JP6108441B2 - Motor drive device - Google Patents
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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。 The present invention relates to a motor driving device used for a power window device of a vehicle.
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。 In a power window device that opens and closes a vehicle window by an electric motor, the motor is rotated forward or backward to open and close the window in accordance with the operation state of the operation switch. For example, when the operation switch is operated to the UP side, the motor is rotated forward and the window is closed, and when the operation switch is operated to the DOWN side, the motor is reversed and the window is opened. Control of forward and reverse rotation of the motor is performed by switching the direction of the current flowing through the motor in the motor drive circuit based on the signal from the operation switch.
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。 Some of such power window devices have an inundation detection function for preventing the motor from malfunctioning due to inundation of the motor drive circuit when rainwater or the like enters or the vehicle is submerged. .
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オンさせて、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。
For example, in the power window device described in
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。
The power window devices described in
上記のようなパワーウィンドウ装置において浸水があった場合、浸水が原因で回路に地絡が発生すると、窓開用のスイッチを操作してもモータが駆動されず、窓を強制的に開けなくなることがある。 If there is water in the above power window device, if a ground fault occurs in the circuit due to water, the motor will not be driven even if the window opening switch is operated, and the window will not be forced to open. There is.
本発明は、回路に地絡が発生しても、開閉体を確実に開動作させ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。 An object of the present invention is to provide a motor drive device that can reliably open and close an opening / closing body even when a ground fault occurs in a circuit.
本発明に係るモータ駆動装置は、開閉体を駆動するためのモータの一端を、電源またはグランドに接続するように切り替える第１リレーと、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リレーと、第１リレーのコイルと直列に接続され、開閉体を開動作させる第１指令に基づいて、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リレーを駆動する第１スイッチング素子と、第２リレーのコイルと直列に接続され、開閉体を閉動作させる第２指令に基づいて、モータの他端が電源に接続され、一端がグランドに接続されるように、第２リレーを駆動する第２スイッチング素子と、第２リレーのコイルと並列に接続され、第１指令に基づいて第１リレーが駆動される場合に、第２リレーの駆動を禁止する第３スイッチング素子とを備える。 A motor driving device according to the present invention switches a first relay for switching one end of a motor for driving an opening / closing body to be connected to a power source or a ground, and switches the other end of the motor to be connected to a power source or a ground. Based on a first command that is connected in series with the coil of the second relay and the first relay and opens and closes the opening / closing body, one end of the motor is connected to the power source and the other end is connected to the ground . A first switching element that drives one relay and a coil of the second relay are connected in series, and the other end of the motor is connected to the power source and one end is connected to the ground based on a second command for closing the opening / closing body. as will be, a second switching element for driving the second relay is connected in parallel with the coil of the second relay, when the first relay is driven based on the first command, driving the second relay And a third switching element to prohibit.
このようにすると、開閉体を開動作させる場合は、第１指令に基づいて、第１スイッチング素子により第１リレーが駆動されるとともに、第３スイッチング素子により第２リレーの駆動が禁止される。このため、第２スイッチング素子と第２リレーとの間で地絡が発生しても、地絡電流によって第２リレーが動作することはなく、第１リレーのみが動作する。したがって、第１リレーにより、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結果、モータに電流が流れて、開閉体を確実に開動作させることができる。 In this case, when the opening / closing body is opened, the first relay is driven by the first switching element and the driving of the second relay is prohibited by the third switching element based on the first command. For this reason, even if a ground fault occurs between the second switching element and the second relay , the second relay does not operate due to the ground fault current, and only the first relay operates. Therefore, one end of the motor is connected to the power source and the other end is connected to the ground by the first relay. As a result, a current flows through the motor, and the opening / closing body can be reliably opened.
