JPS60184783A - 電磁弁の駆動装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、電磁ソレノイドを有する電磁弁の駆動回路
に関し、特に電磁ソレノイドを有する電−磁弁の開度を
変化させることにより減衰力を変化させる減衰力可変型
の流体圧緩衝器の電磁弁駆動装置に適用して好適なもの
である。

〔従来例〕

従来の電磁弁の駆動装置としては、例えば特開昭５４−
１５１６５号公報に開示されているものがある。このも
のは、直流で働くソレノイドを１、単一駆動電源を使用
して、パルス幅変調信号でチョッパ駆動し、ソレノイド
に直列に微小抵抗を挿入し、この端子電圧差を電流フィ
ードバック信号として、ソレノイドに流れる駆動電流の
制御を行い、駆動始めだけに定格の数倍の過大電流が流
れるようにし、ソレノイドの引込み速度の増加をはかる
ことを特徴とするものである。この場合、パルス幅変調
信号を、所定電圧に充電した放電用コンテンツの放電電
圧と電流フィートハック信号とを比較して形成する構成
とされζいる。

しかしながら、このような従来の電磁弁駆動装置にあっ
ては、電磁ソレノイドを駆動するパルス’ｌ’！ｉｌ変
８１１Ｊ信号を、コンデンサの放電電圧を利用して形成
する構成となっていたため、電磁ソレノイドの駆動開始
用の過大電流から保持用のパルス電流に切り換えるタイ
ミンクが、コンデンサの放電回路の時定数によって一義
的に決定されるごとになり、実際の電磁ソレノイ１の駆
動電流変化即ち電磁弁の動作に確実に応動させることが
できず、このため、過大電流の通電時間が必要以上に長
くなって、電力効率が低下する問題点を有するものであ
った。

〔発明の目的〕

この発明は、このような従来の問題点に着目してなされ
たものであり、電磁ソレノイドと直列に介挿した微小抵
抗の端子電圧差を検出し且つその検出信号を１１′ＩＸ
、分することにより、電磁弁の弁体移動が終了したこと
を検出し、その検出信号に基づいて電磁ソレノイドの作
動開始用基本パルスから保持パルスに切り換えることに
よって、上記従来例の問題点を解決することを目的とし
ている。

〔発明の構成〕

上記目的を達成するために、この発明は、電磁弁の作動
開始用基本パルス信号を発生ずる基本パルス発生回路と
、前記電磁弁の作動状態を保持する保持パルス信号を発
生ずる保持パルス発生回路と、前記電磁弁の電磁ソレノ
イドと直列に介挿した微小抵抗の電圧差を検出し、且つ
当該検出信号を微分することにより当該電磁弁の作動終
了時点を検出する電磁弁作動終了検出回路と、該電磁弁
作動終了検出回路からの検出信号に基づきｉｉＪ記基本
パルス発生回路からの基本パルス信号を前記保持パルス
発生回路からの保持パルス信号に切り換えて前記電磁弁
を駆動する切換制御回路とから構成されていることを特
徴する。

〔実施例〕

以下、この発明を図面に基づいて説明する。

第１図乃至第５図は、この発明の一実施例を示す図であ
る。

第１図において、１は減衰力可変ショックアブソーバで
あって、シリンダ２内に、ピストンロノド３の先端に取
り付げられたビス＋ン４とフリーピストン５とが摺動自
在に配設され、これらピストン４及びフリーピストン５
によって圧力室Ｐｌ。

