JP6077511B2 - 電磁弁駆動制御装置、および、電磁弁駆動制御装置を備えた電磁弁 - Google Patents

電磁弁駆動制御装置、および、電磁弁駆動制御装置を備えた電磁弁 Download PDF

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Description

本発明は、電磁弁駆動制御装置に関する。より詳細には、交流電源からの交流電流を全波整流して直流電流に変換し、この直流電流をソレノイド（電磁コイル）に通電することによってプランジャーを移動させて、プランジャーに設けた弁体が弁座に対して離接移動して、弁座に設けられた弁口を開閉するように構成した電磁弁駆動制御装置、および、電磁弁駆動制御装置を備えた電磁弁に関する。
従来、例えば、一般的な電磁弁は、図９に示したように構成されている。
すなわち、図９に示したように、電磁弁１００は、弁体１０２を備えた制御部１０４を備えている。
また、この電磁弁１００の制御部１０４は、図９に示したように、駆動部１０６が挿通された電磁コイル１０８を備えている。
そして、電磁コイル１０８は、巻線が巻かれたボビン１２０とボビン１２０の周囲を囲むようにモールド樹脂１１２でモールドされている。さらに、図９に示したように、電磁コイル１０８は、磁気フレーム１１４の内部に装着され、磁気フレーム１１４を介して駆動部１０６に固定されている。
すなわち、磁気フレーム１１４の底板部１１６の中央部に形成された駆動部挿通孔１１８、ボビン１２０の駆動部挿通孔１２２に、駆動部１０６が挿通されている。そして、駆動部１０６の吸引子１２４の上部に形成されたボルト挿通孔１２６に、磁気フレーム１１４の上板部１２８の中央部に形成されたボルト挿通孔１３０を介して、締結ボルト１３２が螺合されている。
これにより、電磁コイル１０８が駆動部１０６に挿通して固定され、電磁弁１００の制御部１０４が構成されている。
なお、駆動部１０６は、プランジャーケース１３４を備え、このプランジャーケース１３４内に上下に移動可能な弁体１０２を固定したプランジャー１３６を備えている。そして、吸引子１２４とプランジャー１３６との間に、プランジャー１３６を下方に、すなわち、弁座１３８の方向に弁体１０２を付勢する付勢バネ１４０が介装されている。
このような電磁弁１００は、電磁コイル１０８に通電することにより、プランジャー１３６が、付勢バネ１４０に抗して吸引子１２４方向に移動し、プランジャー１３６に連結された弁体１０２が、弁座１３８から離反して、弁口１４２が開放されるようになっている。
また、電磁コイル１０８への通電を遮断することにより、プランジャー１３６が、付勢バネ１４０の付勢力により、吸引子１２４から離反する方向に移動し、プランジャー１３６に連結された弁体１０２が、弁座１３８に当接して、弁口１４２が閉止されるようになっている。
また、電磁コイル１０８に交流電流を通電した際には、渦電流を発生させることで、プランジャー１３６が、付勢バネ１４０に抗して吸引子１２４方向に移動して、プランジャー１３６と吸引子１２４とが当接した状態、すなわち、弁体１０２が、弁座１３８から離反して、弁口１４２が開放された状態を保持している。
渦電流を発生させるためには、従来より、吸引子１２４のプランジャー１３６と対峙する下端面１４４に形成した環状のコイル装着用溝１４６に、環状の隈取りコイル（隈取りリング）１４８を装着することが行われている。
ここで、電磁弁１００の駆動に使用する電磁コイル１０８は、電源電圧毎に消費電力が異なるので、電磁コイル１０８の温度上昇許容限度を超えない様な巻き線仕様で用意する必要がある。
つまり、交流磁界を電磁コイル１０８に発生させただけでは、プランジャー１３６を吸引できないので、吸引子１２４（またはプランジャー１３６側）に隈取りコイル１４８を埋め込んで、渦電流を発生させて吸引子１２４の方向に引き上げる構造を採用している。
特許第３７７７２６５号公報 特許第４９１１８４７号公報 特開２０１４−１０５７２２号公報
ところで、このように構成される従来の電磁弁１００では、隈取りコイル１４８を挿入することによって、力率が悪化するため、また、通電による電磁コイル１０８の温度上昇によって、所定の吸引力を得られなくなるため、電磁コイル１０８の巻線を余分に巻く必要があり、部材および加工工数が増加して、コストが増加する要因になっている。
また、従来の電磁弁１００では、プランジャー１３６を吸引子１２４の方向に吸引した後は、電磁コイル１０８に通電し続ける必要があるため、無駄な電力を消費しているのが実情である。
ところで、特許文献１（特許第３７７７２６５号公報）では、弁体と一体のプランジャーをコアに吸着および吸着保持させるために、コイルへ流す電流を制御する電磁弁であって、プランジャー吸着時に吸引力を高めるとともに、吸着保持するために流す電流を低電流にして不要な電力消費を削減した電磁弁が提案されている。
そのために、この特許文献１の電磁弁駆動制御装置２００では、図１０のブロック図に示したように、交流電源を直流電源に変換する全波整流回路部２０２と、全波整流回路部２０２によって直流化された電源電圧から一定値以上の電圧を取り出して平滑化する電源平滑部２０４と、ソレノイド（電磁コイル）２０６への通電・通電遮断を制御する比較演算部２０８と、比較演算部２０８の出力により、電磁コイル２０６への通電・通電遮断を行う駆動素子部２１０とを備えている。
さらに、プランジャーをコア（吸引子）に吸着させるために必要な最低保持電流の２倍程度の電流を電磁コイル２０６に流すように、通電時間を比較演算部２０８に指示する吸着電流指示部２１２と、プランジャーとコアとの吸着保持に必要な電流を電磁コイル２０６へ流すように、電磁コイル２０６への通電・通電遮断の時間を、比較演算部２０８に指示する吸着保持電流指示部２１４とを備えている。
すなわち、全波整流回路部２０２による直流電源によって、電磁コイル２０６に対してプランジャーをコアに吸着させるために必要な電流が流れて、励磁されたコアにプランジャーが吸着する。
そして、比較演算部２０８からの出力に基づいて、駆動素子部２１０による電磁コイル２０６への通電・通電遮断が制御されて、吸着保持の際に必要な最低保持電流の２倍程度の電流が流されることによって吸着保持が行われる。
その際、最初の吸着に必要な電流を、電磁コイル２０６へ流す通電時間が、吸着電流指示部２１２によって決定される。また、吸着後の吸着保持に必要な電流を、電磁コイル２０６へ、通電・遮断する時間が、吸着保持電流指示部２１４によって決定されるように構成されている。
これによって、電磁コイル２０６への通電電流を最大限まで増大でき、プランジャーがコアに吸着保持された際に、電磁コイル２０６に流れる電流が低電流になって不要な電力消費を削減することができるものである。
しかしながら、特許文献１の電磁弁駆動制御装置２００では、その図面にも示されているように、コア（吸引子）に隈取りコイル（隈取りリング）を設けた構成である。このため、隈取りコイルを挿入することによって、力率が悪化するため、また、通電による電磁コイルの温度上昇によって、所定の吸引力を得られなくなるため、電磁コイルの巻線を余分に巻く必要があり、コストが増加する要因になる。
