JP2006295743A - Digital filter device and digital filter method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、デジタルフィルタ装置およびデジタルフィルタ方法に関し、特に、デジタルフィルタにより処理された処理後デジタル信号を出力するデジタルフィルタ装置およびデジタルフィルタ方法に関する。 The present invention relates to a digital filter device and a digital filter method, and more particularly to a digital filter device and a digital filter method for outputting a processed digital signal processed by a digital filter.
アナログ信号をAD変換器によりデジタル信号に変換した場合などにおけるデジタル信号のノイズを除去するためにデジタルフィルタが広く用いられている。デジタルフィルタのフィルタリング方式としては、1次遅れフィルタ方式や移動平均方式などが知られている。しかし、デジタルフィルタはノイズを除去する効果を奏する一方、デジタル信号の急峻な変動を抑制してしまう可能性を有する。また、例えば車両の電磁弁などに使用されるリニアソレノイドの駆動制御のためにデジタルフィルタが使用される場合、オーバーシュートやアンダーシュートなど目標値に対するデジタル信号の急峻な変動がデジタルフィルタを介することにより抑制されてしまい、デジタルフィルタの出力に対する制御に影響を与えるなど、リニアソレノイドの円滑な駆動が阻害されてしまう可能性がある。 A digital filter is widely used to remove noise of a digital signal when an analog signal is converted into a digital signal by an AD converter. As a filtering method of the digital filter, a first-order lag filter method, a moving average method, and the like are known. However, the digital filter has an effect of removing noise, but has a possibility of suppressing a steep fluctuation of the digital signal. In addition, when a digital filter is used for driving control of a linear solenoid used in, for example, an electromagnetic valve of a vehicle, a steep fluctuation of a digital signal with respect to a target value such as overshoot or undershoot is caused through the digital filter. This may suppress the smooth drive of the linear solenoid, for example, affecting the control of the output of the digital filter.
このため、例えば特許文献1では、入力信号が急峻に変動する場合には、移動平均により用いられるサンプリングデータの数nをn/2にするデジタルフィルタ方式が提案されている。また、例えば特許文献2では、電磁弁のソレノイドに流れる電流と目標電流値との差に相関して変化する補正量にて補正する補正処理をプログラムデータに基づいて実行する電磁弁制御装置が提案されている。なお、例えば特許文献3では、電磁制御弁のへの供給電流を制御することによりブレーキ液圧を制御する液圧制御装置において、温度変化に起因するブレーキ液圧の制御精度の低下を抑制する液圧抑制装置が提案されている。また、例えば特許文献4では、リニアソレノイドの抵抗値が変化した場合にも次回のデューティ制御時において適切なデューティでリニアソレノイドに通電するリアソレノイド駆動制御装置が提案されている。また、例えば特許文献5では、ブースタ駆動装置のリニアソレノイドへの通電を適切に制御することにより、自動加圧制御時のバキュームブースタの作動に起因する騒音を抑制する車両の運動制御装置が提案されている。
しかし、前述したデジタルフィルタ方式においても、例えばオーバーシュートやアンダーシュートなどのデジタル信号の急峻な変動が抑制されてしまうことを効果的に低減することはできず、例えばデジタルフィルタにより処理されたデジタル信号に対する制御を行う場合にこの制御に影響を与える可能性がある。また、例えば前述のように例えば車両の電磁弁などに使用されるリニアソレノイドの駆動制御のためにデジタルフィルタが使用される場合、リニアソレノイドの円滑な駆動が阻害される可能性がある。 However, even with the digital filter method described above, it is not possible to effectively reduce the suppression of steep fluctuations in the digital signal such as overshoot and undershoot. For example, the digital signal processed by the digital filter can be reduced. This control may be affected when the control is performed. Further, for example, as described above, when a digital filter is used for driving control of a linear solenoid used in, for example, a solenoid valve of a vehicle, smooth driving of the linear solenoid may be hindered.
本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、デジタル信号の急峻な変動がデジタルフィルタにより抑制されることを効果的に低減することにある。 The present invention has been made in view of these problems, and an object of the present invention is to effectively reduce suppression of steep fluctuations of a digital signal by a digital filter.
上記課題を解決するために、本発明のある態様のデジタルフィルタ装置は、入力された処理前デジタル信号にフィルタリング処理を行い処理後デジタル信号を出力するデジタルフィルタ装置において、処理前デジタル信号の変動を監視するための監視対象信号が目標値から所定の値以上変動した場合、処理前デジタル信号を出力する。この態様によれば、例えばオーバーシュートやアンダーシュートなどのデジタル信号の急峻な変動を、デジタルフィルタにより抑制されることを効果的に低減することができる。したがって、例えばデジタルフィルタから出力されたデジタル信号に基づく制御に対する影響を低減することが可能となる。 In order to solve the above problems, a digital filter device according to an aspect of the present invention is a digital filter device that performs filtering processing on an input pre-processing digital signal and outputs the post-processing digital signal. When the monitoring target signal for monitoring fluctuates by a predetermined value or more from the target value, a pre-processing digital signal is output. According to this aspect, for example, it is possible to effectively reduce suppression of steep fluctuations in the digital signal such as overshoot and undershoot by the digital filter. Therefore, for example, it is possible to reduce the influence on the control based on the digital signal output from the digital filter.
本発明にかかるデジタルフィルタ装置は、監視対象信号が目標値から所定の値以上変動した場合において、処理前デジタル信号を出力後、フィルタリング処理におけるカットオフ周波数を変動させながら処理後デジタル信号を出力してもよい。この態様によれば、カットオフ周波数を変動させることにより、必要に応じてデジタル信号の急峻な変動の抑制の効果的な低減と、デジタル信号のノイズの低減とのいずれかに重点を置いたカットオフ周波数によりデジタル信号を処理することが可能となる。 The digital filter device according to the present invention outputs the post-processing digital signal while changing the cutoff frequency in the filtering process after outputting the pre-processing digital signal when the monitoring target signal fluctuates by a predetermined value or more from the target value. May be. According to this aspect, by changing the cut-off frequency, if necessary, it is possible to effectively cut down the steep fluctuation of the digital signal or to cut the digital signal with an emphasis on noise reduction. The digital signal can be processed by the off-frequency.
