JP2695698B2

JP2695698B2 - ソレノイドの可動鉄心位置チエツク方法

Info

Publication number: JP2695698B2
Application number: JP2327634A
Authority: JP
Inventors: 毅安藤; 俊文柿沼; 友一小南; 和幸木原; 浩輔畠中; 昭夫水戸
Original assignee: 株式会社トキメック
Priority date: 1990-11-27
Filing date: 1990-11-27
Publication date: 1998-01-14
Anticipated expiration: 2013-01-14
Also published as: JPH04196203A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、電磁弁や電磁プランジヤなどのソレノイ
ドの可動鉄心位置チエツク方法に関し、特にソレノイド
をOFFにした時の復帰状態をチエツクする方法に関す
る。

〔従来の技術〕

例えば、第12図に示すような電磁弁は、ボデイ１に形
成した摺動孔２内にスプール３を摺動可能に設け、その
両側のスプリング室4,5内に設けたスプリング6,7によつ
て、このスプール３を図示の右行位置（ポートＰ−B,T
−Ａ間を連通する位置）に保持しており、ボデイ１の一
端に固設したソレノイド10をコイル11に通電して励磁す
ると、その励磁電流の大きさに応じて可動鉄心12が固定
鉄心14との間の吸引力によつて左行し、プツシユロツド
13によってスプ−ル３を左行へ移動させ、ポ−トＰ−A,
T−Ｂ間を連通する位置にする。

第13図は、この場合のスプリング６の反力（実線ａ）
と、それに流体力を加えた力（一点鎖線ｂ）と、ソレノ
イド10の出力（実線ｃ）との関係を示す。

ところが、スプール３が異物の詰まりなどによる固着
現象を起こしたり、ソレノイド10の可動鉄心12が摺動ス
リーブ内で密着状態になつたりすると、初期（右行端）
位置で実線ｃで示すソレノイド出力を得る励磁電流をコ
イル11に供給しても可動鉄心12が左行しなくなつたり、
あるいは吸着（左行端）位置でΔＦ（＝スプリング力＋
流体力）分ソレノイド出力を減らすように励磁電流を減
少しても、可動鉄心12が吸着位置から離れなくなること
がある。

従来、このようなソレノイドの作動状態をチエツクす
る方法としては、例えば特開平１−265504号公報に見ら
れるように、ソレノイドをONあるいはOFFした時の可動
鉄心の移動状況による電流応答波形の違いから、その作
動状態を検出する方法が知られている。

この方法によるソレノイドOFF時の作動チエツクにつ
いて、第14図及び第15によつて簡単に説明する。

第14図に示すようにソレノイドのコイル11に電流検出
用抵抗15を直列に接続して、その直列回路に電流16から
スイツチ17をONにして電流を流すと、コイル11に流れる
励磁電流の大きさが抵抗15によつて電圧に変換されて検
出されるが、その応答波形が可動鉄心が移動するかしな
いかによつて相違することを利用してソレノイドON時の
作動をチエツクすることができる。

また、スイツチ17をONからOFFにした時には（第15図
の時点t₁）、コイル11に蓄えられたエネルギによつて、
第15図（イ）に示すように電源電圧とは逆極性のスパイ
ク電圧が発生する。この電圧をリミツタ19を通し、所定
電圧以下を除去して増幅器18で増幅すると、同図（ロ）
に示すように時点t₂まで負の一定電圧が出力される。

時点t₂で可動鉄心がリターンし始めると、コイル11の
インピーダンスが変化し、それによつてスパイク電圧の
収束が遅くなる。そして、時点t₃で可動鉄心のリターン
が完了すると、インピーダンス変化がなくなるので、ス
パイク電圧は急速にゼロに向かつて収束する。

したがつて、第14図の微分回路20による微分波形は第
15図（ハ）に示すような正のパルス波形になり、これを
コンパレータ21によつて基準電圧Vrefと比較して、同図
（ニ）に示すパルス信号が得られればソレノイドが正常
にOFF作動したことになる。

