JP2012124006A

JP2012124006A - 接点スイッチのオンオフ判定装置

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Publication number: JP2012124006A
Application number: JP2010273470A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Ito; 健伊藤
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2010-12-08
Filing date: 2010-12-08
Publication date: 2012-06-28
Anticipated expiration: 2030-12-08
Also published as: JP5627428B2

Abstract

【課題】接点スイッチが劣化しても正確に接点スイッチのオンオフ判定を行うことができる接点スイッチのオンオフ判定装置を提供する。
【解決手段】制御ユニット４が、接点スイッチ３Ａのオンオフに応じて負荷の駆動を制御する。この制御ユニット４と接点スイッチ３Ａとを接続するコネクタ５内に内蔵されたチップが、所定間隔毎に接点スイッチ３Ａのオンオフを検出して、所定回数連続して接点スイッチ３Ａのオンが検出されたときに接点スイッチ３Ａがオンであると判定し、その結果を制御ユニット４に出力する。制御ユニット４は、タイマー６により計時された使用時間に応じた値に、コネクタ５のオンオフ判定に用いられる所定間隔、所定回数を設定し直す。
【選択図】図１

Description

本発明は、接点スイッチのオンオフ判定装置に関するものである。

従来から、ランプやモータなどの各種負荷の制御のための入力は、リレーなどの接点スイッチを用いて行われることが多い。例えば、自動車で各種負荷の制御を行うためには、これら負荷の制御を司る制御装置であるＥＣＵに制御用の入力信号を与えるために、各種センサとともに機械的にオンオフする接点スイッチが用いられている。

上記接点スイッチは、図６に示すようにオフからオンに遷移する際に、可動する接点が静止する接点にぶつかってバウンドすることによりオンオフが繰り返されるチャタリングが生じる。このため、接点スイッチを一回しかオフからオンに遷移させていないも係わらず、ＥＣＵが、何度もオンオフが繰り返されたと誤判定し、負荷を誤制御してしまう恐れがあった。

そこで、従来では、接点スイッチのオフからオンが検出されたときに、所定間隔毎に接点スイッチのオンオフを検出し、所定回数連続して接点スイッチのオンが検出されたときに初めて接点スイッチがオフからオンに切り替わったと判定するフィルタリング方法が提案されていた。

しかしながら、上記接点スイッチは、使用年数の経過に応じて腐食などの劣化が生じる恐れがある。そして、この接点スイッチの劣化に伴い、上記チャタリングが発生する時間が延びてしまう。結果、上記フィルタリング方法を実施しても、劣化が生じると接点スイッチが何度もオンオフが繰り返されたと誤判定されてしまう、という問題があった。

従来では、接点スイッチに定期的に電流を流して接点スイッチの腐食、劣化を防止する腐食防止回路も考えられているが（特許文献１）、これは完全に腐食、劣化を防止することができず、実際に腐食が発生しまった場合、接点スイッチを交換する必要があった。

特開平６−９６６３７号公報

そこで、本発明は、接点スイッチが劣化しても正確に接点スイッチのオンオフ判定を行うことができる接点スイッチのオンオフ判定装置を提供することを課題とする。

上述した課題を解決するための請求項１記載の発明は、接点スイッチと、所定間隔毎に前記接点スイッチのオンオフを検出し、所定回数連続して前記接点スイッチのオンが検出されたときに前記接点スイッチがオンであると判定するオンオフ判定手段と、を備えた接点スイッチのオンオフ判定装置において、前記接点スイッチの使用時間をカウントするタイマーと、前記タイマーによりカウントされた使用時間に応じた値に前記所定間隔又は前記所定回数を設定する設定手段と、をさらに備えたことを特徴とする接点スイッチのオンオフ判定装置に存する。

