DE102008031727A1

DE102008031727A1 - Elektromagnetventilantriebsschaltung und Elektromagnetventil

Info

Publication number: DE102008031727A1
Application number: DE102008031727A
Authority: DE
Inventors: Yoshihiro Tsukubamirai Fukano; Masami Yoshida; Yoshitada Doi; Shigeharu Oide
Original assignee: SMC Corp
Current assignee: SMC Corp
Priority date: 2007-07-09
Filing date: 2008-07-04
Publication date: 2009-01-15
Also published as: US20090015980A1; JP4431996B2; KR20090006012A; CN101344183A; JP2009014184A; TW200916680A

Abstract

Eine Stromdetektionsschaltung (72) generiert ein Pulssignal Sd auf der Basis einer Spannung Vd entsprechend einem Strom I, der durch eine Magnetspule (12) fließt, und führt das Pulssignal Sd zurück zu einer PWM-Schaltung (60) einer Schaltersteuerung (40). Die PWM-Schaltung (60) generiert ein Pulssignal Sr mit einer festgelegten relativen Einschaltdauer auf der Basis eines Vergleichs zwischen dem rückgeführten Pulssignal Sd und einem Spannungswert, der einem ersten Stromwert oder einem zweiten Stromwert entspricht, und liefert das Pulssignal Sr an eine Pulszufuhreinheit (64). Die Pulszufuhreinheit (64) liefert das Pulssignal Sr als ein erstes Pulssignal S1 und/oder ein zweites Pulssignal S2 an einen Gate-Anschluss G eines MOSFET (38).

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Elektromagnetventilantriebsschaltung, bei welcher nach dem Aufbringen einer ersten Spannung auf die Solenoidspule (Magnetspule) eines Solenoidventils (Elektromagnetventils), um das Elektromagnetventil anzutreiben, eine zweite Spannung auf die Magnetspule aufgebracht wird und der angetriebene Zustand des Elektromagnetventils aufrecht erhalten wird, sowie auf ein Elektromagnetventil mit einer solchen Elektromagnetventilantriebsschaltung.
Herkömmlicherweise ist es üblich, ein Elektromagnetventil in einem Fluiddurchgang anzuordnen. Durch Aufbringen einer Spannung auf eine Magnetspule des Elektromagnetventils durch eine Elektromagnetventilantriebsschaltung wird das Elektromagnetventil eingeschaltet, um den Fluiddurchgang zu öffnen und zu schließen. Nachdem das Elektromagnetventil durch Aufbringen einer ersten Spannung auf die Magnetspule des Elektromagnetventils von der Elektromagnetventilantriebsschaltung angetrieben wurde, wird in diesem Fall der angetriebene Zustand des Elektromagnetventils dadurch aufrecht erhalten, dass von der Elektromagnetventilantriebsschaltung eine zweite Spannung auf die Magnetspule aufgebracht wird.
In jüngerer Zeit wird für das oben beschriebene Elektromagnetventil angestrebt, dass der angetriebene Zustand mit niedrigerem Stromverbrauch aufrecht erhalten werden kann. In dem japanischen Patent Nr. 3777265 wurde vorgeschlagen, dass in einem Zeitraum, in dem der angetriebene Zustand aufrecht erhalten wird und als Folge der Steuerung der Leitung zwischen einer Gleichrichterschaltung, die die Stromquellenspannung einer Wechselstromquelle gleichrichtet, und der Magnetspule mit Hilfe eines Schalters ein Ein- und Ausschalten der Magnetspule wiederholt durchgeführt wird, so dass der angetriebene Zustand des Elektromagnetventils mit einem niedrigeren Niveau an Energieverbrauch aufrecht erhalten werden kann.
Bei dem oben beschriebenen japanischen Patent Nr. 3777265 fließt Strom durch die Magnetspule, indem der Magnetspule die Stromquellenspannung zugeführt wird, welche durch die Gleichrichterschaltung gleichgerichtet ist. In diesem Fall kann es dazu kommen, dass der Strom mit der Zeit als Folge verschiedener Faktoren variiert, bspw. einer Änderung des elektrischen Widerstands in der Magnetspule, die durch Temperaturänderungen der Magnetspule hervorgerufen werden, Schwankungen der gleichgerichteten Stromquellenspannung (erste Spannung und zweite Spannung), die auf die Magnetspule aufgebracht werden, und durch Vibrationen oder Stöße und dgl., die von außen auf das Elektromagnetventil aufgebracht werden. Aus diesem Grund wird innerhalb des Zeitraumes, in welchem der angetriebene Zustand des Elektromagnetventils aufrecht erhalten wird, um ein Auftreten der oben beschriebenen verschiedenen Faktoren und ein Anhalten des Elektromagnetventils zu verhindern, ein Strom, der die oben genannten verschiedenen Faktoren berücksichtigt, dem minimal erforderlichen Strom überlagert wird, um den angetriebenen Zustand beizubehalten. Auch wenn die verschiedenen oben genannten Faktoren nicht auftreten, fließt daher der Strom unter Berücksichtigung dieser Faktoren durch die Magnetspule. Dementsprechend kann die Einsparung elektrischer Energie in der Elektromagnetventilantriebsschaltung und dem Elektromagnetventil nicht gefördert werden.
Wenn der Antrieb des Elektromagnetventils angehalten wird, nachdem der angetriebene Zustand aufrecht erhalten wurde, kann das Elektromagnetventil außerdem nicht innerhalb eines kurzen Zeitraumes gestoppt werden, da der Strom, der durch die Magnetspule fließt, groß ist.
In dem Fall, dass eine Mehrzahl von Wechselstromquellen mit unterschiedlichen Stromquellenspannungen auf der Nutzerseite der Elektromagnetventile vorbereitet und genutzt werden, steigen die Kosten auf der Herstellerseite an, auch wenn es Elektromagnetventilantriebsschaltungen und Elektromagnetventile mit etwa den gleichen Eigenschaften hinsichtlich des Öffnens/Schließens des gleichen Fluiddurchgangs gibt, weil es notwendig ist, die Elektromagnetventilantriebsschaltungen und die Elektromagnetventile entsprechend den unterschiedlichen verschiedenen Stromquellenspannungen separat herzustellen.
Da der elektrische Energieverbrauch einer Elektromagnetventilantriebsschaltung und eines Elektromagnetventils, die an den Fall einer relativ hohen Stromquellenspannung (bspw. einem Maximalwert von etwa 282 V im Falle einer Wechselstromquelle zur Verwendung mit einem 200 V-Wechselstrom) größer ist als der elektrische Energieverbrauch einer Elektromagnetventilantriebsschaltung und eines Elektromagnetventils, die für den Fall einer relativ niedrigen Stromquellenspannung (bspw. einem Maximalwert von etwa 141 V im Falle einer Wechselstromquelle zur Verwendung mit einem 100 V-Wechselstrom) vorgesehen sind, können außerdem auf der Seite eines Nutzers, der eine Wechselstromquelle mit einer relativ hohen Stromquellenspannung besitzt, elektrische Energieeinsparungen der Elektromagnetventilschaltung und des Elektromagnetventils nicht erreicht werden.
Weiterhin ist der Strom, der durch die Magnetspule während eines Zeitraums fließt, wenn das Elektromagnetventil angetrieben wird, größer als der Strom, der durch die Magnetspule während eines Zeitraums fließt, wenn der angetriebene Zustand des Elektromagnetventils aufrecht erhalten wird. Aus diesem Grunde ist der elektrische Energieverbrauch während des Zeitraums, in dem das Elektromagnetventil angetrieben wird, größer als der elektrische Energieverbrauch während des Zeitraumes, wenn der angetriebene Zustand des Elektromagnet ventils aufrecht erhalten wird. Bei dem japanischen Patent Nr. 3777265 werden elektrische Energieeinspargegenmaßnahmen lediglich im Hinblick auf den Zeitraum durchgeführt, in dem der angetriebene Zustand des Elektromagnetventils aufrecht erhalten wird. Daher kann nicht mit Sicherheit gesagt werden, dass solche elektrische Energieeinsparungsgegenmaßnahmen mit großer Wirksamkeit auch hinsichtlich des Elektromagnetventils und der Elektromagnetventilantriebsschaltung durchgeführt werden.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Elektromagnetventilantriebsschaltung und ein Elektromagnetventil vorzuschlagen, die es ermöglichen, in einem Rutsch eine Verringerung des elektrischen Energieverbrauchs, eine schnell ansprechende Antriebssteuerung für das Elektromagnetventil und eine Reduzierung der Kosten zu erreichen.
Außerdem ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Elektromagnetventilantriebsschaltung und ein Elektromagnetventil vorzuschlagen, die in der Lage sind, elektrische Energieeinsparungen mit hoher Effizienz durchzuführen.
Diese Aufgaben werden mit der vorliegenden Erfindung im Wesentlichen durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Elektromagnetventilantriebsschaltung vorgesehen, in welcher nach dem Aufbringen einer ersten Spannung auf die Magnetspule eines Elektromagnetventils zum Antreiben des Elektromagnet ventils eine zweite Spannung auf die Magnetspule aufgebracht wird und der angetriebene Zustand des Elektromagnetventils aufrecht erhalten wird,
wobei die Elektromagnetventilantriebsschaltung elektrisch an eine Wechselstromquelle und an die Magnetspule angeschlossen ist und außerdem eine Gleichrichterschaltung, eine Schaltersteuerung, einen Schalter und einen Stromdetektor aufweist,
wobei die Gleichrichterschaltung eine Stromquellenspannung der Wechselstromquelle gleichrichtet,
wobei der Stromdetektor einen durch die Magnetspule fließenden Strom erfasst und ein Detektionsergebnis als einen Stromdetektionswert an die Schaltersteuerung ausgibt,
wobei die Schaltersteuerung ein erstes Pulssignal auf der Basis eines Vergleichs zwischen einem festgelegten Aktivierungsstromwert und dem Stromdetektionswert und ein zweites Pulssignal auf der Basis eines Vergleichs zwischen einem festgelegten Haltestromwert und dem Stromdetektionswert erzeugt und das erste Pulssignal und das zweite Pulssignal dem Schalter zuführt, und
wobei der Schalter die gleichgerichtete Stromquellenspannung als die erste Spannung während eines Zeitraumes auf die Magnetspule aufbringt, in dem ihm das erste Pulssignal zugeführt wird, und die gleichgerichtete Stromquellenspannung als die zweite Spannung während eines Zeitraums auf die Magnetspule aufbringt, in dem ihm das zweite Pulssignal zugeführt wird.
Innerhalb des Zeitraumes, in dem das Elektromagnetventil angetrieben wird, sind hierbei die notwendige Erregungskraft (Aktivierungskraft) zum Antreiben eines beweglichen Kerns (Kolben) des Elektromagnetventils und zum Antreiben eines Ventilstopfens, der an dem Ende des Kolbens angebracht ist, und die notwendige Erregungskraft (Haltekraft), die erforderlich ist, um den Kolben und den Ventilstopfen während eines Zeitraumes an einer festgelegten Position zu halten, indem der angetriebene Zustand des Elektromagnetventils aufrecht erhalten wird, Werte, die sich aus der Multiplikation der Zahl der Wicklungen (Windungen) der Magnetspule und des Stromes, der durch die Magnetspule fließt, ergeben (jeweilige Erregungskraft = Zahl der Wicklungen × Strom). Unter der Annahme, dass die Aktivierungskraft, die zum Antreiben des Elektromagnetventils erforderlich ist, die minimal notwendige Haltekraft zum Aufrecht erhalten des angetriebenen Zustands und die Zahl der Wicklungen jeweils vorab bekannt sind, kann daher ein optimaler Strom (Aktivierungsstromwert) entsprechend der Aktivierungskraft sowie ein optimaler Stromwert (Haltestrom) entsprechend der Haltekraft einfach berechnet werden.
Außerdem wird zu der Zeit der Zufuhr des ersten Pulssignals oder des zweiten Pulssignals von der Schaltersteuerung zu dem Schalter die gleichgerichtete Stromquellenspannung als eine erste Spannung oder eine zweite Spannung auf die Magnetspule aufgebracht, wodurch die Zufuhr von elektrischem Strom zu der Magnetspule von der Wechselstromquelle durchgeführt wird, so dass der durch die Magnetspule fließende Strom vergrößert wird. Andererseits wird zu Zeiten, an denen die Zufuhr des ersten Pulssignals oder des zweiten Pulssignals von der Schaltersteuerung zu dem Schalter angehalten ist, die Zufuhr von elektrischem Strom gestoppt, so dass der durch die Magnetspule fließende Strom reduziert wird. Durch zeitliche Steuerung der Zufuhr des ersten Pulssignals und des zweiten Pulssignals zu dem Schalter kann dementsprechend der durch die Magnetspule fließende Strom auf gewünschten Stromwerten gehalten werden (d. h. einem Aktivierungsstromwert, der optimal für die Aktivierungskraft ist, und einem Haltestromwert, der optimal für die Haltekraft ist).
Gemäß der vorliegenden Erfindung erfasst der Stromdetektor den durch die Magnetspule fließenden Strom, und der Stromdetektionswert wird zu der Schaltersteuerung zurückgeführt. In der Schaltersteuerung wird das erste Pulssignal auf der Basis eines Vergleichs zwischen dem Aktivierungsstromwert als einem optimalen Strom entsprechend der Aktivierungskraft und dem zurückgeführten Stromdetektionswert generiert, während das zweite Pullsignal auf der Basis eines Vergleichs zwischen dem Haltestromwert als einem optimalen Strom entsprechend der Haltekraft und dem zurückgeführten Stromdetektionswert generiert wird. Der Schalter bringt die erste Spannung auf die Magnetspule lediglich während derjenigen Zeiten auf, die einer Pulsweite des ersten Pulssignals entsprechen, oder bringt die zweite Spannung auf die Magnetspule lediglich während den Zeiten auf, die einer Pulsweite des zweiten Pulssignals entsprechen.
Das bedeutet, dass während des Zeitraumes, in dem das Elektromagnetventil angetrieben wird, die Schaltersteuerung das erste Pulssignal generiert, so dass der Stromdetektionswert der Aktivierungsstromwert entsprechend der Aktivierungskraft wird, und führt das erste Pulssignal dem Schalter zu, wodurch der Schalter auf der Basis der Pulsweite des ersten Pulssignals die Anwendungszeit der ersten Spannung auf die Magnetspule steuert. Aus diesem Grunde wird der durch die Magnetspule fließende Strom auf dem Aktivierungsstromwert entsprechend der Aktivierungskraft gehalten, und die durch einen solchen Strom induzierte Aktivierungskraft wird aufgebracht, um den Kolben und den Ventilstopfen zu betätigen.
Im Einzelnen wird auf der Seite des Nutzers des Elektromagnetventils in dem Fall, dass vorab eine Wechselstromquelle vorbereitet wurde, die eine relativ hohe Stromquellenspannung aufweist (bspw. einen Maximalwert von etwa 282 V im Falle einer Wechselstromquelle zur Verwendung mit einem 200 V-Wechselstrom), und ein Elektromagnetventil, das eine relativ niedrige Strom quellenspannung verwendet (bspw. einen Maximalwert von etwa 141 V im Falle einer Wechselstromquelle zur Verwendung mit einem 100 V-Wechselstrom) mit Bezug zu einer solchen Wechselstromquelle verwendet wird, wird der Aktivierungsstromwert in der Schaltersteuerung auf oder unter einen Nennwert (Nennstrom) des durch die Magnetspule fließenden Stromes eingestellt. Wird dann die Pulsweite des ersten Pulssignals so eingestellt, dass der Stromdetektionswert der so eingestellte Aktivierungsstromwert wird, wird der Strom, der durch die Magnetspule während des Zeitraumes fließt, in dem das Elektromagnetventil angetrieben wird, auf dem Aktivierungsstromwert gehalten. Auch für einen Nutzer, für welchen eine Wechselstromquelle mit einer relativ hohen Stromquellenspannung vorbereitet wurde, können somit Energieeinsparungen an der Elektromagnetventilantriebsschaltung und dem Elektromagnetventil erreicht werden. Da eine Stromquellenspannung, die der relativ hohen Stromquellenspannung entspricht und die in der Gleichrichterspannung gleichgerichtet wurde, als die erste Spannung auf die Magnetspule aufgebracht wird, ist es in diesem Falle möglich, das Elektromagnetventil in einer kürzeren Zeit anzutreiben.
Wie oben beschrieben wurde, kann durch Einstellen der Pulsweite des ersten Pulssignals in der Schaltersteuerung der Strom, der durch die Magnetspule fließt, auf dem Aktivierungsstromwert gehalten werden, der bei oder unterhalb des Nennstromes liegt. Daher können auf der Seite des Herstellers ohne Bedenken hinsichtlich Unterschieden der gleichgerichteten Stromquellenspannung, die über die Gleichrichterschaltung von der auf der Nutzerseite vorgesehenen Wechselstromquelle der Magnetspule zugeführt wird, die Elektromagnetventilantriebsschaltung und das Elektromagnetventil mit einer relativ niedrigen Stromquellenspannung allgemein verwendbar gemacht werden, wobei durch eine solche allgemein einsetzbare Elektromagnetventilsantriebsschaltung und Elektromagnetventil die Kosten reduziert werden können.
Dementsprechend können mit der vorliegenden Erfindung durch Generierung des ersten Pulssignals auf der Basis eines Vergleichs zwischen dem Stromdetektionswert, der von dem Stromdetektor zu der Schaltersteuerung zurückgeführt wird, und dem Aktivierungsstromwert während eines Zeitraumes, in welchem das Elektromagnetventil angetrieben wird, jeweils Energieeinsparungen der Elektromagnetventilantriebsschaltung und des Elektromagnetventils, eine allgemeine Verwendbarkeit und Kostenreduktion sowie eine schnell ansprechende Antriebssteuerung für das Elektromagnetventil realisiert werden.
Andererseits generiert die Schaltersteuerung während eines Zeitraumes, in welchem der angetriebene Zustand des Elektromagnetventils aufrecht erhalten wird, ein zweites Pulssignal, so dass der Stromdetektionswert der Haltestromwert entsprechend der Haltekraft wird, woraufhin das zweite Pulssignal dem Schalter zugeführt wird. Der Schalter steuert hierdurch die Zeit, mit welcher die zweite Spannung auf die Magnetspule aufgebracht wird. Aus diesem Grunde wird der durch die Magnetspule fließende Strom auf dem Haltestromwert entsprechend der Haltekraft gehalten, und die durch den Strom induzierte Haltekraft wird aufgebracht, um den Kolben und den Ventilstopfen zu betätigen.
Dementsprechend kann mit der vorliegenden Erfindung durch Generierung des zweiten Pulssignals auf der Basis eines Vergleichs zwischen dem Stromdetektionswert, der von dem Stromdetektor während eines Zeitraumes, in welchem der angetriebene Zustand des Elektromagnetventils aufrecht erhalten wird, zu der Schaltersteuerung zurückgeführt wird, und dem Haltestromwert der angetriebene Zustand des Elektromagnetventils mit geringerem Stromverbrauch aufrecht erhalten werden. Außerdem kann das Elektromagnetventil in kurzer Zeit angehalten werden.
Außerdem wird durch die Rückführung des Stromdetektionswertes zu der Schaltersteuerung auch dann, wenn der Strom mit der Zeit durch Änderungen des elektrischen Widerstands innerhalb der Elektromagnetspule oder durch Schwankungen der gleichgerichteten Stromquellenspannung als Folge von Temperaturänderungen in der Magnetspule variiert, das zweite Pulssignal so generiert, dass es auf diese Änderungen reagiert. Dadurch können eine Elektromagnetantriebsschaltung und ein Elektromagnetventil realisiert werden, die in der Lage sind, auf Änderungen in der Nutzungsumgebung, bspw. Änderungen des elektrischen Widerstands und Schwankungen oder dgl., reagiert.
Auf diese Weise können mit der vorliegenden Erfindung jeweils eine Verringerung des elektrischen Stromverbrauchs der Elektromagnetventilantriebsschaltung und des Elektromagnetventils, eine schnell ansprechende Antriebssteuerung für das Elektromagnetventil und eine Verringerung der Kosten für die Elektromagnetventilantriebsschaltung und das Elektromagnetventil jeweils in einem Rutsch realisiert werden.
Da der elektrische Stromverbrauch nicht nur während des Zeitraumes verringert werden kann, in dem der angetriebene Zustand des Elektromagnetventils aufrecht erhalten wird, sondern auch während des Zeitraumes, in dem das Elektromagnetventil angetrieben wird, können mit der vorliegenden Erfindung außerdem elektrische Energieeinsparungen der Elektromagnetventilantriebschaltung und des Elektromagnetventils mit hoher Effizienz durchgeführt werden.
Hierbei umfasst die Schaltersteuerung vorzugsweise folgende Elemente:
eine Einzelpulsgenerierungsschaltung zur Erzeugung eines einzelnen Pulses,
eine Kurzpulsgenerierungsschaltung, die während eines Zeitraumes, in welchem das Elektromagnetventil angetrieben wird, auf der Basis eines Vergleichs zwischen dem Aktivierungsstromwert und dem Stromdetektionswert einen ersten kurzen Puls mit einer Pulsweite generiert, die kürzer ist als eine Pulsweite des Einzelpulses, während sie während eines Zeitraumes, in dem ein angetriebener Zustand des Elektromagnetventils aufrecht erhalten wird, auf der Basis eines Vergleichs zwischen dem Haltestromwert und dem Stromdetektionswert einen zweiten kurzen Puls mit einer Pulsweite generiert, die kürzer ist als die Pulsweite des ersten kurzen Pulses, und
eine Stromzufuhreinheit, die während des Zeitraumes, in dem das Elektromagnetventil angetrieben wird, den ersten kurzen Puls dem Schalter als das erste Pulssignal zuführt, nachdem der erste Puls dem Schalter als das erste Pulssignal zugeführt wurde, während sie während des Zeitraumes, in dem der angetriebene Zustand des Elektromagnetventils aufrecht erhalten wird, den zweiten kurzen Puls dem Schalter als das zweite Pulssignal zugeführt.
In dem Zeitraum, in dem das Elektromagnetventil angetrieben wird, nachdem die gleichgerichtete Stromquellenspannung als die erste Spannung auf die Magnetspule lediglich während einer Zeit entsprechend der Pulsweite des ersten Pulses aufgebracht wurde, bringt in diesem Fall der Schalter dann die erste Spannung auf die Magnetspule lediglich während einer Zeit entsprechend der Pulsweite des ersten kurzen Pulses auf. Als Folge hiervon wird in dem Zeitraum, in dem das Elektromagnetventil angetrieben wird, nachdem der durch die Magnetspule fließende Strom innerhalb einer Zeit entsprechend der Pulsweite des einzelnen Pulses bis zu dem Aktivierungsstromwert angestiegen ist, der Aktivierungsstromwert durch eine Schaltoperation des Schalters auf der Basis des ersten kurzen Pulses aufrecht erhalten. Aus diesem Grund können die Elektromagnetventilantriebsschaltung und das Elektromagnetventil allgemein verwendbar gemacht werden, und die Kosten können einfach reduziert werden. Insbesondere in dem Fall, dass eine Wechselstromquelle mit einer relativ hohen Stromquellenspannung durch die Elektromagnetventilantriebsschaltung elektrisch an die Magnetspule angeschlossen ist und das Elektromagnetventil dadurch angetrieben wird, ist das Elektromagnetventil in der Lage, innerhalb einer kurzen Zeit angetrieben zu werden. Durch Halten des durch die Magnetspule fließenden Stromes auf dem Aktivierungsstromwert können unbeabsichtigte oder fehlerhafte Betätigungen der Elektromagnetventilantriebsschaltung und des Elektromagnetventils, die durch die Eingabe einer Überspannung (Stromstoß) entstehen, zuverlässig verhindert werden.
Andererseits kann während eines Zeitraumes, in dem der angetriebene Zustand des Elektromagnetventils aufrecht erhalten wird, durch Zuführen des zweiten kurzen Pulses als dem zweiten Pulssignal zu dem Schalter der angetriebene Zustand des Elektromagnetventils mit niedrigerem Energieverbrauch aufrecht erhalten werden. Außerdem kann das Elektromagnetventil in kurzer Zeit angehalten werden.
Hierbei kann anstelle des oben beschriebenen Aufbaus die Schaltungssteuerung vorzugsweise folgende Elemente aufweisen:
eine Einzelpulsgenerierungsschaltung zur Erzeugung eines einzelnen Pulses,
eine Wiederholungspulsgenerierungsschaltung, die während eines Zeitraumes, in welchem das Elektromagnetventil angetrieben wird, auf der Basis eines Vergleichs zwischen dem Aktivierungsstromwert und dem Stromdetektionswert einen ersten Wiederholungspuls mit einer Pulsweite generiert, die kürzer ist als eine Pulsweite des einzelnen Pulses, während sie während eines Zeitraumes, in dem ein angetriebener Zustand des Elektromagnetventils aufrecht erhalten wird, auf der Basis eines Vergleichs zwischen dem Haltestromwert und dem Stromdetektionswert einen zweiten Wiederholungspuls mit einer Pulsweite generiert, die kürzer ist als die Pulsweite des ersten Wiederholungspulses, und
eine Pulszufuhreinheit, die während des Zeitraumes, in dem das Elektromagnetventil angetrieben wird, den ersten Wiederholungspuls dem Schalter als das erste Pulssignal zuführt, nachdem der einzelne Puls dem Schalter als das erste Pulssignal zugeführt würde, während sie während des Zeitraumes, in dem der angetriebene Zustand des Elektromagnetventils aufrecht erhalten wird, dem Schalter den zweiten Wiederholungspuls als das zweite Pulssignal zuführt.
In dem Zeitraum, in dem das Elektromagnetventil angetrieben wird, nachdem die gleichgerichtete Stromquellenspannung als die erste Spannung auf die Magnetspule lediglich während einer Zeit entsprechend der Pulsweite des einzelnen Pulses aufgebracht wurde, bringt in diesem Fall der Schalter dann die erste Spannung auf die Magnetspule lediglich während eines Zeitraumes entsprechend der Pulsweite des ersten Wiederholungspulses auf. Als Folge hiervon wird in dem Zeitraum, in dem das Elektromagnetventil angetrieben wird, nachdem der durch die Magnetspule fließende Strom innerhalb einer Zeit, die der Pulsweite des Einzelpulses entspricht, bis zu dem Aktivierungsstromwert angestiegen ist, der Aktivierungsstromwert durch eine Schaltoperation des Schalters auf der Basis des ersten Wiederholungspulses aufrecht erhalten. Auch in diesem Fall können die Elektromagnetventilantriebsschaltung und das Elektromagnetventil allgemein nutzbar gemacht werden. Die Kosten können verringert werden, und außerdem kann in dem Fall, dass eine Wechselstromquelle mit einer relativ hohen Stromquellenspannung durch die Elektromagnetventilantriebsschaltung elektrisch an die Magnetspule angeschlossen ist und das Elektromagnetventil hierdurch angetrieben wird, das Elektromagnetventil in einer kurzen Zeit angetrieben werden. Durch Halten des durch die Magnetspule fließenden Stromes auf dem Aktivierungsstromwert können außerdem unbeabsichtigte oder fehlerhafte Betätigungen der Elektromagnetventilantriebsschaltung und des Elektromagnetventils, die durch die Eingabe einer Überspannung (Stromstoß) bewirkt werden, zuverlässig verhindert werden.
Andererseits kann während eines Zeitraumes, in dem der angetriebene Zustand des Elektromagnetventils aufrecht erhalten wird, durch die Zufuhr des zweiten Wiederholungspulses als dem zweiten Pulssignal zu dem Schalter der angetriebene Zustand des Elektromagnetventils mit niedrigerem Energieverbrauch aufrecht erhalten werden. Außerdem kann das Elektromagnetventil in kurzer Zeit gestoppt werden.
Durch Vorsehen der oben beschriebenen Strukturen für die Schaltersteuerung können dementsprechend eine allgemeine Verwendbarkeit und Kostenreduzierung der Elektromagnetventilantriebsschaltung und des Elektromagnetventils, ein Antrieb des Elektromagnetventils in kurzer Zeit, Stromeinsparungen der Elektromagnetventilantriebsschaltung und des Elektromagnetventils und die Fähigkeit, das Elektromagnetventil in kurzer Zeit zu stoppen, einfach realisiert werden.
