(57)【要約】【課題】簡易な回路構成でソレノイドの起動時および動作時においては、ソレノイドの起動および動作に必要な電流をソレノイドに供給するとともに、保持時には、保持に必要な電流を供給するように制御する。【解決手段】ソレノイドに印加されている電圧値を計測するとともに、電圧値の計測時に、特定の複数のタイミングでソレノイドに供給されている電流値を計測する。そして、計測した計測値を記憶し、記憶された計測値からソレノイドのインダクタンス値あるいは該インダクタンス値に比例した値を推定して、推定した値が設定したインダクタンスの目標値となるように、デューティ比を制御する。【選択図】図１
2010153688.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソレノイドに印加するパルス電圧のデューティ比を制御することにより、ソレノイドに供給される電流を制御するソレノイドの駆動装置であって、
前記ソレノイドに印加されている電圧値を計測する電圧値計測手段と、
前記電圧値の計測時に、特定の複数のタイミングで前記ソレノイドに供給されている電流値を計測する電流値計測手段と、
前記電圧値計測手段および電流値計測手段が計測した計測値を記憶する記憶手段と、
前記記憶された計測値から前記ソレノイドのインダクタンス値あるいは該インダクタンス値に比例した値を推定する推定手段と、
前記推定した値が設定したインダクタンスの目標値となるように、あるいは、前記推定したインダクタンス値に比例した値が設定した目標値になるように、前記デューティ比を制御するデューティ比制御手段と、
を備えたことを特徴とするソレノイドの駆動装置。
【請求項２】
前記電圧値計測手段が前記ソレノイドに印加されている電圧値Ｅを計測するとともに、
前記電流値計測手段が、前記パルス電圧オン時の複数のタイミングにおける電流値と、前記パルス電圧オフ時の複数のタイミングにおける電流値とを計測し、
前記推定手段が、前記パルス電圧オン時の複数のタイミングにおける電流値からｄｉ／ｄｔとなるＤ１と、前記パルス電圧オフ時の複数のタイミングにおける電流値からｄｉ／ｄｔとなるＤ２とを算出するとともに、Ｅ／（Ｄ１−Ｄ２）を算出して、前記ソレノイドのインダクタンス値あるいは該インダクタンス値に比例した値を推定することを特徴とする請求項１に記載のソレノイドの駆動装置。
【請求項３】
前記電圧値計測手段が計測した電圧値と、前記電流値計測手段が計測した電流値と、前記ソレノイドのインダクタンス値とを関連付けて記憶するデータテーブルを備え、
前記推定手段が前記データテーブルを用いて、前記ソレノイドのインダクタンス値あるいは該インダクタンス値に比例した値を推定することを特徴とする請求項１に記載のソレノイドの駆動装置。
【請求項４】
ソレノイドに印加するパルス電圧のデューティ比を制御することにより、ソレノイドに供給される電流を制御するソレノイドの駆動方法であって、
前記ソレノイドに印加されている電圧値を計測する第１のステップと、
前記電圧値の計測時に、特定の複数のタイミングで前記ソレノイドに供給されている電流値を計測する第２のステップと、
前記第１のステップおよび第２のステップにおいて計測した計測値を記憶する第３のステップと、
前記記憶された計測値から前記ソレノイドのインダクタンス値あるいは該インダクタンス値に比例した値を推定する第４のステップと、
前記推定した値が設定したインダクタンスの目標値となるように、あるいは、前記推定したインダクタンス値に比例した値が設定した目標値になるように、前記デューティ比を制御する第５のステップと、
を備えたことを特徴とするソレノイドの駆動方法。
【請求項５】
前記第１のステップにおいて、前記ソレノイドに印加されている電圧値Ｅを計測するとともに、
前記第２のステップにおいて、前記パルス電圧オン時の複数のタイミングにおける電流値と、前記パルス電圧オフ時の複数のタイミングにおける電流値とを計測し、
前記第４のステップにおいて、前記パルス電圧オン時の複数のタイミングにおける電流値からｄｉ／ｄｔとなるＤ１と、前記パルス電圧オフ時の複数のタイミングにおける電流値からｄｉ／ｄｔとなるＤ２とを算出するとともに、Ｅ／（Ｄ１−Ｄ２）を算出して、前記ソレノイドのインダクタンス値あるいは該インダクタンス値に比例した値を推定することを特徴とする請求項４に記載のソレノイドの駆動方法。
【請求項６】
前記第１のステップにおいて計測した電圧値と、前記第２のステップにおいて計測した電流値と、前記ソレノイドのインダクタンス値とを関連付けて記憶するデータテーブルを備え、
