JP3692833B2 - 電磁アクチュエータの振動検出装置およびこれを利用した方法 - Google Patents
電磁アクチュエータの振動検出装置およびこれを利用した方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3692833B2 JP3692833B2 JP15598199A JP15598199A JP3692833B2 JP 3692833 B2 JP3692833 B2 JP 3692833B2 JP 15598199 A JP15598199 A JP 15598199A JP 15598199 A JP15598199 A JP 15598199A JP 3692833 B2 JP3692833 B2 JP 3692833B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vibration
- solenoid valve
- frequency
- spool
- drive current
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁アクチュエータの振動検出装置およびこれを利用した方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来技術として、電磁アクチュエータの変位を検出する装置に関する文献は種々知られている(例えば、特開平7−288995号公報や特開平9−42906号公報,特開平10−115205号公報など)。特開平7−288995号公報に記載された装置では、ソレノイド弁の駆動電流にキャリア信号を上重させたときの電圧と電流の位相差からソレノイドのインダクタンスを計算してソレノイド弁の変位を推定している。特開平9−42906号公報に記載された装置では、ソレノイド弁の変位に応じて変化する主磁束の変化を検出してソレノイド弁の変位を検出している。また、特開平10−115205号公報に記載された装置では、ソレノイド弁の開弁用の電磁コイルと閉弁用の電磁コイルとを設け、開弁時には閉弁用の電磁コイルを過電流式変位センサとして用いてソレノイド弁の変位を検出し、逆に閉弁時には開弁用の電磁コイルにより同様にしてソレノイド弁の変位を検出している。こうして検出したソレノイド弁の変位は、ソレノイド弁に作用する流体の影響の判定に用いることができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平7−288995号公報に記載された装置では、ソレノイドのインダクタンスと変位の関係が個体差により変化するから、大量生産品で精度よく変位を検出するのは困難になるという問題があった。また、特開平9−42906号公報に記載された装置では、主磁束の変化を検出するセンサが必要となるため、装置が複雑になるという問題があった。さらに、特開平10−115205号公報に記載された装置では、ソレノイド弁の開弁用と閉弁用の二つの電磁コイルを備える必要があるという問題があった。したがって、これらの装置を用いてソレノイド弁の振動を検出する装置を作成しても精度の面や構成の複雑さ等の面で同様の問題を生じてしまう。
【0004】
また、リニアソレノイド弁に作用する流体の影響はソレノイド弁の変位から判定しなくてもソレノイド弁の振動から判定することもできるから、ソレノイド弁の振動を検出すればよい。言い換えれば、ソレノイド弁の振動からソレノイド弁に作用する流体の影響を判定することができる。
【0005】
本発明の電磁アクチュエータの振動検出装置は、特別なセンサを付加することなく電磁アクチュエータの振動を検出することを目的の一つとする。本発明の電磁アクチュエータの振動検出装置は、電磁アクチュエータの振動を精度よく検出することを目的の一つとする。
【0006】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
本発明の電磁アクチュエータの振動検出装置は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。
【0007】
本発明の電磁アクチュエータの振動検出装置は、
基本的な構成として、
電磁アクチュエータの振動を検出する振動検出装置であって、
前記電磁アクチュエータの駆動電流を検出する駆動電流検出手段と、
該検出された駆動電流から前記電磁アクチュエータの振動周波数に関する周波数帯域の信号を抽出し、該抽出信号に基づいて前記電磁アクチュエータの振動を検出する振動検出手段と
を備える。
【0008】
このような振動検出装置では、電磁アクチュエータの駆動電流に基づいてその振動を検出することができる。この結果、駆動電流を検出する駆動電流検出手段以外のセンサを必要としないから、構成をシンプルなものとすることができる。
【0009】
