JPS624846B2 - - Google Patents
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- JPS624846B2 JPS624846B2 JP4430282A JP4430282A JPS624846B2 JP S624846 B2 JPS624846 B2 JP S624846B2 JP 4430282 A JP4430282 A JP 4430282A JP 4430282 A JP4430282 A JP 4430282A JP S624846 B2 JPS624846 B2 JP S624846B2
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- signal
- circuit
- electromagnetic force
- electromagnetic
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- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 45
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 15
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 4
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
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
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Magnetically Actuated Valves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、電磁コイル、プランジヤ、ヨーク等
から構成され、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。
から構成され、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。
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，３
ｂにより支持して設けたプランジヤ、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７に対
向して設けた弁体８および弁ボデイ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７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。１２は
ダイヤフラム１０の背圧室イを大気と連通する大
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Ｆn、一次側圧
力をP1、二次側圧力をP2、ダイヤフラム１０の有
効受圧面積をＳD、弁体８の有効受圧面積をＳVと
し、力の釣合いを考えると、 Ｆn＋P1・ＳV＝P1・ＳD＋P2・ＳV ……(1) また、ＳD≒ＳV＝Ｓとすると、(1)式は Ｆn＝P2・Ｓ ∴P2＝Ｆｎ／Ｓ ……(2) となり、一次圧P1に関係なく、電磁力Ｆnに応じ
て二次圧P2（流量）を制御することができる。
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，３
ｂにより支持して設けたプランジヤ、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７に対
向して設けた弁体８および弁ボデイ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７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。１２は
ダイヤフラム１０の背圧室イを大気と連通する大
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Ｆn、一次側圧
力をP1、二次側圧力をP2、ダイヤフラム１０の有
効受圧面積をＳD、弁体８の有効受圧面積をＳVと
し、力の釣合いを考えると、 Ｆn＋P1・ＳV＝P1・ＳD＋P2・ＳV ……(1) また、ＳD≒ＳV＝Ｓとすると、(1)式は Ｆn＝P2・Ｓ ∴P2＝Ｆｎ／Ｓ ……(2) となり、一次圧P1に関係なく、電磁力Ｆn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、プランジヤ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５の電磁力Ｆn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。
いて問題となるのは、プランジヤ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５の電磁力Ｆn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図からわ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
ヤ２が変位することにより電磁力Ｆnにヒステリ
シスが発生する。したがつ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、ｃ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
ンジヤ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。したがつて従来例では、電流減少
時の特性を基準として、P2の制御を行なつている
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。
した場合においても、変位量、すなわちプランジ
ヤ２が変位することにより電磁力Ｆnにヒステリ
シスが発生する。したがつ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、ｃ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
ンジヤ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。したがつて従来例では、電流減少
時の特性を基準として、P2の制御を行なつている
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。
また従来例では、前述のごとく一次圧P1の変動
に関係なく二次圧P2を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P1
をＰ1S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P1をＰ1nまで増加すると(2)式Ｆn＝P2・Ｓから
P2が増加し、弁体８は上方に変位し、ＸはＦ点ま
で小さくなる。その後P1をＯまで減少するとP2は
Ｏ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P1をＰ1S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Ｆn
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。
に関係なく二次圧P2を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P1
をＰ1S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P1をＰ1nまで増加すると(2)式Ｆn＝P2・Ｓから
P2が増加し、弁体８は上方に変位し、ＸはＦ点ま
で小さくなる。その後P1をＯまで減少するとP2は
Ｏ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P1をＰ1S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Ｆn
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。
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。
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。
この目的を達成するために本発明は、電磁駆動
装置のプランジヤ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。
装置のプランジヤ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、等価的に磁気回
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、等価的に磁気回
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、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。
説明する。なお、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
を用いた圧力制御弁のブロツク図であり、１３は
プランジヤ２の上部に設けたプランジヤ変位量検
出素子であり、プランジヤ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ツト回路をへて
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１６へ送り、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i1が一定の時の変位量Ｘと電磁力Ｆnの関係を
