CN112105857A - 电磁切换阀位置检测系统 - Google Patents

Abstract

在电磁切换阀位置检测系统中，具备：电流控制电路，设为经由整流桥式二极管和一次侧平滑电容器使来自电源的电流平滑化后的直流，利用根据来自脉冲信号产生装置的脉冲信号进行开关控制的开关元件使该直流成为脉冲波的交流而利用开关变压器传递给二次侧，作为经由二次侧二极管和二次侧电容器平滑化后的直流而输出；载波产生装置，使位置检测用的高频载波与电流指令的信号波重叠；以及检测部，从螺线管的电压回授信号抽取所述载波的频率分量，检测其电压振幅而得到振幅信号，控制部还具有：位置判定部，根据所述振幅信号和与预先设定的各阀芯位置对应的判定基准值来判定阀芯位置并输出判定信号；以及判定电路，根据该判定信号来输出阀位置信号。

Description

电磁切换阀位置检测系统

技术领域

本发明涉及不使用位置检测传感器地检测滑阀(spool)位置而进行电磁切换阀的位置检测的系统。

背景技术

在油压系统所使用的电磁切换阀中，一般对螺线管的线圈进行通电励磁而使可动铁芯向固定铁芯吸附移动，从而与该可动铁芯联动的阀芯的位置在轴向上位移而端口连接被切换，切换油压回路的流路。

作为这样的电磁切换阀，有在阀芯的一方的端部侧具备一个螺线管的单螺线管类型、在阀芯的两端侧具备一对螺线管的双螺线管类型。在单螺线管类型中，一般而言，在位置数为2且螺线管非通电时阀芯由于弹簧的作用力而与可动铁芯一起返回到预定位置的所谓的弹簧偏置型是普遍的。另外，在双螺线管类型中，位置数为2且没有弹簧的电磁切换阀、以及位置数为3且阀芯在两螺线管非通电时由于一对弹簧的作用力而返回到中央位置的所谓的弹簧定中型的类型是普遍的。

另外，为了提高切换的安全性，附加由限位开关、接近开关等检测机构、传感器产生的位置检测信号而进行阀芯的位置检测。

为了提高基于螺线管的阀芯的切换移动的可靠性，需要如上所述的检测机构、传感器，但由于搭载这些装置，电磁切换阀整体上变长、大型化是无法避免的。

因而，研究了没有招致这样的大型化的传感器的位置检测方式。例如，在专利文献1中，作为用于不使用物理性的、机械性的位置检测装置而检测磁阻型电磁致动器的电枢的位置的装置，公开了根据来自螺线管线圈的电信号来决定电枢位置的装置。

该方式利用了螺线管的阻抗因可动电枢的位置变化而变化，在低频的频域具有有效的电流回授的系统中，将使频率比电流指令信号高的位置检测用信号与电流指令信号重叠而成的合成信号施加到螺线管，抽取与螺线管的阻抗变化相应地变化的交流分量，根据其检测到的电流振幅来决定电枢的位置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平11-153247号公报

发明内容

在上述现有技术中，为了使检测用信号重叠而对螺线管负载施加电流回授，作为使检测用信号重叠的方法，考虑作为指令信号而输入或者作为电流环路的扰乱而输入的方法。在这样的系统中，当尽可能提高电流控制的响应性和增益时，作为指令信号而输入的检测用信号与输入一致，系统会吸收由负载引起的变化。另一方面，作为扰乱而输入检测用信号的情况下的重叠信号尽可能小地衰减。其结果，当想要针对位置变化而得到读取该变化的重叠信号时，只能进行环路增益低的电流控制，或者进行响应性比重叠信号分量低的电流控制。

本发明是鉴于上述问题点而完成的，其目的在于提供通过对螺线管进行具有足够高的响应性和增益的电流控制，从而在实现电磁切换阀的高速化的基础上，无需使用于读取阀芯的位置变化的检测信号劣化就能够进行检测的电磁切换阀位置检测系统。

为了达到上述目的，权利要求1所记载的发明提供一种电磁切换阀位置检测系统，检测通过向螺线管的通电励磁而向固定铁芯吸附移动的可动铁芯使阀芯位移而油压回路的流路被切换的电磁切换阀用的阀芯位置，其中，所述电磁切换阀位置检测系统具备：

电流控制电路，具备桥式二极管、一次侧平滑电容器、开关变压器、二次侧二极管以及二次侧平滑电容器，来自电源的电流流入到所述桥式二极管，所述一次侧平滑电容器使来自该桥式二极管的直流平滑化，所述开关变压器将通过以基于来自脉冲信号产生装置的脉冲信号的周期进行的开关元件的导通/截止开关将由所述一次侧平滑电容器平滑化后的直流变换为脉冲波的交流后的电压变压为预先决定的交流电压并传递给二次侧，所述二次侧二极管对传递给二次侧的交流进行整流，所述二次侧平滑电容器使整流后的直流进一步平滑化而输出到螺线管侧；

