JP5782934B2 - 水没対応車両装置 - Google Patents

Description

本発明は、水没対応車両装置に関するものである。

従来、車両の水没時において、水没センサによって車両の水没を検出し、水没時に応じた動作をする車両装置（以下、水没対応車両装置）が知られている。例えば、特許文献１には、一対の水没検出電極間の電気抵抗の減少により水没を検出する水没センサの検出結果に基づき、窓昇降用モータを制御する技術が開示されている。

また、特許文献２には、一対の導体パターン電極間の電気抵抗の減少を検出することにより水没を検出する水没センサの検出結果に基づき、パワーウインドウを必要に応じて開閉する技術が開示されている。特許文献２に開示の技術では、水没センサの一対の導体パターン電極は、プリント基板の一主面に露出してパターニングされた導体パターン電極と、プリント基板他主面に露出してパターニングされた導体パターン電極とからなっている。そして、水没センサが実装されたプリント基板は、開口部が設けられたケース内に収容されている。

特許文献２において、開口部が設けられたケース内に水没センサが実装されたプリント基板を収容する技術が開示されているように、従来は水没センサをＥＣＵ等の筐体内に収容していた。

特許第３７０３０８４号 特許第３５８０４９９号

しかしながら、従来の技術では、水没時の水没センサの電極表面が劣化し、検出精度が低下してしまうという問題点があった。詳しくは、以下の通りである。従来の技術では、水没センサは、一対の電極間の電気抵抗の変化を検出する構成となっているため、水没時において電極間に水が浸入してきた場合、その水を介して電極間に比較的良好に電流が流れる。水を介して電極間に良好に電流が流れると、電気分解によって電極表面に絶縁物が堆積しやすく、電極表面が劣化して水没センサの検出精度が次第に低下してしまう。

また、従来の技術では、水没センサをＥＣＵ等の筐体内に収容しているため、水没時の水没の検出を迅速に行うことができず、水没時に応じた動作を車両装置が迅速に行うことができないという問題点があった。詳しくは、以下の通りである。

水没センサがほぼ密閉されていて隙間が殆どない筐体内に収容されている場合には、車両とともにこの筐体が水没してからも、筐体内部に水が入り込むまでに時間がかかる。従って、車両の水没後に、水没センサの電極間に水が浸入することで水没が検出され、水没時に応じた動作がパワーウインドウ装置等の車両装置で行われるまでに時間がかかってしまう。また、特許文献２に開示の技術のように筐体に開口部が設けられていた場合であっても、開口部の大きさによっては開口部から筐体内に水が入りこんで水没センサの電極間に水が浸入するまでには時間がかかる。よって、この場合でも、車両の水没後に水没が検出され、水没時に応じた動作がパワーウインドウ装置等の車両装置で行われるまでに時間がかかってしまう。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、検出精度の低下を抑えながら車両の水没を迅速に検出することを可能にする水没対応車両装置を提供することにある。

請求項１の水没対応車両装置は、車両に搭載され、車両の水没を検出する水没検出部と、水没検出部で水没を検出したことに応じた制御を行う制御部と、水没検出部の少なくとも一部及び制御部が実装された配線基板とを備え、配線基板が筐体内に収容されている。また、水没検出部は、互いに対向して配設されるとともに一方が接地されている一対の電極により構成されているとともに、両電極が筐体外部に露出されている水没センサと、所定の静電容量を有し、水没センサの電極のうちの接地側の電極と直列に接続されるとともに、接地側の電極と接続されていない端子側で直流電圧の印加を受けることが可能となっているコンデンサとを含んでおり、両電極は、接地側の電極の全体が筐体外部に設けられている一方、非接地側の電極は筐体内部に設けられており、非接地側の電極は、筐体の面のうち、接地側の電極と非接地側の電極とに挟まれた面に設けられた開口部によって筐体外部に露出されており、コンデンサの静電容量と両電極間の静電容量との比に応じたコンデンサと水没センサとの間の電位が、両電極間の静電容量の増加により変化することをもとにして水没を検出する。

これによれば、水没センサの一対の電極のうちの一方が接地され、他方が直流電圧の印加を受けることが可能となっているコンデンサと直列に接続されているとともに、互いに離れて配設されているため、水没センサを構成する一対の電極はコンデンサとして機能することになる。また、この一対の電極間の静電容量は、電極間に水が浸入していない空気のみの場合には、空気の比誘電率がほぼ１であるため、比較的小さな値となる。一方、電極間に水が浸入した場合には、水の比誘電率が約８０であるため、より大きな値となる。よって、請求項１の構成におけるコンデンサと水没センサとの間の電位は、水没センサの両電極間に水が浸入しているかいないかに応じて変化することになる。従って、請求項１の構成によれば、コンデンサと水没センサとの間の電位が、両電極間の静電容量の増加により変化することをもとにして、車両の水没を精度良く検出することができる。