フィルタリング処理は、現時刻から過去n個の処理前デジタル信号を平均する移動平均法によるフィルタリング処理であって、本発明にかかるデジタルフィルタ装置は、監視対象信号が目標値から所定の値以上変動した場合において、nを変動させることにより、カットオフ周波数を変動させてもよい。この態様によれば、簡易な制御によりカットオフ周波数を変動させることが可能となる。 The filtering process is a filtering process based on a moving average method that averages the past n pre-processed digital signals from the current time, and the digital filter device according to the present invention has a monitoring target signal that fluctuates by a predetermined value or more from a target value. In some cases, the cutoff frequency may be varied by varying n. According to this aspect, the cut-off frequency can be changed by simple control.
本発明に係るデジタルフィルタ装置は、監視対象信号が目標値から所定の値以上変動した場合において、処理後デジタル信号の出力時から所定時間間隔ごとにnを増加させ、処理後デジタル信号の出力時から所定時間経過後はnを一定にしてもよい。この態様によれば、例えば処理後デジタル信号が目標値から所定の値以上変動した時点から短時間しか経過していない場合は、少ないnで移動平均法による平均を行ってデジタル信号の急峻な変動の抑制の効果的な低減に重点を置いたデジタル信号の処理を行うことが可能となる。また、処理後デジタル信号が目標値から所定の値以上変動した時点から長時間経過した場合は、増加させられたnで移動平均法による平均を行ってデジタル信号のノイズの低減に重点を置いたデジタル信号の処理を行うことが可能となる。 The digital filter device according to the present invention increases n at every predetermined time interval from the output of the processed digital signal when the monitored signal fluctuates by a predetermined value or more from the target value, and outputs the processed digital signal. After a predetermined time has elapsed, n may be constant. According to this aspect, for example, when only a short time has passed since the processed digital signal fluctuated by a predetermined value or more from the target value, a steep fluctuation of the digital signal is performed by averaging with a small n with a moving average method It is possible to perform digital signal processing with an emphasis on effective reduction of suppression. In addition, when a long time has elapsed since the digital signal after processing fluctuated by a predetermined value or more from the target value, the moving average method is averaged with the increased n to place an emphasis on reducing the noise of the digital signal. Digital signal processing can be performed.
本発明に係るデジタルフィルタ装置は、監視対象信号が目標値から所定の値以上変動した場合において、n個の処理前デジタル信号が、監視対象信号が目標値から所定の値以上変動した時以後の処理前デジタル信号がとなるように、nを変動してもよい。この態様によれば、監視対象信号が目標値から所定の値以上変動した時以後の処理前デジタル信号のみの平均を算出することができ、デジタル信号の急峻な変動が抑制されてしまうことを効果的に低減することが可能となる。 In the digital filter device according to the present invention, when the monitoring target signal fluctuates by a predetermined value or more from the target value, n pre-processing digital signals after the time when the monitoring target signal fluctuates by a predetermined value or more from the target value. N may be varied so that the pre-processed digital signal becomes According to this aspect, it is possible to calculate the average of only the pre-processing digital signal after the monitoring target signal fluctuates by a predetermined value or more from the target value, and it is possible to suppress the steep fluctuation of the digital signal. Can be reduced.
本発明のさらに別の態様もまた、デジタルフィルタ装置である。この装置は、入力されたリニアソレノイドの出力を表す処理前デジタル信号にフィルタリング処理を行い、処理後デジタル信号をリニアソレノイドの出力を制御する制御部に出力するデジタルフィルタ装置において、リニアソレノイドの出力の変動を監視するための監視対象信号が目標値から所定の値以上変動した場合、処理後デジタル信号を出力せず、処理前デジタル信号を出力する。処理前デジタル信号を出力後、現時刻から過去n個の処理前デジタル信号を平均する移動平均法によるフィルタリング処理であって、所定時間間隔ごとにnを増加させ、所定時間経過後はnを一定にするフィルタリング処理を行う。この態様によれば、例えばリニアソレノイドの出力にオーバーシュートやアンダーシュートが生じることにより、リニアソレノイドの出力を表すデジタル信号に急峻な変動が生じた場合においても、このデジタル信号の急峻な変動をデジタルフィルタにより抑制されることを効果的に低減することができ、リニアソレノイドの円滑な駆動の制御を実現することが可能となる。 Yet another embodiment of the present invention is also a digital filter device. This device performs a filtering process on an input pre-processing digital signal representing an output of a linear solenoid, and outputs the post-processing digital signal to a control unit that controls the output of the linear solenoid. When the monitoring target signal for monitoring the fluctuation fluctuates by a predetermined value or more from the target value, the post-processing digital signal is not output and the pre-processing digital signal is output. A filtering process based on a moving average method that averages the previous n digital signals before processing from the current time after outputting the digital signal before processing, where n is increased every predetermined time interval and n is kept constant after the predetermined time has elapsed. Perform the filtering process. According to this aspect, for example, even when a digital signal representing the output of the linear solenoid undergoes a steep fluctuation due to an overshoot or undershoot in the output of the linear solenoid, the digital signal represents the steep fluctuation of the digital signal. Suppression by the filter can be effectively reduced, and smooth drive control of the linear solenoid can be realized.
