(57)【要約】【課題】  デジタル信号の急峻な変動がデジタルフィルタにより抑制されることを効果的に低減する。【解決手段】  入力された処理前デジタル信号にフィルタリング処理を行い処理後デジタル信号を出力するデジタルフィルタ装置において、処理前デジタル信号の変動を監視するための監視対象信号が目標値から所定の値以上変動した場合、処理後デジタル信号を出力せず、処理前デジタル信号を出力する。処理前デジタル信号を出力後、フィルタリング処理におけるカットオフ周波数を変動させながら処理後デジタル信号を出力する。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された処理前デジタル信号にフィルタリング処理を行い処理後デジタル信号を出力するデジタルフィルタ装置において、
前記処理前デジタル信号の変動を監視するための監視対象信号が目標値から所定の値以上変動した場合、前記処理後デジタル信号を出力せず、前記処理前デジタル信号を出力することを特徴とするデジタルフィルタ装置。
【請求項２】
前記監視対象信号が目標値から所定の値以上変動した場合において、前記処理前デジタル信号を出力後、前記フィルタリング処理におけるカットオフ周波数を変動させながら処理後デジタル信号を出力することを特徴とする請求項１に記載のデジタルフィルタ装置。
【請求項３】
前記フィルタリング処理は、現時刻から過去ｎ個の前記処理前デジタル信号を平均する移動平均法によるフィルタリング処理であって、
前記監視対象信号が目標値から所定の値以上変動した場合において、前記処理前デジタル信号を出力後、前記フィルタリング処理を行う場合に、前記ｎを変動させることにより、カットオフ周波数を変動させることを特徴とする請求項２に記載のデジタルフィルタ装置。
【請求項４】
前記監視対象信号が目標値から所定の値以上変動した場合において、前記処理後デジタル信号の出力時から所定時間間隔ごとに前記ｎを増加させ、前記処理後デジタル信号の出力時から所定時間経過後は前記ｎを一定にすることを特徴とすることを特徴とする請求項３に記載のデジタルフィルタ装置。
【請求項５】
前記監視対象信号が目標値から所定の値以上変動した場合において、前記ｎ個の処理前デジタル信号が、前記監視対象信号が目標値から所定の値以上変動した時以後の処理前デジタル信号となるように、前記ｎを変動させることを特徴とする請求項３または４に記載のデジタルフィルタ装置。
【請求項６】
入力されたリニアソレノイドの出力を表す処理前デジタル信号にフィルタリング処理を行い、処理後デジタル信号を前記リニアソレノイドの出力を制御する制御部に出力するデジタルフィルタ装置において、
前記リニアソレノイドの出力の変動を監視するための監視対象信号が目標値から所定の値以上変動した場合、前記処理後デジタル信号を出力せず、前記処理前デジタル信号を出力し、
前記処理前デジタル信号を出力後、現時刻から過去ｎ個の前記処理前デジタル信号を平均する移動平均法によるフィルタリング処理であって、所定時間間隔ごとに前記ｎを増加させ、所定時間経過後は前記ｎを一定にするフィルタリング処理を行うことを特徴とするデジタルフィルタ装置。
【請求項７】
入力された処理前デジタル信号にフィルタリング処理を行い処理後デジタル信号を出力するデジタルフィルタ方法において、
監視対象信号が目標値から所定の値以上変動したかを判断するステップと、
前記監視対象信号が目標値から所定の値以上変動したと判断された場合に、前記処理前デジタル信号を出力するステップと、を備えることを特徴とするデジタルフィルタ方法。
【請求項８】
入力された処理前デジタル信号にフィルタリング処理を行い処理後デジタル信号を出力するデジタルフィルタ方法において、
監視対象信号が目標値から所定の値以上変動したかを判断するステップと、
前記監視対象信号が目標値から所定の値以上変動したと判断された場合に、前記処理前デジタル信号を出力するステップと、
前記処理前デジタル信号を出力後、カットオフ周波数を変動させながら処理後デジタル信号を出力するステップと、を備えることを特徴とするデジタルフィルタ方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルフィルタ装置およびデジタルフィルタ方法に関し、特に、デジタルフィルタにより処理された処理後デジタル信号を出力するデジタルフィルタ装置およびデジタルフィルタ方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
アナログ信号をＡＤ変換器によりデジタル信号に変換した場合などにおけるデジタル信号のノイズを除去するためにデジタルフィルタが広く用いられている。デジタルフィルタのフィルタリング方式としては、１次遅れフィルタ方式や移動平均方式などが知られている。しかし、デジタルフィルタはノイズを除去する効果を奏する一方、デジタル信号の急峻な変動を抑制してしまう可能性を有する。また、例えば車両の電磁弁などに使用されるリニアソレノイドの駆動制御のためにデジタルフィルタが使用される場合、オーバーシュートやアンダーシュートなど目標値に対するデジタル信号の急峻な変動がデジタルフィルタを介することにより抑制されてしまい、デジタルフィルタの出力に対する制御に影響を与えるなど、リニアソレノイドの円滑な駆動が阻害されてしまう可能性がある。
【０００３】
