JPS61119470A - 相互に排他的な一対のパルス列信号を発生する制御装置 - 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】 〔利用分野〕 本発明は、電子制御装置に関するものであり、特に、任
意の入力信号に応答して相互に排他的であるような１対
のパルス信号を発生するための電子制御装置に関するも
のである。

〔発明の背景〕

電気的に制御されている装Ｔを駆動するだめのパルス列
信号を発生するのに、電子制御装置を使用するのは周知
の通りである。電子制御装置の代表的なものとして例え
ば自動車の燃料噴射装置の噴射弁或は流体駆動位置決め
装置のようなソレノイド装置を駆動するのに使用される
。制御される装置の多くは２つのソレノイド弁を使用し
ており、これらの弁は片方が開いたらもう他方は閉じる
相補的関係で動作する。したがって、制御装置は、２つ
の弁の各々を制御するために２つのパルス列信号を発生
しなくてはならない。通常はこれら２つのパルス列信号
の１つが他方に対して論理的に相補関係にある。しかし
、ある種の制御装置、たとえば電気空気圧システムなど
では、本発明の中で述べるように、パルス列信号が入力
信号の状態に依存して相互に排他的であるように作成さ
れ、その結果、ソレノイド弁のうちのどちらか１つだけ
が駆動され一緒に動作することはない。

本発明は、１対の電気的に駆動される装置を、入力信号
の状１ＬＱＫ応じて相互に排他的な方法で個別に駆動す
るための、電子制御装置に関する。

〔発明の概要〕

本発明は、１つの入力信号の方向と大きさの両要素に対
して、２つの相互に排他的なパルス列信号を発生する電
子制御装置に関する。この電子制御装置は、１つの入力
信号に対して１つの増幅信号を発生する増幅器と、“増
幅信号を中点値にバイアスさせてバイアス信号を発生す
るオフセットバイアス作成器と、のこぎり波形を発生す
るのこぎり波作成器と、既定のクリップ信号を発生する
丸帯域（ｄ＠ａｄｂａｎｄ　）発生器と、のこぎυ波と
クリップ信号に対して前記の既定値を最小値とするクリ
ップされたのこぎり波を発生するクリップ増幅器と、前
記の中点値に対応する値を有する基準信号を発生する基
準信号発生器と、前記のバイアス信号と前記の基準信号
との差に比例する振幅を有する第一差信号を発生する第
一差信号増幅器と、前記のバイアス信号と前記の基準信
号との差に反比例する振幅を有する第二差信号を発生す
る第二差信号増幅器とから成る。本発明の制御装置はさ
らに、第一パルス波列を作成する第一コンパレータと第
二パルス波列を作成する第二コンパレータとを含むが、
この第一パルス波列の各々のパルス間の間隔は、制限さ
れたのこぎり波の瞬時の振幅値より大きい第一差信号の
振幅値に比例しており、第二パルス波列の各々のパルス
間の間隔は、制限されたのこぎり波の瞬時の振幅値より
大きい第二差信号の振幅値に比例している。

本制御装置の特徴の１つは、前記の２つのパルス波列が
相互に排他的々ことである。別な特徴は、第一、第二パ
ルス波列の各々のパルス間の間隔が、入力信号の振幅に
比例することである。右らに別な特徴は、制限されたの
こぎり波が第一パルス波列も第二パルス波列も発生し危
い丸帯域を零値の入力信号の附近に形成する。本制御装
置のこれら特徴とその他の特徴は、本発明の実施例で更
に明りようとなる。

〔発明の実施例（図面の簡単な説明）〕第１図は、電気
空気圧システムの各要素と圧縮空気源（図示されていな
い）を持つ自動車の操縦機構との関係を示す一部切断斜
視図である。周知の通り、自動車の操縦機構は、ハンド
ル棒３によってハンドル軸受２に連結するハンドル１を
有する。ハンドル軸受２にはハンドル１の回転に応じて
回転することのできるピットマンアーム４が接続してい
る。ピットマンアーム４は、控え棒６によって前輪操縦
アーム５に接続している。前輪操縦アーム５は、その周
囲に前輪９が回転するようＫなっている主軸、又は車軸
８を含む操縦連結器７に接続している。操縦連結器７は
よく用いられる吊装置（図示されていない）によって車
わくの中にはいっている。

運転中は、ハンドル１０回転によってピットマンアーム
４が動くが、これはハンドル軸受２の働きであり、この
ハンドル軸受２が順番に、まず操縦アーム５を回転させ
、そして操縦連結器７を縦軸まわりに回転させることで
前輪９を回転させる。

この電気空気圧操縦装置は空気圧シリンダー１０を含ん
でおり、このシリンダーは一端がブラケット１２に連結
しており、このブラケットは車わく１４にくっついてい
る。この空気圧シリンダーの押し棒１６は操縦アーム５
に接続しているので、押し棒１６の伸縮によって操縦連
結器７を縦軸まわりに回転させることができ、これは前
記した、ハンドル軸受のピットマンアーム４に連結した
控え棒６によって回転させるのと同様の方法である。

押し棒１６はシリンダーの内部で空気圧シリンダーのピ
ストン１Ｂに連結しておシ、このピストンは反対側の圧
力差動装置の指示によって、押し棒１６を自在に伸縮さ
せる。空気圧クリ／グーのピストンの反対側の圧力は、
自動車の圧縮空気源から空気を送る電気空気圧比例弁２
Ｇと２２によって制御されている。比例弁２０と２２は
電気的に互いに影響し合うように制御されているので、
どちらかの弁がピストン１８０１つの側に圧縮空気を送
り込んでいるときは、もう１つの弁はピストンのもう１
つの側の空気を大気中に排出し、その逆も行なう。