本発明のデジタルフィルタ装置によれば、デジタル信号の急峻な変動がデジタルフィルタにより抑制されることを効果的に低減することができる。 According to the digital filter device of the present invention, it is possible to effectively reduce suppression of steep fluctuations in the digital signal by the digital filter.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態(以下、「実施形態」という。)について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention (hereinafter referred to as “embodiments”) will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本実施形態に係る油圧システム150の全体構成図である。油圧システム150は主にアクチュエータ80とアクチュエータ80以外のマスタシリンダ14などを備える。
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a
ブレーキペダル12にはその踏み込みストロークを検出するストロークセンサ46が設けられている。マスタシリンダ14は、運転者によるブレーキペダル12の踏み込み操作に応じ、作動液であるブレーキオイルを圧送する。ブレーキペダル12とマスタシリンダ14との間にはドライストロークシミュレータ13が設けられている。
The
マスタシリンダ14には右前輪用のブレーキ油圧制御導管16及び左前輪用のブレーキ油圧制御導管18の一端が接続され、これらのブレーキ油圧制御導管はそれぞれ、右前輪及び左前輪の制動力を発揮する右前輪用及び左前輪用のホイールシリンダ20FR、20FLに接続されている。右前輪用及び左前輪用のブレーキ油圧制御導管16、18の途中にはそれぞれ右マスタ遮断弁22FR及び左マスタ遮断弁22FL(以下、必要に応じてこれらを総称して「マスタ遮断弁22」という)が間挿され、また、それぞれ右前輪側及び左前輪側のマスタシリンダ液圧を計測する右マスタ圧センサ48FR、および左マスタ圧センサ48FL(以下、必要に応じてこれらを総称して「マスタ圧センサ48」という)が設けられている。運転者によってブレーキペダル12が踏まれたとき、ストロークセンサ46によりその踏み込みが検出されるが、ストロークセンサ46の故障を想定し、マスタ圧センサ48によるマスタシリンダ液圧の計測によってもブレーキペダル12の踏み込みが検出される。マスタシリンダ液圧をふたつの圧力センサで監視するのは、フェイルセーフの観点による。
One end of a brake
マスタ遮断弁22は、通常は開状態(以下これを「常開型」という)の電磁弁である。W/C(ホイールシリンダ)圧が後述する増圧用リニアバルブ40および減圧用リニアバルブ42の制御により制御される場合には閉状態とされ、ホイールシリンダ20がマスタシリンダ14から遮断される。これらマスタ遮断弁22が開状態とされた場合、マスタシリンダ14と後述するホイールシリンダ20とが連通させられ、マスタシリンダ14の液圧によりブレーキ70が作動させられる。
The master shut-off
マスタシリンダ14にはリザーバタンク26が接続され、また、開閉弁23を介してウェットストロークシミュレータ24が接続され、リザーバタンク26には油圧給排導管28の一端が接続される。油圧給排導管28にはポンプモータ32により駆動されるオイルポンプ34が設けられている。オイルポンプ34の吐出側は高圧導管30になっており、アキュムレータ49とリリーフバルブ53が設けられている。アキュムレータ49はオイルポンプ34によって例えば16〜21.5MPaという範囲(以下「制御範囲」という)の高圧にされたブレーキオイルを蓄積する。リリーフバルブ53は、アキュムレータ圧が異常に高く、例えば30MPaといった高圧になったとき開き、油圧給排導管28へ高圧のブレーキオイルを逃がす。
A
高圧導管30にはアキュムレータ圧を計測するアキュムレータ圧センサ51が設けられる。後述の電子制御ユニット200はアキュムレータ圧センサ51の出力であるアキュムレータ圧を入力し、このアキュムレータ圧が制御範囲に収まるようポンプモータ32を制御する。
The
高圧導管30は、それぞれ通常は閉じた状態(これを「常閉型」という)にあり、必要なときにホイールシリンダの増圧用に利用される右前輪増圧用リニアバルブ40FR、左前輪増圧用リニアバルブ40FL、右後輪増圧用リニアバルブ40RR、左後輪増圧用リニアバルブ40RL(以下、必要に応じてこれらを総称して「増圧用リニアバルブ40」という)を介し、右前輪用ホイールシリンダ20FR、左前輪用ホイールシリンダ20FL、右後輪用ホイールシリンダ20RR、左後輪用ホイールシリンダ20RL(以下、必要に応じてこれらを総称して「ホイールシリンダ20」という)に接続されている。
Each of the high-
図示しない車両の車輪の各々には、ドラムブレーキである右前輪用ブレーキ70FR、左前輪用ブレーキ70FL、右後輪用ブレーキ70RR、左後輪用ブレーキ70RL(以下、必要に応じてこれらを総称して「ブレーキ70」という)が設けられており、それぞれホイールシリンダ20の駆動によりブレーキシューをドラムに押し付けることで制動力を発揮するようになっている。
Each of the wheels of the vehicle (not shown) includes a right front wheel brake 70FR, a left front wheel brake 70FL, a right rear wheel brake 70RR, and a left rear wheel brake 70RL (hereinafter collectively referred to as necessary). (Referred to as “brake 70”), and the brake force is exerted by pressing the brake shoe against the drum by driving the
右前輪用ホイールシリンダ20FRと左前輪用ホイールシリンダ20FLは、必要なときに減圧用に利用される電磁流量制御弁、すなわちリニア弁である常閉型の右前輪減圧用リニアバルブ42FR、左前輪減圧用リニアバルブ42FLを介して油圧給排導管28へ接続されている。また、右後輪用ホイールシリンダ20RR、左後輪用ホイールシリンダ20RLは、それぞれ常開型の右後輪減圧用リニアバルブ42RR、左後輪減圧用リニアバルブ42RLを介して油圧給排導管28へ接続されている。以下、必要に応じて減圧用リニアバルブ42FL、42FR、42RL、42RRを総称して「減圧用リニアバルブ42」という。
The right front wheel wheel cylinder 20FR and the left front wheel wheel cylinder 20FL are an electromagnetic flow control valve used for pressure reduction when necessary, that is, a normally closed right front wheel pressure reducing linear valve 42FR that is a linear valve, and a left front wheel pressure reducing pressure. The hydraulic supply /
