JP2006230038A - Linear solenoid driving circuit - Google Patents

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Masaaki Sekino
正明 関野
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英夫 室
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a linear solenoid driving circuit which can improve the response time of a solenoid current when the target current value changes and the accuracy. <P>SOLUTION: When the target current value changes, a microcomputer 3 switches the control action of a solenoid 1 from the usual control operation to the transient control action. Hereby, this can improve the responsiveness (the time until the monitor current value changes into the target current value) and the accuracy (the degree of decrease of the overshoot and the undershoot of a solenoid current in the process of the monitor current value changing into the target current value). <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、リニアソレノイドを駆動制御するリニアソレノイド駆動回路に関し、より詳しくは、目標電流値が変化した際のソレノイド電流の応答時間及び精度を向上させるための技術に係わる。   The present invention relates to a linear solenoid drive circuit that drives and controls a linear solenoid, and more particularly to a technique for improving the response time and accuracy of a solenoid current when a target current value changes.

従来より、トランジスタを駆動制御することによりリニアソレノイドを駆動するリニアソレノイド駆動回路が知られており、このようなリニアソレノイド駆動回路では、ソレノイド電流をモニタし、モニタ電流値が目標電流値になるようにトランジスタのオン／オフをＰＷＭ制御することによりソレノイド電流をフィードバック制御している。ところで、従来までのリニアソレノイド駆動回路は、リニアソレノイドに対し直列に抵抗素子を接続し、この抵抗素子の両端に発生する電圧を検出することにより、ソレノイド電流をモニタしている（例えば、特許文献１を参照）。
特開２０００−１１２５４１号公報 Conventionally, a linear solenoid drive circuit that drives a linear solenoid by driving and controlling a transistor is known. In such a linear solenoid drive circuit, the solenoid current is monitored so that the monitor current value becomes a target current value. In addition, the solenoid current is feedback-controlled by PWM control of transistor on / off. By the way, a conventional linear solenoid drive circuit monitors a solenoid current by connecting a resistance element in series to the linear solenoid and detecting a voltage generated at both ends of the resistance element (for example, Patent Documents). 1).
JP 2000-112541 A

しかしながら、従来までのリニアソレノイド駆動回路は、トランジスタを駆動制御する駆動パルスの周波数（クロック周波数）と抵抗素子の電圧値を平滑化して出力する平滑回路の時定数（フィードバック制御帰還率，フィードバックゲイン）をリニアソレノイド固有の特性に応じた一定値としているために、変速制御時等、目標電流値が変化する際、ソレノイド電流が目標電流値に変化するまでの応答時間及び精度が悪くなる。   However, the conventional linear solenoid drive circuit has a smoothing circuit time constant (feedback control feedback rate, feedback gain) for smoothing and outputting the drive pulse frequency (clock frequency) for driving the transistor and the voltage value of the resistance element. Therefore, when the target current value changes during shift control or the like, the response time and accuracy until the solenoid current changes to the target current value deteriorates.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、目標電流値が変化した際のソレノイド電流の応答時間及び精度を向上させることが可能なリニアソレノイド駆動回路を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a linear solenoid drive circuit capable of improving the response time and accuracy of the solenoid current when the target current value changes. There is.

上記目的を達成するために、本発明に係るリニアソレノイド駆動回路は、目標電流値が変化した際、ソレノイドの制御動作を通常時用動作から過渡時用動作に切り換える切換手段を備える。そして、このような構成によれば、目標電流値が変化した際、通常の制御動作から過渡時用の制御動作に自動的に切り替わるので、目標電流値が変化した際のソレノイド電流の応答性及び精度を向上させることができる。   In order to achieve the above object, the linear solenoid drive circuit according to the present invention includes switching means for switching the control operation of the solenoid from the normal operation to the transient operation when the target current value changes. According to such a configuration, when the target current value is changed, the normal control operation is automatically switched to the transient control operation. Therefore, the response of the solenoid current when the target current value is changed and Accuracy can be improved.

