JP2525397B2 - アンチスキツド装置のフエイルセ−フ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、アンチスキツド装置のフエイルセーフ装置
に関し、もつと詳しくは、アンチスキツドのための制御
を行なうマイクロコンピュータなどの処理回路の故障時
に、アンチスキツド制御を解除するようにしたアンチス
キツド装置のフエイルセーフ装置に関する。

背景技術 アンチスキツド装置では、ブレーキホイルシリンダに
作動油を供給する管路に電磁切換弁が介在されており、
たとえば急ブレーキなどによつて自動車の車速に比べて
車輪速が減少すると、この電磁切換弁を切換えてブレー
キホイルシリンダに供給される作動油を減圧し、車輪が
ロツク状態となるのを防いでいる。

典型的な先行技術は第５図に示される。アンチスキツ
ド制御を行なう処理回路１の出力ポートP1からの出力
は、バツフア２から抵抗R1,R2を介してトランジスタTr1
のベースに与えられる。このトランジスタTr1のエミツ
タは接地され、またコレクタはライン３を介して電磁切
換弁のソレノイド４の一方の端子に接続される。ソレノ
イド４の他方の端子は、ハイレベルの電源に接地され
る。

処理回路１の暴走などによる誤動作を防止するため
に、ライン３の電圧レベルはモニタされる。ライン３
は、抵抗R3,R4を介してトランジスタTr2のベースに接続
される。トランジスタTr1のエミツタは接地され、また
コレクタは抵抗R5を介して演算増幅器５の反転入力端子
に接続される。演算増幅器５の反転入力端子はまた抵抗
R6とコンデンサC1との接続点６に接続されており、抵抗
R6を介するコンデンサC1の充電電位が与えられる。演算
増幅器５の非反転入力端子には、基準電圧源７が接続さ
れる。演算増幅器５の出力はバツフア２に与えられる。

アンチスキツド動作が行なわれないときには、処理回
路１は出力ポートP1をローレベルにし、したがってトラ
ンジスタTr1が遮断されており、ソレノイド４は消磁さ
れており、作動油の減圧動作は行なわれない。このとき
ライン３はハイレベルであり、したがつてトランジスタ
Tr2は導通しており、コンデンサC1は抵抗R5を介して放
電しており、接続点６の電位は低く、演算増幅器５の出
力はハイレベルである。

アンチスキツド動作が行なわれると、処理回路１の出
力ポートP1はハイレベルとなり、したがつてトランジス
タTr1が導通し、ソレノイド４は励磁される。これによ
つてソレノイド４駆動される電磁切換弁が切換わり、作
動油の減圧動作が行なわれる。このときライン３はロー
レベルとなり、したがつてトランジスタTr2は遮断し、
コンデンサC1は抵抗R6を介して充電される。

このようなアンチスキツド動作によつて車輪速が車速
に近づくと、処理回路１の出力ポートP1はローレベルと
なり、これによつてトランジスタTr1が遮断し、作動油
の増圧動作が行なわれる。このような減圧・増圧動作を
繰返すことによつて、急ブレーキが踏込まれた場合など
でも路面と車輪との摩擦係数を最大に保ち、最短の制動
距離で自動車を停止することができる。

上述のようにアンチスキツド動作が行なわれていると
きにはライン３はローレベルであり、したがつてトラン
ジスタTr2が遮断しており、コンデンサC1は抵抗R6を介
して充電される。アンチスキツド動作が正常に行なわれ
ている状態では、車輪速が車速に近づくと増圧動作を行
なうために、ライン３はハイレベルとなり、トランジス
タTr2が導通してコンデンサC1は抵抗R5は介して放電す
る。処理回路１の故障などによつて減圧動作が行なわれ
たままとなつてコンデンサC1が充電され続け、接続点６
の電位、すなわち演算増幅器５の反転入力端子の電位が
非反転入力端子の電位を越えると、演算増幅器５はバツ
フア２にローレベルの出力を導出し、これによつてバツ
フア２は不能動化され、処理回路１の出力ポートP1の状
態にかかわらず、トランジスタTr1は遮断される。この
ようにして処理回路１の故障時などでは、アンチスキツ
ド動作が解除されて通常のブレーキ操作によつて制動が
行なわれる。

