JP3893695B2

JP3893695B2 - Gas shut-off control device

Info

Publication number: JP3893695B2
Application number: JP29218697A
Authority: JP
Inventors: 博邦村上; 孝之松本
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1997-10-24
Filing date: 1997-10-24
Publication date: 2007-03-14
Anticipated expiration: 2017-10-24
Also published as: JPH11132454A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスメータ等に搭載したガス遮断弁の開閉制御を行うガス遮断制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、各家庭に設置されるガスメータは、ガス使用量の計量表示のみならず地震発生時やガスの使用流量等から異常状態をマイクロコンピュータが判定し、緊急時にガスを自動的に遮断する保安機能が搭載されており、ガスをより安全に安心して使用できるようになっている。
【０００３】
従来、この種のガスメータ等にはガス遮断装置として遮断弁が搭載され、マイクロコンピュータを含む電子回路と共に電池電源で制御されている。そして、緊急時には前記遮断弁をパルス信号で閉栓してガスを停止し、開栓はガスメータ本体に設けられた復帰ボタンスイッチによって行なっていた。したがってこの遮断弁は双方向制御弁ということもできる。
【０００４】
そして、この双方向制御弁はコイルに流れる電流をトランジスタブリッジ回路で切り替え、正逆の電流を印加して開栓，閉栓するようになっていた。
【０００５】
例えば、実開平３−５９５７０号公報に示すようなものが一般的であった。この装置の電磁弁用ソレノイドの駆動回路は、一方側が駆動状態にある時に他方側の駆動入力信号を停止させるように構成されており、電磁弁が同時に開栓状態・閉栓状態に駆動されないようになっていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のガス遮断装置によれば、双方向制御弁の一方側駆動信号が入力された時他方側駆動信号の入力を停止させるため、マイクロコンピューター等の弁出力信号回路がラッチアップ等によって開栓信号状態となった場合、緊急時にガスを遮断することができなくなるという課題を有していた。
【０００７】
さらに弁駆動回路へ双方向制御弁が接続されているか否かの接続状態が検知されていないため信頼性の面での課題を有していた。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するために、電気的パルス信号で開栓状態と閉栓状態を自己保持する機構を有した双方向制御弁と、前記双方向制御弁のコイルに正逆の励磁電流を供給して開栓，閉栓を行う弁駆動手段と、前記弁駆動手段の電源である電池と、前記弁駆動手段の閉栓駆動信号入力時は開栓駆動信号の入力を阻止し、開栓信号入力中に弁閉栓信号が入力されると双方向制御弁を閉栓に切り替える弁閉栓優先手段を設けたものである。
【０００９】
上記発明によれば、双方向制御弁の一方側駆動信号が入力された時他方側駆動信号の入力を停止させるが、マイクロコンピューター等の弁出力信号回路がラッチアップ等によって開栓駆動信号状態となった場合でも、閉栓駆動信号が入力されると弁閉栓優先手段が開栓駆動信号を阻止するため双方向制御弁を閉栓することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明は、電気的パルス信号で開栓と閉栓状態を自己保持する機構を有した双方向制御弁と、前記双方向制御弁のコイルに正逆の励磁電流を供給して双方向制御弁の開閉を行う弁駆動手段と、前記弁駆動手段の電源である電池と、前記弁駆動手段の閉栓駆動信号入力時は開栓駆動信号の入力を阻止し、開栓信号入力中に弁閉栓信号が入力されると電磁弁の閉栓に切り替える弁閉栓優先手段とを有するものである。そして、弁閉栓優先手段が、開閉栓駆動信号に入力に対し閉栓駆動信号を優先させるロジック構成によって、開閉栓駆動信号の同時入力に於いても必ず閉栓を優先させることができる。
【００１３】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【００１４】
（実施例１）
図１は本発明の実施例のガス遮断制御装置に於ける双方向制御弁の駆動回路構成図である。また表１はガス遮断制御装置の双方向制御弁の動作状態表である。
【００１５】
図において、１は制御電源であるリチュウム電池、２はガス通路に設けられ、コイル２ａに印加する電圧極性を切り換えることにより開栓と閉栓ができる機能を有した双方向制御弁である。
【００１６】
【表１】

【００１７】
