JP4711315B2

JP4711315B2 - 電磁弁駆動回路の異常検出装置

Info

Publication number: JP4711315B2
Application number: JP2008012152A
Authority: JP
Inventors: 和也広田; 貴士伊藤
Original assignee: Rinnai Corp
Current assignee: Rinnai Corp
Priority date: 2008-01-23
Filing date: 2008-01-23
Publication date: 2011-06-29
Anticipated expiration: 2028-01-23
Also published as: JP2009174599A

Description

本発明は、ラッチ式電磁弁の電磁コイルに対する電圧の印加態様を切換えて、ラッチ式電磁弁を駆動する電磁弁駆動回路の異常を検出する電磁弁駆動回路の異常検出装置に関する。

従来より、電磁コイルに通電されているときに開弁状態となると共に、電磁コイルへの通電が遮断されているときに閉弁状態となる電磁弁の駆動回路について、該駆動回路にオン信号（開弁信号）を出力したときに、該駆動回路から該電磁コイルに実際に通電されるか否かを判定することによって、該駆動回路の異常を検出する構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、近年、電磁弁の消費電力を低減するために、永久磁石と電磁コイルとを有して、弁体が接続されたプランジャを永久磁石の磁力によって開弁位置に吸着保持するラッチ式電磁弁が採用されている（例えば、特許文献２，３参照）。

ラッチ式電磁弁においては、永久磁石の磁束方向と同じ方向の磁束を生じさせる電圧を電磁コイルに所定時間印加することによって、プランジャを閉弁位置から開弁位置に移動させる。また、永久磁石の磁束方向と反対方向の磁束を生じさせる電圧を所定時間電磁コイルに印加することによって、プランジャを開弁位置から閉弁位置に移動させる。

そして、プランジャが開弁位置又は閉弁位置に移動した後は、電磁コイルへの電圧の印加を停止してプランジャは開弁位置又は閉弁位置に保持することができるため、電磁弁の消費電力を低減することができる。

このように、ラッチ式電磁弁と一般の電磁弁とでは、電磁コイルへの駆動電圧の印加の態様が全く異なるため、引用文献１に記載された電磁弁駆動回路の異常を検出する構成をそのままラッチ式電磁弁の駆動回路に適用しても、ラッチ式電磁弁の駆動回路の異常を検出することはできない。
特開２００３−５６８４７号公報特開平１０−２９９９３５号公報特開２００７−４０３８９号公報

本発明は上記背景を鑑みてなされたものであり、ラッチ式電磁弁の駆動回路の異常を検出することができる電磁弁駆動回路の検出装置を提供することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するためになされたものであり、永久磁石と電磁コイルとを有し、弁体が接続されたプランジャを永久磁石の磁力により開弁位置に保持するラッチ式電磁弁の電磁コイルと接続され、前記電磁コイルに前記永久磁石の磁束方向と同じ方向の磁束を生じさせる開弁駆動電圧を印加して、前記プランジャの閉弁位置から開弁位置への移動を可能とする開弁移行状態と、前記電磁コイルに前記永久磁石の磁束方向と逆方向の磁束を生じさせる閉弁駆動電圧を印加して、前記プランジャの開弁位置から閉弁位置への移動を可能とする閉弁移行状態と、前記電磁コイルへの電圧印加を停止して、前記プランジャを開弁位置又は閉弁位置に保持する自己保持状態とを切換える電磁弁駆動回路の異常を検出する電磁弁駆動回路の異常検出装置に関する。

そして、本発明の第１の態様は、前記電磁弁駆動回路から前記電磁コイルに対して、前記閉弁駆動電圧を印加するための電圧が出力されていることを検出する電圧出力検出手段と、前記電磁弁駆動回路に対して、前記プランジャを開弁位置から閉弁位置まで移動させるのに必要な時間である第１所定時間継続して前記閉弁移行状態とする制御を行ったときに、前記電圧出力検出手段により、前記電磁弁駆動回路から前記閉弁駆動電圧を印加するための電圧が出力されていることが、前記第１所定時間以下に設定された閉弁下限時間以上継続して検出されなかったときには、前記電磁弁駆動回路の異常が生じていると判定する異常判定手段とを備えたことを特徴とする。

かかる本発明において、前記電磁弁駆動回路に対して前記第１所定時間継続して前記閉弁移行状態とする制御を行ったときに、前記電磁弁駆動回路に異常が生じていなければ、前記電磁弁駆動回路から前記電磁コイルに対して前記閉弁駆動電圧を印加するための電圧が出力される。そして、前記電圧出力検出手段により、前記電磁弁駆動回路から前記閉弁駆動電圧を印加するための電圧が出力されていることが前記閉弁下限時間以上継続して検出される。そのため、前記異常判定手段は、このように、前記電圧出力検出手段により、前記閉弁駆動電圧を印加するための電圧が出力されていることが、前記閉弁下限時間以上継続して検出されなかったときには、前記電磁弁駆動回路に異常が生じていると判定することができる。

また、前記異常判定手段は、前記電磁弁駆動回路に対して前記自己保持状態とする制御を行ったときに、前記電圧出力検出手段により、前記電磁弁駆動回路から前記閉弁駆動電圧を印加するための電圧が出力されていることが検出されたときには、前記電磁弁駆動回路の異常が生じていると判定することを特徴とする。

