JP3859405B2 - 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】
この発明は、制御バルブを備えた複数の油圧系統を設け、メインの油圧系統が故障した場合に、他の油圧系統を用いてアクチュエータを制御することができる四輪操舵装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
四輪操舵装置などのアクチュエータに、制御バルブを介して油圧ポンプを接続し、上記アクチュエータを駆動制御するシステムがある。この場合、上記制御バルブを制御装置で制御することにより、圧油の向きや、量を調節して、上記アクチュエータに供給している。
このような装置で、制御装置が故障して制御バルブを正しく制御できなくなった場合には、制御装置と制御バルブとの間の回路を遮断するなどして、制御装置から出力される間違った制御信号で、アクチュエータが制御されることがないようにしている。
【0003】
しかし、制御装置に何らかの異常が発生した場合に、すぐにアクチュエータが駆動できなくなったのでは、不便なことが多い。そのために、図2に示すように、2重の制御系を備えたシステムが考えられている。
このシステムは、1つのアクチュエータ1に対して、2つの制御回路を接続したものである。すなわち、メインポンプ2からアクチュエータ1との間に第1制御バルブ3を介して接続したメインの回路と、サブポンプ5とアクチュエータ1との間に第2制御バルブ6を介して接続したサブの回路からなる。
【0004】
上記第1制御バルブ3は、メインポンプ2に接続した供給ポート3aと、タンクTに接続した戻りポート3bを備えるとともに、アクチュエータ1への供給または戻りポートとなるアクチュエータポート3cおよび3dを備えた比例ソレノイドバルブである。そして、この第1制御バルブ3は、メインCPU4によって、その切換位置を制御される。
上記第2制御バルブ6も、サブCPU7によって制御される比例電磁バルブで、上記第1制御バルブ3と同様に、供給ポート6a、戻りポート6b、アクチュエータポート6c,6dを備えている。
通常は、第2制御バルブ6を中立位置に保持し、第1制御バルブ3を切り換えて、アクチュエータを制御する。そして、メインCPU4が故障したりして、第1制御バルブ3を正しく制御できなくなった場合には、第1制御バルブを中立位置に戻して、サブCPU7により第2制御バルブ6を制御して、アクチュエータ1を駆動制御する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記図2に示す従来のシステムでは、メインの油圧系に異常が発生したときに、サブの油圧回路で対応するために、2個の油圧ポンプを備えている。2個のポンプを設けると、スペースも必要であるうえ、コストもかかってしまう。
といって、油圧ポンプを1つにして、メインとサブの回路に圧油を切り換える切り換えバルブを設けたのでは、回路が複雑になる。また、切り換えバルブが故障した場合には、せっかくサブの回路を設けていても、それを利用することができなくなってしまうこともある。
そこで、この発明の目的は、圧油の供給源が1つでも、メインの回路に異常が発生したときには、サブの回路が確実に機能するようにしたフェールセーフ回路を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
第1の発明は、圧油の供給源と、1つのアクチュエータと、これら供給源とアクチュエータとの間にあって、上記アクチュエータとパラレルに接続した複数の電磁式制御バルブとを備え、上記制御バルブは、センタリングスプリングを備え、ノーマル状態で中立位置を保つ一方、上記制御バルブには、供給ポートおよび戻りポートと、2つのアクチュエータポートとを設け、中立位置において上記供給ポートと戻りポートが連通するとともに、上記供給ポートおよび戻りポートは各アクチュエータポートとの連通を遮断される構成にし、かつ、最上流の制御バルブの供給ポートを供給源に接続し、最下流の制御バルブの戻りポートをタンクに接続しながら、各制御バルブの戻りポートを自身より1段下流の制御バルブの供給ポートに接続し、上記複数の制御バルブのうち特定の1つだけを切り換えると同時に、他の制御バルブを中立位置に保持した状態で上記アクチュエータを駆動制御する点に特徴を有する。
【0007】
