JP4834108B2 - 電磁弁の確実な閉鎖方法 - Google Patents

Description

本発明は電磁弁の確実な閉鎖方法に関するものである。

従来技術
ドイツ特許第１０１４４８７９号から、ブレーキ回路内圧力上昇動特性の改善方法および装置が既知である。そこに記載のブレーキ装置は、ドライバとは独立のブレーキ係合を実行することが可能である。このために、切換弁が遮断され且つリターン・ポンプが作動される。
ドイツ特許第１０１４４８７９号

本発明は、電磁弁に、電磁弁を第１の閉鎖に導く第１の電流ないしは第１の電流値が印加され、その後、電磁弁に、電磁弁を新たな部分開放に導く第２の電流ないしは第２の電流値が印加され、およびその後、電磁弁に、電磁弁を第２の閉鎖に導く第３の電流ないしは第３の電流値が印加される、電磁弁の確実な閉鎖方法に関するものである。第３の電流値は、第２の閉鎖が第１の閉鎖よりも高い電磁弁閉鎖速度で行われるように選択されている。したがって、本発明は、第１の完全な閉鎖過程と、および弁が予め一部分のみ開放された状態における第２の閉鎖過程とから構成されている電磁弁の閉鎖過程を含む。この場合、第１の閉鎖過程は第２の閉鎖過程よりも緩慢に行われるので、騒音は小さい。第２の閉鎖過程はより強く行われるので、この場合には、完全に漏れがないように弁を閉鎖させる。

本発明の有利な形態は、電磁弁への第２の電流値の印加は電磁弁が完全には開放されないように短時間であることを特徴とする。完全には開放されないことにより、騒音を伴う第２の閉鎖過程の時間はできるだけ短く保持される。さらに、きわめて短時間で且つ一部分のみの開放により、閉じ込められた圧力の損失は最小にされる。

本発明の有利な形態は、電磁弁が、車輪滑り制御の範囲内で利用可能な油圧ブレーキ回路の、マスタ・ブレーキ・シリンダ並びにリターン・ポンプ吐出側間に配置されている切換弁であることを特徴とする。

本発明の有利な形態は、十分大きい強さのドライバ・ブレーキ操作が存在したときに電磁弁への第１の電流値の印加が行われることを特徴とする。これにより形成された弁の閉鎖によって、ドライバにより上昇されたブレーキ圧力はブレーキ回路内に閉じ込められ、且つこれが例えば車両の保持機能ないしは転がり発進阻止のために使用可能である。

本発明の有利な形態は、ドライバ・ブレーキ操作の強さが既に再び低下したときにはじめて、電磁弁への第２の電流値および第３の電流値の印加が行われることを特徴とする。この時点においてドライバはブレーキ・ペダルを既にリセットまたは放しているので、ドライバは、その強さがより強い第２の閉鎖過程によって、いらだたせ且つ不快にさせるブレーキ・ペダルへの反作用を全く感じないか、もはやほとんど感じることはない。

本発明の有利な形態は、切換弁の閉鎖により、上昇されたブレーキ圧力がブレーキ回路内に閉じ込められることを特徴とする。
本発明の有利な形態は、電磁弁に、第２の電流値を印加した直後に第３の電流値が印加されることを特徴とする。これにより、第２の閉鎖位相は時間的にできるだけ短く保持される。

本発明の有利な形態は、第２の閉鎖後に、電磁弁に、電磁弁を閉鎖状態に保持する第４の電流値が印加されることを特徴とする。
本発明の有利な形態は、
− 電磁弁が無通電時に開放している電磁弁であることと、
− 第２の電流値が第１の電流値より小さいことと、および
− 第３の電流値が第１の電流値より大きいことと、
を特徴とする。

さらに、本発明は、
− 電磁弁に、電磁弁を第１の閉鎖に導く第１の電流値が印加され、
− その後、電磁弁に、電磁弁を新たな部分開放に導く第２の電流値が印加され、
− その後、電磁弁に、電磁弁を第２の閉鎖に導く第３の電流値が印加され、
− この場合、第３の電流値は、第２の閉鎖が第１の閉鎖よりも高い電磁弁閉鎖速度で行われるように選択されている、
ように構成されている電磁弁の閉鎖装置を含む。

