JPH02194411A - アクチュエータ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、オフセットを有する各種のアクチユエータの
制御に好適な、アクチユエータ制御装置に関するもので
ある。

（従来の技術） 従来から、自動車に搭載された各種装置の制御のために
電磁アクチエータタが広く用いられていることは、特開
昭６１−２１７８０１号公報に見られる如く周知である
。このような電磁アクチュエータの制御装置の一例とし
て排気ガス再循環（ＥＧＲ）装置を挙げることができる
。従来のＥＧＲ装置では。

マイクロコンビ、−夕からディジタル形式で出力される
制御信号をデイシタルーアナログ（Ｄ／Ａ　）変換器に
よりアナログ信号に変換し、このアナログ信号に応じた
駆動電流をパルプ開閉用の電磁アクチュエータのソレノ
イドに供給し、これによりＥＧＲ量を制御する構成とな
ってｂる。ところで、この種の電磁アクチエータタには
ばね等によって所定のセット力が付与されており、電磁
アクチユエータに供給される駆動電流により生じるソレ
ノイドの駆動力が上記セット力を越えるまでは電磁アク
チュエータが駆動ｔｆＬの変化に応答しない、所謂不感
領域を生じるものである。

（発明が解決しようとする課題） このような不感１項域を生じる状況のドにおいては、Ｄ
／Ａ変声器の有効使用ビット数が実質的に減少してしま
い、駆動電流の有効作動レンジｊて対する分解能を所定
の性能に維持〔７ようとする場合にはよりビット数の多
いり、／Ａ変換器を使用しなければならず、装置の価格
が高くなってしまうという問題点を有している。

この問題を解決するための１つの方法として。

Ｄ／Ａ変換器の出力側に接続されるアナログ回路にマイ
ナスオフセットを−与えるように（また構成の採用が考
えられる。シ牟し、この場合には負電源を必要とする九
め電源が２系統必要となり、車載用の装置等には不向き
であるという別の問題を生じることになる。

本発明の目的は１回路構成を複４．キすること女し、に
、アクチュエータに与えられているオフセットｆ：精度
よくキャンセルしてＤ／Ａ変換器の能力を最大限に利用
することができるようにしたアクチュエータ制御装置を
提供することにある。

（課題を解決するための手段） 上記課題を解決するための本発明の特徴は、所定レベル
以上の駆動電流に応答して作動する電気式アクチユエー
タの駆動電流をディジタル指令信号に応答して制御する
ための装置において、上記ディジタル指令信号の各ビッ
トに対応して設けられ各ビットのレベル状態に応じてオ
ン、オフされる０ＭＯ８構成のスイッチ手段と、これら
のスイッチ手段の各出力に応答し上記ディジタル指令信
号に相応したアナログ量を示すアナログ信号を出力する
九めの抵抗回路と、核抵抗回路及び上記スイッチ手段の
各動作基準点に所要のレベルのオフセント電圧を与ズる
九めのオフセット手段とを備え九点にある。

（作　用） オフセット手段により、抵抗回路及びスイッチ手段の各
動作基準点の電位が所要のレベルだけオフセットされて
いる。したがって、ディジタル指令信号の内容が零であ
りスイッチ手段がこれに応答して全てオフ状態となって
も、抵抗回路からは。

オフセット手段によって与えられて込るオフセット量だ
応じたレベルのアナログ信号が出力される。

かかる状態において、ヂイゾタル指令信号により示され
る所望のディジタル指令量が与えられると。

これに応じてスイッチ手段が作動し、アナログ信号のレ
ベルは、このディジタル指令量に相応したアナログ量と
上記オフセット量に相応したアナログ量との和に応じた
レベルとなる。

すなわち、ヂイノタル指令信号に応じたアナログ量にオ
フセット手段により与えられるオフセット量に応じた量
だけオフセットが与え４られる。したがって、このオフ
セット量によりアクチュエータ個有のオフセットを見掛
上零とすることができる。

（実施例〕 以下５図面を参照して本発明の一実施例につき詳細に説
明する。

第１図は本発明によるアクチュエータ制御装置の一実施
例を示し、このアクチュエータ制御装置１は、制御ユニ
ット２から出力される６ビツトのディジタル指令信号Ｄ
Ｃに応答して、電磁アクチュエータ３のソレノイドコイ
ル３凰にバッテリー４から流れ込む駆動電流工を制御す
るための装置ｔであり、スイッチ回路５と、抵抗回路６
とを備えている。