Außerdem umfasst die oben genannte Elektromagnetventilantriebsschaltung vorzugsweise eine Glättungsschaltung und eine Licht emittierende Diode (LED),
wobei die Glättungsschaltung, eine Reihenschaltung, die aus der Licht emittierenden Diode und der Schaltersteuerung besteht, und die Magnetspule elektrisch parallel zu der Gleichrichterschaltung angeschlossen sind,
wobei die Glättungsschaltung die gleichgerichtete Stromquellenspannung glättet,
wobei die geglättete Stromquellenspannung der Schaltersteuerung von der Glättungsschaltung durch die Licht emittierende Diode zugeführt wird, und
wobei die Licht emittierende Diode in der Lage ist, illuminiert zu werden, wenn der Strom durch die Magnetspule fließt.
Wenn die Licht emittierende Diode in die Elektromagnetventilantriebsschaltung integriert ist, obwohl davon ausgegangen werden kann, dass eine Reihenschaltung, die aus der Licht emittierenden Diode und einem Strombegrenzungswiderstand besteht, der dafür sorgt, dass die Diode Licht emittiert, elektrisch parallel zu der Gleichrichterschaltung, der Glättungsschaltung und der Magnetspule anstelle des Strombegrenzungswiderstandes parallel angeschlossen werden können, indem eine Reihenschaltung bestehend aus der Schaltersteuerung und der Licht emittierenden Diode elektrisch parallel zu der Gleichrichterschaltung, der Glättungsschaltung und der Magnetspule in Reihe angeschlossen werden, kann eine Elektromagnetventilantriebsschaltung mit hoher Energienutzungseffizienz realisiert werden, da die ursprünglich durch den Strombegrenzungswiderstand verbrauchte elektrische Energie dazu verwendet wird, die Schaltersteuerung zu betätigen. Außerdem kann in der Glättungsschaltung durch die Zufuhr einer geglätteten Stromquellenspannung zu der Schaltersteuerung die Schaltersteuerung stabiler betätigt werden.
Während eines Zeitraumes, in dem das Elektromagnetventil angetrieben wird, wird gemäß der oben beschriebenen Erfindung die Zufuhr des ersten Pulssignals zeitlich auf der Basis eines Vergleichs zwischen dem Aktivierungsstromwert und dem Stromdetektionswert gesteuert, während in einem Zeitraum, in dem das Elektromagnetventil in dem angetriebenen Zustand gehalten wird, die Zufuhr des zweiten Pulssignals zeitlich auf der Basis eines Vergleichs zwischen dem Haltestromwert und dem Stromdetektionswert gesteuert wird.
Durch eine solche zeitliche Steuerung auf der Basis des Stromdetektionswertes kann die Steuerung lediglich während des Zeitraumes durchgeführt werden, in dem das Elektromagnetventil angetrieben wird. Alternativ kann die Steuerung lediglich während des Zeitraumes durchgeführt werden, in dem das Elektromagnetventil in dem angetriebenen Zustand gehalten wird.
Im Einzelnen ist der Aufbau der Elektromagnetventilantriebsschaltung zur Durchführung einer zeitlichen Steuerung der Zufuhr des ersten Pulssignals zu dem Schalter auf der Basis des Stromerfassungswertes lediglich in dem Zustand, in dem das Elektromagnetventil angetrieben wird, wie folgt:
Eine Elektromagnetventilantriebsschaltung ist vorgesehen, bei welcher nach dem Aufbringen einer ersten Spannung auf eine Magnetspule eines Elektromagnetventils, um das Elektromagnetventil anzutreiben, eine zweite Spannung auf die Magnetspule aufgebracht wird und der angetriebene Zustand des Elektromagnetventils aufrecht erhalten wird,
wobei die Elektromagnetventilantriebsschaltung elektrisch an eine Wechselstromquelle und an die Magnetspule angeschlossen ist und außerdem eine Gleichrichterschaltung, eine Schaltersteuerung, einen Schalter und einen Stromdetektor aufweist,
wobei die Gleichrichterschaltung eine Stromquellenschaltung der Wechselstromquelle gleichrichtet,
wobei der Stromdetektor einen durch die Magnetspule fließenden Strom erfasst und ein Detektionssignal als einen Stromdetektionswert an die Schaltersteuerung ausgibt,
wobei die Schaltersteuerung ein erstes Pulssignal auf der Basis eines Vergleichs zwischen einem festgelegten Aktivierungsstromwert und dem Stromdetektionswert generiert und ein festgelegtes zweites Pulssignal und das erste Pulssignal und das zweite Pulssignal dem Schalter zuführt, und
wobei der Schalter die gleichgerichtete Stromquellenspannung als die erste Spannung während eines Zeitraumes auf die Magnetspule aufbringt, in welchem ihm das erste Pulssignal zugeführt wird, und die gleichgerichtete Stromquellenspannung als die zweite Spannung auf die Magnetspule während eines Zeitraumes aufbringt, in der ihm das zweite Pulssignal zugeführt wird.
In diesem Falle umfasst die Schaltersteuerung vorzugsweise folgende Elemente:
eine Einzelpulsgenerierungsschaltung zur Generierung eines einzelnen Pulses,
eine Kurzpulsgenerierungsschaltung, die während eines Zeitraumes, in dem das Elektromagnetventil angetrieben wird, auf der Basis eines Vergleichs zwischen dem Aktivierungsstromwert und dem Stromdetektionswert einen ersten kurzen Puls mit einer Pulsweite generiert, die kürzer ist als eine Pulsweite des Einzelpulses, während sie während eines Zeitraumes, in dem ein angetriebener Zustand des Elektromagnetventils aufrecht erhalten wird, einen zweiten Kurzpuls mit einer Pulsweite generiert, die kürzer ist als die Pulsweite des ersten Kurzpulses, und
eine Pulszufuhreinheit, die während des Zeitraumes, in dem das Elektromagnetventil angetrieben wird, den ersten Kurzpuls dem Schalter als das erste Pulssignal zuführt, nachdem der Einzelpuls dem Schalter als das erste Pulssignal zugeführt wurde, während sie während des Zeitraumes, in dem der angetriebene Zustand des Elektromagnetventils aufrecht erhalten wird, den zweiten Kurzpuls dem Schalter als das zweite Pulssignal zuführt.
Bei einer alternativen Ausführungsform umfasst die Schaltungssteuerung vorzugsweise folgende Elemente:
eine Einzelpulsgenerierungsschaltung zur Generierung eines einzelnen Pulses,
eine Wiederholungspulsgenerierungsschaltung, die während eines Zeitraumes, in dem das Elektromagnetventil angetrieben wird, auf der Basis eines Vergleichs zwischen dem Aktivierungsstromwert und dem Stromdetektionswert, einen ersten Wiederholungspuls mit einer Pulsweite generiert, die kürzer ist als eine Pulsweite des Einzelpulses, während sie während eines Zeitraumes, in dem ein angetriebener Zustand des Elektromagnetventils aufrecht erhalten wird, einen zweiten Wiederholungspuls mit einer Pulsweite generiert, die kürzer ist als die Pulsweite des ersten Wiederholungspulses, und
eine Pulszufuhreinheit, die während des Zeitraumes, in dem das Elektromagnetventil angetrieben wird, den ersten Wiederholungspuls dem Schalter als das erste Pulssignal zuführt, nachdem der Einzelpuls dem Schalter als das erste Pulssignal zugeführt wurde, während sie während des Zeitraumes, in welchem der angetriebene Zustand des Elektromagnetventils aufrecht erhalten wird, dem Schalter den zweiten Wiederholungspuls als das zweite Pulssignal geführt.
In dem Fall, dass eine zeitliche Steuerung der Zufuhr des ersten Pulssignals zu dem Schalter auf der Basis des Stromdetektionswertes lediglich während eines Zeitraumes durchgeführt wird, in dem das Elektromagnetventil angetrieben wird, können auf diese Weise die oben genannten vorteilhaften Wirkungen der zeitlichen Steuerung einfach erreicht werden.
Andererseits ist zur Durchführung einer zeitlichen Steuerung der Zufuhr des zweiten Pulssignal zu dem Schalter auf der Basis des Stromdetektionswertes lediglich während des Zeitraumes, in dem das Elektromagnetventil in dem angetriebenen Zustand gehalten wird, der Aufbau der Elektromagnetventilantriebsschaltung wie folgt:
eine Elektromagnetventilantriebsschaltung ist vorgesehen, bei der nach dem Aufbringen einer ersten Spannung auf eine Magnetspule eines Elektromagnet ventils, um das Elektromagnetventil anzutreiben, eine zweite Spannung auf die Magnetspule aufgebracht wird und der angetriebene Zustand des Elektromagnetventils gehalten wird,
wobei die Elektromagnetventilantriebsschaltung elektrisch an eine Wechselstromquelle und an die Magnetspule angeschlossen ist und außerdem eine Gleichrichterschaltung, eine Glättungsschaltung, eine Licht emittierende Diode, eine Schaltersteuerung, einen Schalter und einen Stromdetektor aufweist,
wobei die Glättungsschaltung, eine Reihenschaltung, die aus der Licht emittierenden Diode und der Schaltersteuerung besteht, und die Magnetspule elektrisch parallel zu der Gleichrichterschaltung angeschlossen sind,
wobei die Gleichrichterschaltung eine Stromquellenspannung der Wechselstromquelle gleichrichtet, wobei die Glättungsschaltung die gleichgerichtete Stromquellenspannung glättet,
wobei die geglättete Stromquellenspannung der Schaltersteuerung von der Glättungsschaltung durch die Licht emittierende Diode zugeführt wird, wobei die Licht emittierende Diode in der Lage ist, illuminiert zu werden, wenn der Strom durch die Magnetspule fließt,
wobei der Stromdetektor einen durch die Magnetspule fließenden Strom erfasst und ein Detektionsergebnis als einen Stromdetektionswert an die Schaltersteuerung ausgibt,
wobei die Schaltersteuerung ein festgelegtes erstes Pulssignal generiert und ein zweites Pulssignal auf der Basis eines Vergleichs zwischen einem festgelegten Haltestromwert und dem Stromdetektionswert und das erste Pulssignal und das zweite Pulssignal dem Schalter zuführt, und
wobei der Schalter die gleichgerichtete Stromquellenspannung auf die Magnetspule während eines Zeitraumes aufbringt, in dem ihm das erste Pulssignal zugeführt wird, und die gleichgerichtete Stromquellenspannung als die zweite Spannung auf die Magnetspule während eines Zeitraumes aufbringt, in dem ihm das zweite Pulssignal zugeführt wird.
In diesem Fall weist die Schaltersteuerung vorzugsweise folgende Elemente auf:
eine Einzelpulsgenerierungsschaltung zur Generierung eines Einzelpulses auf der Basis der geglätteten Stromquellenspannung,
eine Kurzpulsgenerierungsschaltung, die auf der Basis der geglätteten Stromquellenspannung und eines Vergleichs zwischen dem Haltestromwert und dem Stromdetektionswert einen kurzen Puls mit einer Pulsweite generiert, die kürzer ist als eine Pulsweite des Einzelpulses, und
eine Stromzufuhreinheit, die während des Zeitraumes, in dem das Elektromagnetventil angetrieben wird, den Einzelpuls dem Schalter als das erste Pulssignal zuführt, während sie in dem Zeitraum, in dem der angetriebene Zustand des Elektromagnetventils aufrecht erhalten wird, den kurzen Puls dem Schalter als das zweite Pulssignal zuführt.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die Schaltersteuerung vorzugsweise folgende Elemente aufweisen:
eine Einzelpulsgenerierungsschaltung zur Generierung eines Einzelpulses auf der Basis der geglätteten Stromquellenspannung,
eine Wiederholungspulsgenerierungsschaltung, die auf der Basis der geglätteten Stromquellenspannung und eines Vergleichs zwischen dem Haltestromwert und dem Stromdetektionswert einen Wiederholungspuls mit einer Pulsweite generiert, die kürzer ist als eine Pulsweite des Einzelpulses, und
eine Pulszufuhreinheit, die während des Zeitraumes, in dem das Elektromagnetventil angetrieben wird, dem Schalter den Einzelpuls als das erste Pulssignal zuführt, während sie während des Zeitraumes, in dem der angetriebene Zustand des Elektromagnetventils aufrecht erhalten wird, dem Schalter den Wiederholungspuls als das zweite Pulssignal zuführt.
In dem Fall, dass eine zeitliche Steuerung der Zufuhr des zweiten Pulssignals zu dem Schalter auf der Basis des Stromdetektionswertes lediglich während des Zeitraumes durchgeführt wird, in dem der angetriebene Zustand des Elektromagnetventils aufrecht erhalten wird, können auf diese Weise die oben beschriebenen vorteilhaften Wirkungen hinsichtlich der zeitlichen Steuerung einfach erreicht werden.
Außerdem stellt bei allen der oben beschriebenen Ausführungsformen die Schaltersteuerung vorzugsweite die Pulsweite des zweiten Pulssignals auf der Basis eines Vibrationserfassungswertes von einem Vibrationsdetektor, der Vibrationen des Elektromagnetventils erfasst, ein.
Wenn die Haltekraft reduziert wird, um Strom zu sparen, kann ins Auge gefasst werden, dass Vibrationen des Elektromagnetventils erzeugt werden könnten, die zu einem Stoppen des Elektromagnetventils führen könnten. Durch Vorsehen der Schaltersteuerung mit dem oben beschriebenen Aufbau können jedoch auch dann, wenn der durch die Magnetspule fließende Strom mit der Zeit aufgrund von Vibrationen variiert, durch Einstellen der Pulsweite in Reaktion auf solche Variationen eine Elektromagnetantriebsschaltung und ein Elektromagnetventil realisiert werden, die in der Lage sind, auf vibrationsbedingte Änderungen zu reagieren.
Im Einzelnen wird in dem Fall, dass Befürchtungen dahingehend bestehen, dass das Elektromagnetventil aufgrund von Vibrationen innerhalb des Elektromagnetventils, die durch Vibrationen oder Stöße und dgl. bewirkt werden, die von außen auf das Elektromagnetventil während eines Zeitraumes aufgebracht werden, in welchem der angetriebene Zustand des Elektromagnetventils aufrecht erhalten wird, durch Verlängern der Pulsweite und Vergrößern des Stromes (des Haltestromwertes), der durch die Magnetspule fließt, die Haltekraft auf den Kolben und den Ventilstopfen in dem Elektromagnetventil vergrößert, wodurch zuverlässig verhindert werden kann, dass das Elektromagnetventil in einen gestoppten Zustand gerät.
Mit der vorliegenden Erfindung können auf diese Weise Stromeinsparungen der Elektromagnetventilantriebsschaltung und des Elektromagnetventils mit guter Effizienz durchgeführt werden, da die Pulsweite länger eingestellt werden kann, um den Strom (Haltestromwert) nur in Fällen zu erhöhen, in denen eine hohe Haltekraft benötigt wird.
Vorzugsweise umfasst die Elektromagnetantriebsschaltung außerdem folgende Elemente:
einen Erregungszeitrechner zur Berechnung einer Erregungszeit der Magnetspule innerhalb einer Einmalbetätigungsdauer des Elektromagnetventils auf der Basis des Stromdetektionswertes,
einen Erregungszeitspeicher zum Speichern der Erregungszeit und
eine Erregungszeitbestimmungseinheit zur Berechnung einer Gesamterregungszeit der Magnetspule aus jeder der jeweiligen Erregungszeiten, die in dem Erregungszeitspeicher gespeichert sind und zum Bestimmen, ob die Gesamterregungszeit länger ist als eine festgelegte erste Erregungszeit oder nicht,
wobei die Erregungszeitbestimmungseinheit ein Pulsweitenänderungssignal an die Schaltersteuerung ausgibt, das den Befehl erteilt, dass die Pulsweite des ersten Pulssignals geändert wird, wenn festgelegt wird, dass die Gesamterregungszeit länger ist als die erste Erregungszeit, und
wobei die Schaltersteuerung die Pulsweite des ersten Pulssignals auf der Basis des Pulsweitenänderungssignals verlängert.
Aus diesem Grund kann die Antriebssteuerung des Elektromagnetventils auch in Fällen effizient durchgeführt werden, in denen die Antriebsleistung des Elektromagnetventil durch die Verwendung des Elektromagnetventils über einen längeren Zeitraum verringert wird, indem die Pulsweite des ersten Pulssignals länger eingestellt wird, wenn die Gesamterregungszeit des Elektromagnetventils länger wird als die erste Erregungszeit, da der Strom (Aktivierungsstromwert), der durch die Magnetspule fließt, größer wird, und die Aktivierungskraft kann erhöht werden.
In diesem Fall kann die Erregungszeitbestimmungseinheit vorzugsweise ein Nutzungsgrenzen-Benachrichtigungssignal nach außen ausgeben, das darüber informiert, dass das Elektromagnetventil eine Nutzungsgrenze erreicht hat, wenn festgestellt wird, dass die Gesamterregungszeit länger ist als eine zweite Erregungszeit, die so gewählt ist, dass sie länger ist als die erste Erregungszeit.
Aus diesem Grunde wird es möglich, das Elektromagnetventil schnell auszutauschen, wann immer seine Nutzungsgrenze erreicht wird, so dass die Zuverläs sigkeit im Hinblick auf die Nutzungsgrenze (Lebensdauer) des Elektromagnetventils verbessert wird.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die Elektromagnetventilantriebsschaltung vorzugsweise außerdem:
einen Elektromagnetventilbetätigungsdetektor zur Erfassung, dass das Elektromagnetventil in Betrieb ist, auf der Basis des Stromdetektionswertes,
einen Detektionsergebnisspeicher zur Speicherung eines Detektionsergebnisses des Elektromagnetventilbetriebsdetektors und
eine Bestimmungseinheit der akkumulierten Zahl von Betriebszeiten zur Berechnung einer akkumulierten Zahl von Betriebszeiten des Elektromagnetventils aus den jeweiligen Detektionsergebnissen, die in dem Detektionsergebnisspeicher gespeichert sind, und zum Bestimmen, ob die akkumulierte Zahl der Betriebszeiten eine festgelegte erste Zahl von Betriebszeiten überschreitet oder nicht,
wobei die Bestimmungseinheit für die akkumulierte Zahl von Betriebszeiten ein Pulsweitenänderungssignal an die Schaltersteuerung ausgibt, das den Befehl erteilt, dass die Pulsweite des ersten Pulssignals geändert werden soll, wenn festgestellt wird, dass die akkumulierte Zahl von Betriebszeiten die erste Zahl von Betriebszeiten überschreitet, und
wobei die Schaltersteuerung die Pulsweite des ersten Pulssignals auf der Basis des Pulsweitenänderungssignals verlängert.
Wird die Pulsweite des ersten Pulssignals zu Zeiten verlängert, an denen die akkumulierte Zahl von Betriebszeiten des Elektromagnetventils die erste Zahl von Betriebszeiten überschreitet, kann die Steuerung des Elektromagnetventils effizient durchgeführt werden, da der Strom (Aktivierungsstromwert), der durch die Magnetspule fließt, größer wird, und die Aktivierungskraft kann erhöht werden.
In diesem Fall wird bevorzugt, dass die Bestimmungseinheit für die akkumulierte Zahl von Betriebszeiten ein Nutzungsgrenzen-Benachrichtigungssignal nach außen ausgibt, das darüber informiert, dass das Elektromagnetventil eine Nutzungsgrenze erreicht hat, wenn festgestellt wird, dass die akkumulierte Zahl von Betriebszeiten eine zweite Zahl von Betriebszeiten überschreitet, die so eingestellt ist, dass sie größer ist als die erste Zahl von Betriebszeiten.
Aus diesem Grunde wird es möglich, das Elektromagnetventil schnell auszutauschen, wenn seine Nutzungsgrenze erreicht ist, so dass die Zuverlässigkeit im Hinblick auf die Nutzungsgrenze (Lebensdauer) des Elektromagnetventils verbessert wird.
Außerdem umfasst die Elektromagnetventilantriebsschaltung folgende Elemente:
eine Stromdetektionswert-Überwachungseinheit zur Überwachung einer Verringerung des Stromdetektionswertes während eines Zeitraumes, in dem das Elektromagnetventil angetrieben wird,
wobei die Stromdetektionswert-Überwachungseinheit ein Zeitverzögerungs-Benachrichtigungssignal nach außen ausgibt, um darüber zu informieren, dass eine Zeitverzögerung in einem Zeitraum von einer Antriebsstartzeit des Elektromagnetventils zu einer Zeit, an welcher der Stromdetektionswert abnimmt, erzeugt wurde, wenn festgestellt wird, dass der Zeitraum länger war als ein festgelegter eingestellter Zeitraum.
Aus diesem Grunde wird es möglich, ein Elektromagnetventil schnell auszutauschen, bei dem die Zeit, die erforderlich ist, damit der Stromdetektionswert absinkt, größer wird und daher die Antriebsleistung verschlechtert ist. Indem die Elektromagnetventilantriebsschaltung den oben beschriebenen Aufbau aufweist, kann somit die Erfassung der Nutzungsgrenze (Lebensdauer) des Elektromagnetventils auf der Basis des Ansprechverhaltens des Elektromagnetventils während des Zeitraumes, in dem das Elektromagnetventil angetrieben wird, effizient durchgeführt werden.
Außerdem umfasst die Elektromagnetventilantriebsschaltung vorzugsweise einen Widerstand, der in der Lage ist, einen Eingangsstrom, der zu der Antriebsstartzeit des Elektromagnetventils zu der Schaltersteuerung fließt, einzustellen, um diesen unter einen Maximalwert des durch die Magnetspule fließenden Stromes zu halten, wobei eine Reihenschaltung bestehend aus dem Widerstand und der Schaltersteuerung und die Magnetspule elektrisch parallel zu dem Gleichrichterschaltkreis angeschlossen sind.
Aus diesem Grunde wird es möglich, die Schaltersteuerung zuverlässig vor einem Einschaltstrom zu schützen, und das Elektromagnetventil kann auch mit einer Wechselstromquelle mit einer relativ hohen Stromquellenspannung einfach eingesetzt werden. Durch Durchführen einer solchen Gegenmaßnahme im Hinblick auf den Einschaltstrom können unbeabsichtigte oder fehlerhafte Betätigungen der Elektromagnetventilantriebsschaltung oder des Elektromagnetventils, die durch Spannungsstöße bewirkt würden, die während der Start- und Stoppzeiten des Elektromagnetventils kurzzeitig innerhalb der Elektromagnetventilantriebsschaltung generiert werden, zuverlässig verhindert werden.
Bei allen beschriebenen Ausführungsformen weist die Elektromagnetventilantriebsschaltung eine zeitliche Steuerung der Zufuhr eines ersten Pulssignals und/oder eines zweiten Pulssignals zu dem Schalter auf der Basis eines Vergleichs entweder des Aktivierungsstromwertes und/oder des Haltewertes mit dem Stromdetektionswert auf.
Andererseits ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, die Zufuhr des ersten Pulssignals und des zweiten Pulssignals zeitlich zu steuern, ohne den oben genannten Stromdetektionswert zu verwenden. Der Aufbau einer Elektromagnetventilantriebsschaltung zur Durchführung einer solchen zeitlichen Steuerung ist wie folgt:
eine Elektromagnetventilantriebsschaltung ist vorgesehen, bei welcher nach dem Aufbringen einer ersten Spannung auf die Magnetspule eines Elektromagnetventils zum Antreiben des Elektromagnetventils eine zweite Spannung auf die Magnetspule aufgebracht wird und ein angetriebener Zustand des Elektromagnetventils aufrecht erhalten wird,
wobei die Elektromagnetventilantriebsschaltung elektrisch an eine Wechselstromquelle und an die Magnetspule angeschlossen ist und außerdem eine Gleichrichterschaltung, eine Schaltersteuerung und einen Schalter aufweist, wobei die Gleichrichterschaltung eine Stromquellenspannung der Wechselstromquelle gleichrichtet,
wobei die Schaltersteuerung folgende Elemente aufweist:
eine Einzelpulsgenerierungsschaltung zur Generierung eines Einzelpulses,
eine Kurzpulsgenerierungsschaltung, die während eines Zeitraumes, in dem das Elektromagnetventil angetrieben wird, einen ersten kurzen Puls mit einer Pulsweite, die kürzer ist als eine Pulsweite des Einzelpulses, generiert, während sie während eines Zeitraumes, in welchem ein angetriebener Zustand des Elektromagnetventils aufrecht erhalten wird, einen zweiten kurzen Puls mit einer Pulsweite, die kürzer ist als die Pulsweite des ersten kurzen Pulses, generiert, und
eine Pulszufuhreinheit, die während des Zeitraumes, in dem das Elektromagnetventil angetrieben wird, den ersten kurzen Puls dem Schalter als das erste Pulssignal zuführt, nachdem der Einzelpuls dem Schalter als ein erstes Pulssignal zugeführt wurde, während sie während des Zeitraumes, in welchem der angetriebene Zustand des Elektromagnetventils aufrecht erhalten wird, den zweiten kurzen Puls dem Schalter als ein zweites Pulssignal zuführt,
wobei der Schalter die gleichgerichtete Stromquellenspannung als die erste Spannung auf die Magnetspule während eines Zeitraumes aufbringt, in dem ihm das erste Pulssignal zugeführt wird, und die gleichgerichtete Stromquellenspannung als die zweite Spannung der Magnetspule während eines Zeitraumes zuführt, in dem ihm das zweite Pulssignal zugeführt wird.
In diesem Fall umfasst die Elektromagnetventilantriebsschaltung vorzugsweise außerdem folgende Elemente:
eine Glättungsschaltung und eine Licht emittierende Diode,
wobei die Glättungsschaltung, eine Reihenschaltung, die aus der Licht emittierenden Diode und der Schaltersteuerung besteht, und die Magnetspule, elektrisch parallel zu der Gleichrichterschaltung angeschlossen sind,
wobei die Glättungsschaltung die gleichgerichtete Stromquellenschaltung glättet,
wobei die geglättete Stromquellenspannung der Schaltersteuerung von der Glättungsschaltung durch die Licht emittierende Diode zugeführt wird,
wobei die Licht emittierende Diode in der Lage ist, illuminiert zu werden, wenn der Strom durch die Magnetspule fließt,
wobei die Einzelpulsgenerierungsschaltung den einzelnen Puls auf der Basis der geglätteten Stromquellenspannung generiert, und
wobei die Kurzpulsgenerierungsschaltung den ersten kurzen Puls und den zweiten kurzen Puls auf der Basis der geglätteten Stromquellenspannung generiert.
Außerdem ist gemäß der vorliegenden Erfindung eine Elektromagnetventilantriebsschaltung vorgesehen, bei welcher nach dem Aufbringen einer ersten Spannung auf die Magnetspule eines Elektromagnetventils zum Antreiben des Elektromagnetventils eine zweite Spannung auf die Magnetspule aufgebracht wird und ein angetriebener Zustand des Elektromagnets aufrecht erhalten wird,
wobei die Elektromagnetventilantriebsschaltung elektrisch an eine Wechselstromquelle und an die Magnetspule angeschlossen ist und außerdem eine Gleichrichterschaltung, eine Schaltersteuerung und einen Schalter aufweist,
wobei die Gleichrichterschaltung eine Stromquellenspannung der Wechselstromquelle gleichrichtet,
wobei die Schaltersteuerung folgende Elemente aufweist:
eine Einzelpulsgenerierungsschaltung zur Generierung eines einzelnen Pulses,
eine Wiederholungspulsgenerierungsschaltung, die während eines Zeitraumes, in dem das Elektromagnetventil angetrieben wird, einen ersten Wiederholungspuls mit einer Pulsweite generiert, die kürzer ist als eine Pulsweite des einzelnen Pulses, während sie während eines Zeitraumes, in dem ein angetriebener Zustand des Elektromagnetventils aufrecht erhalten wird, einen zweiten Wiederholungspuls generiert, der eine Pulsweite aufweist, die kürzer ist als die Pulsweite des ersten Wiederholungspulses, und
eine Pulszufuhreinheit, die während des Zeitraumes, in dem das Elektromagnetventil angetrieben wird, den ersten Wiederholungspuls dem Schalter als ein erstes Pulssignal zuführt, nachdem der einzelne Puls dem Schalter als das erste Pulssignal zugeführt wurde, während sie während des Zeitraumes, in dem der angetriebene Zustand des Elektromagnetventils aufrecht erhalten wird, den zweiten Wiederholungspuls dem Schalter als ein zweites Pulssignal zuführt,
wobei der Schalter die gleichgerichtete Stromquellenspannung als die erste Spannung während eines Zeitraumes der Magnetspule zuführt, in dem ihm das erste Pulssignal zugeführt wird, und die gleichgerichtete Stromquellenspannung als die zweite Spannung während eines Zeitraumes der Magnetspule zuführt, in dem ihm das zweite Pulssignal zugeführt wird.
