(57)【要約】【課題】ノーマル位置と通電による通電位置とを有する電磁弁の切換を制御する電磁弁制御装置において、電磁弁の通電による発熱量を最小限に抑える。【解決手段】通常は電磁開閉弁１２、１３を閉じてブレーキバイワイヤによるブレーキ制御を実行し、フェイル時には電磁開閉弁１２、１３が開きマスタシリンダ３の液圧でホイールシリンダ４Ａ〜５Ｂを作動させる。所定のタイミングで電磁開閉弁１２、１３に通電してこれを閉じ、給排制御弁８〜１１によってホイールシリンダ４Ａ〜５Ｂを加圧する。電磁開閉弁１２、１３への電流を徐々に減じ、圧力センサ３６、３７でマスタシリンダ３側の液圧を監視する。電磁開閉弁１２、１３が開いてマスタシリンダ３側の液圧が上昇したとき、上昇直前の電流を保持電流として設定する。これにより、電磁開閉弁１２、１３を最小限の保持電流によって閉弁状態で保持して発熱量を最小限に抑える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノーマル位置と通電による通電位置とを有する電磁弁の切換を制御する電磁弁制御装置であって、前記電磁弁の切換を検出する切換検出手段と、前記電磁弁への通電電流を制御するコントローラとを備え、該コントローラは、予め設定されたタイミングで前記電磁弁に通電して該電磁弁を通電位置に切換え、前記電磁弁への通電電流を徐々に低下させながら前記切換検出手段によって前記電磁弁の切換を監視し、前記電磁弁がノーマル位置に切換ったとき、切換る直前の電流を前記電磁弁を通電位置で保持するための保持電流として設定し、該保持電流によって前記電磁弁を通電位置で保持することを特徴とする電磁弁制御装置。
【請求項２】
前記電磁弁は、流体の流路を開閉する開閉弁であり、前記切換検出手段は、前記電磁弁によって開閉される流路の一側を加圧する加圧手段と該流路の他側の圧力を検出する圧力検出手段とを備え、該圧力検出手段の検出圧力の変動によって前記電磁弁の切換を検出することを特徴とする請求項１に記載の電磁弁制御装置。
【請求項３】
前記コントローラは、パルス幅変調のデューティ比によって前記電磁弁への通電電流を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の電磁弁制御装置。
【請求項４】
ノーマル位置と通電による通電位置とを有する電磁弁の切換を制御する電磁弁制御方法であって、前記電磁弁の切換を検出する切換検出手段と、前記電磁弁への通電電流を制御するコントローラとを用いて、予め設定されたタイミングで前記電磁弁に通電して該電磁弁を通電位置に切換え、前記電磁弁への通電電流を徐々に低下させながら前記切換検出手段によって前記電磁弁の切換を監視し、前記電磁弁がノーマル位置に切換ったとき、切換る直前の電流を前記電磁弁を通電位置で保持するための保持電流として設定し、該保持電流によって前記電磁弁を通電位置で保持することを特徴とする電磁弁制御方法。
【請求項５】
前記電磁弁は、流体の流路を開閉する開閉弁であり、前記切換検出手段は、前記電磁弁によって開閉される流路の一側を加圧する加圧手段と該流路の他側の圧力を検出する圧力検出手段とを備え、該圧力検出手段の検出圧力の変動によって前記電磁弁の切換を検出することを特徴とする請求項４に記載の電磁弁制御方法。
【請求項６】
前記コントローラは、パルス幅変調のデューティ比によって前記電磁弁への通電電流を制御することを特徴とする請求項４又は５に記載の電磁弁制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノーマル位置と通電による通電位置とを有する電磁弁の切換を制御する電磁弁制御装置及び制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車のブレーキ制御装置として、例えば特許文献１に記載されているように、電気信号によって制動力を制御するいわゆるブレーキバイワイヤシステムが知られている。特許文献１に記載されたブレーキバイワイヤシステムは、ブレーキペダルに連結されて運転者のブレーキ操作によって液圧を発生するマスタシリンダと、液圧によって作動して車輪を制動するホイールシリンダと、オイルポンプ、モータ及びアキュムレータ等からなる液圧源と、液圧源からホイールシリンダへのブレーキ液の供給及びホイールシリンダからリザーバへのブレーキ液の排出を制御する給排制御弁と、マスタシリンダ側の液圧を検出する液圧センサと、ブレーキペダルのストロークを検出するストロークセンサと、ホイールシリンダ側の液圧を検出する液圧センサと、液圧源及び給排制御弁等を制御するコントローラとを備えている。そして、コントローラにより、ブレーキペダルのストローク、マスタシリンダ及びホイールシリンダの液圧等に基づいて液圧源及び給排制御弁等を制御して、ホイールシリンダに液圧を給排することによって、運転者によるブレーキ操作に応じて制動力を発生させる。
