JP2002538753A - 電磁アクチエータにおいて接片の動きを検出する方法 - Google Patents
電磁アクチエータにおいて接片の動きを検出する方法Info
- Publication number
- JP2002538753A JP2002538753A JP2000603054A JP2000603054A JP2002538753A JP 2002538753 A JP2002538753 A JP 2002538753A JP 2000603054 A JP2000603054 A JP 2000603054A JP 2000603054 A JP2000603054 A JP 2000603054A JP 2002538753 A JP2002538753 A JP 2002538753A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electromagnet
- contact piece
- magnetic field
- pole face
- movement
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F7/00—Magnets
- H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
- H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
- H01F7/18—Circuit arrangements for obtaining desired operating characteristics, e.g. for slow operation, for sequential energisation of windings, for high-speed energisation of windings
- H01F7/1844—Monitoring or fail-safe circuits
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L9/00—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically
- F01L9/20—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by electric means
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
- G01D5/142—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices
- G01D5/145—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices influenced by the relative movement between the Hall device and magnetic fields
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F7/00—Magnets
- H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
- H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
- H01F7/18—Circuit arrangements for obtaining desired operating characteristics, e.g. for slow operation, for sequential energisation of windings, for high-speed energisation of windings
- H01F2007/1894—Circuit arrangements for obtaining desired operating characteristics, e.g. for slow operation, for sequential energisation of windings, for high-speed energisation of windings minimizing impact energy on closure of magnetic circuit
Abstract
(57)【要約】
少なくとも一つの磁極面を有し、制御可能な電流源に接続している少なくとも一つの電磁石と、操作すべき駆動ユニットに接続していて、電磁石に電流を供給すると戻しバネの力に逆らって第一切換位置から電磁石の磁極面の方向にこの磁極面に付属する第二切換位置へ移動する接片と備え、運動を検出する、特に電磁アクチエータにおける接片の衝突速度を制御する方法にあって、電磁石に付属する少なくとも一つの方向検出センサにより接片の近接時に変化する漏洩磁場の方向を検出し、方向の変化に応じて電流源の制御信号を出力する。
Description
【０００１】 電磁アクチエータは実質上少なくとも一つの電磁石と操作すべき駆動ユニット
に接続する接片とで構成されていて、電磁石に通電すると戻しバネの力に逆らっ
て接片が移動するが、この電磁アクチエータはスイッチング速度が高いことを証
明している。しかし、接片が電磁石の磁極面に間隔を狭めて近づくと、つまり磁
極面と接片の間の空隙が狭くなると共に、接片に働く磁力が順次増大するが、戻
