JP2005257669A - Method for detecting speed of moving member, and electromagnetic actuator drive - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電磁アクチュエータの移動部材の移動速度検出方法及び電磁アクチュエータ駆動装置に係り、特に、位置センサ等を設けることなく電磁アクチュエータのプランジャ等の移動部材の移動速度を検出することができる移動部材の速度検出方法、及びこの移動部材の速度検出方法を利用して電磁アクチュエータの移動部材の移動速度の減速制御を行い、衝突音を低減することができる電磁アクユエータ駆動装置に関する。 The present invention relates to a method for detecting a moving speed of a moving member of an electromagnetic actuator and an electromagnetic actuator driving device, and in particular, a moving member capable of detecting the moving speed of a moving member such as a plunger of an electromagnetic actuator without providing a position sensor or the like. The present invention relates to an electromagnetic actuator driving apparatus capable of reducing the collision noise by performing deceleration control of the moving speed of the moving member of the electromagnetic actuator by using this speed detecting method and the moving member speed detecting method.
従来より、移動部材であるプランジャの移動速度が遅くなるような構造にし、衝突音を低減した電磁リレーが知られている(例えば、特許文献1参照)。しかしながら、車両に搭載した場合には、電気系統の故障や事故時には瞬時にリレーを遮断する必要があり、従来の技術では移動部材であるプランジャの移動速度が遅いことから緊急時に対応できない、という問題がある。 2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known an electromagnetic relay that has a structure in which a moving speed of a plunger that is a moving member is slowed to reduce collision noise (see, for example, Patent Document 1). However, when mounted on a vehicle, it is necessary to instantaneously shut off the relay in the event of an electrical system failure or accident, and the conventional technology cannot respond in an emergency because the moving speed of the plunger, which is a moving member, is slow. There is.
また、ギャップセンサによりバルブのギャップを検出し、ギャップの大きさに基づいてコイルの通電をオフする時間を設け、フィードフォワード制御によりバルブを減速する電磁式弁駆動装置が知られている(例えば、特許文献2参照)。 Further, there is known an electromagnetic valve driving device that detects a valve gap by a gap sensor, sets a time for turning off the coil based on the size of the gap, and decelerates the valve by feedforward control (for example, Patent Document 2).
また、バルブのリフト位置を検出するリフトセンサ出力に基づいて、バルブの着座位置近傍における複数の位置間をバルブが通過するに要した時間を求め、求めた時間に基づいて作動速度を演算する電磁駆動バルブを有する動弁装置が知られている(例えば、特許文献3参照)。 Further, based on the lift sensor output that detects the lift position of the valve, the time required for the valve to pass between a plurality of positions in the vicinity of the seating position of the valve is obtained, and the electromagnetic speed for calculating the operating speed based on the obtained time A valve gear having a drive valve is known (see, for example, Patent Document 3).
そして、一定周波数、及び振幅の信号を与えてソレノイドコイルのインダクタンスを演算し、ソレノイド弁の位置を検出するセンサを不要とした測定装置が提案されている(例えば、特許文献4)。
しかしながら、上記従来の技術ではギャップセンサ、位置センサ、または一定周波数の正弦波信号を発生する手段が必要になるため、コストが高くなり、装置が複雑になる虞れがある、という問題がある。 However, the conventional technology requires a gap sensor, a position sensor, or a means for generating a sine wave signal having a constant frequency, which raises a problem that the cost is increased and the apparatus may be complicated.
また、従来のフィードフォワード制御を行なう電磁式弁駆動装置では、フィードフォワード制御であるため制御効果にばらつきが生じる可能性がある。ソレノイドコイルのインダクタンスを演算する測定装置の場合には、アクチュエータの構造によっては漏れ磁束の影響が大きく、インダクタンスとソレノイド弁の位置との間に相関が強くない場合もあり、この場合は精度良くソレノイド弁の位置を検出することはできない。 In addition, in the conventional electromagnetic valve drive device that performs feedforward control, there is a possibility that the control effect varies due to the feedforward control. In the case of a measuring device that calculates the inductance of a solenoid coil, the effect of leakage magnetic flux may be large depending on the actuator structure, and the correlation between the inductance and the position of the solenoid valve may not be strong. The position of the valve cannot be detected.
以上説明したように従来の技術では、ギャップセンサ、リフトセンサ、一定周波数の正弦波発生手段等が必要になるため、装置が複雑になって高コストになる、という問題がある。 As described above, the conventional technique requires a gap sensor, a lift sensor, a sine wave generating means having a constant frequency, and the like, and thus has a problem that the apparatus becomes complicated and expensive.
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、速度検出機能を備えた電磁アクチュエータの構造を簡単にして電磁アクチュエータを低コストで製造することができる移動部材の速度検出方法及び電磁アクチュエータ駆動装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems. A speed detection method for a moving member, which can manufacture an electromagnetic actuator at a low cost by simplifying the structure of an electromagnetic actuator having a speed detection function, and An object is to provide an electromagnetic actuator driving device.
上記目的を達成するために本発明の移動部材の速度検出方法は、移動部材を移動させる際に電流指令に応じた電流がソレノイドコイルに流れるように制御される電磁アクチュエータにおける前記移動部材の移動速度に相当する特徴量を検出する移動部材の速度検出方法であって、前記ソレノイドコイルの電圧を検出し、前記検出されたソレノイドコイルの電圧、前記電流指令及び前記ソレノイドコイルに流れる電流のいずれか一方、前記ソレノイドコイルの電気抵抗、及び前記ソレノイドコイルのインダクタンスに基づいて、前記移動部材の移動速度に相当する特徴量を検出することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the moving member speed detection method of the present invention provides a moving speed of the moving member in an electromagnetic actuator that is controlled so that a current corresponding to a current command flows through the solenoid coil when the moving member is moved. A method for detecting a speed of a moving member that detects a feature amount corresponding to: detecting a voltage of the solenoid coil, and detecting any one of the detected solenoid coil voltage, the current command, and the current flowing through the solenoid coil. A feature amount corresponding to the moving speed of the moving member is detected based on the electrical resistance of the solenoid coil and the inductance of the solenoid coil.
本発明の原理について説明する。ソレノイドコイルに流れる電流(実電流)をIc、ソレノイドコイルの両端間の電圧をVc、ソレノイドコイルの電気抵抗をR、ソレノイドコイルのインダクタンスをL、移動部材であるプランジャと鉄心との間のギャップの長さをz、電磁アクチュエータの構造で決まる定数をz0、プランジャの移動速度をvとすると、ソレノイドコイルの電圧Vcは、下記の(1)式に示す電気方程式によって表され、プランジャの移動速度vを含む項で表される値、すなわちプランジャの移動速度に依存する特徴量Pmは下記(2)式によって表される。 The principle of the present invention will be described. The current flowing through the solenoid coil (actual current) is Ic, the voltage between both ends of the solenoid coil is Vc, the electrical resistance of the solenoid coil is R, the inductance of the solenoid coil is L, and the gap between the plunger that is the moving member and the iron core When the length is z, the constant determined by the structure of the electromagnetic actuator is z0, and the moving speed of the plunger is v, the voltage Vc of the solenoid coil is expressed by the electric equation shown in the following equation (1). That is, a value represented by a term including, that is, a characteristic amount Pm that depends on the moving speed of the plunger is represented by the following equation (2).
したがって、上記(2)式より、ソレノイドコイルの両端間の電圧Vc、ソレノイドコイルに流れる実電流Ic、ソレノイドコイルの電気抵抗R、及びソレノイドコイルのインダクタンスLが与えられれば、移動部材の移動速度に依存する特徴量Pmを演算によって検出することができる。 Therefore, from the above equation (2), given the voltage Vc across the solenoid coil, the actual current Ic flowing through the solenoid coil, the electrical resistance R of the solenoid coil, and the inductance L of the solenoid coil, the moving speed of the moving member is increased. The dependent feature quantity Pm can be detected by calculation.
さらに、(2)式をIcで除した下記(3)式によって表される値を特徴量Pmとしてもよい。 Furthermore, a value represented by the following equation (3) obtained by dividing equation (2) by Ic may be used as the feature amount Pm.
