JPH0338077A - 圧電アクチュエータ用制御装置 - Google Patents
圧電アクチュエータ用制御装置Info
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- JPH0338077A JPH0338077A JP1173711A JP17371189A JPH0338077A JP H0338077 A JPH0338077 A JP H0338077A JP 1173711 A JP1173711 A JP 1173711A JP 17371189 A JP17371189 A JP 17371189A JP H0338077 A JPH0338077 A JP H0338077A
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- piezoelectric actuator
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- actuator
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- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 8
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 11
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- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 4
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- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
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- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
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Landscapes
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
この発明は、圧電素子を7クチ1■−夕として使用し、
そのアクチュエータの伸縮動作を&l 111する圧電
アクチュエータ用i、1JIIl装買に関するものであ
る。
そのアクチュエータの伸縮動作を&l 111する圧電
アクチュエータ用i、1JIIl装買に関するものであ
る。
[従来技術及び課題]
従来、セラミックよりなる圧電素子を7クヂユエータと
して使用した圧電セラミックアクチュエータの制御方法
においては、アクチュエータの充放電電荷吊をフィード
バックすることによりアクチュエータの伸縮の変化を制
御するようにしたものがある。しかしながら、このよう
な構成においては、アクチュエータの伸縮が周囲温度等
の影響により変動するため、この変動をも補正しなけれ
ばアクチュエータとしての制御精度を高く維持し17な
い。これに対しては、適宜な補正回路を採用することも
考えられるが、アクチュエータの高粘度制御確保のため
には高lii度、高速応答可能な位置センソを必要とす
る等の高コスト化を招くという問題がある。
して使用した圧電セラミックアクチュエータの制御方法
においては、アクチュエータの充放電電荷吊をフィード
バックすることによりアクチュエータの伸縮の変化を制
御するようにしたものがある。しかしながら、このよう
な構成においては、アクチュエータの伸縮が周囲温度等
の影響により変動するため、この変動をも補正しなけれ
ばアクチュエータとしての制御精度を高く維持し17な
い。これに対しては、適宜な補正回路を採用することも
考えられるが、アクチュエータの高粘度制御確保のため
には高lii度、高速応答可能な位置センソを必要とす
る等の高コスト化を招くという問題がある。
この発明の目的は、簡単な方法にて圧電アクチュエータ
の温度を検出して熱膨張分にあたる制御量を補正するこ
とにより制御精度を向上させることができる圧電アクチ
ュエータ用&制御装置を提供することにある。
の温度を検出して熱膨張分にあたる制御量を補正するこ
とにより制御精度を向上させることができる圧電アクチ
ュエータ用&制御装置を提供することにある。
[課題を解決するための手段]
この発明は、第1図に示すように、圧電アクチュエータ
M1に一定速度で電荷量を充電又は放電する充放電手段
M2と、圧電アクチュエータM1に印加された電圧を検
出する電圧検出手段M3と、前記圧電アクチュエータM
