JPH04347082A - 電磁比例弁の駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、油等の液体の流量およ
び流れの方向を制御する電磁比例弁の駆動装置に関する
。

【０００２】

【従来の技術】電磁比例弁には、２つの比例ソレノイド
を備えており、いずれかを駆動することにより圧油の流
量と流れ方向を制御できるようになっているものがある
。この種、電磁比例弁、および電磁比例弁の駆動回路を
図により説明する。図３は従来の電磁比例弁の概略構成
図である。図で、１は電磁比例弁の本体であり、図示し
ない油圧アクチュエータに接続されるＡポートおよびＢ
ポート、油圧ポンプに接続されるＰポート、タンクに接
続されるＴポートを有し、図示しないスプールのＸ、Ｙ
、Ｚの３つの切換位置を有している。２ａ、３ａは電磁
比例弁の第１、第２の比例ソレノイドであり、双方とも
に後述する駆動回路から供給される電流値に応じて駆動
し、前記スプールの変位量（切換位置）を決め、電磁比
例弁１を通過する圧油の方向と流量とを制御する。例え
ば、比例ソレノイド２ａに定格電流を流した場合、電磁
比例弁１は完全にＸ位置に切換わり、ほとんど損失のな
い状態でＰポートとＡポート、ＢポートとＴポートを連
通する。比例ソレノイド２ａに定格電流以下の電流を流
した場合、その電流の大きさに応じてスプールが変位し
、Ｙ位置とＸ位置との中間の位置、つまり開度がある程
度絞られた位置でＰポートとＡポート、ＢポートとＴポ
ートを連通する。図４は従来の電磁比例弁の駆動回路の
回路図である。図で、３は操作レバー、４は操作レバー
３の操作方向および操作量を検出するポテンショメータ
、５はポテンショメータ４から操作信号を受取ってパル
ス幅変調（ＰＷＭ）信号を出力するコントローラである
。このコントローラ５において、６ａは第１の関数発生
器であり、操作レバー３が正の方向（図で「＋」の方向
）に操作されたときにその操作量に応じた信号を出力す
る。６ｂは第２の関数発生器であり、操作レバー３が負
の方向（図で「−」の方向）に操作されたときにその操
作量に応じた信号を出力する。７ａは第１のＰＷＭ信号
発生手段であり、第１の関数発生器６ａからの信号に対
応したデューティのＰＷＭ信号を出力する。７ｂは第２
のＰＷＭ信号発生手段であり、第２の関数発生器６ｂか
らの信号に対応したデューティのＰＷＭ信号を出力する
。８ａは第１の比例ソレノイド２ａの駆動手段としての
第１のパワートランジスタであり、第１のＰＷＭ信号発
生手段７ａからのＰＷＭ信号にしたがって断続し電源９
から第１の比例ソレノイド２ａへの電流を制御する。 ８ｂは第２の比例ソレノイド２ｂの駆動手段としての第
２のパワートランジスタであり、第２のＰＷＭ信号発生
手段７ｂからのＰＷＭ信号にしたがって断続し電源９か
ら第２の比例ソレノイド２ｂへの電流を制御する。しか
して、この駆動回路は、出力電流の調整方法として、パ
ルス幅変調方式（ＰＷＭ方式）を採用しているが、この
方式は、パワートランジスタでの損失が小さく発熱量を
少なくできること、また、ＰＷＭの基本周期での電流の
変化をディザ効果として兼用できること等の利点があり
、最近多用されている方式である。