また、特許文献１の電磁弁駆動制御装置２００では、プランジャーを吸引子の方向に吸引した後は、電磁コイルに最低保持電流を通電し続ける必要があるため、無駄な電力を消費している。
一方、特許文献２（特許第４９１１８４７号公報）では、電磁弁制御装置を備えた空気調和機が開示されている。
すなわち、特許文献２の電磁弁制御装置３００は、図１１のブロック図に示したように、四方切換電磁弁の弁コイル３０２に接続された正特性温度係数素子３０４と、正特性温度係数素子３０４に接続された第１スイッチ手段としてのリレー３０６を備えている。
また、弁コイル３０２にカソードが接続されたダイオードＤ１と、ダイオードＤ１のアノードにコレクタが接続された第２スイッチ手段としてのトランジスタＱ１を備えている。
さらに、リレー３０６に制御信号を出力するとともに、トランジスタＱ１のベースに抵抗Ｒ１を介して制御信号を出力する制御部３０８を備えている。
また、リレー３０６の他端には、空気調和機の圧縮機を駆動するインバータ回路のためのインバータ用電源部３１０からの直流高電圧(ＤＣ２８０Ｖ)が印加され、トランジスタＱ１のエミッタに、空気調和機のインバータ回路の制御用電源部３１２からの直流低電圧(ＤＣ１６Ｖ)が印加されている。
これにより、第１スイッチ手段としてのリレー３０６、第２スイッチ手段としてのトランジスタＱ１を切り替えることによって、空気調和機の圧縮機を駆動するためのインバータ用電源部３１０から直流高電圧(ＤＣ２８０Ｖ)が供給され、空気調和機の制御用電源部３１２から直流低電圧(ＤＣ１６Ｖ)が供給されるので、別に電磁弁駆動用電源を用意する必要がなく、コストを低減することができるように構成されている。
しかしながら、この構成は、空気調和機の圧縮機を駆動するためのインバータ用電源部３１０、空気調和機の制御用電源部３１２が必要であって、あくまで空気調和機に限って使用できるものであって、その他の用途に汎用的に用いることはできない。
また、この場合にも、プランジャーを吸引子の方向に吸引した後は、電磁コイルに最低保持電流を通電し続ける必要があるため、無駄な電力を消費している。
このため、本出願人は、特許文献３（特開２０１４−１０５７２２号公報）において、弁座に設けられた弁口を開弁するための開弁駆動期間（Ａ）において、直流高電圧（Ｖａ）をソレノイドに印加した後、開弁状態を保持するための保持期間（Ｂ）において、直流低電圧（Ｖｂ）を印加するように構成するとともに、ソレノイド６６への供給電圧を、開弁駆動期間（Ａ）から保持期間（Ｂ）に切り替える際に、直流高電圧（Ｖａ）から直流低電圧（Ｖｂ）に向かって電圧を一定勾配で低下させる電圧低下手段を設けた電磁弁駆動制御装置を提供している。
これによって、吸引子またはプランジャーに隈取りコイル（隈取りリング）が不要で、ソレノイド（電磁コイル）の巻線を余分に巻く必要がなく、部材および加工工数が減少して、コストを低減することが可能である。
しかも、プランジャーを吸引子の方向に吸引した後において、電磁コイルに最低保持電流を通電し続ける必要があるが、その電流が極めて低く、無駄な電力を消費することがなく、しかも、プランジャーが離脱する現象が発生することがないように構成されている。
このような電磁弁はコイル体格が大きくなり、そのため、プランジャーの吸引に要する電力も大きくなってしまう。さらに、このように、コイル体格が大きいと、コイルの浮遊容量が大きくなり、コイルへの電圧印加時に浮遊容量に大きな突入電流が流れることになる。
また、このように、突入電流が発生すると、突入電流に起因するノイズが発生し、ＥＭＳ規格（環境マネジメントシステム(Environmental Management System)規格）を外れるおそれがある。
従って、本発明の目的は、交流電源電圧（実効電圧:１００Ｖａｃ〜２４０Ｖａｃ）で使用することができ、しかも、コイルの浮遊容量への突入電流をなくして、コイルにエネルギーを蓄積することにより、突入電流に起因するノイズの発生を抑制することができるとともに、省エネが図れる電磁弁駆動制御装置、および、電磁弁駆動制御装置を備えた電磁弁を提供することを目的とする。
本発明は、前述したような従来技術における課題及び目的を達成するために発明されたものであって、本発明の電磁弁駆動制御装置は、
ソレノイドに通電することによってプランジャーを移動させて、プランジャーに設けた弁体が弁座に対して離接移動して、
通電時に弁体が弁座から離反して吸引子に吸着することにより開弁状態となり、非通電時に弁体が弁座に当接して弁閉状態となるように構成した電磁弁駆動制御装置であって、
前記ソレノイドへの通電・遮断を行うスイッチ手段と、
前記スイッチ手段によるソレノイドへの通電を、電源周期のゼロクロスタイミングで通電を開始するように制御するゼロクロスタイミング発生手段と、
前記ソレノイドに流れる電流値を検知する電流検知手段とを備え、
前記ゼロクロスタイミング発生手段の制御によって、前記スイッチ手段によりゼロクロスタイミングでソレノイドへの通電を開始した後、前記電流検知手段により検出したソレノイドに流れる電流値が、所定の設定電流値Ｉａに達した時に、前記スイッチ手段によりソレノイドへの通電を遮断する遮断モードと、
前記スイッチ手段によりソレノイドへの通電を遮断した後、次のゼロクロスタイミングまでの間、スナバー回路を通してソレノイドに蓄積したエネルギーを放電することにより保持力を発生させ、ソレノイドに流れる電流値が、所定の保持電流値Ｉｂ以上になるように設定された保持モードと、
を備えることを特徴とする。
このように構成することによって、ゼロクロスタイミング発生手段によって、スイッチ手段によるソレノイドへの通電を、電源周期のゼロクロスタイミングで通電を開始するように制御される。
これによって、コイルの浮遊容量への突入電流を抑制することができ、コイルの浮遊容量への突入電流をゼロにして、ソレノイド（電磁コイル）にエネルギーを蓄積することにより、いわゆる「オフ位相制御」によって、ノイズの発生を抑制することが可能である。
また、電源電圧が、２０Ｖ以下では、コイルの浮遊容量への突入電流は、ＥＭＣ規格の限度値を超えるような値にはならず、省エネが図れることになる。
さらに、遮断モードでは、ゼロクロスタイミング発生手段の制御によって、スイッチ手段によりゼロクロスタイミングでソレノイドへの通電を開始した後、電流検知手段により検出したソレノイドに流れる電流値が、所定の設定電流値Ｉａに達した時に、スイッチ手段によりソレノイドへの通電を遮断するようになっている。
また、保持モードでは、スイッチ手段によりソレノイドへの通電を遮断した後、次のゼロクロスタイミングまでの間、スナバー回路を通してソレノイドに蓄積したエネルギーを放電することにより保持力を発生させ、ソレノイドに流れる電流値が、所定の保持電流値Ｉｂ以上になるように設定されている。
これにより、次のゼロクロスタイミングまでの間、スナバー回路を通してソレノイドに蓄積したエネルギーを放電することにより保持力を発生させ、ソレノイドに流れる電流値が、所定の保持電流値Ｉｂ以上になるように設定されているので、ソレノイドへの通電を遮断した後は、電源周期よりも長い保持電流を、例えば、ダイオードを用いたスナバー回路に回路を切り替えることによって、ゆっくり放電し、エネルギーを保持でき、プランジャーを吸引子に吸引状態（開弁状態）に保つことが可能で、省エネが図れることになる。