このため、例えば特許文献１では、入力信号が急峻に変動する場合には、移動平均により用いられるサンプリングデータの数ｎをｎ／２にするデジタルフィルタ方式が提案されている。また、例えば特許文献２では、電磁弁のソレノイドに流れる電流と目標電流値との差に相関して変化する補正量にて補正する補正処理をプログラムデータに基づいて実行する電磁弁制御装置が提案されている。なお、例えば特許文献３では、電磁制御弁のへの供給電流を制御することによりブレーキ液圧を制御する液圧制御装置において、温度変化に起因するブレーキ液圧の制御精度の低下を抑制する液圧抑制装置が提案されている。また、例えば特許文献４では、リニアソレノイドの抵抗値が変化した場合にも次回のデューティ制御時において適切なデューティでリニアソレノイドに通電するリアソレノイド駆動制御装置が提案されている。また、例えば特許文献５では、ブースタ駆動装置のリニアソレノイドへの通電を適切に制御することにより、自動加圧制御時のバキュームブースタの作動に起因する騒音を抑制する車両の運動制御装置が提案されている。
【特許文献１】特開平３−７１７１３号公報
【特許文献２】特開平１１−１７１４９５号公報
【特許文献３】特開２００１−２６０８６８号公報
【特許文献４】特開２０００−６２５９７号公報
【特許文献５】特開２００２−１２７８８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、前述したデジタルフィルタ方式においても、例えばオーバーシュートやアンダーシュートなどのデジタル信号の急峻な変動が抑制されてしまうことを効果的に低減することはできず、例えばデジタルフィルタにより処理されたデジタル信号に対する制御を行う場合にこの制御に影響を与える可能性がある。また、例えば前述のように例えば車両の電磁弁などに使用されるリニアソレノイドの駆動制御のためにデジタルフィルタが使用される場合、リニアソレノイドの円滑な駆動が阻害される可能性がある。
【０００５】
本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、デジタル信号の急峻な変動がデジタルフィルタにより抑制されることを効果的に低減することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある態様のデジタルフィルタ装置は、入力された処理前デジタル信号にフィルタリング処理を行い処理後デジタル信号を出力するデジタルフィルタ装置において、処理前デジタル信号の変動を監視するための監視対象信号が目標値から所定の値以上変動した場合、処理前デジタル信号を出力する。この態様によれば、例えばオーバーシュートやアンダーシュートなどのデジタル信号の急峻な変動を、デジタルフィルタにより抑制されることを効果的に低減することができる。したがって、例えばデジタルフィルタから出力されたデジタル信号に基づく制御に対する影響を低減することが可能となる。
【０００７】
本発明にかかるデジタルフィルタ装置は、監視対象信号が目標値から所定の値以上変動した場合において、処理前デジタル信号を出力後、フィルタリング処理におけるカットオフ周波数を変動させながら処理後デジタル信号を出力してもよい。この態様によれば、カットオフ周波数を変動させることにより、必要に応じてデジタル信号の急峻な変動の抑制の効果的な低減と、デジタル信号のノイズの低減とのいずれかに重点を置いたカットオフ周波数によりデジタル信号を処理することが可能となる。
【０００８】
フィルタリング処理は、現時刻から過去ｎ個の処理前デジタル信号を平均する移動平均法によるフィルタリング処理であって、本発明にかかるデジタルフィルタ装置は、監視対象信号が目標値から所定の値以上変動した場合において、ｎを変動させることにより、カットオフ周波数を変動させてもよい。この態様によれば、簡易な制御によりカットオフ周波数を変動させることが可能となる。
【０００９】
本発明に係るデジタルフィルタ装置は、監視対象信号が目標値から所定の値以上変動した場合において、処理後デジタル信号の出力時から所定時間間隔ごとにｎを増加させ、処理後デジタル信号の出力時から所定時間経過後はｎを一定にしてもよい。この態様によれば、例えば処理後デジタル信号が目標値から所定の値以上変動した時点から短時間しか経過していない場合は、少ないｎで移動平均法による平均を行ってデジタル信号の急峻な変動の抑制の効果的な低減に重点を置いたデジタル信号の処理を行うことが可能となる。また、処理後デジタル信号が目標値から所定の値以上変動した時点から長時間経過した場合は、増加させられたｎで移動平均法による平均を行ってデジタル信号のノイズの低減に重点を置いたデジタル信号の処理を行うことが可能となる。
【００１０】
本発明に係るデジタルフィルタ装置は、監視対象信号が目標値から所定の値以上変動した場合において、ｎ個の処理前デジタル信号が、監視対象信号が目標値から所定の値以上変動した時以後の処理前デジタル信号がとなるように、ｎを変動してもよい。この態様によれば、監視対象信号が目標値から所定の値以上変動した時以後の処理前デジタル信号のみの平均を算出することができ、デジタル信号の急峻な変動が抑制されてしまうことを効果的に低減することが可能となる。
【００１１】