かかる本発明において、前記電磁弁駆動回路に対して前記自己保持状態とする制御を行ったときに、前記電磁弁駆動回路に異常が生じていなければ、前記電磁弁駆動回路から前記閉弁駆動電圧を印加するための電圧は出力されない。そのため、前記電圧出力検出手段により、前記閉弁駆動電圧を印加するための電圧が出力されていることが検出されることはない。そこで、前記異常判定手段は、前記電磁弁駆動回路に対して前記自己保持状態とする制御を行ったときに、前記電圧出力検出手段により、前記閉弁駆動電圧を印加するための電圧が出力されていることが検出されたときには、前記電磁弁駆動回路に異常が生じていると判定することができる。

また、前記異常判定手段は、前記電磁弁駆動回路に対して前記開弁移行状態から前記自己保持状態に切換える制御を行った時から、前記開弁駆動電圧の印加停止により前記電磁コイルに生じる逆起電圧の発生時間の想定時間よりも長く設定された閉弁側禁止時間が経過するまでの間は、前記電磁弁駆動回路に対して前記自己保持状態とする制御を行ったときに、前記電圧出力検出手段により前記閉弁駆動電圧を印加するための電圧が検出されたときには、前記電磁弁駆動回路の異常が生じているとする判定を行なわないことを特徴とする。

かかる本発明において、前記電磁弁駆動回路が前記開弁移行状態から前記自己保持状態に切換わって、前記電磁コイルに対する前記開弁駆動電圧の印加が停止した時に、前記閉弁駆動電圧と同レベルの逆起電圧が前記電磁コイルに生じる場合がある。そして、この場合は、前記電圧出力検出手段により、前記電磁弁駆動回路から前記電磁コイルに対して、前記閉弁駆動電圧を印加するための電圧が出力されていると、誤って検出されてしまう。そこで、前記異常判定手段は、前記電磁弁駆動回路に対して前記開弁移行状態から前記自己保持状態に切換える制御を行った時から、前記逆起電圧の発生時間の想定時間よりも長く設定された前記閉弁側禁止時間が経過するまでの間は、前記電磁弁駆動回路に対して前記自己保持状態とする制御を行ったときに、前記電圧出力検出手段により前記閉弁駆動電圧を印加するための電圧が検出されたときには、前記電磁弁駆動回路の異常が生じているとする判定を行なわないようにしている。そして、これにより、前記逆起電圧に起因して、前記電磁弁駆動回路に異常が生じていると誤って判定されることを防止することができる。

また、前記電圧出力検出手段は、前記電磁弁駆動回路から前記電磁コイルに対して、前記閉弁駆動電圧を印加するための電圧が出力されていることを検出すると共に、前記電磁弁駆動回路から前記電磁コイルに対して、前記開弁駆動電圧を印加するための電圧が出力されていることを検出し、前記異常判定手段は、前記電磁弁駆動回路に対して、前記プランジャを閉弁位置から開弁位置まで移動させるのに必要な時間である第２所定時間継続して前記開弁移行状態とする制御を行ったときに、前記電圧出力検出手段により、前記電磁弁駆動回路から前記開弁駆動電圧を印加するための電圧が出力されていることが、前記第２所定時間以下に設定された開弁下限時間以上継続して検出されなかったときには、前記電磁弁駆動回路の異常が生じていると判定することを特徴とする

かかる本発明において、前記電磁弁駆動回路に対して前記第２所定時間継続して前記開弁移行状態とする制御を行ったときに、前記電磁弁駆動回路に異常が生じていなければ、前記電磁弁駆動回路から前記電磁コイルに対して前記開弁駆動電圧を印加するための電圧が出力される。そして、前記電圧出力検出手段により、前記電磁弁駆動回路から前記開弁駆動電圧を印加するための電圧が出力されていることが前記開弁下限時間以上継続して検出される。そのため、前記異常判定手段は、このように、前記電圧出力検出手段により、前記開弁駆動電圧を印加するための電圧が出力されていることが、前記開弁下限時間以上継続して検出されなかったときには、前記電磁弁駆動回路に異常が生じていると判定することができる。

そして、このように、前記異常判定手段により、前記閉弁駆動電圧を印加するための電圧を検出して前記電磁弁駆動回路の異常を判定することに加えて、前記開弁駆動電圧を印加するための電圧を検出して前記電磁弁駆動回路の異常を判定することにより、前記電磁弁駆動回路の異常が検出される可能性を高めることができる。

また、前記異常判定手段は、前記電磁弁駆動回路に対して、前記自己保持状態とする制御を行ったときに、前記電圧出力検出手段により、前記電磁弁駆動回路から前記開弁駆動電圧を印加するための電圧が出力されていることが検出されたときには、前記電磁弁駆動回路の異常が生じていると判定することを特徴とする。

かかる本発明において、前記電磁弁駆動回路に対して前記自己保持状態とする制御を行ったときに、前記電磁弁駆動回路に異常が生じていなければ、前記電磁弁駆動回路から前記開弁駆動電圧を印加するための電圧は出力されない。そのため、前記電圧出力検出手段により、前記開弁駆動電圧を印加するための電圧が出力されていることが検出されることはない。そこで、前記異常判定手段は、前記電磁弁駆動回路に対して前記自己保持状態とする制御を行ったときに、前記電圧出力検出手段により、前記開弁駆動電圧を印加するための電圧が出力されていることが検出されたときには、前記電磁弁駆動回路に異常が生じていると判定することができる。