発明が解決すべき問題点 上述のような先行技術では、自動車がたとえば雪道や
凍結した道路を走行するなどして作動油の減圧動作が予
め定めた時間、すなわちコンデンサC1の充電時間を越え
て連続する場合、あるいは増圧動作を行なつている時間
と、減圧動作を行なつている時間とのデューテイ比が予
め定めた値以下となつた場合にもシステムが誤動作し、
アンチスキツド制御が解除されてしまう。また処理回路
１の暴走によつて車輪速の変化に無関係な減圧制御信号
が導出された場合でも、誤動作を検出することができな
い。

本発明の目的は、上述の問題を解決し、アンチスキツ
ド装置に故障が発生した場合においても通常の制動動作
が阻害されることなく、またフエイルセーフ機能の誤動
作でアンチスキツド制御が解除されることなく、信頼性
の向上されたアンチスキツド装置のフエイルセーフ装置
を提供することである。

問題点を解決するための手段 本発明は、車輪の制動力を発生する制動手段と、走行
中の車輪のロツク状態を防ぐために前記制動力を制御す
る制御信号を出力する処理手段とを有するアンチスキツ
ド装置のフエイルセーフ装置において、 車輪の加速度を検出する加速度検出手段と、 前記制御信号の出力状態を検出する検出手段と、 前記加速度検出手段により車輪の加速度が正になつたこ
とが検出されてから所定時間内に、前記制御信号の出力
が遮断されていないことを前記検出手段により検出した
ときは前記制御信号の出力を禁止する禁止手段とを備え
たことを特徴とするアンチスキツド装置のフエイルセー
フ装置である。

作 用 本発明に従えば、制動手段が操作されることによつて
車輪に制動力が発生され、また走行中において車輪がロ
ツク状態となることを防止するために制動力が制御され
てアンチスキツド動作が行なわれる。このアンチスキツ
ド動作中に、車輪の制動力を制御する制御信号の出力状
態を検出して、車輪の加速度が正になつたことが検出さ
れてから所定時間内に、すなわち車輪のロツクが回復さ
れ車輪の制動力を制御する制御信号の出力が遮断される
べき時間内に前記制御信号が遮断されずに出力されてい
れば、前記制御信号を出力する処理手段の故障と判断し
て前記制御信号の出力を禁止してアンチスキツド制御が
解除される。

実施例 第２図は、自動車の４つの車輪のうちの１つ、たとえ
ば右前車輪12に関連する油圧回路図である。運転者によ
つて操作されるブレーキペダル13によつてマスタシリン
ダ14のピストン15が駆動される。マスタシリンダ14は、
管路16から制御弁17に接続される。制御弁17では、ピス
トン室18内にピストン19が設けられており、このピスト
ン19に固定されている駆動棒20は、弁室21内の弁体22を
ばね23のばね力に抗して弁座24から離す方向に駆動す
る。弁室21から弁孔25を介する作動油は、ピストン室30
から管路26を介して制動手段であるブレーキホイルシリ
ンダ27に与えられ、制動力が発揮される。車輪12の車輪
速は、車輪速検出器S1によつて検出される。

モータ11は油圧ポンプ28を駆動し、これによつて作動
油は電磁切換弁V1から制御弁17のピストン室18に供給さ
れる。電磁切換弁V1の消磁によつて、ピストン室18は減
圧され、これによつてピストン19および駆動棒20は第２
図の左方に変位し、弁体22は弁座24に着座して、マスタ
シリンダ14からの作動油が管路26からブレーキホイルシ
リンダ27に供給されることを阻止する。またピストン室
18内の作動油は、電磁切換弁V1からリザーバ29に戻り、
ピストン19をさらに左方に移動させ、ピストン室30の空
間が拡げられる。これによつて制動力を低下することが
できる。このような油圧回路は、残余の車輪に関しても
同様となつており、これらの各油圧回路に共通にマスタ
シリンダ14、ポンプ28およびリザーバ29が接続される。