なお、切換手段は、ソレノイドの駆動パルスの周波数を通常時の周波数から過渡時の周波数に切り換える周波数切換手段と、フィードバック制御帰還率を通常時のフィードバック制御帰還率から過渡時のフィードバック制御帰還率に切り換える時定数切換手段を備えることが望ましい。このような構成によれば、通常のソレノイド動作に影響を及ぼすことなく、目標電流値が変化した際のソレノイド電流の応答性と電流精度を向上させることができる。   The switching means includes frequency switching means for switching the frequency of the solenoid drive pulse from the normal frequency to the transient frequency, and the feedback control feedback rate from the normal feedback control feedback rate to the transient feedback control feedback rate. It is desirable to provide time constant switching means for switching. According to such a configuration, the responsiveness and current accuracy of the solenoid current when the target current value changes can be improved without affecting the normal solenoid operation.

以下、図面を参照して、本発明の実施形態となるリニアソレノイド駆動回路の構成について説明する。   Hereinafter, a configuration of a linear solenoid drive circuit according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

本発明の実施形態となるリニアソレノイド駆動回路は、リニアソレノイド１を駆動制御するコントロールユニットを備え、このコントロールユニットは、リニアソレノイド１を駆動するＩＣ２と、ＩＣ２を制御することによりリニアソレノイド１の電流値Ｉｓｏｌが目標電流値になるように電流値Ｉｓｏｌをフィードバック制御するマイコン３とを主な構成要素として備える。   The linear solenoid drive circuit according to the embodiment of the present invention includes a control unit that drives and controls the linear solenoid 1, and the control unit controls the IC 2 that drives the linear solenoid 1 and the current of the linear solenoid 1 by controlling the IC 2. A microcomputer 3 that feedback-controls the current value Isol so that the value Isol becomes the target current value is provided as a main component.

上記ＩＣ２は、リニアソレノイド１に対して直列に接続された抵抗素子Ｒ１両端の電圧（リニアソレノイド１に流れる電流Ｉｓｏｌ×抵抗素子Ｒ１の抵抗値）をｎ倍に増幅出力する増幅器ＡＭＰ１と、増幅器ＡＭＰ１の出力電圧を平滑化してモニタ電流値として出力する平滑回路４と、マイコン３から入力されたデジタル形式の目標電流信号をアナログ形式に変換して出力するデジタル／アナログ変換器ＤＡＣと、モニタ電流値と目標電流値をｍ倍に増幅出力する増幅器ＡＭＰ２と、三角波発振器５から出力されるクロック周波数に従って目標電流値とモニタ電流値とを比較し、比較結果に基づいてゲート制御部６の駆動パルスのデューティ比を決定する比較器ＣＯＭＰと、比較器ＣＯＭＰが決定したデューティ比の駆動パルスに従ってトランジスタＴｒ１のオン／オフを制御するゲート制御部５と、バッテリ電源ＶＢを利用してリニアソレノイド１に電流を供給するトランジスタＴｒ１とを備える。   The IC 2 includes an amplifier AMP1 that amplifies and outputs the voltage across the resistance element R1 connected in series to the linear solenoid 1 (current Isol flowing through the linear solenoid 1 × resistance value of the resistance element R1) n times, and an amplifier AMP1. Smoothing circuit 4 that smoothes the output voltage of the output signal and outputs it as a monitor current value, a digital / analog converter DAC that converts the digital target current signal input from microcomputer 3 into an analog format, and outputs the monitor current value And the amplifier AMP2 that amplifies and outputs the target current value by a factor of m, and the target current value and the monitor current value are compared according to the clock frequency output from the triangular wave oscillator 5, and based on the comparison result, the drive pulse of the gate control unit 6 is compared. The comparator COMP for determining the duty ratio and the drive according to the drive pulse having the duty ratio determined by the comparator COMP. A gate control unit 5 for controlling the register Tr1 ON / OFF, and a transistor Tr1 supplying a current to the linear solenoid 1, utilizing battery power VB.

上記三角波発振器５には、スイッチＳ１を介して抵抗値が異なる二つの抵抗素子が接続され、マイコン３が、スイッチＳ１を制御して三角波発振器５に接続される抵抗素子を切り換えることにより、三角波発振器５が出力するクロック周波数を高周波数（１〜１０［ｋＨｚ］程度）と低周波数（１００〜１ｋ［Ｈｚ］程度）との間で切り換え可能なように構成されている。   The triangular wave oscillator 5 is connected to two resistance elements having different resistance values via the switch S1, and the microcomputer 3 controls the switch S1 to switch the resistive element connected to the triangular wave oscillator 5, thereby causing the triangular wave oscillator to be switched. 5 is configured to be able to be switched between a high frequency (about 1 to 10 [kHz]) and a low frequency (about 100 to 1 k [Hz]).

