JP3553580B2

JP3553580B2 - パワーウインドウ装置

Info

Publication number: JP3553580B2
Application number: JP08903499A
Authority: JP
Inventors: 昌弘加藤; 泰昭斎藤; 昌史山浦; 哲夫伊藤; 隆嗣原田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1999-03-30
Filing date: 1999-03-30
Publication date: 2004-08-11
Anticipated expiration: 2019-03-30
Also published as: JP2000282749A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両のパワーウインドウやスライドルーフなどに適用されるパワーウインドウ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
実開平９−２６２３号公報は、車両水没時にパワーウインドウ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、水没センサにより車両の水没を検出して自動的にパワーウインドウを開くことを提案している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の水没センサ付きパワーウインドウ装置では、車両の水没検出と同時にパワーウインドウが開いてしまうために、この開いた窓から内部に水が早期に流入するため乗員脱出の準備が整う前に車両が早期に水没してしまうという問題があることがわかった。
【０００４】
といって、水没時にパワーウインドウを閉じておくと、パワーウインドウ装置の制御部などへの浸水によりパワーウインドウ装置の動作が不確実又は開不能となる可能性が生じる。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の構成によれば、パワーウインドウ装置に用いられる水没検出部は、水没センサ、水没センサからの信号を二値増幅するスイッチング素子、及び、このスイッチング素子の非水没時の入力端電位をホールドしてこのスイッチング素子をオン又はオフ状態に安定維持するバイアス抵抗とをもつ。
更に、本構成では、水没センサは、少なくとも高位電源ラインから給電される電源側電極と、接地ラインに接地される接地側電極と、電源側電極及び接地側電極にそれぞれ所定間隔を隔てて配設される出力電極とを備える。なお、バイアス抵抗の抵抗値は水没センサの非水没時出力インピーダンスよりも小さく、水没時出力インピーダンスよりも大きいインピーダンスを有する。このようにすれば、次の作用効果を奏する。
【００１１】
最初、本発明者らは、出力電極と電源側電極との二つの電極をもつ２端子型の水没センサを作製し、出力電極を負荷抵抗を通じて接地し、出力電極の電位変化をスイッチング素子の信号入力端に入力して二値増幅する回路構成（以下、２端子型水没検出方式という）で実験した。
しかしながら、この２端子型水没検出方式では、水没センサの出力電位は、水没センサの電極間インピーダンスと負荷抵抗のインピーダンスとの比となるが、水没センサの電極間インピーダンスは、水没センサの製造時点のばらつき、電極表面に経時的に生じる酸化によるインピーダンス増大や、電極間の絶縁物表面の汚損や電極のマイグレーションによる非濡れ時の沿面絶縁抵抗値の低下などにより様々に変化する。また、負荷抵抗のインピーダンスもその製造ばらつきを有する。このため、水没検出部の水没検出しきい値が経時的または組み付け当初から様々に変動するということがわかった。
【００１２】
