JPH10504259A - 電磁弁の制御の方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 電磁弁、例えばホイルロック防止制御部及び/又は駆動スリップ制御部を有するブレーキ装置の電磁弁の制御の方法及び装置。通流状態に切換制御する際に、予め設定可能な期間（ＤＴ）の間の第１のフェーズにおいて、電流は、第１の関数に従って第１の電流値（１１）から第３の電流値（１２）に降下し、さらに前記電流は、第２のフェーズにおいてこの期間に亘ってほぼ一定のままであるように前記弁は制御される。

Description

【発明の詳細な説明】 電磁弁制御の方法及び装置 従来技術 本発明は、電磁弁、例えばホイルロック防止制御部及び/又は駆動スリップ制 御部を有するブレーキ装置の電磁弁制御の方法及び装置に関する。 このような方法及び装置は、例えばドイツ特許出願公開第４１１０２５４号公 報から公知である。この文献では、ソレノイドバルブをより緩やかに閉じ、障害 的な油圧系ノイズを回避するために、バルブ制御の際に制御電流が一回または複 数回中断される。 ホイルロック防止制御部及び/又は駆動スリップ制御部を有する油圧ブレーキ 装置においては、特にソレノイドバルブの開閉時にノイズが発生する。このノイ ズは従来技術の装置によっては回避できない。 本発明の課題 本発明の課題は、冒頭に述べたタイプの電磁弁制御の方法及び装置において、 弁を切り換える際に発生するノイズを最小限にすることである。この課題は、独 立請求項の特徴部分記載の構成によって解決される。 本発明の利点 本発明による制御電流経過の実施形態によれば、変位がより小さくなり、そし てよりゆっくりと変位が起こるので、弁ニードルがストッパーに強く衝突するこ とが回避される。また弁を開く際に生じるその他の油圧による振動は発生しない 。よって、ノイズの発生が明らかに減少する。 本発明の有利な実施形態及び改善実施形態は、従属請求項に記されている。 図面 本発明を次に図面に図示された実施形態に基づいて説明する。図１は本発明の 装置の基本的な素子の概略図である。図２は異なる信号の時間経過を示す線図で ある。 実施例の説明 ホイルロック防止制御部又は駆動スリップ制御部を装備した自動車の個々のホ イルブレーキの圧力調節のために、電子的に作動するインレットバルブ及びアウ トレットバルブを使用することは公知である。このために、有利には２ウェイバ ルブを、つまりただ２つの切換位置（開放又は閉鎖）のみを有する油圧バルブが 使用される。所望の増圧勾配又は減圧勾配は、パルス列によるバルブの制御及び オン/オフ比を変化させることによって達成される。 ブレーキ圧発生器ないしはマスターシリンダとホイルブレーキとの間のブレー キ管路に設けられたインレットバルブは、一般的にその静止状態において通流方 向に切り換えられる。これに対して、減圧に使用されるアウトレットバルブは、 その静止状態において再循環ポンプ又は圧力補償調整タンクに通じる圧力媒体路 を遮断する。 インレットバルブ/アウトレットバルブ対の代わりに、３つの切換位置（増圧 、圧力一定保持及び減圧）を有するバルブ装置を使用することもできる。 さらに、制御信号に比例した通流開放を行う、いわゆるプロポーショニングバ ルブが公知である。このようなプロポーショニングバルブは高価で、コストのか かる制御を必要とする。 迅速に切り換わるバルブによる公知の制御には次のような不利な点がある。す なわち、迅速なプランジャの移動、局所的な遅延及び油圧媒体の加速によって大 きなノイズが発生する、という不利な点がある。ホイルロック防止制御及び/又 は駆動スリップ制御の際に、このようなノイズはうるさく感じられる。特に、駆 動スリップ制御を用いて、例えば走行速度を抑えたり走行速度を制御するために アクティブなブレーキの介入動作を行う場合には、このノイズは非常に不快に感 じられる。 図１は、ホイルロック防止制御部及び/又は駆動ス リップ制御部のインレットバルブの例における概略的な装置の図を示している。 