(57)【要約】【課題】消費電力を低減すると共に、各スイッチの状態の誤認識を防止する。【解決手段】バッテリ１の負極側に接続され、ユーザに開閉操作されるＯ／Ｓハンドルスイッチ３と、バッテリ１の正端子と接続され、Ｏ／Ｓハンドルスイッチ３の閉操作に応じてオン状態となり、バッテリ電圧を供給するＰＮＰトランジスタ２と、Ｏ／Ｓハンドルスイッチ３が閉操作されたことに応じて供給されるＰＮＰトランジスタ２からのバッテリ電圧によりオン状態となり、マイコン２０にスイッチ信号を供給するＮＰＮトランジスタ５とを備える。【選択図】　図１
2004023552.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイッチの開閉に従って動作するマイコンにスイッチの開閉状態に応じたスイッチ信号を供給するマイコンのスイッチ信号入力回路において、
バッテリの負極側に接続され、開閉されるスイッチ入力部と、
上記バッテリの正端子と接続され、上記スイッチ入力部の閉状態に応じてオン状態となり、バッテリからの電流を出力電流として供給する第１トランジスタ回路と、
上記スイッチ入力部が閉状態にされたことに応じて供給される上記第１トランジスタ回路からの出力電流によりオン状態となり、マイコンにスイッチ信号を供給する第２トランジスタ回路と
を備えることを特徴とするマイコンのスイッチ信号入力回路。
【請求項２】
上記第１トランジスタ回路は、エミッタ端子がバッテリと接続されると共にベース端子がスイッチ入力部と接続され、コレクタ端子が上記第２トランジスタ回路に接続されたＰＮＰトランジスタであって、
上記第２トランジスタ回路は、ベース端子が上記ＰＮＰトランジスタのコレクタ端子と接続され、コレクタ端子がマイコンと接続されたＮＰＮトランジスタであることを特徴とする請求項１に記載のマイコンのスイッチ信号入力回路。
【請求項３】
上記スイッチ入力部は、ドアを半ドア状態にするための半ドア切換スイッチであることを特徴とする請求項１に記載のマイコンのスイッチ信号入力回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バッテリ電圧を利用してユーザの操作に応じてマイコンを動作させるマイコンのスイッチ信号入力回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えば、自動車のバックドアにおいて、クロージャ及びラッチ解除をするためのスイッチ信号入力回路としては、図５に示すようなものが知られている。
【０００３】
このスイッチ信号入力回路は、バッテリ電圧を発生するバッテリ１０１を、抵抗Ｒ１０１及びＯ／Ｓハンドルスイッチ１０２、又は抵抗Ｒ１０２及びオープンスイッチ１０３、抵抗Ｒ１０３及びクローズスイッチ１０４を介してＧＮＤ端子１０５に接続していた。
【０００４】
このスイッチ信号入力回路では、Ｏ／Ｓハンドルスイッチ１０２、オープン位置検出スイッチ１０３、クローズ位置検出スイッチ１０４が開状態となっている場合には、ツェナーダイオードＺＤ１０１〜ＺＤ１０３によりクランプをしてバッテリ電圧によりＨ（高）レベルのスイッチ信号がマイコン１１１のスイッチ信号入力端子１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃに印加されている。
【０００５】
そして、Ｏ／Ｓハンドルスイッチ１０２、スイッチ１０３、又はスイッチ１０４が閉状態となると、抵抗Ｒ１０１、抵抗Ｒ１０２、抵抗Ｒ１０３が、Ｏ／Ｓハンドルスイッチ１０２、スイッチ１０３、又はスイッチ１０４を介してＧＮＤ端子１０５に接続される。このような状態になると、マイコン１１１のスイッチ信号入力端子１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃにＬ（低）レベルのスイッチ信号が印加されることになる。
【０００６】
