(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プランジャを有するソレノイドの駆動制御を行って、前記プランジャを移動させるソレノイド駆動制御装置において、
前記プランジャの位置を示す位置情報が前記ソレノイドの駆動中に入力され、当該位置情報に基づいてソレノイドコイルの時定数τを推定する時定数推定手段と、
前記時定数τおよび予め定めた前記ソレノイドの内部抵抗に対応する前記ソレノイドコイルの伝達関数の逆関数に基づいて前記ソレノイドコイルに流すべき目標電流値を変換し、前記ソレノイドコイルに印加すべき電圧を算出する印加電圧算出手段と、
前記印加電圧算出手段により算出された電圧を前記ソレノイドコイルに印加する電圧印加手段と
を備えたことを特徴とするソレノイド駆動制御装置。
【請求項２】
請求項１記載のソレノイド駆動制御装置において、
前記時定数推定手段は、前記位置情報に加えて前記ソレノイドコイルの温度を示す温度情報に基づいて前記時定数を推定する
ことを特徴とするソレノイド駆動制御装置。
【請求項３】
請求項１記載のソレノイド駆動制御装置において、
前記時定数推定手段は、前記位置情報に加えて前記ソレノイドコイルを流れる電流に基づいて前記時定数を推定する
ことを特徴とするソレノイド駆動制御装置。
【請求項４】
請求項１記載のソレノイド駆動制御装置において、
前記ソレノイドコイルの温度に基づいて当該ソレノイドコイルの内部抵抗値を推定し、推定内部抵抗値として出力する内部抵抗推定手段を備え、
前記印加電圧算出手段は、前記ソレノイドコイルに印加すべき電圧を算出するに際し、前記ソレノイドコイルの内部抵抗値として前記推定内部抵抗値を用いる、
ことを特徴とするソレノイド駆動制御装置。
【請求項５】
プランジャを有するソレノイドの駆動制御を行って、前記プランジャを移動させるソレノイド駆動制御方法において、
前記プランジャの位置を示す位置情報が前記ソレノイドの駆動中に入力され、当該位置情報に基づいてソレノイドコイルの時定数τを推定する時定数推定過程と、
前記時定数τおよび予め定めた前記ソレノイドの内部抵抗に対応する前記ソレノイドコイルの伝達関数の逆関数並びに前記ソレノイドコイルに流すべき目標電流値に基づいて前記ソレノイドコイルに印加すべき電圧を算出する印加電圧算出過程と、
前記印加電圧算出過程において算出された電圧を前記ソレノイドコイルに印加する電圧印加過程と
を備えたことを特徴とするソレノイド駆動制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ソレノイド駆動制御装置およびソレノイド駆動制御方法に係り、特に自動ピアノの鍵あるいはペダルを駆動するために用いられるソレノイドの駆動制御を行うためのソレノイド駆動制御装置およびソレノイド駆動制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ピアノの演奏においては、演奏者が鍵を押下すると、これに連動してダンパが弦から離れるとともにハンマが回転し、打弦が行われる。
このため、自動演奏を行う自動ピアノにおいては、上記一連の動作に基づいて演奏情報を生成して記録し、再生時には読み出された演奏情報に基づいて鍵あるいはペダルの動作を制御することが行われる。
この場合の鍵あるいはペダルの制御においては、演奏情報に基づいて、一方においてアクチュエータであるソレノイドを励磁して鍵を駆動し、これに応じてハンマが回転して打弦を行なっている。
なお、以下の説明においては、説明の簡略化のため、鍵の駆動を中心として説明する。
【０００３】
ところで、電子楽器の分野においては、演奏情報をデジタル信号として伝達するためのインターフェースとしてＭＩＤＩ（Musial Instrument Digital Interface）が知られている。ＭＩＤＩメッセージは、８ビットを１バイト単位とする シリアルデータで表され、メッセージの種類を指示するステータスとデータから構成される。このステータスには、鍵盤を押すことを示すノートオンと鍵盤を離すことを示すノートオフがある。
【０００４】
