JP2010070139A - ソレノイドバルブおよびブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ソレノイドバルブが作動しない程度の電流をソレノイドに流した場合であっても、ソレノイドとフライホイールダイオードの異常の有無を同時に確認することができるソレノイドバルブおよびブレーキ装置を提供すること。
【解決手段】 ソレノイドに対し、第１電流値手段により通電しているときに電流モニタにより検出された電流値が所定の上下限値で仕切られた範囲にあるか否かによりソレノイドの異常を検出するようにした。
【選択図】 図３

Description

本発明は、液圧を制御するソレノイドバルブおよびこのソレノイドバルブを用いたブレーキ装置に関する。

この種の技術としては、特許文献１に記載の技術が開示されている。この公報では、電磁弁のデューティ制御を行い、電磁弁のソレノイドの検出電圧によってソレノイドの断線等の有無を判断するものが開示されている。
特開平８−２８２４６４号公報

ソレノイドバルブ（電磁弁）として比例弁を用いた場合、トランジスタによるPWM制御によってソレノイドに供給する電流の制御を行う。トランジスタがオンからオフとなったときにソレノイドには逆起電力が発生し、回路内に電流が流れる。逆起電力による電流が、オフとなっているトランジスタに流れてトランジスタを破損することを防止するためにソレノイドと並列にフライホイールダイオードを設ける必要がある。そのため、このソレノイドの異常の確認と合わせて、フライホイールダイオードの断線等の異常の有無も確認する必要がある。

ソレノイドの短絡・断線及びフライホイールダイオードの短絡異常の確認はトランジスタがオンのときのソレノイドの電圧を計測することで行うことができる。またフライホイールダイオードの断線の確認は、トランジスタがオンからオフのときのソレノイドの電圧を計測することで行うことができる。しかし、フライホイールダイオードの断線異常の有無を確認する際に、ソレノイドバルブが作動しない程度の電流をソレノイドに流した場合、ソレノイドに発生する逆起電力が小さいためトランジスタがオンからオフになっているときのソレノイドの電圧を検出することが困難であった。そのため、フライホイールダイオードの断線異常の有無の確認はソレノイドの異常の確認とは別途に行う必要があった。

トランジスタがオンからオフのときにフライホイールダイオードの断線がソレノイドの電圧で計測できる程度の電流をソレノイドに流した場合、微小なりともソレノイドバルブが作動するため、運転者がブレーキペダル操作を行っているときに異常の有無の確認を行うと、ソレノイドバルブの作動がブレーキ液圧回路の抵抗変化を招き、ブレーキフィーリングが変化して乗員に違和感を与えることがあるといった問題があった。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、ソレノイドバルブが作動しない程度の電流をソレノイドに流した場合であっても、ソレノイドとフライホイールダイオードの異常の有無を同時に確認することができるソレノイドバルブおよびブレーキ装置を提供することである。

上記目的を達成するため、ソレノイドに対し第１電流値手段により通電しているときに電流モニタにより検出された電流値が所定の上下限値で仕切られた範囲にあるか否かによりソレノイドの異常を検出するようにした。

そのため、ソレノイドの励磁力をソレノイドバルブが作動しない程度に設定した場合であっても、ソレノイドとフライホイールダイオードの異常の有無を同時に確認することができる。

以下、本発明のソレノイドバルブおよびブレーキ装置を実現する最良の形態を、実施例１において説明する。

［ブレーキ液圧回路の構成］
図１は、ブレーキ装置２０の液圧回路図である。液圧回路は、マスタシリンダM/CとホイルシリンダW/Cとの間に設けられたブレーキユニット２１内に形成されている。

このブレーキ装置２０においては、P系統とS系統との2系統からなるX配管と呼ばれる配管構造となっている。P系統には、左前輪のホイルシリンダW/C(FL)、右後輪のホイルシリンダW/C(RR)が接続されており、S系統には、右前輪のホイルシリンダW/C(FR)、左後輪のホイルシリンダW/C(RL)が接続されている。また、P系統、S系統それぞれに、ポンプＰＰとポンプＰＳとが設けられており、このポンプＰＰとポンプＰＳは、１つのモータＭによって駆動される。

