JP2008287906A - 駆動制御装置、および車両用開閉装置 - Google Patents

Abstract

【課題】リレーの接点溶着を早急に解除することで、モータへの過電流を防止し、モータの故障を防止することができる安価な駆動制御装置、および車両用開閉装置を提供する。
【解決手段】第一リレー、および第二リレーと、これらを用いてモータの正／逆回転を制御するＣＰＵと、モータに供給される電流を検出する第一モニタ回路、および第二モニタ回路とを有する駆動制御装置であって、第一モニタ回路によって第一リレーの接点溶着、または第二モニタ回路によって第二リレーの接点溶着を検出したとき、各リレーに励磁信号を出力した後、接点溶着したリレーに連続したインパクトパルス信号を出力するように構成した。
【選択図】図３

Description

この発明は、例えば、車両の開閉体であるサンルーフやパワーウインドを開閉するための駆動制御装置、および車両用開閉装置に関するものである。

従来から、車両のサンルーフやパワーウインドを開閉する車両用開閉装置として、バッテリにモータを２つのリレーを介して接続するように構成した駆動制御装置を用いたものがある。この種の駆動制御装置は、２つのリレーをそれぞれモータの両端に接続し、各々リレーの接点を切り替えることによってモータの両端をプラス電位やＧＮＤに切り替えるようになっている。これによってモータの正／逆転を制御することができる（例えば、特許文献１参照）。

ところで、駆動制御装置にリレーを用いる場合、リレーが接点に溶着してしまうと、これが起因となってモータに過電流が流れ続け、モータが故障してしまうおそれがある。このため、短い間隔でインパクトパルス信号をリレーに入力し、このインパクトパルス信号による衝撃でリレーの接点溶着を解除しようとする技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開平５−２７６７７７号公報 特開平９−２９３４４０号公報

しかしながら、上述の特許文献２にあっては、リレーに連続したインパクトパルス信号を入力する間、モータに過電流が流れ続けるため、有効なモータの故障防止手段とはなり難いという課題がある。
また、例えば、ＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ Ｔｈｅｒｍｉｓｔｏｒ）等のモータの加熱を保護する加熱保護部品やサーキットブレーカ等のモータへの過電流を防止する過電流保護部品等を別途設けることも考えられるが、回路構成が複雑になるばかりかコストが嵩むという課題がある。

そこで、この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、リレーの接点溶着を早急に解除することで、モータへの過電流を防止し、モータの故障を防止することができる安価な駆動制御装置、および車両用開閉装置を提供するものである。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、バッテリと、前記バッテリからの電力によって駆動するモータと、前記モータの正／逆回転を制御する制御部と、前記制御部によってオン／オフ制御され、前記モータの一端をプラス電位とＧＮＤとに切り替える第一リレーと、前記制御部によってオン／オフ制御され、前記モータの他端をプラス電位とＧＮＤとに切り替える第二リレーと、前記制御部と前記モータの一端との間に接続され、前記モータに供給される電流を検出するための第一モニタ回路と、前記制御部と前記モータの他端との間に接続され、前記モータに供給される電流を検出するための第二モニタ回路と、を有する駆動制御装置であって、前記制御部は、前記第一モニタ回路によって前記第一リレーの接点溶着、または前記第二モニタ回路によって前記第二リレーの接点溶着を検出したとき、各リレーに励磁信号を出力した後、接点溶着したリレーにインパクトパルス信号を出力するように構成したことを特徴とする。

請求項２に記載した発明は、前記制御部は、接点溶着したリレーにインパクトパルス信号を出力した後、前記第一モニタ回路、または前記第二モニタ回路により接点溶着したリレーが解除されたことを検出すると、前記インパクトパルス信号の出力を停止することを特徴とする。