本発明において、モータ駆動装置は、浸水を検知して浸水検知信号を出力する浸水検知回路と、開閉体を開動作させる際に操作される第１操作スイッチと、開閉体を閉動作させる際に操作される第２操作スイッチと、第１操作スイッチおよび第２操作スイッチの操作に基づいて、第１指令および第２指令をそれぞれ出力する制御部とをさらに備えている。第３スイッチング素子は、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オンして、第２リレーの駆動を禁止する。浸水検知回路が浸水検知信号を出力している状態で、第２操作スイッチが操作され、第１操作スイッチが操作されない場合は、第１スイッチング素子がオン、第２スイッチング素子がオン、第３スイッチング素子がオフとなる。第１スイッチング素子のオンにより第１リレーが動作し、第２スイッチング素子のオンにより第２リレーが動作する。第１リレーの動作および第２リレーの動作によって、モータの一端および他端が共に電源に接続され、当該モータに電流が流れなくなる。 In the present invention, the motor drive device detects a flood and outputs a flood detection signal, a first operation switch that is operated when the opening / closing body is opened, and a closing operation of the opening / closing body. The apparatus further includes a second operation switch to be operated, and a control unit that outputs the first command and the second command based on the operations of the first operation switch and the second operation switch, respectively . The third switching element is turned on when the first operation switch is operated in a state where the inundation detection circuit outputs the inundation detection signal, and prohibits the driving of the second relay . When the second operation switch is operated and the first operation switch is not operated while the inundation detection circuit is outputting the inundation detection signal, the first switching element is on, the second switching element is on, and the third switching is on. The element is turned off. The first relay operates when the first switching element is turned on, and the second relay operates when the second switching element is turned on. By the operation of the first relay and the operation of the second relay, one end and the other end of the motor are both connected to the power source, and no current flows through the motor.
本発明において、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、第２操作スイッチが操作されない場合に、第１スイッチング素子がオン、第２スイッチング素子がオフ、第３スイッチング素子がオンとなるように構成してもよい。この場合、第１スイッチング素子のオンにより第１リレーが動作し、第３スイッチング素子のオンにより第２リレーが非動作となる。そして、第１リレーの動作および第２リレーの非動作によって、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、当該モータに開閉体を開動作させる方向の電流が流れる。 In the present invention, the first switching element is turned on and the second switching element is turned off when the first operation switch is operated and the second operation switch is not operated in a state where the inundation detection circuit outputs the inundation detection signal. The third switching element may be turned on. In this case, the first relay operates when the first switching element is turned on, and the second relay is deactivated when the third switching element is turned on. Then, by the operation of the first relay and the non-operation of the second relay, one end of the motor is connected to the power source, the other end is connected to the ground, and a current flows in a direction that causes the motor to open and close.
本発明において、モータは、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、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、窓を閉じるための窓閉スイッチであってもよい。 In the present invention, the motor is a motor for opening and closing a vehicle window, the first operation switch is a window opening switch for opening the window, and the second operation switch is a window closing switch for closing the window. It may be.
本発明によれば、回路に地絡が発生しても、開閉体を確実に開動作させることが可能なモータ駆動装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, even if a ground fault generate | occur | produces in a circuit, the motor drive device which can open-close a body reliably can be provided.
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Here, a case where the present invention is applied to a power window device will be described as an example.
