JP3144470B2 - 衝撃検出装置、遮断弁制御装置、衝撃検出方法及び遮断弁制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は衝撃検出装置、遮断
弁制御装置、衝撃検出方法及び遮断弁制御方法に係り、
より詳細には、遮断弁をラッチングソレノイドにより駆
動するのに好適な衝撃検出装置、遮断弁制御装置、衝撃
検出方法及び遮断弁制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、遮断弁を作動させる場合、開閉
制御信号や切換制御信号の入力に応じてソレノイド駆動
回路がラッチングソレノイドに駆動電流を流すことによ
ってラッチングソレノイドを駆動し、このラッチングソ
レノイドの駆動によって遮断弁を作動するようになって
いる。

【０００３】図４に従来の遮断弁制御装置の回路ブロッ
ク図を示す。ラッチングソレノイド５１のコイルＬの両
端には弁駆動回路５２が接続され、コイルＬには抵抗Ｒ
1 、トランジスタＱ１１ 、Ｑ１２が電源Ｖ〓に対して
直列接続され、トランジスタＱ１２にはコンデンサＣ1
が並列に接続されている。コイルＬの出力電圧はダイオ
ードＤ1 、Ｄ2 によるリミッタを介してアンプ５３に入
力され、その出力電圧はコンパレータ５４に入力され
る。コンパレータ５４の他方の入力には電源Ｖ〓を抵抗
Ｒ2 と半固定抵抗Ｒ3 により分圧された基準電圧ＶREF
が印加されている。

【０００４】また、コントローラ５５は、予め定めたプ
ログラムに従って動作し、外部信号に応じて弁駆動回路
５２に対して弁閉制御信号ａ又は弁開制御信号ｂを出力
し、トランジスタＱ１１、Ｑ１２に対して検出要求信号
ｆを出力するとともに、衝撃検出リセット信号ＳＦRST
を後述の外部衝撃検出回路５８に出力する。

【０００５】検出要求信号ｆは遅延回路５６にも入力さ
れ、その遅延出力がＤフリップフロップより構成される
ラッチ回路５７のＣＫ（クロック）入力に供給される。
更にラッチ回路５７のＤ（データ）入力にはコンパレー
タ５４の出力が供給される。そしてラッチ回路５７のＱ
出力がコントローラ５にアンサバック信号ｊとして入力
され、これによってコントローラ５５は弁の作動状態を
判断する。

【０００６】さらにコイルＬには、外部衝撃の印加に伴
ってコイルＬに発生する誘起電圧を検出し、外部衝撃検
出時に衝撃検出信号ＳＦを第１のレベル（例えば“Ｌ”
レベル）から第２のレベル（例えば“Ｈ”レベル）に遷
移させるとともに、リセット信号ＳＦRSTの入力に伴っ
て衝撃検出信号ＳＦを第２のレベルから第１のレベルに
遷移させる外部衝撃検出回路５８が並列に接続されてい
る。

【０００７】次に上記遮断弁制御装置の動作を説明する
に先立ち、遮断弁の動作原理を図５を参照して説明す
る。図５は、ガス遮断弁Ａの一例を示し、同図におい
て、ガス遮断弁Ａは、ラッチングソレノイド６１と、ラ
ッチングソレノイド６１により作動される弁体６２と、
弁体６２により開閉される弁孔６３を有する弁座６４と
により構成されている。また、ラッチングソレノイド６
１は、コイルＬ、可動片６５ 及び磁石Ｍｇより構成さ
れており、可動片６５には弁体６２が一体に設けられて
いる。

【０００８】ガス遮断弁Ａは、弁体６２が弁座６４に当
接しているときには弁孔６３が閉じられ弁閉状態（図５
右側）となり、当接していないときには弁孔６３が開か
れ弁開状態（図５左側）となる。以上のような構成にお
いて、弁体６２が弁座６４に当接している弁閉状態にあ
るとき、ラッチングソレノイド６１のコイルＬに直流弁
開電流を流すと、可動片６５が励磁される。この励磁さ
れた可動片６５の磁極が磁石Ｍｇの磁極と一致するよう
に上記弁開電流の方向を設定すると、可動片６５が可動
片６５と磁石Ｍｇとの間に設けられた図示しないスプリ
ングに抗して磁石Ｍｇに吸引され、これによって弁体６
２が弁座６４から離れて弁開状態となる。

【０００９】また、弁開状態からコイルＬに前記弁開電
流と逆方向の直流弁閉電流を流すと、可動片６５は磁石
Ｍｇの磁力を減少させる方向の磁極となるように励磁さ
れるので、可動片６５と磁石Ｍｇとの間のスプリングの
力が働いてそれまで磁石Ｍｇに吸引されていた可動片６
５が弁孔６３側に移動し、弁体６２が弁座６４に当接し
て弁閉状態となる。

【００１０】なお、ラッチングソレノイド６１は、弁開
から弁閉又は弁閉から弁開状態に移行するとき弁閉駆動
電流又は弁開駆動電流が所定期間コイルＬにそれぞれ流
され、その後該駆動電流が流されなくなっても、弁体６
２をその状態に維持（ラッチ）できるように構成されて
いる。

【００１１】ここで、ラッチングソレノイド６１のコイ
ルＬのインダクタンスについて考察すると、例えば、弁
閉時における可動片６５とコイルＬとの磁気的結合は弁
開時における磁気的結合に比して大きくなる場合には、
弁閉時における磁束は弁開時における磁束より大きくな
るため、弁閉時におけるコイルＬのインダクタンスは弁
開時のインダクタンスより大きくなる。

【００１２】なお、弁閉時における磁束と弁開時の磁束
とは、何れが大きくなるかは、ソレノイドのインダクタ
ンス及び磁気回路の状態によって異なる。次に上記従来
の遮断弁制御装置の動作を図４、図６の動作フローチャ
ート及び図７の波形図を参照して説明する。