控制部，根据基于指令信号的电流指令和所述电流控制电路的输出侧的检测结果来调整由所述脉冲信号产生装置产生的脉冲信号的脉冲宽度来控制所述开关元件的导通/截止开关；

载波产生装置，使位置检测用的高频载波与所述电流指令的信号波重叠；以及

检测部，从所述螺线管的电压回授信号抽取所述位置检测用的载波频率分量，检测其电压振幅而得到振幅信号，

所述控制部还具有：位置判定部，根据所述振幅信号和与预先设定的各阀芯位置对应的判定基准值来判定阀芯位置，输出判定信号；以及判定电路，根据该判定信号来输出阀位置信号。

权利要求2所记载的发明的电磁切换阀位置检测系统在权利要求1所记载的电磁切换阀位置检测系统中，具备电流切换电路，该电流切换电路根据所述判定信号和所述指令信号来决定针对螺线管的驱动电流，作为电流指令而输出。

权利要求3所记载的发明的电磁切换阀位置检测系统在权利要求1或者2所记载的电磁切换阀位置检测系统中，所述判定电路作具有与螺线管的可动铁芯到达相对于固定铁芯的完全吸附位置的情况下的电压振幅的阈值相当的完全吸附位置基准值、与阀芯到达开阀位置的情况下的电压振幅的阈值相当的开阀位置基准值以及与阀芯到达闭阀位置的情况下的电压振幅的阈值相当的闭阀位置基准，为所述预先设定的各阀芯位置的判定基准值。

权利要求4所记载的发明的电磁切换阀位置检测系统在权利要求1～3中的任意一项所记载的电磁切换阀位置检测系统中，所述判定电路具备警告电路，该警告电路在所述阀芯的位置为异常位置的情况下输出警告信号。

权利要求5所记载的发明的电磁切换阀位置检测系统在权利要求1～4中的任意一项所记载的电磁切换阀位置检测系统中，所述电磁切换阀位置检测系统是具备驱动方向相互相向的第1螺线管和第2螺线管这一对螺线管的电磁切换阀用的切换检测系统，

所述开关变压器相对于一个一次侧线圈而具有第1二次侧线圈和第2二次侧线圈这两个二次侧线圈，

所述电磁切换阀位置检测系统设置有将来自所述第1二次侧线圈的交流电流由第1二次侧二极管整流并由第1二次侧平滑电容器平滑化后的直流输出到所述第1螺线管的第1二次侧电路、将来自所述第2二次侧线圈的交流电流由第2二次侧二极管整流并由第2二次侧平滑电容器平滑化后的直流输出到所述第2螺线管的第2二次侧电路、以及分别配置于所述第1二次侧电路和所述第2二次侧电路的第1二次侧开关元件和第2二次侧开关元件，

所述控制部根据所述指令信号来控制所述第1二次侧开关元件和所述第2二次侧开关元件的导通/截止，选择由所述第1二次侧电路进行的电流供给和由所述第2二次侧电路进行的电流供给而对第1螺线管的驱动和第2螺线管的驱动进行切换控制。

根据本发明的电磁切换阀位置检测系统，能够通过开关变压器电源方式的电流控制对螺线管施加不被一次电源限制的高电压。由此，能够实现电磁阀的切换速度的高速化。另外，相比于受到电源电压的制约的系统，电流控制的响应性提高，所以在结果上还能够提高位置检测用载波的频率，能够增大用于位置检测的螺线管电压的载波分量的电压，所以能够提高位置检测的S/N比。另外，还具有能够在由于扰乱而阀芯位置从吸附位置变化的情况下利用直至电磁阀的流路从吸附位置有效地变化为止的时间差来防止使螺线管电流高速地增加而流路切换到闭这样的效果。

附图说明

图1是作为本发明的一个实施例的电磁切换阀位置检测系统而示出用于控制具备一个螺线管的双螺线管类型的电磁切换阀的结构的概略电路图。

图2是用于示出图1中的判定电路的详细内容的电路图。

图3是示出由本实施例的电磁切换阀位置检测系统进行的电磁切换阀的驱动控制的例子的说明图，(a)～(d)分别是示出与阀芯位置不同的判定结果相应的驱动电流的切换状态的时序图。