次に比例弁２０．２２についての説明を述べるが、これ
らはハンドル主軸３に取り付けたトルク検知器２６によ
って作成される信号に応じて電子制御装置２４によって
制御される。

この電気空気圧操縦装置の動作は次の通シである。ｔず
運転手が自動車の前輪９を回転させるためにハンドルを
回すと、車輪９と地表との摩擦のためにハンドル主軸３
にトルクが発生する。トルク検知器２６はハンドル主軸
３に加えられたトルクを検知し、トルクの方向を意味す
る極性とトルクの大きさを意味する振幅から成るトルク
信号を発生する電子制御装置２４はトルク検知器が作成
したトルク信号に応じて、その極性によって比例弁２０
を動作させる第一パルス列か又は比例弁２２を動作させ
る第二パルス列を作成する。これらのパルス列信号の各
パルスの間の幅（パルス間隔）は、トルク信号の大きさ
く相当し、トルク信号の大きさはトルク信号の極性にか
かわらずある既定値より大きい値である。

電子制御装置２４は、どちらの極性のトルク信号でも既
定値より小さい値のときは、どちらの比例弁のためＫも
パルス波は作成しない。このことは、高速走行などでほ
んの微小なハンドルのぶれがあった場合にトルク値が０
付近なら死帯域なので、電気空気力操縦装置が自動車の
車輪の方向転換をさせることがなく、シたがって運転手
の路上での平常心を保護するのである。

パルス波列が作成されないと、比例弁２０及び２２は比
例弁２０及び２２に連結した空気圧シリンダーのチェン
バー内の空気を大気中へ排出する。

つまりトルク信号の大きさが既定値を下回夛、制御装置
がパルス列信号を作成しないと、空気圧シリンダー１０
内のピストン１８の両側のチェンバーが共に排気される
。この状態では、空気圧シリンダー１０は、ハンドル１
とハンドル棒３とノーンドル軸受２とピットマンアーム
４と控え棒６とから成る通常操縦連動装置に少しの抵抗
も加えない。

制御装置２６からのパルス列信号に応答して、比例弁の
１つが排気口を閉じ、空気圧シリンダー１０内のチェン
バーに圧縮空気を供給すると、そのチェンバーは片寄っ
ているピストン１８を移動させる力を生じる。この力が
押し棒１６によって操縦連結器７の操縦アーム５に伝わ
シ、運転手の望む方向へ自動車の車輪が回転する。前記
の通シ、２つのパルス列信号は相互に排他的に発生され
るので、制御装置が比例弁２０を動作させる第一パルス
列信号を発生すると比例弁２２を動作させる第二パルス
列信号は有効にＯとなシ比例弁２２の排気口は開状態と
なシ、その逆もまた行なわれる。

比例弁２０か２２によって空気圧シリンダー１０に供給
される空気の圧力は、第２図と第５図を参照して次に説
明するパルス列信号の、各パルス間のパルス間隔に比例
する。

方向転換が完了すると、ハンドル主軸のトルク値はＯに
戻シ、パルス列信号の作成が終わシ、閉じていた比例弁
の排気口が開いて空気圧シリンダーの圧縮されていたチ
ェンバー内の気体が排出される。この状態では、もし自
動車が動いていると、前輪のトウイン（ｔｏｅ　ｉｎ）
は電気空気圧操縦装置からインピーダンスを受けずに車
輪をその通常位置に戻し、またそうでなければ、車輪は
運転手が再度ハンドルにトルクを加えるまでその位置を
雑持する。

この電気空気圧比例弁２０と２２の詳細は第２図〜第５
図の通シである。まず第２図について説明すると、電気
空気圧比例弁２０又は２２は、はぼ円筒キャップ型をし
ているハウジング３０とカパー３２から成る。ハウジン
グ３０内にはハウジングの内部を上部チェンバー３６と
下部チェンバー３８に分割する中間ウェブ３４がある。

ハウジング３０には空気圧シリンダー１０のチェンバー
の１つに接続している出口４０と、自動車の圧縮空気源
から圧縮空気を取シ入れるための入口４２がある。ウェ
ブ３４は中央窓４４を備えておシ、上部チェンバー内で
出口４０より高い位置に配置されたピストン４８に接続
した軸栓４６がこの窓を通っている。軸栓４６にはガイ
ド突起４Ｔがついておシ、下部チェンバー内でウェブ３
４より低い位置に配置された排気シリンダー５０の内側
をスライドできるようＫなっている。

ガイド突起４Ｔは第３図に示すように三点星形で、軸栓
４６が第５図に示すように少し引き上げられると、空気
が排気シリンダーへと流れる。排気シリンダーＳＯは内
部ボア５２とフランジ部５４から成る。排気シリンダー
５０の下部は、前記のハウジング３０の底の排気部５６
を通υ抜けてお〕、空気は内部ボア５２を通って大気中
へ排出される。弾力性のある輪形シール６ｏは排気シリ
ンダーのフランジ部５４の上部表面に密着しておシ、ま
た中央窓４４や前記の軸栓４６の底で、円周形にウェブ
３４の下部表面を押しつけている。

ハウジング３０の底とフランジ部５４の下部表面とで固
定された弾力性のあるバネ５８は、下部チェンバー３８
を上部チェンバー３６から密封するためにクエプ３４の
底の表面に輪形シール６゜を上向きに押しつけている排
気シリンダー５０を移動させる。弾力性のあるシール、
たとえばδ−リング６１はピストン４８の周囲にっけら
れておシ、ハウジング３０の内壁とのすき間を空気の作
用でふさいで、ピストン４８の両側にあたるチェ／パー
３６の上部と下部を隔離している。弾力性シールを使っ
た同様の方法で、たとえばｄ−リング６２は排気シリン
ダー５０と排気口５６の間につけられておシ、排気シリ
ンダー５０がハウジング３０を貫いているこの場所でチ
ェンバー３８を空気の作用で密封しているのである。