本発明による方法の有利な形態は、本発明による装置の有利な形態としても表わされ、およびその逆としても表わされる。
図面は図１−４を含む。

走行動特性制御装置は、ブレーキが操作されていないときにブレーキ回路内に圧力を閉じ込めることによる車両の制動ないしは保持を要求する機能を含む。この場合、図１において１１２で表わされているマスタ・ブレーキ・シリンダおよびＥＶで表わされている入口弁の間の結合が、ＵＳＶで表わされている切換弁の閉鎖により遮断されなければならない。このとき、それに続く圧力保持位相の時間の間、ブレーキが操作されていないとき、閉じ込められているブレーキ圧力は切換弁の前後の差圧として作用する。切換弁において場合により発生する漏れは、ブレーキ回路内のきわめて急速な圧力降下を形成し、このとき、１１０で表わされているリターン・ポンプによる新たな圧力上昇を要求することがある。この新たな圧力上昇は騒音と関連し、したがって車両同乗者に対する快適性の低下と関連する。車輪ブレーキ・シリンダは図１において１１１で表わされ、ＡＶは出口弁を表わす。

閉鎖過程即ち圧力保持位相への移行の間における切換弁の電気操作は切換弁の漏れ傾向に影響を与える。この漏れ傾向は切換弁の最適化操作により抑制することができる。
漏れ傾向に対する原因は、閉鎖過程後に残存する切換弁の最小残留開放である。この最小残留開放は、切換弁がきわめて緩慢に閉鎖したとき、即ち弁棒（バルブ軸）がきわめて小さい速度で弁座内に滑り込んだときに発生することがある。この場合、弁棒および弁座の表面粗さのために弁棒を固着させ且つ弁棒および弁座の間に僅かな残留開放を形成することがある。この残留開放がブレーキ回路内の圧力降下の原因となる。

本発明により、弁棒を高い速度で、したがって高い運動エネルギーで弁座内に移動させることが可能となる。これは時間的にきわめて短い弁の開放によって行われる。これにより、弁棒は僅かなリフトを形成し、このリフトが、戻るときに、即ち弁の新たな閉鎖において弁棒の加速度に利用可能である。

のちに記載の位相３におけるＵＳＶの短時間開放により、およびこれに基づく容積流れにより、同時に、ＵＳＶ特に弁座領域の洗浄が行われる。例えばブレーキ液内に含まれる汚れ粒子により形成されることがある、場合により発生する弁座領域内の汚れの集積は、これにより弁座領域からかなり良好に除去される。この汚れの集積は、位相３においてＵＳＶが完全に閉鎖されないことの他の原因でもある。

図２において、図２ａ）により表わされる上の２つの線図内に、通常行われている既知の切換弁の操作が示され、その下側に、図２ｂ）により表わされる下の２つの線図内に、本発明による切換弁の操作が示されている。

２つの線図において、
− 横軸に時間ｔが目盛られ、および
− 縦軸に、それぞれ上の線図内に弁電流Ｉが、およびそれぞれ下の線図内に供給圧力ｐｖｏｒおよび車輪ブレーキ・シリンダ圧力ｐが目盛られている。
横軸はそれぞれ４つの位相に分割され、これらの４つの位相を以下に詳細に説明する。

位相１：
ｔ＝０からｔ＝ｔ１まで継続するこの位相内において、ブレーキ・ペダルの操作により、ドライバの関数としてのブレーキ回路内における圧力上昇が行われる。これは、供給圧力が、したがって車輪ブレーキ・シリンダ圧力もまた、時間と共に上昇することによって確認可能である。無通電時に開放している切換弁は、弁のきわめて小さい通電（Ｉ＝０）のために開放している。位相１において、弁電流は０であっても、またはまだ弁を開放させるには至らない値Ｉ０を有していてもよい。

位相２：
この位相はｔ１からｔ２まで継続する。時点ｔ１において、車輪ブレーキ・シリンダ圧力は、保持されるべき値に到達する。したがって、この時点において切換弁は閉鎖され、このことが、Ｉ＝Ｉ０から、図２ｂにおける所定の値Ｉ１ないしは図２ａにおける所定の値Ｉ２へのジャンプで確認可能である。この位相の間に、マスタ・ブレーキ・シリンダ内の供給圧力ｐｖｏｒは、ブレーキ・ペダルを放すことにより低下される。しかしながら、切換弁は閉鎖されているので、車輪ブレーキ・シリンダ内の圧力ｐは一定のままである。

