JPH11159652A - 電磁比例制御弁の制御装置および制御回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ディザ周波数の可変な電磁比例制御弁の制
御を安価に実現。 【解決手段】電磁比例制御弁４が接続されるとその制御
を行うに際し、第２パルス幅変調回路１２に制御目標Ａ
およびディザ周波数設定値Ｂをセットすると、その回路
１２から出力されるパルス列Ｃは、デューティ比が制御
目標値Ａに対応し周波数がディザ周波数Ｂに対応する。
そして、このパルス列Ｃから分離回路７０によって制御
目標および周波数情報が分離抽出され、これらに基づく
パルス幅変調が第１パルス幅変調回路２０によってフィ
ードバックループ内で行われ、電磁比例制御弁４のコイ
ル電流がフィードバック制御される。そこで、回路１２
にセットする値Ａ，Ｂを変えれば、電磁比例制御弁に対
する制御目標に加えてディザ周波数も自動で可変され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電磁比例制御弁
の制御装置および電磁比例制御弁の制御回路に関し、詳
しくは、電磁比例制御弁の制御に際してそのコイル電流
に付与する微小振幅の振動におけるディザ周波数の可変
制御に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３にブロック図を示した電磁比例制御
弁の制御装置は、電磁比例制御弁４を比例制御するため
に、電磁比例制御弁４と共にフィードバックループをな
すアナログ回路部の制御回路と、フィードバックループ
外に設けられその制御目標値Ａを生成するマイクロプロ
セッサ１及びその周辺の回路からなるデジタル回路部と
を具えている。

【０００３】マイクロプロセッサ１は、制御ルーチン１
ａのプログラム処理によって制御目標値Ａを適宜生成し
たり更新しながら随時その値Ａを制御回路へ送出する。
その際、デジタル値の制御目標値Ａは、Ｄ／Ａ変換回路
１ｂを介してアナログ信号に変換されてから制御回路に
送られる。この段階では、ＰＷＭ変調（パルス幅変調）
等の変調処理が施されている訳では無い。

【０００４】制御回路は、制御目標に基づくアナログ制
御信号にＰＷＭ変調を施すパルス幅変調回路２（第１パ
ルス幅変調回路）と、ＰＷＭ変調後の制御信号に応じて
電磁比例制御弁４への出力電流をスイッチングする出力
段回路３と、電磁比例制御弁４に流れた電流値を検出す
る出力電流検出回路５と、この出力電流検出回路５の検
出値と制御目標値Ａのアナログ値との差を演算すると共
に増幅することで制御目標に基づく制御信号を生成しパ
ルス幅変調回路２に送出する誤差増幅回路６とからな
り、出力段回路３と出力電流検出回路５との間に電磁比
例制御弁４が接続されると、一巡のフィードバックルー
プが完成する。これにより、この制御回路は、電磁比例
制御弁のコイル電流を制御するフィードバックループ内
に第１パルス幅変調回路が設けられたものとなってい
る。

【０００５】電磁比例制御弁４は、油圧制御弁や空気圧
制御弁等の流体制御弁に対し、そのスプール等の作動状
態制御部材を磁力にて駆動するための電磁変換部が付加
されたものであり、その電磁変換部のコイル４ａに流す
電流を変えることで比例制御が行えるようになってい
る。なお、コイル４ａには逆起電力の抑制等のためにフ
ライホイールダイオード４ｂの並列接続なども適宜なさ
れる。そして、このような油圧制御弁等の制御に際して
は、電磁変換部のヒステリシス等の非線形性による不都
合を回避する等のために、フィードバック制御が採用さ
れるとともに、スプールの不所望なロックを回避する等
のために、制御部材に対してディザすなわち微小な振幅
の振動が与えられる。

【０００６】パルス幅変調回路２は、電磁比例制御弁４
への出力電流の値を可変制御するとともに上述したディ
ザの付与も同時に行うために、トリマ２ａの設定に応じ
て発振周波数の変わる三角波発生回路２ｂと、その三角
波信号および誤差増幅回路６の出力信号を入力するコン
パレータ２ｃとを具えて、フィードバックループ内でＰ
ＷＭ変調を行うものとなっている。