弾力性のあるバネ６４はウェブ３４の上部表面とピスト
ン４８の下部表面で固定されておシ、ピストン４８と軸
栓４６を上向きに引き上げて、第５図に示す排気シリン
ダー５０に密着した輪形シール６０の上部表面から引き
離す。比例弁が第５図に示すような状態になると、出口
４０は、内部ボア５２と直接つながシ、比例パルプ２０
は、接続している空気シリンダー１０のチェンバーに、
排気口５６を通して空気を排出する。

１９８３年９月２３日出願の米国特許願第５３５００９
号明細書に開示された２つの高速電気駆動パイロット弁
６６と６８は第２図に示すようにカバー３２についてい
て、ピストン４Ｂの上部でチェンバー３６とつながって
いる。パイロット弁６６は正常閉成弁で、入力部７０を
通して自動車の圧縮空気源から圧縮空気を取シ入れる。

パイロット弁６８は正常開成弁で、排気部７２を通して
チェンバー３６を排気している。制御装置２４で発生し
た協働するパルス列信号は通常、電気線路７４によって
パイロット弁６６と６８の両方に供給される。

パルス列信号の各パルスに応じてパイロット弁６６が開
きパイロット弁６８が閉じると、ピスト／４Ｂの上部の
チェンバー３６に圧力がかかシ第４図に示すよ・うにバ
ネ６４の力に対抗・してピストン４８が下降する。ピス
トン４８が下降すると、軸栓４６が輪形シールＢＯの上
部表面に密着し、第２図に示すように排気シリンダーの
ボア５２を密閉する。軸栓４６の下降が続くと、第４図
に示すように輪形シール６０がウェブ３４から離れる。

ウェブ３４から輪形シール６０が離れることで窓４４を
通して上部チェンバーと下部チェンバーとの間の空気の
通υ道が開くと入口４２を通って下部チェンバー３８へ
流れ込んだ圧縮空気は上部チェンバーへ流れ込み、出口
４０から空気圧シリンピストン４８の上部の上部チェン
バー３６は圧力積分器として働くのでピストン４８に加
えられた圧力がパイロット弁６６の開時間とパイロット
弁６８の閉時間の関数になっている。輪形シール６０が
ウェブ３４から離れると、下部チェンバー３６からの圧
縮空気はピストン４８の下部チェンバー３６へ流れ込み
、ピストン４８の反対側から働く力が同じ大きさになる
までピストン４８を持ち上げる。力が同じ大きさになる
と、ピストン４８はその時の位置を維持し、この時出口
４０から排出される空気の圧力は、ピストン４日の上部
の圧力からバネ６４の力を引いた値にほぼ等しい。ピス
トン４８の上部の圧力は前記の通シ、制御装置４８によ
って作成されるパルス幅、もしくはパルス列のパルスの
間隔の関数〈なっている。

比例弁の動作は次の通シである。動作していない状態で
は、第５図に示すようにバネ５Ｂが排気シリンダーを上
へ引上げるので、輪形シール６０がウェブ３４の下部表
面に密着して窓４４ｔ−ふさぎ、入口４２全通して受は
取る圧縮空気から上部チェンバー３６が隔離されている
。同様に、バネ６４がピストン４８を引き上げて軸栓４
６を輪形シール６０から引離し、ピストン４８の下側の
チェンバー３６の下部と排気シリンダーの内部ボア５２
の間の空気の通り道を開く。出口４０とチェンバー３６
の下部はつながっているので、出口４０から空気が流れ
込み排気シリンダーの内部ボア５２を通して空気が流れ
るのである。

制御装置２４によって作成されたパルス列信号によるパ
イロット弁６６と６８の最初の動作の際は、ピストン４
８の上側のチェンバー３６の上部に圧力がかかり、バネ
６４の力に対抗してピストン４８と軸栓４６が下降する
。圧力がバネ６４のバネ係数によって決まる既定圧力に
達すると、軸栓４６は第２図に示すように輪形シール６
０に密着し、排気口５２をふさぐ。この状態では軸栓４
６は輪形６０をウェブ３４から離すほどは下降していな
いので、出口４０への圧縮空気の流れも止められたまま
である。出口からの排気が行なわれない、ピストン４８
のこの最初の動きは、制御装置２４によって作られる第
１の比帯域についで、トルク値がＯレベル付近での第２
の比帯域を作っている。バネ６４のバネ係数を適当な値
にすることによって制御装置２４で作られる比帯域がな
くなることは周完の通りだが、制御装置２４に比帯域の
幅を調整する自由度を残して、運転手の好みに合わせて
調整を行なったシ、機械的振動をバネ６４のバネ係数で
補償することも好ましいことである。

チェンバー３６内でのピストｙ４８の上側部分の圧力が
増大して既定値を越えると、第４図に示すようにピスト
ン４８が下降してウェブ３４の下部表面から輪形シール
６０が離れるので、下部チェンバー３８から上部チェン
バー３６へと圧縮空気が流れ、出口４０から排出される
。チェンバー３６の下部と出口４０の出力部における空
気圧力は、ピストン４８の上側の圧力からパイ・６４の
力を引いた値に等しい。それから、出口４０の空気圧力
は、パイロット弁６６と６８に伝えられるパルス列のパ
ルス間隔によって決まるピストン４８の上側の空気圧力
に比例する。他の実施例では、バネ６４が削除され、パ
ルス列信号が止まった後シリンダー１０内に残った圧力
がチェンバー３６のうちピストン４８の上側の部分へも
れて大気中へ流出するために、第５図に示すような位置
１でピストン４８が持ち上がる。