この信号をインバータ22からの同図（ホ）に示す出力
と、AND回路23によつてアンドをとつて、ソレノイドOFF
検知信号として出力する。

このように、ソレノイドの可動鉄心が移動するかしな
いかを電流あるいは電圧の応答波形の違いから判断する
ものは、他にも多く開示されている。

その他のソレノイドの可動鉄心位置チエツク方法とし
ては、ソレノイドに機械的なリミツトスイツチを内蔵さ
せたり、あるいは無接触式の近接スイツチやポテンシヨ
メータなどを内蔵させて、検出信号によつてチエツクす
る方法が多く提案されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このような従来のソレノイドの可動鉄
心位置チエツク方法にあつては、前者においては、ソレ
ノイドOFF時の電流放電波形に注目し、可動鉄心が動い
ているか拘束されて不動状態にあるかによる放電波形の
違いから可動鉄心がリターンしたか否かを判断するた
め、ソレノイドをOFFにした瞬間しか判断できない。

そのため、ノイズによつてそうなつたのかどうかを確
認しようとすると、再励磁してまたOFFする必要がある
が、そうするとスプールやアクチユエータを動かしてし
まうため、それは不可能であり、チエツク結果に対する
信頼性が低かつた。

また、特に可動鉄心を油浸で動きにくくした、いわゆ
るシヨツクレス電磁弁の場合には、可動鉄心の動きが遅
いため応答波形の差が大きく現われないので、判別の信
頼性に問題があつた。

後者は確実性はあるが、機械的構造が一般に複雑にな
り、またそのスイツチ等を収納のために余分なスペース
を必要とするし、機械的なものは耐久性にも問題があつ
た。

この発明はこのような従来の問題点に鑑みてなされた
ものであり、ソレノイドをOFFにした後、随時必要に応
じてその可動鉄心位置をチエツクすることができ、その
チエツク結果の信頼性も高く、機械的なスイツチ等をソ
レノイドに内蔵させる必要もないようにすることを目的
とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は上記の目的を達成するため、ソレノイドの
コイルに電流検出用抵抗を直列に接続して設け、その直
列回路への直流電源による通電を遮断して前記ソレノイ
ドを消磁した後、該ソレノイドの可動鉄心が殆ど動かな
い程度の短かい時間幅だけ前記直流電源から前記コイル
に通電して励磁し、上記電流検出用抵抗によつて検出さ
れる上記コイルに流れる電流の応答波形が所定値変化す
るのに要する時間を計測し、その計測値によつて可動鉄
心の位置を判別するソレノイドの可動鉄心位置チエツク
方法を提供する。

上記コイルに流れる電流の応答波形が所定値変化する
のに要する時間の計測を、励磁による応答波形の立上り
時あるいは励磁後の該応答波形の立下り時に行なうよう
にすればよい。

〔作用〕この発明によれば、ソレノイドをOFFにした後、ソレ
ノイドの可動鉄心が殆んど動かない時間幅だけ励磁を行
い、可動鉄心の位置によるソレノイドのインダクタンス
の違いによる応答電流波形の違いから、可動鉄心が所定
位置（ONの吸着位置、OFFの開放位置、あるいは何らか
のトラブルで中間位置）にあるか否かによつて、上記応
答波形が所定値変化するのに要する時間が異なるので、
その計測値によつて可動鉄心の位置を正確に判別するこ
とができる。

そして、ソレノイドのOFF作動後（一般には0.1秒以内
に作動を完了している）に、そのチエツクを随時何回で
も行えるので信頼性が高く、コントローラ側からの監視
も容易である。

しかも、機械的なスイツチ等をソレノイドに内蔵させ
る必要がないので、スペース上の問題や耐久性の問題も
ない。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図面に基づいて具体的に説
明する。

第１図は、この発明の第１実施例を示すソレノイドの
可動鉄心位置チエツク装置のブロツク構成図であり、第
12図と対応する部分には同一の符号を付してある。

まず、その構成を説明すると、ソレノイドのコイル11
に電流検出用抵抗15を直列に接続し、その直列回路に並
列にダイオード25を接続して、直流電源16からスイツチ
27を介してコイル11と抵抗15の直列回路に通電できるよ
うにしている。この時、ダイオード25は逆バイアスにな
るので非導通であるが、スイツチ27がOFFになつた時
に、コイル11に蓄積されたエネルギによる電流がこのダ
イオード25を通して流れるようにしている。

