JP2018093044A - Solenoid valve driving device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solenoid valve driving device capable of reducing residual magnetic flux after solenoid valve driving as much as possible.SOLUTION: A solenoid valve driving device 2 includes a boosting circuit 3 that boosts from DC power supply VB, and a control circuit 20 turns on MOSFETs 8 and 9 at the initial stage of energization to energize a coil 1a of an electromagnetic valve 1 in the forward direction. After that, the control circuit 20 turns off the MOSFET 8 and intermittently turn on and off the MOSFET 11 to energize in the positive direction from the DC power source VB. After that, The MOSFETs 13 and 14 are turned on and reversely energized for a preset time Ton that has been set to the coil 1a in advance. Therefore, the residual magnetic flux generated by energizing the electromagnetic valve 1 in the positive direction can be demagnetized in a short time.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、電磁弁駆動装置に関する。   The present invention relates to a solenoid valve driving device.

電磁弁駆動装置においては、電磁弁のコイルに直流通電して開弁の駆動制御を行い、通電を停止することで閉弁する。この場合、電磁弁の開弁の応答性を向上させるために、昇圧回路を設けて開弁駆動時に昇圧回路で昇圧した電圧を印加するものもある。   In the solenoid valve driving device, direct current is supplied to the coil of the solenoid valve to control the opening of the valve, and the valve is closed by stopping the current supply. In this case, in order to improve the responsiveness of the opening of the solenoid valve, there is a type in which a booster circuit is provided to apply a voltage boosted by the booster circuit when the valve is opened.

しかしながら、このような電磁弁駆動装置においては、電磁弁駆動後に通電を停止した状態で、電磁弁に発生する残留磁束の問題がある。電磁弁の残留磁束は、一定時間が経過すると解消されるが、この時間を待たずに駆動しようとすると、残留磁束の影響で駆動時の電流波形が乱れ、電磁弁駆動精度が低下することがある。   However, in such a solenoid valve drive device, there is a problem of residual magnetic flux generated in the solenoid valve in a state where energization is stopped after the solenoid valve is driven. The residual magnetic flux of the solenoid valve is canceled after a certain period of time. However, if the drive is attempted without waiting for this time, the current waveform at the time of driving is disturbed due to the influence of the residual magnetic flux, and the accuracy of driving the solenoid valve may be reduced. is there.

特開2001−15332号公報JP 2001-15332 A

本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、その目的は、電磁弁駆動後の残留磁束を迅速に消磁させることができるようにした電磁弁駆動装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an electromagnetic valve driving device that can quickly demagnetize the residual magnetic flux after driving the electromagnetic valve.

請求項1に記載の電磁弁駆動装置は、電磁弁の正極端子および負極端子に対してそれぞれ第1スイッチング素子および第2スイッチング素子を介して直流電源から正方向に通電することで駆動制御する制御回路を備えた電磁弁駆動装置であって、ダイオードが逆並列接続され前記電磁弁の正極端子を負側に接続する第3スイッチング素子と、ダイオードが逆並列接続され前記電磁弁の負極端子を正側に接続する第4スイッチング素子とを備え、前記第3スイッチング素子および前記第4スイッチング素子は、前記制御回路により、前記第1および第2スイッチング素子のオフ状態で駆動される。   The electromagnetic valve driving device according to claim 1 is a control that controls driving by energizing the positive electrode terminal and the negative electrode terminal of the electromagnetic valve in a positive direction from a DC power source via the first switching element and the second switching element, respectively. A solenoid valve driving device having a circuit, wherein a diode is connected in reverse parallel and the positive terminal of the solenoid valve is connected to the negative side, and a diode is connected in reverse parallel and the negative terminal of the solenoid valve is connected to the positive terminal. A fourth switching element connected to the side, and the third switching element and the fourth switching element are driven by the control circuit in an off state of the first and second switching elements.

上記構成を採用することにより、電磁弁の駆動時には、制御回路により、第1スイッチング素子および第2スイッチング素子を駆動して電磁弁の正極端子および負極端子の間に正方向に通電する。これにより、電磁弁のコイルに正方向に通電され、電磁弁を駆動させることができる。このとき、電磁弁のコイルには通電終了後に残留磁束が発生する。これに対して、制御回路により、第3スイッチング素子および第4スイッチング素子を駆動して電磁弁に逆方向に通電をすることで、残留磁束をゼロにすることができる。この結果、電磁弁への正方向への通電終了後にコイルの残留磁束が消失するまでの時間を待機することなく、迅速に消磁をして再度電磁弁を精度良く駆動制御することができるようになる。   By adopting the above configuration, when the electromagnetic valve is driven, the control circuit drives the first switching element and the second switching element to energize in the positive direction between the positive terminal and the negative terminal of the electromagnetic valve. As a result, the coil of the solenoid valve is energized in the positive direction, and the solenoid valve can be driven. At this time, a residual magnetic flux is generated in the coil of the solenoid valve after energization. On the other hand, the residual magnetic flux can be made zero by driving the third switching element and the fourth switching element and energizing the solenoid valve in the reverse direction by the control circuit. As a result, without waiting for the time until the residual magnetic flux of the coil disappears after the energization of the solenoid valve in the positive direction is completed, the solenoid valve can be demagnetized quickly and the solenoid valve can be accurately controlled again. Become.

