JP2012151580A - ソレノイド駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動時に発生する熱を低減できるソレノイド駆動装置を提供する。
【解決手段】ソレノイド駆動装置１００において、第１リレー２０は、第１電源部３０とソレノイド４０との接続をオンまたはオフする。第２リレー２２は、第２電源部３２とソレノイド４０との接続をオンまたはオフする。統合ＩＣ１０は、第１リレー２０および第２リレー２２からのソレノイド４０への通電を切り替え、ソレノイド４０への通電を切り替える間、第１リレー２０および第２リレー２２のそれぞれの通電をともに所定時間オン状態にするよう制御する。第１トランジスタ６０は、第２電源部３２と第１リレー２０との接続をオンまたはオフする。第１リレー２０または第２リレー２２に不具合が生じた場合、統合ＩＣ１０は、第１トランジスタ６０または第２トランジスタ６２の一方をオンする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ソレノイド駆動装置に関する。

ブレーキ制御は、車両に搭載されたブレーキシステムの液圧アクチュエータを制御することで実行される。液圧アクチュエータは、ホイールシリンダへ流れ込むブレーキフルード量を制御する電磁弁を備える。この電磁弁にはソレノイドが設けられ、ソレノイドは電源部から駆動電流の供給をうけて駆動する。ソレノイドと電源部との通電はリレーのオンおよびオフにより制御される。特許文献１は、ハイサイドスイッチング素子とローサイドスイッチング素子とを備えたリニアソレノイド駆動回路を開示する。

特開２００６−２０３４１５号公報

ブレーキバイワイヤ方式のブレーキ制御装置では、電磁弁の開閉制御により、制動力が制御される。その結果、電磁弁のソレノイドを制御するリレーの発熱量が増大することがある。また、一つのソレノイドを、複数の電源部およびリレーにより駆動する場合、各リレーのオン時間が長くなると、全体の発熱量が増大する問題もある。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、駆動時に発生する熱を低減できるソレノイド駆動装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様のソレノイド駆動装置は、第１電源部とソレノイドとの接続をオンまたはオフする第１リレーと、第２電源部とソレノイドとの接続をオンまたはオフする第２リレーと、第１リレーおよび第２リレーのオンまたはオフを制御する制御部であって、第１リレーおよび第２リレーからのソレノイドへの通電を切り替え、ソレノイドへの通電を切り替える間、第１リレーおよび第２リレーのそれぞれの通電をともに所定時間オン状態にするよう制御する制御部と、第２電源部と第１リレーとの接続をオンまたはオフする第１トランジスタと、第１電源部と第２リレーとの接続をオンまたはオフする第２トランジスタと、を備える。制御部は、第１リレーからソレノイドへの通電状態を監視する第１通電監視部と、第２リレーからソレノイドへの通電状態を監視する第２通電監視部とを有する。制御部は、第１通電監視部または第２通電監視部により第１リレーおよび第２リレーのうち一方のリレーに不具合があると検出すると、第１トランジスタおよび第２トランジスタのうち一方をオンする。これにより、各リレーに発生する熱を低減できる。

本発明のソレノイド駆動装置によれば、リレーにおいて発生する熱を低減することができる。

実施形態に係るソレノイド駆動装置とソレノイドを示す構成概念図である。 比較技術におけるソレノイドおよびリレーの通電状態を説明する図である。 実施形態に係るソレノイド駆動装置におけるソレノイドへの通電方法を説明する図である。

図１は、実施形態に係るソレノイド駆動装置１００とソレノイド４０を示す構成概念図である。ソレノイド駆動装置１００は、第１電源部３０および第２電源部３２（これらを区別しない場合「電源部」という）とＥＣＵ５０とを備えて、ソレノイド４０を駆動する。第１電源部３０は、第１ワイヤーハーネス７０でＥＣＵ５０と接続し、第２電源部３２は、第２ワイヤーハーネス７２でＥＣＵ５０と接続する。

