JP2018116795A - スイッチ異常検出装置、スイッチ異常検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジン始動スイッチでの故障発生の予兆の有無を判定する。【解決手段】エンジン始動スイッチに複数の接点を設け、各接点からの電圧を所定の通常閾値で二値化する。電圧を二値化する二値化部は、接点毎に設け、各二値化部で得られた二値化結果を比較することによって、複数の接点での故障の有無を判定する。そして、所定の切替条件が成立すると、故障発生の予兆の有無を判定する状態に切り替える。その切替の際には、検査対象の接点を選択して、選択した接点からの電圧が、少なくとも２つの二値化部に入力されるように入力を切り替える。また、一部の二値化部について、閾値を検査用閾値に変更する。そして、通常閾値で二値化された電圧と、検査用閾値で二値化された電圧と、を比較することによって、故障発生の予兆の有無を判定する。【選択図】図９

Description

本発明は、エンジン始動スイッチの異常を検出する技術に関する。

近年、機械鍵を鍵穴に差し込むことなく、プッシュ式のエンジン始動スイッチを押すことによってエンジンを始動させる車両が増加傾向にある。こうした車両では、一々、ポケットから鍵を取り出さなくても、エンジン始動スイッチでエンジンを始動させることができるので、たいへん便利であるが、その一方で、スイッチは接触不良などが生じる虞がある。そして、エンジン始動スイッチで接触不良などの異常が生じると、エンジンを始動させたり、あるいは停止させたりすることができなくなってしまう。

そこで、エンジン始動スイッチに複数の接点を設け、各接点からの信号の違いを監視することで、接点の異常の有無を判定する技術が提案されている（特許文献１など）。例えば、少なくとも１つの接点がＯＮ状態となってから所定時間が経過してもＯＦＦ状態のままである接点については、ＯＦＦ故障（すなわち、錆などが付着して接触状態が悪くなりＯＦＦ状態のままとなる状態）が生じていると判定する。また、少なくとも１つの接点がＯＦＦ状態となってから所定時間が経過してもＯＮ状態のままである接点については、ＯＮ故障（すなわち、溶着などによって可動接点が固定接点に接触して、ＯＮ状態のままとなる状態）が生じていると判定する。そして、一部の接点が異常と判定された場合には、残りの接点からの信号に基づいて、エンジンを始動あるいは停止させることとしている。

特開２００５−１４００１５号公報

しかし、上述した判定方法では、故障が発生してからでなければ異常を検出することができないという問題があった。すなわち、エンジンを始動させたり停止させたりするために用いられるというエンジン始動スイッチの性質上、複数の接点を用いて動作の確実性を担保することが望ましいが、ＯＮ故障あるいはＯＦＦ故障が検出された接点は無効とされてしまうので、接点の数が減ることとなって動作の確実性が低下してしまう。これを避けるためには、ＯＮ故障あるいはＯＦＦ故障が発生する前の段階で故障発生の予兆を検出できればよいが、こうしたことは事実上、不可能であるという問題があった。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、ＯＮ故障またはＯＦＦ故障が発生する前の段階で、故障発生の予兆の有無を判定することが可能な技術の提供を目的とする。

上述した課題を解決するために本発明のスイッチ異常検出装置およびスイッチ異常検出方法は、エンジン始動スイッチが有する複数の接点ごとに設けられた二値化部で、上記接点から入力される電圧を所定の通常閾値で二値化する。そして、複数の二値化部で得られた二値化結果を比較することによって、複数の接点での故障の有無を判定する。また、所定の切替条件が成立すると、上記複数の接点の中から検査対象の接点を選択するとともに、複数の二値化部の中から少なくとも２つの検査用の二値化部を選択する。そして、検査対象の接点からの電圧を、選択した複数の二値化部に入力する。また、検査対象の接点からの電圧が入力される複数の二値化部のうち、一部の二値化部の閾値を、通常閾値とは異なる検査用閾値に変更する。そして、通常閾値で二値化された結果と、検査用閾値で二値化された結果とを比較することによって、検査対象の接点での故障発生の予兆の有無を判定する。

詳細な理由については後ほど詳しく説明するが、検査対象の接点で故障が発生する手前の状態では、通常閾値で二値化された結果と、検査用閾値で二値化された結果とに不一致が生じる。このため、二つの閾値で得られた二値化結果を比較することによって、検査対象の接点での故障発生の予兆の有無を判定することが可能となる。

