(57)【要約】【課題】キャパシタの電気エネルギの有効利用を図る。【解決手段】キャパシタ１２において充電状態が長時間保たれると寿命が短くなるため、イグニッションスイッチ３６がＯＦＦにされた場合には、充電された電気エネルギが放電される。このキャパシタ１２に充電されて放電される電気エネルギが、電源システム制御装置２４に供給され、キャパシタユニット３８の自己診断が行われる。また、自己診断後にキャパシタ１２に電気エネルギが残っている場合には、キャパシタ１２の電気エネルギがメインバッテリ１０に供給されて、充電される。このように、放電されるキャパシタ１２の電気エネルギが自己診断に利用されるのであり、有効利用を図ることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャパシタを含む複数の電源を備えた電源システムと、その電源システムからの電気エネルギにより作動させられる電気的作動装置とを含む電源付き作動装置であって、
前記電気的作動装置に前記電源システムから電気エネルギを供給する必要がなくなった後に、前記キャパシタに充電された電気エネルギにより、当該電源付き作動装置の状態を診断する自己診断装置を含むことを特徴とする電源付き作動装置。
【請求項２】
前記自己診断装置が、前記電源システムの状態を診断する電源システム診断部を含む請求項１に記載の電源付き作動装置。
【請求項３】
前記自己診断装置が、前記電気的作動装置の状態を診断する電気的作動装置診断部を含む請求項１または２に記載の電源付き作動装置。
【請求項４】
前記電源システムが、バッテリと、前記自己診断装置による診断が終了した後に、前記キャパシタに残っている電気エネルギの量が予め定められた設定量より多い場合に、前記キャパシタに充電された電気エネルギを前記バッテリに供給して、充電するキャパシタ放電装置とを含む請求項１ないし３のいずれか１つに記載の電源付き作動装置。
【請求項５】
キャパシタを含む複数の電源を備えた電源システムと、その電源システムからの電気エネルギにより作動させられる電気的作動装置とを含む電源付き作動装置を制御する方法であって、
前記電気的作動装置に前記電源システムから電気エネルギを供給する必要がなくなった後に、前記キャパシタに充電された電気エネルギにより、当該電源付き作動装置の状態の診断を行うことを特徴とする電源付き作動装置制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は電源付き作動装置および電源付き作動装置を制御する制御方法に関するものであり、キャパシタに充電された電気エネルギの有効利用に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
特許文献１〜３には電源付き作動装置が記載されている。そのうちの特許文献１には、バッテリとキャパシタとを含む電源システムを含む電源付き作動装置が記載されている。イグニッションスイッチがＯＦＦにされた場合に、キャパシタに充電された電気エネルギがバッテリに供給されて充電される。キャパシタにおいて充電状態が長時間保たれると寿命が短くなるため、イグニッションスイッチがＯＦＦにされた場合には、充電された電気エネルギが放電されるのであるが、その放電される電気エネルギがバッテリに供給されて充電されるのである。このようにすれば、キャパシタに充電された電気エネルギを有効に利用することができる。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−１９６００６号公報
【特許文献２】
特開２０００−１５６９１９号公報
【特許文献３】
特開平１１−２５７１２０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題、課題解決手段および効果】
本発明の課題は、キャパシタに充電された電気エネルギのさらなる有効利用を図ることである。上記課題は、電源付き作動装置および電源付き作動装置制御方法を下記各態様に記載のものとすることによって解決される。各態様は、請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまで、本明細書に記載の技術の理解を容易にするためであり、本明細書に記載の技術的特徴およびそれらの組み合わせが以下の各項に限定されると解釈されるべきではない。また、１つの項に複数の事項が記載されている場合、常に、すべての事項を一緒に採用しなければならないものではなく、一部の事項のみを取り出して採用することも可能である。
【０００５】
以下の各項のうち、(1)項が請求項１に対応し、(2)項が請求項２に対応し、(6)項が請求項３に対応する。また、(7)項が請求項４に対応し、(12)項が請求項５に対応する。
【０００６】
(１)キャパシタを含む複数の電源を備えた電源システムと、その電源システムからの電気エネルギにより作動させられる電気的作動装置とを含む電源付き作動装置であって、
前記電気的作動装置に前記電源システムから電気エネルギを供給する必要がなくなった後に、前記キャパシタに充電された電気エネルギにより、当該電源付き作動装置の状態を診断する自己診断装置を含むことを特徴とする電源付き作動装置。
