JP4492320B2 - 異常検出装置 - Google Patents
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Description
それに対して、コイルに電流が供給されても可動部材が移動させられない機械的な異常が生じた場合には、弁室の容積が変化しないため、弁室の容積変化に起因する圧力変化は生じない。
この事実を利用して、電磁制御弁の異常、すなわち、可動部材が移動しない機械的な異常の有無が検出されるのである。
上述の圧力変化は、電磁制御弁が正常である場合において、電磁制御弁の前後の圧力差が無視できる状態であっても、電磁制御弁の高圧側と低圧側との両方の圧力が基準圧力であっても生じる。換言すれば、電磁制御弁の前後の圧力差が無視できる状態であっても、高圧側と低圧側との両方の圧力が基準圧力であっても、電磁制御弁の異常を検出することができるのである。基準圧力は、異常検出装置が設けられる作動装置が静的な状態にある場合の圧力であり、例えば、作動装置が液圧ブレーキ装置である場合には大気圧であり、サスペンション装置である場合には、車両が標準姿勢にある場合の圧力である。
実際の圧力変化が、電磁制御弁が正常である場合の圧力変化(この項において、正常な圧力変化と略称する)より小さいとは、正常な圧力変化より明らかに小さいことをいう。正常な圧力変化は、理論的に取得される場合、実験等により予め取得される場合等があるが、圧力変化自体がばらつくことが多い。また、測定誤差等も含まれる。
そこで、圧力変化検出装置によって検出された実際の圧力変化が、バラツキ、測定誤差等を考慮しても、正常な圧力変化より小さい場合に、異常検出対象の電磁制御弁が異常であるとする。
具体的には、電磁制御弁のコイルへの供給電流の制御前と制御後とで、平均的な圧力値が変化する場合には、実際に検出された平均的な圧力値の変化量(以下、平均圧力変化量と称する。平均圧力変化量は、例えば、供給電流の制御前の平均的な圧力値から制御後の平均的な圧力値を引いた値で表したり、これら前後の平均的な圧力値の差の絶対値で表したりすることができる)が異常判定変化量(異常判定しきい値)より小さい場合に異常であるとされる。異常判定変化量は、正常な平均圧力変化量より小さい値とすることが望ましい。正常な平均圧力変化量に1より小さい設定値を掛けた値としたり、正常な平均圧力変化量から設定量を引いた値としたりすることができる。また、異常判定変化量は、上述のように、バラツキや誤差等を考慮して決めることが望ましい。
さらに、電磁制御弁のコイルへの供給電流の制御によって、圧力スイッチの状態が変化することが予めわかっている場合に、圧力スイッチの状態が変化しない場合には異常であるとすることができる。
異常の有無は、供給電流が増加させられた場合(供給電流が新たに加えられる場合、すなわち、供給電流が0から増加させられた場合を含む)に生じる圧力変化に基づいて検出しても、供給電流が減少させられた場合(電流が供給されなくなった場合、すなわち、供給電流が0にされた場合を含む)に生じる圧力変化に基づいて検出してもよい。
また、圧力差が無視できる状態で異常の有無が検出されるため、圧力差が大きい状態で検出される場合に比較して、異常の有無の検出の機会を多くすることができる。
前後の圧力差が0近傍の設定値以下の状態とは、電磁制御弁が開状態にあっても電磁制御弁を経て高圧側から低圧側に向かって作動液が流れることがない状態であり、設定値は、作動液の流れが殆ど生じない値であり、誤差等を考慮して0であるとみなし得る値とすることができる。
前記電磁制御弁の弁室の高圧側と低圧側との少なくとも一方の側の圧力の変化を検出する圧力変化検出装置と、
前記コイルへの供給電流が制御された場合に、前記圧力変化検出装置によって検出された圧力変化が、前記可動部材の移動に起因する弁室の容積変化に伴う圧力変化より小さい場合に、前記電磁制御弁が異常であるとする異常有無検出部と
を含むことを特徴とする異常検出装置。
(2)前記電磁制御弁が閉状態と開状態との間で切り換わるように、前記コイルへの供給電流を制御する電磁弁制御部を含む(1)項に記載の異常検出装置。
コイルへの供給電流は電磁制御弁が閉状態から開状態に切り換えられるように制御されたり、開状態から閉状態に切り換えられるように制御されたりする。開状態と閉状態との間で切り換わるように供給電流が制御されるようにした方が、そうでない場合より異常の有無を正確に検出することができる。
(3)前記電磁制御弁の前後の圧力差が無視できる状態で、前記コイルへの供給電流を制御する電磁弁制御部を含む(1)項または(2)項に記載の異常検出装置。
(4)前記異常有無検出部が、前記圧力変化検出装置によって検出されたパルス状の圧力変化のベース圧力とピーク圧力との差の絶対値が前記弁室の容積変化に起因するベース圧力とピーク圧力との差の絶対値より小さい場合に、前記電磁制御弁が異常であるとするピーク値依拠異常有無検出部を含む(1)項ないし(3)項のいずれか1つに記載の異常検出装置。
電磁制御弁のコイルへの供給電流の制御によって圧力がパルス状に変化する場合に、パルス状変化量が異常判定しきい値より小さい場合に異常であるとされる。
圧力は、パルス状に増加する場合(正の脈動が生じる場合)やパルス状に減少する場合(負の脈動が生じる場合)がある。
ベース圧力は、パルス状に変化する以前の平均的な圧力としても、変化した後の平均的な圧力としてもよい。パルス状に変化する以前の平均的な圧力はコイルへの供給電流が制御される以前の圧力としても制御された後の圧力としてもよい。
なお、ピーク圧力の大きさに対するベース圧力の大きさの影響が小さい場合(例えば、ピーク圧力がベース圧力に対して非常に大きい場合、ピーク圧力がベース圧力の大きさとは関係なく決まる場合等が該当する。)、ベース圧力が予め定められた設定範囲内にある場合にコイルへの供給電流が制御される場合(例えば、異常検出が、ベース圧力が予め定められた設定範囲内にある場合に限って行われる場合)等には、ピーク圧力の絶対値が異常判定しきい値より小さい場合に異常であるとすることも可能である。