スイッチ回路５は、ディジタル指令信号ＤＣを構成する
６ピツトの各データＤ１乃至Ｄ６に対応して設けられた
６個の０ＭＯ８構成のスイッチング素子５１乃至５６を
有し、データＤ、乃至Ｄ６がスイッチング素子５１乃至
５６に夫々入力されている。スイッチング素子５１乃至
５６の各一方の電源入力端子には所定の電源＋Ｖが供給
され、それらの各基準動作点レベルを与える各他方の電
源入力端子は、オフセット電圧発生回路７に接続さｙｔ
でいる。スイッチング素子５１乃至５６の缶出力線５１
ａ乃至５６１にのレベルは、対応するビットデータのレ
ベルが「■」の場合に電源＋Ｖのレベルと実質的に同一
のレベルとなり、対応するビットデータのレベルがｒＬ
Ｊの場合には上記基準動作点レベルと等しくなる構成で
ある。

抵抗回路６け、、抵抗器６１乃至６７及び利得調節用の
５丁亥抵抗器６８から成るデイシタルーアナログ変換用
のラグ−抵抗回路として構成されている。各一端が共通
に接続された抵抗器６１乃至６３の各他端Ｃ・ｔスイッ
今ング素子５１乃至５６の各出力線５１ｍ乃至５６ｍが
接！！され、抵抗器６１乃至６３の各一端の共通接続点
は、抵抗器６７及び可変抵抗器６８を介してオフセット
電圧発生回路７に接続されている。抵抗回路６において
は、可変抵抗器６８のオフセット電圧発生回路７への接
続−１がそ（Ｑ動作基準点となっており、ここに与えら
れる電圧レベルがその動作の基準しレベルとされ机 オフセット電圧発生回路７は、を源＋Ｖと７−スとの間
に直列に接続場れた分圧用の抵抗器７１゜７２を有し、
抵抗器７２の両端に生じる電圧Ｖ、がオフセット用の電
圧としてスイッチ回路５及び抵抗回路６の各動作基準点
に与えられる。抵抗器７２にはＮＰＮ型のスイッチング
トランノスタ７３のコレクターエミッタ回路が図示の如
く並列に接続されでおり、そのぺ・−スは抵抗器７４を
介しで１）ＩＪ　ｉ卸入力端子７５に接続されている。

制御入力端子７５には、スイクチングトランノスタ７３
をオン、オフ制御するための制御信号が外部から印加さ
れ。

オフセット電圧ｖ１をスイッチ回路５及び抵抗回路６に
与える必要のない場合にスイッチ：／グトランノスタ７
３をオン状態、セすることができる構成である。ここで
、スイッチングトランシスタフ３のエミッタが電源＋Ｖ
側となりそのコレクタが“アース側となるようにスイッ
チングトランクスタフ３が接続嘔れてＢるので、スイク
チングトランノスタ７３をオン状態とし九ときＶ、のレ
ベルを略零とすることができる。

抵抗１ｉ１結６の抵抗器６７及び可変抵抗器６８には、
ディジタル指令信号ＤＣに応答してオン状、態とさｉ±
スイッチング素子を介して重み付けされた電流が流れ、
この電流により生じた電圧Ｖ、と上記オフセット電圧Ｖ
との和に応じた電圧が抵抗器路６の出力電圧Ｖ。ｕｔと
して承り出され、′１流制御回路８に電流制御信号とし
て印加される。

成流制却回路８は、演算増１ｉｌｉ器８１．トランジス
タ８２．及び抵抗器８３，８４．８５が図示の如く接続
嘔れて成る定電流回路であり、出力で圧ｖｏｕｔが抵抗
器８３を介して演算増＃７Ａ器８１の十入力端子に印加
され、トランジスタ８２のコレクタがソ亀、・ノイドコ
イル３ｍを介してバッテリー４に接、続されて偽る。電
流＋１０御回絡８は出力電圧Ｖ。５．。

のしペルに応じて定１ろレベルて駆動醒流工のしれる電
流により生じる電磁力に応じて、それに連結された被駆
動体の位置を変位きせるものであるが、このｔ磁アク−
′ｆ、エータ３による操作ＪＩＦと駆動［流Ｉのレベル
とは第２図に示される関係となっでいる。第２図から判
るように、この電磁７クチ、エータ３はばねセント力て
よるオフセットを有しており、駆動電流ＩＣ２）レベル
がＩ。となるまでは電磁アクチエエータ３による位ｉｌ
変位操作は実行されず、駆動￥１！流Ｉのレベルが工。

より大き旨範囲ておいてそのレベルに応じて操作量Ｐが
直線的に変化する、 オフセット市。圧発生回路７は、この駆動電流のレベル
Ｉ。Ｋ相当するオフセう・ト電圧汽、を与えるように所
要の回路定数が設定されており、したがって、ディジタ
ル指令信号ＤＣの内容が（０００００（１）である場合
の出力電圧Ｖ。ｕｔのレベルがＶ、となると、駆動電流
Ｉのレベルが１　となる。

第３図には１．−１−　、ゾタル指令値を横軸にとり。

そのときの出力電圧Ｖ。ｕｔ、のレベルを縦軸にとって
両者の関係を示したグラフが示されている。第３図から
判るように、ス・イツチングトランシスタフ３がオフの
場合、ディジタル指令値が零の場合にけ出力電圧ｖｏｕ
ｔのレベルはすでにＶ、となりており。

