JPH0242202A - Piston position detecting device - Google Patents

Piston position detecting device

Info

Publication number
JPH0242202A
JPH0242202A JP19193688A JP19193688A JPH0242202A JP H0242202 A JPH0242202 A JP H0242202A JP 19193688 A JP19193688 A JP 19193688A JP 19193688 A JP19193688 A JP 19193688A JP H0242202 A JPH0242202 A JP H0242202A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
piston
coil
inductance
piston rod
detecting
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.)
Granted
Application number
JP19193688A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2699427B2 (en
Inventor
Tetsuji Ozaki
小崎 哲司
Hiroshi Ishikawa
浩 石川
Hideaki Yasui
安井 秀昭
Mamoru Shimamoto
島本 守
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
NipponDenso Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NipponDenso Co Ltd filed Critical NipponDenso Co Ltd
Priority to JP63191936A priority Critical patent/JP2699427B2/en
Priority to DE3924918A priority patent/DE3924918C2/en
Priority to US07/386,041 priority patent/US5004264A/en
Publication of JPH0242202A publication Critical patent/JPH0242202A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2699427B2 publication Critical patent/JP2699427B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)
  • Actuator (AREA)

Abstract

PURPOSE:To simplify the structure of a piston position detecting device and to enhance the environment resistance by detecting a variation in the inductance of a coil so as to know a position of a piston. CONSTITUTION:A piston rod 27 is composed of a nonmagnetic part 272 and a magnetic part 271 which are joined together at the middle of the rod 27, and a position detecting device 43 composed of a coil 432 having an enamel wire or the like wound on a resin bobbin 431 and a magnetic material 433 covering the outside of the bobbin 431 is provided in the upper section of a cylinder body 21, and is connected thereto with an inductance detecting means and a computing means for computing a position of the piston from a variation in inductance. With this arrangement, since the position of the piston 22 can be known from a variation in the inductance of the coil 432, it is possible to simplify the structure of the detecting devices, and further, it is possible to enhance the environment resistance thereof in a pace where the environmental condition relating to temperature variations, vibration or the like is severe.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、シリンダ装置において、シリンダ内部に配設
されたピストンの位置を検出するビストン位置検出装置
に関し、例えば、スタビライザのねじり力を調節するシ
リンダ装置のピストン位置検出に用いて有効である。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a piston position detection device for detecting the position of a piston disposed inside a cylinder in a cylinder device, for example, for adjusting the torsional force of a stabilizer. It is effective when used to detect the piston position of a cylinder device.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

シリンダ装置におけるピストン位置検出の手段として、
従来、例えばポテンショメータ(可変抵抗器)をピスト
ンロッドに連動させて、電圧の変化からピストン位置を
検出する、あるいは実開昭60−77802号公報に示
されるように、ピストンロッドに発磁体を配設し、シリ
ンダの一部に設けた読取りヘッドによりピストン位置を
検出する等の手段が提案されている。
As a means of detecting the piston position in a cylinder device,
Conventionally, for example, a potentiometer (variable resistor) was linked to the piston rod to detect the piston position from changes in voltage, or, as shown in Japanese Utility Model Application Publication No. 60-77802, a magnetizing body was placed on the piston rod. However, methods have been proposed, such as detecting the piston position using a reading head provided in a part of the cylinder.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

しかしながら、ポテンショメータのような接触代のセン
サを用いた場合や、発磁体の読取りヘッドのようにセン
サ部に電気・電子回路を必要とする構成の場合、センサ
自体の構造が複雑になるとともに、例えば自動車のサス
ペンション装置など、温度変化や振動等の環境条件の厳
しい場所への適用は困難である。
However, when using a sensor with a contact distance such as a potentiometer, or when using a configuration that requires an electric/electronic circuit in the sensor section such as a magnetic read head, the structure of the sensor itself becomes complex, and, for example, It is difficult to apply it to places with severe environmental conditions such as temperature changes and vibrations, such as automobile suspension systems.

本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、シリンダ
装置において、構造が簡素化され、かつ耐環境性に優れ
たピストン位置検出装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a piston position detection device for a cylinder device that has a simplified structure and excellent environmental resistance.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記目的を達成するために、本発明によるピストン位置
検出装置はシリンダ内部に摺動自在に配設されたピスト
ンと、 前記ピストンと一体となって移動するとともに、第1、
第2の異なる透磁率を備えた部材から構成されるピスト
ンロッドと、 前記ピストンの摺動時に、前記ピストンロッドの前記第
1、第2の透磁率の部分が通過するように前記ピストン
ロッドの周囲に設けられて、所定の周期で変化する電気
信号が与えられる中空状のコイルと、 前記コイルのインダクタンスの変化を検出する検出手段
と、 前記検出手段によって検出される前記コイルのインダク
タンス変化から、前記ピストンの位置を演算する演算手
段とを備える構成とする。
In order to achieve the above object, a piston position detection device according to the present invention includes a piston that is slidably disposed inside a cylinder, a piston that moves integrally with the piston, and a first
a piston rod constituted by a member having a second different magnetic permeability; and a periphery of the piston rod such that when the piston slides, portions of the piston rod having the first and second magnetic permeabilities pass. a hollow coil that is provided in the coil and is provided with an electric signal that changes at a predetermined period; a detection means for detecting a change in inductance of the coil; and a detection means for detecting a change in inductance of the coil detected by the detection means; The structure includes calculation means for calculating the position of the piston.