しバネの反力が通常直線的にしか増加しないため、接片が増大する速度で磁極面
に当たるということにより問題が生じている。この場合、騒音の伝播の外に、衝
突が起こる。つまり、接片が最初に磁極面に当たり、次いで接片が最終的に完全
に当たるまで、少なくとも短期間持ち上がる。これにより駆動ユニットの機能に
影響を与え、これは特にアクチエータが高速で切り換わる場合、著しい乱れとな
る。
に接続する接片とで構成されていて、電磁石に通電すると戻しバネの力に逆らっ
て接片が移動するが、この電磁アクチエータはスイッチング速度が高いことを証
明している。しかし、接片が電磁石の磁極面に間隔を狭めて近づくと、つまり磁
極面と接片の間の空隙が狭くなると共に、接片に働く磁力が順次増大するが、戻
しバネの反力が通常直線的にしか増加しないため、接片が増大する速度で磁極面
に当たるということにより問題が生じている。この場合、騒音の伝播の外に、衝
突が起こる。つまり、接片が最初に磁極面に当たり、次いで接片が最終的に完全
に当たるまで、少なくとも短期間持ち上がる。これにより駆動ユニットの機能に
影響を与え、これは特にアクチエータが高速で切り換わる場合、著しい乱れとな
る。
【０００２】 それ故、衝突速度が 0.1 m/s以下の程度になっていると望ましい。この場合、
大切なことは、そのような小さい衝突速度が関連する全ての確率的な変動を伴う
実際の動作条件の下でも保証できることにある。外からの乱れの影響、例えばガ
タツキ等は近接の最終期間であるいは磁極面に当たった後でも突然減少する。
大切なことは、そのような小さい衝突速度が関連する全ての確率的な変動を伴う
実際の動作条件の下でも保証できることにある。外からの乱れの影響、例えばガ
タツキ等は近接の最終期間であるいは磁極面に当たった後でも突然減少する。
【０００３】 ドイツ特許第 197 06 106 号明細書により、内燃機関におけるガス交換弁を操
作する電磁アクチエータは周知であり、この内燃機関に弁の調整位置を無接触で
測定する測定手段が配置されていて、この測定手段が所定の磁場を発生するため
弁シャフトに接続している一つの部材と磁場に敏感な少なくとも一つのセンサを
含み、このセンサが磁場を検出するため測定膜を備えた大きな磁歪効果を示す膜
システムを有する。その場合、測定膜に加わる磁場の成分が測定膜面内の基準軸
と平均角度をなし、この平均角度が磁場を発生する部材に対する磁場に敏感なセ
ンサのその時の位置と一義的に相関しているように、磁場を発生する部材が磁場
に敏感なセンサに相対している。もっとも、このシステムを使用すると若干の問
題が生じる。先ず、このシステムは内燃機関に対して組別生産を使用するのに実
用的でない大きな構造高さを要求する。その外、変化する磁場、特に電磁石の漏
洩磁場が「所定」の磁場に重畳し、測定を不正にするという問題がある。この周
知のシステムのセンサは変化する磁場強度に反応しないが、擾乱磁場の重畳によ
りセンサのところの全の磁場で生じる向きが変わる。
作する電磁アクチエータは周知であり、この内燃機関に弁の調整位置を無接触で
測定する測定手段が配置されていて、この測定手段が所定の磁場を発生するため
弁シャフトに接続している一つの部材と磁場に敏感な少なくとも一つのセンサを
含み、このセンサが磁場を検出するため測定膜を備えた大きな磁歪効果を示す膜
システムを有する。その場合、測定膜に加わる磁場の成分が測定膜面内の基準軸
と平均角度をなし、この平均角度が磁場を発生する部材に対する磁場に敏感なセ
ンサのその時の位置と一義的に相関しているように、磁場を発生する部材が磁場
に敏感なセンサに相対している。もっとも、このシステムを使用すると若干の問
題が生じる。先ず、このシステムは内燃機関に対して組別生産を使用するのに実
用的でない大きな構造高さを要求する。その外、変化する磁場、特に電磁石の漏
洩磁場が「所定」の磁場に重畳し、測定を不正にするという問題がある。この周
知のシステムのセンサは変化する磁場強度に反応しないが、擾乱磁場の重畳によ
りセンサのところの全の磁場で生じる向きが変わる。
【０００４】 この発明の課題は、上に述べた難点のない動きを検出する方法を提供すること
にある。
にある。
【０００５】 上記の課題は、この発明により、電磁石に付属する少なくとも一つの方向検出
センサにより接片の近接時に変化する漏洩磁場の方向を検出し、方向の変化に応
じて電流源の制御信号を出力し、少なくとも一つの磁極面を有し、制御可能な電
流源に接続している少なくとも一つの電磁石と、操作すべき駆動ユニットに接続
していて、電磁石に電流を供給すると戻しバネの力に逆らって第一切換位置から
電磁石の磁極面の方向にこの磁極面に付属する第二切換位置へ移動する接片とを
備え、動きを検出する、特に電磁アクチエータおける接片の衝突速度を制御する
方法により解決されている。この発明による方法では、異なった二つの磁場では
なく、一つの磁場、つまり接片に作用する電磁石の磁場でのみ処理される。その
場合、この磁場の方向も電磁石の磁極面に対する接片の変化した位置により変化
し、電流レベルは実際に作用しないという事実を有利に利用する。生じる何らか
の飽和作用はセンサの信号を修正し、所定のずれから電流レベルに応じて距離信
号の修正を行うことにより除去される。漏洩磁場の磁力線の波形は接片が磁極面
から大きく離れると接片の移動方向にほぼ平行に向く。磁力線は接片の直ぐ近く
で「曲がる」ので、磁力線は移動方向に対して一定の角度で進む。接片がもっと
離れた時に接片の移動方向に平行に進む磁力線によって方向検出センサがほぼ貫
