JP2540251B2 - 比例弁駆動装置 - Google Patents

比例弁駆動装置

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JP2540251B2
JP2540251B2 JP3172356A JP17235691A JP2540251B2 JP 2540251 B2 JP2540251 B2 JP 2540251B2 JP 3172356 A JP3172356 A JP 3172356A JP 17235691 A JP17235691 A JP 17235691A JP 2540251 B2 JP2540251 B2 JP 2540251B2
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秀彦 高木
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
    • F16K31/06Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Magnetically Actuated Valves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、マイクロコンピュータ
の送出するパルス変調信号で比例弁を制御する比例弁駆
動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図に示すように、従来より、電源50
0に、スイッチング回路(電子スイッチ)511と比例
弁コイル512とを直列接続してなる比例弁通電回路5
10と、比例弁コイル512の通電電流を検出する電流
検出回路513と、パルス幅変調信号521を送出する
マイクロコンピュータ520と、パルス幅変調信号52
1および電流検出回路513の出力が入力される比例弁
電流監視用の定電流回路530とを有する比例弁駆動装
置Dが知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、従来の比例
弁駆動装置は、定電流回路530が実装スペースを広く
占有するとともに多くの部品を必要とする欠点を有す
る。本発明の目的は、部品点数が多く且つ実装スペース
を広く占有する定電流回路を不要にできる比例弁駆動装
置の提供にある。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する為、
本発明は、以下の構成を採用した。 (1)降圧した交流を、商用電源リップルを含有した直
流に整流する整流回路と、制御端子を有する電子スイッ
チ、比例弁コイル、及び比例弁電流を検出する為の抵抗
とを直列に接続して構成され、前記整流回路に結線され
る比例弁回路と、前記抵抗の両端の電圧波形を積分して
積分信号を出力するCR積分回路と、後記するマイクロ
コンピュータとを備え、該マイクロコンピュータは、前
記積分信号及び目標弁開度に対応した目標値信号が入力
され、前記積分信号に基づいて前記 目標値信号を補正し
て補正された目標値信号を作成する補正手段と、方形波
パルスを前記補正された目標値信号で変調してパルス幅
変調信号を作成し、該パルス幅変調信号を前記制御端子
に送出して前記電子スイッチを駆動する駆動手段とを有
する。
【0005】(2)降圧した交流を、商用電源リップル
を含有した直流に整流する整流回路と、制御端子を有す
る電子スイッチ、比例弁コイル、及び比例弁電流を検出
する為の抵抗とを直列に接続して構成され、前記整流回
路に結線される比例弁回路と、前記抵抗の両端の電圧波
形を積分して積分信号を出力するCR積分回路と、後記
するマイクロコンピュータとを備え、該マイクロコンピ
ュータは、目標弁開度に対応した目標値信号を、前記C
R積分回路の時定数分遅らせた遅れ目標信号を作成する
遅延手段と、前記積分信号及び遅れ目標信号が入力さ
れ、前記積分信号に基づいて前記遅れ目標信号を補正し
て補正された目標値信号を作成する補正手段と、方形波
パルスを前記補正された目標値信号で変調してパルス幅
変調信号を作成し、該パルス幅変調信号を前記制御端子
に送出して前記電子スイッチを駆動する駆動手段とを有
する。
【0006】
【作用および発明の効果】{請求項1について}CR積分回路は、抵抗の両端の 電圧波形を積分して平滑
し、ノイズや電源リップルの影響を緩和した積分信号を
出力する。
【0007】マイクロコンピュータは、補正手段及び駆
動手段を有する。補正手段は、通電や受熱等により比例
弁コイルの電気抵抗値が変化しても比例弁が目標弁開度
を保つように、積分信号に基づいて目標値信号を補正
し、補正された目標値信号を作成する。
【0008】駆動手段は、方形波パルスを補正された目
標値信号で変調してパルス幅変調信号を作成し、このパ
ルス幅変調信号を制御端子に送出して電子スイッチを駆
動する。
【0009】部品点数が多く、且つ、実装スペースを広
く占有する定電流回路が不要となるので、コストの低減
が図れ、実装スペースが縮小でき、部品数減少により信
頼性も向上する。
【0010】CR積分回路がノイズや電源リップルの影
響を緩和するので、ノイズで弁開度が変わったり、電源
