JP2647868B2 - ソレノイドバルブ駆動制御回路 - Google Patents

ソレノイドバルブ駆動制御回路

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JP2647868B2
JP2647868B2 JP62294801A JP29480187A JP2647868B2 JP 2647868 B2 JP2647868 B2 JP 2647868B2 JP 62294801 A JP62294801 A JP 62294801A JP 29480187 A JP29480187 A JP 29480187A JP 2647868 B2 JP2647868 B2 JP 2647868B2
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利夫 池田
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、バッテリーを電源としてソレノイドバル
ブを駆動するようにしたソレノイドバルブ駆動制御回路
に係り、特にその電力消費量の改善に関する。
(従来の技術) 例えば自動水栓装置は、利用者が接近してきたことを
検知すると、その検知信号によりソレノイドバルブを駆
動し、自動給水を行うとともに、利用者が離れ検知信号
がなくなると、再びソレノイドバルブを駆動して給水を
停止する。
ところでこのソレノイドバルブは、そのソレノイドに
電源より通電せしめることでプランジャを駆動させる
が、その駆動特性として電源電圧と通電量(ソレノイド
に流れる電流の全電気量)との間には一定の関係があ
り、電源電圧が十分に高い場合には、プランジャ駆動の
ための必要な通電量は電源電圧が十分に高くない場合の
それよりも少なくてよく、逆に電源電圧が低い場合に
は、必要な通電量が若干大きくなるという特性が経験的
に知られている。
(発明が解決しようとする問題点) 従ってかかるソレノイドバルブの駆動をバッテリー等
の電源により行う場合には、例えばソレノイドの通電時
間を一定としておくとバッテリー電圧が大きいうちは
(バッテリーが新しいこと、若しくは内部抵抗が小さい
ことに基づく)余分な電流(必要以上の電流)を流すこ
ととなって電力が無駄となり、又、バッテリーの消耗等
により電圧が下がってきた場合には、その通電時間によ
りバッテリーの寿命(変換時期)が左右され、結局、バ
ッテリーの寿命が短くなり、電力消費の面において効率
が悪くなる。
そこでこの発明は、このようなソレノイドバルブの特
性に基づく電力消費を改善し、もってバッテリー電源の
寿命の短命化を防ぐソレノイドバルブ駆動制御回路を提
供することを目的とする。
(問題点を解決するための手段及び作用) この問題点を解決するためこの発明は、バッテリー1
を電源としてソレノイド2に通電し、バルブの開閉を行
うようにしたソレノイドバルブ駆動制御回路において、
通電量制御手段4は、電流の積算量を、バッテリー1の
消耗に伴う最低使用時におけるソレノイド2の駆動に必
要な値に設定することを特徴とする。
また、通電量制御手段4は、電流の積算量を、バッテ
リー1の消耗に伴う最低使用時におけるソレノイド2の
駆動に必要な値に設定することを特徴とする。
ソレノイドバルブ駆動制御回路は通電量制御手段を備
えたので、バッテリー電圧が変動してソレノイドを駆動
する電圧が変化しても、ソレノイドに流す電流の積算値
を常に一定に保つことができるので、安定にソレノイド
を駆動することができる。
また、通電量制御手段は、ソレノイドに流す電流の積
算値を、バッテリー電圧が最低使用状態まで消耗して
も、ソレノイドを駆動することができる値に設定するの
で、ソレノイドの電力消費を最小に制限してバッテリー
の寿命を延ばすことができる。
(実施例) 以下、この発明の実施例を添付図面に従って説明す
る。なお、各図において同一の符号は同様の対象を示す
ものとする。
第1図はこの発明に係るソレノイドバルブ駆動制御回
路を自動水栓装置に適用した場合の構成図である。図に
おいて1はバッテリー、2はこのバッテリー1を電源と
して駆動されるソレノイドバルブのソレノイドを示し、
ここではラッチングソレノイドが用いられている。バル
ブ駆動判定手段3はバッテリー1を電源として間欠的に
フォトダイオード3aを発光せしめるとともに、その反射
