JP2017090337A - Displacement detector and egr sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、変位検出装置及びEGRセンサに関する。 The present invention relates to a displacement detection device and an EGR sensor.
従来の技術として、EGR(Exhaust Gas Recirculation)のバルブに連動して移動する磁石の磁界を検出することで、バルブ開度を検出するEGRセンサが提案されている(例えば、特許文献1参照)。 As a conventional technique, an EGR sensor that detects a valve opening degree by detecting a magnetic field of a magnet that moves in conjunction with an EGR (Exhaust Gas Recirculation) valve has been proposed (for example, see Patent Document 1).
特許文献1に開示されたEGRセンサは、EGRバルブに一端が連結されたロッドと、当該ロッドの他端に接続されてロッドのストローク方向に着磁された磁石と、当該磁石の移動による磁界の変化を検出する磁気センサとを有し、磁気センサの検出する磁界に基づいてバルブ開度を検出する。 The EGR sensor disclosed in Patent Document 1 includes a rod having one end connected to an EGR valve, a magnet connected to the other end of the rod and magnetized in the stroke direction of the rod, and a magnetic field generated by the movement of the magnet. A magnetic sensor for detecting a change, and detecting a valve opening based on a magnetic field detected by the magnetic sensor.
しかし、特許文献1に示すEGRセンサは、磁石の移動による磁界の変化を検出することでバルブ開度を検出するが、バルブを開閉するためにロッドをソレノイドで駆動しようとした場合、当該ソレノイドによって形成される磁場が磁気センサの検出する磁場に影響することがあるため、ソレノイド等の磁気制御による駆動部を用いることができない場合があった、という問題があった。 However, the EGR sensor shown in Patent Document 1 detects the valve opening by detecting a change in the magnetic field due to the movement of the magnet. However, when the rod is driven by a solenoid to open and close the valve, Since the formed magnetic field may affect the magnetic field detected by the magnetic sensor, there has been a problem that a drive unit by magnetic control such as a solenoid may not be used.
従って、本発明の目的は、磁気制御による駆動部を採用した場合にも、駆動対象の位置を、磁気検出素子を用いたセンサにより検出する変位検出装置及びEGRセンサを提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a displacement detection device and an EGR sensor that detect the position of a drive target with a sensor using a magnetic detection element even when a drive unit based on magnetic control is employed.
本発明の一態様は、上記目的を達成するため、以下の変位検出装置を提供する。 One embodiment of the present invention provides the following displacement detection device in order to achieve the above object.
[1]磁気により駆動されて一の方向に変位する測定対象と接続されて、前記一の方向に変位する磁石と、
前記磁石の形成する磁場の磁束密度の変化を前記一の方向に直交する方向で検出する磁気検出素子とを有する変位検出装置。
[2]前記磁石の着磁方向は、前記一の方向と平行でない方向である前記[1]に記載の変位検出装置。
[3]前記測定対象は、ソレノイドにより駆動され、
前記磁気検出素子は、前記ソレノイドの中心軸上に配置される前記[1]又は[2]に記載の変位検出装置。
[4]磁気により駆動されて一の方向に変位するバルブと接続されて、前記一の方向に変位する磁石と、
前記磁石の形成する磁場の磁束密度の変化を前記一の方向に直交する方向で検出する磁気検出素子とを有するEGRセンサ。
[1] A magnet that is driven by magnetism and is connected to a measurement object that is displaced in one direction and is displaced in the one direction;
A displacement detection device comprising: a magnetic detection element that detects a change in magnetic flux density of a magnetic field formed by the magnet in a direction orthogonal to the one direction.
[2] The displacement detection device according to [1], wherein the magnetizing direction of the magnet is a direction that is not parallel to the one direction.
[3] The measurement object is driven by a solenoid,
The displacement detection device according to [1] or [2], wherein the magnetic detection element is disposed on a central axis of the solenoid.
