JPH02306603A - Solenoid driving circuit - Google Patents
Solenoid driving circuitInfo
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- JPH02306603A JPH02306603A JP12659389A JP12659389A JPH02306603A JP H02306603 A JPH02306603 A JP H02306603A JP 12659389 A JP12659389 A JP 12659389A JP 12659389 A JP12659389 A JP 12659389A JP H02306603 A JPH02306603 A JP H02306603A
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Landscapes
- Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Regulating Braking Force (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
【産業上の利用分野】
本発明は、パルス幅制御された電圧をソレノイドに印加
する方式のソレノイド駆動回路に関する。
１ 【従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕
従来の技術として、特開昭５７−７１６号公報「ミシン
の駆動回路」、特開昭５９−４７７１４号公報「ミシン
駆動装置の電磁ソレノイド駆動回路」等に開示された技
術がある。
これらは、ソレノイドの吸引時には、ソレノイド用電源
電圧をそのまま印加し、保持時には、所定のデユーティ
−比のパルス信号により印加実効電圧を下げて保持する
技術である。
ソレノイド等の電源は、その電源容量が大きい関係から
、単にトランスの２次側電圧を整流し、平滑化したもの
を使用しているのが一般的である。
その結果、ソレノイド用電源電圧は、
■）１次側の交流電圧が変動した場合
２）同じトランスから電流を供給している例えばモータ
等の負荷変動があった場合等に変動する。
電源電圧の変動に対処する方法について、ソレノイドの
印加電圧Ｖｂとソレノイドの吸引力Ｆを示す第８図を参
照しながら説明する。
同図に示すように、ソレノイド吸引力の最小値Ｆｍ１ｎ
は、変動するソレノイド用電源の最小電圧Ｖｂｍｉｎ時
に、作動機構の操作力よりも大きくなるように設計され
ている。
従って、同図における斜線で示す部分は、無用なソレノ
イド吸引力であり、電源回路に大型なものが要求される
と共にソレノイド用電源電圧が高くなるにつれソレノイ
ド吸引時のソレノイド自体および被作動部材の作動音が
大きくなるといった問題あった。
−【課題を解決するための手段及び発明の作用】本
発明は、ソレノイド用電源電圧のレベルを検出するソレ
ノイド用電源電圧検出手段と、この信号をデジタル信号
に変換するアナログ−デジタル変換手段と、一定の周期
のパルス信号を発生するパルス幅制御手段と、該パルス
信号により０Ｎ−ＯＦＦ制御されソレノイドを駆動する
スイッチング素子と、ソレノイド吸引時にソレノイドに
かかる印加実効電圧が一定の高電圧Ｖａとなるように前
記デジタル信号に基づいて前記パルス信号のデユーティ
−比を演算する第１の演算手段と、ソレノイド保持時に
ソレノイドにがかる印加実効電圧が一定の低電圧Ｖｈと
なるように前記デジタル信号に基づいて前記パルス信号
のデユーティ−比を演算する第２の演算手段と、ソレノ
イドの動作指令後、第１の演算手段で求めたデユーティ
−比でソレノイドを駆動し、所定時間後に第２の演算手
段で求めたデユーティ−比でソレノイドを駆動する制御
手段を備えているソレノイド駆動回路を提供するもので
、本発明によれば、
第１にソレノイド用電源電圧が変動しても、ソレノイド
の吸引時には一定の高電圧が、保持時には一定の低電圧
が印加されるので、はぼ一定の吸引力および保持力が得
られるという作用がある。
第２に、従来のように無用なソレノイド吸引力を発生ス
ることがないので、ソレノイド用電源電圧が高くなるに
つれソレノイド吸引時のソレノイド自体および被作動部
材の作動音が大きくなったり、電源回路に大型のものが
要求されるといった問題を解消できるという作用がある
。
【実施例】
以下、本発明を実施例により説明する。
Ｏソレノイド駆動回路の構成
まず、第１図を参照しながらソレノイド駆動回路の構成
について説明する。
同図において、本発明に無関係な部分の図示は省略しで
ある。
第１図において、ソレノイド用電源電圧Ｖｂ（以後電圧
Ｖｂ）は、電源回路（図示せず）を構成しているトラン
スの１次側の交流電圧が変−動した場合や同じトランス
から電流を供給しているモータ（図示せず）等の負荷変
動があった場合等にＶｂｍｉｎ〜Ｖ ｍａｘの範囲で変
動する。
電源Ｖｃｃは、回路制御用電源である。
抵抗ＲＬＲ２は、電圧Ｖｂの分圧抵抗で、これらの結接
点の分圧を８ビツトのアナログ−デジタル変換手段Ａ／
Ｄ （以後Ａ／Ｄ変換手段）に出力するようになってお
り、ソレノイド用電源電圧検出手段Ｖｓｅｎを構成して
いる。
このアナログ量の出力電圧は、Ａ／Ｄ変換手段でデジタ
