JP4807652B2

JP4807652B2 - ソレノイドバルブ駆動制御装置

Info

Publication number: JP4807652B2
Application number: JP2001147234A
Authority: JP
Inventors: 哲也久野; 圭民斉藤
Original assignee: Advics Co Ltd
Current assignee: Advics Co Ltd
Priority date: 2001-05-17
Filing date: 2001-05-17
Publication date: 2011-11-02
Anticipated expiration: 2021-05-17
Also published as: JP2002343635A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ソレノイドバルブ駆動制御装置に関し、特に、複数のソレノイドバルブを備えた装置におけるバルブ作動時の作動音を低減するように各ソレノイドを制御し得るソレノイドバルブ駆動制御装置に係る。
【０００２】
【従来の技術】
複数のソレノイドバルブを備えた装置として、例えば車両においてはアンチスキッド制御装置、トラクション制御装置、制動操舵制御装置等、種々の装置が知られている。これらの装置に供されるソレノイドバルブに関し、例えば特開平６−１４０２３８号公報には、電気コイルの通電のオン／オフによって、弁体を「開位置」から「閉位置」に、又は「閉位置」から「開位置」に駆動する場合、弁体が弁座や他の支持部材と当接する時に衝突音が発生し、衝突部分に摩耗が生じることに鑑み、衝突時の速度を抑制することによって、音の発生や摩耗を防止するソレノイド制御装置が提案されている。
【０００３】
即ち、同公報では、付勢手段が電気コイルの通電のオン／オフを切り換えて可動部材を動かしている期間（Ｔ０）の、可動部材がその周囲の部材と当接する前に、一時的に、電気コイルの通電エネルギーをそれまでとは異なる値に変更して可動部材の移動速度を抑制する、速度調整手段（４０）を設けることとしている。そして、速度調整手段は、電気コイルの通電のオン／オフを切り換えてから第１の時間（Ｔ１）を経過した後で、第２の時間（Ｔ２）だけ一時的に電気コイルの通電のオン／オフを切り換えるように構成することとしている。
【０００４】
具体的には、ソレノイド制御装置２の主要部がマイクロコンピュータ４０で構成されており、アンチスキッド制御装置１の出力制御信号ＳＧ１がマイクロコンピュータ４０に入力され、制御信号ＳＧ２に変換された後、ドライバ３０を介して各ソレノイド弁に印加されるように構成されている。そして、制御信号ＳＧ２を複数のパルスとし、これによってプランジャ速度抑制制御を行なうことにより、衝突時の速度を最小限に抑えることが容易になる旨記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前掲の公報に記載の装置のように、ソレノイドバルブのソレノイドに対する通電時にプランジャ速度を抑制制御するためには、複数のソレノイドバルブを個々にオンオフ駆動すると共に、個々のオンオフ駆動に関連して夫々特定の作動を行なうように個々のソレノイドを制御することが有効である。例えば、ソレノイドのオン／オフを切り換えてから第１の時間（Ｔ１）を経過した後で、第２の時間（Ｔ２）だけ一時的に通電のオン／オフを切り換えることは有効であり、特に切り換え後のオン／オフ制御を細かくすればするほどプランジャ速度抑制制御が容易となり、ひいては衝突音（バルブ作動音）を容易に低減することができる。
【０００６】
従って、切り換え後のオン／オフ制御をパルス幅変調制御（ＰＷＭ）で行なうこととすればプランジャ速度抑制制御が容易となるが、これをマイクロコンピュータで行なうにはプログラムが膨大となり、しかも複数のソレノイドバルブの各ソレノイドと直接接続するために多数のピンが必要となり、大型で高価なマイクロコンピュータが必要となる。これを回避するためには、複数のソレノイドバルブから成るアクチュエータとマイクロコンピュータとの間に、集積回路（ＩＣ）を介装し、このＩＣとマイクロコンピュータをシリアル接続することとすれば、マイクロコンピュータを小型とすることができる。