各々のホイールシリンダ20の付近には、それぞれホイールシリンダ内の液圧を計測する右前輪用W/C圧センサ44FR、左前輪用W/C圧センサ44FL、右後輪用W/C圧センサ44RR、左後輪用W/C圧センサ44RL(以下、必要に応じてこれらを総称して「W/C圧センサ44」という)が設けられている。
In the vicinity of each
図2は、本実施形態に係る電子制御ユニット200(以下「ECU200」という)の機能ブロック図である。ECU200は、マイクロコンピュータによる演算ユニット、ROM204、RAM206、I/Oポートなどを含む主制御部210を有しており、主制御部210のI/Oポートには、前述のストロークセンサ46、アキュムレータ圧センサ51、マスタ圧センサ48、W/C圧センサ44が接続されている。また、ECU200は、増圧用リニアバルブ40、減圧用リニアバルブ42を制御するリニアバルブ制御部100、ポンプモータ32を制御するポンプモータ制御部130、マスタ遮断弁22を制御するマスタ遮断弁制御部140などを有しており、リニアバルブ制御部100は増圧用リニアバルブ40および減圧用リニアバルブ42に、ポンプモータ制御部130はポンプモータ32に、マスタ遮断弁制御部140はマスタ遮断弁22にぞれぞれ接続されている。
FIG. 2 is a functional block diagram of an electronic control unit 200 (hereinafter referred to as “
演算ユニット202には、ストロークセンサ46からブレーキペダル12の踏み込みストロークを示すストローク信号、アキュムレータ圧センサ51からアキュムレータ圧を示すアキュムレータ圧信号、マスタ圧センサ48からマスタ圧を示すマスタ圧信号、W/C圧センサ44からW/C圧を示すW/C圧信号が入力される。
The
ROM204には、増圧用リニアバルブ制御プログラム等の複数のプログラムや、アキュムレータ圧の設定範囲決定テーブル等の複数のテーブルが格納されている。RAM206はデータ格納やプログラム実行のためのワークエリアとして利用される。例えば、演算ユニット202は、ROM204に格納されたプログラムを利用して、ストローク信号、マスタ圧信号、W/C圧信号などに基づき、各車輪の目標W/C圧を演算する。
The
演算ユニット202は、演算された目標W/C圧から、増圧用リニアバルブ40および減圧用リニアバルブ42に供給する制御電流であるPSB(Pressure Servo Brake)指令電流を算出する。算出されたPSB指令電流は、リニアバルブ制御部100に出力される。PSB指令電流の入力を受けたリニアバルブ制御部100は、入力されたPSB指令電流を増圧用リニアバルブ40および減圧用リニアバルブ42のリニアソレノイドを駆動する駆動信号に変換し、増圧用リニアバルブ40および減圧用リニアバルブ42に出力する。駆動された増圧用リニアバルブ40および減圧用リニアバルブ42の動作により得られた制御液圧は演算ユニット202にフィードバックされる。以上により、演算ユニット202は、各車輪のW/C圧が目標W/C圧になるよう制御する。
The
図3は、本実施形態に係る増圧用リニアバルブ40および減圧用リニアバルブ42の構成を示す図である。増圧用リニアバルブ40は、シーティング弁58およびリニアソレノイド50を有している。シーティング弁58は、弁座52と、その弁座52に対して着座および離間可能に設けられた弁子54と、弁子54を弁座52に着座させる向きに付勢するスプリング56を有している。リニアソレノイド50は、電流の供給によりソレノイド力を発生させるコイル60を有している。増圧用リニアバルブ40は、コイル60に電流が供給されない間は、スプリング56の弾性力により弁子54が弁座52に着座させられた状態に保たれる常閉弁である。
FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the pressure-increasing
増圧用リニアバルブ40は、コイル60へ電流が供給されることにより弁子54を弁座52から離間させる向きにソレノイド力が作用し、弁子54が弁座52から離間させられることにより、シーティング弁58が開状態とされる。弁子54と弁座52との間の距離が小さく開度が小さい場合は、シーティング弁58を流れる作動液の流量は小さくなり、ホイールシリンダ20の液圧の増圧勾配が小さくなる。また、弁子54と弁座52との間の距離が大きく開度が大きい場合は、シーティング弁58を流れる作動液流量が大きくなり、ホイールシリンダ20の液圧の増圧勾配が大きくなる。増圧用リニアバルブ40は、オイルポンプ34とホイールシリンダ20との間に配置され、シーティング弁58の開度を調整してオイルポンプ34からホイールシリンダ20へ流れる作動液の流量を制御することにより、W/C圧の増圧を制御する。
In the pressure-increasing
減圧用リニアバルブ42は、増圧用リニアバルブ40と構造は同じものであり、シーティング弁58の開度が小さい場合は、ホイールシリンダ20の液圧の減圧勾配が小さくなり、シーティング弁58の開度が大きい場合は、ホイールシリンダ20の液圧の減圧勾配が大きくなる。減圧用リニアバルブ42は、リザーバタンク26とホイールシリンダ20との間に配置され、シーティング弁58の開度を調整してホイールシリンダ20からリザーバタンク26へ流れる作動液の流量を制御することにより、W/C圧の減圧を制御する。
The pressure reducing
ECU200のリニアバルブ制御部100は、増圧用リニアバルブ40および減圧用リニアバルブ42のコイル60に接続されている。リニアバルブ制御部100は、後述するパルス出力部108を有しており、パルス出力部108はPWM制御により電流を供給するデューティー(時間の比率)を制御して、コイル60への供給電流を制御する。増圧用リニアバルブ40および減圧用リニアバルブ42は、コイル60に供給される電流に応じてリニアソレノイド50の開度が調整され、W/C圧を制御する。
The linear
図4は、本実施形態に係るリニアバルブ制御部100の構成を示すブロック線図である。リニアバルブ制御部100は、電流−デューティー変換マップ102、温度補正部104、クランプ106、パルス出力部108、A/D変換部110、デジタルフィルタ112、スイッチ114、PI制御部116、割り込み処理部118、電流監視部120などを有している。リニアバルブ制御部100は、ECU200の主制御部210に接続されており、主制御部210からPSB指令電流の入力を受ける。
FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the linear
主制御部210から入力されたPSB指令電流は、リニアバルブ制御部100の電流−デューティー変換マップ102に入力される。電流−デューティー変換マップ102は、入力されたPSB指令電流に対するリニアソレノイド50に供給する電流のデューティーを示すマップであり、横軸が電流、縦軸がデューティーとなるマップとなっている。電流−デューティー変換マップ102は、このマップにしたがって入力されたPSB指令電流をリニアソレノイド50に電流を供給する比率であるデューティーに変換する。一方、この電流−デューティー変換マップ102は、常温状態でマップ化が行われているため、すべての温度領域に対応していない。このため、例えばリニアバルブや制御液が高温となった場合に、常温状態でマップ化された電流−デューティー変換マップ102によりリニアソレノイド50に供給する電流のデューティーへの変換を行っていると、最適なデューティーに変換することができない可能性がある。このため、温度補正部104は、すべての温度領域に対応した制御を実現するため、電流−デューティー変換マップ102の一部を書き換えることにより、温度変化による影響を低減している。このように、電流−デューティー変換マップ102および温度補正部104により、主制御部210から入力されたPSB電流をリニアソレノイド50に供給する適切な電流のデューティに変換するフィードフォワード制御を行う。