また、このような振動検出装置において、前記振動検出手段は、前記駆動電流検出手段により検出された駆動電流の所定範囲外の周波数を除去する周波数除去手段と、該所定範囲外の周波数が除去された駆動電流の微分値を演算する微分演算手段と、該演算された微分値に基づいて前記電磁アクチュエータの振動を判定する振動判定手段とを備えるものとすることもできる。ここで、「所定範囲外の周波数」には、電磁アクチュエータの駆動に用いる電流の定常項としての周波数領域やノイズにより生じる高周波領域が含まれ、「所定範囲の周波数」には、電磁アクチュエータの振動の周波数の領域が含まれることを意味する。こうすれば、電磁アクチュエータの振動を精度よく検出することができる。
【0010】
この態様の振動検出装置において、前記振動判定手段は、前記微分演算手段により演算された微分値に前記駆動電流検出手段により検出された駆動電流を乗じた値に基づいて前記電磁アクチュエータの振動を判定する手段であるものとすることもできる。ソレノイド弁は、通常リターンスプリングを備えており、開弁時にソレノイドに通電してソレノイド弁を駆動するから、駆動電流を乗じることはソレノイド弁の開弁時の駆動電流の小さなときの振動をマスクし開弁後の振動に重みを付けることになる。この結果、開弁時の振動と開弁後の振動とを区別することができると共に、開弁後の振動を精度よく検出することができる。
【0011】
また、本発明の電磁アクチュエータの振動検出方法は、
基本的構成として、
電磁アクチュエータの振動を検出する振動検出方法であって、
(a)前記電磁アクチュエータの駆動電流を検出し、
(b)該検出した駆動電流の所定範囲外の周波数を除去し、
(c)該所定範囲外の周波数が除去された駆動電流の微分値を演算し、
(d)該演算された微分値に基づいて前記電磁アクチュエータの振動を判定する。
【0012】
この電磁アクチュエータの振動検出方法では、電磁アクチュエータの駆動電流に基づいて電磁アクチュエータの振動を検出することができる。この結果、電磁アクチュエータの駆動電流を検出するセンサ以外のセンサを必要としない。ここで、「所定範囲外の周波数」には、電磁アクチュエータの駆動に用いる電流の定常項としての周波数領域やノイズにより生じる高周波領域が含まれ、「所定範囲の周波数」には、電磁アクチュエータの振動の周波数の領域が含まれることを意味するから、電磁アクチュエータの振動を精度よく検出することができる。
【0013】
また、上述した振動検出方法において、前記ステップ(d)は、前記演算された微分値に前記検出された駆動電流を乗じた値に基づいて前記電磁アクチュエータの振動を判定するステップであるものとすることもできる。こうすれば、電磁アクチュエータの開弁時の振動と開弁後の振動とを区別することができると共に開弁後の振動を精度よく検出することができる。なお、電磁アクチュエータが通常リターンスプリングを備えることは上述の電磁アクチュエータの振動検出装置で説明したのと同様である。
【0014】
そして、本発明に係る振動検出装置は、電圧駆動指令に応じた電流をソレノイドに印加することで、スプールをスリーブ内において移動させて弁開度を調節するリニアソレノイド弁におけるスプールの振動を検出する振動検出装置であって、前記ソレノイドの駆動電流を検出する駆動電流検出手段と、この駆動電流検出手段により検出された駆動電流から前記ソレノイドの駆動電圧指令の周波数および高周波領域でのノイズを取り除き前記ソレノイドの振動周波数に関する周波数帯域の信号を抽出する抽出手段と、前記抽出手段の抽出信号に基づいて、スプールの振動についての検出電位信号を出力することを特徴とする。
【0015】
また、本発明に係る方法は、電圧駆動指令に応じた電流をソレノイドに印加することで、スプールをスリーブ内において移動させて弁開度を調節するリニアソレノイド弁におけるスプールの振動を検出することでリニアソレノイド弁に作用する流体の影響を判定する方法であって、前記ソレノイドの駆動電流を検出し、検出された駆動電流からリニアソレノイド弁の駆動電圧指令の周波数および高周波領域でのノイズを取り除き前記ソレノイドの振動周波数に関する周波数帯域の信号を抽出し、得られた抽出信号に基づいて、リニアソレノイド弁に作用する流体の影響を判定することを特徴とする。
【0016】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を実施例を用いて説明する。図1は、本発明の一実施例である電磁アクチュエータとしてのリニアソレノイド弁の振動検出装置40をリニアソレノイド弁30の電気系統に取り付けた際の構成の概略を示す構成図である。図示するように、実施例の振動検出装置40は、電源回路22からリニアソレノイド弁30に電力を供給する電源ラインに設けられリニアソレノイド弁30に流れる電流iを検出する電流計42と、電流計42により検出された電流iの振動に基づく周波数領域だけを通過するバンドパスフィルタ44と、バンドパスフィルタ44を通過した所定周波数領域の信号の微分値を演算する微分演算器46と、微分演算器46により演算された微分値に電流計42により検出された電流iを乗じて重みを付加する重み付加器48とを備える。
【0017】
