JP2009070771A - スイッチ劣化検知システム - Google Patents
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Abstract
【課題】接触式スイッチの劣化を検知する。
【解決手段】接触式スイッチの劣化を検知する劣化検知システム10であって、前記スイッチのオン時およびオフ時に該スイッチから入力される電圧検出手段33と、前記検出された電圧を予め設定した閾値を比較し、該閾値よりも電圧値が高いとオン電圧と判定すると共に該閾値よりも電圧値が低いとオフ電圧と判定するオンオフ判定手段31と、前記記憶したオン電圧とオフ電圧の平均値を求め、該平均値と前記閾値との差が所定値以下となった場合に劣化と判定する劣化判定手段31と、を備えている。
【選択図】図1
【解決手段】接触式スイッチの劣化を検知する劣化検知システム10であって、前記スイッチのオン時およびオフ時に該スイッチから入力される電圧検出手段33と、前記検出された電圧を予め設定した閾値を比較し、該閾値よりも電圧値が高いとオン電圧と判定すると共に該閾値よりも電圧値が低いとオフ電圧と判定するオンオフ判定手段31と、前記記憶したオン電圧とオフ電圧の平均値を求め、該平均値と前記閾値との差が所定値以下となった場合に劣化と判定する劣化判定手段31と、を備えている。
【選択図】図1
Description
本発明は、スイッチ劣化検知システムに関し、詳しくは、接触式スイッチの劣化を検知するものである。
従来、車両には、ドアロックやワイパ等の機器を乗員が操作するためのスイッチが設けられている。
該スイッチとして、非特許文献1には例えば図7に示すような接触式スイッチが用いられている。該スイッチ1は、乗員がレバー2を操作すると、転換子3によって可動接片4が動作して、可動接片4に設けた可動接点5と、該可動接点5と対向位置に配置された固定接点6とが接触する。この接触により、スイッチがオンされて車両機器が動作する。
このような接触式スイッチの可動接点及び固定接点には、導電率が大きく接触抵抗が低い銀合金や銅合金が主に用いられている。しかし、スイッチの長年の使用により、可動接点及び固定接点に導電性の悪い酸化膜が生成されてスイッチの接触抵抗が大きくなり、スイッチの劣化が生じる場合がある。
該スイッチとして、非特許文献1には例えば図7に示すような接触式スイッチが用いられている。該スイッチ1は、乗員がレバー2を操作すると、転換子3によって可動接片4が動作して、可動接片4に設けた可動接点5と、該可動接点5と対向位置に配置された固定接点6とが接触する。この接触により、スイッチがオンされて車両機器が動作する。
このような接触式スイッチの可動接点及び固定接点には、導電率が大きく接触抵抗が低い銀合金や銅合金が主に用いられている。しかし、スイッチの長年の使用により、可動接点及び固定接点に導電性の悪い酸化膜が生成されてスイッチの接触抵抗が大きくなり、スイッチの劣化が生じる場合がある。
スイッチからのオンオフ信号を電圧値として受け取る車両機器の場合、車両機器はスイッチから入力された電圧値と閾値とを比較してスイッチのオンオフを判定している。例えば、スイッチのオン時には0Vの電圧がスイッチから車両機器に入力され、オフ時には5Vの電圧が入力されるとすると、閾値をスイッチのオン時の電圧とオフ時の電圧の間に定め、車両機器はスイッチからの電圧値が閾値以上であればスイッチがオンであり、該電圧値が閾値未満であればスイッチがオフであると判定している。
しかし、スイッチの劣化が進むと、接触抵抗が大きくなるためにスイッチのオン時の電圧値が上昇し、閾値に近づいていく。さらに劣化が進み、スイッチのオン時の電圧値が閾値以上となった場合には、車両機器がスイッチのオンオフを正しく判定できないという問題がある。
しかし、スイッチの劣化が進むと、接触抵抗が大きくなるためにスイッチのオン時の電圧値が上昇し、閾値に近づいていく。さらに劣化が進み、スイッチのオン時の電圧値が閾値以上となった場合には、車両機器がスイッチのオンオフを正しく判定できないという問題がある。
「電子部品大辞典」、田中幸久著、(株)工業調査会発行、327頁〜329頁
本発明は、前記問題に鑑みてなされたもので、スイッチの劣化の進み具合を検知して、必要に応じてスイッチのオンオフ判定に用いる閾値を補正し、スイッチのオンオフの誤判定を防ぐことを課題としている。
