JPH04196203A

JPH04196203A - ソレノイドの可動鉄心位置チエツク方法

Info

Publication number: JPH04196203A
Application number: JP2327634A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Ando; 毅安藤; Toshibumi Kakinuma; 柿沼　俊文; Yuichi Kominami; 小南　友一; Kazuyuki Kihara; 木原　和幸; Kosuke Hatanaka; 畠中　浩輔; Akio Mito; 水戸　昭夫
Original assignee: Tokimec Inc
Current assignee: Tokyo Keiki Inc
Priority date: 1990-11-27
Filing date: 1990-11-27
Publication date: 1992-07-16
Anticipated expiration: 2013-01-14
Also published as: JP2695698B2

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、電磁弁や電磁プランジャなどのソレノイド
の可動鉄心位置チエツク方法に関し、特にソレノイドを
ＯＦＦにした時の復帰状態をチエツクする方法に関する
。

〔従来の技術〕

例えば、第１２図に示すような電磁弁は、ボディ１に形
成した摺動孔２内にスプール３を摺動可能に設け、その
両側のスプリング室４，５内に設けたスプリング６．７
によって、このスプール３を図示の右行位置（ボートＰ
−Ｂ、Ｔ−Ａ間を連通ずる位＠）に保持しており、ボデ
ィ１の一端に固設したソレノイド１０をコイル１１に通
電して励磁すると、その励磁電流の大きさに応じて可動
鉄心１２が固定鉄心１４との間の吸引刃によって左行し
、ブツシュロッド１３によってスプール３を左方へ移動
させ、ポートＰ−Ａ、Ｔ−Ｂ間を連通ずる位置にする。

第１３図は、この場合のスプリング６の反力（実線ａ）
と、それに流体力を加えた力（−点鎖ｉ！ｂ）と、ソレ
ノイド１０の出力（実線Ｃ）との関係を示す。

ところが、スプール３が異物の詰まりなどによる固着現
象を起こしたり、ソレノイド１ｏの可動鉄心１２が摺動
スリーブ内で密着状態になったりすると、初期（右行端
）位置で実線Ｃで示すソレノイド出力を得る励磁電流を
コイル１１に供給しても可動鉄心１２が左行しなくなっ
たり、あるいは吸着（左行端）位置でΔＦ　（＝スプリ
ングカ＋流体力）分ソレノイド出力を減らすように励磁
電流を減少しても、可動鉄心１２が吸着位置から離れな
くなることがある。

従来、このようなソレノイドの作動状態をチエツクする
方法としては、例えば特開平１−２６５５０４号公報に
見られるように、ソレノイドをＯＮあるいはＯＦＦした
時の可動鉄心の移動状況による電流応答波形の違いから
、その作動状態を検出する方法が知られている。

この方法によるソレノイドＯＦＦ時の作動チエツクにつ
いて、第１４図及び第１５によって簡単に説明する。

第１４図に示すようにソレノイドのコイル１１に電流検
出用抵抗１５を直列に接続して、その直列回路に電源１
６からスイッチ１７をＯＮにして電流を流すと、コイル
１１に流れる励磁電流の大きさが抵抗１５によって電圧
に変換されて検出されるが、その応答波形が可動鉄心が
移動するかしないかによって相違することを利用してソ
レノイド出力時の作動をチエツクすることができる。

また、スイッチ１７をＯＮからＯＦＦにした時には（第
１Ｓ図の時点ｔ工）、コイル１１に蓄えられたエネルギ
によって、第１５図（イ）に示すように電源電圧とは逆
極性のスパイク電圧が発生する。　この電圧をリミッタ
１９を通し、所定電圧以下を除去して増幅器１８で増幅
すると、同図（ロ）に示すように時点ｔ２まで負の一定
電圧が出力される。

時点ｔ２で可動鉄心がリターンし始めると、コイル１１
のインピーダンスが変化し、それによってスパイク電圧
の収束が遅くなる。そして、時点ｔ３　で可動鉄心のリ
ターンが完了すると、インピーダンス変化がなくなるの
で、スパイク電圧は急速にゼロに向かって収束する。

したがって、第１４図の微分回路２０による微分波形は
第１５図（ハ）に示すような正のパルス波形になり、こ
れをコンパレータ２１によって基準電圧Ｖ　ｒｅｆと比
較して、同図（ニ）に示すパルス信号が得られればソレ
ノイドが正常にＯＦＦ作動したことになる。