リニアソレノイド弁30は、油圧回路における油圧の制御に用いられる弁であり、図2に示すように、ソレノイド31に電流を印加することによりプランジャ32を軸方向(図中水平方向)にリターンスプリング33に抗して動作させ、プランジャ32により軸方向にスライドさせられるスプール34と固定されたスリーブ35との相対位置により定まる弁開度を調節することにより、油圧を制御するものである。このリニアソレノイド弁30は、油圧回路における油圧が振動すると、スプール34が振動し、この振動がスプール34に当接しているプランジャ32に伝達する。プランジャ32の振動は、ソレノイド31に起電力を生じさせるから、振動はソレノイド31に印加されている電流iに現われる。
【0018】
こうしたリニアソレノイド弁30の駆動電圧Eと駆動電流iとの関係は、ブロック線図で表わせば図3の様になり、式で表わせば次式(1)のように表わされる。ここで、図3および式(1)中、「E」は駆動電圧、「L」はソレノイド31のインダクタンス、「R」はソレノイド31の直流抵抗、「i」は駆動電流、「x」はリニアソレノイド弁30のスプール34の変位、「dx/dt」は外乱をそれぞれ表わす。
【0019】
【数1】
【0020】
リニアソレノイド弁30の駆動電圧指令の周波数は、油圧振動の周波数に比して充分低いからハイパスフィルタを用いて電流iの定常項を取り除くと上述の式(1)より次式(2)が得られる。
【0021】
【数2】
【0022】
このように、スプールの変位xの変化dx/dt(外乱)は、リニアソレノイド弁の電流iの変化di/dtに比例する。従って、電流iを検出することで、リニアソレノイド弁の外乱である流体の影響を検出することができる。
【0023】
また、電流iの高周波領域でのノイズを取り除くためにローパスフィルタを用いれば、得られる信号は、振動に基づく周波数を反映するものとなる。したがって、振動検出装置40のバンドパスフィルタ44を、リニアソレノイド弁30の駆動電圧指令の周波数を取り除くハイパスフィルタと高周波領域でのノイズを取り除くローパスフィルタとを組み合わせてなるバンドパスフィルタとすることにより、リニアソレノイド弁30のスプール34の振動に基づく周波領域だけを含む信号を得ることができる。
【0024】
こうしてバンドパスフィルタ44により得られる信号から微分演算器46により微分値を求めれば、この微分値はリニアソレノイド弁30のスプール34の変位速度を示すものとなり、油圧振動を示すものとなる。
【0025】
油圧振動が問題となるのは、リニアソレノイド弁30が開弁状態にあるときであり、ソレノイド31に流れる電流iが小さくまだ開弁していない状態のときは問題にならないから、ソレノイド31に流れる電流iを微分演算器46により得られる微分値に乗じれば問題となる油圧振動の領域をクローズアップすることができる。振動検出装置40の重み付加器48は、この目的のために微分演算器46により得られた微分値に電流iを乗じるのである。
【0026】
微分演算器46による微分を次式(3)の不完全微分とし、バンドパスフィルタ44を式(4)のローパスフィルタと式(5)のハイパスフィルタにより構成したときのリニアソレノイド弁30の作動による油圧の変化とスプール34の変位,スプール34の変位の速度,振動検出装置40からの出力(検出電位)の一例を図4に示す。
【0027】
【数3】
【0028】
図示するように、スプール34が十分に変位してリニアソレノイド弁30が開弁状態となる時間0.3秒までは、ソレノイド31に流れる電流iが小さいから、重み付加器48によりスプール34の振動として出力される検出電位は小さく抑えられる。一方、時間0.3秒以降ではソレノイド31に流れる電流iは大きくなり、重み付加器48によってスプール34の振動はクローズアップされて検出電位は大きくなる。
【0029】
以上説明した実施例のリニアソレノイド弁の振動検出装置40によれば、電流計42以外の特別なセンサを付加することなく、リニアソレノイド弁の振動を精度よく検出することができる。しかもバンドパスフィルタ44を用いてスプール34の振動に基づく周波数領域だけを取り出したから、高い精度で振動を検出することができる。また、重み付加器48により重みを付けたから、問題となるリニアソレノイド弁30の状態における振動をクローズアップさせることができる。
【0030】
実施例の振動検出装置40では、バンドパスフィルタ44を備えるものとしたが、バンドパスフィルタ44を備えないものとして構成してもかまわない。また、実施例の振動検出装置40では、重み付加器48により重みを付加するものとしたが、常時開弁状態でありその開度を調節するタイプのソレノイド弁などに適用する場合などでは重みを付加しないものとするのも好適である。
【0031】
実施例の振動検出装置40では、油圧制御に用いるリニアソレノイド弁30に適用したが、ソレノイドを用いて弁開度を調節するものであれば如何なるタイプの弁、例えば湯と水とを混合する湯水混合弁などにも適用することができる。
【0032】
以上、本発明の実施の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例である電磁アクチュエータとしてのリニアソレノイド弁の振動検出装置40をリニアソレノイド弁30の電気系統に取り付けた際の構成の概略を示す構成図である。
【図2】 リニアソレノイド弁30の構成の概略を示す断面図である。
【図3】 リニアソレノイド弁30の駆動電圧Eと駆動電流iとの関係を示すブロック線図である。