また、請求項１の構成によれば、水没センサの両電極はコンデンサとして機能し、水没センサと直列に接続されたコンデンサは直流電圧の印加を受けることがあるのみであるので、水没センサの両電極には電流が僅かしか流れない。請求項１の構成によれば、水没センサの両電極には電流が僅かしか流れないので、水没時に両電極間に水が浸入した場合でも電気分解によって電極表面に絶縁物が堆積することが殆どない。従って、水没時にも電極表面が劣化しにくく、水没センサの検出精度が低下しにくい。

さらに、請求項１の構成によれば、水没センサの両電極が筐体外部に露出されているので、車両とともに筐体が水没した場合に、両電極間に迅速に水が浸入しやすく、水没検出部での水没の検出も迅速に行うことができる。その結果、検出精度の低下を抑えながら車両の水没を迅速に検出することが可能になる。
また、請求項１の構成によれば、水没センサの両電極の一方が筐体外部にあり、もう一方は筐体の開口部によって露出しているので、車両とともに筐体が水没した場合に、両電極間により迅速に水が浸入しやすく、水没検出部での水没の検出もより迅速に行うことができる。

また、請求項１のようにする場合には、請求項２のように、筐体を車両の車体に取り付けるための金属製の取り付け部品を接地側の電極として用いる構成としてもよいし、請求項３のように、車両の車体の金属製の部分を接地側の電極として用いる構成としてもよい。

請求項４の構成においては、車両のパワーウインドウを昇降するための昇降用モータと、車両のパワーウインドウの上昇用及び降下用の操作スイッチとを備え、制御部は、水没検出部によって水没の検出が行われていない場合には、操作スイッチの信号に基づいて昇降用モータを昇降させる制御を行うとともに、水没検出部によって水没の検出が行われた場合には、昇降用モータによるパワーウインドウの上昇を禁止する一方、パワーウインドウの降下は許可する制御を行う。これによれば、非水没時には、上昇用及び降下用の操作スイッチの操作に応じてパワーウインドウの昇降を行うことができる。一方、水没時には、乗員が誤って自席の窓上昇用の操作スイッチを操作してもパワーウインドウは上昇することがなく、乗員が窓降下用の操作スイッチにより確実にパワーウインドウの下降を確保することで、乗員が車室内へ閉じ込められるのを防止することができる。

請求項５の構成においては、車両に搭載されたエンジンの始動を行うスタータモータと、スタータモータへの車載バッテリからの電源供給のオンオフの切り替えを行う電源供給切り替え部とを備え、制御部は、水没検出部によって水没の検出が行われた場合には、前記電源供給切り替え部による電源供給のオンへの切り替えを禁止する制御を行う。これによれば、水没時には、電源供給切り替え部による電源供給のオンへの切り替えを禁止するので、水没時におけるスタータモータの作動を防止することができる。よって、水没時に、水没による配線間の電流リークによるスタータモータの誤作動を防止することで、スタータモータの誤作動による車載バッテリの電力消費を防ぐことができ、他の車載電気装置の作動に足りる電力を確保することが可能になる。

実施形態１における水没センサ付きパワーウインドウ装置の回路図である。 （ａ）は、プリント基板１を収容しているＥＣＵの筐体２０の側面図であり、（ｂ）は、図２（ａ）のＣ矢視図である。 （ａ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ断面図であり、（ｂ）は図３（ａ）のＢ矢視図である。 （ａ）は、ＥＣＵのコネクタ部２１のうちのハウジング２１ａの内部に露出電極１０・１１の突出部分も配置する構成の一例を示す図であり、（ｂ）は、コネクタ部２１の嵌合状態の一例を示す模式図である。 （ａ）及び（ｂ）は、実施形態２の水没センサ付きパワーウインドウ装置の一例を説明するための模式図である。 （ａ）及び（ｂ）は、実施形態３の水没センサ付きパワーウインドウ装置の一例を説明するための模式図である。 実施形態４の水没センサ付きパワーウインドウ装置の一例を説明するための模式図である。 実施形態５における水没センサ付きスタータ装置の回路図である。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。

（実施形態１）
まず、実施形態１における水没センサ付きパワーウインドウ装置について、図１に示す回路図を参照して説明を行う。図１は、実施形態１における水没センサ付きパワーウインドウ装置の回路図である。なお、水没センサ付きパワーウインドウ装置が請求項の水没対応車両装置に相当する。

プリント基板１には、切り替えリレー２・３、リレー駆動用トランジスタ４・５、窓上昇禁止用トランジスタ６、フリーホイリングダイオード７・８、水没センサ９、コンデンサ１２、コンパレータ１３、抵抗素子ｒ１〜ｒ５が実装されている。なお、プリント基板１が請求項の配線基板に相当する。また、本実施形態では、プリント基板１がＥＣＵの筐体内に収容されている場合を例に挙げて説明を行う。

窓昇降用モータ１４は直流モータであって、その両端は切り替えリレー２・３の共通接点に接続され、切り替えリレー２・３のそれぞれ２つの切り替え接点は不図示の車載バッテリの両端に接続されている。切り替えリレー２・３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。

