JP4692813B2

JP4692813B2 - 電磁弁駆動制御装置

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Publication number: JP4692813B2
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Inventors: 文夫森川
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Description

本発明は電磁弁駆動制御装置に関し、さらに詳細には定格駆動と省電力駆動により電磁弁を駆動する電磁弁駆動制御装置に関する。

電磁弁の駆動は、シーケンサ等の汎用出力機器により行われる。しかるに、一般的に、電磁弁の駆動において、電磁弁の駆動コイル内の可動子を移動させるときには大きな駆動電力を必要とし、可動子の移動後は比較的少ない駆動電力で可動子の位置を保持することができる。

電磁弁のこのような特性を利用して省電力駆動制御が提案されている。

電磁弁の省電力駆動制御のその一つは、電磁弁駆動指令信号に基づいて電磁弁の駆動コイルに定格電圧を所定期間印加し、電磁弁駆動指令信号期間の残存期間中、定格電圧の印加に代わって引き続いて定格電圧よりも低い保持電圧を電磁弁の駆動コイルに印加することによって電磁弁を省電力駆動するものである（例えば特許文献１参照）。

電磁弁の省電力駆動制御の他の一つは、電磁弁駆動指令信号に基づいてマイクロプロセッサの制御の下に所定期間電磁弁の駆動コイルに例えば１００％のデユーティ比による通電を行って電磁弁の駆動コイル内の可動子を移動させ、１００％のデユーティ比による通電に引き続いて電磁弁駆動指令信号期間の残存期間中、電磁弁の駆動コイルに少ないデユーティ比の通電を行う省電力駆動をして電磁弁の駆動コイル内の可動子の位置を保持するものである（例えば特許文献２参照）。
特開平３−２１３７８２号公報米国特許第６１６４３２３号明細書

しかし、省電力駆動中の電磁弁においては、電磁弁の可動子を保持する力は弱く、外部からの強い衝撃等によって電磁弁の可動子の保持が外れて、電磁弁による流体通路が切り換えられて、前記流体通路を通る流体により駆動されているシリンダ等が思いがけない動作を行うという問題点があった。

このような事態を防ぐためには、センサにより電磁弁の可動子の状態を監視する等の手段を設けることが考えられるが、電磁弁が複雑かつ高価なものとなるという問題点があった。

本発明は、電磁弁の可動子の保持が確実に行うことができ、電磁弁の駆動中において外部から衝撃が加えられても、電磁弁の可動子の保持を維持することができる電磁弁駆動制御装置を提供することを目的とする。

