JP3017635B2 - 電流制御型電磁弁の制御装置 - Google Patents

電流制御型電磁弁の制御装置

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JP3017635B2
JP3017635B2 JP6020627A JP2062794A JP3017635B2 JP 3017635 B2 JP3017635 B2 JP 3017635B2 JP 6020627 A JP6020627 A JP 6020627A JP 2062794 A JP2062794 A JP 2062794A JP 3017635 B2 JP3017635 B2 JP 3017635B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電流制御型電磁弁の制
御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】車両や工作機械などにおいては油圧制御
等の種々の目的で電流制御型電磁弁が用いられている。
たとえば、内燃機関の吸入空気量制御用電磁弁、自動変
速機のロックアップクラッチスリップ制御圧発生用電磁
弁、自動変速機のアキュム背圧制御圧発生用電磁弁、自
動変速機のスロットル圧発生用電磁弁などがそれであ
る。このような電流制御型電磁弁を駆動するためには車
両の電池が電源として用いられる。
【0003】そして、上記のような電流制御型電磁弁を
制御するために、駆動電流の変化に応答して作動させら
れる電流制御型電磁弁と、電池とその電流制御型電磁弁
との間に設けられてその電池から電流制御型電磁弁へ流
される駆動電流を変化させる電流調節手段とを備え、電
流制御型電磁弁の実際の駆動電流或いは電磁弁の実際の
出力圧が指令電流或いは電磁弁の目標出力圧と一致する
ように上記の電流調節手段を制御する電流制御型電磁弁
のフィードバック制御装置が提案されている。特開昭6
2−241013号公報に記載された制御装置はその一
例である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、車両のヘッ
ドライトの点灯やヒータへの通電時などのように電池の
出力電流が急激に増大させられたような電源電圧の変動
が生じた場合には、電源の出力電圧がその影響を受けて
変化させられるが、前記のような従来の電流制御型電磁
弁のフィードバック制御装置の応答特性では上記電池の
出力電圧の急激な変化に追従できない場合が普通である
ため、車両の電池の出力電圧の変動に起因して電流制御
型電磁弁の駆動電流が影響されるとともにその電流制御
型電磁弁の出力が変動するという不都合があった。
【0005】また、前記従来の電流制御型電磁弁のフィ
ードバック制御装置が、電流制御型電磁弁の実際の駆動
電流を指令電流と一致させるように電流調節手段を制御
する形式の場合には、電流検出手段により検出された電
流制御型電磁弁の実際の駆動電流値の中にその電流検出
手段に含まれる増幅回路などによるオフセットが含まれ
ることがあり、電流制御型電磁弁の正確なフィードバッ
ク制御が行われ得ない場合があった。
【0006】本発明は以上の事情を背景として為された
ものであり、その第1の目的とするところは、電池の出
力電圧の変動の影響を受けない電流制御型電磁弁の制御
装置を提供することにある。また、本発明の第2の目的
は、電流検出手段により検出された電流制御型電磁弁の
実際の駆動電流値の中にオフセットが含まれないように
して正確なフィードバック制御を行うことができる電流
制御型電磁弁の制御装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための第1の手段】上記第1の目的を
達成するための本発明の要旨とするところは、駆動電流
の変化に応答して作動させられる電流制御型電磁弁と、
電池とその電流制御型電磁弁との間に設けられてその電
池から電流制御型電磁弁へ流される駆動電流を変化させ
る電流調節手段と、その電流制御型電磁弁の実際の駆動
電流を検出する電流検出手段と、その電流検出手段によ
り検出された実際の駆動電流が指令電流と一致するよう
に前記電流調節手段を制御するフィードバック制御手段
とを備えた電流制御型電磁弁の制御装置であって、(a)
前記電池の出力電圧の変化を検出する出力電圧変化検出
手段と、(b) 前記電池の電圧変化による前記電流制御型
電磁弁の駆動電流の変化を相殺するように予め定められ
た関係から、その出力電圧変化検出手段により検出され
た出力電圧の変化に基づいて、前記フィードバック制御
手段のフィードバックゲインを変更するフィードバック
ゲイン変更手段とを、含むことにある。
【0008】
【作用】このようにすれば、電池の電圧変化による電流
制御型電磁弁の駆動電流の変化を相殺するように予め定
められた関係から、出力電圧変化検出手段により検出さ
れた電池の出力電圧の変化に基づいて、フィードバック
ゲイン変更手段により前記フィードバック制御手段のフ
ィードバックゲインが変更される。
【0009】
【第1発明の効果】したがって、本第1発明によれば、
電池の電圧変化による電流制御型電磁弁の駆動電流の変
化を相殺するように予め定められた関係から、電池の出
力電圧の変化に基づいてフィードバック制御手段のフィ
ードバックゲインが変更されることから、車両のヘッド