【特許文献１】特開２００１−１０６０５６号
【０００３】
これにより、運転者のブレーキ操作力を軽減する倍力制御、緊急ブレーキ時に制動力を補助するブレーキアシスト制御等を実行することができる。また、このようなブレーキバイワイヤシステムによれば、運転者のブレーキ操作とホイールシリンダによる制動力との関係をコントローラによって適宜調整することができるので、制動時に発電機を駆動してエネルギを回収する回生ブレーキを併用する場合、これらの制動力の配分を適宜調製する回生協調制御を行うことができる。また、車輪の回転速度、車両速度、エンジンスロットル開度、エンジン回転速度等の車両状態を表すパラメータをコントローラに入力することにより、アンチロックブレーキ制御、トラクション制御、車両安定性制御等のブレーキ制御が可能となる。
【０００４】
上述のブレーキバイワイヤシステムでは、マスタシリンダ側の油圧回路とホイールシリンダ側の油圧回路とが常開の電磁開閉弁を介して接続されており、通常は、コントローラからの通電によって電磁開閉弁を閉じてマスタシリンダ側の油圧回路とホイールシリンダ側の油圧回路とを遮断し、上述のようにコントローラからの電気信号によってホイールシリンダ側の液圧を制御して制動力を発生させる。また、制御システムに何らかの異常が生じた場合（フェイル時）には、電磁開閉弁への通電が停止することにより、電磁開閉弁が開いてマスタシリンダ側の油圧回路とホイールシリンダ側の油圧回路とが直接連通される。これにより、運転者のブレーキ操作によってマスタシリンダで発生した液圧でホイールシリンダを直接作動させて制動力を発生させることができ、フェイルセーフを実現することができる。
【０００５】
しかしながら、上記従来のブレーキバイワイヤシステムによるブレーキ制御装置では、次のような問題がある。マスタシリンダ側の油圧回路とホイールシリンダ側の油圧回路との間に設けられた常開の電磁開閉弁は、通常は、コントローラの電気信号による制動力制御を実行するために常時通電状態（閉弁状態）で使用されるため、通電による温度上昇が問題となる。特に、電磁開閉弁、給排制御弁、コントローラの回路基板等を一体構造としてユニット化しようとした場合、充分な放熱及び遮熱設計が必要となり、製造コストが増大する。また、電磁開閉弁への常時通電による消費電力の増大も問題となっている。
【０００６】
そこで、例えば特許文献２に記載されているように、一般的に常開の電磁開閉弁では、開弁時に必要な開弁電流に対して開弁状態を保持するために必要な保持電流が小さいことから、電磁開閉弁を開弁電流によって開弁させた後、開弁電流よりも低い保持電流に切換えることにより、発熱量を低減する技術が知られている。
【特許文献２】特許第３１５２２００号明細書
【０００７】
しかしながら、上述の電磁開閉弁の保持電流は、電磁開閉弁の個体差、雰囲気温度によるバルブクリアランス及びソレノイド出力の変化等によって変動するため一定ではない。このため、保持電流は、確実に閉弁状態を保持すべく、ある程度の余裕を見込んで高めに設定されている。従って、依然として発熱及び消費電力の問題があり、改善の余地がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、ノーマル位置と通電による通電位置とを有する電磁弁の通電による発熱量及び消費電力を最小限に抑えることができる電磁弁制御装置及び制御方法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】
【０００９】
