(57)【要約】【課題】多様な故障に対し高い信頼性をもって確実な故障判定を実現できる車両用フットブレーキスイッチの故障診断装置を提供する。【解決手段】車両が加速してある程度の車速Ｖ（例えば、５０km/h）に至ったときに、フットブレーキスイッチの切換動作をカウントするカウンタＡ１をスタートさせ（S24）、車両の減速に伴って車速Ｖが停車判定値Ｖ0（例えば、２km/h）まで低下した時点でカウンタＡ１を所定値Ａ0（例えば、１回）と比較し（S36）、カウンタＡ１が所定値Ａ0に満たないときにはフットブレーキスイッチの故障判定を下す。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車速を検出する車速検出手段と、
上記車速検出手段により検出された車速が第１の判定値以上のときに、フットブレーキスイッチの切換動作のカウントを開始し、上記車速検出手段により検出された車速が上記第１の判定値より低速側に設定された第２の判定値を下回ったときに、上記切換動作のカウントを中止するカウント手段と、
上記カウント手段によりカウントされた上記フットブレーキスイッチの切換回数が予め設定された所定値未満のときに上記フットブレーキスイッチの故障と判定する故障判定手段と
を備えたことを特徴とする車両用フットブレーキスイッチの故障診断装置。
【請求項２】
上記故障判定手段は、エンジンブレーキによる減速時を除外して上記フットブレーキスイッチの故障判定を行うことを特徴とする請求項１記載の車両用フットブレーキスイッチの故障診断装置。
【請求項３】
フットブレーキスイッチの切換動作を監視し、該フットブレーキスイッチが運転者により操作不可能な短い周期で反復して切換動作したときに上記フットブレーキスイッチの故障と判定する故障判定手段を備えたことを特徴とする車両用フットブレーキスイッチの故障診断装置。
【請求項４】
上記故障判定手段は、所定車速以上での車両の走行中において上記フットブレーキスイッチの故障判定を行うことを特徴とする請求項３記載の車両用フットブレーキスイッチの故障診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両用フットブレーキスイッチの故障診断装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両用フットブレーキの操作状態を検出するフットブレーキスイッチはブレーキランプの点灯に利用するのみならず、近年では種々の排気浄化装置の制御にも利用されている。例えば、ＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルタ）に堆積したＰＭ（パティキュレート・マター）を燃焼除去してＤＰＦの機能を回復する制御の一つである強制再生は、停車状態且つフットブレーキOFF（非操作）及びパーキングブレーキON（操作）の状態にて実行可能となる。
【０００３】
そして、この種の排気浄化装置が所期の排気浄化性能を発揮しなくなると、大気中への有害成分の排出に直結してしまうため、例えば北米のＯＢＤ（On Board Diagnosis）に関する法規制では、フットブレーキスイッチの故障を検出して検出情報を保存すると共に、運転者への修理を促すべく故障表示を行う故障診断装置を車両に装備することが義務付けられている。そこで、このような法規制への対応等を目的として、フットブレーキスイッチの故障を判定する故障診断装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
上記特許文献１には、ブレーキペダルの踏み込みに伴うメインスイッチ（本来のフットブレーキスイッチ）のONに対して先行してONするように補助スイッチを設け、この補助スイッチがONとなった後に、所定時間内にメインスイッチがONしなかった回数が所定の閾値を越えたときにメインスイッチの故障判定を下している。
【特許文献１】特開２００３−１８２５５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１の発明は、メインスイッチの近傍に補助スイッチを配置しているため、周囲の環境により両スイッチが同様の影響を受け、しかも、共に電気接点の切換によりペダル操作を検出する同一原理であることから、両スイッチが同時故障して故障判定不能となる可能性があり、故障判定の信頼性の点で改良の余地があった。
