阅读说明：本技术 微型计算机输入用开关 (Switch for microcomputer input ) 是由 山下明彦 古瀬达也 中田知里 铃木章平 于 2018-01-24 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种即使在浸水时触电电蚀也少,能够可靠地检测开关的断开状态的微型计算机输入用开关。在具有构成开关(5)的一侧触电(6)和另一侧触电(7)的微型计算机输入用开关中,作为用于检测开关(5)的断开状态的电流,将输出脉冲波形的恒定电流施加于开关(5)。将恒定电流设为100mA以下的微小电流。一侧触电(6)或另一侧触电(7)与用于检测开关(5)的断开状态的电压阈值检测单元(4)连接,并具备控制部(8),控制部(8)基于电压阈值检测单元(4)的输出信号来判断开关(5)的断开状态。控制部(8)根据施加的电流超过预定的阈值(Va),判断为开关(5)为断开状态。(The invention provides a microcomputer input switch which is less in electric shock and electric erosion even when immersed in water and can reliably detect the off state of the switch. In a microcomputer input switch having a first side contact 6 and a second side contact 7 constituting a switch 5, a constant current of an output pulse waveform is applied to the switch 5 as a current for detecting an off state of the switch 5. The constant current is set to a minute current of 100mA or less. The one-side contact (6) or the other-side contact (7) is connected to a voltage threshold detection unit (4) for detecting the off-state of the switch (5), and is provided with a control unit (8), and the control unit (8) determines the off-state of the switch (5) on the basis of an output signal of the voltage threshold detection unit (4). The control unit (8) determines that the switch (5) is in the off state when the applied current exceeds a predetermined threshold value (Va).)

微型计算机输入用开关

技术领域

本发明涉及微型计算机输入用开关，特别地，涉及在使车辆的电气设备等工作的手动开关中应用的微型计算机输入用开关。

背景技术

以往，在喇叭开关或起动开关等使车辆的电气设备工作的手动开关中，进行了防止开关的触电因雨等水分而浸水的情况下的电气设备的工作失常的尝试。

在专利文献1中公开了如下结构：在使以LED为光源的制动灯工作的制动开关的电路中，为了防止手动开关的触电浸水而产生漏电流，手动开关断开而制动灯工作的情况，将电路中的半导体开关的地线与手动开关的地线共用。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：专利第5955727号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，专利文献1所公开的开关电路存在由于需要两个半导体开关而导致成本上升的课题。此外，未对用于检测开关的开闭状态的电流所产生的触电电蚀的防止进行研究。

本发明的目的在于解决上述现有技术的课题，提供一种微型计算机输入用开关，在非防水开关中，即使在浸水时触电电蚀也少，能够可靠地检测开关的断开状态。

用于解决课题的手段

为了达到上述目的，本发明的第一特征在于，在具有构成开关(5)的一侧触电(6)和另一侧触电(7)的微型计算机输入用开关中，作为用于检测所述开关(5)的断开状态的电流，将输出脉冲波形的恒定电流施加于所述开关(5)。

此外，第二特征在于，所述恒定电流为100mA以下的微小电流。

此外，第三特征在于，所述一侧触电(6)或所述另一侧触电(7)与用于检测所述开关(5)的断开状态的电压阈值检测单元(4)连接，并具备控制部(8)，所述控制部(8)基于所述电压阈值检测单元(4)的输出信号来判断所述开关(5)的断开状态，所述控制部(8)根据施加的所述电流超过预定的阈值(Va)，判断为所述开关(5)为断开状态。

此外，第四特征在于，施加于所述开关(5)的电流的脉冲的宽度(T1)被设定为包含检测出的电压值超过阈值(Va)的范围的最小值。

此外，第五特征在于，在通电于所述开关(5)的电流的脉冲的宽度(T1)内多次执行所述开关(5)的断开状态的检测。

此外，第六特征在于，若检测出的电压值超过阈值(Va)，则停止施加电流。

进一步地，第七特征在于，所述控制部(8)按照预定的顺序执行多个开关的断开状态的检测，所述顺序被设定为，需要快的响应速度的开关的断开状态的检测间隔变短。

发明效果

根据第一特征，由于在具有构成开关(5)的一侧触电(6)和另一侧触电(7)的微型计算机输入用开关中，作为用于检测所述开关(5)的断开状态的电流，将输出脉冲波形的恒定电流施加于所述开关(5)，因而能够降低检测开关的开闭状态时的通电量，使浸水时的触电电蚀最小化。此外，由于设为输出脉冲波形的电流，所以能够通过监视电流的脉冲波形，高精度地检测开关的断开状态。进一步地，在设为恒定电流的情况下，若氧化膜导致电阻值上升，则为了使规定电流流过，触电间的电压上升而氧化膜被破坏，从而能够抑制氧化膜的生成。由此，能够将导通电阻保持得较低。

