JPH11283456A - スイッチおよびそれを備えた情報検出装置、ならびにコネクタ接続状態検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡素な構成で、ＯＮ状態・ＯＦＦ状態および
故障状態を検出することができるスイッチ、およびそれ
を備えた情報検出装置を提供する。 【解決手段】 導通状態と非導通状態とを切り換えるこ
とでスイッチ１０のＯＮ状態とＯＦＦ状態とを切り換え
るスイッチ素子１１に対して、直列に抵抗１２を、並列
にコンデンサ１３を接続して、スイッチ１０を構成す
る。また、コントロールユニット３０に、このスイッチ
１０の入出力端子対１８，１９間に、送信部抵抗３３を
介して入力電圧を印加する定電圧発生回路３２と、入出
力端子対１８，１９間のスイッチ部電圧を検出する電圧
検出回路３４と、これら入力電圧とスイッチ部電圧とを
比較してスイッチ１０の状態を判別するＣＰＵ３１を備
える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＯＮ状態およびＯ
ＦＦ状態に加えて故障状態を検出することができるスイ
ッチおよびそれを備えた情報検出装置、ならびにコネク
タの接続状態を検出するコネクタ接続状態検出装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、各種機械や電気機器等において
は、種々の入力スイッチやセンサスイッチから得られる
情報を検出する情報検出装置が備えられており、この装
置によって得られる情報に応じて、種々の制御が行われ
ている。たとえば、自動車では、運転者等からの指示情
報が入力される各種入力スイッチや、走行速度や燃料残
量等を検出するセンサスイッチ等の各スイッチから情報
を検出する情報検出装置が搭載されており、こうして検
出される情報に基づいて、アクチュエータ等の負荷や表
示部等の制御が行われている。

【０００３】このような情報検出装置において、スイッ
チの故障等によって誤った情報が検出されると、この情
報に基づいて行われる各種の制御が不適切なものとな
り、例えば自動車等であれば走行の安全性を損なうこと
になりかねない。このため、特に重要な情報を検出する
情報検出装置のスイッチには、ＩＣ等を内部に組み込ん
で情報処理を行うことにより、スイッチ自身に自らの故
障状態を判別する誤り検出機構を備えたものも提案され
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のこのよ
うなスイッチ自身に備えられる誤り検出機構は、スイッ
チ内で複雑な情報処理を行うことによって自らの故障状
態を判別するものであって、スイッチ自身がＩＣを備え
るなど、複雑な情報処理能力を有していることが求めら
れることから非常に高価なものとなっている。このため
に、このような誤り検出機構は重要度が極めて高い一部
のスイッチにのみ設けられており、ほとんどのスイッチ
では、その故障を判別することができなかった。したが
って、故障したスイッチから誤った情報が伝達された場
合であっても、この誤った情報に基づいて各種の制御が
行われてしまうことがあるという問題があった。

【０００５】特に、上記のような誤り検出機構等は、ス
イッチ自身に複雑な情報処理能力を必要とするために、
車載用のスイッチにおいて多く用いられるＯＮ状態とＯ
ＦＦ状態のみを検出するためだけの単純なスイッチに
は、このような誤り検出機構を設けることができず、こ
のような単純なスイッチの故障を判別できないという問
題があった。

【０００６】さらに、スイッチ自身にこのような誤り検
出機構を備えた場合であっても、スイッチ自身の故障で
はなく、このようなスイッチとコントロールユニットと
をつなぐ配線部分に断線や短絡等の故障が生じた場合に
は、この故障を検出することができないという問題があ
った。

【０００７】一方、一般に、コントロールユニットに
は、スイッチ等の外部機器がコネクタによって接続され
ているが、このようなコネクタが正常に接続されていな
ければ、これら外部機器からの信号を受信できず、また
これら外部機器に対して信号を送信することができない
ため、上述したスイッチが故障した場合と同様の問題が
生じていた。

【０００８】さらに、自動車等に搭載されるコントロー
ルユニット（ＥＣＵ）は、できる限り共通化することが
求められているが、車種やオプション仕様の違いによっ
て、コントロールユニットに接続されるスイッチ等の外
部機器が異なるため、コントロールユニット自身が、自
らに接続されている外部機器を認識することが求められ
ていた。

【０００９】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、簡素な構成で、ＯＮ状態・ＯＦＦ状態および故
障状態を検出することができるスイッチおよびそれを備
えた情報検出装置、ならびにコネクタの接続状態を検出
することができるコネクタ接続状態検出装置を提供する
ことを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、この発明にかかるスイッチは、導通状態と非導通状
態とを切り換えるスイッチ素子の両側を入出力端子対と
するスイッチにおいて、前記スイッチ内に、前記スイッ
チ素子に対して並列に接続された電気的素子を備えるこ
とで、前記入出力端子対間に入力される入力信号に対し
て、前記スイッチ素子が導通状態にあるＯＮ状態および
前記スイッチ素子が非導通状態にあるＯＦＦ状態に加え
て故障状態に応じた出力信号を出力するように構成され
たものである（請求項１）。

【００１１】このスイッチによれば、スイッチ素子が非
導通状態であっても、このスイッチ素子に並列に接続さ
れた電気的素子によって、このスイッチの入出力端子対
間は電気的に接続された状態となる。したがって、この
ようなスイッチ素子が非導通状態にあるＯＦＦ状態と、
このスイッチあるいはこのスイッチとコントロールユニ
ットとの配線等に断線部分がある故障状態とで、このス
イッチの入出力端子対間に入力される入力信号に対し
て、異なる出力信号を出力することができる。

【００１２】ここに、スイッチ素子に対して並列に接続
される電気的素子とは、抵抗、コンデンサ、コイル等が
挙げられる。

【００１３】また、この発明にかかるスイッチは、導通
状態と非導通状態とを切り換えるスイッチ素子の両側を
入出力端子対とするスイッチにおいて、前記スイッチ内
に、前記スイッチ素子に対して直列に接続された電気的
素子を備えることで、前記入出力端子対間に入力される
入力信号に対して、前記スイッチ素子が導通状態にある
ＯＮ状態および前記スイッチ素子が非導通状態にあるＯ
ＦＦ状態に加えて故障状態に応じた出力信号を出力する
ように構成されたものである（請求項２）。

