(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
印加された付勢信号に応答したプランジャの直線運動を可能にするソレノイド（２２）の動作を制御するための装置であって、
制御回路（１、１５、５０）を備え、
前記制御回路は、前記ソレノイドの外部における所定の状態に応答して活動化信号（１４’）を受け取るように構成され、
前記制御回路は、第１の所定の期間、前記ソレノイドに第１の付勢信号（１４）を供給し、その後、前記ソレノイドを過熱から保護するために第２の所定の期間、前記第１の付勢信号を切断し、その後、前記第１の所定の期間よりも短い第３の所定の期間、前記ソレノイドに第２の付勢信号を供給し、
前記制御回路が、前記第１の付勢信号の持続時間、前記第２の所定の期間の持続時間、および前記第２の付勢信号の持続時間の調整を可能にするように構成される装置。
【請求項２】
前記制御回路が、前記持続時間のいずれも、他の持続時間とは独立に調整できるように構成される、請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記制御回路は、前記第２の所定の期間、前記第１の付勢信号を切断するためのスイッチングデバイス（１０）を含み、前記スイッチングデバイスはさらに、前記第３の所定の期間、前記ソレノイドに前記第２の付勢信号を供給する、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記制御回路が、スイッチングデバイス（１０）を含み、
前記制御回路は、前記スイッチングデバイスと電気的に通信するタイマ（Ｖｃｃ）をさらに備え、
前記タイマは、前記活動化信号に応答して、前記第１の所定の期間、前記ソレノイドに前記第１の付勢信号を供給するために前記スイッチングデバイスをトリガし、
前記タイマは、前記第２の所定の期間、前記ソレノイドへの前記第１の付勢信号を切断するために前記スイッチングデバイスを遮断し、
前記タイマは、前記第３の所定の期間、前記ソレノイドに前記第２の付勢信号を供給するために前記スイッチングデバイスをトリガする、請求項１記載の装置。
【請求項５】
前記制御回路が、マイクロコントローラ（３１）を含み、
前記マイクロコントローラは、スイッチングデバイス（１８）と電気的に通信するタイマ（１５）をさらに備え、
前記マイクロコントローラは、前記活動化信号に応答して、前記第１の所定の期間、前記ソレノイドに前記第１の付勢信号を供給するために前記スイッチングデバイスをトリガし、
前記マイクロコントローラは、前記第２の所定の期間、前記ソレノイドへの前記第１の付勢信号を切断するために前記スイッチングデバイスを遮断し、
前記マイクロコントローラは、前記第３の所定の期間、前記ソレノイドに前記第２の付勢信号を供給するために前記スイッチングデバイスをトリガする、請求項１記載の装置。
【請求項６】
印加された付勢信号に応答したプランジャの直線運動を可能にするソレノイドの動作を制御するための方法（４００、５００、６００）であって、
前記ソレノイドの外部における所定の状態を示す活動化信号を検出する段階（４０４、５０４、６０４）と、
前記ソレノイドに第１の付勢信号を供給する段階（４０８、５１０、６１０）と、
第１の所定の期間の後、前記ソレノイドを過熱から保護するために第２の所定の期間、前記第１のソレノイド付勢信号を切断する段階（４１２、５１４、６１４）と、
前記第２の所定の期間の後、前記ソレノイドに第２のソレノイド活動化信号を供給する段階（４１６、５１８、６１８）と、
前記第１の所定の期間よりも短い第３の所定の期間、前記第２のソレノイド活動化信号を維持する段階（４１８、５２０、６２０）と、
前記第１の付勢信号の持続時間、前記第２の所定の期間の持続時間、および前記第２の付勢信号の持続時間を調整する段階と、
を含む方法。
【請求項７】
印加された付勢信号に応答したプランジャの直線運動を可能にするソレノイドを制御するソレノイド制御システム（１）であって、
ソレノイド制御ユニット（３１）と通信する活動化信号制御パス（１４’）と、
前記ソレノイド制御ユニットと通信するソレノイド回路パス（１４）と、
前記活動化信号制御パスおよび前記ソレノイド回路パスに、電力を供給するように構成された電源（２）とを備え、
