ブレーキ制御装置および電磁弁の作動判定方法
【課題】ブレーキ制御装置の作動流体通路に配設された電磁弁の作動状態を判定する。
【解決手段】ブレーキ制御装置は、車両の各車輪に対応して設けられるホイールシリンダに作動流体を供給して制動力を付与する。ホイールシリンダへの作動流体の流路には、ソレノイドとソレノイドへの電流の印加によって作動するプランジャとを有する電磁弁が配設される。電流指令部１０６は、プランジャを作動させるための起動電流を電源からソレノイドに供給する。電流計測部１０２は、ソレノイドを流れる電流値を計測する。バルブ作動判定部１０４は、ソレノイドへの電流の供給開始後、電流計測部１０２により計測された電流値が予め定められた値以上低下したとき、プランジャが作動したと判定する。プランジャが作動したと判定されたとき、電流指令部１０６は、起動電流よりも電流値の低い保持電流をソレノイドに供給する。
【解決手段】ブレーキ制御装置は、車両の各車輪に対応して設けられるホイールシリンダに作動流体を供給して制動力を付与する。ホイールシリンダへの作動流体の流路には、ソレノイドとソレノイドへの電流の印加によって作動するプランジャとを有する電磁弁が配設される。電流指令部１０６は、プランジャを作動させるための起動電流を電源からソレノイドに供給する。電流計測部１０２は、ソレノイドを流れる電流値を計測する。バルブ作動判定部１０４は、ソレノイドへの電流の供給開始後、電流計測部１０２により計測された電流値が予め定められた値以上低下したとき、プランジャが作動したと判定する。プランジャが作動したと判定されたとき、電流指令部１０６は、起動電流よりも電流値の低い保持電流をソレノイドに供給する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のブレーキ制御装置に関し、より詳細にはブレーキ制御装置に配設される電磁弁の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両における制動装置として、車両の走行状況に応じて最適な制動力を車両に与えるよう各車輪の制動力を制御する電子制御ブレーキシステムが多く採用されている。このような電子制御ブレーキシステムは、作動流体の流路に複数の電磁弁を備えている。
【０００３】
電磁弁は、ソレノイドを備えており、ソレノイドに供給する電流を制御することによって弁の開状態と閉状態とを切り替えることができる。電磁弁は、起動時には電流値が大きい起動電流を必要とするが、一旦駆動された後は、起動電流よりも電流値が小さい保持電流を供給することで、駆動状態を維持することができる。
【０００４】
特許文献１では、電磁弁に対して起動電流を供給した後、保持状態のときは起動電流よりも電流値の低い保持電流に切り替えるブレーキ制御装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２３０４３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の技術では、電磁弁が作動を開始する起動電流を学習し、その起動電流のソレノイドへの通電時間に基づき電磁弁の作動を推定している。しかしながら、このような推定方法を用いると、実際の電磁弁の作動完了を直接的には観測できないので、作動完了後も起動電流を流し続けている可能性がある。起動電流が余分な時間だけ流れるほど、電磁弁の消費電力は増大する。
【０００７】
ハイブリッド車などに搭載される電子制御ブレーキシステムでは、ブレーキアクチュエータに複数の電磁弁を使用しており、ドライバーによるブレーキ操作のたびにこれら複数の電磁弁を駆動する必要がある。個々の電磁弁の消費電力が大きくなると、複数の電磁弁に電力を供給する電源装置も、容量の大きなものが必要になる。また、電磁弁の容積のうち多くの割合を占めているソレノイドにおいても、消費電力が大きくなるとサイズの大きなものを使用する必要がある上、電磁弁の発熱問題も生じる。これらは、電子制御ブレーキシステムの小型軽量化にあたり大きな課題となっている。
【０００８】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、ブレーキ制御装置の作動流体の流路に配設される電磁弁の作動判定を早期にかつ確実に行える技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のある態様は、車両の各車輪に対応して設けられるホイールシリンダに作動流体を供給して制動力を付与するブレーキ制御装置である。この装置は、ホイールシリンダへの作動流体の流路に設けられ、ソレノイドと該ソレノイドへの電流の印加によって作動するプランジャとを有する電磁弁と、前記プランジャを作動させるための起動電流を電源から前記ソレノイドに供給する電流指令部と、前記ソレノイドを流れる電流値を計測する計測部と、前記ソレノイドへの電流の供給開始後、前記計測部により計測された電流値が予め定められた値以上低下したとき、前記プランジャが作動したと判定する作動判定部と、を備える。
【００１０】
電磁弁では、ソレノイドへの起動電流の供給によりプランジャが作動し、ソレノイド内部にプランジャが進入することでソレノイドのインダクタンスが変化するため、ソレノイドを流れる電流値が一旦低下する。この態様によると、上記の電流値の低下を検出することによって、追加のセンサを用いることなく、プランジャの作動を確認することができる。
【００１１】
前記作動判定部により前記プランジャが作動したと判定されたとき、前記電流指令部は、前記起動電流よりも電流値の低い保持電流を前記ソレノイドに供給してもよい。これによると、プランジャの作動完了を確認後直ちに起動用電流から保持用電流に切り替えられるため、ソレノイドにおける消費電流が低減され、省電力化が可能となる。
【００１２】
電源電圧が所定のしきい値以上であるかを判定する電源監視部と、電源電圧がしきい値を下回ったとき、前記作動判定部による前記プランジャの作動判定の代わりに、前記ソレノイドに対する起動電流の通電時間に基づき前記プランジャが作動したか否かを判定する通電時間測定部と、をさらに備えてもよい。電源電圧の変動があったときは、電源電圧低下によるソレノイド電流値の低下と、インダクタンス成分の増加によるソレノイド電流値の低下の判別が困難であるため、バルブ動作の誤判定をするおそれがある。そこで、電源電圧低下時には起動電流の通電時間でプランジャ動作の推定をすることで、作動状態の誤判定を防止することができる。
【００１３】
本発明の別の態様は、電磁弁の作動判定方法である。この方法は、車両の各車輪に対応して設けられるホイールシリンダに作動流体を供給して制動力を付与するブレーキ制御装置において、ソレノイドと該ソレノイドへの電流の印加によって作動するプランジャとを有する電磁弁が前記ホイールシリンダへの作動流体の流路に設けられているとき、前記プランジャを作動させるための起動電流を電源から前記ソレノイドに供給し、前記ソレノイドを流れる電流値を計測し、前記ソレノイドへの電流の供給開始後、計測された電流値が予め定められた値以上低下したとき、前記プランジャが作動したと判定することを含む。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ブレーキ制御装置の作動流体の流路に配設される電磁弁の作動判定を早期にかつ確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係るブレーキ制御装置を示す系統図である。
【図２】一実施形態に係るブレーキ制御装置の電磁弁駆動回路を示す図である。
【図３】ブレーキＥＣＵからの指令、電磁弁のプランジャの作動、ソレノイドのインダクタンス、およびソレノイドを流れる電流のタイミングチャートである。
【図４】ブレーキＥＣＵのうち、一実施形態に係る電磁弁の作動判定に関与する部分の機能ブロック図である。
【図５】一実施形態による電磁弁作動判定を示すフローチャートである。
【図６】（ａ）、（ｂ）は、従来の電磁弁の作動判定方法と本実施形態による電磁弁の作動判定方法とを比較する図である。
【図７】電磁弁作動判定の一変形例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本発明の一実施形態に係るブレーキ制御装置２０を示す系統図である。同図に示されるブレーキ制御装置２０は、車両用の電子制御式ブレーキシステム（ＥＣＢ）を構成しており、車両に設けられた４つの車輪に付与される制動力を制御する。
【００１８】
ブレーキ制御装置２０は、図１に示されるように、車輪（図示せず）ごとに設けられた制動力付与機構としてのディスクブレーキユニット２１ＦＲ，２１ＦＬ、２１ＲＲおよび２１ＲＬと、マスタシリンダユニット１０と、動力液圧源３０と、液圧アクチュエータ４０とを含む。
【００１９】
ディスクブレーキユニット２１ＦＲ，２１ＦＬ、２１ＲＲおよび２１ＲＬは、車両の右前輪、左前輪、右後輪、および左後輪のそれぞれに制動力を付与する。マニュアル液圧源としてのマスタシリンダユニット１０は、ブレーキ操作部材としてのブレーキペダル２４のドライバーによる操作量に応じて加圧されたブレーキフルードをディスクブレーキユニット２１ＦＲ〜２１ＲＬに対して送出する。動力液圧源３０は、動力の供給により加圧された作動流体としてのブレーキフルードを、ドライバーによるブレーキペダル２４の操作から独立してディスクブレーキユニット２１ＦＲ〜２１ＲＬに対して送出することが可能である。液圧アクチュエータ４０は、動力液圧源３０またはマスタシリンダユニット１０から供給されたブレーキフルードの液圧を適宜調整してディスクブレーキユニット２１ＦＲ〜２１ＲＬに送出する。これにより、液圧制動による各車輪に対する制動力が調整される。本実施形態においては、動力液圧源３０および液圧アクチュエータ４０を含んで、ホイールシリンダ圧制御系統が構成される。
【００２０】
ディスクブレーキユニット２１ＦＲ〜２１ＲＬ、マスタシリンダユニット１０、動力液圧源３０、および液圧アクチュエータ４０のそれぞれについて以下でさらに詳しく説明する。各ディスクブレーキユニット２１ＦＲ〜２１ＲＬは、それぞれブレーキディスク２２とブレーキキャリパに内蔵されたホイールシリンダ２３ＦＲ〜２３ＲＬを含む。そして、各ホイールシリンダ２３ＦＲ〜２３ＲＬは、それぞれ異なる流体通路を介して液圧アクチュエータ４０に接続されている。なお以下では適宜、ホイールシリンダ２３ＦＲ〜２３ＲＬを総称して「ホイールシリンダ２３」という。
【００２１】
ディスクブレーキユニット２１ＦＲ〜２１ＲＬにおいては、ホイールシリンダ２３に液圧アクチュエータ４０からブレーキフルードが供給されると、車輪と共に回転するブレーキディスク２２に摩擦部材としてのブレーキパッドが押し付けられる。これにより、各車輪に制動力が付与される。なお、本実施形態においてはディスクブレーキユニット２１ＦＲ〜２１ＲＬを用いているが、例えばドラムブレーキ等のホイールシリンダ２３を含む他の制動力付与機構を用いてもよい。
【００２２】