【００１４】このスイッチによれば、スイッチ素子が導
通状態にあるときは、このスイッチの入出力端子対間
で、スイッチ素子に直列に接続された電気的素子が電気
的に接続された状態となる。したがって、このようなス
イッチ素子が導通状態にあるＯＮ状態と、このスイッチ
あるいはこのスイッチとコントロールユニットとの配線
等で短絡部分がある故障状態とで、このスイッチの入出
力端子対間に入力される入力信号に対して、異なる出力
信号を出力することができる。

【００１５】さらに、この発明にかかるスイッチは、導
通状態と非導通状態とを切り換えるスイッチ素子に対し
て、並列に接続された電気的素子と、直列に接続された
電気的素子とを備えた構成として、上述した、スイッチ
素子に対して並列に接続された電気的素子による作用
と、スイッチ素子に対して直列に接続された電気的素子
による作用とを兼ね備えたものとすることもできる（請
求項３）。

【００１６】なお、この場合、スイッチ素子に対して並
列に接続される電気的素子は、スイッチ素子とこれに直
列に接続された電気的素子の両方に対して並列になるよ
うに配置しても、あるいは、スイッチ素子のみに対して
並列に接続し、スイッチ素子に対して直列に接続された
電気的素子に対しては直列になるように配置してもよ
い。

【００１７】また、このようなスイッチを備えた本発明
にかかる情報検出装置は、このようなスイッチに加え
て、このスイッチの入出力端子対に接続されたコントロ
ールユニットを備え、このコントロールユニット内に、
このスイッチに対して信号を送信する信号送信手段と、
このスイッチからの出力信号を受信する信号受信手段
と、この入力信号に対する出力信号から、このスイッチ
の状態を判別する状態判別手段とを備えたものである
（請求項４）。

【００１８】この情報検出装置によれば、コントロール
ユニット内の信号送信手段により上述の構成のスイッチ
に入力信号が送信され、この入力信号に対してこのスイ
ッチが出力する出力信号をコントロールユニット内の信
号受信手段が受信するため、これら入力信号に対する出
力信号から状態判別手段によって、スイッチが、ＯＮ状
態、ＯＦＦ状態または種々の故障状態にあることが判別
される。

【００１９】この信号送信手段は、入力信号として、断
続的にパルス信号を送信するように構成されることが望
ましい（請求項５）。

【００２０】このように、スイッチにパルス信号が断続
的に送信されれば、各パルス信号ごとにスイッチの状態
を示す出力信号が得られる。

【００２１】なお、このパルス信号の周期は、スイッチ
からの出力信号が必要なタイミングやスイッチのインピ
ーダンス等に応じて適宜設定すればよく、定期的でも不
定期でもよい。

【００２２】このような情報検出装置として、具体的に
は、前記信号送信手段が、前記入力信号として、前記入
出力端子対間に送信部抵抗を介して所定電圧の入力電圧
を印加するように構成され、前記信号受信手段が、前記
出力信号として、前記入出力端子対間のスイッチ部電圧
を検出するように構成され、前記状態判別手段が、前記
入力電圧と前記スイッチ部電圧とを比較することによ
り、前記スイッチの状態を判別するように構成されたも
のを挙げることができる（請求項６）。

【００２３】この情報検出装置では、入力信号をなす入
力電圧は、送信部抵抗を介してスイッチの入出力端子対
間に印加されるため、スイッチの状態に応じて、送信部
抵抗とスイッチの入出力端子対間とに所定の割合で入力
電圧が配分されることとなる。したがって、出力信号を
なすスイッチの入出力端子対間のスイッチ部電圧を、入
力電圧と比較することにより、スイッチの状態が判別さ
れる。

【００２４】また、この発明にかかるコネクタ接続状態
検出装置は、コントロールユニットからの信号線が接続
された第１端子と、前記コントロールユニットからの接
続検出線が接続された第２端子とを備え、外部機器から
の信号線が接続された第３端子が前記第１端子と接続さ
れたときにのみ、前記第１端子と前記第２端子とが電気
的接続状態となるコネクタと、前記第１端子と前記第２
端子との電気的導通を検出することによって、前記第１
端子が前記第３端子と接続状態にあるか否かを判別する
コネクタ接続判別手段とを備えたものである（請求項
７）。

【００２５】このようなコネクタ接続状態検出装置によ
れば、コントロールユニットからの信号線が接続された
第１端子に、外部機器からの信号線が接続された第３端
子が接続されているか否かを、第１端子と第２端子間の
電気的導通を調べることによって判別して、コントロー
ルユニットは、この第３端子に接続する外部機器がこの
コントロールユニットに接続されているか否かを判別で
きる。

【００２６】したがって、コントロールユニット自身
が、自らに接続されている外部機器を認識して、車種や
各種のオプション仕様に自動的に対応することができ
る。

【００２７】このようなコネクタは、具体的には、前記
コネクタが、前記第１端子と前記第２端子とが所定距離
だけ離間して配置され、前記第３端子が前記第１端子に
接続されたときには、前記第２端子が、前記第３端子に
直接に接触することで、前記第３端子を介して前記第１
端子と電気的接続状態となるように構成することができ
る（請求項８）。

【００２８】また、コネクタ接続判別手段は、前記第１
端子と前記第２端子とが電気的に非導通であることを検
出した場合には、前記コネクタが不完全嵌合であると判
断し、前記第１端子と前記第２端子とが電気的に導通で
あることを検出した場合であって、前記第１端子と前記
第３端子間の信号の送受信が異常状態であることを検出
した場合には、前記外部機器が故障状態にあることを判
別するように構成することが望ましい（請求項９）。

