JPS63232065A

JPS63232065A - 弁装置の駆動方法

Info

Publication number: JPS63232065A
Application number: JP6757887A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Nezu; 正弘根津
Original assignee: Akebono Brake Industry Co Ltd
Current assignee: Akebono Brake Industry Co Ltd
Priority date: 1987-03-20
Filing date: 1987-03-20
Publication date: 1988-09-28
Anticipated expiration: 2012-11-26
Also published as: JP2682624B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は弁装置の駆動方法及び駆動回路に関する。

〔従来の技術〕

一般に、車両用制動装置の油圧系を制御する弁装置には
電磁ソレノイドを用いたものがあり、この電磁ソレノイ
ドの駆動回路としては例えば、実開昭５９−１７６２６
０号公報に記載されているものが知られている。

これは第３図に示すように、所定の制御信号により動作
するスイッチＳＷ等を介してバッテリＢの電圧（１２Ｖ
）を電磁ソレノイドＳに直接印加するように構成されて
いる。

したがって、この電磁ソレノイドＳには動作中連続して
電源電圧が印加されることとなるため、電磁ソレノイド
Ｓの操作力は動作中の定常時に必・易とされるものを基
準として設計されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、前記した従来のものにおいては、電磁ソレノイ
ドＳの電気的特性が定常時のソレノイド操作力を基窄と
して設計されているものであるため、電磁ソレノイドＳ
の起動時や解除時の動作特性としては必ずしも満足すべ
きものではない。

即ち、定常時において必要かつ充分なソレノイド操作力
が得られる電磁ソレノイドＳのインピーダンスは３Ω程
度であるが、この程度のインピーダンスでは電磁ソレノ
イドＳに４アンペア程度の電流しか流れない（１＝Ｅ／
Ｒ）ため、第４図に示すように起動の立ち上がり及び解
除時の立ち下がりに４〜５ｍｓ程度の時間遅れを生ずる
。

このため、このような電磁ソレノイドＳで駆動される弁
は応答性が悪く、動作が遅れることとなる。

そこで電磁ソレノイドＳのインピーダンスを下げ、起動
解除時の特性を改善することも考えられるが、このよう
にすると定常時のソレノイド操作力が過剰となるのは勿
論、消費電力が著しく増大し発熱することとなる。

一方、車両の制動装置に電磁ソレノイドＳを用いた場合
にあっては、電磁ソレノイドＳはバッテリＢで駆動され
ることとなるが、周知のようにバッテリＢの電圧はＩＯ
Ｖから１６Ｖ程度の範囲で変動し、電磁ソレノイドＳの
操作力や動作タイミングもその電圧に比例して変動して
しまうこととなる。

即ち、第４図に示すように、バッテリの電圧が高くなる
と立ち上がり時間Ｔ１は早くなるが、立ち下がり時間Ｔ
２は遅くなる。一方、バッテリの電圧が低くなると立ち
下がり時間Ｔ２は早くなるが、立ち上がり時間Ｔ１は遅
くなる。

そこで、この変動を防止するため、電源と電磁ソレノイ
ドＳの間に定電流回路を介挿し、この定電流回路に電圧
フィードバックをかけて電磁ソレノイドＳ電流を安定化
したものも提案されているが、この方式にあっては、制
御素子での電力損失が避けられないとともに、フィード
バックループが形成されるためイグニッションノイズや
電波障害等の影響を受は易く、完全な信頼性は得難い。

本発明は前記事項に鑑みてなされたもので、第１に、電
磁ソレノイドの起動時の立ち上がり、及び解除時の立ち
下がりを迅速ならしめることができて、あわせて電力の
消費を低減できる弁装置の駆動方法及び駆動回路を提供
することを技術的課題とし、それに加えて、第２に、電
源電圧の変動によりソレノイド操作力が変動することの
ないようにした弁装置の駆動方法及び駆動回路を提供す
ることを技術的課題とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は前記技術的課題を解決するために、電磁ソレノ
イドＳで弁を作動させる弁装置の駆動方法として以下の
ような方法とした。

即ら、本発明の第１の方法は、電磁ソレノイドＳで弁を
作動させるにあたり、電磁ソレノイドＳを作動させるべ
き電源電圧にパルス変調をかけ、電磁ソレノイドＳの起
動時にはＯＮ状態のパルス信号を所定時間継続してその
間電源電圧が電磁ソレノイドＳに連続的に印加されるよ
うにする。次に、定常時には所定のソレノイド操作力が
得られるようパルス信号のデユーティ−比を１００％未
満に制御して電源電圧が電磁ソレノイドＳに断続的に印
加されるようにした方法である。

