(57)【要約】少なくとも一つのコイル及び可動アーマチュアを備える電磁アクチュエータを制御するための本発明に係る制御方法（700）は，少なくとも一つのコイルに一連の電流パルス（621, 622, 623）を印加し，その際に電流方向を電流パルス毎に変化させると共に，電流強度を電流パルス毎に減少させて電磁アクチュエータ内の残留磁束密度を低下又は消失させる消磁ステップ（710）を含む。本発明に係る制御方法（700）は，消磁ステップ（710）の後，少なくとも一つのコイルに測定電流パルス（630）を印加することにより可動アーマチュアの位置を決定するステップ（720）を更に含む。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つのコイル（110, 120）と，可動アーマチュア（130）とを備える電磁アクチュエータ（100; 200）を制御するための制御方法（700）であって：
・電磁アクチュエータ（100; 200）を消磁するため，前記少なくとも一つのコイル（110, 120）に一連の電流パルス（521, 522, 523; 621, 622, 623）を印加し，その際に電流パルスの電流方向を電流パルス毎に変化させると共に電流パルスの電流強度を電流パルス毎に減少させ，これにより電磁アクチュエータ（100; 200）内の残留磁束密度を低下させて取り除く消磁ステップ（710）と；
・可動アーマチュア（130）の位置を決定するため，前記消磁ステップ（710）に引き続き，前記少なくとも一つのコイル（110, 120）に測定電流パルス（630）を印加するステップ（720）と；
を含む制御方法。
【請求項２】
請求項１に記載の制御方法（700）であって，前記消磁ステップ（710）で，第１電流方向及び第１電流強度を有する第１電流パルス（521; 621）と，前記第１電流方向とは異なる第２電流方向及び前記第１電流強度よりも低い第２電流強度を有する第２電流パルス（522; 622）とを，順次に前記少なくとも一つのコイル（110, 120）に印加することを特徴とする制御方法。
【請求項３】
請求項２に記載の制御方法（700）であって，前記消磁ステップ（710）で，それぞれ直前の電流パルスに対して逆の電流方向及び低い電流強度を有する少なくとも一つの別の電流パルス（523; 623）を，前記少なくとも一つのコイル（110, 120）に印加することを特徴とする制御方法。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項に記載の制御方法（700）であって，前記消磁ステップ（710）で，前記一連の電流パルス（521, 522, 523; 621, 622, 623）を，電流パルス毎に減少する電流持続時間をもって前記コイルに印加することを特徴とする制御方法。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか一項に記載の制御方法（700）であって，決定ステップ（720）における前記測定電流パルス（630）の電流強度が，消磁ステップ（710）の電流パルス（521, 522, 523; 621, 622, 623）の最低電流強度よりも低いことを特徴とする制御方法。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか一項に記載の制御方法（700）であって，前記アーマチュア（130）を作動させるために前記少なくとも一つのコイル（110, 120）に動作電流パルス（610）を印加するステップを更に含み，該動作電流パルス（610）の電流強度が，消磁ステップ（710）の電流パルス（521, 522, 523; 621, 622, 623）の最大電流強度よりも大きいことを特徴とする制御方法。
【請求項７】
請求項６に記載の制御方法（700）であって，前記消磁ステップ（710）を，前記印加ステップの後及び決定ステップ（720）の前に行うことを特徴とする制御方法。
【請求項８】
請求項１〜７の何れか一項に記載の制御方法（700）であって，前記決定ステップ（720）において，前記少なくとも一つのコイル（110, 120）の前記可動アーマチュア（130）に対する応答を前記測定電流パルス（630）において評価することにより前記可動アーマチュア（130）の位置を決定することを特徴とする制御方法。
【請求項９】
