JP3144471B2 - ソレノイドの動作状態検出装置及び動作状態検出方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はソレノイドの動作状
態検出装置及び動作状態検出方法に係り、より詳細に
は、例えば開閉弁や切換え弁などを作動し、作動状態を
保持するために使用されるラッチングソレノイドなどの
ソレノイドの動作状態を検出するソレノイドの動作状態
検出装置及び動作状態検出方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、開閉弁や切換弁などを作動させ
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弁を作動するよう
になっている。

【０００３】このような場合において制御信号の入力、
実際の弁の作動とは独立しているため、制御信号を入力
しても弁が全く作動していない、もしくは、弁が途中で
止まる等の異常作動状態が生じる。従って、制御信号の
入力により弁作動が確実に行われたか否かを確認するこ
とが必要になる。

【０００４】そこで、従来のソレノイドの動作状態検出
装置においては、ラッチングソレノイドが発生する漏洩
磁束中にリードスイッチを設置し、漏洩磁束がラッチン
グソレノイドの動作状態によって互いに異なることを利
用する事により弁作動の確認を行っていた。

【０００５】より具体的には、弁作動状態に対応して異
なる漏洩磁束にによりリードスイッチをオン／オフさ
せ、このリードスイッチのオン／オフ状態に基づいてラ
ッチングソレノイドの動作状態を示すアンサバック信号
を発生し、アンサバック信号を監視することによりソレ
ノイドの動作状態検出を行っていた。

【０００６】しかし、上述した従来のソレノイドの動作
状態検出装置の構成では、漏洩磁束の大小によりリード
スイッチをオン／オフ駆動してアンサバック信号を発生
しているので、リードスイッチの接触片が切離する磁束
レベルにバラ付きがあると、ソレノイドの動作状態を確
実にアンサバックできなくなるため、リードスイッチの
設置位置を微妙に調整することが必要になる。

【０００７】特に、効率すなわち性能の向上を図ったソ
レノイドの場合には、漏洩磁束が極端に少なくなるた
め、上述したリードスイッチのオン／オフ動作の不正確
さが益々顕著になる。また、リードスイッチは機械的な
接触片を有しているため、接触片の摩耗などによって故
障する可能性が高いなど信頼性の点で劣るという問題点
もあった。

【０００８】そこで、これらの問題点を解決すべく、本
願出願人は、ソレノイドとこのソレノイドに直列に接続
した抵抗の時定数を利用したソレノイドの動作状態検出
装置を提案している。図６に本願出願人が提案したソレ
ノイドの動作状態検出装置の回路ブロック図を示す。

【０００９】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、該コイルＬには抵抗
Ｒ1 、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。

【００１０】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
すると共に、トランジスタＱ11 、Ｑ12 に対して検出要
求信号ｆを出力する。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のクロック入力ＣＫに供給され
る。更にラッチ回路５７のデータ入力Ｄ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のデ
ータ出力Ｑの出力信号がコントローラ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。

【００１１】次に上記ソレノイドの動作状態検出装置の
動作を説明するに先立ち、動作原理を図７を参照して説
明する。図７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６
４とにより構成されている。また、ラッチングソレノイ
ド６１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。

【００１２】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７
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７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。

【００１３】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。

【００１４】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。

【００１５】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。

【００１６】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
のソレノイドの動作状態検出装置の動作を図６、図８の
動作フローチャート及び図９の波形図を参照して説明す
る。

【００１７】コントローラ５５は、弁駆動回路５２に対
し弁閉制御信号（図９（ａ）参照）又は弁開制御信号
（図９（ｂ）参照）を出力する（ステップＳ１）。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。

【００１８】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９（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９
（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９（ｅ）参照）。

【００１９】次にコントローラ５５は、図９（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５３によって増幅され、増
幅された出力（図９（ｇ）参照）がコンパレータ４に入
力される。

【００２０】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５４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５４の出力は“Ｈ”レベルに反転する
（図９（ｈ）参照）。

【００２１】一方検出要求信号は遅延回路５６により所
定時間ｔ0 遅延され（図９（ｉ）参照）、ラッチ回路５
７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９（ｈ）参照）と遅延出力（図９
（ｉ）参照）とにより、データ出力Ｑのレベルが決定さ
れる。

