JP5710556B2 - モータ駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両のパワーウィンドウ装置などに用いられるモータ駆動装置に関する。

電動モータにより車両の窓を開閉するパワーウィンドウ装置においては、操作スイッチの操作状況に応じて、モータを正転または逆転させ、窓の開閉を行うようにしている。例えば、操作スイッチをＵＰ側へ操作すると、モータが正転して窓が閉じ、操作スイッチをＤＯＷＮ側へ操作すると、モータが逆転して窓が開く。モータの正転と逆転の制御は、操作スイッチからの信号に基づき、モータ駆動回路においてモータに流れる電流の方向を切り替えることにより行う。

このようなパワーウィンドウ装置には、雨水などが浸入したり、車両が水没したような場合に、モータ駆動回路への浸水によってモータが誤動作するのを防ぐための浸水検知機能を備えたものがある。

例えば、特許文献１に記載されているパワーウィンドウ装置では、浸水検知回路が浸水を検知した場合に、窓閉用リレーと窓開用リレーを同時にＯＮさせて、モータの両端を同電位にする。これにより、モータが駆動不能となって、浸水時のモータの誤動作が防止される。

また、特許文献２〜４に記載されているパワーウィンドウ装置では、浸水を検知した場合にモータの駆動を禁止する一方、浸水状態において窓開用のスイッチが操作された場合は、モータを駆動して強制的に窓を開くようにしている。

浸水時にスイッチ操作で強制的に窓を開く場合、特許文献２〜４の構成を採用すると、次のような問題点がある。特許文献２の構成では、電源からリレーコイルに流れる大電流が、そのままスイッチの接点に流れるため、当該接点にゴム接点のような小電流用接点を用いることは難しい。特許文献３の構成では、窓開閉用のスイッチとは別に、リレーコイルを消磁するためのスイッチや、リレーコイルの励磁を補償するためのスイッチが必要となり、部品点数が増加する。特許文献４の構成では、コンパレータを備えた水没用制御回路を設ける必要があり、構成が複雑になる。

特開平１１−３６７００号公報 特開平１１−１６６３５４号公報 特開２００８−７５２６０号公報 特開２００７−５５２９０号公報

本発明の課題は、浸水時のモータ誤動作を防止でき、かつ浸水時にスイッチ操作で強制的にモータを駆動できるモータ駆動装置を、簡単な構成により実現することにある。また、本発明は、操作スイッチの接点として小電流用の接点を用いることが可能なモータ駆動装置を提供することを課題とする。

本発明に係るモータ駆動装置は、モータの一端を電源またはグランドに接続するように切り替える第１切替手段と、モータの他端を電源またはグランドに接続するように切り替える第２切替手段と、モータを一方の方向に回転させる際に操作される第１操作スイッチと、モータを他方の方向に回転させる際に操作される第２操作スイッチと、第１操作スイッチの操作時に、モータの一端が電源に接続され、他端がグランドに接続されるように、第１切替手段を駆動する第１スイッチング素子と、第２操作スイッチの操作時に、モータの一端がグランドに接続され、他端が電源に接続されるように、第２切替手段を駆動する第２スイッチング素子と、第１操作スイッチの操作に基づいて、第１スイッチング素子を動作させ、第２操作スイッチの操作に基づいて、第２スイッチング素子を動作させる制御部と、浸水を検知して浸水検知信号を出力し、当該浸水検知信号を、第１スイッチング素子の制御電極および第２スイッチング素子の制御電極にそれぞれ与えて、各スイッチング素子を動作させる浸水検知回路と、第２スイッチング素子の制御電極と第１操作スイッチとの間に接続され、浸水検知回路が浸水検知信号を出力している状態で、第１操作スイッチが操作されたときに動作して、第２スイッチング素子の動作を禁止する第３スイッチング素子とを備える。浸水検知回路は、浸水時に動作して浸水検知信号を出力する第４スイッチング素子を有している。第４スイッチング素子と、第３スイッチング素子と、第１操作スイッチとは、電源とグランドとの間に直列に接続される。第３スイッチング素子の制御電極は、第４スイッチング素子を介して、または第４スイッチング素子を介さずに、電源に接続される。第１操作スイッチは、第３スイッチング素子とグランドとの間に設けられ、操作されたときに、第３スイッチング素子の一端をグランドに接地する。

このようにすると、浸水が検知された場合は、第１スイッチング素子の動作により、モータの一端が電源に接続され、第２スイッチング素子の動作により、モータの他端が電源に接続される。よって、モータの両端が共に電源に接続されて同電位となるので、モータは回転しない。これにより、浸水時のモータ誤動作が防止される。

また、浸水状態において第１操作スイッチが操作されると、第１スイッチング素子の動作により、モータの一端が電源に接続され、第２スイッチング素子の動作禁止により、モータの他端がグランドに接続される。よって、電源からモータに電流が流れ、モータが回転する。これにより、浸水時に第１操作スイッチを操作することで、モータの強制的な駆動が可能となる。

また、第２スイッチング素子の制御電極と第１操作スイッチとの間に第３スイッチング素子を設けた簡単な構成により、上述した機能を実現することができる。さらに、第１操作スイッチおよび第２操作スイッチは、第１スイッチング素子および第２スイッチング素子を介して、第１切替手段および第２切替手段を駆動するので、各操作スイッチに流す電流は小さくてよい。よって、第１操作スイッチおよび第２操作スイッチの接点として、小電流用の接点を用いることができる。

