JP2018013870A - 負荷駆動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来よりもロバスト性に優れる負荷駆動制御装置を提供すること。【解決手段】負荷駆動制御装置は、ＰＷＭ周期の始点の実電流値ａ及び終点の実電流値ｂと、実電流値ａ，ｂに対応するデューティ比ｄを含むデータとして、始点及び終点のうちの予め決定された一方の実電流値ｂが学習領域ＩＷ内にあるデータを２組用いて、ＰＷＭ周期のオン期間の電流傾きＳｕｐ及びオフ期間における電流傾きＳｄｗを算出する。電流傾きＳｕｐ，Ｓｄｗの算出が終了するまでの間、目標電流値ｃと実電流値ａとの偏差に基づいて、デューティ比ｄを算出する。電流傾きＳｕｐ，Ｓｄｗの算出終了以降は、電流傾きＳｕｐ，Ｓｄｗ、始点の実電流値ａ、及び目標電流値ｃに基づき、デューティ比ｄを算出する。実電流値ａ，ｂから実際の電流変化特性を算出し、この電流変化特性に基づいてデューティ比ｄを算出するため、ロバスト性に優れる。【選択図】図３

Description

この明細書における開示は、誘導性負荷の駆動を制御する負荷駆動制御装置に関する。

特許文献１には、誘導性負荷の駆動を制御する負荷駆動制御装置が開示されている。この負荷駆動制御装置は、誘導性負荷の通電経路上に設けられ、オンすることで誘導性負荷に電流を流すスイッチング素子、誘導性負荷に流れる電流値である実電流値を検出する実電流値検出部、デューティ比設定部、及びＰＷＭ駆動部を備えている。

デューティ比設定部は、電流の目標値である目標電流値と検出された実電流値との偏差に基づいてデューティ比を算出し、設定する。ＰＷＭ駆動部は、設定されたデューティ比のＰＷＭ信号を所定周期で生成して、スイッチング素子に出力する。

特開２０１４−２３６１２２号公報

上記したように、目標電流値と実電流値との偏差に基づいて、デューティ比を設定する構成においては、たとえばＰＩＤ制御によりデューティ比を算出する。ＰＩＤ制御のための各ゲインは、予め設定されている。したがって、経年劣化や仕様変更などにより、たとえば誘導性負荷のインダクタンス値が変化した場合には、ゲインを再度調整しなければ制御精度が低下してしまう。すなわち、ロバスト性が低い。

本開示はこのような課題に鑑みてなされたものであり、従来よりもロバスト性に優れる負荷駆動制御装置を提供することを目的とする。

本開示は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、技術的範囲を限定するものではない。

本開示のひとつは、誘導性負荷（１００）の駆動を制御する負荷駆動制御装置であって、
誘導性負荷の通電経路上に設けられ、オンすることで誘導性負荷に電流を流すスイッチング素子（１２）と、
誘導性負荷に流れる電流値である実電流値を検出する実電流値検出部（１６，１８，２２）と、
電流の目標値である目標電流値と検出された実電流値とに基づいて、デューティ比を設定するデューティ比設定部（２６）と、
設定されたデューティ比のＰＷＭ信号を所定周期で生成して、スイッチング素子に出力するＰＷＭ駆動部（２８）と、を備え、
デューティ比設定部は、
ＰＷＭ信号の１周期の始点及び終点それぞれの実電流値と、該実電流値に対応するデューティ比を含むデータとして、始点及び終点のうちの予め決定された一方の実電流値が所定範囲の電流領域内にあるデータを２組用いて、ＰＷＭ信号の１周期のオン期間における電流の傾きである第１傾き及びオフ期間における電流の傾きである第２傾きを算出する傾き算出部（Ｓ１０〜Ｓ８３）と、
目標電流値と実電流値との偏差に基づいて、デューティ比を算出する第１算出部（Ｓ１５０）と、
始点の実電流値及び目標電流値のうち、予め決定された一方の実電流値に対応する電流値が電流領域内にある場合、第１傾き、第２傾き、始点の実電流値、及び目標電流値に基づき、デューティ比を算出する第２算出部（Ｓ１３０）と、を有し、
ＰＷＭ駆動部は、第１傾き及び第２傾きの算出が終了するまでの間、第１算出部により算出されたデューティ比を用いてＰＷＭ信号を生成し、第１傾き及び第２傾きの算出が終了した以降において、第２算出部により算出されたデューティ比を用いてＰＷＭ信号を生成する。

この負荷駆動制御装置によれば、傾き検出部により、一方の実電流値が所定範囲の電流領域内にある２組のデータから、ＰＷＭ信号のオン期間の第１傾き及びオフ期間の第２傾きを算出することができる。また、算出された第１傾き及び第２傾きを用いて、第２算出部により、デューティ比を算出することができる。