前記ソレノイド制御ユニットは、前記ソレノイドの外部における所定の状態に応答して、前記活動化信号制御パスから活動化信号（１４）を受け取るように構成され、
前記ソレノイド制御ユニットは、前記活動化信号に応答して、第１の所定の期間、前記ソレノイド回路パス内に含まれるソレノイド（２２）に第１の付勢信号を供給し、その後、前記ソレノイドを過熱から保護するために第２の所定の期間、前記第１の付勢信号を切断し、その後、前記第１の所定の期間よりも短い第３の所定の期間、前記ソレノイドに第２の付勢信号を供給し、
前記ソレノイド制御ユニットが、前記第１の付勢信号の持続時間、前記第２の所定の期間の持続時間、および前記第２の付勢信号の持続時間の調整を可能にするように構成されるシステム。
【請求項８】
前記ソレノイド制御ユニットが、前記第２の所定の期間、前記第１の付勢信号を切断するためのスイッチングデバイス（１８）を含み、前記スイッチングデバイスはさらに、前記第３の所定の期間、前記ソレノイドに前記第２の付勢信号を供給する、請求項７記載のソレノイド制御システム。
【請求項９】
前記ソレノイド制御ユニットが、スイッチングデバイス（１８）を含み、
前記ソレノイド制御ユニットは、前記スイッチングデバイスと電気的に通信するタイマ（１５）をさらに備え、
前記タイマは、前記活動化信号に応答して、前記第１の所定の期間、前記ソレノイドに前記第１の付勢信号を供給するために前記スイッチングデバイスをトリガし、
前記タイマは、前記第２の所定の期間、前記ソレノイドへの前記第１の付勢信号を切断するために前記スイッチングデバイスを遮断し、
前記タイマは、前記第３の所定の期間、前記ソレノイドへの前記第２の付勢信号を供給するために前記スイッチングデバイスをトリガする、請求項７記載のソレノイド制御システム。
【請求項１０】
前記ソレノイド制御ユニットが、マイクロコントローラ（３１）を含み、
前記マイクロコントローラは、スイッチングデバイス（１８）と電気的に通信するタイマをさらに備え、
前記マイクロコントローラは、前記活動化信号に応答して、前記第１の所定の期間、前記ソレノイドに前記第１の付勢信号を供給するために前記スイッチングデバイスをトリガし、
前記マイクロコントローラは、前記第２の所定の期間、前記ソレノイドへの前記第１の付勢信号を切断するために前記スイッチングデバイスを遮断し、
前記マイクロコントローラは、前記第３の所定の期間、前記ソレノイドに前記第２の付勢信号を供給するために前記スイッチングデバイスをトリガする、請求項７記載のソレノイド制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般にソレノイド制御システムに関し、より具体的にはソレノイドの動作を制御するための装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気機械的ソレノイドは、電気信号に応答して機械的作用をもたらす。通常、このような電気機械的ソレノイドは、可動の強磁性体コアすなわちアーマチュアの周りに巻かれた電磁的に誘導性コイルからなる。コイルは、何らかの外部機構または電気機械デバイスに機械力を加えるために、印加された付勢信号に応答したアーマチュアの直線運動を可能にするように構成される。通常、付勢信号が取り除かれたときにアーマチュアをもとの位置にリセットするために、ばねが設けられる。通常の用途では、押しボタンスイッチの操作などの手動操作に応答して、ソレノイドコイルに電気的付勢信号が供給される。他の用途では、所定の状態に応答して、ソレノイドに付勢信号を供給するために、論理デバイスが用いられる。多くの用途では、ソレノイドによって作用を受ける外部機構の状態を検出するためにセンサが用いられ、次いでソレノイドを消勢するためにスイッチが用いられる。
【０００３】
場合によっては、しばしば所望の外部機械動作における遅れにより、意図せずに延長された期間の間、ソレノイドへの付勢信号が維持される。他の例では、手動スイッチが閉位置に保持されてソレノイドが動作した後に、付勢信号を供給し続ける、あるいは信号が供給された後に、ソレノイド動作に予期しない機械的遅れが生じる。このように付勢信号が維持される場合、延長された電流の流れによる過熱によってソレノイドが故障し得る。
【０００４】
このような過熱によるソレノイドの故障を避ける１つの方法は、より大きく頑丈なソレノイドデバイスを用いることであろう。しかしこれは、追加のコストが加わり、利用できるスペースよりも大きな物理スペースが必要になる。
