き操作スイッチ回路を用いたアクチュエータ駆動装置の好適な態様として車両用ドアロック装置を以下の実施例を参照して説明する。
【００１５】
【実施例】
この実施例の車両用ドアロック装置を図面を参照して説明する。
（チャイルドロック操作・表示回路の構成）
図１は、この車両用ドアロック装置のチャイルドロック（後部ドアロック）制御兼状態表示用の操作表示部分を示す回路図である。
【００１６】
１は運転席近傍に設けられたチャイルドロック制御用の操作スイッチ一体型ＬＥＤユニット、２は操作スイッチ一体型ＬＥＤユニット１から離れて車体に搭載されたドアロック制御用のドアロックコントローラである。
操作スイッチ一体型ＬＥＤユニット１は、３点切換型の切換スイッチ（本発明でいう操作スイッチ）１１、ＬＥＤ１２、定電圧ダイオード１３及び抵抗素子１４とからなり、一体に形成されている。ＬＥＤ１２、定電圧ダイオード１３及び抵抗素子１４は直列接続されており、定電圧ダイオード１３の一端は接地されている。なお、抵抗素子１４は通電電流制限用のものであるが、ＬＥＤ１２の他の素子で十分に電流制限を行う場合には必須ではない。切換スイッチ１１の共通端子１１０は接地され、そのロック位置端子１１１はケーブル３の一端に、そのアンロック位置端子１１２及びＬＥＤ１２の一端はケーブル４の一端に接続されている。
【００１７】
ドアロックコントローラ２は、トランジスタ２１、２３、ロック端子給電制御用のコントローラＡ、ＬＥＤ駆動制御用のコントローラＣ、抵抗素子（本発明でいう負荷素子）Ｒ、逆流防止用のダイオードＤ、ＣＰＵ２４及び後述する電流制限用の各種抵抗素子からなる。
トランジスタ２１はバッテリから給電されて、そのコレクタ側の電流制限抵抗素子ｒｃ１を通じて切換スイッチ１１のロック位置端子１１１に給電しており、この給電は、ＣＰＵ２４の指令を伝達するコントローラＡによりベース電流制限用抵抗ｒｂ１を通じてトランジスタ２１のベースに印加されるロック制御信号電圧により制御される。ロック位置端子１１１の電位すなわちロック位置端子１１１の開閉状態は抵抗素子ｒｓ１を通じてＣＰＵ２４に読み込まれる。
【００１８】
トランジスタ２３は、図示しないバッテリから給電されて、そのコレクタ側の電流制限抵抗素子ｒｃ２及びケーブル３を通じて切換スイッチ１１のアンロック位置端子１１２及びＬＥＤ１２に給電している。また、制御電源（５Ｖ）も抵抗素子（本発明でいう負荷素子）Ｒ、ダイオードＤ及びケーブル４を通じて切換スイッチ１１のアンロック位置端子１１２及びＬＥＤ１２に給電している。ダイオードＤのアノード電位すなわちアンロック位置端子１１２の開閉状態は抵抗素子ｒｓ２を通じてＣＰＵ２４に読み込まれる。
【００１９】
トランジスタ２３、コントローラＣ、抵抗素子ｒｃ１、ｒｂ２は、本発明でいう表示制御部を構成し、抵抗素子Ｒ、ｒｓ２、ダイオードＤは本発明でいう操作信号形成部を構成している。
上記した操作スイッチ一体型ＬＥＤユニット１の動作を以下に説明する。
（車両用ドアロック装置の全体構成）
図２はこの車両用ドアロック装置全体を示すブロック図である。
【００２０】
５は上記チャイルドロック制御用の操作スイッチ一体型ＬＥＤユニットと同一構成のドアロック制御兼状態表示用の操作スイッチ一体型ＬＥＤユニット、６はイグニッションスイッチ、７は図示しないエアバッグの作動を制御するエアバッグコントローラ、８はドアロック用のアクチュエータ、９はチャイルドロック用のアクチュエータ、１０はスイッチである。ドアロック用のアクチュエータ８は車両全部のドアのロック、アンロックを行い、チャイルドロック用のアクチュエータ９は車両後部のドアのロック、アンロックを行い、スイッチ１０はチャイルドロック用のアクチュエータ９がロック状態かアンロック状態かを検出して対応する信号をＣＰＵ２４に出力する。
（チャイルドロック操作・表示回路の動作）
上記構成を採用することにより、以下の動作を行うことができる。
【００２１】
ロック発令動作
ＣＰＵ２４は、イグニッションスイッチ６のオンによりコントローラＡを通じてトランジスタ２１をオンし、これにより、ＣＰＵ２４は切換スイッチ１１がロック位置端子１１１側に操作されたか、そうでないかを、抵抗素子ｒｓ１を通じての抵抗素子ｒｃ１の電圧降下量検出により読み込む。切換スイッチ１１がロック位置端子１１１側に操作されたと判定した場合（ローレベル電位読み込みの場合）はチャイルドロック用のアクチュエータ９に後部ドアのロック動作を開始させ、これにより、リミットスイッチ１０はロック動作を検出して後部ドアのロック、アンロック状態（チャイルドロック）を検出する。
【００２２】
ＬＥＤ１２の表示制御
