(57)【要約】【課題】パイロット弁とメイン弁とコイルとを備えた電磁弁のコイルに電流目標値よりも大きい電流が流れてしまうことを抑制できる電磁弁制御装置を提供する。【解決手段】パイロット弁とメイン弁とコイルとを備え、コイルに通電される電流により、パイロット弁およびメイン弁が開閉する電磁弁を制御する電磁弁制御装置であって、コイルに流れる電流を検出する電流検出部と、コイルに流す電流を調整するためのデューティ比の指示値を、逐次、決定する指示値決定部と、指示値に基づいてコイルに電流を流す駆動部とを備え、指示値決定部は、メイン弁を開くためにコイルに流す電流目標値から電流検出値を引いた電流差が大きいほど、次回の指示値を大きい値に決定するフィードバック制御部（Ｓ５）を備え、フィードバック制御部は、電流検出値が予め設定した最小値以下である場合、電流差によらず、次回の指示値を、前回の指示値に所定値を加えた値とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パイロット弁（１０２）と、メイン弁（１０１）と、コイル（１０５）とを備え、前記コイルに通電される電流により、前記パイロット弁および前記メイン弁が開閉する電磁弁（１００）を制御する電磁弁制御装置であって、
前記コイルに流れる電流を検出する電流検出部（１１）と、
前記コイルに流す電流を調整するためのデューティ比の指示値を、逐次、決定する指示値決定部（２０）と、
前記指示値決定部が決定した前記指示値に基づいて前記コイルに電流を流す駆動部（１３）とを備え、
前記指示値決定部は、前記メイン弁を開くために前記コイルに流す電流目標値から、前記電流検出部が検出した電流の値を示す電流検出値を引いた電流差が大きいほど、次回の前記指示値を大きい値に決定するフィードバック制御部（Ｓ５）を備え、
前記フィードバック制御部は、前記電流検出値が予め設定した最小値以下である場合、前記電流差によらず、次回の前記指示値を、前回の前記指示値に所定値を加えた値とする、電磁弁制御装置。
【請求項２】
前記指示値決定部は、前記コイルへの通電開始から一定時間、前記パイロット弁が開き、かつ、前記メイン弁は開かないようにするために予め設定されたデューティ比を前記指示値とする固定デューティ制御部（Ｓ１、Ｓ２）を備え、
前記指示値決定部は、前記固定デューティ制御部による制御が終了した以降に、前記フィードバック制御部を実行させる、請求項１に記載の電磁弁制御装置。
【請求項３】
前記指示値決定部は、前記電流目標値に基づいて定まるデューティ比となるまで段階的に前記指示値を増加させる漸増制御部（Ｓ３、Ｓ４）を備え、
前記指示値決定部は、前記漸増制御部による制御が終了した後に前記フィードバック制御部を実行させる、請求項１に記載の電磁弁制御装置。
【請求項４】
前記指示値決定部は、前記コイルへの通電開始から一定時間、前記パイロット弁が開き、かつ、前記メイン弁は開かないようにするために予め設定されたデューティ比を前記指示値とする固定デューティ制御部（Ｓ１、Ｓ２）と、前記電流目標値に基づいて定まるデューティ比となるまで段階的に前記指示値を増加させる漸増制御部（Ｓ３、Ｓ４）を備え、
前記指示値決定部は、前記固定デューティ制御部による制御が終了した後に前記漸増制御部による制御を実行し、前記漸増制御部による制御が終了した後に前記フィードバック制御部を実行させる、請求項１に記載の電磁弁制御装置。
【請求項５】
前記漸増制御部は、前記電流目標値に基づいて定まるデューティ比となるまで、経過時間に対する前記指示値が示す電流値が、前記電流目標値を極大値とする予め設定した二次関数に従って変化するように、前記指示値を増加させる、請求項４に記載の電磁弁制御装置。
【請求項６】
前記漸増制御部は、前記指示値が前記電流目標値に対応する値に近くなるほど、次回の前記指示値を、前回の前記指示値からの増加分が少なくなるように、次回の前記指示値を決定する、請求項４に記載の電磁弁制御装置。
【請求項７】
前記フィードバック制御部は、前記電流検出値が前回値よりも低下するまで、前記電流検出値が前回値よりも低下した後、再び増加傾向になった後の前記指示値の決定周期よりも、短い周期で前記指示値を決定し、かつ、前記電流検出値が前回値よりも低下した後、一定時間あるいは前記指示値が前記電流目標値に基づいて定まるデューティ比となるまでは、前記電流差によらず、次回の前記指示値を、前回の前記指示値に所定値を加えた値とする、請求項１に記載の電磁弁制御装置。
