JPH11511640A

JPH11511640A - ロックアウト特性を有するスイッチング回路

Info

Publication number: JPH11511640A
Application number: JP9512835A
Authority: JP
Inventors: ジェフリーボチェネク
Original assignee: アトマインターナショナルインコーポレイテッド
Priority date: 1995-09-19
Filing date: 1996-09-17
Publication date: 1999-10-05
Anticipated expiration: 2016-09-17
Also published as: DE69635483D1; BR9610639A; CN1201565A; MX9802248A; DE69635483T2; AU7239796A; EP0852084A4; JP3255927B2; EP0852084B1; US5627411A; WO1997011523A1; ATE311035T1; EP0852084A1

Abstract

(57)【要約】本発明は、ロックアウト特性を有するスイッチのための電気回路に関する。本電気回路によれば、別々の低電流スイッチ（ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４）を作動させることによって、主オペレータおよび補助オペレータの両者が双方向モータ（３０）を作動させることができる。本電気回路によれば、ロックアウトスイッチ（Ｌ／Ｏ）を作動させることによって、主オペレータは、モータを補助オペレータが作動させることができないようにすることができる。ロックアウトスイッチが作動させられた状態では、主オペレータは、補助オペレータからの干渉を受けずに、モータを作動させることができる。オペレータによるのでなく、論理回路（７０、９０）を介して作動させられる高電流パワースイッチ（５０、５２）は、モータを付勢するためのパワー回路を閉成するのに使用される。

Description

【発明の詳細な説明】ロックアウト特性を有するスイッチング回路背景本発明は、切り換えれるロックアウト特性を有する電気回路に係るものであって、この切り換えれるロックアウトにより主オペレータは補助オペレータがアクチュエータを操作できる能力を選択的に可能化したり、または不能化し主オペレータが制御できるようにしたりすることができる。本発明の回路には多くの用途があるけれども、乗物のパワーウインドウの昇降に特に適している。多くの乗物はパワーウインドウシステムを装備している。そのような多くのシステムのウインドウは双極双投ロッカースイッチにより操作される。一方向におけるロッカースイッチの投入（すなわち、賦活）によりウインドウは上がり、そして他方向におけるロッカースイッチの賦活によりウインドウは下がる。乗客は、乗客のウインドウを操作する補助スイッチを利用できる。他方運転者には運転者のウインドウスイッチと複数の主スイッチとがあって、乗客のウインドウの一つ一つを操作できる。運転者には一つの別のロックアウトスイッチがあって乗客がそれぞれのウインドウを操作できないようにしていることがよくある。賦活時にこれらのロックアウトスイッチによって運転者は乗客がウインドウを操作できないようにすることができる。図１は簡単化した従来のパワーウインドウシステムの略図であって、説明の目的で乗客のウインドウはただ一つだけ示してある。運転者のスイッチプレート１０は常時閉のロックアウトスイッチ１２を含んでおり、このロックアウトスイッチで運転者は乗客の補助スイッチ２０を不能化できる。運転者のスイッチプレート１０も乗客の２方向ウインドウモータ２８を操作する主スイッチ１４を有している。ロックアウトスイッチ１２を閉じると、補助スイッチの電源端子２２に給電する。そうなると、乗客が補助スイッチ２０を操作してウインドウを昇降させれる。他方、ロックアウトスイッチ１２を開くと、補助スイッチの電源端子２２は給電されなくなり、その場合乗客はウインドウを操作できなくなる。運転者が乗客のウインドウを操作できるかどうかは、ロックアウトスイッチ１４の設定に依る。イグニッションがオンである限り電力を与える主スイッチの電力端子１８を使用して、交番のいずれかの路を介して運転者の主スイッチ１４が乗客のウインドウへ動力を与えるからである。乗客の窓を運転者が操作したいと思うと、運転者は主スイッチ１４を賦活して主スイッチの電力端子１８を介して電流を、常時閉の補助スイッチ接点２４、２６の一方、ウインドウモータ２８、常時閉の補助スイッチ接点２４、２６の他方、そして大地へ流す。上に説明したパワーウインドウは幾つかの欠点を有している。それらの欠点の一つは、ロックアウトスイッチ１２を賦活した（開いた）ときでも、運転者が乗客の窓を操作するのを乗客が干渉できるということである。こうなるのは、運転者が乗客のウインドウを操作するための電気回路が補助スイッチの接点２４、２６の間に保持されなければならないからである。もし乗客が補助スイッチ２０をいじったりすると、乗客はこの回路を切って、運転者が乗客の窓を操作するのを干渉することになる。従来のウインドウ制御回路の別の問題は、乗客のウインドウを操作する電力が運転者のスイッチプレートを通ってしまい、コストと複雑さを増す要件を課すことになるということである。そのような要件の一つは、双方向ウインドウモータは１０乃至２０アンペアの電流を必要とするということである。このため比較的高価な大電流スイッチで機械的接点を介してウインドウモータに電力を供給しなければならない。また、太い導線も使用しなければならず、そのようなシステムに使用するワイヤーハーネスの価格と重量との両方が増える。そして第３として、大電流スイッチシステムでは運転者のドアから乗客のウインドウモータまで電流が流れるときかなりの電圧降下が生じる。