前記課題を解決するため、本発明は、接触式スイッチの劣化を検知する劣化検知システムであって、
前記スイッチのオン時およびオフ時に該スイッチから入力される電圧を検出する電圧検出手段と、
前記検出された電圧を予め設定した閾値と比較し、該閾値よりも電圧値が高いとオン電圧と判定すると共に該閾値よりも電圧値が低いとオフ電圧と判定するオンオフ判定手段と、
前記オンオフ判定手段が判定したオン電圧およびオフ電圧を記憶する記憶手段と、
前記記憶したオン電圧とオフ電圧の平均値を求め、該平均値と前記閾値との差が所定値以上となった場合に劣化と判定する劣化判定手段と、
を備えていることを特徴とするスイッチの劣化検知システムを提供している。
前記オンオフ判定手段の初期閾値は、前記スイッチの初期使用時における前記オン電圧とオフ電圧の平均値としている。
前記スイッチのオン時およびオフ時に該スイッチから入力される電圧を検出する電圧検出手段と、
前記検出された電圧を予め設定した閾値と比較し、該閾値よりも電圧値が高いとオン電圧と判定すると共に該閾値よりも電圧値が低いとオフ電圧と判定するオンオフ判定手段と、
前記オンオフ判定手段が判定したオン電圧およびオフ電圧を記憶する記憶手段と、
前記記憶したオン電圧とオフ電圧の平均値を求め、該平均値と前記閾値との差が所定値以上となった場合に劣化と判定する劣化判定手段と、
を備えていることを特徴とするスイッチの劣化検知システムを提供している。
前記オンオフ判定手段の初期閾値は、前記スイッチの初期使用時における前記オン電圧とオフ電圧の平均値としている。
スイッチが劣化していない場合、オン電圧とオフ電圧の平均値と閾値の値は等しくその差はゼロである。
一方、前述したように、スイッチの劣化に伴いスイッチのオン電圧が徐々に上昇していき閾値に近づいていくため、オン電圧とオフ電圧の平均値も上昇し、該平均値と閾値に差が生じる。
このため、該平均値と閾値との差をスイッチの劣化判定に用いることで、劣化判定手段は該平均値と閾値との差が所定値以上となった場合には、スイッチが劣化したと判定することができる。
一方、前述したように、スイッチの劣化に伴いスイッチのオン電圧が徐々に上昇していき閾値に近づいていくため、オン電圧とオフ電圧の平均値も上昇し、該平均値と閾値に差が生じる。
このため、該平均値と閾値との差をスイッチの劣化判定に用いることで、劣化判定手段は該平均値と閾値との差が所定値以上となった場合には、スイッチが劣化したと判定することができる。
前記スイッチの使用経過時に劣化判定手段で劣化と判定された場合、前記記憶手段で記憶したオン電圧とオフ電圧の平均値を補正閾値とする閾値補正手段と、
前記平均値が予め規定した基準値を越えると、スイッチの劣化を表示する警報手段と、
を備えていることが好ましい。
前記平均値が予め規定した基準値を越えると、スイッチの劣化を表示する警報手段と、
を備えていることが好ましい。
劣化判定手段により劣化が判定された場合、閾値補正手段は該閾値が該平均値の値となるように補正している。該補正により、閾値はオン電圧とオフ電圧の値の中間付近に位置することになり、スイッチの劣化によりオン電圧が上昇してもオン電圧が閾値より大きくなることがないため、スイッチに劣化が生じた場合であってもオンオフ判定手段によるスイッチのオンオフ判定の誤判定を防ぐことができる。
上昇しているオン電圧とオフ電圧の平均値を新たな閾値としたため、該平均値と閾値との差はほぼゼロに戻る。さらにスイッチの劣化が進んだ場合は、オン電圧がさらに上昇するので、再び該平均値と閾値に差が生じる。該差が所定値以上になった場合には、再び閾値をオン電圧とオフ電圧の平均値となるように補正する。
このように、平均値と閾値に所定値以上の差が生じるたびに閾値を補正しているので、オン電圧は常に閾値より大きくなることはなく、スイッチに劣化が生じた場合であってもオンオフ判定手段によるスイッチのオンオフの誤判定を防ぐことができる。
このように、平均値と閾値に所定値以上の差が生じるたびに閾値を補正しているので、オン電圧は常に閾値より大きくなることはなく、スイッチに劣化が生じた場合であってもオンオフ判定手段によるスイッチのオンオフの誤判定を防ぐことができる。
前述したように、スイッチに劣化が発生しても、閾値を補正することによりオンオフ判定手段のスイッチのオンオフの誤判定を防ぐことができる。しかし、スイッチの劣化が大きく進んだ場合には、乗員に警告してスイッチを交換する等の対応をすることが望ましい。