パイロット弁６８が通常開状態である必要はないが、し
かしパイロット弁６６と交替で、パイロット弁６６と同
じ通常閉状態の弁になるのがよい。

この状態において、制御装置は、各比例弁のために論理
的にどちらかが優先される２つのパルス列信号を作成す
ることが必要である。２つのパルス列信号の１つは、パ
イロット弁６６に伝えられ。

優先する信号の方はパイロット弁６８に’送られる。

しかし、安全上、パイロット弁６８が通常開状態である
方が望ましい。動力故障が起こると１通常開状態のパイ
ロット弁はチェンバー３６内の空気ヲヒストンの上側に
放出し、これによって比例弁が出口４０が大気に連通し
ている初期状態を設定する。この安全についての特徴に
よって、空気圧シリンダーはどんな位置にも固定される
ことはなく、また、自動車の運転手が、どんな電気的、
歳は空気的動力事故の場合でも、機構操縦リンケージを
介して自動車の制御を続けることができる。

第４図に示す比例弁２０又は２２の別な実施例では、パ
イロット弁６６と６８は補助ハウジング７６内に組み入
れられて訃υ、補助ハウジング７６はネジが同様なファ
スナー（図示されていない）によってカバー３２に密着
して固定されている。

補助ハウジング７６にはカバー３２を貫通しているはめ
合い窓８０を通してチェンバー３６に接続している目く
ら穴７８がある。目くら穴７８から放射状に伸びる通路
は、パイロット弁６６と６８の動作端と目ぐら穴７８及
びチェンバー３６のピストンの上側の部分とを結んでい
る。ネジ（図示されていない）、又は適当なファスナー
で補助ハウジング７６に密着して固定されている板８２
と８４は、パイロット弁６６と６８をハウジング７６内
に固定している。

第４図の実施例における動作は、第２図の実施例におけ
る動作と同じなので、繰９返さない。

また、２つのパイロット弁６６と６８の代りに単一パイ
ロット弁を用いることができる。この場合の単一パイロ
ット弁はチェンバー３６から大気中へ空気が流れる不動
作状態と圧縮空気をピストン４８の上側にあるチェンバ
ー３６に供給する動作状態とを有する。

第６図は、電気空気圧操縦装置の電気空気ブロック線図
である。第６図について説明すると、自動車エンジン１
００が前記の自動車の圧縮空気源を構成している空気圧
すなわち空気アキュムレータ１０４に加圧する空気ポン
プ１０２を駆動する。アキュムレータ１０４の出力は比
例弁２０と２２の入口４２と２４２へそれぞれ送られ、
比例弁２０と２２と協働するパイロット弁６６と２６６
の入口にもそれぞれ送られる。本説明では、比例弁２２
と接続している要素の番号には冒頭忙数値２をつけて、
比例弁２０と接続している同じ要素と区別するようＫし
た。たとえば、第２図に示すように、比例弁２２に接続
しているパイロット弁６６は参照番号２６６によって識
別され、一方、比例弁２０に、接続している同じパイロ
ット弁は番号６６によって識別される。

比例弁２０の出口４０は空気圧シリンダー１０の一端に
接続して訃り、比例弁２２の出口２４０は空気圧シリン
ダーのピストン１８の反対側に接続している。

トルク検知器２６は、ノ）ンドル１の回転によって自動
車ハンドル棒３に加わるトルクを検出し、トルり信号を
作成する。このトルク信号は、制御装置２４に伝えられ
、ここで検出トルクの方向と大きさを示す一対のパルス
列信号のうちの１つを発生する。この第一パルス列信号
は線路１０６を通して、比例弁２０に接続しているパイ
ロット弁６６と６８に伝えられ、第二パルス列信号は線
路１０８を通して、比例弁２２と協働するパイロット弁
２６６と２６８に伝えられる。

前記の通り、比ｌ３ｉｌｊ弁２０と２２は、第一、又は
第二パルス列信号のいづれかを発生する制御装置２４に
応答して空気圧シリンダー１０の一端もしくは他端に圧
力全層え、空気圧シリンダーのピストン１８と押し棒１
６を動かして、自動車運転中の運転手を助ける。もし、
第−又は第二のパルス列信号の両者が存在しない場合、
比例弁２０と２２は空気圧シリンダー１０の両端を大気
中に連通させ、これによって電気／空気圧操縦装置の特
性を解除する。この場合、運転手は従来の機械的操縦リ
ンケージだけを使用した車輛の運転となる。

第７図は制御装置２４のブロック線図である。

第７図について説明すると、トルク検知器２６は加えら
れたトルクの方向を示す極性とトルクの大きさを示す振
幅とを有するトルク信号を発生する。

このトルク信号は増幅器３００によって増幅される。

次に増幅器３００の出力はオフセットバイアス発生器３
０２で発生したオフセットバイアス信号と積算され、バ
イアストルク信号３０３ができるが、この信号の中点値
は第９図に示すトルク検知器のトルク信号の値が零振幅
値に対応している。バイアストルク信号３０３は第一差
動増幅器３０４の正の入力信号として、また第二差動増
幅器３０６の負の入力信号として使われる。

基準信号発生器３０７は第一差動増幅器３０４の負の入
力信号として、また第二差動増幅器３０６の正の入力信
号として使われる基準信号を作成する。

第一差動増幅器３０４は、基準信号発生器３０７の発生
する基準信号より大きい値を持つバイアストルク信号に
応答して正の差信号を出力するだけであり、また第二差
動増幅器３０６は、バイアストルク信号が基準信号より
小さい値のときに正の差信号を発生するだけである。基
準信号はオフセットバイアス信号に相当する値を有する
ことが望ましい。

