JPH10258625A - Pwm式比例ソレノイドバルブ制御装置 - Google Patents
Pwm式比例ソレノイドバルブ制御装置Info
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- JPH10258625A JPH10258625A JP9084512A JP8451297A JPH10258625A JP H10258625 A JPH10258625 A JP H10258625A JP 9084512 A JP9084512 A JP 9084512A JP 8451297 A JP8451297 A JP 8451297A JP H10258625 A JPH10258625 A JP H10258625A
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Abstract
の増大の抑制、及びバルブの良好な応答性の確保を図る
ことができるPWM式比例ソレノイドバルブ制御装置を
提供する。 【解決手段】 平均電流がI2 未満(下降デューティ比
0%)の場合は、上昇時切換時間T1 をディザ振動の一
周期の1/2時間より短くする〔これに伴い、下降時切
換時間T2 がディザ振動の一周期の1/2時間より長く
なる〕。また、平均電流がI4 (I2 未満)(下降デュ
ーティ比0%)の場合は、上昇デューティ比を大きい値
にする。そして、この際、通電電流のディザ振動の上昇
部分は、例えば図8(b)に符号Jで示すようになり、
通電電流の値が短時間で大きくなり、かつ下降部分につ
いて時間が長くなって通電電流の値の低下が確実に進む
こととなり、ひいては大きなディザ振幅が確保され、ヒ
ステリシスの増大が抑制されると共に、バルブの良好な
応答性を得ることができる。
Description
を抑えて快適な乗り心地を提供するサスペンション制御
装置等に用いられるPWM式比例ソレノイドバルブ制御
装置に関する。
して、本願出願人が特開平8−303628号公報で提
案した装置がある。この装置は、ソレノイドに流れる電
流(以下、便宜上、通電電流という。)に応じて変位す
る可動体(スプール)を有しこの可動体の変位に応じて
油液の通過量を調整する比例ソレノイドバルブと、車体
と車軸との間に介装されて前記通電電流、ひいては可動
体の変位に応じた大きさの減衰力を発生する減衰力可変
型のショックアブソーバと、車高を検出する車高センサ
や加速度センサとを備え、車高センサまたは加速度セン
サの検出値に基づいて通電電流の大きさを決めて、所望
の大きさの減衰力(伸び側、縮み側の減衰力)を発生
し、車両ばね上の揺れを抑制し快適な乗り心地を確保す
るようにしている。
センサもしくは加速度センサの検出値から定まる所望の
大きさの目標電流(通電電流の平均値、以下、平均電流
という。)と、PWM信号に基づいて得られる高い周波
数の電流(ディザ振動)との重畳により構成し、可動体
を所定位置を中心にして微振動(ディザ)させておき、
可動体の変位を容易に行って減衰力調整の応答性を向上
するようにしている。前記ディザ振動は、PWM信号の
デューティ比をディザ振動の一周期の1/2時間(所定
時間)T0 毎に切換える(以下、値が大きいデューティ
比を上昇デューティ比、値が小さいデューティ比を下降
デューティ比という。)ことにより、得るようにしてい
る。
ついて、図10及び図11に基づいて説明する。図10
は、サスペンション制御装置の制御装置の記憶部に格納
されるPWMデューティ比−電流値特性を示すマップ
(PWMデューティ比−電流値マップ)である。図10
で符号Eは基準デューティ比を示す基準デューティ比特
性線であり、PWM信号のデューティ比を切換えずに所
定値の基準デューティ比(所定値が電流I1 に対応する
A%である場合を例にする。)としてディザ振動を得た
場合、得られる通電電流は図11に示すように一定の大
きさの電流I1 (平均電流)を中心にして高周波成分が
重畳されたものとなり、この電流(通電電流)がソレノ
イドに供給されて所望の減衰力を得るようにしている。
ューティ比をそれぞれ示す上昇デューティ比特性線F及