そして、双方向制御弁２は公知のトランジスタブリッジ回路で構成する弁駆動手段３によって制御される。トランジスタ３ａとトランジスタ３ｂが双方向制御弁２の閉栓制御で、トランジスタ３ｃとトランジスタ３ｄが開栓制御となるよう接続し、双方向制御弁２のコイル２ａには図の矢印に示す励磁電流が流れる。
【００１８】
すなわち、開栓時はｉｏ、閉栓時はｉｃの方向となる。
４は弁駆動手段３のトランジスタ３ｃと３ｄをオン状態に制御する開栓信号ロジック部で、５は同じくトランジスタ３ａと３ｂをオン状態に制御する閉栓信号ロジック部である。開栓信号ロジック部４はマイクロコンピューター６から開栓駆動信号Ｖｏが入力されるよう構成され、一方閉栓駆動信号Ｖｃは弁閉栓優先手段７に入力される。
【００１９】
弁閉栓優先手段７は、閉栓駆動信号Ｖｃが入力されると開栓信号ロジック部４に入力される開栓駆動信号Ｖｏの入力を阻止すると共に、開栓信号ロジック部５を経由して弁駆動手段３のトランジスタ３ａと３ｂをオンさせるように設けられている。
【００２０】
次に動作，作用について説明すると開栓駆動信号Ｖｏがマイクロコンピュータ６から出力された場合は、開栓信号ロジック部４を介して弁駆動手段３のトランジスタ３ｃと３ｄがオン状態となり、双方向制御弁２のコイル２ａには矢印に示すｉｏ電流が流れることによって開栓される。
【００２１】
一方、閉栓駆動信号Ｖｃがマイクロコンピュータ６から出力された場合は、弁閉栓優先手段７のトランジスタ７ａがオンし、同時にトランジスタ７ｂがオンとなる。
【００２２】
そして、トランジスタ７ｂの出力がトランジスタ７ｃをオンさせ、開栓信号ロジック部４の開栓駆動信号Ｖｏの入力を阻止すると同時に、閉栓信号ロジック部５を介して弁駆動手段３のトランジスタ３ａと３ｂがオン状態となり、双方向制御弁２のコイル２ａには矢印に示すｉｃ電流が流れて閉栓する。
【００２３】
すなわち、開栓駆動信号Ｖｏが出力されていても閉栓駆動信号Ｖｃが出力されると、双方向制御弁２の閉栓を優先することになる。
【００２４】
この結果を表１に示すが、モード３に表すように、開栓駆動信号Ｖｏと閉栓駆動信号Ｖｃが同時に入力されても、必ず双方向制御弁２は閉栓側に移行するようになっている。
【００２５】
（実施例２）
図２は本発明の実施例２の弁接続監視手段の回路構成図である。そして図３は弁接続監視手段回路のタイミングチャートである。
【００２６】
図に於いて、図１と共通部は同一の符号を付してある。９は弁接続監視手段で弁駆動手段３の開栓トランジスタ３ｃと並列にトランジスタ９ａのコレクタ出力に抵抗９ｂを介して接続する。抵抗９ｂと双方向制御弁２のコイル接続点の電圧をＶｉとする。
【００２７】
トランジスタ９ａのコレクタ出力に抵抗９ｃと９ｄを直列に接続して電源帰線し、前記抵抗９ｃ，９ｄの分圧電圧をＶｓとする。１０は、時定数比較手段である電圧比較器で、前記Ｖｉ電圧とＶｓ電圧を比較判定し、アンサー信号１１をマイクロコンピュータ６へ入力する。
【００２８】
弁接続監視手段９のトランジスタ９ａは、マイクロコンピュータ６の弁監視制御信号１２の出力で駆動されるトランジスタ１３を経由してオンされる。同時に弁監視制御信号１２は駆動手段３のトランジスタ３ｄをオンさせるように接続されている。
【００２９】
次に動作，作用について図３を用いて説明する。
図３はそのタイミングチャートであり、横軸に時間、縦軸に制御機能を示す。
【００３０】
弁の接続状態を監視すべく弁監視制御出力１２はｔ４時間の時間幅で出力する。時刻ｔ０で弁接続状態の監視を開始すると、弁駆動手段３のトランジスタ３ｄと弁接続監視手段９のトランジスタ９ａがオンする。
【００３１】
この時、双方向制御弁２のコイル２ａには抵抗９ｂを介して矢印の方向に電流ｉｋが流れる。コイル２ａには抵抗分とインダクタンス成分が有り、抵抗９ｂとコイル２ａの分圧電圧Ｖｉは過渡応答特性の電圧曲線を描く。
【００３２】
時定数比較手段１０を構成する電圧比較器には、抵抗９ｃと９ｄの分圧比で定まるＶｓ電圧と過渡特性の電圧Ｖｉを比較しその結果をアンサー信号１１とするが、アンサー信号１１は、Ｖｉ＞Ｖｓでは『Ｌ』出力を、Ｖｉ＜Ｖｓでは『Ｈ』出力をマイクロコンピュータ６に入力する。時刻ｔ２で電圧比較器の出力が反転する。
【００３３】
マイクロコンピュータ６にプログラムされた判定タイマー部６ａは、時刻ｔ１でアンサー信号１１の信号『Ｌ』を判定し、時刻ｔ３で『Ｈ』信号を判定とすることによって、双方向制御弁２が弁駆動手段３に接続されていることを認識するのである。時刻ｔ１でアンサー信号１１の『Ｌ』を判定するのは、弁接続監視手段９が正常に作動しているか否かの判定を行うためで、時定数比較手段１０の電圧比較器出力が『Ｌ』から『Ｈ』に切り替わることでアンサー信号１１を確定する。
【００３４】
もしも双方向制御弁２が弁駆動手段３に接続されていない場合のＶｉ電圧は、Ｖｉｏとなりアンサー信号１１は時刻ｔ３においても『Ｌ』状態となる。この状態は双方向制御弁２のコイル２ａが断線している場合と同じであり、コイル２ａの断線状態も監視することが可能となる。