上述した自動ピアノの演奏情報は、このＭＩＤＩ規格に準拠するものが多い。この場合、ピアノのある動作はイベントと称される１つのＭＩＤＩメッセージで表され、複数のイベントによって演奏情報が構成される。そして、押鍵→打弦→離鍵→消音という一連の動作は、ハンマーが弦を打つことを指示する打弦イベント（ノートオンに対応）と、ダンパが弦に接することを指示する離鍵イベント（ノートオフに対応）とによって表されることが多かった。
【０００５】
［１］  第１従来例
上記自動ピアノの鍵の駆動制御方式としては、オープンループ制御方式が知られている。
このオープンループ制御方式によれば、ノートオン入力時には、ソレノイドに打弦速度に対応する駆動電流を流して、アクションメカニズムを介してハンマーを駆動して打弦を行い、ノートオフ入力時には、ソレノイドに離鍵速度に対応する駆動電流を流して、アクションメカニズムを介してハンマーを駆動して離鍵を行うように構成されていた。
【０００６】
［２］  第２従来例
また、上記自動ピアノの他の駆動制御方式としては、駆動電流量のフィードバック制御を行う電流フィードバック回路を設けたものが提案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記第１従来例のオープン制御方式においては、ソレノイドコイルの有するインダクタンス成分により電圧の立ち上がりに対して駆動電流の立ち上がり（推力）が遅延してしまうという不具合があった。
また、第２従来例においては、駆動電流量のフィードバック制御を行うための電流フィードバックを設ける必要があるため、回路構成が複雑となるとともに、コストが上昇してしまうという問題点があった。
そこで、本発明の目的は、ソレノイドコイルの有するインダクタンス成分による影響を低減し、回路構成を複雑化することなく、コストを低減することが可能なソレノイド駆動制御装置及びソレノイド駆動制御方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１記載の構成は、プランジャを有するソレノイドの駆動制御を行って、前記プランジャを移動させるソレノイド駆動制御装置において、前記プランジャの位置を示す位置情報が前記ソレノイドの駆動中に入力され、当該位置情報に基づいてソレノイドコイルの時定数τを推定する時定数推定手段と、前記時定数τおよび予め定めた前記ソレノイドの内部抵抗に対応する前記ソレノイドコイルの伝達関数の逆関数に基づいて前記ソレノイドコイルに流すべき目標電流値を変換し、前記ソレノイドコイルに印加すべき電圧を算出する印加電圧算出手段と、前記印加電圧算出手段により算出された電圧を前記ソレノイドコイルに印加する電圧印加手段とを備えたことを特徴としている。
【００１１】
請求項２記載の構成は、請求項１記載の構成において、前記時定数推定手段は、前記位置情報に加えて前記ソレノイドコイルの温度を示す温度情報に基づいて前記時定数を推定することを特徴としている。
【００１２】
請求項３記載の構成は、請求項１記載の構成において、前記時定数推定手段は、前記位置情報に加えて前記ソレノイドコイルを流れる電流に基づいて前記時定数を推定することを特徴としている。
【００１３】
請求項４記載の構成は、請求項１記載の構成において、前記ソレノイドコイルの温度に基づいて当該ソレノイドコイルの内部抵抗値を推定し、推定内部抵抗値を出力する内部抵抗推定手段を備え、前記印加電圧算出手段は、前記ソレノイドコイルに印加すべき電圧を算出するに際し、前記ソレノイドコイルの内部抵抗値として前記推定内部抵抗値を用いる、ことを特徴としている。
【００１５】
請求項５記載の構成は、プランジャを有するソレノイドの駆動制御を行って、前記プランジャを移動させるソレノイド駆動制御方法において、前記プランジャの位置を示す位置情報が前記ソレノイドの駆動中に入力され、当該位置情報に基づいてソレノイドコイルの時定数τを推定する時定数推定過程と、前記時定数τおよび予め定めた前記ソレノイドの内部抵抗に対応する前記ソレノイドコイルの伝達関数の逆関数並びに前記ソレノイドコイルに流すべき目標電流値に基づいて前記ソレノイドコイルに印加すべき電圧を算出する印加電圧算出過程と、前記印加電圧算出過程において算出された電圧を前記ソレノイドコイルに印加する電圧印加過程とを備えたことを特徴としている。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に図面を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。
