(57)【要約】第１の極限位置５１と第２の極限位置５２との間で移動可能なアクチュエータ部材１２と、アクチュエータ部材に作用して、アクチュエータ部材を第１および第２の極限位置の間の中間の平衡位置に向かって動かす戻し手段と、平衡位置を調整するための調整手段１６と、を備える電磁アクチュエータを予備調整する方法であって、アクチュエータ部材１２の異なる位置を代表するパラメータについて、アクチュエータ部材１２の極限位置５１、５２に対応する２つの特性値５５、５６を決定するステップと、２つの特性値５５、５６から目標値を決定するステップと、代表パラメータが目標値に実質上等しい予備調整値を有する予備調整位置５７にアクチュエータ部材を持って来るように、平衡点を移動させるステップとを含む、方法。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の極限位置（５１）と第２の極限位置（５２）との間で移動可能なアクチュエータ部材（１２）と、前記アクチュエータ部材に作用して、前記アクチュエータ部材を前記第１および第２の極限位置の間の中間の平衡位置に向かって動かす戻し手段と、平衡位置を調整するための調整手段（１６）と、を備える電磁アクチュエータを予備調整する方法において、
前記アクチュエータ部材（１２）の異なる位置を代表するパラメータについて、前記アクチュエータ部材（１２）の第１の極限位置（５１）と第２の極限位置（５２）との間で移動可能なアクチュエータ部材（１２）の極限位置（５１、５２）に対応する２つの特性値（５５、５６）を決定するステップと、
前記２つの特性値（５５、５６）から目標値を決定するステップと、
前記代表パラメータが前記目標値に実質上等しい予備調整値を有する予備調整位置（５７）に前記アクチュエータ部材を持って来るように、前記平衡点を移動させるステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記目標値が前記特性値（５５、５６）の平均に等しいことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記代表パラメータを測定している時に、前記平衡点が移動されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記代表パラメータの特性値（５５、５６）の少なくとも１つを決定するために、前記アクチュエータ部材（１２）が、対応する極限位置（５１、５２）に持って来られ、また前記アクチュエータ部材（１２）が前記位置にある時に、前記代表パラメータが測定されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記２つの特性値（５５、５６）が、前記アクチュエータが組み立てられた後に作業場で測定を行うことによって得られることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記代表パラメータの特性値（５５、５６）の少なくとも１つを決定するために、製造および組立公差を与えられた前記代表パラメータによって導出することができる最大および最小の理論値（５９.２と５９.１）が決定され、前記特性値として、前記理論値（５９.１、５９.２）の平均がとられることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記２つの特性値（５５、５６）が計算によって得られる、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記特性値の決定が、前記平衡点を前記第２の極限位置に向かって移動させるステップと、前記第１の極限位置に関する前記特性値を測定するステップと、前記アクチュエータ部材を解放するステップと、前記アクチュエータ部材が前記第２の極限位置を通過するときに前記特性値を測定するステップとを含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記代表パラメータが、前記アクチュエータ部材（１２）の位置を感知するための位置センサ（２１）によって供給される電気信号であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記平衡点の初期位置（５４）に対応する前記代表パラメータの初期値を測定して、前記代表パラメータの前記目標値と前記初期値との差に対応する位置オフセットを決定するステップと、
前記位置オフセットに等しい量だけ前記平衡点を移動させるステップと、
を含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【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予備調整する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車分野において、アクチュエータ部材に作用する戻し手段によって画定された平衡点の両側の２つの極限位置の間で移動するように装着される弁に作用するアクチュエータ部材を備える電磁弁アクチュエータが、公知である。