マスタシリンダユニット１０は、本実施形態では液圧ブースタ付きマスタシリンダであり、液圧ブースタ３１、マスタシリンダ３２、レギュレータ３３、およびリザーバ３４を含む。液圧ブースタ３１は、ブレーキペダル２４に連結されており、ブレーキペダル２４に加えられたペダル踏力を増幅してマスタシリンダ３２に伝達する。動力液圧源３０からレギュレータ３３を介して液圧ブースタ３１にブレーキフルードが供給されることにより、ペダル踏力は増幅される。そして、マスタシリンダ３２は、ペダル踏力に対して所定の倍力比を有するマスタシリンダ圧を発生する。
【００２３】
マスタシリンダ３２とレギュレータ３３との上部には、ブレーキフルードを貯留するリザーバ３４が配置されている。マスタシリンダ３２は、ブレーキペダル２４の踏み込みが解除されているときにリザーバ３４と連通する。一方、レギュレータ３３は、リザーバ３４と動力液圧源３０のアキュムレータ３５との双方と連通しており、リザーバ３４を低圧源とすると共に、アキュムレータ３５を高圧源とし、マスタシリンダ圧とほぼ等しい液圧を発生する。レギュレータ３３における液圧を以下では適宜、「レギュレータ圧」という。
【００２４】
動力液圧源３０は、アキュムレータ３５およびポンプ３６を含む。アキュムレータ３５は、ポンプ３６により昇圧されたブレーキフルードの圧力エネルギを窒素等の封入ガスの圧力エネルギ、例えば１４〜２２ＭＰａ程度に変換して蓄えるものである。ポンプ３６は、駆動源としてモータ３６ａを有し、その吸込口がリザーバ３４に接続される一方、その吐出口がアキュムレータ３５に接続される。また、アキュムレータ３５は、マスタシリンダユニット１０に設けられたリリーフバルブ３５ａにも接続されている。アキュムレータ３５におけるブレーキフルードの圧力が異常に高まって例えば２５ＭＰａ程度になると、リリーフバルブ３５ａが開弁し、高圧のブレーキフルードはリザーバ３４へと戻される。
【００２５】
上述のように、ブレーキ制御装置２０は、ホイールシリンダ２３に対するブレーキフルードの供給源として、マスタシリンダ３２、レギュレータ３３およびアキュムレータ３５を有している。そして、マスタシリンダ３２にはマスタ配管３７が、レギュレータ３３にはレギュレータ配管３８が、アキュムレータ３５にはアキュムレータ配管３９が接続されている。これらのマスタ配管３７、レギュレータ配管３８およびアキュムレータ配管３９は、それぞれ液圧アクチュエータ４０に接続される。
【００２６】
液圧アクチュエータ４０は、複数の流路が形成されるアクチュエータブロックと、複数の電磁弁を含む。アクチュエータブロックに形成された流路には、個別流路４１、４２，４３および４４と、主流路４５とが含まれる。個別流路４１〜４４は、それぞれ主流路４５から分岐されて、対応するディスクブレーキユニット２１ＦＲ、２１ＦＬ，２１ＲＲ，２１ＲＬのホイールシリンダ２３ＦＲ、２３ＦＬ，２３ＲＲ，２３ＲＬに接続されている。これにより、各ホイールシリンダ２３は主流路４５と連通可能となる。
【００２７】
また、個別流路４１，４２，４３および４４の中途には、ＡＢＳ保持弁５１，５２，５３および５４が設けられている。各ＡＢＳ保持弁５１〜５４は、ＯＮ／ＯＦＦ制御されるソレノイドおよびスプリングをそれぞれ有しており、いずれもソレノイドが非通電状態にある場合に開とされる常開型電磁弁である。開状態とされた各ＡＢＳ保持弁５１〜５４は、ブレーキフルードを双方向に流通させることができる。つまり、主流路４５からホイールシリンダ２３へとブレーキフルードを流すことができるとともに、逆にホイールシリンダ２３から主流路４５へもブレーキフルードを流すことができる。ソレノイドに通電されて各ＡＢＳ保持弁５１〜５４が閉弁されると、個別流路４１〜４４におけるブレーキフルードの流通は遮断される。
【００２８】
さらに、ホイールシリンダ２３は、個別流路４１〜４４にそれぞれ接続された減圧用流路４６，４７，４８および４９を介してリザーバ流路５５に接続されている。減圧用流路４６，４７，４８および４９の中途には、ＡＢＳ減圧弁５６，５７，５８および５９が設けられている。各ＡＢＳ減圧弁５６〜５９は、ＯＮ／ＯＦＦ制御されるソレノイドおよびスプリングをそれぞれ有しており、いずれもソレノイドが非通電状態にある場合に閉とされる常閉型電磁弁である。各ＡＢＳ減圧弁５６〜５９が閉状態であるときには、減圧用流路４６〜４９におけるブレーキフルードの流通は遮断される。ソレノイドに通電されて各ＡＢＳ減圧弁５６〜５９が開弁されると、減圧用流路４６〜４９におけるブレーキフルードの流通が許容され、ブレーキフルードがホイールシリンダ２３から減圧用流路４６〜４９およびリザーバ流路５５を介してリザーバ３４へと還流する。なお、リザーバ流路５５は、リザーバ配管７７を介してマスタシリンダユニット１０のリザーバ３４に接続されている。
【００２９】
主流路４５は、中途に分離弁６０を有する。この分離弁６０により、主流路４５は、個別流路４１および４２と接続される第１流路４５ａと、個別流路４３および４４と接続される第２流路４５ｂとに区分けされている。第１流路４５ａは、個別流路４１および４２を介して前輪側のホイールシリンダ２３ＦＲおよび２３ＦＬに接続され、第２流路４５ｂは、個別流路４３および４４を介して後輪側のホイールシリンダ２３ＲＲおよび２３ＲＬに接続される。
【００３０】
分離弁６０は、ＯＮ／ＯＦＦ制御されるソレノイドおよびスプリングを有しており、ソレノイドが非通電状態にある場合に閉とされる常閉型電磁弁である。分離弁６０が閉状態であるときには、主流路４５におけるブレーキフルードの流通は遮断される。ソレノイドに通電されて分離弁６０が開弁されると、第１流路４５ａと第２流路４５ｂとの間でブレーキフルードを双方向に流通させることができる。
【００３１】
また、液圧アクチュエータ４０においては、主流路４５に連通するマスタ流路６１およびレギュレータ流路６２が形成されている。より詳細には、マスタ流路６１は、主流路４５の第１流路４５ａに接続されており、レギュレータ流路６２は、主流路４５の第２流路４５ｂに接続されている。また、マスタ流路６１は、マスタシリンダ３２と連通するマスタ配管３７に接続される。レギュレータ流路６２は、レギュレータ３３と連通するレギュレータ配管３８に接続される。
【００３２】
マスタ流路６１は、中途にマスタカット弁６４を有する。マスタカット弁６４は、ＯＮ／ＯＦＦ制御されるソレノイドおよびスプリングを有しており、ソレノイドが非通電状態にある場合に開とされる常開型電磁弁である。開状態とされたマスタカット弁６４は、マスタシリンダ３２と主流路４５の第１流路４５ａとの間でブレーキフルードを双方向に流通させることができる。ソレノイドに通電されてマスタカット弁６４が閉弁されると、マスタ流路６１におけるブレーキフルードの流通は遮断される。
【００３３】
また、マスタ流路６１には、マスタカット弁６４よりも上流側において、シミュレータカット弁６８を介してストロークシミュレータ６９が接続されている。すなわち、シミュレータカット弁６８は、マスタシリンダ３２とストロークシミュレータ６９とを接続する流路に設けられている。シミュレータカット弁６８は、ＯＮ／ＯＦＦ制御されるソレノイドおよびスプリングを有しており、ソレノイドが非通電状態にある場合に閉とされる常閉型電磁弁である。シミュレータカット弁６８が閉状態であるときには、マスタ流路６１とストロークシミュレータ６９との間のブレーキフルードの流通は遮断される。ソレノイドに通電されてシミュレータカット弁６８が開弁されると、マスタシリンダ３２とストロークシミュレータ６９との間でブレーキフルードを双方向に流通させることができる。
【００３４】
ストロークシミュレータ６９は、複数のピストンやスプリングを含むものであり、シミュレータカット弁６８の開放時にドライバーによるブレーキペダル２４の踏力に応じた反力を創出する。ストロークシミュレータ６９としては、ドライバーによるブレーキ操作のフィーリングを向上させるために、多段のバネ特性を有するものが採用されると好ましく、本実施形態のストロークシミュレータ６９は多段のバネ特性を有する。
【００３５】
レギュレータ流路６２は、中途にレギュレータカット弁６５を有する。レギュレータカット弁６５も、ＯＮ／ＯＦＦ制御されるソレノイドおよびスプリングを有しており、ソレノイドが非通電状態にある場合に開とされる常開型電磁弁である。開状態とされたレギュレータカット弁６５は、レギュレータ３３と主流路４５の第２流路４５ｂとの間でブレーキフルードを双方向に流通させることができる。ソレノイドに通電されてレギュレータカット弁６５が閉弁されると、レギュレータ流路６２におけるブレーキフルードの流通は遮断される。
【００３６】
本実施形態においては上述のように、マスタシリンダユニット１０のマスタシリンダ３２は、次の各要素を含んで構成される第１の系統により前輪側のホイールシリンダ２３ＦＲおよび２３ＦＬに連通される。第１の系統は、マスタ配管３７、マスタ流路６１、マスタカット弁６４、主流路４５の第１流路４５ａ、個別流路４１および４２、ＡＢＳ保持弁５１および５２を含んで構成される。また、マスタシリンダユニット１０の液圧ブースタ３１およびレギュレータ３３は、次の各要素を含んで構成される第２の系統により後輪側のホイールシリンダ２３ＲＲおよび２３ＲＬに連通される。第２の系統は、レギュレータ配管３８、レギュレータ流路６２、レギュレータカット弁６５、主流路４５の第２流路４５ｂ、個別流路４３および４４、ＡＢＳ保持弁５３および５４を含んで構成される。
【００３７】
よって、ドライバーによるブレーキ操作量に応じて加圧されたマスタシリンダユニット１０における液圧は、第１の系統を介して前輪側のホイールシリンダ２３ＦＲおよび２３ＦＬに伝達される。また、後輪側のホイールシリンダ２３ＲＲおよび２３ＲＬへは、第２の系統を介してマスタシリンダユニット１０における液圧が伝達される。これにより、ドライバーのブレーキ操作量に応じた制動力を各ホイールシリンダ２３に発生させることができる。
【００３８】
液圧アクチュエータには、マスタ流路６１およびレギュレータ流路６２に加えて、アキュムレータ流路６３も形成されている。アキュムレータ流路６３の一端は、主流路４５の第２流路４５ｂに接続され、他端は、アキュムレータ３５と連通するアキュムレータ配管３９に接続される。
【００３９】
アキュムレータ流路６３は、中途に増圧リニア制御弁６６を有する。また、アキュムレータ流路６３および主流路４５の第２流路４５ｂは、減圧リニア制御弁６７を介してリザーバ流路５５に接続されている。増圧リニア制御弁６６と減圧リニア制御弁６７とは、それぞれリニアソレノイドおよびスプリングを有しており、いずれもソレノイドが非通電状態にある場合に閉とされる常閉型電磁弁である。増圧リニア制御弁６６および減圧リニア制御弁６７は、それぞれのソレノイドに供給される電流に比例して弁の開度が調整される。
【００４０】