本発明では、スイッチの劣化を表示する警告手段を備えているので、オン電圧とオフ電圧の平均値を予め定めた基準値と比較し、該平均値が基準値を超えた場合には、警告手段により乗員にスイッチの劣化を警告することができる。
なお、前記補正閾値と前記初期閾値との差が基準値を超えた場合に、警告手段がスイッチの劣化を表示してもよい。
本発明では、スイッチの劣化を表示する警告手段を備えているので、オン電圧とオフ電圧の平均値を予め定めた基準値と比較し、該平均値が基準値を超えた場合には、警告手段により乗員にスイッチの劣化を警告することができる。
なお、前記補正閾値と前記初期閾値との差が基準値を超えた場合に、警告手段がスイッチの劣化を表示してもよい。
前記制御手段は、所定のサンプリング周期でスイッチから入力される電圧値を検出し、連続して所定回数以上、該電圧値が閾値以上の場合にスイッチがオンであると判定して該オン時の電圧値を前記記憶手段に記憶させ、連続して所定回数以上、該電圧値が閾値未満である場合にスイッチがオフであると判定して該オフ時の電圧値を前記記憶手段に記憶させ、
該記憶手段に複数回記憶された該オン時の電圧値を平均して前記オン電圧とすると共に該オフ時の電圧値を平均して前記オフ電圧とすることが好ましい。
該記憶手段に複数回記憶された該オン時の電圧値を平均して前記オン電圧とすると共に該オフ時の電圧値を平均して前記オフ電圧とすることが好ましい。
スイッチからオンオフ判定手段に入力される電圧値は常に一定値が入力されるのではなく、入力毎にばらつきが生じたりノイズが混入する場合があり、該ばらつきやノイズによりスイッチのオンオフが誤判定されることがある。このため、オンオフ判定手段がスイッチのオンオフを判定する際には、電圧値の検出を複数回行い、連続した回数以上電圧値と閾値の比較結果が同じであった場合にスイッチがオンであるまたはオフであると判定する。これにより、電圧値のばらつきやノイズの影響を抑え、オンオフ判定の信頼性を増すことができる。
また、制御手段は、記憶手段に複数回記憶された該オン時の電圧値を平均して前記オン電圧とすると共に該オフ時の電圧値を平均して前記オフ電圧とすることで、オン電圧とオフ電圧の平均値を求める際に、電圧値のばらつきやノイズの影響を抑えることができる。
また、制御手段は、記憶手段に複数回記憶された該オン時の電圧値を平均して前記オン電圧とすると共に該オフ時の電圧値を平均して前記オフ電圧とすることで、オン電圧とオフ電圧の平均値を求める際に、電圧値のばらつきやノイズの影響を抑えることができる。
前述したように、本発明のスイッチの劣化検知システムによれば、オン電圧とオフ電圧の平均値と閾値との差をスイッチの劣化判定に用いることで、劣化判定手段は該平均値と閾値との差が所定値以上となった場合に、スイッチが劣化したと判定することができる。
また、スイッチの劣化を判定した場合には、閾値をオン電圧とオフ電圧の平均値に補正して閾値がオン電圧とオフ電圧の値の中間付近に位置するようにし、オンオフ判定手段はこの新たな閾値を用いてスイッチのオンオフを判定するため、オン電圧が閾値より大きくなることがなく、スイッチに劣化が生じた場合であってもオンオフ判定手段によるスイッチのオンオフの誤判定を防ぐことができる。
また、スイッチの劣化を判定した場合には、閾値をオン電圧とオフ電圧の平均値に補正して閾値がオン電圧とオフ電圧の値の中間付近に位置するようにし、オンオフ判定手段はこの新たな閾値を用いてスイッチのオンオフを判定するため、オン電圧が閾値より大きくなることがなく、スイッチに劣化が生じた場合であってもオンオフ判定手段によるスイッチのオンオフの誤判定を防ぐことができる。
本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図1乃至図6は本発明の第1実施形態を示す。
本発明のスイッチ劣化検知システム10は、接触式であって接点の劣化とともにオン時の抵抗が大きくなりオン電圧が大きくなるスイッチ20の劣化を検出するものである。
スイッチ劣化検知システム10は、劣化検知の対象であるスイッチ20が接続された電子制御ユニット(ECU)30に、オンオフ判定手段及び閾値補正手段を構成する制御部31と、記憶手段を構成する記憶部32と、電圧検知手段を構成するA/D変換入力部33を備えている。また、スイッチ20が劣化したことを警告する警告手段であるランプ40を制御部31と接続している。