一方、メインスイッチの故障には、OFF状態で固着する場合（以下、OFF固着と称する）のみならず、ON状態で固着する場合（以下、ON固着と称する）、或いはノイズによる影響や不完断線があり、上記特許文献１の発明ではメインスイッチがOFF固着には対応可能であるが、他の故障に関しては判定できず、故障判定の機能面でも改良の余地があった。
【０００６】
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、多様な故障に対し高い信頼性をもって確実な故障判定を実現することができる車両用フットブレーキスイッチの故障診断装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、車速を検出する車速検出手段と、車速検出手段により検出された車速が第１の判定値以上のときに、フットブレーキスイッチの切換動作のカウントを開始し、車速検出手段により検出された車速が第１の判定値より低速側に設定された第２の判定値を下回ったときに、切換動作のカウントを中止するカウント手段と、カウント手段によりカウントされたフットブレーキスイッチの切換回数が予め設定された所定値未満のときにフットブレーキスイッチの故障と判定する故障判定手段とを備えたものである。
【０００８】
車速が第１の判定値以上のときには、車両が減速する余地のある走行状態にあると見なせ、この時点でフットブレーキスイッチの切換動作のカウントが開始される。そして、車速が第２の判定値を下回った場合には、フットブレーキ操作により車両が減速したものと推測でき、この車速が第１の判定値から第２の判定値まで低下する間にカウント手段によりカウントされたフットブレーキスイッチの切換回数が所定値と比較される。所定値としては、車速が第１の判定値から第２の判定値まで低下する間に一般的に行われであろう最低限のフットブレーキの操作回数が設定され、例えば１回のブレーキ操作により減速した場合には、フットブレーキスイッチはOFFからONに切り換わるだけのため、所定値としては複数回のみならず１回のみの場合も含む。減速時のフットブレーキスイッチの切換回数が所定値未満のときには、フットブレーキスイッチのON固着またはOFF固着による故障が生じていると見なすことができ、これにより、例えば警告等を点灯表示させて運転者に修理を促す等の対処が可能となる。
【０００９】
そして、このように車両の運転状況とフットブレーキスイッチの動作とが矛盾しているときに故障判定を下す原理、換言すれば、常識的に予想されるフットブレーキスイッチの切換回数を判断基準として、この判断基準から逸脱した切換動作が発生したときに故障判定を下す原理を採っている。よって、メインスイッチと同様の補助スイッチを判断基準とする特許文献1の技術のような信頼性の低下等の問題を未然に回避可能となる。また、この原理により、フットブレーキスイッチの固着に関してはOFF固着のみならずON固着も判定可能となる。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１において、故障判定手段が、エンジンブレーキによる減速時を除外してフットブレーキスイッチの故障判定を行うものである。
エンジンブレーキによる減速時にはフットブレーキスイッチが元々動作せず、このときの減速時にも故障判定すると誤判定の要因となるが、エンジンブレーキによる減速を除外することにより誤判定が未然に防止される。
【００１１】
請求項３の発明は、フットブレーキスイッチの切換動作を監視し、フットブレーキスイッチが運転者により操作不可能な短い周期で反復して切換動作したときにフットブレーキスイッチの故障と判定する故障判定手段を備えたものである。
運転者により操作不可能な短い周期の反復したフットブレーキスイッチの切換動作が生じたときには、フットブレーキスイッチにノイズによる誤動作或いは不完全断線が生じて故障していると見なすことができ、これにより、例えば警告等を点灯表示させて運転者に修理を促す等の対処が可能となる。