請求項３に記載した発明は、請求項１または請求項２に記載の駆動制御装置を用いて車両の開閉体を開閉することを特徴とする車両用開閉装置とした。

本発明によれば、第一リレー、または第二リレーが接点溶着したとき、各リレーに励磁信号を出力し、バッテリ、第一リレー、第二リレーおよびモータ間に閉ループ回路を形成することで、モータの両端を同電位にすることができる。そして、この状態で接点溶着した第一リレー、または第二リレーにインパクトパルス信号を出力し、インパクトパルス信号による衝撃でリレーの接点溶着を解除することができる。
このため、接点溶着したリレーにインパクトパルス信号を入力する間、モータに過電流が流れるのを防止することができるので、接点溶着時における過電流に起因するモータの故障を防止することが可能になる。

次に、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、車両用開閉装置１は、開閉体としての不図示の自動車用ウインドガラスを開閉動作させるためのものであって、駆動制御装置２を有している。
駆動制御装置２は、駆動回路３と、この駆動回路３に接続されたモータ４とを有している。モータ４は、不図示の自動車用ウインドガラスに減速機構等を介して連係している。

駆動回路３には、駆動制御をプログラムされた制御手段としてのＣＰＵ５と、ＣＰＵ５の出力に基づいてオン／オフ制御されるスイッチング素子である第一リレー６、および第二リレー７と、モータ４の両端に供給される電流を検出し、この検出結果をＣＰＵ５に出力する第一モニタ回路８、および第二モニタ回路９とが設けられている。

ＣＰＵ５の第一出力端子ＯＰ１には、抵抗Ｒ１とトランジスタＱ１を介して第一リレー６を構成する励磁コイル６ａの一端が接続されている一方、励磁コイル６ａの他端には、リレー作動用の電源Ｖｂが接続されている。トランジスタＱ１は、ベースが抵抗Ｒ１に接続され、コレクタが励磁コイル６ａに接続されると共に、エミッタが接地されている。抵抗Ｒ１−トランジスタＱ１間は、抵抗Ｒ２を介して接地してある。トランジスタＱ１−励磁コイル６ａ間は、ツェナーダイオードＺＤ１を介して接地してある。第一リレー６のコモン端子６ｂには、モータ４の一方の端子が接続されている。

ＣＰＵ５の第二出力端子ＯＰ２には、抵抗Ｒ３とトランジスタＱ２を介して第二リレー７を構成する励磁コイル７ａの一端が接続されている一方、励磁コイル７ａの他端には、リレー作動用の電源Ｖｂが接続されている。トランジスタＱ２は、このベースが抵抗Ｒ３に接続され、コレクタが励磁コイル７ａに接続されると共に、エミッタが接地されている。抵抗Ｒ３−トランジスタＱ２間は、抵抗Ｒ４を介して接地してある。トランジスタＱ２−励磁コイル７ａ間は、ツェナーダイオードＺＤ２を介して接地してある。第二リレー７のコモン端子７ｂには、モータ４の他方の端子が接続されている。

第一モニタ回路８には、抵抗Ｒ５が設けられ、この抵抗Ｒ５を介してＣＰＵ５の第一入力端子ＩＮ１と、モータ４の第一リレー６接続側である一方の端子とが接続されている。ＣＰＵ５の第一入力端子ＩＮ１と第一モニタ回路８の抵抗Ｒ５との間は、コンデンサＣ１を介して接地されていると共に、ツェナーダイオードＺＤ３を介して接地されている。

一方、第二モニタ回路９には、抵抗Ｒ６が設けられ、この抵抗Ｒ６を介してＣＰＵ５の第二入力端子ＩＮ２と、モータ４の第二リレー６接続側である他方の端子とが接続されている。ＣＰＵ５の第二入力端子ＩＮ２と第二モニタ回路９の抵抗Ｒ６との間は、コンデンサＣ２を介して接地されていると共に、ツェナーダイオードＺＤ４を介して接地されている。
この他、モータ４の一方の端子と他方の端子は、抵抗Ｒ７とコンデンサＣ３とを介して互いに接続されている。

