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公開番号2025000186
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-07
出願番号2023099897
出願日2023-06-19
発明の名称電磁比例制御弁駆動用の制御装置
出願人マツダ株式会社
代理人弁理士法人前田特許事務所
主分類H01F 7/18 20060101AFI20241224BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】スイッチング回数を抑えて、損失を減らす。
【解決手段】目標信号に基づいて一周期毎に設定したデューティ比のパルス信号からなるPWM信号に対して、デューティ比が0%より大きくかつ第1所定デューティ比以下である第1特定周期のデューティ比を0%にし、かつ第1特定周期において切り捨てたパルス信号のデューティ比に相当する第1差分デューティ比の分だけ、次周期以降のパルス信号のデューティ比を大きくする第1変換と、デューティ比が第2所定デューティ比以上でかつ100%未満である第2特定周期のデューティ比を100%にし、かつ第2特定周期において切り上げたパルス信号のデューティ比に相当する第2差分デューティ比の分だけ、次周期以降の前記パルス信号のデューティ比を小さくする第2変換と、を実行する。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
電流に比例した弁開度で作動流体の圧力を制御する電磁比例制御弁を駆動させる電磁比例制御弁の制御装置であって、
オン時に前記電磁比例弁に電流を流す駆動素子と、
前記駆動素子から前記電磁比例制御弁に供給する目標電流を示す目標信号を出力するドライバと、
前記ドライバから目標信号に基づいて、前記駆動素子を駆動させるパルス信号が連続したＰＷＭ信号を出力するＰＷＭ生成部と、を備え、
前記ＰＷＭ生成部は、
一周期毎に、設定したデューティ比の前記パルス信号を生成する信号生成回路と、
生成された前記ＰＷＭ信号を変換する信号変換回路と、
を有し、
前記信号変換回路は、
デューティ比が０％より大きくかつ第１所定デューティ比以下である第１特定周期のデューティ比を０％にし、かつ前記第１特定周期において切り捨てた前記パルス信号のデューティ比に相当する第１差分デューティ比の分だけ、次周期以降の前記パルス信号のデューティ比を大きくする第１変換と、
デューティ比が前記第１所定デューティ比よりも高い第２所定デューティ比以上でかつ１００％未満である第２特定周期のデューティ比を１００％にし、かつ前記第２特定周期において切り上げた前記パルス信号のデューティ比に相当する第２差分デューティ比の分だけ、次周期以降の前記パルス信号のデューティ比を小さくする第２変換と、
を実行することを特徴とする電磁比例制御弁の制御装置。
続きを表示（約 1,700 文字）【請求項２】
請求項１に記載の電磁比例制御弁の制御装置において、
前記信号変換回路は、
前記第１特定周期の次周期以降の前記パルス信号において、前記第１差分デューティ比の分だけデューティ比が大きくされた結果、デューティ比が前記第２所定デューティ比以上でかつ１００％未満となったときには、当該周期の前記パルス信号に対して前記第２変換を実行し、
前記第２特定周期の次周期以降の前記パルス信号において、前記第２差分デューティ比の分だけデューティ比が小さくされた結果、デューティ比が０％より大きくかつ前記第１所定デューティ比以下となったときには、当該周期の前記パルス信号に対して前記第１変換を実行することを特徴とする電磁比例制御弁の制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載の電磁比例制御弁の制御装置において、
前記第１所定デューティ比は、前記駆動素子のスルーレートが低いときには、該スルーレートが高いときと比較して大きい値に設定され、
前記第２所定デューティ比は、前記駆動素子のスルーレートが低いときには、該スルーレートが高いときと比較して小さい値に設定されることを特徴とする電磁比例制御弁の制御装置。
【請求項４】
請求項１～３のいずれか１つに記載の電磁比例制御弁の制御装置において、
前記ドライバは、前記電磁比例制御弁の要求出力に基づく指示電流に、該指示電流に応じた振幅のディザ電流を重畳した電流を、目標電流として目標信号を出力することを特徴とする電磁比例制御弁の制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載の電磁比例制御弁の制御装置において、
前記信号変換回路は、
前記第１変換によりデューティ比を０％にする結果、実際の電流が前記目標電流の下限値を下回るときには、デューティ比が前記第１所定デューティ比以下であっても前記第１変換を禁止し、
前記第２変換によりデューティ比を１００％にする結果、実際の電流が前記目標電流の上限値を上回るときには、デューティ比が前記第２所定デューティ比以上であっても前記第２変換を禁止する、
ことを特徴とする電磁比例制御弁の制御装置。
【請求項６】
請求項４に記載の電磁比例制御弁の制御装置において、
前記信号変換回路は、前記パルス信号のうち、前記ディザ電流の各周期の終端に相当する周期の前記パルス信号については、デューティ比が前記第１所定デューティ比以下であっても前記第１変換を禁止するとともに、デューティ比が前記第２所定デューティ比以上であっても前記第２変換を禁止することを特徴とする電磁比例制御弁の制御装置。
【請求項７】
電流に比例した弁開度で作動流体の圧力を制御する電磁比例制御弁を駆動させるコントローラによる電磁比例制御弁の制御方法であって、
駆動素子から前記電磁比例制御弁に供給する目標電流を示す目標信号を出力する第１ステップと、