【０００３】上記駆動回路を用いるにあたり、操作レバ
ー３を正の方向に操作した場合、その操作方向および操
作量はポテンショメータ４で検出されてコントローラ５
内の第１、第２の関数発生器６ａ、６ｂに入力される。 ここで、第１の関数発生器６ａは操作量が正の方向であ
るのでその操作量に応じた出力信号を出力するが、第２
の関数発生器６ｂは出力信号を出力しない。このため、
第１のＰＷＭ信号発生手段７ａは操作量に応じた、つま
り第１の関数発生器６ａからの出力信号に応じたデュー
ティのＰＷＭ信号を出力するが、第２のＰＷＭ信号発生
手段７ｂは第２の関数発生器６ｂから出力がないのでデ
ューティ０％のＰＷＭ信号（常にローレベルの信号）を
出力する。第１のＰＷＭ信号発生手段７ａからのＰＷＭ
信号はこれに応じて第１のパワートランジスタ８ａを駆
動し、第２のＰＷＭ信号発生手段７ｂからのＰＷＭ信号
はローレベルにあるので第２のパワートランジスタ８ｂ
を駆動しない。したがって、第１のパワートランジスタ
８ａのみが電源９からの電流をＰＷＭ信号に応じて電磁
比例弁１の第１の比例ソレノイド２ａに流し、この第１
の比例ソレノイド２ａをＰＷＭ信号のデューティに応じ
たストローク量だけ駆動する。これにより、電磁比例弁
１は操作レバー３の操作量に応じた開度でＸ位置側に切
換わりＰポートとＡポート、ＢポートとＴポートとを連
通する。一方操作レバー３を負の方向に操作した場合、
やはりその操作量はポテンショメータ４で検出されてコ
ントローラ５内の第１、第２の関数発生器６ａ、６ｂに
同時に入力される。しかし、ここでの第１の関数発生器
６ａは操作量が負の方向であるので出力信号を出力しな
いが、第２の関数発生器６ｂは操作量に応じた出力信号
を出力する。このため、第１のＰＷＭ信号発生手段７ａ
はデューティ０％のＰＷＭ信号（常にローレベルの信号
）を出力するが、第２のＰＷＭ信号発生手段７ｂは操作
量に応じた、つまり第２の関数発生器６ｂからの出力信
号に応じたデューティのＰＷＭ信号を出力する。第１の
ＰＷＭ信号発生手段７ａからのＰＷＭ信号は第１のパワ
ートランジスタ８ａを駆動せず、第２のＰＷＭ信号発生
手段７ｂからのＰＷＭ信号は第２のパワートランジスタ
８ｂを駆動する。したがって、第２のパワートランジス
タ８ｂのみが電源９からの電流をＰＷＭ信号に応じて電
磁比例弁１の第２の比例ソレノイド２ｂに流し、この第
２の比例ソレノイド２ｂをＰＷＭ信号のデューティに応
じたストローク量だけ駆動する。これにより、電磁比例
弁１は操作レバー３の操作量に応じた開度でＹ位置側に
切換わりＰポートとＢポート、ＡポートとＴポートとを
連通する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来技術の駆
動回路において、コントローラに内蔵されるＰＷＭ信号
発生手段をアナログ回路で構成する場合には、三角波発
生回路とコンパレータ回路と３〜５個程度のオペアンプ
とを用いる必要があり、非常に複雑な回路となってしま
い、しかも、複数の電磁比例切換弁を制御するときには
このＰＷＭ信号発生手段を電磁比例弁の台数の２倍の数
用いる必要があり、駆動回路全体が大型化されてしまう
という問題を生じる。また、ＰＷＭ信号発生手段をマイ
クロコンピュータに内蔵された機能を用いて、または周
辺ＬＳＩに内蔵された機能を用いてデジタル的に構成す
る場合、１個のマイクロコンピュータや周辺ＬＳＩに内
蔵される当該機能の数は限られていることから、電磁比
例弁を多数台制御する場合には複数の周辺ＬＳＩを必要
とするという問題がある。これらのことにより、図４に
示す如く１台の電磁比例切換弁の制御に２つのＰＷＭ信
号発生手段を用いるのでは多チャンネル駆動に大きな障
害になるという問題を生じる。

【０００５】本発明の目的は、上記従来技術の課題を解
決し、１つのＰＷＭ信号発生手段のみで電磁比例弁を駆
動することができる電磁比例弁の駆動装置を提供するこ
とにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、２つのソレノイドを備え、操作手段の操
作により前記各ソレノイドに供給される電流に応じて駆
動される電磁比例弁において、前記操作手段の操作方向
および操作量を検出する検出手段と、この検出手段で検
出された操作量に応じた幅のパルスを出力するパルス幅
変調手段と、前記検出手段で検出された操作方向に応じ
て前記パルス幅変調手段の出力信号を前記２つのソレノ
イドの各駆動手段に選択的に接続する接続切換手段とを
設けたことを特徴とする。

