JP4955374B2 - ブレーキスイッチ故障診断方法及びブレーキスイッチ故障診断装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車等の車両におけるブレーキペダルの操作状態を検出するブレーキスイッチの故障診断に係り、特に、構成の簡素化、信頼性の向上等を図ったものに関する。

従来、この種の装置としては、例えば、特許第２７７２７３７号公報に示されたように、ブレーキスイッチの故障の有無を、ブレーキ液圧を昇圧するためのブースタの内圧及びその変化量と、ブレーキペダルへ加えられた踏力と、ブレーキ圧とから総合的に判断するよう構成された装置などが種々提案されている。

特許第２７７２７３７号公報（第２−３頁、図１−図２）

しかしながら、上記公報に開示された装置においては、多くの判断要素を用いていることから信頼性の高い診断が期待できるものの、ブースタ圧に応じた信号やブレーキペダルの踏圧に応じた信号、さらには、ブレーキ圧に応じた信号を必要とするため、車両全体で必要とされる各種センサの数を増加させるばかりか、これらのセンサと車両の電子制御を行う電子制御ユニットとを接続する配線が多くなるため、部品の設置スペースが限られ、極力構成の簡素化や部品点数の削減が切望される車両にあっては、必ずしも満足できるものではなかった。

本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、簡易な構成で、確実な故障診断を行うことができるブレーキスイッチ故障診断方法及びブレーキスイッチ故障診断装置を提供するものである。

上記本発明の目的を達成するため、本発明に係るブレーキスイッチ故障診断方法は、
ブレーキペダルの操作状態を検出するブレーキスイッチの故障診断方法であって、
ブレーキペダルの操作状態を検出可能に設けられた２つのブレーキスイッチの出力信号の不一致検出を行い、不一致が検出された場合には、当該検出時点から所定時間経過した後、再度、前記２つのブレーキスイッチの出力信号の不一致検出を行い、不一致が再度検出された際に、カウンタによる所定増分値のカウントを行うことを定期的に繰り返し行い、前記カウント後のカウンタ値が所定値に達した場合に、前記２つのブレーキスイッチの故障と判定し、
前記カウンタによるカウントを行った際には、当該カウントの時点から所定時間の間、２つのブレーキスイッチの出力信号の不一致検出を禁止するよう構成されてなるものである。
また、上記本発明の目的を達成するため、本発明に係るブレーキスイッチ故障診断装置は、
ブレーキペダルの操作状態を検出するブレーキスイッチの故障診断装置であって、
ブレーキペダルの操作状態に応じて所定の信号を出力する２つのブレーキスイッチと、
前記２つのブレーキスイッチの出力信号を入力し、その故障の有無を判定する電子制御ユニットとを有してなり、
前記電子制御ユニットは、
前記２つのブレーキスイッチの出力信号の不一致検出を行い、不一致が検出された場合には、当該検出時点から所定時間経過した後、再度、前記２つのブレーキスイッチの出力信号の不一致検出を行い、不一致が再度検出された際に、カウンタによる所定増分値のカウントを行うことを定期的に繰り返し行い、前記カウント後のカウンタ値が所定値に達した場合に、前記２つのブレーキスイッチの故障と判定し、
前記カウンタによるカウントを行った際には、当該カウントの時点から所定時間の間、２つのブレーキスイッチの出力信号の不一致検出を禁止するよう構成されてなるものである。

本発明によれば、ブレーキスイッチの故障を、従来と異なり、ブレーキスイッチ以外の複数のセンサ信号を用いることなく、ブレーキスイッチの信号のみで、しかも、複数回の信号検出を重ねることで信頼性のある判断ができるようにしたので、簡易な構成で、信頼性の高い故障判定を得ることができ、ひいては信頼性の高い動作を実現するブレーキ装置の提供に寄与することができるという効果を奏するものである。

以下、本発明の実施の形態について、図１乃至図３を参照しつつ説明する。
なお、以下に説明する部材、配置等は本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。
最初に、本発明の実施の形態におけるブレーキスイッチ故障診断方法が用いられる車両ブレーキ装置の構成例について、図１を参照しつつ説明する。
図１は、自動四輪車における車両ブレーキ装置の概略構成例を示したもので、ブレーキペダル１の踏み込み量は、ブレーキマスタシリンダ２によって、その踏み込み量に応じた油圧に変換されるようになっている。ブレーキマスタシリンダ２に生じた油圧は、ブースタ３によって増圧され、ブレーキ圧としてホイールシリンダ４へ、油圧ユニット（図１においては「ＨＹＰ」と表記）１０２を介して伝達され、ホイールシリンダ４により車輪５へブレーキ力が作用せしめられるようになっている。