【請求項８】
前記フィードバック制御部は、学習により、前記電流検出値が前回値よりも低下すると推定される時点を基準として定まる期間、前記電流差によらず、次回の前記指示値を、前回の前記指示値に所定値を加えた値とする、請求項１に記載の電磁弁制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
パイロット弁とメイン弁とを備えた電磁弁を制御する電磁弁制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
パイロット弁とメイン弁とコイルとを備え、１つのコイルでパイロット弁とメイン弁の開閉を制御する電磁弁が知られている（たとえば特許文献１）。コイルに電流を流しパイロット弁を開弁させると、メイン弁の上流と下流の差圧が低下するので、小さいコイルでも、高圧流体の供給と停止を制御できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１６３８９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
メイン弁を開くための目標電流値にするためにフィードバック制御をすることが考えられる。フィードバック制御では、コイルに流れる電流を検出する。そして、電流目標値から、検出した電流値を引いた電流差が大きいほど、次回の指示値を大きくすることが考えられる。このようにすることにより、迅速に、実際に流れる電流値を電流目標値に近づけることができる。
【０００５】
しかし、パイロット弁が開くことにより、コイル周囲の磁界が変化するため、コイルに流れる電流が一時的に低下する。このときの電流検出値をもとにフィードバック制御をしてしまうと、指示値が大きくなりすぎ、その結果、検出した電流値が電流目標値を大きく超えてしまう可能性があった。電流目標値を大きく超えた電流が流れてしまうと、弁が勢いよく開き過ぎることによる音発生、発熱等の懸念があり、好ましくない。
【０００６】
本開示は、この事情に基づいて成されたものであり、その目的とするところは、パイロット弁とメイン弁とコイルとを備えた電磁弁のコイルに電流目標値よりも大きい電流が流れてしまうことを抑制できる電磁弁制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的は独立請求項に記載の特徴の組み合わせにより達成され、また、下位請求項は更なる有利な具体例を規定する。特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、開示した技術的範囲を限定するものではない。
【０００８】
上記目的を達成するための１つの開示は、
パイロット弁（１０２）と、メイン弁（１０１）と、コイル（１０５）とを備え、コイルに通電される電流により、パイロット弁およびメイン弁が開閉する電磁弁（１００）を制御する電磁弁制御装置であって、
コイルに流れる電流を検出する電流検出部（１１）と、
コイルに流す電流を調整するためのデューティ比の指示値を、逐次、決定する指示値決定部（２０）と、
指示値決定部が決定した指示値に基づいてコイルに電流を流す駆動部（１３）とを備え、
指示値決定部は、メイン弁を開くためにコイルに流す電流目標値から、電流検出部が検出した電流の値を示す電流検出値を引いた電流差が大きいほど、次回の指示値を大きい値に決定するフィードバック制御部（Ｓ５）を備え、
フィードバック制御部は、電流検出値が予め設定した最小値以下である場合、電流差によらず、次回の指示値を、前回の指示値に所定値を加えた値とする。
【０００９】
フィードバック制御部は、電流目標値と検出した電流値との電流差が大きいほど、次回の指示値を大きい値にすることができる。これにより、迅速に、コイルに流れる電流を電流目標値に近づけることができる。
【００１０】
加えて、フィードバック制御部は、電流検出値が予め設定した最小値以下である場合には、次回の指示値を、前回の指示値に一定値を加えた値とする。これにより、パイロット弁が開いたことにより、一時的に、コイルに流れる電流が低下した場合にも、電流検出値が電流目標値を大きく超えてしまうような指示値にはなりにくい。したがって、コイルに電流目標値よりも大きい電流が流れてしまうことが抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】電磁弁制御システム１の構成を示す図である。