〔発明の作用・効果〕[Action/effect of the invention]

上記構成によれば、ピストンロッドの第1、第2の透磁
率を備えた部材が、コイル内を通過することによって、
コイルのインダクタンスが変化する。このコイルのイン
ダクタンスの変化を検出することによって、ピストンの
位置をもとめることができる。
According to the above configuration, when the members having the first and second magnetic permeabilities of the piston rod pass through the coil,
The inductance of the coil changes. By detecting changes in the inductance of this coil, the position of the piston can be determined.

このとき、検出手段としては、導線を巻いたコイルのみ
で構成できるため、本発明によるピストン位置検出装置
は温度変化、振動等の環境条件の厳しい場所でも使用す
ることができる。
At this time, since the detecting means can be composed only of a coil wound with a conducting wire, the piston position detecting device according to the present invention can be used even in places with severe environmental conditions such as temperature changes and vibrations.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.

第1図において、シリンダ装置16は、シリンダボディ
21内に摺動自在に配設されたピストン22によっ゛て
、上室25と下室26とに分けられる。上室25、下室
26ではそれぞれ、上室ポート23、下室ポート24か
ら圧力流体の供給、排出が行われる。ピストン22には
、ピストンロッド27が固定され、さらに、シリンダボ
ディ21の上部には、位置検出装置43が設置されてい
る。
In FIG. 1, the cylinder device 16 is divided into an upper chamber 25 and a lower chamber 26 by a piston 22 slidably disposed within a cylinder body 21. As shown in FIG. Pressure fluid is supplied and discharged from the upper chamber port 23 and lower chamber port 24 in the upper chamber 25 and lower chamber 26, respectively. A piston rod 27 is fixed to the piston 22, and a position detection device 43 is installed at the upper part of the cylinder body 21.

ピストンロッド27は、第1の透磁率の部材としての非
磁性材(例えば5US304)272と第2の透磁率の
部材としての磁性材(例えば5IQC)271を摩擦圧
接などの方式により接合したものである。なお境界部2
73の位置は、ピストンロッド27をシリンダ装置16
に組み込んだ時のビストンストローク(シリンダボディ
21内で、ビス1−ン22が動きうる範囲)の中間位置
になるように設計されている。
The piston rod 27 is made by joining a non-magnetic material (for example, 5US304) 272 as a member with a first magnetic permeability and a magnetic material (for example, 5IQC) 271 as a member with a second magnetic permeability by a method such as friction welding. be. In addition, boundary part 2
The position 73 connects the piston rod 27 to the cylinder device 16.
It is designed to be at an intermediate position in the piston stroke (the range in which the screw 1-22 can move within the cylinder body 21) when installed in the cylinder body 21.

また位置検出装置43は、第2図に示すように、樹脂製
のボビン431にエナメル線(銅線にエナメルの被覆を
施したもの)等を巻きつけてコイル432とし、さらに
ボビン431の外側を磁性材(例えば5IOC)433
で被ったものから構成されている。この磁性材433は
、いわゆる外心と呼ばれるもので、コイル432が発生
する磁束を外部に漏らされず、ピストンロッド27に集
中させるためのものである。
Further, as shown in FIG. 2, the position detection device 43 includes a coil 432 made by winding an enameled wire (copper wire coated with enamel) around a bobbin 431 made of resin, and further winding the outside of the bobbin 431 into a coil 432. Magnetic material (e.g. 5IOC) 433
It is made up of what was covered with. This magnetic material 433 is what is called a circumcenter, and is for concentrating the magnetic flux generated by the coil 432 on the piston rod 27 without leaking to the outside.

ここで、コイル432のインダクタンスを計測すると、
コイル432内を非磁性材272が貫く場合には非磁性
材272の透磁率が非常に小さいためインダクタンスが
小さくなり(最小値L siア)、一方位性材271が
貫く場合には磁性材271の透磁率が大きいため、イン
ダクタンスは大きくなる(最大値り、、X)。また境界
部273がコイル432内にある場合には、コイル43
2のインダクタンスは最小値L187と最大値し、□と
の間の値になる。すなわち第3図に示すようなインダク
タンス変化となる。
Here, when the inductance of the coil 432 is measured,
When the non-magnetic material 272 passes through the inside of the coil 432, the inductance becomes small (minimum value L sia) because the magnetic permeability of the non-magnetic material 272 is very small, and when the unidirectional material 271 passes through the inside of the coil 432, the magnetic material 271 Since the magnetic permeability of is large, the inductance becomes large (maximum value, ,X). Further, when the boundary portion 273 is within the coil 432, the coil 43
The inductance of No. 2 has a minimum value L187, a maximum value, and a value between □. That is, the inductance changes as shown in FIG.

