(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源と、電力で駆動するアクチュエータと、このアクチュエータへ該電源からの電力を供給するアクチュエータ駆動回路と、このアクチュエータ駆動回路内に配設され、該アクチュエータ駆動回路の開閉を行なうＭＯＳＦＥＴと、このＭＯＳＦＥＴのＯＮ−ＯＦＦ制御を行なうＣＰＵとを備えたアクチュエータ駆動制御装置において、
前記ＣＰＵに対して信号の送受信を行なう上位制御手段を備え、
前記アクチュエータは、吸引ソレノイドと復帰ソレノイドを備え、
該吸引ソレノイドと復帰ソレノイドのそれぞれに前記ＭＯＳＦＥＴが接続され、
前記アクチュエータ駆動回路内で電源からの電源電圧が印加される電源ラインと該ＭＯＳＦＥＴのドレイン端子との間に所定の抵抗値を有する抵抗と、
該電源ラインを開閉するリレーとを配置し、
該ＣＰＵは、
該上位制御手段からの指令信号によって、前記吸引ソレノイドに接続された前記ＭＯＳＦＥＴ、または前記復帰ソレノイドに接続された前記ＭＯＳＦＥＴの通電を開始する前に前記リレーを閉じ、
該ＭＯＳＦＥＴの通電を開始して設定された時間が経過した後に、該ＭＯＳＦＥＴの通電を終了してから該リレーを開き、
該リレーを開いてから設定された時間が経過した後に、ＡＣＫ信号を該上位制御手段へ送信し、
該上位制御手段は、
前記ＣＰＵへ該指令信号を送信してから、該ＡＣＫ信号を受信するまでの時間を計測し、
計測した時間の長さに応じて、制御を終了するか、繰返すかの判断を行なうことを特徴とするアクチュエータ駆動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スイッチング素子としてＭＯＳＦＥＴを備えたアクチュエータ駆動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の従来技術に関連するものとして、特許文献１に開示されたリニヤソレノイド駆動装置が挙げられる。
【０００３】
上記リニヤソレノイド駆動装置は、スイッチング素子としてＭＯＳＦＥＴを備えている。ＭＯＳＦＥＴはMetal Oxide Semiconductor Field Effect Transistorの略で、ゲート、ドレイン、およびソースの３端子を有するＦＥＴ（いわゆる電界効果トランジスタ）の１種である。また、ＭＯＳＦＥＴはゲート端子の絶縁用に金属電極（酸化膜）を備えているため、他のトランジスタやＦＥＴに比べて寄生容量（コンデンサー容量）値が大きいという特性を有している。
【０００４】
この種の従来技術にあっては、リレーやＭＯＳＦＥＴ等の動作によりアクチュエータ駆動制御を行なう際に過渡的な状態で電源―グランド間に大きな過度電流、いわゆる突入電流が流れるおそれがあるので、電子回路における過大な電圧の上昇を抑えるための保護回路、すなわちスナバ回路を設けたり、または制御ソフトで上記突入電流の影響を抑制することが考えられる。なお、上記スナバ回路は、直列で接続された小さな抵抗およびコンデンサから構成されたものや、ダイオードで構成されたものがある。
【０００５】
上記構成では、突入電流による過大な電圧の上昇をスナバ回路により抑えることによってアクチュエータ制御信号に影響を及ぼすことを防止できるとともに、過度電流でトランジスタや制御用デバイスが破壊されてしまうのを防ぐことができる。