本発明のさらに別の態様もまた、デジタルフィルタ装置である。この装置は、入力されたリニアソレノイドの出力を表す処理前デジタル信号にフィルタリング処理を行い、処理後デジタル信号をリニアソレノイドの出力を制御する制御部に出力するデジタルフィルタ装置において、リニアソレノイドの出力の変動を監視するための監視対象信号が目標値から所定の値以上変動した場合、処理後デジタル信号を出力せず、処理前デジタル信号を出力する。処理前デジタル信号を出力後、現時刻から過去ｎ個の処理前デジタル信号を平均する移動平均法によるフィルタリング処理であって、所定時間間隔ごとにｎを増加させ、所定時間経過後はｎを一定にするフィルタリング処理を行う。この態様によれば、例えばリニアソレノイドの出力にオーバーシュートやアンダーシュートが生じることにより、リニアソレノイドの出力を表すデジタル信号に急峻な変動が生じた場合においても、このデジタル信号の急峻な変動をデジタルフィルタにより抑制されることを効果的に低減することができ、リニアソレノイドの円滑な駆動の制御を実現することが可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のデジタルフィルタ装置によれば、デジタル信号の急峻な変動がデジタルフィルタにより抑制されることを効果的に低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態（以下、「実施形態」という。）について詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本実施形態に係る油圧システム１５０の全体構成図である。油圧システム１５０は主にアクチュエータ８０とアクチュエータ８０以外のマスタシリンダ１４などを備える。
【００１５】
ブレーキペダル１２にはその踏み込みストロークを検出するストロークセンサ４６が設けられている。マスタシリンダ１４は、運転者によるブレーキペダル１２の踏み込み操作に応じ、作動液であるブレーキオイルを圧送する。ブレーキペダル１２とマスタシリンダ１４との間にはドライストロークシミュレータ１３が設けられている。
【００１６】
マスタシリンダ１４には右前輪用のブレーキ油圧制御導管１６及び左前輪用のブレーキ油圧制御導管１８の一端が接続され、これらのブレーキ油圧制御導管はそれぞれ、右前輪及び左前輪の制動力を発揮する右前輪用及び左前輪用のホイールシリンダ２０ＦＲ、２０ＦＬに接続されている。右前輪用及び左前輪用のブレーキ油圧制御導管１６、１８の途中にはそれぞれ右マスタ遮断弁２２ＦＲ及び左マスタ遮断弁２２ＦＬ（以下、必要に応じてこれらを総称して「マスタ遮断弁２２」という）が間挿され、また、それぞれ右前輪側及び左前輪側のマスタシリンダ液圧を計測する右マスタ圧センサ４８ＦＲ、および左マスタ圧センサ４８ＦＬ（以下、必要に応じてこれらを総称して「マスタ圧センサ４８」という）が設けられている。運転者によってブレーキペダル１２が踏まれたとき、ストロークセンサ４６によりその踏み込みが検出されるが、ストロークセンサ４６の故障を想定し、マスタ圧センサ４８によるマスタシリンダ液圧の計測によってもブレーキペダル１２の踏み込みが検出される。マスタシリンダ液圧をふたつの圧力センサで監視するのは、フェイルセーフの観点による。
【００１７】
マスタ遮断弁２２は、通常は開状態（以下これを「常開型」という）の電磁弁である。Ｗ／Ｃ（ホイールシリンダ）圧が後述する増圧用リニアバルブ４０および減圧用リニアバルブ４２の制御により制御される場合には閉状態とされ、ホイールシリンダ２０がマスタシリンダ１４から遮断される。これらマスタ遮断弁２２が開状態とされた場合、マスタシリンダ１４と後述するホイールシリンダ２０とが連通させられ、マスタシリンダ１４の液圧によりブレーキ７０が作動させられる。
【００１８】
マスタシリンダ１４にはリザーバタンク２６が接続され、また、開閉弁２３を介してウェットストロークシミュレータ２４が接続され、リザーバタンク２６には油圧給排導管２８の一端が接続される。油圧給排導管２８にはポンプモータ３２により駆動されるオイルポンプ３４が設けられている。オイルポンプ３４の吐出側は高圧導管３０になっており、アキュムレータ４９とリリーフバルブ５３が設けられている。アキュムレータ４９はオイルポンプ３４によって例えば１６〜２１．５ＭＰａという範囲（以下「制御範囲」という）の高圧にされたブレーキオイルを蓄積する。リリーフバルブ５３は、アキュムレータ圧が異常に高く、例えば３０ＭＰａといった高圧になったとき開き、油圧給排導管２８へ高圧のブレーキオイルを逃がす。
【００１９】
高圧導管３０にはアキュムレータ圧を計測するアキュムレータ圧センサ５１が設けられる。後述の電子制御ユニット２００はアキュムレータ圧センサ５１の出力であるアキュムレータ圧を入力し、このアキュムレータ圧が制御範囲に収まるようポンプモータ３２を制御する。
【００２０】
高圧導管３０は、それぞれ通常は閉じた状態（これを「常閉型」という）にあり、必要なときにホイールシリンダの増圧用に利用される右前輪増圧用リニアバルブ４０ＦＲ、左前輪増圧用リニアバルブ４０ＦＬ、右後輪増圧用リニアバルブ４０ＲＲ、左後輪増圧用リニアバルブ４０ＲＬ（以下、必要に応じてこれらを総称して「増圧用リニアバルブ４０」という）を介し、右前輪用ホイールシリンダ２０ＦＲ、左前輪用ホイールシリンダ２０ＦＬ、右後輪用ホイールシリンダ２０ＲＲ、左後輪用ホイールシリンダ２０ＲＬ（以下、必要に応じてこれらを総称して「ホイールシリンダ２０」という）に接続されている。
【００２１】
図示しない車両の車輪の各々には、ドラムブレーキである右前輪用ブレーキ７０ＦＲ、左前輪用ブレーキ７０ＦＬ、右後輪用ブレーキ７０ＲＲ、左後輪用ブレーキ７０ＲＬ（以下、必要に応じてこれらを総称して「ブレーキ７０」という）が設けられており、それぞれホイールシリンダ２０の駆動によりブレーキシューをドラムに押し付けることで制動力を発揮するようになっている。
【００２２】