【０００７】出力段回路３は、電源電圧Ｖccのラインか
らコイル４ａの一端に至る出力電流のラインに介挿され
たスイッチングトランジスタ等のスイッチング回路３ａ
を具え、これがコンパレータ２ｃの出力パルスに応じて
オンオフすることで、コイル４ａをスイッチング駆動す
るものである。出力電流検出回路５は、コイル４ａの他
端から接地に至るラインに介挿された電流電圧変換抵抗
５ａと、これの電圧を平滑化するローパスフィルタ５ｂ
及び適宜増幅するアンプ５ｃとを具えて、電磁比例制御
弁４への出力電流の大きさを検出するものである。誤差
増幅回路６は、アンプ５ｃの出力を反転入力としＤ／Ａ
変換回路１ｂの出力を非反転入力とするオペアンプ６ａ
を具えて、制御目標からの誤差を増幅してコンパレータ
２ｃへ送出するものである。

【０００８】このような構成の制御装置は、電磁比例制
御弁４が接続されると、操作盤からのスイッチ入力など
に応じてマイクロプロセッサ１の制御ルーチン１ａによ
る制御目標値Ａがマイクロプロセッサ１から出力され、
この制御目標がＤ／Ａ変換回路１ｂによってアナログ信
号にされてから誤差増幅回路６へ送出される。そして、
その制御目標と実際の出力との誤差が、誤差増幅回路６
によって演算および増幅され、パルス幅変調回路２によ
ってＰＷＭ変調され、出力段回路３の出力電流に反映さ
れる。こうして、電磁比例制御弁４がスイッチング制御
される。また、その平均電流が、出力電流検出回路５に
よって検出され、誤差増幅回路６へフィードバックされ
る。こうして、オペアンプ６ａの増幅率などに対応した
僅かな偏差は別として、電磁比例制御弁４のコイル４ａ
に流れる電流が制御目標値Ａに従うよう電磁比例制御弁
４の制御が行われる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の電磁
比例制御弁の制御装置および制御回路では、制御対象の
電磁比例制御弁の種類や使用状態等に応じてディザを調
整しなければならないこともあり、その場合、その調整
は、パルス幅変調回路のトリマを操作してディザ周波数
を変えることで行われる。これに対し、トリマを操作盤
等の操作し易いところへ配置するのに支障があってトリ
マ操作が困難な状況や、制御装置のマイクロプロセッサ
に対してホストコンピュータから遠隔指令を与えるよう
なシステムを採用したときなど、ディザ周波数を手動操
作でなく自動制御的に変えたい場合もある。

【００１０】このような場合、ディザ周波数の可変制御
も制御目標の送出と同様に行うことが考えられる。例え
ば（図４のブロック図を参照）、マイクロプロセッサ１
ｃの制御ルーチン１ｄを制御目標値Ａに加えてディザ周
波数設定値Ｂも生成するように拡張し、デジタル値のデ
ィザ周波数設定値Ｂをアナログ信号に変換するＤ／Ａ変
換回路１ｅを追加し、さらに、パルス幅変調回路２を発
振周波数の可変なパルス幅変調回路２ｄに拡張するので
ある。しかしながら、このような直截的な手法を採った
のでは、マイクロプロセッサ１に代えたマイクロプロセ
ッサ１ｃとして、出力ポートやそのための出力ピンの多
いＩＣパッケージに格納されたものが、必要になる。ま
た、パルス幅変調回路２ｄにも、発振周波数の可変なも
のが必要となり、これには一般にＶＣＯ２ｅ（電圧制御
発振回路）が用いられることになる。このため、回路素
子の選択幅が狭くなったり、一のマイクロプロセッサで
制御しうる制御回路や電磁比例制御弁の数が少なくなっ
たりして、回路が高コストのものとなってしまう。

【００１１】また、特公平８−３０５７４号公報に記載
されたもののようにＰＷＭ回路をマイクロプロセッサに
内蔵させることでディザ周波数の可変制御もマイクロプ
ロセッサ内で済ませてしまうことも考えられる。この場
合（図５参照）、制御ルーチン１ｇによって制御目標値
Ａおよびディザ周波数設定値Ｂがセットされるとパルス
幅が制御目標値Ａに対応し且つ発振周波数がディザ周波
数設定値Ｂに対応したパルス幅変調信号を生成するＰＷ
Ｍ回路１ｈと、出力電流検出回路５のアンプ５ｃの出力
をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換回路１ｉとを内蔵し
たマイクロプロセッサ１ｆが用いられる。そして、Ａ／
Ｄ変換回路１ｉを介して入力した出力電流の検出値と制
御目標値Ａとを比較してこれらが一致するように制御ル
ーチン１ｇによるＰＷＭ回路１ｈへのセット値を修正等
させる比較ルーチン１ｊもマイクロプロセッサ１ｆに追
加インストールされる。なお、出力段回路３にはスイッ
チング回路３ａを駆動するためのアンプ３ｂ等も適宜追
加される。