(5)前記電磁制御弁が、
本体と、
その本体に形成された前記弁室に設けられた弁座と、その弁座に対して接近・離間可能に設けられた弁子と、前記電磁駆動力が加えられない状態における前記弁子の弁座に対する相対位置を規定するスプリングとを含むシーティング弁と、
前記コイルを含むとともに、前記本体に前記弁室から離間した位置に形成されたプランジャ室に配設され、前記電磁駆動力が発生させられるプランジャを含むソレノイドと、
前記本体の前記プランジャ室と前記弁室との間に形成されたガイド穴に配設され、前記弁子に前記電磁駆動力を伝達するとともに、前記弁子とともに前記可動部材を構成する電磁駆動力伝達部材と
を含む(1)項ないし(4)項のいずれか1つに記載の異常検出装置。
電磁制御弁は、スプリングの付勢力が弁子を弁座に着座させる向きに作用する常閉弁としても、スプリングの付勢力が弁子を弁座から離間させる向きに作用する常開弁としてもよい。
(6)前記電磁制御弁が、前記プランジャ室と前記弁室とを連通させる連通路の流路面積の前記可動部材の移動に伴う前記弁室の容積変化量に対する比率が設定値以下とされたものである(5)項に記載の異常検出装置。
電磁制御弁の本体には、少なくとも弁室、プランジャ室およびガイド穴が設けられ、弁室には弁子が配設され、プランジャ室にはプランジャが配設され、ガイド穴には電磁駆動力伝達部材が配設される。弁子および電磁駆動力伝達部材等によって可動部材が構成される。電磁制御弁において、コイルに電流が供給され、プランジャに電磁駆動力が発生させられると、プランジャが本体に吸引され、それによって、可動部材が移動させられる。可動部材の移動に伴って弁室の容積が変化させられるとともに、プランジャ室の容積が変化させられる。
弁室の容積変化とプランジャ室の容積変化とに起因してこれらの間に作動液の過不足が生じる。可動部材の移動に伴って弁室の容積が増加するとともにプランジャ室の容積が減少した場合には、プランジャ室から弁室に向かって作動液が流れ、弁室の容積が減少するとともにプランジャ室の容積が増加した場合には、弁室からプランジャ室に向かって作動液が流れる。弁室とプランジャ室との間を流れる作動液の量は、弁室の容積変化量(駆動力伝達部材の横断面積が同じ場合には、プランジャ室の容積変化量と同じ)に対応し、容積変化量は可動部材のストロークで決まる。可動部材のストロークは予め決まっている場合やコイルへの供給電流量で決まる場合等がある。
弁室とプランジャ室との間において、作動液は連通路を経て流れる。ガイド穴には電磁駆動力伝達部材が配設されるため、連通路は、ガイド穴の内周面と電磁駆動力伝達部材の外側面との間の隙間や、電磁駆動力伝達部材の内部に形成された軸方向に延びる貫通穴等によって形成されることになる。
弁室とプランジャ室との間の作動液の過不足が速やかに解消されれば、弁室の容積変化に伴って電磁制御弁の外部の圧力変化は生じ難い。それに対して、これらの間の作動液の過不足が速やかに解消されない場合には、弁室の容積変化に伴って、弁室に電磁制御弁の外部から作動液が供給されたり、弁室の作動液が外部に流出したりすることによって、電磁制御弁の外部(高圧側と低圧側との少なくとも一方)の圧力がパルス状に変化する。
本項に記載の電磁制御弁においては、連通路の流路面積Sの弁室の容積変化量Qに対する比率(S/Q)が設定値以下とされる。流路面積Sは、弁室とプランジャ室との間の作動液の流れ易さに対応し、容積変化量Qは、弁室とプランジャ室との容積変化に起因して生じる作動液の過不足量に対応する。すなわち、弁室とプランジャ室との容積変化に起因する作動液の過不足を是正するために必要な作動液量に対応する。そのため、比率(S/Q)が小さい場合は大きい場合より作動液の過不足を是正するために流路面積Sが不足していると考えることができ、比率(S/Q)を、流路面積指数と称することができる。
流路面積指数が小さい場合は大きい場合より弁室の容積変化に起因する電磁制御弁外部の圧力変化(脈動)が生じ易く、異常検出対象の電磁制御弁とするのに適している。本項に記載の異常検出装置によって異常の有無が検出される対象の電磁制御弁(異常検出対象の電磁制御弁)は、流路面積指数が設定値以下とされるのである。設定値は、例えば、0.7以下とすることが望ましいが、さらに、0.5以下、0.3以下、0.2以下とすることが望ましい。
なお、弁室とプランジャ室との間の作動液の流れも電磁制御弁の外部の圧力変化に影響を与える場合がある。
また、圧力変化検出装置は、電磁制御弁の高圧側と低圧側とのうちの閉空間(密封された空間であって、容積が殆ど変化しない空間、容積が弾性的に変化する空間が該当する)が形成される側に設けることが望ましい。閉空間における方が脈動を生じ易いからである。
(7)前記電磁制御弁において、前記連通路が、前記ガイド穴の内周面と前記電磁駆動力伝達部材の外周面との間に形成された隙間を含む(6)項に記載の異常検出装置。
本項に記載の電磁制御弁においては、ガイド穴の内側面と電磁駆動力伝達部材の外側面との間の隙間が連通路とされる。連通路の流路面積は、ガイド穴の横断面積から電磁駆動力伝達部材の横断面積を引いた大きさとされる。電磁駆動力伝達部材の横断面形状は、円形としたり、多角形としたり、一部に切欠が形成された形状としたり、面取りが施された形状としたりすることができる。
(8)前記電磁制御弁において、前記連通路が、前記ガイド穴に配設された電磁駆動力伝達部材に設けられた軸方向に延びた貫通穴を含む(6)項または(7)項に記載の異常検出装置。
ガイド穴に配設された電磁駆動力伝達部材に貫通穴が形成されれば、その貫通穴を経て作動液が弁室とプランジャ室との間を流れ得る。貫通穴を設ければ、連通路の流路面積の設計の自由度を向上させることができる。
(9)前記電磁制御弁が、前記コイルへの供給電流のON・OFFにより前記可動部材が予
め定められた設定ストローク移動させられる電磁開閉弁であり、前記流路面積の前記可動部材の前記ストロークの移動に伴う前記弁室の設定容積変化量に対する比率が設定値以下となるように構成されたものである(6)項ないし(8)項のいずれか1つに記載の異常検出装置。