ライトの点灯やヒータへの通電時などのように電池の出
力電流が急激に増大させられた場合でも、フィードバッ
ク系の出力は電池の出力電圧の低下に応答して変化させ
られるので、車両の電池のような電源の出力電圧の変動
に起因して電流制御型電磁弁の駆動電流が影響されたり
その電流制御型電磁弁の出力が変化したりすることが解
消される。
【0010】ここで、前記電流検出手段は、好適には、
前記電流制御型電磁弁と直列に接続された電流検出用抵
抗の両端に発生する電圧を増幅する増幅器と、この増幅
器の出力信号を平滑化するフィルタ手段とを含む。この
ようにすれば、電流検出手段による検出値にノイズが混
入したとしても、そのノイズがフィルタ手段により好適
に除去される利点がある。
【0011】また、前記フィードバック制御手段は、好
適には、指令電流と前記電流検出手段により検出された
実際の電流値との偏差を算出する偏差演算手段と、その
偏差に積分定数を乗算して積分制御値を算出する積分制
御値算出手段と、その偏差の差分値を算出する差分演算
手段と、その差分値に比例定数を乗算して比例制御値を
算出する比例制御値算出手段と、それら積分制御値およ
び比例制御値を加算して操作変化値を算出する操作変化
値算出手段と、その操作変化値を前回の操作出力値に加
算することにより新たな操作出力値を算出する積算手段
とを含む。
【0012】また、好適には、出力電圧変化検出手段
は、前記電池の実際の出力電圧を検出する電池出力電圧
検出手段と、その電池の出力電圧の低周波数成分を弁別
するフィルタ手段と、電池の出力電圧とその出力電圧の
低周波数成分との差を算出することにより電池の出力電
圧の変化値を算出する出力電圧変化値算出手段とを含
む。
【0013】また、好適には、前記フィードバックゲイ
ン変更手段は、電池の電圧変化による前記電流制御型電
磁弁の駆動電流の変化を相殺するように予め定められた
関係から前記電池の実際の出力電圧に基づいて、前記積
分定数および微分定数を決定する決定手段を含むもので
ある。
【0014】
【課題を解決するための第2の手段】また、前記第2の
目的を達成するための発明の要旨とするところは、駆動
電流の変化に応答して作動させられる電流制御型電磁弁
と、電池とその電流制御型電磁弁との間に設けられてそ
の電池から電流制御型電磁弁へ流される駆動電流を変化
させる電流調節手段と、その電流制御型電磁弁の実際の
駆動電流を検出する電流検出手段と、その電流検出手段
により検出された実際の駆動電流が指令電流と一致する
ように前記電流調節手段を制御するフィードバック制御
手段とを備えた電流制御型電磁弁の制御装置であって、
(a) 前記電流調節手段により前記電流制御型電磁弁の駆
動電流を遮断する駆動電流遮断手段と、(b) その駆動電
流遮断手段により前記電流制御型電磁弁の駆動電流が遮
断されたときに前記電流検出手段により検出された値を
オフセット値として予め決定するオフセット値決定手段
と、(c) そのオフセット値決定手段により決定されたオ
フセット値を前記電流検出手段による検出値から差し引
くことにより実際の駆動電流を算出する実駆動電流算出
手段とを、含むことにある。
【0015】
【作用】このようにすれば、駆動電流遮断手段により前
記電流制御型電磁弁の駆動電流が遮断されたときに電流
検出手段により検出された値が、オフセット値決定手段
によりオフセット値として予め決定される。そして、実
駆動電流算出手段により、そのオフセット値決定手段に
より決定されたオフセット値が前記電流検出手段による
検出値から差し引かれることにより実際の駆動電流が算
出される。
【0016】
【第2発明の効果】したがって、本第2発明によれば、
電流検出手段により検出された電流制御型電磁弁の実際
の駆動電流値からオフセットが除去されることにより実
際の駆動電流が算出されるので、その実際の駆動電流に
基づいて電流制御型電磁弁の正確なフィードバック制御
が行われる。
【0017】ここで、好適には、前記電流検出手段は、
前記電流制御型電磁弁と直列に接続された電流検出用抵
抗の両端に発生する電圧を増幅する増幅器と、この増幅
器の出力信号を平滑化するフィルタ手段とを含む。この
ようにすれば、電流検出手段による検出値にノイズが混
入したとしても、そのノイズがフィルタ手段により好適
に除去され、直流成分であるオフセット値が正確に得ら
れる利点がある。
【0018】また、好適には、前記オフセット値決定手
段は、前記駆動電流遮断手段により前記電流制御型電磁
弁の駆動電流が遮断されたときから所定の時間が経過し
たか否かを判断する経過時間判定手段を含み、その経過
時間判定手段によりその所定時間が経過したと判定され
たときに前記電流検出手段による検出値に基づいてオフ
セット値を決定するものである。電流制御型電磁弁のコ
イルのインダクタンスやフィルタ手段に含まれるキャパ
シタンスなどにより、駆動電流遮断手段により遮断され
た後の駆動電流が過渡的に低下したとしても、上記所定
の時間が経過した安定状態の値がオフセット値として決
定されるので、オフセット値が正確に得られる利点があ
る。
【0019】また、好適には、前記オフセット値決定手
段は、前記駆動電流遮断手段により前記電流制御型電磁
弁の駆動電流が遮断された後に前記電流検出手段による
検出値を平滑化する平滑化手段を含み、この平滑化手段
により平滑化された検出値をオフセット値として決定す