上記平滑回路４は、抵抗値が異なる二つの抵抗素子とコンデンサを備え、マイコン３が、スイッチＳ２を制御してコンデンサに接続する抵抗素子を切り換えることにより、平滑化回路４の時定数を長時定数（通常動作時の時定数）と短時定数（通常動作時の時定数の１０倍程度の速さの時定数）との間で切り換え可能なように構成されている。   The smoothing circuit 4 includes two resistance elements and capacitors having different resistance values, and the microcomputer 3 controls the switch S2 to switch the resistance elements connected to the capacitor, so that the time constant of the smoothing circuit 4 is increased over time. It is configured to be switchable between a constant (time constant during normal operation) and a short time constant (time constant about 10 times faster than the time constant during normal operation).

なお、このリニアソレノイド駆動回路では、トランジスタＴｒ１がオン状態である場合、リニアソレノイド１に流れる電流Ｉｓｏｌはバッテリ電源ＶＢからトランジスタＴｒ１のドレイン端子及びソース端子，抵抗Ｒ１を経由して供給される。一方、トランジスタＴｒ１がオフ状態である場合には、リニアソレノイド１に流れる電流Ｉｓｏｌは、リニアソレノイド１のインダクタンス成分が蓄えたエネルギーを吸収する働きにより、接地準位ＧＮＤから還流ダイオードＤ１のアノード端子及びカソード端子，抵抗Ｒ１を経由して供給される。   In this linear solenoid drive circuit, when the transistor Tr1 is on, the current Isol flowing through the linear solenoid 1 is supplied from the battery power source VB via the drain terminal and source terminal of the transistor Tr1 and the resistor R1. On the other hand, when the transistor Tr1 is in the off state, the current Isol flowing through the linear solenoid 1 absorbs the energy stored by the inductance component of the linear solenoid 1, thereby causing the anode terminal of the freewheeling diode D1 from the ground level GND and It is supplied via the cathode terminal and resistor R1.

〔過渡時制御〕
このような構成を有するリニアソレノイド駆動回路では、通常動作の際、マイコン３が、スイッチＳ１，Ｓ２を制御することにより、三角波発振器５が発振するクロック周波数と平滑回路４の時定数をそれぞれ低周波数及び長時定数に制御する。そして、目標電流値が変化するのに応じて、マイコン３は、スイッチＳ１，Ｓ２を制御することにより、図２に示すように、三角波発振器５が発信するクロック周波数と平滑回路４の時定数をそれぞれ高周波数及び短時定数に制御する。そして、マイコン３は、モニタ電流値が目標電流値に安定した後、スイッチＳ１，Ｓ２を制御することにより、三角波発振器５が発振するクロック周波数と平滑回路４の時定数をそれぞれ低周波数及び長時定数に戻す。 [Transient control]
In the linear solenoid drive circuit having such a configuration, during normal operation, the microcomputer 3 controls the switches S1 and S2, thereby reducing the clock frequency oscillated by the triangular wave oscillator 5 and the time constant of the smoothing circuit 4 to low frequencies. And control to the long time constant. Then, as the target current value changes, the microcomputer 3 controls the switches S1 and S2 to change the clock frequency transmitted from the triangular wave oscillator 5 and the time constant of the smoothing circuit 4 as shown in FIG. Control to high frequency and short time constant respectively. Then, after the monitor current value is stabilized at the target current value, the microcomputer 3 controls the switches S1 and S2 so that the clock frequency oscillated by the triangular wave oscillator 5 and the time constant of the smoothing circuit 4 are set to a low frequency and a long time, respectively. Return to constant.

以上の説明から明らかなように、本発明の実施形態となるリニアソレノイド駆動回路によれば、目標電流値が変化した際、マイコン３がソレノイド１の制御動作を通常の制御動作から過渡時用の制御動作に切り換えるので、目標電流値が変化した際のソレノイド電流の応答性（モニタ電流値が目標電流値に変化するまでの時間）及び精度（モニタ電流値が目標電流値に変化する過程におけるソレノイド電流のオーバーシュート，アンダーシュートの低減度合）を向上させることができる。   As is clear from the above description, according to the linear solenoid drive circuit according to the embodiment of the present invention, when the target current value is changed, the microcomputer 3 changes the control operation of the solenoid 1 from the normal control operation to the transient state. Since switching to control operation, the response of solenoid current when the target current value changes (time until the monitor current value changes to the target current value) and accuracy (solenoid in the process where the monitor current value changes to the target current value) The degree of reduction of current overshoot and undershoot) can be improved.