第１図は、本発明の一実施例の電気的構成を示すブロ
ツク図である。車輪速検出器S1からの出力は、波形整形
回路31を介して処理回路32の入力ポートP2と、加速度信
号発生器33とに与えられる。この車輪速検出器S1は、た
とえば車輪12に取付けられる永久磁石30と、ホール素子
などの磁気検出素子31とによつて構成されてもよい。処
理回路32の出力ポートP3は、バツフア34から抵抗R11,R1
2を介してトランジスタTr11のベースに接続される。ト
ランジスタTr11のエミツタは接地され、コレクタはライ
ン35を介して電磁切換弁V1のソレノイド36の一方の入力
端子に接続される。ソレノイド36の他方の入力端子は、
ハイレベルの電源に接続される。

処理回路32の暴走などによる誤動作を防止するために
ライン35の電圧レベルはモニタされる。ライン35は、抵
抗R13,R14を介してトランジスタTr12のベースに接地さ
れる。トランジスタTr12のエミツタは接地され、コレク
タは抵抗R15を介してハイレベルの電源に接続される。
トランジスタTr12のコレクタはまた、反転バツフア37を
介してORゲート38に接続される。

加速度信号発生器33は、車輪検出器S1からの出力に基
づいて加速度を演算し、その加速度が正のときにはハイ
レベルの出力を導出し、加速度が負であるときには、ロ
ーレベルの出力を導出する。加速度信号発生器33の出力
は、立下りエツジ検出回路39を介してORゲート38に入力
される。加速度信号発生器33の出力はまた、立上りエツ
ジ検出回路40かろORゲート46を介して、フリツプフロツ
プ41のセツト端子Ｓに入力される。ORゲート38の出力端
子は、フリツプフロツプ41のリセツト端子Ｒに接続され
る。

フリツプフロツプ41の出力端子Ｑは、抵抗R16を介し
て演算増幅器42の反転入力端子に接続される。フリツプ
フロツプ41の出力端子Ｑと演算増幅器42の反転入力端子
との間にはまた、抵抗R16と並列にダイオードD11が接続
される。演算増幅器42の反転入力端子はまた、コンデン
サC11を介して接地される。演算増幅器42の非反転入力
端子には基準電圧源43が接続される。演算増幅器42の出
力はバツフア34に与えられる。演算増幅器42の出力はま
た、反転バツフア45を介して、ORゲート46に入力され
る。

このようにしてフリツプフロツプ41と演算増幅器42と
を含んで、タイマ44が構成される。したがつてORゲート
38からの出力によつてタイマ44はリセツトされ、またOR
ゲート46からの出力によつてタイマ44はセツトされる。
演算増幅器42の出力がハイレベルであるとき、バツフア
34は能動化され、したがつて処理回路32の出力ポートP3
からの出力によつてトランジスタTr11のスイツチング態
様が制御される。演算増幅器42の出力がローレベルであ
るとき、バツフア34は不能動化され、したがって処理回
路32の出力ポートP3の出力にかかわらず、トランジスタ
Tr11は遮断する。このとき、反転バツフア45およびORゲ
ート46を介して、フリツプフロツプ41はセツトされる。

アンチスキツド制御が行なわれないときには、処理回
路32の出力ポートP3はローレベルとなり、これによつて
トランジスタTr11は遮断し、ライン35はハイレベルとな
って前述したような通常の制動動作が行なわれる。この
ときトランジスタTr12は導通し、したがって反転バツフ
ア37の出力はハイレベルとなつてタイマ44はリセツトさ
れている。

