JP4930784B2 - リニアソレノイドバルブ制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、流体を流通させる流路を連通・遮断するためにリニアソレノイドに励磁電流を通電して制御するバルブを備えたリニアソレノイドバルブ制御装置に関する。

従来から、リニアソレノイドに励磁電流を通電してリニアバルブを駆動制御し、当該リニアバルブによって被制御対象を制御する制御装置が知られている。その用途の一つとして、車両のブレーキ液圧制御装置にリニアバルブが配設された例がある。このようなブレーキ液圧制御装置では、リニアバルブのリニアソレノイドに制御装置から制御信号として所定の電流が供給されることにより制御用バルブを作動させて油路を開閉し、油の流量や油圧の調整を行っている。この種のリニアバルブの使用においては、制御用バルブの周囲で異物が発生し、当該異物を制御用バルブが噛み込むことにより所望の制御が行えなくなる虞があるため、噛み込まれた異物の除去を行うことが可能なリニアソレノイドバルブ制御装置がある（例えば、特許文献１）。

特許文献１に係るリニアソレノイドバルブ制御装置では、リニアバルブにより油圧の制御を行っている場合であっても異物の除去が可能な技術が開示されている。特許文献１に係る技術では、ソレノイドに予め設定された最大値と最小値とを交互に繰り返す矩形波の電流を印加して駆動することにより異物を除去している。しかしながら、印加電流を最大値まで上げるため、リニアバルブを開弁した際に油を流通させるライン内の油撃音が大きくなってしまうといった問題があった。また、ソレノイドに印加する電流を最大値まで上げることにより開弁量が大きくなるため、消費電力も大きくなってしまうといった問題があった。

特開２００５−０５４９７０号公報（段落番号００３６、図６等）

本発明の目的は、上記問題を鑑み、油撃音を低減すると共に、低消費電力化が可能なリニアソレノイドバルブ制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明に係るリニアソレノイドバルブ制御装置の特徴は、流体が流通する流路と、リニアソレノイドと、該流路を開閉するバルブと、励磁電流を前記リニアソレノイドに印加することにより所定のバルブ制御量に従って前記バルブの開度を制御するバルブ制御手段とを備えると共に、前記流路と前記バルブとの間に前記流体中の異物が噛み込んだことを検出する噛み込み検出手段と、前記噛み込み検出手段にて異物の噛み込みが検出された場合に、噛み込んだ異物のサイズを推定するサイズ推定手段とを備え、前記バルブ制御手段は、前記サイズ推定手段により推定された異物のサイズに対応した開度に前記バルブを制御する励磁電流を前記リニアソレノイドに印加する点にある。

このような構成とすれば、噛み込み検出手段が、バルブに流通する流体に混入している異物の流路とバルブとの間への噛み込みを検出した場合に、サイズ推定手段によって推定された異物のサイズに応じて、バルブ制御手段がバルブを開弁状態にするため、噛み込んだ異物の除去に際してバルブを全開状態にする必要がなくなる。したがって、最小限の励磁電流でバルブに噛み込まれた異物を除去することが可能となる。また、バルブを最小限の開弁状態とするため、開弁する際に発生する油撃音を抑えることができる。また、バルブに流体を流通させるポンプの吐出量を抑えることができるため、ポンプの寿命を長くすることができる。更には、バルブの開閉制御に伴う消費電力を抑えることができる。

また、前記リニアソレノイドバルブ制御装置は、前記サイズ推定手段は、前記噛み込み検出手段にて異物の噛み込みが検出された場合、当該異物の噛み込みが検出された直前の前記バルブ制御手段の制御における前記バルブ制御量に基づいて前記異物のサイズを推定する構成とすれば好適である。

このように異物を噛み込む直前のバルブのバルブ制御量に応じて異物サイズを推定するようにすれば、容易に異物のサイズを推定することが可能となる。

また、前記リニアソレノイドバルブ制御装置は、前記バルブが前記流体より受ける圧力を検出する圧力検出手段を有し、前記サイズ推定手段は、前記圧力検出手段によって検出された前記バルブが前記流体により受ける圧力に基づいて前記異物のサイズを推定する構成とすれば好適である。

このような構成とすれば、バルブが流体により受ける圧力を、例えば圧力センサ等の圧力検出手段の出力に基づいてバルブに噛み込まれた異物のサイズを推定することができるため、異物サイズを推定するための別の判定手段を設ける必要がなくなる。したがって、容易に異物のサイズを推定することができると共に、安価にリニアソレノイドバルブ制御装置を構成することが可能となる。

また、前記リニアソレノイドバルブ制御装置は、前記流体の温度を取得する温度取得手段を有し、前記バルブ制御手段は、前記温度取得手段にて取得された流体の温度が低い程前記励磁電流の印加時間を長く設定すると好適である。

このように温度取得手段を設けて流体の温度を測定可能な構成とすれば、流体の温度変化に伴って流体の粘度が変化した場合であっても、バルブ制御手段がリニアソレノイドに印加する励磁電流の印加時間を調整することができるため、バルブ制御に必要な開度を維持することが可能となる。特に、流体の温度が低い場合には、励磁電流の印加時間を長く設定するように制御を行うと好適である。

