JPH1039902A - 電流制御装置 - Google Patents
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- JPH1039902A JPH1039902A JP8190902A JP19090296A JPH1039902A JP H1039902 A JPH1039902 A JP H1039902A JP 8190902 A JP8190902 A JP 8190902A JP 19090296 A JP19090296 A JP 19090296A JP H1039902 A JPH1039902 A JP H1039902A
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- H01H47/00—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current
- H01H47/22—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current for supplying energising current for relay coil
- H01H47/32—Energising current supplied by semiconductor device
- H01H47/325—Energising current supplied by semiconductor device by switching regulator
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B13/00—Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
- F15B13/02—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
- F15B13/04—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor
- F15B13/044—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor operated by electrically-controlled means, e.g. solenoids, torque-motors
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- F15B21/00—Common features of fluid actuator systems; Fluid-pressure actuator systems or details thereof, not covered by any other group of this subclass
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- F15B21/045—Compensating for variations in viscosity or temperature
-
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Abstract
(57)【要約】
【課題】所定時間毎に制御目標値が激しく変化する場合
であっても、ソレノイドのコイル等の制御対象に通電さ
れる電流を、精度よく、かつ安定して制御することがで
きるようにする。 【解決手段】制御対象33を通電する電流値y3を検出
し、当該検出電流値y3を所定の時間毎に出力する。そ
して、前回の補正電流値y4oldと、今回出力された電流
値y3とに基づいて、今回の補正電流値y4が前回の補正
電流値y4oldと今回出力された電流値y3との中間の値
となるように当該今回の補正電流値y4を演算して出力
する。また、前回の補正デューティd3oldと、今回出力
されたデューティd1とに基づいて、今回の補正デュー
ティd3が前回の補正デューティd3oldと今回出力され
たデューティd1との中間の値となるように当該今回の
補正デューティd3を演算する。そして、入力される目
標電流値x1と、上記出力された補正電流値y4と、上記
出力された補正デューティd3とに基づいて、デューテ
ィd1を演算して出力する。
であっても、ソレノイドのコイル等の制御対象に通電さ
れる電流を、精度よく、かつ安定して制御することがで
きるようにする。 【解決手段】制御対象33を通電する電流値y3を検出
し、当該検出電流値y3を所定の時間毎に出力する。そ
して、前回の補正電流値y4oldと、今回出力された電流
値y3とに基づいて、今回の補正電流値y4が前回の補正
電流値y4oldと今回出力された電流値y3との中間の値
となるように当該今回の補正電流値y4を演算して出力
する。また、前回の補正デューティd3oldと、今回出力
されたデューティd1とに基づいて、今回の補正デュー
ティd3が前回の補正デューティd3oldと今回出力され
たデューティd1との中間の値となるように当該今回の
補正デューティd3を演算する。そして、入力される目
標電流値x1と、上記出力された補正電流値y4と、上記
出力された補正デューティd3とに基づいて、デューテ
ィd1を演算して出力する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、制御対象に通電さ
れる電流の大きさを制御する電流制御装置に関し、特に
通電される電流値に応じた力を発生するアクチュータの
制御に適用されるものである。
れる電流の大きさを制御する電流制御装置に関し、特に
通電される電流値に応じた力を発生するアクチュータの
制御に適用されるものである。
【0002】
【従来の技術】建設機械等の油圧回路では、油圧アクチ
ュエータに供給される圧油の流量を制御するために電磁
比例弁が用いられる。この電磁比例弁は、コントローラ
よりこの電磁比例弁に付設されたソレノイドに加えられ
る電流の大きさにほぼ比例してその弁開度が変化され
る。そして、その弁開度に応じた流量の圧油が油圧アク
チュエータに供給されることになる。
ュエータに供給される圧油の流量を制御するために電磁
比例弁が用いられる。この電磁比例弁は、コントローラ
よりこの電磁比例弁に付設されたソレノイドに加えられ
る電流の大きさにほぼ比例してその弁開度が変化され
る。そして、その弁開度に応じた流量の圧油が油圧アク
チュエータに供給されることになる。
【0003】この場合、ソレノイドのコイルに実際に流
れる励磁電流を検出しており、コントローラは、この検
出電流をフィードバック量として目標電流値が得られる
ようにソレノイドに加える電流を制御している。
れる励磁電流を検出しており、コントローラは、この検
出電流をフィードバック量として目標電流値が得られる
ようにソレノイドに加える電流を制御している。
【0004】すなわち、コントローラは、所定の時間毎
に入力される目標電流値に対応するデューティを当該所
定の時間毎に演算し、このデューティのパルス信号を生
成しており、これを駆動用トランジスタに加えるように
している。そして、パルス信号入力に応じて駆動用トラ
ンジスタが付勢されると、ソレノイドのコイルには、上
記目標電流値が得られるように電流が通電されることに
なる。
に入力される目標電流値に対応するデューティを当該所
定の時間毎に演算し、このデューティのパルス信号を生
成しており、これを駆動用トランジスタに加えるように
している。そして、パルス信号入力に応じて駆動用トラ
ンジスタが付勢されると、ソレノイドのコイルには、上
記目標電流値が得られるように電流が通電されることに
なる。
【0005】しかし、実際には、通電時間の長期化、油
温の上昇等によりソレノイドのコイルが温度上昇してし
まい、これに伴うコイルの直流抵抗の増加等によって、
目標電流値に見合う分だけの電流がコイルに通電されな
くなってしまい制御の精度が落ちることがある。
温の上昇等によりソレノイドのコイルが温度上昇してし
まい、これに伴うコイルの直流抵抗の増加等によって、
目標電流値に見合う分だけの電流がコイルに通電されな
くなってしまい制御の精度が落ちることがある。
【0006】そこで、こうしたコイルの温度上昇による
制御の精度の劣化を防止すべく、特公昭62−5944
4号公報では、操作レバーの操作に応じた制御目標値
(目標電流値)をソレノイドに与えるようにしたコント
ローラにおいて、操作レバーが中立位置に戻されている
ときに、油圧アクチュエータが動かないレベルの一定の
電流をソレノイドに流して、そのときのデューティ値と
フィルタ処理された平均検出電流値とに基づいて補正係
数を求め、この補正係数によってデューティ値を補正す
るようにしている。
制御の精度の劣化を防止すべく、特公昭62−5944
4号公報では、操作レバーの操作に応じた制御目標値
(目標電流値)をソレノイドに与えるようにしたコント
ローラにおいて、操作レバーが中立位置に戻されている
ときに、油圧アクチュエータが動かないレベルの一定の
電流をソレノイドに流して、そのときのデューティ値と
フィルタ処理された平均検出電流値とに基づいて補正係
数を求め、この補正係数によってデューティ値を補正す
るようにしている。
【0007】しかし、この公報記載の技術によれば、操
作レバーが不感帯域にある場合には問題はないものの、