この信号をインバータ２２からの同図（ホ）に示す出力
と、ＡＮＤ回路２３によってアンドをとって、ソレノイ
ドＯＦＦ検知信号として出力する。

このように、ソレノイドの可動鉄心が移動するかしない
かを電流あるいは電圧の応答波形の違いから判断するも
のは、他にも多く開示されている−その他のソレノイド
の可動鉄心位置チエツク方法としては、ソレノイドに機
械的なリミットスイッチを内蔵させたり、あるいは無接
触式の近接スイッチやポテンショメータなどを内蔵させ
て、検出信号によってチエツクする方法が多く提案され
ている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このような従来のソレノイドの可動鉄心
位置チエツク方法にあっては、前者においては、ソレノ
イドＯＦＦ時の電流放電波形に注目し、可動鉄心が動い
ているか拘束されて不動状態にあるかによる放電波形の
違いから可動鉄心がリターンしたか否かを判断するため
、ソレノイドをＯＦＦにした瞬間しか判断できない。

そのため、ノイズによってそうなったのかどうかを確認
しようとすると、再励磁してまたＯＦＦする必要がある
が、そうするとスプールやアクチュエータを動かしてし
まうため、それは不可能であり、チエツク結果に対する
信頼性が低かった。

また、特に可動鉄心を油浸で動きに＜＜シた、いわゆる
ショックレス電磁弁の場合には、可動鉄心の動きが遅い
ため応答波形の差が大きく現われないので、判別の信頼
性に問題があった。

後者は確実性はあるが、機械的構造が一般に複雑になり
、またそのスイッチ等を収納のために余分なスペースを
必要とするし、機械的なものは耐久性にも問題があった
。

この発明はこのような従来の問題点に鑑みてなされたも
のであり、ソレノイドをＯＦＦにした後、随時必要に応
じてその可動鉄心位置をチエツクすることができ、その
チエツク結果の信頼性も高く、機械的なスイッチ等をソ
レノイドに内蔵させる必要もないようにすることを目的
とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は上記の目的を達成するため、ソレノイドのコ
イルに電流検出用抵抗を直列に接続して設け、可動鉄心
が殆ど動かない程度の短かい時間幅だけ上記コイルに通
電して励磁し、上記電流検出用抵抗によって検出される
上記コイルに流れる電流の応答波形が所定値変化するの
に要する時間を計測し、その計測値によって可動鉄心の
位置を判別するソレノイドの可動鉄心位置チエツク方法
を提供する。

上記コイルに流れる電流の応答波形が所定値変化するの
に要する時間の計測を、励磁による立上り時あるいは励
磁後の立下り時に行なうようにすればよい。

〔作　用〕

この発明によれば、ソレノイドをＯＦＦにした後、ソレ
ノイドの可動鉄心が殆んど動かない時間幅だけ励磁を行
い、可動鉄心の位置によるソレノイドのインダクタンス
の違いによる応答電流波形の違いから、可動鉄心が所定
位置（ＯＮの吸着位置、ＯＦＦの解放位置、あるいは何
らかのトラブルで中間位置）にあるか否かによって、上
記応答波形が所定値変化するのに要する時間が異なるの
で、その計測値によって可動鉄心の位置を正確に判別す
ることができる。

そして、ソレノイドのＯＦＦ作動後（一般には０．１秒
以内に作動を完了している）に、そのチエツクを随時何
回でも行えるので信頼性が高く、コントローラ側からの
監視も容易である。

しかも、機械的なスイッチ等をソレノイドに内蔵させる
必要がないので、スペース上の問題や耐久性の問題もな
い。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図面に基づいて具体的に説明
する。

第１図は、この発明の第１実施例を示すソレノイドの可
動鉄心位置チエツク装置のブロック構成図であり、第１
２図と対応する部分には同一の符号を付しである。

まず、その構成を説明すると、ソレノイドのコイル１１
に電流検出用抵抗１５を直列に接続し、その直列回路に
並列にダイオード２５を接続して、直流電源１６からス
イッチ２７を介してコイル１１と抵抗１５の直列回路に
通電できるようにしている。この時、ダイオード２５は
逆バイアスになるので非導通であるが、スイッチ２７が
ＯＦＦになった時に、コイル１１に蓄積されたエネルギ
による電流がこのダイオード２５を通して流れるように
している。

スイッチ２７はリレースイッチや電子スイッチ等の被制
御スイッチであり、スイッチ制御部２６によってＯＮ指
令及び○Ｎ信号の有無に応じて０Ｎ１０　Ｆ　Ｆ制御さ
れる。