本項に記載の電源付き作動装置においては、電気的作動装置に電気エネルギを供給する必要がなくなった後に、キャパシタに蓄えられた電気エネルギが自己診断に利用される。自己診断装置にキャパシタに充電された電気エネルギが供給されて、自己診断が実行されるのである。特許文献１に記載の電源システムにおいては、バッテリにおける充電可能な容量（残存充電容量）が設定容量より少ない場合等、それ以上バッテリに電気エネルギを充電することができない場合には、キャパシタに充電された電気エネルギは抵抗等において消費させて放電されることになる。それに対して、本項に記載に電源付き作動装置においては、バッテリにおける残存充電容量が設定容量より少なくても、電源システムの自己診断に利用されるため、無駄に放出される電気エネルギ量を少なくすることができる。
電源システムは、キャパシタを含む複数の電源を備えたものである。キャパシタの他の電源は、１つであっても、２つ以上であってもよい。１つ以上の電源は、モータジェネレータおよびインバータ、オルタネータ、燃料電池等の発電装置と、蓄電装置との少なくとも一方を備えたものとすることができる。蓄電装置は、化学バッテリ（以下、単にバッテリと称する）を含むものであってもキャパシタを含むものであってもよい。電源システムにキャパシタが複数含まれていることもあるのである。また、キャパシタを含む複数の電源の１つを主電源とすることができる。主電源とは、電気的作動装置に主として電気エネルギを供給するものである。主電源とは、電気的作動装置に対することばであり、これら電源システムおよび電気的作動装置を含む全体装置におけるメインの電源であるとは限らない。例えば、全体装置に複数の蓄電装置や発電装置が設けられる場合に、それらのうちの少なくとも１つであればよい。
また、複数の電源のうちの１つは、電気エネルギを長時間蓄えることによって弊害が生じることの少ないものとすることが望ましく、化学バッテリを含むものとすることが望ましい。
キャパシタは、複数のコンデンサを含むものである。キャパシタは主電源から供給される電気エネルギを蓄えるものであっても、本電源システムとは別の電源システムの電源から供給される電気エネルギを蓄えるものであってもよい。
「電気的作動装置に電気エネルギを供給する必要がなくなった場合」には、(a)電気的作動装置にその電気的作動装置本来の機能を発揮する作動をさせる必要がなくなった場合、(b)電気的作動装置の作動・非作動を切り換えるメインスイッチがＯＦＦ（非作動）にされた場合等が該当する。
電源システムは、電気的作動装置に、それ本来の機能を発揮する作動をさせるために電気エネルギを供給する。そのため、電気的作動装置に、この本来の機能を発揮する作動をさせる必要がなくなれば、電源システムから電気的作動装置に電気エネルギを供給する必要がなくなる。また、電気的作動装置のメインスイッチは、当該電源付き作動装置のメインスイッチまたは電源付き作動装置を含む全体装置のメインスイッチがＯＦＦにされることによって、ＯＦＦにされることもある。例えば、電源付き作動装置を含む全体装置が車両である場合において、イグニッションスイッチがＯＦＦにされた場合が該当する。
また、キャパシタに電気エネルギが供給されなくなった場合を、電気的作動装置に電気エネルギを供給する必要がなくなった場合とすることもできる。キャパシタから電気的作動装置に電気エネルギを供給する必要がなくなれば、キャパシタにそれ以上電気エネルギを充電する必要がないからである。キャパシタに主電源から電気エネルギが供給される場合において、キャパシタと主電源との間にスイッチが設けられている場合には、このスイッチが切断状態にされる。
さらに、主電源が発電装置を有する場合において、その発電装置が停止させられる場合を、電気的作動装置に電気エネルギを供給する必要がなくなった場合とすることもできる。前述のように、全体装置のメインスイッチがＯＦＦにされた場合には、発電装置も停止させられるからである。
例えば、主電源が正常である場合に、主電源から電気的作動装置に電気エネルギが供給されるが、異常な場合に、キャパシタから供給されるようにすることができる。
「電気的作動装置に電源システムから電気エネルギを供給する必要がなくなった後」を「キャパシタに電気エネルギを充電しておく必要がなくなった後」に変えてもよい。
(２)前記自己診断装置が、前記電源システムの状態を診断する電源システム診断部を含む(1)項に記載の電源付き作動装置。
(３)前記電源システムが、前記キャパシタにおける充電・放電の状態を制御する充放電制御装置を含む(1)項または(2)項に記載の電源付き作動装置。
充放電制御装置は、例えば、キャパシタの複数のコンデンサそれぞれに対応して並列に設けられた複数のトランジスタ等を含むスイッチ部と、これらスイッチ部の状態を制御するスイッチ制御部とを含むものとすることができる。
自己診断装置は、充放電制御装置を診断するものとすることができる。自己診断装置は、充放電制御装置とは別個独立に設けられたものであっても、充放電制御装置に含まれるものであっても、共通部分を有するものであってもよい。
(４)前記電源システムが、前記電源システムから前記電気的作動装置への電気エネルギの供給状態を制御する外部供給状態制御装置を含む(1)項ないし(3)項のいずれか１つにに記載の電源付き作動装置。