图4是示出由本实施例的电磁切换阀位置检测系统进行阀芯位置的判定的次序的概念图。

图5是示出针对螺线管的可动铁芯的距离与阻抗的关系的螺线管的电压振幅的位移的说明图。

(符号说明)

1：电磁切换阀位置检测系统；2：供给电源；3：控制部；5：电磁切换阀；6：螺线管；SOLa：第1螺线管；SOLb：第2螺线管；10：电流控制电路；11：桥式二极管；12：一次侧平滑电容器；13：PID控制部；14：脉冲信号产生装置；15：一次侧开关元件；16：开关变压器；LP：一次侧线圈；LS1：第1二次侧线圈；LS2：第2二次侧线圈；17A：第1二次侧电路；17B：第2二次侧电路；18A：第1二次侧二极管；18B：第2二次侧二极管；19A：第1二次侧平滑电容器；19B：第2二次侧平滑电容器；20：螺线管切换电路；21A：第1二次侧开关元件；21B：第2二次侧开关元件；22：电流传感器；30：高频载波产生装置；f1：高频载波；40：检测部；41：带通滤波器；42：全波整流器；50：位置判定部；51：判定电路；60：电流切换电路；70：警告电路；D1：完全吸附位置基准值；D2：开阀位置基准值；D3：闭阀位置基准值。

具体实施方式

本发明的电磁切换阀位置检测系统作为通过向螺线管的通电励磁而向固定铁芯吸附移动的可动铁芯使阀芯位移而油压回路的流路被切换的电磁切换阀的位置检测系统，具备：电流控制电路，具备桥式二极管、一次侧平滑电容器、开关变压器、二次侧二极管以及二次侧平滑电容器，所述桥式二极管在从电源流入的电流为交流的情况下对其进行整流，在为直流的情况下使其无极性化，所述一次侧平滑电容器使来自该桥式二极管的直流平滑化，所述开关变压器将通过以基于来自脉冲信号产生装置的脉冲信号的周期进行的开关元件的导通/截止开关将由所述一次侧平滑电容器平滑化后的直流变换为脉冲波的交流后的电压变压为预先决定的交流电压并传递到二次侧，所述二次侧二极管对传递给二次侧的交流进行整流，所述二次侧平滑电容器使整流后的直流进一步平滑化并向螺线管侧输出；控制部，根据基于指令信号的电流指令和所述电流控制电路的输出侧的检测结果来调整基于所述脉冲信号产生装置的脉冲信号的脉冲宽度，控制所述开关元件的导通/截止开关(PWM控制)；载波产生装置，使位置检测用的高频载波与所述电流指令的信号波重叠；以及检测部，从所述螺线管的电压回授信号抽取所述位置检测用的载波频率分量，检测其电压振幅而得到振幅信号，所述控制部还具有：位置判定部，根据所述振幅信号和与预先设定的各阀芯位置对应的判定基准值来判定阀芯位置，输出判定信号；以及判定电路，根据该判定信号来输出阀位置信号。

根据以上的结构，在本发明中，首先，不直接对螺线管进行导通/截止控制，而当在电流控制电路的一次侧根据来自控制部的电流指令以高频对来自电源的电压进行导通/截止控制之后，将交流电力传递给二次侧，对其进行整流、平滑化而输出，所以没有导通/截止的驱动电压被供给到该螺线管。况且，变压器的二次侧电压根据一次二次的匝数比和PWM的占空比(导通时间脉冲宽度/PWM周期)来决定，所以能够与原来的电源电压无关地得到针对负载的任意的施加电压，所以在电磁切换阀的驱动中，不会使噪声、损耗增大地能够容易地使向螺线管的施加电压高压化，所以能够实现导通时的切换速度的高速化。而且，在截止时，产生反向电压，从而能够实现高速化。

因而，在本发明中，能够以能够利用电源侧的电流控制电路直接控制开关变压器并高速地供给所要求的螺线管电流所需的电力的方式，对螺线管进行使电流响应性变得足够高的电流回授控制，所以能够增大作为与电流指令重叠的位置检测的基础的螺线管的载波电压，能够进行廉价且简便高效的阀芯的位置检测，能够准确地掌握电磁切换阀的切换状态，用于其驱动控制。

即，能够使位置检测用的高频载波与电流指令重叠，从螺线管的输出侧电压检测位置检测用的载波频率分量的电压振幅，根据其振幅信号以及和与预先决定的螺线管的可动铁芯位置相应的电压振幅相当的判定基准值来进行阀芯位置的检测、判定。作为基准的判定位置设为能够得到可动铁芯的完全吸附状态的位置、阀芯的开阀位置以及闭阀位置，比较分别预先与各位置对应地设定的判定基准值和检测到的振幅信号，从而能够判定电磁切换阀的阀位置状况。