なお、油圧ユニット１０２は、ブレーキマスタシリンダ２とホイールシリンダ４との間を接続し、ブレーキ液を流通させる配管（図示せず）や、ブレーキ液の流通を制御する電磁切換弁（図示せず）などが設けられてなるものである。
また、図１においては、図面を簡潔にして理解を容易とするため、ホイールシリンダ４及び車輪５を１個のみ示したものとなっているが、これらは、実際には、車輪の数に対応して設けられるものとなっている。

そして、本発明の実施の形態においては、ブレーキペダル１の踏み込みに応じて、オン・オフ信号を出力する同一構成の２つのブレーキスイッチ６ａ，６ｂが、ブレーキペダル１の踏み込みの有無を検出できるようにブレーキペダル１近傍の適宜な位置に設けられている。
このブレーキスイッチ６ａ，６ｂの出力信号は、ブレーキ装置の動作制御などを行う電子制御ユニット１０１に入力されるようになっている。

電子制御ユニット１０１は、例えば、公知・周知の構成を有してなるマイクロコンピュータ（図示せず）を中心に、ＲＡＭやＲＯＭ等の記憶素子（図示せず）を有すると共に、油圧ユニット１０２の電磁切換弁（図示せず）を駆動するための駆動回路（図示せず）などを主たる構成要素として構成されたものとなっている。

図２には、かかる電子制御ユニット１０１によって実行されるブレーキスイッチ故障診断処理の手順を示すサブルーチンフローチャートが示されており、以下、同図を参照しつつ本発明の実施の形態におけるブレーキスイッチ故障診断処理について説明する。
処理が開始されると、最初に、マスクタイマが動作中であるか否かが判定される（図２のステップＳ１００参照）。マスクタイマは、所定期間Ｔｍの間、第１及び第２のブレーキスイッチ６ａ，６ｂの出力状態の判定を回避するために動作せしめられるタイマである（詳細は後述）。なお、タイマ自体は、公知・周知のいわゆるタイマソフトウェアを用いてなるものであるので、ここでの詳細な説明は省略する。

ステップＳ１００において、マスクタイマが動作中と判定された場合（ＹＥＳの場合）には、第１及び第２のブレーキスイッチ６ａ，６ｂの出力状態を判定する時期ではないとして、一連の処理は終了され、一旦、図示されないメインルーチンへ戻り、所定の処理が実行された後、再び、このサブルーチン処理の実行がなされることとなる。
一方、ステップＳ１００において、マスクタイマは動作中ではないと判定された場合（ＮＯの場合）には、ステップＳ１０２の処理へ進み、電子制御ユニット１０１に入力された第１及び第２のブレーキスイッチ６ａ，６ｂの出力信号の不一致が生じているか否かが判定される。

なお、ここで、第１のブレーキスイッチ６ａの出力信号の状態を、”BK SW1”と、第２のブレーキスイッチ６ｂの出力信号の状態を、”BK SW2”と、それぞれ表すものとする。
そして、本発明の実施の形態においては、第１及び第２のブレーキスイッチ６ａ，６ｂは、ブレーキペダル１が踏み込まれた際、共にオン状態（閉成状態）となり、電子制御ユニット１０１においては、BK SW1＝BK SW2＝ＯＮ（又は論理値Ｈｉｇｈ）と認識されるものとなっている。なお、第１及び第２のブレーキスイッチ６ａ，６ｂは、必ずしも上述のようにブレーキペダル１が踏み込まれた際にＯＮとなるものに限定される必要はなく、逆論理、すなわち、ブレーキペダル１が踏み込まれた際にＯＦＦとなるものであっても良い。
したがって、第１及び第２のブレーキスイッチ６ａ，６ｂの出力信号の状態が不一致（BK SW1≠BK SW2）とは、いずれか一方がＯＮで、他方がＯＦＦ（開成状態）であることを意味する。

