(57)【要約】【課題】電流の流入を検知するための回路を基板上に設ける際における配線レイアウトの制約を低減する。【解決手段】絶縁基板３０の表面には、銅箔３２が形成される配線パターン領域３０ａと、配線パターンが形成されてない、つまり銅箔３２が接着されていない非配線パターン領域３０ｂ、３２ｂ’とが存在する。銅箔３２の表面温度を検知するサーミスタＳｏは、これらの領域のうち、表面の非配線パターン領域３０ｂ’に銅箔３２と非接触状態で配置され、裏面に形成された配線パターンに電気的に接続される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの独立した配線パターンが形成された絶縁性の基板と、
一方の配線パターンに電気的に接続され、電源からの電力を負荷へ出力することを制御するスイッチング回路と、
他方の配線パターンに電気的に接続され、前記一方の配線パターンの表面温度を検知する温度検知素子と、
前記スイッチング回路と前記一方の配線パターンを介して電気的に接続され、前記スイッチング回路のオンオフを制御する制御回路であって、前記温度検知素子と前記他方の配線パターンを介して電気的に接続され、前記温度検知素子で検知された前記一方の配線パターンの表面温度を前記他方の配線パターンを介して取得し、前記表面温度が所定の基準温度を超える場合に、前記スイッチング回路をオフして前記電源からの電力の前記負荷への出力を停止する制御回路と、
を備える制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の制御装置において、
前記一方および他方の配線パターンは、それぞれ前記基板の異なる２面に形成され、
前記温度検知素子は、前記一方の配線パターンが形成された前記基板の面上であって、前記一方の配線パターンが形成されていない領域に前記一方の配線パターンと非接触状態で配設される、
ことを特徴とする制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載の制御装置において、
前記一方および他方の配線パターンは、それぞれ前記基板の異なる２面に形成され、
前記温度検知素子は、前記一方の配線パターンが形成された前記基板の面上であって、前記一方の配線パターンが形成されていない前記一方の配線パターンに取り囲まれた領域に前記一方の配線パターンと非接触状態で配設される、
ことを特徴とする制御装置。
【請求項４】
少なくとも２つの独立した配線パターンが形成された絶縁性の基板と、
一方の配線パターンに電気的に接続され、他方の配線パターンの表面温度を検知する温度検知素子と、
前記温度検知素子で検知された前記他方の配線パターンの表面温度を前記一方の配線パターンを介して取得し、前記表面温度が所定の基準温度を超える場合に、前記他方の配線パターンに流れる電流を遮断する手段と、
を備える制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載の制御装置において、
前記一方および他方の配線パターンは、それぞれ前記基板の異なる２面に形成され、
前記温度検知素子は、前記他方の配線パターンが形成された前記基板の面上であって、前記他方の配線パターンが形成されていない領域に前記他方の配線パターンと非接触状態で配設される、
ことを特徴とする制御装置。
【請求項６】
請求項４に記載の制御装置において、
前記一方および他方の配線パターンは、それぞれ前記基板の異なる２面に形成され、
前記温度検知素子は、前記他方の配線パターンが形成された前記基板の面上であって、前記他方の配線パターンが形成されていない前記他方の配線パターンに取り囲まれた領域に前記他方の配線パターンと非接触状態で配設される、
ことを特徴とする制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上に配置された回路や素子に過電流が流入することを防ぐ技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車に搭載される制御装置として、例えば、ドライバシート、助手席、リアシートの内部に設けられた電動機（モータ）を制御して、シートを車両前後方向にスライドさせる、あるいはシートの背もたれを傾ける制御装置がある。