さらに、ＯＮ指令を反転するインバータ３３と、その出
力によって起動するタイマ２８、そのタイマ設定時間後
にチエツク指令Ｐ４を受は付けるゲート回路２９、及び
そのゲート回路２９を通過したチエツク指令Ｐ４によっ
て○Ｎ信号Ｐ１を発生するパルス発生器３０を設けてい
る。

また、コイル１１に流れる励磁電流の大きさに応じて発
生する抵抗１５の端子−電圧ｅを増幅する増幅器１８、
その出力電圧ｅ工を基準値ｅｓと比較してｅ工）　ｅ　
ｓになると出力Ｐ５を１１　ＨＴｌにするコンパレータ
３２、チエツク指令の立上りによってセットされ、○Ｎ
信号の立上りで時間の計測をスタートして、コンパレー
タ３２の出力Ｐ５の立上りで計測をストップする計時部
（例えば積分器によるタイマ）３１、及びその計測値ｅ
丁を設定時間ｅＴ、と比較して、ｅＴ）ｅＴｏのときに
出力Ｐ６をｕＨ”にするコンパレータ３４を設けている
。

この実施例はソレノイドのオフ作動チエツク装置の例で
、第１２図に示したようなソレノイド１０の消磁により
、可動鉄心１２が固定鉄心１４に吸着された吸着位置か
ら最も離れた初期位置に復帰しているか否かを判定する
ための装置である。

第２図のタイムチャートも参照しながら、この実施例に
よるソレノイドの可動鉄心位置チエツク方法について説
明する。

まず、第２図の時点ａでソレノイド゛を作動させるＯＮ
指令を（イ）に示すようにｒｒ　Ｌ　ｕにすると、それ
が入力されるスイッチ制御部２６がスイッチ２７をＯＦ
Ｆにし、それによって直流電源１６からコイル１１への
通電が遮断されるが、コイル１１に蓄積されたニネルギ
によって、ダイオード２５を通してコイル１１及び抵抗
１５に短時間電流が流れ続けた後、完全に消磁される。

このコイル１１に流れる電流値に応じた電圧ｅが抵抗１
５の両端に発生され、その電圧ｅを増幅器１８で増幅し
た出力電圧ｅ工は、第２図（ロ）示すように変化する。

一方、○Ｎ指令がＬＬ　Ｌ　ＩＩになるとインバータ３
３の出力がｒｔ　Ｈｐｐになってタイマ２８を起動する
ので、設定されたタイマ時間ＴＭＩ　（電圧ｅ１がＯに
なるまでに要する時間より長めに設定する）後に、同図
（ハ）に示すようにタイマ２８の出力がＩＩ　ＨＩＩに
なる。

それによって、ゲート回路２９がゲートを開いて、同図
（ニ）に示す所定時間幅ＴＭ２のチエツク指令Ｐ４を受
は付けて出力し、そのチエツク指令Ｐ４の立上り時点す
でパルス発生器３０が起動して、同図（ホ）に示すよう
にパルス幅ＴＭ３のＯＮ信号Ｐ１を発生する。

このＯＮ信号Ｐ１がＩＩ　ＨＩＴの期間だけ、スイッチ
制御部２６がスイッチ２７をＯＮにして、直流電源１６
からコイル１１に通電してソレノイドを短時間励磁する
。

そのため、このＯＮ信号Ｐ１のパルス＠ＴＭ３は、コイ
ル１１に通電してソレノイドを励磁しても、可動鉄心が
殆んど動かない程度の短がい時間幅に設定する。

この時コイル１１に流れる電流値を抵抗１５の両端に発
生される電圧ｅによって検出し、その電圧ｅを増幅器１
８で増幅して、第２図（ロ）に示すような出力電圧ｅ□
をコンパレータ３２に入力させる。

また、チエツク指令Ｐ４の立上り時点すで計時部３１に
時間の計測を開始させる。

そして、増幅器１８の出力電圧ｅ工が基準値ｅｓを超え
ると、コンパレータ３２出力Ｐ５が同図（へ）に示すよ
うに“Ｈ”になり、その立上り時点で計時部３１の時間
計測をストップする。

したがって、計時部３１による時間の計測値ｅＴは同図
（ト）に示すように直線的に増加し、ｅ工が所定値ｅｓ
だけ変化するまでに要する時間を計測してその値を保持
することになる。

この時間の計測値ｅＴはコイル１１の応答電流波形によ
って異なり、コイル１１のインダクタンスが大きい程長
くなり、そのインダクタンスは後述するように可動鉄心
の位置に応じて変化するので、この計測値ｅＴが可動鉄
心の位置情報を示すことになる。