るものである。このようにすれば、たとえノイズが電流
検出手段による検出値に混入したとしても、そのノイズ
の影響を可及的に抑制することができる。
【0020】また、前記フィードバック制御手段は、好
適には、指令電流と前記電流検出手段により検出された
実際の電流値との偏差を算出する偏差演算手段と、その
偏差に積分定数を乗算して積分制御値を算出する積分制
御値算出手段と、その偏差の差分値を算出する差分演算
手段と、その差分値に比例定数を乗算して比例制御値を
算出する比例制御値算出手段と、それら積分制御値およ
び比例制御値を加算して操作変化値を算出する操作変化
値算出手段と、その操作変化値を前回の操作出力値に加
算することにより新たな操作出力値を算出する積算手段
とを含む。
【0021】また、好適には、前記電流制御型電磁弁の
制御装置は、前記電池の実際の出力電圧を検出する電池
出力電圧検出手段と、前記フィードバック制御手段の操
作出力値を、前記電池の実際の電圧値に基づく補正値に
より補正し、その電池の出力電圧の変動によって電流制
御型電磁弁の作動が影響されないようにする電池出力電
圧変動補正手段とを含む。このようにすれば、ヘッドラ
イトの点灯やヒータの通電などによって電池の出力電圧
値が低く変化しても、その変化分だけフィードバック制
御手段の操作出力値が補正されて駆動電流が増量される
ので、電流制御型電磁弁の作動が影響されない利点があ
る。
【0022】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。
【0023】図1は、本発明の制御装置の制御対象とな
る車両用電流制御型電磁弁10を示す断面図である。こ
の電磁弁10は、車両用自動変速機の油圧制御回路に設
けられるロックアップクラッチスリップ制御圧発生用電
磁弁、アキュム背圧制御圧発生用電磁弁、スロットル圧
発生用電磁弁などとして用いられるものであり、リニヤ
ソレノイド弁とも称される。
【0024】上記電磁弁10は、図1に示すように、一
定のモジュレータ圧或いはライン圧である元圧PINが供
給される入力ポート12、出力圧POUT が出力される出
力ポート14、作動油が排出されるドレンポート16な
どが形成された弁本体18と、第1ランド20とそれよ
りも大径の第2ランド22および第3ランド24が形成
された弁子26と、第2ランド22に斜めに形成された
連通路28を介して出力ポート14に連通させられたフ
ィードバック油室30と、上記入力ポート12と出力ポ
ート14との間が連通させられる開弁方向へ弁子26を
付勢するスプリング32と、弁子26に当接するコア3
4とこのコア34を吸引する磁力を発生させるコイル3
6とを有する電磁アクチュエータ38と、コイル36を
電気的に接続するために図示しないプラグが差し込まれ
るソケット40とを備えている。
【0025】上記電磁弁10の電磁アクチュエータ38
は、コイル36の駆動電流ISOL に対応した推力を発生
して上記弁子26を、入力ポート12と出力ポート14
との間が遮断させられる閉弁方向へ付勢する。この電磁
アクチュエータ38の推力をF(I)とし、上記スプリ
ング32の付勢力をWとし、上記第1ランド20および
第2ランド22の断面積をA1 およびA2 とすると、出
力圧POUT は数式1に示す式に従って制御される。すな
わち、コイル36の駆動電流ISOL に対応した大きさの
油圧信号すなわち出力圧POUT が出力されるのである。
なお、数式1におけるC1 およびC2 は定数であり、C
1 =1/(A2 −A1 )、C2 =W/(A2 −A1 )で
ある。
【0026】
【数1】POUT =C1 ・F(I)−C2
【0027】図2は、上記電磁弁10の作動を制御する
ために車両に搭載された制御装置を示している。図2に
おいて、車両の電池50の+端子52とアースすなわち
金属製の車体54との間には、イグニッションスイッチ
56、トランジスタなどの電流制御素子58、コイル3
6、電流検出用抵抗体60が直列に接続されている。
【0028】出力電圧検出手段として機能する電圧検出
回路62は、電池50の+端子52の出力電圧vB を検
出し、その出力電圧vB を示すデジタル化された電圧信
号VBを演算制御装置64に供給する。また、コイル3
6の駆動電流ISOL を検出する電流検出手段として機能
する電流検出回路66は、電流検出用抵抗体60の両端
に発生する電圧信号を増幅する増幅器68、フィルタ7
0、A/D変換器72を備え、コイル36の駆動電流I
SOL を表す電圧信号VIOを演算制御装置64に供給す
る。フィルタ70はたとえば並列コンデンサ74および
直列抵抗体76から成るL型ローパスフィルタであり、
300Hz程度以上のリップルを除去して平均化した波
形を出力する。
【0029】上記演算制御装置64は、通常、自動変速
機の変速ギヤ段やロックアップクラッチの係合状態を制
御するマイクロコンピュータなどにより構成される。演
算制御装置64は、予め記憶されたプログラムに従って
入力信号を処理して電磁弁10のデューティ比Dを決定
するとともにそのデューティ比Dに応じたパルス幅を有
する駆動信号DSOL に変換し、その駆動信号DSOL を駆
動回路78を介して電流制御素子58に出力する。これ
により、コイル36の駆動電流ISOL が調節される。本
実施例では、駆動回路78および電流制御素子58がコ