なお、本実施形態では、ECU30の制御部31、記憶部32、入出力部をスイッチ劣化検知システム10の制御部31、記憶部32、A/D変換入力部33と兼用している。
図1乃至図6は本発明の第1実施形態を示す。
本発明のスイッチ劣化検知システム10は、接触式であって接点の劣化とともにオン時の抵抗が大きくなりオン電圧が大きくなるスイッチ20の劣化を検出するものである。
スイッチ劣化検知システム10は、劣化検知の対象であるスイッチ20が接続された電子制御ユニット(ECU)30に、オンオフ判定手段及び閾値補正手段を構成する制御部31と、記憶手段を構成する記憶部32と、電圧検知手段を構成するA/D変換入力部33を備えている。また、スイッチ20が劣化したことを警告する警告手段であるランプ40を制御部31と接続している。
なお、本実施形態では、ECU30の制御部31、記憶部32、入出力部をスイッチ劣化検知システム10の制御部31、記憶部32、A/D変換入力部33と兼用している。
A/D変換入力部33は、制御部31と接続していると共にスイッチ20と接続しており、スイッチ20から入力されるスイッチ20のオンオフを示すアナログ信号をA/D変換してデジタル信号とし、制御部31に送信している。
制御部31はCPUからなる。A/D変換入力部33から入力された電圧を閾値と比較し、閾値よりも大きければスイッチ20がオフであり、閾値より小さければスイッチ20がオンであると判定している。また、スイッチ20のオン時の電圧値であるオン電圧、スイッチ20のオフ時の電圧値であるオフ電圧の平均値を求めて閾値と比較し、該平均値と閾値との差が所定値以上となった場合に、スイッチ20が劣化していると判定し、該平均値を閾値とする補正を行っている。
制御部31はCPUからなる。A/D変換入力部33から入力された電圧を閾値と比較し、閾値よりも大きければスイッチ20がオフであり、閾値より小さければスイッチ20がオンであると判定している。また、スイッチ20のオン時の電圧値であるオン電圧、スイッチ20のオフ時の電圧値であるオフ電圧の平均値を求めて閾値と比較し、該平均値と閾値との差が所定値以上となった場合に、スイッチ20が劣化していると判定し、該平均値を閾値とする補正を行っている。
また、制御部31はランプ40と接続しており、平均値が基準値を超えた場合にはランプ40を点灯させ、乗員にスイッチ劣化の警告を発している。
記憶部32はROMまたはRAMからなり、制御部31と接続している。制御部31が用いる閾値、所定値、及び基準値を記憶していると共に、スイッチ20のオン電圧及びオフ電圧を記憶している。
記憶部32はROMまたはRAMからなり、制御部31と接続している。制御部31が用いる閾値、所定値、及び基準値を記憶していると共に、スイッチ20のオン電圧及びオフ電圧を記憶している。
本発明のスイッチ劣化検知システム10が劣化検知を行うスイッチ20は、乗員が手動でオンオフの操作を行うものであり、例えば、パーキングブレーキスイッチ、ワイパスイッチ、ウォッシャースイッチ、ドアロックスイッチ、シートベルトスイッチ、ウィンカースイッチ、自己診断スイッチである。また、本実施形態のECU30は、上記のスイッチ20に接続しているECU30である。
次に、スイッチ20の劣化について説明する。
図2はスイッチ20の説明図であり、接点部21の電極が接触することでスイッチ20のオンオフを行っている。接点部21はダイオード22を介してECU30のA/D変換入力部33と接続しており、ダイオード22とA/D変換入力部33の間には、抵抗23と直列接続した電源が接点部21と並列接続されている。本実施形態では該電源は+5Vの直流電源である。スイッチ20がオフの場合には接点部21が接続されておらず、+5Vの電圧がA/D変換入力部33に印加される。スイッチ20がオンの場合には接点部21が接続され、0Vの電圧がA/D変換入力部33に印加される。
図2はスイッチ20の説明図であり、接点部21の電極が接触することでスイッチ20のオンオフを行っている。接点部21はダイオード22を介してECU30のA/D変換入力部33と接続しており、ダイオード22とA/D変換入力部33の間には、抵抗23と直列接続した電源が接点部21と並列接続されている。本実施形態では該電源は+5Vの直流電源である。スイッチ20がオフの場合には接点部21が接続されておらず、+5Vの電圧がA/D変換入力部33に印加される。スイッチ20がオンの場合には接点部21が接続され、0Vの電圧がA/D変換入力部33に印加される。