【００２９】ここで、第３端子に接続される外部機器と
は、コントロールユニットに情報を伝達するスイッチ、
コントロールユニットから情報が伝達されて制御される
アクチュエータ等の負荷や表示部、あるいは、相互に情
報伝達を行う他のコントロールユニット等を挙げること
ができる。

【００３０】そこで、請求項１〜３記載のスイッチをこ
の第３端子に接続される外部機器として、上述のコネク
タ接続状態検出装置の構成を、請求項４〜６のうちいず
れかに記載の情報検出装置にさらに加えた装置を構成す
ることができる（請求項１０〜１２）。

【００３１】このような装置によれば、情報検出装置に
よってスイッチまたは配線等が断線した状態が判別され
た場合に、さらに、コネクタ接続状態検出装置によっ
て、コネクタの接続状態を判別することで、この断線状
態が、真に故障状態であるのか、あるいは、コネクタが
正常に接続されていないのかを判別することができる。

【００３２】

【発明の実施の形態】図１に、本発明にかかる情報検出
装置の一実施形態を示す。

【００３３】この情報検出装置は、ＯＮ状態とＯＦＦ状
態とを形成するスイッチ素子１１等を備えたスイッチ１
０と、このスイッチ１０に配線部をなすワイヤーハーネ
ス２０を介して接続されたコントロールユニット（ＥＣ
Ｕ）３０とから構成されている。

【００３４】スイッチ１０は、導通状態と非導通状態と
を切り換えることで、スイッチ１０のＯＮ状態とＯＦＦ
状態とを設定するスイッチ素子１１を備え、この両側を
スイッチ１０の入出力端子対１８，１９としている。こ
のスイッチ１０内には、スイッチ素子１１に対して、直
列に抵抗１３が接続され、スイッチ素子１１および抵抗
１３に対して並列にコンデンサ１２が接続されている。

【００３５】また、このスイッチ１０は、一方の入出力
端子１８に、コントロールユニット３０に接続される信
号線２１が接続され、他方の入出力端子１９は、電位０
のアース線２２に接続されている。なお、図１において
は、後述する回路動作の説明の便宜のため、このアース
線２２はコントロールユニット３０につながるように図
示していないが、信号線２１とともにワイヤーハーネス
２０を形成する電線としてコントロールユニット３０に
接続してもよい。

【００３６】図２に、このスイッチの具体的構成の一例
を示す。

【００３７】このスイッチ１０は、自動車のハザードラ
ンプ等の点灯のためのプッシュボタンスイッチを例とし
たものである。このスイッチ１０は、運転者等によるプ
ッシュボタン１５の動作に応じて、プッシュボタン１５
に取り付けられ、このプッシュボタン１５に連動するＵ
字型バスバー１８の両端が、コントロールユニット３０
につながる信号線２１が接続されたバスバー１６および
アース線２２が接続されたバスバー１７に対して、接触
状態と非接触状態とが切り換えられることで、スイッチ
としてのＯＮ・ＯＦＦ状態を切り換えるように構成され
ている。すなわち、この２本のバスバー１６，１７とＵ
字型バスバー１８との接触部分がスイッチ素子１１を構
成している。

【００３８】この２本のバスバー１６，１７間には、こ
の２本のバスバー１６，１７を架け渡すようにコンデン
サ１２がハンダ付け、溶接等によって直接に接続されて
おり、このコンデンサ１２が、上述のスイッチ素子１１
に対して並列に接続されたコンデンサ１２となってい
る。また、Ｕ字型バスバー１８の一部には離間部分が形
成され、この離間部分を架け渡すように抵抗１３がハン
ダ付け、溶接等によって直接に接続されており、この抵
抗１３が、上述のスイッチ素子１１に対して直列に配置
された抵抗１２となっている。

【００３９】このように、このスイッチ１０は、スイッ
チ素子１１を構成する３つのバスバー１６，１７，１８
に一体的にコンデンサ１２および抵抗１３が取り付けら
れて構成されていることで、非常に簡素なものとなって
いる。

【００４０】なお、ここでは、プッシュスイッチを例と
しているが、この発明にかかるスイッチを構成するスイ
ッチ素子としては、リミットスイッチやスイッチとして
作用する半導体素子等でもよい。

【００４１】図１に戻って、このように構成されたスイ
ッチ１０は、信号線２１および図示しないアース線２２
を束ねたワイヤーハーネス２０を介してコントロールユ
ニット３０に接続されている。

【００４２】このコントロールユニット３０内は、図１
にその回路図の概略を示すように、ＣＰＵ３１が、定電
圧発生回路３２、電圧検出回路３４によってスイッチ１
０の状態を判断し、この情報に基づいて、ＣＰＵ３１
が、ドライブ回路３６を介してアクチュエータや表示手
段等の負荷を作動させるようになっている。

【００４３】定電圧発生回路３２は、ＣＰＵ３１からの
制御信号によって、電位０のアース線２２に対する所定
電位の入力電圧を断続的なパルス信号として発生する回
路である。この定電圧発生回路３２は、送信部抵抗３３
を介して信号線２１に接続されており、この定電圧発生
回路３２が発生する入力電圧は、直列に接続されたこの
送信部抵抗３３とスイッチ１０に印加されるようになっ
ている。このＣＰＵ３１、定電圧発生回路３２および送
信部抵抗３３が、スイッチ１０に対して入力電圧を印加
することによりこのスイッチ１０への入力信号を送信す
る信号送信手段を構成している。

【００４４】電圧検出回路３４は、送信部抵抗３３より
スイッチ１０側の信号線２１上のＸ点に接続され、電位
０のアース線２２に対するこのＸ点の電位を検出する回
路である。このＸ点の電位とは、信号線２１とアース線
２２との間の電位差であるから、スイッチ１０の入出力
端子対１８，１９間に印加されている電圧、すなわち、
スイッチ１０からの出力信号をなすスイッチ部電圧とな
っている。したがって、この電圧検出回路３４は、スイ
ッチ１０からの出力信号を検出する信号受信手段を構成
している。