第2の発明は、第1の発明を前提とし、複数の制御バルブが、第1、第2制御バルブとからなり、上記第1制御バルブを制御するメインCPUと、上記第2制御バルブを制御するサブCPUとを備え、上記メインCPUは、メインCPU自身に異常が発生したら、第1制御バルブの制御を停止するとともに、サブCPUは、上記メインCPUの異常を検出し、第2制御バルブを駆動制御する点に特徴を有する。
【0008】
第3の発明は、上記第1,第2の発明を前提とし、複数の制御バルブが、第1、第2制御バルブとからなり、上記第1制御バルブを制御するメインCPUと、上記第2制御バルブを制御するサブCPUとを備え、上記メインCPUは、第1制御バルブの異常を検出したら、第1制御バルブの制御を停止するとともに、サブCPUは、上記メインCPUの制御停止を検出して、第2制御バルブを駆動制御する点に特徴を有する。
第4の発明は、カットオフバルブを、制御バルブの上流または下流側に接続した点に特徴を有する。
【0009】
【発明の実施の形態】
図1に示す実施例は、この発明のフェールセーフ回路を備えた四輪操舵装置の回路図である。
この装置は、エンジンEの回転により駆動されるポンプPによって、後輪操舵用のアクチュエータ1及び、パワーステアリング装置8を駆動するものである。
油圧源であるポンプPからの吐出油は、プライオリティバルブ9によって、アクチュエータ1側とパワーステアリング装置8側へ振り分けられる。ただし、ここでは、上記パワーステアリング装置8の方へ供給される流量が、優先的に確保されるようにしている。
なお、図中、符号10はフィルターで、符号11,12は、リリーフバルブである。また、符号Hは、パワーステアリング装置8に連係したハンドルである。
【0010】
また、上記ポンプPからの吐出油を供給するポンプライン17および圧油をタンクTに戻すタンクライン18とアクチュエータ1との間は、バルブユニット13を介して接続している。このバルブユニット13は、第1制御バルブ3、第2制御バルブ6、第1カットオフバルブ14、第2カットオフバルブ15、フェールセーフバルブ16を備えている。
上記バルブユニット13を構成する各バルブは、後で説明するメインCPU4およびサブCPU7によって制御される。
【0011】
上記第1,第2制御バルブ3,6は、アクチュエータ1へ供給する圧油の、方向や油量を調整するためのバルブで、従来例の制御バルブと同じ構造である。ただし、その接続方法が従来例と異なる。
第1制御バルブ3は、その供給ポート3aを上記ポンプライン17に接続するとともに、戻りポート3bを第2制御バルブ6の供給ポート6aに接続している。そして、第2制御バルブ6の戻りポート6bは、上記タンクライン18に接続している。
なお、上記第1,第2制御バルブ3,6は、どちらもセンタスプリング3g,3hと6g,6hを備えたソレノイドバルブであり、ソレノイド3e,3f、6e,6fが励磁されないノーマル状態では、上記センタスプリングの作用により、図示の中立位置に復帰するようになっている。
【0012】
また、第1制御バルブ3のアクチュエータポート3c,3dを、第1カットオフバルブ14を介して、ライン19,20に接続している。このライン19,20は、アクチュエータ1への圧油の供給または排出流路となるラインである。
さらに、第2制御バルブ6のアクチュエータポート6c,6dを、第2カットオフバルブ15を介して、ライン19,20に接続している。すなわち、上記アクチュエータ1に対して、上記第1,第2制御バルブ3,6は、パラレルに接続されている。
また、上記第1,第2カットオフバルブ14,15は、ソレノイド14a,15aが励磁状態の時、連通位置に切り替わり、非励磁の時にはスプリング14b,15bのバネ力によって、図示の遮断位置を保つバルブである。
【0013】
さらに、上記ライン19,20間には、フェールセーフバルブ16を接続している。このフェールセーフバルブ16は、装置が正常に制御されているときには、ソレノイド16aを励磁して、遮断状態を保っているが、アクチュエータ1側や、バルブユニット13に異常が発生した場合には、図示の連通状態にする。上記フェールセーフバルブ16が、連通位置を保ち、ライン19とライン20とが連通すると、アクチュエータ1は非制御状態になる。
上記フェールセーフバルブ16は、ソレノイド16aが非励磁の時にスプリング16bによって、図示の連通位置を保ち、励磁状態で遮断位置に切り換わるバルブであり、メインCPU4またはサブCPU7によって、制御される。
【0014】
また、図1の回路には、メインCPU4およびサブCPU7が設けられ、これらによって、上記バルブユニット13を制御する。