なお、電流指令とソレノイドコイルに流れる実電流Icとが等しくなるように電流制御を行なう場合には、実電流Icに代えて電流指令を用いて特徴量Pmを検出することができる。この場合には、ソレノイドコイルに流れる実電流Icを用いる必要はない。 When current control is performed so that the current command and the actual current Ic flowing through the solenoid coil are equal, the feature value Pm can be detected using the current command instead of the actual current Ic. In this case, it is not necessary to use the actual current Ic flowing through the solenoid coil.
ソレノイドコイルに通電する場合にはソレノイドコイルに流れる電流が一定の勾配で増加し、ソレノイドコイルに流れている電流を遮断する場合にはソレノイドコイルに流れる電流が一定の勾配で減少するように前記電流指令を生成することができる。 When the solenoid coil is energized, the current flowing through the solenoid coil increases with a constant gradient, and when the current flowing through the solenoid coil is cut off, the current flowing through the solenoid coil decreases with a constant gradient. Directives can be generated.
ソレノイドコイルの電気抵抗R及びインダクタンスLは、事前に測定して(2)式または(3)式の定数として与えておくこともできるが、移動部材を移動させる直前に、ソレノイドコイルの電気抵抗及びインダクタンスを推定し、推定値を用いて特徴量を検出すると温度等の影響を受けずに精度良く特徴量Pmを検出することができる。 The electrical resistance R and the inductance L of the solenoid coil can be measured in advance and given as constants of the formula (2) or (3), but immediately before the moving member is moved, If the inductance is estimated and the feature value is detected using the estimated value, the feature value Pm can be detected with high accuracy without being affected by temperature or the like.
ソレノイドの電気抵抗は、ソレノイドコイルに通電する場合、及びソレノイドコイルに流れている電流を遮断する場合の少なくとも一方の場合に、ソレノイドコイルに流れる電流が一定となる区間が生じるように電流指令を生成し、前記電流が一定となる区間で推定することができる。また、ソレノイドのインダクタンスは、該電流が一定となる区間経過後に推定することができる。 The electrical resistance of the solenoid generates a current command so that there is a section where the current flowing through the solenoid coil is constant when energizing the solenoid coil and / or cutting off the current flowing through the solenoid coil. And it can estimate in the area where the said current becomes constant. Further, the inductance of the solenoid can be estimated after an interval in which the current becomes constant.
本発明の電磁アクチュエータ駆動装置は、電磁アクチュエータの移動部材を移動させるソレノイドコイルに流れる電流を指令する電流指令を生成する電流指令生成手段と、前記電流指令に基づいて、該電流指令と等しい電流がソレノイドコイルに流れるように制御する電流制御手段と、前記ソレノイドコイルの電圧を検出する電圧検出手段と、前記電圧検出手段で検出されたソレノイドコイルの電圧、前記電流指令生成手段によって生成された電流指令、前記ソレノイドコイルの電気抵抗、及び前記ソレノイドコイルのインダクタンスに基づいて、前記移動部材の移動速度に相当する特徴量または該特徴量の予測値を検出する特徴量検出手段と、前記特徴量検出手段で検出された前記移動部材の移動速度に相当する特徴量または該特徴量の予測値と所定の閾値とを比較し、比較結果に基づいて前記移動部材の移動速度が遅くなるように前記電流指令を変更する変更手段と、を含んで構成することができる。 The electromagnetic actuator driving device of the present invention includes a current command generating means for generating a current command for commanding a current flowing through a solenoid coil that moves a moving member of the electromagnetic actuator, and a current equal to the current command based on the current command. Current control means for controlling the solenoid coil to flow; voltage detection means for detecting the voltage of the solenoid coil; voltage of the solenoid coil detected by the voltage detection means; current command generated by the current command generation means A feature amount detecting means for detecting a feature amount corresponding to a moving speed of the moving member or a predicted value of the feature amount based on an electric resistance of the solenoid coil and an inductance of the solenoid coil; and the feature amount detecting portion. Or a feature amount corresponding to the moving speed of the moving member detected in step The comparator compares the value with a predetermined threshold, can be configured to include a changing means for changing said current command said as the moving speed of the moving member becomes slow on the basis of the comparison result.
また、電磁アクチュエータの移動部材を移動させるソレノイドコイルに流れる電流を指令する電流指令を生成する電流指令生成手段と、前記電流指令に基づいて、ソレノイドコイルに電流が流れるように制御する電流制御手段と、前記ソレノイドコイルの電圧を検出する電圧検出手段と、前記ソレノイドコイルに流れる電流を検出する電流検出手段と、前記電圧検出手段で検出されたソレノイドコイルの電圧、前記電流検出手段で検出されたソレノイドコイルに流れる電流、前記ソレノイドコイルの電気抵抗、及び前記ソレノイドコイルのインダクタンスに基づいて、前記移動部材の移動速度に相当する特徴量または該特徴量の予測値を検出する特徴量検出手段と、前記特徴量検出手段で検出された前記移動部材の移動速度に相当する特徴量または該特徴量の予測値と所定の閾値とを比較し、比較結果に基づいて前記移動部材の移動速度が遅くなるように前記電流指令を変更する変更手段と、を含んで構成することもできる。 A current command generating unit configured to generate a current command for commanding a current flowing through the solenoid coil that moves the moving member of the electromagnetic actuator; and a current control unit configured to control the current to flow through the solenoid coil based on the current command. A voltage detection means for detecting the voltage of the solenoid coil; a current detection means for detecting a current flowing through the solenoid coil; a voltage of the solenoid coil detected by the voltage detection means; and a solenoid detected by the current detection means A feature amount detecting means for detecting a feature amount corresponding to a moving speed of the moving member or a predicted value of the feature amount based on a current flowing through the coil, an electric resistance of the solenoid coil, and an inductance of the solenoid coil; Feature quantity corresponding to the moving speed of the moving member detected by the feature quantity detection means Or a change means for comparing the predicted value of the feature value with a predetermined threshold value and changing the current command so that the moving speed of the moving member becomes slow based on the comparison result. it can.
本発明の電磁アクチュエータ駆動装置によれば、特徴量検出手段で検出された移動部材の移動速度に相当する特徴量または該特徴量の予測値と所定の閾値とを比較し、比較結果に基づいて移動部材の移動速度が遅くなるように電流指令を変更するので、移動部材が電磁アクチュエータの他の部材に衝突する際の速度を低減して、移動部材衝突による打撃音を低減することができる。 According to the electromagnetic actuator driving device of the present invention, the feature amount corresponding to the moving speed of the moving member detected by the feature amount detecting means or the predicted value of the feature amount is compared with a predetermined threshold value, and based on the comparison result. Since the current command is changed so that the moving speed of the moving member becomes slow, the speed at which the moving member collides with another member of the electromagnetic actuator can be reduced, and the impact sound caused by the moving member collision can be reduced.
本発明の電磁アクチュエータ駆動装置では、上記の移動部材の速度検出方法で説明したように、前記移動部材を移動させる直前に、前記ソレノイドコイルの電気抵抗及びインダクタンスを推定する推定手段を更に設け、前記特徴量検出手段が、前記推定手段で推定されたソレノイドコイルの電気抵抗及びソレノイドコイルのインダクタンスを用いて、前記移動部材の移動速度に相当する特徴量または該特徴量の予測値を検出するのが効果的である。 In the electromagnetic actuator driving apparatus according to the present invention, as described in the speed detection method of the moving member, the electromagnetic actuator driving device further includes an estimating unit that estimates the electric resistance and inductance of the solenoid coil immediately before moving the moving member, The feature quantity detection means detects a feature quantity corresponding to the moving speed of the moving member or a predicted value of the feature quantity using the electrical resistance of the solenoid coil and the inductance of the solenoid coil estimated by the estimation means. It is effective.