差動増幅器３０４と３０６の出力である差信号は、比較
器３０８と３１０の負の入力端に入力される。

のこぎり波発生器３１２は、既定周波数でくシ返えすの
こぎり波を発生する。のこぎり波の谷間の部分はクリッ
プ増幅器３１６によってクリップされ、死帯域バイアス
発生器３１４で発生した信号によってその最小値が決め
られ、第１Ｑｂ図に示す様なりリップされたのこぎり波
３１６が作成される。クリップされたのこぎり波３１６
は比較器３０８と３１０の正の入力端に入力される。

比較器３０８及び３１０は、第１０ｃ図忙示すように比
較器３０８及び３１０にそれぞれ接続した差動増幅器３
０４　、３０６から差信号が出力されている限りクリッ
プされたのこぎり波の瞬時の値より小さい正の信号を作
成し、さらに各パルス３２２の間隔が差動増幅器の出力
信号である差信号の大きさ忙反比例する様なパルス列信
号を発生する。

比較器３０８と３１０の出力は、それを反転する出力増
幅器３１８と３２０へ入力され、ここで第１０ｄ図に示
す様に、各パルス２２４のパルス間隔がトルク信号の大
きさく比例する様なパルス列信号が発生する。

のこぎり波の谷間は死帯域バイアス発生器３１４からの
信号によってクリップされてしまうので、のこぎ９波の
谷間は、既定の正の最小値とな）、この最小値と、差動
増幅器３０４と３０６から出力され既定値より小さい値
のトルク信号とが比較器３０８と３１０に入力されて、
出力増幅器３１Ｂと３２０で反転された時に値が０にな
る様な直列形式の正の出力信号が作成される。のこぎ）
波の谷間をクリップするととＫよってほぼ零のトルク値
を持つ望ましい死帯域が得られる。

第８図は制御装置２４０回路線図である。第８図につい
て説明すると、制御回路は、ナショナル噛セミコンダク
タ社製ＬＭ５５５のようなタイマー４００を含んでおシ
、このタイマーは一対の抵抗４０２と４０４によって接
地されている。抵抗４０２と４０４の結合部はトランジ
スタ４０６のペースに接続しており、トランジスタ４０
６のコレクタは抵ｔｉｔ４Ｑｉ７を通してｖｃｃと呼ぶ
ＳＩｉ整された正電位供給端子に接続し、エミッタは接
地されている。第８図のＢ＋は未調整電位供給端子と呼
ぶ。トランジスタ４０６の；レクタはまた、第二トラン
ジスタ４０８のペースにも接続しておシ、第二トランジ
スタ４０８のコレクタはコンデンサ４１０の電極の１つ
と第三トランジスタ４１２のコレクタに接続している。

コンデンサ４１０のもう１つの電極は接地されている。

トランジスタ４０８のエミッタは線路の１つが抵抗４１
４を通して接地されておシ、もう１つの線路は演算増幅
器４１６の出力端子と負値の入力端子に接続している。

演算増幅器４１６の正の入力端子は。

分圧器４１８の可動接点に接続してお）、この分圧器４
１８は抵抗４２０と直列に接続してＶＣＣと接地点の間
の電圧を分割する働きをする。

トランジスタ４１２のエミッタは分圧器４２２を通して
ｖｃｃに接続しておシ、また演算増幅器４２４の負の入
力端子に直接忙接続しておシ、また分圧器４２２の可動
接点にも接続している。演算増幅器４２４の出力端子は
トランジスタ４１２に接続しておシ、正の入力端子は、
ｖｃｃと接地点の間で分圧機能を有する直列の抵抗４２
６と４２８との結合部に接続している。演算増幅器４２
４とトランジスタ４１２と分圧器４２２と抵抗４２６及
び４２８とは、定電流源を形成しておシ、コンデンサ４
１０に充電する。

トルク検知器２６、たとえばホイーストンブリッジタイ
プのひずみゲージなどは、アナログデバイス社製ＡＤ５
２１の様な演算増幅器４３０　Ｋ接続している。分圧器
４３２は、演算増幅器４３０の２つの入力端子間に接続
して、周知の通シ、このタイプの増幅器の増幅度を調整
している。同様にして分圧器４３３も演算増幅器４３０
の他の２つの入力端子に接続し、この増幅器の出力信号
のバイアス電圧を設定している。演算増幅器４３０の出
力端子は演算増幅器４３４の正の入力端子に接続してお
９、演算増幅器４３４の出力端子は抵抗４３６を通して
これ自身の負の入力端子へ帰還している。演算増幅器４
３４の出力端子はまた、抵抗４４０を通して演算増幅器
４３８の正の入力端子に接続しておシ、また抵抗４４４
を通して演算増幅器４４２の負の入力端子にも接続して
いる。演算増幅器４３８と４４２はそれぞれ、第７図に
示す差動増幅器３０４と３０６に相当する。

演算増幅器４４６の正の入力端子は、　ＶｅＯと接地点
の間の電圧分割器の働きをする直列接続の抵抗４４８と
４５０の結合部に接続している。演算増幅器４４６の出
力端子は、直接これ自身の負の入力端子に帰還しており
、また演算増幅器４３０　Ｋ接続してバイアス電圧を供
給し、演算増幅器４３０の出力値を、抵抗４４８と４５
０によって決められる電圧中点値にバイアスする。演算
増幅器４４６の出力端子はまた。抵抗４５２を通して演
算増幅器４３４の負の入力端子に接続している。