【００１２】
そして、このように常識的に予想されるフットブレーキスイッチの切換動作を判断基準として、この判断基準から逸脱した切換動作が発生したときに故障判定を下す原理を採っている。よって、メインスイッチと同様の補助スイッチを判断基準とする特許文献1の技術のような信頼性の低下等の問題を未然に回避可能となる。また、この原理により、フットブレーキスイッチのOFF固着とは別のノイズや不完全断線による故障を判定可能となる。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項３において、故障判定手段が、所定車速以上での車両の走行中においてフットブレーキスイッチの故障判定を行うものである。
所定車速以上での車両の走行中には、フットブレーキスイッチが不完全断線を生じているとすると、車両走行に伴って発生する振動により同期してフットブレーキスイッチが切換動作する可能性があり、これらの状況に限って故障判定することにより誤判定が未然に防止される。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように請求項１，３の発明の車両用フットブレーキスイッチの故障診断装置によれば、多様な故障に対し高い信頼性をもって確実な故障判定を実現することができる。
請求項２，４の発明の車両用フットブレーキスイッチの故障診断装置によれば、請求項１，３に加えて、誤判定を未然に防止して故障判定の信頼性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を具体化した車両用フットブレーキスイッチの故障診断装置の一実施形態を説明する。
図１は本実施形態の車両用フットブレーキスイッチの故障診断装置を示す全体構成図である。
車両のフットブレーキスイッチ２を故障診断するＥＣＵ（電子制御ユニット）１は車室内に設置されており、図示しない入出力装置，多数の制御プログラムを内蔵した記憶装置（ＲＯＭ，ＲＡＭ，ＢＵＲＡＭなど）、中央処理装置（ＣＰＵ）、タイマカウンタ等から構成されている。ＥＣＵ１の入力側には、車両のフットブレーキペダルの操作状態を検出するフットブレーキスイッチ２の他に、パーキングブレーキレバーの操作状態を検出するパーキングブレーキスイッチ３、車速Ｖを検出する車速センサ４（車速検出手段）、エンジン回転速度Ｎeを検出する回転速度センサ５等の各種センサ類が接続されており、出力側には運転席に設置された警告灯６等が接続されている。フットブレーキスイッチ２はフットブレーキペダル近傍に配設され、パーキングブレーキスイッチ３はパーキングブレーキレバーの近傍に配設され、それぞれブレーキペダルやパーキングブレーキレバーの操作時にONし、非操作時にOFFするように構成されている。
【００１６】
本実施形態の車両にはディーゼルエンジンが搭載されており、図示はしないが、排ガス中に含まれるパティキュレート・マターを捕集すべくエンジンの排気系にはＤＰＦ（ディーセルパティキュレートフィルタ）が備えられている。この種のＤＰＦは、捕集したＰＭを通常の運転中に随時燃焼除去しており（自動再生）、ＤＰＦ上のＰＭ堆積量は捕集量と再生量の演算値として上記ＥＣＵ１にモニタされている。ＰＭ堆積量がある水準を越えた場合、ＥＣＵ１により発進される警告に応じて、車両を発進させて強制再生を開始（例えば、再生制御開始スイッチON）する。このような強制再生は、停車条件として設定されたフットブレーキの非操作及びパーキングブレーキの操作が成立したときに実行され、この停車条件の判定に上記フットブレーキスイッチ２が利用される。
【００１７】
そして、フットブレーキスイッチ２の故障に起因する停車条件の誤判定は、不適切な強制再生の実行可否判定、ひいてはＤＰＦの破損、溶損によるパティキュレート・マターの排気中への排出に繋がるため、本実施形態の車両では、ＥＣＵ１がフットブレーキスイッチ２の故障診断を実行しており、以下、当該故障診断の詳細を説明する。
図２はＥＣＵ１が実行する故障診断ルーチンを示すフローチャート、図３は同じくＥＣＵ１が実行する固着カウントルーチンを示すフローチャート、図４は同じくＥＣＵ１が実行するノイズ・不完全断線カウントルーチンを示すフローチャートである。