そして、マイコン１１１は、スイッチ信号入力端子１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃにＬレベルのスイッチ信号が印加されることにより、Ｏ／Ｓハンドルスイッチ１０２、スイッチ１０３又はスイッチ１０４のオン状態を検出している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のスイッチ信号入力回路では、例えば車両内に搭載されたバッテリ１０１からのバッテリ電圧にてマイコン１１１を動作させる構成となっており、その消費電流を抑制することが望ましいが、Ｏ／Ｓハンドルスイッチ１０２、スイッチ１０３、スイッチ１０４が開状態であるときであってもツェナーダイオードＺＤ１０１〜ＺＤ１０３を通って電流が流れてしまうという問題があった。これに対し、抵抗Ｒ１０４〜１０９の抵抗値を大きくしてツェナーダイオードＺＤに流れる電流を抑制することができるが、ツェナーダイオードＺＤのクランプ電圧を保証することが困難となってしまう。
【０００８】
更に、従来のスイッチ信号入力回路では、バッテリ１０１のクランキング等によりバッテリ電圧が一時的に低下したときに、マイコン１１１に印加するスイッチ信号がＨレベルと認識する以下の電圧になってしまうことがある。このようなことが発生すると、マイコン１１１にて、例えばＯ／Ｓハンドルスイッチ１０２などが操作されたと判定してしまい、ユーザの意志とは無関係にドアを半ドア状態にする誤動作を発生するという問題があった。
【０００９】
そこで、本発明は、上述したような実情に鑑みて提案されたものであり、消費電力を低減すると共に、各スイッチの状態の誤認識を防止することができるマイコンのスイッチ信号入力回路を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するために、本発明では、スイッチの開閉操作に従って動作するマイコンにスイッチ開閉操作に応じたスイッチ信号を供給するマイコンのスイッチ信号入力回路において、バッテリの負極側に接続され、ユーザに開閉操作されるスイッチ入力部と、上記バッテリの正端子と接続され、上記スイッチ入力部の閉操作に応じてオン状態となり、バッテリからの電流を出力電流として供給する第１トランジスタ回路と、上記スイッチ入力部が閉操作されたことに応じて供給される上記第１トランジスタ回路からのバッテリ電圧によりオン状態となり、マイコンにスイッチ信号を供給する第２トランジスタ回路とを備える。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１２】
本発明は、例えば図１に示すように構成されたスイッチ信号入力回路、図３に示すように構成されたモータ駆動回路から構成されたドア駆動システムに適用される。なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
【００１３】
［スイッチ信号入力回路の構成］
このスイッチ信号入力回路は、バッテリ電圧を発生するバッテリ１の正端子と、ＰＮＰトランジスタ２のエミッタ端子とを接続し、抵抗Ｒ１及び抵抗Ｒ２を介してＰＮＰトランジスタ２のベース端子とＯ／Ｓハンドルスイッチ３の一方の端子とを接続している。また、このＯ／Ｓハンドルスイッチ３の他方の端子は、バッテリ１の負端子とＧＮＤ端子４とに接続されている。
【００１４】
本例において、Ｏ／Ｓハンドルスイッチ３は、自動車のバックドアのラッチ解除をしてバックドアを半ドア状態にするためのスイッチであって、ユーザに開閉動作される。
【００１５】
また、ＰＮＰトランジスタ２のコレクタ端子には、抵抗Ｒ３及び抵抗Ｒ４を介してＮＰＮトランジスタ５のベース端子が接続されている。このＮＰＮトランジスタ５のコレクタ端子には抵抗Ｒ５を介してマイコン２０のスイッチ信号入力端子２０ａに印加する駆動電源端子６が接続され、ＮＰＮトランジスタ５がオンオフすることにより、駆動電源Ｖｃｃがスイッチ信号としてスイッチ信号入力端子２０ａに印加されず、又は印加される。
【００１６】