このように、交流電源電圧（実効電圧:１００Ｖａｃ〜２４０Ｖａｃ）で使用することができ、しかも、コイルの浮遊容量への突入電流をなくして、コイルにエネルギーを蓄積することにより、突入電流に起因するノイズの発生を抑制することができるとともに、省エネが図れる電磁弁駆動制御装置を提供することができる。
また、本発明の電磁弁駆動制御装置は、前記設定電流値が、前記ゼロクロスタイミングでソレノイドへの通電を開始した後、プランジャーが吸引子に吸着する電流値であることを特徴とする。
このように設定電流値が、ゼロクロスタイミングでソレノイドへの通電を開始した後、プランジャーが吸引子に吸着する電流値であるので、余分な電流をソレノイドへ印加することがないので、省エネが図れる。
また、本発明の電磁弁駆動制御装置は、前記保持電流値が、プランジャーが吸引子に吸着した状態を保持できる電流値であることを特徴とする。
このように保持電流値が、プランジャーが吸引子に吸着した状態を保持できる電流値であるので、プランジャーを吸引子に吸引状態（開弁状態）に保つことが可能で、プランジャーが吸引子への吸着状態から離反した脱落状態となることがない。
また、本発明の電磁弁駆動制御装置は、前記保持モードにおいて、プランジャーが吸引子への吸着状態から離反した脱落状態を検知する脱落検知手段を備えることを特徴とする。
すなわち、本発明の電磁弁駆動制御装置では、前述したように、ソレノイド（電磁コイル）に余分な電流を流さなくするので、例えば、何らかの振動、圧力の変動、冷媒が揺れて引っ張られてしまうなどの原因（外因）で、プランジャーが吸引子に吸着した状態から脱落するおそれがある。
このように脱落状態になった場合には、再吸引できないおそれがあるので、保持モードにおいて、万一プランジャーが脱落した場合にも、脱落検知手段によってプランジャーが吸引子への吸着状態から離反した脱落状態を検知して、再度ソレノイドへの通電を開始することによって、プランジャーが吸引子への吸着状態から離反した脱落状態を回避でき、作動性、信頼性が向上する。
また、本発明の電磁弁駆動制御装置は、前記脱落検知手段が、前記ゼロクロスタイミングでソレノイドへの通電を開始した時の電流値を電流検知手段で測定して、所定の脱落検知電流値以下であるか否かで判断して脱落を検出するように構成されていることを特徴とする。
このように、ゼロクロスタイミングでソレノイドへの通電を開始した時の電流値を電流検知手段で測定して、所定の脱落検知電流値以下であるか否かで判断して脱落を検出するように構成されている。
すなわち、プランジャーが吸引子に吸着した状態では、コイルインダクタンスは、例えば、２．５Ｈ以上であり、一方、プランジャーが脱落した状態では、コイルインダクタンスは、例えば、１．５Ｈ（ヘンリー）以下になる。
従って、ゼロクロスタイミングでソレノイドへの通電を開始した時の電流値は、プランジャーが吸引子に吸着した状態（高インダクタンス）では、例えば、２１ｍＡを超えることになる。これに対して、プランジャーが脱落した状態の低インダクタンスでは、２１ｍＡ以下から導通開始することになる。
従って、これを指標（所定の脱落検知電流値）として、ゼロクロスタイミングでソレノイドへの通電を開始した時の電流値を電流検知手段で測定して、所定の脱落検知電流値以下であるか否かで判断して脱落を検出すればよい。
これにより、脱落検知手段によってプランジャーが吸引子への吸着状態から離反した脱落状態を検知して、再度ソレノイドへの通電を開始することによって、プランジャーが吸引子への吸着状態から離反した脱落状態を回避でき、作動性、信頼性が向上する。
また、本発明の電磁弁駆動制御装置は、前記脱落検知手段が、前記ゼロクロスタイミングでソレノイドへの通電を開始した時から、前記電流検知手段により検出したソレノイドに流れる電流値が、前記所定の設定電流値Ｉａに達した時までの時間を測定して、所定の脱落検知時間であるか否かで判断して脱落を検出するように構成することも可能である。
すなわち、脱落検知手段が、ゼロクロスタイミングでソレノイド６６への通電を開始した時から、電流検知手段７８により検出したソレノイド６６に流れる電流値が、所定の設定電流値Ｉａに達した時までの時間を測定して、所定の脱落検知時間であるか否かで判断して脱落を検出するように構成してもよい（例えば、図７において、１．３Ｈの場合のｔ３を測定して判断する）。
また、図７に示したように、プランジャー４６が吸引子３４に吸着した状態では、コイルインダクタンスは、例えば、２．５Ｈ以上であり、一方、プランジャー４６が脱落した状態では、コイルインダクタンスは、例えば、１．５Ｈ以下になる。
従って、ゼロクロスタイミングでソレノイド６６への通電を開始した時の電流値は、プランジャーが吸引子に吸着した状態（高インダクタンス、例えば、図７において２．５Ｈの場合）では、例えば、２１ｍＡを超えることになる。これに対して、プランジャー４６が脱落した状態（低インダクタンス、例えば、図７において１．３Ｈの場合）では、２１ｍＡ以下から導通開始することになる。
また、前述したように、遮断モードにおいて、電流検知手段７８により検出したソレノイド６６に流れる電流値が、所定の設定電流値Ｉａ（例えば、５５ｍＡ）に達した時で、スイッチ手段６８によりソレノイド６６への通電を遮断している。
従って、図７に示したように、プランジャー４６が吸引子３４に吸着した状態（高インダクタンス、例えば、図７において２．５Ｈの場合）から通電を遮断して、設定電流値Ｉａまでに要する時間ｔ２と、プランジャーが脱落した状態（低インダクタンス、例えば、図７において１．３Ｈの場合）から通電を遮断して、設定電流値Ｉａまでに要する時間ｔ１では、電磁コイルの充電時間の影響により、プランジャー４６が脱落した状態（低インダクタンス）では、プランジャー４６が吸引子３４に吸着した状態（高インダクタンス）に比べて、この充電に要する通電時間が短くなる。
図７に示したように、この時間差（ｔ２−ｔ１）を測定することにより、プランジャー４６の脱落可否を判定することができる。すなわち、ゼロクロスタイミングでソレノイドへ６６の通電を開始した時から、電流検知手段７８により検出したソレノイド６６に流れる電流値が、所定の設定電流値Ｉａに達した時までの時間を測定して、所定の脱落検知時間以下であるか否かで判断して脱落を検出すればよい。
これにより、脱落検知手段によってプランジャーが吸引子への吸着状態から離反した脱落状態を検知して、再度ソレノイドへの通電を開始することによって、プランジャーが吸引子への吸着状態から離反した脱落状態を回避でき、作動性、信頼性が向上する。
また、本発明の電磁弁駆動制御装置は、前記ゼロクロスタイミングでソレノイドへの通電を最初に開始した初期通電時から、前記電流検知手段により検出したソレノイドに流れる電流値が、所定の回路保護電流値Ｉｃになった際に、前記スイッチ手段によりソレノイドへの通電を遮断する回路保護手段を備えることを特徴とする。