び下降デューティ比特性線Gは、図10に示すように、
それぞれ、基準デューティ比特性線Eの下側、上側に該
特性線Eに略沿うように求められている。また、上昇デ
ューティ比は100%が最大値であり、また下降デュー
ティ比は0%が最小値であることから、上昇デューティ
比特性線F及び下降デューティ比特性線Gは、100%
を示す部分(この場合、電流I3 〔I3 >I1 〕以上の
部分)及び0%を示す部分(この場合、電流I2 〔I2
<I1 〕以下の部分)で縦軸と平行になっている。
(1),(2)に示すように基準デューティ比にディザ
幅デューティ比を加算、または減算することにより求め
る。 (上昇デューティ比)=(基準デューティ比)+(ディザ幅デューティ比) … … (1) (下降デューティ比)=(基準デューティ比)−(ディザ幅デューティ比) … … (2)
ィザ幅デューティ比を変えることにより、ディザ振幅の
大きさを変えることができる。例えば、ある電流値(平
均電流)I1 を出力するときは、まず図10のマップよ
り基準デューティ比A%を求め、その値にディザ幅デュ
ーティ比を加算することにより上昇デューティ比B%
を、また、ディザ幅デューティ比を減算することにより
下降デューティ比C%を得る。そして、上昇デューティ
比を所定時間(ディザ振動の一周期の1/2の時間)T
0 出力し、その後、下降デューティ比を所定時間出力
し、以下、同様に、上昇デューティ比、下降デューティ
比を所定周期毎に交互に出力することにより、図11に
示すように、上昇、下降デューティ比により定まる振幅
(以下、便宜上、ディザ振幅という。)で周期が前記所
定周期T0 の2倍であるディザ振動が含まれた通電電流
が得られることになる。
ョン制御装置では、通電電流の大きさにかかわらず一定
の大きさのディザ振幅が確保されることが望まれる。し
かしながら、上述した従来技術では、平均電流が電流I
2 以下の領域(平均電流I4 を例にする)の場合、下降
デューティ比を0%以下にすることができないことか
ら、ディザ幅デューティ比を小さくせざるを得なくな
り、前記式(1),(2)に示されるように上昇デュー
ティ比が小さく、下降デューティ比が大きくなる。この
ため、この際得られる通電電流(平均電流I4 )は、例
えば図12(b)に示すようになり、その際のディザ振
幅D4 は、図12(a)に示すように平均電流がI2 で
ある場合のディザ振幅D2 に比して小さく(D4 <D
2 )なる。
の領域内の所定値である場合と、平均電流が電流I2 〜
I3 の領域の場合とについて、通電電流及びディザ振幅
D4′,D2 ′を求めると、例えば図13(c)、
(b)のようになり、ディザ振幅D4 ′はディザ振幅D
2 ′に比して小さく(D4 ′<D2 ′)なる。
流及びそのディザ振幅D3 を求めると、例えば図13
(a)に示すようになり、ディザ振幅D3 はディザ振幅
D2 ′に比して小さく(D3 <D2 ′)なる。
流)が小さい場合、大きい場合で、ディザ振幅が小さく
なってしまうことにより、可動体が変位しずらくなって
減衰力のヒステリシスの増大、減衰力調整の応答性の悪
化を招く虞があった。ここで、減衰力のヒステリシスと
は、次のことをいう。すなわち、同等の大きさの減衰力
を得る際に、減衰力を大きくするときと、小さくすると
きとで、ソレノイドに必要とされる電流が異なり、電流
を横軸、減衰力を縦軸にして、減衰力−電流波形を描く
と、略平行四辺形の環状の曲線(ヒステリシス)とな
る。そして、このヒステリシスの大きさ(例えば、同等
減衰力を得るために減衰力を大きくするときに必要とさ
れる電流と、小さくするときに必要とされる電流との差
分電流)は極力小さいことが望まれる。
で、通電電流の大きさにかかわらずディザ振幅を略一定
として、ヒステリシスの増大の抑制、バルブの良好な応
答性の確保を図ることができるPWM式比例ソレノイド
制御装置を提供することを目的とする。
発生するデューティ比可変のPWM信号発生手段と、前
記PWM信号に応じてオンオフするスイッチング手段を
介して電源に接続されるソレノイド及び該ソレノイドへ
の通電電流に応じて変位する可動体を有する比例ソレノ
イドバルブと、前記PWM信号の2つのデューティ比を
