JPS58161305A - 電磁駆動装置 - Google Patents
電磁駆動装置Info
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- JPS58161305A JPS58161305A JP4430282A JP4430282A JPS58161305A JP S58161305 A JPS58161305 A JP S58161305A JP 4430282 A JP4430282 A JP 4430282A JP 4430282 A JP4430282 A JP 4430282A JP S58161305 A JPS58161305 A JP S58161305A
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- Japan
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- signal
- electromagnetic force
- circuit
- electromagnetic
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-
- 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
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Magnetically Actuated Valves (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、電磁コイル、プランジャ、ヨーク等から達成
され、電気信号に応じて電磁力を発生する電磁駆動装置
に関し、特に磁気回路を構成する磁気材料の磁気ヒステ
リシスに起因する電磁力のヒステリシスの解消手段に関
する。
され、電気信号に応じて電磁力を発生する電磁駆動装置
に関し、特に磁気回路を構成する磁気材料の磁気ヒステ
リシスに起因する電磁力のヒステリシスの解消手段に関
する。
第１図は従来の電磁駆動装置を用いた圧力制御弁を示す
。第１図において、１は電磁コイル、２は電磁コイル１
の中央部に両端を板バネ３ａ。
。第１図において、１は電磁コイル、２は電磁コイル１
の中央部に両端を板バネ３ａ。
３ｂにより支持して設けたプシンジャ、４はヨークであ
り、以上から電磁駆動装置５が構成されている。６は圧
力制御部であり、弁座７、弁座子に対向して設けた′弁
体８および弁ボディ９により外周を気密に保持し、且つ
前記弁体８と連動するダイヤフラム１０、弁体８を弁座
子に押しつける方向に作用するバネ１１から構成されて
いる。１２３ページ はダイヤフラム１０の背圧室イを大気と連通ずる大気連
通孔である。ここで、電磁コイル１に通電することによ
り、発生する電磁力をＦｍ、−次側圧力をＰｌ、二次側
圧力ｅＰ２．ダイヤフラム１゜の有効受圧面積を８１）
、弁体８の有効受圧面積をｓｙとし、力の釣合いを考え
ると、 Ｆｍ＋Ｐ１・５ｙ＝Ｐ１−８Ｄ十Ｐ２・Ｓｙ ”
＋＋＋＋＋＋＋ （１）また、ＳＤ”＝ Ｓｙ ＝
Ｓとすると、（１）式はＦｍ＝Ｐ２・Ｓ となり、−次圧Ｐ１に関係なく、電磁力−に応じて二次
圧Ｐ２ （流量）を制御することができる。
り、以上から電磁駆動装置５が構成されている。６は圧
力制御部であり、弁座７、弁座子に対向して設けた′弁
体８および弁ボディ９により外周を気密に保持し、且つ
前記弁体８と連動するダイヤフラム１０、弁体８を弁座
子に押しつける方向に作用するバネ１１から構成されて
いる。１２３ページ はダイヤフラム１０の背圧室イを大気と連通ずる大気連
通孔である。ここで、電磁コイル１に通電することによ
り、発生する電磁力をＦｍ、−次側圧力をＰｌ、二次側
圧力ｅＰ２．ダイヤフラム１゜の有効受圧面積を８１）
、弁体８の有効受圧面積をｓｙとし、力の釣合いを考え
ると、 Ｆｍ＋Ｐ１・５ｙ＝Ｐ１−８Ｄ十Ｐ２・Ｓｙ ”
＋＋＋＋＋＋＋ （１）また、ＳＤ”＝ Ｓｙ ＝
Ｓとすると、（１）式はＦｍ＝Ｐ２・Ｓ となり、−次圧Ｐ１に関係なく、電磁力−に応じて二次