[4] A magnet that is driven by magnetism and is connected to a valve that is displaced in one direction, and that is displaced in the one direction;
An EGR sensor comprising: a magnetic detection element that detects a change in magnetic flux density of a magnetic field formed by the magnet in a direction orthogonal to the one direction.
請求項1に係る発明によれば、磁気制御による駆動部を採用した場合にも、駆動対象の位置を、磁気検出素子を用いたセンサにより検出することができる。
請求項2に係る発明によれば、一の方向に直交する方向で磁場の磁束密度を変化させることができる。
請求項3に係る発明によれば、ソレノイドが発生する磁場を磁気検出素子が検出しないよう配置することができる。
According to the first aspect of the present invention, the position of the drive target can be detected by the sensor using the magnetic detection element even when the drive unit by magnetic control is employed.
According to the invention which concerns on Claim 2, the magnetic flux density of a magnetic field can be changed in the direction orthogonal to one direction.
According to the invention which concerns on Claim 3, it can arrange | position so that the magnetic detection element may not detect the magnetic field which a solenoid generate | occur | produces.
[実施の形態]
(EGR装置の構成)
図1は、実施の形態に係るEGR装置の構成例を示す一部断面図である。
[Embodiment]
(Configuration of EGR device)
FIG. 1 is a partial cross-sectional view illustrating a configuration example of an EGR apparatus according to an embodiment.
図1に示すように、EGR装置1は、バルブ開度を検出する検出部10と、バルブ22を開閉するバルブ開閉部20と、ロッド21を介してバルブ22を駆動する駆動部30と、検出部10から入力される検出信号を含む情報に基づいて駆動部30に制御信号を出力する制御部40と、各部を一体化するケース50とを有する。
As shown in FIG. 1, the EGR device 1 includes a
検出部10は、ロッド21の一端に接続されてバルブ22の開度に連動して変位する磁石12と、磁石12の形成する磁場の変化を検出するホールIC11とを有する。
The
磁石12は、フェライト、サマリウムコバルト、ネオジウム等の材料を用いて形成された永久磁石である。
The
バルブ開閉部20は、ケース50内部に形成されて再循環排気ガスを吸入する吸気口23と、再循環排気ガスをインテークマニホールドへ排出する排気口24と、吸気口23と排気口24の流路をシート230と開閉するバルブ22とを有する。また、バルブ22はロッド21の一端に一体形成され好ましくは非磁性体材料を用いて形成される。磁性体材料を用いてバルブ22を形成したことでホールIC11が検出する磁場に影響が出る場合は、当該影響を制御部40で補正することを条件として磁性体材料を用いることができる。ホールIC11が検出する磁場に影響が出ない場合は、磁性体材料を当然用いることができる。
The valve opening /
駆動部30は、円筒形であって制御部40の制御信号に基づいて磁場を発生するソレノイド31と、ソレノイド31の発生する磁場に応じて変位方向Ddの図面鉛直方向に変位してロッド21を変位させるプランジャ32と、プランジャ32を弾性支持するバネ33とを有する。
The drive unit 30 has a cylindrical shape and generates a magnetic field based on a control signal from the
制御部40は、検出部10から入力される検出信号や、図示しないエンジンの情報等に基づいて駆動部30に制御信号を出力する。
The
なお、検出部10と駆動部30の位置関係を入れ替えてもよい。つまり、ロッド21の変位方向の中央に磁石12を配置し、一端にバルブ22を、他端にプランジャ32を設けるようにしてもよい。
Note that the positional relationship between the
図2(a)−(c)は、磁石12の磁化方向及びホールIC11の磁気検出方向を説明するための平面図、側面図及び斜視図である。
2A to 2C are a plan view, a side view, and a perspective view for explaining the magnetization direction of the
