JPS6318761B2 - - Google Patents

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JPS6318761B2
JPS6318761B2 JP56008164A JP816481A JPS6318761B2 JP S6318761 B2 JPS6318761 B2 JP S6318761B2 JP 56008164 A JP56008164 A JP 56008164A JP 816481 A JP816481 A JP 816481A JP S6318761 B2 JPS6318761 B2 JP S6318761B2
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Kenichiro Satoyama
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    • G05B11/01Automatic controllers electric
    • G05B11/26Automatic controllers electric in which the output signal is a pulse-train
    • G05B11/28Automatic controllers electric in which the output signal is a pulse-train using pulse-height modulation; using pulse-width modulation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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    • F02D41/20Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H47/00Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current
    • H01H47/22Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current for supplying energising current for relay coil
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、制御入力電圧に応じて作動する電磁
作動器に供給する電流のデユーテイ比を帰還制御
する電磁作動器駆動回路に関し、例えば電磁弁に
より流量もしくは、開度あるいは位置を制御する
ことにより自動車用気化器の補正空気量あるいは
排気系への二次空気量を制御する装置等に適用で
きるものである。
従来、電磁弁等の電磁作動器をオンオフ駆動す
る駆動回路としては第1図に示すように抵抗10
1,103,105,106、制御回路102、
トランジスタ107、トランジスタ107のコレ
クタと電源+Bとの間に接続された電磁弁のコイ
ル104およびサージ電流を流すツエナーダイオ
ード108とからなるものが考えられている。こ
の回路においては、電磁弁のオン状態のときに電
源+Bから電磁弁のコイル104、トランジスタ
107、電流検出用抵抗106に流れる電流およ
び電磁弁のオフ状態のときにコイル104に生じ
ツエナダイオード108、電流検出用抵抗106
に流れるサージ電流を電流検出用抵抗106の両
端に発生する端子電圧VRとして検出し、電磁弁
の開度を制御すべく予め計算された制御入力電圧
VINとこの端子電圧VRとを制御回路102に入力
し両電圧にて定まるデユーテイ比信号でトランジ
スタ107を駆動する閉回路を構成して電磁弁を
駆動するようになつている。
しかしながら、上記のような回路においては、
電磁弁がオフ状態の時にコイル104に発生する
サージ電流は電源電圧以上のツエナ電圧VZを有
するツエナダイオード108を介して電流検出用
抵抗106に流れるため、ツエナダイオード10
8はVZX(サージ電流)の電力により発熱し破損
しやすくなるという問題があり、また電流検出用
抵抗106には電磁弁の駆動電流が流れるため小
さな抵抗値のものを用いなければならず、その結
果サージ電流の検出精度を高めることができない
という問題がある。
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであ
り、電磁作動器がオン状態のときに電磁作動器に
供給される電流を駆動電流検出用抵抗により検出
すると共にオフ状態のときに電磁作動器のコイル
に発生するサージ電流検出用抵抗により検出し、
これら両電流検出用抵抗により検出された電流と