スイツチ27はリレースイツチや電子スイツチ等の被制
御スイツチであり、スイツチ制御部26によつてON指令及
びON信号の有無に応じてON/OFF制御される。

さらに、ON指令を反転するインバータ33と、その出力
によつて起動するタイマ28、そのタイマ設定時間後にチ
エツク指令P4を受け付けるゲート回路29、及びそのゲー
ト回路29を通過したチエツク指令P4によつてON信号P1を
発生するパルス発生器30を設けている。

また、コイル11に流れる励磁電流の大きさに応じて発
生する抵抗15の端子電圧ｅを増幅する増幅器18、その出
力電圧e₁を基準値esと比較してe₁＞esになると出力P5を
“H"にするコンパレータ32、チエツク指令の立上りによ
つてセツトされ、ON信号の立上りで時間の計測をスター
トして、コンパレータ32の出力P5の立上りで計測をスト
ツプする計時部（例えば積分器によるタイマ）31、及び
その計測値eTを設定時間eT₀と比較して、eT＞eT₀のとき
に出力P6を“H"にするコンパレータ34を設けている。

この実施例はソレノイドのオフ作動チエツク装置の例
で、第12図に示したようなソレノイド10の消磁により、
可動鉄心12が固定鉄心14に吸着された吸着位置から最も
離れた初期位置に復帰しているか否かを判定するための
装置である。

第２図のタイムチヤートも参照しながら、この実施例
によるソレノイドの可動鉄心位置チエツク方法について
説明する。

まず、第２図の時点ａでソレノイドを作動させるON指
令を（イ）に示すように“L"にすると、それが入力され
るスイツチ制御部26がスイツチ27をOFFにし、それによ
つて直流電源16からコイル11への通電が遮断されるが、
コイル11に蓄積されたエネルギによつて、ダイオード25
を通してコイル11及び抵抗15に短時間電流が流れ続けた
後、完全に消磁される。

このコイル11に流れる電流値に応じた電圧ｅが抵抗15
の両端に発生され、その電圧ｅを増幅器18で増幅した出
力電圧e₁は、第２図（ロ）示すように変化する。

一方、ON指令が“L"になるとインバータ33の出力が
“H"になつてタイマ28を起動するので、設定されたタイ
マ時間TM1（電圧e₁が０になるまでに要する時間より長
めに設定する）後に、同図（ハ）に示すようにタイマ28
の出力が“H"になる。

それによつて、ゲート回路29がゲートを開いて、同図
（ニ）に示す所定時間幅TM2のチエツク指令P4を受け付
けて出力し、そのチエツク指令P4の立上り時点ｂでパル
ス発生器30が起動して、同図（ホ）に示すようにパルス
幅TM3のON信号P1を発生する。

このON信号P1が“H"の期間だけ、スイツチ制御部26が
スイツチ27をONにして、直流電源16からコイル11に通電
してソレノイドを短時間励磁する。

そのため、このON信号P1のパルス幅TM3は、コイル11
に通電してソレノイドを励磁しても、可動鉄心が殆んど
動かない程度の短かい時間幅に設定する。

この時コイル11に流れる電流値を抵抗15の両端に発生
される電圧ｅによつて検出し、その電圧ｅを増幅器18で
増幅して、第２図（ロ）に示すような出力電圧e₁をコン
パレータ32に入力させる。

また、チエツク指令P4の立上り時点ｂで計時部31に時
間の計測を開始させる。

そして、増幅器18の出力電圧e₁が基準値esを超える
と、コンパレータ32出力P5が同図（ヘ）に示すように
“H"になり、その立上り時点で計時部31の時間計測をス
トツプする。

したがつて、計時部31による時間の計測値eTは同図
（ト）に示すように直線的に増加し、e₁が所定値esだけ
変化するまでに要する時間を計測してその値を保持する
ことになる。

この時間の計測値eTはコイル11の応答電流波形によつ
て異なり、コイル11のインダクタンスが大きい程長くな
り、そのインダクタンスは後述するように可動鉄心の位
置に応じて変化するので、この計測値eTが可動鉄心の位
置情報を示すことになる。