ソコテ、この計測値ｅＴをコンパレータ３４によって設
定時間ｅＴｏと比較し、設定時間ｅＴ、を超えると出力
Ｐ６を１１８　Ｊ＋にする。

ソレノイドの可動鉄心が正常に初期位置に復帰している
と、この計測値ｅＴが第２図（ロ）の正常側にＴｎで示
すように短がいため、ｅＴ＞ｅＴ。

にならず、コンパレータ３４による判別出方は、同図（
チ）の正常側に示すようにローレベルＩＩ　Ｌ　ＩＩの
ままであり、正常であることを示す。

可動鉄心が復帰していない（吸着位置に留まっている）
場合には、計測値ｅＴが第２図（ロ）の非正常側にＴａ
で示すように長くなるため。

ｅＴ）ｅＴ、になり、コンパレータ３４による判別出力
が、同図（チ）の非正常側に示すようにハイレベルｌ（
Ｈ”になって、非正常であることを示す。

その後、時点ｄでチエツク指令がＯＦＦになると、計時
部３１がリセットされてｅＴがＯになり。

判別出力Ｐ６もでなくなって次のチエツク指令を待つ。

その後再びチエツク指令が入力されると、再び上述のよ
うにソレノイドを短時間励磁して、その可動鉄心位置の
チエツクが行なわれる。

このようにして、ソレノイドがＯＦＦのときに、随時何
度でもその可動鉄心位置をチエツクすることができる。

なお、上記実施例ではＯＮ指令がなくなると直ちにタイ
マ２８を起動して、その設定時間ＴＭＩ後にゲート回路
２９を開くようにしたが、ＯＮ指令がなくなった後コイ
ル１１に流れる電流値の検出電圧ｅ工を監視して、それ
が予め設定した値（ゼロレベルでもよい）まで低下した
時にタイマ２８を起動させるようにしてもよい。

コイル１１のインダクタンスＬが大きい場合などには、
通電遮断時からの時間ＴＭＩを設定するより、上述のよ
うに実電流を基準にしてタイマを起動させる方が確実と
いえる。その場合、タイマ設定時間ＴＭＩはＯであって
もよい。

ところで、第１２図及び第１３図で説明したように、ソ
レノイド１０を励磁するとその可動鉄心１２が固定鉄心
（ポールフェース）１４に吸引され、スプリング６のス
プリングカ＋流体力に抗してスプール３等を押しながら
移動し、固定鉄心１４に吸着されるが、コイル１１に極
く短期間だけ電流を流して励磁しても、そのソレノイド
出力がスプリングカ＋流体力を超えない範囲であれば、
可動鉄心は移動しない。

あるいは、−瞬吸着方向に微動しても、システム全体と
して問題がない範囲であれば差し支えないので、この範
囲内になるようにＯＮ信号のパルス幅ＴＭ３を設定する
ことが必要である。

第３図（イ）、（ロ）は、パルス幅ＴＭ３の励磁により
コイル１１に流れる電流応答すなわち抵抗１５によって
検出される電圧応答波形の可動鉄心位置による相違を示
す波形図である。

コイル１１のインダクタンスしは、可動鉄心が初期位Ｗ
（固定鉄心から最も離れている位置）にある時が最も小
さく、吸着位Ｍ（固定鉄心に密着した位Ｎ）にある時が
最も大きくなり、同図（ハ）に示すように可動鉄心の位
置によって変化する。

このインダクタンスしによって、励磁の際の電圧波形の
変化量（立上り量）が相違し、可動鉄心が初期位置にあ
る時はインダクタンスが小さいため第３図（イ）に示す
ように速く大きく立上り、吸着位置にある時はインダク
タンスが大きいので立上り速度が遅く立上り量も少ない
。

したがって、この応答波形が所定値だけ変化するのに要
する時間を計測して、予め設定した時間と比較すること
によって、可動鉄心がどこにあるかを判別することがで
きるのである。

なお、２値判別の例を説明したが、計測値ｅＴを複数の
異なる設定時間と比較するようにすれば、可動鉄心の複
数段階の位置を判別することもでき、位置判別の分解能
が上がり、精度が向上して異常。

正常の程度を検知できる。

また、この計測値ｅＴを無段階に出力すれば、可動鉄心
の位置を連続的に測定することもできる。

第４図は、この発明の第２実施例を示す第１図と同様な
ブロック構成図である。

この実施例は第１図に示したチエツク装置に対して、基
準値ｅｓを補正するためのホールド回路３７．３８と補
正回路３９を追加して設けたものである。

これは、コイルの温度上昇や電源電圧の変動による１０
０％電流値の変化に対応して基準値ｅｓを補正し、正し
い検出ポイントを得るためである。

ホールド回路３７は、ＯＮ指令の立上りでセットされて
、直流電源１６からの供給電圧Ｅ。を入力データとして
取り込み開始し、ＯＮ指令がＬＬ　Ｌ　＋ｊになった時
にインバータ３３の出力の立上りによってその値をホー
ルドして、そのホールト値すなわちその時の電源電圧Ｅ
。を補正回路３９へ出力する。