【００１３】コントローラ５５は、駆動回路５２に対し
弁閉制御信号（図７（ａ）参照）又は弁開制御信号（図
７（ｂ）参照）を出力する（ステップＳ１１）。この場
合において、どちらの制御信号を出力するかは、コント
ローラ５５が外部から入力される信号に基づいて決定す
る。

【００１４】ここで、ガス遮断弁Ａが弁開状態にあっ
て、コントローラ５５が弁閉制御信号（図７（ａ）参
照）を出力したとすると、コントローラ５５が出力する
弁閉制御信号は弁駆動回路５２に入力される。この弁閉
制御信号の入力に応じて弁駆動回路５２は、その出力端
子ｃをＨレベル、出力端子ｄをＬレベルにして、ラッチ
ングソレノイド６１のコイルＬに対して出力端子ｃから
出力端子ｄの方向に所定時間、直流弁閉駆動電流（図７
（ｃ）参照）を流す。このことによって上述したように
可動片６５が駆動されてガス遮断弁Ａが弁閉状態となる
（図７（ｅ）参照）。

【００１５】次にコントローラ５５は、図７（ｆ）に示
すように、検出要求信号を所定時間出力し（ステップＳ
１２）、トランジスタＱ１１、Ｑ１２をオンさせる。こ
れによりコイルＬには電源Ｖ〓より検出電圧が印加さ
れ、コイルＬの出力電圧がアンプ３によって増幅され、
増幅された出力（図７（ｇ）参照）がコンパレータ４に
入力される。

【００１６】アンプ５３の出力はコイルＬのインダクタ
ンスと抵抗Ｒ1 の時定数によって立下がる。そこでコン
パレータ４は該コイルＬの電圧と基準電圧とを比較し、
コイルＬの電圧が基準電圧より大きい期間ｔ11 ではコ
ンパレータ４の出力は“Ｈ”レベルに反転する（図７
（ｈ）参照）。

【００１７】一方検出要求信号は遅延回路６により所定
時間ｔ0 遅延され（図７（ｉ）参照）、ラッチ回路５７
のクロック入力ＣＫに供給される。ラッチ回路５７はデ
ータ入力Ｄとクロック入力ＣＫにそれぞれ供給されたコ
ンパレータ出力（図７（ｈ）参照）と遅延出力（図７
（ｉ）参照）とにより、データ出力Ｑのレベルが決定さ
れる。

【００１８】すなわち、上述の例の場合には、遮断弁Ａ
の弁閉時におけるコイルＬのインダクタンスは、弁開時
のインダクタンスより大きくなる。従って、検出要求信
号を供給したときの立下り時定数は弁閉時の方が弁開時
より大きくなるので、図７（ｇ）に示すように、コイル
Ｌの出力電流は弁閉時の方が弁開時より長時間に渡って
流れることにより、コンパレータ５４の出力も図７
（ｈ）のように“Ｈ”レベルの期間ｔ11が弁閉時の方が
長くなる。

【００１９】一方、遅延回路５６からの出力は、弁開及
び弁閉の状態に拘らず図７（ｉ）のように検出要求信号
から所定時間ｔ0 遅延されているので、ラッチ回路７の
データ出力Ｑ、すなわち、アンサバック信号は図７
（ｊ）に示すように、ｔ11＞ｔ0 のとき（弁開から弁閉
状態になったとき）には“Ｈ”レベルとなり、ｔ11＜ｔ
0 のとき（弁閉から弁開状態になったとき）には“Ｌ”
レベルとなる。

【００２０】従って、コントローラ５５は、アンサバッ
ク信号を読み込み（ステップＳ１３）、弁の作動状態を
判別することとなる（ステップＳ１４）。以上は、正常
時の動作であるが、遮断弁に外部衝撃が印加された場合
には、コイルＬに誘起電圧が発生し、衝撃検出回路５８
はこの誘起電圧を検出すると外部衝撃を検出したとして
衝撃検出信号ＳＦを“Ｌ”レベルから“Ｈ”レベルに遷
移させる。

【００２１】この結果、コントローラ５５は遮断弁に外
部衝撃が印加されたことを認識するとともに、次の衝撃
検出に備えて、リセット信号ＳＦRSTを衝撃検出回路５
８に出力する。この結果、衝撃検出回路５８は、リセッ
ト信号ＳＦRSTの入力に伴って衝撃検出信号ＳＦを
“Ｈ”レベルから“Ｌ”レベルに遷移させ、次の外部衝
撃検出に備えることとなっていた。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】以上の説明のように、
従来の遮断弁制御装置のコントローラ５５は、磁界の外
部衝撃検出に備えて衝撃検出回路５８を所定時間間隔毎
に初期状態にリセットさせるべくリセット信号ＳＦRST
を出力する必要があり、このリセット信号ＳＦRSTのた
めに出力ポートを設ける必要があるとともに、リセット
信号ＳＦRSTを伝送するための信号ラインを設けなけれ
ばならず、回路構成も複雑化してしまうという問題点が
あった。

【００２３】そこで、本発明の目的はリセット信号ＳＦ
RSTを伝送するための信号ラインを設けることなく、回
路構成を複雑化させることもなしに衝撃検出回路を初期
状態にリセットさせることが可能な衝撃検出装置、遮断
弁制御装置、衝撃検出方法及び遮断弁制御方法を提供す
ることにある。