The PSB command current input from the
クランプ106は、電圧変動が生じた場合においても、ある目標電圧以上の電圧が印加されないように制御する。通常は0ボルトから12ボルトの間で制御を行っているが、電圧のばらつきを考慮して16ボルトまで制御可能となっている。16ボルト以上の電圧は、ECU200によるエラー処理が行われる構成となっている。
The
パルス出力部108は、リニアソレノイド50に接続されている。パルス出力部108は、スイッチング素子を有しており、スイッチンング素子の開閉制御により、リニアソレノイド50へ電流を供給する。パルス出力部108は、電流−デューティー変換マップ102および温度補正部104により行われるフィードフォワード制御により入力されたデューティーでリニアソレノイド50へ供給する電流を変化させ、これにより、リニアソレノイド50の駆動制御が行われる。
The pulse output unit 108 is connected to the
A/D変換部110は、リニアソレノイドに係る電圧信号をA/D変換し、デジタル信号を出力する。デジタルフィルタ112は、A/D変換部110から出力された、デジタル信号にフィルタリング処理を行う。以下、デジタルフィルタ112に入力されるデジタル信号を処理前デジタル信号とし、デジタルフィルタ112によりフィルタリング処理が行われたデジタル信号を処理後デジタル信号として説明する。
The A / D conversion unit 110 A / D converts the voltage signal related to the linear solenoid and outputs a digital signal. The
本実施形態においては、デジタルフィルタ112では、移動平均法によるフィルタリング方法が採用されている。移動平均法によるフィルタリングとは、いくつかのデータを平均し、平均する際のデータを順にずらしていくという方法である。通常は、所定時間間隔ごとにサンプリングされた処理前デジタル信号のうち、現時刻の処理前デジタル信号を1個目として現時刻から過去n個目までの処理前デジタル信号の平均を出力する。この際、デジタルフィルタ112は、所定時間間隔ごとに、その所定時間間隔内では変動しない信号を出力する。このように処理前デジタル信号にフィルタリング処理を行うことにより、処理前デジタル信号に含まれるノイズ成分を除去することができる。なお、本実施形態においては、デジタルフィルタ112の分解能は480マイクロ秒とされている。
In the present embodiment, the
デジタルフィルタ112は、接続子を介してスイッチ114に接続される。このデジタルフィルタ112とスイッチ114の間との接続子と、電流−デューティー変換マップ102と温度補正部104との間の接続子との間には電流監視部120が設けられている。電流監視部120は、デジタルフィルタ112から出力された処理後デジタル信号からまず電圧を検知し、この電圧値からリニアソレノイド50に供給される電流を演算する。電流監視部120の検出結果はデジタルフィルタ112、スイッチ114に入力される。
The
スイッチ114は、電流監視部120から入力されたリニアソレノイド50に供給される電流値である監視電流値と目標電流値とを比較し、監視電流値が目標電流値よりも閾値電流値以上変動したか否かを判断するスイッチング判断部を有している。スイッチング判断部は、所定時間間隔ごとに監視電流値と目標電流値との比較および判断を行っており、本実施形態においては所定時間間隔は3ミリ秒とされており、閾値電流値は50ミリアンペアとされている。
The
スイッチ114はPI制御部116および割り込み処理部118に接続されており、PI制御部116および割り込み処理部118は、温度補正部104とクランプ106との間に設けられた接続子に接続される。スイッチ114は、監視電流値が目標電流値よりも閾値電流値以上変動しない、いわゆる通常の状態と判断された場合は、デジタルフィルタ112から出力された処理後デジタル信号をPI制御部116に入力するよう、デジタルフィルタ112とPI制御部116とを接続する。また、スイッチ114は、例えばオーバーシュートやアンダーシュートなどが生じた場合における監視電流値の急峻な変動などにより、監視電流値が目標電流値よりも閾値電流値以上変動する場合は、デジタルフィルタ112から出力された処理後デジタル信号を割り込み処理部118に入力するよう、デジタルフィルタ112と処理部118とを接続する。
The
監視電流値が目標電流値よりも閾値電流値以上変動しない場合は、PI制御部116は、デジタルフィルタ112から入力された処理後デジタル信号を、目標値に近づけるようにPI制御、すなわち比例制御(P制御)および積分制御(I制御)を行う。PI制御部116は、PI制御の結果をデューティーの補正値として出力する。PI制御部116は、このPI制御を3ミリ秒ごとに行っている。パルス出力部108は、補正されたデューティーによってリニアソレノイド50に電流を供給する。このように、リニアバルブ制御部は、リニアソレノイド50の電圧を検出してPI制御部で目標値に近づけるよう制御するフィードバック制御によりリニアソレノイドの駆動を制御している。したがって、リニアバルブ制御部100は、監視電流値が目標電流値よりも閾値電流値以上変動していない場合は、電流−デューティー変換マップ102および温度補正部104によるフィードフォワード制御、およびPI制御部116などによるフィードバック制御の双方の制御により、リニアソレノイド50の駆動を制御する。
When the monitored current value does not fluctuate by more than the threshold current value than the target current value, the PI control unit 116 performs PI control, that is, proportional control (ie, proportional control) so that the processed digital signal input from the
監視電流値が目標電流値よりも閾値電流値以上変動する場合は、PI制御部116によるフィードバック制御では、リニアソレノイド50に供給される電流を目標値に近づけることが困難となる。このため、この場合は、割り込み処理部118が、急峻に変動した監視電流値の変動を抑制する処理を行う。本実施形態においては、割り込み処理部による割り込み処理は、PI制御部の制御時間間隔である3ミリ秒よりも短い480マイクロ秒により行っている。割り込み処理部による割り込み処理は、PI制御部116のように検出されたリニアソレノイド50の電圧値によるフィードバック制御は行わない。したがって、リニアバルブ制御部100は、監視電流値が目標電流値よりも閾値電流値以上変動する場合は、電流−デューティー変換マップ102および温度補正部104によるフィードフォワード制御および割り込み処理部118による割り込み処理によりリニアソレノイドの駆動を制御する。
When the monitored current value fluctuates by more than the threshold current value than the target current value, it is difficult for the feedback control by the PI control unit 116 to bring the current supplied to the