また、このスイッチ信号入力回路は、バックドアが開状態から半ドア状態にされたことを検出し、バックドアのラッチを閉方向に駆動するためのスイッチ７、ラッチを駆動するアクチュエータが終端位置に達したことを検出するスイッチ８を備えている。
【００１７】
このスイッチ７は、Ｏ／Ｓハンドルスイッチ３と同様に、一方の端子がＰＮＰトランジスタ９のベース端子と接続されると共に、他方の端子がバッテリ１の負端子及びＧＮＤ端子４と接続されている。ＰＮＰトランジスタ９は、ＰＮＰトランジスタ２と同様に、エミッタ端子がバッテリ１の正端子と接続され、コレクタ端子がＮＰＮトランジスタ１０のベース端子に接続されている。また、ＮＰＮトランジスタ１０はコレクタ端子が駆動電源端子１１及びスイッチ信号入力端子２０ｂと接続されると共にエミッタ端子が接地されている。
【００１８】
スイッチ８は、Ｏ／Ｓハンドルスイッチ３と同様に、一方の端子がＰＮＰトランジスタ１２のベース端子と接続されると共に、他方の端子がバッテリ１の負端子及びＧＮＤ端子４と接続されている。ＰＮＰトランジスタ１２は、ＰＮＰトランジスタ２と同様に、エミッタ端子がバッテリ１の正端子と接続され、コレクタ端子がＮＰＮトランジスタ１３のベース端子に接続されている。また、ＮＰＮトランジスタ１３はコレクタ端子が駆動電源端子１４及びスイッチ信号入力端子２０ｃと接続されると共にエミッタ端子が接地されている。
【００１９】
このようなスイッチ信号入力回路では、Ｏ／Ｓハンドルスイッチ３が操作されておらず、開状態となっている場合には、抵抗Ｒ１を介してＰＮＰトランジスタ２のベース端子にバッテリ電圧が印加されている状態になっており、ＰＮＰトランジスタ２がオフ状態になっている。したがって、ＰＮＰトランジスタ２からＮＰＮトランジスタ５にベース電流が供給されることがないので、ＮＰＮトランジスタ５もオフ状態になっている。この状態では、駆動電源端子６からスイッチ信号入力端子２０ａに印加されるスイッチ信号が高（Ｈ）レベルとなっており、マイコン２０にてＯ／Ｓハンドルスイッチ３が操作されていないことを認識する。また、スイッチ７及びスイッチ８が操作されていない場合であっても、同様に、スイッチ信号入力端子２０ｂ及びスイッチ信号入力端子２０ｃに高（Ｈ）レベルのスイッチ信号が印加される。
【００２０】
一方、Ｏ／Ｓハンドルスイッチ３が操作されて、閉状態となった場合には、ＰＮＰトランジスタ２のベース端子に低（Ｌ）レベルの電圧が印加されてエミッタ端子−ベース端子間に電流が発生してＰＮＰトランジスタ２がオン状態になり、ベース電流をＮＰＮトランジスタ５のベース端子に供給してＮＰＮトランジスタ５をオン状態にする。すると、スイッチ信号入力端子２０ａに低（Ｌ）レベルのスイッチ信号が印加されるようになる。これにより、マイコン２０にてＯ／Ｓハンドルスイッチ３が操作されたことを認識する。また、スイッチ７及びスイッチ８がオン状態になった場合であっても、同様に、スイッチ信号入力端子２０ｂ及びスイッチ信号入力端子２０ｃにＬレベルのスイッチ信号が印加される。
【００２１】
［スイッチ信号入力回路の動作］
つぎに、上述したスイッチ信号入力回路において、バッテリ１のクランキング等による一時的なバッテリ電圧の低下が発生したときの動作について図２のタイミングチャートを参照して説明する。
【００２２】
このスイッチ信号入力回路では、バッテリ１が例えば１２Ｖの電圧を発生させている場合に（図２（ａ））、時刻ｔ１〜ｔ２においてＯ／Ｓハンドルスイッチ３がオフ（非操作）からオン（操作）されたときには（図２（ｂ））、上述したようにＮＰＮトランジスタ５がオン状態になり、スイッチ信号入力端子２０ａに印加されるスイッチ信号がＨレベルからＬレベルとなる（図２（ｄ））。
【００２３】
一方、何らかの原因で時刻ｔ３においてバッテリ１のクランキングが発生して電圧レベルが１２Ｖから低下しても、トランジスタ２，９，１２のエミッタ電圧とベース電圧とが共に低下するので、トランジスタ２，９，１２がオン状態にならない。それゆえ、図１のスイッチ信号入力回路では、ＮＰＮトランジスタ５がオン状態になることが無く、スイッチ信号入力端子２０ａに供給する電圧レベルがＬレベルになることはない。したがって、何らかの原因でバッテリ電圧が急激に低下してもマイコン２０においてＯ／Ｓハンドルスイッチ３が操作されたと誤認識することはない。
