JPS6141085A - 電磁弁駆動装置 - Google Patents

電磁弁駆動装置

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JPS6141085A
JPS6141085A JP16328684A JP16328684A JPS6141085A JP S6141085 A JPS6141085 A JP S6141085A JP 16328684 A JP16328684 A JP 16328684A JP 16328684 A JP16328684 A JP 16328684A JP S6141085 A JPS6141085 A JP S6141085A
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current
electromagnetic coil
solenoid valve
circuit
excitation circuit
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Nobuyoshi Haniyuda
信良 羽生田
Maki Iwano
岩野 真樹
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KYB Corp
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Kayaba Industry Co Ltd
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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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、各種流体駆動装置を精密かつ正確に制御す
るために電磁弁を高速駆動するのに好適な電磁弁駆動装
置に関する。
〔従来の技術〕
従来、電磁弁の応答性を改善するために、電磁弁の電磁
コイルへの通電電流の立上りを急峻にするなどの方法が
採られている。その理由は流量特性を第10図に示すa
からbに変えることによシ、変調周波数を高くすること
ができるからである。
最近ではパルス技術を応用したPWM駆動が盛んに行な
われておシ、これに関する提案もなされている。
上記方式による電磁弁の駆動を大別すると、電磁コイル
への通電電流を通電初期に高い印加電圧で供給し、所定
時間経過後に低す印加電圧に切換えて供給するタイマに
よる2%源切換方式(前(社)と、電磁弁の切換えに必
要が電流値で電磁コイルの励磁回路に負帰還をかけて、
電磁弁が切換った以降において、そのときの電流を電磁
弁の保持電流として供給する電流フィードバック方式(
後者)の2通りがある。
第5図は前者の一例を示すもので、電磁弁の電磁コイル
MCK″電流検出用抵抗R8が直列接続され、これに駆
動トランジスタp’rr、  を介して電源V SQL
が接続されて−る。この駆動トランジスp P T r
l  ijハルス入力によってオン・オフ制御され、オ
ンの開弁時間の間に電源電圧VSOLが印加され、電磁
コイル圧電流が供給される。この電流は電磁弁の応答性
をよくするために大きく設定されており、高い電圧の電
源が使用される。
駆動トランジスタP T rl  はそのベースにトラ
ンジスタT rl  によって制御されるトランジスタ
T rl t Tr4  が接続されている。トランジ
スタT rl  は、第6図のパルス信号■が入力によ
って導通し、これに伴ってTrl  のコレクタに接続
されているI’ rs l T rjはVsoL−+R
4→Tr3のベース→Tr3のエミッタ→T rj  
のエミッタ→Tr4 のベース→RS→Trt のコレ
クタ→Tr1 のエミッタを介して電流が流れることに
よって導通する。続いて、駆動トランジスタPTrtは
そのベースに電源VBOL −+T rj →’l” 
rj −+R@を介してパルス電流が供給されて導通し
、電磁コイルには、第6図Oに示す電源電圧vsot、
が印加される。
この電磁弁駆動装置には、電磁弁の切換えが行なわれた
後にその切換状態を保持するための最小電流を供給する
のに必要な低電圧V、を電磁コイルに印加する回路が付
加古れている。前記低電圧印加回路はトランジスタTr
3のベース電位を変化させてTr、のコレクタ電流を制
御し、Tr4を介してPTr□のベース電流を小さくす
ることによって電磁コイルに最小保持電流を流すように
している。すなわち、トランジスタTr、のベースには
スイッチング素子IC5oを介して可変抵抗VR雪が接
続され、この可変抵抗V Rtに接続された制御用電源
Vcを分圧してTv30ペース電圧VBを得ている。こ
のベース電圧VBは電磁コイルの最小保持電流Ig(<
+にql但しR8°・。
電磁コイルの直流抵抗)を供給するのに必要な電圧Vo
  (<VsoL)を得るためのp’r、のベース電流
を規定する。前記ICAOの導通時期は電磁コイルに高
電圧を印加した後、電磁弁が動き始めて切換動作が完了
した時点に設定される。ICtoはフォトカブラが用い