ここで、デジタルフィルタ112は、ノイズを除去する効果がある一方、デジタル信号の急峻な変動を抑制してしまう可能性がある。したがって、オーバーシュートやアンダーシュートなどにより、リニアソレノイド50の電圧が急峻に変動した場合、デジタルフィルタ112においてフィルタリング処理を行うことにより、処理後デジタル信号の変動を抑制してしまう可能性がある。この結果、図6において、処理前デジタル信号Irに対して処理後デジタル信号Ibに差が生じてしまうように、処理前デジタル信号と処理後デジタル信号との間に乖離が生じてしまう恐れがある。このような処理前デジタル信号と処理後デジタル信号との乖離は、リニアソレノイド50の円滑な駆動を阻害し、液圧の脈動につながり、騒音の要因ともなり得る。
Here, the
このため、デジタルフィルタ112は、電流監視部120から検出結果の入力を受け、監視電流値が目標電流値よりも閾値電流値以上変動する場合は、デジタルフィルタ112は、監視電流値が目標電流値よりも閾値電流値以上変動した時点からデジタルフィルタ112によるフィルタリング処理を所定時間行わず、処理前デジタル信号を出力する。これにより、処理前デジタル信号の急峻な変動を抑制することなく出力することができる。これにより、例えば割り込み処理部118など、デジタルフィルタ112から下流の制御部または処理部における制御の精度を高めることができ、リニアソレノイド50を目標とする駆動により近い駆動に制御することが可能となる。
Therefore, when the
デジタルフィルタ112は、監視電流値が目標電流値よりも閾値電流値以上変動した時点から所定時間経過した後は、所定時間間隔ごとにサンプリングされた処理前デジタル信号のうち、現時刻の処理前デジタル信号を1個目として現時刻から過去n個目までの処理前デジタル信号の平均を出力する移動平均法によるフィルタリングを再び行う。この場合、デジタルフィルタ112は、監視電流値が目標電流値よりも閾値電流値以上変動した時点から所定時間経過した後、所定時間間隔ごとにこのnを変動させることにより、デジタルフィルタ112のカットオフ周波数を変動させる。
After a predetermined time has elapsed since the monitoring current value fluctuated by more than the threshold current value from the target current value, the
具体的には、デジタルフィルタ112は、処理後デジタル信号の出力時から所定時間間隔ごとにnを増加させ、処理後デジタル信号の出力時から所定時間経過後はnを一定にする。これにより、処理後デジタル信号が目標値から閾値以上変動した時点から短時間しか経過していない場合は、少ないnで移動平均法による平均を行ってデジタル信号の急峻な変動の抑制の効果的な低減に重点を置いたカデジタル信号の処理を行うことが可能となる。また、処理後デジタル信号が目標値から閾値以上変動した時点から長時間経過した場合は、増加させられたnで移動平均法による平均を行ってデジタル信号のノイズの低減に重点を置いたデジタル信号の処理を行うことが可能となる。
Specifically, the
また、デジタルフィルタ112は、n個の処理前デジタル信号が、監視対象信号が目標値から所定の値以上変動した時以後の処理前デジタル信号がとなるように、nを変動させる。これにより、デジタルフィルタ112は、監視対象信号が目標値から所定の値以上変動した時以後の処理前デジタル信号のみの平均を算出することができ、デジタル信号の急峻な変動が抑制されてしまうことを効果的に低減することが可能となる。
In addition, the
図5は、本実施形態に係るデジタルフィルタ112の処理を示すフローチャートである。本フローチャートにおける処理は所定時間ごとに開始され、繰り返される。本実施形態においては、本フローチャートにおける処理が繰り返し開始される所定時間は3ミリ秒とされている。
FIG. 5 is a flowchart showing processing of the
デジタルフィルタ112は、電流監視部120から入力された監視電流が目標電流より閾値電流Ith以上変動したか否かを判断する(S11)。本実施形態においては、Ithは50ミリアンペアに設定されている。監視電流が目標電流より閾値電流以上変動したと判断された場合は(S11のY)、デジタルフィルタ112は、カウンタjをクリアし、jをゼロとする(S12)。監視電流が目標電流より閾値電流以上変動していない判断された場合は(S11のN)、デジタルフィルタ112は、カウンタjをインクリメントする(S13)。
次にデジタルフィルタ112は、jが2以下か否かを判断する(S14)。jが2以下であると判断された場合には(S14のY)、デジタルフィルタ112は、カウンタがjのときの処理前デジタル信号から算出される実電流Irjを出力電流Iaとして出力する(S15)。すなわち、カウンタがゼロの場合、すなわち監視電流が目標電流より閾値電流Ith以上変動したときは、現時刻の実電流Ir0を出力電流Iaとして出力する。また、カウンタjが1の場合、すなわち監視電流が目標電流より閾値電流Ith以上最後に変動したときから3ミリ秒経過したときは、カウンタjが1とされた現時刻の実電流Ir1を出力電流Iaとして出力する。同様にカウンタが2の場合は、すなわち監視電流が目標電流より閾値電流Ith以上最後に変動したときから6ミリ秒経過したときは、カウンタjが2とされた現時刻の実電流Ir2を出力電流Iaとして出力する。電流が急峻に変動してから短時間しか経過していない場合は、リップルの影響は小さく、フィルタリング処理を行う必要性は少ない。また、監視電流が目標電流より閾値電流Ith以上変動した当初は、主にフィードフォワード制御によりリニアソレノイド50に供給する電流の制御を行うため、電流監視部120により精度良く電流を監視する必要性も少ない。このため、電流が急峻に変動してから短時間しか経過していない場合は、デジタルフィルタ112は、現時刻の実電流Irnを出力電流Iaとして出力する。
Next, the
jが2より大きいと判断された場合には(S14のN)、デジタルフィルタ112は、jが3か否かを判断する(S16)。jが3であると判断された場合、すなわち監視電流が目標電流より閾値電流Ith以上最後に変動したときから9ミリ秒経過したときには(S16のY)、デジタルフィルタ112は、カウンタが3とされた現時刻の実電流Ir3および、現時刻から過去の1個の処理前デジタル信号である、カウンタが2とされた現時刻から3ミリ秒前の実電流Ir2との平均を出力電流Iaとして出力する(S17)。このときの、実電流Ir3も過渡状態であり、応答性を向上させるためには、フィルタリング処理を極力行わないことが好ましい。しかし、実電流が安定傾向にあることから、リップルの低減も考慮し、デジタルフィルタ112は、nを2とした移動平均法によるフィルタリング処理を行った処理後デジタル信号を出力する。
If it is determined that j is greater than 2 (N in S14), the
jが3でないと判断された場合には(S16のN)、デジタルフィルタ112は、jが4か否かを判断する(S18)。jが4であると判断された場合、すなわち監視電流が目標電流より閾値電流Ith以上最後に変動したときから12ミリ秒経過したときには(S18のY)、デジタルフィルタ112は、カウンタが4とされた現時刻の実電流Ir4および、現時刻から過去の2個の処理前デジタル信号である、カウンタが3とされた現時刻から3ミリ秒前の実電流Ir3と、カウンタが2とされた現時刻から6ミリ秒前の実電流Ir2の平均を出力電流Iaとして出力する(S19)。jが3の場合より実電流がさらに安定傾向にあることから、デジタルフィルタ112は、nを増加させてフィルタリング処理を行った処理後デジタル信号を出力する。
If it is determined that j is not 3 (N in S16), the