また、本発明の第２の方法は、第１の方法に加えて、起
動時におけるパルス０８時間と、定常時におけるパルス
デューティ−比とを電源電圧に応じて変化させるように
した方法である。

以上の発明方法を実現する弁装置の駆動回路は以下のよ
うな構成の回路である。　。

即ち、本発明の第１の駆動回路は、電磁ソレノイドＳの
起動時にＯＮ状態のパルス信号を所定時間継続して出力
するとともに、定常時にデユーティ−比１００％未満の
連続パルス信号を出力する基準波形生成部１を設けると
ともに、電源Ｂと電磁ソレノイドＳとの間に介挿され前
記基準波形生成部ｌからの出力信号により開閉制御され
て電源電圧をパルス変調するスイッチング部２を設けた
ものである。

また、本発明の第２の駆動回路は、第１の駆動回路に加
えて、Ｔｉ源電圧を検出する電源電圧検出ｊ１ζ３と、
この電源電圧検出部３で検出される電源電圧に応じて基
準波形生成部ｌから出力される起動時におけるパルス０
８時間と定常時におけるパルスデューティ−比を制御す
るパルス幅制御部４を設けたものである。

なお、本発明により駆動制御される電磁ソレノイドＳの
インピーダンスとしては２Ω以下、好ましくは０．５〜
１．５Ω　のものが適する。

〔作用〕

本発明の第１の方法にあっては、駆動信号かＯＮされた
起動時において、ＯＮ状態のパルス信号が所定時間出力
され、その間電源電圧がそのまま電磁ソレノイドＳに連
続的に印加される。このＯＮ状態が長い程ソレノイド電
流値は大きくなる。

次に、定常時には、所定のソレノイド操作力が得られる
ようパルスのデユーティ−比が１００％未満に制御され
る。従って、パルス信号の０Ｎ−ＯＦＦが繰り返され、
電磁ソレノイドＳには電源電圧が断続的に印加される。

その結果、定常時には起動時よりも平均値の低い電圧が
印加されて低い値の電流が電磁ソレノイドＳに流れる。

よって、電磁ソレノイドＳの起動時の立ち上がりは急峻
で、解除時の立ち下がりが迅速となる。

さらに、パルス幅変調により電力が制御されるため、熱
損失はなく、電磁ソレノイドＳが過熱することはない。

また、本発明の第２の方法にあっては、前記起動時のパ
ルス０８時間及び定常時のパルスデューティ−比が電源
電圧に応じて制御されるようになっているので、電源の
電圧変動により電磁ソレノイドＳの操作力が変動するこ
とはない。

以上の作用を弁装置の駆動回路について説明する。

まず、第１の駆動回路においては、弁を作動さＵ゛ろべ
き信号が基準波形生成部１に入力されると、基準波形生
成部１からはその起動時にＯＮ状態のパルス信号が所定
時間出力される。次に、定常時には所定のデユーティ−
比の連続パルス波形が出力される。これを受けてスイッ
チング部２かＯＮ・ＯＦＦ動作し、電源電圧がパルス変
調される。

これにより、先と同様に電磁ソレノイドＳはその立ち上
がり時と定常時の電力が適正に制御され、弁を正規のタ
イミングで制御できる。

また、第２の駆動回路においては、電源電圧検出部３は
電源Ｂの電圧を検出して、パルス幅制御部４にその検出
結果を出力する。そこで、パルス幅制御部４はこの検出
結果に基づき、基準波形生成部１から出力されるべき起
動時のパルス０８時間及び定常時のパルスデューティ−
比を変化させスイッチング部２の出力電力を制御し、電
源電圧が変動しても電磁ソレノイドＳの操作力が変動し
ないように一定に保つ。

〔実施例〕

本発明の実施例を第１図及び第２図に基づいて説明する
。

まず、回路構成例から説明すると、電磁ソレノイドＳは
図示しない弁を作動させて弁の流路を開状態らしくは閉
状態に保持するためのらのであり、この弁はブレーキ装
置用のものとなっている。そして、この電磁ソレノイド
ＳとしてはｌΩのものが使用されており、これはスイッ
チング部２を介してバッテリーによる電源Ｂに接続され
ている。

このスイッチング部２は基準波形生成部１の出力端に接
続され、基準波形生成部１からのパルス信号で開閉制御
されるようになっている。そして、スイッチング部２の
スイッチング動作により電源Ｂの電圧がパルス変調され
るようになっており、パルス幅が長いほど平均電圧が上
昇し大きな電流が流れるようになっている。

