JPH0324384A - 電磁弁制御装置 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、リニア式の電磁弁を制御する電磁弁制御装置
に関する。

（従来の技術） 従来のこの種のリニア式の電磁弁を制御する電磁弁制御
装置は、たとえば制御指令信号出力手段および電磁弁間
を電源線および制御指令信号線の合計数本の特殊ケーブ
ルを用いて接続している。

ところが、特殊ケーブルのため、材料費、工事費も高く
、特に制御指令信号出力手段と電磁弁との間の距離が長
いと顕著である。さらに、線の数が多いため誤接続の原
因となり易い。

また、このため制御指令信号出力手段と電磁弁との間を
２本の線で行ない、制御指令を特定の周波数、あるいは
、パルス数で伝達する電磁弁制御装置も知られている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述のように制御指令信号出力手段と電
磁弁との間を２本の線で接続し、特定の周波数、あるい
は、パルス数で制御すると、特に制御指令信号出力手段
と電磁弁との距離が長い場合、これら２本の線に共架さ
れる他の動力線等のノイズにより誤動作を生ずることが
多い問題を有している。

本発明は上記問題点に鑑みなされたもので、材料費、工
事費を安価にでき、ノイズ等による誤動作を起こしにく
い電磁弁制御装置を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 請求項１の電磁弁制御装置は、指令値に比例した電流の
制御指令信号を出力する制御指令信号出力手段と、この
制御指令信号出力手段の制御指令信号および電力を供給
する二線伝送線と、前記制御指令信号出力手段にて出力
された制御指令信号を検出する電流検出手段と、前記二
線伝送線に接続され、前記制御指令信号出力手段の制御
指令信号に従って弁体の開度を調整するコイルを有する
リニア式の電磁弁と、前記弁体の開度を検出し開度信号
を出力する開度検出手段と、前記電流検出手段にて検出
された制御指令信号および前記開度検出手段からの開度
信号を比較する比較手段と、この比較手段の出力に従っ
て前記電磁弁に伏給する電流を変化させる変換手段とを
具備したものである。

請求項２の電磁弁制御装置は、請求項１の電磁弁制御装
置において、変換手段は電力を蓄積する電力蓄積手段と
、この電力蓄積手段の出力を可変させるスイッチング素
子とを有し、このスイッチング素子は前記比較手段の出
力に従って制御されるチョッパ制御回路にて制御される
ものである。

請求項３の電磁弁制御装置は、請求項２の電磁弁制御装
置において、電力蓄積手段はコイルに対して直列に接続
されたコンデンサにて構成され、このコンデンサの一端
と前記コイルの両端間にそれぞれ逆流防止用のダイオー
ドを具備したものである。

請求項４の電磁弁制御装置は、請求項２の電磁弁制御装
置において、チョッパ制御回路に、定電圧を供給する定
電圧回路が接続されているものである。

請求項５の電磁弁制御装置は、請求項１ないし４のいず
かれの電磁弁制御装置において、制御指令信号出力手段
は、信号電極を有する電力用半導体制御素子と、この電
力用半導体制御素子に対して並列に接続された定電圧素
子および定電流素子の直列回路と、これら定電圧素子お
よび定電流素子の接続点および前記信号電極間に接続さ
れ前記電力用半導体制御素子を制御する半導体制御素子
制御手段とを有するものである。

（作用） 請求項１の電磁弁制御装置は、制御指令信号出力手段で
指令値に比例した直流電流の制御指令信号を出力し、゛
この制御指令信号は二線伝送線にて、供給される電力と
ともに送出され、コイルはこの・制御指令信号に従って
弁体の開度を調整する。

そして、電流検出手段で制御指令を検出し、開度検出手
段で電磁弁の弁体の開度を検出し、これら電流検出手段
および開度検出手段の出力を比較手段で比較し、この比
較手段の出力に従って電磁弁に供給させる電流を変化さ
せるものである。

請求項２の電磁弁制御装置は、請求項１の電磁弁制御装
置において、比較手段の出力により制御されるチョッパ
制御回路により、スイッチング素子を制御し、変換手段
の電力蓄積手段に蓄積されている電力を、可変させるも
のである。