リップルで補正値が不安定になって比例弁がハンチング
を起こしたりするような不具合は生じない。
【0011】{請求項2について}CR 積分回路は、抵抗の両端の電圧波形を積分して平滑
し、ノイズや電源リップルの影響を緩和した積分信号を
出力する。
【0012】マイクロコンピュータは、遅延手段、補正
手段、及び駆動手段を有する。遅延手段は、目標弁開度
に対応した目標値信号を、CR積分回路の時定数分遅ら
た遅れ目標信号を作成する。
【0013】補正手段は、通電や受熱等により比例弁コ
イルの電気抵抗値が変化しても比例弁が目標弁開度を保
つように、積分信号に基づいて遅れ目標信号を補正し、
補正された目標値信号を作成する。
【0014】駆動手段は、方形波パルスを補正された目
標値信号で変調してパルス幅変調信号を作成し、このパ
ルス幅変調信号を制御端子に送出して電子スイッチを駆
動する。
【0015】部品点数が多く、且つ、実装スペースを広
く占有する定電流回路が不要となるので、コストの低減
が図れ、実装スペースが縮小でき、部品数減少により信
頼性も向上する。CR積分回路の時定数に起因する、目
標値信号の補正の時間ずれが、遅延手段により解消され
る。
【0016】CR積分回路がノイズや電源リップルの影
響を緩和するので、ノイズで弁開度が変わったり、電源
リップルで補正値が不安定になって比例弁がハンチング
を起こしたりするような不具合は生じない。
【0017】
【実施例】本発明の第1実施例(請求項1に対応)を図
1に基づいて説明する。比例弁駆動装置Aは、整流回路
1と、スイッチング回路21と比例弁コイル22とを整
流回路1に直列に接続してなる比例弁通電回路2と、比
例弁コイル22の通電電流を検出する電流検出回路23
と、電流検出回路23とA- D入力ポート41との間に
接続される積分回路3と、マイクロコンピュータ4とを
有する。
【0018】整流回路1は、シリコンブリッジ11、電
解コンデンサ(330μF)12を備え、AC100V
をトランス等により降圧した交流を、シリコンブリッジ
11、電解コンデンサ12を用いて整流し、60Hzの
電源リップルを含有するDC40Vを得ている。なお、
DC40Vに電源リップルを含有させているのは、比例
弁の制御の際、摺動抵抗によりヒステリシスが生じない
ように振動を与える為である。
【0019】スイッチング回路21は、抵抗211〜2
14、トランジスタ215、216、ダイオード217
で構成される。このスイッチング回路21は、トランジ
スタ216のコレクタ- エミッタ間が電子スイッチ本体
に相当し、抵抗211の一端218が制御端子に相当す
る。
【0020】コイル22は、コイル22の温度が20℃
の場合、コイル22の電気抵抗は78.5Ω±10%で
あるが、通電等により、コイル22の温度が90℃にな
ると約100Ωになる。また、比例弁は、コイル22に
流れる比例弁電流20に比例して開度を決定し、燃料ガ
スの流量を調節する。
【0021】電流検出回路23は、比例弁電流20を検
出するものであり、10Ω、2Wのセメント抵抗であ
る。
【0022】積分回路3は、47kΩの抵抗31、1μ
Fのコンデンサ32、およびレベル整合用の抵抗30
(4.7kΩ)を有し、抵抗31の両端の電圧波形を積
分して積分信号33を出力する。
【0023】マイクロコンピュータ4は、目標弁開度に
対応した目標値信号40をA- D入力ポート41に入力
される積分信号33に基づいて目標値信号40を補正す
る補正手段42および1kHzの方形波パルスを補正さ
れた目標値信号401で変調し、このパルス幅変調信号
43を一端218(制御端子に相当)に送出してスイッ
チング回路21を駆動する駆動手段44を備える。
【0024】つぎに、比例弁駆動装置Aの作動を作用効
果を交えて説明する。積分回路3は、電流検出回路23
の出力の電圧波形を積分して平滑し、ノイズや電源リッ
プルの影響を緩和する。
【0025】補正手段42は、目標弁開度に対応した目
標値信号40を積分信号33に基づいて補正する。駆動
手段44は、1kHzの方形波パルスを、補正された目
標値信号401で変調し、このパルス幅変調信号43を
一端218(制御端子に相当)に送出してスイッチング
回路21を駆動する。
【0026】パルス幅変調信号43がスイッチング回路
21に入力されると、パルスのオン時間の間、スイッチ
ング回路21のトランジスタ216が導通し、比例弁は
目標弁開度になる。ここで、通電や受熱等により比例弁
コイル22の温度が上昇した場合、補正手段42が無い
とコイル22の電気抵抗値は高くなって比例弁電流20
が減少してしまうが、パルス幅変調信号43のパルスの
オン時間が長くなるように補正手段42が目標値信号4
0を補正するので比例弁は目標弁開度に保たれる。
【0027】なお、積分回路3により、抵抗31の両端
の電圧波形は平滑されてA- D入力ポート41に入力さ
れるので、ノイズで目標値信号40が補正されたり、電
源リップルで補正値が不安定になって比例弁がハンチン
グを起こしたりするような不具合は生じない。
【0028】積分回路3を新たに組み込む必要があるも
のの、部品点数が多く且つ実装スペースを広く占有する
定電流回路530が不要となるので、比例弁駆動装置A