窓降下用の切り替えリレー２は、リレーコイル１７を通じて窓降下用のリレー駆動用トランジスタ４により通電制御され、リレー駆動用トランジスタ４は抵抗素子ｒ１及び窓降下用の操作スイッチ１５を通じて車載バッテリの高位端に接続されている。

窓上昇用の切り替えリレー３は、リレーコイル１８を通じて窓上昇用のリレー駆動用トランジスタ５により通電制御され、リレー駆動用トランジスタ５は抵抗素子ｒ５及び窓上昇用の操作スイッチ１６を通じて車載バッテリの高位端に接続されている。

水没センサ９は、プリント基板１上に所定間隔を隔てて配置された２つの露出電極１０・１１からなり、露出電極１０はコンデンサ１２を通じて車載バッテリの高位端に接続され、露出電極１１は接地されている。よって、露出電極１０が＋電極、露出電極１１が−電極に相当する。また、露出電極１０が請求項の非接地側の電極、露出電極１１が請求項の接地側の電極に相当する。

ここで、水没センサ９の構成について図２（ａ）〜図３（ｂ）を用いて説明を行う。図２（ａ）は、プリント基板１を収容しているＥＣＵの筐体２０の側面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）のＣ矢視図である。なお、取り付け方向は図２（ａ）中のＣの矢印で示している。図３（ａ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図３（ｂ）は図３（ａ）のＢ矢視図である。

水没センサ９が実装されたプリント基板１は、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すような矩形の箱形状をしたＥＣＵの筐体２０に収容されるが、水没センサ９（詳しくは、露出電極１０・１１）は図２（ａ）に示すように、筐体２０の外部に露出して設けられる。より詳しくは、筐体２０のうちのＥＣＵのコネクタ部２１が設けられた面と同じ面から、下方向に突出するように設けられる。

水没センサ９の非接地側の露出電極１０は、矩形状をした金属板からなっており、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、プリント基板１に実装される側の端部がＬ字状に折り曲げられている。水没センサ９の接地側の露出電極１１は、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、方形の筒状をした中空の金属枠からなっており、金属製の脚部によってプリント基板１に実装されている。

そして、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、露出電極１０にあたる金属板が露出電極１１にあたる金属枠の中空の部分に差し込まれている。また、露出電極１０にあたる金属板と露出電極１１にあたる金属枠とは、お互いが接触しないように間隔をもって配設されている。露出電極１０にあたる金属板と露出電極１１にあたる金属枠との間の空間には、非水没時には空気が満たされているものとする。

水没センサ９の露出電極１０・１１は、プリント基板１に実装されていることにより一部は筐体２０の内部に収容されているものの、図３（ａ）の破線の円で示したように、他の一部は筐体２０の外部に突出することで、筐体２０の外部に露出している。

なお、水没センサ９の露出電極１０・１１が実装されている領域と、他の実装領域とが仕切板等で区画分離されており、水没時に当該他の実装領域に水が浸入しにくい構造となっている構成としてもよい。これによれば、水没時に当該他の実装領域に水が浸入しにくくなり、当該他の実装領域における配線間の電流リークによる誤作動を生じにくくすることができる。

図１に戻って、コンデンサ１２は、所定の静電容量を持ったコンデンサである。コンデンサ１２の静電容量の設定値については後に詳述する。また、コンデンサ１２は、水没センサ９の非接地側の露出電極１０と直列に接続されるとともに、車載バッテリの高位端に接続される。

以上のように、水没センサ９の露出電極１０・１１のうちの一方が接地され、他方が車載バッテリの高位端に接続されているコンデンサ１２と直列に接続されているとともに、互いに離れて配設されているため、水没センサ９を構成する露出電極１０・１１はコンデンサとして機能することになる。

また、露出電極１０・１１間の静電容量は、露出電極１０・１１間に水が浸入していない空気のみの場合には、空気の比誘電率がほぼ１であるため、比較的小さな値となる。一方、露出電極１０・１１間に水が浸入した場合には、水の比誘電率が約８０であるため、より大きな値となる。なお、水が純水（ほぼ８０）、河川の水、海水（ほぼ８１）である場合で比誘電率は異なるものの、どの場合でもおおよそ８０となる。よって、コンデンサ１２と水没センサ９との間の電位は、水没センサ９の露出電極１０・１１間に水が浸入しているかいないかに応じて変化することになる。詳しくは、水没センサ９の露出電極１０・１１間に水が浸入している場合に、より高い電位となる。

コンパレータ１３は、２つの入力（＋入力と−入力）が備わっており、それぞれの入力にアナログ電圧を与えると、入力された電圧のどちらが大きいかによって出力の値が切り替わるようになっている。詳しくは、＋入力が−入力よりも高い電位にあるとき高電圧Ｈｉが出力され、＋入力が−入力以下の電位であるときには低電圧Ｌｏが出力される。

コンパレータ１３の＋入力には、コンデンサ１２の静電容量と水没センサ９の露出電極１０・１１間の静電容量との比に応じて生じるコンデンサ１２と水没センサ９との間の電位（つまり、コンデンサ１２と水没センサ９との容量分割で生じる電位）が与えられる。また、コンパレータ１３の−入力には、抵抗素子ｒ２と抵抗素子ｒ４との抵抗分割で生じる電位が基準電位として与えられる。