請求項１〜８の何れか一項に記載の制御方法（700）であって，前記電磁アクチュエータ （200）が第１コイル（110）及び第２コイル（120）を備える場合，前記消磁ステップ（710）における一連の電流パルス（521, 522, 523; 621, 622, 623）を，前記第１コイル（110）及び前記第２コイル（120）の直列回路に印加し，前記決定ステップ（720）において，前記測定電流パルス（630）を前記第１コイル（110）及び前記第２コイル（120）の直列回路に印加することを特徴とする制御方法。
【請求項１０】
少なくとも一つのコイル（110, 120）と，可動アーマチュア（130）とを備える電磁アクチュエータ（100; 200）を制御するための制御装置であって，請求項１〜９の何れか一項に記載の制御方法（700）における前記ステップを実行するように構成されていることを特徴とする制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，電磁アクチュエータを制御するための制御方法，並びに電磁アクチュエータを制御するための制御装置に関するものである。
【従来技術】
【０００２】
電磁アクチュエータは，少なくとも一つのアーマチュアと，例えば２つのコイルとを備えている。アクチュエータは，更に２つの永久磁石を備えてもよい。アーマチュアは，異なるインダクタンスのコイル内に配置される。アクチュエータを制御する方法において，例えば，電流レベルが突発的に上昇した場合に両方のコイルで電圧特性を測定することができる。その測定データから，例えば減算器により第３の電圧特性又はセンサ信号を計算し，これに基づいて論理ユニットによりアーマチュアの位置を決定することができる。即ち，コイルの支配的なインダクタンスを評価すれば位置決定を行うことができる。
【０００３】
強磁性材料の場合，磁場強度Ｈと磁束密度Ｂとの関係は非線形であり，履歴に依存する。これは，インダクタンス，ひいてはセンサ信号に影響を及ぼす磁束密度が関与する。強磁性構成部品の磁束密度は，支配的な磁場強度に依存する。この支配的な磁場が減少しても，強磁性構成部品内に磁気が残留する。予め設定された磁場の方向と強さに応じて，強磁性体における残留磁束密度が変化することがある。そのような磁束密度を評価しなければならないので，異なる履歴により低精度の位置信号が発生する可能性がある。この効果は，測定装置及びセンサにおいて不所望であるが，磁気システムが計測レコーダの構成部品である場合に頻発する。更に，温度変化は残留磁気及び位置検出に影響を与える。
【０００４】
国際公開第２０１０／０４９２００Ａ１号パンフレットは，電磁アクチュエータにおいて２つのコイル間で可動に配置された磁気アーマチュアの位置を検出する方法に関するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１０／０４９２００Ａ１号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した背景技術に鑑み，本発明は，電磁アクチュエータを制御するための改善された制御方法，並びに電磁アクチュエータを制御するための改善された制御装置を提供するものであり，その特徴は独立請求項に記載したとおりである。更に，本発明の有利な実施形態は，従属請求項及び以下の記述から明らかである。
【課題を解決するための方法】
【０００７】
本発明は，少なくとも一つのコイルと可動アーマチュアとを備える電磁アクチュエータを制御するための方法を提供し，この方法は：
・電磁アクチュエータ内の残留磁束密度を減少させて取り除くために，電流パルス毎に変化する電流方向，及び電流パルス毎に減少する電流強度を持つ一連の電流パルスを少なくとも一つのコイルに印加することにより電磁アクチュエータを消磁するステップと；
・消磁ステップに引き続き，少なくとも一つのコイルに測定電流パルスを印加することにより可動アーマチュアの位置を決定するステップと；
を含むものである。
【０００８】
電磁アクチュエータにおいて，アーマチュア又はコンバータは，電磁作用により電気信号又は電流を例えば機械的変位に変換する。このような変換は，少なくとも一つのコイルによって実現することができる。少なくとも一つのコイルの励磁巻線は，可動アーマチュアの動作領域を少なくとも部分的に取り囲むことができる。可動アーマチュアは，磁気アーマチュア等で構成することができる。可動アーマチュアは，移動する構成要素に対して機械的に結合させることができる。又，可動アーマチュアは，それが機械的に結合されている構成要素の動作によって作動させることができる。可動アーマチュアは強磁性材料で製造することができる。電磁アクチュエータの別の構成部品も，強磁性材料によって製造することができる。