請求項２記載の発明は、前記接点スイッチのオンオフに応じて負荷の駆動を制御する制御信号を出力する制御装置と、前記制御装置と前記接点スイッチとを接続するコネクタと、を備え、前記制御装置が、前記設定手段として働き、前記コネクタが、前記オンオフ判定手段を内蔵し、前記設定手段として働く前記制御装置が、前記所定間隔又は前記所定回数の設定値を前記コネクタ内の前記オンオフ判定手段に対して送信し、前記コネクタ内の前記オンオフ判定手段が、前記制御装置から送信された設定値に前記所定間隔又は前記所定回数を設定することを特徴とする請求項１に記載の接点スイッチのオンオフ判定装置に存する。

以上説明したように請求項１記載の発明によれば、設定手段が、タイマーによりカウントされた使用時間に応じた値に所定間隔又は所定回数を設定する。従って、使用時間の経過に伴って所定間隔又は所定回数が変更されるため、接点スイッチが劣化してチャタリング時間が長くなっても正確に接点スイッチのオンオフを判定することができる。

請求項２記載の発明によれば、制御装置と接点スイッチとを接続するコネクタ内にオンオフ判定手段を内蔵し、制御装置から送信された所定間隔又は所定回数の設定値に従ってオンオフ判定を行うので、複数の接点スイッチのオンオフ判定に用いられる所定間隔や所定回数を１つの制御装置で一括で設定することができる。

本発明の接点スイッチのオンオフ判定装置を組み込んだ負荷制御装置の一実施形態を示す回路図である。（Ａ）は図１に示すコネクタの外観斜視図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ線断面図である。図１に示す負荷制御装置を構成する制御ユニットの所定間隔、所定回数の設定処理における動作を示すフローチャートである。図１に示す負荷制御装置を構成するコネクタ内の制御部の所定間隔、所定回数の設定処理における動作を示すフローチャートである。他の実施形態における本発明の接点スイッチのオンオフ判定装置を組み込んだ負荷制御装置の一実施形態を示す回路図である。（Ａ）は初期の接点スイッチのオフからオンの遷移を示すタイムチャートであり、（Ｂ）は劣化時の接点スイッチのオフからオンの遷移を示すタイムチャートである。

以下、本発明の接点スイッチのオンオフ判定装置を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の接点スイッチのオンオフ判定装置を組み込んだ負荷制御装置の一実施形態を示す回路図である。図２（Ａ）は図１に示すコネクタの外観斜視図であり、（Ｂ）は図２（Ａ）のＡ−Ａ線断面図である。

同図に示す負荷制御装置１は、車両に搭載された負荷の駆動を制御するものである。同図に示すように、負荷制御装置１は、電源としてのバッテリ２と、このバッテリ２などから電源供給を受けて動作する図示しない負荷と、車両の各部に配置されたスイッチユニット３と、スイッチユニット３内に内蔵された接点スイッチ３Ａのオンオフに応じて負荷の駆動を制御する制御装置としての制御ユニット４と、これらスイッチユニット３及び制御ユニット４間を接続するコネクタ５と、スイッチユニット３内に内蔵された接点スイッチ３Ａの使用時間をカウントするタイマー６と、を備えている。

上記バッテリ２は、鉛電池の他、リチウム電池といった二次電池を用いている。なお、上記負荷制御装置１としては、車両に搭載されていない負荷の駆動を制御するものも考えられ、この場合は、バッテリ２としては一次電池であってもよい。上記図示しない負荷は、車両に搭載されたランプや電動モータなどの負荷である。上記スイッチユニット３は、バッテリ２の電源電圧Ｖ_Bとグランド電圧Ｖ_GNDとの間に互いに直列接続された接点スイッチ３Ａ及び抵抗３Ｂを備えている。

