JP2015130454A - 電子制御ユニット - Google Patents
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Abstract
【解決手段】直流電源2の正極ラインL1と負極ラインL5を接続する接続ラインにコンデンサ6とインピーダンス素子7を直列に配置し、コンデンサとインピーダンス素子の間の接続ラインL3と電磁コイル3の一端とを還流ダイオード5を介して接続し、更に還流ダイオードと電磁コイルの一端の間と正極ライン、或いは負極ラインの間をスイッチング素子4で接続した。インピーダンス素子によって電磁コイルの駆動電流に起因した伝導ノイズを抑制でき、更にコンデンサの容量を小さくできるために、電磁コイルの駆動制御装置を小型化することが可能となる。さらに、スイッチング素子の駆動タイミングを制御することによって、インピーダンス素子の損失低減とリプル電圧低減が可能となる。
【選択図】図1
Description
ソレノイド3の電圧は、スイッチング素子4のドレイン側の電圧である。駆動周波数10kHz、デューティ=50%とした場合のオン/オフ状態を示している。スイッチング素子4がオン状態である時、ドレイン電圧は約0Vになってソレノイド3に電流が流れ、スイッチング素子4がオフ状態である時、ドレイン電圧は約14Vになってソレノイド3の電流が遮断される。
ソレノイド電流は、スイッチング素子4のドレイン側の電流である。スイッチング素子4がオン状態の時に直流電源2とソレノイド3が閉回路になってソレノイド3に駆動電流が流れる。この駆動電流は時間経過とともに増加し、ソレノイド3のインダクタンスに電気的なエネルギーが蓄積される。また、スイッチング素子4がオフ状態の時にはソレノイド3と還流ダイオード5とインピーダンス素子7が閉回路となってフリーホイール電流が流れる。ソレノイド3のインダクタンスに蓄えられた電気的なエネルギーを放出するよう流れ、電流は時間経過とともに減少する。尚、従来の電磁コイルの駆動制御装置ではインピーダンス素子7が備えられていないので、後述するようにコンデンサ6の電荷の消費は行われない。
フリーホイール電流は、スイッチング素子4がオフ状態の時に、ソレノイド3、還流ダイオード5及びインピーダンス素子7が閉回路になって流れる電流であり、図では還流ダイオード5のカソード側の電流を示している。スイッチング素子4がオン状態の時には還流ダイオード5のアノード電圧が0Vになるために、カソード電圧が高くなるので流れないようになる。この場合も、従来の電磁コイルの駆動制御装置ではインピーダンス素子7が備えられていないので、後述するようにコンデンサ6の電荷の消費は行われない。
スイッチング素子4がオフ状態の時に、直流電源2とソレノイド3、還流ダイオード5、コンデンサ6が閉回路になって、コンデンサ6に電荷が蓄えられる。スイッチング素子4がオン状態の時には還流ダイオード5に電流が流れないので、それまでに蓄えられた電荷はインピーダンス素子7に向かって流れ出るようになる。図ではコンデンサ6と、接続線L2と接続線L3の接続点(VCで(図示:)の間の電流を示している。従来の電磁コイルの駆動制御装置ではインピーダンス素子7が備えられていないので、正極ラインL1に向かってコンデンサ6の電荷は流れ出るようになる。
コンデンサ6の電圧(VC点)は、定常時は直流電源2の14Vであり、コンデンサ電流によって変動した電圧分だけ重畳する。図では接続線L2と接続線L3の接続点(VCで(図示:)の電圧である。この電圧は一般にはQ=ITとQ=CVより、V=IT/Cで求められて、電流に比例し、容量に反比例することがわかる。ここで、Qは電荷、Cは容量、Vは電極間の電圧、Iは電極間を流れる電流、Tは時間である。
V=14+0.4×50/220=14+0.1=14.1(V)
となる。
V=14+0.4×50/10=14+2.5V=16.5(V)
となる。
電源電圧は正極ラインL1或いは端子T1の電圧である。図2Aの従来の電磁コイルの駆動制御装置では、電源のリプル電圧の大きさは最大電圧と最低電圧の差から求められ、この例では数百mV程度と小さい。これは、コンデンサ6の電荷が正極ラインL1に直接伝わる回路構成であるが、コンデンサ6の容量が220μFと大きく設定されていることから電圧変動が少ないものである。しかしながら、このように、コンデンサ6を大きくすると電磁コイルの駆動制御装置の体格が大きくなり、好ましいものではなかった。
また、スイッチング素子4nをオフすると(図示:回路2オフ)、還流ダイオード5nが順方向バイアスとなり、ソレノイド電流が還流して(図示:ソレノイド2電流)、コンデンサ6nの両端電圧が時間経過とともに上昇する(図示:コンデンサ両端電圧)。そして、インピーダンス素子7nに流れる電流も上昇して(図示:インピーダンス素子電流)、スイッチング素子がオフからオンに遷移する点が最大電流となることが見てとれる。解析ツールの結果によれば、平均損失は約330mWであることが見てとれる(図示:インピーダンス素子損失)。
このように、2つの駆動回路は各々にインピーダンス素子を配置することによって、両者の電流が合わさることがないため、損失が大きくなることがない。
・(図12A1)定周期タイマ11aは、初期値はゼロである。基準クロックClkを入力して1つずつカウントアップを開始して、PWM周期毎にゼロクリアされるアップタイマである。Ch1=0は駆動回路1がオン状態、CH2=1は駆動回路2がオフ状態であることを示す。しきい値レジスタ12aは駆動回路1のPWMオン時間設定値、しきい値レジスタ12bは駆動回路2のPWMオン時間設定値、シフト値レジスタ14は、駆動回路2の位相差(タイミングずらし)の時間設定値であり、PWM周波数の半周期を設定値の例に説明する。
11a、11b…定周期タイマ、12a、12b…しきい値レジスタ、
13a、13b…比較器、14…シフト値レジスタ、15…加算器
Claims (6)
- 直流電源の正極側に一端が接続された第一の電磁コイルと、