第1実施形態を示す電気的構成図Electrical configuration diagram showing the first embodiment 電磁弁電流と各駆動信号のタイムチャートTime chart of solenoid valve current and each drive signal 電磁弁に逆方向電流を流すときの電流経路を示す作用説明図Action explanatory diagram showing the current path when a reverse current flows through the solenoid valve 電磁弁電流と電磁弁磁束の関係を示すタイムチャートTime chart showing the relationship between solenoid valve current and solenoid valve magnetic flux 第2実施形態を示す電気的構成図Electrical configuration diagram showing the second embodiment 電磁弁電流と各駆動信号のタイムチャートTime chart of solenoid valve current and each drive signal 第3実施形態を示す電気的構成図Electrical configuration diagram showing the third embodiment

(第1実施形態)
以下、本発明の第1実施形態について、図1〜図4を参照して説明する。
電磁弁1はコイル1aに直流通電することで開弁駆動されるもので、正極端子Aと負極端子Bを備える。電磁弁1は電磁弁駆動装置2により通電制御される。電磁弁駆動装置2は、例えば12Vの車載バッテリを直流電源VBとして電磁弁1に通電する。また、電磁弁駆動装置2には、電磁弁1の開弁の応答性を向上させるために直流電源VBの電圧よりも高い電圧を供給する昇圧回路3が設けられている。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The electromagnetic valve 1 is driven to open by applying a direct current to the coil 1a, and includes a positive terminal A and a negative terminal B. The solenoid valve 1 is energized and controlled by a solenoid valve driving device 2. The electromagnetic valve drive device 2 energizes the electromagnetic valve 1 using, for example, a 12V on-board battery as a DC power supply VB. In addition, the electromagnetic valve driving device 2 is provided with a booster circuit 3 that supplies a voltage higher than the voltage of the DC power supply VB in order to improve the responsiveness of the opening of the electromagnetic valve 1.

昇圧回路3は、昇圧コイル4およびNチャンネル型のMOSFET5の直列回路が直流電源VBとグランドとの間に接続されている。MOSFET5には逆並列にダイオード5aが接続されている。ダイオード5aは、MOSFET5に内蔵されるものでも良いし、外付けで設けるものでも良い。昇圧コイル4とMOSFET5との共通接続点は、ダイオード6を順方向に介してコンデンサ7の一端に接続されている。コンデンサ7の一端は出力端子Cとされ、他端はグランドに接続されている。   In the booster circuit 3, a series circuit of a booster coil 4 and an N-channel type MOSFET 5 is connected between a DC power supply VB and the ground. A diode 5a is connected to the MOSFET 5 in antiparallel. The diode 5a may be built in the MOSFET 5 or provided externally. A common connection point between the booster coil 4 and the MOSFET 5 is connected to one end of the capacitor 7 through the diode 6 in the forward direction. One end of the capacitor 7 is an output terminal C, and the other end is connected to the ground.

昇圧回路3の出力端子Cは、Nチャンネル型のMOSFET8を介して電磁弁1の正極端子Aに接続される。MOSFET8には逆並列にダイオード8aが接続されている。電磁弁1の負極端子Bは第2スイッチング素子としてのNチャンネル型のMOSFET9および電流検出用の抵抗10を介してグランドに接続されている。MOSFET9には逆並列にダイオード9aが接続されている。また、電磁弁1の正極端子Aには、直流電源VBが第1スイッチング素子としてのNチャンネル型のMOSFET11およびダイオード12を介して接続されている。MOSFET11には逆並列にダイオード11aが接続されている。   The output terminal C of the booster circuit 3 is connected to the positive terminal A of the solenoid valve 1 through an N-channel MOSFET 8. A diode 8a is connected to the MOSFET 8 in antiparallel. The negative terminal B of the electromagnetic valve 1 is connected to the ground via an N-channel MOSFET 9 as a second switching element and a current detection resistor 10. A diode 9a is connected to the MOSFET 9 in antiparallel. A DC power source VB is connected to the positive terminal A of the solenoid valve 1 via an N-channel MOSFET 11 and a diode 12 as a first switching element. A diode 11a is connected to the MOSFET 11 in antiparallel.