可動アーマチュアは，少なくとも一つのコイルに電流が印加されると，電磁的に動作することができる。また，複数の可動アーマチュアを電磁アクチュエータに設けることができる。消磁は，残留磁束密度の低下，消滅又は消失をもたらす。更に，残留磁束密度は，残留磁力，残留磁気，残余磁気，残存磁気，残存磁化又は磁気ヒステリシスとも称することができる。残留磁束密度とは，例えば，以前に少なくとも一つのコイルによって励起された磁場によって磁化された強磁性材料の粒子が，磁場を除去した後に残っている磁束密度である。消磁の際に交流磁場が印加される。この交流磁場は，初期保磁力を有し，その磁場強度はその後徐々に弱まっていく。消磁ステップによって，永久磁石を，磁気分極の失われた強磁性材料とすることができる。このような交流磁場は，一連の電流パルスによって励起することができる。従って電磁アクチュエータの少なくとも一つのコイルには，交流電流が印加される。一連の電流パルスの電流強度又は振幅は漸減する。即ち，電流パルスは，直後の電流パルスに対して逆の電流方向と，より高い電流強度を有している。更に，電流パルスは，直前の電流パルスに対して逆の電流方向と，より低い電流強度を有している。消磁の際，一連の電流パルスにより，ヒステリシスループは，残留磁束密度がゼロ又はほぼゼロになるまで持続する。可動アーマチュアのコイルに対する位置は，測定電流パルスによって決定することができる。位置決定のため，複数の測定電流パルスを少なくとも一つのコイルに印加することもできる。
【０００９】
本発明は，少なくとも一つのコイル及び可動アーマチュアを備える電磁アクチュエータを制御するための制御装置を更に提供し，この制御装置は，上記制御方法のステップを実行するように構成された手段を備えている。
【００１０】
制御装置は，通信インターフェースを介して電磁アクチュエータに接続させることができる。制御装置は電磁アクチュエータに取り付け，又は電磁アクチュエータから離して設置することができる。上述の制御装置を使用して，本発明の実施形態に係る上記制御方法を有利に実行することができる。
【００１１】
本発明は，電磁アクチュエータによって位置を決定する前に電磁アクチュエータの強磁性部品の消磁を行い，電磁アクチュエータの強磁性部品における残留磁束密度を可及的に取り除けば高精度の位置決めが可能になるという知見に基づいている。位置決定のための理想的な動作点，従って温度及び履歴からの最小の逸脱は，低い磁束密度によって補償される。磁束密度を最小化するためには，アクチュエータの消磁が必要である。消磁に際しては，例えば飽和磁場強度から徐々に減少する磁場強度値で磁化反転を行う。
【００１２】
本発明の利点は，位置検出の精度を高めるために，残留磁束密度又はヒステリシスを電磁アクチュエータで実行することである。これにより，位置決定又は位置測定を開始するために規定された，又は一定の磁気の初期状態を，アクチュエータ内で実現することができる。更にこれによって，温度からほぼ独立した磁気の初期状態又は動作点が可能となる。従って，外部のアーマチュアの動き，すなわち，通電なしのアーマチュアの動きによる位置測定において，ほとんど又は全く欠陥が発生することはない。本発明によれば，例えば，残留磁気消滅のために提供される制御アルゴリズムにより，この有利な効果を実現することができる。消磁による低い磁束密度及びそれによる構成部品内の低い透過性により，磁場は長時間にわたり一定となる，又はディスアコモデーションが低くなる。また，構成部品内の磁束密度が低いため，経時変化による影響が小さくなる。強磁性材料は，異なる磁場強度磁束密度曲線又はＢＨ曲線を呈する。本発明は，全ての強磁性の構成部品に適用することができる。この場合，消磁工程は，例えば，サイクル数及び種々のアクチュエータの通電時間を選択することによって最適化することができる。これは， アクチュエータを多くの種々の強磁性部品と構成部品内で組み合わせる場合にも適用することができる。本発明の更なる利点は，位置センサを追加することなく位置情報を取得することであり，これによって，場所，コスト及び重量を節減することができる。
【００１３】
ここでは，消磁ステップにおいて，第１の電流方向及び第１の電流強度を有する第１の電流パルスと，それに続く，第１の電流方向と異なる第２の電流方向及び，第１の電流強度よりも低い第２の電流強度を有する第２の電流パルスとを，少なくとも一つのコイルに印加する。本発明のこの実施形態は，このような態様で消磁を特に効果的に行うことができるという利点を提供する。
【００１４】