また、前記電流指令生成手段は、ソレノイドコイルに通電する場合にはソレノイドコイルに流れる電流が一定の勾配で増加し、ソレノイドコイルに流れている電流を遮断する場合にはソレノイドコイルに流れる電流が一定の勾配で減少するように電流指令を生成することができる。これによって、(2)式または(3)式の電流Icの時間微分演算を省略することができると同時に、その微分値をその勾配値に置き換えることができる。このようにすることで、移動部材の移動量に相当する特徴量または該特徴量の予測値をより精度良く演算することができる。 The current command generating means increases the current flowing through the solenoid coil at a constant gradient when energizing the solenoid coil, and keeps the current flowing through the solenoid coil constant when interrupting the current flowing through the solenoid coil. The current command can be generated so as to decrease with a slope of. As a result, the time differential calculation of the current Ic in the formula (2) or the formula (3) can be omitted, and at the same time, the differential value can be replaced with the gradient value. By doing so, it is possible to calculate the feature amount corresponding to the movement amount of the moving member or the predicted value of the feature amount with higher accuracy.
前記電流指令生成手段は、ソレノイドコイルに通電する場合、及びソレノイドコイルに流れている電流を遮断する場合の少なくとも一方の場合に、ソレノイドコイルに流れる電流が一定となる区間が生じるように電流指令を生成し、前記推定手段は電流が一定となる区間でソレノイドの電気抵抗を推定し、該電流が一定となる区間経過後にソレノイドのインダクタンスを推定することができる。 The current command generation means outputs a current command so that a section in which the current flowing through the solenoid coil is constant occurs in at least one of energizing the solenoid coil and interrupting the current flowing through the solenoid coil. The estimating means can estimate the electrical resistance of the solenoid in a section where the current is constant, and can estimate the inductance of the solenoid after the section where the current is constant.
本発明の電磁アクチュエータ駆動装置では、緊急状態を検出する緊急状態検出手段を設け、前記電流指令生成手段は、前記緊急状態検出手段によって緊急状態が検出されたときに、ソレノイドコイルに流れる電流が一定の勾配で減少する指令を生成することなく、瞬時に電流を遮断する電流指令を生成することができる。 In the electromagnetic actuator driving device according to the present invention, an emergency state detection unit for detecting an emergency state is provided, and the current command generation unit has a constant current flowing through the solenoid coil when the emergency state is detected by the emergency state detection unit. It is possible to generate a current command that instantaneously interrupts the current without generating a command that decreases with a slope of.
これによって、緊急時には打撃音を低減する制御を行なうことなく、瞬時に電流を遮断し、緊急時に対処することができる。 As a result, in the event of an emergency, the current can be cut off instantaneously and the emergency can be dealt with without performing control to reduce the impact sound.
本発明の電磁アクチュエータ駆動装置では、前記移動部材の移動速度を遅くするための前記特徴量に対する電流指令値の変更量を記憶手段に記憶し、電流指令変更手段によって、前記特徴量検出手段で検出された前記移動部材の移動速度に相当する特徴量と所定の閾値とを比較し、比較結果及び前記記憶手段に記憶された内容に基づいて、検出された特徴量に対応する電流指令の変更量を求め、求めた電流指令の変更量によって前記電流指令を変更し、増減量変更手段によって、前記電流指令の変更量が多いか否かを判断し、該変更量が多い場合には該変更量が小さくなるように前記記憶手段に記憶した電流指令の変更量を変更するようにしてもよい。 In the electromagnetic actuator driving device according to the present invention, the change amount of the current command value with respect to the feature value for slowing the moving speed of the moving member is stored in the storage means, and detected by the feature value detection means by the current command change means. The amount of change of the current command corresponding to the detected feature amount is compared based on the comparison result and the content stored in the storage means by comparing the feature amount corresponding to the movement speed of the moved member and the predetermined threshold value. The current command is changed according to the obtained change amount of the current command, and the increase / decrease amount changing means determines whether or not the change amount of the current command is large. If the change amount is large, the change amount is determined. The amount of change in the current command stored in the storage means may be changed so that becomes smaller.
このように電流指令の変更量を用いることにより、固体差に応じた特性の相違が存在電磁アクチュエータにおいても適正に電流指令値を増減することができる。 As described above, by using the change amount of the current command, the current command value can be appropriately increased or decreased even in the electromagnetic actuator in which the difference in characteristics according to the individual difference exists.
以上説明したように本発明の移動部材の速度検出方法によれば、ソレノイドコイルの電圧を検出して移動部材の移動速度に相当する特徴量を検出しているので、特徴量検出機能を備えた電磁アクチュエータの構造を簡単にして電磁アクチュエータを低コストで製造することができる、という効果が得られる。 As described above, according to the speed detection method of the moving member of the present invention, since the feature amount corresponding to the moving speed of the moving member is detected by detecting the voltage of the solenoid coil, the feature detecting function is provided. There is an effect that the structure of the electromagnetic actuator can be simplified and the electromagnetic actuator can be manufactured at low cost.
また、本発明の電磁アクチュエータ駆動装置によれば、電流制御によって移動部材の制御を行なっているので、電磁アクチュエータの構造を簡単にして衝突音低減制御を行なうことができる、という効果が得られる。 Further, according to the electromagnetic actuator driving apparatus of the present invention, since the moving member is controlled by current control, an effect that the structure of the electromagnetic actuator can be simplified and the collision noise reduction control can be obtained.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。第1の実施の形態は、電気自動車のバッテリをオンオフ制御するシステムメインリレーを制御する電磁アクチュエータの電流駆動に本発明を適用したものである。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the first embodiment, the present invention is applied to current drive of an electromagnetic actuator that controls a system main relay that controls on / off of a battery of an electric vehicle.
図1に示すように、システムメインリレーは、ソレノイドコイル及びソレノイドコイルによって移動される移動部材としてのプランジャを備えた電磁アクチュエータ、一対の固定接点、及び固定接点間を通電するための可動接点とから構成されている。電磁アクチュエータには、ボビン20に巻回されたソレノイドコイル14が設けられている。ボビン20の上側フランジ部にはヨーク22が固定されており、ボビン20の上側フランジ部及びヨーク22の中心部には、貫通孔が穿設されている。
As shown in FIG. 1, the system main relay includes a solenoid coil and an electromagnetic actuator having a plunger as a moving member moved by the solenoid coil, a pair of fixed contacts, and a movable contact for energizing between the fixed contacts. It is configured. The electromagnetic actuator is provided with a
また、ボビン20の上側フランジ部には、ボビン20の中空部内に位置するように、軸心方向に貫通孔が穿設された円柱状の鉄心24が固定されている。鉄心24の貫通孔、ボビン20の上側フランジ部の貫通孔、及びヨーク22の貫通孔を貫通して、長さ方向に移動可能にロッド26が挿入されている。ロッド26の下端部には円柱状のプランジャ28が固定され、ロッド26の上端部には可動接点ブロック29が固定されている。可動接点ブロック29には、上方に開口した溝が形成されており、この溝を跨ぐようにストッパ32が固定されている。溝内には、接圧ばね34及び両端部に可動接点38が固定された板状導体36が挿入されており、板状導体36は、接圧ばね34によって常時ストッパ32の方向に付勢されている。そして、可動接点38の各々に対向するように固定接点40が各々設けられ、鉄心24とプランジャ28との間には、復帰ばね30が介在されている。
Further, a
このシステムメインリレーによれば、図1(1)に示すオフ状態(フェーズ0)でソレノイドコイル14に通電すると、プランジャ28が吸引されて上方に移動するため、ロッド26が上方に移動して、図1(2)に示すように固定接点と可動接点とが接触し、オン状態となる(フェーズ1)。このとき、固定接点と可動接点との接触により打撃音が発生する。また、プランジャ28と鉄心24とが接触していないので、固定接点と可動接点との接圧力は小さくなっている。
According to this system main relay, when the
プランジャ28が更に上方に移動すると、図1(3)のオン状態(フェーズ2)に示すようにプランジャ28と鉄心24とが接触して打撃音が発生し、可動接点ブロック29が図1(2)の状態より更に上方に移動するため、板状導体36とストッパ32とが非接触状態となり、接圧ばねが圧縮されるため、固定接点と可動接点との接圧力は大きくなる。
When the
また、ソレノイドコイルの通電を停止すると、プランジャ28が復帰ばねにより下方に移動するため、可動接点が固定接点から離れて可動接点と固定接点とが非接触状態になり、図1(1)のオフ状態に復帰する。オフ状態に復帰する過程で、板状導体36とストッパ32とが接触し、その後可動接点ブロック29とヨーク22及びボビン20の上側フランジ部とが接触するため、接触した時点で各々打撃音が発生する。
Further, when the energization of the solenoid coil is stopped, the
次に、上記の打撃音を低減させる本実施の形態の電磁アクチュエータ駆動装置について説明する。 Next, the electromagnetic actuator driving apparatus according to the present embodiment that reduces the hitting sound will be described.
