JPH0611272Y2 - アンチスキッド制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、アンチスキッド制御装置に関し、特に左右の
車輪速を複数の演算装置に供給し、複数の演算装置の制
御出力の論理和をもってアクチュエータを作動させるよ
うにしたアンチスキッド制御装置に関する。

［従来の技術］ 左右の車輪に設けた車輪速センサの出力に基づいてアン
チスキッド制御を行うアンチスキッド制御装置は、例え
ば特公昭５３−４２１７８号「ブレーキ制御システム」
などに開示されているが、この種のアンチスキッド制御
装置は、アンチスキッド制御動作の中枢である演算装置
が単一であるために、演算装置の故障が即アンチスキッ
ド制御動作の停止を意味していた。また、同じ単一の演
算装置を用いるにしても、故障による誤動作を排除する
ため、例えば実開昭５７−１４７１５２号「アンチスキ
ッド制御装置の故障検出装置」に開示された装置のごと
く、制御対象となる複数の車輪のうち、少なくとも２個
の車輪速の差がしきい値以上となったときに故障と判定
することにより、簡単な構成で誤動作防止を図ったもの
が知られている。

しかし、上記の故障検出装置は、故障判定の基準となる
しきい値を、旋回走行時の内輪差に基づく車輪速のバラ
ツキを考慮して定めており、このためしきい値によって
許容される車輪速差の上限は、車輪速センサの出力をｆ
／ｖ変換するさいの変換誤差をはるかに越えており、従
ってｆ／ｖ変換誤差が原因で車輪速差が生じた場合に
は、誤った情報に基づくアンチスキッド制御動作が行わ
れる危険があった。また、仮に車輪速センサは正常に作
動していても、演算装置に異常が生じても、この種の異
常は検出できないために、誤制御が避けられないといっ
た欠点があった。

一方、単一の演算装置に頼る単一系の欠点を改善するも
のとして、複数の演算装置を並列配置した多重系のアン
チスキッド制御装置が登場するに至った。第３図に示す
従来のアンチスキッド制御装置は、アンチスキッド制御
動作の信頼性向上とフェールセーフもしくはワーニング
の確実性向上を果たすため、アンチスキッド制御端末で
あるアクチュエータ１５を複数（ここでは２個）の演算
装置１２によって作動させる構成としてある。具体的に
は、左右の車輪にそれぞれ設けた車輪速センサ１１が出
力する車輪速信号が、それぞれ互いに同一構成の２個の
演算装置１２に供給され、これらの演算装置１２は、そ
れぞれ左右の車輪速信号を適宜ビット数で量子化し、デ
ィジタルデータとしてスリップ率の演算に供する。最適
制動のためのスリップ率は目標スリップとして予め演算
装置１２内に設定されているため、各演算装置１２は演
算により得られたスリップ率が目標スリップ率に一致す
るよう、アクチュエータ１５に対して制御信号を供給す
る。

アクチュエータ１５としては、例えば油圧ブレーキに送
り込まれる作動油を加圧又は減圧するための一対のソレ
ノイドバルブや、油圧ポンプを回転駆動するポンプモー
タをオンオフするリレーといった３系列の制御端末が例
示してあるが、２個の演算装置１２は系列ごとにそれぞ
れ所定の制御信号を出力する。これらの制御信号は、演
算装置１２に異常がない場合は系列ごとに一致するのが
当たり前であるが、一方の演算装置１２の不調により不
一致となることがあるため、ここでは系列ごとにアンド
ゲート１３にて制御信号の論理積をとり、しかるのちド
ライバ１４を介して対応するアクチュエータ１５に供給
する構成としてある。このため、２個の演算装置１２が
それぞれ一対の車輪速信号を量子化するさいに発生する
量子化誤差により演算装置１２，１２間で制御信号に数
ビットの誤差が生じても、量子化誤差は実質的に制御信
号を抑制する側に作用し、システムの安全が保たれるこ
とになる。