そこで、ビストンストロークの中間位置に相当するイン
ダクタンスL、、6をしきい値とする比較処理を行えば
、シリンダ装置16のビストンストロークが磁性材27
1側にあるのか非磁性材272側にあるのか、すなわち
中間位置から収縮側にあるのか伸長側にあるのかを区別
するスイッチとして利用できる。なお、インダクタンス
の変化は、主にピストンロッド27の境界部273がコ
イル432内を通過するときに生じるので、コイル43
20幅(軸方向の長さ)を薄くすれば、精度良く中間位
置を検出することができるスイッチとなる。
Therefore, if a comparison process is performed using the inductance L, 6, which corresponds to the intermediate position of the piston stroke, as a threshold value, the piston stroke of the cylinder device 16 will be reduced by the magnetic material 27.
It can be used as a switch to distinguish whether it is on the 1 side or the non-magnetic material 272 side, that is, whether it is on the contraction side or the expansion side from the intermediate position. Note that the change in inductance mainly occurs when the boundary portion 273 of the piston rod 27 passes through the inside of the coil 432.
If the width (length in the axial direction) is made thinner, the switch can detect the intermediate position with high accuracy.

以上、本発明を中間位置を検出するスイッチとして用い
る例について説明したが、次にアナログセンサとして用
いる例について説明する。
An example in which the present invention is used as a switch for detecting an intermediate position has been described above, but an example in which the present invention is used as an analog sensor will now be described.

先に述べたように、コイル432内をピストンロッド2
7の境界部273が通過するときにコイル432のイン
ダクタンスは連続的に変化する。
As mentioned earlier, the inside of the coil 432 is connected to the piston rod 2.
7, the inductance of the coil 432 changes continuously.

そこでコイル432を幅の厚いものを用いれば、中間位
置付近でインダクタンスが徐々に変化し、この領域でア
ナログセンサとしての使用が可能となる。しかし、単に
幅の厚いコイル432を使用しただけでは、第4図に破
線(b)で示すように、磁性材271がコイル432内
に侵入するに従ってインダクタンス変化が大きくなって
しまう。したがって、磁性材271側、非磁性材272
側での分解能が非線形となり、特に非磁性材272側で
十分な変化量が得られず、分解能が悪くなる。この不具
合を改善するためには、コイル432の磁束通過経路を
、コイル432の設置面を中心として非対称にしてやれ
ば良い。すなわちコイル432の上方と下方の磁束通過
経路の実効的な透磁率を変えてやれば良い。そのための
具体的方法として、第1図に示すように、コイルボビン
431の形状をボビンの厚み方向の中心に対して非対称
に形成し、コイル432が磁性材271側、ボビン43
1の肉厚部が非磁性材272側となるようにボビン43
1を設置する。これにより、磁性材271がコイル43
2内に深く侵入しても、コイル432の磁束通路途中に
樹脂性のボビン431の肉厚部が存在するため、コイル
432のインダクタンスの変化が抑制される。したがっ
て、このときのピストンロッド27のストロークとコイ
ル432のインダクタンスとの関係は、第4図に実線(
a)で示すように直線性が改善され、伸長側、収縮側と
も分解能に差が生じることがなくなる。
Therefore, if a thick coil 432 is used, the inductance will gradually change near the intermediate position, and the coil 432 can be used as an analog sensor in this region. However, if a thick coil 432 is simply used, the inductance change will increase as the magnetic material 271 penetrates into the coil 432, as shown by the broken line (b) in FIG. Therefore, the magnetic material 271 side, the non-magnetic material 272 side
The resolution on the side becomes non-linear, and a sufficient amount of change cannot be obtained especially on the non-magnetic material 272 side, resulting in poor resolution. In order to improve this problem, the magnetic flux passing path of the coil 432 may be made asymmetrical with respect to the installation surface of the coil 432. That is, the effective magnetic permeability of the magnetic flux passage paths above and below the coil 432 may be changed. As a specific method for this purpose, as shown in FIG.
The bobbin 43 is placed so that the thick part of 1 faces the non-magnetic material 272
Install 1. As a result, the magnetic material 271 is attached to the coil 43.
Even if the coil 432 penetrates deeply into the coil 432, a change in the inductance of the coil 432 is suppressed because the thick part of the resin bobbin 431 exists in the middle of the magnetic flux path of the coil 432. Therefore, the relationship between the stroke of the piston rod 27 and the inductance of the coil 432 at this time is shown by the solid line (
As shown in a), the linearity is improved and there is no difference in resolution on either the extension side or the contraction side.

次に、上記のような構成を備えるシリンダ装置16を用
いた車両用姿勢制御装置1について第5図に基づいて説
明する。
Next, the vehicle attitude control device 1 using the cylinder device 16 having the above-mentioned configuration will be explained based on FIG. 5.

第5図において前輪側スタビライザ装置2では、左右前
輪6.10がそれぞれ左右前輪ショックアブソーバ7、
」1および右左前輪サスペンションアーム8,12によ
り車体9に支持されている。
In FIG. 5, in the front wheel stabilizer device 2, the left and right front wheels 6.10 are respectively provided with left and right front wheel shock absorbers 7,
1 and right and left front wheel suspension arms 8 and 12, the vehicle body 9 is supported by the vehicle body 9.

さらに、前輪側スタビライザバー13のトーション部は
、車体9にボルト等で固定された軸受14゜15により
車体9に回転自在に支持されている。
Further, the torsion portion of the front wheel stabilizer bar 13 is rotatably supported by the vehicle body 9 by bearings 14 and 15 fixed to the vehicle body 9 with bolts or the like.