また，消磁ステップにおいては，直前の電流パルスに対して逆の電流方向と，より低い電流強度を有する少なくとも一つの更なる電流パルスを，少なくとも一つのコイルに印加する。本発明のこの実施形態は， このような態様で消磁を特に効果的に行うことができるという利点を提供する。
【００１５】
消磁ステップにおいて，一連の電流パルスは，電流パルス毎に減少する，コイルに印加される電流の持続時間を有している。従ってコイルに印加される電流の持続時間又は通電時間は，電流パルスの電流強度又は振幅に影響を与える。コイルに印加される電流の持続時間が長ければ振幅が増加する。コイルに印加される電流の持続時間が短ければ振幅が減少する。本発明のこの実施形態は，コイルに印加される電流の持続時間を電流パルス毎に漸減させることにより，電流強度の漸減を簡単かつ効果的に実現できる利点を提供する。
【００１６】
更に，決定ステップにおいて，測定電流パルスの電流強度は，消磁ステップにおける電流パルスの最小電流強度よりも小さくてもよい。消磁のヒステリシスループとは対照的に，アーマチュアの位置決めのために感知サイクルで導入される磁場強度は，強磁性体の磁束密度を変化させない。これは，測定電流パルスにより低レベルの磁場強度しか印加されないためである。その結果，例えば孤立した磁区のみが乱される。従って動作点は，基本的には同じ範囲内の可逆磁場に基づく。
【００１７】
更に，アーマチュアを作動させるために，少なくとも一つのコイルに動作電流パルスを印加するステップを提供することができる。この場合，動作電流パルスの電流強度は，消磁ステップにおける電流パルスの最大電流強度よりも大きくすることができる。アーマチュアを作動させるために一定の大きさでなければならない動作電流パルスは, 飽和磁場強度を有する磁場を生じさせることがある。本発明のこの実施形態は，電磁アクチュエータのアクチュエータ機能を効果的に発揮可能とする利点を提供する。
【００１８】
この場合，消磁ステップは，電流パルス印加ステップの後及び決定ステップの前に実行することができる。本発明のこの実施形態は，消磁に基づいて可動アーマチュアを作動させるために通電した後でも，残留磁気による劣化からできる限り保護された位置決定を可能にするという利点を提供する。 
【００１９】
決定ステップにおいて，少なくとも一つのコイルの可動アーマチュアへの応答を，測定電流パルスで評価することができる。可動アーマチュアの位置は，その位置決定のために少なくとも一つのコイルの電流パルスによって励起される磁場に影響を与える。このような磁場に対する影響は，例えばコイルタップ可能電圧における応答として評価することができる。このようにして，コイルに対する可動アーマチュアの位置を決定することができる。本発明のこの実施形態は，可動アーマチュアの位置をこのような態様で簡単かつ確実に決定できるという利点を提供する。更に，電磁アクチュエータに既存の少なくとも一つのコイルによって位置を決定できるので，費用，スペース及び部品点数を節減することができる。こうして電磁アクチュエータは，アクチュエータの機能並びにそのアーマチュアの位置検出を提供することができる。
【００２０】
電磁アクチュエータが第１コイルと第２コイルとを備える実施形態によれば，消磁ステップにおいて一連の電流パルスを第１コイルと第２コイルの直列回路に印加することができる。決定ステップにおいても，測定電流パルスを第１コイルと第２コイルの直列回路に印加することができる。従って第１コイルと第２コイルは直列に接続することができる。この実施形態は，可動アーマチュアを効果的に作動させると同時に可動アーマチュアの位置を更に確実に決定できる利点を提供する。
【００２１】
本発明の好適な実施形態において，電磁アクチュエータは車両用アクチュエータ，特に陸上車両用アクチュエータである。もちろん本発明による方法は，他の適切な電磁アクチュエータ，例えば航空機，船舶又は静止装置用の電磁アクチュエータであってもよい。更に電磁アクチュエータは，例えば，駆動軸及び／又はギアの結合／分離などの変速機の機能を実行する，変速機アクチュエータであってもよい。この場合，本発明による制御方法に基づいて検出される可動アーマチュアの位置に基づいて，アクチュエータが作用する変速機の機能の実行を容易かつ確実に監視する。
【００２２】
本発明の特に好適な実施形態において，アクチュエータは，多段自動変速機における変速アクチュエータである。変速アクチュエータにより，特に自動変速機のシフトゲートの選択及び／又はそれぞれの選択されたシフトゲートでのギア入れ又はギア抜きを行う。この場合，本発明による制御方法を実行して容易かつ確実に検出される可動アーマチュアの位置に基づき，自動変速機の現在係合されているギア又は現在選択されているシフトゲートを検出する。