このように、実電流値から実際の電流変化特性を算出し、この電流変化特性に基づいてデューティ比を算出するため、経年劣化や仕様変更などにより、たとえば誘導性負荷のインダクタンス値が変化したとしても、高い制御精度を確保することができる。すなわち、従来よりもロバスト性に優れる負荷駆動制御装置を提供することができる。

第１実施形態に係る負荷駆動制御装置の概略構成を示す図である。 デューティ比設定部が実行する電流傾き算出処理を示すフローチャートである。 電流傾き及びデューティ比算出を説明するためのタイムチャートである。 デューティ比設定部が実行するデューティ比算出処理を示すフローチャートである。 ＰＩＤ制御と電流傾きによる制御との切り替えタイミングを示すタイムチャートである。 参考例を示す図である。 電流傾きによるデューティ比算出をした場合の効果を示す図である。 電流傾き算出処理の第１変形例を示すフローチャートである。 第２実施形態に係る負荷駆動制御装置において、電流傾き処理を実行する学習領域を示すタイムチャートである。 電流傾き算出処理を示すフローチャートである。 デューティ比算出処理を示すフローチャートである。

図面を参照しながら、複数の実施形態を説明する。複数の実施形態において、機能的に及び／又は構造的に対応する部分には同一の参照符号を付与する。

（第１実施形態）
先ず、本実施形態に係る負荷駆動制御装置により、駆動が制御される誘導性負荷について説明する。

本実施形態では、図１に示すように、誘導性負荷として、油圧バルブを構成するリニアソレノイド１００を採用している。一例として、リニアソレノイド１００は、油圧によりクラッチの係合・開放を制御し、ひいては、車両の自動変速機を目標ギア段に制御するために用いられる。

リニアソレノイド１００は、図示しないコイルとプランジャを有しており、コイルへの通電を制御することで、プランジャ、ひいてはプランジャに連結されたスプールの作動が制御されるようになっている。

次に、図１を用いて、負荷駆動制御装置１０の概略構成を説明する。

負荷駆動制御装置１０は、スイッチ１２、マイコン１４、電流検出部１６、及びノイズフィルタ１８を備えている。負荷駆動制御装置１０は、電子制御装置（Electronic Control Unit）とも称される。

スイッチ１２は、リニアソレノイド１００の通電経路上に設けられており、マイコン１４から供給されるパルス信号によって、オン・オフがＰＷＭ制御される。スイッチ１２がオンすると、リニアソレノイド１００に電流が供給され、オフすると、電流の供給が遮断される。

本実施形態では、スイッチ１２としてＭＯＳＦＥＴを採用しており、このスイッチ１２が、リニアソレノイド１００に対して電源側（上流側）に設けられている。そして、ＭＯＳＦＥＴのゲート信号としてＰＷＭ信号を入力することで、ＰＷＭ信号に応じたスイッチ１２のオン、オフの切替を実施することができる。スイッチ１２は、スイッチング素子に相当する。

マイコン１４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、レジスタ、及びＩ／Ｏポートなどを備えて構成されたマイクロコンピュータである。マイコン１４において、ＣＰＵが、ＲＡＭやレジスタの一時記憶機能を利用しつつ、ＲＯＭに予め記憶された制御プログラム、外部から取得した各種データなどに応じて信号処理を行う。また、この信号処理で得られた信号を、外部に出力したりする。このようにして、マイコン１４は各種機能を実行する。マイコン１４の詳細については後述する。

電流検出部１６は、リニアソレノイド１００に対して直列に接続された抵抗１６ａ、及び、抵抗１６ａの両端に印加される電圧を増幅して出力するオペアンプ１６ｂを有している。抵抗１６ａは、リニアソレノイド１００の下流側に設けられている。抵抗１６ａは、両端に生じる電圧が、リニアソレノイド１００に流れる電流（励磁電流）に応じた電圧となるように設けられている。

オペアンプ１６ｂは、正極入力端子が抵抗１６ａの上流側の端子に電気的に接続されており、負極入力端子が抵抗１６ａの下流側の端子に電気的に接続されている。このように、オペアンプ１６ｂは、抵抗１６ａの両端間で発生する電圧を増幅して出力するよう設けられている。

