(57)【要約】      （修正有）【課題】電流モニタが監視できる最小の電流値未満の大きさのリーク電流が発生したとしても車両のブレーキ制御が適切に実行される電磁弁駆動装置を提供する。【解決手段】エアソレノイド７ａ１への通電の、オンオフが制御されるソレノイドドライバ１４のリークや、配線の短絡などによって発生したリーク電流が、電流モニタ１７では検出できない大きさの場合は、リーク電流の検出及びリーク故障の判定ができない。各種センサからの信号に基づいて、ＥＣＵが電磁弁駆動制御を停止させると判断すると、マイコン１１はソレノイドドライバ１４をオフ制御するとともにソレノイドリレー１５をオフ制御する。これによりエアソレノイド７ａ１への供給電流がなくなり、エアソレノイド７ａ１の電流値は復帰電流値以下となりエアバルブは閉状態となり、確実に電磁弁駆動制御を停止させることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブレーキ装置の液圧又は空気圧回路に設けられた複数の電磁弁を駆動する電磁弁駆動装置であって、
前記複数の電磁弁のソレノイドへの通電を行う駆動電源と、
前記複数の電磁弁のソレノイドごとに設けられ、前記複数のソレノイドの上流側に配設され、前記複数のソレノイドそれぞれに対してオンオフを切り替える個別制御スイッチング素子と、
前記複数のソレノイドの下流側に配設され、前記複数のソレノイドの通電のオンオフを切り替える個別スイッチング素子と、
前記電磁弁の駆動を停止させるために個別制御スイッチング素子をオフしたときに前記個別スイッチング素子をオフ制御する個別スイッチング素子制御手段と、を備えていることを特徴とする電磁弁駆動装置。
【請求項２】
前記複数の電磁弁のソレノイドの異常状態を判定する異常状態判定手段を備え、
前記異常状態判定手段は、前記個別スイッチング素子制御手段が前記個別スイッチング素子をオフ制御した後、所定のタイミングで前記個別スイッチング素子をオン制御した場合に、前記複数のソレノイドの異常状態を判定することを特徴とする請求項１に記載の電磁弁駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、管路中の流体の流動を制御する電磁弁を駆動するための電磁弁駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両におけるブレーキ制御は、ブレーキ液圧制御用アクチュエータに備えられる電磁弁やポンプ駆動用のモータを駆動することによって行われている。このようなブレーキ制御に用いられるブレーキ液圧制御用アクチュエータでは、電磁弁を駆動させるためのソレノイドが設けられ、当該ソレノイドには半導体スイッチング素子が設けられている。当該スイッチング素子をオンオフ制御することによってソレノイドへの通電が制御され、当該制御により電磁弁の駆動が制御される。
【０００３】
電磁弁の駆動制御により電磁弁を駆動させる時は、スイッチング素子をオン制御することによってソレノイドに電流を供給し、ソレノイドに流れる電流値が電磁弁に備えられる弁体を移動させるのに必要とされる電流値（以下、駆動電流値という）に達すると電磁弁が駆動し始める。また電磁弁の駆動制御を停止させる時は、スイッチング素子をオフ制御することによってソレノイドへの電流が遮断され、電磁弁の弁体が初期位置に戻り電磁弁駆動制御が停止する。このとき、ソレノイドは磁気ヒステリシスを持っているため、電磁弁の弁体を初期位置に戻すための電流値（以下、復帰電流値という）は駆動電流値よりも小さい値となる。
【０００４】
このようなブレーキ制御に用いられるブレーキ液圧制御用アクチュエータでは、スイッチング素子の絶縁抵抗の低下や回路上の短絡等によって、ソレノイドにリーク電流が流れるというリーク故障が発生することがある。リーク故障が発生することで、ソレノイドに意図しない電流が流れ車両制御に影響が出る。