電磁制御弁が電磁開閉弁である場合において、コイルへの供給電流のON・OFF制御が行われる場合には、コイルへの供給電流のON・OFF制御による弁室の容積変化量は一定とされるのであり、流路面積指数も一定となる。
(10)前記電磁制御弁が、前記プランジャ室と前記弁室とを連通させる連通路の流路面積の前記可動部材の移動に伴う前記弁室の容積変化量に対する比率が前記設定値としての脈動発生用設定値より小さい作動音低減用設定値より大きくされたものである(6)項ないし(9)項のいずれか1つに記載の異常検出装置。
本項に記載の異常検出装置における電磁制御弁においては、流路面積指数が作動音低減用設定値より大きくされるのであり、作動音を低減することができる。
電磁制御弁において、流路面積指数を脈動発生用設定値以下で作動音低減用設定値以上の値とすれば、作動音の低減を図りつつ、異常検出時に必要な脈動を発生させ得るようにすることができる。流路面積指数は、作動音が問題とならない範囲内においてできる限り小さくすることが望ましいのであり、換言すれば、異常検出時に必要な大きさの脈動が発生し得る範囲内においてできる限り大きくすることが望ましい。
(11)前記電磁制御弁が、前記ガイド穴の前記プランジャ室と前記弁室とを連通させる連通路の流路面積をSとし、前記可動部材の移動に伴う前記弁室の容積変化量をQとし、Aを正の定数とし、kを負の係数とした場合の式
Y=k・(S/Q)+A
の値Yが設定値以上とされたものである(6)項ないし(10)項のいずれか1つに記載の異常
検出装置。
値Yは、脈動の大きさに比例する値である。したがって、異常検出対象の電磁制御弁としては、値Yが設定値以上で、正常なパルス状変化量が設定値以上のものとすることが望ましい。
(12)前記電磁制御弁が、少なくとも前記コイルへの供給電流の大きさに基づいて前記可動部材のストロークが決まるリニア制御弁であり、前記異常有無検出部が、前記流路面積の前記可動部材の前記ストロークの移動に伴う前記弁室の容積変化量に対する比率が設定値以下となる状態で、前記異常の有無を検出する特定時異常有無検出部を含む(6)項ない
し(8)項、(10)、(11)項のいずれか1つに記載の異常検出装置。
電磁制御弁がリニア制御弁である場合には、少なくともコイルへの供給電流量に応じて可動部材のストロークが決まる。このリニア制御弁において、連通路の流路面積が同じである場合に可動部材のストロークが大きい場合は小さい場合より容積変化量が大きくなり、流路面積指数が小さくなる。したがって、異常検出は、ストロークが設定値以上となる状態、すなわち、流路面積指数が設定値以下の状態で行われることが望ましい。
(13)前記電磁制御弁が、前記ブレーキ操作部材の操作力に応じた液圧を発生させるマニュアル液圧源と、液圧により車輪の回転を抑制する液圧ブレーキのブレーキシリンダとの間に設けられた常開の電磁開閉弁であるマスタ遮断弁であり、前記異常有無検出部が、前記マスタ遮断弁に含まれる前記コイルへの供給電流が前記供給電流制御部によって制御された場合の前記圧力変化検出装置による圧力変化に基づいて前記マスタ遮断弁の異常の有無を検出するマスタ遮断弁異常有無検出部を含む(1)項ないし(12)項のいずれか1つに記載の異常検出装置。
(14)前記圧力変化検出装置が、前記マスタ遮断弁とブレーキシリンダとの間に設けられたブレーキシリンダ液圧センサを含む(13)項に記載の異常検出装置。
マスタ遮断弁は、マニュアル液圧源とブレーキシリンダとの間に設けられる。マスタ遮断弁の弁室に設けられた2つの開口部のうちの一方がマニュアル液圧源に接続され、他方がブレーキシリンダに接続される。また、これら2つの開口部のうちの上記一方に弁座が設けられる場合には、マスタ遮断弁の開閉に伴って弁室とマニュアル液圧源とが遮断され
たり連通させられたりするが、他方の開口部は常に開状態とされるため、原則として、弁室とブレーキシリンダとは常に連通状態とされる。
ブレーキシリンダが接続されることにより他方の開口部側は閉空間とされる。したがって、マスタ遮断弁のブレーキシリンダが接続された側に圧力変化検出装置を設けることは妥当なことである。また、異常検出装置が含まれるブレーキ装置に、ブレーキシリンダの液圧を検出するブレーキシリンダ液圧センサが含まれる場合には、異常検出のために専用の液圧センサを設けなくても、そのブレーキシリンダ液圧センサを利用することができる。
マスタ遮断弁が正常である場合において、コイルに電流が供給されることにより開状態から閉状態に切り換えられると、可動部材の移動に伴って弁室の容積が減少させられ、プランジャ室の容積が増加させられる。弁室の作動液はブレーキシリンダ側に流出し、ブレーキシリンダ側の圧力がパルス状に増加させられる。また、弁室の作動液がプランジャ室に流出するため、ブレーキシリンダ側の圧力は、パルス状に変化する以前より小さくなる。
そこで、例えば、マスタ遮断弁のコイルに電流が供給された場合(マスタ遮断弁が正常であれば、開状態から閉状態に切り換わる場合)において、ブレーキシリンダ液圧センサによる検出値のコイルへの電流の供給後の平均的な値が供給前の平均的な値より異常検出しきい値以上低下しない場合に異常であるとしたり、コイルへ電流を供給した後のベース圧力とピーク圧力との差の絶対値が異常検出しきい値以下である場合に異常であるとしたりすることができる。
(15)前記電磁制御弁が、前記ブレーキ操作部材の操作力に応じた液圧を発生させるマニュアル液圧源と、前記マニュアル液圧源との間で、前記ブレーキ操作部材の操作に伴って作動液の授受を行い、前記ブレーキ操作部材に、前記操作力に応じた反力を付与するストロークシミュレータとの間に設けられた常閉の電磁開閉弁であるシミュレータ制御弁であり、前記異常有無検出部が、前記シミュレータ制御弁に含まれる前記コイルへの供給電流が前記供給電流制御部によって制御された場合の前記圧力変化検出装置による圧力変化に基づいて前記シミュレータ制御弁の異常の有無を検出するシミュレータ制御弁異常有無検出部を含む(1)項ないし(12)項のいずれか1つに記載の異常検出装置。