操作レバーが不感帯域からフルレバー操作された場合に
は、デューティを補正したとしても制御上、誤差を生じ
てしまうことがある。
作レバーが不感帯域にある場合には問題はないものの、
操作レバーが不感帯域からフルレバー操作された場合に
は、デューティを補正したとしても制御上、誤差を生じ
てしまうことがある。
【0008】そこで、特公平7−66299号公報記載
のものでは、ソレノイドのコイルに流れる励磁電流をP
WMパルス信号に同期して積分手段で積分し、制御目標
値と積分手段から出力される積分値とからデューティを
補正するようにしている。これにより、操作レバーが不
感帯域からフルレバー操作されて、コイルの励磁電流が
増大した場合の制御上の誤差をなくすようにしている。
のものでは、ソレノイドのコイルに流れる励磁電流をP
WMパルス信号に同期して積分手段で積分し、制御目標
値と積分手段から出力される積分値とからデューティを
補正するようにしている。これにより、操作レバーが不
感帯域からフルレバー操作されて、コイルの励磁電流が
増大した場合の制御上の誤差をなくすようにしている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上記公報記載のもの
は、操作レバーの操作に応じた制御目標値(目標電流
値)がコントローラに入力されることを想定しており、
制御目標値の変化はそれ程激しいものではない。
は、操作レバーの操作に応じた制御目標値(目標電流
値)がコントローラに入力されることを想定しており、
制御目標値の変化はそれ程激しいものではない。
【0010】しかし、エンジン回転数を示す信号に応じ
て生成された制御目標値がコントローラに入力される場
合には、エンジン回転数が急激に変化するため、所定時
間毎に制御目標値は激しく変化することになる。
て生成された制御目標値がコントローラに入力される場
合には、エンジン回転数が急激に変化するため、所定時
間毎に制御目標値は激しく変化することになる。
【0011】このように所定時間毎に制御目標値が激し
く変化する場合には、上記特公昭62−59444号公
報記載の技術によっては適切に対処することはできず、
制御上の誤差が生じることになる。
く変化する場合には、上記特公昭62−59444号公
報記載の技術によっては適切に対処することはできず、
制御上の誤差が生じることになる。
【0012】また、上記特公平7−66299号公報記
載の技術によって対処しようとしても、実現が極めて困
難となり、また制御上の不安定さが招来する。
載の技術によって対処しようとしても、実現が極めて困
難となり、また制御上の不安定さが招来する。
【0013】すなわち、この公報記載のものでは、PW
Mパルスの1周期毎にコイルの励磁電流の積分を行うよ
うにしているため、励磁電流を高精度に積分するにはP
WMパルスの1周期内という高速のサンプリングでA/
D変換を行う必要がある。これは高速、高精度のA/D
変換器を必要とし、実現が極めて困難である。
Mパルスの1周期毎にコイルの励磁電流の積分を行うよ
うにしているため、励磁電流を高精度に積分するにはP
WMパルスの1周期内という高速のサンプリングでA/
D変換を行う必要がある。これは高速、高精度のA/D
変換器を必要とし、実現が極めて困難である。
【0014】しかも、以下の理由で制御電流が不安定に
なりやすい。
なりやすい。
【0015】1)積分のフィードバックは現実的には1
周期おき以内では困難であるため遅れがあり、不安定に
なりやすい。
周期おき以内では困難であるため遅れがあり、不安定に
なりやすい。
【0016】2)補正係数を求めてそれにより指令され
る制御電流値を変化させる方式の場合には、ソレノイド
のインダクタンス分で実電流はすぐには追従できないの
で、過渡的に補正係数が大きくなったり、小さくなった
りする。これが上記1)と同じ原因で1周期以上遅れて
発生するので、これも不安定になりやすい。
る制御電流値を変化させる方式の場合には、ソレノイド
のインダクタンス分で実電流はすぐには追従できないの
で、過渡的に補正係数が大きくなったり、小さくなった
りする。これが上記1)と同じ原因で1周期以上遅れて
発生するので、これも不安定になりやすい。
【0017】以上のように、従来の技術によれば、所定
時間毎に制御目標値が激しく変化する場合には、ソレノ
イドのコイル等の制御対象に通電される電流を、精度よ
く、かつ安定して制御することができないという問題が
招来することになっていた。
時間毎に制御目標値が激しく変化する場合には、ソレノ
イドのコイル等の制御対象に通電される電流を、精度よ
く、かつ安定して制御することができないという問題が
招来することになっていた。
【0018】本発明はかかる問題点を解決すべくなされ
たものである。
たものである。
【0019】
【課題を解決するための手段および効果】そこで、本発
明の主たる発明では、所定の時間毎に入力された目標電
流値に対応するデューティを当該所定の時間毎に演算し
て出力するデューティ演算手段と、前記デューティ演算
手段から出力されたデューティのパルス信号を生成する
パルス信号生成手段と、前記パルス信号生成手段で生成
されたパルス信号によって駆動されることにより通電さ
れる制御対象とを有した電流制御装置において、前記制
御対象を通電する電流値を検出し、当該検出電流値を所
定の時間毎に出力する電流値検出手段と、前回の補正電
流値と、前記電流値検出手段から今回出力された電流値
とに基づいて、今回の補正電流値が前回の補正電流値と
前記電流値検出手段から今回出力された電流値との中間
の値となるように当該今回の補正電流値を所定の時間毎
に演算して出力する補正電流値演算手段と、前回の補正
デューティと、前記デューティ演算手段から今回出力さ
れたデューティとに基づいて、今回の補正デューティが
前回の補正デューティと前記デューティ演算手段から今
回出力されたデューティとの中間の値となるように当該
今回の補正デューティを所定の時間毎に演算して出力す
る補正デューティ演算手段とを具え、前記デューティ演
算手段は、前記入力される目標電流値と、前記補正電流
値演算手段から出力された補正電流値と、前記補正デュ
ーティ演算手段から出力された補正デューティとに基づ
いて、デューティを演算して出力するようにしている。
明の主たる発明では、所定の時間毎に入力された目標電
流値に対応するデューティを当該所定の時間毎に演算し
て出力するデューティ演算手段と、前記デューティ演算
手段から出力されたデューティのパルス信号を生成する
パルス信号生成手段と、前記パルス信号生成手段で生成
されたパルス信号によって駆動されることにより通電さ
れる制御対象とを有した電流制御装置において、前記制
御対象を通電する電流値を検出し、当該検出電流値を所
定の時間毎に出力する電流値検出手段と、前回の補正電
流値と、前記電流値検出手段から今回出力された電流値
とに基づいて、今回の補正電流値が前回の補正電流値と
前記電流値検出手段から今回出力された電流値との中間
の値となるように当該今回の補正電流値を所定の時間毎
に演算して出力する補正電流値演算手段と、前回の補正
デューティと、前記デューティ演算手段から今回出力さ
れたデューティとに基づいて、今回の補正デューティが
前回の補正デューティと前記デューティ演算手段から今
回出力されたデューティとの中間の値となるように当該
今回の補正デューティを所定の時間毎に演算して出力す
る補正デューティ演算手段とを具え、前記デューティ演
算手段は、前記入力される目標電流値と、前記補正電流
値演算手段から出力された補正電流値と、前記補正デュ
ーティ演算手段から出力された補正デューティとに基づ
いて、デューティを演算して出力するようにしている。
【0020】このように、デューティ演算手段におい
て、入力される目標電流値と、前記補正電流値演算手段
から出力された補正電流値と、前記補正デューティ演算
手段から出力された補正デューティとに基づいて、デュ
ーティを演算して出力するようにしているので、制御対
象の抵抗値、これに印加される電源からの電圧値が変化
等したとしても、目標電流値に一致する電流を制御対象
に流すことができるようになり、制御の精度が飛躍的に
向上する。
て、入力される目標電流値と、前記補正電流値演算手段
から出力された補正電流値と、前記補正デューティ演算
手段から出力された補正デューティとに基づいて、デュ
ーティを演算して出力するようにしているので、制御対
象の抵抗値、これに印加される電源からの電圧値が変化
等したとしても、目標電流値に一致する電流を制御対象
に流すことができるようになり、制御の精度が飛躍的に
向上する。
【0021】さらに、デューティ演算手段から出力され
るデューティの演算に用いられる今回の補正電流値を、
補正電流値演算手段において、前回の補正電流値と、前
記電流値検出手段から今回出力された電流値とに基づい
て、今回の補正電流値が前回の補正電流値と前記電流値
検出手段から今回出力された電流値との中間の値となる
ように所定の時間毎に演算しており、かつ上記デューテ
ィ演算手段から出力されるデューティの演算に用いられ
る今回の補正デューティを、補正デューティ演算手段に
おいて、前回の補正デューティと、前記デューティ演算
手段から今回出力されたデューティとに基づいて、今回
の補正デューティが前回の補正デューティと前記デュー
ティ演算手段から今回出力されたデューティとの中間の
値となるように所定の時間毎に演算しているので、所定