マスタシリンダM/CとポンプＰＰ，ＰＳの吸入側とは、油路１０Ｐ，１０Ｓによって接続されている。この各油路１０上には、ノーマルクローズのオン／オフ弁であるゲートインバルブ１Ｐ，１Ｓが設けられている。また油路１０上であって、ゲートインバルブ１とポンプＰとの間にはチェックバルブ５Ｐ，５Ｓが設けられており、この各チェックバルブ５は、ゲートインバルブ１からポンプＰへ向かう方向へのブレーキ液の流れを許容し、反対方向の流れを禁止する。

各ポンプＰの吐出側と各ホイルシリンダW/Cとは、油路１１Ｐ，１１Ｓによって接続されている。この各油路１１上には、各ホイルシリンダW/Cに対応するノーマルオープン型の比例弁である増圧バルブ３ＦＬ，３ＲＲ，３ＦＲ，３ＲＬが設けられている。また各油路１１上であって、各増圧バルブ３とポンプＰとの間にはチェックバルブ６Ｐ，６Ｓが設けられており、この各チェックバルブ６は、ポンプＰから増圧バルブ３へ向かう方向へのブレーキ液の流れを許容し、反対方向の流れを禁止する。

更に各油路１１には、各増圧バルブ３を迂回する油路１６ＦＬ，１６ＲＲ，１６ＦＲ，１６ＲＬが設けられており、この油路１６には、チェックバルブ９ＦＬ，９ＲＲ，９ＦＲ，９ＲＬが設けられている。この各チェックバルブ９は、ホイルシリンダW/CからポンプＰへ向かう方向へのブレーキ液の流れを許容し、反対方向の流れを禁止する。

マスタシリンダM/Cと油路１１とは油路１２Ｐ，１２Ｓによって接続されており、油路１１と油路１２とはポンプＰと増圧バルブ３との間において合流している。この各油路１２上には、ノーマルオープン型のオン／オフ弁であるゲートアウトバルブ２Ｐ，２Ｓが設けられている。また各油路１２には、各ゲートアウトバルブ２を迂回する油路１７Ｐ，１７Ｓが設けられており、この油路１７には、チェックバルブ８Ｐ，８Ｓが設けられる。この各チェックバルブ８は、マスタシリンダM/C側からホイルシリンダW/Cへ向かう方向へのブレーキ液の流れを許容し、反対方向の流れを禁止する。

ポンプＰの吸入側にはリザーバ１５Ｐ，１５Ｓが設けられており、このリザーバ１５とポンプＰとは油路１４Ｐ，１４Ｓによって接続されている。リザーバ１５とポンプＰとの間にはチェックバルブ７Ｐ，７Ｓが設けられており、この各チェックバルブ７は、リザーバ１５からポンプＰへ向かう方向へのブレーキ液の流れを許容し、反対方向の流れを禁止する。
ホイルシリンダW/Cと油路１４とは油路１３Ｐ，１３Ｓによって接続されており、油路１３と油路１４とはチェックバルブ７とリザーバ１５との間において合流している。この各油路１３にそれぞれ、ノーマルクローズ型のオン／オフ弁である減圧バルブ４ＦＬ，４ＲＲ，４ＦＲ，４ＲＬが設けられている。

［ソレノイド電気回路の構成］
図２は比例弁である増圧バルブ３を駆動する電気回路図である。図２では１つの増圧バルブ３しか記載していないが、実際には４つの増圧バルブ３を備えている。この増圧バルブ３は、油路１１の開閉を行う弁体３ａと弁体３ａを駆動するソレノイド３ｂとを有する。

ソレノイド３ｂの一端にはソレノイドに電力を供給する電源３２が接続され、他方にはソレノイドに流れる電流値を検出するための電流モニタ回路３４が接続されている。電流モニタ回路３４とソレノイド３ｂの他端との間にソレノイド駆動回路３３が接続されている。また電源３２には電圧モニタ回路３１が接続されている。電圧モニタ回路３１、ソレノイド駆動回路３３、電流モニタ回路３４はマイクロプロセッサ３５に接続されている。