圧Ｐ２ （流量）を制御することができる。
この種の電磁駆動装置を用いた圧力制御弁において問題
となるのは、プランジャ２、ヨーク４等磁気回路を構成
する部材の磁気ヒステリシスが直接、制御特性゛のヒス
テリシスにつながることである。この様子を第２図およ
び第３図を用いて詳しく説明する。第２図は弁体８の変
位量Ｘと、電磁駆動装置６の電磁力−の関係をコイル電
流ｉをパラメータとして示したものである。
となるのは、プランジャ２、ヨーク４等磁気回路を構成
する部材の磁気ヒステリシスが直接、制御特性゛のヒス
テリシスにつながることである。この様子を第２図およ
び第３図を用いて詳しく説明する。第２図は弁体８の変
位量Ｘと、電磁駆動装置６の電磁力−の関係をコイル電
流ｉをパラメータとして示したものである。
第２図かられかるようにコイル電流ｉを一定とした場合
においても、変位量、すなわちプランジャ２が変位する
ことにより電磁力Ｆｍにヒステリシスが発生する。した
がって各電流値における電磁力と、（２）式Ｐ２・Ｓの
釣合う点は、電流増加時においては、それぞれａ、ｂ、
Ｇ点となり、電流減少時においては、ａ’ 、 ｂ’
、 ｃ’となる。つまり、第３図に示すコイル電流と二
次圧Ｐ２の関係において、電流を増加した場合と減少し
た場合にヒステリシスが発生する。この磁気ヒステリシ
スはプランジャ２、ヨーク４等の磁気回路を構成する部
材の主に材質に依存するものであり、さけて通ることは
できない。したがって従来例では、電流減少時の特性を
基準として、Ｐ２の制御を行なっているが、第３図に′
示すようにマイナーループ的な特性となるため電流ｉａ
においてΔＰ２の差が発生し、高精度な圧力制御は期待
できない。このことは特に空燃比制゛御等高精度に圧力
（流量）を制御する場合に問題となる。
においても、変位量、すなわちプランジャ２が変位する
ことにより電磁力Ｆｍにヒステリシスが発生する。した
がって各電流値における電磁力と、（２）式Ｐ２・Ｓの
釣合う点は、電流増加時においては、それぞれａ、ｂ、
Ｇ点となり、電流減少時においては、ａ’ 、 ｂ’
、 ｃ’となる。つまり、第３図に示すコイル電流と二
次圧Ｐ２の関係において、電流を増加した場合と減少し
た場合にヒステリシスが発生する。この磁気ヒステリシ
スはプランジャ２、ヨーク４等の磁気回路を構成する部
材の主に材質に依存するものであり、さけて通ることは
できない。したがって従来例では、電流減少時の特性を
基準として、Ｐ２の制御を行なっているが、第３図に′
示すようにマイナーループ的な特性となるため電流ｉａ
においてΔＰ２の差が発生し、高精度な圧力制御は期待
できない。このことは特に空燃比制゛御等高精度に圧力
（流量）を制御する場合に問題となる。
５ページ
また従来例では、前述のごとくτ次圧Ｐ１の変動に関係
なく二次圧Ｐ２ ′ｆニ一定に保つ周知のガバナ機能を
有するが、電流値が一定の場合においてもＸによりヒス
テリシスが発生するため、第４図に示すように、同一コ
イル電流にもかかわらずガバナ特性にＰ、Ｑ２種類の特
性が現われ、各々の特性は良好でもΔｐ２Ｓだけガバナ
特性が悪化する。
なく二次圧Ｐ２ ′ｆニ一定に保つ周知のガバナ機能を
有するが、電流値が一定の場合においてもＸによりヒス
テリシスが発生するため、第４図に示すように、同一コ
イル電流にもかかわらずガバナ特性にＰ、Ｑ２種類の特
性が現われ、各々の特性は良好でもΔｐ２Ｓだけガバナ
特性が悪化する。
この点について第２図および第４図を用いて詳しく説明
する。電磁コイル１に無通電状態で一次圧Ｐ、をＰｕ８
まで増加し、その後電磁コイル１に通電し、二次圧Ｐ２
を設定圧Ｐ２Ｓ にする。この時の変位量Ｘは第２図Ｅ
点である。コイル通電量一定のままＰｌをＰｌｒｎまで
増加するとし）式Ｆｍ ”” ｐ２・ＳからＰ２が増加
し、弁体８は上方に変位し、Ｘは２点まで小さくなる。
する。電磁コイル１に無通電状態で一次圧Ｐ、をＰｕ８
まで増加し、その後電磁コイル１に通電し、二次圧Ｐ２
を設定圧Ｐ２Ｓ にする。この時の変位量Ｘは第２図Ｅ
点である。コイル通電量一定のままＰｌをＰｌｒｎまで
増加するとし）式Ｆｍ ”” ｐ２・ＳからＰ２が増加
