JP3843621B2 - 油圧回路のフェールセーフ回路 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧回路に設けられているフェールセーフリレーの故障の有無を報知することができる油圧回路のフェールセーフ回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両のブレーキシステムに用いられる油圧回路のフェールセーフ回路としては、例えば図７に示す油圧ブースタが報告されている。
図７において、第１モータリレー３１が正常に動作している場合には、油圧ブースタ３や液路中の油圧は常に所定圧Ｈ以上に保たれている。
【０００３】
一方、油圧ブースタ３と一体構造をなす第２アキュムレータ１３の圧力が低下し、図８に示すように、第１圧力スイッチ１７で設定された圧力Ｈ以下になった場合、その接点Ｋ１が閉結される。この接点Ｋ１が閉結された場合、ＢＡＴＴ電源から第１モータリレー３１のコイルＬ１に電力が供給され、その接点Ｋ２が閉結される。そして、ＢＡＴＴ電源から接点Ｋ２を介してモータ１５に電力が供給される。この結果、モータ１５が回転して油圧ポンプ７が駆動される（図８に示すＡ点）。油圧ポンプ７は、第１アキュムレータ１１、第２アキュムレータ１３、油圧ブースタ３の順序でこれらに内分される油圧を上昇させる。
【０００４】
第１圧力スイッチ１７は、図８（ａ）に示すヒステリシス特性を有してＯＮ／ＯＦＦし、接点Ｋ１が閉結する圧力Ｈよりも高い圧力Ｈｍで接点Ｋ１が開くようになっているので、油圧ブースタ３内の油圧は充分高くなる。
圧力Ｈｍ以上になった場合には、第１圧力スイッチ１７の接点Ｋ１が開き、第１モータリレー３１のコイルＬ１に供給されていた電力が停止され、その接点Ｋ２が開き、モータ１５の回転が停止して油圧ポンプ７が停止される（図８に示すＢ点）。このような動作を繰り返すことで、油圧ブースタ３内の圧力は常に常用下限圧力Ｈから常用上限圧力Ｈｍの間に保たれ、正常運転される。
【０００５】
ところが、第１圧力スイッチ１７または第１モータリレー３１が故障した場合には、第１モータリレー３１の接点Ｋ２が開放されるので、モータ１５を回転させることはできず、このときアキュムレータ１３の圧力が低下すると油圧ポンプ７は駆動できない。この結果、油圧ブースタ３内の圧力は第１圧力スイッチ１７の感応圧力Ｈを下回り、第３圧力スイッチ２９の感応圧力である許容最低圧力Ｌ（Ｌ＜Ｈ）まで低下する。
【０００６】
この時、異常検出に用いられる第３圧力スイッチ２９の接点Ｋ３が開放され、フェールセーフリレー３５のコイルＬ２に今まで供給されていたＩＧＮ電源からの通電が遮断され、その接点Ｋ４が閉結される。そして、接点Ｋ４の閉結によりＩＧＮ電源から予備に用いられる第２モータリレー３３のコイルＬ３が通電され、接点Ｋ５が閉結される。そして、ＢＡＴＴ電源から接点Ｋ５を介してモータ１５に給電され油圧ポンプ７が回転を開始する。この結果、油圧ポンプ７は油圧を発生して油圧ブースタ３内の圧力を回復する。
【０００７】
同時に、接点Ｋ４の閉結によりＩＧＮ電源から警報ランプ３７に通電し、警告ランプ３７が点灯するので、使用者に第１圧力スイッチ１７または第１モータリレー３１の修理を促すようになっている。
また、図８に示すように、油圧ブースタ３の圧力が要注意圧力Ｌm以下になると、第２圧力スイッチ１９が開放され、ブレーキ警報ブザー２１を鳴らすとともに、ブレーキ警告灯２３を点灯させている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来の油圧回路のフェールセーフ回路にあっては、システムが正常に動作している間、フェールセーフリレー３５に設けられた接点Ｋ４は常に開いている。このため、液路の油圧が降下するという異常が発生した場合、接点Ｋ４が正常に閉結することが期待される。
【０００９】
ところが、フェールセーフリレー３５に設けられたコイルＬ２が切断故障した場合や、その接点Ｋ４が閉結しない故障が発生した場合、予備のために設けておいた第２モータリレー３３は作動しなくなる可能性がある。
そこで、油圧回路が正常に動作している場合でも、フェールセーフリレーの故障の有無を確認したいという要望があった。
【００１０】
本発明は、上記に鑑みなされたもので、その目的としては、油圧回路に設けられているフェールセーフリレーの接点が閉結しない故障の有無を報知することができる油圧回路のフェールセーフ回路を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、上記課題を解決するため、液路中の油液の圧力が常用範囲の下限圧力よりも低下した場合に、油圧ポンプに電力を供給して油液の圧力を常用範囲内に保持する油圧回路と、この液路中の油液の圧力が常用範囲の下限圧力よりも低い許容最低圧力まで低下した場合に開放する非常用圧力スイッチと、この非常用圧力スイッチの開放に応じて接点を閉結するフェールセーフリレーと、このフェールセーフリレーの接点の閉結に応じて油圧ポンプに電力を供給する非常用リレーとを備えた油圧回路のフェールセーフ回路において、電源から供給される電荷を所定の時定数を伴って充電するとともに、前記フェールセーフリレーの接点が閉結した場合に充電された電荷を放電する充放電手段と、この充放電手段に充電されている電荷の充電量が所定の基準値を超えたか否かを表す判定信号を出力する充電量判定手段と、この充電量判定手段から出力される判定信号に基づいて、前記フェールセーフリレーの接点が閉結しない故障の有無を判断する故障判断手段と、この故障判断手段による判断結果に応じて警告灯を点灯する警告手段とを備え、電源遮断時には、油圧が生じないために前記非常用圧力スイッチの開放により前記フェールセーフリレーの接点が閉結して前記充放電手段の電荷は放電し、前記充電量判定手段は、電源投入時に、前記充放電手段が充電過程または満充電状態にあることを表す判定信号を出力することを要旨とする。
【００１２】
請求項２記載の発明は、上記課題を解決するため、前記故障判断手段は、前記充電量判定手段から充電過程を表す判定信号が出力される場合には、前記フェールセーフリレーは正常に動作していることと判断することを要旨とする。
【００１４】
【発明の効果】
請求項１記載の本発明によれば、電源から供給される電荷を所定の時定数を伴って充電するとともに、フェールセーフリレーの接点が閉結した場合に充電された電荷を放電するようにしておき、充電されている電荷の充電量が所定の基準値を超えたか否かを表す判定信号を出力する。ここで、この判定信号に基づいて、フェールセーフリレーの故障の有無を判断し、判断結果に応じて警告灯を点灯することで、油圧回路に用いられるフェールセーフリレーの接点が閉結しない故障の有無を報知することができる。
【００１５】
また、請求項１記載の本発明によれば、電源遮断時には、油圧が生じないために前記非常用圧力スイッチの開放により前記フェールセーフリレーの接点が閉結して前記充放電手段の電荷は放電し、電源投入時に、充電過程を表す判定信号が出力される場合には、フェールセーフリレーは正常に動作していることと判断することで、油圧回路に用いられるフェールセーフリレーが正常であることを報知することができる。また、電源投入時に、満充電状態を表す判定信号が出力される場合には、フェールセーフリレーの接点が閉結しない故障が生じていると判断することで、油圧回路に用いられるフェールセーフリレーが故障していることを報知することができる。
【００１６】
また請求項２記載の本発明によれば、充電過程を表す判定信号が出力される場合には、フェールセーフリレーは正常に動作していることと判断することで、油圧回路に用いられるフェールセーフリレーが正常であることを報知することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を参照して説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る油圧回路のフェールセーフ回路が適応可能な油圧ブースタのシステム構成を示す図であり、図２はフェールセーフ回路を示す図である。
【００１９】
図１において、ブレーキペダル１が踏み込み操作されると、ブレーキペダル１による踏み込み圧力が油圧ブースタ３で倍力され、マスタシリンダ５に伝えられ、フロントブレーキ系やリヤブレーキ系が作動して車速が減速するように構成されている。