一方、ホールド回路３８も、○Ｎ指令の立上りでセット
されて、増幅器１８からの検出電圧ｅ工を入力データと
して取り込み開始し、ＯＮ指令が“Ｌ”になった時にイ
ンバータ３３の出力の立上りによってその値をホールド
して、そのホールド値ｅｕ０（ソレノイド作動時の定常
状態でコイル１１に流れる電流値に応じた電圧）を補正
回路３９へ出力する。

補正回路３９は、これらの電圧Ｅ。及びｅｕｏの値に応
じて基準値ｅｓを補正して、コンパレータ３２へ補正し
た基準値ｅｓ’　を送る。

スイッチ２７をＯＮにした時にコイル１１に流れる電流
応答特性は、次式で表わされる。

Ｒ：コイル１１の内部抵抗子抵抗１５の抵抗値Ｌ：コイ
ル１１のインダクタンスしたがって、コイル電流を遮断する直前の電源電圧Ｅ０
と、その時の定常電流Ｉに相当する電圧ｅ１．Ｉｏをホ
ールドすることにより、Ｒ＝Ｅｏ／ＩによりＲの値が既
知となり、それらの変動に応じて、基準ａＳＳを補正す
ることが可能になる。

この補正により、コンパレータ３２による時間計測期間
の判定精度を高めることができる。

なお、上述の各実施例では、ソレノイドの完全な消磁状
態で瞬時的に励磁して可動鉄心の位置をチエツクする場
合について説明したが、完全消磁でない状態、例えばコ
イル１１に５０％程度の電流が流れている状態から、１
００％の電流を流すように励磁することも勿論可能であ
り、その５０％から１００％に向かう瞬時励磁電流波形
が所定値変化するのに要する時間を計測して、その計測
値によって可動鉄心の位置を判別することも可能である
。

第５図はワンチップマイクロコンピュータ（以下「マイ
コン」と略称する）を使用した第３実施例のブロック構
成図であり、第１図と対応する部分には同一の符号を付
してあり、それらの説明は省略する。第６図はそのマイ
コン４０による処理のフローチャートである。

このマイコン４０は、ＯＮｍ令及びチエツク指令を入力
してスイッチ（ＳＷ）２７をＯＮ１０　Ｆ　Ｆ制御し、
増幅器１８の出力電圧ｅ工（コイル１１に流れる電流値
に応じた電圧）を、内部のＡ／Ｄ変換部によってデジタ
ル値に変換して取り込み、ソレノイドの動作異常を検知
すると異常検知信号を出力する。

この実施例では、外部シーケンサがＯＮ指令。

チエツク指令のタイミング管理を行うので、両者間のイ
ンターロック手段が不要になる。

さらに、この実施例では前述のような基準値の補正も行
なえるように、メインスイッチＭＳを介して電源１６に
並列に分圧抵抗Ｒ１，Ｒ２を接続して、その分圧点の電
圧ｅ。もマイコン４０に入力している。

メインスイッチＭＳは、ソレノイド使用中は常時ＯＮに
しておく手動のスイッチである。

次に、マイコン４０による処理を第６図にしたがって説
明する。

これは基準値ａＳの補正は行なわない場合の処理であり
、このルーチンがスタートすると、ＯＮ指令の有無をチ
エツクして、有れば（Ｉｔ　ＨＩＩならば）次にスイッ
チ２７がＯＮか否かをチエツクし、ＯＮであればそのま
ま最初に戻るが、ＯＦＦであればスイッチ２７をＯＮに
して最初に戻る。

最初のＯＮ指令の有無チエツクでＯＮ指令がなければ、
スイッチ２７をＯＦＦにした後、ソレノイドのオフ作動
（可動鉄心の復帰）に要する時間以上の設定時間（例え
ば１００１．ＬＳ）が経過してから、チエツク指令の入
力を待つ。