前記第一の電磁コイルに流れる電流をオン/オフするため前記第一の電磁コイルの他端と接続された第一のスイッチング素子と、
前記第一のスイッチング素子がオフしたときに前記第一の電磁コイルに蓄えられた電気的なエネルギーをフリーホイール電流として還流させる第一の還流ダイオードを備え、
前記直流電源の正極ラインと負極ラインとを接続する接続ラインにコンデンサとインピーダンス素子を直列に配置し、前記コンデンサと前記インピーダンス素子の間の前記接続ラインと前記第一の電磁コイルの他端とを前記第一の還流ダイオードを介して接続し、
前記直流電源の正極側に一端が接続された第二の電磁コイルと、
前記第二の電磁コイルに流れる電流をオン/オフするため前記第二の電磁コイルの他端と接続された第二のスイッチング素子と、
前記第二のスイッチング素子がオフしたときに前記第二の電磁コイルに蓄えられた電気的なエネルギーをフリーホイール電流として還流させる第二の還流ダイオードを備え、
前記直流電源の正極ラインと負極ラインとを接続する接続ラインに前記コンデンサと前記インピーダンス素子を直列に配置し、前記コンデンサと前記インピーダンス素子の間の前記接続ラインと前記第二の電磁コイルの他端とを前記第二の還流ダイオードを介して接続し、
前記第一のスイッチング素子と前記第二のスイッチング素子の動作は、オンとオン、あるいはオフとオフの動作が同時に重ならないようにタイミングをずらして駆動されることを特徴とする電磁コイルの駆動制御装置。 - 直流電源の正極側に一端が接続された第一の電磁コイルと、
前記第一の電磁コイルに流れる電流をオン/オフするため前記第一の電磁コイルの他端と接続された第一のスイッチング素子と、
前記第一のスイッチング素子がオフしたときに前記第一の電磁コイルに蓄えられた電気的なエネルギーをフリーホイール電流として還流させる第一の還流ダイオードを備え、
前記直流電源の正極ラインと負極ラインとを接続する接続ラインに第一のコンデンサと第一のインピーダンス素子を直列に配置し、前記第一のコンデンサと前記第一のインピーダンス素子の間の前記接続ラインと前記第一の電磁コイルの他端とを前記第一の還流ダイオードを介して接続し、
前記直流電源の正極側に一端が接続された第二の電磁コイルと、
前記第二の電磁コイルに流れる電流をオン/オフするため前記第二の電磁コイルの他端と接続された第二のスイッチング素子と、
前記第二のスイッチング素子がオフしたときに前記第二の電磁コイルに蓄えられた電気的なエネルギーをフリーホイール電流として還流させる第二の還流ダイオードを備え、
前記直流電源の正極ラインと負極ラインとを接続する接続ラインに第二のコンデンサと第二のインピーダンス素子を直列に配置し、前記第二のコンデンサと前記第二のインピーダンス素子の間の前記接続ラインと前記第二の電磁コイルの他端とを前記第二の還流ダイオードを介して接続し、
前記第一のスイッチング素子と前記第二のスイッチング素子の動作は、オンとオン、あるいはオフとオフの動作が同時に重ならないようにタイミングをずらして駆動されることを特徴とする電磁コイルの駆動制御装置。 - 請求項1に記載の電磁コイルの駆動制御装置において、
前記第一のスイッチング素子と前記第二のスイッチング素子のオン/オフ動作タイミングをずらしてなる制御は、
前記第一のスイッチング素子と前記第二のスイッチング素子の一方がオンした後に、他方があらかじめ定めた位相差の後にオンするようにタイミングをずらす制御方法からなることを特徴とする電磁コイルの駆動制御装置。 - 請求項2に記載の電磁コイルの駆動制御装置において、
前記第一のスイッチング素子と前記第二のスイッチング素子のオン/オフ動作タイミングをずらしてなる制御は、
前記第一のスイッチング素子と前記第二のスイッチング素子の一方がオンした後に、他方があらかじめ定めた位相差の後にオンするようにタイミングをずらす制御方法からなることを特徴とする電磁コイルの駆動制御装置。 - 請求項1に記載の電磁コイルの駆動制御装置において、
前記第一のスイッチング素子と前記第二のスイッチング素子のオン/オフ動作タイミングをずらしてなる制御は、
前記第一のスイッチング素子と前記第二のスイッチング素子の一方のオフした後に、他方がオンするようにタイミングをずらす制御方法からなることを特徴とする電磁コイルの駆動制御装置。 - 請求項2に記載の電磁コイルの駆動制御装置において、
前記第一のスイッチング素子と前記第二のスイッチング素子のオン/オフ動作タイミングをずらしてなる制御は、
前記第一のスイッチング素子と前記第二のスイッチング素子の一方のオフした後に、他方がオンするようにタイミングをずらす制御方法からなることを特徴とする電磁コイルの駆動制御装置。
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---|---|---|---|---|
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JPH1012436A (ja) * | 1996-06-18 | 1998-01-16 | Unisia Jecs Corp | 電磁アクチュエータ駆動制御回路 |
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JPH1012436A (ja) * | 1996-06-18 | 1998-01-16 | Unisia Jecs Corp | 電磁アクチュエータ駆動制御回路 |
JP2000223313A (ja) * | 1999-01-29 | 2000-08-11 | Tacmina Corp | ソレノイド駆動回路 |
JP2003049687A (ja) * | 2001-08-02 | 2003-02-21 | Mikuni Corp | ソレノイド駆動装置 |
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