JP3805009B2

JP3805009B2 - Solenoid valve control device

Info

Publication number: JP3805009B2
Application number: JP00302396A
Authority: JP
Inventors: 博邦村上; 豊水生川; 廣純岡松; 一光温井; 功金子; 和也藤澤
Original assignee: Panasonic Corp; Tokyo Gas Co Ltd; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Tokyo Gas Co Ltd; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1996-01-11
Filing date: 1996-01-11
Publication date: 2006-08-02
Anticipated expiration: 2016-01-11
Also published as: JPH09196210A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスメータに搭載されるガス遮断弁の開閉制御などに使用される電磁弁制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、各家庭に設置されるガスメータは、ガス使用量の計量表示のみならず、地震発生時や使用流量から異常状態をマイクロコンピュータが判定して、ガスを自動的に遮断する保安機能が搭載されており、ガスをより安全に安心して使用できるように管理されている。
【０００３】
従来、この種のガスメータ等にはガス遮断装置として遮断弁が搭載され、電池を電源としてマイクロコンピュータを含む電子回路で制御している。従って、異常発生時には、遮断弁をパルス信号で駆動して閉栓しており、その後の開栓は手動操作によって遮断弁を復帰させるようになっている。すなわち、ガス遮断のみ自動で行なっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成では、例えばガスメータが人為的な衝撃を受けた場合、遮断弁が作動してガスが停止することがあり、消費者に不便さを与えてしまうという問題があった。
【０００５】
また、電源電池の電圧が低下した場合に確実に動作しない恐れがあるという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、人為的な衝撃を受けて電磁弁が作動した場合に作動前の状態に自動復帰させることができ、さらに電池電源による電磁弁の動作電圧域を拡大できる電磁弁制御装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の電磁弁制御装置は、コイルに通電することにより開栓状態と閉栓状態に切り換えられるとともにその現状態を保持する機構を有する電磁弁と、電気的開閉パルス信号に基づいてコイルに通電する弁駆動手段と、前記開閉パルス信号を出力する開閉制御手段と、前記開閉パルス信号以外の人為的な衝撃によって電磁弁が動作した時にコイルに発生する誘起電圧を検知する誘起電圧検知手段とを備え、開閉制御手段は、誘起電圧検知手段から検知信号が入力した場合に自動的に電磁弁を現状態に回復させる開閉パルス信号を出力し、弁駆動手段は、前記開閉パルス信号を各々のベース抵抗でバイアスした一対のトランジスタを並列接続してブリッジの各辺を構成したトランジスタブリッジ回路から成るものである。
【０００９】
本発明の構成によれば、人為的な衝撃によって電磁弁が動作したときにコイルに発生する誘起電圧を検出して電磁弁を動作前の状態に回復させることができ、さらに電磁弁を駆動するトランジスタの動作飽和電圧を小さくし、低温時の電池電圧低下や電池容量の低下に対して電磁弁の最低動作電圧域を拡大することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態について、図１、図２を参照して説明する。
【００１１】
図１において、１はリチウム電池等から成る制御用の電池電源である。２はガス流量の計測値から単位時間当たりの消費量を判定して異常があった場合、ガス通路の閉栓やガス通路の開栓等の制御を行なう開閉制御手段で、マイクロコンピュータで構成されている。
【００１２】
開閉制御手段２は公知のトランジスタブリッジ回路から成る弁駆動手段３に開栓信号Ｓｏ１とＳｏ２、及び閉栓信号Ｓｃ１とＳｃ２を出力し、弁駆動手段３はこれらの信号に基づいて電磁弁（図示せず）のコイル４に電圧極性の異なる電流を印加する。電流は、図１に示すように、開栓時はｉｏ、閉栓時はｉｃの方向に流れる。
【００１３】
５は電磁弁が上記制御信号以外の人為的衝撃で動作した時にコイル４に発生する誘起電圧を検知して衝撃閉栓信号ＰＶを出力する誘起電圧検出検知手段である。なお、電磁弁は閉栓状態、及び開栓状態を磁石で自己保持する構成となっており、開栓信号Ｓｏ１、Ｓｏ２、閉栓信号Ｓｃ１、Ｓｃ２は何れもパルス信号である。
【００１４】
誘起電圧検知手段５で検知した衝撃閉栓信号ＰＶは開閉制御手段２に入力され、開閉制御手段２は自らの閉栓信号Ｓｃ１、Ｓｃ２の不出力を判定し、開栓信号Ｓｏ１、Ｓｏ２を出力して電磁弁を開栓させる構成となっている。
【００１５】
図２にその動作タイミングを示す。図２において、横軸は時間、縦軸は制御機能を示す。時刻ｔ１に閉栓信号Ｓｃ１、Ｓｃ２が出力されて電磁弁が閉栓し、時刻ｔ２に開栓信号Ｓｏ１、Ｓｏ２が出力されて電磁弁が開栓する。時刻ｔ３は人為的な衝撃で電磁弁が閉栓した場合で、誘起電圧検知手段５から開閉制御手段２に衝撃閉栓信号ＰＶが出力され、この開閉制御手段２にて時刻ｔ４に開栓制御が実行される。