また、電磁弁1の正極端子Aは第3スイッチング素子としてのNチャンネル型のMOSFET13を介してグランドに接続されている。MOSFET13には逆並列にダイオード13aが接続されている。昇圧回路3の出力端子Cは、第4スイッチング素子としてのNチャンネル型のMOSFET14を介して電磁弁1の負極端子Bに接続される。MOSFET14は逆並列にダイオード14aが接続されている。なお、ダイオード8a、9a、11a、13a、14aは、それぞれMOSFET8、9、11、13、14に内蔵されるものでも良いし、外付けで設けることもできるものである。   The positive terminal A of the electromagnetic valve 1 is connected to the ground via an N-channel MOSFET 13 as a third switching element. A diode 13a is connected to the MOSFET 13 in antiparallel. The output terminal C of the booster circuit 3 is connected to the negative terminal B of the solenoid valve 1 through an N-channel MOSFET 14 as a fourth switching element. The diode 14a is connected to the MOSFET 14 in antiparallel. The diodes 8a, 9a, 11a, 13a, and 14a may be incorporated in the MOSFETs 8, 9, 11, 13, and 14 or may be provided externally.

制御回路20は、昇圧回路3の駆動制御および電磁弁1への通電制御を行うものである。制御回路20は、昇圧回路3のMOSFET5に駆動信号Saを与える。制御回路20は、MOSFET8、9、11、13、14のそれぞれに、駆動信号S1、S2、S3、S4、S5を与えることで、後述するようにして電磁弁1のコイル1aに通電して電磁弁1を動作させると共に、電磁弁1の残留磁束の消磁を行う。   The control circuit 20 performs drive control of the booster circuit 3 and energization control to the solenoid valve 1. The control circuit 20 gives a drive signal Sa to the MOSFET 5 of the booster circuit 3. The control circuit 20 applies drive signals S1, S2, S3, S4, and S5 to the MOSFETs 8, 9, 11, 13, and 14, respectively, thereby energizing the coil 1a of the electromagnetic valve 1 as described later. While operating the valve 1, the residual magnetic flux of the electromagnetic valve 1 is demagnetized.

次に、上記構成の作用について、図2から図4も参照して説明する。
まず、制御回路20により電磁弁1への正方向への通電の動作について簡単に説明する。制御回路20は、昇圧回路3のMOSFET5に駆動信号Saを与えて昇圧動作を行わせる。図示はしていないが、所定電圧となるように駆動信号Saが制御回路20から出力されている。
Next, the operation of the above configuration will be described with reference to FIGS.
First, the operation of energizing the solenoid valve 1 in the positive direction by the control circuit 20 will be briefly described. The control circuit 20 gives a drive signal Sa to the MOSFET 5 of the booster circuit 3 to perform a boost operation. Although not shown, the drive signal Sa is output from the control circuit 20 so as to have a predetermined voltage.

MOSFET5のオンにより昇圧コイル4に通電され、MOSFET5がオフすると、昇圧コイル4の起電力によりダイオード6を介してコンデンサ7に直流電源VBよりも高い電圧で充電される。これを繰り返し実行することでコンデンサ7に昇圧した電圧を供給することができる。   When the MOSFET 5 is turned on, the booster coil 4 is energized. When the MOSFET 5 is turned off, the capacitor 7 is charged with a voltage higher than the DC power supply VB via the diode 6 by the electromotive force of the booster coil 4. By repeating this, the boosted voltage can be supplied to the capacitor 7.

上記のように昇圧回路3により昇圧電源を生成した状態で、制御回路20は、電磁弁1に通電して駆動制御する。図2(b)、(c)に示すように、制御回路20は、まず時刻t1で、駆動信号S3およびS1を出力してMOSFET9および8をオンさせる。これにより、昇圧回路3の出力端子Cから、MOSFET8、コイル1a、MOSFET9および抵抗10を介してグランドに至る通電経路が形成される。コイル1aには、昇圧回路3から昇圧された電圧が正極端子Aから印加され、図2(a)に示すように、時刻t1から急上昇する電磁弁電流Iaが正方向に通電され、電磁弁1が開弁動作される。   In the state where the boosting power source is generated by the booster circuit 3 as described above, the control circuit 20 energizes the solenoid valve 1 to control driving. As shown in FIGS. 2B and 2C, the control circuit 20 first outputs drive signals S3 and S1 to turn on the MOSFETs 9 and 8 at time t1. As a result, an energization path from the output terminal C of the booster circuit 3 to the ground via the MOSFET 8, the coil 1a, the MOSFET 9, and the resistor 10 is formed. The voltage boosted from the booster circuit 3 is applied to the coil 1a from the positive terminal A, and as shown in FIG. 2A, the solenoid valve current Ia that rapidly rises from the time t1 is energized in the positive direction. Is opened.

制御回路20は、コイル1aへの通電期間が終了するまで駆動信号S3をハイレベル状態に保持する。また、制御回路20は、時刻t1から所定時間が経過した時刻t2で駆動信号S1をローレベルに切り換える。これにより、MOSFET8がオフ状態に変化するので、電磁弁電流Iaはピーク値から急激に低下していく。   The control circuit 20 holds the drive signal S3 in a high level state until the energization period to the coil 1a ends. Further, the control circuit 20 switches the drive signal S1 to the low level at time t2 when a predetermined time has elapsed from time t1. Thereby, since MOSFET8 changes to an OFF state, solenoid valve current Ia falls rapidly from a peak value.

