(57)【要約】【課題】  従来のリニアソレノイドの駆動装置では、リニアソレノイドの電流をモニタする電流モニタに１種類のゲイン特性が備えられているだけだったので、リニアソレノイドの仕様によっては制御範囲を超えてしまい、各仕様のリニアソレノイドに対応することが困難であった。【解決手段】  リニアソレノイド駆動装置１であって、リニアソレノイド３に流れる電流値を制御するソレノイド駆動手段１１・１２・１３と、前記ソレノイド駆動手段により駆動されるリニアソレノイド３に流れる電流値をモニタして、モニタした電流をソレノイド駆動手段にフィードバックする電流モニタ１４とを備えており、前記電流モニタ１４には、該電流モニタ１４のゲイン特性の補正手段である外付け素子６が外付けされている。【選択図】  図１
2007259593.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リニアソレノイド駆動装置であって、
ソレノイドに流れる電流値を制御するソレノイド駆動手段と、
前記ソレノイド駆動手段により駆動されるソレノイドに流れる電流値をモニタして、モニタした電流をソレノイド駆動手段にフィードバックする電流モニタ手段とを備えており、
前記電流モニタ手段には、該電流モニタ手段のゲイン特性を補正する補正手段が外付けされている、
ことを特徴とするリニアソレノイド駆動装置。
【請求項２】
前記電流モニタ手段のゲイン特性を補正する補正手段は抵抗素子であり、
該抵抗素子は、ソレノイドの定常動作時における駆動電流量に応じた特性を備えている、
ことを特徴とする請求項１に記載のリニアソレノイド駆動装置。
【請求項３】
前記抵抗素子は、リニアソレノイドの駆動電流がゼロであるときに電流モニタ手段から出力されるオフセット電圧を発生させるためのオフセット電圧発生手段を備える、
ことを特徴とする請求項２に記載のリニアソレノイド駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィードバック制御を行う際の駆動電流モニタのゲイン特性を、制御するリニアソレノイドの特性等に応じて適切に設定することができるリニアソレノイド駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＥＣＢ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｌｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌｅｄ  Ｂｒａｋｅ）システムに用いられるリニアソレノイドはＰＷＭ制御による駆動が行われており、該リニアソレノイドの駆動装置においては、例えば、マイクロコンピュータから指定された制御電流目標値に基づいてＰＷＭ信号が生成され、生成されたＰＷＭ信号を用いてリニアソレノイド駆動素子を駆動することで、該リニアソレノイドの駆動が行われている。
この場合、前記制御電流目標値と、実際にリニアソレノイドに流れる駆動電流値とを比較してフィードバック制御が行われている。
フィードバック制御を行う際のリニアソレノイドに流れる駆動電流値は電流モニタにて検出され、該電流モニタからの出力値を用いてフィードバック制御が行われる。
また、この電流モニタのゲイン特性（電流モニタ出力電圧／リニアソレノイドの駆動電流量）は、図１０に示すように、1本の固定的な直線状の特性に設定されている。
【０００３】
このように、制御電流目標値とリニアソレノイドの駆動電流値とを比較してのフィードバック制御を行う場合、ＰＷＭ信号のデューティーによって、電流モニタからの出力値の制御電流目標値に対する偏差が大きくなるため、電流モニタからの出力値を補正する誤差補正を行う必要があった。
