JP5338716B2 - 車両用ストップランプスイッチ - Google Patents

Description

本発明は、ブレーキペダルが踏み込まれたときに信号を出力する車両用ストップランプスイッチに関する。

従来、ブレーキペダルの踏み込みに連動して移動する磁性体の位置を磁気検出部で検出し、ストップランプの点灯制御等に用いる車両用ストップランプスイッチが知られている。また、車両用ストップランプスイッチの出力は、ストップランプの点灯制御に加えて、ＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）等、他の制御にも用いられ得る。ＡＣＣとは、定速走行制御や車間距離制御を含み、これらの制御においては、ブレーキペダルが所定量以上踏み込まれた場合に制御を停止する処理が行われている。

このような用途の多重化、及び冗長化による故障検出のため、車両用ストップランプスイッチでは、出力信号を二種類以上用意することが望ましいものとなっている。

図１は、二種類の信号を出力可能な従来の車両用ストップランプスイッチの構成を示す図である。図示するように、従来の車両用ストップランプスイッチは、二個の磁気抵抗素子を備え、それぞれの素子に電源回路等と磁気検出部が搭載された構成となっていた。二個の磁気抵抗素子の出力は、ストップランプの点灯制御を行うライトＥＣＵやＡＣＣ用ＥＣＵ等に供給される。図中、Ｓ／Ｌとはストップランプ制御用信号を示しており、Ｃ／Ｃとはクルーズコントロールのキャンセル用信号を示している。

特許文献１には、磁気抵抗素子を含んで構成された二個のＭＲセンサ（磁気抵抗センサ）を備える非接触スイッチについて記載されている。このスイッチでは、略Ｕ字形状を有する磁石の一対の極端面を含む平面に直交する平面内の検出領域に、別体である複数のＭＲセンサを配置している。

特開２００９−１６２０２号公報

しかしながら、別体として二個以上のセンサ（磁気抵抗素子）を備える構造では、基板への実装スペースを確保する必要があるためにスイッチのサイズが大きくなり、他の部品等との干渉が生じる可能性がある。この種のスイッチが取り付けられるブレーキペダルの根本付近は、スペースの制約が大きいからである。

また、二種類以上の出力信号を用意するのに二個以上の素子を使用するため、コストや重量の増加を招いてしまう。

本発明はこのような課題を解決するためのものであり、省スペースやコスト・重量の低減を実現することが可能な車両用ストップランプスイッチを提供することを、主たる目的とする。

上記目的を達成するための本発明の一態様は、
ブレーキペダルの踏み込みに連動して移動する磁性体と、
該磁性体の接近に応じて信号を出力する二以上の磁気検出部と、
を備える車両用ストップランプスイッチであって、
前記二以上の磁気検出部は、１パッケージの素子上に搭載されていることとし、
前記二以上の磁気検出部は、
前記磁性体が第１の所定位置よりも遠い位置に在るときにＬｏ信号を出力すると共に、前記磁性体が第１の所定位置よりも近い位置に在るときにＨｉ信号を出力する第１の磁気検出部と、
前記磁性体が第２の所定位置よりも遠い位置に在るときにＨｉ信号を出力すると共に、前記磁性体が第２の所定位置よりも近い位置に在るときにＬｏ信号を出力する第２の磁気検出部と、
を含むこととし、
前記磁性体の接近に伴い、前記第１の磁気検出部の出力信号がＬｏ信号からＨｉ信号に切り替わるタイミングは、前記第２の磁気検出部の出力信号がＨｉ信号からＬｏ信号に切り替わるタイミングと異なることとし前記第１の磁気検出部の出力信号と前記第２の磁気検出部の出力信号がともにＨｉ信号又はＬｏ信号となる重畳期間を含むことを特徴とする、
車両用ストップランプスイッチである。