油圧ポンプ７は、モータ１５により駆動され、リザーバタンク９から低圧ホースを介して供給されるブレーキ油を加圧して第１チェック弁１２、高圧ホース２４、第１アキュムレータ１１、高圧ホース２５、第２チェック弁１４、第２アキュムレータ１３の順序で送り蓄圧する。
【００２０】
第１圧力スイッチ１７は、図８（ａ）に示すヒステレシス特性に従い、第１アキュムレータ１１のブレーキ液の圧力を検知し、圧力が常用下限圧力Ｈ以下になった場合に接点Ｋ１を閉結し、第１モータリレー３１のコイルＬ１にバッテリ（ＢＡＴＴ）電源を通電して励磁し、その接点Ｋ２を閉じてバッテリ電源をモータ１５に供給して回転させる。
【００２１】
第２圧力スイッチ１９は、油圧ブースタ３に直結された第２アキュムレータ１３の圧力を検知し、図８（ｂ）に示すように、圧力が要注意圧力Ｌm 以下になった場合には開放され、警報ブザー２１を鳴らすとともに、ブレーキ警告灯２３を点灯させる。また、第２の圧力スイッチ１９は、注意圧力Ｌ以上になった場合には閉結され、警報ブザー２１と警告灯２３を消す。
【００２２】
第１アキュムレータ１１は、油圧ポンプ７によって加圧された高圧のブレーキ液を一方通行となるチェック弁１２を通して蓄えておくものである。第１アキュムレータ１１が予め設定された最大圧力になった場合、ブレーキ液は高圧ホース２５を介して一方通行となるチェック弁１４を通り第２アキュムレータ１３に送られる。さらに、第２アキュムレータ１３はブレーキ使用時に必要な液圧をブースタ３に供給する。
【００２３】
ブレーキ液が油圧ブースタ３に送られ減少した場合、一方通行となる第２チェック弁１４を通り第１アキュムレータ１３のブレーキ液が第２キュムレータ１３に補充されてくる。
第２チェック弁１４は、第２アキュムレータ１３と油圧ブースタ３とともに一体構造となっており、高圧ホース２５の近辺にリーク等があった場合に第２アキュムレータ１３の圧力を確保するために設けられた安全弁である。
【００２４】
リリーフ弁２７は、第２アキュムレータ１３の圧力が異常に上昇した場合に、余剰圧力をリザーバタンク９に逃がすための安全弁である。
リザーバタンク９は、油圧ブースタ３及びマスタシリンダ５に供用可能なように一体構造になっており、内部に仕切りが設けられている。液面警告スイッチ３０は、リザーバタンク９内のブレーキ液の液面位置を検出し、所定位置より低くなった場合には、ブレーキ警告灯２３を点灯させる。ブレーキ警報ブザー２１は、第２圧力スイッチ１９が作動した時に鳴り、セレクトレバー（図示せず）がパーキング位置“Ｐ”では鳴らないように優先割り込み回路が設定せれている。
【００２５】
第３圧力スイッチ２９は、異常検出に用いられ、図８（ｃ）に示すように、第１アキュムレータ１１の圧力が第１圧力スイッチ１７の設定値Ｈ圧力よりも低く、許容最低設定圧力Ｌ以下になると接点が開放する油圧スイッチである（Ｈm＞Ｈ＞Ｌ＞Ｌm）。
【００２６】
フェールセーフリレー３５は、圧力正常時に第３圧力スイッチ２９の接点Ｋ３が閉結され、そのコイルＬ２に通電された時には接点Ｋ４が開放され、一方、圧力低下時には接点Ｋ３が開放されコイルＬ２に通電がなくなりバネ等の付勢力等で接点Ｋ４を閉結する。
【００２７】
予備に用いられる第２モータリレー３３は、フェールセーフリレー３５の接点Ｋ４が圧力低下により閉結して作動し、ＩＧＮ電源からコイルＬ３に通電される。同時に、警告灯３７はＩＧＮ電源が通電され、許容最低圧力Ｌ以下であることを示すために点灯する。
常用される第１モータリレー３１が故障して作動しない場合には、第１アキュムレータ１１の油圧が低下するので、フェールセーフリレー３５と第２モータリレー３５で油圧を正常値に戻すようにしている。
【００２８】
次に、図３を参照して、フェールセーフ回路に供給される電源について説明する。
車両のキーシリンダ４３は、図３（ａ）に示すように、キー４１を差し込んだ位置から右回りの順番に、マスタスイッチ（ＢＡＴＴ）、イグニッションスイッチ（ＩＮＧ）、スタータースイッチ（ＳＴＡＲＴ）が配置されている。キーを差し込んだ位置からキー４１を回転させると、マスタスイッチ、イグニツションスイッチ、スタータスイッチの順にオンされる。
【００２９】
各スイッチは、図３（ｂ）に示すように、バッテリからマスタスイッチを介して供給されているＢＡＴＴ電源と、システム作動時にのみ供給されるＩＧＮ電源と、定電圧回路４７から供給される５ＶのＶｃｃ電源の三種類がフェールセーフ回路に供給される。
【００３０】
次に、図２に示すフェールセーフ回路の構成について説明する。
充放電回路５３は、イグニッション（ＩＮＧ）がオフ状態からオン状態に切り替わった場合、無電荷状態だったコンデンサＣ１に抵抗Ｒ１を介してＩＧＮ電源が供給され所定の時定数（τ＝Ｃ１×Ｒ１）を有する充電曲線を描いて充電される。また、フェールセーフリレー３５の接点Ｋ４が閉結した場合には、コンデンサＣ１に充電されていた電荷をダイオードＤ１、接点Ｋ４を介してグランドに放電される。
【００３１】
充電量判定回路５５は、充放電回路５３のコンデンサＣ１に充電される充電電圧をダイオードＤ２を介してトランジスタＴｒ１のベース端子に入力し、所定電圧までコンデンサＣ１に充電されたことを表す判定出力信号をコレクタ端子からゲート６５に出力する。従って、充電量判定回路５５から出力される判定出力信号は、コンデンサＣ１が充電過程にあることを表す場合や、満充電状態にあることを表す場合がある。
【００３２】
なお、トランジスタＴｒ１のエミッタ端子には、定電圧回路から抵抗Ｒ２を介しＶｃｃが印加されている。この定電圧回路にはバッテリからキー回路３９のマスタスイッチ（ＢＡＴＴ）位置で電源が供給される。
パワーオンリセット回路５７は、イグニッション（ＩＮＧ）電源の投入時に、パルス幅Ｔ２を有するリセット信号を発生させる。
【００３３】
故障判断回路５９では、充電量判定回路５５からの判定出力信号とパワーオンリセット回路５７からのリセット信号に基づいて、フェ−ルセーフリレー３５の故障を判断し、故障と判断した場合には故障信号を出力する。
駆動回路６１は、故障判断回路５９からフェールセーフリレー３５の故障を表す故障信号が出力された場合には、トランジスタＴｒ２がオンしてＩＧＮ電源から警告灯３７に給電して警告灯３７を点灯する。
【００３４】
次に、図２に示すフェールセーフ回路の動作を詳しく説明する。
まず、フェールセーフリレー３５が正常な場合について、図２〜図５を参照して説明する。なお、図４に示すタイミングチャートは、フェールセーフリレー３５が正常な時の図２に示す（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）各部位の電圧の時間変化を示している。また、図４（Ａ）に示すＶｍは充電量判定回路５５の閾値、Ｔ１はフェールセーフリレー３５が正常な場合に充電量判定回路５５から出力されるＢ点の正常判定信号のパルス幅、Ｔ２はパワーオンリセット回路５７から出力されるＣ点のリセット信号のパルス幅、ＲＳ−フリップフロップ６７の出力Ｄ点のパルス幅、（Ｔ１−Ｔ２）はＡＮＤ回路６５から出力されるセット信号のパルス幅である。
【００３５】
駐車中にキーシリンダからキー４１が抜かれた状態や、停車中で単にキー４１が差込まれただけで全ての電源がオフ位置となっている状態では、ＩＧＮ電源は未供給状態にあるため、油圧ポンプ７を駆動するためのモータ１５が停止している。この状態では、油圧が低下しているため第３圧力スイッチ２９の接点Ｋ３は開放状態にあり、フェールセーフリレー３５のコイルＬ２は通電状態にないので、接点Ｋ４はバネ等による付勢力により閉結されている。
【００３６】
この時、第２モータリレー３３のコイルＬ３の一端は、フェールセーフリレー３５の接点Ｋ４を介してグランドに接続されるが、コイルＬ３の他端へのＩＧＮ電源の供給は断たれているので、第２モータリレー３３の接点Ｋ５が閉結することはない。
【００３７】
同時に、充放電回路５３のダイオードＤ１はフェールセーフリレー３５の接点Ｋ４を介してグランドに接続されているので、充放電回路５３のコンデンサＣ１には電荷が蓄積されることなく、ＩＧＮ電源の供給が開始されるまで、無電荷状態となっている。
駐車中や停車中では、図４（ａ）に示すように、充放電回路５３のコンデンサＣ１（Ａ点）の電位はグランドレベルまで降下している。
【００３８】