し、弁体８は上方に変位し、Ｘは２点まで小さくなる。
その後Ｐ１を０まで減少するとＰ２は０となるため、弁
体８は全開点のＭ点まで変位する。その後、再度Ｐ、を
Ｐ＋８まで増加するとＧ点となる。つまり電磁力のヒス
テリシス成分だけＦｍの大きい点で力の釣合いがとれ、
その結果、第４図Ｐの特性が現われてしまう。
体８は全開点のＭ点まで変位する。その後、再度Ｐ、を
Ｐ＋８まで増加するとＧ点となる。つまり電磁力のヒス
テリシス成分だけＦｍの大きい点で力の釣合いがとれ、
その結果、第４図Ｐの特性が現われてしまう。
６、
本発明は上記問題点にのぞみ、電磁駆動装置の磁気回路
を構成する部材の磁気ヒステリシスに起因する電磁力の
ヒステリシスを解消することを目的とするものである。
を構成する部材の磁気ヒステリシスに起因する電磁力の
ヒステリシスを解消することを目的とするものである。
この目的を達成するために本発明は、電磁駆動装置のプ
ランジャ等の変位量を検出する変位量検出素子と、その
信号を受けて変位量を演算する変位演算回路および電磁
力設定器を設けるとともに、前記変位量検出素子の信号
を受けて、前記電磁力設定器の信号に近づくよう電磁力
を補正する補正回路を設けたものである。
ランジャ等の変位量を検出する変位量検出素子と、その
信号を受けて変位量を演算する変位演算回路および電磁
力設定器を設けるとともに、前記変位量検出素子の信号
を受けて、前記電磁力設定器の信号に近づくよう電磁力
を補正する補正回路を設けたものである。
この構成により、各変位量における電磁力のヒステリシ
スは補正回路により、電磁力設定器の信号に近づくよう
補正されるため、等測的に磁気回路を構成する部材の磁
気ヒステリシスに起因する電磁力のヒステリシスを解消
することができる。
スは補正回路により、電磁力設定器の信号に近づくよう
補正されるため、等測的に磁気回路を構成する部材の磁
気ヒステリシスに起因する電磁力のヒステリシスを解消
することができる。
以下、本発明の一実施例を図面を用いて詳しく説明する
。なお５図中第１図と同一部材については同一番号を付
して説明を省略する。
。なお５図中第１図と同一部材については同一番号を付
して説明を省略する。
第５図は本発明の一実施例を示す電磁駆動装置７ページ
を用いた圧力制御弁のブロック図であシ、１３はプラン
ジャ２の上部に設けたプランジャ変位量検出素子であり
、プランジャ２と連動する。１４は変位量演算回路であ
り、前記変位量検出素子１３の信号は変位量検出回路へ
送られるとともに、スロープ検出回路により変位量Ｘが
増加しているか、減少しているかを検出する。さらに折
返し点記憶部により、変位量Ｘの折返し点が記憶され、
その折返し点からの変位量が第１比較器１５をへて補正
回路へ送られ、補正電磁力が演算される。前記補正回路
により演算された補正信号は所定の補正値以上とならな
いようにリミット回路をへて第２比較器１６へ送られる
。一方、電磁力設定器は外部信号により所定の電磁力が
得られる信号を第２比較器１′″６へ送シ、補正された
信号が電磁コイル１に送られる。この様子を第６図を用
いて詳しく説明する。第６図は電磁力設定器からの通電
量１１が一定の時の変位量Ｘと電磁力Ｆｍの関係を示す
特性図であり、いま、プランジャ１が下方に変位してい
るとすると、ＦｍはＸに比例してαに示すごとく増加し
て行く、この時αは電磁力設定器により設定された値で
あり、補正信号は加えられていない。その後人点までＸ
を増加し、逆にＸを減少すると、ＦｍはＢにそって減少
する。この時スロープ検出回路により、減少方向である
ことが検出され、同時にＡ点の変位量ｘｍが折返し点記
憶部に記憶され、その変位量ｘｍを原点として、変位量
ΔＩが検出され、その信号が第１比較器１５をへて補正
回路へ送られる。
ジャ２の上部に設けたプランジャ変位量検出素子であり
、プランジャ２と連動する。１４は変位量演算回路であ
り、前記変位量検出素子１３の信号は変位量検出回路へ
送られるとともに、スロープ検出回路により変位量Ｘが
増加しているか、減少しているかを検出する。さらに折
返し点記憶部により、変位量Ｘの折返し点が記憶され、
その折返し点からの変位量が第１比較器１５をへて補正