この本発明の一態様によれば、二以上の磁気検出部が、１パッケージの素子上に搭載されているため、省スペースやコスト・重量の低減を実現することができる。

ここで、１パッケージの素子上には、二以上の磁気検出部の他、電源回路等が搭載される。

こうすれば、第１の磁気検出部と第２の磁気検出部の双方がＨｉ信号又はＬｏ信号を出力する重畳期間の有無によってスイッチの故障を容易に検出することができる。

本発明によれば、省スペースやコスト・重量の低減を実現することが可能な車両用ストップランプスイッチを提供することができる。

二種類の信号を出力可能な従来の車両用ストップランプスイッチの構成を示す図である。 本発明の一実施例に係る車両用ストップランプスイッチ１の構成例である。 本発明の一実施例に係る車両用ストップランプスイッチ１を図１におけるＸ方向から見た側面図である。 車両用ストップランプスイッチ１の回路ブロック図である。 ブレーキペダルの踏み込み量の変化に応じた、第１の磁気検出部４０、及び第２の磁気検出部４２の出力信号の変化を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。

以下、図面を参照し、本発明の一実施例に係る車両用ストップランプスイッチ１について説明する。

［構成］
図２は、本発明の一実施例に係る車両用ストップランプスイッチ１の構成例である。車両用ストップランプスイッチ１は、主要な構成として、ブレーキペダルの踏み込みに連動して移動するシャフト１０に取り付けられた磁性体１２と、基板上に取り付けられた１パッケージの磁気抵抗素子２０と、を備える。

シャフト１０は、ブレーキペダルが踏み込まれると図中右方向に移動し、ブレーキペダルが解放されて付勢バネ等により元の位置に戻ると図中左方向に移動する。車両用ストップランプスイッチ１は、シャフト１０が図中右方向に移動することによる磁束変化を検出して信号を出力するように構成されている。

また、図３は、本発明の一実施例に係る車両用ストップランプスイッチ１を図１におけるＸ方向から見た側面図である。図示するように、車両用ストップランプスイッチ１は、非接触によってブレーキペダルの踏み込みを検出することができ、耐久性の向上を実現している。

図４は、車両用ストップランプスイッチ１の回路ブロック図である。磁気抵抗素子２０上には、電源回路及びＡＭＰ（Amplifier）を含む電力制御チップ３０、第１の磁気検出部４０、及び第２の磁気検出部４２が搭載されている。

また、電力制御チップ３０には、＋Ｂ電源及びＩＧ電源から電力が供給されている。ここで、＋Ｂ電源とは、車載バッテリーからイグニッションの状態に拘わらず電力供給可能な電源経路を意味し、ＩＧ電源とは、イグニッションオンの状態でのみ車載バッテリーから電力供給される電源経路を意味している。

電力制御チップ３０は、＋Ｂ電源及び／又はＩＧ電源から供給されて電力を増幅等して第１の磁気検出部４０、及び第２の磁気検出部４２に供給する。係る構成によって、イグニッションがオフの状態であってもストップランプの点灯が行われうることになる。

第１の磁気検出部４０、及び第２の磁気検出部４２は、それぞれ磁性体１２の接近に応じて信号を出力する。これによって、車両用ストップランプスイッチ１から二種類の信号を出力することができる。

また、１パッケージの磁気抵抗素子２０上に第１の磁気検出部４０、及び第２の磁気検出部４２を搭載することにより、車両用ストップランプスイッチ１のサイズを小さくすることが可能となり、他の部品等との干渉を抑制することができる。更にはコストや重量の低減を実現することができる。

更に、第１の磁気検出部４０、及び第２の磁気検出部４２を１パッケージの磁気抵抗素子２０上に搭載することにより、二種類の出力信号の相対ばらつきを小さくすることができ、検出精度を向上させることができる。別体として構成された二個以上の素子上に磁気検出部を搭載する場合、素子内の磁気検出部の実装精度に加えて、基板等への素子の実装精度が相対ばらつきを生じさせる要因となりうるが、本実施例では、素子内の磁気検出部の実装精度のみに要因を絞り込むことができるからである。

［出力信号の変化、利用］
第１の磁気検出部４０、及び第２の磁気検出部４２は、磁界の方向の変化によって電気的な抵抗値が変化する感磁部を備え、係る抵抗値の変化が閾値を超えたときに出力信号が切り替わるように構成されている。