【図２】電磁弁１００の断面図である。
【図３】電流検出値の時間変化の一例を示す図である。
【図４】図１のマイクロコントローラ２０が実行する、電磁弁１００を開く際の制御を示す図である。
【図５】図４に示す処理を実行したときの時刻に対する電流検出値の変化を概念的に示す図である。
【図６】変形例１における、時刻に対する電流検出値の変化を概念的に示す図である。
【図７】変形例２における、時刻に対する電流検出値の変化を概念的に示す図である。
【図８】変形例３における、時刻に対する電流検出値の変化を概念的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、実施形態を図面に基づいて説明する。図１に、電磁弁制御システム１の構成を示す。本実施形態の電磁弁制御システム１は、燃料電池自動車に搭載されている。
【００１３】
［全体構成］
電磁弁制御システム１は、電磁弁制御装置１０と、電磁弁制御装置１０により制御される電磁弁１００とを備えたシステムである。電磁弁１００は、車両に搭載されたバッテリ２から電力が供給されて動作する。
【００１４】
電磁弁制御装置１０は、電流検出部１１と、オペアンプ１２と、出力ドライバ１３と、マイクロコントローラ２０とを備えた構成である。電流検出部１１は、電磁弁１００のコイル１０５（図２参照）に流れる電流を検出するものである。電流検出部１１は、たとえば、シャント抵抗を用いて構成することができる。
【００１５】
オペアンプ１２は、電流検出部１１が検出した、電磁弁１００のコイル１０５に流れる電流に対応する電圧値を増幅してマイクロコントローラ２０に入力する。駆動部である出力ドライバ１３は、マイクロコントローラ２０から指示された指示値を取得する。この指示値はデューティ比を指示する値である。出力ドライバ１３は、指示値により指示されたデューティ比でバッテリ２の電圧を低下させ、低下させた電圧を電磁弁１００のコイル１０５に印加する。
【００１６】
マイクロコントローラ２０は、ＡＤ変換器２１、ＣＰＵ２２、ＲＯＭ２３、ＲＡＭ２４を備えている。他に、Ｉ／Ｏおよびこれらの構成を接続するバスラインなどを備えているが、Ｉ／Ｏ、バスラインなどの構成は図１では省略している。
【００１７】
ＡＤ変換器２１には、電磁弁１００のコイル１０５に流れる電流に対応する電圧値が、オペアンプ１２により増幅された値が入力される。ＡＤ変換器２１は、入力された値をデジタル値に変換してＣＰＵ２２に入力する。
【００１８】
ＲＯＭ２３には、汎用的なコンピュータを、本実施形態のマイクロコントローラ２０として機能させるためのプログラムが格納されている。ＣＰＵ２２が、ＲＡＭ２４の一時記憶機能を利用しつつ、ＲＯＭ２３に記憶されたプログラムを実行することで、マイクロコントローラ２０は、後述する図３に示す処理を実行する。図３に示す処理を実行することは、上記プログラムに対応する方法を実行することを意味する。
【００１９】
［電磁弁１００の構成］
電磁弁１００は、水素燃料タンクから燃料電池スタックに水素ガスを供給する供給路に設けられる。図２に電磁弁１００の断面図を示す。電磁弁１００は、メイン弁１０１とパイロット弁１０２とを備えた２段弁構造である。ソレノイド１０３は、固定子１０４とコイル１０５とを備えており、固定子１０４は磁性材料により形成されている。コイル１０５は、リング状に形成され、固定子１０４の経方向外側に配置されている。このコイル１０５に流れる電流は、出力ドライバ１３により制御される。コイル１０５に電流が流れると、コイル１０５が励磁される。
【００２０】
プランジャ１０６は、その軸心方向に沿って移動可能に、プランジャ収容孔１０７に収容されている。プランジャ１０６と固定子１０４には、互いに相対する面の中央部に、それぞれスプリング収納孔１０８、１０９が形成されている。これらスプリング収納孔１０８、１０９は、それぞれ、プランジャ１０６、固定子１０４の軸方向に延びている。
【００２１】
スプリング１１０の両端は、これらスプリング収納孔１０８、１０９に収納され、プランジャ１０６を閉弁方向に付勢する。一方、コイル１０５が励磁されると、プランジャ１０６は、スプリング１１０のバネ力に抗して開弁方向に移動する。