【０００３】
アクチュエータはまた、アクチュエータ部材に接続された電機子と、当接部に対して電機子を吸引して、保持するように配置されるコイルとを備える電磁部材を含み、コイルは、アクチュエータ部材の極限位置を画定するように機能するそれぞれの磁気コアによって一般に画定される。
【０００４】
アクチュエータの動的挙動は平衡点の位置に左右される。アクチュエータは、平衡点の移動を可能にする調整手段を含む。平衡点は、アクチュエータが作動している時に、動的微調整方法を使用して調整される。しかし、その微調整方法の実施は、平衡点が、アクチュエータの始動および稼動を可能にする許容可能な範囲の位置内に当初すでに配置されていることを前提とする。
【０００５】
このため、当接部と電機子との間に挿入されたスペーサによって当接部に対する電機子の距離を測定することにより、アクチュエータ部材の平衡点を所定の位置に移動させることによって、アクチュエータを手動で予備調整する方法が公知である。この方法は、大量生産に適用することが困難である。
【０００６】
特許文献１は、２つのコイルのアクチュエータからなるアクチュエータ部材の平衡点を調整する方法を開示しており、この方法は、電機子が対応するコイルと当接する時の各コイルの誘導を測定するものである。次に、複数の測定値の１つ、または２つの測定値の差が所定の目標値と比較される。その比較により、アクチュエータ部材の平衡点の位置に適用されるオフセットを導出することが可能である。
【０００７】
したがって、実施するため、その方法は、モデル化によって、あるいは調整済の一群のアクチュエータを測定することによって、予め決定された目標値を必要とする。さらに、すべてのアクチュエータを調整するために同一の目標値が使用され、これに対し、アクチュエータ部材の平衡点の位置は各アクチュエータに特有となっている。
【特許文献１】米国特許第５８０４９６２号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の特定の目的は上述の不都合を軽減することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このため、本発明の予備調整方法は、
アクチュエータ部材の異なる位置を代表するパラメータについて、アクチュエータ部材の極限位置に対応する２つの特性値を決定するステップと、
２つの特性値から目標値を決定するステップと、
代表パラメータが目標値に実質上等しい予備調整値を有する予備調整位置にアクチュエータ部材を持って来るように、平衡点を移動させるステップと、を含む。
【００１０】
このように、目標値は、もはや予め決定されず、測定した特性値から直接導出される。したがって、このように導出された目標値は各アクチュエータに特有である。
【００１１】
適切な代表パラメータの使用により、アクチュエータの始動および作動を可能にする予備調整位置を決定することが容易になる。
【００１２】
本発明の方法の特定の実施形態において、目標値は特性値の平均に等しい。
【００１３】
本発明の方法の有利な実施形態において、代表パラメータを測定している時に平衡点が移動される。
【００１４】
この操作により、測定が行われている時に、平衡点の適切な位置決めを確認することが可能になる。
【００１５】
本発明の方法の第１の特定の実施形態において、代表パラメータの特性値の少なくとも１つを決定するために、アクチュエータ部材が、対応する極限位置に持って来られ、またアクチュエータ部材が前記位置にある時に、代表パラメータが測定される。
【００１６】
本発明の方法の他の特定の実施形態において、代表パラメータの特性値の少なくとも１つを決定するために、製造および組立公差を与えられた代表パラメータによって導出することができる最大および最小の理論値が決定され、特性値として、理論値の平均がとられる。
【００１７】
本発明の方法の好ましい実施形態において、パラメータは、アクチュエータ部材の位置を感知するための位置センサから来る電気信号である。
【００１８】
本発明の他の特徴および利点は、添付図を参照して与えられる本発明の特定の非限定的な実施形態の次の説明に鑑み理解される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１を参照し、また従来の方法で、電磁アクチュエータ１０は、弁１を作動するためにエンジンのシリンダヘッド４に装着される。弁１のステム３は、シリンダヘッド４の軸受５で摺動するように装着される。
【００２０】