前記第４のステップにおいて、前記データテーブルを用いて、前記ソレノイドのインダクタンス値あるいは該インダクタンス値に比例した値を推定することを特徴とする請求項４に記載のソレノイドの駆動方法。
【請求項７】
コンピュータに、ソレノイドに印加するパルス電圧のデューティ比を制御することにより、ソレノイドに供給される電流を制御するソレノイドの駆動方法を実行させるためのプログラムであって、
前記ソレノイドに印加されている電圧値を計測する第１のステップと、
前記電圧値の計測時に、特定の複数のタイミングで前記ソレノイドに供給されている電流値を計測する第２のステップと、
前記第１のステップおよび第２のステップにおいて計測した計測値を記憶する第３のステップと、
前記記憶された計測値から前記ソレノイドのインダクタンス値あるいは該インダクタンス値に比例した値を推定する第４のステップと、
前記推定した値が設定したインダクタンスの目標値となるように、あるいは、前記推定したインダクタンス値に比例した値が設定した目標値になるように、前記デューティ比を制御する第５のステップと、
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項８】
前記第１のステップにおいて、前記ソレノイドに印加されている電圧値Ｅを計測するとともに、
前記第２のステップにおいて、前記パルス電圧オン時の複数のタイミングにおける電流値と、前記パルス電圧オフ時の複数のタイミングにおける電流値とを計測し、
前記第４のステップにおいて、前記パルス電圧オン時の複数のタイミングにおける電流値からｄｉ／ｄｔとなるＤ１と、前記パルス電圧オフ時の複数のタイミングにおける電流値からｄｉ／ｄｔとなるＤ２とを算出するとともに、Ｅ／（Ｄ１−Ｄ２）を算出して、前記ソレノイドのインダクタンス値あるいは該インダクタンス値に比例した値を推定することを特徴とする請求項７に記載のプログラム。
【請求項９】
前記第１のステップにおいて計測した電圧値と、前記第２のステップにおいて計測した電流値と、前記ソレノイドのインダクタンス値とを関連付けて記憶するデータテーブルを備え、
前記第４のステップにおいて、前記データテーブルを用いて、前記ソレノイドのインダクタンス値あるいは該インダクタンス値に比例した値を推定することを特徴とする請求項７に記載のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ソレノイドの駆動装置等に関し、特に、ソレノイドの起動時および動作時においては、ソレノイドの起動および動作に必要な電流をソレノイドに供給するとともに、保持時には、保持に必要な電流を供給するように制御するソレノイドの駆動装置、ソレノイドの駆動方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ソレノイドは、公知のように、強磁性材からなる固定鉄心と、可動鉄心と、固定鉄心に巻回したコイルと、可動鉄心をその戻り位置に戻すための戻しばねとを備えた構成となっている。コイルに通電すると、コイルから固定鉄心および可動鉄心を経由する磁気回路が形成され、発生する磁気吸引力によって、可動鉄心は戻しばねのばね力に抗して固定鉄心の側に吸引される。コイルへの通電を継続する限り、可動鉄心はその吸引位置に保持される。
【０００３】
図９は、従来のソレノイドに供給される電流（図９（Ａ））、吸引力（図９（Ｂ））、ソレノイドのインダクタンス（図９（Ｃ））、ソレノイドに供給するパルス電圧のデューティ比（図９（Ｄ））を示している。また、図中、点線部は、ソレノイドのシャフトが吸着するポイントを示している。
【０００４】
図９からわかるように、従来のソレノイドの駆動装置では、ソレノイドのシャフトが吸着した後もソレノイドに供給するパルス電圧のデューティ比を維持したまま駆動を行っていた。
【０００５】
そのため、ソレノイドの省電力化を課題の一つとした技術も知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
このソレノイドの通電制御回路は、図１０に示すように構成されている。つまり、この通電制御回路１００は、通電スイッチＳＷをオンすることにより形成されてコイル８５に対して第１の値の駆動電流を供給する電流供給回路を備えている。また、この通電スイッチＳＷのオン操作による通電開始から所定の時間が経過したことを判別する判別回路１０１を備えている。この判別回路１０１は、コンパレータ１０２とコンデンサ１０３を備えている。スイッチＳＷがオンすると、コンデンサ１０３に対する充電動作が開始され、満充電になるまでの期間は、コンパレータ１０２の反転入力の電位は非反転入力の電位よりも低くなるように保持される。このため、スイッチＳＷのオン直後の所定期間の間は、コンパレータ出力は高論理レベルに保持される。