【００２４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１記載の発明は、外部より入力される弁開制
御信号及び弁閉制御信号に基づいてソレノイドを制御
し、前記ソレノイドを介して弁駆動を行う遮断弁に印加
される外部衝撃を検出する衝撃検出装置であって、弁開
制御信号あるいは弁閉制御信号に基づいて前記ソレノイ
ドに駆動電流を流す弁駆動手段と、前記弁開制御信号及
び前記弁閉制御信号を出力する開閉制御手段と、前記ソ
レノイドの両端に前記外部衝撃に起因して発生する誘起
電圧を検出して衝撃検出フラグデータを衝撃検出状態に
セットする衝撃検出手段と、前記弁開制御信号及び前記
弁閉制御信号が同時に所定のレベルにされた場合に前記
衝撃検出フラグデータを衝撃非検出状態にリセットする
リセット手段とを備え、前記前記開閉制御手段は、所定
時間間隔毎に前記弁開制御信号及び前記弁閉制御信号を
前記所定のレベルにするリセット制御手段を有して構成
する。

【００２５】

【００２６】

【００２７】請求項１記載の発明によれば、開閉制御手
段は、弁開制御信号及び弁閉制御信号を弁駆動手段に出
力し、弁駆動手段は、弁開制御信号あるいは弁閉制御信
号に基づいてソレノイドに駆動電流を流す。衝撃検出手
段は、ソレノイドの両端に外部衝撃に起因して発生する
誘起電圧を検出して衝撃検出フラグデータを衝撃検出状
態にセットする。 リセット手段は、弁開制御信号及び弁
閉制御信号が同時に所定のレベルにされた場合に衝撃検
出フラグデータを衝撃非検出状態にリセットする。これ
らと並行して開閉制御手段のリセット制御手段は、所定
時間間隔毎に弁開制御信号及び弁閉制御信号を所定のレ
ベルにし、リセット手段に出力する。

【００２８】請求項２記載の発明は、外部より入力され
る弁開制御信号及び弁閉制御信号に基づいてソレノイド
を制御し、前記ソレノイドを介して弁駆動を行う遮断弁
に印加される外部衝撃を検出する衝撃検出方法であっ
て、弁開制御信号あるいは弁閉制御信号に基づいてソレ
ノイドに駆動電流を流す弁駆動工程と、記弁開制御信号
及び前記弁閉制御信号を出力する開閉制御工程と、前記
ソレノイドの両端に前記外部衝撃に起因して発生する誘
起電圧を検出して衝撃検出フラグを衝撃検出状態にセッ
トする衝撃検出工程と、前記弁開制御信号及び前記弁閉
制御信号が同時に所定のレベルにされた場合に前記衝撃
検出フラグを衝撃非検出状態にリセットするリセット工
程とを備え、前記開閉制御工程は、所定時間間隔毎に前
記弁開制御信号及び前記弁閉制御信号を前記所定のレベ
ルにするリセット制御工程を有して構成する。

【００２９】

【００３０】

【００３１】請求項２記載の発明によれば、弁駆動工程
は、開閉制御工程により出力された弁開制御信号あるい
は弁閉制御信号に基づいてソレノイドに駆動電流を流
す。衝撃検出工程は、ソレノイドの両端に前記外部衝撃
に起因して発生する誘起電圧を検出して衝撃検出フラグ
を衝撃検出状態にセットする。 リセット工程は、弁開制
御信号及び弁閉制御信号が同時に所定のレベルにされた
場合に衝撃検出フラグを衝撃非検出状態にリセットす
る。これと並行して開閉制御工程のリセット制御工程
は、所定時間間隔毎に弁開制御信号及び弁閉制御信号を
所定のレベルにする。

【００３２】

【発明の実施の形態】次に図面を参照して本発明の好適
な実施形態を説明する。図１に実施形態の遮断弁制御装
置の概要構成ブロック図を示す。ソレノイドの動作状態
検出装置１は、大別するとラッチングソレノイドのコイ
ルＬの両端に接続された弁駆動回路２と、後述のアンサ
バック信号ＡＦ１及び衝撃検出フラグデータＳＦ１が入
力され遮断弁制御装置１全体の制御を行うとともに、遮
断弁を開状態とするための弁開制御信号Ｓ1 、遮断弁を
閉状態とするための弁閉制御信号Ｓ2 、後述のアンサバ
ック信号ＡＦ１を要求するためのアンサバック要求信号
ＡＢＲを出力するコントローラ３と、コントローラ３か
らのアンサバック要求信号ＡＢＲに基づいて遮断弁の動
作状態に対応するアンサバック信号ＡＦ１を出力するア
ンサ判定回路４と、コイルＬの両端子に接続され、コイ
ルＬの誘起電圧に基づいて遮断弁に外部衝撃が印加され
た場合（及び同様の誘起電圧状態になった場合）にセッ
ト信号ＳＦSETを出力する衝撃検出回路５と、弁開制御
信号Ｓ1 及び弁閉制御信号Ｓ2 に基づいて所定時間間隔
毎にリセット信号ＳＦRSTを出力するリセット回路６
と、セット信号ＳＦSET及びリセット信号ＳＦRSTが入力
されるとともに衝撃検出フラグデータを保持し、衝撃検
出フラグデータＳＦ１を出力するフリップ／フリップ回
路７と、を備えて構成されている。