通され、磁極面に対する接片の近接領域になって初めてほぼ垂直に磁力線により
貫通されるように、この方向検出センサが電磁石に付属している。その場合、方
向の変化によりそれに応じた信号が出力し、この信号が電磁石へ供給する電流を
可変するのに利用される。磁極面に対する方向検出センサの軸方向の間隔により
、電磁石の通電を可変するための制御介入を作動させる接片と磁極面の間の間隔
が指定できる。特別な利点は、磁場の向きの変化を接片の動きの大きな距離にわ
たり検出でき、それにより電磁石への通電も連続的に追従させることができる点
にある。その場合、センサを適当に位置決めすると、磁極面に対する接片の位置
を非常に微細な検出が行え、この位置は方向検出センサが磁力線により接片の移
動方向に対して丁度垂直に貫通し、それにより発生する信号に対して最も強い変
化を与える時に与えられる。従って、動きの終わり、つまり当たる直前で、非常
に正確な制御が行える。何故なら、非常に正確で分解能の高い距離信号を利用で
きるからである。
センサにより接片の近接時に変化する漏洩磁場の方向を検出し、方向の変化に応
じて電流源の制御信号を出力し、少なくとも一つの磁極面を有し、制御可能な電
流源に接続している少なくとも一つの電磁石と、操作すべき駆動ユニットに接続
していて、電磁石に電流を供給すると戻しバネの力に逆らって第一切換位置から
電磁石の磁極面の方向にこの磁極面に付属する第二切換位置へ移動する接片とを
備え、動きを検出する、特に電磁アクチエータおける接片の衝突速度を制御する
方法により解決されている。この発明による方法では、異なった二つの磁場では
なく、一つの磁場、つまり接片に作用する電磁石の磁場でのみ処理される。その
場合、この磁場の方向も電磁石の磁極面に対する接片の変化した位置により変化
し、電流レベルは実際に作用しないという事実を有利に利用する。生じる何らか
の飽和作用はセンサの信号を修正し、所定のずれから電流レベルに応じて距離信
号の修正を行うことにより除去される。漏洩磁場の磁力線の波形は接片が磁極面
から大きく離れると接片の移動方向にほぼ平行に向く。磁力線は接片の直ぐ近く
で「曲がる」ので、磁力線は移動方向に対して一定の角度で進む。接片がもっと
離れた時に接片の移動方向に平行に進む磁力線によって方向検出センサがほぼ貫
通され、磁極面に対する接片の近接領域になって初めてほぼ垂直に磁力線により
貫通されるように、この方向検出センサが電磁石に付属している。その場合、方
向の変化によりそれに応じた信号が出力し、この信号が電磁石へ供給する電流を
可変するのに利用される。磁極面に対する方向検出センサの軸方向の間隔により
、電磁石の通電を可変するための制御介入を作動させる接片と磁極面の間の間隔
が指定できる。特別な利点は、磁場の向きの変化を接片の動きの大きな距離にわ
たり検出でき、それにより電磁石への通電も連続的に追従させることができる点
にある。その場合、センサを適当に位置決めすると、磁極面に対する接片の位置
を非常に微細な検出が行え、この位置は方向検出センサが磁力線により接片の移
動方向に対して丁度垂直に貫通し、それにより発生する信号に対して最も強い変
化を与える時に与えられる。従って、動きの終わり、つまり当たる直前で、非常
に正確な制御が行える。何故なら、非常に正確で分解能の高い距離信号を利用で
きるからである。
【０００６】 この発明の有利な構成では、方向検出センサにより漏洩磁場の磁力線の波形を
磁極面の傍の横で検出するようになっている。
磁極面の傍の横で検出するようになっている。
【０００７】 この発明の他の構成では、少なくとも二つの方向検出センサを互いにしかも電
磁石に対して異なった向きに設けている。これにより、基準信号を形成し、信号
形成を改善できる可能性が与えられる。
磁石に対して異なった向きに設けている。これにより、基準信号を形成し、信号
形成を改善できる可能性が与えられる。
【０００８】 一実施例に対する模式図面に基づきこの発明をより詳しく説明する。
【０００９】 図１には内燃機関用のガス交換弁ＧＷＶが模式的に示してあり、このガス交換
弁は弁駆動部としての電磁アクチエータＥＭＡを備えている。このアクチエータ
ＥＭＡは実質上一つの閉電磁石２.1と開電磁石２.2で構成され、接片１は両方の
電磁石の間でここでは模式的に示す戻しバネＲＦの力に逆らって電磁石２の通電
に応じて往復移動可能に案内される。駆動ユニットを形成するガス交換弁ＧＷＶ
の可能な二つの切換位置はここではそれぞれ接片が両方の電磁石２の一方に当接
することにより定まる。
弁は弁駆動部としての電磁アクチエータＥＭＡを備えている。このアクチエータ
ＥＭＡは実質上一つの閉電磁石２.1と開電磁石２.2で構成され、接片１は両方の
電磁石の間でここでは模式的に示す戻しバネＲＦの力に逆らって電磁石２の通電
に応じて往復移動可能に案内される。駆動ユニットを形成するガス交換弁ＧＷＶ
の可能な二つの切換位置はここではそれぞれ接片が両方の電磁石２の一方に当接
することにより定まる。
【００１０】 図１には接片は中間位置にして示してあり、その後に接片は閉電磁石２.1の通
電を止めることにより付属するバネＲＦ１の力により開電磁石２.2の方向に移動
する。
電を止めることにより付属するバネＲＦ１の力により開電磁石２.2の方向に移動
する。
【００１１】 次に、開電磁石２.2に通電した時の制御方法を説明し、以後、閉電磁石２.1の
通電が同じように行われるので、この制御方法を参照符号２だけで表す。接片１
の動き動作は電磁石２に通電することにより制御される。電流は電流調整器３に
より調整される。この電流調整器３はエンジン制御部（ＥＣＵ）４から通電の指