電圧モニタ回路３１は、抵抗３１ａ，３１ｂを有する。抵抗３１ａは電源３２とマイクロプロセッサ３５との間に設けられている。また抵抗３１ｂの一方は抵抗３１ａとマイクロプロセッサ３５との間から分岐して接続され、他方はグランドに接続されている。

電流モニタ回路３４は、抵抗３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄと、オペアンプ３４ｅを有する。抵抗３４ａはソレノイド３ｂとソレノイド駆動回路３３との間に設けられている。オペアンプ３４ｅの入力の２端子は一方が抵抗３４ａとソレノイド３ｂとの間に、他方が抵抗３４ａとソレノイド駆動回路３３との間に接続されており、オペアンプ３４ｅと抵抗３４ａとの間には、抵抗３４ｂ，３４ｃが設けられている。オペアンプの出力はマイクロプロセッサ３５に接続されている。オペアンプ３４ｅと抵抗３４ｃとの間と、オペアンプ３４ｅとマイクロプロセッサ３５との間とを繋ぐバイパス回路が設けられ、このバイパス回路に抵抗３４ｄが設けられている。

ソレノイド駆動回路３３は、フライホイールダイオード３３ａと、トランジスタ３３ｂと、抵抗３３ｃ，３３ｄとを有する。ソレノイド駆動回路３３は、トランジスタ３３ｂをオン／オフ制御してPWM信号を出力することにより、ソレノイド３３ｂに流す電流を制御するPWM駆動回路である。

フライホイールダイオード３３ａはソレノイド３ｂと並列に設けられ、抵抗３４ａからフライホイールダイオード３３ａを経由してソレノイド３ｂへ流れる電流のみを許容して、逆方向の電流の流れを禁止する。ソレノイド３ｂ、抵抗３４ａ、フライホイールダイオード３３ａによりループ回路を形成している。

フライホイールダイオード３３ａのアノード側にはトランジスタ３３ｂが接続されている。またトランジスタ３３ｂは、グランドとマイクロプロセッサ３５に接続されている。マイクロプロセッサ３５とトランジスタ３３ｂとの間には抵抗３３ｄが設けられている。トランジスタ３３ｂと抵抗３３ｄとの間で分岐して、抵抗３３ｃを介してグランドに接続されている。トランジスタ３３ｂはマイクロプロセッサ３５によりオン／オフ制御される。

［ソレノイドチェック処理］
ソレノイド３ｂとフライホイールダイオード３３ａの断線等の異常の有無を確認する処理の流れについて説明する。図３はマイクロプロセッサ３５によるソレノイドチェック処理の流れを示すフローチャートである。

ステップＳ１では、電圧モニタ回路３１からの信号により電源３２の電圧をモニタして、ステップＳ２へ移行する。
ステップＳ２では、モニタした電源３２の電圧に応じてデューティ比を演算してステップＳ３へ移行する。ここでデューティ比は、ソレノイド３ｂに流す電流を液圧が変化しない、つまり弁体３ａが駆動しない程度となるように演算される。図４はソレノイド３ｂに流す電流と変化する液圧との関係を示したグラフである。図４に示すように、0.2[A]程度までは液圧が変化していない。そこでステップＳ２では、ソレノイド３ｂに流す電流が0.1[A]〜0.2[A]となるようにデューティ比を演算する。

ステップＳ３では、ステップＳ２で演算したディーティ比となるようのトランジスタ３３ｂのオン／オフ制御を行い、ステップＳ４へ移行する。
ステップＳ４では、電流モニタ回路３４からの信号によりソレノイド３ｂに流れる電流をモニタして、ステップＳ５へ移行する。

ステップＳ５では、ソレノイド３ｂに流れる電流がα(0.1[A])〜β(0.2[A])であるか否かを判定し、電流がα(0.1[A])〜β(0.2[A])であるときにはステップＳ６へ移行し、電流がα(0.1[A])〜β(0.2[A])でない場合にはステップＳ７へ移行する。

ステップＳ６では、ソレノイド３ｂとフライホイールダイオード３３ａは正常であると判断し処理を終了する。
ステップＳ７では、ソレノイド３ｂまたはフライホイールダイオード３３ａが異常であると判断し、ステップＳ８へ移行する。
ステップＳ８では、所定の異常判断処理が行われる。