前輪側スタビライザバー13の一端部13aは、連結距
離の調整が可能なシリンダ装置16を介して右前輪ショ
ックアブソーバ11のばね下部に結合されている。これ
により、前輪側スタビライザバー13の一端部13aと
右前輪ショックアブソーバ11のばね下部との間の連結
距離が、シリンダ装置16の伸縮によって調整可能とな
る。前輪側スタビライザバー13の他の端部13bは、
リンクロッド17を介して左前輪ショックアブソーバ7
のばね下部に結合されている。また、操舵機構19は、
ステアリングホイール18の操作に応じて左右前輪6.
10の向きを変更するものである。
One end portion 13a of the front wheel stabilizer bar 13 is coupled to a sprung portion of the right front wheel shock absorber 11 via a cylinder device 16 whose connection distance can be adjusted. Thereby, the connection distance between the one end 13a of the front wheel stabilizer bar 13 and the unsprung portion of the right front wheel shock absorber 11 can be adjusted by expanding and contracting the cylinder device 16. The other end 13b of the front wheel side stabilizer bar 13 is
Left front wheel shock absorber 7 via link rod 17
is connected to the lower part of the spring. Further, the steering mechanism 19 is
Depending on the operation of the steering wheel 18, the left and right front wheels 6.
This is to change the direction of 10.

電子制御装置4は、第6図に示すようにCPU4 a、
ROM4 b、RAM4 c、データバス4f。
As shown in FIG. 6, the electronic control device 4 includes a CPU 4a,
ROM4b, RAM4c, data bus 4f.

入力部4d、出力部4eから構成され、車両の走行速度
を検出する車速センサ4Lステアリングホイール1日の
操舵角度を検出する操舵角センサ42、およびシリンダ
装置16のピストン位置を検出する本発明による位置検
出装置43からの信号に応じて、油圧装置3に制御信号
を出力する。
A vehicle speed sensor 4L comprising an input section 4d and an output section 4e, which detects the running speed of the vehicle; a steering angle sensor 42 which detects the steering angle of the steering wheel per day; and a position according to the present invention which detects the piston position of the cylinder device 16. A control signal is output to the hydraulic device 3 in accordance with the signal from the detection device 43.

シリンダ装置16は第6図に示すように、電子制御装置
4の制御信号に応じて油圧装置3から供給される圧油に
より作動する。
As shown in FIG. 6, the cylinder device 16 is operated by pressure oil supplied from the hydraulic device 3 in response to a control signal from the electronic control device 4.

油圧装置3においては、エンジン30により動力伝達機
構を介して駆動される油圧ポンプ31が、リザーバタン
ク34から作動油を吸入し、管路33a、制御弁(4ポ
一ト3位置電磁弁)32、管路33c、33dを介して
シリンダ装置16に圧油を供給する。制御弁32は、電
子制御装置4からの制御信号に応じて、中立位置32a
、伸長位置32b、収縮位置32cの3位置及びそれら
の任意の中間位置に切り換えられる。
In the hydraulic system 3, a hydraulic pump 31 driven by an engine 30 via a power transmission mechanism sucks hydraulic oil from a reservoir tank 34, and operates through a conduit 33a and a control valve (4-point, 3-position solenoid valve) 32. , pressure oil is supplied to the cylinder device 16 via pipes 33c and 33d. The control valve 32 is moved to a neutral position 32a in response to a control signal from the electronic control device 4.
, an extended position 32b, a retracted position 32c, and any intermediate position thereof.

ここで位置検出装置43によって、ピストン22の位置
がどのように検出されるかを、第7図を用いて説明する
Here, how the position of the piston 22 is detected by the position detection device 43 will be explained using FIG. 7.

電子制御装置4の出力部4eに設けられたパルス電圧発
生器4gによって、周期的に変化する電圧幅Eのパルス
電圧が直列に接続されたインダクタンスLのコイル43
2と抵抗値Rの抵抗4hに与えられる。このときにコイ
ル432と抵抗4hに流れる電流をiとすると、コイル
432の端子電圧v、は であるから、 という微分方程式が得られる。これを解くとi=(1−
e−(* / L I L  )となり、抵抗4hの端
子電圧v2は vz=Ri=E(1e−”八+1 ) となる。この端子電圧v2と予め定めた基準電圧V r
ofとを比較器41で比較すると、端子電圧v2が大き
いとき、比較器41の出力はHiとなり、端子電圧v2
が小さいとき比較器41の出力はLowとなる。この比
較器41のパルス出力を、抵抗4にとコンデンサ41か
らなるパルス幅→電圧変換回路4jによって、平均電圧
に変換する。ここで、コイル432のインダクタンスL
が小さいとき、比較器41のパルス出力はHiの割合が
多くなり、インダクタンスLが大きいときLowの割合
が多くなるため、パルス幅→電圧変換回路4jによって
変換された平均電圧の値がコイル432のインダクタン
スLの値に対応することになる。
A coil 43 with an inductance L is connected in series with a pulse voltage having a voltage width E that changes periodically by a pulse voltage generator 4g provided in the output section 4e of the electronic control device 4.
2 and is applied to a resistor 4h with a resistance value R. At this time, if the current flowing through the coil 432 and the resistor 4h is i, then the terminal voltage v of the coil 432 is, so the following differential equation is obtained. Solving this, i = (1-
e-(*/L I L ), and the terminal voltage v2 of the resistor 4h is vz=Ri=E(1e-"8+1). This terminal voltage v2 and the predetermined reference voltage V r
of is compared with the comparator 41, when the terminal voltage v2 is large, the output of the comparator 41 becomes Hi, and the terminal voltage v2
When is small, the output of the comparator 41 becomes Low. The pulse output of the comparator 41 is converted into an average voltage by a pulse width to voltage conversion circuit 4j comprising a resistor 4 and a capacitor 41. Here, the inductance L of the coil 432
When the inductance L is small, the pulse output of the comparator 41 has a high percentage, and when the inductance L is large, the low percentage increases. Therefore, the pulse width → the average voltage value converted by the voltage conversion circuit 4j is This corresponds to the value of inductance L.