上記接点スイッチ３Ａは、機械的に開閉する接点が設けられたスイッチであり、車両の乗員によって図示しない負荷を駆動するための操作部が操作されるとオフからオンに遷移する入力スイッチである。この接点スイッチ３Ａと抵抗３Ｂとの接続点電圧Ｖ_Sは、接点スイッチ３Ａがオンすると、グランド電圧Ｖ_GNDとなり、接点スイッチ３Ａがオフすると、バッテリ２の電源電圧Ｖ_Bとなる。上記制御ユニット４は、例えばマイクロコンピュータなどからなり、負荷制御装置１全体の制御を司る。

なお、上記スイッチユニット３は、説明を簡単にするために図１においては、１つの制御ユニット４に対して１つ設けられているが、実際には１つの制御ユニット４に対して複数設けられていることが多い。また、スイッチユニット３内には１つの接点スイッチ３Ａしか設けられていないが、２つ以上の接点スイッチ３Ａを設けてもよい。

上記コネクタ５は、内部にマイクロコンピュータ（以下マイコン）が内蔵されていて、上記接点スイッチ３Ａのオンオフを判定して、その判定結果を制御ユニット４に対して送信する。このコネクタ５は、制御ユニット４から引き出された電線である電源ラインＬ１、グランドラインＬ２及び信号ラインＬ３に取り付けられている。コネクタ５は、スイッチユニット３から引き出された電線、または、スイッチユニット３自体に取り付けられた図示しないコネクタとコネクタ接続して、スイッチユニット３及び制御ユニット４間を電気的に接続する。

上記コネクタ５は、図２に示すように、バッテリ２の電源電圧Ｖ_Bが供給される制御ユニット４側及びスイッチユニット３側２つの電源用端子金具５１、５２と、グランド電圧Ｖ_GNDが供給される制御ユニット４側及びスイッチユニット３側２つのグランド用端子金具５３、５４と、制御ユニット４側の信号ラインＬ３が接続される通信用端子金具５５と、上記接続点電圧Ｖｓが供給される接続点用端子金具５６と、封止体５７と、これら端子金具５１〜５６及び封止体５７を収容するコネクタハウジング５８と、を備えている。

上記制御ユニット４側及びスイッチユニット３側の２つの電源用端子金具５１、５２は、導電性の金属から構成されていて、一端が後述する封止体５７内に挿入され、他端が封止体５７の互いに対向する一対の面の両方からそれぞれ突出している。制御ユニット４側の電源用端子金具５１の端末には、圧接端子が形成されていて、その圧接端子に電源電圧Ｖ_Bが供給された電源ラインＬ１が圧接されている。

上記制御ユニット４側及びスイッチユニット３側の２つのグランド用端子金具５３、５４は、導電性の金属から構成されていて、一端が後述する封止体５７内に挿入され、他端が封止体５７の互いに対向する一対の面の両方からそれぞれ突出している。制御ユニット４側のグランド用端子金具５３の端末には、圧接端子が形成されていて、その圧接端子にグランド電圧Ｖ_GNDが供給されたグランドラインＬ２が圧接されている。

上記通信用端子金具５５は、導電性の金属から構成されていて、一端が後述する封止体５７内に挿入され、他端が封止体５７の互いに対向する一対の面の一方から突出している。通信用端子金具５５の端末には、圧接端子が形成されていて、その圧接端子に信号ラインＬ３が圧接されている。

上記接続点用端子金具５６は、導電性の金属から構成されていて、一端が後述する封止体５７内に挿入され、他端が封止体５７の互いに対向する一対の面の他方からそれぞれ突出している。上記封止体５７は、図示しないマイコンが内蔵されたチップ５９と、これら端子金具５１〜５６の一端と、を図示しない回路を介してワイヤボンディングして接続した状態で、樹脂封止している。

上記コネクタハウジング５８は、これら端子金具５１〜５６及び封止体５７を収容している。上記コネクタハウジング５８は、扁平な四角筒状に設けられていて、一方の開口から電源用端子金具５１、グランド用端子金具５３及び通信用端子金具５５が露出され、他方の開口から電源用端子金具５２、グランド用端子金具５４及び接続点用端子金具５６が露出されている。