【００１８】
ＥＣＵ１は、図２の故障診断ルーチンを所定の制御インターバルで実行しており、まず、ステップＳ２で固着カウントルーチンを実行する。固着カウントルーチンが開始されると、ＥＣＵ１は図３のステップＳ２２に移行して、車両が予め設定された加速状態に至ったか否かを判定する。具体的には以下の要件１）〜３）が設定されており、これらの全ての要件が同時に満たされたときにステップＳ２２でＹes（肯定）の判定を下す。
１）車速Ｖ＞５０km/h
２）エンジン回転速度Ｎe＞２０００rpm
３）燃料噴射制御で設定される目標噴射量Ｑ＞５０mg/cyc
即ち、これらの要件は、車両が加速してある程度の車速Ｖ（＞５０km/h）を伴った走行状態、換言すれば減速する余地のある走行状態に至ったことを判定するものであり、その後は何れにしても車両停止のためのフットブレーキ操作が行われると推測できる。なお、ステップＳ２２の判定要件は上記に限ることはなく、例えば車速に関する１）の要件のみに基づいて判定してもよい。
【００１９】
ステップＳ２２の判定がＮo（否定）のときには一旦ルーチンを終了する。また、ステップＳ２２でＹesの判定を下したときには続くステップＳ２４に移行してカウンタＡ１をスタートする（カウント手段）。当該カウンタＡ１はフットブレーキスイッチ２の切換回数をカウントするものであり、運転者のフットブレーキ操作に伴ってフットブレーキスイッチ２がOFFからONまたはONからOFFに切り換わる度にカウントアップされる。
【００２０】
続くステップＳ２６では、車両が減速状態に移行したか否かを判定する。具体的には上記３つの要件の何れかが不成立になったとき、即ち、車速Ｖの低下やエンジン回転速度Ｎｅの低下により実際に車両が減速状態に移行したとき、或いは目標噴射量Ｑの低下によりその直後に車両が減速状態に移行することが予測されるときに、ステップＳ２６の判定がＹesとなる。
【００２１】
さらに、ステップＳ２８で減速カウンタＣをスタートする。当該減速カウンタＣは所定時間毎にカウントアップされるものであり、そのカウント値は減速開始後の経過時間と相関する。その後、ステップＳ３０ではカウンタＣが所定値Ｃ0（例えば、１０secに対応する値）に達したか否かを判定し、続くステップＳ３２では車速Ｖが予め設定された停車判定値Ｖ0（例えば、２km/h）以下まで低下したか否かを判定する。
【００２２】
ステップＳ３０，３２の条件は、エンジンブレーキによる比較的緩やかな減速とフットブレーキによる比較的急激な減速とを区別するためのものであり、ステップＳ３２の判定がＹesになる以前にステップＳ３０でＹesの判定を下したときには、比較的緩やかなエンジンブレーキによる減速と見なしてステップＳ４０に移行し、カウンタＡ１及びカウンタＣをリセットしてルーチンを終了する。また、ステップＳ３０の判定がＹesになる以前にステップＳ３２でＹesの判定を下したときには、比較的急激なフットブレーキによる減速と見なしてステップＳ３４に移行する。
【００２３】
ステップＳ３４では、パーキングブレーキスイッチ３がOFFのまま所定時間（例えば、３sec）経過したか否かを判定し、判定がＮoのとき、即ち、直前の減速がパーキングブレーキにより行われた可能性がある場合には上記ステップＳ４０に移行する。また、ステップＳ３４の判定がＹesのとき、即ち、直前の減速にパーキングブレーキが関与してないときにはステップＳ３６に移行して、カウンタＡ１が所定値Ａ0以上であるか否かを判定する。所定値Ａ0としては、車両が加速から減速を経て停車に至る過程において、一般的に行われると推測される最低限のフットブレーキの操作回数、例えば１回が設定されている。
【００２４】
ステップＳ３６の判定がＹesのときには、上記ステップＳ４０に移行する。また、ステップＳ３６の判定がＮoのときにはステップＳ３８に移行してカウンタＡ２を＋１インクリメントした後にステップＳ４０に移行する。ステップＳ３０〜３４の処理によりエンジンブレーキ及びパーキングブレーキによる減速が除外されるため、フットブレーキにより車両が減速したことを前提としてステップＳ３６での判定が実行され、フットブレーキ操作があったにも拘わらずステップＳ３６でＮoの判定が下される度にカウンタＡ２が順次インクリメントされ、結果としてカウンタＡ２は、フットブレーキスイッチ２が固着していると判定（ON固着、OFF固着に関係なく）された回数を表すものとなる。
