(57)【要約】【課題】電子制御液圧ブレーキ装置などの小流量で高圧から低圧まで作動油圧力変化を制御する場合に好適な、電磁力によって弁体を直動させる形態を有し、弁体動作を全圧力範囲において安定化し、連続的な圧力制御を実現すること。【解決手段】電磁力発生手段１１と、電磁力で移動する弁体１４と、弁体の上流に設けられたシート部１５と、弁体を付勢してシート部に押し付ける弾性体１６と、から構成される電磁式制御弁装置において、弁体とシート部との間を通過前後の流体に圧力差がないときに弁体をシート部から離間させるのに必要な電流値を最大使用電流とした場合、弁体１４の移動によって弁体１４とシート部１５との間を通過する流量が変化する弁体の変位（有効変位）の範囲内で、最大使用電流を電磁力発生手段１１に印加したときの、電磁力の弁体変位に対する変化率と正負が逆で同じ大きさの荷重変化率を持つ弾性体１６を有すること。【選択図】図１
2008111475.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
目標となる制御量に応じた電流値を計算し出力する電流制御手段と、印加する電流値によって発生する電磁力が変化する電磁力発生手段と、前記電磁力発生手段によって発生した電磁力で移動する弁体と、前記弁体に向かい合うように設置されたシート部と、前記弁体を付勢する弾性体と、から構成される電磁式制御弁装置において、
前記弁体と前記シート部との間を通過する前後の流体に圧力差が無いときに、前記弁体を前記シート部から離間させるのに必要な電流値を最大使用電流とした場合、前記弁体の移動に連動して前記弁体と前記シート部との間を通過する流体の流量が変化する前記弁体の変位の範囲内で、前記最大使用電流を前記電磁力発生手段に印加したときの、前記弁体の変位に対する電磁力の変化率と正負が逆で同じ大きさの荷重変化率をもつ前記弾性体を備える
ことを特徴とする電磁式制御弁装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記弾性体は、前記弁体の変位の範囲内で、前記電磁力の変化特性を線形に近似したときの、前記弁体の変位に対する電磁力の変化率と正負が逆で同じ大きさの荷重変化率を持つ線形特性をもつ弾性体である
ことを特徴とする電磁式制御弁装置。
【請求項３】
請求項１において、
前記弾性体は、前記弁体を前記シート部に押し付ける方向に付勢するように配置することを特徴とする電磁式制御弁装置。
【請求項４】
請求項１において、
前記弁体と前記シート部との間を通過前後の流体の圧力差が、前記圧力差が無いときに代えて、前記弁体に加わる最大圧力の１／４以下のときに、前記弁体の始動に必要な電流を低圧時必要電流とした場合、前記弁体の移動に連動して前記弁体と前記シート部との間を通過する流量が変化する前記弁体の変位の範囲内で、前記低圧時必要電流を前記電磁力発生手段に印加したときの、前記弁体の変位に対する電磁力の変化特性を線形に近似した時の変位に対する変化率と正負が逆で同じ大きさの荷重変化率をもつ線形特性の前記弾性体を備える
ことを特徴とする電磁式制御弁装置。
【請求項５】
請求項１において、
前記弁体の移動に連動して前記弁体と前記シート部との間を通過する流体の流量が変化する前記弁体の変位の範囲よりもさらに小さい範囲内で、前記最大使用電流を前記電磁力発生手段に印加したときの、前記弁体の変位に対する電磁力の変化率と正負が逆で同じ大きさの荷重変化率をもつ前記弾性体を備える
ことを特徴とする電磁式制御弁装置。
【請求項６】
請求項１において、
前記電磁力発生手段に印加する電流が零のときに前記流体による前記弁体への圧力に対抗して前記弁体を前記シート部から離間させ得ないばね定数をもつ弾性体を設けるとともに、電磁力特性補正用の補正用弾性体を設け、
前記弾性体と前記補正用弾性体の荷重変化率の総和が、前記最大使用電流を前記電磁力発生手段に印加したときの、前記弁体の変位に対する電磁力の変化率と正負が逆で同じ大きさである
ことを特徴とした電磁式制御弁装置。
【請求項７】
作動油の圧力によって駆動するピストンとブレーキパッドを有するブレーキキャリパと、前記作動液のリザーバと、前記作動油の圧力を作り出す圧力生成手段と、前記圧力生成手段の圧力を検出する圧力検出手段と、運転者による操作量と車両の運転状態量から目標の制動力を算出して作動油圧力を制御する制動力制御手段と、前記圧力生成手段と前記ブレーキキャリパとの間、前記リザーバと前記キャリパの間に設置される電磁式制御弁装置と、からなる電子制御液圧ブレーキ装置を備えた自動車であって、