ディジタル指令値の増大に従って出力電圧ｖｏｕｔのレ
ベルは直線的に変化する。しかし、オフセット電圧発生
回路７のス・ｆツチングトランジスタ７３がオンとされ
ると、■あの値は略零となり、両者の関係は第３図中点
線で示される特性となる。この場合、ディジタル指令値
が零であれば出力電圧ｖｏｕｔのレベルは零となシ、駆
動電流Ｉのレベルも零となる。なお、可変抵抗器６８の
値を調節することにより抵抗回路６の特性、すなわち第
３図に示す特性線の傾き具合を所望の状態にセットする
ことができる。

上述の構成によれば、スイッチングトランジスタ７３が
オフ状態とされることによりオフセット電圧発生回路７
から出力されるオフセット電圧Ｖ。

は、スイッチ回路５及び抵抗回路６の各動作基準点に与
えられる。このため、ディジタル指令信号ＤＣにより示
されるディジタル指令値が零であっても、抵抗回路６か
らの出力ｔｈｖ。ｕｔのレベルはｖｌとなυ％電磁アク
チュエータ３０ソレノイドコイル３１には、レベルエの
駆動を流が流れており。

１に磁７クチ、エータ３において予め与えられているセ
ット力とソレノイドコイル３ａによる駆動力とが丁度釣
り合つでいる。し九がって、ディジタル指令信号ＤＣに
より４先られるディジタル指令値に応じた”１圧Ｖ、が
電圧Ｖ、　Ｋ重畳されて成る出力ＩＥ圧ｖ。ｕｔＫ応答
して１を孫アクチ、エータ３への駆動電流の大きさが制
御される結果、電磁アクチ島エータ３によりて得られる
操作量Ｐは、ディジタル指令信号ＤＣの値が零のときに
零であり、その指令値の増大に応じて操作量Ｐの値が増
大することＫなる。

この結果、スイッチ回路５と抵抗回路６とにより達成さ
れるＤ／Ａ変換動作のダイナミックレンジを最大にする
ことが可能となプ、その分解能を損なうこともない、ま
た、単電源でも可能な構成であるから、電源系統を複雑
にすることがなく、車載用の装置等に対しても適用が容
易であるという利点も有している。

さらに、スイッチ回路５及び抵抗回路６の各基準動作点
の電位をオフセット電圧ｖ１だけシフトする構成である
から、他の構成に比べて、調ｎが簡単な上に、抵抗回路
６の入出力特性のＩｊｉ！ｓ性を損うことがなく、極め
て精度の高い恥変換特性を得ることができる。

なお、図示の実施例では、スイッチングトランジスタ７
３をオン状態としてＶ、−Ｏの状態とすれば、データＤ
１乃至Ｄ・の内容が零となったとき駆動’ｔｉＩも零と
なる。したがりて、電磁アクチュエータ３の駆動を必要
としない場合には、スイクチングトランゾスタ７３ｔ−
オン状態とすることにより、データＤ１乃至Ｄ・の内容
が零となった場合ソレノイドコイル３１に無駄ｔｉが流
れず、ソレノイドコイル３ａによる電力の浪費及びその
発熱を有効に抑えることができる。

（発明の効果） 本発明によれば１回路構成を複雑にすることなく、簡単
な調整にょ）、大刀されるディジタル指令量に応じた所
要の制御全オフセット付アクチ。

二一夕に対して行なわせることが単電源で実現可能であ
シ、　Ｄ／Ａ変換動作忙おける。高直線性、高分解能、
うンξｉｙ？ｖ７ツやゆ、あ□。

ることができる優れ九効釆を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す回路図、第２図及び第
３図は第１図に示す装置の作動を説明するための各部の
特性を示すグラフである。 ｌ・・・アクチュエータ制御装置、３・・・電磁アクチ
具エータ、３ａ・・・ソレノイドコイル、５・・・スイ
ッチ回路、６・・・抵抗回路、７・・・オフセット電圧
発生回路、５１乃至５６・・・スイッチング素子、ＤＣ
・・・ディジタル指令信号、■、・・・電圧、ｖｏｕｔ
・・・出力電圧、■・・・駆動電流。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．所定レベル以上の駆動電流に応答して作動する電気
   式アクチユエータの駆動電流をディジタル指令信号に応
   答して制御するための装置において、前記ディジタル指
   令信号の各ビットに対応して設けられ各ビットのレベル
   状態に応じてオン．オフされるＣＭＯＳ構成のスイッチ
   手段と、これらのスイッチ手段の各出力に応答し前記デ
   ィジタル指令信号に相応したアナログ量を示すアナログ
   信号を出力するための抵抗回路と、該抵抗回路及びスイ
   ッチ手段の各動作基準点に所要のレベルのオフセット電
   圧を与えるためのオフセット手段とを備えたことを特徴
   とするアクチユエータ制御装置。