上記メインCPU4,サブCPU7には、図示しない電源と、車速センサVと、前輪舵角センサFと、後輪舵角センサRとがそれぞれ接続され、各センサからの入力信号に応じて、各バルブを制御するようにしている。
【0015】
メインCPU4は、ソレノイド3eまたは3fを励磁することによって、第1制御バルブ3を図示の中立状態から、上下どちらかのバルブ位置に切り換えるとともに、ソレノイド3e,3fに供給する電流値によって、バルブの開度を調整することができる。さらに、メインCPU4は、第1カットオフバルブ14や、フェールセーフバルブ16を切り換えることもできる。
また、サブCPU7は、第2制御バルブ6と第2カットオフバルブ15のほか、フェールセーフバルブ16を制御するCPUである。そして、その制御方法は、メインCPU4と同じである。
ただし、上記メインCPU4,サブCPU7は、互いに、各CPUが正常に動作しているかどうかがわかるように信号をやりとりしている。
【0016】
以下に、この実施例の作用を説明する。
通常は、第2制御バルブ6および第2カットオフバルブ15を図示の中立位置に保ったまま、メインCPU4によって制御バルブ3だけを切換制御し、圧油をアクチュエータ1へ供給するようにする。つまり、第1制御バルブ3が、この発明の特定のバルブに当たる。そして、第1制御バルブ3を切り換えてアクチュエータ1を制御するときには、メインCPU4は、カットオフバルブ14のソレノイド14aを励磁して、カットオフバルブ14を図示の位置から連通位置に切り換えるとともに、ソレノイド16aも励磁して、フェールセーフバルブ16を図示の位置から切り換えて、ライン19とライン20間の連通を遮断する。
【0017】
例えば、第1制御バルブ3を、図中上側のバルブ位置に切り換えた場合には、ポンプ流路17からの圧油は、第1制御バルブ3の供給ポート3a→アクチュエータポート3c→第1カットオフバルブ14→ライン20→アクチュエータ1のように供給される。
一方、アクチュエータ1からの戻り油は、ライン19→第1カットオフバルブ14→第1制御バルブ3のアクチュエータポート3d→戻りポート3b→第2制御バルブ6の供給ポート6a→同戻りポート6b→戻り流路18のようにして、タンクTへ戻される。
上記メインCPU4は、各センサV,R,Fからの信号に応じて、第1制御バルブ3の開度や切り換え位置を制御して、アクチュエータ1へ供給する圧油の量や方向を制御することができる。
【0018】
上記の状態から、メインCPU4に異常が発生した場合、制御バルブ3が正確に制御されなくなる。このようなときには、メインCPU4が、バルブユニット13の各バルブへ出力する制御信号を停止する。例えば、メインCPU4の制御プログラムが正常に動作しているときにのみ、各バルブのソレノイドへ励磁電流を供給できるような回路を備えているればよい。
このようにして、メインCPU4が停止すれば、第1制御バルブ3およびカットオフバルブ14,フェールセーフバルブ16のソレノイドが非励磁となり、どちらのバルブもスプリングの作用により遮断位置に戻る。
【0019】
一方、サブCPU7は、メインCPU4が、異常発生によってダウンしたことを検出したら、バルブユニット13を制御し始める。すなわち、サブCPU7が、第2制御バルブ6およびカットオフバルブ15,フェールセーフバルブ16のソレノイドを励磁する。ソレノイド15が励磁され、カットオフバルブ15を連通位置に切り換えるとともに、ソレノイド6eまたは6fを励磁して、第2制御バルブ6を制御する。
これにより、ポンプ流路17からの圧油は、第1制御バルブ3の供給ポート3a→同戻りポート3b→第2制御バルブ6の供給ポート6a→アクチュエータポート6cまたは6d→第2カットオフバルブ15→ライン19または20→アクチュエータ1のように供給される。
また、アクチュエータ1からの戻り油は、ライン19または20→第2カットオフバルブ15→第2制御バルブ6のポート6d→戻りポート6b→戻り流路18のようにして、タンクTへ戻される。
【0020】
上記のように、メインCPU4で制御するメインの経路が使えなくなった場合には、速やかに、サブCPU7が第2制御バルブ6を制御して、アクチュエータ1を制御することができる。
なお、上記実施例では、メインCPU4に異常が発生した場合を説明したが、メインCPU4は正常なのに、第1制御バルブ3の電気系統が故障してしまったような場合には、メインCPU4がこれを検知して、自ら制御を中止する。メインCPU4の制御が停止すれば、上記と同様にして、サブCPU7が第2制御バルブ6を制御する。
