JP6815849B2

JP6815849B2 - 入力装置

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Publication number: JP6815849B2
Application number: JP2016231101A
Authority: JP
Inventors: 泉土肥; 高木　俊之; 俊之高木
Original assignee: U-SHINLTD.
Current assignee: U-SHINLTD.
Priority date: 2016-11-29
Filing date: 2016-11-29
Publication date: 2021-01-20
Anticipated expiration: 2036-11-29
Also published as: JP2018088627A

Description

本発明は、入力装置に関する。

車両には、車室内に吹き出す空調風を制御して、車室温を快適にする車両空調制御装置が搭載されている。この車両空調制御装置には、複数のアクチュエータを使用して、空調風の吹出し口の切替制御、温かい空気と冷たい空気の割合制御、および外気と内気との割合調節制御を行うものがある。これらの制御に加えて、車両によっては、運転席と助手席の各座席で温度調整制御を行うものや、大型車両の後部座席の空調制御を行うものがあり、アクチュエータの数は増加傾向にある。

アクチュエータ内のモータの駆動には、マイクロコンピュータ（以下、マイコン）からの制御信号に基づいてモータに電流を流すモータドライバＩＣ（以下、ドライバＩＣ）が使用されている。ドライバＩＣはモータの駆動だけではなく、自身に流れる電流値を検出し、所定値以上の大きさの過電流が検出された場合には、モータの駆動を停止するとともに、その旨を外部に通知する異常検出回路を備えているものがある。

例えば、異常検出回路が過電流を検出していない正常時には、その異常検出回路に対応する出力端子がハイインピーダンスに設定されたオープン状態となり、過電流を検出している異常時には、出力端子がローレベル信号を出力する。

例えば、図９は、１つのドライバＩＣで２つのモータを駆動する回路であり、モータの数と同じ２系統の異常検出回路を備えている。そして、それぞれの回路の異常状態を示す信号を異なる出力端子（Ｄ１、Ｄ２）から出力する。

図９の例では、ドライバＩＣの一方の異常検出回路に流れる電流が正常な場合には、ドライバＩＣの出力端子Ｄ１がＯＰＥＮとなり、マイコンの入力端子Ｉ１には、プルアップ抵抗Ｒ２１により、５Ｖ（Ｈｉｇｈ信号）が入力される。

一方、過電流が流れる異常時には、ドライバＩＣの出力端子Ｄ１からＬｏｗ信号が出力され、マイコンの入力端子Ｉ１には、０Ｖ（Ｌｏｗ信号）が入力される。そして、マイコンは、入力端子Ｉ１から入力される信号の電圧レベルに応じて、異常検出回路が正常であるのか、異常であるのかを判定する。具体的には、図１０に示すように、入力される電圧レベルがＨｉｇｈの場合には正常、Ｌｏｗレベルの場合には、異常と判定する。なお、もう一方の異常検出回路も同様の構成であり、ドライバＩＣの出力端子Ｄ２の出力信号とマイコンの入力端子Ｉ２への入力信号により、異常判定が行われる。

また、特許文献１には、ドライバＩＣ内部の温度上昇を検知する温度上昇検知回路（ＴＳＤ）の出力端子と、ドライバＩＣ内部のリセット回路用入力端子とを共用することにより、ドライバＩＣの増加に伴うマイコンの必要端子数の増加を抑制する技術が開示されている。

図１１に示すように、複数のドライバＩＣの各出力端子を単一のＡ／Ｄ変換用の入力端子および単一のプルアップ抵抗Ｒ３１に接続し、そのプルアップ抵抗Ｒ３１と各ドライバＩＣの内部抵抗Ｒ３２−１、Ｒ３２−２、・・・、Ｒ３２−ｎとにより分圧された電源電圧がアナログ信号としてマイコン入力端子に入力される。入力されたアナログ信号はＡ／Ｄ変換されてデジタル信号に変換され、マイコンは、このデジタル信号により、どのドライバＩＣが異常状態であるかを判定する。

特許２６４４４０３号公報

しかしながら、図９に示すような構成では、ドライバＩＣからデジタル信号がマイコンに入力される場合に、ドライバＩＣの異常検出回路の出力端子と同じ数の入力端子がマイコンに必要となる。そのため、上述した車両空調制御装置のように、より多くのアクチュエータが必要となる場合には、それに比例してドライバＩＣも必要となり、マイコンの入力端子数が足りなくなるおそれがある。

