JP2002276241A - 水没センサ付きパワーウインドウ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】水面変動や電気分解ガスによる水没センサの抵
抗値変動にもかかわらず車両水没時に確実に窓下降が可
能な水没センサ付きパワーウインドウ装置を提供するこ
と。 【解決手段】窓昇降用モータＭ、常開形式の窓上昇用及
び窓降下用の操作スイッチ１０７、１０６、互いに離れ
て配設される一対の水没検出電極により構成されて両水
没検出電極間の電気抵抗値の減少により水没を検出する
水没センサ１０８を備える。水没センサ１０８が、窓降
下用の操作スイッチ１０６と直列に接続されており、更
に、水没センサ１０８の電気抵抗値変化をＲＳフリップ
フロップ１３０で記憶するので、確実な水没対応動作が
可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水没センサ付きパ
ワーウインドウ装置に関し、特に水没検出信頼性に優れ
た水没センサ付きパワーウインドウ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】特開平
２０００−３４８６１号公報は、車両水没時にパワーウ
インドウ装置又はスライドルーフ装置の制御部への浸水
によりパワーウインドウが開不能となって乗員が内部に
閉じ込められるのを防止するために、第一の水没センサ
が水没を検出した場合に窓昇降用モータへの通電を制御
する上昇用リレーのコイルに通電し、第二の水没センサ
が水没を検出した場合に窓昇降用モータへの通電を制御
する下降用リレーのコイルに通電し、更に乗員が窓開を
決意して窓降下用の操作スイッチを操作した場合には窓
上昇用のリレーのコイルへの通電を禁止することにより
窓を降下させる技術を提案している。

【０００３】しかしながら、上記先行技術の回路構成で
は、プリント基板に実装された上記３個の水没センサに
均一に水が回る必要があるが、車両の振動や姿勢変化、
水流の影響などにより、水面が変動して水没センサの抵
抗値が変動し、その結果、リレー下降を指令しても必ず
しも動作が不安定となるという問題があった。

【０００４】更に、実験により判明したことであるが、
水没センサの電極表面積を十分広くできない場合には、
水没センサが水没すると、水没センサの一対の電極間に
水の電気分解電圧以上の電圧が印加されている結果、そ
れらの電極面が発生した電解ガス（酸素ガスや水素ガ
ス）により急速に覆われ、水没してから短時間の後、水
没センサの電気抵抗値が相当に大きくなるという問題が
あった。この結果、水没センサが水没してから、乗員が
窓降下用の操作スイッチを操作するまでの時間が長い
と、上記電気分解ガスにより水没センサの電極面が覆わ
れてその電気抵抗値が増大し、非水没状態と誤検出する
可能性があった。

【０００５】水没センサをもつパワーウインドウ装置で
は、水没センサを一度でも検出したら、その後、水面の
揺れや電気分解ガスにもかかわらず所定期間だけ水没対
応動作（窓下降動作）が可能となるように機能すること
が望ましいが、上記したように、従来装置では、水面の
揺れによる水没センサの高電気抵抗状態への復帰や、電
気分解ガスによる高電気抵抗状態化の問題が顧慮されて
おらず、水没時の窓下降操作を確実に実現し得るかどう
かに不安があった。

【０００６】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、水面変動や電気分解ガスによる水没センサの抵抗
値変動にもかかわらず車両水没時に確実に窓下降が可能
な水没センサ付きパワーウインドウ装置を提供すること
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記載の水没セン
サ付きパワーウインドウ装置は、窓昇降用モータ、常開
形式の窓上昇用及び窓降下用の操作スイッチ、互いに離
れて配設される一対の水没検出電極により構成されて前
記両水没検出電極間の電気抵抗値の減少により水没を検
出する水没センサ、前記操作スイッチ及び前記水没セン
サからの信号に基づいて前記窓昇降用モータを駆動制御
する制御部を備える水没センサ付きパワーウインドウ装
置において、前記水没センサが、前記窓降下用の操作ス
イッチと直列に接続されており、電源電圧が、前記窓降
下用の操作スイッチの作動時のみ前記水没センサに印加
されることを特徴としている。