【０００５】
リーク故障の対策として、例えば特許文献１の電磁弁駆動装置では、スイッチング素子をオフ制御しソレノイドへの電流の供給を遮断した状態で電流モニタが検出する電流値が復帰電流値以上かつ駆動電流値未満の場合に上述のリーク故障が発生していると判定していた。上記電磁弁駆動装置では、リーク故障が発生していると判定すると電磁弁駆動制御を停止させていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−２０６５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、電磁弁やソレノイド、駆動回路等は性能や大きさが様々で、搭載する車両によって適切なものが選択される。そのため、上述の復帰電流値や駆動電流値の大きさも様々で電流モニタが監視できる最小の電流値（以下、臨界電流値という）未満に復帰電流値が設定されたソレノイドを使用する場合もある。このとき、復帰電流値と臨界電流値との間の大きさのリーク電流が発生した場合、電流モニタではリーク電流の検出ができず、従来と同様のリーク故障の判定ができない。
【０００８】
そのため、電磁弁駆動制御を停止するために、スイッチング素子をオフ制御しソレノイドへの電流供給を遮断した後に電磁弁が初期位置まで達していないときに復帰電流値と臨界電流値との間の大きさのリーク電流が発生した場合、電流値が復帰電流値まで下がらず電磁弁が初期位置に戻ることができない。そのためリーク故障が発生しているにもかかわらず電磁弁駆動制御を完全に停止させることができない。この場合、電磁弁の作動状態が継続されることによって、たとえばブレーキの引きずりなどといったブレーキ制御に問題が生じる。
【０００９】
以上の問題を鑑み、本発明は電流モニタが監視できる最小の電流値未満の大きさのリーク電流が発生したとしても車両のブレーキ制御が適切に実行される電磁弁駆動装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に記載の発明では、ブレーキ装置の液圧又は空気圧回路に設けられた複数の電磁弁を駆動する電磁弁駆動装置であって、前記複数の電磁弁のソレノイドへの通電を行う駆動電源と、前記複数の電磁弁のソレノイドごとに設けられ、前記複数のソレノイドの上流側に配設され、前記複数のソレノイドそれぞれに対してオンオフを切り替える個別制御スイッチング素子と、前記複数のソレノイドの下流側に配設され、前記複数のソレノイドへの通電のオンオフを切り替える個別スイッチング素子と、前記電磁弁の駆動を停止させるために個別制御スイッチング素子をオフしたときに前記個別スイッチング素子をオフ制御する個別スイッチング素子制御手段と、を備えていることを特徴としている。
【００１１】
このように、電磁弁の駆動を停止させるために個別制御スイッチング素子をオフしたときに個別スイッチング素子をオフ制御することで個々のソレノイドへの通電を遮断することができる。このとき、ソレノイドへの通電が遮断されてソレノイドへの供給電流がなくなることで、電流モニタが監視できる最小の電流値未満の大きさのリーク電流が発生したとしても電磁弁は初期位置に戻り電磁弁駆動制御を停止させることができ、車両のブレーキ制御が適切に実行される。
【００１２】
請求項２に記載の発明では、前記複数の電磁弁のソレノイドの異常状態を判定する異常状態判定手段を備え、前記異常状態判定手段は、前記個別スイッチング素子制御手段が前記個別スイッチング素子をオフ制御した後、所定のタイミングで前記個別スイッチング素子をオン制御した場合に、前記複数のソレノイドの異常状態を判定することを特徴としている。
