JP6070407B2 - Solenoid valve device - Google Patents
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Description
本発明は、通電・非通電が切り換えられることで開弁状態と閉弁状態とが切り換えられる電磁弁を含んで構成される電磁弁装置に関する。 The present invention relates to an electromagnetic valve device that includes an electromagnetic valve that is switched between an open state and a closed state by switching between energization and non-energization.
下記特許文献1には、複数の電磁弁を含んで構成される電子制御式の液圧ブレーキシステムが記載されている。それら複数の電磁弁の中には、正常時において常時通電されて、システムの電子制御を可能とするとともに、システムへ通電不能な失陥が生じた場合に非通電状態とされることで、機械的にブレーキを作動させるために配設されたものが存在する。液圧ブレーキシステムの他にも、その電磁弁を含んで構成される電磁弁装置が搭載される種々のシステムが存在する。 The following Patent Document 1 describes an electronically controlled hydraulic brake system that includes a plurality of electromagnetic valves. These multiple solenoid valves are always energized at normal times to enable electronic control of the system, and in the event of a failure that prevents energization of the system, There are some which are arranged to actuate the brake. In addition to the hydraulic brake system, there are various systems in which an electromagnetic valve device including the electromagnetic valve is mounted.
例えば、電磁弁装置が、電磁弁に常時通電するような構成のものである場合、大きな電力消費が問題となる。また、例えば、上記特許文献1の液圧ブレーキシステムのように、システムへ通電不能な失陥に対処するための電磁弁が設けられている場合、その電磁弁にのみ通電できない失陥が生じた場合、他の電気系統が正常であっても、システムへ通電不能な場合と同様に対応せざるを得ないという問題がある。そのような問題に対処することにより、電磁弁装置の実用性を向上させ得ると考えられる。本発明は、そのような実情に鑑みてなされたものであり、実用性の高い電磁弁装置を提供することを課題とする。 For example, when the solenoid valve device is configured to always energize the solenoid valve, large power consumption becomes a problem. In addition, for example, when a solenoid valve is provided to deal with a failure in which the system cannot be energized, as in the hydraulic brake system of Patent Document 1, a failure in which only the solenoid valve cannot be energized has occurred. In this case, there is a problem that even if the other electric system is normal, it must be dealt with in the same manner as when the system cannot be energized. It is considered that the practicality of the electromagnetic valve device can be improved by dealing with such a problem. This invention is made | formed in view of such a situation, and makes it a subject to provide a highly practical solenoid valve apparatus.
上記課題を解決するために、本発明の電磁弁装置は、(I)互いに直列的に接続されて通電されることでプランジャを作動させるための電磁力を発生させる第1コイルおよび第2コイルを有する電磁弁と、(II)その電磁弁の外部に設けられて電磁弁を電源に接続するための回路であって、(A)第1コイルの第2コイルに接続されていない側と電源の高電位側とを接続する第1コイル接続路と、(B)第2コイルの第1コイルに接続されていない側と電源の低電位側とを接続する第2コイル接続路と、(C)第1コイルと第2コイルとの間と電源の高電位側とを接続し、第1コイルをバイパスするための第1バイパス路と、(D)その第1バイパス路に設けられ、その第1バイパス路に電流が流れる状態と流れない状態とを切り換える第1開閉器と、(E)第1コイルと第2コイルとの間と電源の低電位側とを接続し、第2コイルをバイパスする第2バイパス路と、(F)その第2バイパス路に設けられ、その第2バイパス路に電流が流れる状態と流れない状態とを切り換える第2開閉器とを有する外部回路と、(III) 第1開閉器および記第2開閉器を制御することで電磁弁への通電を制御するコントローラとを備え、そのコントローラが、開弁状態と閉弁状態との前記一方から前記他方に切り換えるためのモードであって、第1開閉器と第2開閉器との一方を開状態,他方を閉状態として、開状態とした第1開閉器と第2開閉器との一方に対応する第1コイルと前記第2コイルとの一方のみに通電してプランジャを移動させるとともに、そのプランジャが移動した後に、第1開閉器と第2開閉器との両者を開状態として、第1コイルと第2コイルとの両者に通電してプランジャを移動させた位置で保持する第1通電モードを実現するように構成されたことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the solenoid valve device of the present invention includes (I) a first coil and a second coil that generate electromagnetic force for operating a plunger by being connected in series and energized. And (II) a circuit provided outside the solenoid valve for connecting the solenoid valve to a power source, and (A) a side of the first coil not connected to the second coil and the power source A first coil connection path connecting the high potential side; (B) a second coil connection path connecting the side of the second coil not connected to the first coil and the low potential side of the power supply; and (C). A first bypass path for connecting the first coil and the second coil to the high potential side of the power source and bypassing the first coil; and (D) a first bypass path provided in the first bypass path. A first switch for switching between a state where current flows and a state where current does not flow in the bypass path; and (E) a first coil; A second bypass path that connects between the second coil and the low potential side of the power supply and bypasses the second coil; and (F) a second bypass path that is provided in the second bypass path, and a current flows through the second bypass path. An external circuit having a second switch that switches between a state and a non-flowing state; and (III) a controller that controls energization to the solenoid valve by controlling the first switch and the second switch , The controller is a mode for switching from the one of the valve open state and the valve closed state to the other, with one of the first switch and the second switch open and the other closed. When the plunger is moved by energizing only one of the first coil and the second coil corresponding to one of the first switch and the second switch in the state, the first switch is opened. Open both the switch and the second switch Te, characterized in that it is configured to implement a first energization mode to hold in position by energizing the two to move the plunger between the first coil and the second coil.
本発明の電磁弁装置は、2つのコイルが直列的に接続されているため、電源の出力電圧が同じ大きさであると、2つのコイルに通電した場合にそれらコイルに流れる電流は、1つのコイルのみに通電した場合にそのコイルに流れる電流に比較して小さくなる。つまり、本発明の電磁弁装置によれば、例えば、電源の出力電圧を一定とした場合に、コイルに流れる電流の大きさを、スイッチング素子等によって制御することなく、開閉器の切換だけで、変化させることが可能である。そして、コイルによる消費電力は電流の二乗に比例するため、2つのコイルに通電した場合の方が、1つのコイルのみに通電した場合より小さくなるため、本発明の電磁装置は、第1通電モードによって消費電力を抑制することが可能である。 In the solenoid valve device of the present invention, since two coils are connected in series, when the output voltage of the power supply is the same, when the two coils are energized, the current flowing through the coils is one. When only the coil is energized, the current is smaller than the current flowing through the coil. That is, according to the solenoid valve device of the present invention, for example, when the output voltage of the power source is constant, the magnitude of the current flowing in the coil is not controlled by the switching element or the like, but only by switching the switch, It is possible to change. And since the power consumption by a coil is proportional to the square of an electric current, when it energizes to two coils, since the direction where it energizes only one coil becomes smaller, the electromagnetic device of the present invention is the 1st energization mode. Therefore, power consumption can be suppressed.
以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明(以下、「請求可能発明」という場合がある)の態様をいくつか例示し、それらについて説明する。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも請求可能発明の理解を容易にするためであり、それらの発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載,実施例の記載等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から何某かの構成要素を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得るのである。 In the following, some aspects of the invention that can be claimed in the present application (hereinafter sometimes referred to as “claimable invention”) will be exemplified and described. As with the claims, each aspect is divided into sections, each section is numbered, and is described in a form that cites the numbers of other sections as necessary. This is merely for the purpose of facilitating the understanding of the claimable inventions, and is not intended to limit the combinations of the constituent elements constituting those inventions to those described in the following sections. In other words, the claimable invention should be construed in consideration of the description accompanying each section, the description of the embodiments, etc., and as long as the interpretation is followed, another aspect is added to the form of each section. In addition, an aspect in which some constituent elements are deleted from the aspect of each item can be an aspect of the claimable invention.
