JP2008296735A - 車両用自動ドア開閉スイッチの故障検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】常時必要なときに連続的に開閉スイッチの故障診断を実行可能とした車両用自動ドア開閉スイッチの故障検出装置を提供することを課題とする。
【解決手段】ドア開閉スイッチ３の故障診断時に、ドア開閉スイッチ電源リレー１１を介してドア開閉スイッチ３と電源４とを周期的に接続制御することでドア開閉スイッチ３に周期的にハイレベルの電圧とロウレベルの電圧を供給制御し、ドア開閉スイッチ３が操作されたときのドア開閉スイッチ３の接点Ｓ１，Ｓ２の接点電圧を故障検出装置１に入力し、入力したドア開閉スイッチ３の接点電圧に基づいてドア開閉スイッチ３の接点の故障を診断して検出するように構成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用の自動ドアの開閉を指令するドア開閉スイッチの故障を診断検出する車両用自動ドア開閉スイッチの故障検出装置に関する。

従来、この種の技術としては、例えば以下に示す文献に記載されたものが知られている（特許文献１参照）。この文献には、電動モータの駆動により車両のドアの開放を指示するドア開スイッチの故障を診断検出する技術が記載されている。この技術では、ドア開スイッチの故障診断を常時実行するのではなく、ドアの開閉操作、すなわちドア開スイッチの操作が行われる可能性が低い場合、例えば車速がＮｋｍ／ｈ以上の場合、もしくは車両が駐車中の場合にのみ故障診断が実行できる構成を採用している。

このような構成を採用することで、誤診断の可能性を大幅に低減して、故障診断の精度を向上している。
特開２００５−１３９６５７

このような従来の技術において、車速がＮｋｍ／ｈ以上で乗員がドア開スイッチの操作を確実に行わないとは言い切れず、乗員が誤って操作するおそれも排除できなかった。このような場合には、誤診断されるおそれがあった。

一方、車速がＮｋｍ／ｈ以下で車両が走行している場合には、故障診断することができなかった。したがって、ドア開スイッチがオンした際にドア開スイッチの接点間が完全に開放状態ではないような故障の場合、すなわち接点間の非導通状態が不安定で導通状態になる場合もあるような、非導通状態と導通状態が不安定に繰り返されるような断続的な故障の場合には、故障診断を実行できる環境（Ｎｋｍ／ｈ以上の車速や駐車中）が限定されるため、故障診断時には正常である状態が検出されるおそれがあった。このような場合には、断続的な故障を検出することが困難になるといった不具合を招くことになる。

そこで、本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、常時必要なときに連続的に開閉スイッチの故障診断を実行可能とした車両用自動ドア開閉スイッチの故障検出装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の課題を解決する手段は、車両用の自動ドアの開閉を指令するドア開閉スイッチの故障を診断検出する車両用自動ドア開閉スイッチの故障検出装置において、前記ドア開閉スイッチの故障診断時に、前記ドア開閉スイッチに周期的にハイレベルの電圧とロウレベルの電圧を供給制御する電圧供給制御手段と、前記開閉スイッチが前記自動ドアの開放または閉鎖を指令したときに接続され、前記自動ドアの開放または閉鎖を指令しないときに非接続される前記開閉スイッチの接点の接点電圧を、前記電圧供給制御手段から前記ドア開閉スイッチに周期的にハイレベルの電圧とロウレベルの電圧が供給されているときに入力し、入力した前記ドア開閉スイッチの接点電圧に基づいて前記ドア開閉スイッチの接点の故障を診断して検出する故障検出手段とを有することを特徴とする。

本発明によれば、常時必要なときに連続的に開閉スイッチの故障を診断して検出することが可能となり、断続的な故障を検出することができる。

以下、図面を用いて本発明を実施するための最良の実施例を説明する。

図１は本発明の実施例１に係る車両用自動ドア開閉スイッチの故障検出装置の構成を示す図である。図１に示す実施例１の故障検出装置１は、ドア駆動モータ２により開放／閉鎖される車両のドア（図示せず）の開放／閉鎖を指示するドア開閉スイッチ３の故障を診断して検出する。故障検出装置１は、本故障診断を制御する制御中枢として機能し、プログラムに基づいて各種動作処理を制御するコンピュータに必要な、ＣＰＵ、記憶装置、入出力装置等の資源を備えた例えばマイクロコンピュータ、ならびにドア開閉スイッチ電源リレー１１を備えて構成されている。