すなわち、当初プランジャーが吸引子から離れている状態（吸引されていない状態）は、磁気回路ができないので、小さなインダクタンスを示す（例えば、０．２Ｈ）。一方、プランジャーが吸引子に吸着された状態では、ソレノイドに磁気回路ができ、インダクタンスが大きくなる（例えば、２．５Ｈ）。
従って、最初は、コイル巻線（コイル直流抵抗２３０Ω）ぐらい抵抗があるので、抵抗値分だけ流れる。すなわち、例えば、２００Ｖであれば１Ａの電流が流れることになる。しかしながら、例えば、ＭＯＳＦＥＴ(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)などのスイッチ手段が、例えば、０．５Ａしか流せないので、回路が壊れてしまうので、所定の回路保護電流値（例えば、０．５Ａ）以上流れる状態になれば、通電を遮断して回路を保護する。
このように、初期の通電時には、ソレノイド（電磁コイル）のインダクタンスが小さいため、大電流が流れるので、回路保護のために電流遮断保護機能を付与すればよい。
このように、ゼロクロスタイミングでソレノイドへの通電を最初に開始した初期通電時から、電流検知手段により検出したソレノイドに流れる電流値が、所定の回路保護電流値Ｉｃになった際に、スイッチ手段によりソレノイドへの通電を遮断する回路保護手段を備えるので、回路を効果的に保護することができる。
また、本発明の電磁弁は、前述のいずれかに記載の電磁弁駆動制御装置を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、ゼロクロスタイミング発生手段によって、スイッチ手段によるソレノイドへの通電を、電源周期のゼロクロスタイミングで通電を開始するように制御される。
これによって、コイルの浮遊容量への突入電流を抑制することができ、コイルの浮遊容量への突入電流をゼロにして、ソレノイド（電磁コイル）にエネルギーを蓄積することにより、いわゆる「オフ位相制御」によって、ノイズの発生を抑制することが可能である。
また、電源電圧が、２０Ｖ以下では、コイルの浮遊容量への突入電流は、ＥＭＣ規格の限度値を超えるような値にはならず、省エネが図れることになる。
さらに、遮断モードでは、ゼロクロスタイミング発生手段の制御によって、スイッチ手段によりゼロクロスタイミングでソレノイドへの通電を開始した後、電流検知手段により検出したソレノイドに流れる電流値が、所定の設定電流値Ｉａに達した時に、スイッチ手段によりソレノイドへの通電を遮断するようになっている。
また、保持モードでは、スイッチ手段によりソレノイドへの通電を遮断した後、次のゼロクロスタイミングまでの間、スナバー回路を通してソレノイドに蓄積したエネルギーを放電することにより保持力を発生させ、ソレノイドに流れる電流値が、所定の保持電流値Ｉｂ以上になるように設定されている。
これにより、次のゼロクロスタイミングまでの間、スナバー回路を通してソレノイドに蓄積したエネルギーを放電することにより保持力を発生させ、ソレノイドに流れる電流値が、所定の保持電流値Ｉｂ以上になるように設定されているので、ソレノイドへの通電を遮断した後は、電源周期よりも長い保持電流を、例えば、ダイオードを用いたスナバー回路に回路を切り替えることによって、ゆっくり放電し、エネルギーを保持でき、プランジャーを吸引子に吸引状態（開弁状態）に保つことが可能で、省エネが図れることになる。
このように、交流電源電圧（実効電圧:１００Ｖａｃ〜２４０Ｖａｃ）で使用することができ、しかも、コイルの浮遊容量への突入電流をなくして、コイルにエネルギーを蓄積することにより、突入電流に起因するノイズの発生を抑制することができるとともに、省エネが図れる電磁弁駆動制御装置を提供することができる。
図１は、本発明の電磁弁駆動制御装置を適用する電磁弁の縦断面図である。 図２は、本発明の電磁弁駆動制御装置の回路図である。 図３は、本発明の電磁弁駆動制御装置の制御を示すフローチャートである。 図４は、本発明の電磁弁駆動制御装置の制御を示す概略図である。 図５は、本発明の電磁弁駆動制御装置の保持モードの状態を示す時間と電流の関係を示すグラフである。 図６は、本発明の別の実施例の電磁弁駆動制御装置の制御を示すフローチャートである。 図７は、図６の電磁弁駆動制御装置の制御を示す時間と電流の関係を示すグラフである。 図８は、図６の電磁弁駆動制御装置の制御を示すフローチャートである。 図９は、従来の電磁弁の縦断面図である。 図１０は、従来の電磁弁駆動制御装置２００のブロック図である。 図１１は、従来の電磁弁制御装置３００のブロック図である。
以下、本発明の実施の形態（実施例）を図面に基づいてより詳細に説明する。
（実施例１）
図１は、本発明の電磁弁駆動制御装置を適用する電磁弁の縦断面図、図２は、本発明の電磁弁駆動制御装置の回路図、図３は、本発明の電磁弁駆動制御装置の制御を示すフローチャート、図４は、本発明の電磁弁駆動制御装置の制御を示す概略図、図５は、本発明の電磁弁駆動制御装置の保持モードの状態を示す時間と電流の関係を示すグラフである。
図１において、符号１０は、全体で本発明の電磁弁駆動制御装置を適用する電磁弁を示している。
図１に示したように、電磁弁１０は、弁体１２を備えた制御部１４を備えている。
また、この電磁弁１０の制御部１４は、図１に示したように、駆動部１６が挿通された電磁コイル１８を備えている。
そして、電磁コイル１８は、巻線が巻かれたボビン３０とボビン３０の周囲を囲むようにモールド樹脂２２でモールドされている。さらに、図１に示したように、電磁コイル１８は、磁気フレーム２４の内部に装着され、磁気フレーム２４を介して駆動部１６に固定されている。
すなわち、磁気フレーム２４の底板部２６の中央部に形成された駆動部挿通孔２８、ボビン３０の駆動部挿通孔３２に、駆動部１６が挿通されている。そして、駆動部１６の吸引子３４の上部に形成されたボルト挿通孔３６に、磁気フレーム２４の上板部３８の中央部に形成されたボルト挿通孔４０を介して、締結ボルト４２が螺合されている。
これにより、電磁コイル１８が駆動部１６に挿通して固定され、電磁弁１０の制御部１４が構成されている。
なお、駆動部１６は、プランジャーケース４４を備え、このプランジャーケース４４内に上下に移動可能な弁体１２を固定したプランジャー４６を備えている。そして、吸引子３４とプランジャー４６との間に、プランジャー４６を下方に、すなわち、弁座４８の方向に弁体１２を付勢する付勢バネ５０が介装されている。
このような電磁弁１０は、電磁コイル１８に通電することにより、プランジャー４６が、付勢バネ５０に抗して吸引子３４方向に移動し、プランジャー４６に連結された弁体１２が、弁座４８から離反して、弁口５２が開放されるようになっている。
また、電磁コイル１８への通電を遮断することにより、プランジャー４６が、付勢バネ５０の付勢力により、吸引子３４から離反する方向に移動し、プランジャー４６に連結された弁体１２が、弁座４８に当接して、弁口５２が閉止されるようになっている。
さらに、図９に示した従来の電磁弁１００では、吸引子１２４に環状の隈取りコイル（隈取りリング）１４８が設けられていたが、図１に示したように、本発明の電磁弁駆動制御装置を適用する電磁弁１０では、吸引子３４またはプランジャー４６のいずれにも、このような隈取りコイル（隈取りリング）が設けられていない構造である。