【００１２】しかしながら、この場合、Ｄ／Ａ変換回路
よりも回路規模の大きなＡ／Ｄ変換回路を必要とするう
え、マイクロプロセッサまでフィードバックループに取
り込まれてフィードバック制御が制御ルーチンおよび比
較ルーチン等のプログラム処理に委ねられることから、
高性能で高価なマイクロプロセッサが必要となるので、
やはり回路コストがアップしてしまうこととなる。特
に、過酷な環境下での迅速な制御を求められることの多
い油圧制御弁では、温度変化が厳しいと制御弁のコイル
の抵抗値が大きく変動するので、フィードバック制御が
必須であるばかりかその高速化も重要なため、マイクロ
プロセッサ等のコストアップが激しい。そこで、ディザ
周波数を自動で可変しうるように改良するに際し、マイ
クロプロセッサ等のデジタル部や、制御回路について、
如何にしてコストアップを抑制するかが課題となる。

【００１３】この発明は、このような課題を解決するた
めになされたものであり、ディザ周波数の可変な電磁比
例制御弁の制御装置および制御回路を実現することを目
的とする。また、本発明は、ディザ周波数の可変な電磁
比例制御弁の制御装置および制御回路を安価に実現する
ことも目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために発明された第１乃至第４の解決手段について、
その構成および作用効果を以下に説明する。

【００１５】［第１の解決手段］第１の解決手段の電磁
比例制御弁の制御装置は（、出願当初の請求項１に記載
の如く）、電磁比例制御弁のコイル電流を制御するフィ
ードバックループ内に第１パルス幅変調回路が設けられ
ている電磁比例制御弁の制御装置において、前記フィー
ドバックループ外に設けられ前記コイル電流に対する制
御目標をパルス幅変調処理して出力する周波数可変の第
２パルス幅変調回路と、この第２パルス幅変調回路の出
力を受けて前記制御目標および周波数情報を分離する分
離回路とを備え、前記第１パルス幅変調回路が前記周波
数情報に対応した周波数と前記制御目標に基づいたパル
ス幅とでパルス幅変調を行うものとなっている。

【００１６】このような第１の解決手段の電磁比例制御
弁の制御装置にあっては、電磁比例制御弁が接続される
とその電磁比例制御弁の制御を行うに際し、第２パルス
幅変調回路に制御目標およびディザ周波数をセットす
る。すると、その第２パルス幅変調回路から出力される
パルス列は、デューティ比またはパルス幅が制御目標値
に対応し、周波数がディザ周波数に対応したものにされ
る。そして、このパルス列から分離回路によって制御目
標および周波数情報が分離抽出され、これらに基づくパ
ルス幅変調が第１パルス幅変調回路によってフィードバ
ックループ内で行われ、電磁比例制御弁のコイル電流が
フィードバック制御される。

【００１７】そこで、第２パルス幅変調回路にセットす
る制御目標の値を変えれば第１パルス幅変調回路等のフ
ィードバックループに対する制御目標もそれに応じて変
更され、第２パルス幅変調回路にセットするディザ周波
数の値を変えれば第１パルス幅変調回路に対するディザ
周波数の設定値もそれに応じて変更されるので、電磁比
例制御弁に対する制御目標に加えてディザ周波数も自動
で可変しうることとなる。

【００１８】これにより、フィードバックループ外の第
２パルス幅変調回路に対してオープンなアクセスを行う
だけで容易に、フィードバックループ内の第１パルス幅
変調回路等を用いたローカルなクローズドループの制御
がなされるので、ディザ周波数を自動で可変しうるよう
になったにも拘わらず、第２パルス幅変調回路にアクセ
スするマイクロプロセッサ等のデジタル部の負担が軽く
て済む。しかも、フィードバックループ外の回路とフィ
ードバックループ内の回路との情報伝達は一のＰＷＭ信
号で間に合うので、配線等が簡素化される。また、第２
パルス幅変調回路は、フィードバックループの外に置か
れるのでデジタル回路で簡便に且つ安価に具現化でき
る。したがって、この発明によれば、ディザ周波数を自
動で容易に可変する電磁比例制御弁の制御装置を実現す
ることができる。

【００１９】［第２の解決手段］第２の解決手段の電磁
比例制御弁の制御装置および制御回路は（、出願当初の
請求項２に記載の如く）、上記の第１の解決手段の電磁
比例制御弁の制御装置であって、前記第２パルス幅変調
回路がマイクロプロセッサに内蔵されたものとなってい
る。