電磁力発生手段の電磁力で移動し且つ弾性体によって付勢される弁体と前記弁体に対向配置されるシート部との間を通過する前後の作動油に圧力差が無いときに、前記弁体を前記シート部から離間させるのに必要な電流値を最大使用電流とした場合、前記弁体の移動に連動して前記弁体と前記シート部との間を通過する作動油の流量が変化する前記弁体の変位の範囲内で、前記最大使用電流を前記電磁力発生手段に印加したときの、前記弁体の変位に対する電磁力の変化率と正負が逆で同じ大きさの荷重変化率をもつ前記弾性体を有する
ことを特徴とする前記電磁式制御弁装置を持つ電子制御液圧ブレーキ装置を備えた自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁式制御弁装置に係り、特に車両用の電子制御式液圧ブレーキ装置などの小流量で圧力が高圧から低圧まで大きく変化する装置において、作動油圧力変化の連続性を保ちながら圧力制御するのに適した電磁式制御弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両用の液圧式ブレーキ装置には、各輪制動力を独立に制御することによる横滑り防止機能や、ハイブリッド自動車の回生ブレーキとの協調制御など液圧を精密に制御することによる制動力制御に対する要求が増加している。
【０００３】
ブレーキ液圧の制御は一般的に電磁式制御弁装置によって行われる。この種の液圧ブレーキ装置では、特許文献１や特許文献２に記載のようなソレノイドを利用した、構造が単純で低コストな電磁制御弁を用いる。従来、特許文献１に記載のようなコイルに印加する電流をＯＮ−ＯＦＦすることで弁の全開全閉の２値で制御する弁が利用されてきた。しかし、近年、上記のように精密な制動力制御に対する要求から、特許文献２などでは印加する電流の大きさによって弁体位置を制御し、圧力の連続な制御が可能な制御弁に置き換えられつつある。
【０００４】
このような液圧ブレーキ装置用の圧力の連続な制御を行うための電磁式制御弁装置による圧力制御の連続性が何等かの原因によって損なわれた場合、制御力の制御性が損なわれる可能性がある。そこで、形状の変更により磁気回路を工夫したり、吸引ギャップを大きく取ったりすることで、弁体変位に伴う電磁力の変化を小さくすることで制御性を向上させている。
【０００５】
さらに、特許文献２によく似た構造の電磁式制御弁装置で、弁体変位による電磁力の変化を取り去るための手法として特許文献３に記載されたものがある。給湯装置などで利用される電磁式制御弁装置において、変位によってばね定数が変化する弾性体を備えたことを特徴とする。つまり、ばね定数を変化させることによって電磁力の弁体変位に対する吸引力の変化特性を打ち消し、電磁式制御弁装置による流量の制御性を向上させている。
【特許文献１】特開平６−３１２６５３号公報
【特許文献２】特開平１０−３１５９４６号公報
【特許文献３】特開平７−２１７７６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
精度よい制動力制御の実現には、電子制御液圧ブレーキ装置で使用される電磁式制御弁装置では高圧から低圧までを連続に制御する必要がある。しかし、従来の制御弁の場合、弁体とシート部との間を通過する前後で流体の圧力差が小さいときに、弁体の動作が不安定となり圧力変化の連続性が損なわれ、精度の高い制動力制御ができない可能性がある。
【０００７】
上記特許文献３に記載の手法では変位に対して非線形な特性を持つばねを利用することが必要となるためコストの増加や、ばねが大きくなることにより電磁制御弁装置が大きくなる可能性がある。
【０００８】
また、ブレーキ装置では配管内を移動する液量は小さいが、大きな液圧の変化がある。そのため、弁体位置を微小な範囲で制御する必要がある。さらに、小型電磁弁で電磁力の弁体変位に対する変化を軽減するために大きな吸引ギャップを持つという特徴がある。電磁力特性は印加される電流値、弁体変位によって変化率が異なるため、すべての状態を考慮したばね定数を実現できる非線形な特性を持つばねを実現することは困難である。
【０００９】
本発明は、構造が単純で小型の、電子制御液圧ブレーキ装置などの小流量で高圧から低圧まで作動油圧力変化を制御する場合に好適な、電磁力によって弁体を直動させる形態を持つ電磁式制御弁装置において、その弁体動作を全圧力範囲において安定化し、連続的な圧力制御を実現することのできる電磁式制御弁装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するために、本発明は主として次のような構成を採用する。  