時間毎に目標電流値が激しく変化したとしても、応答
性、追従性のよいデューティ値を演算、出力することが
できるようになり、制御の安定性が飛躍的に向上する。
るデューティの演算に用いられる今回の補正電流値を、
補正電流値演算手段において、前回の補正電流値と、前
記電流値検出手段から今回出力された電流値とに基づい
て、今回の補正電流値が前回の補正電流値と前記電流値
検出手段から今回出力された電流値との中間の値となる
ように所定の時間毎に演算しており、かつ上記デューテ
ィ演算手段から出力されるデューティの演算に用いられ
る今回の補正デューティを、補正デューティ演算手段に
おいて、前回の補正デューティと、前記デューティ演算
手段から今回出力されたデューティとに基づいて、今回
の補正デューティが前回の補正デューティと前記デュー
ティ演算手段から今回出力されたデューティとの中間の
値となるように所定の時間毎に演算しているので、所定
時間毎に目標電流値が激しく変化したとしても、応答
性、追従性のよいデューティ値を演算、出力することが
できるようになり、制御の安定性が飛躍的に向上する。
【0022】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明に係
る電流制御装置の実施の形態について説明する。
る電流制御装置の実施の形態について説明する。
【0023】図2は、実施の形態の装置をブロック図に
て示したものであり、この電流制御装置は、一定の周期
t1毎に入力された制御目標値(目標電流値)x1に対応
するデューティ(デューティ比)d1を、後述する補正
電流値y4と補正デューティd3とに基づき、当該一定の
時間t1毎に演算して出力するデューティ演算部10
と、このデューティ演算部10から出力されたデューテ
ィd1に対応するPWMパルス信号d2を生成するパルス
信号形成部11と、このパルス信号形成部11で生成さ
れたパルス信号d2に対応する励磁電流Iを生成する励
磁電流形成部12と、この励磁電流形成部12で生成さ
れた励磁電流Iが比例ソレノイドのコイルに通電される
ことにより作動する電磁装置13と、この電磁装置13
の比例ソレノイドのコイルに流れる励磁電流Iをアナロ
グ信号y1として検出し、これを一定周期t2毎にディジ
タル信号y3に変換して出力する電流検出部14と、こ
の電流検出部14から出力された電流値信号y3に対し
て、後述するフィルタ演算処理を一定周期t3毎に実行
して、フィルタ処理された補正電流値y4を上記デュー
ティ演算部10に出力するフィルタ演算部15と、上記
デューティ演算部10から出力されたデューティd1に
対して、後述するフィルタ演算処理を一定周期t3毎に
実行して、フィルタ処理された補正デューティd3を上
記デューティ演算部10に出力するフィルタ演算部16
とから構成されている。
て示したものであり、この電流制御装置は、一定の周期
t1毎に入力された制御目標値(目標電流値)x1に対応
するデューティ(デューティ比)d1を、後述する補正
電流値y4と補正デューティd3とに基づき、当該一定の
時間t1毎に演算して出力するデューティ演算部10
と、このデューティ演算部10から出力されたデューテ
ィd1に対応するPWMパルス信号d2を生成するパルス
信号形成部11と、このパルス信号形成部11で生成さ
れたパルス信号d2に対応する励磁電流Iを生成する励
磁電流形成部12と、この励磁電流形成部12で生成さ
れた励磁電流Iが比例ソレノイドのコイルに通電される
ことにより作動する電磁装置13と、この電磁装置13
の比例ソレノイドのコイルに流れる励磁電流Iをアナロ
グ信号y1として検出し、これを一定周期t2毎にディジ
タル信号y3に変換して出力する電流検出部14と、こ
の電流検出部14から出力された電流値信号y3に対し
て、後述するフィルタ演算処理を一定周期t3毎に実行
して、フィルタ処理された補正電流値y4を上記デュー
ティ演算部10に出力するフィルタ演算部15と、上記
デューティ演算部10から出力されたデューティd1に
対して、後述するフィルタ演算処理を一定周期t3毎に
実行して、フィルタ処理された補正デューティd3を上
記デューティ演算部10に出力するフィルタ演算部16
とから構成されている。
【0024】図1は、図2のブロック図をより具体的に
示した図であり、電磁装置13として電磁比例弁33を
想定している。
示した図であり、電磁装置13として電磁比例弁33を
想定している。
【0025】すなわち、この電流制御装置は、大きく
は、マイクロプロセッサ等で構成され、制御目標値x1
を入力してPWMパルス信号d2を出力するコントロー
ラ30と、コントローラ30より入力されたパルス信号
d2に応じて動作して比例電磁弁33の弁開度が調整さ
れる駆動部50とから構成されている。
は、マイクロプロセッサ等で構成され、制御目標値x1
を入力してPWMパルス信号d2を出力するコントロー
ラ30と、コントローラ30より入力されたパルス信号
d2に応じて動作して比例電磁弁33の弁開度が調整さ
れる駆動部50とから構成されている。
【0026】すなわち、コントローラ30は、図2のデ
ューティ演算部10に相当するデューティ演算部30a
と、図2のパルス信号形成部11に相当するPWM出力
部30dと、図2の電流検出部14を構成するA/D変
換部30eと、図2のフィルタ演算部15に相当するフ
ィルタ演算部30cと、図2のフィルタ演算部16に相
当するフィルタ演算部30bとから構成されている。
ューティ演算部10に相当するデューティ演算部30a
と、図2のパルス信号形成部11に相当するPWM出力
部30dと、図2の電流検出部14を構成するA/D変
換部30eと、図2のフィルタ演算部15に相当するフ
ィルタ演算部30cと、図2のフィルタ演算部16に相
当するフィルタ演算部30bとから構成されている。
【0027】一方、駆動部50は、図2の励磁電流形成
部12に相当する駆動回路34、電源37、フライホー
ル用のダイオード36と、図2の電磁装置13に相当す
る比例電磁弁33と、図2の電流検出部14を構成する
電流検出用抵抗35、ハードフィルタ32とから構成さ
れている。
部12に相当する駆動回路34、電源37、フライホー
ル用のダイオード36と、図2の電磁装置13に相当す
る比例電磁弁33と、図2の電流検出部14を構成する
電流検出用抵抗35、ハードフィルタ32とから構成さ
れている。
【0028】すなわち、コントローラ30の前段では、
エンジン回転数を示す信号等に応じて、制御目標値(比
例電磁弁33を通過する流量の目標値)が生成され、こ
れが比例電磁弁33のソレノイドのコイルに流すべき目
標電流値x1に変換されて、コントローラ30に入力さ
れる。
エンジン回転数を示す信号等に応じて、制御目標値(比
例電磁弁33を通過する流量の目標値)が生成され、こ
れが比例電磁弁33のソレノイドのコイルに流すべき目
標電流値x1に変換されて、コントローラ30に入力さ
れる。
【0029】コントローラ30のPWM出力部30dか
らはPWMパルス信号d2が出力され、これが駆動部5
0の駆動回路34に加えられる。
らはPWMパルス信号d2が出力され、これが駆動部5
0の駆動回路34に加えられる。
【0030】駆動回路34はトランジスタを中心として
構成されており、トランジスタのベースに加えられたパ
ルス信号d2に応じて付勢されることにより、電源37
を介して比例電磁弁33のソレノイドのコイルに所定の
電圧を印加させて励磁電流Iを通電させる。
構成されており、トランジスタのベースに加えられたパ
ルス信号d2に応じて付勢されることにより、電源37
を介して比例電磁弁33のソレノイドのコイルに所定の
電圧を印加させて励磁電流Iを通電させる。
【0031】ここで、電源37としては、バッテリが使
用され、オルタネータ等によって充電されるようになっ
ている。
用され、オルタネータ等によって充電されるようになっ
ている。
【0032】図3は、比例電磁弁33を構成するソレノ
イド40の断面を示しており、可動鉄心であるプランジ
ャ41と、固定鉄心42と、コイル43とから成ってお
り、コイル43に流れる電流値Iに応じてプランジャ4
1に力が加わり、この力とプランジャ41に対向するバ
ネ45のバネ力とがつり合う位置まで当該プランジャ4
1が移動されるようになっている。そして、このプラン
ジャ41の先端41aには弁のスプール弁44が接続さ
れており、上記プランジャ41の位置変化Aに応じてス
プール弁44が移動され、弁開度が調整される。
イド40の断面を示しており、可動鉄心であるプランジ
ャ41と、固定鉄心42と、コイル43とから成ってお
り、コイル43に流れる電流値Iに応じてプランジャ4
1に力が加わり、この力とプランジャ41に対向するバ
ネ45のバネ力とがつり合う位置まで当該プランジャ4
1が移動されるようになっている。そして、このプラン
ジャ41の先端41aには弁のスプール弁44が接続さ
れており、上記プランジャ41の位置変化Aに応じてス
プール弁44が移動され、弁開度が調整される。
【0033】検出用抵抗35は、上記コイル43に流れ
る電流値Iを、当該抵抗35の両端に印加される電圧y
1として検出するものであり、この信号y1はハードフィ
ルタ32に加えられる。
る電流値Iを、当該抵抗35の両端に印加される電圧y
1として検出するものであり、この信号y1はハードフィ
ルタ32に加えられる。
【0034】ハードフィルタ32は、PWMパルスのキ
ャリア周波数よりも十分低いカットオフ周波数特性を持