【０００７】
通電制御回路１００はさらに、オペアンプ１０４を備えた電流制限回路１０５を備えている。この電流制限回路１０５では、コンパレータ出力が高論理レベルに保持されている間は、第１の値の駆動電流をコイル８５に対する通電電流として供給する。例えば、１．６Ａの電流を供給する。これに対して、コンデンサ１０３が充電された後にコンパレータ出力が低論理レベルに立ち下がると、オペアンプ１０４の負帰還抵抗によって制限された値の駆動電流（第２の値の電流）がコイル８５に供給される。例えば、８０ｍＡの電流が供給される。
【０００８】
このように、本例のソレノイド８２においては、通電初期には、大電流を流して、大きな磁気吸引力を発生させることにより、離れた位置にあるプランジャー８６を吸引するようにしている。プランジャー８６が吸引された後は、吸引状態を保持するために必要な小電流をコイル８５に通電するようにしている。したがって、本例のソレノイド８２では、プランジャー８６の吸引時にのみ大きな値の電流をコイル８５に供給すればよい。よって、ソレノイド８２として小型のものを採用することができる。また、ソレノイド８２の省電力化を図ることができる。さらには、プランジャー吸引状態においては小電流が流れているのみなので、発熱量も少なく、コイルの焼損は発生しない。さらにまた、発熱量が少ないので、周囲の光学素子が熱変形して光軸ずれが起こる等といった弊害も発生しない。
【特許文献１】特開２０００−１７３８２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述の如く、従来のソレノイドの駆動装置では、ソレノイドのシャフトが吸着した後もソレノイドに供給するパルス電圧のデューティ比を維持したまま駆動を行っていたため、本来、ソレノイドのシャフトの吸着状態を維持するために必要な電力以上の余分な電力を供給しているという問題があった。
【００１０】
また、特許文献１には、同様に、ソレノイドの駆動装置における省電力に関する技術が開示されているが、図１０に示すように、回路構成が複雑でコストの増加を招くという問題がある。
【００１１】
そこで、本発明は、上述の課題を鑑みてなされたものであり、簡易な回路構成でソレノイドの起動時および動作時においては、ソレノイドの起動および動作に必要な電流をソレノイドに供給するとともに、保持時には、保持に必要な電流を供給するように制御する駆動装置、ソレノイドの駆動方法およびプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、上述の課題を解決するために、以下の事項を提案している。
【００１３】
（１）本発明は、ソレノイドに印加するパルス電圧のデューティ比を制御することにより、ソレノイドに供給される電流を制御する駆動装置であって、前記ソレノイドに印加されている電圧値を計測する電圧値計測手段と、前記電圧値の計測時に、特定の複数のタイミングで前記ソレノイドに供給されている電流値を計測する電流値計測手段と、前記電圧値計測手段および電流値計測手段が計測した計測値を記憶する記憶手段と、前記記憶された計測値から前記ソレノイドのインダクタンス値あるいは該インダクタンス値に比例した値を推定する推定手段と、前記推定した値が設定したインダクタンスの目標値となるように、あるいは、前記推定したインダクタンス値に比例した値が設定した目標値になるように、前記デューティ比を制御するデューティ比制御手段と、を備えたことを特徴とするソレノイドの駆動装置を提案している。
【００１４】
この発明によれば、電圧値計測手段は、ソレノイドに印加されている電圧値を計測する。電流値計測手段は、電圧値の計測時に、特定の複数のタイミングでソレノイドに供給されている電流値を計測する。記憶手段は、電圧値計測手段および電流値計測手段が計測した計測値を記憶する。推定手段は、記憶された計測値からソレノイドのインダクタンス値あるいはそのインダクタンス値に比例した値を推定する。デューティ比制御手段は、推定した値が設定したインダクタンスの目標値となるように、あるいは、推定したインダクタンス値に比例した値が設定した目標値になるように、デューティ比を制御する。したがって、簡易な回路構成で、ソレノイドのインダクタンスを推定して、ソレノイドに供給するパルス電圧のデューティ比を下げることにより、ソレノイドのインダクタンス値を目標の値に収束させることで、無駄な電力を削減することができる。