また、ブレーキシステムとして、ブレーキペダルの作動に応じて各車輪のブレーキ操作力をアシストするために該ブレーキ操作力を伝達する流体を昇圧するポンプと、該ポンプを駆動するモータと、該昇圧した流体を各車輪に配設されるホイールシリンダーに伝達する液圧回路と、当該ポンプによって昇圧された前記流体を貯留するアキュムレータとを備える液圧制御装置と、前記アキュムレータに貯留された液体の流出側流路に接続され、該流体が流通する流路と、リニアソレノイドと、該流路を開閉するバルブと、励磁電流を前記リニアソレノイドに印加することにより所定のバルブ制御量に従って前記バルブの開度を制御するバルブ制御手段とを備えると共に、前記ブレーキペダルの作動とは無関係に前記バルブの開動作に応じた圧力を液圧回路を介して前記ホイールシリンダーに伝達するリニアソレノイドバルブ制御装置とを備え、更に、前記リニアソレノイドバルブ制御装置の流路と前記バルブとの間に前記流体中の異物が噛み込んだことを検出する噛み込み検出手段と、前記バルブへの異物の噛み込みが検出された場合に噛み込んだ異物のサイズを推定するサイズ推定手段とを備えた上で、前記バルブ制御手段が、前記サイズ推定手段により推定された異物のサイズに対応した開度に前記バルブを制御する励磁電流を前記リニアソレノイドに印加するように構成しておくと好適である。

このように、本発明に係るリニアソレノイドバルブ制御装置と、リニアソレノイドと、液圧制御装置と、で車両のブレーキシステムを構成すると、噛み込み検出手段が、バルブに流通する流体に混入している異物の流路とバルブとの間への噛み込みを検出した場合に、サイズ推定手段によって推定された異物のサイズに応じて、バルブ制御手段がバルブを開弁状態にするため、噛み込んだ異物の除去に際してバルブを全開状態にする必要がなくなる。したがって、最小限の励磁電流で噛み込まれた異物を除去することが可能となる。また、バルブを最小限の開弁状態とするため、開弁する際に発生する油撃音を抑えることができる。また、バルブに流体を流通させるポンプの吐出量を抑えることができるため、ポンプの寿命を長くすることができる。更には、バルブの開閉制御に伴う消費電力を抑えることができる。したがって、バルブに流通する流体の流量を容易に制御することが可能となると共に、低消費電力化が図られ、燃費改善に効果的である。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。図１は、本発明のリニアソレノイドバルブ制御装置１００を制御する制御ブロックを模式的に示した図である。本リニアソレノイドバルブ制御装置１００は、例えばブレーキペダルの作動に応じて各車輪のブレーキ液の流出量を制御してブレーキ操作力をアシストする車両のブレーキシステム（ハイドロブースターブレーキシステム）２００に、モータを動力源としてブレーキ液を昇圧するポンプ、及び当該ポンプによって昇圧されたブレーキ液を貯留するアキュムレータを有する液圧制御装置としてのハイドロブースター３００と共に配設される。当該リニアソレノイドバルブ制御装置１００は、バルブ１を有している（詳細は後述する）。当該車両には、車両の状態を検出する車輪速センサ１１やステアリングセンサ１２やレーダーセンサ１３やヨーレートセンサ１４やＧセンサ１５が配設されている。なお、本実施形態に記載のブレーキ液は、本願請求項に記載の流体に相当するものである。

車輪速センサ１１は車輪のロック状態を監視すると共に、車両の速度の検出を行うものであり、車両が備える左フロント、右フロント、左リア、右リア（以下、夫々ＦＬ、ＦＲ、ＲＬ、ＲＲ）の各ホイールに配設される。そして、ステアリングセンサ１２は、ステアリングの中立位置に対して回転した際の転舵角の検出を行う。また、レーダーセンサ１３は例えば、高速自動車道路における車両の安全性向上のために、自車両と前走する車両との車間距離や相対速度の測定を行う。レーダーセンサ１３が測定した結果は、車間ＥＣＵ１６に伝達され、当該測定結果に基づいて自車両を減速させるための目標減速度の算出を行う。ヨーレートセンサ１４は車両が回転する際の車両速度（角速度）の検出を行い、Ｇセンサ１５は車両が受ける加速度の検出を行う。この加速度の検出は、水平方向の加速度はもちろん、垂直方向の加速度の検出も可能である。

上記の車輪速センサ１１やステアリングセンサ１２やヨーレートセンサ１４やＧセンサ１５によって取得されたセンサ出力や車間ＥＣＵ１６によって算出された目標減速度は、ブレーキＥＣＵ４に伝達され、車両の走行状態に応じてブレーキＥＣＵ４が備える目標油圧演算部３が車両を減速或いは停止させるために車両のブレーキシステム２００が必要な目標油圧の演算を行う。具体的には、例えば車両がカーブを走行中に遠心力によりカーブの外に飛び出してしまう場合、ステアリングの切り具合と速度とから決定されたヨーレートより、実際のヨーレートは小さく検出される。このような場合には、エンジンの出力を抑えてブレーキをかけ、コースからのズレを低減するように制御を行う。また、車両がスピンしてしまうような場合においては、遠心力と速度とから決定されるヨーレートより大きいヨーレートが検出される。このような場合は、外側前輪に強めのブレーキをかけることでスピンを抑制することが可能となる。このような車両の安定性を確保するために、これらのセンサが配設されている。また、このような安定性の確保は、上記のようなカーブ走行時に限らず、障害物を回避するために急激なステアリング操作を行った場合や、滑りやすい路面のカーブに進入したとき等に発生する横滑りを抑制する場合にも利用される。尚、前述の目標油圧演算部３と共に、バルブ制御部２（詳細は後述する）もブレーキＥＣＵ４を構成する。

図２は、本リニアソレノイドバルブ制御装置１００を車両が備えるブレーキシステム２００に使用した場合における一部構成を示す概略図である。リザーバ２１に蓄えられるブレーキ液は、モータ２２により駆動されるポンプ２３によって加圧される。ポンプ２３の出力段には、加圧されたブレーキ液を貯留するアキュムレータ２４が配設される。アキュムレータ２４に貯留されたブレーキ液は、一定圧力として出力されることにより、車両の各車輪に配設されるホイールシリンダーに液圧回路を介して必要な油圧が伝達される。