【００２４】
また、オープンスイッチ７及びクローズスイッチ８についても、同様の動作をすることは勿論である。
【００２５】
［スイッチ信号入力回路による効果］
このスイッチ信号入力回路によれば、クランキング等の電源瞬断が発生した場合であっても、Ｏ／Ｓハンドルスイッチ３が操作されない限りＰＮＰトランジスタ２をオフ状態に保持することができ、バッテリ電圧の変動によるマイコン２０の誤認識を防止することができる。したがって、このスイッチ信号入力回路によれば、Ｏ／Ｓハンドルスイッチ３が操作されていないのにマイコン２０が誤認識をしてバックドアを半ドア状態に駆動させることを確実に防止することができる。
【００２６】
［モータ駆動回路の構成］
つぎに、ドア駆動システムにおける、モータ駆動回路の構成について説明する。なお、本例において、モータ駆動回路は、上述のスイッチ信号入力回路とマイコン２０を介して接続され、マイコン２０の制御に従って、バックドアのラッチ（図示せず）を駆動するものについて説明する。
【００２７】
モータ駆動回路は、図３にその回路構成を示すように、マイコン２０のモータ駆動端子２０ｄ及びモータ駆動端子２０ｅから制御信号を出力することに応じて、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ　Ｆｉｅｌｄ　Ｅｆｆｅｃｔ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）２１及びＭＯＳＦＥＴ２２をオンオフ制御することにより、リレー回路２３を介してモータ駆動電源ＶＢからモータ２４に電流を供給するように構成されている。
【００２８】
リレー回路２３は、図示しないモータ駆動バッテリと接続され、モータ駆動電源ＶＢが供給される。このリレー回路２３は、ＭＯＳＦＥＴ２１と接続されたリレー３１、ＭＯＳＦＥＴ２２と接続されたリレー３２、スイッチ回路３３、スイッチ回路３４を備えている。
【００２９】
このリレー回路２３では、マイコン２０からの指示に従って、モータ２４に何れかの方向のモータ駆動電源ＶＢを印加するように、スイッチ回路３３の端子ｂと端子ａ又は端子ｃとが接続されると共に、スイッチ回路３４の端子ｂと端子ａ又は端子ｃとが接続される。このリレー回路２３では、バックドアのラッチを解除する場合には、スイッチ回路３３の端子ｂと端子ｃとを接続すると共に、スイッチ回路３４の端子ｂと端子ａとを接続して、モータ駆動電源ＶＢを図中矢印の通電方向にする。逆に、バックドアのラッチをロックする場合には、スイッチ回路３３の端子ｂと端子ａとを接続すると共に、スイッチ回路３４の端子ｂと端子ｃとを接続する。
【００３０】
なお、スイッチ８がオン状態になると、モータ駆動端子２０ｅ、又は１１ｄの信号はＬレベルになり、当然ＭＯＳＦＥＴ２２又は２１はオフ状態になる。
【００３１】
このモータ駆動回路では、ラッチを解除するようにモータ２４を制御するに際して、モータ駆動端子２０ｅにウォッチドッグパルスに相当するパルス状のモータ駆動信号が発生する。このモータ駆動信号は、図４（ａ）に示すように、例えば、その周期が４００μｓｅｃにてマイコン２０から出力され、抵抗Ｒ２３に入力されると、図４（ｂ）に示すような電圧波形となってコンデンサＣ１に印加される。そして、モータ駆動信号は、コンデンサＣ１及びダイオードＤ１により図４（ｃ）に示すような電圧波形となってダイオードＤ２及びコンデンサＣ２に印加され、ダイオードＤ２及びコンデンサＣ２によって図４（ｅ）に示すように略直流波形となる。このようにモータ駆動端子２０ｅの出力端にパルス信号を直流信号に変換する変換回路を構成し、抵抗Ｒ２４及び抵抗Ｒ２５を介してＭＯＳＦＥＴ２２のゲート端子に略直流波形を供給してＭＯＳＦＥＴ２２をオンさせる。
【００３２】