［１］  原理説明
まず、具体的な実施形態の説明に先立ち、実施形態の原理説明を行う。
図１にソレノイドを構成するソレノイドコイルの等価回路を示す。
図１に示すように、ソレノイドを構成するソレノイドコイルの等価回路は、内部抵抗ＲLとインダクタンス成分Ｌとを直列に接続した回路で表される。
ここで、ソレノイドコイルの両端に印加される電圧をｖとし、ソレノイドコイルに流れる電流をｉとし、当該ソレノイドコイル固有の係数をＳとすると、（１）式が成立する。
ｖ＝（Ｓ・Ｌ＋ＲL）・ｉ                            ……（１）
これを変形すると（２）式が得られる。
0004296664.tif 000002
【００１７】
また、ソレノイドコイルの時定数τは、（３）式により表される。
τ＝Ｌ／ＲL                                        ……（３）
ところで、ソレノイドの伝達特性をうち消し、当該ソレノイドの入出力関係をリニアにするためには、上記（２）式で表されるソレノイドについての伝達関数の逆関数を求め、掛け合わせるようにすればよい。
より具体的には、例えば、ソレノイドの伝達関数が、図２に実線で示すようなものである場合には、補償回路（補償手段）の伝達関数を図２に一点鎖線で示すようなものとする。
【００１８】
ここで、補償回路の伝達関数Ｈ(S)は（４）式で表される。
Ｈ(S)＝（Ｋ／ω0）・（Ｓ＋ω0）                    ……（４）
従って、補償回路の伝達関数Ｈ(S)は
logω＝ω0
を境として６［ｄＢ／ｏｃｔ］で上昇する特性を有し、さらに、（５）式および（６）式を満たせば良い。
Ｋ＝ＲL                                            ……（５）
ω0＝ＲL／Ｌ                                       ……（６）
そこで、（４）式に対して双一次変換を施し、サンプリング間隔をＴとした場合に、係数Ｓとして、
Ｓ＝（２／Ｔ）・｛（１−Ｚ-1）／（１＋Ｚ-1）｝
を代入する。
すなわち、
【数１】
0004296664.tif 000003
となる。
さらに（７）式に（３）式（５）式および（６）式を代入すると、得られる補償回路の伝達関数Ｈ(S)、すなわち、ソレノイドの逆伝達関数は、（８）式の通りとなる。
【数２】
0004296664.tif 000004
【００１９】
従って、（８）式の伝達関数を有する補償回路を構成して、ソレノイドに実際に印加すべき電圧を求めれば、ソレノイドの入出力関係をリニアにすることが可能となるのである。
【００２０】
［２］  第１実施形態
次に図面を参照して本発明の好適な第１実施形態について説明する。
［２．１］  第１実施形態の全体構成
まず、第１実施形態の構成について説明する。
図３に第１実施形態としてソレノイドを自動ピアノの再生駆動系に用いた場合の概要構成図を示す。
自動ピアノは、鍵１の運動をハンマ２に伝達するアクションメカニズム３と、ハンマ２によって打弦される弦４と、鍵１を駆動するソレノイド５と、弦４の振動を止めるためのダンパ６と、を備えて構成されている。
さらに自動ピアノは、記録メディアあるいはリアルタイム通信装置から供給される演奏データに基づいて、鍵の軌道データを生成するとともに軌道データを用いて鍵の原位置指示値（ｔ，Ｐr ）を生成する再生前処理部１０と、供給された原位置指示値（ｔ，Ｐr）に基づいて、各時刻における鍵１の位置に対応した位置指示値Ｐrを生成し出力するモーションコントローラ１１と、位置指示値Ｐrに応じた励磁電流をソレノイド５に供給するとともに、ソレノイド５から供給されるフィードバック信号としての出力位置Ｐｙと位置指示値Ｐrを比較し、両者が一致するようにサーボ制御を行うサーボコントローラ１２と、を備えて構成されている。
【００２１】
［２．２］ サーボ制御系の構成
