JP2012194633A - ストップランプスイッチ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ストップランプスイッチ装置側でブレーキ信号とアクセル信号に基づいた処理を行なうことのできるストップランプスイッチ装置を提供する。
【解決手段】ブレーキ操作によりストップランプスイッチ信号を生成して出力するスイッチ本体部１２と、外部からスイッチ本体部１２に入力される第１の信号ａ１とストップランプスイッチ信号ｂに基づいて生成される第２の信号ａ２をスイッチ本体部１２から外部へ出力する制御部１４と、を有してストップランプスイッチ装置１０を構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ストップランプスイッチ装置に関する。

自動車等の車両は、ブレーキペダルを踏んだとき、後続の車両にブレーキの操作を知らせるため、車両の後面に設けられたストップランプが点灯するようになっている。ストップランプは、ブレーキペダルの操作に連動して動作するストップランプスイッチを介して車両に搭載されたバッテリーに接続されている。

例えば、可動接点を移動させるプッシュロッドを、固定接点を収納するケースカバー内に往復動可能に設置し、ブレーキペダルの操作に連動して上記プッシュロッドを移動させ、可動接点を固定接点に対して接触／離間させることによりスイッチ動作をさせるストップランプスイッチ装置がある（例えば、特許文献１参照）。

また、ストップランプスイッチ装置から出力される信号は、車両のコントロールユニットに入力されて、種々の制御に使用されている。例えば、ブレーキとアクセルが同時に踏まれた場合に、エンジンの出力に制限を加えるような車両の走行制御装置がある（例えば、特許文献２参照）。この装置は、ブレーキ操作を検出するブレーキ検出手段と、アクセル操作によるスロットル弁の開度を検出する開度検出手段と、上記のブレーキ検出手段と開度検出手段からブレーキとアクセルの同時踏みの場合にはエンジンの出力に制限を加えるエンジン制御を行なう制御部を有するものである。

特開２００５−２３５６３２号公報 実開平０１−１０２４５１号公報

しかし、特許文献２の車両の走行制御装置は、車両のコントロールユニット側でブレーキとアクセルの同時踏みを判断し、その判断によりエンジン制御等の種々の制御を行なう構成とされていた。このため、例えば、車種ごとにコントロールユニットが異なるため、制御ソフトの設計やバグ取り等の工数を必要とする問題があった。

従って、本発明の目的は、ストップランプスイッチ側でブレーキ信号とアクセル信号に基づいた処理を行なうことのできるストップランプスイッチを提供することにある。

［１］本発明の一態様は、ブレーキ操作によりストップランプスイッチ信号を生成して出力するスイッチ本体部と、外部から前記スイッチ本体部に入力される第１の信号と前記ストップランプスイッチ信号に基づいて生成される第２の信号を前記スイッチ本体部から外部へ出力する制御部と、を有することを特徴とするストップランプスイッチ装置を提供する。

［２］前記第１の信号は、アクセル操作により生成されたアクセルペダルスイッチ信号であり、前記制御部は、前記ストップランプスイッチ信号がオフ状態のときにのみ前記第１のアクセルペダルスイッチ信号を前記第２の信号として出力することを特徴とする上記［１］に記載のストップランプスイッチ装置であってもよい。

［３］また、前記第１の信号は、アクセル操作により生成されたアクセルペダルスイッチ信号であり、前記制御部は、前記ブレーキ操作と前記アクセル操作が同時に行なわれた場合を特定する判定信号を生成して出力することを特徴とする上記［１］に記載のストップランプスイッチ装置であってもよい。