具体而言，如图5所示，螺线管中的吸引力与可动铁芯距固定铁芯起的距离相应地变小，螺线管的电压的振幅也变小，所以预先根据与可动铁芯的位置相应的阀芯的位置与电压振幅的关系，检测螺线管的电压振幅，从而能够判定阀芯位置。

因而，在位置判定部中，作为判定基准值而至少具备与螺线管的可动铁芯到达相对于固定铁芯的完全吸附位置的情况下的电压振幅的阈值相当的完全吸附位置基准值、与阀芯到达开阀位置的情况下的电压振幅的阈值相当的开阀位置基准值以及与阀芯到达闭阀位置的情况下的电压振幅的阈值相当的闭阀位置基准值即可。如果检测到的振幅信号为完全吸附位置基准值以上，则能够判定为可动铁芯为完全吸附状态，如果振幅信号为开阀位置基准值以上，则能够判定为阀芯处于开阀位置，进而如果振幅信号为闭阀位置基准值以下，则能够判定为阀芯处于闭阀位置。

在本发明中，进而还能够根据该判定结果，进行针对螺线管的驱动电流的切换，对电磁切换阀进行自动控制。即，只要在判定电路中具备如下电流切换电路即可：该电流切换电路根据来自位置判定部的判定信号和指令信号，决定应对螺线管输出的驱动电流，将所决定的驱动电流作为电流指令而输出。

例如，利用用于设为开阀状态的驱动指令信号，对螺线管输出在上升时供给大的驱动电流的电流指令，在得到可动铁芯处于完全吸附位置的判定信号和阀芯处于开阀位置的判定信号的时间点，电流切换电路输出选择额定以下的电流量来切换的电流指令。由此，判定电路能够使驱动电流减少而不会减少最大流量地成为节能状态。通过这样的节能状态下的驱动控制能够使阀自身的自主放热也下降。

此外，根据本发明，能够如上所述由开关变压器电源电路方式的电流控制电路供给大的驱动电流，所以即使在稍微难以切换的状态下也能够切换，能够成为在阀内不易积存尘埃且耐污染性高的电磁切换阀。

此外，螺线管的可动铁芯成为完全吸附状态，从而能够切换电磁切换阀，但一般而言只是将在上升时施加的大电流在定时器的设定时间后切换成电流减少，所以即使在未得到可动铁芯的吸附状态的状态下也进行切换，作为结果而有可能会产生切换不良。在本发明中，能够在根据判定结果而确认可动铁芯的完全吸附状态之后进行切换，所以具有避免切换不良的优点。

进而，在节能状态下，即使由于扰乱(流体力及振动)而可动铁芯位置发生变化，仍得到阀芯处于开位置的判定信号，另一方面如果未得到可动铁芯处于完全吸附位置的判定信号，则再次输出使电流增加的电流指令，从而能够防止因扰乱而阀芯到达至闭阀位置。

此外，能够根据判定结果来检测阀芯处于既不为开阀位置也不为闭阀位置的中间的情况、除此之外可动铁芯从完全吸附状态脱离的情况、另外无法通过螺线管的通电励磁来得到完全吸附状态的情况等的异常位置，所以还能够具备警告电路而输出表示这些异常的警告信号。进而，还能够在阀芯处于开阀位置或者闭阀位置的情况下，输出表示各自的状态的信号。

另外，在本发明中，检测螺线管的电压，所以在判定电路中，还能够推测基于电压的变化的温度变化，在异常产生时探测到该异常，作为警告信号而输出。例如，能够根据电压上升来推测螺线管温度，进行异常放热的探测、警告。另外，还能够在电压变化增加到负载电阻的温度变化以上的情况下将断线警告信号作为警报而输出，相反地在减少的情况下将短路警告信号作为警报而输出。进而，还能够根据推测的温度和切换时间来判断是否进行正常的阀切换，能够在异常时输出警告信号。例如，在油压回路的切换阀中，切换时间因工作油温度而变动，所以能够根据是否为与该温度相应的适当的范围中的切换时间来判断是正常还是异常。

作为本发明的电磁切换阀，既可以为单螺线管类型，也可以为双螺线管类型。如果为单螺线管类型，则驱动控制的螺线管为一个，但在双螺线管类型中，需要针对进行互为相反方向的驱动的一对螺线管分别切换控制电流供给。在该情况下，将电流控制电路设为能够对第1螺线管和第2螺线管分别以能够进行选择切换的方式进行电流供给的结构。