【０００３】
このような制御装置では、電源からの電力を電動機に供給するためのワイヤーハーネスの噛み込みによるショートや電動機の故障などにより、過電流が流れることがある。このような過電流の流入により制御装置に設けられた回路あるいは素子などが発熱し、回路や素子などに支障を来すおそれがある。
【０００４】
特許文献１には、スイッチング電源装置に設けられた制御電圧検出用の定電圧ダイオードの近傍に温度ヒューズを設けて、定電圧ダイオードの異常発熱時に温度ヒューズを溶断させて、定電圧ダイオードなどの素子や回路に過電流が流れることを防止する技術が開示されている。
【０００５】
特許文献２には、過電流が流れるとその電流が流れる回路に挿入された抵抗の温度が上昇し、その温度上昇によって感温素子の抵抗値が変化し、その抵抗変化量が所定値以上となったときに電流を抑圧する電流抑圧回路が作用して回路の電流を抑圧する技術が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開平５−１８４１４２号公報
【特許文献２】特開平５−１３７２５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１のように温度ヒューズを用いて過電流の流入を防止する回路の場合、一度温度ヒューズが断線してしまうと温度ヒューズを交換するまで装置を稼働させることができなくなる。
【０００８】
特許文献２の技術では、感温素子のほかに抵抗素子が必要であり、抵抗と感温素子とを１つの部品として構成する場合には、特許文献２の図４，５，６，７に示されているように、その部品には４つの端子が必要になる。４つの端子を基板上に効率的に取り付けるには、その部品を設置する場所を考慮して回路の配線レイアウトを設計しなければならない。
【０００９】
本発明は、過電流の流入を検知するための回路を基板上に設ける際における配線レイアウトの制約を低減することを１つの目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る制御装置は、少なくとも２つの独立した配線パターンが形成された絶縁性の基板と、一方の配線パターンに電気的に接続され、電源からの電力を負荷へ出力することを制御するスイッチング回路と、他方の配線パターンに電気的に接続され、前記一方の配線パターンの表面温度を検知する温度検知素子と、前記スイッチング回路と前記一方の配線パターンを介して電気的に接続され、前記スイッチング回路のオンオフを制御する制御回路であって、前記温度検知素子と前記他方の配線パターンを介して電気的に接続され、前記温度検知素子で検知された前記一方の配線パターンの表面温度を前記他方の配線パターンを介して取得し、前記表面温度が所定の基準温度を超える場合に、前記スイッチング回路をオフして前記電源からの電力の前記負荷への出力を停止する制御回路と、を備えることを特徴する。
【００１１】
本発明に係る制御装置の１つの態様では、前記一方および他方の配線パターンは、それぞれ前記基板の異なる２面に形成され、前記温度検知素子は、前記一方の配線パターンが形成された前記基板の面上であって、前記一方の配線パターンが形成されていない領域に前記一方の配線パターンと非接触状態で配設されることを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る制御装置の１つの態様では、前記一方および他方の配線パターンは、それぞれ前記基板の異なる２面に形成され、前記温度検知素子は、前記一方の配線パターンが形成された前記基板の面上であって、前記一方の配線パターンが形成されていない前記一方の配線パターンに取り囲まれた領域に前記一方の配線パターンと非接触状態で配設されることを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る制御装置は、少なくとも２つの独立した配線パターンが形成された絶縁性の基板と、一方の配線パターンに電気的に接続され、他方の配線パターンの表面温度を検知する温度検知素子と、前