これに対し、本構成の３端子型の水没センサを用いると、水没センサの電極間インピーダンスが上記原因により種々変動したとしても、その出力電極と電源側電極との間のインピーダンスの変動と、その出力電極と接地側電極との間のインピーダンスの変動とが同傾向となるので、バイアス抵抗を無視すれば水没センサの水没時の出力電位は、これら二つのインピーダンスの比に応じて決定され、変動が少ない。また、本構成におけるバイアス抵抗は、上記した２端子型水没検出方式における負荷抵抗と異なって、単にスイッチング素子の非水没時における信号入力端電位を静電気などによりフローティングさせないだけのものであり、上記負荷抵抗より格段に大きくでき、その抵抗値のばらつきによる水没検出感度の変動は非常に小さい。
【００１３】
したがって、本構成によれば製造ばらつきや経時的または環境変化による水没検出感度のばらつきが少ないパワーウインドウ装置を実現することができる。
請求項２記載の構成によれば請求項３記載のパワーウインドウ装置において更に、水没センサの各電極は、回路基板の表面に互いに所定間隔を隔てて配設された導体パターンからなるので、工程増加がなく製造コストを低減することができる。
【００１４】
請求項３記載の構成によれば請求項２記載のパワーウインドウ装置において更に、窓制御部は、回路基板に実装されるので、一層製造コストを削減することができる。
請求項４記載の構成によれば請求項２記載のパワーウインドウ装置において更に、露出する各導体パターン間に位置して回路基板に開口部が設けられる。
【００１５】
このようにすれば、非浸水時には、各導体パターン間の沿面絶縁抵抗を増大できるとともに、浸水時にはこの開口部に浸水した水が各導体パターンを最短距離で短絡（電気的に接続）するので、結露や導体パターン構成金属のマイグレーションなどにもかかわらず、浸水状態／非浸水状態間で高い抵抗変化率を維持することができる。
【００１６】
請求項５記載の構成によれば請求項４記載のパワーウインドウ装置において更に、開口部はその上部より下部において幅広に形成されているので、結露や浸水などにより開口部の上部に溜まった水滴は自重により開口部の下部に移動する。そして、開口部の下部は幅広であるので、水の表面張力によるこの開口部の水滴保持能力は小さく、水位低下とともに水滴は開口部の下部から落下する。
【００１７】
したがって、結露水滴や浸水水滴の排除が容易となる。
請求項６記載の構成によれば請求項２記載のパワーウインドウ装置において更に、露出する各導体パターン間に位置して回路基板上に絶縁物から構成されて出力電極と電源側電極又は接地側電極との間の沿面距離を増大させる障害部が設けられる。
【００１８】
このようにすれば、非浸水時には、各導体パターン間の間隔を増大することなく沿面絶縁抵抗を増大でき、水没センサの小型化を図ることができる。
請求項７記載の構成によれば請求項２記載のパワーウインドウ装置において更に、導体パターンを覆って所定の電気抵抗率を有するとともに導体パターンを保護する高抵抗膜を有する。
【００１９】
このようにすれば、導体パターン表面の酸化やマイグレーションによる電極間インピーダンスの変動を防止することができ、水没感度を安定化させることができる。
【００２０】
【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。
【００２１】
【実施例１】
この実施例のパワーウインドウ装置の回路図を図１に示す。
（回路構成）
１は直流モータからなる窓（リヤ側）昇降用モータ、２は窓上昇用切換リレー、３は窓降下用切換リレー、４は窓制御部、５は水没検出部、６は手元側の窓上昇用操作スイッチ、７は手元側の窓降下用操作スイッチ、８は運転席側（遠隔側）の窓上昇、降下用操作スイッチ、９は運転席側の窓制御用コントローラ（マイコン）である。
【００２２】
窓制御部４を以下に説明する。
４０はマイコン、４１は窓上昇用切換リレー２の駆動コイル２３を制御するエミッタ接地ｎｐｎトランジスタ、４２は窓降下用切換リレー３の駆動コイル３３を制御するエミッタ接地ｎｐｎトランジスタ、４３は駆動コイル２３、３３への給電を制御するエミッタ接地ｐｎｐトランジスタ（給電スイッチ）、Ｄは駆動コイル２３、３３と逆並列接続されるフライバックダイオード、Ｒｂはベース電流制限抵抗、Ｒはトランジスタ４３のベース電流を設定する抵抗である。各素子はプリント基板１０に実装されている。