この平均電圧としきい値電圧Vthとを比較器4Mで比
較するわけであるが、このしきい値電圧Vいはビストン
ストロークの中間位置に対応するように定められている
ため、比較器4Mの出力からビストンストロークが伸長
側にあるのか、それとも収縮側にあるのかを検出するこ
とができる。
This average voltage and the threshold voltage Vth are compared by the comparator 4M, and since this threshold voltage V is determined to correspond to the intermediate position of the piston stroke, the output of the comparator 4M From this, it is possible to detect whether the piston stroke is on the extension side or on the contraction side.

次に、上記構成において基本的な作動、制御方法につい
て説明する。
Next, the basic operation and control method in the above configuration will be explained.

まず、直進走行時について説明する。直進走行では、第
6図の制御弁32は中立位置32aの状態に設定される
。このとき油圧ポンプ31から吐出される圧油は、管路
33a、制御弁32、管路33bを経てリザーバ34に
戻る。一方、管路33c、33dは制御弁32によって
遮断されるため、シリンダ装置16の上下室25.26
は油密状態に保たれ、ピストン22はシリンダボディ2
1内で固定される。すなわちシリンダ装置16は、リン
クロッド17と同様に一種の剛体の働きをすることにな
り、スタビライザ13はその固有の捩り剛性を発揮して
、車両の走行安定性を確保する。
First, a description will be given of when the vehicle is traveling straight ahead. When the vehicle is traveling straight ahead, the control valve 32 shown in FIG. 6 is set to the neutral position 32a. At this time, the pressure oil discharged from the hydraulic pump 31 returns to the reservoir 34 via the pipe line 33a, the control valve 32, and the pipe line 33b. On the other hand, since the pipes 33c and 33d are blocked by the control valve 32, the upper and lower chambers 25, 26 of the cylinder device 16
is maintained in an oil-tight state, and the piston 22 is kept in an oil-tight state, and the piston 22 is
It is fixed within 1. That is, the cylinder device 16 functions as a kind of rigid body like the link rod 17, and the stabilizer 13 exhibits its inherent torsional rigidity to ensure running stability of the vehicle.

つぎに旋回走行時について説明する。旋回走行時には、
車速と操舵角の大きさに応じてあらかじめ定めた関係に
従って、シリンダ装置16の目標伸縮量を決める。その
目標伸縮量に応じてシリンダ装置16を伸長または収縮
させるように、油圧装置3を駆動する。すなわちシリン
ダ装置16を伸長させるときには、制御弁32を伸長位
置32b側へ駆動するりニアソレノイドに通電する。こ
の時シリンダ装置16の下室26に管路33dを介して
接続される制御弁32のボートは直ちに全開となって、
ポンプ31からの圧油を管路33a、制御弁32、管路
33dを介してシリンダ装置16の下室26へ供給する
。一方シリンダ装置16の上室に管路33cを介して接
続される制御弁32のボートは、通電電流が大きくなる
につれてその開口面積が増大するように作動する。この
ため、通電電流を制御することによって、管路33cを
通って流出する油量が調節される。つまり、上室25か
ら圧油の流出があってはじめてピストン22が上室25
側へ移動できるので、リニアソレノイドの通電電流を制
御することによってピストン22の移動量を調節するこ
とかできる。しかも、通電電流の大きさと流出油量すな
わちピストンの移動量の関係は予め知ることができるの
で、電子制御袋W4は、出力する通電電流の大きさと通
電時間とからピストン22の位置を予測計算できる。
Next, the time of turning will be explained. When turning,
The target expansion/contraction amount of the cylinder device 16 is determined according to a predetermined relationship depending on the vehicle speed and the magnitude of the steering angle. The hydraulic device 3 is driven so that the cylinder device 16 is expanded or contracted according to the target expansion/contraction amount. That is, when extending the cylinder device 16, the control valve 32 is driven toward the extended position 32b or the near solenoid is energized. At this time, the boat of the control valve 32 connected to the lower chamber 26 of the cylinder device 16 via the pipe 33d is immediately fully opened.
Pressure oil from the pump 31 is supplied to the lower chamber 26 of the cylinder device 16 via the pipe line 33a, the control valve 32, and the pipe line 33d. On the other hand, the boat of the control valve 32 connected to the upper chamber of the cylinder device 16 via the conduit 33c operates so that its opening area increases as the applied current increases. Therefore, by controlling the applied current, the amount of oil flowing out through the pipe line 33c is adjusted. In other words, the piston 22 is moved to the upper chamber 25 only after the pressure oil flows out from the upper chamber 25.
Since the piston 22 can be moved to the side, the amount of movement of the piston 22 can be adjusted by controlling the current applied to the linear solenoid. Furthermore, since the relationship between the magnitude of the energizing current and the amount of spilled oil, that is, the amount of movement of the piston can be known in advance, the electronic control bag W4 can predict and calculate the position of the piston 22 from the magnitude of the energizing current to be output and the energizing time. .