右前輪用ホイールシリンダ２０ＦＲと左前輪用ホイールシリンダ２０ＦＬは、必要なときに減圧用に利用される電磁流量制御弁、すなわちリニア弁である常閉型の右前輪減圧用リニアバルブ４２ＦＲ、左前輪減圧用リニアバルブ４２ＦＬを介して油圧給排導管２８へ接続されている。また、右後輪用ホイールシリンダ２０ＲＲ、左後輪用ホイールシリンダ２０ＲＬは、それぞれ常開型の右後輪減圧用リニアバルブ４２ＲＲ、左後輪減圧用リニアバルブ４２ＲＬを介して油圧給排導管２８へ接続されている。以下、必要に応じて減圧用リニアバルブ４２ＦＬ、４２ＦＲ、４２ＲＬ、４２ＲＲを総称して「減圧用リニアバルブ４２」という。
【００２３】
各々のホイールシリンダ２０の付近には、それぞれホイールシリンダ内の液圧を計測する右前輪用Ｗ／Ｃ圧センサ４４ＦＲ、左前輪用Ｗ／Ｃ圧センサ４４ＦＬ、右後輪用Ｗ／Ｃ圧センサ４４ＲＲ、左後輪用Ｗ／Ｃ圧センサ４４ＲＬ（以下、必要に応じてこれらを総称して「Ｗ／Ｃ圧センサ４４」という）が設けられている。
【００２４】
図２は、本実施形態に係る電子制御ユニット２００（以下「ＥＣＵ２００」という）の機能ブロック図である。ＥＣＵ２００は、マイクロコンピュータによる演算ユニット、ＲＯＭ２０４、ＲＡＭ２０６、Ｉ／Ｏポートなどを含む主制御部２１０を有しており、主制御部２１０のＩ／Ｏポートには、前述のストロークセンサ４６、アキュムレータ圧センサ５１、マスタ圧センサ４８、Ｗ／Ｃ圧センサ４４が接続されている。また、ＥＣＵ２００は、増圧用リニアバルブ４０、減圧用リニアバルブ４２を制御するリニアバルブ制御部１００、ポンプモータ３２を制御するポンプモータ制御部１３０、マスタ遮断弁２２を制御するマスタ遮断弁制御部１４０などを有しており、リニアバルブ制御部１００は増圧用リニアバルブ４０および減圧用リニアバルブ４２に、ポンプモータ制御部１３０はポンプモータ３２に、マスタ遮断弁制御部１４０はマスタ遮断弁２２にぞれぞれ接続されている。
【００２５】
演算ユニット２０２には、ストロークセンサ４６からブレーキペダル１２の踏み込みストロークを示すストローク信号、アキュムレータ圧センサ５１からアキュムレータ圧を示すアキュムレータ圧信号、マスタ圧センサ４８からマスタ圧を示すマスタ圧信号、Ｗ／Ｃ圧センサ４４からＷ／Ｃ圧を示すＷ／Ｃ圧信号が入力される。
【００２６】
ＲＯＭ２０４には、増圧用リニアバルブ制御プログラム等の複数のプログラムや、アキュムレータ圧の設定範囲決定テーブル等の複数のテーブルが格納されている。ＲＡＭ２０６はデータ格納やプログラム実行のためのワークエリアとして利用される。例えば、演算ユニット２０２は、ＲＯＭ２０４に格納されたプログラムを利用して、ストローク信号、マスタ圧信号、Ｗ／Ｃ圧信号などに基づき、各車輪の目標Ｗ／Ｃ圧を演算する。
【００２７】
演算ユニット２０２は、演算された目標Ｗ／Ｃ圧から、増圧用リニアバルブ４０および減圧用リニアバルブ４２に供給する制御電流であるＰＳＢ（Pressure Servo Brake）指令電流を算出する。算出されたＰＳＢ指令電流は、リニアバルブ制御部１００に出力される。ＰＳＢ指令電流の入力を受けたリニアバルブ制御部１００は、入力されたＰＳＢ指令電流を増圧用リニアバルブ４０および減圧用リニアバルブ４２のリニアソレノイドを駆動する駆動信号に変換し、増圧用リニアバルブ４０および減圧用リニアバルブ４２に出力する。駆動された増圧用リニアバルブ４０および減圧用リニアバルブ４２の動作により得られた制御液圧は演算ユニット２０２にフィードバックされる。以上により、演算ユニット２０２は、各車輪のＷ／Ｃ圧が目標Ｗ／Ｃ圧になるよう制御する。
【００２８】
図３は、本実施形態に係る増圧用リニアバルブ４０および減圧用リニアバルブ４２の構成を示す図である。増圧用リニアバルブ４０は、シーティング弁５８およびリニアソレノイド５０を有している。シーティング弁５８は、弁座５２と、その弁座５２に対して着座および離間可能に設けられた弁子５４と、弁子５４を弁座５２に着座させる向きに付勢するスプリング５６を有している。リニアソレノイド５０は、電流の供給によりソレノイド力を発生させるコイル６０を有している。増圧用リニアバルブ４０は、コイル６０に電流が供給されない間は、スプリング５６の弾性力により弁子５４が弁座５２に着座させられた状態に保たれる常閉弁である。
【００２９】
増圧用リニアバルブ４０は、コイル６０へ電流が供給されることにより弁子５４を弁座５２から離間させる向きにソレノイド力が作用し、弁子５４が弁座５２から離間させられることにより、シーティング弁５８が開状態とされる。弁子５４と弁座５２との間の距離が小さく開度が小さい場合は、シーティング弁５８を流れる作動液の流量は小さくなり、ホイールシリンダ２０の液圧の増圧勾配が小さくなる。また、弁子５４と弁座５２との間の距離が大きく開度が大きい場合は、シーティング弁５８を流れる作動液流量が大きくなり、ホイールシリンダ２０の液圧の増圧勾配が大きくなる。増圧用リニアバルブ４０は、オイルポンプ３４とホイールシリンダ２０との間に配置され、シーティング弁５８の開度を調整してオイルポンプ３４からホイールシリンダ２０へ流れる作動液の流量を制御することにより、Ｗ／Ｃ圧の増圧を制御する。
【００３０】
減圧用リニアバルブ４２は、増圧用リニアバルブ４０と構造は同じものであり、シーティング弁５８の開度が小さい場合は、ホイールシリンダ２０の液圧の減圧勾配が小さくなり、シーティング弁５８の開度が大きい場合は、ホイールシリンダ２０の液圧の減圧勾配が大きくなる。減圧用リニアバルブ４２は、リザーバタンク２６とホイールシリンダ２０との間に配置され、シーティング弁５８の開度を調整してホイールシリンダ２０からリザーバタンク２６へ流れる作動液の流量を制御することにより、Ｗ／Ｃ圧の減圧を制御する。
【００３１】