イル36の駆動電流ISOL を変化させる電流調節手段に
対応している。
【0030】図3は、駆動信号DSOL のパルス波形とコ
イル36の駆動電流ISOL との関係を示している。図3
の上側に示す実線は、デューティ比Dが50%程度の駆
動信号DSOL50 を示しており、このような駆動信号D
SOL50 にて電流制御素子58が開閉されることにより、
コイル36には図3の下側の実線に示す駆動電流ISOL5
0 が流される。図3の上側の破線に示すように、デュー
ティ比Dが30%程度の駆動信号DSOL30 となると、こ
のような駆動信号DSOL30 にて電流制御素子58が開閉
されることにより、コイル36には図3の下側の破線に
示す駆動電流ISO L30 が流される。このように本実施例
では、駆動信号DSOL のデューティ比Dに応じて、コイ
ル36の駆動電流ISOL が調節されるのである。
【0031】図4は、上記演算制御装置64の制御機能
を説明する機能ブロック線図である。図において、入力
信号変換手段90は、たとえば所定の大きさの油圧信号
を発生させるように前記電磁弁10を駆動するために図
示しない制御手段から指令された指令電流に対応した指
令デューティ比DOUT を目標値(電圧値)VRに変換す
る。この目標値VRの大きさはコイル36の目標駆動電
流を表している。偏差演算手段92は、目標値VRと前
記電流検出回路66により検出された実際の駆動電流値
(電圧値)VIOとの偏差EVを算出する。積分制御値
算出手段94は、その偏差EVに積分定数KI を乗算し
て積分制御値KI ・EVを算出する。差分演算手段96
は、その偏差EVの前回と今回のサンプリング値の差分
値DEV〔=EV(k)−EV(k−1)〕を算出す
る。比例制御値算出手段98は、その差分値DEVに比
例定数KP を乗算することにより比例制御値KP ・DE
Vを算出する。操作変化値算出手段100は、上記積分
制御値KI ・EVと比例制御値KP ・DEVとを加算し
て操作変化値DDOを算出する。積算手段102は、そ
の操作変化値DDOを前回の操作出力値DO(k−1)
に加算することにより新たな今回の操作出力値DO
(k)を算出する。
【0032】上記積算手段102により算出された今回
の操作出力値DO(k)は駆動デューティ比Dとして更
新され、出力信号変換手段104においてその駆動デュ
ーティ比Dを備えたたとえば300Hz程度の所定周波
数のパルス信号である駆動信号DSOL に変換される。こ
こで、上記偏差演算手段92、積分制御値算出手段9
4、差分演算手段96、比例制御値算出手段98、操作
変化値算出手段100、積算手段102は、上記偏差E
Vを解消して目標値VRと電磁弁10の実際の駆動電流
値VIOとを一致させるフィードバック制御手段105
を構成している。
【0033】一方、フィルタ手段106は、電池50の
出力電圧vB の低周波数成分vBOを弁別し、減算手段1
08はその電池50の出力電圧vB から低周波数成分v
BOを差し引くことにより出力電圧の変化値ΔvB を算出
する。上記低周波数成分vBOはたとえば電池50の出力
電圧vB の移動平均値でもよい。上記フィルタ手段10
6および減算手段108は、電池50の出力電圧vB
変化値ΔvB を算出する出力電圧変化検出手段110を
構成している。
【0034】フィードバックゲイン変更手段112は、
予め記憶された関係から上記出力電圧変化検出手段11
0により検出された出力電圧変化値ΔvB に基づいて、
前記フィードバック制御手段105のフィードバックゲ
インである積分定数KI および比例定数KP を新たに決
定する決定手段と、積分制御値算出手段94および比例
制御値算出手段98において用いられる積分定数KI
よび比例定数KP を更新する更新手段とを含む。上記関
係は、電池50の電圧変化値ΔvB による電磁弁10の
駆動電流ISOL の変化を相殺するように予め求められた
ものであり、たとえば図4のフィードバックゲイン変更
手段112を示すブロック内に記載されているようなデ
ータマップの形態で演算制御装置64内のメモリに記憶
されている。
【0035】以下、上記演算制御装置64の制御作動を
図5および図6に示すフローチャートを用いて詳細に説
明する。図5は、積分定数KI および比例定数KP を電
池50の電圧変化値ΔvB に応じて更新するために数ms
乃至数十msの所定の周期で繰り返し実行されるルーチン
を示しており、図6は、偏差EVを解消して目標値VR
と電磁弁10の実際の駆動電流値VIOとを一致させる
フィードバック制御を実行するルーチンを示している。
【0036】図5のステップSA1では電池50の実際
の出力電圧vB が読み込まれる。ステップSA2では出
力電圧vB の低周波成分として比較的長い所定区間の移
動平均値vBOが算出される。ステップSA3では、実際
の出力電圧vB から移動平均値vBOが差し引かれること
により変化値ΔvB が算出される。ステップSA4で
は、たとえば図4のフィードバックゲイン変更手段11
2内に示す関係から実際の変化値ΔvB に基づいて積分
定数KI および比例定数KP が新たに決定される。そし
て、ステップSA5では、それら新たに決定された積分
定数KI および比例定数KP がフィードバック制御にお
けるフィードバックゲインとして用いられるように更新
