JP7222288B2 - 制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、センサの検出結果に応じて駆動部品の動作を制御する制御装置に関する。

従来、センサの検出結果を取得し、この検出結果に基づいて駆動部品を駆動する制御装置が利用されてきた。一方、このような制御装置では、センサから電流が流れ出る端子と駆動部品から電流が流れ出る端子とが制御装置の接地端子と電気的に接続される場合がある。係る場合、駆動部品からセンサに電流が流れると、共通インピーダンスによって制御装置の接地端子の電位が接地電位から上昇し、センサの検出結果を用いる場合に支障をきたす可能性がある。このような接地電位の上昇を防止する対策が、例えば特許文献１に開示されている。

特許文献１に記載の回路基板は筐体に収容され、電子装置を構成している。回路基板には、増幅器やＡＤＣ（ＡＤコンバータ）等が実装される。増幅器のグランド及びＡＤＣのアナロググランドは回路基板に設けられた信号グランドに接続される。ＡＤＣのデジタルグランドは回路基板に設けられたロジックグランドに接続される。信号グランド及びロジックグランドは回路基板に設けられたパワーグランドに接続され、パワーグランドは金属導体と筐体とを介して、外部電源のグランドに接続される。このように特許文献１においては、筐体を介して回路基板と外部電源とを接続することで接地電位の上昇を防止している。

特開２０１８－８８５０９号公報

特許文献１に記載の技術では、上述したように筐体を介して回路基板と外部電源とを接続しているので、金属筐体を用いる必要がある。係る場合、電子装置の重量が増大し、更には筐体を固定する固定部品（例えば締結ネジ）を要し、コストアップの要因にもなる。

そこで、重量及びコストアップの増大を抑制して構成される制御装置が求められる。

本発明に係る制御装置の特徴構成は、樹脂筐体に収容され、センサの検出結果に応じて駆動部品の動作を制御する制御部と、前記制御部に電力を供給する電源と電気的に接続される電源端子と、前記電源端子を介して前記電力が供給され、前記センサの電力供給端子と電気的に接続される第１センサ接続端子と、前記センサの基準端子と電気的に接続される第２センサ接続端子と、前記センサが検出結果を出力する出力端子と電気的に直接接続される第３センサ接続端子と、前記駆動部品と電気的に接続され、前記駆動部品からの電流が流れる駆動部品接続端子と、前記第２センサ接続端子及び前記制御部の基準端子と電気的に接続され、接地される第１接地端子と、前記駆動部品接続端子と電気的に接続され、前記第１接地端子と分離した状態で接地される第２接地端子と、を備えている点にある。

このような特徴構成とすれば、制御部からの電流が流れ込む第１接地端子と、駆動部品からの電流が流れ込む第２接地端子とを互いに、制御装置内において分離して接地することができる。このため、駆動電流からの電流の大小にかかわらず、第２接地端子の電位の上昇を抑制することが可能となる。したがって、樹脂筐体を用いて制御装置を軽量化でき、更には安価に構成することが可能となる。また、制御装置がセンサの検出結果に応じて適切に駆動部品の駆動を制御することが可能となる。

また、前記駆動部品接続端子と前記第２接地端子との間に設けられる抵抗器と、前記樹脂筐体に収容され、前記抵抗器の一対の端子の電位差に基づいて前記駆動部品からの電流の電流値を検出する電流検出部と、前記抵抗器の前記一対の端子の夫々と前記第１接地端子との間に設けられたコンデンサと、を更に備えると好適である。

このような構成とすれば、駆動部品に流れる電流が変動した場合であっても、第２接地端子の接地に用いられるハーネスのＬ成分（インダクタンス成分）による第２接地端子の電位の上昇を抑制することが可能となる。したがって、制御装置がセンサの検出結果に応じて、より適切に駆動部品の駆動を制御することが可能となる。