チエツク指令の入力がないうちにｏＮｔＷ令があった場
合には、スイッチ２７を再びＯＮにしてコイル１１に通
電する。

１００μｓ経過後にチエツク指令が入力すると。

所定の短いパルス幅の○Ｎパルスを発生すると同時に、
内部のタイマをスタートさせる。

そして、ＯＮパルスを出力している間だけスイッチ２７
をＯＮにし、増幅器１８からの出力電圧ｅ工を基準値ａ
ｓと比較する。その結果、ｅ、＞ｅｓになるとタイマを
ストップして、その時間計測値ｅＴを設定時間ｅＴ、と
比較する。

その結果、ｅＴ＞ｅＴｏでなければ、可動鉄心が正常に
復帰していると判断して何も出力しないが。

ｅＴ＞ｅＴ、であれば、可動鉄心が復帰していないと判
断して異常検知信号を出力する。

その後、チエツク指令が無くなるのを待ってタイマの計
測値ｅＴをリセットし、再びＯＮ指令の有無をチエツク
して、なけれ次のチエツク指令を待ち、ＯＮ指令がある
とスイッチ２７をＯＮにして、最初のステップへ戻る。

次に、基準値ｅｓを補正する場合について説明する。

その場合は、マイコン４ｏは抵抗Ｒ１とＲ２による分圧
電圧ｅ０を電源電圧Ｅ０の情報として取り込むとともに
、ソレノイド非励磁の時にも可動鉄心が動かない程度の
低出力レベルの電流をコイル１１に流し、その時の平均
供給電圧（ｅｏから求める）と平均検出電流（ｅ□から
求める）によりコイル抵抗を計算し、それに応じて基準
値ｅｓなどを補正して検出精度を上げることができる。

例えば、チエツク時の○Ｎ信号よりはるかに高い周波数
で、ＰＷＭのＯＮ率を１％程度に固定した信号でスイッ
チ２７を０Ｎ１０ＦＦ制御し、それをＯＦＦ状態とする
と、電源電圧が一定とすればコイル抵抗によりそのＯＦ
Ｆ状態で流れる電流値が変化し、そのときの検出電圧ｅ
工が変化する。

それによってコイル抵抗値の変動を検知できる。

なお、温度測定素子などを使用することも勿論可能であ
る。また、この実施例のマイコン４０に代えて、ディジ
タル素子によるワイヤードロジック回路で構成すること
も可能である。

第７図は、この発明の第４実施例を示す第１図と同様な
ブロック構成図であり、第１図と対応する部分には同一
の符号を付して、それらの説明は省略する。

この実施例では、ソレノイドの○ＦＦ作動後、自動的に
所定の時間幅で周期的に可動鉄心位置のチエツクを行な
って、その結果をアナログ量で出力するようにしたもの
である。

第７図において、第１図の第１実施例と異なるのは、ゲ
ート回路２９に代えてチエツク指令パルス発生用のパル
ス発生器（Ｐ、Ｇ）４１を設け、外部からチエツク指令
を入力することを不要にした点と、コンパレータ３４に
代えて可動鉄心位置演算部４２を設けて、アナログ信号
による可動鉄心位置情報を出力するようにした点のみで
ある。

この第４実施例によれば、ＯＮ指令が入力されなくなる
と、スイッチ制御部２６がスイッチ２７をＯＦＦにして
、電源１６からソレノイドのコイル１１への通電を遮断
すると同時に、インバータ３３の出力によってタイマ２
８を起動する。

タイマ２８は設定時間ＴＭＩの経過時にパルス発生器４
１を起動させる。パルス発生器４１は第２図（ニ）に示
したようなパルス幅がＴＭ２で周期がＴＭ７０のチエツ
ク指令パルスＰ４を発生する。

このチエツク指令パルスＰ４の立上りで、計時部３１を
セットすると同時にパルス発生器３ｏを起動させる。

それによって、パルス発生器３０はパルス幅がＴＭ３で
周期が１’Ｍ２０の○Ｎ信号Ｐ１を発生し、スイッチ制
御部２６が期間ＴＭ３の間だけスイッチ２７をＯＮにし
て、ソレノイドを励磁させる。

そのＯＮ信号Ｐ１の立上り時に計時部３１に時間計測を
開始させる。

そして、増幅器１８の出力電圧ｅ工が基準値ｅｓを超え
た時にコンパレータ３２の出力Ｐ５によって計時部３１
の計時動作をストップさせ、その時の時間計測値ｅＴを
可動鉄心位置演算部４２に入力し、そこで可動鉄心位置
情報ｅａを演算して出力する。

パルス発生器４１からのチエツク指令パルスＰ４の立下
がりで、計時部３１がリセットされて１回のチエツクを
終了するが、パルス発生器４１は周期ＴＭ２０で周期的
にチエツク指令パルスＰ４を発生するので、すぐにまた
次のチエツクが行なわれ、可動鉄心位置情報ｅａが周期
的に出力される。