本発明において、第３スイッチング素子の制御電極を、第４スイッチング素子を介して電源に接続してもよい。この場合は、浸水検知信号が出力されている状態で、第１操作スイッチが操作されると、電源から第４スイッチング素子を経て、第３スイッチング素子の制御電極へ電流が流れ、第３スイッチング素子が動作する。

また、これに代えて、第３スイッチング素子の制御電極を、第４スイッチング素子を介さずに電源に接続してもよい。この場合は、浸水検知信号が出力されている状態で、第１操作スイッチが操作されると、電源から第３スイッチング素子の制御電極へ電流が流れ、第３スイッチング素子が動作する。

また、第３スイッチング素子の制御電極が第４スイッチング素子を介さずに電源に接続される場合において、第１切替手段が第１リレーであり、第２切替手段が第２リレーであるときは、第２リレーのコイルと並列に第２還流ダイオードを接続するのが好ましい。また、これに加えて、第１リレーのコイルと並列に第１還流ダイオードを接続するのが更に好ましい。

本発明において、モータは、例えば車両の窓を開閉するためのモータであり、第１操作スイッチは、例えば窓を開くための窓開スイッチであり、第２操作スイッチは、例えば窓を閉じるための窓閉スイッチである。

本発明のモータ駆動装置によれば、簡単な構成により、浸水時のモータ誤動作を防止できるとともに、浸水時のスイッチ操作により強制的にモータを駆動することができる。さらに、操作スイッチの接点に流れる電流を小さくすることが可能となる。

パワーウィンドウ装置の全体構成を示したブロック図である。 窓開閉機構の一例を示した図である。 第１実施形態に係るモータ駆動装置の回路図である。 非浸水時にＤＯＷＮスイッチが操作された場合の回路状態を示した図である。 非浸水時にＵＰスイッチが操作された場合の回路状態を示した図である。 浸水時にスイッチ操作がされない場合の回路状態を示した図である。 浸水時にＤＯＷＮスイッチが操作された場合の回路状態を示した図である。 浸水時にＵＰスイッチが操作された場合の回路状態を示した図である。 第２実施形態に係るモータ駆動装置の回路図である。 第３実施形態に係るモータ駆動装置の回路図である。

以下、本発明の実施形態につき、図面を参照しながら説明する。ここでは、本発明をパワーウィンドウ装置に適用した場合を例に挙げる。

パワーウィンドウ装置は、図１に示したように、本発明に係るモータ駆動装置１００と、このモータ駆動装置１００により駆動されるモータ１３と、このモータ１３により駆動される窓開閉機構１４と、モータ１３の回転数を検出する回転数検出センサ１６とを備えている。モータ１３は、直流モータからなる。モータ駆動装置１００は、制御部を構成するＣＰＵ１１と、モータ１３を駆動するモータ駆動回路１２と、操作スイッチを有するスイッチ回路１５と、浸水を検知する浸水検知回路１７とを備えている。モータ駆動装置１００については、後で詳細に説明する。

図２は、窓開閉機構１４の一例を示している。窓開閉機構１４は、ピニオン６０、扇形ギヤ６１、ブラケット６２、第１アーム６３、第２アーム６４、ガイド部材６５、および支持部材６６から構成されている。

ピニオン６０は、モータ１３により回転駆動される。モータ１３には、回転数検出センサ１６が連結されている。扇形ギヤ６１は、第１アーム６３に固定されているとともに、ピニオン６０と噛み合っている。支持部材６６は、窓ガラス５１の下端に取り付けられている。第１アーム６３は、一端が支持部材６６に連結され、他端がブラケット６２に回転可能に支持されている。第２アーム６４は、一端が支持部材６６に連結され、他端がガイド部材６５に支持されている。第１アーム６３と第２アーム６４とは、それぞれの中間部において軸を介して連結されている。

モータ１３の回転により、ピニオン６０および扇形ギヤ６１が回転して、第１アーム６３が回動する。これに追随して、第２アーム６４の他端が、ガイド部材６５の溝に沿って横方向にスライドする。その結果、モータ１３の回転方向に応じて、支持部材６６が上下方向に移動し、支持部材６６と連動して窓ガラス５１が昇降する。モータ１３が正転すると、窓ガラス５１が上昇して窓５０が閉じ、モータ１３が逆転すると、窓ガラス５１が下降して窓５０が開く。こうして、モータ１３の回転により窓開閉機構１４が作動することで、窓５０の開閉動作が行なわれる。

＜第１実施形態＞
図３は、本発明の第１実施形態に係るモータ駆動装置１００を示している。図３では、図１と同一部分に同一符号を付してある。まず、図３を参照しながら、モータ駆動装置１００の構成について説明する。

ＣＰＵ１１は、モータ駆動装置１００の全体的な動作を制御するもので、端子Ｔ１〜Ｔ５を備えている。Ｔ１は、モータ１３の正転により、窓ガラス５１を上昇させて窓５０を閉じるための信号を出力するＵＰ出力端子である。Ｔ２は、モータ１３の逆転により、窓ガラス５１を下降させて窓５０を開くための信号を出力するＤＯＷＮ出力端子である。Ｔ３は、モータ１３を逆転させるための逆転指令信号が入力されるＤＯＷＮ入力端子である。Ｔ４は、モータ１３を正転させるための正転指令信号が入力されるＵＰ入力端子である。Ｔ５は、モータ１３の回転数が入力される回転数入力端子である。出力端子Ｔ１、Ｔ２は、モータ駆動回路１２に接続されている。入力端子Ｔ３、Ｔ４は、スイッチ回路１５に接続されている。入力端子Ｔ５は、回転数検出センサ１６に接続されている。回転数検出センサ１６は、例えば、ロータリエンコーダからなる。