次に、運転者がエンジンを始動するために、キーシリンダにキー４１を差し込みイグニッションオン位置まで回動して、バッテリからＩＧＮ電源が供給される。この時、第１アキュムレータ１１の圧力が低下しているので、図８に示すように、第１圧力スイッチ１７で設定された圧力Ｈ以下になっている場合、その接点Ｋ１が閉結され、ＢＡＴＴ電源から第１モータリレー３１のコイルＬ１に電力が供給され、その接点Ｋ２が閉結される。そして、ＢＡＴＴ電源から接点Ｋ２を介してモータ１５に電力が供給される。この結果、モータ１５が回転して油圧ポンプ７が駆動される。油圧ポンプ７は、第１アキュムレータ１１、第２アキュムレータ１３、油圧ブースタ３の順序でこれらに内分される油圧を上昇させる。
【００３９】
この結果、第１アキュムレータ１１の圧力が低圧力状態から正常値に戻り、第３圧力スイッチ２９の接点Ｋ３を閉結するため、ＩＧＮ電源からフェールセーフリレー３５のコイルＬ２に通電され、フェールセーフリレー３５の接点Ｋ４が開放される。
【００４０】
この時、充放電回路５３のコンデンサＣ１には、ＩＧＮ電源から抵抗Ｒ１を介して充電電流が流れ始めるので、図４（ｂ）に示すように、Ａ点での電位は上昇する。同時に、充電量判定回路５５のトランジスタＴｒ１は、ベース端子がグランドレベルから上昇し始めて閾値Ｖｍになるまでの間だけオン状態にあるので、コレクタ端子（Ｂ点）の電位は（Ｈ）レベルとなる。
【００４１】
その後、トランジスタＴｒ１のベース電位が閾値Ｖｍを越えた時にはオフ状態に切り替わるので、図４に示すＰ時点で（Ｌ）レベルヘ反転する。この結果、トランジスタＴｒ１のコレクタからはパルス幅Ｔ１を有し充電過程を表すパルス信号が出力される。
【００４２】
一方、パワーオンリセット回路５７は、図４に示すように、ＩＧＮ電源が投入された時に正常判定信号のパルス幅Ｔ１より短い時間Ｔ２のリセット信号（Ｃ）を出力する。
故障判断回路５９内では、パワーオンリセット回路５７からリセット信号が出力されている期間中Ｔ２には、ＡＮＤ回路６５の一端に充電量判定回路５５から入力される正常判定信号（Ｂ点）がマスクされる構成となっている。従って、ＡＮＤ回路６５から出力される信号は、図４（Ｄ）に示すように、リセット信号（Ｃ）の立ち下がり時期に対応して立ち上がった後に、正常判定信号（Ｂ）が立ち下がるまでの期間（Ｔ１−Ｔ２）だけ（Ｈ）レベルとなるセット信号（Ｄ）が出力される。
【００４３】
この結果、リセット信号（Ｃ）とセット信号（Ｄ）が入力されるＲＳ−フリップフロップ６７からは、リセット信号（Ｃ）と同様のタイミングを有する点灯信号（Ｅ）が出力される。
この点灯信号（Ｅ）は、駆動回路６１の抵抗Ｒ５を介してトランジスタＴｒ２のベース端子に印加され、（Ｈ）レベルとなる期間Ｔ２だけオンする。このため、ＩＧＮ電源から警告灯３７、ダイオードＤ３、トランジスタＴｒ２のコレクタからエミッタ、グランドの順に電流が流れ、期間Ｔ２のみ警告灯３７が点灯される。そして、リセット信号が解除された後に警告灯３７は消灯する。運転者は、この警告灯３７の点灯を視認して、フェールセーフリレー３５が正常状態にあることを認識することができる。
【００４４】
このように、フェールセーフリレー３５が正常状態の場合には、ＩＧＮ電源が投入された時点で期間Ｔ２だけ警告灯３７を点灯するようにしたので、フェールセーフリレー３５の接点Ｋ４が閉結していたことを運転者に確認させることができる。
【００４５】
次に、図５を参照して、フェールセーフリレー３５が故障して作動しない場合のフェールセーフ回路の動作について説明する。なお、図５は、フェールセーフリレー３５が故障した時のフェールセーフ回路の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【００４６】
第１アキュムレータ１１の圧力が、第１圧力スイッチ１７の設定値Ｈよりも低くなったにも拘わらず、常用される第１モータリレー３１の接点Ｋ２が閉結せず、されに圧力が低下し、異常検出に用いられる第３圧力スイッチ２９が反応して接点Ｋ３が開いたこととする。この接点Ｋ３が開放されＩＧＮ電源が遮断されても、フェールセーフリレー３５の接点ｋ４が閉結せず、この結果、ＩＧＮ電源が第２モータリレー３３のコイルＬ３に通電されず、モータ１５は停止状態のままとする。同時に、フェールセーフリレー３５の接点Ｋ４が開放状態になので、警告灯３７は接点Ｋ４を介してグランドに接続されていないこととする。
【００４７】
駐車時に、運転者がキーシリンダからキー４１を抜くと、ブレーキシステムは停止状態になり、同時に、第３圧力スイッチ２９の接点Ｋ３に供給されていたＩＧＮ電源も遮断される。
【００４８】
フェールセーフリレー３５が故障した（ゴミ詰まり、バネ破損）場合、接点Ｋ４が閉結せず、充放電回路５３のダイオードＤ１は接点Ｋ４を介してグランドに接続されない。従って、充放電回路５３内のコンデンサＣ１に蓄積されている電荷は放電されることがなく、図５（Ａ）に示すように、引き続き（Ｈ）レベル状態が保持されることとなる。
【００４９】
このような状態で、運転者が車両に搭乗し、キーシリンダにキー４１を差し込んで回動し、再びＩＧＮ電源がフェールセーフ回路に供給されても、充放電回路５３のコンデンサ５３は充電状態が保持されているので、充電量判定回路５５のトランジスタＴｒ１のベース端子には（Ｈ）レベルが印加されているのでオフ状態にある。この結果、図５（Ｂ）に示すように、トランジスタＴｒ１のコレクタ端子は（Ｌ）レベルが続き正常判定信号が出力されない。
【００５０】
このため、ＡＮＤ回路６５からは正常時に出力されるようなセット信号は出力されず、（Ｌ）レベルが保持されたままとなり、ＲＳ−フリップフロップ６７に入力されるのはリセット信号だけとなる。この結果、ＲＳ−フリップフロップ６７からは、図５（Ｅ）に示すような点灯信号が出力される。
【００５１】
この点灯信号（Ｅ）は、駆動回路６１の抵抗Ｒ５を介してトランジスタＴｒ２のベース端子に印加され、（Ｈ）レベルとなっているのでオン状態となる。この結果、ＩＧＮ電源から警告灯３７、ダイオードＤ３、トランジスタＴｒ２のコレクタからエミッタ、グランドの順に電流が流れ、警告灯３７が点灯し続ける。そして、運転者は、この警告灯３７の点灯を視認して、フェールセーフリレー３５が故障したことを認識することができる。
【００５２】
（第２の実施の形態）
図６は、本発明の第２の実施の形態に係るフェールセーフ回路を示す図である。なお、本実施の形態は、ハイブリッド車両の回生ブレーキシステムに適用可能である。
まず、第１の実施の形態と異なる部分について説明する。
【００５３】
ＣＰＵ７３は、制御プログラムを記憶してある内部ＲＯＭを有し、回生ブレーキを制御するとともに、入力ポート（１），（２）から入力される各信号に基づいてフェールセーフリレー３５の故障判断を行う。
【００５４】
入力回路７５は、フェールセーフリレー３５の接点Ｋ４がグランドに接続された場合には（Ｌ）レベルの作動信号をＣＰＵ７３の入力ポート（２）に出力する。一方、フェールセーフリレー３５の接点Ｋ４が開放されている場合には充放電回路５３のコンデンサＣ１に充電されている充電電圧をＣＰＵ７３の入力ポート（２）に出力する。
【００５５】
ここで、ハイブリッド車両について説明する。
ハイブリッド車両は、内燃エンジンによって発電機を回転させ、発電された電力を用いて駆動用モータを回転させ走行するシリーズハイブリッド車両と、内燃エンジンの駆動力と電動モータの駆動力を機械機構を用いる組合わせによって駆動輪に伝えるパラレルハイブリッド車両、この両者の中間的な構成を有するハイブリッド車両等が実用化されている。これらのハイブリッド車両では、内燃エンジンと電動モータとの２つが駆動源となるため、例えば内燃エンジンが故障してもバッテリに蓄積されている電気がなくなるまでは電動モータで走行することができる。
【００５６】
パラレルハイブリッド車両では、例えばブレーキペダルの踏み込み量の変動をブレーキペダルセンサで検出しておき、回生ブレーキ制御電子ユニット７１は、この検出値および回生エネルギーに応じて、油圧ブレーキのホイールシリンダにかかる圧力を回生エネルギーに相当する分だけ減圧するように制御している。
【００５７】
すなわち、ハイブリッド車両においては、燃費を向上させるために、車両が減速する時に走行用のモータに発生する回生エネルギーをバッテリに充電するようにしている。発電機を強制回転させる回生エネルギー分だけ減速量が増すので、運転者が違和感を覚えないように、回生エネルギーに相当する分だけ油圧ブレーキのホイールシリンダに加える圧力を減圧操作するように制御している。この場合、減圧操作を行なう油圧バルブを作動させるために、油圧ブースタ３に蓄圧されるブレーキ液の油圧が利用される。