【００２２】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９（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９
（ｈ）のように“Ｈ”レベルの期間ｔ11が弁閉時の方が
長くなる。

【００２３】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９（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５７
のデータ出力Ｑ、すなわち、アンサバック信号は図９
（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。

【００２４】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）。

【００２５】

【発明が解決しようとする課題】上述したように従来に
おいては、コイルＬ及びコイルＬに直列に接続された抵
抗Ｒ1 により決まる時定数を利用することにより、弁の
開／閉状態を検出しているが、弁の開状態における時定
数と弁の閉状態に時定数の差が小さいと、遅延回路５６
における遅延時間ｔ0の精度を上げる必要があり、遅延
時間ｔ0の精度及び時定数の差によっては弁の動作状態
を正確に判別することができない場合が生じてしまうと
いう問題点があった。

【００２６】また、弁の種類が変更になった場合などの
ようにコイルＬのインダクタンス、抵抗Ｒ1 の抵抗値及
び磁気回路の構成などが変更されると、変更前の弁に最
適な遅延時間ｔ0が変更後の弁に最適な遅延時間になる
とは限らず遅延時間を再設定しなければならないという
問題点があった。

【００２７】そこで、本発明の目的は、弁の開状態にお
ける時定数と弁の閉状態に時定数の差が小さい場合で
も、正確な弁の動作状態を判別することができるととも
に、弁の種類を変更した場合でも弁の動作状態を容易に
判別することができるソレノイドの動作状態検出装置及
び動作状態検出方法を提供することにある。

【００２８】

【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、ソレノイドの可動片を第１
状態から第２状態に駆動する第１駆動電流あるいは前記
第２状態から前記第１状態に駆動する第２駆動電流を前
記ソレノイドのコイルに流した後、前記ソレノイドの動
作状態を検出するソレノイドの動作状態検出装置におい
て、所定の検出開始タイミングから所定時間の間、検出
用電流を前記コイルに流す検出電流供給手段と、前記検
出用電流を流したときに前記ソレノイドのコイルの両端
に発生する電圧と基準電圧とを比較し比較結果信号を出
力する比較手段と、前記検出開始タイミングから前記比
較結果信号が第１信号レベルから第２信号レベルに遷移
するまでの時間を計測し、計測時間データを出力する計
測手段と、前記計測時間データに基づいて前記ソレノイ
ドの動作状態を判別する状態判別手段とを備え、前記計
測手段は、所定のクロック信号を生成し出力するクロッ
ク生成手段と、前記検出開始タイミングから前記比較結
果信号が前記第１信号レベルから前記第２信号レベルに
遷移するまでの前記クロック信号をカウントし、カウン
ト数に対応した前記時間計測データを出力するカウント
手段とを有して構成する。

【００２９】請求項１記載の発明によれば、検出電流供
給手段は、所定の検出開始タイミングから所定時間の
間、検出用電流をコイルに流す。これと並行して比較手
段は、検出用電流を流したときにソレノイドのコイルの
両端に発生する電圧と基準電圧とを比較し比較結果信号
を計測手段に出力する。

【００３０】計測手段は、検出開始タイミングから比較
結果信号が第１信号レベルから第２信号レベルに遷移す
るまでの時間を計測し、計測時間データを状態判別手段
に出力する。状態判別手段は、計測時間データに基づい
てソレノイドの動作状態を判別する。

【００３１】

【００３２】しかも、計測手段のクロック生成手段は、
所定のクロック信号を生成しカウント手段に出力する。
カウント手段は、開始タイミングから比較結果信号が第
１信号レベルから第２信号レベルに遷移するまでのクロ
ック信号をカウントし、カウント数に対応した時間計測
データを状態判別手段に出力する。

【００３３】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記状態判別手段は、外部からの指示に基
づいて、前記第１状態から前記第２状態に遷移する場合
の前記時間計測データである第１時間計測データ及び前
記第２状態から前記第１状態に遷移する場合の前記時間
計測データである第２時間計測データを取得し、記憶す
るデータ取得記憶手段を備えて構成する。