In diesem Fall umfasst die Elektromagnetventilantriebsschaltung vorzugsweise außerdem folgende Elemente:
eine Glättungsschaltung und eine Licht emittierende Diode,
wobei die Glättungsschaltung, eine Reihenschaltung, die aus der Licht emittierenden Diode und der Schaltersteuerung besteht, und die Magnetspule elektrisch parallel zu der Gleichrichterschaltung angeschlossen sind,
wobei die Glättungsschaltung die gleichgerichtete Stromquellenschaltung glättet,
wobei die geglättete Stromquellenspannung der Schaltersteuerung von der Glättungsschaltung durch die Licht emittierende Diode zugeführt wird,
wobei die Licht emittierende Diode illuminiert werden kann, wenn der Strom durch die Magnetspule fließt,
wobei die Einzelpulsgenerierungsschaltung den einzelnen Puls auf der Basis der geglätteten Stromquellenspannung generiert und
wobei die Wiederholungspulsgenerierungsschaltung den ersten Wiederholungspuls und den zweiten Wiederholungspuls auf der Basis der geglätteten Stromquellenspannung generiert.
Außerdem ist gemäß der vorliegenden Erfindung eine Elektromagnetventilantriebsschaltung vorgesehen, bei welcher nach dem Aufbringen einer ersten Spannung auf eine Magnetspule eines Elektromagnetventils zum Antreiben des Elektromagnetventils eine zweite Spannung auf die Magnetspule aufgebracht wird und ein angetriebener Zustand des Elektromagnetventils aufrecht erhalten wird,
wobei die Elektromagnetventilantriebsschaltung elektrisch an eine Wechselstromquelle und an die Magnetspule angeschlossen ist und außerdem eine Gleichrichterschaltung, eine Glättungsschaltung, eine Licht emittierende Diode, eine Schaltersteuerung und einen Schalter aufweist,
wobei die Glättungsschaltung, eine Reihenschaltung, die aus der Licht emittierenden Diode und der Schaltersteuerung besteht und die Magnetspule elektrisch parallel zu der Gleichrichterschaltung angeschlossen sind,
wobei die Gleichrichterschaltung eine Stromquellenspannung der Wechselstromquelle gleichrichtet,
wobei die Glättungsschaltung die gleichgerichtete Stromquellenspannung glättet,
wobei die geglättete Stromquellenspannung der Schaltersteuerung von der Glättungsschaltung durch die Licht emittierende Diode zugeführt wird,
wobei die Licht emittierende Diode illuminiert werden kann, wenn der Strom durch die Magnetspule fließt,
wobei die Schaltersteuerung folgende Elemente aufweist:
eine Einzelpulsgenerierungsschaltung zur Generierung eines einzelnen Pulses auf der Basis der geglätteten Stromquellenspannung,
eine Kurzpulsgenerierungsschaltung zur Generierung eines kurzen Pulses mit einer Pulsweite, die kürzer ist als eine Pulsweite des Einzelpulses, auf der Basis der geglätteten Stromquellenspannung, und
eine Pulszufuhreinheit, die während des Zeitraumes, in dem das Elektromagnetventil angetrieben wird, den Einzelpuls des dem Schalter als das erste Pulssignal zuführt, während sie in dem Zeitraum, in dem der angetriebene Zustand des Elektromagnetventils aufrecht erhalten wird, den kurzen Puls dem Schalter als das zweite Pulssignal zuführt,
wobei der Schalter die gleichgerichtete Stromquellenspannung als die erste Spannung während eines Zeitraumes der Magnetspule zuführt, indem ihm das erste Pulssignal zugeführt wird, und die gleichgerichtete Stromquellenspannung als die zweite Spannung während eines Zeitraumes auf die Magnetspule aufbringt, in dem ihm das zweite Pulssignal zugeführt wird.
Weiterhin ist gemäß der vorliegenden Erfindung eine Elektromagnetventilantriebsschaltung vorgesehen, in der nach dem Aufbringen der ersten Spannung auf eine Magnetspule eines Elektromagnetventils zum Antreiben des Elektromagnetventils eine zweite Spannung auf die Magnetspule aufgebracht wird und ein angetriebener Zustand des Elektromagnetventils aufrecht erhalten wird,
wobei die Elektromagnetventilantriebsschaltung elektrisch an eine Wechselstromquelle und an die Magnetspule angeschlossen ist und außerdem eine Gleichrichterschaltung, eine Glättungsschaltung, eine Licht emittierende Diode, ein Schaltersteuerung und einen Schalter aufweist,
wobei die Glättungsschaltung, eine Reihenschaltung, die aus der Licht emittierenden Diode und der Schaltersteuerung besteht, und die Magnetspule elektrisch parallel zu der Gleichrichterschaltung angeschlossen sind,
wobei die Gleichrichterschaltung eine Stromquellenspannung der Wechselstromquelle gleichrichtet,
wobei die Glättungsschaltung die gleichgerichtete Stromquellenspannung glättet,
wobei die geglättete Stromquellenspannung der Schaltersteuerung von der Glättungsschaltung durch die Licht emittierende Diode zugeführt wird,
wobei die Licht emittierende Diode illuminiert werden kann, wenn der Strom durch die Magnetspule fließt,
wobei die Schaltersteuerung folgende Elemente aufweist:
eine Einzelpulsgenerierungsschaltung zur Generierung eines einzelnen Pulses auf der Basis der geglätteten Stromquellenspannung,
einer Wiederholungspulsgenerierungsschaltung zur Generierung eines Wiederholungspulses mit einer Pulsweite, die kürzer ist als eine Pulsweite des einzelnen Pulses, auf der Basis der geglätteten Stromquellenspannung, und
eine Pulszufuhreinheit, die während des Zeitraumes, in dem das Elektromagnetventil angetrieben wird, den Einzelpuls dem Schalter als ein erstes Pulssignal zuführt, während sie während des Zeitraumes, in dem der angetriebene Zustand des Elektromagnetventils aufrecht erhalten wird, dem Schalter den Wiederholungspuls als ein zweites Pulssignal zuführt,
wobei der Schalter die gleichgerichtete Stromquellenspannung als die erste Spannung während eines Zeitraumes auf die Magnetspule aufbringt, in dem ihm das erste Pulssignal zugeführt wird, und die gleichgerichtete Stromquellenspannung als die zweite Spannung in einem Zeitraum auf die Magnetspule aufbringt, in dem ihm das zweite Pulssignal zugeführt wird.
Obwohl der Aufbau einen Stromdetektor nicht umfasst, können mit dieser Erfindung für den Fall, dass der Aktivierungsstromwert und der Haltestromwert vorab bekannt sind, das erste Pulssignal und das zweite Pulssignal auf der Basis des Aktivierungsstromwertes und des Haltestromwertes generiert werden. Durch Zufuhr dieser Pulssignale zu dem Schalter wird eine zeitliche Steuerung der Zufuhr des ersten Pulssignals und/oder des zweiten Pulssignals zu dem Schalter ermöglicht, so dass die oben beschriebenen Vorteile einer solchen zeitlichen Steuerung einfach erreicht werden können.
Bei allen den oben beschriebenen Elektromagnetventilantriebsschaltungen ist außerdem die Wechselstromquelle vorzugsweise elektrisch über einen Schalter, einen Triac oder einen Opto-Triac an die Gleichrichterschaltung angeschlossen.
In dem Fall, dass die Wechselstromquelle elektrisch über den Triac oder den Opto-Triac an die Gleichrichterschaltung angeschlossen ist, umfasst die Gleichrichterschaltung außerdem vorzugsweise eine Brückenschaltung mit Dioden, so dass dann, wenn die Stromquellenspannung niedriger ist als ein festgelegter Spannungswert, die Dioden aus einem EIN-Zustand in einen AUS-Zustand umgeschaltet werden.
In dem Fall, dass die Wechselstromquelle elektrisch über ein Kontaktrelais, wie den oben beschriebenen Schalter, mit der Gleichrichterschaltung verbunden ist, wenn der Schalter in einem EIN-Zustand ist, kann die Stromquellenspannung der Gleichrichterschaltung von der Wechselstromquelle zugeführt werden, um das Elektromagnetventil schnell anzutreiben. Wenn andererseits der Schalter in einem AUS-Zustand ist, wird die Zufuhr der Stromquellenspannung zu der Gleichrichterschaltung von der Wechselstromquelle beendet, wodurch die Betätigung des Elektromagnetventils schnell gestoppt werden kann.
In dem Fall, dass die Wechselstromquelle elektrisch über ein kontaktfreies Relais, bspw. den Triac oder den Opto-Triac, angeschlossen ist, wird im Gegensatz dazu als Folge eines als Trigger wirkenden Gatestromes oder eines Lichteinfalls von außen der Triac oder der Opto-Triac schnell in einen EIN-Zustand versetzt. Andererseits wird aber der durch den Triac oder den Opto-Triac fließende Strom abgesenkt, bis er sich nahe an Null nähert. Dauert ein solcher Zustand nicht für eine lange Zeitdauer an, tritt kein Umschalten aus einem EIN-Zustand in einen AUS-Zustand ein.
Dies wird durch die Magnetspule bewirkt, die als eine induktive Last wirkt, was dazu führt, dass der durch den Triac oder den Opto-Triac fließende Strom nicht schnell auf das Null-Niveau abgesenkt wird, auch wenn die Stromquellenspannung verringert wird. Während der Triac oder der Opto-Triac einfach so wie sie sind in das Elektromagnetventil integriert, könnten dementsprechend der Triac oder der Opto-Triac nicht innerhalb eines kurzen Zeitraumes aus einem EIN-Zustand in einen AUS-Zustand umgeschaltet werden.
Dementsprechend wird die Gleichrichterschaltung mit Hilfe der Dioden als eine Brückenschaltung konfiguriert, so dass dann, wenn die Stromquellenspannung der Wechselstromquelle geringer wird als der festgelegte Stromwert, die Dioden aus einem EIN-Zustand in einen AUS-Zustand umgeschaltet werden, wodurch der von der Wechselstromquelle in Richtung der Gleichrichterschaltung durch den Triac oder den Opto-Triac fließende Strom oder ein in einer hierzu entgegengesetzten Richtung fließender Strom schnell in die Nähe von Null abgesenkt werden. Als Folge hiervon wird die Zeitdauer, für welche der Strom auf dem Null-Niveau ist, verlängert, so dass der Triac oder der Opto-Triac einfach aus dem EIN-Zustand in den AUS-Zustand umgeschaltet werden können.
Ist die festgelegte Spannung ein Spannungswert auf der Basis einer Durchlassspannung der Dioden der Brückenschaltung, dann wird ein Umschalten aus einem EIN-Zustand des Triacs oder des Opto-Triacs in den AUS-Zustand weiter erleichtert, da die Dioden zuverlässig aus dem EIN-Zustand in den AUS-Zustand umgeschaltet werden können.
Da ein Umschalten aus einem EIN-Zustand in einen AUS-Zustand der Dioden der Gleichrichterschaltung genutzt wird, wodurch der Triac in kurzer Zeit aus dem EIN-Zustand in den AUS-Zustand umgeschaltet werden kann, kann somit gemäß der vorliegenden Erfindung ein Triac oder ein Opto-Triac als Schaltmittel zur Steuerung der elektrischen Verbindung zwischen der Wechselstromquelle und der Gleichrichterschaltung eingesetzt werden.
Die gleichen vorteilhaften Wirkungen der oben beschriebenen Elektromagnetventilantriebsschaltungen können außerdem in einfacher Weise auch bei einem Elektromagnetventil erreicht werden, welches die oben beschriebenen verschiedenen Elektromagnetventilantriebsschaltungen aufweist.
Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Schaltung eines Elektromagnetventils gemäß einer ersten Ausführungsform,
2A ist ein Zeitdiagramm einer relativ niedrigen Stromquellenspannung bei dem Elektromagnetventil gemäß 1,
2B ist ein Zeitdiagramm eines einzelnen Pulssignals, das einer Pulszufuhreinheit von einer Einzelpulsgenerierungsschaltung zugeführt wird,
2C ist ein Zeitdiagramm eines Pulssignals, das der Pulszufuhreinheit von einer PWM-Schaltung zugeführt wird,
2D ist ein Zeitdiagramm eines Steuersignals, das einem Gate-Anschluss eines MOSFET von der Pulszufuhreinheit zugeführt wird,
2E ist ein Zeitdiagramm einer Spannung, die auf eine Magnetspule aufgebracht wird,
2F ist ein Zeitdiagramm eines Stroms, der durch die Magnetspule fließt,
3A ist ein Zeitdiagramm einer relativ hohen Stromquellenspannung bei dem Elektromagnetventil gemäß 1,
3B ist ein Zeitdiagramm eines einzelnen Pulssignals, das von einer Einzelpulsgenerierungsschaltung einer Pulszufuhreinheit zugeführt wird,
3C ist ein Zeitdiagramm eines Pulssignals, das der Pulszufuhreinheit von einer PWM-Schaltung zugeführt wird,
3D ist ein Zeitdiagramm eines Steuersignals, das einem Basisanschluss eines MOSFET von der Pulszufuhreinheit zugeführt wird,
3E ist ein Zeitdiagramm einer Spannung, die auf eine Magnetspule aufgebracht wird,
3F ist ein Zeitdiagramm eines Stroms, der durch die Magnetspule fließt,
4 zeigt eine Schaltung eines Elektromagnetventils gemäß einer zweiten Ausführungsform,
5 zeigt eine Schaltung für ein Elektromagnetventil gemäß einer dritten Ausführungsform,
6 zeigt eine Schaltung für ein Elektromagnetventil gemäß einer vierten Ausführungsform,
7 zeigt eine Schaltung für ein Elektromagnetventil gemäß einer fünften Ausführungsform,
8 zeigt eine Schaltung für ein Elektromagnetventil gemäß einer sechsten Ausführungsform,
9 zeigt eine Schaltung für ein Elektromagnetventil gemäß einer siebten Ausführungsform,
10 zeigt eine Schaltung für ein Elektromagnetventil gemäß einer achten Ausführungsform,
11 zeigt eine Schaltung für ein Elektromagnetventil gemäß einer neunten Ausführungsform und
12 zeigt eine Schaltung für ein Elektromagnetventil gemäß einer zehnten Ausführungsform.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Wie in der Schaltung gemäß 1 gezeigt ist, weist das Elektromagnetventil (Solenoidventil) 10A gemäß einer ersten Ausführungsform eine Elektromagnetventilantriebsschaltung 14 auf, die elektrisch an eine Wechselstromquelle 16 angeschlossen ist, und eine Magnetspule 12, die elektrisch an die Elektromag netventilantriebsschaltung 14 angeschlossen ist. In diesem Fall ist eine Seite (die obere Seite in 1) der Wechselstromquelle 16 elektrisch über einen Schalter 18 und Dioden 22, 32 innerhalb der Elektromagnetventilantriebsschaltung 14 elektrisch an die Magnetspule 12 angeschlossen, während die andere Seite (die untere Seite in 1) der Wechselstromquelle 16 über eine Diode 28 innerhalb der Elektromagnetventilantriebsschaltung 14 mit der Masse (Erde) verbunden ist.
Die Elektromagnetventilantriebsschaltung 14 umfasst einen Stromstoßabsorber 30, eine Gleichrichterschaltung 20, Dioden 32, 34, 36, 39, einen MOSFET (Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor) 38, der als ein Schalter dient, eine Schaltersteuerung 40, Widerstände 42, 50, 52, 66, 70, 76, Kondensatoren 48, 56, eine Glättungsschaltung 47, eine Licht emittierende Diode (LED) 54 und eine Stromdetektionsschaltung (Stromdetektor) 72.
In diesem Fall kann die Elektromagnetventilantriebsschaltung 14 zusammen mit der Magnetspule 12 innerhalb des Elektromagnetventils 10A angeordnet sein, oder sie kann alternativ außerhalb eines nicht dargestellten Elektromagnetventilgrundkörpers, welcher die Magnetspule 12 aufnimmt, angeordnet sein. Dementsprechend kann das Elektromagnetventil 10A einen Aufbau aufweisen, bei welchem die Elektromagnetventilantriebsschaltung 14 elektrisch über ein nicht dargestelltes Kabel mit der Magnetspule 12 innerhalb eines kommerziell erhältlichen Elektromagnetventils angeschlossen ist, einen Aufbau, bei welchem die Elektromagnetventilantriebsschaltung 14 als externe Einheit an einem solchen kommerziell erhältlichen Elektromagnetventil angebracht ist, oder einen Aufbau, bei welchem die als Einheit gestaltete Elektromagnetventilantriebsschaltung 14 außen an einem kommerziell erhältlichen Elektromagnetventilverteiler angebracht ist.
Außerdem umfasst die Schaltersteuerung 40 eine Konstantspannungsschaltung 58, eine Niedrigspannung-Detektionsschaltung 59, eine PWM-Schaltung (Kurzpulsgenerierungsschaltung, Wiederholungspulsgenerierungsschaltung) 60, einen Oszillator 61, eine Einzelpulsgenerierungsschaltung 62 und eine Pulszufuhreinheit 64. Die Schaltersteuerung 40, der MOSFET 38, die Diode 39 und die Stromdetektionsschaltung 72, wie sie oben beschrieben wurden, können bspw. als ein kundenspezifischer IC (integrierte Schaltung) konfiguriert werden.
Der Stromstoßabsorber 30 ist elektrisch parallel zu einer Reihenschaltung angeschlossen, die aus der Wechselstromquelle 16 und dem Schalter 18 besteht. Außerdem ist die Gleichrichterschaltung 20 elektrisch parallel zu dem Stromstoßabsorber 30 angeschlossen. Außerdem ist eine Reihenschaltung, die aus der Diode 34, dem Widerstand 42, der LED 54, der Schaltersteuerung 40 und den Widerständen 50, 52, 76 besteht, elektrisch parallel zu der Gleichrichterschaltung 20 angeschlossen. Außerdem ist eine Reihenschaltung, die aus der Diode 32, der Magnetspule 12, dem MOSFET 38 und dem Widerstand 70 besteht, elektrisch parallel zu einer anderen Reihenschaltung geschaltet, die aus der Diode 34, dem Widerstand 42, der LED 54, der Schaltersteuerung 40 und den Widerständen 50, 52, 76 besteht. Weiterhin ist der Kondensator 56 elektrisch parallel zu der LED 54 angeschlossen, und der Kondensator 58 ist elektrisch parallel zu einer Reihenschaltung angeschlossen, die aus den Widerständen 50, 52, 76 besteht. Die Diode 36 ist elektrisch parallel zu der Magnetspule 12 angeschlossen, und die Diode 39 ist elektrisch zwischen dem Drain-Anschluss D und dem Sourceanschluss S des MOSFET 38 angeschlossen. Weiterhin ist die Glättungsschaltung 47 so gestaltet, dass der Kondensator 44 und eine Zener-Diode 46 elektrisch parallel angeschlossen sind. Die Glättungsschaltung 47 ist elektrisch parallel zu einer Reihenschaltung angeschlossen, die aus der LED 54, der Schaltersteuerung 40 und den Widerständen 50, 52, 76 besteht.
Der oben genannte Stromstoßabsorber 30 wirkt als ein schaltungsschützender spannungsabhängiger Widerstand, der den Stromstoß, der in der Elektromagnetventilantriebsschaltung 14 aufgrund einer Überspannung fließt, zu den Aktivierungs- oder Stoppzeiten (Zeiten T₀ und T₁ in den 2F und 3F) des Elektromagnetventils 10A, wenn der Schalter 18 geöffnet und geschlossen wird, als eine Folge davon, dass der Widerstandswert des Stromstoßabsorbers 30 zeitweise in Reaktion auf die Überspannung abnimmt, welche zeitweise in der Elektromagnetventilantriebsschaltung 14 generiert wird, schnell zur Erde kanalisiert. Die Überspannung ist definiert als eine Spannung, die größer ist als ein Maximalwert Va der Stromquellenspannung V₀ oder als ein Maximalwert Va' der Stromquellenspannung V₀' der Wechselstromquelle 16 (wobei V₀ < V₀' und Va < Va'). Die Stromquellenspannung V₀ ist eine Wechselspannung (vgl. 2A) mit einer Periode der Zeitdauer T₂ (halbe Periode: Zeitdauer T₃) und einer Amplitude des Maximalwertes Va, während die Stromquellenspannung V₀' eine Wechselspannung (vgl. 3A) mit einer Periode der Zeitdauer T₂ (halbe Periode: Zeitdauer T₃) und einer Amplitude des Maximalwertes Va' ist.
Die Gleichrichterschaltung 20 ist als eine Brückenschaltung mit den Dioden 22 bis 28 ausgebildet, die eine vollständige Wellengleichrichtung hinsichtlich der Stromquellenspannung V₀, V₀' durchführt.
Die Diode 32 ist eine Schaltungsschutzdiode, die verhindern soll, dass Strom von der Magnetspule 12 durch die Diode 32 in Richtung der Gleichrichterschaltung 20 fließt. Die Diode 34 ist eine Schaltungsschutzdiode, die verhindern soll, dass Strom von dem Widerstand 42 durch die Diode 34 in Richtung der Gleichrichterschaltung 20 fließt. Außerdem ist die Diode eine Diode, die einen Strom zurückfließen lässt (zurück kanalisiert), welcher durch eine elektromotorische Rückwärtskraft bewirkt wird, die in einer geschlossenen Schaltung der Magnetspule 12 und der Diode 36 in der Magnetspule 12 zu einer Stoppzeit (T₁) des Elektromagnetventils 10A generiert wird, um den Strom schnell zu dämpfen. Die Diode 32 kann durch eine nicht-polarisierte Diodenbrücke (nicht dargestellt) ersetzt werden, falls dies gewünscht wird.
Der MOSFET 38 ist ein Halbleiterschaltelement, das zwischen dem Drain-Anschluss D und dem Source-Anschluss S zu einer Zeit in einen EIN-Zustand versetzt wird, wenn das Steuersignal Sc (erstes Pulssignal S1 oder zweites Pulssignal S2) den Gate-Anschluss G von der Schaltersteuerung 40 zugeführt wird, wodurch die Magnetspule 12 an der Seite des Drain-Anschlusses D und der Widerstand 70 an der Seite des Source-Anschlusses S elektrisch miteinander verbunden werden. Andererseits wird der MOSFET 38 zu einem Zeitpunkt zwischen dem Drain-Anschluss D und dem Source-Anschluss S in einen AUS-Zustand versetzt, wenn die Zufuhr des Steuersignals Sc zu dem Gate-Anschluss G angehalten wird, wodurch die elektrische Verbindung zwischen der Magnetspule 12 und dem Widerstand 70 unterbrochen wird.
In dem Schaltungsdiagramm gemäß 1 ist als Beispiel des Halbleiterschaltelementes ein Fall dargestellt, bei dem ein MOSFET 38 mit N-Kanal-Verarmung eingesetzt wird. Das Elektromagnetventil 10A gemäß der ersten Ausführungsform ist jedoch nicht auf diese Anordnung eingeschränkt. Es kann jede Art von Halbleiterschaltelement eingesetzt werden, das in der Lage ist, die elektrische Verbindung zwischen der Magnetspule 12 und dem Widerstand 70 schnell zu schalten, in Abhängigkeit davon, ob das Steuersignal Sc zugeführt wird oder nicht. Insbesondere kann anstelle des oben beschriebenen MOSFET 38 ein MOSFET mit N-Kanal Anreicherung, mit P-Kanal-Verarmung oder mit P-Kanal-Anreicherung, ein bipolarer Transistor oder ein Feldeffekttransistor selbstverständlich ebenfalls eingesetzt werden.
Außerdem ist die Diode 39 eine Schutzdiode für den MOSFET 38, die dazu dient, den Strom durchzulassen, der von dem Widerstand 70 in Richtung zu der Magnetspule 12 fließt.
Außerdem ist das oben genannte erste Pulssignal S1 ein Steuersignal Sc, das den Gate-Anschluss G des MOSFET 38 während des Zeitraumes zugeführt wird, in welchem das Elektromagnetventil 10A angetrieben wird (d. h. den Zeiträumen T₅, T₅' von der Zeit T₀ bis zu den Zeiten T₄, T₄' in den 2F und 3F). Andererseits ist das zweite Pulssignal S2 als ein Steuersignal Sc definiert, das dem Gate-Anschluss G des MOSFET 38 während des Zeitraums zugeführt wird, in welchem der angetriebene Zustand des Elektromagnetventils 10A aufrecht erhalten wird (d. h. den Zeiträumen T₆, T₆' von den Zeiten T₄, T₄' bis zu der Zeit T₁ in den 2F und 3F).
Die LED 54 liefert während eines Zeitraumes, in dem der Schalter 18 in einem EIN-Zustand ist, (d. h. dem Zeitraum von der Zeit T₀ bis T₁, wie es in den 2F und 3F gezeigt ist) eine Benachrichtigung nach außen, dass das Elektromagnetventil 10A in Betrieb ist, weil die LED 54 in Reaktion auf einen in Richtung von dem Widerstand 42 zu der Schaltersteuerung 40 fließenden Strom erleuchtet wird.
Der Kondensator 56 ist ein Bypass-Kondensator zum Durchlassen hochfrequenter Komponenten, die in dem Strom enthalten sind, der in der Richtung von dem Widerstand 42 zu der Schaltersteuerung 40 fließt, während der Kondensator 48 ein Bypass-Kondensator zum Durchlassen hochfrequenter Komponenten ist, die in dem Strom enthalten sind, der in der Richtung von der Konstantspannungsschaltung 58 zu den Widerständen 50, 52, 76 fließt.
Die Glättungsschaltung 47 glättet die Stromquellenspannung V₀, V₀', die in der Gleichrichterschaltung 20 zweiwege-gleichgerichtet wurde. Im Einzelnen wird die zweiwege-gleichgerichtete Stromquellenspannung V₀, V₀' durch die Zener-Diode 46 in eine Konstantspannung (Gleichspannung) mit einem festgelegten Wert umgewandelt, wobei sie außerdem durch eine Ladeaktion des Kondensa tors 44 geglättet wird. Die Stromquellenspannung V₀, V₀', die auf diese Weise geglättet wurde, wird der Konstantspannungsschaltung 58 und der Niederspannungsdetektionsschaltung 59 in der Schaltersteuerung 40 als eine Gleichspannung zugeführt.
Außerdem ist der Kondensator 44 ein Kondensator, der in der Lage ist, die zeitweise Unterbrechungszeit der Elektromagnetventilantriebsschaltung 14 einschließlich der Schaltersteuerung 40 einzustellen, indem er eine Änderung ihrer Kapazität bewirkt. Außerdem dient er als ein Bypass-Kondensator zum Abführen hochfrequenter Komponenten, die in dem Strom enthalten sind, der von dem Widerstand 42 in Richtung der LED 54, der Konstantspannungsschaltung 58 und der Niederspannungsdetektionsschaltung 59 fließt, zur Erde.
Der Widerstand 42 dient als ein Einschaltstrombegrenzungswiderstand, um einen Einschaltstrom niedrig zu halten, der in die Schaltersteuerung 40 fließt, wenn der Schalter 18 in einem EIN-Zustand ist, so dass er unter einen Nennwert (Nennstrom) des Stromes I bleibt, der durch die Magnetspule 12 fließt. Durch Durchführen einer Gegenmaßnahme gegen den Einschaltstrom dient der Widerstand 42 dementsprechend als ein Widerstand zur Verhinderung eines Fehlbetriebs der Elektromagnetventilantriebsschaltung 14 und des Elektromagnetventils 10A, der durch die Überspannung bewirkt würde, die an den Start- und Stoppzeiten des Elektromagnetventils 10A in der Elektromagnetventilantriebsschaltung 14 generiert werden.