第３図は、アンチスキツド動作が正常に行なわれてい
るときの各部の動作を示す波形図である。アンチスキツ
ド制御が行なわれると、処理回路32は車輪速検出器S1に
よつて検出される車輪速に基づいてアンチスキツド制御
を行なう。時刻t1においてブレーキペダル13が急激に踏
込まれたときの車輪12の車輪速は第３図（１）で示さ
れ、加速度は第３図（２）で示される。このとき加速度
信号発生器33は第３図（３）で示される出力を導出し、
これによつて立下りエツジ検出回路39からは第３図
（４）で示されるパルスが導出され、フリツプフロツプ
41は第３図（５）で示されるようにリセツトされる。こ
のように車輪12の加速度が負になるとタイマ44はリセツ
トされる。

一方、車輪速検出器S1によつて検出される車輪速が車
速に近いとき、処理回路32の出力ポートP3ほ第３図
（６）に示されるように、ローレベルであり、したがつ
てトランジスタTr11は遮断しており、ソレノイド36は消
磁されて作動油の減圧制御は行なわない。このときライ
ン35はハイレベルであり、したがつてトランジスタTr12
は導通しており、これによつてORゲート38を介してフリ
ツプフロツプ41はリセツトされる。ライン35のレベル
は、第３図（７）で示される。したがつてフリツプフロ
ツプ41の出力端子Ｑはローレベルとなり、演算増幅器42
からは第３図（８）で示されるハイレベルの出力が導出
される。

時刻t2において、車輪速検出器S1によつて検出される
車輪速が車速より予め定めた値以上に低下したとき、処
理回路32の出力ポートP3はハイレベルとなり、これによ
つてトランジスタTr11が導通し、電磁切換弁V1のソレノ
イド36が励磁されて作動油の減圧制御が行なわれる。こ
のときライン35はローレベルであり、したがつてトラン
ジスタTr12は遮断し、反転バツフア37からORゲート38に
はローレベルの出力が導出される。

このようにして作動油の減圧制御が行なわれ、車輪12
の車輪速が増加して、時刻t3において車輪12の加速度が
正になると、加速度信号発生器33の出力はハイレベルと
なり、立上りエツジ検出回路40からは第３図（９）で示
さえるパルスが導出され、フリツプフロツプ41はセツト
され、出力端子Ｑはハイレベルとなる。このように車輪
12の加速度が正になるとき、タイマ44はセツトされる。
これによつて第３図（10）で示されるように、コンデン
サC11の充電が開始される。

時刻t4において車輪12の車輪速と車速との差が予め定
めた値より小さくなつたとき、処理回路32の出力ポート
P3はローレベルとなり、これによつてトランジスタTr11
が遮断し、電磁切換弁V1のソレノイド36が消磁され、作
動油の圧力が速やかに回復する。このときフリツプフロ
ツプ41はリセツトされてコンデンサC11は放電する。再
び車輪速が車速より予め定めた値以上に低下すると、上
述のようなアンチスキツド動作が繰返される。

第４図は、処理回路32等に異常が発生してアンチスキ
ツド動作が正常に行なわれていないときの各部の動作を
示す波形図である。前述の第３図と同様に、時刻t11に
おいてベレーキペダル13が急激に踏込まれたときの車輪
速は第４図（１）で示され、車輪加速度は第４図（２）
で示される。このとき加速度信号発生器33は第４図
（３）で示される出力を導出し、これによつて立下りエ
ツジ検出回路39からは第４図（４）で示されるパルスが
導出され、フリツプフロツプ41は第４図（５）で示され
るようにリセツトされる。処理回路32の出力ポートP3の
出力は第４図（６）で示され、ライン35のレベルは第４
図（７）で示され、演算増幅器42の出力は第４図（８）
で示される。

時刻t12において、車輪速検出器S1によつて検出され
る車輪速が車速より予め定めた値以上に低下したとき、
処理回路32の出力ポートP3はハイレベルとなり、これに
よつてトランジスタTr11が導通し、電磁切換弁V1のソレ
ノイド36が励磁されて作動油の減圧制御が行なわれる。
このときライン35はローレベルであり、したがつてトラ
ンジスタTr12は遮断し、反転バツフア37からORゲート38
にはローレベルの出力が導出される。

