CN100553110C - 感应负荷的电流控制装置 - Google Patents

Abstract

一种感应负荷的电流控制装置，该电流控制装置(1a)中设有：CPU(9)、锯齿波信号生成电路(10)、指令值平滑电路(20)、检测值放大电路(30)、偏差积分电路(40)、电流控制电路(50)，电流控制电路(50)根据与脉冲宽度调制信号(A)相同周期的锯齿波信号(C)及检测值放大电路(30)所生成的检测信号(D)，对流到螺线管(4)的电流进行控制。采用本发明，能提高电流控制精度。

Description

感应负荷的电流控制装置

技术领域

本发明涉及对螺线管等的感应负荷的电流进行控制的电流控制装置。

背景技术

传统的电流控制装置中，将平滑化装置的输出与保持装置的输出进行比较，根据其比较结果，通过对流过电磁铁的驱动电流进行控制的开关装置进行接通·断开控制，即使电源电压和作动器的线圈电阻发生变化，也能得到一定的平均电流(比如，参照专利文献1)。

专利文献1：日本专利特许第3030076号公报(第2-3页，图1)

传统的电流控制装置中，平滑化装置即峰值保持放大器通过对流过线圈的电流进行检测，对开闭装置即功率晶体管的接通状态的时间进行修正，因而峰值保持放大器，对应于功率晶体管的接通时间与断开时间的比率的变化，不能正确地检测出流过线圈的电流。因此，电流控制的精度存在一定的局限。

发明内容

本发明是用于解决上述问题而作成的，其目的在于，提供一种能提高电流控制精度的感应负荷的电流控制装置。

本发明是一种感应负荷的电流控制装置，对开闭元件的接通时间与通/断周期的比例、即通电负荷率进行控制，以使通电电流得到控制，其特征在于，包括：脉冲宽度调制信号输出电路，该脉冲宽度调制信号输出电路为了设定流入感应负荷的电流的目标值而生成并输出规定周期的的脉冲宽度调制信号；锯齿波信号生成电路，该锯齿波信号生成电路生成与所述脉冲宽度调制信号相同周期的锯齿波信号，并输出锯齿波信号电压；指令值平滑电路，该指令值平滑电路将所述脉冲宽度调制信号平滑化，以生成包含了与所述脉冲宽度调制信号相同周期的脉动成分的设定信号并输出设定信号电压；检测值放大电路，该检测值放大电路根据流入所述感应负荷的电流而生成包含了与所述脉冲宽度调制信号相同周期的脉动成分的检测信号，并输出检测信号电压；偏差积分电路，该偏差积分电路生成与所述设定信号电压及所述检测信号电压的偏差积分相应的偏差积分信号，并输出偏差积分信号电压；电流控制电路，该电流控制电路根据所述锯齿波信号及所述偏差积分信号，用所述规定周期对所述开闭元件进行开闭，以对流入所述感应负荷的电流进行控制，从而形成在所述设定信号电压大于所述检测信号电压时使所述开闭元件的通电负荷率增加的关系。

本发明如上所述，根据与脉冲宽度调制信号相同周期的锯齿波信号及偏差积分信号，对流过感应负荷的电流进行控制。因此，能仅以单一的周期进行电流控制，由此，能提高电流控制的精度。

附图说明

图1是表示本发明的实施例1的感应负荷的电流控制装置结构的电路图。

图2是表示本发明的实施例1的感应负荷的电流控制装置的动作的时间图。

图3是表示本发明的实施例2的感应负荷的电流控制装置结构电路图。

图4是表示本发明的实施例3的感应负荷的电流控制装置结构的电路图。

具体实施方式

[实施例1]

以下，参照附图对本发明的实施例1的感应负荷的电流控制装置进行说明。图1是表示本发明的实施例1的感应负荷的电流控制装置结构的电路图。以下各图中同一符号表示同一或相当的部分。

图1中，电池3通过电源开关2向电流控制装置1a供给电源。电流控制装置1a通过对开闭元件5a进行开闭，对流过螺线管(感应负荷)4的电流进行控制。开闭元件5a比如是PNP结合型的双极晶体管、P通道型的电场效应晶体管。