【００２３】
以下，添付図面を参照して本発明を更に詳述する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】電磁アクチュエータの概略図である。
【図２】電磁アクチュエータの概略図である。
【図３】電磁アクチュエータの概略図である。
【図４】ヒステリシス曲線の概略図である。
【図５】本発明の実施形態に関連させたヒステリシス曲線の概略図である。
【図６】本発明の実施形態に適用可能な電流波形図である。
【図７】本発明の実施形態に係る制御方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明の好適な実施形態に関する以下の記載において，機能的に対応する構成要素を同一または類似の参照番号で表すことにより，重複記載を回避する。
【００２６】
図１は，電磁アクチュエータ100の概略図である。電磁アクチュエータ100は，第１コイル110，第２コイル120，可動磁石式アーマチュア又は可動アーマチュア130，及び結合ロッド135を備えている。このような電磁アクチュエータ100の構成については，当業者にとって既知であるので，簡単な説明に止める。第１コイル110及び第２コイル120は，可動アーマチュア130の運動空間を囲んでいる。可動アーマチュア130は，この運動空間内を移動するように構成されている。その運動空間は，可動アーマチュア130の特定の動作が可能となるように構成されている。従って，第１コイル110の巻線及び第２コイル120の巻線は，可動アーマチュア130の運動空間を囲んでいる。運動空間は，第１コイル110及び第２コイル120を貫通する主軸線を有することができる。図１において，可動アーマチュア130の一部は第１コイル110に囲まれ，また，一部は第２コイル120に囲まれている。第１コイル110は第２コイル120から横方向に離間している。結合ロッド135は可動アーマチュア130に結合している。結合ロッド135は電磁アクチュエータ100のハウジングから延在している。結合ロッド135は，電磁アクチュエータ100の外部で可動部材と結合させることができる。
【００２７】
図２は，別の電磁アクチュエータ200の概略図である。この電磁アクチュエータ200は基本的には図１の電磁アクチュエータと同じであり，相違点は，図２に示す電磁アクチュエータ200が更に第１永久磁石240及び第２永久磁石250を有し，結合ロッド135が可動アーマチュア130の２つの側面と結合していることである。図２は，電磁アクチュエータ200のハウジングについて詳細に図示している。例えば，図２では，可動アーマチュア130の運動空間が明示されている。可動アーマチュア130は運動空間内にある。可動アーマチュア130は運動空間内で，その第１端と第２端との間を可動とされている。第１永久磁石240及び第２永久磁石250が，第１コイル110及び第２コイル120の間に配置されている。運動空間は，第１永久磁石240及び第２永久磁石250の間に配置されている。即ち，第１永久磁石240及び第２永久磁石250は，運動空間の周りで対称的に配置されている。結合ロッド135は，運動空間の第１端部において電磁アクチュエータ200から突出すると共に，運動空間の第２端部において電磁アクチュエータ200から突出している。結合ロッド135は，電磁アクチュエータ200のハウジングにおいて，運動空間の両端部に収容されてガイドされる。
【００２８】
図３は電磁アクチュエータの概略図である。具体的に，図３は電磁アクチュエータの回路図を示している。電磁アクチュエータの内，図３にはブロックで表した第１コイル110及び第２コイル120，並びに４つのスイッチのみを示している。電磁アクチュエータは，図１又は図２の電磁アクチュエータであってもよい。コイル110及び120は，図３に示すように直列回路を構成する。この直列回路は，本例においてはＨ−ブリッジに組み込まれている。図３に示すスイッチ手段は，例えばMOSFET（金属酸化物半導体電界効果トランジスタ）などを含むことができる。スイッチ手段は，第１ハイサイドスイッチHss1，第２ハイサイドスイッチHss2，第１ローサイドスイッチLssl及び第２ローサイドスイッチLss2を含んでいる。第１ハイサイドスイッチHss1及び第２ハイサイドスイッチHss2は，コイル110及び120の直列回路の電流方向における前段側に接続されている。第１ローサイドスイッチLssl及び第２ローサイドスイッチLss2は，コイル110及び120の直列回路の電流方向における後段側に接続されている。MOSFET又はスイッチ手段の選択的な開閉により，コイル110，120を流れる電流の方向を調節することができる。電流は電場を構成し，電場によってアーマチュア（図３には示さず）の位置が決定される。このようなＨ‐ブリッジの機能は既知であるため，ここでは詳述しない。