図４に実施形態のサーボ制御系のブロック図を示す。実施形態のサーボ制御系は、モーションコントローラ１１から入力される位置指示値Ｐr及び実際の鍵１の位置である出力位置Ｐｙの差である位置偏差Ｐｅを生成し、位置偏差Ｐｅ及びサーボゲインＧ1に対応してアクチュエータであるソレノイド５に対する出力電圧VRを生成するサーボコントローラ１２と、出力電圧VR及びアクチュエータゲインＧ2に対応してアクションメカニズム３を駆動するための出力ｆｙを生成するソレノイド５と、出力ｆｙ及びアクションメカニズムゲインＧ3に対応する出力位置Ｐｙで鍵１を駆動するアクションメカニズム３と、を備えて構成されている。サーボコントローラ１２は、位置指示値Ｐr及び実際の鍵１の位置である出力位置Ｐｙの差である位置偏差Ｐｅを生成する差動ユニット１２Ａと、位置偏差Ｐｅより電流指示値ＩRを生成するサーボアンプ１２Ｂと、電流指示値ＩRに基づいて出力電圧VRを生成するサーボアンプユニット１２Ｃと、を備えて構成されている。
【００２２】
［２．３］ サーボアンプユニットの構成
図５にサーボアンプユニット１２Ｃをディジタル信号処理回路であるディジタルフィルタ回路（High Boost Filter回路）で実現した場合の回路ブロック図を示す。この回路は、（８）式を回路表現したものである。サーボアンプユニット１２Ｃは、電流指示値ＩRに後述の係数乗算器２３の出力を加算して出力する加算器２１と、加算器２１の出力をサンプリング間隔Ｔに相当する時間だけ遅延して出力する遅延器２２と、遅延器２２の出力に係数＝−１を乗じて加算器２１に出力する係数乗算器２３と、加算器２１の出力に係数＝｛１＋（２τ／Ｔ）｝を乗じて出力する係数乗算器２４と、遅延器２２の出力に係数＝｛１−（２τ／Ｔ）｝を乗じて出力する係数乗算器２５と、係数乗算器２４および係数乗算器２５の出力を加算して出力する加算器２６と、加算器２６の出力に内部抵抗ＲLの値を乗じて出力電圧VRとして出力する係数乗算器２７と、を備えて構成されている。
【００２３】
［２．４］ 第１実施形態の自動ピアノの再生駆動系の動作
再生前処理部１０は、記録メディアあるいはリアルタイム通信装置から供給される演奏データに基づいて、鍵の軌道データを生成するとともに軌道データを用いて鍵の原位置指示値（ｔ，Ｐr）を生成し、モーションコントローラ１１に供給する。モーションコントローラ１１は、供給された原位置指示値（ｔ，Ｐr）に基づいて、各時刻における鍵１の位置に対応した位置指示値Ｐrを生成しサーボコントローラ１２に出力する。サーボコントローラ１２の差動ユニット１２Ａは、位置指示値Ｐr及び実際の鍵１の位置である出力位置Ｐｙの差である位置偏差Ｐｅを生成し、サーボアンプ１２Ｂに出力する。これによりサーボアンプ１２Ｂは、位置偏差Ｐｅに対応する電流指示値IRを設定し、サーボアンプユニット１２Ｃに出力する。サーボアンプユニット１２Ｃの加算器２１は、この電流指示値IRに係数乗算器２３の出力を加算して遅延器２２および係数乗算器２４に出力する。
【００２４】
これにより遅延器２２は、加算器２１の出力をサンプリング間隔Ｔに相当する時間だけ遅延して係数乗算器２３および係数乗算器２５に出力する。係数乗算器２３は、遅延器２２の出力に係数＝−１を乗じて加算器２１に出力し、係数乗算器２５は、遅延器２２の出力に係数＝｛１−（２τ／Ｔ）｝を乗じて加算器２６に出力する。一方、係数乗算器２４は、加算器２１の出力に係数＝｛１＋（２τ／Ｔ）｝を乗じて加算器２６に出力する。加算器２６は、係数乗算器２４および係数乗算器２５の出力を加算して係数乗算器２７に出力する。これらの結果、係数乗算器２７は、加算器２６の出力に内部抵抗ＲLの値を乗じて出力電圧VRとして出力することとなる。従って、サーボコントローラ１２、より詳細には、サーボアンプユニット１２Ｃは、（８）式の伝達関数を有する補償回路を構成することとなり、出力電圧VRにより、ソレノイド５の入出力関係をリニアにすることが可能となる。
【００２５】
［２．５］  第１実施形態の効果
以上の説明のように本第１実施形態によれば、ソレノイドの逆特性、すなわち、ソレノイドの伝達関数の逆関数をディジタル回路により実現し、ソレノイドのインダクタンス成分Ｌをうち消すような構成としているので、実際にソレノイドコイルに流れる電流の立ち上がりを速くすることができ、応答性が高く制御性の高いシステムを容易に構築することができる。