【００４５】この電圧検出回路３４によって検出された
スイッチ部電圧は、Ａ／Ｄ回路３５によってデジタル値
の信号に変換されて、ＣＰＵ３１に伝達される。

【００４６】ＣＰＵ３１は、こうして伝達されるスイッ
チ部電圧（出力信号）を、定電圧発生回路３２に発生さ
せた入力電圧（入力信号）と比較することによって、ス
イッチ１０が、ＯＮ状態、ＯＦＦ状態、断線による故障
状態、短絡による故障状態のいずれの状態にあるかを判
別するようになっている。すなわち、ＣＰＵ３１は、ス
イッチ１０の状態を判別する状態判別手段を構成してい
る。なお、この状態判別手段（ＣＰＵ）によってなされ
るスイッチ部電圧と入力電圧との比較は、パルス信号と
しての入力電圧が印加されてから所定時間後の瞬間値の
みを比較しても、スイッチ部電圧および入力電圧の時間
経過に伴う電圧波形を比較してもよく、スイッチ１０が
備える抵抗、コンデンサ、コイル等の電気的素子の配
置、容量等に応じて適切な比較方法を適宜選択すればよ
い。

【００４７】次に、以上のように構成された情報検出装
置において、スイッチ１０の状態に応じて検出される電
圧波形について説明する。

【００４８】図３に、電圧検出回路３４によって検出さ
れるスイッチ部電圧の電圧波形の一例を示す。

【００４９】図３（ａ）は、ＣＰＵ３１からの制御信号
によって、定電圧発生回路３２が発生する入力電圧（入
力信号）の電圧波形である。この入力電圧は、瞬間的に
所定電位となり、所定時間だけこの電位を保った後、瞬
間的に０となる矩形型の電圧波形をなすパルス信号とな
っている。このパルス信号をなす入力電圧の発生周期
は、スイッチ１０のコンデンサ１２および抵抗１３のイ
ンピーダンスを考慮して設定されている。

【００５０】なお、ここでは、定電圧発生回路３２が発
生する入力電圧を、説明の便宜のために、上述のような
矩形型電圧波形のパルス信号としているが、入力電圧
は、このようなものに限定されず、任意の電圧波形を有
するものとしてもよい。

【００５１】図３（ｂ）は、スイッチ素子１１が通電状
態、すなわち、スイッチ１０が全体としてＯＮ状態とな
っている場合に、電圧検出回路３４によって検出される
スイッチ部電圧の電圧波形である。

【００５２】このスイッチ１０がＯＮ状態にあっては、
スイッチ１０内では、スイッチ素子１１および抵抗１３
側と、これに並列に接続されたコンデンサ１２の両方が
電気的に接続された状態となっている。しかし、コンデ
ンサ１２は、このコンデンサ１２に電流が流れることで
充電されればその抵抗値が変動するため、このスイッチ
１０の入出力端子対１８，１９間のスイッチ部電圧は時
間的に変動するものとなる。

【００５３】すなわち、入力電圧が印加された直後は、
コンデンサ１２に電荷がたまっていないため、このコン
デンサ１２の抵抗値は０であり、スイッチ１０を流れる
電流はすべてこのコンデンサ１２を流れる。このとき、
このコンデンサ１２の両側の電位差は０であるから、定
電圧発生回路３２で発生した入力電圧はすべて送信部抵
抗３３で電圧降下して、Ｘ点の電位（スイッチ部電圧）
は０が検出される。

【００５４】そして、コンデンサ１２に電荷がたまるに
従ってコンデンサ１２の抵抗値は大きくなるため、スイ
ッチ１０を流れる電流の多くはスイッチ素子１１および
抵抗１３側を流れるようになり、コンデンサ１２の両側
の電位差（スイッチ部電圧）が上昇する。こうして、コ
ンデンサ１２に完全に電流が流れなくなれば、電流は、
定電圧発生回路３２から、送信部抵抗３３とスイッチ１
０内の抵抗１３のみを通ってアース線２２に流れる定常
状態となる。このとき、入力電圧は、送信部抵抗３３と
スイッチ１０内の抵抗１３とに、これらの抵抗値に応じ
て配分されるため、スイッチ部電圧は、スイッチ１０内
の抵抗１３に配分される電圧値が検出される。

【００５５】なお、１つのパルス信号が終了して入力電
圧が０となれば、コンデンサ１２にたまった電荷はスイ
ッチ１０内で、また定電圧発生回路３２側に流れること
で徐々に放電し、所定時間後にはその両側の電位差は０
となっている。

【００５６】図３（ｃ）は、スイッチ素子１１が非通電
状態であるスイッチ１０がＯＦＦ状態となっている場合
に検出されるスイッチ部電圧の電圧波形である。

【００５７】このスイッチ１０がＯＦＦ状態にあって
は、スイッチ１０内では、スイッチ素子１１に並列に接
続されたコンデンサ１２側のみが電気的に接続された状
態となり、このコンデンサ１２の充電量に伴って、スイ
ッチ部電圧は時間的に変動するものとなる。

【００５８】すなわち、入力電圧が印加された直後は、
コンデンサ１２の両側の電位差が０であるため、スイッ
チ部電圧は０が検出される。

【００５９】そして、コンデンサ１２に電荷がたまるに
従ってコンデンサ１２の両側の電位差（スイッチ部電
圧）は上昇して電流量が減少し、所定時間後には、コン
デンサ１２の両側の電位差が入力電圧に等しくなって電
流量が０になる。このとき、スイッチ部電圧は、入力電
圧と同じ大きさとなっている。

【００６０】図３（ｄ）は、スイッチ１０あるいはワイ
ヤーハーネス２０の信号線２１またはアース線２２のい
ずれかの部分が断線して故障状態となった場合に検出さ
れるスイッチ部電圧の電圧波形である。