【００１３】
個別スイッチング素子がオフ制御されているときはソレノイドに電流を流すことができないためソレノイドの異常状態を判定することができない。個別スイッチング素子をオフ制御した後、所定のタイミングで個別スイッチング素子をオン制御することで、異常状態判定手段によってソレノイドの異常状態を判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明にかかる電磁弁駆動装置を有する空気圧−液圧変換式ブレーキ装置１の全体構成を示した図である。
【図２】電源供給回路１０を示した図である。
【図３】エアソレノイド７ａ１への供給電流量と各ホイールシリンダに発生するホイールシリンダ圧との関係を表した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１に、本発明にかかる電磁弁駆動装置を有する空気圧−液圧変換式ブレーキ装置１の全体構成を示す。この空気圧―液圧変換式ブレーキ装置１は、運転者のブレーキ操作量や車両の制御状態に応じた空気圧をブレーキ液圧に変換して各車輪に制動力を付与するもので、空気圧回路と液圧回路を有す。空気圧―液圧変換式ブレーキ装置１の空気圧回路は、例えばエアコンプレッサなどの圧縮空気供給源（図示しない。）から供給された圧縮空気を貯蔵するエアタンク２と、エアタンク２からの圧縮空気が供給されてその圧力（空気圧）に応じた液圧のブレーキ液を各車輪Ｗｆｌ、Ｗｆｒ、Ｗｒｌ、Ｗｒｒのホイールシリンダにそれぞれ供給するエアマスタシリンダ３ａ、３ｂと、エアタンク２とエアマスタシリンダ３ａ、３ｂとの間にそれぞれ設けられてエアタンク２から供給される圧縮空気をブレーキペダル４の操作量に応じた圧力に出力するブレーキバルブ５ａ、５ｂと、エアマスタシリンダ３ａ、３ｂと各車輪に設けられたホイールシリンダとの間に設けられて各車輪のホイールシリンダに供給される液圧（すなわち車輪Ｗｆｌ、Ｗｆｒ、Ｗｒｌ、Ｗｒｒの制動力）を制御する制動力制御装置６と、を備えている。
【００１６】
圧縮空気供給源は、エンジンの駆動によって駆動されるものであり、取り込んだ空気を圧縮してエア管（図示しない）を介してエアタンク２の各圧力室２ａ、２ｂに圧送している。
【００１７】
エアタンク２の各圧力室２ａ、２ｂは、エア管Ｌａ１、Ｌｂ１を介してエアマスタシリンダ３ａ、３ｂの空気圧室３ａ１、３ｂ１にそれぞれ接続されている。エアマスタシリンダ３ａ、３ｂは、空気で満たされる空気圧室３ａ１、３ｂ１、ブレーキ液で満たされる液圧室３ａ２、３ｂ２を備えており、空気圧室３ａ１、３ｂ１及び液圧室３ａ２、３ｂ２はそれぞれ液密に区画されている。本実施形態では、液圧室３ａ２と左右前輪Ｗｆｌ、Ｗｆｒのホイールシリンダとがそれぞれ連通され、液圧室３ｂ２と左右後輪Ｗｒｌ、Ｗｒｒのホイールシリンダとがそれぞれ連通される。
【００１８】
エア管Ｌａ１、Ｌｂ１には、図１に示すように、ブレーキバルブ５ａ、５ｂがそれぞれ設けられている。ブレーキバルブ５ａ、５ｂは、ブレーキペダル４の操作量に応じて内蔵される開閉弁が開閉し、ブレーキペダル４の操作量に応じた圧力を圧縮空気が貯蔵されているエアタンク２ａ、２ｂからエアマスタシリンダ３に供給する。
【００１９】
これにより、空気圧−液圧変換式ブレーキ装置１は、ブレーキペダル４の踏込操作によってブレーキバルブ５ａ、５ｂが作動されると、ブレーキペダル４の操作量に応じた圧力（空気圧）の圧縮空気がエアタンク２からエアマスタシリンダ３ａ、３ｂに供給され、この空気圧に応じた液圧がエアマスタシリンダ３ａ、３ｂから各車輪のホイールシリンダに供給されて各車輪Ｗｆｌ、Ｗｆｒ、Ｗｒｌ、Ｗｒｒに制動力（ブレーキ力）を付与する。
【００２０】