また、第1制御バルブ3が機械的に故障して、ソレノイドが非励磁でも中立位置に復帰しなくなってしまった場合にも、メインCPU4を切れば、第1カットオフバルブ14が遮断位置になるので、サブCPU7が第2制御バルブ6を制御してアクチュエータ1の制御を続けることができる。
【0021】
この発明の実施例では、2つの油圧制御系を形成し、一方に異常が発生した場合には、他方が変わりに働いて、制御を続けられる。しかも、油圧源は、1台のポンプPなので、従来例のように、2台のポンプを備えるのと比べてコストを安くできる。
また、従来のように、複数の油圧系統に対して、切り換えバルブで、どの油圧系統に油圧を供給するかの切り換えを行う場合には、この1つの切り換えバルブが壊れてしまうと、予備の回路も使えなくなってしまうことがあるが、この発明では、故障した系統の制御バルブまたはカットオフバルブの制御を切るだけで、そのバルブが遮断位置になり、新たな回路に切り変えることができる。
【0022】
なお、上記実施例では、2個の制御バルブを用いているが、制御バルブを3個以上にして、上流側から順番に、自身の戻りポートをすぐ下流側のバルブの供給ポートに接続して用いることができる。この場合には、制御バルブの数だけ、油圧制御系ができ、その分、予備の回路が多くなる。この場合でも、油圧源は1つでよい。
ただし、多数の制御バルブやCPUを設けるよりも、メインとサブの2系統だけで、サブ側が機能している間にメイン側の異常の原因を調べたり、次の対応を準備したりする方が、現実的である。
【0023】
また、上記実施例では、各制御バルブの下流に直列にカットオフバルブを設けたが、このカットオフバルブは、制御バルブの上流側に設けても良いし、必ずしも必要なものではない。
さらに、全てのバルブを、CPUによって、電気的に制御しているが、カットオフバルブやフェールセーフバルブは、手動で切り換えるものにすることもできる。
【0024】
【発明の効果】
第1の発明によれば、1つの制御系統に異常が発生した場合に、その制御系統を切るだけで、他の制御系統を機能させることができる。
しかも、1つの油圧源によって、複数の制御系統を構成できるので、経済的である。
第2の発明によれば、メインCPUに異常が発生した場合には、サブCPUが第2制御バルブを制御することによって、アクチュエータの駆動制御を続けることができる。
【0025】
第3の発明によれば、メインCPUは正常でも、第1制御バルブに異常が発生した場合には、メインCPUが制御を停止して、サブCPUが第2制御バルブを制御することによって、アクチュエータの駆動制御を続けることができる。
第4の発明によれば、制御バルブが機械的に壊れてしまって、中立位置に戻らなくなった場合にも、カットオフバルブによって、壊れた制御バルブのアクチュエータポートとアクチュエータ間の連通を遮断することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例の回路図である。
【図2】従来例の回路図である。
【符号の説明】
1 アクチュエータ
3 第1制御バルブ
3a 供給ポート
3b 戻りポート
3c アクチュエータポート
3d アクチュエータポート
3e ソレノイド
3f ソレノイド
3g スプリング
3h スプリング
4 メインCPU
6 第2制御バルブ
6a 供給ポート
6b 戻りポート
6c アクチュエータポート
6d アクチュエータポート
6e ソレノイド
6f ソレノイド
6g スプリング
6h スプリング
7 サブCPU
14 カットオフバルブ
15 カットオフバルブ
P ポンプ
T タンク
【発明の属する技術分野】
この発明は、制御バルブを備えた複数の油圧系統を設け、メインの油圧系統が故障した場合に、他の油圧系統を用いてアクチュエータを制御することができる四輪操舵装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
四輪操舵装置などのアクチュエータに、制御バルブを介して油圧ポンプを接続し、上記アクチュエータを駆動制御するシステムがある。この場合、上記制御バルブを制御装置で制御することにより、圧油の向きや、量を調節して、上記アクチュエータに供給している。
このような装置で、制御装置が故障して制御バルブを正しく制御できなくなった場合には、制御装置と制御バルブとの間の回路を遮断するなどして、制御装置から出力される間違った制御信号で、アクチュエータが制御されることがないようにしている。
【0003】