电池3向电源单元8供给电源。该电源单元8产生控制用的定电压(比如DC5V)，同时向CPU(脉冲宽度调制信号输出电路)9供给规定的电压(比如，DC5V)。

如图1所示，电流控制装置1a具有CPU9、锯齿波信号生成电路10、指令值平滑电路20、检测值放大电路30、偏差积分电路40、电流控制电路50。

CPU9是微处理器，输出以规定的周期进行动作的脉冲宽度调制信号A。该脉冲宽度调制信号A是用于将流向螺线管4的电流设定为目标电流的信号。脉冲宽度调制信号A通过在该脉冲宽度中，将接通时间宽度τ与周期T的比值(τ÷T)设定为合适的值，就能将流向螺线管4的电流设定为目标电流。这是因为，上述目标电流与上述比值成比例的缘故。

CPU9除了具有螺线管4的电流控制功能以外，还比如具有汽车用发动机控制装置的驱动功能。作为汽车用发动机控制装置的控制功能，比如，具有发动机的燃料供给量的控制功能和变速机的控制功能。这些功能是与油门踏板的踩踏程度和车速对应的功能。由此，CPU9利用其一部分的功能对螺线管4的电流进行控制。

锯齿波信号生成电路10具有由来自CPU9的脉冲宽度调制信号A驱动的晶体管11。该晶体管11通过驱动电阻12及微分电容器13与CPU9连接。稳流电阻14与晶体管11的基极端子及发射极端子的两个端子间连接。电容器15与晶体管11的集电极端子及发射极端子的两个端子之间连接。另外，电容器15通过充电电阻16及17与电源单元8的输出端子连接。不过，充电电阻17的电阻值设定为比充电电阻16足够小的值。

指令值平滑电路20具有由来自CPU9的脉冲宽度调制信号A供电的一次平滑电容器21。该一次平滑电容器21通过充电电阻22及23与CPU9连接。

另外，指令值平滑电路20具有将一次平滑电容器21的两端电压进行放大的放大器24。该放大器24的输出端子上连接有输出电阻25。负反馈电阻26与放大器24的负侧输入端子及输出端子的两个端子之间连接。

二次平滑电容器27与充电电阻22及23的连接点连接，并且与放大器24的输出端子连接。

检测值放大电路30具有将对流向螺线管4的电流进行检测的电流检测电阻6a的两端电压进行放大的放大器31。该放大器31的正侧输入端子上连接有输入电阻32，并且，其输出端子上连接有输出电阻33。

放大器31，其输出端子及负侧输入端子之间连接有负反馈电阻34及35。放大器31具有使这些负反馈电阻34及35引起的分压电压进行负反馈的功能。平滑电容器36与负反馈电阻34的两个端子之间连接，且与放大器31的负侧输入端子及输出端子之间连接。该平滑电容器36具有将检测值放大电路30的输出电压进行平滑化的功能。换流二极管(半导体元件)7a与螺线管4和电流检测电阻6a之间的串联电路并联连接。

偏差积分电路40具有比较器41、输入电阻42及43、输出电阻44及45、积分电容器46。比较器41的正侧输入端子上连接有输入电阻42。另一方面，比较器41的负侧输入端子上连接有输入电阻43及积分电容器46。比较器41的输出端子上连接有输出电阻44及45。不过，输出电阻44及45设定为与输入电阻43相比足够小的值。

电流控制电路50具有比较器51、驱动电阻52及53、稳流电阻54、晶体管55、开闭元件5a。锯齿波信号C向比较器51的负侧输入端子输入，并且偏差积分信号E向其正侧输入端子输入。另一方面，开闭信号F从比较器51的输出端子输出。

驱动电阻52是用于驱动晶体管55的电阻，驱动电阻53是用于对开闭元件5a进行通电驱动的电阻。稳流电阻54与开闭元件5a的基极及发射极的两个端子之间连接。

下面，参照附图对本实施例1的感应负荷的电流控制装置1a的动作进行说明。

图2是表示本发明的实施例1的感应负荷的电流控制装置的动作的时间图。

图1中，一旦电源开关2接通，电流控制装置1a按以下的顺序进行螺线管4的电流控制。开闭元件5a接通的场合，规定的驱动电流通过由电池3、电源开关2、开闭元件5a、螺线管4、电流检测电阻6a构成的串联电路向螺线管4流动。

首先，图2表示CPU9产生的脉冲宽度调制信号A。图2中，脉冲宽度调制信号A，事先设定成周期T与接通时间宽度τ的比值(τ÷T)与目标电流成比例。而图2中，脉冲宽度调制信号A以比螺线管4的电感L及内部电阻R的比值即感应时间常数(L÷R)小的值的周期进行动作。