【特許文献１】特開２００７−１９２９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記従来技術では、スナバ回路を設けるために抵抗とコンデンサなどの部品点数が増えるのでコストの増大を招くという問題があり、また突入電流の影響を抑制する制御ソフトを備えた場合もコストの増大を招くという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、突入電流による過大な電圧の上昇を抑制してトランジスタや制御用デバイスを保護し、かつアクチュエータの駆動制御を円滑に行なうことができるとともに、コストを抑えることができるアクチュエータ駆動制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成する請求項１の発明は、電源と、電力で駆動するアクチュエータと、このアクチュエータへ該電源からの電力を供給するアクチュエータ駆動回路と、このアクチュエータ駆動回路内に配設され、該アクチュエータ駆動回路の開閉を行なうＭＯＳＦＥＴと、このＭＯＳＦＥＴのＯＮ−ＯＦＦ制御を行なうＣＰＵとを備えたアクチュエータ駆動制御装置において、前記ＣＰＵに対して信号の送受信を行なう上位制御手段を備え、前記アクチュエータは、吸引ソレノイドと復帰ソレノイドを備え、該吸引ソレノイドと復帰ソレノイドのそれぞれに前記ＭＯＳＦＥＴが接続され、前記アクチュエータ駆動回路内で電源からの電源電圧が印加される電源ラインと該ＭＯＳＦＥＴのドレイン端子との間に所定の抵抗値を有する抵抗と、該電源ラインを開閉するリレーとを配置し、
該ＣＰＵは、該上位制御手段からの指令信号によって、前記吸引ソレノイドに接続された前記ＭＯＳＦＥＴ、または前記復帰ソレノイドに接続された前記ＭＯＳＦＥＴの通電を開始する前に前記リレーを閉じ、該ＭＯＳＦＥＴの通電を開始して設定された時間が経過した後に、該ＭＯＳＦＥＴの通電を終了してから該リレーを開き、該リレーを開いてから設定された時間が経過した後に、ＡＣＫ信号を該上位制御手段へ送信し、該上位制御手段は、前記ＣＰＵへ該指令信号を送信してから、該ＡＣＫ信号を受信するまでの時間を計測し、計測した時間の長さに応じて、制御を終了するか、繰返すかの判断を行なうことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の発明によれば、アクチュエータの停止時に、電源ラインとＭＯＳＦＥＴのドレイン端子との間に介設した抵抗により発振し、ＭＯＳＦＥＴのドレイン端子とソース端子間で擬似的なコンデンサが形成されるので、ＭＯＳＦＥＴの寄生容量に電荷を充電することにより、ドレイン端子とソース端子間で電位差が発生する。次いで、ＭＯＳＦＥＴのＯＮにより電力が電源ラインを介してアクチュエータへ供給されて電流がＭＯＳＦＥＴへ流れる。このとき、ＭＯＳＦＥＴでは上記寄生容量に電荷が蓄えられているので、突入電流の電圧は電源電圧から上記寄生容量の電荷を引いた分のみとなり、突入電流の電圧ピーク値が抑えられて過大な電圧の上昇が抑制される。したがって、電源ラインとＭＯＳＦＥＴのドレイン端子との間に上記抵抗を介設するのみの簡素な構成で部品点数を削減してコストを抑制できるとともに、突入電流による過大な電圧の上昇を抑えてトランジスタや制御用デバイスを保護し、かつアクチュエータの駆動制御を円滑に行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１〜図５は本発明の一実施形態を示し、図１はアクチュエータ駆動制御装置１のブロック図、図２はアクチュエータ駆動回路５の配線図、図３はアクチュエータ駆動制御装置１の動作を示すフローチャート、図４はアクチュエータ駆動制御装置１の施錠時のタイミングチャート、図５はアクチュエータ駆動制御装置１の解錠時のタイミングチャートである。
【００１１】