【００３３】駆動回路２は、弁開制御信号Ｓ1 がベース
端子に入力され、高電位側電源ＶDDに抵抗Ｒ11、Ｒ12を
介してコレクタ端子が接続され、エミッタ端子が接地さ
れたトランジスタＱ1 と、弁閉制御信号Ｓ2 がベース端
子に入力され、高電位側電源ＶDDに抵抗Ｒ13、Ｒ14を介
してコレクタ端子が接続され、エミッタ端子が接地され
たトランジスタＱ2 と、抵抗Ｒ11と抵抗Ｒ12との中間接
続点にベース端子が接続され、高電位側電源ＶDDにコレ
クタ端子が接続され、コイルＬの一端にエミッタ端子が
接続されたトランジスタＱ3 と、コイルＬとトランジス
タＱ3 のコレクタ端子との中間接続点に抵抗Ｒ15及びダ
イオードＤ1 を介してベース端子が接続され、コレクタ
端子がコイルＬの他端に接続され、エミッタ端子が接地
されたトランジスタＱ4 と、抵抗Ｒ13と抵抗Ｒ14の中間
接続点にベース端子が接続され、高電位側電源ＶDDにエ
ミッタ端子が接続され、トランジスタＱ４のコレクタ端
子にコレクタ端子が接続されたトランジスタＱ5と、コ
イルＬとトランジスタＱ5のコレクタ端子との中間接続
点に抵抗Ｒ16及びダイオードＤ3 を介してベース端子が
接続され、コレクタ端子がコイルＬの他端に接続され、
エミッタ端子が接地されたトランジスタＱ6 と、コイル
ＬとトランジスタＱ3 のコレクタ端子との中間接続点に
抵抗Ｒ15を介してアノードが接続され、トランジスタＱ
2 のコレクタ端子とトランジスタＱ5のベース端子との
中間接続点にカソードが接続されたダイオードＤ2 と、
コイルＬとトランジスタＱ5 のコレクタ端子との中間接
続点に抵抗Ｒ16を介してアノードが接続され、トランジ
スタＱ1 のコレクタ端子とトランジスタＱ3 のベース
端子との中間接続点にカソードが接続されたダイオード
Ｄ4 と、コイルＬの一端とトランジスタＱ3 のコレクタ
端子との中間接続点にカソードが接続され、アノードが
接地されたダイオードＤ5と、コイルＬの他端とトラン
ジスタＱ5 のコレクタ端子との中間接続点にカソードが
接続され、アノードが接地されたダイオードＤ6と、コ
イルＬの一端とトランジスタＱ3 のコレクタ端子との中
間接続点にアノードが接続されたツェナーダイオードＺ
Ｄ1 と、コイルＬの他端とトランジスタＱ5 のコレクタ
端子との中間接続点にアノードが接続され、ツェナーダ
イオードＺＤ1 のカソードにカソードが接続されたツェ
ナーダイオードＺＤ2 と、を備えて構成されている。

【００３４】衝撃検出回路５は、高電位側電源ＶCCに抵
抗Ｒ17を介してコレクタ端子が接続され、コンデンサＣ
11及び抵抗Ｒ18を介してコイルＬの一端にベース端子が
接続され、エミッタ端子が接地されたトランジスタＱ7
と、高電位側電源ＶCCに抵抗Ｒ19を介してコレクタ端子
が接続され、コンデンサＣ12及び抵抗Ｒ20を介してコイ
ルＬの他端にベース端子が接続され、エミッタ端子が接
地されたトランジスタＱ8と、抵抗Ｒ17とトランジスタ
Ｑ7との中間接続点が一方の入力端子に接続され、抵抗
Ｒ19とトランジスタＱ8との中間接続点が他方の入力端
子に接続され、排他的論理和をとって出力する排他的論
理和回路ＥＸＯＲと、排他的論理和回路ＥＸＯＲの出力
信号の論理を反転してフリップ／フロップ回路７のセッ
ト端子に出力するインバータＩＮＶ1と、を備えて構成
されている。

【００３５】リセット回路６は、一方の入力端子に弁開
制御信号Ｓ1が入力され、他方の入力端子に弁閉制御信
号Ｓ2 が入力され、論理積をとって出力する論理積回路
ＡＮＤと、抵抗Ｒ及びコンデンサＣを有し、論理積回路
ＡＮＤの出力信号を所定時間遅延して出力する遅延回路
ＤＬと、遅延回路ＤＬの出力信号、すなわち、論理積回
路ＡＮＤの出力信号の論理を反転してフリップ／フロッ
プ回路７のリセット端子に出力するインバータＩＮＶ2
と、を備えて構成されている。

【００３６】次に遮断弁制御装置の動作を図１乃至図３
を参照して通常時と、外部衝撃印加時の動作に分けて説
明する。通常時動作 まず、通常時の動作について図２のタイミングチャート
を参照して説明する。図２において、図２（ｄ）に示す
切替制御信号ＣＴＬは、二つの遮断弁をコントローラ３
で並列的に制御する場合に用いる信号であり、一つの遮
断弁のみが接続されている場合には常に“Ｌ”レベルで
あり、二つの遮断弁の他方を制御する場合にのみ“Ｈ”
レベルとされる。

【００３７】時刻ｔ1において、コントローラ３が遮断
弁を開状態とすべく、弁開制御信号Ｓ1を“Ｈ”レベル
とすると（図２（ａ）参照）、トランジスタＱ1 はオン
状態となり、これに伴って、トランジスタＱ3 もオン状
態となる。このとき、弁閉制御信号Ｓ2 は“Ｌ”レベル
であるので、トランジスタＱ2 はオフ状態であり、トラ
ンジスタＱ5もオフ状態であるので、トランジスタＱ4の
ベース端子には、トランジスタＱ3 、抵抗Ｒ15及びダイ
オードＤ1を介して高電位側電源ＶDDが接続されること
となり、トランジスタＱ4はオン状態となる。

【００３８】これらの結果、高電位側電源ＶDD→トラン
ジスタＱ3 →コイルＬの一端側→コイルＬの他端側→ト
ランジスタＱ4→低電位側電源（接地）に弁駆動用電流
が流れることとなり、遮断弁は開状態となる（図２
（ｅ）参照）。一方、衝撃検出回路５のトランジスタＱ
7のベース端子には、コンデンサ１１及び抵抗Ｒ18を介
して“Ｈ”レベルの電圧が印加され、トランジスタＱ8
のベース端子にはコンデンサＣ12及び抵抗Ｒ20を介して
“Ｌ”レベルの電圧が印加される。

