JP2002311071A

JP2002311071A - 応答遅れ計測装置

Info

Publication number: JP2002311071A
Application number: JP2001121156A
Authority: JP
Inventors: Takashi Fukue; 貴史福榮; Mitsuhide Azuma; 光英東
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-04-19
Filing date: 2001-04-19
Publication date: 2002-10-23

Abstract

(57)【要約】【課題】ＩＧＢＴ等のスイッチングディバイスでは、
入力信号に対する出力応答遅延時間にバラツキがある。
このためスイッチングディバイスからの出力信号を用い
る制御において、使用するデバイスによらず制御安定性
を広く確保することが困難であった。【解決手段】本発明は、Ａ／Ｄ変換装置１４とタイマ
装置１５を用いて、駆動ドライバ１１より出力される入
力信号に対する出力応答遅延時間をリアルタイムに計測
することで出力応答遅延時間のバラツキによる制御安定
性への影響をなくし、実際の出力タイミングを正確に把
握することで駆動システム１３の制御安定性の向上を実
現している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スイッチングディ
バイスを用いた制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の技術としては、特開平７−
１５２４８号公報に記載されているものがある。以下図
面を用いて説明する。

【０００３】図１４(Ｂ)に示すように１４１、１４２補
正設定器、１４３、１４４は加算器によりスイッチング
動作の遅れ時間に対応して補正する補正部１４５を構成
している。通常ＩＧＢＴやＦＥＴ等のスイッチングディ
バイスでは図中(Ａ)に示されるように入力信号に対して
出力信号が遅れる。このため入力パルス幅Tinに比べ出
力パルス幅Toutは立上り時間Tonあるいは立下り時間Tof
fの影響で狭くなる。これを補正するため、メーカで測
定されたスイッチングディバイスの立上り(導通)時、あ
るいは立下り(遮断)時における遅れ時間に対応した補正
値を補正値設定器にストアしておき、これを加算した入
力駆動信号を用いることでスイッチングディバイスの応
答遅れによる影響を補正している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来例で述べられてい
るように、入力駆動信号に対するスイッチングディバイ
スの出力応答遅れを補正するための補正値にメーカから
提出されたデータあるいはスイッチングディバイスの使
用者によって事前に測定されたデータを用いる場合、た
とえ同種のディバイスを使用した場合であっても個々の
ディバイス間には応答遅れ時間の差がある。このため補
正値に固定値を用いていたのではすべてのスイッチング
デバイスに対してバラツキに対応した適切な補正制御を
行うことが出来ないという課題を有していた。

【０００５】本発明は、同種のディバイス間において個
体差により生じる応答遅れバラツキ、あるいは異種のデ
ィバイス間に生じる応答遅れバラツキに対応した応答遅
れ補正を行うことを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、ある一定周期
毎にサンプリング可能なA/D変換装置とタイマ装置とス
イッチングディバイスとを具備した制御システムにおい
て、駆動信号入力以前に出力信号検出用A/D変換装置の
サンプリングを開始、駆動信号入力時に応答遅延時間計
測用タイマ装置のカウントを開始し、A/D変換装置によ
りディバイスの出力信号を検出時、前記応答遅延時間計
測用タイマ装置のカウントを終了することで駆動入力信
号に対するスイッチングディバイスの応答遅延時間をリ
アルタイムに自動計測出来るようにしたものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明は、ある一定周期毎にサン
プリング可能なA/D変換装置とタイマ装置とスイッチン
グディバイスとを具備した制御システムにおいて、前記
スイッチングディバイスの駆動信号入力以前に出力信号
検出用A/D変換装置のサンプリングを開始し、駆動信号
入力時に応答遅延時間計測用タイマ装置のカウントを開
始する。更に、A/D変換装置にてディバイスの出力信号
を検出時、前記応答遅延時間計測用タイマ装置のカウン
トを終了して駆動入力信号に対するスイッチングディバ
イスの応答遅延時間をリアルタイムに自動計測する。

【０００８】

【実施例】本発明に関する実施例について図１〜図１４
を参照しながら説明する。図１は本発明の応答遅れ補正
制御実施例の基本構成図、図２は応答遅れ補正制御の基
本フローチャート、図３は入力信号に対するサンプリン
グ開始ポイントの変化を示したもの、図４はA/Dサンプ
リング方法を示した説明図、図５は応答遅延時間を更新
するタイミングを示したフローチャート、図６はスレッ
ショルド電圧値の自動設定を示したフローチャート、図
７はA/D変換装置のサンプリングにおいてノイズ除去制
御を示したフローチャート、図８はスレッショルド電圧
値を更新するタイミングを示したフローチャート、図９
は検出精度改善を示した説明図、図１０は応答遅れ時間
検出においてノイズ除去制御を示したフローチャート、
図１１はリンキング期間の回避制御を示したフローチャ
ート、図１２は自動計測によるリンキング期間の回避制
御を示したフローチャート、図１３は処理時間による遅
延を考慮した補正を示した基本構成図、図１４は従来の
応答遅れ補正制御を示した基本構成図である。