位相３：
この位相はｔ２からｔ３まで継続する。位相２において既に開始された供給圧力の低下と共に、切換弁の前後の圧力差は、時点ｔ２において切換弁が開放するまで上昇する。線図ａ）に示す操作においては、この圧力低下は、弁における開放する力および閉鎖する力が平衡する点まで、即ち位相４の目標圧力が達成されるまで行われる。この場合、弁はきわめて緩慢に閉鎖し、即ち弁棒は０に近い速度で弁座内に滑り込み、したがって、弁座および弁棒の間に小さい残留開放が残存するという危険性が存在する。図２ａに示す既知の操作においてのみならず、図２ｂに示す本発明による操作においてもまた同じ目標圧力が達成されるべきであるので、図２ｂに示す操作においては、位相３の開始時に、電流は値Ｉ＝Ｉ１から値Ｉ＝Ｉ２に低下される。

線図ｂ）に示す最適化操作は、目標圧力が達成されたとき、即ち開放する力および閉鎖する力が平衡したとき、弁が、値Ｉ３へのほぼジャンプ状の電流の低下によりさらに開放されることを特徴とする。それに続いて、切換弁は、電流パルスＩ４により閉鎖される。これは、弁棒が高い速度で弁座内に移動され、したがって弁を完全に閉鎖させることになる。

位相４：
ｔ＞ｔ３に対するこの位相は、その間にブレーキ圧力がブレーキ回路内に閉じ込められ且つ一定に保持されるべき圧力保持位相である。圧力保持位相においては、切換弁は電流Ｉ５により操作される。Ｉ５は、弁の閉鎖のために必ず必要な電流よりも高い電流即ちＩ５＞Ｉ２である。これにより、圧力保持の間に、閉鎖する力の側により高い力余裕が得られる。

本発明による方法の流れ図が図３に示されている。本方法がブロック３００においてスタートしたのち、ブロック３０１において、電磁弁に、電磁弁を第１の閉鎖に導く第１の電流値が印加される。その後、ブロック３０２において、電磁弁に、電磁弁を新たな部分開放に導く第２の電流値が印加される。その後、ブロック３０３において、電磁弁を第２の閉鎖に導く第３の電流値が印加され、この場合、第３の電流値は、第２の閉鎖が第１の閉鎖よりも高い電磁弁閉鎖速度で行われるように選択されている。ブロック３０４において、本発明による方法は終了する。

本発明による装置の構成図が図４に示されている。この場合、ブロック４００は例えば圧力センサのようなセンサ手段を表わし、その出力信号は操作手段４０１に供給され、一方、操作手段４０１は、本発明によって電磁弁４０２を操作する。

図１は、例えばＡＢＳ、ＡＳＲまたは走行動特性制御のような車輪滑り制御の範囲内において使用可能なブレーキ回路図を示す。 図２は、ａ）通常の電磁弁操作およびｂ）本発明による電磁弁操作における、圧力および弁電流の異なる時間線図を示す。 図３は本発明による方法の流れ図を示す。 図４は本発明による装置の構成図を示す。

符号の説明

１１０ リターン・ポンプ
１１１ 車輪ブレーキ・シリンダ
１１２ マスタ・ブレーキ・シリンダ
３００ スタート
３０１ 電磁弁の第１の閉鎖（第１の電流値）
３０２ 電磁弁の新たな部分開放（第２の電流値）
３０３ 電磁弁の第２の閉鎖（第３の電流値）
３０４ 終了
４００ センサ手段（圧力センサ）
４０１ 操作手段
４０２ 電磁弁
ＡＶ 出口弁
ＥＶ 入口弁
Ｉ 弁電流
Ｉ０、Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３、Ｉ４、Ｉ５ 電流値
ｐ 車輪ブレーキ・シリンダ圧力
ｐｖｏｒ 供給圧力（ドライバ・ブレーキ操作）
ｔ 時間
ＵＳＶ 切換弁

Claims (11)