【００１６】
なお、上記実施形態では衝撃閉栓時について説明したが、誘起電圧検知手段５を電磁弁のコイル４の逆端子側すなわち開栓側に設ければ、電磁弁が閉栓している時に衝撃による誤開栓が発生した場合に電磁弁を閉栓制御させる構成とすることもできる。
【００１７】
（参考例）
以下、本発明の参考例について、図３、図４を参照して説明する。
【００１８】
図３において、１はリチウム電池等から成る制御用の電池電源である。３は公知のトランジスタブリッジ回路から成る弁駆動手段であり、開栓信号Ｓｏ１とＳｏ２、及び閉栓信号Ｓｃ１とＳｃ２に基づいて電磁弁（図示せず）のコイル４に電圧極性の異なる電流を印加する。電流は、図３に示すように、開栓時にはｉｏ、閉栓時にはｉｃの方向に流れる。なお、電磁弁は閉栓状態、及び開栓状態を磁石で自己保持する構成となっており、開栓信号Ｓｏ１とＳｏ２、及び閉栓信号Ｓｃ１とＳｃ２は何れもパルス信号である。
【００１９】
５１は電磁弁が上記制御信号以外の人為的衝撃で動作した時にコイル４に発生する誘起電圧を検知する誘起電圧検知手段であり、そのトランジスタ７を介して誘起電圧検知信号をフィードバック制御手段６の開栓制御用トランジスタ８のコレクタ端子に同調させている。したがって、誘起電圧検知信号が出力すると即座に開栓信号Ｓｏ１とＳｏ２が出力されて電磁弁は閉栓に至らず、開栓状態を維持することになる。なお、閉栓信号Ｓｃ２の出力時にはトランジスタ１７にてトランジスタ７が不動作にされる。
【００２０】
図４にその動作タイミングを示す。図４において、横軸は時間、縦軸は制御機能を示す。時刻ｔ１に閉栓信号Ｓｃ１、Ｓｃ２が出力されて電磁弁が閉栓し、その際トランジスタ１７にてフィードバック制御手段６の動作は禁止される。時刻ｔ２に開栓信号Ｓｏが出力されるとフィードバック制御手段６を介して開栓信号Ｓｏ１、Ｓｏ２が出力されて電磁弁が開栓する。時刻ｔ３は人為的な衝撃で電磁弁が閉栓した場合で、即座に誘起電圧検知手段５１から誘起電圧検知信号がフィードバック制御手段６にフィードバックされて開栓制御が実行される。
【００２１】
（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態について、図５を参照して説明する。
【００２２】
図５は、電池電源１と弁駆動手段３１のみを示し、他の構成要素部分は図１の構成となっている。図５において、１はリチウム電池等から成る制御用の電池電源である。３１は電磁弁のコイル４に駆動電流を印加する弁駆動手段であり、トランジスタブリッジ回路にて構成されている。しかるに、図１、図３に示したような通常のトランジスタブリッジ回路においては、トランジスタの動作飽和電圧が高くなると、電池電源１の出力電圧によってはコイル４に印加される電圧損失が問題となる。そこで、本実施形態では電磁弁駆動トランジスタを２個並列に接続してトランジスタの動作飽和電圧を下げるように構成している。すなわち、トランジスタブリッジ回路の対角に位置する辺の一方をＰＮＰトランジスタ９とＰＮＰトランジスタ１０を並列接続して構成し、他方をＮＰＮトランジスタ１１とＮＰＮトランジスタ１２を並列接続して構成している。また、ＰＮＰトランジスタ９、１０のベースをそれぞれ抵抗１３、１４でバイアスし、ＮＰＮトランジスタ１１、１２のベースをそれぞれ抵抗１５、１６でバイアスする構成とし、各トランジスタ９〜１２のベース、エミッタ間の電圧ばらつきを吸収してコレクタ電流が均等になるようにしている。
【００２３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の電磁弁制御装置によれば、人為的な衝撃によって電磁弁が動作したときにコイルに発生する誘起電圧を検出して電磁弁を動作前の状態に回復させるようにしているので、例えばガスメータが人為的な衝撃を受けて動作してもガス使用量等の異常状態によるガス遮断事象と区別して自動的に作動前の状態に復帰させることができ、消費者に不便を与えず、保守点検面での合理化を図ることができる。
【００２５】
さらに、電磁弁駆動トランジスタの動作飽和電圧を小さくすることができるため、電磁弁の最低動作電圧域を拡大することができ、例えばガスメータ設置環境による低温時の電池電圧低下や電池容量の低下に対して制御装置の動作の信頼性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の電磁弁制御装置の構成図である。
【図２】同実施形態の電磁弁制御装置の動作タイミング図である。
【図３】本発明の参考例の電磁弁制御装置の構成図である。
【図４】同参考例の電磁弁制御装置の動作タイミング図である。
【図５】本発明の第２の実施形態の電磁弁制御装置における弁駆動手段の構成図である。
【符号の説明】
１電池電源
２開閉制御手段
３弁駆動手段
４電磁弁のコイル
５誘起電圧検知手段
６フィードバック制御手段
９、１０ＰＮＰトランジスタ
１１、１２ＮＰＮトランジスタ
１３、１４、１５、１６バイアス抵抗
３１弁駆動手段
５１誘起電圧検知手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electromagnetic valve control device used for opening / closing control of a gas cutoff valve mounted on a gas meter.
[0002]
[Prior art]