図２は、本発明の電磁弁駆動制御装置６０を示す回路図であり、この実施例では、一例として、交流電源を用いて、このような構成の電磁弁１０の駆動を制御する実施例を示している。
なお、本発明の電磁弁駆動制御装置６０は、交流電源、直流電源（脈動電流）のいずれにおいても使用できるものである。直流電源の場合には、後述する全波整流回路６４を省略すれば良い。本発明は、コイルの浮遊容量に充電電流が発生しないことを特徴としているので、例えば０V〜２０V以下の所定電圧においてクロスするタイミングがある直流電源（例えば、矩形波・三角波）で使用可能である。
この実施例の電磁弁駆動制御装置６０は、例えば、商用の実効電圧:１００Ｖ〜２４０Ｖの単相交流電源からなる交流電源６２を備えており、交流電源６２からの交流電流は、ダイオードブリッジから構成される全波整流回路６４によって、全波整流が行われ、直流電流が発生されるようになっている。
そして、図２に示したように、この全波整流回路６４からの交流電流は、電磁弁１０のソレノイド６６（電磁コイル１８）に通電され、ソレノイド６６を駆動させるように構成されている。これにより、プランジャー４６が、付勢バネ５０に抗して吸引子３４方向に移動し、プランジャー４６に連結された弁体１２が、弁座４８から離反して、弁口５２が開放されるようになっている。
この場合、このように全波整流回路６４によって全波整流して、直流電流に変換することによって、電磁弁１０には、吸引子３４またはプランジャー４６のいずれにも隈取りコイルを設ける必要がないので、プランジャー４６を吸引するために必要な磁束は同じでも、隈取りコイルをなくすことにより、ソレノイド６６の電磁コイル１８の巻線を余分に巻く必要がなく、部材および加工工数が減少して、コストを低減することが可能である。
また、プランジャー４６を吸引するために必要な磁束は同じでも、隈取りコイルをなくすことにより、プランジャー４６の磁気抵抗が低下し、直流駆動に近づくため、見掛けのインダクタンスが小さくなるので、電磁コイル１８のコイルサイズを下げることができる。
また、この実施例の電磁弁駆動制御装置６０では、図２に示したように、全波整流回路６４で全波整流された電流は、電磁弁１０のソレノイド６６の一端にプラス側電源として接続されている。
また、電磁弁１０のソレノイド６６の他端には、ソレノイド６６への通電・遮断を行う、例えばＭＯＳＦＥＴなどのスイッチ手段６８が接続されている。
さらに、電磁弁１０のソレノイド６６は、通電遮断時にソレノイド６６に還流する電流還流部材として、例えば、ダイオードを用いたスナバー回路７０が接続されている。
このように構成することによって、例えば、フライホイールダイオードを電流還流部材として用いることによって、ソレノイド６６への通電を遮断する期間において、ソレノイド６６（電磁コイル１８）に電流を流すことができるので、プランジャーが振動することがなく、しかも、ゆっくり放電し、エネルギーを保持できるように構成されている。
また、電磁弁駆動制御装置６０は、図２に示したように、スイッチ手段６８によるソレノイド６６への通電を、後述するように、単相交流電源の電源周期のゼロクロスタイミングで通電を開始するように制御するゼロクロスタイミング発生手段７２を備えている。
すなわち、具体的には、図２に示したように、このゼロクロスタイミング発生手段７２は、単相交流電源の電源周期のゼロクロスを検出するためのゼロクロス検出回路７４と、スイッチ手段６８によるソレノイド６６への通電・遮断を制御するタイミング発生回路７６とを備えている。
なお、このゼロクロス検出回路７４は、図２に示した回路以外にも、周知のゼロクロス検出回路７４を用いることができる。
また、電磁弁駆動制御装置６０は、図２に示したように、ソレノイド６６に流れる電流値を検知する電流検知手段７８を備えている。
すなわち、具体的には、図２に示したように、この電流検知手段７８は、ソレノイド６６に流れる電流値を検知する電流検出抵抗８０（Ｒ７）と、後述するように、所定の設定電流値Ｉａと、所定の保持電流値Ｉｂを検出するために、コンパレーターからなる電流リミット比較回路８２から構成されている。
このように構成される電磁弁駆動制御装置６０では、図３に示したフローチャートに示したように制御される。
先ず、図３、図４に示したように、初期モードが開始される。すなわち、図３に示したように、ステップＳ１において、コイル通電シーケンスが開始され、ステップＳ２において、通電時間のタイマー計測が開始される。
そして、図３に示したように、ステップＳ３において、コイル通電が開始される。すなわち、図３、図４に示したように、ゼロクロスタイミング発生手段７２のゼロクロス検出回路７４において、単相交流電源の電源周期のゼロクロスを検出して、タイミング発生回路７６により、スイッチ手段６８によるソレノイド６６への通電を、単相交流電源の電源周期のゼロクロスタイミング（図４のＡ１〜Ａ３参照）で通電を開始する。
次に、図３に示したように、ステップＳ４において、所定の初期通電時間が経過したか否かが判断される。具体的には、最初は最大でも１秒以内（所定時間）経過したか否かが、
ノイズ規格（１秒以内）に従って、例えば、４０ｍｓｅｃの時間が経過したか否かが判断される。
そして、ステップＳ４において、所定の初期通電時間が経過したと判断された場合には、ステップＳ５に進み、電流検知手段７８により検出したソレノイド６６に流れる電流値が、所定の設定電流値Ｉａに達した否かが判断される（図４参照）。
すなわち、この設定電流値Ｉａは、ゼロクロスタイミングでソレノイド６６への通電を開始した後、プランジャー４６が吸引子３４に吸着する電流値であり、図５に示したように、例えば、５５ｍＡに設定されている。
このように設定電流値Ｉａが、ゼロクロスタイミングでソレノイド６６への通電を開始した後、プランジャー４６が吸引子３４に吸着する電流値であるので、余分な電流をソレノイド６６へ印加することがないので、省エネが図れる。
そして、図２、ステップＳ５において、ソレノイド６６に流れる電流値が、所定の設定電流値Ｉａに達したと判断された場合（時に）には、ステップＳ６において、スイッチ手段６８によりソレノイド６６への通電を遮断する遮断モードに移行する（図４、図５の実線参照）。
一方、ステップＳ５において、ソレノイド６６に流れる電流値が、所定の設定電流値Ｉａに達していないと判断された場合には、再び、ステップＳ５に戻り、電流検知手段７８により検出したソレノイド６６に流れる電流値が、所定の設定電流値Ｉａに達した否かが判断される。
そして、ステップＳ６において、スイッチ手段６８によりソレノイド６６への通電を遮断する遮断モードに移行した後、ステップＳ７において、単相交流電源の電源周期のゼロクロスであるか否かが判断される。
すなわち、図４に示したように、ステップＳ７において、ゼロクロスタイミング発生手段７２のゼロクロス検出回路７４において、単相交流電源の電源周期のゼロクロスを検出して、単相交流電源の電源周期のゼロクロスであると判断された場合には、ステップＳ３に戻り、タイミング発生回路７６により、スイッチ手段６８によるソレノイド６６への通電を、単相交流電源の電源周期のゼロクロスタイミングで通電を開始する（図４、図５の実線参照）。