【０００８】すなわち、本構成では、水没センサが水没
してもまだ水没センサの両端子電極間に電圧が印加され
ていないので、電気分解ガスが発生して水没センサの電
極面を覆うことがない。その結果、窓降下用の操作スイ
ッチのオンが遅れても、確実に窓を降下することが可能
となる。なお、水没センサの両端子電極間に電圧（たと
えば１２Ｖ）を印加した状態で水没が生じると、１０秒
程度で端子電極表面は電気分解ガスでほとんど覆われて
しまう。

【０００９】請求項２記載の構成は請求項１記載の水没
センサ付きパワーウインドウ装置において更に、互いに
直列接続された前記水没センサと前記窓降下用の操作ス
イッチからなるペアには負荷抵抗を通じて電圧が印加さ
れ、前記ペアと前記負荷抵抗との接続点は、前記窓上昇
用の操作スイッチの導通による前記窓昇降用モータの上
昇動作を禁止することを特徴としている。

【００１０】本構成によれば、水没センサがオンした場
合に窓上昇用の操作スイッチによる窓上昇動作を無効と
するので、侵入した水などにより、窓上昇用の操作スイ
ッチをオンしたに等しい状態となって、窓昇降用モータ
が下降方向へ通電不能となるという不具合を防止するこ
とができる。

【００１１】請求項３記載の水没センサ付きパワーウイ
ンドウ装置は、窓昇降用モータ、常開形式の窓上昇用及
び窓降下用の操作スイッチ、互いに離れて配設される一
対の水没検出電極により構成されて前記両水没検出電極
間の電気抵抗値の減少により水没を検出する水没セン
サ、前記操作スイッチ及び前記水没センサからの信号に
基づいて前記窓昇降用モータを駆動制御する制御部を備
える水没センサ付きパワーウインドウ装置において、前
記制御部が、水没センサの導通による入力電位変化によ
り持続的に水没信号を出力する記憶回路を有することを
特徴としている。

【００１２】すなわち、本構成によれば、水没センサが
水没を検出すればその後、水没センサの水没検出状態を
電気的に保持するので、車両の振動やその姿勢変化や水
流の影響などにより水面が揺れたり、あるいは電気分解
ガスが水没センサの電極端子表面を覆うなどの原因によ
り水没センサの電気抵抗値が再度増大しても、水没対応
動作（たとえば窓上昇動作の禁止）を確実に行うことが
できる。

【００１３】請求項４記載の構成によれば請求項３記載
の水没センサ付きパワーウインドウ装置において更に、
前記水没センサが、前記窓降下用の操作スイッチと直列
に接続されており、電源電圧は、前記窓降下用の操作ス
イッチの作動時のみ前記水没センサに印加されることを
特徴としている。

【００１４】このようにすれば、既述したように、窓降
下用の操作スイッチを作動させるまでは、水没センサに
電流が流れることがないので、窓降下用の操作スイッチ
を作動させる前に水没センサの両電極端子間に電流が流
れて水没センサが高抵抗化することがない。

【００１５】

【発明を実施するための態様】以下、本発明の好適な態
様を以下の実施例に基づいて説明する。

【００１６】

【実施例１】この実施例の水没センサ付きパワーウイン
ドウ装置を図１に示す回路図を参照して以下に説明す
る。

【００１７】（回路構成）プリント基板（配線基板）１
００には、リレー１０１、１０２、リレー駆動用のトラ
ンジスタ１０３、１０４、窓上昇禁止用のトランジスタ
１０５、水没センサ１０８、抵抗素子ｒ１〜ｒ５が実装
されている。抵抗素子ｒ１は水没センサ回路のローサイ
ド負荷抵抗であり、ｒ２は窓降下用のトランジスタ１０
３のベース電流制限抵抗、ｒ３は窓降下用のトランジス
タ１０３のコレクタ抵抗、ｒ４は窓上昇用のトランジス
タ１０４のベース電流制限抵抗、ｒ５は窓上昇用のトラ
ンジスタ１０４のコレクタ抵抗である。窓昇降用モータ
Ｍは直流モータであって、その両端は切り替えリレー１
０１、１０２の共通接点に接続され、切り替えリレー１
０１、１０２のそれぞれ２つの切り替え接点は不図示の
バッテリの両端に接続されている。切り替えリレー１０
１、１０２は非通電時に不図示のスプリングにより接地
側切り替え接点に倒れている。