令を受け取る。その場合、少なくとも電流６に対する遮断信号が電流調整器に導
入される。更に、例えば動作点に依存する電流目標値７がエンジン制御部４から
与えられる。
通電が同じように行われるので、この制御方法を参照符号２だけで表す。接片１
の動き動作は電磁石２に通電することにより制御される。電流は電流調整器３に
より調整される。この電流調整器３はエンジン制御部（ＥＣＵ）４から通電の指
令を受け取る。その場合、少なくとも電流６に対する遮断信号が電流調整器に導
入される。更に、例えば動作点に依存する電流目標値７がエンジン制御部４から
与えられる。
【００１２】 方向検出センサ８を用いると、電磁石２の制御磁場の磁力線の波形の方向の変化
によ り変化した接片の位置に応じた信号が検出される。この信号は信号処理部
９により評価した後、距離信号１０および／または速度信号として距離制御ユニ
ット１２に利用される。この距離制御ユニットは制御信号１３を発生する。信号
１０は必ずしも正確に、つまり距離または速度を例えば直線的に表す必要はなく
、むしろ距離または速度に関する適当な情報あるいは電磁石２の磁極面に対する
接片１の所定の間隔に関する情報も含む信号で充分である。つまり、例えば距離
信号を非直線的に利用する、即ち接片が充分近接した時に接片が離れている時よ
りも大きい距離依存性を有する測定装置も考えられる。
によ り変化した接片の位置に応じた信号が検出される。この信号は信号処理部
９により評価した後、距離信号１０および／または速度信号として距離制御ユニ
ット１２に利用される。この距離制御ユニットは制御信号１３を発生する。信号
１０は必ずしも正確に、つまり距離または速度を例えば直線的に表す必要はなく
、むしろ距離または速度に関する適当な情報あるいは電磁石２の磁極面に対する
接片１の所定の間隔に関する情報も含む信号で充分である。つまり、例えば距離
信号を非直線的に利用する、即ち接片が充分近接した時に接片が離れている時よ
りも大きい距離依存性を有する測定装置も考えられる。
【００１３】 更に、物理法則により速度が正しく距離の時間微分で表せるので、距離と速度
の間の関係も既知である。従って、両方の既知の関係により時間に応じた磁場の
向きの変化から距離および／または位置に対しても速度に対しても推論できる可
能性が得られる。
の間の関係も既知である。従って、両方の既知の関係により時間に応じた磁場の
向きの変化から距離および／または位置に対しても速度に対しても推論できる可
能性が得られる。
【００１４】 信号処理部９内で得られた磁場の向きの変化とそれに関連する接片の位置に関
する値はブロック「距離制御部」１２の中で処理される。その結果、次に電流調
整器３とエンジン制御部４を介したその制御とにより、その時に動作している電
磁石、ここでは電磁石２.2の通電は、磁極面へ近接する時に磁力が接片１に作用
するように調整され、この磁力は接片が最終的に遅い速度で当たるように設計さ
れている。
する値はブロック「距離制御部」１２の中で処理される。その結果、次に電流調
整器３とエンジン制御部４を介したその制御とにより、その時に動作している電
磁石、ここでは電磁石２.2の通電は、磁極面へ近接する時に磁力が接片１に作用
するように調整され、この磁力は接片が最終的に遅い速度で当たるように設計さ
れている。
【００１５】 図２と３は電磁石のコイル１４に通電する時であるが、磁極面１５に対する接
片１の異なった間隔にある電磁石２を模式的に示す。この場合、磁場１６はその
磁力線と共にコイル１４の右の部分に対してのみ示されている。
片１の異なった間隔にある電磁石２を模式的に示す。この場合、磁場１６はその
磁力線と共にコイル１４の右の部分に対してのみ示されている。
【００１６】 磁極面１５の縁部分では、磁場１６に漏洩磁場１７の形の外向きの歪みがある
。漏洩磁場１７の向きは接片１の領域で顕著である。何故なら、ここでは漏洩磁
場１７の磁力線が接片の運動方向（矢印１８）に実際上垂直に向いているからで
ある。図２と３の比較から分かるように、この向きは接片のところで得られてい
て、磁極面１５に対する接片１の間隔に無関係である。
。漏洩磁場１７の向きは接片１の領域で顕著である。何故なら、ここでは漏洩磁
場１７の磁力線が接片の運動方向（矢印１８）に実際上垂直に向いているからで
ある。図２と３の比較から分かるように、この向きは接片のところで得られてい
て、磁極面１５に対する接片１の間隔に無関係である。
【００１７】 図４と５には、図２と３でＩＶまたはＶでマークした領域が拡大寸法で示して
ある。
ある。
【００１８】 接片１の運動領域の直ぐ傍の漏洩磁場１７の領域内に方向検出センサ８，例え
ばジャイアント磁気抵抗センサを配置する。このセンサは磁場強度の広い範囲で
磁場方向にのみ依存する信号を出力するように構成されている。その場合、磁場
強度の絶対値は特別なセンサ原理により重要ではない。従って、磁場の変化した
方向により磁極面１５に対する接片１の位置を検出できる可能性も生じる。これ
は図４と図５の間の比較から容易に分かる。この場合、方向検出センサ８は、運
動方向１８に磁力線が貫通する時に弱い信号を、また運動方向１８に垂直に磁力
線が貫通する時に貫通方向が変化したため、しかもこの領域で集束による磁束の
増大のため、強い信号を発生するように構成すると効果的である。この信号は、
図１に示すように、信号処理部９に導入され、それに合わせて捕捉する電磁石２
の通電を制御するために利用される。
ばジャイアント磁気抵抗センサを配置する。このセンサは磁場強度の広い範囲で
磁場方向にのみ依存する信号を出力するように構成されている。その場合、磁場