【００５８】
しかしながら、ハイブリッド車両が走行中に第１アキュムレータ１１や第２アキュムレータ１３や油圧ブースタ３に異常が発生して油圧が許容最低圧力Ｌ以下まで低下した場合には、車両を停止する機能を最優先するため、上述したような回生ブレーキ制御を中止する必要がある。
【００５９】
このため、回生ブレーキ電子制御ユニット７１では、油圧ブースタ３等の油液の圧力が許容最低圧力Ｌ以下まで低下た場合には、油圧ブースタ３に異常が発生したことを検知し、上述したような回生ブレーキ制御を中止することになる。
【００６０】
そこで、油圧ブースタ３等の油液の圧力が許容最低圧力Ｌ以下まで低下した場合には、第３圧力スイッチ２９の接点Ｋ３が開放されるので、フェールセーフリレー３５の接点Ｋ４が閉結され、入力回路７５にはグランドレベルが入力される。そして、入力回路７５は、ＣＰＵ７３の入力ポート（２）に（Ｌ）レベルの作動信号を出力するので、ＣＰＵ７３ではフェールセーフリレー３５が正常動作したことと判断することができる。この結果、上述したような回生ブレーキ制御を中止することになる。
【００６１】
一方、フェールセーフリレー３５が正常な場合には、車両の始動時に、図４に示すように、充電量判定回路５５によりＩＧＮ電源を投入した時点から期間Ｔ１だけ正常判定信号（Ｂ）として（Ｈ）レベルの充電過程を表すパルス信号がＣＰＵ７３の入力ポート（１）に出力されるので、ＣＰＵ７３でこの時間Ｔ１が計測された場合には、フェールセーフリレー３５が正常であると判断することができる。また、ＣＰＵ７３はフェールセーフリレー３５が正常と判断した場合に、ＣＰＵ７３からＩＧＮ電源投入時に期間Ｔ２だけ（Ｈ）レベルのパルス信号を駆動回路６１に出力することで、警告灯３７を短い期間Ｔ２だけ点灯させることができ、フェールセーフリレー３５の動作チェックが可能になる。
【００６２】
次に、フェールセーフリレー３５が故障して作動しない場合の回生ブレーキ電子制御ユニットの動作について説明する。なお、図５は、フェールセーフリレー３５が故障した時のフェールセーフ回路の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【００６３】
第１アキュムレータ１１の圧力が、第１圧力スイッチ１７の設定値Ｈよりも低くなったにも拘わらず、常用される第１モータリレー３１の接点Ｋ２が閉結せず、さらに圧力が低下し、異常検出に用いられる第３圧力スイッチ２９が反応して接点Ｋ３が開いたこととする。この接点Ｋ３が開放されＩＧＮ電源が遮断されても、フェールセーフリレー３５の接点ｋ４が閉結せず、この結果、ＩＧＮ電源が第２モータリレー３３のコイルＬ３に通電されず、モータ１５は停止状態のままとする。同時に、フェールセーフリレー３５の接点Ｋ４が開放状態になっているので、警告灯３７は接点Ｋ４を介してグランドに接続されていないこととする。
【００６４】
駐車時に、運転者がキーシリンダからキー４１を抜くと、ブレーキシステムは停止状態になり、同時に、第３圧力スイッチ２９の接点Ｋ３に供給されていたＩＧＮ電源も遮断される。
フェールセーフリレー３５が故障した（ゴミ詰まり、バネ破損）場合、接点Ｋ４が閉結せず、充放電回路５３のダイオードＤ１は接点Ｋ４を介してグランドに接続されない。従って、充放電回路５３内のコンデンサＣ１に蓄積されている電荷は放電されることがなく、図５（Ａ）に示すように、引き続き（Ｈ）レベル状態が保持されることとなる。
【００６５】
このような状態で、運転者が車両に搭乗し、キーシリンダにキー４１を差し込んで回動し、再びＩＧＮ電源がフェールセーフ回路に供給されても、充放電回路５３のコンデンサ５３は充電状態が保持されているので、充電量判定回路５５のトランジスタＴｒ１のベース端子には（Ｈ）レベルが印加されている。この結果、図５（Ｂ）に示すように、トランジスタＴｒ１のコレクタ端子は（Ｌ）レベルが続き正常判定信号が出力されない。
【００６６】
この場合、ＣＰＵ７３の入力ポート（１）に（Ｌ）レベルが入力されているので、ＣＰＵ７３はフェールセーフリレー３５の接点Ｋ４が故障したことと判断し、フェールセーフリレー３５が故障であることを表す（Ｈ）レベルの点灯信号を出力ポート（１）から駆動回路６１に出力する。
【００６７】
この点灯信号は、駆動回路６１の抵抗Ｒ５を介してトランジスタＴｒ２のベース端子に印加され、（Ｈ）レベルとなっているのでオン状態となる。この結果、ＩＧＮ電源から警告灯３７、ダイオードＤ３、トランジスタＴｒ２のコレクタからエミッタ、グランドの順に電流が流れ、警告灯３７が点灯し続ける。そして、運転者は、この警告灯３７の点灯を視認して、フェールセーフリレー３５が故障したことを認識することができる。
【００６８】
また、入力回路７５にもコンデンサＣ１に電荷が充電されていることを表す電圧が与えられ、入力回路７５からＣＰＵ７３の入力ポート（２）に（Ｈ）レベルが入力される。そして、ＣＰＵ７３には、例えばＩＧＮ電源が投入された時に入力される投入信号とは異なる（Ｈ）レベル信号が入力されるので、フェールセーフリレー３５の接点Ｋ４に故障が発生したことと判断することができる。そして、フェールセーフリレー３５が故障であることを表す（Ｈ）レベルの点灯信号を出力ポート（１）から駆動回路６１に出力する。そして、駆動回路６１により警告灯３７を点灯させ続ける。この結果、運転者は、この警告灯３７の点灯を視認して、フェールセーフリレー３５が故障したことを認識することができる。
【００６９】
この結果、フェールセーフリレー３５が故障した場合には、ＣＰＵ７３は上述したような回生ブレーキ制御を中止することになる。
【００７０】
また、フェールセーフリレーに故障が発生したことを検知した場合には、警告灯を用いて運転者に報知するので、運転者は速やかに故障部位の修理や、交換を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る油圧回路のフェールセーフ回路が適応可能な油圧ブースタのシステム構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態のフェールセーフ回路のブロック回路図である。
【図３】イグニツション・キーが挿入されるキーシリンダを示す図（ａ）と、電源回路を示す図（ｂ）である。
【図４】フェ−ルセーフリレーが正常な場合のタイミグチャートである。
【図５】フェ−ルセーフリレーが故障した場合のタイミグチャートである。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る油圧回路のフェールセーフ回路が適応可能な油圧ブースタのシステム構成を示す図である。
【図７】従来のフェールセーフ回路を有する油圧ブースタ回路を示す図である。
【図８】第１〜第３の圧力スイッチの作動特性を示す図である。
【符号の説明】
１ ブレーキペダル
３ 油圧ブースタ
５ マスタシリンダ
７ 油圧ポンプ
９ リザ―バータンク
１１ 第１アキュムレータ
１３ 第２アキュムレータ
１２、１４ チェック弁
１５ モータ
１７ 第１圧力スイッチ
１９ 第２圧力スイッチ
２１ 警報ブザー
２３ ブレーキ警告灯
２５ 高圧ホース
２７ リリーフ弁
２９ 第３圧力スイッチ
３０ 液面警告スイッチ
３１ 第１モータリレー
３３ 第２モータリレー
３５ フェールセーフリレー
３７ 警告灯
４５ バッテリ
５５ 充電量判定回路
５３ 充放電回路
５７ パワーオンリセット回路
５９ 故障判断回路
６１ 駆動回路
７１ 回生ブレーキ電子制御ユニット
７３ ＣＰＵ
７５ フェールセーフ信号入力回路
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧回路に設けられているフェールセーフリレーの故障の有無を報知することができる油圧回路のフェールセーフ回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両のブレーキシステムに用いられる油圧回路のフェールセーフ回路としては、例えば図７に示す油圧ブースタが報告されている。
図７において、第１モータリレー３１が正常に動作している場合には、油圧ブースタ３や液路中の油圧は常に所定圧Ｈ以上に保たれている。
【０００３】