所定時間毎に切換えることによりディザ振動を含む前記
通電電流を得るサスペンション制御装置であって、ディ
ザ振動の振幅が略一定になるように前記2つの所定時間
の割合を調整することを特徴とする。
スペンション制御装置を図1ないし図9に基づいて説明
する。図1において、サスペンション制御装置は、ソレ
ノイド1及びソレノイド1への通電電流に応じて変位す
るプランジャ(可動体)2を有しこのプランジャ2の変
位に応じて油液3の通過量を調整する比例ソレノイドバ
ルブ(アクチュエータ)4と、車体(図示省略)と車軸
(図示省略)との間に介装されて前記通電電流、ひいて
はプランジャ2の変位に応じた大きさの減衰力を発生す
る減衰力可変型のショックアブソーバ5と、車体の上下
方向の加速度を検出する加速度センサ6と、ソレノイド
1に電流を供給するバッテリ(電源)7と、バッテリ7
とソレノイド1との間に介装されてソレノイド1への通
電電流を調整するコントローラ8とから大略構成されて
いる。
ように、ピストン31を摺動可能に嵌装し車輪側(図示
省略)及び車体(図示省略)のいずれか一方に固定され
たシリンダ30を有している。シリンダ30内には油液
3が封入されていると共に、前記ピストン31によって
シリンダ30内がシリンダ上室30aとシリンダ下室3
0bの2室に画成されている。ピストン31には、ピス
トンロッド32の一端が連結されており、ピストンロッ
ド32の他端は、シリンダ30の端部に設けられたロッ
ドガイドおよびシール部材(図示せず)に挿通されてシ
リンダ30の外部まで延ばされており、前記車輪側及び
車体のいずれか他方に固定されている。
シリンダ下室30bとを連通させる伸び側通路33およ
び縮み側通路34が設けられている。伸び側通路33に
は、シリンダ上室30a内が所定圧力を越えたときシリ
ンダ上室30a側からシリンダ下室30b側への油液の
流通を許容して減衰力を発生させるディスクバルブ等の
調圧弁35が設けられている。縮み側通路34には、シ
リンダ下室30b内が所定圧力を越えたときシリンダ下
室30b側からシリンダ上室30a側への油液の流通を
許容して減衰力を発生させるディスクバルブ等の調圧弁
36が設けられている。
とシリンダ下室30bとを連通させる連通路37が設け
られている。連通路37には、シリンダ上室30a側か
らシリンダ下室30b側への油液の流通のみを阻止する
逆止弁38およびシリンダ下室30b側からシリンダ上
室30a側への油液の流通のみを阻止する逆止弁39が
設けられている。そして、連通路37には、逆止弁38
をバイパスする伸び側連通路40と、逆止弁39をバイ
パスする縮み側連通路41が設けられている。また、連
通路37には、ピストンロッド32の伸縮にともなうシ
リンダ30内の容積変化をガスの圧縮、膨張によって補
償するリザーバ42(アキュムレータ)が接続されてい
る。
整するポペット弁43が設けられている。ポペット弁4
3は、ガイド44内に弁体であるポペット45が摺動可
能に嵌装されており、ポペット45の移動によって伸び
側連通路40の通路面積を調整するようになっている。
ポペット45は、伸び側連通路40内の上流側(シリン
ダ上室30a側)の圧力を受けて開弁方向に移動する。
また、ガイド44内のポペット45の背面側には、背圧
室46が設けられており、背圧室46内の圧力がポペッ
ト45を閉弁させる方向に作用するようになっている。
さらに、背圧室46内には、ポペット45を閉弁方向に
付勢するばね47が設けられている。
ポペット弁43の上流側(シリンダ上室30a側)に連
通させる背圧通路48が設けられている。背圧通路48
には、オリフィス49が設けられている。
整するポペット弁50が設けられている。ポペット弁5
0は、ガイド51内に弁体であるポペット52が摺動可
能に嵌装されており、ポペット52の移動によって縮み
側連通路41の通路面積を調整するようになっている。
ポペット52は、縮み側連通路41の上流側(シリンダ
下室30b側)の圧力を受けて開弁方向に移動する。ま
た、ガイド51内のポペット52の背面側には、背圧室
53が設けられており、背圧室53内の圧力がポペット