【０００９】まず、図１において１１は駆動ドライブ、
１２はスイッチングディバイス、１３は駆動システム、
１４はA/D変換装置、１５はタイマ装置である。スイッ
チングディバイス１２は駆動ドライブ１１からの駆動信
号により駆動し、出力する信号で駆動システム１３を駆
動している。前記スイッチングディバイス１２駆動には
応答遅れがあり、これを補正するため駆動ドライブから
の入力信号に伴いカウントを開始するタイマ装置１５
と、スイッチングディバイス１２からの出力信号を検出
し、タイマ装置１４のカウントを停止させるためのA/D
変換装置１４を備えている。

【００１０】上記実施例の動作について、図２を用いて
説明する。図２はスイッチングディバイスの応答遅れ時
間をリアルタイムに計測することを示したフローチャー
トである。まずステップＡ１においてスイッチングディ
バイス１２に駆動信号が入力される以前にA/D変換装置
１４によるスイッチングディバイス１２の出力信号検出
を開始する。次に駆動信号が入力されたかを判断するス
テップＡ２において「Ｙｅｓ」と判断するとステップＡ
３にて応答遅延時間計測用タイマ装置１５のカウントを
開始させる。「Ｎｏ」とステップＡ２の判断分岐に戻
り、駆動信号が入力されたかどうかの判断を繰り返す。
ステップＡ３にてタイマ装置１５起動後、スイッチング
ディバイス１２からの出力信号の有無を判断するステッ
プＡ４において「Ｙｅｓ」と判断するとステップＡ５に
おいてタイマ装置１５のカウントを停止する。「Ｎｏ」
と判断するとステップＡ４の判断分岐に戻り、出力信号
の有無の判断を繰り返す。タイマ装置１５を停止後、A/
D変換装置１４を停止させ応答遅れ補正制御を終了す
る。上記手法により使用するディバイスの応答遅れ時間
をリアルタイムに計測することが出来る。

【００１１】次に上記手法を用いて、精度よく補正を行
う(遅延時間を検出する)手法について説明する。応答遅
れ時間を精度よく検出するためには、分解能の高いタイ
マ装置１５およびサンプリング周期の短いA/D変換装置
１４を用いることが必要となる。ここではA/D変換装置
１４のサンプリング周期を短くする手法について説明す
る。

【００１２】図３に示すように、サンプリング周期T_AD
のA/D変換装置１４を用いて、それより短い周期でサン
プリングを行うためにはサンプリング開始ポイントを１
サンプリング周期(T_AD)内で前後にずらして複数回検出
する必要がある。図４を用いてその詳細について説明す
る。

【００１３】図４でサンプリング周期T_ADのA/D変換装置
１４を用いて４倍のサンプリング精度を実現させる手法
について説明する。図４(a)は４つのA/D変換装置１４を
用い、サンプリング開始ポイントをサンプリング周期の
1/4毎ずらして各々を１回駆動させることによりサンプ
リング周期の４倍の精度での検出を可能にしている。た
だし、この手法を用いる場合、多くのA/D変換装置１４
を用意することができなければ実現することはできな
い。

【００１４】これに対し、A/D変換装置１４を多く準備
できない場合には、図４(b)に示すように１つのA/D変換
装置１４を用いサンプリング開始ポイントをサンプリン
グ周期の1/4毎ずらして４回検出を行うことにより、上
記４つのA/D変換装置１４を用いた場合と同等のサンプ
リング精度を実現させることが出来る。ただし、この手
法ではA/D変換装置１４の使用個数を1/4に削減できるが
応答遅れ時間の検出に４倍の時間を要する。

【００１５】上記２つの課題に配慮した手法を次に説明
する。図４(c)に示すように２つのA/D変換装置１４を用
い、サンプリング開始ポイントをサンプリング周期の1/
4毎ずらして各々を１回駆動させた後、２回目のサンプ
リング開始を初回のサンプリング開始ポイントから1/2
周期ずらして同様に行うことにより、少ない個数のA/D
変換装置１４を用い、短い検出時間にて上記サンプリン
グ手法と同等のサンプリング精度を実現させることが出
来る。このように使用可能なA/D変換装置の個数と検出
時間について、応答補正を行う状況に応じてA/Dサンプ
リングの方法を最も効果的なものに変化させることがで
きる。

【００１６】次に応答遅れ時間の更新タイミングについ
て説明する。図５は駆動システムにおける応答遅延時間
更新タイミングを示したフローチャートである。まず、
ステップＢ１にてシステムを停止させ初期状態に設定
し、ステップＢ２において応答遅れ補正制御を行う。こ
こで得た補正値を用いてステップＢ３でシステムの駆動
を開始する。駆動後、印加電圧および電流の変化の有無
を判断するステップＢ４において「Ｙｅｓ」と判断する
と、ステップＢ５にて再び応答遅れ補正制御を行い応答
遅延時間を更新する。「Ｎｏ」と判断した場合、応答遅
れ補正制御を行わずステップＢ６に移行する。次に一定
時間経過したかどうかを判断するステップＢ６において
「Ｙｅｓ」と判断した場合、ステップＢ７にて再び応答
遅れ補正制御を行い応答遅延時間を更新する。「Ｎｏ」
と判断した場合、応答遅れ補正制御を行わずステップＢ
８に移行する。システムに対する停止命令があるかどう
かを判断するステップＢ８において「Ｙｅｓ」と判断し
た場合はステップＢ９にてシステムを停止させシステム
駆動を終了させる。「Ｎｏ」と判断した場合は、ステッ
プＢ４の判断分岐に戻り、応答遅延時間の更新を行うか
どうかの判断分岐を繰り返す。上記手法により、駆動中
においてもスイッチングディバイス１２の応答遅延時間
が変化する要因が発生する度に応答遅延時間を適時更新
していくことで常に最適なスイッチング動作を確保する
ことが出来る。