Ｐ２及びＰ３が画成された構成を有する。圧力室Ｐｌ及
びＩ）２には、夫々非圧縮性の作動液が封入され、圧力
室Ｐ３には、高圧ガスが封入されている。そして、ピス
トン４には、第２図に示すように、一端がピストンロッ
ド３に穿設した液通路６を介して圧力室ＰＩに連通ずる
中心間ロアとこれに連通ずる圧力室Ｐ２に開［１する液
通路８とが穿設され、中心間ロア内には、その内部及び
液通路８を連通ずる、中心間１１９ａ及び透孔９ｂを設
けたスプール形の弁体ｌＯが摺動自在に配設されている
。弁体ＩＯは、常時は、復帰スプリング１１によって下
方に付勢され、その下端が底部に当接するごとにより規
制されており、この状態で透孔９が液通路８の開口端と
対向せざる位置を採り、従ゲ乙中心開１」７及び液通路
８間が非連通状態となっている。また、弁体１０は、そ
の回りに配設された電磁ソレノイド１２を通電して付勢
するごとにより」１方に移動されて、その中心間１コア
及び液通路８間が対向してこれが連通状態となる。

そし−乙弁体１０及び電磁ソレノイド川２です催、弁１
３が構成されている。なお、１４ａ及び１４ｂは、縮み
側及び伸び側のオリフィス、１５は、電磁ソレノイド１
２の励磁コイル１２ａのリード線である。

而して、減衰力可変ショックアブソーバ１の電磁ソレノ
イド１２の励磁コイル１２ａが、駆動回路１６によって
駆動される駆動トランジスタ１７及び微小抵抗１８を介
してハソテリ−１９に直列に接続されている。なお、２
０は、励磁コイル１２ａと並列に接続されたサージ吸収
用ダイオードである。

駆動回路１６は、電磁弁１３の作動指令回路２１と、基
本パルス発生回路２２と、保持パルス発生回路２３と、
電磁弁１３の作動状態を検出する電磁弁作動検出回路２
４と、基本パルス信号Ａ及び保持パルス信号りを切り換
える切換制御回路２５とを有する。

作動指令回路２１は、所定レヘルの直流信号でなる指令
信号へを出力する指令回路２６と、比較的長い所定周期
で所定振幅の三角波信号Ｂを出力する三角波発生回路２
７と、指令信号Ａ及び三角波信号Ｂを比較して三角波信
号Ｂが指令信号Ａ辺土となったときに、論理値“１”の
比較出力を作！Ｔ！ｌノ指令信号Ｃとしζ出力する比較
回路２８とを有し、これらによりパルス幅変調回路が構
成されている。ごご−乙指令回路２　Ｅｉには、車両の
積載荷重やｊｌｊ両の旋回、加減速、急停車時等にお＆
Ｊる車両のピッチング或いは１：Ｊ−リング等の連動力
学的＼特性や環境などの乗心地、［榮縦安定性に影響す
る因トで決定される減衰力可変ショソクアブソーノ＼ｌ
の減衰力を選択する外部信号が供給され、これ、らに基
づき所定レベルのＩｈ令信号八へ出力する。

基本パルス発生回路２２は、作動指令回路２１からの作
動指令信号Ｃの立も上がり時点で１−リガされるｆｌχ
安定回路構成をイ１し、所定幅の矩形波パルス信号でな
る作動開始用パルス信号りを出力するように構成されて
いる。

保持パルス発生回路２３は、電磁ソレノイド１２ａの温
度上昇、圧力室Ｐ１及びＰ２に封入された作動流体の温
度、ハソテリ電圧等の検出信号Ｅが外部信号とし゛ζ供
給され、これらに基づき所定レベルの直流信号でなる指
令信号Ｆを出力する指令回路２９と、前記三角波信号Ｂ
の周期に比較して短い所定周期で所定振幅の三角波信号
Ｇを出力する三角波発生回路３０と、指令信号Ｆ及び三
角波信号Ｇを比較して三角波信号Ｇが指令信号Ｆ以上と
なったときに、論理値“１”の比較出力を保持パルス信
号Ｈとして出力する比較回路３１とを有し、これらによ
りパルス幅変調回路が構成されている。