図2に示すように、本実施の形態の電磁アクチュエータ駆動装置には、入力される切換信号に応じて電流指令を生成して出力するマイクロコンピュータ10が設けられている。マイクロコンピュータ10には、電流制御回路12が接続され、この電流制御回路12は電磁アクチュエータのソレノイドコイル14に接続されている。また、マイクロコンピュータ10には、ソレノイドコイル14のオンオフ状態を切り換える切換信号が入力されると共に、電磁アクチュエータが搭載された車両の事故及び故障を検出して事故信号または故障信号を出力する事故・故障検出器16が接続されている。
As shown in FIG. 2, the electromagnetic actuator driving apparatus according to the present embodiment is provided with a
電流制御回路12は、図3に示すように、オペアンプOP、電界効果トランジスタTr、保護用のツェナーダイオードD、及びソレノイドコイル14に流れる実電流を検出するための電流検出抵抗Rsによって構成されている。
As shown in FIG. 3, the
オペアンプOPの非反転入力端子は電流指令Irefが入力されるようにマイクロコンピュータ10に接続され、反転入力端子は電流検出抵抗Rsを介して接地され、出力端子は電界効果トランジスタTrのゲートに接続されている。電界効果トランジスタTrのソースは、オペアンプOPの反転入力端子に接続され、ドレインは一端が車載バッテリに接続されたソレノイドコイル14の他端に接続されている。ツエナーダイオードDのカソードは電界効果トランジスタTrのドレインに接続され、ツエナーダイオードDのアノードは電界効果トランジスタTrのソースに接続されている。
The non-inverting input terminal of the operational amplifier OP is connected to the
ソレノイドコイル14の両端は電圧検出手段を介して、各々マイクロコンピュータに接続され、これによってソレノイドコイル14の両端間の電圧Vcが検出される。
Both ends of the
ソレノイドコイルに流れる実電流をIc、ソレノイドコイルの両端間の電圧をVc、ソレノイドコイルの電気抵抗をR、ソレノイドコイルのインダクタンスをL、プランジャと鉄心との間のギャップの長さをz、電磁アクチュエータの構造で決まる定数をz0、プランジャの移動速度をvとすると、ソレノイドコイルの電圧Vcは、下記(4)式に示す電気方程式によって表され、プランジャ速度指標であるプランジャの移動速度に依存する特徴量Pmは下記(5)式によって表される。 The actual current flowing through the solenoid coil is Ic, the voltage between both ends of the solenoid coil is Vc, the electrical resistance of the solenoid coil is R, the inductance of the solenoid coil is L, the length of the gap between the plunger and the iron core is z, the electromagnetic actuator When the constant determined by the structure of z is z0 and the moving speed of the plunger is v, the solenoid coil voltage Vc is expressed by the electric equation shown in the following formula (4) and is dependent on the moving speed of the plunger, which is a plunger speed index. The amount Pm is expressed by the following equation (5).
したがって、上記(5)式より、ソレノイドコイルの両端間の電圧Vc、ソレノイドコイルに流れる実電流Ic、ソレノイドコイルの電気抵抗R、及びソレノイドコイルのインダクタンスLが与えられれば、プランジャの移動速度に依存する特徴量Pmを演算することができる。ソレノイドコイルの電気抵抗R及びインダクタンスLは、事前に測定して(5)式の定数として与えておくこともできる。 Therefore, from the above equation (5), depending on the voltage Vc across the solenoid coil, the actual current Ic flowing through the solenoid coil, the electrical resistance R of the solenoid coil, and the inductance L of the solenoid coil, it depends on the moving speed of the plunger. The feature amount Pm to be calculated can be calculated. The electric resistance R and the inductance L of the solenoid coil can be measured in advance and given as constants of the equation (5).
さらに、(5)式をIcで除した下記(6)式によって表される値を特徴量Pmとしてもよい。 Furthermore, the value represented by the following equation (6) obtained by dividing equation (5) by Ic may be used as the feature amount Pm.
次に、図4を参照して、本実施の形態のマイクロコンピュータで実行される衝撃音低減制御ルーチンについて説明する。 Next, an impact sound reduction control routine executed by the microcomputer of the present embodiment will be described with reference to FIG.
ステップ100では、ソレノイドコイル14のオンオフ状態を切り換えるための切換信号が入力されたか否かを判断し、ステップ101においてオフ状態からオン状態への切換か、オン状態からオフ状態への切り換えかを判断する。オフ状態からオン状態への切換の場合は、ステップ102において、図6に示すようにソレノイドコイルに流れる電流が0から所定の勾配で一定値に立ち上がり、一定値の電流(一定電流)が所定時間ソレノイドコイルに流れるように電流指令を生成し、生成した電流指令を電流制御回路12に出力する。これによって、電界効果トランジスタがオン状態となり、ソレノイドコイル14が通電される。
In
ステップ104では、ソレノイドコイルに一定電流を流したときの実電流Icの値及びそのときのソレノイドコイルの電圧Vcの値を取り込んで、取り込んだアナログ値をデジタル値に変換し、ステップ106において一定電流通電区間(電気抵抗同定区間)の実電流Ic及びソレノイドコイルの電圧Vcを用いて、オーム法則にしたがって演算することによりソレノイドコイルの電気抵抗Rを推定(同定)し、マイクロコンピュータのRAMに記憶する。
In
次のステップ108では、図6に示すように、上記の一定電流からオン電流まで一定の勾配で立ち上がる電流(一定勾配の電流)がソレノイドコイルに流れるように電流指令を生成し、生成した電流指令を電流制御回路12に出力する。
In the next step 108, as shown in FIG. 6, a current command is generated so that a current that rises at a constant gradient from the constant current to the on-current (current of a constant gradient) flows to the solenoid coil, and the generated current command Is output to the
ステップ110では、ソレノイドコイルに一定勾配の電流を流したときの初期の所定時間(図6のインダクタンス同定区間)における実電流Icの値及びそのときのソレノイドコイルの電圧Vcの値を所定サンプル時間間隔で取り込み、実電流Icの時間変化(実電流Icの微分値)を演算し、ステップ112において実電流Icの時間変化及びソレノイドコイルの電圧Vcを用いて演算することにより、ソレノイドコイルのインダクタンスLを推定し、マイクロコンピュータのRAMに記憶する。
In
ソレノイドコイルに一定勾配の電流を流した初期の所定時間においては、ソレノイドコイルにはオンに至るまでの電流が流れていないことからプランジャが移動していないので、プランジャの移動速度による起電力は0である。また、ソレノイドコイルの電気抵抗Rはステップ106で演算されており、実電流Icの微分値も実電流Icの時間変化から求められているので、上記(4)式からソレノイドコイルのインダクタンスLを演算することができる。
In the initial predetermined time when a current having a constant gradient is supplied to the solenoid coil, since the current until the solenoid coil is turned on does not flow, the plunger does not move, so the electromotive force due to the moving speed of the plunger is zero. It is. Further, the electric resistance R of the solenoid coil is calculated in
ステップ114では、所定サンプル時間間隔でソレノイドコイルに流れる実電流Ic及びソレノイドコイルの電圧Vcを取り込むと共に、RAMに記憶されているソレノイドコイルの電気抵抗R及びインダクタンスLを読み込み、上記(5)式または(6)式に基づいて、特徴量Pmを演算する。
In
次のステップ116では、特徴量Pmが閾値S1より大きいか、すなわちプランジャの上方への移動速度が所定値より大きく、打撃音が大きくなるか否かを判断し、特徴量Pmが閾値S1より大きい場合には、電流指令を変更し、電流指令を所定値減少させる。これにより、実電流が所定値減少する。
In the
実電流を減少させた後は、所定値減少させた値を基点とした上記の一定勾配の電流が流れるように電流指令を生成する。ステップ120では、スッテップ114において所定サンプル時間間隔で演算した特徴量Pmが0になったか否か、すなわち、電磁アクチュエータが図1(3)に示す接圧力が大きいオン状態になってプランジャが停止したか否かを判断し、特徴量Pmが0になった場合にはステップ100に戻って次の切換信号の入力を待ち、特徴量Pmが0にならない場合にはステップ114〜ステップ118の処理を繰り返す。
After the actual current is reduced, a current command is generated so that the current having the above-described constant gradient flows with the value reduced by a predetermined value as a base point. In
一方、ステップ101において、オン状態からオフ状態への切り換えと判断されたときは、ステップ122においてオン状態からオフ状態へ切り換えられたときの処理を実行する。この処理を図5を参照して説明する。
On the other hand, when it is determined in