エンジン５を動力源として搭載する車両１の装置構成を示したブロック図である。 エンジン始動スイッチ２の接点での故障発生の予兆を検出可能な電源制御装置２０の大まかな内部構成を示すブロック図である。 異常判定処理を示すフローチャートである。 ＯＦＦ故障判定処理を示すフローチャートである。 ＯＮ故障判定処理を示すフローチャートである。 予兆判定処理を示すフローチャートの前半部分である。 予兆判定処理を示すフローチャートの後半部分である。 接点ＳＷ１が正常である場合に、接点ＳＷ１の故障発生の予兆の有無を判定した様子を示した説明図である。 接点ＳＷ１についてＯＦＦ故障前の予兆が発生している場合に、接点ＳＷ１の故障発生の予兆の有無を判定した様子を示した説明図である。 接点ＳＷ１についてＯＮ故障前の予兆が発生している場合に、接点ＳＷ１の故障発生の予兆の有無を判定した様子を示した説明図である。

以下では、上述した本願発明の内容を明確にするために実施例について説明する。
Ａ．装置構成 ：
図１には、動力源としてエンジン５を搭載した車両１の大まかなブロック図が示されている。図１に示すように、車両１は、エンジン始動スイッチ２、ブレーキスイッチ３、照合ＥＣＵ４、エンジン５、エンジンＥＣＵ６、および電源制御装置２０を有している。また、電源制御装置２０は、電源ＥＣＵ３０を有している。この車両１のエンジン５は、以下のようにして始動する。

エンジン始動スイッチ２は、エンジン５を始動させるために運転者が操作するスイッチであり、押すと接点が閉じ、離すと開くモーメンタリ型のプッシュ式スイッチとなっている。また、ブレーキスイッチ３は、ブレーキをかけるために運転者が操作するスイッチであり、図示しないブレーキペダルが踏まれると押圧されて接点が閉じ、離すと開くモーメンタリ型のプッシュ式スイッチとなっている。エンジン始動スイッチ２およびブレーキスイッチ３は電源制御装置２０に接続されており、これらのスイッチに対する操作は電源制御装置２０によって検出される。
電源制御装置２０は、ブレーキスイッチ３が押圧された状態でエンジン始動スイッチ２が押下されたことを検出すると、運転者によってエンジン５の始動操作が行われたと判定する。そして、運転者が正規の電子キー１０を所持しているかを確認するために、照合ＥＣＵ４に対してリクエスト信号を出力する。

照合ＥＣＵ４は、上記のリクエスト信号を受信すると、図示しない無線通信機器を通じて電波を出力して、電波が届くエリア内（例えば、半径１メートル以内）にある電子キー１０から、その電子キー１０が記憶するＩＤコードを受信する。
そして、照合ＥＣＵ４はＩＤコードを受信すると、予め記憶している判定用コードと照合し、ＩＤコードと判定用コードとが一致していれば、その結果を、電源制御装置２０と、エンジン５を制御するエンジンＥＣＵ６とに出力する。

電源制御装置２０は、ＩＤコードが判定用コードに一致したことを示す照合結果を得ると、エンジン５に電源を供給した後、エンジン５の始動を許容する信号をエンジンＥＣＵ６に出力する。
エンジンＥＣＵ６は、照合ＥＣＵ４から、ＩＤコードが一致したことを示す照合結果を受け取り、さらに、電源制御装置２０からエンジン５の始動を許容する信号を受け取ると、エンジン５を始動させる。
また、エンジンの始動中に、上述したエンジン始動スイッチ２が押下されると、電源制御装置２０は、エンジンＥＣＵ６に停止指令信号を出力して、この停止指令信号を受信したエンジンＥＣＵ６は、エンジン５を停止させる。

以上のように、車両１では、運転者は、鍵をシリンダーに差し込むことなく、エンジン始動スイッチ２を押すことによって、エンジン５を始動させたり、停止させたりすることができるので便利である。また、エンジン始動スイッチ２の故障によってエンジン５の始動や停止ができなくなると困るので、エンジン始動スイッチ２には複数（本実施例では２つ）の接点が設けられている。そして、一部の接点に故障が生じた場合には、その接点からの信号は無視することとして、残りの接点からの信号に基づいて、エンジン始動スイッチ２の操作を検出している。

しかし、故障が生じた接点からの信号は無視することとした場合、エンジン始動スイッチ２が操作されたか否かを判断するために用いる接点の数が減ってしまうので、判定精度が下がってしまうという問題がある。
そこで、本実施例では、故障が発生する前段階で、故障発生の予兆を検出することを可能としている。なお、本実施例では、電源制御装置２０が接点の故障発生の予兆の有無を判定するので、電源制御装置２０が、本発明の「スイッチ異常検出装置」に相当する。

図２には、本実施例の電源制御装置２０の大まかな内部構造が示されている。図示するように、電源制御装置２０には、入力選択部２１，２２や、入力端子２３，２４や、二値化部２５，２６や、電源ＥＣＵ３０が内蔵されている。尚、本実施例の電源制御装置２０が、入力選択部２１，２２や、入力端子２３，２４や、二値化部２５，２６を２つずつ内蔵しているのは、本実施例ではエンジン始動スイッチ２に２つの接点ＳＷ１，ＳＷ２が内蔵されていることに対応したものである。従って、エンジン始動スイッチ２にＮ個（例えば３つ）の接点が内蔵されている場合には、電源制御装置２０に内蔵される入力選択部や、入力端子や、二値化部の数もＮ個となる。