上記の課題を解決するために、請求項１に係る発明は、ノーマル位置と通電による通電位置とを有する電磁弁の切換を制御する電磁弁制御装置であって、前記電磁弁の切換を検出する切換検出手段と、前記電磁弁への通電電流を制御するコントローラとを備え、該コントローラは、予め設定されたタイミングで前記電磁弁に通電して該電磁弁を通電位置に切換え、前記電磁弁への通電電流を徐々に低下させながら前記切換検出手段によって前記電磁弁の切換を監視し、前記電磁弁がノーマル位置に切換ったとき、切換る直前の電流を前記電磁弁を通電位置で保持するための保持電流として設定し、該保持電流によって前記電磁弁を通電位置で保持することを特徴とする。
請求項２の発明に係る電磁弁制御装置は、上記請求項１の構成において、前記電磁弁は、流体の流路を開閉する開閉弁であり、前記切換検出手段は、前記電磁弁によって開閉される流路の一側を加圧する加圧手段と該流路の他側の圧力を検出する圧力検出手段とを備え、該圧力検出手段の検出圧力の変動によって前記電磁弁の切換を検出することを特徴とする。
請求項３の発明に係る電磁弁制御装置は、上記請求項１又は２の構成において、前記コントローラは、パルス幅変調のデューティ比によって前記電磁弁への通電電流を制御することを特徴とする。
請求項４に係る発明は、ノーマル位置と通電による通電位置とを有する電磁弁の切換を制御する電磁弁制御方法であって、前記電磁弁の切換を検出する切換検出手段と、前記電磁弁への通電電流を制御するコントローラとを用いて、予め設定されたタイミングで前記電磁弁に通電して該電磁弁を通電位置に切換え、前記電磁弁への通電電流を徐々に低下させながら前記切換検出手段によって前記電磁弁の切換を監視し、前記電磁弁がノーマル位置に切換ったとき、切換る直前の電流を前記電磁弁を通電位置で保持するための保持電流として設定し、該保持電流によって前記電磁弁を通電位置で保持することを特徴とする。
請求項５の発明に係る電磁弁制御方法は、上記請求項４の構成において、前記電磁弁は、流体の流路を開閉する開閉弁であり、前記切換検出手段は、前記電磁弁によって開閉される流路の一側を加圧する加圧手段と該流路の他側の圧力を検出する圧力検出手段とを備え、該圧力検出手段の検出圧力の変動によって前記電磁弁の切換を検出することを特徴とする。
請求項６の発明に係る電磁弁制御方法は、上記請求項４又は５の構成において、前記コントローラは、パルス幅変調のデューティ比によって前記電磁弁への通電電流を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、電磁弁を通電位置で保持するために必要な最低限の通電電流を保持電流として決定して更新することができ、電磁弁の消費電力及び発熱量を最小限に抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１に示すように、本実施形態に係るブレーキ制御装置１は、ブレーキバイワイヤシステムによる自動車用液圧式ブレーキ制御装置であって、ブレーキペダル２に連結されたマスタシリンダ３と、各車輪に装着されて液圧によって作動して制動力を発生させるホイールシリンダ４Ａ、４Ｂ、５Ａ、５Ｂと、ホイールシリンダ４Ａ、４Ｂ、５Ａ、５Ｂに供給する液圧を発生させる液圧源７（加圧手段、切換検出手段）と、各車輪のホイールシリンダ４Ａ、４Ｂ、５Ａ、５Ｂに液圧を給排するため給排制御弁８、９、１０、１１（加圧手段、切換検出手段）と、マスタシリンダ３とホイールシリンダ４Ａ、４Ｂ、５Ａ、５Ｂとの間の油圧回路を連通、遮断する電磁開閉弁１２、１３（電磁弁）とを備えている。
【００１２】
マスタシリンダ３は、ブレーキペダル２のストロークによって加圧ピストン１４を前進させて加圧室１５に液圧を発生させるものであり、加圧ピストン１４の推力を増大させるためにブースタ装置１６が設けられている。ブースタ装置１６は、加圧ピストン１４に連結された液圧調整弁１７を介して液圧源７に接続されており、加圧ピストン１４の移動に応じて、液圧調整弁１７を開閉して液圧源７からブースタ室１８に液圧を供給して加圧ピストン１４に推力を付与する。
【００１３】
マスタシリンダ３の加圧室１５及びブースタ室１８は、それぞれ電磁開閉弁１２及び１３を介して前輪側のホイールシリンダ４Ａ、４Ｂ及び後輪側のホイールシリンダ５Ａ、５Ｂに接続されている。加圧室１５には、常閉の電磁開閉弁１９を介してストロークシミュレータ２０が接続されている。ストロークシミュレータ２０は、電磁開閉弁１２が閉じた状態において、加圧室１５で発生する液圧を蓄圧することにより、ブレーキペダル２のストロークを可能とする。
【００１４】