しかし、制御装置に何らかの異常が発生した場合に、すぐにアクチュエータが駆動できなくなったのでは、不便なことが多い。そのために、図2に示すように、2重の制御系を備えたシステムが考えられている。
このシステムは、1つのアクチュエータ1に対して、2つの制御回路を接続したものである。すなわち、メインポンプ2からアクチュエータ1との間に第1制御バルブ3を介して接続したメインの回路と、サブポンプ5とアクチュエータ1との間に第2制御バルブ6を介して接続したサブの回路からなる。
【0004】
上記第1制御バルブ3は、メインポンプ2に接続した供給ポート3aと、タンクTに接続した戻りポート3bを備えるとともに、アクチュエータ1への供給または戻りポートとなるアクチュエータポート3cおよび3dを備えた比例ソレノイドバルブである。そして、この第1制御バルブ3は、メインCPU4によって、その切換位置を制御される。
上記第2制御バルブ6も、サブCPU7によって制御される比例電磁バルブで、上記第1制御バルブ3と同様に、供給ポート6a、戻りポート6b、アクチュエータポート6c,6dを備えている。
通常は、第2制御バルブ6を中立位置に保持し、第1制御バルブ3を切り換えて、アクチュエータを制御する。そして、メインCPU4が故障したりして、第1制御バルブ3を正しく制御できなくなった場合には、第1制御バルブを中立位置に戻して、サブCPU7により第2制御バルブ6を制御して、アクチュエータ1を駆動制御する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記図2に示す従来のシステムでは、メインの油圧系に異常が発生したときに、サブの油圧回路で対応するために、2個の油圧ポンプを備えている。2個のポンプを設けると、スペースも必要であるうえ、コストもかかってしまう。
といって、油圧ポンプを1つにして、メインとサブの回路に圧油を切り換える切り換えバルブを設けたのでは、回路が複雑になる。また、切り換えバルブが故障した場合には、せっかくサブの回路を設けていても、それを利用することができなくなってしまうこともある。
そこで、この発明の目的は、圧油の供給源が1つでも、メインの回路に異常が発生したときには、サブの回路が確実に機能するようにしたフェールセーフ回路を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
第1の発明は、圧油の供給源と、1つのアクチュエータと、これら供給源とアクチュエータとの間にあって、上記アクチュエータとパラレルに接続した複数の電磁式制御バルブとを備え、上記制御バルブは、センタリングスプリングを備え、ノーマル状態で中立位置を保つ一方、上記制御バルブには、供給ポートおよび戻りポートと、2つのアクチュエータポートとを設け、中立位置において上記供給ポートと戻りポートが連通するとともに、上記供給ポートおよび戻りポートは各アクチュエータポートとの連通を遮断される構成にし、かつ、最上流の制御バルブの供給ポートを供給源に接続し、最下流の制御バルブの戻りポートをタンクに接続しながら、各制御バルブの戻りポートを自身より1段下流の制御バルブの供給ポートに接続し、上記複数の制御バルブのうち特定の1つだけを切り換えると同時に、他の制御バルブを中立位置に保持した状態で上記アクチュエータを駆動制御する点に特徴を有する。
【0007】
第2の発明は、第1の発明を前提とし、複数の制御バルブが、第1、第2制御バルブとからなり、上記第1制御バルブを制御するメインCPUと、上記第2制御バルブを制御するサブCPUとを備え、上記メインCPUは、メインCPU自身に異常が発生したら、第1制御バルブの制御を停止するとともに、サブCPUは、上記メインCPUの異常を検出し、第2制御バルブを駆動制御する点に特徴を有する。
【0008】
第3の発明は、上記第1,第2の発明を前提とし、複数の制御バルブが、第1、第2制御バルブとからなり、上記第1制御バルブを制御するメインCPUと、上記第2制御バルブを制御するサブCPUとを備え、上記メインCPUは、第1制御バルブの異常を検出したら、第1制御バルブの制御を停止するとともに、サブCPUは、上記メインCPUの制御停止を検出して、第2制御バルブを駆動制御する点に特徴を有する。
第4の発明は、カットオフバルブを、制御バルブの上流または下流側に接続した点に特徴を有する。
【0009】
【発明の実施の形態】
図1に示す実施例は、この発明のフェールセーフ回路を備えた四輪操舵装置の回路図である。
この装置は、エンジンEの回転により駆動されるポンプPによって、後輪操舵用のアクチュエータ1及び、パワーステアリング装置8を駆動するものである。