入力選択部２１は、エンジン始動スイッチ２に内蔵された２つの接点ＳＷ１，ＳＷ２に接続されており、何れかの接点ＳＷ１，ＳＷ２を選択すると、その接点からの電圧が入力端子２３に入力されるようになっている。また、入力選択部２２では、入力選択部２１とは異なる接点が選択されて、その接点からの電圧が入力端子２４に入力されるようになっている。また、詳細には後述するが、接点での故障発生の予兆を検出する場合には、入力選択部２１，２２で同じ接点が選択される。

二値化部２５は、入力端子２３に入力された電圧を所定の閾値で二値化して、電圧が閾値よりも高かった場合は、ＨＩの電圧を電源ＥＣＵ３０に出力し、閾値よりも低かった場合は、ＬＯＷの電圧を電源ＥＣＵ３０に出力する。
二値化部２６も二値化部２５と同様に、入力端子２４に入力された電圧を所定の閾値で二値化して、電圧が閾値よりも高かった場合はＨＩの電圧を、閾値よりも低かった場合はＬＯＷの電圧を、電源ＥＣＵ３０に出力する。

電源ＥＣＵ３０は、二値化部２５および二値化部２６から入力される電圧に基づいて、エンジン始動スイッチ２のＯＮ／ＯＦＦ状態を判定する。上述したように、二値化部２５，２６で二値化する電圧は、エンジン始動スイッチ２の２つの接点ＳＷ１，ＳＷ２に掛かっている電圧なので、接点の状態が正常であれば、二値化部２５，２６で得られる二値化後のＨＩ／ＬＯＷの電圧は同じとなる。このため、電源ＥＣＵ３０は、ＨＩ／ＬＯＷの電圧が同じとなっていることを確認することで、エンジン始動スイッチ２のＯＮ／ＯＦＦ状態を確実に判定することができる。

また、電源ＥＣＵ３０には、故障判定部３１や、入力切替部３２や、閾値変更部３３や、予兆判定部３４が設けられている。
故障判定部３１は、二値化部２５で得られた二値化後の電圧と、二値化部２６で得られた二値化後の電圧とを受け取って、これらを比較することによって、エンジン始動スイッチ２に内蔵された接点ＳＷ１，ＳＷ２での故障の有無を判定する。

また、予兆判定部３４は、エンジン始動スイッチ２に内蔵された接点ＳＷ１，ＳＷ２での故障が発生する前の段階で、故障が発生する予兆の有無を判定することができる。予兆の有無を判定するに際しては、先ず、検査対象の接点を選択する。次に、入力選択部２１および入力選択部２２の中で、検査対象の接点を選択していない方の入力選択部２１，２２を、検査対象の接点を選択するように切り替える。
電源ＥＣＵ３０の入力切替部３２は、入力選択部２１および入力選択部２２に接続されており、これらが選択している接点を切り替えることができる。

更に、閾値変更部３３は、検査対象の接点からの電圧が掛かっている２つの二値化部２５，２６の中で、一方の閾値を、通常とは異なる閾値に変更する。
そして、予兆判定部３４は、２つの二値化部２５，２６で得られた二値化後の電圧を比較することによって、検査対象の接点で故障が発生する予兆の有無を判定することができる。以下では、こうしたことが可能となる理由も含めて、本実施例の電源制御装置２０がエンジン始動スイッチ２の異常を判定する処理について詳しく説明する。

Ｂ．異常判定処理 ：
図３には、電源ＥＣＵ３０で実行される異常判定処理のフローチャートが示されている。図３に示すように、異常判定処理では、先ず、エンジン始動スイッチ２の接点ＳＷ１，ＳＷ２でのＯＦＦ故障の有無を判定するＯＦＦ故障判定処理を実行する（Ｓ１００）。なお、ＯＦＦ故障とは、錆などの接触不良によってスイッチを押してもＯＮ状態に切り替わらない状態をいう。

Ｂ−１．ＯＦＦ故障判定処理 ：
図４には、ＯＦＦ故障判定処理（Ｓ１００）のフローチャートが示されている。ＯＦＦ故障判定処理（Ｓ１００）では、先ず、全ての接点からの電圧がＬＯＷの状態であることを確認しておき、その状態から少なくとも一つの接点からの電圧がＨＩに切り替わったか否かを判定する（Ｓ１０１）。