【００１５】
（２）本発明は、（１）のソレノイドの駆動装置について、前記電圧値計測手段が前記ソレノイドに印加されている電圧値Ｅを計測するとともに、前記電流値計測手段が、前記パルス電圧オン時の複数のタイミングにおける電流値と、前記パルス電圧オフ時の複数のタイミングにおける電流値とを計測し、前記推定手段が、前記パルス電圧オン時の複数のタイミングにおける電流値からｄｉ／ｄｔとなるＤ１と、前記パルス電圧オフ時の複数のタイミングにおける電流値からｄｉ／ｄｔとなるＤ２とを算出するとともに、Ｅ／（Ｄ１−Ｄ２）を算出して、前記ソレノイドのインダクタンス値あるいは該インダクタンス値に比例した値を推定することを特徴とするソレノイドの駆動装置を提案している。
【００１６】
この発明によれば、電圧値計測手段がソレノイドに印加されている電圧値Ｅを計測するとともに、電流値計測手段が、パルス電圧オン時の複数のタイミングにおける電流値と、パルス電圧オフ時の複数のタイミングにおける電流値とを計測する。そして、推定手段が、パルス電圧オン時の複数のタイミングにおける電流値からｄｉ／ｄｔとなるＤ１と、パルス電圧オフ時の複数のタイミングにおける電流値からｄｉ／ｄｔとなるＤ２とを算出するとともに、Ｅ／（Ｄ１−Ｄ２）を算出して、ソレノイドのインダクタンス値あるいはそのインダクタンス値に比例した値を推定する。したがって、計測した電圧値と電流値とに基づいて、簡易な計算式により、大きな演算負荷をかけることなく、的確に、ソレノイドのインダクタンス値あるいはそのインダクタンス値に比例した値を推定することができる。
【００１７】
（３）本発明は、（１）のソレノイドの駆動装置について、前記電圧値計測手段が計測した電圧値と、前記電流値計測手段が計測した電流値と、前記ソレノイドのインダクタンス値とを関連付けて記憶するデータテーブルを備え、前記推定手段が前記データテーブルを用いて、前記ソレノイドのインダクタンス値あるいは該インダクタンス値に比例した値を推定することを特徴とするソレノイドの駆動装置を提案している。
【００１８】
この発明によれば、電圧値計測手段が計測した電圧値と、電流値計測手段が計測した電流値と、ソレノイドのインダクタンス値とを関連付けて記憶するデータテーブルを備え、推定手段がデータテーブルを用いて、ソレノイドのインダクタンス値あるいはそのインダクタンス値に比例した値を推定する。したがって、電圧値と電流値とソレノイドのインダクタンス値とを関連付けたデータテーブルにより、ソレノイドのインダクタンス値あるいはそのインダクタンス値に比例した値を推定することから、全く計算負荷をかけることなく、的確に、ソレノイドのインダクタンス値あるいはそのインダクタンス値に比例した値を推定することができる。
【００１９】
（４）本発明は、ソレノイドに印加するパルス電圧のデューティ比を制御することにより、ソレノイドに供給される電流を制御するソレノイドの駆動方法であって、前記ソレノイドに印加されている電圧値を計測する第１のステップと、前記電圧値の計測時に、特定の複数のタイミングで前記ソレノイドに供給されている電流値を計測する第２のステップと、前記第１のステップおよび第２のステップにおいて計測した計測値を記憶する第３のステップと、前記記憶された計測値から前記ソレノイドのインダクタンス値あるいは該インダクタンス値に比例した値を推定する第４のステップと、前記推定した値が設定したインダクタンスの目標値となるように、あるいは、前記推定したインダクタンス値に比例した値が設定した目標値になるように、前記デューティ比を制御する第５のステップと、を備えたことを特徴とするソレノイドの駆動方法を提案している。
【００２０】
この発明によれば、ソレノイドに印加されている電圧値を計測するとともに、電圧値の計測時に、特定の複数のタイミングでソレノイドに供給されている電流値を計測する。そして、計測した計測値を記憶し、記憶された計測値からソレノイドのインダクタンス値あるいは該インダクタンス値に比例した値を推定して、推定した値が設定したインダクタンスの目標値となるように、あるいは、推定したインダクタンス値に比例した値が設定した目標値になるように、デューティ比を制御する。したがって、簡易な構成で、ソレノイドのインダクタンスを推定して、ソレノイドに供給するパルス電圧のデューティ比を下げることにより、ソレノイドのインダクタンス値を目標の値に収束させることで、無駄な電力を削減することができる。
【００２１】