目標となる制御量に応じた電流値を計算し出力する電流制御手段と、印加する電流値によって発生する電磁力が変化する電磁力発生手段と、前記電磁力発生手段によって発生した電磁力で移動する弁体と、前記弁体に向かい合うように設置されたシート部と、前記弁体を付勢する弾性体と、から構成される電磁式制御弁装置において、前記弁体と前記シート部との間を通過する前後の流体に圧力差が無いときに、前記弁体を前記シート部から離間させるのに必要な電流値を最大使用電流とした場合、前記弁体の移動に連動して前記弁体と前記シート部との間を通過する流体の流量が変化する前記弁体の変位の範囲内で、前記最大使用電流を前記電磁力発生手段に印加したときの、前記弁体の変位に対する電磁力の変化率と正負が逆で同じ大きさの荷重変化率をもつ前記弾性体を備える構成とする。
【００１１】
また、前記電磁式制御弁装置において、前記弾性体は、前記弁体の変位の範囲内で、前記電磁力の変化特性を線形に近似したときの、前記弁体の変位に対する電磁力の変化率と正負が逆で同じ大きさの荷重変化率を持つ線形特性をもつ弾性体である構成とする。さらに、前記電磁式制御弁装置において、前記弾性体は、前記弁体を前記シート部に押し付ける方向に付勢するように配置する構成とする。さらに、前記電磁式制御弁装置において、前記弁体と前記シート部との間を通過前後の流体の圧力差が、前記圧力差が無いときに代えて、前記弁体に加わる最大圧力の１／４以下のときに、前記弁体の始動に必要な電流を低圧時必要電流とした場合、前記弁体の移動に連動して前記弁体と前記シート部との間を通過する流量が変化する前記弁体の変位の範囲内で、前記低圧時必要電流を前記電磁力発生手段に印加したときの、前記弁体の変位に対する電磁力の変化特性を線形に近似した時の変位に対する変化率と正負が逆で同じ大きさの荷重変化率をもつ線形特性の前記弾性体を備える構成とする。さらに、前記電磁式制御弁装置において、前記弁体の移動に連動して前記弁体と前記シート部との間を通過する流体の流量が変化する前記弁体の変位の範囲よりもさらに小さい範囲内で、前記最大使用電流を前記電磁力発生手段に印加したときの、前記弁体の変位に対する電磁力の変化率と正負が逆で同じ大きさの荷重変化率をもつ前記弾性体を備える構成とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、所定の弁体変位の範囲と所定の電磁力発生手段への印加電流値において、電磁力特性の弁体変位に対する変化を打ち消すような荷重変化率を設定した線形な特性を持つ弾性体を用いる。これによって、単純な構造、小型の装置で、弁体動作の安定化し、圧力変化の連続性を維持した圧力制御を実現することが可能となる。これによって、低コストで制御性の高い電子制御液圧ブレーキ装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の実施例１と実施例２に係る電磁式制御弁装置について、図１〜図１０を参照しながら以下説明する。
【実施例１】
【００１４】
本発明を実施するための最良の形態を実施例１に基づいて説明する。図１は本発明の実施例１に係る液圧式ブレーキ装置で使用される電磁式制御弁装置１０の断面概略図を示す。本実施例１に係る電磁式制御弁装置は、コイルによる電磁力発生手段１１によって電磁力が発生し、この電磁力によってコア１２の吸引面に引き付けられる向きに力が働くことでシリンダ１３内を弁体１４が可動する。また、本実施例１は、図１の下方に設けられ、弁体１４との間隔により電磁式制御弁装置１０を通過する流量を調整するシート部１５を有する。さらに、弁体１４は弾性体１６により付勢されており、図１のような構成の電磁式制御弁装置１０の場合、電磁力発生手段１１に電流が通電されない状態で弁体１４はシート部１５に押し付けられる。
【００１５】
また、図１のシート部１５の下側に高圧部が接続され、出口側にはリザーバや加圧対象が接続される。また、電磁力発生手段１１にはドライバ回路１７、コントローラ１８が接続される。コントローラ１８は、ブレーキ装置の液圧、運転者のブレーキ操作量、車両運動量などを検出する各種センサ１９からの情報により目標制動力発生できる作動液圧力を計算し、ドライバ回路１７への指令値を算出する。ドライバ回路１７からの電流値の大きさによって電磁力発生手段１１の電磁力の大きさが決まる。この電磁力と弾性体１６による荷重、図１中下方からの圧力による力がつりあう位置が、弁体１４の位置となる。本実施例１で対象とする電磁式制御弁装置では、弁体１４の位置の制御性を向上させるため、ギャップ２０（コア１２に対する弁体１４の可動範囲）を大きくとっているものとする。
【００１６】
本発明の実施例１では、上述した構成を有する電磁式制御弁装置１０において、あらかじめ計測又は計算によって求められた電磁力発生手段１１の電磁力と弁体１４変位の関係から求められる値の荷重変化率、つまりばね定数を持つ弾性体１６を選択して使用する。本実施例１に係る電磁式制御弁装置の具体的な機能と動作態様について、図２を参照しながら以下説明する。図２は本実施例１に係る電磁力発生手段における電磁力と弁体変位の関係と有効変位とを表す図である。