(16)前記圧力変化検出装置が、前記シミュレータ制御弁よりマニュアル液圧源側に設けられたマスタシリンダ圧センサを含む(15)項に記載の異常検出装置。
(17)前記異常有無検出部が、前記マニュアル液圧源とブレーキシリンダとの間に設けられたマスタ遮断弁の閉状態において前記シミュレータ制御弁を開閉して前記異常の有無を検出するブレーキシリンダ遮断時異常有無検出部を含む(15)項または(16)項に記載の異常検出装置。
シミュレータ制御弁のコイルに電流が供給されれば(正常であれば、閉状態から開状態とされる)、弁室の容積は大きくなり、電磁制御弁の外部から弁室に作動液が流入する。それによって、マニュアル液圧源側の圧力がパルス状に減少する。この場合において、マスタ遮断弁が閉状態にあれば、シミュレータ制御弁のマスタシリンダ圧センサが接続されたマニュアル液圧源側を確実に閉空間とすることができる。
(18)前記異常有無検出部が、前記圧力変化検出装置によって、前記電磁制御弁が開状態から閉状態に切り換わるように前記コイルへの供給電流が制御された後の平均的な圧力が前記コイルへの供給電流の制御が行われる前の平均的な圧力より低くなったことが検出されない場合に、前記電磁制御弁が異常であるとする平均圧力依拠異常有無検出部を含む(1)項ないし(17)項のいずれか1つに記載の異常検出装置。
前記電磁制御弁の高圧側と低圧側との少なくとも一方の側の圧力の変化を検出する圧力検出装置と、
前記電磁制御弁の前後の圧力差が無視できる状態で前記コイルへの供給電流が制御された場合の、前記圧力変化検出装置によって検出された圧力の変化に基づいて前記電磁制御弁の異常の有無を検出する異常有無検出部と
を含むことを特徴とする異常検出装置。
本項の異常検出装置には、(1)項ないし(18)項のいずれか1つに記載の技術的特徴を採用することができる。
例えば、a)車両が停止状態にあること、b)車両の走行速度が設定値以下であること、c)イグニッションスイッチがON状態とOFF状態との間で切り換えられたことの少なくとも1つが満たされた場合、あるいは、これらa)〜c)のいずれか1つが満たされ、かつ、d)異常検出対象である電磁制御弁の作動回数が予め定められた設定回数に達したこと(設定回数に達した後にリセットした場合に、設定回数に達する毎)、e)車両の走行距離が設定距離に達したこと(走行距離が設定距離に達するとリセットする場合に設定距離に達する毎)の少なくとも一方が満たされた場合に、異常検出条件が成立したとすることができる。例えば、異常検出条件を、イグニッションスイッチがOFF状態からON状態に切り換えられたこととした場合には、車両用液圧ブレーキ装置の作動が開始される前に異常の有無を検出できる。
また、運転者によるブレーキ操作が検出された場合に異常検出条件が成立したとすることもできる。
その本体に形成された弁室に設けられた弁座と、その弁座に対して接近・離間可能に設けられた弁子と、コイルに電流が供給されない状態における前記弁子の弁座に対する相対位置を規定するスプリングとを含むシーティング弁と、
前記コイルを含むとともに、前記本体に前記弁室から離間した位置に形成されたプランジャ室に配設され、前記コイルに電流が供給されることにより電磁駆動力が発生させられるプランジャを含むソレノイドと、
前記本体の前記プランジャ室と前記弁室との間に形成されたガイド穴に配設され、前記弁子に前記電磁駆動力を伝達するとともに、前記弁子とともに可動部材を構成する電磁駆動力伝達部材と
を含み、
前記プランジャ室と前記弁室とを連通させる連通路の流路面積の前記可動部材の移動に伴う前記弁室の容積変化量に対する比率が設定値以下とされたことを特徴とする電磁制御弁。
本項に記載の電磁制御弁は、異常検出に適したものである。
(22)本体と、
その本体に形成された弁室に設けられた弁座と、その弁座に対して接近・離間可能に設けられた弁子と、コイルに電流が供給されない状態における前記弁子の弁座に対する相対位置を規定するスプリングとを含むシーティング弁と、
前記コイルを含むとともに、前記本体に前記弁室から離間した位置に形成されたプランジャ室に配設され、前記コイルに電流が供給されることにより電磁駆動力が発生させられるプランジャを含むソレノイドと、
前記本体の前記プランジャ室と前記弁室との間に形成されたガイド穴に配設され、前記弁子に前記電磁駆動力を伝達するとともに、前記弁子とともに可動部材を構成する電磁駆動力伝達部材と
を含み、
前記プランジャ室と前記弁室とを連通させる連通路の流路面積の前記可動部材の移動に伴う前記弁室の容積変化量に対する比率が設定値より大きくされたことを特徴とする電磁制御弁。
本項に記載の電磁制御弁は、作動音の低減効果を図るために有効なものである。本項に記載の電磁制御弁は、(1)項ないし(20)項のいずれかに記載の異常検出装置による異常検出対象バルブとして利用することができる。
図1に示すブレーキシステムは、ブレーキ操作部材としてのブレーキペダル10,マニュアル液圧源としてのマスタシリンダ12,動力により作動させられる動力式液圧源としてのポンプ装置14,左右前後に位置する車輪にそれぞれに設けられた液圧ブレーキ16〜19等を含む。
液圧ブレーキ16〜19は、それぞれ、ブレーキシリンダ20〜23を含み、ブレーキシリンダ20〜23の液圧によって作動させられて、車輪に制動トルクを付与する。
また、ポンプ装置14には、4つのブレーキシリンダ20〜23がポンプ通路36を介して接続される。ブレーキシリンダ20,21がマスタシリンダ12から遮断された状態で、ブレーキシリンダ20〜23にポンプ装置14から液圧が供給されて、液圧ブレーキ16〜19が作動させられる。ブレーキシリンダ20〜23の液圧は液圧制御弁装置38により制御される。
また、ポンプ56の吐出側と吸入側とがリリーフ通路66によって接続され、リリーフ通路66にはリリーフ弁68が設けられる。リリーフ弁68は、高圧側であるアキュムレータ側の液圧が設定圧を越えると閉状態から開状態に切り換えられる。
前後左右の各輪に対応して設けられた増圧リニアバルブ80〜83,左右前輪に対応して設けられた減圧リニアバルブ90,91は、コイル100に電流が供給されない間は、閉状態にある常閉弁であるが、左右後輪に対応する減圧リニアバルブ92,93は、コイル102に電流が供給されない間は開状態にある常開弁である。