接着，指令值平滑电路20将脉冲宽度调制信号A进行平滑化，并产生同一周期T的设定信号B。

该指令值平滑电路20中，一次平滑电容器21，当从CPU9的输出端子OUT的输出为H电平的场合(脉冲宽度调制信号A接通时间的场合)，进行充电，并且，当上述输出为L电平的场合(脉冲宽度调制信号A断开时间的场合)，进行放电。由此，一次平滑电容器21的两端电压成为与脉冲宽度调制信号A的上述比值(τ÷T)大致成比例的脉动直流信号电压。

另一方面，二次平滑电容器27在CPU9的输出端子OUT成为逻辑电平“H”时被充电，其充电电流使充电电阻22的电压下降，由此抑制向一次平滑电容器21的充电，而在CPU9的输出端子OUT成为逻辑电平“L”时，就从二次平滑电容器27经过充电电阻23而将一次平滑电容器21充电，一次平滑电容器21的两端电压的上升和下降受到抑制，而成为脉动成分少的直流信号电压。

上述设定信号B如图2所示。图2中，设定信号B成为包含微小脉动成分的设定信号电压Vs。

另一方面，锯齿波信号生成电路10，随着上述脉冲宽度调制信号A的发生，产生与脉冲宽度调制信号A同一周期T的锯齿波信号C。该锯齿波信号C如图2所示。图2中，锯齿波信号C是与脉冲宽度调制信号A相同周期T的信号。锯齿波信号生成电路10，在产生锯齿波信号C时，以脉冲宽度调制信号A的脉冲上升的时间进行动作。由此，锯齿波信号生成电路10能变为与CPU9的动作同步，使电流控制的动作稳定。

检测值放大电路30根据螺线管4内流动的通电电流，生成包含了与脉冲宽度调制信号A同一周期T的脉动成分的检测信号D。该检测信号D如图2所示。图2中，检测信号D成为具有通过螺线管4的电感及平滑电容器36平滑后的脉动成分的直流电压成分。该检测信号D的电压称为检测信号电压Vf。

图1中，检测值放大电路30中，平滑电容器36对检测信号电压Vf的脉动成分进行抑制。而且，脉冲宽度调制信号A以比螺线管4的电感L及内部电阻R的比值即感应时间常数(L÷R)小的值的周期进行动作。由此，能稳定地进行螺线管4的电流控制。

偏差积分电路40生成对应于来自指令值平滑电路20的设定信号B及来自检测值放大电路30的检测信号D的偏差积分的偏差积分信号E。该偏差积分信号E如图2所示。图2中，偏差积分信号E成为包含微小脉动成分的直流信号。该偏差积分信号E称为偏差积分信号电压Ve。

该偏差积分信号电压Ve由下式算出。

Ve＝Vs+[∫{(Vs-Vf)÷(R43×C46)}dt]    …(1)

这里，Vs＝设定信号电压，Vf＝检测信号电压，R43＝输入电阻43的电阻值，C46＝积分电容器46的静电电容量。

如该公式(1)所示，偏差积分信号E，具有由设定信号B及检测信号D的偏差积分电压[∫{(Vs-Vf)÷(R43×C46)}dt]、及设定信号B的设定信号电压Vs构成的电压成分。即，对于设定信号电压Ve，设定信号电压Vs为基准成分。

公式(1)中，设定信号电压Vs以与脉冲宽度调制信号A相同的周期T进行脉动。而且，偏差电压(Vs-Vf)也以与脉冲宽度调制信号A相同的周期T进行脉动。这是因为，设定信号电压Vs及检测信号电压Vf都是以与脉冲宽度调制信号A相同的周期T进行脉动的缘故。由此，能仅以单一的周期T进行电流控制，对于开闭元件5a的接通时间及断开时间的比率的变化也能进行稳定的电流控制。而且能高速响应。

电流控制电路50被输入来自锯齿波信号生成电路10的锯齿波信号C及来自偏差积分电路40的偏差积分信号E。然后，电流控制电路50根据锯齿波信号C与偏差积分信号E的比较结果，通过开闭元件5a对流向螺线管4的电流进行控制。

图1中，电流控制电路50的比较器51将根据锯齿波信号C与偏差积分信号E的比较结果生成的开闭信号F向晶体管55输出。该开闭信号F如图2所示。图2中，开闭信号F以与脉冲宽度调制信号A相同的周期T进行动作，并且，具有接通时间宽度t。该接通时间宽度t，在图2中，由锯齿波信号C与偏差积分信号E的交点P的位置决定。