In recent years, gas meters installed in homes have not only a metered display of gas usage, but also a security function that automatically shuts off gas when a microcomputer determines an abnormal condition from the occurrence of an earthquake or the flow rate used. It is managed so that gas can be used safely and with peace of mind.
[0003]
Conventionally, this type of gas meter or the like is equipped with a shut-off valve as a gas shut-off device, and is controlled by an electronic circuit including a microcomputer using a battery as a power source. Therefore, when an abnormality occurs, the shut-off valve is driven by a pulse signal to close it, and the subsequent opening is to manually return the shut-off valve. That is, only gas shut-off is automatically performed.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above conventional configuration, for example, when the gas meter is subjected to artificial impact, the shut-off valve may be operated to stop the gas, which causes inconvenience to the consumer.
[0005]
In addition, there is a problem that there is a possibility that the power supply battery does not operate reliably when the voltage of the power supply battery decreases.
[0006]
The present invention is the light of the conventional problems, artificial shocked can be automatically restored to the state before operation when the solenoid valve is actuated, the operating voltage region of the electromagnetic valve by the battery power supply to al An object of the present invention is to provide a solenoid valve control device that can expand the range.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The electromagnetic valve control device according to the present invention switches between an open state and a closed state by energizing a coil, and energizes the coil based on an electrical opening / closing pulse signal, and a solenoid valve having a mechanism for maintaining the current state. and the valve driving means, and switching control means for outputting the closing pulse signal, and the induced voltage detecting means for detecting the induced voltage generated in the coil when the solenoid valve is operated by artificial impact other than the opening pulse signal The open / close control means outputs an open / close pulse signal that automatically restores the electromagnetic valve to the current state when a detection signal is input from the induced voltage detection means , and the valve drive means outputs the open / close pulse signal to each base resistance. in Ru der those connected in parallel a pair of transistors biased consisting transistor bridge circuit composed of the respective sides of the bridge.
