JPH0368522B2 - - Google Patents
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- JPH0368522B2 JPH0368522B2 JP61273837A JP27383786A JPH0368522B2 JP H0368522 B2 JPH0368522 B2 JP H0368522B2 JP 61273837 A JP61273837 A JP 61273837A JP 27383786 A JP27383786 A JP 27383786A JP H0368522 B2 JPH0368522 B2 JP H0368522B2
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- electromagnet
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- clock
- circuit
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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
- H01F7/1805—Circuit arrangements for holding the operation of electromagnets or for holding the armature in attracted position with reduced energising current
-
- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H47/00—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current
- H01H47/22—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current for supplying energising current for relay coil
- H01H47/32—Energising current supplied by semiconductor device
- H01H47/325—Energising current supplied by semiconductor device by switching regulator
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Magnetically Actuated Valves (AREA)
- Valve Device For Special Equipments (AREA)
- Load-Engaging Elements For Cranes (AREA)
- Relay Circuits (AREA)
- Electromagnets (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、電磁石の電流が所定の上限値を越え
るとクロツク電流の供給を遮断すると共に電磁石
の電流が所定の下限値を下回るとクロツク電流を
供給することによつて、吸引後における接極子を
保持するための電磁石の制御方法および制御回路
に関する。
るとクロツク電流の供給を遮断すると共に電磁石
の電流が所定の下限値を下回るとクロツク電流を
供給することによつて、吸引後における接極子を
保持するための電磁石の制御方法および制御回路
に関する。
従来の技術
エネルギーを節約するために、クロツク電流を
供給および遮断することによつて接極子を吸引し
保持段階にある電磁石を制御し、クロツク電流が
遮断されている間はフリーランニング回路により
電磁石へ電流を供給することは公知である。この
ような回路はたとえばドイツ出願公開第2425585
号公報から知ることができる。
供給および遮断することによつて接極子を吸引し
保持段階にある電磁石を制御し、クロツク電流が
遮断されている間はフリーランニング回路により
電磁石へ電流を供給することは公知である。この
ような回路はたとえばドイツ出願公開第2425585
号公報から知ることができる。
発明が解決しようとする問題点
上記の公開公報においては、保持電流は一度引
きつけた接極子を作業位置に保つには十分であつ
ても、接極子を休止位置から作業位置に向けて吸
引するには十分でないため、接極子が確実に磁石
に引きつけられた時でないと保持段階が開始でき
ないという問題点がある。
きつけた接極子を作業位置に保つには十分であつ
ても、接極子を休止位置から作業位置に向けて吸
引するには十分でないため、接極子が確実に磁石
に引きつけられた時でないと保持段階が開始でき
ないという問題点がある。
このためコイルが励磁される間の電流上昇を測
定し、最初に現れる電流の下降値を捕捉し、接極