モータ駆動回路１２は、第１リレー２ａ（第１切替手段）、第２リレー２ｂ（第２切替手段）、トランジスタＱ１（第１スイッチング素子）、トランジスタＱ２（第２スイッチング素子）、およびトランジスタＱ３（第３スイッチング素子）を含む。

第１リレー２ａの接点Ｙ１は、モータ１３の一端に接続されている。第２リレー２ｂの接点Ｙ２は、モータ１３の他端に接続されている。Ｘ１は第１リレー２ａのコイルであり、Ｘ２は第２リレー２ｂのコイルである。コイルＸ１に通電がなく、第１リレー２ａが非動作（ＯＦＦ）のときは、モータ１３の一端が接点Ｙ１を介してグランドＧに接地される。また、コイルＸ２に通電がなく、第２リレー２ｂが非動作（ＯＦＦ）のときは、モータ１３の他端が接点Ｙ２を介して接地される。一方、コイルＸ１に通電され、第１リレー２ａが動作（ＯＮ）すると、接点Ｙ１が切り替わって、モータ１３の一端が接点Ｙ１を介して電源Ｂに接続される。また、コイルＸ２に通電され、第２リレー２ｂが動作（ＯＮ）すると、接点Ｙ２が切り替わって、モータ１３の他端が接点Ｙ２を介して電源Ｂに接続される。

第１リレー２ａのコイルＸ１の一端は、トランジスタＱ１のコレクタに接続されており、コイルＸ１の他端は、電源Ｂに接続されている。トランジスタＱ１は、第１リレー２ａを駆動するためのトランジスタである。トランジスタＱ１のコレクタ・エミッタ間には、サージ吸収用のツェナーダイオードＺ１が接続されている。トランジスタＱ１のエミッタは、接地されている。トランジスタＱ１のベース・エミッタ間には、抵抗Ｒ８が接続されている。トランジスタＱ１のベースは、ダイオードＤ２および抵抗Ｒ７を介して、ＣＰＵ１１のＤＯＷＮ出力端子Ｔ２に接続されている。また、トランジスタＱ１のベースは、抵抗Ｒ５を介して、浸水検知回路１７のトランジスタＱ４のコレクタに接続されている。

第２リレー２ｂのコイルＸ２の一端は、トランジスタＱ２のコレクタに接続されており、コイルＸ２の他端は、電源Ｂに接続されている。トランジスタＱ２は、第２リレー２ｂを駆動するためのトランジスタである。トランジスタＱ２のコレクタ・エミッタ間には、サージ吸収用のツェナーダイオードＺ２が接続されている。トランジスタＱ２のエミッタは、接地されている。トランジスタＱ２のベース・エミッタ間には、抵抗Ｒ６が接続されている。トランジスタＱ２のベースは、ダイオードＤ１および抵抗Ｒ３を介して、ＣＰＵ１１のＵＰ出力端子Ｔ１に接続されている。また、トランジスタＱ２のベースは、抵抗Ｒ４を介して、浸水検知回路１７のトランジスタＱ４のコレクタに接続されている。

トランジスタＱ２のベースには、トランジスタＱ３のコレクタが接続されている。トランジスタＱ３のエミッタは、後述のＤＯＷＮスイッチ４の一端に接続されている。トランジスタＱ３のベースとグランドとの間には、抵抗Ｒ１０が接続されている。トランジスタＱ３のベースは、抵抗Ｒ９を介して、浸水検知回路１７のトランジスタＱ４のコレクタに接続されている。

スイッチ回路１５は、ＤＯＷＮスイッチ４（第１操作スイッチ）と、ＵＰスイッチ５（第２操作スイッチ）とを含む。ＤＯＷＮスイッチ４は、モータ１３を逆転させて窓を開く際に操作される窓開スイッチである。ＤＯＷＮスイッチ４の一端は、ダイオードＤ３を介して、ＣＰＵ１１のＤＯＷＮ入力端子Ｔ３に接続されている。ＤＯＷＮスイッチ４の他端は、接地されている。ダイオードＤ３のアノードは、抵抗Ｒ１１を介して電源Ｂに接続されている。一方、ＵＰスイッチ５は、モータ１３を正転させて窓を閉じる際に操作される窓閉スイッチである。ＵＰスイッチ５の一端は、ＣＰＵ１１のＵＰ入力端子Ｔ４に接続されているとともに、抵抗Ｒ１２を介して電源Ｂに接続されている。

浸水検知回路１７は、浸水検知パッド１と、トランジスタＱ４（第４スイッチング素子）とを含む。トランジスタＱ４のエミッタは、電源Ｂに接続されている。トランジスタＱ４のベース・エミッタ間には、抵抗Ｒ１が接続されている。トランジスタＱ４のベースは、抵抗Ｒ２を介して、浸水検知パッド１の一方の電極１ａに接続されている。浸水検知パッド１の他方の電極１ｂは、接地されている。トランジスタＱ４のコレクタは、抵抗Ｒ５、Ｒ４、Ｒ９を介して、それぞれトランジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ３のベースに接続されている。したがって、トランジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ３のベースは、トランジスタＱ４を介して電源Ｂに接続される。図３からわかるように、トランジスタＱ４と、トランジスタＱ３と、ＤＯＷＮスイッチ４とは、電源Ｂとグランドとの間に直列に接続されている。