【００２５】
以上の固着カウントルーチンを終了した後、ＥＣＵ１は図２のステップＳ４に移行する。ステップＳ４ではカウンタＡ２が故障判定値Ａ00（例えば、３）に達したか否かを判定し、判定がＹesのときにはフットブレーキスイッチ２に固着が生じていると断定し（故障判定手段）、ステップＳ６でカウンタＡ２をリセットした後に、ステップＳ８で警告等６を点灯表示してルーチンを終了する。
【００２６】
また、ステップＳ４の判定がＮｏのときにはステップＳ１０に移行して、ノイズ・不完全断線カウントルーチンを実行する。ノイズ・不完全断線カウントルーチンが開始されると、ＥＣＵ１は図４のステップＳ５２に移行して、車両が予め設定された故障判定運転域にあるか否かを判定する。具体的には以下の２つの要件４），５）が設定されており、これらの要件の何れかが満たされたときにステップＳ５２でＹesの判定を下す。
４）エンジン運転中
５）車速Ｖ＞所定値Ｖ0km/h
４）の要件は、運転中のエンジンからノイズが発生する状況を意味し、フットブレーキスイッチ２に何らかの故障・劣化を生じているときにはノイズに同期してON/OFF間で切換動作する可能性があり、また、５）要件は、車両走行に伴って振動が発生する状況を意味し、フットブレーキスイッチ２が不完全断線（信号線が完全に断線せずに僅かな振動により接触・非接触を繰り返す状態を意味する）を生じているときには振動に同期してON/OFF間で切換動作する可能性があり、何れの場合も、通常の運転者によるフットブレーキ操作では発生しない短い周期の反復した切換動作となる。
【００２７】
ステップＳ５２の判定がＮoのときにはそのままルーチンを終了し、判定がＹesのときにはステップＳ５４に移行してカウンタＢ１をスタートする。当該カウンタＢ１は上記カウンタＡ１と同じくフットブレーキスイッチ２の切換回数をカウントするものであり、運転者のフットブレーキ操作に伴ってフットブレーキスイッチ２がOFFからONまたはONからOFFに切り換わる度にカウントアップされる。
【００２８】
続くステップＳ５６では、予め設定された計測時間Ｔ0（例えば、２sec）が経過したか否かを判定する。計測時間Ｔ0の経過によりステップＳ５６の判定がＹesになるとステップＳ５８に移行して、カウンタＢ１が所定値Ｂ0以上であるか否かを判定する。所定値Ｂ0としては、計測時間Ｔ0を前提として、通常の運転者の操作によるフットブレーキスイッチ２の動作では起こり得ない程度の大きな値（例えば、８）が設定されており、カウンタＢ１が所定値Ｂ0以上のときには、上記ノイズや不完全断線が原因のフットブレーキスイッチ２の切換動作と見なすことができる。
【００２９】
ステップＳ５８の判定がＮoのときにはステップＳ６２に移行してカウンタＢ１をリセットしてルーチンを終了する。また、ステップＳ５８の判定がＹesのときにはステップＳ６０に移行してカウンタＢ２を＋１インクリメントした後にステップＳ６２に移行する。従って、ノイズや不完全断線が原因のフットブレーキスイッチ２の切換動作が生じてステップＳ５８でＹesの判定が下される度にカウンタＢ２が順次インクリメントされ、結果としてカウンタＢ２は、フットブレーキスイッチ２にノイズや不完全断線の影響が生じた回数を表すものとなる。
【００３０】
以上のノイズ・不完全断線カウントルーチンを終了した後、ＥＣＵ１は図２のステップＳ１２に移行する。ステップＳ１２ではカウンタＢ２が故障判定値Ｂ00（例えば、３）に達したか否かを判定し、判定がＹesのときにはフットブレーキスイッチ２にノイズの影響または不完全断線が生じていると断定し（故障判定手段）、ステップＳ１４でカウンタＢ２をリセットした後に、ステップＳ８で警告灯６を点灯表示してルーチンを終了する。
【００３１】