第８図は、この発明の第５実施例を示す第７図と同様な
ブロック構成図であり、第１図及び第７図と対応する部
分には同一の符号を付して、それらの説明は省略する。

この実施例では、ソレノイドを○Ｎ１０ＦＦするメイン
スイッチ４３と、チエツク用の励磁スイッチ（常開スイ
ッチ）２７′とを別にして並列に設け、従来の単純シス
テムに使用できるようにした例である。

この第５実施例で第７図の第４実施例と異なるのは、上
記の点のほかに、スイッチ制御部２６が不要になった点
と、コイル１１に供給される電源電圧をインバータ４４
を介してタイマ２８の起動信号とするようにした点と、
可動鉄心位置演算部４２に代えて、第１実施例と同様に
コンパレータ３４を設けた点である。

この第５実施例によれば、外部からのＯＮ指令及びチエ
ツク指令は不要であり、メインスイッチ４３をＯＮにす
ると、コイル１１に通電してソレノイドを作動させ、Ｏ
ＦＦにするとタイマ２８が起動して、所定時間Ｔ　Ｍ　
ｌ後から所定の周期（第４実施例のＴＭ２０と同じ）で
周期的に期間Ｔ　Ｍ　３だけスイッチ２７′をＯＮにし
て、コイル１１に瞬時通電する。

そして、その時に応答電流波形が所定値（基準値ａｓに
相当する）だけ変化するのに要する時間を計時部３１に
よって計測し、その計測値ｅＴをコンパレータ３４によ
って設定時間ｅＴｏと比較して可動鉄心の位置を判別す
る。その結果、可動鉄心の位置に異常がある場合には、
判別出力Ｐ６をハイレベル１１　ＨＤにするのは前述し
た第１実施例と同様である。

第９図は、この発明の第６実施例を示すブロック構成図
であり、第１図と対応する部分には同一の符号を付して
それらの説明は省略する。

この第６実施例で第１図の第１実施例と異なるのは、Ｏ
Ｎ信号Ｐ１を反転するインバータ４５及びその反転出力
をホールド信号とするホールド回路４６と、そのホール
ト値ｅｕと増幅器１８の出力電圧ｅ工との差を演算する
差動増幅器４７とを追加し、コンパレータ３２に代えて
、差動増幅器４７の出力ｅｄを設定値ｅｄ０と比較する
コンパレータ４８を設けた点である。

この実施例は、ソレノイドを短時間励磁した直後のコイ
ル電流の立下り波形を利用して、可動鉄心位置をチエツ
クする例である。

そのチエツク方法を第１０図のタイムチャートを参照し
て説明すると、ＯＮ指令がなくなってスイッチ制御部２
６がスイッチ２７をＯＦＦにした後、タイマ２８の設定
時間ＴＭＩが経過してからチエツク指令が入力されると
、パルス発生器３０がパルス幅ＴＭ３のＯＮ信号を発生
し、スイッチ制御部２６がその期間だけスイッチ２７を
ＯＮにしてソレノイドを励磁する。

したがって、コイル１１に流れる電流波形に相当する増
幅器１８の出力電圧ｅ１の波形は第１０図（イ）に示す
ようになる。

そして、○Ｎ信号の立下がり時にホールド回路４６が電
圧ｅ□のピーク値を同図（ロ）に示すようにホールドし
てｅｕとする。同時にこの時点で計時部３１に計時動作
を開始させる。

その後、差動増幅器４７がホールド回路４６のホールド
値ｅｕと増幅器１８の出力電圧ｅ工との差に応じたレベ
ルの、同図（ハ）に示す信号ｅｄを出力し、コンパレー
タ４８がそれを設定値ｅｄ。

と比較して、ａｄ＞ｅｄｏになると同図（ニ）に示すよ
うに出力Ｐ５をハイレベルＩｔ　Ｈ１１にする。

それによって、計時部３１が計時動作を停止するので、
その計測値ｅＴは第１０図（ホ）に示すようになる。こ
の計測値をコンパレータ３４が設定時間ｅＴｏと比較し
て、同図のＡ（正常）側に示すようにｅＴ≦ｅＴｏであ
れば５判別出力Ｐ６は１１　Ｌ　ＩＴのままであるが、
同図のＢ（非正常）側に示すようにｅＴ）ｅＴｏである
と、判別出力Ｐ６がＩＩ　ＨＩＩになって異常を知らせ
る。