52を閉弁させる方向に作用するようになっている。さ
らに、背圧室53内には、ポペット52を閉弁方向に付
勢するばね54が設けられている。
ポペット弁50の上流側(シリンダ上室30a側)に連
通させる背圧通路55が設けられている。背圧通路55
には、オリフィス56が設けられている。背圧通路48
及び背圧通路55に連通して前記比例ソレノイドバルブ
4が設けられている。比例ソレノイドバルブ4は、図3
に示すように、ポペット弁43に接続される背圧通路5
8をリリーフするリリーフ弁59と、ポペット弁50に
接続される背圧通路60をリリーフするリリーフ弁61
と、リリーフ弁59,61を開閉する前記ソレノイド1
とから概略構成されている。
フ室63とをニードル64によって開閉するニードル弁
であり、リリーフ弁61は、背圧通路60とリリーフ室
65とをニードル66によって開閉するニードル弁であ
る。ニードル64,66は、ソレノイド1に備えられる
前記プランジャ2に連結されたロッド68の両端部に設
けられており、ロッド68を移動させてリリーフ弁5
9,61のどちらか一方を閉じると他方が開くようにな
っている。
弁61側へ付勢するばね69が設けられており、通常、
リリーフ弁61が閉じリリーフ弁59が開いている。ソ
レノイド1は、通電電流に応じてプランジャ2を介して
ロッド68をばね69の付勢力に抗してリリーフ弁59
側へ移動させる方向の力を発生するようになっている。
そして、通電電流に応じてリリーフ弁61のリリーフ圧
力を調整し、さらに、通電電流を大きくしてロッド68
をリリーフ弁59側へ移動させリリーフ弁59のリリー
フ圧力を調整できるようになっている。
ノイド1内の通路70を介して互いに連通されており、
さらに、リリーフ弁61に設けられたリリーフ通路71
を介してリザーバ42側に接続されている。
イド1に通電してリリーフ弁61のリリーフ圧を調整す
ることにより、ポペット弁50の開度が調整され、縮み
側の減衰力を制御する。なお、この際、リリーフ弁59
は開いた状態となるのでポペット弁43の開度が大きく
なり、伸び側の減衰力が小さくなる。また、さらに、ソ
レノイド1への通電電流を大きくしてロッド68をリリ
ーフ弁59側へ移動させ、リリーフ弁59のリリーフ圧
を調整することにより、ポペット弁43の開度が調整さ
れ、伸び側の減衰力を制御する。なお、この際、リリー
フ弁61は開いた状態となるのでポペット弁50の開度
が大きくなり、縮み側の減衰力が小さくなる。
リ7との間に介装されるトランジスタ(スイッチング手
段)9と、トランジスタ9のベース9aに抵抗10を介
して接続されたトランジスタ(スイッチング手段)11
と、トランジスタ11に抵抗13を介して接続され、さ
らに加速度センサ6に接続されたCPU14とを有して
いる。
後述する図7のPWMデューティ比−電流値・切換時間
マップを格納している。そして、CPU14は、加速度
センサ6の検出値に基づき、平均電流及び基準デューテ
ィ比を決めると共に、後述するように演算処理を行うこ
とによって平均電流(通電電流)の大小にかかわらずデ
ィザ振幅を一定に維持するようにしている。本実施の形
態では、CPU14がPWM信号発生手段を構成してい
る。
値・切換時間マップを説明する。図7において、基準デ
ューティ比特性線Eは、デューティ比を横軸、通電電流
(平均電流、目標電流)を縦軸として比例関係をなすも
のになっている。基準デューティ比特性線Eでは、デュ
ーティ比A%、B%にそれぞれ平均電流I2 ,I3 が対
応したものになっている。平均電流I2 〜I3 の範囲で
は、上昇デューティ比特性線F及び下降デューティ比特
性線Gは、基準デューティ比特性線Eと平行になってい
る。そして、平均電流I2 〜I3 の範囲(デューティA
〜Bの範囲M)においては、図7の下側部分に示すよう
に、上昇デューティ比に対応する上昇時の所定時間(上
昇時切換時間)T1 は、ディザ振動の一周期の1/2時
間T0 に設定する〔これに伴い、下降時の所定時間(下
降時切換時間)T2 もディザ振動の一周期の1/2時間
T0 となる〕。
ィ比0%)の場合は、上昇時切換時間T1 をディザ振動
の一周期の1/2時間T0 より短くする〔これに伴い、