記温度検知素子で検知された前記他方の配線パターンの表面温度を前記一方の配線パターンを介して取得し、前記表面温度が所定の基準温度を超える場合に、前記他方の配線パターンに流れる電流を遮断する手段と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る制御装置の１つの態様では、前記一方および他方の配線パターンは、それぞれ前記基板の異なる２面に形成され、前記温度検知素子は、前記他方の配線パターンが形成された前記基板の面上であって、前記他方の配線パターンが形成されていない領域に前記他方の配線パターンと非接触状態で配設されることを特徴とする。
【００１５】
本発明に係る制御装置の１つの態様では、前記一方および他方の配線パターンは、それぞれ前記基板の異なる２面に形成され、前記温度検知素子は、前記他方の配線パターンが形成された前記基板の面上であって、前記他方の配線パターンが形成されていない前記他方の配線パターンに取り囲まれた領域に前記他方の配線パターンと非接触状態で配設されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、温度検知対象の配線パターンの表面温度を検知する温度検知素子を、温度検知対象の配線パターンとは独立した配線パターンに電気的に接続している。よって、温度検知対象の配線パターンを基板上に形成する際に、温度検知素子が接続される配線パターンの制約を少なくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明を実施するための最良の形態について、以下図面を用いて説明する。
【００１８】
図１は、本実施形態に係る負荷制御システム１００の回路構成を示す図である。
【００１９】
図１において、負荷制御システム１００は、負荷としてのモータＭ１，Ｍ２（以下、区別する必要がない場合は、「モータＭ」と総称する。）と、モータＭに電力を供給するバッテリＢと、バッテリＢからモータＭへの電力の供給を制御する制御装置１０とを含む。
【００２０】
負荷制御システム１００は、例えば、車両に搭載され、モータＭを駆動することで、車両のシートの前後のスライドを行う。なお、本実施形態では、モータＭを駆動させることでシートを前後方向に移動させる場合について説明する。しかし、本実施形態に係る負荷制御システム１００は、バッテリＢなどの電源から制御装置を介して供給される電力によりモータＭなどの負荷を駆動あるいは作動させるシステムであれば他のシステムでも適用可能である。よって、シートの前後のスライド以外の用途に利用されるシステム、例えば、空調システム、オーバヘッドコンソールなどに組み込まれる照明システム、カーナビゲーションシステム、オーディオシステムなどにも適用可能である。
【００２１】
制御装置１０には、コネクタ２０が設けられており、コネクタ２０にはワイヤーハーネスＷが接続される。制御装置１０は、モータＭおよびバッテリＢとワイヤーハーネスＷを介して電気的に接続される。
【００２２】
制御装置１０は、ＣＰＵ１２、操作スイッチＳＷ（ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４）、モータ駆動リレーＲｅ（Ｒｅ１，Ｒｅ２）、操作信号検知回路１４、リレー駆動回路１６、および温度検出回路１８を備える。
【００２３】
負荷制御システム１００が、車両の後部座席をスライドするために設けられる場合には、操作スイッチＳＷは、例えば、図２に示すように、後部座席の中央部に設けられた肘掛け４０に組み込まれる。
【００２４】
ＣＰＵ１２は、操作信号検知回路１４を介して、操作スイッチＳＷがオンすることで出力される操作信号を受信し、受信した操作信号に応じてリレー駆動回路１６に設けられたＮＰＮ形接合トランジスタＱをオンしてモータ駆動リレーＲｅを駆動する。
【００２５】