この後、制御回路20は、電磁弁電流Iaが所定レベルにある時刻t3で駆動信号S2を出力してMOSFET11を所定期間オンさせる。これにより、直流電源VBからダイオード12を介してコイル1aに正方向に通電され、図2(a)に示すように、時刻t3から直流電源VBに応じた電磁弁電流Iaが所定期間通電される。制御回路20は、所定期間が経過すると駆動信号S2をローレベルに切り換えてMOSFET11を所定期間オフさせる。これにより、電磁弁電流Iaも低下する。   Thereafter, the control circuit 20 outputs the drive signal S2 at time t3 when the electromagnetic valve current Ia is at a predetermined level, and turns on the MOSFET 11 for a predetermined period. As a result, the coil 1a is energized in the positive direction from the DC power source VB via the diode 12, and as shown in FIG. 2A, the electromagnetic valve current Ia corresponding to the DC power source VB is energized for a predetermined period from time t3. . When the predetermined period elapses, the control circuit 20 switches the drive signal S2 to a low level and turns off the MOSFET 11 for a predetermined period. Thereby, the solenoid valve current Ia also decreases.

制御回路20は、直流電源VBによる上記の通電制御を所定回数繰り返すことで、電磁弁1への通電状態を維持し、これによって電磁弁1は開弁状態が保持されている。そして、制御回路20は、時刻t5になると駆動信号S2とともに駆動信号S3もローレベルに切り換える。これにより、MOSFET11およびMOSFET9が共にオフとなり、電磁弁電流Iaは時間の経過とともに低下し、電磁弁1が閉弁する。   The control circuit 20 repeats the above energization control by the DC power supply VB a predetermined number of times to maintain the energization state of the solenoid valve 1, and thereby the solenoid valve 1 is kept open. Then, at time t5, the control circuit 20 switches the drive signal S3 to the low level together with the drive signal S2. As a result, the MOSFET 11 and the MOSFET 9 are both turned off, the electromagnetic valve current Ia decreases with time, and the electromagnetic valve 1 is closed.

このようにして電磁弁1のコイル1aに時刻t1からt5までの期間、電磁弁電流Iaが通電されることで電磁弁1が開弁駆動され、所定の動作を行うようにしている。そして、時刻t6で電磁弁電流Iaがゼロになって電磁弁1が閉弁すると、制御回路20は、続いて消磁動作を行う。   In this manner, the solenoid valve 1 is driven to open when the solenoid valve current Ia is applied to the coil 1a of the solenoid valve 1 during the period from time t1 to time t5, so that a predetermined operation is performed. When the solenoid valve current Ia becomes zero and the solenoid valve 1 is closed at time t6, the control circuit 20 subsequently performs a demagnetizing operation.

制御回路20は、消磁動作においては、電磁弁1のコイル1aに逆方向通電を行う。この場合、制御回路20は、駆動信号S4および駆動信号S5を一定時間Tonだけ出力する。これにより、MOSFET13およびMOSFET14がオンされる。これによって、図3に破線の矢印x1からx8で順次示すように、昇圧回路3の出力端子CからMOSFET14、コイル1a、MOSFET13からグランドに至る通電経路が形成される。この結果、電磁弁1のコイル1aに負側端子Bから正側端子Aに向けて昇圧回路3から逆方向通電されるようになる。   The control circuit 20 energizes the coil 1a of the solenoid valve 1 in the reverse direction in the degaussing operation. In this case, the control circuit 20 outputs the drive signal S4 and the drive signal S5 for a predetermined time Ton. Thereby, the MOSFET 13 and the MOSFET 14 are turned on. As a result, an energization path from the output terminal C of the booster circuit 3 to the MOSFET 14, the coil 1 a, and the MOSFET 13 to the ground is formed as indicated by broken-line arrows x 1 to x 8 in FIG. As a result, the coil 1a of the electromagnetic valve 1 is energized in the reverse direction from the booster circuit 3 from the negative terminal B to the positive terminal A.

このとき、逆方向通電を行う時間Tonは、電磁弁電流Iaが電磁弁1のコイル1aに逆方向通電されることで、残留磁束がゼロとなるように予め設定されている。これによって、時間Tonの短期間でコイル1aの残留磁束がゼロとなるように消磁される。したがって、時間Ton経過後には、コイル1aに再び正方向通電する場合でも、電磁弁1に残留磁束がない状態で通電制御することができ、電磁弁電流Iaに応じて正確に駆動制御することができるようになる。   At this time, the time Ton for conducting the reverse energization is set in advance so that the residual magnetic flux becomes zero when the solenoid valve current Ia is energized in the reverse direction to the coil 1a of the solenoid valve 1. As a result, demagnetization is performed so that the residual magnetic flux of the coil 1a becomes zero in a short period of time Ton. Therefore, even when the coil 1a is energized in the forward direction again after the time Ton has elapsed, the energization control can be performed in a state where there is no residual magnetic flux in the solenoid valve 1, and the drive control can be accurately performed according to the solenoid valve current Ia. become able to.