そこで、この計測値eTをコンパレータ34によつて設定
時間eT₀と比較し、設定時間eT₀を超えると出力P6を“H"
にする。

ソレノイドの可動鉄心が正常に初期位置に復帰してい
ると、この計測値eTが第２図（ロ）の正常側にTnで示す
ように短かいため、eT＞eT₀にならず、コンパレータ34
による判別出力は、同図（チ）の正常側に示すようにロ
ーレベル“L"のままであり、正常であることを示す。

可動鉄心が復帰していない（吸着位置に留まつてい
る）場合には、計測値eTが第２図（ロ）の非正常側にTa
で示すように長くなるため、eT＞eT₀になり、コンパレ
ータ34による判別出力が、同図（チ）の非正常側に示す
ようにハイレベル“H"になつて、非正常であることを示
す。

その後、時点ｄでチエツク指令がOFFになると、計時
部31がリセツトされてeTが０になり、判別出力P6もでな
くなつて次のチエツク指令を待つ。

その後再びチエツク指令が入力されると、再び上述の
ようにソレノイドを短時間励磁して、その可動鉄心位置
のチエツクが行なわれる。

このようにして、ソレノイドがOFFのときに、随時何
度でもその可動鉄心位置をチエツクすることができる。

なお、上記実施例ではON指令がなくなると直ちにタイ
マ28を起動して、その設定時間TM1後にゲート回路29を
開くようにしたが、ON指令がなくなつた後コイル11に流
れる電流値の検出電圧e₁を監視して、それが予め設定し
た値（ゼロレベルでもよい）まで低下した時にタイマ28
を起動させるようにしてもよい。

コイル11のインダクタンスＬが大きい場合などには、
通電遮断時からの時間TM1を設定するより、上述のよう
に実電流を基準にしてタイマを起動させる方が確実とい
える。その場合、タイマ設定時間TM1は０であつてもよ
い。

ところで、第12図及び第13図で説明したように、ソレ
ノイド10を励磁するとその可動鉄心12が固定鉄心（ポー
ルフエース）14に吸引され、スプリング６のスプリング
力＋流体力に抗してスプール３等を押しながら移動し、
固定鉄心14に吸着されるが、コイル11に極く短期間だけ
電流を流して励磁しても、そのソレノイド出力がスプリ
ング力＋流体力を超えない範囲であれば、可動鉄心は移
動しない。

あるいは、一瞬吸着方向に微動しても、システム全体
として問題がない範囲であれば差し支えないので、この
範囲内になるようにON信号のパルス幅TM3を設定するこ
とが必要である。

第３図（イ），（ロ）は、パルス幅TM3の励磁により
コイル11に流れる電流応答すなわち抵抗15によつて検出
される電圧応答波形の可動鉄心位置による相違を示す波
形図である。

コイル11のインダクタンスＬは、可動鉄心が初期位置
（固定鉄心から最も離れている位置）にある時が最も小
さく、吸着位置（固定鉄心に密着した位置）にある時が
最も大きくなり、同図（ハ）に示すように可動鉄心の位
置によつて変化する。

このインダクタンスＬによつて、励磁の際の電圧波形
の変化量（立上り量）が相違し、可動鉄心が初期位置に
ある時はインダクタンスが小さいため第３図（イ）に示
すように速く大きく立上り、吸着位置にある時はインダ
クタンスが大きいので立上り速度が遅く立上り量も少な
い。

したがつて、この応答波形が所定値だけ変化するのに
要する時間を計測して、予め設定した時間と比較するこ
とによつて、可動鉄心がどこにあるかを判別することが
できるのである。

なお、２値判別の例を説明したが、計測値eTを複数の
異なる設定時間と比較するようにすれば、可動鉄心の複
数段階の位置を判別することもでき、位置判別の分解能
が上がり、精度が向上して異常，正常の程度を検知でき
る。

また、この計測値eTを無段階に出力すれば、可動鉄心
の位置を連続的に測定することもできる。

第４図は、この発明の第２実施例を示す第１図と同様
なブロツク構成図である。

この実施例は第１図に示したチエツク装置に対して、
基準値esを補正するためのホールド回路37,38と補正回
路39を追加して設けたものである。

これは、コイルの温度上昇や電源電圧の変動による10
0％電流値の変化に対応して基準値esを補正し、正しい
検出ポイントを得るためである。

ホールド回路37は、ON指令の立上りでセツトされて、
直流電源16からの供給電圧E₀を入力データとして取り込
み開始し、ON指令が“L"になつた時にインバータ33の出
力の立上りによつてその値をホールドして、そのホール
ド値すなわちその時の電源電圧E₀を補正回路39へ出力す
る。