ル信号に変換される。
パルス幅制御手段ＰＷＭは、一定の周期Ｔのパルス信号
を発生し、Ｈ１１出力期間のパルス幅を１周期の１／２
５５単位で制御可能な手段である。
即ち、０〜２５５の数値ＰＷＭｎにより、ソレノイド動
作時のパルス幅Ｔｎを設定できる。
入出力ボートＩ１０は、ソレノイドの作動指令により、
ＩＩ Ｌ ）ｌレベルとなりソレノイド作動指令信号５
ＱＬｏｎを出力するもので、その出力線はインバータＩ
ＮＶＩを介してアンド・ゲー１−ＡＮＤの一方の入力端
子に接続されている。
リード・オンリー・メモリＲＯＭには、ソレノイド制御
プログラムやその他側辺回路を動作させるためのプログ
ラムが記憶されている。
ランダム・アクセス・メモリＲＡＭは、プログラム実行
時のデータ処理等に使用される。
パルス幅制御手段ＰＷＭの出力線は、アンド・ゲ−）Ａ
ＮＤの他方の入力端子に接続されている。
これら、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＰＷＭおよびＡ／Ｄ変換手段
は、バスＢＬＩを介してマイクロプロセッサＣＰＵＩに
接続されている。
マスクのマイクロプロセッサＣＰＵ２は、ＣＰＵ１に対
してソレノイドの動作等を指令するもので、バスＢＬ２
を介してＣＰＵ１に接続されている。
以下、ソレノイドＳＱＬのドライバについて説明する。
パワーＭＯ３ＦＥＴ（以後素子Ｑｌ）は、ソレノイドＳ
ＱＬをスイッチング制御する素子で、素子Ｑ１保護用の
ダイオードＤ２が内蔵されている。
素子Ｑ１のゲートには、抵抗Ｒ４を介してアンド・ゲー
）ＡＮＤＩが接続されている。
抵抗Ｒ４は、アンド・ゲート出力トランジスタ保護用抵
抗である。
ソレノイドＳＱＬは、電源Ｖｂと素子Ｑ１のドレイン間
に接続され、ソレノイドＳＱＬと並列にフリーホイルダ
イオードＤＩが接続されている。
ダイオードＤ１には、逆回復時間の短い高周波用ダイオ
ードを使用している。
電源に対してソレノイドＳＱＬと並列に接続されたコン
デンサＣ２は、ソレノイドのＯＮ、ＯＦＦ時に電源電圧
Ｖｂの電圧変動を軽減するためのものである。
インバータＩＮＶＩの入力線側に接続され、電源Ｖｃｃ
にプルアップされた抵抗Ｒ３は、電源投入時にインバー
タＩＮＶＩの入力レベルをＩＩ ＨＩ＋ｌレベルして、
ソレノイドが誤動作するのを防止するための抵抗である
。
ＯＰＷＭ制御による印加実効電圧の制御法に、ＰＷＭ制
御によるソレノイドへの印加実効電圧としての一定の高
電圧Ｖａおよび一定の低電圧Ｖｈの制御について説明す
る。
ソレノイド用電源電圧検出手段Ｖ ｓｅｎの出力電圧が
８ビツトのＡ／Ｄ変換手段でデジタル値に変換され、そ
のデジタル値ＡＤｘは、
ＡＤｘ−ＫＶｂ・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・（１）但し、Ｋ＝２５５／ＶｃｃＸＲ１／（Ｒ１＋
Ｒ２）となる。
１）まず、ソレノイドに前記した一定の印加実効電圧Ｖ
ａ、Ｖｈを印加するには、パルス幅制御手段ＰＷＭに出
力する定数のデジタル値ＡＤａ、ＡＤｈをデータとして
メモリに記憶させておく。
これらのデジタル値は、予め以下に示す各式により決定
される。
ＡＤａ＝ＫＶａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・（２）ＡＤｈ−ＫＶｈ・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・（３）２）次に、ソレノイドに一定の印
加実効電圧Ｖａ。
Ｖｈを印加させるためのＰＷＭ値ＰＷＭａ、ＰＷＭｈの
計算式を求める。
第３図から、印加実効電圧Ｖａは、
Ｖａ−ＶｂｘＰＷＭａ／２５５”・、”（４）（４）式
から、
ＰＷＭａ−２５５Ｖａ／Ｖｂ””（５）（１）式から、
Ｖｂ−ＡＤｘ／Ｋ・・・・・・・・・・・・・・・・・
・（６）（２）式から、
Ｖ ａ ＝ Ａ Ｄ ａ ／ Ｋ・・・・・・・・・・
・・・・・・・・（７）（５）式に（６）式（７）式を
代入すると、ＰＷＭａ−２５５ＡＤａ／ＡＤｘ・・・（
８）同様にしてＰＷＭｈを求めると、
ＰＷＭｈ−２５５ＡＤｈ／ＡＤｘ・・・（９）となる。
電圧Ｖａ、Ｖｈと電圧Ｖｂとの関係については、電圧Ｖ
ａが電圧Ｖｈよりも高いことは勿論であるが、電圧Ｖａ
を電圧Ｖｂの変動幅の最小値Ｖｂｍｉｎに対して、Ｖ
ａ （Ｖ ｂｍｉｎとなるように設定すれば、電圧Ｖｂ
が変動しても、常に一定の高電圧Ｖａ。
一定の低電圧Ｖｈでソレノイドを制御することができる
。
○ソレノイドの動作タイミング
次に、第７図のタイミング・チャートを参照しながらソ
レノイド動作のタイミングについて説明する。
同図において、５ＱＬｏｎは、ソレソイド動作指令信号
、ＳＯＬｐｗｍはソレノイド作動時の素子Ｑｌへの入力
信号である。
Ｔはパルス幅制御手段ＰＷＭの繰り返し周期である。
Ｔａはソレノイド吸引時のＩＩ ）ｉ ＩＴ出力期間、
Ｔｈはソレノイド保持時の“Ｈ″出力期間、Ｔｔはソレ
ノイドが作動機構（図示せず）の吸引に要する時間を上
回る所定時間である。
ＣＨＥＣＫ ＴＩＭＭＩＩＧは、ソレノイドＳＱＬの電
源電圧■ｂを測定し、Ａ／Ｄ変換して、一定の高電圧Ｖ
ａまたは一定の低電圧Ｖｈの″′Ｈ″出力期出力期間Ｔ
ａ全Ｔｈするタイミングで、時間間隔Ｔｃ毎に行ってい
る。
従って、電圧Ｖｂが変動しても゛°Ｈ″出力期間Ｔａま