増圧リニア制御弁６６は、各車輪に対応して複数設けられた各ホイールシリンダ２３に対して共通の増圧用制御弁として設けられている。また、減圧リニア制御弁６７も同様に、各ホイールシリンダ２３に対して共通の減圧用制御弁として設けられている。つまり、本実施形態においては、増圧リニア制御弁６６および減圧リニア制御弁６７は、動力液圧源３０から送出される作動流体を各ホイールシリンダ２３へ給排制御する１対の共通の制御弁として設けられている。
【００４１】
なお、ここで、増圧リニア制御弁６６の出入口間の差圧は、アキュムレータ３５におけるブレーキフルードの圧力と主流路４５におけるブレーキフルードの圧力との差圧に対応し、減圧リニア制御弁６７の出入口間の差圧は、主流路４５におけるブレーキフルードの圧力とリザーバ３４におけるブレーキフルードの圧力との差圧に対応する。また、増圧リニア制御弁６６および減圧リニア制御弁６７のリニアソレノイドへの供給電力に応じた電磁駆動力をＦ１とし、スプリングの付勢力をＦ２とし、増圧リニア制御弁６６および減圧リニア制御弁６７の出入口間の差圧に応じた差圧作用力をＦ３とすると、Ｆ１＋Ｆ３＝Ｆ２という関係が成立する。したがって、増圧リニア制御弁６６および減圧リニア制御弁６７のリニアソレノイドへの供給電力を連続的に制御することにより、増圧リニア制御弁６６および減圧リニア制御弁６７の出入口間の差圧を制御することができる。
【００４２】
本実施形態においては、動力液圧源３０、増圧リニア制御弁６６および減圧リニア制御弁６７を含んで圧力制御機構が構成される。圧力制御機構を動作させることによりホイールシリンダ２３の液圧が制御される。増圧リニア制御弁６６と減圧リニア制御弁６７との間に主流路４５の第２流路４５ｂが連通されているので、圧力制御機構は、分離弁６０の開閉に関わらず後輪側のホイールシリンダ２３ＲＲおよび２３ＲＬの液圧を制御することができる。分離弁６０が開状態であれば、圧力制御機構を動作させることにより全てのホイールシリンダ２３の液圧を制御することができる。
【００４３】
ブレーキ制御装置２０において、動力液圧源３０および液圧アクチュエータ４０は、本実施形態における制御手段としてのブレーキＥＣＵ７０により制御される。ブレーキＥＣＵ７０は、ＣＰＵを含むマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に各種プログラムを記憶するＲＯＭ、データを一時的に記憶するＲＡＭ、入出力ポートおよび通信ポート等を備える。そして、ブレーキＥＣＵ７０は、上位のハイブリッドＥＣＵ（図示せず）などと通信可能であり、ハイブリッドＥＣＵからの制御信号や、各種センサからの信号に基づいて動力液圧源３０のポンプ３６や、液圧アクチュエータ４０を構成する電磁弁５１〜５４，５６〜５９，６０，６４〜６８を制御して、ブレーキ制御を実行可能である。
【００４４】
また、ブレーキＥＣＵ７０には、レギュレータ圧センサ７１、アキュムレータ圧センサ７２、および制御圧センサ７３が接続される。レギュレータ圧センサ７１は、レギュレータカット弁６５の上流側でレギュレータ流路６２内のブレーキフルードの圧力、すなわちレギュレータ圧を検知し、検知した値を示す信号をブレーキＥＣＵ７０に与える。アキュムレータ圧センサ７２は、増圧リニア制御弁６６の上流側でアキュムレータ流路６３内のブレーキフルードの圧力、すなわちアキュムレータ圧を検知し、検知した値を示す信号をブレーキＥＣＵ７０に与える。制御圧センサ７３は、主流路４５の第１流路４５ａ内のブレーキフルードの圧力を検知し、検知した値を示す信号をブレーキＥＣＵ７０に与える。各圧力センサ７１〜７３の検出値は、所定時間おきにブレーキＥＣＵ７０に順次与えられ、ブレーキＥＣＵ７０の所定の記憶領域に所定量ずつ格納保持される。
【００４５】
分離弁６０が開状態とされて主流路４５の第１流路４５ａと第２流路４５ｂとが互いに連通している場合、制御圧センサ７３の出力値は、増圧リニア制御弁６６の低圧側の液圧を示すと共に減圧リニア制御弁６７の高圧側の液圧を示すので、この出力値を増圧リニア制御弁６６および減圧リニア制御弁６７の制御に利用することができる。また、増圧リニア制御弁６６および減圧リニア制御弁６７が閉鎖されていると共に、マスタカット弁６４が開状態とされている場合、制御圧センサ７３の出力値は、マスタシリンダ圧を示す。さらに、分離弁６０が開放されて主流路４５の第１流路４５ａと第２流路４５ｂとが互いに連通しており、各ＡＢＳ保持弁５１〜５４が開放される一方、各ＡＢＳ減圧弁５６〜５９が閉鎖されている場合、制御圧センサの７３の出力値は、各ホイールシリンダ２３に作用する作動流体圧、すなわちホイールシリンダ圧を示す。
【００４６】
さらに、ブレーキＥＣＵ７０に接続されるセンサには、ブレーキペダル２４に設けられたストロークセンサ２５も含まれる。ストロークセンサ２５は、ブレーキペダル２４の操作量としてのペダルストロークを検知し、検知した値を示す信号をブレーキＥＣＵ７０に与える。ストロークセンサ２５の出力値も、所定時間おきにブレーキＥＣＵ７０に順次与えられ、ブレーキＥＣＵ７０の所定の記憶領域に所定量ずつ格納保持される。なお、ストロークセンサ２５以外のブレーキ操作状態検出手段をストロークセンサ２５に加えて、あるいは、ストロークセンサ２５に代えて設け、ブレーキＥＣＵ７０に接続してもよい。ブレーキ操作状態検出手段としては、例えば、ブレーキペダル２４の操作力を検出するペダル踏力センサや、ブレーキペダル２４が踏み込まれたことを検出するブレーキスイッチなどがある。
【００４７】
ドライバーによってブレーキペダル２４が踏み込まれると、ブレーキＥＣＵ７０は、ペダルストロークとマスタシリンダ圧とから車両の目標減速度を算出する。そして、ブレーキＥＣＵ７０は、算出した目標減速度に基づいてホイールシリンダ２３の目標液圧を算出し、ホイールシリンダ圧が目標液圧になるように増圧リニア制御弁６６や減圧リニア制御弁６７に対する供給電流の値を決定する。その結果、ブレーキ制御装置２０においては、動力液圧源３０から増圧リニア制御弁６６を介してブレーキフルードが各ホイールシリンダ２３に供給されて各車輪に制動力が付与される。なお、このとき、ブレーキＥＣＵ７０は、分離弁６０を開状態として動力液圧源３０からのブレーキフルードが前輪側に供給されるようにする一方、マスタカット弁６４およびレギュレータカット弁６５を閉状態とし、マスタシリンダ３２およびレギュレータ３３から送出されるブレーキフルードが主流路４５へ供給されないようにする。
【００４８】
図２は、本実施形態に係るブレーキ制御装置２０の電磁弁駆動回路を示す。直流電源装置（バッテリ）９６は、ブレーキ制御装置２０の複数の電磁弁を駆動するための電源装置である。直流電源装置９６は、フィルタ９２、ソレノイドリレー９４等の電子部品を介して複数の電磁弁駆動回路に電流を供給する。フィルタ９２を通過し、ノイズ成分が除去された電流は、電源線９９を介して並列につながれた複数の電磁弁駆動回路へと流れる。図２では、一つの電磁弁駆動回路８８について示し、他の電磁弁駆動回路については図示を省略している。
【００４９】
電磁弁駆動回路８８は、ブレーキＥＣＵ７０からの制御信号によって、電磁弁のソレノイド９０に供給する電流を制御する。電磁弁駆動回路８８は、Ｐチャネル型のＦＥＴ８０と、Ｎチャネル型のＦＥＴ８２と、フライホイールダイオード８４と、電流検出抵抗８６と、を備える。
【００５０】
ＦＥＴ８０のソース端子は、電源線９９に接続されている。ＦＥＴ８０のゲート端子は、制御信号線９７を介してブレーキＥＣＵ７０に接続されている。ＦＥＴ８０のドレイン端子と、ＦＥＴ８２のドレイン端子との間には、ソレノイド９０が接続されている。また、ＦＥＴ８０のドレイン端子には、フライホイールダイオード８４のカソード端子が接続されており、フライホイールダイオード８４のアノード端子は接地されている。ＦＥＴ８２のゲート端子は、制御信号線９８を介してブレーキＥＣＵ７０に接続されている。ＦＥＴ８２のソース端子には、電流検出抵抗８６の一方の端子が接続され、電流検出抵抗８６の他方の端子は接地されている。また、ＦＥＴ８２のソース端子は、電流モニタ線９５を介してブレーキＥＣＵ７０に接続されている。
【００５１】
電磁弁は、バルブ作動することでエアギャップがなくなり透磁率が大きくなるので、作動後にプランジャを保持するために必要な電流は小さくなる。言い換えると、電磁弁は、起動時には電流値が大きい起動電流を必要とするが、一旦駆動された後は、起動電流よりも電流値が小さい保持電流を供給することで、駆動状態を維持することができる。電磁弁の状態に応じて供給する電流を変化させることで、消費電流と発熱を低減することができる。本実施形態において、ブレーキＥＣＵ７０は、ＰＷＭデューティ制御によりＦＥＴ８０のゲート端子に供給する制御信号のデューティ比を変化させ、電磁弁のソレノイド９０に供給する電流Ｉを制御することができる。
【００５２】
ブレーキ制御装置２０において、ブレーキＥＣＵ７０は、ブレーキ操作がなされた際に複数の電磁弁に対してそれぞれ異なるタイミングで電流の供給を開始するように構成されている。また、ブレーキＥＣＵ７０は、複数の電磁弁のそれぞれに対し、電磁弁を起動させるための起動電流を供給した後に起動電流より電流値の低い保持電流に切り替える制御を行っており、一つの電磁弁に供給する電流を起動電流から保持電流に切り替えた後に、次の電磁弁に対して起動電流の供給を開始する。
【００５３】
一般に、電磁弁は、ソレノイド９０と、ソレノイドの内部を長手方向に移動可能に配置されたプランジャ（図示せず）とから構成される。ソレノイドに起動電流以上の電流を印加すると、ソレノイドの磁力によりプランジャがソレノイド内に引き寄せられる。図１に表われる電磁弁は全て２ポジションバルブであり、このプランジャが移動することで弁が配設された流路を開閉するように構成されている。このような電磁弁の構成および動作は周知であるから、本明細書ではこれ以上の詳細な記載は省略する。
【００５４】
なお、電磁弁には、常開と常閉の二つの種類があるが、これは電流を印加していない状態にあるときプランジャに付与されている付勢力によって開弁または閉弁されていることを表しており、電磁弁の駆動状態とは別のものである。以下の記載では、電磁弁が常開であるか常閉であるかに関わらず、ソレノイドに電流が印加されてプランジャが完全に移動したときを電磁弁またはプランジャが「作動」したといい、ソレノイドに電流が印加されておらずプランジャがソレノイド外にあるときを、電磁弁またはプランジャが「非作動」であるという。つまり、常開弁であれば電磁弁の作動時には閉弁され、常閉弁であれば、電磁弁の作動時には開弁されることになる。
【００５５】
図３は、（ａ）ブレーキＥＣＵからの指令、（ｂ）プランジャの作動、（ｃ）ソレノイドのインダクタンス、および（ｄ）ソレノイドを流れる電流のタイミングチャートである。図示するように、ブレーキＥＣＵ７０から起動電流を印加する指令が時刻ｔ１でなされたとする。このとき、プランジャはｔ１で直ちに作動するわけではなく、時間をおいて例えば時刻ｔ３で作動状態になる。上述の特許文献１のような従来技術では、ＥＣＵの指令に応じて実際にプランジャが作動したか否かを判別するために、ソレノイドを流れる起動電流の通電時間を測定するなどしていた。これに対し、本願発明者は、ソレノイドを流れる電流が、電流の印加開始から起動電流値に到達する前に一旦低下することに着目した。この電流の低下は、プランジャがソレノイド内部に移動することで磁束が増加し、ソレノイドのインダクタンスが増加するために生じる現象であることが実験によって確かめられた。