1の電荷量を検出する電荷母検出手段M4と、前記充放
電手段M2による前記圧電アクチュエータM1の充電若
しくは放電に伴う前記電荷量検出手段M4による圧電ア
クヂュエータM1の電荷量の変化量と前記電圧検出手段
M3による圧電アクチュエータM1の印加電圧の変化量
とから圧電アクチュエータM1の温度を算出する温度算
出手段M5と、前記温度算出手段M5により算出した圧
電アクチュエータM1の温度に基づいて熱膨張分にあた
る充放電手段M2による圧電アクチュエータM1のル制
御量を補正する補正手段M6とを備えた圧電アクチュエ
ータ用制御ll装置をその要旨とするものである。
M1に一定速度で電荷量を充電又は放電する充放電手段
M2と、圧電アクチュエータM1に印加された電圧を検
出する電圧検出手段M3と、前記圧電アクチュエータM
1の電荷量を検出する電荷母検出手段M4と、前記充放
電手段M2による前記圧電アクチュエータM1の充電若
しくは放電に伴う前記電荷量検出手段M4による圧電ア
クヂュエータM1の電荷量の変化量と前記電圧検出手段
M3による圧電アクチュエータM1の印加電圧の変化量
とから圧電アクチュエータM1の温度を算出する温度算
出手段M5と、前記温度算出手段M5により算出した圧
電アクチュエータM1の温度に基づいて熱膨張分にあた
る充放電手段M2による圧電アクチュエータM1のル制
御量を補正する補正手段M6とを備えた圧電アクチュエ
ータ用制御ll装置をその要旨とするものである。
[作用]
温度算出手段M5は、充放電手段M2による圧電アクチ
ュエータM1の充電若しくは放電に伴う電荷量検出手段
M4による圧電アクチュエータM1の電荷量の変化量と
電圧検出手段M3による圧゛電アクチュエータM1の印
加電圧の変化量とから圧電アクチュエータM1の温度を
算出する。そして、補正手段M6は、温度算出手段M5
により算出した圧電アクチュエータM1の温度に基づい
て熱膨張分にあたる充放電手段M2による圧電アクチュ
エータM1の制tll[aを補正する。
ュエータM1の充電若しくは放電に伴う電荷量検出手段
M4による圧電アクチュエータM1の電荷量の変化量と
電圧検出手段M3による圧゛電アクチュエータM1の印
加電圧の変化量とから圧電アクチュエータM1の温度を
算出する。そして、補正手段M6は、温度算出手段M5
により算出した圧電アクチュエータM1の温度に基づい
て熱膨張分にあたる充放電手段M2による圧電アクチュ
エータM1の制tll[aを補正する。
[実施例]
以下、この発明を具体化した一実施例を図面に従って説
明する。
明する。
第3図及び第4図に圧電アクチュエータを示す。
尚、第4図は第3図のC−C断面図であり、本実施例の
圧電アクチュエータは厳しい環境下(例えば、高温雰囲
気下〉でも使用できるようにケース内に収納されている
。
圧電アクチュエータは厳しい環境下(例えば、高温雰囲
気下〉でも使用できるようにケース内に収納されている
。
円筒形を成すケース1内には圧電アクチュエータ(ピエ
ゾスタック)2が配置され、この圧電アクチュエータ2
はセラミックからなる多数枚の圧電素子が積層されてい
る。圧電アクチュエータ2の両端部にはピストン3.4
が固設されている。
ゾスタック)2が配置され、この圧電アクチュエータ2
はセラミックからなる多数枚の圧電素子が積層されてい
る。圧電アクチュエータ2の両端部にはピストン3.4
が固設されている。
ピストン3はケース1内の一端部(第4図中、下端〉に
おいてOリング5によりシールされた状態で1ffi動
可能となっている。又、ピストン4はケース1内の他端
部(第4図中、上端)においてゴムブツシュ6とOリン
グ7を介してシールされた状態で活動可能となっている
。
おいてOリング5によりシールされた状態で1ffi動
可能となっている。又、ピストン4はケース1内の他端
部(第4図中、上端)においてゴムブツシュ6とOリン
グ7を介してシールされた状態で活動可能となっている
。
又、圧電アクチュエータ2の圧電素子はゴムブツシュ6
を貫通するリード線8にて外部と接続され、このリード
線8を介して圧電アクチュエータ2の圧電素子に電圧を
印加し電荷を注入することにより圧電アクチュエータ2
がその積層方向に伸長するとともに、電荷を注出するこ
とにより収縮するようになっている。
を貫通するリード線8にて外部と接続され、このリード
線8を介して圧電アクチュエータ2の圧電素子に電圧を
印加し電荷を注入することにより圧電アクチュエータ2
がその積層方向に伸長するとともに、電荷を注出するこ
とにより収縮するようになっている。
第2図に圧電アクチュエータ用制御装若の電気回路図を
示す。
示す。
圧電アクチュエータ2に対し電荷a検出手段としてのコ
ンアン9′9が直列に接続され、さらに、コンデンサ9
は接地されている。このコンデンサ9は圧電アクチュエ