たはＴｈは、Ｔｃ時間毎に一定の高電圧Ｖａまたは一定
の低電圧Ｖｈとなるように常に補正されている。
ＳＱＬ ｉはソレノイドＳＱＬを流れる電流である。
電流５ｏＬｉは前記した周期Ｔで変動するので、この周
期の電磁音が発生する。
従って、本実施例では周期Ｔが５０μ以下（不可聴音の
２０ＫＨｚ以上）になるようにしている。
Ｏ全体の制御動作の概要
まず、第２図を参照しながらシステムに電源が投入され
た時点からのソレノイドを含む全体の制御動作の概要に
ついて説明する。
同図において、（Ａｎ）（ｎ＝Ｌ２．３・−）は、各処
理ルーチンを示す。
（ＡＩ）マイクロプロセッサＣＰＵＩに内蔵されている
ＲＡＭのチェック／初期値設定、Ｉｌｏの入出力の設定
、システムタイマの設定等を行う。
（Ａ２）マイクロプロセッサＣＰＵＩに接続されている
周辺回路の論理レベル等の初期設定を行う。
（Ａ３）マスクのマイクロプロセッサＣＰＵ２から制御
コマンドが送られている場合は、（Ａ８）へ進む。
（Ａ４）以下の（Ａ５）〜（Ａ７）の各ルーチンでの処
理タイミング、例えばＬＥＤの点滅の時間間隔等のタイ
ミング等をとるためシステムタイマにより５ｍｓの時間
でカウントし、カウントが終了したかを判別する。
（Ａ５）Ａ／Ｄ変換手段の読み取り１、再実行等を行う
。
詳細については後記する。
（Ａ６） （Ａ５）で読み取ったＡＤ値に基づいてＰ
ＷＭに設定する値を計算し、ソレノイドのＰＷＭ制御を
する。
詳細については後記する。
（Ａ７）Ａ／Ｄ変換手段、ソレノイド以外の周辺回路の
制御を行う。
詳細については省略する。
（Ａ８） （Ａ３）でマスタＣＰＵから制御コマンド
該送られて来た場合の処理を行う。（Ａ９） （Ａ８
）から呼び出される処理ルーチンの一つで、ソレノイド
の０Ｎ１ＯＦＦ制御を行う。
詳細については後記する。
（ＡＩＯ）同じ＜ （Ａ８）から呼び出される処理ルー
チンの一つで、ソレノイド以外の周辺回路のコマンド処
理を行う。これらの処理ルーチンの詳細については省略
する。
ＯＡ／Ｄ変換手段関係の制御
次に、第３図を参照しながらＡ／Ｄ変換手段関係の制御
について説明する。
同図において、（Ｂ ｎ） （ｎ−１２，３−・）は制
御の各ルーチンを示す。
（Ｂ１）変換を開始した前回のＡ／Ｄ変換が終了してい
なければ、以下の処理を行わず終了する。
（Ｂ２）変換されたＡＤ値を読み取る。
（Ｂ３）読み取ったＡＤ値をＲＡＭに保存する。
この値は後記するＰＷＭ制御の（Ｃ３） 、（Ｃ７）の
処理およびソレノイドの動作コマンド処理の（Ｂ４）の
処理で使用される。
ＡＤ値をＲＡＭに保存するのは、これら（Ｃ３）、（Ｃ
７） 、（Ｂ４）の各処理でＡＤ値を使用する時にＡ／
Ｄ変換中の可能性があるからである。
（Ｂ４）Ａ／Ｄ変換が終了したことを知らせるためのＡ
／Ｄ変換終了フラグをクリアする。
このフラグは、Ａ／Ｄ変換が終了するとハードウェアに
よって自動的にセットされるものである。従って、この
フラグを見ることにより、Ａ／Ｄ変換中か終了したかが
分かる。
（Ｂ５）次回の処理の時に（Ｂ３）でＡＤ値を読み込む
ためにＡ／Ｄ変換を開始し、処理を終了する。
○ソレノイドのＰＷＭ制御
次に、第４図を参照しながらソレノイドのＰＷＭ制御に
ついて説明する。
同図において、（Ｃｎ） （ｎ−１，２，３・・−）は
制御の各ルーチンを示す。
（Ｃ１）ソレノイドが動作中であるかを判別する。
ソレノイドが非動作状態（ＯＦＦ）の場合には、以下の
何の処理も行わずに終了する。
（Ｃ２）現在、ソレノイドが保持中であるかを判別する
。保持中の場合、（Ｃ６）の処理ルーチンに進む。
保持中の判別は、（Ｃ５）で更新された吸引中カウンタ
の値が０になっているかで判別する。
（Ｃ３）前記した（Ｂ４）で保存したＡ−Ｄ値から印加
実効電圧が一定の高電圧Ｖａ（約２８Ｖ）となるように
ＰＷＭのパルス幅を計算する。
（Ｃ４） （Ｃ３）の計算値によってＰＷＭ制御手段
のＰＷＭ設定値を更新する。
（Ｃ５）吸引中カウンタの値をダウンカウントにより更
新し処理を終了する。
（Ｃ６）前記した（Ｂ４）で保存したＡＤ値から印加実
効電圧が一定の低電圧Ｖａ（約１２Ｖ）となるようにＰ
ＷＭのパルス幅を計算する。
（Ｃ７） （Ｃ６）の計算値によってＰＷＭ制御手段
のＰＷＭ設定値を更新し、処理を終了する。
○ソレノイド制御のコマンド処理
次に、第５図を参照しながらソレノイド制御のコマンド
処理について説明する。同図において、（Ｄｎ）（ｎ＝
Ｌ２．３・・・）は制御の各ルーチンを示す。
（Ｄｉ）マスクＣＰＵ（ＣＰＵ２）からのコマンドがソ
レノイドの作動コマンドＯＮか、停止コマンドＯＦＦか
を判別し、作動コマンドの場合は（Ｂ２）〜（Ｂ７）の
処理を行い、停止コマンドの場合は（Ｂ８） 、（Ｂ９
）の処理を行う。
（Ｂ２）既にソレノイドが作動中ならば以後の処理を行
わずに終了する。
作動中であるかの判別は、以前ソレノイド作動コマンド
が実行されたときに次の（Ｂ３）で作動フラグがセット
されるので、これを調べる。
（Ｂ３）ソレノイドが作動中であることを示すフラグを
セットする。
このフラグのセットにより、コマンドの多重実行や第５
図のルーチンが無駄に実行されることが防止できる。
（Ｂ４）前記した（Ｂ４）で保存したＡＤ値から印加実
効電圧が一定の高電圧Ｖａ（約２８Ｖ）となるようにＰ
ＷＭのパルス幅を計算する。
（Ｂ５） （Ｂ４）の計算値によってＰＷＭ制御手段