Wenn der Strom I von der Magnetspule 12 durch den MOSFET 38 zu dem Widerstand 70 fließt, wird eine Spannung Vd entsprechend dem Strom I an dem Widerstand 70 generiert.
In einem Zeitraum (siehe 2F und 3F) von der Zeit T₀, wenn der Schalter 18 in einen EIN-Zustand versetzt wird, bis zu der Zeit T₁, wenn der Schalter einen AUS-Zustand annimmt, wird hierbei von der Glättungsschaltung 47 durch die LED 54 eine Gleichspannung V auf die Konstantspannungsschaltung 58 der Schaltersteuerung 40 aufgebracht. Die Konstantspannungsschaltung 58 wandelt die Gleichspannung V in eine Spannung V' mit einem festgelegten Niveau um und führt dann die Spannung V' den Widerständen 50, 52, 76 zu. Die Gleichspannung V steht für eine Gleichspannung, die von der Stromquellenspannung V₀, V₀' durch einen Spannungsabfall der LED 54 etc. reduziert wurde.
Der Oszillator 61 gibt ein Pulssignal Sp mit einer festgelegten Wiederholungsfrequenz (d. h. einer Wiederholungsfrequenz entsprechend der Periode des Zeitraumes T₇ gemäß 2C und 3C) an die PWM-Schaltung 60, die Einzelpulsgenerierungsschalung 62 und die Stromdetektionsschaltung 72 während einer Zeit aus, wenn die Gleichspannung V der Schaltersteuerung 40 zugeführt wird, und insbesondere während eines Zeitraumes, in dem der oben genannte Schalter 18 in einem EIN-Zustand ist.
Die Niedrigspannungsdetektionsschaltung 59 überwacht, ob die Gleichspannung V, die auf die Konstantspannungsschaltung 58 aufgebracht wird, auf oder unterhalb eines festgelegten Spannungsniveaus liegt oder nicht. In dem Fall, dass eine Gleichspannung erfasst wurde, die bei oder unterhalb des Spannungsniveaus liegt, wird ein Niedrigspannungsdetektionssignal Sv, das anzeigt, dass die Gleichspannung V, die eine Antriebsspannung zur Betätigung der Schaltersteuerung 40 ist, eine relativ niedrige Spannung ist, zu der Einzelpulsgenerierungsschaltung 62 und der Pulszufuhreinheit 64 ausgegeben.
Die Einzelpulsgenerierungsschaltung 62 generiert ein einzelnes Pulssignal Ss mit einer festgelegten Pulsweite auf der Basis des Pulssignales Sp von dem Oszillator 61 und liefert das einzelne Pulssignal Ss zu der Pulszufuhreinheit 64. In diesem Fall ist die Einzelpulsgenerierungsschaltung 62 im Wesentlichen so voreingestellt, dass sie die Zahl der Pulse des Pulssignals Sp, das von dem Oszillator 61 eingegeben wird, zählt und ein einzelnes Pulssignal Ss (vgl. 2B) mit einer Pulsweite (d. h. der Pulsweite des Zeitraumes T₅, wie es in 2F gezeigt ist) entsprechend einer festgelegten Zählzahl generiert. Es ist jedoch auch möglich, dass ein einzelnes Pulssignal Ss (vgl. 3B) generiert wird, das eine festgelegte Pulsweite (d. h. die Pulsweite des Zeitraumes T₁₁ gemäß 3F) entsprechend dem Widerstandswert des Widerstandes 66 aufweist.
Somit ist die Einzelpulsgenerierungsschaltung 62 eine Pulsgenerierungsschaltung, die in der Lage ist, die Pulsweite des Einzelpulssignals Ss entsprechend dem Widerstandswert des Widerstands 66 einzustellen. Außerdem gibt die Einzelpulsgenerierungsschaltung 62 ein Benachrichtigungssignal St an die PWM-Schaltung 60, um über den Ablauf der Zeiträume T₅, T₅' zu informieren.
Das Benachrichtigungssignal St ist definiert als ein Signal zur Benachrichtigung der PWM-Schaltung 60, dass eine Verschiebung von dem Zeitraum, während dem das Elektromagnetventil 10A angetrieben wird (die Zeiträume T₅, T₅' in den 2F und 3F) zu einem Zeitraum erfolgt ist, in dem der angetriebene Zustand aufrecht erhalten wird (die Zeiträume T₆, T₆' in den 2F und 3F), und wird von der Einzelpulsgenerierungsschaltung 62 zu den Zeiten T₄ und T₄' zu der PWM-Schaltung 60 ausgegeben. In diesem Fall werden die Zeiten T₄ und T₄' in der Einzelpulsgenerierungsschaltung 62 entsprechend eines Betriebes des Elektromagnetventils 10A (erster Betrieb oder zweiter Betrieb), der nachfolgend beschrieben wird, eingestellt. Außerdem hält in dem Fall, dass das Niedrigspannungsdetektionssignal Sv von der Niedrigspannungsdetektionsschaltung 59 eingegeben wird, die Einzelpulsgenerierungsschaltung 62 die Erzeugung des Einzelpulssignals Ss an und gibt das Benachrichtigungssignal St aus.
Die Stromdetektionsschaltung 72 fragt die Spannung Vd des Widerstandes 70 zu der Zeit des Pulssignals Sp ab, das von dem Oszillator 61 eingegeben wird, und die abgefragte Spannung Vd wird als ein Pulssignal Sd zu der PWM-Schaltung 60 ausgegeben. Da die Spannung Vd für eine Spannung steht, die dem durch die Magnetspule 12 fließenden Strom I entspricht, repräsentiert die Amplitude (Spannung Vd) des Pulssignals Sd, wie oben beschrieben wurde, einen Spannungswert (Stromerfassungswert), der den durch die Magnetspule 12 fließenden Strom I indiziert.
Die PWM-Schaltung 60 generiert ein Pulssignal Sr (erster kurzer Puls, erster Wiederholungspuls, zweiter kurzer Puls oder zweiter Wiederholungspuls) mit einem Spannungswert entsprechend einem gewünschten Stromwert (d. h. dem ersten Stromwert (Aktivierungsstromwert) I₁ und dem zweiten Stromwert (Haltestromwert) I₂, die in den 2F und 3F dargestellt sind) relativ zu dem Strom I, der durch die Magnetspule 12 fließt, einer Wiederholungsperiode (d. h. dem Zeitraum T₇ in den 2C und 3C) entsprechend der Wiederholfrequenz des Pulssignals Sp von dem Oszillator 61 auf der Basis eines Vergleichs mit der Amplitude (Spannung Vd) des Pulssignal Sd von der Stromerfassungsschaltung 72, und mit einer festgelegten relativen Einschaltdauer (d. h. den Verhältnissen T₈/T₇, T₉/T₇ der Zeiträume T₈, T₉ zu dem Zeitraum T₇) entsprechend dem Stromwert, und liefert das Pulssignal Sr zu der Pulszufuhreinheit 64.
In dem Elektromagnetventil 10A wird innerhalb der Zeiträume T₅, T₅' (siehe 2F und 3F) eine Erregungskraft (Aktivierungskraft), die durch den Strom I bewirkt wird, der durch die Magnetspule 12 fließt, auf einen nicht dargestellten beweglichen Kern (Kolben) des Elektromagnetventils 10A sowie auf den Ventilstopfen, der an einem Ende des Kolbens angebracht ist, ausgeübt, um dadurch das Elektromagnetventil 10A anzutreiben. Andererseits wird während Zeiträumen T₆ und T₆' eine andere Erregungskraft (Haltekraft), die durch den durch die Magnetspule 12 fließenden Strom I bewirkt wird, auf den Kolben und den Ventilstopfen ausgeübt, so dass der Kolben und der Ventilstopfen an einer festgelegten Position gehalten werden, wodurch der angetriebene Zustand des Elektromagnetventils 10A aufrecht erhalten wird.
In diesem Fall sind die Erregerkraft (Aktivierungskraft), die erforderlich ist, um den Kolben und den Ventilstopfen in den Zeiträumen T₅, T₅', welche Zeiträume definieren, während denen das Elektromagnetventil 10A angetrieben ist, anzutreiben, oder die minimal notwendige Erregungskraft (Haltekraft) zum Halten des Kolbens und des Ventilstopfens an einer festgelegten Position in den Zeiträumen T₆, T₆', die Zeiträume definieren, während denen das Elektromagnetventil 10A in dem angetriebenen Zustand gehalten wird, Werte, die durch Multiplikation der Zahl der Wicklungen (Windungen) der Magnetspule 12 mit dem Strom I, der durch die Magnetspule 12 fließt (jeweilige Erregungskräfte = Zahl der Wicklungen × Strom I) erhalten werden. Angenommen, dass die Aktivierungskraft, die zum Antreiben des Elektromagnetventils 10A benötigt wird, die minimal notwendige Haltekraft zum aufrecht erhalten des angetriebenen Zustands und die Zahl der Wicklungen jeweils vorab bekannt sind, kann daher ein optimaler Stromwert (erster Stromwert I₁ als der Aktivierungsstromwert) entsprechend der Aktivierungskraft sowie ein optimaler Stromwert (zweiter Stromwert I₂) als Haltestromwert) entsprechend der Haltekraft einfach berechnet werden.
Außerdem nimmt in den Zeiträumen, in denen das erste Pulssignal S1 und das zweite Pulssignal S2 von der Schaltersteuerung 40 dem Gate-Anschluss G des MOSFET 38 zugeführt werden, der durch die Magnetspule 12 fließende Strom zu, weil die Stromquellenspannungen V₀, V₀', die in der Gleichrichterschaltung 20 zweiwege-gleichgerichtet wurden, als die erste oder zweite Spannung auf die Magnetspule 12 aufgebracht werden und die Zufuhr von elektrischem Strom zu der Magnetspule 12 von der Wechselstromquelle 16 durch den Schalter 18, die Gleichrichterschaltung 20 und die Diode 32 durchgeführt wird. Andererseits wird während Zeiträumen, in denen die Zufuhr des ersten Pulssignals S1 und des zweiten Pulssignals S2 von der Schaltersteuerung 40 zu dem Gate-Anschluss des MOSFET 38 angehalten wird, der durch die Magnetspule 12 fließende Strom I verringert, weil die Zufuhr des elektrischen Stromes angehalten wird.
Durch zeitliche Steuerung der Zufuhr des ersten Pulssignals S1 und des zweiten Pulssignals S2 zu dem Gate-Anschluss G kann dementsprechend der durch die Magnetspule 12 fließende Strom I auf dem gewünschten Stromwert (dem ersten Stromwert I₁ und dem zweiten Stromwert I₂) gehalten werden.
Dementsprechend wird in der Elektromagnetventilantriebsschaltung 14 die Spannung Vd entsprechend dem durch die Magnetspule 12 fließenden Strom I von dem Widerstand 70 zu der Stromdetektionsschaltung 72 ausgegeben, und ein Pulssignal Sd mit der Amplitude der Spannung Vd, die durch den Stromdetektionswert indiziert wird, wird von der Stromdetektionsschaltung 72 zu der PWM-Schaltung 60 der Schaltersteuerung 40 zurückgeführt.
In der PWM-Schaltung 60 wird auf der Basis eines Vergleichs zwischen dem Spannungswert, der dem für die Aktivierungskraft optimalen Stromwert (erster Stromwert I₁) und der Amplitude (Spannung Vd) des zurückgeführten Pulssignals Sd entspricht, ein Pulssignal Sr (erster Wiederholungspuls oder erster kurzer Puls) generiert mit einer Wiederholungsperiode der Zeit T₇ und einer relativen Einschaltdauer von T₈/T₇. Andererseits wird auf der Basis eines Vergleichs zwischen dem Stromwert, der dem für die Haltekraft optimalen Stromwert (zweiter Stromwert I₂) und der Amplitude des zurückgeführten Pulssignals Sd entspricht, ein Pulssignal Sr (zweiter Wiederholungspuls oder zweiter kurzer Puls) generiert mit einer Wiederholungsperiode der Zeit T₇ und einer relativen Einschaltdauer von T₉/T₇.
Wie oben angegeben wurde, stehen die relativen Einschaltdauern (duty ratios) T₈/T₇ und T₉/T₇ für relative Einschaltdauern entsprechend optimalen Stromwerten (d. h. dem ersten Stromwert I₁ und dem zweiten Stromwert I₂), und diese relativen Einschaltdauern werden auf der Basis der Widerstandswerte der Widerstände 50, 52, 76 eingestellt. Im Einzelnen ist die relative Einschaltdauer T₈/T₇ eine relative Einschaltdauer entsprechend einer festgelegten Spannung, die generiert wird durch Division der Gleichspannung V', die von der Konstantspannungsschaltung 58 zugeführt wird, durch jeden der Widerstandswerte der Widerstände 52, 76, während die relative Einschaltdauer T₉/T₇ eine relative Einschaltdauer entsprechend einer festgelegten Spannung ist, welche generiert wird durch Division der Gleichspannung V', die von der Konstantspannungsschaltung 58 zugeführt wird, durch jeden der Widerstandswerte der Widerstände 50, 52, 76. Dementsprechend sind in der PWM-Schaltung die relativen Einschaltdauern T₈/T₇ und T₉/T₇ des Pulssignals Sr durch geeignete Änderung der Widerstandswerte der Widerstände 50, 52, 76 entsprechend den Größen des ersten Stromwertes I₁ und des zweiten Stromwertes I₂ einstellbar.
In diesem Fall wird in der PWM-Schaltung 60 der zweite Wiederholungspuls oder der zweite kurze Puls, die die relative Einschaltdauer T₉/T₇ aufweisen, als das Pulssignal Sr generiert (vgl. 2c). Alternativ wird der erste Wiederholungspuls oder der erste kurze Puls mit der relativen Einschaltdauer von T₈/T₇ als das Pulssignal Sr generiert bis das Benachrichtigungssignal St von der Einzelpulsgenerierungsschaltung 62 empfangen wird. Nach Empfang des Benachrichtigungssignals St wird dagegen der zweite Wiederholungspuls oder der zweite kurze Puls als das Pulssignal Sr generiert (vgl. 3C).
Der erste Wiederholungspuls und der erste kurze Puls sind Pulse mit einer Pulsweite (Zeitraum T₈), die kürzer ist als die Pulsweite des Einzelpulssignals Ss (vgl. 3). Das bedeutet, dass der erste Wiederholungspuls ein Puls mit einer Pulsweite der Zeitdauer T₈ ist, der generiert wird, um sich an einer Periode der Zeit T₇ zu wiederholen, während der erste kurze Puls ein Puls mit einer Pulsweite der Zeitdauer T₈ ist.
Außerdem sind der zweite Wiederholungspuls und der zweite kurze Puls Pulse mit einer Pulsweite (Zeitdauer T₉), die kürzer ist als die Pulsweiten des ersten Wiederholungspulses und des ersten kurzen Pulses (vgl. 2C und 3C). Das bedeutet, dass der zweite Wiederholungspuls ein Puls mit einer Pulsweite der Zeitdauer T₉ ist, der generiert wird, um sich an einer Periode der Zeit T₇ zu wiederholen. Dagegen ist der zweite kurze Puls ein Puls mit einer Pulsweite der Zeitdauer T₉.
Die Pulszufuhreinheit 64 ist so aufgebaut, dass sie bspw. eine ODER-Schaltung aufweist, und dient dazu, das Einzelpulssignal Ss von der Einzelpulsgenerierungsschaltung 62 als ein Steuersignal Sc oder alternativ das Pulssignal Sr von der PWM-Schaltung 60 dem Gate-Anschluss G des MOSFET 38 zuzuführen. Im Einzelnen liefert die Pulszufuhreinheit 64 zu den oben genannten Zeiten T₅, T₅' das Einzelpulssignal Ss oder das Pulssignal Sr (der erste Wiederholungspuls oder der erste kurze Puls) als das erste Pulssignal S1 zu dem Gate-Anschluss G, während sie zu den Zeiten T₆, T₆' das Pulssignal Sr, das aus dem zweiten Wiederholungspuls oder dem zweiten kurzen Pulssignal Sr besteht, als das zweite Pulssignal S2 zu dem Gate-Anschluss G liefert. Außerdem unterbricht in dem Fall, dass von der Niedrigspannungsdetektionsschaltung 59 ein Niedrigspannungsdetektionssignal Sv eingegeben wird, die Pulszufuhreinheit 64 die Zufuhr des ersten Pulssignals S1 oder des zweiten Pulssignals S2 zu dem Gate-Anschluss G.
Das Elektromagnetventil 10A gemäß der ersten Ausführungsform ist im Wesentlichen wie oben beschrieben aufgebaut. Nun wird mit Bezug auf die 1 bis 3F die Betriebsweise des Elektromagnetventils 10A erläutert.
Nachfolgend wird mit Bezug auf das Schaltdiagramm gemäß 1 und die Zeitdiagramme gemäß den 2A bis 3F (1) ein Betrieb des Elektromagnetventils 10A in dem Fall erläutert, dass das erste Pulssignal S1 mit der Puls weite der Zeitdauer T₅ und das zweite Pulssignal S2 (zweiter Wiederholungspuls) mit einer relativen Einschaltdauer von T₉/T₇ von der Schaltersteuerung 40 dem Gate-Anschluss G des MOSFET 38 zugeführt wird (nachfolgend: erster Betrieb), und (2) ein Betrieb des Elektromagnetventils 10A in dem Fall, dass das Einzelpulssignal Ss mit einer Pulsweite der Zeitdauer T₁₁ und das Pulssignal Sr (erster Wiederholungspuls) mit einer relativen Einschaltdauer von T₈/T₇ als ein erstes Pulssignal S1 von der Schaltersteuerung 40 dem Gate-Anschluss G zugeführt wird und anschließend ein Pulssignal Sr (zweiter Wiederholungspuls) mit einer relativen Einschaltdauer von T₉/T₇ als ein zweites Pulssignal von der Schaltersteuerung 40 dem Gate-Anschluss G zugeführt wird (nachfolgend: zweiter Betrieb).
Die Erläuterungen erfolgen unter der Annahme, dass während des ersten Betriebes die Stromquellenspannung der Wechselstromquelle 16 auf einen Maximalwert Va der Stromquellenspannung V₀ eingestellt ist, während in dem zweiten Betrieb die Stromquellenspannung der Wechselstromquelle 16 auf einen Maximalwert Va' der Stromquellenspannung V₀' eingestellt ist. Im Einzelnen ist der erste Betrieb ein Betrieb des Elektromagnetventils 10A in einem Fall, in dem auf der Seite des Nutzers des Elektromagnetventils 10A eine Wechselstromquelle 16 mit einer relativ niedrigen Stromquellenspannung (bspw. Va ≅ 141 V in dem Fall einer Wechselstromquelle 16 zur Verwendung mit einem 100 V Wechselstrom) vorbereitet ist. Andererseits ist der zweite Betrieb ein Betrieb des Elektromagnetventils 10A in einem Fall, in dem auf der Seite des Nutzers des Elektromagnetventils 10A eine Wechselstromquelle 16 mit einer relativ hohen Stromquellenspannung (bspw. Va' ≅ 282 V in dem Fall einer Wechselstromquelle 16 zur Verwendung mit einem 200 V Wechselstrom) vorbereitet wird. Außerdem erfolgen die Erläuterungen unter der Annahme, dass während des ersten Betriebes und des zweiten Betriebes die Amplitude des Einzelpulses Ss, welcher der Pulszufuhreinheit 64 von der Einzelpulsgenerierungsschaltung 62 zugeführt wird, und die Amplitude des Pulssignals Sr, das der Pulszufuhreinheit 64 von der PWM-Schaltung 60 zugeführt wird, im Wesentlichen auf dem gleichen Niveau liegen.
Zunächst erfolgt eine Erläuterung des ersten Betriebes mit Bezug auf das Schaltungsdiagramm gemäß 1 und die Zeitdiagramme gemäß den 2A bis 2F.
Zu der Zeit T₀, wenn der Schalter 18 geschlossen und die Vorrichtung in einen EIN-Zustand versetzt ist (vgl. 2A), wird die Stromquellenspannung V₀, die der Gleichrichterschaltung 20 über den Schalter 18 von der Gleichstromquelle 16 zugeführt wird, durch eine Brückenschaltung, die aus den Dioden 22 bis 28 der Gleichrichterschaltung 20 besteht, zweiwege-gleichgerichtet. Die zweiwegegleichgerichtete Stromquellenspannung V₀ wird in der Glättungsschaltung 47 geglättet, und die geglättete Stromquellenspannung V₀ wird über die LED 54 als eine Gleichspannung auf die Konstantspannungsschaltung 58 und die Niedrigspannungsdetektionsschaltung 59 aufgebracht. Zu dieser Zeit emittiert die LED 54 Licht in Reaktion auf den von dem Widerstand 42 in Richtung der Schaltersteuerung 40 fließenden Strom, wodurch nach außen bekanntgegeben wird, dass das Elektromagnetventil 10A in Betrieb ist.
Die Konstantspannungsschaltung 58 wandelt die Gleichspannung V in eine festgelegte Gleichspannung V' um und liefert die Gleichspannung V' an eine Reihenschaltung, die aus den Widerständen 50, 52, 76 besteht. Außerdem überwacht die Niedrigspannungsdetektionsschaltung 59, ob die Gleichspannung V auf oder unterhalb eines festgelegten Spannungsniveaus ist oder nicht. Der Oszillator 61 generiert ein Pulssignal Sp mit einer Wiederholungsfrequenz entsprechend der Periode des Zeitraums T₇ und liefert das Pulssignal Sp an die PWM-Schaltung 60, die Einzelpulsgenerierungsschaltung 62 und die Stromdetektionsschaltung 72.
Die Einzelpulsgenerierungsschaltung 62 generiert ein Einzelpulssignal Ss mit einer Pulsweite der Zeitdauer T₅ auf der Basis der Zufuhr des Pulssignals Sp und gibt das Einzelpulssignal Ss an die Pulszufuhreinheit 64 aus (vgl. 2B).
Die Stromdetektionsschaltung 72 führt beim Timing des Pulssignals Sp einen Abruf der Spannung Vd durch, die dem Strom I in dem Widerstand 70 entspricht, und die abgerufene Spannung Vd wird als ein Pulssignal Sd an die PWM-Schaltung 60 ausgegeben.
Die PWM-Schaltung 60 generiert auf der Basis eines Vergleichs zwischen der Spannung entsprechend dem zweiten Stromwert 1₂ und der Amplitude (Spannung Vd) des Pulssignals Sd ein Pulssignal Sr des zweiten Wiederholungspulses mit einer relativen Einschaltdauer von T₉/T₇ entsprechend den jeweiligen Widerstandswerten der Widerstände 50, 52, 76 und außerdem mit einer Wiederholungsperiode der Zeitdauer T₇ und liefert das Pulssignal Sr an die Pulszufuhreinheit 64 (vgl. 2C).
In dem Zeitraum T₅ von der Zeit T₀ bis zur Zeit T₄ wird ein einzelnes Pulssignal Ss von der Einzelpulsgenerierungsschaltung 62 in die Pulszufuhreinheit 64 eingegeben, und zusammen hiermit wird das Pulssignal Sr von der PWM-Schaltung 60 eingegeben. Wie schon zuvor beschrieben, liefert aber die Pulszufuhreinheit 64 das einzelnes Pulssignal Ss als das erste Pulssignal S1 zu dem Gate-Anschluss G des MOSFET 38 (vgl. 2D), weil die Pulszufuhreinheit 64 eine ODER-Schaltung aufweist und da die jeweiligen Amplituden des Einzelpulssignals Ss und des Pulssignals Sr im Wesentlichen gleich groß sind.
Aus diesem Grund wird auf der Basis des ersten Pulssignals S1, das dem Gate-Anschluss G zugeführt wird, ein EIN-Zustand zwischen dem Drain-Anschluss D und dem Source-Anschluss S gebildet, wodurch der MOSFET 38 elektrisch an die Magnetspule 12 und den Widerstand 70 angeschlossen wird. Daher wird die zweiwege-gleichgerichtete Stromquellenspannung V₀ als die erste Spannung von der Gleichrichterschaltung 20 durch die Diode 32 auf die Magnetspule 12 aufgebracht (vgl. 2E). Andererseits nimmt der Strom I, der von der Magnetspule 12 durch den MOSFET 38 in Richtung des Widerstandes 70 fließt, mit der Zeit schnell zu (vgl. 2F). Als Folge hiervon werden der Kolben und der Ventilstopfen durch die durch den Strom I bewirkte Erregungskraft (Aktivierungskraft) schnell angetrieben, und das Elektromagnetventil 10A schaltet von einem geschlossenen Zustand in einen offenen Zustand um.
Innerhalb der Spanne des Zeitraums T₅ nimmt der Strom I außerdem in jedem der Zeitintervalle T₃ etwas ab (vgl. 2F). Dies wird durch die zweiwegegleichgerichtete Stromquellenspannung V₀ bewirkt, die auf die Magnetspule 12 aufgebracht wird und sich in jedem der Zeitintervalle T₃ auf das Nullniveau verringert. Außerdem nimmt zur Zeit T₁₂ der Strom I, der mit der Zeit plötzlich zugenommen hat, auch etwas ab. Dies liegt daran, dass der Kolben entsprechend der Aktivierungskraft zu einem nicht dargestellten festen Eisenkern angezogen wird.
Als nächstes stoppt zu der Zeit T₄ unmittelbar nachdem der durch die Magnetspule 12 fließende Strom I den vorher festgelegten ersten Stromwert I₁ erreicht hat, die Einzelpulsgenerierungsschaltung 62 das Generieren des einzelnen Pulssignals Ss und dessen Zufuhr zu der Pulszufuhreinheit 64 wird unterbrochen (vgl. 2B). Außerdem wird ein Benachrichtigungssignal St zu der PWM-Schaltung 60 ausgegeben, das darüber informiert, dass die Zeit T₅ abgelaufen ist (d. h. dass das Einzelpulssignal Ss beendet wurde).
Andererseits erzeugt die PWM-Schaltung 60 auch während des Zeitraums T₆ von der Zeit T₄ bis zu der Zeit T₁ durch die gleiche Schaltungsoperation, die zuvor bei der Zeit T₅ angegeben wurde, den zweiten Wiederholungspuls als das Pulssignal Sr und liefert dieses zu der Pulszufuhreinheit 64 (vgl. 2C). Da in diesem Fall lediglich das Pulssignal Sr von der PWM-Schaltung 60 in die Pulszufuhreinheit 64 eingegeben wird, liefert die Pulszufuhreinheit 64 das Pulssignal Sr als das zweite Pulssignal S2 zu dem Gate-Anschluss G des MOSFET 38 (vgl. 2D).
Aus diesem Grund wird auf der Basis des zweiten Pulssignals S2, das dem Gate-Anschluss G zugeführt wird, zwischen dem Drain-Anschluss D und dem Source-Anschluss S ein EIN-Zustand gebildet, wodurch der MOSFET 38 elektrisch an die Magnetspule 12 und den Widerstand 70 angeschlossen wird. Dadurch wird die zweiwege-gleichgerichtete Stromquellenspannung V₀ als die zweite Spannung von der Gleichrichterschaltung 20 und durch die Diode 32 auf die Magnetspule 12 aufgebracht (vgl. 2E). Andererseits nimmt der Strom I, der von der Magnetspule 12 durch den MOSFET 38 in Richtung des Widerstandes 70 fließt, in einem kurzen Zeitraum von der Zeit T₄ von einem ersten Strom I₁ schnell auf einen festgelegten zweiten Strom I₂ ab, und anschließend wird der zweite Strom I₂ während des Zeitraums bis zur Zeit T₁ aufrecht erhalten (vgl. 2F). Als Folge hiervon werden der Kolben und der Ventilstopfen durch die Erregerkraft (Haltekraft), die durch den zweiten Strom I₂ bewirkt wird, an einer festgelegten Position gehalten, wodurch der angetriebene Zustand (Ventil-Offen-Zustand) des Elektromagnetventils 10A aufrecht erhalten wird.