ある乗物ではその結果、乗客のウインドウの動作は運転者のウインドウよりも、それと気づく程遅くなる。電圧降下は太い導線の使用により少なくなるが、こうすると価格と重量との両方が増える。最後に、図１に示す回路によって代表される既存の設計では乗客のウインドウモータへの電力線を運転者のスイッチプレートに通さなければならない。このことは配線やスプライスを乗客のウインドウモータへ直接電力線を通した場合よりも多く必要とする（従って価格と重量との両方が増える）。本発明は、関連の従来デバイスに比較して多数の利点を提供する、ロックアウト特性を有したスイッチのための電気回路である。第１に、本発明により、主オペレータ（例えば、運転手）は、補助オペレータ（例えば、乗客）に操作をさせないようにすることができ、更に、補助オペレータによって妨害されることなくパワーデバイス（例えば、ウインドウモータ）を操作できる。第２に、現在使用されている高電流機械スイッチとは異なり、本発明は、パワーデバイスを付勢するために、主オペレータと補助オペレータの双方が別々の低電流機械スイッチを作動させることを必要とする。この特徴は、一般に、現存の設計で使用されている様々な素子のコスト、重量、及び複雑さを低減させる。本発明では、高電流切換操作は、低電流ロックアウトと機械スイッチからの入力に応答して、パワースイッチによって実行される。ロックアウト特性を有するパワーウインドウスイッチに関連して、本発明は多数の利点を与える。第１に、本発明は、運転手のドアを通じて乗客のウインドウモータへ設けられるべき電力ワイヤの必要を除去する。第２に、本発明は、ロックアウトスイッチが作動された（開かれた）ときに、乗客のウィンドウの運転手による操作を乗客が妨害しないようにする。また、第３に、本発明は、パワーウインドウシステムを実施するために必要とされるワイヤ配線のコストや重量を低減させ、運転手の回路素子から乗客のドアへたった２つの制御ラインを設ければよいものとする。本発明に従って形成されるデバイスにより、運転手と乗客の双方が、２０ｍＡより小さい電流を導通させる低電流機械スイッチを作動させることができる。高電流切換操作は、機械的な、若しくは、ソリッドステートリレー、若しくは、作動中のモータに隣接して置かれた他の等価な素子によって実行される。それ故、運転手若しくは乗客のいずれも、高電流スイッチに直接的にはアクセスできない。上の利点は全て、両方向性モータを第１若しくは第２の方向に選択的に作動させる本発明の回路によって実現される。一般の実施例は、電源と、両方向性モータと、オン及びオフロックアウト信号を切換可能に出力するロックアウトスイッチと、オン及びオフ第１の主出力信号を切換可能に出力する第１の主スイッチと、オン及びオフ第２出力信号を切換可能に出力する第２の主スイッチと、オン及びオフ第１補助信号を切換可能に出力する第１補助スイッチと、オン及びオフ第２補助信号を切換可能に出力する第２補助スイッチとを有する。また、ロックアウト信号と第１の主信号に応答して第１の３状態信号を出力する第１の主回路と、ロックアウト信号と第２の主信号に応答して第２の３状態信号を出力する第２の主回路と、第１補助信号と第１の３状態信号に応答して第１のスイッチング信号を出力する第１補助回路と、第２補助信号と第２の３状態信号に応答して第２のスイッチング信号を出力する第２補助回路とが含まれる。最後に、この回路は、第１及び第２のスイッチング信号からの入力を受け取る第１及び第２パワースイッチを有しており、これらのパワースイッチは、電源を双方向モータの２つの端子に接続して、後者に電力を与える。上に要約した回路によって、主ユーザ若しくは補助ユーザのいずれもが、可逆モータを第１若しくは第２の方向のいずれにも動作させることができる。この回路はまた、主オペレータに、ロックアウトスイッチを与えて、補助オペレータがモータを動作させることを防止する。主回路からの二重３状態(dual tri-state) 信号の出力は、第１回路から第２回路への、いずれも電力ワイヤではない、たった２つのワイヤだけを必要とする。これは、図１に示されているような、電流設計に必要とされる３ラインと対照をなすものであり、コストをセーブし、必要とされるワイヤ配線の重量を低減する。３状態信号を使用することにより、補助回路においては、３つの動作モードが可能となる、即ち、補助オペレータにモータを操作することを可能にするロックアウトオフと；主オペレータがいずれの主スイッチをも作動させず、補助オペレータがいずれの補助スイッチをも動作させること不可能にする、ロックアウトオンと；モータを反対方向に動作させる補助スイッチを補助オペレータが動作させることを可能にすることなく、主オペレータが２つの主スイッチの中の一方を作動させる、ロックアウトオンと、である。この回路では、全ての高電流切換操作が、いずれのオペレータによっても直接的には作動されない素子によって実行されることから、オペレータには低電流スイッチだけが与えられればよく、したがって、更にコストをセーブすることになる。図面の簡単な説明図１は、パワーウインドウモータを制御するための従来回路の概略図である。図２は、本発明のブロック図である。図３は、パワーウインドウモーターを制御するための、本発明に従う回路の概略図である。発明の詳細な説明図２に関して、本発明に従う回路は、低電流の機械的なロックアウトスイッチＬ／Ｏ及び第１と第２の低電流の主スイッチＳＷ１、ＳＷ２を有する第１のオペレータを提供する。この実施例では、これら３つのスイッチの全てが通常オフ（オープン）である。２つの主スイッチＳＷ１、ＳＷ２の内の１つをクローズする（すなわち、オンにする）ことによって、主オペレータは、双方向モーター３０を第１の方向もしくは第２の方向に操作可能となる。以下で更に詳細に説明するように、第１と第２の主論理電気回路６０、８０は、主オペレータが、ロックアウトスイッチＬ／Ｏの設定に関わらずモーターを操作することを可能とする。