のＰＷＭ設定値を更新し、処理を終了する。
（Ｂ６）ソレノイド出力ポートをＩＩ Ｌ Ｉ＋レベル
にすると共にＰＷＭの出力をソレノイドに加える。
これによって、ソレノイドは動作状態ＯＮとなる。
（Ｂ７）一定の高電圧から一定の低電圧へ切り換える時
間（約１００〜２００ｍ５）をカーウンタに設定し、処
理を終了する。
（Ｂ８）ソレノイド作ル中７ラグをクリアする。
（Ｂ９）ソレノイド出力ポートを” Ｈ”レベルにし、
ソレノイドをＯＦＦさせる。
【発明の効果】
以上のように本発明は、第１にソレノイド用電源電圧が
変動しても、吸引時には一定の高電圧が、保持時には一
定の低電圧が印加されるので、はぼ一定の吸引トルクお
よび保持トルクが得られるという効果がある。
第２に、従来のように無用なソレノイド吸引力を発生す
ることがないので、ソレノイド用電源電圧が高くなるに
つれソレノイド吸引時のソレノイド自体および被作動部
材の作動音が大きくなったり、電源回路に大型のものが
要求されるといった問題を解消できるという効果がある
。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a solenoid drive circuit that applies a voltage whose pulse width is controlled to a solenoid. 1 [Problems to be solved by conventional technology and invention]
As conventional techniques, there are techniques disclosed in Japanese Patent Laid-Open Publication No. 57-716 "Drive Circuit for Sewing Machine" and Japanese Patent Laid-open Publication No. 59-47714 "Electromagnetic Solenoid Drive Circuit for Sewing Machine Drive Device." These are techniques in which the solenoid power supply voltage is applied as is when the solenoid is attracted, and when the solenoid is held, the applied effective voltage is lowered and held using a pulse signal with a predetermined duty ratio. Due to the large capacity of the power source such as a solenoid, it is common to simply rectify and smooth the secondary voltage of a transformer. As a result, the solenoid power supply voltage fluctuates when (1) the alternating current voltage on the primary side fluctuates, and (2) when there is a load fluctuation of a motor or the like to which current is supplied from the same transformer. A method for dealing with fluctuations in power supply voltage will be described with reference to FIG. 8, which shows the applied voltage Vb of the solenoid and the attraction force F of the solenoid. As shown in the figure, the minimum value Fm1n of the solenoid suction force
is designed to be larger than the operating force of the actuating mechanism when the minimum voltage Vbmin of the varying solenoid power source is reached. Therefore, the shaded area in the figure is unnecessary solenoid suction force, which requires a larger power supply circuit, and as the solenoid power supply voltage increases, the solenoid itself and the actuated member operate when the solenoid is suctioned. There was a problem with the sound getting louder.