ノイズフィルタ１８は、オペアンプ１６ｂにて増幅された電圧のノイズを除去する。ノイズフィルタ１８は、たとえば抵抗及びコンデンサを備えたローパスフィルタである。

次に、図１に基づいて、マイコン１４の概略構成について説明する。

マイコン１４は、目標電流値算出部２０、Ａ／Ｄ変換器２２、及び電流Ｆ／Ｂ制御部２４を有している。

目標電流値算出部２０は、制御対象であるリニアソレノイド１００を目標状態にするため、リニアソレノイド１００に流すべき電流値、すなわち目標電流値を算出する。目標電流値算出部２０は、たとえば自動変速機の入力側の回転数を検知する回転検出センサ、及び、自動変速機の出力側の回転数を検知する回転検出センサから入力される信号に基づいて、目標電流値を算出する。

目標電流値算出部２０は、先ず、回転検出センサから入力される信号に基づき、自動変速機における入力側の回転数及び出力側の回転数を検出する。そして、入力側の回転数及び出力側の回転数に基づき、自動変速機に印加すべき目標油圧を算出する。次に、目標電流値算出部２０は、算出した目標油圧に基づき、リニアソレノイド１００に流すべき電流値として、目標電流値を算出する。この目標油圧と目標電流値との対応関係は予め定められ、たとえばマップとしてマイコン１４のＲＯＭに格納されている。目標電流値算出部２０は、目標油圧と目標電流値との所定の関係に基づき、目標油圧から目標電流値を算出する。

Ａ／Ｄ変換器２２は、ノイズフィルタ１８の出力、すなわち実電流値をデジタル値に変換し、電流Ｆ／Ｂ制御部２４に出力する。電流検出部１６、ノイズフィルタ１８、及びＡ／Ｄ変換器２２が、実電流値検出部に相当する。

電流Ｆ／Ｂ制御部２４は、デューティ比設定部２６及びＰＷＭ駆動部２８を有している。デューティ比設定部２６は、目標電流値及び実電流値に基づいてデューティ比を設定する。デューティ比設定部２６は、後述するように電流傾き算出処理及びデューティ比算出処理を実行する。各処理については後述する。

ＰＷＭ駆動部２８は、スイッチ１２の駆動を制御するためのＰＷＭ信号を出力する。ＰＷＭ駆動部２８は、図示しないが、出力するＰＷＭ信号を規定するデータ記憶用のレジスタを備えている。このレジスタには、デューティ比設定部２６より入力されるデューティ比と、ＰＷＭ信号の発生周期が格納されている。したがって、ＰＷＭ駆動部２８は、レジスタに格納されたデューティ比及び発生周期にしたがうＰＷＭ信号を出力する。

次に、図２に基づき、デューティ比設定部２６が実行する電流傾き算出処理について説明する。デューティ比設定部２６は、負荷駆動制御装置１０の電源が投入されている期間において、図２に示す処理を繰り返し実行する。

デューティ比設定部２６は、ＰＷＭ信号の１周期、すなわちＰＷＭ周期の始点及び終点それぞれのタイミングで、Ａ／Ｄ変換器２２から実電流値ａ，ｂを取得する（ステップＳ１０）。デューティ比設定部２６は、ＰＷＭ周期ごとに、実電流値ａ，ｂを取得する。デューティ比設定部２６は、ステップＳ１０で、実電流値ａ，ｂの今回値を取得する。終点の実電流値ｂは、次のＰＷＭ周期の始点の実電流値ａと一致する。

次いで、デューティ比設定部２６は、ステップＳ１０で取得した実電流値ａ，ｂのうち、予め決定された一方の実電流値が、電流傾きの学習領域ＩＷにあるか否かを判定する（ステップＳ２０）。学習領域ＩＷは、電流傾きを学習するために予め設定された所定範囲の電流領域である。本実施形態では、終点の実電流値ｂが、学習領域ＩＷ内にあるか否かを判定する。学習領域ＩＷの幅は、たとえば０．１［ａ］〜０．４［Ａ］とされる。

ステップＳ２０で学習領域ＩＷにあると判定した場合、デューティ比設定部２６は、ステップＳ１０で取得した実電流値ａ，ｂの差分を算出して差分の符号情報を取得するとともに、差分の絶対値を算出する。そして、差分の絶対値から、ステップＳ１０で取得した実電流値ａ，ｂの傾きが十分であるか否かを判定する（ステップＳ３０）。差分は、終点の実電流値ｂから始点の実電流値ａを減算した値（＝ｂ−ａ）である。ステップＳ３０では、差分の絶対値が所定値α以上であるか否かを判定する。所定値αとしては、０よりも大きく、学習領域ＩＷの幅よりも小さい値が設定される。たとえば０．０２［Ａ］が設定される。

ステップＳ３０で、傾きが十分であると判定した場合、デューティ比設定部２６は、ＲＡＭに、実電流値ａ，ｂ、この実電流値ａ，ｂが取得されたＰＷＭ周期のデューティ比ｄ、及び差分の符号について、前回値が保存されているか否かを判定する（ステップＳ４０）。