子が電磁石に吸引されたという識別を導き出す回
路が公知である。しかしこの種の回路の機能的な
確実性は実証されていない。この回路を流れる電
流は供給電圧に著しく左右されるが、特に供給電
圧が上昇するときにはもはや機能しない。
定し、最初に現れる電流の下降値を捕捉し、接極
子が電磁石に吸引されたという識別を導き出す回
路が公知である。しかしこの種の回路の機能的な
確実性は実証されていない。この回路を流れる電
流は供給電圧に著しく左右されるが、特に供給電
圧が上昇するときにはもはや機能しない。
ドイツ出願公開第3326605号公報から接極子の
位置が監視される回路が公知である。この場合は
重畳した脈流部分をもつ直流電流を電磁石に供給
し、吸引した接極子と極面から離れた接極子と
で、それぞれの場合、電磁石の誘導インダクタン
スが異なることによつて区別できる交流部分の量
を比較することにより、電磁石が接極子を吸引し
たか否かを判定しようとするものである。しかし
ながら、この判定回路は比較的複雑であり、精密
な測定方法を必要とするという問題点がある。
位置が監視される回路が公知である。この場合は
重畳した脈流部分をもつ直流電流を電磁石に供給
し、吸引した接極子と極面から離れた接極子と
で、それぞれの場合、電磁石の誘導インダクタン
スが異なることによつて区別できる交流部分の量
を比較することにより、電磁石が接極子を吸引し
たか否かを判定しようとするものである。しかし
ながら、この判定回路は比較的複雑であり、精密
な測定方法を必要とするという問題点がある。
そこで本発明は、接極子が電磁石に吸引された
位置（以下作業位置という）にあるか、あるいは
接極子が電磁石から離れた位置（以下休止位置と
いう）にあるかを確実に確認できる電磁石の制御
方法及び制御回路を提供することを目的とする。
位置（以下作業位置という）にあるか、あるいは
接極子が電磁石から離れた位置（以下休止位置と
いう）にあるかを確実に確認できる電磁石の制御
方法及び制御回路を提供することを目的とする。
問題点を解決するための手段
上記の問題点を解決するために、本発明は、電
磁石の電流が所定の上限値を越えるとクロツク電
流の供給を遮断すると共に、電磁石の電流が所定
の下限値を下回るとクロツク電流を供給すること
によつて、接極子を吸引した後の保持段階の電磁
石を制御し、電磁石がこの段階に保持されている
間は、クロツク電流の周波数を測定して所定の周
波数値と比較し、クロツク電流の周波数が所定の
最大誤差を越えるとエラー信号が発せられる電磁
石の制御方法と、極面を備えた電磁石と、この電
磁石の励磁が遮断されたときに極面から離れると
ともに、電磁石が励磁されたときに極面に向けて
移動する接極子と、電磁石に並列に接続されたフ
リーランニング回路と、電磁石への電流供給を制
御するスイツチ要素と、電磁石の電流が所定の上
限値を越えるとクロツク電流を遮断するととも
に、電磁石の電流が所定の下限値を下回るとクロ
ツク電流を供給するようにスイツチ要素を制御す
る調整回路と、クロツク電流の周波数を測定して
調整回路に測定信号を発し、この周波数が所定の
最大誤差の範囲内にあるときには調整回路により
前記クロツク電流を制御させるとともに、この周
波数が所定の最大誤差を越えたときには調整回路
によりスイツチ要素を制御さ電磁石を再活性化さ
せる周波数測定素子とを有することを特徴とする
電磁石の制御回路とを提供する。
磁石の電流が所定の上限値を越えるとクロツク電
流の供給を遮断すると共に、電磁石の電流が所定
の下限値を下回るとクロツク電流を供給すること
によつて、接極子を吸引した後の保持段階の電磁
石を制御し、電磁石がこの段階に保持されている
間は、クロツク電流の周波数を測定して所定の周
波数値と比較し、クロツク電流の周波数が所定の
最大誤差を越えるとエラー信号が発せられる電磁
石の制御方法と、極面を備えた電磁石と、この電
磁石の励磁が遮断されたときに極面から離れると
ともに、電磁石が励磁されたときに極面に向けて
移動する接極子と、電磁石に並列に接続されたフ
リーランニング回路と、電磁石への電流供給を制
御するスイツチ要素と、電磁石の電流が所定の上
限値を越えるとクロツク電流を遮断するととも
に、電磁石の電流が所定の下限値を下回るとクロ
ツク電流を供給するようにスイツチ要素を制御す
る調整回路と、クロツク電流の周波数を測定して
調整回路に測定信号を発し、この周波数が所定の
最大誤差の範囲内にあるときには調整回路により
前記クロツク電流を制御させるとともに、この周
波数が所定の最大誤差を越えたときには調整回路
によりスイツチ要素を制御さ電磁石を再活性化さ
せる周波数測定素子とを有することを特徴とする
電磁石の制御回路とを提供する。
作 用
上記の構成によれば、電磁石が保持段階にある
ときは、まずクロツク電流を供給し、電磁石の電
流が所定の上限値を越えると電磁石への電流供給
は常に遮断され、下限値を下回ると再び電磁石へ
電流が供給される。電流の供給過程の間に電磁石