ステップ128では、一定の負勾配で電流をオン状態から0まで減少させる電流指令を生成して出力する。ステップ130では、上記と同様に所定サンプル時間間隔で実電流Ic及び電圧Vcを取り込むと共に、RAMから電気抵抗R及びインダクタンスLを読み込み、上記(5)式または(6)式に基づいて、特徴量Pmを演算する。ステップ132では、特徴量Pmが閾値S2より小さいか否か、すなわちプランジャの下方への移動速度が第1の所定値より大きく、打撃音が大きくなるかを判断し、特徴量Pmが閾値S2より小さい場合には、ステップ134で実電流が所定値増加するように電流指令を所定値増加させて出力する。電流指令の変更により実電流を増加させた後は、増加させた値を基点として上記の負の一定勾配の電流が流れるように電流指令を生成する。
In
次のステップ136ではオン状態からオフ状態へ切り換えられたときの処理の実行を開始した時点から所定時間経過したか否かを判断し、所定時間経過しない場合はステップ130へ戻って上記の処理を繰返し、所定時間経過した場合には、ステップ138において所定サンプル時間間隔で上記と同様に実電流Ic、電圧Vc、電気抵抗R、及びインダクタンスLを用いて特徴量Pmを演算する。ステップ140では、特徴量Pmが閾値S2より大きな閾値S3(例えば、−30)より小さいか否か、すなわちプランジャの下方への移動速度が第1の所定値より小さい第2の所定値より大きく、打撃音が大きくなるかを判断し、特徴量Pmが閾値S3より小さい場合には、ステップ142で実電流を所定値増加させさせるように電流指令を変更して出力する。電流指令の変更により実電流を増加させた後は、上記と同様に増加させた値を基点として上記の負の一定勾配の電流が流れるように電流指令を生成する。
In the
次のステップ144では、特徴量Pmが0になったか否か、すなわち、電磁アクチュエータが図1(1)に示すオフ状態に戻ってプランジャが停止したか否かを判断し、特徴量Pmが0になった場合にはステップ100に戻って次の切換信号の入力を待ち、特徴量Pmが0にならない場合にはステップ130〜ステップ142の処理を繰り返す。
In the
ステップ100で切り換え信号が入力されていないと判断されたときは、ステップ124において、事故・故障検出器によって事故または故障が検出されたか否かを判断し、事故または故障が検出された場合には、ステップ126で、上記で説明した制御を行なうことなく、ソレノイドに流れる電流が0になる電流指令を生成して出力し、直ちに電源オフにする。
If it is determined in
以上説明したように本実施の形態によれば、ソレノイドコイルに所定勾配の電流を流してプランジャの移動速度が所定速度以上にならないように電流制御しているので、通常時には衝突音低減制御を行なうことができ、また、緊急時には電流制御によってプランジャの速度制御を行なうことなく瞬間的な動作を行なっているので、緊急時に対処することができる。 As described above, according to the present embodiment, current control is performed so that a current having a predetermined gradient is supplied to the solenoid coil so that the moving speed of the plunger does not exceed a predetermined speed. Moreover, since an instantaneous operation is performed without controlling the speed of the plunger by current control in an emergency, it is possible to cope with an emergency.
なお、上記の実施の形態では、ソレノイドコイルに流れる実電流を検出して電流を制御する例について説明したが、電流指令Irefとソレノイドコイルに流れる実電流Icとが等しくなるように電流制御を行なう場合には、実電流Icに代えて電流指令Irefを用いてソレノイドコイルの電気抵抗R及びインダクタンスLを演算したりプランジャの移動速度に依存する特徴量Pmを演算したりすることができる。この場合には、ソレノイドコイルに流れる実電流Icを検出する必要はない。 In the above embodiment, the example in which the actual current flowing through the solenoid coil is detected and the current is controlled has been described. However, the current control is performed so that the current command I ref and the actual current Ic flowing through the solenoid coil are equal. When performing, it is possible to calculate the electric resistance R and inductance L of the solenoid coil using the current command I ref instead of the actual current Ic, or the characteristic amount Pm depending on the moving speed of the plunger. In this case, it is not necessary to detect the actual current Ic flowing through the solenoid coil.
上記の実施の形態のように実電流を検出して、実電流を微分する場合は、ノイズの影響により精度劣化が生じる虞があると共に電流を検出する電流センサを必要とする。この精度劣化を防止するためにはノイズ除去用のフィルタを挿入すればよいが、フィルタを挿入すると検出速度が遅くなる場合がある。しかしながら、実電流に代えて電流指令を用いることにより、実電流の微分値を電流指令の勾配(一定値)で置き換えることができるので、フィルタの挿入や電流センサが不必要になり、検出速度を遅くすることなく精度劣化を防止することができる。 When the actual current is detected and differentiated as in the above embodiment, there is a possibility that accuracy may be deteriorated due to the influence of noise, and a current sensor for detecting the current is required. In order to prevent this deterioration in accuracy, a noise removing filter may be inserted. However, when the filter is inserted, the detection speed may be reduced. However, by using the current command instead of the actual current, the differential value of the actual current can be replaced with the gradient (constant value) of the current command, so that no filter insertion or current sensor is required, and the detection speed is reduced. Accuracy degradation can be prevented without delay.
また、本実施の形態では、プランジャの位置を検出する位置センサや速度センサを用いていないので、低コストでかつ簡単な構造で製造することができる。 In this embodiment, since a position sensor and a speed sensor for detecting the position of the plunger are not used, it can be manufactured at a low cost and with a simple structure.
さらに、電気抵抗及びインダクタンスをプランジャを移動させる制御を行なう直前に演算しているため、外乱に対してロバスト性を有する。 Furthermore, since the electric resistance and the inductance are calculated immediately before the control for moving the plunger is performed, the electric resistance and the inductance are robust against disturbance.
上記では、オン制御のときに電気抵抗及びインダクタンスを演算する例について説明したが、オフ制御のときに電気抵抗及びインダクタンスを演算するようにしてもよい。この場合は、オン制御のときと同様に一定電流を流した状態で電気抵抗を演算し、負の一定勾配の電流が流れている初期の状態でインダクタンス演算することになる。 In the above description, the example in which the electric resistance and the inductance are calculated in the on-control has been described. However, the electric resistance and the inductance may be calculated in the off-control. In this case, the electric resistance is calculated in a state where a constant current flows as in the case of the on control, and the inductance is calculated in an initial state where a current with a negative constant gradient flows.
なお、上記ステップ134及びステップ142の電流増加量は、特徴量Pmの大きさに拘わらず一定値を用いても良いが、図14において特徴量と増加電流値との関係で示すように、特徴量Pmの値が小さくなるに従って大きくなる電流値、すなわちプランジャの下方への移動速度が大きくなるに従って大きくなる電流値を用いるようにしてもよい。これにより、移動速度が大きくなる程大きく実電流値を増加させることができ、特徴量Pmの値に応じた適切な電流を流すことができる。同様に、ステップ118の減少量も特徴量Pmの大きさに拘わらず一定値を用いても良いが、特徴量Pmの値が大きくなるに従って小さくなる電流値を用いるようにしてもよい。
Note that the current increase amount in
次に、本実施の形態の効果を示すために、システムメインリレーの筐体に加速度センサを装着し、打撃音による衝撃を測定した結果を本実施の形態の制御を行なった場合と制御を行なわなかった場合とを比較して説明する。本実施の形態のソレノイドコイルの電気抵抗の温度特性は図7に示す特性である。 Next, in order to show the effect of the present embodiment, the acceleration sensor is attached to the casing of the system main relay, and the result of measuring the impact caused by the impact sound is compared with the case of performing the control of the present embodiment. A description will be given in comparison with the case of no. The temperature characteristic of the electrical resistance of the solenoid coil of the present embodiment is the characteristic shown in FIG.