第１の本発明に係る電磁弁駆動制御装置は、電磁弁と一体に設けられ、かつ、前記電磁弁の駆動指令信号の印加開始時から電磁弁の駆動コイルに、該駆動コイル内の可動子を移動させるのに十分な予め定めた第１の期間にわたり１００％のデユーティ比の定格電圧に基づく定格通電と、前記定格通電の経過に引き続いて予め定めた第２の期間にわたり前記駆動コイルに定格通電よりも少ないデユーティ比の通電を繰り返して行う省電力通電とを行い、前記定格通電と前記省電力通電とを交互に前記駆動指令信号の印加終了時まで繰り返して行って前記電磁弁を駆動する電磁弁駆動制御装置であって、前記駆動コイルのための電源電圧が供給される電源端子と、前記駆動指令信号が入力される入力制御端子と、スイッチング素子と、前記スイッチング素子をオンオフ制御して前記駆動コイルへの通電を制御する制御回路と、逆流防止のためのダイオードと、前記制御回路のための電源電圧を供給する定電圧回路とを有し、前記電源端子と前記入力制御端子間に、前記駆動コイルと前記スイッチング素子と前記ダイオードが直列に接続され、前記ダイオードのカソードが前記入力制御端子に接続され、前記ダイオードのアノードが前記スイッチング素子に接続され、前記電源端子と前記ダイオードのアノード間に前記定電圧回路が接続され、前記スイッチング素子は、前記駆動指令信号の印加開始に基づいてオンとされ、前記制御回路は、前記駆動指令信号の印加開始時から前記駆動指令信号の印加終了時の期間にわたって、前記第１の期間での定格通電と前記第２の期間での省電力通電に対応させて、前記スイッチング素子のオン期間を制御し、前記駆動コイルは、前記スイッチング素子の前記オン期間において励磁され、前記第１の期間と前記第２の期間との和の期間は、前記電磁弁に接続され、かつ、前記電磁弁の可動子の切り換えにより流体通路を切り換える流体機器が、前記電磁弁の可動子の切り換え時から前記流体通路の切り換えを開始するまでの期間より短い期間に設定してあることを特徴とする。
第２の本発明に係る電磁弁駆動制御装置は、電磁弁と一体に設けられ、かつ、前記電磁弁の駆動指令信号の印加開始時から電磁弁の駆動コイルに、該駆動コイル内の可動子を移動させるのに十分な予め定めた第１の期間にわたり１００％のデユーティ比の定格電圧に基づく定格通電と、前記定格通電の経過に引き続いて予め定めた第２の期間にわたり前記駆動コイルに定格通電よりも少ないデユーティ比の通電を繰り返して行う省電力通電とを行い、前記定格通電と前記省電力通電とを交互に前記駆動指令信号の印加終了時まで繰り返して行って前記電磁弁を駆動する電磁弁駆動制御装置であって、前記駆動コイルのための電源電圧が供給される電源端子と、前記駆動指令信号が入力される入力制御端子と、第１スイッチング素子と、オンのときに前記第１スイッチング素子をオフとし、オフのときに前記第１スイッチング素子をオンとする第２スイッチング素子と、前記第２スイッチング素子をオンオフ制御して前記駆動コイルへの通電を制御する制御回路と、逆流防止のためのダイオードと、前記制御回路のための電源電圧を供給する定電圧回路とを有し、前記電源端子と前記入力制御端子間に、前記駆動コイルと前記第１スイッチング素子と前記ダイオードが直列に接続され、前記ダイオードのカソードが前記入力制御端子に接続され、前記ダイオードのアノードが前記第１スイッチング素子に接続され、前記電源端子と前記ダイオードのアノード間に前記定電圧回路が接続され、前記第１スイッチング素子は、前記駆動指令信号の印加開始に基づいてオンとされ、前記制御回路は、前記駆動指令信号の印加開始時から前記駆動指令信号の印加終了時の期間にわたって、前記第１の期間での定格通電と前記第２の期間での省電力通電に対応させて、前記第２スイッチング素子のオフ期間を制御することで、前記第１スイッチング素子のオン期間を制御し、前記駆動コイルは、前記スイッチング素子の前記オン期間において励磁され、前記第１の期間と前記第２の期間との和の期間は、前記電磁弁に接続され、かつ、前記電磁弁の可動子の切り換えにより流体通路を切り換える流体機器が、前記電磁弁の可動子の切り換え時から前記流体通路の切り換えを開始するまでの期間より短い期間に設定してあることを特徴とする。

これにより、駆動指令信号の印加開始時から可動子を移動させるに十分な電力が十分な期間供給されることになり、定格通電により可動子は移動させられ、引き続いて行われる省電力通電によって可動子の位置が保持され、引き続いて定格通電と省電力通電とが交互に駆動指令信号の印加終了時まで繰り返されることになる。従って、この間に外部からの衝撃が加えられても可動子の位置は保持される。

また、第２の期間中に仮に衝撃が加えられても、流体機器の流体通路が切り換えられる前に定格通電が行われることになって、流体機器の予期せぬ流体通路の切り換え動作は避けられることになる。

本発明にかかる電磁弁駆動制御装置によれば、電磁弁の可動子の保持が確実に行うことができ、電磁弁の駆動中において外部から衝撃が加えられても、電磁弁の可動子の保持を維持することができる。

以下、本発明に係る電磁弁駆動制御装置の実施の形態例（以下、実施の形態に係る駆動制御装置と記す）について図１〜図６を参照しながら説明する。

図１は、第１の実施の形態に係る駆動制御装置４０Ａの構成を示すブロック図であり、図４は駆動制御装置４０Ａが基板に配置されることにより電磁弁１０と一体的に設けられた電磁弁１０の縦断面構造図である。