ＥＣＵ５０は、ソレノイド４０に駆動電流を供給する第１リレー２０および第２リレー２２（これらを区別しない場合「リレー」という）と、第２電源部３２と第１リレー２０との接続をオンまたはオフする第１トランジスタ６０と、第１電源部３０と第２リレー２２との接続をオンまたはオフする第２トランジスタ６２と、第１リレー２０、第２リレー２２、第１トランジスタ６０および第２トランジスタ６２を制御する統合ＩＣ１０とを備える。第１トランジスタ６０および第２トランジスタ６２は、通常時、オフに設定されている。

統合ＩＣ１０は、第１リレー２０および第２リレー２２にソレノイド４０を駆動するための制御信号を送出する。第１リレー２０および第２リレー２２は、統合ＩＣ１０からの制御信号を受け取ると、その制御信号に応じて電源部とソレノイド４０との通電をオンまたはオフする。ここで通電のオンまたはオフは、電源部とソレノイド４０との接続をオンまたはオフすることで実現される。また統合ＩＣ１０は、ワイヤーハーネスの断線などが生じた場合に、第１トランジスタ６０または第２トランジスタ６２のいずれか一方に、トランジスタをオンするための制御信号を送出する。

統合ＩＣ１０は第１通電監視部１２および第２通電監視部１４を有し、第１通電監視部１２および第２通電監視部１４により第１リレー２０および第２リレー２２の電流値を検出して、監視する。第１リレー２０および第２リレー２２にシャント抵抗を用いて電流値を検出してもよい。具体的に第１通電監視部１２は、第１リレー２０からソレノイド４０への通電状態を監視し、第１リレー２０からソレノイド４０への電流値が所定値より低下すると、第１ワイヤーハーネス７０の断線を検出する。また第２通電監視部１４は、第２リレー２２からソレノイド４０への通電状態を監視し、第２リレー２２からソレノイド４０への電流値が所定値より低下すると、第２ワイヤーハーネス７２の断線を検出する。

統合ＩＣ１０はさらにトランジスタ制御部１６を有し、トランジスタ制御部１６は、第１トランジスタ６０および第２トランジスタ６２のオンまたはオフを制御する。実施形態では、第１通電監視部１２または第２通電監視部１４により、第１リレー２０および第２リレー２２のうち一方のリレーに不具合があると検出すると、トランジスタ制御部１６が、第１トランジスタ６０および第２トランジスタ６２のうち一方をオンする制御を行う。

実施形態において、ソレノイド４０は第１リレー２０および第２リレー２２を介して電源部から駆動電流の供給をうける。ソレノイド４０はグランド３４に接地されている。ソレノイドは、たとえば車両用の電子制御式ブレーキシステム（ＥＣＢ）の液圧アクチュエータユニットに配置される電磁弁に設けられる。液圧アクチュエータユニットは、動力液圧源またはマスタシリンダユニットから供給されたブレーキフルードの液圧を電磁弁により適宜調整してディスクブレーキユニットに送出する。これにより、液圧制動による各車輪に対する制動力が調整される。液圧アクチュエータユニットには複数の電磁弁が設けられ、複数の電磁弁のそれぞれにソレノイドが設けられる。

電磁弁は、第１リレー２０および第２リレー２２から所定の駆動電流を供給されると、開弁または閉弁し、ブレーキフルードを流通または遮断する。たとえば、常開型の電磁弁では、ソレノイドのコイルに所定の駆動電流が供給されると、ソレノイドに連結する弁子がソレノイドとともに弁座に向かって移動し、弁子が弁座に当接すると、弁座に設けられた孔を塞ぎ、ブレーキフルードの流通を遮断する。

ソレノイドは第１リレー２０および第２リレー２２から駆動電流の供給を受ける。これにより、一方のリレーからソレノイドへの駆動電流の供給が停止した場合であっても、他方のリレーから駆動電流を供給することができる。