[0009]
According to the configuration of the present invention, it is possible to detect the induced voltage generated in the coil when the solenoid valve is operated by an artificial impact, and to restore the solenoid valve to the state before the operation, and further drive the solenoid valve. The operating saturation voltage of the transistor can be reduced, and the minimum operating voltage range of the solenoid valve can be expanded with respect to battery voltage drop and battery capacity drop at low temperatures.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
[0011]
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a control battery power source composed of a lithium battery or the like. 2 is an open / close control means for controlling the closing of the gas passage and the opening of the gas passage when there is an abnormality by judging the consumption per unit time from the measured value of the gas flow rate. Yes.
[0012]
The opening / closing control means 2 outputs the opening signals So1 and So2 and the closing signals Sc1 and Sc2 to the valve driving means 3 composed of a known transistor bridge circuit, and the valve driving means 3 outputs an electromagnetic valve (not shown) based on these signals. The current having a different voltage polarity is applied to the coil 4. As shown in FIG. 1, the current flows in the direction of io when opened and ic when closed.
[0013]
Reference numeral 5 denotes an induced voltage detection detecting means for detecting an induced voltage generated in the coil 4 when the electromagnetic valve is operated by an artificial impact other than the control signal and outputting an impact closing signal PV. The solenoid valve is configured to self- hold the closed state and the opened state with a magnet, and the opening signals So1, So2 and the closing signals Sc1, Sc2 are all pulse signals.
[0014]
The impact closing signal PV detected by the induced voltage detecting means 5 is input to the opening / closing control means 2, and the opening / closing control means 2 determines whether or not its own closing signals Sc1, Sc2 are not output, and outputs opening signals So1, So2. The solenoid valve is opened.
[0015]
FIG. 2 shows the operation timing. In FIG. 2, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the control function. At time t1, closing signals Sc1 and Sc2 are output to close the electromagnetic valve, and at time t2, opening signals So1 and So2 are output to open the electromagnetic valve. At time t3, when the electromagnetic valve is closed due to an artificial impact, an impact closure signal PV is output from the induced voltage detection means 5 to the opening / closing control means 2, and the opening / closing control means 2 executes the opening control at time t4. Is done.
[0016]
Although the above embodiment has been described with respect to the impact closing, if the induced voltage detection means 5 is provided on the reverse terminal side of the coil 4 of the solenoid valve, that is, the opening side, the erroneous opening due to the impact when the solenoid valve is closed. It can also be set as the structure which controls closing of a solenoid valve, when a plug occurs.
[0017]
( Reference example )
Hereinafter, reference examples of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0018]
In FIG. 3, reference numeral 1 denotes a control battery power source composed of a lithium battery or the like. Reference numeral 3 denotes a valve driving means comprising a known transistor bridge circuit, which applies currents having different voltage polarities to the coil 4 of an electromagnetic valve (not shown) based on the opening signals So1 and So2 and the closing signals Sc1 and Sc2. . As shown in FIG. 3, the current flows in the direction of io when the cap is opened and ic when the cap is closed. The solenoid valve is configured to self-hold the closed state and the opened state with a magnet, and the opening signals So1 and So2 and the closing signals Sc1 and Sc2 are both pulse signals.
[0019]
Reference numeral 51 denotes an induced voltage detection means for detecting an induced voltage generated in the coil 4 when the electromagnetic valve is operated by an artificial impact other than the control signal. The induced voltage detection signal of the feedback control means 6 is transmitted through the transistor 7. It is tuned to the collector terminal of the opening control transistor 8. Therefore, when the induced voltage detection signal is output, the opening signals So1 and So2 are output immediately, and the electromagnetic valve does not close and the opening state is maintained. It should be noted that the transistor 7 is disabled by the transistor 17 when the closing signal Sc2 is output.
[0020]
FIG. 4 shows the operation timing. In FIG. 4, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the control function. At time t1, closing signals Sc1 and Sc2 are output to close the solenoid valve. At this time, the operation of the feedback control means 6 is prohibited by the transistor 17. When the opening signal So is output at time t2, the opening signals So1 and So2 are output via the feedback control means 6 and the solenoid valve is opened. At time t3, when the electromagnetic valve is closed due to an artificial impact, the induced voltage detection signal is immediately fed back from the induced voltage detection means 51 to the feedback control means 6, and the opening control is executed.