【００３５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、電気的信号で開栓と閉栓状態を自己保持する機構を有した双方向制御弁を、閉栓駆動時は開栓駆動を阻止し、開栓駆動時は弁閉栓信号が入力されると閉栓に切り替える弁閉栓優先手段を備えることにより、緊急時にはガスを確実に遮断することができ、装置の信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１のガス遮断制御装置における双方向制御弁の駆動回路図
【図２】本発明の実施例２のガス遮断制御装置における弁接続監視手段の回路図
【図３】同弁接続監視手段のタイミングチャート
【符号の説明】
１電池
２双方向制御弁
３弁駆動手段
７弁閉栓優先手段
９弁接続監視手段
１０時定数比較手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a gas cutoff control device that performs opening / closing control of a gas cutoff valve mounted on a gas meter or the like.
[0002]
[Prior art]
In recent years, gas meters installed in homes have a security function that automatically shuts off gas in the event of an emergency when the microcomputer determines an abnormal state based on not only the metered display of gas usage but also the occurrence of an earthquake or the flow rate of gas used. Is installed so that gas can be used safely and with peace of mind.
[0003]
Conventionally, this type of gas meter or the like is equipped with a shut-off valve as a gas shut-off device, and is controlled by a battery power source together with an electronic circuit including a microcomputer. In an emergency, the shut-off valve is closed with a pulse signal to stop the gas, and the plug is opened by a return button switch provided in the gas meter body. Therefore, this shut-off valve can also be called a bidirectional control valve.
[0004]
The bidirectional control valve switches the current flowing through the coil by a transistor bridge circuit, and applies a forward and reverse current to open and close the coil.
[0005]
For example, those shown in Japanese Utility Model Laid-Open No. 3-59570 are common. The solenoid valve solenoid drive circuit of this device is configured to stop the drive input signal on the other side when one side is in the drive state, so that the solenoid valve is not driven to the open / closed state at the same time. It was.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the conventional gas shut-off device, when the one side drive signal of the bidirectional control valve is inputted, the input of the other side drive signal is stopped, so that the valve output signal circuit such as a microcomputer is opened by latch-up or the like. When the plug signal state occurs, there is a problem that the gas cannot be shut off in an emergency.