Außerdem gibt die Niedrigspannungsdetektionsschaltung 59 zur Zeit T₁, wenn der Schalter 18 geöffnet und die Vorrichtung in einen AUS-Zustand versetzt ist (vgl. 2A), ein Niedrigspannungsdetektionssignal Sv an die Einzelpulsgenerierungsschaltung 62 und an die Pulszufuhreinheit 64 aus, da die Zufuhr der Gleichspannung V zu der Schaltersteuerung 40 unterbrochen ist. Hierdurch stoppt die Pulszufuhreinheit 64 auf der Basis des Inputs des Niedrigspannungsdetektionssignals Sv die Zufuhr des zweiten Pulssignals S2 zu dem Gate-Anschluss G des MOSFET 38. Weil der MOSFET 38 schnell von einem EIN-Zustand in einen AUS-Zustand zwischen dem Drain-Anschluss D und dem Source-Anschluss S umgeschaltet wird, wird aus diesem Grunde ein Zustand erreicht, in dem das Aufbringen der zweiwege-gleichgerichteten Stromquellenspannung V₀ von der Gleichrichterschaltung 20 auf die Magnetspule 12 angehalten wird. Obwohl eine elektromotorische Rückwärtskraft in der Magnetspule generiert wird, wird in diesem Fall ein Strom, der durch die elektromotorische Rückwärtskraft bewirkt wird, zurückgeführt (d. h. fließt rückwärts) in eine geschlossene Schaltung, die aus der Magnetspule 12 und der Diode 36 besteht, so dass der Strom schnell gedämpft wird.
Als nächstes wird mit Bezug auf das Schaltungsdiagramm gemäß 1 und die Zeitdiagramme gemäß den 3A bis 3F der zweite Betrieb erläutert.
Zur Zeit T₀, wenn der Schalter 18 geschlossen und die Vorrichtung in einen EIN-Zustand versetzt ist (vgl. 3A), wird die Stromquellenspannung V₀', die der Gleichrichterschaltung 20 von der Wechselstromquelle 16 durch den Schalter 18 zugeführt wird, durch die Gleichrichterschaltung 20 zweiwege-gleichgerichtet. Die zweiwege-gleichgerichtete Spannung V₀' wird in der Glättungsschaltung 47 geglättet und die geglättete Spannung V₀' wird durch die LED 54 als eine Gleichspannung V auf die Konstantspannungsschaltung 58 und die Niedrigspannungsdetektionsschaltung 59 aufgegeben. Zu dieser Zeit sendet die LED 54 Licht aus in Reaktion auf den von dem Widerstand 42 in Richtung der Schaltersteuerung 40 fließenden Strom, wodurch nach außen deutlich angezeigt wird, dass das Elektromagnetventil 10A in Betrieb ist.
Die Konstantspannungsschaltung 58 wandelt die Gleichspannung V in eine festgelegte Gleichspannung V' um und liefert diese Gleichspannung V' an eine Reihenschaltung, die aus den Widerständen 50, 52, 76 besteht. Außerdem überwacht die Niedrigspannungsdetektionsschaltung 59, ob die Gleichspannung V auf oder unter einem festgelegten Spannungsniveau liegt oder nicht. Der Oszillator 61 generiert ein Pulssignal Sp mit einer Frequenz, die mit einer Perio de entsprechend der Periode der Zeit T₇ wiederholt wird und liefert das Pulssignal Sp an die PWM-Schaltung 60, die Einzelpulsgenerierungsschaltung 62 und die Stromerfassungsschaltung 72.
Auf der Basis der Zufuhr des Pulssignals Sp und des Widerstandswertes des Widerstands 66 generiert die Einzelpulsgenerierungsschaltung 62 ein einzelnes Pulssignal Ss mit einer Pulsweite des Zeitraumes T₁₁ und gibt dieses Pulssignal an die Pulszufuhreinheit 64 aus (vgl. 3B).
Die Stromdetektionsschaltung 72 führt beim Timing des Pulssignals Sp den Abruf der Spannung Vd durch, die dem Strom I in dem Widerstand 70 zugeordnet ist, und die abgerufene Spannung Vd wird als ein Pulssignal Sd an die PWM-Schaltung 60 ausgegeben.
Auf der Basis eines Vergleichs zwischen einem Spannungswert entsprechend dem ersten Stromwert I₁ und der Amplitude (Spannung Vd) des Pulssignals Sd während eines Zeitraums T₅' bis zu der Zeit T₄', an welcher das Benachrichtigungssignal St von der Einzelpulsgenerierungsschaltung 62 eingegeben wird, generiert die PWM-Schaltung 60 ein Pulssignal Sr des ersten Wiederholungspulses mit einer relativen Einschaltdauer von T₈/T₇ entsprechend den jeweiligen Widerstandswerten der Widerstände 50 und 52 und außerdem mit einer Wiederholungsperiode des Zeitraumes T₇ und führt das Pulssignal Sr der Pulszufuhreinheit 64 zu (vgl. 3C).
Innerhalb des Zeitraums T₁₁ von der Zeit T₀ bis zur Zeit T₁₀ wird ein einzelnes Pulssignal Ss von der Einzelpulsgenerierungsschaltung 62 in die Pulszufuhreinheit 64 eingegeben und zusammen hiermit wird das Pulssignal Sr von der PWM-Schaltung 60 eingegeben. Da die Pulszufuhreinheit 64 eine ODER-Schaltung aufweist und da die jeweiligen Amplituden des Einzelpulssignals Ss und des Pulssignals Sr im Wesentlichen gleich sind, wie es oben beschrieben wurde, liefert die Pulszufuhreinheit 64 aber den Einzelpuls Ss als das erste Pulssignal S1 an den Gate-Anschluss G des MOSFET 38 (vgl. 3D).
Aus diesem Grund wird auf der Basis des ersten Pulssignals S1, das dem Gate-Anschluss G zugeführt wird, zwischen dem Drain-Anschluss D und dem Source-Anschluss S ein EIN-Zustand ausgebildet, wodurch der MOSFET 38 elektrisch an die Magnetspule 12 und den Widerstand 70 angeschlossen wird. Dadurch wird die zweiwege-gleichgerichtete Stromquellenspannung V₀' als die erste Spannung von der Gleichrichterschaltung 20 und durch die Diode 32 auf die Magnetspule 12 aufgebracht (vgl. 3E). Andererseits nimmt der Strom I, der von der Magnetspule 12 durch den MOSFET 38 in Richtung des Widerstandes 70 fließt, mit der Zeit innerhalb des Zeitraumes T₁₁ schnell zu, bis er den ersten Stromwert I₁ erreicht (vgl. 3F). Durch die durch den Strom I bewirkte Erregungskraft (Aktivierungskraft) werden der Kolben und der Ventilstopfen schnell angetrieben, wodurch das Elektromagnetventil 10A von einem geschlossenen Zustand in einen offenen Zustand umschaltet.
Anschließend stoppt zur Zeit T₁₀ unmittelbar nach Ablauf der Zeitdauer T₁₁ die Einzelpulsgenerierungsschaltung 62 die Generierung des Einzelpulssignals Ss, und dessen Zufuhr zu der Pulszufuhreinheit 64 wird unterbrochen (vgl. 3B).
Andererseits generiert die PWM-Schaltung 60 auch während des Zeitraumes von der Zeit T₁₀ bis zur Zeit T₄' durch die gleichen Schaltungsoperationen, die zuvor im Zeitraum T₁₁ angesprochen worden, den ersten Wiederholungspuls als das Pulssignal Sr und liefert dieses zu der Pulszufuhreinheit 64 (vgl. 3C). Da in diesem Fall lediglich das Pulssignal Sr von der PWM-Schaltung 60 in die Pulszufuhreinheit 64 eingegeben wird, liefert die Pulszufuhreinheit 64 das Pulssignal Sr als das erste Pulssignal S1 an den Gate-Anschluss G des MOSFET 38 (vgl. 3D).
Aus diesem Grund wird zwischen dem Drain-Anschluss D und dem Source-Anschluss S auf der Basis des ersten Pulssignals S1, das dem Gate-Anschluss G zugeführt wird, ein EIN-Zustand ausgebildet, wodurch der MOSFET 38 elektrisch an die Magnetspule 12 und den Widerstand 70 angeschlossen wird. Dadurch wird die zweiwege-gleichgerichtete Stromquellenspannung V₀' als eine erste Spannung von der Gleichrichterschaltung 20 und durch die Diode 32 auf die Magnetspule 12 aufgebracht (vgl. 3E). Andererseits wird der Strom I, der von der Magnetspule 12 durch den MOSFET 38 in Richtung des Widerstandes 70 fließt, auf den ersten Strom I₁ während des Zeitraumes von der Zeit T₁₀ bis zur Zeit T₄' gehalten (vgl. 3F).
In 3F stellt die durch die gestrichelte Linie dargestellte Wellenform eine Situation dar, in welcher keine Regelung des Stromes I durch die Elektromagnetventilantriebsschaltung 14 durchgeführt wird, und zeigt eine zeitliche Veränderung des Stromes I in dem Fall, dass das Aufbringen der zweiwegegleichgerichteten Stromquellenspannung V₀' bis zur Zeit T₄ weitergeht. Andererseits zeigt die mit zwei Punkten und Strich dargestellte Welle eine zeitliche Veränderung des Stroms I während des Zeitraums T₅ (d. h. des Zeitraums von der Zeit T₀ bis zur Zeit T₄) in 2F (d. h. eine zeitliche Änderung des Stroms I bei der relativ niedrigen Stromquellenspannung V₀).
Hierbei zeigt eine Integration des Stromes I, der durch die Magnetspule 12 fließt, über der Zeit, d. h. die Teilfläche (Strom I × Zeit), die von der Zeitwelle des Stromes I, den Stromwerten an zwei Zeiten und dem Null-Niveau (d. h. die gestrichelte Linie, die sich in horizontaler Richtung in den 2F und 3F erstreckt) umgeben wird, die Menge der Energie an, die der Magnetspule 12 von der Wechselstromquelle 16 zugeführt wird. Dementsprechend stehen die Energiemengen (Strom I × Zeiten T₅, T₅'), die der Magnetspule 12 von der Wechselstromquelle 16 während der Zeiträume T₅, T₅' von der Zeit T₀ zu den Zeiten T₄, T₄' zugeführt werden, für die Energiemengen, die zum Antreiben des Elektromagnetventils 10A erforderlich sind.
Da das selbe Elektromagnetventil 10A sowohl für den oben beschriebenen ersten Betrieb als auch für den zweiten Betrieb eingesetzt wird, ist die Energiemenge, die zum Antreiben des Elektromagnetventils 10A erforderlich ist, unabhängig von den Unterschieden beim Betrieb die gleiche. Als Folge hiervon ist die zeitliche Integration des Stromes I während des ersten Betriebes (die Fläche des Stromes I × die Zeit T₅) die gleiche wie die zeitliche Integration des Stromes I während des zweiten Betriebes (die Fläche des Stromes I × die Zeit T₅').
Angenommen, dass die zeitlichen Integrationen des Stromes I (die Fläche des Stromes I × die Zeiten T₅, T₅') während des ersten Betriebes und des zweiten Betriebes identisch eingestellt sind, steigt dementsprechend während des zweiten Betriebes (die durchgezogene Linie in 3F) der durch die Magnetspule 12 fließende Strom I innerhalb eines kürzeren Zeitraumes auf das Stromniveau I₁ als bei dem ersten Betrieb (die Zweipunkte-Strich-Linie in 3F). Durch Zufuhr der Energiemenge von der Wechselstromquelle 16 zu der Magnetspule 12 innerhalb des Zeitraumes T₅', der kürzer ist als der Zeitraum T₅ (siehe 2F), kann außerdem das Elektromagnetventil 10A in kurzer Zeit angetrieben werden.
Als nächstes gibt zu der Zeit T₄' die Einzelpulsgenerierungsschaltung 62 (vgl. 1) ein Benachrichtigungssignal St an die PWM-Schaltung 60 aus, um über den Ablauf der Zeitdauer T₅' zu informieren. Auf der Basis des Benachrichtigungssignals St generiert die PWM-Schaltung 60 dementsprechend während des Zeitraums T₆' von der Zeit T₄' bis zur Zeit T₁ anstelle des oben genannten Pulssignals Sr mit der relativen Einschaltdauer T₈/T₇ ein Pulssignal Sr des zweiten Wiederholungspulses mit einer relativen Einschaltdauer von T₉/T₇ auf der Basis der jeweiligen Widerstandswerte der Widerstände 50, 52 und 76 und außerdem mit einer Wiederholungsperiode der Zeitdauer T₇, und führt das Pulssignal Sr der Pulszufuhreinheit 64 zu (vgl. 3C). Da in diesem Fall lediglich das Pulssignal Sr von der PWM-Schaltung 60 in die Pulszufuhreinheit 64 eingegeben wird, liefert die Pulszufuhreinheit 64 das Pulssignal Sr als das zweite Pulssignal S2 an den Gate-Anschluss G des MOSFET 38 (vgl. 3D).
Aus diesem Grunde wird auf der Basis des zweiten Pulssignals S2, das dem Gate-Anschluss G zugeführt wird, ein EIN-Zustand zwischen dem Drain-Anschluss D und dem Source-Anschluss S ausgebildet, wodurch der MOSFET 38 elektrisch an die Magnetspule 12 und den Widerstand 70 angeschlossen wird. Daher wird die zweiwege-gleichgerichtete Stromquellenspannung V₀' als zweite Spannung von der Gleichrichterschaltung 20 durch die Diode 32 auf die Magnetspule 12 aufgegeben (vgl. 3E). Andererseits wird der Strom I, der von der Magnetspule 12 in Richtung des Widerstands 70 fließt, nachdem er in einem kurzen Zeitraum schnell von der Zeit T₄' von dem ersten Stromwert I₁ auf den zweiten Stromwert I₂ verringert wurde, während des Zeitraumes bis die Zeit T₁ erreicht ist, auf dem zweiten Stromwert I₂ gehalten (vgl. 3F). Als Folge hiervon werden der Kolben und der Ventilstopfen an einer festgelegten Position durch die Erregungskraft (Haltekraft), die durch den zweiten Strom I₂ bewirkt wird, gehalten, wodurch der angetriebene Zustand (Ventil-offen-Zustand) des Elektromagnetventils 10A aufrechterhalten wird.
Wenn der Schalter 18 geöffnet wird und die Vorrichtung in einen AUS-Zustand versetzt wird (vgl. 3A), da die Zufuhr der Gleichspannung V zu der Schaltersteuerung 40 unterbrochen wird, gibt außerdem die Niedrigspannungs-Detektionsschaltung 59 ein Niedrigspannungs-Detektionssignal Sv an die Einzelpulsgenerierungsschaltung 62 und an die Pulszufuhreinheit 64 aus, wodurch auf der Basis des Inputs des Niedrigspannungs-Detektionssignals Sv die Pulszufuhreinheit 64 die Zufuhr des zweiten Pulssignals S2 zu dem Gate-Anschluss G des MOSFET 38 stoppt. Weil der MOSFET 38 schnell aus einem EIN- Zustand in einen AUS-Zustand zwischen dem Drain-Anschluss D und dem Source-Anschluss S umgeschaltet wird, wird aus diesem Grunde ein Zustand erreicht, in welchem das Aufbringen der zweiwege-gleichgerichteten Spannung V₀' von der Gleichrichterschaltung 20 zu der Magnetspule 12 angehalten wird. In diesem Fall fließt ein Strom, der durch die elektromotorische Rückwärtskraft bewegt wird, innerhalb eines geschlossenen Kreises, der durch die Magnetspule 12 und die Diode 36 gebildet wird, obwohl durch die Magnetspule 12 eine elektromotorische Rückwärtskraft generiert wird. Dadurch wird der Strom schnell gedämpft.
Auf diese Weise wird bei dem Elektromagnetventil 10A gemäß der ersten Ausführungsform eine Spannung Vd entsprechend dem Strom I, der durch die Magnetspule 12 fließt, von dem Widerstand 70 zu der Stromdetektionsschaltung 72 ausgegeben, und in der Stromdetektionsschaltung 72 wird ein Pulssignal Sd mit einer Amplitude der Spannung Vd, die als Stromdetektionswert dient, zu der PWM-Schaltung 60 der Schaltersteuerung 40 zurückgeführt.
In der PWM-Schaltung 60 wird auf der Basis eines Vergleichs zwischen dem Spannungswert entsprechend dem Stromwert entweder des ersten Stromwertes I₁ (Aktivierungsstromwert) oder des zweiten Stromwertes I₂ (Haltestromwert) und der Amplitude (Spannung Vd) des rückgeführten Pulssignals Sd ein Pulssignal Sr (erster Wiederholungspuls, erster kurzer Puls, zweiter Wiederholungspuls oder zweiter kurzer Puls) mit einer Pulsweite der Zeitdauer T₇ und einer festgelegten relativen Einschaltdauer von T₈/T₇ oder T₉/T₇ generiert, und das Pulssignal Sr wird der Pulszufuhreinheit 64 zugeführt.
Die Pulszufuhreinheit 64 liefert das Einzelpulssignal Ss von der Einzelpulsgenerierungsschaltung 62 als das erste Pulssignal S1 an den Gate-Anschluss G des MOSFET 38 und liefert anschließend das Pulssignal Sr von der PWM-Schaltung 60 als das zweite Pulssignal S2 zu dem Gate-Anschluss G des MOSFET 38.
Alternativ liefert die Pulszufuhreinheit 64 das Einzelpulssignal Ss und das Pulssignal Sr als das erste Pulssignal S1 an den Gate-Anschluss G des MOSFET 38 und liefert anschließend das Pulssignal Sr als das zweite Pulssignal S2 an den Gate-Anschluss G des MOSFET 38.
Im Einzelnen generiert in dem Zeitraum (Zeitraum T₅, T₅'), während dem das Elektromagnetventil 10A angetrieben wird, die PWM-Schaltung 60 der Schaltersteuerung 40 das Pulssignal Sr, das aus dem ersten Wiederholungspuls oder dem ersten kurzen Puls besteht, und liefert dieses an die Pulszufuhreinheit 64, so dass der Stromdetektionswert entsprechend der Amplitude (Spannung Vd) des Pulssignals St den ersten Stromwert I₁ entsprechend der Aktivierungskraft des Elektromagnetventils 10A erreicht. Die Pulszufuhreinheit 64 liefert das Pulssignal Sr als das erste Pulssignal S1 an den Gate-Anschluss G des MOSFET 38. Aus diesem Grunde steuert der MOSFET 38 die Aufbringungszeit der ersten Spannung (zweiwege-gleichgerichtete Stromquellenspannung V₀, V₀') auf die Magnetspule 12 auf der Basis der Pulsweite des ersten Pulssignals S1. Als Folge hiervon wird der Strom I, der durch die Magnetspule 12 fließt, auf dem ersten Stromwert I₁, der der Aktivierungskraft entspricht, gehalten, während die durch den Strom I (erster Stromwert I₁) bewirkte Aktivierungskraft zum Betätigen des Kolbens und des Ventilstopfens aufgebracht wird.
Im Detail wird in einem Fall, in dem auf der Seite des Nutzers des Elektromagnetventils 10A eine Wechselstromquelle 16 mit einer relativ hohen Stromquellenspannung V₀' (bspw. Va' ≅ 282 V in dem Falle einer Wechselstromquelle 16 zur Verwendung mit einem 200 V Wechselstrom) vorab vorbereitet wird, während für eine solche Wechselstromquelle 16 ein Elektromagnetventil 10A eingesetzt wird, das zur Verwendung mit einer relativ niedrigen Stromquellenspannung (bspw. Va' ≅ 141 V in dem Falle einer Wechselstromquelle zur Verwendung mit einem 100 V Wechselstrom) gedacht ist. In einem solchen Fall wird in der PWM-Schaltung 60 der Schaltersteuerung 40 der Stromwert I₁ so einge stellt, dass er bei oder unterhalb eines Nennwertes (Nennstrom) des Stromes liegt, der durch die Magnetspule 12 fließt. Unter der Annahme, dass die Pulsweite (Zeitraum T₈) des Pulssignals Sr so eingestellt wird, dass der Stromdetektionswert gleich dem so eingestellten ersten Stromwert I₁ wird, dann können auch auf der Seite eines Nutzers, der eine Wechselstromquelle 16 mit der relativ hohen Stromquellenspannung V₀ vorbereitet hat, elektrische Energieeinsparungen in dem Elektromagnetventil 10A und der Elektromagnetventilantriebsschaltung 14 erreicht werden, da der durch die Magnetspule 12 während des Zeitraumes (Zeitraum T₅, T₅'), in welchem das Elektromagnetventil 10A angetrieben wird, fließende Strom auf dem ersten Stromwert I₁ gehalten wird. In diesem Fall kann das Elektromagnetventil 10A in einer kürzeren Zeit angetrieben werden, da eine Stromquellenspannung V₀', die einer relativ hohen Stromquellenspannung V₀' entspricht und die in der Gleichrichterschaltung 20 zweiwege-gleichgerichtet wurde, als die erste Spannung auf die Magnetspule 12 aufgebracht wird.
Da durch Einstellen der Pulsweite (Zeitraum T₈) des Pulssignals Sr in der PWM-Schaltung 60 der Schaltersteuerung 40 der durch die Magnetspule 12 fließende Strom I, wie oben beschrieben wurde, auf dem ersten Stromwert I₁ bei oder unterhalb des Nennstromes gehalten werden kann, können auf der Seite des Herstellers ohne Berücksichtigung von Unterschieden der zweiwegegleichgerichteten Stromquellenspannungen V₀, V₀', die der Magnetspule 12 von der Wechselstromquelle 16, welche auf Seiten des Nutzers vorbereitet wurde, durch die Gleichrichterschaltung 20 zugeführt werden, das Elektromagnetventil 10A und die Elektromagnetventilantriebsschaltung 14 allgemein verwendbar entsprechend einer relativ niedrigen Stromquellenspannung hergestellt werden. Indem dem Nutzer ein solches allgemein einsetzbares Elektromagnetventil 10A und eine entsprechende Elektromagnetventilantriebsschaltung 14 zur Verfügung gestellt werden, können die Kosten reduziert werden.
Dementsprechend können mit dem Elektromagnetventil 10A gemäß der ersten Ausführungsform durch Generieren des Pulssignals Sr des ersten Wiederholungspulses oder des ersten kurzen Pulses auf der Basis eines Vergleichs zwischen dem Pulssignal Sd mit der Spannung Vd entsprechend dem Stromdetektionswert, das von der Stromdetektionsschaltung 72 zu der Schaltersteuerung 40 zurückgeführt wird, und dem Spannungswert entsprechend dem ersten Stromwert I₁ während eines Zeitraumes (Zeitraum T₅, T₅'), in welchem das Elektromagnetventil 10A angetrieben wird, Stromeinsparungen des Elektromagnetventils 10A und der Elektromagnetventilantriebsschaltung 14, eine allgemeine Verwendbarkeit und Kostenreduzierungen, sowie eine sehr schnell ansprechende Antriebssteuerung des Elektromagnetventils 10A realisiert werden.
Andererseits generiert die PWM-Schaltung 60 der Schaltersteuerung 40 während eines Zeitraumes (Zeitraum T₆, T₆'), in welchem der angetriebene Zustand des Elektromagnetventils 10A aufrecht erhalten wird, ein Pulssignal Sr des zweiten Wiederholungspulses oder des zweiten kurzen Pulses, so dass der Stromdetektionswert entsprechend der Amplitude (Spannung Vd) des Pulssignals Sd den zweiten Stromwert I₂ entsprechend der Haltekraft für das Elektromagnetventil 10A annimmt, woraufhin das Pulssignal Sr der Pulszufuhreinheit 64 zugeführt wird und die Pulszufuhreinheit 64 das Pulssignal Sr als das zweite Pulssignal S2 dem Gate-Anschluss G des MOSFET 38 zuführt. Aus diesem Grunde steuert der MOSFET 38 die Aufbringungszeit, während welcher die zweite Spannung (zweiwege-gleichgerichtete Stromquellenspannung V₀, V₀') auf der Basis der Pulsweite des zweiten Pulssignals S2 auf die Magnetspule 12 aufgebracht wird. Als Folge hiervon wird der Strom I, der durch die Magnetspule 12 fließt, auf dem zweiten Stromwert I₂ entsprechend der Haltekraft gehalten, und die durch den Strom I (zweiter Stromwert I₂) induzierte Haltekraft wird aufgebracht, um den Kolben und den Ventilstopfen zu betätigen.
Dementsprechend kann bei dem Elektromagnetventil 10A gemäß der ersten Ausführungsform durch Generieren des Pulssignals Sr des zweiten Wiederholungspulses oder des zweiten kurzen Pulses auf der Basis eines Vergleichs zwischen dem Pulssignal Sd mit der Spannung Vd entsprechend dem Stromdetektionswert, der von der Strometektionsschaltung 72 zu der Schaltersteuerung 40 zurückgeführt wird, und dem Spannungswert entsprechend dem zweiten Stromwert I₂ während eines Zeitraumes (Zeitraum T₆, T₆'), in welchem der angetriebene Zustand des Elektromagnetventils 10A aufrecht erhalten wird, der angetriebene Zustand des Elektromagnetventils 10A mit geringerem Stromverbrauch aufrecht erhalten werden. Außerdem kann das Elektromagnetventil 10A in kurzer Zeit angehalten werden.
Durch Rückführen des Pulssignals Sd mit der Spannung Vd entsprechend dem Stromdetektionswert zu der PWM-Schaltung 60 der Schaltersteuerung 40, auch wenn der Strom I mit der Zeit aufgrund von Änderungen des elektrischen Widerstandswertes innerhalb der Magnetspule 12 oder Wellen in der zweiwegegleichgerichteten Stromquellenspannung V₀, V₀' als Folge von Temperaturänderungen in der Magnetspule 12 variiert, wird außerdem das Pulssignal Sr unter Berücksichtigung dieser Änderungen generiert, wodurch das Elektromagnetventil 10A und die Elektromagnetventilantriebsschaltung 14, die auf Änderungen in der Nutzungsumgebung reagieren können, bspw. Änderungen des elektrischen Widerstandswertes oder die oben genannten Wellen oder dgl., realisiert werden können.
Auf diese Weise können mit dem Elektromagnetventil 10A gemäß der ersten Ausführungsform gleichzeitig in einem Rutsch eine Verringerung des elektrischen Stromverbrauches des Elektromagnetventils 10A und der Elektromagnetventilantriebsschaltung 14, eine schnell ansprechende Antriebssteuerung des Elektromagnetventils 10A und eine Verringerung der Kosten für das Elektro magnetventil 10A und die Elektromagnetventilantriebsschaltung 14 realisiert werden.
Außerdem kann mit dem Elektromagnetventil 10A gemäß der ersten Ausführungsform nicht nur während der Zeiträume (Zeiträume T₆, T₆'), in welchem der angetriebene Zustand des Elektromagnetventils 10A aufrecht erhalten wird, sondern auch während der Zeiträume (Zeiträume T₅, T₅'), wenn das Elektromagnetventil 10A angetrieben wird, der elektrische Stromverbrauch reduziert werden.
Daher können elektrische Stromeinsparungen des Elektromagnetventils 10A und der Elektromagnetventilantriebsschaltung 14 mit hoher Effizienz durchgeführt werden.
Außerdem wird in dem Zeitraum (Zeitraum T₅, T₅'), während dem das Elektromagnetventil 10A angetrieben wird, nachdem die zweiwege-gleichgerichtete Stromquellenspannung V₀' als die erste Spannung auf die Magnetspule 12 lediglich in dem Zeitraum T₁₁ entsprechend der Pulsweite des Einzelpulses Ss aufgebracht wird, die erste Spannung lediglich während des Zeitraumes entsprechend der Pulsweite (Zeitraum T₈) des Pulssignals Sr des ersten Wiederholungspulses oder des ersten kurzen Pulses auf die Magnetspule 12 aufgebracht. Als Folge hiervon wird in dem Zeitraum, in dem das Elektromagnetventil 10A angetrieben wird, nachdem der durch die Magnetspule 12 fließende Strom I bis zu dem ersten Stromwert I₁ angestiegen ist, in dem Zeitraum T₁₁ entsprechend der Pulsweite des Einzelpulssignals Ss der erste Stromwert I₁ durch eine Schaltoperation des MOSFET 38 auf der Basis des ersten Wiederholungspulses oder des ersten kurzen Pulses aufrecht erhalten. Aus diesem Grunde können das Elektromagnetventil 10A und die Elektromagnetventilantriebsschaltung 14 allgemein verwendbar gemacht werden und die Kosten lassen sich in einfacher Weise reduzieren. Insbesondere in dem Fall, dass eine Wechselstromquelle, für welche die Stromquellenspannung V₀ relativ hoch ist, elektrisch über die Elektromagnetventilantriebsschaltung 14 an die Magnetspule 12 angeschlossen und das Elektromagnetventil 10A hierdurch angetrieben wird, kann das Elektromagnetventil 10A in kürzerer Zeit angetrieben werden. Außerdem kann durch Halten des durch die Magnetspule 12 fließenden Stromes I auf dem ersten Stromwert I₁ eine unbeabsichtigte oder fehlerhafte Betätigung des Elektromagnetventils 10A und der Elektromagnetventilantriebsschaltung 14, die durch den Input einer Überspannung (Stromstoßenergie) bewirkt würde, zuverlässig verhindert werden.