【００５６】
そこで、本実施形態では、ブレーキＥＣＵ７０による電磁弁のオン指令後に、ソレノイドを流れる電流の低下を監視することで、電磁弁のプランジャの作動タイミングを検出するようにした。
【００５７】
図４は、ブレーキＥＣＵ７０のうち、本実施形態に係る電磁弁の作動判定に関与する部分の機能ブロック図である。ここに示す各ブロックは、ハードウェア的には、コンピュータのＣＰＵやメモリをはじめとする素子や機械装置で実現でき、ソフトウェア的にはコンピュータプログラム等によって実現されるが、ここでは、それらの連携によって実現される機能ブロックとして描いている。したがって、これらの機能ブロックはハードウェア、ソフトウェアの組合せによっていろいろなかたちで実現できることは、当業者には理解されるところである。
【００５８】
電流計測部１０２は、ソレノイド９０を流れる電流値を測定する。電流指令部１０６は、プランジャを作動させるための起動電流を電源からソレノイド９０に供給する。ここで、「起動電流」とはソレノイド作動開始時に必要な電流（例えば、１．５Ａ）である。
【００５９】
バルブ作動判定部１０４は、ソレノイド９０への電流付与開始後の過渡状態において、つまり起動電流に到達するまでの間に、電流計測部１０２により測定された電流値が予め定められた値α以上低下したとき、プランジャが作動したと判定する。予め定められた値αは、実験に基づき、例えば起動電流の何％のように規定してもよいし、何アンペアのように規定してもよい。または、プランジャがソレノイド内に進入するときのインダクタンスの増分から予想される電流低下量に設定してもよい。
【００６０】
バルブ作動判定部１０４によりプランジャが作動したと判定されたとき、電流指令部１０６は、起動電流よりも電流値の低い保持電流を供給する。保持電流とは、ソレノイドの保持時（オン継続時）に必要な電流（例えば０．８Ａ）である。
【００６１】
電源監視部１０８は、直流電源装置９６の電圧（以下、「電源電圧」という）が所定のしきい値以上であるかを判定する。このしきい値は、例えば直流電源装置が仕様通りの性能を発揮できる電圧に設定される。
【００６２】
通電時間測定部１１０は、電源電圧がしきい値を下回ったとき、バルブ作動判定部１０４によるプランジャの作動判定の代わりに、ソレノイド９０に対する起動電流の通電時間に基づきプランジャの作動を判定する。プランジャが作動したと判定されたとき、電流指令部１０６は、起動電流よりも電流値の低い保持電流を供給する。
【００６３】
図５は、本実施形態による電磁弁作動判定を示すフローチャートである。ドライバーによるブレーキ操作に応じてブレーキＥＣＵ７０から電磁弁オンの指令があると、電流指令部はソレノイドに対する起動電流の供給を開始する（Ｓ１０）。電流計測部１０２は、ソレノイド９０を流れる電流値を計測する（Ｓ１２）。バルブ作動判定部１０４は、起動電流のＰＷＭデューティ制御がオンになっているか、電流の過渡状態であるか、および計測された電流値が所定の値以上低下したかを判定する（Ｓ１４）。全ての判定が肯定的である場合（Ｓ１４のＹ）、バルブ作動判定部１０４は電磁弁が正しく作動してプランジャが移動したと判断する（Ｓ１６）。この判断に応じて、電流指令部１０６は、ソレノイド９０に対して供給する電流値を起動電流値から保持電流値に切り替える（Ｓ１８）。
【００６４】
Ｓ１４において、いずれかの条件が否定的であった場合（Ｓ１４のＮ）、バルブ作動判定部１０４はプランジャがまだ移動していないと判断し（Ｓ２０）、電流計測部１０２は引き続きソレノイド９０を流れる電流値を計測する（Ｓ１２）。
なお、Ｓ１４において三つの条件全てを判定しなくてもよく、少なくとも電流計測部１０２により計測された電流値の低下のみを判定してもよい。
【００６５】
図６は、従来の電磁弁の作動判定方法と本実施形態による電磁弁の作動判定方法とを比較する図である。
図６（ａ）は、従来の電磁弁の作動判定を行ったときのブレーキＥＣＵ７０の指令とソレノイド９０を流れる電流とを簡易的に示すタイムチャートである。図示するように、従来の方法では、起動電流を所定時間ｔだけ通電したとき、電磁弁のプランジャが作動したと判断して、ソレノイドに供給する電流値を起動電流から保持電流に切り替える。プランジャがどの時点で移動を完了するかは正確には分からないので、確実に移動できるだけの通電時間をｔとして確保する。
【００６６】
これに対し、図６（ｂ）は、本実施形態による電磁弁の作動判定をしたときのブレーキＥＣＵ７０の指令、電磁弁の作動状態、およびソレノイド９０を流れる電流とを簡易的に示すタイムチャートである。図示するように、本実施形態では、起動電流の低下の検出に基づきプランジャの作動を判定するため、プランジャ作動後に直ちに、電流指令部１０６が起動電流から保持電流に切り替えることができる。この結果、ソレノイドにおける消費電力を低減することができ、したがって電磁弁からの発熱も抑制される。
【００６７】
以上説明したように、本実施形態に係るブレーキ制御装置２０では、ソレノイドへの起動電流の供給によりプランジャが作動し、ソレノイド内部にプランジャが進入することでソレノイドのインダクタンスが変化するため、ソレノイドを流れる電流値が一旦低下するという現象を利用して、プランジャの作動を確認する。したがって、追加のセンサを用いることなく、プランジャの作動を確実に判定できるので、ソレノイドに対する起動電流の通電時間を短くして消費電力および発熱を抑制することができる。その結果、電磁弁の容積も削減できる。
【００６８】
以上、実施の形態をもとに本発明を説明した。これらの実施形態は例示であり、各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００６９】
図７は、電磁弁作動判定の一変形例を示すフローチャートである。ドライバーによるブレーキ操作に応じてブレーキＥＣＵ７０から電磁弁オンの指令があると、電流指令部はソレノイドに対する起動電流の供給を開始する（Ｓ３０）。電流計測部１０２は、ソレノイド９０を流れる電流値を計測する（Ｓ３２）。バルブ作動判定部１０４は、起動電流のデューティ制御がオンになっているか、電流の過渡状態であるか、および計測された電流値が所定の値以上低下したかを判定する（Ｓ３４）。全ての判定が肯定的である場合（Ｓ３４のＹ）、電源監視部１０８はバッテリ電圧を検出し、バッテリ電圧が下限値以下に低下しているか否かを判定する（Ｓ３６）。バッテリ電圧が低下していない場合（Ｓ３６のＮ）、バルブ作動判定部１０４は電磁弁が正しく作動してプランジャが移動したと判断する（Ｓ４４）。この判断に応じて、電流指令部１０６は、ソレノイド９０に対して供給する電流値を起動電流値から保持電流値に切り替える（Ｓ４０）。
【００７０】
バッテリ電圧が下限値以下であった場合（Ｓ３６のＹ）、Ｓ３４で判定された電流値の低下が、ソレノイドのインダクタンスによるものかバッテリ電圧に影響されたものか不明であるため、バルブ作動判定部１０４による作動判定に加えて、通電時間測定部１１０が、ソレノイド９０に対する起動電流の通電時間が所定時間以上であるか否かを判定する（Ｓ３８）。通電時間が所定時間以上であれば（Ｓ３８のＹ）、電磁弁が作動してプランジャが移動したと判断し、この判断に応じて電流指令部１０６は、ソレノイド９０に対して供給する電流値を起動電流値から保持電流値に切り替える（Ｓ４０）。Ｓ３８において、通電時間が所定時間未満である場合は（Ｓ３８のＮ）、所定時間が経過するまで待機する。
【００７１】
Ｓ３４において、いずれかの条件が否定的であった場合（Ｓ３４のＮ）、バルブ作動判定部１０４はプランジャがまだ移動していないと判断し（Ｓ４２）、電流計測部１０２は引き続きソレノイド９０を流れる電流値を計測する（Ｓ３２）。
なお、Ｓ３４において三つの条件全てを判定しなくてもよく、少なくとも電流計測部１０２により計測された電流値の低下のみを判定してもよい。
【００７２】
一般に、起動連流を通電中に電源電圧の低下が生じた場合には、電源電圧低下の影響によってソレノイド電流が変動したのか、またはプランジャの移動に伴うソレノイドのインダクタンス増加によって電流が低下したのかを区別することができない。そこで、この変形例によると、ソレノイドに対する起動電流の通電時間により電磁弁の作動を判定するようにした。よって、電磁弁の作動の誤判定を回避することができる。
【符号の説明】
【００７３】
２０ ブレーキ制御装置、 ２３ ホイールシリンダ、 ２４ ブレーキペダル、 ３０ 動力液圧源、 ３２ マスタシリンダ、 ４５ 主流路、 ６０ 分離弁、 ６１ マスタ流路、 ６４ マスタカット弁、 ６５ レギュレータカット弁、 ６６ 増圧リニア制御弁、 ６７ 減圧リニア制御弁、 ７０ ブレーキＥＣＵ、 １０２ 電流計測部、 １０４ バルブ作動判定部、 １０６ 電流指令部、 １０８ 電源監視部、 １１０ 通電時間測定部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のブレーキ制御装置に関し、より詳細にはブレーキ制御装置に配設される電磁弁の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両における制動装置として、車両の走行状況に応じて最適な制動力を車両に与えるよう各車輪の制動力を制御する電子制御ブレーキシステムが多く採用されている。このような電子制御ブレーキシステムは、作動流体の流路に複数の電磁弁を備えている。
【０００３】
電磁弁は、ソレノイドを備えており、ソレノイドに供給する電流を制御することによって弁の開状態と閉状態とを切り替えることができる。電磁弁は、起動時には電流値が大きい起動電流を必要とするが、一旦駆動された後は、起動電流よりも電流値が小さい保持電流を供給することで、駆動状態を維持することができる。
【０００４】
特許文献１では、電磁弁に対して起動電流を供給した後、保持状態のときは起動電流よりも電流値の低い保持電流に切り替えるブレーキ制御装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２３０４３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の技術では、電磁弁が作動を開始する起動電流を学習し、その起動電流のソレノイドへの通電時間に基づき電磁弁の作動を推定している。しかしながら、このような推定方法を用いると、実際の電磁弁の作動完了を直接的には観測できないので、作動完了後も起動電流を流し続けている可能性がある。起動電流が余分な時間だけ流れるほど、電磁弁の消費電力は増大する。
【０００７】