この予測計算において、本発明によるピストン位置検出
装置43を用いて、ピストン22の予測位置を補正し、
その後ピストン22の予測位置が目標位置に達したと判
断した時点でリニアソレノイドへの通電を終了する。こ
の時、制御弁32は中立位置32aの状態に戻り、シリ
ンダ装置16の上下室25.26は再び油密状態に保た
れ、ピストン22は目標位置で固定される。このように
、油圧装置3はメータアウト油圧回路の構成をもつため
、微小油量から大油量までを正確に調節でき、確実にシ
リンダ装置16を制御できる。
In this prediction calculation, the piston position detection device 43 according to the present invention is used to correct the predicted position of the piston 22,
Thereafter, when it is determined that the predicted position of the piston 22 has reached the target position, the energization of the linear solenoid is terminated. At this time, the control valve 32 returns to the neutral position 32a, the upper and lower chambers 25, 26 of the cylinder device 16 are again maintained in an oil-tight state, and the piston 22 is fixed at the target position. As described above, since the hydraulic device 3 has the configuration of a meter-out hydraulic circuit, it is possible to accurately adjust the amount of oil from a small amount to a large amount of oil, and the cylinder device 16 can be reliably controlled.

またシリンダ装置16を収縮させるときには、制御弁3
2を収縮位置32c側へ駆動するりニアソレノイドに通
電する。この時シリンダ装置16の上室25に管路33
cを介して接続される制御弁32のボートは直ちに全開
となって、ポンプ31からの圧油を管路33a、制御弁
32、管路33Cを介してシリンダ装置16の上室25
へ供給する。一方シリンダ装置16の下室26に管路3
3dを介して接続される制御弁32のボートは、通電電
流が大きくなるにつれてその開口面積が増大するように
作動する。このため、通電電流を制御することによって
、管路33dを通って流出する油量が調節される。従っ
てシリンダ装置16が伸長する場合と同様にピストン位
置が予測され、ピストン22が目標位置に達したと判定
された時点で通電を終了し、ピストン22が目標位置で
固定される。
Also, when contracting the cylinder device 16, the control valve 3
2 toward the retracted position 32c and energizes the near solenoid. At this time, the pipe line 33 is connected to the upper chamber 25 of the cylinder device 16.
The boat of the control valve 32 connected through the pipe c is immediately fully opened, and the pressure oil from the pump 31 is transferred to the upper chamber 25 of the cylinder device 16 via the pipe 33a, the control valve 32, and the pipe 33C.
supply to On the other hand, the pipe line 3 is connected to the lower chamber 26 of the cylinder device 16.
The boat of the control valve 32 connected via 3d operates so that its opening area increases as the applied current increases. Therefore, by controlling the applied current, the amount of oil flowing out through the conduit 33d is adjusted. Therefore, the piston position is predicted in the same way as when the cylinder device 16 is extended, and when it is determined that the piston 22 has reached the target position, the energization is terminated and the piston 22 is fixed at the target position.

なお、上記実施例においては、ピストンロッド27とし
て第1図に示したように、磁性材271と非磁性材27
2を軸方向に垂直な面でつなぎ合わせた構造としたが、
一般に透磁率の異なる2つ以上の部材を接続して、イン
ダクタンス変化が得られるものならどのような構造のも
のでも良い。
In the above embodiment, as shown in FIG. 1, the piston rod 27 is made of a magnetic material 271 and a non-magnetic material 27.
2 are connected by a plane perpendicular to the axial direction, but
In general, any structure may be used as long as it can change the inductance by connecting two or more members with different magnetic permeabilities.

例えば、第8図(a)に示すように、接合する2つの部
材(磁性材と非磁性材)にそれぞれ凹凸のテーバ面を設
け、境界部が円錐になるようにすれば、インダクタンス
の変化が境界部付近で滑らかになるので、アナログセン
サとしての検出範囲を拡大することができる。
For example, as shown in Fig. 8(a), if the two members to be joined (magnetic material and non-magnetic material) are provided with convex and concave tapered surfaces so that the boundary part becomes conical, the change in inductance can be reduced. Since it becomes smooth near the boundary, the detection range as an analog sensor can be expanded.

また、第8図(b)に示すように2つの材料をネジで接
続する構成としても、上と同様にアナログセンサとして
の検出範囲を拡大できる。
Further, as shown in FIG. 8(b), even if two materials are connected with a screw, the detection range as an analog sensor can be expanded in the same way as above.

また、第8図(C)に示すようにネジで接続する構成に
おいて、さらに2つの部材の間にその2種類の部材の中
間の透磁率を有する部材を挿入する構成とすることで、
よりいっそうの滑らかなインダクタンス変化を実現でき
るので、アナログセンサとしての検出範囲はさらに拡大
する。
Furthermore, in the configuration in which the screws are used for connection as shown in FIG. 8(C), by further inserting a member having a magnetic permeability between the two types of members between the two members,
Since even smoother inductance changes can be realized, the detection range as an analog sensor is further expanded.

以上は透磁率の異なる材料を接続することによる構成例
であるが、磁性材料1種類のみでも実効的に透磁率が異
なるようにピストンロッドを構成することが可能である
Although the above is an example of a configuration in which materials having different magnetic permeabilities are connected, it is possible to configure the piston rod so that the magnetic permeability effectively differs even if only one type of magnetic material is used.