【００３４】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の発明の作用に加えて、状態判別手段のデータ取得記
憶手段は、外部からの指示に基づいて、第１状態から第
２状態に遷移する場合の時間計測データである第１時間
計測データ及び第２状態から第１状態に遷移する場合の
時間計測データである第２時間計測データを取得し、記
憶する。

【００３５】請求項３記載の発明は、ソレノイドの可動
片を第１状態から第２状態に駆動する第１駆動電流ある
いは前記第２状態から前記第１状態に駆動する第２駆動
電流を前記ソレノイドのコイルに流した後、前記ソレノ
イドの動作状態を検出するソレノイドの動作状態検出方
法において、所定の検出開始タイミングから所定時間の
間、検出用電流を前記コイルに流す検出電流供給工程
と、前記検出用電流を流したときに前記ソレノイドのコ
イルの両端に発生する電圧と基準電圧とを比較する比較
工程と、前記比較の結果が、前記検出開始タイミングに
おける前記比較の結果と異なるまでの時間を計測する計
測工程と、前記計測した時間に基づいて前記ソレノイド
の動作状態を判別する状態判別工程とを備え、前記計測
工程は、所定のクロックを生成し出力するクロック生成
工程と、前記比較の結果が、前記検出開始タイミングに
おける前記比較の結果と異なるまでの前記クロック数を
カウントするカウント工程とを有して構成する。

【００３６】請求項３記載の発明によれば、検出電流供
給工程は、所定の検出開始タイミングから所定時間の
間、検出用電流をコイルに流す。比較工程は、検出用電
流を流したときにソレノイドのコイルの両端に発生する
電圧と基準電圧とを比較する。

【００３７】計測工程は、比較工程における比較の結果
が、検出開始タイミングにおける比較の結果と異なるま
での時間を計測する。状態判別工程は、計測した時間に
基づいてソレノイドの動作状態を判別する。

【００３８】しかも、計測工程のクロック生成工程は、
所定のクロックを生成しカウント工程に出力する。カウ
ント工程は、比較工程における比較の結果が、検出開始
タイミングにおける比較の結果と異なるまでのクロック
数をカウントする。

【００３９】請求項４記載の発明は、請求項３記載のソ
レノイドの動作状態検出方法おいて、外部からの指示に
基づいて、前記第１状態から前記第２状態に遷移する場
合に前記比較の結果が前記検出開始タイミングにおける
前記比較の結果と異なるまでの時間である第１時間及び
前記第２状態から前記第１状態に遷移する場合に前記比
較の結果が前記検出開始タイミングにおける前記比較の
結果と異なるまでの時間である第２時間を予め取得し、
記憶するデータ取得記憶工程を備えて構成する。

【００４０】請求項４記載の発明によれば、請求項３記
載の発明の作用に加えて、データ取得記憶工程は、外部
からの指示に基づいて、第１状態から第２状態に遷移す
る場合に比較の結果が検出開始タイミングにおける比較
の結果と異なるまでの時間である第１時間及び第２状態
から第１状態に遷移する場合に比較の結果が検出開始タ
イミングにおける比較の結果と異なるまでの時間である
第２時間を予め取得し、記憶する。

【００４１】

【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に実施形態のソレノイドの
動作状態検出装置の概要構成ブロック図を示す。

【００４２】ソレノイドの動作状態検出装置１は、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、コイルＬの一端に直列に接続された抵抗Ｒ
と、抵抗Ｒの他端と電源ＶCCとの間に接続されたトラン
ジスタＴｒ1 と、を備えて構成されている。

【００４３】また、ソレノイドの動作状態検出装置１
は、抵抗ＲとコイルＬとの中間接続点に当該中間接続点
の電圧である基準電圧に相当する基準電圧信号ＶREFが
入力される基準電圧入力端子が接続され、コイルＬと抵
抗Ｒとの中間接続点に電圧レベルを判別すべき判別対象
電圧信号ＶDSが入力される判別電圧入力端子が接続さ
れ、基準電圧信号ＶREFと判別対象電圧信号ＶDSの比較
結果であるアンサバック信号ＡＮＳを出力するコンパレ
ータ３と、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２に対して弁開閉制御信号ＶＣ
を出力するとともに、トランジスタＴｒ1 に対して検出
要求信号ＤＲを出力するコントローラ４と、を備えて構
成されている。