の誘導インダクタンスのために、電磁石の電流は
急激には上昇せず、また遮断過程の間に急激に下
降することもないので、電磁石を通る電流をフリ
ーランニング回路が比較的長い間維持することが
できる。
ときは、まずクロツク電流を供給し、電磁石の電
流が所定の上限値を越えると電磁石への電流供給
は常に遮断され、下限値を下回ると再び電磁石へ
電流が供給される。電流の供給過程の間に電磁石
の誘導インダクタンスのために、電磁石の電流は
急激には上昇せず、また遮断過程の間に急激に下
降することもないので、電磁石を通る電流をフリ
ーランニング回路が比較的長い間維持することが
できる。
電磁石への電流供給の調整は電磁石の電流の上
限値と下限値によつて決定されるため、形成され
るクロツク周波数の中に種々な要因が入る。すな
わち、クロツク周波数は電磁石への供給電圧、電
磁石のコイルの温度および電磁石の誘導インダク
タンスによつて決定される。
限値と下限値によつて決定されるため、形成され
るクロツク周波数の中に種々な要因が入る。すな
わち、クロツク周波数は電磁石への供給電圧、電
磁石のコイルの温度および電磁石の誘導インダク
タンスによつて決定される。
意外なことに温度変化および供給電圧の変化に
よつて生じるクロツク周波数の誤差は、電磁石の
誘導インダクタンスの変化により生じる誤差に比
べて無視できるほど小さい。これは電磁石が作業
状態、すなわち接極子を吸引しているときの誘導
インダクタンスと、接極子が速面から離れて休止
位置にあるときの誘導インダクタンスとの間に明
確な差異があるためである。
よつて生じるクロツク周波数の誤差は、電磁石の
誘導インダクタンスの変化により生じる誤差に比
べて無視できるほど小さい。これは電磁石が作業
状態、すなわち接極子を吸引しているときの誘導
インダクタンスと、接極子が速面から離れて休止
位置にあるときの誘導インダクタンスとの間に明
確な差異があるためである。
本発明においては、この明確な差異を有した誘
導インダクタンスより生じるクロツク周波数の変
化を判定するため、電磁石が接極子を吸引したか
否かの確実な識別が可能となる。
導インダクタンスより生じるクロツク周波数の変
化を判定するため、電磁石が接極子を吸引したか
否かの確実な識別が可能となる。
実施例
以下本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に
説明する。
説明する。
第２図では１０は電磁石である。この電磁石１
０は並列のフリーランニング回路１２を備え、こ
のフリーランニング回路１２はダイオードで例示
している。この電磁石１０はフリーランニング回
路１２と共に、一方の側でプラス極１４に接続さ
れ電流を供給され、他の側はアース１６に連結し
ている。ここではトランジスタとして例示されて
いる最終段１８を閉じることにより、電流をプラ
ス極１４から電磁石１０を通りアース１６まで流
すことが可能である。最終段１８が開かれると、
電流は電磁石１０のコイルからフリーランニング
回路１２を流れる。電磁石１０とフリーランニン
グ回路１２で構成されるフリーホイール回路には
測定抵抗２６が設けられており、ここで導線２４
を通じて電流値に関する情報が検出される。この
情報は調整回路２２に送られるが、この調整回路
２２は入力部２０を通じて外部の制御信号を受け
取る。
０は並列のフリーランニング回路１２を備え、こ
のフリーランニング回路１２はダイオードで例示
している。この電磁石１０はフリーランニング回
路１２と共に、一方の側でプラス極１４に接続さ
れ電流を供給され、他の側はアース１６に連結し
ている。ここではトランジスタとして例示されて
いる最終段１８を閉じることにより、電流をプラ
ス極１４から電磁石１０を通りアース１６まで流
すことが可能である。最終段１８が開かれると、
電流は電磁石１０のコイルからフリーランニング
回路１２を流れる。電磁石１０とフリーランニン
グ回路１２で構成されるフリーホイール回路には
測定抵抗２６が設けられており、ここで導線２４
を通じて電流値に関する情報が検出される。この
情報は調整回路２２に送られるが、この調整回路
２２は入力部２０を通じて外部の制御信号を受け
取る。
電磁石１０の動作について、第１図を加えて説
明する。電磁石１０の接極子が作業位置にある場
合、接極子を作業位置に保持するためにある程度
の保持電流を流すことは必要であり、その場合保
持電流は所定の上限値I1と所定の下限値I2の間で
変動することができる。従つて最終段１８が閉じ
られると、電流は上昇した上限値I1に達する。そ
こで調整回路２２は最終段１８を開くため、電流
は上限値I1以上に上昇できず、フリーランニング
回路１２を流れる。ただしこの時電流値は幾つか
のパラメータに応じて下降するが、ことのきパラ
メータとしての電磁石１０の誘導インダクタンス
が減少し、その減少程度が電流に与える影響はそ
の他のパラメータが無視できる程度である。これ
は特に供給電圧のようなその他のパラメータが電