また、コネクタハウジング５８の筒長さ方向の他方には、スイッチユニット３側の電線端末またはスイッチユニット３に取り付けた図示しないスイッチユニット側コネクタのハウジングが進入し嵌合するフード部５８ｂが設けられている。このフード部５８ｂにスイッチユニット側コネクタのハウジングが嵌合されると、接続点用端子金具５６に接点スイッチ３Ａ及び抵抗３Ｂの接続点が接続され、電源用端子金具５２及びグランド用端子金具５４に接点スイッチ３Ａ及び抵抗３Ｂからなる直列回路の両端がそれぞれ接続される。

上記チップ５９は、オンオフ判定手段として働き、所定間隔ｔ毎に接続点電圧Ｖ_Sを取り込んで接点スイッチ３Ａのオンオフを検出する。ここで、チップ５９は、接続点電圧Ｖ_Sがバッテリ２の電源電圧Ｖ_Bと等しいときに接点スイッチ３Ａのオンを検出し、接続点電圧Ｖ_Sがグランド電圧Ｖ_GNDと等しいときに接点スイッチ３Ａのオフを検出する。

そして、チップ５９は、接点スイッチ３Ａがオフからオンに遷移する際に図６に示すようにチャタリングが生じることを考慮して、接点スイッチ３Ａがオフであると判定されているときに、接点スイッチ３Ａのオンを検出してもすぐに接点スイッチ３Ａがオフからオンになったと判定しない。チップ５９は、所定回数ｎ連続して接点スイッチ３Ａのオンが検出されたときに初めて接点スイッチ３Ａがオフからオンになったと判定し、その結果を信号ラインＬ３を介して制御ユニット４に送信する。

また、チップ５９は、接点スイッチ３Ａがオンからオフに遷移する際も同様にチャタリングが生じることを考慮して、接点スイッチ３Ａがオンであると判定されているときに、接点スイッチ３のオフを検出してもすぐに接点スイッチ３Ａがオンからオフになったと判定しない。チップ５９は、所定回数ｎ連続して接点スイッチ３Ａのオフが検出されたときに初めて接点スイッチ３Ａがオンからオフになったと判定し、その結果を信号ラインＬ３を介して制御ユニット４に送信する。

上記制御ユニット４は、コネクタ５から送信される接点スイッチ３Ａのオンオフ判定に応じて図示しない負荷のオンオフを制御する。上記タイマー６は、例えば接点スイッチ３Ａが自動車に搭載されたときから一定期間計時する毎に、その旨を制御ユニット４に対して送信する。

なお、上記コネクタ５及びスイッチユニット３は、１本の電源ラインＬ１、グランドラインＬ２及び信号ラインＬ３に１つ取り付けられていたが、例えば１つの電源ラインＬ１、グランドラインＬ２及び信号ラインＬ３に複数取り付けても良い。

次に、上述した構成の負荷制御装置１の動作について図３及び図４を参照して説明する。まず、制御ユニット４は、タイマー６から一定期間の計時が終了した旨の受信を待って（ステップＳ１でＹ）、設定手段として働き、現所定間隔ｔにΔｔを加算した所定間隔設定値（ｔ＋Δｔ）、現所定回数ｎにΔｎを加算した新たな所定回数設定値（ｎ＋Δｎ）を信号ラインＬ３を介してコネクタ５内のチップ５９に対して送信した後（ステップＳ２）、再びステップＳ１に戻る。

一方、コネクタ５内のチップ５９は、制御ユニット４から所定間隔設定値（ｔ＋Δｔ）、所定回数設定値（ｎ＋Δｎ）が送信されたか否かを判定する（ステップＳ３）。送信されていれば（ステップＳ３でＹ）、コネクタ５内のチップ５９は、所定間隔ｔを所定間隔設定値（ｔ＋Δｔ）に設定し直し、所定回数ｎを所定回数設定値（ｎ＋Δｎ）に設定し直した後（ステップＳ４）、ステップＳ３に戻る。