また、電流フィードバック回路を設ける必要もなくなり、回路構成を簡略化することができる。
【００２６】
［３］  第２実施形態
以上の第１実施形態においては、時定数τおよび内部抵抗ＲLは一定であるものとして、説明した。
しかしながら、時定数τは、一般的には、プランジャの位置、ソレノイドコイルを流れる電流およびソレノイドコイルの温度に依存する。すなわち、時定数τは、プランジャの位置、ソレノイドコイルを流れる電流およびソレノイドコイルの温度の関数として表すことができる。
また、内部抵抗（値）ＲLはソレノイドコイルの温度に依存する。すなわち、内部抵抗ＲLは、ソレノイドコイルの温度の関数として表すことができる。
そこで、本第２実施形態においては、時定数τをプランジャの位置、ソレノイドコイルを流れる電流およびソレノイドコイルの温度により推定し、内部抵抗（値）ＲLをソレノイドコイルの温度により推定することにより、より精度の高い制御を実現するものである。
本第２実施形態と上記第１実施形態とでは、原理的には、サーボアンプユニットの構成が異なるだけであるので、以下、主として、サーボアンプユニットについて説明し、他の部分については、第１実施形態の図面を参照して説明する。
【００２７】
［３．１］ サーボアンプユニットの構成
図６に本第２実施形態のサーボアンプユニット１２Ｃ’をディジタル信号処理回路であるディジタルフィルタ回路（High Boost Filter回路）で実現した場合の回路ブロック図を示す。図６において、図５と同様の部分には同一の符号を付す。サーボアンプユニット１２Ｃ’は、電流指示値ＩRに後述の係数乗算器２３の出力を加算して出力する加算器２１と、加算器２１の出力をサンプリング間隔Ｔに相当する時間だけ遅延して出力する遅延器２２と、遅延器２２の出力に係数＝−１を乗じて加算器２１に出力する係数乗算器２３と、加算器２１の出力に後述のτ推定器３２により推定された時定数τにより定まる係数＝｛１＋（２τ／Ｔ）｝を乗じて出力する係数乗算器２４’と、遅延器２２の出力に後述のτ推定器３２により推定された時定数τにより定まる係数＝｛１−（２τ／Ｔ）｝を乗じて出力する係数乗算器２５’と、係数乗算器２４’および係数乗算器２５’の出力を加算して出力する加算器２６と、加算器２６の出力に後述のＲL推定器により推定された内部抵抗ＲLの値を乗じて出力電圧VRとして出力する係数乗算器２７’と、ソレノイドコイル温度ｔLに基づいて、ソレノイドコイルの内部抵抗ＲL（推定内部抵抗に相当）を推定し出力するＲL推定器３１と、ソレノイドを構成するプランジャの位置ｐ、電流指示値ＩRおよびソレノイドコイル温度ｔLに基づいて、ソレノイドコイルの時定数τを推定し出力するτ推定器３２と、τ推定器３２の出力に係数＝２／Ｔを乗じて出力する係数乗算器３３と、係数乗算器３３の出力に係数＝−１を乗じて出力する係数乗算器３４と、係数乗算器３４の出力に１を加算して係数乗算器２５’の係数＝｛１−（２τ／Ｔ）｝を出力する加算器３５と、係数乗算器３３の出力に１を加算して係数乗算器２４’の係数＝｛１＋（２τ／Ｔ）｝を出力する加算器３６と、を備えて構成されている。
【００２８】
［３．２］  内部抵抗および時定数の推定
ここで、内部抵抗（値）ＲLおよび時定数τの推定についてより具体的に説明する。
なお、以下に述べるのは、一具体例であり、実際には、制御対象のソレノイドは多種、多様であるため、内部抵抗（値）ＲLおよび時定数τの特性は大きく異なっているため、実際のソレノイドに応じて測定などを行って推定方法を定める必要がある。
［３．２．１］  内部抵抗の推定
あるソレノイドにおける内部抵抗（値）ＲLとコイル温度ｔLとの関係は、例えば、図７（ａ）に示すようなものとなっており、コイル温度ｔLを検出することにより一義的に内部抵抗（値）ＲLを推定することが可能となる。
【００２９】
［３．２．２］  時定数τの推定
あるソレノイドにおける時定数τと、プランジャの位置、ソレノイドコイルを流れる電流およびソレノイドコイルの温度との関係は、多次元であるが、便宜的にいずれか二つを一定値とした場合の関係を図７（ｂ）〜図７（ｄ）に示す。