アクチュエータ１０は、弁のステム３に作用するプッシャ１２を備える。弁１のステム３の端部およびプッシャ１２の端部は、それぞれプッシャ１２とバルブステム３とに作用する２つの対向するばね７と１５によって、互いに向かい合って付勢される。ばね７と１５は、半開位置にある弁１に対応する平衡点を画定する。
【００２１】
プッシャ１２は、２つのコイル１４.１と１４.２の間で移動するように装着された電機子１３に固定される。プッシャ１２の行程は、コイル１４.１のコアに当接する電機子１３によって画定される頂部極限位置と、コイル１４.２のコアに当接する電機子１３によって画定される底部極限位置との間に制限され、２つの極限位置は、開位置にありまた閉位置にある弁１に実質上対応する。
【００２２】
操作時、プッシャ１２は、ばね７と１５と、電機子１３を交互に引き付けるコイル１４.１と１４.２との組み合わせ作用によって、一方の極限位置から他方の極限位置に移動される。プッシャ１２の位置を測定するために、アクチュエータは、位置センサ２１、すなわち、例えば、プッシャ１２によって保持された永久磁石と、アクチュエータのハウジング１１によって保持された検出器とを備えるホール効果センサが、取り付けられる。
【００２３】
ばね１５は、指回し式円形板（図示せず）の制御の下でねじ手段によって調整可能であり、ハウジング１１に対する位置を占めているシート１６を支持する。シート１６を移動させることによって、プッシャ１２の平衡点を移動させることが可能である。
【００２４】
電機子１３の位置が右側の位置軸上に識別される図２を参照すると、電機子１３は、頂部極限位置５１と底部極限位置５２とによって画定された範囲５０の任意の位置をとることができる。
【００２５】
アクチュエータおよびエンジンの構成要素に適用される製造および組立公差のため、同様に、アクチュエータをエンジンに装着することに関連する装着公差のため、電機子１３の平衡点の位置は、アクチュエータがエンジンに装着された後に範囲５３のどこかに位置する。この範囲の振幅は、ばね７と１５の調整の広いばらつきのため非常に大きい場合がある（範囲５０の半分まで）。これらの状況下では、本発明の方法を実施する前に、平衡点は初期位置５４であり、この位置では、電機子１３はコイル１４.２から余りに遠く、電機子をコイルに引き付けることが不可能であり、したがって、一方の極限位置から他方の極限位置への電機子の移行が不能となる。アクチュエータは作動できない。
【００２６】
本発明の方法は、アクチュエータの始動および作動を可能にする許容可能な位置の範囲６５に平衡点を運び、したがって、それ自体公知の動的微調整方法を引き続き実施することを可能にする方法を追求する。
【００２７】
これを行うため、本発明の方法は、位置センサ２１の端子間の電圧の「頂部」特性値５５を決定するステップを含み、この頂部特性値は頂部極限位置５１に対応する。底部極限位置５２に対応する位置センサ２１の端子間の電圧の「底部」特性値５６が、同様に決定される。
【００２８】
特性値を定義するために使用される用語は、特性値の各々と対応する極限位置とを関連させるために使用されるが、これらの用語は、これらの特性値の間の実際の関係に必ずしも関係しないことを理解すべきである。特に、頂部特性値を有する電圧は、底部特性値を有する電圧よりも低い場合がある。
【００２９】
図２では、頂部特性値５５および底部特性値５６は、図の左側の電圧軸にマークされ、また図の右側の位置軸と関連する極限位置に対応して配置されている。
【００３０】
本発明の方法は、作動範囲６５内に位置し、かつ頂部および底部特性値５５と５６の平均に実質上等しいセンサ２１の電圧値に対応する予備調整位置５７に平衡点を置くように平衡点を移動させることにある。
【００３１】
位置センサ２１の端子間の電圧の特性値５５と５６を決定するために、複数の技術が本発明の方法内で可能である。
【００３２】
第１の技術では、特性値５５と５６は、各特性値によって導出することができる理論的な最小値５９.１と理論的な最大値５９.２とを見積もる計算によって得られる。理論的な最大値および最小値は、関連付けられた特性値に影響を及ぼし得るすべての要素の製造公差から生じる不確実性５９の範囲を画定する。次に、対応する理論値５９.１と５９.２の平均をとることによって特性値が見積もられる。
【００３３】
このようにして得られるような予備調整電圧５７は、不確実性範囲５９と実質上等価の不確実性範囲６０と関連付けられる。
【００３４】
図示した例では、不確実性範囲６０は、許容可能な位置の範囲６５内に位置する予備調整位置５７の不確実性範囲に対応するが、アクチュエータの始動が確実であるように、極限位置５１と５２の間の実質上中途に位置する理想的な平衡位置６６に近づくことが有利であり得る。
【００３５】
不確実性を低減するために、また図３に示したような第２の技術で、特性値５５と５６は、当該の極限位置の対応するコイルに電機子１３を当接させ、また電機子１３が当接しているときに位置センサ２１の端子間の電圧を測定することによって得られる。