【００２９】
図４はヒステリシス曲線の概略図である。強磁性材料の場合，磁場強度Ｈと磁束密度Ｂの間にはある関係が存在する。この関係は，図４のヒステリシス曲線で表されている。ここでは磁場Ｈを横軸に，磁束密度Ｂを縦軸に示している。磁場強度Ｈと磁束密度Ｂの関係は非線形である。図４には複数のヒステリシスループが示されている。磁気ヒステリシス及び関連するヒステリシス曲線は，当事者にとって周知であるために改めて説明するまでもない。
【００３０】
図５は，本発明の実施形態と関連させたヒステリシス曲線を線図的に示す。図４と同様に，図５も磁場強度Ｈと磁束密度Ｂの関係を示している。ここでは磁場強度Ｈを横軸に，磁束密度Ｂを縦軸に示している。図５には，ヒステリシスループを描かない第１動作点511，ヒステリシスループを描かない第２動作点512，ヒステリシスループを描いた後の動作点513，第１ヒステリシスループ521，第２ヒステリシスループ522及び第３ヒステリシスループ523が示されている。
【００３１】
磁場強度Ｈと磁束密度Ｂの関係は非線形である。ヒステリシス曲線は，その第１曲線部において，デカルト座標系の第１象限における正の最大磁場強度Ｈ及び正の最大磁束密度Ｂから，ヒステリシスループを描くことなく非線形的に，デカルト座標系の第３象限における負の最大磁場強度Ｈ及び負の最大磁場密度Ｂまで移行する。この場合，ヒステリシス曲線は，ヒステリシスループを描くことなく正の第１動作点511において縦軸と交わる。ヒステリシス曲線は，第１曲線部とは異なる第２曲線部において，負の最大磁場強度Ｈ及び負の最大磁束密度Ｂから，非線形的に正の最大磁場強度Ｈ及び正の最大磁束密度Ｂに戻る。この場合にヒステリシス曲線は，ヒステリシスループを描くことなく負の第２動作点512において縦軸と交わる。
【００３２】
第１ヒステリシスループ521は，第３象限の第１曲線部で始まり，座標系の原点近傍で第１曲線部から第１象限の第１磁気反転点まで非線形的に移行する。第２ヒステリシスループ522は，第１象限の第１磁気反転点から第３象限の第２磁気反転点まで非線形的に移行する。第３ヒステリシスループ523は，第２磁気反転点から座標系の原点まで非線形的に移行する。従って，ヒステリシスループの実行による動作点513は，座標系の原点にある。実際には，ヒステリシスループの総数は図５に示すものとは異なる場合もある。
【００３３】
履歴及び温度にできる限り依存しない，又は全く依存しない理想的な動作点513は，可能な限り低い磁束密度Ｂで提供され，図５においては座標系の原点において実現されている。この動作点513における磁束密度Ｂを最小限にするために消磁を行う。消磁のために，図７を参照して以下に説明する制御アルゴリズム又は制御方法を実行する。この制御アルゴリズムを，図７で説明する制御方法の実施形態において適用する。この制御は，複数のヒステリシスループ521，522，523により，電磁アクチュエータの強磁性材料の磁束密度Ｂを原点まで漸減させることを目的とするものである。図５は，例示として三通りのヒステリシスループ521，522，523を模式的に示す。
【００３４】
図６は，本発明の実施形態に関連する電流波形図であり，縦軸に電流Ｉを，横軸に時間ｔを示している。同図は，動作のための通電フェーズ610，第１ヒステリシスループ621，第２ヒステリシスループ622，第３ヒステリシスループ623及び第１感知サイクル630を示している。図６の電流波形図は，例えば図１〜図３に示される電磁アクチュエータの制御に適用される。この場合，電流Ｉは電磁アクチュエータにおける少なくとも一つのコイルに印加される。消磁のために制御アルゴリズム又は制御方法を，ヒステリシスループ621〜623を用いて実行する。これは，図７を参照して詳述するとおりである。この制御アルゴリズムは，図７に説明する本発明に係る方法の実施形態において使用する。
【００３５】