ステップＳ４０で、前回値が保存されていると判定した場合、デューティ比設定部２６は、ＲＡＭから符号の前回値を取得して、符号の今回値が前回値と異なるか否かを判定する（ステップＳ５０）。たとえば、符号の前回値がプラスで今回値がマイナスの場合、デューティ比設定部２６は、符号が異なると判定する。なお、差分がプラスの値を示す場合、符号はプラスであり、電流増加時を示す。差分がマイナスの値を示す場合、符号はマイナスであり、電流減少時を示す。

ステップＳ５０で、符号が異なると判定した場合、デューティ比設定部２６は、電流傾きＳｕｐ，Ｓｄｗを算出する（ステップＳ６０）。そして、算出した電流傾きＳｕｐ、ＳｄｗをＲＡＭに保存する（ステップＳ７０）。本実施形態では、電流傾きＳｕｐ，Ｓｄｗを更新して保存する。

ここで、図３を用いて、電流傾きＳｕｐ，Ｓｄｗの算出方法について説明する。図３に示す２本の一点鎖線の間の領域が、上記した電流傾きの学習領域ＩＷである。ＰＷＭ周期は一定である。電流傾きＳｕｐはＰＷＭ周期のオン期間の傾きであり、第１傾きに相当する。電流傾きＳｄｗはＰＷＭ周期のオフ期間の傾きであり、第２傾きに相当する。

異なるタイミングのＰＷＭ周期において、予め決定された一方の実電流値が同じ学習領域ＩＷにある場合、電流傾きＳｕｐ，Ｓｄｗはほぼ同じとなる。したがって、実電流値ａ，ｂ及びデューティ比ｄの組み合わせが２組あれば、学習領域ＩＷにおける電流傾きＳｕｐ，Ｓｄｗを算出することができる。

図３では、第１周期Ｔ１及び第２周期Ｔ２で終点の実電流値ｂが学習領域ＩＷ内となっている。第１周期Ｔ１において、始点の実電流値がａ１［Ａ］、終点の実電流値がｂ１［Ａ］、デューティ比がｄ１［％］となっている。第２周期Ｔ２において、始点の実電流値がａ２［Ａ］、終点の実電流値がｂ２［Ａ］、デューティ比がｄ２［％］となっている。電流傾きＳｕｐ，Ｓｄｗは、下記の連立方程式から算出することができる。
（ｂ１−ａ１）＝Ｓｕｐ×ｄ１＋Ｓｄｗ（１００−ｄ１）…式１
（ｂ２−ａ２）＝Ｓｕｐ×ｄ２＋Ｓｄｗ（１００−ｄ２）…式２
なお、第２周期Ｔ２の実電流値ａ２，ｂ２を、ステップＳ１０で取得した実電流値とすると、第１周期Ｔ１の実電流値ａ１，ｂ１が前回値に相当する。ＰＷＭ制御によって、図３に示すように電流（励磁電流）を変動させることにより、リニアソレノイド１００のスプールを微振動させ、スプールの摩擦を低減することができる。微振動は、ディザとも称される。

図２に戻り、電流傾きＳｕｐ，Ｓｄｗの算出及び保存が終了すると、デューティ比設定部２６は、ステップＳ１０で取得した実電流値ａ，ｂの今回値、デューティ比ｄの今回値、及び差分の符号の今回値を、ＲＡＭに保存する（ステップＳ８０）。保存した今回値が、次回の処理において、前回値となる。デューティ比設定部２６は、実電流値ａ，ｂ、デューティ比ｄ、及び差分の符号を、を更新して保存する。以上により、一連の処理を終了する。

なお、ステップＳ２０で学習領域ＩＷにないと判定した場合や、ステップＳ３０で差分の絶対値が所定値α未満と判定した場合に、デューティ比設定部２６は、電流傾きＳｕｐ，Ｓｄｗの算出や今回値の保存処理を経ることなく、一連の処理を終了する。また、ステップＳ４０で前回値なしと判定した場合や、ステップＳ５０で符号が同じと判定した場合に、デューティ比設定部２６は、電流傾きＳｕｐ，Ｓｄｗの算出を経ることなく、ステップＳ８０の処理を実行し、一連の処理を終了する。上記したステップＳ１０，Ｓ２０，Ｓ３０，Ｓ４０，Ｓ５０，Ｓ６０，Ｓ７０，Ｓ８０の処理が、傾き算出部に相当する。