【００１８】窓降下用の切り替えリレー１０１のコイル
は、コレクタ抵抗ｒ３を通じて窓降下用のトランジスタ
１０３により通電制御され、トランジスタ１０３はベー
ス電流制限抵抗ｒ２及び窓降下用の操作スイッチ１０６
を通じてバッテリの高位端に接続されている。

【００１９】窓上昇用の切り替えリレー１０２のコイル
は、コレクタ抵抗ｒ５を通じて窓上昇用のトランジスタ
１０４により通電制御され、トランジスタ１０４はベー
ス電流制限抵抗ｒ４及び窓上昇用の操作スイッチ１０７
を通じてバッテリの高位端に接続されている。

【００２０】水没センサ１０８は、プリント基板１００
上に所定間隔を隔てて配置された２つの露出電極からな
り、露出電極の一方は窓降下用の操作スイッチ１０６を
通じてバッテリの高位端に接続され、露出電極の他方は
抵抗素子ｒ１を通じて接地されている。なお、抵抗ｒ１
を省略することも可能であり、水没センサ１０８とトラ
ンジスタ１０５のベース電極との間にベース電流制限抵
抗を挿入してもよい。

【００２１】（動作）窓降下用の操作スイッチ１０６を
オンすると、トランジスタ１０３がオンされて窓降下用
の切り替えリレー１０１が切り替えられ、窓昇降用モー
タＭに窓下降方向へ通電されて窓が降下する。

【００２２】非水没時に窓上昇用の操作スイッチ１０７
をオンすると、水没センサ１０８又はトランジスタ１０
５が高抵抗状態であり、トランジスタ１０５がオフして
いるため、トランジスタ１０４がオンされて窓上昇用の
切り替えリレー１０２が切り替えられ、窓昇降用モータ
Ｍに窓上昇方向へ通電されて窓が上昇する。

【００２３】水没センサ１０８が水没すると、その電気
抵抗値が低下する。その後、窓降下用の操作スイッチ１
０６をオンすると、上述のように切り替えリレー１０１
が電源側の切り替え接点へ倒れ、窓昇降用モータＭは窓
を降下させる。同時に、窓降下用の操作スイッチ１０
６、水没センサ１０８を通じてトランジスタ１０５がオ
ンされ、トランジスタ１０５は窓上昇用のトランジスタ
１０４のオンを阻止するので、水などにより窓上昇用の
操作スイッチ１０７が短絡しても窓上昇用の切り替えリ
レー１０２が電源側の切り替え接点へ倒れることがな
く、窓降下動作を確保することができる。

【００２４】

【実施例２】実施例２の水没センサ付きパワーウインド
ウ装置を図２を参照して以下に説明する。実施例１と主
要機能が共通する構成要素には同一符号を付す場合もあ
るものとする。

【００２５】（回路構成）この実施例は、図１に示す実
施例１において、一対の切り替えリレーの代わりにトラ
ンジスタＨブリッジ回路を用いた点に特徴がある。

【００２６】このＨブリッジ回路はトランジスタ１１１
〜１１４とフライホイルダイオードＤ１〜Ｄ４からな
る。ハイサイドトランジスタ１１１とローサイドトラン
ジスタ１１２とは第一のインバータを構成し、ハイサイ
ドトランジスタ１１３とローサイドトランジスタ１１４
とは第二のインバータを構成し、窓昇降用モータＭの両
端は両インバータの出力点に個別接続されている。

【００２７】トランジスタ１０５は２つのトランジスタ
により構成され、両コレクタ電極の一方は窓上昇用のロ
ーサイドトランジスタ１１２のベース電極と接地ライン
間に介設され、両コレクタ電極の他方は窓上昇用のハイ
サイドトランジスタ１１３のベース電極と接地ライン間
に介設されている。

