(57)【要約】      （修正有）【課題】ブレーキ故障診断用に新たなセンサを設けることなく、ブレーキスイッチの故障を精度よく診断することができる故障診断装置を提供すること。【解決手段】故障診断判定部は、車速センサによって検出された車両速度が車両停車状態と判定される所定の速度閾値（Ｖ２）以下になった時点の前後の時間帯（Ｔ１もしくはＴ２）において、アクセルポジションセンサによって検出されたアクセル開度がアクセルオフ状態で、且つ、Ｇセンサによって検出された車両加速度が所定条件を満たすと判定され、ブレーキスイッチ状態検出部によってブレーキスイッチがオフ状態であることが検出された場合に、ブレーキスイッチが異常であると判定する。所定条件は、Ｇセンサによって検出された車両加速度が所定の加速度閾値（Ｇ１）を超えること、または、車両加速度の時間変化率が所定の時間変化率閾値を超えることである。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブレーキスイッチの故障を診断する故障診断装置であって、
車両加速度を検出する車両加速度検出部と、
車両速度を検出する車両速度検出部と、
アクセル開度を検出するアクセル開度検出部と、
ブレーキスイッチのオンまたはオフを検出するブレーキスイッチ状態検出部と、
前記車両速度検出部によって検出された前記車両速度が車両停車状態と判定される所定の速度閾値以下になった時点の前後の時間帯において、前記アクセル開度検出部によって検出された前記アクセル開度がアクセルオフ状態で、且つ、前記車両加速度検出部によって検出された前記車両加速度が所定条件を満たすと判定され、前記ブレーキスイッチ状態検出部によって前記ブレーキスイッチがオフ状態であることが検出された場合に、前記ブレーキスイッチが異常であると判定する故障診断判定部と、を備えることを特徴とする故障診断装置。
【請求項２】
前記所定条件は、前記車両加速度検出部によって検出された前記車両加速度が所定の加速度閾値を超えることである、ことを特徴とする請求項１に記載の故障診断装置。
【請求項３】
前記所定条件は、前記車両加速度検出部によって検出された前記車両加速度の時間変化率が所定の時間変化率閾値を超えることである、ことを特徴とする請求項１に記載の故障診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブレーキスイッチの故障を診断する故障診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両には、ブレーキスイッチが設けられており、このブレーキスイッチはブレーキペダルが操作されたことを検知している。ブレーキスイッチの検出信号は、ブレーキランプの点灯に用いられるだけでなく、ＥＣＵに入力されて車両の制御に用いられる。このため、ブレーキスイッチの故障を診断する故障診断装置が車両に搭載されている。
【０００３】
従来のこの種の故障診断装置としては、特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１に記載されたものは、車両が推進状態にあるにもかかわらず車両が停止し、かつ、ブレーキスイッチが非作動状態にあるときに、ブレーキスイッチを異常と判定している。これにより、特許文献１に記載のものは、エンジンの運転中に異常の診断を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−１０４３３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の故障診断装置は、ブレーキペダルが踏まれることなく、車両の走行中にアクセルペダルがオフにされて走行抵抗により車両が減速して停車した場合、ブレーキスイッチを異常と誤判定してしまい、ブレーキスイッチの故障を精度よく診断することができないという問題があった。
【０００６】
一方、一般的な車両に備えられている複数のセンサに加えて、ブレーキ故障診断用に新たなセンサを備えることで、故障診断の精度を高めることができるが、この場合、追加したセンサの分だけコストが上昇してしまう。したがって、ブレーキ故障診断用に新たなセンサを設けることなく、ブレーキスイッチの故障を精度よく診断することが求められている。
