JP5060778B2 - 電動ドアミラーの制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、駆動モータによって車両のドアミラーを回動させ、前記ドアミラーを格納位置又は起立位置のいずれかに配置させる電動ドアミラーの制御装置に関するものである。

近時、車両のドアミラーに駆動モータを内装させ、所定値の電流を流すことによってその駆動モータを作動させて、ドアミラーを起立位置と格納位置に回動させるもの（電動ドアミラー）が存している。ドアミラーの制御装置に関しては、各種の技術が開示されている。

電動ドアミラーの制御回路にリレーを使用し、トランジスタのスイッチング機能に基づいてリレーをＯＮ／ＯＦＦさせて駆動モータの作動を制御する場合、リレーが切り換わるときに作動音が発生してしまう。この不具合を回避するため、リレーを使用せずに無接点で制御を行う技術が開示されている（特許文献１，２を参照）。

しかし、特許文献１，２では、ドアミラーが回動されて起立位置又は格納位置に配置されたことを検知するためにＰＴＣ素子を使用している。即ち、ドアミラーが起立位置又は格納位置に配置されることによって駆動モータの作動が停止され、駆動モータに１Ａ程度の拘束電流が流れる。これにより、ＰＴＣ素子の内部温度が上昇する。この温度上昇をＰＴＣ素子によって検出し、駆動モータへの電流の供給を停止させるものである。上記した技術では、ＰＴＣ素子を必要とするため、制御装置が高価になってしまうという不具合がある。
特開２０００−７１８７９号公報 特開２００２−１２７８２４号公報

本発明は、上記した不具合に鑑み、電動ドアミラーの制御装置において、駆動モータに拘束電流が流れたままになることを、電界効果トランジスタの機能のみで阻止できるようにすることを課題としている。

課題を解決するための手段及び効果

上記課題を解決するための本発明は、駆動モータによって車両のドアミラーを回動させ、前記ドアミラーを起立位置又は格納位置のいずれかに配置させる電動ドアミラーの制御装置であって、直流電源と、前記直流電源の電圧の極性を正負のいずれかに切り換えるための切換え手段と、前記切換え手段と前記駆動モータとの間に配置され、前記直流電源から前記駆動モータへの電流の供給／遮断を行うことで、該駆動モータの回動制御を行う制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記切換え手段の一方側の端子と前記駆動モータの一方側の端子との間、及び前記切換え手段の他方側の端子と前記駆動モータの他方側の端子との間のそれぞれにおいて直列に接続されるＮチャネル電界効果トランジスタとＰチャネル電界効果トランジスタとを有し、前記Ｎチャネル電界効果トランジスタのソース端子と前記Ｐチャネル電界効果トランジスタのソース端子とが接続され、前記Ｎチャネル電界効果トランジスタのドレイン端子と前記Ｐチャネル電界効果トランジスタのゲート端子とが接続され、前記Ｐチャネル電界効果トランジスタのドレイン端子と前記Ｎチャネル電界効果トランジスタのゲート端子とが接続され、前記Ｐチャネル電界効果トランジスタのゲート端子に所定の電圧を印加することにより、前記各電界効果トランジスタが導通状態となって、前記直流電源から電流が前記駆動モータに供給されて該駆動モータを回動させ、前記ドアミラーが前記起立位置又は前記格納位置のいずれかに配置され、前記駆動モータが回動不能であるロック状態となったときに、前記駆動モータに流れる電流が所定値を超えて、前記Ｐチャネル電界効果トランジスタが非導通状態となり、これに応じて前記Ｎチャネル電界効果トランジスタも非導通状態となることで、前記直流電源から前記駆動モータへの電流の供給を遮断し、さらに、前記駆動モータと該駆動モータ側の電界効果トランジスタとの間に接続され、該駆動モータから該電界効果トランジスタへの電流を遮断する逆流防止用ダイオードと、前記切換え手段の一方側の端子と前記駆動モータの一方側の端子との間、及び前記切換え手段の他方側の端子と前記駆動モータの他方側の端子との間のそれぞれに、前記各電界効果トランジスタおよび前記逆流防止用ダイオードをバイパスして接続され、前記駆動モータから前記直流電源へ電流を還流させる還流用ダイオードと、を備えることを特徴としている。