また、エアタンク２の各圧力室２ａ、２ｂは、エア管Ｌａ２、Ｌｂ２を介してブレーキバルブ５ａ、５ｂに接続されずエアマスタシリンダ３ａ、３ｂに接続されている。エア管Ｌａ２、Ｌｂ２には、ブレーキバルブ５ａ、５ｂにそれぞれ並設されてブレーキペダル４の操作と関係なくエアタンク２の圧力室２ａ、２ｂとエアマスタシリンダ３ａ、３ｂとの連通／遮断をリニアに切り換えるエアバルブ７ａ、７ｂがそれぞれ設けられている。エアバルブ７ａ、７ｂは、エアソレノイド７ａ１、７ｂ１への通電・非通電に応じて開状態位置・閉状態位置（図示位置）が調整されるものであり、エアソレノイド７ａ１、７ｂ１への電流値に応じた圧力をエアタンク２ａ、２ｂからエアマスタシリンダ３に供給する。エアバルブ７ａは、通常時（非通電時）には閉状態位置にあり、エア管Ｌａ２経由の圧力室２ａとエアマスタシリンダ３ａとの連通を遮断する。エアバルブ７ａは、通電時には開状態位置にあり、エア管Ｌａ２経由の圧力室２ａとエアマスタシリンダ３ａとを連通する。エアバルブ７ｂは、通常時（非通電時）には閉状態位置にあり、エア管Ｌｂ２経由の圧力室２ｂとエアマスタシリンダ３ｂとの連通を遮断する。エアバルブ７ｂは、通電時には開状態位置にあり、エア管Ｌｂ２経由の圧力室２ｂとエアマスタシリンダ３ｂとを連通する。また、エアバルブ７ａ、７ｂの入力ポートに接続されたエア管Ｌａ２、Ｌｂ２には、エアバルブ７ａ、７ｂのエアタンクへの圧縮空気の流入を規制する逆止弁８ａ、８ｂが設けられている。
【００２１】
エアバルブ７ａ、７ｂは、ブレーキトラクション制御などのブレーキ制御を行うときに、各車輪Ｗｆｌ、Ｗｆｒ、Ｗｒｌ、Ｗｒｒに制動力を付与するためのものである。ブレーキトラクション制御とは、車両の発進時に駆動輪のスリップを検出すると、その駆動輪に制動力を付与してスリップしないようにする制御である。
【００２２】
上記空気圧―液圧変換式ブレーキ装置１はＥＣＵ９を備えている。ＥＣＵ９は電磁弁駆動装置の制御系を司るもので、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏなどを備えた周知のマイクロコンピュータによって構成され、ＲＯＭなどに記憶されたプログラムに従って各種演算などの処理を実行する。このＥＣＵ９は車輪の速度を検出する車輪速センサや車両に発生する加速度を検出する車体加速度センサやヨーレートを検出するヨーレートセンサ等の各種センサから信号を入力し、当該入力信号を基にしたエアバルブ７ａ、７ｂの駆動制御や制動力制御装置６の制御により車両の制御を行う。
【００２３】
図２に電源供給回路１０を示す。電源供給回路１０はＥＣＵ９内のマイコン１１とエアソレノイド７ａ１、７ｂ１とに接続され、マイコン１１からの指令によってエアソレノイド７ａ１、７ｂ１への通電が制御される。なお、エアソレノイド７ａ１、７ｂ１は同等のものであるため以下の説明ではエアソレノイド７ａ１のみを用いる。
【００２４】
電源供給回路１０は、エアソレノイド７ａ１への通電を行う駆動電源１２と、当該駆動電源１２及びエアソレノイド７ａ１の間に配設されエアソレノイド７ａ１への通電量に応じてオンオフを切り替えるソレノイドドライバ１４と、駆動電源１２及びソレノイドドライバ１４の間に配設され、駆動電源１２からエアソレノイド７ａ１への通電のオンオフを切り替えるメインリレー１３と、エアソレノイド７ａ１とグランドとの間に配設され、エアソレノイド７ａ１への通電のオンオフを切り替えるソレノイドリレー１５とを含んで構成されている。これにより、メインリレー１３、ソレノイドドライバ１４、ソレノイドリレー１５がオン状態である場合に、駆動電源１２からエアソレノイド７ａ１に電流が流れるようになっている。具体的にはソレノイドリレー１３及びソレノイドドライバ１４はＰｃｈＭＯＳＦＥＴで、ソレノイドリレー１５はＮｃｈＭＯＳＦＥＴで構成されている。なお、駆動電源１２、メインリレー１３、ソレノイドドライバ１４、ソレノイドリレー１５が特許請求の範囲に記載の駆動電源、個別制御スイッチング素子、個別スイッチング素子にそれぞれ対応する。