電磁弁作動終了検出回路２４は、第４図に示すように、
前記微小抵抗１８で検出した電流フィードバック信号■
が供給される微分回路３１と、その微分出力Ｊが供給さ
れる反転増幅回路３３と、その反転出力が供給される波
形整形回路３４とから構成されている。ここで、反転増
幅回路３３は、微分出力Ｊが入力抵抗３５を介して供給
される演算増幅器３６と、その出力側及び負入力側に介
挿した帰還抵抗３７とから構成されている。

切換制御回路２５は、ｎｉｆ記基本パルス発生回路２２
にインバータ４１を介して接続されたゲート回路４２と
、同様に保持パルス発生回路２３にインバータ４３を介
して接続されたケート回路４４と、各デー１−回路４２
及び４４の出力側が接続された排他的論理和回路４５と
、その入力端及び直流ｒｌｉ源Ｖｃｃ間に接続された抵
抗Ｒａ、Ｒｂと、排他的論理和回路４５の出力側に接続
されたｉ・ランジスク駆動回路４Ｇと、前記電磁弁作動
検出回路２４の検出イ、ドシＫが供給されると共に、前
記作動指令回路２Ｉの作動指令１１１号Ｃがリセット信
号として供給されるカウンタ４７と、ごのカウンタ４７
のカウント値”　２　”を表ず出力信冒りがセット茜１
１Ｊ’ｓに、前記作動指令回路２１の作動指令信号Ｃか
り七）ｌ−１１ｊｌ′、ｉ子ｒに夫々供給されるフリッ
プフロップ回路４））とから構成され、フリップフロッ
プ回路４８θ月゛ｆ定出力α＋；１子から出力される１
″［定出力（ゴが１１：Ｉ記り−−１−回路４４に、否
定出刃４．１子カラ出力されるＮ、ｒ定出力信υＧが１
１；Ｉ記ゲー１−回路４２に夫々制御信号として供給さ
れている。

次に、作用について説明する。今、作動（ｈ令回路２１
の指令回路２６に、例えば良路を直進走行するときのよ
うに、減衰力可変ショックアブソーバＩを低減衰力に維
持する外部信号−が供給されていて、この指令回路３７
から第５図（８）で鎖線し１ボのように比較的低レベル
の指令信号へが出力され°ζおり、これが比較回路２８
で三角波発り１″回路２７からの第５図（ａｌで実線図
示の三角波ｆｔ４号−Ｉ３と比較されるので、この比較
回路２８から第５図ｉｌ＋＋　に示ず所定のデユーティ
比を有する作動指令信υ−Ｃが出力されているものとす
る。また、保持パルス発生回路２３に所定の検出出力Ｅ
が供給されて、これに応して第５図（Ｃ１で鎖線図示の
如く、所定レベルの指令信号Ｆが出力されているものと
すると、これが比較回路３．■で、三角波発生回路３０
から出力される第５図（Ｃ）で実線図示の三角波信号Ｇ
と比較されるので、この比較回路２９がら第５図（ｃｌ
）に示す所定のデユーティ比を有する保持パル１１１１
号ＩＩが出力されているものとする。

そして、例えば作動ｌ旨令信号へが論理値“０”である
時点ｔ１では、基本パルス発生回路２２の基本パルス信
号りも第５図（ｅ）に示す如く論理値“０゛であり、且
つ切換制御回路２５のフリップフロップ回路４Ｂかり七
ノド状態にある。このため、フリップフロップ回路４３
（からは、第５図（ｆｌ及び（ｇ＋に示す如（論理値゛
０”の１′４定出力伯号Ｑ及び論理値”　Ｉ　”の？■
、：定出力信−ｊ’Ｑが夫々出力され、これにｌ＋Ｅ、
し゛Ｃサケ−川ｉ旧１８４２及び４４が人々オン状態及
びオフ状態に制１ａｌｌされ“ζいる。