【００１７】次に出力信号の検出時に用いるスレッショ
ルド電圧値の設定方法について図６〜８を用いて説明す
る。図６はスレッショルド電圧値の自動設定手順を簡単
に示したフローチャートである。まず、スレッショルド
電圧設定時はステップＣ１において補正対象となるスイ
ッチングディバイス１２の駆動を全停止させ、ステップ
Ｃ２においてディバイスに印加されている電圧値V_SWをA
/D変換装置１４によりサンプリングする。そしてステッ
プＣ３において予め設定された出力信号検出のためのし
きい値係数からスレッショルド電圧値V_thを算出設定す
る。

【００１８】ここで、ステップＣ２におけるA/D変換装
置１４を用いたディバイス印加電圧V _SWの検出制度を向
上させる手段について図７を用いて説明する。A/D変換
装置１４を用いたサンプリングにおいて検出制度を向上
させるにはノイズ等による誤検出値を除去する必要があ
る。図７はA/Dサンプリングにおけるノイズ除去制御を
示したフローチャートである。まず、ステップＤ１にお
いてA/Dサンプリングを行い、ステップＤ２において総A
/Dサンプリング回数を表わすADcntのカウントアップを
行う。ステップＤ３では検出されたサンプリング値より
積算値V_SUMを算出し、ステップＤ４では最大検出値から
順に任意に設定されたｍ１個分の検出値を用いて積算値
V_MAXを算出する。ステップＤ５では最小検出値から順に
任意に設定されたｍ２個分の検出値を用いて積算値V_MIN
を算出する。

【００１９】次に総サンプリング回数ADcntが設定総サ
ンプリング回数nに達したかどうかを判断するステップ
Ｄ６において「Ｙｅｓ」と判断した場合は、ステップＤ
７においてサンプリングされた積算値V_SUMから最大・最
小検出値の積算値V_MAX、V_MINをそれぞれ除去することで
ノイズによる影響を抑制したスレッショルド電圧値V_th
を算出しノイズ除去制御を終了する。「Ｎｏ」と判断し
た場合はステップＤ１に移行し、上記手順ステップＤ１
〜ステップＤ６を繰り返す。図８はこのスレッショルド
電圧値V_thの更新タイミングを示したフローチャートで
ある。フローに示すようにまず、ステップＥ１において
スレッショルド電圧値V_thを更新し、ステップＥ２にお
いて応答遅れ補正制御を行う。このように応答遅れ補正
制御の直前にスレッショルド電圧値V_thを更新すること
でスイッチングディバイスの駆動状態の変化によらず常
に最適な応答遅れ補正制御を行うことが出来る。

【００２０】次にサンプリング周期T_ADのA/D変換装置１
４を用いて出力信号とスレッショルド電圧値V_thとの交
点検出を行った場合における最大誤差範囲の改善方法に
ついて図９を用いて説明する。図９(a)は改善前、図９
(b)、(c)は改善後の検出方法を示す。図９(a)のようにA
/Dサンプリングによる検出ポイントを出力ポイントとす
る場合、図９(a-1)に示すように真値の直前で検出を行
うようなサンプリングタイミングでは、次の検出ポイン
トが真値からサンプリング周期T_ADだけずれたポイント
となってしまうため真値からの誤差は最大のΔtdmax≒T
_ADとなる。

【００２１】そして図９(a-2)に示すように真値とサン
プリングによる検出ポイントがちょうど重なったときに
検出誤差は最小のΔtdmin≒０となる。これに対し、図
９(b)のように複数回(2回以上)のサンプリングが可能で
常に検出ポイントの中点を出力ポイントとする場合、図
９(b-1)に示すように真値の直前で検出を行うようなサ
ンプリングタイミングでは、次の検出ポイントが真値か
らサンプリング周期T_A _Dだけずれたポイントとなってし
まうが、その中点を出力ポイントとするため真値からの
誤差はΔtdmax≒T_AD /2となる。また、図９(b-2)に示す
ように真値の直後で検出を行うようなサンプリングタイ
ミングでは、出力ポイントは真値より半周期T_AD /2ずれ
たポイントとなり、検出ポイントと真値との誤差範囲よ
り大きくなってしまうが、最大誤差範囲としては検出ポ
イントをそのまま出力ポイントとするときの半分のΔtd
max= T_AD /2となる。

