【発明の詳細な説明】
移動駆動装置を作動させるための装置
背景技術
本発明は、請求項１の上位概念部に記載の形式の、移動駆動装置を作動させる
ための装置から出発する。このような形式の装置は、ドイツ連邦共和国特許第３
１３５８８８号明細書に基づき公知である。前記ドイツ連邦共和国特許第３１３
５８８８号明細書に記載の構成では、トランジスタ制御される切換装置に作動モ
ータの右回転／左回転のために生じる信号を結合させて、故障発生時に作動モー
タの遮断を確実に行うための安全装置が開示されている。この公知の装置は故障
検知ロジックを有しており、この故障検知ロジックはブレークダウンしたトラン
ジスタや、ロックされた切換装置、たとえばリレーコンタクトの固着を故障発生
として検知する。
前記公知の装置の第１の構成では、両トランジスタの両制御入力側に制御信号
が存在せず、かつそれと同時に両トランジスタの少なくとも一方のトランジスタ
の出力側に、切換信号に相当する信号が生じた場合に、故障検知ロジックが、移
動駆動装置に含まれた作動モータの遮断を発動する。
前記公知の装置の別の構成では、両トランジスタの
両制御入力側に制御信号が存在せず、かつそれと同時に作動モータの少なくとも
１つの接続部に、接続電位に相当する電位が存在している場合に、故障検知ロジ
ックがやはり作動モータの遮断を発動する。
故障発生時における、移動駆動装置に含まれた作動モータの遮断は、たとえば
両トランジスタの両制御入力側に、作動モータの右回転・左回転を同時に接続す
る目的で制御信号を同時に供給することにより行われる。このような両制御信号
を同時に印加することにより、作動モータは無電流状態に保持される。
ジーメンス社（Ｓｉｅｍｅｎｓ ＡＧ）の社内報、注文番号Ａ２３００１−Ｇ
１２−Ｄ００６号、「ウムポールラージウス（Ｕｍｐｏｌｒａｄｉｕｓ）ＴＣＲ
Ａ」（１９９４年７月）に基づき、二重リレー（Ｄｏｐｐｅｌｒｅｌａｉｓ）
が公知である。この二重リレーは２つのリレーコイルと２つのリレーコンタクト
とを有している。両リレーコンタクトは唯一つの可動子によって作動させられる
。故障発生時に一方のリレーコンタクトが固着しても、他方のリレーコンタクト
を作動させることが可能となる。なぜならば、可動子が引き続き自由に運動可能
であるからである。対応するリレーコイルへの通電により、このコイルに対応す
るリレーコンタクトが作動させられる。前記二重リレーの制御装置において故障
が発生し、この場合、一方のコイルが常時通電されるようになると、他方のリレ
ーコンタクトをもはや閉じることができなくなる。なぜならば、可動子は、最初
に通電された方のコイルによって吸引されたままとなるからである。
本発明の課題は、故障発生時において高められた安全性を発揮する、移動駆動
装置を作動させるための装置を提供することである。
この課題は、請求項１の特徴部に記載の構成により解決される。
発明の利点
本発明によれば、作動モータを右回転／左回転させるためのリレー制御される
装置と、第１のリレーコイルを通電するための第１の半導体スイッチと、第２の
リレーコイルを通電するための第２の半導体スイッチとを有する、移動駆動装置
を作動させるための回路において、少なくとも１つの第３の半導体スイッチが設
けられており、該第３の半導体スイッチが、第１のリレーコイルおよび第２のリ
レーコイルと直列に接続されている。この第３の半導体スイッチの接続・遮断に
よって、第１のリレーコイルおよび第２のリレーコイルを通る電流の流れが遮断
されるか、または可能にされる。本発明の構成を用いると、特に第１の半導体ス
イッチおよび第２の半導体スイッチのために設定された制御信号の状態や、第１
の半導体スイッチおよび第２の半導体スイッチの状態とは無関係に、両リレーコ
イルを通る電流の流れを遮断することが可能となる。
請求項２以下には、本発明による装置の有利な構成が記載されている。
本発明の有利な構成では、第１の半導体スイッチが接続されているか、または
第２の半導体スイッチが接続されている場合にのみ、前記第３の半導体スイッチ
が接続されている。このような手段により、故障発生時、たとえば第１の半導体
スイッチまたは第２の半導体スイッチのブレークダウンの発生時における移動駆
動装置の不本意な運転開始が阻止される。
本発明による装置の安全性を高めるための別の有利な構成は、半導体スイッチ