また、前記異常判定手段は、前記電磁弁駆動回路に対して前記閉弁移行状態から前記自己保持状態に切換える制御を行った時から、前記閉弁駆動電圧の印加停止により前記電磁コイルに生じる逆起電圧の発生時間の想定時間よりも長く設定された開弁側禁止時間が経過するまでの間は、前記電磁弁駆動回路に対して前記自己保持状態とする制御を行ったときに、前記電圧出力検出手段により前記開弁駆動電圧を印加するための電圧が出力されていることが検出されたときには、前記電磁弁駆動回路の異常が生じているとする判定を行なわないことを特徴とする。

かかる本発明において、前記電磁弁駆動回路が前記閉弁移行状態から前記自己保持状態に切換わって、前記電磁コイルに対する前記閉弁駆動電圧の印加が停止した時に、前記開弁駆動電圧と同レベルの逆起電圧が前記電磁コイルに生じる場合がある。そして、この場合は、前記電圧出力検出手段により、前記電磁弁駆動回路から前記電磁コイルに対して、前記開弁駆動電圧を印加するための電圧が出力されていると、誤って検出されてしまう。そこで、前記異常判定手段は、前記電磁弁駆動回路に対して前記閉弁移行状態から前記自己保持状態に切換える制御を行った時から、前記逆起電圧の発生時間の想定時間よりも長く設定された前記開弁側禁止時間が経過するまでの間は、前記電磁弁駆動回路に対して前記自己保持状態とする制御を行ったときに、前記電圧出力検出手段により前記開弁駆動電圧を印加するための電圧が検出されたときには、前記電磁弁駆動回路の異常が生じているとする判定を行なわないようにしている。そして、これにより、前記逆起電圧に起因して、前記電磁弁駆動回路に異常が生じていると誤って判定されることを防止することができる。

次に、本発明の第２の態様は、前記電磁弁駆動回路から前記電磁コイルに対して、前記開弁駆動電圧を印加するための電圧が出力されていることを検出する電圧出力検出手段と、前記電磁弁駆動回路に対して、前記プランジャを閉弁位置から開弁位置まで移動させるのに必要な時間である第３所定時間継続して前記開弁移行状態とする制御を行ったときに、前記電圧出力検出手段により、前記電磁弁駆動回路から前記開弁駆動電圧を印加するための電圧が出力されていることが、前記第３所定時間以下に設定された開弁下限時間以上継続して検出されなかったときには、前記電磁弁駆動回路の異常が生じていると判定する異常判定手段とを備えたことを特徴とする。

かかる本発明において、前記電磁弁駆動回路に対して前記第３所定時間継続して前記開弁移行状態とする制御を行ったときに、前記電磁弁駆動回路に異常が生じていなければ、前記電磁弁駆動回路から前記電磁コイルに対して前記開弁駆動電圧を印加するための電圧が出力される。そして、前記電圧出力検出手段により、前記電磁弁駆動回路から前記開弁駆動電圧を印加するための電圧が出力されていることが前記開弁下限時間以上継続して検出される。そのため、前記異常判定手段は、このように、前記電圧出力検出手段により、前記開弁駆動電圧を印加するための電圧が出力されていることが、前記開弁下限時間以上継続して検出されなかったときには、前記電磁弁駆動回路に異常が生じていると判定することができる。

また、前記異常判定手段は、前記電磁弁駆動回路に対して前記自己保持状態とする制御を行ったときに、前記電圧出力検出手段により、前記電磁弁駆動回路から前記開弁駆動電圧を印加するための電圧が出力されていることが検出されたときには、前記電磁弁駆動回路の異常が生じていると判定することを特徴とする。

本発明の実施の形態について、図１から図４を参照して説明する。図１は本発明の電磁弁駆動回路の異常検出装置の構成を含む、ラッチ式電磁弁５０の駆動回路図であり、マイクロコンピュータ１０と、電磁弁駆動回路２０と、電磁弁駆動回路２０からラッチ式電磁弁５０の電磁コイル５１のＡ側の端部に対して電圧が出力されていることを検出する第１の電圧出力検出回路３０（本発明の電圧出力検出手段に相当する）と、電磁弁駆動回路２０からラッチ式電磁弁５０の電磁コイル５１のＢ側の端部に対して電圧が出力されていることを検出する第２の電圧出力検出回路４０（本発明の電圧出力検出手段に相当する）との接続態様を示している。

マイクロコンピュータ１０は、出力ポートＰo1が電磁弁駆動回路２０の入力ポートＩＮ1と接続されると共に、出力ポートＰo2が電磁弁駆動回路２０の入力ポートＩＮ2と接続されている。また、入力ポートＰi1が第１の電圧出力検出回路３０の出力部（トランジスタ３１のコレクタ）と接続されると共に、入力ポートＰi2が第２の電圧出力検出回路４０の出力部（トランジスタ４１のコレクタ）と接続されている。

電磁弁駆動回路２０は、マイクロコンピュータ１０の出力ポートＰo1の出力Ｃt1に応じて、Ｃt1がＨレベル（例えばＤＣ５Ｖ）であるときは出力ポートＯＵＴ1の出力Ｄv1をＨレベルとし、Ｃt1がＬレベル（例えば０Ｖ）であるときには出力ポートＯＵＴ1の出力Ｄv1をＬレベルとする。