よって、コンパレータ１３では、コンデンサ１２と水没センサ９との容量分割で生じる電位が上記基準電位以下であるときにはＬｏを出力し、コンデンサ１２と水没センサ９との容量分割で生じる電位が上記基準電位を上回ったときにはＨｉを出力する。なお、水没センサ９、コンデンサ１２、コンパレータ１３からなる構成が請求項の水没検出部に相当する。

ここで、コンデンサ１２の静電容量、及び抵抗素子ｒ２・ｒ４の抵抗値は、以下の関係を満たす値を設定するものとする。詳しくは、露出電極１０・１１間に水が浸入していない空気のみの場合の水没センサ９とコンデンサ１２との容量分割で生じる電位が抵抗素子ｒ２と抵抗素子ｒ４との抵抗分割で生じる電位以下となる一方、露出電極１０・１１間に水が浸入している場合の水没センサ９とコンデンサ１２との容量分割で生じる電位が抵抗素子ｒ２と抵抗素子ｒ４との抵抗分割で生じる電位を上回るような関係を満たすように設定するものとする。

続いて、非水没時及び水没時の動作説明を行う。非水没時及び水没時のいずれにおいても、窓降下用の操作スイッチ１５をオンすると、リレー駆動用トランジスタ４がオンされて窓降下用の切り替えリレー２が切り替えられる。その結果、窓昇降用モータ１４は窓降下方向へ通電されて、窓（つまり、パワーウインドウ）が降下する。よって、窓昇降用モータ１４が請求項の昇降用モータに相当し、窓降下用の操作スイッチ１５が請求項のパワーウインドウの降下用の操作スイッチに相当する。

非水没時に窓上昇用の操作スイッチ１６をオンすると、コンデンサ１２と水没センサ９との容量分割で生じる電位が上記基準電位以下となるので、コンパレータ１３からはＬｏが出力される。コンパレータ１３からＬｏが出力される場合には、窓上昇禁止用トランジスタ６はオフとなる。また、窓上昇禁止用トランジスタ６がオフとなっている場合には、窓上昇用のリレー駆動用トランジスタ５がオンし、リレーコイル１８に電流が流れ、窓上昇用の切り替えリレー３が切り替えられる。その結果、窓昇降用モータ１４は窓上昇方向へ通電されて、窓が上昇する。よって、窓上昇用の操作スイッチ１６が請求項のパワーウインドウの上昇用の操作スイッチに相当する。

一方、水没時（つまり、水没センサ９の露出電極１０・１１間に水が浸入した場合）に、コンデンサ１２と水没センサ９との容量分割で生じる電位が上記基準電位を上回るので、コンパレータ１３からはＨｉが出力される。コンパレータ１３からＨｉが出力される場合には、窓上昇禁止用トランジスタ６はオンとなる。窓上昇禁止用トランジスタ６がオンされている場合には、電流がＧＮＤに流れるため、窓上昇用の操作スイッチ１６をオンしても、窓上昇用のリレー駆動用トランジスタ５がオンとならない。従って、乗員が誤って、自席の窓上昇用の操作スイッチ１６を操作しても窓上昇用の切り替えリレー３が電源側の切り替え接点へ倒れることがなく、乗員が窓降下操作スイッチ１５により確実にパワーウインドウを降下できる。よって、窓上昇禁止用トランジスタ６が請求項の制御部に相当する。

以上の構成によれば、以上の構成によれば、コンデンサ１２と水没センサ９との間の電位が、露出電極１０・１１間の静電容量の増加により変化することをもとにして、車両の水没を精度良く検出することができる。

また、以上の構成によれば、水没センサ９の露出電極１０・１１はコンデンサとして機能し、水没センサ９と直列に接続されたコンデンサ１２は直流電圧の印加を受けることがあるのみであるので、水没センサ９の露出電極１０・１１には電流が僅かしか流れない。このように、水没センサ９の露出電極１０・１１には電流が僅かしか流れないので、水没時に露出電極１０・１１間に水が浸入した場合でも電気分解によって電極表面に絶縁物が堆積することが殆どない。従って、水没時にも電極表面が劣化しにくく、水没センサ９の検出精度が低下しにくい。

さらに、以上の構成によれば、水没センサ９の露出電極１０・１１が筐体２０の外部に突出して露出されているので、車両とともに筐体２０が水没した場合に、露出電極１０・１１間により迅速に水が浸入しやすく、水没の検出もより迅速に行うことができる。その結果、検出精度の低下を抑えながら車両の水没をより迅速に検出することが可能になる。

また、以上の構成によれば、非水没時には、窓降下用の操作スイッチ１５及び窓上昇用の操作スイッチ１６の操作に応じてパワーウインドウの昇降を行うことができる。一方、水没時には、乗員が誤って自席の窓上昇用の操作スイッチを操作してもパワーウインドウは上昇することなく、乗員が窓降下用の操作スイッチにより確実にパワーウインドウの下降を確保することで、乗員が車室内へ閉じ込められるのを防止することができる。