本発明によれば、ストップランプスイッチ装置側でブレーキ信号とアクセル信号に基づいた処理を行なうことのできるストップランプスイッチ装置を提供する。

図１は、本発明の実施の形態に係るストップランプスイッチ装置を含む車両のエンジン制御の構成図である。 図２は、本発明の実施の形態に係るストップランプスイッチ装置の制御部の構成例を示す回路図である。 図３（ａ）は、横軸を時間ｔとしたアクセルペダルスイッチ信号ａ１の電圧波形の一例を示す電圧と時間の関係図である。図３（ｂ）は、横軸を時間ｔとしたストップランプスイッチ信号ｂの電圧波形の一例を示す電圧と時間の関係図である。図３（ｃ）は、横軸を時間ｔとしたアクセルペダルスイッチ信号ａ２の電圧波形の一例を示す電圧と時間の関係図である。 図４は、本発明の実施の形態に係るストップランプスイッチ装置の制御部の判断フローの一例を示すフローチャートである。 図５は、本発明の第２の実施の形態に係るストップランプスイッチ装置を含む車両のエンジン制御の構成図である。 図６は、制御部において判定信号ｈを生成する回路構成例を示す回路図である。 図７は、実施の形態に係るストップランプスイッチを使用したストップランプ制御システムの接続図である。

（ストップランプスイッチ装置１０の構成）
ストップランプスイッチ装置１０は、ブレーキ操作によりストップランプスイッチ信号（ブレーキ信号）を生成して出力するストップランプスイッチとして機能すると共に、このストップランプスイッチ信号と外部から入力される第１の信号とに基づいて生成される第２の信号を出力する機能を有するように構成されている。

図１に示すように、ストップランプスイッチ装置１０は、ブレーキ操作によりストップランプスイッチ信号を生成して出力するスイッチ本体部１２と、外部からスイッチ本体部１２に入力される第１の信号ａ１とストップランプスイッチ信号ｂに基づいて生成される第２の信号ａ２をスイッチ本体部１２から外部へ出力する制御部１４と、を有して構成されている。尚、図１の全体構成は後述する。

スイッチ本体部１２に入力される第１の信号ａ１は、種々の信号が入力可能である。本実施の形態では、第１の信号をアクセルペダルスイッチ２０の出力信号ａ１とする。この信号ａ１は、アクセルペダルスイッチ２０の踏込み操作により出力されるアナログ信号であり、例えば、後述する図３（ａ）のような０．５Ｖ（ＯＦＦ）〜４．５Ｖ（ＯＮ）の電圧波形である。また、ストップランプスイッチ信号ｂは、ブレーキペダル１６の踏込み操作により出力されるアナログ信号であり、例えば、後述する図３（ｂ）のような０Ｖ（ＯＦＦ）〜５Ｖ（ＯＮ）の電圧波形である。

スイッチ本体部１２に設けられた制御部１４は、ブレーキペダル１６のストップランプスイッチ信号ｂがオフ状態のときにのみアクセルペダルスイッチ信号ａ１を第２の信号ａ２として出力する。ストップランプスイッチ信号ｂがオン状態のときは、信号ａ２はゼロとして出力される。

図２は、本発明の実施の形態に係るストップランプスイッチ装置１０の制御部１４の構成例を示す回路図である。具体的に、制御部１４は、上記の動作機能を有するものとして、図２に示すようなアナログスイッチを使用することができる。

制御部１４は、アナログスイッチ部６０とインバータ回路ＩＮＶ１から構成されている。ＮＭＯＳ(Negative Metal Oxide Semiconductor)トランジスタＱＮ１のソース端子とＰＭＯＳ(Positive Metal Oxide Semiconductor)トランジスタＱＰ１のソース端子、及び、ＮＭＯＳトランジスタＱＮ１のドレイン端子とＰＭＯＳトランジスタＱＰ１のドレイン端子がそれぞれ接続されてアナログスイッチ部６０が構成されている。制御信号であるストップランプスイッチ信号ｂは、インバータ回路ＩＮＶ１を介してＮＭＯＳトランジスタＱＮ１のゲート端子に入力され、また、ＰＭＯＳトランジスタＱＰ１のゲート端子に入力されている。これにより、ＮＭＯＳトランジスタＱＮ１とＰＭＯＳトランジスタＱＰ１に反転した電圧がかかるようになっている。

ストップランプスイッチ信号ｂがＯＦＦ状態（Ｌｏレベル）のときは、インバータ回路ＩＮＶ１で反転してＮＭＯＳトランジスタＱＮ１のゲート端子にＨｉの電圧がかかり、一方、ＰＭＯＳトランジスタＱＰ１のゲート端子にＬｏの電圧が印加されるため、それぞれのトランジスタは導通状態となり、ＩＮ端子に入力されたアクセルペダルスイッチ２０の信号ａ１はそのままＯＵＴ端子に出力される。