- [Means for Solving the Problems and Effects of the Invention] The present invention provides a solenoid power supply voltage detection means for detecting the level of the solenoid power supply voltage, an analog-to-digital conversion means for converting this signal into a digital signal, A pulse width control means that generates a pulse signal of a constant period, a switching element that is ON-OFF controlled by the pulse signal to drive the solenoid, and a switching element that drives the solenoid so that the effective voltage applied to the solenoid when the solenoid is attracted becomes a constant high voltage Va. a first calculation means for calculating the duty ratio of the pulse signal based on the digital signal; a second calculation means for calculating the duty ratio of the pulse signal; and after a command to operate the solenoid, the solenoid is driven with the duty ratio obtained by the first calculation means, and after a predetermined time, the duty ratio is calculated by the second calculation means. The present invention provides a solenoid drive circuit equipped with a control means for driving a solenoid at a duty ratio.Firstly, even if the solenoid power supply voltage fluctuates, a constant high voltage is maintained when the solenoid is attracted. However, since a constant low voltage is applied during holding, there is an effect that a more or less constant attractive force and holding force can be obtained. Second, unlike in the past, unnecessary solenoid suction force is not generated, so as the solenoid power supply voltage increases, the operating noise of the solenoid itself and the actuated member becomes louder when the solenoid is suctioned, and the power supply circuit This has the effect of solving the problem of requiring large-sized devices. [Examples] The present invention will be explained below using Examples. Configuration of O Solenoid Drive Circuit First, the configuration of the solenoid drive circuit will be explained with reference to FIG. In the figure, illustrations of parts unrelated to the present invention are omitted. In Figure 1, the solenoid power supply voltage Vb (hereinafter referred to as voltage Vb) is determined when the AC voltage on the primary side of the transformer that constitutes the power supply circuit (not shown) fluctuates or when current is supplied from the same transformer. When there is a load change on a motor (not shown), etc., which is running, the voltage changes within the range of Vbmin to Vmax. Power supply Vcc is a power supply for circuit control. The resistor RLR2 is a voltage dividing resistor for the voltage Vb, and converts the voltage at these junctions into an 8-bit analog-to-digital converter A/
D (hereinafter referred to as A/D conversion means), and constitutes solenoid power supply voltage detection means Vsen. This analog output voltage is converted into a digital signal by an A/D conversion means. The pulse width control means PWM generates a pulse signal with a constant period T, and sets the pulse width of the H11 output period to 1/2 of one period.
This is a means that can be controlled in units of 55. That is, the pulse width Tn during solenoid operation can be set by a numerical value PWMn from 0 to 255. The input/output boat I10 operates according to the solenoid activation command.
II L) becomes l level and solenoid operation command signal 5
It outputs QLon, and its output line is connected to inverter I.
It is connected to one input terminal of the AND gate 1-AND via the NVI. The read-only memory ROM stores a solenoid control program and other programs for operating side circuits. The random access memory RAM is used for data processing and the like during program execution. The output line of the pulse width control means PWM is
Connected to the other input terminal of ND. These ROM, RAM, PWM, and A/D conversion means are connected to the microprocessor CPUI via the bus BLI. The microprocessor CPU2 of the mask instructs the CPU1 to operate the solenoid, etc., and is connected to the bus BL2.