請求項３の電磁弁制御装置は、請求項２の電磁弁制御装
置において、コンデンサに蓄えられたエネルギーを供給
する。

請求項４の電磁弁制御装置は、請求項２の電磁弁制御装
置において、定電圧回路にてチョッパ制御回路に定電圧
を供給する。

請求項５の電磁弁制御装置は、請求項１ないし４のいず
れかの電磁弁制御装置において、制御指令信号出力手段
は、半導体制御素子制御手段で電力用半導体制御素子を
制御し、定電圧素子および定電流素子にて一定の電流の
出力を供給する。

（実施例） 以下、本発明の電磁弁制御装置の一実施例を図面を参照
して説明する。

第１図において、１は商用交流電源で、この商用交流電
源ｌは制御指令信号出力手段としての可変直流定電流電
源２に接続されている。この可変直流定電流電源２は、
高電圧、大電流型で、第２図に示すように、この可変直
流定電流電源２の入力端に、たとえば漏洩変圧器にて降
圧して交流を整流する整流回路３が接続されている。そ
して、この整流回路３の正極側出力端は電力用半導体制
御素子４を介して、この可変直流定電流電源２の正極出
力端に接続され、整流回路３の負極出力端は、そのまま
可変直流定電流電源２の負極出力端に接続されている。

また、電力用半導体制御素子４には、定電流手段として
の定電流素子５とたとえばツエナダイオードからなる定
電圧素子６との直列回路が並列に接続されている。さら
に、定電流素子５と定電圧手段としての定電圧素子６の
接続点には半導体素子制御手段としての半導体素子制御
回路７が接続され、この半導体素子制御回路７は電力用
半導体制御素子４に接続されている。

そうして、たとえば半導体素子制御回路７に指令値Ｉｃ
を４〜２０１１＾与えると、この可変直流定電流電源２
は、この指令値【Ｃに比例した大きさの制御指令信号Ｋ
ｌｃをたとえば０．４〜２Ａ出力するようになっている
。

この可変直流定電流電源２の出力端は、制御指令信号を
出力するとともに電力を供給する二線伝送線１０に接続
され、この二線伝送線１０の正極側はそのまま、負極側
は電流検出抵抗１１を介してそれぞれ変換部１２の正極
入力端または負極入力端に接続されている。

この変換部Ｉ２は第３図に示すように、正極入力端はそ
のまま正極出力端に、負極人力端は直列に接続された電
力蓄積手段としてのコンデンサ１５およびダイオード１
６を介して負極出力端に接続されている。また、コンデ
ンサ１５および逆流防止用のダイオード１６の接続点と
、正極入力端および正極出力端の接続点との間には、逆
流防止用のダイオード１７が接続されている。

さらに、コンデンサ１５およびダイオード１６の両端間
にスイッチング素子にて構成されるチョッパ回路１８を
構成する電力用半導体制御素子であるパワートランジス
タ１９のエミッタ・コレクタが接続されている。そして
、このパワートランジスタ１９のベース・エミッタ間に
は、この変換部１２のチョッパ回路１８を制御するチョ
ッパ制御回路２ｏが接続されている。そうして、チョッ
パ回路１８のパワートランジスタｌ９をオンすることに
よりコンデンサ１５が放電して負荷電流が増加し、パワ
ートランジスタ１９をオフすることによりコンデンサ１
５が充電される。すなわち、チョッパ回路１８の通流幅
が狭いと、コンデンサｌ５には充分なエネルギーが蓄え
られるので、放電時の負荷電流が上昇し、反対に通流福
が広いと、コンデンサ１５にはエネルギーが蓄えられず
負荷電流と制御指令信号の電流の差が小さくなるので負
荷電流が低下する。なお、通流幅が一定以下になるとコ
ンデンサ１５は最高値まで充電されてしまい、一定以上
の負荷電流の増加は阻まれる。

また、変換部１２の出力端には第１図に示すようにリニ
ア式の電磁弁２ｌのコイル２２が接続され、コイル２２
の近傍にはこのコイル２２の磁力に従って作動するプラ
ンジャ２３が設けられている。また、このプランジャ２
３には弁体２４およびこの弁体２４を閉じる方向に附勢
されたばね２５が取付けられている。さらに、この電磁
弁２ｌには、弁体２４の開度を検出し、開度信号を出力
する開度検出手段としての開度検出器２６が取付けられ
ている。