その結果、何れの接点の電圧もＨＩに切り替わっていない場合には（Ｓ１０１：ｎｏ）、まだエンジン始動スイッチ２が押下されていないと考えられるので、Ｓ１０１の判定を繰り返すことによって、少なくとも一つの接点の電圧がＨＩに切り替わるまで、待機状態となる。
そして、少なくとも一つの接点からの電圧がＨＩに切り替わると（Ｓ１０１：ｙｅｓ）、タイマの作動を開始する（Ｓ１０２）。すなわち、エンジン始動スイッチ２でＯＦＦ故障が発生した接点は、他の接点がＯＮ状態になってもＯＮ状態にならないが、その一方で、エンジン始動スイッチ２の押され方などの影響によっては、接点間でＯＮ状態になるタイミングにズレが生じることも起こり得る。従って、他の接点よりも遅れてＯＮ状態に切り替わる接点が存在していた場合でも、その時間が短い場合はＯＦＦ故障と判定することはできない。そこで、少なくとも一つの接点の電圧がＨＩに切り替わったら（Ｓ１０１：ｙｅｓ）、タイマを作動させておくのである。

タイマを作動させたら、全ての接点からの電圧がＨＩになったか否かを判定する（Ｓ１０３）。エンジン始動スイッチ２に内蔵されている接点がＯＮ状態に切り替わるタイミングは微妙にずれることが普通なので、多くの場合、タイマを作動させた直後では、電圧がＨＩになっていない接点が存在しており、Ｓ１０３では「ｎｏ」と判断される。
そこで、この場合（Ｓ１０３：ｎｏ）は、タイマを作動させてからの経過時間が、所定時間（本実施例では５００ｍｓ）に達したか否かを判定する（Ｓ１０４）。その結果、所定時間が経過していなければ（Ｓ１０４：ｎｏ）、ステップＳ１０３に戻って、再び、全ての接点がＨＩになったか否かを判定する（Ｓ１０３）。

エンジン始動スイッチ２の接点でＯＦＦ故障が発生していない場合は、このような処理（Ｓ１０３、Ｓ１０４）を繰り返しているうちに、全ての電圧がＨＩになる筈である。そこで、全ての接点からの電圧がＨＩになったと判定された場合は（Ｓ１０３：ｙｅｓ）、ＯＦＦ故障なしと判定して（Ｓ１０６）、ＯＦＦ故障判定処理（Ｓ１００）を終了する。
これに対して、全ての接点がＨＩとならないまま所定時間が経過した場合は（Ｓ１０４：ｙｅｓ）、ＯＦＦ故障ありと判定して（Ｓ１０５）、ＯＦＦ故障判定処理を終了した後、図３の異常判定処理に復帰する。

ＯＦＦ故障判定処理（Ｓ１００）が終了すると、図３に示すように、ＯＦＦ故障判定処理（Ｓ１００）の結果、ＯＦＦ故障ありと判定したか否かを判定する（Ｓ２００）。そして、ＯＦＦ故障ありと判定した場合には（Ｓ２００：ｙｅｓ）、故障の発生を運転者に報知する（Ｓ４５０）。
運転者はこの報知によって故障の発生を知ることができ、修理などの対応をとることができる。修理によって、全ての接点が正常な状態に戻ると、再び、故障の有無を判定する必要がある。そこで、車両１では、リセット条件（例えば、運転者がリセット操作したことなど）が成立するとリセットし、故障の有無の判定を再開するようになっている。

故障の発生を運転者に報知した後は、このリセット条件が成立したか否かを判定する（Ｓ４６０）。その結果、リセット条件が成立していなければ（Ｓ４６０：ｎｏ）、接点が故障したままであると考えられるので、リセット条件が成立するまで報知を継続したまま待機状態とする。そして、リセット条件が成立すると（Ｓ４６０：ｙｅｓ）、故障発生の報知を終了して、ＯＦＦ故障判定処理（Ｓ１００）に戻る。
これに対し、ＯＦＦ故障なしと判定した場合には（Ｓ２００：ｎｏ）、ＯＮ故障の有無を判定するために、以下のようなＯＮ故障判定処理を実行する（Ｓ３００）。ＯＦＦ故障が発生していなくても、エンジン始動スイッチ２を離したときにＯＮ故障が発生する可能性があるからである。ここで、ＯＮ故障とは、可動接点が溶接などによって固定接点に接着してＯＮ状態のままとなる状態をいう。

Ｂ−２．ＯＮ故障判定処理 ：
図５には、ＯＮ故障判定処理（Ｓ３００）のフローチャートが示されている。ＯＮ故障判定処理では、先ず、エンジン始動スイッチ２が押下されたことによって全ての接点からの電圧がＨＩになった状態から、少なくとも一つの接点からの電圧がＬＯＷに切り替わったか否かを判定する（Ｓ３０１）。

その結果、１つもＬＯＷに切り替わっていない場合には（Ｓ３０１：ｎｏ）、エンジン始動スイッチ２が押下されたままの状態であると考えられるので、少なくとも一つの接点からの電圧がＬＯＷに切り替わるまで、待機状態とする。そして、少なくとも一つの接点からの電圧がＬＯＷに切り替わると（Ｓ３０１：ｙｅｓ）、タイマの作動を開始する（Ｓ３０２）。
タイマを作動させる理由は、上述したＯＦＦ故障判定処理（Ｓ１００）の場合と同じく、エンジン始動スイッチ２の離し方によって、各接点がＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替わるタイミングがずれる可能性があり、そのずれが生じる期間中は、ＯＮ故障と判定することができないからである。