ハイブリッド車などに搭載される電子制御ブレーキシステムでは、ブレーキアクチュエータに複数の電磁弁を使用しており、ドライバーによるブレーキ操作のたびにこれら複数の電磁弁を駆動する必要がある。個々の電磁弁の消費電力が大きくなると、複数の電磁弁に電力を供給する電源装置も、容量の大きなものが必要になる。また、電磁弁の容積のうち多くの割合を占めているソレノイドにおいても、消費電力が大きくなるとサイズの大きなものを使用する必要がある上、電磁弁の発熱問題も生じる。これらは、電子制御ブレーキシステムの小型軽量化にあたり大きな課題となっている。
【０００８】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、ブレーキ制御装置の作動流体の流路に配設される電磁弁の作動判定を早期にかつ確実に行える技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のある態様は、車両の各車輪に対応して設けられるホイールシリンダに作動流体を供給して制動力を付与するブレーキ制御装置である。この装置は、ホイールシリンダへの作動流体の流路に設けられ、ソレノイドと該ソレノイドへの電流の印加によって作動するプランジャとを有する電磁弁と、前記プランジャを作動させるための起動電流を電源から前記ソレノイドに供給する電流指令部と、前記ソレノイドを流れる電流値を計測する計測部と、前記ソレノイドへの電流の供給開始後、前記計測部により計測された電流値が予め定められた値以上低下したとき、前記プランジャが作動したと判定する作動判定部と、を備える。
【００１０】
電磁弁では、ソレノイドへの起動電流の供給によりプランジャが作動し、ソレノイド内部にプランジャが進入することでソレノイドのインダクタンスが変化するため、ソレノイドを流れる電流値が一旦低下する。この態様によると、上記の電流値の低下を検出することによって、追加のセンサを用いることなく、プランジャの作動を確認することができる。
【００１１】
前記作動判定部により前記プランジャが作動したと判定されたとき、前記電流指令部は、前記起動電流よりも電流値の低い保持電流を前記ソレノイドに供給してもよい。これによると、プランジャの作動完了を確認後直ちに起動用電流から保持用電流に切り替えられるため、ソレノイドにおける消費電流が低減され、省電力化が可能となる。
【００１２】
電源電圧が所定のしきい値以上であるかを判定する電源監視部と、電源電圧がしきい値を下回ったとき、前記作動判定部による前記プランジャの作動判定の代わりに、前記ソレノイドに対する起動電流の通電時間に基づき前記プランジャが作動したか否かを判定する通電時間測定部と、をさらに備えてもよい。電源電圧の変動があったときは、電源電圧低下によるソレノイド電流値の低下と、インダクタンス成分の増加によるソレノイド電流値の低下の判別が困難であるため、バルブ動作の誤判定をするおそれがある。そこで、電源電圧低下時には起動電流の通電時間でプランジャ動作の推定をすることで、作動状態の誤判定を防止することができる。
【００１３】
本発明の別の態様は、電磁弁の作動判定方法である。この方法は、車両の各車輪に対応して設けられるホイールシリンダに作動流体を供給して制動力を付与するブレーキ制御装置において、ソレノイドと該ソレノイドへの電流の印加によって作動するプランジャとを有する電磁弁が前記ホイールシリンダへの作動流体の流路に設けられているとき、前記プランジャを作動させるための起動電流を電源から前記ソレノイドに供給し、前記ソレノイドを流れる電流値を計測し、前記ソレノイドへの電流の供給開始後、計測された電流値が予め定められた値以上低下したとき、前記プランジャが作動したと判定することを含む。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ブレーキ制御装置の作動流体の流路に配設される電磁弁の作動判定を早期にかつ確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係るブレーキ制御装置を示す系統図である。
【図２】一実施形態に係るブレーキ制御装置の電磁弁駆動回路を示す図である。
【図３】ブレーキＥＣＵからの指令、電磁弁のプランジャの作動、ソレノイドのインダクタンス、およびソレノイドを流れる電流のタイミングチャートである。
【図４】ブレーキＥＣＵのうち、一実施形態に係る電磁弁の作動判定に関与する部分の機能ブロック図である。
【図５】一実施形態による電磁弁作動判定を示すフローチャートである。
【図６】（ａ）、（ｂ）は、従来の電磁弁の作動判定方法と本実施形態による電磁弁の作動判定方法とを比較する図である。
【図７】電磁弁作動判定の一変形例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本発明の一実施形態に係るブレーキ制御装置２０を示す系統図である。同図に示されるブレーキ制御装置２０は、車両用の電子制御式ブレーキシステム（ＥＣＢ）を構成しており、車両に設けられた４つの車輪に付与される制動力を制御する。
【００１８】
ブレーキ制御装置２０は、図１に示されるように、車輪（図示せず）ごとに設けられた制動力付与機構としてのディスクブレーキユニット２１ＦＲ，２１ＦＬ、２１ＲＲおよび２１ＲＬと、マスタシリンダユニット１０と、動力液圧源３０と、液圧アクチュエータ４０とを含む。
【００１９】
ディスクブレーキユニット２１ＦＲ，２１ＦＬ、２１ＲＲおよび２１ＲＬは、車両の右前輪、左前輪、右後輪、および左後輪のそれぞれに制動力を付与する。マニュアル液圧源としてのマスタシリンダユニット１０は、ブレーキ操作部材としてのブレーキペダル２４のドライバーによる操作量に応じて加圧されたブレーキフルードをディスクブレーキユニット２１ＦＲ〜２１ＲＬに対して送出する。動力液圧源３０は、動力の供給により加圧された作動流体としてのブレーキフルードを、ドライバーによるブレーキペダル２４の操作から独立してディスクブレーキユニット２１ＦＲ〜２１ＲＬに対して送出することが可能である。液圧アクチュエータ４０は、動力液圧源３０またはマスタシリンダユニット１０から供給されたブレーキフルードの液圧を適宜調整してディスクブレーキユニット２１ＦＲ〜２１ＲＬに送出する。これにより、液圧制動による各車輪に対する制動力が調整される。本実施形態においては、動力液圧源３０および液圧アクチュエータ４０を含んで、ホイールシリンダ圧制御系統が構成される。
【００２０】
ディスクブレーキユニット２１ＦＲ〜２１ＲＬ、マスタシリンダユニット１０、動力液圧源３０、および液圧アクチュエータ４０のそれぞれについて以下でさらに詳しく説明する。各ディスクブレーキユニット２１ＦＲ〜２１ＲＬは、それぞれブレーキディスク２２とブレーキキャリパに内蔵されたホイールシリンダ２３ＦＲ〜２３ＲＬを含む。そして、各ホイールシリンダ２３ＦＲ〜２３ＲＬは、それぞれ異なる流体通路を介して液圧アクチュエータ４０に接続されている。なお以下では適宜、ホイールシリンダ２３ＦＲ〜２３ＲＬを総称して「ホイールシリンダ２３」という。
【００２１】
ディスクブレーキユニット２１ＦＲ〜２１ＲＬにおいては、ホイールシリンダ２３に液圧アクチュエータ４０からブレーキフルードが供給されると、車輪と共に回転するブレーキディスク２２に摩擦部材としてのブレーキパッドが押し付けられる。これにより、各車輪に制動力が付与される。なお、本実施形態においてはディスクブレーキユニット２１ＦＲ〜２１ＲＬを用いているが、例えばドラムブレーキ等のホイールシリンダ２３を含む他の制動力付与機構を用いてもよい。
【００２２】
マスタシリンダユニット１０は、本実施形態では液圧ブースタ付きマスタシリンダであり、液圧ブースタ３１、マスタシリンダ３２、レギュレータ３３、およびリザーバ３４を含む。液圧ブースタ３１は、ブレーキペダル２４に連結されており、ブレーキペダル２４に加えられたペダル踏力を増幅してマスタシリンダ３２に伝達する。動力液圧源３０からレギュレータ３３を介して液圧ブースタ３１にブレーキフルードが供給されることにより、ペダル踏力は増幅される。そして、マスタシリンダ３２は、ペダル踏力に対して所定の倍力比を有するマスタシリンダ圧を発生する。
【００２３】
マスタシリンダ３２とレギュレータ３３との上部には、ブレーキフルードを貯留するリザーバ３４が配置されている。マスタシリンダ３２は、ブレーキペダル２４の踏み込みが解除されているときにリザーバ３４と連通する。一方、レギュレータ３３は、リザーバ３４と動力液圧源３０のアキュムレータ３５との双方と連通しており、リザーバ３４を低圧源とすると共に、アキュムレータ３５を高圧源とし、マスタシリンダ圧とほぼ等しい液圧を発生する。レギュレータ３３における液圧を以下では適宜、「レギュレータ圧」という。
【００２４】
動力液圧源３０は、アキュムレータ３５およびポンプ３６を含む。アキュムレータ３５は、ポンプ３６により昇圧されたブレーキフルードの圧力エネルギを窒素等の封入ガスの圧力エネルギ、例えば１４〜２２ＭＰａ程度に変換して蓄えるものである。ポンプ３６は、駆動源としてモータ３６ａを有し、その吸込口がリザーバ３４に接続される一方、その吐出口がアキュムレータ３５に接続される。また、アキュムレータ３５は、マスタシリンダユニット１０に設けられたリリーフバルブ３５ａにも接続されている。アキュムレータ３５におけるブレーキフルードの圧力が異常に高まって例えば２５ＭＰａ程度になると、リリーフバルブ３５ａが開弁し、高圧のブレーキフルードはリザーバ３４へと戻される。
【００２５】
上述のように、ブレーキ制御装置２０は、ホイールシリンダ２３に対するブレーキフルードの供給源として、マスタシリンダ３２、レギュレータ３３およびアキュムレータ３５を有している。そして、マスタシリンダ３２にはマスタ配管３７が、レギュレータ３３にはレギュレータ配管３８が、アキュムレータ３５にはアキュムレータ配管３９が接続されている。これらのマスタ配管３７、レギュレータ配管３８およびアキュムレータ配管３９は、それぞれ液圧アクチュエータ４０に接続される。
【００２６】
液圧アクチュエータ４０は、複数の流路が形成されるアクチュエータブロックと、複数の電磁弁を含む。アクチュエータブロックに形成された流路には、個別流路４１、４２，４３および４４と、主流路４５とが含まれる。個別流路４１〜４４は、それぞれ主流路４５から分岐されて、対応するディスクブレーキユニット２１ＦＲ、２１ＦＬ，２１ＲＲ，２１ＲＬのホイールシリンダ２３ＦＲ、２３ＦＬ，２３ＲＲ，２３ＲＬに接続されている。これにより、各ホイールシリンダ２３は主流路４５と連通可能となる。
【００２７】
また、個別流路４１，４２，４３および４４の中途には、ＡＢＳ保持弁５１，５２，５３および５４が設けられている。各ＡＢＳ保持弁５１〜５４は、ＯＮ／ＯＦＦ制御されるソレノイドおよびスプリングをそれぞれ有しており、いずれもソレノイドが非通電状態にある場合に開とされる常開型電磁弁である。開状態とされた各ＡＢＳ保持弁５１〜５４は、ブレーキフルードを双方向に流通させることができる。つまり、主流路４５からホイールシリンダ２３へとブレーキフルードを流すことができるとともに、逆にホイールシリンダ２３から主流路４５へもブレーキフルードを流すことができる。ソレノイドに通電されて各ＡＢＳ保持弁５１〜５４が閉弁されると、個別流路４１〜４４におけるブレーキフルードの流通は遮断される。