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。
As shown in FIG. 1, the power window device includes a
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。
FIG. 2 shows an example of the window opening /
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。
The
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。窓ガラス５１は、本発明における「開閉体」の一例である。
As the
図３は、本発明の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。
FIG. 3 shows a
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（第２指令）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（第１指令）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、モータ１３の回転数を検出する回転数検出センサ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。
The
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。
The
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。
The contact Y1 of the
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って、第１リレー２ａのコイルＸ１と直列に接続されている。詳しくは、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。
The transistor Q1 is a transistor for driving the
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って、第２リレー２ｂのコイルＸ２と直列に接続されている。詳しくは、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Ｒ１７、ダイオードＤ４、および抵抗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。さらに、トランジスタＱ２のベースは、抵抗Ｒ１７およびダイオードＤ７を介して、トランジスタＱ６のコレクタに接続されている。
The transistor Q2 is a transistor for driving the
トランジスタＱ３は、第２リレー２ｂの動作を禁止するためのトランジスタであって、第２リレー２ｂのコイルＸ２と並列に接続されている。詳しくは、コイルＸ２の一端は、トランジスタＱ３のコレクタに接続されており、コイルＸ２の他端は、トランジスタＱ３のエミッタに接続されている。トランジスタＱ３のコレクタ・エミッタ間には、ダイオードＤ６が接続されている。トランジスタＱ３のベース・エミッタ間には、抵抗Ｒ１５が接続されている。トランジスタＱ３のベースは、抵抗Ｒ１６およびダイオードＤ８を介して、トランジスタＱ６のコレクタに接続されている。
The transistor Q3 is a transistor for prohibiting the operation of the
トランジスタＱ５、Ｑ６は、トランジスタＱ２、Ｑ３を制御するためのトランジスタである。トランジスタＱ５のエミッタは、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Ｑ５のベースは、抵抗Ｒ１４およびダイオードＤ５を介して、後述するＤＯＷＮスイッチ４の一端に接続されている。トランジスタＱ５のベース・エミッタ間には、抵抗Ｒ１３が接続されている。トランジスタＱ５のコレクタは、抵抗Ｒ９を介してトランジスタＱ６のベースに接続されている。トランジスタＱ６のベース・エミッタ間には、抵抗Ｒ１０が接続されている。トランジスタＱ６のエミッタは、接地されている。トランジスタＱ６のコレクタは、ダイオードＤ７、Ｄ８のカソードに接続されている。
The transistors Q5 and Q6 are transistors for controlling the transistors Q2 and Q3. The emitter of the transistor Q5 is connected to the collector of the transistor Q4 of the
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。ＵＰスイッチ５の他端は、接地されている。
The
浸水検知回路１７は、１対の電極１ａ、１ｂからなる浸水検知パッド１と、スイッチング素子であるトランジスタＱ４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を介してトランジスタＱ１のベースに接続されているとともに、抵抗Ｒ４、ダイオードＤ４、および抵抗Ｒ１７を介して、トランジスタＱ２のベースに接続されている。また、トランジスタＱ４のコレクタは、トランジスタＱ５のエミッタに接続されている。
The
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。
Next, the operation of the
（１）浸水のない状態でＤＯＷＮ操作が行われた場合 (1) When a DOWN operation is performed without flooding
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はオフとなっている。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、Ｑ５、Ｑ６はいずれもオフ状態にある。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。
In a state where there is no water immersion, as shown in FIG. 3, since the
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がオンになると、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。ＵＰスイッチ５はオフ状態にあるので、ＵＰ入力端子Ｔ４への信号入力はない。
When a DOWN operation is performed from this state and the
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がオンする。一方、トランジスタＱ２、Ｑ３、Ｑ５、Ｑ６はオフのままである。トランジスタＱ１がオンすると、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。
When the
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。
As a result, a current path of power source B → contact Y1 →
ＤＯＷＮ操作を停止して、ＤＯＷＮスイッチ４がオフになると、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がオフになるので、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。
When the DOWN operation is stopped and the
（２）浸水のない状態でＵＰ操作が行われた場合 (2) When UP operation is performed without flooding
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がオンになると、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。ＤＯＷＮスイッチ４はオフ状態にあるので、ＤＯＷＮ入力端子Ｔ３への信号入力はない。
When the UP operation is performed from the state of no water immersion and the
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がオンする。一方、トランジスタＱ１、Ｑ３、Ｑ５、Ｑ６はオフのままである。トランジスタＱ２がオンすると、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。
When the
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。
As a result, a current path of power source B → contact Y2 →
ＵＰ操作を停止して、ＵＰスイッチ５がオフになると、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がオフになるので、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。
When the UP operation is stopped and the
（３）浸水が生じた場合 (3) When inundation occurs
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はオン状態となる。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。
When water intrusion into the
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」となってオンする。また、この浸水検知信号は、抵抗Ｒ４、ダイオードＤ４、および抵抗Ｒ１７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」となってオンする。すなわち、トランジスタＱ１、Ｑ２が共にオンとなる。一方、トランジスタＱ３、Ｑ５、Ｑ６はオフのままである。 Since this inundation detection signal is applied to the base of the transistor Q1 via the resistor R5, the transistor Q1 is turned on with the base potential being “H”. Further, since this flooding detection signal is applied to the base of the transistor Q2 via the resistor R4, the diode D4, and the resistor R17, the transistor Q2 is turned on with the base potential being “H”. That is, both the transistors Q1 and Q2 are turned on. On the other hand, the transistors Q3, Q5, and Q6 remain off.