（５）本発明は、（４）のソレノイドの駆動方法について、前記第１のステップにおいて、前記ソレノイドに印加されている電圧値Ｅを計測するとともに、前記第２のステップにおいて、前記パルス電圧オン時の複数のタイミングにおける電流値と、前記パルス電圧オフ時の複数のタイミングにおける電流値とを計測し、前記第４のステップにおいて、前記パルス電圧オン時の複数のタイミングにおける電流値からｄｉ／ｄｔとなるＤ１と、前記パルス電圧オフ時の複数のタイミングにおける電流値からｄｉ／ｄｔとなるＤ２とを算出するとともに、Ｅ／（Ｄ１−Ｄ２）を算出して、前記ソレノイドのインダクタンス値あるいは該インダクタンス値に比例した値を推定することを特徴とするソレノイドの駆動方法を提案している。
【００２２】
この発明によれば、第１のステップにおいて、ソレノイドに印加されている電圧値Ｅを計測するとともに、第２のステップにおいて、前記パルス電圧オン時の複数のタイミングにおける電流値と、パルス電圧オフ時の複数のタイミングにおける電流値とを計測し、第４のステップにおいて、パルス電圧オン時の複数のタイミングにおける電流値からｄｉ／ｄｔとなるＤ１と、パルス電圧オフ時の複数のタイミングにおける電流値からｄｉ／ｄｔとなるＤ２とを算出するとともに、Ｅ／（Ｄ１−Ｄ２）を算出して、ソレノイドのインダクタンス値あるいはそのインダクタンス値に比例した値を推定する。したがって、計測した電圧値と電流値とに基づいて、簡易な計算式により、大きな演算負荷をかけることなく、的確に、ソレノイドのインダクタンス値あるいはそのインダクタンス値に比例した値を推定することができる。
【００２３】
（６）本発明は、（４）のソレノイドの駆動方法について、前記第１のステップにおいて計測した電圧値と、前記第２のステップにおいて計測した電流値と、前記ソレノイドのインダクタンス値とを関連付けて記憶するデータテーブルを備え、前記第４のステップにおいて、前記データテーブルを用いて、前記ソレノイドのインダクタンス値あるいは該インダクタンス値に比例した値を推定することを特徴とするソレノイドの駆動方法を提案している。
【００２４】
この発明によれば、第１のステップにおいて計測した電圧値と、第２のステップにおいて計測した電流値と、ソレノイドのインダクタンス値とを関連付けて記憶するデータテーブルを備え、第４のステップにおいて、データテーブルを用いて、ソレノイドのインダクタンス値あるいはそのインダクタンス値に比例した値を推定する。したがって、電圧値と電流値とソレノイドのインダクタンス値とを関連付けたデータテーブルにより、ソレノイドのインダクタンス値あるいはそのインダクタンス値に比例した値を推定することから、全く計算負荷をかけることなく、的確に、ソレノイドのインダクタンス値あるいはそのインダクタンス値に比例した値を推定することができる。
【００２５】
（７）本発明は、コンピュータに、ソレノイドに印加するパルス電圧のデューティ比を制御することにより、ソレノイドに供給される電流を制御するソレノイドの駆動方法を実行させるためのプログラムであって、前記ソレノイドに印加されている電圧値を計測する第１のステップと、前記電圧値の計測時に、特定の複数のタイミングで前記ソレノイドに供給されている電流値を計測する第２のステップと、前記第１のステップおよび第２のステップにおいて計測した計測値を記憶する第３のステップと、前記記憶された計測値から前記ソレノイドのインダクタンス値あるいは該インダクタンス値に比例した値を推定する第４のステップと、前記推定した値が設定したインダクタンスの目標値となるように、あるいは、前記推定したインダクタンス値に比例した値が設定した目標値になるように、前記デューティ比を制御する第５のステップと、をコンピュータに実行させるためのプログラムを提案している。
【００２６】
この発明によれば、ソレノイドに印加されている電圧値を計測するとともに、電圧値の計測時に、特定の複数のタイミングでソレノイドに供給されている電流値を計測する。そして、計測した計測値を記憶し、記憶された計測値からソレノイドのインダクタンス値あるいは該インダクタンス値に比例した値を推定して、推定した値が設定したインダクタンスの目標値となるように、あるいは、推定したインダクタンス値に比例した値が設定した目標値になるように、デューティ比を制御する。したがって、簡易な構成で、ソレノイドのインダクタンスを推定して、ソレノイドに供給するパルス電圧のデューティ比を下げることにより、ソレノイドのインダクタンス値を目標の値に収束させることで、無駄な電力を削減することができる。
【００２７】