電流モニタからの出力値を補正するように構成したリニアソレノイドの駆動装置としては、例えば特許文献１に記載されるものがある。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２２５１７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述の電流モニタ出力値の誤差補正を、ＰＷＭ信号の生成等に用いられるマイクロコンピュータでの演算処理によりソフトウエア的に行った場合、誤差が大きくなったときにはマイクロコンピュータでの演算処理が複雑となって多くの時間を要し、電流応答性や電流精度に影響を及ぼすこととなり、ＥＣＢシステムにおけるブレーキの応答性やブレーキフィーリングの悪化を招く原因となっていた。
また、前記リニアソレノイドは、適用されるＥＣＢシステムによって仕様が異なるが、電流モニタには、１種類のゲイン特性が備えられているだけであるので、リニアソレノイドの仕様によっては制御範囲を超えてしまい、各仕様のリニアソレノイドに対応することが困難であった。つまり、リニアソレノイドの仕様によって、目標とする電流領域が異なるため、同じリニアソレノイド駆動装置を、複数種類の仕様のリニアソレノイドに対して適用することが困難であった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するリニアソレノイド駆動装置は、以下の特徴を有する。
即ち、請求項１記載のごとく、リニアソレノイド駆動装置であって、ソレノイドに流れる電流値を制御するソレノイド駆動手段と、前記ソレノイド駆動手段により駆動されるソレノイドに流れる電流値をモニタして、モニタした電流をソレノイド駆動手段にフィードバックする電流モニタ手段とを備えており、前記電流モニタ手段には、該電流モニタ手段のゲイン特性を補正する補正手段が外付けされている。
これにより、電流モニタ手段のゲイン特性をリニアソレノイドに適した特性に設定することができ、リニアソレノイド駆動装置を様々な仕様のリニアソレノイド駆動用に用いた場合でも、該電流モニタ手段の出力誤差を小さく抑えることができて、電流モニタ手段の出力値の高精度化、および応答速度の向上を容易に図ることができ、リニアソレノイド駆動装置における電流モニタ手段出力の誤差補正処理の負担を軽くすることができる。
【０００７】
また、請求項２記載のごとく、前記電流モニタ手段のゲイン特性を補正する補正手段は抵抗素子であり、該抵抗素子は、ソレノイドの定常動作時における駆動電流量に応じた特性を備えている。
これにより、電流モニタ手段からの出力は、リニアソレノイドに流れる電流と制御電流目標値との偏差が該電流モニタ手段のゲイン特性により補正された状態で出力されるため、リニアソレノイド駆動装置に誤差補正部を設けて、前記偏差を誤差補正する必要がなくなる。従って、マイクロコンピュータによる演算処理負担を軽減することができ、電流応答性や電流精度を向上することができる。
また、電流モニタ手段のゲイン特性は、前記補正手段により個々に設定することができるので、様々な仕様のリニアソレノイドに対応することができる。
さらに、リニアソレノイド駆動装置をＥＣＢシステムのリニアソレノイド駆動用に用いた場合には、該ＥＣＢシステムにおけるブレーキの油圧応答性を向上して、制動距離抑制およびブレーキ時のフィーリング向上を図ることができる。
【０００８】
また、請求項３記載のごとく、前記抵抗素子は、リニアソレノイドの駆動電流がゼロであるときに電流モニタ手段から出力されるオフセット電圧を発生させるためのオフセット電圧発生手段を備える。
このように、前記抵抗素子に、電流モニタ手段のゲイン特性と設定するための機能と、オフセット電圧を発生させるための機能とを備えさせることにより、ゲイン特性設定用の素子とオフセット電圧発生用の素子とを個別に設けた場合に比べて、リニアソレノイド駆動装置の部品点数を削減して、コスト低減を図ることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、電流モニタ手段の出力誤差を小さく抑えることができて、電流モニタ手段の出力値の高精度化、および応答速度の向上を容易に図ることができ、リニアソレノイド駆動装置における電流モニタ手段出力の誤差補正処理の負担を軽くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