【０００７】
しかし、シリアル伝送する際の通信周期を、例えば１ｍｓとすると、マイクロコンピュータのプログラムに従ってアクチュエータをＰＷＭ駆動しても大きな効果は期待できない。即ち、１ｍｓの間だけではＰＷＭ駆動による効果は小さく、そうかといって通信周期を長くすることは本来の制御に影響するのでできない。結局、バルブ作動音の低減を目的としてＰＷＭ駆動を行なうにはアクチュエータとマイクロコンピュータとの間にＰＷＭ駆動用の集積回路（以下、駆動ＩＣという）を介装する必要が生じ、このように構成してもマイクロコンピュータのピン数を減らすことはできない。
【０００８】
例えば、図３に示すように、統合集積回路ＩＣ１としたパワー内蔵集積回路から、複数（例えば８個）のソレノイドバルブ（図示省略）を有するアクチュエータＡＣＴの駆動部が取り出された形となり、各ソレノイドバルブにパラレル接続される駆動ＩＣ（ＩＣ２）として外付けされることになるので、部品の増加、基板面積の増加となるだけでなく、却ってコストアップとなる。尚、マイクロコンピュータＣＯＭと統合集積回路ＩＣ１との間の通信はシリアル伝送（直列伝送）とされており、１ｍｓ毎に各ソレノイドバルブの入出力情報が通信されるように構成されている。
【０００９】
あるいは、図４に示すように、例えば４個の常閉ソレノイドバルブ（図示省略）と４個の常開ソレノイドバルブ（図示省略）を有するアクチュエータＡＣＴのうち、常開ソレノイドバルブに関してのみ駆動ＩＣ（ＩＣ４）として外付けし、常閉ソレノイドバルブは統合集積回路ＩＣ３にパラレル接続されるように構成することもできるが、これも部品の増加、基板面積の増加は避けられない。
【００１０】
そこで、本発明は、複数のソレノイドバルブを個々にオンオフ駆動すると共に、個々のオンオフ駆動に関連して特定の作動を行なうように個々のソレノイドを制御するソレノイドバルブ駆動制御装置において、部品の増加、基板面積の増加を極力抑え、バルブ作動時の作動音を低減するように各ソレノイドを適切に制御し得る安価なソレノイドバルブ駆動制御装置を提供することを課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明は請求項１に記載のように、複数のソレノイドバルブを個々にオンオフさせると共に、前記複数のソレノイドバルブが個々のオンオフ駆動に関連して夫々特定の作動を行なうように個々のソレノイドを制御するソレノイドバルブ駆動制御装置において、前記複数のソレノイドバルブを個々にオンオフさせる出力要求と、前記複数のソレノイドバルブを個々に特定の作動を行なうように駆動する特定パターン要求を含む駆動信号を出力するマイクロコンピュータと、該マイクロコンピュータとは独立して構成した集積回路であって、少くとも、前記マイクロコンピュータの出力駆動信号を所定周期のシリアル伝送で入力しパラレル伝送に変換する変換回路と、前記特定パターン要求に応じてパルス幅変調信号を設定し、該パルス幅変調信号を、所定周期内で一定幅のパルスが連続した特定パターンを有する特定信号として出力する特定信号回路と、前記変換回路から出力される前記駆動信号と前記特定信号回路から出力される前記特定信号とを切り換える出力回路とを備え、該出力回路が出力する前記駆動信号又は前記特定信号によって、前記複数のソレノイドバルブを前記出力要求に応じて駆動すると共に、前記特定パターン要求に応じて駆動する集積回路を備えることとしたものである。
【００１３】
前記特定信号回路は、請求項２に記載のように、前記複数のソレノイドバルブの各ソレノイドをオンからオフに切り換えるときと、オフからオンに切り換えるときにおいて、切り換え前と切り換え後の前記特定信号を、相互に異なる特定パターンに基づいて設定するように構成するとよい。
【００１４】