また、前記第３センサ接続端子は、前記センサの検出結果を利用する他の制御装置のセンサ信号入力端子にも電気的に直接接続されていても良い。

このような構成であっても、制御装置がセンサの検出結果に応じて適切に駆動部品の駆動を制御することが可能となると共に、他の制御装置がセンサの検出結果に応じて適切に制御対象の駆動を制御することが可能となる。

制御装置の構成を示す図である。

本発明に係る制御装置は、接地電位の変動を抑制することができるように構成される。以下、本実施形態の制御装置１について説明する。なお、本実施形態では、制御装置１が車両に備えられる場合の例を挙げて説明する。

図１は、本実施形態の制御装置１の構成を示す模式図である。図１に示されるように、制御部１０、電源端子２１、第１センサ接続端子２２、第２センサ接続端子２３、第３センサ接続端子２４、駆動部品接続端子２５、第１接地端子２６、第２接地端子２７、抵抗器３０、電流検出部４０、コンデンサ５０を備えている。

制御部１０は、樹脂筐体に収容され、センサの検出結果に応じて駆動部品２の動作を制御する。樹脂筐体とは、本制御装置１の外装にあたり、樹脂材料を用いて形成された筐体である。理解を容易にするために、図１では太線で示している。センサとは、制御装置１が当該制御装置１の制御対象である駆動部品２の駆動の制御に用いる検出対象の変位量を検出する装置である。本実施形態では、例えば、車両の車高を検出する車高センサ３が相当する。したがって、以下ではセンサを車高センサ３として説明し、センサの検出結果とは、車高センサ３の検出結果が相当する。駆動部品２とは、本実施形態では車高センサ３の検出結果に応じて車両の車高を変更可能なシリンダの油圧を設定する制御弁の開閉を行うソレノイドが相当する。図１の例では、駆動部品２としてソレノイドを図示している。したがって、本実施形態では、制御部１０は、樹脂材料を用いて形成された筐体に内包され、車高センサ３の検出結果を用いて車両の車高を変更可能なシリンダの油圧を設定する制御弁の開閉を行うソレノイドの通電を制御する。

電源端子２１は、制御部１０に電力を供給する電源４と電気的に接続される。制御部１０に電力を供給するとは、制御部１０そのものが動作するための電力や、駆動部品２の駆動に必要な電力が供給されることをいう。また、後述するように車高センサ３が制御部１０を介して電力が供給されることから、上記電力には車高センサ３に供給する電力も含まれる。電源端子２１は、樹脂筐体から少なくとも一部が露出して設けられ、電源４と電気的に接続される。なお、本実施形態における電気的に接続とは、直接接続されるだけでなく、例えば他の部品を介して接続されることも含まれる。また、接続はケーブルやハーネスを用いて接続しても良いし、基板に形成された導電パターンを用いて接続しても良い。

第１センサ接続端子２２は、電源端子２１を介して電力が供給され、車高センサ３の電力供給端子３Ａと電気的に接続される。第１センサ接続端子２２も、樹脂筐体に対して少なくとも一部が露出して設けられる。「電源端子２１を介して電力が供給され」とは、電源４から電源端子２１に供給された電力を、第１センサ接続端子２２に供給することを意味する。本実施形態では、上述したように、電源端子２１に供給された電力は制御部１０に伝達される。したがって、電源４からの電力は制御部１０から第１センサ接続端子２２に供給される。本実施形態では、第１センサ接続端子２２は、車高センサ３の電力供給端子３Ａと直接、ハーネスを用いて接続される。

第２センサ接続端子２３は、車高センサ３の基準端子３Ｂと電気的に接続される。第２センサ接続端子２３も、樹脂筐体に対して少なくとも一部が露出して設けられる。車高センサ３の基準端子３Ｂとは、車高センサ３における基準電位を設定する電位が印加される端子である。後述するように、本実施形態では基準電位は接地電位が相当する。また、本実施形態では、第２センサ接続端子２３は、車高センサ３の基準端子３Ｂと直接、ハーネスを用いて接続される。