【００２３】
窓上昇用切換リレー２は、窓昇降用モータ１の一主端子に接続される共通端子２０、接地される常閉の第一の切換端子２１、高位電源から給電される常開の第二の切換端子２２、駆動コイル２３を有する。
窓降下用切換リレー３は、窓昇降用モータ１の他主端子に接続される共通端子３０、接地される常閉の第一の切換端子３１、高位電源から給電される常開の第二の切換端子３２、駆動コイル３３を有する。
【００２４】
トランジスタ４１、４２はリア窓制御用のマイコン４０により制御され、マイコン４０は、運転席の窓制御用のコントローラ９を経由して運転席側（遠隔側）の窓上昇、降下用操作スイッチ８からの操作信号により駆動コイル２３、３３への電流を断続する。
トランジスタ（給電スイッチ）４３は、水没検出部５の出力信号により応じて駆動コイル２３、３３への給電を制御する。
【００２５】
水没検出部５を以下に説明する。
水没検出部５は、水没センサ５０とＰチャンネルＭＯＳトランジスタ（スイッチング素子）５１と抵抗（本発明でいうバイアス抵抗素子）５２とからなる。
トランジスタ５１のゲート電極は抵抗５２を通じて高位電源（＋Ｂ）から給電されるとともに、水没センサ５０の出力端子に接続されている。トランジスタ５１のソース電極は高位電源に接続され、そのドレイン電極はトランジスタ４３のベース電極に接続されている。
【００２６】
水没センサ５０の一部を図２に示す部分平面図を参照して説明する。
この水没センサ５０は、それぞれプリント基板５０の表面にパターニングされた導体パターン５００〜５０２からなる出力電極、電源側電極、接地側電極を有する。導体パターン５００が出力電極を、導体パターン５０１が電源側電極を、導体パターン５０２が接地側電極をなす。出力電極５００の先端部は図２中、左右に二股に別れ、左側の先端部５００ａが電源側電極５０１に所定間隔を隔てて対向し、右側の先端部５００ｂが接地側電極５０２に所定間隔を隔てて対向している。５０３は、出力電極５００の左側の先端部５００ａと電源側電極５０１との間に位置してプリント基板１０に設けられた開口部、５０４は、出力電極５００の右側の先端部５００ｂと接地側電極５０２との間に位置してプリント基板１０に設けられた開口部である。
【００２７】
この３端子型の水没センサ５０の特徴を以下に説明する。
非水没時には、開口部５０３が、互いに対向する電源側電極５０１の先端部と出力電極５００の先端部との間を完全に横断して設けられているので、プリント基板１０の表面の汚損や導体パターンのマイグレーションなどにより非水没時における電極５００、５０１間のインピーダンスの低下を抑止することができる。同じく、開口部５０４が、非水没時における電極５００、５０２間のインピーダンスの低下を抑止する。
【００２８】
水没時には、開口部５０３、５０４に水が充満するので、電極５００、５０１間に最短距離で低抵抗電流経路が形成され、同じく、電極５００、５０２間に最短距離で低抵抗電流経路が形成され、この水没センサ５０の出力インピーダンスは極めて低電位となる。出力電極５００の電位は上記両電流経路の間のインピーダンス比で主に決定されることになる。開口部５０３、５０４は、その上部より下部において幅広に形成されているので、結露や浸水などにより開口部５０３、５０４の上部に溜まった水滴は自重により開口部５０３、５０４の下部に移動する。そして、開口部５０３、５０４の下部は幅広であるので、水の表面張力によるこの開口部５０３、５０４の水滴保持能力は小さく、水位低下とともに水滴は開口部５０３、５０４の下部から落下する。したがって、開口部５０３、５０４に溜まった結露水滴により電極５００と電極５０１又は５０２との間が短絡されて、水没センサ５０の出力インピーダンスが誤って低下することが防止される。
【００２９】