【００２０】このような第２の解決手段の電磁比例制御
弁の制御装置にあっては、接続された電磁比例制御弁の
制御を行うために第２パルス幅変調回路に対して制御目
標およびディザ周波数をセットするに際し、マイクロプ
ロセッサのプログラム処理によって内蔵の第２パルス幅
変調回路にアクセスするだけで良い。また、そのアクセ
ス以外のフィードバック制御処理等をプログラム処理に
よって分担する必要は無い。しかも、ＰＷＭ回路内蔵の
マイクロプロセッサは、市販され一般に流通しているの
で、安価で入手も容易である。

【００２１】これにより、第２パルス幅変調回路を含む
デジタル部をマイクロプロセッサにてコンパクトに纏め
ることが可能となり、しかもそのプログラム開発も容易
となる。したがって、この発明によれば、ディザ周波数
を自動で容易に可変する電磁比例制御弁の制御装置を安
価に実現することができる。

【００２２】［第３の解決手段］第３の解決手段の電磁
比例制御弁の制御回路は（、出願当初の請求項３に記載
の如く）、電磁比例制御弁のコイル電流を制御するフィ
ードバックループ内に（第１）パルス幅変調回路が設け
られている電磁比例制御弁の制御回路において、（外部
の第２パルス幅変調回路等から）パルス幅変調信号を受
けて制御目標および周波数情報を分離する分離回路が前
記フィードバックループ外に設けられ、前記（第１）パ
ルス幅変調回路が前記周波数情報に対応した周波数と前
記制御目標に基づいたパルス幅とでパルス幅変調を行う
ものとなっている。

【００２３】このような第３の解決手段の電磁比例制御
弁の制御回路にあっては、分離回路の前置されたフィー
ドバックループに対しその外からパルス幅変調信号にて
制御目標およびディザ周波数を伝達する手段として第２
パルス幅変調回路等が入力側に接続され、出力側に制御
対象の電磁比例制御弁が接続されると、第１の解決手段
について述べた電磁比例制御弁の制御が行われる。これ
により、フィードバックループ外においてオープンなア
クセスを行うだけで容易にディザ周波数も自動で可変し
うるようになる等の作用効果が得られる。したがって、
この発明によれば、ディザ周波数を自動で容易に可変す
る電磁比例制御弁の制御回路を実現することができる。

【００２４】［第４の解決手段］第４の解決手段の電磁
比例制御弁の制御装置および制御回路は（、出願当初の
請求項４に記載の如く）、上記の第３の解決手段の電磁
比例制御弁の制御回路であって、前記分離回路が、（外
部の第２パルス幅変調回路等から）受けたパルスに同期
して一定幅のパルスを発生することで前記周波数情報の
分離を行うものであり、前記（第１）パルス幅変調回路
が、前記の一定幅のパルスに同期して動作するワンショ
ット回路を含み且つこれを用いてパルス幅変調を行うも
のであることを特徴とする。

【００２５】このような第４の解決手段の電磁比例制御
弁の制御回路にあっては、フィードバックループ内での
パルス幅変調に際し、フィードバックループ外から受け
たパルスに同期して分離回路によって一定幅のパルスが
発生され、この一定幅のパルスに同期してワンショット
回路が動作することで、パルス幅変調が行われる。これ
により、ディザ周波数を自動で可変しうるように改良す
るに際して、電圧制御発振回路のような複雑で高価にな
りがちな回路を用い無いでも、周波数が確実に設定ディ
ザ周波数に一致することとなる。したがって、この発明
によれば、ディザ周波数を自動で容易に可変する電磁比
例制御弁の制御回路を安価に実現することができる。

【００２６】

【発明の実施の形態】このような解決手段で達成された
本発明の電磁比例制御弁の制御装置および制御回路につ
いて、これを実施するための具体的形態を実施例により
説明する。先ず、その構成を説明するが、図１は、制御
装置および電磁比例制御弁の全体ブロック図であり、図
２（ａ）は、制御回路および電磁比例制御弁のブロック
図であり、図２（ｂ）及び（ｃ）は、電磁比例制御弁の
具体例である。なお、従来例のものと同様の構成要素に
は同一の符号を付して示したので、その重複する再度の
説明は割愛し、以下、従来例との相違点を中心に説明す
る。

【００２７】この制御装置が従来例のものと相違するの
は、マイクロプロセッサ１に代わるマイクロプロセッサ
１０がＰＷＭ回路１２（第２パルス幅変調回路）を内蔵
している点と、パルス幅変調回路２に代わるパルス幅変
調回路２０（第１パルス幅変調回路）がワンショット回
路２１を利用したものとなっている点と、マイクロプロ
セッサ１０と誤差増幅回路６等との間に分離回路７０が
介挿されている点である。