また、特許文献１に記載の技術では、複数のドライバＩＣが同時に異常状態となった場合、これらのドライバＩＣの内部抵抗Ｒ３２−１、Ｒ３２−２、・・・、Ｒ３２−ｎの少なくとも２つ以上が並列接続となり、その合成抵抗とプルアップ抵抗Ｒ３１により分圧された電圧がマイコンに入力されるため、各ドライバＩＣの出力状態における電圧値の差が小さくなる。そのため、抵抗値のバラツキや、ノイズが生じることによって、各出力端子の出力状態に対するマイコンの入力電圧値の範囲が重なってしまい、どのドライバＩＣが異常状態であるかを正しく判定できないことが懸念される。

そこで、本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、ドライバＩＣのように自身の状態に応じた出力信号を出力する信号出力部と、マイコンのように各出力信号が入力される制御部とを備える入力装置において、制御部の入力端子数を削減し、且つ、信号出力部の状態を正確に判定することができる入力装置を提供する。

形態１；本発明の１またはそれ以上の実施形態は、所定のアナログ電圧値が入力される入力端子と、前記所定のアナログ電圧値を所定のデジタル電圧値に変換するＡ／Ｄ変換器とを有し、前記所定のデジタル電圧値に基づいた制御を行う制御部と、オープン状態またはローレベル信号を出力する２つの出力モードを備えた複数の出力端子を有する信号出力部と、一端が前記入力端子に接続され、他端が前記複数の異なる出力端子にそれぞれ接続される複数の直列抵抗器と、前記複数の異なる出力端子をそれぞれ電源にプルアップする複数のプルアップ抵抗器と、を備えることを特徴とする入力装置を提案している。

形態２；本発明の１またはそれ以上の実施形態は、前記信号出力部は、前記制御部からの制御信号に基づいて負荷を駆動する駆動回路を含み、前記制御部は、前記所定のデジタル電圧値に基づいて、前記駆動回路に異常があるか否かを判定する異常判定部を備えることを特徴とする入力装置を提案している。

形態３；本発明の１またはそれ以上の実施形態は、前記複数の異なる出力端子は、第１の出力端子と第２の出力端子とから構成され、前記複数の直列抵抗器は、一端が前記入力端子に接続され、他端が前記第１の出力端子に接続される第１の直列抵抗器と、一端が前記入力端子に接続され、他端が前記第２の出力端子に接続される第２の直列抵抗器とから構成され、前記複数のプルアップ抵抗器は、前記第１の出力端子を前記電源にプルアップする第１のプルアップ抵抗器と前記第２の出力端子を前記電源にプルアップする第２のプルアップ抵抗器とから構成され、前記第１の出力端子および前記第２の出力端子が備える２つの出力モードによる４つの状態遷移時に前記入力端子へ入力される４つの前記所定のアナログ電圧値が前記制御部において、電気的に識別可能な電位差となるように、前記第１の直列抵抗器、前記第２の直列抵抗器、前記第１のプルアップ抵抗器、前記第２のプルアップ抵抗器の抵抗値が設定されていることを特徴とする入力装置を提案している。

形態４；本発明の１またはそれ以上の実施形態は、前記信号出力部は、前記第１の出力端子を有する第１の信号出力部と、前記第２の出力端子を有する第２の信号出力部と、で構成されることを特徴とする入力装置を提案している。

形態５；本発明の１またはそれ以上の実施形態は、前記信号出力部は、可動接点と固定接点とを有する複数のスイッチで構成されることを特徴とする入力装置を提案している。

本発明の１またはそれ以上の実施形態によれば、ドライバＩＣのように自身の状態に応じた出力信号を出力する信号出力部と、マイコンのように各出力信号が入力される制御部とを備える入力装置において、制御部の入力端子数を削減し、且つ、信号出力部の状態を正確に判定することができるという効果がある。