【０００５】
ソレノイドの過熱の問題に対処した別の方法は、ソレノイドへの付勢信号を所定の時間後に遮断するように構成された、ソレノイド用の制御回路を使用することである。たとえば、スイッチング開始信号を受け取るとすぐに、電気信号をソレノイドに供給するために、単安定マルチバイブレータが用いられる。ほとんどの場合、出力パルスの持続時間は、過熱することなくソレノイドを適切に動作させるのに十分な長さとなるように制御される。このような方法はソレノイドを保護するが、ソレノイド付勢信号が所定の時間後に切断されるので、ソレノイドの動作または所望の外部機械動作の遅れを克服することはできない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の考察に鑑み、ソレノイドを過熱から保護し、所望の動作がもたらされるまで、１つまたは複数の所定の期間、ソレノイドを自動的に再付勢することによって、動作の遅れを克服することができるソレノイド制御回路を実現することが必要である。
【０００７】
本発明の好ましい実施形態についての以下の詳細な説明から、当業者には本発明が明らかとなろう。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様では、ソレノイドの動作を制御するための装置および方法は、所定の状態に応答して活動化信号を受け取るように構成された制御回路を含む。制御回路は、前記活動化信号に応答して、第１の所定の期間、ソレノイドに第１の付勢信号を供給し、かつ第２の所定の期間、第１の付勢信号を切断する。制御回路はさらに、第３の所定の期間、ソレノイドに第２の付勢信号を供給する。
【０００９】
別の実施形態では、ソレノイドの動作を制御するための方法は、所定の状態を示す活動化信号を検出する段階と、ソレノイドに第１の付勢信号を供給する段階と、第１の所定の期間後に、第２の所定の期間、第１のソレノイド付勢信号を切断する段階と、前記第２の所定の期間後に、前記ソレノイドに第２のソレノイド活動化信号を供給する段階と、第３の所定の期間、第２のソレノイド活動化信号を維持する段階を含む。
【００１０】
他の実施形態では、ソレノイド制御システムは、ソレノイド制御ユニットと通信する活動化信号制御パスと、ソレノイド制御ユニットと通信するソレノイド回路パスと、活動化信号制御パスおよびソレノイド回路パスに電力を供給するように構成された電源と、所定の状態に応答して、活動化信号制御パスから活動化信号を受け取るように構成されたソレノイド制御ユニットを含み、ソレノイド制御ユニットは、活動化信号に応答して、第１の所定の期間、ソレノイド回路パス内に含まれるソレノイドに第１の付勢信号を供給し、その後、第２の所定の期間、第１の付勢信号を切断し、その後、第３の所定の期間、ソレノイドに第２の付勢信号を供給する。
【００１１】
本発明を特徴付ける新規性の様々な特徴は、本開示に添付され、その一部をなす特許請求の範囲において、詳細に示される。本発明、その使用によって得られるその動作の長所および利点のより良い理解のために、添付の図面および説明資料を参照する。添付の図面は、本発明の多くの形態の実施例を示すためのものである。図面は、本発明を実施および使用することができるすべての方法に対しての限定を示すものではない。もちろん、本発明の様々な構成要素の、変更および置換えが可能である。本発明は、説明される要素の部分的組合せおよびサブシステム、およびそれらを用いる方法にも属する。
【００１２】
添付の図中では同様の要素には同様な番号が付けられている、例示の図面を参照する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明によるソレノイド制御回路の概略図が、図１、図２、および図３に全体的に示される。本発明のこれらの実施形態の説明に際し、説明する回路に関連する様々な波形を示すものとして、必要に応じ図７も参照されるべきである。
【００１４】