jが4でないと判断された場合、すなわち監視電流が目標電流より閾値電流Ith以上最後に変動したときから15ミリ秒以上経過したときには(S18のN)、デジタルフィルタ112は、カウンタがjとされた現時刻の実電流Irjおよび現時刻から過去の4個の処理前デジタル信号である、カウンタがj−1とされた現時刻から3ミリ秒前の実電流Irj−1と、カウンタがj−4とされた現時刻から12ミリ秒前の実電流Irj−4の平均を出力電流Iaとして出力する(S20)。この場合は、実電流が安定していると考えられることから、デジタルフィルタ112は、通常のフィルタリング処理におけるnと同じく、nを5とした移動平均法によるフィルタリング処理を行った処理後デジタル信号を出力する。
If j is 4 judged not, that is, when the monitoring current has passed more than 15 ms when the variation in the end than the target current threshold current I th or more (S18 of N), the
図6は、本実施形態に係るデジタルフィルタ112による出力電流Iaを示す図である。Irは処理前デジタル信号から算出されるリニアソレノイド50に供給される実電流を示す。Iaは本実施形態に係るデジタルフィルタ112による出力電流を示す。また、Ibは通常の移動平均法によるフィルタリング処理を行うデジタルフィルタによる出力電流を示す。
Figure 6 is a diagram showing an output current I a by a
本図に示されるように、実電流Irが急峻に変動する場合、通常の移動平均法によるフィルタリング処理を行うデジタルフィルタによる出力電流Ibは、実電流Irと大きく乖離してしまう。これに対し、本実施形態に係るデジタルフィルタ112による出力電流Iaは、カウンタjが2以下では実電流Irをそのまま出力するので、実電流Irが急峻な変動を抑制することなく出力することができる。また、カウンタjが3以上となった場合は、移動平均法によるフィルタリング処理を行う。この場合、デジタルフィルタ112は、カウンタjが3から5までは3ミリ秒ごとに移動平均法により平均するnを増加させながらフィルタリング処理を行う。これにより、実電流Irと出力電流Iaとの乖離を抑制しながら、実電流Irに含まれるノイズを抑制することができる。なお、カウンタjが5以上となった場合は、デジタルフィルタ112は、nを一定として通常のフィルタリング処理に移行する。
As shown in this figure, if the actual current I r varies sharply, the output current I b with a digital filter for performing a filtering process by conventional moving average method, will deviate significantly from the actual current I r. In contrast, the output current I a by a
図7は、本実施形態に係るデジタルフィルタ112における移動平均法のnの根拠を示す図である。本実施形態において、パルス出力部108は、5キロヘルツのPWM制御により、リニアソレノイド50を制御している。このため、本図のような、200マイクロ秒間隔のリップルがリニアソレノイド50に供給される電流に生じる。リニアソレノイド50の電流を精度良く測定するには、このリップルの中央値を演算することが好ましく、このため、デジタルフィルタが必要となる。
FIG. 7 is a diagram illustrating the basis of n of the moving average method in the
これに対し、デジタルフィルタ112の分解能は480マイクロ秒とされている。このため、T1でサンプリングを開始した場合、リップルの2周期を経過後、T2においてサンプリングされる。このようにサンプリングを繰り返すことにより、図7の下に示すように、1つのリップルに対して40マイクロ秒ごとにT1からT5のサンプリング電流が得られる。
On the other hand, the resolution of the
本実施形態においては、カウンタjが3の場合はnを2としており、カウンタjが4の場合はnを3としている。これは、これらのn個のサンプリング電流を平均することにより、リップルの中央値に近い値を算出することができると考えられるからである。しかし、カウンタjが5以上の場合は、nを5としており、nを4としてサンプリング電流の平均を実施していない。これは、nを4として4つのサンプリング電流の平均を実施すると、本図のように0〜100マイクロ秒においては3点のサンプリングを実施し、100〜200マイクロ秒においては1点のみサンプリングを実施することとなる。このため、デューティーが0%から100%までの全範囲においてリニアソレノイド50を駆動することを考慮する場合、電流監視部120による検出結果にバラツキを発生させる可能性がある。したがって、本実施形態においては、nを4としてサンプリング電流の平均を実施しないこととしている。
In the present embodiment, when the counter j is 3, n is set to 2, and when the counter j is 4, n is set to 3. This is because it is considered that a value close to the median value of the ripple can be calculated by averaging these n sampling currents. However, when the counter j is 5 or more, n is set to 5, and n is set to 4, and the sampling current is not averaged. This is because when n is set to 4 and four sampling currents are averaged, sampling is performed at three points in 0 to 100 microseconds and only one point is sampled in 100 to 200 microseconds as shown in this figure. Will be. For this reason, when it is considered that the
本発明は上述の各実施形態に限定されるものではなく、各実施形態の各要素を適宜組み合わせたものも、本発明の実施形態として有効である。また、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を各実施形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施形態も本発明の範囲に含まれうる。以下、そうした例をあげる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and an appropriate combination of the elements of each embodiment is also effective as an embodiment of the present invention. Various modifications such as design changes can be added to each embodiment based on the knowledge of those skilled in the art, and embodiments to which such modifications are added can also be included in the scope of the present invention. Here are some examples.