同様にして、電磁弁駆動回路２０は、マイクロコンピュータ１０の出力ポートＰo2の出力Ｃt2に応じて、Ｃt2がＨレベルであるときは出力ポートＯＵＴ2の出力Ｄv2をＨレベルとし、Ｃt2がＬレベルであるときには出力ポートＯＵＴ2の出力Ｄv2をＬレベルとする。

第１の電圧出力検出回路３０の入力部（トランジスタ３１のベース）は電磁弁駆動回路２０の出力ポートＯＵＴ1と接続され、ＯＵＴ1の出力Ｄv1がＨレベルであるときは、トランジスタ３１のベースに通電されてトランジスタ３１がＯＮ状態となり、マイクロコンピュータ１０の入力ポートＰi1の入力Ｓe1がＬレベルとなる。

一方、電磁弁駆動回路２０の出力ポートＯＵＴ1の出力Ｄv1がＬレベルであるときには、トランジスタ３１のベースに通電されないためトランジスタ３１がＯＦＦ状態となり、マイクロコンピュータ１０の入力ポートＰi1の入力Ｓe1がＨレベルとなる。

そのため、マイクロコンピュータ１０は、入力ポートＰi1の入力Ｓe1がＬレベルであるときは、電磁弁駆動回路２０の出力ポートＯＵＴ1の出力Ｄv1がＨレベルであると判断することができる。また、入力ポートＰi1の入力Ｓe1がＨレベルであるときには、電磁弁駆動回路２０の出力ポートＯＵＴ1の出力Ｄv1がＬレベルであると判断することができる。

また、第２の電圧出力検出回路４０の入力部（トランジスタ４１のベース）は電磁弁駆動回路２０の出力ポートＯＵＴ2と接続され、ＯＵＴ2の出力Ｄv2がＨレベルであるときは、トランジスタ４１のベースに通電されてトランジスタ４１がＯＮ状態となり、マイクロコンピュータ１０の入力ポートＰi2への入力Ｓe2がＬレベルとなる。

一方、電磁弁駆動回路２０の出力ポートＯＵＴ2の出力Ｄv2がＬレベルであるときには、トランジスタ４１のベースに通電されないためトランジスタ４１がＯＦＦ状態となり、マイクロコンピュータ１０の入力ポートＰi2の入力Ｓe2がＨレベルとなる。

そのため、マイクロコンピュータ１０は、入力ポートＰi2の入力Ｓe2がＬレベルであるときは、電磁弁駆動回路２０の出力ポートＯＵＴ2の出力Ｄv2がＨレベルであると判断することができる。また、入力ポートＰi2の入力Ｓe2がＨレベルであるときには、電磁弁駆動回路２０の出力ポートＯＵＴ2の出力Ｄv2がＬレベルであると判断することができる。

また、マイクロコンピュータ１０に所定の制御プログラムを実行させることによって、マイクロコンピュータ１０は、電磁弁駆動回路２０の異常の有無を判定する異常判定手段１１として機能する。なお、第１の電圧出力検出回路３０と、第２の電圧出力検出回路４０と、マイクロコンピュータ１０の異常判定手段１１とにより、本発明の電磁弁駆動回路の異常検出装置が構成される。

次に、図２を参照して、ラッチ式電磁弁５０の構成について説明する。ラッチ式電磁弁５０は、上下方向に往復動自在に保持されたプランジャ５２と、プランジャ５２の下端に嵌着された弁体５３と、プランジャ５２に対して同軸上に配置された永久磁石５４とを備えている。図２はプランジャ５２が開弁位置（上端位置）にある状態を示している。

永久磁石５４は、上側をＮ極とし下側をＳ極として取り付けられ、永久磁石５４のＳ極にコア５５が取り付けられている。永久磁石５４のＮ極から生じる磁束は、フレーム５６内からベース板５７及び磁気プレート５８を介してプランジャ５２の外周面に流れ、これにより、プランジャ２の上端５９からコア５５を通って永久磁石５４のＳ極へ戻る磁路が形成される。また、プランジャ５２を囲むように電磁コイル５１が設けられ、コア５５とプランジャ５２との間には、プランジャ５２を下方に付勢するコイル状のバネ６０が設けられている。

次に、ラッチ式電磁弁５０の閉弁駆動と開弁駆動について説明する。ラッチ式電磁弁５０を開弁状態から閉弁状態に移行させるときは、電磁コイル５１に、永久磁石５４による磁束の方向とは逆方向の磁束を生じさせる向きの通電を行なう。これにより、プランジャ５２の上端５９とコア５５の下端６１間に生じる吸着力が弱くなって、バネ６０の付勢力が永久磁石５４による吸着力に打ち勝ち、プランジャ５２が下方の閉弁位置まで移動する。

このように、プランジャ５２がコア５５から離れて閉弁位置に移動した後は、電磁コイル５１への通電を遮断しても永久磁石５４の磁力のみではプランジャ５２を上方に移動させることはできず、プランジャ５２は閉弁位置に保持される。

一方、ラッチ式電磁弁５０を閉弁状態から開弁状態に移行させるときには、電磁コイル５１に、永久磁石５４による磁束の方向と同じ方向の磁束を生じさせる向きの通電を行なう。これにより、プランジャ５２の上端５９とコア５５の下端６１間に生じる吸着力が強くなって、プランジャ５２がバネ６０の付勢力に抗して上方に移動し、プランジャ５２の上端５９がコア５５の下端６１に吸着する。