第１の磁気検出部４０は、磁性体１２が接近すると、Ｌｏ信号からＨｉ信号に出力信号を切り替える。また、第２の磁気検出部４２、磁性体１２が接近すると、Ｈｉ信号からＬｏ信号に出力信号を切り替える。なお、Ｌｏ信号とは、例えば０［Ｖ］の電圧信号であり、Ｈｉ信号とは、例えば１［Ｖ］の電圧信号である。

第１の磁気検出部４０の出力信号は、ライトＥＣＵ（Electronic Control Unit）５０に出力される。

ライトＥＣＵ５０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を中心としてＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等がバスを介して相互に接続されたマイクロコンピュータであり、その他、ＨＤＤ（Hard Disc Drive）やＤＶＤ−Ｒ（Digital Versatile Disk-Recordable）ドライブ、ＣＤ−Ｒ（Compact Disc-Recordable）ドライブ、ＥＥＰＲＯＭ（Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory）等の記憶装置やＩ／Ｏポート、タイマー、カウンター等を備える。記憶装置には、ＣＰＵが実行するプログラムやデータが格納されている。

ライトＥＣＵ５０は、第１の磁気検出部４０からＨｉ信号が入力されたときに、車両の後部に取り付けられたストップランプを点灯させる。その他、ライトＥＣＵ５０は、図示しないライティングスイッチの操作状態に応じてテールランプ、スモールランプ及びヘッドライトの点灯制御を行なったり、コンライトセンサから入力される照度に応じて自動的にこれらの点灯制御を行なったりする。具体的には、コンライトセンサから入力される照度が基準照度以下の場合に、テールランプ及びスモールランプがユーザー操作により点灯していなければ、これらを自動的に点灯させる。また、コンライトセンサから入力される照度が更に低い場合には、テールランプ、スモールランプ及びヘッドランプを自動的に点灯させる。

第２の磁気検出部４２の出力信号は、ＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）用ＥＣＵ６０に出力される。

ＡＣＣ用ＥＣＵ６０は、例えばライトＥＣＵ５０と同様の構成を有するマイクロコンピュータであり、いわゆる定速走行制御や車間距離制御を行なうための制御装置である。ＡＣＣ用ＥＣＵ６０には、先行車両との車間距離を認識するためのレーダー装置やカメラが接続されており、先行車両との車間距離を予め設定された目標車間距離に維持して走行するように、スロットルモータや変速機等の制御を行なう。また、定速走行制御を行なう際には、予め設定された目標車速を維持して走行するように、スロットルモータや変速機等の制御を行なう。

ＡＣＣ用ＥＣＵ６０は、第２の磁気検出部４２からＬｏ信号が入力されると、定速走行制御や車間距離制御をキャンセルする。すなわち、ブレーキペダルが所定量以上踏み込まれた場合に、これらの制御を停止する。

なお、第１の磁気検出部４０の出力信号は、ＡＣＣ用ＥＣＵ６０にも出力されてよい。同様に、第２の磁気検出部４２の出力信号は、ライトＥＣＵ５０にも出力されてよい。この場合、これらのＥＣＵは、例えば、第１の磁気検出部４０の出力信号がＨｉ状態であり、且つ第２の磁気検出部４２の出力信号がＬｏ状態である場合に、ブレーキペダルが踏み込まれたと判断する。また、第１の磁気検出部４０の出力信号と第２の磁気検出部４２の出力信号の切り替わりタイミングのズレを利用して何らかの段階的な制御を行ってもよい。

ここで、図１に示したように、第１の磁気検出部４０、及び第２の磁気検出部４２は、搭載位置が磁性体１２の接近する方向に関してオフセットしていることが望ましい。これによって、第１の磁気検出部４０、及び第２の磁気検出部４２の出力信号は、切り替わりポイントが異なることになる。

