特許ウォッチ

公開番号2025017546
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-06
出願番号2023120643
出願日2023-07-25
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 20060101AFI20250130BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】ソレノイドバルブの制御性を向上させることができる制御装置を提供する。
【解決手段】制御装置1は、電流設定部30からの出力に基づいて駆動素子10を作動させるPWM信号を生成する信号生成部40を備える。信号生成部40は、指示電流指令値Isetに基づいて、フィードフォワード制御により第1信号指令値を出力する第1フィードフォワード制御部41と、第1フィードフォワード制御部41とは独立して、ディザ指令値Iditに基づいて、フィードフォワード制御により第2信号指令値を出力する第2フィードフォワード制御部42と、第1信号指令値と第2信号指令値とに基づいて、最終的なデューティ比を設定してPWM信号を出力する信号出力部44と、を有する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
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を駆動させる電磁比例制御弁の制御装置であって、
前記コイルに接続され、オン時に該コイルに電流を流す駆動素子と、
前記コイルに供給すべき目標電流を設定する電流設定部と、
前記電流設定部からの出力に基づいて前記駆動素子を作動させるＰＷＭ信号を生成する信号生成部と、を備え、
前記電流設定部は、前記目標電流として、前記電磁比例制御弁の要求出力に基づく指示電流と、ディザ電流と、を設定するとともに、前記指示電流に関する指示電流指令値と前記ディザ電流に関するディザ指令値とを分離して前記信号生成部に出力し、
前記信号生成部は、
前記指示電流指令値に基づいて、フィードフォワード制御により、前記指示電流を実現するためのデューティ比を示す第１信号指令値を出力する前記第１フィードフォワード制御部と、
前記第１フィードフォワード制御部とは独立して、前記ディザ指令値に基づいて、フィードフォワード制御により、前記ディザ電流を実現するためのデューティ比を示す第２信号指令値を出力する第２フィードフォワード制御部と、
前記第１信号指令値と前記第２信号指令値とに基づいて、最終的なデューティ比を設定してＰＷＭ信号を出力する信号出力部と、
を有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 750 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、
前記信号生成部は、前記指示電流の過渡応答期間における該指示電流の傾きを、ＰＷＭ信号の周期であるＰＷＭ周期毎に設定する勾配制限部を有し、
前記第１フィードフォワード制御部は、前記勾配制限部の出力に基づいて前記第１信号指令値を生成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２に記載の電磁比例制御弁の制御装置において、
前記勾配制限部は、前記過渡応答期間中の前記各ＰＷＭ周期における前記指示電流の傾きを、電源電圧、前記コイルの抵抗及びインダクタンスに基づいて算出されかつ絶対値が最大の傾きよりも小さくなる値に設定することを特徴とする電磁比例御弁の制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載の電磁比例制御弁の制御装置において、
前記勾配制限部は、前記過渡応答期間中の前記各ＰＷＭ周期における指示電流値の傾きを、前記電源電圧、前記コイルの抵抗及びインダクタンスに基づいて算出されかつ絶対値が最小となる傾きに制限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１～４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、
前記駆動素子から前記コイルに供給される実電流を計測する電流検出部を更に備え、
前記信号生成部は、前記電流検出部の検出結果に基づくフィードバック制御を行うフィードバック制御部を更に有し、
前記信号出力部は、前記第１信号指令値と、前記第２信号指令値と、前記フィードバック制御部からの出力とに基づいてＰＷＭ信号のデューティ比を設定することを特徴とする電磁比例制御弁の制御装置。

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 1,800 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。電磁比例制御弁は、機械的な摩擦抵抗等の影響により、供給される電流と出力する圧力との間にヒステリシスが生じることが知られている。このヒステリシスを解消するために、電磁比例制御弁に微量振動を与えるためのディザ電流を電磁比例制御弁に供給することが行われている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、電流を上昇させるための上昇デューティ比と電流を下降させるための下降デューティ比とを所定時間毎に切換えることにより、ディザ振動を含む通電電流を得るようにし、かつディザ振動の振幅が略一定になるように２つの所定時間の割合を調整するようにした電磁比例制御弁駆動用の制御装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開平１０－２５８６２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、コイルの特性上、コイルに供給する電流が小さいときには、ディザ電流の振幅（以下、ディザ振幅という）を大きく出来ないという問題がある。
【０００６】
すなわち、図９の上図に示すように、電磁比例制御弁のコイルに供給する目標電流は、指示電流と該指示電流に応じて設定されたディザ電流とを合わせた電流波形になる。指示電流は、目標電流の１周期分の平均値に相当し、ディザ振幅は、該平均値からの波形の山または谷までの幅に相当する。駆動素子を作動させる電流設定部は、この目標電流の波形に基づいて、駆動素子をオンオフするＰＷＭ信号を生成する。
【０００７】
ＰＷＭ信号に基づいて駆動素子がオンオフすると、ＲＬ負荷駆動波形が連続して形成される。このＲＬ負荷駆動波形の集合が電磁比例制御弁のコイルに実際に流れる電流となる。電流が上昇する期間は、ＲＬ負荷駆動波形の立ち上がり部分が寄与する一方で、電流が減少する期間は、ＲＬ負荷駆動波形の立ち下がり部分が寄与する。ＲＬ負荷駆動波形の立ち下がり部分は、フライバック電流が減衰する部分に相当するところ、図９の下図に示すように指示電流が小さい第２電流のときには、指示電流が大きい第１電流のときと比較して減衰速度が遅くなる。一方で、ディザ電流の周期（図中のディザ周期）は、電磁比例制御弁に与える微量振動に応じて決まっている。また、一般に、ディザ電流は、ディザ周期の半分を電流の上昇期間とし、残り半分を電流の下降期間とする。このため、指示電流が小さいときには、決まった下降期間で電流を十分に減少させるために、ディザ振幅が小さくなってしまう。
【０００８】
これに対して、特許文献１に記載のものでは、指示電流が小さいときには、指示電流が大きいときと比較して、ディザ周期における上昇期間（上昇デューティ比の期間）が短くかつ下降期間（下降デューティ比の期間）が長くなるように、上昇期間と下降期間との切替タイミングを変更する。下降期間を長くすることで、フライバック電流の減衰が遅いときでも、フライバック電流は十分に減衰する。
【０００９】
引用文献１に記載のものでは、最初のＰＷＭ信号から、決定された切替タイミングが含まれるＰＷＭ信号までは、デューティ比を上昇デューティ比にし、その後のＰＷＭ信号は、デューティ比を下降デューティ比にする。また、引用文献１に記載のものでは、上昇デューティ比は、指示電流が所定電流未満のときには、指示電流が所定電流以上のときよりも高く設定される。
【００１０】
引用文献１に記載のものでは、指示電流が大きくなるように変更するときには、上昇デューティ比が高く設定されることと、指示電流を上昇させることとが相俟って、デューティ比が過剰に高く設定されるおそれがある。引用文献１に記載のものでは、切替タイミングまでは同じデューティ比が維持されるため、デューティ比が過剰に高く設定されると、実際の電流が所望の電流に対して大きくオーバーシュートしたり、リンギングが発生したりするおそれがある。これにより、電磁比例制御弁の動作がばらついてしまうため、最終的に流体圧の制御性が悪化するおそれがある。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許