（８）本発明は、（７）のプログラムについて、前記第１のステップにおいて、前記ソレノイドに印加されている電圧値Ｅを計測するとともに、前記第２のステップにおいて、前記パルス電圧オン時の複数のタイミングにおける電流値と、前記パルス電圧オフ時の複数のタイミングにおける電流値とを計測し、前記第４のステップにおいて、前記パルス電圧オン時の複数のタイミングにおける電流値からｄｉ／ｄｔとなるＤ１と、前記パルス電圧オフ時の複数のタイミングにおける電流値からｄｉ／ｄｔとなるＤ２とを算出するとともに、Ｅ／（Ｄ１−Ｄ２）を算出して、前記ソレノイドのインダクタンス値あるいは該インダクタンス値に比例した値を推定することを特徴とするプログラムを提案している。
【００２８】
この発明によれば、第１のステップにおいて、ソレノイドに印加されている電圧値Ｅを計測するとともに、第２のステップにおいて、前記パルス電圧オン時の複数のタイミングにおける電流値と、パルス電圧オフ時の複数のタイミングにおける電流値とを計測し、第４のステップにおいて、パルス電圧オン時の複数のタイミングにおける電流値からｄｉ／ｄｔとなるＤ１と、パルス電圧オフ時の複数のタイミングにおける電流値からｄｉ／ｄｔとなるＤ２とを算出するとともに、Ｅ／（Ｄ１−Ｄ２）を算出して、ソレノイドのインダクタンス値あるいはそのインダクタンス値に比例した値を推定する。したがって、計測した電圧値と電流値とに基づいて、簡易な計算式により、大きな演算負荷をかけることなく、的確に、ソレノイドのインダクタンス値あるいはそのインダクタンス値に比例した値を推定することができる。
【００２９】
（９）本発明は、（７）のプログラムについて、前記第１のステップにおいて計測した電圧値と、前記第２のステップにおいて計測した電流値と、前記ソレノイドのインダクタンス値とを関連付けて記憶するデータテーブルを備え、前記第４のステップにおいて、前記データテーブルを用いて、前記ソレノイドのインダクタンス値あるいは該インダクタンス値に比例した値を推定することを特徴とするプログラムを提案している。
【００３０】
この発明によれば、第１のステップにおいて計測した電圧値と、第２のステップにおいて計測した電流値と、ソレノイドのインダクタンス値とを関連付けて記憶するデータテーブルを備え、第４のステップにおいて、データテーブルを用いて、ソレノイドのインダクタンス値あるいはそのインダクタンス値に比例した値を推定する。したがって、電圧値と電流値とソレノイドのインダクタンス値とを関連付けたデータテーブルにより、ソレノイドのインダクタンス値あるいはそのインダクタンス値に比例した値を推定することから、全く計算負荷をかけることなく、的確に、ソレノイドのインダクタンス値あるいはそのインダクタンス値に比例した値を推定することができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、簡易な回路構成でソレノイドの起動時および動作時においては、ソレノイドの起動および動作に必要な電流をソレノイドに供給するとともに、保持時には、保持に必要な電流を供給するように制御することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、本実施形態における構成要素は適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、また、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能である。したがって、本実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。
【００３３】
＜第１の実施形態＞
図１から図７を用いて、本発明の第１の実施形態について、説明する。
【００３４】
＜駆動装置の構成＞
図１から図３を用いて、本発明に係るソレノイドの駆動装置の構成について説明する。
本実施形態に係るソレノイドの駆動装置は、図１に示すように、ソレノイド１と、電圧測定部２と、電流測定部３と、演算部４と、デューティ比調整部５と、ドライブ回路６とから構成されている。
【００３５】
ここで、電圧測定部２は、ソレノイド１に供給される電圧を測定する。具体的な回路例としては、図２に示すように、抵抗Ｒ２１とＲ２２により得られる分圧値をオペアンプＩＣ２１で構成されるバッファ回路に供給し、インピーダンス変換を行って、演算部４に供給する。なお、図２の回路は、あくまでも一例であって、他の回路構成を用いてもよい。
【００３６】
電流測定部３は、電圧値の計測時に、特定の複数のタイミングでソレノイド１に供給されている電流値を計測する。具体的な回路例としては、図３に示すように、ソレノイド１とグランド間に直列に挿入された抵抗Ｒ２３の両端を抵抗Ｒ２４、Ｒ２５、Ｒ２６、オペアンプＩＣ２２で構成された差動増幅器に接続し、オペアンプＩＣ２２の出力を演算部４に供給する。なお、図３の回路は、あくまでも一例であって、他の回路構成を用いてもよい。