次に、上述した構成からなるモータ駆動装置１００の動作について説明する。

（１）浸水のない状態でＤＯＷＮ操作が行われた場合

浸水のない状態では、図３のように、浸水検知パッド１の電極１ａ、１ｂ間が開放されているので、トランジスタＱ４はＯＦＦとなっている。このため、浸水検知回路１７からモータ駆動回路１２へ浸水検知信号は出力されず、トランジスタＱ１〜Ｑ３はいずれもＯＦＦ状態にある。したがって、電源ＢからコイルＸ１、Ｘ２に通電されないので、第１リレー２ａおよび第２リレー２ｂは共に動作しない。よって、接点Ｙ１、Ｙ２は、いずれもグランドＧに接地されているので、モータ１３に電流が流れず、モータ１３は停止している。

この状態からＤＯＷＮ操作が行われて、図４のようにＤＯＷＮスイッチ４がＯＮになると、電源Ｂから抵抗Ｒ１１、ダイオードＤ３、およびＤＯＷＮスイッチ４を通って、電流が流れる。このため、ＤＯＷＮ入力端子Ｔ３の電位がローレベル（以下、「Ｌ」と表記する。）となる。すなわち、ＤＯＷＮスイッチ４からＤＯＷＮ入力端子Ｔ３に、「Ｌ」信号である逆転指令信号が入力される。

ＣＰＵ１１は、ＤＯＷＮ入力端子Ｔ３に逆転指令信号が入力されたことを判別すると、ＤＯＷＮ出力端子Ｔ２にハイレベル（以下、「Ｈ」と表記する。）信号を出力する。このため、トランジスタＱ１のベース電位が「Ｈ」となって、トランジスタＱ１がＯＮする。トランジスタＱ１がＯＮすると、電源Ｂから第１リレー２ａのコイルＸ１、およびトランジスタＱ１を通って、破線矢印で示すように電流が流れる。このため、第１リレー２ａが動作して、接点Ｙ１がグランドＧ側から電源Ｂ側へ切り替わる。

この結果、電源Ｂ→接点Ｙ１→モータ１３→接点Ｙ２→グランドＧの電流経路が形成され、モータ１３に実線矢印で示すように電流が流れて、モータ１３が逆転する。このモータ１３の逆転により、窓ガラス５１（図２）が下降して窓５０が開いてゆく。

ＤＯＷＮ操作を停止して、ＤＯＷＮスイッチ４がＯＦＦになると、ＤＯＷＮ入力端子Ｔ３が「Ｈ」となり、ＤＯＷＮ出力端子Ｔ２から「Ｌ」信号が出力される。このため、トランジスタＱ１がＯＦＦになるので、リレー２ａのコイルＸ１に電流が流れなくなる。この結果、接点Ｙ１が電源Ｂ側からグランドＧ側へ復帰するので、モータ１３は電流が流れなくなって停止する。これにより、窓ガラス５１の下降は停止する。

（２）浸水のない状態でＵＰ操作が行われた場合

浸水のない状態からＵＰ操作が行われて、図５のようにＵＰスイッチ５がＯＮになると、電源Ｂから抵抗Ｒ１２およびＵＰスイッチ５を通って、電流が流れる。このため、ＵＰ入力端子Ｔ４の電位が「Ｌ」となる。すなわち、ＵＰスイッチ５からＵＰ入力端子Ｔ４に、「Ｌ」信号である正転指令信号が入力される。

ＣＰＵ１１は、ＵＰ入力端子Ｔ４に正転指令信号が入力されたことを判別すると、ＵＰ出力端子Ｔ１に「Ｈ」信号を出力する。このため、トランジスタＱ２のベース電位が「Ｈ」となって、トランジスタＱ２がＯＮする。トランジスタＱ２がＯＮすると、電源Ｂからリレー２ｂのコイルＸ２、およびトランジスタＱ２を通って、破線矢印で示すように電流が流れる。このため、第２リレー２ｂが動作して、接点Ｙ２がグランドＧ側から電源Ｂ側へ切り替わる。

この結果、電源Ｂ→接点Ｙ２→モータ１３→接点Ｙ１→グランドＧの電流経路が形成され、モータ１３に実線矢印で示すように電流が流れて、モータ１３が正転する。このモータ１３の正転により、窓ガラス５１（図２）が上昇して窓５０が閉じてゆく。

ＵＰ操作を停止して、ＵＰスイッチ５がＯＦＦになると、ＵＰ入力端子Ｔ４が「Ｈ」となり、ＵＰ出力端子Ｔ１から「Ｌ」信号が出力される。このため、トランジスタＱ２がＯＦＦになるので、リレー２ｂのコイルＸ２に電流が流れなくなる。この結果、接点Ｙ２が電源Ｂ側からグランドＧ側へ復帰するので、モータ１３は電流が流れなくなって停止する。これにより、窓ガラス５１の上昇は停止する。

（３）浸水が生じた場合

雨水の浸入や車両の水没などによって、モータ駆動回路１００への浸水が生じた場合は、図６に示すように、浸水検知パッド１の電極１ａ、１ｂ間が水により導通する。このため、トランジスタＱ４のエミッタからベースに電流が流れて、トランジスタＱ４はＯＮ状態となる。その結果、トランジスタＱ４のコレクタが電源Ｂと同電位となり、浸水検知回路１７からモータ駆動回路１２へ、「Ｈ」信号である浸水検知信号が出力される。

この浸水検知信号は、抵抗Ｒ５を介してトランジスタＱ１のベースに与えられるので、トランジスタＱ１は、ベース電位が「Ｈ」となってＯＮする。また、この浸水検知信号は、抵抗Ｒ４を介してトランジスタＱ２のベースに与えられるので、トランジスタＱ２は、ベース電位が「Ｈ」となってＯＮする。すなわち、トランジスタＱ１、Ｑ２が共にＯＮとなる。なお、浸水検知信号は、抵抗Ｒ９を介してトランジスタＱ３のベースにも与えられるが、トランジスタＱ３のエミッタに接続されたＤＯＷＮスイッチ４がＯＦＦのため、トランジスタＱ３はＯＮしない。