本発明の第１の実施形態に係る回路構成を示す図である。本発明の第１の実施形態に係る信号出力部の出力と制御部への入力電圧、異常判定結果との関係を示す図である。本発明の第１の実施形態に係る信号出力部の出力と制御部への入力電圧（具体的数値）、異常判定結果との関係を示す図である。本発明の第２の実施形態に係る回路構成を示す図である。本発明の第３の実施形態に係る回路構成を示す図である。従来の回路構成を示す図である。従来の回路構成における信号出力部の出力とマイコンへの入力電圧、異常判定結果との関係を示す図である。従来の回路構成における信号出力部の出力とマイコンへの入力電圧（具体的数値）、異常判定結果との関係を示す図である。従来の回路構成を示す図である。従来の回路構成におけるモータドライバＩＣの出力とマイコンへの入力電圧、異常判定結果との関係を示す図である。従来の回路構成を示す図である。

以下、本発明の実施形態について、図１から図８を用いて説明する。

＜第１の実施形態＞
図１から図３を用いて、本実施形態に係る入力装置１００について説明する。

＜入力装置の構成＞
本実施形態に係る入力装置１００は、図１に示すように、制御部１０と、信号出力部２０と、信号出力部２０の出力端子Ｄ１を電源にプルアップする抵抗器Ｒ１と、信号出力部２０の出力端子Ｄ２を電源にプルアップする抵抗器Ｒ２と、信号出力部２０の出力端子Ｄ１と制御部１０の入力端子Ｉｐの間に設けられた直列抵抗器Ｒ３と、信号出力部２０の出力端子Ｄ２と制御部１０の入力端子Ｉｐの間に設けられた直列抵抗器Ｒ４とから構成されている。

また、制御部１０は、Ａ／Ｄ変換器１１と異常判定部１２とをさらに備えている。Ａ／Ｄ変換器１１は、制御部１０の入力端子に入力された所定のアナログ電圧値を所定のデジタル電圧値に変換する。異常判定部１２は、Ａ／Ｄ変換器１１により変換された所定のデジタル電圧値に基づいて、信号出力部２０の異常状態を判定する。

なお、本実施形態において信号出力部２０は、図１に示すように、負荷として、２つのモータＭ１、Ｍ２を駆動する駆動部を備えたものである。駆動部は、２つのモータＭ１、Ｍ２を個別に駆動する２つのドライバを備えている。

信号出力部２０は、２つのドライバの出力電流をモニタし、過電流の有無を判定する機能を有しており、過電流を検出していない場合は、出力端子Ｄ１、Ｄ２をオープン状態とし、過電流を検出した場合には、ローレベル信号を出力する２つの出力モードを備えている。

図１に示すように、信号出力部２０の出力端子Ｄ１あるいはＤ２と制御部１０の入力端子Ｉｐの間には、信号出力部２０の出力端子Ｄ１を電源にプルアップする抵抗器Ｒ１と、信号出力部２０の出力端子Ｄ２を電源にプルアップする抵抗器Ｒ２と、信号出力部２０の出力端子Ｄ１と制御部１０の入力端子Ｉｐとの間に設けられた直列抵抗器Ｒ３と、信号出力部２０の出力端子Ｄ２と制御部１０の入力端子Ｉｐとの間に設けられた直列抵抗器Ｒ４が備えられている。

そのため、図２に示すように、信号出力部２０の出力端子Ｄ１の出力が「ＯＰＥＮ」、信号出力部２０の出力端子Ｄ２の出力が「ＯＰＥＮ」である場合には、プルアップ抵抗器Ｒ１、Ｒ２の作用により、制御部１０の入力端子Ｉｐには、「５Ｖ」（Ｈｉｇｈレベル信号）が入力される。

信号出力部２０の出力端子Ｄ１の出力が「Ｌｏｗ」、信号出力部２０の出力端子Ｄ２の出力が「Ｌｏｗ」である場合には、制御部１０の入力端子Ｉｐには、「０Ｖ」（Ｌｏｗレベル信号）が入力される。

信号出力部２０の出力端子Ｄ１の出力が「ＯＰＥＮ」、信号出力部２０の出力端子Ｄ２の出力が「Ｌｏｗ」である場合には、Ｒ４／（（Ｒ１＋Ｒ３）＋Ｒ４）＊５．００に相当する電圧レベルの信号が入力される。

信号出力部２０の出力端子Ｄ１の出力が「Ｌｏｗ」、信号出力部２０の出力端子Ｄ２の出力が「ＯＰＥＮ」である場合には、Ｒ３／（（Ｒ２＋Ｒ４）＋Ｒ３）＊５．００に相当する電圧レベルの信号が入力される。