図２は、比較技術におけるソレノイドおよびリレーの通電状態を説明する図である。図２では横軸が時間を示し、縦軸が通電のオンおよびオフを示す。ソレノイド４０の通電状態は１００％である。１００％の通電状態とは、統合ＩＣ１０から指令された通電量に対して十分な通電量が確保されている状態をいい、所望の通電量が供給されている状態をいう。

図２に示す比較技術では、ソレノイド４０が１００％の通電状態であるとき、第１リレー２０および第２リレー２２の両方からそれと同等の１００％の通電状態で駆動電流が供給されている。

ソレノイド４０を駆動している際、何らかの理由で第１リレー２０から駆動電流を供給することができなくなった場合、第２リレー２２からそのまま駆動電流を供給することで、ソレノイド４０を停止することなく駆動することができる。この点で図２に示す比較技術は、フェールセーフの観点から有効な技術であることがいえる。

しかしながら、この比較技術によると、通常の使用態様において、二つの電流供給経路で一つのソレノイド４０を駆動するため、一つの電流供給経路で駆動する場合と比べて、リレーにおける発熱量は増大する。そこで実施形態のソレノイド駆動装置１００では、統合ＩＣ１０が二つの電流供給経路の通電量を抑えるように制御する。

図３は、実施形態に係るソレノイド駆動装置１００におけるソレノイド４０への通電方法を説明する図である。図３では横軸が時間を示し、縦軸が通電のオンおよびオフを示す。第１リレー２０および第２リレー２２の通電のオンおよびオフは統合ＩＣ１０により制御される。この例では、ソレノイド４０の駆動が時刻Ｔ１から開始される。

図３に示す通電制御によると、時刻Ｔ１において第１リレー２０の通電がオフからオンとなり、第１リレー２０からソレノイド４０に駆動電流の供給が開始される。一方、時刻Ｔ１において第２リレー２２の通電はオフのままである。時刻Ｔ２になると、第１リレー２０に加えて、第２リレー２２の通電もオンとなり、第１リレー２０および第２リレー２２からソレノイド４０に駆動電流が供給される。

時刻Ｔ３になると、第１リレー２０の通電はオフされ、第２リレー２２のみからソレノイド４０に駆動電流が供給される。時刻Ｔ４になると、第１リレー２０の通電が再びオンされ、第１リレー２０および第２リレー２２からソレノイド４０に駆動電流が供給される。

時刻Ｔ５になると、第２リレー２２の通電がオフされ、第１リレー２０のみからソレノイド４０に駆動電流が供給される。このようにソレノイド４０の通電をオンする期間、第１リレー２０および第２リレー２２の通電のオン・オフを繰り返すことで、第１リレー２０および第２リレー２２の通電量を減らすことができ、統合ＩＣ１０での発熱量を抑えることができる。また、時刻２と時刻Ｔ３の間、および時刻Ｔ４および時刻Ｔ５の間の所定時間にリレーの切り替えが実行されており、リレーの切り替えでは第１リレー２０および第２リレー２２がともに所定時間だけオン状態にされている。これにより、通電オン時の立ち上がりやリレーの応答遅れを吸収して、ソレノイド４０を一時的に停止することなく、ソレノイド４０に所望の通電状態を確実に維持することができる。

統合ＩＣ１０は、第１通電監視部１２および第２通電監視部１４により第１リレー２０および第２リレー２２からソレノイド４０への通電状態を監視する。統合ＩＣ１０は、第１リレー２０に指令した制御情報と、第１通電監視部１２により取得した第１リレー２０の通電状態とを比較して、第１リレー２０の通電状態に不具合があるかどうか検出する。たとえば、第１リレー２０に通電のオンを示す制御信号を送出しても、第１通電監視部１２により検出した電流がゼロのままであれば統合ＩＣ１０は第１ワイヤーハーネス７０に断線などの不具合があると検出する。また同様に、統合ＩＣ１０は、第２リレー２２に指令した制御情報と、第２通電監視部１４により取得した第２リレー２２の通電状態とを比較して、第２リレー２２の通電状態に不具合があるかどうか検出する。これにより、第１リレー２０および第２リレー２２の通電状態の不具合を検出することができ、それぞれの電流供給経路からソレノイド４０に通電できているかどうか監視することができる。統合ＩＣ１０は、第１リレー２０または第２リレー２２の通電状態の不具合を検出すると、トランジスタ制御部１６により第１トランジスタ６０または第２トランジスタ６２をオンに制御する。