回路へ送られ、補正電磁力が演算される。前記補正回路
により演算された補正信号は所定の補正値以上とならな
いようにリミット回路をへて第２比較器１６へ送られる
。一方、電磁力設定器は外部信号により所定の電磁力が
得られる信号を第２比較器１′″６へ送シ、補正された
信号が電磁コイル１に送られる。この様子を第６図を用
いて詳しく説明する。第６図は電磁力設定器からの通電
量１１が一定の時の変位量Ｘと電磁力Ｆｍの関係を示す
特性図であり、いま、プランジャ１が下方に変位してい
るとすると、ＦｍはＸに比例してαに示すごとく増加し
て行く、この時αは電磁力設定器により設定された値で
あり、補正信号は加えられていない。その後人点までＸ
を増加し、逆にＸを減少すると、ＦｍはＢにそって減少
する。この時スロープ検出回路により、減少方向である
ことが検出され、同時にＡ点の変位量ｘｍが折返し点記
憶部に記憶され、その変位量ｘｍを原点として、変位量
ΔＩが検出され、その信号が第１比較器１５をへて補正
回路へ送られる。
ここで電磁力Ｆｍは電気信号量ｉと変位量Ｘの関数であ
り、補正量ΔＦＤｊ＝ｋｊ・ΔｘＤ１（ｋ ：比例定数
）、同様にＪＦＤ２ ＝ ｋ２ ・（Δ−ｒＤ２ＡＪＣ
Ｄ＋ ）となり、その信号がリミット回路をへて第２比
較器１６へ補正信号１２として送られる。つまり、電磁
力設定器の信号αに近づくよう電磁力を減少する方向の
電気信号ｉ５が電磁コイル１に供給される。
り、補正量ΔＦＤｊ＝ｋｊ・ΔｘＤ１（ｋ ：比例定数
）、同様にＪＦＤ２ ＝ ｋ２ ・（Δ−ｒＤ２ＡＪＣ
Ｄ＋ ）となり、その信号がリミット回路をへて第２比
較器１６へ補正信号１２として送られる。つまり、電磁
力設定器の信号αに近づくよう電磁力を減少する方向の
電気信号ｉ５が電磁コイル１に供給される。
またＢ点までＸを減少し、再度Ｘを増加した場合も同様
にスロープ検出回路により増加方向であることを極出し
、同時にＢ点の変位量ｘＢを折返し点記憶部に記憶し、
ｘＢを原点として変位量９ページ ΔｘＵが検出され補正量ΔＦＵ＝ ｋｎ・ΔｘＵが補正
信号として与えられる。したがって第７図の変位量−電
磁力特性に示すように、電磁力Ｆｍのヒステリシスを解
消することができ、また圧力制御弁の特性とした場合、
第８図に示すごとく、ヒステリシスのない理想的なコイ
ル電流−二次正特性が得られ、空燃比制御等高精度の制
御特性を要求される場合においても好適な圧力制御弁を
実現する。
にスロープ検出回路により増加方向であることを極出し
、同時にＢ点の変位量ｘＢを折返し点記憶部に記憶し、
ｘＢを原点として変位量９ページ ΔｘＵが検出され補正量ΔＦＵ＝ ｋｎ・ΔｘＵが補正
信号として与えられる。したがって第７図の変位量−電
磁力特性に示すように、電磁力Ｆｍのヒステリシスを解
消することができ、また圧力制御弁の特性とした場合、
第８図に示すごとく、ヒステリシスのない理想的なコイ
ル電流−二次正特性が得られ、空燃比制御等高精度の制
御特性を要求される場合においても好適な圧力制御弁を
実現する。
なお第７図および第８図におけるコイル電流１１は補正
前、すなわち、外部信号に対応した電流値を示す。
前、すなわち、外部信号に対応した電流値を示す。
また従来例のごとく、ガバナ特性に２種類の特性が現わ
れることもなく、変動の少ないガバナ特性を得ることが
できるという効果がある。
れることもなく、変動の少ないガバナ特性を得ることが
できるという効果がある。
以上、詳細に説明したように本発明の電磁駆動装置はプ
ランジャ等の変位量を検出する変位量検出素子と、その
信号を受けて変位量を演算する変位量演算回路と電磁力
設定器を設けるとともに、前記変位量検出素子からの信
号により、磁気回路を構成する部材の磁気ヒステリシス
に起因する電磁力のヒステリシスを演算し、前記電磁力
設定器の信号に近づく方向に電磁力を補正する補正回路
を設けたため、等測的に磁気回路を構成する部材の磁気
ヒステリシスに起因する電磁力のヒステリシスを解消で
き、従来のような不具合を解消することができる。
ランジャ等の変位量を検出する変位量検出素子と、その
信号を受けて変位量を演算する変位量演算回路と電磁力