は、コストの低減が図れ、実装スペースが縮小でき、部
品数減少により信頼性も向上する。
【0029】つぎに、本発明の第2実施例(請求項2に
対応)を図2に基づいて説明する。比例弁駆動装置C
は、後に説明する動作を行う、遅延手段47、補正手段
42bおよび駆動手段44をマイクロコンピュータ4が
備える点、並びに、積分回路3のコンデンサ32aの値
が0.1μFである点において第1実施例と異なる。
【0030】以下、比例弁駆動装置Cの作動を作用効果
を交えて述べる。積分回路3は、電流検出回路23の出
力の電圧波形を積分して平滑し、ノイズや電源リップル
の影響を緩和する。
【0031】遅延手段47は、目標弁開度に対応した目
標値信号40を、積分回路3の時定数分遅らせて補正手
段42bに入力する。補正手段42bは、通電や受熱等
により比例弁コイル22の電気抵抗値が変化しても比例
弁が目標弁開度を保つように、遅れ目標値信号403と
積分信号33とに基づいて補正された目標値信号404
を出力する。
【0032】駆動手段44は、1kHzの方形波パルス
を、補正された目標値信号404に基づいて変調し、こ
のパルス幅変調信号43を一端218に送出してスイッ
チング回路21を駆動する。
【0033】積分回路3の時定数に起因する、目標値信
号40の出力に対してのA- D入力ポート41への入力
の時間ずれが、遅延手段47により解消され、正確な補
正が行われる。
【0034】比例弁駆動装置Aと同様に、部品点数が多
く且つ実装スペースを広く占有する定電流回路530が
不要となる。この為、比例弁駆動装置Cは、従来品に比
べ、コストの低減が図れ、実装スペースが縮小でき、部
品数減少により信頼性も向上する。
【0035】積分回路3がノイズや電源リップルの影響
を緩和するので、ノイズで弁開度が変わったり、電源リ
ップルで比例弁がハンチングを起こしたりしない。尚、
以上の実施例において、パルス変調信号として、パルス
幅変調信号を示したが、パルス変調信号は、パルス振幅
変調やパルス数変調信号であっても良い。
【0036】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係る比例弁駆動装置の電
気回路図である。
【図2】本発明の第2実施例に係る比例弁駆動装置の電
気回路図である。
【図3】従来の比例弁駆動装置の電気回路図である。
【符号の説明】
1 整流回路 2 比例弁通電回路(比例弁回路) 3 積分回路 4 マイクロコンピュータ 21 スイッチング回路(電子スイッチ) 22 比例弁コイル 30、31 抵抗 33 積分信号 40 目標値信号 42、42b 補正手段 43 パルス幅変調信号(パルス変調信号) 44 駆動手段 47 遅延手段 218 一端(制御端子) 403 遅れ目標値信号 A、C 比例弁駆動装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−43080(JP,A) 特開 平2−129482(JP,A) 特開 平2−229982(JP,A) 実開 昭59−6805(JP,U)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 降圧した交流を、商用電源リップルを含
    有した直流に整流する整流回路と、 制御端子を有する電子スイッチ、比例弁コイル、及び比
    例弁電流を検出する為の抵抗とを直列に接続して構成さ
    れ、前記整流回路に結線される比例弁回路と、 前記抵抗の両端の電圧波形を積分して積分信号を出力す
    るCR積分回路と、 後記するマイクロコンピュータとを備え、 該マイクロコンピュータは前記積分信号及び目標弁開度に対応した目標値信号が入
    力され、前記積分信号に基づいて前記目標値信号を補正
    して補正された目標値信号を作成する補正手段と、 方形波パルスを前記補正された目標値信号で変調してパ
    ルス幅変調信号を作成し、該パルス幅変調信号を前記制
    御端子に送出して前記電子スイッチを駆動する駆動手段
    とを有する事を特徴とする比例弁駆動装置。
  2. 【請求項2】 降圧した交流を、商用電源リップルを含
    有した直流に整流する整流回路と、 制御端子を有する電子スイッチ、比例弁コイル、及び比
    例弁電流を検出する為の抵抗とを直列に接続して構成さ
    れ、前記整流回路に結線される比例弁回路と、 前記抵抗の両端の電圧波形を積分して積分信号を出力す
    るCR積分回路と、 後記するマイクロコンピュータとを備え、 該マイクロコンピュータは目標弁開度に対応した目標値信号を、前記CR積分回路
    の時定数分遅らせた遅れ目標信号を作成する遅延手段
    と、 前記積分信号及び遅れ目標信号が入力され、前記積分信
    号に基づいて前記遅れ目標信号を補正して補正された目
    標値信号を作成する補正手段と、 方形波パルスを前記補正された目標値信号で変調してパ
    ルス幅変調信号を作成し、該パルス幅変調信号を前記制
    御端子に送出して前記電子スイッチを駆動する 駆動手段
    とを有する事を特徴とする比例弁駆動装置。
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