なお、以下の各項において、(1)項,(5)項,(6)項を合わせたものが請求項1に相当し、請求項1に(7)項に記載の技術的特徴を付加したものが請求項2に、請求項2に(8)項に記載の技術的特徴を付加したものが請求項3に、請求項1ないし請求項3のいずれか1つに(9)項および(10)項に記載の技術的特徴を付加したものが請求項4に、請求項4に(11)項に記載の技術的特徴を付加したものが請求項5に、それぞれ相当する。
In each of the following items, the combination of items (1) , (5), and (6) corresponds to claim 1, and the technical feature described in item (7) is added to claim 1. to what was the claim 2, in claim 2 in (8) according to
(1)(a)弁座と、(b)その弁座に対して着座・離座可能なプランジャと、(c)そのプランジャを前記弁座に接近させる方向と前記弁座から離間させる方向との一方に付勢する付勢部材と、(d)互いに直列的に接続され、通電されることで前記プランジャを作動させるための電磁力を発生させる第1コイルおよび第2コイルとを有し、それら第1コイルと第2コイルとの両者へ通電しない状態から、それら第1コイルと第2コイルとの少なくとも一方へ通電する状態に切り換えられることで、前記プランジャが前記弁座に着座した閉弁状態と、前記プランジャが前記弁座から離座した開弁状態との一方から他方に切り換わるように構成された電磁弁と、
その電磁弁の外部に設けられて前記電磁弁を電源に接続するための回路であって、(A)前記第1コイルの前記第2コイルに接続されていない側と電源の高電位側とを接続する第1コイル接続路と、(B)前記第2コイルの前記第1コイルに接続されていない側と電源の低電位側とを接続する第2コイル接続路と、(C)前記第1コイルと前記第2コイルとの間と電源の高電位側とを接続し、前記第1コイルをバイパスするための第1バイパス路と、(D)その第1バイパス路に設けられ、その第1バイパス路に電流が流れる状態と流れない状態とを切り換える第1開閉器と、(E)前記第1コイルと前記第2コイルとの間と電源の低電位側とを接続し、前記第2コイルをバイパスする第2バイパス路と、(F)その第2バイパス路に設けられ、その第2バイパス路に電流が流れる状態と流れない状態とを切り換える第2開閉器とを有する外部回路と
を備えた電磁弁装置。
(1) (a) a valve seat, (b) a plunger that can be seated on and separated from the valve seat, (c) a direction in which the plunger approaches the valve seat, and a direction in which the plunger moves away from the valve seat; A biasing member that biases one of the first coil and (d) a first coil and a second coil that are connected in series with each other and generate an electromagnetic force for operating the plunger when energized. By switching from the state where current is not supplied to both the first coil and the second coil to the state where current is supplied to at least one of the first coil and the second coil, the valve is closed when the plunger is seated on the valve seat. A solenoid valve configured to switch from one of a state and an open state in which the plunger is separated from the valve seat; and
A circuit provided outside the solenoid valve for connecting the solenoid valve to a power source, comprising: (A) a side of the first coil not connected to the second coil and a high potential side of the power source. A first coil connection path to be connected; (B) a second coil connection path for connecting a side of the second coil not connected to the first coil to a low potential side of the power source; and (C) the first coil connection path. A first bypass path for connecting between the coil and the second coil and the high potential side of the power source and bypassing the first coil; and (D) a first bypass path provided in the first bypass path. A first switch for switching between a state in which a current flows in the bypass path and a state in which a current does not flow; and (E) a connection between the first coil and the second coil and a low potential side of a power source, and the second coil A second bypass path that bypasses the first bypass path, and (F) is provided in the second bypass path. Solenoid valve device and an external circuit and a second switch for switching between a state in which no flow state in which the flow flows.
本項に記載の電磁弁装置は、電磁弁が互いに直列的に接続された2つのコイルを有し、それら2つのコイルの各々に対応して、その対応するコイルと並列的に開閉器が設けられている。そして、それら2つの開閉器のON・OFFを切り換えることによって、2つのコイルを、それぞれ、通電する状態,通電しない状態を切り換えるように構成される。本項に記載の電磁弁装置は、第1コイルのみに通電する状態,第2コイルのみに通電する状態,2つのコイルの両者に通電する状態のいずれかを選択的に実現して、プランジャを作動させることができる。したがって、本項の電磁弁装置によれば、それら3つの状態を切り換えつつ、プランジャを作動させることで、2つのコイルの各々の発熱を抑えること,2つのコイルの各々の負担を軽減することが可能である。また、本項に記載の電磁弁装置によれば、例えば、2つのコイルのうちの一方が断線した場合であっても、他方のコイルによって、プランジャを作動させることが可能である。 The electromagnetic valve device described in this section has two coils in which the electromagnetic valves are connected in series with each other, and a switch is provided in parallel with the corresponding coil corresponding to each of the two coils. It has been. Then, the two coils are configured to be switched between an energized state and a non-energized state by switching between the two switches. The solenoid valve device described in this section selectively realizes one of a state in which only the first coil is energized, a state in which only the second coil is energized, and a state in which both the two coils are energized. Can be operated. Therefore, according to the solenoid valve device of this section, it is possible to suppress the heat generation of each of the two coils and reduce the burden on each of the two coils by operating the plunger while switching these three states. Is possible. Further, according to the electromagnetic valve device described in this section, for example, even when one of the two coils is disconnected, the plunger can be operated by the other coil.
なお、本項に記載の「プランジャを作動させる」とは、プランジャを実際に動かしていることを意味するだけでなく、プランジャを移動させた位置で保持することをも意味する文言である。つまり、本明細書において、「電磁弁のコイルに通電している状態」は、「プランジャを作動させている状態」に相当する。 In addition, “actuating the plunger” described in this section is a term that not only means that the plunger is actually moved, but also means that the plunger is held at the moved position. That is, in this specification, “the state where the coil of the solenoid valve is energized” corresponds to “the state where the plunger is operated”.
本項に記載の「電磁弁」は、いわゆるオンオフ弁であり、コイルが非通電である場合に閉弁状態であり、コイルへ通電されることで開弁状態となるもの、つまり、常閉弁であってもよく、コイルが非通電である場合に開弁状態であり、コイルへ通電されることで閉弁状態となるもの、つまり、常開弁であってもよい。 The “solenoid valve” described in this section is a so-called on / off valve that is closed when the coil is not energized, and that is opened when the coil is energized, that is, a normally closed valve. It may be a valve open state when the coil is not energized and a valve closed state when the coil is energized, that is, a normally open valve.
(2)前記電源が、一定の電圧を出力する定電圧電源である(1)項に記載の電磁弁装置。 (2) The solenoid valve device according to (1), wherein the power source is a constant voltage power source that outputs a constant voltage.
本項に記載の態様においては、電圧が一定で、2つのコイルが直列的に接続されているため、1つのコイルのみに通電する状態と、2つのコイルの両者に通電する状態とで、コイルに流れる電流の大きさが異なる。詳しく言えば、2つのコイルの両者に通電する状態において流れる電流が、1つのコイルのみに通電する状態において流れる電流より、小さくなる。 In the embodiment described in this section, since the voltage is constant and the two coils are connected in series, the coil is in a state in which only one coil is energized and in a state in which both the two coils are energized. The magnitude of the current flowing through is different. More specifically, the current that flows when both coils are energized is smaller than the current that flows when only one coil is energized.
(3)前記第1コイルおよび前記第2コイルの各々が、自身のみに通電されている状態において、前記開弁状態と前記閉弁状態との前記一方から前記他方に切り換える際に前記プランジャを移動させるために必要な大きさの力を発生させるものである(1)項または(2)項に記載の電磁弁装置。 (3) When each of the first coil and the second coil is energized only by itself, the plunger is moved when switching from the one of the valve open state and the valve closed state to the other. The electromagnetic valve device according to the item (1) or (2), which generates a force having a magnitude necessary for the operation.
本項に記載の態様によれば、一方のコイルのみでプランジャを移動させること、つまり、一方のコイルのみで、電磁弁の開弁状態と閉弁状態との切り換えを行うことが可能である。 According to the aspect described in this section, it is possible to move the plunger with only one coil, that is, to switch the solenoid valve between the open state and the closed state with only one coil.
(4)前記第1コイルおよび前記第2コイルが、同じインダクタンスのものである(1)項ないし(3)項のいずれか1つに記載の電磁弁装置。 (4) The electromagnetic valve device according to any one of (1) to (3), wherein the first coil and the second coil have the same inductance.
本項に記載の態様は、例えば、第1コイルと第2コイルとに同じものを用いた態様とすることができる。本項の態様は、2つのコイルの各々を区別なく利用することができるため、他の態様を実現するために、有効な態様となる。 The aspect described in this section can be, for example, an aspect using the same first coil and second coil. Since the aspect of this section can use each of the two coils without distinction, it is an effective aspect for realizing other aspects.
(5)当該電磁弁装置が、
前記第1開閉器および前記第2開閉器を制御することで、前記電磁弁への通電を制御するコントローラを備えた(1)項ないし(4)項のいずれか1つに記載の電磁弁装置。
(5) The solenoid valve device
The electromagnetic valve device according to any one of (1) to (4), further comprising a controller that controls energization of the electromagnetic valve by controlling the first switch and the second switch. .
本項に記載の態様によれば、2つのコイルへの通電・非通電を容易に制御することが可能である。 According to the aspect described in this section, it is possible to easily control energization / non-energization of the two coils.
(6)前記コントローラが、
前記開弁状態と前記閉弁状態との前記一方から前記他方に切り換えるためのモードであって、前記第1開閉器と前記第2開閉器との一方を開状態,他方を閉状態として、開状態とした前記第1開閉器と第2開閉器との一方に対応する前記第1コイルと前記第2コイルとの一方のみに通電して前記プランジャを移動させるとともに、そのプランジャが移動した後に、前記第1開閉器と前記第2開閉器との両者を開状態として、前記第1コイルと前記第2コイルとの両者に通電して前記プランジャを移動させた位置で保持する第1通電モードを実現可能に構成された(5)項に記載の電磁弁装置。
(6) The controller
A mode for switching from the one of the valve open state and the valve closed state to the other, wherein one of the first switch and the second switch is opened and the other is closed. After moving the plunger by energizing only one of the first coil and the second coil corresponding to one of the first switch and the second switch in the state, and after the plunger has moved, A first energization mode in which both the first switch and the second switch are in an open state and the plunger is moved by energizing both the first coil and the second coil. The solenoid valve device according to item (5), which is configured to be feasible.