【００３９】この結果、排他的論理和回路ＥＸＯＲの出
力信号は“Ｈ”レベルとなり、インバータＩＮＶ1の出
力信号であるセット信号ＳＦSETは“Ｌ”レベルとなっ
て、衝撃フラグデータＳＦ1は“Ｈ”レベルとなる（図
２（ｇ）参照）。このとき、コントローラ３は、衝撃フ
ラグデータＳＦ1＝“Ｈ”となっても、遮断弁の開動作
に伴う変化であるとして、外部衝撃が印加されたとは認
識しないこととなる。

【００４０】次にコントローラ３は、時刻ｔ2 におい
て、遮断弁の動作状態を検出すべく、アンサ判定回路４
にアンサバック信号ＡＦ１を要求するためのアンサバッ
ク要求信号ＡＢＲを出力する。この結果、アンサ判定回
路は、検出用電流をコイルＬに流し、コイルＬのインダ
クタンスとコイルＬに直列に接続された図示しない抵抗
の時定数による信号の立下がり時間を検出して、遮断弁
が開状態にあることを検出し、時刻ｔ3 において、アン
サバック信号ＡＦ１を“Ｈ”レベルとする（図２（ｆ）
参照）。

【００４１】これによりコントローラ３は、遮断弁が正
常に開状態になっていることを認識することができる。
その後、時刻ｔ4になると、コントローラ３は、外部衝
撃の印加を検出できるように衝撃フラグデータＳＦ1を
リセットすべく、弁開制御信号Ｓ1及び弁閉制御信号Ｓ2
を同時に“Ｈ”レベルとする（図２（ａ）、（ｂ）参
照）。

【００４２】これによりリセット回路６の論理積回路Ａ
ＮＤの両入力端子は、“Ｈ”レベルとなるので、出力端
子も“Ｈ”レベルとなる。論理積回路ＡＮＤの出力信号
は、遅延回路ＤＬにより所定時間遅延されてインバータ
ＩＮＶ2 に出力され、インバータＩＮＶ2 は、遅延回路
ＤＬの出力信号の論理、すなわち、論理積回路ＡＮＤの
出力信号の論理を反転して“Ｌ”レベルとし、フリップ
／フロップ回路７のリセット端子にリセット信号ＳＦRS
Tとして出力し、フリップ／フロップ回路７の出力する
ＳＦ1 は、時刻ｔ5において“Ｌ”レベルとなる。

【００４３】この場合において、弁開制御信号Ｓ1及び
弁閉制御信号Ｓ2 を同時に“Ｈ”レベルとすることによ
り、トランジスタＱ1 はオン状態となり、これに伴っ
て、トランジスタＱ3 もオン状態となり、トランジスタ
Ｑ3 のコレクタ電流は、トランジスタＱ4のベース端子
とトランジスタＱ2 のコレクタ端子に供給される。

【００４４】このとき、弁閉制御信号Ｓ2 は“Ｈ”レベ
ルであるので、トランジスタＱ2 はオン状態であるの
で、図２中、Ａ点の電位ＶＡは、トランジスタＱ2 のコ
レクタ−エミッタ間飽和電圧をＱ2 ＶCEsatとし、ダイ
オードＤ2 の電圧降下をＶD2とすると、 ＶＡ＝Ｑ2 ＶCEsat＋ＶD2 ＝０．２＋０．７［Ｖ］ ＝０．９［Ｖ］ となる。一方、トランジスタＱ4のベース端子には、ダ
イオードＤ1が接続されているため、トランジスタＱ4を
オン状態とするためには、トランジスタＱ4のベース−
エミッタ間電圧をＱ4ＶBEとし、ダイオードＤ1の電圧降
下をＶD1とすると、Ａ点の電位ＶＡが、ＶＡ＝Ｑ4 ＶBE
＋ＶD1 ＝０．７＋０．７［Ｖ］ ＝１．４［Ｖ］ とならなければならず、従って、トランジスタＱ4はオ
フ状態を維持することとなるので、高電位側電源ＶDD→
トランジスタＱ5→トランジスタＱ4の経路で電流が流れ
ることは無いので、弁駆動回路２が過電流により破壊さ
れることはない。

【００４５】同様にして、弁開制御信号Ｓ1 は“Ｈ”レ
ベルであるので、トランジスタＱ1はオン状態であるの
で、図２中、Ｂ点の電位ＶＢは、トランジスタＱ1 のコ
レクタ−エミッタ間飽和電圧をＱ1 ＶCEsatとし、ダイ
オードＤ4 の電圧降下をＶD4とすると、 ＶＢ＝Ｑ1 ＶCEsat＋ＶD4 ＝０．２＋０．７［Ｖ］ ＝０．９［Ｖ］ となる。一方、トランジスタＱ6のベース端子には、ダ
イオードＤ3 が接続されているため、トランジスタＱ6
をオン状態とするためには、トランジスタＱ6のベース
−エミッタ間電圧をＱ6ＶBEとし、ダイオードＤ3 の電
圧降下をＶD3 とすると、Ｂ点の電位ＶＢが、 ＶＢ＝Ｑ6 ＶBE＋ＶD3 ＝０．７＋０．７［Ｖ］ ＝１．４［Ｖ］ とならなければならず、従って、トランジスタＱ6はオ
フ状態を維持することとなるので、高電位側電源ＶDD→
トランジスタＱ3 →トランジスタＱ5の経路で電流が流
れることは無いので、弁駆動回路２が過電流により破壊
されることはない。