ータ2の充・放電動作に伴い電荷を蓄積し圧電アクチュ
エータ2の電荷量を代用して検出するものであり、圧電
アクチュエータ2とコンデンサ9との間の接続点aに圧
電アクチュエータ2の電荷量に応じてコンデンリ電圧V
Cを発生する。
ンアン9′9が直列に接続され、さらに、コンデンサ9
は接地されている。このコンデンサ9は圧電アクチュエ
ータ2の充・放電動作に伴い電荷を蓄積し圧電アクチュ
エータ2の電荷量を代用して検出するものであり、圧電
アクチュエータ2とコンデンサ9との間の接続点aに圧
電アクチュエータ2の電荷量に応じてコンデンリ電圧V
Cを発生する。
又、コンデンサ9には抵抗10が並列に接続されている
。この抵抗10は、コンデンサ9の漏れ電流と圧電アク
チュエータ2の漏れ電流が異なり、ざらに、後記オペア
ンプ(バッフ7アンプ)64の流入電流の影響を受ける
ので、圧電アクチュエータ2に注入された電荷量とコン
デンサ9の電荷最に誤差が生じ、これが第5図に示すよ
うに圧電アクチュエータ2の経時ドリフトとなってあら
れれるので、この経時ドリフトを無くすべく抵抗10に
よりコンデンサ9とオペアンプ(バッファアンプ)64
の漏れ電流を圧電アクチュエータ2の漏れ電流と一致さ
せるようにしている。
。この抵抗10は、コンデンサ9の漏れ電流と圧電アク
チュエータ2の漏れ電流が異なり、ざらに、後記オペア
ンプ(バッフ7アンプ)64の流入電流の影響を受ける
ので、圧電アクチュエータ2に注入された電荷量とコン
デンサ9の電荷最に誤差が生じ、これが第5図に示すよ
うに圧電アクチュエータ2の経時ドリフトとなってあら
れれるので、この経時ドリフトを無くすべく抵抗10に
よりコンデンサ9とオペアンプ(バッファアンプ)64
の漏れ電流を圧電アクチュエータ2の漏れ電流と一致さ
せるようにしている。
圧電アクチュエータ2には検出抵抗11とFET12と
充電用電源13のプラス端子とが直列に接続され、充電
用電源13のマイナス端子は接地されている。この充電
用電源13は概略aoovの起電力を有する。FETI
2のゲート端子12aはFETI4を介して検出抵抗
11と圧電アクチュエータ2との間の接続点すと接続さ
れている。
充電用電源13のプラス端子とが直列に接続され、充電
用電源13のマイナス端子は接地されている。この充電
用電源13は概略aoovの起電力を有する。FETI
2のゲート端子12aはFETI4を介して検出抵抗
11と圧電アクチュエータ2との間の接続点すと接続さ
れている。
FET12のソース端子12bと検出抵抗11との間の
接続点Cは抵抗15を介してオペアンプ16の反転入力
端子と接続され、又、定電圧回路17が抵抗18を介し
てオペアンプ16の非反転入力端子と接続されている。
接続点Cは抵抗15を介してオペアンプ16の反転入力
端子と接続され、又、定電圧回路17が抵抗18を介し
てオペアンプ16の非反転入力端子と接続されている。
オペアンプ16の出力端子は抵抗19を介して反転入力
端子に接続されるとともに、抵抗20とコンデシリ−2
1からなる遅延回路22を介してFETI4のドレイン
端子14aと接続されている。又、コンデンサ21には
ダイオード23が並列に接続されている。
端子に接続されるとともに、抵抗20とコンデシリ−2
1からなる遅延回路22を介してFETI4のドレイン
端子14aと接続されている。又、コンデンサ21には
ダイオード23が並列に接続されている。
そして、圧電アクチュエータ2の充電の際(FET14
がオフ状態のとき)には、検出抵抗11に流れる電流値
に応じて0点での電圧値がオペアンプ16に入力され、
オペアンプ16においてこの値と定電圧回路17からの
定電圧値とが比較され、その差に応じた逆相の電圧値が
出力される。
がオフ状態のとき)には、検出抵抗11に流れる電流値
に応じて0点での電圧値がオペアンプ16に入力され、
オペアンプ16においてこの値と定電圧回路17からの
定電圧値とが比較され、その差に応じた逆相の電圧値が
出力される。
そのオペアンプ16の出力は遅延回路22を介してFE
T12のゲート端子12aに印加され、FETI 2に
おけるゲート・ソース間電圧−ドレイン電流特性に基づ
き圧電アクチュエータ2への充電電流が一定となるよう
に調整される。
T12のゲート端子12aに印加され、FETI 2に
おけるゲート・ソース間電圧−ドレイン電流特性に基づ
き圧電アクチュエータ2への充電電流が一定となるよう
に調整される。
又、圧電アクチュエータ2にはFET24と検出抵抗2
5と放電用電源26のマイナス端子とが直列に接続され
、放電用型!!26のプラス端子は接地されている。こ
の放電用電源26は概略−100vの起電力を有する。
5と放電用電源26のマイナス端子とが直列に接続され
、放電用型!!26のプラス端子は接地されている。こ
の放電用電源26は概略−100vの起電力を有する。