られており、この動作回路は単安定マルチバイブレータ
IC1o と7オトカプラの発光ダイオードを通電制御
するトランジスタTr2 とで構成されている。前記I
C+oの入力端子Aには第6図■のパルス信号が入力さ
れ、クロック端子T、、T2にはタイマ回路が接続され
ている。タイマ回路は可変抵抗V R、とコンデンサC
1を直列接続したもので、タイムtoを直列回路の時定
数(VRs XC1)によって得ている。
したがって、ICl0にパルス信号■が入力されると、
所定時間to経過後にQ端子からパルス信号■が出力さ
れ、Tr、を導通ずる。そしてT□ Oコレクタ回路に
挿入されたフォトカブラICtoの発光ダイオードを励
起発光せしめてl020を導通し、Tr3のベース電圧
を低下させる。これによって、Trm 、Tr4に流れ
る電流が減少し、P・Trlのコレクタ電流は電磁コイ
ルの最小保持電流Ir、に減少する。すなわち、第6図
O■の波形図が示すように、通電初期に高い電圧VSO
Lが印加されて電磁弁の応答性を良くシ、切換完了時点
以降の保持段階で低い電圧V。が印加されて無  □駄
な電力消費をなくしている。
第7図は後者の一例を示すもので、電磁コイルMCに抵
抗Rsが直列接続され、これに駆動トランジスタP・’
I’rlを介して電源V80Lが接続されている。駆動
トランジスタP*Trlはベース回路に接続されたトラ
ンジスタTr1によって制御される。前記トランジスタ
Tr1のベース回路に接続された差動増幅器10には、
電圧コイルに流れる電流を電圧変換して負帰還する一方
、第8図に示すパルス電圧■を入力する。そして差動増
幅器10は前記パルス入力に応じたパルスを出力し、T
rlのベース電流を制御する。したがって、電磁コイル
MCには差動増幅器100入カパルスの大きさに見合っ
た電流が供給され、電磁弁の切換に必要な電流が所定値
に達すると、電流フィードバックがかかつて飽和する。
(第8図■参照)〔発明が解決しようとする問題点〕 このように、前者の方式では、第9図に示すように、電
源電圧v’soLが変動しても切換が行なわれるように
切換時期に余裕をもたせている。通常、許容変動の最悪
条件におりで切換ができる時間toが設定されるため、
電源電圧が高くなると第9図■が損失となり、それだけ
電磁コイルの熱的制約が大きくなる。したがって、印加
電圧は余り高くすることができない。
また、後者の方式では、設定電流が切換時に必要な電流
IS以上になり、しかも切換後にも前記設定電流が流さ
れるために、本来切櫟後に必要な最小保持電流IIとの
差分■が損失となり、電磁コイルの熱的制約が大きくな
る。特に、変調比率が高まる程、後者は前者よりも損失
が大きくなる。
本発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、通電初期
にはバルブ切換に必要な電流に達するまで最大印加電圧
を与えて応答性を改善するとともに、バブル切換後には
保持に必要な最小電流レベルで電INフイードバツク制
御を行ない電磁コイルの熱的制約を緩和し、省電力化を
図ることを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係る電磁弁駆動装置は、励磁にょシミ磁弁を
駆動する電磁コイルに、通電から切換完了までの通電初
期において大電流を供給する励磁回路を設け、前記励磁
回路による電流が切換えに必要な電流(設定電流)K達
したことを判定回路で判別し、この判定信号に基−て保
持励磁回路を動作させ、電磁弁の保持に必要な最小保持
電流を供給するように構成されている。
〔作 用〕
上記の構成によると、電磁コイルの通電初期に励磁回路
から高い電圧が印加され、電磁コイルに所定の電流が流
れると、電磁弁が高速度で切換動作を始める。この切換
動作完了時に判定回路から判定信号が出力され、この判
定信号に基いて電流フィードバック回路が動作し、励磁
回路に所定の電流負帰還がかが9、電磁コイルに電磁弁
の切換状態を保持するのに必要な最小電流が流れる。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を図面に基いて説明する。
第1図において、電磁弁(図示せず)の電磁コイルMC
の励磁回路は、電磁コイルへの電流供給を制御する駆動
トランジスタP・’l’r1 と、とのPe ’l’ 
rlを制御する差動増幅器1及びトランジスタ’l’r
l とから成り、差動増幅器1の入力パルスに応じてP
−T r 1 を制御し、電源V80Lから電磁コイル
M、Cへの電流を制御して電磁弁の駆動制御を行ってい
る。この励磁回路には電磁コイルに流れる電流の一部を
負帰還し、電磁コイルへの電流を所定値に抑えるための
電流フィードバック回路が付加されている。この電流フ
ィードバック回路は電磁コイル1に流れる電流を検出す
る検出部10とスイッチ部IC3および設定部20とに
よって構成されている。前記検出部lOは電磁コイルI
VI 、 Cに直列接続された抵抗R8からなり、壕だ
設定部20は抵抗R目、R2で構成されている。スイッ
チ部ICsは電磁コイルへの供給電流が設定値に達した
時点でJ−にフリップフロップIC2から出力されるパ