本項に記載の態様は、プランジャを作動させる際の通電方法に限定を加えた態様である。当該電磁弁装置は、2つのコイルが直列的に接続されているため、電源の出力電圧が同じ大きさであると、2つのコイルに通電した場合にそれらコイルに流れる電流は、1つのコイルのみに通電した場合にそのコイルに流れる電流に比較して小さくなる。つまり、本項に記載の態様によれば、例えば、電源の出力電圧を一定とした場合に、コイルに流れる電流の大きさを、スイッチング素子等によって制御することなく、開閉器の切換だけで、変化させることが可能である。そして、コイルによる消費電力は電流の二乗に比例するため、2つのコイルに通電した場合の方が、1つのコイルのみに通電した場合より小さくなるのである。したがって、本項に記載の態様は、上記第1通電モードによって消費電力を抑制することができるため、例えば、電磁弁に長時間にわたって通電する必要がある場合に、特に有効な態様となる。 The mode described in this section is a mode in which a limitation is added to the energization method when operating the plunger. In the solenoid valve device, since two coils are connected in series, when the output voltage of the power source is the same, when the two coils are energized, the current flowing through the coils is only one coil. Becomes smaller than the current flowing in the coil when the current is supplied to the coil. That is, according to the aspect described in this section, for example, when the output voltage of the power source is constant, the magnitude of the current flowing in the coil is not controlled by the switching element or the like, but only by switching the switch. It is possible to change. And since the power consumption by a coil is proportional to the square of an electric current, the direction when it supplies with electricity to two coils becomes smaller than the case where it supplies with electricity only to one coil. Therefore, since the aspect described in this section can suppress power consumption by the first energization mode, for example, it is an especially effective aspect when it is necessary to energize the solenoid valve for a long time.
ちなみに、2つのコイルに通電した場合、第1コイルが発生させる磁界と第2コイルが発生させる磁界とが重なり合って形成される磁界によって、プランジャに作用する力が決まる。2つのコイルの両者に通電した場合に形成される磁界によっては、プランジャを移動させることができない虞がある。本項の態様は、プランジャを移動させる場合には、その力を1つのコイルのみに通電して発生させるように構成されているため、プランジャを確実に移動させることが可能となっている。そして、2つのコイルの両者に通電した場合にそれら2つのコイルが発生させる力は、プランジャを移動させた位置で保持するのには十分であるため、プランジャを移動させた位置で保持する際に、消費電力を抑制することが可能となっている Incidentally, when the two coils are energized, the force acting on the plunger is determined by the magnetic field formed by overlapping the magnetic field generated by the first coil and the magnetic field generated by the second coil. There is a possibility that the plunger cannot be moved depending on the magnetic field formed when both coils are energized. In the aspect of this section, when the plunger is moved, the force is generated by energizing only one coil, so that the plunger can be moved reliably. And since the force which these two coils generate | occur | produce when energizing both of two coils is enough to hold | maintain in the position which moved the plunger, when hold | maintaining in the position which moved the plunger It is possible to suppress power consumption
(7)前記コントローラが、さらに、
前記開弁状態と前記閉弁状態との前記一方から前記他方に切り換えるためのモードであって、前記第1開閉器と前記第2開閉器との一方を開状態,他方を閉状態として、開状態とした前記第1開閉器と第2開閉器との一方に対応する前記第1コイルと前記第2コイルとの一方のみに通電して、前記プランジャを移動させるとともに、そのプランジャを移動させた位置で保持する第2通電モードを実現可能に構成された(6)項に記載の電磁弁装置。
(7) The controller further includes:
A mode for switching from the one of the valve open state and the valve closed state to the other, wherein one of the first switch and the second switch is opened and the other is closed. Energizing only one of the first coil and the second coil corresponding to one of the first switch and the second switch in the state to move the plunger and move the plunger The solenoid valve device according to item (6), configured to be capable of realizing the second energization mode held in position.
本項に記載の態様は、上記第1通電モードと異なる通電モードである第2通電モードを実現可能とされた態様である。後に詳しく説明するが、本項の態様によれば、例えば、2つのコイルのいずれかが断線等により通電できない場合等に、上記第2通電モードによって、その断線したコイルを使用せずに、プランジャを作動させて電磁弁の開閉を行うことが可能である。また、例えば、本項の態様によれば、2つのコイルのうちの一方が他方に比較して負担が大きくなり発熱しているような場合に、負担が大きくなっているコイルに通電せず、その発熱したコイルの温度を下げるようにすることが可能である。 The aspect described in this section is an aspect in which the second energization mode, which is an energization mode different from the first energization mode, can be realized. As will be described in detail later, according to the aspect of this section, for example, when one of the two coils cannot be energized due to disconnection or the like, the second energization mode allows the plunger to be used without using the disconnected coil. It is possible to open and close the solenoid valve by actuating. In addition, for example, according to the aspect of this section, when one of the two coils is burdened and generates heat compared to the other, the coil having a large burden is not energized, It is possible to lower the temperature of the heated coil.
(8)前記コントローラが、
前記第1コイルと前記第2コイルとの両者に正常に通電できる場合に、前記第1通電モードによって前記プランジャを作動させるともに、前記第1コイルと前記第2コイルとの一方に正常に通電できない失陥が生じた場合に、前記第2通電モードによって前記プランジャを作動させるように構成された(7)項に記載の電磁弁装置。
(8) The controller is
When both the first coil and the second coil can be normally energized, the plunger is operated in the first energization mode, and one of the first coil and the second coil cannot be normally energized. The electromagnetic valve device according to item (7), which is configured to operate the plunger in the second energization mode when a failure occurs.
本項に記載の態様は、上述した2つの通電モードの使い分けに関する限定を加えた態様であり、正常時に第1通電モードとし、2つのコイルのいずれかに失陥が生じた場合に第2通電モードとする態様である。本項に記載の「正常に通電できない失陥」とは、例えば、コイルが断線して電流が流れない失陥,コイルに流れる電流が正常値より小さくなってしまう失陥等である。本項の態様によれば、2つのコイルが正常な場合には消費電力を抑制しつつプランジャを作動させるととともに、上記のような失陥が生じた場合であっても、1つのコイルのみでプランジャを作動させて、電磁弁の開閉を行うことが可能とされている。 The mode described in this section is a mode in which the above-described limitation on the proper use of the two energization modes is added. The first energization mode is set in the normal state, and the second energization is performed when a failure occurs in one of the two coils. This is a mode. The “failure that cannot be normally energized” described in this section includes, for example, a failure where the coil is disconnected and no current flows, and a failure where the current flowing through the coil becomes smaller than a normal value. According to the aspect of this section, when the two coils are normal, the plunger is operated while suppressing power consumption, and even when the above-described failure occurs, only one coil is used. It is possible to open and close the solenoid valve by operating the plunger.
(9)前記電磁弁が、
互いに直列的に接続されるとともに、前記第1コイルおよび前記第2コイルと並列的に配設され、通電されることで前記プランジャを作動させるための電磁力を発生させる第3コイルおよび第4コイルを有し、
前記外部回路が、さらに、
前記第3コイルの前記第4コイルに接続されていない側と電源の高電位側とを接続する第3コイル接続路と、
前記第4コイルの前記第3コイルに接続されていない側と電源の低電位側とを接続する第4コイル接続路と、
前記第3コイルと前記第4コイルとの間と電源の高電位側とを接続し、前記第3コイルをバイパスするための第3バイパス路と、
その第3バイパス路に設けられ、その第3バイパス路に電流が流れる状態と流れない状態とを切り換える第3開閉器と、
前記第3コイルと前記第4コイルとの間と電源の低電位側とを接続し、前記第4コイルをバイパスするための第4バイパス路と、
その第4バイパス路に設けられ、その第4バイパス路に電流が流れる状態と流れない状態とを切り換える第4開閉器と
を有する(1)項ないし(4)項のいずれか1つに記載の電磁弁装置。
(9) The solenoid valve
A third coil and a fourth coil, which are connected in series with each other, are arranged in parallel with the first coil and the second coil, and generate an electromagnetic force for operating the plunger when energized. Have
The external circuit further comprises:
A third coil connection path for connecting a side of the third coil that is not connected to the fourth coil and a high potential side of the power source;
A fourth coil connection path for connecting a side of the fourth coil not connected to the third coil and a low potential side of the power source;
A third bypass path for connecting between the third coil and the fourth coil and the high potential side of the power supply, and for bypassing the third coil;
A third switch that is provided in the third bypass path and switches between a state in which current flows and a state in which current does not flow in the third bypass path;
A fourth bypass path for connecting the third coil and the fourth coil to a low potential side of a power source and bypassing the fourth coil;
The switch according to any one of (1) to (4), further comprising: a fourth switch that is provided in the fourth bypass path and switches between a state in which current flows and a state in which the current does not flow in the fourth bypass path. Solenoid valve device.
本項に記載の電磁弁装置は、上述した第1コイルおよび第2コイル,第1バイパス路および第2バイパス路,第1開閉器および第2開閉器から構成される部分(以下の説明において、「第1系統部」と呼ぶ場合がある)と同様に構成されたものを、もう1組備えている。つまり、本項の電磁弁装置第3コイルおよび第4コイル,第3バイパス路および第4バイパス路,第3開閉器および第4開閉器から構成される第2系統部をも備えている。したがって、本項の電磁弁装置は、後に詳しく説明するように、2つの系統部のいずれかに異常が生じた場合であっても、正常な方の系統部によって、先に述べた第1通電モードを実現可能である。したがって、本項の電磁弁装置は、系統部が1つのみの装置に比較して、よりフェールセーフという観点において優れた装置となる。 The electromagnetic valve device described in this section is a portion composed of the first coil and the second coil, the first bypass path and the second bypass path, the first switch and the second switch described above (in the following description, Another set having the same configuration as that of the “first system portion” may be provided. In other words, the electromagnetic valve device third coil and fourth coil, the third bypass path and the fourth bypass path, the third switch and the fourth switch are also provided. Therefore, as will be described in detail later, the solenoid valve device of this section is configured so that the first energization described above is performed by the normal system unit even when an abnormality occurs in either of the two system units. The mode can be realized. Therefore, the solenoid valve device of this section is a device that is more excellent in terms of fail-safe than a device having only one system part.