この電磁弁１０は、圧力流体供給ポート５２、圧力流体導出ポート５４、排気ポート５６が形成されたバルブボデイ５８を有し、前記バルブボデイ５８内には、固定鉄心６０と、ばね部材６２の弾発力の作用下に前記固定鉄心６０から離間する方向に付勢された可動子６４と、前記固定鉄心６０及び可動子６４を囲繞する駆動コイル２０と、前記駆動コイル２０の励磁作用下に前記固定鉄心６０に対して前記可動子６４が吸着されることにより着座部から離間する弁体６８とを備える。また、バルブボデイ５８とキャップ部材７０との間には、第１の実施の形態に係る駆動制御装置４０Ａが組み込まれた基板７２が設けられる。

第１の実施の形態に係る駆動制御装置４０Ａは、図１に示すように、電源端子４１と制御入力端子４２とを備えている。電源端子４１は、電磁弁１０の駆動コイル２０と、電磁弁１０の駆動コイル２０への通電をオンオフ制御するトランジスタ２２（例えばｎチャネル形ＭＯＳトランジスタ）と、逆流防止のためのダイオード３１との直列回路を介して制御入力端子４２に接続されている。電源端子４１には電磁弁１０の駆動コイル２０の定格電圧、例えばＤＣ２４Ｖの電源電圧＋Ｖが印加され、制御入力端子４２には駆動指令期間Ｔｄ（図３Ａ参照）にわたって駆動指令信号Ｓａとして低電位（例えばアース電位）が印加され、駆動指令期間Ｔｄ以外は、高電位（少なくともトランジスタ２２のゲートに印加される電位と同じかそれよりも高い電位）が印加される。また、駆動コイル２０にはサージ吸収用のダイオード２１が並列に接続してある。このダイオード２１は、駆動コイル２０のオンオフ時における駆動コイル２０に蓄積されたエネルギーを放出させる。

駆動制御装置４０Ａは、また、マイクロプロセッサからなる制御回路２５を有する。制御回路２５は、少なくともトランジスタ２２をオン／オフ制御するためのプログラムを駆動するＣＰＵ（図示せず）を有する。また、制御回路２５は、少なくとも電源端子ＶＤＤ、制御端子ＧＰ及び端子Ｖｓｓを有する。

制御端子ＧＰはトランジスタ２２のゲートに接続され、該制御端子ＧＰの出力電圧に応じてトランジスタ２２がオン／オフするようになっている。つまり、制御端子ＧＰは、トランジスタ２２をオン／オフ制御するための端子（特に、トランジスタ２２のオン時間を制御するための端子）として機能する。

電源端子４１とダイオード３１のアノード間に、抵抗２８とツエナーダイオード２７とを直列接続した定電圧回路３０が接続されており、少なくとも駆動指令期間Ｔｄにわたって、定電圧回路３０の出力電圧が、制御回路２５の電源端子Ｖ_DDに制御回路２５の電源電圧として印加される。

制御回路２５のアース端子Ｖｓｓは、ダイオード３１のアノードに接続され、少なくとも駆動指令期間Ｔｄにわたって、低電位（例えばアース電位）とされる。なお、電源端子Ｖ_DDと端子Ｖｓｓ間に接続されたコンデンサ２６は、電源端子Ｖ_DD及び端子Ｖｓｓに印加される電圧を安定化させるためのものである。

上記のように構成された第１の実施の形態に係る駆動制御装置４０Ａの動作を図２のフローチャート及び図３Ａ及び図３Ｂの信号波形図に基づいて説明する。なお、初期状態での制御回路２５の制御端子ＧＰの電位は低電位（トランジスタ２２をオンにしない程度の電位）であるとする。

制御回路２５は、図３に示すように、予め定めた１つのサイクルＴｓにおいて、予め定めた第１の期間Ｔ１に駆動コイル２０に対して定格通電を行い、残りの第２の期間Ｔ２において駆動コイル２０に対して省電力通電を行い、さらに、駆動指令期間Ｔｄの時間的長さが、１つのサイクルＴｓの時間的長さよりも長い場合に、前記サイクルＴｓを繰り返すという処理を行う。