アキュムレータ２４に貯留されたブレーキ液は、第１流路３１を介してバルブ１に流通する。当該バルブ１は図３に示されるようにブレーキ液を流通させる流路を連通・遮断するために閉弁状態から開弁状態となるように制御するノーマルクローズ型であり、リニアソレノイド１ａに励磁電流を通電することにより、弁体１ｂの開閉制御が行われる。この弁体１ｂを開弁状態にすることにより、バルブ１の後段に対してブレーキ液圧を伝達することが可能となる。リニアソレノイド１ａに対する励磁電流の通電は、図１に示されるバルブ指示電流としてバルブ制御部２により行われる。なお、当該バルブ制御部２は、本願請求項におけるバルブ制御手段に相当する。

図２に戻り、バルブ１が開弁状態となった場合には、ブレーキ液は第２流路３２を介してマスターシリンダー２５に流通することとなる。第２流路３２には、開弁状態から閉弁状態となるように制御するノーマルオープン型のＳＲＥＣ弁２６が配設されている。更に、ＳＲＥＣ弁２６と並列に、一方向からの流れを圧力に応じて自由に流通させ、逆方向からの流れを閉止するチェック弁２７も配設されている。

第１流路３１には、第１流路３１に流通するブレーキ液の圧力を測定するためにアキュムレータ圧センサ３３が配設されている。また、第２流路３２には、第２流路３２に流通するブレーキ液の圧力を測定するために制御圧センサ３４が配設されている。これらアキュムレータ圧センサ３３及び制御圧センサ３４は、本願請求項における圧力検出手段に相当し、バルブ１がブレーキ液により受ける圧力の検出を行う。アキュムレータ圧センサ３３及び制御圧センサ３４から出力されるセンサ信号は、噛み込み検出手段としての噛み込み検出部２８に伝達される。したがって、噛み込み検出部２８は、特に、アキュムレータ圧センサ３３からのセンサ信号と、バルブ制御部２が行うバルブ１の制御量とに基づいて、図４に示されるような弁体１ｂと第１流路３１との間に異物１０の噛み込みがあるか否かの検出を行うことが可能である。なお、この異物１０の噛み込みは、ブレーキ液に混入している異物１０がバルブ１の開弁制御に応じて噛み込まれたことによるものである。

アキュムレータ２４が一定のブレーキ液圧を供給していると、バルブ１のリニアソレノイド１ａがバルブ制御部２から励磁電流が通電されない場合にはバルブ１は上述のようなノーマルクローズ型であることからアキュムレータ圧センサ３３ではアキュムレータ２４から出力されるブレーキ液による一定の圧力に応じたセンサ信号を出力する。しかしながら、弁体１ｂと第１流路３１との間に異物１０の噛み込みがある場合には、バルブ制御部２からリニアソレノイド１ａに対して励磁電流が通電されていなくとも、図４に示されるように、異物１０によりバルブ１が開弁状態となってしまうため、ブレーキ液圧が低下することとなる。したがって、噛み込み検出部２８は、バルブ１が閉弁状態にある場合のアキュムレータ圧センサ３３のセンサ信号と比較することにより弁体１ｂと第１流路３１との間に異物１０の噛み込みがあるか否かを検出することが可能となる。この検出は、ブレーキシステム２００の稼動中、常時行っても良いし、所定のタイミングを予め決定しておき、そのタイミングに応じて行っても良い。

上述のように、弁体１ｂと第１流路３１との間に異物１０が噛み込まれた状態であると、バルブ制御部２が励磁電流の通電を行っていない、即ちバルブ１が閉弁状態となるように制御している場合であっても、ブレーキ液圧の漏れにより所望のブレーキ制御ができなくなる虞がある。したがって、弁体１ｂと第１流路３１との間から異物１０を取り除く必要がある。本発明に係るリニアソレノイドバルブ制御装置１００は、このような異物を取り除く動作（以後、異物除去動作）を行う機能を備えている。

リニアソレノイドバルブ制御装置１００が行う異物除去動作は、（１）式で示されるように弁体１ｂをバネ付勢に抗して開弁状態とするために必要な開弁電流（Ｉｏｐｅｎ）と、異物１０を除去するために弁体１ｂをストロークさせるのに必要なストローク電流（Ｉｓｔｒｏｋｅ）との和であるリフレッシュ電流（Ｉｒｅｆ）をリニアソレノイド１ａに印加することにより行われる。

噛み込み検出部２８が、バルブ１に異物１０の噛み込みを検出した場合には、サイズ推定手段としてのサイズ推定部２９が異物サイズの推定を行う。この推定は、バルブ１にかかる圧力から異物サイズを推定する方法と、噛み込み検出部２８が異物１０の噛み込み検出を行った場合における直前のバルブ制御部により行われたバルブ１の操作に伴うバルブ制御量から異物サイズを推定する方法と、がある。

また、ブレーキ液は、温度が高くなればブレーキ液の粘度が低下して油圧制御に対する応答速度が速くなり、逆にブレーキ液の温度が低くなればブレーキ液の粘度が上がって油圧制御に対する応答速度が鈍くなるという特性を有している。このような特性を有しているブレーキ液を流通させるために、ブレーキ液の温度に応じてバルブ制御部２がバルブ１のリニアソレノイド１ａに対する励磁電流の印加時間（出力時間）を変更して、開弁間隔を変更することにより効果的に異物除去制御が可能となる。図５は、励磁電流の印加時間とブレーキ液の温度との関係の一例を示した図である。ブレーキ液の温度が低い場合には、励磁電流の印加時間を長く設定するように制御をおこなうと好適である。なお、このブレーキ液の温度測定は、温度取得手段としての温度取得部３０が、直接ブレーキ液の温度を測定しても良いし、リニアソレノイドバルブ制御装置１００を構成する何れかのユニットの温度を測定して、補正することにより求めることも可能である。なお、図５において、Ｔ₁はブレーキ液の粘性の温度依存性が小さくなる温度である。また、ｔ_minはバルブ１が開弁するｍｉｎ時間であり、ｔ_maxはホイールシリンダーが加圧されても車両の挙動が不安定にならないｍａｘ時間である。