ストップランプスイッチ信号ｂがＯＮ状態（Ｈｉレベル）のときは、インバータ回路ＩＮＶ１で反転してＮＭＯＳトランジスタＱＮ１のゲート端子にＬｏの電圧がかかり、一方、ＰＭＯＳトランジスタＱＰ１のゲート端子にＨｉの電圧が印加されるため、それぞれのトランジスタは非導通状態となり、ＩＮ端子に入力されたアクセルペダルスイッチ２０の信号ａ１は出力されずにゼロレベルの電圧がＯＵＴ端子に出力される。

図３（ａ）は、横軸を時間ｔとしたアクセルペダルスイッチ信号ａ１の電圧波形の一例を示す電圧と時間の関係図である。図３（ｂ）は、横軸を時間ｔとしたストップランプスイッチ信号ｂの電圧波形の一例を示す電圧と時間の関係図である。図３（ｃ）は、横軸を時間ｔとしたアクセルペダルスイッチ信号ａ２の電圧波形の一例を示す電圧と時間の関係図である。

上記したように、図３（ａ）に示すアクセルペダルスイッチ信号ａ１のアナログ電圧波形は、図３（ｂ）に示すようにストップランプスイッチ信号ｂがオフの区間では、図３（ｃ）に示すようにそのままのアクセルペダルスイッチ信号ａ１が出力され、ストップランプスイッチ信号ｂがオンの区間では、アクセルペダルスイッチ２０の信号ａ１は出力されずにゼロレベルの電圧が出力される。

これにより、ブレーキペダル１６を踏込んでいる状態では、ストップランプスイッチ装置１０からアクセル信号が出力されず、ブレーキペダル１６を踏込んでいない区間だけアクセル信号が出力される信号ａ２がスイッチ本体部１２から外部に出力される。

図２では、アナログスイッチ部６０により制御部１４をハード的に構成したが、制御部１４にマイコン（ＣＰＵ）等により判断処理部を有することによりソフト的に構成することも可能である。

図４は、本発明の実施の形態に係るストップランプスイッチ装置の制御部の判断フローの一例を示すフローチャートである。制御部１４は、ストップランプスイッチ信号ｂが入力されたかどうかを判断する。入力された場合は次のステップ（Ｓtep２）へ進み、入力されない場合は、はじめに戻って判断を繰り返す（Ｓtep１）。次に、アクセルペダルスイッチ信号ａ１が入力されたかどうかを判断する。入力された場合は次のステップ（Ｓtep３）へ進み、入力されない場合は、Ｓtep２の判断を繰り返す（Ｓtep２）。

ストップランプスイッチ信号ｂ及びアクセルペダルスイッチ信号ａ１が入力されている場合は、ストップランプスイッチ信号ｂのＯＦＦ区間のみアクセルペダルスイッチ信号を出力し、その他の区間は出力をゼロとした、図３（ｃ）で示したようなアクセルペダルスイッチ信号ａ２を出力する。

上記示したような判断処理ルーチンにより、車両の運転中に随時、アクセルペダルスイッチ２０からのアクセルペダルスイッチ信号ａ１を、ストップランプスイッチ信号ｂとアクセルペダルスイッチ信号ａ１とに基づいて、ストップランプスイッチ装置１０からアクセルペダルスイッチ信号ａ２として出力することができる。

ここで、図１に示す本発明の実施の形態に係るストップランプスイッチ装置を含む車両のエンジン制御の構成について説明する。上記したストップランプスイッチ装置１０からストップランプスイッチ信号ｂと共に、アクセルペダルスイッチ信号ａ２がＥＣＵ（Electronic Control Unit）３０に入力される。ストップランプスイッチ信号ｂは、ブレーキ４０及びストップランプ１８の制御に使用される。

図１に示すように、ＥＣＵ３０は、スロットルポジションセンサ５６の出力によりスロットル弁５４を制御して空気の通過量を制御する。また、インジェクタ５２を制御することにより噴射される燃料とこの空気量とにより燃焼混合気を制御することでエンジン５０の出力を制御する。