まず、図２のステップＳ１において、制御入力端子４２が低電位になるのを待つ。すなわち、駆動指令期間Ｔｄの到来を待つ。

ここで、図３Ａは、制御入力端子４２の電位波形を示しており、制御入力端子４２の電位が低電位（例えばアース電位）となった時点で駆動指令期間Ｔｄが開始され、ステップＳ２に進む。この駆動指令期間Ｔｄにおける低電位の信号が駆動指令信号Ｓａである。

ステップＳ２において、制御端子ＧＰを高電位（この例では、制御入力端子４２の電位よりも高い電位）にする。これによって、トランジスタ２２のゲート−ソース間電圧が正電圧となるため、トランジスタ２２はオンとなり、駆動コイル２０は励磁することとなる。

その後、ステップＳ３において、予め定めた第１の期間Ｔ１（例えば１０ｍｓ）の経過を待つ。この第１の期間Ｔ１においては制御端子ＧＰの高電位状態が維持される。この第１の期間Ｔ１の経過、すなわち、第１の期間Ｔ１の計時は、制御回路２５に供給される図示しないクロックパルスを計数することによって行うことができる。他の期間の計時も同様に行うことができる。

従って、第１の期間Ｔ１においては、トランジスタ２２はオン状態に制御され、駆動コイル２０には定格電圧が印加されて、駆動コイル２０は定格電圧で駆動し、駆動コイル２０にはデユーティ１００％による定格通電がなされる。ここで、第１の期間Ｔ１は定格電圧による駆動された駆動コイル２０によって駆動コイル２０内の可動子６４が移動するのに十分な時間に設定されている。これにより、可動子６４を移動させるに十分な電力が第１の期間Ｔ１にわたって供給されることになり、この第１の期間Ｔ１において、駆動コイル２０内部の可動子６４は固定鉄心６０に向けて移動し、該固定鉄心６０に吸着されることとなる。

ステップＳ３において、第１の期間Ｔ１が経過したと判別されたときは、次のステップＳ４において、回数ｎ（第２の期間Ｔ２における間欠パルスのパルス数を示す）を０に初期化する。その後、ステップＳ５において、制御端子ＧＰが高電位状態から低電位状態に切り換え制御され、その後、ステップＳ６に進む。この制御端子ＧＰでの低電位は、駆動指令期間Ｔｄにおける制御入力端子４２の電位とほぼ同じかあるいかそれよりも低い電位とされる。これにより、トランジスタ２２のゲート−ソース間電圧が０Ｖあるいは負電圧となり、トランジスタ２２はオフとなる。

そして、ステップＳ６において、予め定めたオフ期間Ｔｏｆｆ（例えば６０μｓ）の経過を待つ。このオフ期間Ｔｏｆｆにおいては制御端子ＧＰの低電位状態が維持される。

従って、オフ期間Ｔｏｆｆにおいては、トランジスタ２２はオフ状態に制御され、これによって駆動コイル２０への通電が停止し、駆動コイル２０に蓄積された電磁エネルギーがダイオード２１を通じて消費される。このオフ期間ｏｆｆは短く設定されているため、可動子６４は、固定鉄心６０への吸着が維持されるか、あるいは固定鉄心６０からわずかに離間する程度とされる。

ステップＳ６において、オフ期間Ｔｏｆｆが経過したと判別されたときは、次のステップＳ７において、制御端子ＧＰが低電位状態から再び高電位状態に切り換え制御され、その後、ステップＳ８に進み、予め定めたオン期間Ｔｏｎ（例えば６０μｓ）の経過を待つ。このオン期間Ｔｏｎにおいては制御端子ＧＰの高電位状態が維持される。

従って、オン期間Ｔｏｎにおいては、トランジスタ２２はオン状態に制御され、これによって駆動コイル２０への通電が再開し、可動子６４の固定鉄心６０への吸着が維持され、又は固定鉄心６０からわずかに離間し、あるいは離間しそうになった可動子６４が再び固定鉄心６０に吸着されることとなる。