Andererseits kann während eines Zeitraumes (Zeitraum T₆, T₆'), in dem der angetriebene Zustand des Elektromagnetventils 10A aufrecht erhalten wird, durch Zufuhr des Pulssignals Sr des zweiten Wiederholungspulses oder des zweiten kurzen Pulses als zweites Pulssignal S2 zu dem MOSFET 38 der angetriebene Zustand des Elektromagnetventils 10A mit niedrigem Stromverbrauch aufrecht erhalten werden. Außerdem kann das Elektromagnetventil 10A in kurzer Zeit angehalten werden.
Dementsprechend können durch Vorsehen eines Aufbaus mit der PWM-Schaltung 60, der Einzelpulsgenerierungsschaltung 62 und der Pulszufuhr 64 für die Schaltersteuerung 40 eine allgemeine Verwendbarkeit und Kostenreduktion des Elektromagnetventils 10A und der Elektromagnetventilantriebsschaltung 14, ein Antreiben des Elektromagnetventils 10A in kurzer Zeit, Stromeinsparungen des Elektromagnetventils 10A und der Elektromagnetventilantriebsschaltung 14 und die Möglichkeit, das Elektromagnetventil 10A in kurzer Zeit anzuhalten, einfach realisiert werden.
Außerdem sind in der Elektromagnetventilantriebsschaltung 14 eine Reihenschaltung, die aus dem Überstromabsorber 30, der Gleichrichterschaltung 20, der Diode 34, dem Widerstand 42, der LED 54, der Schaltersteuerung 40 und den Widerständen 50, 52, 76 besteht, und eine Reihenschaltung, die aus der Diode 32, der Magnetspule 12, dem MOSFET 38 und dem Widerstand 70 besteht, elektrisch parallel zu einer Reihenschaltung geschaltet, die aus der Wechselstromquelle 16 und dem Schalter 18 besteht. Außerdem ist eine Reihenschaltung, die aus der LED 54, der Schaltersteuerung 40 und den Widerständen 50, 52, 76 besteht, elektrisch parallel zu der Glättungsschaltung 47 angeschlossen.
Wenn die LED 54 in die Elektromagnetventilantriebsschaltung 14 integriert wird, obwohl angenommen werden könnte, dass eine Reihenschaltung, die aus der LED 54 und einem Strombegrenzungswiderstand besteht, um dafür zu sorgen, dass Licht von der LED 54 emittiert wird, elektrisch parallel zu der Gleichrichterschaltung 20 und der Magnetspule 12 angeschlossen werden könnte, wird gemäß der vorliegenden Erfindung anstelle eines Strombegrenzungswiderstandes die Reihenschaltung mit der Schaltersteuerung 40 und der LED 54 elektrisch parallel zu der Gleichrichterschaltung 20, der Glättungsschaltung 47 und der Magnetspule 12 angeschlossen, wodurch eine Elektromagnetventilantriebsschaltung 14, die eine sehr hohe Energienutzungseffizienz aufweist, realisiert werden kann, weil die ursprünglich durch den Strombegrenzungswiderstand verbrauchte elektrische Energie zur Betätigung der Schaltersteuerung 40 genutzt wird.
Außerdem wird es dank der Anordnung des Widerstandes 42 möglich, dass die Schaltersteuerung 40 zuverlässig vor einem Einschaltstrom geschützt wird. Außerdem kann das Elektromagnetventil 10A einfach auch bei einer Wechselstromquelle 16 mit einer relativ hohen Stromquellenspannung V₀' eingesetzt werden. Außerdem kann durch Durchführen einer solchen Gegenmaßnahme gegen den Einschaltstrom eine unbeabsichtigte oder fehlerhafte Betätigung des Elektromagnetventils 10A und der Elektromagnetventilantriebsschaltung 14, die durch eine Überspannung bewirkt würde, welche zeitweise innerhalb der Elek tromagnetventilantriebsschaltung 14 an Start- und Stoppzeiten des Elektromagnetventils 10A generiert würde, zuverlässig verhindert werden.
Außerdem können in der PWM-Schaltung 60 die relativen Einschaltdauern T₈/T₇ und T₉/T₇ des Pulssignals Sr eingestellt werden, indem die Widerstandswerte der Widerstände 50, 52, 76 geändert werden, während bei der Einzelpulsgenerierungsschaltung 62 die Pulsweite des Einzelpulssignals Ss eingestellt werden kann, indem der Widerstandswert des Widerstands 66 geändert wird. Aus diesem Grunde kann unabhängig von Änderungen der Stromquellenspannung V₀, V₀' die Schaltersteuerung 40 und der MOSFET 38 stabil betätigt werden, und der Spannungsbereich (d. h. der Bereich der Stromquellenspannung V₀, V₀'), der mit der Elektromagnetventilantriebsschaltung 14 nutzbar ist, kann sehr breit eingestellt werden.
Im Hinblick auf die Einstellung der relativen Einschaltdauern T₈/T₇ und T₉/T₇ und der Pulsweite des Einzelpulssignals Ss kann anstelle der oben genannten Widerstände 50, 52, 66, 76 ein nicht dargestellter Speicher verwendet werden, um die relativen Einschaltdauern T₈/T₇ und T₉/T₇ und die Pulsweite des Einzelpulssignals Ss zu speichern. Je nach Bedarf können dann die relativen Einschaltdauern T₈/T₇ und T₉/T₇ und die Pulsweite aus dem Speicher zu der PWM-Schaltung 60 und der Einzelpulsgenerierungsschaltung 62 ausgelesen werden. Durch Änderung der in dem Speicher gespeicherten Daten können dementsprechend die relativen Einschaltdauern T₈/T₇ und T₉/T₇ und die Pulsweite in geeigneter Weise auf gewünschte Werte entsprechend den Spezifikationen des Elektromagnetventils 10A eingestellt werden.
Bei der obigen Erläuterung des Elektromagnetventils 10A gemäß der ersten Ausführungsform wird während des Zeitraumes, in dem das Elektromagnetventil 10A angetrieben wird, die Zufuhr des ersten Pulssignals S1 zeitlich auf der Basis eines Vergleichs zwischen dem Spannungswert, der dem ersten Strom wert I₁ entspricht, und der Amplitude (der Spannung Vd entsprechend dem Stromdetektionswert) des Pulssignals Sd gesteuert. Andererseits wird innerhalb des Zeitraumes, in dem der angetriebene Zustand des Elektromagnetventils 10A aufrecht erhalten wird, die Zufuhr des zweiten Pulssignals S2 zeitlich auf der Basis eines Vergleichs zwischen dem Stromwert, der dem zweiten Stromwert I₂ entspricht, und der Amplitude des Pulssignals Sd gesteuert.
Bei dem Elektromagnetventil 10A gemäß der ersten Ausführungsform versteht es sich, dass eine solche zeitliche Steuerung auf der Basis des Stromdetektionswertes lediglich während eines Zeitraumes durchgeführt werden kann, in dem das Elektromagnetventil 10A angetrieben wird, oder alternativ während eines Zeitraumes, in dem der angetriebene Zustand des Elektromagnetventils 10A aufrecht erhalten wird.
Im Einzelnen wird zur Durchführung der zeitlichen Steuerung auf der Basis des Stromdetektionswertes lediglich während des Zeitraumes, in dem das Elektromagnetventil 10A angetrieben wird, in dem Zeitraum (Zeitraum T₅'), wenn das Elektromagnetventil 10A angetrieben wird, das Elektromagnetventil 10A auf der Basis des oben genannten zweiten Betriebes angetrieben. Dagegen wird in dem Zeitraum (Zeitraum T₆'), wenn der angetriebene Zustand des Elektromagnetventils 10A aufrecht erhalten wird, die PWM-Schaltung 60 entweder einen festgelegten zweiten Wiederholungspuls mit einer relativen Einschaltdauer von T₉/T₇ und einer Wiederholungsperiode der Zeitdauer T₇ generieren oder einen festgelegten zweiten kurzen Puls mit einer Pulsweite der Zeitdauer T₉ und solche Pulse an die Pulszufuhreinheit 64 ausgeben.
Auch in dem Fall, dass die zeitliche Steuerung der Zufuhr des ersten Pulssignals S1 zu dem Gate-Anschluss G des MOSFET 38 auf der Basis des Stromdetektionswertes lediglich während des Zeitraumes, in dem das Elektromagnet ventil 10A angetrieben wird, durchgeführt wird, können auf diese Weise die oben beschriebenen Effekte der zeitlichen Steuerung einfach erreicht werden.
Andererseits wird der oben genannte erste Betrieb nur während des Zeitraumes durchgeführt, in dem der angetriebene Zustand des Elektromagnetventils 10A aufrecht erhalten wird, um die zeitliche Steuerung auf der Basis des Stromdetektionswertes durchzuführen. Auch in diesem Fall, bei dem die zeitliche Steuerung der Zufuhr des zweiten Pulssignals S2 zu dem Gate-Anschluss G des MOSFET 38 auf der Basis des Stromdetektionswertes lediglich während des Zeitraumes durchgeführt wird, in dem der angetriebene Zustand des Elektromagnetventils 10A aufrecht erhalten wird, können die oben beschriebenen Effekte der zeitlichen Steuerung einfach erreicht werden.
Außerdem können bei dem Elektromagnetventil 10A gemäß der ersten Ausführungsform, bei dem die Elektromagnetventilantriebsschaltung 14 eine LED 54 aufweist, die oben beschriebenen Wirkungen auch dann selbstverständlich noch erreicht werden, wenn die LED 54 weggelassen wird.
Als nächstes wird mit Bezug auf 4 eine Erläuterung eines Elektromagnetventils 10B gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gegeben. In den nachfolgenden Beschreibungen werden diejenigen Aufbauelemente, die die gleichen sind wie bei dem Elektromagnetventil 10A (vgl. 1 bis 3F), mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Insoweit wird auf die obige Beschreibung der entsprechenden Merkmale verwiesen.
Das Elektromagnetventil 10B gemäß der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von dem Elektromagnetventil 10A gemäß der ersten Ausführungsform, dahingehend, dass es einen Vibrationssensor (Vibrationsdetektor) 98 aufweist.
Der Vibrationssensor 98 erfasst Vibrationen, die in dem Elektromagnetventil 10B als Folge von Vibrationen und/oder Stößen generiert werden, die von außen auf das Elektromagnetventil 10B aufgebracht werden. Die Erfassungsresultate werden als ein Vibrationsdetektionssignal So (Vibrationsdetektionswert) an die PWM-Schaltung 60 der Schaltersteuerung 40 ausgegeben. Auf der Basis des Vibrationsdetektionssignals So von dem Vibrationssensor 98 erhöht die PWM-Schaltung 60 die relative Einschaltdauer T₉/T₇ (d. h. die Pulsweite der Zeitdauer T₉) des Pulssignals Sr, das der Pulszufuhreinheit 64 während des Zeitraumes T₅/T₆' zugeführt wird (s. 2F und 3F). Aus diesem Grunde kann auch wenn Befürchtungen bestehen, dass der Strom I (zweiter Stromwert I₂), der durch die Magnetspule 12 fließt, sich mit der Zeit durch Vibrationen innerhalb des Elektromagnetventils 10B ändern könnte, was zu einem Anhalten des Elektromagnetventils 10B während des Zeitraumes (Zeitraum T₆/T₆'), in welchem der angetriebene Zustand des Elektromagnetventils 10B aufrecht erhalten wird, führt, der Strom I durch Erhöhen der relativen Einschaltdauer T₉/T₇ erhöht werden.
Wenn die Haltekraft reduziert wird, um Strom zu sparen, kann ins Auge gefasst werden, dass Vibrationen innerhalb des Elektromagnetventils 10B bewirkt werden könnten, die zu einem Anhalten des Elektromagnetventils 10B führen könnten. Gemäß dem Elektromagnetventil 10B der zweiten Ausführungsform können aber durch Vorsehen der Schaltersteuerung 40 mit dem oben beschriebenen Aufbau, auch dann, wenn der Strom I (zweiter Stromwert I₂), der durch die Magnetspule 12 fließt, sich mit der Zeit durch Vibrationen innerhalb des Elektromagnetventils 10B ändert, durch Anpassen der Pulsweite des Pulssignals Sr (zweites Pulssignal S2) entsprechend dieser Änderungen, ein Elektromagnetventil 10B und eine Elektromagnetventilantriebsschaltung 14, die in der Lage sind, auf solche vibrationsinduzierte Änderungen zu reagieren, realisiert werden.
Das bedeutet, dass während des Zeitraumes (Zeitraum T₆/T₆'), in dem der angetriebene Zustand des Elektromagnetventils 10B aufrecht erhalten wird, für den Fall, dass befürchtet wird, dass das Elektromagnetventil 10B aufgrund von Vibrationen einen gestoppten Zustand erreicht, die Pulsweite (Zeitraum T₉) des Pulssignals Sr (zweites Pulssignal S2) verlängert wird, und der Strom I (zweiter Stromwert I₂), der durch die Magnetspule 12 fließt, wird erhöht, wodurch die Haltekraft auf den Kolben und den Ventilstopfen innerhalb des Elektromagnetventils 10B erhöht wird, so dass das Elektromagnetventil 10B daran gehindert werden kann, einen gestoppten Zustand zu erreichen.
Dementsprechend können in dem Elektromagnetventil 10B gemäß der zweiten Ausführungsform Stromeinsparungen in dem Elektromagnetventil 10B und der Elektromagnetventilantriebsschaltung 14 effizient durchgeführt werden, weil die Pulsweite des zweiten Pulssignals S2 länger eingestellt werden kann, so dass das Niveau des Stroms I nur in den Fällen größer wird, wenn eine hohe Haltekraft notwendig ist.
Bei existierenden Elektromagnetventilen kann durch Verwenden der Merkmale des oben beschriebenen Elektromagnetventils 10B bei den existierenden Elektromagnetventilen ein Stoppen des Elektromagnetventils während eines Zeitraumes (Zeitraum T₆, T₆) in dem der angetriebene Zustand des existierenden Elektromagnetventils aufrecht erhalten wird, zuverlässig verhindert werden, obwohl es bekannt ist, Ventil-offen- und Ventil-geschlossen-Zustände des Elektromagnetventils durch Erfassen des Druckes innerhalb des Elektromagnetventils unter Verwendung eines internen Drucksensors zu erfassen, wobei ein Neustart des Elektromagnetventils auf der Basis eines solchen Detektionsergebnisses durchgeführt wird.
Als nächstes wird mit Bezug auf 5 ein Elektromagnetventil 10C gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert.
Das Elektromagnetventil 10C gemäß der dritten Ausführungsform unterscheidet sich von dem Elektromagnetventil 10B gemäß der zweiten Ausführungsform (s. 4) dahingehend, dass die Elektromagnetventilantriebsschaltung 14 außerdem einen Betriebsdetektor (Einschaltzeitrechner und Elektromagnetventilbetriebsdetektor) 100, einen Flash-Speicher (Einschaltzeitspeicher und Detektionsergebnisspeicher) 102 und eine Bestimmungseinheit (Einschaltzeitbestimmungseinheit und Bestimmungseinheit für die akkumulierte Zahl der Betätigungszeiten) 106 aufweist.
Der Betriebsdetektor 100 umfasst einen Zähler, welcher die Einschaltzeit der Magnetspule 12 (gesamte Zeit, während der die zweiwege-gleichgerichtete Stromquellenspannung V₀, V₀' auf die Magnetspule 12 aufgebracht wird) in einer Betriebsperiode (dem Zeitraum von der Zeit T₀ bis zur Zeit T₁ in den 2F und 3F) des Elektromagnetventils 10C auf der Basis des Pulssignals Sd berechnet. Das Detektionsergebnis wird in dem Flash-Speicher 102 gespeichert. Alternativ erfasst der Betriebsdetektor 100, dass das Elektromagnetventil 10C auf der Basis des Pulssignals Sd operiert und speichert dieses Detektionsergebnis in dem Flash-Speicher 102.
Die Bestimmungseinheit 106 berechnet die gesamte Betriebszeit der Magnetspule 12 auf der Basis der gesamten Einschaltzeit, die in dem Flash-Speicher 102 gespeichert wurde, nach dem Ende des Betriebes des Elektromagnetventils 10C und bestimmt, ob die gesamte Einschaltzeit länger ist als eine festgelegte erste Einschaltzeit oder nicht. Alternativ berechnet die Bestimmungseinheit 106 eine akkumulierte Anzahl von Betriebszeiten des Elektromagnetventils 10C aus jedem der entsprechenden Detektionsergebnisse, die in dem Flash-Speicher 102 gespeichert sind, und bestimmt, ob die akkumulierte Zahl der Betriebszeiten eine festgelegte erste Zahl von Betriebszeiten überschreitet oder nicht.
Wenn die Bestimmungseinheit 106 feststellt, dass die gesamte Einschaltzeit länger ist als die festgelegte erste Einschaltzeit, oder alternativ, dass die akkumulierte Zahl von Betriebszeiten die festgelegte erste Zahl von Betriebszeiten überschritten hat, gibt die Bestimmungseinheit 106 in diesem Fall ein Pulsweitenänderungssignal Sm an die Einzelpulsgenerierungsschaltung 62 und die PWM-Schaltung 60 der Schaltersteuerung 40 aus, wodurch befohlen wird, dass die Pulsweite (Zeitraum T₅, T₁₁) des Einzelpulssignals Ss und die Pulsweite (Zeitraum T₈) des Pulssignals Sr geändert werden sollten. Auf der Basis des Pulsweitenänderungssignals Sm stellt die Einzelpulsgenerierungsschaltung 62 die Pulsweite des Einzelpulssignals Ss auf einen längeren Wert ein als die bis dahin eingestellte Pulsweite. Andererseits stellt die PWM-Schaltung 60 auf der Basis des Pulsweitenänderungssignals Sm die Pulsweite des Pulssignals Sr so ein, dass sie länger ist als die bis dahin eingestellte Pulsweite.
Wenn die Bestimmungseinheit 106 feststellt, dass die gesamte Einschaltzeit länger wurde als eine festgelegte zweite Einschaltzeit, die so eingestellt ist, dass sie länger ist als die festgelegte erste Einschaltzeit, oder alternativ, wenn die Bestimmungseinheit 106 feststellt, dass die akkumulierte Zahl von Betriebszeiten eine festgelegte zweite Zahl von Betriebszeiten überschreitet, die so eingestellt ist, dass sie größer ist als die erste festgelegte Zahl von Betriebszeiten, gibt die Bestimmungseinheit 106 außerdem ein Nutzungsgrenzenbenachrichtigungssignal Sf nach außen aus, das darüber informiert, dass das Elektromagnetventil 10C ein Nutzungslimit erreicht hat.
Auf diese Weise wird mittels des Elektromagnetventils 10C gemäß der dritten Ausführungsform auch in Fällen, in denen die Antriebsleistung des Elektromagnetventils 10C durch Verwendung des Elektromagnetventils über einen längeren Zeitraum verringert wird, durch Einstellen der Pulsweiten des Einzelpulssignals Ss und des Pulssignals Sr, so dass sie zu Zeiten, an welchen die gesamte Einschaltzeit des Elektromagnetventils 10C länger wird als die erste Einschalt zeit, oder wenn die akkumulierte Zahl von Betriebszeiten die erste Zahl von Betriebszeiten überschreitet, länger sind, der Strom I (erster Stromwert I₁), der durch die Magnetspule 12 fließt, größer, und die Aktivierungskraft kann erhöht werden. Somit kann die Antriebssteuerung des Elektromagnetventils 10C effizient durchgeführt werden.
Da die Bestimmungseinheit 106 das Nutzungsgrenzenbenachrichtigungssignal Sf nach außen ausgibt, wenn die gesamte Einschaltzeit des Elektromagnetventils 10C größer wird als die zweite Einschaltzeit, oder wenn die akkumulierte Zahl von Betriebszeiten die zweite Zahl von Betriebszeiten überschreitet, wird es außerdem möglich, das Elektromagnetventil 10C schnell auszutauschen, sobald sein Nutzungslimit erreicht ist, so dass die Zuverlässigkeit im Hinblick auf das Nutzungslimit (Lebensdauer) des Elektromagnetventils 10C verbessert wird.
Als nächstes wird mit Bezug auf 6 ein Elektromagnetventil 10D gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert.
Das Elektromagnetventil 10D gemäß der vierten Ausführungsform unterscheidet sich von dem Elektromagnetventil 10C gemäß der dritten Ausführungsform (vgl. 5) dahingehend, dass die Elektromagnetventilantriebsschaltung 14 außerdem eine Aktivierungsstromüberwachungseinheit (Stromdetektionswert-Überwachungseinheit) 104 aufweist.
Die Stromdetektionswert-Überwachungseinheit 104 überwacht einen Zeitraum T₁₃ von der Zeit T₀ bis zur Zeit T₁₂, in welchem der Strom I (und die diesem entsprechende Spannung Vd) während eines Zeitraumes (Zeitraum T₅/T₅'), zu welcher das Elektromagnetventil 10D angetrieben wird, leicht abnimmt. Wenn festgestellt wird, dass der Zeitraum T₁₃ länger wird als eine festgelegte eingestellte Zeit, wird ein Zeitverzögerungs-Benachrichtigungssignal Se nach außen ausgegeben, um darüber zu informieren, dass in dem Zeitraum T₁₃ eine Zeitverzögerung erzeugt wurde.
Auf diese Weise wird es mit Hilfe des Elektromagnetventils 10D gemäß der vierten Ausführungsform möglich, das Elektromagnetventil 10D, bei welchem die Zeitraum T₁₃ lang geworden ist und dadurch dessen Antriebsleistung sich verschlechtert hat, schnell auszutauschen. Das bedeutet, dass durch Vorsehen der Elektromagnetventilantriebsschaltung 14 mit dem oben beschriebenen Aufbau die Erfassung der Nutzungsgrenze (Lebensdauer) des Elektromagnetventils 10D auf der Basis des Ansprechverhaltens des Elektromagnetventils 10D während des Zeitraumes, in dem das Elektromagnetventil angetrieben wird, effizient durchgeführt werden kann.
Als nächstes wird mit Bezug auf 7 ein Elektromagnetventil 10E gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung erläutert.
Das Elektromagnetventil 10E gemäß der fünften Ausführungsform unterscheidet sich von dem Elektromagnetventil 10D gemäß der vierten Ausführungsform (vgl. 6) dahingehend, dass die Wechselstromquelle 16 elektrisch über ein Triac (Doppeltransistor) 80 angeschlossen ist und dass in der Gleichrichterschaltung 20 eine Brückenschaltung. durch eine Reihenschaltung gebildet wird, die aus Dioden 22, 84 besteht, eine Reihenschaltung, die aus Dioden 24, 86 besteht, eine Reihenschaltung, die Dioden 26, 88 besteht, und eine Reihenschaltung, die aus Dioden 28, 90 besteht.
In diesem Fall wird das Triac 80 aus einem AUS-Zustand in einen EIN-Zustand mit Hilfe des Gate-Stores umgeschaltet, der während eines festgelegten Zeitintervalls von der Stromquelle 82 zugeführt wird. Das Zeitintervall ist definiert als ein Intervall der Zeitdauer T₃ ausgehend von einer festgelegten Zeit (bspw. einer festgelegten Zeit zwischen der Zeit T₀ und einer Zeit, an welcher ein Zeit raum T₃ ausgehend von der Zeit T₀ abgelaufen ist), abgesehen von der Zeit, an welcher die Stromquellenspannung V₀, V₀' ein Null-Niveau annimmt.
Bei den Elektromagnetventilen 10A bis 10D (s. 1 bis 6) gemäß den oben beschriebenen ersten bis vierten Ausführungsformen wird die Stromquellenspannung V₀, V₀' der Gleichrichterschaltung 20 von der Wechselstromquelle 16 dadurch zugeführt, dass der Schalter 18, der ein Kontaktrelais ist, in einen EIN-Zustand kommt, wodurch die Elektromagnetventile 10A bis 10D schnell angetrieben werden können, während durch Umschalten des Schalters 18 in einen AUS-Zustand die Zufuhr der Stromquellenspannung V₀, V₀' von der Wechselstromquelle 16 zu der Gleichrichterschaltung 20 verändert wird, wodurch die Elektromagnetventile 10A bis 10D schnell angehalten werden können.
Im Gegensatz dazu wird in dem Fall des Elektromagnetventils 10E, bei dem die Wechselstromquelle 16 elektrisch über ein kontaktfreies Relais, wie das Triac 80, mit der Gleichrichterschaltung 20 verbunden ist, obwohl das Triac 80 durch den Input des Gate-Stromes von der als ein Trigger (Auslöser) wirkenden Stromquelle 82 in kurzer Zeit in einen EIN-Zustand versetzt wird, andererseits der durch das Triac 80 fließende Strom abgesenkt, bis er sich nahe an null annähert. Hält ein solcher Zustand nicht für eine lange Zeitdauer an, erfolgt kein Umschalten aus einem EIN-Zustand in einen AUS-Zustand.
Diese Tatsache wird dadurch bewirkt, dass die Magnetspule 12 als eine induktive Last wirkt, welche dazu führt, dass der durch das Triac 80 fließende Strom sich nicht schnell auf das Null-Niveau absenkt, auch wenn die Stromquellenspannung V₀, V₀' abgesenkt wird. Wird das Triac 80 einfach so wie es ist in das Elektromagnetventil 10E integriert, könnte das Triac 80 somit nicht innerhalb einer kurzen Zeitdauer aus einem EIN-Zustand in einen AUS-Zustand umgeschaltet werden.
Dementsprechend ist bei dem Elektromagnetventil 10E die Gleichrichterschaltung 20 mittels der Dioden 22 bis 28 und 84 bis 90 als eine Brückenschaltung konfiguriert, so dass dann, wenn die Stromquellenspannung V₀, V₀' der Wechselstromquelle 16 kleiner wird als der festgelegte Spannungswert, die Dioden 22 bis 28 und 84 bis 90 aus einem EIN-Zustand in einen AUS-Zustand umgeschaltet werden, wodurch der von der Wechselstromquelle 16 in Richtung der Gleichrichterschaltung 20 durch das Triac 30 fließende Strom oder ein in einer entgegen gesetzten Richtung fließender Strom auf die Nähe von null abgesenkt wird. Als Folge hiervon wird die Zeitdauer, für welche der Strom bei dem Null-Niveau ist, verlängert, so dass das Triac 80 leicht aus dem EIN-Zustand in den AUS-Zustand umschalten kann.
Ist die festgelegte Spannung die Summe der Durchlassspannungen der vier Dioden 22, 28, 84, 90 oder alternativ die Summe der Durchlassspannungen der vier Dioden 34, 36, 86, 88 (d. h. ein Spannungswert auf der Basis jeder der Durchlassspannungen), dann wird ein Umschalten aus dem EIN-Zustand des Triacs 80 in den AUS-Zustand weiter erleichtert, da die Dioden 22 bis 28, 84 bis 90 zuverlässig aus dem EIN-Zustand in den AUS-Zustand umgeschaltet werden können.
Weil bei dem Elektromagnetventil 10E gemäß der fünften Ausführungsform das Umschalten aus einem EIN-Zustand in einen AUS-Zustand der Dioden 22 bis 28, 84 bis 90 der Gleichrichterschaltung benutzt wird, wodurch das Triac 80 in kurzer Zeit aus dem EIN-Zustand in den AUS-Zustand umgeschaltet werden kann, kann das Triac 80 außerdem als Schaltmittel zur Steuerung der elektrischen Verbindung zwischen der Wechselstromquelle 16 und der Gleichrichterschaltung 20 eingesetzt werden.