【００２２】そして、図９(b-3)に示すように検出ポイ
ントの中点と真値がちょうど重なったときに検出誤差は
最小のΔtdmin≒０となる。更に、図９(c)に示すように
複数回(2回以上)のサンプリングが可能でサンプリング
周期T_ADが非常に短い場合、検出ポイントと前回の検出
ポイント間を直線近似にて表わすことができ、この近似
直線とスレッショルド電圧値Vthとの交点を出力ポイン
トとすると真値からの誤差は常にゼロとすることができ
る。(Δtdmin＝Δtdmax≒0) 次にタイマ装置１５を用いた応答遅れ時間の検出精度を
向上させる手段について図１０を用いて説明する。タイ
マ装置１５を用いた応答遅れ時間の計測において、その
検出精度を向上させるにはノイズ等による誤検出値を除
去する必要がある。図１０はタイマ装置１５を用いた応
答遅れ時間検出におけるノイズ除去制御を示したフロー
チャートである。まず、ステップＦ１においてタイマ装
置１５を用いた応答遅れ時間検出を行い、ステップＦ２
においてタイマ装置１５による総検出回数を表わすTDcn
tのカウントアップを行う。ステップＦ３では検出値の
積算値T_SUMを算出し、ステップＦ４では最大検出値から
順に任意に設定されたｍ１個分の検出値を用いて積算値
T_MAXを算出する。ステップＦ５では最小検出値から順に
任意に設定されたｍ２個分の検出値を用いて積算値T_MIN
を算出する。

【００２３】次にタイマ装置１５による総検出回数TDcn
tが設定された応答遅れ検出回数ｎに達したかどうかを
判断するステップＦ６において「Ｙｅｓ」と判断した場
合は、ステップＦ７において検出された積算値T_SUMから
最大・最小検出値の積算値V_M _AX、V_MINをそれぞれ除去す
ることでノイズによる影響を抑制した応答遅れ時間を算
出しノイズ除去制御を終了する。「Ｎｏ」と判断した場
合はステップＦ１に移行し、上記手順ステップＦ１〜ス
テップＦ６を繰り返す。

【００２４】次に制御安定性を向上させるためにディバ
イスの出力信号に生じるリンキングの影響を抑制する方
法について説明する。図１１はリンキング期間の回避制
御を行うためのフローチャートである。図に示されるよ
うに駆動信号入力直後の出力信号はリンキングのため不
安定である。このため、この期間を制御上用いないよう
にすることで制御安定性を向上させることが出来る。ま
ず、出力信号がスレッショルド電圧値Vthに達したかど
うかを判断するステップＧ１において「Ｙｅｓ」と判断
した場合は、ステップＧ２においてリンキングによる出
力信号影響期間Trgだけ待機する。待機後、ステップＧ
３においてスレッショルド電圧値Vth検出信号を出力す
ることでスイッチングディバイスからの出力信号を制御
上で用いることを許可し、リンキング回避制御を終了す
る。「Ｎｏ」と判断した場合は、ステップＧ１の判断分
岐に戻り、出力信号がスレッショルド電圧値Vthに達し
たかの判断を繰り返す。

【００２５】このような制御を行うことで出力信号が不
安定となるリンキング期間の影響を抑制し制御安定性を
向上させることができる。更に、この回避するリンキン
グ期間Trgの自動設定方法について説明する。図１２は
自動計測によるリンキング期間の回避制御を示したフロ
ーチャートである。

【００２６】まず、出力信号がスレッショルド電圧値Vt
hに達したかどうかを判断するステップＨ１において
「Ｙｅｓ」と判断した場合は、ステップＨ２に移行し、
出力信号が不安定となるリンキング期間を設定するため
のフリーランニングタイマ1を起動させる。「Ｎｏ」と
判断した場合は、ステップＨ１の判断分岐に戻り、出力
信号がスレッショルド電圧値Vthに達したかどうかの判
断を繰り返す。フリーランニングタイマ１の起動後、ス
テップＨ３に移行し、出力信号が安定時における出力値
Voに達したかどうかを判断する。「Ｙｅｓ」と判断した
場合は、ステップＨ４に移行しリンキング周期を検出す
るタイマ２を起動させる。「Ｎｏ」と判断した場合は、
ステップＨ３の判断分岐に戻り、出力信号が安定時にお
ける出力値Voに達したかどうかの判断を繰り返す。タイ
マ２起動後、ステップＨ５に移行しサンプリング値をク
リアする。次にステップＨ６に移行し再び出力信号が安
定時における出力値Voに達したかどうかを判断する。
「Ｙｅｓ」と判断した場合は、ステップＨ７に移行しリ
ンキング周期を検出するためのタイマ２をストップさせ
る。「Ｎｏ」と判断した場合は、ステップＨ６の判断分
岐に戻り、出力信号が安定時における出力値Voに達した
かどうかの判断を繰り返す。タイマ２停止後、ステップ
Ｈ８に移行しタイマ２による検出値Tc2を用いて出力信
号が不安定となるリンキング期間Trg(=N＊Tcyc：Tc2＝T
cyc)を設定する。