タイマの作動を開始すると、全ての接点からの電圧がＬＯＷになったか否かを判定する（Ｓ３０３）。各接点がＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替わるタイミングは、多くの場合ずれるので、全ての接点からの電圧がＬＯＷになっていないと判定される（Ｓ３０３：ｎｏ）。そして、所定時間（本実施例では５００ｍｓ）が経過したか否かを判定し（Ｓ３０４）、所定時間が経過していなければ（Ｓ３０４：ｎｏ）、Ｓ３０３の処理に戻る。
このように、所定時間が経過するまでＳ３０３およびＳ３０４の処理が繰り返され、全ての接点からの電圧がＬＯＷになると、ＯＮ故障なしと判定して（Ｓ３０６）、図３の異常判定処理に復帰する。その一方、全ての接点からの電圧がＬＯＷとなることなく所定時間が経過した場合には（Ｓ３０４：ｙｅｓ）、ＯＮ故障ありと判定して（Ｓ３０５）、図３の異常判定処理に復帰する。

図３の異常判定処理に復帰すると、上述のＯＮ故障判定処理（Ｓ３００）の結果、ＯＮ故障ありと判定したか否かを判定する（Ｓ４００）。そして、ＯＮ故障ありと判定した場合には（Ｓ４００：ｙｅｓ）、ＯＦＦ故障ありと判定した場合と同様に、故障の発生を運転者に報知する（Ｓ４５０）。
その後、リセット条件が成立したか否かを判定して（Ｓ４６０）、リセット条件が成立していなければ（Ｓ４６０：ｎｏ）、リセット条件が成立するまで待機状態とする。そして、リセット条件が成立すると（Ｓ４６０：ｙｅｓ）、ＯＦＦ故障判定処理（Ｓ１００）に戻る。

これに対し、ＯＮ故障なしと判定した場合には（Ｓ４００：ｎｏ）、所定の切替条件が成立したか否かを判定する（Ｓ５００）。切替条件としては、例えば、エンジン始動スイッチ２が所定回数操作されたこととすることできる。接点に故障発生の予兆が発生してから、故障して操作が検出されなくなるまでには、ある程度の回数の操作は可能と考えられる。このため、所定回数として適切な回数を設定することで、故障の発生前に予兆を検出することが可能となる。
判定の結果、切替条件が成立していない場合には（Ｓ５００：ｎｏ）、ＯＦＦ故障判定処理（Ｓ１００）に戻る。すなわち、切替条件が成立するまで、ＯＦＦ故障判定処理（Ｓ１００）、およびＯＮ故障判定処理（Ｓ３００）を繰り返す。そして、切替条件が成立すると（Ｓ５００：ｙｅｓ）、故障発生の予兆の有無を判定する予兆判定処理を実行する（Ｓ６００）。

Ｂ−３．予兆判定処理 ：
故障発生前には、以下のような予兆が発生する。すなわち、接点が正常であれば、接点の接触状態が良好であるので、エンジン始動スイッチ２が押下されたときに電圧が即座に最大値Ｖｃｃとなり、離されると即座に最小値０Ｖに切り替わる。これに対して、故障の予兆が発生した状態では、接点の接触状態が悪いため、エンジン始動スイッチ２が押下されたときに電圧がゆっくりと増加したり、離されたときに電圧がゆっくりと減少したりする。
このため、故障の予兆が発生した状態では、接点からの電圧を互いに異なる閾値で二値化すると、ＨＩからＬＯＷに切り替わるタイミング、あるいはＬＯＷからＨＩに切り替わるタイミングがずれる。本実施例では、このずれを検出することで、予兆の発生を検出する。例えば、以下のような手順で予兆の発生を検出する。

図６および図７には、予兆判定処理（Ｓ６００）のフローチャートが示されている。予兆判定処理（Ｓ６００）では、先ず、複数の二値化部の中から少なくとも２つの二値化部を、検査用の二値化部として選択する（Ｓ６０１）。本実施例では、二値化部は、二値化部２５，２６の２つであるから、二値化部２５，２６を検査用の二値化部として選択する。
検査用の二値化部を選択すると、二値化部の閾値を変更する（Ｓ６０２）。二値化部は初期状態では通常閾値（本実施例では６Ｖ）が設定されているが、ここでは、選択した検査用の二値化部のうち、一部の二値化部（本実施例では二値化部２６）の閾値を、通常閾値とは異なる検査用閾値（本実施例では３Ｖ）に変更する。