以上のＥＣＵ１の処理により、フットブレーキスイッチ２にON固着或いはOFF固着が生じているときには、車両が加速後に減速して停車する毎にステップＳ３６の判定に基づいてカウンタＡ２がインクリメントされ、そのカウンタＡ２が故障判定値Ａ00に達した時点でフットブレーキスイッチ２の故障判定が下され、また、フットブレーキスイッチ２にノイズによる誤動作或いは不完全断線が生じているときには、車両の故障判定運転域においてステップＳ５８の判定に基づいてカウンタＢ２がインクリメントされ、そのカウンタＢ２が故障判定値Ｂ00に達した時点でフットブレーキスイッチ２の故障判定が下され、何れの場合も警告灯６の点灯表示により運転者に対して修理が促される。これにより、例えばフットブレーキスイッチ２を利用して停車判定する際の誤判定を防止でき、誤判定に基づく不適切なＤＰＦの強制再生実行判定により生じるＤＰＦの破損、溶損、またそれに起因してパティキュレート・マターを排気中に排出する事態を未然に防止することができる。
【００３２】
そして、このように本実施形態のフットブレーキスイッチ２の故障診断装置では、車両減速時のフットブレーキスイッチ２の切換回数が一般的な最低限の回数である所定値Ａ0に達しない、換言すれば、車両の運転状況とフットブレーキスイッチ２の動作とが矛盾しているときには、フットブレーキスイッチ２の固着と見なして故障判定を下し、また、通常の運転者によるフットブレーキ操作では発生しない短い周期で反復してフットブレーキスイッチ２が切換動作するときには、フットブレーキスイッチ２がノイズや不完全断線の影響を受けていると見なして故障判定を下している。
【００３３】
即ち、何れの故障に関しても、常識的に予想されるフットブレーキスイッチ２の切換動作を判断基準として、この判断基準から逸脱した異常な切換動作が発生したときに故障と見なしている。このような故障判定の原理は、例えば補助スイッチを利用した特許文献1の技術の原理とは全く相違し、メインスイッチと同様の補助スイッチを判断基準としたときの信頼性の低下等の特許文献１の技術が抱える問題点を未然に回避でき、これによりフットブレーキスイッチ２の故障を高い信頼性をもって判定することができる。
【００３４】
また、上記原理により、フットブレーキスイッチ２の固着に関してはOFF固着のみならずON固着も判定でき、しかも、ノイズや不完全断線によるフットブレーキスイッチ２の故障も判定できる。よって、フットブレーキスイッチ２に発生する多様な故障に対応でき、その診断機能を大幅に向上させることができる。
一方、ステップＳ３０〜３４の処理により、エンジンブレーキによる減速及びパーキングブレーキによる減速を除外しているため、これらに起因する減速時にも故障判定が実行されて誤判定を生じる事態を未然に防止でき、もって故障判定の信頼性をさらに向上させることができる。
【００３５】
また、ステップＳ５２の処理により、フットブレーキスイッチ２にノイズや不完全断線の影響が及ぶ故障判定運転域に限って故障判定を実行している。この点も誤判定の防止に貢献し、故障判定の信頼性をさらに向上させることができる。
以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、フットブレーキスイッチ２の固着による故障とノイズや不完全断線による故障とを判定したが、必ずしも双方の故障診断機能を備える必要はなく、何れか一方を判定する故障診断装置に具体化してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】実施形態の車両用フットブレーキスイッチの故障診断装置を示す全体構成図である。
【図２】ＥＣＵが実行する故障診断ルーチンを示すフローチャートである。
【図３】同じくＥＣＵが実行する固着カウントルーチンを示すフローチャートである。
【図４】同じくＥＣＵが実行するノイズ・不完全断線カウントルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３７】
１  ＥＣＵ（カウント手段、故障判定手段）
２  フットブレーキスイッチ
４  車速センサ（車速検出手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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