【００２８】窓上昇用のトランジスタ１１２、１１３の
ベース電極はベース電流制限抵抗ｒ４、ｒ４’を個別に
通じて窓上昇用の操作スイッチ１０７に接続されてお
り、窓降下用のハイサイドトランジスタ１１１、ローサ
イドトランジスタ１１４のベース電極はベース電流制限
抵抗ｒ２、ｒ２’を個別に通じて窓降下用の操作スイッ
チ１０６にに接続されている。

【００２９】（動作）窓降下用の操作スイッチ１０６を
オンすると、トランジスタ１１１、１１４がオンされ、
窓昇降用モータＭは窓下降方向へ通電されて窓が降下す
る。

【００３０】非水没時に窓上昇用の操作スイッチ１０７
をオンすると、水没センサ１０８又はトランジスタ１１
１、１１３が高抵抗状態であり、トランジスタ１０５が
オフしているため、トランジスタ１１２、１１３がオン
され、窓昇降用モータＭは窓上昇方向へ通電されて窓が
上昇する。

【００３１】水没センサ１０８が水没すると、その電気
抵抗値が低下する。その後、窓降下用の操作スイッチ１
０６をオンすると、上述のようにトランジスタ１１１、
１１４がオンされ、窓昇降用モータＭは窓下降方向へ通
電されて窓が降下する。同時に、窓降下用の操作スイッ
チ１０６、水没センサ１０８を通じてトランジスタ１０
５がオンされ、トランジスタ１０５は窓上昇用のトラン
ジスタ１１２、１１３のオンを阻止するので、水などに
より窓上昇用の操作スイッチ１０７が短絡してもＨブリ
ッジ回路内部で短絡電流が流れたり、窓上昇が生じたり
することがない。

【００３２】なお、この実施例では、リレーを用いない
ので、制御部をワンチップバイポーラＩＣにまとめ、こ
のワンチップバイポーラＩＣを窓昇降用モータＭに内蔵
することもできる。

【００３３】

【実施例３】実施例３の水没センサ付きパワーウインド
ウ装置を図３を参照して以下に説明する。実施例１と主
要機能が共通する構成要素には同一符号を付す場合もあ
るものとする。

【００３４】（回路構成）この実施例は、図１に示す実
施例１において、窓制御用のＣＰＵ１２０を採用した点
に特徴がある。

【００３５】窓降下用の操作スイッチ１０６の低位端は
接地され、その高位端はコイル電流制限抵抗（省略可
能）ｒ６及び窓降下用の切り替えリレー１０１のコイル
を通じてバッテリから給電されている。

【００３６】窓上昇用の操作スイッチ１０７の低位端は
接地され、その高位端は窓上昇禁止用トランジスタ１２
１、コイル電流制限抵抗（省略可能）ｒ７及び窓上昇用
の切り替えリレー１０２のコイルを通じてバッテリから
給電されている。

【００３７】水没センサ１０８の一端は窓降下用の操作
スイッチ１０６を通じて接地され、他端は窓上昇禁止用
トランジスタ１２１のベース電極に接続されている。ま
た窓上昇禁止用トランジスタ１２１のベース電極は負荷
抵抗ｒ１を通じてバッテリから給電されている。

【００３８】窓制御ＣＰＵ１２０はマイコンであって、
オート設定スイッチ１０９、窓降下用の操作スイッチ１
０６の高位端及びトランジスタ１２１のコレクタ電極に
接続されている。

【００３９】（マニュアル動作）オート設定スイッチ１
０９がオフである場合には、窓制御ＣＰＵ１２０は動作
しないので、窓降下用の操作スイッチ１０６をオンする
と、窓降下用の切り替えリレー１０１の共通接点は電源
側の切り替え接点に接触し、窓昇降用モータＭは窓下降
方向へ通電されて窓が降下する。

【００４０】非水没時に窓上昇用の操作スイッチ１０７
をオンすると、水没センサ１０８又はトランジスタ１２
１が高抵抗状態であり、トランジスタ１２１のベース電
極電位が高いので、トランジスタ１２１がオンし、窓上
昇用の切り替えリレー１０２の共通接点は電源側の切り
替え接点に接触し、窓昇降用モータＭは窓上昇方向へ通
電されて窓が上昇する。