このように、プランジャ５２が開弁位置まで移動してコア５５に吸着した後は、電磁コイル５１への通電を遮断してもバネ６０の付勢力のみではプランジャ５２を下方に移動させることはできず、プランジャ５２は開弁位置に保持される。

次に、異常判定手段１１による、(1)ラッチ式電磁弁５０を開弁させるときの電磁弁駆動回路２０の異常判定（以下、「開弁駆動異常判定」という）と、(2)ラッチ式電磁弁５０を閉弁させるときの電磁弁駆動回路２０の異常判定（以下、「閉弁駆動異常判定」という）と、(3)ラッチ式電磁弁５０を開弁保持又は閉弁保持するときの電磁弁駆動回路２０の異常判定（以下、「自己保持異常判定」という）について説明する。

［開弁駆動異常判定］図３は、電磁弁駆動回路２０に異常が生じていないときに、ラッチ式電磁弁５０を閉弁状態から開弁状態に切換える制御を行ったときの、マイクロコンピュータ１０及び電磁弁駆動回路２０の各点の入出力レベルの推移を示したタイミングチャートである。

図３では、ｔ₁₀からｔ₁₁までのＴ1（プランジャ５２を閉弁位置から開弁位置まで移動させるのに必要な時間として、例えば１２０msecに設定される。Ｔ1は本発明の第２所定時間及び第３所定時間に相当する）の間、マイクロコンピュータ１０の出力ポートＰo1の出力Ｃt1がＨレベルとされる共に、出力ポートＰo2の出力Ｃt2がＬレベルとされている。

これにより、電磁弁駆動回路２０は、出力ポートＯＵＴ1の出力Ｄv1をＨレベルにすると共に出力ポートＯＵＴ2の出力Ｄv2をＬレベルとした開弁移行状態に切換え、ラッチ式電磁弁５０の電磁コイル５１に、永久磁石５４による磁束方向と同じ方向の磁束を生じさせる開弁駆動電圧（電磁コイル５１のＡ側がＨレベル、Ｂ側がＬレベル）が印加される。

なお、このように、電磁弁駆動回路２０の出力Ｄv1をＨレベルとすると共に出力Ｄv2をＬレベルとしたときのＤv1とＤv2が、本発明におけるラッチ式電磁弁５０の電磁コイル５１に開弁駆動電圧を印加するために電磁弁駆動回路２０から電磁コイル５１に対して出力される電圧となる。

また、ｔ₁₀でＤv1がＬレベルからＨレベルに切換わることにより、第１の電圧出力検出回路３０のトランジスタ３１がＯＮして、マイクロコンピュータ１０の入力ポートＰi1の入力Ｓe1がＨレベルからＬレベルに切換わっている。

そして、異常判定手段１１は、このように、ｔ₁₀〜ｔ₁₁のＴ1の間、マイクロコンピュータ１０の出力ポートＰo1の出力Ｃt1をＨレベルにすると共に出力ポートＰo2出力Ｃt2をＬレベルとして、電磁弁駆動回路２０により開弁移行状態とする制御を行ったときに、マイクロコンピュータ１０の入力ポートＰi1の入力Ｓe1がＬレベルとなり、且つ、入力ポートＰi2の入力Ｓe2がＨレベルとなった状態が、Ｔ1以下に設定した開弁下限時間（例えば１１０msec）以上継続したか否かを判断することによって、開弁駆動について電磁弁駆動回路２０に異常が生じているか否かを判定する。

すなわち、異常判定手段１１は、Ｔ1の間、電磁弁駆動回路２０に対して開弁移行状態とする制御を行ったときに、実際に電磁コイル５１に開弁駆動電圧が印加されて、マイクロコンピュータ１０の入力ポートＰi1への入力Ｓe1がＬレベルとなり、且つ、入力ポートＰi2の入力Ｓe2がＨレベルとなった状態が、前記開弁下限時間以上継続しなかったときには、電磁弁駆動回路２０に異常が生じていると判定する。

なお、マイクロコンピュータ１０の入力ポートＰi1の入力Ｓe1のみを用いて、Ｓe1がＬレベルとなり、電磁弁駆動回路２０の出力Ｄv1がＨレベルであることが検出された状態が前記開弁下限時間以上継続しなかったときに、電磁弁駆動回路２０に異常が生じていると判定するようにしてもよい。

また、マイクロコンピュータ１０の入力ポートＰi2の入力Ｓe2のみを用いて、Ｓe2がＨレベルとなり、電磁弁駆動回路２０の出力Ｄv2がＬレベルであることが検出された状態が前記開弁下限時間以上継続しなかったときに、電磁弁駆動回路２０に異常が生じていると判定するようにしてもよい。

［閉弁駆動異常判定］次に、図４は、電磁弁駆動回路２０に異常が生じていないときに、ラッチ式電磁弁５０を開弁状態から閉弁状態に切換える制御を行ったときの、マイクロコンピュータ１０及び電磁弁駆動回路２０の各点の入出力レベルの推移を示したタイミングチャートである。