モータ駆動リレーＲｅには、シートを前進させるための前進用リレースイッチＳＷａとシートを後退させるための後退用リレースイッチＳＷｂとの２つのリレースイッチが設けられている。ＣＰＵ１２は、これらのリレースイッチのオンオフを切り替えることで、モータＭに通電させる電流の方向を変更し、シートのスライド方向の切り替えを行う。より具体的には、ＣＰＵ１２は、シートをスライドさせない場合には、各リレースイッチＳＷａ，ＳＷｂをオフにする。シートを前進させる場合には、ＣＰＵ１２は、前進用リレースイッチＳＷａのみオンしてモータＭに対して矢印ａ方向の電流を流し、シートを後退させる場合には、後退用リレースイッチＳＷｂのみオンしてモータＭに対して矢印ｂ方向の電流を流す。
【００２６】
なお、各リレースイッチＳＷａ，ＳＷｂに並列して接続されるダイオードＤ（Ｄａ，Ｄｂ）は、モータＭの駆動を停止した際にコイルＬ（Ｌａ，Ｌｂ）の自己誘導作用により発生する起電力を短絡するために設けられる。
【００２７】
温度検出回路１８は、ＰＮＰ形接合トランジスタＱｏ、サーミスタＳｏ、コンデンサＣｏなどを備える。
【００２８】
温度検出回路１８の回路構成についてさらに説明する。ＣＰＵ１２のＡＤＤポートには、信号線Ｌｏ１を介してトランジスタＱｏのエミッタが接続される。トランジスタＱｏのコレクタには抵抗Ｒｏ１の一端が接続される。サーミスタＳｏは、抵抗Ｒｏ１の他端と接続され、抵抗Ｒｏ１と直列回路を形成し、かつ、コンデンサＣｏと並列回路を形成する。抵抗Ｒｏ１とサーミスタＳｏとの共通接続点ｔからは信号線Ｌｏ２が分岐し、信号線Ｌｏ２は抵抗Ｒｏ２を介して、ＣＰＵ１２のＡ／Ｄポートに接続される。また、ＣＰＵ１２の汎用ポート２（出力）には、信号線Ｌｏ３を介してトランジスタＱｏのベースが接続される。
【００２９】
このように、構成された温度検出回路１８において、ＣＰＵ１２から信号線Ｌｏ３を介して出力されたオン信号がトランジスタＱｏのベースに印可されることで、トランジスタＱｏがオンして、サーミスタＳｏに所定電圧が印可される。また、サーミスタＳｏに所定電圧が印可されると、サーミスタＳｏと並列接続されているコンデンサＣｏにはサーミスタＳｏの抵抗値に応じた電荷が蓄積される。つまり、サーミスタＳｏの温度に応じた電荷が蓄積される。この状態で、ＣＰＵ１２がオン信号の出力を停止してトランジスタＱｏのベースへの印可を停止すると、つまりトランジスタＱｏをオフすると、コンデンサＣｏに蓄積された電荷は、抵抗Ｒｏ２を通じて、ＣＰＵ１２のＡ／Ｄポートに温度信号として入力される。つまり、ＣＰＵ１２は、Ａ／Ｄポートから入力される温度信号を、サーミスタＳｏが検知する温度情報として取得する。
【００３０】
ＣＰＵ１２は、温度検出回路１８から取得した温度情報に基づいて、制御装置１０に過電流が流入しているか否かを検出し、過電流が流入している場合には、リレー駆動回路１６のトランジスタＱをオフすることで、モータ駆動リレーＲｅをオフして、モータＭへの電力供給を停止する。
【００３１】
ところで、本実施形態において、制御装置１０は、銅箔などの導電体からなる配線パターンが表面および裏面に形成された絶縁基板を備え、制御装置１０を構成する各回路や各素子は、これら配線パターンを介して電気的に接続される。ここで、配線パターンは、回路や素子の電流路である。よって、制御装置１０に過電流が流入すると配線パターンにも過電流が流れ、発熱する。そこで、本実施形態では、配線パターンの表面温度をサーミスタＳｏにより検出して、その検出された温度に基づいて、制御装置１０に流入する過電流を検知することとした。
【００３２】
以下、説明上、制御装置１０を構成する回路や素子のうち、過電流の流入を防止する対象であるＣＰＵ１２、操作スイッチＳＷ、モータ駆動リレーＲｅ、操作信号検知回路１４、リレー駆動回路１６などを主回路群とし、主回路群に過電流が流入することを検知するために、主回路群が接続される配線パターンの表面温度を検知する温度検出回路１８を副回路とする。
【００３３】
主回路群は、表面の配線パターンを介して電気的に接続され、図１に示す回路を構成する。さらに、副回路としての温度検出回路１８は、基板上の裏面の配線パターンを介して、ＣＰＵ１２と電気的に接続され、図１に示す回路を構成する。
【００３４】