強度の絶対値は特別なセンサ原理により重要ではない。従って、磁場の変化した
方向により磁極面１５に対する接片１の位置を検出できる可能性も生じる。これ
は図４と図５の間の比較から容易に分かる。この場合、方向検出センサ８は、運
動方向１８に磁力線が貫通する時に弱い信号を、また運動方向１８に垂直に磁力
線が貫通する時に貫通方向が変化したため、しかもこの領域で集束による磁束の
増大のため、強い信号を発生するように構成すると効果的である。この信号は、
図１に示すように、信号処理部９に導入され、それに合わせて捕捉する電磁石２
の通電を制御するために利用される。
【００１９】 更に、図４と５から分かるように、磁極面１５の平面に対する方向検出センサ
の対応する間隔ａを指定することにより、接片の運動方向に対して垂直に向いた
方向検出センサ８を最大に貫通させる点も可変できる可能性が生じる。
の対応する間隔ａを指定することにより、接片の運動方向に対して垂直に向いた
方向検出センサ８を最大に貫通させる点も可変できる可能性が生じる。
【００２０】 通常、接片の距離に依存する方向変化を連続的に検出し、それに応じた調整器
の連続的な補充が行われるが、使用する方向検出センサの感度に応じて最大値に
達する時の一回の制御介入としても制御信号を出力できる。あるいは時間に応じ
た磁場の向きの変化を検出し、これにより接片の位置あるいは磁極面に対する間
隔を連続的に測定するだけでなく、その時の接片の速度に関する評価を行うこと
もできる。
の連続的な補充が行われるが、使用する方向検出センサの感度に応じて最大値に
達する時の一回の制御介入としても制御信号を出力できる。あるいは時間に応じ
た磁場の向きの変化を検出し、これにより接片の位置あるいは磁極面に対する間
隔を連続的に測定するだけでなく、その時の接片の速度に関する評価を行うこと
もできる。
【００２１】 接片１の位置に関して図４の図面に相当する図６に示す配置では、二つの方向
検出センサ８.1と８.2が設けてある。これ等のセンサは垂直に貫通された時にそ
れぞれ最大の信号を出力するように構成されている。従って、両方の方向検出セ
ンサ８.1と８.2は互いに直角に配置されている。その結果、方向検出センサ８.1
は磁極面を離れる接片１の近接期間中の磁力線の変化を検出でき、接片１が磁極
面１５に対する最終近接期間にある時に第二方向検出センサ８.2により磁力線の
波形の変化が検出される。信号処理部９の中で両方のセンサの信号を結合して距
離制御ユニット１２に導入するための対応する調整信号を発生させることができ
る。未だ僅かに残っている電流依存性も二つのセンサを使用し、両方の信号を結
合して、例えば割り算により補償できる。
検出センサ８.1と８.2が設けてある。これ等のセンサは垂直に貫通された時にそ
れぞれ最大の信号を出力するように構成されている。従って、両方の方向検出セ
ンサ８.1と８.2は互いに直角に配置されている。その結果、方向検出センサ８.1
は磁極面を離れる接片１の近接期間中の磁力線の変化を検出でき、接片１が磁極
面１５に対する最終近接期間にある時に第二方向検出センサ８.2により磁力線の
波形の変化が検出される。信号処理部９の中で両方のセンサの信号を結合して距
離制御ユニット１２に導入するための対応する調整信号を発生させることができ
る。未だ僅かに残っている電流依存性も二つのセンサを使用し、両方の信号を結
合して、例えば割り算により補償できる。
【００２２】 図７には、電磁石、例えば図１の実施例の電磁石２.2が模式的に示してある。
Ｗ型のヨーク本体２.3を有するこの構造の電磁石では、リングに形成され、ヨー
ク本体２.3の溝に装着されているコイル２０（ここではコイル２０の前方部分を
省いている）の配置により、図示する磁力線の変化が生じる。これにより、方向
検出センサ８をヨーク本体２.3の中に図示するように、つまりこのセンサを磁極
面１５の上にあるいは一部磁極面１５の中に深く挿入して配置するように組み込
める可能性が生じる。この場合、方向検出センサ８は磁極面１５から突出してい
る。これに合わせて、接片１に適当な大きさの切欠１９が配置されている。この
切欠は漏洩磁場のタイプに応じて磁場に必要な歪みを与えるので、接片１が近接
し、方向検出センサ８が切欠１９の中に入り込むと、発生した磁力線の方向変化
を検出できる。
Ｗ型のヨーク本体２.3を有するこの構造の電磁石では、リングに形成され、ヨー
ク本体２.3の溝に装着されているコイル２０（ここではコイル２０の前方部分を
省いている）の配置により、図示する磁力線の変化が生じる。これにより、方向
検出センサ８をヨーク本体２.3の中に図示するように、つまりこのセンサを磁極
面１５の上にあるいは一部磁極面１５の中に深く挿入して配置するように組み込
める可能性が生じる。この場合、方向検出センサ８は磁極面１５から突出してい
る。これに合わせて、接片１に適当な大きさの切欠１９が配置されている。この
切欠は漏洩磁場のタイプに応じて磁場に必要な歪みを与えるので、接片１が近接
し、方向検出センサ８が切欠１９の中に入り込むと、発生した磁力線の方向変化
を検出できる。
【００２３】 図面から分かるように、方向検出センサ８はヨーク本体２.3の対称面に対して
、また接片１の切欠１９はそれに応じて偏心させて配置されている。その結果、
接片１が磁極面１５に近接する時、接片のどの位置でも方向検出センサ８が磁束
で貫通されることも保証される。
、また接片１の切欠１９はそれに応じて偏心させて配置されている。その結果、
接片１が磁極面１５に近接する時、接片のどの位置でも方向検出センサ８が磁束