【００２８】マイクロプロセッサ１０は、第２パルス幅
変調回路としてのＰＷＭ回路１２が４組ほどワンチップ
ＩＣに内蔵されたものであり、制御ルーチン１１のプロ
グラムコードが保持されるＲＯＭやデータ記憶用のＲＡ
Ｍ等も内蔵され或いは外付けされていて、制御ルーチン
１１のプログラム処理によって４組の制御目標値Ａおよ
びディザ周波数設定値Ｂを適宜生成したり更新しながら
随時その値Ａ，ＢをＰＷＭ回路１２のうち該当するもの
へセットしうるようになっている。マイクロプロセッサ
１０にＡ／Ｄ変換回路が内蔵または外付けされている必
要は無い。

【００２９】ＰＷＭ回路１２は、それぞれ、クロック等
の発振信号の周期を基準にしてパルスのオン状態を何周
期にするかという設定値を保持するレジスタと、パルス
のオフ状態を何周期にするかという設定値を保持するも
う一つのレジスタと、その発振信号を両レジスタの値で
交互に分周してパルス列信号Ｃを生成するカウンタ回路
とを具えた程度のデジタル回路であり、制御ルーチン１
１によって制御目標値Ａおよびディザ周波数設定値Ｂが
送り込まれるとそれらに対応した設定値を両レジスタに
セットする。これらの設定値が変えられると、ＰＷＭ回
路１２の出力するパルス列信号Ｃは、パルス幅だけでな
く周波数も変えられる。これにより、ＰＷＭ回路１２す
なわち第２パルス幅変調回路は、周波数可変のものであ
って、フィードバックループ外に設けられ、コイル電流
に対する制御目標をパルス幅変調処理して出力するもの
となっている。

【００３０】分離回路７０は、ＰＷＭ回路１２からパル
ス列信号Ｃを受け発生パルスをワンショット回路２１の
リセット入力へ送出するパルス波形整形回路７１を具え
たものである。このパルス波形整形回路７１は、入力パ
ルスの幅に拘わらずその立ち上がりタイミングで短かな
所定パルスを発生させる。そこで、このパルスの周波数
はディザ周波数設定値Ｂに対応したものとなる。これに
より、分離回路７０は、第２パルス幅変調回路１２から
受けたパルスに同期して一定幅のパルスを発生すること
で周波数情報の分離を行うものとなっている。

【００３１】また、分離回路７０は、やはりＰＷＭ回路
１２からのパルス列信号Ｃを受ける平滑回路７２も具え
ている。これで平滑化された値は制御目標値Ａに対応す
るので、分離回路７０は、第２パルス幅変調回路１２か
ら受けたパルスから制御目標の分離も行うものとなる。
これにより、、分離回路７０は、第２パルス幅変調回路
の出力するパルス幅変調信号を受けて制御目標および周
波数情報を分離するものとなっている。この平滑回路７
２の出力がフィードバックループ内のオペアンプ６ａの
非反転入力とされ、マイクロプロセッサ周辺のＤ／Ａ変
換回路１ｂは不要なものとなっている。

【００３２】パルス幅変調回路２０は、充放電回路２２
およびパルス波形整形回路２３が付加されたワンショッ
ト回路２１を具えたものである。充放電回路２２は抵抗
とコンデンサとの直列回路からなり、パルス波形整形回
路２３は、パルス波形整形回路７１の出力パルスを受け
て、その立ち下がりタイミングで短かな所定パルスを発
生させ、この発生パルスをワンショット回路２１のスタ
ート入力へ送出するものである。これにより、ワンショ
ット回路２１は、そのパルス発生のスタートに先立ちリ
セットされて、確実なパルス発生を行えるものとなって
いる。

【００３３】このワンショット回路２１は、いわゆるリ
トリガラブルなワンショットであり、ＩＣ化されてい
る。すなわち、上述したリセット入力を受ける端子ＲＥ
ＳＥＴ及びスタート入力を受ける端子ＳＴＡＲＴに加え
て、充放電回路２２における充電電圧を入力する端子Ｔ
ＨＲと、充放電回路２２からの放電電流をほぼ瞬時に流
す端子ＤＩＳと、オペアンプ６ａの出力を受ける入力端
子ＣＮＴＲＬと、発生したパルスを出力段回路３に送出
する端子ＯＵＴとを具えたものである。