ドア開閉スイッチ電源リレー１１は、リレー接点１２の一方端が車両に搭載された車両用の電源４に接続され、他方端が抵抗１３を介して接地され、リレー接点１２が接続（オン）した際には他方端にハイレベルの電位が与えられる。リレー接点１２を選択的にオン／オフする駆動コイル１４は、一方端が電源４に接続され、他方端がスイッチング素子１５に接続され、スイッチング信号に基づいてスイッチング素子１５がオン／オフされることで駆動コイル１４に電流が選択的に供給制御されて駆動コイル１４が選択的に励磁され、駆動コイル１４が励磁されたときにリレー接点１２がオンされる。ドア開閉スイッチ電源リレー１１は、そのリレー接点１２と抵抗との接続点がドア開閉スイッチ３に接続されている。

ドア開閉スイッチ電源リレー１１は、ドア開閉スイッチ３の故障検出動作時にのみ、予め設定された周期のパルス状のスイッチング信号に基づいてスイッチング素子１５がスイッチング制御され、このスイッチングに対応して駆動コイル１４が選択的に駆動制御されて、リレー接点１２が周期的にオン／オフし、電源４とドア開閉スイッチ３とを選択的に接続制御する。なお、半導体素子を組み合わせて構成された回路で、ドア開閉スイッチ電源リレー１１と同様の機能を実現するようにしてもよい。

ドア開閉スイッチ３は、ＳＰＤＴ（単極双投）型のスイッチで構成され、一方の接点Ｓ１に接続（オン）されると対応した車両のドアが開放される一方、他方の接点Ｓ２に接続されるとドアが閉鎖される。ドア開閉スイッチ３は、その一方の接点Ｓ１ならびに他方の接点Ｓ２が故障検出装置１に接続され、それぞれの接続配線にはプルアップ抵抗１６ａ、１６ｂが接続され、接点Ｓ１の電圧が第１の開閉スイッチ入力電圧として故障検出装置１に与えられ、接点Ｓ２の電圧が第２の開閉スイッチ入力電圧として故障検出装置１に与えられる。ドア開閉スイッチ３は、駆動リレー５ａ，５ｂに接続されている。

駆動リレー５ａ，５ｂは、ドア開閉スイッチ３が接点Ｓ１または接点Ｓ２に接続制御されることでドア駆動モータ２に供給されるモータ電流の方向を変えてドア駆動モータ２の回転方向を正転または逆転させ、車両のドアを開放または閉鎖させる。

駆動リレー５ａは、ドア駆動モータ２の一方の電流供給端に接続され、一方のリレー接点Ｓ１が故障検出装置１に接続され、他方のリレー接点Ｓ２が電源４に接続され、リレー接点Ｓ１，Ｓ２を駆動制御する駆動コイル６ａは、その一方端がドア開閉スイッチ３の接点Ｓ１に接続され、他方端が故障検出装置１に接続され、電源４から駆動コイル６ａに電流が供給されておらず駆動リレー５ａが励磁されていない場合には、駆動リレー５ａは接点Ｓ１に接続される一方、ドア開閉スイッチ３が操作されると、故障診断装置１により駆動コイル６ａの電流経路が形成され、電源４から駆動コイル６ａに電流が供給されて励磁され、駆動リレー５ａは接点Ｓ２に接続される。

駆動リレー５ｂは、ドア駆動モータ２の他方の電流供給端に接続され、一方のリレー接点Ｓ１が駆動リレー５ａの接点Ｓ１とともに故障検出装置１に接続され、他方のリレー接点Ｓ２が電源４に接続され、リレー接点Ｓ１，Ｓ２を駆動制御する駆動コイル６ｂは、その一方端がドア開閉スイッチ３の接点Ｓ２に接続され、他方端が故障検出装置１に接続され、電源４から駆動コイル６ｂに電流が供給されておらず駆動リレー５ｂが励磁されていない場合には、駆動リレー５ｂは接点Ｓ１に接続される一方、ドア開閉スイッチ３が操作されると、故障診断装置１により駆動コイル６ａの電流経路が形成され、電源４から駆動コイル６ｂに電流が供給されて励磁され、駆動リレー５ｂは接点Ｓ２に接続される。