なお、本実施形態では、主回路群が電気的に接続される配線パターンと、副回路が電気的に接続される配線パターンとが、基板の異なる面（表面および裏面）に形成される例について説明する。しかし、本実施形態において、特徴的なことは、主回路群が接続される配線パターンと、主回路群の配線パターンの表面温度を検知する温度検出回路１８が接続される配線パターンとが、電気的に独立して設けられることである。よって、主回路群が電気的に接続される配線パターンと、副回路が電気的に接続される配線パターンとは、基板の同一面に形成してもよい。また、主回路群の配線パターンの一部は、副回路の配線パターンと同一の基板の面に形成してもよい。さらに、基板が多層構造の場合には、少なくとも副回路が接続される配線パターンは、基板の内部に形成された配線パターンであってもよい。
【００３５】
図３は、サーミスタＳｏを絶縁基板３０上に実装した場合の模式的な斜視図であり、図４は、絶縁基板３０のうち、サーミスタＳｏが配設される箇所を拡大した絶縁基板３０の表面の実装図の一例を示す。
【００３６】
図３において、絶縁基板３０の表面および裏面（図示せず）には、配線パターンとして銅箔３２が接着され、コネクタ２０の各端子が表面の銅箔３２に電気的に接続されるように設けられる。バッテリＢからの電流は、コネクタ２０に接続されるワイヤーハーネスＷを介して銅箔３２に入力される。図３，４に示すように、絶縁基板３０の表面（および裏面）には、銅箔３２が形成される配線パターン領域３０ａと、配線パターンが形成されてない、つまり銅箔３２が接着されていない非配線パターン領域３０ｂ，３０ｂ’とが存在する。サーミスタＳｏは、これらの領域のうち、表面の非配線パターン領域に配置され、裏面に形成された配線パターンに電気的に接続される。
【００３７】
本実施形態では、上記の通り、サーミスタＳｏにより、基板３０の表面に形成された配線パターンの温度を測定し、温度変化に基づいて過電流の有無を検知する。そのため、サーミスタＳｏは、過電流が流入した場合に温度変化が大きい箇所に隣接して設置することが好ましい。そこで、本実施形態では、図３，４に示すように、バッテリＢからの電流が入力されるコネクタ２０付近で、かつ、表面の銅箔３２に取り囲まれた非配線パターン領域３０ｂ’にサーミスタＳｏを設置する。
【００３８】
なお、非配線パターン領域は、絶縁基板上に形成される配線パターンによって異なる。つまり、サーミスタＳｏは、絶縁基板上に形成される配線パターンによって異なる。しかし、一般的に、絶縁基板上には、銅箔が接着されていない非配線パターン領域は存在する。よって、絶縁基板上に形成される配線パターンに応じて適宜サーミスタＳｏの設置位置を決定すればよい。
【００３９】
本実施形態によれば、主回路群が接続される配線パターンとは独立して、温度検出回路１８が接続される配線パターンが形成される。よって、主回路群が接続される配線パターンを基板上に形成する際に、温度検出回路１８（サーミスタＳｏ）が接続される配線パターンの制約を少なくすることができる。また、主回路群の配線パターンの表面温度を検知するサーミスタＳｏを、主回路群が接続される配線パターンのうち、過電流が流れやすい箇所、つまり、過電流により発熱しやすい箇所に配設することが容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本実施形態に係る負荷制御システム１００の回路構成を示す図である。
【図２】制御装置を構成する操作スイッチＳＷが後部座席の中央部に設けられた肘掛けに組み込まれる場合の設置例を示す図である。
【図３】過電流の流入を検知するサーミスタを絶縁基板上に実装した場合の模式的な斜視図である。
【図４】サーミスタが配設される箇所を拡大した絶縁基板の表面の実装の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０  制御装置、１４  操作信号検知回路、１６  リレー駆動回路、１８  温度検出回路、２０  コネクタ、３０  絶縁基板、３２  銅箔、１００  負荷制御システム、Ｓｏ  サーミスタ、Ｗ  ワイヤーハーネス、Ｒｅ１，Ｒｅ２  モータ駆動リレー。
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図３】
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