【００３４】そして、ワンショット回路２１は、端子Ｒ
ＥＳＥＴにパルスを受けてリセットされると端子ＤＩＳ
を介して充放電回路２２の放電を行い、続けて端子ＳＴ
ＡＲＴにパルスを受けてスタートさせられると端子ＤＩ
Ｓを介する充放電回路２２の放電を止めてその充電を行
わせると共に端子ＯＵＴからの出力をパルスのオン状態
にする。これにより、ワンショット回路２１は、ディザ
周波数設定値Ｂに基づくパルス列信号Ｃのパルスに同期
したパルス発生を確実に行えるものとなっている。

【００３５】さらに、ワンショット回路２１は、端子Ｔ
ＨＲに受けている電圧と端子ＣＮＴＲＬに受けている電
圧とを比較し続け、前者が後者よりも低い間は端子ＯＵ
Ｔからの出力をパルスのオン状態に保つが、前者が後者
よりも高くなると、動作状態をリセット状態に戻して、
端子ＯＵＴからの出力をパルスのオフ状態にするもので
ある。その端子ＣＮＴＲＬへの入力には制御目標値Ａが
ＰＷＭ回路１２と平滑回路７２とオペアンプ６ａとを順
に経由して反映させられており、これと出力電流検出回
路５の検出電流ｉとに応じて出力パルスの幅が変えられ
る。これにより、第１パルス幅変調回路２０は、分離回
路７０から受けた一定幅のパルスに同期して動作するワ
ンショット回路２１を含み、且つ、これを用いて、周波
数情報に対応した周波数と制御目標に基づいたパルス幅
とで、周波数可変のパルス幅変調を行うものとなってい
る。ここに、トリマ２ａの付いた三角波発生回路２ｂ
や、ＶＣＯ２ｅは、用いる必要が無い。

【００３６】この実施例の電磁比例制御弁の制御装置お
よび制御回路について、その使用態様及び動作を説明す
る。

【００３７】先ず、それぞれのＰＷＭ回路１２に接続さ
れた各制御回路に対し、電磁比例制御弁４として、コイ
ル電流ｉに応じて流体の圧力を比例制御するリリーフ弁
（図２（ａ）参照）や、コイル電流ｉに応じて流体の流
量を比例制御するサーボバルブ（図２（ｂ）参照）など
が、適宜接続される。また、マイクロプロセッサ１０に
対して操作盤やホストコンピュータ等も適宜接続され
る。

【００３８】そして、操作盤からのスイッチ入力やホス
トコンピュータからの遠隔指令などがマイクロプロセッ
サ１０に届くと、これに応じてマイクロプロセッサ１０
の制御ルーチン１１のプログラム処理によって、制御目
標値Ａおよびディザ周波数設定値Ｂが算出され、これら
が４組のＰＷＭ回路１２のうちの該当するものに対して
セットされる。

【００３９】そうすると、制御目標値Ａに対応したデュ
ーティ比とディザ周波数設定値Ｂに対応した周波数を持
つようにパルス幅変調されたパルス列信号Ｃが、該当す
るＰＷＭ回路１２によって生成され、マイクロプロセッ
サ１０から該当する制御回路に出力される。そして、そ
の制御回路では、分離回路７０のパルス波形整形回路７
１によってパルス列信号Ｃに同期したワンショット回路
２１へのリセットパルスが生成され、パルス幅変調回路
２０のパルス波形整形回路２３によってそれに続くワン
ショット回路２１へスタートパルスが生成され、さら
に、分離回路７０の平滑回路７２によって、フィードバ
ックループ（６，２０，３，４，５）へのアナログの制
御目標が抽出されるとともにフィードバックループ内の
誤差増幅回路６へ送出される。

【００４０】それから、その制御目標と実際の出力ｉと
の誤差が、誤差増幅回路６によって演算および増幅さ
れ、パルス幅変調回路２０のワンショット回路２１及び
充放電回路２２によってＰＷＭ変調され、出力段回路３
の出力電流に反映され、それに応じて電磁比例制御弁４
がスイッチング制御される。同時に、電磁比例制御弁４
のコイル４ａに流された出力電流ｉの平均電流が、出力
電流検出回路５によって検出され、誤差増幅回路６のオ
ペアンプ６ａの反転入力へフィードバックされる。こう
して、従来同様、オペアンプ６ａの増幅率などに対応し
た僅かな偏差は別として電磁比例制御弁４のコイル４ａ
に流れる電流が制御目標値Ａに従うよう電磁比例制御弁
４のフィードバック制御が行われるとともに、電磁比例
制御弁４に対して付与されるディザがプログラム処理に
よって設定される。