図2(a)−(c)に示すように、ホールIC11はy軸に平行な検出方向Dsy及びz軸に平行な検出方向Dszにおいて磁束密度を検出する。これは後述するようにソレノイド31から発生する磁界BextによりホールIC11の位置でx方向の磁束が生じるためであり、このx方向の磁束を検出しないようにするためである。ホールIC11は、ソレノイド31の中心軸の延長線上に配置されることが望ましく、ホールIC11を中心軸の延長線上に配置するために磁石12をz方向にオフセットしてもよい。また、ホールIC11は、Bextの影響を完全に0にせずともなるべく抑えるような位置に配置するものであってもよい。
As shown in FIGS. 2A to 2C, the
図2(a)に示すように、平面視において磁石12の磁化方向Dmxyは、少なくとも変位方向Ddと平行でなく、図示した例ではx軸及びy軸に45°の角度をなす方向である。また、図2(b)に示すように、側面視において磁石12の磁化方向Dmxyはz方向には磁化されていない。
As shown in FIG. 2A, the magnetization direction D mxy of the
なお、磁化方向Dmxyは例示であって、磁石12が変位する範囲でホールIC11の検出方向Dsy及びDszにおいて検出される磁束密度から一意的にホールIC11の位置が検出できるものであれば他の磁化方向でもよい。
The magnetization direction D mxy is an exemplification, and the position of the
図3(a)及び(b)は、ホールICの構成を示す斜視図及び断面図である。 3A and 3B are a perspective view and a cross-sectional view showing the configuration of the Hall IC.
ホールIC11は、図2(a)及び(b)に示すように、一例として、z方向に厚みを有する平板状の基板110と、基板110上に設けられてxy面に平行な検出面を有し、磁気検出素子として検出方向Dszをz方向とするホール素子110x1、110x2、110y1、110y2と、ホール素子110x1、110x2、110y1、110y2上に一部が重なるように設けられてx方向及びy方向の磁束をz方向に変換してホール素子110x1、110x2、110y1、110y2に検出させる磁気コンセントレータ111と、ホール素子110x1、110x2、110y1、110y2の出力する信号を処理する信号処理回路(図示せず)を有し、x、y、z方向の磁束密度を検出する。
As shown in FIGS. 2A and 2B, the Hall IC 11 has, as an example, a
ホールIC11は、例えば、メレキシス製トライアクシスポジションセンサ等を用い、ホール素子110x1と110x2との出力の差分、ホール素子110y1と110y2との出力の差分をとることでx方向、y方向の磁束密度に比例した出力を得ることができる。磁束密度と出力との関係は後述する。また、ホール素子110x1と110x2との間隔、ホール素子110y1と110y2との間隔は、0.2mmであり、パッケージモールド部はz方向の厚みが1.5mm、x方向の幅が4.1mm、y方向の高さが3mmである。ホールIC11の磁気コンセントレータ111として、パーマロイを用いることができる。また、ホールIC11は、ホール素子110x1と110x2を省略してもよい。
Hall IC11, for example, using Melexis made Tri Axis position sensor or the like, x-direction by taking the difference between the outputs of the difference between the outputs of the Hall elements 110x 1 and 110x 2, the
なお、検出方向がy、z方向であれば、ホールIC11に代えてMR素子等の他の種類の素子を用いてもよいし、検出方向がy、z方向を含めば複数の軸方向にそれぞれ磁気検出素子を配置した多軸磁気検出ICを用いてもよい。
If the detection directions are the y and z directions, other types of elements such as MR elements may be used in place of the
(実施の形態の効果)
上記した実施の形態によれば、ホールIC11の検出方向を駆動部30のソレノイド31が発生する磁界以外の方向としたため、磁気制御による駆動部30を採用した場合にも、駆動対象であるバルブ22の位置をホールIC11により検出することができる。
(Effect of embodiment)
According to the above-described embodiment, since the detection direction of the
[他の実施の形態]
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々な変形が可能である。例えば、以下に示す変形例のように変形が可能である。
[Other embodiments]
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, modifications are possible as shown in the following modifications.
(変形例)
図4は、磁石の磁化方向及びセンサの磁気検出方向を説明するための斜視図である。
(Modification)
FIG. 4 is a perspective view for explaining the magnetization direction of the magnet and the magnetic detection direction of the sensor.