【００２７】リンキングによる出力不安定期間Trg設定
後、この出力不安定期間内であるかどうかを判断するス
テップＨ９において「Ｙｅｓ」と判断した場合は、ステ
ップＨ１０に移行しフリーランニングタイマ１を停止・
カウントクリア(Tc1＝0)する。「Ｎｏ」と判断した場合
は、ステップＨ９の判断分岐に戻り、リンキングによる
出力不安定期間であるかどうかの判断を繰り返す。タイ
マ１停止後、ステップＨ１１に移行しスレッショルド電
圧値Vth検出信号を出力することでスイッチングディバ
イスからの出力信号を制御上で用いることを許可し、リ
ンキング回避制御を終了する。上記手法により、リンキ
ングにより出力が不安定となる期間Trgを自動計測によ
りリアルタイムに検出することができ、不安定な出力信
号を制御に取り込むことにより生じる制御安定性の乱れ
を抑制できる。

【００２８】次にA/D変換装置１４とタイマ装置１５を
用いた応答遅れ時間の検出精度を向上させる手段につい
て図１３を用いて説明する。前記A/D変換装置とタイマ
装置を用いて微小な応答遅れ時間を精度良く検出するた
めには、遅れ時間検出時における処理時間等も考慮に入
れた遅れ時間検出が必要となる。図１３は遅れ時間検出
時における処理時間を考慮に入れた応答遅れ補正を示し
たフローチャートである。

【００２９】まず、ステップＩ１において出力信号検出
のためのA/D変換装置を起動させ、次に入力信号の有無
を判断するステップＩ２において「Ｙｅｓ」と判断した
場合は、ステップＩ３に移行し、応答遅延時間を検出す
るためのタイマ装置のカウントを開始するためのソフト
処理を開始する。「Ｎｏ」と判断した場合は、ステップ
Ｉ２の判断分岐に戻り、入力信号の有無の判断を繰り返
す。前記ソフト処理開始後、ステップＩ４において実際
にタイマ装置のカウントを開始する。次に出力信号の有
無を判断するステップＩ５において「Ｙｅｓ」と判断し
た場合は、ステップＩ６に移行し、応答遅延時間を検出
するためのタイマ装置のカウントを停止させるためのソ
フト処理を開始する。

【００３０】前記ソフト処理開始後、ステップＩ７にお
いて実際にタイマ装置のカウントを停止、ステップＩ８
においてA/D変換装置を停止させる。そしてステップＩ
９において応答遅延時間検出時の処理時間である駆動信
号が入力されてから実際にタイマ装置がカウント開始す
るまでの期間Tstatr(ステップＩ３〜ステップＩ４)およ
びA/D変換装置により出力信号を検出してから実際にタ
イマ装置のカウントを停止するまでの期間Tstop(ステッ
プＩ６〜ステップＩ７)を考慮した応答遅延時間の算出
を行い応答遅れ補正制御を終了する。ソフト処理時間を
考慮した上記手法により、微小な応答遅延時間の検出を
精度良く行うことができる。

【００３１】以上のような手法を用いることにより、あ
る一定周期毎にサンプリング可能なA/D変換装置とタイ
マ装置とスイッチングディバイスを具備した制御システ
ムにおいて、駆動信号入力以前に出力信号検出用A/D変
換装置のサンプリングを開始、駆動信号入力時に応答遅
延時間計測用タイマのカウントを開始し、A/D変換装置
によりディバイスの出力信号を検出時、前記応答遅延時
間計測用タイマのカウントを終了することで駆動入力信
号に対するスイッチングディバイスの応答遅延時間を精
度良くリアルタイムに自動計測することができる。

【００３２】

【発明の効果】本発明は，以上説明したような形態で実
施され，以下に記載するような効果を奏する．請求項１
記載の応答遅れ計測装置によれば、スイッチングディバ
イスを駆動するための信号入力以前に出力信号検出用A/
D変換装置を起動しておき、駆動信号入力時に応答遅れ
時間を計測するためのタイマ装置のカウントを開始さ
せ、前記A/D変換装置によりディバイスからの出力信号
検出した場合にタイマ装置のカウントを停止させること
によりリアルタイムに応答遅れ時間を計測することこと
ができ、従来とは異なり、応答遅れ時間にバラツキがあ
るスイッチングディバイスを用いた場合においても、個
々の応答遅れ時間を検出できるためディバイスに要求さ
れる仕様基準の応答バラツキの許容範囲を拡大すること
ができディバイス選定作業の簡素化、低コスト化につな
がる。

【００３３】請求項２記載の応答遅れ計測装置によれ
ば、スイッチングディバイス駆動直前、あるいは前記A/
D変換装置によりスイッチングディバイスに印加される
電圧の検出を行い所定以上の電圧変化を検出した場合、
あるいはディバイス駆動後一定期間経過毎に応答遅延時
間をリアルタイムに計測しその検出値を順次更新するこ
とにより、スイッチングディバイスの駆動状況に応じた
応答遅れ時間を正確に把握することができる。

【００３４】請求項３記載の応答遅れ計測装置によれ
ば、スイッチングディバイスからの出力信号検出におい
て、複数個のA/D変換装置を用い、最初に1つの前記A/D
変換装置を起動させてから、前記A/D変換装置の1サンプ
リング周期内でサンプリング周期を使用しているA/D変
換装置の総個数分で等分割、あるいは、ランダムに分割
した時間経過毎に変換開始タイミングをずらして各々の
A/D変換装置を順々に起動させA/Dサンプリングを行うこ
とにより、1つのA/D変換装置を用いた検出に比べ、同じ
検出時間でより精度の高い出力信号検出、すなわち応答
遅れ時間の計測を行うことができる。