【００６１】この状態では、スイッチ１０へ電流が流れ
ないため、Ｘ点の電位（スイッチ部電圧）は、定電圧発
生回路３２によって印加される入力電圧と同一となり、
したがって、電圧発生回路３２の発生するパルス電圧と
同一の電圧波形が検出される。

【００６２】図３（ｅ）は、スイッチ１０内あるいはワ
イヤーハーネス２０の信号線２１とアース線２２とに短
絡（ショート）部分がある故障状態となった場合に検出
される電圧波形である。

【００６３】この状態では、定電圧発生回路３２から流
れる電流は、送信部抵抗３３を通って、そのまま短絡部
分から電位０のアース線２２に流れるため、定電圧発生
回路が印加する入力電圧はすべて送信部抵抗３３で電圧
降下し、Ｘ点の電位（スイッチ部電圧）は常に０が検出
される。

【００６４】以上のように、この情報検出装置によれ
ば、電圧検出回路３４によって検出されるＸ点の電位
（スイッチ部電圧）は、スイッチ１０のＯＮ状態、ＯＦ
Ｆ状態、さらにこれらに加えて、断線による故障状態、
短絡による故障状態のそれぞれですべて異なる電圧波形
となる。このため、状態判別手段をなすＣＰＵ３１がこ
れらの電圧波形を判別することによって、スイッチ１０
の状態を検出することができる。

【００６５】第２実施形態 図４に、第２実施形態にかかる情報検出装置の概略図を
示す。なお、以下の説明においては、第１実施形態と同
一の構成部分には同一の符号を付し、重複説明を省略す
る。

【００６６】この情報検出装置は、上記第１実施形態の
構成に加えて、さらに、スイッチ１０が接続されたワイ
ヤーハーネス２０とコントロールユニット３０とを接続
するコネクタ対４０の結合状態を検出するコネクタ接続
状態検出装置を備えたものである。

【００６７】図５に、まず、このコネクタ対４０の外観
斜視図を示す。

【００６８】このコネクタ対４０は、ワイヤーハーネス
２０側のコネクタ４１と、コントロールユニット３０側
のコネクタ４２とから構成されており、これらコネクタ
４１とコネクタ４２とが嵌合することで、これらコネク
タ４１，４２内にそれぞれ設けられた端子を接触させて
通電するようになっている。

【００６９】図４に戻って、ワイヤーハーネス側のコネ
クタ４１内には、スイッチ１０からの信号線２１が接続
されているスイッチ側端子（第３端子）４３が設けられ
ている。一方、コントロールユニット３０側のコネクタ
４２内には、定電圧発生回路３２からの信号線２１が接
続された電圧印加側端子（第１端子）４４と、第２電圧
検出回路３７からの接続検出線２３が接続された接続判
別端子（第２端子）４５とが所定距離だけ離間した状態
で設けられている。

【００７０】これらの端子４３，４４，４５は、コネク
タ４１とコネクタ４２とが結合されたときには、スイッ
チ側端子４３が、電圧印加側端子４４および接続判別端
子４５の両方に接触することで、これら３つの端子４
３，４４，４５がすべて同時に接続状態となるように構
成されている。

【００７１】図６に、このコネクタ対４０内部の斜視図
を示す。

【００７２】この図に示すように、定電圧発生回路３２
からの信号線２１および第２電圧検出回路３７からの電
線２３は、コントロールユニット３０内の基板上に設け
られており、コネクタ４２部分において、信号線２１の
端部からＬ字型に形成された電圧印加側端子４４が、ま
た、電線２３の端部から同じくＬ字型に形成された接続
判別端子４５が、上下方向にに所定距離だけ離間するよ
うに立設されている。一方、ワイヤーハーネス２０の信
号線２１の端部には先端に穴部が形成されたスイッチ側
端子４３が取り付けられている。

【００７３】図７に、これらの端子の接続状態を示す断
面図を示す。

【００７４】この図に示すように、コネクタ対４０の結
合状態において、これらの端子４３，４４，４５は、ス
イッチ側端子４３の穴部に接続判別端子４５がはまり込
み、同時に、スイッチ側端子４３の上面に電圧印加側端
子４４が当接することで、これら３つの端子がすべて同
時に接続状態となるように構成されている。したがっ
て、このコネクタ対４０が、正常な接続状態にあるなら
ば、電圧印加側端子４４と接続判別端子４５の電位は同
一になる。

【００７５】図４に戻って、このコネクタ対４０が接続
状態にあっては、スイッチ１０につながるスイッチ側端
子４３と、定電圧発生回路３２に送信部抵抗３３を介し
てつながる電圧印加側端子４４が接続状態となるため、
スイッチ１０から得られるスイッチ１０の状態を示す出
力信号は上述の第１実施形態と同一のようにして得られ
る。

【００７６】一方、コントロールユニット３０内に、こ
の第２実施形態において新たに設けられた、接続判別端
子４５に接続検出線２３を介して接続された第２電圧検
出回路３７は、電位０のアース線２２に対するこの接続
判別端子４５の電位を検出するものである。この第２電
圧検出回路３７によって検出された接続判別端子４５の
電位は、Ａ／Ｄ回路３８によってデジタル信号に変換さ
れてＣＰＵ３１に伝達されるようになっている。そし
て、ＣＰＵ３１は、こうして伝達された接続判別端子４
５の電位と、信号線２１のＸ点に接続された電圧検出回
路３４によって検出される電圧印加側端子４４の電位と
を比較することによって、これらの電圧波形が同一であ
れば、コネクタ対４０が正常な接続状態にあると判別す
るようになっている。すなわち、接続判別端子４５の電
位を検出する第２電圧検出回路３７、Ａ／Ｄ回路３８さ
らにＣＰＵ３１は、コネクタ対４０の接続状態を判別す
るコネクタ接続判別手段を構成している。

【００７７】したがって、以上のような構成のコネクタ
対４０およびコネクタ接続判別手段からなるコネクタ接
続状態検出装置を備えたこの情報検出装置によれば、ワ
イヤーハーネス２０が、コントロールユニット３０に正
常に接続されているか否かを判別することができる。