在该接通时间t的期间，电流控制电路50的开闭元件5a通过晶体管55闭合电路。这样，电流流向螺线管4。另一方面，在断开时间宽度(T-t)期间，开闭元件5a通过晶体管55断开电路。这样，原来流向螺线管4的电流从检测电阻6a环流至换流二极管7a而衰减。由此，螺线管4的脉动成分得到抑制，螺线管4的电流控制容易稳定。图2中，偏差积分电压Ve在偏压电压Vb以下的场合，开闭元件5a始终处于断开的状态。

这里，边参照上述公式(1)及图2，边对电流控制装置1a的动作进行叙述。上述公式(1)中，比如，设定信号电压Vs比检测信号电压Vf大的状态持续的场合(Vs＞Vf的场合)，偏差积分电压Ve上升。这样，图2中，交点P的位置向右侧移动，开闭信号F的接通时间宽度t增加。因此，检测信号电压Vf增大，其误差得到修正。

另一方面，上述公式(1)中，比如，设定信号电压Vs比检测信号电压Vf小的状态持续的场合(Vs＜Vf的场合)，偏差积分电压Ve下降。这样，图2中，交点P的位置向左侧移动，开闭信号F的接通时间宽度t减小。因此，检测信号电压Vf减小，其误差得到修正。

另外，上述公式(1)中，积分项[∫{(Vs-Vf)÷(R43×C46)}dt]的值为零的场合，对于偏差积分电压Ve，设定电压Vs成为偏压成分电压。

因此，在将脉冲宽度调制信号A的接通时间宽度τ取为与开闭信号F的接通时间宽度t同值的场合，随着电池3的电压变动和螺线管4的内部电阻的变动，接通时间宽度t可用下式表示。

t＝τ±Δt    …(2)

这里，Δt＝变动时间(误差)。

因此，图2中，比如，一旦设定信号电压Vs阶段性地增加，则图2的接通时间宽度t逐渐增加收敛。因此，接通时间宽度t不会以不稳定的状态增加。

而且，在公式(1)中，设定信号电压Vs对应于目标电流的变更进行增减，则偏差积分信号电压Ve也立即进行增减。因此，偏差积分信号电压Ve朝着跟随目标电流变化的方向进行变化。而且，公式(1)中，哪怕存在微小的偏差电压(Vs-Vf)的场合，该偏差电压也被积分，因而其误差得到修正。

如上所述，电流控制装置1a包括：将用于将流向感应负荷4的电流设定为目标电流的脉冲宽度调制信号A进行输出的脉冲宽度调制信号输出电路9；生成与上述脉冲宽度调制信号A相同周期T的锯齿波信号C的锯齿波信号生成电路10；将上述脉冲宽度调制信号A平滑化、生成与上述脉冲宽度调制信号A相同周期T的设定信号B的指令值平滑电路20；根据流向上述感应负荷4的电流、生成与上述脉冲宽度调制信号A相同周期T的检测信号D的检测值放大电路30；生成对应于上述设定信号B及上述检测信号D的偏差积分的偏差积分信号E的偏差积分电路40；根据上述锯齿波信号C及上述偏差积分信号E、对流向上述感应负荷4的电流进行控制的电流控制电路50。

由此，电流控制电路50根据周期T的锯齿波信号C与周期T的偏差积分信号E比较的结果，通过开闭元件5a对流向螺线管4的电流进行控制。因此，能仅以单一的周期T进行电流控制，相对于开闭元件5a的接通时间及断开时间的比率的变化，能始终以一定的电流向螺线管4流动。另外，能高速地响应。而且，不受螺线管4的温度变动的影响。

而且，可仅以单一的脉冲宽度调制信号A对流向螺线管4的电流自如地变化，由此，能使电流控制装置1a的硬件结构比较简易。

[实施例2]

以下，参照附图对本发明的实施例2的感应负荷的电流控制装置进行说明。图3是表示本发明的实施例2的感应负荷的电流控制装置1b的结构的电路图。以下对与上述实施例1相同的符号适当地省略重复说明。

图3中，电流控制装置1b设置检测值放大电路60以代替上述电流控制装置1a的检测值放大电路30。另外，该电流控制装置1b，设有开闭元件5b及换流二极管7b以代替上述电流控制装置1a的开闭元件5a及换流二极管7a。开闭元件5b比如是NPN结合型的双极晶体管、N通道型的电场效应晶体管。其他结构与上述实施例1大致相同。