外部供給状態制御装置は、少なくとも、前記電源システムから電気的作動装置へ電気エネルギを供給する状態と、電気エネルギを供給しない状態とに切り換え可能な切換装置と、その切換装置の状態を制御する切換装置制御部とを含むものとすることができる。切換装置は、さらに、電気的作動装置にキャパシタ以外の電源（例えば、主電源とすることができる）から電気エネルギが供給される状態と、キャパシタから供給される状態とに切り換え可能なものとすることもできる。切換装置は、電気的作動装置に主電源とキャパシタとのいずれか一方を選択的に接続するスイッチを含むものとしたり、主電源とキャパシタとの少なくとも一方の出力電圧を制御することによって、電気的作動装置に主電源とキャパシタとのいずれか一方の電気エネルギが選択的に供給されるようにするものとしたりすることができる。切換装置は、主電源が正常である場合に主電源の電気エネルギが供給される状態とされ、主電源が異常である場合にキャパシタの電気エネルギが供給される状態とされるようにすることができる。
自己診断装置は、この外部供給状態制御装置を診断するものとすることができる。
(５)前記電源システムが、前記キャパシタへの電気エネルギの供給状態を制御する内部供給状態制御装置を含む(1)項ないし(4)項のいずれか１つに記載の電源付き作動装置。
内部供給状態制御装置は、キャパシタに電気エネルギが供給可能な状態と、電気エネルギが供給されない状態とに切換可能な切換装置と、その切換装置の状態を制御する切換装置制御部とを含むものとすることができる。
キャパシタに主電源から電気エネルギが供給される場合には、切換装置は、キャパシタと主電源との間に設けられたスイッチを含むものとすることができる。また、主電源がバッテリである場合には、切換装置は、キャパシタからバッテリに電気エネルギを供給する状態をとり得るものとすることができる。自己診断装置は、この内部供給状態制御装置を診断するものとすることができる。
これら充放電制御装置、外部供給状態制御装置、内部供給状態制御装置は、それぞれ別個独立なものであっても、互いに共通部分を有するものであってもよい。例えば、制御部の一態様としてのコンピュータを共有することができる。また、外部供給状態制御装置の切換装置と内部供給状態制御装置の切換装置とを含み、これらの状態が互いに連動して切換え可能な電気回路を設け、この電気回路等を切換装置制御部とすることができる。
また、自己診断装置は、これら３つの制御装置とは別個に設けられたものであっても、これら３つの制御装置のうちの少なくとも１つと共通部分を含むものであってもよい。
自己診断装置は、これら制御装置のうちの１つを診断するものであっても、２つ以上を診断するものであってもよい。また、２つ以上を診断するものである場合には、優先順位に従って診断することができる。
【０００７】
(６)前記自己診断装置が、前記電気的作動装置の状態を診断する電気的作動装置診断部を含む(1)項ないし(5)項のいずれか１つに記載の電源付き作動装置。
例えば、電気的作動装置は、通常は、主電源から電気エネルギが供給されることによって作動させられ、主電源の異常時等にキャパシタから電気エネルギが供給されることによって作動させられるようにすることができる。本項に記載の電源付き作動装置においては、電気的作動装置を本来の機能を発揮する作動を行わせる必要がなくなった後に、主電源が異常であるか正常であるかとは関係なく、キャパシタに充電された電気エネルギが電気的作動装置に供給されて診断が行われる。この診断は、電気的作動装置の本来の作動が終了した後に行われる診断であるためファイナルチェックと称することができる。
電気的作動装置は、電気エネルギによって作動させられるものである。電気的作動装置は、例えば、車両の駆動装置、制動装置、駆動伝達装置、ステアリング装置、サスペンション装置等の主搭載装置としたり、オーディオ装置、エアコン装置、ワイパ装置、ドア作動装置、ライティング装置等の補機装置としたりすることができる。このように、電気的作動装置は、可動部を有するものに限らない。また、電源付き作動装置に含まれる電気的作動装置は１つであっても２つ以上であってもよい。電源システムが２つ以上の電源的作動装置に共通に設けられたものとすることができるのである。
なお、自己診断装置による診断に優先順位を設けることができる。例えば、最初に電源システムの診断が行われ、その後に、電気的作動装置の診断が行われるようにしたり、逆に、電気的作動装置の診断が行われた後に電源システムの診断が行われるようにしたりすることができる。また、電源システムの診断が行われた後にキャパシタに充電された電気エネルギの量が検出され、設定量以上残っている場合に電気的作動装置の診断が行われるようにすることができる。順番は、逆であってもよい。さらに、複数の電気的作動装置が設けられる場合には、複数の電気的作動装置の間で診断の順番を決めることもできる。また、同時に複数の装置に対して診断が行われるようにすることも不可能ではない。
(７)前記電源システムが、バッテリと、前記自己診断装置による診断が終了した後に、前記キャパシタに残っている電気エネルギの量が予め定められた設定量より多い場合に、前記キャパシタに充電された電気エネルギを前記バッテリに供給して、充電するキャパシタ放電装置とを含む(1)項ないし(6)項のいずれか１つに記載の電源付き作動装置。