時定数τとコイル温度ｔLとの関係は、ソレノイドコイルを流れる電流およびプランジャの位置を一定値とした場合には、例えば、図７（ｂ）に示すようなものとなっている。
また、時定数τとプランジャの位置ｐとの関係は、ソレノイドコイルを流れる電流およびソレノイドコイルの温度ｔLを一定値とした場合には、例えば、図７（ｃ）に示すようなものとなっている。
さらに、時定数τとソレノイドコイルを流れる電流ｉRとの関係は、プランジャの位置ｐおよびソレノイドコイルの温度ｔLを一定値とした場合には、例えば、図７（ｄ）に示すようなものとなっている。
【００３０】
従って、実際に推定を行う場合には、上記図７（ｂ）〜図７（ｄ）に示す関係を様々な条件で実測し、その複雑度に応じて、例えば、テーブル変換、ニューラルネットワーク、ファジィ推論などの多入力１出力のデータ変換器として、τ推定器を構成すれば良い。
また、例えば、図８（ａ）あるいは図８（ｂ）に示すように、内部抵抗ＲL＝９．７［Ω］あるいは内部抵抗ＲL＝９８．１［Ω］の場合のプランジャ位置ｐおよびソレノイドコイルのインダクタンスの関係であるソレノイド特性を予め測定しておき、推定した内部抵抗ＲLにより近い内部抵抗値において測定した測定したソレノイド特性に基づいて得られたプランジャ位置ｐに対応するインダクタンスを算出し、この算出したインダクタンスおよび内部抵抗ＲLの値から次式により時定数τを算出するように構成しても良い。
τ＝（インダクタンス／ＲL）
【００３１】
［３．３］ 第２実施形態のサーボアンプユニットの動作
モーションコントローラ１１により、各時刻における鍵１の位置に対応した位置指示値Ｐrがサーボコントローラ１２に出力されると、差動ユニット１２Ａは、位置指示値Ｐr及び実際の鍵１の位置である出力位置Ｐｙの差である位置偏差Ｐｅを生成し、サーボアンプ１２Ｂに出力する。サーボアンプ１２Ｂは、位置偏差Ｐｅに対応する電流指示値IRを設定し、サーボアンプユニット１２Ｃ’に出力する。これによりサーボアンプユニット１２Ｃ’の加算器２１は、この電流指示値IRに係数乗算器２３の出力を加算して遅延器２２および係数乗算器２４’に出力する、これにより遅延器２２は、加算器２１の出力をサンプリング間隔Ｔに相当する時間だけ遅延して係数乗算器２３および係数乗算器２５’に出力する。係数乗算器２３は、遅延器２２の出力に係数＝−１を乗じて加算器２１に出力する。
【００３２】
一方、ＲL推定器３１は、入力されたソレノイドコイル温度ｔLに基づいて、ソレノイドコイルの内部抵抗（値）ＲLを推定し係数乗算器２７’に出力する。また、τ推定器３２は、ソレノイドを構成するプランジャの位置ｐ、電流指示値IRおよびソレノイドコイル温度ｔLに基づいて、ソレノイドコイルの時定数τを推定し係数乗算器３３に出力する。係数乗算器３３は、τ推定器３２の出力に係数＝２／Ｔを乗じて係数乗算器３４および加算器３６に出力する。係数乗算器３４は、係数乗算器３３の出力に係数＝−１を乗じて加算器３５に出力する。加算器３５は、係数乗算器３４の出力に１を加算して係数＝｛１−（２τ／Ｔ）｝を係数乗算器２５’に出力し、係数乗算器２５は、遅延器２２の出力に係数＝｛１−（２τ／Ｔ）｝を乗じて加算器２６に出力する。また、加算器３６は、係数乗算器３３の出力に１を加算して係数＝｛１＋（２τ／Ｔ）｝を係数乗算器２４’に出力し、係数乗算器２４’は、加算器２１の出力に係数＝｛１＋（２τ／Ｔ）｝を乗じて加算器２６に出力する。
【００３３】
これらの結果、加算器２６は、係数乗算器２４’および係数乗算器２５’の出力を加算して係数乗算器２７に出力し、係数乗算器２７’は、加算器２６の出力に内部抵抗ＲLの値を乗じて出力電圧VRとして出力することとなる。従って、サーボコントローラ１２、より詳細には、サーボアンプユニット１２Ｃは、（８）式の伝達関数を有する補償回路を構成することとなるとともに、プランジャ位置ｐ、ソレノイドコイル温度ｔLおよびソレノイドコイルを流れる電流指示値IRに応じて最適な出力電圧VRを得ることができ、ソレノイド５の入出力関係を第１実施形態の場合と比較してよりリニアにすることが可能となる。
【００３４】
［３．４］  第２実施形態の効果