不过，图1中的换流二极管7a是与螺线管4和电流检测电阻6a之间的串联电路并联连接，而图3中的换流二极管7b则是直接与螺线管4并联连接，电流检测电阻6b则设在由换流二极管7b形成的换流电路的外部。

检测值放大电路60具有放大器61、输入电阻62、负反馈电阻63及64。对于放大器61，负反馈电阻63及64引起的分压电压进行负反馈连接。另外，该检测值放大电路60具有平滑电容器65、充电电阻66、二极管67、放电电阻68。平滑电容器65通过充电电阻66及二极管67得到来自放大器61的输出端子的电荷的充电。放电电阻68与二极管67并联连接。该放电电阻68具有当放大器61的输出端子为零的场合，放出平滑电容器65的充电电荷的功能。充电电阻66，具有当开闭元件5b断开电路和闭合电路的场合，减小检测信号电压Vf的脉动成分的功能。

由放电电阻68的电阻值R68与平滑电容器65的静电电容量C的乘积构成的放电平滑时间常数(R68×C65)设定为与螺线管4的电感L与内部电阻R的比值即感应时间常数(L÷R)的中心值同等的值。所谓同等的含义是指相同或近似。以下相同。

图3中，指令值平滑电路20中，一次平滑电容器21及二次平滑电容器27，与由放电电阻68的电阻值R68与平滑电容器65的静电电容量C65的乘积构成的平滑时间常数(R68×C65)进行的平滑相比，具有进行高次平滑的功能。这样一来，就可使设定信号B的平滑特性接近与检测信号D同等的平滑特性。因此，能降低偏差信号电压Ve的脉动成分。由此，电流控制装置1b能稳定地进行电流控制，并且，能高速地进行过渡电流应答。

下面，边参照图3，边对本实施例2的感应负荷的电流控制装置1b的动作进行说明。

在图3中，一旦电源开关2闭合电路，电流控制装置1b按以下的顺序进行螺线管4的电流控制。

图3中，CPU9、锯齿波信号生成电路10、指令值平滑电路20、检测值放大电路60、偏差积分电路40、电流控制电路50进行与上述实施例1大致相同的动作。即，电流控制装置1b通过对开闭元件5b进行开闭，对流过螺线管(感应负荷)4的电流进行控制。

图3中，当开闭元件5b闭合电路，则规定的驱动电流通过由电池3、电源开关2、螺线管4、开闭元件5b、电流检测电阻6b构成的串联电路在螺线管4内流动。

检测值放大电路60中，在开闭元件5b闭合电路时，平滑电容器65通过充电电阻66及二极管67得到来自放大器61的输出端子的电荷的充电。

另一方面，一旦开闭元件5b断开电路，原来流向螺线管4的电流就通过换流二极管7b进行环流而衰减。然而，与换流二极管7b的外部连接的检测电阻6b的电流被截断，螺线管4的脉动成分受到抑制，而检测信号成为断续信号。

检测值放大电路60中，开闭元件5b断开电路时，平滑电容器65的两端电压以与原来流过螺线管4的电流通过换流二极管7b进行衰减同样的衰减特性逐渐进行减少。这是因为，放电时间常数(放电电阻68的电阻值R68×平滑电容器65的静电电容量C65)设定为与感应时间常数(螺线管4的电感L÷螺线管4的内部电阻R)的中心值同等的值的缘故。由此，检测电流的脉动成分受到抑制，因此螺线管4的电流控制容易稳定。而且，该平滑电容器65的充放电时，因由充电电阻66的电阻值R66与平滑电容器65的静电电容量C65的乘积构成的平滑时间常数(R66×C65)的影响，能进一步抑制检测电流的脉动成分。

不过，图3中，放电电阻68也可与由充电电阻66及二极管67构成的串联电路并联连接。该场合，上述平滑时间常数的充电电阻的电阻值，是放电电阻68与充电电阻66的合成电阻的电阻值。

由此，检测值放大电路60将图3所示的检测信号D向偏差积分电路40输出，通过对开闭元件5b进行开闭，流过螺线管4的电流得到控制。因此，能得到与上述实施例1相同的效果。

而且，该实施例2中，作为开闭元件5b，使用NPN结合型的双极晶体管和N通道型的电场效应晶体管。因此，电流控制装置1b，作为开闭元件5b，与使用PNP结合型的双极晶体管、P通道型的电场效应晶体管的场合相比，价格低廉且结构简易。