される。上記ステップSA2は前記フィルタ手段106
に対応し、上記ステップSA3は前記減算手段108に
対応し、上記ステップSA4およびSA5は、前記フィ
ードバックゲイン変更手段112の決定手段および更新
手段に対応している。
【0037】図7は、上記電池50の出力電圧vB 、移
動平均値vBO、および変化値ΔvBの関係を示してい
る。図のAに示すように出力電圧vB が急激に降下した
場合には、移動平均値vBOは殆ど変化しないので、変化
値ΔvB は図7の下部に示すような値となる。
【0038】図6のフィードバック制御ルーチンにおい
て、前記入力信号変換手段90に対応するステップSM
1では、指令デューティ比DOUT がそれに対応した目標
電流値を表す目標値VRに変換される。続くステップS
M2では、前記電流検出回路66により検出された電磁
弁10のコイル36の実際の駆動電流の大きさを表す駆
動電流値VIOが読み込まれる。次いで、前記偏差演算
手段92に対応するステップSM3では、上記目標値V
Rと駆動電流値VIOとの偏差EVが算出される。前記
積分制御値算出手段94に対応するステップSM4で
は、上記偏差EVに積分定数KI が乗算されることによ
り積分制御値KI ・EVが算出される。
【0039】前記差分演算手段96に対応するステップ
SM5では、上記偏差EVの前回と今回のサンプリング
値の差分値DEV〔=EV(k)−EV(k−1)〕が
算出される。また、前記比例制御値算出手段98に対応
するステップSM6では、上記差分値DEVに比例定数
P が乗算されることにより比例制御値KP ・DEVが
算出される。次いで、前記操作変化値算出手段100に
対応するステップSM7では、上記積分制御値KI ・E
Vと比例制御値KP ・DEVとが加算されることにより
操作変化値DDOが算出される。さらに、前記積算手段
102に対応するステップSM8では、上記の操作変化
値DDOを前回の操作出力値DO(k−1)に加算する
ことにより新たな今回の操作出力値DO(k)が算出さ
れる。本ステップSM9では、今回の操作出力値DO
(k)は駆動デューティ比Dとして更新され、ステップ
SM10においてその駆動デューティ比Dを備えたたと
えば300Hz程度の所定周波数のパルス信号である駆
動信号DSOL に変換され、出力される。本実施例では上
記ステップSM9およびSM10が出力信号変換手段1
04に対応する。
【0040】上述のように、本実施例では、出力電圧変
化検出手段110により検出された電池50の出力電圧
B の変化ΔvB に基づいて、フィードバックゲイン変
更手段112によりフィードバック制御手段105のフ
ィードバックゲインである積分定数KI および比例定数
P が変更される。このため、車両のヘッドライドの点
灯やヒータへの通電時などのように電池50の出力電流
が急激に増大させられた場合でも、フィードバック系の
出力は電池50の出力電圧vB の低下に応答して変化さ
せられるので、車両の電池50の出力電圧の変動に起因
して電流制御型電磁弁10の駆動電流が影響されたりそ
の電流制御型電磁弁10の出力圧POUTが変化したりす
ることが解消される。
【0041】また、本実施例の電流検出回路66は、電
磁弁10と直列に接続された電流検出用抵抗体60の両
端に発生する電圧を増幅する増幅器68と、この増幅器
68の出力信号を平滑化するフィルタ70とを含むの
で、電流検出回路66による検出値にノイズが混入した
としても、そのノイズがフィルタ70により好適に除去
される利点がある。
【0042】次に、本発明の他の実施例を説明する。な
お、以下の説明において前述の実施例と共通する部分に
は同一の符号を付して説明を省略する。
【0043】図8は、他の実施例における演算制御装置
64の制御機能を説明する図である。本実施例では、前
述の図4の実施例と比較して、フィルタ手段106、減
算手段108、フィードバックゲイン変更手段112が
除去されているが、オフセット学習手段120および電
池出力電圧変動補正手段122が付加されている。
【0044】図8において、オフセット学習手段120
は、駆動回路78および電流制御素子58により前記電
磁弁10の駆動電流を遮断する駆動電流遮断手段116
と、この駆動電流遮断手段により電磁弁10の駆動電流
が遮断されたときに前記電流検出回路66により検出さ
れた値VIOをオフセット値KVIOFFとして予め決
定するオフセット値決定手段118とから構成される。
実駆動電流算出手段124は、上記オフセット値決定手
段118により決定されたオフセット値KVIOFFを
電流検出回路66による検出値VIOから差し引くこと
により実際の駆動電流を表す信号VIを算出する。
【0045】また、電池出力電圧変動補正手段122
は、電圧検出回路62により検出された電池50の実際
の出力電圧vB に基づいて補正値f(vBB/vB )を決
定し、フィードバック制御手段105の操作出力値DO
をその補正値f(vBB/vB )により補正して駆動デュ
ーティ比Dを決定し、その電池50の出力電圧の変動に
よって電磁弁10の作動が影響されないようにする。上
記補正値f(vBB/vB)のvBBは設計上の電池50の
出力電圧である。
【0046】以下、本実施例における演算制御装置64
の制御作動を図9、図10のフローチャートを用いて説
明する。図9は、オフセット値KVIOFFを求めて実