自己診断が終了した後に、キャパシタに電気エネルギが設定量より多く残っている場合には、その電気エネルギが電源システムに含まれるバッテリに供給される。バッテリは長時間電気エネルギを蓄えても、差し支えないものであるため、キャパシタに蓄えておくより、望ましい。設定量は０とすることができる。例えば、主電源をバッテリとすることができる。
【０００８】
(８)キャパシタを含む複数の電源を備えた電源システムと、その電源システムからの電気エネルギにより作動させられる電気的作動装置とを含む電源付き作動装置であって、
予め定められた条件が満たされた後に、前記キャパシタに充電された電気エネルギにより、当該電源付き作動装置の状態を診断する自己診断装置を含むことを特徴とする電源付き作動装置。
予め定められた条件として、前述のように、(a)電気的作動装置に、本来の機能を発揮させる作動をさせる必要がなくなったこと、(b)電気的作動装置と電源システムとの間のスイッチが切断状態にされたこと、(c)電源システムから電気的作動装置に電気エネルギを供給する必要がなくなったこと、(d)キャパシタから電気的作動装置に電気エネルギを供給する必要がなくなったこと、 (e)主電源と電気的作動装置とが電気的に遮断されたこと等の少なくとも１つを採用することができる。
本項に記載の電源付き作動装置には、(1)項ないし(7)項のいずれかに記載の技術的特徴を採用することができる。
(９)主電源とキャパシタとを含み、電気的作動装置に電気エネルギを供給する電源システムであって、
前記電気的作動装置に電気エネルギを供給する必要がなくなった後に、前記キャパシタに充電された電気エネルギにより、当該電源システムの状態を診断する自己診断装置を含むことを特徴とする電源システム。
本項に記載の電源システムには、(1)項ないし(8)項のいずれかに記載の技術的特徴を採用することができる。
【０００９】
(１０)主電源とキャパシタとを含む電源システムであって、
予め定められた条件が満たされた後に、前記キャパシタに充電された電気エネルギにより、当該電源システムの状態を診断する自己診断装置を含むことを特徴とする電源システム。
予め定められた条件として、前述のように、(a)キャパシタと、そのキャパシタに電気エネルギを供給する供給元との間のスイッチが切断状態にされたこと、(b)主電源としての蓄電装置とその蓄電装置への電気エネルギの供給元との間のスイッチが切断状態にされたこと、(c)主電源に接続された発電装置が停止させられたこと、(d)主電源としての発電装置が停止させられたこと等の少なくとも１つを採用することができる。
本項に記載の電源システムには、(1)項ないし(9)項のいずれかに記載の技術的特徴を採用することができる。
(１１)主電源とキャパシタとを含む電源システムと、その電源システムから供給された電気エネルギにより作動させられる電気的作動装置とを含む電源付き作動装置であって、
前記電源システムが、前記電気的作動装置に、それの本来の機能を発揮する作動をさせる必要がなくなった後に、前記キャパシタに充電された電気エネルギを前記電気的作動装置に供給するキャパシタ放電装置を含むとともに、前記電動的作動装置が、前記キャパシタ放電装置によって電気エネルギが供給された場合に、当該電気的作動装置の状態を診断する診断装置を含むことを特徴とする電源付き作動装置。
本項に記載の電源付き作動装置には、(1)項ないし(10)項のいずれかに記載の技術的特徴を採用することができる。
【００１０】
(１２)キャパシタを含む複数の電源を備えた電源システムと、その電源システムからの電気エネルギにより作動させられる電気的作動装置とを含む電源付き作動装置を制御する方法であって、
前記電気的作動装置に前記電源システムから電気エネルギを供給する必要がなくなった後に、前記キャパシタに充電された電気エネルギにより、当該電源付き作動装置の状態の診断を行うことを特徴とする電源付き作動装置制御方法。
本項に記載の電源付き作動装置制御方法によれば、電気的作動装置に電気エネルギを供給する必要がなくなった後に、キャパシタに充電された電気エネルギにより、当該電源システムの状態の診断が行われる。
本項に記載の電源付き作動装置制御方法には、(1)項ないし(11)項のいずれかに記載の特徴を採用することができる。
(１３)主電源とキャパシタとを含み、電気的作動装置に電気エネルギを供給する電源システムを制御する方法であって、
前記電気的作動装置に当該電源システムから電気エネルギを供給する必要がなくなった後に、前記キャパシタに充電された電気エネルギにより、当該電源システムの状態の診断を行うことを特徴とする電源制御方法。
本項に記載の電源制御方法には、(1)項ないし(11)項のいずれかに記載の特徴を採用することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態である電源付き作動装置について説明する。本実施形態においては、電源システムに電気的作動装置としてのブレーキ装置が接続されている。電源システムには、ブレーキ装置以外の電気的作動装置が接続されても差し支えない。