他にも、容量分割で生じる電位の変化をもとに水没を検出する構成とした利点としては以下のようなものがある。従来のように、コンデンサ１２の代わり抵抗素子を用いることで、水没センサ９を抵抗として機能させる構成とした場合には、以下のような問題点がある。詳しくは、水の種類が純水、河川の水、海水といったように異なる場合には、抵抗値が大きく異なるので、抵抗分割で生じる電位は水の種類によって大きく異なってしまう。よって、純水、河川の水、海水といった異なる種類の水の全てについて水没の検出を行うことが可能なように抵抗素子の抵抗値を設定することは出来ず、純水、河川の水、海水といった異なる種類の水の全てについて水没の検出を行うことを可能にすることができなかった。

これに対して、以上の構成によれば、純水、河川の水、海水といったように水の種類が異なった場合でも、純水、河川の水、海水といった異なる種類の水の全てについて水没の検出を行うことが可能なようにコンデンサ１２の静電容量を設定することが可能となっている。これは、純水も河川の水も海水も比誘電率はほぼ８０であり、コンデンサ１２と水没センサ９との容量分割で生じる電位は、コンデンサ１２の静電容量と水没センサ９の静電容量との比に応じているため、水の種類が異なっても静電容量がほぼ同じになるためである。従って、以上の構成によれば、純水、河川の水、海水といった異なる種類の水の全てについて水没の検出を行うことが可能になるという利点も生じる。

本実施形態においては、露出電極１０として金属板を用いる一方、露出電極１１として金属枠を用いる構成を示したが、必ずしもこれに限らない。露出電極１０と露出電極１１とは、コンデンサとしての機能を果たすようにお互いに離れて配設される２枚の金属であればよく、例えば露出電極１０と露出電極１１との両方に金属板を用いる構成としてもよい。

本実施形態においては、ＥＣＵのコネクタ部２１と水没センサ９の筐体２０外部への突出部分（つまり、露出電極１０・１１の突出部分）とを別々に設ける構成（図２（ａ）及び図２（ｂ）参照）を示したが、必ずしもこれに限らない。例えば、図４（ａ）に示すように、ＥＣＵのコネクタ部２１のうちの、コネクタ本体の接続端子を収容するためのハウジング２１ａの内部に露出電極１０・１１の突出部分も配置し、ハウジング２１ａによって上記突出部分の周囲を囲う構成としてもよい。露出電極１０・１１の突出方向については当然開口されているものとする。なお、図４（ａ）は、ＥＣＵのコネクタ部２１のうちのハウジング２１ａの内部に露出電極１０・１１の突出部分も配置する構成の一例を示す図である。

この場合には、コネクタ部２１の相手方のコネクタのハウジング３０がコネクタ部２１の位置に誘導される一方、露出電極１０・１１の突出部分の位置には嵌合できないようにするしきり２１ｂをハウジング２１ａに設けることが好ましい（図４（ａ）及び図４（ｂ）参照）。これによれば、相手方のコネクタのハウジング３０をコネクタの本体側にしか嵌合できないようにして、ハウジング３０を誤って露出電極１０・１１の配置されている側に嵌合させようとして露出電極１０・１１を損傷させてしまうことを防止することができる。なお、図４（ｂ）は、コネクタ部２１の嵌合状態を側面から見た場合の一例を示す模式図である。

また、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、露出電極１０・１１の周囲を囲むハウジング２１ａにスリット２１ｃを設ける構成としてもよい。これによれば、筐体２０の水没時に露出電極１０・１１間に水がさらに浸入しやすくなるので、水没の検出をさらに迅速に行うことが可能になる。

（実施形態２）
前述の実施形態１では、接地側の露出電極１１をプリント基板１に実装する構成を示したが、必ずしもこれに限らない。例えば、接地側の露出電極１１をプリント基板１に実装しない構成としてもよい。以下では、この構成について図５（ａ）及び図５（ｂ）を参照して説明を行う。図５（ａ）及び図５（ｂ）は、実施形態２の水没センサ付きパワーウインドウ装置の一例を説明するための模式図である。なお、図５（ａ）が筐体２０の厚さ方向の側面から見た図であって、図５（ｂ）が筐体２０の長手方向の側面から見た図である。説明の便宜上、前述の実施形態の説明に用いた図に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する場合もあるものとする。

実施形態２の水没センサ付きパワーウインドウ装置は、非接地側の露出電極１０（＋電極）がプリント基板１上のパターン電極である点と接地側の露出電極１１（−電極）がプリント基板１に実装されていない点とを除けば、実施形態１の水没センサ付きパワーウインドウ装置と同様の構成である。

実施形態２でも、非接地側の露出電極１０はコンデンサ１２を通じて車載バッテリの高位端に接続されている。また、接地側の露出電極１１は、ＥＣＵの筐体２０を車両のボディ（つまり、車体）に取り付けるためのブラケット４０で構成されている。また、ブラケット４０は、車両のＧＮＤに取り付けられることで接地されている。よって、このブラケット４０が請求項の金属製の取り付け部品に相当する。