図４では、ｔ₂₀からｔ₂₁までのＴ2（プランジャ５２を開弁位置から閉弁位置まで移動させるのに必要な時間として、例えば１２０msecに設定される。Ｔ2は本発明の第１所定時間に相当する）の間、マイクロコンピュータ１０の出力ポートＰo2の出力Ｃt2がＨレベルとされると共に、出力ポートＰo1の出力Ｃt1がＬレベルとされている。これにより、電磁弁駆動回路２０は、出力ポートＯＵＴ2の出力Ｄv2をＨレベルにすると共に出力ポートＯＵＴ1の出力Ｄv1をＬレベルとした閉弁移動状態に切換え、ラッチ式電磁弁５０の電磁コイル５１に、永久磁石５４による磁束方向と逆向きの磁束を生じさせる閉弁駆動電圧（電磁コイル５１のＢ側がＨレベル、Ａ側がＬレベル）が印加される。

なお、このように、電磁弁駆動回路２０の出力Ｄv2をＨレベルとすると共に出力Ｄv1をＬレベルとしたときのＤv1とＤv2が、本発明におけるラッチ式電磁弁５０の電磁コイル５１に閉弁駆動電圧を印加するために電磁弁駆動回路２０から電磁コイル５１に対して出力される電圧となる。

また、ｔ₂₀でＤv2がＬレベルからＨレベルに切換わることにより、第２の電圧出力検出回路４０のトランジスタ４１がＯＮして、マイクロコンピュータ１０の入力ポートＰi2の入力Ｓe2がＨレベルからＬレベルに切換わっている。

そして、異常判定手段１１は、このように、ｔ₂₀〜ｔ₂₁のＴ2の間、マイクロコンピュータ１０の出力ポートＰo1の出力Ｃt1をＬレベルとすると共に出力ポートＰo2の出力Ｃt2をＨレベルとして、電磁弁駆動回路２０により閉弁移行状態とする制御を行ったときに、マイクロコンピュータ１０の入力ポートＰi2の入力Ｓe2がＬレベルとなり、且つ、入力ポートＰi1の入力Ｓe1がＨレベルとなった状態が、Ｔ2以下に設定した閉弁下限時間（例えば１１０msec）以上継続したか否かを判断することによって、閉弁駆動について電磁弁駆動回路２０に異常が生じているか否かを判定する。

すなわち、異常判定手段１１は、Ｔ2の間、電磁弁駆動回路２０に対して閉弁移行状態とする制御を行ったときに、実際に電磁コイル５１に閉弁駆動電圧が印加されて、マイクロコンピュータ１０の入力ポートＰo2の入力Ｓe2がＬレベルとなり、且つ、入力ポートＰi1の入力Ｓe1がＨレベルとなった状態が、前記閉弁下限時間以上継続しなかったときには、電磁弁異常回路２０に異常が生じていると判定する。

なお、マイクロコンピュータ１０の入力ポートＰi2の入力Ｓe2のみを用いて、Ｓe2がＬレベルとなり、電磁弁駆動回路２０の出力Ｄv2がＨレベルであることが検出された状態が前記閉弁下限時間以上継続しなかったときに、電磁弁駆動回路２０に異常が生じていると判定するようにしてもよい。

また、マイクロコンピュータ１０の入力ポートＰi1の入力Ｓe1のみを用いて、Ｓe1がＬレベルとなり、電磁弁駆動回路２０の出力Ｄv1がＬレベルであることが検出された状態が前記閉弁下限時間以上継続しなかったときに、電磁弁駆動回路２０に異常が生じていると判定するようにしてもよい。

［自己保持異常判定］次に、図３を参照して、ラッチ式電磁弁５０のプランジャ５２を閉弁位置から開弁位置に移動させた後は、ｔ₁₁で出力ポートＰo1の出力Ｃt1がＨレベルからＬレベル切換えられて、電磁コイル５１への開弁駆動電圧の印加が停止し、プランジャ５２が開弁位置に保持される（自己保持状態）。

このように、ｔ₁₁で出力ポートＰo1の出力Ｃt1をＨレベルからＬレベルに切換えて、ラッチ式電磁弁５０の電磁コイル５１への開弁駆動電圧の印加を停止すると、ｔ₁₁〜ｔ₁₂の間、電磁弁駆動回路２０の出力ポートＯＵＴ2の出力Ｄv2に逆起電圧Ｖr1が生じる。そして、この逆起電圧Ｖr1が第２の電圧出力検出回路４０トランジスタ４１がＯＮするレベル以上であるときには、トランジスタ４１がＯＮして、マイクロコンピュータ１０の入力ポートＰi2の入力Ｓe2が瞬間的にＬレベルとなる。

同様に、図４を参照して、ラッチ式電磁弁５０のプランジャ５２を開弁位置から閉弁位置に移動させた後は、ｔ₂₁で出力ポートＰo2の出力Ｃt2がＨレベルからＬレベルに切換えられて、電磁コイル５１への閉弁駆動電圧の印加が停止し、プランジャ５２が閉弁位置に保持される。

このように、ｔ₂₁で出力ポートＰo2の出力Ｃt2をＨレベルからＬレベルに切換えて、ラッチ式電磁弁５０の電磁コイル５１への電圧印加を停止すると、ｔ₂₁〜ｔ₂₂の間、電磁弁駆動回路２０の出力ポートＯＵＴ1の出力Ｄv1に逆起電圧Ｖr2が生じる。そして、この逆起電圧Ｖr2が第１の電圧出力検出回路３０のトランジスタ３１がＯＮするレベルであるときには、トランジスタ３１がＯＮして、マイクロコンピュータ１０の入力ポートＰi1の入力Ｓe1が瞬間的にＬレベルとなる。