また、前記出力回路は、請求項３に記載のように、前記出力要求の更新時には、前記特定信号の出力をオン状態として切り換えるように構成するとよい。そして、請求項４に記載のように、更に、前記集積回路に、前記特定信号回路が出力する前記パルス幅変調信号の特定信号と、前記出力要求に基づき前記ソレノイドをオンとするときの前記特定信号の出力とを比較して、前記ソレノイドの異常検知を行なう監視回路を構成するとよい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の望ましい実施形態を図面を参照して説明する。先ず、図１は本発明の一実施形態に係るソレノイドバルブ駆動制御装置の概要を示し、図２は各信号の状態を示すもので、複数のソレノイドバルブＳＶ１乃至ＳＶ８を有するアクチュエータＡＣＴ、ソレノイドバルブＳＶ１乃至ＳＶ８のソレノイドＳ１乃至Ｓ８を駆動する統合集積回路ＩＣ、及びこれに接続され、相互にシリアル伝送するマイクロコンピュータＣＯＭを備えている。尚、各種センサ（図示せず）を含む入力装置ＩＮの出力信号は、統合集積回路ＩＣ内の波形成形回路ＷＳを介してマイクロコンピュータＣＯＭに入力されるように構成されている。
【００１６】
マイクロコンピュータＣＯＭは、バスを介して相互に接続されたプロセシングユニット、メモリＲＯＭ，ＲＡＭ、入力ポート及び出力ポート等から成る一般的なもので、後述するように、上記ソレノイドバルブＳＶ１乃至ＳＶ８のソレノイドＳ１乃至Ｓ８を個々にオンオフ駆動する出力要求（図２の（Ａ）上段に示す）と、個々に特定の作動を行なうように駆動する特定パターン要求を含む駆動信号（図２の（Ａ）下段に示す）を出力するように構成されている。
【００１７】
一方、統合集積回路ＩＣは、マイクロコンピュータＣＯＭとは独立して構成され、その出力信号をシリアル伝送で入力しパラレル伝送に変換するシリアル・パラレル変換回路ＳＰを備えている。また、この変換回路ＳＰから出力される駆動信号に基づき、駆動回路ＤＲに対し、ソレノイドバルブＳＶ１乃至ＳＶ８をマイクロコンピュータＣＯＭからの出力要求（図２の（Ａ）上段）に応じて駆動すると共に、特定パターン要求（図２の（Ａ）下段）に応じて駆動するように出力し（このときの出力を図２の（Ｂ）に示す）、且つソレノイドバルブＳＶ１乃至ＳＶ８の作動状態をモニタ（監視）する出力・監視回路ＯＷを備えている。
【００１８】
また、図１に示すように、特定信号回路ＭＰが統合集積回路ＩＣ内に構成され、図２の（Ｄ）に示すように一定幅のパルスが連続した特定パターンを有するＰＷＭ信号の特定信号が出力されるように構成されている。出力・監視回路ＯＷは本発明の出力回路及び監視回路を包含し、この出力・監視回路ＯＷと特定信号回路ＭＰとの間には論理回路ＤＴが介装されており、この論理回路ＤＴにて特定信号の出力（図２の（Ｂ）の最下段に示すソレノイドＳ８の出力））と特定信号回路ＭＰの特定信号とが比較され、その比較結果に基づき出力・監視回路ＯＷにてソレノイド（例えばＳ８）の断線等の異常の有無がリアルタイムで判定される。
【００１９】
このように、統合集積回路ＩＣ内に特定パターンの特定信号（図２の（Ｄ）に示す）が形成されており、マイクロコンピュータＣＯＭからの特定パターン要求に応じて出力されるように構成されている。具体的には、例えば図２の周期Ｔ１から周期Ｔ２となった場合において、特定パターン要求があるときには、駆動信号（Ａ）の出力要求が変化しない場合、及び変化して前回と異なる要求となった場合の何れも、特定信号の出力によってソレノイド（例えば図２のＳ８）が駆動される。これに対し、特定パターン要求がなければ、駆動信号（Ａ）の出力要求が変化しない場合、及び変化して前回と異なる要求となった場合の何れも、出力要求に応じた駆動信号の出力によってソレノイド（例えば図２のＳ１，Ｓ２）が駆動される。
【００２０】
この場合において、図２の（Ａ）及び（Ｂ）から明らかなように、１ｍｓの周期毎にシリアルデータ（D1〜D8）が確定し、この１ｍｓの間はシリアルデータが更新されないので、マイクロコンピュータＣＯＭによっては１ｍｓより短い周期で駆動信号を制御することはできない。そして、図２の（Ｃ）及び（Ｄ）から明らかなように、次の出力データが更新される直前の駆動信号の出力（E1〜E8）もシリアル伝送でマイクロコンピュータＣＯＭに供給されるので、マイクロコンピュータＣＯＭによっては１ｍｓ以内の状態を監視することはできない。