一方で、制御部１０は、Ａ／Ｄ変換器１１を備えているため、信号出力部２０の出力端子Ｄ１の出力が「ＯＰＥＮ」、信号出力部２０の出力端子Ｄ２の出力が「Ｌｏｗ」である場合、信号出力部２０の出力端子Ｄ１の出力が「Ｌｏｗ」、信号出力部２０の出力端子Ｄ２の出力が「ＯＰＥＮ」である場合の入力信号を識別することができる。つまり、制御部１０は、上記４つの電圧レベルを有する入力信号を識別することができる。そのため、図２に示すように、識別した入力信号に基づいて、信号出力部２０の２つのドライバの状態を異常判定部１２により判定することができる。

図６のような構成であっても、理論的には、信号出力部の２つのドライバの状態をマイコン２００が判定することができる。この場合、図７に示すように、信号出力部の出力端子Ｄ１の出力が「ＯＰＥＮ」、信号出力部の出力端子Ｄ２の出力が「ＯＰＥＮ」である場合には、プルアップ抵抗器Ｒ１１の作用により、マイコン２００の入力端子Ｉｐには、「５Ｖ」（Ｈｉｇｈレベル信号）が入力される。

信号出力部の出力端子Ｄ１の出力が「Ｌｏｗ」、信号出力部の出力端子Ｄ２の出力が「Ｌｏｗ」である場合には、制御部１０の入力端子Ｉｐには、（Ｒ１２／／Ｒ１３）／（Ｒ１１＋（Ｒ１２／／Ｒ１３））＊５．００に相当する電圧レベルの信号が入力される。なお、「／／」は並列接続の合成抵抗を示し、（Ｒ１２／／Ｒ１３）は、（Ｒ１２＊Ｒ１３）／（Ｒ１２＋Ｒ１３）である。

信号出力部の出力端子Ｄ１の出力が「ＯＰＥＮ」、信号出力部の出力端子Ｄ２の出力が「Ｌｏｗ」である場合には、Ｒ１３／（Ｒ１１＋Ｒ１３）＊５．００に相当する電圧レベルの信号が入力される。

信号出力部の出力端子Ｄ１の出力が「Ｌｏｗ」、信号出力部の出力端子Ｄ２の出力が「ＯＰＥＮ」である場合には、Ｒ１２／（Ｒ１１＋Ｒ１２）＊５．００に相当する電圧レベルの信号が入力される。

なお、一般に、抵抗器の抵抗値には、バラツキが存在し、さらに、温度依存性を有する。また、本実施形態のように、負荷に大きな電流を流す回路や複数の回路が集積された基板では、ノイズの影響も考慮しなければ、Ａ／Ｄ変換を行ったとしても、例えば、信号出力部の出力端子Ｄ１の出力が「ＯＰＥＮ」、信号出力部の出力端子Ｄ２の出力が「Ｌｏｗ」である場合の信号の電圧レベルと、信号出力部の出力端子Ｄ１の出力が「Ｌｏｗ」、信号出力部の出力端子Ｄ２の出力が「ＯＰＥＮ」である場合の信号の電圧レベルと、信号出力部の出力端子Ｄ１の出力が「Ｌｏｗ」、信号出力部の出力端子Ｄ２の出力が「Ｌｏｗ」である場合の信号の電圧レベルと、を識別できない場合も想定される。

図６のような構成であっても、例えば、マイコン２００への入力電圧値の差が大きくなるように、Ｒ１１＝２ＫΩ、Ｒ１２＝３．６ＫΩ、Ｒ１３＝２．２ＫΩとした場合には、図８に示すように、理論的には、信号出力部の２つのドライバの状態をマイコン２００が判定することができる。しかしながら、図８の場合は、マイコンへの入力電圧値の差の最小値が、信号出力部の出力端子Ｄ１の出力が「ＯＰＥＮ」、信号出力部の出力端子Ｄ２の出力が「Ｌｏｗ」である場合と信号出力部の出力端子Ｄ１の出力が「Ｌｏｗ」、信号出力部の出力端子Ｄ２の出力が「Ｌｏｗ」である場合とで、０．５９Ｖとなり、抵抗器の抵抗値のバラツキや温度依存性、周辺のノイズの影響を考慮すると、最悪の場合、入力電圧値の範囲（Ａ／Ｄ変換器の分解能）が重なる可能性が大きい。