駆動電流値VIを算出する作動を説明するものであり、
図10は、前記図6のフィードバック制御ルーチンのう
ち、それと異なる部分を説明するものである。
【0047】図9は、オフセット学習および実駆動電流
算出学習ルーチンを示している。図9のステップSB1
では、イグニッションキー56がオン状態へ操作された
か否かが判断される。このステップSB1の判断が否定
された場合はそのステップSB1が繰り返し実行される
が、肯定された場合はステップSB2においてタイマT
D の内容がクリアされ、過渡時のオフセット値VIOF
Fの内容がクリアされ、オフセット値KVIOFFの内
容がクリアされる。
【0048】続くステップSB3では、前記出力信号変
換手段104に入力されるデューティ比Dが優先的に所
定の値たとえば80乃至100%に設定されてコイル3
6に流される駆動電流ISOL が所定期間最大値とされ
る。次いで、ステップSB4では、上記デューティ比D
が優先的に0%に設定されてコイル36に流される駆動
電流ISOL が遮断される。図11のt0 時点はこの状態
を示す。そのため、電流検出値VIOは、コイル36の
インダクタンス、フィルタ70に含まれる並列コンデン
サ74の影響に従って、図11の下段に示すように、t
0 時点から指数関数的に減少する。上記ステップSB3
は電流遮断に先立ってコイル36に通電するための通電
手段に対応し、上記ステップSB4はオフセット学習手
段120内の駆動電流遮断手段116に対応している。
【0049】次いで、ステップSB5ではタイマTD
時間の計数作動が開始され、ステップSB6ではタイマ
D の計数内容が予め設定された判断基準値TD1を超え
たか否かが判断される。この判断基準値TD1は、以下に
説明する数式2による過渡時のオフセット値VIOFF
の算出を開始させる時間であり、たとえば50ms程度の
値が採用される。上記ステップSB6の判断が否定され
た場合はステップSB5以下が繰り返し実行されるが、
肯定された場合には、ステップSB7において数式2に
示す関係から電流検出回路66により検出された実際の
駆動電流値を表す電圧信号VIOに基づいて過渡時のオ
フセット値VIOFFが算出される。上記数式2は、今
回のサンプリング値を前回の制御サイクルにおいて算出
された過渡時のオフセット値VIOFFに加算して2で
除することにより、過渡時のオフセット値VIOFFの
変化を抑制して外来ノイズの影響を緩和するものである
から、本実施例の上記ステップSB7は、平滑化手段に
対応している。
【0050】
【数2】VIOFF(k)=〔VIOFF(k−1)+
VIO(k)〕/2
【0051】続くステップSB8では、タイマTD の計
数内容が予め設定された判断基準値TVIを超えたか否か
が判断される。この判断基準値TVIは、安定状態のオフ
セット値KVIOFFを算出させる時間であり、たとえ
ば100ms程度の値が採用される。上記ステップSB8
の判断が否定された場合はステップSB5以下が繰り返
し実行されるが、肯定された場合には、ステップSB9
において数式2にて算出された最終の過渡時のオフセッ
ト値VIOFFが安定状態のオフセット値KVIOFF
として更新される。本実施例では、上記ステップSB8
が電磁弁10の駆動電流が遮断されたときから過渡的な
変化が終息して安定状態となるまでの所定の時間が経過
したか否かを判断する経過時間判定手段に対応し、上記
ステップSB7およびSB9が前記オフセット学習手段
120内のオフセット値決定手段118に対応してい
る。
【0052】次いで、ステップSB10およびSB11
が繰り返し実行される。すなわち、ステップSB10に
おいて電流検出回路66から出力された電圧信号VIO
が逐次読み込まれた後、ステップSB11では、数式3
に従い、その電圧信号VIOからオフセット値KVIO
FFが差し引かれることにより実際の駆動電流を表す値
VIが逐次算出される。本実施例では、このステップS
B11が前記実駆動電流算出手段124に対応してい
る。
【0053】
【数3】VI=VIO−KVIOFF
【0054】本実施例では、以上のように実際の駆動電
流を表す値VIが逐次算出される状態において、前記図
6と同様のフィードバック制御ルーチンが実行される
が、図10に示すステップSM20、SM21が図6の
ステップSM9に替えて実行される点が異なる。すなわ
ち、図10のステップSM20では、電池50の出力電
圧vB の変化を補正するための補正係数kD が数式4か
ら実際の出力電圧vB に基づいて決定される。数式4の
BBは、電池50の設計上の出力電圧値であり、上記補
正係数kD は、電池50の出力電圧vB が設計上の出力
電圧値vBBであるときに流される駆動電流が得られるよ
うに決定される。ステップSM21では、数式5から上
記補正計数kD および操作出力値DO(k)に基づいて
デューティ比D(k)が算出される。本実施例では、上
記ステップSM20が電池出力電圧変動補正手段122
に対応している。
【0055】
【数4】kD =f(vBB/vB
【0056】
【数5】D(k)=kD ・DO(k)
【0057】上述のように、本実施例によれば、駆動電
流遮断手段116により前記電磁弁10の駆動電流が遮
断されたときに電流検出回路66により検出された値V
IOが、オフセット値決定手段118によりオフセット