図２においてバルブ１の流入側（Ａ部）に接続される管の直径が０．６３５ｍｍ、ＳＲＥＣ弁２６の流入側（Ｂ点）に接続される管の直径が０．６６ｍｍであり、サイズ推定部２９が異物サイズを直径０．０４５ｍｍの球体と推定した場合を例として考える。まず、異物１０を噛み込んで開口部が形成されている状態におけるブレーキ液が流通可能な管のサイズを算出する。推定された異物１０の直径が０．０４５ｍｍであるため、リニアソレノイド１ａに通電されていない状態であればバルブ１はノーマルクローズ型であるため、弁体１ｂが０．０４５ｍｍストロークして開弁状態となった位置と同様の位置に保たれていることとなる。そのため、異物１０を除去するには、この位置から、更に弁体１をストロークさせる必要があることから、異物１０を除去するのに要するストローク（除去ストローク）は、０．０４５ｍｍとなる。

異物１０の推定されたサイズが直径０．０４５ｍｍであれば、当該異物１０を含めた開口は、直径０．３１４ｍｍ相当の管と同じになる。したがって、この管に直径０．０４５ｍｍの異物１０が噛み込んでいる場合におけるブレーキ液が流通可能な面積は、除去ストロークとバルブ１の流入側（Ａ部）に接続される管の直径とに基づいて求められ、直径０．３１０ｍｍ相当の管と同じとなる。

次に、異物１０が噛み込んでいる状態におけるＡ点の圧力とＢ点の圧力との関係を求める。この関係は、アキュムレータ圧センサ３３と制御圧センサ３４とにより求めることも可能であるし、下記の（２）式のように求めることも可能である。

ここで、Ｐ_ACC：バルブ１の流入側の圧力、Ｐ_MC2：ＳＲＥＣ弁２６の流入側の圧力とする。

次に、バルブ１の開弁電流を求める。この開弁電流は、バルブ１が開弁するのに必要なリニアソレノイド１ａに通電する電流とバルブ１の流入側と流出側とにかかるブレーキ液圧の差（差圧）とで決まる電流対差圧特性を利用して求められる。この電流対差圧特性は、バルブ制御部２に記憶されている。尚、この記憶は、別途、特性格納部のような格納部を設けることにより記憶するように構成することも当然に可能である。電流対差圧特性の一例を図６に示す。尚、電流対差圧特性は、バルブ１を設計する際に決まる設計値であり、同様に設計した場合であっても、その作製過程により個体差を持ち、その特性は図６の「ｎｏｍ」のラインで示される特性を中心に「ｍｉｎ」から「ｍａｘ」の範囲でばらつきを持つ（実線の波形）。ここで、この電流対差圧特性は以下の（３）式で表すことができる。

ここで、ａ：傾き、ｂ：切片である。

また、ΔＰは（４）式であるから、開弁電流は（２）〜（４）式により（５）式のように求めることができる。

次に、ストローク電流を求める。ここで、本実施形態で使用した弁体１ｂのストロークと、弁体１ｂがストロークした際に流通するブレーキ液の流量との間には、（６）式の関係がある（ただし、Ｓｔ≠０の場合における近似式である）。

ここで、Ｑ：ＭＡＸ流量（ｃｍ³/ｓ）、Ｓｔ：ストローク（μｍ）である。前述のように本説明における例では、除去ストロークは０．０４５ｍｍであるため、この場合におけるブレーキ液の流量は、９．１６ｃｍ³となる。また、バルブ１のストローク電流は、バルブ１に流通するブレーキ液の流量とバルブ１をストロークさせるのに必要なリニアソレノイド１ａに通電する電流との関係を示す電流対流量特性から求めることができる。この電流対流量特性の一例を図７に示す。図７は、バルブ１の流入側の圧力が１８ＭＰａにした場合の特性であり、この特性は設計線図として定まる。しかしながら、図７に示されるように個体差を持ち、その特性は「ｎｏｍ」のラインで示される特性を中心に「ｍｉｎ」から「ｍａｘ」の範囲でばらつきを持つ。したがって、流通させたい流量がわかっている場合には、「ｍａｘ」値の電流を通電すれば、個体差があっても必ず異物１０の除去が可能となる。また、図７では、バルブ１の流入側の圧力が１８ＭＰａの例を示しているが、アキュムレータ圧に応じて電流対流量特性は変化するため、算出時のアキュムレータ圧を読み取り、電流を求める。本実施形態においては、上述の通り、０．０４５ｍｍの除去ストロークに対するブレーキ液の流量は、９．１６ｃｍ³であるため、ストローク電流は０．２５４Ａと求めることができる。尚、この電流対流量特性は、バルブ制御部２に記憶されている。

この求められたストローク電流と（１）式と（５）式とにより、直径０．０４５ｍｍの異物１０を除去するために必要なリフレッシュ電流は、Ｐ_ACC＝１８ＭＰａの場合には、（７）式のように求めることができる。

例えば、図６において破線で示された電流対差圧特性を有するバルブ１であれば、ａ：−０．０３５、ｂ：１となるため、直径０．０４５ｍｍの異物１０を噛み込んだ場合におけるリフレッシュ電流は、（８）式にて求めることができる。

このように（８）式で求められるリフレッシュ電流をリニアソレノイド１ａに通電することにより、弁体１ｂを無駄に大きく動作させることがないため、油撃音を低減することが可能となると共に、低消費電力化が可能となる。したがって、弁体１ｂと第１流路３１との間に噛み込んだ異物１０を効率良く、除去することができる。

本リニアソレノイドバルブ装置１００を車両が備えるブレーキシステム２００に使用した場合の例を説明する。図８は、特にハイドロブースター３００を備えるハイドロブースターブレーキシステム２００に使用した場合における全体構成を示す概略図である。アキュムレータ２４に貯留されたブレーキ液は、運転者によりブレーキペダル４２が踏まれるとレギュレータ４３に導入され、後輪系統を昇圧する。同時にレギュレータ４３を介してマスターシリンダー２５の背面に導入されて助勢力を発生し、前輪系統へ油圧が伝達される。