トランジスタＱ１のＯＮにより、電源Ｂから第１リレー２ａのコイルＸ１、およびトランジスタＱ１を通って、破線矢印で示すように電流が流れる。このため、第１リレー２ａが動作して、接点Ｙ１がグランドＧ側から電源Ｂ側へ切り替わる。したがって、モータ１３の一端は、接点Ｙ１を介して、電源Ｂに接続される。

また、トランジスタＱ２のＯＮにより、電源Ｂから第２リレー２ｂのコイルＸ２、およびトランジスタＱ２を通って、破線矢印で示すように電流が流れる。このため、第２リレー２ｂが動作して、接点Ｙ２がグランドＧ側から電源Ｂ側へ切り替わる。したがって、モータ１３の他端は、接点Ｙ２を介して、電源Ｂに接続される。

このように、浸水が生じた場合は、モータ１３の両端が共に電源Ｂに接続されて同電位となるので、電源Ｂからモータ１３を通ってグランドＧへ至る電流経路が形成されない。したがって、モータ１３に電流が流れないので、モータ１３は回転しない。これにより、浸水時に、ＤＯＷＮスイッチ４やＵＰスイッチ５を操作していないにもかかわらず、モータ１３が回転して、意図しない窓の開閉が行われるという誤動作を防止することができる。

（４）浸水状態でＤＯＷＮ操作が行われた場合

浸水が生じた状態では、図６で説明したように、トランジスタＱ４がＯＮすることにより、トランジスタＱ１、Ｑ２がいずれもＯＮとなっている。この状態から、図７に示すように、ＤＯＷＮスイッチ４をＯＮにすると、トランジスタＱ３のエミッタが、ＤＯＷＮスイッチ４を介して接地される。すると、電源ＢからトランジスタＱ４および抵抗Ｒ９を経て、トランジスタＱ３のベースに電流が流れるので、トランジスタＱ３がＯＮとなる。

トランジスタＱ３がＯＮすることにより、トランジスタＱ２のベースは、トランジスタＱ３とＤＯＷＮスイッチ４とを介して接地される。このため、トランジスタＱ２のベースが「Ｌ」となり、トランジスタＱ２は強制的にＯＦＦとなる。トランジスタＱ２のＯＦＦにより、第２リレー２ｂのコイルＸ２に電流が流れなくなるので、第２リレー２ｂの接点Ｙ２はグランドＧ側へ復帰する。一方、トランジスタＱ１は、トランジスタＱ３のＯＮによって影響を受けず、ＯＮ状態を維持する。したがって、第１リレー２ａの接点Ｙ１は、電源Ｂ側に切り替わったままである。

この結果、電源Ｂ→接点Ｙ１→モータ１３→接点Ｙ２→グランドＧの電流経路が形成され、モータ１３に実線矢印で示すように電流が流れて、モータ１３が逆転する。このモータ１３の逆転によって窓５０が開く。

このように、浸水時にＤＯＷＮスイッチ４を操作した場合は、モータ１３が逆転して窓５０が開くようになっているので、車両が水没した場合でも、ＤＯＷＮスイッチ４の操作により窓を開いて、脱出することが可能となる。これによって、安全を確保することができる。

（５）浸水状態でＵＰ操作が行われた場合

浸水が生じた状態では、図６で説明したように、トランジスタＱ４がＯＮすることにより、トランジスタＱ１、Ｑ２がいずれもＯＮとなっている。この状態から、図８に示すように、ＵＰスイッチ５をＯＮにすると、ＵＰスイッチ５からＵＰ入力端子Ｔ４に、「Ｌ」信号である正転指令信号が入力される。ＣＰＵ１１は、ＵＰ入力端子Ｔ４に正転指令信号が入力されたことを判別すると、ＵＰ出力端子Ｔ１に「Ｈ」信号を出力する。

しかし、浸水検知回路１７からの浸水検知信号により、トランジスタＱ２はすでにＯＮとなっているので、ＵＰ出力端子Ｔ１から「Ｈ」信号が出力されても、トランジスタＱ２の状態は変化しない。つまり、トランジスタＱ２は、引き続きＯＮ状態を維持する。また、トランジスタＱ１も、浸水検知信号によりＯＮ状態を維持したままである。したがって、第１リレー２ａと第２リレー２ｂがいずれも動作状態を維持して、接点Ｙ１、Ｙ２によりモータ１３の両端が共に電源Ｂに接続された状態が継続するので、モータ１３は正転も逆転もしない。

このように、浸水時にＵＰスイッチ５を操作した場合は、モータ１３が逆転しないようになっているので、車両が水没した場合にＵＰスイッチ５を操作しても、窓が閉じることがない。このため、窓からの脱出が妨げられることはなく、より安全を確保することができる。

以上述べた第１実施形態によれば、浸水が検知された場合に、トランジスタＱ１、Ｑ２のＯＮにより、第１リレー２ａおよび第２リレー２ｂが共に動作する（図６）。これにより、モータ１３の両端が、それぞれ電源Ｂに接続されて同電位となる。このため、モータ１３は駆動されず、浸水時のモータ誤動作が防止される。

一方、浸水状態でＤＯＷＮスイッチ４を操作すると、トランジスタＱ３のＯＮにより、トランジスタＱ２が強制的にＯＦＦとなるので、第１リレー２ａのみが動作し、第２リレー２ｂは動作しない（図７）。これにより、モータ１３の一端が電源Ｂに接続され、他端がグランドＧに接続されるので、電源Ｂからモータ１３に電流が流れる。このため、モータ１３が逆転し、窓を開くことができる。