ＥＣＵ２００のリニアバルブ制御部１００は、増圧用リニアバルブ４０および減圧用リニアバルブ４２のコイル６０に接続されている。リニアバルブ制御部１００は、後述するパルス出力部１０８を有しており、パルス出力部１０８はＰＷＭ制御により電流を供給するデューティー（時間の比率）を制御して、コイル６０への供給電流を制御する。増圧用リニアバルブ４０および減圧用リニアバルブ４２は、コイル６０に供給される電流に応じてリニアソレノイド５０の開度が調整され、Ｗ／Ｃ圧を制御する。
【００３２】
図４は、本実施形態に係るリニアバルブ制御部１００の構成を示すブロック線図である。リニアバルブ制御部１００は、電流−デューティー変換マップ１０２、温度補正部１０４、クランプ１０６、パルス出力部１０８、Ａ／Ｄ変換部１１０、デジタルフィルタ１１２、スイッチ１１４、ＰＩ制御部１１６、割り込み処理部１１８、電流監視部１２０などを有している。リニアバルブ制御部１００は、ＥＣＵ２００の主制御部２１０に接続されており、主制御部２１０からＰＳＢ指令電流の入力を受ける。
【００３３】
主制御部２１０から入力されたＰＳＢ指令電流は、リニアバルブ制御部１００の電流−デューティー変換マップ１０２に入力される。電流−デューティー変換マップ１０２は、入力されたＰＳＢ指令電流に対するリニアソレノイド５０に供給する電流のデューティーを示すマップであり、横軸が電流、縦軸がデューティーとなるマップとなっている。電流−デューティー変換マップ１０２は、このマップにしたがって入力されたＰＳＢ指令電流をリニアソレノイド５０に電流を供給する比率であるデューティーに変換する。一方、この電流−デューティー変換マップ１０２は、常温状態でマップ化が行われているため、すべての温度領域に対応していない。このため、例えばリニアバルブや制御液が高温となった場合に、常温状態でマップ化された電流−デューティー変換マップ１０２によりリニアソレノイド５０に供給する電流のデューティーへの変換を行っていると、最適なデューティーに変換することができない可能性がある。このため、温度補正部１０４は、すべての温度領域に対応した制御を実現するため、電流−デューティー変換マップ１０２の一部を書き換えることにより、温度変化による影響を低減している。このように、電流−デューティー変換マップ１０２および温度補正部１０４により、主制御部２１０から入力されたＰＳＢ電流をリニアソレノイド５０に供給する適切な電流のデューティに変換するフィードフォワード制御を行う。
【００３４】
クランプ１０６は、電圧変動が生じた場合においても、ある目標電圧以上の電圧が印加されないように制御する。通常は０ボルトから１２ボルトの間で制御を行っているが、電圧のばらつきを考慮して１６ボルトまで制御可能となっている。１６ボルト以上の電圧は、ＥＣＵ２００によるエラー処理が行われる構成となっている。
【００３５】
パルス出力部１０８は、リニアソレノイド５０に接続されている。パルス出力部１０８は、スイッチング素子を有しており、スイッチンング素子の開閉制御により、リニアソレノイド５０へ電流を供給する。パルス出力部１０８は、電流−デューティー変換マップ１０２および温度補正部１０４により行われるフィードフォワード制御により入力されたデューティーでリニアソレノイド５０へ供給する電流を変化させ、これにより、リニアソレノイド５０の駆動制御が行われる。
【００３６】
Ａ／Ｄ変換部１１０は、リニアソレノイドに係る電圧信号をＡ／Ｄ変換し、デジタル信号を出力する。デジタルフィルタ１１２は、Ａ／Ｄ変換部１１０から出力された、デジタル信号にフィルタリング処理を行う。以下、デジタルフィルタ１１２に入力されるデジタル信号を処理前デジタル信号とし、デジタルフィルタ１１２によりフィルタリング処理が行われたデジタル信号を処理後デジタル信号として説明する。
【００３７】
本実施形態においては、デジタルフィルタ１１２では、移動平均法によるフィルタリング方法が採用されている。移動平均法によるフィルタリングとは、いくつかのデータを平均し、平均する際のデータを順にずらしていくという方法である。通常は、所定時間間隔ごとにサンプリングされた処理前デジタル信号のうち、現時刻の処理前デジタル信号を１個目として現時刻から過去ｎ個目までの処理前デジタル信号の平均を出力する。この際、デジタルフィルタ１１２は、所定時間間隔ごとに、その所定時間間隔内では変動しない信号を出力する。このように処理前デジタル信号にフィルタリング処理を行うことにより、処理前デジタル信号に含まれるノイズ成分を除去することができる。なお、本実施形態においては、デジタルフィルタ１１２の分解能は４８０マイクロ秒とされている。
【００３８】
デジタルフィルタ１１２は、接続子を介してスイッチ１１４に接続される。このデジタルフィルタ１１２とスイッチ１１４の間との接続子と、電流−デューティー変換マップ１０２と温度補正部１０４との間の接続子との間には電流監視部１２０が設けられている。電流監視部１２０は、デジタルフィルタ１１２から出力された処理後デジタル信号からまず電圧を検知し、この電圧値からリニアソレノイド５０に供給される電流を演算する。電流監視部１２０の検出結果はデジタルフィルタ１１２、スイッチ１１４に入力される。
【００３９】
スイッチ１１４は、電流監視部１２０から入力されたリニアソレノイド５０に供給される電流値である監視電流値と目標電流値とを比較し、監視電流値が目標電流値よりも閾値電流値以上変動したか否かを判断するスイッチング判断部を有している。スイッチング判断部は、所定時間間隔ごとに監視電流値と目標電流値との比較および判断を行っており、本実施形態においては所定時間間隔は３ミリ秒とされており、閾値電流値は５０ミリアンペアとされている。