図１において、電源システム８は、主電源としてのメインバッテリ１０とキャパシタ１２とを含む。メインバッテリ１０とキャパシタ１２とは、電力線１４にによってスイッチ１５を介して接続されるとともに、電力線１６によってＤＣ／ＤＣコンバータ１８を介して接続される。キャパシタ１２にはメインバッテリ１０の電気エネルギが供給されて充電される。ＤＣ／ＤＣコンバータ１８は、キャパシタ１２の電気エネルギの電圧を昇圧してメインバッテリ１０に供給する。
【００１２】
本実施形態において、メインバッテリ１０には発電装置１９が接続される。発電装置１９は、モータジェネレータ２０ａ、インバータ２０ｂ等を含む。モータジェネレータ２０ａの電気エネルギがインバータ２０ｂによって制御されて供給される。インバータ２０ｂとメインバッテリ１０との間にはスイッチ２１が設けられる。
メインバッテリ１０は化学バッテリとされ、例えば、鉛バッテリ、ニッケル・カドミウムバッテリ等を採用することができる。
キャパシタ１２は、複数のコンデンサを含み、複数のコンデンサにメインバッテリ１０から供給された電気エネルギが蓄えられる。
なお、本実施形態においては、電源システム８が、モータジェネレータ等から供給された電気エネルギを蓄える車両全体におけるメインバッテリを含むものであるが、車両全体におけるメインバッテリを含むものとすることは不可欠ではない。例えば、メインバッテリから供給された電気エネルギを蓄える補機バッテリを含むものとすることができる。また、キャパシタ１２を、電源システム８に含まれるメインバッテリから供給された電気エネルギを充電するものとすることは不可欠ではなく、別のバッテリや発電装置から供給された電気エネルギを蓄えるものとすることもできる。なお、発電装置１９は、オルタネータを含むものとしたり、燃料電池を含むものとしたりすることができる。上述の発電装置についても同様である。
【００１３】
本電源システム８は電源システム制御装置２４を含む。電源システム制御装置２４は、コンピュータを主体とするものであり、記憶部２４ａ，演算部２４ｂ，入出力部２４ｃ等を含む。電源システム制御装置２４は、キャパシタ１２における充放電の状態、キャパシタ１２とメインバッテリ１０との間の電気エネルギの供給状態、電源システム８から外部装置への電気エネルギの供給状態等を制御する。
キャパシタ１２における充放電の状態は、キャパシタ１２に含まれる複数のコンデンサそれぞれに対応して並列に設けられたトランジスタを含むスイッチ部等を制御することによって制御され、メインバッテリ１０との間の電気エネルギの供給状態は、スイッチ１５，ＤＣ／ＤＣコンバータ１８等を制御することによって制御され、電源システム８から外部装置への電気エネルギの供給状態は、スイッチ２６等を制御することによって制御される。
【００１４】
スイッチ２６は、電源システム８とブレーキ装置２８とを接続する電力線３０に設けられる。スイッチ２６は、メインバッテリ１０の電気エネルギを供給する状態（第１状態）と、キャパシタ１２の電気エネルギを供給する状態（第２状態）とに切り換え可能なものである。スイッチ２６は、通常は、第１状態にあり、メインバッテリ１０の電気エネルギがブレーキ装置２８に供給される。メインバッテリ１０の出力電圧が設定電圧以下に低下した場合等メインバッテリ１０の異常時には、第２状態に切り換えられ、キャパシタ１２の電気エネルギが供給される。
【００１５】
また、電源システム制御装置２４には、電力線３２を介してキャパシタ１２とメインバッテリ１０とが接続される。電力線３２のキャパシタ１２より上流側の部分、すなわち、キャパシタ１２とメインバッテリ１０との間の部分にスイッチ３４が設けられる。
スイッチ３４は、イグニッションスイッチ３６のＯＮ状態において接続状態とされる。電源システム制御装置２４には、主としてメインバッテリ１０の電気エネルギが供給される。イグニッションスイッチ３６がＯＦＦ状態にされると、スイッチ３４が切断状態にされることによって電源システム制御装置２４がメインバッテリ１０から遮断されて、キャパシタ１２から電気エネルギが供給される。
【００１６】
さらに、前述のスイッチ１５は、イグニッションスイッチ３６のＯＮ状態において接続状態にされ、メインバッテリ１０からキャパシタ１２に電気エネルギが供給される。イグニッションスイッチ３６がＯＦＦ状態にされると切断状態にされ、メインバッテリ１０がブレーキ装置２８からもキャパシタ１２からも遮断される。
また、前述のスイッチ２１は、イグニッションスイッチ３６のＯＮ状態において接続状態にされ、メインバッテリ１０にインバータ２０を介してモータジェネレータ１９の電気エネルギが供給される状態にされるが、イグニッションスイッチ３６のＯＦＦ状態において切断状態にされ、メインバッテリ１０がモータジェネレータ１９から遮断される。
なお、スイッチ３４，１５は、電源システム制御装置２４の指令に基づいて接続状態と切断状態とに切り換えられるものとする必要は必ずしもない。例えば、ハードの構成により（電気回路により）、イグニッションスイッチ３６のＯＮ／ＯＦＦの切換えに連動して切り換えられるようにすることもできる。また、スイッチ２１は、電源システム８とは別のシステムの指令に基づいて切り換えられるものであるが、上述の場合と同様に、ハード的にイグニッションスイッチ３６と連動して切り換わるものとすることもできる。