上記のスロットル弁５４とインジェクタ５２の制御は、アクセルペダルスイッチ信号ａ２を基に行なわれる。ここで、アクセルペダルスイッチ信号ａ２は、上述のように、ストップランプスイッチ信号ｂのＯＦＦ区間のみアクセルペダルスイッチ信号が出力されているので、アクセルとブレーキの同時踏みをＥＣＵ３０で判断する必要がない。すなわち、このアクセルペダルスイッチ信号ａ２に基づいてエンジン制御を行なえば、ブレーキ操作が優先されたエンジン制御を行なうことが可能となる。

（第２の実施の形態）
図５は、本発明の第２の実施の形態に係るストップランプスイッチ装置を含む車両のエンジン制御の構成図である。図５に示す第２の実施の形態では、ストップランプスイッチ信号ｂをＥＣＵ３０へ出力すると共に、ストップランプスイッチ装置１０が直接ストップランプ１８を点灯制御している。また、アクセルペダルスイッチ２０からのアクセルペダルスイッチ信号ａ１は、スイッチ本体部１２を介してスルー信号としてそのまま信号ａ１がＥＣＵ３０へ出力されると共に、アクセルとブレーキの同時踏みの判定信号ｈがＥＣＵ３０へ出力される。

図６は、制御部１４において判定信号ｈを生成する回路構成例を示す回路図である。
判定信号ｈは、アクセルとブレーキが同時に踏まれた場合に出力される信号である。すなわち、アクセルペダルスイッチ信号ａ１とストップランプスイッチ信号ｂが共にＯＮ状態（Ｈｉレベル）のときに同時踏み信号を出力する。

図６において、オペアンプＯＰ１により加算器が構成され、オペアンプＯＰ２によりコンパレータが構成されている。オペアンプＯＰ１の反転入力端子には、アクセルペダルスイッチ信号ａ１が抵抗Ｒ１を介して接続され、また、ストップランプスイッチ信号ｂが抵抗Ｒ２を介して接続されて、加算される。非反転入力端子は、抵抗Ｒ３を介して基準電圧Ｖｒ１（ＧＮＤレベル）に接続されている。また、フィードバック抵抗Ｒ４が、反転入力端子と出力端子間に接続されている。

オペアンプＯＰ２の非反転入力端子には、抵抗Ｒ５を介してオペアンプＯＰ１の出力が入力されている。また、反転入力端子は、抵抗Ｒ６を介して基準電圧Ｖｒ２に接続されている。また、抵抗Ｒ７が、非反転入力端子と出力端子間に接続されている。このオペアンプＯＰ２の出力端子から判定信号ｈが出力される。

アクセルペダルスイッチ信号ａ１とストップランプスイッチ信号ｂの加算信号（ａ１＋ｂ）、図３の場合では、ａ１とｂのそれぞれの最大電圧の合計に近い電圧を基準電圧Ｖｒ２とする。但し、ゲインをＲ４／Ｒ１＝Ｒ４／Ｒ２＝０．５として、例えば基準電圧Ｖｒ２＝４Ｖとする。すなわち、加算信号（ａ１＋ｂ）が基準電圧Ｖｒ２＝４Ｖを超えたら、アクセルとブレーキが同時に踏まれたとして、判定信号がＬｏレベルとして出力される。図６において、オペアンプＯＰ１は反転出力とされるので、同時踏みの場合はＬｏ出力される。

図５に示した車両のエンジン制御の構成において、ＥＣＵ３０には、アクセルペダルスイッチ２０からのアクセルペダルスイッチ信号ａ１と共に、アクセルとブレーキの同時踏みの判定信号ｈが入力される。従って、ＥＣＵ３０は、このアクセルペダルスイッチ信号ａ１と判定信号ｈに基づいて、エンジン制御を行なうことが可能となる。すなわち、ブレーキ操作が優先されたエンジン制御を行なうことができ、また、種々の条件の下でＥＣＵ３０が判断することによりブレーキ操作が優先されたエンジン制御を行なうことが可能となる。