下降時切換時間T2 がディザ振動の一周期の1/2時間
T0 より長くなる〕。これにより、上昇時の所定時間と
下降時の所定時間の割合が変化する。一方、上昇デュー
ティ比特性線Fについては、平均電流I2 未満の範囲F
a では、平均電流I2〜I3 の範囲Fb の傾斜の向きと
反対の傾斜(後者Fb を正の傾きとすると前者Fa が負
の傾きになる)になり、平均電流が小さくなるに従いこ
れに対応する上昇デューティ比は大きい値になる。ま
た、平均電流がI3 を越える(上昇デューティ比100
%)場合は、上昇時切換時間T1 をディザ振動の一周期
の1/2時間T0 より長くする〔これに伴い、下降時切
換時間T2 がディザ振動の一周期の1/2時間T0 より
短くなる〕。一方、下降デューティ比特性線Gについて
は、平均電流I3 を越える範囲Ga では、平均電流I2
〜I3 の範囲Gb の傾斜の向きと反対の傾斜(後者Gb
を正の傾きとすると前者Ga が負の傾きになる)にな
り、平均電流が大きくなるに従いこれに対応する下降デ
ューティ比は小さくなる。
装置の作用を、コントローラの演算処理内容と共に、以
下に説明する。車体の振動が伝わると加速度センサ6が
車体の上下方向の加速度を検出する。この検出値はCP
U14にリアルタイムで送られる。CPU14は、前記
検出値に基づいて図4に示すフローチャートの演算を実
行し、ショックアブソーバ5に発生させる目標減衰力、
ひいてはこの目標減衰力に対応する平均電流を求める。
る。コントローラ8は電源から電力供給を受けると、ま
ず、イニシャライズを行い(ステップS1)、制御周期t
ms経過したか否かの判定を行う(ステップS2)。ステッ
プS2でNOと判定すると再度ステップS2の判定処理を行
う。ステップS2でYESと判定すると、ソレノイド1(ト
ランジスタ11)以外の部材、部分(LED等)に出力
する(ステップS3)。
が入力される。次のステップS5で、ステップS4で読み込
まれた加速度センサ6の検出値に基づいて、車体の制振
に必要な減衰力及びこの減衰力を発生させるために必要
な通電電流(平均電流)を求めると共に、前周期におけ
る次のステップS5でPWM信号の出力を行い比例ソレノ
イドバルブ4の駆動(アクチュエータ駆動サブルーチ
ン)を行う。このアクチュエータ駆動サブルーチン(図
5)は、図4のフローチャート(メインルーチン)とは
独立してディザ振動の一周期の1/2の周期毎の割り込
みにより実行されるものであり、その制御内容について
は、後述する。ステップS5に続くステップS6で、通電電
流(平均電流)及び図7のPWMデューティ比−電流値
・切換時間マップに基づいて、後述するように割込み処
理することによりPWMのデューティ比の切換時間を調
整してディザ振幅の補正(ディザ振幅補正サブルーチ
ン)を行う。
サブルーチンを図5に基づいて説明する。図5におい
て、まず、上昇フラグが1であるか否かを判定する(ス
テップS11)。ステップS11 でYES と判定(上昇フラグ
=1)すると、前周期におけるステップS6で求めた上昇
デューティ比のPWM信号を出力し(ステップS12 )、
上昇フラグをクリアする(ステップS13 )。続いて、次
の割込みが入るまでの時間(上昇時切換時間T1 )をセ
ットし(ステップS14 )、メインルーチンに戻る。一
方、ステップS11 でNOと判定(上昇フラグ≠1)する
と、下降デューティ比のPWM信号を出力し(ステップ
S15 )、上昇フラグをセットする(ステップS16 )。続
いて、次の割込みが入るまでの時間(下降時切換時間T
2 )をセットし(ステップS17 )、メインルーチンに戻
る。
ーチンについて、図6に基づいて説明する。ステップS5
で得られた通電電流(平均電流)に基づき図7のマップ
から基準デューティ比及びディザ幅デューティ比を求
め、これら算出値から前記式(1)、(2)に基づいて
上昇デューティ比及び下降デューティ比を決定する(ス
テップS21 )。続くステップS22 で、ステップS21 で得
た基準デューティ比に基づいて図7のマップから上昇デ
ューティ比に対応する上昇時切換時間T1 を決定する
(割込み時間を決定する)。ステップS22 に続くステッ