ステップＳ８において、オン期間Ｔｏｎが経過したと判別されたときは、次のステップＳ９において、回数ｎが＋１更新される。その後、ステップＳ１０において、回数ｎが所定の回数Ｎ（第２の期間Ｔ２における間欠パルスのパルス数）、例えば２５６以上であるか否かが判別される。ここで、前記所定の回数Ｎ、つまり、第２の期間Ｔ２におけるパルス数は、仕様によって適宜選定されるものであるが、好ましくは、電磁弁１０に接続されるシリンダ等の流体機器の動作との関係で設定することが好ましい。すなわち、流体機器は、電磁弁１０の可動子６４の切り換えにより流体通路を切り換える機器である。従って、第１の期間Ｔ１と第２の期間Ｔ２を合わせた１サイクルの時間的長さＴｓが、流体機器が電磁弁の可動子６４の切り換え時から流体通路の切り換えを開始するまでの期間より短い期間に設定されるように、前記パルス数を設定することが好ましい。この第１の実施の形態では、第２の期間Ｔ２での間欠パルスのパルス周期をほぼ１２０μｓとし、所定のパルス数として２５６を選定した。

前記ステップＳ１０において回数ｎが所定の回数Ｎ以上でないと判別されたときは、前記ステップＳ５以降の処理を繰り返す。この繰り返し処理によって、第２の期間Ｔ２において２５６個の間欠パルスが生成されることになる。

前記ステップＳ１０において、回数ｎが所定の回数Ｎ以上と判別されたときは、次のステップＳ１１において、制御端子ＧＰが高電位状態から再び低電位状態に切り換え制御され、その後、ステップＳ１２において、予め定めたオフ期間Ｔｏｆｆ（例えば６０μｓ）の経過を待つ。このオフ期間Ｔｏｆｆにおいては制御端子ＧＰの低電位状態が維持される。このオフ期間Ｔｏｆｆが経過した時点で第２の期間が終了する。

前記ステップＳ１２において、オフ期間Ｔｏｆｆが経過したと判別されたときは、次のステップＳ１３において、制御入力端子４２が高電位であるか、すなわち、駆動指令期間Ｔｄが終了したか否かが判別される。このステップＳ１３において、駆動指令期間Ｔｄが終了していないと判別されたときは、前記ステップＳ２以降の処理を繰り返す。この繰り返し処理によって、第１の期間Ｔ１と第２の期間Ｔ２を含むサイクルＴｓが、駆動指令期間Ｔｄが終了するまで繰り返されることになる。そして、前記ステップＳ１３において、駆動指令期間Ｔｄが終了したと判別された段階で、この駆動制御装置４０Ａでの処理が終了する。

このように、第１の実施の形態においては、ステップＳ２からステップＳ３の実行による１００％デユーティ比の第１の期間Ｔ１にわたって、定格通電が行われて駆動コイル２０内の可動子６４の移動が行われる。この定格通電に続いて、ステップＳ４からステップＳ１０の実行によりオフ期間Ｔｏｆｆとオン期間Ｔｏｎとからなる１００％デユーティ比よりも少ない％のデユーティ比（上記の例では５０％のデユーティ比）による通電が２５６回繰り返される省電力通電が、図３Ｂに示すように行われて、駆動コイル２０内の可動子６４の位置の維持が行われ、さらに、ステップＳ２からステップＳ１３の実行により定格通電と省電力通電とが交互に行われる繰り返し通電が、図３Ｂに示すように、駆動指令期間Ｔｄにわたって行われることになる。

従って、駆動指令期間Ｔｄに外部からの衝撃が加えられても可動子６４の位置は保持される。

なお、上記においてオフ期間Ｔｏｆｆとオン期間Ｔｏｎとを等しく設定した場合を例示した。このように設定したときには省電力通電は５０％デユーティ比での通電が２５６回繰り返して行われることになることは前記の通りである。しかしながら、必ずしもオン期間Ｔｏｆｆとオフ期間Ｔｏｎとを等しく設定する必要はない。

また、定格通電が行われる第１の期間Ｔ１と引き続く省電力通電の第２の期間Ｔ２との和の期間（サイクルＴｓ）は、流体機器が電磁弁の可動子６４の切り換え時から流体通路の切り換えを開始するまでの期間より短い期間に設定してあればよい。このように設定することによって、省電力通電の第２の期間Ｔ２中に仮に衝撃が加えられても、流体機器の流体通路が切り換えられる前に定格通電が行われることになって、流体機器の予期せぬ切り換え動作が避けられる。