【０００７】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、ブレーキ故障診断用に新たなセンサを設けることなく、ブレーキスイッチの故障を精度よく診断することができる故障診断装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記目的達成のため、ブレーキスイッチの故障を診断する故障診断装置であって、車両加速度を検出する車両加速度検出部と、車両速度を検出する車両速度検出部と、アクセル開度を検出するアクセル開度検出部と、ブレーキスイッチのオンまたはオフを検出するブレーキスイッチ状態検出部と、前記車両速度検出部によって検出された前記車両速度が車両停車状態と判定される所定の速度閾値以下になった時点の前後の時間帯において、前記アクセル開度検出部によって検出された前記アクセル開度がアクセルオフ状態で、且つ、前記車両加速度検出部によって検出された前記車両加速度が所定条件を満たす、と判定され、前記ブレーキスイッチ状態検出部によって前記ブレーキスイッチがオフ状態であることが検出された場合に、前記ブレーキスイッチが異常であると判定する故障診断判定部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ブレーキスイッチがオフ状態であるにも関わらず、車両停止時の車両加速度がブレーキ操作時の挙動と一致するような所定条件の場合、故障診断判定部により、ブレーキスイッチが異常であると判定される。このため、ブレーキスイッチの故障を精度よく診断することができる。
【００１０】
また、故障診断判定部が故障診断に用いる車両速度検出部、アクセル開度検出部、車両加速度検出部およびブレーキスイッチは、ブレーキ故障診断用に新たに設けられたものではない。
【００１１】
この結果、ブレーキ故障診断用に新たなセンサを設けることなく、ブレーキスイッチの故障を精度よく診断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る故障診断装置が適用される車両の概略を示す構成図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態に係る故障診断装置において、ブレーキペダルが踏まれて車両が停車した場合の車両加速度、車両速度およびブレーキスイッチの検出状態の経時変化を示す図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態に係る故障診断装置において、ブレーキペダルが踏まれずに車両が停車した場合の車両加速度、車両速度およびブレーキスイッチの検出状態の経時変化を示す図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態に係る故障診断装置におけるブレーキスイッチの故障診断手法を説明する図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態に係る故障診断装置において実行される故障診断処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図１から図５を参照して、本発明の実施の形態について説明する。図１に示すように、本発明の実施の形態に係る故障診断装置を搭載した車両１は、ブレーキスイッチ２と、車両加速度検出部としてのＧセンサ３と、車両速度検出部としての車速センサ４と、アクセル開度検出部としてのアクセルポジションセンサ５と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１０とを含んで構成されている。
【００１４】
ブレーキスイッチ２、Ｇセンサ３、車速センサ４およびアクセルポジションセンサ５は、図示しない信号線を介してＥＣＵ１０に電気的に接続されている。
【００１５】
ブレーキスイッチ２は、ブレーキペダル２ａが踏まれている場合にオン信号を出力し、ブレーキペダル２ａが踏まれていない場合にオフ信号を出力する。ブレーキスイッチ２は、検出信号をＥＣＵ１０に送信する。
【００１６】
Ｇセンサ３は、車両１の加速度を検出し、検出信号をＥＣＵ１０に送信する。なお、図１では、Ｇセンサ３の検出信号が、ＥＣＵ１０に直接入力されているが、Ｇセンサ３の検出信号は、ＣＡＮ等の車載ネットワークを介して図示しないＡＢＳ（Antilock Brake System）制御用のＥＣＵまたはトランスミッション制御用の他のＥＣＵから入力されてもよい。
【００１７】
