JP4407396B2 - 電磁弁制御装置および車両用制動装置 - Google Patents

Description

本発明は、電磁弁制御装置に関する。

この種の電磁弁制御装置としては、電磁コイルへの非通電時に非作動状態に、通電時に作動状態に切替可能な２位置電磁弁を制御するものが知られている（特許文献１参照）。この特許文献１に示されている電磁弁制御装置においては、同特許文献１の図６に示されているフローチャートに沿ってブースタ切換弁ＳＢ（２位置電磁弁）が制御されており、そのタイムチャートが図１１に示されている。このタイムチャートから明らかなように、ブースタ切換弁ＳＢの駆動要求が有れば、まず所定時間Ｔ１の間、通電デューティ１００％でブースタ切換弁ＳＢのソレノイドＳＬ（電磁コイル）が駆動される。その結果、ソレノイドＳＬへ急速に電流が供給され、ブースタ切換弁ＳＢが即座に作動位置に切り変わる。所定時間Ｔ１経過後、電源電圧Ｖｓに応じて設定された通電デューティＤｙでブースタ切換弁ＳＢのソレノイドＳＬが駆動される。その結果、ソレノイドＳＬへの供給電流値が減少し、ソレノイドに連続通電する従来技術（点線で示す）に比べて小さい値に維持される。これにより、ソレノイドＳＬの温度上昇が抑制され、ソレノイドＳＬの抵抗値の上昇が抑制されている。
特開平１１−３３６９３５号公報（第９，１０頁、図６，１１）

上述した電磁弁制御装置においては、通電によるソレノイドＳＬの温度上昇が抑制されているが、ソレノイドＳＬは必要以上に通電されており、通電量を削減する余地がある。

本発明は、上述した問題を解消するためになされたもので、電磁コイルに必要以上の通電をすることを防止し、電磁コイルへの過通電による発熱をより抑制する電磁弁制御装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の構成上の特徴は、電磁コイルへの非通電時に非作動状態に、通電時に作動状態に切替可能な２位置電磁弁を制御する電磁弁制御装置において、２位置電磁弁の上下流の少なくとも一方に配設される液圧計を介して同電磁弁の上下流の差圧を同電磁弁の作動中に検出する電子制御ユニットを備え、電子制御ユニットは２位置電磁弁の作動中に検出した差圧に基づいて、同電磁弁の初期作動に必要な作動力に相当する初期作動必要最低電流または作動状態を維持するのに必要な作動力に相当する作動状態維持必要最低電流を決定するとともに、電磁コイルへの通電開始時点から始まる初期作動時間内においては、電磁コイルに、初期作動必要最低電流を通電し、その後の作動状態維持時間においては、作動状態維持必要最低電流を通電することである。

請求項２に係る発明の構成上の特徴は、請求項１において、電磁コイルへの通電はＰＷＭ制御されることである。

請求項３に係る発明の構成上の特徴は、請求項２において、通電の開始時点の印加電流の立ち上がりを徐々に増加させるようにＰＷＭ制御することである。

請求項４に係る発明の構成上の特徴は、請求項２において、通電の終了時点の印加電流の立ち下がりを徐々に減少させるようにＰＷＭ制御することである。

請求項５に係る発明の構成上の特徴は、請求項１において、電磁コイルへ印加する出力電圧を初期作動必要最低電流に応じた高電圧と作動状態維持必要最低電流に応じた低電圧に選択的に切り替える電圧切替回路を備え、この電圧切替回路からの出力電圧を切り替えることにより電磁コイルへの通電を制御することである。

請求項６に係る発明の構成上の特徴は、請求項１から請求項５の何れか一項において、２位置電磁弁は、ブレーキペダルの踏込状態に応じた液圧のブレーキ油を生成するマスタシリンダと、液圧供給源から供給される液圧のブレーキ油によって車両の各車輪の回転をそれぞれ規制するホイールシリンダとを連通または遮断する常開型であるマスタシリンダカット弁、または、マスタシリンダと、このマスタシリンダに連通されてブレーキペダルの踏込状態に応じたブレーキペダルの反力を発生させるストロークシミュレータとを連通または遮断する常閉型であるシミュレータカット弁として使用されることである。

請求項７に係る発明の構成上の特徴は、請求項６において、２位置電磁弁がマスタシリンダカット弁である場合、作動状態維持必要最低電流は２位置電磁弁の上下流の差圧に基づいて決定されることである。
請求項８に係る発明の構成上の特徴は、請求項７において、２位置電磁弁の上下流の差圧の大きさは、マスタシリンダの圧力からホイールシリンダの圧力を差し引いた値と等しいことである。