二値化部の閾値を変更すると、続いて、複数の接点の中から検査対象の接点を１つ選択する（Ｓ６０３）。ここでは、検査対象の接点として、接点ＳＷ１を選択する。そして、入力選択部２１，２２の入力先を切り替えることで、選択した検査対象の接点からの電圧を、検査用の二値化部に入力する。
こうすることで、検査対象の接点からの電圧を通常閾値で二値化した電圧と、同じく検査対象の接点からの電圧を検査用閾値で二値化した電圧とが、電源ＥＣＵ３０に入力される。こうして入力された２種類の電圧に基づいて、故障発生の予兆の有無を判定する。

ここでは、先ず、互いに異なる閾値で二値化された２種類の電圧について、電圧の立ち上がりタイミングのずれに基づいて、予兆の有無を判定する。そのために、全ての電圧がＬＯＷの状態であることを確認してから、少なくとも１つの電圧がＨＩの状態に切り替わったか否かを判定する（Ｓ６０４）。
その結果、全てＬＯＷの状態のままである場合には（Ｓ６０４：ｎｏ）、エンジン始動スイッチ２が押下されていないと考えられるので、少なくとも１つの電圧がＨＩの状態に切り替わるまで待機状態とする。そして、少なくとも１つの電圧がＨＩの状態に切り替わると（Ｓ６０４：ｙｅｓ）、タイマの作動を開始する（Ｓ６０５）。

タイマは以下の理由で作動させる。すなわち、ここで入力される電圧は、全て同じ接点からの電圧であるので、入力開始タイミングは一致するはずであるが、信号の入力タイミングの誤差は生じる可能性がある。従って、その誤差の範囲内は同一のタイミングで入力したとみなす必要があるからである。
タイマの作動を開始すると、全ての電圧がＨＩになったか否かを判定する（Ｓ６０６）。その結果、少なくとも１つの電圧がＬＯＷの状態のままである場合には（Ｓ６０６：ｎｏ）、所定時間（本実施例では１０ｍｓ）が経過したか否かを判定する（Ｓ６０７）。そして、所定時間が経過していない場合には（Ｓ６０７：ｎｏ）、Ｓ６０６の処理に戻る。

すなわち、所定時間が経過するまで、Ｓ６０６およびＳ６０７の処理を繰り返し、所定時間が経過する前に全ての電圧がＨＩになると（Ｓ６０６：ｙｅｓ）、全ての電圧が同一タイミングでＨＩになったとみなして、予兆なしと判定し（Ｓ６１０）、電圧の立ち上がり時における予兆の有無の判定を終了する。

その一方、全ての電圧がＨＩになる前に、所定時間が経過すると（Ｓ６０７：ｙｅｓ）、全ての電圧が同一タイミングでＨＩにならなかったとして、故障発生の予兆ありと判定し（Ｓ６０８）、運転者に予兆の発生を報知する（Ｓ６０９）。こうすることで、運転者は予兆の発生を知ることができ、故障が発生する前の段階で、修理などの対応をとることが可能となる。なお、予兆の報知は、所定の予兆報知解除条件（例えば、運転者などが所定の解除操作を行うことなど）が成立するまで継続される。
予兆の報知を開始すると、電圧の立ち上がり時における予兆の有無の判定を終了する。
電圧の立ち上がり時における予兆の有無の判定が終了すると、続いて、電圧の立ち下がり時における予兆の有無の判定に移る。

電圧の立ち下がり時における予兆の有無の判定では、図７に示すように、先ず、互いに異なる閾値で二値化された２種類の電圧が、ＨＩの状態から、少なくとも１つがＬＯＷの状態に切り替わったか否かを判定する（Ｓ６１１）。
その結果、全ての電圧がＨＩの状態のままである場合には（Ｓ６１１：ｎｏ）、エンジン始動スイッチ２が押下されたままの状態であると考えられるので、少なくとも１つがＬＯＷの状態に切り替わるまで待機状態とする。そして、少なくとも１つがＬＯＷの状態に切り替わると（Ｓ６１１：ｙｅｓ）、タイマの作動を開始する（Ｓ６１２）。
なお、タイマを作動する理由は、電圧の立ち上がり時における予兆の有無の判定の場合と同じく、入力タイミングの誤差内でのずれを同一タイミングでの入力とみなすためである。

タイマの作動を開始すると、全ての電圧がＬＯＷの状態に切り替わったか否かを判定する（Ｓ６１３）。その結果、少なくとも１つの電圧がＨＩの状態のままである場合には（Ｓ６１３：ｎｏ）、所定時間が経過したか否かを判定する（Ｓ６１４）。そして、所定時間が経過していない場合には（Ｓ６１４：ｎｏ）、Ｓ６１３の処理に戻る。
すなわち、所定時間が経過するまで、Ｓ６１３およびＳ６１４の処理を繰り返し、所定時間が経過する前に、全ての電圧がＬＯＷの状態に切り替わると（Ｓ６１３：ｙｅｓ）、全ての電圧が同一タイミングでＬＯＷに切り替わったとみなして、予兆なしと判定する（Ｓ６１７）。そして、現在検査対象としている接点についての予兆の有無の判定を終了する。