車速センサ４は、車両１の車速を検出し、検出信号をＥＣＵ１０に送信する。
【００１８】
アクセルポジションセンサ５は、アクセルペダル５ａの踏み込み量を検出し、検出信号をＥＣＵ１０に送信する。
【００１９】
ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、フラッシュメモリと、入力ポートと、出力ポートとを備えたコンピュータユニットによって構成されている。
【００２０】
ＥＣＵ１０のＲＯＭには、各種制御定数や各種マップ等とともに、当該コンピュータユニットをＥＣＵ１０として機能させるためのプログラムが記憶されている。すなわち、ＥＣＵ１０において、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することにより、当該コンピュータユニットは、ＥＣＵ１０として機能する。
【００２１】
ＥＣＵ１０の入力ポートには、ブレーキスイッチ２、Ｇセンサ３、車速センサ４およびアクセルポジションセンサ５が接続されている。
【００２２】
ＥＣＵ１０は、ブレーキスイッチ状態検出部１１を備えており、このブレーキスイッチ状態検出部１１は、ブレーキスイッチ２のオンまたはオフを検出する。
【００２３】
ここで、各センサの正常時に、ブレーキペダル２ａが踏まれて車両１が減速および停車する場合について、図２を参照して説明する。
【００２４】
図２に示すように、時間ｔ１１で、ドライバがアクセルペダル５ａから足を離してブレーキペダル２ａを踏むと、ブレーキスイッチ２がオンになる。
【００２５】
また、ブレーキペダル２ａが踏まれたことで、時間ｔ１１で、車両１に負の車両加速度が発生し、この負の加速度をＧセンサ３が検出する。また、ブレーキペダル２ａが踏まれたことで、時間ｔ１１で、車両速度が低下し始める。車速センサ４は、車両速度の低下を検出する。図２では、車両速度は直線的に低下しており、車両加速度は負の一定の値となっている。
【００２６】
その後、時間ｔ１２で、車両速度が０になり、車両１が停車する。時間ｔ１２で車両１が停車する瞬間は車両１が揺れる。このため、Ｇセンサ３は、時間ｔ１２で車両１が停車する前後で、車両加速度が負の値から正の値に急上昇したことを検出する。
【００２７】
このように、ブレーキペダル２ａが踏まれて車両１が減速して停車する場合は、車両１が停車する瞬間に、Ｇセンサ３により車両１の揺れが検出される。
【００２８】
次に、各センサの正常時に、ブレーキペダル２ａが踏まれずに車両１が減速および停車する場合について、図３を参照して説明する。
【００２９】
図３に示すように、時間ｔ２１で、ドライバがアクセルペダル５ａから足を離すと、アクセルペダル５ａから足が離されたことで、車両１に負の車両加速度が発生し、この負の加速度をＧセンサ３が検出する。また、ブレーキペダル２ａが踏まれていないため、ブレーキスイッチ２が常にオフとなる。
【００３０】
また、車速センサ４は、車両速度の低下を検出する。図３では、車両速度は直線的に低下している。また、車両加速度は、図２の場合よりも絶対値の小さな負の値となっており、時間ｔ２１から時間ｔ２２に向って緩やかに０に近づいてゆく。
【００３１】
その後、時間ｔ２２で、車両速度および車両加速度が０になり、車両１が停車する。このように、ブレーキペダル２ａが踏まれずに車両１が減速して停車する場合は、車両１が停車する瞬間に車両１が揺れない。このため、Ｇセンサ３は、時間ｔ２２で車両１が停車する前後で、図２のｔ１２のような車両１の揺れを検出しない。
【００３２】
このように、ブレーキペダル２ａが踏まれて車両１が減速して停車する図２の場合と、ブレーキペダル２ａが踏まれずに車両１が減速して停車する図３の場合とでは、車両１が停止する瞬間の車両１の揺れが有るか否かにおいて異なっている。
【００３３】
次に、ＥＣＵ１０によるブレーキスイッチ２の故障診断手法について、図４を参照して説明する。
【００３４】
図４は、ブレーキスイッチ２の異常時に、ブレーキペダル２ａが踏まれて車両１が減速して停車する場合を示す。なお、図４において、車両１の挙動は図２の場合と同じである。
【００３５】
図４に示すように、ブレーキスイッチ２の異常時は、ブレーキスイッチ２は、ブレーキペダル２ａの踏み込みの有無にかかわらず常にオフ信号を送信する。このため、ＥＣＵ１０が検出するブレーキスイッチ２の状態は、常にオフ状態のままである。
【００３６】