一方、油圧ブースタ３と一体構造をなす第２アキュムレータ１３の圧力が低下し、図８に示すように、第１圧力スイッチ１７で設定された圧力Ｈ以下になった場合、その接点Ｋ１が閉結される。この接点Ｋ１が閉結された場合、ＢＡＴＴ電源から第１モータリレー３１のコイルＬ１に電力が供給され、その接点Ｋ２が閉結される。そして、ＢＡＴＴ電源から接点Ｋ２を介してモータ１５に電力が供給される。この結果、モータ１５が回転して油圧ポンプ７が駆動される（図８に示すＡ点）。油圧ポンプ７は、第１アキュムレータ１１、第２アキュムレータ１３、油圧ブースタ３の順序でこれらに内分される油圧を上昇させる。
【０００４】
第１圧力スイッチ１７は、図８（ａ）に示すヒステリシス特性を有してＯＮ／ＯＦＦし、接点Ｋ１が閉結する圧力Ｈよりも高い圧力Ｈｍで接点Ｋ１が開くようになっているので、油圧ブースタ３内の油圧は充分高くなる。
圧力Ｈｍ以上になった場合には、第１圧力スイッチ１７の接点Ｋ１が開き、第１モータリレー３１のコイルＬ１に供給されていた電力が停止され、その接点Ｋ２が開き、モータ１５の回転が停止して油圧ポンプ７が停止される（図８に示すＢ点）。このような動作を繰り返すことで、油圧ブースタ３内の圧力は常に常用下限圧力Ｈから常用上限圧力Ｈｍの間に保たれ、正常運転される。
【０００５】
ところが、第１圧力スイッチ１７または第１モータリレー３１が故障した場合には、第１モータリレー３１の接点Ｋ２が開放されるので、モータ１５を回転させることはできず、このときアキュムレータ１３の圧力が低下すると油圧ポンプ７は駆動できない。この結果、油圧ブースタ３内の圧力は第１圧力スイッチ１７の感応圧力Ｈを下回り、第３圧力スイッチ２９の感応圧力である許容最低圧力Ｌ（Ｌ＜Ｈ）まで低下する。
【０００６】
この時、異常検出に用いられる第３圧力スイッチ２９の接点Ｋ３が開放され、フェールセーフリレー３５のコイルＬ２に今まで供給されていたＩＧＮ電源からの通電が遮断され、その接点Ｋ４が閉結される。そして、接点Ｋ４の閉結によりＩＧＮ電源から予備に用いられる第２モータリレー３３のコイルＬ３が通電され、接点Ｋ５が閉結される。そして、ＢＡＴＴ電源から接点Ｋ５を介してモータ１５に給電され油圧ポンプ７が回転を開始する。この結果、油圧ポンプ７は油圧を発生して油圧ブースタ３内の圧力を回復する。
【０００７】
同時に、接点Ｋ４の閉結によりＩＧＮ電源から警報ランプ３７に通電し、警告ランプ３７が点灯するので、使用者に第１圧力スイッチ１７または第１モータリレー３１の修理を促すようになっている。
また、図８に示すように、油圧ブースタ３の圧力が要注意圧力Ｌm以下になると、第２圧力スイッチ１９が開放され、ブレーキ警報ブザー２１を鳴らすとともに、ブレーキ警告灯２３を点灯させている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来の油圧回路のフェールセーフ回路にあっては、システムが正常に動作している間、フェールセーフリレー３５に設けられた接点Ｋ４は常に開いている。このため、液路の油圧が降下するという異常が発生した場合、接点Ｋ４が正常に閉結することが期待される。
【０００９】
ところが、フェールセーフリレー３５に設けられたコイルＬ２が切断故障した場合や、その接点Ｋ４が閉結しない故障が発生した場合、予備のために設けておいた第２モータリレー３３は作動しなくなる可能性がある。
そこで、油圧回路が正常に動作している場合でも、フェールセーフリレーの故障の有無を確認したいという要望があった。
【００１０】
本発明は、上記に鑑みなされたもので、その目的としては、油圧回路に設けられているフェールセーフリレーの接点が閉結しない故障の有無を報知することができる油圧回路のフェールセーフ回路を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、上記課題を解決するため、液路中の油液の圧力が常用範囲の下限圧力よりも低下した場合に、油圧ポンプに電力を供給して油液の圧力を常用範囲内に保持する油圧回路と、この液路中の油液の圧力が常用範囲の下限圧力よりも低い許容最低圧力まで低下した場合に開放する非常用圧力スイッチと、この非常用圧力スイッチの開放に応じて接点を閉結するフェールセーフリレーと、このフェールセーフリレーの接点の閉結に応じて油圧ポンプに電力を供給する非常用リレーとを備えた油圧回路のフェールセーフ回路において、電源から供給される電荷を所定の時定数を伴って充電するとともに、前記フェールセーフリレーの接点が閉結した場合に充電された電荷を放電する充放電手段と、この充放電手段に充電されている電荷の充電量が所定の基準値を超えたか否かを表す判定信号を出力する充電量判定手段と、この充電量判定手段から出力される判定信号に基づいて、前記フェールセーフリレーの接点が閉結しない故障の有無を判断する故障判断手段と、この故障判断手段による判断結果に応じて警告灯を点灯する警告手段とを備え、電源遮断時には、油圧が生じないために前記非常用圧力スイッチの開放により前記フェールセーフリレーの接点が閉結して前記充放電手段の電荷は放電し、前記充電量判定手段は、電源投入時に、前記充放電手段が充電過程または満充電状態にあることを表す判定信号を出力することを要旨とする。
【００１２】
請求項２記載の発明は、上記課題を解決するため、前記故障判断手段は、前記充電量判定手段から充電過程を表す判定信号が出力される場合には、前記フェールセーフリレーは正常に動作していることと判断することを要旨とする。
【００１４】
【発明の効果】
請求項１記載の本発明によれば、電源から供給される電荷を所定の時定数を伴って充電するとともに、フェールセーフリレーの接点が閉結した場合に充電された電荷を放電するようにしておき、充電されている電荷の充電量が所定の基準値を超えたか否かを表す判定信号を出力する。ここで、この判定信号に基づいて、フェールセーフリレーの故障の有無を判断し、判断結果に応じて警告灯を点灯することで、油圧回路に用いられるフェールセーフリレーの接点が閉結しない故障の有無を報知することができる。
【００１５】
また、請求項１記載の本発明によれば、電源遮断時には、油圧が生じないために前記非常用圧力スイッチの開放により前記フェールセーフリレーの接点が閉結して前記充放電手段の電荷は放電し、電源投入時に、充電過程を表す判定信号が出力される場合には、フェールセーフリレーは正常に動作していることと判断することで、油圧回路に用いられるフェールセーフリレーが正常であることを報知することができる。また、電源投入時に、満充電状態を表す判定信号が出力される場合には、フェールセーフリレーの接点が閉結しない故障が生じていると判断することで、油圧回路に用いられるフェールセーフリレーが故障していることを報知することができる。
【００１６】
また請求項２記載の本発明によれば、充電過程を表す判定信号が出力される場合には、フェールセーフリレーは正常に動作していることと判断することで、油圧回路に用いられるフェールセーフリレーが正常であることを報知することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を参照して説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る油圧回路のフェールセーフ回路が適応可能な油圧ブースタのシステム構成を示す図であり、図２はフェールセーフ回路を示す図である。
【００１９】
図１において、ブレーキペダル１が踏み込み操作されると、ブレーキペダル１による踏み込み圧力が油圧ブースタ３で倍力され、マスタシリンダ５に伝えられ、フロントブレーキ系やリヤブレーキ系が作動して車速が減速するように構成されている。
油圧ポンプ７は、モータ１５により駆動され、リザーバタンク９から低圧ホースを介して供給されるブレーキ油を加圧して第１チェック弁１２、高圧ホース２４、第１アキュムレータ１１、高圧ホース２５、第２チェック弁１４、第２アキュムレータ１３の順序で送り蓄圧する。
【００２０】
第１圧力スイッチ１７は、図８（ａ）に示すヒステレシス特性に従い、第１アキュムレータ１１のブレーキ液の圧力を検知し、圧力が常用下限圧力Ｈ以下になった場合に接点Ｋ１を閉結し、第１モータリレー３１のコイルＬ１にバッテリ（ＢＡＴＴ）電源を通電して励磁し、その接点Ｋ２を閉じてバッテリ電源をモータ１５に供給して回転させる。
【００２１】
第２圧力スイッチ１９は、油圧ブースタ３に直結された第２アキュムレータ１３の圧力を検知し、図８（ｂ）に示すように、圧力が要注意圧力Ｌm 以下になった場合には開放され、警報ブザー２１を鳴らすとともに、ブレーキ警告灯２３を点灯させる。また、第２の圧力スイッチ１９は、注意圧力Ｌ以上になった場合には閉結され、警報ブザー２１と警告灯２３を消す。