例えば、第9図(a)のように、磁性材料の長さの1/
2の領域まで穴を開けたものにすれば、穴のある部分と
ない部分で磁束分布に違いができ、コイルのインダクタ
ンスが変化する。
For example, as shown in Figure 9(a), 1/1 of the length of the magnetic material is
If holes are drilled up to the region 2, there will be a difference in magnetic flux distribution between areas with holes and areas without holes, and the inductance of the coil will change.

さらに第9図(b)、 (C)のように段階的に穴の径
を変えたり、円錐形の穴を開けた構造とすれば、より広
い範囲のインダクタンス変化が得られる。
Furthermore, if the diameter of the hole is changed stepwise as shown in FIGS. 9(b) and 9(C), or if a conical hole is formed, a wider range of inductance changes can be obtained.

なお、本実施例においては、コイルのインダクタンス変
化を検出する手段としてコイルと直列に抵抗を接続し、
パルス電圧入力に対する出力応答の時定数を計測したが
、コンデンサを接続して共振周波数を計測しても良いし
、交流電圧入力に対する電流の位相差を計測しても良い
In this example, a resistor is connected in series with the coil as a means of detecting changes in the inductance of the coil.
Although the time constant of the output response to the pulse voltage input was measured, a capacitor may be connected to measure the resonance frequency, or the phase difference of the current to the AC voltage input may be measured.

また、本実施例においてはピストンロンドの境界部がビ
ストンストロークの中間位置となるように設計されてい
るが、本発明をアナログセンサとして用いるときにはこ
の境界部の位置はピストンの摺動時に境界部がコイル内
を通過する位置であれば良い。
Further, in this embodiment, the boundary of the piston rond is designed to be at the intermediate position of the piston stroke, but when the present invention is used as an analog sensor, the position of this boundary is Any position that passes through the coil is fine.

なお、本発明のピストン位置検出装置を備えるシリンダ
装置をショックアブソーバとして用いても良い。このと
きには、例えばピストンロンドの境界部の位置をビスト
ンストロークの中間位置とし、かつ中間位置から所定距
離の位置にコイルを配置する。そして、一定時間内にピ
ストンロンドの境界部が何回コイル内を通過したかを検
出することによって、車両の走行路面が良路であるのか
悪路であるのかを判定することができる。
Note that a cylinder device including the piston position detection device of the present invention may be used as a shock absorber. At this time, for example, the position of the boundary part of the piston rond is set as the intermediate position of the piston stroke, and the coil is arranged at a position a predetermined distance from the intermediate position. By detecting how many times the boundary portion of the piston rond passes through the coil within a certain period of time, it is possible to determine whether the road surface on which the vehicle is traveling is a good road or a bad road.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上述べたように本発明によれば、ピストンの位置をコ
イルのインダクタンス変化から検出しているために、そ
の構造を簡素化することができ、さらに温度変化や振動
等の環境条件の厳しい場所における優れた耐環境性をも
実現することができる。
As described above, according to the present invention, since the position of the piston is detected from the change in inductance of the coil, the structure can be simplified, and furthermore, it can be used in places with severe environmental conditions such as temperature changes and vibrations. Excellent environmental resistance can also be achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の1実施例の全体の構成を示す構成図、
第2図(a)、 (b)は第1図における位置検出装置
の構造を示す縦断面図と側面図、第3図及び第4図はビ
ストンストロークに対するコイルのインダクタンス変化
を表す特性図、第5図は車両用姿勢制御装置の全体の構
成を示す構成図、第6図は第5図におけるシリンダ装置
の制御を行なう電子制御装置と油圧回路の概要図、第7
図は第6図におけるピストン位置を検出するための回路
図、第8図及び第9図は第1図のピストンロンドの他の
実施例を説明する説明図である。 16・・・シリンダ装置、21・・・シリンダボディ。 22・・・ピストン、25・・・上室、26・・・下室
、27・・・ピストンロンド、271・・・磁性材、2
72・・・非磁性材、273・・・接合部、43・・・
位置検出装置431・・・ボビン、432・・・コイル
FIG. 1 is a configuration diagram showing the overall configuration of one embodiment of the present invention,
2(a) and 2(b) are longitudinal cross-sectional views and side views showing the structure of the position detection device in FIG. 5 is a block diagram showing the overall configuration of the vehicle attitude control device, FIG. 6 is a schematic diagram of the electronic control device and hydraulic circuit that control the cylinder device in FIG. 5, and FIG.
This figure is a circuit diagram for detecting the piston position in FIG. 6, and FIGS. 8 and 9 are explanatory diagrams illustrating other embodiments of the piston rond in FIG. 1. 16... Cylinder device, 21... Cylinder body. 22... Piston, 25... Upper chamber, 26... Lower chamber, 27... Piston Rondo, 271... Magnetic material, 2
72...Nonmagnetic material, 273...Joint part, 43...
Position detection device 431...bobbin, 432...coil.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1) シリンダ内部に摺動自在に配設されたピストン
と、 前記ピストンと一体となって移動するとともに、第1、
第2の異なる透磁率を備えた部材から構成されるピスト
ンロッドと、 前記ピストンの摺動時に、前記ピストンロッドの前記第
1、第2の透磁率の部分が通過するように前記ピストン
ロッドの周囲に設けられて、所定の周期で変化する電気
信号が与えられる中空状のコイルと、 前記コイルのインダクタンスの変化を検出する検出手段
と、 前記検出手段によって検出される前記コイルのインダク
タンス変化から、前記ピストンの位置を演算する演算手
段と、 を備えることを特徴とするピストン位置検出装置。
(1) A piston that is slidably disposed inside the cylinder; a first piston that moves together with the piston;
a piston rod constituted by a member having a second different magnetic permeability; and a periphery of the piston rod such that when the piston slides, portions of the piston rod having the first and second magnetic permeabilities pass. a hollow coil that is provided in the coil and is provided with an electric signal that changes at a predetermined period; a detection means for detecting a change in inductance of the coil; and a detection means for detecting a change in inductance of the coil detected by the detection means; A piston position detection device comprising: a calculation means for calculating the position of a piston.
(2) 前記ピストンロッドを、透磁率が異なる少なく
とも2種類の部材を接合して構成した請求項1記載のピ
ストン位置検出装置。
(2) The piston position detection device according to claim 1, wherein the piston rod is constructed by joining at least two types of members having different magnetic permeabilities.
(3) 一方の部材に凸部を設け、他方の部材に凹部を
設けて前記ピストンロッドの境界部を形成し、前記ピス
トンロッドの境界部の透磁率が徐々に変化することを特
徴とする請求項1記載のピストン位置検出装置。
(3) A claim characterized in that one member is provided with a convex portion and the other member is provided with a recessed portion to form a boundary portion of the piston rod, and the magnetic permeability of the boundary portion of the piston rod gradually changes. Item 1. The piston position detection device according to item 1.
(4) 前記コイルの磁束通過経路を、前記コイルの設
置面を中心として非対称とした請求項1記載のピストン
位置検出装置。
(4) The piston position detection device according to claim 1, wherein the magnetic flux passage path of the coil is asymmetrical with respect to the installation surface of the coil.
JP63191936A 1988-07-29 1988-07-29 Piston position detector Expired - Lifetime JP2699427B2 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63191936A JP2699427B2 (en) 1988-07-29 1988-07-29 Piston position detector
DE3924918A DE3924918C2 (en) 1988-07-29 1989-07-27 Position control device, vehicle suspension hereby and position detector therefor
US07/386,041 US5004264A (en) 1988-07-29 1989-07-27 Position control device and automotive suspension system employing same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63191936A JP2699427B2 (en) 1988-07-29 1988-07-29 Piston position detector