請求項９に係る発明の構成上の特徴は、請求項６において、２位置電磁弁がシミュレータカット弁である場合、初期作動必要最低電流は２位置電磁弁の上下流の差圧に基づいて決定されることである。
請求項１０に係る発明の構成上の特徴は、車輪の回転を規制するホイールシリンダと、ブレーキペダルの踏込状態に応じた液圧を生成し前記ホイールシリンダに供給可能なマスタシリンダと、マスタシリンダとは別に設けられブレーキペダル踏力に対応した液圧をホイールシリンダに供給可能な液圧供給源と、マスタシリンダとホイールシリンダとの間に設けられ、非通電状態にあるときマスタシリンダとホイールシリンダとを連通させ、通電状態にあるときマスタシリンダとホイールシリンダとの間を遮断する常開型の２位置電磁弁であって、ブレーキペダルが踏み込まれるとマスタシリンダとホイールシリンダとの間を遮断しブレーキペダルの踏み込みが解除されるとマスタシリンダとホイールシリンダとを連通させるとともに、マスタシリンダからのマスタシリンダ圧が開弁方向に作用するようにその弁体が配置された２位置電磁弁と、マスタシリンダからのマスタシリンダ圧を検出する第１の液圧計、および同第１の液圧計とは別に設けられホイールシリンダに供給されるホイールシリンダ圧を検出する第２の液圧計と、マスタシリンダ圧からホイールシリンダ圧を差し引いた値である２位置電磁弁の上下流の差圧の大きさに応じて、２位置電磁弁の閉状態を維持するために必要な最低の大きさの電流を演算するとともに、同電流を前記２位置電磁弁に供給する電子制御ユニットと、を備えたことである。
請求項１１に係る発明の構成上の特徴は、車輪の回転を規制するホイールシリンダと、ブレーキペダルの踏込状態に応じた液圧を生成しホイールシリンダに供給可能なマスタシリンダと、マスタシリンダに連通されてブレーキペダルの踏込状態に応じた該ブレーキペダルの反力を発生させるストロークシミュレータと、マスタシリンダとストロークシミュレータとの間に設けられ、非通電状態にあるときマスタシリンダとストロークシミュレータとの間を遮断し、通電状態にあるときマスタシリンダとストロークシミュレータとを連通する常閉型の２位置電磁弁であって、ブレーキペダルが踏み込まれるとマスタシリンダとストロークシミュレータとを連通させブレーキペダルの踏み込みが解除されるとマスタシリンダとストロークシミュレータとの間を遮断するとともに、マスタシリンダからのマスタシリンダ圧が閉弁方向に作用するようにその弁体が配置された２位置電磁弁と、マスタシリンダからのマスタシリンダ圧を検出する液圧計と、マスタシリンダ圧から２位置電磁弁とストロークシミュレータとの間の圧力を差し引いた値である２位置電磁弁の上下流の差圧の大きさに応じて、２位置電磁弁を閉状態から開状態とする初期作動に必要な最低の大きさの電流を演算するとともに、同電流を２位置電磁弁に供給する電子制御ユニットと、を備えたことである。

上記のように構成した請求項１に係る発明においては、電磁コイルへの通電開始時点から始まる初期作動時間内においては、電磁コイルに、初期作動に必要な作動力に相当する初期作動必要最低電流を通電し、その後の作動状態維持時間においては、作動状態を維持するのに必要な作動力に相当する作動状態維持必要最低電流を通電するようにしたことにより、いずれの作動時間においてもすなわち通電中全般に渡って電磁コイルに対して必要以上の通電が行われないので、電磁弁の過通電による発熱をより抑制することができ、また、電磁弁を小型化することができる。
また、初期作動必要最低電流または作動状態維持必要最低電流は２位置電磁弁の上下流の差圧に基づいて決定されることにより、初期作動に必要な作動力または作動状態を維持するのに必要な作動力が正確かつ確実に決定され、ひいては初期作動必要最低電流または作動状態維持必要最低電流は正確かつ確実に決定される。

上記のように構成した請求項２に係る発明においては、請求項１に係る発明において、電磁コイルへの通電はＰＷＭ制御されることにより、初期作動必要最低電流または作動状態維持必要最低電流を電磁コイルに容易に通電制御することができる。

上記のように構成した請求項３に係る発明においては、請求項２に係る発明において、通電の開始時点の印加電流の立ち上がりを徐々に増加させるようにＰＷＭ制御することにより、電磁弁の切替作動を急激に行うことなく、比較的緩やかに行うことができるので、切替中の作動音を小さく抑えることができる。

上記のように構成した請求項４に係る発明においては、請求項２に係る発明において、通電の終了時点の印加電流の立ち下がりを徐々に減少させるようにＰＷＭ制御することにより、電磁弁の切替作動を急激に行うことなく、比較的緩やかに行うことができるので、切替中の作動音を小さく抑えることができる。

上記のように構成した請求項５に係る発明においては、請求項１に係る発明において、電磁コイルへ印加する出力電圧を初期作動必要最低電流に応じた高電圧と作動状態維持必要最低電流に応じた低電圧に選択的に切り替える電圧切替回路を備え、この電圧切替回路からの出力電圧を切り替えることにより電磁コイルへの通電を制御することにより、初期作動必要最低電流または作動状態維持必要最低電流を電磁コイルに容易に通電制御することができる。

上記のように構成した請求項６に係る発明によれば、２位置電磁弁は、ブレーキペダルの踏込状態に応じた液圧のブレーキ油を生成するマスタシリンダと、液圧供給源から供給される液圧のブレーキ油によって車両の各車輪の回転をそれぞれ規制するホイールシリンダとを連通または遮断する常開型であるマスタシリンダカット弁、または、マスタシリンダと、このマスタシリンダに連通されてブレーキペダルの踏込状態に応じたブレーキペダルの反力を発生させるストロークシミュレータとを連通または遮断する常閉型であるシミュレータカット弁として使用されることにより、２位置電磁弁はいわゆる液圧式の車両用制動装置のなかでもブレーキバイワイヤタイプに使用されることになり、電磁コイルの小型化に伴って車両用制動装置を小型化することができる。

上記のように構成した請求項７に係る発明においては、請求項６に係る発明において、２位置電磁弁がマスタシリンダカット弁である場合、作動状態維持必要最低電流は２位置電磁弁の上下流の差圧に基づいて決定されることにより、作動状態を維持するのに必要な作動力が正確かつ確実に決定され、ひいては作動状態維持必要最低電流は正確かつ確実に決定される。
上記のように構成した請求項８に係る発明においては、請求項７において、２位置電磁弁の上下流の差圧の大きさは、マスタシリンダの圧力からホイールシリンダの圧力を差し引いた値と等しいことである。

