JPH0320971B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は有接点式検出端を有する制御装置にお
ける前記接点部分のサージ保護回路に関するもの
である。 従来一般に採用されている各種センサ等にあつ
ては機械的接触子を有していてこの接触子が被接
触物と接することによつて電位を感知し、それに
よつて得られた信号に基づいて制御系を作動させ
る如き装置が通例となつている。前記接触子とは
単純な接点材料の断接に基くスイツチに限定され
るものではなく、配線パターン上を摺動子が摺動
移動する様なエンコーダ又はポテンシヨメータ等
も含む。 上記の如き従来装置の一例として、自動車等の
減衰力可変型液圧緩衝器用制御回路例及び、この
装置内に採用されていて、減衰力調整用モータの
回転角度位置検出用エンコーダ例を第１図乃至第
４図を用いて説明する。 第１図において１は所望の減衰力設定位置（こ
の従来例では、高、中、低の三つに区分された各
減衰力設定位置）の一つを選択する切換スイツチ
（この従来例では、ロータリー方式の切換スイツ
チ１ａを備えたスイツチ回路）、２はこの切換ス
イツチ１により選択された一つの選択信号を受け
てその選択信号に応じて選択基準信号を発生する
選択基準信号発生回路、３はこの選択基準信号発
生回路２から出力された選択基準信号と、後述す
るモータ４の回転角度位置に対応した出力信号と
を比較して、これら選択基準信号及び出力信号の
不一致または一致を判別する信号比較回路、５は
この信号比較回路３から出力された不一致または
一致の各信号を受けて作動するモータ駆動回路で
ある。４は前記モータ駆動回路５により駆動又は
停止するモータ、６はこのモータ４の、詳しくは
このモータ４の駆動軸４ａの回転角度位置を検出
して前記信号比較回路３にその回転角度位置に対
応した出力信号を入力する回転角度位置検出回路
である。なお、この回転角度位置検出回路６が所
定のエンコーダで構成されている場合、この検出
回路６から出力された接点信号をデジタル信号に
変換して信号比較回路３に入力するための信号変
換回路７を、前記回転角度位置検出回路６と信号
比較回路３との間に設ける。 Ｔは前記モータ４によつて減衰力調整用の調整
子を回転する構造を有する液圧緩衝器であつて、
その詳細を第２図、第３図に示す。即ち第２図に
おいて９は作動液を充填した一端封止のシリン
ダ、１０はシリンダ９の他端を封止した状態で貫
通して延びるピストンロツドである。１１は前記
シリンダ９内に摺動可能に嵌挿されたピストンで
あり、このピストン１１によつて前記シリンダ９
内部が上部液室１２と下部液室１３との二室に隔
成されている。このピストン１１には前記上部、
下部の各液室１２，１３間を置換作動する作動液
に流通抵抗を生じさせる減衰力発生手段１４が備
えられている。 １５は前記ピストンロツド１０とピストン１１
とを連繋する全体として筒状のスタツドであつ
て、このスタツド１５の内部には調整子収容部１
６及び該調整子収容部１６内と下部液室１３とを
連通する軸方向の貫通孔１７が夫々形成されてい
る。更にスタツド１５の筒壁部１５ａには、第２
図の−線に沿つた断面図である第３図に示し
たように、上部液室１２と開口連通する互いに異
なる開口面積をもつて円周方向に所定の間隔を置
いて配設された各オリフイス１８，１９，２０が
穿設されている。 前記スタツド１５の調整子収容部１６内には、
ピストンロツド１０の中空部内に収容配置された
モータ４により回転駆動される調整子８が回転可
能に収納されており、この調整子８には前記下部
液室１３に向かつて開口連通する軸方向の通孔２
２及びこの通孔２２と前記スタツド１５に設けた
各オリフイス１８，１９，２０のいずれか一つと
選択的に連通可能な連通孔２３が夫々形成されて
いる。尚前記モータ４の入力端は、所定のハーネ
ス２４，２４を介して第１図に示すようにモータ
駆動回路５に接続されており、モータ４はこのモ
ータ駆動回路５により駆動されるようになつてい
る。 以上のような制御回路Ｓ及び液圧緩衝器Ｔの構