【００３５】請求項４記載の応答遅れ計測装置によれ
ば、スイッチングディバイスからの出力信号検出におい
て、最初のA/Dサンプリング開始ポイントから1サンプリ
ング周期内でサンプリング周期を総検出回数で等分割し
た時間毎、あるいは、ランダムに分割した時間毎に前記
A/D変換装置の変換開始ポイントを順々にずらし、サン
プリング周期の分割回数検出を行うことで、上記複数の
A/D変換装置を用いて出力信号を検出した場合と同等の
検出精度を１つのA/D変換装置を用いて実現することが
できるため、正確な応答遅れ時間の計測を行うことがで
きる。

【００３６】請求項５記載の応答遅れ計測装置によれ
ば、スイッチングディバイスからの出力信号検出におい
て、1サンプリング周期内で1つのA/D変換装置当り複数
回のA/Dサンプリングを行い、この検出回数でサンプリ
ング周期を分割した期間において、前記A/D変換装置を
複数個用い、前記分割されたサンプリング周期をA/D変
換装置の総個数分で等分割した時間毎、あるいは、ラン
ダムに分割した時間毎に変換開始タイミングをずらして
各々のA/D変換装置を順々に起動し、スイッチングディ
バイスからの出力信号を検出することで、より少ない個
数のA/D変換装置を用い、より少ない検出時間で精度良
く出力信号検出を行うことができるため、正確な応答遅
れ時間の計測を行うことができる。

【００３７】請求項６記載の応答遅れ計測装置によれ
ば、スイッチングディバイスの出力信号検出において、
オフ時にスイッチングディバイスに印加される電圧値を
A/D変換装置により検出し、スイッチングディバイスの
出力信号検出を判定する上で必要となるスレッショルド
電圧値の設定を前記検出値にあらかじめ定められた係数
を乗じて算出することにより、ディバイス印加電圧に対
し適切なスレッショルド電圧値を設定でき正確な出力信
号検出、すなわち、正確な応答遅れ時間の計測を行うこ
とができる。

【００３８】請求項７記載の応答遅れ計測装置によれ
ば、スイッチングディバイスの出力信号検出において、
A/D変換装置を用いたスイッチングディバイスに印加さ
れる電圧値の検出回数をスレッショルド電圧算出時に除
去するデータ数より多く設定し、その積算された検出値
から最大・最小検出値より順に複数個の検出値を除去し
た残りの検出値の平均値をスレッショルド電圧値として
設定することにより、ノイズ等の影響を抑制でき正確な
出力信号検出、すなわち、正確な応答遅れ時間の計測を
行うことができる。

【００３９】請求項８記載の応答遅れ計測装置によれ
ば、スイッチングディバイスの出力信号検出において、
A/D変換装置を用いてスイッチングディバイスに印加さ
れる電圧値を4回検出し、その検出値から最大・最小検
出値を除去した残り2つの検出値の平均値をスレッショ
ルド電圧に設定するノイズ除去制御を備えることによ
り、少ない検出回数でノイズの影響を抑制した正確な出
力信号検出、すなわち、応答遅れ時間の計測を行うこと
ができる。

【００４０】請求項９記載の応答遅れ計測装置によれ
ば、スイッチングディバイスの出力信号検出において、
応答遅れ時間計測の前にスイッチングディバイスの出力
を判断するスレッショルド電圧を再設定することによ
り、ディバイスの状態変化に対し、常に適切なスレッシ
ョルド電圧値を設定でき正確な出力信号検出、すなわ
ち、応答遅れ時間の計測を行うことができる。

【００４１】請求項１０記載の応答遅れ計測装置によれ
ば、スイッチングディバイスの出力信号検出において、
A/D変換装置による最初の検出で出力信号を検出した場
合は、検出したポイントをそのまま出力信号が出力され
ているポイントとし、複数回(2回以上)の検出後に出力
信号を検出した場合は、現検出ポイントと前回の検出ポ
イントの中点を出力信号が出力されているポイントとす
ることにより、実際の出力ポイントとの誤差範囲を従来
に比べ半分に縮めることで精度の良い出力信号検出、す
なわち、応答遅れ時間の計測を行うことができる。

【００４２】請求項１１記載の応答遅れ計測装置によれ
ば、スイッチングディバイスの出力信号検出において、
A/D変換装置により複数回(2回以上)の検出後にスイッチ
ングディバイスからの出力信号を検出した場合、現検出
ポイントと前回の検出ポイント間の出力信号を直線近似
にて表わし、この近似直線とスレッショルド電圧値との
交点を出力信号が出力されるポイントとすることによ
り、実際の出力ポイントとの誤差範囲をほぼゼロとする
ことができ、精度の良い出力信号検出、すなわち、応答
遅れ時間の計測を行うことができる。