上記のように構成した請求項９に係る発明においては、請求項６に係る発明において、２位置電磁弁がシミュレータカット弁である場合、初期作動必要最低電流は２位置電磁弁の上下流の差圧に基づいて決定されることにより、初期作動に必要な作動力が正確かつ確実に決定され、ひいては初期作動必要最低電流は正確かつ確実に決定される。

以下、本発明による電磁弁制御装置を適用した車両用制動装置の一実施の形態について図面を参照して説明する。この車両用制動装置Ａは、図１に示すように、いわゆるブレーキバイワイヤタイプのものであり、ブレーキペダル１１の踏込状態に応じた液圧を生成するマスタシリンダ１０と、このマスタシリンダ１０とは別に設けられて車両の左右前後輪ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲの回転をそれぞれ規制する各ホイールシリンダＷＣ１，ＷＣ２，ＷＣ３，ＷＣ４に液圧を供給する液圧供給源２０とを具備している。この液圧供給源２０の正常時においては液圧供給源２０から車両の左右前後輪ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲの各ホイールシリンダＷＣ１〜ＷＣ４へブレーキペダル踏力に対応した液圧を供給し、液圧供給源２０の異常時においてはブレーキペダル１１と作動的に連結したマスタシリンダ１０から車両の左右前輪ＦＬ，ＦＲの各ホイールシリンダＷＣ１，ＷＣ２に必要な液圧を供給するように構成されている。そして、このように構成された車両用制動装置Ａにおいては、液圧供給源２０の正常時においてブレーキペダル１１の操作状態に応じた大きさのストロークをブレーキペダル１１に発生させるためのストロークシミュレータ３０が設置されている。

車両用制動装置Ａは、ブレーキペダル１１の踏込操作に応じて第１及び第２出力ポート１０ａ，１０ｂからほとんど同一の油圧（液圧）のブレーキ油（液体）を圧送するマスタシリンダ１０を備えている。マスタシリンダ１０の第１出力ポート１０ａは、常開型の２位置電磁弁である電磁弁４１が非通電状態（図示状態）にあるとき電磁弁４１を介して左前輪ＦＬ用のホイールシリンダＷＣ１に連通している。マスタシリンダ１０の第２出力ポート１０ｂは、常開型の２位置電磁弁であり、かつ電磁弁４１と同様に構成された電磁弁４２が非通電状態（図示状態）にあるとき電磁弁４２を介して右前輪ＦＲ用のホイールシリンダＷＣ２に連通している。電磁弁４１，４２は、通電により開閉を切り換え制御されて、ホイールシリンダ１ＷＣ１，ＷＣ２に対してマスタシリンダ１０をそれぞれ連通および遮断するものである。すなわちこれら電磁弁４１，４２は、液圧供給源２０の正常時において通電されて閉じられマスタシリンダ１０と両ホイールシリンダＷＣ１，ＷＣ２との間を遮断し、異常時において非通電されて開かれマスタシリンダ１０と両ホイールシリンダＷＣ１，ＷＣ２とを連通するマスタシリンダカット弁として機能する。なお、車両用制動装置Ａは、ブレーキペダル１１に連結されてブレーキペダル１１の移動量（ストローク量すなわちペダルストローク）を検出するペダルストロークセンサ１１ａを備えている。

電磁弁４１は、図２に示すように、図示しないバルブボディに固定されたスリーブ状に形成された固定子４１ａ、固定子４１ａの一端（上端）に固定された有底筒状のケーシング４１ｈ、ケーシング４１ｈ内に摺動可能に収容された可動コア４１ｂ、固定子４１ａの他端（下端）に嵌着された弁座部材４１ｃ、固定子４１ａの軸穴内に摺動可能に収容されて可動コア４１ｂと連動する可動子４１ｄ、弁座部材４１ｃと可動子４１ｄとの間に介装されたスプリング４１ｅ、可動子４１ｄの下端に設けられて弁座部材４１ｃの弁孔４１ｃ１に離脱可能に当接する弁体４１ｆ、および可動コア４１ｂと固定子４１ａの上部を取り囲む電磁コイル４１ｇから構成されている。固定子４１ａに形成されてブレーキ油が満たされている油室Ｒ２は、固定子４１ａに設けた第１ポート４１ａ１を介してホイールシリンダＷＣ１に連通している。また油室Ｒ２は、弁座部材４１ｃに形成された弁孔４１ｃ１に連通する第２ポート４１ｃ２を介してマスタシリンダ１０の第１ポート１０ａに連通している。

この電磁弁４１は、図２に示すとおり、電磁コイル４１ｇが非通電時には可動子４１ｄがスプリング４３ｅによって上方に（固定子４１ｂに向けて）付勢されており、これにより弁体４１ｆが弁座部材４１ｃから離間しており弁孔４１ｃ１を開放している。一方、電磁コイル４１ｇが通電されると、励磁された固定子４１ａによって可動コア４１ｂが吸引されて、スプリング４１ｅの付勢力に抗して下方に（弁座部材４１ｃに向けて）移動し、これにより可動子４１ｄの下端に設けた弁体４１ｆが弁座部材４１ｃに押圧されて弁孔４１ｃ１を閉じる。なお、電磁弁４２は電磁弁４１と同一構造であるので、図２の４１○を４２○と置き換えてその説明を省略する。また、電磁弁４２の油室Ｒ２は、第１ポート４２ａ１を介してホイールシリンダＷＣ２に連通している。また油室Ｒ２は、第２ポート４２ｃ２を介してマスタシリンダ１０の第２ポート１０ｂに連通している。