另外，该实施例2中，检测值放大电路60具有，当开闭元件5b为闭合电路的场合，通过充电电阻66进行充电，同时，当开闭元件5b断开电路的场合，通过放电电阻68将该充电得到的电荷进行放电的平滑电容器65。放电时间常数(R68×C65)设定为与感应时间常数(L÷R)的中心值同等的值。因此，可根据流向螺线管4的电流正确地检测检测信号电压Vf。

[实施例3]

以下，参照附图对本发明的实施例3的感应负荷的电流控制装置进行说明。图4是表示本发明的实施例3的感应负荷的电流控制装置1c的结构的电路图。以下对与上述实施例1相同的符号适当地省略重复说明。

图4中，电流控制装置1c具有过负荷保护电路70。另外，该电流控制装置1c具有CPU(处理装置)90、程序存储器(存储装置)91、运算处理用存储器(存储装置)92、输出接口电路93、输入接口电路94及变换器95。其他结构与上述实施例1相同。

过负荷保护电路70，具有比较器71、输入电阻72、分压电阻73及74、正反馈电阻75、晶体管76、驱动电阻77、加法电阻78、二极管79。由电流检测电阻6a产生的电压通过输入电阻72外加于比较器71的正侧输入端子。规定的电压通过分压电阻73及74外加于比较器71的负侧输入端子。正反馈电阻75与比较器71的输出端子及正侧输入端子连接。晶体管76具有根据比较器71的输出电压，通过驱动电阻77受到导通驱动。该晶体管76的集电极端子与晶体管55的基极端子连接。加法电阻78与二极管79串联连接，并且与比较器71的输出端子连接。二极管79与变换器95连接。

程序存储器91存放有用于对流过螺线管4的电流的控制状态进行监视的监视程序。图4中，FMEM是闪存(日文：フラツシユメモリ)的缩写。上述监视程序是用于根据由上述脉冲宽度调制信号A设定的螺线管4的目标电流与基于变换器95所变换的检测信号D的螺线管4的通电电流的比较结果，对螺线管4的电流控制是否正常进行予以监视的程序。螺线管4的通电电流(实际流过螺线管4的电流)可根据电流检测电阻6a的电阻值等算出。另外，是否正常地进行，是比如通过上述比较结果的值是否在允许范围内这样的观点来进行判断。允许范围，比如可通过电流控制装置1c的电路结构和螺线管4的目标电流等的参数算出。

运算处理用存储器92比如是RAM。变换器95是用于将模拟信号进行数字变换的多通道式变换器。作动器是车载电气负荷群。比如，对发动机的燃料喷射用电磁阀、点火线圈、变速机的变速级切换用电磁阀等与此相当。

传感器开关97，比如是用于发动机的旋转传感器、曲柄的角度传感器、车速传感器等的开关群。模拟传感器98比如是由油门传感器、节流阀传感器、空气流量传感器等构成的模拟传感器群。油门传感器是用于检测油门踏板的踩踏程度的传感器。节流阀传感器是用于检测节流阀的阀开度的传感器。空气流量传感器是用于测量吸气量的传感器。

CPU90根据从传感器开关97输入的、通过传感器和变换器95数字变换后的模拟传感器98的变化量，对作动器96进行驱动控制。另外，该CPU90包含电流控制装置1a的CPU9(脉冲宽度调制信号生成电路)。由此，通过单一的CPU90，能进行针对螺线管4的电流控制指令和作动器96的驱动控制。因此，电流控制装置1c能做成价格低廉、结构小型。

下面，参照图4对本实施例3的电流控制装置1c的动作进行说明。

在图4中，电流控制装置1c，以与上述实施例1的场合同样的顺序设定对螺线管4的电流进行控制的情况，并对电流控制的状态监视的动作进行说明。

图4中，检测值放大电路30将检测信号D向偏差积分电路40输出的同时，将检测信号D向变换器95进行输出。这样，变换器95将检测信号D进行数字变换，将变换后的检测信号D向CPU90输出。

CPU90根据存储在程序存储器91内的监视程序，将通过脉冲宽度调制信号A设定的螺线管4的目标电流与基于变换器95变换后的检测信号D的螺线管4的通电电流进行比较。然后，CPU90根据上述比较结果，利用上述监视程序对流过螺线管4的电流的控制状态进行监视，并将监视情况向显示器(输出装置)99输出。作为监视情况，比如，有动作正常、动作不正常。不过，螺线管4和配线发生断线的场合，尽管发生脉冲宽度调制信号A，但CPU90无法检测出检测信号电压Vf。因此，该场合，CPU90将动作异常的情况向显示器99输出。由此，也能对螺线管4和配线的断线进行检测。