次に、図4を参照して、上記した逆方向通電によるコイル1aの消磁動作について説明する。また、併せて電磁弁電流Iaの通電時間Tonの設定についても説明する。図4(a)は、図2(a)で示した電磁弁電流Iaを示している。また、図4(b)は、この時の電磁弁1の電磁弁磁束Φの変化を示している。   Next, with reference to FIG. 4, the demagnetizing operation of the coil 1a due to the reverse energization will be described. In addition, the setting of the energization time Ton of the solenoid valve current Ia will also be described. FIG. 4A shows the solenoid valve current Ia shown in FIG. FIG. 4B shows a change in the electromagnetic valve flux Φ of the electromagnetic valve 1 at this time.

図4(a)に示すように、電磁弁1のコイル1aに昇圧回路3から電磁弁電流Iaが流れると、通電初期には電流が急激に上昇することで電磁弁磁束Φも急激に増加して所定レベルに達する。この後、直流電源VBから所定間隔で直接給電される期間は、電磁弁電流Iaが一定レベルの前後で保持されるので、電磁弁磁束Φも電磁弁電流Iaに追従しながら所定レベルに保持される。そして、電磁弁電流Iaがゼロに低下する期間では、電磁弁磁束Φも徐々に低下するが、時刻t6で逆方向に電磁弁電流Iaを流すことで、電磁弁磁束Φが急速に低下し、時刻t7までの短時間でほぼゼロの状態に消磁することができる。   As shown in FIG. 4 (a), when the solenoid valve current Ia flows from the booster circuit 3 to the coil 1a of the solenoid valve 1, the solenoid valve magnetic flux Φ also increases abruptly because the current rises rapidly at the beginning of energization. To reach a predetermined level. Thereafter, during a period in which power is directly supplied from the DC power source VB at a predetermined interval, the electromagnetic valve current Ia is maintained before and after a certain level, so that the electromagnetic valve magnetic flux Φ is also maintained at a predetermined level while following the electromagnetic valve current Ia. The And in the period when the solenoid valve current Ia decreases to zero, the solenoid valve magnetic flux Φ also gradually decreases, but by passing the solenoid valve current Ia in the reverse direction at time t6, the solenoid valve magnetic flux Φ decreases rapidly, It is possible to demagnetize to almost zero state in a short time until time t7.

この場合、図4(a)中に破線で示すように、逆方向電流を流さない従来の方式では、図4(b)中に破線で示すように、残留磁束が時刻t8までかかってゆっくりと消磁する。図示のとおり、本実施形態では、時刻t6からt7までの期間T1で消磁が完了するのに対して、従来方式のものでは、時刻t6からt8までの期間T2で消磁が完了する。このため、次に電磁弁1に正方向通電をするタイミングを時刻t9よりも早くすることができず、自然に消磁する期間T2が経過する前に正方向通電を行うと、電磁弁電流Iaが正確に制御することができず、電磁弁1の動作を精度良く駆動制御することができない。   In this case, as shown by the broken line in FIG. 4A, in the conventional method in which no reverse current flows, as shown by the broken line in FIG. 4B, the residual magnetic flux is slowly applied until time t8. Degauss. As illustrated, in this embodiment, demagnetization is completed in a period T1 from time t6 to t7, whereas in the conventional system, demagnetization is completed in a period T2 from time t6 to t8. For this reason, the timing for energizing the solenoid valve 1 in the forward direction cannot be made earlier than the time t9, and if energization in the forward direction is performed before the natural demagnetization period T2 elapses, the solenoid valve current Ia is It cannot be accurately controlled, and the operation of the solenoid valve 1 cannot be accurately controlled.

この点、本実施形態の逆方向通電を実施することで、期間T1の短期間で電磁弁1の消磁をすることができるので、電磁弁1を短い時間間隔でも電磁弁電流Iaに対応して正確に駆動制御することができるようになる。   In this respect, since the solenoid valve 1 can be demagnetized in a short period of time T1 by carrying out the reverse direction energization of the present embodiment, the solenoid valve 1 corresponds to the solenoid valve current Ia even at a short time interval. Drive control can be performed accurately.

なお、このように電磁弁1の残留磁束を消磁するために、この実施形態では、逆方向通電の電流を期間Tonだけ通電することで制御している。この通電期間Tonは、短いと残留磁束を完全に消磁できないことになり、逆に長いと逆方向の残留磁束が発生してしまう。この実施形態においては、逆方向通電によって完全に残留磁束を消磁できる時間を予め測定しておくことで期間Tonを設定している。   In this embodiment, in order to demagnetize the residual magnetic flux of the solenoid valve 1 in this way, control is performed by energizing the reverse energization current for the period Ton. If this energization period Ton is short, the residual magnetic flux cannot be completely demagnetized. Conversely, if it is long, a residual magnetic flux in the reverse direction is generated. In this embodiment, the period Ton is set by measuring in advance the time during which the residual magnetic flux can be completely demagnetized by reverse energization.