請求項１の発明では、直流電源から供給される電圧の極性を切り換えるための切換え手段と駆動モータとの間に、Ｎチャネル電界効果トランジスタとＰチャネル電界効果トランジスタが直列に接続されている。直流電源から切換えスイッチを介して供給される所定圧の電圧が、Ｐチャネル電界効果トランジスタのゲートに印加されることにより、各電界効果トランジスタのソースとドレインが導通される。これにより、直流電源から各電界効果トランジスタを通って駆動モータに電流が流れ、駆動モータが作動してドアミラーを回動させる。ドアミラーの回動が終了して停止されると、前記駆動モータには大容量の拘束電流が流れる。これにより、前記Ｐチャネル電界効果トランジスタのゲートに印加される電圧が低下するため、各電界効果トランジスタのソースとドレインの導通が阻止される。この結果、直流電源からの電流が駆動モータに流れなくなり、該駆動モータを損傷させることが防止される。

請求項２の発明は、請求項１の発明を前提として、前記還流用ダイオードには、ツェナーダイオードが並列に接続されていることを特徴としている。

請求項２の発明では、各電界効果トランジスタに大きなサージ電圧が急激に印加される場合であっても、各ツェナーダイオードのツェナー効果により、前記各電界効果トランジスタには一定の電圧のみ印加される。これにより、サージ電圧により、各電界効果トランジスタが異常動作することを防止できる。

請求項３の発明は、請求項１又は２の発明を前提として、前記制御手段に接続された各電界効果トランジスタは、２個のＮチャネル電界効果トランジスタと２個のＰチャネル電界効果トランジスタとが実装された電界効果トランジスタモジュールであることを特徴としている。

請求項３の発明では、各電界効果トランジスタが予め実装されているため、制御回路への実装が極めて容易である。

本発明の実施例を説明する。図１は第１実施例の電動ドアミラーの制御装置１０１の回路図、図２は第２実施例の電動ドアミラーの制御装置１０２の回路図である。

図１に示されるように、第１実施例の制御装置１０１は、車両のバッテリ（図示せず）より得られる直流電源１と、直流電源１の極性を切り換えて供給する切換え手段１１０と、直流電源１から供給される電流によって駆動される駆動モータ２と、切換え手段１１０と駆動モータ２との間に配置され、駆動モータ２に供給する電流を制御する制御手段１２０とを備えている。なお、後述するように、制御手段１２０は、第１の制御回路１２１と第２の制御回路１２２とを有していて、第１の制御回路１２１に関連する部材にはその符号に添字「ａ」を付して表すと共に、第２の制御回路１２２に関連する部材には同一の符号に添字「ｂ」を付して表す。

切換え手段１１０について説明する。この切換え手段１１０は、直流電源１の正負の極性を切り換えるための２個の切換えスイッチ３ａ，３ｂを備えており、各切換えスイッチ３ａ，３ｂは連動して作動される。即ち、一方側の切換えスイッチ３ａが、直流電源１の正極側の端子４ａに接続されているときには、他方側の切換えスイッチ３ｂは、直流電源１の負極側の端子４ｂに接続されている。このとき、直流電源１から供給される電流は、一方側の切換えスイッチ３ａの端子５ａから、制御手段１２０のうちの第１の制御回路１２１を介して駆動モータ２の端子６ａに流れる。これにより、駆動モータ２は、起立位置に配置されているドアミラーを格納する方向（矢印７ａの方向）に回動させるように作動される。

格納位置に配置されているドアミラーを起立させる方向に回動させるためには、切換えスイッチ３ａ，３ｂを切り換える。その状態を、図１において破線で示す。切り換えられた一方側の切換えスイッチ３ａは、直流電源１の負極側の端子８ｂに接続され、他方側の切換えスイッチ３ｂは、直流電源１の正極側の端子８ａに接続される。このとき、直流電源１から供給される電流は、他方側の切換えスイッチ３ｂの端子５ｂから、制御手段１２０のうちの第２の制御回路１２２を介して駆動モータ２の端子６ｂに流れる。これにより、駆動モータ２は、格納位置に配置されているドアミラーを起立させる方向（矢印７ｂの方向）に回動させるように作動される。