ステップＳ１０２において、第１及び第２のブレーキスイッチ６ａ，６ｂの出力信号は不一致（BK SW1≠BK SW2）ではないと判定された場合（ＮＯの場合）には、第１及び第２のブレーキスイッチ６ａ，６ｂは、正常状態にあるとして一連の処理が終了されることとなる。
一方、ステップＳ１０２において、BK SW1≠BK SW2である、すなわち、第１及び第２のブレーキスイッチ６ａ，６ｂの出力信号の不一致が生じていると判定された場合（ＹＥＳの場合）には、判定遅延タイマが始動されることとなる（図２のステップＳ１０４参照）。

判定遅延タイマは、先のマスクタイマと同様、いわゆるタイマソフトウェアを用いてなるもので、所定時間の計時を行うものである。
本発明の実施の形態においては、第１及び第２のブレーキスイッチ６ａ，６ｂの出力信号の不一致が検出された際に、直ちに不一致であると判定するのではなく、所定時間経過後においても、依然として不一致の状態が検出された場合に、第１及び第２のブレーキスイッチ６ａ，６ｂの出力信号が不一致であると判定するようにしている。これは、第１及び第２のブレーキスイッチ６ａ，６ｂの出力信号の不一致が何らかの原因により、偶発的に生じた場合などや、実際には、第１及び第２のブレーキスイッチ６ａ，６ｂの出力信号が不一致状態にないにも関わらず、ノイズなどにより、電子制御ユニット１０１にあたかも第１及び第２のブレーキスイッチ６ａ，６ｂの出力信号が不一致状態にあると等価な信号が入力された場合において故障と誤判定されるのを回避し、故障判定の信頼性を確保するためである。

そして、判定遅延タイマの計時開始から所定遅延時間Ｔｊが経過したと判定（図２のステップＳ１０６参照）されると、ステップＳ１０８の処理へ進み、第１及び第２のブレーキスイッチ６ａ，６ｂの出力信号が不一致の状態にあるか否かが再度判定されることとなる。
ステップＳ１０８において、BK SW1≠BK SW2ではないと判定された場合（ＮＯの場合）には、第１及び第２のブレーキスイッチ６ａ，６ｂの出力信号は、不一致ではないとして一連の処理が終了され、車両運転中に一連の処理を繰り返すこととなる。

一方、ステップＳ１０８において、BK SW1≠BK SW2である、すなわち、第１及び第２のブレーキスイッチ６ａ，６ｂの出力信号が不一致であると判定された場合（ＹＥＳの場合）には、判定カウンタのカウンタ値Ｎｃが所定増分値、すなわち、例えば、１つ繰り上げられる（計数実行）こととなる（図２のステップＳ１１０参照）。そして、これと同時に、判定遅延タイマがクリアされると共にマスクタイマの計時が開始せしめられることとなる（図２のステップＳ１１２参照）。

マスクタイマは、先に概略を説明したように、ステップＳ１０８において、BK SW1≠BK SW2であると判定され後、所定時間Ｔｍの間、ステップＳ１０２における第１及び第２のブレーキスイッチ６ａ，６ｂの出力信号の不一致か否かの判定を回避するために設けられたソフトウェアタイマである。これは、第１及び第２のブレーキスイッチ６ａ，６ｂの出力信号の不一致が何らかの原因により、偶発的に生じた場合などや、実際には、第１及び第２のブレーキスイッチ６ａ，６ｂの出力信号が不一致状態にないにも関わらず、ノイズなどにより、電子制御ユニット１０１にあたかも第１及び第２のブレーキスイッチ６ａ，６ｂの出力信号が不一致状態にあると等価な信号が入力された場合において、第１及び第２のブレーキスイッチ６ａ，６ｂの出力信号が不一致状態にあるか否かの判定を回避して、故障判定の信頼性をより高めるためである。

そして、ステップＳ１１４において、判定カウンタのカウンタ値Ｎｃが所定値α以上ではないと判定された場合（ＮＯの場合）には、第１及び第２のブレーキスイッチ６ａ，６ｂは、故障状態にはないとして一連の処理が終了されることとなる。
一方、ステップＳ１１４において、判定カウンタのカウンタ値Ｎｃが所定値α以上であると判定された場合（ＹＥＳの場合）には、第１及び第２のブレーキスイッチ６ａ，６ｂは、故障であるとして、マスクタイマが動作中であっても強制的にリセットされる（図２のステップＳ１１６）と共に、故障報知が実行されることとなる（図２のステップＳ１１８参照）。