その一方、全ての電圧がＬＯＷになる前に所定時間が経過した場合には（Ｓ６１４：ｙｅｓ）、全ての電圧が同一タイミングでＬＯＷに切り替わらなかったとして、予兆ありと判定する（Ｓ６１５）。そして、電圧の立ち上がり時における予兆の有無の判定の場合と同じく、予兆の発生を運転者に報知する（Ｓ６１６）。また、所定の予兆報知解除条件が成立するまで、この報知を継続させ、所定の予兆報知解除条件（例えば、運転者などが所定の解除操作を行うことなど）が成立すると、この報知を終了する。
予兆の報知を開始すると、現在検査対象としている接点についての予兆の有無の判定を終了する。

現在検査対象としている接点についての予兆の有無の判定を終了すると、予兆の有無の判定が、全ての接点について終了したか否かを判定する（Ｓ６１８）。そして、未だ予兆の有無を判定していない接点がある場合には（Ｓ６１８：ｎｏ）、未判定の接点（ここでは、接点ＳＷ２）を検査対象の接点として選択する。そして、入力選択部２１，２２の入力先を切り替えることで、選択した検査対象の接点からの電圧を、検査用の二値化部に入力する（Ｓ６０３）。そして、この検査対象の接点について、予兆の有無を判定する。

このようにして、全ての接点について予兆の有無の判定が終了するまで、予兆の有無の判定を繰り返し、全ての接点について終了すると（Ｓ６１８：ｙｅｓ）、予兆判定処理（Ｓ６００）を終了する。

図８には、接点ＳＷ１に予兆が発生していない場合に、故障発生の予兆の有無を判定した様子が示されている。図８に示す例では、接点ＳＷ１からの出力電圧は、０ＶからＶｃｃとなり、また０Ｖに戻る矩形波となっている。電圧の立ち上がり時には、即座に最大値Ｖｃｃまで上がっており、電圧の立ち下がり時には、即座に最小値０Ｖまで下がっている。
このため、通常閾値で二値化した場合も、検査用閾値で二値化した場合も同じタイミングで立ち上がり、同じタイミングで立ち下がる。従って、通常閾値で二値化されたＨＩ／ＬＯＷの電圧と、検査用閾値で二値化されたＨＩ／ＬＯＷの電圧とは一致するので、予兆なしと判定する。

図９には、接点ＳＷ１にＯＦＦ故障前の予兆が発生している場合に、故障発生の予兆の有無を判定した様子が示されている。この場合、接点ＳＷ１には錆が付着して接触状態が悪いので、エンジン始動スイッチ２が押下された場合にゆっくりと電圧が上がり、離された場合にゆっくりと電圧が下がっている。
このため、通常閾値および検査用閾値のうち、相対的に低い検査用閾値で二値化した電圧の方が、通常閾値で二値化した電圧よりも先に立ち上がっている。そして、検査用閾値で二値化した電圧が立ち上がってから所定時間である１０ｍｓが経過しても、通常閾値で二値化した電圧はＬＯＷのままである。従って、故障発生の予兆ありと判定する。

図１０には、接点ＳＷ１にＯＮ故障前の予兆が発生している場合に、故障発生の予兆の有無を判定した様子が示されている。この場合、出力電圧の立ち上がりは矩形波となっているが、エンジン始動スイッチ２を離すときに、接点ＳＷ１の可動接点が固定接点に溶着しそうな状態から徐々に開放状態となるので、立ち下がりはＶｃｃから徐々に０Ｖとなる。
このため、通常閾値および検査用閾値のうち、相対的に高い通常閾値で二値化した電圧の方が、検査用閾値で二値化した電圧よりも先に立ち下がっている。そして、通常閾値で二値化した電圧が立ち下がってから所定時間である１０ｍｓが経過しても、検査用閾値はＨＩのままである。従って、故障発生の予兆ありと判定する。

以上のように、上述の実施例によれば、接点に故障が発生する前の段階で、故障発生の予兆を検出することができる。予兆を検出することで、故障発生前に修理を促すことができるので、エンジン始動スイッチ２を確実に動作させることが可能となる。
また、検査用閾値で二値化された電圧を入力する入力系統として、検査対象ではない方の接点用の入力系統を利用しているので、予兆の検出のために入力系統を別途設ける場合と比較して、部品数を減らすことが可能となっている。

上述の実施例では、全ての接点について故障発生の予兆を検出することが可能となっている。また、切替条件が成立して、ひとたび予兆の有無の判定を開始すると、全ての接点について予兆の有無を判定してから、故障発生を判定する状態へ戻るようにしている。このため、切替条件が成立したときに、全ての接点について、一度に故障発生の予兆の有無を判定することが可能となっている。