一方、ホールド回路38も、ON指令の立上りでセツトさ
れて、増幅器18からの検出電圧e₁を入力データとして取
り込み開始し、ON指令が“L"になつた時にインバータ33
の出力の立上りによつてその値をホールドして、そのホ
ールド値eu₀（ソレノイド作動時の定常状態でコイル11
に流れる電流値に応じた電圧）を補正回路39へ出力す
る。

補正回路39は、これらの電圧E₀及びeu₀の値に応じて
基準値esを補正して、コンパレータ32へ補正した基準値
es′を送る。

スイツチ27をONにした時にコイル11に流れる電流応答
特性は、次式で表わされる。

R:コイル11の内部抵抗＋抵抗15の抵抗値 L:コイル11のインダクタンスしたがつて、コイル電流を遮断する直前の電源電圧E₀
と、その時の定常電流Ｉに相当する電圧eu₀をホールド
することにより、Ｒ＝E₀/IによりＲの値が既知となり、
それらの変動に応じて、基準値esを補正することが可能
になる。

この補正により、コンパレータ32により時間計測期間
の判定精度を高めることができる。

なお、上述の各実施例では、ソレノイドの完全な消磁
状態で瞬時的に励磁して可動鉄心の位置をチエツクする
場合について説明したが、完全消磁でない状態、例えば
コイル11に50％程度の電流が流れている状態から、100
％の電流を流すように励磁することも勿論可能であり、
その50％から100％に向かう瞬時励磁電流波形が所定値
変化するのに要する時間を計測して、その計測値によつ
て可動鉄心の位置を判別することも可能である。

第５図はワンチツプマイクロコンピユータ（以下「マ
イコン」と略称する）を使用した第３実施例のブロツク
構成図であり、第１図と対応する部分には同一の符号を
付してあり、それらの説明は省略する。第６図はそのマ
イコン40による処理のフローチヤートである。

このマイコン40は、ON指令及びチエツク指令を入力し
てスイツチ（SW）27をON/OFF制御し、増幅器18の出力電
圧e₁（コイル11に流れる電流値に応じた電圧）を、内部
のA/D変換部によつてデジタル値に変換して取り込み、
ソレノイドの動作異常を検知すると異常検知信号を出力
する。

この実施例では、外部シーケンサがON指令，チエツク
指令のタイミング管理を行うので、両者間のインターロ
ツク手段が不要になる。

さらに、この実施例では前述のような基準値の補正も
行なえるように、メインスイツチMSを介して電源16に並
列に分圧抵抗R1,R2を接続して、その分圧点の電圧e₀も
マイコン40に入力している。

メインスイツチMSは、ソレノイド使用中は常時ONにし
ておく手動のスイツチである。

次に、マイコン40による処理を第６図にしたがつて説
明する。

これは基準値esの補正は行なわない場合の処理であ
り、このルーチンがスタートすると、ON指令の有無をチ
エツクして、有れば（“H"ならば）次にスイツチ27がON
か否かをチエツクし、ONであればそのまま最初に戻る
が、OFFであればスイツチ27をONにして最初に戻る。

最初のON指令の有無チエツクでON指令がなければ、ス
イツチ27をOFFにした後、ソレノイドのオフ作動（可動
鉄心の復帰）に要する時間以上の設定時間（例えば100
μＳ）が経過してから、チエツク指令の入力を待つ。

チエツク指令の入力がないうちにON指令があつた場合
には、スイツチ27を再びONにしてコイル11に通電する。

100μＳ経過後にチエツク指令が入力すると、所定の
短いパルス幅のONパルスを発生すると同時に、内部のタ
イマをスタートさせる。

そして、ONパルスを出力している間だけスイツチ27を
ONにし、増幅器18からの出力電圧e₁を基準値esと比較す
る。その結果、e₁＞esになるとタイマをストツプして、
その時間計測値eTを設定時間eT₀と比較する。