Außerdem wird bei dem Elektromagnetventil 10E gemäß der fünften Ausführungsform die Gleichrichterschaltung 20 durch eine Brückenschaltung mit einer Reihenschaltung, die aus den Dioden 22, 84 besteht, einer Reihenschaltung, die aus den Dioden 24, 86 besteht, einer Reihenschaltung, die aus den Dioden 26, 88 besteht, und einer Reihenschaltung, die aus den Dioden 28, 90 besteht, gebildet. Die Erfindung ist jedoch nicht auf das Merkmal beschränkt, wonach die Zahl der Dioden auf jeder Seite des Brückenkreises (d. h. in jeder der Reihenschaltungen) jeweils zwei beträgt, wie es in 7 gezeigt ist.
Insbesondere kann unter der Annahme, dass die Summe der oben genannten Durchlassspannungen der festgelegte Spannungswert wird, die Zahl der Dioden an jeder Seite der Brücke gleich 1 sein (d. h. jede der individuellen Dioden 22, 24, 26, 28) wie bei der Gleichrichterschaltung 20 bei den Elektromagnetventilen 10A bis 10D (1 bis 6) gemäß den ersten bis vierten Ausführungsformen, oder alternativ bei der in 7 gezeigten Gleichrichterschaltung 20 jeweils auf einer Seite, zwei Seiten oder drei Seiten der vier Seiten der Brücke kann die Zahl der Dioden gleich 2 sein, während an der verbleibenden Seite oder Seiten der Brücke die Zahl der Dioden lediglich gleich 1 sein kann. Außerdem kann in der Gleichrichterschaltung 20 an jeder Seite der vier Seiten der Brücke die Zahl der Dioden gleich 3 sein, während die Zahl der Dioden an den anderen verbleibenden Seiten der Brücke jeweils gleich 1 sein kann.
In jedem Fall kann bei dem Elektromagnetventil 10E gemäß der fünften Ausführungsform zur zuverlässigen Steuerung des Starts und Stopps des Elektromagnetventils 10E die Zahl der Dioden an jeder Seite der Brücke der Gleichrichterschaltung 20 in geeigneter Weise entsprechend den Charakteristiken des Triacs 80 gewählt werden.
Als nächstes wird mit Bezug auf 8 ein Elektromagnetventil 10F gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert.
Das Elektromagnetventil 10F gemäß der sechsten Ausführungsform unterscheidet sich von dem Elektromagnetventil 10E gemäß der fünften Ausführungsform (vgl. 7) dahingehend, dass die Wechselstromquelle 16 über ein Opto-Triac 92 an die Gleichrichterschaltung 20 angeschlossen ist.
In diesem Fall wird durch das Opto-Triac 92 und eine LED 94 ein Optokoppler 96 gebildet, wobei die LED 94 durch einen Strom, der in einem festgelegten Zeitintervall von der Stromquelle 82 zugeführt wird, und wobei das Opto-Triac 92 aufgrund des intermittierend emittierten Lichtes, das als ein Trigger wirkt, aus dem AUS-Zustand in einen EIN-Zustand umgeschaltet wird. Das festgelegte Zeitintervall ist das gleiche wie das Zeitintervall, in dem das Triac 80 bei dem Elektromagnetventil 10E gemäß der fünften Ausführungsform (vgl. 7) aus dem AUS-Zustand in den EIN-Zustand umgeschaltet wird.
Auch bei dem Elektromagnetventil 10F wird, obwohl das Opto-Triac 92 dank des als Trigger wirkenden Lichtinputs in kurzer Zeit in einen EIN-Zustand gebracht wird, andererseits ähnlich wie bei dem Triac 80 der durch das Opto-Triac 92 fließende Strom abgesenkt bis er sich nahe an null annähert. Bleibt ein solcher Zustand nicht für eine lange Zeitdauer erhalten, tritt das Umschalten aus einem EIN-Zustand in einen AUS-Zustand nicht ein. Das bedeutet, dass dann, wenn das Opto-Triac 92 einfach so wie es ist in das Elektromagnetventil 10F integriert wird, das Opto-Triac 92 nicht innerhalb einer kurzen Zeit aus einem EIN-Zustand in einen AUS-Zustand umgeschaltet werden kann.
Dementsprechend werden auch bei dem Elektromagnetventil 10F, wenn die Stromquellenspannung V₀, V₀' unter den festgelegten Spannungswert absinkt, die Dioden 22 bis 28, 84 bis 90 aus einem EIN-Zustand in einen AUS-Zustand umgeschaltet, wodurch der Strom, der von der Wechselstromquelle 16 durch das Opto-Triac 92 in Richtung der Gleichrichterschaltung 20 fließt oder ein Strom, der in einer hierzu entgegen gesetzten Richtung fließt, in die Nähe von null abgesenkt wird. Als Folge hiervon ist der Zeitraum, für den der Strom auf dem Null-Niveau ist, verlängert, so dass das Opto-Triac 92 einfach aus dem EIN-Zustand in den AUS-Zustand umgeschaltet werden kann.
Ist die festgelegte Spannung die Summe der Durchlassspannungen der vier Dioden 22, 28, 84, 90 oder alternativ die Summe der Durchlassspannungen der vier Dioden 24, 26, 86, 88 (d. h. ein Spannungswert auf der Basis jeder der Durchlassspannungen), so wird außerdem das Umschalten aus einem EIN-Zustand des Opto-Triacs 92 in den AUS-Zustand weiter vereinfacht, da die Dioden 22 bis 28, 84 bis 90 zuverlässig aus dem EIN-Zustand in den AUS-Zustand umgeschaltet werden können.
Weil das Umschalten aus einem EIN-Zustand in einen AUS-Zustand der Dioden 22 bis 28, 84 bis 90 der Gleichrichterschaltung 20 genutzt wird, wodurch das Opto-Triac 92 in kurzer Zeit aus dem EIN-Zustand in den AUS-Zustand umgeschaltet werden kann, kann auf diese Weise bei dem Elektromagnetventil 10F gemäß der sechsten Ausführungsform das Opto-Triac 92 als ein Schaltmittel zur Steuerung der elektrischen Verbindung zwischen der Wechselstromquelle 16 und der Gleichrichterschaltung 20 eingesetzt werden.
Außerdem kann bei dem Elektromagnetventil 10F gemäß der sechsten Ausführungsform in ähnlicher Weise wie bei dem Elektromagnetventil 10E (vgl. 7) gemäß der fünften Ausführungsform die Zahl der Dioden an jeder Seite der Brücke in der Gleichrichterschaltung 20 in geeigneter Weise entsprechend den Charakteristiken des Opto-Triacs 92 gewählt werden.
Als nächstes wird mit Bezug auf 9 ein Elektromagnetventil 10G gemäß einer siebten Ausführungsform der Erfindung erläutert.
Das Elektromagnetventil 10G gemäß der siebten Ausführungsform unterscheidet sich von dem Elektromagnetventil 10A gemäß der ersten Ausführungsform (vgl. 1) dahingehend, dass die Schaltersteuerung 40 aus der Konstantspannungsschaltung 58, der PWM-Schaltung 60, der Signalspulsgenerierungsschaltung 62 und der Pulszufuhreinheit 64 besteht, wobei die Widerstände 120 bis 126 und der Kondensator 128 elektrisch an die Schaltersteuerung 40 angeschlossen sind, so dass dementsprechend die Zufuhr des Steuersignals Sc (das erste Pulssignal S1 und das zweite Pulssignal S2) zeitlich gesteuert wird, ohne dass die Elektromagnetventilantriebssteuerung 16 den oben beschriebenen Stromdetektionswert nutzt (d. h. die Spannung Vd und das dieser entsprechende Pulssignal Sd).
Im einzelnen unterscheidet sich das Elektromagnetventil 10G gemäß der siebten Ausführungsform von dem Elektromagnetventil 10A gemäß der ersten Ausführungsform (vgl. 1) dahingehend, dass das Elektromagnetventil 10G angetrieben und sein angetriebener Zustand aufrecht erhalten wird durch im Wesentlichen den gleichen Betrieb wie der oben beschriebene erste Betrieb, der bei dem Elektromagnetventil 10A gemäß der ersten Ausführungsform verwendet wurde. In dem Fall, dass der erste Stromwert I₁ und der zweite Stromwert 12 vorab bekannt sind, wird allerdings eine zeitliche Steuerung der Zufuhr des ersten Pulssignals S1 und des zweiten Pulssignals S2 zu dem Gate-Anschluss G des MOSFET 38 durchgeführt, ohne den oben beschriebenen Stromdetektionswert zu nutzen.
In diesem Fall werden die relative Einschaltdauer T₉/T₇ und die Wiederholungsperiode (Zeitraum T₇) des Pulssignals Sr, das der Pulszufuhreinheit 64 von der PWM-Schaltung 60 zugeführt wird, auf der Basis der Durchgangswerte der Widerstände 120, 122, 124 eingestellt. Das bedeutet, dass die Wiederholungsperiode angepasst werden kann, indem der Widerstandswert des Widerstands 124 geändert wird. Außerdem kann die relative Einschaltdauer T₉/T₇ angepasst werden, indem die Widerstandswerte der Widerstände 120 und 122 geändert werden, was zu einer relativen Einschaltdauer entsprechend den festgelegten Spannungen führt, die generiert werden, indem die Gleichstromspannung V₁, die von der Konstantspannungsschaltung 58 zugeführt wird, durch jeden der Widerstandswerte der Widerstände 120, 122 dividiert wird.
Dementsprechend können bei der PWM-Schaltung 60 des Elektromagnetventils 10G gemäß der siebten Ausführungsform unter der Annahme, dass die Größe des zweiten Stromwertes I₂ vorab bekannt ist, die relative Einschaltdauer T₉/T₇ und die Wiederholungsperiode (Zeitraum T₇) des Pulssignals Sr durch geeignete Änderungen der Widerstandswerte der Widerstände 120, 122, 124 entsprechend der Größe des zweiten Stromwertes I₂ eingestellt werden.
Andererseits generiert die Einzelpulsgenerierungsschaltung 62 ein Einzelpulssignal Ss mit einer Pulsweite der Zeitdauer T₅ auf der Basis der Gleichspannung V, des Widerstandswertes des Widerstands 126 und der Kapazität des Kondensators 128 und liefert dieses Signal an die Pulszufuhreinheit 64. In diesem Fall ist die Pulsweite eine Pulsweite entsprechend dem Widerstandswert des Widerstands 126 und der Kapazität des Kondensators 128.
Unter der Annahme, dass die Größe des ersten Stromwertes I₁ vorab bekannt ist, kann dementsprechend in der Einzelpulsgenerierungsschaltung 62 des Elektromagnetventils 10G gemäß der siebten Ausführungsform die Pulsweite (Zeitdauer T₅) des Einzelpulssignals Ss eingestellt werden, indem der Widerstandswert des Widerstands 126 und die Kapazität des Kondensators 128 entsprechend der Größe des ersten Stromwertes I₁ passend geändert werden.
Während der Zeitdauer T₅ liefert die Pulszufuhreinheit 64 das Einzelpulssignal Ss als das erste Pulssignal S1 an den Gate-Anschluss G, während während der Zeitdauer T₆ die Pulszufuhreinheit 64 des Pulssignal Sr als das zweite Pulssignal S2 an den Gate-Anschluss G liefert.
Auf diese Weise unterscheidet sich das Elektromagnetventil 10G gemäß der siebten Ausführungsform von den Elektromagnetventilen 10A bis 10F gemäß den ersten bis sechsten Ausführungsformen (vgl. 1 bis 8) durch eine Konfiguration, die den Widerstand 70 und die Stromdetektionsschaltung 72 nicht aufweist. In dem Fall, dass der erste Stromwert I₁ (Aktivierungsstromwert) und der zweite Stromwert I₂ (Haltestromwert) vorab bekannt sind, können das erste Pulssignal S1 (Einzelpulssignal Ss) entsprechend dem ersten Stromwert I₁ und das zweite Pulssignal S2 (Pulssignal Sr) entsprechend dem zweiten Stromwert I₂ in der Schaltersteuerung 40 generiert werden und dem Gate-Anschluss G des MOSFET 38 zugeführt werden. Dadurch kann die Zufuhr des ersten Pulssignals S1 und des zweiten Pulssignals S2 zu dem Gate-Anschluss G zeitlich gesteuert werden. Dementsprechend können bei dem Elektromagnetventil 10G gemäß der siebten Ausführungsform ebenfalls die Vorteile und Wirkungen entsprechend der oben beschriebenen zeitlichen Steuerung, die im Zusammenhang mit dem Elektromagnetventil 10A gemäß der ersten Ausführungsform (s. 1 bis 3F) diskutiert wurden, einfach erreicht werden.
Im Hinblick auf die Einstellung der relativen Einschaltdauer T₉/T₇ und der Pulsweite des Einzelpulssignals Ss können ähnlich wie in dem Fall des Elektromagnetventils 10A gemäß der ersten Ausführungsform (vgl. 1) anstelle der Widerstände 120 bis 126 und des Kondensators 128 die relative Einschaltdauer T₉/T₇ und die Pulsweite des Einzelpulssignals Ss in einem nicht dargestellten Speicher gespeichert werden, wodurch die relative Einschaltdauer T₉/T₇ und die Pulsweite nach Bedarf aus dem Speicher zu der PWM-Schaltung 60 und der Einzelpulsgenerierungsschaltung 62 ausgelesen werden können. Die relative Einschaltdauer T₉/T₇ und die Pulsweite können entsprechend den Spezifikationen des Elektromagnetventils 10G in geeigneter Weise auf gewünschte Werte eingestellt werden, indem die in dem Speicher gespeicherten Daten geändert werden.
Als nächstes wird mit Bezug auf 10 ein Elektromagnetventil 10H gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert.
Das Elektromagnetventil 10H gemäß der achten Ausführungsform unterscheidet sich von dem Elektromagnetventil 10G gemäß der siebten Ausführungsform (vgl. 9) dahingehend, dass von einer Konstantspannungsschaltung 58 eine Gleichspannung V' einer Reihenschaltung zugeführt wird, die aus den Widerständen 130, 132, 134 besteht.
Im Einzelnen unterscheidet sich das Elektromagnetventil 10H gemäß der achten Ausführungsform von dem Elektromagnetventil 10A gemäß der ersten Ausführungsform (vgl. 1) dahingehend, dass das Elektromagnetventil 10H angetrieben wird und dass sein angetriebener Zustand aufrecht erhalten wird durch im Wesentlichen den gleichen Betrieb wie der oben beschriebene erste Betrieb und der zweite Betrieb, die bei dem Elektromagnetventil 10A gemäß der ersten Ausführungsform verwendet wurden. In dem Fall, dass der erste Stromwert I₁ und der zweite Stromwert I₂ vorab bekannt sind, wird jedoch eine zeitliche Steuerung der Zufuhr des ersten Pulssignals S1 und des zweiten Pulssignals S2 zu dem Gate-Anschluss G des MOSFET 38 durchgeführt, ohne den oben beschriebenen Stromdetektionswert zu verwenden.
In diesem Fall werden die relativen Einschaltdauern T₈/T₇, T₉/T₇ des Pulssignals Sr, das durch die PWM-Schaltung 60 generiert wird, in ähnlicher Weise wie bei dem Fall der Widerstände 50, 52, 76 des Elektromagnetventils 10A gemäß der ersten Ausführungsform (vgl. 1) auf der Basis der Widerstandswerte der Widerstände 130, 132, 134 eingestellt.
Das bedeutet, dass bei dem Elektromagnetventil 10H gemäß der achten Ausführungsform die relative Einschaltdauer T₈/T₇ eine relative Einschaltdauer ist, die festgelegten Spannungen entspricht, welche durch Dividieren der Gleichspannung V', die von der Konstantspannungsschaltung 58 zugeführt wird, durch jeden der Widerstandswerte der Widerstände 132, 134 erhalten wird, während andererseits die relative Einschaltdauer T₉/T₇ eine relative Einschaltdauer ist, die festgelegten Spannungen entspricht, welche durch Dividieren der Gleichspannung V', die von der Konstantspannungsschaltung 58 zugeführt wird, durch die Widerstandswerte der Widerstände 130, 132, 134 erhalten werden. Dementsprechend können in der PWM-Schaltung 60 die relativen Einschaltdauern T₈/T₇, T₉/T₇ des Pulssignals Sr durch geeignete Änderung der Widerstandswerte der Widerstände 130, 132, 134 entsprechend den Größen des ersten Stromwertes I₁ und des zweiten Stromwertes I₂ eingestellt werden.
Außerdem wird in der PWM-Schaltung 60 der zweite Wiederholungspuls oder der zweite Kurzpuls mit der relativen Einschaltdauer T₉/T₇ als das Pulssignal Sr generiert (vgl. 2C), oder alternativ wird bis zu der Zeit T₄' der erste Wiederholungspuls oder der erste kurze Puls mit der relativen Einschaltdauer T₈/T₇ als das Pulssignal Sr generiert, während nach der Zeit T₄' der Zeitwiederholungspuls oder der zweite kurze Puls mit der relativen Einschaltdauer T₉/T₇ als das Pulssignal Sr generiert wird (vgl. 3C).
Die Pulszufuhreinheit 64 liefert während der Zeiträume T₅, T₅' das Einzelpulssignal Ss oder das Pulssignal Sr (erster Wiederholungspuls oder zweiter Wiederholungspuls) als das erste Pulssignal S1 an den Gate-Anschluss G, während sie während der Zeiträume T₆, T₆' das Pulssignal Sr oder den zweiten Wiederholungspuls oder den zweiten kurzen Puls als das zweite Pulssignal S2 an den Gate-Anschluss G liefert.
Auf diese Weise unterscheidet sich das Elektromagnetventil 10H gemäß der achten Ausführungsform von den Elektromagnetventilen 10A bis 10F gemäß den ersten bis sechsten Ausführungsformen (vgl. 1 bis 8) durch eine Konfiguration, die den Widerstand 70 und die Stromdetektionsschaltung 72 nicht aufweist. Ähnlich dem Elektromagnetventil 10G gemäß der siebten Ausführungsform können aber für den Fall, dass der erste Stromwert I (Aktivierungsstromwert) und der zweite Stromwert I₂ (Haltestromwert) vorab bekannt sind, das erste Pulssignal S1 (Einzelpulssignal Ss oder Pulssignal Sr) entsprechend dem ersten Stromwert I₁ und das zweite Pulssignal S2 (Pulssignal Sr) entsprechend dem zweiten Stromwert I₂ in der Schaltersteuerung 40 generiert werden und dem Gate-Anschluss G des MOSFET 38 zugeführt werden. Dadurch kann die Zufuhr des ersten Pulssignals S1 und des zweiten Pulssignals S2 zu dem Gate-Anschluss G zeitlich gesteuert werden. Dementsprechend können auch bei dem Elektromagnetventil 10H gemäß der achten Ausführungsform die Vorteile und Wirkungsweisen entsprechend der oben beschriebenen zeitlichen Steuerung, die im Zusammenhang mit dem Elektromagnetventil 10H gemäß der ersten Ausführungsform (vgl. 1 bis 3F) diskutiert wurden, einfach erreicht werden.
Im Hinblick auf die Einstellung der relativen Einschaltdauern T₈/T₇, T₉/T₇ und der Pulsweite des Einzelpulssignals Ss können ähnlich dem Fall des Elektromagnetventils 10G gemäß der siebten Ausführungsform (vgl. 9) anstelle der Widerstände 124, 126, 130 bis 134 und des Kondensators 128 die relativen Einschaltdauern T₈/T₇, T₉/T₇ und die Pulsweite des Einzelpulssignals Ss in einem nicht dargestellten Speicher gespeichert werden. Dadurch können die relativen Einschaltdauern T₈/T₇, T₉/T₇ und die Pulsweite nach Bedarf aus dem Speicher zu der PWM-Schaltung 60 und der Einzelpulsgenerierungsschaltung 62 ausgelesen werden. Auch in diesem Fall können die relativen Einschaltdauern T₈/T₇, T₉/T₇ und die Pulsweite in geeigneter Weise auf gewünschte Werte entsprechend den Spezifikationen des Elektromagnetventils 10H eingestellt werden, indem die in dem Speicher gespeicherten Daten geändert werden.
Als nächstes wird mit Bezug auf 11 ein Elektromagnetventil 10I gemäß einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert.
Das Elektromagnetventil 10I gemäß der neunten Ausführungsform unterscheidet sich von den Elektromagnetventil 10H gemäß der achten Ausführungsform (vgl. 10) dahingehend, dass die Wechselstromquelle 16 elektrisch über ein Triac 80 an die Gleichrichterschaltung 20 angeschlossen ist, und dass in der Gleichrichterschaltung 20 eine Brückenschaltung durch eine Reihenschaltung, die aus den Dioden 22, 84 besteht, eine Reihenschaltung, die aus den Dioden 24, 86 besteht, eine Reihenschaltung, die aus den Dioden 26, 88 besteht, und eine Reihenschaltung, die aus den Dioden 28, 90 besteht, gebildet wird.
Bei dem Elektromagnetventil 10I gemäß der neunten Ausführungsform wird die Gleichrichterschaltung 20 durch eine Brückenschaltung gebildet, die aus den Dioden 22 bis 28, 84 bis 90 besteht. Daher können die gleichen Vorteile und Wirkungsweise wie bei dem Elektromagnetventil 10E (vgl. 7) gemäß der fünften Ausführungsform erreicht werden.
Als nächstes wird mit Bezug auf 12 ein Elektromagnetventil 10J gemäß einer zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert.
Das Elektromagnetventil 10J gemäß der zehnten Ausführungsform unterscheidet sich von dem Elektromagnetventil 10I gemäß der neunten Ausführungsform (vgl. 11) dahingehend, dass die Gleichstromquelle 16 elektrisch über ein Opto-Triac 92 an die Gleichrichterschaltung 20 angeschlossen ist.
Bei dem Elektromagnetventil 10J gemäß der zehnten Ausführungsform wird ein Optokoppler 96 durch das Opto-Triac 92 und eine LED 94 gebildet. Außerdem wird die Gleichrichterschaltung 20 durch eine Brückenschaltung gebildet, die aus den Dioden 22 bis 28, 84 bis 90 besteht. Daher können die gleichen Vorteile und Wirkungsweise wie bei dem Elektromagnetventil 10F (vgl. 8) gemäß der sechsten Ausführungsform erreicht werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- JP 3777265 [0003, 0004, 0008]

Claims

Elektromagnetventilantriebsschaltung (14), bei welcher nach dem Aufbringen einer ersten Spannung auf eine Magnetspule (12) eines Elektromagnetventils (10A bis 10F) zum Antreiben des Elektromagnetventils (10A bis 10F) eine zweite Spannung auf die Magnetspule (12) aufgebracht wird und ein angetriebener Zustand des Elektromagnetventils (10A bis 10F) aufrecht erhalten wird, wobei die Elektromagnetventilantriebsschaltung (14) elektrisch an eine Wechselstromquelle (16) und an die Magnetspule (12) angeschlossen ist und außerdem eine Gleichrichterschaltung (20), eine Schaltersteuerung (40), einen Schalter (38) und einen Stromdetektor (72) umfasst, wobei die Gleichrichterschaltung (20) eine Stromquellenspannung der Wechselstromquelle (16) gleichrichtet, wobei der Stromdetektor (72) einen durch die Magnetspule (12) fließenden Strom erfasst und ein Detektionssignal als einen Stromdetektionswert an die Schaltersteuerung (40) ausgibt, wobei die Schaltersteuerung (40) ein erstes Pulssignal auf der Basis eines Vergleichs zwischen einem festgelegten Aktivierungsstromwert und dem Stromdetektionswert generiert und ein zweites Pulssignal auf der Basis eines Vergleichs zwischen einem festgelegten Haltestromwert und dem Stromdetektionswert generiert und das erste Pulssignal und das zweite Pulssignal dem Schalter (38) zuführt, und wobei der Schalter (38) die gleichgerichtete Stromquellenspannung als die erste Spannung auf die Magnetspule (12) während eines Zeitraumes aufbringt, in dem ihm das erste Pulssignal zugeführt wird, und wobei der Schalter (38) die gleichgerichtete Stromquellenspannung als die zweite Spannung auf die Magnetspule (12) während eines Zeitraumes aufbringt, in dem ihm das zweite Pulssignal zugeführt wird.
Elektromagnetventilantriebsschaltung (14) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltersteuerung (40) folgende Elemente aufweist: eine Einzelpulsgenerierungsschaltung (62) zur Generierung eines einzelnen Pulses, eine Kurzpulsgenerierungsschaltung (60) die während eines Zeitraumes, in dem das Elektromagnetventil (10A bis 10F) angetrieben wird, auf der Basis eines Vergleichs zwischen dem Aktivierungsstromwert und dem Stromdetektionswert einen ersten kurzen Puls mit einer Pulsweite generiert, die kürzer ist als eine Pulsweite des einzelnen Pulses, während sie während eines Zeitraumes, in dem ein angetriebener Zustand des Elektromagnetventils (10A bis 10F) aufrecht erhalten wird, auf der Basis eines Vergleichs zwischen dem Haltestromwert und dem Stromdetektionswert einen zweiten kurzen Puls mit einer Pulsweite generiert, die kürzer ist als die Pulsweite des ersten kurzen Pulses, und eine Pulszufuhreinheit (64), die während des Zeitraumes, in dem das Elektromagnetventil (10A bis 10F) dem Schalter (38) den ersten kurzen Puls als das erste Pulssignal zuführt, nachdem der einzelne Puls dem Schalter (38) als das erste Pulssignal zugeführt wurde, während sie dem Schalter (38) während des Zeitraumes, in dem der angetriebene Zustand des Elektromagnetventils (10A bis 10F) aufrecht erhalten wird, den zweiten kurzen Puls als das zweite Pulssignal zuführt.
Elektromagnetventilantriebsschaltung (14) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltersteuerung (40) folgende Elemente aufweist: eine Einzelpulsgenerierungsschaltung (62) zur Generierung eines einzelnen Pulses, eine Wiederholungspulsgenerierungsschaltung (60), die während eines Zeitraumes, in dem das Elektromagnetventil (10A bis 10F) angetrieben wird, auf der Basis eines Vergleichs zwischen dem Aktivierungsstromwert und dem Stromdetektionswert einen ersten Wiederholungspuls mit einer Pulsweite generiert, die kürzer ist als eine Pulsweite des einzelnen Pulses, während sie während eines Zeitraumes, in dem ein angetriebener Zustand des Elektromagnetventils (10A bis 10F) aufrecht erhalten wird, auf der Basis eines Vergleichs zwischen dem Haltestromwert und dem Stromdetektionswert einen zweiten Wiederholungspuls mit einer Pulsweite generiert, die kürzer ist als die Pulsweite des ersten Wiederholungspulses, und eine Pulszufuhreinheit (64), die während des Zeitraumes, in dem das Elektromagnetventil (10A bis 10F) angetrieben wird, den ersten Wiederholungspuls dem Schalter (38) als das erste Pulssignal zuführt, nachdem der einzelne Puls dem Schalter (38) als das erste Pulssignal zugeführt wurde, während sie dem Schalter während des Zeitraumes, in dem der angetriebene Zustand des Elektromagnetventils (10A bis 10F) aufrecht erhalten wird, den zweiten Wiederholungspuls als das zweite Pulssignal zuführt.