另外，CPU90，作为监视情况，也可将螺线管4的温度异常向显示器99输出。该场合，在运算处理用存储器(存储装置)92内存放有螺线管4的电阻值与允许温度的对应数据。CPU90输入变换器95数字变换后的电池3的电压，从该电池3的电压，参照运算处理用存储器92的对应数据，来判断螺线管4的温度是否适合。比如，根据电路结构，CPU90从电池3的电压算出螺线管4的电阻值。当CPU90判断螺线管4的温度为不合适时，将螺线管4的温度异常向显示器99输出。

如上所述，电流控制装置1c还包括：将检测信号电压(Vf)进行数字变换的变换器95；将用于对流过感应负荷4的电流的控制状态进行监视的监视程序进行存储的存储装置(程序存储器)91；处理装置(CPU)90，该处理装置(CPU)90根据上述监视程序，将由上述脉冲宽度调制信号电路(CPU)90所生成的脉冲宽度调制信号A来设定的上述感应负荷4的目标电流与基于上述变换器95所变换的检测信号D的上述感应负荷4的通电电流进行比较、根据比较结果、并利用上述监视程序对流过上述感应负荷4的电流的控制状态进行监视、将监视情况向输出装置(显示器)99输出。

由此，CPU90对流过螺线管4的电流的控制状态进行监视，因而电流控制装置1c可提高对螺线管4的电流控制的安全性。比如，能事先防止因故障等引起的事故。

而且，图4中，当检测出螺线管4异常的场合，过负荷保护电路70将开闭元件5a的导通截断，同时将该场合的检测信号电压向CPU90输出。作为螺线管4的异常，比如，有螺线管4的短路等。以下进行具体的说明。

过负荷保护电路70中，在检测出螺线管4异常的场合、譬如螺线管4短路且过大电流流入电流检测电阻6a时，比较器71的输出电压为高电平。而且由正反馈电阻75保持其高电平的状态。由此，使晶体管76导通，晶体管55不导通，因而开闭元件5a断开电路。因此，能防止开闭元件5a的烧损。

另一方面，在检测出螺线管4的异常的场合，变换器95通过加法电阻78及二极管79将保持在高电平的比较器71的输出(异常检测信号)输入。在该场合，该异常检测信号与来自检测值放大电路30的检测信号D相加后输入变换器95。输入的检测信号D的检测信号电压Vf超过一定的允许值。这是因为，保持在高电平的比较器71的输出、即异常检测信号是通过加法电阻78及二极管79输入的缘故。

接着，CPU90根据变换器95数字变换后的检测信号D的检测信号电压Vf，将螺线管4发生异常的情况向显示器99输出。由此，电流控制装置1c能使人们知道螺线管4的过负荷状态等的异常。而且，本实施例3中，产生螺线管4的异常的场合，通过过负荷保护电路70的功能，使开闭元件5a断开电路。因此，能用CPU90的外部电路进行开闭元件5a的保护，可减轻CPU90的负荷。

上述实施例1或2中，对锯齿波信号C如图2所示，其波形逐渐增加后突然减少的场合进行了说明。不过，锯齿波信号C，其波形也可是突然增加后逐渐减小。即使这样也能得到与上述实施例1或2相同的效果。该场合，锯齿波信号的电压高于偏差积分信号电压Ve时开闭元件5a或5b闭合电路。另一方面，锯齿波信号的电压低于偏差积分信号电压Ve时开闭元件5a或5b断开电路。

另外，上述实施例1或2中，偏差积分信号电路40也可按下式(3)生成偏差积分信号电压Ve。即使如此，也能得到与上述实施例1或2相同的效果。

Ve＝Vs+[∫{(Vf-Vs)÷(R43×C46)}dt]    …(3)

这里，Vs＝设定信号电压，Vf＝检测信号电压，R43＝输入电阻43的电阻值，C46＝积分电容器46的静电电容量。

该场合，锯齿波信号的电压低于偏差积分信号电压Ve时开闭元件5a或5b断开电路。另一方面，锯齿波信号的电压高于偏差积分信号电压Ve时开闭元件5a或5b闭合电路。

Claims (8)