(10)当該電磁弁装置が、
前記第1コイル,前記第2コイル,前記第3コイルおよび前記第4コイルを制御することで、前記電磁弁への通電を制御するコントローラを備え、
そのコントローラが、
前記開弁状態と前記閉弁状態との前記一方から前記他方に切り換える際に、前記第1コイル,前記第2コイル,前記第3コイルおよび前記第4コイルのうちの1つのもののみに通電して前記プランジャを移動させるとともに、そのプランジャが移動した後に、その通電しているコイルに加えて、そのコイルと直列的に接続されたものにも通電して前記プランジャを移動させた位置で保持するように構成された(9)項に記載の電磁弁装置。
(10) The electromagnetic valve device is
A controller for controlling energization of the solenoid valve by controlling the first coil, the second coil, the third coil, and the fourth coil;
That controller
When switching from the one of the valve open state and the valve closed state to the other, only one of the first coil, the second coil, the third coil, and the fourth coil is energized. The plunger is moved, and after the plunger has moved, in addition to the energized coil, the coil connected in series with the coil is energized and held at the moved position. The electromagnetic valve device according to item (9) configured as described above.
本項に記載の態様は、2つの系統部を備えた態様において、先に述べた第1通電モードと同様に通電するように構成された態様である。本項の態様においては、プランジャを移動させるための力を発生させるコイルは、4つのうちのいずれであってもよく、プランジャを作動させるたびに、コイルを変更するような構成とすることができる。したがって、本項の態様によれば、4つのコイルの負担が大きくならないようにするとともに、プランジャ作動時の消費電力を低減することが可能である。 The aspect described in this section is an aspect configured to energize similarly to the first energization mode described above in an aspect including two system parts. In the aspect of this section, the coil for generating the force for moving the plunger may be any of the four coils, and the coil may be changed every time the plunger is operated. . Therefore, according to the aspect of this section, it is possible to prevent the burden on the four coils from increasing and to reduce the power consumption when the plunger is operated.
(11)前記コントローラが、
前記プランジャを移動させた位置で保持すべく、前記第1コイルおよび前記第2コイル、あるいは、前記第3コイルおよび前記第4コイルに通電している状態において、その通電している2つのコイルの負担が設定された程度を越えた場合に、それら2つのコイルへの通電を停止して、残り2つのコイルの少なくとも一方に通電するように構成された(10)項に記載の電磁弁装置。
(11) The controller is
In order to hold the plunger in the moved position, in the state where the first coil and the second coil or the third coil and the fourth coil are energized, the two energized coils The electromagnetic valve device according to item (10), wherein when the load exceeds a set level, the energization to the two coils is stopped and at least one of the remaining two coils is energized.
本項に記載の態様は、通電している2つのコイルの負担が大きくなりすぎる前に、通電するコイルを残りの2つのコイルに切り換える態様である。本項の態様は、例えば、コイルへの通電時間が設定時間を超えた場合や、コイルの温度が設定値を超えた場合等に、通電するコイルを切り換える態様とすることができる。本項の態様は、電磁弁が長時間継続して通電状態とされるような場合に、有効な態様である。 The mode described in this section is a mode in which the coil to be energized is switched to the remaining two coils before the burden on the two energized coils becomes too large. The mode of this section can be a mode of switching the coil to be energized, for example, when the energization time of the coil exceeds the set time or when the coil temperature exceeds the set value. The mode of this section is an effective mode when the solenoid valve is continuously energized for a long time.
以下、請求可能発明を実施するための形態としての実施例を、図を参照しつつ詳しく説明する。なお、請求可能発明は、下記実施例の他、前記〔発明の態様〕の項に記載された態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することができる。また、〔発明の態様〕の各項の説明に記載されている技術的事項を利用して、下記の実施例の変形例を構成することも可能である。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments as modes for carrying out the claimable invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition to the following examples, the claimable invention is implemented in various modes including various modifications and improvements based on the knowledge of those skilled in the art, including the mode described in the above [Mode of Invention]. can do. Moreover, it is also possible to constitute the modification of the following Example using the technical matter described in the description of each item of [Aspect of the Invention].
<車両用液圧ブレーキシステムの構成>
図1に、請求可能発明の実施例である電磁弁装置を搭載した車両用液圧ブレーキシステム10を、模式的に示す。その車両用液圧ブレーキシステム10は、ブレーキ操作部材としてのブレーキペダル12と、前後左右の車輪14にそれぞれ設けられた4つのブレーキ装置16と、それら4つのブレーキ装置16に供給する作動液を加圧するマスタシリンダ装置18と、ブレーキ装置16とマスタシリンダ装置18との間に設けられてマスタシリンダ装置18によって加圧された液圧を調整するアンチロック装置20とを備えている。また、マスタシリンダ装置14は、高圧源として作動液の圧力を高圧にするための高圧源装置22と、低圧源として作動液を大気圧下で貯留するリザーバ24とを備えている。
<Configuration of vehicle hydraulic brake system>
FIG. 1 schematically shows a vehicle
4つのブレーキ装置16は、詳しい説明は省略するが、それぞれ、車輪14とともに回転するブレーキ回転体としてのディスクロータに、非回転体に保持された摩擦材としてのブレーキパッドをブレーキシリンダの液圧によって押し付けて、車輪14に制動力を付与するディスクブレーキである。 Although the detailed description of the four brake devices 16 is omitted, a brake pad as a friction material held by a non-rotating body is applied to a disc rotor as a brake rotating body that rotates together with the wheels 14 by a hydraulic pressure of the brake cylinder. It is a disc brake that presses and applies braking force to the wheel 14.
アンチロック装置20は、ブレーキ装置16の液圧を増圧および保持するための保持弁と、ブレーキ装置16の液圧を減圧するための減圧弁との各々を、4つの車輪14に対応して4つずつ有している。そのアンチロック装置20は、例えば、車輪14がロックした場合に、保持弁によって、マスタシリンダ装置18からブレーキ装置16への作動液の流れを遮断するとともに、減圧弁によって、ブレーキ装置16からリザーバ24への作動液の流れを許容して、車輪のロックを解除するように構成される。
The
高圧源装置22は、高圧発生装置30と増減圧装置32とを含んで構成され、高圧発生装置30によって作動液の液圧を高圧とし、その高圧とされた作動液を増減圧装置32によって調圧してマスタシリンダ装置18に供給するものである。高圧発生装置30は、リザーバ24から作動液を汲み上げるポンプ40と、そのポンプ40を駆動するポンプモータ42と、ポンプ40から吐出された作動液を加圧された状態で蓄えるアキュムレータ44とを含んで構成される。ポンプモータ42は、アキュムレータ44に蓄えられている作動液の圧力が、高圧源液圧センサ[Ph]46の検出値に基づいて、予め定められた範囲内にあるように制御される。
The high
増減圧装置32は、高圧発生装置30によって定められた範囲内に高められた作動液の液圧を調圧するレギュレータ50を主体とするものである。そのレギュレータ50は、自身に供給される作動液の液圧(パイロット圧)に応じて機械的に作動するパイロット式の圧力制御弁であり、そのパイロット圧に応じて高圧発生装置30の液圧を調圧し、その調圧した作動液をマスタシリンダ装置18に供給するものである。また、増減圧装置32は、増圧用リニア弁52および減圧用リニア弁54を含んで構成される。通常、レギュレータ50は、それら増圧用リニア弁52および減圧用リニア弁54によって調整された作動液の液圧をパイロット圧として利用し、高圧発生装置30の液圧を調圧するようになっている。
The pressure increasing / decreasing
マスタシリンダ装置18は、上記の高圧源装置22から供給される作動液の液圧と、ブレーキペダル12に加えられた踏力との少なくとも一方に依拠して、自身が有する2つの加圧室R1,R2の液圧を加圧する。なお、加圧室R1は、2つの前輪14FL,FRに設けられたブレーキ装置16FL,FRに接続され、加圧室R2は、2つの後輪14RL,RRに設けられたブレーキ装置16RL,RRに接続される。マスタシリンダ装置18は、ハウジング60と、そのハウジング60内に摺動可能な3つのピストン62,64,66とを含んで構成される。3つのピストンについて詳しく説明すれば、運転者によりブレーキペダル12に加えられた踏力を入力する入力ピストン62と、第1加圧室R1を加圧するための第1加圧ピストン64と、第2加圧室R2を加圧するための第2加圧ピストン66である。ちなみに、図1は、ブレーキペダル12が操作されていない状態、つまり、マスタシリンダ装置18が作動していない状態を示している。