第３センサ接続端子２４は、車高センサ３が検出結果を出力する出力端子３Ｃと電気的に直接接続される。第３センサ接続端子２４も、樹脂筐体に対して少なくとも一部が露出して設けられる。車高センサ３が検出結果を出力する出力端子３Ｃとは、車高センサ３が検出対象である車両の車高を検出した結果を電気信号として出力する端子である。電気的に直接接続されるとは、他の部品や装置を介することなく、ケーブルやハーネスを用いて接続されることをいう。したがって、第３センサ接続端子２４は、車高センサ３が検出対象である車両の車高を検出した結果を電気信号として出力する出力端子３Ｃと直接ケーブルやハーネスを用いて接続される。本実施形態では、ハーネスを用いて接続される。

駆動部品接続端子２５は、駆動部品２と電気的に接続され、駆動部品２からの電流が流れる。駆動部品接続端子２５も、樹脂筐体に対して少なくとも一部が露出して設けられる。駆動部品２とは、本実施形態では上記制御弁の開閉を行うソレノイドであり、駆動部品２からの電流とは、ソレノイドから出力される電流が相当する。したがって、駆動部品接続端子２５は、ソレノイドと電気的に接続され、ソレノイドから出力される電流が流れ込むようにソレノイドと接続される。なお、本実施形態ではソレノイドに対しても制御部１０を介して電流が流れるように構成される。したがって、制御装置１にはソレノイドに電流を供給する接続端子２９も樹脂筐体に対して、少なくとも一部が露出するように設けられる。もちろん、ソレノイドに流れる電流は、制御部１０を介さずに、直接、電源４や電源端子２１を介して流れるように構成することも可能である。

第１接地端子２６は、第２センサ接続端子２３及び制御部１０の基準端子１０Ａと電気的に接続され、接地される。第１接地端子２６も、樹脂筐体に対して少なくとも一部が露出して設けられる。第２センサ接続端子２３には、上述したように車高センサ３の基準端子３Ｂが電気的に接続される。制御部１０の基準端子１０Ａとは、制御部１０における基準電位を設定する電位が印加される端子である。本実施形態では、第１接地端子２６は接地されることから、この基準電位は接地電位が相当する。したがって、車高センサ３の基準端子３Ｂも接地されることになる。

第２接地端子２７は、駆動部品接続端子２５と電気的に接続される。第２接地端子２７も、樹脂筐体に対して少なくとも一部が露出して設けられる。駆動部品接続端子２５とはソレノイドから出力される電流が流れ込む端子である。「駆動部品接続端子２５と電気的に接続され」とは、第２接地端子２７にソレノイドから出力される電流が流れるように接続されることを意味する。すなわち、第２接地端子２７と駆動部品接続端子２５との間に、他の部品が配置された状態でも、配置されていない状態でも良い。本実施形態では図１に示されるように、第２接地端子２７と駆動部品接続端子２５との間に、後述するスイッチング素子４１及び抵抗器３０が設けられている。したがって、ソレノイドから出力される電流は駆動部品接続端子２５、スイッチング素子４１、抵抗器３０、第２接地端子２７を通って接地電位に流れる。

また、第２接地端子２７は、第１接地端子２６と分離した状態で接地される。第１接地端子２６と分離しした状態とは、少なくとも第１接地端子２６と第２接地端子２７とが互いに直接接続された後、接地電位が印加可能に接地されるのではなく、第１接地端子２６と第２接地端子２７とが夫々、独立して（別体で設けられた状態で）直接接地されることを意味する。