ここで、スイッチ20が経年変化により劣化した場合には、図2(B)に示すように、接点部21に直列に抵抗(以下、接触抵抗24と称す)が挿入された状態と等価となる。例えば、接触抵抗24にかかる電圧が1Vであった場合には、スイッチ20がオンの場合には1Vの電圧がA/D変換入力部33に印加される。時間の経過と共に劣化が進むにつれて接触抵抗24も大きくなり、スイッチ20がオンの場合の電圧が大きくなっていく。
即ち、図3(A)に示すように、車両の工場出荷時においてはスイッチ20は劣化していないため、スイッチ20がオン時に出力する電圧は0V、オフ時に出力する電圧は5Vである。
スイッチ20が劣化していると、図3(B)に示すようにスイッチ20がオン時にA/D変換入力部33に印加される電圧が上昇し、閾値に近づく。制御部31はスイッチ20から入力される電圧値を閾値と比較してスイッチ20のオンオフの判定を行っているので、スイッチ20のオン時の電圧が閾値に近づくとスイッチ20のオンオフの判定を正しく行うことができなくなる。
スイッチ20が劣化していると、図3(B)に示すようにスイッチ20がオン時にA/D変換入力部33に印加される電圧が上昇し、閾値に近づく。制御部31はスイッチ20から入力される電圧値を閾値と比較してスイッチ20のオンオフの判定を行っているので、スイッチ20のオン時の電圧が閾値に近づくとスイッチ20のオンオフの判定を正しく行うことができなくなる。
閾値は工場出荷時に予め設定されており、初期閾値は、スイッチ20の初期使用時におけるスイッチ20のオン時の電圧とオフ時の電圧との平均値、即ち(オン時の電圧+オフ時の電圧)/2を閾値としている。本実施形態では、スイッチ20のオン時の電圧0Vとオフ時の電圧5Vの平均値である2.5Vを閾値としている。
なお、スイッチ20が劣化しても、スイッチ20のオフ時に出力する電圧は5Vである。
なお、スイッチ20が劣化しても、スイッチ20のオフ時に出力する電圧は5Vである。
次に、本発明のスイッチ劣化検知システム10の原理について説明する。
制御部31は、A/D変換入力部33から入力された電圧を閾値と比較し、閾値よりも大きければスイッチ20がオフであり、閾値より小さければスイッチ20がオンであると判定している。
スイッチ20がオンであると判定したときの電圧をオン電圧、スイッチ20がオフであると判定したときの電圧をオフ電圧とすると、(オン電圧+オフ電圧)/2を計算して平均値を求める。
制御部31は、A/D変換入力部33から入力された電圧を閾値と比較し、閾値よりも大きければスイッチ20がオフであり、閾値より小さければスイッチ20がオンであると判定している。
スイッチ20がオンであると判定したときの電圧をオン電圧、スイッチ20がオフであると判定したときの電圧をオフ電圧とすると、(オン電圧+オフ電圧)/2を計算して平均値を求める。
ここで、該平均値と初期閾値の差を求めると、初期閾値はスイッチ20が劣化していない場合のスイッチ20のオン時の電圧とオフ時の電圧との平均値であるため、スイッチ20が劣化していない場合は、平均値と閾値の差は0に近い。
しかし、スイッチ20が劣化してくると、オン電圧が上昇するため平均値と初期閾値との差が大きくなる。
制御部31は、この平均値と閾値との差によりスイッチ20の劣化の進み具合を判断している。平均値と閾値との差を予め定めた所定値と比較し、該差が所定値よりも大きければスイッチが劣化していることを検知し、劣化が進み閾値の補正が必要であると判断している。本実施形態では所定値を0.5Vとしている。
制御部31は、演算した平均値を新たな閾値とする。このため、図3(C)に示すように、制御部31はスイッチ20から入力される電圧を新たな閾値と比較することで、スイッチ20のオンオフを正しく判定する。
しかし、スイッチ20が劣化してくると、オン電圧が上昇するため平均値と初期閾値との差が大きくなる。
制御部31は、この平均値と閾値との差によりスイッチ20の劣化の進み具合を判断している。平均値と閾値との差を予め定めた所定値と比較し、該差が所定値よりも大きければスイッチが劣化していることを検知し、劣化が進み閾値の補正が必要であると判断している。本実施形態では所定値を0.5Vとしている。
制御部31は、演算した平均値を新たな閾値とする。このため、図3(C)に示すように、制御部31はスイッチ20から入力される電圧を新たな閾値と比較することで、スイッチ20のオンオフを正しく判定する。