前記基準波形生成部１は起動時にＯＮ状態のパルス信号
を所定時間出力するように形成されている。また、電磁
ソレノイドＳが起動した後の定常時には１００％未満の
デユーティ−比の連続パルス波形を出力するようになっ
ている。そして、定常時におけろパルスデューティ−比
は電磁ソレノイ１’　Ｓに最終的に出力される電流値が
弁装置の弁を作動さＵ゛て開状態、もしくは、閉状態に
保持するのに必要最小限となるように設定される。

そして、起動時のパルスＯＮ時間と、定常時のパルスデ
ューティ−比とは基準波形生成部１に接続されたパルス
幅制御部４により可変制御される、にうになっている。

このパルス幅制御部４は、前記電源Ｂに接続された電源
電圧検出部３からの検出結果に応じて作動し、検出電圧
が高い時は、起動時のパルスＯＮ時間を短くするととも
に定常時のパルスデューティ−比を小さくし、検出電圧
が低い時は、起動時のパルスＯＮ時間を長くするよう制
御するとともに定常時のパルスデューティ−比を大きく
するよう制御ずろ。

そして、電源電圧が標準値である時における起動時のパ
ルスＯＮ時間、定常時のパルスデューティ−比は予め基
準値として図示しない記憶回路に記憶されており、この
基準値を標準として、パルスＯＮ時間の長短や、パルス
デューティ−比の大小を電源電圧値に応じて決定する。

この実施例で標準とすべきデユーティ−比は電源電圧が
＋２Ｖ、電磁ソレノイドＳのインピーダンスがｌΩの時
、３０％程度である。

以下、動作例を第２図（Ａ　）（Ｂ　）ととらに説明す
る。

まず、弁を作動さ什るべき駆動信号が基準波形生成部ｌ
に入力されると、基準波形生成部１からはＯＮ時間の長
いパルス信号Ｐ１が出力される。この区間ではパルスが
常時ＯＮであるため、スイッチング部２らＯＮのまま保
持され、よって、電源電圧もパルスのＯＮ時間中電磁ソ
レノイドＳに連続的に印加されるので、電磁ソレノイド
Ｓにはこれを起動するのに十分な電流が流れて急峻に立
ち上がり、弁を開動作もしくは閉動作させるまでの応答
遅れを短時間にできる。

次に、電磁ソレノイドＳか起動した後の定常時には基準
波形生成部ｌからは所定のデユーティ−比（Ｐ２／Ｐ２
＋　Ｐ３）Ｘ　１００％〕の連続パルス信号か出力され
る。

そして、この連続パルス信号に応じて、スイッチング部
２が０Ｎ−ＯＦＦ動作するので、電磁ソレノイドＳにも
電源電圧が断続的に印加されることとなり、電磁ソレノ
イドＳに流れる電流値もソレノイド操作力を保持するの
に必要最小限程に小さくなる。

従って、この時点で電磁ソレノイドＳの駆動信シ（をＯ
ＦＦにすると、ソレノイド電流が０になるまでの立ち下
がり時間が短くてすみ、弁も応答性よく閉弁もしくは開
弁する。

一方、電源電圧検出部３は電源Ｂの電圧を検出して、面
記基準波形生成部１に設けられたパルス幅制御部４にそ
の検出結果を出力する。基準波形生成部■はこれを受け
てパルス幅及び定常時のデユーティ−比を変化さ仕スイ
ッチング部２の出力電力を制御する。

即し、電源電圧が高い場合には第２図（Ａ）に示すよう
に、長いパルス幅の出力信号Ｐ１が比較的短く設定（５
ｍｓ）されるとともに、デユーティ−比〔（Ｐ２／　（
Ｐ２＋　Ｐ３））　Ｘ　１００％〕　が例えば１０％〜
３０％と標準より小さく設定される。

一方、電源電圧が低い場合には第２図（Ｂ）に示すよう
に、起動時に長いパルス幅の出力信号Ｐ１が比較的長く
設定（１ｏｍｓ）されるとともに、デユーティ−比（（
Ｐ２／　（Ｐ２＋　Ｐ３））　Ｘ　ｔｏｏ％〕が例えば
２０％〜６０％と標孕より大きく設定される。

このため、電磁ソレノイドＳに供給される電力は電源電
圧の高低に拘わらず略一定となる。そして、定常時の連
続パルス波形は前記したように所謂ＰＷＭ（パルス幅変
調）がかけられてそのデユーティ−比が制御され、電磁
ソレノイドＳに供給される電力（平均電力）は電源電圧
の高低に拘わらす略一定となり、安定した丈レノイド操
作力が得られる。