このように、本発明の実施の形態においては、判定カウンタを設け、そのカウンタ値が所定値以上となった場合に、第１及び第２のブレーキスイッチ６ａ，６ｂが故障と判定するようにして、一過性の原因により、第１及び第２のブレーキスイッチ６ａ，６ｂの出力信号が不一致となった場合や、電子制御ユニット１０１へのノイズの侵入などにより第１及び第２のブレーキスイッチ６ａ，６ｂの出力信号が不一致となった場合などに、直ぐさま、故障と判定することを回避して、より確実な判定がなされるようにしたものである。

また、故障報知は、表示素子や表示装置における故障表示や、点灯素子などの点灯、ブザーなどの鳴動素子の鳴動等種々の一般に良く知られている手法によるものが好適であり、これらのいずれか、又は、その組み合わせであっても良く、特定の手法に限定される必要は無いものである。

次に、上述のブレーキスイッチ故障判定処理が実行された際におけるブレーキスイッチ故障判定動作について、図３に示されたタイミング図を参照しつつ説明する。
まず、図３において、図３（Ａ）は、第１のブレーキスイッチ６ａの出力信号の変化例を示すタイミング図、図３（Ｂ）は、第２のブレーキスイッチ６ｂの出力信号の変化例を示すタイミング図、図３（Ｃ）は、判定遅延タイマの計時による時間経過を擬似的にランプ（傾斜）波形として表したタイミング図、図３（Ｄ）は、判定カウンタの計数値の変化を擬似的に階段状の波形で表したタイミング図、図３（Ｅ）は、故障報知（図２のステップＳ１１８参照）において、第１及び第２のブレーキスイッチ６ａ，６ｂが故障状態であるとの判定に対応して生成される論理信号を示すタイミング図である。

図３の例において、第１及び第２のブレーキスイッチ６ａ，６ｂは、時刻ｔ１
直前までは、正常でありいずれも同一の出力状態であるが、時刻ｔ１を過ぎたところで、第１のブレーキスイッチ６ａの出力は、論理値Ｌｏｗに相当する状態であるのに対して、第２のブレーキスイッチ６ｂの出力は、論理値Ｈｉｇｈに相当する状態となり、両者の出力信号に不一致が生じる。
そして、電子制御ユニット１０１において、第１及び第２のブレーキスイッチ６ａ，６ｂの出力信号が不一致であると判定されると共に、時刻ｔ１から判定遅延タイマの計時が開始されることとなる（図３（Ｃ）参照）。

そして、判定遅延タイマによる所定時間Ｔｊの計時が完了した時刻ｔ２において、第１及び第２のブレーキスイッチ６ａ，６ｂの出力信号は未だ不一致状態（図３（Ｃ）参照）であることから、電子制御ユニット１０１において、第１及び第２のブレーキスイッチ６ａ，６ｂの出力信号が不一致であると判定され、同時に、判定カウンタのカウンタ値が１つ繰り上げられることとなる（図３（Ｄ）参照）。
そして、判定遅延タイマの計時の完了及び判定カウンタのカウンタ値の繰り上げと同時に、マスクタイマの計時が開始され、所定時間Ｔｍの間は、第１及び第２のブレーキスイッチ６ａ，６ｂの出力信号が不一致状態か否かの判定が回避（禁止）されることとなる（図３（Ｃ）参照）。

したがって、マスクタイマによる所定時間Ｔｍの計時が終了する前に、第１及び第２のブレーキスイッチ６ａ，６ｂの出力信号が不一致状態となっても、その時点からマスクタイマによる所定時間Ｔｍの計時が終了するまでの時間ｔｐの間は、第１及び第２のブレーキスイッチ６ａ，６ｂの出力信号が不一致状態にあるとの判定はなされないこととなる（図３（Ｂ）の時刻ｔ３前後付近参照）。

そして、マスクタイマによる所定時間Ｔｍの計時が完了した時刻ｔ３において、第１及び第２のブレーキスイッチ６ａ，６ｂの出力信号が不一致状態にあるか否かの判定が開始され、依然として第１及び第２のブレーキスイッチ６ａ，６ｂの出力信号が不一致状態にあると、先に述べたように判定遅延タイマによる計時が開始されることとなる（図３（Ｃ）参照）。
以下、同様にして上述したような動作が繰り返され、時刻ｔｎにおいて、判定カウンタのカウンタ値Ｎｃが所定値αとなると、第１及び第２のブレーキスイッチ６ａ，６ｂが故障であるとする論理値Ｈｉｇｈの論理信号が電子制御ユニット１０１内において生成され（図３（Ｅ）参照）、故障報知などのトリガ信号とされることとなる。