ブラケット４０は、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、筐体２０の厚さ方向の側面のうち、プリント基板１の露出電極１０が設けられた面と同じ側の面の一部を覆うようにして筐体２０に取り付けられている。また、ブラケット４０がプリント基板１の露出電極１０から離れて対向するように取り付けられているとともに、筐体２０の面のうちの露出電極１０とブラケット４０との間の領域には開口部２０ａが設けられている。このように、露出電極１０とブラケット４０（つまり、露出電極１１）とが空間をもって対向することでコンデンサとして機能することになり、本発明の水没センサ９として機能する。

以上の構成によれば、水没センサ９の露出電極１１が筐体２０の外部にあり、もう一方の露出電極１０は筐体２０の開口部２０ａによって露出しているので、車両とともに筐体２０が水没した場合に、露出電極１０・１１間により迅速に水が浸入しやすく、水没の検出もより迅速に行うことができる。なお、露出とは、筐体２０の外部から開口部２０ａを通して露出電極１０を視認することができる状態にあることを言う。

（実施形態３）
また、接地側の露出電極１１をプリント基板１に実装しない構成として、以下のような構成も可能である。以下では、この構成について図６（ａ）及び図６（ｂ）を参照して説明を行う。図６（ａ）及び図６（ｂ）は、実施形態３の水没センサ付きパワーウインドウ装置の一例を説明するための模式図である。なお、図６（ａ）が筐体２０の厚さ方向の側面から見た図であって、図６（ｂ）が筐体２０の長手方向の側面から見た断面図である。説明の便宜上、前述の実施形態の説明に用いた図に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する場合もあるものとする。

実施形態３の水没センサ付きパワーウインドウ装置においても、非接地側の露出電極１０（＋電極）がプリント基板１上のパターン電極である点と接地側の露出電極１１（−電極）がプリント基板１に実装されていない点とを除けば、実施形態１の水没センサ付きパワーウインドウ装置と同様の構成である。

実施形態３でも、非接地側の露出電極１０はコンデンサ１２を通じて車載バッテリの高位端に接続されている。また、接地側の露出電極１１は、車両のボディ（つまり、車体）の金属製の部分（以下、金属製部分）５０で構成されている。また、この金属製部分５０は接地されているものとする。よって、この金属製部分５０が請求項の車体の金属製の部分に相当する。

図６（ａ）に示すように、筐体２０の厚さ方向の側面のうち、プリント基板１の露出電極１０が設けられた面と同じ側の面の、露出電極１０と対向する領域には、開口部２０ａが設けられている。また、筐体２０が車体に取り付けられる場合には、図６（ｂ）に示すように、金属製部分５０と筐体２０の開口部２０ａとが向かい合い、金属製部分５０と露出電極１０とが離れて対向するように取り付けられる。このように、露出電極１０と金属製部分５０（つまり、露出電極１１）とが空間をもって対向することでコンデンサとして機能することになり、本発明の水没センサ９として機能する。

以上の構成によっても、水没センサ９の露出電極１１が筐体２０の外部にあり、もう一方の露出電極１０は筐体２０の開口部２０ａによって露出しているので、車両とともに筐体２０が水没した場合に、露出電極１０・１１間により迅速に水が浸入しやすく、水没の検出もより迅速に行うことができる。

（実施形態４）
また、接地側の露出電極１１と非接地側の露出電極１０とをプリント基板１に直接に実装しない構成とすることも可能である。以下では、この構成について図７を参照して説明を行う。図７は、実施形態４の水没センサ付きパワーウインドウ装置の一例を説明するための模式図である。なお、説明の便宜上、前述の実施形態の説明に用いた図に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する場合もあるものとする。

実施形態４の水没センサ付きパワーウインドウ装置は、非接地側の露出電極１０（＋電極）と接地側の露出電極１１（−電極）とがプリント基板１に直接に実装されていない点を除けば、実施形態１の水没センサ付きパワーウインドウ装置と同様の構成である。

実施形態４では、接地側の露出電極１１は、筐体２０外部にまで伸びたワイヤ６０ａを介して、プリント基板１のＧＮＤに接地されている。また、非接地側の露出電極１０は、筐体２０外部にまで伸びたワイヤ６０ｂを介して、コンデンサ１２と直列に接続されることで、車載バッテリの高位端に接続されている。ワイヤ６０ａ・６０ｂは、絶縁被覆導線であるものとする。

実施形態４の水没センサ９の露出電極１０・１１は、前述したような筐体２０外部にまで伸びた一対のワイヤ６０ａ・６０ｂを介してプリント基板１上の配線に電気的に接続されることで、図７に示すように筐体２０の外部に設けられている。また、例えば樹脂製のハウジング６１によって、露出電極１０・１１の周囲を囲って保護するとともに、露出電極１０・１１同士が離れて対向するように固定することでコンデンサとして機能できるようにする。なお、露出電極１０・１１の突出方向については当然開口されているものとする。