以上のように、電磁ソレノイドＳはその立ち上がり時と
定常時の電力が適正に制御され、弁を正規にほぼ近いタ
イミングで制御できる。またフィードバックループを持
たないため、イグニッションノイズや電波障害等によっ
て誤動作を生ずる虞れはない。

なお、以」二ここでは、本発明の第２の方法、第２の駆
動回路の実施例について説明したが、この実施例から電
源電圧検出部３とパルス幅制御部４とを省略すれば、第
１の方法、第１の駆動回路の実施例とすることができる
。その際、起動時におけろパルスＯＮ時間、定常時のパ
ルスデューティ−比は、予め最適な値に設定しておく。

〔発明の効果〕

本発明によれば、電磁ソレノイドの起動時にはＯＮ状態
のパルス信号を所定時間継続し、定常時には所定のソレ
ノイド操作力が得られるようパルスのデユーティ−比を
１００％未満に制御するもの−であるため、弁装置の立
ち上がり、及び解除時の立ち下がりを迅速ならしめるこ
とができる。

しかも、パルス幅変調により電力を制御するものである
から、熱損失はなく電力消費を低減できろとともに、電
磁ソレノイドが過熱する虞れもない。

そして、これら起動時のパルスＯＮ時間、及び定常時の
パルスデューティ−比を電源電圧に応じて可変制御する
ようにしたので、電源の電圧変動により電磁ソレノイド
の操作力が変動することはなく常に安定した弁操作を行
うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図（Ａ　）（Ｂ　）は本発明の実施例を
示し、第１図は基本的回路図、第２図（Ａ　）（Ｂ　）
はその動作原理を示すグラフ図、第３図及び第４図は従
来の弁装置の駆動回路を示し、第３図は回路図、第４図
はその動作を示すグラフ図である。Ｓ・・・電磁ソレノイド、Ｂ・・電源、１・・括準波形
生成部、２・・・スイッチング部、３・・・電源電圧検
出部、５・・・パルス幅制御部。特許出願人　　　　　　曙ブレーキ工業株式会社那４第３図第４図Ｎ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）電磁ソレノイドで弁を作動させるにあたり、電磁
ソレノイドを作動させるべき電源電圧にパルス変調をか
け、電磁ソレノイドの起動時にはＯＮ状態のパルス信号
を所定時間継続してその間電源電圧が電磁ソレノイドに
連続的に印加されるようにし、定常時には所定のソレノ
イド操作力が得られるようパルス信号のデューティー比
を１００％未満に制御して電源電圧が電磁ソレノイドに
断続的に印加されるようにすることを特徴とする弁装置
の駆動方法。
（２）電磁ソレノイドで弁を作動させるにあたり、電磁
ソレノイドを作動させるべき電源電圧にパルス変調をか
け、電磁ソレノイドの起動時にはＯＮ状態のパルス信号
を所定時間継続してその間電源電圧が電磁ソレノイドに
連続的に印加されるようにし、定常時には所定のソレノ
イド操作力が得られるようパルス信号のデューティー比
を１００％未満に制御して電源電圧が電磁ソレノイドに
断続的に印加されるようにし、さらに、これら起動時に
おけるパルスＯＮ時間と、定常時におけるパルスデュー
ティー比とを電源電圧に応じて変化させることを特徴と
する弁装置の駆動方法。
（３）電磁ソレノイドで弁を作動させる弁装置の駆動回
路において、起動時にＯＮ状態のパルス信号を所定時間
継続して出力するとともに定常時にデューティー比１０
０％未満の連続パルス信号を出力する基準波形生成部と
、電源と電磁ソレノイドとの間に介挿され前記基準波形
生成部からの出力信号により開閉制御されて電源電圧に
パルス変調を加えるスイッチング部とを備えたことを特
徴とする弁装置の駆動回路。
（４）電磁ソレノイドで弁を作動させる弁装置の駆動回
路において、起動時にＯＮ状態のパルス信号を所定時間
継続して出力するとともに定常時にデューティー比１０
０％未満の連続パルス信号を出力する基準波形生成部と
、電源と電磁ソレノイドとの間に介挿され前記基準波形
生成部からの出力信号により開閉制御されて電源電圧に
パルス変調を加えるスイッチング部と、電源電圧を検出
する電源電圧検出部と、この電源電圧検出部で検出され
る電源電圧に応じて基準波形生成部から出力される起動
時のパルスＯＮ時間と定常時のパルスデューティー比を
制御するパルス幅制御部とを備えたことを特徴とする弁
装置の駆動回路。