この油圧は、車両のホイール（ＦＬ、ＦＲ、ＲＬ、ＲＲ）毎に油圧弁（ＳＦ＊Ｈ弁４４、ＳＦ＊Ｒ弁４５、ＳＲ＊Ｈ弁４６、ＳＲ＊Ｒ弁４７）が配設され、その後段に備えられたホイールシリンダー（夫々、ＷＦＬ、ＷＦＲ、ＷＲＬ、ＷＲＲ）に伝達されてブレーキ制御が行われる。マスターシリンダー２５で加圧されたブレーキ液やポンプ２３により加圧されてアキュムレータ２４に貯留されたブレーキ液は、車両のブレーキ制御に応じてブレーキペダル４２の作動がない場合でも（無関係に）、各制御弁を制御してこれらの油圧弁に伝達可能になっている。ハイドロブースターブレーキシステムが有する弁は、ノーマルクローズ型のＳＴＲ弁１及びＳＲＥＡ弁５０のリニア弁と、ノーマルオープン型のＳＭＣＦ弁４８及びＳＲＥＣ弁２６の制御弁であり、本発明に係る請求項に記載のバルブ１は、前記ＳＴＲ弁１を示すものである。

上述の車両のブレーキ制御には、急ブレーキ或いは低摩擦路でのブレーキ操作においてタイヤがロックして滑るのを防止するＡＢＳ（Antilock Brake System）、フロントエンジン・リヤドライブ型の車両の駆動力をタイヤのすべり具合を見ながら調節するＦＲ−ＴＲＣ（Front Engine Rear Drive-Traction Control）、４輪駆動型の車両の駆動力をタイヤのすべり具合を見ながら調節する４駆−ＴＲＣ、急勾配の下りでブレーキの自動制御を行なうＤＡＣ（Downhill Assist Control）、運転者が十分にブレーキペダルを踏み込めない時であっても非常事態においてブレーキをかけることが可能なＢＡ（Brake Assist）、急なハンドル操作時や滑りやすい路面を走行中に車両の横滑りを感知した場合に自動的に車両の進行方向を保つように車両を制御するＥＳＣ（Electronic Stability Control）、先行する車両との適切な車間距離を保ちながら追従走行するＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）等がある。図８に示されたハイドロブースターブレーキシステム２００は、これらのブレーキ制御を行うことが可能である。

図９は、夫々のブレーキ制御における各リニア弁や制御弁や油圧弁の開閉状態を示す図である。通常のブレーキ動作時は、図９に示されるように、全ての弁はＯＦＦ状態で行われるが、ＡＢＳモードの場合には、図９に示されるようにＳＴＲ弁１及びＳＲＥＣ弁２６はＯＦＦ状態、ＳＭＣＦ弁４８及びＳＲＥＡ弁５０はＯＮ状態にされることから、夫々、ＳＴＲ弁１は閉弁、ＳＭＣＦ弁４８は閉弁、ＳＲＥＣ弁２６は開弁、ＳＲＥＡ弁５０は開弁となる。したがって、運転者がブレーキペダル４２を踏むことにより、マスターシリンダー２５で加圧されたブレーキ液は、レギュレータ４３を介してＳＦ＊Ｈ弁４４、ＳＦ＊Ｒ弁４５、ＳＲ＊Ｈ弁４６、ＳＲ＊Ｒ弁４７が開弁されて、ホイールシリンダー（ＷＦＬ、ＷＦＲ、ＷＲＬ、ＷＲＲ）に伝達されることとなる。

また、ＦＲ−ＴＲＣモードの場合には、ＳＴＲ弁１及びＳＲＥＣ弁２６はＯＮ状態、ＳＭＣＦ弁４８及びＳＲＥＡ弁５０はＯＦＦ状態にされることから、ＳＴＲ弁１は開弁、ＳＭＣＦ弁４８は開弁、ＳＲＥＣ弁２６は閉弁、ＳＲＥＡ弁５０は閉弁となる。したがって、ＳＦ＊Ｈ弁４４及びＳＦ＊Ｒ弁４５には、ＳＭＣＦ弁４８を介してマスターシリンダー４２からの油圧が伝達され、ＳＲ＊Ｈ弁４６及びＳＲ＊Ｒ弁４７にはアキュムレータ２４からの油圧が伝達されることとなる。

そして、４駆−ＴＲＣモードやＤＡＣモードやＢＡモードの場合には、ＳＴＲ弁１、ＳＲＥＣ弁２６、ＳＭＣＦ弁４８及びＳＲＥＡ弁５０はＯＮ状態にされることから、ＳＴＲ弁１は開弁、ＳＭＣＦ弁４８は閉弁、ＳＲＥＣ弁２６は閉弁、ＳＲＥＡ弁５０は開弁となる。したがって、ＳＦ＊Ｈ弁４４、ＳＦ＊Ｒ弁４５、ＳＲ＊Ｈ弁４６、ＳＲ＊Ｒ弁４７にはアキュムレータ２４からの油圧が伝達されることとなる。また、ＥＳＣモードも上記と同様に油圧が伝達される。

ＡＣＣモードでも、上記と同様に油圧が伝達されるが、他のモードと異なるところは、ＳＦ＊Ｈ弁４４、ＳＦ＊Ｒ弁４５、ＳＲ＊Ｈ弁４６、ＳＲ＊Ｒ弁４７を作動させない点にある。また、ＦＲ−ＴＲＣモードや４駆−ＴＲＣモードやＤＡＣモードやＢＡモードやＡＣＣモードにおいては、ＳＴＲ弁１やＳＲＥＣ弁２６は、リニア調圧を行うことにより通常の制御弁として機能させる。このように本発明に係るリニアソレノイドバルブ制御装置１００は、ブレーキシステム２００に利用することが可能である。