また、第１の期間Ｔ１、オフ期間Ｔｏｆｆ及びオン期間Ｔｏｎは、上述したクロックパルスのほか、制御回路２５のマシンサイクルタイムを計数することによって得てもよい。

次に、第２の実施の形態に係る駆動制御装置４０Ｂについて図５及び図６を参照しながら説明する。

この第２の実施の形態に係る駆動制御装置４０Ｂは、図５に示すように、上述した第１の実施の形態に係る駆動制御装置４０Ａとほぼ同様の構成を有するが、制御回路２５の制御端子ＧＰが、トランジスタ２２のオフ時間を制御するための端子として機能する点で異なる。

すなわち、電源端子４１とダイオード３１のアノード間に、バイアス用の抵抗８０と第２のトランジスタ８２（例えばｎｐｎトランジスタ）との直列回路が接続され、その接続点（第２のトランジスタ８２のコレクタ）がトランジスタ２２のゲートに接続され、第２のトランジスタ８２のエミッタがダイオード３１のアノードに接続され、第２のトランジスタ８２のベースが抵抗８４を介して制御回路２５の制御端子ＧＰに接続されている。

従って、この駆動制御装置４０Ｂの動作は、図２のフローチャートとほぼ同じ手順で動作することになる（図６参照）。この場合、制御端子ＧＰの電位は逆の電位、すなわち、第１の実施の形態で高電位であれば、低電位に設定され、第１の実施の形態で低電位であれば、高電位に設定される。

以下に、第２の実施の形態に係る駆動制御装置４０Ｂの動作を、図６のフローチャート及び図３Ａ及び図３Ｂの信号波形図に基づいて説明する。なお、初期状態での制御回路２５の制御端子ＧＰの電位は低電位（第２のトランジスタ８２をオンにしない程度の電位）であるとする。

まず、図６のステップＳ１０１において、制御入力端子４２が低電位になるのを待つ。すなわち、駆動指令期間Ｔｄの到来を待つ。制御入力端子４２の電位が低電位となった時点で駆動指令期間Ｔｄが開始されると同時に、トランジスタ２２のゲート−ソース間電圧が正電圧となるため、トランジスタ２２はオンとなり、駆動コイル２０は励磁することとなる。

その後、ステップＳ１０２において、予め定めた第１の期間Ｔ１の経過を待つ。この第１の期間Ｔ１においては制御端子ＧＰの低電位状態が維持される。

従って、第１の期間Ｔ１においては、トランジスタ２２はオン状態に制御され、駆動コイル２０には定格電圧が印加されて、駆動コイル２０は定格電圧で駆動し、駆動コイル２０にはデユーティ１００％による定格通電がなされる。

ステップＳ１０２において、第１の期間Ｔ１が経過したと判別されたときは、次のステップＳ１０３において、回数ｎを０に初期化する。その後、ステップＳ１０４において、制御端子ＧＰが低電位状態から高電位状態に切り換え制御され、これにより、第２のトランジスタ８２がオンとなるため、トランジスタ２２のゲートには制御入力端子４２の電位が印加され、トランジスタ２２のゲート−ソース間電圧が０Ｖとなり、トランジスタ２２はオフとなる。

その後、ステップＳ１０５において、予め定めたオフ期間Ｔｏｆｆの経過を待つ。このオフ期間Ｔｏｆｆにおいては制御端子ＧＰの高電位状態が維持される。従って、オフ期間Ｔｏｆｆにおいては、トランジスタ２２はオフ状態に制御される。

前記ステップＳ１０５において、オフ期間Ｔｏｆｆが経過したと判別されたときは、次のステップＳ１０６において、制御端子ＧＰが高電位状態から再び低電位状態に切り換え制御されて第２のトランジスタ８２がオフとなり、その後、ステップＳ１０７に進み、予め定めたオン期間Ｔｏｎ（例えば６０μｓ）の経過を待つ。このオン期間Ｔｏｎにおいては制御端子ＧＰの低電位状態が維持される。