【００３７】
演算部４は、電圧測定部２により測定された電圧値Ｅと電流測定部３により測定された電流値とからソレノイドのインダクタンス値あるいはそのインダクタンス値に比例した値を演算する。具体的には、ドライブ回路６が供給するパルス電圧オン時の複数のタイミングにおける電流値と、パルス電圧オフ時の複数のタイミングにおける電流値とから、パルス電圧オン時の複数のタイミングにおける電流値のｄｉ／ｄｔとなるＤ１と、パルス電圧オフ時の複数のタイミングにおける電流値のｄｉ／ｄｔとなるＤ２とを算出するとともに、Ｅ／（Ｄ１−Ｄ２）を算出して、ソレノイドのインダクタンス値あるいはそのインダクタンス値に比例した値を演算する。なお、具体的な演算方法については、後述する。
【００３８】
デューティ比調整部５は、演算部４が演算したインダクタンス値が設定したインダクタンスの目標値となるように、ドライブ回路６がソレノイド１に供給するパルス電圧のデューティ比を制御する。ドライブ回路６は、デューティ比調整部５の制御に基づいて、ソレノイド１に所定のパルス電圧を供給する。
【００３９】
＜駆動装置の動作＞
以下、図４を用いて、本実施形態に係るソレノイドの駆動装置の動作について、詳細に説明する。
【００４０】
まず、電圧測定部２がドライブ回路６によってソレノイド１に印加されている電圧値を計測する（ステップＳ１０１）。ついで、電流測定部３が、電圧値の計測時に、特定の複数のタイミングでソレノイド１に供給されている電流値を計測し（ステップＳ１０２）、計測したこれらの計測値を一時的に記憶する（ステップＳ１０３）。
【００４１】
演算部４は、一時的に記憶された計測値からソレノイド１のインダクタンス値あるいは該インダクタンス値に比例した値を演算する（ステップＳ１０４）。ここで、図５および図６を用いて、インダクタンス値の演算方法を具体的に示す。
【００４２】
図５は、ソレノイド１に供給される電圧と電流の関係を示している。ここでは、パルス電圧オン時の所定のタイミング（時間間隔）ｔ１で電流値ｉ１、ｉ２を取得するとともに、パルス電圧オフ時の所定のタイミング（時間間隔）ｔ２で電流値ｉ３、ｉ４を取得する。そして、これらの値からパルス電圧オン時のｄｉ１／ｄｔ１とパルス電圧オフ時のｄｉ２／ｄｔ２を下記の演算式に基づいて、演算する。
ｄｉ１／ｄｔ１＝（ｉ2−ｉ1）／ｔ１
ｄｉ２／ｄｔ２＝（ｉ4−ｉ3）／ｔ２
【００４３】
図６は、ソレノイド１に流れる電流の時間的な変化と、その一部の拡大図を示している。図６が示すように、電流波形は、拡大するとのこぎり波となっている。ここで、拡大図の（１）から（２）において、ｄｉ／ｄｔを一定と近似し、（２）から（３）においても、ｄｉ／ｄｔが一定であると近似する。
【００４４】
また、このとき、インダクタンスＬが一定であると近似すると、以下の関係が成立する。
Ｅ−Ｌ＊（ｄｉ／ｄｔ）＝Ｒｉ
ここで、Ｅは、ソレノイド１の電圧値、Ｒは、係数である。
【００４５】
したがって、上記の関係式から、（１）から（２）において、
Ｅ−Ｌ＊（ｄｉ１／ｄｔ１）＝Ｒｉ
が導かれ、（３）から（４）において、
−Ｌ＊（ｄｉ２／ｄｔ２）＝Ｒｉ
が導かれる。
【００４６】
そこで、上記の両式から、Ｒとｉを消去すると、インダクタンスＬが以下のように求められる。
Ｌ＝Ｅ／（（ｄｉ１／ｄｔ１）−（ｄｉ２／ｄｔ２））
これにより、ソレノイド１の電圧Ｅと、ドライブ回路６が供給するパルス電圧オン時の複数のタイミングにおける電流値と、パルス電圧オフ時の複数のタイミングにおける電流値とが得られれば、ソレノイド１のインダクタンスＬを求めることができる。
【００４７】
そして、上記で求めたインダクタンス値が設定したインダクタンスの目標値となるように、デューティ比を制御する（ステップＳ１０５）。
【００４８】
なお、図７は、本実施形態のソレノイドの駆動装置を用いた場合のソレノイド１の電流、吸引力、インダクタンス値、デューティ比の変化の様子を示しているが、これによれば、上記式により求められるソレノイド１のインダクタンス値が、所定の値以下である場合には、ドライブ回路６がソレノイド１に供給するパルス電圧のデューティ比をデューティ比調整部５が下げることにより、ソレノイド１のインダクタンス値を目標とする値に収束させることができる。
【００４９】
したがって、本実施形態によれば、簡易な回路構成で、ソレノイドのインダクタンスを推定して、ソレノイドに供給するパルス電圧のデューティ比を下げることにより、ソレノイドのインダクタンス値を目標の値に収束させることで、無駄な電力を削減することができる。