【００３６】
この技術は、特性値５５と５６の不確実性をかなり低減するために使用されるが、この理由は、不確実性が、許容可能な位置の範囲６５の振幅と比較して小さい不確実性範囲６１を生じさせるセンサ２１の測定精度に限定されるからである。
【００３７】
この技術の第１の変形例では、特性値５５と５６は、アクチュエータがエンジンに装着される前に、アクチュエータが組み立てられる作業場で測定される。
【００３８】
底部特性値５６は、プッシャ１２がばね１５の作用のみを受けるので、電機子１３がコイル１４.２に自然に当接している時に、位置センサ２１の端子間の電圧を測定することによって得られる。
【００３９】
頂部特性値５５に関し、プッシャ１２を後退位置に保持することを可能にする電機子１３とコイル１４.２との間に間挿されたスペーサを付けて、アクチュエータを出荷することが一般に有利である。
【００４０】
組立場においてスペーサを所定位置に設置するために、電機子１３を頂部極限位置５１に当接して吸引するように、アクチュエータの対応するコイル１４.１に電力が供給される。次に、電機子１３が頂部極限位置５１に当接保持されている時に、電圧がセンサ２１の端子間で測定される。
【００４１】
この技術の第２の変形例では、アクチュエータがエンジンに装着されると特性値が測定される。
【００４２】
頂部特性値５５に関し、アクチュエータがエンジンに装着された後にブロック用スペーサを取り外す必要があることが有利である。これを行うために、電機子１３を頂部極限位置５１に当接して引き付けるように、アクチュエータのコイル１４.１に電力が供給される。次に、電機子１３が頂部極限位置５１に当接保持されている時に、センサ２１の端子間電圧が測定される。
【００４３】
底部特性値５６に関し、当初、平衡点が頂部極限位置５１よりも底部極限位置５２により近くなるように、平衡点を移動させるように注意が払われる。このように、スペーサが取り外され、かつ電機子１３がコイル１４.１によって解放されると、電機子１３がばね１５によってコイル１４.２に向かって推進させられ、コイルに触れる。次に、電機子１３がコイル１４.２に触れるその時に、位置センサ２１の端子間の電圧が測定される。この測定は、作動中に行うことができる。測定を行うために、コイル１４.２に対して電機子を一時的に保持することも可能である。平衡点の事前のオフセットは、電機子１３が確実にコイル１４.２に当接することを保証する。
【００４４】
本発明の方法の多数の変形例が可能であり、特に、
・２つの特性値が計算される第１の実施形態、
・アクチュエータがエンジンに装着される前に、底部特性値５６が計算されている時に、頂部特性値５５が組立作業場で測定される第２の実施形態、
・アクチュエータがエンジンに装着された後に、頂部特性値５６が計算されている時に、頂部特性値５５が測定される第３の実施形態、
・アクチュエータをエンジンに装着する前に両方の特性値５５と５６が組立作業場で測定される第４の実施形態、
・アクチュエータがエンジンに装着された後に両方の特性値５５と５６が測定される第５の実施形態が可能である。
【００４５】
電機子を予備調整するステップを実行するために、複数の変形例が可能である。
【００４６】
好ましい実施形態では、予備調整が行われている時にセンサ間の電圧が測定され、また所望の平衡点に到達するまで平衡点が移動される。
【００４７】
開ループの変形例では、特性値およびそれらの平均が決定され、次に、当初の電圧値が平衡点の初期位置に対応して測定される。この電圧は、アクチュエータがエンジンに装着された後に、またスペーサが引き抜かれて、プッシャ１２が平衡点で安定した後に測定される。
【００４８】
次に、初期値と目標値との間の差に対応する位置オフセットが決定される。位置センサ２１が直線的である場合、位置オフセットはその差に比例する。次に、所望のオフセットに対応する量だけ調整用指回し式円形板を回すことによって、プッシャ１２の平衡点が移動される。
【００４９】
本発明は、上述の特定の実施形態に限定されず、反対に、特許請求の範囲によって画定される本発明の領域に含まれる任意の変形例を網羅する。
【００５０】
特に、例示した実施形態では、代表パラメータを供給するセンサは、アクチュエータに永続的に装着されるが、センサは、本発明の方法を実行する時に、アクチュエータ部材の位置を測定する目的で取外し可能にアクチュエータに装着し得る。
【００５１】
本明細書に記述したようなアクチュエータ部材は、プッシャによって構成されるが、本発明は、アクチュエータ部材がレバーであるアクチュエータにも適用される。
【００５２】