本実施形態においては、キャパシタ１２，電源システム制御装置２４，複数のスイッチ１５，２６，３４、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８等によってキャパシタユニット３８が構成される。
【００１７】
ブレーキ装置２８は、ブレーキＥＣＵ４０，図２に示すブレーキ液圧回路４２等を含む。本実施形態においては、ブレーキ装置２８は、車輪と一体的に回転可能なブレーキ回転体に摩擦係合部材を液圧により押し付けることによって、車輪の回転を抑制する液圧ブレーキを含み、その液圧がブレーキ液圧制御アクチュエータ４４によって制御される。
ブレーキ液圧回路４２は、ブレーキペダル５０に加えられた操作力に応じた液圧を発生させるマスタシリンダ５２、液圧ブレーキ５４のブレーキシリンダ５５、動力式液圧発生装置５６、複数の電磁液圧制御弁５８，６０，６２等を含む。電磁液圧制御弁５８は、ブレーキシリンダ５５とマスタシリンダ５２とを連通させる状態と遮断する状態とに切り換え可能なマスタ遮断弁であり、電磁液圧制御弁６０は、動力式液圧発生装置５６とブレーキシリンダ５５との間に設けられた保持弁であり、電磁液圧制御弁６２は、ブレーキシリンダ５５とリザーバ６４との間に設けられた減圧弁である。動力式液圧発生装置５６は、ポンプ７０および電動モータ７２等を含むものであり、リザーバ６４に収容された作動液を汲み上げて加圧する。加圧された作動液はマスタ遮断弁５８と保持弁６０との間に供給される。
マスタ遮断弁５８の遮断状態において、動力式液圧発生装置５６の液圧により、ブレーキシリンダ５５の液圧が保持弁６０，減圧弁６２の制御により制御されるのであり、電磁液圧制御弁５８，６０，６２等によりブレーキ液圧制御アクチュエータ４４が構成される。
【００１８】
電動モータ７２と電源システム８とは、図１に示すように、モータリレー８０を介して電力線３０，８２によって接続され、ブレーキ液圧制御アクチュエータ４４のソレノイドは、ソレノイドリレー８４を介して電力線３０，８６によって接続される。ブレーキＥＣＵ４０は、電力線３０，８８によって接続される。
ブレーキＥＣＵ４０は、コンピュータを主体とするものであり、記憶部４０ａ，演算部４０ｂ，入出力部４０ｃ等を含む。入出力部４０ｃには、ブレーキスイッチ９０，ブレーキ操作状態検出装置９２，液圧センサ９４等を含む複数のセンサやスイッチ等が接続されるとともに、前記ブレーキ制御アクチュエータ４４，電動モータ７２，モータリレー８０，ソレノイドリレー８４等が接続される。液圧センサ９４は、マスタ遮断弁５８と保持弁６０との間の液圧を検出する。
ブレーキ装置２８においては、ブレーキシリンダ５５の液圧がブレーキ操作状態検出装置９２によって検出されたブレーキペダル５０の操作状態に応じて決まる大きさになるようにブレーキ液圧制御アクチュエータ４４が制御される。
【００１９】
電源システム制御装置２４の入出力部２４ｃには、イグニッションスイッチ３６、電力線３０のスイッチ２６よりブレーキ装置２８側の部分に接続された信号線１０２等が接続されるとともに、キャパシタ１２、スイッチ２６，３４，１５等が接続される。ブレーキＥＣＵ４０と電源システム制御装置２４との間においては情報の通信が行われる。
【００２０】
イグニッションスイッチ３６がＯＮ状態にある場合には、スイッチ２１，１５，３４が接続状態にあり、リレー８０，８４が接続状態にある。
電源システム８において、メインバッテリ１０の出力電圧が設定電圧以上である場合等メインバッテリ１０が正常であるには、スイッチ２６は第１状態にある。メインバッテリ１０の電気エネルギがブレーキ装置２８に供給される。メインバッテリ１０の電気エネルギは、また、キャパシタ１２に供給されるとともに、電源システム制御装置２４にも供給される。キャパシタ１２の充放電の状態は電源システム制御装置２４の指令に基づいて制御される。
一方、ブレーキ装置２８において、電動モータ７２，ブレーキ液圧制御アクチュエータ４４にはメインバッテリ１０から電気エネルギが供給される。ブレーキペダル５０が操作されると、ブレーキシリンダ５５の液圧が、ブレーキペダル５０の操作状態に応じた大きさに制御され、それによって、液圧ブレーキ５４が作動させられる。
【００２１】
メインバッテリ１０の出力電圧が設定電圧より低い場合等メインバッテリ１０が異常である場合には、スイッチ２６が第２状態とされる。ブレーキ装置２８にはキャパシタ１２の電気エネルギが供給されることによって上述の場合と同様に作動可能とされる。また、スイッチ１５，３４は図示する位置に保たれるが、キャパシタ１２の出力電圧の方が高くなれば、電源システム制御装置２４には、キャパシタ１２から電気エネルギが供給される。
【００２２】
イグニッションスイッチ３６がＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り換えられると、スイッチ１５，３４が切断状態に切り換えられるとともにスイッチ２１が切断状態に切り換えられる。メインバッテリ１０からキャパシタ１２にも電源システム制御装置２４にも電気エネルギが供給されることはない。また、キャパシタ１２に充電された電気エネルギは放電される。充電状態が長時間保たれると、キャパシタ１２の寿命が短くなる等の弊害があるからである。
【００２３】