モーターは、いかなる瞬間においても、１方向に操作されることのみが可能であるので、第１と第２の主スイッチＳＷ１、ＳＷ２は、相互に排他的である、すなわち、同時には、それらの内の１つのみが作動されることが可能であるのが好ましい。例えば、ロッカータイプであるのが好ましい双極双投（すなわち、非−ラッチング）スイッチを使用することによって、これを確実にすることができる。それに反して、ロックアウトスイッチＬ／Ｏは、ラッチング単投スイッチであるのが好ましい。回路はまた、通常オフである補助オペレータ、低電流の第１及び第２の補助スイッチＳＷ３及びＳＷ４をそれぞれ提供する。ロックアウトスイッチＬ／Ｏが作動されない限りは、補助オペレータは、それぞれ、低電流の第１及び第２の補助スイッチＳＷ１及びＳＷ２の内の１つを作動することによって、第１及び第２の方向に双方向モーター３０を操作可能である。第１及び第２の補助スイッチＳＷ３、ＳＷ４は、相互に排他的であるのが好ましく、また、第２の双極双投ロッカースイッチに組み合わせられることが可能である。第１及び第２の主ロジック回路６０、８０はどちらもロックアウトスイッチＬ／Ｏからの入力を受け取る。各々はまた、それぞれ、対応する第１及び第２の主スイッチから第２の入力を受け取る。第１及び第２の主ロジック回路６０、８０は、ロックアウトスイッチＬ／Ｏの設定及び第１と第の主スイッチＳＷ１及びＳＷ２の作動に応答して、３つの状態の出力を供給する。本説明のために、３つの状態をＨＩ、ＬＯ、Ｘとする。ロックアウトスイッチＬ／Ｏの状態に関わらず、対応する主スイッチが作動されている（オン）である時はいつでも、主ロジック回路の出力は「高」（ＨＩ）である。ロックアウトスイッチＬ／Ｏが作動されていて（オン）、対応する主スイッチが作動されていない（オフ）である時、その出力は「低」（ＬＯ）である。もし、ロックアウトスイッチＬ／Ｏも対応する主スイッチもどちらも作動されていない（オフ）ならば、その出力は「Ｘ」である。第１及び第２の主スイッチＳＷ１、ＳＷ２は、相互に排他的であるのが好ましいので、第１及び第２の主論理回路６０、８０からの出力は、同時にＨＩになることは不可能である。しかしながら、どちらもＬＯもしくはＸになることは可能である。第１と第２の補助論理回路７０，９０の各々は、２つの入力を受け取る。各々に対する一方の入力は、対応する第１と第２の主論理回路６０，８０からの前述の３状態出力である。第１と第２の補助論理回路７０，９０への第２の入力はそれぞれ、通常オフの第１と第２の補助スイッチＳＷ₃，ＳＷ₄から得られる。第１と第２の補助論理回路７０，９０の各々は、２つのレベルの出力（オンまたはオフ）を有する信号を供給し、出力レベルは、各々によって受け取られた入力によって決定される。補助論理回路の出力レベルは、２つの場合、１）その３状態入力がＨＩであるとき、２）その３状態入力がＸであり、対応する補助スイッチがオンであるとき、オンである。補助論理回路の出力は、他の全ての時間オフである。第１と第２の補助論理回路７０，９０はそれらのそれぞれの出力を第１と第２のパワースイッチ５０，５２へそれぞれ供給する。第１と第２のパワースイッチ５０，５２は、第１と第２の補助論理回路７０，９０からオン出力レベルによってそれぞれ作動される高電流スイッチである。パワースイッチの何れかが作動されると、それは、電源を双方向モータ３０の２つの、通常接地されている端子３２，３４の一方へ接続することによって、電気回路を完成する。第１と第２のパワースイッチ５０，５２は、好ましくは相互に排他的であるので、一方が閉のとき、他方は開のままでなければならない。これにより、モータの両端子が、モータをターンオフにする電源に接続されるのを防止する。第１と第２のスイッチ５０，５２は入力（例えば、電源）を選択的に接続する１つ二重リレーを実現することによって相互に排他にすることができ、２つの出力（例えば、モータ上の端子）の一方のみを付勢する。これは、この分野における通常の知識を有するものに知られているように、ＦＥＴｓやＢＪＴｓで実現されるＨブリッジ駆動装置によって達成され得る。その機能が上述された一次の、および補助論理回路は、同じ論理機能を備える異なる型式の要素を用いることによっても実現され得る。この分野における通常の知識を有するものに知られているように、個別のアナログ素子、集積回路、ディジタル論理ゲート、マイクロプロセッサ、プログラム可能な論理アレイ及びアナログコンピユータは全てこの目的のために用いられることができる。２つの出力が３状態出力である場合、第１と第２の一次回路は、単一の３入力、２出力回路に結合されることができることは、この分野における通常の知識を有するものにとって明らかであろう。同様に、第１と第２の補助回路は、単一の４入力、２出力回路に結合されることができる。如何に一方が主回路か補助回路の何れかを特徴づける差異を生じない。それはこれらの回路の数を数える入力− 出力関係である。回路対の何れか、或いは両方を結合することは、上にリストした素子の型式の何れかで達成される。更に、本発明は、主および補助オペレータの双方が低電流ロックアウトスイッチを作動することによって補助オペレータをロッキングアウトする追加の能力が与えられる主オペレータと共に低電流スイッチのみを作動することによって高電流モータを動作する必要がある場合、セッティングのあらゆる数において用いられてもよい。図３は、乗客の乗物にある窓を制御するために適した本発明のアナログ論理回路の具現化を示す。非ラッチングコンタクトスイッチＳＷ₁，ＳＷ₂は、運転者が乗客の窓（図示せず）を動作するようにし、一方、非ラッチングコンタクトスイッチＳＷ₃，ＳＷ₄は乗客がその窓を動作するようにする。運転者のスイッチＳＷ₁ ，ＳＷ₂によって働くこれらの機能は、好ましくは単一の双極双投ロッカースイッチに結合される。同じものが乗客のスイッチＳＷ₃，ＳＷ₄に対して保持する。