つローパスフィルタであり、このハードフィルタ32を
通過した信号y2がA/D変換部30eに加えられてディ
ジタル信号y3に変換される。
ャリア周波数よりも十分低いカットオフ周波数特性を持
つローパスフィルタであり、このハードフィルタ32を
通過した信号y2がA/D変換部30eに加えられてディ
ジタル信号y3に変換される。
【0035】このため、検出用抵抗35から励磁電流を
検出するときにキャリアとサンプリングによるエリアシ
ングが予め除去され、A/D変換部30eは精度よく励
磁電流を検出することができるようになる。
検出するときにキャリアとサンプリングによるエリアシ
ングが予め除去され、A/D変換部30eは精度よく励
磁電流を検出することができるようになる。
【0036】図1の各部の信号を図11(a)〜(g)
に例示する。
に例示する。
【0037】つぎに、コントローラ30のデューティ演
算部30a、フィルタ演算部30b、フィルタ演算部3
0cで実行される演算処理内容について説明する。
算部30a、フィルタ演算部30b、フィルタ演算部3
0cで実行される演算処理内容について説明する。
【0038】図4は、比例電磁弁33のソレノイド40
のコイル43と検出用抵抗35に印加される電圧と電流
との関係を示す図である。
のコイル43と検出用抵抗35に印加される電圧と電流
との関係を示す図である。
【0039】いま、同図に示すようにコイル43の抵抗
値をR、検出用抵抗35の抵抗値をr、コイル43に流
れる励磁電流の電流値をI、コイル43と検出用抵抗3
5の両端に印加される電圧値をVとする。
値をR、検出用抵抗35の抵抗値をr、コイル43に流
れる励磁電流の電流値をI、コイル43と検出用抵抗3
5の両端に印加される電圧値をVとする。
【0040】すると、これら電流値I、電圧値Vと、パ
ルス信号d2、つまりパルス1周期の時間に対して信号
がオンしている時間の割合(デューティ)d2との間に
は、次式(1)に示される関係が成立する。
ルス信号d2、つまりパルス1周期の時間に対して信号
がオンしている時間の割合(デューティ)d2との間に
は、次式(1)に示される関係が成立する。
【0041】I=d2・V/(R+r) …(1) 一方、検出用抵抗35の両端の電圧v、つまり検出電流
値y1に対応する電圧vと、上記励磁電流I、抵抗値r
との間には次式(2)の関係が成立する。
値y1に対応する電圧vと、上記励磁電流I、抵抗値r
との間には次式(2)の関係が成立する。
【0042】v=I・r …(2) そこで、この(2)式を(1)式に代入すると、次式
(3)が得られる。
(3)が得られる。
【0043】 v=d2・(V/(R+r))・r …(3) ここで、仮に電圧値V、抵抗値R及びrが一定であるも
のとすると、検出用抵抗35の検出電流値y1(電圧
v)は、デューティd2のみによって決定されることに
なる。
のとすると、検出用抵抗35の検出電流値y1(電圧
v)は、デューティd2のみによって決定されることに
なる。
【0044】この場合には、理論電流値を示すデューテ
ィd1(d2)は、実測電流値を示すy1と一致すること
になり、実測電流値を理論電流値に一致させるような補
正を行う必要はない。つまり、デューティd1に対応す
る補正デューティd3と、電流値y1に対応する補正電流
値y4とに基づきデューティ演算部30aで後述するよ
うな補正演算を行ってd1を算出する必要はない。
ィd1(d2)は、実測電流値を示すy1と一致すること
になり、実測電流値を理論電流値に一致させるような補
正を行う必要はない。つまり、デューティd1に対応す
る補正デューティd3と、電流値y1に対応する補正電流
値y4とに基づきデューティ演算部30aで後述するよ
うな補正演算を行ってd1を算出する必要はない。
【0045】ところが、上記(3)式における電圧値V
は、オルタネータの個体差等によって電源37の充電電
圧がばらつくこと等から変動することがある。さらに、
抵抗値Rは、温度変化に応じて変動することがある。
は、オルタネータの個体差等によって電源37の充電電
圧がばらつくこと等から変動することがある。さらに、
抵抗値Rは、温度変化に応じて変動することがある。
【0046】このため、実際には、検出用抵抗35の検
出電流値y1(電圧v)は、デューティd2のみによって
決定されることはなく、理論電流値と実測電流値は現実
には一致しない。このため理論電流値と実測電流値を一
致させるべくディーティ演算部30aでd1を求める際
に後述する補正演算を行う必要がある。
出電流値y1(電圧v)は、デューティd2のみによって
決定されることはなく、理論電流値と実測電流値は現実
には一致しない。このため理論電流値と実測電流値を一
致させるべくディーティ演算部30aでd1を求める際
に後述する補正演算を行う必要がある。
【0047】すなわち、図5に示すようにデューティ演
算部30aでは、補正係数kが、k=f(d3)/y4
…(4)と求められ(ステップ101)、この補正係数
kに基づいて、制御目標値x1に対応する補正デューテ
ィd1が以下のように演算される。
算部30aでは、補正係数kが、k=f(d3)/y4
…(4)と求められ(ステップ101)、この補正係数
kに基づいて、制御目標値x1に対応する補正デューテ
ィd1が以下のように演算される。
【0048】d1=x1・k …(5) (ステップ102)上記(4)式においてf(d3)
は、補正デューティd3から得られる理論電流値を意味
し、補正電流値y4は実測電流値を意味する。
は、補正デューティd3から得られる理論電流値を意味
し、補正電流値y4は実測電流値を意味する。
【0049】上記(4)に示されるように理論電流値f
(d3)と実測電流値y4とが仮に等しければ、k=1で
ある。この場合、上記(5)式において制御目標値x1
をそのままデューティd1とすればよく、補正を行う必
要はない。
(d3)と実測電流値y4とが仮に等しければ、k=1で
ある。この場合、上記(5)式において制御目標値x1
をそのままデューティd1とすればよく、補正を行う必
要はない。
【0050】また、上記(4)式において理論電流値f
(d3)に対して実測電流値y4が小さければ、k>1と
なる。したがって、この場合、上記(5)式において制
御目標値x1を大きくするような補正演算が行われてデ
ューティd1が取得される。
(d3)に対して実測電流値y4が小さければ、k>1と
なる。したがって、この場合、上記(5)式において制
御目標値x1を大きくするような補正演算が行われてデ
ューティd1が取得される。
【0051】また、上記(4)式において理論電流値f
(d3)に対して実測電流値y4が大きければ、k<1と
なる。したがって、この場合、上記(5)式において制
御目標値x1を小さくするような補正演算が行われてデ
ューティd1が取得される。
(d3)に対して実測電流値y4が大きければ、k<1と
なる。したがって、この場合、上記(5)式において制
御目標値x1を小さくするような補正演算が行われてデ
ューティd1が取得される。
【0052】図12は補正デューティd3と理論電流値
f(d3)との関係の一例を示している。この場合、理
論電流値は f(d3)=a・d3+b …(6) ただし、a、bは0より大きい定数。
f(d3)との関係の一例を示している。この場合、理
論電流値は f(d3)=a・d3+b …(6) ただし、a、bは0より大きい定数。
【0053】と表され、d3とf(d3)は比例関係にあ
る。
る。
【0054】しかし、実際には、図13に示されるよう
に、d3とf(d3)は、d3が0に近い部分と、最大値
に近い部分において比例関係から外れてしまう。
に、d3とf(d3)は、d3が0に近い部分と、最大値
に近い部分において比例関係から外れてしまう。
【0055】すなわち、図13は、図1の回路において
デューティ演算部30aの出力をそのまま制御目標値x
1としてデューティ演算部30aに入力させたときの実
測電流値y4と理論電流値d1との関係を示したものであ
る。
デューティ演算部30aの出力をそのまま制御目標値x
1としてデューティ演算部30aに入力させたときの実
測電流値y4と理論電流値d1との関係を示したものであ
る。
【0056】ここで、デューティd1と図3のソレノイ
ド40のコイル43に流れる電流の平均電流I0との関
係は、上記(1)式から明らかに、 I0=d1・V/(R+r) …(7) となる。しかし、この(7)式は理想的にソレノイド4
0が駆動されたときの関係であり、実際にはダイオード
36で電圧ロスが生じるため、上記(7)式の関係(比
例関係)は成立せず、非線形な関係(図13参照)にな
る。
ド40のコイル43に流れる電流の平均電流I0との関
係は、上記(1)式から明らかに、 I0=d1・V/(R+r) …(7) となる。しかし、この(7)式は理想的にソレノイド4
0が駆動されたときの関係であり、実際にはダイオード
36で電圧ロスが生じるため、上記(7)式の関係(比
例関係)は成立せず、非線形な関係(図13参照)にな
る。
【0057】また、ソレノイド40のプランジャ41の
位置は、前述したように、コイル43に流れる電流値I
に応じて、変化される。このようにプランジャ位置が変
化することに伴い、ソレノイド40のインダクタンスL
も変化してしまう。つまり、プランジャ41と固定鉄心
42とのギャップをgとすると、インダクタンスLとギ
ャップgとの間には、 L∝1/g …(8) という関係が成立する。