この状態では、基本パルス発生回路２２の基本パルス信
１，３．１）が論■！旧ｉ＋′！’璽）゛を維持し、イ
ンハーク４１を（ｊ１！成゛ら“’Ｉｌｌ　＋−ランジ
スタがオフ状態にあり、排他的論理相同ｙ８４５の入力
側は、共に１ｒｉｉレヘルを維持しＣいるので、その出
力信りＭは、第５図（）１）に示す如く、論理値”　ｏ
　”を維持している。したがっ゛Ｃ１１ランジスタ駆動
回路４Ｇのｊ！、ＩＪ駆動出力論理値“０゛′であり、
駆動１〜ランジスタ１７は、オフ状態に維持され、電磁
ソレノイ１−Ｉ２の励磁〕２イル１２ａは非励磁状態に
ある。

その結果、電磁ソレノイドＩ２が非（＝Ｊ勢状！Ｂに維
持されるので、弁体１０が（Ｕ郁スプリング１１の力に
よって第２図に示す如くＦカに摺動し〕こ１？ｊ動位置
をとり、ｌｆν通路７及び８がｆｆ；、１１前しまた扶
だ１となっ゛Ｃ１液通路７及び８間が遮断される。この
ため、圧力室ＰＬ及び２２間がオリフィス１４　：ｈ　
ｍ。

び１４ｂのシによって連通されることになるので、圧力
室Ｐ１及び２２間の流体抵抗が人きくなり、減衰力可変
ショックアブソーバ＋ｏ）減衰力が最も高くなる。

この状態から、時点ｔ２で作動指令信゛弓△が論理・値
“１”となると、その立ち上がり時点で基本パルス発生
回路２２がトリガされて、その基本パルス信号Ｉ〕が第
５図ｔｅｌに示す如く論理値“１”となる。このため、
インバータ４Ｉを構成する１−ランジスタがオン状態と
なるので、抵抗Ｒａに供給されている電流がトランジス
タを介して接地に流れ、排他的論理和回路４５の入力側
ａが低し・＼ルとなり、その出力信号Ｍが第５図（ｈｌ
に示す如く論理値“１″となる。したがって、トランシ
スク駆動回路４６から論理値”　Ｉ　”の駆動出力が出
力され、駆動トランジスタ１７かオン状態に転換される
。

その結果、電磁ソレノイ］−１２の励磁コイル１２ａに
バッテリ１９からの励磁電流が通電されるので、電磁ソ
し・ノイド月２か励研状剋となって、電磁ゴｌ′１３の
弁体１０が、そのフランジ部１０ａが復帰スプリング１
１に抗して吸引されて上方に移動を開始″４−る。この
とき、励磁コイル１２ａには、バッテリ１９からの励磁
電流が連続的に供給されるので、１を研ソレノイド１２
による弁体１０を復帰スプリング１１に抗して移動させ
る駆動力が大きく設定され、ブＣ体■０の移ｖｊを速や
かにｔｉうことができる。

この状態となると、時点ｔ２から僅かに遅れた時点Ｌ３
で励磁ｍｌイル１２ａに流れる電流にまり、微小抵抗１
８の６ｉ：４子間電圧差を表す電流フィードバック信号
１が第５図ｆｉ＋に示す如く急激に上昇して高電流値に
達し、この高電流値を保って、第５図（Ｊｌに示ず電磁
弁１３の弁体１０の移動に応してハンチングする。この
ように、電流フィードバック信号■が変化すると、電磁
発作’ＰＪ＋終丁検出回ＷＦＩ　２４の微分回路３３か
ら第５図Ｆｋ＋に示す、１、うに？ｈ分出力Ｊが出力さ
れる。この微分出力Ｊが反「Ｉυ：Ｊ１伸１′６１回路
３３に供給されるので、この反転増幅回路３３から反転
出力が出力される。この反１１υ二出力が波形整形回路
３３で第５図（１１に示す如く所定のデユーティ比に波
形整形され゛ζ作作動終了信号にとし′（出力される。

このため、電磁弁作動検出回路２４では、電磁弁１３の
弁体１０が作動を開始して、弁体１０の移動が終了した
ときに生しる、電流が増加する過程から瞬時的に減少す
るディツプ点を検出′Ｊ−ることができる。