図8は制御を行なわない場合のオン制御時の加速度センサでの測定結果等を示すものである。加速度の測定結果は、約1.5Gである。 FIG. 8 shows the measurement results with the acceleration sensor during the on-control when no control is performed. The measurement result of acceleration is about 1.5G.
図9は本実施の形態の制御を常温で行なった場合のオン制御時の加速度センサでの測定結果等を示すものである。加速度の測定結果は、約0.5Gであり、制御を行なわない場合に比較して1/3程度に減少している。 FIG. 9 shows the measurement results of the acceleration sensor during the on-control when the control of the present embodiment is performed at room temperature. The measurement result of acceleration is about 0.5 G, which is about 1/3 that of the case where control is not performed.
図10は本実施の形態の制御を80℃相当の温度で行なった場合のオン制御時の加速度センサでの測定結果等を示すものである。加速度の測定結果は、約0.7Gであり、常温の場合と同程度に減少している。 FIG. 10 shows the measurement results of the acceleration sensor during the on-control when the control of this embodiment is performed at a temperature equivalent to 80 ° C. The measurement result of acceleration is about 0.7 G, which is about the same as that at room temperature.
図11は制御を行なわない場合のオフ制御時の加速度センサでの測定結果等を示すものである。加速度の測定結果は、約1.2Gである。 FIG. 11 shows the measurement results of the acceleration sensor during off control when no control is performed. The measurement result of acceleration is about 1.2G.
図12は本実施の形態の制御を常温で行なった場合のオフ制御時の加速度センサでの測定結果等を示すものである。加速度の測定結果は、制御を行なわない場合に比較して30%以下に減少している。 FIG. 12 shows the measurement results of the acceleration sensor during off control when the control of this embodiment is performed at room temperature. The measurement result of the acceleration is reduced to 30% or less as compared with the case where the control is not performed.
図13は本実施の形態の制御を80℃相当の温度で行なった場合のオフ制御時の加速度センサでの測定結果等を示すものである。加速度の測定結果は、常温の場合と同程度に減少している。 FIG. 13 shows the results of measurement with an acceleration sensor during off control when the control of this embodiment is performed at a temperature corresponding to 80 ° C. The measurement result of acceleration is reduced to the same extent as at normal temperature.
次に本発明の第2の実施の形態について説明する。第1の実施の形態では、制御周期、すなわちサンプル時間が短い場合は特徴量Pmが閾値を下回った瞬間に電流を上昇させることができるが、マイクロコンピュータの演算負荷を減らすために制御周期を長くすると特徴量Pmが閾値を下回ったと判断された時点で特徴量Pmは閾値を大きく下回っているため、電流を上昇させるタイミングの遅れや電流不足が発生し、充分にプランジャの速度を遅くすることが困難になる。 Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the first embodiment, when the control period, that is, when the sampling time is short, the current can be increased at the moment when the feature amount Pm falls below the threshold, but the control period is increased in order to reduce the computation load of the microcomputer. Then, when it is determined that the feature amount Pm is below the threshold value, the feature amount Pm is significantly below the threshold value. Therefore, a delay in timing for increasing the current or a shortage of current occurs, and the plunger speed can be sufficiently slowed down. It becomes difficult.
第2の実施の形態は、所定サンプル先(本実施の形態では、1サンプル先)の特徴量Pmの値を推定し、特徴量の推定値を判定に用いるものである。 In the second embodiment, the value of the feature value Pm at a predetermined sample destination (in this embodiment, one sample destination) is estimated, and the estimated value of the feature value is used for the determination.
kを現在のサンプル時刻とすると、テイラー展開による2次元近似によって、1サンプル先の時刻k+1おける特徴量Pmの推定値Pm(k+1)は以下の式で表される。 When k is the current sample time, the estimated value Pm (k + 1) of the feature value Pm at the time k + 1 one sample ahead is expressed by the following equation by two-dimensional approximation by Taylor expansion.
したがって、現在のサンプル時刻の特徴量Pm(k)、1サンプル前の特徴量Pm(k−1)、及び2サンプル前の特徴量Pm(k−2)の3つの特徴量から1サンプル先の特徴量Pm(k+1)を推定することができる。 Therefore, the feature amount Pm (k) at the current sample time, the feature amount Pm (k−1) before one sample, and the feature amount Pm (k−2) before two samples are used to calculate one sample ahead The feature amount Pm (k + 1) can be estimated.
そして、本実施の形態では、上記第1の実施の形態のステップ130及びステップ138において特徴量Pm(k)を演算した際に、特徴量の推定値Pm(k+1)を推定し、ステップ132及びステップ140において特徴量Pmに代えて特徴量の推定値Pm(k+1)と閾値(S2またはS3)と比較して上記の制御を行なう。
In this embodiment, when the feature amount Pm (k) is calculated in
なお、本実施の形態は、ソレノイドコイルのオフ状態からオン状態への切り換え時に適用し、ステップ114で特徴量Pm(k)を演算した際に、特徴量の推定値Pm(k+1)を推定し、ステップ116において特徴量Pmに代えて特徴量の推定値Pm(k+1)と閾値S1と比較して上記の制御を行なうようにしてもよく、ソレノイドコイルのオン状態からオフ状態への切り換え時及びオフ状態からオン状態への切り換え時の両方におうて実行するようにしてもよい。
The present embodiment is applied when the solenoid coil is switched from the off state to the on state, and when the feature amount Pm (k) is calculated in
次に、本発明の第3の実施の形態について詳細に説明する。本実施の形態は、同一規格の電磁アクチュエータであっても固体差に応じた特性の相違により、図14に示した特徴量Pmと増加電流値との関係が異なるため、特徴量Pmと増加電流値との関係を固体差に応じて適正に調整するものである。以下、本実施の形態を、第1の実施の形態のステップ134において適正な増加電流値を求める場合に適用した場合について説明する。
Next, a third embodiment of the present invention will be described in detail. In the present embodiment, even if electromagnetic actuators of the same standard are used, the relationship between the characteristic amount Pm and the increased current value shown in FIG. The relationship with the value is appropriately adjusted according to the individual difference. Hereinafter, a case will be described in which the present embodiment is applied to obtaining an appropriate increased current value in
本実施の形態では、特徴量Pmと増加電流値との関係を定める直線を特定するための増加電流値Ia,Ibが予めマイクロコンピュータ10のメモリにマップで記憶されている。増加電流値Ia,Ibの各々は、図17に示すように、特徴量Pmの変動範囲(ばらつき範囲)の中心に関して2分割されたA領域及びB領域のいずれの領域に対応して定められている。この変動範囲の中心は、特徴量Pmの最大値及び最小値の中間値として常時更新され、例えば、図22に示すように変化する。なお、増加電流値Ia,Ibの大小関係は、Ia>Ibであるが、増加電流値Ia,Ibの変更に伴って増加電流値Ia,Ibの大小関係が逆転しないように、常に増加電流値Iaが増加電流値Ibより大きくなるように増加電流値Iaには最低オフセットが設けられている。
In the present embodiment, increased current values Ia and Ib for specifying a straight line that defines the relationship between the characteristic amount Pm and the increased current value are stored in advance in the memory of the
なお、増加電流値Iaは、例えば特徴量Pm=0のときの値、増加電流値Ibは、例えば特徴量Pm=−400のときの値を用いることができるが、特徴量Pmと増加電流値との関係を定める直線が特定できれば良いので、増加電流値Ia,Ibに対応する特徴量Pmの値は上記の値に限定されるものではなく、異なる増加電流値を与える値であればよい。 The increased current value Ia can be a value when the feature amount Pm = 0, for example, and the increased current value Ib can be a value when the feature amount Pm = −400, for example, but the feature amount Pm and the increased current value can be used. Therefore, the value of the feature amount Pm corresponding to the increased current values Ia and Ib is not limited to the above value, and may be any value that gives different increased current values.