で貫通されることも保証される。
【００２４】 ここに与えた磁極面１５の定義に合わせてそれぞれ割り当てられる第二の切換
位置はその都度捕捉する電磁石の磁極面１５に接片１を直接当てることにより指
定される。しかし、ガス交換弁を操作するためここに与えた電磁アクチエータの
実施例では、ガス交換弁がその気密面に接触するが、接片１が未だ閉電磁石２.1
の磁極面に到達していない時に第二切換位置は機能「弁閉」で既に到達している
ことも可能である。これは、図１に示すように、案内ボルト１.1が分割され、弁
の遊びにより接片１が捕捉する電磁石、ここでは閉電磁石２.1の磁極面の方向に
未だ移動するが、ガス交換弁は既に静止している場合に与えられる。
位置はその都度捕捉する電磁石の磁極面１５に接片１を直接当てることにより指
定される。しかし、ガス交換弁を操作するためここに与えた電磁アクチエータの
実施例では、ガス交換弁がその気密面に接触するが、接片１が未だ閉電磁石２.1
の磁極面に到達していない時に第二切換位置は機能「弁閉」で既に到達している
ことも可能である。これは、図１に示すように、案内ボルト１.1が分割され、弁
の遊びにより接片１が捕捉する電磁石、ここでは閉電磁石２.1の磁極面の方向に
未だ移動するが、ガス交換弁は既に静止している場合に与えられる。
【図１】 付属する制御部を備えたアクチエータを示す。
【図２】 接片の間隔が大きい時のアクチエータの電磁石の一方に対する磁
場の変化を模式的に示す。
場の変化を模式的に示す。
【図３】 接片の間隔が小さい時の電磁石のところの磁場の変化を示す。
【図４】 図２の領域ＩＶの磁力線の波形の変化を伴う方向検出センサの配
置の拡大図を示す。
置の拡大図を示す。
【図５】 図３の領域Ｖの拡大図の磁力線の波形を示す。
【図６】 二つの方向検出センサを備えた実施例を示す。
【図７】 方向検出センサを組み込んだアクチエータを示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｆ１６Ｋ 31/06 ３２０ Ｈ０２Ｋ 11/00 Ｈ (72)発明者 シュミッツ・ギュンター ドイツ連邦共和国、52074 アーヘン、ヴ ェーネターストラーセ、23 (72)発明者 ボイエ・クリスティアン ドイツ連邦共和国、52064 アーヘン、ゲ ーテストラーセ、25 (72)発明者 ファン デル スタイ・フランク ドイツ連邦共和国、52146 ヴュルゼレン、 アン・デア・ラントヴェーア、18 (72)発明者 カーター・ルッツ ドイツ連邦共和国、52146 ヴュルゼレン、 ハイデストラーセ、89 Ｆターム(参考） 3G018 AB08 AB09 AB15 AB16 BA38 CA11 CA12 DA36 DA37 DA41 DA44 DA45 DA65 EA22 EA32 FA01 FA06 FA07 GA01 GA03 GA22 GA31 3H106 DA07 DA23 DA25 DB02 DB14 DB26 DB32 DC02 DC17 DD03 EE34 FA08 FB09 KK12 KK17 5H540 AA10 BA10 BB04 BB06 DD01 EE05 EE08 FA13 5H611 AA01 BB01 PP05 QQ02 QQ03 RR03 UA01 UB01 5H633 BB06 GG02 GG15 GG23 HH14 JA02
Claims (3)
- 【請求項１】 少なくとも一つの磁極面を有し、制御可能な電流源に接続してい
る少なくとも一つの電磁石と、操作すべき駆動ユニットに接続していて、電磁石
に電流を供給すると戻しバネの力に逆らって第一切換位置から電磁石の磁極面の
方向にこの磁極面に付属する第二切換位置へ移動する接片とを備え、動きを検出
する、特に電磁アクチエータおける接片の衝突速度を制御する方法において、電
磁石に付属する少なくとも一つの方向検出センサにより接片の近接時に変化する
漏洩磁場の方向を検出し、方向の変化に応じて電流源の制御信号を出力すること
を特徴とする方法。 - 【請求項２】 前記方向検出センサにより漏洩磁場の磁力線の変化を磁極面の傍
の横で検出することを特徴とする請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 相互にしかも電磁石の磁場に対して異なった方向に少なくとも二
つの方向検出センサを設けることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載
の方法。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19909109A DE19909109A1 (de) | 1999-03-03 | 1999-03-03 | Verfahren zur Erfassung der Ankerbewegung an einem elektromagnetischen Aktuator |
| DE19909109.9 | 1999-03-03 | ||
| PCT/EP2000/001546 WO2000052715A1 (de) | 1999-03-03 | 2000-02-25 | Verfahren zur erfassung der ankerbewegung an einem elektromagnetischen aktuator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002538753A true JP2002538753A (ja) | 2002-11-12 |
Family
ID=7899438