油圧源であるポンプPからの吐出油は、プライオリティバルブ9によって、アクチュエータ1側とパワーステアリング装置8側へ振り分けられる。ただし、ここでは、上記パワーステアリング装置8の方へ供給される流量が、優先的に確保されるようにしている。
なお、図中、符号10はフィルターで、符号11,12は、リリーフバルブである。また、符号Hは、パワーステアリング装置8に連係したハンドルである。
【0010】
また、上記ポンプPからの吐出油を供給するポンプライン17および圧油をタンクTに戻すタンクライン18とアクチュエータ1との間は、バルブユニット13を介して接続している。このバルブユニット13は、第1制御バルブ3、第2制御バルブ6、第1カットオフバルブ14、第2カットオフバルブ15、フェールセーフバルブ16を備えている。
上記バルブユニット13を構成する各バルブは、後で説明するメインCPU4およびサブCPU7によって制御される。
【0011】
上記第1,第2制御バルブ3,6は、アクチュエータ1へ供給する圧油の、方向や油量を調整するためのバルブで、従来例の制御バルブと同じ構造である。ただし、その接続方法が従来例と異なる。
第1制御バルブ3は、その供給ポート3aを上記ポンプライン17に接続するとともに、戻りポート3bを第2制御バルブ6の供給ポート6aに接続している。そして、第2制御バルブ6の戻りポート6bは、上記タンクライン18に接続している。
なお、上記第1,第2制御バルブ3,6は、どちらもセンタスプリング3g,3hと6g,6hを備えたソレノイドバルブであり、ソレノイド3e,3f、6e,6fが励磁されないノーマル状態では、上記センタスプリングの作用により、図示の中立位置に復帰するようになっている。
【0012】
また、第1制御バルブ3のアクチュエータポート3c,3dを、第1カットオフバルブ14を介して、ライン19,20に接続している。このライン19,20は、アクチュエータ1への圧油の供給または排出流路となるラインである。
さらに、第2制御バルブ6のアクチュエータポート6c,6dを、第2カットオフバルブ15を介して、ライン19,20に接続している。すなわち、上記アクチュエータ1に対して、上記第1,第2制御バルブ3,6は、パラレルに接続されている。
また、上記第1,第2カットオフバルブ14,15は、ソレノイド14a,15aが励磁状態の時、連通位置に切り替わり、非励磁の時にはスプリング14b,15bのバネ力によって、図示の遮断位置を保つバルブである。
【0013】
さらに、上記ライン19,20間には、フェールセーフバルブ16を接続している。このフェールセーフバルブ16は、装置が正常に制御されているときには、ソレノイド16aを励磁して、遮断状態を保っているが、アクチュエータ1側や、バルブユニット13に異常が発生した場合には、図示の連通状態にする。上記フェールセーフバルブ16が、連通位置を保ち、ライン19とライン20とが連通すると、アクチュエータ1は非制御状態になる。
上記フェールセーフバルブ16は、ソレノイド16aが非励磁の時にスプリング16bによって、図示の連通位置を保ち、励磁状態で遮断位置に切り換わるバルブであり、メインCPU4またはサブCPU7によって、制御される。
【0014】
また、図1の回路には、メインCPU4およびサブCPU7が設けられ、これらによって、上記バルブユニット13を制御する。
上記メインCPU4,サブCPU7には、図示しない電源と、車速センサVと、前輪舵角センサFと、後輪舵角センサRとがそれぞれ接続され、各センサからの入力信号に応じて、各バルブを制御するようにしている。
【0015】
メインCPU4は、ソレノイド3eまたは3fを励磁することによって、第1制御バルブ3を図示の中立状態から、上下どちらかのバルブ位置に切り換えるとともに、ソレノイド3e,3fに供給する電流値によって、バルブの開度を調整することができる。さらに、メインCPU4は、第1カットオフバルブ14や、フェールセーフバルブ16を切り換えることもできる。
また、サブCPU7は、第2制御バルブ6と第2カットオフバルブ15のほか、フェールセーフバルブ16を制御するCPUである。そして、その制御方法は、メインCPU4と同じである。
ただし、上記メインCPU4,サブCPU7は、互いに、各CPUが正常に動作しているかどうかがわかるように信号をやりとりしている。
【0016】
以下に、この実施例の作用を説明する。
