(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイッチの操作位置に応じた出力を発生するセンサと、該センサの出力に基づいてスイッチの操作位置を判定し、その判定した操作位置に対応した制御信号を出力する制御手段とを有するスイッチ装置において、
前記センサに記憶手段を付設し、該記憶手段に前記スイッチの識別情報を書き込むことで、前記制御手段が、前記記憶手段から前記識別情報を読み出して当該スイッチがどのようなスイッチかを認識した上で、前記センサの出力に基づいてスイッチの操作位置を判定し、その判定した操作位置に対応した制御信号を出力することを特徴とするスイッチ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のスイッチ装置であって、
前記識別情報の中に、前記センサの出力からスイッチの操作位置を判定するためのルール情報を含ませておくことで、前記制御手段が、前記記憶手段から前記識別情報を読み出して当該スイッチがどのようなスイッチかを認識した上で、前記センサの出力と前記ルール情報とに基づいてスイッチ操作位置を判定し、判定した操作位置に対応した制御信号を出力することを特徴とするスイッチ装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のスイッチ装置であって、
前記センサとしてホール素子を設け、このホール素子に、該ホール素子のアナログ出力をデジタル変換するＡ／Ｄ変換器と、前記記憶手段と、電源ＯＮ時の初回の処理だけ前記記憶手段に書き込まれた識別情報を外部に出力させ且つ次回の処理から前記Ａ／Ｄ変換器の出力データを外部に出力させる出力制御部とを付設したことを特徴とするスイッチ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車のステアリングコラムに装備されるコンビネーションスイッチ（コラムスイッチとも呼ばれる）等のスイッチ装置に係り、特に、ホール素子等のセンサを用いることにより、無接点で多点切り換え（多点検出）ができるようにしたスイッチ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のステアリングコラムには、走行に関わる付属機器を操作するための多種のスイッチが装備されている。これらのスイッチとしては、例えば、ライトスイッチ、ワイパスイッチ、ウォッシャスイッチ等が存在する。これらのスイッチは、ステアリングコラムという制約された条件下で全数を配備する必要があることから、一般にコンビネーションスイッチ（コラムスイッチ）という形で集約的に装備されている。
【０００３】
これらのスイッチは通常、多点切り換え（多点検出）が必要であることから、特開平１１−２６５６３９号公報等に示される接点式の場合は、例えば、複数の固定接点を固定側基板に形成し、それに対して操作部側の可動接点を接触させる構成にしている。また、特開平８−２７３４９２号公報等に示される無接点式の場合は、例えば、操作部の動きに応じたセンサ（フォトセンサやホール素子等）の出力変化を多段階に分けて検出し、スイッチ操作位置を判定する構成にしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、コラムスイッチには、スイッチの種類だけでも、ライトスイッチ、フォグランプスイッチ、ハイビームスイッチ、ターンスイッチ、フロントワイパスイッチ、フロントワイパ間欠スイッチ、リアワイパスイッチ、ウォッシャスイッチなどがある上、主立った各スイッチ毎に機能の区別がある。
【０００５】
例えば、ライトスイッチの場合を例にとると、図１１に示すように、機能Ａのスイッチは、「ヘッドライト／スモール／ＯＦＦ」の３位置の切り換えがこの順に可能となっており、機能Ｂのスイッチは、「ＡＵＴＯ／ヘッドライト／スモール／ＯＦＦ」の４位置の切り換えがこの順に可能となっており、機能Ｃのスイッチは、「ヘッドライト／スモール／ＡＵＴＯ／ＯＦＦ」の４位置の切り換えがこの順に可能となっている。