電磁作動器の作動量を設定する制御入力電圧とに
応じて電磁作動器の作動量を制御する構成とする
ことにより、サージ電流の検出時の発熱を低減で
き、またサージ電流を精度良く検出して電磁作動
器の制御精度を向上できる電磁作動器駆動回路の
提供を目的としている。
以下図面により本発明の実施例を説明する。第
2図において4は電源+Bに接続された電磁弁の
コイル、7はスイツチング素子をなすトランジス
タでコイル4に供給する電流をオンオフ制御す
る。6はトランジスタ7がオン時にコイル4に流
れる電流を検出する駆動電流検出用抵抗、31は
トランジスタ7がオフ時に発生するサージ電流を
検出するサージ電流検出用抵抗、15は積分器で
あり演算増幅器13、コンデンサ14、抵抗5お
よび入力抵抗1からなる。10は所定周波数の三
角波信号を出力する三角波発振器であり、比較器
17、コンデンサ25および抵抗26,27,2
8,29,30により構成される。コンデンサ2
5および抵抗26は時定数を決めるものであり、
抵抗27,28は帰還用抵抗29とともに三角波
出力の上下限を決める抵抗である。2は積分器1
5の出力と三角波発振信号とを比較してオンオフ
信号(デユーテイ比信号)を出力する比較器、1
1,12は比較器2の入力抵抗、3は比較器2と
トランジスタ7のベース間に挿入されたマツチン
グ用抵抗である。16はサージ電流検出用抵抗3
1と直列にして、コイル4に並列に挿入したダイ
オードであり、トランジスタ7がオフの場合に生
ずるサージ電流を+Bへ流すためのものである。
22は駆動電流検出用抵抗6の両端電圧およびサ
ージ電流検出用抵抗31の両端電圧それぞれを増
幅する増幅器であり、演算増幅器18、抵抗1
9,20,21,32,33,34からなる。抵
抗19,20,33は増幅率を決定するための抵
抗であり、抵抗21,32,34は入力抵抗であ
る。なお、比較器2、発振器10、積分器15、
増幅器22は制御回路を構成する。また第2図中
の+Vは直流電源であり、E1,E2はアース端子
である。
次に第2図の回路の動作を第3図の波形図を参
照して説明する。比較器2の出力端dの電圧Vd
(第3図2)が高レベルのときはトランジスタ7
が導通し、電磁弁のコイル4に電流が供給され、
駆動電流検出用抵抗6の端子eの電圧Veは第3
図3に示されるようになる。この端子eの電圧が
演算増幅器18で増幅され、増幅器18の出力端
fには第3図3のfで示されるように一定倍だけ
増幅された電圧Vfが得られる。積分器15は制
御入力端子aの電圧Vaが例えば第3図3の点線
の如く変化したとき、この電圧(制御入力電圧)
を基準として、この電圧と端子fの電圧との偏差
に応じた割合で積分し、出力端bには第3図1の
如き電圧Vbを出力する。一方、三角波発振器1
0はその出力端cに第3図1に示されるような三
角波Vcを出力する。比較器2は積分器15の出
力Vbと発振器10の出力Vcとを比較し、積分器
出力の方が大きいときに高レベル信号を出力して
トランジスタ7がオンする。
逆に三角波Vcの方が大きいときは低レベル信
号を出力しトランジスタ7がオフする。この時電
磁弁のコイル4に発生するサージ電流は、サージ
電流検出用抵抗31とダイオード16を通つて+
Bへ流れ、その時の抵抗31に発生する電圧Vg
は端子hを基準とすると第3図4のようになる。
この抵抗31の両端の電圧VgおよびVhをそれぞ
れ抵抗32と34、および抵抗33と19にて分
圧し、増幅器18に入力する。このようにして得
られる増幅器18の出力電圧を算出すると以下の
如くになる。まず増幅器18の2つの入力端子の
電圧をそれぞれVi,Vj、抵抗19,20,21,
32,33,34の抵抗値をR19、R20、R21、
R32、R33、R34とすると、 Vi/R34=Vg−Vi/R32+Ve−Vi/R21 ………(1) Vf−Vj/R20+Vh−Vj/R33=Vj/R19 ………(2) である。この時R21=R19、R32=R33、R34=
R20とし、電磁弁オフ時に抵抗31にかかる電圧
(Vg−Vh)と電磁弁オン時に抵抗6(抵抗値
R6)に発生する電圧Veとの関係をVg−Vh=
R31/R6Veとすると、増幅器18の出力電圧Vfは (1)、(2)式から Vf=R20/R33・R31/R6Ve+R20/R19・Ve となる。
この時R31/R33・R6=1/R19の関係にすることによ つて、Vfは電磁弁の断続的作動によつて連続し
た電圧(第3図5)を得ることができる。
したがつて、例えば、制御入力電圧Vaに対し
てコイル4に流れる電流に対応する増幅器出力電
圧Vfが低いときは、積分器15の積分出力Vbが
平均的に上昇し、このため比較器の高レベルの時
間が増加し、したがつてトランジスタ7のオン時
間も増加するためコイル4に流れる電流が増加す
る。このようにしてコイル4には制御入力電圧