まず図１を参照すると、例示のソレノイド制御システム１が示される。図示のように、外部ＡＣ供給源２は、活動化信号制御パス３およびソレノイド回路パス４に電力を供給する。活動化信号制御パス３およびソレノイド回路パス４は共に、ソレノイド制御ユニット５と通信する。さらに示されるように、ソレノイド制御ユニット５は、全波ブリッジ整流器１７、フィルタダイオードＤ５、電流制限抵抗器Ｒ２、平滑化コンデンサＣ２、タイマ１５、およびシリコン制御整流器（ＳＣＲ）または他の適当な固体スイッチングデバイス１８（たとえばＭＯＳＦＥＴ（金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ）、ＴＲＩＡＣ（交流用トライオード）、または他のトランジスタデバイス）を含む。
【００１５】
制御システム１の動作では、外部ＡＣ供給源２から、端子１１および１２にＡＣ電気信号が供給される。サイクルの前半では、端子１１のＡＣ信号は、ソレノイド２２（ソレノイド回路パス４内に含まれる）を通過し、ブリッジ整流器１７のダイオードＤ１を通り、全波ブリッジ整流器１７の出力端子１６に達する。サイクルの後半では、端子１２のＡＣ信号は、整流器１７のダイオードＤ２を通過し、全波ブリッジ整流器１７の出力端子１６に達する。次いで出力端子１６の整流された信号は、ダイオードＤ５、直列電流制限抵抗器Ｒ２、および平滑化コンデンサＣ２を含むフィルタ回路に供給される。フィルタ回路からの信号は、入力電力Ｖｃｃを供給するために、タイマ１５に送られる。以下でより詳細に説明するように、直列抵抗器Ｒ２の抵抗値は、タイマ１５がソレノイド通電信号を供給するまで、ソレノイド２２を通る電流を、その作動電流レベル未満に制限するのに十分なインピーダンスをもたらすように選択される。
【００１６】
活動化信号制御パス３内に含まれる、押しボタンなどのスイッチ１０は、端子１１と電流制限抵抗器Ｒ１（やはり活動化信号制御パス３内にある）の間に配置される。スイッチ１０が閉じられると、ＡＣ供給源２からの電気信号は、電流制限抵抗器Ｒ１を通して、活動化信号制御パス３内に含まれる変流器１３の一次巻線の両端に送られる。それにより、変流器１３の二次巻線に活動化信号１４が誘起され、タイマ１５を開始するために供給される。タイマ１５の代わりに、またはそれに加えて、たとえばプログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）などの外部回路２３からの活動化信号１４’を供給してもよいことが理解されよう。
【００１７】
タイマ１５からの出力付勢信号１９は、ＳＣＲ  １８のゲートに供給され、それによりそれをバイアスして閉路とし、導通状態にする。ＡＣサイクルの前半では、ＳＣＲ  １８のカソードの電流は、次いで全波ブリッジ整流器１７のダイオードＤ４を通過し、ソレノイド２２の巻線を通り、したがってそれにより、巻線を付勢しソレノイド２２に関連付けられたプランジャ（図示せず）を作動させるのに十分な大きさに、ソレノイド２２を通る電流の流れが増大する。ＡＣサイクルの後半では、ＳＣＲ  １８のカソードの電流は、全波ブリッジ整流器１７のダイオードＤ３を通過して端子１２へ流れる。ＳＣＲ  １８が導通状態にあり、電流が整流器１７の出力端子１６からＳＣＲ  １８を通って流れることが可能な間は、コンデンサＣ２は放電し、コンデンサＣ２の選ばれた値に依存する持続時間の間、タイマ１５に引き続き入力信号を供給する。
【００１８】
当業者には、本発明の範囲から逸脱することなく、タイマ回路に関連して、様々な信号処理技法（たとえば回路性能全体を向上するための、活動化信号のレベル変換およびフィルタリングなど）を、適宜使用できることが理解されよう。たとえば、タイマ１５への活動化信号は、ＳＣＲ  １８が導通状態にされるまでラッチする、すなわち維持することができ、それにより電流が整流器１７の出力端子１６から、ＳＣＲ  １８、全波ブリッジ整流器１７のダイオードＤ４を通り、ソレノイド２２の巻線を通って流れることが可能になり、したがって巻線を付勢し、ソレノイド２２プランジャを作動させるのに十分な大きさにソレノイド２２を通る電流の流れが増大する。これにより、活動化信号にノイズが含まれる場合、またはタイマ１５がソレノイドに通電信号を出力することが可能な十分な期間、維持されない場合、確実に動作するように初期活動化信号がタイマへ「オン」にラッチされることが確実になる。これは、ラッチとして機能するように、単純なフリップフロップ回路（図示せず）を用いて実現することができる。ラッチ（図示せず）は、コンデンサＣ２が放電したとき、リセットすることになる。
【００１９】