マスタシリンダ１０の第１出力ポート１０ａには、ストロークシミュレータ３０が連通可能に接続されており、マスタシリンダ１０とストロークシミュレータ３０の間には常閉型の２位置電磁弁である電磁弁４３が設けられている。ストロークシミュレータ３０は、例えば特開２００２−２９３２２９号公報に示されているような周知のメカ式のストロークシミュレータであり、マスタシリンダ１０の第１出力ポート１０ａから供給された油圧（液圧）を吸収するものである。ストロークシミュレータ３０内には、ピストン３１が液密かつ摺動可能に配設されており、このピストン３１によって区画された第１および第２油圧室３２，３３が形成されている。第１油圧室３２には電磁弁４３を介してマスタシリンダ１０の第１出力ポート１０ａに連通する入力ポート３０ａが設けられており、この入力ポート３０ａを介してマスタシリンダ１０からブレーキ油が供給される。第２油圧室３３にはリザーバタンク１２の入力ポート１２ａに連通する出力ポート３０ｂが設けられており、第２油圧室３３から溢れたブレーキ油が出力ポート３０ｂを介してリザーバタンク１２に戻るようになっている。また、第２油圧室３３には、マスタシリンダ１０と連通状態においてマスタシリンダ１０から供給される油圧に対抗するようにピストン３１を付勢するスプリング３４が配設されている。なお、第２油圧室３３は本実施の形態の場合、大気室としても差し支えない。

電磁弁４３は、図３に示すように、図示しないバルブボディに固定されたスリーブ４３ａ、スリーブ４３ａの一端（上端）に設けられた固定子４３ｂ、スリーブ４３ａの他端（下端）に嵌着された弁座部材４３ｃ、スリーブ４３ａの軸穴内に摺動可能に収容された可動子４３ｄ、固定子４３ｂの軸穴内に収容されて可動子４３ｄとの間に介装されたスプリング４３ｅ、可動子４３ｄの下端に設けられて弁座部材４３ｃの弁孔４３ｃ１に離脱可能に当接する弁体４３ｆ、および固定子４３ｂとスリーブ４３ａの上部を取り囲む電磁コイル４３ｇから構成されている。スリーブ４３ａに形成されてブレーキ油が満たされている油室Ｒ１は、スリーブ４３ａに設けた第１ポート４３ａ１を介してマスタシリンダの第１ポート１０ａに連通している。また油室Ｒ１は、弁座部材４３ｃに形成された弁孔４３ｃ１に連通する第２ポート４３ｃ２を介してストロークシミュレータ３０の入力ポート３０ａに連通している。

この電磁弁４３は、図３に示すとおり、電磁コイル４３ｇが非通電時には可動子４３ｄがスプリング４３ｅによって下方に（弁座部材４３ｃに向けて）付勢されており、これにより可動子４３ｄの下端に設けた弁体４３ｆが弁座部材４３ｃに押圧されて弁孔４３ｃ１を閉じる。一方、電磁コイル４３ｇが通電されると、励磁された固定子４３ｂによって可動子４３ｄが吸引されて、スプリング４３ｅの付勢力に抗して上方に（固定子４３ｂに向けて）移動し、これにより弁体４３ｆが弁座部材４３ｃから離間して弁孔４３ｃ１を開放する。すなわち、電磁弁４３は、非通電状態（図示状態）にあるときマスタシリンダ１０の第１出力ポート１０ａとストロークシミュレータ３０の入力ポート３０ａとを遮断し、通電状態にあるとき両ポート１０ａ，３０ａを連通するものである。そして、この電磁弁４３は、液圧供給源２０の正常時において通電されて開かれマスタシリンダ１０とストロークシミュレータ３０を連通し、異常時において非通電されて閉じられマスタシリンダ１０とストロークシミュレータ３０との間を遮断するストロークシミュレータカット弁として機能する。

液圧供給源２０は、電動モータ２１、ポンプ２２およびアキュムレータ２３から構成されている。ポンプ２２は、電動モータ２１によって駆動されて、リザーバタンク１２の入力ポート１２ａに連通する吸入ポート２２ａから吸い込んだリザーバタンク１２のブレーキ油を吐出ポート２２ｂから圧送する。アキュムレータ２３は、ポンプ２２の吐出ポート２２ｂに連通しており、ポンプ２２から供給される高圧のブレーキ油を常に一定の油圧に保って貯蔵し必要に応じて各ホイールシリンダＷＣ１〜ＷＣ４に供給するようになっている。ポンプ２２の吸入および吐出ポート２２ａ，２２ｂの間にはリリーフ弁２４が介装されており、このリリーフ弁２４はポンプ２２から吐出されるブレーキ油の圧力が所定値未満である場合には閉じられ、所定値以上となった場合には開かれるものである。これにより、液圧供給源２０は、各ホイールシリンダＷＣ１〜ＷＣ４に所定の高圧ブレーキ液を供給する。

液圧供給源２０は、電磁弁４５が通電状態にあるとき電磁弁４５を介して左前輪ＦＬ用のホイールシリンダＷＣ１に連通している。電磁弁４５は、通電により開閉を切り換え制御されるものであり、非通電状態（図示状態）にあるときホイールシリンダＷＣ１に対して液圧供給源２０を遮断する。また、ホイールシリンダＷＣ１は、電磁弁４６が通電状態にあるとき電磁弁４６を介してリザーバタンク１２に連通している。電磁弁４６は、通電により開閉を切り換え制御されるものであり、非通電状態（図示状態）にあるときリザーバタンク１２に対してホイールシリンダＷＣ１を遮断する。