図１に示すように、アクチュエータ駆動制御装置１は、バッテリ電源２より電源ライン３を介して１２Ｖの電力が供給され、電動のアクチュエータ４を駆動するアクチュエータ駆動回路５と、上位制御手段としてのパッシブユニット６を介して電源２に接続される電源回路７と、パッシブユニット６および電源回路７と接続されるメッセージ入出力回路８と、アクチュエータ駆動回路５、電源回路７、メッセージ入出力回路８、リセット回路９およびクロック発振回路１０と接続されるＣＰＵ１１とから主として構成されている。
【００１２】
パッシブユニット６は、乗員が携帯するリモコンキー１２で図示しない車両ドアの鍵を施解錠する装置に適用されている。例えば、パッシブユニット６は、リモコンキー１２と交信をしてリモコンキー１２の認証を行ない、正規のリモコンキー１２からの信号であると判断されると、メッセージ入出力回路８を介してＣＰＵ１１に施錠指令または解錠指令を送信する。また、パッシブユニット６は、施錠指令または解錠指令を送信した後、操作が完了したことを示す図４、図５のＡＣＫ信号ＳＧ３、ＳＧ６がＣＰＵ１１から返信されるまでの時間を計測しており、所定の時間間隔よりも短い場合にはエラーと判断し、再度施解錠制御を繰返す。
【００１３】
アクチュエータ４は、上記車両ドアの鍵を施解錠する施錠側ソレノイド（復帰）１３および解錠側ソレノイド（吸引）１４から構成されている。
【００１４】
ＣＰＵ１１は、パッシブユニット６からの施錠指令または解錠指令によって施錠側ソレノイド１３、または解錠側ソレノイド１４の回路を閉じて、それぞれのソレノイド１３，１４が構成する電磁石によってロック部材（図示せず）を施錠位置、または解錠位置に変位させる。また、ＣＰＵ１１は、上記施解錠操作を行なった後に、施解錠操作が完了したことを示す上記ＡＣＫ信号ＳＧ３、ＳＧ６を所定時間経過後にパッシブユニット６に返信する。
【００１５】
図２に示すように、アクチュエータ駆動回路５は、電源電圧が印加される電源ライン３の途中に配置されるヒューズ２１と、電源ライン３を開閉するスイッチ素子としてのリレー２２と、抵抗Ｒ１〜Ｒ４を介してＣＰＵ１１に接続されるととも、ダイオードＤ１を介して電源ライン３に接続され、ＣＰＵ１１の制御によりリレー２２を作動させるトランジスタ２３と、ソレノイド１３，１４の下流側にそれぞれ設けられる施錠側ＭＯＳＦＥＴ２４、および解錠側ＭＯＳＦＥＴ２５とを備えている。これらのＭＯＳＦＥＴ２４，２５はそれぞれゲート端子Ｇ、ドレイン端子Ｄ、およびソース端子Ｓを有している。そして、各ソース端子Ｓはそれぞれ接地されている。
【００１６】
施錠側ＭＯＳＦＥＴ２４のゲート端子Ｇは、抵抗Ｒ５を介してＣＰＵ１１に接続されるとともに、抵抗Ｒ５のＣＰＵ１１側は抵抗Ｒ６を介して接地され、抵抗Ｒ５のＭＯＳＦＥＴ２４側はコンデンサＣ１を介して接地されている。同様に、解錠側ＭＯＳＦＥＴ２５のゲート端子Ｇは、抵抗Ｒ７を介してＣＰＵ１１に接続されるとともに、抵抗Ｒ７のＣＰＵ１１側は抵抗Ｒ８を介して接地され、抵抗Ｒ７のＭＯＳＦＥＴ２５側はコンデンサＣ２を介して接地されている。
【００１７】
施錠側ＭＯＳＦＥＴ２４のドレイン端子Ｄは、施錠側ソレノイド１３の下流側に接続されるとともに、抵抗Ｒ９を介して電源ライン３に接続されている。また、施錠側ＭＯＳＦＥＴ２４のドレイン端子Ｄとリレー２２の出力側との間には、ダイオードＤ２が介設されている。同様に、解錠側ＭＯＳＦＥＴ２５のドレイン端子Ｄは、解錠側ソレノイド１４の下流側に接続されるとともに、抵抗Ｒ１０を介して電源ライン３に接続されている。また、解錠側ＭＯＳＦＥＴ２５のドレイン端子Ｄとリレー２２の出力側との間には、ダイオードＤ３が介設されている。
【００１８】
次に、上記アクチュエータ駆動制御装置１の施錠動作を図３のフローチャートにより説明する。図３の手順Ｓ１として乗員が車両ドアの施錠操作をリモコンキー１２で行なうと施錠信号が送信されるので、手順Ｓ２としてパッシブユニット６は、メッセージ入出力回路８を介してＣＰＵ１１に施錠指令を送信し、その後、操作が完了したことを示す図４のＡＣＫ信号ＳＧ３がＣＰＵ１１から返信されるまでの時間を計測する。