【００２２】
プランジャ１０６の周方向側面と、プランジャ収容孔１０７の内周面との間には、水素燃料タンクからの水素ガスが流れる流路Ｆ１が形成されている。
【００２３】
プランジャ１０６の先端には、プランジャ１０６の軸方向に延びる円筒状の支持部１１２が形成されている。その支持部１１２には、プランジャ１０６の移動方向と直交する方向に延びる支持ピン１１３が支持されている。支持ピン１１３の両端は、支持部１１２の径方向外側に突出している。
【００２４】
支持部１１２には、パイロット弁１０２が差し込まれている。パイロット弁１０２には軸方向と直交する方向に支持孔１０２ａが貫通形成され、その支持孔１０２ａにはその内径よりも小径の支持ピン１１３が挿通されている。このことにより、パイロット弁１０２は、プランジャ１０６に対してパイロット弁１０２の開閉作動方向および径方向に遊びをもって支持されている。
【００２５】
支持ピン１１３の外径Ｒ１と支持孔１０２ａの内径Ｒ２の差Δｒ１と、支持ピン１１３の外径Ｒ１と支持孔１０２ａの内径Ｒ３の差Δｒ２の大小関係は、Δｒ１＞Δｒ２とされている。この大小関係により、プランジャ１０６が固定子１０４の方向に移動する場合、まず、支持ピン１１３がパイロット弁１０２に当接する。その後、さらに、プランジャ１０６が固定子１０４の方向に移動すると、プランジャ１０６に支持された支持ピン１１３とともに、パイロット弁１０２も、固定子１０４の方向に移動する。そして、パイロット弁１０２が移動することにより、パイロット弁１０２がメイン弁１０１から離隔する。
【００２６】
パイロット弁１０２は、先端がテーパ形状となっている。プランジャ１０６がスプリング１１０のバネ力によりメイン弁１０１の方向に移動させられている状態では、パイロット弁１０２の先端は、メイン弁１０１の基端面に形成されたテーパ面形状の弁座部１０１ａと接している。この状態では、メイン弁１０１の軸心に形成されたパイロット孔１１４は、パイロット弁１０２により塞がれている。
【００２７】
メイン弁１０１の基端部は、メイン弁１０１の他の部分よりも大径であり、その基端部の外周に連結体１１５が連結している。連結体１１５は円筒形状であり、連結体１１５の内径は、支持部１１２の外径よりも大きい。連結体１１５の内周面と支持部１１２の外周面との間に流路Ｆ２が形成される。この流路Ｆ２は流路Ｆ１と連通する。
【００２８】
メイン弁１０１の先端側は収容孔１１６に収容されている。メイン弁１０１の先端には、円錐台形状のテーパ面１０１ｂが形成されている。メイン弁１０１の先端に対向する位置には、このテーパ面１０１ｂが面接触するテーパ面１１７ａを備えた弁座１１７が配置されている。弁座１１７には、テーパ面１１７ａと連通する流通孔１１７ｂが、パイロット孔１１４の軸心延長上に形成されている。
【００２９】
収容孔１１６において、メイン弁１０１が存在していない部分は水素ガスが流れる流路Ｆ３になっている。この流路Ｆ３の上流側は流路Ｆ１と連通している。他方、流路Ｆ３の下流端は、メイン弁１０１のテーパ面１０１ｂが弁座１１７のテーパ面１１７ａと接触している状態では、その接触部分で塞がれた状態である。
【００３０】
［電磁弁１００の作動］
コイル１０５が励磁されていない状態では、スプリング１１０のバネ力により、プランジャ１０６は、固定子１０４から離れた状態にある。この状態では、前述したように、パイロット弁１０２の先端がメイン弁１０１の基端面に形成された弁座部１０１ａに嵌りこんでおり、パイロット孔１１４はパイロット弁１０２により塞がれた状態にある。また、この状態では、パイロット弁１０２に押されることにより、メイン弁１０１の先端のテーパ面１０１ｂは弁座１１７のテーパ面１１７ａに接している。つまり、流路Ｆ３と流通孔１１７ｂとの間が遮断された状態にある。よって、流路Ｆ３にある水素ガスは流通孔１１７ｂには流れ込まない。
【００３１】
これに対して、コイル１０５が励磁されてプランジャ１０６が固定子１０４の方向に移動すると、支持ピン１１３およびパイロット弁１０２も、固定子１０４の方向に移動する。これにより、パイロット弁１０２が弁座部１０１ａから離れるので、水素ガスが流路Ｆ１、Ｆ２を流れてパイロット孔１１４に流れ込む。パイロット孔１１４は、メイン弁１０１の先端まで貫通しているので、パイロット孔１１４に流れ込んだ水素ガスは、メイン弁１０１の先端から、弁座１１７に形成された流通孔１１７ｂに流れ込む。これにより、メイン弁１０１の先端側と基端側の圧力差が減少するので、小さい励磁力のコイル１０５でも、メイン弁１０１を開弁させることができる。