以上の説明のように本第２実施形態によれば、ソレノイドの逆特性、すなわち、ソレノイドの伝達関数の逆関数をディジタル回路により実現し、ソレノイドのインダクタンス成分Ｌをうち消すような構成としているので、実際にソレノイドコイルに流れる電流の立ち上がりを速くすることができ、応答性が高く制御性の高いシステムを容易に構築することができる。
また、電流フィードバック回路を設ける必要もなくなり、回路構成を簡略化することができる。
【００３５】
［３．５］  第２実施形態の変形例
［３．５．１］  第１変形例
以上の説明においては、τ推定器はプランジャ位置ｐ、ソレノイドコイル温度ｔLおよびソレノイドコイルを流れる電流ｉRに基づいて時定数τを推定していたが、実際には、プランジャ位置ｐが変動要素として支配的であり、他の二つの変動要素であるソレノイドコイル温度ｔLおよびソレノイドコイルを流れる電流ｉRについては、いずれか一方あるいは双方をその時定数τの推定に対する影響度によって省略することも可能である。
【００３６】
［３．５．２］  第２変形例
以上の説明においては、二つの推定器３１、３２に入力されるパラメータに関し、ほとんどの場合、プランジャの位置が変動要素として支配的である。従って、他の２要素（コイル温度、電流値）は、その変動要因としての影響度によっては省略される。特に以上の説明では、ＲL推定器３１は、ソレノイドコイル温度ｔLに基づいて内部抵抗ＲLを推定し、係数乗算器２７’は、推定された内部抵抗ＲLを係数として乗算を行う係数乗算器を構成していたが、ソレノイドコイル温度ｔLの変動が無視できる場合には、第１実施形態の係数乗算器２７と同一構成とし、定数乗算器とすることが可能である。
［４］  実施形態の変形例
上記説明においては、ソレノイド駆動制御装置を自動ピアノの駆動制御系に用いた場合について説明したが、ソレノイドコイルによりプランジャを駆動するソレノイドを含む装置であれば、他の装置においても適用が可能である。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ソレノイドコイルの時定数を推定し、推定した時定数に対応するソレノイドコイルの伝達関数の逆関数に基づいて前記ソレノイドコイルに流すべき目標電流値を変換し、ソレノイドコイルに印加すべき電圧を算出するので、ソレノイドコイルの有するインダクタンス成分による影響を低減することができる。
また、電流フィードバック回路を設ける必要もないので、回路構成を複雑化することなく、コストを低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  ソレノイドコイルの等価回路の説明図である。
【図２】  ソレノイドの伝達関数の逆関数の説明図である。
【図３】  実施形態の自動ピアノの駆動制御系のブロック図である。
【図４】  実施形態のサーボ制御系の概要構成ブロック図である。
【図５】  第１実施形態のサーボアンプユニットの概要構成ブロック図である。
【図６】  第２実施形態のサーボアンプユニットの概要構成ブロック図である。
【図７】  ソレノイドにおける時定数τと、プランジャの位置、ソレノイドコイルを流れる電流およびソレノイドコイルの温度との関係の説明図である。
【図８】  ソレノイド特性の一具体例の説明図である。
【符号の説明】
１…鍵、２…ハンマ、３…アクションメカニズム（ハンマアクション）、４…弦、６…ダンパ（止音機構）、１０…再生前処理部、１１…モーションコントローラ、１２…サーボコントローラ、１２Ａ…差動ユニット、１２Ｂ…サーボアンプユニット、２１…加算器、２２…遅延器、２３…係数乗算器、２４、２４’…係数乗算器、２５、２５’…係数乗算器、２６…加算器、２７、２７’…係数乗算器、３１…ＲL推定器、３２…τ推定器、３３…係数乗算器、３４…係数乗算器、３５…加算器、３６…加算器、ｔL…ソレノイドコイル温度、IR…電流指示値、τ…（ソレノイドコイルの）時定数。
【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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