即，作为电流控制电路的开关变压器，具备相对于一个一次侧线圈而具有第1二次侧线圈和第2二次侧线圈这两个二次侧线圈的开关变压器，设置有将来自第1二次侧线圈的交流电流由第1二次侧二极管整流并由第1二次侧平滑电容器平滑化后的直流输出到第1螺线管的第1二次侧电路、将来自第2二次侧线圈的交流电流由第2二次侧二极管整流并由第2二次侧平滑电容器平滑化后的直流输出到第2螺线管的第2二次侧电路、以及分别配置于所述第1二次侧电路和所述第2二次侧电路的第1二次侧开关元件和第2二次侧开关元件，控制部根据指令信号来控制所述第1二次侧开关元件和所述第2二次侧开关元件的导通/截止，选择由所述第1二次侧电路进行的电流供给和由所述第2二次侧电路进行的电流供给，对第1螺线管的驱动和第2螺线管的驱动进行切换控制。

此外，关于本发明的电磁切换阀位置检测系统中的电流控制电路的二次侧电路的结构，将二次侧线圈相对于一次侧线圈的极性设为相反方向的反激转换器型是简便的，但还能够设为使二次侧线圈的极性与一次侧线圈相同且具备扼流线圈和转流二极管的正激转换器型的结构。

另外，本发明的电磁切换阀位置检测系统能够作为控制装置而与现有的电磁切换阀进行组合，不会使能够进行位置检测的电磁切换阀大型化而能够简便地构建电磁切换阀。

【实施例】

作为本发明的一个实施例的电磁切换阀位置检测系统，图1的概略电路图示出用于控制具备一对螺线管的双螺线管类型的电磁切换阀的结构。图2是用于示出图1中的判定电路的详细内容的电路图。另外，图3是示出本实施例的控制装置的电磁切换阀的驱动控制的例子的说明图，(a)～(d)分别是示出与阀芯位置不同的判定结果相应的驱动电流的切换状态的时序图。图4是示出由本实施例的电磁切换阀位置检测系统进行阀芯位置的判定的次序的概念图。

本电磁切换阀位置检测系统1在依照基于来自控制部3的螺线管驱动指令信号(CSA/CSB)的电流指令R，经由电流控制电路10以没有导通/截止的驱动电压将来自电源的电流供给到电磁切换阀5的螺线管6的电流回授控制系统中，如图4的概念图所示，使来自载波产生装置30的位置检测用的高频、例如0.1～1kHz的载波(正弦波或者三角波)f1与电流指令R的信号波重叠。然后，在检测部40中，利用带通滤波器41从螺线管6的电压V抽取载波频率分量，经由全波整流器42检测正的电压振幅，将得到的振幅信号VAS输出到位置判定部50，由该位置判定部50进行阀芯位置的判定。

作为更详细的结构，如图1以及图2所示，电流控制电路10具备：桥式二极管11，在来自供给电源2的电流为交流的情况下对其进行整流，在为直流的情况下使其无极性化；一次侧平滑电容器12，使来自桥式二极管11的直流平滑化；一次侧开关元件(MOSFET)15，以基于由脉冲信号产生装置14产生的脉冲信号的周期进行导通/截止开关而将由一次侧平滑电容器12平滑化后的直流变换为脉冲波的交流；以及开关变压器16，将脉冲波交流从一次侧线圈LP向二次侧线圈变压为预先决定的电压。传递给二次侧的交流作为由二次侧整流二极管整流并由二次侧平滑电容器进一步平滑化后的直流，被发送到电磁切换阀5的一对螺线管(SOLa、SOLb)。

然后，在本实施例中，开关变压器16相对于一个一次侧线圈(LP)具备两个(LS1、LS2)线圈极性不同的二次侧线圈，在二次侧，具有从各二次侧线圈(LS1、LS2)对一对螺线管分别切换电流供给的结构。即，第1二次侧线圈LS1利用第1二次侧电路17A连接于第1螺线管SOLa，第2二次侧线圈LS2利用第2二次侧电路17B连接于第2螺线管SOLb。

在第1二次侧电路17A中，具备：第1二次侧二极管18A，对从一次侧线圈LP传递给第1二次侧线圈LS1的交流进行整流；以及第1二次侧平滑电容器19A，使该整流后的直流进一步平滑化并发送到第1螺线管SOLa。同样地，在第2二次侧电路17B中，具备：第2二次侧二极管18B，对传递给第2二次侧线圈LS2的交流进行整流；以及第2二次侧平滑电容器19B，使该整流后的直流进一步平滑化。然后，这些第1和第2二次侧电路(17A、17B)分别在相对于各螺线管(SOLa、SOLb)的高压侧使线断续的位置具备具备例如由MOSFET构成的二次侧开关元件(21A、21B)。

