特許ウォッチ

公開番号2025083792
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-02
出願番号2023197377
出願日2023-11-21
発明の名称電磁弁の信号出力回路および駆動制御方法
出願人SMC株式会社
代理人弁理士法人桐朋
主分類F16K 31/06 20060101AFI20250526BHJP(機械要素または単位;機械または装置の効果的機能を生じ維持するための一般的手段)
要約【課題】ソレノイドコイルに周期パルス状の通電が行われた場合であっても、弁閉状態の電磁弁が弁開状態になったと誤って検出されることを防止できる電磁弁の信号出力回路を提供する。
【解決手段】電磁弁10の信号出力回路40は、ソレノイドコイル30を流れる駆動電流に応じた入力電圧Viを平滑化する第1平滑回路110と、第2コンデンサC2を有し、入力電圧Viを平滑化する第2平滑回路120と、第1平滑回路110による第1電圧V1と、第2平滑回路120による第2電圧V2との比較に基づく出力信号Soを出力する比較器130と、第2コンデンサC2に蓄積された電荷を放電する放電回路150と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第１コンデンサを有し、電磁弁を駆動するソレノイドコイルを流れる駆動電流に応じた入力電圧を平滑化する第１平滑回路と、
第２コンデンサを有し、前記入力電圧を平滑化し、前記第１平滑回路より時定数が大きい第２平滑回路と、
前記第１平滑回路により前記入力電圧が平滑化された第１電圧が入力する第１入力端子と、前記第２平滑回路により前記入力電圧が平滑化された平滑電圧に応じた第２電圧が入力する第２入力端子と、前記第１電圧と前記第２電圧との比較に基づく出力信号を出力する出力端子とを有する比較器と、
前記第２コンデンサに接続され、前記第２コンデンサに蓄積された電荷を放電するか否かを切り替える放電回路と、
を備え、
前記放電回路は、直列に接続された第１スイッチング素子と放電抵抗とを有する、電磁弁の信号出力回路。
続きを表示（約 2,000 文字）【請求項２】
請求項１に記載の電磁弁の信号出力回路であって、
前記第２コンデンサの容量は、前記第１コンデンサの容量より大きい、電磁弁の信号出力回路。
【請求項３】
請求項１に記載の電磁弁の信号出力回路であって、
前記入力電圧を増幅する増幅器をさらに備え、
前記第１平滑回路および前記第２平滑回路の各々は、前記増幅器により増幅された前記入力電圧を平滑化する、電磁弁の信号出力回路。
【請求項４】
請求項１に記載の電磁弁の信号出力回路であって、
前記平滑電圧を分圧する分圧抵抗をさらに備え、
前記第２電圧は、前記平滑電圧が前記分圧抵抗により分圧されて得られる、電磁弁の信号出力回路。
【請求項５】
請求項１～４のいずれか１項に記載の電磁弁の信号出力回路であって、
前記出力信号に基づいて、前記第１電圧が前記第２電圧より高い第１状態から、前記第１電圧が前記第２電圧より低い第２状態に変化する、電圧の状態変化を検出する検出部をさらに有する、電磁弁の信号出力回路。
【請求項６】
請求項５に記載の電磁弁の信号出力回路であって、
前記駆動電流が前記ソレノイドコイルを流れない非通電状態では前記第１スイッチング素子をオンにすることにより前記放電回路に前記電荷を放電させる第１オン制御と、前記駆動電流が前記ソレノイドコイルを流れる通電状態では前記第１スイッチング素子をオフにする第１オフ制御とを行うスイッチング制御部をさらに備える、電磁弁の信号出力回路。
【請求項７】
請求項６に記載の電磁弁の信号出力回路であって、
前記スイッチング制御部は、前記ソレノイドコイルを前記通電状態にするため、前記ソレノイドコイルに接続された第２スイッチング素子をオンにする第２オン制御と、前記ソレノイドコイルを前記非通電状態にするため、前記第２スイッチング素子をオフにする第２オフ制御とを行い、
前記スイッチング制御部が前記電磁弁の駆動を開始するために前記第２オン制御を行ってから所定時間が経過すると、前記スイッチング制御部は、前記第２スイッチング素子に対して前記第２オフ制御と前記第２オン制御とを交互に繰り返して行うとともに、前記第１スイッチング素子に対して前記第１オン制御と前記第１オフ制御とを交互に繰り返して行い、
前記第１スイッチング素子と前記第２スイッチング素子とは同時にオンにならない、電磁弁の信号出力回路。
【請求項８】
請求項７に記載の電磁弁の信号出力回路であって、
前記スイッチング制御部が前記第２オン制御を行ってから前記所定時間が経過する前に、前記検出部により前記状態変化が検出された場合、前記スイッチング制御部は、前記所定時間が経過する前に、前記第２スイッチング素子に対して前記第２オフ制御と前記第２オン制御とを交互に繰り返して行う、電磁弁の信号出力回路。
【請求項９】
請求項１～４のいずれか１項に記載の電磁弁の信号出力回路を有する駆動回路による、電磁弁の駆動制御方法であって、
前記ソレノイドコイルを、前記駆動電流が前記ソレノイドコイルを流れる通電状態にするため、前記ソレノイドコイルに接続された第２スイッチング素子をオンにする第２オン制御を、前記電磁弁の駆動を開始するために行う駆動開始ステップと、
前記駆動開始ステップで前記第２オン制御が行われてから所定時間が経過した場合、前記第２スイッチング素子に対して、前記ソレノイドコイルを前記駆動電流が前記ソレノイドコイルを流れない非通電状態にするために前記第２スイッチング素子をオフにする第２オフ制御と、前記第２オン制御とを交互に繰り返して行うとともに、前記第１スイッチング素子に対して、前記非通電状態では前記第１スイッチング素子をオンにすることにより前記放電回路に前記電荷を放電させる第１オン制御と、前記通電状態では前記第１スイッチング素子をオフにする第１オフ制御とを交互に繰り返して行うパルス状通電ステップと、