The
マスタシリンダ装置18は、ハウジング60内に、上記第1加圧室R1,第2加圧室R2の他にも、いくつかの液室が区画形成されている。なお、第1加圧室R1は、ハウジング60の前端と第1加圧ピストン64とによって区画形成され、第2加圧室R2は、第1加圧ピストン64と第2加圧ピストン66との間に区画形成されている。そして、入力ピストン62と第2加圧ピストン66との間には、ブレーキペダル12の操作に伴う入力ピストン62の移動によって加圧される操作入力室R3が区画形成されている。また、第2加圧ピストン66には、中間部に鍔部70が設けられており、その鍔部70の前方側と後方側との各々に、液室R4,R5が形成されている。鍔部70の後方側の液室R4は、その鍔部70の後方側の面とハウジング60とによって区画形成され、高圧源装置22のレギュレータ50によって調圧された作動液が流入する高圧源入力室である。一方、鍔部70の前方側の液室R5は、その鍔部70の前方側の面,第2加圧ピストン66の前方側外周面,ハウジング60によって区画形成され、操作入力室R3に連通可能な連通室である。なお、第2加圧ピストン66の後端面の面積と、鍔部70の前方側の面の面積とが等しくされている。つまり、操作入力室R3と連通室R5とが連通している場合には、第2加圧ピストン66の後端面に作用する第2加圧ピストン66を前方に移動させる向きの力と、鍔部70の前方側の面に作用する第2加圧ピストン66を後方に移動させる向きの力とが釣り合うようになっている。
In the
操作入力室R3と連通室R5とを連通する連通路78には、常閉の電磁弁80が設けられている。その電磁弁80は、非通電状態において操作入力室R3から連通室R5への作動液の流れを禁止し、通電状態において操作入力室R3から連通室R5への作動液の流れを許容するものである。そのような構成により、電磁弁80が非通電状態、つまり、電磁弁80が閉弁状態においては、第2加圧ピストン66は、操作入力室R3の液圧に応じた力と、高圧源入力室R4の液圧に依拠した力との両者によって動作させられる。つまり、ブレーキペダル12の操作に依拠した力と、高圧源装置22に依拠した力との両者が作用するのである。一方、電磁弁80が通電状態、つまり、電磁弁80が開弁状態においては、操作入力室R3の液圧に応じた力は、連通室R5の液圧に応じた力と打ち消し合い、第2加圧ピストン66は、高圧源入力室R4の液圧に依拠した力のみによって動作させられることになる。以下の説明において、電磁弁80を、連通切換弁80と呼ぶ場合がある。
A normally closed
また、上記の連通路78における連通切換弁80の下流側から分岐して、リザーバ24に連通する低圧路88が設けられている。その低圧路88には、非通電状態おいて開弁状態となる常開の電磁弁90が設けられている。つまり、その電磁弁90は、非通電状態において、連通室R5からリザーバ24への作動液の流れを許容し、通電状態において、連通室R5からリザーバ24への作動液の流れを禁止する。また、その低圧路88における電磁弁90の上流側には、ストロークシミュレータ92が設けられている。つまり、連通切換弁80が開弁状態であり、かつ、電磁弁90が閉弁状態である場合に、ブレーキペダル12の操作に対する反力を付与するようになっている。以下の説明において、電磁弁90を、シミュレータ制御弁90と呼ぶこととする。
Further, a low-
次に、連通切換弁80およびシミュレータ制御弁90の構造について、簡単に説明する。まず、連通切換弁80について、図2を参照しつつ説明する。その連通切換弁80は、中空形状のハウジング100と、そのハウジング100内に自身の軸線方向に移動可能に設けられたプランジャ102とを備えている。そのハウジング100は、それの下端部が、有蓋円筒状の弁部材104により形成されており、その弁部材104が、ハウジング100内を第1液室106と第2液室108とに区画している。その弁部材104には、軸線方向に貫通し、第1液室106と第2液室108とを連通する連通穴110が設けられている。
Next, the structure of the
そして、ハウジング102の第2液室108は、下方に開口しており、高圧側の作動液路に接続されている。つまり、第2液室108は、操作入力室R3と連通している。一方、ハウジング100の第1液室106は、低圧側の作動液路に接続されている。つまり、第1液室106は、連通室R5と連通するとともに、シミュレータ制御弁90を介してリザーバ24と連通可能となっている。
The second
プランジャ102は、上記のハウジング100の第1液室106内に収容されており、その第1液室16内において軸線方向に移動可能とされている。そのプランジャ102は、下端側がロッド状のものであり、その先端(下端)が、弁部材104に形成された連通穴110に向かい合うようにされている。つまり、そのプランジャ102の下端が、弁体として機能し、弁部材104の連通穴110を形成する部分が、弁座として機能する。そして、プランジャ102の下端が、その弁座に着座することで、連通穴110が塞がれる。プランジャ102は、ハウジング100の上端との間に配設されたコイルスプリング120によって、そのハウジング100の上端から離れる方向に向かって付勢されている。つまり、付勢部材としてのコイルスプリング120は、プランジャ102を弁座に接近させる方向に付勢し、連通穴110をプランジャ102によって塞ぐようになっている。
The
また、連通切換弁80は、プランジャ102を動作させるための電磁力を発生させる4つのコイルである第1コイル130,第2コイル132,第3コイル134,第4コイル136(図5参照)を備えている。詳しい図示は省略するが、第1コイル130と第3コイル134とが、2本の導線が重ね合わせられて螺旋状に巻かれて一体的に形成されるとともに、第2コイル132と第4コイル136とが、2本の導線が重ね合わせられて螺旋状に巻かれて一体的に形成されたものとされている。ものとなっている。そして、それらが直列的に並べられた状態で、ハウジング100の上部外周面に固定されたコイルケース138内に収容されている。
Further, the
それら4つのコイル130,132,134,136のいずれかが通電された場合には、コイルケース138,ハウジング100,プランジャ102によって磁界が形成され、4つのコイル130,132、134,136の各々は、プランジャ102がコイルスプリング120によって付勢される方向とは逆方向、つまり、プランジャ102を弁座から離間させる方向の電磁力を発生させる。
When any of these four
なお、4つのコイルである第1コイル130,第2コイル132,第3コイル134,第4コイル136の各々は、半径,長さ,巻き数が同じもの、つまり、同じインダクタンスのものとされている。したがって、それら第1コイル130,第2コイル132,第3コイル134,第4コイル136の各々に、同じ大きさの電流が通電された場合には、同じ大きさの電磁力を発生させるようになっている。
The
上記の連通切換弁80は、常閉弁であったが、シミュレータ制御弁90は、常開弁であり、そのシミュレータ制御弁90を、図3を参照しつつ説明する。なお、シミュレータ制御弁90の説明においては、連通切換弁80と同じ構成要素については、同じ符号を用いて対応するものであることを示し、それらの説明は省略するあるいは簡略に行うものとする。
The
シミュレータ制御弁90は、連通切換弁80と同様に、ハウジング140と、そのハウジング140内に軸線方向に移動可能に設けられたプランジャ142と、そのプランジャ142を動作させるための電磁力を発生させる4つのコイル144,146,148,150とを備えている。プランジャ142は、弁部材104との間に配設されたコイルスプリング152によって、その弁部材104から離れる方向に向かって付勢されている。つまり、付勢部材としてのコイルスプリング152は、プランジャ142を弁座から離間させる方向に付勢するものとなっている。シミュレータ制御弁90においては、4つのコイル144,146,148,150のいずれかが通電された場合、プランジャ142がコイルスプリング152によって付勢される方向とは逆方向、つまり、プランジャ102を弁座に接近させる方向の電磁力を発生させる。なお、シミュレータ制御弁90が有する4つのコイル144,146,148,150の各々は、連通切換弁80が有する4つのコイル130,132,134,136と同様に、同じインダクタンスのものとされており、同じ大きさの電流が通電された場合に、同じ大きさの電磁力を発生させるようになっている。
Similar to the
当該液圧ブレーキシステムでは、図1に示すように、ブレーキ電子制御ユニット160(以下、「ECU160」と呼ぶ場合がある。)が設けられている。ECU160は、アンチロック装置20が有する複数の電磁弁,連通切換弁80,シミュレータ制御弁90,および高圧発生装置30が有するポンプモータ42の作動を制御する制御装置であり、各ブレーキ装置16に供給する作動液の液圧を制御するものである。ECU160は、CPU,ROM,RAM等を備えたコンピュータを主体として構成されたコントローラ162と、ポンプモータ42に対応する駆動回路164と、各種電磁弁52,54,80,90等のそれぞれに対応する複数の駆動回路166,168,170,172,174とを有している(図4参照)。それら複数の駆動回路164等には、一定の電圧を出力する定電圧電源であるバッテリ176が接続されており、そのバッテリ176から電力が供給される。
In the hydraulic brake system, as shown in FIG. 1, a brake electronic control unit 160 (hereinafter sometimes referred to as “
さらに、複数の駆動回路166等には、コントローラ162が接続されており、コントローラ162が、それら複数の駆動回路164等に各制御信号を送信する。詳しくは、コントローラ166は、ポンプモータ42の駆動回路164にモータ駆動信号を送信し、増圧用リニア弁52,減圧用リニア弁54の駆動回路166,168には、各リニア弁52,54の有するソレノイドが発生させる電磁力を制御するための電流制御信号を送信する。さらに、連通切換弁80,シミュレータ制御弁90のそれぞれの駆動回路170,172に各種電磁弁を開閉するための制御信号を送信する。なお、その駆動回路170,172については、後に詳しく説明する。
Furthermore, a
さらにまた、アンチロック装置20が有する複数の電磁弁の複数の駆動回路174には、各種電磁弁の開閉時間を制御するための電流制御信号を送信する。このように、コントローラ162が各駆動回路164等に各制御信号を送信することで、ポンプモータ42、各種電磁弁52等の作動を制御する。なお、コントローラ162には、上記高圧源液圧センサ46とともに、連通路78における連通切換弁80と操作入力室R3との間に設けられた操作入力圧センサ[PS]180、低圧路88におけるシミュレータ制御弁90と連通切換弁80との間に設けられた反力圧センサ[PR]182、連通切換弁80の4つのコイルの各々の温度を検出するための4つの温度センサ[TC]184、シミュレータ制御弁90の4つのコイルの各々の温度を検出するための4つの温度センサ[TS]188、ブレーキペダル12の操作量を検出するストロークセンサ[St]192等が接続されており、それらセンサによる検出値は、後に説明する制御において利用される。
Furthermore, a current control signal for controlling the open / close time of various solenoid valves is transmitted to the plurality of
続いて、連通切換弁80の駆動回路170、および、シミュレータ制御弁90の駆動回路172の構成について、図5を参照しつつ詳しく説明する。それら2つの駆動回路170,172は、同様の構成であるため、連通切換弁80の駆動回路170を代表して説明することとする。
Next, the configuration of the
まず、連通切換弁80が有する4つのコイルのうち、第1コイル[C1]130と第2コイル[C2]132とが、互いに直列的に接続されるとともに、第3コイル[C3]134と第4コイル[C4]136とが、互いに直列的に接続されている。そして、それら4つのコイル130,132,134,136をバッテリ176に接続する外部回路としての駆動回路170は、第1コイル130の第2コイル132に接続されていない側を、バッテリ176の高電位側に接続する第1コイル接続路200を有している。また、第2コイル132の第1コイル130に接続されていない側は、接地されている。なお、バッテリ176の低電位側も接地されており、第2コイル132の第1コイル130に接続されていない側は、バッテリ176の低電位側に接続されていると考えることができる。つまり、第2コイル132の第1コイル130に接続されていない側を接地点と接続するための接続路202が第2コイル接続路として機能するものとなっている。同様に、駆動回路170は、第3コイル134の第2コイル136に接続されていない側を、バッテリ176の高電位側に接続する第3コイル接続路204と、第4コイル136の第3コイル134に接続されていない側を接地点に接続して第4コイル接続路として機能する接続路206とを有している。