再び図１を参照すると、通常動作時は、ＳＣＲ  １８は、タイマ１５によってＳＣＲ  １８のゲートへの通電信号１９が遮断されるまで、導通状態のままとなる。スイッチ１０が開放すなわち「オープン」状態にされると、タイマ１５への活動化信号１４は遮断され、タイマをリセットし、タイマ１５からＳＣＲ  １８のゲートへの通電信号１９を切断し、それにより整流器１７の出力端子１６からＳＣＲ  １８を通って流れる電流を切断し、したがってソレノイド２２プランジャを非活動化すなわちリセットするのに十分に、ソレノイド２２の巻線を通る電流の流れが減少する。
【００２０】
しかし、活動化信号１４が所定の期間より長く維持された場合は、タイマ１５は、ＳＣＲ  １８のゲートへの通電信号１９を切断する。次いでタイマ１５は、所定の期間、通電信号１９を切断し続けることによって、その所定の期間、ＳＣＲ  １８のゲートを「オープン」すなわち非導通状態に保持する。
【００２１】
所定の非通電すなわち遅延期間の終わりに、活動化信号１４がタイマ１５に供給されたままである場合は、タイマ１５はリセットし、タイマ１５から、ＳＣＲ  １８のゲートに出力付勢信号１９が供給され、それによりそれをバイアスして閉路にして導通状態とし、再び電流が整流器１７の出力端子１６から、ＳＣＲ  １８、および全波ブリッジ整流器１７のダイオードＤ４を通って流れることが可能になり、したがってソレノイド２２の巻線を付勢してソレノイド２２プランジャを作動させるのに十分な大きさに電流の流れを増加させる。
【００２２】
タイマ１５の回路は、様々な回路構成要素および構成を用いて実装することができる。タイマ動作について一般的に説明したので、その具体的な実装形態を、図２を例として説明する。
【００２３】
図２を参照すると、例示のタイマ回路１５の概略図が示される。タイマ１５にクリーンな入力を供給するために、入力活動化信号１４は比較器２６に供給され、入力抵抗器Ｒ３およびＲ４の値は、比較器２６からの出力信号に対する閾値を設定するように選ばれる。
【００２４】
通常の状態で、活動化信号がなく、タイマ２７がトリガされないすなわちオフ状態のときは、比較器２６から、抵抗器Ｒ８、Ｒ１６、およびコンデンサＣ４への出力信号はなく、したがってトランジスタＱ３は、非導通すなわちオフ状態のままである。Ｑ３がオフであると、タイマ１５への入力電圧Ｖｃｃにより、抵抗器Ｒ９およびＲ１０を通って電流が流れることが可能になり、それによりＱ１のベースの電圧は、そのエミッタよりも高くなり、したがってＰＮＰトランジスタＱ１は非導通すなわちオフ状態のままとなる。
【００２５】
活動化信号１４がなく、比較器２６から出力信号がない場合、Ｑ２のベースの電圧はＶｂｅより小さく、Ｑ２は非導通すなわちオフ状態のままとなり、したがってＲ１３、Ｒａ、Ｒｂ、またはＣ３を通って電流は流れず、タイマ２７は動作しない。
【００２６】
しかしタイマ２７の通常動作では、タイマ２７がオンになるまで、タイマ２７のピン３の出力信号がトランジスタＱ４に供給される。分圧抵抗器Ｒ１１およびＲ１２は、トランジスタＱ４のベースに、ベース−エミッタ電圧（Ｖｂｅ）より大きい電圧を供給し、トランジスタＱ４を導通すなわちオン状態にする。トランジスタＱ４は、抵抗器Ｒ７を通して電流を導通し、Ｒ７とダイオードＤの電圧をＶｃｅに保持し、したがってダイオードＤを通って電流は流れず、タイマ１５の電圧信号出力はローすなわちほぼゼロボルトのままとなる。
【００２７】
比較器２６のピン３に、分圧抵抗器Ｒ３およびＲ４の両端からの比較器２６のピン２の電圧より高い、活動化信号が供給されると、比較器２６の出力信号がＲ８、Ｃ４、およびＲ１６に供給され、Ｑ３を導通すなわちオン状態にし、したがって抵抗器Ｒ９を通って電流が流れることが可能になる。これにより、トランジスタＱ１のベース電圧を、トランジスタＱ３のＶｃｅ（ロー）にプルダウンし、トランジスタＱ１を導通すなわちオン状態にする。トランジスタＱ１のオン電流は、抵抗器Ｒ６を通って、タイマ１５の出力（Ｖｇａｔｅ）へ流れ、タイマ１５から出力通電信号を供給する。
【００２８】
さらに、比較器２６のピン３に、分圧抵抗器Ｒ３およびＲ４の両端からの比較器２６のピン２の電圧より高い、活動化信号１４が供給されると、比較器２６の出力信号が抵抗器Ｒ１４に供給され、トランジスタＱ２を導通すなわちオン状態にし、抵抗器Ｒ１３、Ｒａ、Ｒｂ、コンデンサＣ３を通って電流が流れることが可能になり、タイミングサイクルを開始するように、タイマ２７のピン２への入力信号を通してタイマ２７をトリガする。