このような第1実施形態によれば、電磁弁1のコイル1aに対して、正方向通電の後に、昇圧回路3から逆方向通電を行えるように、MOSFET13および14を設けて通電経路を形成することができるようにした。これにより、制御回路20により、正方向通電後に、逆方向通電を所定時間Tonだけ実施することで電磁弁1の残留磁束を短時間で消磁することができる。この結果、電磁弁1を繰り返し通電制御する際に、短期間で精度良く電磁弁1の制御を実施することができるようになる。   According to the first embodiment as described above, the MOSFETs 13 and 14 are provided to form an energization path so that the booster circuit 3 can perform reverse energization after the forward energization of the coil 1a of the solenoid valve 1. I was able to do that. Thereby, the control circuit 20 can demagnetize the residual magnetic flux of the solenoid valve 1 in a short time by performing the reverse direction energization for a predetermined time Ton after the forward direction energization. As a result, when the energization control of the solenoid valve 1 is repeatedly performed, the solenoid valve 1 can be controlled with high accuracy in a short period of time.

(第2実施形態)
図5および図6は第2実施形態を示すもので、以下、第1実施形態と異なる部分について説明する。この実施形態では、電磁弁駆動装置20において、昇圧回路3に代わる昇圧回路21を設ける構成としている。また、この実施形態では、制御回路20により電磁弁1のコイル1aに逆方向通電を行う場合の制御を通電時間Tonではなく、電流値で制御する構成としている。
(Second Embodiment)
FIG. 5 and FIG. 6 show the second embodiment, and the following description will be focused on differences from the first embodiment. In this embodiment, the solenoid valve drive device 20 is provided with a booster circuit 21 that replaces the booster circuit 3. In this embodiment, the control circuit 20 controls the coil 1a of the solenoid valve 1 in the reverse direction with the current value instead of the energization time Ton.

図5に示すように、昇圧回路21においては、コンデンサ7は、一端が出力端子Cに接続され、他端が電流検出抵抗22を介してグランドに接続されている。また、電流検出抵抗22の両端子の電圧は電流検出回路23により検出してコンデンサ7による放電電流を検出する構成としている。電流検出回路23は、検出した電流値のデータを制御回路20に出力する。   As shown in FIG. 5, in the booster circuit 21, the capacitor 7 has one end connected to the output terminal C and the other end connected to the ground via the current detection resistor 22. The voltage at both terminals of the current detection resistor 22 is detected by the current detection circuit 23 to detect the discharge current from the capacitor 7. The current detection circuit 23 outputs the detected current value data to the control circuit 20.

次に、上記構成の作用について、第1実施形態と異なる部分について説明する。
この実施形態では、電磁弁1への正方向通電の後に残留磁束を消磁するための逆方向通電において、通電時間Tonを設定するのではなく、電磁弁電流Iaのレベルを検出してオフするようにしている。
Next, the operation of the above configuration will be described for parts different from the first embodiment.
In this embodiment, in reverse energization for demagnetizing the residual magnetic flux after energization in the forward direction to the solenoid valve 1, the energization time Ton is not set, but the level of the solenoid valve current Ia is detected and turned off. I have to.

具体的には、図6に示すように、制御回路20は、時刻t6でハイレベルの駆動信号S4およびS5を出力してMOSFET13および14をオンさせた後、電磁弁1の逆方向への電磁弁電流Iaを、電流検出抵抗22を図中矢印x0方向に流れる電流として電流検出回路23により検出する。   Specifically, as shown in FIG. 6, the control circuit 20 outputs high-level drive signals S4 and S5 at time t6 to turn on the MOSFETs 13 and 14, and then the electromagnetic valve 1 is operated in the reverse direction. The valve current Ia is detected by the current detection circuit 23 as a current flowing through the current detection resistor 22 in the direction of the arrow x0 in the figure.

制御回路20は、電磁弁電流Iaが閾値電流Ithに達する時刻t7aになると、駆動信号S4およびS5をローレベルに反転させてMOSFET13および14をオフさせる。このとき、閾値電流Ithは、予め電磁弁1の残留磁束を消磁可能な電流値として計測等により求めた値が設定されている。この結果、電磁弁1の残留磁束は短期間で消磁することができるようになる。
したがって、このような第2実施形態によっても、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
At time t7a when the electromagnetic valve current Ia reaches the threshold current Ith, the control circuit 20 inverts the drive signals S4 and S5 to a low level to turn off the MOSFETs 13 and 14. At this time, the threshold current Ith is set to a value obtained by measurement or the like as a current value that can demagnetize the residual magnetic flux of the solenoid valve 1 in advance. As a result, the residual magnetic flux of the electromagnetic valve 1 can be demagnetized in a short period.
Therefore, also by such 2nd Embodiment, the effect similar to 1st Embodiment can be acquired.