ルスによって導通する。
前記IC2はその入力端子Jに増幅器2を介して第2図
に示すパルス信号■が入力され、一方C端子には電磁コ
イルへの%流が設定値に達した時点でパルス信号◎が入
力され、Q端子からICsのゲート信号であるパルス信
号■が出力される。判定回路は電磁コイルの通電を流に
対応した電圧Vと電磁弁の切換完了に必要な電流を流す
だめの電圧v2とを比較し、V>v!になった時に差動
増幅器3から判定信号としてのパルス信号◎を出力する
。なお、IC1は電磁弁を動作させるパルス信号■が断
れたとき、工C2をリセットするためのリセット信号を
出力するインバータである。
つぎに1上記実施例の動作を説明する。
電磁弁の最小保持電流に必要な電圧v1に相当するパル
ス信号■が差動増幅器1に入力されると、その出力側に
所定のパルスが出力される。このパルスによって’l’
r1が導通し、電源VBOL−+R11→R8→’l’
r1→R4を通してコレクタ電流が流れる。すると、P
@Trlのベース電位が低下し、PIITrlは動作状
態となり、電磁コイルM、Cに電源電圧VBOLが直接
に印加され、大電流が流れようとする。この電流が前述
の電磁弁の動作開始直後の電流を超える値(設定電流)
に達すると、判定回路から第2図@で示す判定信号が出
力される。IC2には電磁コイルへの通電と同時にその
入力端子Jにパルス信号■が入力されており、前記判定
信号0cIc端子への入力によってQ端子からパルス信
号■を出力し、ICsを導通状態にする。ICaが導通
すると、電磁コイルに流れる電流の一部がICsおよび
設定部を介して差動増幅器1にフィードバックされる。
この電流負帰還によって電磁コイルへの通電電流は保持
に必要な最小電流IBに切換えられる。
上記動作を第3図の波形図で説明すると、通電初期には
電源電圧Vsot、による大電流が流れ、その後電磁弁
の動作開始に必要な電流工8を超えた時点で、電流フィ
ードバック制御がなされて電磁弁の最小保持電流Ivが
流れる。この際、電源電圧vsot、が変動しても設定
電流レベルで低電流へ切換わる。
なお、上記実施例では保持電流への切換時点を電磁弁の
切換完了時に設定したが、これに限定されるものでなく
、例えば、第4図に示すように、電磁弁の切換完了時で
あるA点以降において、その時の電流レベルIsで電流
フィードバックをかけ、その所定時間1.経過後のB点
で最小保持電流Ivに切換える方式としてもよい。また
前記B点は通電開始時からの経過時間t2で設定するこ
とも可能である。
〔発明の効果〕
上述のとおり、本発明によれば、通電初期に高電圧又は
大電流が電磁コイルに印加され、電磁弁の切換完了時点
もしくは前記時点以降において電磁弁の最小保持電流レ
ベルに電流フィードバック制御するようにしたから、電
磁弁を高速に駆動することができ、かつ切換保持に必要
な電力を必要最小にすることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の電磁弁駆動装置の一実施例を示す回路
構成図、第2図は第1図の波形図、第3図は電磁コイル
の駆動電流を示す波形図、第4図は本発明の他の実施例
における電磁コイルの駆動電流を示す波形図、第5図は
従来の印加電圧2段切換方式を示す回路構成図、第6図
は第5図の波形図、第7図は従来の電流フィードバック
方式を示す回路構成図、第8図は第7図の波形図、第9
図は従来の電磁コイルの駆動電流を示す波形図、第10
図は流量特性図である。 1.3・・・差動増幅器、  MC・・・電磁弁の電磁
コイル、   IC2・・・J−にフリップフロップ。 ICs・・・スイッチング素子。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)励磁により電磁弁を駆動する電磁コイルと、前記
    電磁コイルの通電初期に大電流を供給する励磁回路と、
    前記電磁コイルに電磁弁の保持に必要な最小電流を供給
    する保持励磁回路と、前記電磁弁の切換に必要な電流を
    基準値とし、この基準値に前記励磁回路によつて供給さ
    れる電流が達したとき判定信号を出力する判定回路と、
    この判定信号に基いて前記保持励磁回路に切換えて電磁
    コイルに保持に必要な最小電流を供給するように構成さ
    れた電磁弁駆動装置。
  2. (2)前記保持励磁回路が電磁コイルに流れる電流を前
    記励磁回路に負帰還する電流フイードバツク制御により
    構成された特許請求の範囲第1項記載の電磁弁駆動装置
  3. (3)励磁により電磁弁を駆動する電磁コイルと、前記
    電磁コイルの通電初期に大電流を供給する励磁回路と、
    前記電磁コイルに電磁弁の保持に必要な最小電流を供給
    する保持励磁回路と、前記電磁弁の切換に必要な電流レ
    ベルで前記励磁回路に電流負帰還をかける電流フィード
    バック回路と、前記電流レベルが所定時間経過後に前記
    保持励磁回路に切換えるタイマ回路とから成る電磁弁駆
    動装置。
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