【００２９】
集積回路タイマ２７は、パルス間の持続時間が調整可能な一連のパルスとして出力を生じる、非安定マルチバイブレータとして構成される。タイマ２７の出力の「オン」および「オフ」時間は、抵抗器Ｒａ、Ｒｂ、およびコンデンサＣ３の値を選ぶことによって調整される。タイマ２７の「オン」時間の持続時間は、次式により与えられる。
【００３０】
Ｔｏｎ＝０．６９３（Ｒａ＋Ｒｂ）×Ｃ３
タイマ２７の「オフ」時間の持続時間は、次式により与えられる。
【００３１】
Ｔｏｆｆ＝０．６９３（Ｒｂ）×Ｃ３
タイマ２７がオンになると、タイマ２７のピン３の出力信号は切断される。これにより抵抗器Ｒ１１は実効的に接地され、トランジスタＱ４のベースの電圧をＶｂｅより低下させ、トランジスタＱ４を非導通すなわちオフ状態にする。トランジスタＱ４が実効的にオフになると、タイマ１５の入力Ｖｃｃから、抵抗器Ｒ７およびダイオードＤを通って電流が流れてタイマ１５から出力通電信号（Ｖｇａｔｅ）を供給し続ける。
【００３２】
上記のように抵抗器Ｒａ、Ｒｂ、およびコンデンサＣ３の値に基づいて計算される、タイマ２７の「オン」時間（Ｔｏｎ）の間では、トランジスタＱ３のベースの電圧は、Ｃ４とＲ１６の時定数によってＶｂｅより低下し、トランジスタＱ３を非導通すなわちオフ状態にする。またトランジスタＱ３が非導通になると、抵抗器Ｒ９、Ｒ１０の分圧器は、トランジスタＱ１を非導通すなわちオフ状態にする。タイマ２７の「オン」時間（Ｔｏｎ）の終わりに、タイマ２７は再び、タイマ２７のピン３に出力信号を生じ、トランジスタＱ４を導通すなわちオン状態にし、電流が抵抗器Ｒ７を通って接地に流れるのを可能にして、上記のように抵抗器Ｒａ、Ｒｂ、およびコンデンサＣ３の値に基づいて計算される、「オフ」時間（Ｔｏｆｆ）の持続時間の間、タイマ１５からの出力信号（Ｖｇａｔｅ）を切断する。
【００３３】
タイマ１５の「オフ」時間（Ｔｏｆｆ）の終わりに、タイマ２７は自動的に、再びタイマ２のピン３に出力信号を生ずる。これにより、再びトランジスタＱ４は非導通すなわちオフ状態となり、タイマ１５の入力Ｖｃｃから、抵抗器Ｒ７およびダイオードＤを通って電流が流れ、前と同様、タイマ１５から出力通電信号（Ｖｇａｔｅ）を供給し続ける。
【００３４】
活動化信号に応答して、タイマ１５から出力通電信号１９（Ｖｇａｔｅ）を所定の期間供給し、タイマ１５からの出力信号１９（Ｖｇａｔｅ）を所定の持続時間切断するサイクルは、活動化信号が閾値より高く、Ｖｃｃが回路に電力供給するのに十分である限り、繰り返されることになる。
【００３５】
当業者には、出力通電信号（Ｖｇａｔｅ）の持続時間、および出力通電信号の間のオフ時間の持続時間は、上述の回路内に可変抵抗器およびコンデンサを用いることにより、現場での調整を可能にすることができることが理解されよう。
【００３６】
次に図３を参照すると、図１のタイマ回路１５が、内部タイマおよびスイッチを含むプログラマブルマイクロコントローラ３１によって置き換えられることを除いては、図１のものと同一な、ソレノイド制御システム５０の別の実施形態が示される。マイクロコントローラ３１には、さらに、初期および後続付勢信号の持続時間、および信号間の「オフ」時間の調整を可能にするために、可変抵抗器（バリスタ）Ｒ１０、Ｒ１１、およびＲ１２を通して、ユーザによる調整が可能な入力信号を供給することができる。当業者には、ユーザが初期および後続付勢信号の持続時間、および信号間の「オフ」時間の調整ができるように、マイクロコントローラ３１に調整可能な入力を供給することを可能にするためには、バリスタＲ１０、Ｒ１１、およびＲ１２の代替として、多くの他のデバイスまたは回路を用いることもできることが理解されよう。マイクロコントローラ３１は、所定の期間、ソレノイド２２を付勢するためにスイッチングデバイス１８（たとえばＳＣＲ）に付勢信号１９を供給し、第２の所定の期間、ソレノイド２２への付勢信号１９を切断し、活動化信号が維持されている場合は、第３の所定の期間、ソレノイドに付勢信号１９を再印加することによって、受け取った活動化信号に応答するようにプログラムされる。マイクロコントローラ３１はまた、入力活動化信号１４が遮断された場合は、通電信号１９を切断するようにプログラムされる。
【００３７】