[0021]
(Second Embodiment)
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
[0022]
Figure 5 shows only the battery power source 1 and the valve driving unit 31, the other component parts has a structure of FIG. In FIG. 5, reference numeral 1 denotes a control battery power source composed of a lithium battery or the like. Reference numeral 31 denotes valve drive means for applying a drive current to the coil 4 of the electromagnetic valve, and is constituted by a transistor bridge circuit. However, in the normal transistor bridge circuit as shown in FIGS. 1 and 3, when the operation saturation voltage of the transistor becomes high, voltage loss applied to the coil 4 becomes a problem depending on the output voltage of the battery power supply 1. Therefore, in this embodiment, two solenoid valve drive transistors are connected in parallel to reduce the operation saturation voltage of the transistors. That is, one of the sides located diagonally of the transistor bridge circuit is configured by connecting PNP transistor 9 and PNP transistor 10 in parallel, and the other is configured by connecting NPN transistor 11 and NPN transistor 12 in parallel. Further, the bases of the PNP transistors 9 and 10 are biased by resistors 13 and 14, respectively, and the bases of the NPN transistors 11 and 12 are biased by resistors 15 and 16, respectively. The collector current is made uniform by absorbing the variation.
[0023]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the solenoid valve control device of the present invention , the induced voltage generated in the coil when the solenoid valve is operated by an artificial impact is detected to bring the solenoid valve into a state before the operation. Since it is made to recover, for example, even if the gas meter is operated under artificial impact, it can be automatically restored to the state before operation in distinction from the gas shutoff event due to abnormal state such as gas usage, Maintenance and inspection can be rationalized without inconvenience to consumers.
[0025]
Furthermore , since the operating saturation voltage of the solenoid valve drive transistor can be reduced, the minimum operating voltage range of the solenoid valve can be expanded. For example, the battery voltage drop or battery capacity drop at low temperatures due to the gas meter installation environment. Thus, the reliability of the operation of the control device can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a solenoid valve control device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an operation timing chart of the solenoid valve control device of the embodiment.
FIG. 3 is a configuration diagram of a solenoid valve control device according to a reference example of the present invention.
FIG. 4 is an operation timing chart of the solenoid valve control device of the reference example .
FIG. 5 is a configuration diagram of valve drive means in an electromagnetic valve control device according to a second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Battery power supply 2 Opening / closing control means 3 Valve drive means 4 Electromagnetic valve coil 5 Induced voltage detection means 6 Feedback control means 9, 10 PNP transistor 11, 12 NPN transistors 13, 14, 15, 16 Bias resistance 31 Valve drive means 51 Induction Voltage detection means

Claims

コイルに通電することにより開栓状態と閉栓状態に切り換えられるとともにその現状態を保持する機構を有する電磁弁と、電気的開閉パルス信号に基づいてコイルに通電する弁駆動手段と、前記開閉パルス信号を出力する開閉制御手段と、前記開閉パルス信号以外の人為的な衝撃によって電磁弁が動作した時にコイルに発生する誘起電圧を検知する誘起電圧検知手段とを備え、開閉制御手段は、誘起電圧検知手段から検知信号が入力した場合に自動的に電磁弁を現状態に回復させる開閉パルス信号を出力し、弁駆動手段は、前記開閉パルス信号を各々のベース抵抗でバイアスした一対のトランジスタを並列接続してブリッジの各辺を構成したトランジスタブリッジ回路から成ることを特徴とする電磁弁制御装置。A solenoid valve having a mechanism for switching between an open state and a closed state by energizing the coil and maintaining the current state; valve driving means for energizing the coil based on an electrical open / close pulse signal; and the open / close pulse signal and switching control means for outputting, and an induced voltage detecting means for detecting the induced voltage generated in the coil when the solenoid valve is operated by artificial impact other than the opening pulse signal, the switching control means, the induced voltage detection When a detection signal is input from the means, it automatically outputs an open / close pulse signal that restores the solenoid valve to the current state, and the valve drive means connects a pair of transistors in which the open / close pulse signal is biased by each base resistance in parallel. An electromagnetic valve control device comprising a transistor bridge circuit that forms each side of the bridge .