この実施例は、コイル抵抗や電源電圧などの変動が少な
い場合に適している。なお、この場合にも第４図の第２
実施例と同様に設定値ｅｄ０に補正を加えることにより
、精度を上げることができる。

第１１図は、この発明の第７実施例のコイル１１への通
電部付近のみを示す回路図である。

この実施例は、常時はスイッチ２７をＯＮからＯＦＦに
した時のソレノイドの消磁を早くしたい場合の例で、切
換スイッチ５７が常時は図示のようにバリスタ５６側に
切り換わっており、ＯＮ指令による通常の０Ｎ１０　Ｆ
　Ｆ時には、バリスタ５６を介して速やかに消磁し、チ
エツク指令によってスイッチ２７をＯＮ１０　Ｆ　Ｆす
る時にのみ、切換スイッチ５７をダイオード２５側へ切
り換えるようにしたものである。

その他の構成及び作用は前述の各実施例と同様にすれば
よいので、説明を省略する。

〔発明の効果〕

以上説明してきたように、この発明によれば、以下に列
挙する効果が得られる。

（１）ソレノイドを消磁した後、チエツク指令を与えれ
ばいつでも可動鉄心の位置情報が得られる。

（２）電子回路で構成でき、新たに弁に取付ける部品は
一切不要である。

（３）チエツク指令をソレノイドのＯＮ信号を基に周期
的に行うようにすると、常に可動鉄心の位置情報が得ら
れる。

（４）ソレノイド消磁時の電流波形をチエツク対象とす
れば、電源から切り離される期間にチエツクするので、
電源のリップルの影響を受けない。

そのため、余波整流の簡易電源もそのまま使用可能であ
り、フィルタなどが不要になる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例を示すソレノイドの可動
鉄心位置チエツク指令のブロック構成図、第２図はその作用説明に供するタイムチャート、第３図
（イ）、（ロ）は可動鉄心位置による電流応答波形の相
違を示す波形図であり、（ハ）は可動鉄心位置とソレノ
イドコイルのインダクタンスとの関係を示す線図、第４図はこの発明の第２実施例を示す第１図と同様なブ
ロック構成図。第５図はこの発明の第３実施例を示すマイクロコンピュ
ータを用いた装置の構成図、第６図はそのマイクロコンピュータによる処理のフロー
チャート、第７図はこの発明の第４実施例を示す第１図と同様なブ
ロック構成図、第８図はこの発明の第５実施例を示す第７図と同様なブ
ロック構成図、第９図はこの発明の第６実施例を示す第１図と同様なブ
ロック構成図、第１０図はその作用説明に供するタイムチャート、第１
１図はこの発明の第７実施例のコイルへの通電部付近の
みを示す回路図、第１２図はソレノイドを使用した電磁弁の一例を示す縦
断面図、第１３図はその作用を説明するための線図、第１４図は
従来のソレノイドの作動をチエツクするための装置の一
例を示すブロック構成図、第１５図はその作用を説明す
るためのタイムチャートである。１０・・・ソレノイド　　　１１・・コイル１２・・可
動鉄心　　　　１３・・・ブツシュロッド１４・・・固
定鉄心　　　　１５・・・電流検出用抵抗１６・・・直
流電源　　　　１８・・・増幅器２５・・・ダイオード
　　　２６・・スイッチ制御部２７・・・スイッチ　　
　　２７′・・・励磁スイッチ２８・・・タイマ　　　
　　２９・・・ゲート回路３０．４１・・・パルス発生
器　　３１・・・計時部３２．３４．４８・・・コンパ
レータ３７．３８．４６・・・ホールド回路３９・・・補正回路４０・・ワンチップマイクロコンピュータ４２・・・可
動鉄心位置演算部

Claims

【特許請求の範囲】１　ソレノイドのコイルに電流検出用抵抗を直列に接続
して設け、可動鉄心が殆ど動かない程度の短かい時間幅
だけ前記コイルに通電して励磁し、前記電流検出用抵抗
によつて検出される前記コイルに流れる電流の応答波形
が所定値変化するのに要する時間を計測し、その計測値
によつて前記可動鉄心の位置を判別することを特徴とす
るソレノイドの可動鉄心位置チエツク方法。２　前記コイルに流れる電流の応答波形が所定値変化す
るのに要する時間の計測を励磁による立上り時に行うこ
とを特徴とする請求項１記載のソレノイドの可動鉄心位
置チエツク方法。３　前記コイルに流れる電流の応答波形が所定値変化す
るのに要する時間の計測を励磁後の立下り時に行うこを
特徴とする請求項１記載のソレノイドの可動鉄心位置チ
エツク方法。