1. マスタ・ブレーキ・シリンダ（１１２）と、車輪ブレーキ・シリンダ（１１１）の入口弁（ＥＶ）との間の結合を遮断できる、電磁弁（４０２）からなる切換弁（ＵＳＶ）の閉鎖方法であって、
   電磁弁に、電磁弁を第１の閉鎖に導く第１の電流値（Ｉ１）が印加され（３０１）、
   閉鎖過程後に残存する切換弁（ＵＳＶ）の最小残留開放により、車輪ブレーキ・シリンダ（１１１）内の圧力（ｐ）が低下した時に、第１の電流値（Ｉ１）を電流値（Ｉ２）に低下させ、
   その後、車輪ブレーキ・シリンダ（１１１）内の圧力（ｐ）が目標圧力に達成されたとき、電磁弁（４０２）に、電磁弁（４０２）を新たな部分開放に導く第２の電流値（Ｉ３）が印加され（３０２）、第２の電流値（Ｉ３）は、該第２の電流値（Ｉ３）へのほぼジャンプ状の電流の低下であり、
   その後、電磁弁（４０２）に、電磁弁（４０２）を第２の閉鎖に導く第３の電流値（Ｉ４）が印加され（３０３）、
   この場合、第３の電流値（Ｉ４）は、第２の閉鎖が第１の閉鎖よりも高い電磁弁閉鎖速度で行われるように選択されている、
   電磁弁（４０２）からなる切換弁（ＵＳＶ）の閉鎖方法。
2. 請求項１の方法において、
   電磁弁への第２の電流値（Ｉ３）の印加は、電磁弁が完全には開放されないように短時間であることを特徴とする方法。
3. 請求項１の方法において、
   電磁弁は、マスタ・ブレーキ・シリンダ（１１２）とリターン・ポンプ（１１０）吐出側との間に配置されている、車輪滑り制御の範囲内で利用可能な油圧ブレーキ回路の切換弁（ＵＳＶ）であることを特徴とする方法。
4. 請求項３の方法において、
   十分大きい強さのドライバ・ブレーキ操作（ｐｖｏｒ）が存在したとき、電磁弁への第１の電流値（Ｉ１）の印加が行われることを特徴とする方法。
5. 請求項４の方法において、
   ドライバ・ブレーキ操作（ｐｖｏｒ）の強さが既に再び低下したときにはじめて、電磁弁への第２の電流値（Ｉ３）および第３の電流値（Ｉ４）の印加が行われることを特徴とする方法。
6. 請求項５の方法において、
   切換弁（ＵＳＶ）の閉鎖により、上昇されたブレーキ圧力（ｐ）がブレーキ回路内に閉じ込められることを特徴とする方法。
7. 請求項１の方法において、
   電磁弁に、第２の電流値（Ｉ３）を印加した直後に第３の電流値（Ｉ４）が印加されることを特徴とする方法。
8. 請求項１の方法において、
   第２の閉鎖後に、電磁弁に、電磁弁を閉鎖状態に保持する第４の電流値（Ｉ５）が印加されることを特徴とする方法。
9. 請求項１の方法において、
   − 電磁弁が無通電時に開放している電磁弁であることと、
   − 第２の電流値（Ｉ３）が第１の電流値（Ｉ１）より小さいことと、および
   − 第３の電流値（Ｉ４）が第１の電流値（Ｉ１）より大きいことと、
   を特徴とする方法。
10. マスタ・ブレーキ・シリンダ（１１２）と、車輪ブレーキ・シリンダ（１１１）の入口弁（ＥＶ）との間の結合を遮断できる、電磁弁（４０２）からなる切換弁（ＵＳＶ）の閉鎖装置であって、
    操作手段（４０１）により、
    電磁弁（４０２）に、電磁弁（４０２）を第１の閉鎖に導く第１の電流値（Ｉ１）が印加され、
    閉鎖過程後に残存する切換弁（ＵＳＶ）の最小残留開放により、車輪ブレーキ・シリンダ（１１１）内の圧力（ｐ）が低下した時に、第１の電流値（Ｉ１）を電流値（Ｉ２）に低下させ、
    その後、車輪ブレーキ・シリンダ（１１１）内の圧力（ｐ）が目標圧力に達成されたとき、電磁弁（４０２）に、電磁弁（４０２）を新たな部分開放に導く第２の電流値（Ｉ３）が印加され（３０２）、第２の電流値（Ｉ３）は、該第２の電流値（Ｉ３）へのほぼジャンプ状の電流の低下であり、
    その後、電磁弁（４０２）に、電磁弁（４０２）を第２の閉鎖に導く第３の電流値（Ｉ４）が印加され、
    この場合、第３の電流値（Ｉ４）は、第２の閉鎖が第１の閉鎖よりも高い電磁弁閉鎖速度で行われるように選択されている、
    前記操作手段（４０１）を含む、電磁弁（４０２）からなる切換弁（ＵＳＶ）の閉鎖装置。
11. 請求項１０の装置において、
    − 電磁弁が無通電時に開放している電磁弁であることと、
    − 第２の電流値（Ｉ３）が第１の電流値（Ｉ１）より小さいことと、および
    − 第３の電流値（Ｉ４）が第１の電流値（Ｉ１）より大きいことと、
    を特徴とする装置。

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