このような構成において、通常動作時には、ドア開閉スイッチ電源リレー１１はオン状態にあり、オン状態のドア開閉スイッチ電源リレー１１を介して電源４からドア開閉スイッチ３に電流が供給され、ドア開閉スイッチ３が接点Ｓ１に接続されてドアの開放が指令されたときには、ドア開閉スイッチ３を介して駆動リレー５ａの駆動コイル６ａが励磁されて駆動リレー５ａは接点Ｓ２に接続され、電源４から駆動リレー５ａ、ドア駆動モータ２、駆動リレー５ｂ、故障検出装置１の経路でドア駆動モータ２に電流が供給される。これにより、ドア駆動モータ２が正転駆動され、ドアが開放される。

一方、ドア開閉スイッチ３が接点Ｓ２に接続されてドアの閉鎖が指令されたときには、ドア開閉スイッチ３を介して駆動リレー５ｂの駆動コイル６ｂが励磁されて駆動リレー５ｂは接点Ｓ２に接続され、電源４から駆動リレー５ｂ、ドア駆動モータ２、駆動リレー５ａ、故障検出装置１の経路でドア駆動モータ２に電流が供給される。これにより、ドア駆動モータ２は逆転駆動され、ドアが閉鎖される。

次に、図２の故障検出時のタイミングチャートを参照して、ドア開閉スイッチ３の故障検出時の動作を説明する。

先ず、ドア開閉スイッチ３の故障検出が開始されると、故障検出装置１からスイッチング素子１５にスイッチング信号が与えられて、スイッチング素子１５が周期的にオン／オフされる。これにより、ドア開閉スイッチ電源リレー１１の駆動コイル１４に選択的に電流が供給制御され、ドア開閉スイッチ電源リレー１１のリレー接点１２が図２に示すように周期的にオン／オフされる。

そして、ドア開閉スイッチ３の接点Ｓ１ならびに接点Ｓ２から故障検出装置１に与えられる第１の開閉スイッチ入力電圧ならびに第２の開閉スイッチ入力電圧をサンプリングして観測する。図２に示すこのサンプリング周期（スイッチ検出タイミング）は、ドア開閉スイッチ電源リレー１１のリレー接点１２がオン／オフする周期に比べて短い周期に設定される。

このような状態において、例えば図２に示すように、ドア開閉スイッチ３が操作されて、ドア開閉スイッチ３の接点Ｓ１が接続（ＯＮ）された場合に、ドア開閉スイッチ電源リレー１１のリレー接点１２がオンして、リレー接点１２を介して電源４とドア開閉スイッチ３が接続されたときに、第１の開閉スイッチ入力電圧がハイレベルとなり、ドア開閉スイッチ電源リレー１１のリレー接点１２がオフして、電源４とドア開閉スイッチ３が切り離されたときに、第１の開閉スイッチ入力電圧がロウレベルになると、ドア開閉スイッチ３における接点Ｓ１は正常であると診断する。

また、ドア開閉スイッチ３が操作されて、ドア開閉スイッチ３の接点Ｓ２が接続（ＯＮ）された場合に、ドア開閉スイッチ電源リレー１１のリレー接点１２がオンして、リレー接点１２を介して電源４とドア開閉スイッチ３が接続されたときに、第２の開閉スイッチ入力電圧がハイレベルとなり、ドア開閉スイッチ電源リレー１１のリレー接点１２がオフして、電源４とドア開閉スイッチ３が切り離されたときに、第２の開閉スイッチ入力電圧がロウレベルになると、ドア開閉スイッチ３における接点Ｓ２は正常であると診断する。

一方、ドア開閉スイッチ３が操作されて、ドア開閉スイッチ３の接点Ｓ１が接続（ＯＮ）された場合に、ドア開閉スイッチ電源リレー１１のリレー接点１２がオンして、リレー接点１２を介して電源４とドア開閉スイッチ３が接続されたときに、第１の開閉スイッチ入力電圧がハイレベルとなり、ドア開閉スイッチ電源リレー１１のリレー接点１２がオフして、電源４とドア開閉スイッチ３が切り離されたときに、第１の開閉スイッチ入力電圧が、正常時に検出されたロウレベルよりも高い電位が検出された場合には、ドア開閉スイッチ３の接点Ｓ１に異物等の抵抗値を有する介在物が存在ているものと推定し、ドア開閉スイッチ３の接点Ｓ１で短絡故障が生じているものと判定する。