(第3実施形態)
図7は第3実施形態を示すもので、以下、第1実施形態と異なる部分について説明する。この実施形態では、電磁弁駆動装置30として、逆方向通電用のMOSFET14のドレインを直流電源VBに接続する構成である。
(Third embodiment)
FIG. 7 shows the third embodiment. Hereinafter, parts different from the first embodiment will be described. In this embodiment, the solenoid valve driving device 30 has a configuration in which the drain of the reverse-direction energization MOSFET 14 is connected to the DC power supply VB.

上記構成により、制御回路20は、時刻t6でハイレベルの駆動信号S4およびS5を出力してMOSFET13および14をオンさせると、図中破線矢印y1からy7で示すように、直流電源VBからMOSFET14、コイル1a、MOSFET13を介して電磁弁1の逆方向への電磁弁電流Iaが流れる。   With the above configuration, when the control circuit 20 outputs the high level drive signals S4 and S5 to turn on the MOSFETs 13 and 14 at time t6, as indicated by broken line arrows y1 to y7 in the figure, the DC power source VB to the MOSFET 14, A solenoid valve current Ia in the reverse direction of the solenoid valve 1 flows through the coil 1a and the MOSFET 13.

この電磁弁電流Iaは、制御回路20により一定時間流れるように制御される。このとき、電磁弁1のコイル1aに流れる逆方向の電磁弁電流Iaの通電時間は、予め測定などで残留磁束が消磁できるように設定されている。   The electromagnetic valve current Ia is controlled by the control circuit 20 so as to flow for a predetermined time. At this time, the energizing time of the reverse solenoid valve current Ia flowing through the coil 1a of the solenoid valve 1 is set in advance so that the residual magnetic flux can be demagnetized by measurement or the like.

したがって、このような第3実施形態によっても、第1実施形態と同様の作用効果を得ることができ、さらに、逆方向の電磁弁電流Iaを直流電源VBから通電するので、昇圧回路3のコンデンサ7の充電電荷を用いないことで、消磁期間中に充電電圧が変動するのを抑制することができ、次回の順方向への電磁弁電流Iaを昇圧回路3から通電する際に影響を与えることなく精度良く制御をすることができる。   Therefore, according to the third embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. Further, since the reverse solenoid valve current Ia is supplied from the DC power supply VB, the capacitor of the booster circuit 3 can be obtained. By not using the charge charge 7, it is possible to suppress the fluctuation of the charge voltage during the demagnetization period, and to affect the next time the solenoid valve current Ia in the forward direction is energized from the booster circuit 3. And can be controlled with high accuracy.

なお、第3実施形態で用いた構成は、第2実施形態のように逆方向の電磁弁電流Iaを検出して駆動信号S4およびS5をローレベルに変化させる制御においても適用することもできる。   Note that the configuration used in the third embodiment can also be applied to the control for detecting the electromagnetic valve current Ia in the reverse direction and changing the drive signals S4 and S5 to the low level as in the second embodiment.

(他の実施形態)
なお、本発明は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能であり、例えば、以下のように変形または拡張することができる。
(Other embodiments)
In addition, this invention is not limited only to embodiment mentioned above, In the range which does not deviate from the summary, it is applicable to various embodiment, For example, it can deform | transform or expand as follows.

上記各実施形態では、第3および第4スイッチング素子としてMOSFET13および14を用いる構成としているが、IGBTあるいはバイポーラトランジスタ等の他のスイッチング素子を用いることもできる。   In each of the above embodiments, the MOSFETs 13 and 14 are used as the third and fourth switching elements, but other switching elements such as IGBTs or bipolar transistors can also be used.

上記各実施形態では、電磁弁1のコイル1aへの通電初期に、昇圧回路3あるいは21から昇圧した電圧を供給するように第1スイッチング素子としてMOSFET8を設ける場合の構成例で示したが、昇圧回路3や21を用いず、通電初期に直流電源VBからMOSFET11を介して直接給電する構成とすることもできる。   In each of the above embodiments, the configuration example in which the MOSFET 8 is provided as the first switching element so as to supply the boosted voltage from the booster circuit 3 or 21 in the initial stage of energization of the coil 1a of the solenoid valve 1 is shown. A configuration in which power is directly supplied from the DC power supply VB via the MOSFET 11 in the initial stage of energization without using the circuits 3 and 21 may be employed.