スイッチ劣化検知システム10の動作を図4のフローチャートを用いて説明する。
ステップS10では、制御部31にA/D変換入力部33を介してスイッチ20からの電圧値が入力される。
ステップS11では、制御部31はスイッチ20から入力される電圧値を閾値と比較している。閾値がスイッチ20の電圧値より大きい場合は、スイッチ20がオンであると判定してステップS12へ進む。閾値がスイッチ20の電圧値より小さいか等しい場合は、スイッチ20がオフであると判定してステップS13へ進む。
なお、詳細には、スイッチ20から入力される電圧値を所定の周期で複数回計測して閾値と比較し、連続して所定回数以上電圧値が閾値より大きい場合にスイッチ20がオンであると判定し、連続して所定回数以上電圧値が閾値より小さいか等しい場合にオフであると判定している。所定回数は例えば4回としている。
ステップS10では、制御部31にA/D変換入力部33を介してスイッチ20からの電圧値が入力される。
ステップS11では、制御部31はスイッチ20から入力される電圧値を閾値と比較している。閾値がスイッチ20の電圧値より大きい場合は、スイッチ20がオンであると判定してステップS12へ進む。閾値がスイッチ20の電圧値より小さいか等しい場合は、スイッチ20がオフであると判定してステップS13へ進む。
なお、詳細には、スイッチ20から入力される電圧値を所定の周期で複数回計測して閾値と比較し、連続して所定回数以上電圧値が閾値より大きい場合にスイッチ20がオンであると判定し、連続して所定回数以上電圧値が閾値より小さいか等しい場合にオフであると判定している。所定回数は例えば4回としている。
ステップS12では、スイッチ20から入力された電圧値をオン電圧として記憶部32に記憶している。
ステップS13では、スイッチ20から入力された電圧値をオフ電圧として記憶部32に記憶している。
なお、詳細にはステップS12,S13において、スイッチ20から入力された電圧値を制御部31でのスイッチ20のオンオフ判定の度に記憶部32に記憶するのではなく、例えば100回に1回の割合で記憶している。さらに該電圧値を所定回数分(例えば20回分)記憶し、20回分の平均を求めてステップS14以降のオン電圧またはオフ電圧としている。
ステップS13では、スイッチ20から入力された電圧値をオフ電圧として記憶部32に記憶している。
なお、詳細にはステップS12,S13において、スイッチ20から入力された電圧値を制御部31でのスイッチ20のオンオフ判定の度に記憶部32に記憶するのではなく、例えば100回に1回の割合で記憶している。さらに該電圧値を所定回数分(例えば20回分)記憶し、20回分の平均を求めてステップS14以降のオン電圧またはオフ電圧としている。
ステップS14では、制御部31はオン電圧とオフ電圧の平均値を求めている。
ステップS15では、制御部31は平均値と閾値の差が所定値以上か否かを判断している。所定値以上である場合には、制御部31はスイッチが劣化しており、閾値の補正が必要であると判断してステップS16に進む。所定値以下である場合には、フローチャートを終了する。
ステップS16では、制御部31はステップS14で求めた平均値を新たな閾値に設定している。
ステップS15では、制御部31は平均値と閾値の差が所定値以上か否かを判断している。所定値以上である場合には、制御部31はスイッチが劣化しており、閾値の補正が必要であると判断してステップS16に進む。所定値以下である場合には、フローチャートを終了する。
ステップS16では、制御部31はステップS14で求めた平均値を新たな閾値に設定している。
ステップS17では、制御部31は平均値が基準値以上であるか否かを判断している。基準値以上である場合にはステップS18に進む。基準値以下である場合には、フローチャートを終了する。
ステップS18では、制御部31はランプ40を点灯させ、乗員にスイッチ20が劣化していることを警告している。
スイッチ劣化検知システム10は図4に示す動作を所定期間毎に行っており、例えば1時間に1回、または1日に1回行っている。
ステップS18では、制御部31はランプ40を点灯させ、乗員にスイッチ20が劣化していることを警告している。
スイッチ劣化検知システム10は図4に示す動作を所定期間毎に行っており、例えば1時間に1回、または1日に1回行っている。