そして、電磁弁作動終了検出回路２４の作動終了信号信
吐Ｋが切換制御回路２５のカウンタ４７に供給されるの
で、このカウンタ４７かカランｉを開始し、作動終了信
号Ｋを２パルスカウン１した時点ｔ４で、第５図ｔｍ＋
に示す如く出力信￥１７か出力される。この出力信号１
、がフリ、プフ１」ノゾ回路４８に供給されるので、こ
れが七］１−され、その肯定出力Ｑが第５図（ｆｌに示
す如く論理（１？ｊ“１パとなると共に、否定出力Ｇが
第５図（ｇｌに示す如く論理値“０”となり、これに応
じてゲーＩ・回路４２がオフ状態に、ゲート回路４４が
オン状態に夫々転換される。したがって、排他的論理和
回路４５の一方の人力（Ｉｌｌｌ、Ｉが當に高レベルと
なり、他方の入力側すに保持パルス発生回路２３からの
第５図（ｄ）に示ず保掲パルス信号Ｈが供給されること
になるので、その出力Ｍが第５図（１１）に示す如く保
持パルス信号１−１に応したパルス信号に変換される。

その結果、１−ランジスク駆動回路４６からパルス駆動
信号が出力されて、駆動１−ランジスタ１７がチョッパ
制御される。このため、励磁二１イル１２ａに流れる電
流が第５図（１１に示す如く、電磁弁１３の作動開始時
の電流値に比較して低レベルとなり、電磁弁１３の弁体
１０を復帰スプリング１１に抗して保持するに十分な最
小限の電流値に保持される。このように、電磁弁１３の
弁体１０が復帰スプリング１１に抗し゛ζ上刃に移動さ
れると、液通路７及び８が透孔９によって連通されるの
で、圧力室Ｐ、及び１）２間の流体抵抗が減少し、減衰
力可変ショソクアブソーハ１の減衰力が低下される。

その後、作動指令回路２１からの作動指令、信号Ｃが第
５図ｆｂ）に示ず如く時点ｔ５で論理値“０”に転換す
ると、その立ち下がり時点で切換制御回路２５のカウン
タ４７及びフリップフロップ回路４８がリセット状態と
なり、ゲート回路４２がオン状態となると共に、ゲート
回路４４がオフ状態とてり、時点ｔ１と同様の原状態に
復帰し、減衰力ＦＪ変ショックアブソーバ１の減衰力が
高められる。

このように、減衰力可変ショックアブソーバ１の減衰力
は、上述のように、作動指令回路２１からの作動指令信
号Ｃに基づき電’＆ｉ’ｔブ「１３が作動されて変化さ
れることになり、作動指令信号Ｃのデユーティ比に応じ
て電磁弁１３のブ１゛開度が決定され、上記のように作
動指令信号のデユーティ比が大きい場合には、電磁＃　
ｌ　３の弁開度が第５図（ｂｌで鎖線図示の如く全開時
の約７５％程度に制御され、したがって、減衰力可変シ
ョックアブソーバｌの減衰力が低下されて車両の乗心地
が向上される。

この状態から、例えば時点ｔａで車両が旋回、急加減速
走行状態となっζ、減衰力可変ショックアブソーバｌの
減衰力を高める必要があるときには、そのことを表す外
部信号が指令回路２６に供給される。このため、指令回
路２６の指令信号へが、第５図＋８＋で鎖線図示の如く
、高レベルとなるので、比較回路２８から第５図＋８＋
に示す如（デユーティ比の小さい作ｔｌｉＪＪＩＦＩ令
信号Ｃが出力され、前記と同様に電磁弁１３が制御され
て、その弁開度が約２５％程度とされ、減衰力可変ショ
ックアブソーバ１の減衰力が高められる。