Elektromagnetventilantriebsschaltung (14), bei welcher nach dem Aufbringen einer ersten Spannung auf eine Magnetspule (12) eines Elektromagnetventils (10A bis 10F) zum Antreiben des Elektromagnetventils (10A bis 10F) eine zweite Spannung auf die Magnetspule (12) aufgebracht und ein angetriebener Zustand des Elektromagnetventils (10A bis 10F) aufrecht erhalten wird, wobei die Elektromagnetventilantriebsschaltung (14) elektrisch an eine Wechselstromquelle (16) und an die Magnetspule (12) angeschlossen ist und außerdem eine Gleichrichterschaltung (20), eine Schaltersteuerung (40), einen Schalter (38) und einen Stromdetektor (72) aufweist, wobei die Gleichrichterschaltung (20) eine Stromquellenspannung der Wechselstromquelle (16) gleichrichtet, wobei der Stromdetektor (72) einen durch die Magnetspule (12) fließenden Strom erfasst und ein Detektionsergebnis als einen Stromdetektionswert an die Schaltersteuerung (40) ausgibt, wobei die Schaltersteuerung (40) ein erstes Pulssignal auf der Basis eines Vergleichs zwischen einem festgelegten Aktivierungsstromwert und dem Stromdetektionswert, und ein festgelegtes zweites Pulssignal generiert, und das erste Pulssignal und das zweite Pulssignal dem Schalter (38) zuführt, und wobei der Schalter (38) die gleichgerichtete Stromquellenspannung als die erste Spannung auf die Magnetspule (12) während eines Zeitraumes aufbringt, in dem ihm das erste Pulssignal zugeführt wird, und wobei der Schalter (38) die gleichgerichtete Stromquellenspannung als die zweite Spannung auf die Magnetspule (12) während eines Zeitraumes aufbringt, in dem ihm das zweite Pulssignal zugeführt wird.
Elektromagnetventilantriebsschaltung (14) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltersteuerung (40) folgende Elemente aufweist: eine Einzelpulsgenerierungsschaltung (62) zur Generierung eines einzelnen Pulses, eine Kurzpulsgenerierungsschaltung (60), die während eines Zeitraumes, in dem das Elektromagnetventil (10A bis 10F) angetrieben wird, auf der Basis eines Vergleichs zwischen dem Aktivierungsstromwert und dem Stromdetektionswert einen ersten kurzen Puls mit einer Pulsweite generiert, die kürzer ist als eine Pulsweite des einzelnen Pulses, während sie während eines Zeitraumes, in dem der angetriebene Zustand des Elektromagnetventils (10A bis 10F) aufrecht erhalten wird, einen zweiten kurzen Puls mit einer Pulsweite generiert, die kürzer ist als die Pulsweite des ersten kurzen Pulses, und einer Pulszufuhreinheit (64), die während des Zeitraumes, in dem das Elektromagnetventil (10A bis 10F) angetrieben wird, den ersten kurzen Puls dem Schalter (38) als das erste Pulssignal zuführt, nachdem der einzelne Puls dem Schalter (38) als das erste Pulssignal zugeführt wurde, während sie während des Zeitraumes, in dem der angetriebene Zustand des Elektromagnetventils (10A bis 10F) aufrecht erhalten wird, dem Schalter (38) den zweiten kurzen Puls als das zweite Pulssignal zuführt.
Elektromagnetventilantriebsschaltung (14) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltersteuerung (40) folgende Elemente aufweist: eine Einzelpulsgenerierungsschaltung (62) zur Generierung eines einzelnen Pulses, eine Wiederholungspulsgenerierungsschaltung (60), die während eines Zeitraumes, in dem das Elektromagnetventil (10A bis 10F) angetrieben wird, auf der Basis eines Vergleichs zwischen dem Aktivierungsstromwert und dem Stromdetektionswert einen ersten Wiederholungspuls mit einer Pulsweite generiert, die kürzer ist als eine Pulsweite des ersten Pulses, während sie während eines Zeitraums, in dem der angetriebene Zustand des Elektromagnetventils (10A bis 10F) aufrecht erhalten wird, einen zweiten Wiederholungspuls mit einer Pulsweite generiert, die kürzer ist als die Pulsweite des ersten Wiederholungspulses, und eine Pulszufuhreinheit (64), die während des Zeitraumes, in dem das Elektromagnetventil (10A bis 10F) angetrieben wird, dem Schalter (38) den ersten Wiederholungspuls als das erste Pulssignal zuführt, nachdem der einzelne Puls dem Schalter (38) als das erste Pulssignal zugeführt wurde, während sie während des Zeitraumes, in dem der angetriebene Zustand des Elektromagnetventils (10A bis 10F) aufrecht erhalten wird, dem Schalter (38) den zweiten Wiederholungspuls als das zweite Pulssignal zuführt.
Elektromagnetventilantriebsschaltung (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Glättungsschaltung (47) und eine Licht emittierende Diode (54), wobei die Glättungsschaltung (47) eine Reihenschaltung, die aus der Licht emittierenden Diode (54) und der Schaltersteuerung (40) besteht, und die Magnetspule (12) elektrisch parallel zu der Gleichrichterschaltung (20) angeschlossen sind, wobei die Glättungsschaltung (47) die gleichgerichtete Stromquellenspannung glättet, wobei die geglättete Stromquellenspannung der Schaltersteuerung (40) von der Glättungsschaltung (47) durch die Licht emittierende Diode (54) zugeführt wird, und wobei die Licht emittierende Diode (54) illuminiert werden kann, wenn der Strom durch die Magnetspule (12) fließt.
Elektromagnetventilantriebsschaltung (14), bei der nach dem Aufbringen einer ersten Spannung auf eine Magnetspule (12) eines Elektromagnetventils (10A bis 10F) zum Antreiben des Elektromagnetventils (10A bis 10F) eine zweite Spannung auf die Magnetspule (12) aufgebracht wird und ein angetriebener Zustand des Elektromagnetventils (10A bis 10F) aufrecht erhalten wird, wobei die Elektromagnetantriebsschaltung (14) elektrisch an eine Wechselstromquelle (16) und an die Magnetspule (12) angeschlossen ist und außerdem eine Gleichrichterschaltung (20), eine Glättungsschaltung (47), eine Licht emittierende Diode (54), eine Schaltersteuerung (40), einen Schalter (38) und einen Stromdetektor (72) aufweist, wobei die Glättungsschaltung (47), eine Reihenschaltung, die aus der Licht emittierenden Diode (54) und der Schaltersteuerung (40) besteht, und die Magnetspule (12) elektrisch parallel zu der Gleichrichterschaltung (20) angeschlossen sind, wobei die Gleichrichterschaltung (20) eine Stromquellenspannung der Wechselstromquelle (16) gleichrichtet, wobei die Glättungsschaltung (47) die gleichgerichtete Stromquellenspannung glättet, wobei die geglättete Stromquellenspannung der Schaltersteuerung (40) von der Glättungsschaltung (47) durch die Licht emittierende Diode (54) zugeführt wird, wobei die Licht emittierende Diode (54) illuminiert werden kann, wenn der Strom durch die Magnetspule (12) fließt, wobei der Stromdetektor (72) einen durch die Magnetspule (12) fließenden Strom erfasst und ein Detektionsergebnis als einen Stromdetektionswert an die Schaltersteuerung (40) ausgibt, wobei die Schaltersteuerung (40) ein festgelegtes erstes Pulssignal und ein zweites Pulssignal auf der Basis eines Vergleichs zwischen einem festgelegten Haltestromwert und dem Stromdetektionswert generiert und das erste Pulssignal und das zweite Pulssignal dem Schalter (38) zuführt und wobei der Schalter (38) die gleichgerichtete Stromquellenspannung als die erste Spannung während eines Zeitraumes auf die Magnetspule (12) aufbringt, indem ihm das erste Pulssignal zugeführt wird, und wobei der Schalter (38) die gleichgerichtete Stromquellenspannung als die zweite Spannung während eines Zeitraumes auf die Magnetspule (12) aufbringt, in dem ihm das zweite Pulssignal zugeführt wird.
Elektromagnetventilantriebsschaltung (14) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltersteuerung (40) folgende Elemente aufweist: eine Einzelpulsgenerierungsschaltung (62) zur Generierung eines einzelnen Pulses auf der Basis der geglätteten Stromquellenspannung, eine Kurzpulsgenerierungsschaltung (60), die auf der Basis der geglätteten Stromquellenspannung und eines Vergleichs zwischen dem Haltestromwert und dem Stromdetektionswert einen kurzen Puls mit einer Pulsweite generiert, die kürzer ist als eine Pulsweite des einzelnen Pulses, und eine Pulszufuhreinheit (64), die während des Zeitraumes, in dem das Elektromagnetventil (10A bis 10F) angetrieben wird, dem Schalter (38) den einzelnen Puls als das erste Pulssignal zuführt, während sie dem Schalter während des Zeitraumes, in dem der angetriebene Zustand des Elektromagnetventils (10A bis 10F) aufrecht erhalten wird, den kurzen Puls als das zweite Pulssignal zuführt.
Elektromagnetventilantriebsschaltung (14) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltersteuerung (40) folgende Elemente aufweist: eine Einzelpulsgenerierungsschaltung (62) zur Generierung eines einzelnen Pulses auf der Basis der geglätteten Stromquellenspannung, eine Wiederholungspulsgenerierungsschaltung (60), die auf der Basis der geglätteten Stromquellenspannung und eines Vergleichs zwischen dem Haltestromwert und dem Stromdetektionswert einen Wiederholungspuls mit einer Pulsweite generiert, die kürzer ist als eine Pulsweite des einzelnen Pulses, und einer Pulszufuhreinheit (64), die während des Zeitraumes, in dem das Elektromagnetventil (10A bis 10F) angetrieben wird, den einzelnen Puls dem Schalter (38) als das erste Pulssignal zuführt, während sie den Schalter während des Zeitraumes, in dem der angetriebene Zustand des Elektromagnetventils (10A bis 10F) aufrecht erhalten wird, den Wiederholungspuls als das zweite Pulssignal zuführt.
Elektromagnetventilantriebsschaltung (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltersteuerung (40) eine Pulsweite des zweiten Pulssignals auf der Basis eines Vibrationsdetektionswertes von einem Vibrationsdetektor (98) anpasst, welcher eine Vibration des Elektromagnetventils (10B bis 10F) erfasst.
Elektromagnetventilantriebsschaltung (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Einschaltzeitrechner (100) zur Berechnung einer Einschaltzeit der Magnetspule (12) innerhalb einer einmaligen Betriebsperiode des Elektromagnetventils (10C bis 10F) auf der Basis des Stromdetektionswertes, einen Einschaltspeicher (102) zum Speichern der Einschaltzeit und eine Einschaltzeitbestimmungseinheit (106) zur Berechnung einer gesamten Einschaltzeit der Magnetspule (12) aus den jeweiligen Einschaltzeiten, die in dem Einschaltzeitspeicher (102) gespeichert sind, und zur Bestimmung, ob die gesamte Einschaltzeit länger ist als eine festgelegte erste Einschaltzeit oder nicht, wobei die Einschaltzeitbestimmungseinheit (106) ein Pulsweitenänderungssignal an die Schaltersteuerung (40) ausgibt, das den Befehl erteilt, das die Pulsweite des ersten Pulssignals geändert wird, wenn festgestellt wird, dass die gesamte Einschaltzeit länger ist als die erste Einschaltzeit, und wobei die Schaltersteuerung (40) die Pulsweite des ersten Pulssignals auf der Basis des Pulsweitenänderungssignals verlängert.
Elektromagnetventilantriebsschaltung (14) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Einschaltzeitbestimmungseinheit (106) ein Nutzungsgrenzenbenachrichtigungssignal nach außen ausgibt, das darüber informiert, dass das Elektromagnetventil (10C bis 10F) eine Nutzungsgrenze erreicht hat, wenn festgestellt wird, dass die gesamte Einschaltzeit länger ist als eine zweite Einschaltzeit, die so eingestellt ist, dass sie länger ist als die erste Einschaltzeit.
Elektromagnetventilantriebsschaltung (14) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Elektromagnetventilbetriebsdetektor (100) zur Erfassung, dass das Elektromagnetventil (10C bis 10F) auf der Basis des Stromdetektionswertes betrieben wird, einen Detektionsergebnisspeicher (106) zur Speicherung eines Detektionsergebnisses des Elektromagnetventilbetriebsdetektors (100) und eine Bestimmungseinheit (106) für die akkumulierte Zahl von Betriebszeiten zur Berechnung einer akkumulierten Zahl von Betriebszeiten des Elektromagnetventils (10C bis 10F) aus den jeweiligen Detektionsergebnissen, die in dem Detektionsergebnisspeicher (102) gespeichert sind, und zur Bestimmung, ob die akkumulierte Zahl von Betriebszeiten eine festgelegte erste Zahl von Betriebszeiten überschreitet oder nicht, wobei die Bestimmungseinheit (106) für die akkumulierte Zahl von Betriebszeiten ein Pulsweitenänderungssignal an die Schaltersteuerung (40) ausgibt, das den Befehl erteilt, dass die Pulsweite des ersten Pulssignales geändert wird, wenn festgestellt wird, dass die akkumulierte Zahl von Betriebszeiten die erste Zahl von Betriebszeiten überschreitet, und wobei die Schaltersteuerung (40) die Pulsweite des ersten Pulssignales auf der Basis des Pulsweitenänderungssignals verlängert.
Elektromagnetventilantriebsschaltung (14) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmungseinheit (106) für die akkumulierte Zahl von Betriebszeiten ein Nutzungsgrenzenbenachrichtigungssignal nach außen ausgibt, das darüber informiert, dass das Elektromagnetventil (10C bis 10F) eine Nutzungsgrenze erreicht hat, wenn festgestellt wird, dass die akkumulierte Zahl von Betriebszeiten eine zweite Zahl von Betriebszeiten überschreitet, die so eingestellt ist, dass sie größer ist als die erste Zahl von Betriebszeiten.
Elektromagnetventilantriebsschaltung (14) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Stromdetektionswertüberwachungseinheit (104) zur Überwachung einer Verringerung des Stromdetektionswertes während eines Zeitraumes, in dem das Elektromagnetventil (10D bis 10F) angetrieben wird, wobei die Stromdetektionsüberwachungseinheit (104) ein Zeitverzögerungsbenachrichtigungssignal nach außen ausgibt, das darüber informiert, dass eine Zeitverzögerung in einem Zeitraum von einer Antriebsstartzeit des Elektromagnetventils (10D bis 10F) bis zu einer Zeit, an der der Stromdetektionswert abnimmt, auftritt, wenn die Stromdetektionswertüberwachungseinheit (104) feststellt, dass der Zeitraum länger ist als ein eingestellter Zeitraum.
Elektromagnetventilantriebsschaltung 14 nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Widerstand (42), der einen Einschaltstrom, welcher zu einer Antriebsstartzeit des Elektromagnetventils (10A bis 10F) zu der Schaltersteuerung (40) fließt, so einstellen kann, dass er unterhalb eines maximalen Wertes des durch die Magnetspule (12) fließenden Stroms bleibt, wobei eine Reihenschaltung, die aus dem Widerstand (42) und der Schaltersteuerung (40) besteht, und die Magnetspule (12) parallel zu der Gleichrichterschaltung (20) angeschlossen sind.
Elektromagnetventilantriebsschaltung (14), bei der nach dem Aufbringen einer ersten Spannung auf die Magnetspule (12) eines Elektromagnetventils (10G bis 10J) zum Antreiben des Elektromagnetventils (10G bis 10J) eine zweite Spannung auf die Magnetspule (12) aufgebracht wird und ein angetriebener Zustand des Elektromagnetventils (10G bis 10J) aufrecht erhalten wird, wobei die Elektromagnetventilantriebsschaltung (14) elektrisch an eine Wechselstromquelle (16) und an die Magnetspule (12) angeschlossen ist und außerdem eine Gleichrichterschaltung (20), eine Schaltersteuerung (40) und einen Schalter (38) umfasst, wobei die Gleichrichterschaltung (20) eine Stromquellenspannung der Wechselstromquelle (16) gleichrichtet, wobei die Schaltersteuerung (40) folgende Elemente aufweist: eine Einzelpulsgenerierungsschaltung (62) zur Generierung eines einzelnen Pulses, eine Kurzpulsgenerierungsschaltung (60), die während eines Zeitraumes, in dem das Elektromagnetventil (10G bis 10J) angetrieben wird, einen ersten kurzen Puls mit einer Pulsweite generiert, die kürzer ist als eine Pulsweite des einzelnen Pulses, während sie während eines Zeitraumes, in dem ein angetriebener Zustand des Elektromagnetventils (10G bis 10J) aufrecht erhalten wird, einen zweiten kurzen Puls mit einer Pulsweite generiert, die kürzer ist als die Pulsweite des ersten kurzen Pulses, und eine Pulszufuhreinheit (64), die während des Zeitraumes, in dem das Elektromagnetventil (10G bis 10J) angetrieben wird, dem Schalter (38) den ersten kurzen Puls als das erste Pulssignal zuführt, nachdem der einzelne Puls dem Schalter (38) als ein erstes Pulssignal zugeführt wurde, während sie dem Schalter während des Zeitraums, in dem der angetriebene Zustand des Elektromagnetventils (10G bis 10J) aufrecht erhalten wird, den zweiten kurzen Puls als ein zweites Pulssignal zuführt, wobei der Schalter (38) die gleichgerichtete Stromquellenspannung als die erste Spannung auf die Magnetspule (12) während eines Zeitraumes aufbringt, in dem ihm das erste Pulssignal zugeführt wird, und wobei der Schalter (38) die gleichgerichtete Stromquellenspannung als die zweite Spannung auf die Magnetspule (12) während eines Zeitraumes aufbringt, in dem ihm das zweite Pulssignal zugeführt wird.
Elektromagnetventilantriebsschaitung (14) nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch eine Glättungsschaltung (47) und eine Licht emittierende Diode (54), wobei die Glättungsschaltung (47), eine Reihenschaltung, die aus der Licht emittierenden Diode (54) und der Schaltersteuerung (40) besteht, und die Magnetspule (12) elektrisch parallel zu der Gleichrichterschaltung (20) angeschlossen sind, wobei die Glättungsschaltung (47) die gleichgerichtete Stromquellenspannung glättet, wobei die geglättete Stromquellenspannung der Schaltersteuerung (40) von der Glättungsschaltung (47) durch die Licht emittierende Diode (54) zugeführt wird, wobei die Licht emittierende Diode illuminiert werden kann, wenn Strom durch die Magnetspule (12) fließt, wobei die Einzelpulsgenerierungsschaltung (62) den einzelnen Puls auf der Basis der geglätteten Stromquellenspannung generiert, und wobei die Kurzpulsgenerierungsschaltung (60) den ersten kurzen Puls und den zweiten kurzen Puls auf der Basis der geglätteten Stromquellenspannung generiert.
Elektromagnetventilantriebsschaltung (14), bei der nach dem Aufbringen einer ersten Spannung auf die Magnetspule (12) eines Elektromagnetventils (10G bis 10J) zum Antreiben des Elektromagnetventils (10G bis 10J) eine zweite Spannung auf die Magnetspule (12) aufgebracht und ein angetriebener Zustand des Elektromagnetventils (10G bis 10J) aufrecht erhalten wird, wobei die Elektromagnetventilantriebsschaltung (14) elektrisch an eine Wechselstromquelle (16) und an die Magnetspule (12) angeschlossen ist und außer dem eine Gleichrichterschaltung (20), eine Schaltersteuerung (40) und einen Schalter (38) aufweist, wobei die Gleichrichterschaltung (20) eine Stromquellenspannung der Wechselstromquelle (16) gleichrichtet, wobei die Schaltersteuerung (40) folgende Elemente aufweist: eine Einzelpulsgenerierungsschaltung (62) zur Generierung eines einzelnen Pulses, eine Wiederholungspulsgenerierungsschaltung (60), die während eines Zeitraumes, in dem das Elektromagnetventil (10G bis 10J) angetrieben wird, einen ersten Wiederholungspuls mit einer Pulsweite generiert, die kürzer ist als eine Pulsweite des einzelnen Pulses, während sie während eines Zeitraumes, in dem der angetriebene Zustand des Elektromagnetventils (10G bis 10J) aufrecht erhalten wird, einen zweiten Wiederholungspuls mit einer Pulsweite generiert, die kürzer ist als die Pulsweite des erstes Wiederholungspulses, und eine Pulszufuhreinheit (64), die während des Zeitraumes, in dem das Elektromagnetventil (10G bis 10J) angetrieben wird, dem Schalter (38) den ersten Wiederholungspuls als ein erstes Pulssignal zuführt, nachdem der einzelne Puls dem Schalter (38) als das erste Pulssignal zugeführt wurde, während sie während des Zeitraumes, in dem der angetriebene Zustand des Elektromagnetventils (10G bis 10J) aufrecht erhalten wird, dem Schalter (38) den zweiten Wiederholungspuls als ein zweites Pulssignal zuführt, wobei der Schalter (38) die gleichgerichtete Stromquellenspannung als die erste Spannung auf die Magnetspule (12) während eines Zeitraumes aufbringt, in dem ihm das erste Pulssignal zugeführt wird, und wobei der Schalter (38) die gleichgerichtete Stromquellenspannung als die zweite Spannung auf die Magnetspule (12) während eines Zeitraumes aufbringt, in dem ihm das zweite Pulssignal zugeführt wird.
Elektromagnetventilantriebsschaltung (14) nach Anspruch 20, gekennzeichnet durch eine Glättungsschaltung (47) und eine Licht emittierende Diode (54), wobei die Glättungsschaltung (47), eine Reihenschaltung, die aus der Licht emittierenden Diode (54) und der Schaltersteuerung (40) besteht, und die Magnetspule (12) elektrisch parallel zu der Gleichrichterschaltung (20) angeschlossen sind, wobei die Glättungsschaltung (47) die gleichgerichtete Stromquellenspannung glättet, wobei die geglättete Stromquellenspannung der Schaltersteuerung (40) von der Glättungsschaltung (47) durch die Licht emittierende Diode (54) zugeführt wird, wobei die Licht emittierende Diode (54) illuminiert werden kann, wenn Strom durch die Magnetspule (12) fließt, wobei die Einzelpulsgenerierungsschaltung (62) den einzelnen Puls auf der Basis der geglätteten Stromquellenspannung generiert und wobei die Wiederholungspulsgenerierungsschaltung (60) den ersten Wiederholungspuls und den zweiten Wiederholungspuls auf der Basis der geglätteten Stromquellenspannung generiert.
Elektromagnetventilantriebsschaltung (14), bei der nach dem Aufbringen einer ersten Spannung auf eine Magnetspule (12) eines Elektromagnetventils (10G bis 10J) zum Antreiben des Elektromagnetventils (10G bis 10J) eine zweite Spannung auf die Magnetspule (12) aufgebracht und ein angetriebener Zustand des Elektromagnetventils (10G bis 10J) aufrecht erhalten wird, wobei die Elektromagnetventilantriebsschaltung (14) elektrisch an eine Wechselstromquelle (16) und an die Magnetspule (12) angeschlossen ist und außerdem eine Gleichrichterschaltung (20), eine Glättungsschaltung (47), eine Licht emittierende Diode (57), eine Schaltersteuerung (40) und einen Schalter (38) aufweist, wobei die Glättungsschaltung (47), eine Reihenschaltung, die aus der Licht emittierenden Diode (54) und der Schaltersteuerung (40) besteht, und die Magnetspule (12) elektrisch parallel zu der Gleichrichterschaltung (20) angeschlossen sind, wobei die Gleichrichterschaltung (20) eine Stromquellenspannung der Wechselstromquelle (16) gleichrichtet, wobei die Glättungsschaltung (47) die gleichgerichtete Stromquellenspannung glättet, wobei die geglättete Stromquellenspannung der Schaltersteuerung (40) von der Glättungsschaltung (47) durch die Licht emittierende Diode (54) zugeführt wird, wobei die Licht emittierende Diode (54) illuminiert werden kann, wenn Strom durch die Magnetspule (12) fließt, wobei die Schaltersteuerung (40) folgende Elemente aufweist: eine Einzelpulsgenerierungsschaltung (62) zur Generierung eines einzelnen Pulses auf der Basis der geglätteten Stromquellenspannung, eine Kurzpulsgenerierungsschaltung (60) zur Generierung eines kurzen Pulses mit einer Pulsweite, die kürzer ist als eine Pulsweite des einzelnen Pulses, auf der Basis der geglätteten Stromquellenspannung und eine Pulszufuhreinheit (64), die während eines Zeitraumes, in dem das Elektromagnetventil (10G bis 10J) angetrieben wird, dem Schalter (38) den einzelnen Puls als das erste Pulssignal zuführt, während sie dem Schalter (38) während eines Zeitraumes, in dem der angetriebene Zustand des Elektromagnetventils (10G bis 10J) aufrecht erhalten wird, den kurzen Puls als das zweite Pulssignal zuführt, wobei der Schalter (38) die gleichgerichtete Stromquellenspannung als die erste Spannung auf die Magnetspule (12) während eines Zeitraumes aufbringt, in dem ihm das erste Pulssignal zugeführt wird, und wobei der Schalter (38) die gleichgerichtete Stromquellenspannung als die zweite Spannung während eines Zeitraumes auf die Magnetspule (12) aufbringt, in dem ihm das zweite Pulssignal zugeführt wird.
Elektromagnetventilantriebsschaltung (14), bei der nach dem Aufbringen einer ersten Spannung auf eine Magnetspule (12) eines Elektromagnetventils (10G bis 10J) zum Antreiben des Elektromagnetventils (10G bis 10J) eine zweite Spannung auf die Magnetspule (12) aufgebracht wird und ein angetriebener Zustand des Elektromagnetventils (10G bis 10J) aufrecht erhalten wird, wobei die Elektromagnetventilantriebsschaltung (14) elektrisch an eine Wechselstromquelle (16) und an die Magnetspule (12) angeschlossen ist und außerdem eine Gleichrichterschaltung (20), eine Glättungsschaltung (47), eine Licht emittierende Diode (54), eine Schaltersteuerung (40) und einen Schalter (38) aufweist, wobei die Glättungsschaltung (47), eine Reihenschaltung, die aus der Licht emittierenden Diode (54) und der Schaltersteuerung (40) besteht, und die Magnetspule (12) elektrisch parallel zu der Gleichrichterschaltung (20) angeschlossen sind, wobei die Gleichrichterschaltung (20) eine Stromquellenspannung der Wechselstromquelle (16) gleichrichtet, wobei die Glättungsschaltung (47) die gleichgerichtete Stromquellenspannung glättet, wobei die geglättete Stromquellenspannung zur Schaltersteuerung (40) von der Glättungsschaltung (47) durch die Licht emittierende Diode (54) zugeführt wird, wobei die Licht emittierende Diode (54) illuminiert werden kann, wenn Strom durch die Magnetspule (12) fließt, wobei die Schaltersteuerung (40) folgende Elemente aufweist: eine Einzelpulsgenerierungsschaltung (62) zur Generierung eines einzelnen Pulses auf der Basis der geglätteten Stromquellenspannung, eine Wiederholungspulsgenerierungsschaltung (60) zur Generierung eines Wiederholungspulses mit einer Pulsweite, die kürzer ist als eine Pulsweite des einzelnen Pulses, auf der Basis der geglätteten Stromquellenspannung, und eine Pulszufuhreinheit (64), die während eines Zeitraumes, in dem das Elektromagnetventil (10G bis 10J) angetrieben wird, den einzelnen Puls als ein erstes Pulssignal dem Schalter (38) zuführt, während sie während eines Zeitraumes, in dem der angetriebene Zustand des Elektromagnetventils (10G bis 10J) aufrecht erhalten wird, dem Schalter (38) dem Wiederholungspuls als ein zweites Pulssignal zuführt, wobei der Schalter (38) die gleichgerichtete Stromquellenspannung als die erste Spannung der Magnetspule (12) während eines Zeitraumes zuführt, in dem ihm das erste Pulssignal zugeführt wird, und wobei der Schalter (38) die gleichgerichtete Stromquellenspannung als die zweite Spannung der Magnetspule (12) während eines Zeitraums zuführt, in dem ihm das zweite Pulssignal zugeführt wird.
Elektromagnetventilantriebsschaltung (14) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wechselstromquelle (16) elektrisch über einen Schalter (18), ein Triac (80) oder ein Opto-Triac (92) an die Gleichrichterschaltung (20) angeschlossen ist.
Elektromagnetventilantriebsschaltung (14) nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Fall, dass die Wechselstromquelle (16) elektrisch über das Triac (80) oder das Opto-Triac (92) an die Gleichrichterschaltung (20) angeschlossen ist, die Gleichrichterschaltung (20) eine Brückenschaltung mit Dioden (22 bis 28, 84 bis 90) aufweist, so dass dann, wenn die Stromquellenspannung geringer ist als ein festgelegter Spannungswert, die Dioden (22 bis 28, 84 bis 90) aus einem EIN-Zustand in einen AUS-Zustand geschaltet werden.
Elektromagnetventil (10A bis 10F) mit der Elektromagnetventilantriebsschaltung (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.