一方、本実施形態の構成では、例えば、制御部１０への入力電圧値の差が大きくなるように、電圧Ｒ１＝３．９ＫΩ、Ｒ２＝３．９ＫΩ、Ｒ３＝２０ＫΩ、Ｒ４＝１０ＫΩとすれば、図３のようになる。つまり、制御部１０への入力電圧値の差の最小値が、信号出力部２０の出力端子Ｄ１の出力が「ＯＰＥＮ」、信号出力部２０の出力端子Ｄ２の出力が「Ｌｏｗ」である場合と信号出力部２０の出力端子Ｄ１の出力が「Ｌｏｗ」、信号出力部２０の出力端子Ｄ２の出力が「Ｌｏｗ」である場合とで、１．４７Ｖとなる。

本実施形態の構成では、２つのドライバのいずれもが異常状態である場合に、制御部１０への入力電圧値を０．００Ｖに設定できるため、図６の構成とは異なり、制御部１０への入力電圧値の差の最小値を大きくすることができる。そのため、抵抗器の抵抗値のバラツキや温度依存性、周辺のノイズの影響を考慮しても制御部１０の入力電圧値の範囲（Ａ／Ｄ変換器の分解能）が重ならないようにすることができる。

したがって、本実施形態によれば、信号出力部２０の複数の出力端子の各出力状態において、制御部１０に入力される電圧値の差を大きくすることができるため、制御部１０の入力端子数を削減し、且つ、信号出力部２０の状態を正確に判定することができる。また、制御部１０が、駆動回路の異常を判定する異常判定部を備えることにより、安全に負荷を駆動することができる。なお、本実施形態においては、信号出力部２０の出力端子が２つの場合を例示して説明したが、これに限るものではない。

＜第２の実施形態＞
図４を用いて、本実施形態に係る入力装置１１０について説明する。本実施形態に係る入力装置１１０は、第１の実施形態に係る入力装置１００に対して、負荷であるモータＭ１、Ｍ２を駆動する駆動部を含む信号出力部２０をそれぞれの負荷に対して、個別に設けたものである。

＜入力装置の構成＞
本実施形態に係る入力装置１１０は、図４に示すように、制御部１０と、第１の信号出力部２１と、第２の信号出力部２２と、第１の信号出力部２１の出力端子Ｄ１を電源にプルアップする抵抗器Ｒ１と、第２の信号出力部２２の出力端子Ｄ２を電源にプルアップする抵抗器Ｒ２と、第１の信号出力部２１の出力端子Ｄ１と制御部１０の入力端子Ｉｐの間に設けられた直列抵抗器Ｒ３と、第２の信号出力部２２の出力端子Ｄ２と制御部１０の入力端子Ｉｐの間に設けられた直列抵抗器Ｒ４とから構成されている。なお、第１の実施形態と同一の符号を付す構成要素については、同様の機能を有することからその詳細な説明は、省略する。

第１の信号出力部２１は、モータＭ１を駆動する駆動部としてのドライバを備え、このドライバの出力電流をモニタし、過電流の有無を判定する機能を有している。第２の信号出力部２２は、モータＭ２を駆動する駆動部としてのドライバを備え、このドライバの出力電流をモニタし、過電流の有無を判定する機能を有している。そして、第１の信号出力部２１、第２の信号出力部２２は、ともに、過電流を検出していない場合は、その出力端子Ｄ１、Ｄ２をオープン状態とし、過電流を検出した場合には、ローレベル信号を出力する２つの出力モードを備えている。

図４に示すように、第１の信号出力部２１の出力端子Ｄ１と制御部１０の入力端子Ｉｐの間には、第１の信号出力部２１の出力端子Ｄ１を電源にプルアップする抵抗器Ｒ１と、第１の信号出力部２１の出力端子Ｄ１と制御部１０の入力端子Ｉｐとの間に設けられた直列抵抗器Ｒ３とが備えられている。また、第２の信号出力部２２の出力端子Ｄ２と制御部１０の入力端子Ｉｐとの間には、第２の信号出力部２２の出力端子Ｄ２を電源にプルアップする抵抗器Ｒ２と、第２の信号出力部２２の出力端子Ｄ２と制御部１０の入力端子Ｉｐとの間に設けられた直列抵抗器Ｒ４とが備えられている。