演算増幅器４３８の負の入力端子は、抵抗４５８ヲ通し
て、直列に接続した抵抗４５４と４５６との結合部忙接
続している。抵抗４５４と４５６とはＶｅｔと接地点の
間の電圧分割器の働きをする。演算増幅器４３８の正の
入力端子は、前記のように抵抗４４０を通して演算増幅
器４３４の出力端子に接続しておシ、また抵抗４６０を
通して接地されている。演算増幅器４３８の出力端子は
、たとえばナショナル・セミコンダクタ社製ＬＭ９０３
の様な比較器３０８の負の入力端子に接続しており、ま
た抵抗４６４を通して４３８自身の負の入力端子に帰還
接続している。

演算増幅器４４２の正の入力端子は、ｖｅｃとアースの
間の電圧分割器の働きをする直列接続の抵抗４６４と４
６６の結合部に接続している。演算増幅器４４２の出力
端子は比較器３１０の負の入力端子に接続しておシ、ま
た抵抗４７０を通って４４２自身の負の入力端子へ戻っ
て接続している。比較器３１０は比較器３０８と同じも
のである。

比較器３０８と３１０の正の入力端子は、定電流源によ
って充電されたコンデンサ４１０の電極に接続している
。比較器３０８の出力端子は、たとえばインターナショ
ナルレフティファイヤー社製ＩＲＦ９５３０のようなＰ
タイプＭＯ３ＦＥＴ４７２に接続しており、このトラン
ジスタのドレインはパイロット弁２００ソレノイドコイ
ル４７４に接続しておシ、ソースはＢ＋に接続している
。ダイオード４７６はトランジスタ４７２のソース及び
ドレインの電極と接点地の間でツェナーダイオード４８
６と逆極性接続して、トランジスタ４７２がターンオフ
した時の、ンレノイドコイル４７４の誘導フライバック
からトランジスタ４７２を保護している。比較器４６２
の出力端子はまた、抵抗４７８を通してＢ＋に接続して
いる。

同様にして、比較器３１０の出力端子はＰタイ１ＭＯ８
ＦＥＴ　４ｇＱのゲートに接続しており、また抵抗４８
２を通してＢ＋に接続している。ＭＯＳＦＥＴのドレイ
ンはパイロット弁２２のンレノイドコイル４８４に接続
しておシ、ソースはＢ＋に接続している。ダイオード４
８８は、トランジスタ４８０のドレインの電極と接地点
の間でツェナーダイオード４９０と逆極性で接続して、
トランジスタ４８０がターンオフした場合のンレノイド
コイル４８４の誘導フライバックからトランジスタ４８
０を保護している。ＭＯＳＦＥＴ　４７２　ｔｒｉ第７
図のインバータ増幅器３１８に相当し、ＭＯ８ＦＥＴ４
８０はインバータ増幅器３２０に相当する。

この制御装置の動作は次の通υである。第１０ｉ図に示
すように、タイマー４００が正のパルスを約６０ミリ秒
継続して発生すると次の約１ミリ秒は出力が０になる。

この正のパルスがトランジスタ４０６のベースに供給さ
れるとこれを導通させると共にトランジスタ４０８を非
導通にする。トランジスタ４０８が非導通になると、コ
ンデンサ４１０はトランジスタ４１２を介して定電流源
によって充電される。タイマー４００によって発生され
る各パルスの端でタイマーの出力がＯになると、トラン
ジスタ４０６はターンオフし、トランジスタ４０８が導
通してコンデンサ４１０は、分圧器４１８のワイパ接点
と演算増幅器４１６の正の値の入力ラインの間の電位に
よって決まる電圧になるまで放電する。演算増幅器４１
６は電圧ホロアーとして動作するように接続されてお９
．放電中のコンデンサ４１０の最小放電電圧を決めてい
る。演算増幅器４１６と分圧器４１８と抵抗４１４及び
４２０は第７図に示す死帯域作成器３０２　Ｋ相当する
。

コンデンサ４１０は各連続した正のパルスがタイマー４
００から出力されている間に定電流源建よって充電され
、第１０ｂ図に示すのこぎ９波３１６を作成する。トラ
ンジスタ４０６と４０８は、第７図に示すクリップ増幅
器３１８に相当し、のこぎり波の最小値を分圧器４１８
の電位の値に制限する。タイマー４００と、トランジス
タ４１２と演算増幅器４２４を含む定電流源とコンデン
サ４１０は、第７図に示すのこぎ９波発生器−３１２を
構成する。コンデンサ４１０を通して作成されたのこぎ
り波は、第７図に示す増幅器３００を構成している演算
増幅器４３０と４３６によって増幅される。演算増幅器
４４６は電圧ホロアーとして機能し、演算増幅器４３０
及び４３４によって、抵抗４４８及び４５０によって決
められる電圧値付近の値になるように作成された増幅ト
ルク信号にバイアスした電圧を作成する。抵抗４４８及
び４５０の抵抗値が等しく、その結果演算増幅器４４６
の出力値がＶＣＣの１／２の値に等しいのが好ましい。

演算増幅器４４６と抵抗４４８及び４５０は、第７図に
示すオフセットバイアス発生器３０２を構成している。

演算増幅器４３４の出力信号は、第９図に示すトルク検
知器で発生したトルク信号の輻幅と極性によって電圧値
１／２　Ｖｃｃを中心として変化する正の値を有する。

演算増幅器４３４によって増幅されたトルク信号は、第
７図に示す差動増幅器３０４及び３０６と同様に動作す
る演算増幅器４３８及び４４２によってさらに増幅され
る。演算増幅器４３８は、その負の入力端子に加わる抵
抗４５４及び４５６によって決められた電位を越える値
を持つバイアストルク信号に応じて、正の値の差信号を
作成する。抵抗４５４及び４５６の抵抗値が等しく、そ
の結果、演算増幅器の負の入力端子の電位が約Ｖｃｃの
１／２の値に等しいのが好ましい。