トランジスタＱ１のオンにより、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。
When the transistor Q1 is turned on, a current flows from the power source B through the coil X1 of the
また、トランジスタＱ２のオンにより、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。
When the transistor Q2 is turned on, a current flows from the power source B through the coil X2 of the
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。
In this way, when water is flooded, both ends of the
（４）浸水状態でＤＯＷＮ操作が行われた場合 (4) When a DOWN operation is performed in a flooded state
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がオンすることにより、トランジスタＱ１、Ｑ２がいずれもオンとなっている。この状態から、図７に示すように、ＵＰスイッチ５はオフのままで、ＤＯＷＮスイッチ４をオンにすると、トランジスタＱ５のベースが、抵抗Ｒ１４、ダイオードＤ５、および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を経て、トランジスタＱ５のベースに電流が流れるので、トランジスタＱ５がオンとなる。そして、トランジスタＱ５のオンによって、トランジスタＱ６もオンとなる。
In the state where the water is flooded, as described with reference to FIG. 6, the transistor Q4 is turned on, so that the transistors Q1 and Q2 are both turned on. From this state, as shown in FIG. 7, when the
トランジスタＱ６がオンすることにより、トランジスタＱ２のベースは、抵抗Ｒ１７、ダイオードＤ７、およびトランジスタＱ６を介して接地される。このため、トランジスタＱ２は、ベース電流が流れなくなって強制的にオフとなる。トランジスタＱ２のオフにより、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。また、トランジスタＱ６のオンによって、トランジスタＱ３にベース電流が流れるので、トランジスタＱ３がオンとなる。これにより、第２リレー２ｂのコイルＸ２の両端が、トランジスタＱ３で短絡された状態となる。一方、トランジスタＱ１は、トランジスタＱ６のオンによって影響を受けず、オン状態を維持する。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。
When the transistor Q6 is turned on, the base of the transistor Q2 is grounded via the resistor R17, the diode D7, and the transistor Q6. Therefore, the transistor Q2 is forcibly turned off because the base current does not flow. Since the current does not flow through the coil X2 of the
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。
As a result, a current path of power source B → contact Y1 →
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。
Thus, when the
ところで、本実施形態では、図８に示すように、第１リレー２ａおよび第２リレー２ｂが実装された基板１２Ａと、各リレー２ａ、２ｂの駆動回路が実装された基板１２Ｂとが分離しており、両基板がワイヤーＷで電気的に接続されている。ここで、ワイヤーＷが被覆のない裸の金属線であると、浸水によってワイヤーＷに地絡が生じる場合がある。そして、図８のｍ点で地絡が発生した場合、もしトランジスタＱ３が設けられていなければ、図９に示すように、電源ＢからコイルＸ２およびｍ点を経てグランドに地絡電流が流れ、コイルＸ２が通電状態となる。このため、第２リレー２ｂが動作して、接点Ｙ２が電源Ｂ側に切り替わる。その結果、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、ＤＯＷＮスイッチ４を操作してもモータ１３が回転せず、窓を開くことができなくなる。
By the way, in this embodiment, as shown in FIG. 8, the board |
しかるに、本実施形態においては、第２リレー２ｂのコイルＸ２と並列にトランジスタＱ３を接続し、浸水時にＤＯＷＮスイッチ４を操作したときは、トランジスタＱ３がオンするようにしてある。したがって、トランジスタＱ３のオンによりコイルＸ２の両端が短絡されるので、図８のｍ点で地絡が発生しても、地絡電流はトランジスタＱ３を流れ、コイルＸ２には流れない。このため、第２リレー２ｂの動作が禁止され、接点Ｙ２が電源Ｂ側に切り替わることはないので、モータ１３に図８で示す方向の電流が流れ、モータ１３が逆転する。これによって、浸水による地絡が発生した際にも、ＤＯＷＮスイッチ４の操作により窓を確実に開くことができる。
However, in this embodiment, the transistor Q3 is connected in parallel with the coil X2 of the
（５）浸水状態でＵＰ操作が行われた場合 (5) When UP operation is performed in the flooded state
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がオンすることにより、トランジスタＱ１、Ｑ２がいずれもオンとなっている。この状態から、図１０に示すように、ＤＯＷＮスイッチ４はオフのままで、ＵＰスイッチ５をオンにすると、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。
In the state where the water is flooded, as described with reference to FIG. 6, the transistor Q4 is turned on, so that the transistors Q1 and Q2 are both turned on. From this state, as shown in FIG. 10, when the