【００５０】
＜第２の実施形態＞
図８を用いて、本発明の第２の実施形態について、説明する。
【００５１】
上記、第１の実施形態では、演算により、ソレノイド１のインダクタンスを求める場合について説明したが、本実施形態では、ソレノイド１の電圧値と、電流値と、インダクタンス値とを関連付けて記憶するデータテーブルを予め備え、このデータテーブルに基づいて、ソレノイド１のインダクタンスを求めることを特徴としている。
【００５２】
以下、図８を用いて、本実施形態に係るソレノイドの駆動装置の動作について、説明する。
【００５３】
まず、電圧測定部２がドライブ回路６によってソレノイド１に印加されている電圧値を計測する（ステップＳ２０１）。ついで、電流測定部３が、電圧値の計測時に、特定の複数のタイミングでソレノイド１に供給されている電流値を計測し（ステップＳ２０２）、計測したこれらの計測値を一時的に記憶する（ステップＳ２０３）。
【００５４】
そして、ソレノイド１の電圧値と、電流値と、インダクタンス値とを関連付けて記憶するデータテーブルを用いて、ソレノイド１のインダクタンス値あるいはそのインダクタンス値に比例した値を求める（ステップＳ２０４）。なお、データテーブルに記憶されているインダクタンス値は、第１の実施形態で示した演算式を用いたものでもよいし、他の方法によるものでもよい。さらに、上記で求めたインダクタンス値が設定したインダクタンスの目標値となるように、デューティ比を制御する（ステップＳ２０５）。
【００５５】
したがって、本実施形態によれば、電圧値と電流値とソレノイドのインダクタンス値とを関連付けたデータテーブルにより、ソレノイドのインダクタンス値あるいはそのインダクタンス値に比例した値を推定することから、全く計算負荷をかけることなく、的確に、ソレノイドのインダクタンス値あるいはそのインダクタンス値に比例した値を推定することができる。
【００５６】
なお、ソレノイドの駆動装置で実行される動作プログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録し、この記録媒体に記録されたプログラムを駆動装置に読み込ませ、実行することによって本発明の属性認証システムを実現することができる。ここでいうコンピュータシステムとは、ＯＳや周辺装置等のハードウェアを含む。
【００５７】
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷ（Ｗｏｒｌｄ  Ｗｉｄｅ  Ｗｅｂ）システムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
【００５８】
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組合せで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
【００５９】
以上、説明してきたが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】第１の実施形態に係るソレノイドの駆動装置の構成を示す図である。
【図２】第１の実施形態に係る電圧測定部の内部回路を示す図である。
【図３】第１の実施形態に係る電流測定部の内部回路を示す図である。
【図４】第１の実施形態に係るソレノイドの駆動装置の動作フローである。
【図５】ソレノイドの電圧と電流の関係を示す図である。
【図６】インダクタンスの算出方法を説明するための図である。
【図７】ソレノイドの電流、吸引力、インダクタンス、デューティ比の関係を示す図である。
【図８】第２の実施形態に係るソレノイドの駆動装置の動作フローである。
【図９】従来例に係るソレノイドの電流、吸引力、インダクタンス、デューティ比の関係を示す図である。
【図１０】従来例に係る通電制御回路のブロック図である。
【符号の説明】
【００６１】
１・・・ソレノイド
２・・・電圧測定部
３・・・電流測定部
４・・・演算部
５・・・デューティ比調整部
６・・・ドライブ回路
Ｒ２１・・・抵抗
Ｒ２２・・・抵抗
Ｒ２３・・・抵抗
Ｒ２４・・・抵抗
Ｒ２５・・・抵抗
Ｒ２６・・・抵抗
ＩＣ２１・・・オペアンプ
ＩＣ２２・・・オペアンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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