【００７８】さらに、この情報検出装置は、第１実施形
態で説明したように、スイッチ１０のＯＮ状態、ＯＦＦ
状態、断線による故障状態、短絡による故障状態を検出
できるため、特に、断線による故障状態であると判断さ
れる場合に、コネクタ接続状態検出装置によって得られ
るコネクタ対４０の接続状態を判別した情報を加えるこ
とで、スイッチ１０またはワイヤーハーネス２０に実際
に断線箇所があるため断線状態を示す出力信号が得られ
ているのか、あるいは、コネクタ４０が正常に接続され
ていないために断線状態を示す出力信号が得られている
のかを判別することができる。

【００７９】また、ここでは、一系統のスイッチのみを
示したが、一般に、このようなコントロールユニット３
０には、複数の系統のスイッチや他の外部機器等が接続
されるように構成されている。このような場合に、コン
トロールユニット３０側のコネクタを４２を上述のよう
に構成し、さらにコントロールユニット３０内に上述の
ようなコネクタ接続判別手段を備えれば、例えば、自動
車等においては、車種やオプション仕様の違いのために
異なる外部機器が接続される場合であっても、コントロ
ールユニット３０自身が自らに接続されている外部機器
を認識することができる。これにより、多くの車種やオ
プション仕様の異なる自動車等に対して用いられるコン
トロールユニット３０であっても、自らに接続されてい
る外部機器から車種やオプション仕様の違いを自動的に
認識することができる。

【００８０】第３実施形態 図８に、第３実施形態にかかる情報検出装置の概略図を
示す。

【００８１】この図に示すように、この第３実施形態
は、上述の第１実施形態に対して、スイッチ１０内でス
イッチ素子１１に並列に接続される電気的素子をコンデ
ンサ１２から抵抗１４に置き換えたものである。

【００８２】図９に、この第３実施形態において、電圧
検出回路３４によって検出されるスイッチ部電圧の電圧
波形の一例を示す。

【００８３】図９（ａ）は、ＣＰＵ３１からの制御信号
によって、定電圧発生回路３２が発生する入力電圧であ
る。

【００８４】図９（ｂ）は、スイッチ１０がＯＮ状態の
ときのスイッチ部電圧である。このスイッチ１０がＯＮ
状態にあっては、スイッチ１０の抵抗値は、互いに並列
に接続された２つの抵抗１３、１４のそれぞれの抵抗値
の逆数の和の逆数として算出される。入力電圧は、スイ
ッチ１０と送信部抵抗３３に配分されるため、スイッチ
部電圧は、こうして算出されるスイッチ１０の抵抗値に
応じて分配される電圧値が検出される。

【００８５】この実施形態では、時定数をもつ電気的素
子が用いられていないため、各状態におけるスイッチ部
電圧の電圧波形は、入力電圧の電圧波形と同位相の矩形
型パルスをなし、電圧値のみ異なっている。

【００８６】図９（ｃ）は、スイッチ１０がＯＦＦ状態
のときのスイッチ部電圧である。このスイッチ１０がＯ
ＦＦ状態にあっては、スイッチ１０の抵抗値は、抵抗１
４の抵抗値となるため、スイッチ部電圧は、この抵抗１
４と送信部抵抗３３との抵抗値に応じて配分される入力
電圧のうち、この抵抗１４に配分される電圧値が検出さ
れる。

【００８７】図９（ｄ）は、断線による故障状態のとき
のスイッチ部電圧である。スイッチ１０または配線部２
０が断線している場合、スイッチ１０へは電流が流れな
い。このため、スイッチ部電圧として検出されるＸ点の
電位は、入力電圧と同電位となっている。

【００８８】図９（ｅ）は、短絡による故障状態のとき
のスイッチ部電圧である。スイッチ１０または配線部２
０が短絡している場合、入力電圧は、送信部抵抗３３の
みで電圧降下するためスイッチ部電圧として検出される
Ｘ点の電位は常に０となる。

【００８９】以上のように、スイッチ素子１１に対して
直列、並列に接続される電気的素子をともに抵抗で構成
すれば、入力電圧が印加されているときのスイッチ部電
圧は、スイッチ１０の状態ごとに異なった値で一定値を
とるため、任意時刻のスイッチ部電圧からスイッチ１０
の状態を判別することができる。

【００９０】第４実施形態 図１０に、第４実施形態にかかる情報検出装置の概略図
を示す。

【００９１】この図に示すように、この第４実施形態
は、上述の第１実施形態に対して、スイッチ１０内でス
イッチ素子１１に並列に接続される電気的素子をコンデ
ンサ１２からコイル１６に置き換え、さらにこのコイル
をスイッチ素子１１にのみ並列になるように接続し、抵
抗１３に対しては直列になるように接続したものであ
る。

【００９２】図１１に、この第４実施形態において、電
圧検出回路３４によって検出されるスイッチ部電圧の電
圧波形の一例を示す。

【００９３】図１１（ａ）は、ＣＰＵ３１からの制御信
号によって、定電圧発生回路３２が発生する入力電圧で
ある。

【００９４】図１１（ｂ）は、スイッチ１０がＯＮ状態
のときのスイッチ部電圧である。このスイッチ１０がＯ
Ｎ状態にあっては、電流は、スイッチ１０内で、コイル
１６を流れず、スイッチ素子１１から抵抗１３へ流れ
る。このため、スイッチ１０の抵抗値は、抵抗１３の抵
抗値となるため、スイッチ部電圧は、この抵抗１３と送
信部抵抗３３との抵抗値に応じて配分される入力電圧の
うち、この抵抗１３に配分される電圧値が検出される。

