1.本发明涉及开闭体控制装置。
背景技术：
2.已知有使用电动机的动力来对设于车辆的升降门等开闭体进行开闭的开闭体控制装置。
3.该种类的开闭体控制装置有能够通过使用者的手动操作来对开闭体进行开闭的结构。在通过使用者的手动操作而使开闭体急剧地进行开闭时，有时会在电动机中产生过电压。在该情况下，因过电压而对从电源装置向电动机供给的电力供给进行控制的控制基板有可能损伤。
4.例如，专利文献1中公开了一种开闭体控制装置，其构成为设有对过电压进行检测的传感器和继电器开关，从电源装置经由继电器开关向驱动源通电。该专利文献1中公开了在由传感器检测到过电流的情况下，继电器开关导通，从电源装置向驱动源通电，由此抑制过电压。
5.在先技术文献
6.专利文献
7.专利文献1：国际公开第2018/066550号
技术实现要素：
8.发明要解决的课题
9.另外，在上述的专利文献1所记载的开闭体控制装置中，存在如下问题：在未从电源装置向驱动源通电的状态下产生了过电压的情况下，无法抑制过电压，因此控制基板有可能损伤。
10.本发明的目的是提供一种即使在未通电的状态下产生了过电压的情况下也能够防止控制基板的损伤的开闭体控制装置。
11.用于解决课题的手段
12.为了达成上述的目的，本发明中的开闭体控制装置具备：制动电路，对驱动开闭体的电动机进行制动；控制电路，在向预定的输入端子输入了信号的情况下，控制所述制动电路以对所述电动机进行制动；以及开关电路，在所述电动机发电并产生了预定值以上的电压的情况下，基于该电压而导通，使所述信号向所述预定的输入端子输入。
13.发明效果
14.根据本发明的开闭体控制装置，即使在未通电的状态下产生了过电压的情况下，也能够防止控制基板的损伤。
附图说明
15.图1是示出本发明的实施方式的开闭体控制装置的结构的一例的图。
具体实施方式
16.以下，参照附图并对本发明的实施方式进行说明。
17.图1是示出本发明的实施方式的开闭体控制装置1的结构的一例的图。开闭体控制装置1是使用电动机40的动力来对设于车辆的后车门等开闭体进行开闭控制的装置。需要说明的是，开闭体只要能够向开状态或闭状态转变，则不管什么样都可以，例如也可以为滑动门。并且，开闭体控制装置1能够通过使用者的手动操作来对开闭体进行开闭。
18.开闭体控制装置1具备控制系统电源电路10、电动机驱动电路20、电动机驱动器30(与本发明的“控制电路”对应)、开关电路50。需要说明的是，驱动系统电源电路60将来自蓄电池的电力向电动机驱动电路20供给。在本实施方式中，通过用虚线描绘驱动系统电源电路60来示出未从驱动系统电源向电动机驱动电路30供给电力的状态。
19.[控制系统电源电路10]
[0020]
控制系统电源电路10具备控制系统电源11和控制系统电源线12。控制系统电源线12从分支点分支成电动机驱动电路侧路径12a和开关电路侧路径12b。电动机驱动电路侧路径12a是从控制系统电源11向电动机驱动电路20供给电力的电源线。
[0021]
[电动机驱动电路20]
[0022]
电动机驱动电路20是通过对来自蓄电池的电力进行调整并向电动机40具备的各相的电源线供给来对电动机40进行驱动的电路。电动机驱动电路20具备进行电动机40的制动的制动电路22。制动电路22在本实施方式中为对相对于电动机40的旋转轴能够拆装的制动器进行控制的电路。制动器具有电磁离合器和经由电磁离合器而与电动机40的旋转轴连接的负载。电磁离合器将电动机40的旋转轴与负载连结或解除电动机40的旋转轴与负载的连结。
[0023]
负载由用于使转子的旋转力衰减的与设于电动机40的转子相比具有充分大的惯性矩的旋转盘或旋转阻尼器构成。需要说明的是，本发明中的负载并不限定于旋转盘、旋转阻尼器，只要能够使转子的旋转力衰减即可。
[0024]
[电动机驱动器30]
[0025]
电动机驱动器30是使用电动机40的绕线电阻、电感成分以及极数等表示电动机40的特性的各种参数来推定电动机40具备的转子的位置以及转速并进行与转速或电动机电流相对的pi控制的控制基板。电动机驱动器30将与设于仪表板等的操作开关的操作对应的操作信号作为控制信号并经由信号线(未图示)向电动机驱动电路20发送。
[0026]