【０００６】
また、ワイパスイッチの場合を例にとると、図１２に示すように、機能Ａのスイッチは、「ＯＦＦ／ＬＯ／ＨＩ」の３位置の切り換えがこの順に可能となっており、機能Ｂのスイッチは、「ＭＩＳＴ／ＯＦＦ／ＩＮＴ／ＬＯ／ＨＩ」の５位置の切り換えがこの順に可能となっており、機能Ｃのスイッチは、「ＯＦＦ／ＩＮＴ可変／ＬＯ／ＨＩ」の４位置の切り換えがこの順に可能となっている。
【０００７】
このように、機能別の多種のバリエーションが存在する。しかも、車種やグレードあるいはオプション装備の違いなどによってもバリエーシンが増えるため、出荷段階では膨大な種類が存在することになる。
【０００８】
従来の接点式のスイッチの場合は、この多種類のスイッチを実現するために、個別に可動接点や固定接点の設計を行っていた。例えばワイパーレバーにおいて間欠機能の有無がある場合には、その機能毎に接点基板を設計していた。また、ライトスイッチにおいてＡＵＴＯの有無や位置の区別がある場合には、その種類毎に可動接点や固定接点を個別に設計していた。従って、製作コストが嵩む問題があった。
【０００９】
一方、ホール素子等のセンサを使用した従来の無接点式スイッチの場合は、接点の設計を個別に行わずに済む点で極めて有利であるが、例えば機能毎に、センサ出力に応じたスイッチ操作位置の認識の仕方等をソフトウエアで区別しなくてはならないことから、機能毎にソフトウエアの書き換えを行わなくてはならず、ソフトウエアの種類が多数存在することになって、全体として十分なコストダウンが図れないという問題があった。
【００１０】
本発明は、上記事情を考慮し、センサ出力を受け取ってスイッチ操作位置を認識する制御手段側でスイッチの種類や機能等の違いを判別できるようにし、それにより制御手段に書き込むソフトウエアの共通化を図れるようにしたスイッチ装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、スイッチの操作位置に応じた出力を発生するセンサと、該センサの出力に基づいてスイッチの操作位置を判定し、その判定した操作位置に対応した制御信号を出力する制御手段とを有するスイッチ装置において、前記センサに記憶手段を付設し、該記憶手段に前記スイッチの識別情報を書き込むことで、前記制御手段が、前記記憶手段から前記識別情報を読み出して当該スイッチがどのようなスイッチかを認識した上で、前記センサの出力に基づいてスイッチの操作位置を判定し、その判定した操作位置に対応した制御信号を出力することを特徴とする。
【００１２】
このスイッチ装置では、制御手段が、センサに付設した記憶手段の情報（スイッチの識別情報）に基づいて当該スイッチがどのようなスイッチか（スイッチの種類や機能等）を認識する。そして、その認識の上で、センサの出力に基づいてスイッチの操作位置を判定し、その操作位置に応じた制御信号を出力する。従って、制御手段に、予め全種類に共通して対応できるソフトウエアを格納しておくことで、センサ側から送られる識別情報に応じて、スイッチの種類や機能に応じたスイッチ操作位置の判定を行うことができる。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１に記載のスイッチ装置であって、前記識別情報の中に、前記センサの出力からスイッチの操作位置を判定するためのルール情報を含ませておくことで、前記制御手段が、前記記憶手段から前記識別情報を読み出して当該スイッチがどのようなスイッチかを認識した上で、前記センサの出力と前記ルール情報とに基づいてスイッチ操作位置を判定し、判定した操作位置に対応した制御信号を出力することを特徴とする。
【００１４】
このスイッチ装置では、スイッチの識別情報の中に、センサの出力に基づく判定ルール情報を含ませているので、検出ポイント数の違いや検出ポイントの位置の違いにもソフトウエア側で容易に対応することができる。
【００１５】