これに対して、送信されていなければ（ステップＳ３でＮ）、コネクタ５内のチップ５９は、直ちにステップＳ３に戻る。コネクタ５内のチップ５９は、図４に示す設定処理において設定された所定間隔ｔ、所定回数ｎを用いて上述したように接点スイッチ３Ａのオンオフの判定を行う。

上述した負荷制御装置１によれば、制御ユニット４が、タイマー６によりカウントされた使用時間に応じた値に所定間隔ｔ及び所定回数ｎを設定する。従って、使用時間の経過に伴って所定間隔ｔ、所定回数ｎが変更されるため、図６に示すように接点スイッチ３Ａが劣化してチャタリング時間が長くなっても正確に接点スイッチ３Ａのオンオフを判定することができる。

また、上述した負荷制御装置１によれば、制御ユニット４と接点スイッチ３Ａとを接続するコネクタ５内で接点スイッチ３Ａのオンオフを判定し、制御ユニット４から送信された所定間隔ｔ、所定回数ｎの設定値に従ってオンオフ判定を行うので、複数の接点スイッチ３Ａのオンオフ判定に用いられる所定間隔ｔや所定回数ｎを１つの制御ユニット４で一括で設定することができる。

なお、上述した実施形態によれば、コネクタ５内に内蔵されたチップ５９で接点スイッチ３Ａのオンオフ判定を行っていたが、本発明はこれに限ったものではない。例えば、図５に示すように、コネクタ５にチップ５９を内蔵させずに、制御ユニット４で直接接点スイッチ３Ａのオンオフを判定できるようにしてもよい。

また、上述した実施形態によれば、一定期間毎に所定間隔ｔ及び所定回数ｎの両者を設定し直していたが、本発明はこれに限ったものではない。例えば、所定回数ｎを変えずに一定期間毎に所定間隔ｔだけを設定し直してもよいし、所定間隔ｔを変えずに一定間隔毎に所定回数ｎだけを設定し直してもよい。

また、上述した実施形態によれば、一定期間毎にΔｔ、Δｎだけ所定間隔ｔ及び所定回数ｎを増やしていたが、本発明はこれに限ったものではない。本発明は接点スイッチ３Ａの使用期間に応じて所定間隔ｔ、所定回数ｎを変えればよく、一定期間毎に変える必要はない。

また、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

３Ａ接点スイッチ
４制御ユニット（制御装置、設定手段）
５コネクタ
６タイマー
５９チップ（オンオフ判定手段）
ｔ所定間隔
ｎ所定回数

Claims

接点スイッチと、所定間隔毎に前記接点スイッチのオンオフを検出し、所定回数連続して前記接点スイッチのオンが検出されたときに前記接点スイッチがオンであると判定するオンオフ判定手段と、を備えた接点スイッチのオンオフ判定装置において、
前記接点スイッチの使用時間をカウントするタイマーと、
前記タイマーによりカウントされた使用時間に応じた値に前記所定間隔又は前記所定回数を設定する設定手段と、
をさらに備えたことを特徴とする接点スイッチのオンオフ判定装置。
前記接点スイッチのオンオフに応じて負荷の駆動を制御する制御信号を出力する制御装置と、
前記制御装置と前記接点スイッチとを接続するコネクタと、を備え、
前記制御装置が、前記設定手段として働き、
前記コネクタが、前記オンオフ判定手段を内蔵し、
前記設定手段として働く前記制御装置が、前記所定間隔又は前記所定回数の設定値を前記コネクタ内の前記オンオフ判定手段に対して送信し、
前記コネクタ内の前記オンオフ判定手段が、前記制御装置から送信された設定値に前記所定間隔又は前記所定回数を設定する
ことを特徴とする請求項１に記載の接点スイッチのオンオフ判定装置。