また、ドア開閉スイッチ３が操作されて、ドア開閉スイッチ３の接点Ｓ２が接続（ＯＮ）された場合に、ドア開閉スイッチ電源リレー１１のリレー接点１２がオンして、リレー接点１２を介して電源４とドア開閉スイッチ３が接続されたときに、第２の開閉スイッチ入力電圧がハイレベルとなり、ドア開閉スイッチ電源リレー１１のリレー接点１２がオフして、電源４とドア開閉スイッチ３が切り離されたときに、第２の開閉スイッチ入力電圧が、正常時に検出されたロウレベルよりも高い電位が検出された場合には、ドア開閉スイッチ３の接点Ｓ１に異物等の抵抗値を有する介在物が存在ているものと推定し、ドア開閉スイッチ３の接点Ｓ２で短絡故障が生じているものと判定する。

故障が検出された場合には、駆動コイル６ａ，６ｂから故障検出装置１への電流通路を故障検出装置１の内部で遮断し、もしくは駆動リレー５ａ，５ｂから故障検出装置１への電流通路を故障検出装置１の内部で遮断する。これにより、ドア開閉スイッチ３の操作に係わらずドア駆動モータ２の駆動を禁止させることが可能となり、誤動作を防止することができる。また、このような状態において、故障検出装置１で第１ならびに第２の開閉スイッチ入力電圧を観測することで、故障検出を継続することが可能となり、断続的な故障を検出することができる。

図３は本発明の実施例２に係る車両用自動ドア開閉スイッチの故障検出装置の構成を示す図である。図１に示す実施例２の特徴とするところは、故障検出装置２１が図１に示すドア開閉スイッチ電源リレー１１に代えて図４に示す構成を備え、図５に示す故障判定マップを参照してドア開閉スイッチ３の故障を診断検出するようにしたことにあり、他は先の図１の構成と同様である。

図４において、故障検出装置２１は、先の実施例１の第１の開閉スイッチ入力電圧を受ける入力端子２２に抵抗Ｒ１の一端が接続され、抵抗Ｒ１の他端が保護回路２３を介して入力判定回路２４に接続されているとともに抵抗Ｒ２を介して接地されている。また、同様の構成が、先の実施例１の第２の開閉スイッチ入力電圧に対応して設けられている。

保護回路２３は、入力端子２２に印加されるおそれがあるサージ電圧等から入力判定回路２４を構成する半導体素子等を保護する機能を有する。

入力判定回路２４は、図４に示す入力判定回路２４の入力となるｃ点の電圧に基づいて、図５に示す故障判定マップを参照して故障の有無を判定することで、ドア開閉スイッチ３の故障を診断して検出する。図５に示す故障判定マップは、ｃ点の電圧により故障の有無を判定する故障判定マップを表している。

ドア開閉スイッチ３の接点Ｓ１，Ｓ２に異物等の抵抗体が介在してドア開閉スイッチ３が短絡故障した場合のｃ点の電圧は、正常時のドア開閉スイッチ３の接点Ｓ１または接点Ｓ２が接続（オン）したときのｃ点の電圧に比べて低下する。したがって、正常時のドア開閉スイッチ３の接点Ｓ１または接点Ｓ２が接続（オン）したときのｃ点の電圧よりも低い電圧領域を判定領域２とし、この判定領域３にｃ点の電圧が含まれる場合には、ドア開閉スイッチ３の接点Ｓ１，Ｓ２に異物等の抵抗体が介在してドア開閉スイッチ３が短絡故障しているものと推定する。

一方、図５に示すｃ点の電圧とドア開閉スイッチ３の接点Ｓ１，Ｓ２に介在する異物等の抵抗値との関係（右下がりの直線で表示）に基づいて、接点Ｓ１または接点Ｓ２に介在する異物等の抵抗値を推定することが可能となる。

図５に示す関係は、実験やシミュレーション等で予め取得して故障検出装置２１内の記憶装置に記憶させておく。

このような構成において、ドア開閉スイッチ３がオフ状態でドア開閉スイッチ３が接点Ｓ１に接続されていないときに、入力判定回路２４でｃ点の電圧が図５に示す判定領域１内のロウレベルであることが検出され、ドア開閉スイッチ３がオン状態でドア開閉スイッチ３が接点Ｓ１に接続されているときに、入力判定回路２４でｃ点の電圧が図５に示す判定領域２内のハイレベルであることが検出された場合には、ドア開閉スイッチ３は正常であると判定する。