次に、本リニアソレノイドバルブ制御装置１００が異物１０を除去する処理に関して図１０のフローチャートを使用して説明する。まず、バルブ（ＳＴＲ弁）１からブレーキ液が漏れているか否かの確認を行う（ステップ＃０１）。バルブ１からブレーキ液が漏れていない、即ちバルブ漏れフラグがＯＦＦであれば（ステップ＃０１：Ｙｅｓ）、バルブ１を使用したブレーキ制御中であるか否かの確認を行う（ステップ＃０２）。バルブ１を使用したブレーキ制御中であれば（ステップ＃０２：Ｙｅｓ）、バルブ１の開閉制御が初回であるか否かの確認を行う（ステップ＃０３）。

開閉制御が初回であれば（ステップ＃０３：Ｙｅｓ）、前回のバルブ１の開閉制御にかかる目標油圧（ｎ−１）やＭＡＸ流量Ｑや流量（ｎ−１）等のパラメータがバルブ制御部２に記憶されていないため、これらのパラメータを０とする（ステップ＃０４）。一方、過去にバルブ１の開閉制御を行ったことがあれば（ステップ＃０３：Ｎｏ）、直前の開閉制御にかかるパラメータをバルブ制御部２から読み出す。

そして、今回の異物除去にかかる目標油圧（ｎ）と直前のバルブ１の開閉制御にかかる目標油圧（ｎ−１）とから今回の目標油圧勾配（ｎ）を算出する（ステップ＃０５）。算出された目標油圧勾配（ｎ）と車両消費液量との積から流量（ｎ）を決定する（ステップ＃０６）。ここで、目標油圧勾配（ｎ）とは単位時間あたりの圧力で〔Ｐａ／ｓｅｃ〕の次元をもち、車両消費液量とは単位圧力あたりの液量で〔ｃｍ³／Ｐａ〕の次元をもつ。したがって、流量（ｎ）は〔ｃｍ³／ｓｅｃ〕の次元となる。尚、車両消費液量とは、キャリパや配管等の消費液量であり、車両毎に固定される。

上記のように算出された今回の流量（ｎ）が前回のバルブ１の開閉制御に伴う流量（ｎ−１）より大きい場合には（ステップ＃０７：Ｙｅｓ）、今回の流量（ｎ）をＭＡＸ流量とする（ステップ＃０８）。一方、今回の流量（ｎ）が前回の流量（ｎ−１）より少ない場合には（ステップ＃０７：Ｎｏ）、前回の流量（ｎ−１）をＭＡＸ流量とする（ステップ＃０９）。次に、ＭＡＸ流量からストロークＳｔを算出する（ステップ＃０９）。この算出は、例えば上述の（６）式のように一次関数となる設計線図から算出可能である。そして、今回求められた目標油圧（ｎ）及び流量（ｎ）は、次回の開閉制御における前回の目標油圧（ｎ−１）及び流量（ｎ−１）としてバルブ制御装置２に記憶され（ステップ＃１０）、処理を終了する。

ステップ＃０２に戻り、バルブ１を使用したブレーキ制御中でなければ（ステップ＃０２：Ｎｏ）、再度、バルブ１の漏れ判定を行う（ステップ＃１１）。この漏れ判定は、アキュムレータ圧が所定時間内に所定値以上低下した場合に、ブレーキ液が漏れていると判定し、バルブ漏れフラグをＯＮにするようにすると好適である。バルブ１からブレーキ液が漏れていない場合、即ちバルブ漏れフラグがＯＦＦであれば（ステップ＃１２：Ｎｏ）、処理を終了する。

ステップ＃０１及びステップ＃１２において、バルブ１からブレーキ液が漏れている場合、即ちバルブ漏れフラグがＯＮであれば（ステップ＃０１：Ｎｏ又はステップ＃１２：Ｙｅｓ）、弁体１ｂに異物１０が噛み込まれていると考えられることから異物除去のためにリフレッシュ電流を算出する（ステップ＃１３）。リフレッシュ電流は、前述のとおり、弁体１ｂを開弁するための開弁電流と弁体１ｂをストロークさせるためのストローク電流との和を算出することにより決定される電流である。この算出されたリフレッシュ電流が、バルブ指示電流値として用いられる（ステップ＃１４）。

次に、ブレーキ液の温度を測定する（ステップ＃１５）。ブレーキ液は、温度が高くなればブレーキ液の粘度が低下して油圧制御に対する応答速度が速くなり、逆にブレーキ液の温度が低くなればブレーキ液の粘度が上がって油圧制御に対する応答速度が鈍くなるという特性を有している。このような特性を有しているため、温度によってバルブ１の開弁間隔を変更することにより効果的な異物除去制御が可能となるからである。尚、このブレーキ液の温度測定は、直接ブレーキ液の温度を測定しても良いし、リニアソレノイドバルブ制御装置１００を構成する何れかのユニットの温度を測定して、補正することにより求めることも可能である。このようなブレーキ液の温度やバルブ１に流通させたブレーキ液の流量に基づいて、バルブ指示電流の出力時間が算出される（ステップ＃１６）。具体的には、この出力時間は「バルブ１が開弁するのに要する時間」から「ホイールシリンダーが加圧されても車両の挙動が不安定にならない時間」の間となるようにブレーキ液の粘度の温度依存性を考慮して決定される。