次に、制御手段１２０について説明する。第１実施例の制御装置１０１における制御手段１２０は、一方側の切換えスイッチ３ａの端子５ａと駆動モータ２の端子６ａとの間に接続される第１の制御回路１２１と、他方側の切換えスイッチ３ｂの端子５ｂと駆動モータ２の端子６ｂとの間に接続される第２の制御回路１２２とを備えている。第１及び第２の各制御回路の構成は殆ど同一であるため、本明細書では、第１の制御回路１２１についてのみ説明する。

図１に示されるように、一方側の切換えスイッチ３ａの端子５ａと駆動モータ２の端子６ａとの間には、２個のエンハンスメント形の電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）９ａ，１１ａと、ダイオード１２ａが、切換えスイッチ３ａの端子５ａの側からこの順序で直列に接続されている。ここで、電界効果トランジスタ９ａは、Ｎチャネル電界効果トランジスタ（以下、「Ｎｃｈ−ＦＥＴ」と記載する）であり、電界効果トランジスタ１１ａは、Ｐチャネル電界効果トランジスタ（以下、「Ｐｃｈ−ＦＥＴ」と記載する）である。そして、切換えスイッチ３ａの端子５ａとＮｃｈ−ＦＥＴ９ａとの間の接点１３ａから分岐された回路の抵抗１４ａが、Ｐｃｈ−ＦＥＴ１１ａのゲート１５に接続されている。また、接点１６ａから分岐された回路は、抵抗１７ａ、コンデンサ１８ａ、抵抗１９ａを介して、Ｐｃｈ−ＦＥＴ１１ａとダイオード１２ａとの間の接点２１ａに接続されている。更に、Ｎｃｈ−ＦＥＴ９ａのゲート２２は、コンデンサ１８ａと抵抗１９ａとの間の接点２３ａに接続されている。Ｎｃｈ−ＦＥＴ９ａのドレイン２４は接点１３ａと接続されていて、同じくソース２５は、Ｐｃｈ−ＦＥＴ１１ａのソース２６と接続されている。Ｐｃｈ−ＦＥＴ１１ａのドレイン２７は接点２１ａと接続されている。

一方側の切換えスイッチ３ａの端子５ａと接点１３ａとの間の接点２９ａと、ダイオード１２ａと駆動モータ２の端子６ａとの間の接点３１ａには、逆方向（駆動モータ２の端子６ａから一方側の切換えスイッチ３ａの端子５ａへ向かう方向）へ流れる電流が、各ＦＥＴ９ａ，１１ａを通らないようにするために、ダイオード３２ａが接続されている。

第１実施例の制御装置１０１の作用について説明する。一方側の切換えスイッチ３ａを端子４ａに接続させると共に、他方側の切換えスイッチ３ｂを端子４ｂに接続させる。直流電源１から供給された電流は、一方側の切換えスイッチ３ａの端子５ａから接点１３ａ，１６ａを通って抵抗１４ａに流れる。これにより、Ｐｃｈ−ＦＥＴ１１ａのゲート１５には所定圧の電圧が印加されるため、そのソース２６とドレイン２７とが導通される。また、Ｐｃｈ−ＦＥＴ１１ａのゲート１５に印加された電圧は、Ｎｃｈ−ＦＥＴ９ａにも及び、そのソース２５とドレイン２４とが導通される。直流電源１から供給された電流は、各ＦＥＴ９ａ，１１ａ及びダイオード１２ａを通って駆動モータ２の端子６ａに流れる。これにより、駆動モータ２が作動し、起立位置に配置されているドアミラーが矢印７ａの方向に回動させられて、格納位置に配置される。

駆動モータ２を流れた電流は、第２の制御回路１２２のダイオード３２ｂを通り、接点２９ｂから他方側の切換えスイッチ３ｂを通って直流電源１に流れる。なお、駆動モータ２を流れた電流はダイオード１２ｂによって阻止され、第２の制御回路１２２の各ＦＥＴ９ｂ，１１ｂを通ることはない。