另外，根据电流指令R与基于利用来自电流传感器22的输出侧的检测结果的电流反馈信号I的目标值的偏差，经由PID(Proportional Integral Differential，比例积分微分)控制部13而求出实际的操作量，生成与该操作量相当的振幅信号，输出到脉冲信号产生装置14。但是，如前所述，预先使位置检测用的高频载波f1与电流指令R的信号波重叠。利用来自脉冲信号产生装置14的脉冲信号来进行一次侧开关元件15的导通/截止控制，从而对开关变压器16的一次侧进行PWM控制。

此外，控制部3设置有螺线管切换电路20，该螺线管切换电路20根据指令信号对针对第1二次侧开关元件21A和第2二次侧开关元件21B的导通/截止进行切换控制。依照来自螺线管切换电路20的信号而切换第1二次侧电路17A从第1二次侧线圈LS1对第1螺线管SOLa的电流供给和第2二次侧电路17B从第2二次侧线圈LS2对第2螺线管SOLb的电流供给，切换驱动的螺线管，阀芯的驱动方向为反向。

因而，关于输出驱动指令的一方的螺线管，检测电压振幅来判定阀芯位置。作为阀芯的判定位置，设为可动铁芯的完全吸附位置、阀芯的开阀位置以及闭阀位置。与其相应地对位置判定部50设定的判定基准值设为与螺线管的可动铁芯到达相对于固定铁芯的完全吸附位置的情况下的电压振幅的阈值相当的完全吸附位置基准值D1、与阀芯到达开阀位置的情况下的电压振幅的阈值相当的开阀位置基准值D2以及与阀芯到达闭阀位置的情况下的电压振幅的阈值相当的闭阀位置基准值D3这3点。

此外，在电磁切换阀5为3位置阀的情况下，阀芯的中央位置为共同的闭阀位置，基于第1螺线管SOLa的驱动的阀芯的开阀位置与基于第2螺线管SOLb的驱动的阀芯的开阀位置分别不同，但通常即使基于可动铁芯的推出驱动方向相互相向，直至各开阀位置为止的可动铁芯、阀芯的移动距离也相同，所以与距离相应的电压振幅以及基准值的电压振幅也能够设定为共同的电压振幅。因而，在任意的螺线管驱动中，都能够根据上述3个共同的基准值(D1、D2、D3)来进行阀芯位置的判定。

在本实施例中，如图2所示，在判定电路51中具备电流切换电路60，该电流切换电路60根据阀芯位置的判定结果在4种之间切换驱动电流，输出电流指令R。即，能够利用电流切换电路60，相对于通常的驱动电流100％，将在上升时供给的大电流设为200％，将节能驱动电流设为60％，将位置检测用低电流设为5％，根据判定信号(SD1、SD2、SD3)，从它们选择并切换，作为电流指令R而输出。此外，各阶段的驱动电流并不限定于这些设定。根据本实施例的电流控制电路10能够例如将用于上升时的高速化的大电流设为300％等任意地设定。

另外，构成为在根据阀芯位置的判定结果而判定出可动铁芯从完全吸附状态脱离、或者即使从螺线管驱动的指令即第1螺线管驱动指令信号CSA或者第2螺线管驱动指令信号CSB的输出起经过一定时间仍未达到完全吸附状态的异常时、另外阀芯停在开位置与闭阀位置之间的异常时的情况下，利用警告电路70来输出异常警告信号W。另外，构成为还输出电磁切换阀5的各螺线管驱动中的阀位置信号、即第1螺线管中的开阀信号Oa或者闭阀信号CSa或者第2螺线管中的开阀信号Ob或者闭阀信号Cb。

用图3说明利用具备以上的结构的本实施例的电磁切换阀位置检测系统1关于双螺线管类型的电磁切换阀5而进行一方的螺线管驱动中的位置检测和电流控制的例子。

例如，在图3(a)的时序图中，当为了将油压回路的流路切换到电磁切换阀中的一方的开阀位置而输出对应的一方的螺线管的驱动指令信号(CSA或者CSB)时，在控制部3中，根据上升的信号而输出驱动电流200％的电流指令R，进入到供给电流为200％的高速化区间HS。当通过螺线管通电励磁而可动铁芯向固定铁芯吸附移动，同时阀芯也被按压地移动而到达开阀位置时，检测的螺线管的电压振幅的信号达到开阀位置基准值D2，被判定为成为开阀位置，判定结果的判定信号SD2被输出到判定电路51。另外，判定电路51输出开阀信号(Oa/Ob)。进而当达到可动铁芯的完全吸附状态时，检测的螺线管的电压振幅的信号达到完全吸附位置基准值D1，被判定为可动铁芯成为完全吸附状态，其判定结果的判定信号SD1被输出到判定电路51。