請求項３の発明は、請求項１または２に記載のスイッチ装置であって、前記センサとしてホール素子を設け、このホール素子に、該ホール素子のアナログ出力をデジタル変換するＡ／Ｄ変換器と、前記記憶手段と、電源ＯＮ時の初回の処理だけ記憶手段に書き込まれた識別情報を外部に出力させ且つ次回の処理からＡ／Ｄ変換器の出力データを外部に出力させる出力制御部とを付設したことを特徴とする。
【００１６】
このスイッチ装置では、制御手段が、電源ＯＮ時の初回の処理において、センサ側から送られてくる識別情報に基づいて当該スイッチやセンサの役割を認識することができ、次回の処理からは、その認識の上で、通常のセンサ出力に基づく制御を行うことができる。また、センサとしてホール素子を使用するので、ホール素子を固定側に設けた場合、可動側に磁石を設けるだけで、多点検出が可能となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１は実施形態のスイッチ装置を含むシステムの全体構成を示す概略ブロック図である。このシステムは、制御手段としてマイコン（マイクロコンピュータ）１を中心とした制御回路２を備えている。マイコン１には、ソフトウエアを格納するメモリとしてＥＥＰＲＯＭ３が内蔵されている。制御回路２には検出側の要素４から信号が送信され、制御回路２はその入力信号に基づいて駆動側の要素５に所定の制御信号を出力する。
【００１９】
このシステムでは、ライトスイッチやワイパスイッチ等の各スイッチ毎に当該スイッチの操作位置を検出するホールＩＣ６が検出側の要素５として設けられている。また、操作対象である駆動側の要素５として、ライトやターンランプ等の駆動系７が設けられている。
【００２０】
図２はホールＩＣ６の構成を示すブロック図である。ホールＩＣ６には、スイッチの操作位置に対応した出力を発生するセンサとしてのホール素子１１と、ホール素子１１のアナログ出力をデジタル変換するＡ／Ｄ変換器１２と、各スイッチの識別情報を格納する記憶手段１３と、電源ＯＮ時の初回の処理だけ記憶手段１３に書き込まれた識別情報を外部に出力させ且つ次回の処理からＡ／Ｄ変換器１２の出力データを外部に出力させる出力制御部１４とが含まれている。記憶手段１３としては、システムに組み込んだ後でデータの書き込みができるＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリが用いられている。
【００２１】
ホールＩＣ６は、例えば各スイッチのセンシング部に組み込まれており、スイッチ操作に応じて動く可動側に磁石が設けられている。そして、スイッチ操作を行うと、スイッチ操作部（レバーやノブ等）に連動する磁石からホール素子１１に入る磁束量が変化し、それにより、ホール素子１１がスイッチの操作位置に応じた検出データを発生するようになっている。
【００２２】
図３はホールＩＣ６の処理フローを示し、図４はホールＩＣ６から出力されるビットデータの内容を示している。
【００２３】
各スイッチ毎に設けたホールＩＣ６の中の記憶手段１３には、後で詳しく述べるようなスイッチ番号（Ｐａｒｔ  ＮＯ．）が、スイッチの種別・機能等の情報を含む識別情報として書き込んであり、ホールＩＣ６は、図３のフローに示すように、電源ＯＮ時の初回の処理（ステップ１０１、１０２）だけ、記憶手段１３に書き込まれたスイッチ番号（Ｐａｒｔ  ＮＯ．）を外部に送信し、次回の処理（ステップＳ１０３、１０４）からは、磁界検出してデジタル変換した検出データを送信する。ホールＩＣ６の出力制御部１４は、そのような動作を行うようにプログラムされている。従って、受信側の制御回路２は、電源ＯＮ後、まず、各ホールＩＣ６から送信されるスイッチ番号を受信し、この受信したスイッチ番号から、そのスイッチがどの種類・機能を持ったスイッチかを判断し、判断した結果に従い、ライトやワイパなど関連する装置に対する制御信号を出力する。
【００２４】
ここで、図４に示すように、ホールＩＣ６から出力されるビットデータは、スイッチ番号（Ｐａｒｔ  ＮＯ．）と検出データの２種類存在し、いずれも１６ビットデータとして送信される。ビット番号１５はＳＹＮＣで値「０」に固定し、ビット番号００はＳＴＯＰで値「１」に固定してある。また、スイッチ番号（Ｐａｒｔ  ＮＯ．）のデータの場合は、ビット番号１４の値を「１」、検出データの場合はビット番号１４の値を「０」として区別してある。従って、受信側の制御回路２は、ビット番号１４の値＝１のデータならばスイッチ番号（Ｐａｒｔ  ＮＯ．）と判断し、ビット番号１４の値＝０のデータならば検出データと判断する。