【００９５】図１１（ｃ）は、スイッチ１０がＯＦＦ状
態のときのスイッチ部電圧である。このスイッチ１０が
ＯＦＦ状態にあっては、電流は、スイッチ１０内でコイ
ル１６から抵抗１３へ流れる。しかし、コイル１６は、
通電開始時には非常に大きな抵抗値を有し、時間経過と
ともに抵抗値が０となるため、スイッチ部電圧は、パル
ス信号が加えられたときには、入力電圧とほぼ同電位で
あり、時間経過とともに、入力電圧のうち、抵抗１３に
配分される電圧値に収束する。

【００９６】図１１（ｄ）は、断線による故障状態のと
きのスイッチ部電圧である。スイッチ１０または配線部
２０が断線している場合、スイッチ１０へは電流が流れ
ない。このため、スイッチ部電圧として検出されるＸ点
の電位は、入力電圧と同電位となっている。

【００９７】図１１（ｅ）は、短絡による故障状態のと
きのスイッチ部電圧である。スイッチ１０または配線部
２０が短絡している場合、入力電圧は、送信部抵抗３３
のみで電圧降下するためスイッチ部電圧として検出され
るＸ点の電位は常に０となる。

【００９８】以上のように、スイッチ１０内に用いる電
気的素子としてコイル１６を用いても入力信号に対して
スイッチ１０の状態に応じて異なる出力信号を出力する
ことができる。

【００９９】また、スイッチ素子１１に対して、並列に
接続される電気的素子（コイル１６）は、スイッチ素子
１１に対してのみ並列に接続し、スイッチ素子１１に直
列に接続される電気的素子（抵抗１３）に対しては、直
列になるように接続することができる。

【０１００】以上、４つの実施形態に即してこの発明を
説明したが、この発明は上記実施形態に限定されるもの
ではない。特に、上記実施形態においては、スイッチ１
０をスイッチ素子１１に対して直列に接続された電気的
素子と並列に接続された電気的素子との両方を備えた構
成としたが、必ずしも直列および並列に接続された２つ
の電気的素子を備えず、少なくとも一方を備えていれば
よい。

【０１０１】

【発明の効果】以上のように、本発明にかかるスイッチ
によれば、導通状態と非導通状態とを切り換えるスイッ
チ素子に対して、直列に、また、並列に抵抗等の電気的
素子を接続したため、非常に簡素な構成でありながら、
前記スイッチ素子が導通状態にあるＯＮ状態と、前記ス
イッチ素子が非導通状態にあるＯＦＦ状態に加えて、こ
のスイッチまたはこのスイッチとコントロールユニット
等とを接続する配線に断線や短絡等が生じた故障状態と
に応じた信号を出力することができる。

【０１０２】また、本発明にかかる情報検出装置によれ
ば、このようなスイッチに接続されるコントロールユニ
ット内に、スイッチに対して入力信号を送信し、この入
力信号に対するスイッチの出力信号を受信することで、
このスイッチの状態を判別することができる。

【０１０３】さらに、スイッチへ送信する入力信号を、
断続的なパルス信号とすれば、各パルスごとにスイッチ
の状態を示す出力信号を得ることができるため、所望の
周期または所望の時刻にパルス信号を送信して、スイッ
チの状態を検出することができる。

【０１０４】また、スイッチへの入力信号として、スイ
ッチの入出力端子対間に送信部抵抗を介して所定電圧の
入力電圧を印加すれば、この入力電圧は、スイッチの状
態によって、スイッチの入出力端子対間と送信部抵抗と
に配分されることとなるため、スイッチの入出力端子対
間に配分されるスイッチ部電圧を検出して、入力電圧と
比較することにより、容易にスイッチの状態を判別する
ことができる。

【０１０５】また、コネクタ接続状態検出装置として、
コントロールユニットと外部機器とを接続するコネクタ
に、互いの信号線を接続するコントロールユニット側の
第１端子と外部機器側の第３端子に加えて、これらの端
子が接続状態にあるときにのみ前記第１端子と電気的接
続状態となる第２端子を設ければ、これら第１端子と第
２端子との電気的導通を調べるだけで、容易に、このコ
ネクタの接続状態を判別することができる。さらに、こ
のコネクタの接続状態を判別することによって、この外
部機器が接続されているか否かが判別されるため、自動
車等に用いられるコントロールユニットであれば、車種
やオプション仕様の違いを、コントロールユニット自身
が自らに接続されている外部機器から自動認識すること
ができる。

【０１０６】さらに、上記スイッチをこのような外部機
器として、上記情報検出装置と上記コネクタ接続状態検
出装置とを兼ねた装置を構成すれば、情報検出装置によ
ってスイッチが断線状態にあると判別される場合であっ
ても、さらに、コネクタ接続状態検出装置によって、コ
ネクタの接続状態を判別した情報を加えることで、真に
断線による故障状態であるのか、あるいはコネクタが正
常に接続されていないのかを判別することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる情報検出装置の第１実施形態を
示す概略図である。

【図２】同実施形態のスイッチ１０内部を示す斜視図で
ある。

【図３】同実施形態におけるスイッチ部電圧の電圧波形
を示す説明図である。

【図４】本発明にかかる情報検出装置の第２実施形態を
示す概略図である。

【図５】同実施形態におけるワイヤーハーネス２０とコ
ントロールユニット３０とを結合するコネクタ対４０を
示す外観斜視図である。

【図６】同コネクタ対４０内の端子を示す斜視図であ
る。

【図７】同コネクタ対４０内の端子を示す断面図であ
る。

【図８】本発明にかかる情報検出装置の第３実施形態を
示す概略図である。

【図９】同実施形態におけるスイッチ部電圧の電圧波形
を示す説明図である。

【図１０】本発明にかかる情報検出装置の第４実施形態
を示す概略図である。

【図１１】同実施形態におけるスイッチ部電圧の電圧波
形を示す説明図である。

【符号の説明】

１０ スイッチ １１ スイッチ素子 １２ コンデンサ １３ 抵抗 １８，１９ 入出力端子対 ２０ ワイヤーハーネス ２１ 信号線 ２２ アース線 ３０ コントロールユニット（ＥＣＵ） ３１ ＣＰＵ ３２ 定電圧発生回路 ３３ 送信部抵抗 ３４ 電圧検出回路 ４０ コネクタ対