上述したように、抵抗器３０は、駆動部品接続端子２５と第２接地端子２７との間に設けられる。抵抗器３０の一方の端子３０Ａは、駆動部品接続端子２５とドレーン端子が接続されたＭＯＳ－ＦＥＴ（metal-oxide-semiconductor field-effect transistor）（スイッチング素子４１の一例）のソース端子に接続される。抵抗器３０の他方の端子３０Ｂは、第２接地端子２７に接続される。なお、図１では、抵抗器３０は、樹脂筐体に収容される状態で示しているが、樹脂筐体の外部に設けても良い（外付けで設けても良い）。

ここで、スイッチング素子４１として用いられるＭＯＳ－ＦＥＴのゲート端子は、制御部１０と接続され、ＭＯＳ－ＦＥＴの開閉動作を行う制御信号が入力される。したがって、ＭＯＳ－ＦＥＴが閉状態の時に、駆動部品接続端子２５から、スイッチング素子４１及び抵抗器３０を介して第２接地端子２７に電流が流れ、ＭＯＳ－ＦＥＴが開状態の時には当該電流は流れない。なお、このＭＯＳ－ＦＥＴが閉状態になる時間、及び開状態になる時間は、車高センサ３からの検出結果に応じて制御部１０が設定する。

電流検出部４０は、樹脂筐体に収容され、抵抗器３０の一対の端子の電位差に基づいて駆動部品２からの電流の電流値を検出する。樹脂筐体とは、本制御装置１の外装であって、制御部１０を収容する樹脂材料を用いて形成された筐体である。本実施形態では、電流検出部４０は制御部１０と同じ樹脂筐体内に設けられる。抵抗器３０の一対の端子とは、上述したＭＯＳ－ＦＥＴのドレーン端子に接続される一方の端子３０Ａ、及び第２接地端子２７に接続される他方の端子３０Ｂである。電流検出部４０は、この２つの端子の夫々の電位を検出可能に接続される。電流検出部４０は、当該夫々の電位から抵抗器３０の一対の端子の電位差を算出し、当該電位差を抵抗器３０の抵抗値で除して駆動部品２からの電流の電流値を算定する。この電流値は制御部１０に伝達され、制御部１０によるＭＯＳ－ＦＥＴが閉状態になる時間、及び開状態になる時間の設定に利用される。

コンデンサ５０は、抵抗器３０の一対の端子の夫々と第１接地端子２６との間に設けられる。抵抗器３０の一対の端子とは、一方の端子３０Ａ及び他方の端子３０Ｂである。したがって、コンデンサ５０は、一方の端子３０Ａと第１接地端子２６との間に設けられるコンデンサ５１と、他方の端子３０Ｂと第１接地端子２６との間とに設けられるコンデンサ５２とからなる。コンデンサ５０の容量値は、第２接地端子２７を接地するのに用いられるハーネスのインダクタンスに応じて適宜、設定されるが、例えば数千ｐＦとすると好適である。

以上のように構成することで、制御部１０からの電流が流れ込む第１接地端子２６と、駆動部品２からの電流が流れ込む第２接地端子２７とを互いに、制御装置１内において分離して接地することが可能となる。例えばスイッチング素子４１（ＭＯＳ－ＦＥＴ）が開状態である場合であっても、第２接地端子２７の接地に用いられるハーネスのＬ成分（インダクタンス成分）による第２接地端子２７の電位上昇を抑制することができる。したがって、制御装置１を樹脂筐体を用いて軽量化でき、更には安価に構成することが可能となる。

ここで、本実施形態では、第３センサ接続端子２４は、車高センサ３の検出結果を利用する他の制御装置５のセンサ信号入力端子５Ａにも電気的に直接接続される。車高センサ３の検出結果とは、制御装置１が備えられる車両の車高の検出結果である。他の制御装置５は、この検出結果を利用する装置であって、例えばアブソーバの制御を行うアブソーバ制御装置が相当する。このような他の制御装置５は、本実施形態の制御装置１と同様に、樹脂筐体を用いる場合には制御装置１と同様に構成しても良いし、金属筐体を用いる場合には制御装置１とは異なるように構成しても良い。このような場合であっても、上述したように制御装置１を構成するので、第２接地端子２７の電位上昇を抑制することができ、車高センサ３の検出結果を適切に利用することが可能となる。