さらに液圧供給源２０は、電磁弁４７が通電状態にあるとき電磁弁４７を介して右前輪ＦＲ用のホイールシリンダＷＣ２に連通している。電磁弁４７は、通電により開閉を切り換え制御されるものであり、非通電状態（図示状態）にあるときホイールシリンダＷＣ２に対して液圧供給源２０を遮断する。また、ホイールシリンダＷＣ２は、電磁弁４８が通電状態にあるとき電磁弁４８を介してリザーバタンク１２に連通している。電磁弁４８は、通電により開閉を切り換え制御されるものであり、非通電状態（図示状態）にあるときリザーバタンク１２に対してホイールシリンダＷＣ２を遮断する。

さらに液圧供給源２０は、電磁弁５１が通電状態にあるとき電磁弁５１を介して左後輪ＲＬ用のホイールシリンダＷＣ３に連通している。電磁弁５１は、通電により開閉を切り換え制御されるものであり、非通電状態（図示状態）にあるときホイールシリンダＷＣ３に対して液圧供給源２０を遮断する。また、ホイールシリンダＷＣ３は、電磁弁５２が非通電状態（図示状態）にあるとき電磁弁５２を介してリザーバタンク１２に連通している。電磁弁５２は、通電により開閉を切り換え制御されるものであり、通電状態にあるときリザーバタンク１２に対してホイールシリンダＷＣ３を遮断する。

さらに液圧供給源２０は、電磁弁５３が通電状態にあるとき電磁弁５３を介して右後輪ＲＲ用のホイールシリンダＷＣ４に連通している。電磁弁５３は、通電により開閉を切り換え制御されるものであり、非通電状態（図示状態）にあるときホイールシリンダＷＣ４に対して液圧供給源２０を遮断する。また、ホイールシリンダＷＣ４は、電磁弁５４が非通電状態（図示状態）にあるとき電磁弁５４を介してリザーバタンク１２に連通している。電磁弁５４は、通電により開閉を切り換え制御されるものであり、通電状態にあるときリザーバタンク１２に対してホイールシリンダＷＣ４を遮断する。上記の電磁弁４５〜４８，５１〜５４を電磁弁４３と同様に電磁力に比例した差圧を発生させる電磁弁とすればより有利である。

また、車両用制動装置Ａは油圧計６１〜６７を備えている。油圧計６１，６２は、マスタシリンダ１０の第１および第２出力ポート１０ａ，１０ｂから供給されるブレーキ油の油圧をそれぞれ検出するものである。油圧計６３は、液圧供給源２０から供給されるブレーキ油の油圧を検出するものである。そして、油圧計６４〜６７は、各ホイールシリンダＷＣ１〜ＷＣ４に給排されるブレーキ油の油圧をそれぞれ検出するものである。

そして、車両用制動装置Ａは、上述したペダルストロークセンサ１１ａ、電動モータ２１、各電磁弁４１，４２，４３，４５〜４８，５１〜５４、および油圧計６１〜６７に接続されたＥＣＵ（電子制御ユニット）７０を備えている。ＥＣＵ７０には、車両の車体速度を検出する車速センサ、車両の操舵角を検出するステアリングセンサ、シフトレバーに組み付けられて車両のシフト位置を検出するシフトスイッチ、図示しないアクセルペダルに組み付けられて車両のアクセル開度を検出するアクセルセンサ、および車両の実際のヨーレートＹを検出するヨーレートセンサも接続されている（いずれも図示省略）。ＥＣＵ７０は、これら各センサによる検出及びシフトスイッチの状態に基づき、車両用制動装置Ａの各電磁弁４１，４２，４３，４５〜４８，５１〜５４の開閉を切り換え制御しホイールシリンダＷＣ１〜ＷＣ４に付与する油圧すなわち各車輪ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲに付与する制動力を制御する。

次に、上記のように構成した車両用制動装置の全般的な動作を簡単に説明する。液圧供給源２０の正常時においては、ブレーキペダル１１が踏まれると、開状態であった電磁弁４１，４２が閉じられてマスタシリンダ１０から各ホイールシリンダＷＣ１，ＷＣ２へのブレーキ油の供給が遮断される。このとき、閉状態であった電磁弁４３が開かれてマスタシリンダ１０からのブレーキ油はストロークシミュレータ３０に供給される。これにより、ブレーキペダル１１には適当な反力が生じる。また、各ホイールシリンダＷＣ１〜ＷＣ４には、ペダルストロークセンサ１１ａによって検出されたペダルストロークに応じた油圧のブレーキ油が供給される。具体的には、電磁弁５２，５４が閉じられ電磁弁４６，４８の閉状態が維持されるとともに電磁弁４５，４７，５１，５３が開かれて液圧供給源２０からの高圧のブレーキ油が各ホイールシリンダＷＣ１〜ＷＣ４に供給される。

一方、踏み込まれていたブレーキペダル１１が戻る際には、閉状態である電磁弁４１，４２が開かれてマスタシリンダ１０から各ホイールシリンダＷＣ１，ＷＣ２へのブレーキ油の供給が連通され、また開状態であった電磁弁４３が閉じられる。