It is connected to CPU1 via. The solenoid SQL driver will be described below. The power MO3FET (hereinafter referred to as element Ql) is the solenoid S
This is an element that controls switching of QL, and includes a built-in diode D2 for protecting element Q1. ANDI is connected to the gate of element Q1 via resistor R4. The resistor R4 is a resistor for protecting the AND gate output transistor. The solenoid SQL is connected between the power supply Vb and the drain of the element Q1, and a freewheel diode DI is connected in parallel with the solenoid SQL. A high frequency diode with a short reverse recovery time is used as the diode D1. A capacitor C2 connected in parallel with the solenoid SQL to the power supply is for reducing voltage fluctuations in the power supply voltage Vb when the solenoid is turned on and off. Connected to the input line side of the inverter INVI, and the power supply Vcc
When the power is turned on, the resistor R3 pulled up to
This is a resistance to prevent the solenoid from malfunctioning. As a method of controlling the effective voltage applied by OPWM control, a method of controlling a constant high voltage Va and a constant low voltage Vh as the effective voltage applied to the solenoid by PWM control will be described. The output voltage of the solenoid power supply voltage detection means Vsen is converted into a digital value by an 8-bit A/D conversion means, and the digital value ADx is as follows: ADx-KVb...・・・・・・
...(1) However, K=255/VccXR1/(R1+
R2). 1) First, apply the above-mentioned constant effective voltage V to the solenoid.
In order to apply a and Vh, constant digital values ADa and ADh to be output to the pulse width control means PWM are stored in a memory as data. These digital values are determined in advance using the following formulas. ADa=KVa・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・(2)ADh-KVh・・・・・・・・・・・・
(3) 2) Next, apply a constant effective voltage Va to the solenoid. Calculation formulas for PWM values PWMa and PWMh for applying Vh are determined. From Fig. 3, the applied effective voltage Va is: Va-VbxPWMa/255"." (4) From equation (4), PWMa-255Va/Vb"" (5) From equation (1), Vb-ADx/K.・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・(6) From formula (2), V a = A Da / K・・・・・・・・・・・・
...... Substituting equations (6) and (7) into equations (7) and (5), PWMa-255ADa/ADx... (
8) Similarly, PWMh is calculated as follows: PWMh - 255ADh/ADx (9). Regarding the relationship between the voltages Va, Vh and the voltage Vb, the voltage V
It goes without saying that a is higher than the voltage Vh, but the voltage Va
is the minimum value Vbmin of the fluctuation range of voltage Vb, V
a (Vbmin), the voltage Vb
The high voltage Va is always constant even if the voltage Va changes. The solenoid can be controlled with a constant low voltage Vh. ○Operation Timing of Solenoid Next, the timing of solenoid operation will be explained with reference to the timing chart shown in FIG. In the figure, 5QLon is a solenoid operation command signal, and SOLpwm is an input signal to element Ql when the solenoid is activated. T is the repetition period of the pulse width control means PWM. Ta is II)i IT output period during solenoid suction,
Th is the "H" output period when the solenoid is held, and Tt is a predetermined time period that exceeds the time required for the solenoid to attract the actuating mechanism (not shown). CHECK TIMMIIG measures the power supply voltage b of solenoid SQL, A/D converts it, and outputs a constant high voltage V.
a or ``H'' output period T of a constant low voltage Vh
It is performed every time interval Tc at the timing of a total Th. Therefore, even if the voltage Vb fluctuates, the "°H" output period Ta or Th is always corrected so that it becomes a constant high voltage Va or a constant low voltage Vh every Tc time.SQL i is a solenoid SQL Since the current 5oLi fluctuates with the period T described above, electromagnetic sound with this period is generated. Therefore, in this embodiment, the period T is set to be 50 μ or less (20 KHz or more of inaudible sound). Outline of the overall control operation First, an overview of the overall control operation including the solenoid from the time the power is turned on to the system will be explained with reference to Figure 2. In the figure, (An) (n =L2.3・-) indicates each processing routine. (AI) Checks/initializes the RAM built in the microprocessor CPUI, sets Ilo input/output, and sets the system timer. ( A2) Initialize the logic level, etc. of the peripheral circuits connected to the microprocessor CPUI. (A3) If a control command is sent from the mask microprocessor CPU2, proceed to (A8). (A4) In order to determine the processing timing in each of the following routines (A5) to (A7), for example, the timing of blinking LEDs, etc., a system timer counts every 5 ms, and it is determined whether the counting is completed. (A5) Read 1 of the A/D conversion means, re-execute, etc. Details will be described later. (A6) Based on the AD value read in (A5), P
Calculate the value to be set for WM and perform PWM control of the solenoid. Details will be described later. (A7) Control peripheral circuits other than the A/D conversion means and solenoids. Details are omitted. (A8) In (A3), processing is performed when the control command is sent from the master CPU. (A9) (A8