次に、図４に基づき、デューティ比設定部２６が実行するデューティ比算出処理について説明する。デューティ比設定部２６は、負荷駆動制御装置１０の電源が投入されている期間において、図４に示す処理を繰り返し実行する。デューティ比設定部２６は、電流傾き算出とデューティ比算出を並列処理する。

デューティ比設定部２６は、ＰＷＭ周期の始点のタイミングで、Ａ／Ｄ変換器２２からＰＷＭ周期の始点の実電流値ａを取得するとともに目標電流値算出部２０から目標電流値ｃを取得する（ステップＳ１００）。

次いで、デューティ比設定部２６は、ステップＳ１００で取得した実電流値ａ及び目標電流値ｃのうち、ステップＳ２０で用いられる始点及び終点の一方に対応する実電流値が、学習領域ＩＷにあるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。ステップＳ２０で、終点の実電流値ｂが用いられる場合、ステップＳ１１０では、目標電流値ｃが用いられる。ステップＳ２０で始点の実電流値ａが用いられる場合、ステップＳ１１０でも始点の実電流値ａが用いられる。本実施形態では、目標電流値ｃが用いられる。

ステップＳ１１０で学習領域ＩＷにあると判定した場合、デューティ比設定部２６は、電流傾きデータがあるか否かを判定する（ステップＳ１２０）。デューティ比設定部２６は、ＲＡＭに学習領域ＩＷに対応する電流傾きＳｕｐ，Ｓｄｗが保存されているか否かを判定する。

ステップＳ１２０で電流傾きデータありと判定した場合、デューティ比設定部２６は、ＲＡＭから電流傾きＳｕｐ，Ｓｄｗを取得し、デューティ比ｄを算出する（ステップＳ１３０）。そして、算出したデューティ比ｄをＲＡＭに保存し（ステップＳ１４０）、一連の処理を終了する。ステップＳ１３０の処理が、第２算出部に相当する。

ここで、図３を用いて、電流傾きＳｕｐ、Ｓｄｗを用いたデューティ比の算出方法について説明する。図３では、第３周期Ｔ３で、終点に対応する目標電流値ｃが学習領域ＩＷ内となっている。このため、電流傾きＳｕｐ，Ｓｄｗを第３周期Ｔ３にも適用することができる。第３周期Ｔ３の始点の実電流値ａ３、目標電流値ｃ、及び電流傾きＳｕｐ，Ｓｄｗの関係は、下記式で示される。
（ｂ３−ａ３）＝Ｓｕｐ×ｄ３＋Ｓｄｗ（１００−ｄ３）…式３
したがって、式３から、デューティ比ｄ３［％］を算出することができる。

図４に戻り、ステップＳ１１０で学習領域ＩＷにないと判定した場合や、ステップＳ１２０で電流傾きのデータが保存されていないと判定した場合に、デューティ比設定部２６は、ＰＩＤ制御により、デューティ比ｄを算出する（ステップＳ１５０）。Ｐ項（比例項）、Ｉ項（積分項）、Ｄ項（微分項）それぞれのゲインは予め設定されている。デューティ比設定部２６は、実電流値ａと目標電流値ｃとの偏差に基づいて、デューティ比ｄを算出する。ステップＳ１５０の処理が、第１算出部に相当する。デューティ比設定部２６は、算出したデューティ比ｄをＲＡＭに保存し（ステップＳ１４０）、一連の処理を終了する。

本実施形態では、電流傾きＳｕｐ，Ｓｄｗが保存されていない場合に、ＰＩＤ制御によりデューティ比ｄが算出され、このデューティ比ｄを用いてＰＷＭ信号が生成される。したがって、図５に示すように、負荷駆動制御装置１０の電源が投入されてから、電流傾きＳｕｐ，Ｓｄｗの算出が終了するまでの間、ＰＩＤ制御によりデューティ比ｄが算出される。一方、電流傾きＳｕｐ，Ｓｄｗの算出以降は、電流傾きＳｕｐ，Ｓｄｗによりデューティ比ｄが算出される。図５では、実電流値ａ，ｂを保存するタイミングを二点鎖線で示している。

次に、本実施形態に係る負荷駆動制御装置１０の効果について説明する。

経年劣化や仕様変更などにより、リニアソレノイド１００のインダクタンス値が変化すると、これにともなってリニアソレノイド１００の電流変化特性も変化する。また、実電流値検出部を構成するノイズフィルタ１８の仕様を変更した場合にも、リニアソレノイド１００の電流変化特性が変化する。以下においては、経年劣化によりリニアソレノイド１００のインダクタンス値が変化して、電流変化特性が初期状態から変化するものとする。