【００４１】水没により水没センサ１０８が低抵抗値と
なると、窓降下用の操作スイッチ１０６のオンにより、
切り替えリレー１０１が電源側に倒れ、同時にトランジ
スタ１２１のベース電極電位が低下するので切り替えリ
レー１０２の電源側への切り替えは禁止される。その結
果、水没などによりたとえ窓上昇用の操作スイッチ１０
７がオンしても切り替えリレー１０２が電源側に倒れる
ことはなく、窓昇降用モータＭが停止したり上昇したり
することが阻止される。

【００４２】（オート動作）オート設定スイッチ１０９
がオンされると、窓制御ＣＰＵ１２０はラインＬ１、Ｌ
２の電位低下を検出し、電位低下を検出したら、窓制御
ＣＰＵ１２０の出力ドライバであるオープンコレクタト
ランジスタ（図示せず）ははラインＬ１、Ｌ２をリミッ
トスイッチが働くまで低電位に保持する。

【００４３】水没センサ１０８が水没により低電気抵抗
となれば、窓降下用の操作スイッチ１０６のオンにより
トランジスタ１２１をオフし、窓上昇用の切り替えリレ
ー１０２のコイルへの通電を禁止するのはマニュアル動
作時と同じである。

【００４４】なお、この実施例において、負荷抵抗素子
ｒ１を省略することもできる。この場合、窓降下用の操
作スイッチ１０６をオンする時にトランジスタ１２１に
流れるベース電流は切り替えリレー１０２のコイルを通
じて供給されるが、このベース電流は小さいので切り替
えリレー１０２が作動することはない。

【００４５】

【実施例４】実施例４の水没センサ付きパワーウインド
ウ装置を図４を参照して以下に説明する。実施例３と主
要機能が共通する構成要素には同一符号を付す場合もあ
るものとする。

【００４６】（回路構成）この実施例は、図３に示す実
施例３において、水没センサ１０８の状態を窓制御用Ｃ
ＰＵ１２０に読み込み、窓制御用ＣＰＵ１２０が、ライ
ンＬ３が低電位となった場合にラインＬ４を通じてトラ
ンジスタ１２１をオフする点だけが異なっているが、効
果は同じである。

【００４７】

【実施例５】実施例５の水没センサ付きパワーウインド
ウ装置を図５を参照して以下に説明する。実施例１と主
要機能が共通する構成要素には同一符号を付す場合もあ
るものとする。

【００４８】この実施例は、図１に示す実施例１におい
て、水没センサ１０８と負荷抵抗素子ｒ１との接続点を
ＲＳフリップフロップ１３０のＳ端子に接続し、ＲＳフ
リップフロップ１３０のＱ接点をトランジスタ１０５の
ベース電極に接続した点に特徴がある。

【００４９】このようにすれば、水没により水没センサ
１０８の電気抵抗値が小さくなった状態で窓降下用の操
作スイッチ１０６をオンすれば、その瞬間にＲＳフリッ
プフロップ１３０のＱ接点がハイレベルに保持され、そ
の後、水没センサ１０８の電気抵抗値の変動に無関係に
トランジスタ１０５をオフして窓上昇用の切り替えリレ
ー１０２の切り替えを阻止することができる。

【００５０】このＲＳフリップフロップ１３０のリセッ
ト端子Ｒは図示しないワンショットマルチバイブレータ
を通じてイグニッションスイッチから給電されている。
これにより、イグニッションスイッチをオンする度に、
ＲＳフリップフロップ１３０はリセットされる。

【００５１】なお、この実施例では水没センサ１０８は
窓降下用の操作スイッチ１０６を通じてバッテリの高位
端から給電されているが、その代わりに、水没センサ１
０８の高位側電極端子を直接にバッテリの高位端に接続
してもよい。

【００５２】

【実施例６】実施例６の水没センサ付きパワーウインド
ウ装置を図６を参照して以下に説明する。実施例２と主
要機能が共通する構成要素には同一符号を付す場合もあ
るものとする。