の制御に関するものである。つまり、前記少なくとも１つの第３の半導体スイッ
チおよび場合によっては第１の半導体スイッチと第２の半導体スイッチの動的な
制御が行われる。動的な制御は、専ら交流電圧信号しか用いない当該半導体スイ
ッチの接続を可能にする。この場合、制御信号を供給する制御回路における故障
が発生して、制御信号が直流電圧レベルを有するようになると、移動駆動装置は
不本意に運動させられなくなる。
本発明の特に有利な構成では、妥当性チェックによって少なくとも、第１の半
導体スイッチまたは第２の半導体スイッチがブレークダウンしているかどうかを
チェックする安全装置が使用される。この安全装置はリレー制御される切換装置
をもチェック対象に含めていると有利である。これにより、リレーコンタクトの
固着を検出することができる。前記安全装置はさらに別の信号をチェック時に利
用すると有利である。
前記安仝装置は、第１の半導体スイッチおよび第２の半導体スイッチの両制御
入力側に制御信号が存在せず、かつそれと同時に第１の半導体スイッチまたは第
２の半導体スイッチの出力側に、接続状態に相当する信号が発生した場合に、第
１の遮断信号を送出する。
前記安全装置は、第１の半導体スイッチおよび第２の半導体スイッチの両制御
入力側に制御信号が存在せず、かつそれと同時に移動駆動装置の少なくとも１つ
の接続部に、接続電位に相当する電位が存在する場合に、第２の遮断信号を送出
する。
第３の遮断信号を発生させる、さらに別の構成では、少なくとも第１の半導体
スイッチおよび第２の半導体スイッチの制御信号を、移動駆動装置の運動状態を
表す信号とが比較されるようになっている。
第１の半導体スイッチおよび第２の半導体スイッチの少なくとも一方の半導体
スイッチがブレークダウンした場合に生じる第１の遮断信号と第３の遮断信号と
は、第１の半導体スイッチおよび第２の半導体スイッチのための、それぞれ接続
信号に相当する制御信号を同時に供給するために使用することができる。両リレ
ーコイルの同時通電、ひいては両リレーコイルの同時操作により、作動モータは
停止させられる。冒頭で説明した公知先行技術における二重リレーが使用される
場合には、第１の遮断信号と第３の遮断信号とが、前記第３の半導体スイッチの
遮断を生ぜしめる。このような手段を用いると、ブレークダウンした第１の半導
体スイッチまたは第２の半導体スイッチを通る電流の流れは遮断される。両リレ
ーコイルは無電流状態となり、したがって移動駆動装置を遮断する。
リレーコンタクトの固着を信号報知する第２の遮断信号は、やはり両リレーコ
イルを同時に通電するために使用することができる。固着したコンタクトに対し
て付加的に、他方のリレーのコンタクトが接続されるので、作動モータは停止さ
せられる。
移動駆動装置は自動車において使用されると有利である。このような移動駆動
装置は、たとえばウインド昇降駆動装置、スライド式昇降屋根駆動装置またはシ
ート調節駆動装置である。これらの移動駆動装置では、対象物、特に人間の身体
部分が挟まれる危険が存在する。移動駆動装置を作動させるための本発明による
装置は、このような使用事例において、故障発生時における安全性を単純な手段
により向上させる。
請求項２以下および以下の実施例の説明には、移動駆動装置を作動させるため
の本発明による装置の有利な構成が記載されている。
図面
図面には、移動駆動装置を作動させるための本発明による装置のブロック回路
図が示されている。
図示の作動モータ１０は移動駆動装置１１を作動させる。作動モータ１０の右
回転／左回転は、リレー制御される切換装置１２によって規定される。この切換
装置１２は第１のスイッチ１３と第２のスイッチ１４とを有している。第１のス
イッチ１３は第１のリレーコイル１５によって操作され、第２のスイッチ１４は
第２のリレーコイル１６によって操作される。第１のスイッチ１３は作動モータ
１０の第１の接続部１７をアース１８に接続するか、または給電接続部１９に接
続する。第２のスイッチ１４は作動モータ１０の第２の接続部２０をアース１８
に接続するか、または給電接続部１９に接続する。アース１８と給電接続部１９
との間には、エネルギ源２１が接続されている。
第１の半導体スイッチ２３の出力側２２に接続された第１のリレーコイル１５