【００１７】
図２の下図に示した流量と弁体１４変位のように、弁体１４の変位によって流量が変化する変位の範囲を有効変位とする。この有効変位は、シート部１５の流路面積Ａ１よりも弁体１４がシート部１５から離れることによって形成される流路面積Ａ２が小さい範囲に相当し、この有効変位はギャップ２０と等しい最大変位量と比べて小さくなる。
【００１８】
図２の上図に示すような電磁力特性で、この有効変位よりも小さい変位の範囲において、弁体１４変位に対する電磁力の変化を打ち消すように弾性体１６のばね定数を決定する。ここで、変位、力はシート部から遠ざかる方向を正としている。さらに、電磁力の特性は図２上図に示すように電流値が大きくなるにつれて電磁力の弁体１４変位に対する変化が大きくなるという傾向がある。すなわち、Ｃ１の変化＞Ｃ３の変化、となる。
【００１９】
なお、当然のことであるが、図１に示す電磁力発生手段（コイル）への印加電流を大きくすると電磁力もそれに連れて大きくなり、弁体の変位量も増加して、図２に示す有効変位の範囲内で制御弁１０の流路面積も増加する。さらに、弁体１４には、弁体とシート部の流路前後に加わる作動液（例えば、ブレーキ液）の圧力差が弁体をシート部から離間する方向に加わることになり、例えば、同一の弁体変位量であっても（図２の有効変位の範囲内の適宜の変位Ｘｉ）、圧力差が小さいときにはそれの大きいときに比べて、より大きな電流をコイルに印加する必要がある。
【００２０】
そこで、弁体１４とシート部１５を通過する前後で作動液の圧力差が小さいとき（弁体１４を動作させるために、圧力差大に比べてより大きな電流値が必要となる）の電磁力特性に対して補正するように弾性体１６のばね定数を決定する。ここでは、最も大きな電流が必要となり、且つ圧力差がないときに弁体１４をシート部１５より離間させるのに必要な電流値としては、電磁力発生手段１１に印加した時の電磁力特性を表す曲線で示すと、Ｃ２であると仮定する（電磁力Ｃ２を発生させれば作動液の圧力差のないときに弁体を有効変位の最大値まで可動させることが可能）。
【００２１】
図３は本実施例１に係る弾性体のばね定数による電磁力特性（図２の上図を参照）の補正機能を表す図である。図３（ａ）は図２のＣ２を有効変位の範囲で拡大して表示したものである。ここで、破線で示すように、曲線（実線）を直線で近似するときの弁体１４変位ｘに対する電磁力Ｆの変化率はΔＦ／Δｘとなる。このときに、本実施例１では、ばねの荷重変化が図３（ｂ）の特性になるようなばね定数を持つばねとする。つまり、弾性体１６ばね定数をＫとすると、Ｃ２で示した電磁力の特性を直線で近似した際の変化率と正負が逆の変化になるように、Ｋ＝−ΔＦ／Δｘ、の特性を有するばねとする。こうした状態で、図３（ａ）の電磁力特性と図３（ｂ）の弾性体の荷重特性とを足し合わせることによって得られる合力の絶対値を示したものが図３（ｃ）になる。このように、差動液の圧力差が無いときの電磁力とのバランスを考慮してばね定数を決めておけば、仮に圧力差が高くなった場合においてもこのばね定数の設定で弁体の動作が不安定になることはない。
【００２２】
上述したように、線形な特性を持つ弾性体１６のばね定数を設定することによって、電磁力Ｆと弾性体１６の荷重ＦSとを足し合わせた力の弁体１４変位に対する変化を小さくすることができる。このときに弁体１４の最大変位（図２を参照）に対して、電磁力特性を補正する弁体１４変位の範囲（図２に示す有効変位）を小さくとっているので、線形のばねによる補正によって電磁力の弁体１４変位に対する変化を十分に小さくすることができる。上述した構成による電磁式制御弁装置１０は、ブレーキ液の圧力変動の大きな環境で使用される場合においても連続した圧力変化による圧力制御を実現することができる。換言すると、ブレーキ液の圧力差がないときのばね定数の条件設定をしたので、圧力差が拡大したときでも十分に適用可能なものである。因みに、従来技術における弾性体の条件設定は、コイルへの印加電流が零のときに図１に示す下からのブレーキ液圧力に対抗して弁が閉じていることである。
【００２３】
ここで、電磁式制御弁装置１０に、図４の上図に示すように電流をランプ状に入力して（比例入力を印加し）、蓄圧されたブレーキキャリパから圧力を低圧側（リザーバ）に逃がす場合を想定して、電磁式制御弁装置の動作を説明する。図４は従来技術の電磁式制御弁装置における、ランプ状電流入力に対する弁体変位と流入口圧力変化を表す図である。図４の中段図によると、弁体変位を開方向にシフトするために印加電流を増加したときに、図２の上図に示したように、或る変位位置で弁体変位による電磁力増加の影響もあって弁体変位位置が不安定になって上下動し弁体変位の位置制御が困難となる。