従って、オン期間Ｔｏｎにおいては、トランジスタ２２はオン状態に制御され、これによって駆動コイル２０への通電が再開する。

前記ステップＳ１０７において、オン期間Ｔｏｎが経過したと判別されたときは、次のステップＳ１０８において、回数ｎが＋１更新される。その後、ステップＳ１０９において、回数ｎが所定の回数Ｎ、例えば２５６以上であるか否かが判別される。回数ｎが所定の回数Ｎ以上でないと判別されたときは、前記ステップＳ１０４以降の処理を繰り返す。この繰り返し処理によって、第２の期間Ｔ２において２５６個の間欠パルスが生成されることになる。

前記ステップＳ１０９において、回数ｎが所定の回数Ｎ以上と判別されたときは、次のステップＳ１１０において、制御端子ＧＰが低電位状態から再び高電位状態に切り換え制御されて第２のトランジスタ８２がオン、トランジスタ２２がオフとなり、その後、ステップＳ１１１において、予め定めたオフ期間Ｔｏｆｆの経過を待つ。このオフ期間Ｔｏｆｆにおいては制御端子ＧＰの高電位状態が維持される。このオフ期間Ｔｏｆｆが経過した時点で第２の期間Ｔ２が終了する。

前記ステップＳ１１１において、オフ期間Ｔｏｆｆが経過したと判別されたときは、次のステップＳ１１２において、制御入力端子４２が高電位であるか、すなわち、駆動指令期間Ｔｄが終了したか否かが判別される。このステップＳ１１２において、駆動指令期間Ｔｄが終了していないと判別されたときは、ステップＳ１１３に進み、制御端子ＧＰが高電位状態から再び低電位状態に切り換え制御されて第２のトランジスタ８２がオフ、トランジスタ２２がオンとされ、その後、前記ステップＳ２以降の処理を繰り返す。この繰り返し処理によって、第１の期間Ｔ１と第２の期間Ｔ２を含むサイクルＴｓが、駆動指令期間Ｔｄが終了するまで繰り返されることになる。そして、前記ステップＳ１１２において、駆動指令期間Ｔｄが終了したと判別された段階で、この第２の実施の形態に係る駆動制御装置４０Ｂでの処理が終了する。

このように、第２の実施の形態に係る駆動制御装置４０Ｂにおいても駆動指令期間Ｔｄに外部からの衝撃が加えられても可動子６４の位置は保持される。また、省電力通電の第２の期間Ｔ２中に仮に衝撃が加えられても、流体機器の流体通路が切り換えられる前に定格通電が行われることになって、流体機器の予期せぬ切り換え動作が避けられる。

特に、この第２の実施の形態に係る駆動制御装置４０Ｂにおいては、駆動指令期間Ｔｄが開始されると同時に、トランジスタ２２がオンとなり、駆動コイル２０は励磁することとなる。つまり、駆動指令期間Ｔｄが開始されると、即座に電磁弁１０は動作を開始することから、電磁弁１０の応答感度の向上を図ることができる。

なお、本発明に係る電磁弁駆動制御装置は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

第１の実施の形態に係る駆動制御装置の構成を示すブロック図である。第１の実施の形態に係る駆動制御装置の制御部の処理動作を示すフローチャートである。図３Ａは駆動指令期間と駆動指令信号の関係を示す信号波形図であり、図３Ｂは制御回路の処理動作を示す信号波形図である。第１の実施の形態に係る駆動制御装置が組み込まれた電磁弁の縦断面構造図である。第２の実施の形態に係る駆動制御装置の構成を示すブロック図である。第２の実施の形態に係る駆動制御装置の制御部の処理動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１０…電磁弁２０…駆動コイル
２２…トランジスタ２５…制御回路
４０Ａ、４０Ｂ…駆動制御装置８２…第２のトランジスタ
６４…可動子