そのため、第１の信号出力部２１の出力端子Ｄ１の出力が「ＯＰＥＮ」、第２の信号出力部２２の出力端子Ｄ２の出力が「ＯＰＥＮ」である場合には、プルアップ抵抗器Ｒ１、Ｒ２の作用により、制御部１０の入力端子Ｉｐには、「５Ｖ」（Ｈｉｇｈレベル信号）が入力される。

第１の信号出力部２１の出力端子Ｄ１の出力が「Ｌｏｗ」、第２の信号出力部２２の出力端子Ｄ２の出力が「Ｌｏｗ」である場合には、制御部１０の入力端子Ｉｐには、「０Ｖ」（Ｌｏｗレベル信号）が入力される。

第１の信号出力部２１の出力端子Ｄ１の出力が「ＯＰＥＮ」、第２の信号出力部２２の出力端子Ｄ２の出力が「Ｌｏｗ」である場合には、Ｒ４／（（Ｒ１＋Ｒ３）＋Ｒ４）＊５．００に相当する電圧レベルの信号が入力される。

第１の信号出力部２１の出力端子Ｄ１の出力が「Ｌｏｗ」、第２の信号出力部２２の出力端子Ｄ２の出力が「ＯＰＥＮ」である場合には、Ｒ３／（（Ｒ２＋Ｒ４）＋Ｒ３）＊５．００に相当する電圧レベルの信号が入力される。

本実施形態の構成では、例えば、制御部１０への入力電圧値の差が大きくなるように、Ｒ１＝３．９ＫΩ、Ｒ２＝３．９ＫΩ、Ｒ３＝２０ＫΩ、Ｒ４＝１０ＫΩとすれば、制御部１０への入力電圧値の差の最小値が、第１の信号出力部２１の出力端子Ｄ１の出力が「ＯＰＥＮ」、第２の信号出力部２２の出力端子Ｄ２の出力が「Ｌｏｗ」である場合と第１の信号出力部２１の出力端子Ｄ１の出力が「Ｌｏｗ」、第２の信号出力部２２の出力端子Ｄ２の出力が「Ｌｏｗ」である場合とで、１．４７Ｖとなる。

本実施形態の構成では、２つのドライバのいずれもが異常状態である場合に、制御部１０への入力電圧値を０．００Ｖに設定できるため、図６の構成とは異なり、制御部１０への入力電圧値の差の最小値を大きくすることができる。そのため、抵抗器の抵抗値のバラツキや温度依存性、周辺のノイズの影響を考慮しても信号出力部２０の入力電圧値の範囲（Ａ／Ｄ変換器の分解能）が重ならないようにすることができる。

したがって、本実施形態によれば、第１の信号出力部２１および第２の信号出力部２２に対応する複数の出力端子の各出力状態において、制御部１０に入力される電圧値の差を大きくすることができるため、制御部１０の入力端子数を削減し、且つ、第１の信号出力部２１および第２の信号出力部２２の状態を正確に判定することができる。また、制御部１０が、駆動回路の異常を判定する異常判定部を備えることにより、安全に負荷を駆動することができる。なお、本実施形態においては、信号出力部が２つの場合を例示して説明したが、これに限るものではない。

＜第３の実施形態＞
図５を用いて、本実施形態に係る入力装置１２０について説明する。本実施形態に係る入力装置１２０は、第１の実施形態に係る入力装置１００に対して、信号出力部２０が、可動接点と固定接点とからなる２つのスイッチで構成されたものである。

＜入力装置の構成＞
本実施形態に係る入力装置１２０は、図５に示すように、制御部１０と、信号出力部２０と、信号出力部２０の出力端子Ｄ１を電源にプルアップする抵抗器Ｒ１と、信号出力部２０の出力端子Ｄ２を電源にプルアップする抵抗器Ｒ２と、信号出力部２０の出力端子Ｄ１と制御部１０の入力端子Ｉｐとの間に設けられた直列抵抗器Ｒ３と、信号出力部２０の出力端子Ｄ２と制御部１０の入力端子Ｉｐとの間に設けられた直列抵抗器Ｒ４とから構成されている。また、信号出力部２０は、可動接点と固定接点とからなる２つのスイッチで構成されており、各スイッチの可動接点の端子は出力端子Ｄ１、Ｄ２として直列抵抗器Ｒ３、Ｒ４に接続され、各スイッチの固定接点の端子はグランドに接続されている。なお、第１の実施形態、第２の実施形態と同一の符号を付す構成要素については、同様の機能を有することからその詳細な説明は、省略する。