ホイールシリンダ４Ａ、４Ｂ、５Ａ、５Ｂは、車輪と共に回転するディスクロータに液圧によってブレーキパッドを押付けることによって制動力を発生させる。前輪側のホイールシリンダ４Ａ、４Ｂは、それぞれ給排制御弁８、９を介して油圧源８に接続され、後輪側のホイールシリンダ５Ａ、５Ｂは、それぞれ給排制御弁１０、１１を介して液圧源７に接続されている。前輪側の２つのホイールシリンダ４Ａ、４Ｂ及び後輪側の２つのホイールシリンダ５Ａ、５Ｂは、それぞれ常開の電磁開閉弁２１、２２によって互いに接続されている。
【００１５】
液圧源７は、液圧ポンプ２３、モータ２４、アキュムレータ２５、逆止弁２６及び液圧リリーフ弁２７等からなり、システムリザーバ２８から供給されたブレーキ液を加圧、蓄圧して、所定圧力のブレーキ液をホイールシリンダ４Ａ、４Ｂ、５Ａ、５Ｂ及びマスタシリンダ３のブースタ室１８に供給するようになっている。
【００１６】
給排制御弁８、９、１０、１１は、それぞれホイールシリンダ４Ａ、４Ｂ、５Ａ、５Ｂと液圧源７との間の流路を開閉するリニア電磁弁８Ａ、９Ａ、１０Ａ、１１Ａと、ホイールシリンダ４Ａ、４Ｂ、５Ａ、５Ｂとシステムリザーバ２８との間の流路を開閉するリニア電磁弁８Ｂ、９Ｂ、１０Ｂ、１１Ｂとからなり、通電電流に応じてホイールシリンダ４Ａ、４Ｂ、５Ａ、５Ｂへのブレーキ液の給排を制御する。
【００１７】
電磁開閉弁１２は、前輪側のホイールシリンダ４Ａ（及び電磁開閉弁２１を介してホイールシリンダ４Ｂ）とマスタシリンダ３の加圧室１５とを接続する管路２９（流路）に配置され、また、電磁開閉弁１３は、後輪側のホイールシリンダ５Ａ（及び電磁開閉弁２２を介してホイールシリンダ５Ｂ）とマスタシリンダ３のブースタ室１８とを接続する管路３０（流路）に配置されている。電磁開閉弁１２、１３は、常開弁であり、通常は閉弁状態にあり、通電によって閉弁するオン−オフ弁である。
【００１８】
ブレーキ制御装置１の油圧回路には、各ホイールシリンダ４Ａ、４Ｂ、５Ａ、５Ｂの液圧を検知する液圧センサ３１、３２、３３、３４と、液圧源７のアキュムレータ２５の蓄圧圧力を検知する液圧センサ３５と、管路２９の電磁開閉弁１２に対してマスタシリンダ３側の液圧を検知する液圧センサ３６（圧力検出手段、切換検出手段）と、管路３０の電磁開閉弁１３に対してマスタシリンダ１３側の液圧を検知する液圧センサ３７（圧力検出手段、切換検出手段）とが設けられている。また、ブレーキペダル２には、そのストロークを検知するストロークセンサ３８が設けられている。
【００１９】
ブレーキ制御装置１には、液圧源７、給排制御弁８、９、１０、１１及び電磁開閉弁１２、１３、１９、２１，２２を制御するコントローラ（図示せず）が設けられている。コントローラは、通常は、通電により、電磁開閉弁１２、１３を閉じてマスタシリンダ３側の油圧回路とホイールシリンダ４Ａ、４Ｂ、５Ａ、５Ｂ側の油圧回路とを遮断し、電磁開閉弁２１を閉じて前輪側のホイールシリンダ４Ａ、４Ｂ間を遮断し、電磁開閉弁２２を閉じて後輪側のホイールシリンダ５Ａ、５Ｂ間を遮断し、また、電磁開閉弁１９を開いてストロークシミュレータ２０を加圧室１５に連通させる。そして、ストロークセンサ３８及び液圧センサ３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７のからの入力信号に基づいて、液圧源７及び給排制御弁８、９、１０、１１を制御して、運転者によるブレーキ操作に応じて各ホイールシリンダ４Ａ、４Ｂ、５Ａ、５Ｂにブレーキ液を給排して制動力を発生させる。
【００２０】
このようにして、運転者のブレーキ操作力を軽減する倍力制御、緊急ブレーキ時に制動力を補助するブレーキアシスト制御等を実行することができる。また、運転者のブレーキ操作とホイールシリンダによる制動力との関係をコントローラによって適宜調整することができるので、制動時に発電機を駆動してエネルギを回収する回生ブレーキを併用する場合、これらの制動力の配分を適宜調製する回生協調制御を行うことができる。さらに、車輪の回転速度、車両速度、エンジンスロットル開度、エンジン回転速度等の車両状態を表すパラメータをコントローラに入力することにより、アンチロックブレーキ制御、トラクション制御、車両安定性制御等のブレーキ制御が可能となる。
【００２１】