位置は、前述したように、コイル43に流れる電流値I
に応じて、変化される。このようにプランジャ位置が変
化することに伴い、ソレノイド40のインダクタンスL
も変化してしまう。つまり、プランジャ41と固定鉄心
42とのギャップをgとすると、インダクタンスLとギ
ャップgとの間には、 L∝1/g …(8) という関係が成立する。
【0058】よって、これらの非線形成分によって上記
(7)式のI0∝d1という比例関係は成立しなくなり、
図13の非線形部分の関係は、ソレノイド40の基本的
設計値で決定されることになる。そこで、ソレノイド4
0の基本的設計値に応じて図13の関数fを予め決定し
ておき、この関数fより理論電流値f(d3)を求める
ようにすればよい。もちろん、非線形部分を線形のもの
として近似することができれば、図12に示す比例関係
の関数f(第(6)式参照)から理論電流値f(d3)
を求めることができる。
(7)式のI0∝d1という比例関係は成立しなくなり、
図13の非線形部分の関係は、ソレノイド40の基本的
設計値で決定されることになる。そこで、ソレノイド4
0の基本的設計値に応じて図13の関数fを予め決定し
ておき、この関数fより理論電流値f(d3)を求める
ようにすればよい。もちろん、非線形部分を線形のもの
として近似することができれば、図12に示す比例関係
の関数f(第(6)式参照)から理論電流値f(d3)
を求めることができる。
【0059】なお、補正係数kを求める演算は、上記
(4)式に示される演算に限定されるものではない。要
は、実測電流値を理論電流値に一致させるような補正を
行うことができる補正係数であればよい。
(4)式に示される演算に限定されるものではない。要
は、実測電流値を理論電流値に一致させるような補正を
行うことができる補正係数であればよい。
【0060】ところで、制御目標値x1がゼロになる
と、上記(5)式(d1=x1・k)より、デューティd
1がゼロになってしまう。このとき励磁電流y1もゼロに
なるので、最終的にフィルタ演算部30cで演算される
補正電流値y4もゼロになってしまう。この補正電流値
y4をそのまま上記(4)式(k=f(d3)/y4)に代
入して補正係数kを求めようとすると、補正係数kは不
定となり、この補正係数kから得られるデューティd1
は異常な値を示すことになる。
と、上記(5)式(d1=x1・k)より、デューティd
1がゼロになってしまう。このとき励磁電流y1もゼロに
なるので、最終的にフィルタ演算部30cで演算される
補正電流値y4もゼロになってしまう。この補正電流値
y4をそのまま上記(4)式(k=f(d3)/y4)に代
入して補正係数kを求めようとすると、補正係数kは不
定となり、この補正係数kから得られるデューティd1
は異常な値を示すことになる。
【0061】そこで、制御目標値x1がゼロになったと
きは、(4)式の演算をそのまま実行するのではなく、
逐次、補正係数kの値を記憶、保持しておき、制御目標
値x1がゼロになる直前に記憶、保持した補正係数kの
値を用いて、(5)式の演算を行い、デューティd1を
求めるようにすればよい。このようにすれば、デューテ
ィd1が異常な値を示すことを回避することができる。
きは、(4)式の演算をそのまま実行するのではなく、
逐次、補正係数kの値を記憶、保持しておき、制御目標
値x1がゼロになる直前に記憶、保持した補正係数kの
値を用いて、(5)式の演算を行い、デューティd1を
求めるようにすればよい。このようにすれば、デューテ
ィd1が異常な値を示すことを回避することができる。
【0062】また、デューティd1が異常な値として出
力されないように、(5)式の演算結果にリミッタをか
けるようにしてもよい。
力されないように、(5)式の演算結果にリミッタをか
けるようにしてもよい。
【0063】リミッタをかける方法としては、 a)(5)式の演算結果d1の上限値、下限値を適当に
予め設定しておく。
予め設定しておく。
【0064】b)(5)式で補正係数kが1としたとき
の演算結果d1に対するD%の値(D/100)・d1を
求め、−(D/100)・d1を下限値、(D/100)
・d1を上限値とする。
の演算結果d1に対するD%の値(D/100)・d1を
求め、−(D/100)・d1を下限値、(D/100)
・d1を上限値とする。
【0065】ことなどが考えられる。
【0066】また、電源投入直後などの初期段階では、
フィルタ演算部30b、30cからそれぞれ出力される
d3、y4の値は不安定であり、これらから求められるデ
ューティd1は異常な値を示すことがある。そこで、電
源投入直後という初期段階では、補正係数kは1と一律
に設定しておき、初期段階が経過(一定時間経過)した
時点以後にはじめて、上記(4)式に基づき補正係数k
を求めるようにすればよい。
フィルタ演算部30b、30cからそれぞれ出力される
d3、y4の値は不安定であり、これらから求められるデ
ューティd1は異常な値を示すことがある。そこで、電
源投入直後という初期段階では、補正係数kは1と一律
に設定しておき、初期段階が経過(一定時間経過)した
時点以後にはじめて、上記(4)式に基づき補正係数k
を求めるようにすればよい。
【0067】図5のステップ101の補正係数kを求め
るために必要な補正デューティd3、補正電流値y4を求
める処理は、図6、図8に示される。こうした演算処理
は、フィルタ演算部30b、30cでそれぞれ実行され
る。
るために必要な補正デューティd3、補正電流値y4を求
める処理は、図6、図8に示される。こうした演算処理
は、フィルタ演算部30b、30cでそれぞれ実行され
る。
【0068】すなわち、フィルタ演算部30b、30c
は、フィルタとして1次の低域フィルタを用いてフィル
タリングを行い、d1、y3からd3、y4をそれぞれ算出
している。これを入力をX(d1、y3)、出力をY(d
3、y4)とする伝達関数で示すと、図7に示すように1
次遅れの伝達関数 Y/X=1/(1+Ts) …(9) ただし、Tはフィルタの時定数。として表される。な
お、フィルタとしては1次の低域フィルタに限定される
ものではなく、高次の低域フィルタを用いてもよい。
は、フィルタとして1次の低域フィルタを用いてフィル
タリングを行い、d1、y3からd3、y4をそれぞれ算出
している。これを入力をX(d1、y3)、出力をY(d
3、y4)とする伝達関数で示すと、図7に示すように1
次遅れの伝達関数 Y/X=1/(1+Ts) …(9) ただし、Tはフィルタの時定数。として表される。な
お、フィルタとしては1次の低域フィルタに限定される
ものではなく、高次の低域フィルタを用いてもよい。
【0069】上記(9)式は、図8のような演算として
実行される。
実行される。
【0070】この図8に示す演算処理は、サンプリング
タイムΔT(図11(f)、(g)に示す周期t3)毎
に起動されて、繰り返し実行されて、入力Xからこれを
補正した補正値Yが取得される。
タイムΔT(図11(f)、(g)に示す周期t3)毎
に起動されて、繰り返し実行されて、入力Xからこれを
補正した補正値Yが取得される。
【0071】まず、今回n回目の新たなデータXnがサ
ンプリングされ、このXnがXnewの内容とされる(ステ
ップ301)。
ンプリングされ、このXnがXnewの内容とされる(ステ
ップ301)。
【0072】ついで、このステップ301で今回得られ
たXnewと、前回演算された補正値Xoldとに基づき、今
回の補正値Xが、 X=c・Xnew+(1−c)・Xold …(10) ただし、cはフィルタ係数で、0<c≦1。
たXnewと、前回演算された補正値Xoldとに基づき、今
回の補正値Xが、 X=c・Xnew+(1−c)・Xold …(10) ただし、cはフィルタ係数で、0<c≦1。
【0073】と求められる。ここで、フィルタ時定数T
と、サンプリングタイムΔTと、フィルタ係数cとの関
係は、 c=T/(T+ΔT) …(11) と表される(ステップ302)。
と、サンプリングタイムΔTと、フィルタ係数cとの関
係は、 c=T/(T+ΔT) …(11) と表される(ステップ302)。
【0074】そして、このステップ302で今回得られ
た補正値XがXoldの内容とされて(ステップ30
3)、このXoldが補正値Yとしてフィルタ演算部30
b、30cから出力される(ステップ304)。
た補正値XがXoldの内容とされて(ステップ30
3)、このXoldが補正値Yとしてフィルタ演算部30
b、30cから出力される(ステップ304)。
【0075】このように、上記(10)式のXをd3
と、Xnewをd1と、Xoldをd3oldと置いた下式、 d3=c・d1+(1−c)・d3old …(12) から補正デューティd3が演算され、フィルタ演算部3
0bから出力される。つまり、前回の補正デューティd
3oldと、デューティ演算部30aから今回出力されたデ
ューティd1とに基づいて、今回の補正デューティd3が
前回の補正デューティd3oldとデューティ演算部30a
から今回出力されたデューティd1との中間の値となる
ように当該今回の補正デューティd3が演算され、これ
がフィルタ演算部30bから出力される。なお、この
「中間の値」とは、前回の補正デューティd3oldの値、
デューティ演算部30aから今回出力されたデューティ
d1の値を含み、これらd3oldからd1までの間のいずれ
かの値のことを意味する(ステップ201)。