その結果、eT＞eT₀でなければ、可動鉄心が正常に復
帰していると判断して何も出力しないが、eT＞eT₀であ
れば、可動鉄心が復帰していないと判断して異常検知信
号を出力する。

その後、チエツク指令が無くなるのを待つてタイマの
計測値eTをリセツトし、再びON指令の有無をチエツクし
て、なけれ次のチエツク指令を待ち、ON指令があるとス
イツチ27をONにして、最初のステツプへ戻る。

次に、基準値esを補正する場合について説明する。

その場合は、マイコン40は抵抗R1とR2による分圧電圧
e₀を電源電圧E₀の情報として取り込むとともに、ソレノ
イド非励磁の時にも可動鉄心が動かない程度の低出力レ
ベルの電流をコイル11に流し、その時の平均供給電圧
（e₀から求める）と平均検出電流（e₁から求める）によ
りコイル抵抗を計算し、それに応じて基準値esなどを補
正して検出精度を上げることができる。

例えば、チエツク時のON信号よりはるかに高い周波数
で、PWMのON率を１％程度に固定した信号でスイツチ27
をON/OFF制御し、それをOFF状態とすると、電源電圧が
一定とすればコイル抵抗によりそのOFF状態で流れる電
流値が変化し、そのときの検出電圧e₁が変化する。それ
によつてコイル抵抗値の変動を検知できる。

なお、温度測定素子などを使用することも勿論可能で
ある。また、この実施例のマイコン40に代えて、デイジ
タル素子によるワイヤードロジツク回路で構成すること
も可能である。

第７図は、この発明の第４実施例を示す第１図と同様
なブロツク構成図であり、第１図と対応する部分には同
一の符号を付して、それらの説明は省略する。

この実施例では、ソレノイドのOFF作動後、自動的に
所定の時間幅で周期的に可動鉄心位置のチエツクを行な
つて、その結果をアナログ量で出力するようにしたもの
である。

第７図において、第１図の第１実施例と異なるのは、
ゲート回路29に代えてチエツク指令パルス発生用のパル
ス発生器（P.G）41を設け、外部からチエツク指令を入
力することを不要にした点と、コンパレータ34に代えて
可動鉄心位置演算部42を設けて、アナログ信号による可
動鉄心位置情報を出力するようにした点のみである。

この第４実施例によれば、ON指令が入力されなくなる
と、スイツチ制御部26がスイツチ27をOFFにして、電源1
6からソレノイドのコイル11への通電を遮断すると同時
に、インバータ33の出力によつてタイマ28を起動する。

タイマ28は設定時間TM1の経過時にパルス発生器41を
起動させる。パルス発生器41は第２図（ニ）に示したよ
うなパルス幅がTM2で周期がTM20のチエツク指令パルスP
4を発生する。

このチエツク指令パルスP4の立上りで、計時部31をセ
ットすると同時にパルス発生器30を起動させる。

それによつて、パルス発生器30はパルス幅がTM3で周
期がTM20のON信号P1を発生し、スイツチ制御部26が期間
TM3の間だけスイツチ27をONにして、ソレノイドを励磁
させる。

そのON信号P1の立上り時に計時部31に時間計測を開始
させる。

そして、増幅器18の出力電圧e₁が基準値esを超えた時
にコンパレータ32の出力P5によつて計時部31の計時動作
をストツプさせ、その時の時間計測値eTを可動鉄心位置
演算部42に入力し、そこで可動鉄心位置情報eaを演算し
て出力する。

パルス発生器41からのチエツク指令パルスP4の立上が
りで、計時部31がリセツトされて１回のチエツクを終了
するが、パルス発生器41は周期TM20で周期的にチエツク
指令パルスP4を発生するので、すぐにまた次のチエツク
が行なわれ、可動鉄心位置情報eaが周期的に出力され
る。

第８図は、この発明の第５実施例を示す第７図と同様
なブロツク構成図であり、第１図及び第７図と対応する
部分には同一の符号を付して、それらの説明は省略す
る。

この実施例では、ソレノイドをON/OFFするメインスイ
ツチ43と、チエツク用の励磁スイツチ（常開スイツチ）
27′とを別にして並列に設け、従来の単純システムに使
用できるようにした例である。