そこで、異常判定手段１１は、出力ポートＰo1の出力Ｃt1がＨレベルからＬレベルに切換わった時から、上述した逆起電圧Ｖr1が生じる時間（ｔ₁₁〜ｔ₁₂）を想定した時間よりも長い時間に設定した閉弁側禁止時間（例えば３msec）が経過するまでの間と、出力ポートＰo2の出力Ｃt2がＨレベルからＬレベルに切換わった時から、上述した逆起電圧Ｖr2が生じる時間（ｔ₂₁〜ｔ₂₂）を想定した時間よりも長い時間に設定した開弁側禁止時間（例えば３msec）が経過するまでの間を除いて、開弁保持及び閉弁保持について電磁弁駆動回路２０に異常が生じているか否かを判定する。

すなわち、異常判定手段１１は、マイクロコンピュータ１０の出力ポートＰo1，Ｐo2を共にＬレベルとすることにより、電磁弁駆動回路５１に対して、電磁弁駆動電磁コイル５１への開弁駆動電圧及び閉弁駆動電圧の印加を停止してプランジャ５２を開弁位置又は閉弁位置に保持する制御を行っているときに、上記開弁側禁止時間及び閉弁側禁止時間を除いて、入力ポートＰi1の入力Ｓe1とＰi2の入力Ｓe2のいずれかＬレベルとなっているか否かを判断する。そして、異常判定手段１１は、Ｓe1とＳe2のいずれかが電気的ノイズの発生時間よりも長い時間に設定された自己保持下限時間以上継続してＬレベルとなったときに、電磁弁駆動回路２０の異常が生じていると判定する。

なお、入力ポートＰi1の入力Ｓe1とＰi2の入力Ｓe2のいずれか一方のみを用いて、Ｓe1が前記自己保持下限時間以上継続してＬレベルとなったとき、又はＳe2が前記自己保持下限時間以上継続してＬレベルとなったときに、電磁弁駆動回路２０の異常が生じていると判定するようにしてもよい。

また、電磁コイル５１に生じる逆起電圧のレベルが、トランジスタ３１，４１がＯＮするレベルよりも低く、逆起電圧によりマイクロコンピュータ１０の入力ポートＰi1の入力Ｓe1及びＰi2の入力Ｓe2がＬレベルとなるおそれがないときには、前記開弁側禁止時間及び前記閉弁側禁止時間を設定して、電磁弁駆動回路２０の異常の判定を行なわないようにする必要はない。

また、本実施の形態では、電磁弁駆動回路２０について、「開弁駆動異常判定」と「閉弁駆動異常判定」と「自己保持異常判定」とを行なったが、「開弁駆動異常判定」と「閉弁駆動異常判定」のうちの少なくともいずれか一方を行なうことによって、本発明の効果を得ることができる。

電磁回路異常検出装置の構成を含むラッチ式電磁弁の駆動回路図。ラッチ式電磁弁の構成図。ラッチ式電磁弁のプランジャを閉弁位置から開弁位置に移動させるときのマイクロコンピュータ及び電磁弁駆動回路の各点の入出力の推移を示したタイミングチャート。ラッチ式電磁弁のプランジャを開弁位置から閉弁位置に移動させるときのマイクロコンピュータ及び電磁弁駆動回路の各点の入出力の推移を示したタイミングチャート。

符号の説明

１０…マイクロコンピュータ、１１…異常判定手段、２０…電磁弁駆動回路、３０…第１の電圧出力検出回路、４０…第２の電圧出力検出回路、５０…ラッチ式電磁弁、５１…ラッチ式電磁弁の電磁コイル