一方、ドア開閉スイッチ３がオフ状態でドア開閉スイッチ３が接点Ｓ１に接続されていないときに、入力判定回路２４でｃ点の電圧が図５に示す判定領域１と判定領域２との間に設定された判定領域３内の電圧であることが検出された場合には、ドア開閉スイッチ３の接点Ｓ１がある程度の抵抗を有する異物等を介して短絡しているものと推定し、ドア開閉スイッチ３ではショート故障が発生しているものと判定する。

また、ドア開閉スイッチ３がオフ状態でドア開閉スイッチ３が接点Ｓ１に接続されていないときに、入力判定回路２４でｃ点の電圧が図５に示す判定領域４の電圧であることが検出された場合には、ドア開閉スイッチ３の故障ではなく、他の回路的な故障であるものと推定する。

同様にして、ドア開閉スイッチ３の接点Ｓ２の側、すなわち第２の開閉スイッチ入力電圧に対しても故障診断を実施して故障を検出する。

ここで、図５に示す判定領域１〜４は、電源４の電源電圧、ならびに抵抗Ｒ１，Ｒ２の抵抗値により決まるため、抵抗Ｒ１，Ｒ２の抵抗値を固定値とした場合には、電源４から給電される故障検出装置２１が電源４の電源電圧を検出し、その検出値に基づいて変更される。

故障が検出された場合には、先の実施例１と同様の措置をとることで、同様の効果を得ることができる。

このように、この実施例２においても、ドア開閉スイッチ３の故障を必要なときに連続して診断して検出する構成を採用しているので、先の実施例１と同様の効果を得ることができる。

なお、ドア開閉スイッチ３の極性が逆の場合、すなわちドア開閉スイッチ３が接地側に接続され接点側が電源に接続されているような構成であっても、図４に示す構成を適用することができる。

本発明の実施例１に係る車両用自動ドア開閉スイッチの故障検出装置の構成を示す図である。 本発明の実施例１に係る各諸量の変化を示すタイミングチャートである。 本発明の実施例２に係る車両用自動ドア開閉スイッチの故障検出装置の構成を示す図である。 図３に示す故障検出装置の内部構成を示す図である。 実施例２で故障診断を実施する際の故障判定マップを示す図である。

符号の説明

１，２１…故障検出装置
２…ドア駆動モータ
３…ドア開閉スイッチ
４…電源
５ａ，５ｂ…駆動リレー
６ａ，６ｂ，１４…駆動コイル
１１…ドア開閉スイッチ電源リレー
１２…リレー接点
１３，Ｒ１，Ｒ２…抵抗
１５…スイッチング素子
２２…入力端子
２３…保護回路
２４…入力判定回路

Claims (2)

1. 車両用の自動ドアの開閉を指令するドア開閉スイッチの故障を診断検出する車両用自動ドア開閉スイッチの故障検出装置において、
   前記ドア開閉スイッチの故障診断時に、前記ドア開閉スイッチに周期的にハイレベルの電圧とロウレベルの電圧を供給制御する電圧供給制御手段と、
   前記開閉スイッチが前記自動ドアの開放または閉鎖を指令したときに接続され、前記自動ドアの開放または閉鎖を指令しないときに非接続される前記開閉スイッチの接点の接点電圧を、前記電圧供給制御手段から前記ドア開閉スイッチに周期的にハイレベルの電圧とロウレベルの電圧が供給されているときに入力し、入力した前記ドア開閉スイッチの接点電圧に基づいて前記ドア開閉スイッチの接点の故障を診断して検出する故障検出手段と
   を有することを特徴とする車両用自動ドア開閉スイッチの故障検出装置。
2. 車両用の自動ドアの開閉を指令するドア開閉スイッチの故障を診断検出する車両用自動ドア開閉スイッチの故障検出装置において、
   前記開閉スイッチが前記自動ドアの開放または閉鎖を指令したときに接続され、前記自動ドアの開放または閉鎖を指令しないときに非接続される前記開閉スイッチの接点の接点電圧を電圧降下手段を介して入力し、前記電圧降下手段で電圧降下した接点電圧と前記ドア開閉スイッチの故障の有無との関係を表した故障判定マップを参照し、その参照結果に基づいて前記ドア開閉スイッチの接点の故障を診断して検出する故障検出手段
   を有することを特徴とする車両用自動ドア開閉スイッチの故障検出装置。

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