ここで説明される制御は、ホイルロック防止制御部及び/又は駆動スリップ制御 部を有するブレーキ装置におけるインレットバルブの制御だけに限定されるもの ではない。しかし、このインレットバルブにおいて、ノイズの発生という点では 最高の改良が得られる。しかし、ここで説明される方法を、ブレーキ装置に属す る他のバルブ又は相応の問題が発生する応用例においても使用できる。 インレットバルブ１００は、その第１の接続部の第１の導管１０５を介してブ レーキマスターシリンダ１１０に接続されている。この第１の導管内の圧力はＰ １である。ソレノイドバルブ１００の第２の接続部は、第２の導管１１５を介し てホイルブレーキ１２０に接続されている。この第２の導管内の圧力はＰ２であ る。 ここに図示されたソレノイドバルブは、２つの最終状態をとることができる、 いわゆる２/２ソレノイドバルブである。静止状態の場合に、電流が流れていな い限り（第２の値）、ソレノイドバルブ１００は、第１の導管１０５と第２の導 管１１５との間の通流を許す。この状態では、ソレノイドバルブのプランジャは 、バネ１２５によって引き留められている。コイル１３０に第１の値Ｉ１が通電 されると、バネの力ＦＦに対抗して、バルブを閉鎖状態に導く力が作用する。本 発明の方法は、コイルの通電状態の時に通流を許すソレノイドバルブにも適用で きる。 コイル１３０は、その第１の電気的接続端子によって給電電圧Ｕｂａｔに接続 されており、第２の接続端子によってスイッチ手段１４０に接続されている。有 利には、スイッチ手段として電界効果トランジスタが使用される。このスイッチ 手段の制御接続端子ないしはこの電界効果トランジスタ１４０のゲート端子は、 制御ユニット１５０に接続されている。このスイッチ手段を閉じることによって 、電流は、給電電圧からコイル１３０を通過し、スイッチ１４０を通過し、アー ス接続端子へと流れる。 コイル１３０の第１の接続端子と第２の接続端子との間には、フリーホイーリ ングダイオード（free-wheeling diode）１６０が接続されている。この場合、 このダイオードのカソード側は給電電圧に、そしてアノード側はスイッチ手段に 接続されている。 制御ユニット１５０は、有利には、ホイルロック防止制御部及び/又は駆動ス リップ制御部である。この制御ユニット１５０は、例えば速度制御器又は速度制 限器のような様々なセンサないしは他の制御ユニットの様々な信号を処理する。 ここには図示されていない信号をもとにして、制御ユニット１５０は、電磁弁 １００のコイル１３０を制御するための信号を決定する。コイル１３０に電流が 加えられると、コイルは力ＦＭを発生する。この力ＦＭによって、ソレノイドバ ルブは、その第２の状態、つまり閉鎖状態に移行する。この場合、第１の導管１ ０５と第２の導管１１５との間の圧力補償調整は不可能である。 圧力値Ｐ１とＰ２との間の差に相応する圧力差が形成される。この場合、圧力 Ｐ２は圧力Ｐ１より小さい。 有利には、スイッチ手段１４０には制御ユニット１５０からパルス幅変調信号 が加えられる。しかし、他の制御方法を設けることもできる。このパルス幅変調 信号のデューテイ比ＰＷＭに依存して、コイル１３０に相応の電流Ｉが導通する 。このコイルによって発生される力ＦＭは次式によって与えられる。 ＦＭ＝Ａ＊Ｉ＋Ｂ ここでＡ及びＢは定数である。 バネの力ＦＦに抗してソレノイドバルブを動かすためには、最終的な力ＦＺが 必要である。ソレノイドバルブのプランジャを動かすための最終的な力ＦＺを発 生させるためには、第３の電流値Ｉ２が必要である。この第３の電流値Ｉ２は、 次式により得られる。 Ｉ２＝（ＦＦ＋ＦＤ−ＦＺ−Ｂ）/Ａ ここで力ＦＤは、第１の導管１０５の圧力Ｐ１と第２の導管１１５の圧力Ｐ２と の間の圧力差に依存する。 ソレノイドバルブは、ぞの閉鎖状態から開放状態に完全に移行するのではなく 、中間位置をとるように制御される。この中間状態は、最終的な力ＦＺに依存す る。圧力差が分かっている場合には、従って力ＦＤが分かっている場合には、電 流を値Ｉ２に調整することによって、所定の最終的な力ＦＺ、従って所定の開口 断面積及び圧力勾配が得られる。 