図５は、ブレーキペダルの踏み込み量（磁性体１２の位置）の変化に応じた、第１の磁気検出部４０、及び第２の磁気検出部４２の出力信号の変化を示す図である。図示するように、磁性体１２の接近に伴い、第１の磁気検出部４０の出力信号がＬｏ信号からＨｉ信号に切り替わるタイミングは、第２の磁気検出部４２の出力信号がＨｉ信号からＬｏ信号に切り替わるタイミングに比して早くなっている。

これによって、第１の磁気検出部４０と第２の磁気検出部４２の双方がＨｉ信号を出力する重畳期間が生じる。従って、重畳期間の有無によってスイッチの故障を容易に検出することができる。なお、係る故障検出は、例えばＥＣＵ間で通信を行うことによって行い得る。

以上説明した本実施例の車両用ストップランプスイッチ１によれば、１パッケージの磁気抵抗素子２０上に第１の磁気検出部４０、及び第２の磁気検出部４２を搭載するため、サイズを小さくすることが可能となり、他の部品等との干渉を抑制することができる。更にはコストや重量の低減を実現することができる。

すなわち、省スペースやコスト・重量の低減を実現することができる。

また、二種類の出力信号の相対ばらつきを小さくすることができ、検出精度を向上させることができる。

更に、第１の磁気検出部４０、及び第２の磁気検出部４２を、磁性体１２の接近する方向に関してオフセットするように搭載することにより、第１の磁気検出部４０、及び第２の磁気検出部４２の出力信号は切り替わりポイントが異なることになり、Ｈｉ信号の重畳期間の有無によってスイッチの故障を容易に検出することができる。

以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。

例えば、１パッケージの磁気抵抗素子２０上に二個の磁気検出部を備える構成としたが、三個以上の磁気検出部を備えるものとしてもよい。

また、第１の磁気検出部４０と第２の磁気検出部４２のオフセット関係を逆にしてもよい。すなわち、磁性体１２の接近に伴い、第１の磁気検出部４０の出力信号がＬｏ信号からＨｉ信号に切り替わるタイミングは、第２の磁気検出部４２の出力信号がＨｉ信号からＬｏ信号に切り替わるタイミングに比して遅くなってもよい。

また、第１の磁気検出部４０、及び第２の磁気検出部４２の出力信号を利用する制御装置等は、実施例で挙げたライトＥＣＵ５０やＡＣＣ用ＥＣＵ６０に限定されず、如何なる機器が出力信号を利用しても構わない。例えば、ステアリング制御や車両安定化制御等を行う機器が第１の磁気検出部４０、及び第２の磁気検出部４２の出力信号を利用してもよい。

１ 車両用ストップランプスイッチ
１０ シャフト
１２ 磁性体
２０ 磁気抵抗素子
３０ 電力制御チップ
４０ 第１の磁気検出部
４２ 第２の磁気検出部
５０ ライトＥＣＵ
６０ ＡＣＣ用ＥＣＵ

Claims (1)

1. ブレーキペダルの踏み込みに連動して移動する磁性体と、
   該磁性体の接近に応じて信号を出力する二以上の磁気検出部と、
   を備える車両用ストップランプスイッチであって、
   前記二以上の磁気検出部は、１パッケージの素子上に搭載されていることとし、
   前記二以上の磁気検出部は、
   前記磁性体が第１の所定位置よりも遠い位置に在るときにＬｏ信号を出力すると共に、前記磁性体が第１の所定位置よりも近い位置に在るときにＨｉ信号を出力する第１の磁気検出部と、
   前記磁性体が第２の所定位置よりも遠い位置に在るときにＨｉ信号を出力すると共に、前記磁性体が第２の所定位置よりも近い位置に在るときにＬｏ信号を出力する第２の磁気検出部と、
   を含むこととし、
   前記磁性体の接近に伴い、前記第１の磁気検出部の出力信号がＬｏ信号からＨｉ信号に切り替わるタイミングは、前記第２の磁気検出部の出力信号がＨｉ信号からＬｏ信号に切り替わるタイミングと異なることとし前記第１の磁気検出部の出力信号と前記第２の磁気検出部の出力信号がともにＨｉ信号又はＬｏ信号となる重畳期間を含むことを特徴とする、
   車両用ストップランプスイッチ。

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