また、コントローラに何らかの異常が生じた場合には、電磁開閉弁１２、１３への通電が停止されることにより、常開の電磁開閉弁１２、１３が開いてマスタシリンダ３側の油圧回路とホイールシリンダ４Ａ、４Ｂ、５Ａ、５Ｂ側の油圧回路とが直接連通される。同時に、電磁開閉弁１９への通電が停止することにより、常閉の電磁開閉弁１９が閉じてストロークシミュレータ２０がマスタシリンダ３の加圧室１５から遮断され、また、常開の電磁開閉弁２１、２２が開いて、前輪側及び後輪側のそれぞれ２つのホイールシリンダ４Ａ、４Ｂ間及び５Ａ、５Ｂ間が連通される。これにより、運転者のブレーキ操作によってマスタシリンダ３で発生した液圧を電磁開閉弁１２、１３を介してホイールシリンダ４Ａ、４Ｂ、５Ａ、５Ｂへ直接伝達して制動力を発生させることができ、フェイルセーフを実現することができる。
【００２２】
次に、コントローラによる電磁開閉弁１２、１３への通電電流の制御について説明する。コントローラは、インバータを備えており、パルス幅変調のデューティ比を変化させることにより、電磁開閉弁１２、１３への通電電流を制御できるようになっている。コントローラは、予め設定されたタイミングで電磁開閉弁１２、１３を閉弁状態で保持するために必要な保持電流を決定する保持電流決定ルーチンを実行する。このタイミングは、例えば、運転者によるブレーキペダル２の操作がなく、また、トラクション制御、車両安定性制御等のブレーキ制御が実行されていない状態において、一定の時間間隔としてもよい。
【００２３】
図２を参照して、コントローラは、保持電流よりも大きい所定の開弁電流を電磁開閉弁１２、１３に通電して、電磁開閉弁１２、１３を閉弁させる（ステップＳ１）。次いで給排制御弁８、１０によって液圧源７から液圧を供給してホイールシリンダ４Ａ、５Ａを僅かに加圧する（ステップＳ２）。このとき、ホイールシリンダ４Ａ、５Ａによって制動力が発生しない程度に僅かに加圧する。次いで電磁開閉弁１２、１３への通電電流を一定量減少させる（ステップＳ３）。そして、圧力センサ３６、３７によってマスタシリンダ３側の液圧を監視し（ステップＳ４）、電磁開閉弁１２、１３が閉弁状態で保持されてマスタシリンダ３側の液圧が上昇しない場合には、ステップＳ３へ戻り、これを反復する。また、通電電流の低下によって電磁開閉弁１２、１３が開弁してマスタシリンダ３側の液圧が上昇した場合には、ステップＳ５へ進んで液圧が上昇する直前の電磁開閉弁１２、１３への通電電流を保持電流として記憶し、保持電流決定ルーチンを終了する。
【００２４】
このようにして、電磁開閉弁１２、１３を閉弁状態で保持するために必要な最低限の通電電流を保持電流として決定することができ、上述のタイミングで順次更新することができる。そして、通常のブレーキ制御において、閉弁電流を通電して電磁開閉弁１２、１３を閉弁させた後、上記のようにして決定した保持電流に切換えて閉弁状態を保持する。これにより、常に必要最小限の保持電流によって電磁開閉弁１２、１３を閉弁状態で保持することができ、消費電力及び発熱量を最小限に抑えることができる。その結果、電磁開閉弁１２、１３の温度の上昇を抑制して、作動を安定させ、信頼性を高めることができる。そして、電磁開閉弁１２、１３、給排制御弁８、９、１０、１１、電磁開閉弁２１、２２及びコントローラの回路基板等を一体構造としてユニット化する場合、放熱性の問題を解消して設計の自由度を高めることができる。
【００２５】
なお、上記実施形態では、一例として本発明を常開の電磁開閉弁１２、１３を有するブレーキ制御装置１に適用した場合について説明しているが、本発明は、電磁弁の切換を検出する検出手段及び電磁弁への通電電流を制御するコントローラを用いることにより、上記実施形態と同様にして、ノーマル位置と通電による通電位置とを有する電磁弁の保持電流を決定することができ、他の電磁弁制御装置にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施形態に係るブレーキ制御装置の油圧回路図である。
【図２】図１に示すブレーキ制御装置のコントローラの保持電流決定ルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００２７】
７  液圧源（加圧手段、切換検出手段）、８、９、１０、１１  給排制御弁（切換検出手段）、１２、１３  電磁開閉弁（電磁弁）、２９、３０  管路（流路）、３６、３７  圧力センサ（圧力検出手段、切換検出手段）
【図１】
2007327509.tif 000003
【図２】
2007327509.tif 000004