[0007]
Furthermore, since the connection state as to whether or not the bidirectional control valve is connected to the valve drive circuit is not detected, there is a problem in terms of reliability.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a bidirectional control valve having a mechanism for self-holding an open state and a closed state with an electric pulse signal, and a forward and reverse excitation current in the coil of the bidirectional control valve. Supply valve opening means for opening and closing, a battery as a power source for the valve driving means, and blocking valve input when the valve driving means inputs a plug driving signal, When a valve closing signal is input, valve closing priority means for switching the bidirectional control valve to closing is provided.
[0009]
According to the above invention, when the one side drive signal of the bidirectional control valve is inputted, the input of the other side drive signal is stopped, but the valve output signal circuit of the microcomputer or the like is brought into the opening drive signal state by latch-up or the like. Even in this case, when the closing drive signal is input, the valve closing priority means blocks the opening drive signal so that the bidirectional control valve can be closed.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention provides a bidirectional control valve having a mechanism for self-holding the open / closed state by an electrical pulse signal, and supplying a normal and reverse excitation current to the coil of the bidirectional control valve to The valve drive means for opening and closing, the battery as the power source of the valve drive means, and the input of the opening drive signal when the closing drive signal is input to the valve drive means are blocked. It has valve closing priority means for switching to electromagnetic valve closing when input. The valve closing priority means can prioritize closing even when the opening / closing plug driving signal is simultaneously input by the logic configuration that prioritizes the opening / closing plug driving signal with respect to the input.
[0013]
【Example】
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0014]
Example 1
FIG. 1 is a drive circuit configuration diagram of a bidirectional control valve in a gas cutoff control device according to an embodiment of the present invention. Table 1 is an operation state table of the bidirectional control valve of the gas cutoff control device.
[0015]
In the figure, reference numeral 1 denotes a lithium battery as a control power source, and 2 denotes a bidirectional control valve provided in the gas passage and having a function of opening and closing by switching the voltage polarity applied to the coil 2a.
[0016]
[Table 1]

[0017]
The bidirectional control valve 2 is controlled by a valve driving means 3 constituted by a known transistor bridge circuit. The transistors 3a and 3b are connected so as to control the closing of the bidirectional control valve 2, and the transistors 3c and 3d are controlled to open, and the exciting current indicated by the arrow in the figure flows through the coil 2a of the bidirectional control valve 2. .
[0018]
That is, the direction is io when opening, and ic when closing.
Reference numeral 4 denotes an opening signal logic unit for controlling the transistors 3c and 3d of the valve driving means 3 to an on state, and reference numeral 5 denotes a closing signal logic unit for controlling the transistors 3a and 3b to an on state. The opening signal logic unit 4 is configured so that the opening driving signal Vo is inputted from the microcomputer 6, while the closing driving signal Vc is inputted to the valve closing priority means 7.
[0019]
The valve closing priority means 7 prevents the input of the opening driving signal Vo input to the opening signal logic unit 4 when the closing drive signal Vc is input, and drives the valve via the opening signal logic unit 5. It is provided to turn on the transistors 3a and 3b of the means 3.
[0020]
Next, the operation and action will be described. When the opening driving signal Vo is output from the microcomputer 6, the transistors 3c and 3d of the valve driving means 3 are turned on via the opening signal logic unit 4, and bidirectional control is performed. The coil 2a of the valve 2 is opened when an io current indicated by an arrow flows.
[0021]
On the other hand, when the closing drive signal Vc is output from the microcomputer 6, the transistor 7a of the valve closing priority means 7 is turned on, and at the same time, the transistor 7b is turned on.
[0022]
Then, the output of the transistor 7b turns on the transistor 7c to block the input of the opening drive signal Vo of the opening signal logic unit 4, and at the same time, the transistors 3a and 3b of the valve driving means 3 are connected via the closing signal logic unit 5. The ic current indicated by the arrow flows through the coil 2a of the bidirectional control valve 2 and is closed.
[0023]
That is, even when the plug opening drive signal Vo is output, priority is given to closing of the bidirectional control valve 2 when the plug closing drive signal Vc is output.
[0024]
The results are shown in Table 1. As shown in Mode 3, even when the opening drive signal Vo and the closing drive signal Vc are input simultaneously, the bidirectional control valve 2 always moves to the closing side. .