また、第１実施形態によれば、トランジスタＱ２のベースとＤＯＷＮスイッチ４との間にトランジスタＱ３を設けた簡単な構成により、上述した機能を実現することができる。さらに、ＤＯＷＮスイッチ４およびＵＰスイッチ５は、トランジスタＱ１およびトランジスタＱ２を介して、第１リレー２ａおよび第２リレー２ｂを駆動するので、これらのスイッチに流す電流は小さくてよい。よって、ＤＯＷＮスイッチ４およびＵＰスイッチ５の接点として、ゴム接点のような小電流用の接点を用いることができる。

ところで、第１実施形態においては、トランジスタＱ３のベースが、浸水検知回路１７のトランジスタＱ４を介して電源Ｂに接続される構成となっている。このため、浸水が生じていない状態では、ＤＯＷＮスイッチ４がＯＮになっても、トランジスタＱ４がＯＦＦのため、トランジスタＱ３のベースに電流が流れない。したがって、ＤＯＷＮスイッチ４の操作によって、トランジスタＱ３がＯＮになることはない。トランジスタＱ３がＯＮするのは、浸水によりトランジスタＱ４がＯＮし、かつ、ＤＯＷＮスイッチ４が操作された場合に限られる。このことには、以下のような意義がある。

非浸水時に、ＵＰスイッチ５の操作によりトランジスタＱ２がＯＮしている状態（図５）で、ＤＯＷＮスイッチ４が操作された場合、もしトランジスタＱ３がＯＮしたとすると、トランジスタＱ２が直ちにＯＦＦとなって、第２リレー２ｂの動作が停止する。また、ＤＯＷＮスイッチ４がＯＮしてから端子Ｔ２に「Ｈ」信号が出力されるまでには、ＣＰＵ１１の処理時間に相当する時間遅れがあるため、トランジスタＱ１は、すぐにはＯＮしない。このため、トランジスタＱ１、Ｑ２が一時的に共にＯＦＦとなる。その結果、リレー２ａ、２ｂがいずれも非動作状態となって、モータ１３の回転が停止する。この回転停止は、回転数検出センサ１６から、端子Ｔ５を介してＣＰＵ１１へ通知される。一方、ＤＯＷＮスイッチ４のＯＮと連動してＵＰスイッチ５はＯＦＦとなるが、この場合も、端子Ｔ１に「Ｌ」信号が出力されるまでには、ＣＰＵ１１の処理時間に相当する時間遅れがある。したがって、この時間遅れの間、ＣＰＵ１１は、端子Ｔ１から「Ｈ」信号を出力しているにもかかわらずモータ１３が停止したと認識し、窓に異物が挟み込まれたと誤判定してしまう。

しかるに、第１実施形態においては、非浸水時にＤＯＷＮスイッチ４が操作されても、トランジスタＱ３はＯＮしないので、トランジスタＱ１、Ｑ２が共に一時的にＯＦＦになることはない。このため、ＣＰＵ１１が、上述した時間遅れの間に、モータ１３の停止を認識して異物が挟み込まれたと誤判定するのを回避することができる。

＜第２実施形態＞
図９は、本発明の第２実施形態に係るモータ駆動装置２００を示している。図９では、図３と同一部分に同一符号を付してある。図３の第１実施形態のモータ駆動装置１００では、トランジスタＱ３のベースが、トランジスタＱ４を介して電源Ｂに接続される構成となっていた。これに対して、第２実施形態に係るモータ駆動装置２００では、トランジスタＱ３のベースが、トランジスタＱ４を介さずに電源Ｂに接続される構成となっている。その他の構成については、第１実施形態と同じである。

第２実施形態では、浸水状態でＤＯＷＮスイッチ４が操作された場合、電源Ｂから抵抗Ｒ９を経てトランジスタＱ３のベースに電流が流れ、トランジスタＱ３がＯＮする。それ以外の動作については、基本的に第１実施形態の場合と同様である。

第２実施形態のモータ駆動装置２００によっても、浸水時のモータ１３の誤動作を防止できるとともに、浸水状態でＤＯＷＮスイッチ４を操作することで、モータ１３を逆転させ、窓を開くことができる。また、トランジスタＱ２のベースとＤＯＷＮスイッチ４との間にトランジスタＱ３を設けた簡単な構成とすることができる。さらに、ＤＯＷＮスイッチ４およびＵＰスイッチ５の接点として、ゴム接点のような小電流用の接点を用いることができる。

＜第３実施形態＞
図１０は、本発明の第３実施形態に係るモータ駆動装置３００を示している。図１０では、図３および図９と同一部分に同一符号を付してある。第３実施形態のモータ駆動装置３００は、第２実施形態のモータ駆動装置２００において、第１リレー２ａのコイルＸ１と並列に、還流ダイオードＤａ（第１還流ダイオード）を接続し、第２リレー２ｂのコイルＸ２と並列に、還流ダイオードＤｂ（第２還流ダイオード）を接続したものである。但し、第３実施形態では、トランジスタＱ１、Ｑ２の両端にツェナーダイオードＺ１、Ｚ２は設けられていない。この第３実施形態によると、第２実施形態の効果に加えて、以下のような効果がある。