また、液圧供給源２０の異常時においては、電磁弁４１〜４３，４５〜４８，５１〜５４はすべて非通電状態に制御される。すなわち、電磁弁４３はマスタシリンダ１０とストロークシミュレータ３０を遮断し、電磁弁４１，４２はマスタシリンダ１０の第１および第２出力ポート１０ａ，１０ｂとホイールシリンダＷＣ１,ＷＣ２をそれぞれ連通し、電磁弁４５〜４８は閉じたままである。これにより、ブレーキペダル１１が踏まれると、マスタシリンダ１０内のブレーキ油は、電磁弁４１，４２を通ってホイールシリンダＷＣ１,ＷＣ２に供給される。一方、踏み込まれていたブレーキペダル１１が戻る際には、ホイールシリンダＷＣ１,ＷＣ２内のブレーキ油は、電磁弁４１，４２を通ってマスタシリンダ１０に圧送される。

さらに、上記のように作動する車両用制動装置Ａに設けた電磁弁４１，４２，４３の動作について図４を参照して詳述する。まず常開型の２位置電磁弁である電磁弁４１，４２の動作について説明するが、電磁弁４１、４２は同一の動作をするので、ここでは電磁弁４１の動作について説明する。電磁コイル４１ｇへの通電開始時点から始まる初期作動時間Ｔ１内においては、電磁コイル４１ｇに、初期作動に必要な作動力に相当する初期作動必要最低電流を通電し、その後の作動状態維持時間Ｔ２においては、作動状態を維持するのに必要な作動力に相当する作動状態維持必要最低電流を通電している。この通電開始から終了までの間、電磁コイル４１ｇへの通電はＰＷＭ制御されるようになっており、初期作動時間Ｔ１においては初期作動必要最低電流となるようにデューティ比が設定され、作動状態維持時間Ｔ２においては作動状態維持必要最低電流となるようにデューティ比が設定されている。

電磁弁４１の通電開始時点においては、電磁弁４１は開状態であり、弁を閉じるためには少なくともスプリング４１ｅの付勢力以上の作動力を付与する必要がある。したがって、初期作動に必要な作動力はスプリング４１ｅの付勢力となるので、初期作動必要最低電流はスプリング４１ｅの付勢力に相当する電流となる。また、電磁弁４１が閉状態となると、この閉状態を維持するための作動力すなわち吸引力としては電磁弁４１の上下流の差圧とスプリング４１ｅの付勢力との総力を少なくとも付与する必要がある。電磁弁４１の上下流の差圧は、マスタシリンダ圧からホイールシリンダ圧を引いた値であり、マスタシリンダ圧およびホイールシリンダ圧は圧力計６１および６４によって検出されている。作動状態維持必要最低電流は電磁弁４１の上下流の差圧とスプリング４１ｅの付勢力との総力に相当する電流となる。

次に常閉型の２位置電磁弁である電磁弁４３の動作について説明すると、電磁コイル４３ｇへの通電開始時点から始まる初期作動時間Ｔ１内においては、電磁コイル４３ｇに、初期作動に必要な作動力に相当する初期作動必要最低電流を通電し、その後の作動状態維持時間Ｔ２においては、作動状態を維持するのに必要な作動力に相当する作動状態維持必要最低電流を通電している。この通電開始から終了までの間、電磁コイル４３ｇへの通電はＰＷＭ制御されるようになっており、初期作動時間Ｔ１においては初期作動必要最低電流となるようにデューティ比が設定され、作動状態維持時間Ｔ２においては作動状態維持必要最低電流となるようにデューティ比が設定されている。

電磁弁４３の通電開始時点においては、電磁弁４３は閉状態であり、弁を開くための作動力すなわち吸引力としては電磁弁４３の上下流の差圧とスプリング４３ｅの付勢力との総力を少なくとも付与する必要がある。電磁弁４３の上下流の差圧は、マスタシリンダ圧から電磁弁４３とストロークシミュレータ３０との間の圧力（反力が発生していないので０）を引いた値であり、マスタシリンダ圧は圧力計６１によって検出されている。初期作動必要最低電流は電磁弁４３の上下流の差圧とスプリング４３ｅの付勢力との総力に相当する電流となる。また、電磁弁４３が開状態となると、この開状態を維持するための作動力はスプリング４３ｅの付勢力に対抗する力となるので、作動状態維持必要最低電流はスプリング４３ｅの付勢力に相当する電流となる。

上述した説明から理解できるように、この実施の形態においては、２位置電磁弁である電磁弁４１，４２，４３の各電磁コイル４１ｇ，４２ｇ，４３ｇへの通電開始時点から始まる初期作動時間Ｔ１内においては、電磁コイル４１ｇ，４２ｇ，４３ｇに、初期作動に必要な作動力に相当する初期作動必要最低電流を通電し、その後の作動状態維持時間Ｔ２においては、作動状態を維持するのに必要な作動力に相当する作動状態維持必要最低電流を通電するようにしたことにより、いずれの作動時間においてもすなわち通電中全般に渡って電磁コイル４１ｇ，４２ｇ，４３ｇに対して必要以上の通電が行われないので、電磁弁４１，４２，４３の過通電による発熱をより抑制することができ、また、電磁弁４１，４２，４３を小型化することができる。さらに、２位置電磁弁である電磁弁４１，４２，４３をいわゆる液圧式の車両用制動装置のなかでもブレーキバイワイヤタイプに使用することにより、電磁コイルの小型化に伴って車両用制動装置を小型化することができる。

また、初期作動必要最低電流または作動状態維持必要最低電流は２位置電磁弁の上下流の差圧に基づいて決定されることにより、初期作動に必要な作動力または作動状態を維持するのに必要な作動力が正確かつ確実に決定され、ひいては初期作動必要最低電流または作動状態維持必要最低電流は正確かつ確実に決定される。

また、電磁コイル１ｇ，４２ｇ，４３ｇへの通電はＰＷＭ制御されることにより、初期作動必要最低電流または作動状態維持必要最低電流を電磁コイルに容易に通電制御することができる。