[0025]
(Example 2)
FIG. 2 is a circuit configuration diagram of the valve connection monitoring means according to the second embodiment of the present invention. FIG. 3 is a timing chart of the valve connection monitoring means circuit.
[0026]
In the figure, the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. Reference numeral 9 denotes valve connection monitoring means, which is connected in parallel with the opening transistor 3c of the valve driving means 3 to the collector output of the transistor 9a via a resistor 9b. The voltage at the coil connection point of the resistor 9b and the bidirectional control valve 2 is Vi.
[0027]
Resistors 9c and 9d are connected in series to the collector output of the transistor 9a for power supply return, and the divided voltage of the resistors 9c and 9d is set to Vs. A voltage comparator 10 is a time constant comparison means for comparing and determining the Vi voltage and the Vs voltage and inputting an answer signal 11 to the microcomputer 6.
[0028]
The transistor 9a of the valve connection monitoring means 9 is turned on via the transistor 13 driven by the output of the valve monitoring control signal 12 of the microcomputer 6. At the same time, the valve monitoring control signal 12 is connected to turn on the transistor 3d of the driving means 3.
[0029]
Next, operation | movement and an effect | action are demonstrated using FIG.
FIG. 3 is a timing chart showing the time on the horizontal axis and the control function on the vertical axis.
[0030]
In order to monitor the connection state of the valve, the valve monitoring control output 12 is output with a time width of t4 hours. When monitoring of the valve connection state is started at time t0, the transistor 3d of the valve driving means 3 and the transistor 9a of the valve connection monitoring means 9 are turned on.
[0031]
At this time, the current ik flows in the direction of the arrow through the coil 9a of the bidirectional control valve 2 via the resistor 9b. The coil 2a has a resistance component and an inductance component, and the divided voltage Vi of the resistor 9b and the coil 2a draws a voltage curve of a transient response characteristic.
[0032]
The voltage comparator constituting the time constant comparison means 10 compares the Vs voltage determined by the voltage dividing ratio of the resistors 9c and 9d with the voltage Vi of the transient characteristic and uses the result as the answer signal 11. The answer signal 11 When it is> Vs, the “L” output is input to the microcomputer 6, and when Vi <Vs, the “H” output is input to the microcomputer 6. At time t2, the output of the voltage comparator is inverted.
[0033]
The determination timer unit 6a programmed in the microcomputer 6 determines the signal “L” of the answer signal 11 at time t1, and determines the “H” signal at time t3, whereby the bidirectional control valve 2 is driven. It recognizes that it is connected to the means 3. The reason why the answer signal 11 is determined to be “L” at the time t1 is to determine whether or not the valve connection monitoring means 9 is operating normally, and the voltage comparator output of the time constant comparing means 10 is “L”. ”To“ H ”to confirm the answer signal 11.
[0034]
If the bidirectional control valve 2 is not connected to the valve driving means 3, the Vi voltage is Vio, and the answer signal 11 is in the “L” state at time t3. This state is the same as when the coil 2a of the bidirectional control valve 2 is disconnected, and the disconnection state of the coil 2a can be monitored.
[0035]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the bidirectional control valve having a mechanism that self-holds the opening and closing state with an electrical signal is prevented when the opening is driven, and when the opening is driven, the valve is stopped. By providing a valve closing priority means for switching to closing when a closing signal is input, gas can be reliably shut off in an emergency, and the reliability of the apparatus can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a drive circuit diagram of a bidirectional control valve in a gas cutoff control device according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a circuit diagram of valve connection monitoring means in the gas cutoff control device according to a second embodiment of the present invention. ] Timing chart of valve connection monitoring means [Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Battery 2 Bidirectional control valve 3 Valve drive means 7 Valve closing priority means 9 Valve connection monitoring means 10 Time constant comparison means

Claims

Bidirectional control valve that self-holds the open state and the closed state by an electrical pulse signal, and valve drive means for opening and closing the bidirectional control valve by supplying forward and reverse exciting currents to the coil of the bidirectional control valve And a battery power supply for supplying power to the valve driving means, and when the plug driving signal of the valve driving means is input, the input of the opening driving signal is blocked, and the closing driving signal is inputted during the opening of the opening driving signal. And a gas shut-off control device comprising valve closing priority means for switching the bidirectional control valve to closing.