Claims

永久磁石と電磁コイルとを有し、弁体が接続されたプランジャを永久磁石の磁力により開弁位置に保持するラッチ式電磁弁の電磁コイルと接続され、前記電磁コイルに前記永久磁石の磁束方向と同じ方向の磁束を生じさせる開弁駆動電圧を印加して、前記プランジャの閉弁位置から開弁位置への移動を可能とする開弁移行状態と、前記電磁コイルに前記永久磁石の磁束方向と逆方向の磁束を生じさせる閉弁駆動電圧を印加して、前記プランジャの開弁位置から閉弁位置への移動を可能とする閉弁移行状態と、前記電磁コイルへの電圧印加を停止して、前記プランジャを開弁位置又は閉弁位置に保持する自己保持状態とを切換える電磁弁駆動回路の異常を検出する電磁弁駆動回路の異常検出装置であって、
前記電磁弁駆動回路から前記電磁コイルに対して、前記閉弁駆動電圧を印加するための電圧が出力されていることを検出する電圧出力検出手段と、
前記電磁弁駆動回路に対して、前記プランジャを開弁位置から閉弁位置まで移動させるのに必要な時間である第１所定時間継続して前記閉弁移行状態とする制御を行ったときに、前記電圧出力検出手段により、前記電磁弁駆動回路から前記閉弁駆動電圧を印加するための電圧が出力されていることが、前記第１所定時間以下に設定された閉弁下限時間以上継続して検出されなかったときには、前記電磁弁駆動回路の異常が生じていると判定する異常判定手段とを備えたことを特徴とする電磁弁駆動回路の異常検出装置。
前記異常判定手段は、前記電磁弁駆動回路に対して前記自己保持状態とする制御を行ったときに、前記電圧出力検出手段により、前記電磁弁駆動回路から前記閉弁駆動電圧を印加するための電圧が出力されていることが検出されたときには、前記電磁弁駆動回路の異常が生じていると判定することを特徴とする請求項１記載の電磁弁駆動回路の異常検出装置。
前記異常判定手段は、前記電磁弁駆動回路に対して前記開弁移行状態から前記自己保持状態に切換える制御を行った時から、前記開弁駆動電圧の印加停止により前記電磁コイルに生じる逆起電圧の発生時間の想定時間よりも長く設定された閉弁側禁止時間が経過するまでの間は、前記電磁弁駆動回路に対して前記自己保持状態とする制御を行ったときに、前記電圧出力検出手段により前記閉弁駆動電圧を印加するための電圧が検出されたときには、前記電磁弁駆動回路の異常が生じているとする判定を行なわないことを特徴とする請求項２記載の電磁弁駆動回路の異常検出装置。
前記電圧出力検出手段は、前記電磁弁駆動回路から前記電磁コイルに対して、前記閉弁駆動電圧を印加するための電圧が出力されていることを検出すると共に、前記電磁弁駆動回路から前記電磁コイルに対して、前記開弁駆動電圧を印加するための電圧が出力されていることを検出し、
前記異常判定手段は、前記電磁弁駆動回路に対して、前記プランジャを閉弁位置から開弁位置まで移動させるのに必要な時間である第２所定時間継続して前記開弁移行状態とする制御を行ったときに、前記電圧出力検出手段により、前記電磁弁駆動回路から前記開弁駆動電圧を印加するための電圧が出力されていることが、前記第２所定時間以下に設定された開弁下限時間以上継続して検出されなかったときには、前記電磁弁駆動回路の異常が生じていると判定することを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか１項記載の電磁弁駆動回路の異常検出装置。
前記異常判定手段は、前記電磁弁駆動回路に対して前記自己保持状態とする制御を行ったときに、前記電圧出力検出手段により、前記電磁弁駆動回路から前記開弁駆動電圧を印加するための電圧が出力されていることが検出されたときには、前記電磁弁駆動回路の異常が生じていると判定することを特徴とする請求項４記載の電磁弁駆動回路の異常検出装置。
前記異常判定手段は、前記電磁弁駆動回路に対して前記閉弁移行状態から前記自己保持状態に切換える制御を行った時から、前記閉弁駆動電圧の印加停止により前記電磁コイルに生じる逆起電圧の発生時間の想定時間よりも長く設定された開弁側禁止時間が経過するまでの間は、前記電磁弁駆動回路に対して前記自己保持状態とする制御を行ったときに、前記電圧出力検出手段により前記開弁駆動電圧を印加するための電圧が出力されていることが検出されたときには、前記電磁弁駆動回路の異常が生じているとする判定を行なわないことを特徴とする請求項５記載の電磁弁駆動回路の異常検出装置。
永久磁石と電磁コイルとを有し、弁体が接続されたプランジャを永久磁石の磁力により開弁位置に保持するラッチ式電磁弁の電磁コイルと接続され、前記電磁コイルに前記永久磁石の磁束方向と同じ方向の磁束を生じさせる開弁駆動電圧を印加して、前記プランジャの閉弁位置から開弁位置への移動を可能とする開弁移行状態と、前記電磁コイルに前記永久磁石の磁束方向と逆向きの磁束を生じさせる閉弁駆動電圧を印加して、前記プランジャの開弁位置から閉弁位置への移動を可能とする閉弁移行状態と、前記電磁コイルへの電圧印加を停止して、前記プランジャを開弁位置又は閉弁位置に保持する自己保持状態とを切換える電磁弁駆動回路の異常を検出する電磁弁駆動回路の異常検出装置であって、
前記電磁弁駆動回路から前記電磁コイルに対して、前記開弁駆動電圧を印加するための電圧が出力されていることを検出する電圧出力検出手段と、
前記電磁弁駆動回路に対して、前記プランジャを閉弁位置から開弁位置まで移動させるのに必要な時間である第３所定時間継続して前記開弁移行状態とする制御を行ったときに、前記電圧出力検出手段により、前記電磁弁駆動回路から前記開弁駆動電圧を印加するための電圧が出力されていることが、前記第３所定時間以下に設定された開弁下限時間以上継続して検出されなかったときには、前記電磁弁駆動回路の異常が生じていると判定する異常判定手段とを備えたことを特徴とする電磁弁駆動回路の異常検出装置。
前記異常判定手段は、前記電磁弁駆動回路に対して前記自己保持状態とする制御を行ったときに、前記電圧出力検出手段により、前記電磁弁駆動回路から前記開弁駆動電圧を印加するための電圧が出力されていることが検出されたときには、前記電磁弁駆動回路の異常が生じていると判定することを特徴とする請求項７記載の電磁弁駆動回路の異常検出装置。
前記異常判定手段は、前記電磁弁駆動回路に対して前記閉弁移行状態から前記自己保持状態に切換える制御を行った時から、前記閉弁駆動電圧の印加停止により前記電磁コイルに生じる逆起電圧の発生時間の想定時間よりも長く設定された開弁側禁止時間が経過するまでの間は、前記電磁弁駆動回路に対して前記自己保持状態とする制御を行ったときに、前記電圧出力検出手段により前記開弁駆動電圧を印加するための電圧が出力されていることが検出されたときには、前記電磁弁駆動回路の異常が生じているとする判定を行なわないことを特徴とする請求項８記載の電磁弁駆動回路の異常検出装置。