【００４４】コントローラ４は、クロックパルス信号Ｃ
Ｐを生成し出力するクロック回路５と、クロックパルス
信号ＣＰ、検出要求信号ＤＲ及びアンサバック信号ＡＮ
Ｓが入力され、検出要求信号ＤＲの立ち上がり、すなわ
ち、検出開始タイミングからアンサバック信号ＡＮＳの
立ち上がりまでの時間中のクロックパルス信号ＣＰのパ
ルス数をカウントするカウンタ６と、予め基準状態にお
ける弁開時及び弁閉時における検出要求信号ＤＲの立ち
上がりからアンサバック信号ＡＮＳの立ち上がりまでの
時間ｔ1、ｔ2 （図４（ｃ）参照）を第１時間計測デー
タ及び第２時間計測データとして記憶するメモリ７と、
を備えて構成されている。

【００４５】次にソレノイドの動作状態検出装置の動作
を図１、図２の動作フローチャート並びに図３及び図４
の波形図を参照して説明する。この場合において、弁開
時のコイルＬのインダクタンス（ＬOPEN）が弁閉時のコ
イルＬのインダクタンス（ＬCLOSE）よりも大きい場合
について説明する。初期設定動作 まず、ソレノイドの動作状態検出装置の通常動作に先立
って行うべき初期設定動作について図２のフローチャー
ト及び図４の波形図を参照して説明する。

【００４６】ソレノイドの動作状態検出装置１を使用す
るにあたっては、予め弁開時における検出要求信号ＤＲ
の立ち上がりからアンサバック信号ＡＮＳの立ち上がり
までの時間ｔ1 （図４（ｃ）参照）及び弁閉時における
検出要求信号ＤＲの立ち上がりからアンサバック信号Ａ
ＮＳの立ち上がりまでの時間ｔ2 （図４（ｃ）参照）を
動作状態を判別するための第１時間計測データ及び第２
時間計測データとして予めコントローラ４のメモリ７に
記憶しておく必要がある。以下、実際の初期設定動作に
ついて説明する。

【００４７】まず、コントローラ４は、弁の開閉制御を
行うべく弁駆動回路２に弁開閉制御信号ＶＣを出力し、
弁を開閉させる（ステップＳ１）。より具体的には、弁
開閉制御信号ＶＣの入力に応じて弁駆動回路２は、その
一方の出力端子を“Ｈ”レベル、他方の出力端子を
“Ｌ”レベルにして、コイルＬに対して所定時間、弁閉
駆動用直流電流を流す。

【００４８】これにより、図７に示したように、可動片
６５が駆動されてガス遮断弁Ａが弁開状態あるいは弁閉
状態となる。次にコントローラ４は、図４（ｂ）に示す
ように、時刻Ｔ1 に検出要求信号ＤＲを“Ｈ”レベルと
し、この“Ｈ”レベルの検出要求信号ＤＲを所定時間出
力し、トランジスタＱ1 をオン状態とし、基準電圧信号
ＶREFを所定レベルとして、コンパレータ３の基準電圧
入力端子（＋）に入力する。

【００４９】一方、コイルＬには電源Ｖ〓より検出電圧
が印加され、コイルＬの出力電圧である判別対象電圧信
号ＶDS（図４（ｃ）参照）がコンパレータ３の判別電圧
入力端子（−）に入力される。これらによりコンパレー
タ３は、基準電圧信号ＶREFと判別対象電圧信号ＶDSと
を比較し、その比較結果をアンサバック信号ＡＮＳとし
てコントローラ４に出力する。

【００５０】これと並行してコントローラ４は、弁開時
における検出要求信号ＤＲの立ち上がりからアンサバッ
ク信号ＡＮＳの立ち上がりまでの時間ｔ1 （図４（ｃ）
参照）及び弁閉時における検出要求信号ＤＲの立ち上が
りからアンサバック信号ＡＮＳの立ち上がりまでの時間
ｔ2 （図４（ｃ）参照）を計測する（ステップＳ２）。
そして、コントローラ４は、計測した時間ｔ1 及びｔ
2 をメモり７に格納して初期設定動作を終了する（ステ
ップＳ３）。通常動作 次に通常動作について、図３のフローチャート、図４の
波形図及び図５の波形図を参照して説明する。