次に、本発明を実施するための形態を、添付の図面を用いて説明する。
【００１１】
図１に示すリニアソレノイド駆動装置１は、例えばＥＣＢ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｌｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌｅｄ  Ｂｒａｋｅ）システムにおけるリニアソレノイド３を駆動するために用いられ、例えば１チップの駆動ＩＣにて構成することが可能となっている。
前記ＥＣＢシステムにおいては、リニアソレノイド駆動装置１がマイクロコンピュータ２から入力される制御電流目標値に基づいてリニアソレノイド３を駆動し、該リニアソレノイド３によりＥＣＢ油圧制御バルブ４を制御して、ブレーキ装置５を作動させるように構成している。
【００１２】
前記リニアソレノイド駆動装置１は、マイクロコンピュータ２から入力された制御電流目標値に基づいてＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ信号生成部１１と、ＰＷＭ信号生成部１１からのＰＷＭ信号によりリニアソレノイド３の駆動信号を出力するソレノイド駆動回路１２と、該ソレノイド駆動回路１２からの駆動信号にて動作され、前記リニアソレノイド３を駆動するソレノイド駆動トランジスタ１３とを備えている。
【００１３】
また、リニアソレノイド駆動装置１は、リニアソレノイド３に流れるソレノイド駆動電流を検出し、検出した電流に応じた出力をフィードバックする電流モニタ１４と、該電流モニタ１４の出力値の制御電流目標値に対する誤差を補正する誤差補正部１５とを備えている。
【００１４】
前記電流モニタ１４は、検出した電流を電圧に変換して出力するものであり、例えば図１０に示すような1本の直線的なゲイン特性（電流モニタ出力電圧／リニアソレノイドの駆動電流量）を有している。
また、前記ＰＷＭ信号生成部１１、ソレノイド駆動回路１２、およびソレノイド駆動トランジスタ１３は、マイクロコンピュータ２からの制御電流目標値および電流モニタ１４からの出力に基づいて、リニアソレノイド３に流れる電流値を制御するソレノイド駆動手段を構成している。
【００１５】
また、前記電流モニタ１４には外付け素子６が接続されており、該外付け素子６により電流モニタ１４のゲイン特性を決定するように構成している。
図２に示すように、前記外付け素子６は、例えばリニアソレノイド駆動装置１が構成される駆動ＩＣチップの外部に別途設けられる（つまり、外付けの）抵抗素子にて構成されており、該抵抗素子にソレノイド駆動電流に比例した電流を流すことにより、該ソレノイド駆動電流をモニタするようにしている。
【００１６】
前記外付け素子６は付け替え可能に構成されており、抵抗値が異なる外付け素子６に付け替えることで、前記電流モニタ１４のゲイン特性を変更することができる。
例えば、図３に示すように、抵抗値がＲ１の抵抗素子を外付け素子６として用いた場合のゲイン特性と、抵抗値がＲ２（Ｒ１＞Ｒ２）の抵抗素子を外付け素子６として用いた場合のゲイン特性とを異ならせることができ、抵抗値Ｒ１の抵抗素子を用いた場合の直線の傾きが抵抗値Ｒ２の抵抗素子を用いた場合の直線の傾きよりも大きくなっている。
【００１７】
このように、抵抗値が異なる外付け素子６を電流モニタ１４に接続することで、該電流モニタ１４のゲイン特性を変更することができるので、リニアソレノイド３の仕様が異なる場合でも、各ＥＣＢシステムのリニアソレノイド３の仕様に応じた抵抗値の外付け素子６を選択して電流モニタ１４に接続することで、電流モニタ１４のゲイン特性をＥＣＢシステムに適した特性に設定することができる。
【００１８】