【００２５】
図５は、１６ビットデータのスイッチ番号（Ｐａｒｔ  ＮＯ．）における各ビットの振り分けを示している。ビット番号１４〜１１はスイッチの種別を表し、ビット番号１０、０９はスイッチの機能を表し、ビット番号０８〜０１はスイッチの検出ポイント設定内容を表すように、ビットが振り分けられている。
【００２６】
ビット番号１４〜１１のスイッチの種別としては、図６に示すようにライト（ヘッドライト）、フォグ（フォグランプ）、ハイビーム（ハイビームライト）、ターン（ターンランプ）、フロントワイパ、フロントワイパ間欠、リアワイパ、ウォッシャが用意されており、それぞれを区別するためのビットデータが割り当てられている。
【００２７】
また、ビット１０、０９のスイッチの機能としては、図７、図８に示すようなビットデータの割り当てがなされている。図７はワイパスイッチの機能分けの例を示し、図８はライトスイッチの機能分けの例を示している。
【００２８】
図７のワイパスイッチの例では、「ＯＦＦ／ＬＯ／ＨＩ」、「ＯＦＦ／ＩＮＴ／ＬＯ／ＨＩ」、「ＭＩＳＴ／ＯＦＦ／ＩＮＴ／ＬＯ／ＨＩ」の３種の機能分けに従い、ビットデータが割り当てられている。また、図８のライトスイッチの例では、「ヘッドライト／スモール／ＯＦＦ」、「ＡＵＴＯ／ヘッドライト／スモール／ＯＦＦ」、「ヘッドライト／スモール／ＡＵＴＯ／ＯＦＦ」の３種の機能分けに従い、ビットデータが割り当てられている。
【００２９】
また、ビット番号０８〜０１は検出ポイントの設定のために使用されており、各ビット番号の値によって、ホール素子１１の検出データの範囲毎に検出ポイントが有るかどうかの組み合わせが定義されている。
【００３０】
範囲分けは、図９に示すように、
「１０２４〜２０４７」
「２０４８〜３０７１」
「３０７２〜４０９５」
「４０９６〜５１１９」
「５１２０〜６１４３」
「６１４４〜７１６７」
「７１６８〜８１９１」
になっており、各範囲毎にビット番号「０８〜０１」の１ビット分が割り当てられている。この図９では、検出ポイント有りの場合、つまり、スイッチがＯＮとなる位置のビット番号の値を「１」としてある。
【００３１】
図１０は検出ポイントの設定例としてワイパスイッチの場合を示している。この図１０に示す内容は、ホール素子１１の検出データからスイッチの操作位置を判定するためのルール情報である。例えば、図１０の「ＯＦＦ／ＬＯ／ＨＩ（例１）」の場合について見てみると、ビット番号０７の値＝１、ビット番号０６の値＝１であるから、ホールＩＣ６からの検出データが１０２４〜２０４７のときにスイッチはＬＯであり、２０４８〜３０７１のときにスイッチはＨＩであると判定することを示している。他の場合も同様である。
【００３２】
なお、ＬＯ、ＨＩの２つの切り換え（スイッチング）があるという認識は、図６、図７の種別・機能の定義に基づき、ビット番号１４〜０９の値が「１１０１０１」となっていることをもって行われる。
【００３３】
制御回路２には、送信されるビットデータが何を表しているかを判別するための比較表がマイコン内のＥＥＰＲＯＭ３などに格納して用意されている。この場合、全種類のスイッチの判別が行えるように、共通化したソフトウエア（全種類の比較表を含む）が用意されており、制御回路２は、電源ＯＮ時に各スイッチの役割（どのような種類・機能を持ったスイッチであるか）を認識し、その認識の上で、各ホールＩＣ６からの検出データと検出ポイント設定ルールとに基づいてスイッチの操作位置を判定し、判定した操作位置に対応した制御信号を外部の各駆動系７に出力する。
【００３４】