【００３２】
［電磁弁１００を開くための制御］
このように、１つのコイル１０５で、パイロット弁１０２とメイン弁１０１を開弁させる電磁弁１００においては、コイル１０５に流す電流を急激に大きくすると、大きな音が発生する恐れがある。音が発生する原因は、コイル１０５に流す電流を急激に大きくすると、メイン弁１０１の上流と下流の差圧が大きい状態でメイン弁１０１が開いてしまい、その結果、メイン弁１０１が勢いよく開きすぎるからであると推定される。
【００３３】
そこで、本実施形態において指示値決定部として機能するマイクロコントローラ２０は、コイル１０５に流す電流が徐々に大きくなるように、出力ドライバ１３に出力する指示値を変化させる。また、本実施形態では、実際にコイル１０５に流れる電流を検出しつつ、目標電流値から、検出した電流（以下、電流検出値）を引いた電流差が大きいほど電流を大きく増加させるフィードバック制御を行う。このようにすることで、コイル１０５に流す電流を、迅速に目標電流値に近づけることができる。この目標電流値は、メイン弁１０１を開くために必要な電流値であり、スプリング１１０のバネ力と、コイル１０５の特性から計算により事前に求めた値である。
【００３４】
具体的には、このフィードバック制御では、以下の式１により、次回の指示値を決定する。
（式１）  次回の指示値＝前回の指示値＋Ｃ１×（Ｃ２−ＡＤ）
式１において、Ｃ１は事前に求めた係数である。Ｃ２は目標電流値が流れた場合にＡＤ変換器２１から出力されるデジタル値である。このＣ２は、目標電流値と、バッテリ２の電圧、電磁弁制御システム１の回路抵抗から算出できる。ここで、バッテリ２の電圧は、標準値でもよいし、実際に測定した値でもよい。ＡＤは、ＡＤ変換器２１が出力するデジタル値であり、電流検出値に相当する値である。
【００３５】
［フィードバック制御における課題］
上記式１を用いてフィードバック制御をした結果、逐次、測定される電流検出値の時間変化の一例を図３に示す。図３において、時刻ｔ１はコイル１０５への通電が開始された時点である。時刻ｔ２付近において、電流が一時的に減少していることが分かる。この理由は、パイロット弁１０２が開くことによりコイル１０５の周囲の磁界変化が生じ、この磁界変化により、逆起電力が生じるためである。
【００３６】
時刻ｔ３の少し前から時刻ｔ４にかけては、電流検出値が電流目標値を大きく超えてしまっている。電流検出値が電流目標値を超えている状態は時刻ｔ５まで続いている。電流検出値が電流目標値を超えてしまっている理由は、時刻ｔ２付近で、一時的に電流検出値が低下したため、電流差（Ｃ２−ＡＤ）が一時的に大きくなり、その結果、式１から算出される次回の指示値が必要以上に大きくなってしまったからである。
【００３７】
電流目標値を超える電流が流れると、必要以上の発熱が懸念される。特に、本実施形態の電磁弁１００は、燃料電池自動車において水素ガスの供給路に用いられ、水素燃料タンクが高圧であることから、比較的大型である。そのため、電磁弁１００は、アンペアレベルの大電流により制御される。このような電磁弁１００において、電流目標値を超えた電流が回路に流れると、発熱の問題が特に懸念される。
【００３８】
式１を使いつつ、電流検出値が電流目標値を超えてしまうことを抑制する手段として、指示値の更新周期を短くすることも考えられる。なお、図３に示した電流検出値は、指示値の更新周期が５ｍｓである。更新周期を短くすれば、必要以上に大きい指示値が速やかに更新されるので、電流検出値が電流目標値を超える程度や時間が減少する。しかし、指示値の更新周期を短くするためには、マイクロコントローラ２０として高性能なものを用いる必要があるので、コストアップにつながる。
【００３９】
［マイクロコントローラ２０が実行する制御］
そこで、本実施形態のマイクロコントローラ２０は、電流検出値が電流目標値を超えにくくするために、図４に示す制御を行う。図５は、図４に示す処理を実行したときの時刻に対する電流検出値の変化を概念的に示す図である。