第２実施形態のように、トランジスタＱ３のベースが、トランジスタＱ４を介さずに電源Ｂに接続されている場合は、非浸水時に、トランジスタＱ４がＯＦＦであっても、トランジスタＱ３のベースには電源Ｂから常に電圧が印加される。このため、非浸水時に、トランジスタＱ２がＯＮしている状態でＤＯＷＮスイッチ４がＯＮになると、トランジスタＱ３がＯＮして、トランジスタＱ２が直ちにＯＦＦになる。したがって、第１実施形態で述べたように、トランジスタＱ１、Ｑ２が一時的に共にＯＦＦとなり、リレー２ａ、２ｂが非動作となって、モータ１３が停止すると、ＣＰＵ１１が異物の挟み込みありと誤判定することになる。

しかるに、第３実施形態においては、非浸水時に、ＤＯＷＮスイッチ４のＯＮによりトランジスタＱ３がＯＮして、トランジスタＱ２がＯＦＦとなっても、第２リレー２ｂのコイルＸ２には、一定時間だけ電流が流れ続ける。これは、トランジスタＱ２のＯＦＦ時に、コイルＸ２に蓄積された電気エネルギーが放出され、コイルＸ２と還流ダイオードＤｂとで形成される閉ループに電流が流れるからである。このため、第２リレー２ｂは、すぐにはＯＦＦしない。つまり、接点Ｙ２は、すぐにはグランドＧ側に復帰しない。一方、ＤＯＷＮスイッチ４がＯＮしてからトランジスタＱ１がＯＮするまでにも、前述のとおり時間遅れがあるので、第１リレー２ａは、すぐにはＯＮしない。つまり、接点Ｙ１は、すぐには電源Ｂ側に切り替わらない。したがって、第１リレー２ａと第２リレー２ｂが、一時的に共にＯＦＦとなることはないので、モータ１３は一定時間だけ回転を継続する。これにより、ＣＰＵ１１の処理時間に相当する時間遅れの間に、ＣＰＵ１１が、窓に異物が挟み込まれたと誤判定するのを回避することができる。

また、還流ダイオードＤｂは、上記のように第２リレー２ｂのＯＦＦを遅らせる役割のほか、第２リレー２ｂのコイルＸ２に発生するサージを吸収して、トランジスタＱ２を保護する役割も果たしている。このため、トランジスタＱ２の両端に、図３や図９で示したツェナーダイオードＺ２を設ける必要がない。

次に、第１リレー２ａのコイルＸ１と並列に接続された還流ダイオードＤａは、挟み込みの誤判定を回避する目的からは、必須のものではない。したがって、これを省略することもできる。しかるに、還流ダイオードＤａを設けることにより、以下のような効果が得られる。

第１に、還流ダイオードＤａは、還流ダイオードＤｂと同様に、第１リレー２ａのコイルＸ１に発生するサージを吸収して、トランジスタＱ１を保護する役割を果たす。このため、トランジスタＱ１の両端には、図３や図９で示したツェナーダイオードＺ１は設けられていない。

第２に、還流ダイオードＤａを設けることによって、第１リレー２ａおよび第２リレー２ｂのＯＦＦ時に、接点Ｙ１および接点Ｙ２を同じタイミングで切り替えることができる。これには、例えば、次のような意義がある。

浸水時に、トランジスタＱ４のＯＮにより、トランジスタＱ１、Ｑ２が共にＯＮとなっている状態（モータ１３の停止状態）から、浸水がなくなった状態へ移行した場合、トランジスタＱ１、Ｑ２は共にＯＦＦとなる。このとき、もし還流ダイオードＤａがなければ、第１リレー２ａの接点Ｙ１は直ちにグランドＧ側に復帰する。一方、第２リレー２ｂの接点Ｙ２は、還流ダイオードＤｂに流れる電流のため、一定時間後にグランドＧ側に復帰する。したがって、このタイミングのずれにより、接点Ｙ２がグランドＧ側に復帰するまでの間、電源Ｂ→接点Ｙ２→モータ１３→接点Ｙ１→グランドＧの電流経路が形成され、モータ１３が回転してしまう。しかるに、還流ダイオードＤａを設けることで、第１リレー２ａの接点Ｙ１および第２リレー２ｂの接点Ｙ２は、同じタイミングでグランドＧ側に復帰する。これにより、モータ１３の回転を阻止して誤動作を防止することができる。

＜その他の実施形態＞
本発明では、以上述べた以外にも、以下のような種々の実施形態を採用することができる。

前記実施形態では、浸水時にＤＯＷＮスイッチ４を操作することで、モータ１３を逆転させて窓５０を開くようにした。これに代えて、浸水時にＵＰスイッチ５を操作することで、モータ１３を正転させて窓５０を閉じるようにしてもよい。この場合は、トランジスタＱ１のベースとＵＰスイッチ５との間に、トランジスタＱ３を接続すればよい。この実施形態によれば、窓５０から雨水が浸入してモータ駆動回路１２に浸水が生じたような場合に、窓５０を閉じて雨水の浸入を防ぐことができる。

また、浸水時にＤＯＷＮスイッチ４を操作することで、モータ１３を逆転させて窓５０を開き、浸水時にＵＰスイッチ５を操作することで、モータ１３を正転させて窓５０を閉じるようにしてもよい。この場合は、トランジスタＱ２のベースとＤＯＷＮスイッチ４との間、およびトランジスタＱ１のベースとＵＰスイッチ５との間に、トランジスタＱ３に相当するトランジスタをそれぞれ接続すればよい。この実施形態によれば、浸水時にＤＯＷＮスイッチ４とＵＰスイッチ５のいずれかを操作することで、モータを所望の方向へ回転させることができる。