【００２８】
さらに、ホイールシリンダ２３は、個別流路４１〜４４にそれぞれ接続された減圧用流路４６，４７，４８および４９を介してリザーバ流路５５に接続されている。減圧用流路４６，４７，４８および４９の中途には、ＡＢＳ減圧弁５６，５７，５８および５９が設けられている。各ＡＢＳ減圧弁５６〜５９は、ＯＮ／ＯＦＦ制御されるソレノイドおよびスプリングをそれぞれ有しており、いずれもソレノイドが非通電状態にある場合に閉とされる常閉型電磁弁である。各ＡＢＳ減圧弁５６〜５９が閉状態であるときには、減圧用流路４６〜４９におけるブレーキフルードの流通は遮断される。ソレノイドに通電されて各ＡＢＳ減圧弁５６〜５９が開弁されると、減圧用流路４６〜４９におけるブレーキフルードの流通が許容され、ブレーキフルードがホイールシリンダ２３から減圧用流路４６〜４９およびリザーバ流路５５を介してリザーバ３４へと還流する。なお、リザーバ流路５５は、リザーバ配管７７を介してマスタシリンダユニット１０のリザーバ３４に接続されている。
【００２９】
主流路４５は、中途に分離弁６０を有する。この分離弁６０により、主流路４５は、個別流路４１および４２と接続される第１流路４５ａと、個別流路４３および４４と接続される第２流路４５ｂとに区分けされている。第１流路４５ａは、個別流路４１および４２を介して前輪側のホイールシリンダ２３ＦＲおよび２３ＦＬに接続され、第２流路４５ｂは、個別流路４３および４４を介して後輪側のホイールシリンダ２３ＲＲおよび２３ＲＬに接続される。
【００３０】
分離弁６０は、ＯＮ／ＯＦＦ制御されるソレノイドおよびスプリングを有しており、ソレノイドが非通電状態にある場合に閉とされる常閉型電磁弁である。分離弁６０が閉状態であるときには、主流路４５におけるブレーキフルードの流通は遮断される。ソレノイドに通電されて分離弁６０が開弁されると、第１流路４５ａと第２流路４５ｂとの間でブレーキフルードを双方向に流通させることができる。
【００３１】
また、液圧アクチュエータ４０においては、主流路４５に連通するマスタ流路６１およびレギュレータ流路６２が形成されている。より詳細には、マスタ流路６１は、主流路４５の第１流路４５ａに接続されており、レギュレータ流路６２は、主流路４５の第２流路４５ｂに接続されている。また、マスタ流路６１は、マスタシリンダ３２と連通するマスタ配管３７に接続される。レギュレータ流路６２は、レギュレータ３３と連通するレギュレータ配管３８に接続される。
【００３２】
マスタ流路６１は、中途にマスタカット弁６４を有する。マスタカット弁６４は、ＯＮ／ＯＦＦ制御されるソレノイドおよびスプリングを有しており、ソレノイドが非通電状態にある場合に開とされる常開型電磁弁である。開状態とされたマスタカット弁６４は、マスタシリンダ３２と主流路４５の第１流路４５ａとの間でブレーキフルードを双方向に流通させることができる。ソレノイドに通電されてマスタカット弁６４が閉弁されると、マスタ流路６１におけるブレーキフルードの流通は遮断される。
【００３３】
また、マスタ流路６１には、マスタカット弁６４よりも上流側において、シミュレータカット弁６８を介してストロークシミュレータ６９が接続されている。すなわち、シミュレータカット弁６８は、マスタシリンダ３２とストロークシミュレータ６９とを接続する流路に設けられている。シミュレータカット弁６８は、ＯＮ／ＯＦＦ制御されるソレノイドおよびスプリングを有しており、ソレノイドが非通電状態にある場合に閉とされる常閉型電磁弁である。シミュレータカット弁６８が閉状態であるときには、マスタ流路６１とストロークシミュレータ６９との間のブレーキフルードの流通は遮断される。ソレノイドに通電されてシミュレータカット弁６８が開弁されると、マスタシリンダ３２とストロークシミュレータ６９との間でブレーキフルードを双方向に流通させることができる。
【００３４】
ストロークシミュレータ６９は、複数のピストンやスプリングを含むものであり、シミュレータカット弁６８の開放時にドライバーによるブレーキペダル２４の踏力に応じた反力を創出する。ストロークシミュレータ６９としては、ドライバーによるブレーキ操作のフィーリングを向上させるために、多段のバネ特性を有するものが採用されると好ましく、本実施形態のストロークシミュレータ６９は多段のバネ特性を有する。
【００３５】
レギュレータ流路６２は、中途にレギュレータカット弁６５を有する。レギュレータカット弁６５も、ＯＮ／ＯＦＦ制御されるソレノイドおよびスプリングを有しており、ソレノイドが非通電状態にある場合に開とされる常開型電磁弁である。開状態とされたレギュレータカット弁６５は、レギュレータ３３と主流路４５の第２流路４５ｂとの間でブレーキフルードを双方向に流通させることができる。ソレノイドに通電されてレギュレータカット弁６５が閉弁されると、レギュレータ流路６２におけるブレーキフルードの流通は遮断される。
【００３６】
本実施形態においては上述のように、マスタシリンダユニット１０のマスタシリンダ３２は、次の各要素を含んで構成される第１の系統により前輪側のホイールシリンダ２３ＦＲおよび２３ＦＬに連通される。第１の系統は、マスタ配管３７、マスタ流路６１、マスタカット弁６４、主流路４５の第１流路４５ａ、個別流路４１および４２、ＡＢＳ保持弁５１および５２を含んで構成される。また、マスタシリンダユニット１０の液圧ブースタ３１およびレギュレータ３３は、次の各要素を含んで構成される第２の系統により後輪側のホイールシリンダ２３ＲＲおよび２３ＲＬに連通される。第２の系統は、レギュレータ配管３８、レギュレータ流路６２、レギュレータカット弁６５、主流路４５の第２流路４５ｂ、個別流路４３および４４、ＡＢＳ保持弁５３および５４を含んで構成される。
【００３７】
よって、ドライバーによるブレーキ操作量に応じて加圧されたマスタシリンダユニット１０における液圧は、第１の系統を介して前輪側のホイールシリンダ２３ＦＲおよび２３ＦＬに伝達される。また、後輪側のホイールシリンダ２３ＲＲおよび２３ＲＬへは、第２の系統を介してマスタシリンダユニット１０における液圧が伝達される。これにより、ドライバーのブレーキ操作量に応じた制動力を各ホイールシリンダ２３に発生させることができる。
【００３８】
液圧アクチュエータには、マスタ流路６１およびレギュレータ流路６２に加えて、アキュムレータ流路６３も形成されている。アキュムレータ流路６３の一端は、主流路４５の第２流路４５ｂに接続され、他端は、アキュムレータ３５と連通するアキュムレータ配管３９に接続される。
【００３９】
アキュムレータ流路６３は、中途に増圧リニア制御弁６６を有する。また、アキュムレータ流路６３および主流路４５の第２流路４５ｂは、減圧リニア制御弁６７を介してリザーバ流路５５に接続されている。増圧リニア制御弁６６と減圧リニア制御弁６７とは、それぞれリニアソレノイドおよびスプリングを有しており、いずれもソレノイドが非通電状態にある場合に閉とされる常閉型電磁弁である。増圧リニア制御弁６６および減圧リニア制御弁６７は、それぞれのソレノイドに供給される電流に比例して弁の開度が調整される。
【００４０】
増圧リニア制御弁６６は、各車輪に対応して複数設けられた各ホイールシリンダ２３に対して共通の増圧用制御弁として設けられている。また、減圧リニア制御弁６７も同様に、各ホイールシリンダ２３に対して共通の減圧用制御弁として設けられている。つまり、本実施形態においては、増圧リニア制御弁６６および減圧リニア制御弁６７は、動力液圧源３０から送出される作動流体を各ホイールシリンダ２３へ給排制御する１対の共通の制御弁として設けられている。
【００４１】
なお、ここで、増圧リニア制御弁６６の出入口間の差圧は、アキュムレータ３５におけるブレーキフルードの圧力と主流路４５におけるブレーキフルードの圧力との差圧に対応し、減圧リニア制御弁６７の出入口間の差圧は、主流路４５におけるブレーキフルードの圧力とリザーバ３４におけるブレーキフルードの圧力との差圧に対応する。また、増圧リニア制御弁６６および減圧リニア制御弁６７のリニアソレノイドへの供給電力に応じた電磁駆動力をＦ１とし、スプリングの付勢力をＦ２とし、増圧リニア制御弁６６および減圧リニア制御弁６７の出入口間の差圧に応じた差圧作用力をＦ３とすると、Ｆ１＋Ｆ３＝Ｆ２という関係が成立する。したがって、増圧リニア制御弁６６および減圧リニア制御弁６７のリニアソレノイドへの供給電力を連続的に制御することにより、増圧リニア制御弁６６および減圧リニア制御弁６７の出入口間の差圧を制御することができる。
【００４２】
本実施形態においては、動力液圧源３０、増圧リニア制御弁６６および減圧リニア制御弁６７を含んで圧力制御機構が構成される。圧力制御機構を動作させることによりホイールシリンダ２３の液圧が制御される。増圧リニア制御弁６６と減圧リニア制御弁６７との間に主流路４５の第２流路４５ｂが連通されているので、圧力制御機構は、分離弁６０の開閉に関わらず後輪側のホイールシリンダ２３ＲＲおよび２３ＲＬの液圧を制御することができる。分離弁６０が開状態であれば、圧力制御機構を動作させることにより全てのホイールシリンダ２３の液圧を制御することができる。
【００４３】
ブレーキ制御装置２０において、動力液圧源３０および液圧アクチュエータ４０は、本実施形態における制御手段としてのブレーキＥＣＵ７０により制御される。ブレーキＥＣＵ７０は、ＣＰＵを含むマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に各種プログラムを記憶するＲＯＭ、データを一時的に記憶するＲＡＭ、入出力ポートおよび通信ポート等を備える。そして、ブレーキＥＣＵ７０は、上位のハイブリッドＥＣＵ（図示せず）などと通信可能であり、ハイブリッドＥＣＵからの制御信号や、各種センサからの信号に基づいて動力液圧源３０のポンプ３６や、液圧アクチュエータ４０を構成する電磁弁５１〜５４，５６〜５９，６０，６４〜６８を制御して、ブレーキ制御を実行可能である。
【００４４】
また、ブレーキＥＣＵ７０には、レギュレータ圧センサ７１、アキュムレータ圧センサ７２、および制御圧センサ７３が接続される。レギュレータ圧センサ７１は、レギュレータカット弁６５の上流側でレギュレータ流路６２内のブレーキフルードの圧力、すなわちレギュレータ圧を検知し、検知した値を示す信号をブレーキＥＣＵ７０に与える。アキュムレータ圧センサ７２は、増圧リニア制御弁６６の上流側でアキュムレータ流路６３内のブレーキフルードの圧力、すなわちアキュムレータ圧を検知し、検知した値を示す信号をブレーキＥＣＵ７０に与える。制御圧センサ７３は、主流路４５の第１流路４５ａ内のブレーキフルードの圧力を検知し、検知した値を示す信号をブレーキＥＣＵ７０に与える。各圧力センサ７１〜７３の検出値は、所定時間おきにブレーキＥＣＵ７０に順次与えられ、ブレーキＥＣＵ７０の所定の記憶領域に所定量ずつ格納保持される。