動作用の通電フェーズ610においては正の高レベル電流を印加し，電磁アクチュエータの可動アーマチュアを作動させる。電流Iは通電フェーズ610において飽和値まで上昇し，その飽和値は一定時間保持される。この場合，電流Iは飽和値近傍で変動することがある。通電フェーズ610の最終段階で電流Iはゼロまで低下する。第１ヒステリシスループ621中，負の電流パルスが印加される。第１ヒステリシスループにおける振幅は，通電フェーズ610中の飽和値よりも小さい。第２ヒステリシスループ623において，第１ヒステリシスループ621中の電流パルスよりも振幅の小さい正の電流パルスが印加される。第３ヒステリシスループ623の場合，第２ヒステリシスループ622中の電流パルスよりも振幅の小さい負の電流パルスが印加される。従って第３ヒステリシスループ623には，第１感知サイクル630において，第３ヒステリシスループ621中の電流パルスよりも振幅の小さい正の測定電流パルスが印加される。第１感知サイクル630の後に，例えば同じ振幅を有する別の正の測定電流パルスを印加し続けることもできる。
【００３６】
図７は，本発明の一実施形態に係る制御方法700のフローチャートである。制御方法700は，少なくとも一つのコイルと可動アーマチュアとを備える電磁アクチュエータを制御するものである。制御方法700は，電磁アクチュエータ内の残留磁束密度を低下させて取り除くために，電流パルス毎に変化する電流方向と，電流パルス毎に減少する電流強度を有する一連の電流パルスを，少なくとも一つのコイルに印加することにより，電磁アクチュエータを消磁するステップ710を含む。制御方法700は更に，消磁ステップ710の後に，少なくとも一つのコイルに測定電流パルスを印加することにより，可動アーマチュアの位置を決定するステップ720も含む。図示の実施形態に係る制御方法700は，図１〜図３に示す電磁アクチュエータを使用して実行することができる。これにより，制御方法700を，図５に示すヒステリシス線図と関連させて実行することができる。制御方法700においては，図６に示すと同様のパルス印加を適用することができる。
【００３７】
図１〜図７を参照して，電磁アクチュエータの制御方法の概要を，本発明の実施形態による位置決定ステップに先行する消磁ステップと共に説明する。消磁ステップ710，即ちヒステリシスループ511〜513又は611〜613の制御アルゴリズムは，常に位置決定ステップ720又は第１感知サイクル630の前に行う必要がある。その時間的サイクルを図６に線図的に示す。消磁ステップ710のためには，動作時の制御に使用するものと同じハードウェアを使用する。この場合，通電フェーズ610後に電流が消失されるまで待機し，引き続いて振幅がより小さい電流パルスを第１コイル110及び第２コイル120に印加する。これにより，複数のヒステリシスループが描かれる。図６に示すヒステリシスループは，通電サイクルに基づくものである。振幅及びサイクル数を適切に選択することにより，制御方法700は任意のアクチュエータのために最適化することができる。これにより，電流振幅に影響を与える通電の長さに加え，待機時間又は消滅時間も，電流がゼロになるまで調整可能となる。最後のヒステリシスループ513又は613が描かれ，従って消磁ステップが完了した後，第１感知サイクル630によって第１の位置決定を開始することができる。
【００３８】
上述した図示の実施形態は，単なる例示的なものとして選択することができる。種々の実施形態は，その全体，又は個別的な特徴に関して相互に組み合わせることが可能である。また，一実施形態を別の実施形態の特徴によって補充することも可能である。
【符号の説明】
【００３９】
100 電磁アクチュエータ
110 第１コイル
120 第２コイル
130 可動アーマチュア
135 結合ロッド
200 電磁アクチュエータ
240 第１永久磁石
250 第２永久磁石
Hss1第１ハイサイドスイッチ
Hss2第２ハイサイドスイッチ
Lss1第１ローサイドスイッチ
Lss2第２ローサイドスイッチ
511 ヒステリシスループを描かない第１動作点
512 ヒステリシスループを描かない第２動作点
513 ヒステリシスループを描いた第３動作点
521 第１ヒステリシスループ
522 第２ヒステリシスループ
523 第３ヒステリシスループ
610 動作用の通電フェーズ
621 第１ヒステリシスループ
622 第２ヒステリシスループ
623 第３ヒステリシスループ
630 第１感知サイクル
700 制御方法
710 消磁ステップ
720 決定ステップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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