ここで、ブレーキが作動していない状態であれば（ステップ＃１７：Ｙｅｓ）、上記により求められたパラメータに応じてリフレッシュ処置が施される（ステップ＃１８）。そして、バルブ漏れフラグをＯＦＦにし（ステップ＃１９）、処理を終了する。一方、ステップ＃１７において、ブレーキ制御中であれば（ステップ＃１７：Ｎｏ）、ブレーキ制御中にバルブ１を開弁状態とするとブレーキ制御に影響をきたす虞があるため、リフレッシュ処置を施すことなく、処理を終了する。そして、このフローは、車両の運転中に常時検出するような構成としても良いし、所定のタイミングを予め決定しておき、そのタイミングに基づいて検出しても良い。このようなフローに沿って制御を行うことにより、本発明のリニアソレノイドバルブ制御装置１００は、ブレーキ制御状態でなければいつでも異物除去（リフレッシュ処置）を行うことが可能となる。

次に、本リニアソレノイドバルブ制御装置１００が異物１０を除去する処理に関する別実施形態を図１１のフローチャートを使用して説明する。まず、バルブ１からブレーキ液が漏れているか否かの確認を行う（ステップ＃３１）。バルブ１からブレーキ液が漏れていない、即ちバルブ漏れフラグがＯＦＦであれば（ステップ＃３１：Ｙｅｓ）、バルブ１を使用したブレーキ制御中であるか否かの確認を行う（ステップ＃３２）。バルブ１を使用したブレーキ制御中であれば（ステップ＃３２：Ｙｅｓ）、バルブ１の開閉制御が初回であるか否かの確認を行う（ステップ＃３３）。

バルブ１の開閉制御が初回であれば（ステップ＃３３：Ｙｅｓ）、前回の開閉制御にかかる電流がバルブ制御部２に記憶されていないため、リフレッシュ電流を０に設定する（ステップ＃３４）。一方、過去に開閉制御を行ったことがあれば（ステップ＃３３：Ｎｏ）、以下の処理を行う。前回の開閉制御にかかる電流をバルブ制御部２から読み出し、リフレッシュ電流に設定する。

バルブ指示電流値が上記のステップにおいて設定されたリフレッシュ電流よりも小さい場合には（ステップ＃３５：Ｎｏ）、処理を終了する。ステップ＃３５において、バルブ指示電流値がリフレッシュ電流よりも大きく（ステップ＃３５：Ｙｅｓ）、バルブ指示電流値が第一所定値（例えばＩ₁）よりも大きい場合には（ステップ＃３６：Ｙｅｓ）、リフレッシュ電流をＩ₁よりも大きな電流（Ｉ₀）に決定する（ただし、Ｉ₀＞Ｉ₁）（ステップ＃３７）。

ステップ＃３６において、バルブ指示電流値が第一所定値（Ｉ₁）よりも小さく（ステップ＃３６：Ｎｏ）、第二所定値（例えばＩ₂）よりも大きい場合には（ステップ＃３８：Ｙｅｓ）、リフレッシュ電流をＩ₁に決定する（ステップ＃３９）。また、ステップ＃３８において、バルブ指示電流値が第一所定値（Ｉ₂）よりも小さく（ステップ＃３８：Ｎｏ）、第三所定値（例えばＩ₃）よりも大きい場合には（ステップ＃４０：Ｙｅｓ）、リフレッシュ電流をＩ₂に決定する（ステップ＃４１）。更に、ステップ＃４０において、バルブ指示電流値が第三所定値（Ｉ₃）よりも小さい場合には（ステップ＃４０：Ｎｏ）、リフレッシュ電流をＩ₃に決定する（ステップ＃４２）。このようにバルブ駆動ブレーキの制御中であればリフレッシュ電流を決定し、処理を終了する。

ステップ＃３２に戻り、バルブ１を使用したブレーキ制御中でなければ（ステップ＃３２：Ｎｏ）、再度、バルブ１の漏れ判定を行う（ステップ＃４３）。バルブ１からブレーキ液が漏れていない場合、即ちバルブ漏れフラグがＯＦＦであれば（ステップ＃４４：Ｎｏ）、処理を終了する。

ステップ＃３１及びステップ＃４４において、バルブ１からブレーキ液が漏れている場合、即ちバルブ漏れフラグがＯＮであれば（ステップ＃３１：Ｎｏ又はステップ＃４４：Ｙｅｓ）、弁体１ｂに異物１０が噛み込まれていることから異物除去のためにリフレッシュ電流を算出し、バルブ指示電流値として用いられる（ステップ＃４５）。

次に、ブレーキ液の温度を測定する（ステップ＃４６）。そして、ブレーキ液の温度やバルブ１に流通させたブレーキ液の流量に基づいて、バルブ指示電流の出力時間が算出される（ステップ＃４７）。

ここで、ブレーキが作動していない状態であれば（ステップ＃４８：Ｙｅｓ）、上記により求められたリフレッシュ電流に応じてリフレッシュ処置が施される（ステップ＃４９）。そして、バルブ漏れフラグをＯＦＦにし（ステップ＃５０）、処理を終了する。一方、ステップ＃４８において、ブレーキ制御中であれば（ステップ＃４８：Ｎｏ）、リフレッシュ処置を施すことなく、処理を終了する。このようなフローに沿って制御を行うことにより、本発明のリニアソレノイドバルブ制御装置１００は、ブレーキ制御状態でなければいつでも異物除去（リフレッシュ処置）を行うことが可能となる。

このように本発明に係るリニアソレノイドバルブ制御装置１００を使用すれば、弁体１ｂと第１流路３１との間に噛み込まれた異物１０の除去に際して、サイズ推定部２９によって推定された異物１０のサイズに応じてバルブ１を開弁状態にするため、バルブ１を全開状態にする必要がなくなる。したがって、最小限の励磁電流で弁体１ｂと第１流路３１との間に噛み込まれた異物１０を除去することが可能となる。また、バルブ１を最小限の開弁状態とするため、開弁する際に発生する油撃音を抑えることができると共に、バルブ１の開閉制御に伴う消費電力を抑えることができる。更に、リニアソレノイドブルブ制御装置１００と、リニアソレノイド１ａと、ハイドロブースター３００と、で車両のブレーキシステム２００を構成すると、リニアソレノイドブルブ制御装置１００が有するバルブ制御部２が、バルブ１を開弁状態にした際の前回のバルブ制御量を記憶しているため、必要以上の流量を流通させることがなくなる。したがって、バルブ１に流通するブレーキ液の流量を容易に制御することが可能となると共に、低消費電力化が図られ、燃費改善に効果的である。