【００４０】
図４に示す処理は、イグニッションオンを検出した場合に開始する。なお、図４において、ステップ（以下、ステップを省略）Ｓ１、Ｓ２が固定デューティ制御部としての処理、Ｓ３、Ｓ４が漸増制御部としての処理、Ｓ５がフィードバック制御部としての処理である。
【００４１】
Ｓ１では、固定デューティ制御を行う。固定デューティ制御は、コイル１０５への通電開始から一定時間、パイロット弁１０２が開き、かつ、メイン弁１０１は開かないようにするために予め設定されたデューティ比（以下、一次デューティ比）を指示値として出力ドライバ１３に出力する制御である。一次デューティ比は、スプリング１１０の特性、コイル１０５に流れる電流から推定される、プランジャ１０６を固定子１０４の方向に吸引する吸引力から事前に計算できる。
【００４２】
ただし、バッテリ２の電圧が変動する、回路抵抗に温度依存性があるなどの原因により、同じデューティ比であっても、コイル１０５に流れる電流は変動する。このＳ１での指示値は、種々の変動を考慮しても、メイン弁１０１は開かない値に設定されている。また、一定時間は、電流検出値が、指示値が示す電流値になるまでに必要な時間であり、予め設定される。図５において、時刻ｔ１１が、固定デューティ制御が開始された時刻である。時刻ｔ１１から電流検出値が増加している。
【００４３】
Ｓ２では、固定デューティ制御を終了する時刻になったか否かを判断する。終了時刻は、固定デューティ制御を開始してから、一定時間が経過した後である。図５では、時刻ｔ１３が終了時刻であり、この時刻ｔ１３よりも前の時刻ｔ１２において、電流検出値が、一次デューティ比に対応する値に到達している。Ｓ２の判断結果がＮＯであればＳ２を繰り返す。Ｓ２の判断結果がＹＥＳであればＳ３に進む。
【００４４】
Ｓ３では、漸増制御を開始する。Ｓ３における漸増制御は、一定周期で一定値ずつ、電流目標値に対応する指示値まで、次回の指示値を増加させていく制御である。一定値は、段階的に電流検出値が増加すると言える範囲において種々設定できる。たとえば、一定値は２％である。この一定値は、後述する式２に示す定数よりも大きいことが好ましい。図５では、時刻ｔ１３から時刻ｔ１４までが漸増制御が行われている期間である。
【００４５】
Ｓ４では、指示値が電流目標値に対応する指示値に到達したか否かを判断する。Ｓ４の判断結果がＮＯであればＳ３に戻り、漸増制御を継続する。この場合、予め設定された周期、たとえば１０ｍｓ周期で指示値を更新し、かつ、更新した指示値を出力ドライバ１３に出力する。Ｓ４の判断結果がＹＥＳであればＳ５に進む。
【００４６】
Ｓ５では、前述した式１を用いて、フィードバック制御を行う。ただし、式１を用いて次回の指示値を決定するのは、ＡＤが、予め設定した最小値ＭＩＮと最大値ＭＡＸとの間にある場合に限る。ＡＤが最小値ＭＩＮ以下の場合には式２により次回の指示値を決定し、ＡＤが最大値ＭＡＸ以上の場合には式３により次回の指示値を決定する。
【００４７】
（式２）  次回の指示値＝前回の指示値＋１％
（式３）  次回の指示値＝前回の指示値−１％
つまり、本実施形態においては、ＡＤが最小値ＭＩＮと最大値ＭＡＸとの間でない場合には、フィードバック制御を実行しない。この理由は次の通りである。
【００４８】
Ｓ１で実行する固定デューティ制御、Ｓ３で実行する漸増制御を終えた時点で、多くの場合、パイロット弁１０２は開いているはずである。しかしながら、前述した種々の変動要因があるため、Ｓ５を実行する時点で、まだパイロット弁１０２が開いていない可能性もある。
【００４９】
そして、前述したように、式１を用いた制御を実行中にパイロット弁１０２が開くと、一時的に、次回の目標値が大きくなりすぎる恐れがある。そこで、本実施形態では、式１を用いた制御を実行中でも、次回の目標値が最小値ＭＩＮと最大値ＭＡＸの間にない場合には、フィードバック制御を行わず、式２あるいは式３を用いて、次回の指示値を決定する。
【００５０】
最小値ＭＩＮは、次回の指示値を式１で計算しても、電流検出値が電流目標値を超える恐れがないＡＤの最小値である。式１を用いる場合、電流検出値が小さいほど、電流差が大きくなるので、次回の指示値は大きな値に設定される。したがって、ＡＤが小さすぎると、次回の指示値を式１で計算すると、電流検出値が電流目標値を超える恐れがある。そこで、この最小値ＭＩＮを設定するのである。最小値ＭＩＮは、指示値の更新周期、指示値に対する電流検出値の応答速度などを考慮して、予め求める値である。なお、式２における具体的数値「＋１％」は一例であり、電流検出値を増加させつつ、その電流検出値が電流目標値を超えないような値になっていればよい。