［考案が解決しようとする課題］ 上記従来のアンチスキッド制御装置は、一方の演算装置
１２が仮に誤作動により過大な制御信号を出力しても、
他方の演算装置１２が正常に作動する限り、アクチュエ
ータ１５の誤作動を防止することができる。しかし、一
方の演算装置１２が制御信号を出力しない故障が発生し
た場合には、他方の演算装置１２に異常がなくとも、正
常な演算装置１２の出力はアクチュエータ１５に到達せ
ず、従ってアンチスキッド制御動作は実質的には停止状
態に陥ってしまい、演算装置１２を並列配置した意味が
なくなってしまうといった問題点があった。

また、こうした多重系の演算装置の一部故障に対する機
能維持能力を高めるため、例えば特開昭５４−４７２０
９号「自動列車制御装置」に示されたシステムでは、２
個の演算装置の制御出力の論理和をとって制動信号とす
るとともに、２個の演算装置の制御出力の排他的論理和
をとることによって両制御出力の一致又は不一致を判定
し、不一致の場合は故障とみなす故障検出法と、この故
障検出法にさらに改良を加え、制御出力だけでなく各系
列ごとに検出される車輪速の一致又は不一致の判定を故
障検出に導入するとともに、検出誤差の可能性も含め車
輪速が一致しない場合に、強制的に制動がかかるよう速
度検出部において同期をかけて車輪速信号を一致させ、
これにより結果的に制御出力を一致させるようにした上
で、それでも制御出力又は車輪速が一致しない場合に故
障と判定する故障検出法が開示されている。しかし、改
良前の故障検出法は、制御出力が１ビットたりとも一致
しない場合は故障であると判定してしまうため、車輪速
が計測誤差の範囲内で不一致である場合でも故障検出が
なされてしまい、故障検出が厳密に過ぎて却って実用性
を欠くといった問題点があった。また、改良後の故障検
出法も、車輪速信号が一致しない場合に、同期と呼ばれ
る方法で強制的に制動をかけるため、ＡＴＣ（自動列車
制御装置）にとっては安全側であるとは言え、故障検出
のために故意に制動をかけるといった特殊な方法を強行
しなければならず、従ってこの種の故障検出法を車両制
動を機械的に補完するアンチスキッド制御装置に適用す
ることは、運転者の制動意志に関係なく制動をかけるこ
とを意味し、運転者に違和感を与える点で却って逆効果
であるといった問題点があった。

また、特開昭５１−１１０９３６号「高信頼二重化制御
装置」に開示された多重系のごとく、原子炉の蒸気圧力
制御に用いる主副一対の演算装置が出力する制御信号を
監視し、制御対象の状態量から見て不合理な制御信号に
ついては排除する故障検出装置も知られている。しか
し、このものは、主演算装置又は副演算装置の故障判断
基準が原子炉の状態量に依存するため、判断基準がダイ
ナミックに変動するだけでなく、状態量と許容誤差を関
係付ける関数を決定する係数や定数の選択余地が大き
く、従って係数や定数の選択如何では故障判断にかなり
の影響は必至であり、近隣住民に不安を与えやすい原子
炉の運転停止を回避するあまり、故障判定基準が甘くな
り兼ねないといった問題があった。

本考案は、上記実情に鑑み、その問題点を一掃すべく創
案されたものであり、演算装置に故障が生じたときに
は、確実にフェールセーフ又はワーニングを行うことが
でき、しかも一の演算装置に故障が発生しても、残る正
常な演算装置によってアンチスキッド制御動作ができる
ようにしたアンチスキッド制御装置を提供することを目
的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本考案は、上記目的を達成するため、左右の車輪に設け
られ、それぞれ車輪速を検出する一対の車輪速センサ
と、それぞれ該一対の車輪速センサから車輪速信号を対
にして取り込み、該一対の車輪速信号を量子化して車輪
のスリップ率を演算し、該スリップ率が目標スリップ率
に一致するよう制御信号を出力する互いに同一構成の複
数の演算装置と、該複数の演算装置が出力する制御信号
の論理和をとるオアゲートと、該オアゲートの出力によ
り前記車輪に対する制動力を可変するアクチュエータ
と、前記複数の演算装置が出力する制御信号を互いに比
較し、該複数の制御信号間に前記量子化に伴う量子化誤
差に基づく許容値を越える差異が生じたときに、前記ア
クチュエータに対して作動制限信号を供給する監視手段
とを具備することを特徴とするものである。