根据第二特征，由于所述恒定电流是100mA以下的微小电流，因而能够将触点电蚀的进行抑制到最小限度。

根据第三特征，由于所述一侧触电(6)或所述另一侧触电(7)与用于检测所述开关(5)的断开状态的电压阈值检测单元(4)连接，并具备基于所述电压阈值检测单元(4)的输出信号来判断所述开关(5)的断开状态的控制部(8)，所述控制部(8)根据施加的所述电流超过预定的阈值(Va)，判断为所述开关(5)为断开状态，因而能够利用脉冲波形的方式可靠地检测开关的断开状态。

根据第四特征，由于施加于所述开关(5)的电流的脉冲的宽度(T1)被设定为包含检测出的电压值超过阈值(Va)的范围的最小值，因而能够缩短开关的断开状态的检测时间，并能够将浸水时的电蚀抑制到最小限度。

根据第五特征，由于在通电于所述开关(5)的电流的脉冲的宽度(T1)内多次执行所述开关(5)的断开状态的检测，因而能够提高开关的断开状态的检测精度。

根据第六特征，由于若所述检测出的电压值超过阈值(Va)，则停止施加电流，因而能够缩短电流的施加时间，使浸水时的触电电蚀最小化。

根据第七特征，由于所述控制部(8)按照预定的顺序执行多个开关的断开状态的检测，所述顺序被设定为，需要快的响应速度的开关的断开状态的检测间隔变短，因而能够加快喇叭开关或制动灯开关等的响应速度。

附图说明

图1是应用了本实施方式的开关结构的开关电路的示意图(开关接通状态)。

图2是应用了本实施方式的开关结构的开关电路的示意图(开关断开状态)。

图3是表示开关处于断开状态下的输入到电压阈值检测单元的输入信号的电压的推移的曲线图。

图4是表示开关的断开状态检测控制1的步骤的流程图。

图5是表示开关的断开状态检测控制2的步骤的流程图。

图6是表示在浸水状态下长时间使用时的开关触电的变化的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的优选实施方式进行详细说明。图1、图2是应用了本实施方式的开关结构的开关电路1的示意图。图1表示开关5闭合的接通状态，图2表示开关5关断的断开状态。

开关电路1包括：通过人的操作来切换接通断开状态的喇叭开关等开关5；将电源电流转换为微小恒定电流的变压器2；通过对栅极施加低电压而使电流从源极流向漏极的P型FET3；用于检测FET3的输出电压的阈值的电压阈值检测单元4；以及基于电压阈值检测单元4的输出信号来判断开关5的接通断开状态的控制部(微型计算机)8。

作为微型计算机输入用开关的开关5由位于电压阈值检测单元4侧的一侧触电6和位于接地侧的另一侧触电7构成。在本实施方式中，其特征在于，作为用于检测开关5的断开状态的电流，施加输出脉冲波形的恒定电流。另外，恒定电流的施加能够在检测定时的紧前进行。

以往，为了检测开关5的断开状态，采用对开关持续施加电流的方式。因此，存在以下课题：若在一侧触电6与另一侧触电7之间充满导电性液体W，则漏电流经由导电性液体W流出，开关5的断开状态的检测变得困难，且因漏电流而在触电产生电蚀。这种导电性液体W除了海水以外，例如还可以考虑由侵入机动二轮车的车把开关壳体的雨水或洗车时的水等生成。

在本实施方式中，在通过对电压阈值检测单元4的输入信号超过规定阈值而判断为开关5为断开状态的结构中，通过作为用于检测开关5的断开状态的电流，在开关5的断开状态的检测定时的紧前，施加输出脉冲波形的恒定电流，从而能够在开关5浸水的状态下，防止触电的电蚀，并可靠地检测开关5的断开状态。此外，由于恒定电流，在产生氧化膜时，若电阻值因生成的氧化膜而上升，则为了使规定电流流过，触电间的电压上升，能够破坏氧化膜。

图3是表示开关5在断开状态下的对电压阈值检测单元4的输入信号的电压的推移的曲线图。如上所述，经由变压器2施加给开关5的电流为100mA以下(例如，7m)的微小电流。由此，能够抑制触电的电蚀。

进而，在本实施方式中，将该微小电流设为形成脉冲波形的脉冲电流。由此，通过监视电流的脉冲波形，易于检测开关的断开状态，进而，抑制施加的电流的电量，减少触电的电蚀。

在时刻t＝0，处于开关的断开状态的待检测状态。在时刻t1，开始向电压阈值检测单元4施加输入信号，微小恒定电流的最初的脉冲开始上升。并且，由于开关5的断开状态的判定是根据脉冲的电压是否超过比峰值电压V2小的阈值Va来进行的，因而即使有漏电流的影响，也能够可靠地检测出断开状态。