流上昇部に影響する割合は、誘導インダクタンス
が電流上昇部に影響する割合の通常25％以下であ
ることに原因を見出すことができる。電流が上昇
する時間に比べてはるかに長い下降する部分の時
間は主として誘導インダクタンスによつて決定さ
れる。電流が下部値IZに達すると、調整装置２２
は増幅器２８を通じて最終段１８を再び閉じるた
め、電流は再び値I1まで上昇する。
明する。電磁石１０の接極子が作業位置にある場
合、接極子を作業位置に保持するためにある程度
の保持電流を流すことは必要であり、その場合保
持電流は所定の上限値I1と所定の下限値I2の間で
変動することができる。従つて最終段１８が閉じ
られると、電流は上昇した上限値I1に達する。そ
こで調整回路２２は最終段１８を開くため、電流
は上限値I1以上に上昇できず、フリーランニング
回路１２を流れる。ただしこの時電流値は幾つか
のパラメータに応じて下降するが、ことのきパラ
メータとしての電磁石１０の誘導インダクタンス
が減少し、その減少程度が電流に与える影響はそ
の他のパラメータが無視できる程度である。これ
は特に供給電圧のようなその他のパラメータが電
流上昇部に影響する割合は、誘導インダクタンス
が電流上昇部に影響する割合の通常25％以下であ
ることに原因を見出すことができる。電流が上昇
する時間に比べてはるかに長い下降する部分の時
間は主として誘導インダクタンスによつて決定さ
れる。電流が下部値IZに達すると、調整装置２２
は増幅器２８を通じて最終段１８を再び閉じるた
め、電流は再び値I1まで上昇する。
第１図では上昇段階が文字Ａで、下降段階が文
字Ｂで表されている。インターバルＡ＋Ｂの持続
時間を決定するのはクロツクの周波数である。こ
の周波数値は調整回路２２の出力側で周波数測定
素子３０へ送られる。周波数測定素子３０は、正
確な方形信号でも測定することができる。周波数
測定素子３０は測定した周波数値を所定の基準値
と比較し、目標値から実際の周波数値があまりに
も大きく外れている時は、周波数測定素子３０が
調整回路２２にエラー信号を発する。
字Ｂで表されている。インターバルＡ＋Ｂの持続
時間を決定するのはクロツクの周波数である。こ
の周波数値は調整回路２２の出力側で周波数測定
素子３０へ送られる。周波数測定素子３０は、正
確な方形信号でも測定することができる。周波数
測定素子３０は測定した周波数値を所定の基準値
と比較し、目標値から実際の周波数値があまりに
も大きく外れている時は、周波数測定素子３０が
調整回路２２にエラー信号を発する。
第１図には接極子の作業位置と休止位置に対す
る電磁石１０が有する異なる周波数のクロツク電
流の曲線が描かれており、文字K1とK2で表され
ている。接極子が吸引されているか否かに応じて
曲線の周波数は著しい変化を受けることが、比較
から容易に識別できる。この場合周波数変化は50
％にまで達するため、接極子が吸引されたか否か
を確認するのを容易に判定できる明確な値が存在
する。
る電磁石１０が有する異なる周波数のクロツク電
流の曲線が描かれており、文字K1とK2で表され
ている。接極子が吸引されているか否かに応じて
曲線の周波数は著しい変化を受けることが、比較
から容易に識別できる。この場合周波数変化は50
％にまで達するため、接極子が吸引されたか否か
を確認するのを容易に判定できる明確な値が存在
する。
周波数を判定した結果、接極子が吸引されてい
ない場合、この情報を周波数測定素子３０から受
け取つた調整回路２２の中で信号が作られ、改め
てプラス極１４と電磁石１０とアース１６との接
続過程が始まる。接続過程では最初に高い振幅の
接続電流が作られ、これに続く保持電流の電流値
は前記の接続電流より僅かでよく、最大接続電流
の約20％にすぎない電流値である。
ない場合、この情報を周波数測定素子３０から受
け取つた調整回路２２の中で信号が作られ、改め
てプラス極１４と電磁石１０とアース１６との接
続過程が始まる。接続過程では最初に高い振幅の
接続電流が作られ、これに続く保持電流の電流値
は前記の接続電流より僅かでよく、最大接続電流
の約20％にすぎない電流値である。
本発明による回路は電磁力によつえ保持する内
燃機関のガス交換弁を制御するために使用するこ
とができる。接極子の作業位置は、ガス交換弁を
開放位置に保つため電磁石が励磁した状態に相当
し、休止位置はガス交換弁を閉鎖位置に保つため
電磁石が励磁していない状態に相当する。この場
合誤作動は燃焼過程の脱落にいたるため、信頼で
きる即時の識別が重要である。自動車の実際の運
転において生じる周辺条件の変化、すなわち、は
げしい温度変動や回転数に応じて変動する供給電
圧、あるいはバツテリの充電状態の変動などの問
題があるにもかかわらず、本発明による方法と回
路は信頼できる結果をもたらす。本発明による機
能監視によりガス交換弁が作業位置にあるべきと
ころを休止位置にあることが報知されると、直ち
にガス交換弁を所定の作業位置につけるために新
たなスタートが指示される。