値Ｉ２は、第１の電流値Ｉ１と第２の電流値との間に位置するように選択され る。第１の電流値Ｉ１は、ソレノイドバルブをその閉鎖位置に保持する。第２の 電流値は、ソレノイドバルブをその開放位置に保持する。ここに図示された実施 形態ではこの第２の電流値の値はゼロである。 従って、電流Ｉ２は、所定の減圧を達成するために、第１の導管の圧力Ｐ１と 第２の導管１１５の圧力Ｐ２との間の圧力差に依存して設定される。有利な実施 例では、これは、パルス幅変調信号の所定のデューティ比でスイッチ手段１４０ を制御することによって行われる。このデューティ比は、パルス幅変調制御信号 のオン時間と周期との間の比率に相応する。 パルス幅変調信号による制御のかわりに、適当なスイッチ手段、例えばトラン ジスタを使用し、相応の制 御電圧を設定することによって、相応の電流経過が発生するように構成すること もできる。 図２では、パルス幅変調信号のデューティ比ＰＷＭ、ソレノイドバルブを通る 電流Ｉの時間経過を示し、そして圧力Ｐ１及びＰ２の時間経過を示す。 図２ａでは、パルス幅変調信号のデューティ比（ＰＷＭ）を実線で示してある 。最終的な電流Ｉを破線で示してある。図２ｂでは、圧力Ｐ１を破線で示し、圧 力Ｐ２を実線で示してある。 圧力Ｐ１は、第１次近似では、一定の値をとる。圧力Ｐ２は、ソレノイドバル ブが閉鎖された状態では、低い値であり、ソレノイドバルブを開放するとほぼ直 線的に上昇し、圧力Ｐ１の値よりやや低い第２の値になる。所定の時間内に圧力 が上昇する値を圧力勾配と呼ぶ。例えば、時点Ｔ２とＴ３との間では、圧力は、 時間に関して別の経過をたどることもできる。 時点Ｔ１までは、結果的に第１の電流値Ｉ１を有するデューティ比が設定され る。有利には、ここでデューティ比は１である。これはすなわち、スイッチ手段 １４０は常に閉じられていることを意味している。電流Ｉ１は、ソレノイドバル ブをその閉鎖状態に保持するために必要な電流値である。 時点Ｔ１までは、ソレノイドバルブは閉鎖状態にある。時点Ｔ１とＴ２との間 に、ソレノイドバルブが開放される。図２には、ソレノイドバルブが時点Ｔ２の 直前にようやく開放される事例が図示されている。 時点Ｔ１で、制御ユニット１５０は、ホイルブレーキの圧力Ｐ２を増圧させる 信号を設定する。したがって、時点Ｔ１ではデューティ比は比較的小さい値に抑 えられる。図示された例では、時点Ｔ１以降、デューティ比は０に設定される。 これはすなわち、スイッチ手段１４０が開かれていることを意味する。フリーホ イーリングダイオード１６０のせいで、コイル１３０に流れる電流Ｉが、時間ｔ に関して指数関数的に下降し、第３の値Ｉ２になる。この第３の値Ｉ２は第２の 値の上方に位置し、この第２の値においてソレノイドコイルは通流状態にある。 時点Ｔ２で、電流はその第３の所望の値Ｉ２に達する。この時点以降、電流Ｉ ２を維持するために必要なデューティ比が設定される。このデューティ比ＰＷＭ は相応に選択される。 フリーホイーリングダイオード及びパルス幅変調制御部を有する、ここに図示 された装置においては、時点Ｔ１とＴ２との間の時間間隔ＤＴは次式で与えられ る。 ＤＴ＝−Ｔ＊ln（ＰＷＭ） ＰＷＭの値はデューティ比であり、このデューティ比は次式で定義される。 ＰＷＭ＝Ｉ２/Ｉ１ Ｔの値は、実質的にはコイルのインダクタンス及びオーム抵抗に依存する定数で ある。 時点Ｔ２以降、スイッチ１４０は再びパルス幅変調信号によって制御される。 デューティ比は、電流Ｉ２が生じるように選択される。時点Ｔ１とＴ２との間の 期間ＤＴは、第２の所定の電流値Ｉ２が生じるように、従って所定の通流量が生 じるように選択される。 この結果、圧力Ｐ２は、時間が経過するに従って上昇する。期間ＤＴは次式で 与えられる。 ＤＴ＝−Ｔ＊ln（（ＦＦ＋ＦＤ−ＦＺ−Ｂ）/Ａ＊Ｉ２） 所定の最終的な力ＦＺを、従って所定の圧力勾配を得るためには、第１の導管 と第２の導管との間の圧力差ＦＤを計算及び/又は測定しなければならない。そ の他の値は定数であり、予め確実に設定することができる。