【００４５】
分離弁６０が開状態とされて主流路４５の第１流路４５ａと第２流路４５ｂとが互いに連通している場合、制御圧センサ７３の出力値は、増圧リニア制御弁６６の低圧側の液圧を示すと共に減圧リニア制御弁６７の高圧側の液圧を示すので、この出力値を増圧リニア制御弁６６および減圧リニア制御弁６７の制御に利用することができる。また、増圧リニア制御弁６６および減圧リニア制御弁６７が閉鎖されていると共に、マスタカット弁６４が開状態とされている場合、制御圧センサ７３の出力値は、マスタシリンダ圧を示す。さらに、分離弁６０が開放されて主流路４５の第１流路４５ａと第２流路４５ｂとが互いに連通しており、各ＡＢＳ保持弁５１〜５４が開放される一方、各ＡＢＳ減圧弁５６〜５９が閉鎖されている場合、制御圧センサの７３の出力値は、各ホイールシリンダ２３に作用する作動流体圧、すなわちホイールシリンダ圧を示す。
【００４６】
さらに、ブレーキＥＣＵ７０に接続されるセンサには、ブレーキペダル２４に設けられたストロークセンサ２５も含まれる。ストロークセンサ２５は、ブレーキペダル２４の操作量としてのペダルストロークを検知し、検知した値を示す信号をブレーキＥＣＵ７０に与える。ストロークセンサ２５の出力値も、所定時間おきにブレーキＥＣＵ７０に順次与えられ、ブレーキＥＣＵ７０の所定の記憶領域に所定量ずつ格納保持される。なお、ストロークセンサ２５以外のブレーキ操作状態検出手段をストロークセンサ２５に加えて、あるいは、ストロークセンサ２５に代えて設け、ブレーキＥＣＵ７０に接続してもよい。ブレーキ操作状態検出手段としては、例えば、ブレーキペダル２４の操作力を検出するペダル踏力センサや、ブレーキペダル２４が踏み込まれたことを検出するブレーキスイッチなどがある。
【００４７】
ドライバーによってブレーキペダル２４が踏み込まれると、ブレーキＥＣＵ７０は、ペダルストロークとマスタシリンダ圧とから車両の目標減速度を算出する。そして、ブレーキＥＣＵ７０は、算出した目標減速度に基づいてホイールシリンダ２３の目標液圧を算出し、ホイールシリンダ圧が目標液圧になるように増圧リニア制御弁６６や減圧リニア制御弁６７に対する供給電流の値を決定する。その結果、ブレーキ制御装置２０においては、動力液圧源３０から増圧リニア制御弁６６を介してブレーキフルードが各ホイールシリンダ２３に供給されて各車輪に制動力が付与される。なお、このとき、ブレーキＥＣＵ７０は、分離弁６０を開状態として動力液圧源３０からのブレーキフルードが前輪側に供給されるようにする一方、マスタカット弁６４およびレギュレータカット弁６５を閉状態とし、マスタシリンダ３２およびレギュレータ３３から送出されるブレーキフルードが主流路４５へ供給されないようにする。
【００４８】
図２は、本実施形態に係るブレーキ制御装置２０の電磁弁駆動回路を示す。直流電源装置（バッテリ）９６は、ブレーキ制御装置２０の複数の電磁弁を駆動するための電源装置である。直流電源装置９６は、フィルタ９２、ソレノイドリレー９４等の電子部品を介して複数の電磁弁駆動回路に電流を供給する。フィルタ９２を通過し、ノイズ成分が除去された電流は、電源線９９を介して並列につながれた複数の電磁弁駆動回路へと流れる。図２では、一つの電磁弁駆動回路８８について示し、他の電磁弁駆動回路については図示を省略している。
【００４９】
電磁弁駆動回路８８は、ブレーキＥＣＵ７０からの制御信号によって、電磁弁のソレノイド９０に供給する電流を制御する。電磁弁駆動回路８８は、Ｐチャネル型のＦＥＴ８０と、Ｎチャネル型のＦＥＴ８２と、フライホイールダイオード８４と、電流検出抵抗８６と、を備える。
【００５０】
ＦＥＴ８０のソース端子は、電源線９９に接続されている。ＦＥＴ８０のゲート端子は、制御信号線９７を介してブレーキＥＣＵ７０に接続されている。ＦＥＴ８０のドレイン端子と、ＦＥＴ８２のドレイン端子との間には、ソレノイド９０が接続されている。また、ＦＥＴ８０のドレイン端子には、フライホイールダイオード８４のカソード端子が接続されており、フライホイールダイオード８４のアノード端子は接地されている。ＦＥＴ８２のゲート端子は、制御信号線９８を介してブレーキＥＣＵ７０に接続されている。ＦＥＴ８２のソース端子には、電流検出抵抗８６の一方の端子が接続され、電流検出抵抗８６の他方の端子は接地されている。また、ＦＥＴ８２のソース端子は、電流モニタ線９５を介してブレーキＥＣＵ７０に接続されている。
【００５１】
電磁弁は、バルブ作動することでエアギャップがなくなり透磁率が大きくなるので、作動後にプランジャを保持するために必要な電流は小さくなる。言い換えると、電磁弁は、起動時には電流値が大きい起動電流を必要とするが、一旦駆動された後は、起動電流よりも電流値が小さい保持電流を供給することで、駆動状態を維持することができる。電磁弁の状態に応じて供給する電流を変化させることで、消費電流と発熱を低減することができる。本実施形態において、ブレーキＥＣＵ７０は、ＰＷＭデューティ制御によりＦＥＴ８０のゲート端子に供給する制御信号のデューティ比を変化させ、電磁弁のソレノイド９０に供給する電流Ｉを制御することができる。
【００５２】
ブレーキ制御装置２０において、ブレーキＥＣＵ７０は、ブレーキ操作がなされた際に複数の電磁弁に対してそれぞれ異なるタイミングで電流の供給を開始するように構成されている。また、ブレーキＥＣＵ７０は、複数の電磁弁のそれぞれに対し、電磁弁を起動させるための起動電流を供給した後に起動電流より電流値の低い保持電流に切り替える制御を行っており、一つの電磁弁に供給する電流を起動電流から保持電流に切り替えた後に、次の電磁弁に対して起動電流の供給を開始する。
【００５３】
一般に、電磁弁は、ソレノイド９０と、ソレノイドの内部を長手方向に移動可能に配置されたプランジャ（図示せず）とから構成される。ソレノイドに起動電流以上の電流を印加すると、ソレノイドの磁力によりプランジャがソレノイド内に引き寄せられる。図１に表われる電磁弁は全て２ポジションバルブであり、このプランジャが移動することで弁が配設された流路を開閉するように構成されている。このような電磁弁の構成および動作は周知であるから、本明細書ではこれ以上の詳細な記載は省略する。
【００５４】
なお、電磁弁には、常開と常閉の二つの種類があるが、これは電流を印加していない状態にあるときプランジャに付与されている付勢力によって開弁または閉弁されていることを表しており、電磁弁の駆動状態とは別のものである。以下の記載では、電磁弁が常開であるか常閉であるかに関わらず、ソレノイドに電流が印加されてプランジャが完全に移動したときを電磁弁またはプランジャが「作動」したといい、ソレノイドに電流が印加されておらずプランジャがソレノイド外にあるときを、電磁弁またはプランジャが「非作動」であるという。つまり、常開弁であれば電磁弁の作動時には閉弁され、常閉弁であれば、電磁弁の作動時には開弁されることになる。
【００５５】
図３は、（ａ）ブレーキＥＣＵからの指令、（ｂ）プランジャの作動、（ｃ）ソレノイドのインダクタンス、および（ｄ）ソレノイドを流れる電流のタイミングチャートである。図示するように、ブレーキＥＣＵ７０から起動電流を印加する指令が時刻ｔ１でなされたとする。このとき、プランジャはｔ１で直ちに作動するわけではなく、時間をおいて例えば時刻ｔ３で作動状態になる。上述の特許文献１のような従来技術では、ＥＣＵの指令に応じて実際にプランジャが作動したか否かを判別するために、ソレノイドを流れる起動電流の通電時間を測定するなどしていた。これに対し、本願発明者は、ソレノイドを流れる電流が、電流の印加開始から起動電流値に到達する前に一旦低下することに着目した。この電流の低下は、プランジャがソレノイド内部に移動することで磁束が増加し、ソレノイドのインダクタンスが増加するために生じる現象であることが実験によって確かめられた。
【００５６】
そこで、本実施形態では、ブレーキＥＣＵ７０による電磁弁のオン指令後に、ソレノイドを流れる電流の低下を監視することで、電磁弁のプランジャの作動タイミングを検出するようにした。
【００５７】
図４は、ブレーキＥＣＵ７０のうち、本実施形態に係る電磁弁の作動判定に関与する部分の機能ブロック図である。ここに示す各ブロックは、ハードウェア的には、コンピュータのＣＰＵやメモリをはじめとする素子や機械装置で実現でき、ソフトウェア的にはコンピュータプログラム等によって実現されるが、ここでは、それらの連携によって実現される機能ブロックとして描いている。したがって、これらの機能ブロックはハードウェア、ソフトウェアの組合せによっていろいろなかたちで実現できることは、当業者には理解されるところである。
【００５８】
電流計測部１０２は、ソレノイド９０を流れる電流値を測定する。電流指令部１０６は、プランジャを作動させるための起動電流を電源からソレノイド９０に供給する。ここで、「起動電流」とはソレノイド作動開始時に必要な電流（例えば、１．５Ａ）である。
【００５９】
バルブ作動判定部１０４は、ソレノイド９０への電流付与開始後の過渡状態において、つまり起動電流に到達するまでの間に、電流計測部１０２により測定された電流値が予め定められた値α以上低下したとき、プランジャが作動したと判定する。予め定められた値αは、実験に基づき、例えば起動電流の何％のように規定してもよいし、何アンペアのように規定してもよい。または、プランジャがソレノイド内に進入するときのインダクタンスの増分から予想される電流低下量に設定してもよい。
【００６０】
バルブ作動判定部１０４によりプランジャが作動したと判定されたとき、電流指令部１０６は、起動電流よりも電流値の低い保持電流を供給する。保持電流とは、ソレノイドの保持時（オン継続時）に必要な電流（例えば０．８Ａ）である。
【００６１】
電源監視部１０８は、直流電源装置９６の電圧（以下、「電源電圧」という）が所定のしきい値以上であるかを判定する。このしきい値は、例えば直流電源装置が仕様通りの性能を発揮できる電圧に設定される。
【００６２】
通電時間測定部１１０は、電源電圧がしきい値を下回ったとき、バルブ作動判定部１０４によるプランジャの作動判定の代わりに、ソレノイド９０に対する起動電流の通電時間に基づきプランジャの作動を判定する。プランジャが作動したと判定されたとき、電流指令部１０６は、起動電流よりも電流値の低い保持電流を供給する。
【００６３】
図５は、本実施形態による電磁弁作動判定を示すフローチャートである。ドライバーによるブレーキ操作に応じてブレーキＥＣＵ７０から電磁弁オンの指令があると、電流指令部はソレノイドに対する起動電流の供給を開始する（Ｓ１０）。電流計測部１０２は、ソレノイド９０を流れる電流値を計測する（Ｓ１２）。バルブ作動判定部１０４は、起動電流のＰＷＭデューティ制御がオンになっているか、電流の過渡状態であるか、および計測された電流値が所定の値以上低下したかを判定する（Ｓ１４）。全ての判定が肯定的である場合（Ｓ１４のＹ）、バルブ作動判定部１０４は電磁弁が正しく作動してプランジャが移動したと判断する（Ｓ１６）。この判断に応じて、電流指令部１０６は、ソレノイド９０に対して供給する電流値を起動電流値から保持電流値に切り替える（Ｓ１８）。