この分野における通常の知識を有するものに知られているように、これらのロッカースイッチは、通常ニュートラルの位置にあり、窓のモータを上昇させるか、下降させるように選択的に作動されることができる。ロックアウトスイッチＬ／Ｏは、好ましくは単投式ラッチスイッチであり、運転者にのみアクセス可能になっていて、乗客の自分の側のウインドウの操作を阻止している。ロックアウトスイッチＬ／Ｏが動作していない（開放している）場合には、運転者スイッチＳＷ１又は乗客スイッチＳＷ３のどちらかを動作させて、ウインドウを第１の方向に動作させることができる。同様に、運転者スイッチＳＷ２又は乗客スイッチＳＷ４のどちらかを動作させて、ウインドウを第２の方向すなわち反対の方向に動作させることができる。多くの損失なしに、スイッチＳＷ１又はＳＷ３のいずれかを付勢することによって、ウインドウをアップさせ（従ってウインドウを上昇させ）、スイッチＳＷ２又はＳＷ４のいずれかを付勢することによって、ウインドウをダウンさせ（従ってウインドウを下降させ）ることができる。図３の回路は、前記した手動操作（マニュアル）スイッチと、運転者アップ回路６０と、乗客アップ回路７０と、ドライバダウン回路８０と、乗客ダウン回路９０と、アップリレーＲＹ１と、ダウンリレーＲＹ２と、双方向モータ３０と、通常の接地端子３２及び３４とを具備する。回路全体へのパワー（電力）は、イグニッションスイッチによって動作するパワーリレー（図示せず）を介して与えられて、その電圧は、図３の「ＩＧＮ」で示されている。アップ回路の動作が次に記述され、ダウン回路は実質的にそれと同じように動作するものと理解されたい。ロックアウトスイッチＬ／Ｏが付勢されていない（開放すなわちオフ）の場合には、アップロックアウトトランジスタＱ３はそのベースエミッタ接合が順バイアスされていないのでオフになっていて且つアップバイパスダイオードＤ１のアノードには電圧が印加されていないため、電流が、電流制限アップロックアウト抵抗Ｒ６を流れることはない。Ｑ３がオフのとき、電流はＱ３のエミッタ抵抗Ｒ１７を電流は流れない。従って、Ｌ／Ｏがオフのとき、運転者アップ入力ノード６２はＤ１のカソード出力によって影響されず、運転者アップ出力ノード６４もＱ３のコレクタによっては影響されない。好ましくは、Ｒ６は１０ｋΩであり、Ｒ１７は４７Ωであり、Ｑ３はＢＣ５４７であり、Ｄ１は１Ｎ４１４８である。Ｌ／Ｏが開放し且つ運転者アップスイッチＳＷ１が動作していない（開放すなわちオフ）場合、運転者アップ入力ノード６２と運転者アップトランジスタＱ１のベース及びエミッタとは、全てＩＧＮの電圧に保持されている。Ｑ１のベースエミッタ接合が逆バイアスされていないので、Ｑ１がオフであり、Ｑ１の電流制限抵抗Ｒ１を電流が流れることはなく、Ｑ１のシャント抵抗Ｒ２を電流が流れることもない。従って、Ｑ１のコレクタは導通せず、Ｑ１のコレクタと運転者アップ出力ノード６４の間に配置されたコレクタ抵抗Ｒ３にも電流が流れない。Ｑ１もＱ３も導通しないので、運転者アップ出力ノード６４は、接地電圧（ＬＯ）に引き下げられたり、ＩＧＮ電圧（ＨＩ）に上昇させられたりすることがない。それは、その代わりとして、有効にオープン回路となっていて、運転者アップ回路６０が、Ｘのフローティングレベルを持つ信号を出力する。好ましくは、Ｒ１は１０ｋΩであり、Ｒ２は１００ｋΩであり、Ｑ１はＭＰＳＡ５６である。Ｌ／Ｏが開放し且つ運転者アップスイッチＳＷ１が動作している（閉成すなわちオン）場合、運転者アップ入力ノード６２は接地される。従って、導通することになったＱ１の電流制限抵抗Ｒ１とＱＩのシャント抵抗Ｒ２との間に電圧降下が現れる。Ｒ１が１０ｋΩであり且つＲ２が１００ｋΩであるので、Ｑ１のエミッタと運転者アップ入力ノード６２の間の電圧降下の大部分は、Ｑ１の電流制限抵抗Ｒ１の両端に現れる電圧である。これによって、Ｑ１のベースが、ＩＧＮより約０．６Ｖルト低くさせられて、Ｑ１のベースエミッタ接合を逆バイアスしてＱ１をオンにする。Ｑ１がオンの場合には、コレクタ電流がＱ１のコレクタ抵抗Ｒ３（好ましくは６８０Ω）を通って流れ、普通の通りＩＧＮより２００〜３００ｍＶ低いエミッタ・コレクタ電圧が、Ｑ１のコレクタに現れる。その結果、運転者アップ出力ノード６４の電圧は、約１．６〜１．８Ｖとなって、運転者アップ出力回路６０は、ＨＩのレベルを持つ信号を出力する。Ｌ／Ｏが付勢させられている（閉成すなわちオン）場合、運転者アップ回路６０はやや違った動作をする。Ｌ／Ｏの閉成すなわちクローズによって、アップバイパスダイオードＤ１のアノードの電圧が、０．８Ｖに近い電圧になる。これによって、Ｑ３のベースエミッタ接合が順バイアスされることになり、Ｑ３をオンにし、電流が電流制限アップロックアウト抵抗Ｒ６を通って流れる。Ｑ３がオンにされると、Ｑ３は非常に低いコレクタエミッタ電圧となり、運転者アップ出力ノード６４を接地電圧に近づけるように引っ張り、運転者アップ出力ノード６４からＱ３のエミッタ抵抗Ｒ１７を通ってグラウンドへ流れる電流路を提供する。ロックアウトスイッチＬ／Ｏが閉じ、運転者アップスイッチＳＷ１が開いているとき、上記したようにＱ１のベースエミッタージャンクションが逆バイアスされていないので、Ｑ１はオフのままである。さらに、ＵＰバイパスダイオードＤ１は、そのアノードとカソードの両方の電位がＩＧＮに保持されているので、導通しない。そして、上記したように、Ｑ３はオンとなっており、運転者アップ出力ノード６４は、引き下げられる。この条件下で、運転者アップ回路６０はＬＯのレベルの信号を出力する。上記した理由により、Ｌ／Ｏが閉じた状態では、電流は、Ｒ６およびＲ１７を介して流れ、Ｑ３はオン、Ｄ１はオフの状態となっている。Ｑ３のエミッタ抵抗Ｒ１７は、Ｄ１の電圧降下が温度にによりドリフトしても、Ｑ３を遮断するのを保証する。Ｒ１７はまた、Ｑ３のベースエミッタ接続電圧を約０．８Ｖまで増加させる。したがって、ＳＷ１が起動されたとき、Ｑ３のベース電圧はＤ１のアノード電圧は約０．