光をフォトトランジスタ3bにて検出することで当該水栓
の使用者の有無を検知し、通電量制御手段4に作動信号
S1,S2を出力する。ここで作動信号S1はバルブを開くた
めの信号であり、作動信号S2はバルブを閉じるための信
号である。尚、前記フォトダイオード3a及びフォトトラ
ンジスタ3bは図示しない水栓の適所に設けられている。
前記通電量制御手段4は、バルブ駆動判定手段3から
の信号に基づきソレノイドバルブ駆動手段5を作動せし
めてソレノイド2に通電させる。ソレノイド2に流す電
流の積算量は、予め駆動対象とするソレノイドバルブに
対応して定められており、バッテリー電圧が最低使用状
態まで消耗しても、ソレノイド2を駆動するために必要
な値に設定する。
また、バッテリー電圧の変動に伴ってソレノイド2を
駆動する電圧も変化するが、ソレノイド2に流す電流の
積算量を常時一定の値に保つことにより、バッテリー電
圧の変動に拘らずソレノイド2を確実に駆動することが
できる。又その通電方向は、前記バルブ駆動判定手段3
の信号S1,S2に基づいてソレノイドバルブ駆動回路5に
より変更される。
第2図は、かかる構成をより具体化して示す回路構成
図である。バルブ駆動判定手段3は例えば論理回路によ
り構成され、使用者の有無を検知する毎に電源スイッチ
6を投入して各種回路へ電源電圧を供給するとともに、
バルブ開閉に係る前記出力信号S1,S2をソレノイドバル
ブ駆動回路5に出力する。このソレノイドバルブ駆動回
路5は例えばパワートランジスタにより構成されるブリ
ッジ回路から成り、バルブ駆動判定手段3からの信号S
1,S2に応じてソレノイド2への通電方向を変更する。
このソレノイド2を流れた電流Iはその一部分が電流
増幅回路4aに流れ込み、ここで所定の比率に変換された
充電電流iとなって抵抗Rを介してコンデンサ4dに充電
される。
こうしてソレノイド2を流れる電流Iは、その一部が
電流増幅回路4aを介して充電電流iに変換されコンデン
サ4dに充電されることとなるが、コンデンサ4dの充電が
進むとその入力端子における電位V3は上昇する。この電
位V3はコンパレータ4fにより所定の電圧Vと比較され、
当該所定の電圧と等しくなったときにコンパレータ4fは
ソレノイドへの通電を停止すべく信号をバルブ駆動判定
手段3に出力する。
この所定の電圧Vは、前記コンデンサ4dにおける充電
量、すなわちソレノイド2に通電される電流の積算量に
対応して定められた電圧であり、バルブを開く場合(前
記出力信号S1に係る)とバルブを閉じる場合(前記出力
信号S2に係る)とで異なり、基準電圧発生回路4gの出力
電圧を抵抗R5,R6,R7及びスイッチ4h,4iにより適宜に分
圧して得られる。
この実施例における電流の積算量はバルブを開く方が
閉じる場合に比べて大きく、従ってバルブを開く場合に
はスイッチ4hが、バルブを閉じる場合にはスイッチ4iが
夫々バルブ駆動判定手段3の出力信号S1,S2により閉成
される。
かくして所定の通電が完了するとバルブ駆動判定手段
3は、コンパレータ4fの出力信号に基づいて放電スイッ
チ4jは一時閉成してコンデンサ4dに充電された電荷を放
電するとともに、電源スイッチ6を開成して電源をオフ
状態に維持する。
第3図は第2図において説明したソレノイドバルブ駆
動回路の主要各部の信号をタイムチャートで示した図で
あり、このタイムチャートにて前記回路の作用を説明す
る。
タイムチャートにおいて領域Aはバッテリー電圧が十
分に高い場合を、領域Bはバッテリー電圧が内部抵抗等
により通電時に低くなる場合を示している。
先ず、チャート(a)は、バルブ駆動判定手段3がバ
ッテリー電源を間欠的に使用し、使用者の有無を検知し
ていることを示している。チャート(b)は例えば使用
者を検知した場合、バルブを開成するとともにその他必
要な処理を行うために必要な所要時間を示している。チ
ャート(c)は使用者の検知により電源スイッチ6が閉
成される時間を示している。チャート(d)はソレノイ
ドバルバ駆動回路5の駆動時間を示しており、その立ち
上りは、電源スイッチ6投入後約1m秒後であり、立ち下
がりは電源スイッチ6のオフ時と略同時である。チャー
ト(e)はソレノイド2を流れる電流を示し、バッテリ
ー電圧が低い方が小さくなることを示している。チャー
ト(f)はバッテリー電圧を示しており、内部抵抗が大