ブレーキシリンダ20〜23の液圧はコイル100,102への供給電流に応じた大きさに制御される。
図2において、マスタ遮断弁29,30は、本体150,シーティング弁152およびソレノイド154を含む。
シーティング弁152は、本体150に形成された弁室160に設けられた弁座162と、弁座162に対して接近・離間可能な弁子164と、弁子164を弁座162から離間する向きに付勢するスプリング166とを含む。弁室160に開口する状態で形成されたポート168aに液通路26,27のマスタシリンダ側が接続され、ポート168bに液通路26,27のブレーキシリンダ側が接続される。ポート168bは、弁子160が弁座162に着座した状態においても開状態にある。
ソレノイド154は、本体150に固定されたコイル170と、本体150に前記弁室160から離間した位置に形成されたプランジャ室172に配設されたプランジャ174とを含む。コイル170に電流が供給されるとプランジャ174に電磁駆動力が発生させられ、本体150に接近させられる。プランジャ174は可動プランジャなのである。
本体150には、弁室160とプランジャ室172との間に、これら弁室160,プランジャ室172にそれぞれ連通したガイド穴180が設けられる。ガイド穴180には、電磁駆動力伝達部材としてのシャフト182が配設される。本実施例においては、シャフト182が弁子164と一体的に軸方向に移動可能とされ、これらによって可動部材184が構成される。シャフト182は弁子164とは反対側においてプランジャ174に当接した状態で設けられる。
コイル170に電流が供給されない場合には、図示する状態にあり、弁子164が弁座162から離間した状態にある。プランジャ174の後退限度位置は、プランジャ174の後端部がプランジャ室172の内壁192に当接することによって規定される。
コイル170に電流が供給されると、プランジャ174に、本体150に接近する向きの電磁駆動力が発生させられる。プランジャ174が前進させられ、それによって、シャフト182および弁子164がスプリング166の付勢力に抗して前進させられ、弁座162に着座する。コイル170に電流が供給されなくなるとスプリング166の付勢力によって弁子164が弁座162から離間させられる。
このように、マスタ遮断弁29,30については、コイル170への供給電流のON・OFF制御が行われるのであり、それによって、可動部材184は予め定められたストロークΔHsmcだけ移動させられる。したがって、供給電流のON・OFFによって弁室160の容積変化量は決まるのであり、本実施例においては、シャフト182のストローク量ΔHsmcにシャフト182の断面積Ssmcsを掛けた容積Vsmc=ΔHsmc・Ssmcsとなる。容積変化量は、連通路190を経て弁室160とプランジャ室172との間の流れる作動液量に対応するのであり、換言すれば、可動部材184の移動に起因する容積変化に伴って生じた場合の作動液の過不足量に対応する。なお、本実施例においては、シャフト182の横断面積Ssmcsが軸方向に対して一定であるため、弁室160の容積変化量とプランジャ室172の容積変化量とは同じになる。
そこで、本実施例において、マスタ遮断弁29,30は、流路面積指数が作動音軽減用しきい値より大きく、異常検出用しきい値より小さい大きさとされる。例えば、流路面積指数が0.3以上のものとすることが望ましく、さらに、0.5以上、0.7以上のものとすることが望ましい。また、0.8以下のものとすることが望ましく、0.6以下、0.4以下、0.2以下とすることが望ましい。
ソレノイド204は、本体200に固定されたコイル220と、本体200に前記弁室210から離間した位置に形成されたプランジャ室222に配設されたプランジャ224とを含む。
本体200には、弁室210とプランジャ室222とにそれぞれ連通したガイド穴230が設けられる。ガイド穴230には、電磁駆動力伝達部材としてのシャフト232が配設される。また、シャフト232はプランジャ224と一体的に移動可能な状態で設けられるのであり、本実施例において、弁子214,シャフト232,プランジャ224により可動部材234が構成される。図5に示すように、ガイド穴230の内周面とシャフト232の外周面との間の隙間が弁室210とプランジャ室222とを連通させる連通路240とされる。連通路240の流路面積Sscssは、マスタ遮断弁29,30における場合と同様に、ガイド穴230の横断面積からシャフト232の横断面積を引いた大きさとされる。
このように、シミュレータ制御弁114においては、コイル220への供給電流のON・OFF制御によって、可動部材234が予め定められた設定ストロークΔHscssだけ移動させられる。本実施例においては、弁室210,プランジャ室222の容積変化量Vscssは同じであり、設定ストロークΔHscssにシャフト232の横断面積Sscsssを掛けた大きさとなる(Vscss=ΔHscss・Sscsss)。また、流路面積指数(Sscss/Vscss)は、マスタ遮断弁29,30と同様に、作動音軽減用しきい値以上、異常検出用しきい値以下とされる。
記憶部304には、図6のフローチャートで表される異常検出プログラム等が格納される。
ブレーキシリンダ20〜23各々の液圧の目標値は、通常制動時には、運転者によるブレーキペダル10の操作状態に基づいて決定される。ブレーキペダル10の操作ストロークと操作力(マスタ圧に対応)との少なくとも一方に基づいて要求制動力が求められ、要求制動力が得られるように各車輪のブレーキシリンダ20〜23の液圧の目標値が決定されるのである。
アンチロック制御中においては、車輪の制動スリップ状態が路面の摩擦係数に対して適した状態となるように決定され、ビークルスタビリティ制御中においては、車輪の横スリップ状態が摩擦係数に対して適した状態となるように決定される。これらの場合には、ブレーキシリンダ毎に(車輪毎に)目標値が決定される。