［作用］ 本考案の構成によれば、左右の車輪速センサの出力を同
一構成の複数の演算装置にそれぞれ供給し、各演算装置
が一対の車輪速信号を量子化して車輪のスリップ率を演
算し、該スリップ率が目標スリップ率に一致するよう出
力される制御信号を、オアゲートを介してアクチュエー
タに供給することにより、いずれか一の演算装置が故障
しようとも、アクチュエータを確実に作動させることが
でき、また複数の演算装置が出力する制御信号間に前記
量子化に伴う量子化誤差に基づく許容値を越える差異が
生じたときに、アクチュエータに対して作動制限信号を
供給するので、フェールセーフとワーニングが確実に実
行される。

［実施例］ 以下、第１，２図を参照して本考案の各実施例について
説明する。第１図は、本考案のアンチスキッド制御装置
の一実施例を示す全体回路構成図である。

第１図に示したアンチスキッド制御装置には、アンチス
キッド制御端末となるアクチュエータ５として、従来と
同様、油圧ブレーキに送り込まれる作動油を加圧又は減
圧するための一対のソレノイドバルブと、油圧ポンプを
回転駆動するポンプモータをオンオフするリレーの計３
系列の制御端末を例示してある。また、これら３系列の
制御端末を制御する演算装置２も、従来と同様、各系列
のアクチュエータ５に対し共通に２個が設けられてい
る。

また、左右の車輪にそれぞれ設けた車輪速センサ１が出
力する車輪速信号も、それぞれ対になって２個の演算装
置２に供給され、各演算装置２は、左右の車輪速信号を
適宜ビット数で量子化し、ディジタルデータとしてスリ
ップ率の演算に供する。さらに、演算により得られたス
リップ率と目標スリップ率との差に応じて、各演算装置
２はアクチュエータ５ごとに対応する制御信号を供給
し、スリップ率と目標スリップ率に一致するよう制御す
る。

ところで、２個の演算装置２が系列ごとに出力する制御
信号は、アンドゲート１３ではなく、系列ごとに設けた
オアゲート３にてそれぞれ論理和をとり、しかるのちド
ライバ４を介して対応するアクチュエータ５に供給する
構成としてある。また、演算装置２が出力する制御信号
を比較監視するため、系列ごとにコンパレータ６を設
け、制御信号間に前記量子化に伴う量子化誤差に基づく
許容値を越える差異が生じたときに、コンパレータ６が
出力する作動制限信号をオアゲート７を介してアクチュ
エータ５に供給する構成としてある。すなわち、コンパ
レータ６とオアゲート７が、演算装置２の動作を監視す
る監視手段を構成しており、オアゲート７の出力が、各
アクチュエータ５を作動停止させるフェールセーフ信号
或いは外部に異常を報知するワーニング信号となる。

かかる構成において、仮に演算装置２のいずれか一方が
制御信号を出力しない故障が発生したとする。この場
合、正常な方の演算装置２が出力する制御信号がオアゲ
ート３を介してアクチュエータ５に供給されるため、ア
ンチスキッド制御動作は確実に遂行される。

また、演算装置１２がそれぞれ一対の車輪速信号を量子
化するさいの量子化誤差により演算装置１２，１２間で
制御信号に数ビットの誤差が生ずることがあるが、こう
した量子化誤差に基づく許容値を越えて出力誤差が生じ
た場合には、コンパレータ６のうちの少なくとも一のコ
ンパレータ６が作動制限信号を出力する。その結果、オ
アゲート７から、フェールセーフ信号すなわちアクチュ
エータ５の誤作動を停止してノーマルブレーキング状態
に切り換える信号が出力されるか、或いはまたワーニン
グ信号が出力されて外部に異常報知がなされる。従っ
て、演算装置２のいずれか一方に異常が生じても、安全
は確保される。