【００４６】その後、時刻ｔ6において、コントローラ
３が遮断弁を開状態とすべく、弁閉制御信号Ｓ2を
“Ｈ”レベルとすると（図２（ｂ）参照）、トランジス
タＱ1 はオン状態となり、これに伴って、トランジスタ
Ｑ3 もオン状態となる。このとき、弁開制御信号Ｓ1 は
“Ｌ”レベルであるので、トランジスタＱ1 はオフ状態
であり、トランジスタＱ3 もオフ状態であるので、トラ
ンジスタ6のベース端子には、トランジスタＱ5 、抵抗
Ｒ16及びダイオードＤ3 を介して高電位側電源ＶDDが接
続されることとなり、トランジスタＱ6はオン状態とな
る。

【００４７】これらの結果、高電位側電源ＶDD→トラン
ジスタＱ5 →コイルＬの他端側→コイルＬの一端側→ト
ランジスタＱ6→低電位側電源（接地）に弁駆動用電流
が流れることとなり、遮断弁は閉状態となる（図２
（ｅ）参照）。一方、衝撃検出回路２０のトランジスタ
Ｑ7のベース端子には、コンデンサ１１及び抵抗Ｒ18を
介して“Ｈ”レベルの電圧が印加され、トランジスタＱ
8のベース端子にはコンデンサＣ12及び抵抗Ｒ20を介し
て“Ｌ”レベルの電圧が印加される。

【００４８】この結果、排他的論理和回路ＥＸＯＲの出
力信号は“Ｈ”レベルとなり、インバータＩＮＶ1の出
力信号であるセット信号ＳＦSETは“Ｌ”レベルとなっ
て、衝撃フラグデータＳＦ1は“Ｈ”レベルとなる（図
２（ｇ）参照）。このとき、コントローラ３は、衝撃フ
ラグデータＳＦ1＝“Ｈ”となっても、遮断弁の閉動作
に伴う変化であるとして、外部衝撃が印加されたとは認
識しないこととなる。

【００４９】次にコントローラ３は、時刻ｔ7 におい
て、遮断弁の動作状態を検出すべく、アンサ判定回路４
にアンサバック信号ＡＦ１を要求するためのアンサバッ
ク要求信号ＡＢＲを出力する。この結果、アンサ判定回
路は、検出用電流をコイルＬに流し、コイルＬのインダ
クタンスとコイルＬに直列に接続された図示しない抵抗
の時定数による信号の立下がり時間を検出して、遮断弁
が閉状態にあることを検出し、時刻ｔ8 において、アン
サバック信号ＡＦ１を“Ｌ”レベルとする（図２（ｆ）
参照）。

【００５０】これによりコントローラ３は、遮断弁が正
常に閉状態になっていることを認識することができる。
その後、時刻ｔ9になると、コントローラ３は、外部衝
撃の印加を検出できるように衝撃フラグデータＳＦ1を
リセットすべく、弁開制御信号Ｓ1及び弁閉制御信号Ｓ2
を同時に“Ｈ”レベルとする（図２（ａ）、（ｂ）参
照）。

【００５１】これによりリセット回路６の論理積回路Ａ
ＮＤの両入力端子は、“Ｈ”レベルとなるので、出力端
子も“Ｈ”レベルとなる。論理積回路ＡＮＤの出力信号
は、遅延回路ＤＬにより所定時間遅延されてインバータ
ＩＮＶ2 に出力され、インバータＩＮＶ2 は、遅延回路
ＤＬの出力信号の論理、すなわち、論理積回路ＡＮＤの
出力信号の論理を反転して“Ｌ”レベルとし、フリップ
／フリップ回路７のリセット端子にリセット信号ＳＦRS
Tとして出力し、フリップ／フロップ回路７の出力する
ＳＦ1 は、時刻ｔ10において“Ｌ”レベルとなる。外部衝撃印加時動作 次に、外部衝撃印加時の動作について図３のタイミング
チャートを参照して説明する。

【００５２】図３においても、図３（ｄ）に示す切替制
御信号ＣＴＬは、二つの遮断弁をコントローラ３で並列
的に制御する場合に用いる信号であり、一つの遮断弁の
みが接続されている場合には常に“Ｌ”レベルであり、
二つの遮断弁の他方を制御する場合にのみ“Ｈ”レベル
とされる。

【００５３】時刻ｔ11において、遮断弁が開状態におい
て、外部衝撃が印加されると、外部衝撃により遮断弁の
可動片６５（図５参照）は、可動片６５と磁石Ｍｇとの
間に設けられた図示しないスプリングに抗して磁石Ｍｇ
に吸引され遮断弁は閉状態となる場合がある（図３
（ｅ）参照）。

【００５４】一方、衝撃検出回路５のトランジスタＱ7
のベース端子には、コンデンサ１１及び抵抗Ｒ18を介し
て“Ｈ”レベル若しくは“Ｌ”レベルの電圧が印加さ
れ、トランジスタＱ8のベース端子にはコンデンサＣ12
及び抵抗Ｒ20を介してトランジスタに印加された電圧と
は逆のレベルの電圧（トランジスタＱ7の印加電圧が
“Ｈ”レベルであれば、“Ｌ”レベルの電圧）が印加さ
れる。

【００５５】この結果、排他的論理和回路ＥＸＯＲの出
力信号は“Ｈ”レベルとなり、インバータＩＮＶ1の出
力信号であるセット信号ＳＦSETは“Ｌ”レベルとなっ
て、衝撃フラグデータＳＦ1は“Ｈ”レベルとなる（図
３（ｇ）参照）。このとき、コントローラ３は、衝撃フ
ラグデータＳＦ1＝“Ｈ”となると、遮断弁の開動作に
伴わない変化であるとして、外部衝撃が印加されたと認
識する事となり、対応する処理を行うこととなる。