また、２位置電磁弁である電磁弁４１，４２がマスタシリンダカット弁である場合、作動状態維持必要最低電流は２位置電磁弁の上下流の差圧に基づいて決定されることにより、作動状態を維持するのに必要な作動力が正確かつ確実に決定され、ひいては作動状態維持必要最低電流は正確かつ確実に決定される。

また、２位置電磁弁である電磁弁４３がシミュレータカット弁である場合、初期作動必要最低電流は２位置電磁弁の上下流の差圧に基づいて決定されることにより、初期作動に必要な作動力が正確かつ確実に決定され、ひいては初期作動必要最低電流は正確かつ確実に決定される。

なお、上述した実施の形態においては、通電開始時点および通電終了時点において印加電流を急激に立ち上げおよび立ち下げるように制御しているが、図５に示すように、通電の開始時点の印加電流の立ち上がりを徐々に増加させるようにＰＷＭ制御し、通電の終了時点の印加電流の立ち下がりを徐々に減少させるようにＰＷＭ制御するようにしてもよい。これによれば、電磁弁の切替作動を急激に行うことなく、比較的緩やかに行うことができるので、切替中の作動音を小さく抑えることができる。

また、上述した実施の形態においては、電磁コイル４１ｇ，４２ｇ，４３ｇへの通電はＰＷＭ制御されることにより行われていたが、電磁コイルへ印加する出力電圧を初期作動必要最低電流に応じた高電圧と作動状態維持必要最低電流に応じた低電圧に選択的に切り替える電圧切替回路を備え、この電圧切替回路からの出力電圧を切り替えることにより電磁コイルへの通電を制御するようにしてもよい。ここでは、２つの２位置電磁弁（電磁弁４１，４２）によって構成される電圧切替回路を、図６を参照して説明する。電圧切替回路は車両用制動装置Ａに設けられており、電源＋Ｖとグランドとの間に直列に接続された電磁弁４１およびスイッチＳＷ１、電源＋Ｖとグランドとの間に直列に接続されたスイッチＳＷ４、電磁弁４２およびスイッチＳＷ２、ならびに電磁弁４１とスイッチＳＷ１との間とスイッチＳＷ４と電磁弁４２との間に接続されたスイッチＳＷ３から構成されている。

図７に示すように、初期作動時間Ｔ１においてはスイッチＳＷ１、スイッチＳＷ２およびスイッチＳＷ４をオンするとともにスイッチＳＷ３をオフすることにより、電磁弁４１および電磁弁４２が電源＋Ｖとグランド間に並列接続されるので、電磁弁４１および電磁弁４２にはそれぞれ高電圧である＋Ｖが印加される。また、作動状態維持時間Ｔ２においてはスイッチＳＷ２およびスイッチＳＷ３をオンするとともにスイッチＳＷ１およびスイッチＳＷ４をオフすることにより、電磁弁４１および電磁弁４２が電源＋Ｖとグランド間に直列接続されるので、電磁弁４１および電磁弁４２にはそれぞれ低電圧である＋１／２Ｖが印加される。なお、電磁弁４１および電磁弁４２が同一抵抗値であるとする。これによっても、上述した実施の形態と同様な作用および効果を得ることができる。

なお、前述した電圧切替回路は２つの２位置電磁弁（電磁弁４１，４２）によって構成するようにしたが、３つの２位置電磁弁（電磁弁４１，４２，４３）によって構成するようにしてもよい。

本発明による電磁弁制御装置を適用した車両用制動装置の一実施の形態の概要を示す図である。 図１に示すマスタシリンダカット弁を示す断面図である。 図１に示すシミュレータカット弁を示す断面図である。 図１に示すマスタシリンダカット弁およびシミュレータカット弁の作動を説明するためのタイムチャートである。 図１に示すマスタシリンダカット弁およびシミュレータカット弁の作動を説明するためのタイムチャートである。 電圧切替回路を示す回路図である。 図６に示す電圧切替回路を用いた場合のマスタシリンダカット弁およびシミュレータカット弁の作動を説明するためのタイムチャートである。

符号の説明

１０…マスタシリンダ、１０ａ…第１出力ポート、１０ｂ…第２出力ポート、１１…ブレーキペダル、１１ａ…ペダルストロークセンサ、１２…リザーバタンク、１２ａ…入力ポート、２０…液圧供給源、２１…電動モータ、２２…ポンプ、２２ａ…吸入ポート、２２ｂ…吐出ポート、２３…アキュムレータ、２４…リリーフ弁、３０…ストロークシミュレータ、３０ａ…入力ポート、３０ｂ…出力ポート、３１…ピストン、３２…第１油圧室、３３…第２油圧室、３４…スプリング、４１，４２，４３，４５〜４８，５１〜５４…電磁弁、６１〜６７…油圧計、７０…ＥＣＵ、Ａ…車両用制動装置、ＷＣ１〜ＷＣ４…ホイールシリンダ。

Claims (11)