【０００７】

【作用】操作レバーが操作されたとき、まず検出手段に
よりその操作方向および操作量を検出するとともに、パ
ルス幅変調手段により当該操作量に応じた幅のパルスを
出力する。ここで接続切換手段が前記検出手段で検出さ
れた操作方向を基に前記パルス幅変調手段より出力され
たパルスを適切な駆動手段に選択的に接続する。

【０００８】

【実施例】以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明
する。図１は本発明の実施例に係る電磁比例切換弁の駆
動回路の回路図である。図中、図３と同一部分には同一
符号を付して説明を省略する。６は関数発生器であり、
図４に示す第１、第２の関数発生器６ａ、６ｂの特性を
合成した特性を有する。１０はポテンショメータ４の出
力信号に基づいて操作レバー３の操作方向を検出する操
作方向判定器であり、操作レバー３の操作方向が正の方
向であればハイレベルのレベル信号を出力し、負の方向
であればローレベルのレベル信号を出力する。１１は第
１のＰＷＭ信号発生手段７ａからのＰＷＭ信号と操作方
向判定器１０からのレベル信号との入力を受けて選択的
に駆動信号を出力する接続切換手段（以下、駆動選択手
段と称する）であり、本実施例では２つのアンド回路１
２ａ、１２ｂと１つのノット回路１３とを用いて構成さ
れている。すなわち第１のＰＷＭ信号発生手段７ａから
の信号線は分岐されて双方のアンド回路１２ａ、１２ｂ
に導かれ、操作方向判定器１０からの信号線は一方がそ
のままアンド回路１２ａに導かれ、他方がノット回路１
３を介してアンド回路１２ｂに導かれている。

【０００９】操作レバー３を正の方向に操作した場合、
この操作量はポテンショメータ４を介して関数発生器器
６に入力されるとともに、操作方向判定器１０に入力さ
れる。ここで、関数発生器６は操作量に応じた出力信号
を第１のＰＷＭ駆動信号発生手段７ａに出力し、第１の
ＰＷＭ駆動信号発生手段７ａは当該出力信号に応じたデ
ューティのＰＷＭ信号を出力する。一方、操作方向判定
器１０は操作レバー３の操作方向が正の方向であるので
ハイレベルの信号を出力する。したがって、駆動選択手
段１１には第１のＰＷＭ信号発生手段７ａからのＰＷＭ
信号と操作方向判定器１０からのハイレベルの信号とが
入力されるので、この駆動選択手段１１はアンド回路１
２ａが出力条件を満たし、パワートランジスタ８ａにＰ
ＷＭ駆動信号と同期して駆動信号を出力する。このため
、パワートランジスタ８ａは電磁比例弁１の比例ソレノ
イド２ａに電源９からＰＷＭ信号のデューティに比例し
た電流を流し、この電磁比例弁１を当該電流に応じたス
トローク量だけ駆動する。これにより、電磁比例弁１は
操作量に応じた開度でＸ位置側に切換わりＰポートとＡ
ポート、ＢポートとＴポートとを連通する。また、操作
レバー３を負の方向に操作した場合にも、この操作量は
ポテンショメータ４を介して関数発生器６に入力される
とともに、操作方向判定器１０に入力される。この場合
も、関数発生器６は操作量に応じた出力信号を第１のＰ
ＷＭ信号発生手段７ａに出力し、第１のＰＷＭ信号発生
手段７ａは当該出力信号に応じたデューティのＰＷＭ信
号を出力する。一方、操作方向判定器１０は操作レバー
３の操作方向が負の方向であるのでローレベルの信号を
出力する。したがって、駆動選択手段１１には第１のＰ
ＷＭ信号発生手段７ａからのＰＷＭ信号と操作方向判定
器１０からのローレベルの信号とが入力されるので、こ
の駆動選択手段１１はノット回路１３を介するアンド回
路１２ｂが出力条件を満たし、パワートランジスタ８ｂ
にＰＷＭ信号と同期して駆動信号を出力する。このため
、パワートランジスタ８ｂは電磁比例弁１の比例ソレノ
イド２ｂに電源９からＰＷＭ信号のデューティに比例し
た電流を流し、この電磁比例弁１を当該電流に応じたス
トローク量だけ駆動する。これにより電磁比例弁１は操
作量に応じた開度でＹ位置側に切換わりＰポートとＢポ
ート、ＡポートとＴポートとを連通する。