図5は時間の経過によるスイッチ20の劣化に対して、スイッチ20から制御部31に入力される電圧値、オン電圧、オフ電圧、オン電圧とオフ電圧の平均値、閾値の変化を示した説明図である。また、図6は、図5と同様の説明図であるが、比較例としてスイッチ劣化検知システム10を用いていないものである。
図5において、a1はスイッチ20から制御部31に入力される電圧値を示している。具体的には、該電圧値は、例えばスイッチ20から入力される電圧値を複数回計測して連続して4回以上電圧値が閾値より大きい場合の電圧値、または、連続して4回以上電圧値が閾値より小さいか等しい場合の電圧値であり、図4のフローチャートのステップS11で制御部31に入力される電圧値である。
b1はオン電圧を示している。制御部31がスイッチ20から入力される電圧値を例えば100回に1回の割合で記憶し、さらに、記憶した電圧値の例えば20回分の平均を求めてオン電圧としたものであり、ステップS12で記憶部32に記憶されるオン電圧である。
c1はオフ電圧を示している。オン電圧と同様に、制御部31がスイッチ20から入力される電圧値を間引いて記憶し、複数回の平均を求めてオフ電圧としたものであり、ステップS13で記憶部32に記憶されるオフ電圧である。
d1はオン電圧とオフ電圧の平均値を示している。ステップS14で算出される平均値である。
e1は、閾値を示している。
f1は、ランプ40による警告を行うための基準値を示している。
図6の比較例においては、図6中のa2、b2、c2、d2、e2は夫々図5のa1、b1、c1、d1、e1に対応している。
c1はオフ電圧を示している。オン電圧と同様に、制御部31がスイッチ20から入力される電圧値を間引いて記憶し、複数回の平均を求めてオフ電圧としたものであり、ステップS13で記憶部32に記憶されるオフ電圧である。
d1はオン電圧とオフ電圧の平均値を示している。ステップS14で算出される平均値である。
e1は、閾値を示している。
f1は、ランプ40による警告を行うための基準値を示している。
図6の比較例においては、図6中のa2、b2、c2、d2、e2は夫々図5のa1、b1、c1、d1、e1に対応している。
図5及び図6において、スイッチ20から制御部31に入力される電圧値は常に一定ではなく、多少のばらつきを生じている。図6の比較例では、時間の経過と共にスイッチ20が劣化して、スイッチ20のオン時の電圧値(a2)が上昇していくと、領域Aにおいて、スイッチ20はオンであるにも関わらず電圧値が閾値(e2)より大きくなる。このため、制御部31はスイッチ20がオフであると誤判定してしまう。
一方、図5のスイッチ劣化検知システム10を備えた場合、時間の経過と共にスイッチ20が劣化すると、スイッチ20のオン時にスイッチ20から制御部31に入力される電圧値(a1)が上昇し、オン電圧(b1)及びオン電圧とオフ電圧の平均値(d1)も上昇している。時間t1で閾値(e1)と平均値(d1)との差が所定値を超えると(ステップS15)、制御部31はスイッチ20が劣化したと判定して、平均値(d1)を新たな閾値(e1)に設定している(ステップS16)。
スイッチ20から制御部31に入力される電圧値にはばらつきが生じており、スイッチ20がオン時の電圧値が上昇することで電圧値が閾値に近づくが、電圧値の上昇に合わせて閾値も上昇させているため、閾値は常にオン電圧とオフ電圧の中間に位置して電圧値が閾値を越えることがなく、制御部31は正確にスイッチ20のオンオフを判定する。
スイッチ20から制御部31に入力される電圧値にはばらつきが生じており、スイッチ20がオン時の電圧値が上昇することで電圧値が閾値に近づくが、電圧値の上昇に合わせて閾値も上昇させているため、閾値は常にオン電圧とオフ電圧の中間に位置して電圧値が閾値を越えることがなく、制御部31は正確にスイッチ20のオンオフを判定する。
同様に、時間t2においても、閾値(e1)と平均値(d1)との差が所定値を超えると、制御部31は平均値(d1)を新たな閾値(e1)に設定している。
さらにスイッチ20の劣化が進み、時間t3において平均値(d1)が基準値(f1)を超えた場合には(ステップS17)、制御部31はランプ40を点灯させて乗員にスイッチ20の劣化を警告している(ステップS18)。
さらにスイッチ20の劣化が進み、時間t3において平均値(d1)が基準値(f1)を超えた場合には(ステップS17)、制御部31はランプ40を点灯させて乗員にスイッチ20の劣化を警告している(ステップS18)。