このようにして作動油の減圧制御が行なわれ、車輪12
の車輪速が増加して車輪12の加速度が正になると、時刻
t13において加速度信号発生器33の出力はハイレベルと
なり、立上りエツジ検出回路40からは第４図（９）で示
さえるパルスが導出され、フリツプフロツプ41はセツト
され、出力端子Ｑはハイレベルとなる。このように車輪
12の加速度が正になるときタイマ44はセツトされる。こ
れによつて第４図（10）で示されるように、コンデンサ
C11の充電が開始される。

車輪12の車輪速と車速との差が予め定めた値より小さ
くなつても、処理回路32などに異常が発生してトランジ
スタTr11が導通したままであると、コンデンサC11は充
電され続ける。車輪の加速度が正になつてから予め定め
た時間Ｔが経過した時刻t14において、ことコンデンサC
11の電位が基準電圧源43の電圧E1を越えると、演算増幅
器42の出力はローレベルとなり、バツフア34は不能動化
される。これによつてトランジスタTr11は遮断し、電磁
切換弁V1のソレノイド36は消磁し、作動油の減圧制御は
解除されて通常の制動動作を行なうことができるように
なる。演算増幅器42の出力は、反転バツフア45、ORゲー
ト46を通じてフリツプフロツプ41をセツトするので、一
旦処理回路32の異常が起こると電源を切るか、リセツト
をしないと再び減圧制御は行なわれない。

このように処理回路32が暴走することなどによつて異
常が発生した場合では、タイマ44によつて予め定められ
た時間Ｔが経過すると、アンチスキツド制御が解除され
るため、通常の制動動作が阻害されることはない。また
車輪12の加速度が正から負になつたときタイマ44がリセ
ツトされるため、振動などによる誤動作が防止される。

効 果 以上のように本発明によれば、雪道や凍結した道路な
どの滑り易い路面においても、フエイルセーフ機能の誤
動作でアンチスキツド制御が解除されることなく、アン
チスキツド制御を継続して行なうことができるようにな
り、またアンチスキツド装置の故障時には通常の制動動
作を行なうことができる。したがつて信頼性を一段と向
上することができ、自動車の安全性を高めることができ
る。

さらにまた、いかなる路面状態でも車輪の加速度が正
になる時間に応じて、前記制御信号の出力を禁止するま
での時間が変化し、前記制御信号を出力する処理手段の
故障時に、車輪のロツクの回復状態に即して車輪の制動
力の不要な制御を禁止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の電気的構成を示すブロツク
図、第２図はアンチスキツド制御のための構成を示す油
圧回路図、第３図は処理回路32の正常時における動作を
説明するための波形図、第４図は処理回路32の故障時に
おける動作を説明するための波形図、第５図は先行技術
のブロツク図である。 13……ブレーキペダル、14……マスタシリンダ、17……
制御弁、27……ブレーキホイルシリンダ、28……ポン
プ、31……波形整形回路、32……処理回路、33……加速
度信号発生器、34……バツフア、36……ソレノイド、3
7,45……反転バツフア、38,46……ORゲート、39……立
下りエツジ検出回路、40……立上りエツジ検出回路、44
……タイマ、S1……車輪速検出器、V1……電磁切換弁

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車輪の制動力を発生する制動手段と、走行
   中の車輪のロツク状態を防ぐために前記制動力を制御す
   る制御信号を出力する処理手段とを有するアンチスキツ
   ド装置のフエイルセーフ装置において、 車輪の加速度を検出する加速度検出手段と、 前記制御信号の出力状態を検出する検出手段と、 前記加速度検出手段により車輪の加速度が正になつたこ
   とが検出されてから所定時間内に、前記制御信号の出力
   が遮断されていないことを前記検出手段により検出した
   ときは前記制御信号の出力を禁止する禁止手段とを備え
   たことを特徴とするアンチスキツド装置のフエイルセー
   フ装置。