【図4】 リニアソレノイド弁30の作動による油圧の変化とスプール34の変位,スプール34の変位の速度,振動検出装置40からの出力(検出電位)の一例を示すグラフである。
【符号の説明】
22 電源回路、30 リニアソレノイド弁、31 ソレノイド、32 プランジャ、33 リターンスプリング、34 スプール、35 スリーブ、40 振動検出装置、42 電流計、44 バンドパスフィルタ、46 微分演算器、48 重み付加器。
Claims (2)
- 電圧駆動指令に応じた電流をソレノイドに印加することで、スプールをスリーブ内において移動させて弁開度を調節するリニアソレノイド弁におけるスプールの振動を検出する振動検出装置であって、
前記ソレノイドの駆動電流を検出する駆動電流検出手段と、
この駆動電流検出手段により検出された駆動電流から前記ソレノイドの駆動電圧指令の周波数および高周波領域でのノイズを取り除き前記ソレノイドの振動周波数に関する周波数帯域の信号を抽出する抽出手段と、
前記抽出手段の抽出信号に基づいて、スプールの振動についての検出電位信号を出力する振動検出装置。 - 電圧駆動指令に応じた電流をソレノイドに印加することで、スプールをスリーブ内において移動させて弁開度を調節するリニアソレノイド弁におけるスプールの振動を検出することでリニアソレノイド弁に作用する流体の影響を判定する方法であって、
前記ソレノイドの駆動電流を検出し、
検出された駆動電流からリニアソレノイド弁の駆動電圧指令の周波数および高周波領域でのノイズを取り除き前記ソレノイドの振動周波数に関する周波数帯域の信号を抽出し、
得られた抽出信号に基づいて、リニアソレノイド弁に作用する流体の影響を判定する方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15598199A JP3692833B2 (ja) | 1999-06-03 | 1999-06-03 | 電磁アクチュエータの振動検出装置およびこれを利用した方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15598199A JP3692833B2 (ja) | 1999-06-03 | 1999-06-03 | 電磁アクチュエータの振動検出装置およびこれを利用した方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000346703A JP2000346703A (ja) | 2000-12-15 |
JP3692833B2 true JP3692833B2 (ja) | 2005-09-07 |
Family
ID=15617756
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15598199A Expired - Fee Related JP3692833B2 (ja) | 1999-06-03 | 1999-06-03 | 電磁アクチュエータの振動検出装置およびこれを利用した方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3692833B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4269999B2 (ja) * | 2003-06-30 | 2009-05-27 | トヨタ自動車株式会社 | 負荷要素の状態検出装置 |
US8444124B2 (en) | 2007-08-15 | 2013-05-21 | Honda Motor Co., Ltd. | Engine natural vibration frequency detection method, active vibration isolation support device control method, engine natural vibration frequency detection apparatus, active vibration isolation support device control apparatus, active vibration isolation support device, and vibration frequency detection apparatus for vibrating body |
JP4837635B2 (ja) * | 2007-08-15 | 2011-12-14 | 本田技研工業株式会社 | 能動型防振支持装置およびエンジンの振動周波数検出方法 |
JP6118988B2 (ja) * | 2013-04-09 | 2017-04-26 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | モータ駆動装置 |
-
1999
- 1999-06-03 JP JP15598199A patent/JP3692833B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2000346703A (ja) | 2000-12-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5253151B2 (ja) | 電磁アクチュエータ内のセンサ無し位置検知 | |