【００４０】
スイッチ１１４はＰＩ制御部１１６および割り込み処理部１１８に接続されており、ＰＩ制御部１１６および割り込み処理部１１８は、温度補正部１０４とクランプ１０６との間に設けられた接続子に接続される。スイッチ１１４は、監視電流値が目標電流値よりも閾値電流値以上変動しない、いわゆる通常の状態と判断された場合は、デジタルフィルタ１１２から出力された処理後デジタル信号をＰＩ制御部１１６に入力するよう、デジタルフィルタ１１２とＰＩ制御部１１６とを接続する。また、スイッチ１１４は、例えばオーバーシュートやアンダーシュートなどが生じた場合における監視電流値の急峻な変動などにより、監視電流値が目標電流値よりも閾値電流値以上変動する場合は、デジタルフィルタ１１２から出力された処理後デジタル信号を割り込み処理部１１８に入力するよう、デジタルフィルタ１１２と処理部１１８とを接続する。
【００４１】
監視電流値が目標電流値よりも閾値電流値以上変動しない場合は、ＰＩ制御部１１６は、デジタルフィルタ１１２から入力された処理後デジタル信号を、目標値に近づけるようにＰＩ制御、すなわち比例制御（Ｐ制御）および積分制御（Ｉ制御）を行う。ＰＩ制御部１１６は、ＰＩ制御の結果をデューティーの補正値として出力する。ＰＩ制御部１１６は、このＰＩ制御を３ミリ秒ごとに行っている。パルス出力部１０８は、補正されたデューティーによってリニアソレノイド５０に電流を供給する。このように、リニアバルブ制御部は、リニアソレノイド５０の電圧を検出してＰＩ制御部で目標値に近づけるよう制御するフィードバック制御によりリニアソレノイドの駆動を制御している。したがって、リニアバルブ制御部１００は、監視電流値が目標電流値よりも閾値電流値以上変動していない場合は、電流−デューティー変換マップ１０２および温度補正部１０４によるフィードフォワード制御、およびＰＩ制御部１１６などによるフィードバック制御の双方の制御により、リニアソレノイド５０の駆動を制御する。
【００４２】
監視電流値が目標電流値よりも閾値電流値以上変動する場合は、ＰＩ制御部１１６によるフィードバック制御では、リニアソレノイド５０に供給される電流を目標値に近づけることが困難となる。このため、この場合は、割り込み処理部１１８が、急峻に変動した監視電流値の変動を抑制する処理を行う。本実施形態においては、割り込み処理部による割り込み処理は、ＰＩ制御部の制御時間間隔である３ミリ秒よりも短い４８０マイクロ秒により行っている。割り込み処理部による割り込み処理は、ＰＩ制御部１１６のように検出されたリニアソレノイド５０の電圧値によるフィードバック制御は行わない。したがって、リニアバルブ制御部１００は、監視電流値が目標電流値よりも閾値電流値以上変動する場合は、電流−デューティー変換マップ１０２および温度補正部１０４によるフィードフォワード制御および割り込み処理部１１８による割り込み処理によりリニアソレノイドの駆動を制御する。
【００４３】
ここで、デジタルフィルタ１１２は、ノイズを除去する効果がある一方、デジタル信号の急峻な変動を抑制してしまう可能性がある。したがって、オーバーシュートやアンダーシュートなどにより、リニアソレノイド５０の電圧が急峻に変動した場合、デジタルフィルタ１１２においてフィルタリング処理を行うことにより、処理後デジタル信号の変動を抑制してしまう可能性がある。この結果、図６において、処理前デジタル信号Ｉｒに対して処理後デジタル信号Ｉｂに差が生じてしまうように、処理前デジタル信号と処理後デジタル信号との間に乖離が生じてしまう恐れがある。このような処理前デジタル信号と処理後デジタル信号との乖離は、リニアソレノイド５０の円滑な駆動を阻害し、液圧の脈動につながり、騒音の要因ともなり得る。
【００４４】
このため、デジタルフィルタ１１２は、電流監視部１２０から検出結果の入力を受け、監視電流値が目標電流値よりも閾値電流値以上変動する場合は、デジタルフィルタ１１２は、監視電流値が目標電流値よりも閾値電流値以上変動した時点からデジタルフィルタ１１２によるフィルタリング処理を所定時間行わず、処理前デジタル信号を出力する。これにより、処理前デジタル信号の急峻な変動を抑制することなく出力することができる。これにより、例えば割り込み処理部１１８など、デジタルフィルタ１１２から下流の制御部または処理部における制御の精度を高めることができ、リニアソレノイド５０を目標とする駆動により近い駆動に制御することが可能となる。
【００４５】
デジタルフィルタ１１２は、監視電流値が目標電流値よりも閾値電流値以上変動した時点から所定時間経過した後は、所定時間間隔ごとにサンプリングされた処理前デジタル信号のうち、現時刻の処理前デジタル信号を１個目として現時刻から過去ｎ個目までの処理前デジタル信号の平均を出力する移動平均法によるフィルタリングを再び行う。この場合、デジタルフィルタ１１２は、監視電流値が目標電流値よりも閾値電流値以上変動した時点から所定時間経過した後、所定時間間隔ごとにこのｎを変動させることにより、デジタルフィルタ１１２のカットオフ周波数を変動させる。
【００４６】
具体的には、デジタルフィルタ１１２は、処理後デジタル信号の出力時から所定時間間隔ごとにｎを増加させ、処理後デジタル信号の出力時から所定時間経過後はｎを一定にする。これにより、処理後デジタル信号が目標値から閾値以上変動した時点から短時間しか経過していない場合は、少ないｎで移動平均法による平均を行ってデジタル信号の急峻な変動の抑制の効果的な低減に重点を置いたカデジタル信号の処理を行うことが可能となる。また、処理後デジタル信号が目標値から閾値以上変動した時点から長時間経過した場合は、増加させられたｎで移動平均法による平均を行ってデジタル信号のノイズの低減に重点を置いたデジタル信号の処理を行うことが可能となる。