値KVIOFFとして予め決定される。そして、実駆動
電流算出手段124により、そのオフセット値決定手段
118により決定されたオフセット値KVIOFFが上
記電流検出回路66による検出値VIOから差し引かれ
ることにより実際の駆動電流を表す信号値VIが算出さ
れる。したがって、本実施例によれば、電流検出回路6
6により検出された値VIOからオフセット値KVIO
FFが除去されることにより実際の駆動電流を表す値V
Iが算出されるので、その値VIに基づいて電流制御型
電磁弁10の正確なフィードバック制御が行われる。
【0058】また、本実施例によれば、前記オフセット
値決定手段118は、駆動電流遮断手段116により電
磁弁10の駆動電流が遮断されたときから所定の時間T
VIが経過したか否かを判断する経過時間判定手段を含
み、その経過時間判定手段によりその所定時間TVIが経
過したと判定されたときに電流検出回路66による検出
値VIOに基づいてオフセット値KVIOFFを決定す
る。このため、電磁弁10のコイル36のインダクタン
スやフィルタ70に含まれるキャパシタンスなどによ
り、駆動電流遮断手段116により遮断された後の駆動
電流が過渡的に低下したとしても、安定状態に到った後
の検出値がオフセット値として決定されるので、オフセ
ット値KVIOFFが正確に得られる利点がある。
【0059】また、本実施例によれば、オフセット値決
定手段118は、駆動電流遮断手段116により電磁弁
10の駆動電流が遮断された後に前記電流検出回路66
による検出値VIOを平滑化する平滑化手段(ステップ
SB7)を含み、この平滑化手段により平滑化された検
出値をオフセット値KVIOFFとして決定するもので
あるので、たとえノイズが上記検出値VIOに混入した
としても、そのノイズの影響が可及的に抑制される利点
がある。
【0060】また、本実施例によれば、ステップSB1
乃至ステップSB9に対応するオフセット学習手段12
0は、ステップSB1に対応するイグニッションキー5
6のオン操作検出手段と、そのオン操作検出手段により
イグニッションキー56のオン操作が検出された場合に
は直ちに電磁弁10に通電する通電手段とを備えてお
り、通電された電磁弁10に対して駆動電流遮断手段1
16が駆動電流を遮断したときにオフセット値決定手段
118がオフセット値KVIOFFを決定するので、車
両の発進に先立ってオフセット値KVIOFFが決定さ
れる利点がある。
【0061】また、本実施例によれば、電池出力電圧変
動補正手段122が、電池出力電圧検出回路62により
検出された電池50の実際の出力電圧vB と設計上の電
圧v BBとにより決定された補正値f(vBB/vB )を用
いて補正したデューティ比Dを算出するので、ヘッドラ
イトの点灯やヒータの通電などによって電池の出力電圧
値が低く変化しても、その変化分だけフィードバック制
御手段の操作出力値が補正されて駆動電流が増量される
ので、電流制御型電磁弁10の作動が影響されない利点
がある。
【0062】以上、本発明の一実施例を図面に基づいて
説明したが、本発明はその他の態様においても適用され
る。
【0063】たとえば、図4或いは図8に示す各手段の
一部または全部は、予め記憶されたプログラムに従って
作動する演算制御装置64の演算機能により構成されて
いたが、ハードロジック素子から構成されたデジタル回
路、アナログ信号にて演算処理するアナログ回路によっ
て構成されてもよい。
【0064】また、前述の図4のフィードバックゲイン
変更手段112は、電磁弁10に供給される作動油の温
度TOIL を検出する作動油温度手段と、たとえば図12
に示す関係から実際の作動油の温度TOIL に基づいてフ
ィードバックゲインすなわち積分定数KI および比例定
数KP を補正するゲイン補正手段を備えていてもよい。
このようにすれば、作動油の粘性変化に起因する電磁弁
10の応答性の変化を軽減することができる。
【0065】また、図9のステップSB1に替えて、数
分乃至数十分程度の所定の時間毎にステップSB2以下
を繰り返し実行させるステップが設けられてもよい。こ
のような場合には、電磁弁10の駆動電流の遮断に先立
って通電するためのステップSB3は除去されてもよ
い。
【0066】また、前述のフィードバック制御手段10
5における制御方式は他のものに変更可能であり、フィ
ードバックゲイン変更手段112により変更されるフィ
ードバックゲインKI ,KP はその制御方式に応じて異
なったものとなる。
【0067】また、前述の実施例では、フィードバック
ゲインである比例定数KP および積分定数KI がフィー
ドバックゲイン変更手段112により共に変更されてい
たが、一方のみ変更されるようにしてもよい。
【0068】また、前述の実施例では、油圧制御式自動
変速機などに用いられる車両用電流制御型電磁弁10に
ついて説明されていたが、工作機械や他の機械などの制
御に用いられる電流制御型電磁弁10であってもよい。
【0069】なお、上述したのはあくまでも本発明の一
実施例であり、本発明はその主旨を逸脱しない範囲にお
いて種々変更が加えられ得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】図2の制御装置が制御する車両用電流制御型電
磁弁の構成を説明する断面図である。
【図2】本発明の一実施例である車両用電流制御型電磁