この実施例では、チャイルドロック用のアクチュエータ９がロック動作していることをスイッチ１０から読み込んだ場合に、ＬＥＤ１２の点灯を行い、それ以外はＬＥＤ１２を消灯する。ただし、電力節減のためにイグニッションスイッチ６がオンしていない場合にはこの点灯は５秒間に制限する。すなわち、ＣＰＵ２４は、アクチュエータ１０のロック動作をスイッチ１０から読み込むと、イグニッションスイッチ６の状態に無関係にとりあえず５秒間ＬＥＤ１２を点灯し、その後は、イグニッションスイッチ６がオンの間だけ点灯を持続する。
【００２３】
アンロック動作発令
まず、トランジスタ２３オン時のアンロック動作発令について以下に説明する。
この場合には、切換スイッチ１１がアンロック位置端子１１２側に操作されると、ケーブル４の電位低下が生じるので、この電位低下をダイオードＤ及び抵抗素子ｒｓ２を通じてＣＰＵ２４に読み込み、この読み込んだアンロック指令信号により、チャイルドロック装置９をアンロック動作させる。また、切換スイッチ１１による接地短絡動作によりＬＥＤ１２が消灯する。チャイルドロック用のアクチュエータ９のこのアンロック動作はスイッチ１０で検出されてＣＰＵ２４に読み込まれ、ＣＰＵ２４はコントローラＣを通じてトランジスタ２３を遮断し、トランジスタ２３を通じての高い電圧をもつバッテリからのＬＥＤ１２への給電を遮断される。ただ、制御電源電圧（＋５Ｖ）は抵抗素子Ｒ、ダイオードＤ、切換スイッチ１１を通じて電流を流す。この電流を減らすには抵抗素子Ｒの抵抗値を大きく設定すればよい。
【００２４】
次に、トランジスタ２３オフ時のアンロック動作発令について以下に説明する。
この直前には、制御電源電圧（＋５Ｖ）が抵抗素子Ｒ、ダイオードＤを通じて切換スイッチ１１のアンロック位置端子１１２に印加されているので、切換スイッチ１１をアンロック位置端子１１２側に倒すと、ダイオードＤのアノード電極電位が低下し、ＣＰＵ２４は抵抗素子ｒｓ２を通じてこの電位低下を読み込んで切換スイッチ１１からのアンロック指令を認識する。
【００２５】
制御電源によるＬＥＤ１２の誤点灯防止
次に、トランジスタ２３オフ時（ＣＰＵ２４によりアンロック状態表示時）で、かつ、切換スイッチ１１がアンロック位置端子１１２に倒れていない場合のＬＥＤ１２の誤点灯防止について説明する。
この場合には、定電圧ダイオード１３のしきい値電圧、ダイオードＤの順方向しきい値電圧及びＬＥＤ１２の順方向しきい値電圧の合計より制御電源電圧（５Ｖ）が小さく設定してあるので、ＬＥＤ１２には通電されず、ＬＥＤ１２は制御電源電圧（５Ｖ）により誤って点灯（ロック状態表示）を行うことがない。
（ドアロックコントローラ２の動作説明）
上記説明した動作をドアロックコントローラ２の動作の観点から図３に示すフローチャートを参照して再度説明する。
【００２６】
まず、コントローラＡにトランジスタ２１をオンさせ（ステップ１００）、その後、イグニッションスイッチ６、エアバッグコントローラ７、切換スイッチ１１、アクチュエータ８、９、スイッチ１０の状態などを読み込み（ステップ１０２）、所定時間待機後、節電のためにコントローラＡにトランジスタ２１をオフさせ（ステップ１０４）、後述するロックフラグを０にリセットする（ステップ１０６）。
【００２７】
次に、読み込んだｄ点電位がローレベルかどうかを判定し（ステップ１０８）、そうであれば切換スイッチ１１はロック位置端子１１１側に倒れているとして、アクチュエータ９をロック駆動させ（ステップ１１０）、そのロック状態を示すロックフラグを立て（ステップ１１２）、ステップ１１８へ進む。ステップ１０８でｄ点電位がハイレベルであれば、ｆ点電位がローレベルかどうかを判定し（ステップ１１４）、そうであれば切換スイッチ１１はアンロック位置端子１１２側に倒れているとして、アクチュエータ９をアンロック駆動させ（ステップ１１６）、ステップ１１８へ進む。
【００２８】
ステップ１１８では、スイッチ１０の状態がロック側かどうかを判定し、そうでなければアンロック状態であるのでステップ１３６へ進んでＬＥＤ１２を消灯し、そうであればイグニッションスイッチ６の状態を判定し、イグニッションスイッチ６がオンであればステップ１２２へ進んでＬＥＤ１２を点灯する。ステップ１２０にてイグニッションスイッチがオフであれば、ロックフラグが１かどうかを調べ（ステップ１２４）、１であれば切換スイッチ１１はロックを指令しているのでＬＥＤ１２を消灯し（ステップ１３６）、０であれば切換スイッチ１１はアンロックを指令しているのでＬＥＤ１２を点灯する（ステップ１２６）。
【００２９】
次に、５秒タイマがカウント中かどうかを調べ（ステップ１２８）、そうでなければステップ１３０でそれをスタートさせてから、そうでなければ直接、ステップ１３２へ進み、５秒タイマが５秒に達していなければＳ１００へリターンし、達していればステップ１３４で５秒タイマを停止し、クリアしてから、ＬＥＤ１２の消灯を行う（ステップ１３６）。