本発明の実施の形態におけるブレーキスイッチ故障診断方法が適用される車両ブレーキ装置の構成例を示す構成図である。 図１に示された車両ブレーキ装置を構成する電子制御ユニットによって実行されるブレーキスイッチ故障診断処理の手順を示すサブルーチンフローチャートである。 本発明の実施の形態におけるブレーキスイッチ故障判定動作について説明するタイミング図であって、図３（Ａ）は、第１のブレーキスイッチの出力信号の変化例を示すタイミング図、図３（Ｂ）は、第２のブレーキスイッチの出力信号の変化例を示すタイミング図、図３（Ｃ）は、判定遅延タイマの計時による時間経過を擬似的にランプ波形として表したタイミング図、図３（Ｄ）は、判定カウンタのカウンタ値の変化を擬似的に階段状の波形で表したタイミング図、図３（Ｅ）は、第１及び第２のブレーキスイッチが故障状態であると判定された際に生成される論理信号を示すタイミング図である。

符号の説明

１…ブレーキペダル
６ａ…第１のブレーキスイッチ
６ｂ…第２のブレーキスイッチ
１０１…電子制御ユニット
１０２…油圧ユニット

Claims (3)

1. ブレーキペダルの操作状態を検出するブレーキスイッチの故障診断方法であって、
   ブレーキペダルの操作状態を検出可能に設けられた２つのブレーキスイッチの出力信号の不一致検出を行い、不一致が検出された場合には、当該検出時点から所定時間経過した後、再度、前記２つのブレーキスイッチの出力信号の不一致検出を行い、不一致が再度検出された際に、カウンタによる所定増分値のカウントを行うことを定期的に繰り返し行い、前記カウント後のカウンタ値が所定値に達した場合に、前記２つのブレーキスイッチの故障と判定し、
   前記カウンタによるカウントを行った際には、当該カウントの時点から所定時間の間、２つのブレーキスイッチの出力信号の不一致検出を禁止することを特徴とするブレーキスイッチの故障診断方法。
2. ブレーキペダルの操作状態を検出するブレーキスイッチの出力信号が入力されて、前記ブレーキスイッチの故障診断を行うよう構成されてなるブレーキスイッチ故障診断装置において実行されるブレーキスイッチ故障診断プログラムであって、
   前記ブレーキペダルの操作状態を検出可能に設けられた２つのブレーキスイッチの出力信号の不一致検出を、周期的に繰り返し行うステップと、
   前記２つのブレーキスイッチの出力信号の不一致検出が検出された場合に、当該検出時点から判定遅延用のタイマを所定時間の間、計時せしめるステップと、
   前記判定遅延用のタイマにより所定時間の計時がなされた際に、再度、前記２つのブレーキスイッチの出力信号の不一致検出を行い、前記２つのブレーキスイッチの出力信号の不一致が再度検出された際に、判定用のカウンタにより所定増分値のカウントを行うステップと、
   前記判定用のカウンタによるカウント後に、カウント値が所定の値となった際に前記２つのブレーキスイッチの故障と判定するステップと、
   前記判定用のカウンタによるカウントを行った際には、当該カウントの時点から所定時間の間、２つのブレーキスイッチの出力信号の周期的な不一致検出を禁止するステップと、
   を具備してなるこをと特徴とするブレーキスイッチ故障診断プログラム。
3. ブレーキペダルの操作状態を検出するブレーキスイッチの故障診断装置であって、
   ブレーキペダルの操作状態に応じて所定の信号を出力する２つのブレーキスイッチと、
   前記２つのブレーキスイッチの出力信号を入力し、その故障の有無を判定する電子制御ユニットとを有してなり、
   前記電子制御ユニットは、
   前記２つのブレーキスイッチの出力信号の不一致検出を行い、不一致が検出された場合には、当該検出時点から所定時間経過した後、再度、前記２つのブレーキスイッチの出力信号の不一致検出を行い、不一致が再度検出された際に、カウンタによる所定増分値のカウントを行うことを定期的に繰り返し行い、前記カウント後のカウンタ値が所定値に達した場合に、前記２つのブレーキスイッチの故障と判定し、
   前記カウンタによるカウントを行った際には、当該カウントの時点から所定時間の間、２つのブレーキスイッチの出力信号の不一致検出を禁止するよう構成されてなることを特徴とするブレーキスイッチ故障診断装置。

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