First, among the four coils of the
また、駆動回路170は、第1コイル130と第2コイル132との間とバッテリ176の高電位側とを接続し、第1コイル130をバイパスするための第1バイパス路210と、第1コイル130と第2コイル132との間と接地点とを接続し、第2コイル132をバイパスするための第2バイパス路212と、第3コイル134と第4コイル136との間とバッテリ176の高電位側とを接続し、第3コイル134をバイパスするための第3バイパス路214と、第3コイル134と第4コイル136との間と接地点とを接続し、第4コイル136をバイパスするための第4バイパス路216とを有している。
In addition, the
それら4つのバイパス路210,212,214,216の各々には、第1リレー[R1]220,第2リレー[R2]222,第3リレー[R3]224,第4リレー[R4]226が設けられている。それら4つのリレー220,222,224,226の各々は、自身が設けられたバイパス路に電流が流れる状態として、対応するコイルに電流を流さない状態と、自身が設けられたバイパス路に電流が流れない状態として、対応するコイルに電流を流す状態とを切り換えるものである。
Each of these four
なお、第1コイル接続路200には、第1コイル130,第2コイル132,第1バイパス路210,第2バイパス路212に電流が流れる状態と、それらのすべてに流れない状態とを切り換えるリレーである第1メインリレー[MR1]230が設けられている。また、第3コイル接続路204には、第3コイル134,第4コイル136,第3バイパス路214,第4バイパス路216に電流が流れる状態と、それらのすべてに流れない状態とを切り換えるリレーである第2メインリレー[MR2]232が設けられている。
In the first
つまり、外部回路としての駆動回路170は、第1コイル接続路200,第2コイル接続路202,第1バイパス路210,第2バイパス路212,第1リレー220,第2リレー222,第1メインリレー230を含んで、第1コイル130および第2コイル132とバッテリ176とを接続する第1の系統部が構成されるとともに、第3コイル接続路204,第4コイル接続路206,第3バイパス路214,第4バイパス路216,第3リレー224,第4リレー226,第2メインリレー232を含んで、第3コイル134および第4コイル136とバッテリ176とを接続する第2の系統部が構成されている。
That is, the
そして、コントローラ162は、それら4つのリレー220,222,224,226および2つのメインリレー230,232の各々のON・OFFを制御することで、4つのコイル130,132,134,136への通電を制御し、連通切換弁80およびシミュレータ制御弁90の作動を制御するようになっている。
The
以上のような構成から、液圧ブレーキシステム10は、電磁弁80(90)と、その電磁弁80(90)の外部に設けられて電源176に接続するための外部回路170(172)と、その外部回路170(172)が有する2つの開閉器220(224),222(226)を制御することで電磁弁80(90)への通電を制御するコントローラ162とを備えた電磁弁装置250を含んで構成されている。
From the configuration as described above, the
<車両用液圧ブレーキシステムの作動>
以上のように構成された液圧ブレーキシステム10の作動について簡単に説明する。まず、液圧ブレーキシステム10は、通常、ブレーキペダル12になされた操作に応じて制動力を発生させるべく、高圧源装置22の制御によって、ブレーキ装置16の液圧が制御される。具体的には、まず、ECU160は、連通切換弁80を通電して開弁状態とするとともに、シミュレータ制御弁90を通電して閉弁状態として、ブレーキペダル12に加えられた踏力が打ち消されるようにする。そして、その状態で、増圧用リニア弁52および減圧用リニア弁54を制御することで、増減圧装置32から出力される液圧、つまり、高圧源入力室R4の液圧を制御するのである。それにより、第2加圧ピストン66および第1加圧ピストン64を前方に移動させ、第1加圧室R1および第2加圧室R2が加圧され、その加圧された作動液がブレーキ装置16に供給されるのである。
<Operation of hydraulic brake system for vehicle>
The operation of the
ただし、急ブレーキの場合、つまり、ブレーキペダル12の操作速度が設定値を超えた場合には、高圧源装置22の液圧に依拠した力の入力だけでなく、ブレーキペダル12に加えられた踏力も入力され、大きな制動力を発生させるようになっている。具体的には、ECU160は、連通切換弁80を非通電として閉弁状態とするとともに、シミュレータ制御弁90を非通電として開弁状態とするのである。それにより、高圧源入力室R4が高圧源装置22によって加圧されるだけなく、ブレーキペダル12に加えられた踏力によって操作入力室R1も加圧され、第2加圧ピストン66には、ブレーキペダル12の操作に依拠した力と、高圧源装置22に依拠した力との両者が作用することになる。つまり、第1加圧室R1および第2加圧室R2が急激に加圧され、ブレーキ装置16の液圧が急激に上昇し、大きな制動力を発生させるのである。
However, in the case of sudden braking, that is, when the operation speed of the
次に、バッテリ172から電力供給を受けることができない失陥が生じた場合を考える。その場合には、各種電磁弁に電力を供給できないため、連通切換弁80が閉弁状態とされるとともに、シミュレータ制御弁90が開弁状態とされる。また、増圧用リニア弁52および減圧用リニア弁54は、ともに閉弁状態となり、作動液の液圧を調整することができなくなる。さらに、ポンプモータ42を駆動することができないため、ポンプ40によって作動液を汲み上げることができない。つまり、アキュムレータ44には、それ以上、作動液を蓄えさせることができないのである。なお、この場合には、レギュレータ50は、第2加圧室R2からブレーキ装置16に供給される作動液の液圧をパイロット圧として利用して、高圧発生装置30の液圧を調圧するようになっている。
Next, let us consider a case where a failure in which power supply from the
したがって、上記のような失陥が生じた場合には、アキュムレータ44に作動液が蓄えられている間は、ブレーキペダル12の操作に依拠した力と、高圧源装置22に依拠した力との両者を利用して、制動力を発生させることが可能である。そして、アキュムレータ44に蓄えられていた作動液が無くなった場合には、ブレーキペダル12の操作に依拠した力のみで、制動力を発生させることとなる。
Therefore, when the above-described failure occurs, both the force relying on the operation of the
<電磁弁装置の制御>
当該車両用液圧ブレーキシステム10が有する連通切換弁80およびシミュレータ制御弁90は、上述したように、4つのコイルを備えているため、それら連通切換弁80およびシミュレータ制御弁90への通電方法に特徴を有しているため、以下に、それら連通切換弁80およびシミュレータ制御弁90の制御方法について、詳しく説明する。なお、それら連通切換弁80,シミュレータ制御弁90は、それぞれ、常閉弁,常開弁であるため、通電によって、開弁状態,閉弁状態となるが、それらの各々が有する4つのコイルへの通電方法は、ほぼ同様であるため、両者の説明が必要のない場合には、連通切換弁80を代表して説明することとする。
<Control of solenoid valve device>
Since the
I)正常時におけるプランジャ作動開始時の通電(第1通電モード)
まず、車両のイグニッションスイッチがON状態とされると、ECU160は、連通切換弁80に通電して開弁状態とするとともに、シミュレータ制御弁90に通電して閉弁状態とする。具体的には、連通切換弁80へ通電する際には、4つのコイル130,132,134,136のうちの1つのもののみに通電してプランジャ102を移動させる。そして、プランジャ102が移動した後に、4つのコイル130,132,134,136のうちの1つのものと直列的に接続されたコイルにも通電して、プランジャ102を移動させた位置で保持させる。以下に、具体的な一例を挙げ、図6および図7を参照しつつ説明する。図6には、外部回路である駆動回路170に流れる電流のタイムチャートの一例を示し、図7は、その図6に示した一例におけるリレーのON・OFF状態を示す表である。
I) Energization at the start of plunger operation under normal conditions (first energization mode)
First, when the ignition switch of the vehicle is turned on, the
ECU160は、まず、プランジャ102の作動開始時、第1コイル130および第2コイル132の平均温度と、第3コイル134および第4コイル136の平均温度とを比較して、温度が低い方の2つのコイルを使用するようになっている。図6は、第1コイル130および第2コイル132の平均温度が、第3コイル134および第4コイル136の平均温度より低かった場合のものである。そして、ECU160は、その温度の低い方のコイルに対応するメインリレーである第1メインリレー230をON状態とするとともに、他方のメインリレーである第2メインリレー232をOFF状態とする。
The
次いで、ECU160は、使用する2つのコイルである第1コイル130の温度と、第2コイル132の温度とを比較する。それらのうちの温度の低いもの(図6の場合には、第1コイル)のみで、プランジャ102を移動させる。つまり、ECU160は、第1コイル130にのみ通電すべく、その第1コイル130に対応する第1リレー220をOFF状態とし、第1コイル130と直列的に接続された第2コイル132に対応する第2リレー222をON状態とするのである。
Next, the
そして、プランジャ102の移動が完了した後、ECU160は、通電されている第1コイル130に加えて、その第1コイル130と直列的に接続された第2コイル132にも通電し、プランジャ102を移動させた位置で保持するようになっている。つまり、ECU160は、第2コイル132に対応する第2リレー222をOFF状態に切換、2つのコイル130,132の両者に通電するのである。
Then, after the movement of the
なお、直列的に接続された2つのコイルに通電した場合、2つのコイルの合計の巻数は1つのコイルの2倍となるものの、バッテリ176が出力する電圧が一定であるため、2つのコイルに通電した場合の電流は、1つのコイルのみに通電した場合に流れる電流の半分となる。そして、コイルにおける消費電力は、電流の2乗に比例するため、2つのコイルに通電した場合における消費電力は、1つのコイルのみに通電した場合における消費電力の半分となるのである。
Note that when two coils connected in series are energized, the total number of turns of the two coils is twice that of one coil, but the voltage output by the
ちなみに、直列的に接続された2つのコイルに通電した場合、一方のコイルが発生させる磁界と他方のコイルが発生させる磁界とが重なり合って形成される磁界によって、プランジャ102に作用する力が決まる。2つのコイルの両者に通電した場合に形成される磁界によっては、プランジャ102を移動させることができない虞がある。本実施例においては、プランジャ102を移動させる場合には、その力を1つのコイルのみに通電し発生させるように構成されているため、プランジャ102を確実に移動させることが可能となっている。そして、2つのコイルの両者に通電した場合には、それら2つのコイルが発生させる力は、プランジャ102を移動させた位置で保持するのには十分であるため、プランジャ102を移動させた位置で保持する際に、消費電力を抑制することが可能となっている。
By the way, when two coils connected in series are energized, the force acting on the
II)通電コイルの変更