【００４３】請求項１２記載の応答遅れ計測装置によれ
ば、スイッチングディバイスの応答遅れ時間計測におい
て、タイマ装置を用いたスイッチングディバイスの出力
応答遅延時間の検出回数を応答遅延時間算出時に除去す
るデータ数より多く設定し、その積算された検出値から
最大・最小値より順に複数個の検出値を除去した残りの
検出値の平均値を出力応答遅延時間とするノイズ除去制
御を備えることにより、ノイズ等から受ける影響を抑制
した正確な遅延時間検出を行うことができる。

【００４４】請求項１３記載の応答遅れ計測装置によれ
ば、スイッチングディバイスの応答遅れ時間検出におい
て、タイマ装置を用いてスイッチングディバイスの応答
遅延時間を4回検出し、その検出値から最大・最小検出
値を除去した残り2つの検出値の平均値を応答遅延時間
とするノイズ除去制御を備えることにより、少ない検出
回数でノイズの影響を抑制した正確な応答遅延時間の検
出を行うことができる。

【００４５】請求項１４記載の応答遅れ計測装置によれ
ば、スイッチングディバイスの出力信号検出において、
A/D変換装置による出力信号検出後、所定時間後に検出
を完了したことを示す信号を送出することにより、リン
キング期間を含めた応答遅延時間を計測することができ
る。

【００４６】請求項１５記載の応答遅れ計測装置によれ
ば、スイッチングディバイスの出力信号検出において、
駆動信号入力以前に出力信号検出用A/D変換装置のサン
プリングを開始し、安定時における出力値を検出した場
合にタイマ装置を起動させ、A/D変換値をクリアしてA/D
変換を再開させる。再び安定時における出力値を検出し
た場合にタイマ装置のカウントを停止させることによ
り、駆動入力信号に対してスイッチングディバイスの出
力側に発生するリンキング期間をリアルタイムに計測す
ることにより、リンキング期間を含めた応答遅れ時間を
正確に計測することができる。

【００４７】請求項１６記載の応答遅れ計測装置によれ
ば、スイッチングディバイスに対する駆動信号が入力さ
れてから実際に応答遅延時間計測用タイマがスタートさ
れるまでの遅延時間、および出力信号検出用A/D変換装
置により出力信号が検出されてから実際に応答遅延時間
計測用タイマがストップされるまでの処理時間を考慮す
ることにより、微小な応答遅延時間を正確に検出するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例における応答遅れ補正制御の
基本構成図