さらに、実施形態４の水没センサ付きパワーウインドウ装置では、筐体２０は例えば車両の運転席のシート下面よりも高い位置に取り付けられる一方、水没センサ９は車両の運転席のシート下面よりも低い位置に配置されるものとする。これによれば、筐体２０自体は運転席のシート下面よりも高い位置に搭載しながら、水没センサ９の露出電極１０・１１を運転席のシート下面よりも低い位置に設けるので、車両の水没時に筐体２０が水没するよりも先に水没の検出を迅速に行うことが可能になる。また、筐体２０が水没するよりも先に水没の検出を行うことが可能になるので、水没を検出したときには、筐体２０内部の配線は未だ水の浸入を受けていないこととなり、プリント基板１に実装された電子部品の正常な作動を確実なものとすることができる。

（実施形態５）
前述の実施形態１〜４では、本発明をパワーウインドウ装置に適用した構成を示したが、必ずしもこれに限らない。例えば、他の車両装置に適用する構成としてもよく、スタータ装置に適用することも可能である。以下では、この構成について図８を参照して説明を行う。図８は、実施形態５における水没センサ付きスタータ装置の回路図である。なお、水没センサ付きスタータ装置が請求項の水没対応車両装置に相当する。また、説明の便宜上、前述の実施形態の説明に用いた図に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する場合もあるものとする。

プリント基板１には、水没センサ９、コンデンサ１２、コンパレータ１３、リレー駆動用トランジスタ７１、スタータモータ駆動禁止用トランジスタ７２、抵抗素子ｒ２〜ｒ４、抵抗素子ｒ６が実装されている。また、本実施形態でも、プリント基板１がＥＣＵの筐体内に収容されている場合を例に挙げて説明を行う。

スタータモータ７４は直流モータであって、車両に搭載されたエンジンの始動を行うためのものである。スタータモータ７４の一端が車載バッテリの高位端に接続されている一方、他端はスタータモータ駆動用の切り替えリレー７３の共通接点に接続されている。切り替えリレー７３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。

スタータモータ駆動用の切り替えリレー７３のコイルは、抵抗素子ｒ６を通じてスタータモータ駆動用のリレー駆動用トランジスタ７１により通電制御され、リレー駆動用トランジスタ７１は車載バッテリの高位端に接続されている。

スタータモータ駆動禁止用トランジスタ７２は、コンパレータ１３から高電圧Ｈｉが与えられた場合にオン、低電圧Ｌｏが与えられた場合にオフとなる。スタータモータ駆動禁止用トランジスタ７２がオフの場合には、リレー駆動用トランジスタ７１からの電流は切り替えリレー７３のコイルに流れる。一方、スタータモータ駆動禁止用トランジスタ７２がオンの場合には、リレー駆動用トランジスタ７１からの電流をＧＮＤに流すことで、切り替えリレー７３のコイルに電流が流れないようにする。

水没センサ９、コンデンサ１２、コンパレータ１３の構成は、水没センサ付きパワーウインドウ装置の説明で述べたのと同様であるものとする。

続いて、非水没時及び水没時の動作説明を行う。非水没時には、コンデンサ１２と水没センサ９との容量分割で生じる電位が基準電位以下となるので、コンパレータ１３からはＬｏが出力され、スタータモータ駆動禁止用トランジスタ７２はオフとなる。よって、スタータリレー駆動信号がリレー駆動用トランジスタ７１に与えられると、切り替えリレー７３のコイルに電流が流れて切り替えリレー７３が切り替えられる。その結果、スタータモータ７４は通電されて駆動を開始する。なお、基準電位は、実施形態１で説明したのと同様に、抵抗素子ｒ２と抵抗素子ｒ４との抵抗分割で生じる電位であるものとする。

一方、水没センサ９の露出電極１０・１１が水没し、露出電極１０・１１間に水が浸入した場合には、コンデンサ１２と水没センサ９との容量分割で生じる電位が上記基準電位を上回るので、コンパレータ１３からはＨｉが出力され、スタータモータ駆動禁止用トランジスタ７２はオンとなる。スタータモータ駆動禁止用トランジスタ７２がオンされている場合には、電流がＧＮＤに流れるため、切り替えリレー７３のコイルに電流が流れない。よって、切り替えリレー７３が切り替えられず、スタータモータ７４は駆動を開始しない。よって、窓上昇禁止用トランジスタ６が請求項の制御部に相当し、スタータモータ駆動用の切り替えリレー７３が請求項の電源供給切り替え部に相当する。