従って、車種やグレードあるいはオプション装備が違ったとしても、マイコン１内の統一したソフトウエアによって適正な制御が行われることになり、スイッチ装置の標準化が可能となってコストダウンが図れる。また、スイッチ自体（厳密にはホールＩＣ６）にスイッチ番号を記憶させるため、このシステムに対応しているならば（互換性があるならば）、ユーザーが任意の意匠のスイッチを選定して取り付けることも可能となるため、デザインの自由度を大幅に拡大することもできる。
【００３５】
なお、上記実施形態では、スイッチの個々に識別番号を持たせることにより、制御回路２におけるソフトウエアの統一ができるものとしたが、ソフトウエアを機能毎に用意すれば、間違ったスイッチが取り付けられていないかのセルフチェック機能として活用することも可能である。
【００３６】
また、上記実施形態では、センサとしてホール素子を用いた場合を示したが、スイッチ操作位置に応じた出力を発生することのできるものであれば、フォトセンサ等の他のセンサを使用してもよい。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、スイッチの操作位置を検出するセンサにそれぞれスイッチの識別情報を付与するようにしたので、制御手段側でスイッチの種類や機能等の違いを自動的に判別しながら、スイッチの操作位置を判定し、その判定した操作位置に対応した制御信号を出力することができる。従って、制御手段に書き込むソフトウエアの共通化が図れ、標準化によるコストダウンが可能となる。
【００３８】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明の効果に加えて、スイッチの識別情報の中に、センサの出力に基づく判定ルール情報を含ませているので、検出ポイント数の違いや検出ポイントの位置の違いにも、ソフトウエア側で容易に対応することができ、標準化によるコストダウンを図ることができる。
【００３９】
請求項３の発明によれば、センサ側に記憶手段の他にＡ／Ｄ変換器や出力制御部を設けたので、制御手段側の負担を減らしながら、標準化によるコストダウンが図れる。また、センサとしてホール素子を使用するので、ホール素子を固定側に設けた場合、可動側に磁石を設けるだけで、多点検出が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態のスイッチ装置を含むシステムの概略構成を示すブロック図である。
【図２】図１のシステムにおけるホールＩＣの構成を示すブロック図である。
【図３】前記ホールＩＣで行われるデータ処理の内容を示すフローチャートである。
【図４】前記ホールＩＣの出力するビットデータの説明図である。
【図５】前記ホールＩＣの出力するスイッチ番号のビットデータにおけるビットの振り分け内容を示す説明図である。
【図６】前記ビットデータの中のスイッチの種別に関する内容の説明図である。
【図７】前記ビットデータの中のスイッチの機能に関する内容の説明図である。
【図８】前記ビットデータの中のスイッチの機能に関する内容の説明図である。
【図９】前記ビットデータの中のスイッチ検出ポイントの設定内容の説明図である。
【図１０】前記ビットデータの中のスイッチ検出ポイントの設定例の説明図である。
【図１１】従来のライトスイッチの機能例の説明図である。
【図１２】従来のワイパスイッチの機能例の説明図である。
【符号の説明】
２  制御回路（制御手段）
１１  ホールＩＣ
１２  Ａ／Ｄ変換器
１３  記憶手段
１４  出力制御部
【図１】
0003595302.tif 000002
【図２】
0003595302.tif 000003
【図３】
0003595302.tif 000004
【図４】
0003595302.tif 000005
【図５】
0003595302.tif 000006
【図６】
0003595302.tif 000007
【図７】
0003595302.tif 000008
【図８】
0003595302.tif 000009
【図９】
0003595302.tif 000010
【図１０】
0003595302.tif 000011
【図１１】
0003595302.tif 000012
【図１２】
0003595302.tif 000013