【００２２】
第１アキュムレータ１１は、油圧ポンプ７によって加圧された高圧のブレーキ液を一方通行となるチェック弁１２を通して蓄えておくものである。第１アキュムレータ１１が予め設定された最大圧力になった場合、ブレーキ液は高圧ホース２５を介して一方通行となるチェック弁１４を通り第２アキュムレータ１３に送られる。さらに、第２アキュムレータ１３はブレーキ使用時に必要な液圧をブースタ３に供給する。
【００２３】
ブレーキ液が油圧ブースタ３に送られ減少した場合、一方通行となる第２チェック弁１４を通り第１アキュムレータ１３のブレーキ液が第２キュムレータ１３に補充されてくる。
第２チェック弁１４は、第２アキュムレータ１３と油圧ブースタ３とともに一体構造となっており、高圧ホース２５の近辺にリーク等があった場合に第２アキュムレータ１３の圧力を確保するために設けられた安全弁である。
【００２４】
リリーフ弁２７は、第２アキュムレータ１３の圧力が異常に上昇した場合に、余剰圧力をリザーバタンク９に逃がすための安全弁である。
リザーバタンク９は、油圧ブースタ３及びマスタシリンダ５に供用可能なように一体構造になっており、内部に仕切りが設けられている。液面警告スイッチ３０は、リザーバタンク９内のブレーキ液の液面位置を検出し、所定位置より低くなった場合には、ブレーキ警告灯２３を点灯させる。ブレーキ警報ブザー２１は、第２圧力スイッチ１９が作動した時に鳴り、セレクトレバー（図示せず）がパーキング位置“Ｐ”では鳴らないように優先割り込み回路が設定せれている。
【００２５】
第３圧力スイッチ２９は、異常検出に用いられ、図８（ｃ）に示すように、第１アキュムレータ１１の圧力が第１圧力スイッチ１７の設定値Ｈ圧力よりも低く、許容最低設定圧力Ｌ以下になると接点が開放する油圧スイッチである（Ｈm＞Ｈ＞Ｌ＞Ｌm）。
【００２６】
フェールセーフリレー３５は、圧力正常時に第３圧力スイッチ２９の接点Ｋ３が閉結され、そのコイルＬ２に通電された時には接点Ｋ４が開放され、一方、圧力低下時には接点Ｋ３が開放されコイルＬ２に通電がなくなりバネ等の付勢力等で接点Ｋ４を閉結する。
【００２７】
予備に用いられる第２モータリレー３３は、フェールセーフリレー３５の接点Ｋ４が圧力低下により閉結して作動し、ＩＧＮ電源からコイルＬ３に通電される。同時に、警告灯３７はＩＧＮ電源が通電され、許容最低圧力Ｌ以下であることを示すために点灯する。
常用される第１モータリレー３１が故障して作動しない場合には、第１アキュムレータ１１の油圧が低下するので、フェールセーフリレー３５と第２モータリレー３５で油圧を正常値に戻すようにしている。
【００２８】
次に、図３を参照して、フェールセーフ回路に供給される電源について説明する。
車両のキーシリンダ４３は、図３（ａ）に示すように、キー４１を差し込んだ位置から右回りの順番に、マスタスイッチ（ＢＡＴＴ）、イグニッションスイッチ（ＩＮＧ）、スタータースイッチ（ＳＴＡＲＴ）が配置されている。キーを差し込んだ位置からキー４１を回転させると、マスタスイッチ、イグニツションスイッチ、スタータスイッチの順にオンされる。
【００２９】
各スイッチは、図３（ｂ）に示すように、バッテリからマスタスイッチを介して供給されているＢＡＴＴ電源と、システム作動時にのみ供給されるＩＧＮ電源と、定電圧回路４７から供給される５ＶのＶｃｃ電源の三種類がフェールセーフ回路に供給される。
【００３０】
次に、図２に示すフェールセーフ回路の構成について説明する。
充放電回路５３は、イグニッション（ＩＮＧ）がオフ状態からオン状態に切り替わった場合、無電荷状態だったコンデンサＣ１に抵抗Ｒ１を介してＩＧＮ電源が供給され所定の時定数（τ＝Ｃ１×Ｒ１）を有する充電曲線を描いて充電される。また、フェールセーフリレー３５の接点Ｋ４が閉結した場合には、コンデンサＣ１に充電されていた電荷をダイオードＤ１、接点Ｋ４を介してグランドに放電される。
【００３１】
充電量判定回路５５は、充放電回路５３のコンデンサＣ１に充電される充電電圧をダイオードＤ２を介してトランジスタＴｒ１のベース端子に入力し、所定電圧までコンデンサＣ１に充電されたことを表す判定出力信号をコレクタ端子からゲート６５に出力する。従って、充電量判定回路５５から出力される判定出力信号は、コンデンサＣ１が充電過程にあることを表す場合や、満充電状態にあることを表す場合がある。
【００３２】
なお、トランジスタＴｒ１のエミッタ端子には、定電圧回路から抵抗Ｒ２を介しＶｃｃが印加されている。この定電圧回路にはバッテリからキー回路３９のマスタスイッチ（ＢＡＴＴ）位置で電源が供給される。
パワーオンリセット回路５７は、イグニッション（ＩＮＧ）電源の投入時に、パルス幅Ｔ２を有するリセット信号を発生させる。
【００３３】
故障判断回路５９では、充電量判定回路５５からの判定出力信号とパワーオンリセット回路５７からのリセット信号に基づいて、フェ−ルセーフリレー３５の故障を判断し、故障と判断した場合には故障信号を出力する。
駆動回路６１は、故障判断回路５９からフェールセーフリレー３５の故障を表す故障信号が出力された場合には、トランジスタＴｒ２がオンしてＩＧＮ電源から警告灯３７に給電して警告灯３７を点灯する。
【００３４】
次に、図２に示すフェールセーフ回路の動作を詳しく説明する。
まず、フェールセーフリレー３５が正常な場合について、図２〜図５を参照して説明する。なお、図４に示すタイミングチャートは、フェールセーフリレー３５が正常な時の図２に示す（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）各部位の電圧の時間変化を示している。また、図４（Ａ）に示すＶｍは充電量判定回路５５の閾値、Ｔ１はフェールセーフリレー３５が正常な場合に充電量判定回路５５から出力されるＢ点の正常判定信号のパルス幅、Ｔ２はパワーオンリセット回路５７から出力されるＣ点のリセット信号のパルス幅、ＲＳ−フリップフロップ６７の出力Ｄ点のパルス幅、（Ｔ１−Ｔ２）はＡＮＤ回路６５から出力されるセット信号のパルス幅である。
【００３５】
駐車中にキーシリンダからキー４１が抜かれた状態や、停車中で単にキー４１が差込まれただけで全ての電源がオフ位置となっている状態では、ＩＧＮ電源は未供給状態にあるため、油圧ポンプ７を駆動するためのモータ１５が停止している。この状態では、油圧が低下しているため第３圧力スイッチ２９の接点Ｋ３は開放状態にあり、フェールセーフリレー３５のコイルＬ２は通電状態にないので、接点Ｋ４はバネ等による付勢力により閉結されている。
【００３６】
この時、第２モータリレー３３のコイルＬ３の一端は、フェールセーフリレー３５の接点Ｋ４を介してグランドに接続されるが、コイルＬ３の他端へのＩＧＮ電源の供給は断たれているので、第２モータリレー３３の接点Ｋ５が閉結することはない。
【００３７】
同時に、充放電回路５３のダイオードＤ１はフェールセーフリレー３５の接点Ｋ４を介してグランドに接続されているので、充放電回路５３のコンデンサＣ１には電荷が蓄積されることなく、ＩＧＮ電源の供給が開始されるまで、無電荷状態となっている。
駐車中や停車中では、図４（ａ）に示すように、充放電回路５３のコンデンサＣ１（Ａ点）の電位はグランドレベルまで降下している。
【００３８】
次に、運転者がエンジンを始動するために、キーシリンダにキー４１を差し込みイグニッションオン位置まで回動して、バッテリからＩＧＮ電源が供給される。この時、第１アキュムレータ１１の圧力が低下しているので、図８に示すように、第１圧力スイッチ１７で設定された圧力Ｈ以下になっている場合、その接点Ｋ１が閉結され、ＢＡＴＴ電源から第１モータリレー３１のコイルＬ１に電力が供給され、その接点Ｋ２が閉結される。そして、ＢＡＴＴ電源から接点Ｋ２を介してモータ１５に電力が供給される。この結果、モータ１５が回転して油圧ポンプ７が駆動される。油圧ポンプ７は、第１アキュムレータ１１、第２アキュムレータ１３、油圧ブースタ３の順序でこれらに内分される油圧を上昇させる。
【００３９】
この結果、第１アキュムレータ１１の圧力が低圧力状態から正常値に戻り、第３圧力スイッチ２９の接点Ｋ３を閉結するため、ＩＧＮ電源からフェールセーフリレー３５のコイルＬ２に通電され、フェールセーフリレー３５の接点Ｋ４が開放される。
【００４０】