この第５実施例で第７図の第４実施例と異なるのは、
上記の点のほかに、スイツチ制御部26が不要になつた点
と、コイル11に供給される電源電圧をインバータ44を介
してタイマ28の起動信号とするようにした点と、可動鉄
心位置演算部42に代えて、第１実施例と同様にコンパレ
ータ34を設けた点である。

この第５実施例によれば、外部からのON指令及びチエ
ツク指令は不要であり、メインスイツチ43をONにする
と、コイル11に通電してソレノイドを作動させ、OFFに
するとタイマ28が起動して、所定時間TM1後から所定の
周期（第４実施例のTM20と同じ）で周期的に期間TM3だ
けスイツチ27′をONにして、コイル11に瞬時通電する。

そして、その時に応答電流波形が所定値（基準値esに
相当する）だけ変化するのに要する時間を計時部31によ
つて計測し、その計測値eTをコンパレータ34によつて設
定時間eT₀と比較して可動鉄心の位置を判別する。その
結果、可動鉄心の位置に異常がある場合には、判別出力
P6をハイレベル“H"にするのは前述した第１実施例と同
様である。

第９図は、この発明の第６実施例を示すブロツク構成
図であり、第１図と対応する部分には同一の符号を付し
てそれらの説明は省略する。

この第６実施例で第１図の第１実施例と異なるのは、
ON信号P1を反転するインバータ45及びその反転出力をホ
ールド信号とするホールド回路46と、そのホールド値eu
と増幅器18の出力電圧e₁との差を演算する差動増幅器47
とを追加し、コンパレータ32に代えて、差動増幅器47の
出力edを設定値ed₀と比較するコンパレータ48を設けた
点である。

この実施例は、ソレノイドを短時間励磁した直後のコ
イル電流の立下り波形を利用して、可動鉄心位置をチエ
ツクする例である。

そのチエツク方法を第10図のタイムチヤートを参照し
て説明すると、ON指令がなくなつてスイツチ制御部26が
スイツチ27をOFFにした後、タイマ28の設定時間TM1が経
過してからチエツク指令が入力されると、パルス発生器
30がパルス幅TM3のON信号を発生し、スイツチ制御部26
がその期間だけスイツチ27をONにしてソレノイドを励磁
する。

したがつて、コイル11に流れる電流波形に相当する増
幅器18の出力電圧e₁の波形は第10図（イ）に示すように
なる。

そして、ON信号の立下がり時にホールド回路46が電圧
e₁のピーク値を同図（ロ）に示すようにホールドしてeu
とする。同時にこの時点で計時部31に計時動作を開始さ
せる。

その後、差動増幅器47がホールド回路46のホールド値
euと増幅器18の出力電圧e₁との差に応じたレベルの、同
図（ハ）に示す信号edを出力し、コンパレータ48がそれ
を設定値ed₀と比較して、ed＞ed₀になると同図（ニ）に
示すように出力P5をハイレベル“H"にする。

それによつて、計時部31が計時動作を停止するので、
その計測値eTは第10図（ホ）に示すようになる。この計
測値をコンパレータ34が設定時間eT₀と比較して、同図
のＡ（正常）側に示すようにeT≦eT₀であれば、判別出
力P6は“L"のままであるが、同図のＢ（非正常）側に示
すようにeT＞eT₀であると、判別出力P6が“H"になつて
異常を知らせる。

この実施例は、コイル抵抗や電源電圧などの変動が少
ない場合に適している。なお、この場合にも第４図の第
２実施例と同様に設定値ed₀に補正を加えることによ
り、精度を上げることができる。

第11図は、この発明の第７実施例のコイル11への通電
部付近のみを示す回路図である。

この実施例は、常時はスイツチ27をONからOFFにした
時のソレノイドの消磁を早くしたい場合の例で、切換ス
イツチ57が常時は図示のようにバリスタ56側に切り換わ
つており、ON指令による通常のON/OFF時には、バリスタ
56を介して速やかに消磁し、チエツク指令によつてスイ
ツチ27をON/OFFする時にのみ、切換スイツチ57をダイオ
ード25側へ切り換えるようにしたものである。