設定器を設けるとともに、前記変位量検出素子からの信
号により、磁気回路を構成する部材の磁気ヒステリシス
に起因する電磁力のヒステリシスを演算し、前記電磁力
設定器の信号に近づく方向に電磁力を補正する補正回路
を設けたため、等測的に磁気回路を構成する部材の磁気
ヒステリシスに起因する電磁力のヒステリシスを解消で
き、従来のような不具合を解消することができる。
また、電磁力設定器の信号に近づくように補正信号がき
まるため、磁気回路を構成する部材の寸法的なバラツキ
およびプランジャの摺動抵抗等があっても、常に所望の
電磁力が得られる。つまり特性バラツキを小さくできる
という効果がある。
まるため、磁気回路を構成する部材の寸法的なバラツキ
およびプランジャの摺動抵抗等があっても、常に所望の
電磁力が得られる。つまり特性バラツキを小さくできる
という効果がある。
第１図は従来の電磁駆動装置を用いた圧力制御弁の断面
図、第２図は同変位量と電磁力の関係を示す特性図、第
３図は同コイル電流と二次圧力の関係を示す特性図、第
４図は同ガバナ特性図、第５図は本発明の一実施例を示
す電磁駆動装置を用いた圧力制御弁のブロック図、第６
図、第７図は変位量と電磁力の関係を示す特性図、第８
図は同コイル電流と二次圧の関係を示す特性図である。 １１ページ ト・・・・電磁コイル、２・・・・・・プランジャ、４
・・・・・・ヨーク、５・・・・・・電磁駆動装置、１
３・・・・・・変位量検出素子、１４・・・・・・変位
量演算回路、１５・・・・・・第１比較器。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名賢
派
図、第２図は同変位量と電磁力の関係を示す特性図、第
３図は同コイル電流と二次圧力の関係を示す特性図、第
４図は同ガバナ特性図、第５図は本発明の一実施例を示
す電磁駆動装置を用いた圧力制御弁のブロック図、第６
図、第７図は変位量と電磁力の関係を示す特性図、第８
図は同コイル電流と二次圧の関係を示す特性図である。 １１ページ ト・・・・電磁コイル、２・・・・・・プランジャ、４
・・・・・・ヨーク、５・・・・・・電磁駆動装置、１
３・・・・・・変位量検出素子、１４・・・・・・変位
量演算回路、１５・・・・・・第１比較器。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名賢
派
Claims (3)
- （１）プランジャとヨークにより磁気回路を構成し、前
記プランジャの外周に電磁コイルを設けるとともに、プ
ランジャの変位量検出素子を設け、且つ前記変位量検出
素子の信号を受ける変位量演算回路と、外部信号によ他
必要な電磁力を設定する電磁力設定器を設け、前記変位
量演算回路の信号により、電磁力のヒステリシスを演算
し、前記電磁力設定器の信号に近づける二うに補正信号
を与える補正回路を設けた電磁駆動装置。 - （２）変位量演算回路は、変位量検出回路と、変位の方
向を検出するスロープ検出回路と、変位の方向が変る時
点の変位量を記憶する折返し点記憶部と、前記凌位量検
出回路と折返し点記憶部の信号を受けて、折返し点から
の変位量を補正回路に与える第１比較器とからなる特許
請求の範囲第１項記載の電磁駆動装置。 - （３）補正信号が所定値以上とならないように補正回路
からの信号を制限するリミット回路を設けた特許請求の
範囲第１項記載の電磁駆動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4430282A JPS58161305A (ja) | 1982-03-18 | 1982-03-18 | 電磁駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4430282A JPS58161305A (ja) | 1982-03-18 | 1982-03-18 | 電磁駆動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58161305A true JPS58161305A (ja) | 1983-09-24 |