と、Xnewをd1と、Xoldをd3oldと置いた下式、 d3=c・d1+(1−c)・d3old …(12) から補正デューティd3が演算され、フィルタ演算部3
0bから出力される。つまり、前回の補正デューティd
3oldと、デューティ演算部30aから今回出力されたデ
ューティd1とに基づいて、今回の補正デューティd3が
前回の補正デューティd3oldとデューティ演算部30a
から今回出力されたデューティd1との中間の値となる
ように当該今回の補正デューティd3が演算され、これ
がフィルタ演算部30bから出力される。なお、この
「中間の値」とは、前回の補正デューティd3oldの値、
デューティ演算部30aから今回出力されたデューティ
d1の値を含み、これらd3oldからd1までの間のいずれ
かの値のことを意味する(ステップ201)。
【0076】ついで、上記(10)式のXをy4と、Xn
ewをy´3(これはy3に基づき得られる)と、Xoldを
y4oldと置いた下式、 y4=c・y´3+(1−c)・y4old …(13) から補正電流値y4が演算され、フィルタ演算部30c
から出力される。つまり、前回の補正電流値y4oldと、
A/D変換部30eから今回出力された電流値y3に基づ
き得られた平均電流値y´3とに基づいて、今回の補正
電流値y4が前回の補正電流値y4oldとA/D変換部30
eから今回出力された電流値y3に基づき得られた平均
電流値y´3との中間の値となるように当該今回の補正
電流値y4が演算され、これがフィルタ演算部30cか
ら出力される。なお、この「中間の値」とは、前回の補
正電流値y4oldの値、A/D変換部30eから今回出力
された電流値y3に基づき得られた平均電流値y´3の値
を含み、これらy4oldからy´3までの間のいずれかの
値のことを意味する(ステップ202)。
ewをy´3(これはy3に基づき得られる)と、Xoldを
y4oldと置いた下式、 y4=c・y´3+(1−c)・y4old …(13) から補正電流値y4が演算され、フィルタ演算部30c
から出力される。つまり、前回の補正電流値y4oldと、
A/D変換部30eから今回出力された電流値y3に基づ
き得られた平均電流値y´3とに基づいて、今回の補正
電流値y4が前回の補正電流値y4oldとA/D変換部30
eから今回出力された電流値y3に基づき得られた平均
電流値y´3との中間の値となるように当該今回の補正
電流値y4が演算され、これがフィルタ演算部30cか
ら出力される。なお、この「中間の値」とは、前回の補
正電流値y4oldの値、A/D変換部30eから今回出力
された電流値y3に基づき得られた平均電流値y´3の値
を含み、これらy4oldからy´3までの間のいずれかの
値のことを意味する(ステップ202)。
【0077】こうした図6の処理はサンプリングタイム
ΔT毎に行われるが、図5の処理はこのサンプリングタ
イムΔTに同期しなくてもよい。
ΔT毎に行われるが、図5の処理はこのサンプリングタ
イムΔTに同期しなくてもよい。
【0078】図9は、上記(13)式に示す平均電流値
y´3を求める処理の手順を示すフローチャートであ
る。
y´3を求める処理の手順を示すフローチャートであ
る。
【0079】同図に示すように、カウンタのカウント値
i(初期値は0)が+1インクリメントされ(ステップ
401)、その上でA/D変換部30eでA/D変換が行
われて、ディジタル信号y3が取得される(ステップ4
02)。
i(初期値は0)が+1インクリメントされ(ステップ
401)、その上でA/D変換部30eでA/D変換が行
われて、ディジタル信号y3が取得される(ステップ4
02)。
【0080】ここで、n個(n回前まで)のディジタル
データy3をストアすることができるn個のレジスタ列
が用意されており、i番目のレジスタy3iの内容が、こ
のカウント値iのときに取得されたディジタルデータy
3とされる(ステップ403)。
データy3をストアすることができるn個のレジスタ列
が用意されており、i番目のレジスタy3iの内容が、こ
のカウント値iのときに取得されたディジタルデータy
3とされる(ステップ403)。
【0081】ついで、現在のカウント値iがnに達した
か否かが判断される(ステップ404)。
か否かが判断される(ステップ404)。
【0082】この結果、カウント値iがnに達していな
ければ、手順はステップ401に移行され、同様の処理
が繰り返されるが、カウント値iがnに達していると判
断されると、今までレジスタに格納されたn個分(n回
前まで)のディジタルデータy3i(i=1〜n)の平均
値y´3を求める演算、 が実行される(ステップ405)。
ければ、手順はステップ401に移行され、同様の処理
が繰り返されるが、カウント値iがnに達していると判
断されると、今までレジスタに格納されたn個分(n回
前まで)のディジタルデータy3i(i=1〜n)の平均
値y´3を求める演算、 が実行される(ステップ405)。
【0083】その後、iは0にリセットされて(ステッ
プ406)、手順は再度ステップ401に移行される。
プ406)、手順は再度ステップ401に移行される。
【0084】こうして、今回取得された電流値y3を含
む過去n回分の平均電流値y´3が演算され、これが
(13)式に代入されて補正電流値y4が演算されるこ
とになる。
む過去n回分の平均電流値y´3が演算され、これが
(13)式に代入されて補正電流値y4が演算されるこ
とになる。
【0085】なお、図9の平均電流値y´3を求める処
理は、図6の実行間隔よりも速い実行間隔で実行され
る。
理は、図6の実行間隔よりも速い実行間隔で実行され
る。
【0086】なお、(13)式において平均電流値y´
3の代わりに、今回取得された電流値y3をそのまま使用
してもよい。以上のように、フィルタ演算部30b、3
0cでは、いわゆるフィルタ演算を実行することによ
り、補正係数kを求めるために必要な補正デューティd
3、補正電流値y4が求められる。
3の代わりに、今回取得された電流値y3をそのまま使用
してもよい。以上のように、フィルタ演算部30b、3
0cでは、いわゆるフィルタ演算を実行することによ
り、補正係数kを求めるために必要な補正デューティd
3、補正電流値y4が求められる。
【0087】この場合、デューティd1、電流値y3をそ
のまま使用してフィルタ演算を行うのではなく、デュー
ティd1、電流値y3を積分処理したものを使用してフィ
ルタ演算を行うようにしてもよい。積分値はフィルタ演
算を行う度にリセットすればよい。
のまま使用してフィルタ演算を行うのではなく、デュー
ティd1、電流値y3を積分処理したものを使用してフィ
ルタ演算を行うようにしてもよい。積分値はフィルタ演
算を行う度にリセットすればよい。
【0088】また、以上のようなフィルタ演算を実行す
る代わりに、図10に示すような区間平均演算を実行す
ることにより、補正係数kを求めるために必要な補正デ
ューティd3、補正電流値y4を求めるようにしてもよ
い。
る代わりに、図10に示すような区間平均演算を実行す
ることにより、補正係数kを求めるために必要な補正デ
ューティd3、補正電流値y4を求めるようにしてもよ
い。
【0089】この場合、図6、図8の処理の代わりに図
10の処理が実行される。
10の処理が実行される。
【0090】同図10に示すように、まず、iが1にイ
ニシャライズされる(ステップ501)。
ニシャライズされる(ステップ501)。
【0091】ここで、図14に示すように、n個(n回
前まで)のディジタルデータd1をn個のレジスタにス
トアすることができるレジスタ列{d1i、d12、…、d
1n}が用意されており、d1iはレジスタ列のi番目のレ
ジスタにストアされるd1の値を示す。
前まで)のディジタルデータd1をn個のレジスタにス
トアすることができるレジスタ列{d1i、d12、…、d
1n}が用意されており、d1iはレジスタ列のi番目のレ
ジスタにストアされるd1の値を示す。
【0092】そこで、前回のレジスタ列のi+1番目の
レジスタにストアされたd1の値を、今回のレジスタ列
のi番目のレジスタにストアし直す処理が実行される
(ステップ502)。
レジスタにストアされたd1の値を、今回のレジスタ列
のi番目のレジスタにストアし直す処理が実行される
(ステップ502)。
【0093】ついで、iを+1インクリメントして(ス
テップ503)、iがnに達していない限り(ステップ
504の判断NO)、同様の処理(ステップ502〜5
03)が繰り返し実行される。
テップ503)、iがnに達していない限り(ステップ
504の判断NO)、同様の処理(ステップ502〜5
03)が繰り返し実行される。
【0094】そして、iがnに到達すると、今回、デュ
ーティ演算部30aから出力されているデューティd1
を、今回のレジスタ列のn番目のレジスタにストアする
処理が実行される(ステップ505)。
ーティ演算部30aから出力されているデューティd1
を、今回のレジスタ列のn番目のレジスタにストアする
処理が実行される(ステップ505)。
【0095】以上のレジスタ列のストア箇所の移動を、
図14に矢印にて示す。つまり、毎回、d1についてn
回前までのデータがレジスタ列に格納、保持されること
になり、その格納内容が毎回更新される。
図14に矢印にて示す。つまり、毎回、d1についてn
回前までのデータがレジスタ列に格納、保持されること
になり、その格納内容が毎回更新される。