在判定电路51中，当能够得到表示阀芯处于开阀位置的判定信号SD2和表示可动铁芯处于完全吸附状态的判定信号SD1时，将驱动电流切换到节能模式，在此驱动电流60％，作为电流指令R而输出到电流控制电路10。通常，如果未产生异常，则该节能区间ES持续至螺线管驱动指令信号输出(CSA/CSB)停止为止。

然而，例如，在由于扰乱而可动铁芯从完全吸附位置脱离的情况下，如图3(a)的图表所示，检测的螺线管的电压振幅的信号比完全吸附位置基准值D1小，判定电路51无法得到判定信号SD1。判定电路51将其作为从完全吸附状态脱离的判定结果，以使驱动电流从节能模式增加的方式，在此切换到驱动电流100％而作为电流指令R而输出。同时，利用警告电路70来输出表示可动铁芯从完全吸附状态脱离的状态的警告信号W。

这样，检测到可动铁芯从完全吸附状态脱离，所以通过驱动电流快速地增加的应对，在发生阀芯从开阀位置的脱离之前，能够再次得到可动铁芯的完全吸附状态。如果检测的螺线管的电压振幅的信号再次超过完全吸附位置基准值D1，输出其判定信号SD1，则判定电路51能够另外输出切换到驱动电流60％的电流指令而设为节能区间ES。

然后，当电磁切换阀5的螺线管驱动指令信号(CSA/CSB)成为截止时，驱动电流也成为0％。可动铁芯当从固定铁芯的吸附被解除并远离时，阀芯也同时从开阀位置返回。依照此，检测的螺线管的电压振幅的信号比完全吸附位置基准值D1以及闭阀位置基准值D2小，在螺线管的非通电励磁状态下成为0值。阀芯应返回到闭阀位置，但在经过一定时间后，为了确认(VC)其闭阀状态，判定电路51输出供给低电流、在此驱动电流5％的电流指令R。由此，如果检测的螺线管的电压振幅的信号比闭阀位置基准值D3小，则被判定为阀芯处于闭阀位置，其判定信号SD3被输出到判定电路51。判定电路51输出表示闭阀状态的闭阀信号(Ca/Cb)而使驱动电流截止。

如上那样，能够通过螺线管的电压振幅的检测来简便地进行电磁切换阀5的阀芯的位置判定、可动铁芯的吸附状态的判定，所以即使发生扰乱所致的影响，也能够立即对应地进行良好的阀切换控制。

另外，图3(b)的时序图示出其它位置检测和电流控制的例子。在该情况下，依照螺线管驱动指令信号(CSA/CSB)的输出而将上升的驱动电流设为大电流200％，从得到开阀位置的判定信号SD2起至螺线管驱动指令信号(CSA/CSB)的停止为止，可动铁芯无法到达完全吸附位置，仍未得到完全吸附状态的判定信号SD1的状况持续。在该情况下，判定电路51在将从上升起的高速化区间HS维持基于启动定时器的设定时间之后，不使驱动电流减少至节能模式，而以继续维持100％的驱动电流的方式输出电流指令信号。在未得到表示可动铁芯的完全吸附状态的判定信号SD1的期间，判定电路51利用警告电路70来输出警告信号W。如果螺线管驱动指令信号(CSA/CSB)的输出停止，则之后与上述图3(a)的情况同样地，在将驱动电流设为0％之后，确认阀芯处于闭阀位置(VC)。

如图3(c)的时序图所示，在基于上述启动定时器的设定时间的期间未得到可动铁芯的完全吸附状态、之后在延迟而得到完全吸附状态的情况下，判定电路51在高速化区间HS之后输出仍维持驱动电流100％的电流指令。然后，在输出表示可动铁芯的完全吸附状态的判定信号SD1的时间点，输出减少到节能模式的驱动电流60％的电流指令。在此，警告信号W的输出也被解除。

此外，还存在如下情况：由于电磁切换阀5的某些不好的情况而即使对螺线管开始通电励磁，可动铁芯也不吸附移动，阀芯无法移动至开阀位置。在该情况下，如图3(d)的时序图所示，即使由于通过螺线管驱动指令信号(CSA/CSB)的输出从上升起将驱动电流设为200％的大电流的电流指令而高速化区间HS持续，表示可动铁芯的完全吸附状态的判定信号SD1和表示到达阀芯的开阀位置的判定信号SD2也都无法得到。在即使在经过基于启动定时器的设定时间的时间点该状况也持续的情况下，判定电路51输出使驱动电流截止的电流指令，使螺线管成为非通电励磁。之后，同样地，输出供给低电流的电流指令而确认阀芯的闭阀位置状态(VC)。如果能够根据其判定信号SD3来确认阀芯的闭阀位置状态，则再次利用螺线管驱动指令信号来进行开阀操作，如果与前次相同为不良结果，则能够进行电磁切换阀5的检查、维护。