本発明の実施形態の動作のための、タイミングおよびスイッチング機能を行うために用いられる論理段階は、マイクロコントローラによる実行のために容易にプログラム可能であることが理解されよう。さらに、それぞれの規定された付勢信号オフまたは付勢信号オンの期間は同一である必要はなく、ユーザが望むようにプログラムまたは調整できることが理解されよう。
【００３８】
次に図４を参照すると、たとえば図３のプログラマブルマイクロコントローラ３１によって実装されるような、例示のアルゴリズム４００のフローチャート表示が示される。マイクロコントローラは、活動化信号がマイクロコントローラに供給されたとき、ブロック４０２でソレノイド制御アルゴリズムを開始する。マイクロコントローラは、それぞれブロック４０４および４０６で、初期付勢信号タイマを初期化および開始し、ブロック４０８に示されるように、ソレノイドをイネーブルするために付勢信号出力を供給する。出力通電信号は、初期付勢信号タイマがタイムアウトするまで維持される。判断ブロック４１０に示されるように、マイクロコントローラ初期付勢タイマがタイムアウトした場合は、ブロック４１２でソレノイドをディスエーブルするために通電信号が切断される。
【００３９】
次いでマイクロコントローラは、ブロック４１４で付勢信号オフタイマを、そしてブロック４１６で後続付勢信号オン用のタイマを、共に初期化する。次に、ブロック４１８で付勢信号オフタイマが開始され、付勢信号オフタイマがタイムアウトするまで、出力通電信号が切断される。判断ブロック４２０での判定により、マイクロコントローラ３１付勢信号オフタイマがタイムアウトした場合は、ブロック４２２で後続付勢信号オンタイマが開始され、マイクロコントローラはブロック４２４でソレノイドを再イネーブルするために付勢信号出力を供給する。判断ブロック４２６での判定により、マイクロコントローラ後続付勢信号オンタイマがタイムアウトした場合は、ブロック４２８でソレノイドをディスエーブルするために通電信号が切断される。
【００４０】
後続付勢信号と信号オフのサイクルを、無期限またはマイクロコントローラ３１への活動化信号が切断されるまで繰り返すように、マイクロコントローラ３１をプログラムできることが理解されよう。
【００４１】
次に図５を参照すると、初期および後続通電信号の持続時間、ならびに信号間のオフ時間の持続時間が、スタートアップ時に現場で規定される（たとえば図３のプログラマブルマイクロコントローラ３１によって実施される）、例示のアルゴリズム５００のフローチャート表示が示される。
【００４２】
マイクロコントローラは、マイクロコントローラに活動化信号が供給されたとき、ブロック５０２でソレノイド制御アルゴリズムを開始する。マイクロコントローラはまず、ブロック５０４で、初期付勢信号持続時間を規定するユーザ入力を読み出す。次にマイクロコントローラは、それぞれブロック５０６および５０８で初期付勢信号タイマを初期化および開始し、ブロック５１０でソレノイドをイネーブルするために付勢信号出力を供給する。出力通電信号は、初期付勢信号タイマがタイムアウトするまで維持される。判断ブロック５１２で反映されるように、初期付勢タイマがタイムアウトした場合は、ブロック５１４でソレノイドをディスエーブルするために、通電信号が切断される。
【００４３】
次いでマイクロコントローラは、それぞれブロック５１６および５１８で、共に信号オフ期間の持続時間および後続付勢信号の持続時間を規定するユーザ入力を読み出す。マイクロコントローラは次いで、付勢信号オフタイマ（ブロック５２０）および後続付勢信号オン用のタイマ（ブロック５２２）を共に初期化する。
【００４４】
次に、ブロック５２４で付勢信号オフタイマが開始され、付勢信号オフタイマがタイムアウトするまで、出力通電信号は切断される。判断ブロック５２６での判定により、マイクロコントローラ付勢信号オフタイマがタイムアウトした場合は、ブロック５２８で後続付勢信号オンタイマが開始され、マイクロコントローラはブロック５３０で、ソレノイドを再イネーブルするために付勢信号出力を供給する。判断ブロック５３２で反映されるように、マイクロコントローラ３１後続付勢信号オンタイマがタイムアウトした場合は、ブロック５３４でソレノイドをディスエーブルするために通電信号が切断される。
【００４５】