【0096】ついで、こうして取得された今回のレジス
タ列の格納内容d1i(i=1〜n)に基づき、これら区
間(i=1〜n)の平均値を求める演算が下記のごとく
実行され、この区間平均値が、補正デューティd3とさ
れる。
タ列の格納内容d1i(i=1〜n)に基づき、これら区
間(i=1〜n)の平均値を求める演算が下記のごとく
実行され、この区間平均値が、補正デューティd3とさ
れる。
【0097】 つまり、毎回、デューティd1についてのn回前までの
データの平均値が補正デューティd3とされて、出力さ
れる(ステップ506)。
データの平均値が補正デューティd3とされて、出力さ
れる(ステップ506)。
【0098】補正デューティ電流値y4についても、補
正デューティd3と同様にして求められる。
正デューティd3と同様にして求められる。
【0099】すなわち、iが1にイニシャライズされ
(ステップ507)、前回のレジスタ列のi+1番目の
レジスタにストアされたy´3の値を、今回のレジスタ
列のi番目のレジスタにストアし直す処理が実行される
(ステップ508)。
(ステップ507)、前回のレジスタ列のi+1番目の
レジスタにストアされたy´3の値を、今回のレジスタ
列のi番目のレジスタにストアし直す処理が実行される
(ステップ508)。
【0100】ついで、iを+1インクリメントして(ス
テップ509)、iがnに達していない限り(ステップ
510の判断NO)、同様の処理(ステップ508〜5
09)が繰り返し実行される。
テップ509)、iがnに達していない限り(ステップ
510の判断NO)、同様の処理(ステップ508〜5
09)が繰り返し実行される。
【0101】そして、iがnに到達すると、図9の平均
電流値の演算の結果今回取得された平均電流値y´3
を、今回のレジスタ列のn番目のレジスタにストアする
処理が実行される(ステップ511)。
電流値の演算の結果今回取得された平均電流値y´3
を、今回のレジスタ列のn番目のレジスタにストアする
処理が実行される(ステップ511)。
【0102】こうして、毎回、y´3についてn回前ま
でのデータがレジスタ列に格納、保持され、その格納内
容が毎回更新されることになる。
でのデータがレジスタ列に格納、保持され、その格納内
容が毎回更新されることになる。
【0103】ついで、こうして取得された今回のレジス
タ列の格納内容y´3i(i=1〜n)に基づき、これら
区間(i=1〜n)の平均値を求める演算が下記のごと
く実行され、この区間平均値が、補正電流値y4とされ
る。
タ列の格納内容y´3i(i=1〜n)に基づき、これら
区間(i=1〜n)の平均値を求める演算が下記のごと
く実行され、この区間平均値が、補正電流値y4とされ
る。
【0104】 つまり、毎回、平均電流値y´3についてのn回前まで
のデータの平均値が補正電流値y4とされて、出力され
る(ステップ512)。
のデータの平均値が補正電流値y4とされて、出力され
る(ステップ512)。
【0105】以上、補正電流値y4および補正デューテ
ィd3ともに、図6に示すフィルタ演算によって求める
場合と、補正電流y4および補正デューティd3ともに、
図10に示す区間平均演算によって求める場合とに分け
て説明したが、補正電流値y4については、図6のステ
ップ202に示すフィルタ演算によって求め、補正デュ
ーティd3については、図10のステップ501〜50
6に示す区間平均演算によって求める実施も可能であ
る。逆に、補正電流値y4については、図10のステッ
プ507〜512に示す区間平均演算によって求め、補
正デューティd3については、図6のステップ201に
示すフィルタ演算によって求める実施も可能である。
ィd3ともに、図6に示すフィルタ演算によって求める
場合と、補正電流y4および補正デューティd3ともに、
図10に示す区間平均演算によって求める場合とに分け
て説明したが、補正電流値y4については、図6のステ
ップ202に示すフィルタ演算によって求め、補正デュ
ーティd3については、図10のステップ501〜50
6に示す区間平均演算によって求める実施も可能であ
る。逆に、補正電流値y4については、図10のステッ
プ507〜512に示す区間平均演算によって求め、補
正デューティd3については、図6のステップ201に
示すフィルタ演算によって求める実施も可能である。
【0106】図11(a)〜(g)は、図1各部の信号
のタイミングチャートを示している。
のタイミングチャートを示している。
【0107】同図(a)に示すように、制御目標値x1
は、周期t1毎に入力される。制御目標値x1は、この周
期t1毎に値が大きく変動しているのがわかる。
は、周期t1毎に入力される。制御目標値x1は、この周
期t1毎に値が大きく変動しているのがわかる。
【0108】同図(b)は、デューティ演算部30aで
演算、出力されるデューティd1を示している。このデ
ューティd1は、補正電流値y4、補正デューティd3に
基づき入力の制御目標値x1を補正して得られたもので
あるので、同図(a)に示す入力x1に対する応答遅れ
が発生していないのがわかる。
演算、出力されるデューティd1を示している。このデ
ューティd1は、補正電流値y4、補正デューティd3に
基づき入力の制御目標値x1を補正して得られたもので
あるので、同図(a)に示す入力x1に対する応答遅れ
が発生していないのがわかる。
【0109】同図(c)は、励磁電流検出用抵抗35で
検出される電流y1(アナログ信号)を示している。同
図(b)のデューティd1に対してはソレノイド40の
コイル43のインダクタンス分だけ応答遅れを生じてい
るのがわかる。
検出される電流y1(アナログ信号)を示している。同
図(b)のデューティd1に対してはソレノイド40の
コイル43のインダクタンス分だけ応答遅れを生じてい
るのがわかる。
【0110】同図(d)は、ハードフィルタ32による
処理後の電流y2(アナログ信号)を示している。高域
周波数成分が除去されているのがわかる。
処理後の電流y2(アナログ信号)を示している。高域
周波数成分が除去されているのがわかる。
【0111】同図(e)は、A/D変換部30eによる
処理後の電流y3(ディジタル信号)を示している。A/
D変換部30eは、周期t2毎にアナログ信号y2からデ
ィジタル信号y3への変換を行い、ディジタル信号y3を
出力しているのがわかる。
処理後の電流y3(ディジタル信号)を示している。A/
D変換部30eは、周期t2毎にアナログ信号y2からデ
ィジタル信号y3への変換を行い、ディジタル信号y3を
出力しているのがわかる。
【0112】同図(f)は、フィルタ演算部30cによ
る補正処理後の補正電流y4を示している。フィルタ演
算部30cは、周期t3毎に、図6のステップ202に
示すフィルタ演算ないしは図10のステップ507〜5
12に示す区間平均演算を行い、逐次補正電流値y4を
出力する。同図(e)に示す信号y3の変動に比較し
て、同図(f)に示す信号y4の変動が極めて小さくな
るよう補正されているのがわかる。
る補正処理後の補正電流y4を示している。フィルタ演
算部30cは、周期t3毎に、図6のステップ202に
示すフィルタ演算ないしは図10のステップ507〜5
12に示す区間平均演算を行い、逐次補正電流値y4を
出力する。同図(e)に示す信号y3の変動に比較し
て、同図(f)に示す信号y4の変動が極めて小さくな
るよう補正されているのがわかる。
【0113】同図(g)は、フィルタ演算部30bによ
る補正処理後の補正デューティd3を示している。フィ
ルタ演算部30bは、周期t3毎に、図6のステップ2
01に示すフィルタ演算ないしは図10のステップ50
1〜506に示す区間平均演算を行い、逐次補正デュー
ティd3を出力する。同図(b)に示す信号d1の変動に
比較して、同図(g)に示す信号d3の変動が極めて小
さくなるよう補正されているのがわかる。
る補正処理後の補正デューティd3を示している。フィ
ルタ演算部30bは、周期t3毎に、図6のステップ2
01に示すフィルタ演算ないしは図10のステップ50
1〜506に示す区間平均演算を行い、逐次補正デュー
ティd3を出力する。同図(b)に示す信号d1の変動に
比較して、同図(g)に示す信号d3の変動が極めて小
さくなるよう補正されているのがわかる。
【0114】このように信号y3、d1の変動を抑制した
補正電流値y4、補正デューティd3を求め(同図
(f)、(g)参照)、これら補正電流値y4、補正デ
ューティd3から入力x1を補正してデューティd1を求
めるようにしたので、たとえ周期t1毎に制御目標値x1
が大きく変化したとしても(同図(a)参照)、応答
性、追従性のよいデューティ値d1を演算、出力するこ
とができるようになり(同図(b)参照)、制御の安定
性が飛躍的に向上することとなる。
補正電流値y4、補正デューティd3を求め(同図
(f)、(g)参照)、これら補正電流値y4、補正デ
ューティd3から入力x1を補正してデューティd1を求
めるようにしたので、たとえ周期t1毎に制御目標値x1
が大きく変化したとしても(同図(a)参照)、応答
性、追従性のよいデューティ値d1を演算、出力するこ
とができるようになり(同図(b)参照)、制御の安定
性が飛躍的に向上することとなる。
【図1】図1は、本発明に係る電流制御装置の実施の形
態を示すブロック図で、コントローラをマイクロプロセ
ッサで構成して、電磁装置として電磁比例弁を想定した
ものである。