計算によって特性値を決定する場合、特性値の各々は、関連の極限位置の代表パラメータの潜在的理論値の平均として得られると述べられているが、例えば、不確実性の範囲の理論値の統計分布を考慮する係数による加重平均を用いることによって、理論値が位置する不確実性の範囲を画定する最大および最小の理論値を組み合わせることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】電磁アクチュエータの断面図である。
【図２】本発明の調整方法の第１の実施形態を示した概略グラフである。
【図３】本発明の方法の第２の実施形態を示した図２と同様のグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【手続補正書】
【提出日】平成17年2月12日(2005.2.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の極限位置（５１）と第２の極限位置（５２）との間で移動可能なアクチュエータ部材（１２）と、前記アクチュエータ部材に作用して、前記アクチュエータ部材を前記第１および第２の極限位置の間の中間の平衡位置に向かって動かす戻し手段と、平衡位置を調整するための調整手段（１６）と、を備える電磁アクチュエータを予備調整する方法において、
前記アクチュエータ部材（１２）の異なる位置を代表するパラメータについて、前記アクチュエータ部材（１２）の第１の極限位置（５１）と第２の極限位置（５２）との間で移動可能なアクチュエータ部材（１２）の極限位置（５１、５２）に対応する２つの特性値（５５、５６）を決定するステップと、
前記２つの特性値（５５、５６）から、前記アクチュエータ部材の平衡位置に関する前記代表パラメータの目標値を決定するステップと、
前記代表パラメータが前記目標値に実質上等しい予備調整値を有する予備調整位置（５７）に前記アクチュエータ部材を持って来るように、前記平衡点を移動させるステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記目標値が前記特性値（５５、５６）の平均に等しいことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記代表パラメータを測定している時に、前記平衡点が移動されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記代表パラメータの特性値（５５、５６）の少なくとも１つを決定するために、前記アクチュエータ部材（１２）が、対応する極限位置（５１、５２）に持って来られ、また前記アクチュエータ部材（１２）が前記位置にある時に、前記代表パラメータが測定されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記２つの特性値（５５、５６）が、前記アクチュエータが組み立てられた後に作業場で測定を行うことによって得られることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記代表パラメータの特性値（５５、５６）の少なくとも１つを決定するために、製造および組立公差を与えられた前記代表パラメータによって導出することができる最大および最小の理論値（５９.２と５９.１）が決定され、前記特性値として、前記理論値（５９.１、５９.２）の平均がとられることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記２つの特性値（５５、５６）が計算によって得られる、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記特性値の決定が、前記平衡点を前記第２の極限位置に向かって移動させるステップと、前記第１の極限位置に関する前記特性値を測定するステップと、前記アクチュエータ部材を解放するステップと、前記アクチュエータ部材が前記第２の極限位置を通過するときに前記特性値を測定するステップとを含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記代表パラメータが、前記アクチュエータ部材（１２）の位置を感知するための位置センサ（２１）によって供給される電気信号であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記平衡点の初期位置（５４）に対応する前記代表パラメータの初期値を測定して、前記代表パラメータの前記目標値と前記初期値との差に対応する位置オフセットを決定するステップと、
前記位置オフセットに等しい量だけ前記平衡点を移動させるステップと、
を含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【国際調査報告】
2006525776.tif 000006
2006525776.tif 000007
2006525776.tif 000008
2006525776.tif 000009
2006525776.tif 000010
2006525776.tif 000011