【００５１】まず、コントローラ４は、弁の開閉制御を
行うべく弁駆動回路２に弁開閉制御信号ＶＣを出力し、
弁駆動回路２は、コイルＬに対して所定時間、弁閉駆動
用直流電流を流す。これにより、図７に示したように、
可動片６５が駆動されてガス遮断弁Ａが弁開状態あるい
は弁閉状態となる。

【００５２】次にコントローラ４は、図４（ｂ）に示す
ように、時刻Ｔ1 に検出要求信号ＤＲを“Ｈ”レベルと
し（ステップＳ４）、時間計測を開始する（ステップＳ
５）。コントローラ４は、この“Ｈ”レベルの検出要求
信号ＤＲを所定時間出力してトランジスタＱ1 をオン状
態とし、基準電圧信号ＶREFを所定レベルとして、コン
パレータ３の基準電圧入力端子（＋）に入力するととも
に、今回の時間計測データＴｎ、すなわち、クロックパ
ルス信号ＳＰのカウントをカウンタ６に行わせる（ステ
ップＳ６）。

【００５３】より具体的には、図５に示すように、カウ
ンタ６は、検出要求信号ＤＲが“Ｈ”レベルになると、
クロック回路５の出力するクロックパルス信号ＳＰのカ
ウントを行うこととなる。そして、カウンタ６は、アン
サバック信号ＡＮＳの監視を行い、アンサバック信号Ａ
ＮＳの立ち上がりを検出したか否かを判別する（ステッ
プＳ７）。

【００５４】ステップＳ７の判別において、アンサバッ
ク信号ＡＮＳの立ち上がりを検出していない場合には、
処理をステップＳ６に再び移行しカウント動作を継続す
る。ステップＳ７の判別において、アンサバック信号Ａ
ＮＳの立ち上がりを検出した場合には、カウント動作を
終了する（ステップＳ８）。

【００５５】これによりコントローラ４は、検出要求信
号ＤＲの立ち上がりからアンサバック信号ＡＮＳの立ち
上がりまでの時間クロックパルス信号ＳＰのカウント数
Ｎに１クロックパルス信号ＳＰの周期Ｔ（ｓｅｃ）を乗
じることにより、今回の計測時間データＴｎを算出す
る。

【００５６】Ｔｎ＝Ｔ×Ｎ そして、前回の計測時間データＴ（ｎ−１）が今回の計
測時間データＴｎ未満であるか、すなわち、 Ｔ（ｎ−１）＜Ｔｎ であるか否かを判別する（ステップＳ９）。

【００５７】ステップＳ９の判別において、 Ｔ（ｎ−１）＜Ｔｎ を満たす場合には、弁が開状態にあるという判別を行っ
て（ステップＳ１０Ａ）、動作状態検出処理を終了す
る。

【００５８】また、ステップＳ９の判別において、 Ｔ（ｎ−１）≧Ｔｎ を満たす場合には、弁が閉状態にあるという判別を行っ
て（ステップＳ１０Ｂ）、動作状態検出処理を終了す
る。

【００５９】この場合において、上記ステップＳ１０Ａ
及びステップＳ１０Ｂの判別を行うのは、初期設定動作
において、弁開時における検出要求信号ＤＲの立ち上が
りからアンサバック信号ＡＮＳの立ち上がりまでの時間
ｔ1 が弁閉時における検出要求信号ＤＲの立ち上がりか
らアンサバック信号ＡＮＳの立ち上がりまでの時間ｔ2
よりも長い場合であり、逆の場合、すなわち、弁開時の
コイルＬのインダクタンス（ＬOPEN）と弁閉時のコイル
Ｌのインダクタンス（ＬCLOSE）との関係が ＬOPEN＜ＬCLOSE という関係を満たす場合には、ステップＳ９の判別にお
いて、 Ｔ（ｎ−１）＜Ｔｎ を満たす場合には、弁が閉状態にあるという判別を行
い、また、ステップＳ９の判別において、 Ｔ（ｎ−１）≧Ｔｎ を満たす場合には、弁が開状態にあるという判別を行う
必要がある。