FET24のゲート端子24aはFET27を介して検
出抵抗25と放電用電源26との間の接続点dと接続さ
れている。FET24のソース端子24bと検出抵抗2
5との間の接続点eは抵抗28を介してオペアンプ29
の反転入力端子と接続され、又、定電圧回路30が抵抗
31を介してオペアンプ29の非反転入力端子と接続さ
れている。オペアンプ29の出力端子は抵抗32を介し
て反転入力端子に接続されるとともに、抵抗33と]ン
デンリー34からなる遅延回路35を介してFET27
のドレイン端子27aと接続されている。又、コンデン
サ34にはダイオード36が4に列に接続されている。
出抵抗25と放電用電源26との間の接続点dと接続さ
れている。FET24のソース端子24bと検出抵抗2
5との間の接続点eは抵抗28を介してオペアンプ29
の反転入力端子と接続され、又、定電圧回路30が抵抗
31を介してオペアンプ29の非反転入力端子と接続さ
れている。オペアンプ29の出力端子は抵抗32を介し
て反転入力端子に接続されるとともに、抵抗33と]ン
デンリー34からなる遅延回路35を介してFET27
のドレイン端子27aと接続されている。又、コンデン
サ34にはダイオード36が4に列に接続されている。
そして、圧電アクチュエータ2の放電の際(FET27
がオフ状態のとき〉には、検出抵抗25に流れる電流値
に応じてe点での電圧値がオペアンプ29に入力され、
オペアンプ2つにおいてこの値と定電圧回路30からの
定電ff値とが比較され、その差に応じた逆相の電圧値
が出)Jされる。
がオフ状態のとき〉には、検出抵抗25に流れる電流値
に応じてe点での電圧値がオペアンプ29に入力され、
オペアンプ2つにおいてこの値と定電圧回路30からの
定電ff値とが比較され、その差に応じた逆相の電圧値
が出)Jされる。
そのオペアンプ29の出力は遅延回路35を介してFE
T24のゲート端子24aに印加され、「ET24にお
けるゲート・ソース間電圧−ドレイン電流特性に基づき
圧電アクチュエータ2の放電電流が一定となるように調
整される。
T24のゲート端子24aに印加され、「ET24にお
けるゲート・ソース間電圧−ドレイン電流特性に基づき
圧電アクチュエータ2の放電電流が一定となるように調
整される。
又、直列に接続された圧電アクチュエータ2及びコンデ
ンサ9には抵抗37.38の直列回路が並列接続されて
おり、その中間点ずにおける圧電アクチュエータ2の印
加電圧vpをA/D変換器39を介して温度算出手段及
び補正手段としてのマイクロコンピュータ40が取り込
めるようにしである。抵抗37.38の分圧比は1/1
00〜1/200としてあり、f点に圧電アクチュエー
タ2の印加電圧の1/100〜1/200の電圧が生じ
る。
ンサ9には抵抗37.38の直列回路が並列接続されて
おり、その中間点ずにおける圧電アクチュエータ2の印
加電圧vpをA/D変換器39を介して温度算出手段及
び補正手段としてのマイクロコンピュータ40が取り込
めるようにしである。抵抗37.38の分圧比は1/1
00〜1/200としてあり、f点に圧電アクチュエー
タ2の印加電圧の1/100〜1/200の電圧が生じ
る。
D/A変換器41は圧電アクチュエータ2の目標変位量
(目標値)に応じたレベルの信号(目標値信@)を反転
増幅器42と反転増幅器43の直列回路に出力する。こ
の反転増幅器42はオペアンプ44と抵抗45.46と
から構成され、反転増幅器43はオペアンプ47と抵抗
48,49とから構成されている。三角波発振回路50
は三角波を発生ざ吐るためのものであり、オペアンプ5
1,52と抵抗54〜61とコンデンIす62とから構
成されている。この三角波発振回路50は反転増幅器4
3の抵抗49とオペアンプ47と間の接続点9と接続さ
れている。
(目標値)に応じたレベルの信号(目標値信@)を反転
増幅器42と反転増幅器43の直列回路に出力する。こ
の反転増幅器42はオペアンプ44と抵抗45.46と
から構成され、反転増幅器43はオペアンプ47と抵抗
48,49とから構成されている。三角波発振回路50
は三角波を発生ざ吐るためのものであり、オペアンプ5
1,52と抵抗54〜61とコンデンIす62とから構
成されている。この三角波発振回路50は反転増幅器4
3の抵抗49とオペアンプ47と間の接続点9と接続さ
れている。
よって、マイクロコンピュータ40により演算されD/
A変換器41より出力された目標値信号に対し三角波発
振回路50の三角波が重畳されて反転増幅器43に出力
される。
A変換器41より出力された目標値信号に対し三角波発
振回路50の三角波が重畳されて反転増幅器43に出力
される。
反転増幅器43の出力端子はコンパレータ63の入力端
子に接続されている。又、前記接続点aはオペアンプ(
バッフ7アンプ)64を介してコンパレータ63の他方