1. 電磁コイルへの非通電時に非作動状態に、通電時に作動状態に切替可能な２位置電磁弁を制御する電磁弁制御装置において、
   前記２位置電磁弁の上下流の少なくとも一方に配設される液圧計を介して同電磁弁の上下流の差圧を同電磁弁の作動中に検出する電子制御ユニットを備え、
   前記電子制御ユニットは前記２位置電磁弁の作動中に検出した前記差圧に基づいて、同電磁弁の初期作動に必要な作動力に相当する初期作動必要最低電流または前記作動状態を維持するのに必要な作動力に相当する作動状態維持必要最低電流を決定するとともに、
   前記電磁コイルへの通電開始時点から始まる初期作動時間内においては、前記電磁コイルに、前記初期作動必要最低電流を通電し、その後の作動状態維持時間においては、前記作動状態維持必要最低電流を通電することを特徴とする電磁弁制御装置。
2. 請求項１において、前記電磁コイルへの通電はＰＷＭ制御されることを特徴とする電磁弁制御装置。
3. 請求項２において、前記通電の開始時点の印加電流の立ち上がりを徐々に増加させるようにＰＷＭ制御することを特徴とする電磁弁制御装置。
4. 請求項２において、前記通電の終了時点の印加電流の立ち下がりを徐々に減少させるようにＰＷＭ制御することを特徴とする電磁弁制御装置。
5. 請求項１において、前記電磁コイルへ印加する出力電圧を前記初期作動必要最低電流に応じた高電圧と前記作動状態維持必要最低電流に応じた低電圧に選択的に切り替える電圧切替回路を備え、
   該電圧切替回路からの出力電圧を切り替えることにより前記電磁コイルへの通電を制御することを特徴とする電磁弁制御装置。
6. 請求項１から請求項５の何れか一項において、
   前記２位置電磁弁は、
   ブレーキペダルの踏込状態に応じた液圧のブレーキ油を生成するマスタシリンダと、液圧供給源から供給される液圧のブレーキ油によって車両の各車輪の回転をそれぞれ規制するホイールシリンダとを連通または遮断する常開型であるマスタシリンダカット弁、
   または、前記マスタシリンダと、該マスタシリンダに連通されてブレーキペダルの踏込状態に応じたブレーキペダルの反力を発生させるストロークシミュレータとを連通または遮断する常閉型であるシミュレータカット弁として使用されることを特徴とする電磁弁制御装置。
7. 請求項６において、前記２位置電磁弁がマスタシリンダカット弁である場合、前記作動状態維持必要最低電流は前記２位置電磁弁の上下流の差圧に基づいて決定されることを特徴とする電磁弁制御装置。
8. 請求項７において、前記２位置電磁弁の上下流の差圧の大きさは、前記マスタシリンダの圧力から前記ホイールシリンダの圧力を差し引いた値と等しいことを特徴とする電磁弁制御装置。
9. 請求項６において、前記２位置電磁弁がシミュレータカット弁である場合、前記初期作動必要最低電流は前記２位置電磁弁の上下流の差圧に基づいて決定されることを特徴とする電磁弁制御装置。
10. 車輪の回転を規制するホイールシリンダと、
    ブレーキペダルの踏込状態に応じた液圧を生成し前記ホイールシリンダに供給可能なマスタシリンダと、
    前記マスタシリンダとは別に設けられ前記ブレーキペダル踏力に対応した液圧を前記ホイールシリンダに供給可能な液圧供給源と、
    前記マスタシリンダと前記ホイールシリンダとの間に設けられ、非通電状態にあるとき前記マスタシリンダと前記ホイールシリンダとを連通させ、通電状態にあるとき前記マスタシリンダと前記ホイールシリンダとの間を遮断する常開型の２位置電磁弁であって、前記ブレーキペダルが踏み込まれると前記マスタシリンダと前記ホイールシリンダとの間を遮断し前記ブレーキペダルの踏み込みが解除されると前記マスタシリンダと前記ホイールシリンダとを連通させるとともに、前記マスタシリンダからのマスタシリンダ圧が開弁方向に作用するようにその弁体が配置された２位置電磁弁と、
    前記マスタシリンダからのマスタシリンダ圧を検出する第１の液圧計、および同第１の液圧計とは別に設けられ前記ホイールシリンダに供給されるホイールシリンダ圧を検出する第２の液圧計と、
    前記マスタシリンダ圧から前記ホイールシリンダ圧を差し引いた値である前記２位置電磁弁の上下流の差圧の大きさに応じて、前記２位置電磁弁の閉状態を維持するために必要な最低の大きさの電流を演算するとともに、同電流を前記２位置電磁弁に供給する電子制御ユニットと、
    を備えたことを特徴とする車両用制動装置。
11. 車輪の回転を規制するホイールシリンダと、
    ブレーキペダルの踏込状態に応じた液圧を生成し前記ホイールシリンダに供給可能なマスタシリンダと、
    前記マスタシリンダに連通されて前記ブレーキペダルの踏込状態に応じた該ブレーキペダルの反力を発生させるストロークシミュレータと、
    前記マスタシリンダと前記ストロークシミュレータとの間に設けられ、非通電状態にあるとき前記マスタシリンダと前記ストロークシミュレータとの間を遮断し、通電状態にあるとき前記マスタシリンダと前記ストロークシミュレータとを連通する常閉型の２位置電磁弁であって、前記ブレーキペダルが踏み込まれると前記マスタシリンダと前記ストロークシミュレータとを連通させ前記ブレーキペダルの踏み込みが解除されると前記マスタシリンダと前記ストロークシミュレータとの間を遮断するとともに、前記マスタシリンダからのマスタシリンダ圧が閉弁方向に作用するようにその弁体が配置された２位置電磁弁と、
    前記マスタシリンダからのマスタシリンダ圧を検出する液圧計と、
    前記マスタシリンダ圧から前記２位置電磁弁と前記ストロークシミュレータとの間の圧力を差し引いた値である前記２位置電磁弁の上下流の差圧の大きさに応じて、前記２位置電磁弁を閉状態から開状態とする初期作動に必要な最低の大きさの電流を演算するとともに、同電流を前記２位置電磁弁に供給する電子制御ユニットと、
    を備えたことを特徴とする車両用制動装置。

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