図６に示す参考例は、ＰＩＤ制御によりデューティ比を算出する場合を示している。図６中の一点鎖線は、インダクタンス値が変化する前の、始点の実電流値ａから目標電流値ｃまでの理想的な電流変化を示している。実線は、実電流値ａ及び目標電流値ｃのときに、インダクタンス値が変化した後の電流変化を示している。ＰＩＤ制御の場合、予めゲインが設定されており、実電流値ａ及び目標電流値ｃに基づいてデューティ比ｄが算出される。したがって、インダクタンス値が変化すると、図６に示すように、目標電流値ｃに対して実電流値ｂがずれてしまう。図６では、デューティ比４０％の例を示している。

これに対し、本実施形態では、電流傾きＳｕｐ，Ｓｄｗを算出し、算出した電流傾きＳｕｐ，Ｓｄｗを用いてデューティ比ｄを算出する。このように、電流変化特性を学習する。したがって、インダクタンス値が変化しても、図７に示すように、電流変化特性の変化に応じたデューティ比ｄを設定することができる。このため、インダクタンス値が変化しても、目標電流値ｃに対して実電流値ｂをほぼ一致させることができる。すなわち、電流変化特性が変化しても、学習領域ＩＷにおいて高い制御精度を確保することができる。したがって、従来よりもロバスト性に優れている。

なお、図７でも、一点鎖線が、インダクタンス値が変化する前の、始点の実電流値ａから目標電流値ｃまでの理想的な電流変化を示している。実線が、実電流値ａ及び目標電流値ｃのときに、インダクタンス値が変化した後の電流変化を示している。図７では、インダクタンス値が変化する前のデューティ比ｄが４０％、変化後のデューティ比ｄが７０％となっている。

特に本実施形態では、２組のデータとして、今回取得した実電流値ａ，ｂ及びデューティ比ｄ（今回データ）と、前回保存した実電流値ａ，ｂ及びデューティ比ｄ（前回データ）を用いて、電流傾きＳｕｐ，Ｓｄｗを算出する。このように、直近の２組のデータを用いるため、電流変化特性が急に変化しても、高い制御精度を確保することができる。

ところで、上記した式１，２が交わる関係にあれば、式１，２から、電流傾きＳｕｐ，Ｓｄｗを算出することができる。したがって、式１，２が平行な関係にあると、電流傾きＳｕｐ，Ｓｄｗを算出することができない。これに対し、本実施形態では、２組のデータとして、終点の実電流値ｂが始点の実電流値ａよりも大きい、すなわち符号がプラスの電流増加時データと、終点の実電流値ｂが始点の実電流値ａよりも小さい、すなわち符号がマイナスの電流減少時データを用いて、電流傾きＳｕｐ，Ｓｄｗを算出する。換言すれば、電流増加時データと電流減少時データを交互に保存する。これによれば、同一符号の２組のデータを用いて電流傾きＳｕｐ，Ｓｄｗを算出する場合に較べて、誤差や外乱の影響を受けても式１，２が平行な関係となりにくい。このため、誤差や外乱に対して高いロバスト性を示すことができる。

なお、電流傾き算出処理については、図２に示す例に限定されない。たとえば図８の第１変形例に示すように、図２に対して、ステップＳ３０，Ｓ５０を省略した処理としてもよい。

図８では、ステップＳ８０において、今回値として、ステップＳ１０で取得した実電流値ａ，ｂ及びデューティ比ｄを保存する。すなわち、差分の符号については保存しない。このため、図８に示す例の場合、差分の符号が同じ２組のデータから、電流傾きＳｕｐ，Ｓｄｗを算出することもあり得る。

なお、ステップＳ３０，Ｓ５０の一方のみを省略した処理としてもよい。また、電流傾きＳｕｐ，Ｓｄｗを算出するための２組のデータとして、今回値と前回値の例を示したが、これに限定されない。今回値と、ＲＡＭに保存された複数の過去データから選択された１つとを用いて、算出するようにしてもよい。

（第２実施形態）
本実施形態は、先行実施形態を参照できる。このため、先行実施形態に示した負荷駆動制御装置１０と共通する部分についての説明は省略する。

第１実施形態では、リニアソレノイド１００の使用電流範囲の一部のみを学習領域ＩＷとする例を示した。このような構成は、使用電流範囲の一部において特に高い制御精度を要求される場合に好適である。これに対し、本実施形態では、図９に示すように、使用電流範囲が複数の学習領域ＩＷ１，ＩＷ２，ＩＷ３に分けられている。学習領域ＩＷ１，ＩＷ２，ＩＷ３は、使用電流範囲全体をカバーしている。たとえば、使用電流範囲０〜１［Ａ］において、学習領域ＩＷ１が０．６［Ａ］〜１［Ａ］、学習領域ＩＷ２が０．４［Ａ］〜０．６［Ａ］、学習領域ＩＷ３が０〜０．４［Ａ］となっている。