前述のように、第１リレー２ａのコイルＸ１と並列に接続された還流ダイオードＤａ（図１０）は省略してもよい。この場合は、トランジスタＱ１のコレクタ・エミッタ間に、サージ吸収用のツェナーダイオードを接続すればよい。

前記実施形態では、モータ駆動回路１２や浸水検知回路１７におけるスイッチング素子として、トランジスタＱ１〜Ｑ４を用いた例を挙げたが、トランジスタの代わりに、ＦＥＴ（Field Effect Transistor：電界効果トランジスタ）などのスイッチング素子を用いることも可能である。

前記実施形態では、モータ駆動回路１２における切替手段として、リレー２ａ，２ｂを用いた例を挙げたが、リレーの代わりに、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor：絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）のような大電流開閉用のスイッチング素子を用いることも可能である。

前記実施形態では、車両のパワーウィンドウ装置に本発明を適用した例を挙げたが、本発明は、車両のサンルーフ開閉装置などにも適用することができる。また、本発明は、車両以外の用途に用いられるモータ駆動装置にも適用が可能である。

２ａ 第１リレー（第１切替手段）
２ｂ 第２リレー（第２切替手段）
４ ＤＯＷＮスイッチ（第１操作スイッチ）
５ ＵＰスイッチ（第２操作スイッチ）
１１ ＣＰＵ（制御部）
１３ モータ
１７ 浸水検知回路
１００、２００、３００ モータ駆動装置
Ｂ 電源
Ｄａ 還流ダイオード（第１還流ダイオード）
Ｄｂ 還流ダイオード（第２還流ダイオード）
Ｇ グランド
Ｑ１ トランジスタ（第１スイッチング素子）
Ｑ２ トランジスタ（第２スイッチング素子）
Ｑ３ トランジスタ（第３スイッチング素子）
Ｑ４ トランジスタ（第４スイッチング素子）
Ｘ１ 第１リレーのコイル
Ｘ２ 第２リレーのコイル
Ｙ１ 第１リレーの接点
Ｙ２ 第２リレーの接点

Claims (6)

1. モータの一端を電源またはグランドに接続するように切り替える第１切替手段と、
   前記モータの他端を電源またはグランドに接続するように切り替える第２切替手段と、
   前記モータを一方の方向に回転させる際に操作される第１操作スイッチと、
   前記モータを他方の方向に回転させる際に操作される第２操作スイッチと、
   前記第１操作スイッチの操作時に、前記モータの一端が電源に接続され、他端がグランドに接続されるように、前記第１切替手段を駆動する第１スイッチング素子と、
   前記第２操作スイッチの操作時に、前記モータの一端がグランドに接続され、他端が電源に接続されるように、前記第２切替手段を駆動する第２スイッチング素子と、
   前記第１操作スイッチの操作に基づいて、前記第１スイッチング素子を動作させ、前記第２操作スイッチの操作に基づいて、前記第２スイッチング素子を動作させる制御部と、
   浸水を検知して浸水検知信号を出力し、当該浸水検知信号を、前記第１スイッチング素子の制御電極および前記第２スイッチング素子の制御電極にそれぞれ与えて、各スイッチング素子を動作させる浸水検知回路と、を備えたモータ駆動装置において、
   前記第２スイッチング素子の制御電極と前記第１操作スイッチとの間に接続され、前記浸水検知回路が前記浸水検知信号を出力している状態で、前記第１操作スイッチが操作されたときに動作して、前記第２スイッチング素子の動作を禁止する第３スイッチング素子を備え、
   前記浸水検知回路は、浸水時に動作して前記浸水検知信号を出力する第４スイッチング素子を有し、
   前記第４スイッチング素子と、前記第３スイッチング素子と、前記第１操作スイッチとは、前記電源とグランドとの間に直列に接続され、
   前記第３スイッチング素子の制御電極は、前記第４スイッチング素子を介して、または前記第４スイッチング素子を介さずに、前記電源に接続され、
   前記第１操作スイッチは、前記第３スイッチング素子とグランドとの間に設けられ、操作されたときに、前記第３スイッチング素子の一端をグランドに接地する、ことを特徴とするモータ駆動装置。
2. 請求項１に記載のモータ駆動装置において、
   前記第３スイッチング素子の制御電極は、前記第４スイッチング素子を介して電源に接続され、
   前記浸水検知信号が出力されている状態で、前記第１操作スイッチが操作されると、前記電源から前記第４スイッチング素子を経て、前記第３スイッチング素子の制御電極へ電流が流れ、前記第３スイッチング素子が動作することを特徴とするモータ駆動装置。
3. 請求項１に記載のモータ駆動装置において、
   前記第３スイッチング素子の制御電極は、前記第４スイッチング素子を介さずに電源に接続され、
   前記浸水検知信号が出力されている状態で、前記第１操作スイッチが操作されると、前記電源から前記第３スイッチング素子の制御電極へ電流が流れ、前記第３スイッチング素子が動作することを特徴とするモータ駆動装置。
4. 請求項３に記載のモータ駆動装置において、
   前記第１切替手段は、第１リレーからなり、
   前記第２切替手段は、第２リレーからなり、
   前記第２リレーのコイルと並列に、第２還流ダイオードが接続されていることを特徴とするモータ駆動装置。
5. 請求項４に記載のモータ駆動装置において、
   前記第１リレーのコイルと並列に、第１還流ダイオードが接続されていることを特徴とするモータ駆動装置。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のモータ駆動装置において、
   前記モータは、車両の窓を開閉するためのモータであり、
   前記第１操作スイッチは、前記窓を開くための窓開スイッチであり、
   前記第２操作スイッチは、前記窓を閉じるための窓閉スイッチであることを特徴とするモータ駆動装置。

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