この時、充放電回路５３のコンデンサＣ１には、ＩＧＮ電源から抵抗Ｒ１を介して充電電流が流れ始めるので、図４（ｂ）に示すように、Ａ点での電位は上昇する。同時に、充電量判定回路５５のトランジスタＴｒ１は、ベース端子がグランドレベルから上昇し始めて閾値Ｖｍになるまでの間だけオン状態にあるので、コレクタ端子（Ｂ点）の電位は（Ｈ）レベルとなる。
【００４１】
その後、トランジスタＴｒ１のベース電位が閾値Ｖｍを越えた時にはオフ状態に切り替わるので、図４に示すＰ時点で（Ｌ）レベルヘ反転する。この結果、トランジスタＴｒ１のコレクタからはパルス幅Ｔ１を有し充電過程を表すパルス信号が出力される。
【００４２】
一方、パワーオンリセット回路５７は、図４に示すように、ＩＧＮ電源が投入された時に正常判定信号のパルス幅Ｔ１より短い時間Ｔ２のリセット信号（Ｃ）を出力する。
故障判断回路５９内では、パワーオンリセット回路５７からリセット信号が出力されている期間中Ｔ２には、ＡＮＤ回路６５の一端に充電量判定回路５５から入力される正常判定信号（Ｂ点）がマスクされる構成となっている。従って、ＡＮＤ回路６５から出力される信号は、図４（Ｄ）に示すように、リセット信号（Ｃ）の立ち下がり時期に対応して立ち上がった後に、正常判定信号（Ｂ）が立ち下がるまでの期間（Ｔ１−Ｔ２）だけ（Ｈ）レベルとなるセット信号（Ｄ）が出力される。
【００４３】
この結果、リセット信号（Ｃ）とセット信号（Ｄ）が入力されるＲＳ−フリップフロップ６７からは、リセット信号（Ｃ）と同様のタイミングを有する点灯信号（Ｅ）が出力される。
この点灯信号（Ｅ）は、駆動回路６１の抵抗Ｒ５を介してトランジスタＴｒ２のベース端子に印加され、（Ｈ）レベルとなる期間Ｔ２だけオンする。このため、ＩＧＮ電源から警告灯３７、ダイオードＤ３、トランジスタＴｒ２のコレクタからエミッタ、グランドの順に電流が流れ、期間Ｔ２のみ警告灯３７が点灯される。そして、リセット信号が解除された後に警告灯３７は消灯する。運転者は、この警告灯３７の点灯を視認して、フェールセーフリレー３５が正常状態にあることを認識することができる。
【００４４】
このように、フェールセーフリレー３５が正常状態の場合には、ＩＧＮ電源が投入された時点で期間Ｔ２だけ警告灯３７を点灯するようにしたので、フェールセーフリレー３５の接点Ｋ４が閉結していたことを運転者に確認させることができる。
【００４５】
次に、図５を参照して、フェールセーフリレー３５が故障して作動しない場合のフェールセーフ回路の動作について説明する。なお、図５は、フェールセーフリレー３５が故障した時のフェールセーフ回路の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【００４６】
第１アキュムレータ１１の圧力が、第１圧力スイッチ１７の設定値Ｈよりも低くなったにも拘わらず、常用される第１モータリレー３１の接点Ｋ２が閉結せず、されに圧力が低下し、異常検出に用いられる第３圧力スイッチ２９が反応して接点Ｋ３が開いたこととする。この接点Ｋ３が開放されＩＧＮ電源が遮断されても、フェールセーフリレー３５の接点ｋ４が閉結せず、この結果、ＩＧＮ電源が第２モータリレー３３のコイルＬ３に通電されず、モータ１５は停止状態のままとする。同時に、フェールセーフリレー３５の接点Ｋ４が開放状態になので、警告灯３７は接点Ｋ４を介してグランドに接続されていないこととする。
【００４７】
駐車時に、運転者がキーシリンダからキー４１を抜くと、ブレーキシステムは停止状態になり、同時に、第３圧力スイッチ２９の接点Ｋ３に供給されていたＩＧＮ電源も遮断される。
【００４８】
フェールセーフリレー３５が故障した（ゴミ詰まり、バネ破損）場合、接点Ｋ４が閉結せず、充放電回路５３のダイオードＤ１は接点Ｋ４を介してグランドに接続されない。従って、充放電回路５３内のコンデンサＣ１に蓄積されている電荷は放電されることがなく、図５（Ａ）に示すように、引き続き（Ｈ）レベル状態が保持されることとなる。
【００４９】
このような状態で、運転者が車両に搭乗し、キーシリンダにキー４１を差し込んで回動し、再びＩＧＮ電源がフェールセーフ回路に供給されても、充放電回路５３のコンデンサ５３は充電状態が保持されているので、充電量判定回路５５のトランジスタＴｒ１のベース端子には（Ｈ）レベルが印加されているのでオフ状態にある。この結果、図５（Ｂ）に示すように、トランジスタＴｒ１のコレクタ端子は（Ｌ）レベルが続き正常判定信号が出力されない。
【００５０】
このため、ＡＮＤ回路６５からは正常時に出力されるようなセット信号は出力されず、（Ｌ）レベルが保持されたままとなり、ＲＳ−フリップフロップ６７に入力されるのはリセット信号だけとなる。この結果、ＲＳ−フリップフロップ６７からは、図５（Ｅ）に示すような点灯信号が出力される。
【００５１】
この点灯信号（Ｅ）は、駆動回路６１の抵抗Ｒ５を介してトランジスタＴｒ２のベース端子に印加され、（Ｈ）レベルとなっているのでオン状態となる。この結果、ＩＧＮ電源から警告灯３７、ダイオードＤ３、トランジスタＴｒ２のコレクタからエミッタ、グランドの順に電流が流れ、警告灯３７が点灯し続ける。そして、運転者は、この警告灯３７の点灯を視認して、フェールセーフリレー３５が故障したことを認識することができる。
【００５２】
（第２の実施の形態）
図６は、本発明の第２の実施の形態に係るフェールセーフ回路を示す図である。なお、本実施の形態は、ハイブリッド車両の回生ブレーキシステムに適用可能である。
まず、第１の実施の形態と異なる部分について説明する。
【００５３】
ＣＰＵ７３は、制御プログラムを記憶してある内部ＲＯＭを有し、回生ブレーキを制御するとともに、入力ポート（１），（２）から入力される各信号に基づいてフェールセーフリレー３５の故障判断を行う。
【００５４】
入力回路７５は、フェールセーフリレー３５の接点Ｋ４がグランドに接続された場合には（Ｌ）レベルの作動信号をＣＰＵ７３の入力ポート（２）に出力する。一方、フェールセーフリレー３５の接点Ｋ４が開放されている場合には充放電回路５３のコンデンサＣ１に充電されている充電電圧をＣＰＵ７３の入力ポート（２）に出力する。
【００５５】
ここで、ハイブリッド車両について説明する。
ハイブリッド車両は、内燃エンジンによって発電機を回転させ、発電された電力を用いて駆動用モータを回転させ走行するシリーズハイブリッド車両と、内燃エンジンの駆動力と電動モータの駆動力を機械機構を用いる組合わせによって駆動輪に伝えるパラレルハイブリッド車両、この両者の中間的な構成を有するハイブリッド車両等が実用化されている。これらのハイブリッド車両では、内燃エンジンと電動モータとの２つが駆動源となるため、例えば内燃エンジンが故障してもバッテリに蓄積されている電気がなくなるまでは電動モータで走行することができる。
【００５６】
パラレルハイブリッド車両では、例えばブレーキペダルの踏み込み量の変動をブレーキペダルセンサで検出しておき、回生ブレーキ制御電子ユニット７１は、この検出値および回生エネルギーに応じて、油圧ブレーキのホイールシリンダにかかる圧力を回生エネルギーに相当する分だけ減圧するように制御している。
【００５７】
すなわち、ハイブリッド車両においては、燃費を向上させるために、車両が減速する時に走行用のモータに発生する回生エネルギーをバッテリに充電するようにしている。発電機を強制回転させる回生エネルギー分だけ減速量が増すので、運転者が違和感を覚えないように、回生エネルギーに相当する分だけ油圧ブレーキのホイールシリンダに加える圧力を減圧操作するように制御している。この場合、減圧操作を行なう油圧バルブを作動させるために、油圧ブースタ３に蓄圧されるブレーキ液の油圧が利用される。
【００５８】
しかしながら、ハイブリッド車両が走行中に第１アキュムレータ１１や第２アキュムレータ１３や油圧ブースタ３に異常が発生して油圧が許容最低圧力Ｌ以下まで低下した場合には、車両を停止する機能を最優先するため、上述したような回生ブレーキ制御を中止する必要がある。
【００５９】
このため、回生ブレーキ電子制御ユニット７１では、油圧ブースタ３等の油液の圧力が許容最低圧力Ｌ以下まで低下た場合には、油圧ブースタ３に異常が発生したことを検知し、上述したような回生ブレーキ制御を中止することになる。
【００６０】
そこで、油圧ブースタ３等の油液の圧力が許容最低圧力Ｌ以下まで低下した場合には、第３圧力スイッチ２９の接点Ｋ３が開放されるので、フェールセーフリレー３５の接点Ｋ４が閉結され、入力回路７５にはグランドレベルが入力される。そして、入力回路７５は、ＣＰＵ７３の入力ポート（２）に（Ｌ）レベルの作動信号を出力するので、ＣＰＵ７３ではフェールセーフリレー３５が正常動作したことと判断することができる。この結果、上述したような回生ブレーキ制御を中止することになる。