一方、演算増幅器４４２の負の入力端子に入力されたバ
イアストルク信号は、抵抗４６４及び４６６によって決
められたこの増幅器の正の入力端子の電位よりバイアス
トルク信号の大きさが小さいときには正の差信号を作成
する。抵抗４６４及び４６６の値は演算増幅器４４２の
電位が、周知の有効な値１７２Ｖｃｃを作成するために
増幅器４４２のフィードバック信号に２をかけ合わせた
値である１／４ＶｃｃＫすることが望ましい。

演算増幅器４３８の出力は正の差信号であり、その振幅
はトルク検知器２６が正の極性のときに作成したトルク
信号の振幅に比例している。同様に、演算増幅器４４２
の出力は、正の差信号であり、その振幅はトルク検知器
２６が負の極性のときに作成したトルク信号の振幅に比
例している。−前記の通シ、演算増幅器４３８と４４２
が作成する差信号が比較器３０８及び３１０の負の入力
端子に入力される間、コンデンサ４１０を通して作成さ
れるのこぎＱ波が比較器３０８及び３１０の正の入力端
子に入力される。

比較器３０８及び３１０の正の入力端子に入力されるの
こぎり波の瞬時値が、第１０ｂ図忙示す様に比較器３０
８及び３１０の負の入力端子に入力されるトルク信号よ
り小さい値の場合は、比較器４６２及び４６８の出力に
よって、第１０ｃ図に示すように、電界効果トランジス
タ４７２及び４８０のゲートの電位はそれぞれ大地電位
になる。この大地電位によって電界効果トランジスタ４
７２及び４８０は導通となり、前記のトランジスタに接
続しているパイロット弁を動作させる第１０ｂ図に示さ
れる様なパルス列信号を作成する。のこぎり波の瞬時値
が比較器３０８及び３１０それぞれの負の入力端子に入
力される差信号の値を超えると、前記の比較器は、電界
効果トランジスタ４７２及び４８０それぞれのゲートに
Ｂ＋の電位を加えるので前記のトランジスタは非導通と
なり、前記のトランジスタに接続したンレノイドを動作
させない。

前記のようＫ、のこぎ９波はトランジスタ４０８によっ
てクリップされ、のこぎ９波の最小値は第１０ｂ図に示
す様に既定の正の電位となる。そのために、差信号の電
位が前記の既定の正の電位よυ大きい場合には電界効果
トランジスタ４７２又は４８０は導通となる。また、差
信号の電位が前記の既定の正の電位より小さい場合には
、のこぎυ、波はいつも差信号の値よう大きい値である
。前記の差信号が入力されると、比較器３０８及び３１
０は直列形式の正の信号を作成するので、電界効果トラ
ンジスタ４７２と４８０は非導通の１まである。この状
態はトルク値が零付近で丸帯域をつくシ、この帯域では
比例弁２０及び２１が動作しないために空気圧シリンダ
１００両端から排気される。丸帯域の幅は分圧器４１８
を用いて運転手に′よって調節されるが、この分圧器４
１８はコンデンサ４１０が放電もしくはクリップされる
電圧値を制御するものである。

本発明の以上に述べた説明から、技術を熟知した者なら
本発明の主旨を離れることなく、図面に示す制御装置や
本明細書の説明を修正したシ他の変更をした）できるこ
とがわかる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、電気空気圧操縦装置の一部切断斜視図、第２
図は、静的状態での電気空気圧比ｕ１弁の横断面図、第
３図は、軸栓のガイド突起の構成を示すためのガイド突
起の横断面図、第４図は、開放状態の電気比例弁の横断
面図、第５図は、初期状態の電気比例弁の横断面図、第
６図は、電気空気圧操縦装置のブロック線図、第７図は
、電子制御装置のブロック線図、第８図は、電子制御装
置の回路線図、第９図は、トルク信号とオフセット信号
の関係を示すグラフ、第１０ａ図から第１０ｄ図は、電
子制御装置回路内の様々な箇所で作成される波形を示す
グラフ。 １・・・・ハンドル、９・・・・前輪、１０・・・・空
気圧シリンダー、１８・・・・ピストン、２０．２２・
・・・電気空気圧比例弁、２４・パ・・電子制御装置、
２６・・・・トルク検知器、３６・・・・上部チェンバ
ー、３８１１・・・下部チェンバー、４０・・・・出口
、４４・・・・中央窓、４６・・・・軸栓、４８・・・
・ピストン、５０・・・・排気シリンダー、６６．６８
，２６６　。 ２６８・・・・高速電気駆動パイロット弁、１００・・
・・エンジン、１０４・・−・空気圧アキュムレータ、
３０２・・・・オフセットバイアス作成器、３０７・・
・・基準信号発生器、３０８　、３１０・・・・比較器
、３１２・・・・のこぎり波発生器、３１４・・・・丸
帯域発生器、４００・・・・タイマー、４１０・・・・
コンデンサ、４７２　、４８０・・・・電界効果トラン
ジスタ、　４３４　、４３８　、４４２・・・・演算増
幅器。 特許出願人　　アライド・コーポレーション代理人　山
川数ａ（（ほか２名） ｌ締９へ沙　立λ Ｆｉｇ−５ Ｆ喧−７