図１０は、デューティ比設定部２６が実行する電流傾き算出処理を示している。ステップＳ１０の処理は、図２と同じである。ステップＳ２１，Ｓ２２，Ｓ２３の処理は、ステップＳ２０に対応している。ステップＳ２１，Ｓ２２，Ｓ２３では、始点及び終点のうち、互いに同じ側が選択される。ステップＳ４１，Ｓ４２，Ｓ４３の処理は、ステップＳ４０に対応している。ステップＳ６１，Ｓ６２，Ｓ６３の処理は、ステップＳ６０に対応している。ステップＳ７１，Ｓ７２，Ｓ７３の処理は、ステップＳ７０に対応している。ステップＳ８１，Ｓ８２，Ｓ８３の処理は、ステップＳ８０に対応している。図１０において、ステップＳ１０〜Ｓ８３の処理が、傾き算出部に相当する。

ステップＳ１０の処理が終了すると、デューティ比設定部２６は、ステップＳ１０で取得した実電流値ａ，ｂのうち、予め決定された一方の実電流値（たとえば実電流値ｂ）が、電流傾きの学習領域ＩＷ１にあるか否かを判定する（ステップＳ２１）。ステップＳ２１で学習領域ＩＷ１にあると判定した場合、デューティ比設定部２６は、ステップＳ４１以降の処理を実行する。ステップＳ４１，Ｓ６１，Ｓ７１，Ｓ８１の処理の説明は省略する。

ステップＳ２１で学習領域ＩＷ１にないと判定した場合、デューティ比設定部２６は、予め決定された一方の実電流値（たとえば実電流値ｂ）が、電流傾きの学習領域ＩＷ２にあるか否かを判定する（ステップＳ２２）。ステップＳ２２で学習領域ＩＷ２にあると判定した場合、デューティ比設定部２６は、ステップＳ４２以降の処理を実行する。ステップＳ４２，Ｓ６２，Ｓ７２，Ｓ８２の処理の説明は省略する。

ステップＳ２２で学習領域ＩＷ２にないと判定した場合、デューティ比設定部２６は、予め決定された一方の実電流値（たとえば実電流値ｂ）が、電流傾きの学習領域ＩＷ３にあるか否かを判定する（ステップＳ２３）。ステップＳ２３で学習領域ＩＷ３にあると判定した場合、デューティ比設定部２６は、ステップＳ４３以降の処理を実行する。ステップＳ４３，Ｓ６３，Ｓ７３，Ｓ８３の処理の説明は省略する。

ステップＳ２３で学習領域ＩＷ３にないと判定した場合、デューティ比設定部２６は、電流傾きＳｕｐ，Ｓｄｗを算出することなく、一連の処理を終了する。

図１１は、デューティ比設定部２６が実行するデューティ比算出処理を示している。ステップＳ１００，Ｓ１３０，Ｓ１４０，Ｓ１５０の処理は、図４と同じである。本実施形態のデューティ比設定部２６は、図４のステップＳ１１０，Ｓ１２０の処理に代えて、ステップＳ１１５の処理を実行する。

ステップＳ１１５において、デューティ比設定部２６は、すべての学習領域ＩＷ１，ＩＷ２，ＩＷ３について電流傾きＳｕｐ，Ｓｄｗがそれぞれ保存されているか否かを判定する。そして、すべての学習領域ＩＷ１，ＩＷ２，ＩＷ３について電流傾きＳｕｐ，Ｓｄｗがあると判定した場合に、デューティ比設定部２６は、ステップＳ１３０の処理を実行する。一方、学習領域ＩＷ１，ＩＷ２，ＩＷ３の少なくとも１つについて電流傾きＳｕｐ，Ｓｄｗがないと判定した場合に、デューティ比設定部２６は、ステップＳ１５０の処理を実行する。

ステップＳ１３０において、デューティ比設定部２６は、学習領域ＩＷ１，ＩＷ２，ＩＷ３のうち、対応する学習領域の電流傾きＳｕｐ，Ｓｄｗを用いて、デューティ比ｄを算出する。

以上のように、本実施形態の負荷駆動制御装置１０によれば、複数の学習領域ＩＷ１，ＩＷ２，ＩＷ３ごとに、電流傾きＳｕｐ，Ｓｄｗが算出される。したがって、学習領域ＩＷ１，ＩＷ２，ＩＷ３それぞれについて、電流変化特性が変化しても高い制御精度を確保することができる。このため、使用電流範囲全域において、従来よりもロバスト性に優れている。