時間ｔ３１で、ドライバがアクセルペダル５ａから足を離してブレーキペダル２ａを踏むと、ブレーキペダル２ａが踏まれたことで、車両１に負の加速度が発生し、この負の加速度をＧセンサ３が検出する。また、車速センサ４は、車両速度Ｖの低下を検出する。図４では、車両速度Ｖは直線的に低下している。また、車両加速度Ｇは負の一定の値となっている。
【００３７】
その後、時間ｔ３４で、車両速度Ｖが０になり、車両１が停車する。時間ｔ３４で車両１が停車する瞬間は車両１が揺れる。このため、時間ｔ３４の前後で車両加速度Ｇが負の値から正の値に急上昇したことを、Ｇセンサ３が検出する。このように、ブレーキペダル２ａが踏まれることで車両１が減速して停車する場合は、車両１が停車する瞬間に、Ｇセンサ３により車両１の揺れが検出される。
【００３８】
ＥＣＵ１０は、この車両１の揺れの有無を判定することで、ブレーキスイッチ２の異常の有無を判定している。具体的には、ＥＣＵ１０は故障診断判定部１２を備え、この故障診断判定部１２は、車速センサ４によって検出された車両速度Ｖが車両停車状態と判定される所定の速度閾値Ｖ２以下になった時点（時間ｔ３３）の前後の時間帯（Ｔ１もしくはＴ２）において、アクセルポジションセンサ５によって検出されたアクセル開度がアクセルオフ状態で、且つ、Ｇセンサ３によって検出された車両加速度Ｇが所定条件を満たすと判定され、ブレーキスイッチ状態検出部１１によってブレーキスイッチ２がオフ状態であることが検出された場合に、ブレーキスイッチ２が異常であると判定する。
【００３９】
上記のＴ１は、時間ｔ３３を終点とし、この時間ｔ３３より所定時間だけ前までの期間である。また、上記のＴ２は、時間ｔ３３を始点とし、この時間ｔ３３より所定時間だけ後までの期間である。
【００４０】
ここで、車両加速度Ｇの所定条件は、Ｇセンサ３によって検出された車両加速度Ｇが所定の加速度閾値Ｇ１を超えることである。または、車両加速度Ｇの所定条件は、Ｇセンサ３によって検出された車両加速度Ｇの時間変化率（△Ｇ／△ｔ）が所定の時間変化率閾値を超えることである。
【００４１】
次に、図５のフローチャートを参照して、本実施の形態に係るＥＣＵ１０によって実行される故障診断処理の流れについて説明する。
【００４２】
図５に示すように、ＥＣＵ１０は、車両速度ＶがＶ１を超えているか否かを判定する（ステップＳ１）。
【００４３】
このステップＳ１の判定が"ＮＯ"の場合、ＥＣＵ１０は、ステップＳ１を再び実行する。
【００４４】
ステップＳ１の判定が"ＹＥＳ"の場合、ＥＣＵ１０は、車両加速度Ｇが０より小さいか否かを判定する（ステップＳ２）。
【００４５】
このステップＳ２の判定が"ＮＯ"の場合、ＥＣＵ１０は、ステップＳ１を再び実行する。
【００４６】
ステップＳ２の判定が"ＹＥＳ"の場合、ＥＣＵ１０は、車両速度ＶがＶ２より小さいか否かを判定する（ステップＳ３）。Ｖ２は、車両停車状態に相当する所定の速度閾値であり、０または０に近い値である。
【００４７】
このステップＳ３の判定が"ＮＯ"の場合、ＥＣＵ１０は、ステップＳ１を再び実行する。
【００４８】
ステップＳ３の判定が"ＹＥＳ"の場合、ＥＣＵ１０は、Ｔ１もしくはＴ２の期間中（時間帯）にアクセルペダル５ａの踏み込みが無いか否かを判定する（ステップＳ４）。
【００４９】
このステップＳ４の判定が"ＮＯ"の場合（アクセルペダル５ａの踏み込みが有る場合）、ＥＣＵ１０は、ステップＳ１を再び実行する。
【００５０】
ステップＳ４の判定が"ＹＥＳ"の場合（アクセルペダル５ａの踏み込みが無い場合）、ＥＣＵ１０は、車両加速度ＧがＧ１を超えているか否かを判定する（ステップＳ５）。
【００５１】
このステップＳ５の判定が"ＮＯ"の場合（車両加速度ＧがＧ１を超えていない場合）、ＥＣＵ１０は、ステップＳ１を再び実行する。
【００５２】
ステップＳ５の判定が"ＹＥＳ"の場合（車両加速度ＧがＧ１を超えている場合）、ＥＣＵ１０は、ドライビングサイクル中にブレーキスイッチ２からのオン信号が無いか否かを判定する（ステップＳ６）。ここで、ドライビングサイクルとは、図５の故障診断処理が実行されている期間のことである。
【００５３】
ステップＳ６の判定が"ＮＯ"の場合（ブレーキスイッチ２からのオン信号が有る場合）、ＥＣＵ１０は、正常判定を行う（ステップＳ７）。ここでは、ＥＣＵ１０は、ブレーキスイッチ２が正常であると判定する。
【００５４】