図10に基づいてマスタ遮断弁29,30が正常な場合における可動部材184の移動に起因する弁室160の容積変化に伴う圧力変化について説明する。図10に示す圧力変化は、実験値である。本実施例においては、圧力変化検出装置としてブレーキシリンダ液圧センサ315,316が利用される。
マスタ遮断弁29,30(以下、異常検出対象制御弁がマスタ遮断弁29である場合について説明する。異常検出対象制御弁はマスタ遮断弁30であっても同様である)の開状態においては、液通路26のマスタ遮断弁29のマスタシリンダ側の部分とブレーキシリンダ側の部分との液圧は理論的に同じである。換言すれば、圧力差が非常に小さく、0近傍の設定値以下の状態にある。開状態にあるマスタ遮断弁29を経て液通路26を作動液が流れることはない。マスタ遮断弁29の前後の液圧は、大気圧であっても、大気圧より大きくてもよい。
マスタ遮断弁29においてコイル170に電流が供給されると、可動部材184が前進させられ、弁子164が弁座162に着座させられ、弁室160の容積が減少し、プランジャ室172の容積が増加する。
弁室160の容積が減少することにより、弁室160に連通させられたブレーキシリンダ液圧センサ315による検出液圧は、図10のAに示すように、パルス状に増加する。また、弁室160からプランジャ室172に向かって作動液が流出すると、図10のBに示すように、ブレーキシリンダ液圧センサ315による検出液圧Pwcaは、マスタ遮断弁29の開状態における場合の平均的な圧力(パルス状に変化する以前の平均的な圧力)Pwcbより低くなる。
本実施例においては、マスタ遮断弁29が正常である場合に実験等により取得されたパルス状変化量ΔPk、平均圧力変化量ΔPsに基づいて異常判定しきい値ΔPthkwc、ΔPthswcが設定され、異常検出対象バルブについて実際に検出されたパルス状変化量ΔPkが異常判定しきい値ΔPthkwc以下である場合、実際に検出された平均圧力変化量ΔPsが異常判定しきい値ΔPthswc以下である場合には、異常検出対象バルブであるマスタ遮断弁29の機械的な異常、すなわち、可動部材184が移動不能な状態にある異常であるとされる。
このように、異常判定しきい値は、マスタ遮断弁29が正常である場合に実験等により取得された値に基づいて決まる値であり、実験等により取得された値より小さい値であり、圧力変化のバラツキ、測定誤差等を考慮して決定される。
異常は、マスタ遮断弁29が開状態から閉状態に切り換えらた場合の圧力変化に起因して検出しても、閉状態から開状態に切り換えられた場合の圧力変化に起因して検出してもよいが、開状態から閉状態に切り換えられる場合の方が、図10に示すように、圧力変化量が大きいため、異常の有無を正確に取得することができる。
また、閉状態に切り換えると、弁室210の容積が減少し、プランジャ室222の容積が増加する。マスタシリンダ圧センサ313による検出圧力はパルス状に増加する。マスタシリンダ12(液通路26)は、シミュレータ制御弁114の閉状態において弁室210からに遮断されるため、この状態において、弁室210とプランジャ室222との間の作動液の流れの影響を受けることはない。
この場合においても、実験等により取得されたパルス状変化量ΔPkmcに基づいてシミュレータ制御弁114の異常検出しきい値ΔPthkmcが設定される。
また、シミュレータ制御弁114の異常がマスタ遮断弁29の閉状態において検出されるため、可動部材234の移動に起因する弁室210の容積変化に伴う圧力変化をより確実に取得することができる。
さらに、前後の圧力差が大きい状態において、作動液の流れを利用して常開弁としてのマスタ遮断弁29,30の異常を検出するためには、例えば、a)マスタシリンダ12に液圧が発生している状態において、マスタ遮断弁29,30を閉状態として、減圧リニアバルブ90,92を開状態としてブレーキシリンダ20,21の液圧を大気圧とした後に、減圧リニアバルブ90,92を閉状態として、マスタ遮断弁29,30を開状態としたり、b)マスタシリンダ12に液圧が発生していない状態において、マスタ遮断弁29,30を閉状態とし、ポンプ装置14を利用してブレーキシリンダ20,21の液圧を高くして、その後に、マスタ遮断弁29,30を開状態としたりする必要がある。それに対して、本実施例におけるように、可動部材184の移動に起因する弁室160の容積変化に伴う圧力変化を利用して異常の有無が検出されるようにすれば、マスタ遮断弁29,30のコイル170に電流を供給することによって簡単に異常の有無を検出することができる。また、異常検出に要する時間を短縮することもできる。
例えば、マスタ遮断弁29の異常検出とシミュレータ制御弁114の異常検出とが、異常検出条件が満たされた場合に交互に行われるようにした場合等、その都度、決められた電磁制御弁の異常が検出されることになる。
図7のフローチャートにおいて、異常検出条件が満たされた場合には、S1mにおいて、異常検出対象バルブがマスタ遮断弁29であるかシミュレータ制御弁114であるかが判定される。異常検出対象バルブがマスタ遮断弁29である場合には、S2以降において、上記実施例における場合と同様に、マスタ遮断弁29の異常が検出され、異常検出対象バルブがシミュレータ制御弁114である場合には、S7以降において、上記実施例における場合と同様に、シミュレータ制御弁114の異常検出が行われる。
図8のフローチャートのS1aにおいて、ブレーキスイッチ310がOFF状態からON状態に切り換わったか否かが判定される。切り換わったことが検出された場合に、S2mにおいて、ブレーキシリンダ液圧が予め定められた設定時間の間取得されて、平均的な圧力値<Pwcb>が取得される。S2において、マスタ遮断弁29のコイル170に電流が供給される。S3aにおいて、ブレーキシリンダ液圧が予め定められた設定時間の間取得され、パルス状に変化した後の平均的な圧力値<Pwca>が取得される。そして、S4aにおいて、これらの差である平均圧力変化量(ΔPs=<Pwcb>−<Pwca>)が異常判定しきい値ΔPthsより大きいか否かが判定される。異常判定しきい値ΔPthsより大きい場合にはS5においてマスタ遮断弁29が正常であるとされ、異常判定しきい値ΔPths以下である場合にはS6においてマスタ遮断弁29が異常であるとされる。