圧力差が分かってい る場合には、期間ＤＴを設定することによって、任意の電流値Ｉ２を、つまり任 意の最終的な力を、従って所定の圧力勾配を得ることができる。 スイッチ手段１４０が開かれている状態の期間ＤＴを設定することによって、 所定の電流値Ｉ２が得られ る。この電流値Ｉ２は、ソレノイドバルブを適切な状態に保持するために、ない しは所望の圧力勾配を得るために必要な電流値である。 時点Ｔ２とＴ３との間に、ソレノイドバルブは、閉鎖状態と開放状態との間の 中間状態にある。この時間の間に、圧力Ｐ２は、一定の勾配で時間ｔに関して上 昇していく。この勾配を圧力勾配と呼ぶ。圧力上昇の勾配は電流値Ｉ２に依存し 、期間ＤＴを設定することによって及び/又はデューティ比を設定することによ って調整することができる。時点Ｔ２とＴ３との間の時間間隔は、圧力Ｐ２の値 を、従ってブレーキ力を決定する。期間ＤＴに依存して、電流は異なる値Ｉ２に 降下する。このことによって、異なる圧力勾配が得られ、圧力Ｐ２を異なったい ろいろな速度で増圧することができる。期間ＤＴが長くなればなるほど、電流は 大きく降下し、よって一層大きくソレノイドバルブは開放される。このフェーズ において、この２/２ソレノイドバルブは、プロポーショニングバルブと同じよ うに動作するよう制御される。 時点Ｔ３では、デューティ比は再び値１に上げられる。この結果、コイル１３ ０を流れる電流は指数関数的に再びもとの値Ｉ１まで上昇する。そしてソレノイ ドバルブは再びその閉鎖状態に移行する。この結果、圧力Ｐ２は一定のレベルに とどまる。電流Ｉは、このフェーズにおいて指数関数的に上昇し、再びその初期 値になる。 有利な実施例では、実線で示されているデューティ比が、時点Ｔ２とＴ３との 間に時間経過に従って多少低下する。この結果、ソレノイドバルブを流れる電流 も同様に多少低下する。これは、圧力差つまり圧力Ｐ１とＰ２との間の差が、こ の時間フェーズにおいて減少することが原因で起こる。このことによって、圧力 差に依存する力ＦＤも減少する。従って、ソレノイドバルブをその到達した位置 に保持するために、コイル１３０は、より小さい磁力ＦＭを発生させるだけでよ い。これは、時点Ｔ２とＴ３との間の第２のフェーズにおいて、電流が、この期 間に亘る圧力変化に追従することを意味する。時点Ｔ２とＴ３との間の電流の減 少は、期間ＤＴにおける電流の減少よりも小さい。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９６年３月１３日 【補正内容】 明細書 電磁弁の制御の方法及び装置 従来技術 本発明は電磁弁、例えばホイルロック防止制御部及び/又は駆動スリップ制御 部を有するブレーキ装置の電磁弁制御の方法及び装置に関する。 このような方法及び装置は、ドイツ特許第４１４１３５４号公開公報から公知 である。この文献には、周波数、パルス幅、又はオン/オフ比を変化させること によって、弁ニードルが、完全に開いた状態でも閉じた状態でもない浮遊状態に なるように、バルブを制御する方法及び装置が記述されている。 さらに、ドイツ特許第４１１０２５４号公開公報からは、電磁弁制御装置が公 知である。この文献では、ソレノイドバルブをより緩やかに閉じ、障害的な油圧 系ノイズを回避するために、バルブ制御の際に制御電流が一回または複数回中断 される。 ホイルロック防止制御部及び/又は駆動スリップ制御部を有する油圧ブレーキ 装置においては、特にソレノイドバルブの開閉時にノイズが発生する。このノイ ズは従来技術の装置によっては回避できない。 本発明の課題 本発明の課題は、冒頭に述べたタイプの電磁弁制御の方法及び装置において、 弁を切り換える際に発生するノイズを最小限にすることである。この課題は、独 立請求項の特徴部分記載の構成によって解決される。 本発明の利点 請求の範囲 １．