【００６１】
一方、フェールセーフリレー３５が正常な場合には、車両の始動時に、図４に示すように、充電量判定回路５５によりＩＧＮ電源を投入した時点から期間Ｔ１だけ正常判定信号（Ｂ）として（Ｈ）レベルの充電過程を表すパルス信号がＣＰＵ７３の入力ポート（１）に出力されるので、ＣＰＵ７３でこの時間Ｔ１が計測された場合には、フェールセーフリレー３５が正常であると判断することができる。また、ＣＰＵ７３はフェールセーフリレー３５が正常と判断した場合に、ＣＰＵ７３からＩＧＮ電源投入時に期間Ｔ２だけ（Ｈ）レベルのパルス信号を駆動回路６１に出力することで、警告灯３７を短い期間Ｔ２だけ点灯させることができ、フェールセーフリレー３５の動作チェックが可能になる。
【００６２】
次に、フェールセーフリレー３５が故障して作動しない場合の回生ブレーキ電子制御ユニットの動作について説明する。なお、図５は、フェールセーフリレー３５が故障した時のフェールセーフ回路の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【００６３】
第１アキュムレータ１１の圧力が、第１圧力スイッチ１７の設定値Ｈよりも低くなったにも拘わらず、常用される第１モータリレー３１の接点Ｋ２が閉結せず、さらに圧力が低下し、異常検出に用いられる第３圧力スイッチ２９が反応して接点Ｋ３が開いたこととする。この接点Ｋ３が開放されＩＧＮ電源が遮断されても、フェールセーフリレー３５の接点ｋ４が閉結せず、この結果、ＩＧＮ電源が第２モータリレー３３のコイルＬ３に通電されず、モータ１５は停止状態のままとする。同時に、フェールセーフリレー３５の接点Ｋ４が開放状態になっているので、警告灯３７は接点Ｋ４を介してグランドに接続されていないこととする。
【００６４】
駐車時に、運転者がキーシリンダからキー４１を抜くと、ブレーキシステムは停止状態になり、同時に、第３圧力スイッチ２９の接点Ｋ３に供給されていたＩＧＮ電源も遮断される。
フェールセーフリレー３５が故障した（ゴミ詰まり、バネ破損）場合、接点Ｋ４が閉結せず、充放電回路５３のダイオードＤ１は接点Ｋ４を介してグランドに接続されない。従って、充放電回路５３内のコンデンサＣ１に蓄積されている電荷は放電されることがなく、図５（Ａ）に示すように、引き続き（Ｈ）レベル状態が保持されることとなる。
【００６５】
このような状態で、運転者が車両に搭乗し、キーシリンダにキー４１を差し込んで回動し、再びＩＧＮ電源がフェールセーフ回路に供給されても、充放電回路５３のコンデンサ５３は充電状態が保持されているので、充電量判定回路５５のトランジスタＴｒ１のベース端子には（Ｈ）レベルが印加されている。この結果、図５（Ｂ）に示すように、トランジスタＴｒ１のコレクタ端子は（Ｌ）レベルが続き正常判定信号が出力されない。
【００６６】
この場合、ＣＰＵ７３の入力ポート（１）に（Ｌ）レベルが入力されているので、ＣＰＵ７３はフェールセーフリレー３５の接点Ｋ４が故障したことと判断し、フェールセーフリレー３５が故障であることを表す（Ｈ）レベルの点灯信号を出力ポート（１）から駆動回路６１に出力する。
【００６７】
この点灯信号は、駆動回路６１の抵抗Ｒ５を介してトランジスタＴｒ２のベース端子に印加され、（Ｈ）レベルとなっているのでオン状態となる。この結果、ＩＧＮ電源から警告灯３７、ダイオードＤ３、トランジスタＴｒ２のコレクタからエミッタ、グランドの順に電流が流れ、警告灯３７が点灯し続ける。そして、運転者は、この警告灯３７の点灯を視認して、フェールセーフリレー３５が故障したことを認識することができる。
【００６８】
また、入力回路７５にもコンデンサＣ１に電荷が充電されていることを表す電圧が与えられ、入力回路７５からＣＰＵ７３の入力ポート（２）に（Ｈ）レベルが入力される。そして、ＣＰＵ７３には、例えばＩＧＮ電源が投入された時に入力される投入信号とは異なる（Ｈ）レベル信号が入力されるので、フェールセーフリレー３５の接点Ｋ４に故障が発生したことと判断することができる。そして、フェールセーフリレー３５が故障であることを表す（Ｈ）レベルの点灯信号を出力ポート（１）から駆動回路６１に出力する。そして、駆動回路６１により警告灯３７を点灯させ続ける。この結果、運転者は、この警告灯３７の点灯を視認して、フェールセーフリレー３５が故障したことを認識することができる。
【００６９】
この結果、フェールセーフリレー３５が故障した場合には、ＣＰＵ７３は上述したような回生ブレーキ制御を中止することになる。
【００７０】
また、フェールセーフリレーに故障が発生したことを検知した場合には、警告灯を用いて運転者に報知するので、運転者は速やかに故障部位の修理や、交換を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る油圧回路のフェールセーフ回路が適応可能な油圧ブースタのシステム構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態のフェールセーフ回路のブロック回路図である。
【図３】イグニツション・キーが挿入されるキーシリンダを示す図（ａ）と、電源回路を示す図（ｂ）である。
【図４】フェ−ルセーフリレーが正常な場合のタイミグチャートである。
【図５】フェ−ルセーフリレーが故障した場合のタイミグチャートである。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る油圧回路のフェールセーフ回路が適応可能な油圧ブースタのシステム構成を示す図である。
【図７】従来のフェールセーフ回路を有する油圧ブースタ回路を示す図である。
【図８】第１〜第３の圧力スイッチの作動特性を示す図である。
【符号の説明】
１ ブレーキペダル
３ 油圧ブースタ
５ マスタシリンダ
７ 油圧ポンプ
９ リザ―バータンク
１１ 第１アキュムレータ
１３ 第２アキュムレータ
１２、１４ チェック弁
１５ モータ
１７ 第１圧力スイッチ
１９ 第２圧力スイッチ
２１ 警報ブザー
２３ ブレーキ警告灯
２５ 高圧ホース
２７ リリーフ弁
２９ 第３圧力スイッチ
３０ 液面警告スイッチ
３１ 第１モータリレー
３３ 第２モータリレー
３５ フェールセーフリレー
３７ 警告灯
４５ バッテリ
５５ 充電量判定回路
５３ 充放電回路
５７ パワーオンリセット回路
５９ 故障判断回路
６１ 駆動回路
７１ 回生ブレーキ電子制御ユニット
７３ ＣＰＵ
７５ フェールセーフ信号入力回路
Claims (2)
- 液路中の油液の圧力が常用範囲の下限圧力よりも低下した場合に、油圧ポンプに電力を供給して油液の圧力を常用範囲内に保持する油圧回路と、
この液路中の油液の圧力が常用範囲の下限圧力よりも低い許容最低圧力まで低下した場合に開放する非常用圧力スイッチと、
この非常用圧力スイッチの開放に応じて接点を閉結するフェールセーフリレーと、
このフェールセーフリレーの接点の閉結に応じて油圧ポンプに電力を供給する非常用リレーとを備えた油圧回路のフェールセーフ回路において、
電源から供給される電荷を所定の時定数を伴って充電するとともに、前記フェールセーフリレーの接点が閉結した場合に充電された電荷を放電する充放電手段と、
この充放電手段に充電されている電荷の充電量が所定の基準値を超えたか否かを表す判定信号を出力する充電量判定手段と、
この充電量判定手段から出力される判定信号に基づいて、前記フェールセーフリレーの接点が閉結しない故障の有無を判断する故障判断手段と、
この故障判断手段による判断結果に応じて警告灯を点灯する警告手段とを備え、
電源遮断時には、油圧が生じないために前記非常用圧力スイッチの開放により前記フェールセーフリレーの接点が閉結して前記充放電手段の電荷は放電し、
前記充電量判定手段は、
電源投入時に、前記充放電手段が充電過程または満充電状態にあることを表す判定信号を出力することを特徴とする油圧回路のフェールセーフ回路。 - 前記故障判断手段は、
前記充電量判定手段から充電過程を表す判定信号が出力される場合には、前記フェールセーフリレーは正常に動作していることと判断することを特徴とする請求項１記載の油圧回路のフェールセーフ回路。
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