ドアミラーが格納位置に配置され、回動不能になる（駆動モータ２のロック状態）と、各制御回路１２１，１２２には大容量の電流（拘束電流）が流れるようになる。すると、駆動モータ２の接点６ａにおける電圧が大きくなると同時に、Ｐｃｈ−ＦＥＴ１１ａのゲート１５に印加される電圧が低下する（電圧降下）。Ｐｃｈ−ＦＥＴ１１ａからＮｃｈ−ＦＥＴ９ａに及ぶ電圧も低下する。これにより、各ＦＥＴ９ａ，１１ａのソース２５，２６とドレイン２４，２７との導通が阻止され、ソース２５，２６とドレイン２４，２７の間に電流が流れなくなる。この結果、駆動モータ２に電流が流れなくなり、駆動モータ２の作動が停止される。なお、このときの駆動モータ２のロック状態の持続時間は、コンデンサ１８ａと抵抗１７ａの時定数により、自在に設定される。

そして、切換えスイッチ３ａ，３ｂを切り換えることにより、駆動モータ２に流れる電流の向きを逆方向にすることができる。即ち、直流電源１から供給された電流は、第２制御回路１２２の各ＦＥＴ９ｂ，１１ｂを通って駆動モータ２に流れ、第１制御回路１２１のダイオード３２ａを通って直流電源１に流れる。これにより、駆動モータ２は上記と逆方向（矢印７ｂの方向）に作動し、格納位置に配置されているドアミラーが、起立位置に配置される。なお、このときの各ＦＥＴ９ｂ，１１ｂの作用は、上記した場合と殆ど同様である。

何らかの原因により、各ＦＥＴ９ａ，９ｂ，１１ａ，１１ｂにそれらの定格を超える大きなサージ電圧が、急激に印加される場合がある。これにより、各ＦＥＴ９ａ，９ｂ，１１ａ，１１ｂが損傷されてしまう。これを防止するため、図２に示される第２実施例の制御装置１０２の制御手段１２０には、各ダイオード３２ａ，３２ｂと並列に、各ツェナーダイオード３３ａ，３３ｂが接続されている。これにより、各ＦＥＴ９ａ，９ｂ，１１ａ，１１ｂには常に、各ツェナーダイオード３３ａ，３３ｂの定格内の電圧が印加されるため、各ＦＥＴ９ａ，９ｂ，１１ａ，１１ｂを損傷することはない。

上記した各実施例の制御装置１０１，１０２では、ＦＥＴ９ａ，１１ａ又はＦＥＴ９ｂ，１１ｂのいずれかによって駆動モータ２に電流を流していると共に、駆動モータ２に拘束電流が流れる状態が持続されることを阻止している。このため、駆動モータ２の異常動作を防止できる。即ち、従来技術と比較してリレーを使用しなくて済むため、リレーを切り換えるときの作動音が生じない。また、ＦＥＴの機能のみで電流の供給がコントロールされ、ＰＴＣ素子を使用しなくて済むため、安定性が向上すると共に安価となる。更に、各ＦＥＴ９ａ，９ｂ，１１ａ，１１ｂの電位差により、駆動モータ２に流れる電流を制御するため、直流電源１の電圧が低くても済む。

上記した各実施例の制御装置１０１，１０２における制御手段１２０の各ＦＥＴ９ａ，９ｂ，１１ａ，１１ｂを実装させたＦＥＴモジュールとしてもよい。このＦＥＴモジュールとして、例えば、（株）東芝セミコンダクター社製のＭＰ４２１２がある。ＭＰ４２１２の場合、２個のＮｃｈ−ＦＥＴと２個のＰｃｈ−ＦＥＴが実装されたエンハンスメント形の４Ｖ駆動のＦＥＴモジュールであり、その定格ドレイン電流は、Ｎｃｈ−ＦＥＴで５Ａであり、Ｐｃｈ−ＦＥＴで（−５Ａ）である。このため、電動ドアミラーの駆動モータ２に約１Ａの拘束電流が流れても、このＦＥＴモジュールを損傷させることはない。このＦＥＴモジュールを使用することにより、制御回路への実装が極めて容易になる。なお、図１において、各ＦＥＴ９ａ，９ｂ，１１ａ，１１ｂをＦＥＴモジュールで置き換えた場合を、一点鎖線で示す。また、このＦＥＴモジュールが、（株）東芝セミコンダクター社製のＭＰ４２１２以外の互換製品であってもよいのはもちろんである。