６Ｖまで低下し、したがってＱ３を遮断する。このような条件で運転者アップスイッチＳＷ１を閉じると、３つのことがほぼ同時に発生する。第一に、アップバイアスダイオードＤ１が、カソードが接地され、一方で、そのアノードがＲ６を介してＩＧＮ電圧に接続されるので、オンとなる。第二に、Ｄ１の電圧降下（したがって、Ｑ３のベース電圧）が０．６５Ｖのオーダーであり、Ｑ３のオンの状態を維持するには、不十分であるような低いベース−エミッタ電圧となるので、Ｑ３は遮断される。この結果、アップバイパスダイオードＤ１は、スイッチＳＷ１が起動されたとき、Ｑ３を遮断する。第３に、ベース−エミッタジャンクションが逆バイアスされている運転者アップトランジスタＱ１は導通し始める。これによって、運転者アップ出力ノード６４が約１．６−１．８Ｖとなり、運転者アップ回路６０がＨＩレベルの信号を出力するようになる。要するに、運転者アップ回路はＬ／Ｏのセットにかかわらず、運転者アップスイッチＳＷ１が起動（オン）場合には必ずＨＩ信号を出力し、Ｌ／Ｏスイッチが起動（オン）されかつＳＷ１が起動されていない（オフ）ときには、ＬＯ信号を出力し、Ｌ／ＯスイッチとＳＷ１の両方が起動されていない（オフ）ときには、レベルＸの信号を出力する。運転者アップ回路６０の出力は、乗客アップ入力ノード７２において乗客アップ回路７０に電気的に接続されている。アップ入力ノード７２は、次に、乗客アップトランジスタＱ２のベース電極に接続されている。Ｑ２のベースはＱ２のプルダウン抵抗Ｒ１３ににより接地されており、リーク電流がＱ２をオンにしないようにしている。Ｑ２のエミッタはＲ１５によって接地されており、このＲ１５は、ノード７２を約１．１Ｖまで上昇させ、これによって、０．５Ｖのセッチオフセットでも、Ｑ３がＱ２を遮断できるようにしている。乗客アップ入力ノード７２は、また、Ｑ２の電流制限抵抗Ｒ４を介して乗客アップスイッチＳＷ３からの入力を受ける。好ましくは、Ｒ４は、２．２ＫΩであり、Ｒ１３は、３３ＫΩ 、Ｒ１５は、１０ＫΩおよびＱ２はＭＰＳＡ０６である。しかし、Ｒ１５の値は、使用されるスイッチの形式（たとえば、リレー、ＦＥＴ、ＢＪＴ等）およびこれと協働する抵抗によることを注目すべきである。運転者アップ回路６０がＨＩ信号を出力するとき（すなわち、運転者アップスイッチＳＷ１がオン）であるとき、Ｑ２ベースエミッタジャンクションは順バイアスされており、Ｑ２をオンにし、電流をＱ２のコレクタを介して流す。この条件では、乗客アップスイッチＳＷ３を閉じることによって、スイッチＳＷ３にＩＧＮを接続して接地するための電気回路が完成するが、Ｑ２をオンにはしない。スイッチＳＷ３を閉じることによって、電流は、ＩＧＮから、乗客アップ入力ノード７２および運転者アップ出力ノード６４を介して、Ｑ２の電流制限抵抗Ｒ４を通り、Ｑ３のコレクタを通り、そして、エミッタ抵抗Ｒ１７を介して接地される。Ｑ３を経由する経路はＬ／Ｏスイッチが起動され、ＳＷ１が開になったとき、Ｑ３がオンとなることよって、実現される。Ｑ３のコレクタ電圧がＱ２のベース −エミッタオン電圧より低いので、乗客はＬ／Ｏスイッチが閉じていた場合には、乗客はＱ２をオンにすることができない。運転者アップ回路６０が、Ｘの浮動レベルで信号を出力するとき、（Ｌ／Ｏ及びＳＷ１の両方がオフである）、そのベース−エミッタ接合が順バイアスでないので、Ｑ２は再びオフになる。これらの状況下で、閉鎖乗客アップスイッチＳＷ３は、スイッチＳＷ３でＩＧＮをＱ２の電流制限抵抗Ｒ４に接続する電気的回路を完成する。この順バイアスＱ２のベース−エミッタ接合は、従って、Ｑ２にターンオンし、それにより電流をＱ２のエミッタ抵抗Ｒ１５を介してグランドに流させる。しかしながら、今度は、Ｌ／Ｏスイッチが付勢されていないので、Ｑ３はターンオンせず、Ｑ３を介して電流をグランドに流すことはできない。前述の３つの段落で説明したように、運転者がＳＷ１を付勢するか、乗客がＬ／Ｏスイッチ開放でＳＷ３を付勢するかのいずれかのときに、Ｑ２はターンオンされる。Ｑ２をターンオンさせることによってＱ２のコレクタを介して電流を流すことができ、リレーコイルに電圧を印加すること、或いは、固体パワースイッチ（即ち、ＦＥＴ又はＢＪＴ）をターンオンすることのいずれかによってパワースイッチを付勢する。好ましい実施形態では、Ｑ２のロード抵抗Ｒ５は、アップ・リレーＲＹ１への入力端子の対に亘って分路され、誘導スパイクをリレーコイルから減少させる。好ましくは、Ｒ５は８２０Ωであり、ＲＹ１は２２５Ωである。この回路では、ＲＹ１は、高電流パワースイッチとして役立ち、ＩＧＮから双方向モータ３０の第１の端子３２への接続を閉鎖し、Ｑ２がターンオンされるとき、モータが対応する乗客の窓（図示せず）を上げるようにさせる。該窓は、第１及び第２端子３２、３４が通常は接地されている双方向モータ３０に電圧を印加することによって作動する。Ｑ２をターンオンすることによりアップリレーＲＹ１に電圧を印加することによって、ＩＧＮから第１のモータ端子３２を介して、双方向モータ３０を介して、及び、そこから第２のモータ端子３４を介してグランドに、一方向に電流を流させる。好ましくは、アップリレーＲＹ１とそれに対応するダウンリレーＲＹ２は、ＲＹ１が閉じているならば、ＲＹ２が開放されているように相互に排他的である。このことは、第１及び第２のモータ端子３２，３４が同時に電源に接続されないようにする。この機能は、アナログ回路設計の当業者に良く知られている部品番号ＥＰ２−３Ｎ１Ｓのような二重リレーを採用することによって達成することができる。この目的に関しては、適切なロックアウト回路を伴う２つの単一リレーでも使用することができる。乗用車の窓を下げることが実質的に同じ仕方で作動することは、図３の対照的な特徴から明瞭である。