一方、ステップＳ７において、単相交流電源の電源周期のゼロクロスでないと判断された場合には、再び、ステップＳ７において、単相交流電源の電源周期のゼロクロスであるか否かが判断される。
以下、ステップＳ３〜ステップＳ７が繰り返され、図４に示したように、保持モード（定常モード）に移行する。
この場合、図４に示したように、スイッチ手段６８によりソレノイド６６への通電を遮断した後、次のゼロクロスタイミングまでの間、スナバー回路７０を通してソレノイド６６に蓄積したエネルギーを放電することにより保持力を発生させ、ソレノイド６６に流れる電流値が、所定の保持電流値Ｉｂ以上になるように設定された保持モードが維持される。
すなわち、この保持電流値Ｉｂは、プランジャー４６が吸引子３４に吸着した状態を保持できる電流値であり、例えば、図５に示したように、２１ｍＡに設定されている。
このように、保持電流値Ｉｂが、プランジャー４６が吸引子３４に吸着した状態を保持できる電流値であるので、プランジャー４６が吸引子３４に吸引状態（開弁状態）に保つことが可能で、プランジャー４６が吸引子３４への吸着状態から離反した脱落状態となることがない。
また、本発明の電磁弁駆動制御装置６０では、ゼロクロスタイミングでソレノイド６６への通電を最初に開始した初期通電時から、電流検知手段７８により検出したソレノイド６６に流れる電流値が、所定の回路保護電流値Ｉｃになった際に、スイッチ手段６８によりソレノイド６６への通電を遮断する回路保護手段を備えている。
すなわち、図３において、ステップＳ４において、所定の初期通電時間が経過していないと判断された場合には、ステップＳ８において、電流検知手段７８により検出したソレノイド６６に流れる電流値が、所定の回路保護電流値Ｉｃになったか否かが判断される。
そして、ステップＳ８において、電流検知手段７８により検出したソレノイド６６に流れる電流値が、所定の回路保護電流値Ｉｃになったと判断された場合には、ステップＳ６において、スイッチ手段６８によりソレノイド６６への通電を遮断する遮断モードに移行する。
一方、ステップＳ８において、電流検知手段７８により検出したソレノイド６６に流れる電流値が、所定の回路保護電流値Ｉｃでないと判断された場合には、ステップＳ４に戻り、所定の初期通電時間が経過したか否かが判断される。
すなわち、当初プランジャー４６が吸引子３４から離れている状態（吸引されていない状態）は、磁気回路ができないので、小さなインダクタンスを示す（例えば、０．２Ｈ）。一方、プランジャー４６が吸引子３４に吸着された状態では、ソレノイド６６に磁気回路ができ、インダクタンスが大きくなる（例えば、２．５Ｈ）。
従って、最初は、コイル巻線は、直流抵抗が２００Ωぐらいあるので、その分だけ電流が流れる。すなわち、例えば、２００Ｖであれば１Ａの電流が流れることになる。しかしながら、例えば、ＭＯＳＦＥＴ(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)などのスイッチ手段６８が、例えば、０．５Ａしか流せないので、回路が壊れてしまうので、所定の回路保護電流値（例えば、０．５Ａ）以上流れる状態になれば、通電を遮断して回路を保護する。
このように、初期の通電時には、ソレノイド６６の電磁コイル１８のインダクタンスが小さいので、大電流が流れるので、回路保護のために電流遮断保護機能を付与すればよい。
このように、ゼロクロスタイミングでソレノイド６６への通電を最初に開始した初期通電時から、電流検知手段７８により検出したソレノイド６６に流れる電流値が、所定の回路保護電流値Ｉｃになった際に、スイッチ手段６８によりソレノイド６６への通電を遮断する回路保護手段を備えるので、回路を効果的に保護することができる。
このように構成される本発明の本発明の電磁弁駆動制御装置６０では、ゼロクロスタイミング発生手段７２によって、スイッチ手段６８によるソレノイド６６への通電を、単相交流電源の電源周期のゼロクロスタイミングで通電を開始するように制御される。
これによって、コイルの浮遊容量への突入電流を抑制することができ、コイルの浮遊容量への突入電流をゼロにして、ソレノイド６６の電磁コイル１８にエネルギーを蓄積することにより、いわゆる「オフ位相制御」によって、ノイズの発生を抑制することが可能である。
また、電源電圧が、例えば、２０Ｖ以下では、コイルの浮遊容量への突入電流は、ＥＭＣ規格の限度値を超えるような値にはならず、省エネが図れることになる。
さらに、遮断モードでは、ゼロクロスタイミング発生手段７２の制御によって、スイッチ手段６８によりゼロクロスタイミングでソレノイド６６への通電を開始した後、電流検知手段７８により検出したソレノイド６６に流れる電流値が、所定の設定電流値Ｉａに達した時に、スイッチ手段６８によりソレノイド６６への通電を遮断するようになっている。
また、保持モードでは、スイッチ手段６８によりソレノイド６６への通電を遮断した後、次のゼロクロスタイミングまでの間、スナバー回路７０を通してソレノイド６６に蓄積したエネルギーを放電することにより保持力を発生させ、ソレノイド６６に流れる電流値が、所定の保持電流値Ｉｂ以上になるように設定されている。
これにより、次のゼロクロスタイミングまでの間、スナバー回路７０を通してソレノイド６６に蓄積したエネルギーを放電することにより保持力を発生させ、ソレノイド６６に流れる電流値が、所定の保持電流値Ｉｂ以上になるように設定されているので、ソレノイド６６への通電を遮断した後は、電源周期よりも長い保持電流を、例えば、ダイオードを用いたスナバー回路に回路を切り替えることによって、ゆっくり放電し、エネルギーを保持でき、プランジャー４６を吸引子３４に吸引状態（開弁状態）に保つことが可能で、省エネが図れることになる。
このように、交流電源電圧（実効電圧:１００Ｖａｃ〜２４０Ｖａｃ）で使用することができ、しかも、コイルの浮遊容量への突入電流をなくして、コイルにエネルギーを蓄積することにより、突入電流に起因するノイズの発生を抑制することができるとともに、省エネが図れる電磁弁駆動制御装置６０を提供することができる。
（実施例２）
図６は、本発明の別の実施例の電磁弁駆動制御装置の制御を示すフローチャート、図７は、図６の電磁弁駆動制御装置の制御を示す時間と電流の関係を示すグラフ、図８は、図６の電磁弁駆動制御装置の制御を示すフローチャートである。
この実施例の電磁弁駆動制御装置６０では、上記実施例の電磁弁駆動制御装置６０の図３に示したフローチャートと同様なステップＳ１〜ステップＳ８までは、同様であるのでその詳細な説明は省略する。
この実施例の電磁弁駆動制御装置６０では、保持モードにおいて、プランジャー４６が吸引子３４への吸着状態から離反した脱落状態を検知する脱落検知手段を備えている。
すなわち、本発明の電磁弁駆動制御装置６０では、前述したように、ソレノイド６６の電磁コイル１８に余分な電流を流さなくするので、例えば、何らかの振動、圧力の変動、冷媒が揺れて引っ張られてしまうなどの原因（外因）で、プランジャー４６が吸引子３４に吸着した状態から脱落するおそれがある。