（ストップランプ制御システム３の構成）
図７は、実施の形態に係るストップランプスイッチ装置１０を使用したストップランプ制御システム３の接続図である。ストップランプスイッチ装置１０は、前述のように、アクセルペダルスイッチ２０からのアクセルペダルスイッチ信号を内部の制御部１４で信号処理してＥＣＵ３０へ信号送出すると共に、本来のストップランプ点灯制御の機能を有するので、以下に、ストップランプ制御システム３の構成とその動作を説明する。

車両に搭載された各機器の電気系統の電源となると共に図示しない発電機により充電されるバッテリー１１には、ストップランプスイッチ装置１０、駆動回路１３、及びストップランプ１８Ａ及びストップランプ１８Ｂを駆動するリレー１５が接続されている。

ストップランプスイッチ装置１０は、ブレーキペダル１６の踏み込み操作に連動して往復動してＯＮ／ＯＦＦ信号を出力するもので、バッテリー１１と駆動回路１３との間に接続されている。

駆動回路１３は、抵抗１３ａと、電圧Ｖ_ｂが抵抗１３ａを介して印加されるとオンになるトランジスタ１３ｂと、トランジスタ１３ｂのコレクタにリレー１５が接続されて構成されている。尚、駆動回路１３は、ＦＥＴ（Field effect transistor）、ＩＣ（Integrated Circuit）等による構成であってもよい。

ストップランプ１８Ａ及びストップランプ１８Ｂは、車両の後部の左右に設置された赤色灯である。

リレー１５は、駆動回路１３の出力トランジスタに接続された励磁コイル１５ａと、励磁コイル１５ａに通電されたときに駆動されるアーマチュア１５ｂと、アーマチュア１５ｂの一端に取り付けられた可動接点１５ｃと、アーマチュア１５ｂの駆動時に可動接点１５ｃが接触する固定接点１５ｄとを備えて構成されている。

（ストップランプスイッチ装置１０によるストップランプの点灯制御動作）
ストップランプスイッチ装置１０は、ブレーキペダル１６が操作されないときには、オフ状態にある。

このとき、駆動回路１３は、ストップランプスイッチ装置１０及び抵抗１３ａを介してトランジスタ１３ｂにベース電圧Ｖ_ｂが供給されないので、トランジスタ１３ｂはオフ状態であり、リレー１５の励磁コイル１５ａに電流が供給されないため、励磁コイル１５ａは非励磁の状態にあり、ストップランプ１８Ａ及びストップランプ１８Ｂは消灯している。

車両の運転者が、車両を減速又は停止させるために足でブレーキペダル１６を踏み込むと、この踏み込み操作に連動して、ストップランプスイッチ装置１０はオン状態となる。

ストップランプスイッチ装置１０がオン状態になると、駆動回路１３のトランジスタ１３ｂがオン状態となり、リレー１５の励磁コイル１５ａに電流が流れ、可動接点１５ｃと一対の固定接点１５ｄが接触し、ストップランプ１８Ａ及びストップランプ１８Ｂにバッテリー１１から電流が流れ、ストップランプ１８Ａ及びストップランプ１８Ｂが点灯する。

次に、運転者が、ブレーキペダル１６から足を離すと、ストップランプスイッチ装置１０はオフ状態となる。

ストップランプスイッチ装置１０がオフ状態になると、駆動回路１３のトランジスタ１３ｂがオフ状態になる。トランジスタ１３ｂにベース電圧Ｖ_ｂが供給されないのでリレー１５は非励磁になり、可動接点１５ｃが固定接点１５ｄから離れてオフとなり、ストップランプ１８Ａ及びストップランプ１８Ｂは消灯する。