たとえば、第１通電監視部１２が不具合を検出すると、統合ＩＣ１０は、第１ワイヤーハーネス７０が断線するなどして、第１電源部３０からの電源供給を受けられない状態にあることを判定する。そのため、統合ＩＣ１０は、トランジスタ制御部１６により第１トランジスタ６０をオンさせて、第２電源部３２と第１リレー２０とを接続させるように制御する。これにより、第１リレー２０は、ソレノイド４０に駆動電流を供給できるようになり、第２リレー２２と協働して、図３に示す通電制御を実現できるようになる。

一方、第２通電監視部１４が不具合を検出すると、統合ＩＣ１０は、第２ワイヤーハーネス７２が断線するなどして、第２電源部３２からの電源供給を受けられない状態にあることを判定する。そのため、統合ＩＣ１０は、トランジスタ制御部１６により第２トランジスタ６２をオンさせて、第１電源部３０と第２リレー２２とを接続させるように制御する。これにより、第２リレー２２は、ソレノイド４０に駆動電流を供給できるようになり、第１リレー２０と協働して、図３に示す通電制御を実現できるようになる。

実施形態におけるソレノイドはＥＣＢに配置される電磁弁に設けられる態様を説明したが、それ以外のソレノイドにもソレノイド駆動装置１００を用いることは当然に可能である。

本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を加えることも可能である。各図に示す構成は、一例を説明するためのもので、同様な機能を達成できる構成であれば、適宜変更可能であり、同様な効果を得ることができる。

１０・・・統合ＩＣ、１２・・・第１通電監視部、１４・・・第２通電監視部、１６・・・トランジスタ制御部、２０・・・第１リレー、２２・・・第２リレー、３０・・・第１電源部、３２・・・第２電源部、３４・・・グランド、４０・・・ソレノイド、５０・・・ＥＣＵ、６０・・・第１トランジスタ、６２・・・第２トランジスタ、７０・・・第１ワイヤーハーネス、７２・・・第２ワイヤーハーネス、１００・・・ソレノイド駆動装置。

Claims (1)

1. 第１電源部とソレノイドとの接続をオンまたはオフする第１リレーと、
   第２電源部と前記ソレノイドとの接続をオンまたはオフする第２リレーと、
   前記第１リレーおよび前記第２リレーのオンまたはオフを制御する制御部であって、前記第１リレーおよび前記第２リレーからの前記ソレノイドへの通電を切り替え、前記ソレノイドへの通電を切り替える間、前記第１リレーおよび前記第２リレーのそれぞれの通電をともに所定時間オン状態にするよう制御する制御部と、
   前記第２電源部と前記第１リレーとの接続をオンまたはオフする第１トランジスタと、
   前記第１電源部と前記第２リレーとの接続をオンまたはオフする第２トランジスタと、を備え、
   前記制御部は、前記第１リレーから前記ソレノイドへの通電状態を監視する第１通電監視部と、前記第２リレーから前記ソレノイドへの通電状態を監視する第２通電監視部と、を有し、
   前記制御部は、前記第１通電監視部または前記第２通電監視部により前記第１リレーおよび前記第２リレーのうち一方のリレーに不具合があると検出すると、前記第１トランジスタおよび前記第２トランジスタのうち一方をオンすることを特徴とするソレノイド駆動装置。

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