一般的に８０として示した運転者ダウン回路は、運転者ダウンスイッチＳＷ２と、ダウンロックアウト抵抗Ｒ７と、ダウンバイパス・ダイオードＤ２と、ダウンロックアウト・トランジスタＱ４と、Ｑ４エミッタ抵抗Ｒ１８と、運転者ダウン入力ノード８２と、運転者ダウン・トランジスタＱ５と、運転者ダウン出力ノード８４と、Ｑ５の電流制限抵抗Ｒ８と、Ｑ５の分路抵抗Ｒ９と、Ｑ５のコレクタ抵抗Ｒ１０とを、対応する運転者アップ回路コンポーネントの適所に使用する。一般的に９０として示した乗客ダウン回路は同様に、乗客ダウンスイッチＳＷ４と、乗客ダウントランジスタＱ６と、Ｑ６のベースに接続された乗客ダウン入力ノード９２と、Ｑ６のプル・ダウン抵抗Ｒ１４と、Ｑ６の電流制限抵抗Ｒ１１と、Ｑ６エミッタ抵抗Ｒ１６と、Ｑ６のベース・ロード抵抗Ｒ１２と、ダウンリレーＲＹ２とを含む。Ｌ／Ｏスイッチを伴うＳＷ２又はＳＷ４のいずれかを付勢することによってＲＹ２を閉鎖することは、双方向モータ３０の第２の端子３４へのＩＧＮの接続を達成しない。ダウン回路のコンポーネントは、作動が詳細に上述されたアップ回路のコンポーネントと同一である。若干の変更が図３の回路の種々の構成要素に対して行えることは当業者にとって明らかであろう。例えば、ＦＥＴをバイポーラ接合トランジスタの代わりに使用することができる。好適にバイアスされたトランジスタをバイパスダイオードＤ１及びＤ２の代わりに使用することができる。ＰＮＰ及びＮＰＮトランジスタは、それぞれ種々の極性が好適に変更されたＮＰＮ及びＰＮＰトランジスタと置き換えることができる。運転手アップ及び運転者ダウン回路及び乗客アップ及び乗客ダウン回路は、本発明の分離したサブシステムとして設計されたが、この特徴が絶対的でないことは、当業者に同様に明らかであろう。運転者アップ及び運転者ダウン回路は、乗客アップ及び乗客ダウン回路と同様に対称的である。従って、本発明の精神又は範囲の何れかを変更すること無しに、運転者アップＰ及び運転者ダウン回路は、一つの３入力（ロックアウト及び２つのドライバースイッチ）、２出力回路に、設計し直すことができる。同様に、乗客アップ及び乗客ダウン回路は、一つの４入力（運転者回路からの２つの出力、及び２つの乗客スイッチ）、２出力回路に、設計し直すことができる。この様に上述の実施形態を設計し直しても、本発明の目的は維持される。上述のアナログ成分での実施形態は、本発明の種々の利点を実現する。第１に、モータ３０に電力を与えるための全ての大電流スイッチングは、運転者又は乗客の何れかによって直接には活動状態にされないリレーＲＹ１及びＲＹ２によって達成される。第２に、運転者又は乗客の何れかによって作動されたスイッチだけは、モータを駆動するのに要求される１０−２５アンペアとは対照的な２０ｍＡ程度の電流を流す小電流スイッチである。第３に、Ｌ／Ｏスイッチが活動状態に（ＯＮ）される時、ＬＯ信号がＱ２ベース信号入力７２及びＱ６ベース入力９２の両方に現われる。このことは、乗客が窓を（ＳＷ３を活動状態にすることにより）上昇すること、又は（ＳＷ４を活動状態にすることにより）下降することを禁止する。運転者が窓を上昇（又は下降）することを望む場合は、乗客にその窓を下降（又は上昇）することを可能とすること無しに、運転者は窓を上昇（又は下降）することができる。このことは、乗客がロックアウト状態にされている時に、乗客による不所望の妨害を防止する。当業者に知られる様に、図３の複数の回路を有するスイッチシステムを作成することができ、運転者に共通ロックアウトスイッチを提供することができる。この様なシステムは、主及び補助スイッチの個別の組によって各々操作可能な多数の窓が制御される必要のある場合において、設定するのに好適である。これについてのありふれた例は、運転者ウインドウと、３つの乗客ウインドウを有する乗客車両であり、３つの乗客ウインドウには、運転者又は乗客の何れかによって操作可能なスイッチが設けられており、運転者には更にロックアウトスイッチが設けられている。一つの共通ロックアウトスイッチを設け、同時に補助スイッチの全てを運転者が使用可能とすることを不可能にするが、上述した仕方で補助スイッチの何れか一つ又はそれ以上を作動することの能力も残される。言うまでもないことであるが、制御することのできるパッセンジャー窓の数に付いては理論的な制限は存在せず、制御されるべき窓毎にこの様な回路が一つ組み込まれることのみが必要とされる。図３に表される回路図は、乗客ウインドウを制御するために意図されているが、この様な回路が別の設定の仕方で同様に使用可能でないとする理由はない。一般に、本発明は、主オペレータ及び複数の補助オペレータが、双方向モータを操作するために大電流スイッチを間接的に活動状態にするのに、小電流スイッチを使用することを必要とする如何なるセッテングにおいても、採用することができる。主オペレータには小電流ロックアウトスイッチも設けられる。この様な応用の一つは、乗合車両におけるパワードアロック制御であり、ロックされた状態とロック解除された状態との間でのソレノイド又は他のアクチュータ移動が、上述された回路によって同様の仕方で制御される。全ての電流電力スイッチングがリレー等によって達成され、運転者及び乗客は小電流スイッチのみを作動する。本発明の好適な実施の形態と現在考えられるものが記述されたが、種々の変化及び変更が、請求の範囲に記載される真の精神及び範囲に入るこの様な変化及び変更を包含すると意図される発明から離れること無しに、行うことが出来る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＥＥ，ＦＩ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＺ，ＶＮ

Claims