燃機関のガス交換弁を制御するために使用するこ
とができる。接極子の作業位置は、ガス交換弁を
開放位置に保つため電磁石が励磁した状態に相当
し、休止位置はガス交換弁を閉鎖位置に保つため
電磁石が励磁していない状態に相当する。この場
合誤作動は燃焼過程の脱落にいたるため、信頼で
きる即時の識別が重要である。自動車の実際の運
転において生じる周辺条件の変化、すなわち、は
げしい温度変動や回転数に応じて変動する供給電
圧、あるいはバツテリの充電状態の変動などの問
題があるにもかかわらず、本発明による方法と回
路は信頼できる結果をもたらす。本発明による機
能監視によりガス交換弁が作業位置にあるべきと
ころを休止位置にあることが報知されると、直ち
にガス交換弁を所定の作業位置につけるために新
たなスタートが指示される。
発明の効果
本発明によれば、積極子を吸引して保持段階に
ある電磁石を制御するに際し、電磁石の電流が所
定の上限値を越えると供給を遮断されると共に、
所定の下限値を下回ると供給されるクロツク電流
の周波数を測定し、これを所定の周波数値と比較
して、クロツク電流の周波数値が所定の最大誤差
を越えるとエラー信号が発せられるために、接極
子が作業位置にあるかどうかを確実に識別するこ
とができる。
ある電磁石を制御するに際し、電磁石の電流が所
定の上限値を越えると供給を遮断されると共に、
所定の下限値を下回ると供給されるクロツク電流
の周波数を測定し、これを所定の周波数値と比較
して、クロツク電流の周波数値が所定の最大誤差
を越えるとエラー信号が発せられるために、接極
子が作業位置にあるかどうかを確実に識別するこ
とができる。
第１図は本発明を説明するための時間経過と電
流値との関係を示すグラフ、第２図は本発明に基
づく制御回路である。 １０……電磁石、１２……フリーランニング回
路、１４……プラス極、１６……アース、１８…
…最終段、２２……調整回路、３０……周波数測
定素子、I1……上限値、I2……下限値。
流値との関係を示すグラフ、第２図は本発明に基
づく制御回路である。 １０……電磁石、１２……フリーランニング回
路、１４……プラス極、１６……アース、１８…
…最終段、２２……調整回路、３０……周波数測
定素子、I1……上限値、I2……下限値。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 電磁石の電流が所定の上限値を越えるとクロ
ツク電流の供給を遮断すると共に、電磁石の電流
が所定の下限値を下回るとクロツク電流を供給す
ることによつて、接極子を吸引した後の保持段階
の電磁石を制御し、電磁石がこの段階に保持され
ている間は、クロツク電流の周波数を測定して所
定の周波数値と比較し、クロツク電流の周波数が
所定の最大誤差を越えるとエラー信号が発せられ
る電磁石の制御方法。 ２ エラー信号が発せられたときに新たな制御段
階が開始し、制御段階の始めに比較的大きい励磁
電流が電磁石を流れ、続いて比較的小さい保持電
流が電磁石を流れることを特徴とする特許請求の
範囲第１項に記載の電磁石の制御方法。 ３ 前記最大誤差が約20％であることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項または第２項に記載の電
磁石の制御方法。 ４ 極面を備えた電磁石と、この電磁石の励磁が
遮断されたときに極面から離れるともに、電磁石
が励磁されたときに極面に向けて移動する接極子
と、電磁石に並列に接続されたフリーランニング
回路と、電磁石への電流供給を制御するスイツチ
要素と、電磁石の電流が所定の上限値を越えると
クロツク電流を遮断するとともに、電磁石の電流
が所定の下限値を下回るとクロツク電流を供給す
るようにスイツチ要素を制御する調整回路と、ク
ロツク電流の周波数を測定して調整回路に測定信
号を発し、この周波数が所定の最大誤差の範囲内
にあるときには調整回路により前記クロツク電流
を制御させるとともに、この周波数が所定の最大
誤差を越えたときには調整回路によりスイツチ要
素を制御させて電磁石を再活性化させる周波数測
定素子とを有することを特徴とする電磁石の制御
回路。 ５ 周波数測定素子が調整回路の出力側で、クロ
ツク電流の周波数を測定することを特徴とする特
許請求の範囲第４項に記載の電磁石の制御回路。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3543055A DE3543055C1 (de) | 1985-12-05 | 1985-12-05 | Schaltungsanordnung zum Ansteuern eines Elektromagneten |
| DE3543055.9 | 1985-12-05 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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