JPH0520941Y2

JPH0520941Y2 -

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Publication number: JPH0520941Y2
Application number: JP15144287U
Authority: JP
Priority date: 1987-10-02
Filing date: 1987-10-02
Publication date: 1993-05-28
Anticipated expiration: 2002-10-02
Also published as: JPS6455381U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）この考案は油圧または流量の比例制御を行う比
例電磁弁の制御装置に関する。

（従来の技術）比例電磁弁を備える油圧回路（たとえば特開昭
60−143237号公報参照）では、比例電磁弁のソレ
ノイドコイル（あるいはソレノイドコイルへの配
線）に断線があつた場合に備えてシヤツトオフ機
能が付与される。

これを説明すると、第１０図は油圧回路図で、
比例電磁弁３と油圧アクチユエータ（油圧シリン
ダ）２との間には常開の電磁式遮断弁８が介装さ
れ、常時は比例電磁弁３にてアクチユエータ２へ
の油圧や流量が制御されるが、電磁弁３のソレノ
イドコイルに断線が検出されると遮断弁８が閉じ
られることになる。なお、１は油圧ポンプであ
る。

第９図は制御システムのブロツク図で、CPU
１１からの比例制御信号がアンプ１２を介して駆
動素子１３に出力され、駆動素子１３の働きによ
り制御信号に応じた電流（比例制御電流）が電磁
弁３のソレノイドコイル４に供給される。なお、
１４は電源である。

ここに、その電流値に応じて第１１図に示す磁
性体６に作用する電磁力すなわちプツシユロツド
５の推力Ｆが定められる。なお、第１１図は電磁
弁駆動部の断面構成図で、プツシユロツド５の移
動量に応じてバルブ部（図示せず）の流路面積が
増減される。７は摺動部材である。

また、駆動素子１３とコイル４との間には検出
抵抗器１５が介装され、検出抵抗器両端の電圧が
差動アンプ１６を介して比例制御信号にフイード
バツクされる（定電流制御）。

一方、差動アンプ１６の出力はコイル断線検出
回路１７にも出力されており、コイル４が断線す
ると、差動アンプからの出力電流が所定レベル以
下となるので、検出器１７からはハイレベルの信
号が出力される。このハイレベル信号にて駆動素
子１８を介し遮断弁８のソレノイドコイル９への
電流を停止させ、アクチユエータ２を停止させ
る。

（考案が解決しようとする問題点）ところで、このような装置ではコイル断線時に
遮断弁８が閉じられるものの、コイル断線検出よ
り実際に遮断弁８が閉弁するまでには応答遅れ時
間を有するので、その間アクチユエータ２の動作
が不安定となる。これは、コイル４に断線がある
と、その時点よりプツシユロツド５の推力が消失
し、プツシユロツド位置が定まらなくなるため
で、たとえばアクチユエータ２の所定の荷重を受
けていた場合に推力の消失に伴つてアクチユエー
タ２への油圧や油量が変化するとこれに抗しきれ
なくなるからである。

また、遮断弁８のコイル９に断線を生じた場合
には、比例電磁弁３の作動を補償するという機能
自体を果たせなくなくなるが、この場合の対策は
ない。

この考案はこのような従来の問題点を解決する
ことを目的とする。

（問題点を解決するための手段）この考案は、第１図に示すように油圧アクチユ
エータへの油圧または流量を制御する比例電磁弁
と、この電磁弁のソレノイドコイル２１への供給
電流を制御する手段２２を備える比例電磁弁の制
御装置において、前記コイル２１を２以上に分割
（たとえば２１Ａと２１Ｂ）して並列接続する一
方で、分割された各コイル２１Ａと２１Ｂに断線
が生じたかどうかを検出する手段２４と、コイル
断線が検出された場合に断線の生じた分割コイル
（たとえば２１Ａとする）に供給すべき電流分を
断線の生じていない他の分割コイル２１Ｂに一定
時間加算する手段２５を設けた。

なお、２３Ａと２３Ｂは駆動手段、２４Ａと２
４Ｂは検出抵抗器である。

（作用）分割コイル２１Ａと２１Ｂのいずれかに断線を
生じると、断線の生じていない他の分割コイルに
は断線前のトータルの電流値が流れる。ここに、
比例電磁弁のプツシユロツドに生じる推力はトー
タルの電流値に対応するので、プツシユロツドの
推力が断線前と同じに保持される。これにより、
油圧アクチユエータが不要な動作をすることが避
けられ、かつ遮断弁が不要となるので、油圧回路
の構成が簡単となる。

なお、一定時間後には断線を生じていない分割
コイルへの電流値が焼損しない程度にまで減少さ
れるので、分割コイルの耐久性が損なれることも
ない。

（実施例）第２図は制御系のブロツク図で、この例では比
例電磁弁のソレノイドコイルを２つに分割し、分
割した一対のコイル４Ａと４Ｂを第３図のように
直列に配設する。ただし、電気回路上は２つの分
割コイル４Ａと４Ｂを並列接続し、各分割コイル
４Ａと４Ｂに対して、駆動素子（たとえばパワー
MOSFET）１３、検出抵抗器１５、差動アンプ
１６を別個に設ける。なお、両者を「Ａ」と
「Ｂ」を付して区別する。

ここに、各分割コイル４Ａと４Ｂに流す電流方
向を第４図のように同方向とすると、この場合の
電磁力は両者の和で与えられるので、分割しない
前のコイルに電流値Ｉを流した場合にプツシユロ
ツド５に生ずる推力は、半分の電流値（Ｉ／２）
を各分割コイル４Ａと４Ｂに流すことで得られ
る。すなわち、コイル断線の生じていないとき
（正常時）には各分割コイル４Ａと４Ｂに従来の
半分の電流を流すことで従来と同じ比例電流制御
が行なわれる。