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000603054A Withdrawn JP2002538753A (ja) | 1999-03-03 | 2000-02-25 | 電磁アクチエータにおいて接片の動きを検出する方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1076908A1 (ja) |
| JP (1) | JP2002538753A (ja) |
| DE (1) | DE19909109A1 (ja) |
| WO (1) | WO2000052715A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015224751A (ja) * | 2014-05-29 | 2015-12-14 | プログレッシオ合同会社 | 真空用ゲートバルブ |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10062107C5 (de) * | 2000-12-13 | 2004-05-13 | Daimlerchrysler Ag | Aktorregelung |
| US6701876B2 (en) * | 2001-09-27 | 2004-03-09 | Visteon Global Technologies, Inc. | Electromechanical engine valve actuator system with reduced armature impact |
| SE0203429D0 (sv) | 2002-11-20 | 2002-11-20 | Siemens Elema Ab | Elektrodynamisk aktuator |
| DE102016006491B4 (de) * | 2016-05-25 | 2019-03-07 | Audi Ag | Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine sowie entsprechende Brennkraftmaschine |
| DE102018217352A1 (de) | 2018-10-10 | 2020-04-16 | Conti Temic Microelectronic Gmbh | Aktorvorrichtung sowie Verfahren zur Kompensation eines magnetischen Streufeldes bei einer Aktorvorrichtung |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3800824A1 (de) * | 1988-01-14 | 1989-07-27 | Standard Elektrik Lorenz Ag | Vorrichtung mit wenigstens einem in einem gehaeuse angeordneten magnetfeldabhaengigen widerstand |
| US5570015A (en) * | 1992-02-05 | 1996-10-29 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Linear positional displacement detector for detecting linear displacement of a permanent magnet as a change in direction of magnetic sensor unit |
| DE19706106A1 (de) * | 1997-02-17 | 1998-08-27 | Siemens Ag | Ventileinrichtung eines Verbrennungsmotors |
| DE19807875A1 (de) * | 1998-02-25 | 1999-08-26 | Fev Motorentech Gmbh | Verfahren zur Regelung der Ankerauftreffgeschwindigkeit an einem elektromagnetischen Aktuator durch extrapolierende Abschätzung der Energieeinspeisung |
-
1999
- 1999-03-03 DE DE19909109A patent/DE19909109A1/de not_active Withdrawn
-
2000
- 2000-02-25 JP JP2000603054A patent/JP2002538753A/ja not_active Withdrawn
- 2000-02-25 WO PCT/EP2000/001546 patent/WO2000052715A1/de not_active Application Discontinuation
- 2000-02-25 EP EP00910709A patent/EP1076908A1/de not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015224751A (ja) * | 2014-05-29 | 2015-12-14 | プログレッシオ合同会社 | 真空用ゲートバルブ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE19909109A1 (de) | 2000-09-07 |