上記各実施形態では、直流電源VBとして車載バッテリを用いる場合を例示したが、直流電源であれば車載バッテリに限定されるものではない。
本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。
In each of the above embodiments, the case where an in-vehicle battery is used as the DC power source VB is illustrated, but the DC power source is not limited to the in-vehicle battery.
Although the present disclosure has been described with reference to the embodiments, it is understood that the present disclosure is not limited to the embodiments and structures. The present disclosure includes various modifications and modifications within the equivalent range. In addition, various combinations and forms, as well as other combinations and forms including only one element, more or less, are within the scope and spirit of the present disclosure.

図面中、1は電磁弁、1aはコイル、2、20、30は電磁弁駆動装置、3、21は昇圧回路、4は昇圧コイル、8はMOSFET(第1スイッチング素子)、9はMOSFET(第2スイッチング素子)、11はMOSFET(第1スイッチング素子)、13はMOSFET(第3スイッチング素子)、14はMOSFET(第4スイッチング素子)、20は制御回路、22は電流検出抵抗、23は電流検出回路である。   In the drawings, 1 is a solenoid valve, 1a is a coil, 2, 20, 30 are solenoid valve driving devices, 3, 21 is a booster circuit, 4 is a booster coil, 8 is a MOSFET (first switching element), and 9 is a MOSFET (first switch). 2 switching elements), 11 MOSFET (first switching element), 13 MOSFET (third switching element), 14 MOSFET (fourth switching element), 20 control circuit, 22 current detection resistor, 23 current detection Circuit.

Claims (6)

電磁弁(1)の正極端子および負極端子に対してそれぞれ第1スイッチング素子(11)および第2スイッチング素子(9)を介して直流電源から正方向に通電することで駆動制御する制御回路(20)を備えた電磁弁駆動装置であって、
ダイオード(13a)が逆並列接続され前記電磁弁の正極端子を負側に接続する第3スイッチング素子(13)と、
ダイオード(14a)が逆並列接続され前記電磁弁の負極端子を正側に接続する第4スイッチング素子(14)とを備え、
前記第3スイッチング素子および前記第4スイッチング素子は、前記制御回路により、前記第1および第2スイッチング素子のオフ状態で駆動される電磁弁駆動装置。
A control circuit (20) that controls driving by energizing the positive electrode terminal and the negative electrode terminal of the solenoid valve (1) in a positive direction from a DC power source via the first switching element (11) and the second switching element (9), respectively. And a solenoid valve driving device comprising:
A third switching element (13) having a diode (13a) connected in reverse parallel and connecting the positive terminal of the solenoid valve to the negative side;
A fourth switching element (14) having a diode (14a) connected in reverse parallel and connecting the negative terminal of the solenoid valve to the positive side;
The third switching element and the fourth switching element are electromagnetic valve driving devices that are driven by the control circuit when the first and second switching elements are off.
前記制御回路は、前記第1および第2スイッチング素子を駆動して前記電磁弁を駆動した後、前記電磁弁への電流がなくなった時点で前記第3および第4スイッチング素子を駆動して前記電磁弁に逆方向に通電する請求項1記載の電磁弁駆動装置。   The control circuit drives the first and second switching elements to drive the electromagnetic valve, and then drives the third and fourth switching elements when the current to the electromagnetic valve disappears to drive the electromagnetic valve. The electromagnetic valve driving device according to claim 1, wherein the valve is energized in the reverse direction. 前記制御回路は、前記第3および第4スイッチング素子を予め決められた所定時間だけ駆動することで前記電磁弁の消磁を行う請求項2記載の電磁弁駆動装置。   The electromagnetic valve driving device according to claim 2, wherein the control circuit demagnetizes the electromagnetic valve by driving the third and fourth switching elements for a predetermined time. 前記制御回路は、前記第3および第4スイッチング素子を予め決められた所定電流になるまで駆動することで前記電磁弁の消磁を行う請求項2記載の電磁弁駆動装置。   The electromagnetic valve driving device according to claim 2, wherein the control circuit demagnetizes the electromagnetic valve by driving the third and fourth switching elements until a predetermined current is reached. 前記電磁弁を前記直流電源の電圧よりも高い電圧で駆動するために前記直流電源を昇圧する昇圧回路(3)を備え、
前記第4スイッチング素子は、前記電磁弁の逆方向への通電を前記昇圧回路の電圧を印加するように設けられる請求項1から4のいずれか一項記載の電磁弁駆動装置。
A booster circuit (3) for boosting the DC power supply in order to drive the solenoid valve at a voltage higher than the voltage of the DC power supply;
5. The electromagnetic valve driving device according to claim 1, wherein the fourth switching element is provided so as to apply a voltage of the booster circuit to energize the electromagnetic valve in a reverse direction. 6.
前記第4スイッチング素子は、前記電磁弁の逆方向への通電を前記直流電源の電圧を印加するように設けられる請求項1から5のいずれか一項記載の電磁弁駆動装置。   The solenoid valve driving device according to any one of claims 1 to 5, wherein the fourth switching element is provided so as to apply a voltage of the DC power source to energize the solenoid valve in a reverse direction.
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