【００４１】また、操作盤からのスイッチ入力やホスト
コンピュータからの遠隔指令などが再びマイクロプロセ
ッサ１０に届き、これが４組のＰＷＭ回路１２のうちの
何れかの設定値を変更するものである場合、これに応じ
てマイクロプロセッサ１０の制御ルーチン１１のプログ
ラム処理によって制御目標値Ａおよびディザ周波数設定
値Ｂが算出し直され、これらが該当するＰＷＭ回路１２
に対して再度セットされる。

【００４２】そして、制御目標値Ａが変更された場合、
該当するパルス列信号Ｃのデューティ比が変わり、分離
回路７０の平滑回路７２によって抽出される制御目標の
値がそのデューティ比に比例して変わる。それから、そ
の制御目標に対して実際の出力電流ｉがフィードバック
ループ（６，２０，３，４，５）によって追従させられ
る。こうして、制御ルーチン１１がＰＷＭ回路１２に対
して制御目標値Ａを再設定する処理を行うだけで、電磁
比例制御弁４のコイル４ａに流れる電流が自動で可変制
御される。

【００４３】これに対し、ディザ周波数設定値Ｂが変更
された場合、該当するパルス列信号Ｃの周波数が変わ
り、分離回路７０のパルス波形整形回路７１によって生
成されるワンショット回路２１へのリセットパルスの周
波数が変わり、パルス幅変調回路２０のパルス波形整形
回路２３によって生成されるワンショット回路２１への
スタートパルスの周波数も同じく変わる。それから、出
力段回路３へ送出されるワンショット回路２１の出力パ
ルスもそれらの周波数に同期して変わり、出力段回路３
によって駆動される電磁比例制御弁４のコイル４ａへの
出力電流ｉのスイッチング周波数も同じく変わる。こう
して、制御ルーチン１１がＰＷＭ回路１２に対してディ
ザ周波数設定値Ｂを再設定する処理を行うだけで、電磁
比例制御弁４のコイル４ａに付与されるディザが自動で
可変される。

【００４４】このように、マイクロプロセッサ１０にお
ける制御ルーチン１１のプログラム処理にあっては、そ
の都合で適宜に制御目標値Ａやディザ周波数設定値Ｂを
該当ＰＷＭ回路１２にセットするだけで、４組のＰＷＭ
回路１２と制御回路と電磁比例制御弁４に対して制御目
標およびディザ周波数の可変な制御を済ませることがで
きる。また、電磁比例制御弁４のコイル電流を監視して
制御目標やディザ周波数の設定値を常時更新し続ける等
のプログラム処理は必要が無いので、複数の電磁比例制
御弁を並列に制御してもマイクロプロセッサ１０は余裕
を持って処理をこなすことができる。

【００４５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の第１の解決手段の電磁比例制御弁の制御装置にあって
は、フィードバックループ外の第２パルス幅変調回路に
対してオープンなアクセスを行うだけで第１パルス幅変
調回路等を用いたフィードバックループ制御がなされる
ようにしたことにより、ディザ周波数を自動で容易に可
変する電磁比例制御弁の制御装置を実現することができ
たという有利な効果が有る。

【００４６】また、本発明の第２の解決手段の電磁比例
制御弁の制御装置にあっては、プログラム処理やプログ
ラム開発の負担を増すこと無く第２パルス幅変調回路等
のデジタル部をマイクロプロセッサにてコンパクトに纏
めることが可能なようにしたことにより、ディザ周波数
を自動で容易に可変する電磁比例制御弁の制御装置を安
価に実現することができたという有利な効果を奏する。

【００４７】さらに、本発明の第３の解決手段の電磁比
例制御弁の制御回路にあっては、フィードバックループ
外においてオープンなアクセスを行うだけでパルス幅変
調回路等を用いたフィードバックループ制御がなされる
ようにしたことにより、ディザ周波数を自動で容易に可
変する電磁比例制御弁の制御回路を実現することができ
たという有利な効果が有る。

【００４８】また、本発明の第４の解決手段の電磁比例
制御弁の制御回路にあっては、ワンショット回路等を用
いることで電圧制御発振回路を用い無いでも済むように
したことにより、ディザ周波数を自動で容易に可変する
電磁比例制御弁の制御回路を安価に実現することができ
たという有利な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の電磁比例制御弁の制御装置および制
御回路の一実施例について、制御装置および電磁比例制
御弁の全体ブロック図である。