【００２１】
そして、例えば図２の周期Ｔ１から周期Ｔ２となった場合において、周期Ｔ１，Ｔ２の１ｍｓの間（即ち、シリアル伝送で伝えられる周期）は、駆動信号（Ａ）の出力要求の初期値が維持されるので、周期Ｔ１及び周期Ｔ２の合計２ｍｓを経過しなければ、シリアル伝送で伝えられた出力要求に応じた駆動信号が出力された否かは確認できないことになる。これに対し、本実施形態においては、統合集積回路ＩＣ内の特定信号回路ＭＰにて特定パターンの特定信号が常時形成されており、これがマイクロコンピュータＣＯＭからの特定パターン要求（例えば図２のD8）に応じて出力されるように構成されており、図２に示すソレノイドＳ８の特定信号の出力のように、１ｍｓの周期内で信号が切り換えられるので、迅速且つ適切に作動音を低減することができる。
【００２２】
また、論理回路ＤＴによって、図２の周期Ｔ２の最後（周期Ｔ３の直前）で、ソレノイドＳ８をオンとしたときの特定信号の出力と特定信号回路ＭＰの特定信号が比較されるように構成されており、これらが不一致であれば正常と判定される。即ち、各ソレノイドの特定パターン要求に関しては、シリアル伝送の出力データが更新される直前の駆動信号の出力がオン（高レベル）となるように設定されているので、ソレノイドＳ８の特定信号の出力（図２の（Ｂ）の最下段）と特定信号回路ＭＰの特定信号（図２の（Ｄ））とは、周期の最後では一致しないが（図２のE8, EA）、仮に一致した場合には、ソレノイドＳ８の特定信号の出力が特定信号回路ＭＰの特定信号と同様に連続していることになるので、ソレノイドＳ８が断線等の異常状態にあると判定される。
【００２３】
尚、特定信号回路ＭＰによって設定され論理回路ＤＴを介して出力される特定信号について、上記の実施形態では単一の特定パターンを有するものであるが、複数の特定パターンを設定し得るように構成しておき、出力要求及び特定パターン要求に応じて適宜、所望の特定パターンを有する特定信号を選択することとしてもよい。
【００２４】
また、ソレノイドＳ１乃至Ｓ８をオンからオフに切り換えるときと、オフからオンに切り換えるときにおいて、切り換え前と切り換え後の特定信号を、相互に異なる特定パターンに基づいて設定するように構成すれば、ソレノイドＳ１乃至Ｓ８に対する出力の混同を防止することができ、フェールセーフとしての機能を有する。
【００２５】
以上のように、本実施形態においては、８個のソレノイドバルブＳＶ１乃至ＳＶ８を備えたアクチュエータＡＣＴを駆動制御し得るように構成されており、例えばアンチスキッド制御装置に適用できるが、これに限らず複数のソレノイドバルブを備えた種々の装置に適用することができる。
【００２６】
【発明の効果】
本発明は上述のように構成されているので以下の効果を奏する。即ち、請求項１に記載のソレノイドバルブ駆動制御装置においては、複数のソレノイドバルブを個々にオンオフさせる出力要求と、複数のソレノイドバルブを個々に特定の作動を行なうように駆動する特定パターン要求を含む駆動信号を出力するマイクロコンピュータと、該マイクロコンピュータとは独立して構成した集積回路であって、少くとも、マイクロコンピュータの出力駆動信号を所定周期のシリアル伝送で入力しパラレル伝送に変換する変換回路と、特定パターン要求に応じてパルス幅変調信号を設定し、該パルス幅変調信号を、所定周期内で一定幅のパルスが連続した特定パターンを有する特定信号として出力する特定信号回路と、変換回路から出力される駆動信号と特定信号回路から出力される特定信号とを切り換える出力回路とを備え、該出力回路が出力する駆動信号又は特定信号によって、複数のソレノイドバルブを出力要求に応じて駆動すると共に、特定パターン要求に応じて駆動する集積回路を備えたものであるので、容易且つ安価に特定信号を出力するように構成することができバルブ作動時の作動音を低減するように各ソレノイドを適切に制御することができる。特に、容易且つ安価に特定信号を出力するように構成することができ、マイクロコンピュータにおけるピンの本数を低減することができると共に、ソフトウェアの負荷を低減することができ、しかも部品の増加、基板面積の増加を抑えた安価な装置とすることができる。