は、この第１の半導体スイッチ２３を介してアース１８に接続され得る。第２の
半導体スイッチ２５の出力側２４に接続された第２のリレーコイル１６は、この
第２の半導体スイッチ２５を介してやはりアース１８に接続され得る。両リレー
コイル１５，１６は第３の半導体スイッチ２６を介して給電接続部１９に接続可
能である。
制御回路２７は第１の半導体スイッチ２３のための第１の制御信号２８と、第
２の半導体スイッチ２５のための第２の制御信号２９と、第３の半導体スイッチ
２６のための第３の制御信号３０とを供給する。第１
の制御信号２８は第１の信号変換器３１を介して第１の半導体スイッチ２３の制
御入力側３２に供給され、第２の制御信号２９は第２の信号変換器３３を介して
第２の半導体スイッチ２５の制御入力側３４に供給され、第３の制御信号３０は
第３の信号変換器３５を介して第３の半導体スイッチ２６の制御入力側３６に供
給される。
第３の信号変換器３５は詳細に図示されている。第１の信号変換器３１と第２
の信号変換器３３とは、第３の信号変換器３５と同様に実現可能である。第３の
信号変換器３５は分離コンデンサ３７を有しており、この分離コンデンサ３７を
介して第３の制御信号３０が供給される。分離コンデンサ３７と直列にダイオー
ド３８が接続されており、このダイオード３８は第４の半導体スイッチ４０の制
御入力側３９に接続されている。この制御入力側３９は放電抵抗４１とメモリコ
ンデンサ４２とを介してそれぞれアース１８に接続されている。電流制限抵抗４
３と直列に接続された第４の半導体スイッチ４０は、第３の半導体スイッチ２６
の制御入力側３６をアース１８に接続する。
安全装置４４は第１の遮断信号４５と第２の遮断信号４６と第３の遮断信号５
７とを制御回路２７に伝送する。この安全装置４４は、第１の半導体スイッチ２
３および第２の半導体スイッチ２５の制御入力側３２，３４において両半導体ス
イッチ２３，２５の出力側
２２，２４に生じる信号に関しても、作動モータ１０の両接続部１７，２０に生
じる電位に関しても、運動状態検出器５８によって供給される運動状態信号５９
に関しても、第１の半導体スイッチ２３および第２の半導体スイッチ２５の制御
出力側３２，３４の妥当性チェックを実施する。
第１の半導体スイッチ２３および第２の半導体スイッチ２５の両制御入力側３
２，３４は一致回路４７に接続されている。一致回路４７は第１のＡＮＤゲート
４９と、第２のＡＮＤゲート５０と、第３のＡＮＤゲート６０とに一致信号４８
を伝送する。
第１の半導体スイッチ２３および第２の半導体スイッチ２５の両出力側２２，
２４は、それぞれダイオード５１，５２を介して第１のインバータ５３に接続さ
れており、この第１のインバータ５３は第１のＡＮＤゲート４９に出力信号を伝
送する。両モータ接続部１７，２０は、それぞれダイオード５４，５５を介して
第２のインバータ５６に接続されており、この第２のインバータ５６は第２のＡ
ＮＤゲート５０に出力信号を送出する。
移動駆動装置１１を作動させるための本発明による装置は次のように作動する
：
制御回路２７は、作動モータ１０の右回転または左回転を発動させるための第
１の制御信号２８および第２の制御信号２９を供給する。第１の制御信号２８は
たとえば作動モータ１０の右回転を発動させる。第１の制御信号２８が、第１の
信号変換器３１（第３の半導体スイッチ２６の制御に関連して説明する）の通過
後に第１の半導体スイッチ２３の制御入力側３２に生じると、第１の半導体スイ
ッチ２３は切り換えられ、これによって第１のリレーコイル１５はアース１８に
接続される。第１のリレーコイル１５における通電は、第１のリレーコイル１５
を給電接続部１９に接続する第３の半導体スイッチ２６も同時に接続されている
場合にしか可能でない。したがって、第１の半導体スイッチ２３を接続するため
の第１の制御信号２８の他に、第３の半導体スイッチ２６を接続するための第３
の制御信号３０が制御回路２７によって供給されなければならない。
第３の制御信号３０は第３の信号変換器３５に入力される。この第３の信号変
換器３５は、交流電圧信号として提供される第３の制御信号３０を、第３の半導
体スイッチ２６の制御のために適した電圧に変換する役目を持っている。
分離コンデンサ３７は、第３の制御信号３０に場合によって存在する直流電圧
成分を分離する。交流電圧信号は引き続きダイオード３８を介してメモリコンデ