このように脱落状態になった場合には、再吸引できないおそれがあるので、保持モードにおいて、万一プランジャー４６が脱落した場合にも、脱落検知手段によってプランジャー４６が吸引子３４への吸着状態から離反した脱落状態を検知して、再度ソレノイド６６への通電を開始することによって、プランジャー４６が吸引子３４への吸着状態から離反した脱落状態を回避でき、作動性、信頼性が向上するように構成されている。
具体的には、図６に示したように、ステップＳ６とステップＳ７との間に、ステップＳ９において、プランジャー４６が吸引子３４から脱落したか否か、すなわち、プランジャー４６の脱落が検出されたか否かが判断されるようになっている。
そして、ステップＳ９において、プランジャー４６が吸引子３４から脱落したと判断された場合には、ステップＳ２に戻り、ステップＳ２において、通電時間のタイマー計測が開始され、ステップＳ３において、コイル通電が開始される。
一方、ステップＳ９において、プランジャー４６が吸引子３４から脱落していないと判断された場合には、ステップＳ７において、単相交流電源の電源周期のゼロクロスであるか否かが判断される。
この場合、図８に示したように、脱落検知手段が、ゼロクロスタイミングでソレノイド６６への通電を開始した時の電流値を電流検知手段７８で測定して、所定の脱落検知電流値Ｉｄ以下であるか否かで判断して脱落を検出するように構成されている。
このように、ゼロクロスタイミングでソレノイド６６への通電を開始した時の電流値を電流検知手段７８で測定して、所定の脱落検知電流値Ｉｄ以下であるか否かで判断して脱落を検出すればよい（図８のＢ部参照）。
すなわち、プランジャー４６が吸引子３４に吸着した状態では、コイルインダクタンスは、図８に示したように、例えば、２．５Ｈ以上であり、一方、プランジャー４６が脱落した状態では、コイルインダクタンスは、例えば、１．５Ｈ以下になる。
従って、ゼロクロスタイミングでソレノイド６６への通電を開始した時（瞬間）の電流値は、プランジャー４６が吸引子３４に吸着した状態（高インダクタンス）では、例えば、２１ｍＡを超えることになる。これに対して、プランジャー４６が脱落した状態の低インダクタンス（図８では、実線の２．５Ｈ以外）では、２１ｍＡ以下から導通開始することになる。
従って、これを指標（所定の脱落検知電流値Ｉｄ）として、ゼロクロスタイミングでソレノイド６６への通電を開始した時の電流値を電流検知手段７８で測定して、所定の脱落検知電流値Ｉｄ以下であるか否かで判断して脱落を検出すればよい（図８のＢ部参照）。
これにより、脱落検知手段によってプランジャー４６が吸引子３４への吸着状態から離反した脱落状態を検知して、再度ソレノイドへ６６の通電を開始することによって、プランジャー４６が吸引子３４への吸着状態から離反した脱落状態を回避でき、作動性、信頼性が向上する。
また、脱落検知手段が、ゼロクロスタイミングでソレノイド６６への通電を開始した時から、電流検知手段７８により検出したソレノイド６６に流れる電流値が、所定の設定電流値Ｉａに達した時までの時間を測定して、所定の脱落検知時間であるか否かで判断して脱落を検出するように構成してもよい（例えば、図７において、１．３Ｈの場合のｔ３を測定して判断する）。
また、図７に示したように、プランジャー４６が吸引子３４に吸着した状態では、コイルインダクタンスは、例えば、２．５Ｈ以上であり、一方、プランジャー４６が脱落した状態では、コイルインダクタンスは、例えば、１．５Ｈ以下になる。
従って、ゼロクロスタイミングでソレノイド６６への通電を開始した時の電流値は、プランジャーが吸引子に吸着した状態（高インダクタンス、例えば、図８において２．５Ｈの場合）では、例えば、２１ｍＡを超えることになる。これに対して、プランジャー４６が脱落した状態（低インダクタンス、例えば、図８において１．３Ｈの場合）では、２１ｍＡ以下から導通開始することになる。
また、前述したように、遮断モードにおいて、電流検知手段７８により検出したソレノイド６６に流れる電流値が、所定の設定電流値Ｉａ（例えば、５５ｍＡ）に達した時で、スイッチ手段６８によりソレノイド６６への通電を遮断している。
従って、図７に示したように、プランジャー４６が吸引子３４に吸着した状態（高インダクタンス、例えば、図７において２．５Ｈの場合）から通電を遮断して、設定電流値Ｉａまでに要する時間ｔ２と、プランジャーが脱落した状態（低インダクタンス、例えば、図７において１．３Ｈの場合）から通電を遮断して、設定電流値Ｉａまでに要する時間ｔ１では、電磁コイルの充電時間の影響により、プランジャー４６が脱落した状態（低インダクタンス）では、プランジャー４６が吸引子３４に吸着した状態（高インダクタンス）に比べて、この充電に要する通電時間が短くなる。
図７に示したように、この時間差（ｔ２−ｔ１）を測定することにより、プランジャー４６の脱落可否を判定することができる。すなわち、ゼロクロスタイミングでソレノイドへ６６の通電を開始した時から、電流検知手段７８により検出したソレノイド６６に流れる電流値が、所定の設定電流値Ｉａに達した時までの時間を測定して、所定の脱落検知時間以下であるか否かで判断して脱落を検出すればよい。
これにより、脱落検知手段によってプランジャー４６が吸引子３４への吸着状態から離反した脱落状態を検知して、再度ソレノイド６６への通電を開始することによって、プランジャー４６が吸引子３４への吸着状態から離反した脱落状態を回避でき、作動性、信頼性が向上する。
この場合、充電時間には電源電圧依存性があるので、電源電圧で導通時間の判定値を変更する必要がある。
すなわち、コイルと電源電圧によって充電時間が変わり、電源電圧が大きいと時間が短くなる。そのために、例えば、１１０Ｖより高い電圧なのか、低い電圧なのかによって、ソレノイド６６へ通電している時間が短いか長いか検出しなければならない。すなわち、これを比較するため、高い電源電圧では、判定時間を短くしなければならない。
従って、例えば、図８に示したフローチャートのように制御すればよい。
すなわち、ステップＳ１１において判定を開始する。そして、ステップＳ１２において、電源電圧が所定の電源電圧Ｖ（例えば、１１０Ｖ）より小さいか否かが判断される。
そして、ステップＳ１２において、電源電圧が所定の電源電圧Ｖ（例えば、１１０Ｖ）より小さいと判断された場合には、ステップＳ１３において、通電時間が、所定の通電時間Ｔ１（例えば、１．３ｍｓｅｃ）より大きいか否か判断される。
そして、ステップＳ１３において、通電時間が、所定の通電時間Ｔ１（例えば、１．３ｍｓｅｃ）より大きいと判断された場合には、ステップＳ１４において、プランジャー４６が吸引子３４への吸着状態であり、吸引判定がされる。
一方、ステップＳ１３において、通電時間が、所定の通電時間Ｔ１（例えば、１．３ｍｓｅｃ）より小さいと判断された場合には、ステップＳ１５において、プランジャー４６が吸引子３４から脱落した状態であり、脱落判定がされる。
また、ステップＳ１２において、電源電圧が所定の電源電圧Ｖ（例えば、１１０Ｖ）より大きいと判断された場合には、ステップＳ１６において、通電時間が、所定の通電時間Ｔ２（例えば、０．８ｍｓｅｃ）より大きいか否か判断される。
そして、ステップＳ１６において、通電時間が、所定の通電時間Ｔ２（例えば、０．８ｍｓｅｃ）より大きいと判断された場合には、ステップＳ１４において、プランジャー４６が吸引子３４への吸着状態であり、吸引判定がされる。