第１実施例の電動ドアミラーの制御装置１０１の回路図である。 第２実施例の電動ドアミラーの制御装置１０２の回路図である。

符号の説明

１０１，１０２：制御装置
１１０：切換え手段
１２０：制御手段
１：直流電源
２：駆動モータ
３ａ，３ｂ：切換えスイッチ（切換え手段）
５ａ，５ｂ：切換えスイッチの端子（切換え手段の端子）
６ａ，６ｂ：駆動モータの端子
９ａ，９ｂ：Ｎチャネル電界効果トランジスタ
１１ａ，１１ｂ：Ｐチャネル電界効果トランジスタ
１５：ゲート
２５，２６：ソース
２４，２７：ドレイン
３３ａ，３３ｂ：ツェナーダイオード

Claims (3)

1. 駆動モータによって車両のドアミラーを回動させ、前記ドアミラーを起立位置又は格納位置のいずれかに配置させる電動ドアミラーの制御装置であって、
   直流電源と、
   前記直流電源の電圧の極性を正負のいずれかに切り換えるための切換え手段と、
   前記切換え手段と前記駆動モータとの間に配置され、前記直流電源から前記駆動モータへの電流の供給／遮断を行うことで、該駆動モータの回動制御を行う制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、
   前記切換え手段の一方側の端子と前記駆動モータの一方側の端子との間、及び前記切換え手段の他方側の端子と前記駆動モータの他方側の端子との間のそれぞれにおいて直列に接続されるＮチャネル電界効果トランジスタとＰチャネル電界効果トランジスタとを有し、
   前記Ｎチャネル電界効果トランジスタのソース端子と前記Ｐチャネル電界効果トランジスタのソース端子とが接続され、前記Ｎチャネル電界効果トランジスタのドレイン端子と前記Ｐチャネル電界効果トランジスタのゲート端子とが接続され、前記Ｐチャネル電界効果トランジスタのドレイン端子と前記Ｎチャネル電界効果トランジスタのゲート端子とが接続され、
   前記Ｐチャネル電界効果トランジスタのゲート端子に所定の電圧を印加することにより、前記各電界効果トランジスタが導通状態となって、前記直流電源から電流が前記駆動モータに供給されて該駆動モータを回動させ、
   前記ドアミラーが前記起立位置又は前記格納位置のいずれかに配置され、前記駆動モータが回動不能であるロック状態となったときに、前記駆動モータに流れる電流が所定値を超えて、前記Ｐチャネル電界効果トランジスタが非導通状態となり、これに応じて前記Ｎチャネル電界効果トランジスタも非導通状態となることで、前記直流電源から前記駆動モータへの電流の供給を遮断し、
   さらに、
   前記駆動モータと該駆動モータ側の電界効果トランジスタとの間に接続され、該駆動モータから該電界効果トランジスタへの電流を遮断する逆流防止用ダイオードと、
   前記切換え手段の一方側の端子と前記駆動モータの一方側の端子との間、及び前記切換え手段の他方側の端子と前記駆動モータの他方側の端子との間のそれぞれに、前記各電界効果トランジスタおよび前記逆流防止用ダイオードをバイパスして接続され、前記駆動モータから前記直流電源へ電流を還流させる還流用ダイオードと、
   を備えることを特徴とする電動ドアミラーの制御装置。
2. 前記還流用ダイオードには、ツェナーダイオードが並列に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の電動ドアミラーの制御装置。
3. 前記制御手段に接続された各電界効果トランジスタは、２個のＮチャネル電界効果トランジスタと２個のＰチャネル電界効果トランジスタとが実装された電界効果トランジスタモジュールであることを特徴とする請求項１又は２に記載の電動ドアミラーの制御装置。

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