) is one of the processing routines called from ) and performs ON/OFF control of the solenoid. Details will be described later. (AIO) Same < This is one of the processing routines called from (A8) and performs command processing for peripheral circuits other than solenoids. Details of these processing routines will be omitted. Control related to the OA/D conversion means Next, control related to the A/D conversion means will be explained with reference to FIG. In the figure, (B n) (n-12, 3-) indicates each control routine. (B1) If the previous A/D conversion that started the conversion has not been completed, the process ends without performing the following processing. (B2) Read the converted AD value. (B3) Save the read AD value in RAM. This value is used in the processes (C3) and (C7) of PWM control and the process (B4) of solenoid operation command processing, which will be described later. These (C3) and (C
7) When using the AD value in each process of (B4), A/
This is because there is a possibility that D conversion is in progress. (B4) A to notify that A/D conversion has finished
/Clear the D conversion end flag. This flag is automatically set by hardware when A/D conversion is completed. Therefore, by looking at this flag, it can be determined whether A/D conversion is in progress or has ended. (B5) During the next process, A/D conversion is started in order to read the AD value in (B3), and the process ends. PWM control of the solenoid Next, PWM control of the solenoid will be explained with reference to FIG. In the figure, (Cn) (n-1, 2, 3, . . . -) indicates each control routine. (C1) Determine whether the solenoid is in operation. If the solenoid is in a non-operating state (OFF), the process ends without performing any of the following processes. (C2) Determine whether the solenoid is currently being held. If it is being held, the process proceeds to (C6). It is determined whether the suction is being held or not by checking whether the value of the suction counter updated in (C5) is 0. (C3) Calculate the PWM pulse width from the A-D value saved in (B4) above so that the applied effective voltage becomes a constant high voltage Va (approximately 28 V). (C4) Update the PWM setting value of the PWM control means with the calculated value of (C3). (C5) Update the value of the in-suction counter by counting down, and end the process. (C6) From the AD value saved in (B4) above, set P so that the applied effective voltage becomes a constant low voltage Va (approximately 12V).
Calculate the WM pulse width. (C7) Update the PWM setting value of the PWM control means with the calculated value of (C6), and end the process. Command processing for solenoid control Next, command processing for solenoid control will be explained with reference to FIG. In the same figure, (Dn) (n=
L2.3...) indicates each control routine. (Di) Determine whether the command from the mask CPU (CPU2) is a solenoid operation command ON or a stop command OFF, and if it is an operation command, perform the processing of (B2) to (B7), and if it is a stop command, perform ( B8) , (B9
). (B2) If the solenoid is already in operation, the process ends without performing any further processing. To determine whether the solenoid is in operation, check the operation flag, which is set in the next step (B3) when the solenoid operation command was previously executed. (B3) Set a flag indicating that the solenoid is in operation. Setting this flag allows multiple execution of commands and
It is possible to prevent the routine shown in the figure from being executed in vain. (B4) From the AD value saved in (B4) above, set P so that the applied effective voltage becomes a constant high voltage Va (approximately 28V).
Calculate the WM pulse width. (B5) Update the PWM setting value of the PWM control means with the calculated value of (B4), and end the process. (B6) Set the solenoid output port to II L I+ level and apply PWM output to the solenoid. This turns the solenoid into an ON state. (B7) Set the time (approximately 100 to 200 m5) for switching from a constant high voltage to a constant low voltage in a counter, and end the process. (B8) Clear 7 lags during solenoid creation. (B9) Set the solenoid output port to "H" level,
Turn off the solenoid. Effects of the Invention As described above, the present invention has the following advantages: First, even if the power supply voltage for the solenoid fluctuates, a constant high voltage is applied during suction and a constant low voltage is applied during holding. This has the effect of providing suction torque and holding torque. Second, because it does not generate unnecessary solenoid suction force like in the past, as the solenoid power supply voltage increases, the operating noise of the solenoid itself and the actuated member when the solenoid is suction increases, and the power supply circuit This has the effect of solving the problem of requiring a large size.
第１図〜第７図は本発明の実施例に係り、第１図は制御
システムのブロック図、第２図はマイクロプロセッサＣ
ＰＵＩ全体の制御動作を示す７０−チャート、第３図は
Ａ／Ｄ変換関係の制御動作を示すフローチャート、第４
図はソレノイドのＰＷＭ制御を示すフローチャート、第
５図はソレノイドの制御動作を示すフローチャート、第
６図はソレノイドの印加実効電圧を求めるための説明図
、第７図はソレノイド制御のタイミング・チャート、で
ある。
第８図はソレノイド用電圧Ｖｂとソレノイド吸引力Ｆと
の関係により、従来例を説明する図である。
Ａ／Ｄはアナログ−デジタル変換手段、ＯＮはソレノイ
ドの動作指令、ＰＷＭはパルス幅制御手段、Ｑｌはスイ
ッチング素子、ＳＱＬはソレノイド、Ｖｂはソレノイド
用電源、Ｖａは一定の高電圧、Ｖｈは一定の低電圧、Ｔ
ｃは一定時間間隔、Ｔｔは所定時間、（Ｃ３） 、（Ｄ
４）は第１の演算手段、（Ｃ６）は第２の演算手段、（
Ｃ２） 、（Ｃ５） 、（Ｃ７）は制御手段である。
第 ４ 図
第５図1 to 7 relate to embodiments of the present invention, FIG. 1 is a block diagram of a control system, and FIG. 2 is a microprocessor C
70-chart showing the control operation of the entire PUI, FIG. 3 is a flowchart showing the control operation related to A/D conversion, and FIG.