【００２４】
図４の下図には、本実施例１を適用しない電磁式制御弁装置１０の流入口の圧力変化を示している。流入口の圧力が低圧になると、それまで連続的に変化していた圧力が不連続な変化を示す。この不連続変化は、低圧になると弁体１４とシート部１５の間を通過する前後の作動液の圧力差が小さくなることで、弁体１４を図１の下方から押し上げる力が小さくなり、この状態では弁体１４に働く力のうち電磁力の割合が大きくなって、電磁力特性の変化の影響を大きく受けるようになるためである。さらに、このときには弁体１４を動作させるために必要な電流値も大きくなるため（前述したように、仮定したＣ２に近い値になるため）、図２で示したように電磁力の弁体１４変位に対する変化率がより大きくなる。
【００２５】
また、圧力差が小さい時の吸引電磁力と弾性体１６荷重との合力の絶対値と電磁式制御弁装置１０を通過する流体による力（圧力差×受圧面積＋流体力）の絶対値を示したものは図５（ｂ）のようになる。ここで、図５は従来技術の電磁式制御弁装置における、圧力差大のときと圧力差小のときの電磁力と弾性体荷重の合力の絶対値と通過流体による力との関係を表す図である。
【００２６】
図５（ａ）のように差圧が大きいときには２曲線の交点は独立した１点であり、この場合弁体動作は安定する。しかし、図５（ｂ）のように圧力差が小さい場合、電磁力と弾性体荷重の合力の曲線が、一部で流体による力の曲線と線上に重なる部分が生じる。この場合、弁体１４の位置が不定になる可能性が高く、弁体動作が安定しなくなる可能性がある。ここで、図５（ｂ）において、実線の曲線が図５（ａ）との対比で弁体変位ｘの大きさとともに低下するのは、前述したように圧力差が小さいときに弁体１４に働く力のうちで電磁力の割合が大きくなるためである。なお、従来技術における弾性体荷重は、印加電流が零のときに図１に示す下からのブレーキ液圧力と釣り合って閉じているようにとの観点から設計されるものである。因みに、本実施例１を示す図７（ｂ）の弾性体荷重は図５の（ｂ）のそれよりも或る程度大となるものである。
【００２７】
これに対して、本発明の実施例１を適用して弾性体１６のばね定数を決定した場合の電磁力と弾性体１６荷重の合力の絶対値を図６に示す。ここでは図２上で示した電磁力特性も同時に破線で表示している。上述したように仮に曲線Ｃ２を平坦化するようなばね定数の線形の変化特性をもつ弾性体１６を使用すると、実線Ｃ１’〜Ｃ３’に示すような合力が得られる。ここに示すように、Ｃ２’は弁体１４の変位に対して力がほとんど変化しなくなる。このときに図５と同様の弁体１４に作用する流体による力と電磁力と弾性体１６の荷重との合力の絶対値を示したものが図７になる。
【００２８】
図７に示すように、圧力差小（図７（ｂ））の場合、電磁力と弾性体１６荷重との合力の絶対値の曲線変化率が小さくなるので、２曲線の交点が独立した一つの点となり弁体１６動作が安定する。また、電流が低い場合の電磁力特性、ここではＣ３がこの補正によってＣ３’のように右下がりの曲線となる（図６を参照）。このため、圧力差大（図７（ａ））の場合、電磁力と弾性体１６による荷重の合力の絶対値は右上がりの特性を持つことになる。この場合、図からも明らかなように右上がりになる分には弁体１４動作の安定性は損なわれない。また、圧力差大のときの弁体１４動作に必要な電流値が若干増加するが、最大電流値を印加した時の電磁力特性に対して補正しているため、電磁制御弁装置の最大電流値は変化しないという利点がある。また、Ｃ１は補正によってＣ１’となり、電磁力の特性が右上がりになるが、この部分では本方式の電磁式制御弁装置による圧力制御は行わないので関係ない。
【００２９】
上述したような補正を施した弾性体１６を利用した本実施例１に係る電磁式制御弁装置１０に対して、図４と同様に電流をランプ状に入力した際の圧力変化を図８に表す。図８で点線で示すのが図４と同様の本発明を適用しない場合の圧力変化を、実線で示したのが本実施例１を適用した場合の圧力変化を示している。ここに示すように本実施例１を適用した場合、高圧、低圧を問わず圧力の急変が生じず、連続的な圧力変化を実現できる。そのため、圧力の制御性が向上し、電磁式制御弁装置１０を使った精度よい制動力制御が実現でき、精密な車両運動制御や回生ブレーキとの協調が実現できる。また、線形な特性を持つ弾性体１６によって電磁力特性を補正するため、小型、低コストな装置を実現できる。
【００３０】