在此，施加的恒定电流的脉冲的宽度T1基于峰值电压V2而被设定为包含检测出的电压值超过阈值Va的范围的最小值。由此，能够缩短开关5的断开状态的检测时间。在该曲线图中，示出了在时刻t2从开始施加恒定电流起经过规定时间T2，在时刻t3从开始施加恒定电流起经过规定时间T3，并且在时刻t4基于恒定电流的输出电压达到峰值电压V2的状态。

此外，在本实施方式中，为了提高开关5的断开状态的检测精度，能够设定为在通电于开关5的电流的脉冲的宽度T1内多次执行开关5的断开状态的检测。由此，例如，设为通过电压V连续5次超过阈值Va，判定为开关5为断开状态，能够提高耐噪性。

进一步地，作为其他的方法，也能够设定为若检测出的电压值超过阈值Va，则立即停止施加电流，从而实现电流的施加时间的缩短，使浸水时的触电电蚀最小化。

另一方面，控制部8被配置为按照预定的顺序来执行喇叭开关或制动灯开关等多个开关的断开状态的检测。此时，能够将断开状态的检测的顺序设定为需要快的响应速度的开关的断开状态的检测间隔变短。由此，能够进行与开关的要求响应速度对应的断开状态的检测。

图4是表示本实施方式的开关5的断开状态检测控制1的过程的流程图。以下所示的规定时间等与图3的曲线图对应。作为开关断开状态检测控制，在步骤S1中，开始检测多个开关的断开状态。在步骤S2中，开始施加微小恒定电流。在步骤S3中，判定施加经过时间T是否超过规定时间T2。若在步骤S3中作出肯定判定，则进入步骤S4，执行电压检测。另一方面，若在步骤S3中作出否定判定，则返回步骤S3的判定。

在步骤S5中，判定检测电压V是否超过阈值电压Va。若在步骤S5中作出肯定判定，则进入步骤S6，判定为开关为断开状态，并在步骤S7中停止施加微小恒定电流，结束一系列的控制。另外，若在步骤S5中作出否定判定，则跳过步骤S6、S7而结束一系列的控制。

图5是表示本实施方式的开关5的断开状态检测控制2的过程的流程图。如上所述，在规定的脉冲宽度内进行多次检测时，例如，通过电压V连续5次超过阈值Va，能够在进行开关的断开判定之后停止通电，因而能够在短时间内进行精度更高的检测。

在步骤S10中，开始检测多个开关的断开状态。在步骤S11中，开始施加微小恒定电流。在步骤S12中，判定施加经过时间T是否超过规定时间T2。若在步骤S12中作出肯定判定，则进入步骤S13，执行电压检测。另一方面，若在步骤S12中作出否定判定，则返回步骤S12的判定。

在步骤S14中，判定检测电压V是否超过阈值电压Va。若在步骤S14中作出肯定判定，则进入步骤S15，使断开检测计数器递增(+1)。另一方面，若在步骤S14中作出否定判定，则跳过步骤S15而进入步骤S16。

在步骤S16中，判定施加经过时间T是否小于规定时间T3。若在步骤S16中作出肯定判定，则返回步骤S13。另一方面，若在步骤S16中作出否定判定，则进入步骤S17。

在步骤S17中，判定断开检测计数值Nc是否超过5次。若在步骤S17中作出肯定判定，则进入步骤S18，判定为开关是断开状态。然后，在步骤S19中，重置断开检测计数器，在步骤S20中停止施加微小恒定电流，结束一系列的控制。

图6是表示在浸水状态下长时间使用时的开关触电的变化的图。(a)表示通过本实施方式的方法施加了电流的状态，(b)表示通过现有方式施加了电流的状态。在(b)的现有方式中，为了检测开关的断开状态而对开关持续施加电流，因而电蚀迅速进行，与此相对，在(a)所示的本实施方式中，可知在开关触电几乎不产生电蚀。

另外，开关的结构、变压器、FET、电压阈值检测单元、一侧触电和另一侧触电的形状和结构、脉冲宽度和阈值等不限于上述实施方式，可以进行各种变更。本发明的微型计算机输入用开关能够应用于各种车辆或动力装置的开关，而不限于机动二轮车的车把开关。

符号说明

1···开关电路；2···变压器；3···FET；4···电压阈值检测单元；5···开关；6···一侧触电；7···另一侧触电；8···控制部；V2···脉冲的峰值电压；Va···阈值；W···导电性液体。