电动机驱动器30具有将来自开关电路50的电压输入的输入端子31。电动机驱动器30在向输入端子31输入了指定电压范围内的电压的情况下，以将电动机40的旋转轴与负载连结的方式将驱动信号向电动机驱动电路20输出并对电动机驱动电路20中具备的电磁离合器进行控制。另一方面，电动机驱动器30在向输入端子31输入了指定电压范围外的电压的情况下，以将电动机40的旋转轴与负载之间的连结解除的方式将驱动信号向电动机驱动电路20输出并对电磁离合器进行控制。
[0027]
[电动机40]
[0028]
电动机40在本实施方式中使用其动力来对设于车辆的升降门等开闭体进行开闭。电动机40是例如三相的无刷dc电动机，具备转子和定子。转子具备具有n极以及s极的多个永磁铁，相对于定子而以旋转轴为中心进行旋转。定子具有三相的驱动线圈。三相的驱动线
圈通过转子进行旋转而产生与转速对应的感应电压。
[0029]
在通过使用者的手动操作而使开闭体急剧地进行开闭时，有时会在电动机40中产生过电压。在该情况下，由于将过电压施加于信号线(未图示)，所以设于电动机驱动器30(控制基板)的电子元件有可能损伤。因此，本实施方式中的开闭体控制装置1具备开关电路50。
[0030]
[开关电路50]
[0031]
在设于开关电路50的端子51上连接有开关电路侧路径12b。在设于开关电路50的端子52上经由电动机驱动器侧路径13而与设于电动机驱动器30的输入端子31连接。需要说明的是，电动机40中产生的过电压经由电动机驱动电路侧路径12a以及开关电路侧路径12b向端子51施加。
[0032]
开关电路50根据向端子51施加的过电压的大小来切换向设于电动机驱动器30的输入端子31输入的电压的大小。
[0033]
开关电路50具有齐纳二极管zd1、zd2、电阻r1、r2、r3、r4、r5、r6、二极管d1、d2、d3、d4、晶体管q1、mosfet(metal oxide semiconductor field effect transistor：金属氧化物半导体场效应晶体管)q2。
[0034]
[齐纳二极管zd1、二极管d1、d2]
[0035]
在设于开关电路50的端子51上连接有齐纳二极管zd1的阴极，在齐纳二极管zd1的阳极上连接有二极管d1的阳极。齐纳二极管zd1是在预定的齐纳电压vz1以上导通的电压限制元件。由此，在向端子51输入的电压为预定的齐纳电压vz1以上的情况下，将齐纳电压vz1向二极管d1的阳极施加。在12v的电源上连接有二极管d2的阳极。将12v的电源电压施加于二极管d2的阳极。
[0036]
[晶体管q1、电阻r1、r2、r3]
[0037]
二极管d1以及二极管d2各自的阴极彼此连接的接点cp1经由电阻r1而与晶体管q1的基极连接。在晶体管q1的集电极
·
基极之间设有电阻r2。在集电极上连接有电阻r3。晶体管q1的发射极接地。
[0038]
在向设于开关电路50的端子51输入的电压为预定的齐纳电压vz1以上的情况下，通过基极电流流动，晶体管q1接通(导通状态)，集电极电流流动。在向端子51输入的电压小于预定的齐纳电压vz1的情况下，基极电流不流动，因此晶体管q1断开(非导通状态)，集电极电流不流动。需要说明的是，电阻r1、r2各自的电阻值基于基极电流与集电极电流的比率即电流放大率等来设定。并且，电阻r3基于集电极电流来设定。
[0039]
[mosfetq2]
[0040]
在mosfetq2的栅极端子上经由电阻r3、晶体管q1以及二极管r3而连接有齐纳二极管zd1的阳极。并且，在mosfetq2的源极端子上连接有齐纳二极管zd1的阴极(端子51)。并且，在mosfetq2的漏极端子上连接有端子52。mosfetq2在本实施方式中为p沟道型的mosfet，在电位上与源极相比栅极较低，在源极
·
栅极之间的电位差为阈值以上的情况下接通(导通状态)。由此，电流从设于开关电路50的端子52向电动机驱动器侧路径13流动，向设于电动机驱动器30的输入端子31施加电压。另一方面，还在源极
·
栅极之间的电位差小于阈值的情况下、在电位上栅极与源极相同或栅极比源极高的情况下断开(非导通状态)。由此，电流不从端子52向电动机驱动器侧路径13流动，因此未向输入端子31施加电压。