信号出力部２０は、スイッチの可動接点が開状態の場合は、出力端子Ｄ１、Ｄ２をオープン状態とし、スイッチの可動接点が閉状態の場合には、ローレベル信号を出力する。

図５に示すように、信号出力部２０の出力端子Ｄ１あるいはＤ２と制御部１０の入力端子Ｉｐの間には、信号出力部２０の出力端子Ｄ１を電源にプルアップする抵抗器Ｒ１と、信号出力部２０の出力端子Ｄ２を電源にプルアップする抵抗器Ｒ２と、信号出力部２０の出力端子Ｄ１と制御部１０の入力端子Ｉｐとの間に設けられた直列抵抗器Ｒ３と、信号出力部２０の出力端子Ｄ２と制御部１０の入力端子Ｉｐとの間に設けられた直列抵抗器Ｒ４が備えられている。

そのため、信号出力部２０の出力端子Ｄ１の出力が「ＯＰＥＮ（可動接点が開状態）」、信号出力部２０の出力端子Ｄ２の出力が「ＯＰＥＮ（可動接点が開状態）」である場合には、プルアップ抵抗器Ｒ１、Ｒ２の作用により、制御部１０の入力端子Ｉｐには、「５Ｖ」（Ｈｉｇｈレベル信号）が入力される。

信号出力部２０の出力端子Ｄ１の出力が「Ｌｏｗ（可動接点が閉状態）」、信号出力部２０の出力端子Ｄ２の出力が「Ｌｏｗ（可動接点が閉状態）」である場合には、制御部１０の入力端子Ｉｐには、「０Ｖ」（Ｌｏｗレベル信号）が入力される。

信号出力部２０の出力端子Ｄ１の出力が「ＯＰＥＮ（可動接点が開状態）」、信号出力部２０の出力端子Ｄ２の出力が「Ｌｏｗ（可動接点が閉状態）」である場合には、Ｒ４／（（Ｒ１＋Ｒ３）＋Ｒ４）＊５．００に相当する電圧レベルの信号が入力される。

信号出力部２０の出力端子Ｄ１の出力が「Ｌｏｗ（可動接点が閉状態）」、信号出力部２０の出力端子Ｄ２の出力が「ＯＰＥＮ（可動接点が開状態）」である場合には、Ｒ３／（（Ｒ２＋Ｒ４）＋Ｒ３）＊５．００に相当する電圧レベルの信号が入力される。

一方で、制御部１０は、Ａ／Ｄ変換器１１を備えているため、信号出力部２０の出力端子Ｄ１の出力が「ＯＰＥＮ（可動接点が開状態）」、信号出力部２０の出力端子Ｄ２の出力が「Ｌｏｗ（可動接点が閉状態）」である場合、信号出力部２０の出力端子Ｄ１の出力が「Ｌｏｗ（可動接点が閉状態）」、信号出力部２０の出力端子Ｄ２の出力が「ＯＰＥＮ（可動接点が開状態）」である場合の入力信号を識別することができる。つまり、制御部１０は、上記４つの電圧レベルを有する入力信号を識別することができる。そのため、図２に示すように、識別した入力信号に基づいて、信号出力部２０の２つのドライバの状態を異常判定部１２により判定することができる。

なお、一般に、抵抗器の抵抗値には、バラツキが存在し、さらに、温度依存性を有する。また、本実施形態のように、負荷に大きな電流を流す回路や複数の回路が集積された基板では、ノイズの影響も考慮しなければ、Ａ／Ｄ変換を行ったとしても、例えば、信号出力部の出力端子Ｄ１の出力が「ＯＰＥＮ（可動接点が開状態）」、信号出力部の出力端子Ｄ２の出力が「Ｌｏｗ（可動接点が閉状態）」である場合の信号の電圧レベルと、信号出力部の出力端子Ｄ１の出力が「Ｌｏｗ（可動接点が閉状態）」、信号出力部の出力端子Ｄ２の出力が「ＯＰＥＮ（可動接点が開状態）」である場合の信号の電圧レベルと、信号出力部の出力端子Ｄ１の出力が「Ｌｏｗ（可動接点が閉状態）」、信号出力部の出力端子Ｄ２の出力が「Ｌｏｗ（可動接点が閉状態）」である場合の信号の電圧レベルと、を識別できない場合も想定される。