また、本発明の実施形態となるリニアソレノイド駆動回路によれば、目標電流値が変化した際、マイコン３が、スイッチＳ１，Ｓ２を制御することにより、三角波発振器５が発信するクロック周波数と平滑化回路４の時定数を切り換えるので、通常のソレノイド動作に影響を及ぼすことなく、目標電流値が変化した際のソレノイド電流の応答性及び精度を向上させることができる。   Further, according to the linear solenoid drive circuit according to the embodiment of the present invention, when the target current value changes, the microcomputer 3 controls the switches S1 and S2, thereby smoothing the clock frequency transmitted from the triangular wave oscillator 5 and smoothing. Since the time constant of the circuit 4 is switched, the responsiveness and accuracy of the solenoid current when the target current value changes can be improved without affecting the normal solenoid operation.

最後に、上記実施形態から把握し得る請求項以外の技術的思想について記載する。   Finally, technical ideas other than the claims that can be grasped from the above embodiment will be described.

（イ）請求項２に記載のリニアソレノイド駆動回路において、前記周波数切換手段は、前記駆動パルスの周波数を高周波と低周波との間で切り換える第１のスイッチ回路を備え、前記時定数切換手段は、フィードバック制御帰還率を短時定数と長時定数との間で切り換える第２のスイッチ回路とを備えることを特徴とするリニアソレノイド駆動回路。 (A) In the linear solenoid drive circuit according to claim 2, the frequency switching means includes a first switch circuit for switching a frequency of the drive pulse between a high frequency and a low frequency, and the time constant switching means includes: And a second switch circuit for switching the feedback control feedback rate between a short time constant and a long time constant.

本発明は、オートマチック・トランスミッションの油圧制御弁に用いられるソレノイドの駆動制御に適用することができる。   The present invention can be applied to drive control of a solenoid used for a hydraulic control valve of an automatic transmission.

本発明の実施形態となるリニアソレノイド駆動回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the linear solenoid drive circuit used as embodiment of this invention. 通常時及び過渡時におけるクロック周波数及び時定数を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows the clock frequency and time constant at the time of normal time and a transition.

符号の説明Explanation of symbols

１：リニアソレノイド
２：ＩＣ
３：マイコン
４：平滑回路
５：三角波発振器
Ｓ１，Ｓ２：スイッチ
Ｔｒ１：トランジスタ 1: Linear solenoid 2: IC
3: Microcomputer 4: Smoothing circuit 5: Triangular wave oscillator S1, S2: Switch Tr1: Transistor

Claims (2)

リニアソレノイドの電流値をモニタし、モニタ電流値が目標電流値になるようにソレノイドの電流値をフィードバック制御するリニアソレノイド駆動回路であって、
前記目標電流値が変化した際、前記ソレノイドの制御動作を通常時用動作から過渡時用動作に切り換える切換手段を備えることを特徴とするリニアソレノイド駆動回路。 A linear solenoid drive circuit that monitors the current value of the linear solenoid and feedback-controls the current value of the solenoid so that the monitor current value becomes the target current value.
A linear solenoid drive circuit comprising switching means for switching a control operation of the solenoid from a normal operation to a transient operation when the target current value changes. 請求項１に記載のリニアソレノイド駆動回路であって、
前記切換手段は、前記ソレノイドの駆動パルスの周波数を通常時の周波数から過渡時の周波数に切り換える周波数切換手段と、フィードバック制御帰還率を通常時のフィードバック制御帰還率から過渡時のフィードバック制御帰還率に切り換える時定数切換手段とを備えることを特徴とするリニアソレノイド駆動回路。 The linear solenoid drive circuit according to claim 1,
The switching means includes a frequency switching means for switching the frequency of the drive pulse of the solenoid from a normal frequency to a transient frequency, and a feedback control feedback rate from a normal feedback control feedback rate to a transient feedback control feedback rate. A linear solenoid drive circuit comprising: a time constant switching means for switching.
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