ンサ４２に供給される。放電抵抗４１と共に、メモリコンデンサ４２とダイオー
ド３８とはピーク電圧検出器を形成する。このピーク電圧検出器の時間定数は、
メモリコンデンサ４２の容量値と、放電抵抗４１の抵抗値とに関連している。第
４の半導体スイッチ４０の制御入力側３９には、第４の半導体スイッチ４０を切
り換えるための、少なくともほぼ無交流電圧の電圧が供給される。この第４の半
導体スイッチ４０は電流制限抵抗４３を介して第３の半導体スイッチ２６を場合
によっては接続する。
第３の信号変換器３５と、別の２つの信号変換器３１，３３とによって、半導
体スイッチ２３，２５，２６の制御入力側３２，３４，３６への制御信号２８，
２９，３０の動的な結合（ｄｙｎａｍｉｓｃｈｅ Ａｎｋｏｐｐｌｕｎｇ）が達
成される。したがって、制御信号２８，２９，３０が直流電圧信号として生じる
結果を招く制御回路２７の故障は、移動駆動装置１１に影響を与えなくなる。な
ぜならば、信号変換器３１，３３，３５が、故障を表す直流電圧信号を伝送しな
いからである。
両リレーコイル１５，１６を給電接続部１９に一緒に接続する、図示の第３の
半導体スイッチ２６の代わりに、両リレーコイル１５，１６をそれぞれ別個に給
電接続部１９に接続する２つの第３の半導体スイッチ２６も同じく使用可能であ
る。
前記少なくとも１つの第３の半導体スイッチ２６は、第１の半導体スイッチ２
３または第２の半導体スイッチ２５を接続するための第１の制御信号２８または
第２の制御信号２９が同時に存在している場合にしか接続されないと有利である
。たとえば第１の半導体スイッチ２３と第２の半導体スイッチ２５とに故障、た
とえばブレークダウンが生じると、作動モータ１０は、第３の半導体スイッチ２
６が遮断された状態であることに基づき遮断されたままとなる。このような作動
事例においては、作動モータ１０の誤接続は生じない。
特に有利な改良形では、冒頭で述べた公知先行技術、つまりドイツ連邦共和国
特許第３１３５８８８号明細書に記載されている安全装置４４が使用される。こ
の安全装置４４は基本的に、第１の半導体スイッチ２３と第２の半導体スイッチ
２５との制御入力側３２，３４に生じる信号を互いに比較することによって妥当
性チェックを実施し、さらに第１の半導体スイッチ２３と第２の半導体スイッチ
２５との出力側２２，２４に生じる信号または作動モータ１０の接続部１７，２
０に生じる電位または運動状態信号５９に関連しても妥当性チェックを実施する
。第１の半導体スイッチ２３と第２の半導体スイッチ２５との制御入力側３２，
３４に供給された信号が一致する場合にだけ、一致回路４７によって検出された
一致信号４８が生じる。第１のＡＮＤゲート４９によって送出される第１の遮断
信号４５は、一致信号４８が供給されると同時に第１のインバータ５３が信号を
送出すると生じる。この第
１のインバータ５３は、第１の半導体回路２３の出力側２２か、または第２の半
導体スイッチ２５の出力側２４のいずれかにおいて、両リレーコイル１５，１６
の少なくとも一方を通る電流の流れを解放する接続信号が存在する場合に信号を
送出する。このようなＯＲ結合回路はダイオード５１，５２によって実現される
。第１の半導体スイッチ２３および第２の半導体スイッチ２５の出力側２２，２
４において接続状態に相当する信号はＬレベルを有しているので、Ｌレベルから
第１のＡＮＤゲート４９を制御するためのＨレベルを供給する第１のインバータ
５３が設けられている。したがって、第１の遮断信号４５は、第１の半導体スイ
ッチ２３および第２の半導体スイッチ２５の制御入力側３２，３４に制御信号が
存在せず、それと同時に第１の半導体スイッチ２３および第２の半導体スイッチ
２５のうちの少なくともいずれか一方の半導体スイッチの出力側２２；２４にお
いて接続状態に相当する信号が生じる場合に生じる。安全装置４４は特に第１の
半導体スイッチ２３および第２の半導体スイッチ２５のうちの少なくともいずれ
か一方の半導体スイッチのブレークダウン時に第１の遮断信号４５を送出する。
第２のＡＮＤゲート５０によって供給される第２の遮断信号４６は、同じく一
致信号４８から引き出される。この第２の遮断信号４６は、第２のインバータ５
６によって供給された信号と同時に発生しなければな
らない。第２のインバータ５６は、少なくとも一方の接続部１７，２０において