【００５６】次にコントローラ３は、時刻ｔ12 におい
て、遮断弁の動作状態を検出すべく、アンサ判定回路４
にアンサバック信号ＡＦ１を要求するためのアンサバッ
ク要求信号ＡＢＲを出力する。この結果、アンサ判定回
路は、検出用電流をコイルＬに流し、コイルＬのインダ
クタンスとコイルＬに直列に接続された図示しない抵抗
の時定数による信号の立下がり時間を検出して、遮断弁
が閉状態にあることを検出し、時刻ｔ13 において、ア
ンサバック信号ＡＦ１を“Ｌ”レベルとする（図３
（ｆ）参照）。

【００５７】これによりコントローラ３は、遮断弁が外
部衝撃により閉状態になっていることを認識することが
できる。その後、時刻ｔ14になると、コントローラ３
は、次回の外部衝撃の印加を検出できるように衝撃フラ
グデータＳＦ1をリセットすべく、弁開制御信号Ｓ1及び
弁閉制御信号Ｓ2 を同時に“Ｈ”レベルとする（図３
（ａ）、（ｂ）参照）。

【００５８】これによりリセット回路６の論理積回路Ａ
ＮＤの両入力端子は、“Ｈ”レベルとなるので、出力端
子も“Ｈ”レベルとなる。論理積回路ＡＮＤの出力信号
は、遅延回路ＤＬにより所定時間遅延されてインバータ
ＩＮＶ2 に出力され、インバータＩＮＶ2 は、遅延回路
ＤＬの出力信号の論理、すなわち、論理積回路ＡＮＤの
出力信号の論理を反転して“Ｌ”レベルとし、フリップ
／フリップ回路７のリセット端子にリセット信号ＳＦRS
Tとして出力する。

【００５９】この結果、フリップ／フロップ回路７はリ
セットされ、時刻ｔ15において、衝撃検出フラグデータ
ＳＦ１は“Ｌ”レベルとなる。この場合においても、通
常動作時と同様に、トランジスタＱ4はオフ状態を維持
することとなるので、高電位側電源ＶDD→トランジスタ
Ｑ5→トランジスタＱ4の経路で電流が流れることは無い
ので、弁駆動回路２が過電流により破壊されることはな
い。さらにトランジスタＱ6もオフ状態を維持すること
となるので、高電位側電源ＶDD→トランジスタＱ3 →ト
ランジスタＱ5の経路で電流が流れることは無いので、
弁駆動回路２が過電流により破壊されることはない。

【００６０】また、時刻ｔ11に示すように、遮断弁が閉
状態において、外部衝撃が印加されると、外部衝撃によ
り遮断弁の可動片６５（図５参照）は、磁石Ｍｇの吸引
力に抗して、遮断弁は開状態となる場合がある（図３
（ｅ）参照）。一方、衝撃検出回路５のトランジスタＱ
7のベース端子には、コンデンサ１１及び抵抗Ｒ18を介
して“Ｈ”レベル若しくは“Ｌ”レベルの電圧が印加さ
れ、トランジスタＱ8のベース端子にはコンデンサＣ12
及び抵抗Ｒ20を介してトランジスタに印加された電圧と
は逆のレベルの電圧（トランジスタＱ7の印加電圧が
“Ｈ”レベルであれば、“Ｌ”レベルの電圧）が印加さ
れる。

【００６１】この結果、排他的論理和回路ＥＸＯＲの出
力信号は“Ｈ”レベルとなり、インバータＩＮＶ1の出
力信号であるセット信号ＳＦSETは“Ｌ”レベルとなっ
て、衝撃フラグデータＳＦ1は“Ｈ”レベルとなる（図
３（ｇ）参照）。このとき、コントローラ３は、衝撃フ
ラグデータＳＦ1＝“Ｈ”となると、遮断弁の開動作に
伴わない変化であるとして、外部衝撃が印加されたと認
識する事となり、対応する処理を行うこととなる。

【００６２】次にコントローラ３は、時刻ｔ17におい
て、遮断弁の動作状態を検出すべく、アンサ判定回路４
にアンサバック信号ＡＦ１を要求するためのアンサバッ
ク要求信号ＡＢＲを出力する。この結果、アンサ判定回
路４は、検出用電流をコイルＬに流し、コイルＬのイン
ダクタンスとコイルＬに直列に接続された図示しない抵
抗の時定数による信号の立下がり時間を検出して、遮断
弁が閉状態にあることを検出し、時刻ｔ18において、ア
ンサバック信号ＡＦ１を“Ｌ”レベルとする（図３
（ｆ）参照）。

【００６３】これによりコントローラ３は、遮断弁が外
部衝撃により開状態になっていることを認識することが
できる。その後、時刻ｔ19になると、コントローラ３
は、次回の外部衝撃の印加を検出できるように衝撃フラ
グデータＳＦ1をリセットすべく、弁開制御信号Ｓ1及び
弁閉制御信号Ｓ2 を同時に“Ｈ”レベルとする（図３
（ａ）、（ｂ）参照）。

【００６４】これによりリセット回路６の論理積回路Ａ
ＮＤの両入力端子は、“Ｈ”レベルとなるので、出力端
子も“Ｈ”レベルとなる。論理積回路ＡＮＤの出力信号
は、遅延回路ＤＬにより所定時間遅延されてインバータ
ＩＮＶ2 に出力され、インバータＩＮＶ2 は、遅延回路
ＤＬの出力信号の論理、すなわち、論理積回路ＡＮＤの
出力信号の論理を反転して“Ｌ”レベルとし、フリップ
／フリップ回路７のリセット端子にリセット信号ＳＦRS
Tとして出力する。