次に、本実施の形態の増加電流値演算ルーチンについて図15を参照して説明する。図15の増加電流値演算ルーチンは、上記の特徴量Pmを演算する場合と同様に、所定サンプル時間毎に実行されるルーチンであり、ステップ150において上記のステップ130で説明したように特徴量Pmを演算する。ステップ152では、上記のステップ132と同様に特徴量Pmが閾値S2未満になったか否か、すなわち特徴量Pmが閾値S2より低下したか否かを判断し、特徴量Pmが閾値S2より低下したときにはステップ154において最初の低下か否かを判断する。特徴量Pmの最初の低下の場合は、ステップ156において現在の電流指令値と電流指令値の最大値との差を暫定値とし、現在の電流指令値に暫定値を加えた値、すなわち電流指令値の最大値を電流指令値として出力する。これにより、電流指令値は図16に示すように暫定値分増加される。
Next, the increased current value calculation routine of the present embodiment will be described with reference to FIG. The increased current value calculation routine of FIG. 15 is a routine that is executed every predetermined sample time, as in the case of calculating the feature amount Pm. In
次のサンプル時刻において、上記と同様に特徴量Pmの演算及び特徴量Pmと閾値との比較を行い、特徴量Pmが閾値S2より低下していると判断された場合には、ステップ154において特徴量Pmの最初の低下でないと判断され、ステップ158において図17に示す初期ラインに基づいて特徴量Pmに対する増加電流値を演算し、現在の電流指令値に増加電流値を加えた値を電流指令値として出力する。これにより、電流指令値は図16に示すように電流指令値の最大値(暫定値)から図17の増加電流値に応じた値に変更される。なお、初期ラインは、オン時にプランジャが上方移動を開始した時の電流値とすることができる。
In the next sampling time, and compares the calculation and the feature Pm and the threshold value of the feature amount Pm in the same manner as described above, when it is determined that the feature quantity Pm is lower than the threshold S 2, at
次のステップ160では、現在の特徴量PmがA領域及びB領域のいずれの領域に属しているかを判断し、特徴量PmがB領域に属している場合には、ステップ162において電流オーバか否かを判断し、電流オーバの場合にはステップ164において電流値Ibを所定値減少させる。
In the
電流オーバか否かの判断は、電流指令値を増加させた後の特徴量Pm(プランジャ速度指標)が増加したか否か、すなわちプランジャが上方に移動したか否かによって判断する。図18に示すように、電流指令値を増加させた後の特徴量Pmが所定時間の間正の値になった場合には、電流オーバと判断する。 Whether or not the current is over is determined by whether or not the feature amount Pm (plunger speed index) after increasing the current command value has increased, that is, whether or not the plunger has moved upward. As shown in FIG. 18, when the feature value Pm after increasing the current command value becomes a positive value for a predetermined time, it is determined that the current is over.
一方、電流指令値を増加させた後の特徴量Pmが所定時間の間正の値にならなかった場合、すなわち、図19に示すように電流指令値を増加させた後の特徴量Pmが負の値をとり急激に0になるときは電流不足と判断し、図20に示すように電流指令値を増加させた後の特徴量Pmが負の値をとり滑らかに0に収束するときは電流が適正であったと判断する。 On the other hand, if the feature value Pm after increasing the current command value does not become a positive value for a predetermined time, that is, the feature value Pm after increasing the current command value is negative as shown in FIG. If the value of the characteristic value Pm after increasing the current command value takes a negative value and smoothly converges to 0 as shown in FIG. Is determined to be appropriate.
ステップ162で電流オーバと判断されなかったとき、すなわち電流不足または電量が適正であったと判断されたときは、ステップ166で電流値Ibを若干の値増加させる。
If it is not determined in
ステップ160で現在の特徴量PmがA領域に含まれていると判断されたときも上記と同様に、ステップ168で電流指令値を増加させた後の特徴量Pmに基づいて、電流オーバか否かを判断し、電流オーバのときにはステップ170において電流値Iaを所定値減少させる。一方、ステップ168で電流不足または電量が適正であったと判断されたときは、ステップ172で増加電流値Ibを若干の値増加させる。
When it is determined in
以上の結果、増加電流値Ia,Ibを示すマップは、繰返し増減されることにより、図21に示すように収束していく。これにより、電磁アクチュエータの個々の特性に対応した特徴量Pmと増加電流値との関係を示すラインが同定されるため、電磁アクチュエータの個体差による性能劣化を防止し、確実な制御を行なうことができる。 As a result, the map indicating the increased current values Ia and Ib converges as shown in FIG. 21 by being repeatedly increased or decreased. As a result, since a line indicating the relationship between the characteristic amount Pm corresponding to each characteristic of the electromagnetic actuator and the increased current value is identified, performance deterioration due to individual differences of the electromagnetic actuator can be prevented and reliable control can be performed. it can.
なお、上記では、増加電流値Ia,Ibの大小関係をIa>Ibとし、特徴量PmがA領域及びB領域のいずれの領域に属しているかを判断して増加電流値Ia,Ibを増減させる例について説明したが、Ia=Ibとすると共に特徴量Pmが属する領域を判断することなく、電流オーバのときは増加電流値Ia,Ibを減少させ、電流不足または電量が適正であったと判断されたときは増加電流値Ia,Ibを同時に若干の値増加させるようにしてもよい。 In the above, the magnitude relationship between the increased current values Ia and Ib is Ia> Ib, and it is determined whether the feature amount Pm belongs to the A region or the B region, and the increased current values Ia and Ib are increased or decreased. Although an example has been described, Ia = Ib and without determining the region to which the characteristic amount Pm belongs, when the current is over, the increased current values Ia and Ib are decreased, and it is determined that the current is insufficient or the amount of electricity is appropriate. In this case, the increased current values Ia and Ib may be slightly increased simultaneously.
また、上記では、第1の実施の形態のステップ134に本実施の形態を適用した例について説明したが、第1の実施の形態のステップ142に適用してもよく、またステップ118の電流を減少させる場合に適用するようにしてもよい。 In the above description, the example in which the present embodiment is applied to step 134 in the first embodiment has been described. However, the present embodiment may be applied to step 142 in the first embodiment. You may make it apply when reducing.
10 マイクロコンピュータ
12 電流制御回路
14 ソレノイドコイル
10
Claims (12)
前記ソレノイドコイルの電圧を検出し、
前記検出されたソレノイドコイルの電圧、前記電流指令及び前記ソレノイドコイルに流れる電流のいずれか一方、前記ソレノイドコイルの電気抵抗、及び前記ソレノイドコイルのインダクタンスに基づいて、前記移動部材の移動速度に相当する特徴量を検出する移動部材の速度検出方法。 A moving member speed detection method for detecting a feature amount corresponding to a moving speed of the moving member in an electromagnetic actuator that is controlled so that a current corresponding to a current command flows through a solenoid coil when the moving member is moved.
Detecting the voltage of the solenoid coil;
Corresponding to the moving speed of the moving member based on one of the detected solenoid coil voltage, the current command and the current flowing through the solenoid coil, the electrical resistance of the solenoid coil, and the inductance of the solenoid coil. A moving member speed detection method for detecting a feature amount.