[0041]
[电阻r4]
[0042]
在源极端子与栅极端子之间设有电阻r4。电阻r4的电阻值设定成在因向设于开关电路50的端子51施加的施加电流而电阻r4的两端产生电位差的情况下该电位差即源极
·
栅极之间的电位差为阈值以上。
[0043]
mosfetq2在使用上设有限制。例如，对于源极
·
栅极之间的电位差设有处于预定范围内的限制。源极
·
栅极之间的电位差根据向设于开关电路50的端子51施加的施加电流的大小而增大。并且，在源极
·
栅极之间的电位差超过了能够施加的最大容许电压的情况下，mosfetq2有可能损伤。
[0044]
[齐纳二极管zd2]
[0045]
在源极端子与栅极端子之间，用于保护mosfetq2的二极管即齐纳二极管zd2与电阻r4并联地设置。齐纳二极管zd2通过在源极
·
栅极之间的电位差超过上述的最大容许电压之前进行通电而使源极
·
栅极之间短路。通过使源极
·
栅极之间短路，使mosfetq2为断开状态，由此能够防止mosfetq2的损伤。
[0046]
[二极管d3、d4]
[0047]
在mosfetq2的源极
·
栅极之间设有用于防止静电破坏的二极管d3、d4。二极管d3、d4各自的阳极彼此连接，二极管d3的阴极与源极端子连接，二极管d4的阴极与栅极端子连接。
[0048]
[开闭体控制装置1的动作]
[0049]
接着，对开闭体控制装置1的动作进行说明。需要说明的是，在以下的说明中，开闭体控制装置1处于未通电的状态。具体而言，如用虚线示出驱动系统电源电路60那样为未从驱动系统电源向电动机驱动电路20供给电力的状态，并且控制系统电源电路10为未从控制系统电源11向电动机驱动电路20以及电动机驱动器30分别供给电力的状态。
[0050]
在通过使用者的手动操作而使开闭体急剧地开闭时，有时会电动机40发电并产生过电压。由此，过电流从电动机驱动电路20在电动机驱动电路侧路径12a以及开关电路侧路径12b上流动，向设于开关电路50的端子51施加过电压。
[0051]
在向设于开关电路50的端子51施加的过电压为齐纳电压vz1以上的情况下，齐纳二极管zd1通电，在晶体管q1中基极电流流动，晶体管q1接通(导通状态)，由此集电极电流流动。由此，在mosfetq2中，源极
·
栅极之间的电位差为阈值以上，由此mosfetq2接通(通电状态)。
[0052]
通过mosfetq接通，电流从设于开关电路50的端子52向电动机驱动器侧路径13流动，向设于电动机驱动器30的输入端子31施加电压。在向输入端子31施加了电压的情况下，从电动机驱动器30向电动机驱动电路20输出驱动信号，对电动机驱动电路20中具备的电磁离合器以将电动机40的旋转轴与负载连结的方式进行控制。由此，对电动机40进行制动，因此能够抑制由使用者的手动操作引起的过电压的产生。其结果是，能够防止电动机驱动器30的损伤。
[0053]
另一方面，在向设于开关电路50的端子51施加的过电压小于齐纳电压vz1的情况下，齐纳二极管zd1不通电，因此晶体管q1断开。由此，mosfetq2断开。
[0054]
通过mosfetq2断开，电流不从设于开关电路50的端子52向电动机驱动器侧路径13流动。由此，未向设于电动机驱动器30的输入端子31施加电压，因此未从电动机驱动器30向
电动机驱动电路20输出驱动信号，电动机驱动电路20中具备的电磁离合器将电动机40的旋转轴与负载之间的连结解除，不过过电压较低，因此电动机驱动器30不可能损伤。
[0055]
如上述那样，即使在未通电的状态下，也根据向设于开关电路50的端子51施加的电压的大小来切换相对于设于电动机驱动器30的输入端子31施加了电压的状态和未施加电压的状态，因此能够防止电动机驱动器30的损伤。
[0056]
本发明的实施方式的开闭体控制装置1具备：制动器，对驱动开闭体的电动机进行制动；电动机驱动器30，在向预定的输入端子31施加了电压的情况下，控制制动器以对电动机40进行制动；以及开关电路50，在电动机40发电并产生了预定值以上的过电压的情况下，基于产生的过电压而导通，使电压施加于预定的输入端子31。
[0057]