以上の構成によれば、実施形態１と同様に、コンデンサ１２と水没センサ９との間の電位が露出電極１０・１１間の静電容量の増加により変化することをもとにして、車両の水没を精度良く検出することができる。また、水没センサ９の露出電極１０・１１には電流が僅かしか流れないので、水没時に露出電極１０・１１間に水が浸入した場合でも電気分解によって電極表面に絶縁物が堆積することが殆どない。従って、水没時にも電極表面が劣化しにくく、水没センサ９の検出精度が低下しにくい。さらに、水没センサ９の露出電極１０・１１が筐体２０の外部に突出して露出されているので、車両とともに筐体２０が水没した場合に、露出電極１０・１１間により迅速に水が浸入しやすく、水没の検出もより迅速に行うことができる。その結果、検出精度の低下を抑えながら車両の水没をより迅速に検出することが可能になる。

また、以上の構成によれば、水没時には、切り替えリレー７３によるスタータモータ７４への電源供給のオンへの切り替えを禁止するので、水没時におけるスタータモータ７４の作動を防止することができる。よって、水没時に、水没による配線間の電流リークによるスタータモータ７４の誤作動を防止することで、スタータモータ７４の誤作動による車載バッテリの電力消費を防ぐことができ、他の車載電気装置の作動に足りる電力を確保することが可能になる。

なお、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

１ プリント基板（配線基板）、２ 窓降下用の切り替えリレー、３ 窓上昇用の切り替えリレー、４ 窓降下用のリレー駆動用トランジスタ、５ 窓上昇用のリレー駆動用トランジスタ、６ 窓上昇禁止用トランジスタ（制御部）、７・８ フリーホイリングダイオード、９ 水没センサ（水没検出部）、１０ 露出電極（非接地側の電極）、１１ 露出電極（接地側の電極）、１２ コンデンサ（水没検出部）、１３ コンパレータ（水没検出部）、１４ 窓昇降用モータ（昇降用モータ）、１５ 窓降下用の操作スイッチ（パワーウインドウの降下用の操作スイッチ）、１６ 窓上昇用の操作スイッチ（パワーウインドウの上昇用の操作スイッチ）、１７・１８ リレーコイル、２０ 筐体、２０ａ 開口部、２１ コネクタ部、２１ａ ハウジング、２１ｂ しきり、２１ｃ スリット、４０ ブラケット（金属製の取り付け部品）、５０ 金属製部分（車体の金属製の部分）、６０ａ・６０ｂ ワイヤ（絶縁被覆導線）、７１ スタータモータ駆動用のリレー駆動用トランジスタ、７２ スタータモータ駆動禁止用トランジスタ（制御部）、７３ スタータモータ駆動用の切り替えリレー（電源供給切り替え部）、７４ スタータモータ、ｒ１〜ｒ６ 抵抗素子

Claims (5)

1. 車両に搭載され、
   前記車両の水没を検出する水没検出部と、
   前記水没検出部で水没を検出したことに応じた制御を行う制御部と、
   前記水没検出部の少なくとも一部及び前記制御部が実装された配線基板とを備え、
   前記配線基板が筐体内に収容されている水没対応車両装置であって、
   前記水没検出部は、
   互いに対向して配設されるとともに一方が接地されている一対の電極により構成されているとともに、両電極が前記筐体外部に露出されている水没センサと、
   所定の静電容量を有し、前記水没センサの電極のうちの非接地側の電極と直列に接続されるとともに、非接地側の電極と接続されていない端子側で直流電圧の印加を受けることが可能となっているコンデンサとを含んでおり、
   前記両電極は、接地側の電極の全体が前記筐体外部に設けられている一方、非接地側の電極は前記筐体内部に設けられており、非接地側の電極は、前記筐体の面のうち、接地側の電極と非接地側の電極とに挟まれた面に設けられた開口部によって筐体外部に露出されており、
   前記コンデンサの静電容量と前記両電極間の静電容量との比に応じた前記コンデンサと前記水没センサとの間の電位が、前記両電極間の静電容量の増加により変化することをもとにして水没を検出することを特徴とする水没対応車両装置。
2. 請求項１において、
   前記筐体を前記車両の車体に取り付けるための金属製の取り付け部品を前記接地側の電極として用いることを特徴とする水没対応車両装置。
3. 請求項１において、
   前記車両の車体の金属製の部分を前記接地側の電極として用いることを特徴とする水没対応車両装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項において、
   前記車両のパワーウインドウを昇降するための昇降用モータと、
   前記車両のパワーウインドウの上昇用及び降下用の操作スイッチとを備え、
   前記制御部は、
   前記水没検出部によって水没の検出が行われていない場合には、前記操作スイッチの信号に基づいて前記昇降用モータを昇降させる制御を行うとともに、
   前記水没検出部によって水没の検出が行われた場合には、前記昇降用モータによるパワーウインドウの上昇を禁止する一方、パワーウインドウの降下は許可する制御を行うことを特徴とする水没対応車両装置。
5. 請求項１〜３のいずれか１項において、
   前記車両に搭載されたエンジンの始動を行うスタータモータと、
   前記スタータモータへの車載バッテリからの電源供給のオンオフの切り替えを行う電源供給切り替え部とを備え、
   前記制御部は、
   前記水没検出部によって水没の検出が行われた場合には、前記電源供給切り替え部による電源供給のオンへの切り替えを禁止する制御を行うことを特徴とする水没対応車両装置。

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