の入力端子に接続されている。そして、コンパレータ6
3はコンデンサ9の端子電圧VCがD/A変換器41の
目標値信号に基づく信号レベルより低いとローレベルの
信号を出力し、又、コンデンサ9の端子電圧VcがD/
A変換器41の目標値信号に基づく信号レベルより高い
とハイレベルの信号を出力する。コンパレータ63の出
力端子はインバータ65を介してホトカプラ66の発光
ダイオード67と接続されている。
子に接続されている。又、前記接続点aはオペアンプ(
バッフ7アンプ)64を介してコンパレータ63の他方
の入力端子に接続されている。そして、コンパレータ6
3はコンデンサ9の端子電圧VCがD/A変換器41の
目標値信号に基づく信号レベルより低いとローレベルの
信号を出力し、又、コンデンサ9の端子電圧VcがD/
A変換器41の目標値信号に基づく信号レベルより高い
とハイレベルの信号を出力する。コンパレータ63の出
力端子はインバータ65を介してホトカプラ66の発光
ダイオード67と接続されている。
よって、コンパレータ63がローレベルの信号を出力す
ると、インバータ65で反転されてハイレベルとなり発
光ダイオード67が発光する。ホトカプラ66のホトト
ランジスタ68は発光ダイオード67からの光を受けて
オン動作する。又、コンパレータ63がハイレベルの信
号を出力すると、インバータ65で反転されてローレベ
ルとなり発光ダイオード67が発光せず、ホトトランジ
スタ68はオフする。
ると、インバータ65で反転されてハイレベルとなり発
光ダイオード67が発光する。ホトカプラ66のホトト
ランジスタ68は発光ダイオード67からの光を受けて
オン動作する。又、コンパレータ63がハイレベルの信
号を出力すると、インバータ65で反転されてローレベ
ルとなり発光ダイオード67が発光せず、ホトトランジ
スタ68はオフする。
このホトトランジスタ68のコレクタ端子には抵抗69
を介して基準電圧VCCが印加されるとともに、ホトト
ランジスタ68のコレクタ端子にはFET14のゲート
端子14bが接続されている。
を介して基準電圧VCCが印加されるとともに、ホトト
ランジスタ68のコレクタ端子にはFET14のゲート
端子14bが接続されている。
よって、ホトトランジスタ68のオンにてFET14が
オフし、ホトトランジスタ68のオフにてFET14が
オンする。
オフし、ホトトランジスタ68のオフにてFET14が
オンする。
又、コンパレータ63の出力端子はインバータ70.7
1を介してホトカブラ66の発光ダイオード73と接続
されている。よって、コンパレータ63がハイレベルの
信号を出力すると、発光ダイオード73が発光する。ホ
トカプラ72のホト1〜ランジスタフ4は発光ダイオー
ド73からの光を受けてオン動作する。又、コンパレー
タ63がローレベルの信号を出力すると、発光ダイオー
ド73が発光せず、ホトトランジスタ74はオフする。
1を介してホトカブラ66の発光ダイオード73と接続
されている。よって、コンパレータ63がハイレベルの
信号を出力すると、発光ダイオード73が発光する。ホ
トカプラ72のホト1〜ランジスタフ4は発光ダイオー
ド73からの光を受けてオン動作する。又、コンパレー
タ63がローレベルの信号を出力すると、発光ダイオー
ド73が発光せず、ホトトランジスタ74はオフする。
このホトトランジスタ74のコレクタ端子には抵抗75
を介して基準電圧VCCが印加されるとともに、ホトト
ランジスタ74のコレクタ端子にはFET27のゲート
端子27bが接続されている。
を介して基準電圧VCCが印加されるとともに、ホトト
ランジスタ74のコレクタ端子にはFET27のゲート
端子27bが接続されている。
よって、ホトトランジスタ74のオンにてFET27が
オフし、ホトトランジスタ74のオフにてFET27が
オンする。
オフし、ホトトランジスタ74のオフにてFET27が
オンする。
又、マイクロコンピュータ40に$1メモリが用意され
、そのメモリには第6図に示す静電各辺に対する圧電ア
クチュエータ2の温度Tのマツプが記憶されている。又
、マイクロコンピュータ40のメモリには第7図に示す
圧電アクチュエータ2の温度Tに対する温度補正量のマ
ツプが記憶されている。この第7図に示すマツプは実験
的に求めたものであり、温度補正量は温度変化に伴う熱
膨張率及び分極値変化等の影響を受す、温度により一義
的に決定される値となっている。同様に、前記第6図に
示すマツプも実験的に求めたものである。
、そのメモリには第6図に示す静電各辺に対する圧電ア
クチュエータ2の温度Tのマツプが記憶されている。又
、マイクロコンピュータ40のメモリには第7図に示す
圧電アクチュエータ2の温度Tに対する温度補正量のマ
ツプが記憶されている。この第7図に示すマツプは実験
的に求めたものであり、温度補正量は温度変化に伴う熱