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はすでにオンとなっているので、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、引き続きオン状態を維持する。また、トランジスタＱ１も、浸水検知信号によりオン状態を維持したままである。一方、ＤＯＷＮスイッチ４がオフのため、トランジスタＱ５、Ｑ６はオフ状態を維持し、したがってトランジスタＱ３もオフのままである。このため、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は正転も逆転もせず、停止している。
However, since the transistor Q2 is already turned on by the inundation detection signal from the
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。
As described above, when the
以上述べた実施形態によれば、浸水が検知された場合に、トランジスタＱ１、Ｑ２のオンにより、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。
According to the embodiment described above, when the flooding is detected, both the
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Ｑ６のオンにより、トランジスタＱ２が強制的にオフとなるので、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。特に、車両の水没により、図８で説明したような地絡が発生した場合でも、トランジスタＱ３によって第２リレー２ｂの動作が禁止されるので、窓を確実に開いて脱出することができ、安全が確保される。
On the other hand, when the
また、上述した実施形態によれば、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。
Further, according to the above-described embodiment, the
ところで、上述した実施形態において、浸水が生じていない状態では、ＤＯＷＮスイッチ４がオンになっても、トランジスタＱ４がオフのため、トランジスタＱ５、Ｑ６がオンになることはない（図４）。トランジスタＱ５、Ｑ６がオンするのは、浸水によりトランジスタＱ４がオンし、かつ、ＤＯＷＮスイッチ４が操作された場合に限られる（図７）。このことには、以下のような意義がある。
By the way, in the above-described embodiment, in the state where water is not generated, even if the
非浸水時に、ＵＰスイッチ５の操作によりトランジスタＱ２がオンしている状態（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Ｑ６がオンしたとすると、トランジスタＱ２が直ちにオフとなって、第２リレー２ｂの動作が停止する。また、ＤＯＷＮスイッチ４がオンしてから端子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、すぐにはオンしない。このため、トランジスタＱ１、Ｑ２が一時的に共にオフとなる。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のオンと連動してＵＰスイッチ５はオフとなるが、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。
When the
しかるに、上記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Ｑ６はオンしないので、トランジスタＱ１、Ｑ２が共に一時的にオフになることはない。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。
However, in the above embodiment, the transistor Q6 is not turned on even if the
図１１は、モータ駆動装置１００の第１変形例を示している。この第１変形例では、図３のダイオードＤ７、Ｄ８を省略し、トランジスタＱ６と別にトランジスタＱ７を設けている。そして、トランジスタＱ６でトランジスタＱ２を制御し、トランジスタＱ７でトランジスタＱ３を制御するようにしている。トランジスタＱ７のコレクタは、抵抗Ｒ１６を介してトランジスタＱ３のベースに接続されている。トランジスタＱ７のベースは、抵抗Ｒ１８を介してトランジスタＱ５のコレクタに接続されている。トランジスタＱ７のエミッタは、接地されている。トランジスタＱ７のベース・エミッタ間には、抵抗Ｒ１９が接続されている。この第１変形例において、浸水状態でＤＯＷＮスイッチ４をオンにした場合は、トランジスタＱ５、Ｑ６、Ｑ７がオンとなって、図７の場合と同様の動作が行われる。
FIG. 11 shows a first modification of the
図１２は、モータ駆動装置１００の第２変形例を示している。この第２変形例では、図３のトランジスタＱ５を省略し、トランジスタＱ６のエミッタを、ＤＯＷＮスイッチ４の一端に接続している。トランジスタＱ６のベースは、抵抗Ｒ９を介してトランジスタＱ４のコレクタに接続されているとともに、抵抗Ｒ１０を介して接地されている。この第２変形例において、浸水状態でＤＯＷＮスイッチ４をオンにした場合は、トランジスタＱ６がオンとなって、図７の場合と同様の動作が行われる。
FIG. 12 shows a second modification of the
図１３は、モータ駆動装置１００の第３変形例を示している。この第３変形例では、第１リレー２ａのコイルＸ１と並列に、還流ダイオードＤａ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を接続している。この場合、還流ダイオードＤａ、Ｄｂは、コイルＸ１、Ｘ２に発生するサージを吸収して、トランジスタＱ１、Ｑ２を保護する役割を果たす。このため、トランジスタＱ１、Ｑ２の両端に、図３で示したツェナーダイオードＺ１、Ｚ２を設ける必要がない。
FIG. 13 shows a third modification of the
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。 In the present invention, the following various embodiments can be employed in addition to the above.