同様に、時点ｔａで保持パルス発生回路２３にデユーテ
ィ比を低下させる検出信号Ｅが供給されると、これに応
じて指令回路２９の指令ｆａ号Ｆのレベルが第５図（Ｃ
１で鎖線図示の如く高くなり、比較回路３Ｉから出力さ
れる保持パルス信号ＩＩのデユーティ比が小さくなり、
保持電流値が低下される。

なお、上記実施例においては、基本パルス発生回路２２
からの基本パルス信号りが所定パルス幅を有する矩形波
信号である場合について説明したが、これに限定される
ものではなく、保持パルス発生回路２３の保持パルス信
号１１に比較してデユーティ比の大きいパルス信号とす
ることもできること勿論である。

また、切換制御回路２５の構成は、上潮に限定されるも
のではなく、電磁弁作動検出回１ｉ！８２４の検出信号
Ｋに応じて基本パルス信号りから保持パルス信号Ｈに切
り換える構成であれば、任意の切換回路を適用すること
ができる。

さらに、この発明は、上記実施例のように、減衰力可変
ショソクアブソーハ１の電磁弁１３に適用する場合に限
らず、他の流体圧回路に介挿した電磁弁の駆動制御を行
う場合にも適用しｉりることは言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、電磁弁を構成
する電磁ソレノイドに直列に介挿した微小抵抗の電圧差
を検出し、その検出信号を微分することにより電磁ソレ
ノイドの駆動電流のディノプ点を検出し′ζ弁体の移動
終了を検出し、ごれに基づき電磁ソレノイドへの通電を
作動開始用基本パルス信号から保持パルス信号に切り換
えるように構成したので、電磁弁の弁体の移動終了を確
実に検出することが可能となり、電磁ソレノイドの温度
上昇による内部抵抗変化、駆動電源の電圧変化等の影響
を考慮するごとな（作動開始用パルス幅を最適状態に設
定することができ、電磁ソレノイドの駆動電力効率を向
上させることができるという効果がｉ（−られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明を減衰力可変ショノクアゾソーハに
適用した場合の一実施例を示−Ｊ断面図、第２図は、減
衰力ｉｉＪ変シジソクアブソーハのビスト７部の拡大断
面図、第３図は、駆動回路の一実施例を示ずブ１コック
図、第４図は、電磁ブｒ作動終Ｊ′検出回路の−・例を
示すブロノクレ１、第５図は、この発明の詳細な説明に
供する各部の信号波形図ごある。 １・・・・・・減衰力１’ｉＪ変シヨツクアブソーバ、
１２・・・・・・電磁ソレノイド、１２ａ・・・・・・
動磁コイル、１３・・・・・・電磁制御弁、１５・・・
・・・駆動回路、１７・・・・・駆動トランジスタ、１
８・・・・・・微小抵抗、１９・・・・・ハソテリー、
２１・・・・・・作動指令回路、２２・・・・・基本パ
ルス発生回路、２３・・・・・・保持パルス発生回路、
２４・・・・・・作動状態検出回路、２５・・・・すＪ
換制御回路。 特許出願人 日産自動車株式会社 代理人　弁理士　森　哲也 代理人　弁理士　内部　嘉昭 代理人　弁理士　清水　正 代理人　弁理士　提出　枯是

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電磁弁の作動開始用基本パルス信号を発生する基本パル
   ス発生回路と、前記電磁弁の作動状態を保持する保持パ
   ルス信号を発生ずる保持パルス発生回路と、前記電磁弁
   の電磁ソレノイドと直列に介挿した微小抵抗の電圧差を
   検出し、月つ当該検出信司を微分するごとにより当該電
   磁弁の作動路γ時点を検出する電磁弁作動終了検出回路
   と、該電磁弁作動終了検出回路からの検出信号に基づき
   前記基本パルス発生回路からの基本パルス信号を前記保
   １寺パルス発生回路からの保持パルス信号にりＪり換え
   て前記電磁弁を駆動する切換制御回路とから構成されて
   いることを特徴する電磁弁の駆動装置。