前記出力信号に基づいて、前記第１電圧が前記第２電圧より高い第１状態から、前記第１電圧が前記第２電圧より低い第２状態に変化する、電圧の状態変化を検出する状態変化検出ステップと、
を備える、電磁弁の駆動制御方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の電磁弁の駆動制御方法であって、
前記駆動開始ステップで前記第２オン制御が行われてから前記所定時間が経過する前に、前記状態変化検出ステップで前記状態変化が検出された場合、前記所定時間が経過する前に前記パルス状通電ステップが行われる、電磁弁の駆動制御方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁弁の信号出力回路および駆動制御方法に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、電磁弁の診断装置が開示されている。ソレノイドに電力が供給されると、初めはソレノイド電流が増加する。その後、ソレノイド電流は、減少してから再び増加する。こうしたソレノイド電流の波形の基準特性が予め得られている。電磁弁の動作中に検出したソレノイド電流の波形がその基準特性に対して変化する場合、電磁弁が劣化していると診断される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
中国特許出願公開第１１０９９８７６１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来より、電磁弁の消費電力低減のため、電磁弁の駆動が開始された後、電磁弁を駆動するソレノイドコイルは、周期パルス状に通電されている。周期パルス状の通電においては、ソレノイドコイルを駆動電流が流れる通電状態と、ソレノイドコイルを駆動電流が流れない非通電状態とが交互に繰り返される。特許文献１に開示された電磁弁の診断装置によると、電磁弁が弁開状態にならずに弁閉状態のままとなる異常が発生しても、周期パルス状の通電により、開弁時と同様の駆動電流の増減が検出され得る。その場合、電磁弁が弁開状態になったと誤って検出されるという課題がある。
【０００５】
本発明は、上述した課題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様は、電磁弁の信号出力回路であって、第１コンデンサを有し、電磁弁を駆動するソレノイドコイルを流れる駆動電流に応じた入力電圧を平滑化する第１平滑回路と、第２コンデンサを有し、前記入力電圧を平滑化し、前記第１平滑回路より時定数が大きい第２平滑回路と、前記第１平滑回路により前記入力電圧が平滑化された第１電圧が入力する第１入力端子と、前記第２平滑回路により前記入力電圧が平滑化された平滑電圧に応じた第２電圧が入力する第２入力端子と、前記第１電圧と前記第２電圧との比較に基づく出力信号を出力する出力端子とを有する比較器と、前記第２コンデンサに接続され、前記第２コンデンサに蓄積された電荷を放電するか否かを切り替える放電回路と、を備え、前記放電回路は、直列に接続された第１スイッチング素子と放電抵抗とを有する。
【０００７】
本発明の第２の態様は、第１の態様による電磁弁の信号出力回路を有する駆動回路による電磁弁の駆動制御方法であって、前記ソレノイドコイルを、前記駆動電流が前記ソレノイドコイルを流れる通電状態にするため、前記ソレノイドコイルに接続された第２スイッチング素子をオンにする第２オン制御を、前記電磁弁の駆動を開始するために行う駆動開始ステップと、前記駆動開始ステップで前記第２オン制御が行われてから所定時間が経過した場合、前記第２スイッチング素子に対して、前記ソレノイドコイルを前記駆動電流が前記ソレノイドコイルを流れない非通電状態にするために前記第２スイッチング素子をオフにする第２オフ制御と、前記第２オン制御とを交互に繰り返して行うとともに、前記第１スイッチング素子に対して、前記非通電状態では前記第１スイッチング素子をオンにすることにより前記放電回路に前記電荷を放電させる第１オン制御と、前記通電状態では前記第１スイッチング素子をオフにする第１オフ制御とを交互に繰り返して行うパルス状通電ステップと、前記出力信号に基づいて、前記第１電圧が前記第２電圧より高い第１状態から、前記第１電圧が前記第２電圧より低い第２状態に変化する、電圧の状態変化を検出する状態変化検出ステップと、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ソレノイドコイルに周期パルス状の通電が行われた場合であっても、弁閉状態の電磁弁が弁開状態になったと誤って検出されることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
図１は、電磁弁の駆動回路を例示する図である。
図２は、電磁弁が正常に開弁する場合における第１電圧および第２電圧の時刻に応じた変化を例示する図である。
図３は、電磁弁が正常に開弁しない場合における第１電圧および第２電圧の時刻に応じた変化を例示する図である。
図４は、電磁弁の駆動制御処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。
図５は、電磁弁の駆動制御処理の処理手順の別例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、電磁弁１０の駆動回路２０を例示する図である。駆動回路２０は、電源Ｅと、電磁弁１０を駆動するソレノイドコイル３０と、本発明の一実施の形態による信号出力回路４０と、増幅器８０とを有する。
（【００１１】以降は省略されています）

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