【００５１】
最大値ＭＡＸは、次回の指示値を式１で計算しても、電流検出値が、必要以上に低下する恐れがないＡＤの最大値である。最大値ＭＡＸも、指示値の更新周期、指示値に対する電流検出値の応答速度などを考慮して、予め求める値である。電流検出値が低下しすぎると、一度、開いたパイロット弁１０２が閉じてしまう恐れがある。そこで、式３を用いて次回の指示値を決定することで、パイロット弁１０２が閉じてしまうほどに電流検出値が低下してしまうことを抑制するのである。式３における「−１％」は一例であり、パイロット弁１０２が閉じてしまうほどに電流検出値が低下してしまうことを抑制できる値になっていればよい。
【００５２】
なお、マイクロコントローラ２０は、フィードバック制御（Ｓ５）を一定時間継続した後は、保持制御を実行する。フィードバック制御（Ｓ５）を一定時間継続することで、メイン弁１０１は開いていると推定される。保持制御は、メイン弁１０１が開いている状態を保持する制御である。保持制御は、電流目標値を、メイン弁１０１の開状態を保持できる程度の値に低下させて、式１を用いてフィードバック制御を行う制御である。
【００５３】
［実施形態のまとめ］
以上、説明した本実施形では、目標電流値と電流検出値との差が大きいほど、次回の指示値を大きくするフィードバック制御（Ｓ５）を行う。ただし、電流検出値が最小値ＭＩＮ以下である場合には、式２を用いて次回の指示値を決定することにより、次回の指示値を、前回の指示値に一定値を加えた値とする。これにより、パイロット弁１０２が開いたことにより、一時的にコイル１０５に流れる電流が低下した場合にも、電流検出値が電流目標値を大きく超えてしまうような指示値にはなりにくい。したがって、コイル１０５に電流目標値よりも大きい電流が流れてしまうことが抑制される。
【００５４】
また、本実施形態では、フィードバック制御（Ｓ５）を実行する前に漸増制御（Ｓ３）を実行している。この漸増制御では、フィードバック制御（Ｓ５）においてＡＤが最小値ＭＩＮ以下である場合に用いる式２における定数よりも大きい一定値で、次回の指示値を増加させる。よって、迅速に、電流検出値を目標電流値まで上昇させることができる。
【００５５】
さらに、本実施形態では、漸増制御の前に固定デューティ制御（Ｓ１、Ｓ２）を行う。これにより、最初から漸増制御を実行するよりも、パイロット弁１０２が開くまでの時間を短縮できる。その結果、電流検出値を目標電流値までより迅速に上昇させることができる。しかも、漸増制御も実行することから、メイン弁１０１の上流と下流の差圧を低下させた状態でメイン弁１０１を開くこともできる。
【００５６】
以上、実施形態を説明したが、開示した技術は上述の実施形態に限定されるものではなく、次の変形例も開示した範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。なお、以下の説明において、それまでに使用した符号と同一番号の符号を有する要素は、特に言及する場合を除き、それ以前の実施形態における同一符号の要素と同一である。また、構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分については先に説明した実施形態を適用できる。
【００５７】
＜変形例１＞
実施形態では、固定デューティ制御を実行した後、漸増制御を実行していた。しかし、図６に示すように、最初から漸増制御を実行してもよい。最初から漸増制御を実行する場合、図４において、Ｓ１、Ｓ２を省略した処理を実行することになる。
【００５８】
＜変形例２＞
実施形態では、漸増制御は、一定周期で一定値ずつ次回の指示値を増加させていた。しかし、漸増制御として、図７に示すように、指示値が、電流目標値に基づいて定まるデューティ比になるまで、経過時間に対する指示値が示す電流値が、電流目標値を極大値とする予め設定した二次関数に従って変化するように、指示値を増加させてもよい。このようにすれば、固定デューティ制御を行わず、最初から漸増制御を実行しても、電流検出値を迅速に電流目標値まで上昇させることができる。