【００１９】
次いで、上記施錠指令に応じて、手順Ｓ４としてＣＰＵ１１はトランジスタ２３によりリレー２２をＯＮさせるとともに、手順Ｓ５として施錠側ＭＯＳＦＥＴ２４をＯＮさせる。このとき、図４に示すように、ＣＰＵ１１は、リレー２２へ制御信号ＳＧ１を出力してから時間Ｔ１後に、ＭＯＳＦＥＴ２４へ制御信号ＳＧ２を出力し、それから時間Ｔ２後に、上記制御信号ＳＧ２の出力を停止する。次いで、時間Ｔ３後にリレー２２の制御信号ＳＧ１の出力を停止する。
【００２０】
上記手順Ｓ４にてリレー２２がＯＮするとともに、上記手順Ｓ５にてＭＯＳＦＥＴ２４がＯＮする結果、電源２−電源ライン３−リレー２２−施錠側ソレノイド１３−施錠側ＭＯＳＦＥＴ２４の回路が形成され、電源２より電力が施錠側ソレノイド１３へ供給されるので、手順Ｓ６として施錠側ソレノイド１３が作動して、手順Ｓ７として車両ドアが施錠された後、手順Ｓ８としてＣＰＵ１１からパッシブユニット６へ図４に示すＡＣＫ信号ＳＧ３を返信する。なお、ソレノイド１３の駆動後、電源２の電源電圧が不安定になるため、リレー２２の制御信号ＳＧ１の出力停止より時間Ｔ４経過したから上記ＡＣＫ信号ＳＧ３が出力される。
【００２１】
次いで、手順Ｓ９として、パッシブユニット６は施錠指令を送信してからＡＣＫ信号ＳＧ３の返信が所定の時間間隔以上である場合には正常であると判断して、一連の施錠側ソレノイド１３の駆動制御を終了する。一方、上記手順Ｓ９にて上記ＡＣＫ信号ＳＧ３の返信が所定の時間間隔よりも短い場合にはエラーと判断し、手順Ｓ１０としてリセット回路９よりリセット指令を出力してリセットした後、手順Ｓ２に戻って再度施錠制御を繰返す。
【００２２】
次に、上記アクチュエータ駆動制御装置１の解錠動作を図３のフローチャートにより説明する。図３の手順Ｓ１としてリモコンキー１２から車両ドアの解錠信号が送信されると、手順Ｓ２としてパッシブユニット６は、メッセージ入出力回路８を介してＣＰＵ１１に解錠指令を送信し、その後、操作が完了したことを示す図５のＡＣＫ信号ＳＧ６がＣＰＵ１１から返信されるまでの時間を計測する。
【００２３】
次いで、上記解錠指令に応じて、手順Ｓ４としてＣＰＵ１１はトランジスタ２３によりリレー２２をＯＮさせるとともに、手順Ｓ５として解錠側ＭＯＳＦＥＴ２５をＯＮさせる。このとき、図５に示すように、ＣＰＵ１１はリレー２２へ制御信号ＳＧ４を出力してから時間Ｔ１後に、解錠側ＭＯＳＦＥＴ２５へ制御信号ＳＧ５を出力し、それから時間Ｔ２後に、上記制御信号ＳＧ５の出力を停止する。次いで、時間Ｔ３後にリレー２２の制御信号ＳＧ４の出力を停止する。
【００２４】
上記手順Ｓ４にてリレー２２がＯＮするとともに、上記手順Ｓ５にて解錠側ＭＯＳＦＥＴ２５がＯＮした結果、電源２−電源ライン３−リレー２２−解錠側ソレノイド１４−解錠側ＭＯＳＦＥＴ２５の回路が形成され、電源２より電力が解錠側ソレノイド１４へ供給されるので、手順Ｓ６として解錠側ソレノイド１４が作動して、手順Ｓ７として車両ドアが解錠された後、手順Ｓ８としてＣＰＵ１１からパッシブユニット６へ図５に示すＡＣＫ信号ＳＧ６を返信する。なお、ソレノイド１４の駆動後、電源２の電源電圧が不安定になるため、リレー２２の制御信号ＳＧ１の出力停止より時間Ｔ４経過したから上記ＡＣＫ信号ＳＧ６が出力される。
【００２５】
次いで、手順Ｓ９として、パッシブユニット６は解錠指令を送信してからＡＣＫ信号ＳＧ６の返信が所定の時間間隔以上である場合には正常であると判断して、一連の解錠側ソレノイド１４の駆動制御を終了する。一方、上記手順Ｓ９にて上記ＡＣＫ信号ＳＧ６の返信が所定の時間間隔よりも短い場合にはエラーと判断し、手順Ｓ１０としてリセット回路９よりリセット指令を出力してリセットした後、手順Ｓ２に戻って再度解錠制御を繰返す。