例えば、上述した実施形態では、浸水時にＤＯＷＮスイッチ４が操作された場合に、トランジスタＱ３をオンさせて、第２リレー２ｂの動作を禁止した。しかるに、非浸水時にＤＯＷＮスイッチ４が操作された場合も、トランジスタＱ３をオンさせて、第２リレー２ｂの動作を禁止してもよい。この場合は、ＤＯＷＮスイッチ４の操作に基づいて、ＣＰＵ１１からトランジスタＱ３をオンさせる制御信号を出力すればよい。このようにすることで、浸水以外の原因で図８のような地絡が発生した場合でも、窓を確実に開くことができる。
For example, in the above-described embodiment, when the
また、上述した実施形態では、ＤＯＷＮスイッチ４の操作に基づいて、トランジスタＱ３をオンさせた。しかるに、例えば、窓での挟み込みが検出された場合に、ＣＰＵ１１から出力される窓開を指令する信号に基づいて、トランジスタＱ３をオンさせてもよい。このようにすることで、挟み込みがあった状態で図８のような地絡が発生したとしても、窓を確実に開いて安全を確保することができる。
In the above-described embodiment, the transistor Q3 is turned on based on the operation of the
また、上述した実施形態では、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〜Ｑ６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。
In the above-described embodiments, the transistors Q1 to Q6 are used as switching elements in the
また、上述した実施形態では、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。
In the above-described embodiment, the example in which the
また、上述した実施形態では、モータ１３の回転数を検出する手段として、ロータリエンコーダのような回転数検出センサ１６を用いたが、センサを用いずに、モータ１３に流れる電流などに基づいて、モータ１３の回転数を検出してもよい。
Further, in the above-described embodiment, the rotation
さらに、上述した実施形態では、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、車両のサンルーフのような開閉体を動作させるモータ駆動装置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。 Furthermore, in the above-described embodiment, an example in which the present invention is applied to a power window device of a vehicle has been described. However, the present invention can also be applied to a motor drive device that operates an opening / closing body such as a sunroof of a vehicle. . The present invention can also be applied to a motor drive device used for purposes other than vehicles.