通常は、第2制御バルブ6および第2カットオフバルブ15を図示の中立位置に保ったまま、メインCPU4によって制御バルブ3だけを切換制御し、圧油をアクチュエータ1へ供給するようにする。つまり、第1制御バルブ3が、この発明の特定のバルブに当たる。そして、第1制御バルブ3を切り換えてアクチュエータ1を制御するときには、メインCPU4は、カットオフバルブ14のソレノイド14aを励磁して、カットオフバルブ14を図示の位置から連通位置に切り換えるとともに、ソレノイド16aも励磁して、フェールセーフバルブ16を図示の位置から切り換えて、ライン19とライン20間の連通を遮断する。
【0017】
例えば、第1制御バルブ3を、図中上側のバルブ位置に切り換えた場合には、ポンプ流路17からの圧油は、第1制御バルブ3の供給ポート3a→アクチュエータポート3c→第1カットオフバルブ14→ライン20→アクチュエータ1のように供給される。
一方、アクチュエータ1からの戻り油は、ライン19→第1カットオフバルブ14→第1制御バルブ3のアクチュエータポート3d→戻りポート3b→第2制御バルブ6の供給ポート6a→同戻りポート6b→戻り流路18のようにして、タンクTへ戻される。
上記メインCPU4は、各センサV,R,Fからの信号に応じて、第1制御バルブ3の開度や切り換え位置を制御して、アクチュエータ1へ供給する圧油の量や方向を制御することができる。
【0018】
上記の状態から、メインCPU4に異常が発生した場合、制御バルブ3が正確に制御されなくなる。このようなときには、メインCPU4が、バルブユニット13の各バルブへ出力する制御信号を停止する。例えば、メインCPU4の制御プログラムが正常に動作しているときにのみ、各バルブのソレノイドへ励磁電流を供給できるような回路を備えているればよい。
このようにして、メインCPU4が停止すれば、第1制御バルブ3およびカットオフバルブ14,フェールセーフバルブ16のソレノイドが非励磁となり、どちらのバルブもスプリングの作用により遮断位置に戻る。
【0019】
一方、サブCPU7は、メインCPU4が、異常発生によってダウンしたことを検出したら、バルブユニット13を制御し始める。すなわち、サブCPU7が、第2制御バルブ6およびカットオフバルブ15,フェールセーフバルブ16のソレノイドを励磁する。ソレノイド15が励磁され、カットオフバルブ15を連通位置に切り換えるとともに、ソレノイド6eまたは6fを励磁して、第2制御バルブ6を制御する。
これにより、ポンプ流路17からの圧油は、第1制御バルブ3の供給ポート3a→同戻りポート3b→第2制御バルブ6の供給ポート6a→アクチュエータポート6cまたは6d→第2カットオフバルブ15→ライン19または20→アクチュエータ1のように供給される。
また、アクチュエータ1からの戻り油は、ライン19または20→第2カットオフバルブ15→第2制御バルブ6のポート6d→戻りポート6b→戻り流路18のようにして、タンクTへ戻される。
【0020】
上記のように、メインCPU4で制御するメインの経路が使えなくなった場合には、速やかに、サブCPU7が第2制御バルブ6を制御して、アクチュエータ1を制御することができる。
なお、上記実施例では、メインCPU4に異常が発生した場合を説明したが、メインCPU4は正常なのに、第1制御バルブ3の電気系統が故障してしまったような場合には、メインCPU4がこれを検知して、自ら制御を中止する。メインCPU4の制御が停止すれば、上記と同様にして、サブCPU7が第2制御バルブ6を制御する。
また、第1制御バルブ3が機械的に故障して、ソレノイドが非励磁でも中立位置に復帰しなくなってしまった場合にも、メインCPU4を切れば、第1カットオフバルブ14が遮断位置になるので、サブCPU7が第2制御バルブ6を制御してアクチュエータ1の制御を続けることができる。
【0021】
この発明の実施例では、2つの油圧制御系を形成し、一方に異常が発生した場合には、他方が変わりに働いて、制御を続けられる。しかも、油圧源は、1台のポンプPなので、従来例のように、2台のポンプを備えるのと比べてコストを安くできる。
また、従来のように、複数の油圧系統に対して、切り換えバルブで、どの油圧系統に油圧を供給するかの切り換えを行う場合には、この1つの切り換えバルブが壊れてしまうと、予備の回路も使えなくなってしまうことがあるが、この発明では、故障した系統の制御バルブまたはカットオフバルブの制御を切るだけで、そのバルブが遮断位置になり、新たな回路に切り変えることができる。
【0022】