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0242202A true JPH0242202A (en) 1990-02-13
JP2699427B2 JP2699427B2 (en) 1998-01-19

Family

ID=16282919

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63191936A Expired - Lifetime JP2699427B2 (en) 1988-07-29 1988-07-29 Piston position detector

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2699427B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009204346A (en) * 2008-02-26 2009-09-10 Panasonic Electric Works Co Ltd Position sensor

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5013754A (en) * 1973-06-11 1975-02-13
JPS61137001A (en) * 1984-12-07 1986-06-24 S G:Kk Apparatus for detecting position of piston rod of hydraulic cylinder
JPS61144403U (en) * 1985-02-27 1986-09-06

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5013754A (en) * 1973-06-11 1975-02-13
JPS61137001A (en) * 1984-12-07 1986-06-24 S G:Kk Apparatus for detecting position of piston rod of hydraulic cylinder
JPS61144403U (en) * 1985-02-27 1986-09-06

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009204346A (en) * 2008-02-26 2009-09-10 Panasonic Electric Works Co Ltd Position sensor

Also Published As

Publication number Publication date
JP2699427B2 (en) 1998-01-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5004264A (en) Position control device and automotive suspension system employing same
US5218308A (en) Sensor for and method of detecting the position of a piston inside the cylinder of a dashpot
US6681905B2 (en) Magnetorheological fluid-controlled vehicle suspension damper
US6470248B2 (en) Vehicle suspension control system
JP4890348B2 (en) Damper with a relative displacement measurement sensor
JP2006273223A (en) Control device for variable damping force damper
GB2163104A (en) Fluid controlled bushings in a suspension link
KR100254126B1 (en) Procedure for semi active regulation of chassis
CN100484787C (en) Controllable automobile magnetic rhological absorber with height adjusting function
Carratù et al. Semi-active suspension system for motorcycles: From the idea to the industrial product
JPH0242202A (en) Piston position detecting device
JP2010023602A (en) Suspension device
US5135251A (en) Active oscillation damping sensor for measuring relative velocity between body and axle
JPH0510368A (en) Stroke detector for tubular attenuator
JPH1086621A (en) Damping force control device for vehicle suspension system
Namuduri et al. Concurrent research and development of a magnetic ride control system
JPS60261716A (en) active suspension device
JP2953674B2 (en) Suspension device
CN2721964Y (en) Magnetic flowing deforming damper with integrated relative speed sensing function
CN2871971Y (en) Self-sensoring magnetic-flow variable damp of electromagnetic relative replacement
JPS60203517A (en) Suspension controller in vehicles
Krithika et al. Smart adaptive suspension system using MR fluid
CN1593962A (en) Vehicle suspension vibration damper with relative velocity self-sensing function
JP2623744B2 (en) Cylinder stroke control device
JPS6191415U (en)