膨張率及び分極値変化等の影響を受す、温度により一義
的に決定される値となっている。同様に、前記第6図に
示すマツプも実験的に求めたものである。
本実施例においては、FET12.24、抵抗11.1
5.1B、19.25.28.31.32、オペアンプ
16.29、定電圧回路17,30により圧電アクチュ
エータ2に一定速度で電荷量を充電又は放電させるため
の充放電手段を構成し、又、抵抗37.38により圧電
アクチュエータ2に印加された電圧を検出する電圧検出
手段を構成している。
5.1B、19.25.28.31.32、オペアンプ
16.29、定電圧回路17,30により圧電アクチュ
エータ2に一定速度で電荷量を充電又は放電させるため
の充放電手段を構成し、又、抵抗37.38により圧電
アクチュエータ2に印加された電圧を検出する電圧検出
手段を構成している。
次に、このように構成した圧電アクチュエータ用制御装
置の作用を第8図及び第9図に示すフローチャートと、
第10図に示すタイムチャートに基づいて説明する。
置の作用を第8図及び第9図に示すフローチャートと、
第10図に示すタイムチャートに基づいて説明する。
まず、第8図において、マイクロコンピュータ40はス
テップ100で初期化を行い、ステップ200で後述の
前回温度推定演算を行なってから一定時間経過したかを
判定する。そして、マイクロコンピュータ40は一定時
間経過していれば、ステップ300で温度推定演算を行
なう。
テップ100で初期化を行い、ステップ200で後述の
前回温度推定演算を行なってから一定時間経過したかを
判定する。そして、マイクロコンピュータ40は一定時
間経過していれば、ステップ300で温度推定演算を行
なう。
この温度推定演算を第9図に示す。マイクロコンピュー
タ40はステップ310でD/A変換器41の出力をま
ずrOJとする。すると、a点の電位VCがrOJとな
るように制御され、圧電アクチュエータ2の印加電圧も
ほぼ「0」となる。
タ40はステップ310でD/A変換器41の出力をま
ずrOJとする。すると、a点の電位VCがrOJとな
るように制御され、圧電アクチュエータ2の印加電圧も
ほぼ「0」となる。
この処理は、温度推定のためのイニシャライズ処理であ
る。
る。
次に、マイクロコンピュータ40はステップ320で一
定時間D/A変換器41の出力をFET14を完全にオ
フするために最大電圧(例えば、5V)とする。この時
の圧電アクチュエータ2の電圧は抵抗11.FET12
.オペアンプ16′8により一定電流で充電されるため
第10図で線a。
定時間D/A変換器41の出力をFET14を完全にオ
フするために最大電圧(例えば、5V)とする。この時
の圧電アクチュエータ2の電圧は抵抗11.FET12
.オペアンプ16′8により一定電流で充電されるため
第10図で線a。
bにて示すようにほぼ直線的に上昇する。ここで、例え
ば、圧電アクチュエータ2の温度が11のときは線aと
なり、T2のときは線すのように変化する。一方、圧電
アクチュエータ2は定電流で充電されるため、圧電アク
チュエータ2の電荷量は温度に関係なく常に線Cとなる
。
ば、圧電アクチュエータ2の温度が11のときは線aと
なり、T2のときは線すのように変化する。一方、圧電
アクチュエータ2は定電流で充電されるため、圧電アク
チュエータ2の電荷量は温度に関係なく常に線Cとなる
。
マイクロコンピュータ40はステップ330で時間tl
での圧電アクチュエータ2の電圧vp(例えば、温度T
1のときのvpl、温度T2のときのvp2)と電荷相
当電圧VC(Qに相当する)から静電容ff1c (=
Q/V)を計算する。次に、マイクロコンピュータ40
はステップ340で第6図の温度−静電容量特性マツプ
により圧電アクチュエータ2の温度を推定する。
での圧電アクチュエータ2の電圧vp(例えば、温度T
1のときのvpl、温度T2のときのvp2)と電荷相
当電圧VC(Qに相当する)から静電容ff1c (=
Q/V)を計算する。次に、マイクロコンピュータ40
はステップ340で第6図の温度−静電容量特性マツプ
により圧電アクチュエータ2の温度を推定する。
次に、第8図において、マイクロコンピュータ40はス
テップ400で外部からの指令値を入力する。そして、
マイクロコンピュータ40はステップ500で第7図の
補正量マツプにより前記ステップ340において推定し
た温度から補正量を求め、指令値補正演算を行なった後
、ステップ600で補正後の指令値を出力する。これは
、第10図における時間t2以後の指令値にあたる。即
ち、圧電アクチュエータ2は時間t2〜t3までの間開
遅れのあと確実に指令値に追従して1ilII御される
。
テップ400で外部からの指令値を入力する。そして、
マイクロコンピュータ40はステップ500で第7図の