なお、電流傾き算出処理は、上記例に限定されない。本実施形態においても、たとえば図２に示した電流傾き算出処理を適用することができる。

この明細書の開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。たとえば、開示は、実施形態において示された要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内でのすべての変更を含むものと解されるべきである。

本実施形態では、誘導性負荷として、オートマチックトランスミッションの油圧を制御する油圧バルブのリニアソレノイド１００を例示した。しかしながら、誘導性負荷としては上記例に限定されるものではない。

デューティ比設定部２６は、電流傾きＳｕｐ，Ｓｄｗの算出が終了するまでの間、ＰＩＤ制御により、デューティ比ｄを算出する例を示した。しかしながら、ＰＩＤ制御に限定されない。デューティ比設定部２６は、実電流値ａと目標電流値ｃとの偏差に基づいて、デューティ比ｄを算出すればよい。たとえばＰＩ制御により、デューティ比ｄを算出してもよい。

１０…負荷駆動制御装置、１２…スイッチ、１４…マイコン、１６…電流検出部、１６ａ…抵抗、１６ｂ…オペアンプ、１８…ノイズフィルタ、２０…目標電流値算出部、２２…Ａ／Ｄ変換器、２４…フィードバック制御部、２６…デューティ比設定部、２８…ＰＷＭ駆動部、１００…リニアソレノイド

Claims (5)

1. 誘導性負荷（１００）の駆動を制御する負荷駆動制御装置であって、
   前記誘導性負荷の通電経路上に設けられ、オンすることで前記誘導性負荷に電流を流すスイッチング素子（１２）と、
   前記誘導性負荷に流れる電流値である実電流値を検出する実電流値検出部（１６，１８，２２）と、
   前記電流の目標値である目標電流値と検出された前記実電流値とに基づいて、デューティ比を設定するデューティ比設定部（２６）と、
   設定された前記デューティ比のＰＷＭ信号を所定周期で生成して、前記スイッチング素子に出力するＰＷＭ駆動部（２８）と、を備え、
   前記デューティ比設定部は、
   前記ＰＷＭ信号の１周期の始点及び終点それぞれの前記実電流値と、該実電流値に対応する前記デューティ比を含むデータとして、始点及び終点のうちの予め決定された一方の前記実電流値が所定範囲の電流領域内にある前記データを２組用いて、前記ＰＷＭ信号の１周期のオン期間における電流の傾きである第１傾き及びオフ期間における電流の傾きである第２傾きを算出する傾き算出部（Ｓ１０〜Ｓ８３）と、
   前記目標電流値と前記実電流値との偏差に基づいて、前記デューティ比を算出する第１算出部（Ｓ１５０）と、
   始点の前記実電流値及び前記目標電流値のうち、予め決定された前記一方に対応する電流値が前記電流領域内にある場合、前記第１傾き、前記第２傾き、始点の前記実電流値、及び前記目標電流値に基づき、前記デューティ比を算出する第２算出部（Ｓ１３０）と、を有し、
   前記ＰＷＭ駆動部は、前記第１傾き及び前記第２傾きの算出が終了するまでの間、前記第１算出部により算出された前記デューティ比を用いて前記ＰＷＭ信号を生成し、前記第１傾き及び前記第２傾きの算出が終了した以降において、前記第２算出部により算出された前記デューティ比を用いて前記ＰＷＭ信号を生成する負荷駆動制御装置。
2. 前記傾き算出部は、２組の前記データとして、今回取得した前記実電流値である今回値及び前記今回値に対応する前記デューティ比を含む今回データと、前回取得した前記実電流値である前回値及び前記前回値に対応する前記デューティ比を含む前回データを用い、前記第１傾き及び前記第２傾きを算出する請求項１に記載の負荷駆動制御装置。
3. 前記傾き算出部は、２組の前記データとして、終点の前記実電流値が始点の前記実電流値よりも大きい電流増加制御時の増加時データと、終点の前記実電流値が始点の前記実電流値よりも小さい電流減少制御時の減少時データを用い、前記第１傾き及び前記第２傾きを算出する請求項１又は請求項２に記載の負荷駆動制御装置。
4. 前記誘導性負荷の使用電流範囲が、複数の前記電流領域に分けられており、
   前記傾き算出部は、前記電流領域ごとに前記第１傾き及び前記第２傾きを算出し、
   前記第２算出部は、前記電流領域に対応する前記第１傾き及び前記第２傾きを用いて、前記デューティ比を算出する請求項１〜３いずれか１項に記載の負荷駆動制御装置。
5. 前記第１算出部は、ＰＩＤ演算により、前記デューティ比を算出する請求項１〜４いずれか１項に記載の負荷駆動制御装置。

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