Figure 5 is a flowchart showing PWM control of the solenoid, Figure 5 is a flowchart showing the control operation of the solenoid, Figure 6 is an explanatory diagram for determining the effective voltage applied to the solenoid, and Figure 7 is a timing chart of solenoid control. be. FIG. 8 is a diagram illustrating a conventional example based on the relationship between the solenoid voltage Vb and the solenoid attraction force F. A/D is an analog-to-digital conversion means, ON is a solenoid operation command, PWM is a pulse width control means, Ql is a switching element, SQL is a solenoid, Vb is a power supply for the solenoid, Va is a constant high voltage, and Vh is a constant voltage. Low voltage, T
c is a fixed time interval, Tt is a predetermined time, (C3), (D
4) is the first calculation means, (C6) is the second calculation means, (
C2), (C5), and (C7) are control means. Figure 4 Figure 5
Claims (1)
に伴い電圧変動するソレノイド用電源と、ソレノイド用
電源の電圧レベルを検出するソレノイド用電源電圧検出
手段と、該検出手段の検出信号をデジタル信号に変換す
るアナログ−デジタル変換手段と、一定の周期のパルス
信号を発生するパルス幅制御手段と、該パルス信号によ
りＯＮ−ＯＦＦ制御されソレノイドを駆動するスイッチ
ング素子と、ソレノイド吸引時にソレノイドにかかる印
加実効電圧が一定の高電圧Ｖａとなるように前記デジタ
ル信号に基づいて前記パルス信号のデューティー比を演
算する第１の演算手段と、ソレノイド保持時にソレノイ
ドにかかる印加実効電圧が一定の低電圧Ｖｈとなるよう
に前記デジタル信号に基づいて前記パルス信号のデュー
ティー比を演算する第２の演算手段と、ソレノイドの動
作指令後、第１の演算手段で求めたデューティー比でソ
レノイドを駆動し、所定時間後に第２の演算手段で求め
たデューティー比でソレノイドを駆動する制御手段を備
えていることを特徴とするソレノイド駆動回路。 ＩＩ．前記一定の高電圧Ｖａは、ソレノイド用電源電圧
Ｖｂの変動幅の最小値以下に設定され、デューティー比
はソレノイドの動作指令後から一定時間間隔毎に演算さ
れることを特徴とする請求項１に記載のソレノイド駆動
回路。[Claims] I. A solenoid that drives the operating mechanism, a solenoid power source whose voltage fluctuates with alternating current power source fluctuations, a solenoid power source voltage detection means that detects the voltage level of the solenoid power source, and converts the detection signal of the detection means into a digital signal. an analog-to-digital conversion means for generating a pulse signal of a constant period; a switching element for driving a solenoid that is ON-OFF controlled by the pulse signal; and an effective voltage applied to the solenoid when the solenoid is attracted. a first calculating means for calculating the duty ratio of the pulse signal based on the digital signal so that a constant high voltage Va is applied; a second calculation means for calculating the duty ratio of the pulse signal based on the digital signal; and a second calculation means for driving the solenoid with the duty ratio determined by the first calculation means after a command to operate the solenoid; A solenoid drive circuit characterized by comprising a control means for driving a solenoid with a duty ratio determined by a calculation means. II. According to claim 1, the constant high voltage Va is set to be less than or equal to a minimum value of a fluctuation width of the solenoid power supply voltage Vb, and the duty ratio is calculated at regular time intervals after the solenoid operation command is issued. The solenoid drive circuit described.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12659389A JPH02306603A (en) | 1989-05-22 | 1989-05-22 | Solenoid driving circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12659389A JPH02306603A (en) | 1989-05-22 | 1989-05-22 | Solenoid driving circuit |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02306603A true JPH02306603A (en) | 1990-12-20 |
Family
ID=14939025
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12659389A Pending JPH02306603A (en) | 1989-05-22 | 1989-05-22 | Solenoid driving circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02306603A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008060461A (en) * | 2006-09-01 | 2008-03-13 | Fuji Electric Fa Components & Systems Co Ltd | Electromagnetic drive unit |
| JP2010103262A (en) * | 2008-10-22 | 2010-05-06 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Inductor drive circuit |
-
1989
- 1989-05-22 JP JP12659389A patent/JPH02306603A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008060461A (en) * | 2006-09-01 | 2008-03-13 | Fuji Electric Fa Components & Systems Co Ltd | Electromagnetic drive unit |
| JP2010103262A (en) * | 2008-10-22 | 2010-05-06 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Inductor drive circuit |
| US8508201B2 (en) | 2008-10-22 | 2013-08-13 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Inductor driving circuit |
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