〔その他の実施形態〕
上記実施形態では、制御装置１が車両に備えられる場合の例を挙げて説明したが、制御装置１は車両以外に利用することも可能である。

上記実施形態では、センサが車高センサ３であって、駆動部品２が油圧制御弁の開閉を行うソレノイドであるとして説明したが、センサは車高センサ３とは異なるセンサであっても良いし、駆動部品２は油圧制御弁の開閉を行うソレノイドとは異なる部品であっても良い。

上記実施形態では、駆動部品接続端子２５と第２接地端子２７との間に抵抗器３０が設けられ、当該抵抗器３０の一対の端子間に電流検出部４０が設けられるとして説明した。しかしながら、制御装置１は抵抗器３０及び電流検出部４０を設けなくても良い。

上記実施形態では、抵抗器３０の一対の端子の夫々と第１接地端子２６との間にコンデンサ５０が設けられるとして説明したが、コンデンサ５０を設けなくても良い。また、コンデンサ５０は、抵抗器３０の一方の端子３０Ａと他方の端子３０Ｂとのうちの一方と、第１接地端子２６との間に設けることも可能である。

上記実施形態では、第３センサ接続端子２４は、センサの検出結果を利用する他の制御装置５のセンサ信号入力端子５Ａにも電気的に直接接続されているとして説明したが、第３センサ接続端子２４は、他の制御装置５のセンサ信号入力端子５Ａに接続されていなくても良い。

上記実施形態では、制御装置１について説明したが、例えば制御装置１、センサ、駆動部品２、及び他の制御装置５を備えた制御システムとして構成することも可能である。

本発明は、センサの検出結果に応じて駆動部品の動作を制御する制御装置に用いることが可能である。

１：制御装置
２：駆動部品
３：車高センサ（センサ）
３Ａ：電力供給端子
３Ｂ：基準端子
３Ｃ：出力端子
４：電源
５：他の制御装置
５Ａ：センサ信号入力端子
１０：制御部
１０Ａ：基準端子
２１：電源端子
２２：第１センサ接続端子
２３：第２センサ接続端子
２４：第３センサ接続端子
２５：駆動部品接続端子
２６：第１接地端子
２７：第２接地端子
３０：抵抗器
４０：電流検出部
５０：コンデンサ

Claims (3)

1. 樹脂筐体に収容され、センサの検出結果に応じて駆動部品の動作を制御する制御部と、
   前記制御部に電力を供給する電源と電気的に接続される電源端子と、
   前記電源端子を介して前記電力が供給され、前記センサの電力供給端子と電気的に接続される第１センサ接続端子と、
   前記センサの基準端子と電気的に接続される第２センサ接続端子と、
   前記センサが検出結果を出力する出力端子と電気的に直接接続される第３センサ接続端子と、
   前記駆動部品と電気的に接続され、前記駆動部品からの電流が流れる駆動部品接続端子と、
   前記第２センサ接続端子及び前記制御部の基準端子と電気的に接続され、接地される第１接地端子と、
   前記駆動部品接続端子と電気的に接続され、前記第１接地端子と分離した状態で接地される第２接地端子と、
   を備える制御装置。
2. 前記駆動部品接続端子と前記第２接地端子との間に設けられる抵抗器と、
   前記樹脂筐体に収容され、前記抵抗器の一対の端子の電位差に基づいて前記駆動部品からの電流の電流値を検出する電流検出部と、
   前記抵抗器の前記一対の端子の夫々と前記第１接地端子との間に設けられたコンデンサと、
   を更に備える請求項１に記載の制御装置。
3. 前記第３センサ接続端子は、前記センサの検出結果を利用する他の制御装置のセンサ信号入力端子にも電気的に直接接続されている請求項１又は２に記載の制御装置。

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