【誤訳訂正書】
【提出日】平成20年11月27日(2008.11.27)
【誤訳訂正１】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】全文
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【書類名】明細書
【発明の名称】  電気機械式アクチュエータの磁束制御補償方法
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁アクチュエータのアーマチャが第１の位置から第２の位置の方へ移動する際のアーマチャ速度を制御する方法であって、
電磁アクチュエータは、電流を導通させアーマチャを第２の位置の方へ移動させて該位置に着座させる磁力を発生させるコイルと、第２の位置のところのコアと、アーマチャに作用してアーマチャを第２の位置から離脱するよう付勢するバネ構造とを含み、前記方法は、
前サイクルからのクロスオーバー時間に比例する第１のレートで線形増加するようにコイルに磁束を発生させ、
コイルを流れる電流を感知し、
現サイクルのクロスオーバー時間に対応する電流の近ピーク値を検出し、
磁束の線形増加率をクロスオーバー時間に第１のレートから、前サイクルからの、サイクル間の電流と電流微分値との間の所定の比率の発生に対応するガンマ時間に求めた前サイクルの電流微分値に比例する第２のレートへ変化させ、
電流と電流微分値とを感知し、電流と電流微分値の間に所定の比率が発生すると磁束を制約なしに急速に増加させてアーマチャが第２の位置へ捕捉し保持されるようにするステップより成るアーマチャ速度制御方法。
【請求項２】
コイルに磁束を発生させるステップはさらに、電流発生器をサーボ制御下に置くことによりコイルに線形増加する磁束を発生させるステップを含む請求項１の電磁アクチュエータのアーマチャ速度制御方法。
【請求項３】
第１のレート、第２のレート及びガンマ時間は、アーマチャを第２の位置にほぼゼロの速度で着座させるように動的最適化される請求項１の電磁アクチュエータのアーマチャ速度制御方法。
【請求項４】
現サイクルのクロスオーバー時間に対応する電流の近ピーク値を検出するステップはさらに、最大値からの電流の所定の減少を感知するステップを含む請求項３の電磁アクチュエータのアーマチャ速度制御方法。
【請求項５】
第１のレート、第２のレート及びガンマ時間の動的最適化により、供給電圧の変動、機械的振動、温度変化、摩擦変化、排気背圧、アーマチャ中心の変動または正の弁すきまが補償されてアーマチャの着座速度がほぼゼロに維持させる請求項４の電磁アクチュエータのアーマチャ速度制御方法。
【請求項６】
第１のレート、第２のレート及びガンマ時間の動的最適化により、エンジンが６００ＲＰＭにおいて毎秒０．０４メートル未満及びエンジンが６０００ＲＰＭにおいて毎秒０．４メートル未満のアーマチャ着座速度が確実に得られる請求項５の電磁アクチュエータのアーマチャ速度制御方法。
【請求項７】
クロスオーバー時間と第１の名目値とを比較し、アーマチャの次サイクルの間にクロスオーバー時間と第１の名目値の差が減少するように第１のレートを調整するステップをさらに含む請求項１の電磁アクチュエータのアーマチャ速度制御方法。
【請求項８】
ガンマ時間における電流微分値と第２の名目値とを比較し、アーマチャの次サイクルの間に電流微分値と第２の名目値の差が減少するように第２のレートを調整するステップをさらに含む請求項７の電磁アクチュエータのアーマチャ速度制御方法。
【請求項９】
アーマチャの各ストローク時の電流と電流微分値の間の所定の比率を動的最適化して、エンジンが６００ＲＰＭにおいて毎秒０．０４メートル未満及びエンジンが６０００ＲＰＭにおいて毎秒０．４メートル未満のアーマチャ着座速度が確実に得られるようにするステップをさらに含む請求項８の電磁アクチュエータのアーマチャ速度制御方法。
【請求項１０】
電磁アクチュエータのアーマチャが第１の位置から第２の位置の方へ移動する際アーマチャが適正に移動しているか否かをチェックする方法であって、
電磁アクチュエータは、電流を導通させアーマチャを第２の位置の方へ移動させて該位置に着座させる磁力を発生させるコイルと、第２の位置のところのコアと、アーマチャに作用してアーマチャを第２の位置から離脱するよう付勢するバネ構造とを含み、前記方法は、
前サイクルからのクロスオーバー時間に比例する第１のレートで線形増加する磁束をコイルに発生させ、
コイルを流れる電流を感知し、
電流の波形のピーク値を探索し、
電流の波形にピーク値が検出されなければアーマチャが移動中でないと結論付けるステップより成るアーマチャが適正に移動しているか否かをチェック方法。
【請求項１１】
電磁アクチュエータのアーマチャが第１の位置から第２の位置の方へ移動する際のアーマチャ速度を制御する装置であって、
電磁アクチュエータは、電流を導通させアーマチャを第２の位置の方へ移動させて該位置に着座させる磁力を発生させるコイルと、第２の位置のところのコアと、アーマチャに作用してアーマチャを第２の位置から離脱するよう付勢するバネ構造とを含み、前記装置は、
前サイクルからのクロスオーバー時間に比例する第１のレートで線形増加するようにコイルに磁束を発生させる手段と、
コイルを流れる電流を感知する手段と、
現サイクルのクロスオーバー時間に対応する電流の近ピーク値を検出する手段と、
磁束の線形増加率をクロスオーバー時間に第１のレートから、前サイクルからの、サイクル間の電流と電流微分値との間の所定の比率の発生に対応するガンマ時間に求めた前サイクルの電流微分値に比例する第２のレートへ変化させる手段と、
電流と電流微分値とを感知し、電流と電流微分値の間に所定の比率が発生すると磁束を制約なしに急速に増加させてアーマチャが第２の位置へ捕捉し保持されるようにする手段とより成るアーマチャ速度制御装置。
【請求項１２】
サーボ制御下の電流発生器はコイルに線形増加する磁束を発生させる電流を発生させる請求項１１の電磁アクチュエータのアーマチャ速度制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本願は、その全体を引用する１９９８年１１月６日付け米国仮出願第６０／１０７，３９７号の優先権を主張する。
【技術分野】
【０００２】
本発明は高速高力電磁アクチュエータに係り、詳細には、内燃機関の弁を開閉する電磁アクチュエータ及び弁の開閉方法に係る。さらに詳細には、本発明はアーマチャがアクチュエータのステータコアに着座する時のアーマチャの速度を動的制御する電磁アクチュエータ及び方法に係る。
【背景技術】
【０００３】
内燃機関の弁を開閉する電磁アクチュエータは、一般的に、アーマチャにかかる電磁力を発生させる電磁石を備えている。アーマチャは、対向する第１及び第２の戻しバネにより中性点に付勢され、エンジンのシリンダの弁棒に同軸結合されている。動作については、アーマチャは第１の作動位置において電磁石によりアクチュエータのステータコアに係合保持される。電磁石を選択的に脱勢することにより、アーマチャは第１の戻しバネによる力の作用下に第２の作動位置の方への移動を開始する。その後、アクチュエータのコイルへ電力が印加されるとアーマチャはギャップを閉じるよう移動して、第２の戻しバネの圧縮を開始する。
【０００４】
当業者であれば理解できるように、ステータコア近くの領域でアーマチャにかかるバネ力とアーマチャに作用する磁力とを入念にバランスさせることによりアーマチャをステータコアにほぼゼロの速度で「軟着陸」させることが望ましい。アーマチャをステータコアに軟着陸させるには、アーマチャが第２の位置でステータに接近する時電力をコイルから取り去ればよい。その後、アーマチャが着座する直前にステータコイルを再び付勢するとアーマチャはステータコイルの方へ引かれて該コイルに係合保持される。実際には、システムは摩擦、供給電圧、排気背圧、アーマチャ中心点、弁すきま、エンジンの振動、オイルの粘性、公差の累積、温度などの過渡的変動により常に摂動しているため軟着陸の達成は容易でない。
【０００５】
特定のエンジン及びアクチュエータ構成につき実験を行った結果、アクチュエータの動作静粛性を確保し、アーマチャ及びステータコアに衝撃による過大な磨耗が発生しないようにするには、アーマチャの着座速度をエンジンが６００ＲＰＭでは毎秒０．０４メートル未満に、またエンジンが６０００ＲＰＭでは毎秒０．４メートル未満にする必要があることがわかっている。理想的でない状態（例えば、内燃機関の過酷な環境）の下でこれらの結果を得るには、ステータコア内で発生する磁束を動的に調整して、アーマチャの各ストローク時における、動作電圧、アクチュエータ内の摩擦、エンジンの背圧及び振動の変動を補償する必要がある。ホールセンサーのような外部センサーが電磁アクチュエータの磁束の測定に使用されているが、センサーは実際の用途では高価で取り扱いが容易でないことがわかっている。
【０００６】
かくして、内燃機関またはその近くに存在する理想的でない外乱を自動的に補償することが可能な電磁アクチュエータのための、センサーのない制御システム及び方法に対する要望がある。さらに、アーマチャの各ストロークサイクル時に上述した理想的でない状態を検知し補償することのできる電磁アクチュエータのための、高速でセンサーのない制御システム及び方法に対する要望がある。
【発明の概要】
【０００７】
電磁アクチュエータのアーマチャが第１の位置から第２の位置の方へ移動する際のアーマチャ速度を制御する方法が提供される。電磁アクチュエータはコイル及び第２の位置にあるコアを有する。コイルは電流を導通させ、アーマチャを第２の位置の方へ移動させてその位置に着座させる磁力を発生する。バネ構造がアーマチャに作用してアーマチャを第２の位置から離脱するよう付勢する。
【０００８】
コイルには第１のレートで線形増加する磁束が発生される。第１のレートは前のサイクルからのクロスオーバー時間に比例する。コイルを流れる電流を感知し、現サイクルのクロスオーバー時間に対応する電流の近ピーク値を検出する。磁束の線形増加レートはクロスオーバー時間で第１のレートから第２のレートへ変化する。第２のレートは前サイクルからのガンマ時間で求めた前サイクルの間の電流の微分値に比例する。ガンマ時間はサイクルにおける電流と電流の微分値の間の所定の比率の発生に対応する。磁束は、電流と電流の微分値の間に所定の比率が発生すると制約なしに急速に増加させられるため、アーマチャは第２の位置で捕捉され保持される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１及び２は電磁アクチュエータ１０を示す。電磁アクチュエータ１０は、ステータコア１４と、該ステータコア１４に付随するソレノイドコイル１６とを含む第１の電磁石１２を有する。第１の電磁石１２に対向して第２の電磁石１８がある。第２の電磁石は、ステータコア２０と、該ステータコアに付随するソレノイドコイル２２とを有する。電磁アクチュエータ１０はアーマチャ２４を有し、このアーマチャはシリンダ弁２８の弁棒２６に液圧弁調整器２７を介して固着されている。アーマチャ２４は、電磁石が発生する電磁力による作用を受けるように電磁石１２と１８の間に位置する。電磁石１２及び１８が脱勢状態にあると、アーマチャ２４は戻しバネ３０及び３２により２つの電磁石１２と１８の間の中性点に付勢され、休止位置に維持される。弁閉位置（図２）において、アーマチャ２４は第１の電磁石１１のステータコア１４に係合する。
【００１０】
アーマチャ２４を始動させて弁２８を閉位置から開位置（図２に示す）へ移動させるには、第１の電磁石１２のソレノイドコイル１６を流れる保持電流を切る。その結果、電磁石１２の保持力が戻しバネ３０のバネ力以下になり、アーマチャ２４が戻しバネ３０による力で移動し始める。中性点付勢戻しバネの作用を克服しながらアーマチャ２４を一方のステータ１４からもう一方のステータ１８へ移動させるに十分な磁力を得るため、コイル２２に十分な磁束を発生させる必要がある。アーマチャ２４を開位置で捕捉するには、電磁石１８に捕捉電流を印加する。アーマチャがステータコア２０に着座すると、捕捉電流を、アーマチャを所定の期間ステータコア２０に保持するに十分な保持電流に変化させる。感知した磁束の変化率は、捕捉電流を制御することによりアーマチャの着座速度を制御するためのフィードバック変数として使用する。
【００１１】
磁束の変化率をフィードバック変数として使用する例は、全体を引用する１９９８年２月１９日付け米国特許出願第０９／０２５，９８６号（発明の名称「電磁アクチュエータのアーマチャの着座の電子制御」）に教示されている。
【００１２】
磁束センサーを必要とせずに磁束変化率に基づくフィードバック制御を行う例は、全体を引用する１９９８年７月２４日付け米国特許出願第０９／１２２，０４２号（発明の名称「電磁アクチュエータのアーマチャの速度制御方法」）に開示されている。
【００１３】
本発明の好ましい実施例によると、システムの磁束により発生される磁力とアーマチャ２４に作用する機械的バネ力との間のバランスを逐次改善してアーマチャをステータコア１４へ軟着陸させる三段階閉ループ補償システムが提供される。図３、６、７及び８を参照して、このシステムは、アーマチャストロークの逐次段階において電磁アクチュエータの線形増加する磁束の勾配を制御する３つの独立した閉ループ手段を提供する。各補償手段、即ち、アルファ勾配補償、ベータ勾配補償及びガンマ時間補償手段はそれぞれ、コイル１６及び２２により発生される磁束と、その磁束によりアーマチャ２４にかかる磁力との制御を逐次微細に調整する。各制御手段の目的は、アーマチャのストロークサイクルの臨界時点における磁束勾配値を調整して、摩擦、排気背圧、電圧変動及びアーマチャの機械的中間位置のような理想的でないシステムの変数を補償する。アーマチャのストローク時における磁束の勾配を閉ループで補償することにより、システムが理想的でない影響により外乱を受けてもアーマチャを継続して軟着陸させる。
【００１４】
アルファ磁束勾配補償は、エンジン温度が上昇するにつれてオイルに生じる粘性変化のようなシステムの緩慢な変化に対処するための第１レベルの大まかな補償である。ベータ磁束勾配補償は例えばエンジンにかかる負荷の変化に応答するような急速な変化が可能な第２レベルの補償である。ガンマターンオフ時間補償は、サーボ電流制御をオフにしてコイル電流をできるだけ急速に増加させる同一サイクルの調整である。
【００１５】
閉ループ磁束制御下にあるアーマチャサイクル全体について説明する。図１−３を参照して、アーマチャ２４は該アーマチャを保持するコイル電流がオフになると時間ｔ0で移動し始め、戻しバネ３０の力の作用下に移動する。ほぼ同じ時点で、誘引コイル２２が付勢され、アルファ補償閉ループ制御下にコイルに線形増加する磁束が発生する。アルファ勾配制御下では、アーマチャが最適態様で着座し捕捉されるようにアーマチャに作用する力を微調整するに十分な名ばかりのエネルギー値が逐次閉ループ制御法で得られるようにエネルギーがシステムに注入される。アルファ勾配期間の間、磁束の線形曲線の勾配アルファは、前サイクルの間にアルファ補償からベータ補償へのクロスオーバーが生じる時間に比例する。アルファ補償の間、磁束は一定レートで線形増加し、その間電流が観察される。コイルの磁束がアルファ勾配磁束制御下で線形増加するにつれて、最大値からの電流の５−１０％減少を感知することによりピーク電流を検出するまで電流が観察される。この点を臨界位置と呼ぶが、これはシステムがアルファ勾配補償からベータ勾配補償へ変化する時点に対応する。
【００１６】
ベータ勾配補償期間の間、磁束の線形曲線の勾配ベータは前サイクルのベータ制御補償期間の終了時に求めたコイル電流の微分値に比例する。各サイクルにおけるベータ制御補償期間の終了時はガンマ時間に相当する。従って、ベータ勾配補償時、磁束の線形曲線の勾配は前サイクルのガンマ時間に求めたコイル電流の微分値に対応する。ベータ勾配補償期間の間、電流レベルとその微分値が観察される。ベータ勾配制御下では、主としてコイルのインダクタンスの増加により電流が減少する。コイルのインダクタンスは空気ギャップの減少により増加する。空気ギャップが減少するとアーマチャ位置の変化に対するシステムの感受性が増加する。
【００１７】
電流レベル及びその微分値が特定の位置と速度の関係に対応する実験により予め求めた比率に到達すると、ベータ勾配制御が停止され、電流ができるだけ急速に増加させられて、アーマチャが反対側の極片に近い、そして好ましくはその上の休止位置に捕捉される。電流と電流微分値の比率のしきい値は前サイクルのベータ勾配時間の終了時（ガンマターンオフ時間）に求めた電流微分値の値に基づく。
【００１８】
磁束制御下において、コイルを流れる電流は下記の導出から理解されるようにアーマチャの位置に比例する。
Ｒ＝コイルのリアクタンス；Φ＝コイルの磁束；Ｎ＝コイルの巻数；Ｉ＝コイル電流；λ＝コイルギャップ；μ＝ＳｉＦｅの透磁率；基本的な静的関係；ＲΦ＝ＮＩ；及び制約；Φ(t)＝Φ0t（ランプ関数）の下では、Ｉがλｔ／μ[Φ（λ，ｔ）]に比例することを示すことができる。コイルが磁気飽和に近い状態でない時、分母μ[Φ（λ，ｔ）]はＩの大きさからギャップを予測するに十分な線形である。また、その結果、速度をＩの微分値から予測することが可能である。
【００１９】
図４を参照して、磁束ミラー４０への入力はコイル電圧の観察により得られる。コイル電圧は積分器へ送られるが、この積分器は上述した引用米国特許出願０９／１２２，０４２号（発明の名称「電磁アクチュエータのアーマチャの速度制御方法」）に開示された磁束ミラー回路を用いて磁束を求める。コイル電圧入力から求めた磁束出力はエラーアンプの加算点４２へのフィードバック信号である。命令信号はアルファ補償入力とベータ補償入力であり、これらの入力は加算され、積分されて、加算点４２の非反転入力へ送られる。アルファとベータの比較器入力は所望の信号を表すが、磁束入力は発生する実際の磁束信号を表す。エラーは公知のＰＩＤ型制御システムのエラー特性に対応する。積分ブロック４４はＩ項であり、ＲＣ回路４６は比例項と微分項を表す。エラーは加算され、電流アンプへ送られて、アーマチャの各逐次ストロークについて実際の磁束と所望の磁束の差をゼロに近づけるように使用される。ガンマ時間に到達すると、システムはリセットされ、回路の積分器の内容が新しいサイクルの準備のために除去される。
【００２０】
磁束のアルファ勾配補償制御からベータ勾配制御へのクロスオーバーの臨界位置は、コイルの磁束が線形増加するように電流を制御し、電流源をサーボ制御することにより決定される。アーマチャの位置はコイルに線形増加する磁束を発生させる電流波形から推定可能である。クロスオーバーの臨界位置は、磁束が線形増加すると、コイルのピーク電流の近傍に生じる。臨界位置に到達すると、システムはアーマチャ２４が既知のモーメントでステータ２０に非常に近づいていると認識する。臨界点では、磁束はベータ勾配制御下にあり、アーマチャ２４は着座準備のために減速を開始する。磁束のアルファ勾配制御からベータ勾配制御への移行は、アルファ勾配制御下で電流が継続して線形増加するのを許容されるとアーマチャが対向するステータに激突して軟着陸しないため必要である。
【００２１】
正式には、臨界位置は以下のように導出可能である。
【００２２】
Φを電流とインダクタンスの関数Φ（Ｉ，Ｌ）とすると、Φの変化率は式ｄΦ／ｄｔ＝ＩｄＬ／ｄｔ＋ＬｄＩ／ｄｔで与えられ、臨界位置では、ｄＩ／ｄｔ＝０であるため、ｄΦ／ｄｔ＝ＩｄＬ／ｄｔ；そしてｄΦ＝ＩｄＬである。即ち、磁束の変化率は電流によりスケーリングされたインダクタンスの変化率に等しい。さらに、ｄΦが一定である時（ランプ）、Ｋ＝ＩｄＬ、そしてｄＬ＝Ｉ／Ｋである。インダクタンスのこの特定の変化は臨界位置に対応するアクチュエータの１つの特異な空気ギャップにおいてのみ発生可能である。
【００２３】
図５を参照して、磁束のアルファ勾配補償制御からベータ勾配補償制御へのクロスオーバーの臨界位置は、好ましい実施例において以下のように求められる。クロスオーバー点は電流の波形から求める。電流はアンプ５０へ入力される。アンプの出力はおおよその電流ピークを検知する回路５２へ送られる。おおよその電流ピークは電流をモニターし、最大値からの５−１０％減少点を検知することにより巧妙に検知される。電流のピーク値はコンパレータ回路５４の入力となる。電流がピーク値以下に減少すると、コンパレータの出力は高レベル（論理１）となり、クロスオーバー点に到着したことを指示する。リセットライン５６をクロスオーバー点でトリガーして次のサイクルのために臨界位置クロスオーバー検知器をリセットする。図６に示す電流出力５８はどこか他のところ、例えばベータまたはガンマ補償の電流入力として使用される
【００２４】
図３に示すような電流が減少に転じる現象はコイルの磁束がサーボ制御下に一定の線形増加するように強制されない限り生じない。電流が減少に転じる現象は、アーマチャがコイルにより発生され線形増加する磁束の作用下で移動している時のコイルの電流波形に特異であるように思える。従って、ピーク電流に対応する臨界クロスオーバー点を検知する鍵は、アーマチャが移動して空気ギャップを閉じようとしている間に磁束を線形増加させることであると思える。アーマチャが移動中でなければ、磁束は引き続き増加し、電流も飽和レベルに到達するまで増加する。
【００２５】
従って、別の好ましい実施例では、上述した臨界位置検出法だけで、電磁アクチュエータがサイクルを完了したか否かまたはアーマチャ２４がストロークの途中で膠着状態に陥ったかをチェックすることができる。アーマチャが線形増加する磁束の作用下に適正にそのサイクルを完了しているのであれば、コイル２２を流れる電流の波形は上述した特徴的なピークからの減少を呈する。しかしながら、アーマチャがストロークの途中で膠着状態となれば、電流波形はその特徴的な減少を呈しない。
【００２６】
アルファ勾配補償閉ループ制御システムについて説明する。アルファ勾配補償を支配する臨界的関係は、アルファ勾配制御時のコイルの磁束特性の勾配が前サイクルの間にクロスオーバーが生じた時間に比例することである。
【００２７】
アルファ勾配は臨界位置が生じる時点と実験により求めた名目値とを比較することにより求められる。臨界位置が名目時間よりも早い時点で生じると、アーマチャの移動が早すぎ、磁束のアルファ勾配は次のサイクルでは減少する。逆に、臨界位置が名目時間よりも遅い場合、アーマチャの移動が遅すぎ、磁束のアルファ勾配は次のサイクルでは増加する。臨界位置は、アクチュエータの機械的構成により決定されるアーマチャとステータの間の１つの特異なギャップにおいてのみ生じる。磁束のアルファ勾配補償は連続するサイクルに加えられる補正である。アルファ勾配を求めるサイクルの間のアーマチャ速度を補正するものではない。
【００２８】
図６は好ましい実施例によるアルファ勾配補償を示す。トリガー入力信号６０は時間０からタイマー６２をスタートさせる。クロスオーバー論理入力６４は上述したクロスオーバー検知部の出力により供給される。コンパレータ６６は名目基準時間６８と、前サイクルの間に生じた実際のクロスオーバー時間とを比較する。クロスオーバーに到達するのにかかる時間は名目時間より大きいか小さい場合、制御システムはアルファ補償制御信号７０を発生する。アルファ制御信号は、前サイクルのクロスオーバーまでの時間が長すぎる場合アルファ勾配を増加し、前サイクルのクロスオーバーまでの時間が短すぎればアルファ勾配を減少させる効果がある。
【００２９】
ベータ勾配補償閉ループ制御システムについて説明する。ベータ勾配補償を支配する臨界的関係は、ベータ勾配が前サイクルのガンマ時間に求めた目電流の微分値に比例することである。
【００３０】
連続する各サイクルのベータ補償勾配はガンマターンオフ時間で求める電流微分値に基づき設定される。ガンマターンオフ時間における電流微分値が実験により求めた名目値よりも大きい場合、アーマチャの移動速度は早すぎ、次サイクルの間にシステムへ注入するエネルギーを少なくするように磁束のベータ勾配を減少する必要があることを示す。逆に、ガンマターンオフ時間における電流微分値が名目値よりも小さい場合、アーマチャの移動速度が遅すぎ、次サイクルにシステムにより多くのエネルギーを注入するように磁束のベータ勾配を増加する必要があることを示す。
【００３１】
図７は好ましい実施例によるベータ勾配補償を示す。電流８０は入力でありその微分値を求める。磁束波形のベータ勾配領域において、電流の微分値は速度に比例する。次サイクルのためにガンマ時間に求めた電流の微分値を得るために、ガンマ時間において微分値をサンプリングし保持する。ガンマ８２はサンプル及びホールド回路８４へのトリガー入力である。コンパレータ８６へ供給されるサンプル及びホールド回路８４の出力はガンマ時間における電流の微分値である。それは手動で調整される名目値８８と比較される。その後、コンパレータ８６の出力は所望の利得にスケーリングされる。その後、ゲート処理され、次サイクルの間ベータ勾配を設定する際に使用するためにクロスオーバー検知器出力９０により制御される。
【００３２】
ガンマ時間補償閉ループ制御システムについて説明する。ガンマ時間補償を支配する臨界的関係は、ガンマ時間は定義上、比例定数ｋに電流を乗算したものに等しく、これは電流の微分値よりも小さいかそれに等しくなければならないということである。かくして、ｋはコイルを流れる電流とその微分値との間の特定の比率を表す。図８は好ましい実施例によるガンマ補償時間を示す。電流８０は入力であり、その微分値を求める。電流の微分値は速度に比例し、一方、電流それ自体は位置に比例する。利得ポテンショメータは比例定数ｋを決定する。コンパレータ９２は反転入力へ送られる位置と、非反転入力へ送られる速度との間の比率を事実上求める。コンパレータ９２の出力がガンマ補償値９４であり、これはシステムが磁束制御を終了しコイル電流をできるだけ急速に増加させてアーマチャが新しいステータにしっかり捕捉されるようにする時間に対応する。利得ｋは、速度と位置をリアルタイムで観察して軟着陸が生じるまで利得を調整することにより最初に設定する。
【００３３】
本発明をある特定の好ましい実施例につき説明したが、上述した実施例に対する数多くの変形例、設計変更が頭書の特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び範囲から逸脱することなく可能である。従って、本発明は、上述した実施例に限定されず、その全範囲は特許請求の範囲の文言及びその均等物により定義されると意図される。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の原理に基づき提供される電磁アクチュエータを弁開位置で示す断面図である。
【図２】本発明の原理に基づき提供される電磁アクチュエータを弁閉位置で示す断面図である。
【図３】アーマチャのストローク全体におけるアーマチャ速度、コイルを流れる電流及びアルファ勾配補償、ベータ勾配補償及びガンマ勾配補償時における磁束の間の関係を示す。
【図４】本発明の好ましい実施例による磁束ミラー及びサーボアンプを示すブロック図である。
【図５】本発明の好ましい実施例による臨界位置とクロスオーバーの検知を説明するブロック図である。
【図６】本発明の好ましい実施例によるアルファ勾配補償検知を説明するブロック図である。
【図７】本発明の好ましい実施例によるベータ勾配補償検知を説明するブロック図である。
【図８】本発明の好ましい実施例によるガンバ時間補償検知を説明するブロック図である。
【誤訳訂正２】
【訂正対象書類名】図面
【訂正対象項目名】図３
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【図３】
2002529842.tif 000001
【誤訳訂正３】
【訂正対象書類名】図面
【訂正対象項目名】図４
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【図４】
2002529842.tif 000002
【誤訳訂正４】
【訂正対象書類名】図面
【訂正対象項目名】図５
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【図５】
2002529842.tif 000003
【誤訳訂正５】
【訂正対象書類名】図面
【訂正対象項目名】図６
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【図６】
2002529842.tif 000004
【誤訳訂正６】
【訂正対象書類名】図面
【訂正対象項目名】図７
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【図７】
2002529842.tif 000005
【誤訳訂正７】
【訂正対象書類名】図面
【訂正対象項目名】図８
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【図８】
2002529842.tif 000006