【００５３】この実施例は、図２に示す実施例２におい
て、水没センサ１０８と負荷抵抗素子ｒ１との接続点を
ＲＳフリップフロップ１３０のＳ端子に接続し、ＲＳフ
リップフロップ１３０のＱ接点をトランジスタ１０５の
ベース電極に接続した点に特徴がある。

【００５４】このようにすれば、実施例５と同様の作
用、効果を得ることができる。

【００５５】なお、上記各実施例では、リレーと直列電
流制限抵抗（たとえばｒ６、ｒ７）を設けてコイル電流
を制限したが、コイルと逆並列にフライホイルダイオー
ドうを設けてもよいことはもちろんである。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の水没センサを有するパワーウインド
ウ装置の回路図である。

【図２】実施例２の水没センサを有するパワーウインド
ウ装置の回路図である。

【図３】実施例３の水没センサを有するパワーウインド
ウ装置の回路図である。

【図４】実施例４の水没センサを有するパワーウインド
ウ装置の回路図である。

【図５】実施例５の水没センサを有するパワーウインド
ウ装置の回路図である。

【図６】実施例６の水没センサを有するパワーウインド
ウ装置の回路図である。

【符号の説明】

１０１ 窓降下用の切り替えリレー １０２ 窓上昇用の切り替えリレー １０３ 窓降下用のトランジスタ １０４ 窓上昇用のトランジスタ １０５ 窓上昇禁止トランジスタ １０６ 窓降下用の操作スイッチ １０７ 窓上昇用の操作スイッチ １０８ 水没センサ Ｍ 窓昇降用モータ

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2E052 AA09 BA07 DA06 EA14 EA15 EB01 GA07 GB01 GC02 KA08 LA08 2E184 LC02 LC10 3D127 CB05 CC05 DF04 FF06 FF11 5H571 AA03 BB10 CC02 HA01 HA04 HA08 HB01 HC02 HD01 LL50 MM01 MM08

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】窓昇降用モータ、 常開形式の窓上昇用及び窓降下用の操作スイッチ、 互いに離れて配設される一対の水没検出電極により構成
   されて前記両水没検出電極間の電気抵抗値の減少により
   水没を検出する水没センサ、 前記操作スイッチ及び前記水没センサからの信号に基づ
   いて前記窓昇降用モータを駆動制御する制御部、 を備える水没センサ付きパワーウインドウ装置におい
   て、 前記水没センサは、前記窓降下用の操作スイッチと直列
   に接続されており、電源電圧は、前記窓降下用の操作ス
   イッチの作動時のみ前記水没センサに印加されることを
   特徴とする水没センサ付きパワーウインドウ装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の水没センサ付きパワーウイ
   ンドウ装置において、 互いに直列接続された前記水没センサと前記窓降下用の
   操作スイッチからなるペアには負荷抵抗を通じて電圧が
   印加され、 前記ペアと前記負荷抵抗との接続点は、前記窓上昇用の
   操作スイッチの導通による前記窓昇降用モータの上昇動
   作を禁止することを特徴とする水没センサ付きパワーウ
   インドウ装置。
3. 【請求項３】窓昇降用モータ、 常開形式の窓上昇用及び窓降下用の操作スイッチ、 互いに離れて配設される一対の水没検出電極により構成
   されて前記両水没検出電極間の電気抵抗値の減少により
   水没を検出する水没センサ、 前記操作スイッチ及び前記水没センサからの信号に基づ
   いて前記窓昇降用モータを駆動制御する制御部、 を備える水没センサ付きパワーウインドウ装置におい
   て、 前記制御部は、水没センサの導通による入力電位変化に
   より持続的に水没信号を出力する記憶回路を有すること
   を特徴とする水没センサ付きパワーウインドウ装置。
4. 【請求項４】請求項３記載の水没センサ付きパワーウイ
   ンドウ装置において、 前記水没センサは、前記窓降下用の操作スイッチと直列
   に接続されており、電源電圧は、前記窓降下用の操作ス
   イッチの作動時のみ前記水没センサに印加されることを
   特徴とする水没センサ付きパワーウインドウ装置。