デジタルフィルタ112は、所定時間間隔ごとにnを変動させなくてもよく、例えばカウンタjが3および4のときはnを2とし、カウンタjが5から7のときはnを3とするなど、異なる時間間隔でnを変動させてもよい。これにより、多様なフィルタリング処理が可能となる。
The
デジタルフィルタ112は、監視電流が目標電流より閾値電流以上変動したとき、処理前デジタル信号を出力し、その後nを変動させることなく、移動平均法によるフィルタリング処理を行った処理後デジタル信号を出力してもよい。これにより、制御を簡易化することが可能となる。
The
40 増圧用リニアバルブ、 42 減圧用リニアバルブ、 50 リニアソレノイド、 100 リニアバルブ制御部、 102 電流−デューティー変換マップ、 104 温度補正部、 108 パルス出力部、 110 A/D変換部、 112 デジタルフィルタ、 120 電流監視部、 200 ECU、 210 主制御部。 40 linear valve for pressure increase, 42 linear valve for pressure reduction, 50 linear solenoid, 100 linear valve control unit, 102 current-duty conversion map, 104 temperature correction unit, 108 pulse output unit, 110 A / D conversion unit, 112 digital filter, 120 current monitoring unit, 200 ECU, 210 main control unit.
Claims (8)
前記処理前デジタル信号の変動を監視するための監視対象信号が目標値から所定の値以上変動した場合、前記処理後デジタル信号を出力せず、前記処理前デジタル信号を出力することを特徴とするデジタルフィルタ装置。 In a digital filter device that performs a filtering process on an input pre-processing digital signal and outputs a post-processing digital signal,
When the monitoring target signal for monitoring the fluctuation of the pre-processing digital signal fluctuates by a predetermined value or more from a target value, the pre-processing digital signal is not output but the pre-processing digital signal is output. Digital filter device.
前記監視対象信号が目標値から所定の値以上変動した場合において、前記処理前デジタル信号を出力後、前記フィルタリング処理を行う場合に、前記nを変動させることにより、カットオフ周波数を変動させることを特徴とする請求項2に記載のデジタルフィルタ装置。 The filtering process is a filtering process by a moving average method that averages the past n digital signals before processing from the current time,
When the monitoring target signal fluctuates by a predetermined value or more from a target value, when the filtering process is performed after outputting the pre-processing digital signal, the cutoff frequency is fluctuated by fluctuating the n. The digital filter device according to claim 2, wherein
前記リニアソレノイドの出力の変動を監視するための監視対象信号が目標値から所定の値以上変動した場合、前記処理後デジタル信号を出力せず、前記処理前デジタル信号を出力し、
前記処理前デジタル信号を出力後、現時刻から過去n個の前記処理前デジタル信号を平均する移動平均法によるフィルタリング処理であって、所定時間間隔ごとに前記nを増加させ、所定時間経過後は前記nを一定にするフィルタリング処理を行うことを特徴とするデジタルフィルタ装置。 In the digital filter device that performs filtering on the pre-processed digital signal that represents the output of the input linear solenoid, and outputs the processed digital signal to the control unit that controls the output of the linear solenoid,
When the monitoring target signal for monitoring the fluctuation of the output of the linear solenoid fluctuates by a predetermined value or more from the target value, the digital signal before processing is not output, and the digital signal before processing is output,
After the output of the pre-processed digital signal, a filtering process using a moving average method that averages the previous n digital signals before the process from the current time, wherein the n is increased every predetermined time interval, and after a predetermined time has elapsed A digital filter device that performs a filtering process to make n constant.
監視対象信号が目標値から所定の値以上変動したかを判断するステップと、
前記監視対象信号が目標値から所定の値以上変動したと判断された場合に、前記処理前デジタル信号を出力するステップと、を備えることを特徴とするデジタルフィルタ方法。 In a digital filter method for performing a filtering process on an input pre-processing digital signal and outputting a post-processing digital signal,
Determining whether the monitored signal has fluctuated from a target value by a predetermined value or more;
And a step of outputting the pre-processing digital signal when it is determined that the monitoring target signal has fluctuated by a predetermined value or more from a target value.
監視対象信号が目標値から所定の値以上変動したかを判断するステップと、
前記監視対象信号が目標値から所定の値以上変動したと判断された場合に、前記処理前デジタル信号を出力するステップと、
前記処理前デジタル信号を出力後、カットオフ周波数を変動させながら処理後デジタル信号を出力するステップと、を備えることを特徴とするデジタルフィルタ方法。 In a digital filter method for performing a filtering process on an input pre-processing digital signal and outputting a post-processing digital signal,
Determining whether the monitored signal has fluctuated from a target value by a predetermined value or more;
Outputting the pre-processing digital signal when it is determined that the monitoring target signal has changed from a target value by a predetermined value or more;
And outputting the post-processing digital signal while varying the cutoff frequency after outputting the pre-processing digital signal.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2009018678A (en) * | 2007-07-11 | 2009-01-29 | Advics:Kk | Vehicular braking control device |
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JP2004069350A (en) * | 2002-08-02 | 2004-03-04 | Yamatake Corp | Measuring instrument |
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2005
- 2005-04-13 JP JP2005116307A patent/JP2006295743A/en active Pending
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