前記目標信号に基づいて、一周期毎に設定したデューティ比のパルス信号からなりかつ前記駆動素子を駆動させるＰＷＭ信号を出力する第２ステップと、
出力されたＰＷＭ信号を変換する第３ステップと、を含み、
前記第３ステップは、
デューティ比が０％より大きくかつ第１所定デューティ比以下である第１特定周期のデューティ比を０％にし、かつ前記第１特定周期において切り捨てたパルス信号のデューティ比に相当する第１差分デューティ比の分だけ、次周期以降の前記パルス信号のデューティ比を大きくし、
デューティ比が前記第１所定デューティ比よりも高い第２所定デューティ比以上でかつ１００％未満である第２特定周期のデューティ比を１００％にし、かつ前記第２特定周期において切り上げたパルス信号のデューティ比に相当する第２差分デューティ比の分だけ、次周期以降の前記パルス信号のデューティ比を小さくする、
ステップであることを特徴とする電磁比例制御弁の制御方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
ここに開示された技術は、電磁比例制御弁駆動用の制御装置に関する技術分野に属する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
従来より、コイルに供給する電流に比例した弁開度で作動流体の圧力を制御する電磁比例制御弁が知られている。電磁比例制御弁の動作は所定のデューティ比に設定されたＰＷＭ信号を駆動素子に入力することで実行される。
【０００３】
例えば、特許文献１には、ＤＣ／ＤＣコンバータからの出力電力が供給される負荷の負荷状態を示す負荷率を算出する負荷率算出部と、負荷率に関連付けて、予め定められた周期分のパルスの中から負荷率が小さいほど出力対象のパルスが少なく定められたパルス信号の間引きパターンと、負荷率が小さいほどパルス信号のパルス幅が大きくなるように定められたパルス幅の補正係数とを決定して、パルス信号のパルスを間引きパターンに基づいて間引くとともに、パルス信号のパルス幅を補正係数で補正するスイッチング装置が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、目標とする電磁弁駆動電流を得るためのＰＷＭデューティをディザ電流周期毎に算出し、複数回のＰＷＭサイクルで所定のディザ電流波形が得られるように、１ＰＷＭ周期毎にＰＷＭデューティに対してオフセット用のデューティを加減算することによりＰＷＭ回路に与えるＰＷＭのデューティを設定する、電磁弁駆動方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１０－１６１８６２号公報
特許第３９２２３９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、ＰＷＭ制御により電磁比例制御弁を制御する場合、駆動素子のオンオフが頻繁に繰り返される。駆動素子のオンオフの切り換え時には、損失が生じるためスイッチング回数は出来る限り少ない方が好ましい。
【０００７】
特許文献１に記載の方法では、低デューティ比のときにはパルスを間引いてパルス幅を広げることで、少ないスイッチング回数で所望の電流波形を形成することができる。しかしながら、高デューティ比のときには、パルスをほとんど間引くことができず、補正係数も小さくなるため、スイッチング回数を抑えて所望の電流波形を形成することが困難である。低デューティ比のときよりも高デューティ比のときの方が、電流が多く流れるため、スイッチング回数を抑えることによる損失低減の効果が大きい。このため、特許文献１に記載の方法は、損失低減の効果が全くないわけではないが、その効果は小さい。
【０００８】
特許文献２に記載のように、ディザ電流波形を実現するときには、高デューティ比の信号と低デューティ比の信号とが繰り返される。このため、特にディザ電流を利用するときには、長周期で見た時に、特許文献１に記載の方法では損失低減の効果は不十分になってしまう。
【０００９】
ここに開示された技術は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、スイッチング回数を抑えて、損失を減らすことにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するために、ここに開示された技術の第１の態様では、電流に比例した弁開度で作動流体の圧力を制御する電磁比例制御弁を駆動させる電磁比例制御弁の制御装置と対象として、オン時に前記電磁比例弁に電流を流す駆動素子と、前記駆動素子から前記電磁比例制御弁に供給する目標電流を示す目標信号を出力するドライバと、前記ドライバから目標信号に基づいて、前記駆動素子を駆動させるパルス信号が連続したＰＷＭ信号を出力するＰＷＭ生成部と、を備え、前記ＰＷＭ生成部は、一周期毎に、設定したデューティ比の前記パルス信号を生成する信号生成回路と、生成された前記ＰＷＭ信号を変換する信号変換回路と、を有し、前記信号変換回路は、デューティ比が０％より大きくかつ第１所定デューティ比以下である第１特定周期のデューティ比を０％にし、かつ前記第１特定周期において切り捨てた前記パルス信号のデューティ比に相当する第１差分デューティ比の分だけ、次周期以降の前記パルス信号のデューティ比を大きくする第１変換と、デューティ比が前記第１所定デューティ比よりも高い第２所定デューティ比以上でかつ１００％未満である第２特定周期のデューティ比を１００％にし、かつ前記第２特定周期において切り上げた前記パルス信号のデューティ比に相当する第２差分デューティ比の分だけ、次周期以降の前記パルス信号のデューティ比を小さくする第２変換と、を実行する、という構成とした。
（【００１１】以降は省略されています）

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