【図２】応答遅れ補正制御の基本フローチャート

【図３】入力信号に対するサンプリング開始ポイントの
タイミング変化図

【図４】A/Dサンプリング方法を示した説明図

【図５】応答遅延時間を更新するタイミングを示すフロ
ーチャート

【図６】スレッショルド電圧値の自動設定を示すフロー
チャート

【図７】A/Dサンプリングにおけるノイズ除去制御を示
すフローチャート

【図８】スレッショルド電圧値を更新するタイミングを
示すフローチャート

【図９】検出精度改善を示す説明図

【図１０】応答遅れ時間検出におけるノイズ除去制御を
示すフローチャート

【図１１】リンキング期間の回避制御を示すフローチャ
ート

【図１２】自動計測によるリンキング期間の回避制御を
示すフローチャート

【図１３】処理時間による遅延を考慮した応答遅れ補正
を示す基本構成図

【図１４】従来の応答遅れ補正制御を示す基本構成図

【符号の説明】

１１駆動ドライバー１２スイッチングディバイス１３駆動システム１４ A/D変換装置１５タイマ装置１４１、１４２補正値設定器１４３、１４４加算器１４５補正部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ある一定周期毎にサンプリング可能なA/
D変換装置とタイマ装置とスイッチングディバイスとを
具備した制御システムにおいて、前記スイッチングディ
バイス駆動信号入力以前に出力信号検出用A/D変換装置
のサンプリングを開始、前記スイッチングディバイス駆
動信号入力時に応答遅延時間計測用タイマ装置のカウン
トを開始し、A/D変換装置によりディバイスの出力信号
を検出時、前記応答遅延時間計測用タイマ装置のカウン
トを終了することでスイッチングディバイス駆動入力信
号に対する出力信号の応答遅延時間をリアルタイムに自
動計測することを特徴とした応答遅れ計測装置。
【請求項２】スイッチングディバイス駆動直前、ある
いは前記A/D変換装置によりスイッチングディバイスに
印加される電圧検出を行い所定以上の電圧変化を検出し
た場合、あるいは駆動後一定期間毎に応答遅延時間をリ
アルタイムに計測し、その検出値を順次更新することを
特徴とした請求項１記載の応答遅れ計測装置。
【請求項３】前記A/D変換装置を複数個用い、最初に
１つのA/D変換装置を起動させてから、前記A/D変換装置
の1サンプリング周期内でサンプリング周期をA/D変換装
置の総個数分で等分割した時間毎、あるいは、ランダム
分割した時間毎に変換開始タイミングをずらして各々の
A/D変換装置を順々に起動させA/Dサンプリングを行うこ
とを特徴とした請求項１記載の応答遅れ計測装置。
【請求項４】最初のA/Dサンプリング開始ポイントか
ら1サンプリング周期内でサンプリング周期を総検出回
数で等分割した時間毎、あるいは、ランダム分割した時
間毎に前記A/D変換装置の変換開始ポイントを順々にず
らし、サンプリング周期の分割回数分検出を行うことを
特徴とした請求項１記載の応答遅れ計測装置。
【請求項５】 1サンプリング周期内で１つのA/D変換装
置当り複数回のA/Dサンプリングを行い、この検出回数
でサンプリング周期を分割した期間において、前記A/D
変換装置を複数個用い、前記分割期間をA/D変換装置の
総個数分で等分割した時間毎、あるいは、ランダム分割
した時間毎に変換開始タイミングをずらして各々のA/D
変換装置を順々に起動し、遅延時間を検出することを特
徴とした請求項１記載の応答遅れ計測装置。
【請求項６】前記A/D変換装置とタイマ装置とスイッ
チングディバイスとを具備した制御システムにおいて、
前記A/D変換装置を用いて、オフ時にスイッチングディ
バイスに印加される電圧値を検出し、その値に応じてス
イッチングディバイスからの出力信号を検出するため
に、ディバイス印加電圧値にあらかじめ定められた係数
を乗じて算出したスレッショルド電圧値を設定すること
を特徴とした請求項１記載の応答遅れ計測装置。
【請求項７】前記A/D変換装置とタイマ装置とスイッ
チングディバイスを具備した制御システムにおいて、A/
D変換装置を用いたスイッチングディバイスに印加され
る電圧値の検出回数をスレッショルド電圧算出時に除去
するデータ数より多い回数検出し、その積算された検出
値から最大・最小検出値より順に複数個の検出値を除去
した残りの検出値の平均値を設定するスレッショルド電
圧値の算出に用いるノイズ除去制御を備えたことを特徴
とした請求項１記載の応答遅れ計測装置。
【請求項８】前記ノイズ除去制御において、スイッチ
ングディバイスに印加される電圧値を４回検出し、その
検出値から最大・最小検出値を除去した残り２つの検出
値の平均値を設定するスレッショルド電圧値の算出に用
いるノイズ除去制御を備えたことを特徴とした請求項１
記載の応答遅れ計測装置。
【請求項９】前記スレッショルド電圧値の設定のタイ
ミングについて、応答遅れ時間の計測直前にスレッショ
ルド電圧値の設定を行うことを特徴とした請求項１記載
の応答遅れ計測装置。
【請求項１０】前記A/D変換装置による出力信号の検
出において、初回のA/Dサンプリングにて出力信号を検
出した場合は、検出ポイントを出力ポイントとし、複数
回のサンプリング後に出力信号を検出した場合、現検出
ポイントと前回の検出ポイントの中点を出力ポイントと
したことを特徴とした請求項１記載の応答遅れ計測装
置。
【請求項１１】前記A/D変換装置による出力信号の検
出において、複数回のサンプリング後に出力信号を検出
した場合、現検出ポイントと前回の検出ポイント間の出
力信号を直線近似式にて表わし、この近似直線とスレッ
ショルド電圧値との交点を出力ポイントとすることを特
徴とする請求項１記載の応答遅れ計測装置。
【請求項１２】前記A/D変換装置とタイマ装置とスイ
ッチングディバイスを具備した制御システムにおけるス
イッチングディバイスの出力応答遅延時間の検出におい
て、その検出回数を応答遅延時間算出時に除去するデー
タ数より多く設定し、その検出値を積算する。積算され
た検出値から最大・最小検出値より順に複数個の検出値
を除去した残りの検出値の平均値を出力応答遅延時間と
するノイズ除去制御を備えたことを特徴とした請求項１
記載の応答遅れ計測装置。
【請求項１３】前記ノイズ除去制御において、スイッ
チングディバイスの出力応答遅延時間を４回検出し、そ
の検出値から最大・最小検出値を除去した残り２つの検
出値の平均値を出力応答遅延時間とするノイズ除去制御
を備えたことを特徴とした請求項１記載の応答遅れ計測
装置。
【請求項１４】前記A/D変換装置を用いた出力信号の
検出において、前記A/D変換装置からの出力信号検出
後、所定時間後に検出を完了したことを示す信号を送出
することを特徴とした請求項１記載の応答遅れ計測装
置。
【請求項１５】前記リンキングによる影響を考慮した
制御システムにおいて、駆動信号入力以前に出力信号検
出用A/D変換装置のサンプリングを開始し、安定時にお
ける出力値を検出した場合にタイマ装置を起動させ、A/
D変換値をクリアしてA/D変換を再開させる。再び安定時
における出力値を検出した場合にタイマ装置のカウント
を停止させることにより、駆動入力信号に対してスイッ
チングディバイスの出力側に発生するリンキング期間を
リアルタイムに計測することを特徴とした請求項１記載
の応答遅れ計測装置。
【請求項１６】前記A/D変換装置とタイマ装置とスイ
ッチングディバイスを具備した制御システムにおいて、
スイッチングディバイスに対する駆動信号が入力されて
から実際に応答遅延時間計測用タイマがスタートされる
までの遅延時間、および出力信号検出用A/D変換装置に
より出力信号が検出されてから実際に応答遅延時間計測
用タイマがストップされるまでの処理遅延時間を考慮し
て応答遅延時間を算出することを特徴とした請求項１記
載の応答遅れ計測装置。