［作用］

トランジスタ３３ｂがオンからオフとなったときにソレノイド３ｂには逆起電力が発生し、回路内に電流が流れる。逆起電力による電流が、オフとなっているトランジスタに流れてトランジスタを破損することを防止するためにソレノイド３ｂと並列にフライホイールダイオード３３ａを設ける必要がある。そのため、このソレノイド３ｂの異常の確認と合わせて、フライホイールダイオード３３ａの断線等の異常の有無も確認する必要がある。

ソレノイド３ｂの短絡・断線およびフライホイールダイオード３３ａの短絡異常の確認はトランジスタ３３ｂがオンのときのソレノイド３ｂの電圧を計測することで行うことができる。またフライホイールダイオード３３ａの断線異常を確認は、トランジスタ３３ｂがオンからオフのときのソレノイド３ｂの電圧を計測することで行うことができる。フライホイールダイオード３３ａの断線異常の有無を確認する際に、増圧バルブ３が作動しない程度の電流をソレノイド３ｂに流した場合、ソレノイド３ｂに発生する逆起電力が小さいためトランジスタ３３ｂがオンからオフになっているときのソレノイド３ｂの電圧を検出することが困難であった。そのため、フライホイールダイオード３３ｂの断線異常の有無の確認はソレノイド３ｂの異常の確認とは別途に行う必要があった。

トランジスタ３３ｂがオンからオフのときにフライホイールダイオード３３ｂの断線がソレノイド３ｂの電圧で計測できる程度の電流をソレノイド３ｂに流した場合、微小なりとも増圧バルブ３が作動するため、運転者がブレーキペダル操作を行っているときに異常の有無の確認を行うと、ソレノイドバルブ３ｂの作動がブレーキ液圧回路２０の抵抗変化を招き、ブレーキフィーリングが変化して乗員に違和感を与えることがあるといった問題があった。

そこで実施例１では、ソレノイド３ｂに弁体３ａが駆動しない程度の電流を流し、電流モニタ回路３４を用いて検出された電流値が所定の上下限値で仕切られた範囲にあるか否かによりソレノイド３ｂやフライホイールダイオード３３ａの異常を検出するようにした。
そのため弁体３ａが駆動しない程度の電流であってもソレノイド３ｂとフライホイールダイオード３３ａの異常確認を行うことができる。

図５は、フライホイールダイオード３３ａが正常であるときと断線しているときの電流モニタ回路３４を用いて検出された電流値のタイムチャートである。図５において、上の段から電源３２の電圧値、イグニッションスイッチのオン／オフ、PWMの出力信号、ソレノイド３ｂの実電流、電流モニタ回路３４により検出された電流値を示す。

フライホイールダイオード３３ａが正常であるときには電流モニタ回路３４により検出された電流値はα(0.1[A])〜β(0.2[A])の間の値となる。一方、フライホイールダイオード３３ａが断線しているときには電流モニタ回路３４により検出された電流値はα(0.1[A])よりも小さな値となる。

［実施例１の効果］
次に実施例１の効果を以下に列記する。

（１）電源３２と、ソレノイド３ｂに通電する電流値に応じて弁体３ａの開弁量が変化する比例弁である増圧バルブ３と、ソレノイド３ｂに電流を与えるソレノイド駆動回路３３と、ソレノイド３ｂに設けられたフライホイールダイオード３３ａと、ソレノイド３ｂに流れる電流値を検出する電流モニタ回路３４と、電源３２の電圧値を検出する電圧モニタ回路３１と、電圧モニタ回路３１により検出された電圧値に基づいてデューティ比を決定し、ソレノイド３ｂに対して弁体３ａが駆動しない電流値（0.1[A]〜0.2[A]）を通電するマイクロプロセッサ３５と、を有し、マイクロプロセッサ３５において少なくともソレノイド３ｂに対し0.1[A]〜0.2[A]の電流を通電しているときに電流モニタ回路３４により検出された電流値が所定の0.1[A]〜0.2[A]で仕切られた範囲にあるか否かによりソレノイド３ｂの異常を検出するようにした。