また、各差動アンプ１６Ａと１６Ｂの作用によ
り独立して定電流制御が行なわれる。

一方、分割コイル４Ａと４Ｂのいずれかに断線
が生じると、断線の生じていない分割コイルには
断線前の２倍の電流が流れる。たとえば、断線前
の各分割コイル４Ａと４Ｂへの電流値I_AとI_Bを同
じ値I₁（一定値）として、一方の分割コイル４Ａ
に断線が生じた場合で述べると、この場合には差
動アンプ１６Ａの出力が零レベルになることか
ら、この信号がフイードバツクされるアンプ１２
では、コイル断線後も断線前のトータルの電流値
（2I₁）を維持しようとするので、他方の分割コイ
ル４Ｂには第７図に示すようにそれまでの２倍の
電流I₂（＝2I₁）が流れる。

ここに、プツシユロツド５に生じる推力はトー
タルで電流値（I_A＋I_B）に対応するので、コイル
断線前後でこの値は変わらないことになる。この
ことは、分割コイル４Ａに断線を生じても、プツ
シユロツド５の推力が断線前と同じに保持される
ことを意味する。したがつて、油圧アクチユエー
タ２に供給されている油圧や流量がコイル断線の
影響を受けず、アクチユエータ２にて維持される
システム追従動作が安定するのである。

なお、駆動素子１３Ａや検出抵抗器１５Ａが故
障した時にも同様の対処が可能である。

ただし、他方の分割コイル４Ｂに２倍もの電流
が継続して流れることになると分割コイル４Ｂが
焼損する可能性があるので、一定時間後には分割
コイル４Ｂが焼損しない程度の電流値にまで減少
させる必要がある。そこで、この例ではこの部分
はソフトウエアで対処する。すなわち、各差動ア
ンプ１６Ａと１６Ｂの出力をCPU１１に入力さ
せ、CPU１１では第５図の動作により、第７図
に示すように、分割コイル４Ｂへの電流値（I_B）
をI₂からI₃（＜I₁）まで漸減させ、その後はI_BをI₁
に固定するとともに、断線表示を行わせる（ステ
ツプ43〜45）。なお、ステツプ41，42の部分は第
２図に示すコイル断線検出回路１７にて実行させ
るように構成しても良い。

この結果、分割コイル４Ａまたは４Ｂの一方に
断線が生じた場合のフエイルセーフは比例電磁弁
を制御する電気回路の変更だけで果たすことがで
き、したがつて、第６図に示すように、遮断弁を
必要としない油圧回路を組めることになる。ここ
に、油圧回路の構成が簡単となり、配管コストが
低減される。

次に、第８図は比例電磁弁駆動部の構成断面図
で、第３図に対応する。第３図との相違は一対の
分割コイル４Ａと４Ｂを２層重ねの構造とした点
にある。この例では第３図のように分割コイル４
Ａと４Ｂ間に隔壁を設ける必要がなくなる代わり
に、分割コイルシ４Ａと４Ｂ間を絶縁することが
必要となる。

最後に、本考案の応用例を述べると、パワステ
ヤリングや4WDの油圧制御システム、減衰力や
車高を調整するシヨツクアブソーバの油圧制御シ
ステムあるいは産業機械や建設機械用の油圧制御
システムが考えられる。

（考案の効果）以上説明したように、この考案では、比例電磁
弁のソレノイドコイルを２以上に分割し、分割し
たコイルを並列接続して使用するとともに、分割
したコイルに断線を生じた場合には当該分割コイ
ルに流すべき電流分を断線の生じていない他の分
割コイルに加算して流すことにより、コイル断線
前後の電磁弁保持力を維持させることで、コイル
断線に伴つて油圧アクチユエータが不要な動作を
しないようにすることができるとともに、油圧回
路の簡素化や配管コストの低減を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案のクレーム対応図、第２図は
この考案の一実施例の制御システムのブロツク
図、第３図はこの実施例の比例電磁弁駆動部の断
面構成図、第４図はこの実施例の分割コイルの巻
きかたと電流方向を示す図、第５図はこの実施例
の制御動作を説明するための流れ図、第６図はこ
の実施例の油圧回路図、第７図はこの実施例の作
用を説明する波形図である。第８図は他の実施例
の比例電磁弁駆動部の断面構成図、第９図は従来
例の制御システムのブロツク図、第１０図は同じ
く従来例の油圧回路図、第１１図は同じく従来例
の比例電磁弁駆動部の断面構成図である。１……４Ａ，４Ｂ……分割コイル、５……プツ
シユロツド、１１……CPU、１２……アンプ、
１３Ａ，１３Ｂ……駆動素子、１５Ａ，１５Ｂ…
…検出抵抗器、１６Ａ，１６Ｂ……差動アンプ、
１７……コイル断線検出回路、２１……ソレノイ
ドコイル、２１Ａ，２１Ｂ……分割コイル、２２
……比例電流制御手段、２３Ａ，２３Ｂ……駆動
手段、２４Ａ，２４Ｂ……検出抵抗器、２４……
コイル断線検出手段、２５……電流加算手段。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

油圧アクチユエータへの油圧または流量を制御
する比例電磁弁と、この電磁弁のソレノイドコイ
ルへの供給電流を制御する手段を備える比例電磁
弁の制御装置において、前記コイルを２以上に分
割して並列接続する一方で、分割された各コイル
に断線が生じたかどうかを検出する手段と、コイ
ル断線が検出された場合に断線の生じた分割コイ
ルに供給すべき電流分を断線の生じていない他の
分割コイルに一定時間加算する手段を設けたこと
を特徴とする比例電磁弁の制御装置。