【特許請求の範囲】１．双方向モータを第１の方向または第２の方向に選択的に作動させるための電気回路において、電源と、第１のモータ端子および第２のモータ端子を有する双方向モータと、オン位置とオフ位置との間で切り換えられ得るロックアウトスイッチであって、該ロックアウトスイッチ位置を表すロックアウト信号を出力するロックアウトスイッチと、オン位置とオフ位置との間で切り換えられ得る第１の主スイッチであって、該第１の主スイッチ位置を表す第１の主信号を出力する第１の主スイッチと、オン位置とオフ位置との間で切り換えられ得る第２の主スイッチであって、該第２の主スイッチ位置を表す第２の主信号を出力する第２の主スイッチと、オン位置とオフ位置との間で切り換えられ得る第１の補助スイッチであって、該第１の補助スイッチ位置を表す第１の補助信号を出力する第１の補助スイッチと、オン位置とオフ位置との間で切り換えられ得る第２の補助スイッチであって、該第２の補助スイッチ位置を表す第２の補助信号を出力する第２の補助スイッチと、前記ロックアウト信号および前記第１の主信号に応答してあるレベルを有する第１の３状態信号供給し、且つ前記ロックアウト信号および前記第２の主信号に応答してあるレベルを有する第２の３状態信号を供給するための手段を有する主回路と、前記第１の補助信号および前記第１の３状態信号に応答してあるレベルを有する第１のスイッチング信号を供給し、且つ前記第２の補助信号および前記第２の３状態信号に応答してあるレベルを有する第２のスイッチング信号を供給するための手段を有する補助回路と、前記第１のスイッチング信号に応答して前記第１のモータ端子に前記電源を接続させるための第１のパワースイッチと、前記第２のスイッチング信号に応答して前記第２のモータ端子に前記電源を接続させるための第２のパワースイッチとを備えており、前記双方向モータは、前記第１の主スイッチおよび前記第１の補助スイッチのうちの一方をオンとすることにより、前記第１の方向に作動させられ、前記双方向モータは、前記第２の主スイッチおよび前記第２の補助スイッチのうちの一方をオンとすることにより、前記第２の方向に作動させられ、前記ロックアウトスイッチがオフのときにのみ、前記第１の補助スイッチおよび前記第２の補助スイッチにより、前記モータが作動させられることを特徴とする電気回路。２．前記第１の３状態信号は、前記第１の主信号がオンであるときには、「高」であり、前記第１の３状態信号は、前記第１の３状態信号は、前記第１の主信号がオフであり且つ前記ロックアウト信号がオンであるときには、「低」であり、前記第１の３状態信号は、前記第１の主信号がオフであり且つ前記ロックアウト信号がオフであるときには、「Ｘ」であり、前記第２の３状態信号は、前記第２の主信号がオンであるときには、「高」であり、前記第２の３状態信号は、前記第２のしゅしんごうがオフであり且つ前記ロックアウト信号がオンであるときには、「低」であり、前記第２の３状態信号は、前記第２の主信号がオフであり且つ前記ロックアウト信号がオフであるときには、「Ｘ」である請求項１記載の電気回路。３．前記第１のスイッチング信号は、前記第１の３状態信号が「高」であるときには、オンであり、前記第１のスイッチング信号は、前記第１の３状態信号が「低」であるときには、オフであり、前記第１のスイッチング信号は、前記第１の３状態信号が「Ｘ」であり且つ前記第１の補助信号がオンであるときには、オンであり、前記第２のスイッチング信号は、前記第２の３状態信号が「高」であるときには、オンであり、前記第２のスイッチング信号は、前記第２の３状態信号が「低」であるときには、オフであり、前記第２のスイッチング信号は、前記第２の３状態信号が「Ｘ」であり且つ前記第２の補助信号がオンであるときには、オンである請求項１記載の電気回路。４．前記第１のパワースイッチおよび前記第２のパワースイッチは、相互に排他的である請求項１記載の電気回路。５．前記第１のパワースイッチおよび前記第２のパワースイッチは、二重リレーとして組み合わされている請求項４記載の電気回路。６．前記第１の主スイッチおよび前記第２の主スイッチは、相互に排他的であり、前記第１の補助スイッチおよび前記第２の補助スイッチは、相互に排他的である請求項１記載の電気回路。７．前記第１の主スイッチおよび前記第２の主スイッチは、主双極双投ロッカーとして組み合わされており、前記第１の補助スイッチおよび前記第２の補助スイッチは、補助双極双投ロッカーとして組み合わされている請求項１記載の電気回路。８．前記主回路は、さらに、前記ロックアウト信号および前記第１の主信号に応答してあるレベルを有する前記第１の３状態信号を供給するための手段を有する第１の主回路と、前記ロックアウト信号および前記第２の主信号に応答してあるレベルを有する前記第２の３状態信号を供給するための手段を有する第２の主回路とを備える請求項１記載の電気回路。９．前記補助回路は、さらに、前記第１の３状態信号および前記第１の補助信号に応答してあるレベルを有する前記第１のスイッチング信号を供給するための手段を有する第１の補助回路と、前記第２の３状態信号および前記第２の補助信号に応答してあるレベルを有する前記第２のスイッチング信号を供給するための手段を有する第２の補助回路とを備える請求項１記載の電気回路。 10．乗用車の乗客窓を制御する電気回路において、電源、第１、第２モータ端子を有するウインドウモータ、オン位置とオフ位置の間で切替えられ、ロックアウトスイッチの位置を反映するロックアウト信号を出力する運転者ロックアウトスイッチ、通常はニュートラルで、前記ニュートラル位置からアップ位置とダウン位置の１つに選択的に切替えられ、前記運転者スイッチが前記アップ位置にあることを反映して運転者アップ信号を出力し、前記運転者スイッチが前記ダウン位置にあることを反映して運転者ダウン信号を出力する運転者スイッチ、通常はニュートラルで、前記ニュートラル位置からアップ位置とダウン位置の１つに選択的に切替えられ、前記乗客スイッチが前記アップ位置にあることを反映して乗客アップ信号を出力し、前記乗客スイッチが前記ダウン位置にあることを反映して乗客ダウン信号を出力する乗客スイッチ、前記ロックアウト信号と前記運転者アップ信号に応じたアップ３状態信号を供給する手段を有する運転者アップ回路、前記ロックアウト信号と運転者ダウン信号に応じたダウン３状態信号を供給する手段を有する運転者アップ回路、前記アップ３状態信号と前記乗客アップ信号に応じたレベルを有するアップスイッチング信号を供給する手段を有する乗客アップ回路、前記ダウン３状態信号と前記乗客ダウン信号に応じたレベルを有するダウンスイッチング信号を供給する手段を有する乗客ダウン回路、前記アップスイッチング信号に応じて、前記電源を前記ウインドウモータ端子に接続するアップパワースイッチ、及び、前記ダウンスイッチング信号に応じて、前記電源を前記ウインドウモータ端子に接続するダウンパワースイッチを備え、前記ウインドウモータは、前記運転者スイッチと乗客スイッチの１つを動かすことにより作動し、前記乗客スイッチは前記ロックアウトスイッチがオフのときのみウインドウモータを作動させることを特徴とする電気回路。 