そのため、増圧バルブ３が作動しない程度の電流をソレノイド３ｂに流した場合であっても、ソレノイド３ｂとフライホイールダイオード３３ａの異常の有無を同時に確認することができる。また弁体３ａが駆動しないため、増圧バルブ３やフライホイールダイオード３３ａの異常を確認する際の騒音を抑制することができる。

（２）電源３２と、ソレノイド３ｂに通電する電流値に応じて弁体３ａの開弁量が変化する比例弁である増圧バルブ３と、ソレノイド３ｂにPWM駆動信号を与えるソレノイド駆動回路３３と、ソレノイド駆動回路３３に設けられたフライホイールダイオード３３ａと、ソレノイド３ｂに流れる電流値を検出する電流モニタ回路３４と、電源３２の電圧値を検出する電圧モニタ回路３１と、電圧モニタ回路３１により検出された電圧値に基づいてデューティ比を決定し、ソレノイド３ｂに対して弁体３ａが駆動しない電流値（0.1[A]〜0.2[A]）を通電するととともに、ソレノイド駆動回路の異常を検出するマイクロプロセッサ３５と、を有し、マイクロプロセッサ３５は少なくともソレノイドに対し0.1[A]〜0.2[A]の電流を通電しているときに電流モニタ回路３４により検出された電流値が0.1[A]〜0.2[A]で仕切られた範囲にあるか否かによりソレノイド３ｂの異常及びソレノイド駆動回路３３の異常を検出するようにした。

そのため、増圧バルブ３が作動しない程度の電流をソレノイド３ｂに流した場合であっても、ソレノイド３ｂとフライホイールダイオード３３ａの異常の有無を同時に確認することができる。また弁体３ａが駆動しないため、増圧バルブ３やフライホイールダイオード３３ａの異常を確認する際の騒音を抑制することができる。

（３）ドライバのブレーキ操作に応じてブレーキ圧力を発生させるマスタシリンダM/Cと車輪に設けられたホイルシリンダW/Cとの間に設けられたブレーキユニット２１と、ブレーキユニット２１内に形成された油路を断接する増圧バルブ３と、増圧バルブ３は、ソレノイド３ｂに通電する電流値に応じて弁体の開弁量が変化する比例弁であって、ソレノイド３ｂにPWM駆動信号を与えるソレノイド駆動回路３３と、ソレノイド駆動回路３３に設けられたフライホイールダイオード３３ａと、ソレノイド３ｂに流れる電流値を検出する電流モニタ回路３４と、電源３２の電圧値を検出する電圧モニタ回路３１と、電圧モニタ回路３１により検出された電圧値に基づいてデューティ比を決定し、ソレノイド３ｂに対して弁体３ａが駆動しない電流値（0.1[A]〜0.2[A]）を通電するとともに、ソレノイド駆動回路３３の異常を検出するマイクロプロセッサ３５と、を有し、マイクロプロセッサ３５は、少なくともソレノイド３ｂに対し0.1[A]〜0.2[A]の電流を通電しているときに電流モニタ回路３４により検出された電流値が0.1[A]〜0.2[A]で仕切られた範囲にあるか否かによりソレノイド３ｂの異常及びソレノイド駆動回路３３の異常を検出ようにした。

そのため、増圧バルブ３が作動しない程度の電流をソレノイド３ｂに流した場合であっても、ソレノイド３ｂとフライホイールダイオード３３ａの異常の有無を同時に確認することができる。また弁体３ａが駆動しないため、増圧バルブ３やフライホイールダイオード３３ａの異常を確認する際の騒音を抑制することができる。また、増圧バルブ３が作動しないため、ブレーキペダルフィーリングの悪化を防止することができる。

［他の実施例］
以上、本願発明を実施するための最良の形態を、実施例１に基づいて説明してきたが、各発明の具体的な構成は各実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。

例えば実施例１では増圧バルブ３を比例弁とし、ゲートインバルブ１、ゲートアウトバルブ２、減圧バルブ４をオン／オフ弁としているが、全て又は一部の弁を比例弁とするようにしても良い。