ステップＳ６の判定が"ＹＥＳ"の場合（ブレーキスイッチ２からのオン信号が無い場合）、ＥＣＵ１０は、異常カウンタを１増加する（ステップＳ８）。ここで、図４の時間ｔ３５では、ステップＳ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６の判定が何れも"ＹＥＳ"となったことで、異常カウンタが１増加している。
【００５５】
その後、ＥＣＵ１０は、異常カウンタが所定の異常カウンタ閾値Ｎを超えているか否かを判定する（ステップＳ９）。
【００５６】
ステップＳ９の判定が"ＮＯ"の場合（異常カウンタがＮを超えていない場合）、ＥＣＵ１０は、ステップＳ１を再び実行する。
【００５７】
ステップＳ９の判定が"ＹＥＳ"の場合（異常カウンタがＮを超えている場合）、ＥＣＵ１０は、異常判定を行う（ステップＳ１０）。ここでは、ＥＣＵ１０は、ブレーキスイッチ２が異常であると判定する。
【００５８】
なお、ＥＣＵ１０は、ブレーキスイッチ２からのオン信号があった場合に異常カウンタを０にリセットする。ただし、アクセルオン時は加速度が出るため、ＥＣＵ１０は判定を行わない。
【００５９】
ステップＳ５では、ＥＣＵ１０は、車両加速度ＧがＧ１を超えているか否かの判定に代えて、車両加速度Ｇの時間変化率（△Ｇ／△ｔ）が所定の時間変化率閾値を超えているか否かを判定してもよい。
【００６０】
以上のように、本実施の形態に係る故障診断装置は、車両加速度を検出するＧセンサ３と、車両速度を検出する車速センサ４と、アクセル開度を検出するアクセルポジションセンサ５と、ブレーキスイッチ２のオンまたはオフを検出するブレーキスイッチ状態検出部１１と、を備える。
【００６１】
そして、故障診断装置は故障診断判定部１２を備え、この故障診断判定部１２は、車速センサ４によって検出された車両速度が車両停車状態と判定される所定の速度閾値（Ｖ２）以下になった時点の前後の時間帯（Ｔ１もしくはＴ２の期間）において、アクセルポジションセンサ５によって検出されたアクセル開度がアクセルオフ状態で、且つ、Ｇセンサ３によって検出された車両加速度が所定条件を満たすと判定され、ブレーキスイッチ状態検出部１１によってブレーキスイッチ２がオフ状態であることが検出された場合に、ブレーキスイッチ２が異常であると判定する。
【００６２】
この構成により、ブレーキスイッチ２がオフ状態であるにも関わらず、車両停止時の車両加速度がブレーキ操作時の挙動と一致するような所定条件の場合、故障診断判定部１２により、ブレーキスイッチ２が異常であると判定される。このため、ブレーキスイッチ２の故障を精度よく診断することができる。
【００６３】
また、故障診断判定部１２が故障診断に用いる車速センサ４、アクセルポジションセンサ５、Ｇセンサ３およびブレーキスイッチ２は、ブレーキ故障診断用に新たに設けられたものではない。
【００６４】
この結果、ブレーキ故障診断用に新たなセンサを設けることなく、ブレーキスイッチ２の故障を精度よく診断することができる。
【００６５】
また、本実施の形態に係る故障診断装置において、所定条件は、Ｇセンサ３によって検出された車両加速度が所定の加速度閾値（Ｇ１）を超えることである。
【００６６】
この構成により、ブレーキ故障診断用に新たなセンサを設けることなく、ブレーキスイッチ２の故障を精度よく診断することができる。
【００６７】
また、本実施の形態に係る故障診断装置において、所定条件は、Ｇセンサ３によって検出された車両加速度の時間変化率が所定の時間変化率閾値を超えることである。
【００６８】
この構成により、ブレーキ故障診断用に新たなセンサを設けることなく、ブレーキスイッチの故障を精度よく診断することができる。
【００６９】
上述の通り、本発明の実施の形態を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正及び等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。
【符号の説明】
【００７０】
１ 車両
２ ブレーキスイッチ
３ Ｇセンサ（車両加速度検出部）
４ 車速センサ（車両速度検出部）
５ アクセルポジションセンサ（アクセル開度検出部）
１０ ＥＣＵ
１１ ブレーキスイッチ状態検出部
１２ 故障診断判定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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