きい(領域B)場合はバッテリー電圧が大きく下がるこ
とを示している。チャート(g)はコンデンサ4dの充電
電圧を示しており、領域Aの場合は早く充電されるのに
対し、領域Bの場合はバッテリー電圧が低いため充電速
度が遅くなっている(t1<t2)。従って一定の電圧に到
達するためにソレノイド2への通電時間は長くなるが、
ソレノイド2に流す電流の積算量は、コンデンサ4dに充
電される電荷が等しくなることから略一定となることが
理解される。チャート(h)はコンパレータ4fの出力信
号を示し、前記電源スイッチ6はこの信号により開成さ
れる。チャート(i)はバルブ開成駆動後、バルブ駆動
判定手段3内にて例えば次のバルブ駆動は閉成駆動であ
ることなどを判別させるため所定の処理を行うための信
号を示し、ここでは説明を省略する。
以上の説明より明らかなように当該ソレノイドバルブ
駆動制御回路は、電流増幅回路4a、コンデンサ4d、基準
電圧発生回路4g、スイッチ4h,4i,4j、およびコンパレー
タ4f等が通電量制御回路4を構成し、バッテリー電圧の
変動に拘わらず略一定の通電量がソレノイド2に供給さ
れソレノイドバルブを電力効率良く駆動することができ
る。
以上はこの発明の一実施例であるが、この発明はこの
実施例に限定されることはなく、例えば第4図に示すよ
うに、通電量制御手段4は、バルブ駆動判定手段3の出
力信号に基づいてソレノイド2への通電時間を決定する
通電時間決定手段40と、この通電時間決定手段40に基づ
いてパルス等(時間)を計数する計数手段41と、この計
数手段41の出力信号に基づき、当該計数手段41が時間を
計数している間、ソレノイド2に通電せしめるスイッチ
50を閉成するスイッチ駆動手段42とから構成するように
してもよい。そして更に前記通電時間決定手段40は、第
5図に示すようにバルブ駆動判定手段3の出力信号をA/
D変換するA/D変換器40aと、このA/D変換器40aの出力信
号をアドレス信号とし、当該アドレスに通電時間を記憶
したメモリ40bと、このメモリ40bの記憶値に対応する時
間を測定するカウンタ40c等から構成するようにしても
よい。
(発明の効果) 以上説明したように、この発明に係るソレノイドバル
ブ駆動制御回路は、バッテリーが消耗してソレノイドを
駆動する電圧が低下しても、ソレノイドに流す電流の積
算量を常に一定に保つことができるので、ソレノイドを
安定に駆動することができる。
また、この発明に係る通電量制御手段は、電流の積算
量を、バッテリーの消耗に伴う最低使用時におけるソレ
ノイドの駆動に必要な値に設定し、ソレノイドの消費電
力を最小にすることができるので、ソレノイドの効率的
な駆動およびバッテリーの長寿命化を実現することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の構成を自動水栓装置に例をとって示
した図、第2図は第1図の構成をより具体化して示す回
路構成図、第3図はタイムチャート、第4図、第5図は
この発明の別実施例を示す図である。 図面において、1はバッテリー、2はソレノイド、3は
バルブ駆動判定手段、4は通電量制御手段、5はソレノ
イドバルブ駆動手段である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 驛 利男 神奈川県茅ケ崎市本村2丁目8番1号 東陶機器株式会社茅ケ崎工場内 (56)参考文献 特開 昭61−17781(JP,A)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】バッテリーを電源としてソレノイドに通電
    し、バルブの開閉を行うようにしたソレノイドバルブ駆
    動制御回路において、 前記バッテリー電圧が変動して前記ソレノイドを駆動す
    る電圧が変化しても、前記ソレノイドに流す電流の積算
    量を常時一定に設定する通電量制御手段を備えたことを
    特徴とするソレノイドバルブ駆動制御回路。
  2. 【請求項2】前記通電量制御手段は、前記電流の積算量
    を、前記バッテリーの消耗に伴う最低使用時における前
    記ソレノイドの駆動に必要な値に設定することを特徴と
    する請求項1記載のソレノイドバルブ駆動制御回路。
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