| JPS624846B2 JPS624846B2 (ja) | 1987-02-02 |
Family
ID=12687700
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4430282A Granted JPS58161305A (ja) | 1982-03-18 | 1982-03-18 | 電磁駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58161305A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62284122A (ja) * | 1986-05-30 | 1987-12-10 | Rinnai Corp | 燃焼装置 |
| FR2702880A1 (fr) * | 1993-03-17 | 1994-09-23 | Telemecanique | Appareil interrupteur électromagnétique. |
| FR2724045A1 (fr) * | 1994-08-31 | 1996-03-01 | Licentia Gmbh | Dispositif de circuit pour la regulation de l'entrainement electromagnetique d'un appareil de commutation |
| JP2003240151A (ja) * | 2002-02-13 | 2003-08-27 | Siemens Elema Ab | 弁エレメント及び弁アセンブリを制御する方法 |
| GB2439433A (en) * | 2006-06-26 | 2007-12-27 | Husco Int Inc | A method of reducing hysteresis in an electromagnetic valve |
| JP2010216648A (ja) * | 2009-02-17 | 2010-09-30 | Jatco Ltd | 液圧制御装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0323394U (ja) * | 1989-07-14 | 1991-03-11 |
-
1982
- 1982-03-18 JP JP4430282A patent/JPS58161305A/ja active Granted
Cited By (10)
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|---|---|---|---|---|
| JPS62284122A (ja) * | 1986-05-30 | 1987-12-10 | Rinnai Corp | 燃焼装置 |
| JPH0447212B2 (ja) * | 1986-05-30 | 1992-08-03 | Rinnai Kk | |
| FR2702880A1 (fr) * | 1993-03-17 | 1994-09-23 | Telemecanique | Appareil interrupteur électromagnétique. |
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| JP2003240151A (ja) * | 2002-02-13 | 2003-08-27 | Siemens Elema Ab | 弁エレメント及び弁アセンブリを制御する方法 |
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| JP2010216648A (ja) * | 2009-02-17 | 2010-09-30 | Jatco Ltd | 液圧制御装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS624846B2 (ja) | 1987-02-02 |
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