ホイルロック防止制御部及び/又は駆動スリップ制御部を有するブレーキ装 置等の電磁弁制御のための方法であって、 前記弁は、第１の電流値（Ｉ１）を供給すると第１の状態をとり、第２の電 流値（０）を供給すると第２の状態をとる電磁弁制御のための方法において、 前記弁の切換制御のもとで、電流が、予め設定可能な期間（ＤＴ）の間の第 １のフェーズにおいて第１の関数に従って第１の電流値（Ｉ１）から第３の電流 値（Ｉ２）に移行し、 さらに、第２のフェーズにおいて、ほぼ一定のままか又はこの期間に亘る圧 力変化に追従するように、前記弁を制御し、 前記第３の電流値（Ｉ２）を、第１の電流値（Ｉ１）と第２の電流値（０） との間に置くことを特徴とする電磁弁制御のための方法。 ２．電流が前記所定の期間（ＤＴ）の後で予め設定可能な第３の電流値（Ｉ２） となるように前記第１の関数を選択することを特徴とする請求項１記載の方法。 ３．前記第３の電流値（Ｉ２）及び/又は前記所定の期間（ＤＴ）を、少なくと も１つの圧力差及び/又 は所望の圧力勾配に基づいて設定することを特徴とする請求項１又は２記載の方 法。 ４．前記弁は、ホイルロック防止制御部及び/又は駆動スリップ制御部を有する ブレーキ装置のインレットバルブであることを特徴とする請求項１〜３までのう ちの１項記載の方法。 ５．ホイルロック防止制御部及び/又は駆動スリップ制御部を有するブレーキ装 置等の電磁弁制御のための装置であって、 前記弁は、第１の電流値（Ｉ１）を供給すると第１の状態をとり、第２の電 流値（０）を供給すると第２の状態をとる電磁弁制御のための装置において、 前記弁の切換制御ののもとで、電流が、予め設定可能な期間（ＤＴ）の間の 第１のフェーズにおいて、第１の関数に従って第１の電流値（Ｉ１）から第３の 電流値（Ｉ２）に移行し、 さらに、第２のフェーズにおいて、ほぼ一定のままか又はこの期間に亘る圧 力変化に追従するように前記弁を制御する手段が設けられており、 前記第３の電流値（Ｉ２）は、第１の電流値（Ｉ１）と第２の電流値（０） との間に位置することを特徴とする電磁弁制御のための装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ホイルロック防止制御部及び/又は駆動スリップ制御部を有するブレーキ装 置等の電磁弁制御の方法であって、 前記弁は、第１の電流値（Ｉ１）を供給すると第１の状態をとり、第２の電 流値（０）を供給すると第２の状態をとる電磁弁制御の方法において、 切換制御の際に、所定の期間（ＤＴ）の間の第１のフェーズ中に電流が第１ の関数に従って第１の電流値（Ｉ１）から第３の電流値（Ｉ２）に移行し、前記 電流が第２のフェーズにおいてほぼ一定に保持されるように前記弁を制御し、 前記第３の電流値（Ｉ２）は第１の電流値（Ｉ１）と第２の電流値（０）と の間に位置することを特徴とする電磁弁制御の方法。 ２．第１の関数は、電流が前記所定の期間（ＤＴ）の後で予め設定可能な第３の 電流値（Ｉ２）となるように選択されることを特徴とする請求項１記載の方法。 ３．第３の電流値（Ｉ２）及び/又は所定の時間（ＤＴ）は少なくとも１つの圧 力差及び/又は所望の圧力勾配から予め設定されることを特徴とする請求項１又 は２記載の方法。 ４．第２のフェーズにおける電流（Ｉ２）はこの期 間に亘る圧力変化に追従することを特徴とする請求項１〜３までのうちの１項記 載の方法。 ５．前記弁は、ホイルロック防止制御部及び/又は駆動スリップ制御部を有する ブレーキ装置のインレットバルブであることを特徴とする請求項１〜４までのう ちの１項記載の方法。 ６．ホイルロック防止制御部及び/又は駆動スリップ制御部を有するブレーキ装 置等の電磁弁制御の装置であって、 前記弁は、第１の電流値（Ｉ１）を供給すると第１の状態をとり、第２の電 流値（０）を供給すると第２の状態をとる電磁弁制御の装置において、 切換制御の際に、所定の時間（ＤＴ）の間の第１のフェーズ中に電流が第１ の関数に従って第１の電流値（Ｉ１）から第３の電流値（Ｉ２）に移行し、前記 電流が第２のフェーズ中にほぼ一定に保持されるように前記弁を制御するための 手段が設けられており、 前記第３の電流値（Ｉ２）は第１の電流値（Ｉ１）と第２の電流値（０）と の間に位置することを特徴とする電磁弁制御の装置。