一方、ステップＳ１６において、通電時間が、所定の通電時間Ｔ２（例えば、０．８ｍｓｅｃ）より小さいと判断された場合には、ステップＳ１５において、プランジャー４６が吸引子３４から脱落した状態であり、脱落判定がされる。
なお、これらの所定の電源電圧Ｖ、所定の通電時間Ｔ１、所定の通電時間Ｔ２などは、予め測定、決定してデーターベース化して、記憶部に記憶して用いれば良い。
以上、本発明の好ましい実施の態様を説明してきたが、本発明はこれに限定されることはなく、上記の実施例では、電磁弁駆動制御装置６０として、交流電源を用いた実施例について説明したが、本発明の電磁弁駆動制御装置６０は、交流電源、直流電源（脈動電流）のいずれにおいても使用できるものであって、直流電源の場合には、全波整流回路６４を省略すれば良い。
また、本発明は、コイルの浮遊容量に充電電流が発生しないことを特徴としているので、例えば０V〜２０V以下の所定電圧においてクロスするタイミングがある直流電源（例えば、矩形波・三角波）で使用可能である。
さらに、上記実施例では、ソレノイド６６に、通電遮断時にソレノイド６６に還流する電流還流部材として、フライホイールダイオードを用いたが、例えば、ＲＣスナバー回路などを電流還流部材として用いることができるなど本発明の目的を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
本発明は、力率の悪化を許容すれば、隈取りコイル（隈取りリング）を有している電磁弁でも使用可能である。
本発明は、電磁弁駆動制御装置に関する。より詳細には、交流電源からの交流電流を全波整流して直流電流に変換し、この直流電流をソレノイド（電磁コイル）に通電することによってプランジャーを移動させて、プランジャーに設けた弁体が弁座に対して離接移動して、弁座に設けられた弁口を開閉するように構成した電磁弁駆動制御装置、および、電磁弁駆動制御装置を備えた電磁弁に適用することができる。
１０ 電磁弁
１２ 弁体
１４ 制御部
１６ 駆動部
１８ 電磁コイル
２２ モールド樹脂
２４ 磁気フレーム
２６ 底板部
２８ 駆動部挿通孔
３０ ボビン
３２ 駆動部挿通孔
３４ 吸引子
３６ ボルト挿通孔
３８ 上板部
４０ ボルト挿通孔
４２ 締結ボルト
４４ プランジャーケース
４６ プランジャー
４８ 弁座
５０ 付勢バネ
５２ 弁口
６０ 電磁弁駆動制御装置
６２ 交流電源
６４ 全波整流回路
６６ ソレノイド
６８ スイッチ手段
７２ ゼロクロスタイミング発生手段
７４ ゼロクロス検出回路
７６ タイミング発生回路
７８ 電流検知手段
８０ 電流検出抵抗
８２ 電流リミット比較回路
１００ 電磁弁
１０２ 弁体
１０４ 制御部
１０６ 駆動部
１０８ 電磁コイル
１１２ モールド樹脂
１１４ 磁気フレーム
１１６ 底板部
１１８ 駆動部挿通孔
１２０ ボビン
１２２ 駆動部挿通孔
１２４ 吸引子
１２６ ボルト挿通孔
１２８ 上板部
１３０ ボルト挿通孔
１３２ 締結ボルト
１３４ プランジャーケース
１３６ プランジャー
１３８ 弁座
１４０ 付勢バネ
１４２ 弁口
１４４ 下端面
１４６ コイル装着用溝
１４８ コイル
２００ 電磁弁駆動制御装置
２０２ 全波整流回路部
２０４ 電源平滑部
２０６ 電磁コイル
２０８ 比較演算部
２１０ 駆動素子部
２１２ 吸着電流指示部
２１４ 吸着保持電流指示部
３００ 電磁弁制御装置
３０２ 弁コイル
３０４ 正特性温度係数素子
３０６ リレー
３０８ 制御部
３１０ インバータ用電源部
３１２ 制御用電源部
Ｄ１ ダイオード
Ｉａ 設定電流値
Ｉｂ 保持電流値
Ｉｃ 回路保護電流値
Ｉｄ 脱落検知電流値
Ｑ１ トランジスタ
Ｒ１ 抵抗
ｔ 脱落検知時間
ｔ１ 時間
Ｔ１ 通電時間
ｔ２ 時間
Ｔ２ 通電時間
Ｖ 電源電圧

Claims (8)

  1. ソレノイドに通電することによってプランジャーを移動させて、プランジャーに設けた弁体が弁座に対して離接移動して、
    通電時に弁体が弁座から離反して吸引子に吸着することにより開弁状態となり、非通電時に弁体が弁座に当接して弁閉状態となるように構成した電磁弁駆動制御装置であって、
    前記ソレノイドへの通電・遮断を行うスイッチ手段と、
    前記スイッチ手段によるソレノイドへの通電を、電源周期のゼロクロスタイミングで通電を開始するように制御するゼロクロスタイミング発生手段と、
    前記ソレノイドに流れる電流値を検知する電流検知手段とを備え、
    前記ゼロクロスタイミング発生手段の制御によって、前記スイッチ手段によりゼロクロスタイミングでソレノイドへの通電を開始した後、前記電流検知手段により検出したソレノイドに流れる電流値が、所定の設定電流値Ｉａに達した時に、前記スイッチ手段によりソレノイドへの通電を遮断する遮断モードと、
    前記スイッチ手段によりソレノイドへの通電を遮断した後、次のゼロクロスタイミングまでの間、スナバー回路を通してソレノイドに蓄積したエネルギーを放電することにより保持力を発生させ、ソレノイドに流れる電流値が、所定の保持電流値Ｉｂ以上になるように設定された保持モードと、
    を備えることを特徴とする電磁弁駆動制御装置。
  2. 前記設定電流値が、前記ゼロクロスタイミングでソレノイドへの通電を開始した後、プランジャーが吸引子に吸着する電流値であることを特徴とする請求項１に記載の電磁弁駆動制御装置。
  3. 前記保持電流値が、プランジャーが吸引子に吸着した状態を保持できる電流値であることを特徴とする請求項１から２のいずれかに記載の電磁弁駆動制御装置。
  4. 前記保持モードにおいて、プランジャーが吸引子への吸着状態から離反した脱落状態を検知する脱落検知手段を備えることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の電磁弁駆動制御装置。
  5. 前記脱落検知手段が、前記ゼロクロスタイミングでソレノイドへの通電を開始した時の電流値を電流検知手段で測定して、所定の脱落検知電流値以下であるか否かで判断して脱落を検出するように構成されていることを特徴とする請求項４に記載の電磁弁駆動制御装置。
  6. 前記脱落検知手段が、前記ゼロクロスタイミングでソレノイドへの通電を開始した時から、前記電流検知手段により検出したソレノイドに流れる電流値が、前記所定の設定電流値Ｉａに達した時までの時間を測定して、所定の脱落検知時間であるか否かで判断して脱落を検出するように構成されていることを特徴とする請求項４に記載の電磁弁駆動制御装置。
  7. 前記ゼロクロスタイミングでソレノイドへの通電を最初に開始した初期通電時から、前記電流検知手段により検出したソレノイドに流れる電流値が、所定の回路保護電流値Ｉｃになった際に、前記スイッチ手段によりソレノイドへの通電を遮断する回路保護手段を備えることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の電磁弁駆動制御装置。
  8. 請求項１から７のいずれかに記載の電磁弁駆動制御装置を備えたことを特徴とする電磁弁。
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