、給電接続部１９の電位に相当する電位が生じると、Ｈレベルを送出する。この
ようなＯＲ結合回路はダイオード５４，５５によって実現される。したがって第
２の遮断信号４６は、両半導体スイッチ２３，２５の制御入力側３２，３４に接
続状態に相当する信号が存在せず、かつそれと同時に作動モータ１０の少なくと
も一方の接続部１７；２０に接続電位に相当する電位が存在している場合に生じ
る。
第３のＡＮＤゲート６０によって供給される第３の遮断信号５７は、同じく一
致信号４８から引き出される。この第３の遮断信号５７は、運動状態検出器５８
によって供給される運動状態信号５９と同時に生じなければならない。この運動
状態信号５９は、移動駆動装置１１が運動しているときに存在する。運動状態検
出器５８は、たとえば位置検出器、有利にはホール効果センサによって実現され
る。また、作動モータ１０を通って流れる電流から信号、有利には交流電圧信号
を導出するような運動状態検出器５８も適当である。したがって第３の遮断信号
５７は、両半導体スイッチ２３，２５の制御入力側３２，３４に接続状態に相当
する信号が存在せず、かつそれと同時に移動駆動装置１１の運動が検出された場
合に発生する。
特に第１の半導体スイッチ２３または第２の半導体
スイッチ２５がブレークダウンしていることを表示する第１の遮断信号４５と第
３の遮断信号５７とは、制御回路２７において、両リレーコイル１５，１６の通
電に基づく接続状態に相当する制御信号２８，２９を同時に送出するために使用
することができる。このような手段を用いると、所属のリレーコイル１５；１６
の誤通電によってたとえばアース１８から給電接続部１９へ切り換えられている
スイッチ１３；１４と共に他方のスイッチ１４；１３も同時に操作されるので、
作動モータ１０が無電流状態に切り換えられることが達成される。接続信号に相
当する制御信号２８，１９を同時に送出することは、別個のリレーを有する切換
装置１２の場合には問題なく実現可能となる。冒頭で述べた公知先行技術に記載
の二重リレーが使用される場合は、両スイッチ１３，１４を同時に接続する目的
で両リレーコイル１５，１６を同時に通電することは実現不可能である。なぜな
らば、二重リレーの可動子が、最初に通電された方のリレーコイル１５；１６に
よって吸引されたままとなるからである。
両リレーコイル１５，１６を給電接続部１９に接続する、前記少なくとも１つ
の第３の半導体スイッチ２６を使用する本発明による手段は、第１の遮断信号４
５および第３の遮断信号５７の発生に対する制御回路２７におけるリアクション
として、ブレークダウンした半導体スイッチ２３，２５によって誤って行われる
リレーコイル１５，１６の通電を阻止することを可能にする。第１の遮断信号４
５および第３の遮断信号５７の発生に基づき、第３の半導体スイッチ２６の遮断
信号に相当する制御信号３０の送出が行われる。
もともと、第１の制御信号２８または第２の制御信号２９が存在している場合
にしか第３の制御信号３０が第３の半導体スイッチ２６を接続しないような手段
が設定されている場合は、第１の遮断信号４５は必要とされない。その場合、安
全装置に設けられたＡＮＤゲート４９と、ダイオード５１，５２と、第１のイン
バータ５３とを不要にすることができる。
それに対して、両スイッチ１３，１４のいずれか一方のスイッチの固着が原因
で起こる故障は、第２の遮断信号４６の送出によってしか克服可能でない。両ス
イッチ１３，１４のいずれか一方のスイッチの固着時では、両リレーコイル１５
，１６を通る電流の流れを遮断することでは不十分である。いずれにせよこのよ
うな故障時では、故障のない方のスイッチ１３；１４をも同時に操作することが
必要となる。したがって、第２の遮断信号４６に基づき、制御回路２７において
は、半導体スイッチ２３，２５を接続するために第１の制御信号２８も第２の制
御信号２９も送出される。このような手段は切換装置１２の構成とは無関係に設
定されている。個々の別個のリレーも、冒頭で述べた公知先行技術による二重リ
レーも使用され得る。二重
リレーにおいて故障時に両スイッチ１３，１４のいずれか一方が固着すると、故
障のない方のスイッチ１３；１４をまだ作動させることが可能である。なぜなら
ば、可動子が引き続き自由に運動可能となるからである。