〔その他の実施形態〕
上記実施形態において、リニアソレノイドバルブ制御装置１００は、車両のブレーキシステム２００に用いられるとして説明したが、これに限らない。油圧制御を利用する装置であれば、本発明のリニアソレノイドバルブ制御装置１００を用いることは当然に可能である。

上記実施形態において、第二流路３２に制御圧センサ３４が配設されるとして説明したが、これに限らない。制御圧センサ３４を配設しなくても良い。このような構成であれば、バルブ１の漏れ検出はアキュムレータ圧センサ３３により行うことが可能であるし、また、（２）式によりバルブ１の流入側の圧力とＳＲＥＣ弁２６の流入側の圧力との関係を求めることが可能である。

上記実施形態において、バルブ１の電流対差圧特性は、バルブ１を設計する際に決まる設計値として説明した。この電流対差圧特性は、バルブ制御部２に学習機能を設けることにより、書き換え可能であるように構成することは、当然に可能である。

上記実施形態において、バルブ１はノーマルクローズ型のバルブであるとして説明したが、これに限らない。ノーマルオープン型のバルブであっても、本願発明の権利範囲であることは当然である。

リニアソレノイドバルブ制御装置を制御する制御ブロックを模式的に示した図 リニアソレノイドバルブ制御装置を車両が備えるブレーキシステムに使用した場合における一部構成を示す概略図 ノーマルクローズ型のバルブを模式的に示す図 ノーマルクローズ型のバルブに異物が噛み込んだ例を示す図 励磁電流の印加時間とブレーキ液の温度との関係の一例を示す図 バルブの電流対差圧特性の一例を示す図 バルブの電流対流量特性の一例を示す図 ハイドロブースターブレーキシステムの全体構成を示す概略図 ブレーキ制御時のバルブや制御弁や油圧弁の開閉状態を示す図 前回の油圧と流量とに基づいて異物除去を行う場合のフローチャート リフレッシュ電流と所定値とに基づいて異物除去を行う場合のフローチャート

符号の説明

１：バルブ（ＳＴＲ弁）
１ａ：リニアソレノイド
１ｂ：弁体
２：バルブ制御部
２１：リザーバ
２２：モータ
２３：ポンプ
２４：アキュムレータ
２５：マスターシリンダー
２６：ＳＲＥＣ弁
２７：チェック弁
２８：噛み込み検出部
２９：サイズ推定部
３０：温度取得部
３１：第一流路
３２：第二流路
３３：アキュムレータ圧センサ
３４：制御圧センサ
１００：リニアソレノイドバルブ制御装置
３００：ハイドロブースター

Claims (3)

1. 流体が流通する流路と、リニアソレノイドと、該流路を開閉するバルブと、励磁電流を前記リニアソレノイドに印加することにより所定のバルブ制御量に従って前記バルブの開度を制御するバルブ制御手段とを備えたリニアソレノイドバルブ制御装置において、
   前記流路と前記バルブとの間に前記流体中の異物が噛み込んだことを検出する噛み込み検出手段と、
   前記噛み込み検出手段にて異物の噛み込みが検出された場合に、噛み込んだ異物のサイズを推定するサイズ推定手段とを備え、
   前記バルブ制御手段は、前記サイズ推定手段により推定された異物のサイズに対応した開度に前記バルブを制御する励磁電流を前記リニアソレノイドに印加し、
   前記バルブが前記流体より受ける圧力を検出する圧力検出手段を有し、
   前記サイズ推定手段は、前記圧力検出手段によって検出された前記バルブが前記流体により受ける圧力に基づいて前記異物のサイズを推定することを特徴とするリニアソレノイドバルブ制御装置。
2. 前記流体の温度を取得する温度取得手段を有し、
   前記バルブ制御手段は、前記温度取得手段にて取得された流体の温度が低い程前記励磁電流の印加時間を長く設定することを特徴とする請求項１に記載のリニアソレノイドバルブ制御装置。
3. ブレーキペダルの作動に応じて各車輪のブレーキ操作力をアシストするために該ブレーキ操作力を伝達する流体を昇圧するポンプと、該ポンプを駆動するモータと、該昇圧した流体を各車輪に配設されるホイールシリンダーに伝達する液圧回路と、当該ポンプによって昇圧された前記流体を貯留するアキュムレータとを備える液圧制御装置と、
   前記アキュムレータに貯留された液体の流出側流路に接続され、該流体が流通する流路と、リニアソレノイドと、該流路を開閉するバルブと、励磁電流を前記リニアソレノイドに印加することにより所定のバルブ制御量に従って前記バルブの開度を制御するバルブ制御手段とを備え、前記ブレーキペダルの作動とは無関係に前記バルブの開動作に応じた圧力を液圧回路を介して前記ホイールシリンダーに伝達するリニアソレノイドバルブ制御装置と、を備えるブレーキシステムであって、
   前記リニアソレノイドバルブ制御装置の流路と前記バルブとの間に前記流体中の異物が噛み込んだことを検出する噛み込み検出手段と、
   前記バルブへの異物の噛み込みが検出された場合に、噛み込んだ異物のサイズを推定するサイズ推定手段とを備え、
   前記バルブ制御手段は、前記サイズ推定手段により推定された異物のサイズに対応した開度に前記バルブを制御する励磁電流を前記リニアソレノイドに印加し、
   前記バルブが前記流体より受ける圧力を検出する圧力検出手段を有し、
   前記サイズ推定手段は、前記圧力検出手段によって検出された前記バルブが前記流体により受ける圧力に基づいて前記異物のサイズを推定することを特徴とする車両のブレーキシステム。

Images