補正量マツプにより前記ステップ340において推定し
た温度から補正量を求め、指令値補正演算を行なった後
、ステップ600で補正後の指令値を出力する。これは
、第10図における時間t2以後の指令値にあたる。即
ち、圧電アクチュエータ2は時間t2〜t3までの間開
遅れのあと確実に指令値に追従して1ilII御される
。
このように本実施例においては、FET12゜24、抵
抗11,15.1B、19.25.28゜31.32、
オペアンプ16,29、定電圧回路17.30により圧
電アクチュエータ2に一定速度で電荷量を充電又はti
Ii電できるようにし、又、抵抗37.38により圧電
アクチュエータ2に印加された電圧を検出し、さらに、
コンデンジ9により圧電アクチュエータ2の電荷量を検
出できるようにした。そして、マイクロコンピュータ4
0は圧電アクチュエータ2の充電に伴う圧電アクチュエ
ータ2の電荷□の変化口と圧電アクチュエータ2の印加
電圧の変化aとから圧電アクチュエータ2の温度を算出
し、その算出した圧電アクチュエータ2の温度に基づい
て熱膨張分にあたる圧電アクチュエータ2の制御品を補
正するようにした。
抗11,15.1B、19.25.28゜31.32、
オペアンプ16,29、定電圧回路17.30により圧
電アクチュエータ2に一定速度で電荷量を充電又はti
Ii電できるようにし、又、抵抗37.38により圧電
アクチュエータ2に印加された電圧を検出し、さらに、
コンデンジ9により圧電アクチュエータ2の電荷量を検
出できるようにした。そして、マイクロコンピュータ4
0は圧電アクチュエータ2の充電に伴う圧電アクチュエ
ータ2の電荷□の変化口と圧電アクチュエータ2の印加
電圧の変化aとから圧電アクチュエータ2の温度を算出
し、その算出した圧電アクチュエータ2の温度に基づい
て熱膨張分にあたる圧電アクチュエータ2の制御品を補
正するようにした。
従って、圧電アクチュエータ2の伸縮が周囲温度等の影
響により変動するが、適宜な補正回路を採用するとアク
チュエータの高精i制御確保のためには高精度、高速応
答可能な位置センサを必要とし高コスト化を招いてしま
っていたが、そのようなことがなく、簡単な方法にて圧
電アクチュエータ2の温度を検出して熱膨張分にあたる
制tl蕩を補正することによりIl制御精度を向上させ
ることができる。
響により変動するが、適宜な補正回路を採用するとアク
チュエータの高精i制御確保のためには高精度、高速応
答可能な位置センサを必要とし高コスト化を招いてしま
っていたが、そのようなことがなく、簡単な方法にて圧
電アクチュエータ2の温度を検出して熱膨張分にあたる
制tl蕩を補正することによりIl制御精度を向上させ
ることができる。
尚、この発明は上記実施例に限定されるものではなく、
例えば、温度推定演算時のイニシャライズとして指令値
をrOJ Vから開始したが、rOJVに戻る必要はな
く、特定の電圧(例えば、2V)、即ち、圧電アクチュ
エータ2に特定電荷量を加えた状態から指令値を最大電
圧(FET14を完全オフする〉としてもよい。又、逆
に、指令値をrOJ (FET27を完全オフする)と
して放電側を利用するようにしてもよい。
例えば、温度推定演算時のイニシャライズとして指令値
をrOJ Vから開始したが、rOJVに戻る必要はな
く、特定の電圧(例えば、2V)、即ち、圧電アクチュ
エータ2に特定電荷量を加えた状態から指令値を最大電
圧(FET14を完全オフする〉としてもよい。又、逆
に、指令値をrOJ (FET27を完全オフする)と
して放電側を利用するようにしてもよい。
ざらに、温度推定演算の時間間隔は第11図のように電
源投入時は短い時間間隔で、時間経過とともに長くする
ようにしてもよい。又、温度推定処理中は制tit+v
装置から外部表示するようにしてもよい。
源投入時は短い時間間隔で、時間経過とともに長くする
ようにしてもよい。又、温度推定処理中は制tit+v
装置から外部表示するようにしてもよい。
[発明の効果]
以上詳述したようにこの発明によれば、簡単な方法にて
圧電アクチュエータの湿度を検出して熱膨張分にあたる
制御逼を補正することによりル制御精度を向上させるこ
とができる優れた効果を発揮する。
圧電アクチュエータの湿度を検出して熱膨張分にあたる
制御逼を補正することによりル制御精度を向上させるこ
とができる優れた効果を発揮する。
第1図はクレーム対応図、第2図は実施例の圧電アクチ
ュエータ用制御装置の電気回路図、第3図は圧電アクチ
ュエータの平面図、第4図は第3図のC−C断面図、第
5図は変位の経時的変化を示す図、第6図は静電容量と
アクチュエータの雰囲気温度との関係を示す図、第7図
は7クチユエータの雰囲気温度に対する補正量を示す図
、第8図は作用を説明するためのフローチャート、第9
図は作用を説明するためのフローチャート、第10図は