示す特性図であり、いま、プランジヤ１が下方に
変位しているとすると、Ｆn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Ａ点までＸを増加し、逆にＸ
を減少すると、Ｆnはβにそつて減少する。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Ｘnが折返し点
記憶部に記憶され、その変位量Ｘnを原点とし
て、変位量Δｘ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。
を用いた圧力制御弁のブロツク図であり、１３は
プランジヤ２の上部に設けたプランジヤ変位量検
出素子であり、プランジヤ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ツト回路をへて
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１６へ送り、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i1が一定の時の変位量Ｘと電磁力Ｆnの関係を
示す特性図であり、いま、プランジヤ１が下方に
変位しているとすると、Ｆn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Ａ点までＸを増加し、逆にＸ
を減少すると、Ｆnはβにそつて減少する。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Ｘnが折返し点
記憶部に記憶され、その変位量Ｘnを原点とし
て、変位量Δｘ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Ｆnは電気信号量ｉと変位量Ｘの
関数であり、補正量ΔＦD1＝K1・ΔｘD1（ｋ：比
例定数）、同様にΔＦD2＝k2・（ΔｘD2−ΔｘD1）
となり、その信号がリミツト回路をへて第２比較
器１６へ補正信号i2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i3が電磁コイル１に供給され
る。
関数であり、補正量ΔＦD1＝K1・ΔｘD1（ｋ：比
例定数）、同様にΔＦD2＝k2・（ΔｘD2−ΔｘD1）
となり、その信号がリミツト回路をへて第２比較
器１６へ補正信号i2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i3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
ることを検出し、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Δ
ｘUが検出され補正量ΔＦU＝ｋo・ΔｘUが補正信
号として与えられる。したがつて第７図の変位量
−電磁力特性に示すように、電磁力Ｆn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−二次圧特性が得
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。
合も同様にスロープ検出回路により増加方向であ
ることを検出し、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Δ
ｘUが検出され補正量ΔＦU＝ｋo・ΔｘUが補正信
号として与えられる。したがつて第７図の変位量
−電磁力特性に示すように、電磁力Ｆn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−二次圧特性が得
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i1
は補正前、すなわち、外部信号に対応した電流値
を示す。
は補正前、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。
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。
以上、詳細に説明したように本発明の電磁駆動
装置はプランジヤ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、等価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。
装置はプランジヤ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、等価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ヤの摺動抵抗等が
あつても、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。
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ヤの摺動抵抗等が
あつても、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ツク図、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。 １……電磁コイル、２……プランジヤ、４……
ヨーク、５……電磁駆動装置、１３……変位量検
出素子、１４……変位量演算回路、１５……第１
比較器。
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ツク図、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。 １……電磁コイル、２……プランジヤ、４……
ヨーク、５……電磁駆動装置、１３……変位量検
出素子、１４……変位量演算回路、１５……第１
比較器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ プランジヤとヨークにより磁気回路を構成
し、前記プランジヤの外周に電磁コイルを設ける
とともに、プランジヤ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、外部信号により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ように補正信号を
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、前記変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ツト回路を設けた
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 |
|---|---|---|---|
| JP57044302A 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 |
|---|---|---|---|
| JP57044302A JPS58161305A (ja) | 1982-03-18 | 1982-03-18 | 電磁駆動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58161305A JPS58161305A (ja) | 1983-09-24 |
| JPS624846B2 true JPS624846B2 (ja) | 1987-02-02 |
Family
ID=12687700
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57044302A 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 (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0323394U (ja) * | 1989-07-14 | 1991-03-11 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62284122A (ja) * | 1986-05-30 | 1987-12-10 | Rinnai Corp | 燃焼装置 |
| FR2702880B1 (fr) * | 1993-03-17 | 1995-04-28 | Telemecanique | Appareil interrupteur électromagnétique. |
| DE4430867A1 (de) * | 1994-08-31 | 1996-03-07 | Licentia Gmbh | Schaltungsanordnung zur Regelung des elektromagnetischen Antriebes eines Schaltgerätes |
| SE0200409D0 (sv) * | 2002-02-13 | 2002-02-13 | Siemens Elema Ab | Method of Controlling a Valve Element and Valve Assembly |
| US7857281B2 (en) | 2006-06-26 | 2010-12-28 | Incova Technologies, Inc. | Electrohydraulic valve control circuit with magnetic hysteresis compensation |
| JP4802262B2 (ja) * | 2009-02-17 | 2011-10-26 | ジヤトコ株式会社 | 液圧制御装置 |
-
1982
- 1982-03-18 JP JP57044302A patent/JPS58161305A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0323394U (ja) * | 1989-07-14 | 1991-03-11 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58161305A (ja) | 1983-09-24 |
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