【００１０】駆動選択手段１１として、第１のＰＷＭ信
号発生手段７ａからのＰＷＭ信号と操作方向判定器１０
からのハイレベル信号との入力時のみ駆動するアンド回
路１２ａと、第１のＰＷＭ信号発生手段７ａからのＰＷ
Ｍ信号と操作方向判定器１０からのローレベル信号をノ
ット回路１３で反転した信号との入力時のみ駆動するア
ンド回路１２ｂとを用いて構成した場合には、図４に示
す第２のＰＷＭ信号発生手段７ｂは不要となり、図示の
如く第１のＰＷＭ信号発生手段７ａを１つ設けるだけで
済むので、コントローラ５ひいては駆動回路全体を小型
に構成することができる。したがって、制御すべき電磁
比例弁の数が増大するほど、本実施例の効果は大となる
。また、電磁比例弁が車載用である場合、駆動回路を小
型に構成できるので振動による影響を小さくすることが
でき、その分信頼性を向上せしめることができる。なお
、上記実施例の説明では、アナログ回路の例について説
明したが、これをマイクロコンピュータや周辺ＬＳＩに
より構成することもできる。その場合にはＰＷＭ信号発
生手段が電磁比例弁１つに対して１つで済むので、１つ
のマイクロコンピュータや周辺ＬＳＩで従来の２倍の数
の電磁比例切換弁を動作させることができる。

【００１１】図２は本発明の他の実施例に係る駆動選択
手段を備えた電磁比例切換弁の駆動回路の要部回路図で
ある。図中、図１に示す部材と同一部材には同一符号を
付して説明を省略する。２０は駆動選択手段であり、機
械的リレーまたはアナログスイッチ等のスイッチ２１に
よって構成されている。このスイッチ２１は操作方向判
定器１０からの出力がハイレベルのときにＰＷＭ信号発
生器５ａからのＰＷＭ駆動信号の出力先をパワートラン
ジスタ８ａに切換え、ローレベルのときにＰＷＭ駆動信
号の出力先をパワートランジスタ８ｂに切換る。このス
イッチ２１による駆動選択手段２０を備えた電磁比例切
換弁の駆動回路の作用、効果ともに上記駆動回路の作用
、効果と同じである。

【００１２】

【発明の効果】本発明によれば、操作手段の操作方向お
よび操作量を検出する検出手段と、この検出手段で検出
された操作量に応じた幅のパルスを出力するパルス幅変
調手段と、検出手段で検出された操作方向に応じて前記
パルス幅変調手段の出力信号を２つのソレノイドの各駆
動手段に選択的に接続する接続切換手段とを設けたこと
により、１つのＰＷＭ信号発生手段のみで電磁比例弁を
駆動することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る電磁比例切換弁の駆動回
路の回路図である。

【図２】本発明の他の実施例に係る駆動選択手段を備え
た電磁比例切換弁の駆動回路の要部回路図である。

【図３】従来の電磁比例弁の概略構成図である。

【図４】従来の電磁比例切換弁の駆動回路の回路図であ
る。

【符号の説明】

１　　電磁比例弁 ２ａ　　第１の比例ソレノイド ２ｂ　　第２の比例ソレノイド ３　　操作レバー ６　　関数発生器 ５ａ　　第１のＰＷＭ信号発生手段 ６ａ　　第１のパワートランジスタ ６ｂ　　第２のパワートランジスタ １０　　操作方向判定器 １１、２０　　駆動選択手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　２つのソレノイドを備え、操作手段の
   操作により前記各ソレノイドに供給される電流に応じて
   駆動される電磁比例弁において、前記操作手段の操作方
   向および操作量を検出する検出手段と、この検出手段で
   検出された操作量に応じた幅のパルスを出力するパルス
   幅変調手段と、前記検出手段で検出された操作方向に応
   じて前記パルス幅変調手段の出力信号を前記２つのソレ
   ノイドの各駆動手段に選択的に接続する接続切換手段と
   を設けたことを特徴とする電磁比例弁の駆動装置。