電圧値の経時的変化を示す図、第11図は温度推定演粋
の時間間隔の推移を示す図である。 Mlは圧電7クチユエータ、M2は充放電手段、M3は
電圧検出手段、M4は電荷量検出手段、M5は温度算出
手段、M6は補正手段。
ュエータ用制御装置の電気回路図、第3図は圧電アクチ
ュエータの平面図、第4図は第3図のC−C断面図、第
5図は変位の経時的変化を示す図、第6図は静電容量と
アクチュエータの雰囲気温度との関係を示す図、第7図
は7クチユエータの雰囲気温度に対する補正量を示す図
、第8図は作用を説明するためのフローチャート、第9
図は作用を説明するためのフローチャート、第10図は
電圧値の経時的変化を示す図、第11図は温度推定演粋
の時間間隔の推移を示す図である。 Mlは圧電7クチユエータ、M2は充放電手段、M3は
電圧検出手段、M4は電荷量検出手段、M5は温度算出
手段、M6は補正手段。
Claims (1)
- 1.圧電アクチュエータに一定速度で電荷量を充電又は
放電する充放電手段と、 圧電アクチュエータに印加された電圧を検出する電圧検
出手段と、 前記圧電アクチュエータの電荷量を検出する電荷量検出
手段と、 前記充放電手段による前記圧電アクチュエータの充電若
しくは放電に伴う前記電荷量検出手段による圧電アクチ
ュエータの電荷量の変化量と前記電圧検出手段による圧
電アクチュエータの印加電圧の変化量とから圧電アクチ
ュエータの温度を算出する温度算出手段と、 前記温度算出手段により算出した圧電アクチユエータの
温度に基づいて熱膨張分にあたる前記充放電手段による
圧電アクチュエータの制御量を補正する補正手段と を備えたことを特徴とする圧電アクチユエータ用制御装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1173711A JPH0338077A (ja) | 1989-07-05 | 1989-07-05 | 圧電アクチュエータ用制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1173711A JPH0338077A (ja) | 1989-07-05 | 1989-07-05 | 圧電アクチュエータ用制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0338077A true JPH0338077A (ja) | 1991-02-19 |
Family
ID=15965716
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1173711A Pending JPH0338077A (ja) | 1989-07-05 | 1989-07-05 | 圧電アクチュエータ用制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0338077A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002010655A (ja) * | 2000-04-01 | 2002-01-11 | Robert Bosch Gmbh | 圧電素子を充電するための装置および圧電素子を充電する方法 |
JP2002027766A (ja) * | 2000-04-01 | 2002-01-25 | Robert Bosch Gmbh | 圧電素子の充電のための装置及び方法 |
DE19929589C2 (de) * | 1998-07-02 | 2003-01-23 | Avl List Gmbh | Einspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine |
-
1989
- 1989-07-05 JP JP1173711A patent/JPH0338077A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19929589C2 (de) * | 1998-07-02 | 2003-01-23 | Avl List Gmbh | Einspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine |
JP2002010655A (ja) * | 2000-04-01 | 2002-01-11 | Robert Bosch Gmbh | 圧電素子を充電するための装置および圧電素子を充電する方法 |
JP2002027766A (ja) * | 2000-04-01 | 2002-01-25 | Robert Bosch Gmbh | 圧電素子の充電のための装置及び方法 |
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