ただし、連通切換弁80およびシミュレータ制御弁90の各々において、プランジャ102を移動させた位置で保持している際に、第1コイル130(144)および第2コイル132(146)の平均温度と、第3コイル134(148)および第4コイル136(150)の平均温度との差が大きくなった場合には、ECU160は、通電するコイルを、第1コイル130(144)および第2コイル132(146)と、第3コイル134(148)および第4コイル136(150)との間で切り換えるようになっている。
II) Change of energizing coil However, in each of the
図6に示した例においては、第1コイル130および第2コイル132の平均温度が、第3コイル134および第4コイル136の平均温度に比較して、設定温度ΔT以上高くなった場合に、通電するコイルを、第1コイル130および第2コイル132から、第3コイル134および第4コイル136に、切り換えるようになっている。さらに、第3コイル134および第4コイル136の温度が高くなれば、再び、第1コイル130および第2コイル132に切り換えられる。このように通電されることで、各コイルの負担が大きくなりすぎないようになっているのである。ちなみに、コイルの負担の大きさを、通電時間等によって推定し、コイルを変更するようにすることも可能である。
In the example shown in FIG. 6, when the average temperature of the
II)失陥時の通電
また、第1コイル接続路200,第3コイル接続路204の各々に、自身を流れる電流を計測する電流計270,272が設けられており、ECU160は、その電流計270,272の計測値、つまり、第1系統部を流れる電流と、第2系統部を流れる電流を監視している。つまり、具体的には、プランジャ102を作動させるために通電しているコイルに対応する系統部の電流が、正常値に対して差が大きくなった場合に、その系統部に失陥が生じていると判断し、他方の系統部を使用して、プランジャ102を作動させるようになっている。
II) Energization at the time of failure Also, each of the first
図6に示した例においては、第3コイル134および第4コイル136に通電している際に電流異常が検出されたため、第2メインリレー232がOFF状態とされ、第3コイル134および第4コイル136への通電が停止される。それに伴って、第1メインリレー230がON状態とされるとともに、第1リレー220および第2リレー222がOFF状態とされ、第1コイル130および第2コイル132に通電される。
In the example shown in FIG. 6, since a current abnormality is detected while the
そして、ECU160は、電流異常が検出された第3コイル134および第4コイル136のうち、いずれのコイルに異常があるかを調べるようになっている。第1コイル130および第2コイル132に通電して、プランジャ102を保持している場合、第3コイル134あるいは第4コイル136に通電しても、電磁弁80の作動に影響はないため、第3コイル134,第4コイル136に順次通電し、その電流値が正常値に対して差があるか否かにより、それら第3コイル134,第4コイル136の各々が失陥しているか否かを判断する。
Then, the
なお、第3コイル134と第4コイル136とのうちの一方のみが失陥している場合には、正常な方のコイルを利用するようになっている。具体的には、正常な系統部(図6に示す例においては、第1系統部)を長時間にわたって使用した結果、その系統部に対応する2つのコイルの負担が大きくなる。そのような場合に、通電を、それら正常な系統部に対応する2つのコイルから、異常が検出された系統部に対応する2つのコイルのうちの正常なものに、切り換えるようになっている(第2通電モード)。
When only one of the
ちなみに、連通切換弁80およびシミュレータ制御弁90においては、例えば、2つのコイルに通電している状態において、それら2つのコイルの一方に断線等の通電できない失陥が生じた場合であっても、正常なコイルが発生させる力のみで、プランジャ102が保持されることになる。
Incidentally, in the
<電磁弁装置の特徴>
以上のように構成された本実施例の電磁弁装置250は、スイッチング素子等を用いて電流の制御をせずに、開閉器によるON・OFFの切換だけで、コイルに流れる電流を変更することが可能である。また、そのコイルに流れる電流を変更することによって、電磁弁の消費電力を抑えることが可能とされている。さらに、本電磁弁装置250は、失陥時においても、上述した種々の対処が可能であり、フェールセーフという観点において優れたものとなっている。
<Characteristics of solenoid valve device>
The
10:車両用液圧ブレーキシステム 80:連通切換弁〔電磁弁〕 90:シミュレータ制御弁〔電磁弁〕 102:プランジャ 104:弁部材〔弁座〕 120:コイルスプリング〔付勢部材〕 130:第1コイル[C1] 132:第2コイル[C2] 134:第3コイル[C3] 136:第4コイル[C4] 142:プランジャ 144:第1コイル[C1] 146:第2コイル[C2] 148:第3コイル[C3] 150:第4コイル[C4] 152:コイルスプリング〔付勢部材〕 160:ブレーキ電子制御ユニット[ECU] 162:コントローラ 170:駆動回路〔外部回路〕 172:駆動回路〔外部回路〕 176:バッテリ〔定電圧電源〕 184:4つの温度センサ[TC] 188:4つの温度センサ[TS] 200:第1コイル接続路 202:第2コイル接続路 204:第3コイル接続路 206:第4コイル接続路 210:第1バイパス路 212:第2バイパス路 214:第3バイパス路 216:第4バイパス路 220:第1リレー〔第1開閉器〕[R1] 222:第2リレー〔第2開閉器〕[R2] 224:第3リレー〔第3開閉器〕[R3] 226:第4リレー〔第4開閉器〕[R4] 230:第1メインリレー[MR1] 232:第2メインリレー[MR2] 250:電磁弁装置 270:電流計 272:電流計 10: Hydraulic brake system for vehicle 80: Communication switching valve [solenoid valve] 90: Simulator control valve [solenoid valve] 102: Plunger 104: Valve member [valve seat] 120: Coil spring [biasing member] 130: First Coil [C1] 132: Second coil [C2] 134: Third coil [C3] 136: Fourth coil [C4] 142: Plunger 144: First coil [C1] 146: Second coil [C2] 148: First 3 coils [C3] 150: 4th coil [C4] 152: coil spring [biasing member] 160: brake electronic control unit [ECU] 162: controller 170: drive circuit [external circuit] 172: drive circuit [external circuit] 176: battery [constant voltage power source] 184: four temperature sensors [T C] 188: four temperature sensors [T S] 200: 1 coil connection path 202: second coil connection path 204: third coil connection path 206: fourth coil connection path 210: first bypass path 212: second bypass path 214: third bypass path 216: fourth bypass path 220 : First relay [first switch] [R1] 222: second relay [second switch] [R2] 224: third relay [third switch] [R3] 226: fourth relay [fourth switch] [R4] 230: First main relay [MR1] 232: Second main relay [MR2] 250: Solenoid valve device 270: Ammeter 272: Ammeter
Claims (5)
その電磁弁の外部に設けられて前記電磁弁を電源に接続するための回路であって、(A)前記第1コイルの前記第2コイルに接続されていない側と電源の高電位側とを接続する第1コイル接続路と、(B)前記第2コイルの前記第1コイルに接続されていない側と電源の低電位側とを接続する第2コイル接続路と、(C)前記第1コイルと前記第2コイルとの間と電源の高電位側とを接続し、前記第1コイルをバイパスするための第1バイパス路と、(D)その第1バイパス路に設けられ、その第1バイパス路に電流が流れる状態と流れない状態とを切り換える第1開閉器と、(E)前記第1コイルと前記第2コイルとの間と電源の低電位側とを接続し、前記第2コイルをバイパスする第2バイパス路と、(F)その第2バイパス路に設けられ、その第2バイパス路に電流が流れる状態と流れない状態とを切り換える第2開閉器とを有する外部回路と
前記第1開閉器および前記第2開閉器を制御することで、前記電磁弁への通電を制御するコントローラと
を備え、
前記コントローラが、
前記開弁状態と前記閉弁状態との前記一方から前記他方に切り換えるためのモードであって、前記第1開閉器と前記第2開閉器との一方を開状態,他方を閉状態として、開状態とした前記第1開閉器と第2開閉器との一方に対応する前記第1コイルと前記第2コイルとの一方のみに通電して前記プランジャを移動させるとともに、そのプランジャが移動した後に、前記第1開閉器と前記第2開閉器との両者を開状態として、前記第1コイルと前記第2コイルとの両者に通電して前記プランジャを移動させた位置で保持する第1通電モードを実現するように構成された電磁弁装置。 (a) a valve seat; (b) a plunger that can be seated on and separated from the valve seat; and (c) one of a direction in which the plunger approaches the valve seat and a direction in which the plunger moves away from the valve seat. A biasing member for biasing, and (d) a first coil and a second coil that are connected in series with each other and generate an electromagnetic force for operating the plunger when energized. A state in which the plunger is seated on the valve seat by switching from a state in which current is not supplied to both the coil and the second coil to a state in which current is supplied to at least one of the first coil and the second coil; An electromagnetic valve configured to switch from one of the opened state in which the plunger is separated from the valve seat to the other; and
