JP5691883B2 - 負荷駆動回路 - Google Patents
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Description
Ri+L(di/dt)=V …(1)
Ri+L(di/dt)+Vf=0 …(5)
以下、本発明の第1の実施形態について図1ないし図3を参照しながら説明する。
図1は、ハイサイド駆動の負荷駆動回路の構成を示しており、図8に示す負荷駆動回路と対応する部分には同一符号を付している。この負荷駆動回路11は、例えば車両の電子制御ユニット(ECU)に搭載され、出力端子11a、11b間に接続される油圧制御用のリニアソレノイド2(誘導性の負荷に相当)をPWM駆動するとともにリニアソレノイド2に流れる負荷電流を検出する(算出を含む)。電源端子11c、11dは、図示しないバッテリに繋がる電源線3、4(第1、第2電源線)に接続されている。
オン期間電流経路はRL回路であり、その電圧方程式は次の(1)式で表すことができる。ここで、iは負荷電流、Vは電源電圧、Rはオン期間電流経路の抵抗、Lはオン期間電流経路のインダクタンスである。
オフ期間電流経路である還流経路12もRL回路であり、その電圧方程式は次の(5)式で表すことができる。ここで、iは負荷電流、Vfはダイオード7の順電圧、Rはオフ期間電流経路の抵抗、Lはオフ期間電流経路のインダクタンスである。
次に、第2の実施形態について図4を参照しながら説明する。図4は、リニアソレノイド2の電流波形を示している。オフ指令期間に示す破線上のドットは、第1の実施形態で説明した制御装置13による算出電流であり、オフ指令期間に示す実線は、還流経路12内にシャント抵抗6を備えた従来構成の検出電流(実際の負荷電流)である。
図5は、第3の実施形態に係る負荷駆動回路の構成を示しており、図1と同一部分には同一符号を付している。この負荷駆動回路21はサーミスタ22を備えている。サーミスタ22は、少なくともダイオード7の温度と相関を有する温度、好ましくはダイオード7自体の温度を検出する温度検出手段であり、ダイオード7の近傍に配置することが望ましい。
図7は、第4の実施形態に係る負荷駆動回路の構成を示しており、図1と同一部分には同一符号を付している。この負荷駆動回路31は、ダイオード7のカソード・アノード間の電圧を入力とする電圧検出回路32(順電圧検出手段)を備えている。
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形、拡張を行うことができる。
上記各実施形態では、オン指令期間の開始時点を含む時刻t0、t1、t2の検出値を用いてオン期間電流経路の抵抗値とインダクタンス値を算出したが、オン指令期間の他の時刻における検出値を用いてもよい。また、異なる4点以上の検出値を(2)式に適用して算出してもよい。
シャント抵抗6は、オン期間電流経路のうち還流経路12と電源線4との間に設けてもよい。また、オン期間電流検出手段として、出力トランジスタ5に対するセンスMOSトランジスタを用いてもよい。
負荷は、誘導性であればリニアソレノイドに限られない。
Claims (6)
- 第1、第2電源線を通して与えられる電源電圧により誘導性の負荷を駆動するとともに前記負荷に流れる電流を検出する負荷駆動回路において、
前記第1、第2電源線間において前記負荷に対し直列に介在する出力トランジスタと、
前記出力トランジスタに対してオン指令とオフ指令とからなる駆動信号を付与する駆動回路と、
前記負荷に対し並列に接続され、前記駆動信号のオフ指令期間に前記負荷に流れる電流を還流させるダイオードと、
前記駆動信号のオン指令期間における電流経路のうち前記負荷とダイオードから形成される還流経路の外側に設けられ、前記オン指令期間に流れる電流を検出するオン期間電流検出手段と、
前記電源電圧を検出する電源電圧検出手段と、
前記オン指令期間の少なくとも3点において、前記オン期間電流検出手段および前記電源電圧検出手段から入力した検出電流(i)および検出電源電圧(V)を、オン期間電流経路の電圧方程式(1)に適用することによりオン期間電流経路の抵抗値(R)とインダクタンス値(L)を算出し、その抵抗値とインダクタンス値からそれぞれ前記還流経路以外の経路の抵抗値とインダクタンス値を減算することによりオフ期間電流経路の抵抗値とインダクタンス値を求め、前記オフ指令期間において、オフ期間電流経路の電圧方程式(5)に前記オフ期間電流経路の抵抗値(R)とインダクタンス値(L)、前記ダイオードの順電圧(Vf)および当該オフ指令期間に移行する前の検出電流を適用することにより前記負荷に流れる電流(i)を順次算出するオフ期間電流算出手段とを備えたことを特徴とする負荷駆動回路。
Ri+L(di/dt)=V …(1)
Ri+L(di/dt)+Vf=0 …(5) - 前記オン期間電流検出手段と前記オフ期間電流算出手段は、所定のサンプリング周期で前記負荷に流れる電流の検出と算出を実行し、
前記駆動回路は、そのサンプリング周期に同期して前記駆動信号をオン指令からオフ指令に切り替えることを特徴とする請求項1記載の負荷駆動回路。 - 前記オフ期間電流算出手段は、前記オフ指令期間に亘って順次算出した結果として得られる当該オフ指令期間終了時の算出電流と、次のオン指令期間開始時の検出電流との間にずれがある場合、当該ずれを低減するように前記オフ期間電流経路の抵抗値とインダクタンス値と前記ダイオードの順電圧のうち少なくとも1つを補正し且つ当該補正値を記憶する学習制御を実行することを特徴とする請求項1または2記載の負荷駆動回路。
- 前記ダイオードの温度と相関を有する温度を検出する温度検出手段を備え、
前記オフ期間電流算出手段は、前記ダイオードの温度、順電圧および順電流の関係を示す特性情報を有し、前記オフ期間電流経路の算出電流、前記温度検出手段により検出された温度および前記特性情報に基づいて、前記オフ期間電流経路の電圧方程式に適用するダイオードの順電圧を求めることを特徴とする請求項1ないし3の何れかに記載の負荷駆動回路。 - 前記ダイオードの順電圧を検出する順電圧検出手段を備え、
前記オフ期間電流算出手段は、前記オフ期間電流経路の電圧方程式に当該検出順電圧を適用することを特徴とする請求項1ないし3の何れかに記載の負荷駆動回路。 - 前記出力トランジスタはMOSトランジスタにより構成され、
前記オン期間電流検出手段はシャント抵抗を備え、
前記オフ期間電流算出手段は、算出した前記オン期間電流経路の抵抗値から前記第1、第2電源線の抵抗値、前記MOSトランジスタのオン抵抗の抵抗値および前記シャント抵抗の抵抗値を減算することにより前記オフ期間電流経路の抵抗値を求めることを特徴とする請求項1ないし5の何れかに記載の負荷駆動回路。
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