| EP1076908A1 (de) | 2001-02-21 |
| WO2000052715A1 (de) | 2000-09-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6633157B1 (en) | Displacement detecting device | |
| US7969146B2 (en) | Displacement measurement device | |
| US5818680A (en) | Apparatus for controlling armature movements in an electromagnetic circuit | |
| US7420362B2 (en) | Sensor array for detecting the movement of a positioning element moved back and forth using an actuator | |
| US5868108A (en) | Method for controlling an electromagnetic actuator operating an engine valve | |
| US5769043A (en) | Method and apparatus for detecting engine valve motion | |
| US5596272A (en) | Magnetic sensor with a beveled permanent magnet | |
| US6657847B1 (en) | Method of using inductance for determining the position of an armature in an electromagnetic solenoid | |
| US6476599B1 (en) | Sensorless method to determine the static armature position in an electronically controlled solenoid device | |
| EP1136662A2 (en) | Position measuring device of electromagnetically operated engine valve drive system and method for attaching the same | |
| US6111741A (en) | Motion recognition process, in particular for regulating the impact speed of an armature on an electromagnetic actuator, and actuator for carrying out the process | |
| US6693787B2 (en) | Control algorithm for soft-landing in electromechanical actuators | |
| US6247900B1 (en) | Stroke sensing apparatus for a variable displacement compressor | |
| US5748433A (en) | Method of accurately controlling the armature motion of an electromagnetic actuator | |
| US20070200558A1 (en) | Device and method for detecting the position and the velocity of a test object | |
| US6564167B2 (en) | Method of determining a position in dependence on a measurement signal of a position sensor | |
| US5832955A (en) | Method for detecting valve play in a cylinder valve actuated by an electromagnetic actuator | |
| JP2002538753A (ja) | 電磁アクチエータにおいて接片の動きを検出する方法 | |
| CN107567537A (zh) | 燃料喷射阀中的压力确定 | |
| US5822167A (en) | Method of adjusting an electromagnetic actuator | |
| CN108026883A (zh) | 燃料喷射器、用于确定可移动电枢的位置的方法以及发动机控制器 | |
| JP3431471B2 (ja) | パルス信号発生装置 | |
| JP2001505637A (ja) | 燃料噴射弁の移動を検知する装置及び方法 | |
| US7511475B2 (en) | Mobile member speed sensor | |
| JP2003500600A (ja) | ピストン式内燃機関のガス交換弁を操作する電磁式アクチュエータを制御する方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20070501 |