A circuit provided outside the solenoid valve for connecting the solenoid valve to a power source, comprising: (A) a side of the first coil not connected to the second coil and a high potential side of the power source. A first coil connection path to be connected; (B) a second coil connection path for connecting a side of the second coil not connected to the first coil to a low potential side of the power source; and (C) the first coil connection path. A first bypass path for connecting between the coil and the second coil and the high potential side of the power source and bypassing the first coil; and (D) a first bypass path provided in the first bypass path. A first switch for switching between a state in which a current flows in the bypass path and a state in which a current does not flow; and (E) a connection between the first coil and the second coil and a low potential side of a power source, and the second coil A second bypass path that bypasses the first bypass path, and (F) is provided in the second bypass path. An external circuit and a second switch for switching the state of not flowing a state in which flow flows
A controller for controlling energization to the solenoid valve by controlling the first switch and the second switch ;
The controller is
A mode for switching from the one of the valve open state and the valve closed state to the other, wherein one of the first switch and the second switch is opened and the other is closed. After moving the plunger by energizing only one of the first coil and the second coil corresponding to one of the first switch and the second switch in the state, and after the plunger has moved, A first energization mode in which both the first switch and the second switch are in an open state and the plunger is moved by energizing both the first coil and the second coil. A solenoid valve device configured to be realized .
前記開弁状態と前記閉弁状態との前記一方から前記他方に切り換えるためのモードであって、前記第1開閉器と前記第2開閉器との一方を開状態,他方を閉状態として、開状態とした前記第1開閉器と第2開閉器との一方に対応する前記第1コイルと前記第2コイルとの一方のみに通電して、前記プランジャを移動させるとともに、そのプランジャを移動させた位置で保持する第2通電モードを実現可能に構成された請求項1に記載の電磁弁装置。 The controller further comprises:
A mode for switching from the one of the valve open state and the valve closed state to the other, wherein one of the first switch and the second switch is opened and the other is closed. Energizing only one of the first coil and the second coil corresponding to one of the first switch and the second switch in the state to move the plunger and move the plunger The solenoid valve device according to claim 1 , configured to be able to realize a second energization mode held in position.
前記第1コイルと前記第2コイルとの両者に正常に通電できる場合に、前記第1通電モードによって前記プランジャを作動させるともに、前記第1コイルと前記第2コイルとの一方に正常に通電できない失陥が生じた場合に、前記第2通電モードによって前記プランジャを作動させるように構成された請求項2に記載の電磁弁装置。 The controller is
When both the first coil and the second coil can be normally energized, the plunger is operated in the first energization mode, and one of the first coil and the second coil cannot be normally energized. The electromagnetic valve device according to claim 2 , wherein the plunger is operated in the second energization mode when a failure occurs.
互いに直列的に接続されるとともに、前記第1コイルおよび前記第2コイルと並列的に配設され、通電されることで前記プランジャを作動させるための電磁力を発生させる第3コイルおよび第4コイルを有し、
前記外部回路が、さらに、
(G)前記第3コイルの前記第4コイルに接続されていない側と電源の高電位側とを接続する第3コイル接続路と、(H)前記第4コイルの前記第3コイルに接続されていない側と電源の低電位側とを接続する第4コイル接続路と、(I)前記第3コイルと前記第4コイルとの間と電源の高電位側とを接続し、前記第3コイルをバイパスするための第3バイパス路と、(J)その第3バイパス路に設けられ、その第3バイパス路に電流が流れる状態と流れない状態とを切り換える第3開閉器と、(K)前記第3コイルと前記第4コイルとの間と電源の低電位側とを接続し、前記第4コイルをバイパスするための第4バイパス路と、(L)その第4バイパス路に設けられ、その第4バイパス路に電流が流れる状態と流れない状態とを切り換える第4開閉器とを有し、
前記コントローラが、
前記第1開閉器および前記第2開閉器に加え、前記第3開閉器および前記第4開閉器をも制御することで、前記前記電磁弁への通電を制御するものとされ、
前記開弁状態と前記閉弁状態との前記一方から前記他方に切り換える際に、前記第1コイル,前記第2コイル,前記第3コイルおよび前記第4コイルのうちの1つのもののみに通電して前記プランジャを移動させるとともに、そのプランジャが移動した後に、その通電しているコイルに加えて、そのコイルと直列的に接続されたものにも通電して前記プランジャを移動させた位置で保持するように構成された請求項1ないし請求項3のいずれか1つに記載の電磁弁装置。 The solenoid valve
A third coil and a fourth coil, which are connected in series with each other, are arranged in parallel with the first coil and the second coil, and generate an electromagnetic force for operating the plunger when energized. Have
The external circuit further comprises:
(G) a third coil connection path for connecting a side of the third coil not connected to the fourth coil and a high potential side of the power source; and (H) connected to the third coil of the fourth coil. A fourth coil connection path for connecting the non-powered side and the low potential side of the power source; (I) connecting the third coil and the fourth coil to the high potential side of the power source; a third bypass passage for bypassing the, (J) provided on the third bypass passage, and a third switch for switching the state of not flowing a state in which current flows in the third bypass passage, (K) the A fourth bypass path for connecting the third coil and the fourth coil to the low potential side of the power source and bypassing the fourth coil; (L) provided in the fourth bypass path; have a fourth switch for switching the state of not flowing a state in which current flows through the fourth bypass passage,
The controller is
By controlling the third switch and the fourth switch in addition to the first switch and the second switch, the energization to the solenoid valve is controlled,
When switching from the one of the valve open state and the valve closed state to the other, only one of the first coil, the second coil, the third coil, and the fourth coil is energized. The plunger is moved, and after the plunger has moved, in addition to the energized coil, the coil connected in series with the coil is energized and held at the moved position. The solenoid valve device according to any one of claims 1 to 3 , configured as described above.
前記プランジャを移動させた位置で保持すべく、前記第1コイルおよび前記第2コイル、あるいは、前記第3コイルおよび前記第4コイルに通電している状態において、その通電している2つのコイルの負担が設定された程度を越えた場合に、それら2つのコイルへの通電を停止して、残り2つのコイルの少なくとも一方に通電するように構成された請求項4に記載の電磁弁装置。 The controller is
In order to hold the plunger in the moved position, in the state where the first coil and the second coil or the third coil and the fourth coil are energized, the two energized coils The electromagnetic valve device according to claim 4 , wherein when the load exceeds a set level, the energization to the two coils is stopped and at least one of the remaining two coils is energized.
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