前記電流指令に基づいて、該電流指令と等しい電流がソレノイドコイルに流れるように制御する電流制御手段と、
前記ソレノイドコイルの電圧を検出する電圧検出手段と、
前記電圧検出手段で検出されたソレノイドコイルの電圧、前記電流指令生成手段によって生成された電流指令、前記ソレノイドコイルの電気抵抗、及び前記ソレノイドコイルのインダクタンスに基づいて、前記移動部材の移動速度に相当する特徴量または該特徴量の予測値を検出する特徴量検出手段と、
前記特徴量検出手段で検出された前記移動部材の移動速度に相当する特徴量または該特徴量の予測値と所定の閾値とを比較し、比較結果に基づいて前記移動部材の移動速度が遅くなるように前記電流指令を変更する変更手段と、
を含む電磁アクチュエータ駆動装置。 Current command generating means for generating a current command for commanding a current flowing through a solenoid coil that moves a moving member of the electromagnetic actuator;
Current control means for controlling the current equal to the current command to flow through the solenoid coil based on the current command;
Voltage detection means for detecting the voltage of the solenoid coil;
Corresponding to the moving speed of the moving member based on the voltage of the solenoid coil detected by the voltage detecting means, the current command generated by the current command generating means, the electrical resistance of the solenoid coil, and the inductance of the solenoid coil Feature quantity detecting means for detecting a feature quantity or a predicted value of the feature quantity;
The feature amount corresponding to the moving speed of the moving member detected by the feature amount detecting means or a predicted value of the feature amount is compared with a predetermined threshold value, and the moving speed of the moving member becomes slow based on the comparison result. Changing means for changing the current command as follows:
An electromagnetic actuator driving device including:
前記電流指令に基づいて、ソレノイドコイルに電流が流れるように制御する電流制御手段と、
前記ソレノイドコイルの電圧を検出する電圧検出手段と、
前記ソレノイドコイルに流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記電圧検出手段で検出されたソレノイドコイルの電圧、前記電流検出手段で検出されたソレノイドコイルに流れる電流、前記ソレノイドコイルの電気抵抗、及び前記ソレノイドコイルのインダクタンスに基づいて、前記移動部材の移動速度に相当する特徴量または該特徴量の予測値を検出する特徴量検出手段と、
前記特徴量検出手段で検出された前記移動部材の移動速度に相当する特徴量または該特徴量の予測値と所定の閾値とを比較し、比較結果に基づいて前記移動部材の移動速度が遅くなるように前記電流指令を変更する変更手段と、
を含む電磁アクチュエータ駆動装置。 Current command generating means for generating a current command for commanding a current flowing through a solenoid coil that moves a moving member of the electromagnetic actuator;
Current control means for controlling the current to flow through the solenoid coil based on the current command;
Voltage detection means for detecting the voltage of the solenoid coil;
Current detecting means for detecting a current flowing through the solenoid coil;
The moving speed of the moving member based on the voltage of the solenoid coil detected by the voltage detecting means, the current flowing through the solenoid coil detected by the current detecting means, the electrical resistance of the solenoid coil, and the inductance of the solenoid coil Feature quantity detection means for detecting a feature quantity corresponding to or a predicted value of the feature quantity,
The feature amount corresponding to the moving speed of the moving member detected by the feature amount detecting means or a predicted value of the feature amount is compared with a predetermined threshold value, and the moving speed of the moving member becomes slow based on the comparison result. Changing means for changing the current command as follows:
An electromagnetic actuator driving device including:
前記推定手段は電流が一定となる区間でソレノイドコイルの電気抵抗を推定し、該電流が一定となる区間経過後にソレノイドコイルのインダクタンスを推定する請求項7または請求項8記載の電磁アクチュエータ駆動装置。 The current command generation means outputs a current command so that a section in which the current flowing through the solenoid coil is constant occurs in at least one of energizing the solenoid coil and interrupting the current flowing through the solenoid coil. Generate
The electromagnetic actuator driving apparatus according to claim 7 or 8, wherein the estimating means estimates the electrical resistance of the solenoid coil in a section where the current is constant, and estimates the inductance of the solenoid coil after the section where the current is constant.
前記電流指令生成手段は、前記緊急状態検出手段によって緊急状態が検出されたときに、ソレノイドコイルに流れる電流が一定の勾配で減少する指令を生成することなく、瞬時に電流を遮断する電流指令を生成する請求項5〜請求項9のいずれか1項記載の電磁アクチュエータ駆動装置。 An emergency state detection means for detecting an emergency state is provided,
The current command generating means generates a current command for instantaneously interrupting the current without generating a command for decreasing the current flowing through the solenoid coil at a constant gradient when an emergency condition is detected by the emergency condition detecting means. The electromagnetic actuator driving device according to any one of claims 5 to 9, which is generated.
前記電流指令に基づいて、該電流指令と等しい電流がソレノイドコイルに流れるように制御する電流制御手段と、
前記ソレノイドコイルの電圧を検出する電圧検出手段と、
前記電圧検出手段で検出されたソレノイドコイルの電圧、前記電流指令生成手段によって生成された電流指令、前記ソレノイドコイルの電気抵抗、及び前記ソレノイドコイルのインダクタンスに基づいて、前記移動部材の移動速度に相当する特徴量を検出する特徴量検出手段と、
前記移動部材の移動速度を遅くするための前記特徴量に対する電流指令値の変更量を記憶した記憶手段と、
前記特徴量検出手段で検出された前記移動部材の移動速度に相当する特徴量と所定の閾値とを比較し、比較結果及び前記記憶手段に記憶された内容に基づいて、検出された特徴量に対応する電流指令の変更量を求め、求めた電流指令の変更量によって前記電流指令を変更する電流指令変更手段と、
前記電流指令の変更量が多いか否かを判断し、該変更量が多い場合には
該変更量が小さくなるように前記記憶手段に記憶した電流指令の変更量を変更する増減量変更手段と、
を含む電磁アクチュエータ駆動装置。 Current command generating means for generating a current command for commanding a current flowing in a solenoid coil that moves a moving member of the electromagnetic actuator;
Current control means for controlling the current equal to the current command to flow through the solenoid coil based on the current command;
Voltage detection means for detecting the voltage of the solenoid coil;
Corresponding to the moving speed of the moving member based on the voltage of the solenoid coil detected by the voltage detecting means, the current command generated by the current command generating means, the electrical resistance of the solenoid coil, and the inductance of the solenoid coil Feature quantity detection means for detecting the feature quantity to be performed;
Storage means for storing a change amount of a current command value with respect to the feature amount for slowing the moving speed of the moving member;
The feature amount corresponding to the moving speed of the moving member detected by the feature amount detection unit is compared with a predetermined threshold, and the detected feature amount is determined based on the comparison result and the content stored in the storage unit. A current command changing means for obtaining a change amount of the corresponding current command, and changing the current command according to the obtained change amount of the current command;
An increase / decrease amount changing means for determining whether or not the change amount of the current command is large, and for changing the change amount of the current command stored in the storage means so that the change amount is small when the change amount is large; ,
An electromagnetic actuator driving device including:
前記電流指令に基づいて、ソレノイドコイルに電流が流れるように制御する電流制御手段と、
前記ソレノイドコイルの電圧を検出する電圧検出手段と、
前記ソレノイドコイルに流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記電圧検出手段で検出されたソレノイドコイルの電圧、前記電流検出手段で検出されたソレノイドコイルに流れる電流、前記ソレノイドコイルの電気抵抗、及び前記ソレノイドコイルのインダクタンスに基づいて、前記移動部材の移動速度に相当する特徴量を検出する特徴量検出手段と、
前記移動部材の移動速度を遅くするための前記特徴量に対する電流指令値の変更量を記憶した記憶手段と、
前記特徴量検出手段で検出された前記移動部材の移動速度に相当する特徴量と所定の閾値とを比較し、比較結果及び前記記憶手段に記憶された内容に基づいて、検出された特徴量に対応する電流指令の変更量を求め、求めた電流指令の変更量によって前記電流指令を変更する電流指令変更手段と、
前記電流指令の変更量が多いか否かを判断し、該変更量が多い場合には
該変更量が小さくなるように前記記憶手段に記憶した電流指令の変更量を変更する増減量変更手段と、
を含む電磁アクチュエータ駆動装置。 Current command generating means for generating a current command for commanding a current flowing in a solenoid coil that moves a moving member of the electromagnetic actuator;
Current control means for controlling the current to flow through the solenoid coil based on the current command;
Voltage detection means for detecting the voltage of the solenoid coil;
Current detecting means for detecting a current flowing through the solenoid coil;
The moving speed of the moving member based on the voltage of the solenoid coil detected by the voltage detecting means, the current flowing through the solenoid coil detected by the current detecting means, the electrical resistance of the solenoid coil, and the inductance of the solenoid coil A feature amount detecting means for detecting a feature amount corresponding to
Storage means for storing a change amount of a current command value with respect to the feature amount for slowing the moving speed of the moving member;
The feature amount corresponding to the moving speed of the moving member detected by the feature amount detection unit is compared with a predetermined threshold, and the detected feature amount is determined based on the comparison result and the content stored in the storage unit. A current command changing means for obtaining a change amount of the corresponding current command, and changing the current command according to the obtained change amount of the current command;
An increase / decrease amount changing means for determining whether or not the change amount of the current command is large, and for changing the change amount of the current command stored in the storage means so that the change amount is small when the change amount is large; ,
An electromagnetic actuator driving device including:
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