US6469500B1 (en) | Method for determining the position and/or speed of motion of a control element that can be moved back and forth between two switching positions | |
CN111133547B (zh) | 操作中压断路器或重合闸的方法以及中压断路器或重合闸本身 | |
KR100486582B1 (ko) | 왕복동식 압축기의 스트로크 검출장치 및 방법 | |
KR19990036799A (ko) | 자기 저항 타입의 전자기형 액튜에이터내의 아마추어의 위치를감지하기 위한 방법 및 장치 | |
KR970075221A (ko) | 흡배기용 전자구동밸브의 이상검출방법 | |
KR20130097753A (ko) | 전기적으로 제어된 밸브의 상태를 검출하기 위한 방법 및 장치 | |
JP2008537464A5 (ja) | ||
CZ2013822A3 (cs) | Bezkontaktní magnetický senzor polohy magnetických nebo elektricky vodivých objektů | |
US7622916B2 (en) | Detector | |
JP3692833B2 (ja) | 電磁アクチュエータの振動検出装置およびこれを利用した方法 | |
US7058538B2 (en) | Method for determining the instant of reaching of the stroke end position in the deactivation phase of a movable element having shutter function forming part of a solenoid valve | |
CN107076129A (zh) | 用于电磁驱动的往复泵的控制的方法及其实施装置 | |
JP3881094B2 (ja) | 電磁式弁駆動装置 | |
EP2814044A1 (en) | Method and apparatus for determining the condition of a control element | |
KR101824749B1 (ko) | 자기 베어링의 전자석의 저항값을 조정하고, 상기 조정된 저항값을 고려하여 자기 베어링에 지지된 물체의 위치를 센서리스 방식으로 검출하기 위한 방법 | |
SE0002796D0 (sv) | Metod för positionsmätning av elektromagnetisk aktuator | |
Dülk et al. | Sensorless position estimation in solenoid actuators with load compensation | |
Maridor | Design, optimization, and sensorless control of a linear actuator | |
KR20190123529A (ko) | 파워 시트 시스템의 모터 제어 방법 | |
JP2004173493A (ja) | 電気力学的なアクチュエータ | |
EP1205642B1 (en) | Method of estimating the effect of the parasitic currents in an electromagnetic actuator for the control of an engine valve | |
JP2010100287A (ja) | ブレーキ圧力調整弁における油圧差の検出方法及び装置 | |
KR100807943B1 (ko) | 엘리베이터 브레이크의 접극자 동작 검출 장치 및 접극자위치 추정 장치 | |
Yuan et al. | Self-sensing actuators in electrohydraulic valves |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20041007 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050322 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050509 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050531 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050613 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |