CN101344184B - 电磁阀驱动电路和电磁阀 - Google Patents

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Abstract

提供一种电磁阀驱动电路和电磁阀，电流检测电路(72)基于与流过螺线管线圈(12)的电流I对应的电压Vd产生脉冲信号Sd，并将脉冲信号Sd反馈给开关控制器(40)的PWM电路(60)。PWM电路(60)基于反馈的脉冲信号Sd和与第一电流值或第二电流值对应的电压值之间的比较产生具有预定的占空比的脉冲信号Sr，并将脉冲信号Sr提供给脉冲供给单元(64)。脉冲供给单元(64)将脉冲信号Sr作为第一脉冲信号S1和/或第二脉冲信号S2提供给MOSFET(38)的栅极端子G。

Description

电磁阀驱动电路和电磁阀
技术领域
本发明涉及电磁阀驱动电路，在该电磁阀驱动电路中，在第一电压被施加到电磁阀的螺线管线圈上以驱动电磁阀之后，第二电压被施加到螺线管线圈上，维持电磁阀的驱动状态，还涉及具有这种电磁阀驱动电路的电磁阀。
背景技术
过去，在流体通道内配置电磁阀已变得十分广泛，并且，通过从电磁阀驱动电路在电磁阀的螺线管线圈上施加电压，电磁阀被通电以打开和关闭流体通道。在这种情况下，在通过在电磁阀的螺线管线圈上从电磁阀驱动电路施加第一电压来驱动电磁阀之后，通过在螺线管线圈上从电磁阀驱动电路施加第二电压来维持电磁阀的驱动状态。
最近，希望用较低的电力消耗维持驱动状态。日本专利No.3777265和日本专利公开公报No.2006-308082提出，在维持驱动状态的期间内，作为通过开关控制电源和螺线管线圈之间的导电性的结果，重复实施螺线管线圈的通电和断电，使得可以用低水平的电力消耗维持电磁阀的驱动状态。
顺便说一句，作为诸如由螺线管线圈的温度变化引起的螺线管线圈的电阻的变化、通过电磁阀驱动电路从DC电源在螺线管线圈上施加的电源电压(第一电压和第二电压)的随时间的变化的各种因素的结果，并且由于振动或冲击等，流过螺线管线圈的电流趋于随着时间改变。因此，在维持电磁阀的驱动状态以防止上述的各种因素发生并导致电磁阀的停止的期间内，在用于维持驱动状态的最小所需电流上叠加考虑上述的各种因素的电流。因此，即使当上述的各种因素不出现时，考虑这些因素的电流仍流过螺线管线圈，由此，不能促进电磁阀驱动电路和电磁阀的省电。
并且，作为流过较大的螺线管线圈的电流的结果，当在维持驱动状态之后电磁阀的驱动停止时，电磁阀不能在较短的时间段中停止。
并且，在在电磁阀的用户侧准备和利用具有不同的电源电压的多个DC电源的情况下，在制造商侧，即使存在具有大致相同的打开/关闭相同的流体通道的能力的电磁阀驱动电路和电磁阀，由于必须单独地制造与各种电源电压的差异对应的电磁阀驱动电路和电磁阀，因此制造成本也会趋于上升。
并且，由于与相对较高的电源电压(例如，24V)的情况对应的电磁阀驱动电路和电磁阀的电力消耗比与相对较低的电源电压(例如，12V)的情况对应的电磁阀驱动电路和电磁阀的电力消耗大，因此，在装有具有相对较高的电源电压的DC电源的用户侧，不能实现电磁阀驱动电路和电磁阀的省电。
发明内容
本发明的目的在于提供能够一并实现电力消耗的降低、对于电磁阀的迅速响应驱动控制和成本降低的电磁阀驱动电路和电磁阀。
根据本发明的，提供一种电磁阀驱动电路，在该电磁阀驱动电路中，在电磁阀的螺线管线圈上施加第一电压以驱动电磁阀之后，在螺线管线圈上施加第二电压，维持电磁阀的被驱动状态，
电磁阀驱动电路分别与直流电源和螺线管线圈电连接，并且还包含开关控制器、开关和电流检测器，其中，电流检测器检测流过螺线管线圈的电流，并向开关控制器输出检测结果作为电流检测值，
其中，开关控制器基于预定的启动电流值和电流检测值之间的比较产生第一脉冲信号并基于预定的保持电流值和电流检测值之间的比较产生第二脉冲信号，并将第一脉冲信号和第二脉冲信号提供给开关，以及，
开关在被供给第一脉冲信号的期间将直流电源的电源电压作为第一电压提供给螺线管线圈，并在被供给第二脉冲信号的期间将电源电压作为第二电压提供给螺线管线圈。
这里，在驱动电磁阀的期间内，用于驱动构成电磁阀的可动铁芯(柱塞，plunger)并用于驱动被安装到柱塞的端部的阀塞(value plug)的必要的励磁力(启动力)和用于在维持电磁阀的被驱动状态的期间在预定的位置上维持(保持)柱塞和阀塞的必要的励磁力(保持力)是通过将螺线管线圈的绕组数(圈数)乘以流过螺线管线圈的电流得到的值(各励磁力＝绕组数×电流)。因此，假定驱动电磁阀所需的启动力、用于维持被驱动状态所需的最小保持力和绕组数分别是事先已知的，那么可以很容易地计算与启动力对应的最佳电流(启动电流值)以及与保持力对应的最佳电流值(保持电流)。
并且，在从开关控制器向开关供给第一脉冲信号或第二脉冲信号时，电源电压作为第一电压或第二电压被施加到螺线管线圈上，由此，从DC电源实施对于螺线管线圈的电力的供给，并且流过螺线管线圈的电流由此增加。另一方面，在停止从开关控制器向开关供给第一脉冲信号或第二脉冲信号时，电力的供给停止，并且，流过螺线管线圈的电流由此减小。因此，通过关于开关随时间控制第一脉冲信号和第二脉冲信号的供给，流过螺线管线圈的电流可维持在希望的电流值(即，对于启动力来说最佳的启动电流值和对于保持力来说最佳的保持电流值)上。
在本发明中，电流检测器检测流过螺线管线圈的电流，并且电流检测值被反馈到开关控制器。在开关控制器中，基于作为与启动力对应的最佳电流的启动电流值和反馈的电流检测值之间的比较产生第一脉冲信号，而基于作为与保持力对应的最佳电流的保持电流值和反馈的电流检测值之间的比较产生第二脉冲信号。开关仅在与第一脉冲信号的脉冲宽度对应的时间向螺线管线圈施加第一电压，并且仅在与第二脉冲信号的脉冲宽度对应的时间向螺线管线圈施加第二电压。
即，在驱动电磁阀的期间，开关控制器产生第一脉冲信号，使得电流检测值变为与启动力对应的启动电流值，并且向开关供给第一脉冲信号，由此，开关基于第一脉冲信号的脉冲宽度控制对螺线管线圈施加第一电压的施加时间。由此，流过螺线管线圈的电流维持在与启动力对应的启动电流值上，并且，由这种电流引起的启动力被施加以通电柱塞和阀塞。
具体而言，在电磁阀的用户侧，在已事先准备具有相对较高的电源电压(例如，24V)的DC电源并且关于这种DC电源应用使用相对较低的电源电压(例如，12V)的电磁阀的情况下，启动电流值在开关控制器中被设为处于或低于流过螺线管线圈的电流的额定值(额定电流)。然后，如果第一脉冲信号的脉冲宽度被调整，使得电流检测值变为由此设定的启动电流值，那么在驱动电磁阀的期间流过螺线管线圈的电流维持在启动电流值上，由此，即使对于已准备具有相对较高的电源电压的DC电源的用户，也可对于电磁阀驱动电路和电磁阀实现电力节省。在这种情况下，由此相对较高的电源电压作为第一电压被施加到螺线管线圈上，因此能够在更短的时间内驱动电磁阀。
如上所述，通过在开关控制器中调整第一脉冲信号的脉冲宽度，流过螺线管线圈的电流可维持在处于或低于额定电流的启动电流值上。因此，在不关心从在用户侧准备的DC电源提供给螺线管线圈的电源电压的任何差异的制造商侧，可以依照相对较低的电源电压使得电磁阀和电磁阀驱动电路可共用，其中，通过向用户提供这种可共用的电磁阀和电磁阀驱动电路，可以降低成本。
因此，通过本发明，通过在驱动电磁阀的期间基于从电流检测器反馈到开关控制器的电流检测值和启动电流值之间的比较产生第一脉冲信号，电磁阀和电磁阀驱动电路的节电、共用和成本降低以及对于电磁阀的迅速响应驱动控制均能够得到实现。
另一方面，在维持电磁阀的被驱动状态的期间，开关控制器产生第二脉冲信号，使得电流检测值变为与保持力对应的保持电流值，在其之上，第二脉冲信号被提供给开关，并且开关由此基于第二脉冲信号的脉冲宽度控制向螺线管线圈施加第二电压的施加时间。由此，流过螺线管线圈的电流维持在与保持力对应的保持电流值上，并且由电流引起的保持力被施加以通电柱塞和阀塞。
因此，在使用本发明时，通过基于在维持电磁阀的被驱动状态的期间从电流检测器反馈到开关控制器的电流检测值和保持电流值之间的比较产生第二脉冲信号，可以以更小的电力消耗维持电磁阀的被驱动状态，并且，电磁阀可在短时间内停止。
并且，通过向开关控制器反馈电流检测值，即使作为螺线管线圈内的温度变化的结果电流由于螺线管线圈内的电阻的变化或电源电压的变化趋于随时间变化，也响应这些变化产生第二脉冲信号，由此可以实现能够响应诸如电阻和电源电压等的变化的使用环境的变化的电磁阀和电磁阀驱动电路。
这样，在使用本发明时，电磁阀和电磁阀驱动电路的电力消耗的降低、对于电磁阀的迅速响应驱动控制、和电磁阀和电磁阀驱动电路的成本降低可以一并实现。
这里，优选地，开关控制器包含：
用于产生单脉冲的单脉冲产生电路；
短脉冲产生电路，该短脉冲产生电路在驱动电磁阀的期间基于启动电流值和电流检测值之间的比较产生具有比单脉冲的脉冲宽度短的脉冲宽度的第一短脉冲，而在维持电磁阀的被驱动状态的期间基于保持电流值和电流检测值之间的比较产生具有比第一短脉冲的脉冲宽度短的脉冲宽度的第二短脉冲；和
脉冲供给单元，该脉冲供给单元在驱动电磁阀的期间在单脉冲作为第一脉冲信号已被提供给开关之后将第一短脉冲作为第一脉冲信号提供给开关，而在维持电磁阀的被驱动状态的期间将第二短脉冲作为第二脉冲信号提供给开关。
在这种情况下，在驱动电磁阀的期间，在仅在与单脉冲的脉冲宽度对应的时间中在螺线管线圈上施加电源电压作为第一电压之后，开关接着仅在与第一短脉冲的脉冲宽度对应的时间中在螺线管线圈上施加第一电压。结果，在驱动电磁阀的期间，在流过螺线管线圈的电流在与单脉冲的脉冲宽度对应的时间内上升到启动电流值之后，基于第一短脉冲通过开关的开关操作维持启动电流值。由此，使得电磁阀驱动电路和电磁阀可共用，并且，可很容易降低成本。特别地，在具有相对较高的电源电压的DC电源通过电磁阀驱动电路与电磁阀电连接并由此驱动电磁阀的情况下，电磁阀能够在短时间内被驱动。并且，通过将流过螺线管线圈的电流维持在启动电流值上，可以可靠地防止电磁阀和电磁阀驱动电路的由于过大电压(浪涌能量)的输入导致的无意操作或误操作。
另一方面，在维持电磁阀的被驱动状态的期间，通过向开关供给第二短脉冲作为第二脉冲信号，可以以较低的电力消耗维持电磁阀的被驱动状态，并且，电磁阀可在较短的时间内停止。
这里，作为上述结构的替代，优选地，开关控制器包含：
用于产生单脉冲的单脉冲产生电路；
重复脉冲产生电路，该重复脉冲产生电路在驱动电磁阀的期间基于启动电流值和电流检测值之间的比较产生具有比单脉冲的脉冲宽度短的脉冲宽度的第一重复脉冲，而在维持电磁阀的被驱动状态的期间基于保持电流值和电流检测值之间的比较产生具有比第一重复脉冲的脉冲宽度短的脉冲宽度的第二重复脉冲；和
脉冲供给单元，该脉冲供给单元在驱动电磁阀的期间在单脉冲已作为第一脉冲信号被提供给开关之后将第一重复脉冲作为第一脉冲信号提供给开关，而在维持电磁阀的被驱动状态的期间将第二重复脉冲作为第二脉冲信号提供给开关。
在这种情况下，在驱动电磁阀的期间，在仅在与单脉冲的脉冲宽度对应的时间中在螺线管线圈上施加电源电压作为第一电压之后，开关接着仅在与第一重复脉冲的脉冲宽度对应的时间中在螺线管线圈上施加第一电压。结果，在驱动电磁阀的期间，在流过螺线管线圈的电流在与单脉冲的脉冲宽度对应的时间内上升到启动电流值之后，基于第一重复脉冲通过开关的开关操作维持启动电流值。同样，在这种情况下，使得电磁阀驱动电路和电磁阀可共用，并且，可很容易降低成本，并且，在具有相对较高的电源电压的DC电源通过电磁阀驱动电路与电磁阀电连接并由此驱动电磁阀的情况下，电磁阀能够在短时间内被驱动。并且，通过将流过螺线管线圈的电流维持在启动电流值上，可以可靠地防止电磁阀和电磁阀驱动电路的由于过大电压(浪涌能量)的输入导致的无意操作或误操作。
另一方面，在维持电磁阀的被驱动状态的期间，通过向开关供给第二重复脉冲作为第二脉冲信号，可以以较低的电力消耗维持电磁阀的被驱动状态，并且，电磁阀可在较短的时间内停止。
因此，通过提供用于开关控制器的上述结构中的每一个，可以很容易地实现电磁阀驱动电路和电磁阀的共用和成本降低、电磁阀的短时驱动、电磁阀驱动电路和电磁阀的节电和在短时间内停止电磁阀的能力。
通过上述的本发明，在驱动电磁阀的期间，基于启动电流值和电流检测值之间的比较随时间控制第一脉冲信号的供给，并且，在电磁阀维持在被驱动状态中的期间，基于保持电流值和电流检测值之间的比较随时间控制第二脉冲信号的供给。
通过这种基于电流检测值的随时间的控制，可以仅在驱动电磁阀的期间或者作为替代方案仅在电磁阀维持在被驱动状态中的期间实施控制。
具体而言，为了仅在驱动电磁阀的期间基于电流检测值实施随时间的控制，电磁阀驱动电路的结构如下。
即，设置一种电磁阀驱动电路，在该电磁阀驱动电路中，在电磁阀的螺线管线圈上施加第一电压以驱动电磁阀之后，在螺线管线圈上施加第二电压，维持电磁阀的被驱动状态，
电磁阀驱动电路分别与直流电源和螺线管线圈电连接，并且还包含开关控制器、开关和电流检测器，
其中，电流检测器检测流过螺线管线圈的电流，并向开关控制器输出检测结果作为电流检测值，
开关控制器基于预定的启动电流值和电流检测值之间的比较产生第一脉冲信号，并产生预定的第二脉冲信号，并将第一脉冲信号和第二脉冲信号提供给开关，且
开关在被供给第一脉冲信号的期间将直流电源的电源电压作为第一电压提供给螺线管线圈，并在被供给第二脉冲信号的期间将电源电压作为第二电压提供给螺线管线圈。
在这种情况下，优选地，开关控制器包含：
用于产生单脉冲的单脉冲产生电路；
短脉冲产生电路，该短脉冲产生电路在驱动电磁阀的期间基于启动电流值和电流检测值之间的比较产生具有比单脉冲的脉冲宽度短的脉冲宽度的第一短脉冲，而在维持电磁阀的被驱动状态的期间产生具有比第一短脉冲的脉冲宽度短的脉冲宽度的预定的第二短脉冲；和
脉冲供给单元，该脉冲供给单元在驱动电磁阀的期间在单脉冲已作为第一脉冲信号被提供给开关之后将第一短脉冲作为第一脉冲信号提供给开关，而在维持电磁阀的被驱动状态的期间将第二短脉冲作为第二脉冲信号提供给开关。
并且，作为上述结构的替代，优选地，开关控制器包含：
用于产生单脉冲的单脉冲产生电路；
重复脉冲产生电路，该重复脉冲产生电路在驱动电磁阀的期间基于启动电流值和电流检测值之间的比较产生具有比单脉冲的脉冲宽度短的脉冲宽度的第一重复脉冲，而在维持电磁阀的被驱动状态的期间产生具有比第一重复脉冲的脉冲宽度短的脉冲宽度的预定的第二重复脉冲；和
脉冲供给单元，该脉冲供给单元在驱动电磁阀的期间在单脉冲已作为第一脉冲信号被提供给开关之后将第一重复脉冲作为第一脉冲信号提供给开关，而在维持电磁阀的被驱动状态的期间将第二重复脉冲作为第二脉冲信号提供给开关。
这样，在仅在驱动电磁阀的期间基于电流检测值实施随时间的控制的情况下，可关于随时间的控制很容易地获得上述的有利的效果。
另一方面，为了仅在电磁阀维持在被驱动状态中的期间基于电流检测值实施随时间的控制，电磁阀驱动电路的结构如下。
即，提供一种电磁阀驱动电路，在该电磁阀驱动电路中，在电磁阀的螺线管线圈上施加第一电压以驱动电磁阀之后，在螺线管线圈上施加第二电压，维持电磁阀的被驱动状态，
电磁阀驱动电路分别与直流电源和螺线管线圈电连接，并且还包含开关控制器、开关和电流检测器，
其中，电流检测器检测流过螺线管线圈的电流，并向开关控制器输出检测结果作为电流检测值，
开关控制器产生预定的第一脉冲信号并基于预定的保持电流值和电流检测值之间的比较产生第二脉冲信号，并将第一脉冲信号和第二脉冲信号提供给开关，且
开关在被供给第一脉冲信号的期间将直流电源的电源电压作为第一电压提供给螺线管线圈，并在被供给第二脉冲信号的期间将电源电压作为第二电压提供给螺线管线圈。
在这种情况下，优选地，开关控制器包含：
用于产生单脉冲的单脉冲产生电路；
短脉冲产生电路，该短脉冲产生电路基于保持电流值和电流检测值之间的比较产生具有比单脉冲的脉冲宽度短的脉冲宽度的短脉冲；和
脉冲供给单元，该脉冲供给单元在驱动电磁阀的期间将单脉冲作为第一脉冲信号提供给开关，而在维持电磁阀的被驱动状态的期间将短脉冲作为第二脉冲信号提供给开关。
并且，作为上述结构的替代，优选地，开关控制器包含：
用于产生单脉冲的单脉冲产生电路；
重复脉冲产生电路，该重复脉冲产生电路基于保持电流值和电流检测值之间的比较产生具有比单脉冲的脉冲宽度短的脉冲宽度的重复脉冲；和
脉冲供给单元，该脉冲供给单元在驱动电磁阀的期间将单脉冲作为第一脉冲信号提供给开关，而在维持电磁阀的被驱动状态的期间将重复脉冲作为第二脉冲信号提供给开关。
这样，在仅在维持电磁阀的被驱动状态中的期间基于电流检测值实施随时间的控制的情况下，可关于随时间的控制很容易地获得上述的有利的效果。
并且，在以上的本发明中的每一个中，优选地，开关控制器基于来自检测电磁阀的振动的振动检测器的振动检测值调整第二脉冲信号的脉冲宽度。
当为了节省电力减小保持力时，可以设想可导致电磁阀的振动，该振动会导致电磁阀的停止。但是，通过提供具有上述结构的开关控制器，即使流过螺线管线圈的电流由于振动随时间改变，通过响应这些振动调整脉冲宽度，可以实现能够响应振动引起的变化的电磁阀驱动电路和电磁阀。
特别地，在担心由于在维持电磁阀的被驱动状态的期间由从外部给予电磁阀的振动或冲击等导致的电磁阀内的振动，电磁阀进入停止条件时，通过增大脉冲宽度并增加流过螺线管线圈的电流(保持电流值)，使得电磁阀内的柱塞和阀塞上的保持力增加，由此可以可靠地防止电磁阀进入停止状态。
这样，通过本发明，由于可以将脉冲宽度设为更长使得仅在需要较高的保持力时增加电流(保持电流值)，因此，可以有效地实施电磁阀驱动电路和电磁阀的节电。
并且，优选地，电磁阀驱动电路还包含：
用于基于电流检测值计算螺线管线圈在电磁阀的一次操作期间内的通电时间的通电时间计算器；
用于存储通电时间的通电时间存储器；
用于从存储在通电时间存储器中的各通电时间中的每一个计算螺线管线圈的总通电时间并确定总通电时间是否比预定的第一通电时间长的通电时间确定单元，
其中，当确定为总通电时间比第一通电时间长时，通电时间确定单元向开关控制器输出指示第一脉冲信号的脉冲宽度变化的脉冲宽度变化信号，以及，
开关控制器基于脉冲宽度变化信号增大第一脉冲信号的脉冲宽度。
由此，即使在电磁阀的驱动性能在延长的期间通过电磁阀的使用而降低的情况下，通过当电磁阀的总通电时间变得比第一通电时间长时将第一脉冲信号的脉冲宽度设为更长，由于流过螺线管线圈的电流(启动电流值)变得更大，并且启动力可增加，由此，可以有效地实施电磁阀的驱动控制。
在这种情况下，优选地，当确定为总通电时间比被设为比第一通电时间长的第二通电时间长时，通电时间确定单元向外输出通知电磁阀已达到使用期限的使用期限通知信号。
由此，变得无论什么时间达到其使用期限都能够迅速调换电磁阀，使得关于电磁阀的使用期限(寿命)的可靠性得到改善。
并且，作为上述结构的替代，优选地，电磁阀驱动电路还包括：
用于基于电流检测值检测电磁阀处于工作中的电磁阀操作检测器；
用于存储电磁阀操作检测器的检测结果的检测结果存储器；和
用于从存储在检测结果存储器中的各检测结果中的每一个计算电磁阀的累积操作次数并确定累积操作次数是否超过预定的第一操作次数的累积操作次数确定单元，
其中，当确定为累积操作次数超过第一操作次数时，累积操作次数确定单元向开关控制器输出指示第一脉冲信号的脉冲宽度变化的脉冲宽度变化信号，以及，
开关控制器基于脉冲宽度变化信号增大第一脉冲信号的脉冲宽度。
其中，开关控制器基于脉冲宽度变化信号增大第一脉冲信号的脉冲宽度。
如果在电磁阀的累积操作次数超过第一操作次数时使得第一脉冲信号的脉冲宽度变长，那么，由于流过电磁阀的电流(启动电流值)变长并且启动力可增加，因此可以有效地实施电磁阀的驱动控制。
在这种情况下，优选地，当确定为累积操作次数超过被设为比第一操作次数大的第二操作次数时累积操作次数确定单元向外部输出通知电磁阀达到使用期限的使用期限通知信号。
由此，变得无论什么时间达到其使用期限都能够迅速调换电磁阀，使得关于电磁阀的使用期限(寿命)的可靠性得到改善。
并且，电磁阀驱动电路还包含：
用于在驱动电磁阀的期间监视电流检测值的减小的电流检测值监视单元，
其中，当确定为从电磁阀的驱动开始时刻到电流检测值减小的时刻的期间比预定的设定期间长时，电流检测值监视单元向外部输出用于通知在该期间产生时间延迟的时间延迟通知信号。
由此，变得能够迅速调换电流检测值减小所需要的时间变长并且其驱动性能由此劣化的电磁阀。即，通过提供具有上述结构的电磁阀驱动电路，可以基于电磁阀在电磁阀被驱动的期间的响应性有效地实施电磁阀的使用期限(寿命)的检测。
并且，优选地，电磁阀驱动电路还包含能够在电流流过螺线管线圈时发光的发光二极管，其中，由发光二极管和开关控制器构成的串联电路和螺线管线圈与直流电源并联地电连接。
虽然在过去，由发光二极管和用于导致从发光二极管发光的电流限制电阻器构成的串联电路与DC电源和螺线管线圈并联地电连接，但是在本发明中，作为电流限制电阻器的替代，由开关控制器和发光二极管构成的串联电路与DC电源和螺线管线圈并联地电连接，由此，由于最初由电流限制电阻器消耗的电能被用于操作开关控制器，因此，可以实现表现出较高的能量使用效率的电磁阀驱动电路。
并且，优选地，电磁阀驱动电路还包括能够将在电磁阀的驱动开始时刻流向开关控制器的浪涌(inrush)电流调整为保持低于流过螺线管线圈的电流的最大值的电阻器，其中，由电阻器和开关控制器构成的串联电路以及螺线管线圈与直流电源并联地电连接。
由此，变得能够可靠地防止开关控制器免受浪涌电流的影响，并且，变得很容易地关于具有相对较高的电源电压的DC电源应用电磁阀。并且，通过实施这种对于浪涌电流的对策，可以可靠地防止电磁阀和电磁阀驱动电路的由在电磁阀的开始和停止时刻在电磁阀驱动电路内瞬间产生的浪涌电压导致的无意操作或误操作。
并且，在应用了上述的各种电磁阀驱动电路的电磁阀中，也可很容易地获得关于上述的电磁阀驱动电路的相同的各种有利的效果。
结合作为示例性例子示出本发明的优选实施例的附图阅读以下的说明，本发明的上述和其它目的、特征和优点将变得更加明显。
附图说明
图1是根据第一实施例的电磁阀的电路图；
图2A是图1的电磁阀中的相对较低的电源电压的时间图；
图2B是从单脉冲产生电路提供给脉冲供给单元的单脉冲信号的时间图；
图2C是从PWM电路提供给脉冲供给单元的脉冲信号的时间图；
图2D是从脉冲供给单元提供给MOSFET的栅极端子的控制信号的时间图；
图2E是施加到螺线管线圈上的电压的时间图；
图2F是流过螺线管线圈的电流的时间图；
图3A是图1的电磁阀中的相对较高的电源电压的时间图；
图3B是从单脉冲产生电路提供给脉冲供给单元的单脉冲信号的时间图；
图3C是从PWM电路提供给脉冲供给单元的脉冲信号的时间图；
图3D是从脉冲供给单元提供给MOSFET的栅极端子的控制信号的时间图；
图3E是施加到螺线管线圈上的电压的时间图；
图3F是流过螺线管线圈的电流的时间图；
图4是根据第二实施例的电磁阀的电路图；
图5是根据第三实施例的电磁阀的电路图；
图6是根据第四实施例的电磁阀的电路图。
具体实施方式
如图1的电路图所示，根据第一实施例的电磁阀10A配备有与DC电源16电连接的电磁阀驱动电路14和与电磁阀驱动电路14电连接的螺线管线圈12。在这种情况下，DC电源16的正极侧通过开关18和电磁阀驱动电路14内的二极管32与螺线管线圈12电连接，而DC电源16的负极侧接地(大地)。
电磁阀驱动电路14包括电涌吸收器(surge absorber)30，二极管32、34、36、39，用作开关的MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)38，开关控制器40，电阻器42、50、52、66、70、76，电容器44、48、45，发光二极管(LED)54和电流检测电路(电流检测器)72。
在这种情况下，可以与螺线管线圈12一起在电磁阀10A内配置电磁阀驱动电路14，或者，作为替代方案，可以在未示出的其中容纳螺线管线圈12的电磁阀主体外部配置它。因此，可以采用电磁阀10A作为电磁阀驱动电路14通过未示出的电缆与市售的电磁阀内的螺线管线圈12电连接的结构、利用电磁阀驱动电路14并在外部将其固定到这种市售的电磁阀上的结构或在外部将单元化的电磁阀驱动电路14固定到市售的电磁阀歧管(manifold)上的结构。
并且，开关控制器40包括恒压电路58、低压检测电路59、PWM电路(短脉冲产生电路、重复脉冲产生电路)60、振荡器61、单脉冲产生电路62和脉冲供给单元64。上述的开关控制器40、MOSFET 38、二极管39和电流检测电路72可被配置为例如定制的IC(集成电路)。
电涌吸收器30与由DC电源16和开关18构成的串联电路并联电连接。并且，由二极管34、LED 54、电阻器42、开关控制器40和电阻器50、52、76构成的串联电路与电涌吸收器30并联电连接。并且，由二极管32、螺线管线圈12、MOSFET 38和电阻器70构成的串联电路与由二极管34、LED 54、电阻器42、开关控制器40和电阻器50、52、76构成的另一串联电路并联电连接。并且，电容器56与LED 54并联电连接，并且，电容器44与由开关控制器40和电阻器50、52、76构成的串联电路并联电连接。并且，电容器48与由电阻器50、52、76构成的串联电路并联电连接，二极管36与螺线管线圈12并联电连接，二极管39被电连接在MOSFET 38的漏极端子D和源极端子S之间。
作为电涌吸收器30的电阻值响应在电磁阀驱动电路14内瞬间产生的浪涌电压瞬间降低的结果，电涌吸收器30用作用于在打开和关闭开关18时的电磁阀10A的启动或停止时刻(图2F和图3F所示的时刻T0和T1)导致由于浪涌电压在电磁阀驱动电路14中流动的浪涌电流被迅速引导到大地的依赖电路保护电压的电阻器。浪涌电压被定义为比DC电源16的电源电压V0、V0′大的电压(V0＜V0′)。
二极管32是用来防止电流从螺线管线圈12通过二极管32沿DC电源16的正极的方向流动的电路保护二极管，二极管34是用来防止电流从LED 54通过二极管34沿DC电源16的正极方向流动的电路保护二极管。并且，二极管36是用来使电流迅速衰减，在螺线管线圈12和二极管36的闭合电路中使由在电磁阀10A的停止时刻(时刻T1)在螺线管线圈12中产生的反电动势导致的电流回流(向后引导)的二极管。关于二极管32，如果希望的话，可以通过非极化的二极管桥(未示出)代替该二极管。
MOSFET 38是半导体开关元件，当从开关控制器40向栅极端子G供给控制信号Sc(第一脉冲信号S1或第二脉冲信号S2)时，该MOSFET 38在漏极端子D和源极端子S之间被置于ON状态，由此电连接漏极端子侧D上的螺线管线圈12和源极端子侧S上的电阻器70。另一方面，当关于栅极端子G停止控制信号Sc的供给时，MOSFET38在漏极端子D和源极端子S之间被置于OFF状态，由此中断螺线管线圈12和电阻器70之间的电连接。
在图1的电路图中，作为半导体开关元件的例子，示出采用N沟道抑制(depression)模式MOSFET 38的情况。但是，根据第一实施例的电磁阀10A不限于该配置，并且，可以使用能够与是否供给控制信号Sc对应迅速开关螺线管线圈12和电阻器70之间的电连接的任意类型的半导体开关元件。具体而言，作为上述的MOSFET 38的替代，例如，自然也可以采用N沟道增强模式、P沟道抑制模式或P沟道增强模式MOSFET、双极晶体管或场效应晶体管。
并且，二极管39是用于使从电阻器70沿螺线管线圈12的方向流动的电流穿过的用于MOSFET 38的保护二极管。
并且，上述的第一脉冲信号S1被定义为在驱动电磁阀10A的期间(即，图2F和图3F中的从时刻T0到时刻T2、T2′的期间T3、T3′)内提供给MOSFET 38的栅极端子G的控制信号Sc。另一方面，第二脉冲信号S2被定义为在维持电磁阀10A的驱动状态的期间(即，图2F和图3F中的从时刻T2、T2′到时刻T1的期间T4、T4′)内提供给MOSFET 38的栅极端子G的控制信号Sc。
由于LED 54响应沿从二极管34到电阻器42的方向流动的电流变亮，因此，LED 54在开关18处于ON状态的期间(即，图2F和图3F所示的从时刻T0到T1的期间)中向外部提供电磁阀10A处于工作中的通知。
电容器56是用于使在沿从二极管34向电阻器42的方向流动的电流中包含的高频分量通过的旁路电容器，而电容器48是用于使在沿从恒压电路58向电阻器50、52、76的方向流动的电流中包含的高频分量通过的旁路电容器。电容器44是能够通过改变其电容来调整包含开关控制器40的电磁阀驱动电路14的暂时中断时间的电容器，并用作用来将在从电阻器42沿恒压电路58和低压检测电路59的方向流动的电流内包含的高频分量泄漏到大地的旁路电容器。
电阻器42作为浪涌电流限制电阻器工作，用来在开关18处于ON状态时，把在开关控制器40中流动的浪涌电流抑制到保持低于流过螺线管线圈12的电流I的额定值(额定电流)。因此，电阻器42通过实施针对浪涌电流的对策，用作用于防止由在电磁阀10A的开始和停止时刻在电磁阀驱动电路14中产生的浪涌电压导致的电磁阀驱动电路14和电磁阀10A的误操作的电阻器。
当电流I通过MOSFET 38从螺线管线圈12流向电阻器70时，在电阻器70中产生与电流I对应的电压Vd。
这里，在从开关18被置于ON状态的时刻T0到开关采取OFF状态的时刻T1的期间(参照图2F和图3F)内，通过开关18、二极管34、LED 54和电阻器42从DC电源16在恒压电路58上施加DC电压。恒压电路58将DC电压V转换成具有预定的电平的电压V′，然后向电阻器50、52、76供给电压V′。DC电压V代表从电源电压V0、V0′降低二极管34、LED 54和电阻器42的各电压降的DC电压。
在向开关控制器40供给DC电压V的时间过程中，具体而言在上述开关18处于ON状态的期间，振荡器61向PWM电路60、单脉冲产生电路62和电流检测电路72输出具有预定的重复频率(即，与图2C和图3C的期间T5的期间对应的重复频率)的脉冲信号Sp。
低压检测电路59监视在恒压电路58上施加的DC电压V是否处于或低于预定的电压电平。在DC电压被检测为处于或低于该电压电平的情况下，向单脉冲产生电路62和脉冲供给单元64输出指示作为用来操作开关控制器40的驱动电压的DC电压V是相对较低的电压的低电压检测信号Sv。
单脉冲产生电路62基于来自振荡器61的脉冲信号Sp产生具有预定的脉冲宽度的单脉冲信号Ss，并将单脉冲信号Ss提供给脉冲供给单元64。在这种情况下，单脉冲产生电路62基本上被预设为对从振荡器61输入的脉冲信号Sp的脉冲数量进行计数，并产生具有与预定的计数对应的脉冲宽度(即，图2F所示的期间T3的脉冲宽度)的单脉冲信号Ss(参见图2b)。但是，也能够产生具有与电阻器66的电阻值对应的预定脉冲宽度(即，图3F所示的期间T9的脉冲宽度)的单脉冲信号Ss(参见图3B)。
即，单脉冲产生电路62是能够调整与电阻器66的电阻值对应的单脉冲信号Ss的脉冲宽度的脉冲产生电路。并且，单脉冲产生电路62向PWM电路60输出用来通知经过期间T3、T3′的通知信号St。
通知信号St被定义为用来通知PWM电路60已从驱动电磁阀10A的期间(图2F和图3F所示的期间T3、T3′)转移到维持被驱动状态的期间(图2F和图3F所示的期间T4、T4′)的信号，该信号在时刻T2、T2′从单脉冲产生电路62被输出到PWM电路60。在这种情况下，与电磁阀10A的操作(第一操作或第二操作)对应在单脉冲产生电路62中设定时刻T2、T2′，将在后面说明这一点。并且，在从低压检测电路59输入低电压检测信号Sv的情况下，单脉冲产生电路62停止单脉冲信号Ss的产生和通知信号St的输出。
电流检测电路72在从振荡器61输入的脉冲信号Sp的定时对电阻器70的电压VD采样，并且，采样的电压Vd作为脉冲信号Sd被输出到PWM电路60。如上所述，由于电压Vd代表与流过螺线管线圈12的电流I对应的电压，因此，脉冲信号Sd的振幅(电压Vd)代表指示流过螺线管线圈12的电流I的电压值(电流检测值)。
基于与针对流过螺线管线圈12的电流I的希望电流值(即，图2F和图3F所示的第一电流值(启动电流值)I1和第二电流值(保持电流值)I2)对应的电压值和来自电流检测电路72的脉冲信号Sd的振幅(电压Vd)之间的比较，PWM电路60产生具有与来自振荡器61的脉冲信号Sp的重复频率对应的重复周期(即，图2C和图3C所示的期间T5)和与电压值对应的预定占空比(即，期间T6、T7与期间T5的比T6/T5、T7/T5)的脉冲信号Sr(第一短脉冲、第一重复脉冲、第二短脉冲或第二重复脉冲)，并将脉冲信号Sr提供给脉冲供给单元64。
在电磁阀10A中，在期间T3、T3′(参照图2F和图3F)内，在构成电磁阀10A的未示出的可动铁芯(柱塞，plug)上以及在被安装到柱塞的端部上的阀塞上施加由流过螺线管线圈12的电流I导致的励磁力(启动力)，由此驱动电磁阀10A。另一方面，在期间T4和T4′内，在柱塞以及阀塞上施加由流过螺线管线圈12的电流I导致的另一励磁力(保持力)，使得在预定的位置保持柱塞和阀塞，由此维持电磁阀10A的被驱动状态。
在这种情况下，在表示驱动电磁阀10A的期间的期间T3、T3′内驱动柱塞和阀塞所需要的励磁力(启动力)，或在表示在被驱动状态保持电磁阀10A的期间的期间T4、T4′内在预定位置保持柱塞和阀塞所需的最小励磁力(保持力)，是通过将螺线管线圈12的绕组数(圈数)与流过螺线管线圈12的电流I相乘获得的值(各个励磁力＝绕组数×电流I)。因此，假定驱动电磁阀10A所需的启动力、维持被驱动状态所需的最小保持力和绕组数量分别是提前知道的，那么可以很容易地计算与启动力对应的最佳电流值(作为启动电流值的第一电流值I1)以及与保持力对应的最佳电流值(作为保持电流值的第二电流值I2)。
并且，在从开关控制器40向MOSFET 38的栅极端子G供给第一脉冲信号S1和第二脉冲信号S2的期间，由于在螺线管线圈12上作为第一或第二电压施加电源电压V0、V0′，并且通过开关18和二极管32实施电力从DC电源16向螺线管线圈12的供给，因此流过螺线管线圈12的电流I增加。另一方面，在停止从开关控制器40向MOSFET 38的栅极端子G供给第一脉冲信号S1和第二脉冲信号S2的期间，由于电力的供给被停止，因此流过螺线管线圈12的电流I减少。
因此，通过在时间上控制向栅极端子G供给第一脉冲信号S1和第二脉冲信号S2，流过螺线管线圈12的电流I可以维持在希望的电流值(第一电流值I1和第二电流值I2)上。
因此，在电磁阀驱动电路14中，从电阻器70向电流检测电路72输出与流过螺线管线圈12的电流I对应的电压Vd，并且，从电流检测电路72向开关控制器40的PWM电路60反馈具有由电流检测值指示的电压Vd的振幅的脉冲信号Sd。
在PWM电路60中，基于与对于启动力最佳的电流值(第一电流值I1)对应的电压值和反馈脉冲信号Sd的振幅(电压Vd)之间的比较，产生具有期间T5的重复周期和T6/T5的占空比的脉冲信号Sr(第一重复脉冲或第一短脉冲)。另一方面，基于与对于保持力最佳的电流值(第二电流值I2)对应的电压值和反馈脉冲信号Sd的振幅之间的比较，产生具有期间T5的重复周期和T7/T5的占空比的脉冲信号Sr(第二重复脉冲或第二短脉冲)。
如上所述，占空比T6/T5和T7/T5代表与最佳电流值(第一电流值I1和第二电流值I2)对应的占空比，并且，基于电阻器50、52、76的电阻值设定这些占空比。具体而言，占空比T6/T5是与通过由电阻器52、76的电阻值中的每一个对从恒压电路58供给的DC电压V′进行分压产生的预定电压对应的占空比，而占空比T7/T5是与通过由电阻器50、52、76的电阻值中的每一个对从恒压电路58供给的DC电压V′进行分压产生的预定电压对应的占空比。因此，在PWM电路60中，可以通过适当地改变与第一电流值I1和第二电流值I2的大小对应的电阻器50、52、76的电阻值调整脉冲信号Sr的占空比T6/T5和T7/T5。
在这种情况下，在PWM电路60中，产生具有T7/T5的占空比的第二重复脉冲或第二短脉冲作为脉冲信号Sr(参见图2C)。作为替代方案，在从单脉冲产生电路62接收通知信号St之前，产生具有T6/T5的占空比的第一重复脉冲或第一短脉冲作为脉冲信号Sr，而在接收通知信号St之后，产生第二重复脉冲或第二短脉冲作为脉冲信号Sr(参见图3C)。
第一重复脉冲和第一短脉冲是具有比单脉冲信号Ss的脉冲宽度短的脉冲宽度(期间T6)的脉冲(参见图3C)。即，第一重复脉冲是以期间T5的周期重复产生且脉冲宽度为期间T6的脉冲，而第一短脉冲是脉冲宽度为期间T6的脉冲。
并且，第二重复脉冲和第二短脉冲是具有比第一重复脉冲和第一短脉冲的脉冲宽度短的脉冲宽度(期间T7)的脉冲(参见图2C和图3C)。即，第二重复脉冲是以期间T5为周期重复产生且脉冲宽度为期间T7的脉冲，而第二短脉冲是脉冲宽度为期间T7的脉冲。
脉冲供给单元64被构建为包含例如OR电路，并用来向MOSFET38的栅极端子G供给来自单脉冲产生电路62的单脉冲信号Ss或者替代性供给来自PWM电路60的脉冲信号Sr作为控制信号Sc。具体而言，脉冲供给单元64在上述的期间T3、T3′上向栅极端子G供给单脉冲信号Ss或脉冲信号Sr(第一重复脉冲或第一短脉冲)作为第一脉冲信号S1，而在期间T4、T4′上向栅极端子G供给由第二重复脉冲或第二短脉冲构成的脉冲信号Sr作为第二脉冲信号S2。并且，在从低压检测电路59输入低电压检测信号Sv的情况下，脉冲供给单元64暂停向栅极端子G供给第一脉冲信号S1或第二脉冲信号S2。
基本上如上面说明的那样构建根据第一实施例的电磁阀10A。现在，参照图1～图3F解释电磁阀10A的操作。
以下参照图1的电路图和图2A～3F的时刻图说明(1)在从开关控制器40向MOSFET 38的栅极端子G供给脉冲宽度为期间T3的第一脉冲信号S1和具有T7/T5的占空比的第二脉冲信号S2(第二重复脉冲)的情况下的电磁阀10A的操作(以下称为第一操作)，和(2)在从开关控制器40向栅极端子G供给脉冲宽度为期间T9的单脉冲信号Ss和具有T6/T5的占空比的脉冲信号Sr(第一重复脉冲)作为第一脉冲信号S1并且然后从开关控制器40向栅极端子G供给具有T7/T5的占空比的脉冲信号Sr(第二重复脉冲)作为第二脉冲信号S2的情况下的电磁阀10A的操作(以下称为第二操作)。
在进行解释时假定，在第一操作中，DC电源的电源电压被设为V0，而在第二操作中，DC电源的电源电压被设为V0′。具体而言，第一操作是用于在电磁阀10A的用户侧准备具有相对较低的电源电压(例如，V0＝12V)的DC电源16的情况的电磁阀10A的操作。另一方面，第二操作是用于在电磁阀10A的用户侧准备具有相对较高的电源电压(例如，V0′＝24V)的DC电源16的情况的电磁阀10A的操作。并且，在进行解释时假定，在第一操作和第二操作中，从单脉冲产生电路62提供给脉冲供给单元64的单脉冲Ss的振幅和从PWM电路60提供给脉冲供给单元64的脉冲信号Sr的振幅基本上处于同一水平。
首先，参照图1的电路图和图2A～2F的时刻图给出关于第一操作的解释。
在时刻T0，当开关18被关闭并且装置被置于ON状态(参见图2A)时，通过恒压电路58施加从DC电源16的电压V0降低跨过二极管34、LED 54和电阻器42中的每一个的电压降的DC电压V。此时，LED 54响应从二极管34沿电阻器42的方向流动的电流发光，由此通知电磁阀10A的外部电磁阀10A处于工作中。
恒压电路58将DC电压V转换成预定的DC电压V′，并将DC电压V′提供给由电阻器50、52、76构成的串联电路。并且，低压检测电路59监视DC电压V是否处于或低于预定的电压电平。振荡器61产生具有在与期间T5对应的期间重复的频率的脉冲信号Sp，并且将脉冲信号Sp提供给PWM电路60、单脉冲产生电路62和电流检测电路72。
基于脉冲信号Sp的供给，单脉冲产生电路62产生脉冲宽度为期间T3的单脉冲信号Ss(参见图2B)并将产生的单脉冲信号Ss输出到脉冲供给单元64。
电流检测电路72关于与电阻器70中的电流I对应的电压Vd在脉冲信号Sp的定时实施采样，并且，被采样的电压Vd作为脉冲信号Sd被输出到PWM电路60。
PWM电路60基于与第二电流值I2对应的电压和脉冲信号Sd的振幅(电压Vd)之间的比较，产生具有与电阻器50、52、76的各电阻对应的T7/T5的占空比并且以期间T5为重复周期的第二重复脉冲的脉冲信号Sr，并且将脉冲信号Sr提供给脉冲供给单元64(参见图2C)。
在从时刻T0到时刻T2的期间T3内，将来自单脉冲产生电路62的单脉冲信号Ss输入脉冲供给单元64，并且与其一起从PWM电路60输入脉冲信号Sr。但是，如上所述，由于脉冲供给单元64被构建为在其中具有OR电路，并且由于单脉冲信号Ss和脉冲信号Sr的各振幅是基本上相同的振动，因此脉冲供给单元64向MOSFET 38的栅极端子G供给单脉冲信号Ss作为第一脉冲信号S1(参见图2D)。
由此，基于提供给栅极端子G的第一脉冲信号S1，在漏极端子D和源极端子S之间形成ON状态，由此，MOSFET 38与螺线管线圈12和电阻器70电连接。因此，从DC电源16并通过开关18和二极管32向螺线管线圈12供给电源电压V0作为第一电压(参见图2E)。另一方面，通过MOSFET 38从螺线管线圈12沿电阻器70的方向流动的电流I随着时间的过去迅速增加(参见图2F)。作为结果，柱塞和阀塞被由电流I导致的励磁力(启动力)迅速通电，并且电磁阀10A从关闭状态转变到打开状态。
并且，在时刻T10，随时间迅速增加的电流I稍微降低(参见图2F)。这是根据启动力由向未示出的固定铁芯吸引的柱塞导致的。
然后，在时刻T2，当流过螺线管线圈12的电流I到达预定的第一电流I1时，单脉冲产生电路62停止产生单脉冲信号Ss，并暂停其向脉冲供给单元64的供给(参见图2B)。另外，通知过去了期间T3(即，单脉冲信号Ss已被终止)的通知信号St被输出到PWM电路60。
另一方面，PWM电路60还在从时刻T2到时刻T1的期间T4内通过前面在期间T3上提到的相同的电路操作产生第二重复脉冲作为脉冲信号Sr，并且将其提供给脉冲供给单元64(参见图2C)。在这种情况下，由于只有脉冲信号Sr从PWM电路60被输入到脉冲供给单元64，因此，脉冲供给单元64将脉冲信号Sr作为第二脉冲信号S2提供给MOSFET 38的栅极端子G(参见图2D)。
由此，基于提供给栅极端子G的第二脉冲信号S2，在漏极端子D和源极端子S之间形成ON状态，由此，MOSFET 38与螺线管线圈12和电阻器70电连接。因此，从DC电源16并通过开关18和二极管32向螺线管线圈12供给电源电压V0作为第二电压(参见图2E)。另一方面，通过MOSFET 38从螺线管线圈12沿电阻器70的方向流动的电流I在从时刻T2的较短的期间内从第一电流I1迅速减小到预定的第二电流I2，然后，在时刻T1之前的期间维持第二电流I2(参见图2F)。作为结果，通过由第二电流I2导致的励磁力(保持力)在预定的位置上保持柱塞和阀塞，由此维持电磁阀10A的被驱动状态(阀打开状态)。
另外，在时刻T1，当开关18被打开并且装置被置于OFF状态上时(参见图2A)，由于暂停向开关控制器40供给DC电压V，因此，低压检测电路59向单脉冲产生电路62并向脉冲供给单元64输出低电压检测信号Sv，由此，基于向其的低电压检测信号Sv的输入，脉冲供给单元64停止向MOSFET 38的栅极端子G供给第二脉冲信号S2。由此，由于MOSFET 38在其漏极端子D和源极端子S之间从ON状态被迅速切换到OFF状态，因此，达到停止从DC电源16向螺线管线圈12施加电压V0的条件。在这种情况下，虽然在螺线管线圈12中产生反电动势，但是，在由螺线管线圈12和二极管36构成的闭合电路内由反电动势导致的电流回流(即，向后流动)，使得电流迅速衰减。
下面参照图1的电路图和图3A～3F的时刻图给出关于第二操作的解释。
在时刻T0，当开关18被关闭并且装置被置于ON状态上时(参见图3A)，由恒压电路58施加DC电压V，该DC电压V从DC电源16的电压V0′降低跨过二极管34、LED 54和电阻器42中的每一个的电压降。此时，LED 54响应从二极管34沿电阻器42的方向流动的电流发光，由此通知电磁阀10A的外部电磁阀10A处于工作中。
恒压电路58将DC电压V转变成预定的DC电压V′，并将DC电压V′提供给由电阻器50、52、76构成的串联电路。并且，低压检测电路59监视DC电压V是否处于或低于预定的电压电平。振荡器61产生具有在与期间T5对应的期间重复的频率的脉冲信号Sp，并将脉冲信号Sp提供给PWM电路60、单脉冲产生电路62和电流检测电路72。
基于脉冲信号Sp的供给和电阻器66的电阻值，单脉冲产生电路62产生并向脉冲供给单元64输出脉冲宽度为期间T9的单脉冲信号Ss(参见图3B)。
电流检测电路72关于与电阻器70中的电流I对应的电压Vd在脉冲信号Sp的定时实施采样，并且，采样的电压Vd作为脉冲信号Sd被输出到PWM电路60。
基于与第一电流值I1对应的电压值和脉冲信号Sd的振幅(电压Vd)之间的比较，在输入来自单脉冲产生电路62的通知信号St的时刻T2′之前的期间T3′中，PWM电路60产生具有与电阻器50和52的各电阻对应的T6/T5的占空比并且以期间T5为重复周期的第一重复脉冲的Sr，并将脉冲信号Sr提供给脉冲供给单元64(参见图3C)。
在从时刻T0到时刻T8的期间T9内，将来自单脉冲产生电路62的单脉冲信号Ss输入脉冲供给单元64，并且与其一起从PWM电路60输入脉冲信号Sr。但是，如上所述，由于脉冲供给单元64被构建为在其中具有OR电路，并且由于单脉冲信号Ss和脉冲信号Sr的各振幅是基本上相同的振动，因此脉冲供给单元64向MOSFET 38的栅极端子G供给单脉冲信号Ss作为第一脉冲信号S1(参见图3D)。
由此，基于提供给栅极端子G的第一脉冲信号S1，在漏极端子D和源极端子S之间形成ON状态，由此，MOSFET 38与螺线管线圈12和电阻器70电连接。因此，从DC电源16并通过开关18和二极管32向螺线管线圈12供给电源电压V0′作为第一电压(参见图3E)。另一方面，通过MOSFET 38从螺线管线圈12沿电阻器70的方向流动的电流I在达到第一电流值I1之前的期间T9内随着时间迅速增加(参见图3F)，并且，柱塞和阀塞被由电流I导致的励磁力(启动力)迅速通电，由此电磁阀10A从关闭状态转变到打开状态。
随后，在时刻T8，在紧接着经过期间T9之后，单脉冲产生电路62停止产生单脉冲Ss并且暂停其向脉冲供给单元64的供给(参见图3B)。
另一方面，PWM电路60还在从时刻T8到时刻T2′的期间T8内通过前面在期间T9提到的相同的电路操作产生第一重复脉冲作为脉冲信号Sr，并且将其提供给脉冲供给单元64(参见图3C)。在这种情况下，由于只有脉冲信号Sr从PWM电路60被输入到脉冲供给单元64，因此，脉冲供给单元64将脉冲信号Sr作为第一脉冲信号S1提供给MOSFET 38的栅极端子G(参见图3D)。
由此，基于提供给栅极端子G的第一脉冲信号S1，在漏极端子D和源极端子S之间形成ON状态，由此，MOSFET 38与螺线管线圈12和电阻器70电连接。因此，从DC电源16并通过开关18和二极管32向螺线管线圈12供给电源电压V0′作为第一电压(参见图3E)。另一方面，在从时刻T8到时刻T2′的期间内通过MOSFET 38从螺线管线圈12沿电阻器70的方向流动的电流I维持在第一电流I1上(参见图3F)。
在图3F中，由虚线表示的波形代表电磁阀驱动电路14不实施电流I的反馈控制的情况，并表示电流I在在时刻T2之前连续施加电源电压V0′的情况下的随时间的变化。另一方面，两点虚线波形表示电流I在图2F的期间T3(即，从时刻T0到时刻T2的期间)中的随时间的变化(即，在相对较低的电源电压V0上的电流I的随时间的变化)。
这里，流过螺线管线圈12的电流I的随时间的积分，即，由电流I的时间波形、两个时刻上的电流值和零电平(即，图2F和图3F中的沿水平方向延伸的虚线)包围的部分面积(电流I×时间)表示从DC电源16提供给螺线管线圈12的能量。因此，在从T0到时刻T2和T2′的期间T3和T3′中从DC电源16提供给螺线管线圈12上的能量(电流I×期间T3、T3′)代表驱动电磁阀10A所需的能量。
由于对于上述的第一操作和第二操作均使用相同的电磁阀10A，因此，不管操作是否不同，驱动电磁阀10A所需的能量是相同的。结果，在第一操作中的电流I的随时间的积分(电流I×期间T3的面积)与在第二操作中的电流I的随时间的积分(电流I×期间T3′的面积)相同。
因此，假定在第一操作和第二操作中的电流I的随时间的积分(电流I×期间T3、T3′的面积)被同样地调整，那么，在第二操作(图3F中的虚线)中，流过螺线管线圈12的电流I在比在第一操作(图3F中的两点虚线)中短的期间上升到电流电平I1。另外，通过在比期间T3(参照图2F)短的期间T3′内从DC电源16向螺线管线圈12供给能量，电磁阀10A可在较短的时间内被驱动。
然后，在时刻T2′，单脉冲产生电路62(参见图1)向PWM电路60输出用于通知经过期间T3′的通知信号St。因此，基于通知信号St，在从时刻T2′到时刻T1的期间T4′内，作为具有T6/T5的占空比的上述的脉冲信号Sr的替代，PWM电路60产生具有基于电阻器50和52的各电阻的T7/T5的占空比并且以期间T5为重复周期的第二重复脉冲的脉冲信号Sr，并且将脉冲信号Sr提供给脉冲供给单元64(参见图3C)。在这种情况下，由于只有脉冲信号Sr从PWM电路60被输入到脉冲供给单元64，因此，脉冲供给单元64将脉冲信号Sr作为第二脉冲信号S2提供给MOSFET 38的栅极端子G(参见图3D)。
由此，基于提供给栅极端子G的第二脉冲信号S2，在漏极端子D和源极端子S之间形成ON状态，由此，MOSFET 38与螺线管线圈12和电阻器70电连接。因此，从DC电源16并通过开关18和二极管32向螺线管线圈12供给电源电压V0′作为第二电压(参见图3E)。另一方面，关于从螺线管线圈12沿电阻器70的方向流动的电流I，在在从时刻T2′的较短的期间内从第一电流值I1迅速减小到第二电流值I2之后，在到达时刻T1之前的期间电流I维持在第二电流I2上(参见图3F)。作为结果，通过由第二电流I2导致的励磁力(保持力)在预定的位置上保持柱塞和阀塞，由此维持电磁阀10A的被驱动状态(阀打开状态)。
另外，在时刻T1，当开关18被打开并且装置被置于OFF状态上时(参见图3A)，由于暂停向开关控制器40供给DC电压V，因此，低压检测电路59向单脉冲产生电路62并向脉冲供给单元64输出低电压检测信号Sv，由此，基于向其的低电压检测信号Sv的输入，脉冲供给单元64停止向MOSFET 38的栅极端子G供给第二脉冲信号S2。由此，由于MOSFET 38在其漏极端子D和源极端子S之间从ON状态被迅速切换到OFF状态，因此，达到停止从DC电源16向螺线管线圈12施加电压V0′的条件。在这种情况下，虽然由螺线管线圈12产生反电动势，但是，在由螺线管线圈12和二极管36构成的闭合电路内由反电动势导致的电流回流(即，向后流动)，使得电流迅速衰减。
这样，在根据第一实施例的电磁阀10A中，与流过螺线管线圈12的电流I对应的电压Vd从电阻器70被输出到电流检测电路72，并且，在电流检测电路72中，具有用作电流检测值的电压Vd的振幅的脉冲信号Sd被反馈到开关控制器40的PWM电路60。
在PWM电路60中，基于与第一电流值I1(启动电流值)或第二电流值I2(保持电流值)的电流值对应的电压值和反馈的脉冲信号Sd的振幅(电压Vd)之间的比较，产生具有期间T5的脉冲宽度和T6/T5或T7/T5的预定占空比的脉冲信号Sr(第一重复脉冲、第一短脉冲、第二重复脉冲或第二短脉冲)，并且，脉冲信号Sr被提供给脉冲供给单元64。
脉冲供给单元64将来自单脉冲产生电路62的单脉冲信号Ss作为第一脉冲信号S1提供给MOSFET 38的栅极端子G，然后，将来自PWM电路60的脉冲信号Sr作为第二脉冲信号S2提供给MOSFET 38的栅极端子G。作为替代方案，脉冲供给单元64将单脉冲信号Ss和脉冲信号Sr作为第一脉冲信号S1提供给MOSFET 38的栅极端子G，然后，将脉冲信号Sr作为第二脉冲信号S2提供给MOSFET 38的栅极端子G。
具体而言，在驱动电磁阀10A的期间(期间T3、T3′)中，开关控制器40的PWM电路60产生由第一重复脉冲或第一短脉冲构成的脉冲信号Sr，并将其提供给脉冲供给单元64，使得与脉冲信号Sd的振幅(电压Vd)对应的电流检测值变成与电磁阀10A的启动力对应的第一电流值I1，并且，脉冲供给单元64将脉冲信号Sr作为第一脉冲信号S1提供给MOSFET 38的栅极端子G。由此，MOSFET 38基于第一脉冲信号S1的脉冲宽度控制对于螺线管线圈12的第一电压(电源电压V0、V0′)的施加时间。结果，流过螺线管线圈12的电流I维持在与启动力对应的第一电流值I1，而由电流I(第一电流值I1)导致的启动力被用于对柱塞和阀塞通电。
更详细地说，对于在电磁阀10A的用户侧事先准备具有相对较高的电源电压V0′(例如，V0′＝24V)的DC电源16而相对于这种DC电源16应用意图在于与相对较低的电源电压V0(例如，V0＝12V)一起使用的电磁阀10A的情况，在这种情况下，在开关控制器40的PWM电路60中，第一电流值I1被设为处于或低于流过螺线管线圈12的电流I的额定值(额定电流)。假定脉冲信号Sr的脉冲宽度(期间T6)被调整，使得电流检测值变为由此设定的第一电流值I1，那么，由于在驱动电磁阀10A的期间(期间T3、T3′)内流过螺线管线圈12的电流I维持在第一电流值I1，因此，即使在准备了具有相对较高的电源电压V0′的DC电源16的用户侧，也可实现电磁阀10A和电磁阀驱动电路14的节电。在这种情况下，由于相对较高的电源电压V0′作为第一电压被施加到螺线管线圈12上，因此，可以在更短的时间内驱动电磁阀10A。
如上所述，由于通过调整开关控制器40的PWM电路60中的脉冲信号Sr的脉冲宽度(期间T6)流过螺线管线圈12的电流I可维持在处于或低于额定电流的第一电流值I1，因此，在不关心从在用户侧准备的DC电源16提供给螺线管线圈12的电源电压V0、V0′的差异的制造商侧，可以依照相对较低的电源电压使得电磁阀10A和电磁阀驱动电路14可共用，并且，通过向用户提供这种可共用的电磁阀10A和电磁阀驱动电路14，可以降低成本。
因此，在使用根据第一实施例的电磁阀10A时，通过在驱动电磁阀10A的期间(期间T3、T3′)中基于具有与从电流检测电路72反馈到开关控制器40的电流检测值对应的电压Vd的脉冲信号Sd和与第一电流值I1对应的电压值之间的比较产生第一重复脉冲或第一短脉冲的脉冲信号Sr，电磁阀10A和电磁阀驱动电路14的节电、共用和成本降低以及对于电磁阀10A的迅速响应驱动控制均能够得到实现。
另一方面，在维持电磁阀10A的被驱动状态的期间(T4、T4′)中，开关控制器40的PWM电路60产生第二重复脉冲或第二短脉冲的脉冲信号Sr，使得与脉冲信号Sd的振幅(电压Vd)对应的电流检测值变为与用于电磁阀10A的保持力对应的第二电流值I2，在其之上，脉冲信号Sr被提供给脉冲供给单元64，并且脉冲供给单元64将脉冲信号Sr作为第二脉冲信号S2提供给MOSFET 38的栅极端子G。由此，MOSFET 38基于第二脉冲信号S2的脉冲宽度控制向螺线管线圈12施加第二电压(电源电压V0、V0′)的施加时间。结果，流过螺线管线圈12的电流I维持在与保持力对应的第二电流值I2，并且由电流I(第二电流值I2)引起的保持力被用于对柱塞和阀塞通电。
因此，在使用根据第一实施例的电磁阀10A时，通过在维持电磁阀10A的被驱动状态的期间(期间T4、T4′)中基于具有与从电流检测电路72反馈到开关控制器40的电流检测值对应的电压Vd的脉冲信号Sd和与第二电流值I2对应的电压值之间的比较产生第二重复脉冲或第二短脉冲的脉冲信号Sr，可以以更小的电力消耗维持电磁阀10A的被驱动状态，并且，电磁阀10A可在短时间内停止。
并且，通过向开关控制器40的PWM电路60反馈具有与电流检测值对应的电压Vd的脉冲信号Sd，即使作为螺线管线圈12内的温度变化的结果电流I由于螺线管线圈12内的电阻的变化或电源电压V0、V0′的变化趋于随时间变化，也响应这些变化产生脉冲信号Sr，由此可以实现能够响应诸如电阻和电源电压V0、V0′等的变化的使用环境的变化的电磁阀10A和电磁阀驱动电路14。
这样，在使用根据第一实施例的电磁阀10A时，电磁阀10A和电磁阀驱动电路14的电力消耗的降低、对于电磁阀10A的迅速响应驱动控制和电磁阀10A和电磁阀驱动电路14的成本降低可以全面地得到实现。
并且，在驱动电磁阀10A的期间(期间T3、T3′)，在仅在与单脉冲Ss的脉冲宽度对应的期间T9上在螺线管线圈12作为第一电压施加电源电压V0′之后，仅在与第一重复脉冲或第一短脉冲的脉冲信号Sr的脉冲宽度(期间T6)对应的期间上在螺线管线圈12上施加第一电压。结果，在驱动电磁阀10A的期间内，在流过螺线管线圈12的电流I在与单脉冲信号Ss的脉冲宽度对应的期间T9内升至第一电流值I1之后，基于第一重复脉冲或第一短脉冲通过MOSFET 38的开关操作维持第一电流值I1。由此，可使得电磁阀10A和电磁阀驱动电路14可共用，并且，可很容易地降低成本。特别地，在其电源电压V0′相对较高的DC电源16通过电磁阀驱动电路14与螺线管线圈12电连接并且电磁阀10A由此被驱动的情况下，电磁阀10A能够在更短的时间内被驱动。并且，通过使流过螺线管线圈12的电流I维持在第一电流值I1，可以可靠地防止电磁阀10A和电磁阀驱动电路14的由于对于其的过大电压(浪涌能量)的输入导致的无意操作或误操作。
另一方面，在维持电磁阀10A的被驱动状态的期间(期间T4、T4′)，通过向MOSFET 38供给第二重复脉冲或第二短脉冲的脉冲信号Sr作为第二脉冲信号S2，可以以较低的电力消耗维持电磁阀10A的被驱动状态，并且，电磁阀10A可在较短的时间内停止。
因此，通过对于开关控制器40提供包含PWM电路60、单脉冲产生电路62和脉冲供给单元64的结构，可以很容易地实现电磁阀10A的短时驱动、电磁阀10A和电磁阀驱动电路14的节电以及短时间内停止电磁阀10A的能力。
并且，在电磁阀驱动电路14中，由二极管34、LED 54、电阻器42、开关控制器40和电阻器50、52、76构成的串联电路以及由二极管32、螺线管线圈12、MOSFET 38和电阻器70构成的串联电路与由DC电源16和开关18构成的串联电路并联地电连接。虽然在常规上由LED 54和用于导致从LED 54发光的电流限制电阻器构成的串联电路与DC电源16和螺线管线圈12并联地电连接，但是，在本发明中，作为电流限制电阻器的替代，包含开关控制器40和LED 54的串联电路与DC电源16和螺线管线圈12并联地电连接，由此，由于最初由电流限制电阻器消耗的电能被用于操作开关控制器40，因此，可以实现表现出较高的能量使用效率的电磁阀驱动电路14。
并且，由于电阻器42的配置，因此变得能够可靠地防止开关控制器40免受浪涌电流的影响，并且，可以很容易地关于具有相对较高的电源电压V0′的DC电源16应用电磁阀10A。并且，通过实施这种对于浪涌电流的对策，可以可靠地防止电磁阀10A和电磁阀驱动电路14的由在电磁阀10A的开始和停止时刻在电磁阀驱动电路14内瞬间产生的浪涌电压导致的无意操作或误操作。
并且，在PWM电路60中，可以通过改变电阻器50、52、76的电阻值调整脉冲信号Sr的占空比T6/T5和T7/T5，而在单脉冲产生电路62中，可通过改变电阻器66的电阻值调整单脉冲信号Ss的脉冲宽度。由此，不管电源电压V0、V0′是否变化，都可以稳定地操作开关控制器40和MOSFET 38，并且，能够将可与电磁阀驱动电路14一起使用的电压范围(即，电源电压V0、V0′的范围)设置得较宽。
关于单脉冲信号Ss的占空比T6/T5和T7/T5以及脉冲宽度的调整，作为上述的电阻器50、52、66、76的替代，可以使用未示出的存储器以存储单脉冲信号Ss的占空比T6/T5和T7/T5以及脉冲宽度，并且，如果有必要的话，可以将占空比T6/T5和T7/T5以及脉冲宽度从存储器读取到PWM电路60和单脉冲产生电路62。因此，通过改变存储在存储器中的数据，可以适当地将占空比T6/T5和T7/T5以及脉冲宽度设为与电磁阀10A的规范对应的希望的值。
在根据第一实施例的电磁阀10A的以上解释中，在驱动电磁阀10A的期间内，基于与第一电流值I1对应的电压值和脉冲信号Sd的振幅(与电流检测值对应的电压Vd)之间的比较在时间上控制第一脉冲信号S1的供给。另一方面，在维持电磁阀10A的被驱动状态的期间内，基于与第二电流值I2对应的电流值和脉冲信号Sd的振幅之间的比较在时间上控制第二脉冲信号S2的供给。
在根据第一实施例的电磁阀10A中，当然可以单独地在驱动电磁阀10A的期间，或者，作为替代方案，在维持电磁阀10A的被驱动状态的期间，实施这种基于电流检测值的随时间的控制。
具体而言，为了仅在驱动电磁阀10A的期间实施基于电流检测值的随时间的控制，在驱动电磁阀10A的期间(期间T3′)中，基于上述的第二操作驱动电磁阀10A，而在维持电磁阀10A的期间(期间T4′)中，PWM电路60产生具有T7/T5的占空比和期间T5的重复周期的预定的第二重复脉冲或具有期间T7的脉冲宽度的预定的第二短脉冲，并将这些脉冲输出到脉冲供给单元64。
即使在这种情况下，在驱动电磁阀10A的期间，也可很容易地获得基于电流检测值的随时间的控制的上述效果。
另一方面，仅在维持电磁阀10A的被驱动状态的期间，为了实施基于电流检测值的随时间的控制，执行上述的第一操作。即使在这种情况下，在维持电磁阀10A的被驱动状态的期间，也可以很容易地获得基于电流检测值的随时间的控制的上述效果。
并且，在根据第一实施例的电磁阀10A中，虽然电磁阀驱动电路14被构建为在其中包含LED 54，但是，即使省略LED 54，也当然仍可获得上述的效果。
下面，参照图4对根据本发明的第二实施例的电磁阀10B进行解释。在以下的说明中，与电磁阀10A中的构成要素(参见图1～3F)相同的构成要素由相同的附图标记表示，并且省略对这些特征的详细说明。
根据第二实施例的电磁阀10B与根据第一实施例的电磁阀10A的不同在于，它包括振动传感器98。
振动传感器98检测作为从外部给予电磁阀10B的振动和/或冲击的结果在电磁阀10B内产生的振动。检测结果作为振动检测信号So(振动检测值)被输出到开关控制器40的PWM电路60。基于来自振动传感器98的振动检测信号So，PWM电路60增加在期间T4、T4′(参见图2F和图3F)提供给脉冲供给单元64的脉冲信号Sr的占空比T7/T5(即，期间T7的脉冲宽度)。由此，即使存在流过螺线管线圈12的电流I(第二电流值I2)会由于电磁阀10B内的振动随时间改变从而导致电磁阀10B在维持电磁阀10B的被驱动状态的期间(期间T4、T4′)中停止的担心，通过增加占空比T7/T5，电流I也可上升。
当为了节省电力减小保持力时，可以设想可导致电磁阀10B内的振动，该振动会导致电磁阀10B的停止。但是，根据第二实施例的电磁阀10B，通过提供具有上述结构的开关控制器40，即使流过螺线管线圈12的电流I(第二电流值I2)由于电磁阀10B内的振动随时间改变，通过调整与这种变化对应的脉冲信号Sr(第二脉冲信号S2)的脉冲宽度，可以实现能够响应这些振动引起的变化的电磁阀10B和电磁阀驱动电路14。
即，在维持电磁阀10B的被驱动状态的期间(期间T4、T4′)中，在担心电磁阀10B会由于振动达到停止状态的情况下，脉冲信号Sr(第二脉冲信号S2)的脉冲宽度(期间T7)增大，并且流过螺线管线圈12的电流I(第二电流值I2)增加，由此，使得电磁阀10B内的柱塞和阀塞上的保持力增加，使得可防止电磁阀10B进入停止状态。
因此，在根据第二实施例的电磁阀10B中，由于可以将第二脉冲信号S2的脉冲宽度设为更长使得电流I的电平仅在必需较高的保持力的情况下变得更大，因此，可以有效地实施电磁阀10B和电磁阀驱动电路14的节电。
在现有的电磁阀中，虽然通过利用内部压力传感器检测电磁阀内的压力检测电磁阀的阀打开状态和阀关闭状态是已知的，但是，通过对于现有的电磁阀应用上述电磁阀10B的特征，可以可靠地防止电磁阀在维持现有的电磁阀的被驱动状态的期间(期间T4)中停止。
下面参照图5，对根据本发明的第三实施例的电磁阀10C进行解释。
根据第三实施例的电磁阀10C与根据第二实施例的电磁阀10B(参见图4)的不同在于，电磁阀驱动电路14还包括操作检测器(通电时间计算器和电磁阀操作检测器)100、快擦写存储器(通电时间存储器和检测结果存储器)102和确定单元(通电时间确定单元和累积操作次数确定单元)106。
操作检测器100包括基于脉冲信号Sd计算螺线管线圈12在电磁阀10C的一个操作期间(图2F和图3F中的从T0到T1的期间)中的通电时间(在螺线管线圈12上施加电源电压V0、V0′的总时间)的计数器，并且检测结果被存储在快擦写存储器102中。作为替代方案，操作检测器100基于脉冲信号Sd检测电磁阀10C处于工作中，并将其检测结果存储在快擦写存储器102中。
确定单元106在电磁阀10C的各操作结束之后基于存储在快擦写存储器102中的通电时间的总和计算螺线管线圈12的总通电时间，并且确定总通电时间是否比预定的第一通电时间长。作为替代方案，确定单元106从存储在快擦写存储器102中的各检测结果中的每一个计算电磁阀10C的累积操作次数，并且确定累积操作次数是否超过预定的第一操作次数。
在这种情况下，当确定单元106确定总通电时间比预定的第一通电时间长或者作为替代方案累积操作次数超过预定的第一操作次数时，确定单元106将脉冲宽度改变信号Sm输出到开关控制器40的单脉冲产生电路62和PWM电路60，从而指示应改变单脉冲信号Ss的脉冲宽度(期间T3、T9)和脉冲信号Sr的脉冲宽度(期间T6)。基于脉冲宽度改变信号Sm，单脉冲产生电路62将单脉冲信号Ss的脉冲宽度设为比当前设定的脉冲宽度长。另一方面，基于脉冲宽度改变信号Sm，PWM电路60将脉冲信号Sr的脉冲宽度设为比当前设定的脉冲宽度长。
并且，当确定单元106确定总通电时间变得比被设为比预定的第一通电时间长的预定的第二通电时间长时，或者，作为替代方案，当确定单元106确定累积操作次数超过被设为比预定的第一操作次数大的预定的第二操作次数时，确定单元106向外部输出通知电磁阀10C达到了使用期限的使用期限通知信号Sf。
这样，通过根据第三实施例的电磁阀10C，即使在电磁阀10C的驱动性能在延长的期间通过电磁阀的使用而降低的情况下，通过当电磁阀10C的总通电时间变得比第一通电时间长时或当累积操作次数超过第一操作次数时将单脉冲信号Ss和脉冲信号Sr中的每一个的脉冲宽度设为更长，流过螺线管线圈12的电流I(第一电流值I1)变得更大，并且启动力可增加。由此，可以有效地实施电磁阀10C的驱动控制。
并且，由于确定单元106在电磁阀10C的总通电时间变得比第二通电时间长时或在累积操作次数超过第二操作次数时向外部输出使用期限通知信号Sf，因此，变得无论什么时间达到其使用期限都能够迅速调换电磁阀10C，使得关于电磁阀10C的使用期限(寿命)的可靠性得到改善。
下面，参照图6对根据本发明的第四实施例的电磁阀10D进行解释。
根据第四实施例的电磁阀10D与根据第三实施例的电磁阀10C(参见图5)的不同在于，电磁阀驱动电路14还包括启动电流监视单元(电流检测值监视单元)104。
电流检测值监视单元104监视从T0到T10的期间T11，在该期间T11，电流I(和与其对应的电压Vd)在电磁阀10D被驱动的期间(期间T3、T3′)中稍微减小。当确定期间T11变得比预定的设定时间长时，向外部输出用于通知在期间T11中产生时间延迟的时间延迟通知信号Se。
这样，通过根据第四实施例的电磁阀10D，变得能够调换期间T11变长并且其驱动性能由此劣化的电磁阀10D。即，通过提供具有上述结构的电磁阀驱动电路14，可以基于电磁阀10D在电磁阀被驱动的期间的响应性有效地实施电磁阀10D的使用期限(寿命)的检测。
根据本发明的电磁阀驱动电路和电磁阀不限于上述的实施例。在不背离本发明的精神和要旨的条件下，当然可采用各种其它的结构和配置。

Claims (14)

1.一种电磁阀驱动电路(14)，在该电磁阀驱动电路中，在电磁阀的螺线管线圈(12)上施加第一电压以驱动所述电磁阀之后，在所述螺线管线圈(12)上施加第二电压，维持所述电磁阀的被驱动状态，
电磁阀驱动电路(14)分别与一个直流电源(16)和所述螺线管线圈(12)电连接，并且还包含开关控制器(40)、开关(38)和电流检测器(72)，
其中，所述开关控制器(40)包含：单脉冲产生电路(62)；短脉冲产生电路；以及脉冲供给单元(64)，其中所述单脉冲产生电路(62)基于从所述直流电源(16)提供的电源电压产生单脉冲，
其中，所述电流检测器(72)检测流过所述螺线管线圈(12)的电流，并向所述开关控制器(40)输出检测结果作为电流检测值，
其中，所述短脉冲产生电路在驱动所述电磁阀的期间基于预定的启动电流值和所述电流检测值之间的比较产生第一短脉冲，以及在维持所述电磁阀的被驱动状态的期间基于预定的保持电流值和所述电流检测值之间的比较产生第二短脉冲，
其中所述脉冲供给单元(64)在驱动所述电磁阀的期间在所述单脉冲作为第一脉冲信号已被提供给所述开关(38)之后将所述第一短脉冲作为所述第一脉冲信号提供给所述开关(38)，而在维持所述电磁阀的被驱动状态的期间将所述第二短脉冲作为第二脉冲信号提供给所述开关(38)，以及
其中所述开关(38)在被提供所述第一脉冲信号的期间将所述电源电压作为所述第一电压提供给所述螺线管线圈(12)，并在被提供所述第二脉冲信号的期间将所述电源电压作为所述第二电压提供给所述螺线管线圈(12)，
所述电磁阀驱动电路(14)还包括：
能够将在所述电磁阀的驱动开始时刻流向所述开关控制器(40)的浪涌电流调整为低于流过所述螺线管线圈(12)的电流的最大值的电阻器(42)，
其中，由所述电阻器(42)和所述开关控制器(40)构成的串联电路以及所述螺线管线圈(12)与所述直流电源(16)并联地电连接。
2.根据权利要求1的电磁阀驱动电路(14)，其中，
所述短脉冲产生电路在驱动所述电磁阀的期间基于所述启动电流值和所述电流检测值之间的比较产生具有比所述单脉冲的脉冲宽度短的脉冲宽度的所述第一短脉冲，而在维持所述电磁阀的被驱动状态的期间基于所述保持电流值和所述电流检测值之间的比较产生具有比所述第一短脉冲的所述脉冲宽度短的脉冲宽度的所述第二短脉冲。
3.根据权利要求1的电磁阀驱动电路(14)，其中，所述开关控制器(40)基于来自检测所述电磁阀的振动的振动检测器(98)的振动检测值调整所述第二脉冲信号的脉冲宽度。
4.根据权利要求1的电磁阀驱动电路(14)，还包括：
用于基于所述电流检测值计算所述螺线管线圈(12)在所述电磁阀的一次操作期间内的通电时间的通电时间计算器(100)；
用于存储所述通电时间的通电时间存储器；
用于从存储在所述通电时间存储器中的各通电时间中的每一个计算所述螺线管线圈(12)的总通电时间并确定所述总通电时间是否比预定的第一通电时间长的通电时间确定单元，
其中，当确定为所述总通电时间比所述第一通电时间长时，所述通电时间确定单元向所述开关控制器(40)输出指示所述第一脉冲信号的脉冲宽度变化的脉冲宽度变化信号，且
所述开关控制器(40)基于所述脉冲宽度变化信号增大所述第一脉冲信号的脉冲宽度。
5.根据权利要求4的电磁阀驱动电路(14)，其中，当确定为所述总通电时间比被设为比所述第一通电时间长的第二通电时间长时，所述通电时间确定单元向外输出通知所述电磁阀已达到使用期限的使用期限通知信号。
6.根据权利要求1的电磁阀驱动电路(14)，还包括：
用于基于所述电流检测值检测所述电磁阀处于工作中的电磁阀操作检测器(100)；
用于存储所述电磁阀操作检测器(100)的检测结果的检测结果存储器；和
用于从存储在所述检测结果存储器中的各检测结果中的每一个计算所述电磁阀的累积操作次数并确定所述累积操作次数是否超过预定的第一操作次数的累积操作次数确定单元，
其中，当确定为所述累积操作次数超过所述第一操作次数时，所述累积操作次数确定单元向所述开关控制器(40)输出指示所述第一脉冲信号的脉冲宽度变化的脉冲宽度变化信号，以及
所述开关控制器(40)基于所述脉冲宽度变化信号增大所述第一脉冲信号的脉冲宽度。
7.根据权利要求6的电磁阀驱动电路(14)，其中，当确定为所述累积操作次数超过被设为比所述第一操作次数大的第二操作次数时，所述累积操作次数确定单元向外部输出通知所述电磁阀已达到使用期限的使用期限通知信号。
8.根据权利要求1的电磁阀驱动电路(14)，还包括：
用于监视在驱动所述电磁阀的期间所述电流检测值的减小的电流检测值监视单元(104)，
其中，当确定为从所述电磁阀的驱动开始时刻到所述电流检测值减小的时刻的期间比预定的设定期间长时，所述电流检测值监视单元(104)向外部输出用于通知在从所述电磁阀的驱动开始时刻到所述电流检测值减小的时刻的期间产生时间延迟的时间延迟通知信号。
9.根据权利要求1的电磁阀驱动电路(14)，还包括：
能够在所述电流流过所述螺线管线圈(12)时发光的发光二极管(54)，
其中，由所述发光二极管(54)和所述开关控制器(40)构成的串联电路以及所述螺线管线圈(12)与所述直流电源(16)并联地电连接。
10.一种电磁阀驱动电路(14)，在该电磁阀驱动电路中，在电磁阀的螺线管线圈(12)上施加第一电压以驱动所述电磁阀之后，在所述螺线管线圈(12)上施加第二电压，维持所述电磁阀的被驱动状态，
电磁阀驱动电路(14)分别与一个直流电源(16)和所述螺线管线圈(12)电连接，并且还包含开关控制器(40)、开关(38)和电流检测器(72)，
其中，所述开关控制器(40)包含：单脉冲产生电路(62)；重复脉冲产生电路；以及脉冲供给单元(64)，其中所述单脉冲产生电路(62)基于从所述直流电源(16)提供的电源电压产生单脉冲，
其中，所述电流检测器(72)检测流过所述螺线管线圈(12)的电流，并向所述开关控制器(40)输出检测结果作为电流检测值，
其中，所述重复脉冲产生电路在驱动所述电磁阀的期间基于预定的启动电流值和所述电流检测值之间的比较产生第一重复脉冲，而在维持所述电磁阀的被驱动状态的期间基于预定的保持电流值和所述电流检测值之间的比较产生第二重复脉冲，
其中所述脉冲供给单元(64)在驱动所述电磁阀的期间在所述单脉冲作为第一脉冲信号已被提供给所述开关(38)之后将所述第一重复脉冲作为所述第一脉冲信号提供给所述开关(38)，而在维持所述电磁阀的被驱动状态的期间将所述第二重复脉冲作为第二脉冲信号提供给所述开关(38)，以及
其中所述开关(38)在被提供所述第一脉冲信号的期间将所述电源电压作为所述第一电压提供给所述螺线管线圈(12)，并在被提供所述第二脉冲信号的期间将所述电源电压作为所述第二电压提供给所述螺线管线圈(12)，
所述电磁阀驱动电路(14)还包括：
能够将在所述电磁阀的驱动开始时刻流向所述开关控制器(40)的浪涌电流调整为低于流过所述螺线管线圈(12)的电流的最大值的电阻器(42)，
其中，由所述电阻器(42)和所述开关控制器(40)构成的串联电路以及所述螺线管线圈(12)与所述直流电源(16)并联地电连接。
11.根据权利要求10的电磁阀驱动电路(14)，其中，
所述重复脉冲产生电路在驱动所述电磁阀的期间基于所述启动电流值和所述电流检测值之间的比较产生具有比所述单脉冲的脉冲宽度短的脉冲宽度的所述第一重复脉冲，而在维持所述电磁阀的被驱动状态的期间基于所述保持电流值和所述电流检测值之间的比较产生具有比所述第一重复脉冲的所述脉冲宽度短的脉冲宽度的所述第二重复脉冲。
12.一种电磁阀驱动电路(14)，在该电磁阀驱动电路(14)中，在电磁阀的螺线管线圈(12)上施加第一电压以驱动所述电磁阀之后，在所述螺线管线圈(12)上施加第二电压，维持所述电磁阀的被驱动状态，
电磁阀驱动电路(14)分别与一个直流电源(16)和所述螺线管线圈(12)电连接，并且还包含开关控制器(40)、开关(38)和电流检测器(72)，
其中，所述开关控制器(40)包含：单脉冲产生电路(62)；短脉冲产生电路；和脉冲供给单元(64)，其中所述单脉冲产生电路(62)基于从所述直流电源(16)提供的电源电压产生单脉冲，
其中，所述电流检测器(72)检测流过所述螺线管线圈(12)的电流，并向所述开关控制器(40)输出检测结果作为电流检测值，
所述短脉冲产生电路在驱动所述电磁阀的期间基于预定的启动电流值和所述电流检测值之间的比较产生第一短脉冲，而在维持所述电磁阀的被驱动状态的期间产生预定的第二短脉冲，
其中所述脉冲供给单元(64)在驱动所述电磁阀的期间在所述单脉冲作为第一脉冲信号已被提供给所述开关(38)之后将所述第一短脉冲作为所述第一脉冲信号提供给所述开关(38)，而在维持所述电磁阀的被驱动状态的期间将所述第二短脉冲作为第二脉冲信号提供给所述开关(38)，以及
其中所述开关(38)在被提供所述第一脉冲信号的期间将所述电源电压作为所述第一电压提供给所述螺线管线圈(12)，并在被提供所述第二脉冲信号的期间将所述电源电压作为所述第二电压提供给所述螺线管线圈(12)，
所述电磁阀驱动电路(14)还包括：
能够将在所述电磁阀的驱动开始时刻流向所述开关控制器(40)的浪涌电流调整为低于流过所述螺线管线圈(12)的电流的最大值的电阻器(42)，
其中，由所述电阻器(42)和所述开关控制器(40)构成的串联电路以及所述螺线管线圈(12)与所述直流电源(16)并联地电连接。
13.根据权利要求12的电磁阀驱动电路(14)，其中，
所述短脉冲产生电路在驱动所述电磁阀的期间基于所述启动电流值和所述电流检测值之间的比较产生具有比所述单脉冲的脉冲宽度短的脉冲宽度的所述第一短脉冲，而在维持所述电磁阀的被驱动状态的期间产生具有比所述第一短脉冲的所述脉冲宽度短的脉冲宽度的所述第二短脉冲。
14.一种电磁阀，具有如权利要求1所述的电磁阀驱动电路(14)。
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