なお、上記実施例では、2個の制御バルブを用いているが、制御バルブを3個以上にして、上流側から順番に、自身の戻りポートをすぐ下流側のバルブの供給ポートに接続して用いることができる。この場合には、制御バルブの数だけ、油圧制御系ができ、その分、予備の回路が多くなる。この場合でも、油圧源は1つでよい。
ただし、多数の制御バルブやCPUを設けるよりも、メインとサブの2系統だけで、サブ側が機能している間にメイン側の異常の原因を調べたり、次の対応を準備したりする方が、現実的である。
【0023】
また、上記実施例では、各制御バルブの下流に直列にカットオフバルブを設けたが、このカットオフバルブは、制御バルブの上流側に設けても良いし、必ずしも必要なものではない。
さらに、全てのバルブを、CPUによって、電気的に制御しているが、カットオフバルブやフェールセーフバルブは、手動で切り換えるものにすることもできる。
【0024】
【発明の効果】
第1の発明によれば、1つの制御系統に異常が発生した場合に、その制御系統を切るだけで、他の制御系統を機能させることができる。
しかも、1つの油圧源によって、複数の制御系統を構成できるので、経済的である。
第2の発明によれば、メインCPUに異常が発生した場合には、サブCPUが第2制御バルブを制御することによって、アクチュエータの駆動制御を続けることができる。
【0025】
第3の発明によれば、メインCPUは正常でも、第1制御バルブに異常が発生した場合には、メインCPUが制御を停止して、サブCPUが第2制御バルブを制御することによって、アクチュエータの駆動制御を続けることができる。
第4の発明によれば、制御バルブが機械的に壊れてしまって、中立位置に戻らなくなった場合にも、カットオフバルブによって、壊れた制御バルブのアクチュエータポートとアクチュエータ間の連通を遮断することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例の回路図である。
【図2】従来例の回路図である。
【符号の説明】
1 アクチュエータ
3 第1制御バルブ
3a 供給ポート
3b 戻りポート
3c アクチュエータポート
3d アクチュエータポート
3e ソレノイド
3f ソレノイド
3g スプリング
3h スプリング
4 メインCPU
6 第2制御バルブ
6a 供給ポート
6b 戻りポート
6c アクチュエータポート
6d アクチュエータポート
6e ソレノイド
6f ソレノイド
6g スプリング
6h スプリング
7 サブCPU
14 カットオフバルブ
15 カットオフバルブ
P ポンプ
T タンク
Claims (4)
- 圧油の供給源と、1つのアクチュエータと、これら供給源とアクチュエータとの間にあって、上記アクチュエータとパラレルに接続した複数の電磁式制御バルブとを備え、上記制御バルブは、センタリングスプリングを備え、ノーマル状態で中立位置を保つ一方、上記制御バルブには、供給ポートおよび戻りポートと、2つのアクチュエータポートとを設け、中立位置において上記供給ポートと戻りポートが連通するとともに、上記供給ポートおよび戻りポートは各アクチュエータポートとの連通を遮断される構成にし、かつ、最上流の制御バルブの供給ポートを供給源に接続し、最下流の制御バルブの戻りポートをタンクに接続しながら、各制御バルブの戻りポートを自身より1段下流の制御バルブの供給ポートに接続し、上記複数の制御バルブのうち特定の1つだけを切り換えると同時に、他の制御バルブを中立位置に保持した状態で上記アクチュエータを駆動制御することを特徴とするフェールセーフ回路。
- 複数の制御バルブが、第1、第2制御バルブとからなり、上記第1制御バルブを制御するメインCPUと、上記第2制御バルブを制御するサブCPUとを備え、上記メインCPUは、メインCPU自身に異常が発生したら、第1制御バルブの制御を停止するとともに、サブCPUは、上記メインCPUの異常を検出し、第2制御バルブを駆動制御することを特徴とする請求項1に記載のフェールセーフ回路。
- 複数の制御バルブが、第1、第2制御バルブとからなり、上記第1制御バルブを制御するメインCPUと、上記第2制御バルブを制御するサブCPUとを備え、上記メインCPUは、第1制御バルブの異常を検出したら、第1制御バルブの制御を停止するとともに、サブCPUは、上記メインCPUの制御停止を検出して、第2制御バルブを駆動制御することを特徴とする請求項1または2に記載のフェールセーフ回路。
- カットオフバルブを、制御バルブの上流または下流側に接続した請求項1〜3のいずれか1に記載のフェールセーフ回路。
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