また、ほぼ同様の効果は、弾性体１６のばね定数を決定する際に、圧力差が電磁式制御弁に加わる最大圧力の１／４以下のときに（上述の説明では圧力差が零であることを条件としていたが、多少の圧力差が存在する、最大圧力の１／４程度のときに（可成り小さい圧力下で））、弁体をシート部１５から離間させるのに必要な電流値を電磁力発生手段１１に印加する場合の、弁体１６変位に対する電磁力変化率と正負が逆で同じ大きさになるようにしても得られる。ここで１／４というのはブレーキ装置などの電磁式制御弁装置の高圧側にかかる最大圧力が１５〜２０ＭＰａ程度とした場合、３〜５ＭＰa程度になった場合のことを示す。つまり、弁体動作が不安定になり始めるところで弁体動作が安定するように補正することによって、それ以降の動作の不安定になるのを予防する。
【００３１】
また、圧力を制御するときの弁体変位は流路面積を変えられる変位の範囲（図２に示す有効変位の範囲）よりも限られた小さい範囲内（弁体変位０から有効変位よりも小さい弁体変位までの範囲内）で使うこともあるが、その範囲での電磁力の弁体変位に対する変化特性を打ち消すように、弾性体１６のばね定数を決定することとしてもほぼ同様の効果が得られる。
【００３２】
また、図９に示すように弁体１４に付勢し、電流を印加しない状態でシート部に弁体１４を押し付ける弾性体１６とは別の電磁力特性補正用弾性体１１１を備える。この場合にも図３に示した手順とほぼ同様にして弁体１４の変位により流量が変化する弁体１４変位の範囲で、電磁力発生手段１１により発生する電磁力と弾性体１６の荷重との合力の弁体変位に対する変化を打ち消すようなばね定数を有する電磁力特性補正用弾性体１１１を用いることにしても同様の効果を得ることができる。換言すると、従来技術の図１に示す下からの作動油圧力に対抗（印加電流零のとき）するばね１６と電磁力特性補正用の弾性体１１１との組み合わせで、図３（ｂ）の機能を奏させるのである。
【実施例２】
【００３３】
本発明の実施例２に係る電磁式制御弁装置について、図１０に基づいて詳細に説明する。図１０は本発明の実施例２に係る電磁式制御弁装置であって、実施例１の構成を利用した電子制御液圧ブレーキ装置の全体構成図である。以下、図１０では、図１と異なる構成に関してのみ説明し、図１と同様の構成に関しては同一符号を付して重複した説明は省略する。
【００３４】
図１０に示す構成は、電子制御液圧ブレーキ装置の１輪分に対応するものである。本実施例１で説明した電磁式制御弁装置１０，２０１（符号１０と同様構成）をポンプ２０２とブレーキキャリパ２０３の間と、ブレーキキャリパ２０３とリザーバ２０４の間とに配置し、それぞれを油圧配管２０６で接続する。また、ポンプ２０２はポンプコントローラ２０７で制御され、その圧力を検出するための圧力センサ２０８を設ける。
【００３５】
図１０に示すような構成による電子制御液圧ブレーキ装置ではポンプコントローラ２０７によってポンプ２０２が制御されリザーバ２０４からの作動液が送り出される。そして、電磁式制御弁装置１０を駆動することによって、ブレーキキャリパ２０３の圧力を上昇させ、ピストンによりブレーキパッドをブレーキディスクに押し付けることによって制動力を発生させる。また、電磁式制御弁装置１０を閉じ、もう一方の電磁式制御弁装置２０１を駆動することでブレーキキャリパ２０３から作動液をリザーバ２０４に開放し、ピストンにかかる圧力を下げ、制動を解除する。
【００３６】
図１０に示す電子制御液圧ブレーキ装置において、本実施例１の電磁式制御弁装置（図３の機能を備えた弾性体）を用いると、圧力の連続的な変化が保証されるため、ブレーキキャリパ２０３の前に検出手段を設けることなしに、ピストンにかかる油圧力を予測することが可能となる。
【００３７】
次に、図１０に示す本実施例２の動作と機能について具体的に説明する。圧力センサ２０８によって、電磁式制御弁装置１０の前の圧力のみを計測する。予め、電磁式制御弁装置１０，２０１への印加電流−差圧−圧力の時間変化の関係を計算、或いは計測により算出しておく。電磁式制御弁装置１０の圧力の時間変化をΔＰ、電磁式制御弁装置１０を駆動する前のピストンにかかるの圧力をＰ１とした場合に、ｔ秒後のピストンにかかる圧力Ｐ１は、Ｐ１＝ΔＰ・ｔ＋Ｐ０、となる。このときにΔＰは印加電流と差圧とによって決定する。本実施例２に係る電磁式制御弁装置１０は圧力を連続的に制御することができるため、上述の動作、手法によって圧力を推定した場合でも誤差が小さくなる。
【００３８】
また、電磁式制御弁装置２０１を駆動して制動を解除する場合にも、同様にしてピストンにかかるの圧力を推定することができる。これを用いることにより、制動力のフィードフォワード制御の精度を向上させることができ、応答時間を短縮することが可能となる。
