JP3911530B2 - 作動モニタリング装置を備えた宇宙機器用電磁弁 - Google Patents
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Description
然るに、前記レーザ光変位計を用いてのモニタリング手段及びオッシログラフを用いてのモニタリング手段にあっては、基本的には目視による検知であり定量的に電磁弁の作動状態を検知できないことから、電磁弁の作動状態の検知精度が低く、流量制御量が小さく応答速度がきわめて大きい宇宙機器用電磁弁には適用できない。
また、特許文献1の発明にあっては、燃料噴射時期制御用電磁弁の作動を高精度で検知可能であるが、電磁弁の作動制御システムが複雑かつ大掛りで高コストの構成となる、
等の問題点を有している。
前記電磁コイルに通電される電流の時間変化を検出する電流検出器を備えるとともに、
該電流の時間変化を表す電流変化率を算出する手段と、
前記電流検出器で検出された電流が、前記弁ばねのばね力相当電流以上の電流の状態である域において、前記電流変化率が正から負へ変化する変化点T 1 (0の点)前の変化時期の勾配を検出する手段と、
前記検出した勾配より前記電磁弁の開き始めを検出する手段と、
前記電流変化線が前記変化時期後において最初の谷になった時期により前記電磁弁の開き終わりを検出する手段と、
前記弁ばねのばね力相当電流以上の電流の状態である域における電流変化率を反転して一定のゲインを付与した後積分して前記電磁弁の弁変位を検出する手段を備えてなることを特徴とする作動モニタリング装置を備えた宇宙機器用電磁弁を提案する。
また、電流検出器にて検出された電流の時間変化波形を解析するのみという、複雑な制御システムを必要とせず、きわめて簡単かつ低コストの構造及び手段で以って前記のような正確なモニタリングを行うことができる。
このように構成すれば、電磁コイルへの通電回路にコンデンサを接続することにより、電磁弁への電流がステップ的に遮断されるのが回避され、該電磁弁の急激な閉止による衝撃の発生を防止できる。
また、電流検出器にて検出された電流の時間変化波形を解析するのみという、複雑な制御システムを必要とせず、きわめて簡単かつ低コストの構造及び手段で以って前記のような正確なモニタリングを行うことができる。
前記電磁コイル2の通電が遮断されると、弁ばね6のばね力により弁体3が弁座に着座し作動流体出口5が閉じられる。
14は前記電気回路34を流れて前記コイル2に通電される電流の時間変化を検出する電流検出器、15はローパスフィルタ、16はA/D変換器、20は処理装置、13は表示装置である。
A/D変換器16から処理装置20に入力された電流Bの時間変化の検出信号は、位相補償部21にて図3に示されるような滑らかな時間変化に補償される。尚、前記A/D変換器16の前に位相補償部21での前記補償を行うようにしてもよい。また、以後の説明ではデジタル演算、制御の場合も図3のアナログ時間変化線図を用いて説明する。
ここで、前記変化時期T 4 は例えば図3にみるように前記微分器23より得られる電流変化率Cを勾配検出器27で更に微分して得られる電流変化率Cの変化割合(勾配)が負の方向に転じる変曲点と対応する時期であって、該変化時期T4が電磁弁100の開き始め時期Tsと一致することが、実験及びシミュレーションにより得られており、かかるデータが弁開き始め検出部29に設定されている。
そして該弁開き始め検出部29においては、前記電流変化率C変化時期T4と電磁弁100の弁変位Aとを対応させて該電磁弁100の開き始め時期Tsを算出する。
ここで、前記電流Bが前記変化時期T4後において最初の谷になる時期T2が電磁弁100の開き終わり時期Teと一致することが、実験及びシミュレーションにより得られており、かかるデータが弁開き終わり検出部28に設定されている。
該弁開き終わり検出部28においては、前記電流Bが最初の谷になる時期T2と電磁弁100の弁変位Aとを対応させて該電磁弁100の開き終わり時期Teを算出する。
従って、該表示装置13に表示される前記電磁弁100の作動状態信号により該電磁弁100の正確なモニタリングが可能となる。
このコンデンサ18により、電磁弁100閉止時において、該電磁弁100への電流がステップ的に遮断されるのが回避され、該電磁弁100の急激な閉止による衝撃の発生を防止できる。
その他の構成は図1の実施例と同様であり、これと同一の部材は同一の符号で示す。
1 弁ケース
2 電磁コイル
3 弁体
3a 弁座
6 弁ばね
13 表示装置
14 電流検出器
15 ローパスフィルタ
16 A/D変換器
20 処理装置
17 電源
19 スイッチ
34 電気回路
Claims (2)
- 電磁コイルへの通電、遮断と弁ばねのばね力との関係により開閉される弁の開閉時期を含む弁の作動状態を検知してモニタリングする作動モニタリング装置を備えた宇宙機器用電磁弁において、
前記電磁コイルに通電される電流の時間変化を検出する電流検出器を備えるとともに、
該電流の時間変化を表す電流変化率を算出する手段と、
前記電流検出器で検出された電流が、前記弁ばねのばね力相当電流以上の電流の状態である域において、前記電流変化率が正から負へ変化する変化点T 1 前の変化時期の勾配を検出する手段と、
前記検出した勾配より前記電磁弁の開き始めを検出する手段と、
前記電流変化線が前記変化時期後において最初の谷になった時期により前記電磁弁の開き終わりを検出する手段と、
前記弁ばねのばね力相当電流以上の電流の状態である域における電流変化率を反転して一定のゲインを付与した後積分して前記電磁弁の弁変位を検出する手段を備えてなることを特徴とする作動モニタリング装置を備えた宇宙機器用電磁弁。 - 前記電磁弁の電磁コイルへの通電回路にコンデンサを接続してなることを特徴とする請求項1記載の作動モニタリング装置を備えた宇宙機器用電磁弁。
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