例えば、駆動電流が小さなリニアソレノイド３が用いられるＥＣＢシステムの場合は、前述の図３に示した大きな抵抗値Ｒ１の抵抗素子を外付け素子６として用い、駆動電流が大きなリニアソレノイド３が用いられるＥＣＢシステムの場合は、前述の図３に示した小さな抵抗値Ｒ２の抵抗素子を外付け素子６として用いることで、電流モニタ１４のゲイン特性をＥＣＢシステムに適した特性に設定することが可能となる。
【００１９】
なお、リニアソレノイド駆動装置１に実装する外付け素子６として、各ＥＣＢシステムのリニアソレノイド３に適した抵抗値の抵抗素子を実装することで、電流モニタ１４のゲイン特性をＥＣＢシステムに適した特性に設定することができる。
また、抵抗値が異なる複数の抵抗素子を外付け素子６として予め実装しておき、リニアソレノイド駆動装置１が組み込まれるＥＣＢシステムのリニアソレノイド３の仕様に応じて、複数の抵抗素子のうちの何れかの抵抗素子を電流モニタ１４に接続するように構成することで、電流モニタ１４のゲイン特性をＥＣＢシステムに適した特性に設定することもできる。
【００２０】
このように、様々な仕様のリニアソレノイド３に対応した特性の外付け素子６を設けることで、電流モニタ１４のゲイン特性をＥＣＢシステムに適した特性に設定することができ、リニアソレノイド駆動装置１を様々な仕様のリニアソレノイド３を備えるＥＣＢシステムに組み込んだ場合でも、該電流モニタ１４の出力誤差を小さく抑えることができて、電流モニタ１４の出力値の高精度化、および応答速度の向上を容易に図ることができ、前記誤差補正部１５での誤差補正処理の負担を軽くすることができる。
【００２１】
なお、外付け素子６として温度特性が良い素子を用いることで、電流モニタ１４の出力値の高精度化を効率的に図ることが可能である。
また、本例では、電流モニタ１４出力の誤差補正を行う誤差補正部１５は駆動ＩＣチップ内に構成されているが、該電流モニタ１４出力の誤差補正をマイクロコンピュータ２にて行うように構成した場合でも、外付け素子６を設けて電流モニタ１４のゲイン特性をＥＣＢシステムに適した特性に設定することで、該マイクロコンピュータ２の演算処理負担を軽減することができる。
【００２２】
また、前記電流モニタ１４においては、該電流モニタ１４が備えるオペアンプのオフセット電圧がマイナスになった場合のこと等を考慮して、リニアソレノイド３の駆動電流がゼロのときに、ある値の電圧Ｖｏ（図４参照）を出力するように構成することができる（この駆動電流がゼロのときの電流モニタ１４の出力を、以降「オフセット電圧」と記載する）。
【００２３】
つまり、図５に示すように、本例におけるリニアソレノイド駆動装置１は、オフセット電流生成回路１６を備えており、該オフセット電流生成回路１６にて生成した電流を前記外付け素子６に流すことにより、電流モニタ１４にオフセット電圧Ｖｏを形成するようにしている。
【００２４】
このように、前記外付け素子６は、前述のように電流モニタ１４のゲイン特性を設定するための機能と、オフセット電圧Ｖｏを発生させるための機能とを備えており、ゲイン特性設定用の素子とオフセット電圧Ｖｏ形成用の素子とを個別に設けた場合に比べて、リニアソレノイド駆動装置１の部品点数を削減して、コスト低減を図っている。
【００２５】
また、電流モニタ１４のゲイン特性を設定するための機能を有した前記外付け素子６は、電流モニタ１４のゲイン特性が曲線状の特性となるような素子に構成することもできる。
【００２６】
つまり、リニアソレノイド駆動装置１に接続される負荷はリニアソレノイド３であるため、ＰＷＭ信号のデューティーとリニアソレノイド３に流れる電流の大きさとはリニアに変化しない。
従って、図４に示すように電流モニタ１４のゲイン特性を直線的に設定した場合、該リニアソレノイド駆動装置１においては、ＰＷＭ信号のデューティーに応じて、電流モニタからの出力値と制御電流目標値とに偏差が生じるため、該リニアソレノイド駆動装置１に誤差補正部１５を設けて、電流モニタ１４からの出力値の誤差を補正する必要がある。
【００２７】
これに対し、本例のリニアソレノイド駆動装置１では、図６に示すように、外付け素子６として、ゲインカーブ設定用外付け素子６ａを設けて、電流モニタ１４のゲイン特性が、図７に示すように曲線状となるようにしている。
ゲインカーブ設定用外付け素子６ａにより設定される電流モニタ１４のゲイン特性は、ＰＷＭ信号のデューティーに応じて生じる、リニアソレノイド３に実際に流れる電流と制御電流目標値との偏差を反映させた特性カーブとしている。
【００２８】
ゲインカーブ設定用外付け素子６ａは、例えば温度特性が異なる複数の抵抗素子（温度上昇に伴って抵抗値が低下する抵抗素子や、温度下降に伴って抵抗値が高くなっていく抵抗素子等）を組み合わせて構成されている。
そして、組み合わせる抵抗素子の特性によって、図７における、上に凸のカーブを描く曲線Ｒ３や下に凸のカーブを描く曲線Ｒ４のようなゲイン特性を得ている。
例えば、図７に示した前記曲線Ｒ３は、ＥＣＢシステムが、高デューティー時にリニアソレノイド３の駆動電流を小さく見る系であるときに設定される特性カーブとなり、前記曲線Ｒ４は、ＥＣＢシステムが、高デューティー時にリニアソレノイド３の駆動電流を大きく見る系であるときに設定される特性カーブとなっている。
【００２９】
このように、電流モニタ１４のゲイン特性を、リニアソレノイド３に実際に流れる電流と制御電流目標値との偏差を反映させた特性カーブに設定しているので（つまり、ゲインカーブ設定用外付け素子６ａはリニアソレノイド３の定常動作時における駆動電流量に応じた特性に設定されているので）、電流モニタ１４からの出力は、前記偏差が電流モニタ１４の特性カーブにより補正された状態で出力されるため、リニアソレノイド駆動装置１に誤差補正部を設けて、前記偏差を誤差補正する必要がなくなる。
また、電流モニタ１４の特性カーブは、ゲインカーブ設定用外付け素子６ａにより個々に設定することが可能であるので、様々な仕様のリニアソレノイド３に対応することができる。
【００３０】
また、複数のリニアソレノイド駆動装置１を１チップの駆動ＩＣ内に構成した場合、１チップ内に収納される各リニアソレノイド駆動装置１に対して、異なった特性カーブを設定することができ、仕様が異なるリニアソレノイド３を１チップの駆動ＩＣにて駆動することが可能となる。
さらに、従来のリニアソレノイド駆動装置１では、リニアソレノイド３の駆動電流を示す電流モニタ１４の出力値に対応したＰＷＭ信号の設定デューティーのＭＡＰにより制御を行っているが、リニアソレノイド３の仕様毎にＭＡＰが異なるとともに、演算処理に時間がかかっていた。
【００３１】
しかし、本例のように、電流モニタ１４に、リニアソレノイド３の仕様に応じて接続可能なゲインカーブ設定用外付け素子６ａを設けて、電流モニタ１４にて補正処理に相当する処理を行うことで、マイクロコンピュータにおける演算処理により補正を行うソフト処理を削減することができ、駆動電流の応答性の向上を図ることができる。
これにより、ＥＣＢシステムにおけるブレーキの油圧応答性を向上して、制動距離抑制およびブレーキ時のフィーリング向上を図ることができる。
【００３２】
また、リニアソレノイド駆動装置１は１チップの駆動ＩＣにて構成されており、誤差補正をこの駆動ＩＣ内で行うようにしているので、マイクロコンピュータは制御電流目標値を出力するだけでよく、誤差補正の演算処理を行う必要がなくなるため、該マイクロコンピュータの負荷を軽減することができ、リニアソレノイド駆動装置１の応答速度向上およびコスト低減を図ることができる。
【００３３】
また、リニアソレノイド駆動装置１は、次のように構成することもできる。
つまり、図８に示すように、１チップの駆動ＩＣに構成されるリニアソレノイド駆動装置１における、電流モニタ１４の近傍に、該リニアソレノイド駆動装置１の温度を検出する温度モニタ１７を配置する。該温度モニタ１７は、例えばダイオードにて構成される。
そして、前記電流モニタ１４は、そのゲイン特性が温度により変化するが、温度モニタ１７にて検出した電流モニタ１４の温度検出値に基づいて、前記電流モニタ１４の温度特性を誤差補正部１５にて補正するようにしている。