【００３０】
この制御動作による各部状態を図４に示すフローチャートを参照して説明する。
（フューズ２０の溶断防止）
次に、図２に示すフューズ２０の溶断防止のための制御動作を図５に示すフローチャートを参照して説明する。このルーチンは割り込みルーチンであって所定インタバルで実行される。
【００３１】
エアバッグコントローラ７がエアバッグの膨張を指令する時、ドアロックコントローラ２はそれをステップ１０２で読み込んでホールドする。
次に、図５に示す割り込みルーチンが実行されると、まずエアバッグコントローラ７がエアバッグの膨張を指令しれいしたかどうか、すなわち衝突が検出されたかどうかを判定し（ステップ２００）、そうでなければ図３に示すメインルーチンへリターンし、検出されたならドアロック用のアクチュエータ８をアンロック側に作動させ（ステップ２０２）、所定時間ΔＴ（ここでは２秒）待機後（ステップ２０４）、チャイルドロック用のアクチュエータ９をアンロック側に作動させる（ステップ２０６）。
【００３２】
このようにすれば、衝突検出時でもアクチュエータ８、９が同時に起動することがないので、両者同時起動における大きな起動電流に耐えるようにフューズ（または過電流リレー）の設定を行う必要がなく、それよりも小さい電流によりフューズ（または過電流リレー）が作動するように設定でき、アクチュエータ８又は９のどちらかに上記両起動電流よりは小さいけれど許容値を超える大電流が流れてしまうということを防止することができ、安全性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この車両用ドアロック装置のチャイルドロック制御兼状態表示用の操作表示部分を示す回路図である。
【図２】この車両用ドアロック装置全体を示すブロック図である。
【図３】図１の回路の動作を示すフローチャートである。
【図４】図１の回路の動作を示すタイミングチャートである。
【図５】図２の回路の他の動作を示すフローチャートである。
【図６】従来の車両用ドアロック装置の操作表示部分を示す回路図である。
【符号の説明】
１はチャイルドロック制御用の操作スイッチ一体型ＬＥＤユニット（操作回路部）、２はドアロック制御用のドアロックコントローラ、４はケーブル（配線）、９はアクチュエータ、１１は切換スイッチ（操作スイッチ）、１２はＬＥＤ（表示素子）、１３は定電圧ダイオード、２３はトランジスタ（表示制御部）、Ｃはコントローラ（表示制御部）、Ｒは抵抗素子（負荷素子、操作信号形成部）、Ｄはダイオード（操作信号形成部）

Claims

アクチュエータの動作状態を表示する表示素子（１２）、前記表示素子（１２）と直列接続された定電圧素子（１３）、及び、前記表示素子（１２）及び定電圧素子（１３）に対して並列接続されて前記アクチュエータ（９）への操作指令信号を出力する操作スイッチ（１１）を有し、一端が共通低位電源端に、他端が配線（４）の一端に接続される操作回路部（１）と、
所定電位の高電圧電源端と前記配線（４）の他端との間に介設されて前記表示素子（１２）への給電及び給電遮断の切換により前記表示素子（１２）の表示を制御する表示制御部（２３、 C ）と、
カソード端が前記配線（４）の他端に接続される逆流防止用のダイオード（ D ）、及び、所定の抵抗値を有して前記ダイオード（ D ）のアノード端と前記高電圧電源端よりも低電位の中電圧電源端との間に介設される負荷素子（ R ）を有し、前記ダイオード（ D ）と前記負荷素子（ R ）との接続点（ｆ）の電位を前記操作スイッチ（１１）の前記操作指令信号として前記アクチュエータ側へ出力する操作信号形成部（R、ｒｓ２、D、）と、
を備え、
前記定電圧素子（１３）は、前記表示制御部（２３、 C ）から前記表示素子（１２）への前記給電遮断時における前記操作信号形成部（ R 、ｒｓ２、 D 、）からの給電を遮断するしきい値を有することを特徴とする表示機能付き操作スイッチ回路。
請求項１記載の表示機能付き操作スイッチ回路において、
前記スイッチ及び前記表示素子は、一体に形成されていることを特徴とする表示機能付き操作スイッチ回路。
複数の前記表示機能付き操作スイッチ回路からそれぞれ入力された前記指令信号に応じて複数の前記アクチュエータを個別に制御するコントローラを有し、前記コントローラは、前記複数のアクチュエータを作動させるための前記指令信号の入力に対して、前記複数のアクチュエータを順次に作動させることを特徴とする請求項１又は２記載の表示機能付き操作スイッチ回路を用いたアクチュエータ駆動装置。