以下、シミュレータ制御弁114の異常有無検出については、上記実施例における場合と同様に行われる。
また、運転者によってブレーキペダル10が操作される毎に異常検出が行われることになるが、システムが正常である場合には、前述のように、ブレーキ作動の開始時に、マスタ遮断弁29,30が閉状態とされ、シミュレータ制御弁114が開状態とされる。このように、異常検出のための作動とブレーキ作動開始時の作動とは同じである。したがって、異常有無の検出のために、マスタ遮断弁29,30、シミュレータ制御弁114を特別に作動させる必要がなくなり、その分、消費電力の低減を図ることが可能となる。
また、本実施例においては、異常検出条件を第1実施例と同様な条件とすることもできるのであり、例えば、イグニッションスイッチがON状態とOFF状態とに切り換わったことをトリガとして異常検出が行われるようにすることができる。
本実施例において、ブレーキECU300の図8のフローチャートで表される異常検出プログラムのS2m〜6を記憶する部分、実行する部分等により平均圧力依拠異常有無検出部が構成される。
図9のフローチャートにおいて、異常検出条件が成立した場合には、S51〜55において、上記実施例における場合と同様に、マスタ遮断弁29のコイル170に電流が供給され、パルス状変化量ΔPkが異常判定しきい値ΔPthkwcより大きいか否かが判定される。異常判定しきい値ΔPthkwcより大きい場合には、S54において、異常判定フラグが0とされ、異常判定しきい値ΔPthkwc以下である場合には、S55において異常判定フラグが1とされる。異常判定フラグが0である場合には、マスタ遮断弁29が正常であることがわかる。異常判定フラグが1である場合には、マスタ遮断弁29の異常、液通路26の液漏れ、減圧リニアバルブ90の開故障の可能性がある。ブレーキシリンダ液圧センサ315によって脈動が検出されないのは、液通路26の液漏れ、減圧リニアバルブ90の開故障等、閉空間が形成されていない可能性があるからである。
異常判定フラグが0である場合には、S60において、マスタ遮断弁29もシミュレータ制御弁114も正常であるとされる。異常判定フラグが1である場合には、S61において、シミュレータ制御弁114が正常であるが、減圧リニアバルブ90の開故障、液通路26の漏れであるとすることができる。この場合には、マスタ遮断弁29が正常であると考えることができる。シミュレータ制御弁114が正常である場合には、マスタ遮断弁29は閉状態にあった可能性が高いからであり、S55において、ブレーキシリンダ液圧センサ315によって脈動が検出されないのは、液通路26における液漏れ、減圧リニアバルブ90の開故障であると考えられるからである。
パルス状変化量の絶対値|ΔPk|が異常判定しきい値以下であり、シミュレータ制御弁114が異常であるとされた場合には、S62において、異常判定フラグが0であるか1であるかが判定される。
異常判定フラグが0である場合には、S63において、マスタ遮断弁29が正常であるが、シミュレータ制御弁114が異常であるとされる。異常判定フラグが1である場合には、S64において、マスタ遮断弁29が異常であるとされる。シミュレータ制御弁114の開閉に伴う脈動が検出されないのは、マスタ遮断弁29が開状態に保たれたままであると考えられるからである。
このように、本実施例においては、マスタ遮断弁29、シミュレータ制御弁114の異常のみならず、液通路26の漏れ、減圧リニアバルブ90の開故障等も検出することができる。
また、上記各実施例においては、マスタ遮断弁29の異常の有無が検出されたが、マスタ遮断弁30の異常の有無も同様に検出することができる。
さらに、上記各実施例においては、開状態にあるマスタ遮断弁29を閉状態に切り換える場合、閉状態にあるシミュレータ制御弁114を開状態に切り換える場合の圧力変化に基づいて異常の有無が検出されたが、閉状態にあるマスタ遮断弁29を開状態に切り換える場合、開状態にあるシミュレータ制御弁114を閉状態に切り換える場合にも同様に実施することができる。
また、パルス状変化量と、平均圧力変化量との両方に基づいて異常の有無が検出されるようにすることもできる。例えば、これらの両方に基づいて正常であるとされた場合にマスタ遮断弁29が正常であるとし、これらのいずれか一方に基づいて異常であるとされた場合に、マスタ遮断弁29が異常であるとするのである。
さらに、上記実施例においては、異常検出対象バルブがマスタ遮断弁29,30およびシミュレータ制御弁114等の電磁開閉弁とされたが、異常検出対象バルブを、増圧リニアバルブ80〜83、減圧リニアバルブ90〜93等のリニアバルブとすることもできる。この場合には、常閉弁である増圧リニアバルブ80〜83,減圧リニアバルブ90,91に最大の電流を供給することにより閉状態から開状態に切り換えたり、常開弁である減圧リニアバルブ92,93に最大の電流を供給することにより開状態から閉状態に切り換えたりして、その場合の圧力変化に基づいて上記各実施例における場合と同様に異常を検出することができる。
また、最大の電流を供給するのではなく、予め定められた電流を供給することによっても同様に異常を検出することができる。リニアバルブにおいては、可動部材の移動ストロークが供給電流量等に応じて決まるため、供給電流量に応じて弁室の容積変化量を取得することができ、それに応じた圧力変化に基づいて異常の有無が検出されるようにすることができる。
さらに、上記実施例においては異常判定しきい値が、正常な電磁制御弁において、コイルへの供給電流が制御された場合の圧力変化が実験により取得され、実験により取得された圧力変化に基づいて設定されるようにされていたが、電磁制御弁の構造等で決まる圧力変化の理論値に基づいて設定されるようにすることもできる。