なお、本実施形態においては、ECU30に1つのスイッチ20のみが接続されているが、複数のスイッチ20を接続して、スイッチ20毎に劣化検知及び閾値の補正を行ってもよい。
また、本実施形態においては、オン電圧とオフ電圧の平均値を閾値と比較することで閾値を補正し、また、該平均値と基準値を比較することでスイッチ20の劣化が進んだものとしてランプ40の点灯により乗員に警告しているが、平均値を用いずにオン電圧またはオフ電圧を所定の基準値と比較することで、乗員への警告を行ってもよい。
また、本実施形態においては、オン電圧とオフ電圧の平均値を閾値と比較することで閾値を補正し、また、該平均値と基準値を比較することでスイッチ20の劣化が進んだものとしてランプ40の点灯により乗員に警告しているが、平均値を用いずにオン電圧またはオフ電圧を所定の基準値と比較することで、乗員への警告を行ってもよい。
本発明によれば、オン電圧とオフ電圧の平均値と閾値との差をスイッチの劣化判定に用いることで、制御部31は該平均値と閾値との差が所定値以上となった場合に、スイッチが劣化したと判定することができる。
また、スイッチの劣化を判定した場合には、閾値をオン電圧とオフ電圧の平均値に補正して閾値がオン電圧とオフ電圧の値の中間付近に位置するようにし、制御部31はこの新たな閾値を用いてスイッチのオンオフを判定するため、オン電圧が閾値より大きくなることがなく、スイッチに劣化が生じた場合であっても制御部31によるスイッチのオンオフの誤判定を防ぐことができる。
また、スイッチの劣化を判定した場合には、閾値をオン電圧とオフ電圧の平均値に補正して閾値がオン電圧とオフ電圧の値の中間付近に位置するようにし、制御部31はこの新たな閾値を用いてスイッチのオンオフを判定するため、オン電圧が閾値より大きくなることがなく、スイッチに劣化が生じた場合であっても制御部31によるスイッチのオンオフの誤判定を防ぐことができる。
10 スイッチ劣化検知システム
20 スイッチ
30 電子制御ユニット(ECU)
31 制御部
32 記憶部
33 A/D変換入力部
40 ランプ
20 スイッチ
30 電子制御ユニット(ECU)
31 制御部
32 記憶部
33 A/D変換入力部
40 ランプ
Claims (3)
- 接触式スイッチの劣化を検知する劣化検知システムであって、
前記スイッチのオン時およびオフ時に該スイッチから入力される電圧を検出する電圧検出手段と、
前記検出された電圧を予め設定した閾値と比較し、該閾値よりも電圧値が高いとオン電圧と判定すると共に該閾値よりも電圧値が低いとオフ電圧と判定するオンオフ判定手段と、
前記記憶したオン電圧とオフ電圧の平均値を求め、該平均値と前記閾値との差が所定値以上となった場合に劣化と判定する劣化判定手段と、
を備えていることを特徴とするスイッチの劣化検知システム。 - 前記オンオフ判定手段の初期閾値は、前記スイッチの初期使用時における前記オン電圧とオフ電圧の平均値とし、
前記スイッチの使用経過時に劣化判定手段で劣化と判定された場合、前記記憶手段で記憶したオン電圧とオフ電圧の平均値を補正閾値とする閾値補正手段と、
前記平均値が予め規定した基準値を越えると、スイッチの劣化を表示する警報手段と、
を備えている請求項1に記載のスイッチの劣化検知システム。 - 前記オンオフ判定手段が判定したオン電圧およびオフ電圧を記憶する記憶手段を備え、
前記電圧の検出手段は、所定のサンプリング周期でスイッチから入力される電圧値を検出し、
前記オンオフ判定手段は、連続して所定回数以上、該電圧値が閾値以上の場合にスイッチがオンであると判定して該オン時の電圧値を前記記憶手段に記憶させると共に、連続して所定回数以上、該電圧値が閾値未満である場合にスイッチがオフであると判定して該オフ時の電圧値を前記記憶手段に記憶させ、
前記記憶手段に複数回記憶されたオン時の電圧値を平均して前記オン電圧とすると共に、オフ時の電圧値を平均して前記オフ電圧としている請求項1または請求項2に記載のスイッチ劣化検知システム。
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-
2007
- 2007-09-18 JP JP2007240690A patent/JP2009070771A/ja not_active Withdrawn
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