成によれば、ピストン１１を伴うピストンロツド
１０の上下動により、ピストン１１に設けた減衰
力発生手段１４を構成する貫通油路２５，２５の
いずれか一方を、これら各貫通油路２５，２５の
一方の開口端を閉塞しているバルブプレート２
６，２６のばね力による抵抗を受けつつ、前記上
部、下部の各液室１２，１３間に作動液を置換流
動させて、所望の減衰力を確保することができ
る。 一方自動車等の走行状況に応じて、任意の減衰
力設定位置、例えば第１図に示した如く中減衰力
設定位置を選択し、切換スイツチ１を切換える
と、この切換スイツチ１からの選択信号に応じた
選択基準信号が選択基準信号発生回路２から出力
される。この選択基準信号は信号比較回路３に接
続されており、又この比較回路３には前記選択基
準信号の外、回転角度位置検出回路６からモータ
４に設けられている駆動軸４ａの現時点での回転
角度位置を示す回転位置検出信号が信号変換回路
７によりデイジタル値に変換されて入力されてい
るので、これら２つの信号がこの信号比較回路に
おいて比較される。この信号比較回路３において
前記２つの信号が一致している場合には一致信号
が、又一致していない場合には不一致信号が出力
される。したがつてこれら各信号によりモータ駆
動回路５が作動される。即ちモータ駆動回路５に
一致信号が入力されている場合には、このモータ
駆動回路５からのモータ４への駆動電流の供給が
停止され、従つてモータ４の回転が停止する。一
方モータ駆動回路５に不一致信号が入力されてい
る場合には、この不一致信号に応じて駆動電流が
モータ駆動回路５からモータ４に供給され、従つ
て前記信号比較回路３からの出力信号が一致信号
となるまでモータ４の回転が継続される。このよ
うにして切換スイツチ１で選択された中減衰力設
定用のスタツド１５に設けたオリフイス１９に、
調整子８の連通孔２３が開口連通することとな
る。このため前記上部、下部各液室１２，１３間
を置換流通する作動液の一部を、前記オリフイス
１９内を通じてパイパス通過させることにより、
前記減衰力発生手段１４で得られる減衰力を調整
して、所望の減衰力を確保することができる。 上記構成を有する制御回路Ｓの一部をなす回転
角度位置検出回路６の具体例を第４図を用いて説
明する。即ち同図は通常のエンコーダを構成する
導電パターンの一例であつて、絶縁性基板上に第
１導電パターン３１、第２導電パターン３２及び
共通導電パターン３３が同心円状に形成されてお
り、且つ中心点０から、上記各パターンをカバー
するように接触子３４が延設されていて、中心点
０を回動中心とする前記モータ４の回転駆動力に
よつて接触子３４が各パターン３１，３２，３３
上を摺接しつつ回転する。Ａは第１導電パターン
３１の電極であり、Ｂは第２導電パターン３２の
電極、Ｃは同様に共通導電パターン３３の電極で
ある。今夫々の導電パターンの形状に合わせて接
触子の回転領域をａ，ｂ，ｃ，ｄの４領域に分割
して考えてみる。そして接触子３４が第１又は第
２導電パターンに接触している場合を「１」、非
接触の場合を「０」とした際に電極Ａ，Ｂに得ら
れる信号は表１のようになる。

【表】 即ち表１より理解されるように、接触子３４
が、同一の領域内にある場合には、その角度位置
のわずかな相違に関係なく、常に同一の信号が電
極Ａ，Ｂに出力されていることになり、前記モー
タ４の回転角度位置は４領域に分割され、信号変
換回路７によつてデイジタル値に変換した後、信
号比較回路３に入力される。 上記構成において、モータ等負荷を駆動する電
源は、自動車に積載したバツテリ又は発電機より
導出するのが通例であるが、車両走行上において
発生しやすく、且つ自動車特有の高電圧サージに
よる悪影響があり、この高電圧サージによつて主
としてエンコーダ等における接点障害を惹起する
難点がある。即ち上記例の場合、第１導電パター
ン３１、第２導電パターン３２及び共通導電パタ
ーン３３或いはこれらの導電パターン３１，３
２，３３に夫々接触する接触子３４の接点部分
が、前記サージ電流に基づく破壊現象を起して接