【００３９】
以上説明したように、本発明の実施例は、次のような課題を解決するために、以下のような構成を備え、機能乃至作用を奏することを特徴とするものである。すなわち、作動油（ブレーキ液）の圧力が急変し圧力変化の連続性が損なわれるのは、弁体とシート部の前後での圧力差が小さいときに弁体の動作が不安定になることがあるためである。つまり、圧力差が小さい場合、ブレーキ液より弁体に働く力が小さくなり、弁体に働く力のうち電磁力の割合が大きくなるため、電磁力の変化の影響を受けやすくなる。本発明の実施例で取り上げている電磁力により弁体を直動する形態の電磁式制御弁装置の場合、電磁力が弁体変位に対して変化するため、その影響をうけ、弁体動作が不安定になりやすい。さらに、電磁力が変位に対して変化することで、圧力差が小さいところで弁体に働く力がつりあう弁体位置が近い変位に複数存在するようになるため、弁体位置が不定となり、不安定になりやすい。
【００４０】
そこで、本実施例の電磁式制御弁装置は目標となる制御量に応じた電流値を計算し出力する電流制御手段と、印加する電流値によって発生する電磁力が変化する電磁力発生手段と、前記電磁力発生手段によって発生した電磁力で移動する弁体と、前記弁体の向かい合うように設置されたシート部と、前記弁体に付勢する弾性体と、から構成される電磁式制御弁装置において、前記弁体と前記シート部との間を通過前後の流体に圧力差がない時に、前記弁体を前記シート部から離間させるのに必要な電流値を最大使用電流とした場合、前記弁体の移動によって前記弁体と前記シート部との間を通過する流量が変化する前記弁体の変位の範囲内で、前記最大使用電流を前記電磁力発生手段に印加したときの、前記弁体変位に対する電磁力の変化率と正負が逆で同じ大きさの荷重変化率を持つ前記弾性体を有することを特徴とする。
【００４１】
本実施例によれば、前記弁体に付勢する前記弾性体による荷重が前記弁体変位に伴う電磁力大きさの変化とは反対に変化するように設定することで、電磁力と前記弾性体の荷重を足し合わせた力が前記弁体変位に対して変化しないようにできるため前記弁体動作を安定化することができ、圧力変化の連続性を損なわない圧力制御が可能となる。また、補正対象となる電磁力の前記弁体変位に対する特性を決定する際に、前記圧力差の大小に関係ない弁体動作の安定化を単純な構造により実現することが可能となり、小型、低コストを維持することができる。
【００４２】
また、前記電磁式制御弁装置において、前記弁体に対して付勢する前記弾性体は、前記弁体の移動によって前記弁体と前記シート部との間を通過する流量が変化する前記弁体の変位の範囲内で、電磁力の変化特性を線形に近似した時の、前記弁体変位に対する変化率と正負が逆で同じ大きさの荷重変化率を持つ、線形な特性を持つ弾性体であることを特徴とする。この構成によれば、弁体の最大変位に対して小さい前記シートを通過する流量が変化する前記弁体変位の範囲内に、弁体変位に対する電磁力の変化を補正する範囲を限定する。このことによって、前記弾性体として線形な特性をもつものを用いて、電磁式制御弁装置の有効範囲内で弁体動作を安定化し、連続した圧力変化を維持しつつ圧力制御を行うことができる。また、小型、低コストも実現できる。
【００４３】
また、前記電磁式制御弁装置において、前記弾性体は前記弁体を前記シート部に押し付ける方向に付勢するように配置したことを特徴とする。この構成の電磁式制御弁装置の場合、上述した前記弁体動作の安定化の効果が大きく、圧力制御の安定化が実現できる。
【００４４】
また、前記電磁式制御弁装置において、前記圧力差（弁体とシート部間を流体が通過する前後の流体圧力差）が電磁式制御弁装置に加わる最大圧力の１／４以下の時に（圧力差が無いときだけに限らず、最大圧力差に対して可成り小さい圧力差のときに）、前記弁体の始動に必要な電流を低圧時必要電流とした場合、前記弁体の移動によって前記弁体と前記シート部との間を通過する流量が変化する前記弁体の変位の範囲内で、前記低圧時必要電流を前記電磁力発生手段に印加したときの、弁体変位に対する電磁力の変化特性を線形に近似した時の変位に対する変化率と正負が逆で同じ大きさの荷重変化率を持つ前記弾性体を有することを特徴とする。
【００４５】
また、前記電磁式制御弁装置は、前記弁体の移動によって前記シート部との間に形成される流路面積を変化させることができる前記弁体の変位の範囲よりも小さい範囲で、前記最大使用電流を前記電磁力発生手段に印加したときの、前記弁体変位に対する電磁力の変化率と正負が逆で同じ大きさの荷重変化率を持つ前記弾性体を有することを特徴とする。この構成によれば、前記弁体変位によって前記弁体と前記シート部の間を通過する流量が変化する弁体変位の範囲として、前記弁体変位によって前記流路面積を変化する弁体変位の範囲を選ぶことによって弁体の最大変位に対して小さい変位の範囲を選択することができるため、線形特性を持つ前記弾性体の荷重変化率による電磁力特性の補正が容易となる。