そして、コイル２２に負荷電流が供給されていないとき
は、ばね２５により弁体２４は閉じる。また、コイル２
２に電流Ｉが供給されるとプランジャ２３に働く力が、
ばね２５の力に打勝って弁体２４が開く。

そして、この間度検出器２６は、擾乱を受けにくくする
ため変換部１２およびチョッパ制御回路２０に近接して
設けられるとともに、電流検出抵抗１１とともに、フィ
ードバック回路３１にも近接して配設されて接続され、
このフィードバック回路３１は比較手段としての増幅部
３２を有し、この増幅部３２はチョッパ制御回路２０に
接続されている。このフィードバック回路３１の増幅部
３２では、電流検出抵抗１ｌの制御指令信号と開度検出
器２６の開度信号とを比較し、フィードバック信号を出
力してチョッパ制御１１ｉ１路２Ｇを制御するようにな
っている。

さらに、二線伝送線１０には定電圧回路３３が接続され
ている。この定電圧回路３３は、第４図に示すように正
極入力端に高電圧高利得半導体素子のトランジスタ３４
のコレクタが、正極出力端にエミッタが、負極入力端お
よび負極出力端に、定電圧素子としてのツェナダイオー
ド３５を介して前記トランジスタ３４のベースが接続さ
れ、トランジスタ３４のコレクタ・ベース間に定電流素
子３６を接続したものである。

次に上記実施例の動作について説明する。

まず、指令値Ｉｃを与えると、可変直流定電流電源２は
、この指令値【Ｃに比例する制御指令信号Ｋｌｃを出力
し、二線伝送線１０にてこの制御指令信号．Ｋ　Ｉ　ｃ
とともに変換部１２に電力を｛』（給す・る。

そして、制御指令信号ＫＩｃの電流によってコイル２２
は、プランジャ２３を移動させ、弁体２４を開く。この
とき開度検出器２６は弁体２４の開度を検出し、開度検
出信号と、電流検出抵抗１ｌで検出された制御指令信号
と、フィードバック回路３１の増幅部３２で比較し、制
御指令信号Ｋｌｃの指示する開度より、開度検出器２６
の検出した実際の弁体２４の開度が狭いときは、チョッ
パ制御回路２０のチョッパの通流幅を狭くさせ、コンデ
ンサｌ５の充電電圧を上昇させて放電量を増加させてコ
イル２２に供給する電流を増加させて、弁体２４の開度
を大きくする。反対に、制御指令信号Ｋｌｃの指示する
開度より、開度検出器２６の検出した実際の弁体２４の
開度が広いときは、チョッパ制御回路２０にチョッパの
通流幅を広くさせ、コンデンサ１５の充電電ＩＥを減少
させて放ｒ１ｍを低下させて、コイル２２に供給する電
流を減少させて、弁体２４の開度を小さくする。そして
、制御指令信号の指示する開度と、開度検出器２６で検
出された実際の弁体２４の開度とが等しくなるように、
チョッパの通流幅を制御し、指令値ｒｃに対応した位置
に弁体２４が合うようにする。

また、負荷が大きく変化し、二線伝送線ｌＯに大幅な電
圧変動を生じても定電圧回路３３により、チョッパ制御
回路２０およびフィードバック回路３１には安定した電
圧が与えられる。

さらに、二線伝送線ｌθにノイズが加わっても、ノイズ
は一般に交流または高周波のパルス状であるため平均値
は零となり、制御指令信号の直流に対しては、ノイズと
しての影響を与えない。

次に、変換部１２の他の実施例を第５図を参照して説明
する。

これは、電力蓄積手段としてのコンデンサ１５をコイル
２２に対して並列に接続したものである。

変換部１２の正極入力端および正極出力端の間にダイオ
ード１６が接続され、正極出力端および負極出力端の間
にコンデンサ１５とダイオード１７が接続され、また正
極入力端および負極入力端にトランジスタ１９のコレク
タ・エミッタがそれぞれ接続され、さらに、トランジス
タ１９のベース・エミッタ間にチョッパ制御回路２０が
接続されているものである。