1.一种感应负荷的电流控制装置，对开闭元件的接通时间与通/断周期的比例、即通电负荷率进行控制，以使通电电流得到控制，其特征在于，包括：

脉冲宽度调制信号输出电路，该脉冲宽度调制信号输出电路为了设定流入感应负荷的电流的目标值而生成并输出规定周期的的脉冲宽度调制信号；

锯齿波信号生成电路，该锯齿波信号生成电路生成与所述脉冲宽度调制信号相同周期的锯齿波信号，并输出锯齿波信号电压；

指令值平滑电路，该指令值平滑电路将所述脉冲宽度调制信号平滑化，以生成包含了与所述脉冲宽度调制信号相同周期的脉动成分的设定信号并输出设定信号电压；

检测值放大电路，该检测值放大电路根据流入所述感应负荷的电流而生成包含了与所述脉冲宽度调制信号相同周期的脉动成分的检测信号，并输出检测信号电压；

偏差积分电路，该偏差积分电路生成与所述设定信号电压及所述检测信号电压的偏差积分相应的偏差积分信号，并输出偏差积分信号电压；

电流控制电路，该电流控制电路根据所述锯齿波信号及所述偏差积分信号，用所述规定周期对所述开闭元件进行开闭，以对流入所述感应负荷的电流进行控制，从而形成在所述设定信号电压大于所述检测信号电压时使所述开闭元件的通电负荷率增加的关系。

2.如权利要求1所述的感应负荷的电流控制装置，其特征在于，所述锯齿波信号生成电路与所述脉冲宽度调制信号的脉冲上升的时间同步地动作，

且反复进行如下动作：随着所述脉冲宽度调制信号的脉冲上升，所述开闭元件导通，在所述锯齿波信号电压与所述偏差积分信号电压一致后，所述开闭元件成为不导通状态。

3.如权利要求1或2所述的感应负荷的电流控制装置，其特征在于，所述偏差积分信号电压具有由所述设定信号电压成分、以及所述设定信号电压与所述检测信号电压之间的偏差积分电压成分构成的多个电压成分。

4.如权利要求2所述的感应负荷的电流控制装置，其特征在于，

所述脉冲宽度调制信号以值比所述感应负荷的电感与内部电阻的比值、即感应时间常数小的规定周期进行动作，

所述检测值放大电路具有用于对流入与所述感应负荷串联连接的电流检测电阻的电流的脉动成分进行抑制的换流二极管，将所述电流检测电阻的两端电压放大，以得到被平滑电容器平滑化后的所述检测信号电压。

5.如权利要求2所述的感应负荷的电流控制装置，其特征在于，

所述脉冲宽度调制信号以值比所述感应负荷的电感与内部电阻的比值、即感应时间常数小的规定周期进行动作，在与换流二极管并联连接的所述感应负荷上串联连接着电流检测电阻，

所述检测值放大电路将所述电流检测电阻的两端电压放大，以得到所述检测信号电压，所述检测值放大电路具有平滑电容器，该电容器在所述开闭元件导通时通过充电电阻充电，当所述开闭元件不导通时则通过放电电阻将所述充电后的电荷进行放电，

由所述放电电阻的电阻值与所述平滑电容器的静电电容量的乘积构成的放电时间常数是与感应时间常数同等的值，而所述充电电阻与所述放电电阻之和与所述平滑电容器的静电电容量的乘积设定为所述感应时间常数以上的值。

6.如权利要求4或5所述的感应负荷的电流控制装置，其特征在于，所述指令值平滑电路具有由一次平滑电容器和二次平滑电容器构成的高次平滑电路，从而使从所述指令值平滑电路输出的所述设定信号电压的波形近似于从所述检测值放大电路输出的所述检测信号电压的波形。

7.如权利要求1所述的感应负荷的电流控制装置，其特征在于，生成并输出所述脉冲宽度调制信号的脉冲宽度调制信号输出电路由作为微处理器的处理装置构成，

所述处理装置与将所述检测信号电压进行数字变换的变换器、以及存储了用于对流到所述感应负荷的电流的控制状态进行监视的监视程序的存储装置协同动作，

从而将由所述脉冲宽度调制信号来设定的所述感应负荷的目标电流与基于所述变换器所变换的检测信号的所述感应负荷的通电电流进行比较监视，并将监视结果向输出装置输出。

8.如权利要求7所述的感应负荷的电流控制装置，其特征在于，

还具有在检测出所述感应负荷异常的场合生成异常检测信号电压、以将所述开闭元件的导通截断并向所述处理装置输出的过负荷保护电路，

所述处理装置根据所述过负荷保护电路输出的异常检测信号电压，进一步将发生所述异常的情况向所述输出装置进行输出。

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