根据上述结构，即使在未通电的状态下，也在电动机40发电并产生了预定值以上的过电压的情况下，向设于电动机驱动器30的预定的输入端子31施加电压，控制制动器以对电动机40进行制动，因此能够防止电动机驱动器30的损伤。而且，由于具有开关电路50，所以即便使电动机驱动器30的电源断开，也能够检测电动机40的过电压，能够降低消耗电力。需要说明的是，上述结构在通电的状态下，也与未通电的状态一样在电动机40发电并产生了预定以上的过电压的情况下，向设于电动机驱动器30的预定的输入端子31施加电压，对制动器进行制动以对电动机40进行制动。
[0058]
并且，本实施方式中的开关电路50具有在产生了预定值以上的电压的情况下导通的例如齐纳二极管等电压限制元件。通过开关电路50中具备的电压限制元件，在向设于开关电路50的端子51施加了预定值以上的电压的情况下，能够可靠地使开关电路50接通。
[0059]
并且，本实施方式中的开关电路50具有mosfetq2，该mosfetq2配置于电动机40与预定的输入端子31之间，在产生了电压的情况下使电动机40与输入端子31之间导通。通过在电动机40与预定的输入端子31之间设置的mosfetq2，在向设于开关电路的端子51施加了过电压的情况下，经由mosfetq2而使电动机40与输入端子31之间可靠地导通，在向端子51施加了不能称为过电压的可容许的电压的情况下，mosfetq2能够将电动机40与输入端子31之间可靠地切断。
[0060]
并且，开关电路50的电压限制元件是在产生了预定值以上的电压的情况下击穿而导通的齐纳二极管zd1，mosfetq2是p沟道mosfet，在p沟道mosfet的栅极端子侧配置齐纳二极管zd1的阳极，在p沟道mosfet的源极端子侧配置齐纳二极管zd1的阴极，在p沟道mosfet的漏极端子侧配置预定的输入端子31。由于在mosfet的栅极端子侧配置齐纳二极管zd1的阳极，将齐纳二极管zd1的阳极配置于p沟道mosfet的源极端子侧，所以在向端子51施加的电压为齐纳电压以上的情况下，能够使mosfetq2可靠地接通，在向端子51施加的电压小于齐纳电压的情况下，能够使mosfetq2可靠地断开。
[0061]
需要说明的是，上述实施方式中说明的电阻r3、r4以及齐纳二极管zd2并不是必须的。例如，通过变更mosfetq2的规格，能够删除电阻r3、r4、齐纳二极管zd2。
[0062]
并且，上述实施方式中说明的齐纳二极管zd1以及二极管d1、d2并不是必须的。例如，通过消除12v的电源，能够删除齐纳二极管zd1以及二极管d1、d2。
[0063]
并且，在上述实施方式中，也可以使作为两元件的晶体管q1以及mosfetq2为作为一元件的晶体管阵列。通过从两元件置换成一元件，能够削减元件件数、安装面积。
[0064]
并且，在上述实施方式中，也可以取代齐纳二极管zd1而使用电压检测电路等。由
此，能够在由电压检测电路检测的指定电压下使开关电路50接通，因此能够提高使开关电路50进行动作时的精度。
[0065]
另外，上述实施方式均只是示出了进行本发明的实施时的具体化的一例，并不是通过这些来限定性地解释本发明的技术范围。即，本发明能够不脱离其主旨或其主要的特征而以各种各样的形式实施。
[0066]
工业实用性
[0067]
本发明作为即使在未通电的状态下产生了过电压的情况下也能够防止控制基板的损伤的开闭体开闭装置是有效的。
[0068]
附图标记说明
[0069]
d1、d2、d3、d4二极管
[0070]
q1晶体管
[0071]
q2mosfet
[0072]
r1、r2、r3电阻
[0073]
zd1齐纳二极管
[0074]
zd2齐纳二极管
[0075]
1开闭体控制装置
[0076]
10控制系统电源电路
[0077]
11控制系统电源
[0078]
12控制系统电源线
[0079]
12a电动机驱动电路侧路径
[0080]
12b开关电路侧路径
[0081]
13电动机驱动器侧路径
[0082]
20电动机驱动电路
[0083]
22制动电路
[0084]
30电动机驱动器
[0085]
31输入端子
[0086]
40电动机
[0087]
50开关电路
[0088]
51端子
[0089]
52端子
[0090]
60驱动系统电源电路