その他の構成及び作用は前述の各実施例と同様にすれ
ばよいので、説明を省略する。

〔発明の効果〕

以上説明してきたように、この発明によれば、以下に
列挙する効果が得られる。

（１）ソレノイドを消磁した後、チエツク指令を与えれ
ばいつでも可動鉄心の位置情報が得られる。

（２）電子回路で構成でき、新たに弁に取付ける部品は
一切不要であり、しかもチエツク時にソレノイドのコイ
ルに通電するために特別な電源や通電回路を設ける必要
もない。

（３）チエツク指令をソレノイドのON信号を基に周期的
に行うようにすると、常に可動鉄心の位置情報が得られ
る。

（４）ソレノイドを短時間励磁した直後のコイル電流の
立下り波形をチエツク対象とすれば、電源から切り離さ
れる期間にチエツクするので、電源のリツプルの影響を
受けない。

そのため、全波整流の簡易電源もそのまま使用可能で
あり、フイルタなどが不要になる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例を示すソレノイドの可動
鉄心位置チエツク装置のブロツク構成図、第２図はその作用説明に供するタイムチヤート、第３図（イ），（ロ）は可動鉄心位置による電流応答波
形の相違を示す波形図であり、（ハ）は可動鉄心位置と
ソレノイドコイルのインダクタンスとの関係を示す線
図、第４図はこの発明の第２実施例を示す第１図と同様なブ
ロツク構成図、第５図はこの発明の第３実施例を示すマイクロコンピユ
ータを用いた装置の構成図、第６図はそのマイクロコンピユータによる処理のフロー
チヤート、第７図はこの発明の第４実施例を示す第１図と同様なブ
ロツク構成図、第８図はこの発明の第５実施例を示す第７図と同様なブ
ロツク構成図、第９図はこの発明の第６実施例を示す第１図と同様なブ
ロツク構成図、第10図はその作用説明に供するタイムチヤート、第11図はこの発明の第７実施例のコイルへの通電部付近
のみを示す回路図、第12図はソレノイドを使用した電磁弁の一例を示す縦断
面図、第13図はその作用を説明するための線図、第14図は従来のソレノイドの作動をチエツクするための
装置の一例を示すブロツク構成図、第15図はその作用を説明するためのタイムチヤートであ
る。 10……ソレノイド、11……コイル 12……可動鉄心、13……プツシユロツド 14……固定鉄心、15……電流検出用抵抗 16……直流電源、18……増幅器 25……ダイオード、26……スイツチ制御部 27……スイツチ、27′……励磁スイツチ 28……タイマ、29……ゲート回路 30,41……パルス発生器、31……計時部 32,34,48……コンパレータ 37,38,46……ホールド回路 39……補正回路 40……ワンチツプマイクロコンピユータ 42……可動鉄心位置演算部 43……メインスイツチ、47……差動増幅器 56……バリスタ、57……切換スイツチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者木原和幸東京都大田区南蒲田２丁目16番46号株式会社トキメック内 (72)発明者畠中浩輔東京都大田区南蒲田２丁目16番46号株式会社トキメック内 (72)発明者水戸昭夫東京都大田区南蒲田２丁目16番46号株式会社トキメック内 (56)参考文献特開平４−28209（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ソレノイドのコイルに電流検出用抵抗を直
列に接続して設け、その直列回路への直流電源による通
電を遮断して前記ソレノイドを消磁した後、該ソレノイ
ドの可動鉄心が殆ど動かない程度の短かい時間幅だけ前
記直流電源から前記コイルに通電して励磁し、前記電流
検出用抵抗によつて検出される前記コイルに流れる電流
の応答波形が所定値変化するのに要する時間を計測し、
その計測値によつて前記可動鉄心の位置を判別すること
を特徴とするソレノイドの可動鉄心位置チエツク方法。
【請求項２】前記コイルに流れる電流の応答波形が所定
値変化するのに要する時間の計測を、前記励磁による該
応答波形の立上り時に行うことを特徴とする請求項１記
載のソレノイドの可動鉄心位置チエツク方法。
【請求項３】前記コイルに流れる電流の応答波形が所定
値変化するのに要する時間の計測を、前記励磁後の該応
答波形の立下り時に行うことを特徴とする請求項１記載
のソレノイドの可動鉄心位置チエツク方法。