なお、上述の実施例では、故障発生の予兆ありと判定した後も、全ての接点について予兆の有無を判定するようにしたが、予兆ありと判定した後は、予兆なしと判定した接点について予兆の有無を判定する方法をとることもできる。既に予兆ありと判定された接点については再度判定する必要がないので、この接点を検査対象から除外することによって、予兆の有無を判定する時間を効果的に削減することが可能となる。

上述の実施例では、一度の判定結果に基づいて、予兆ありと判定するようにしたが、複数回の判定結果に基づいて、予兆ありと判定する方法を取ることもできる。例えば、判定結果が、所定回数異常を示した場合に、予兆ありと判定することもできる。あるいは、所定回数連続して、判定結果が異常を示した場合に、予兆ありと判定することもできる。

上述の実施例では、２つの接点を備えたエンジン始動スイッチを対象としたが、３つ以上の接点を備えたエンジン始動スイッチを対象とすることもできる。

以上、本実施例について説明したが、本発明は上記の実施例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施することができる。

１…車両、 ２…エンジン始動スイッチ、 ２０…電源制御装置、
２１，２２…入力選択部、 ２３，２４…入力端子、 ２５，２６…二値化部、
３０…電源ＥＣＵ、 ３１…故障判定部、 ３２…入力切替部、
３３…閾値変更部、 ３４…予兆判定部、 ＳＷ１，ＳＷ２…接点。

Claims (6)

1. 複数の接点（ＳＷ１，ＳＷ２）を備えたエンジン始動スイッチ（２）の異常を検出するスイッチ異常検出装置（２０）であって、
   前記接点毎に設けられて、前記接点から入力される電圧を所定の通常閾値で二値化する二値化部（２５，２６）と、
   複数の前記二値化部で得られた二値化結果を比較することによって、前記複数の接点での故障の有無を判定する故障判定部（３１）と、
   所定の切替条件が成立すると、前記複数の接点の中から検査対象の接点を選択するとともに、前記複数の二値化部の中から少なくとも２つの検査用の二値化部を選択して、前記検査対象の接点からの電圧を、選択した前記複数の二値化部に入力する入力切替部（３２）と、
   前記検査対象の接点からの電圧が入力される前記複数の二値化部のうち、一部の前記二値化部の閾値を、前記通常閾値とは異なる検査用閾値に変更する閾値変更部（３３）と、
   前記通常閾値で二値化された結果と、前記検査用閾値で二値化された結果とを比較することによって、前記検査対象の接点での故障発生の予兆の有無を判定する予兆判定部（３４）と
   を備えることを特徴とするスイッチ異常検出装置。
2. 請求項１に記載のスイッチ異常検出装置であって、
   前記予兆判定部は、前記複数の接点のうちの全ての接点について、該接点での故障発生の予兆の有無を判定する
   ことを特徴とするスイッチ異常検出装置。
3. 請求項２に記載のスイッチ異常検出装置であって、
   前記予兆判定部は、前記切替条件が成立すると、前記複数の接点のうちの全ての接点について、該接点での故障発生の予兆の有無を判定してから、故障の有無を判定する状態へ戻る
   ことを特徴とするスイッチ異常検出装置。
4. 請求項２または請求項３に記載のスイッチ異常検出装置であって、
   前記予兆判定部は、前記複数の接点のうちの一部の接点で予兆ありと判定した後は、予兆ありと判定していない接点について、該接点での予兆の有無を判定する
   ことを特徴とするスイッチ異常検出装置。
5. 請求項１ないし請求項３のうちの何れか一項に記載のスイッチ異常検出装置であって、
   前記切替条件は、前記エンジン始動スイッチが所定回数操作されたことである
   ことを特徴とするスイッチ異常検出装置。
6. 複数の接点（ＳＷ１，ＳＷ２）を備えたエンジン始動スイッチ（２）の異常を検出するとともに、前記接点毎に設けられて、前記接点から入力される電圧を所定の通常閾値で二値化する二値化部（２５，２６）を有するスイッチ異常検出装置によって実行されるスイッチ異常検出方法であって、
   複数の前記二値化部で得られた二値化結果を比較することによって、前記複数の接点での故障の有無を判定する工程（Ｓ１００，Ｓ３００）と、
   所定の切替条件が成立すると、前記複数の接点の中から検査対象の接点を選択するとともに、前記複数の二値化部の中から少なくとも２つの検査用の二値化部を選択して、前記検査対象の接点からの電圧を、選択した前記複数の二値化部に入力する工程（Ｓ６００）と、
   前記検査対象の接点からの電圧が入力される前記複数の二値化部のうち、一部の前記二値化部の閾値を、前記通常閾値とは異なる検査用閾値に変更する工程（Ｓ５５０）と、
   前記通常閾値で二値化された結果と、前記検査用閾値で二値化された結果とを比較することによって、前記検査対象の接点での故障発生の予兆の有無を判定する工程（Ｓ６００）と
   を備えることを特徴とするスイッチ異常検出方法。

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