次に、駆動回路３の作用について説明する。
図１に示すように、各リレー６，７が正常に動作する場合、つまり、通常動作モードである場合にあっては、例えば、ＣＰＵ５からの励磁信号に基づいて第一リレー６をモータ４駆動用の電源ＶＭ側に接続した（オン状態）とき、第二リレー７はＣＰＵ５から励磁信号を出力せずに接地側（ＧＮＤ側）に接続する（オフ状態）。

これに対し、第一リレー６にＣＰＵ５からの励磁信号を出力せずに、第一リレー６をオフ状態にしたとき、第二リレー７をＣＰＵ５からの励磁信号に基づいてオン状態にする。
このように、２つのリレー６，７をそれぞれオン状態（プラス電位）とオフ状態（ＧＮＤ）とに切り替えることによって、モータ４には各々逆方向の電流が流れ、この電流の方向に基づいてモータ４が正／逆回転する。そして、モータ４に連係されている不図示の自動車用ウインドガラスは、モータ４の正／逆回転に基づいて開閉動作を行う。

なお、各リレー６，７のオン／オフ状態は、モータ４に供給される電流をそれぞれモニタ回路８，９がＨｉ／Ｌｏｗとして検出し、この検出結果をＣＰＵ５へと出力することによって判断される。すなわち、例えば、ＣＰＵ５から第一リレー６に励磁信号を出力したとき、これに対応する第一モニタ回路８の出力信号はＨｉとなる。

一方、ＣＰＵ５から第一リレー６への励磁信号の出力を停止したとき、これに対応する第一モニタ回路８の出力信号はＬｏｗとなる。また、リレー６，７が正常動作であるか否かの判断は、モニタ回路８，９の出力信号とＣＰＵ５の各リレー６，７への出力信号とを比較することによって判断される。

ここで、図２、図３に基づいて各リレー６，７が正常動作であるか否かの判断、およびリレー６，７の故障時の復帰方法について具体的に説明する。
まず、ＣＰＵ５から各リレー６，７への励磁信号の出力を停止し、各リレー６，７の出力をオンからオフへと切り替える（ＳＴ１）。
次に、各リレー６，７に対応するモニタ回路８，９の出力信号がＨｉであるか否かを判断する（ＳＴ２）。

すなわち、例えば、ＣＰＵ５からの第一リレー６への出力信号がオフであるのに対し、故障判定時間ｔを経過した後も第一モニタ回路８の出力信号がＨｉである場合には、第一リレー６の接点が溶着された（リレーが故障した）と判断する。なお、この故障判定時間ｔは、通常動作時におけるＣＰＵ５が励磁信号の各リレー６，７への出力を停止してから、このリレーが接点から離れるまでの時間も考慮して設定されており、約３０ミリ秒に設定されている。

ＳＴ２における判断が「Ｙｅｓ」（第一リレー６、または第二リレー７の何れかの接点が溶着した）である場合には、ＣＰＵ５から両リレー６，７に励磁信号が出力され、両リレー６，７の出力をオンにする（ＳＴ３）。
すると、モータ４とリレー６，７で閉ループ回路を形成した状態になるので、モータ４の両端子同士の間の電位差がなくなり、モータ４に電流が流れるのが回避される。

次に、接点が溶着したリレー、図３においては第一リレー６にＣＰＵ５からインパクトパルス信号を出力し、このインパクトパルス信号による衝撃を第一リレー６に付与する（ＳＴ４、自己救済モード）。
続いて、インパクトパルス信号を出力した第一リレー６に対応する第一モニタ回路８の出力信号がＨｉであるか否かを再度判断する（ＳＴ５）。

ＳＴ５における判断が再び「Ｙｅｓ」（第一モニタ回路８の出力信号がＨｉである）である場合には、インパクトパルス信号の出力回数を検出し、インパクトパルス信号の出力回数が予め設定した規定回数（リトライ規定回数）を経過したか否かを判断する（ＳＴ６）。
ＳＴ６における判断が「Ｎｏ」（インパクトパルス信号の出力回数が規定回数を経過していない）である場合には、再びＳＴ４に戻り、接点が溶着した第一リレー６にインパクトパルス信号を出力し、衝撃を付与する。