【００２６】
また、施錠側ソレノイド１３の停止時に、電源ライン３と施錠側ＭＯＳＦＥＴ２４のドレイン端子Ｄとの間に介設した抵抗Ｒ８により発振し、施錠側ＭＯＳＦＥＴ２４のドレイン端子Ｄとソース端子Ｓ間で擬似的なコンデンサが形成されるので、施錠側ＭＯＳＦＥＴ２４の寄生容量に電荷が充電されることにより、ドレイン端子Ｄとソース端子Ｓ間で電位差が発生する。その後、施錠側ＭＯＳＦＥＴ２４のＯＮにより電源電圧が電源ライン３を介して施錠側ソレノイド１３へ印加されて施錠側ＭＯＳＦＥＴ２４を介して電流が流れる。このとき、施錠側ＭＯＳＦＥＴ２４では寄生容量に電荷が蓄えられているので、突入電流の電圧は１２Ｖの電源電圧から寄生容量の電荷分を引いた分のみとなり、突入電流の電圧ピーク値が抑えられて過大な電圧の上昇が抑制される。同様に、解錠側ソレノイド１４の作動時にも突入電流による過大な電圧の上昇が抑制される。
【００２７】
以上、説明したように本発明では、電源ライン３とＭＯＳＦＥＴ２４，２５のドレイン端子Ｄとの間に上記抵抗Ｒ９、Ｒ１０を介設するのみの簡素な構成で部品点数を削減してコストを抑制できるとともに、突入電流による過大な電圧の上昇を抑制してトランジスタ２３、ＭＯＳＦＥＴ２４、２５や他の制御用デバイスを保護することができる。
【００２８】
また、通常操作ではリレー２２を開閉した際の電圧がＭＯＳＦＥＴ２４，２５の寄生容量により吸収されるが、何らかの理由により寄生容量を超える過大な電圧が掛かった場合や、他の影響（例えば静電気や半田付け時の作業環境）などでＭＯＳＦＥＴ２４，２５に大きな電気的負荷が掛かり、寄生容量が大きく変化してしまった場合には、突入電流による過大な電圧の上昇に伴い偽ＡＣＫ信号となってパッシブユニット６に送信されてしまう。その結果、上記手順Ｓ９にて上記偽ＡＣＫ信号の返信が所定の時間間隔よりも短いのでエラーと判断し、再度施解錠制御を繰返すという不具合が生じる。そこで、本発明では、上記抵抗Ｒ９、Ｒ１０を設けてＭＯＳＦＥＴ２４，２５の寄生容量に常に充電することにより、上記突入電流による過大な電圧の上昇に伴って偽ＡＣＫ信号が発生することを抑制できるので、ソレノイド１３，１４の駆動制御を円滑に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施形態を示し、アクチュエータ駆動制御装置のブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態を示し、アクチュエータ駆動回路の配線図である。
【図３】本発明の一実施形態を示し、アクチュエータ駆動制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明の一実施形態を示し、アクチュエータ駆動制御装置の施錠時のタイミングチャートである。
【図５】本発明の一実施形態を示し、アクチュエータ駆動制御装置の解錠時のタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００３０】
１  アクチュエータ駆動制御装置
２  バッテリ電源（電源）
３  電源ライン
４  アクチュエータ
５  アクチュエータ駆動回路
６  パッシブユニット
１１  ＣＰＵ
１３，１４  ソレノイド
２２  リレー
２４，２５  ＭＯＳＦＥＴ
Ｒ９、Ｒ１０  抵抗
【図１】
0005186204.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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