そして、第３図に示す変換部１２の場合と同様に、チョ
ッパ制御回路２０でトランジスタ１９を制御するもので
ある。

また、電力蓄積手段１５はコンデンサに限らず、リアク
トルを用いてもよい。

〔発明の効果〕

請求項１の電磁弁制御装置によれば、二線伝送線からの
制御指令信号により弁体の開度を調整し、電流検出手段
にて検出された制御指令信号および開度検出手段からの
開度信号を比較して、変換手段にてコイルに流れる負荷
電流を制御するので、材料費、工事費を安価にでき誤動
作を起すことなく確実に動作をさせることができる。

請求項２の電磁弁制御装置によれば、電力蓄積手段を設
けエネルギーを蓄積するので安定した作動ができる。

請求項３の電磁弁制御装置によれば、コンデンサに蓄え
られるエネルギーの量を変化させるので、負荷変動等に
よる電圧変動時にも必要な電力を確保することができる
。

請求項４の電磁弁制御装置によれば、チョッパ制御回路
に、定電圧回路が接続されているので、確実にチョッパ
制御回路を動作させることができる。

請求項５の電磁弁制御装置によれば、半導体制御素子制
御手段で電力用半導体素子を制御し、定電圧素子および
定電流素子にて一定の電流の出力を供給するので安定し
た動作を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電磁弁制御装置の一実施例を示すブロ
ック図、第２図は同上可変直流定電流電源を示すブロッ
ク図、第３図は同上変換部を示すブロック図、第４図は
同上定電圧回路を示すブロック図、第５図は他の実施例
の変換部を示すブロック図である。 ２・・制御指令信号出力手段としての可変直流定電流電
源、４・・電力用半導体制御素子、５・定電流手段とし
ての定電流素子、６・・定電圧手段としての定電圧素子
、７・・半導体素子制御手段としての半導体素子制御回
路、１０・　二線伝送線、１１・・電流検出手段として
の電流検出抵抗、１２・・変換部、１５・・電力蓄積手
段としてのコンデンサ、１６・・ダイオード、１７・・
ダイオード、ｌ８・・スイッチング素子にて構成される
チョッパ回路、２０・・チョッパ制御回路、２１・・電
磁弁、２２・・コイル、２４・・弁体、２６・・開度検
出手段としての開度検出器、３２・・比較手段としての
増幅部、３３・・定電圧回路。 』レリ』

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）指令値に比例した電流の制御指令信号を出力する
   制御指令信号出力手段と、 この制御指令信号出力手段の制御指令信号および電力を
   供給する二線伝送線と、 前記制御指令信号出力手段にて出力された制御指令信号
   を検出する電流検出手段と、 前記二線伝送線に接続され、前記制御指令信号出力手段
   の制御指令信号に従って弁体の開度を調整するコイルを
   有するリニア式の電磁弁と、前記弁体の開度を検出し開
   度信号を出力する開度検出手段と、 前記電流検出手段にて検出された制御指令信号および前
   記開度検出手段からの開度信号を比較する比較手段と、 この比較手段の出力に従って前記電磁弁に供給する電流
   を変化させる変換手段と を具備したことを特徴とする電磁弁制御装置。
2. （２）変換手段は電力を蓄積する電力蓄積手段と、この
   電力蓄積手段の出力を可変させるスイッチング素子とを
   有し、このスイッチング素子は前記比較手段の出力に従
   って制御されるチョッパ制御回路にて制御されることを
   特徴とする請求項１記載の電磁弁制御装置。
3. （３）電力蓄積手段はコイルに対して直列に接続された
   コンデンサにて構成され、このコンデンサの一端と前記
   コイルの両端間にそれぞれ逆流防止用のダイオードを具
   備したことを特徴とする請求項２記載の電磁弁制御装置
   。
4. （４）チョッパ制御回路に、定電圧を供給する定電圧回
   路が接続されていることを特徴とする請求項２または３
   記載の電磁弁制御装置。
5. （５）制御指令信号出力手段は、信号電極を有する電力
   用半導体制御素子と、この電力用半導体制御素子に対し
   て並列に接続された定電圧素子および定電流素子の直列
   回路と、これら定電圧素子および定電流素子の接続点お
   よび前記信号電極間に接続され前記電力用半導体制御素
   子を制御する半導体制御素子制御手段とを有することを
   特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の電磁弁
   制御装置。