一方、ＳＴ６における判断が「Ｙｅｓ」（インパクトパルス信号の出力回数が規定回数を経過した）である場合には、インパクトパルス信号の出力を停止、つまり、自己救済モードを終了して、両リレー６，７に励磁信号を出力し、両リレー６，７の出力のオン状態を継続するか、またはリレーの故障警告を発信する（ＳＴ７）。

また、ＳＴ２における判断が「Ｎｏ」（リレー６，７に対応するモニタ回路８，９の出力信号がＬｏｗ）である場合には、リレー故障状態ではないと判断し、両リレー６，７の出力のオン状態を停止して通常動作モードに戻る（ＳＴ８）。
さらに、ＳＴ５における判断が「Ｎｏ」、つまり、接点が溶着した第一リレー６に衝撃を付与したことによって接点の溶着が解除され、第一リレー６に対応するモニタ回路８の出力信号がＬｏｗとなった場合にもリレー故障状態（接点溶着状態）から復帰したと判断し、両リレー６，７の出力のオン状態を停止して通常動作モードに戻る（ＳＴ８）。

したがって、上述の実施形態によれば、第一リレー６、または第二リレー７が接点溶着したとき、各リレー６，７に励磁信号を出力することで閉ループ回路を形成し、モータ４の両端子同士を同電位にすることができる。そして、この状態で接点溶着した第一リレー６、または第二リレー７にインパクトパルス信号を出力し、インパクトパルス信号による衝撃でリレーの接点溶着を解除することができる。
このため、接点溶着したリレーにインパクトパルス信号を入力する間、モータに過電流が流れるのを防止することができるので、接点溶着時における過電流に起因するモータの故障を防止することが可能になる。

なお、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
また、上述の実施形態では、車両用開閉装置１は、自動車用ウインドガラスを開閉動作させるためのものである場合について説明したが、これに限られるものではなく、例えば、サンルーフの開閉用に用いてもよい。

本発明の実施形態における車両用開閉装置の構成を示す回路図である。 本発明の実施形態における車両用開閉装置の動作の流れを示すフローチャートである。 本発明の実施形態における車両用開閉装置の動作を示すタイミングチャートである。

符号の説明

１ 車両用開閉装置
２ 駆動制御装置
３ 駆動回路
４ モータ
５ ＣＰＵ（制御部）
６ 第一リレー
７ 第二リレー
８ 第一モニタ回路
９ 第二モニタ回路
Ｖｂ 電源
ＶＭ 電源（バッテリ）

Claims (3)

1. バッテリと、
   前記バッテリからの電力によって駆動するモータと、
   前記モータの正／逆回転を制御する制御部と、
   前記制御部によってオン／オフ制御され、前記モータの一端をプラス電位とＧＮＤとに切り替える第一リレーと、
   前記制御部によってオン／オフ制御され、前記モータの他端をプラス電位とＧＮＤとに切り替える第二リレーと、
   前記制御部と前記モータの一端との間に接続され、前記モータに供給される電流を検出するための第一モニタ回路と、
   前記制御部と前記モータの他端との間に接続され、前記モータに供給される電流を検出するための第二モニタ回路と、
   を有する駆動制御装置であって、
   前記制御部は、
   前記第一モニタ回路によって前記第一リレーの接点溶着、または前記第二モニタ回路によって前記第二リレーの接点溶着を検出したとき、
   各リレーに励磁信号を出力した後、
   接点溶着したリレーにインパクトパルス信号を出力するように構成したことを特徴とする駆動制御装置。
2. 前記制御部は、接点溶着したリレーに前記インパクトパルス信号を出力した後、
   前記第一モニタ回路、または前記第二モニタ回路により接点溶着したリレーが解除されたことを検出すると、
   前記インパクトパルス信号の出力を停止することを特徴とする請求項１記載の駆動制御装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の駆動制御装置を用いて車両の開閉体を開閉することを特徴とする車両用開閉装置。
   
   
   

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