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導通状態と非導通状態とを切り換えるス
   イッチ素子の両側を入出力端子対とするスイッチにおい
   て、 前記スイッチ内に、前記スイッチ素子に対して並列に接
   続された電気的素子を備えることで、 前記入出力端子対間に入力される入力信号に対して、前
   記スイッチ素子が導通状態にあるＯＮ状態および前記ス
   イッチ素子が非導通状態にあるＯＦＦ状態に加えて故障
   状態に応じた出力信号を出力するように構成されたこと
   を特徴とするスイッチ。
2. 【請求項２】 導通状態と非導通状態とを切り換えるス
   イッチ素子の両側を入出力端子対とするスイッチにおい
   て、 前記スイッチ内に、前記スイッチ素子に対して直列に接
   続された電気的素子を備えることで、 前記入出力端子対間に入力される入力信号に対して、前
   記スイッチ素子が導通状態にあるＯＮ状態および前記ス
   イッチ素子が非導通状態にあるＯＦＦ状態に加えて故障
   状態に応じた出力信号を出力するように構成されたこと
   を特徴とするスイッチ。
3. 【請求項３】 導通状態と非導通状態とを切り換えるス
   イッチ素子の両側を入出力端子対とするスイッチにおい
   て、 前記スイッチ内に、前記スイッチ素子に対して並列に接
   続された電気的素子と、前記スイッチ素子に対して直列
   に接続された電気的素子とを備えることで、 前記入出力端子対間に入力される入力信号に対して、前
   記スイッチ素子が導通状態にあるＯＮ状態および前記ス
   イッチ素子が非導通状態にあるＯＦＦ状態に加えて故障
   状態に応じた出力信号を出力するように構成されたこと
   を特徴とするスイッチ。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のうちいずれかに記載のス
   イッチと、 前記入出力端子対に接続されたコントロールユニットを
   備え、 前記コントロールユニット内に、 前記入力信号を送信する信号送信手段と、 前記出力信号を受信する信号受信手段と、 前記入力信号に対する前記出力信号から前記スイッチの
   状態を判別する状態判別手段とが設けられたことを特徴
   とする情報検出装置。
5. 【請求項５】 前記信号送信手段が、前記入力信号とし
   て、断続的にパルス信号を送信するように構成された請
   求項４記載の情報検出装置。
6. 【請求項６】 前記信号送信手段が、前記入力信号とし
   て、前記入出力端子対間に送信部抵抗を介して所定電圧
   の入力電圧を印加するように構成され、 前記信号受信手段が、前記出力信号として、前記入出力
   端子対間のスイッチ部電圧を検出するように構成され、 前記状態判別手段が、前記入力電圧と前記スイッチ部電
   圧とを比較することにより、前記スイッチの状態を判別
   するように構成された請求項４または５記載の情報検出
   装置。
7. 【請求項７】 コントロールユニットからの信号線が接
   続された第１端子と、前記コントロールユニットからの
   接続検出線が接続された第２端子とを備え、外部機器か
   らの信号線が接続された第３端子が前記第１端子と接続
   されたときにのみ、前記第１端子と前記第２端子とが電
   気的接続状態となるコネクタと、 前記第１端子と前記第２端子との電気的導通を検出する
   ことによって、前記第１端子が前記第３端子と接続状態
   にあるか否かを判別するコネクタ接続判別手段とを備え
   たことを特徴とするコネクタ接続状態検出装置。
8. 【請求項８】 前記コネクタが、前記第１端子と前記第
   ２端子とが所定距離だけ離間して配置され、 前記第３端子が前記第１端子に接続されたときには、前
   記第２端子が前記第３端子に直接に接触することで、前
   記第２端子が前記第３端子を介して前記第１端子と電気
   的接続状態となるように構成された請求項７記載のコネ
   クタ接続状態検出装置。
9. 【請求項９】 前記コネクタ接続判別手段が、 前記第１端子と前記第２端子とが電気的に非導通である
   ことを検出した場合には、前記コネクタが不完全嵌合で
   あると判断し、 前記第１端子と前記第２端子とが電気的に導通であるこ
   とを検出した場合であって、前記第１端子と前記第３端
   子間の信号の送受信が異常状態であることを検出した場
   合には、前記外部機器が故障状態にあることを判別する
   ように構成された請求項７または８記載のコネクタ接続
   状態検出装置。
10. 【請求項１０】 請求項４〜６のうちいずれかに記載の
    情報検出装置において、 前記コントロールユニットからの信号線が接続された第
    １端子と、前記コントロールユニットからの接続検出線
    が接続された第２端子とを備え、前記スイッチからの信
    号線が接続された第３端子が前記第１端子と接続された
    ときにのみ、前記第１端子と前記第２端子とが電気的接
    続状態となるコネクタと、 前記第１端子と前記第２端子との電気的導通を検出する
    ことによって、前記第１端子が前記第３端子と接続状態
    にあるか否かを判別するコネクタ接続判別手段とを備え
    た情報検出装置。
11. 【請求項１１】 前記コネクタが、前記第１端子と前記
    第２端子とが所定距離だけ離間して配置され、 前記第３端子が前記第１端子に接続されたときには、前
    記第２端子が前記第３端子に直接に接触することで、前
    記第２端子が前記第３端子を介して前記第１端子と電気
    的接続状態となるように構成された請求項１０記載の情
    報検出装置。
12. 【請求項１２】 前記コネクタ接続判別手段が、 前記第１端子と前記第２端子とが電気的に非導通である
    ことを検出した場合には、前記コネクタが不完全嵌合で
    あると判断し、 前記第１端子と前記第２端子とが電気的に導通であるこ
    とを検出した場合であって、前記第１端子と前記第３端
    子間の信号の送受信が異常状態であることを検出した場
    合には、前記外部機器が故障状態にあることを判別する
    ように構成された請求項１０または１１記載の情報検出
    装置。