ここで、マイコン２０に異常が発生して、図４（ａ）の時刻ｔ１１以降のように、パルス状のモータ駆動信号が発生しなくなり、モータ駆動端子２０ｅから電圧がＨレベルにてクランプされて出力されることがある。
【００３３】
この時、モータ駆動回路では、上述したように端子１１ｅにコンデンサＣ１が直列に接続されいるので、パルス信号としてモータ駆動信号が入力されていないので、図４（ｃ）に示すように、ＭＯＳＦＥＴ２２のゲート端子に供給するモータ駆動信号のレベルは徐々に低下し、ＭＯＳＦＥＴ２２はオフ状態になる。その結果、モータ２４にラッチを解除する電流が流れることはない。
【００３４】
［モータ駆動回路による効果］
以上、詳細に説明したように、モータ駆動回路によれば、マイコンの異常によりＨレベルのモータ駆動信号が出力された場合であっても、モータ２４は駆動されず、それ故ラッチ解除されることを防止することができる。
【００３５】
また、このモータ駆動回路によれば、ウォッチドッグパルスをモータ駆動信号として使用することができるので、ウォッチドッグ回路などを設ける必要が無く、装置全体のコストを低減することができる。
【００３６】
このモータ駆動回路で、ラッチを閉じる場合、モータ駆動端子２０ｄからＭＯＳＦＥＴ２１のゲート端子に抵抗Ｒ２１及び抵抗Ｒ２２を介してＨレベルのモータ駆動信号が供給され、ＭＯＳＦＥＴ２１がオン状態になる。これにより、リレー２３のリレーコイル３１によりスイッチ回路３３の端子ｂが端子ａに接続され、モータ駆動電源ＶＢからモータ２４へ図示した矢印と反対方向の電流が供給される。
【００３７】
【発明の効果】
本発明に係るマイコンのスイッチ信号入力回路によれば、バッテリの負極側に接続され、開閉されるスイッチ入力部と、バッテリの正端子と接続され、スイッチ入力部の閉状態に応じてオン状態となり、バッテリからの電流を出力電流として供給する第１トランジスタ回路と、スイッチ入力部が閉状態にされたことに応じて供給される第１トランジスタ回路からの出力電流によりオン状態となり、マイコンにスイッチ信号を供給する第２トランジスタ回路とからなる構成にしたので、スイッチ入力部が閉状態にされない限りは、第１トランジスタをオフ状態してバッテリからの電流が流れることなく、消費電流を大幅に抑制することができる。
【００３８】
また、このスイッチ信号入力回路によれば、バッテリの電源瞬断が発生した場合であっても、スイッチ入力部が閉状態にされない限り第１トランジスタ回路をオフ状態に保持することができ、バッテリ電圧の変動によるマイコンの誤認識を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したスイッチ信号入力回路の構成を示す回路図である。
【図２】本発明を適用したスイッチ信号入力回路の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図３】モータ駆動回路の構成を示す回路図である。
【図４】モータ駆動回路の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図５】従来のスイッチ信号入力回路を示す回路図である。
【符号の説明】
１　バッテリ
２　ＰＮＰトランジスタ
３　Ｏ／Ｓハンドルスイッチ
４　ＧＮＤ端子
５　ＮＰＮトランジスタ
６　駆動電源端子
７　オープンスイッチ
８　クローズスイッチ
９　ＰＮＰトランジスタ
１０　ＮＰＮトランジスタ
１１　駆動電源端子
１２　ＰＮＰトランジスタ
１３　ＮＰＮトランジスタ
１４　駆動電源端子
２０　マイコン
２１　ＭＯＳＦＥＴ
２２　ＭＯＳＦＥＴ
２３　リレー回路
２４　クロージャモータ
３１，３２　リレー
３３，３４　スイッチ回路
【図１】
2004023552.tif 000003
【図２】
2004023552.tif 000004
【図３】
2004023552.tif 000005
【図４】
2004023552.tif 000006
【図５】
2004023552.tif 000007