【００５９】
＜変形例３＞
図８には、電流検出値が電流目標値に近くなるほど、時間変化に対する増加分が段階的に減少する図が示されている。このように電流検出値が変化するのは、漸増制御として、指示値が電流目標値に対応する値に近くなるほど、次回の指示値を、前回の指示値からの増加分が少なくなるように、次回の指示値を決定しているからである。このようにしても、変形例２と同様、固定デューティ制御を行わず、最初から漸増制御を実行しても、電流検出値を迅速に電流目標値まで上昇させることができる。
【００６０】
＜変形例４＞
実施形態では、フィードバック制御の前に、固定デューティ制御と漸増制御とを実行していた。しかし、フィードバック制御のみを実行してもよい。この場合、フィードバック制御として、電流検出値が前回値よりも一定量低下するまでは、指示値の更新周期を短くすることが好ましい。一定量は、誤差変動を排除できる程度の値である。
【００６１】
電流検出値が前回値よりも低下するまでの指示値の更新周期は、電流検出値が前回値よりも低下した後、再び増加傾向になった後の指示値の更新周期よりも短ければよい。一例としては、後者が５ｍｓであるのに対して、前者を１ｍｓとする。
【００６２】
そして、電流検出値が前回値よりも低下したことを検出した後は、一定時間、式２などに示すように、電流目標値と電流検出値との電流差によらず、次回の指示値を、前回の指示値に一定値を加えた値とする。このようにすることでも、電流検出値が一時的に低下しても、電流検出値が電流目標値を大きく超えてしまうような指示値にはなりにくい。なお、電流検出値が前回値よりも低下した場合、電流検出値は、前述の実施形態における最小値ＭＩＮ以下である。
【００６３】
また、電流検出値が前回値よりも低下したことを検出した後の指示値の決定に用いる式は、式２に限られない。図７、図８に示したように、指示値に対応する電流値が電流目標値に近づくほど、前回の指示値からの増加分が少なくなるように、指示値を決定してもよい。
【００６４】
さらに、電流検出値が前回値よりも低下したことを検出した後、一時的に中断したフィードバック制御を再開する条件は、一定時間経過に限られず、指示値が電流目標値に基づいて定まるデューティ比となったことを条件としてもよい。
【００６５】
＜変形例５＞
変形例４では、電流検出値が前回値よりも低下したときに、一時的にフィードバック制御を中断していた。しかし、コイル１０５への通電開始後、電流検出値が前回値よりも低下する時点を学習できる場合もある。この学習ができた場合、フィードバック制御において、電流検出値が前回値よりも低下すると推定される時点を基準として定まる期間、電流差によらず、次回の指示値を、前回の指示値に所定値を加えた値としてもよい。このようにすれば、電流検出値が前回値よりも低下することを検出するまで、指示値の更新周期を短くする必要はない。
【符号の説明】
【００６６】
１：電磁弁制御システム    ２：バッテリ    １０：電磁弁制御装置    １１：電流検出部    １２：オペアンプ    １３：出力ドライバ    ２０：マイクロコントローラ    ２１：ＡＤ変換器    ２２：ＣＰＵ    ２３：ＲＯＭ    ２４：ＲＡＭ    １００：電磁弁    １０１：メイン弁    １０１ａ：弁座部    １０１ｂ：テーパ面    １０２：パイロット弁    １０２ａ：支持孔    １０３：ソレノイド    １０４：固定子    １０５：コイル    １０６：プランジャ    １０７：プランジャ収容孔    １０８：スプリング収納孔    １０９：スプリング収納孔    １１０：スプリング    １１２：支持部    １１３：支持ピン    １１４：パイロット孔    １１５：連結体    １１６：収容孔    １１７：弁座    １１７ａ：テーパ面    １１７ｂ：流通孔    Ｆ１：流路    Ｆ２：流路    Ｆ３：流路    Ｓ１、Ｓ２：固定デューティ制御部    Ｓ３、Ｓ４：漸増制御部    Ｓ５：フィードバック制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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