在以上的实施例中，作为位置检测用的载波，能够利用频率f1＝0.1～1kHz的高频(正弦波或者三角波)，能够使用这样的高频载波来根据螺线管的电压振幅检测进行阀芯的位置判定。此外，关于上述载波的频率范围，作为下限而设定在比其低的频率下切换阀有可能会不响应的频率0.1kHz，并且作为上限而设定在比其高的频率下有可能会产生螺线管的磁性材料所致的损耗和线圈的寄生电容的影响的频率1kHz。

Claims (5)

1.一种电磁切换阀位置检测系统，检测通过向螺线管的通电励磁而向固定铁芯吸附移动的可动铁芯使阀芯位移而油压回路的流路被切换的电磁切换阀的阀芯位置，所述电磁切换阀位置检测系统的特征在于，具备：

电流控制电路，具备桥式二极管、一次侧平滑电容器、开关变压器、二次侧二极管以及二次侧平滑电容器，来自电源的电流流入到所述桥式二极管，所述一次侧平滑电容器使来自该桥式二极管的直流平滑化，所述开关变压器将通过以基于来自脉冲信号产生装置的脉冲信号的周期进行的开关元件的导通/截止开关将由所述一次侧平滑电容器平滑化后的直流变换为脉冲波的交流后的电压变压为预先决定的交流电压并传递给二次侧，所述二次侧二极管对传递给二次侧的交流进行整流，所述二次侧平滑电容器使整流后的直流进一步平滑化而输出到螺线管侧；

控制部，根据基于指令信号的电流指令和所述电流控制电路的输出侧的检测结果来调整由所述脉冲信号产生装置产生的脉冲信号的脉冲宽度来控制所述开关元件的导通/截止开关；

载波产生装置，使位置检测用的高频载波与所述电流指令的信号波重叠；以及

检测部，从所述螺线管的电压回授信号抽取所述位置检测用的载波频率分量，检测其电压振幅而得到振幅信号，

所述控制部还具有：位置判定部，根据所述振幅信号和与预先设定的各阀芯位置对应的判定基准值来判定阀芯位置并输出判定信号；以及判定电路，根据该判定信号来输出阀位置信号。

2.根据权利要求1所述的电磁切换阀位置检测系统，其特征在于，

所述判定电路具备电流切换电路，该电流切换电路根据所述判定信号和所述指令信号来决定针对螺线管的驱动电流，并作为电流指令而输出。

3.根据权利要求1或者2所述的电磁切换阀位置检测系统，其特征在于，

所述判定电路具有与螺线管的可动铁芯到达相对于固定铁芯的完全吸附位置的情况下的电压振幅的阈值相当的完全吸附位置基准值、与阀芯到达开阀位置的情况下的电压振幅的阈值相当的开阀位置基准以及与阀芯到达闭阀位置的情况下的电压振幅的阈值相当的闭阀位置基准值，作为所述预先设定的各阀芯位置的判定基准值。

4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的电磁切换阀位置检测系统，其特征在于，

所述判定电路具备警告电路，该警告电路在所述阀芯的位置为异常位置的情况下输出警告信号。

5.根据权利要求1～4中的任意一项所述的电磁切换阀位置检测系统，其特征在于，

所述电磁切换阀位置检测系统是具备驱动方向相互相向的第1螺线管和第2螺线管这一对螺线管的电磁切换阀用的切换检测系统，

所述开关变压器相对于一个一次侧线圈而具有第1二次侧线圈和第2二次侧线圈这两个二次侧线圈，

所述电磁切换阀用的切换检测系统设置有将来自所述第1二次侧线圈的交流电流由第1二次侧二极管整流并由第1二次侧平滑电容器平滑化后的直流输出到所述第1螺线管的第1二次侧电路、将来自所述第2二次侧线圈的交流电流由第2二次侧二极管整流并由第2二次侧平滑电容器平滑化后的直流输出到所述第2螺线管的第2二次侧电路、以及分别配置于所述第1二次侧电路和所述第2二次侧电路的第1二次侧开关元件和第2二次侧开关元件，

所述控制部根据指令信号来控制所述第1二次侧开关元件和所述第2二次侧开关元件的导通/截止，选择由所述第1二次侧电路进行的电流供给和由所述第2二次侧电路进行的电流供给，对第1螺线管的驱动和第2螺线管的驱动进行切换控制。

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