【００６４】
Ｓ１４において、いずれかの条件が否定的であった場合（Ｓ１４のＮ）、バルブ作動判定部１０４はプランジャがまだ移動していないと判断し（Ｓ２０）、電流計測部１０２は引き続きソレノイド９０を流れる電流値を計測する（Ｓ１２）。
なお、Ｓ１４において三つの条件全てを判定しなくてもよく、少なくとも電流計測部１０２により計測された電流値の低下のみを判定してもよい。
【００６５】
図６は、従来の電磁弁の作動判定方法と本実施形態による電磁弁の作動判定方法とを比較する図である。
図６（ａ）は、従来の電磁弁の作動判定を行ったときのブレーキＥＣＵ７０の指令とソレノイド９０を流れる電流とを簡易的に示すタイムチャートである。図示するように、従来の方法では、起動電流を所定時間ｔだけ通電したとき、電磁弁のプランジャが作動したと判断して、ソレノイドに供給する電流値を起動電流から保持電流に切り替える。プランジャがどの時点で移動を完了するかは正確には分からないので、確実に移動できるだけの通電時間をｔとして確保する。
【００６６】
これに対し、図６（ｂ）は、本実施形態による電磁弁の作動判定をしたときのブレーキＥＣＵ７０の指令、電磁弁の作動状態、およびソレノイド９０を流れる電流とを簡易的に示すタイムチャートである。図示するように、本実施形態では、起動電流の低下の検出に基づきプランジャの作動を判定するため、プランジャ作動後に直ちに、電流指令部１０６が起動電流から保持電流に切り替えることができる。この結果、ソレノイドにおける消費電力を低減することができ、したがって電磁弁からの発熱も抑制される。
【００６７】
以上説明したように、本実施形態に係るブレーキ制御装置２０では、ソレノイドへの起動電流の供給によりプランジャが作動し、ソレノイド内部にプランジャが進入することでソレノイドのインダクタンスが変化するため、ソレノイドを流れる電流値が一旦低下するという現象を利用して、プランジャの作動を確認する。したがって、追加のセンサを用いることなく、プランジャの作動を確実に判定できるので、ソレノイドに対する起動電流の通電時間を短くして消費電力および発熱を抑制することができる。その結果、電磁弁の容積も削減できる。
【００６８】
以上、実施の形態をもとに本発明を説明した。これらの実施形態は例示であり、各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００６９】
図７は、電磁弁作動判定の一変形例を示すフローチャートである。ドライバーによるブレーキ操作に応じてブレーキＥＣＵ７０から電磁弁オンの指令があると、電流指令部はソレノイドに対する起動電流の供給を開始する（Ｓ３０）。電流計測部１０２は、ソレノイド９０を流れる電流値を計測する（Ｓ３２）。バルブ作動判定部１０４は、起動電流のデューティ制御がオンになっているか、電流の過渡状態であるか、および計測された電流値が所定の値以上低下したかを判定する（Ｓ３４）。全ての判定が肯定的である場合（Ｓ３４のＹ）、電源監視部１０８はバッテリ電圧を検出し、バッテリ電圧が下限値以下に低下しているか否かを判定する（Ｓ３６）。バッテリ電圧が低下していない場合（Ｓ３６のＮ）、バルブ作動判定部１０４は電磁弁が正しく作動してプランジャが移動したと判断する（Ｓ４４）。この判断に応じて、電流指令部１０６は、ソレノイド９０に対して供給する電流値を起動電流値から保持電流値に切り替える（Ｓ４０）。
【００７０】
バッテリ電圧が下限値以下であった場合（Ｓ３６のＹ）、Ｓ３４で判定された電流値の低下が、ソレノイドのインダクタンスによるものかバッテリ電圧に影響されたものか不明であるため、バルブ作動判定部１０４による作動判定に加えて、通電時間測定部１１０が、ソレノイド９０に対する起動電流の通電時間が所定時間以上であるか否かを判定する（Ｓ３８）。通電時間が所定時間以上であれば（Ｓ３８のＹ）、電磁弁が作動してプランジャが移動したと判断し、この判断に応じて電流指令部１０６は、ソレノイド９０に対して供給する電流値を起動電流値から保持電流値に切り替える（Ｓ４０）。Ｓ３８において、通電時間が所定時間未満である場合は（Ｓ３８のＮ）、所定時間が経過するまで待機する。
【００７１】
Ｓ３４において、いずれかの条件が否定的であった場合（Ｓ３４のＮ）、バルブ作動判定部１０４はプランジャがまだ移動していないと判断し（Ｓ４２）、電流計測部１０２は引き続きソレノイド９０を流れる電流値を計測する（Ｓ３２）。
なお、Ｓ３４において三つの条件全てを判定しなくてもよく、少なくとも電流計測部１０２により計測された電流値の低下のみを判定してもよい。
【００７２】
一般に、起動連流を通電中に電源電圧の低下が生じた場合には、電源電圧低下の影響によってソレノイド電流が変動したのか、またはプランジャの移動に伴うソレノイドのインダクタンス増加によって電流が低下したのかを区別することができない。そこで、この変形例によると、ソレノイドに対する起動電流の通電時間により電磁弁の作動を判定するようにした。よって、電磁弁の作動の誤判定を回避することができる。
【符号の説明】
【００７３】
２０ ブレーキ制御装置、 ２３ ホイールシリンダ、 ２４ ブレーキペダル、 ３０ 動力液圧源、 ３２ マスタシリンダ、 ４５ 主流路、 ６０ 分離弁、 ６１ マスタ流路、 ６４ マスタカット弁、 ６５ レギュレータカット弁、 ６６ 増圧リニア制御弁、 ６７ 減圧リニア制御弁、 ７０ ブレーキＥＣＵ、 １０２ 電流計測部、 １０４ バルブ作動判定部、 １０６ 電流指令部、 １０８ 電源監視部、 １１０ 通電時間測定部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の各車輪に対応して設けられるホイールシリンダに作動流体を供給して制動力を付与するブレーキ制御装置において、
前記ホイールシリンダへの作動流体の流路に設けられ、ソレノイドと該ソレノイドへの電流の印加によって作動するプランジャとを有する電磁弁と、
前記プランジャを作動させるための起動電流を電源から前記ソレノイドに供給する電流指令部と、
前記ソレノイドを流れる電流値を計測する計測部と、
前記ソレノイドへの電流の供給開始後、前記計測部により計測された電流値が予め定められた値以上低下したとき、前記プランジャが作動したと判定する作動判定部と、
を備えることを特徴とするブレーキ制御装置。
【請求項２】
前記作動判定部により前記プランジャが作動したと判定されたとき、前記電流指令部は、前記起動電流よりも電流値の低い保持電流を前記ソレノイドに供給することを特徴とする請求項１に記載のブレーキ制御装置。
【請求項３】
電源電圧が所定のしきい値以上であるかを判定する電源監視部と、
電源電圧がしきい値を下回ったとき、前記作動判定部による前記プランジャの作動判定の代わりに、前記ソレノイドに対する起動電流の通電時間に基づき前記プランジャが作動したか否かを判定する通電時間測定部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載のブレーキ制御装置。
【請求項４】
車両の各車輪に対応して設けられるホイールシリンダに作動流体を供給して制動力を付与するブレーキ制御装置において、ソレノイドと該ソレノイドへの電流の印加によって作動するプランジャとを有する電磁弁が前記ホイールシリンダへの作動流体の流路に設けられているとき、
前記プランジャを作動させるための起動電流を電源から前記ソレノイドに供給し、
前記ソレノイドを流れる電流値を計測し、
前記ソレノイドへの電流の供給開始後、計測された電流値が予め定められた値以上低下したとき、前記プランジャが作動したと判定することを含むことを特徴とする電磁弁の作動判定方法。
【請求項５】
前記プランジャが作動したと判定されたとき、前記起動電流よりも電流値の低い保持電流を前記ソレノイドに供給することを特徴とする請求項４に記載の電磁弁の作動判定方法。
【請求項１】
車両の各車輪に対応して設けられるホイールシリンダに作動流体を供給して制動力を付与するブレーキ制御装置において、
前記ホイールシリンダへの作動流体の流路に設けられ、ソレノイドと該ソレノイドへの電流の印加によって作動するプランジャとを有する電磁弁と、
前記プランジャを作動させるための起動電流を電源から前記ソレノイドに供給する電流指令部と、
前記ソレノイドを流れる電流値を計測する計測部と、
前記ソレノイドへの電流の供給開始後、前記計測部により計測された電流値が予め定められた値以上低下したとき、前記プランジャが作動したと判定する作動判定部と、
を備えることを特徴とするブレーキ制御装置。
【請求項２】
前記作動判定部により前記プランジャが作動したと判定されたとき、前記電流指令部は、前記起動電流よりも電流値の低い保持電流を前記ソレノイドに供給することを特徴とする請求項１に記載のブレーキ制御装置。
【請求項３】
電源電圧が所定のしきい値以上であるかを判定する電源監視部と、
電源電圧がしきい値を下回ったとき、前記作動判定部による前記プランジャの作動判定の代わりに、前記ソレノイドに対する起動電流の通電時間に基づき前記プランジャが作動したか否かを判定する通電時間測定部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載のブレーキ制御装置。
【請求項４】
車両の各車輪に対応して設けられるホイールシリンダに作動流体を供給して制動力を付与するブレーキ制御装置において、ソレノイドと該ソレノイドへの電流の印加によって作動するプランジャとを有する電磁弁が前記ホイールシリンダへの作動流体の流路に設けられているとき、
前記プランジャを作動させるための起動電流を電源から前記ソレノイドに供給し、
前記ソレノイドを流れる電流値を計測し、
前記ソレノイドへの電流の供給開始後、計測された電流値が予め定められた値以上低下したとき、前記プランジャが作動したと判定することを含むことを特徴とする電磁弁の作動判定方法。
【請求項５】
前記プランジャが作動したと判定されたとき、前記起動電流よりも電流値の低い保持電流を前記ソレノイドに供給することを特徴とする請求項４に記載の電磁弁の作動判定方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−１３１７０６（Ｐ２０１１−１３１７０６Ａ）
【公開日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２９２４３６（Ｐ２００９−２９２４３６）
【出願日】平成２１年１２月２４日（２００９．１２．２４）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月２４日（２００９．１２．２４）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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