また実施例１ではブレーキ装置２０に用いているソレノイドバルブについて説明したが、液圧回路の開閉を制御するソレノイドバルブであれば特に限定しない。

実施例１はブレーキ装置の液圧回路図である。 実施例１は増圧バルブを駆動する電気回路図である。 実施例１のソレノイドチェック処理の流れを示すフローチャートである。 実施例１のソレノイド３に流す電流と変化する液圧との関係を示したグラフである。 実施例１の電流モニタ回路を用いて検出された電流値のタイムチャートである。

符号の説明

３ 増圧バルブ
３ａ 弁体
３ｂ ソレノイド
２０ ブレーキ装置
２１ ブレーキユニット
３１ 電圧モニタ回路
３２ 電源
３３ ソレノイド駆動回路
３３ａ フライホイールダイオード
３４ 電流モニタ回路
３５ マイクロプロセッサ

Claims (3)

1. 電源と、
   ソレノイドに通電する電流値に応じて弁体の開弁量が変化する比例弁と、
   前記ソレノイドに電流を与えるPWM駆動回路と、
   前記ソレノイドに設けられたフライホイールダイオードと、
   前記ソレノイドに流れる電流値を検出する電流モニタと、
   前記電源の電圧値を検出する電圧モニタと、
   前記電圧モニタにより検出された電圧値に基づいてデューティ比を決定するデューティ比決定手段と、
   前記ソレノイドに対して前記弁体が駆動しない電流値を通電する第１電流値手段と、
   を有し、
   少なくとも前記ソレノイドに対し前記第１電流値手段により通電しているときに前記電流モニタにより検出された電流値が所定の上下限値で仕切られた範囲にあるか否かにより前記ソレノイドの異常を検出するソレノイド異常検出手段を備えたことを特徴とするソレノイドバルブ。
2. 電源と、
   ソレノイドに通電する電流値に応じて弁体の開弁量が変化する比例弁と、
   前記ソレノイドにPWM駆動信号を与えるソレノイド駆動回路と、
   前記ソレノイド駆動回路に設けられたフライホイールダイオードと、
   前記ソレノイドに流れる電流値を検出する電流モニタと、
   前記電源の電圧値を検出する電圧モニタと、
   前記電圧モニタにより検出された電圧値に基づいてデューティ比を決定するデューティ比決定手段と、
   前記ソレノイドに対して前記弁体が駆動しない電流値を通電する第１電流値手段と、
   前記ソレノイド駆動回路の異常を検出する駆動回路異常検出手段と、
   を有し、
   少なくとも前記ソレノイドに対し前記第１電流値手段により通電しているときに前記電流モニタにより検出された電流値が所定の上下限値で仕切られた範囲にあるか否かにより前記ソレノイドの異常及びソレノイド駆動回路の異常を検出するソレノイド及びソレノイド駆動回路異常検出手段を備えたことを特徴とするソレノイドバルブ。
3. ドライバのブレーキ操作に応じてブレーキ圧力を発生させるマスタシリンダと車輪に設けられたホイルシリンダとの間に設けられたブレーキユニットと、
   概ブレーキユニット内に形成された油路を断接する比例ソレノイドバルブと、
   前記比例ソレノイドバルブは、ソレノイドに通電する電流値に応じて弁体の開弁量が変化する比例弁であって、前記ソレノイドにPWM駆動信号を与えるソレノイド駆動回路と、
   前記ソレノイド駆動回路に設けられたフライホイールダイオードと、
   前記ソレノイドに流れる電流値を検出する電流モニタと、
   電源の電圧値を検出する電圧モニタと、
   前記電圧モニタにより検出された電圧値に基づいてデューティ比を決定するデューティ比決定手段と、
   前記ソレノイドに対して前記弁体が駆動しない電流値を通電する第１電流値手段と、
   前記ソレノイド駆動回路の異常を検出する駆動回路異常検出手段と、
   を有し、
   少なくとも前記ソレノイドに対し前記第１電流値手段により通電しているときに前記電流モニタにより検出された電流値が所定の上下限値で仕切られた範囲にあるか否かにより前記ソレノイドの異常及びソレノイド駆動回路の異常を検出するソレノイド及びソレノイド駆動回路異常検出手段を備えたことを特徴とするブレーキ装置。

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