Vaに対応した、即ち比例した電流を供給できる。
また、上述の回路においては駆動電流検出用抵
抗6の一端eの電圧を増幅器22により増幅して
いるため、駆動電流検出用抵抗6の値が小さくて
も制御入力電圧に見合う電圧に増幅できるから、
電磁弁のコイル4に流し得る電流を多くすること
が可能である。さらに、増幅器22の抵抗19を
駆動電流検出用抵抗6の近辺に接続することによ
り、配線等による電圧ドロツプのためアース端子
E1とE2との間に電圧差が生じても増幅器22の
出力においてはこの電圧差の影響が軽減される方
向に作用するので制御精度を向上させることがで
きる。
第4図は本実施例の回路における制御入力電圧
Vaに対するコイル電流の特性を示し、この特性
は比例関係になつている。
なお、サージ電流検出用抵抗31の抵抗値は任
意に設定可能であり、本実施例のように演算増幅
器18に入力するためにこのサージ電流検出用抵
抗31の両端電圧を抵抗分割により電位変換して
も精度のよい電流検出が可能となる。また増幅器
22により駆動電流検出用抵抗6の両端電圧を増
幅しているのでこの抵抗値を小さくすることがで
き、その結果コイル4に流し得る電流を多くする
ことができ、精度のよい電流検出が可能となる。
さらにサージ電流はダイオード16を介して電源
に流すことができる。
以上述べたように本発明は、制御入力電圧に応
じて電磁弁等の電磁作動器をスイツチング素子に
よりオンオフ駆動する駆動回路において、スイツ
チング素子がオン状態のときに電磁作動器に供給
される電流とオフ状態のときに電磁作動器のコイ
ルに生じるサージ電流とを各々別の電流検出用抵
抗により検出する構成であるので、サージ電流の
検出時にツエナダイオードを用いた場合のように
大きく発熱することはなく耐久性があり、またサ
ージ電流検出用抵抗の抵抗値は駆動電流検出用抵
抗の抵抗値に対して比較的大きな値に設定でき、
サージ電流を精度よく検出して電磁作動器の制御
に反映できるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来形の電磁弁駆動回路を示す電気回
路図、第2図は、本発明の一実施例に係る電磁弁
駆動回路の電気回路図、第3図は、第2図の回路
の動作を説明するための波形図、第4図は、第2
図の回路における制御入力電圧対コイル電流の特
性を示す特性図である。 2……比較器、4,104……電磁作動器をな
す電磁弁のコイル、6……駆動電流検出用抵抗、
7,107……スイツチング素子をなすトランジ
スタ、10……発振器、15……積分器、22…
…増幅器、31……サージ電流検出用抵抗、10
2……制御回路、108……ツエナダイオード。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 電源と接続される電磁作動器をオンオフ駆動
    するスイツチング素子と、このスイツチング素子
    がオン状態のとき前記電磁作動器に供給される電
    流を検出する駆動電流検出用抵抗と、前記スイツ
    チング素子がオフ状態のとき前記電磁作動器のイ
    ンダクタンス成分により生じるサージ電流を前記
    電源に流すために前記電磁作動器と並列に接続さ
    れるダイオードと、前記サージ電流を検出するた
    めに前記ダイオードと直列に接続されるサージ電
    流検出用抵抗と、前記駆動電流検出用抵抗および
    サージ電流検出用抵抗を流れる電流と前記電磁作
    動器の作動量を設定する制御入力電圧とに応じて
    前記スイツチング素子をオンオフ制御する制御回
    路とを備えたことを特徴とする電磁作動器駆動回
    路。 2 前記制御回路は、前記駆動電流およびサージ
    電流検出用抵抗の両端電圧を増幅して増幅電圧を
    出力する増幅器と、この増幅器の出力電圧と前記
    制御入力電圧とを比較積分する積分器と、所定の
    周波数の三角波またはのこぎり波を出力する発振
    器と、この発振器の発振出力と前記積分器の出力
    とを比較しオンオフ信号を出力する比較器とを備
    え、この比較器のオンオフ信号によつて前記スイ
    ツチング素子をオンオフ制御することを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載の電磁作動器駆動回
    路。 3 前記電磁作動器は電磁弁であることを特徴と
    する特許請求の範囲第1項又は第2項記載の電磁
    作動器駆動回路。
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JPS57121703A (en) 1982-07-29

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