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）方向の要素と大きさの要素を持つ入力信号に応じ
   て一対のパルス列信号を交互に発生する制御装置であつ
   て、この制御装置は：入力信号の上記大きさの要素が０
   の時の値が中点値になるようなバイアス入力信号を発生
   するために入力信号をバイアスするオフセット装置（３
   ０２）と；既定の繰返し率ののこぎり波を発生するため
   ののこぎり波発生装置（３１２）と；既定値のクリップ
   信号を発生するための死帯域発生装置（３１４）と；前
   記ののこぎり波と前記のクリップ信号に応答して、前記
   ののこぎり波の最小値が前記の既定値に制限されている
   クリップされたのこぎり波を発生するためのクリップ増
   幅器（３１６）と；前記の中点値に対応した値の基準信
   号を少なくとも２つ発生するための基準信号発生装置（
   ３０７）と；前記の基準信号の１つと前記のバイアス入
   力信号との差に比例する値の第一差信号を発生するため
   の第一差動増幅装置（３０４）と；前記の基準信号のも
   う１つと前記のバイアス入力信号との差に反比例する値
   の第二差信号を発生するための第二差動増幅装置（３０
   ６）と；前記のクリップされたのこぎり波の瞬時値より
   大きな値の前記の第一差信号に応答して、各パルスが前
   記の第一差信号の振巾比例する持続時間を有する第一パ
   ルス列信号を発生するための第一比較装置（３０８）と
   ；前記のクリップされたのこぎり波の瞬時値より大きな
   値の振巾を有する前記第二差信号に応答して、各パルス
   が前記の第二差信号の振巾比例する持続時間を有する第
   二パルス列信号を発生するための第二比較装置（３１０
   ）；とから成ることを特徴とする制御装置。
2. （２）特許請求の範囲第１項に記載の制御装置であつて
   、前記ののこぎり波発生装置（３１２）は、接地された
   １つの電極と第２電極とを持つコンデンサ（４１０）と
   ；既定レートで前記のコンデンサ（４１０）に充電する
   ための前記の第二電極に接続された電流源（４１２、４
   ２２、４２４）と；既定周波数でタイマーパルスを作成
   するためのタイマー（４００）と；前記のタイマーパル
   スに応じて、連続するタイマーパルスの合間で定期的に
   前記のコンデンサを放電させる第一トランジスタ（４０
   ８）；とから成ることを特徴とする制御装置。
3. （３）特許請求の範囲第２項に記載の制御装置であつて
   、前記の死帯域発生装置（３１４）は、前記の既定最小
   値に等しい電圧を作成するための第一電圧分割器（４１
   ８、４２０）と；前記の第一トランジスタ（４０８）と
   大地との間に接続している抵抗（４１４）と；前記の分
   圧器（４１８、４２０）に接続する入力端子と、前記の
   抵抗（４１４）と前記の第一トランジスタ（４０８）と
   の結合部に接続する出力端子を持ち、電位が前記の既定
   最小値に等しくする様に前記のコンデンサ（４１０）の
   放電を制御するための電圧フォロア（４１６）；とから
   成ることを特徴とする制御装置。
4. （４）特許請求の範囲第３項に記載の制御装置であつて
   、前記の第一電圧分割器（４１８、４２０）は、直列に
   接続した抵抗（４２０）と；分圧器（４１８）とから成
   り、前記の最小値の調節を手動で行なうために前記の分
   圧器の可動接点が前記の電圧フォロア（４１６）の入力
   端子に接続していることを特徴とする制御装置。
5. （５）特許請求の範囲第２項に記載の制御装置であつて
   、前記の電流源（４１２、４２２、４２４）は定電流源
   であることを特徴とする制御装置。
6. （６）特許請求の範囲第１項に記載の制御装置であつて
   、前記のオフセット装置（３０２）は、増幅入力信号を
   作成するために入力信号を増幅するためのプリアンプ装
   置（４３０）と；前記の中点電圧を作成するための第二
   分圧器（４４８、４５０）と；前記の第二分圧器（４４
   ８、４５０）に接続する入力端子と；前記のプリアンプ
   装置（４３０）に接続する出力端子とを持ち、前記の入
   力信号を前記のオフセット電圧値付近にバイアスして値
   が０の大きさの要素が前記の中点値になるような電圧フ
   ォロア（４４６）とから成ることを特徴とする制御装置
   。
7. （７）特許請求の範囲第６項に記載の制御装置で、入力
   信号の方向の要素は入力信号の極性であり、且つ大きさ
   の要素は入力信号の振幅であり、前記の第二電圧分割器
   （４４８、４５０）が前記の中点電圧に等しいオフセッ
   ト電圧を発生することを特徴とする制御装置。
8. （８）特許請求の範囲第１項に記載の制御装置で、前記
   の第一差動増幅装置（３０４）は、前記の第一出力信号
   を作成するために正の入力端子に前記のバイアス入力信
   号を入力し、負の入力端子に前記の１つの基準信号を入
   力する第一演算増幅器（４３８）であり、且つ前記の第
   二差動増幅器（３０６）は、負の入力端子に前記のバイ
   アス入力信号を入力し、正の入力端子に前記の他の基準
   信号を入力する第二演算増幅器（４４２）であることを
   特徴とする制御装置。
9. （９）特許請求の範囲第８項に記載の制御装置であつて
   、前記の比較装置（３０８、３１０）は、正の入力端子
   に前記のクリップのこぎり波を入力し、負の入力端子に
   前記の第一及び第二差信号のうちの１つを入力して前記
   のクリップのこぎり波の値が入力した前記の第一及び第
   二差信号のうちの１つよりも大きい時に比較出力信号を
   作成する比較回路（３０８、３１０）と；前記の比較出
   力信号を増幅し反転するための反転増幅器（４７２、４
   ８０）から成ることを特徴とする制御装置。
10. （１０）特許請求の範囲第９項に記載の制御装置で、前
    記の反転増幅器（４７２、４８０）は、そのゲート電極
    に前記の比較出力信号を入力するＰタイプ電界効果トラ
    ンジスタであることを特徴とする制御装置。