第１番目に、キャパシタ１２の電気エネルギがキャパシタユニット３８の診断（自己診断）に利用される。スイッチ３４がＯＦＦにされる。キャパシタ１２の電気エネルギが電源システム制御装置２４に供給され、電源システム制御装置２４によって、自己診断が実行される。
信号線１０２を介して電力線３０の電流が検出されつつ、スイッチ２６が第１状態と第２状態とに切り換えられる。スイッチ２６の第２状態において、検出された電流値が設定値以上である場合には、キャパシタ１２からブレーキ装置２８に電気エネルギが供給され得る状態であることがわかる。スイッチ２６が正常であり、バックアップ可能な状態にあるとすることができる。
【００２４】
第２番目に、ブレーキ装置２８の診断に利用される。スイッチ２６が第２状態に切り換えられることによって、キャパシタ１２の電気エネルギがブレーキ装置２８に供給される。スイッチ１５が切断状態にあるため、メインバッテリ１０からブレーキ装置２８に電気エネルギが供給されることはない。ブレーキ装置２８において、ブレーキＥＣＵ４０の診断、ブレーキ液圧制御アクチュエータ４４の診断、電動モータ７２の診断、ソレノイドリレー８４の診断等が行われる。イグニッションスイッチ３６がＯＦＦ状態にされた後のブレーキペダル５０が非操作状態にある状態においては、ブレーキ装置２８を作動させる必要がないと考えられるため、種々の診断を実行することができる。
第３番目に、メインバッテリ１０に電気エネルギが充電される。これら診断が行われた後に、キャパシタ１２に電気エネルギが余っている場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８の制御により、キャパシタ１２の電気エネルギの電圧が昇圧されて、メインバッテリ１０に充電されるのである。この場合には、メインバッテリ１０に充電可能な容量が残っていることが前提となる。
【００２５】
電源システム制御装置２４においては、図３のフローチャートで表されるキャパシタ放電制御プログラムが実行される。
ステップ１（以下、単にＳ１と略称する。他のステップについても同様とする）において、イグニッションスイッチ３６がＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り換わったかどうかが判定され。Ｓ２において、ブレーキスイッチ９０がＯＦＦ状態にあるかどうかが判定される。ブレーキスイッチ９０の状態を表す情報はブレーキＥＣＵ４０から供給される。
イグニッションスイッチ３６がＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り換わった後のＯＦＦ状態において、ブレーキスイッチ９０がＯＦＦ状態にあることが検出された場合には、Ｓ３以降において、キャパシタ１２に充電されて放電される電気エネルギを利用してファイナルチェックが行われる。
Ｓ３において、電源システム制御装置２４にキャパシタ１２の電気エネルギが供給されて、チェックが行われ、Ｓ４，５においてブレーキ装置２８にキャパシタ１２の電気エネルギが供給されてチェックが行われる。Ｓ４、５においては、ブレーキＥＣＵ４０に、ファイナルチェックを行うことの指令も出力される。
【００２６】
ブレーキＥＣＵ４０において、図４のフローチャートで表されるファイナルチェック１プログラム、図５のフローチャートで表されるファイナルチェック２プログラムが実行される。
Ｓ４において、ファイナルチェック１指令が出力されると、ブレーキＥＣＵ４０において、Ｓ２１における判定がＹＥＳとなり、Ｓ２２において、ブレーキＥＣＵ４０のＣＰＵ等の診断が行われ、Ｓ２３において、ソレノイドリレー８４の診断が行われる。本実施形態においては、ブレーキＥＣＵ４０のＣＰＵが異常であると判定され、リレー８４を切断状態に切り換える指令を出力するプログラムが実行される。このリレー８４を切断状態に切り換える指令が出力されて、リレー８４が切断状態にあることが検出された場合（各電磁液圧制御弁５８，６０，６２のソレノイドに電気エネルギが供給されない場合）には、リレー８４が正常であるとすることができる。リレー８４は、ブレーキＥＣＵ４０の異常時に切断されるものなのであり、この意味において、フェイルセーフリレーと称することができる。なお、リレー８４のみではなく、リレー８０の診断も行われるようにすることができる。
【００２７】
Ｓ５において、ファイナルチェック２指令が出力されると、ブレーキＥＣＵ４０において、Ｓ３１の判定がＹＥＳとなり、モータリレー８０，ソレノイドリレー８４が接続状態に切り換えられる。Ｓ３２において、電動モータ７２が始動させられ、マスタ遮断弁５８が閉状態に切り換えられる。Ｓ３３，３４において設定時間内に液圧センサ９４による検出液圧が設定液圧以上になるかどうかが検出される。設定時間内に設定液圧以上になれば、Ｓ３５において正常であると判定され、設定液圧以上にならない場合には、Ｓ３６において、マスタ遮断弁５８において液漏れが生じているか電動モータ７２が異常であるかのいずれかであると判定される。このように、イグニッションスイッチ３６がＯＦＦ状態にあり、かつ、ブレーキペダル５０が踏み込まれていない場合には、イグニッションスイッチ３６のＯＮの状態においては（ブレーキペダル５０が操作されるおそれがある状態においては）行われない異常検出を行うことが可能となる。