【００４６】
また、前記電磁式制御弁装置において、前記弾性体とは別に電磁力特性補正弾性体を備え、前記弾性体と前記電磁力特性補正弾性体の荷重変化率の総和を、前記弁体の移動によって前記弁体と前記シート部との間を通過する流量が変化する前記弁体の変位の範囲内で、前記最大使用電流を前記電磁力発生手段に印加したときの、前記弁体変位に対する電磁力の変化率と、正負が逆で同じ大きさの荷重変化率を持つ前記電磁力特性補正弾性体を有することを特徴とする。この構成によれば、電磁力特性の補正専用の弾性体を追加することによって同様の効果を得ることができる。
【００４７】
また、本発明を適用した自動車として、作動油の圧力によって駆動するピストンとブレーキパッドをなえたブレーキキャリパと、前記作動油の圧力を作り出す圧力生成手段と、前記圧力生成手段の圧力を検出する圧力検出手段と、運転者の操作や車両状態から目標の制動力を算出し、作動油圧力を制御する制動力制御手段と、前記圧力生成手段と前記ブレーキキャリパとの間、リザーバと前記キャリパの間に設置された前記電磁式制御弁装置と、により構成される電子制御液圧ブレーキ装置において、前記電磁式制御弁装置の前記弾性体は、前記弁体の移動によって前記弁体と前記シート部との間を通過する流量が変化する前記弁体の変位の範囲内で、前記最大使用電流を前記電磁力発生手段に印加したときの、前記弁体変位に対する電磁力の変化率と正負が逆で同じ大きさの荷重変化率を持つ前記弾性体を有することを特徴とした電子制御液圧ブレーキ装置を備えた構成とする。この構成によれば、小流量で電磁式制御弁装置を通過する前後で流体の差圧が大きく変化する液圧式ブレーキ装置において、電磁式制御弁装置の弁体動作を安定化することができ、圧力制御を行う際に連続した圧力変化を維持することができる。さらに、同時に小型、低コストも達成することができる。また、圧力変化の連続性が維持されるため、圧力の推定が容易となりフィードフォワード的な操作が可能となるため、応答性を向上させることも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施例１に係る、液圧式ブレーキ装置で使用される電磁式制御弁装置の断面概略図を示す図である。
【図２】本実施例１に係る電磁力発生手段における電磁力と弁体変位の関係と有効変位とを表す図である。
【図３】本実施例１に係る弾性体のばね定数による電磁力特性（図２の上図を参照）の補正機能を表す図である。
【図４】従来技術の電磁式制御弁装置における、ランプ状電流入力に対する弁体変位と流入口圧力変化を表す図である。
【図５】従来技術の電磁式制御弁装置における、圧力差大のときと圧力差小のときの電磁力と弾性体荷重の合力の絶対値と通過流体による力との関係を表す図である。
【図６】本実施例１に係る電磁式制御弁装置における電磁力と弾性体荷重の合力の絶対値と弁体変位との関係を表す図である。
【図７】本実施例１に係る電磁式制御弁装置における、圧力差大のときと圧力差小のときの電磁力と弾性体荷重の合力の絶対値と通過流体による力との関係を表す図である。
【図８】本実施例１に係る電磁式制御弁装置における、ランプ状電流入力に対する流入口圧力変化を表す図である。
【図９】本実施例１に係る電磁式制御弁装置に用いられる弾性体の別構成を示す図である。
【図１０】本発明の実施例２に係る電磁式制御弁装置であって、実施例１の構成を利用した電子制御液圧ブレーキ装置の全体構成図である。
【符号の説明】
【００４９】
１１  電磁力発生手段
１３  シリンダ
１４  弁体
１５  シート部
１６  弾性体
１７  ドライバ回路
１８  コントローラ
１９  各種センサ
２０  ギャップ
２０２  ポンプ
２０３  ブレーキキャリパ
２０４  リザーバ
２０６  油圧配管
２０７  コントローラ
２０８  圧力センサ
【図１】
2008111475.tif 000003
【図３】
2008111475.tif 000004
【図４】
2008111475.tif 000005
【図５】
2008111475.tif 000006
【図６】
2008111475.tif 000007
【図７】
2008111475.tif 000008
【図８】
2008111475.tif 000009
【図９】
2008111475.tif 000010
【図１０】
2008111475.tif 000011
【図２】
2008111475.tif 000012