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
５１ 窓ガラス（開閉体）
１００ モータ駆動装置
Ｂ 電源
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）
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
2a First relay (first switching means)
2b Second relay (second switching means)
4 DOWN switch (first operation switch)
5 UP switch (second operation switch)
11 CPU (control unit)
13
100 Motor drive device B Power supply G Ground Q1 Transistor (first switching element)
Q2 transistor (second switching element)
Q3 transistor (third switching element)
X1 First relay coil X2 Second relay coil Y1 First relay contact Y2 Second relay contact
Claims (3)
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リレーと、
前記第１リレーのコイルと直列に接続され、前記開閉体を開動作させる第１指令に基づいて、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リレーを駆動する第１スイッチング素子と、
前記第２リレーのコイルと直列に接続され、前記開閉体を閉動作させる第２指令に基づいて、前記モータの他端が電源に接続され、一端がグランドに接続されるように、前記第２リレーを駆動する第２スイッチング素子と、
前記第２リレーのコイルと並列に接続され、前記第１指令に基づいて前記第１リレーが駆動される場合に、前記第２リレーの駆動を禁止する第３スイッチング素子と、
浸水を検知して浸水検知信号を出力する浸水検知回路と、
前記開閉体を開動作させる際に操作される第１操作スイッチと、
前記開閉体を閉動作させる際に操作される第２操作スイッチと、
前記第１操作スイッチおよび前記第２操作スイッチの操作に基づいて、前記第１指令および前記第２指令をそれぞれ出力する制御部と、を備え、
前記第３スイッチング素子は、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オンして、前記第２リレーの駆動を禁止し、
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２操作スイッチが操作され、前記第１操作スイッチが操作されない場合に、
前記第１スイッチング素子がオン、前記第２スイッチング素子がオン、前記第３スイッチング素子がオフとなり、
前記第１スイッチング素子のオンにより前記第１リレーが動作し、前記第２スイッチング素子のオンにより前記第２リレーが動作し、
前記第１リレーの動作および前記第２リレーの動作によって、前記モータの一端および他端が共に電源に接続され、当該モータに電流が流れないことを特徴とするモータ駆動装置。 A first relay for switching one end of a motor for driving the opening / closing body to connect to a power source or a ground;
A second relay for switching the other end of the motor to connect to a power source or a ground;
The first relay is connected in series with the coil of the first relay, and based on a first command to open the opening / closing body, one end of the motor is connected to a power source and the other end is connected to the ground . A first switching element for driving the relay ;
The second relay is connected in series with the coil of the second relay, and based on a second command for closing the opening / closing body, the other end of the motor is connected to a power source and one end is connected to the ground . A second switching element for driving the relay ;
A third switching element that is connected in parallel with the coil of the second relay and prohibits the driving of the second relay when the first relay is driven based on the first command;
An inundation detection circuit that detects inundation and outputs an inundation detection signal;
A first operation switch that is operated when the opening / closing body is opened;
A second operation switch operated when closing the opening / closing body;
A controller that outputs the first command and the second command based on the operation of the first operation switch and the second operation switch, respectively ,
The third switching element is turned on when the first operation switch is operated in a state where the inundation detection circuit outputs the inundation detection signal, and prohibits driving of the second relay,
When the second operation switch is operated and the first operation switch is not operated while the inundation detection circuit is outputting the inundation detection signal,
The first switching element is on, the second switching element is on, the third switching element is off,
The first relay operates when the first switching element is turned on, and the second relay operates when the second switching element is turned on,
A motor driving apparatus characterized in that one end and the other end of the motor are both connected to a power source by the operation of the first relay and the operation of the second relay, and no current flows through the motor.
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、前記第２操作スイッチが操作されない場合に、
前記第１スイッチング素子がオン、前記第２スイッチング素子がオフ、前記第３スイッチング素子がオンとなり、
前記第１スイッチング素子のオンにより前記第１リレーが動作し、前記第３スイッチング素子のオンにより前記第２リレーが非動作となり、
前記第１リレーの動作および前記第２リレーの非動作によって、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、当該モータに前記開閉体を開動作させる方向の電流が流れることを特徴とするモータ駆動装置。 The motor drive device according to claim 1 ,
When the first operation switch is operated and the second operation switch is not operated while the inundation detection circuit outputs the inundation detection signal,
The first switching element is on, the second switching element is off, the third switching element is on,
When the first switching element is turned on, the first relay is activated, and when the third switching element is turned on, the second relay is deactivated.
Due to the operation of the first relay and the non-operation of the second relay, one end of the motor is connected to the power supply, the other end is connected to the ground, and a current flows in the direction for opening the opening / closing body. The motor drive device characterized by this.
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。 In the motor drive device according to claim 1 or 2 ,
The motor is a motor for opening and closing a vehicle window,
The first operation switch is a window opening switch for opening the window;
The motor driving device, wherein the second operation switch is a window closing switch for closing the window.
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