【００６５】この結果、フリップ／フロップ回路７はリ
セットされ、時刻ｔ20において、衝撃検出フラグデータ
ＳＦ１は“Ｌ”レベルとなる。この場合においても、通
常動作時と同様に、トランジスタＱ4はオフ状態を維持
することとなるので、高電位側電源ＶDD→トランジスタ
Ｑ5→トランジスタＱ4の経路で電流が流れることは無い
ので、弁駆動回路２が過電流により破壊されることはな
い。さらにトランジスタＱ6もオフ状態を維持すること
となるので、高電位側電源ＶDD→トランジスタＱ3 →ト
ランジスタＱ5の経路で電流が流れることは無いので、
弁駆動回路２が過電流により破壊されることはない。

【００６６】以上の説明のように、本実施形態によれ
ば、既存の弁開制御信号Ｓ1及び弁閉制御信号Ｓ2 を用
いることにより、衝撃検出フラグデータＳＦ1をリセッ
トすることができ、衝撃検出フラグデータＳＦ1をリセ
ットするための信号ライン及びコントローラの出力ポー
トを設ける必要もない。

【００６７】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、開閉制御
手段は、弁開制御信号及び弁閉制御信号を弁駆動手段に
出力し、弁駆動手段は、弁開制御信号あるいは弁閉制御
信号に基づいてソレノイドに駆動電流を流す。衝撃検出
手段は、ソレノイドの両端に外部衝撃に起因して発生す
る誘起電圧を検出して衝撃検出フラグデータを衝撃検出
状態にセットし、リセット手段は、弁開制御信号及び弁
閉制御信号が同時に所定のレベルにされた場合に衝撃検
出フラグデータを衝撃非検出状態にリセットする。これ
らと並行して開閉制御手段のリセット制御手段は、所定
時間間隔毎に弁開制御信号及び弁閉制御信号を所定のレ
ベルにし、リセット手段に出力するので、衝撃検出フラ
グデータのリセットのための信号ラインを別個に設ける
ことなく、リセットを行える。また、これにともない、
開閉制御手段には、リセットのための信号出力用ポート
を設ける必要もない。

【００６８】

【００６９】請求項２記載の発明によれば、弁駆動工程
は、開閉制御工程により出力された弁開制御信号あるい
は弁閉制御信号に基づいてソレノイドに駆動電流を流
す。衝撃検出工程は、ソレノイドの両端に前記外部衝撃
に起因して発生する誘起電圧を検出して衝撃検出フラグ
を衝撃検出状態にセットし、リセット工程は、弁開制御
信号及び弁閉制御信号が同時に所定のレベルにされた場
合に衝撃検出フラグを衝撃非検出状態にリセットする。
これと並行して開閉制御工程のリセット制御工程は、所
定時間間隔毎に弁開制御信号及び弁閉制御信号を所定の
レベルにするので、衝撃検出フラグデータのリセットの
ための特別な信号経路を設けることなく、リセットを行
える。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態のソレノイドの動作状態検出装置の回
路ブロック図である。

【図２】実施形態の通常時の動作タイミングチャートで
ある。

【図３】実施形態の外部衝撃印加時の動作タイミングチ
ャートである。

【図４】従来のソレノイドの動作状態検出装置の回路ブ
ロック図である。

【図５】遮断弁の動作状態説明図である。

【図６】従来例の動作フローチャートである。

【図７】従来例の動作波形図である。

【符号の説明】

１ 遮断弁制御装置 ２ 弁駆動回路 ３ コントローラ ４ アンサ判定回路 ５ 衝撃検出回路 ６ リセット回路 ７ フリップ／フロップ回路 ＡＦ1 アンサバック信号 ＳＦ1 衝撃検出フラグデータ ＳＦSET セット信号 ＳＦRST リセット信号

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外部より入力される弁開制御信号及び弁
   閉制御信号に基づいてソレノイドを制御し、前記ソレノ
   イドを介して弁駆動を行う遮断弁に印加される外部衝撃
   を検出する衝撃検出装置であって、弁開制御信号あるいは弁閉制御信号に基づいて前記ソレ
   ノイドに駆動電流を流す弁駆動手段と、 前記弁開制御信号及び前記弁閉制御信号を出力する開閉
   制御手段と、 前記ソレノイドの両端に前記外部衝撃に起因して発生す
   る誘起電圧を検出して衝撃検出フラグデータを衝撃検出
   状態にセットする衝撃検出手段と、 前記弁開制御信号及び前記弁閉制御信号が同時に所定の
   レベルにされた場合に前記衝撃検出フラグデータを衝撃
   非検出状態にリセットするリセット手段とを備え、 前記前記開閉制御手段は、所定時間間隔毎に前記弁開制
   御信号及び前記弁閉制御信号を前記所定のレベルにする
   リセット制御手段を有する ことを特徴とする衝撃検出装
   置。
2. 【請求項２】 外部より入力される弁開制御信号及び弁
   閉制御信号に基づいてソレノイドを制御し、前記ソレノ
   イドを介して弁駆動を行う遮断弁に印加される外部衝撃
   を検出する衝撃検出方法であって、 弁開制御信号あるいは弁閉制御信号に基づいてソレノイ
   ドに駆動電流を流す弁駆動工程と、 前記弁開制御信号及び前記弁閉制御信号を出力する開閉
   制御工程と、 前記ソレノイドの両端に前記外部衝撃に起因して発生す
   る誘起電圧を検出して衝撃検出フラグを衝撃検出状態に
   セットする衝撃検出工程と、 前記弁開制御信号及び前記弁閉制御信号が同時に所定の
   レベルにされた場合に前記衝撃検出フラグを衝撃非検出
   状態にリセットするリセット工程とを備え、 前記開閉制御工程は、所定時間間隔毎に前記弁開制御信
   号及び前記弁閉制御信号を前記所定のレベルにするリセ
   ット制御工程を有する ことを特徴とする衝撃検出方法。