【００４７】
また、デジタルフィルタ１１２は、ｎ個の処理前デジタル信号が、監視対象信号が目標値から所定の値以上変動した時以後の処理前デジタル信号がとなるように、ｎを変動させる。これにより、デジタルフィルタ１１２は、監視対象信号が目標値から所定の値以上変動した時以後の処理前デジタル信号のみの平均を算出することができ、デジタル信号の急峻な変動が抑制されてしまうことを効果的に低減することが可能となる。
【００４８】
図５は、本実施形態に係るデジタルフィルタ１１２の処理を示すフローチャートである。本フローチャートにおける処理は所定時間ごとに開始され、繰り返される。本実施形態においては、本フローチャートにおける処理が繰り返し開始される所定時間は３ミリ秒とされている。
【００４９】
デジタルフィルタ１１２は、電流監視部１２０から入力された監視電流が目標電流より閾値電流Ｉｔｈ以上変動したか否かを判断する（Ｓ１１）。本実施形態においては、Ｉｔｈは５０ミリアンペアに設定されている。監視電流が目標電流より閾値電流以上変動したと判断された場合は（Ｓ１１のＹ）、デジタルフィルタ１１２は、カウンタｊをクリアし、ｊをゼロとする（Ｓ１２）。監視電流が目標電流より閾値電流以上変動していない判断された場合は（Ｓ１１のＮ）、デジタルフィルタ１１２は、カウンタｊをインクリメントする（Ｓ１３）。
【００５０】
次にデジタルフィルタ１１２は、ｊが２以下か否かを判断する（Ｓ１４）。ｊが２以下であると判断された場合には（Ｓ１４のＹ）、デジタルフィルタ１１２は、カウンタがｊのときの処理前デジタル信号から算出される実電流Ｉｒｊを出力電流Ｉａとして出力する（Ｓ１５）。すなわち、カウンタがゼロの場合、すなわち監視電流が目標電流より閾値電流Ｉｔｈ以上変動したときは、現時刻の実電流Ｉｒ０を出力電流Ｉａとして出力する。また、カウンタｊが１の場合、すなわち監視電流が目標電流より閾値電流Ｉｔｈ以上最後に変動したときから３ミリ秒経過したときは、カウンタｊが１とされた現時刻の実電流Ｉｒ１を出力電流Ｉａとして出力する。同様にカウンタが２の場合は、すなわち監視電流が目標電流より閾値電流Ｉｔｈ以上最後に変動したときから６ミリ秒経過したときは、カウンタｊが２とされた現時刻の実電流Ｉｒ２を出力電流Ｉａとして出力する。電流が急峻に変動してから短時間しか経過していない場合は、リップルの影響は小さく、フィルタリング処理を行う必要性は少ない。また、監視電流が目標電流より閾値電流Ｉｔｈ以上変動した当初は、主にフィードフォワード制御によりリニアソレノイド５０に供給する電流の制御を行うため、電流監視部１２０により精度良く電流を監視する必要性も少ない。このため、電流が急峻に変動してから短時間しか経過していない場合は、デジタルフィルタ１１２は、現時刻の実電流Ｉｒｎを出力電流Ｉａとして出力する。
【００５１】
ｊが２より大きいと判断された場合には（Ｓ１４のＮ）、デジタルフィルタ１１２は、ｊが３か否かを判断する（Ｓ１６）。ｊが３であると判断された場合、すなわち監視電流が目標電流より閾値電流Ｉｔｈ以上最後に変動したときから９ミリ秒経過したときには（Ｓ１６のＹ）、デジタルフィルタ１１２は、カウンタが３とされた現時刻の実電流Ｉｒ３および、現時刻から過去の１個の処理前デジタル信号である、カウンタが２とされた現時刻から３ミリ秒前の実電流Ｉｒ２との平均を出力電流Ｉａとして出力する（Ｓ１７）。このときの、実電流Ｉｒ３も過渡状態であり、応答性を向上させるためには、フィルタリング処理を極力行わないことが好ましい。しかし、実電流が安定傾向にあることから、リップルの低減も考慮し、デジタルフィルタ１１２は、ｎを２とした移動平均法によるフィルタリング処理を行った処理後デジタル信号を出力する。
【００５２】
ｊが３でないと判断された場合には（Ｓ１６のＮ）、デジタルフィルタ１１２は、ｊが４か否かを判断する（Ｓ１８）。ｊが４であると判断された場合、すなわち監視電流が目標電流より閾値電流Ｉｔｈ以上最後に変動したときから１２ミリ秒経過したときには（Ｓ１８のＹ）、デジタルフィルタ１１２は、カウンタが４とされた現時刻の実電流Ｉｒ４および、現時刻から過去の２個の処理前デジタル信号である、カウンタが３とされた現時刻から３ミリ秒前の実電流Ｉｒ３と、カウンタが２とされた現時刻から６ミリ秒前の実電流Ｉｒ２の平均を出力電流Ｉａとして出力する（Ｓ１９）。ｊが３の場合より実電流がさらに安定傾向にあることから、デジタルフィルタ１１２は、ｎを増加させてフィルタリング処理を行った処理後デジタル信号を出力する。
【００５３】
ｊが４でないと判断された場合、すなわち監視電流が目標電流より閾値電流Ｉｔｈ以上最後に変動したときから１５ミリ秒以上経過したときには（Ｓ１８のＮ）、デジタルフィルタ１１２は、カウンタがｊとされた現時刻の実電流Ｉｒｊおよび現時刻から過去の４個の処理前デジタル信号である、カウンタがｊ−１とされた現時刻から３ミリ秒前の実電流Ｉｒｊ−１と、カウンタがｊ−４とされた現時刻から１２ミリ秒前の実電流Ｉｒｊ−４の平均を出力電流Ｉａとして出力する（Ｓ２０）。この場合は、実電流が安定していると考えられることから、デジタルフィルタ１１２は、通常のフィルタリング処理におけるｎと同じく、ｎを５とした移動平均法によるフィルタリング処理を行った処理後デジタル信号を出力する。
【００５４】
