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公開番号2024053652
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-16
出願番号2022159990
出願日2022-10-04
発明の名称電流制御装置
出願人日立建機株式会社
代理人弁理士法人平木国際特許事務所
主分類H01F 7/18 20060101AFI20240409BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】目標電流値にディザ波形を重畳せずディザの効果を得るとともに、電流の持ち上がりを防ぎつつディザの振幅の調整が可能な電流制御装置を提供する。
【解決手段】デューティ比設定部は、目標電流設定部により設定された目標電流値に基づき、スイッチング周期と等しい第1周期ごとに更新される第1デューティ比と、目標電流設定部により設定された目標電流値に基づき、第1周期の自然数倍である第2周期ごとに更新される第2デューティ比と、第2デューティ比と第2周期で表される2値のパルス波形を第1周期ごとに時間軸上で分割し、第1周期ごとの積分率として算出される第3デューティ比をそれぞれ算出し、第1デューティ比と第3デューティ比の加重平均値として算出される加重平均デューティ比を駆動回路に指示することによって、励磁電流に第2周期での周期的振動を発生させる。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
ソレノイドの励磁電流を制御する電流制御装置であって、
前記励磁電流を前記ソレノイドに供給するための駆動回路と、
前記駆動回路が出力するスイッチング信号のデューティ比を決定するデューティ比設定部と、
前記励磁電流の目標電流値を設定する目標電流設定部と、
を備え、
前記デューティ比設定部は、
前記目標電流設定部により設定された目標電流値に基づき、スイッチング周期と等しい第1周期ごとに更新される第1デューティ比と、
前記目標電流設定部により設定された目標電流値に基づき、前記第1周期の自然数倍である第2周期ごとに更新される第2デューティ比と、
前記第2デューティ比と前記第2周期で表される2値のパルス波形を前記第1周期ごとに時間軸上で分割し、前記第1周期ごとの積分率として算出される第3デューティ比をそれぞれ算出し、
前記第1デューティ比と前記第3デューティ比の加重平均値として算出される加重平均デューティ比を前記駆動回路に指示することによって、前記励磁電流に前記第2周期での周期的振動を発生させることを特徴とする、電流制御装置。
続きを表示（約 660 文字）【請求項２】
前記第1デューティ比と前記第3デューティ比のそれぞれの加重平均割合は、0から1の範囲で、両者の合計が1になる任意の値、もしくは0%から100%の範囲で、両者の合計が100%になる任意の値に設定され、
前記励磁電流の前記第2周期における周期的振動の振幅を調整することを特徴とする、請求項１に記載の電流制御装置。
【請求項３】
前記加重平均割合の最小値または最大値において、前記駆動回路は、前記周期的振動を含まない前記第1周期における第1デューティ比での駆動、もしくは前記第2周期における第2デューティ比での駆動、のいずれかを実施することを特徴とする、請求項２に記載の電流制御装置。
【請求項４】
前記加重平均割合は、前記目標電流値の値に応じて変更されることを特徴とする、請求項２に記載の電流制御装置。
【請求項５】
前記加重平均割合は、前記目標電流値の時間微分値に応じて変更されることを特徴とする、請求項２に記載の電流制御装置。
【請求項６】
前記加重平均割合は、前記目標電流値、ならびに前記目標電流値の時間微分値の両方に応じて変更されることを特徴とする、請求項２に記載の電流制御装置。
【請求項７】
前記デューティ比設定部は、前記目標電流値から前記第1デューティ比を算出する際、前記励磁電流の検出値の、前記第3デューティ比との加重平均に基づく変動分を相殺することを特徴とする、請求項１に記載の電流制御装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
建設機械等の車両に搭載される、油圧制御用のソレノイドの電流を制御する電流制御装置に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
近年の建設機械では、オペレータへの操作支援や遠隔操作をはじめとした施工効率の向上等を目的に、各種制御の電子化が進んでいる。
【０００３】
建設機械は各部のアクチュエータによって動作し、その動力源は油圧である。油圧部品の中で電磁比例弁は、内部のソレノイドに印加する駆動電流に応じて油圧経路の切り替えや調整を行う、電気と油圧の境界の役割を担う部品である。
【０００４】
通常、電磁比例弁の駆動電流はオルタネータやバッテリの直流電圧をスイッチングすることで制御される。また、ヒステリシス特性の改善のため、駆動電流を特定の周波数で振動させて使用することが一般的で、従来、スイッチングに起因する電流リプル自体を振動として利用する手法が広く用いられている。
【０００５】
近年、より高いスイッチング周波数で駆動しつつ、低い周波数で駆動電流を周期的に振動(ディザ)させる手法が公知になっており、その具体的な制御手法について、下記特許文献1、2をはじめとして様々な例がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特許第５７６１５８０号公報
特開２０２０－０６８３５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
油圧機器の良好な応答性を得るために、目標電流値やその変化率に応じてディザの振幅を調整できることが望ましい。上記特許文献1、2では、PWMの周期よりも長い周期で振動する波形の信号を、目標電流値に対して直接重畳することで、ディザの効果を得ている。しかし、目標電流値とは別でディザ波形を生成し、目標電流値等と連携させて重畳する場合、設定手順が煩雑になるおそれがある。
【０００８】
また、低電流においては、原理的にディザの振幅を確保しにくく、油圧機器にヒステリシス等の影響を生じるおそれがある。その対策として、目標電流値に重畳するディザ波形の振幅を大きくすることが考えられるが、周期的振動の下振れ側でデューティ下限に飽和することによって電流の持ち上がりが発生し、目標電流値に追従しなくなるおそれがある。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、目標電流値にディザ波形を重畳せずディザの効果を得るとともに、電流の持ち上がりを防ぎつつディザの振幅の調整が可能な電流制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決する本発明の電流制御装置は、ソレノイドの励磁電流を制御する電流制御装置であって、前記励磁電流を前記ソレノイドに供給するための駆動回路と、前記駆動回路が出力するスイッチング信号のデューティ比を決定するデューティ比設定部と、前記励磁電流の目標電流値を設定する目標電流設定部と、を備え、前記デューティ比設定部は、前記目標電流設定部により設定された目標電流値に基づき、スイッチング周期と等しい第1周期ごとに更新される第1デューティ比と、前記目標電流設定部により設定された目標電流値に基づき、前記第1周期の自然数倍である第2周期ごとに更新される第2デューティ比と、前記第2デューティ比と前記第2周期で表される2値のパルス波形を前記第1周期ごとに時間軸上で分割し、前記第1周期ごとの積分率として算出される第3デューティ比をそれぞれ算出し、前記第1デューティ比と前記第3デューティ比の加重平均値として算出される加重平均デューティ比を前記駆動回路に指示することによって、前記励磁電流に前記第2周期での周期的振動を発生させることを特徴とする。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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