【００６０】以上の実施形態においては、コントローラ
４と、コンパレータ３とを別体に設けていたが、基準電
圧信号ＶREF及び判別対象電圧信号ＶDSを直接、コント
ローラ４のＡ／Ｄコンバータ内蔵入力端子に入力し、コ
ンパレータ３の機能を代替させることも可能である。な
お、基準電圧信号ＶREFは入力することなく、内部の基
準電源を用いるように構成することも可能である。

【００６１】これらにより、より多くのソレノイドコイ
ルの種類に対してソレノイドの動作状態検出装置を対応
させることが可能となる。

【００６２】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、比較手段
は、検出電流供給手段が検出用電流を流したときにソレ
ノイドのコイルの両端に発生する電圧と基準電圧とを比
較し比較結果信号を計測手段に出力し、計測手段は、検
出開始タイミングから比較結果信号が第１信号レベルか
ら第２信号レベルに遷移するまでの時間を計測し、計測
時間データを状態判別手段に出力し、状態判別手段は、
計測時間データに基づいてソレノイドの動作状態を判別
するので、ソレノイド（弁）の動作状態を確実、かつ、
迅速に検出することができる。

【００６３】また、従来のラッチ回路（フリップ−フロ
ップ回路）を必要としないので、遅延回路の遅延時間
（上述のｔ0）を設定する必要もないので、様々なソレ
ノイド（弁）に対応することが可能となる。しかも、計
測手段のクロック生成手段は、所定のクロック信号を生
成しカウント手段に出力し、カウント手段は、開始タイ
ミングから比較結果信号が第１信号レベルから第２信号
レベルに遷移するまでのクロック信号をカウントし、カ
ウント数に対応した時間計測データを状態判別手段に出
力するので、正確な時間計測データを得ることができ、
ひいては、正確なソレノイドの動作状態検出を行える。

【００６４】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の発明の効果に加えて、状態判別手段のデータ取得記
憶手段は、外部からの指示に基づいて、第１状態から第
２状態に遷移する場合の時間計測データである第１時間
計測データ及び第２状態から第１状態に遷移する場合の
時間計測データである第２時間計測データを取得し、記
憶するので、様々なソレノイド（弁）に容易に対応させ
ることが可能となる。

【００６５】請求項３記載の発明によれば、比較工程
は、検出電流供給工程により検出用電流を流したときに
ソレノイドのコイルの両端に発生する電圧と基準電圧と
を比較し、計測工程は、比較工程における比較の結果
が、検出開始タイミングにおける比較の結果と異なるま
での時間を計測し、状態判別工程は、計測した時間に基
づいてソレノイドの動作状態を判別するので、ソレノイ
ド（弁）の動作状態を確実、かつ、迅速に検出すること
ができる。

【００６６】また、従来の手法のように、ラッチタイミ
ングを制御するための遅延時間（上述のｔ0）を設定す
る必要もないので、様々なソレノイド（弁）に対応する
ことが可能となる。しかも、計測工程のクロック生成工
程は、所定のクロックを生成しカウント工程に出力し、
カウント工程は、比較工程における比較の結果が、検出
開始タイミングにおける比較の結果と異なるまでのクロ
ック数をカウントするので、正確な時間計測データを得
ることができ、ひいては、正確なソレノイドの動作状態
検出を行える。

【００６７】請求項４記載の発明によれば、請求項３記
載の発明の効果に加えて、データ取得記憶工程は、外部
からの指示に基づいて、第１状態から第２状態に遷移す
る場合に比較の結果が検出開始タイミングにおける比較
の結果と異なるまでの時間である第１時間及び第２状態
から第１状態に遷移する場合に比較の結果が検出開始タ
イミングにおける比較の結果と異なるまでの時間である
第２時間を予め取得し、記憶するので、様々なソレノイ
ド（弁）に容易に対応させることが可能となる。