本実施形態の構成では、例えば、制御部１０への入力電圧値の差が大きくなるように、Ｒ１＝３．９ＫΩ、Ｒ２＝３．９ＫΩ、Ｒ３＝２０ＫΩ、Ｒ４＝１０ＫΩとすれば、図３のようになる。つまり、制御部１０への入力電圧値の差の最小値が、信号出力部２０の出力端子Ｄ１の出力が「ＯＰＥＮ（可動接点が開状態）」、信号出力部２０の出力端子Ｄ２の出力が「Ｌｏｗ（可動接点が閉状態）」である場合と信号出力部２０の出力端子Ｄ１の出力が「Ｌｏｗ（可動接点が閉状態）」、信号出力部２０の出力端子Ｄ２の出力が「Ｌｏｗ（可動接点が閉状態）」である場合とで、１．４７Ｖとなる。

本実施形態の構成では、２つのドライバのいずれもが異常状態である場合に、制御部１０への入力電圧値を０．００Ｖに設定できるため、制御部１０への入力電圧値の差の最小値を大きくすることができる。そのため、抵抗器の抵抗値のバラツキや温度依存性、周辺のノイズの影響を考慮しても制御部１０の入力電圧値の範囲（Ａ／Ｄ変換器の分解能）が重ならないようにすることができる。

したがって、本実施形態によれば、可動接点と固定接点とを有する複数のスイッチで信号出力部を構成した場合も、制御部の入力端子数を削減し、且つ、複数のスイッチの開閉状態を正確に判定することができる。なお、本実施形態においては、信号出力部２０の出力端子が２つの場合を例示して説明したが、これに限るものではない。

本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。

１０；制御部
１１；Ａ／Ｄ変換部
１２；異常判定部
２０；信号出力部
２１；第１の信号出力部
２２；第２の信号出力部
１００；入力装置
Ｒ１；抵抗器
Ｒ２；抵抗器
Ｒ３；抵抗器
Ｒ４；抵抗器
Ｍ１；モータ
Ｍ２；モータ

Claims

所定のアナログ電圧値が入力される入力端子と、前記所定のアナログ電圧値を所定のデジタル電圧値に変換するＡ／Ｄ変換器とを有し、前記所定のデジタル電圧値に基づいた制御を行う制御部と、
オープン状態またはローレベル信号を出力する２つの出力モードを備えた複数の出力端子を有する信号出力部と、
一端が前記入力端子に接続され、他端が前記複数の異なる出力端子にそれぞれ接続される複数の直列抵抗器と、
前記複数の異なる出力端子をそれぞれ電源にプルアップする複数のプルアップ抵抗器と、
を備え、
前記複数の異なる出力端子は、第１の出力端子と第２の出力端子とから構成され、
前記複数の直列抵抗器は、一端が前記入力端子に接続され、他端が前記第１の出力端子に接続される第１の直列抵抗器と、一端が前記入力端子に接続され、他端が前記第２の出力端子に接続される第２の直列抵抗器とから構成され、
前記複数のプルアップ抵抗器は、前記第１の出力端子を前記電源にプルアップする第１のプルアップ抵抗器と前記第２の出力端子を前記電源にプルアップする第２のプルアップ抵抗器とから構成され、
前記第１の出力端子および前記第２の出力端子が備える２つの出力モードによる４つの状態遷移時に前記入力端子へ入力される４つの前記所定のアナログ電圧値が前記制御部において、電気的に識別可能な電位差となるように、前記第１の直列抵抗器、前記第２の直列抵抗器、前記第１のプルアップ抵抗器、前記第２のプルアップ抵抗器の抵抗値が設定されていることを特徴とする入力装置。
前記信号出力部は、前記制御部からの制御信号に基づいて負荷を駆動する駆動回路を含み、
前記制御部は、前記所定のデジタル電圧値に基づいて、前記駆動回路に異常があるか否かを判定する異常判定部を備えることを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
前記信号出力部は、前記第１の出力端子を有する第１の信号出力部と、前記第２の出力端子を有する第２の信号出力部と、で構成されることを特徴とする請求項１又は２のいずれか１項に記載の入力装置。
前記信号出力部は、可動接点と固定接点とを有する複数のスイッチで構成されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の入力装置。