手元側の窓上昇用操作スイッチ６は、窓昇降用モータ１の一主端子に接続される共通端子６０、高位電源から給電される第一の切換端子６１、切換リレー２の共通端子２０に接続される第二の切換端子６２を有する切換スイッチからなる。手元側の窓降下用操作スイッチ７は、窓昇降用モータ１の他主端子に接続される共通端子７０、高位電源から給電される第一の切換端子７１、切換リレー３の共通端子３０に接続される第二の切換端子７２を有する切換スイッチである。
（回路動作）
・非水没時
非水没時には、水没センサ５０の出力端子は高位電源及び接地ラインから絶縁されるので、抵抗５２によりトランジスタ５１はオフし、その結果、抵抗Ｒによりトランジスタ４３がオンされ、トランジスタ４３は駆動コイル２３、３３に給電する状態となる。
【００３０】
したがって、運転席側の窓上昇、降下用操作スイッチ８を操作すれば、操作信号がマイコンすなわちコントローラ９、４０を通じて窓上昇用トランジスタ４１又は窓降下用トランジスタ４２を必要に応じてオンすることができる。トランジスタ４１がオンすれば、窓上昇用切換リレー２の駆動コイル２３に通電されて、その共通端子２０は高位電源電位となり、窓昇降用モータ１がパワーウインドウを上昇させる。トランジスタ４２がオンすれば、窓降下用切換リレー３の駆動コイル３３に通電されて、その共通端子３０は高位電源電位となり、窓昇降用モータ１がパワーウインドウを下降させる。
【００３１】
また、手元側の切換スイッチ６、７によってもパワーウインドウの上昇、降下を行えることは明らかである。
・水没時
水没時には、水没センサ５０の出力端子は高位電源及び接地ラインに低電気抵抗値（抵抗５２の抵抗値より格段に小さい）で接続され、水没センサ５０の出力端子の電位はこの実施例では高位電源電圧の約１／２の電位に低下し、この電位はトランジスタ５１のターンオンしきい値電圧Ｖｔより大きいので、トランジスタ５１がオンする。
【００３２】
これにより、トランジスタ４３がオフし、駆動コイル２３、３３への通電が遮断されて切換リレー２、３の共通端子２０、３０はともに接地される。
これにより、たとえ窓制御部４への浸水の影響によりトランジスタ４１、４２の動作状態が不明となったとしても、駆動コイル２３、３３へ通電されることがない。
【００３３】
したがって、この時、手元側の切換スイッチ（手元側の窓降下用操作スイッチ）７を作動させれば、窓昇降用モータ１にはパワーウインドウ降下方向に電流が流れ、パワーウインドウが下降する。
すなわち、この時、窓制御部４への浸水の影響により切換リレー２の共通端子２０が切換端子２２側に切り替えられることをトランジスタ４３のオフにより禁止しているので、確実にパワーウインドウを下降することができる。
【００３４】
【実施例２】
他の実施例のパワーウインドウ装置の回路図を図３に示す。
このパワーウインドウ装置は、水没センサ５０の構造を変更して水没センサ５０ａとした点だけが実施例１のパワーウインドウ装置（図２参照）と異なっている。
【００３５】
この水没センサ５０ａは、それぞれプリント基板１０の上に互いに所定間隔を隔ててパターニングされた導体パターンからなる電極５００、５０１の上にたとえばポリイミドなどの電気絶縁性の樹脂保護膜５０５を設け、電極５００、５０１の相反する側面を露出させる。
このようにすれば、水没センサ５０に必要な所要面積を減らしつつ必要な電極間沿面絶縁抵抗を確保できるとともに、導体パターンの保護も行うことができる。
【００３６】
【実施例３】
他の実施例のパワーウインドウ装置の回路図を図４に示す。
このパワーウインドウ装置は、水没センサ５０の構造を変更して水没センサ５０ｂとした点だけが実施例１のパワーウインドウ装置（図２参照）と異なっている。
【００３７】
この水没センサ５０ａは、それぞれプリント基板１０の上に互いに所定間隔を隔ててパターニングされた導体パターンからなる電極５００、５０１をたとえば高比抵抗を有する保護膜５０６を設けたものである。
保護膜５０６はたとえば厚さｔは数μｍ以下、電極５００、５０１間の距離Ｌは数ｍｍ以上とされる。
【００３８】