11．請求の範囲第１０項に記載の電気回路であって、前記運転者アップ回路手段は、前記運転者アップ信号から入力を受ける運転者アップ入力ノードと、運転者アップ出力ノードと、前記運転者アップ入力ノードと前記運転者アップ出力ノードの間にある運転者アップトランジスターとを備え、前記運転者アップトランジスターは前記運転者アップ信号に応じた運転者アップトランジスター信号を供給することを特徴とする電気回路。 12．請求の範囲第１１項に記載の電気回路であって、前記運転者アップ回路手段は、前記運転者アップトランジスターのベース電極とエミッター電極の間に分岐トランジスターを備えることを特徴とする電気回路。 13．請求の範囲第１１項に記載の電気回路であって、前記運転者アップ回路手段は、前記運転者アップ出力ノードに、前記ロックアウト信号に応じたレベルを有するアップロックアウトトランジスター信号を供給するアップロックアウトトランジスターを備え、前記ロックアウトトランジスターを不能にし、前記運転者アップ信号に応じるアップバイパスダイオードを備えることを特徴とする電気回路。 14．請求の範囲第１０項に記載の電気回路であって、前記運転者ダウン回路手段は、運転者ダウン入力ノードと、運転者ダウン出力ノードと、前記運転者ダウン入力ノードと前記運転者ダウン出力ノードの間にある運転者ダウントランジスターとを備え、前記運転者ダウントランジスターは前記運転者ダウン信号に応じた運転者ダウントランジスター信号を供給することを特徴とする電気回路。 15．前記運転者ダウン回路手段は、前記運転者ダウントランジスタのベース電極とエミッタ電極の間に配置された分流器を更に備えていることを特徴とする請求項１４に記載の電気回路。 16．前記運転者ダウン回路手段は、ダウンロックアウトトランジスタ信号を前記運転者ダウン出力ノードに供給するダウンロックアウトトランジスタと、前記ダウンロックアウトトランジスタを不能にするダウンバイパスダイオードとを更に備え、前記ダウンロックアウトトランジスは前記ロックアウト信号に応答するレベルを有し、前記ダウンバイパスダイオーは前記運転者ダウン信号に応答することを特徴とする請求項１４に記載の電気回路。 17．前記乗客アップ回路手段は、前記乗客ダウン信号から第１の入力及び前記アップ３状態信号から第２の入力を受け取る乗客アップ入力ノードと、前記アップスイッチング信号を供給する出力ノードと、前記乗客アップ入力ノードと前記乗客アップ出力ノードの間に配置された乗客アップトランジスタとを備えていることを特徴とする請求項１０に記載の電気回路。 18．前記乗客ダウン回路手段は、前記乗客ダウン信号から第１の入力及び前記ダウン３状態信号から第２の入力を受け取る乗客ダウン入力ノードと、前記ダウンスイッチング信号を供給する出力ノードと、前記乗客ダウン入力ノードと前記乗客ダウン出力ノードの間に配置された乗客ダウントランジスタとを備えていることを特徴とする請求項１０に記載の電気回路。 19．乗用車の乗客ウインドウを制御する電気回路であって、電源；第１及び第２のモータ端子を有するウインドウモータ；ロックアウト切り替え位置を反映するロックアウト信号を出力し、オンとオフ位置の間で切り替え可能な運転者ロックアウトスイッチ；前記ニュートラル位置からアップ位置及びダウン位置の一つに選択的に切り替え可能な通常時ニュートラル運転者スイッチ、前記運転者スイッチは、前記運転者スイッチが前記アップ位置にあることを反映している運転者アップ信号を出力し、かつ前記運転者スイッチは、前記運転者スイッチが前記ダウン位置にあることを反映している運転者ダウン信号を出力する；前記ニュートラル位置からアップ位置及びダウン位置の一つに選択的に切り替え可能な通常時ニュートラル乗客スイッチ、前記乗客スイッチは、前記客員スイッチが前記アップ位置にあることを反映している乗各アップ信号を出力し、かつ前記乗客スイッチは、前記乗客スイッチが前記ダウン位置にあることを反映している乗客ダウン信号を出力する；前記ロックアウト信号及び前記運転者アップ信号に応答するレベルを有しているアップ３状態信号と、前記ロックアウト信号及び前記運転者ダウン信号に応答するレベルを有しているダウン３状態信号とを供給する手段を有する運転者回路；前記アップ３状態信号及び前記乗客アップ信号に応答するレベルを有しているアップスイッチング信号と、前記ダウン３状態信号及び前記乗客ダウン信号に応答するレベルを有しているダウンスイッチング信号とを供給する手段を有する乗客回路；前記アップスイッチング信号に応じて前記電源を前記第１のウインドウモータ端子に接続するアップパワースイッチ；前記ダウンスイッチング信号に応じて前記電源を前記第２のウインドウモータ端子に接続するダウンパワースイッチとを備え、前記ウインドウモータは、前記運転者スイッチ及び前記乗客スイッチの一つを起動することによって動作し、前記乗客スイッチは、前記ロックアウトスイッチがオフであるときにだけ前記ウインドウモータを動作することを特徴とする電気回路。 20．前記第１及び第２のモータ端子は、通常、接地されていることを特徴とする請求項１０に記載の電気回路。