【００２５】
マイコン１１にはメインリレー１３、ソレノイドドライバ１４、ソレノイドリレー１５のそれぞれの駆動を制御する駆動回路１３ａ、１４ａ、１５ａが配設されている。当該駆動回路１３ａ、１４ａ、１５ａによってメインリレー１３、ソレノイドドライバ１４、ソレノイドリレー１５のそれぞれがマイコン１１からの指令によって駆動制御される。なお、マイコン１１、駆動回路１５ａが特許請求の範囲に記載の個別スイッチング素子制御手段に対応する。
【００２６】
ソレノイドドライバ１４とエアソレノイド７ａ１との間には断線検出回路１６が接続され、マイコン１１が電源供給回路１０におけるエアソレノイド７ａ１の断線を検出できるようになっている。またソレノイドリレー１５とエアソレノイド７ａ１との間には、シャント抵抗が直列接続されており、電流モニタ１７によってエアソレノイド７ａ１に流れる電流値がモニタされる。この電流モニタ１７によってエアソレノイド７ａ１に流れる電流値をモニタすることで、マイコン１１が電源供給回路１０に発生するリーク故障等の異常の有無を監視している。これら断線検出回路１６や電流モニタ１７によって電源供給回路１０に異常があると判断すると、マイコン１１はメインリレー１３、ソレノイドドライバ１４、ソレノイドリレー１５をオフ制御するよう駆動回路１３ａ、１４ａ、１５ａに指令を出し、電磁弁駆動制御を停止させるとともに、警告ランプの点灯等によって運転者に電源供給回路１０の異常発生を伝える。なお、マイコン１１、断線検出回路１６、電流モニタ１７が特許請求の範囲に記載の異常状態判定手段に対応する。
【００２７】
次に図３を用いてエアバルブ７ａの駆動を説明する。図３はエアソレノイド７ａ１への供給電流量と各ホイールシリンダに発生するホイールシリンダ圧との関係を表した図である。車両を電磁弁駆動制御する際には、各種センサからの信号に基づいて、メインリレー１３、ソレノイドドライバ１４、ソレノイドリレー１５がオン制御され、エアソレノイド７ａ１に電流が供給されることでエアバルブ７ａが駆動する。メインリレー１３はイグニッションスイッチがオン制御された後、基本的にはオン制御される。ソレノイドリレー１５はイグニッションスイッチがオン制御された後は基本的にオン制御され、車両が走行状態になるとオフ制御され、電磁弁駆動制御が開始されるとき再びオン制御される。ソレノイドドライバ１４はイグニッションスイッチがオンされた後はオフ制御され、電磁弁駆動制御が開始されると、車両の要求制御状態に応じてオン制御とオフ制御が行われる。
【００２８】
電磁弁駆動制御が開始される初期状態においては、ソレノイドドライバ１４がオフ制御となっているため、エアソレノイド７ａ１には電流が供給されておらずエアバルブ７ａが作動しない。そのためエアソレノイド７ａは閉状態となっており、エア管Ｌａ２及びエア管Ｌ２ａを経由した左右前輪のホイールシリンダ圧が発生しない。このとき、エアソレノイド７ａ１の供給電流量は復帰電流値以下となる。
【００２９】
電磁弁駆動制御では、メインリレー１３及びソレノイドリレー１５がオン状態となっており、各種センサからの信号に基づいてマイコン１１がソレノイドドライバ１４をオン制御とオフ制御をし、エアソレノイド７ａ１に駆動電流値以上の大きさの電流が流れるとエアバルブ７ａが駆動する。その後電磁弁駆動制御を実行している時はエアソレノイド７ａ１には復帰電流値以上の電流が流れる。
【００３０】