態を示すブロック図で、コントローラをマイクロプロセ
ッサで構成して、電磁装置として電磁比例弁を想定した
ものである。
【図2】図2は本発明に係る電流制御装置の実施の形態
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図3】図3は図1に示す電磁比例弁のソレノイドの構
造を示す断面図である。
造を示す断面図である。
【図4】図4は図1に示す比例電磁弁と抵抗にかかる電
圧と電流との関係を示す電気回路図である。
圧と電流との関係を示す電気回路図である。
【図5】図5は図1に示すデューティ演算部で実行され
る処理手順を示すフローチャートである。
る処理手順を示すフローチャートである。
【図6】図6は図1に示すフィルタ演算部で実行される
処理手順を示すフローチャートである。
処理手順を示すフローチャートである。
【図7】図7は図1に示すフィルタ演算部の伝達関数を
示す図である。
示す図である。
【図8】図8は図1に示すフィルタ演算部で実行される
処理手順を示すフローチャートである。
処理手順を示すフローチャートである。
【図9】図9は図1に示すフィルタ演算部で実行される
処理手順を示すフローチャートである。
処理手順を示すフローチャートである。
【図10】図10は図1に示すフィルタ演算部で実行さ
れる処理手順を示すフローチャートである。
れる処理手順を示すフローチャートである。
【図11】図11(a)〜(g)は図1の各部の信号の
タイミングチャートである。
タイミングチャートである。
【図12】図12は実測電流値と理論電流値との関係を
示すグラフである。
示すグラフである。
【図13】図13は実測電流値と理論電流値との関係を
示すグラフである。
示すグラフである。
【図14】図14は図10の区間平均演算処理を説明す
るために用いた図で、レジスタ列に格納される内容を示
す図である。
るために用いた図で、レジスタ列に格納される内容を示
す図である。
30a デューティ演算部 30b フィルタ演算部 30c フィルタ演算部 30d PWM出力部 30e A/D変換部 33 比例電磁弁 35 電流検出用抵抗 40 ノレノイド
Claims (4)
- 【請求項1】 所定の時間毎に入力された目標電流
値に対応するデューティを当該所定の時間毎に演算して
出力するデューティ演算手段と、前記デューティ演算手
段から出力されたデューティのパルス信号を生成するパ
ルス信号生成手段と、前記パルス信号生成手段で生成さ
れたパルス信号によって駆動されることにより通電され
る制御対象とを有した電流制御装置において、 前記制御対象を通電する電流値を検出し、当該検出電流
値を所定の時間毎に出力する電流値検出手段と、 前回の補正電流値と、前記電流値検出手段から今回出力
された電流値とに基づいて、今回の補正電流値が前回の
補正電流値と前記電流値検出手段から今回出力された電
流値との中間の値となるように当該今回の補正電流値を
所定の時間毎に演算して出力する補正電流値演算手段
と、 前回の補正デューティと、前記デューティ演算手段から
今回出力されたデューティとに基づいて、今回の補正デ
ューティが前回の補正デューティと前記デューティ演算
手段から今回出力されたデューティとの中間の値となる
ように当該今回の補正デューティを所定の時間毎に演算
して出力する補正デューティ演算手段とを具え、 前記デューティ演算手段は、 前記入力される目標電流値と、前記補正電流値演算手段
から出力された補正電流値と、前記補正デューティ演算
手段から出力された補正デューティとに基づいて、デュ
ーティを演算して出力するようにした、 電流制御装置。 - 【請求項2】 所定の時間毎に入力された目標電流
値に対応するデューティを当該所定の時間毎に演算して
出力するデューティ演算手段と、前記デューティ演算手
段から出力されたデューティのパルス信号を生成するパ
ルス信号生成手段と、前記パルス信号生成手段で生成さ
れたパルス信号によって駆動されることにより通電され
る制御対象とを有した電流制御装置において、 前記制御対象を通電する電流値を検出し、当該検出電流
値を所定の時間毎に出力する電流値検出手段と、 前記電流値検出手段から今回出力された電流値と前回ま
でに出力された所定回数分の電流値との合計値の平均値
を所定の時間毎に演算し、これを補正電流値として出力
する補正電流値演算手段と、 前記デューティ演算手段から今回出力されたデューティ
と前回までに出力された所定回数分のデューティとの合
計値の平均値を所定の時間毎に演算し、これを補正デュ
ーティとして出力する補正デューティ演算手段とを具
え、 前記デューティ演算手段は、 前記入力される目標電流値と、前記補正電流値演算手段
から出力された補正電流値と、前記補正デューティ演算
手段から出力された補正デューティとに基づいて、デュ
ーティを演算して出力するようにした、 電流制御装置。 - 【請求項3】 所定の時間毎に入力された目標電流
値に対応するデューティを当該所定の時間毎に演算して
出力するデューティ演算手段と、前記デューティ演算手
段から出力されたデューティのパルス信号を生成するパ
ルス信号生成手段と、前記パルス信号生成手段で生成さ
れたパルス信号によって駆動されることにより通電され
る制御対象とを有した電流制御装置において、 前記制御対象を通電する電流値を検出し、当該検出電流
値を所定の時間毎に出力する電流値検出手段と、 前回の補正電流値と、前記電流値検出手段から今回出力
された電流値とに基づいて、今回の補正電流値が前回の
補正電流値と前記電流値検出手段から今回出力された電
流値との中間の値となるように当該今回の補正電流値を
所定の時間毎に演算して出力する補正電流値演算手段
と、 前記デューティ演算手段から今回出力されたデューティ
と前回までに出力された所定回数分のデューティとの合
計値の平均値を所定の時間毎に演算し、これを補正デュ
ーティとして出力する補正デューティ演算手段とを具
え、 前記デューティ演算手段は、 前記入力される目標電流値と、前記補正電流値演算手段
から出力された補正電流値と、前記補正デューティ演算
手段から出力された補正デューティとに基づいて、デュ
ーティを演算して出力するようにした、 電流制御装置。 - 【請求項4】 所定の時間毎に入力された目標電流
値に対応するデューティを当該所定の時間毎に演算して
出力するデューティ演算手段と、前記デューティ演算手
段から出力されたデューティのパルス信号を生成するパ
ルス信号生成手段と、前記パルス信号生成手段で生成さ
れたパルス信号によって駆動されることにより通電され
る制御対象とを有した電流制御装置において、 前記制御対象を通電する電流値を検出し、当該検出電流
値を所定の時間毎に出力する電流値検出手段と、 前記電流値検出手段から今回出力された電流値と前回ま
でに出力された所定回数分の電流値との合計値の平均値
を所定の時間毎に演算し、これを補正電流値として出力
する補正電流値演算手段と、 前回の補正デューティと、前記デューティ演算手段から
今回出力されたデューティとに基づいて、今回の補正デ
ューティが前回の補正デューティと前記デューティ演算
手段から今回出力されたデューティとの中間の値となる
ように当該今回の補正デューティを所定の時間毎に演算
して出力する補正デューティ演算手段とを具え、 前記デューティ演算手段は、 前記入力される目標電流値と、前記補正電流値演算手段
から出力された補正電流値と、前記補正デューティ演算
手段から出力された補正デューティとに基づいて、デュ
ーティを演算して出力するようにした、 電流制御装置。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8190902A JPH1039902A (ja) | 1996-07-19 | 1996-07-19 | 電流制御装置 |
KR1019970025306A KR980010684A (ko) | 1996-07-19 | 1997-06-18 | 전류제어장치 |
PCT/JP1997/002451 WO1998003901A1 (fr) | 1996-07-19 | 1997-07-15 | Dispositif de regulation de courant |
DE69705431T DE69705431T2 (de) | 1996-07-19 | 1997-07-15 | Stromsteuerungsgerät |
US09/230,064 US6351718B1 (en) | 1996-07-19 | 1997-07-15 | Current control apparatus |
EP97930799A EP0952507B1 (en) | 1996-07-19 | 1997-07-15 | Current control apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8190902A JPH1039902A (ja) | 1996-07-19 | 1996-07-19 | 電流制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1039902A true JPH1039902A (ja) | 1998-02-13 |
Family
ID=16265628
Family Applications (1)
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