他方また、車輪速信号を量子化するさいの量子化誤差或
いは量子化誤差を含むデータを演算することにより、演
算装置１２，１２間で制御信号に±１ビット程度の誤差
が生じた場合は、量子化誤差に基づく許容値以下の誤差
であるとして、コンパレータ６は作動制限信号を出力せ
ず、従って一過性の誤差要因によってシステム異常が報
知されたり、アンチスキッド動作が無用に中断されたり
することはない。

なお、上記実施例では、３系列のアクチュエータ５につ
いて、アンチスキッド制御動作に占める重要度を同等に
扱ったが、実際にはこれら３系列のアクチュエータ５に
はアンチスキッド制御動作に占める重要度に多少の違い
があるのも事実である。そこで、異常判断用のコンパレ
ータ６の出力を重み１でオアゲート７に供給するのでは
なく、第２図に示したアンチスキッド制御装置のごと
く、コンパレータ６の出力に異なる重みを付し、異常検
出したコンパレータの出力を「１」としたときに、その
出力に対応する重みを乗じて加算する重要度判定回路８
を設け、重要度判定回路８内で得られた加算値が安全限
界を定めるしきい値を越えるときに、フェールセーフ信
号又はワーニング信号を出力させる構成とすることもで
きる。

また、上記実施例では、演算装置２の出力側に異常検出
用のコンパレータ６を設け、アクチュエータ５の作動を
制限する構成としたが、例えば演算装置２どうしをバス
ラインで接続し、両演算装置２が互いの演算結果を比較
し、演算装置２からアクチュエータ５の作動制限信号を
出力する構成としてもよく、要は演算装置２，２間に量
子化誤差に基づく許容値を越える出力差が生じたとき
に、アクチュエータ５に作動制限信号が出力されるよう
にすればよい。

さらにまた、上記実施例では、演算装置２により制御す
るアクチュエータ５が３系列ある場合を例にとったが、
制御端末の数は２系列でも或いはまた４系列以上であっ
てもよく、また演算装置２の数も２個に限定されること
なく、３個以上であってもよい。

［考案の効果］ 以上説明したように、本考案によれば、演算装置に異常
が生ずると、フェールセーフ信号又はワーニング信号を
出力してアクチュエータの誤動作を防止することがで
き、また一の演算装置が制御信号を出力しない故障が発
生しても、演算装置の制御出力の差が車輪速信号の量子
化の過程で生ずる量子化誤差に基づく許容値以下であれ
ば、正常な演算装置によってアンチスキッド制御動作を
遂行することができ、演算装置の故障検出に重点を置く
あまり、僅かな出力誤差でアンチスキッド動作が無用に
中断する不都合を排除するとともに、真に必要なときだ
けアクチュエータを作動停止したり或いは異常報知した
りすることができる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案のアンチスキッド制御装置の一実施例
を示す全体回路構成図、第２図は、本考案のアンチスキ
ッド制御装置の他の実施例の部分回路路構成図、第３図
は、従来のアンチスキッド制御装置の一例を示す全体回
路構成図である。 １……車輪速センサ ２……演算装置 ３……オアゲート ５……アクチュエータ ６……コンパレータ ７……オアゲート ８……重要度判定回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭51−110936（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−47209（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】左右の車輪に設けられ、それぞれ車輪速を
   検出する一対の車輪速センサと、それぞれ該一対の車輪
   速センサから車輪速信号を対にして取り込み、該一対の
   車輪速信号を量子化して車輪のスリップ率を演算し、該
   スリップ率が目標スリップ率に一致するよう制御信号を
   出力する互いに同一構成の複数の演算装置と、該複数の
   演算装置が出力する制御信号の論理和をとるオアゲート
   と、該オアゲートの出力により前記車輪に対する制動力
   を可変するアクチュエータと、前記複数の演算装置が出
   力する制御信号を互いに比較し、該複数の制御信号間に
   前記量子化に伴う量子化誤差に基づく許容値を越える差
   異が生じたときに、前記アクチュエータに対して作動制
   限信号を供給する監視手段とを具備することを特徴とす
   るアンチスキッド制御装置。