触不良となり、動作上の障害となり易い。このよ
うな高電圧サージから接点を保護するために、従
来一般にはコンデンサ、コイル、抵抗等を用いた
フイルター回路を挿入してサージの吸収を行わし
める手段が行われているが、これらの回路要素を
挿入すると、固有の時定数の影響によつて作動時
間が遅延することになり、切換え時のタイムロス
の為に装置全体の動作緩慢化の原因となる欠点が
あつた。一方、従来から二線式機器と非本質安全
側端子との間に電流制限回路と電圧制限素子及び
ヒユーズから成る第１、第２のツエナーバリヤ回
路を直列に接続して、電力供給線に異常電圧が印
加された場合に一方のツエナーバリヤを構成する
電圧制限素子をオンとしてヒユーズを熔断させ、
該ツエナーバリヤの出力電圧を低い値に保持して
本質安全側に流れ込む電流値を制限値以下に抑え
るようにした回路も知られているが、上記第１、
第２のツエナーバリヤ内に配置される電圧制限素
子の規格値を異ならしめる必要がある上、各ツエ
ナーバリヤ内にヒユーズを設けなければならなの
で、構成が複雑化してしまうという難点を有して
いる。 本発明は上記の如き従来の有接点式検出端にお
ける接点障害を防止し得るとともに、作動時間の
遅延がなく、制御系の応答速度を極めて大きくす
ることができる装置の提供を目的とするものであ
り、この目的を達成するために前記有接点式検出
端を電源ライン及びグランドラインから切離すよ
うに構成するとともに、検出端へ接続する電源ラ
インと接地間に第１のツエナーダイオードを配設
し、更に前記検出端から制御信号出力端子側へ接
続された出力ラインと接地間に、前記第１のツエ
ナーダイオードと同一の規格値を有する第２のツ
エナーダイオードを配設したことを特徴とする有
接点式検出端におけるサージ保護回路を提供する
ことを主眼としている。 以下図面を参照して本発明の実施例に関し説明
を行う。即ち第５図において、４１は有接点式検
出端を概念的に示しており、この例ではスイツチ
片４２と保護抵抗４３（Rs）とを具備している。
保護抵抗４３はスイツチ片４２の持つ固有抵抗、
もしくは外部より挿入した固定抵抗を示し、スイ
ツチがオンとなつた際の過電流から接点材料を保
護する機能を有する。 ４４は制御系を示しており、信号出力端子４５
より検出端４１で感知した電気的信号を出力す
る。４６はバツテリ等電源、４７はブリーダー抵
抗であつて、前記有接点式検出端４１はラインｘ
−x′及びラインＹ−Y′によつて電源ラインＥ及び
グランドライインＧから切り離すように構成して
ある。４８は第１のツエナーダイオードZ₁であつ
て、検出端４１へ接続する電源ラインＥと接地間
に逆方向に接続されている。４９は第２のツエナ
ーダイオードZ₂であつて、検出端４１から信号出
力端子４５側へ接続された出力ライン０と接地間
に逆方向に接続されている。前記第１のツエナー
ダイオード４８と、第２のツエナーダイオード４
９は同一の規格値を有する部品を用いることが必
要である。尚５０は信号出力用抵抗である。 以下に本発明に係るサージ保護回路の動作に関
し説明すると、先ずｘ−x′ライン又はＹ−Y′ライ
ン間とアース間にプラス電圧を持つサージが印加
された場合、第１のツエナーダイオード４８と第
２のツエナーダイオード４９のサージ吸収効果に
よつて、検出端４１の両端部x′及びY′の電位が同
電位となる。即ち第１及び第２のツエナーダイオ
ード４８，４９のツエナー電圧が全く等しいと仮
定した場合、検出端４１のスイツチ片４２が断接
しても、サージ電流が全然流れないことになり、
スイツチ片４２の接点部分が電流に基づく破壊現
象を起すことがない。 しかしながら前記第１及び第２のツエナーダイ
オード４８及び４９のツエナー電圧VZ₁及びVZ₂
とが全く等しい様な部品を用いることは実際上不
可能であり、両ツエナーダイオードのツエナー電
圧には微小な相違が発生することは避けられな
い。今第１のツエナーダイオード４８のツエナー
電圧をVZ₁、第２のツエナーダイオード４９のツ
エナー電圧をVZ₂とし、VZ₁＞VZ₂の場合を考え