非水没時におけるこれら電極５００、５０１間の電流は主に電極５００、５０１間の保護膜５０６を通じて流れ、水没時におけるこれら電極５００、５０１間の電流は主に電極５００から保護膜４０６をその厚さ方向に流れて水に達し、次に水から保護膜４０６をその厚さ方向に流れて電極５０１に達する。
したがって、上述した水没時と非水没時における保護膜５０６中の電流経路の違いにより水没センサ５０のインピーダンスが大きく変化させることができる。
【００３９】
このようにすれば導体パターン５００〜５０２をたとえば樹脂やセラミックを素材とする保護膜により保護しつつ、水没時／非水没間のインピーダンス比率を大きくすることができる。
なお、上記各実施例において、水没センサの出力信号をＭＯＳトランジスタ増幅回路で増幅して二値レベル信号出力しているが、このＭＯＳトランジスタ増幅回路の代わりにバイポーラトランジスタ増幅回路を用い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のパワーウインドウ装置の回路図である。
【図２】水没センサの部分平面図である。
【図３】実施例２の水没センサの部分断面図である。
【図４】実施例３の水没センサの部分断面図である。
【符号の説明】
１は直流モータからなる窓昇降用モータ、２は窓上昇用切換リレー、３は窓降下用切換リレー、４は窓制御部、５は水没検出部、６は手元側の窓上昇用操作スイッチ、７は手元側の窓降下用操作スイッチ、８は遠隔側の窓上昇用及び窓降下用の操作スイッチ、１０はプリント基板（回路基板）、４３はトランジスタ（給電スイッチ）、５０は水没センサ、５１はスイッチング素子、５２は抵抗（バイアス抵抗素子）、５００〜５０２は導体パターン、５０３、５０４は開口部、５０５は保護膜（障害部）、５０６は保護膜（高抵抗膜）

Claims

窓昇降用モータ、窓上昇用及び窓降下用の操作スイッチ、前記操作スイッチからの窓昇降信号の入力により前記窓昇降用モータに窓昇降運転を行わせる窓制御部、及び、水没を検出する水没検出部を備え、前記窓制御部は、前記水没検出部からの水没検出信号の入力により所定の水没時制御モードの動作を行うパワーウインドウ装置において、
前記水没検出部は、
高位電源ラインから給電される電源側電極と、接地ラインに接地される接地側電極と、前記電源側電極及び接地側電極にそれぞれ所定間隔を隔てて配設される出力電極とを備える水没センサ、
信号入力端が前記水没センサの出力電極に接続されるスイッチング素子、
前記水没センサの非水没時出力インピーダンスよりも小さく、水没時出力インピーダンスよりも大きいインピーダンスを有して前記スイッチング素子の前記信号入力端を所定電位端に接続するバイアス抵抗素子と、
を備えることを特徴とするパワーウインドウ装置。
請求項１記載のパワーウインドウ装置において、
前記水没センサの各前記電極は、回路基板の表面に互いに所定間隔を隔てて配設された導体パターンからなることを特徴とするパワーウインドウ装置。
請求項２記載のパワーウインドウ装置において、
前記窓制御部は、前記回路基板に実装されることを特徴とするパワーウインドウ装置。
請求項２記載のパワーウインドウ装置において、
前記導体パターンは、露出して形成され、
前記回路基板は、前記出力電極と前記電源側電極又は接地側電極との間に位置して開口部を有することを特徴とするパワーウインドウ装置。
請求項４記載のパワーウインドウ装置において、
前記開口部は、その上部より下部において幅広に形成されていることを特徴とするパワーウインドウ装置。
請求項２記載のパワーウインドウ装置において、
前記導体パターンは、露出して形成され、
前記回路基板は、前記出力電極と前記電源側電極又は接地側電極との間に位置して絶縁物から構成されて前記出力電極と前記電源側電極又は接地側電極との間の沿面距離を増大させる障害部を有することを特徴とするパワーウインドウ装置。
請求項２記載のパワーウインドウ装置において、
前記導体パターンを覆って所定の電気抵抗率を有するとともに前記導体パターンを保護する高抵抗膜を有することを特徴とするパワーウインドウ装置。