Claims

電磁弁と一体に設けられ、かつ、前記電磁弁の駆動指令信号の印加開始時から電磁弁の駆動コイルに、該駆動コイル内の可動子を移動させるのに十分な予め定めた第１の期間にわたり１００％のデユーティ比の定格電圧に基づく定格通電と、前記定格通電の経過に引き続いて予め定めた第２の期間にわたり前記駆動コイルに定格通電よりも少ないデユーティ比の通電を繰り返して行う省電力通電とを行い、前記定格通電と前記省電力通電とを交互に前記駆動指令信号の印加終了時まで繰り返して行って前記電磁弁を駆動する電磁弁駆動制御装置であって、
前記駆動コイルのための電源電圧が供給される電源端子と、
前記駆動指令信号が入力される入力制御端子と、
スイッチング素子と、
前記スイッチング素子をオンオフ制御して前記駆動コイルへの通電を制御する制御回路と、
逆流防止のためのダイオードと、
前記制御回路のための電源電圧を供給する定電圧回路とを有し、
前記電源端子と前記入力制御端子間に、前記駆動コイルと前記スイッチング素子と前記ダイオードが直列に接続され、
前記ダイオードのカソードが前記入力制御端子に接続され、前記ダイオードのアノードが前記スイッチング素子に接続され、
前記電源端子と前記ダイオードのアノード間に前記定電圧回路が接続され、
前記スイッチング素子は、前記駆動指令信号の印加開始に基づいてオンとされ、
前記制御回路は、前記駆動指令信号の印加開始時から前記駆動指令信号の印加終了時の期間にわたって、前記第１の期間での定格通電と前記第２の期間での省電力通電に対応させて、前記スイッチング素子のオン期間を制御し、
前記駆動コイルは、前記スイッチング素子の前記オン期間において励磁され、
前記第１の期間と前記第２の期間との和の期間は、前記電磁弁に接続され、かつ、前記電磁弁の可動子の切り換えにより流体通路を切り換える流体機器が、前記電磁弁の可動子の切り換え時から前記流体通路の切り換えを開始するまでの期間より短い期間に設定してあることを特徴とする電磁弁駆動制御装置。
電磁弁と一体に設けられ、かつ、前記電磁弁の駆動指令信号の印加開始時から電磁弁の駆動コイルに、該駆動コイル内の可動子を移動させるのに十分な予め定めた第１の期間にわたり１００％のデユーティ比の定格電圧に基づく定格通電と、前記定格通電の経過に引き続いて予め定めた第２の期間にわたり前記駆動コイルに定格通電よりも少ないデユーティ比の通電を繰り返して行う省電力通電とを行い、前記定格通電と前記省電力通電とを交互に前記駆動指令信号の印加終了時まで繰り返して行って前記電磁弁を駆動する電磁弁駆動制御装置であって、
前記駆動コイルのための電源電圧が供給される電源端子と、
前記駆動指令信号が入力される入力制御端子と、
第１スイッチング素子と、
オンのときに前記第１スイッチング素子をオフとし、オフのときに前記第１スイッチング素子をオンとする第２スイッチング素子と、
前記第２スイッチング素子をオンオフ制御して前記駆動コイルへの通電を制御する制御回路と、
逆流防止のためのダイオードと、
前記制御回路のための電源電圧を供給する定電圧回路とを有し、
前記電源端子と前記入力制御端子間に、前記駆動コイルと前記第１スイッチング素子と前記ダイオードが直列に接続され、
前記ダイオードのカソードが前記入力制御端子に接続され、前記ダイオードのアノードが前記第１スイッチング素子に接続され、
前記電源端子と前記ダイオードのアノード間に前記定電圧回路が接続され、
前記第１スイッチング素子は、前記駆動指令信号の印加開始に基づいてオンとされ、
前記制御回路は、前記駆動指令信号の印加開始時から前記駆動指令信号の印加終了時の期間にわたって、前記第１の期間での定格通電と前記第２の期間での省電力通電に対応させて、前記第２スイッチング素子のオフ期間を制御することで、前記第１スイッチング素子のオン期間を制御し、
前記駆動コイルは、前記第１スイッチング素子の前記オン期間において励磁され、
前記第１の期間と前記第２の期間との和の期間は、前記電磁弁に接続され、かつ、前記電磁弁の可動子の切り換えにより流体通路を切り換える流体機器が、前記電磁弁の可動子の切り換え時から前記流体通路の切り換えを開始するまでの期間より短い期間に設定してあることを特徴とする電磁弁駆動制御装置。