プS23 では、ディザ周期から上昇切換時間を引くことに
より下降デューティ比に対応する下降時切換時間T2 を
決定する。
では、平均電流I2 〜I3 の範囲においては、上昇時切
換時間T1 はディザ振動の一周期の1/2時間T0 に設
定し、ひいては下降時切換時間T2 をディザ振動の一周
期の1/2時間T0 に設定する。また、平均電流がI2
未満(下降デューティ比0%)の場合は、割込み時間を
調整することにより上昇時切換時間T1 をディザ振動の
一周期の1/2時間T0より短くする〔これに伴い、下
降時切換時間T2 がディザ振動の一周期の1/2時間T
0 より長くなる〕。このように平均電流がI2 未満(下
降デューティ比0%)の場合は、同時に、上述したよう
に、平均電流が小さくなるに従いこれに対応する上昇デ
ューティ比が大きい値になる。そして、この際、通電電
流のディザ振動の上昇部分は、例えば図8(b)、図9
(C′)に符号Jで示すようになり、通電電流の値が短
時間で大きくなり、かつ下降部分について時間が長くな
って通電電流の値の低下が確実に進むこととなり、ひい
ては平均電流がI2 未満の領域で大きなディザ振幅を確
保することができる。なお、図8(a)は平均電流がI
2 のときの通電電流の波形を示す。
ーティ比100%)場合は、上昇時切換時間T1 をディ
ザ振動の一周期の1/2時間T0 より長くする〔これに
伴い、下降時切換時間T2 がディザ振動の一周期の1/
2時間T0 より短くなる〕。このように平均電流がI3
を越える(上昇デューティ比100%)場合は、同時
に、上述したように、平均電流が大きくなるに従いこれ
に対応する下降デューティ比が小さい値になる。そし
て、この際、通電電流のディザ振動の下降部分につい
て、例えば図9(a′)に符号Kで示すようになり、通
電電流の値が短時間で小さくなり、かつ上昇部分につい
て上昇デューティ比100%であることで通電電流の値
の上昇が迅速に進むこととなり、ひいては、平均電流が
I3 を越える領域で大きなディザ振幅を確保することが
できる。
ディザ振動が重畳された通電電流がソレノイド1に供給
されるので、通電電流の平均電流、ひいては加速度セン
サ6が検出する車体の上下加速度に応じた減衰力を発生
し、車体を良好に制振することになる。
切換時間T2 を調整して通電電流(平均電流)の大小に
かかわりなくディザ振幅を一定に維持するので、通電電
流(平均電流)ひいては減衰力が広範囲にわたって変化
する場合にも、減衰力のヒステリシスの増大が抑制され
ると共に、減衰力調整の良好な応答性を確保できること
になる。
所定時間の割合を調整して通電電流(平均電流)の大小
にかかわりなくディザ振幅を略一定に維持するので、通
電電流(平均電流)ひいては減衰力が広範囲にわたって
変化する場合にも、ヒステリシスの増大が抑制されると
共に、バルブの良好な応答性を確保できることになる。
置を模式的に示す図である。
バルブ駆動装置を示す図である。
る。
のメインルーチンを示すフローチャートである。
フローチャートである。
ーチャートである。
比−電流値・切換時間マップを示す図である。
られるディザ振幅を比較して示す図である。
流を示す図である。
性を示す図である。
流を示す図である。
幅が小さくなることを示す図である。
合でディザ振幅が小さくなることを示す図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 PWM信号を発生するデューティ比可変
のPWM信号発生手段と、 前記PWM信号に応じてオンオフするスイッチング手段
を介して電源に接続されるソレノイド及び該ソレノイド
への通電電流に応じて変位する可動体を有する比例ソレ
ノイドバルブと、 前記PWM信号の2つのデューティ比を所定時間毎に切
換えることによりディザ振動を含む前記通電電流を得る
サスペンション制御装置であって、 ディザ振動の振幅が略一定になるように前記2つの所定
時間の割合を調整することを特徴とするPWM式比例ソ
レノイドバルブ制御装置。
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