【００２８】
更に、請求項２に記載の装置においては、特定信号回路は、複数のソレノイドバルブの各ソレノイドをオンからオフに切り換えるときと、オフからオンに切り換えるときにおいて、切り換え前と切り換え後の特定信号を、相互に異なる特定パターンに基づいて設定するように構成されているので、フェールセーフとして有効に機能する。
【００２９】
また、請求項３に記載の装置においては、出力回路が、出力要求の更新時には、特定信号の出力をオン状態として切り換えるように構成されているので、フェールセーフとして有効に機能する。更に、請求項４に記載のように、特定信号回路が出力するパルス幅変調信号の特定信号と、出力要求に基づきソレノイドをオンとするときの特定信号の出力とを比較して、ソレノイドの異常検知を行なう監視回路を備えたものとすれば、ソレノイドの断線等の異常検知を容易に行なうことができる。しかも、マイクロコンピュータにおける断線検知のプログラムを簡素化しソフトウェアの負荷を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態におけるソレノイドバルブ駆動制御装置を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態における各信号の状態の一例を示すタイムチャートである。
【図３】従来装置に基づいて構成したソレノイドバルブ駆動制御装置の構成例を示すブロック図である。
【図４】従来装置に基づいて構成したソレノイドバルブ駆動制御装置の他の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
ＣＯＭマイクロコンピュータ，ＩＣ統合集積回路，
ＡＣＴアクチュエータ，Ｓ１，Ｓ８ソレノイド，
ＳＶ１，ＳＶ８ソレノイドバルブ

Claims

複数のソレノイドバルブを個々にオンオフさせると共に、前記複数のソレノイドバルブが個々のオンオフ駆動に関連して夫々特定の作動を行なうように個々のソレノイドを制御するソレノイドバルブ駆動制御装置において、前記複数のソレノイドバルブを個々にオンオフさせる出力要求と、前記複数のソレノイドバルブを個々に特定の作動を行なうように駆動する特定パターン要求を含む駆動信号を出力するマイクロコンピュータと、該マイクロコンピュータとは独立して構成した集積回路であって、少くとも、前記マイクロコンピュータの出力駆動信号を所定周期のシリアル伝送で入力しパラレル伝送に変換する変換回路と、前記特定パターン要求に応じてパルス幅変調信号を設定し、該パルス幅変調信号を、所定周期内で一定幅のパルスが連続した特定パターンを有する特定信号として出力する特定信号回路と、前記変換回路から出力される前記駆動信号と前記特定信号回路から出力される前記特定信号とを切り換える出力回路とを備え、該出力回路が出力する前記駆動信号又は前記特定信号によって、前記複数のソレノイドバルブを前記出力要求に応じて駆動すると共に、前記特定パターン要求に応じて駆動する集積回路を備えたことを特徴とするソレノイドバルブ駆動制御装置。
前記特定信号回路は、前記複数のソレノイドバルブの各ソレノイドをオンからオフに切り換えるときと、オフからオンに切り換えるときにおいて、切り換え前と切り換え後の前記特定信号を、相互に異なる特定パターンに基づいて設定するように構成したことを特徴とする請求項１記載のソレノイドバルブ駆動制御装置。
前記出力回路は、前記出力要求の更新時には、前記特定信号の出力をオン状態として切り換えるように構成したことを特徴とする請求項１記載のソレノイドバルブ駆動制御装置。
前記集積回路が、前記特定信号回路が出力する前記パルス幅変調信号の特定信号と、前記出力要求に基づき前記ソレノイドをオンとするときの前記特定信号の出力とを比較して、前記ソレノイドの異常検知を行なう監視回路を備えたことを特徴とする請求項３記載のソレノイドバルブ駆動制御装置。