図12に示すマスタ遮断弁348において、ガイド穴180に配設されたシャフト350に貫通穴352が設けられる。本実施例においては、シャフト350の外周側の隙間354と貫通穴352とによって連通路356が構成される。本実施例によれば、貫通穴352の内径の大きさを調整することによって連通路356の流路面積を自由に調整することができる。また、ガイド穴180の横断面積を大きくすることなく、連通路356の流路面積を大きくすることができ、マスタ遮断弁348の開閉時の脈動を低減することができ、作動音を低減することができる。
また、図13に示すマスタ遮断弁358においては、シャフト360の外周面に軸方向に延びる切欠362が形成される。本実施例においては、シャフト360の外側面とガイド穴180の内周面との間の隙間364が連通路とされる。本実施例によれば、切欠362の大きさを調整することによって連通路364の流路面積の大きさを調整することができる。
さらに、図14に示すマスタ遮断弁368においては、シャフト370の横断面形状が六角形状とされる。シャフト370が横断面形状を円とする場合より連通路372の流路面積を大きくすることができる。なお、シャフト370の横断面形状は六角形状に限らず、三角形状、四角形状等の多角形状とすること等ができる。
また、図15に示すマスタ遮断弁378において、シャフト380の横断面形状が、互いに対向する位置に面取りが施された形状とされる。
なお、図13〜15の態様は、シミュレータ制御弁114にも適用することができる。
Claims (9)
- コイルへの電流の供給によって発生させられる電磁駆動力により可動部材が移動させられて開閉する電磁制御弁の異常を検出する異常検出装置であって、
前記電磁制御弁の弁室の高圧側と低圧側との少なくとも一方の側の圧力の変化を検出する圧力変化検出装置と、
前記電磁制御弁の前後の圧力差が0近傍の設定値以下であり、これらの圧力差を無視できる状態で、前記コイルへの供給電流を制御する供給電流制御部と、
その供給電流制御部によって前記コイルへの供給電流が制御された場合に、前記圧力変化検出装置によって検出された圧力変化が、前記可動部材の移動に起因する前記弁室の容積変化に伴う圧力変化より小さい場合に、前記電磁制御弁が異常であるとする異常有無検出部と
を含むことを特徴とする異常検出装置。 - 前記異常有無検出部が、前記圧力変化検出装置によって検出されたパルス状の圧力変化のベース圧力とピーク圧力との差の絶対値が前記弁室の容積変化に起因するベース圧力とピーク圧力との差の絶対値より小さい場合に、前記電磁制御弁が異常であるとするピーク値依拠異常有無検出部を含む請求項1に記載の異常検出装置。
- 前記電磁制御弁が、
(i)本体と、
(ii)(a)その本体に形成された前記弁室に設けられた弁座と、(b)その弁座に対して接近・離間可能に設けられた弁子と、(c)前記電磁駆動力が加えられない状態における前記弁子の弁座に対する相対位置を規定するスプリングとを含むシーティング弁と、
(iii)前記コイルを含むとともに、前記本体の前記弁室から離間した位置に形成されたプランジャ室に配設され、前記電磁駆動力が発生させられるプランジャを含むソレノイドと、
(iv)前記本体の前記プランジャ室と前記弁室との間に形成されたガイド穴に配設され、前記弁子に前記電磁駆動力を伝達するとともに、前記弁子とともに前記可動部材を構成する電磁駆動力伝達部材と
を含む請求項1または2に記載の異常検出装置。 - 前記電磁制御弁における前記プランジャ室と前記弁室とを連通させる連通路の流路面積の前記可動部材の移動に伴う前記弁室の容積変化量に対する比率が設定値以下とされたものである請求項3に記載の異常検出装置。
- 前記電磁制御弁が、前記コイルへの供給電流のON・OFFにより前記可動部材が予め定められた設定ストローク移動させられる電磁開閉弁であり、前記流路面積の前記可動部材の前記設定ストロークの移動に伴う前記弁室の設定容積変化量に対する比率が設定値以下となるように構成されたものである請求項3または4に記載の異常検出装置。
- 前記電磁制御弁が、前記ブレーキ操作部材の操作力に応じた液圧を発生させるマニュアル液圧源と、液圧により車輪の回転を抑制する液圧ブレーキのブレーキシリンダとの間に設けられた常開の電磁開閉弁であるマスタ遮断弁であり、前記異常有無検出部が、前記マスタ遮断弁に含まれる前記コイルへの供給電流が前記供給電流制御部によって制御された場合の前記圧力変化検出装置による圧力変化に基づいて前記マスタ遮断弁の異常の有無を検出するマスタ遮断弁異常有無検出部を含む請求項1ないし5のいずれか1つに記載の異常検出装置。
- 前記電磁制御弁が、前記ブレーキ操作部材の操作力に応じた液圧を発生させるマニュアル液圧源と、そのマニュアル液圧源との間で、前記ブレーキ操作部材の操作に伴って作動液の授受を行い、前記ブレーキ操作部材に、前記操作力に応じた反力を付与するストロークシミュレータとの間に設けられた常閉の電磁開閉弁であるシミュレータ制御弁であり、
前記異常有無検出部が、前記シミュレータ制御弁に含まれる前記コイルへの供給電流が前記供給電流制御部によって制御された場合の前記圧力変化検出装置による圧力変化に基づいて前記シミュレータ制御弁の異常の有無を検出するシミュレータ制御弁異常有無検出部を含む請求項1ないし5のいずれか1つに記載の異常検出装置。 - 前記異常有無検出部が、液圧により車輪の回転を抑制する液圧ブレーキのブレーキシリンダと前記マニュアル液圧源との間に設けられた常開の電磁開閉弁であるマスタ遮断弁の閉状態において、前記シミュレータ制御弁の異常の有無を検出するブレーキシリンダ遮断時異常有無検出部を含む請求項7に記載の異常検出装置。
- 前記異常有無検出部が、前記圧力変化検出装置によって、前記電磁制御弁が開状態から閉状態に切り換わるように前記コイルへの供給電流が制御された後の平均的な圧力が、前記コイルへの供給電流が制御される前の平均的な圧力より低くなったことが検出されない場合に、前記電磁制御弁が異常であるとする平均圧力依拠異常有無検出部を含む請求項1ないし8のいずれか1つに記載の異常検出装置。
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