（実施の形態の効果）
本発明の実施の形態に係るストップランプスイッチ装置１０によれば、次のような効果を有する。
（１）ストップランプスイッチ装置１０の制御部１４は、ストップランプスイッチ信号と外部から入力される第１の信号とに基づいて生成される第２の信号を出力する機能を有する。これにより、ストップランプスイッチ装置側でブレーキ信号とアクセル信号に基づいた処理を行なうことのできるストップランプスイッチ装置を提供することができる。
（２）実施の形態では、ブレーキペダル１６を踏込んでいる状態では、ストップランプスイッチ装置１０からアクセル信号が出力されず、ブレーキペダル１６を踏込んでいない区間だけアクセル信号が出力される信号ａ２がスイッチ本体部１２から外部に出力される。これにより、ブレーキ操作が優先されたエンジン制御を簡単な構成により行なうことが可能となる。
（３）ストップランプスイッチ装置１０の制御部１４は、ブレーキ操作とアクセル操作が同時に行なわれた場合を特定する判定信号を生成して出力することができる。これにより、種々の判断や制御をＥＣＵ３０側で簡単に行なうことができる。例えば、ブレーキ操作が優先されたエンジン制御を行なうことができ、また、種々の条件の下でブレーキ操作が優先されたエンジン制御を行なうも可能となる。
（４）ストップランプスイッチ装置１０のスイッチ本体部１２に上記したような制御部１４を備えることにより、ストップランプスイッチ信号ｂと共に、種々の判断や制御に使用できる第２の信号を出力する機能を付加することが可能となり、付加価値の高いストップランプスイッチ装置を実現できる。
（５）ブレーキ操作とアクセル操作の同時踏みの判定をＥＣＵ３０のソフトウエアに頼らないため、信頼性の向上に繋がる。
（６）また、標準部品のストップランプスイッチ装置１０に制御部１４を内蔵することで、ＥＣＵ３０毎に判定ソフトを設計する必要がなく、開発工数低減、コスト低減に寄与できる。

以上、本発明のいくつかの実施の形態を説明したが、これらの実施の形態は、一例に過ぎず、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。これら新規な実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更等を行うことができる。また、これら実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない。さらに、これら実施の形態は、発明の範囲及び要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

３…ストップランプ制御システム
１０…ストップランプスイッチ装置
１１…バッテリー
１２…スイッチ本体部
１３…駆動回路
１３ａ…抵抗、１３ｂ…トランジスタ、１３ｃ…抵抗、１３ｄ…出力トランジスタ
１４…制御部
１５…リレー
１５ａ…励磁コイル、１５ｂ…アーマチュア、１５ｃ…可動接点、１５ｄ…固定接点
１６…ブレーキペダル
１８…ストップランプ
１８Ａ、Ｂ…ストップランプ
２０…アクセルペダルスイッチ
４０…ブレーキ
５０…エンジン
５２…インジェクタ
５４…スロットル弁
５６…スロットルポジションセンサ
６０…アナログスイッチ部
ａ１…アクセルペダルスイッチ信号、ａ２…アクセルペダルスイッチ信号
ｂ…ストップランプスイッチ信号
ｈ…判定信号
ＩＮＶ１…インバータ回路
ＯＰ１…オペアンプ、ＯＰ２…オペアンプ
ＱＮ１…トランジスタ、ＱＰ１…トランジスタ
Ｒ１〜Ｒ７…抵抗
Ｖｂ…ベース電圧
Ｖｒ１…基準電圧、Ｖｒ２…基準電圧

Claims (3)

1. ブレーキ操作によりストップランプスイッチ信号を生成して出力するスイッチ本体部と、
   外部から前記スイッチ本体部に入力される第１の信号と前記ストップランプスイッチ信号に基づいて生成される第２の信号を前記スイッチ本体部から外部へ出力する制御部と、
   を有することを特徴とするストップランプスイッチ。
2. 前記第１の信号は、アクセル操作により生成されたアクセルペダルスイッチ信号であり、前記制御部は、前記ストップランプスイッチ信号がオフ状態のときにのみ前記第１のアクセルペダルスイッチ信号を前記第２の信号として出力することを特徴とする請求項１に記載のストップランプスイッチ。
3. 前記第１の信号は、アクセル操作により生成されたアクセルペダルスイッチ信号であり、前記制御部は、前記ブレーキ操作と前記アクセル操作が同時に行なわれた場合を特定する判定信号を生成して出力することを特徴とする請求項１に記載のストップランプスイッチ。

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