【図２】 その部分的なブロック図や記号図であり、
（ａ）が制御回路および電磁比例制御弁のブロック図で
あり、（ｂ）及び（ｃ）が電磁比例制御弁の具体例であ
る。

【図３】 従来の電磁比例制御弁の制御装置および制御
回路である。

【図４】 ディザ周波数を可変するのに想定される制御
装置である。

【図５】 ＰＷＭ回路内蔵ＭＰＵの採用時に想定される
制御装置である。

【符号の説明】

１ マイクロプロセッサ（ＭＰＵ、フィードバック
外、制御装置） １ａ 制御ルーチン １ｂ Ｄ／Ａ変換回路 １ｃ マイクロプロセッサ １ｄ 制御ルーチン １ｅ Ｄ／Ａ変換回路 １ｆ マイクロプロセッサ １ｇ 制御ルーチン １ｈ ＰＷＭ回路（パルス幅変調回路） １ｉ Ａ／Ｄ変換回路 １ｊ 比較ルーチン ２ パルス幅変調回路（第１ＰＷＭ、フィードバック
ループ内、制御回路） ２ａ トリマ ２ｂ 三角波発生回路 ２ｃ コンパレータ（Ｃｍｐ） ２ｄ パルス幅変調回路（ＰＷＭ） ２ｅ ＶＣＯ（電圧制御発振回路） ３ 出力段回路（駆動回路、フィードバックループ
内、制御回路） ３ａ スイッチング回路 ３ｂ アンプ ４ 電磁比例制御弁（油圧制御弁、フィードバックル
ープ内の制御対象） ４ａ コイル（比例ソレノイド、電磁変換素子） ４ｂ フライホイールダイオード ５ 出力電流検出回路（帰還回路、フィードバックル
ープ内、制御回路） ５ａ 電流電圧変換抵抗 ５ｂ ローパスフィルタ（ＬＰＦ） ５ｃ アンプ（Ａｍｐ） ６ 誤差増幅回路（帰還回路、フィードバックループ
内、制御回路） ６ａ オペアンプ（Ａｍｐ） １０ マイクロプロセッサ（ＭＰＵ、フィードバックル
ープ外、制御装置） １１ 制御ルーチン １２ ＰＷＭ回路（第２ＰＷＭ、第２パルス幅変調
回路） ２０ パルス幅変調回路（第１ＰＷＭ、フィードバック
ループ内、制御回路） ２１ ワンショット回路 ２２ 充放電回路 ２３ パルス波形整形回路（スタートパルス発生回
路） ７０ 分離回路（ＰＷＭ信号復調回路、フィードバック
ループ外、制御回路） ７１ パルス波形整形回路（リセットパルス発生
部、周波数情報分離） ７２ 平滑回路（レベル検出回路、ディーティ比の
抽出、制御目標分離）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電磁比例制御弁のコイル電流を制御するフ
   ィードバックループ内に第１パルス幅変調回路が設けら
   れている電磁比例制御弁の制御装置において、前記フィ
   ードバックループ外に設けられ前記コイル電流に対する
   制御目標をパルス幅変調処理して出力する周波数可変の
   第２パルス幅変調回路と、この第２パルス幅変調回路の
   出力を受けて前記制御目標および周波数情報を分離する
   分離回路とを備え、前記第１パルス幅変調回路が前記周
   波数情報に対応した周波数と前記制御目標に基づいたパ
   ルス幅とでパルス幅変調を行うものとなっていることを
   特徴とする電磁比例制御弁の制御装置。
2. 【請求項２】前記第２パルス幅変調回路がマイクロプロ
   セッサに内蔵されたものであることを特徴とする請求項
   １に記載された電磁比例制御弁の制御装置。
3. 【請求項３】電磁比例制御弁のコイル電流を制御するフ
   ィードバックループ内にパルス幅変調回路が設けられて
   いる電磁比例制御弁の制御回路において、パルス幅変調
   信号を受けて制御目標および周波数情報を分離する分離
   回路が前記フィードバックループ外に設けられ、前記パ
   ルス幅変調回路が前記周波数情報に対応した周波数と前
   記制御目標に基づいたパルス幅とでパルス幅変調を行う
   ものとなっていることを特徴とする電磁比例制御弁の制
   御回路。
4. 【請求項４】前記分離回路が、受けたパルスに同期して
   一定幅のパルスを発生することで前記周波数情報の分離
   を行うものであり、前記パルス幅変調回路が、前記の一
   定幅のパルスに同期して動作するワンショット回路を含
   み且つこれを用いてパルス幅変調を行うものであること
   を特徴とする請求項３に記載された電磁比例制御弁の制
   御回路。