弁の制御装置の回路構成を説明する図である。
【図3】図1の車両用電流制御型電磁弁を駆動する駆動
パルス信号とこの駆動パルス信号によって流される駆動
電流とを示す図である。
【図4】図2の演算制御装置の制御機能を説明する機能
ブロック線図である。
【図5】図4の機能を実現するための図2の演算制御装
置の制御作動を説明するフローチャートであって、フィ
ードバックゲインの変更作動を説明する図である。
【図6】図4の機能を実現するための図2の演算制御装
置の制御作動を説明するフローチャートであって、図1
の電磁弁の実際の駆動電流を目標値に一致させるための
フィードバック制御作動を説明する図である。
【図7】図5のステップSA3において求められる電池
の出力電圧の変化値ΔvB とそれを求めるための移動平
均値vBOおよび実際の出力電圧vB との関係を説明する
図である。
【図8】本発明の他の態様における図4に相当する図で
ある。
【図9】図8の機能を実現するための図2の演算制御装
置の制御作動を説明するフローチャートであって、オフ
セット学習・実駆動電流算出ルーチンを説明する図であ
る。
【図10】図8の機能を実現するための図2の演算制御
装置の制御作動を説明するフローチャートであって、フ
ィードバック制御ルーチンの要部を説明する図である。
【図11】図9の作動により発生する電流検出値VIO
の過渡時の変化状態を説明するタイムチャートである。
【図12】本発明の他の実施例におけるフィードバック
ゲインを補正する関係を示す図である。
【符号の説明】
10:車両用電流制御型電磁弁(電流制御型電磁弁) 58:電流制御素子、78:駆動回路(電流調節手段) 62:電圧検出回路(出力電圧検出手段) 66:電流検出回路(電流検出手段) 105:フィードバック制御手段 110:出力電圧変化検出手段 112:フィードバックゲイン変更手段 116:駆動電流遮断手段 118:オフセット値決定手段 120:オフセット学習手段 124:実駆動電流算出手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 都築 靖広 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 日本 電装株式会社内 (72)発明者 新見 幸秀 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 日本 電装株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−188876(JP,A) 特開 昭62−241013(JP,A) 実開 昭56−53201(JP,U) 実開 昭56−45903(JP,U) 実開 平2−87185(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F16K 31/06 310

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 駆動電流の変化に応答して作動させられ
    る電流制御型電磁弁と、電池と該電流制御型電磁弁との
    間に設けられて該電池から該電流制御型電磁弁へ流され
    る駆動電流を変化させる電流調節手段と、該電流制御型
    電磁弁の実際の駆動電流を検出する電流検出手段と、該
    電流検出手段により検出された実際の駆動電流が指令電
    流と一致するように前記電流調節手段を制御するフィー
    ドバック制御手段とを備えた電流制御型電磁弁の制御装
    置であって、 前記電池の出力電圧の変化を検出する出力電圧変化検出
    手段と、前記電池の電圧変化による前記電流制御型電磁弁の駆動
    電流の変化を相殺するように予め定められた関係から、
    前記 出力電圧変化検出手段により検出された出力電圧変
    化に基づいて、前記フィードバック制御手段のフィード
    バックゲインを変更するフィードバックゲイン変更手段
    とを、含むことを特徴とする電流制御型電磁弁の制御装
    置。
  2. 【請求項2】 駆動電流の変化に応答して作動させられ
    る電流制御型電磁弁と、電池と該電流制御型電磁弁との
    間に設けられて該電池から該電流制御型電磁弁へ流され
    る駆動電流を変化させる電流調節手段と、該電流制御型
    電磁弁の実際の駆動電流を検出する電流検出手段と、該
    電流検出手段により検出された実際の駆動電流が指令電
    流と一致するように前記電流調節手段を制御するフィー
    ドバック制御手段とを備えた電流制御型電磁弁の制御装
    置であって、 前記電流調節手段により前記電流制御型電磁弁の駆動電
    流を遮断する駆動電流遮断手段と、 該駆動電流遮断手段により前記電流制御型電磁弁の駆動
    電流が遮断されたときに前記電流検出手段により検出さ
    れた値をオフセット値として予め決定するオフセット値
    決定手段と、 該オフセット値決定手段により決定されたオフセット値
    を前記電流検出手段による検出値から差し引くことによ
    り実際の駆動電流を算出する実駆動電流算出手段とを含
    むことを特徴とする電流制御型電磁弁の制御装置。
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