図4に示すように、磁石12Aの磁化方向Dmzは、少なくとも変位方向Ddと平行でなく、図示した例ではz軸に平行な方向である。なお、磁石12Aは、平面視において変位方向と45°をなして磁石12Aの中心点を通る平面を境界として磁化方向が逆となる。また、磁石12の磁化方向Dmzはx方向及びy方向には磁化されていない。
As shown in FIG. 4, the magnetization direction D mz of the magnet 12A is not parallel to at least the displacement direction D d, and is a direction parallel to the z-axis in the illustrated example. Magnet 12A has a magnetization direction opposite to a plane that forms 45 ° with the displacement direction and passes through the center point of magnet 12A in plan view. Further, the magnetization direction D mz of the
なお、磁化方向Dmzは例示であって、磁石12が変位する範囲でホールIC11の検出方向Dsy及びDszにおいて検出される磁束密度から一意的にホールIC11の位置が検出できるものであれば他の磁化方向でもよい。
The magnetization direction D mz is an example, and the position of the
また、上記実施の形態では、変位検出装置をEGRセンサとして用いる例を示したが、これに限らず一方向に変位し、当該変位を駆動するものが磁力によるものであれば同様に適用できる。他の装置としては、自動変速機のギア制御用ソレノイドやライン制御用ソレノイド等が挙げられ、実施の形態と同様に、駆動部の磁場の影響を受けずに非接触で変位を検出することができる。 Moreover, although the example which uses a displacement detection apparatus as an EGR sensor was shown in the said embodiment, not only this but the displacement to one direction and the thing which drives the said displacement by a magnetic force are applicable similarly. Other devices include a gear control solenoid and a line control solenoid of an automatic transmission, and the displacement can be detected in a non-contact manner without being affected by the magnetic field of the drive unit, as in the embodiment. it can.
また、上記した実施の形態のセンサ、磁石の組み合わせは例示であって、位置検出の機能が損なわれず、本発明の要旨を変更しない範囲内で、これらをそれぞれ適宜選択して新たな組み合わせに変更して用いてもよい。 In addition, the combination of the sensor and magnet in the above-described embodiment is an example, and the position detection function is not impaired, and these are appropriately selected and changed to a new combination within a range not changing the gist of the present invention. May be used.
1 EGR装置
10 検出部
11 ホールIC
12、12A 磁石
20 バルブ開閉部
21 ロッド
22 バルブ
23 吸気口
24 排気口
30 駆動部
31 ソレノイド
32 プランジャ
33 バネ
40 制御部
50 ケース
60 センサ
110 基板
110x1、110x2、110y1、110y2 ホール素子
111 磁気コンセントレータ
230 シート
1
12,
Claims (4)
前記磁石の形成する磁場の磁束密度の変化を前記一の方向に直交する方向で検出する磁気検出素子とを有する変位検出装置。 A magnet that is driven by magnetism and is connected to a measurement object that is displaced in one direction and is displaced in the one direction;
A displacement detection device comprising: a magnetic detection element that detects a change in magnetic flux density of a magnetic field formed by the magnet in a direction orthogonal to the one direction.
前記磁気検出素子は、前記ソレノイドの中心軸上に配置される請求項1又は2に記載の変位検出装置。 The measurement object is driven by a solenoid,
The displacement detection device according to claim 1, wherein the magnetic detection element is disposed on a central axis of the solenoid.
前記磁石の形成する磁場の磁束密度の変化を前記一の方向に直交する方向で検出する磁気検出素子とを有するEGRセンサ。
A magnet that is driven by magnetism and is connected to a valve that is displaced in one direction, and that is displaced in the one direction;
An EGR sensor comprising: a magnetic detection element that detects a change in magnetic flux density of a magnetic field formed by the magnet in a direction orthogonal to the one direction.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2015223085A JP2017090337A (en) | 2015-11-13 | 2015-11-13 | Displacement detector and egr sensor |
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