図６は、本実施形態に係るデジタルフィルタ１１２による出力電流Ｉａを示す図である。Ｉｒは処理前デジタル信号から算出されるリニアソレノイド５０に供給される実電流を示す。Ｉａは本実施形態に係るデジタルフィルタ１１２による出力電流を示す。また、Ｉｂは通常の移動平均法によるフィルタリング処理を行うデジタルフィルタによる出力電流を示す。
【００５５】
本図に示されるように、実電流Ｉｒが急峻に変動する場合、通常の移動平均法によるフィルタリング処理を行うデジタルフィルタによる出力電流Ｉｂは、実電流Ｉｒと大きく乖離してしまう。これに対し、本実施形態に係るデジタルフィルタ１１２による出力電流Ｉａは、カウンタｊが２以下では実電流Ｉｒをそのまま出力するので、実電流Ｉｒが急峻な変動を抑制することなく出力することができる。また、カウンタｊが３以上となった場合は、移動平均法によるフィルタリング処理を行う。この場合、デジタルフィルタ１１２は、カウンタｊが３から５までは３ミリ秒ごとに移動平均法により平均するｎを増加させながらフィルタリング処理を行う。これにより、実電流Ｉｒと出力電流Ｉａとの乖離を抑制しながら、実電流Ｉｒに含まれるノイズを抑制することができる。なお、カウンタｊが５以上となった場合は、デジタルフィルタ１１２は、ｎを一定として通常のフィルタリング処理に移行する。
【００５６】
図７は、本実施形態に係るデジタルフィルタ１１２における移動平均法のｎの根拠を示す図である。本実施形態において、パルス出力部１０８は、５キロヘルツのＰＷＭ制御により、リニアソレノイド５０を制御している。このため、本図のような、２００マイクロ秒間隔のリップルがリニアソレノイド５０に供給される電流に生じる。リニアソレノイド５０の電流を精度良く測定するには、このリップルの中央値を演算することが好ましく、このため、デジタルフィルタが必要となる。
【００５７】
これに対し、デジタルフィルタ１１２の分解能は４８０マイクロ秒とされている。このため、Ｔ１でサンプリングを開始した場合、リップルの２周期を経過後、Ｔ２においてサンプリングされる。このようにサンプリングを繰り返すことにより、図７の下に示すように、１つのリップルに対して４０マイクロ秒ごとにＴ１からＴ５のサンプリング電流が得られる。
【００５８】
本実施形態においては、カウンタｊが３の場合はｎを２としており、カウンタｊが４の場合はｎを３としている。これは、これらのｎ個のサンプリング電流を平均することにより、リップルの中央値に近い値を算出することができると考えられるからである。しかし、カウンタｊが５以上の場合は、ｎを５としており、ｎを４としてサンプリング電流の平均を実施していない。これは、ｎを４として４つのサンプリング電流の平均を実施すると、本図のように０〜１００マイクロ秒においては３点のサンプリングを実施し、１００〜２００マイクロ秒においては１点のみサンプリングを実施することとなる。このため、デューティーが０％から１００％までの全範囲においてリニアソレノイド５０を駆動することを考慮する場合、電流監視部１２０による検出結果にバラツキを発生させる可能性がある。したがって、本実施形態においては、ｎを４としてサンプリング電流の平均を実施しないこととしている。
【００５９】
本発明は上述の各実施形態に限定されるものではなく、各実施形態の各要素を適宜組み合わせたものも、本発明の実施形態として有効である。また、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を各実施形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施形態も本発明の範囲に含まれうる。以下、そうした例をあげる。
【００６０】
デジタルフィルタ１１２は、所定時間間隔ごとにｎを変動させなくてもよく、例えばカウンタｊが３および４のときはｎを２とし、カウンタｊが５から７のときはｎを３とするなど、異なる時間間隔でｎを変動させてもよい。これにより、多様なフィルタリング処理が可能となる。
【００６１】
デジタルフィルタ１１２は、監視電流が目標電流より閾値電流以上変動したとき、処理前デジタル信号を出力し、その後ｎを変動させることなく、移動平均法によるフィルタリング処理を行った処理後デジタル信号を出力してもよい。これにより、制御を簡易化することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本実施形態に係る油圧システムの全体構成図である。
【図２】本実施形態に係るＥＣＵの機能ブロック図である。
【図３】本実施形態に係る増圧用リニアバルブおよび減圧用リニアバルブの構成を示す図である。
【図４】本実施形態に係るリニアバルブ制御部の構成を示すブロック線図である。
【図５】本実施形態に係るデジタルフィルタの処理を示すフローチャートである。
【図６】本実施形態に係るデジタルフィルタによる出力電流を示す図である。
【図７】本実施形態に係るデジタルフィルタにおける移動平均法のｎの根拠を示す図である。
【符号の説明】
【００６３】
４０  増圧用リニアバルブ、  ４２  減圧用リニアバルブ、  ５０  リニアソレノイド、  １００  リニアバルブ制御部、  １０２  電流−デューティー変換マップ、  １０４  温度補正部、  １０８  パルス出力部、  １１０  Ａ／Ｄ変換部、  １１２  デジタルフィルタ、  １２０  電流監視部、  ２００  ＥＣＵ、  ２１０  主制御部。
【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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