これにより、リニアソレノイド駆動装置１の温度によるリニアソレノイド駆動のばらつきを減少させ、高精度な駆動制御を実現することが可能となっている。
【００３４】
また、リニアソレノイド駆動装置１を車両のＥＣＢシステムに適用した場合、該車両の４輪それぞれにリニアソレノイド３が配置され、該各リニアソレノイド３が独立して制御されるため、各リニアソレノイド３に対して個別のリニアソレノイド駆動装置１が配される。
この各リニアソレノイド３に対応する４個のリニアソレノイド駆動装置１は、図９に示すように、１チップの駆動ＩＣにて構成することができ、各リニアソレノイド駆動装置１の電流モニタ１４の近傍には、それぞれ温度モニタ１７が設けられている。
【００３５】
前記電流モニタ１４の温度ばらつきは、ＥＣＢシステムの油圧応答性に大きく影響するが、各電流モニタ１４の近傍に設けられた温度モニタ１７により検出された該電流モニタ１４の温度に基づいて、各リニアソレノイド駆動装置１の電流モニタ１４の出力値を個別に補正することで、各リニアソレノイド３を高精度に制御することができる。
特に、電流モニタ１４の出力値の補正を、１チップに構成されたリニアソレノイド駆動装置１内において直接行うことで、電流制御を行うマイクロコンピュータ２の演算処理を増加させることなく行うことが可能となる。
【００３６】
また、駆動電流量によって、リニアソレノイド３自身の温度変化をも考慮する必要がある場合には、マイクロコンピュータ２からの制御電流目標値に基づいてリニアソレノイド３の温度を予測し、予測した温度を温度モニタ１４出力の誤差補正を行う際のパラメータとすることで、リニアソレノイド３の制御を高精度化させることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】リニアソレノイド駆動装置を示すブロック図である。
【図２】図１に示したリニアソレノイド駆動装置の外付け素子の具体例を示すブロック図である。
【図３】外付け素子を設けたリニアソレノイド駆動装置における電流モニタのゲイン特性を示す図である。
【図４】電流モニタ出力のオフセット電圧を示す図である。
【図５】オフセット電流生成回路を備えたリニアソレノイド駆動装置を示すブロック図である。
【図６】外付け素子を、電流モニタのゲイン特性が曲線状になるような特性のゲインカーブ設定用外付け素子に構成した、リニアソレノイド駆動装置を示すブロック図である。
【図７】リニアソレノイドに流れる電流と制御電流目標値との偏差が反映された、曲線状に設定された電流モニタのゲイン特性を示す図である。
【図８】電流モニタの近傍に温度モニタを設けたリニアソレノイド駆動装置を示すブロック図である。
【図９】複数のリニアソレノイド駆動装置を一つの駆動ＩＣチップに構成した例を示す概念図である。
【図１０】従来のリニアソレノイド駆動装置における電流モニタのゲイン特性を示す図である。
【符号の説明】
【００３８】
１    リニアソレノイド駆動装置
２    マイクロコンピュータ
３    リニアソレノイド
６    外付け素子
１１    ＰＷＭ信号生成部
１２    ソレノイド駆動回路
１３    ソレノイド駆動トランジスタ
１４    電流モニタ
１５    誤差補正部
１６    オフセット電流生成回路
【図１】
2007259593.tif 000003
【図２】
2007259593.tif 000004
【図３】
2007259593.tif 000005
【図４】
2007259593.tif 000006
【図５】
2007259593.tif 000007
【図６】
2007259593.tif 000008
【図７】
2007259593.tif 000009
【図８】
2007259593.tif 000010
【図９】
2007259593.tif 000011
【図１０】
2007259593.tif 000012