各種センサからの情報に基づきＥＣＵ９が電磁弁駆動制御を停止させると判断すると、ソレノイドドライバ１４をオフ制御する。エアソレノイド７ａ１への供給電流量が減少し、供給電流量が復帰電流値以下となると、エアバルブ７ａの弁体が初期状態にもどり、ホイールシリンダ圧が発生しない。ここで、エアソレノイド７ａ１磁気ヒステリシスを持っているため、復帰電流値は駆動電流値よりも小さい値となる。
【００３１】
本実施形態の電磁弁駆動装置における電源供給回路１０は電流モニタ１７を備えており、マイコン１１は電流モニタ１７が検出する電流値に基づいて適宜エアソレノド７ａ１のリーク故障の有無を監視している。当該リーク故障は、エアソレノイド７ａ１への電流のオンオフを制御するためのソレノイドドライバ１４のリークや配線の短絡などによってリーク電流が発生することによる故障である。このとき電流モニタ１７の臨界電流値未満の大きさのリーク電流が発生した場合、電流モニタ１７でリーク電流を検出できない。復帰電流値が臨界電流値未満に設定されたソレノイドを使用する場合において、上述の大きさのリーク電流が発生したとすると、電流モニタ１７ではリーク電流の検出ができずマイコン１１はリーク故障の判定ができない。そのため各種センサからの信号に基づいてＥＣＵ９が電磁弁駆動制御を停止させると判断しソレノイドドライバ１４をオフ制御にしたとしても、電流値は復帰電流値に到達することができず電磁弁駆動制御が完全に停止できない。
【００３２】
本実施形態では、各種センサからの信号に基づいてＥＣＵ９が電磁弁駆動制御を停止させると判断すると、マイコン１１はソレノイドドライバ１４をオフ制御するとともにソレノイドリレー１５をオフ制御する。これによりエアソレノイド７ａ１への供給電流がなくなり、エアソレノイド７ａ１への電流値は復帰電流値となりエアバルブ７ａは閉状態位置となり、確実に電磁弁駆動制御を停止させることができる。
【００３３】
ＥＣＵ９が電磁弁駆動制御を停止させた後、各種センサからの信号に基づき車両が完全に停止したと判断すると、マイコン１１はソレノイドリレー１５をオン制御し、電源供給回路１０における断線検出及び電流の監視を開始する。このとき、電源供給回路１０に復帰電流値以上であり臨界電流値未満のリーク電流が発生していたとしても、当該リーク電流の大きさは駆動電流値以下であるためエアバルブ７ａは閉状態位置が維持される。また、電源供給回路１０に臨界電流値以上のリーク電流が発生した場合は、電流モニタ１７によってリーク電流を検出することができるため、マイコン１１はリーク故障の判定をすることができる。
【００３４】
なお、本実施形態では、車両が完全に停止したときにソレノイドリレー１５をオン制御したが、ソレノイドドライバ１４とソレノイドリレー１５の両方をオフ制御した後、所定時間経過してソレノイドリレー１５をオン制御するようにしてもよい。また、本実施形態では空気圧回路に設けられたエアバルブ７ａ、７ｂを駆動させる電源供給回路１０で説明したが、液圧回路に用いられる各種電磁弁を駆動させるための電源供給回路に本発明を適用させてもよい。
【符号の説明】
【００３５】
１・・・空気圧―液圧変換式ブレーキ装置、２・・・エアタンク、３・・・エアマスタシリンダ、４・・・ブレーキペダル、５ａ、５ｂ・・・ブレーキバルブ、６・・・制動力制御装置、７・・・エアバルブ、８・・・逆止弁、９・・・ＥＣＵ、１０・・・電源供給回路、１１・・・マイコン、１２・・・駆動電源、１３・・・メインリレー、１４・・・ソレノイドドライバ、１５・・・ソレノイドリレー、１６・・・断線検出回路、１７・・・電流モニタ
【図１】
2016064689.tif 000003
【図２】
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【図３】
2016064689.tif 000005