なお、液圧センサ９４による検出液圧が設定液圧以上にならない場合には、動力式液圧発生装置５６の異常であるとすることもできる。
【００２８】
さらに、これらの診断が終了した後に、Ｓ６において、キャパシタ１２に充電されている電気エネルギの量が検出され、その電気エネルギ量が設定電気エネルギ量以上であり、かつ、メインバッテリ１０の残存充電容量が設定容量以上である場合には、Ｓ７において、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８によりキャパシタ１２の電圧が昇圧されて、メインバッテリ１０に電気エネルギが充電される。
【００２９】
このように、本実施形態においては、イグニッションスイッチ３６がＯＦＦ状態に切り換えられた後に、キャパシタ１２の電気エネルギがキャパシタユニット３６の診断、ブレーキ装置２８の診断等に利用される。メインバッテリ１０の残存充電容量が少なくても、これら診断には必ず利用されるため、その分、キャパシタ１２から無駄に放電される電気エネルギの量を少なくすることができる。
【００３０】
なお、電源システム８は、キャパシタ１２と、それとは別の主電源とを含むものであればよいのであり、主電源の種類は問わない。また、キャパシタ１２と主電源との定格電圧の大小も問わない。キャパシタの方が定格電圧が大きい場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータによって、キャパシタの電気エネルギの電圧が降圧されて主電源に供給されることになる。
また、スイッチは、有接点スイッチであっても無接点スイッチであってもよい。さらに、スイッチの代わりに、電気エネルギの供給状態を切り換え可能な切換装置とすることもできる。例えば、主電源の出力電圧とキャパシタの出力電圧との少なくとも一方の電圧を制御することによって、メインバッテリ１０とキャパシタ１２とのいずれか一方の電気エネルギが選択的に供給されるようにすることもできる。
【００３１】
また、リレー８０，８２は、電源システム８とブレーキ装置２８とを接続する接続装置の一構成要素であると考えることができ、リレー８０，８２の診断は、自己診断としての電源付き作動装置の接続装置の診断であると考えることもできる。
さらに、上記実施形態においては、電源システム８にブレーキ装置が接続されていたが、それに限らない。エンジン装置、駆動伝達装置、ステアリング装置、サスペンション装置等の車両の主作動装置が接続されるようにしたり、エアコン装置、オーディオ装置、ワイパー装置、ライティング装置等の補機装置が接続されるようにしたりすることもでき、これらの診断にキャパシタの電気エネルギを利用することができる。さらに、１つの電気的作動装置ではなく、複数の電気的作動装置が接続されるようにすることもできる。
また、キャパシタ１２の電気エネルギは、キャパシタユニット３８の自己診断に利用された後に、ブレーキ装置等の電気的作動装置の診断に利用されることなく、メインバッテリ１０に供給されるようにすることもできる。キャパシタ１２の電気エネルギを利用する優先順位を設けることができるのであり、その優先順位に従って、診断が行われるようにすることができる。この場合には、バッテリへの充電の優先順位を診断の優先順位より上位にすることも可能であり、バッテリに充電した残った電気エネルギによって診断が行われるようにすることもできるのである。
さらに、スイッチ２１，モータジェネレータ１９，インバータ２０等を電源システム８の構成要素とすることもできる。
また、ブレーキ装置２８は、液圧ブレーキを含むものではなく、電動モータの作動により摩擦係合部材をブレーキ回転体に押し付けることによって車輪の回転を抑制する電動ブレーキを含むものとすることができる。この場合には、電動モータ等によって、ブレーキアクチュエータが構成される。
さらに、自己診断装置は、電源システム８と電気的作動装置との接続装置の状態を診断するものとすることができる。
【００３２】
本発明は、前記〔発明が解決しようとする課題、課題解決手段および効果〕に記載の態様の他、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した態様で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である電源付き作動装置を概念的に示す図である。
【図２】上記電源システムから供給された電気エネルギによって作動させられるブレーキ装置の回路図である。
【図３】上記電源システムのコンピュータの記憶部に記憶されたキャパシタ充放電制御プログラムを表すフローチャートである。
【図４】上記ブレーキ装置のブレーキＥＣＵの記憶部に記憶されたファイナルチェック１プログラムを表すフローチャートである。
【図５】上記ブレーキ装置のブレーキＥＣＵの記憶部に記憶されたファイナルチェック２プログラムを表すフローチャートである。
【符号の説明】
１０メインバッテリ
１２キャパシタ
１５スイッチ
２４電源システム制御装置
２６スイッチ
３４スイッチ
３６イグニッションスイッチ
３８キャパシタユニット
【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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