ると、 Is＝VZ₁−VZ₂／Rs で得られるサージ電流Isが検出端４１に流れるこ
とになる。逆にVZ₁＜VZ₂の場合を考えるとサー
ジ電流が検出端４１に全く流れず、すべて第１の
ツエナーダイオード４８側に流れることは当然で
ある。 次に前記ｘ−x′ライン又はＹ−Y′ライン間とア
ース間にマイナス電圧を持つサージが印加された
場合を考えると、このマイナス電圧サージは夫々
第１及び第２のツエナーダイオード４８，４９に
対して順方向通電となつてアースに流れることに
なり、検出端４１にサージ電流が流れることはな
い。 以上の結果により、第１及び第２のツエナーダ
イオード４８，４９のツエナー電圧VZ₁とVZ₂と
の大小関係が、VZ₁＞VZ₂またはVZ₁＜VZ₂であ
る場合に限つて検出端４１には ｜Is｜＝｜VZ₁−VZ₂｜／Rs 式で得られるサージ電流｜Is｜が流れることに
なる。よつて検出端４１の最大許容電流Ipが Ip＞｜Is｜ となるように設定しておけば、検出端４１に対し
てサージ電流Isがくり返し印加されても、接点部
分の電流破壊を生じる惧れを無くすことができ
る。上記検出端４１の最大許容電流Ipは接点材料
の選択によつて決定する固有抵抗値又は挿入した
固定抵抗Rsによつて決定し得る。 以上詳細に説明したように、本発明によれば有
接点式検出端と制御系間のハーネスに起因するサ
ージ電流を、検出端を構成する接点部分に対して
基本的には印加することがなく、もしくは上記サ
ージ電流が印加されても検出端の最大許容電流Ip
よりも小さくなるように設定することができるの
で、接点障害を起こすことがほとんどなくなる利
点がある。よつて検出端の寿命が長くなり、信頼
性が向上する。更に従来の如きコンデンサ、コイ
ル等接点保護回路部品を取り付けていないので、
これら部品の時定数に基づく作動時間の遅れがな
くなり、制御系の応答速度を早くすることができ
るので、特に実施例で示した減衰力可変型液圧緩
衝器の場合には、希望する任意の緩衝特性が素早
く得られて車両の走行性能を向上させることがで
きる。又、本発明では従来から知られている電流
制御回路、電圧制限素子及びヒユーズを直列に接
続したツエナーバリヤ回路に比較して、ヒユーズ
等の熔断回路素子を用いていないので、回路自体
の構成が簡易化されるという効果が得られる。又
サージ保護回路としては、同一規格を有するツエ
ナーダイオード２本が主要部品であるので、回路
構成が容易であり、且つコストも低減することが
できるという利点があり、種々の有接点検出端と
制御系間をハーネスで連結した装置のサージ保護
回路に適用して著効を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の減衰力可変型液圧緩衝器用制御
回路を示すブロツク図、第２図は液圧緩衝器の構
成を示す要部断面図、第３図は第２図における
−線に沿う断面図、第４図は従来の回転角度位
置検出装置例を示す導電パターン平面図、第５図
は本発明に係る有接点式検出端におけるサージ保
護回路の一例を示す回路図である。 ４１……検出端、４２……スイツチ片、４３…
…保護抵抗、４４……制御系、４５……信号出力
端子、４６……電源、４７……ブリーダー抵抗、
４８……第１のツエナーダイオード、４９……第
２のツエナーダイオード、５０……信号出力用抵
抗。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 固有抵抗値を有する有接点式検出端を有し、
   該検出端で感知した電気的信号に基づいて制御系
   を作動させる如き制御装置において、 前記有接点式検出端を電源ライン及びグランド
   ラインから切り離すように構成するとともに、検
   出端へ接続する電源ラインと接地間に第１のツエ
   ナーダイオードを配設し、更に前記検出端から制
   御信号出力端子側へ接続された出力ラインと接地
   間に、前記第１のツエナーダイオードと同一の規
   格値を有する第２のツエナーダイオードを配設し
   たことを特徴とする有接点式検出端におけるサー
   ジ保護回路。