【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】実施形態の初期設定動作のフローチャートであ
る。

【図３】実施形態の通常動作のフローチャートである。

【図４】実施形態の動作波形図（その１）である。

【図５】実施形態の動作波形図（その２）である。

【図６】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７】遮断弁の動作状態説明図である。

【図８】従来例の動作フローチャートである。

【図９】従来例の動作波形図である。

【符号の説明】

１ ソレノイドの動作状態検出装置 ２ 弁駆動回路 ３ コンパレータ ４ コントローラ ５ クロック回路 ６ カウンタ ７ メモリ ８ 排他的論理和回路 ＡＮＳ アンサバック信号 ＣＰ クロックパルス信号 ＶＣ 弁開閉制御信号 ＤＲ 検出要求信号 ＶREF 基準電圧信号 ＶDS 判別対象電圧信号

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16K 31/06 G05B 19/048 G05B 19/05 G05B 23/02

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ソレノイドの可動片を第１状態から第２
   状態に駆動する第１駆動電流あるいは前記第２状態から
   前記第１状態に駆動する第２駆動電流を前記ソレノイド
   のコイルに流した後、前記ソレノイドの動作状態を検出
   するソレノイドの動作状態検出装置において、 所定の検出開始タイミングから所定時間の間、検出用電
   流を前記コイルに流す検出電流供給手段と、 前記検出用電流を流したときに前記ソレノイドのコイル
   の両端に発生する電圧と基準電圧とを比較し比較結果信
   号を出力する比較手段と、 前記検出開始タイミングから前記比較結果信号が第１信
   号レベルから第２信号レベルに遷移するまでの時間を計
   測し、計測時間データを出力する計測手段と、 前記計測時間データに基づいて前記ソレノイドの動作状
   態を判別する状態判別手段とを備え、 前記計測手段は、所定のクロック信号を生成し出力する
   クロック生成手段と、前記検出開始タイミングから前記
   比較結果信号が前記第１信号レベルから前記第２信号レ
   ベルに遷移するまでの前記クロック信号をカウントし、
   カウント数に対応した前記時間計測データを出力するカ
   ウント手段とを有する ことを特徴とするソレノイドの動
   作状態検出装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のソレノイドの動作状態検
   出装置において、前記状態判別手段は、外部からの指示に基づいて、前記
   第１状態から前記第２状態に遷移する場合の前記時間計
   測データである第１時間計測データ及び前記第２状態か
   ら前記第１状態に遷移する場合の前記時間計測データで
   ある第２時間計測データを取得し、記憶するデータ取得
   記憶手段 を備えたことを特徴とするソレノイドの動作状
   態検出装置。
3. 【請求項３】 ソレノイドの可動片を第１状態から第２
   状態に駆動する第１駆動電流あるいは前記第２状態から
   前記第１状態に駆動する第２駆動電流を前記ソレノイド
   のコイルに流した後、前記ソレノイドの動作状態を検出
   するソレノイドの動作状態検出方法において、 所定の検出開始タイミングから所定時間の間、検出用電
   流を前記コイルに流す 検出電流供給工程と、 前記検出用電流を流したときに前記ソレノイドのコイル
   の両端に発生する電圧と基準電圧とを比較する比較工程
   と、 前記比較の結果が、前記検出開始タイミングにおける前
   記比較の結果と異なるまでの時間を計測する計測工程
   と、 前記計測した時間に基づいて前記ソレノイドの動作状態
   を判別する状態判別工程とを備え、 前記計測工程は、所定のクロックを生成し出力するクロ
   ック生成工程と、 前記比較の結果が、前記検出開始タイミングにおける前
   記比較の結果と異なるまでの前記クロック数をカウント
   するカウント工程とを有する ことを特徴とするソレノイ
   ドの動作状態検出方法。
4. 【請求項４】 請求項３記載のソレノイドの動作状態検
   出方法おいて、 外部からの指示に基づいて、前記第１状態から前記第２
   状態に遷移する場合に前記比較の結果が前記検出開始タ
   イミングにおける前記比較の結果と異なるまでの時間で
   ある第１時間及び前記第２状態から前記第１状態に遷移
   する場合に前記比較の結果が前記検出開始タイミングに
   おける前記比較の結果と異なるまでの時間である第２時
   間を予め取得し、記憶するデータ取得記憶工程 を備えた
   ことを特徴とするソレノイドの動作状態検出方法。