マイクロコントローラは、後続付勢信号と付勢信号オフのサイクルを、特定のサイクル数の間、または（図示のように）無期限に、またはマイクロコントローラへの活動化信号が切断されるまで、繰り返すようにプログラムできることが理解されよう。
【００４６】
次に図６を参照すると、初期および後続通電信号の持続時間、ならびに信号間のオフ時間の持続時間が、任意の時点で規定され、現場で動作中に調整可能な（たとえば図３のプログラマブルマイクロコントローラ３１によって実施されるような）、例示のアルゴリズム６００のフローチャート表示が示される。
【００４７】
マイクロコントローラは、マイクロコントローラに活動化信号が供給されたとき、ブロック６０２でソレノイド制御アルゴリズム６００を開始する。マイクロコントローラはまず、ブロック６０４で、初期付勢信号持続時間を規定するユーザ入力を読み出す。次にマイクロコントローラは、それぞれブロック６０６および６０８で、初期付勢信号タイマを初期化および開始し、ブロック６１０で、ソレノイドをイネーブルするために付勢信号出力を供給する。出力通電信号は、初期付勢信号タイマがタイムアウトするまで維持される。判断ブロック６１２で反映されるように、初期付勢タイマがタイムアウトした場合は、ブロック６１４で、ソレノイドをディスエーブルするために通電信号が切断される。
【００４８】
次いでマイクロコントローラは、それぞれブロック６１６および６１８で、共に通電信号オフ期間の持続時間および後続付勢信号の持続時間を規定するユーザ入力を読み出す。マイクロコントローラは次いで、ブロック６２０で付勢信号オフタイマを、ブロック６２２で後続付勢信号オン用のタイマを、共に初期化する。
【００４９】
次に、ブロック６２４で付勢信号オフタイマが開始され、付勢信号オフタイマがタイムアウトするまで出力通電信号は切断される。判断ブロック６２６で反映されるように、マイクロコントローラ付勢信号オフタイマがタイムアウトした場合は、ブロック６２８で後続付勢信号オンタイマが開始され、マイクロコントローラはブロック６３０で、ソレノイドを再イネーブルするために付勢信号出力を供給する。ブロック６３２で反映されるように、マイクロコントローラ後続付勢信号オンタイマがタイムアウトした場合は、ブロック６３４で、ソレノイドをディスエーブルするために通電信号は切断される。
【００５０】
次に、マイクロコントローラはブロック６１６に戻り、次いで共に通電信号オフ期間の持続時間および後続付勢信号の持続時間の規定するユーザ入力の再読み出しを行う（ブロック６１８）。マイクロコントローラは次いで、付勢信号オフタイマおよび後続付勢信号オン用のタイマを、共に再初期化する（ブロック６２０、６２２）。
【００５１】
マイクロコントローラは、上述のように、後続付勢信号オンおよび付勢信号オフのサイクルを、特定のサイクル数の間、または無期限に、またはマイクロコントローラへの活動化信号が切断されるまで、繰り返すようにプログラムできることが理解されよう。
【００５２】
以上、本発明について例示的実施形態を参照しながら説明してきたが、当業者には、本発明の範囲を逸脱することなく、様々な変更を行うことができ、かつその要素を等価物で置き換えることができることが理解されよう。さらに、本発明の基本的な範囲から逸脱することなく、本発明の教示に対して、特定の状況および材料に適合するように、多くの変形を行うことができる。したがって本発明は、本発明を実施するために企図された最良または一つの形態として開示された特定の実施形態に限定されるものではなく、本発明は添付の特許請求の範囲に含まれるすべての実施形態を含むものとする。また、図面および説明の中では、本発明の例示的実施形態が開示され、特定の用語が用いられた場合もあるが、それらは特に明記しない限り、限定の目的ではなく、一般的な、説明の意味で用いられたものであり、したがって本発明はそのように限定されない。さらに、第１、第２などの用語の使用は順序または重要度を示すものではなく、第１、第２などの用語は１つの要素を他の要素から区別するために用いたものである。さらに、１つの（ａ、ａｎなど）という言葉の使用は、数量の限定を示すものではなく、参照された品目が少なくとも１つあることを示すものである。また、図面の符号に対応する特許請求の範囲中の符号は、単に本願発明の理解をより容易にするために用いられているものであり、本願発明の範囲を狭める意図で用いられたものではない。そして、本願の特許請求の範囲に記載した事項は、明細書に組み込まれ、明細書の記載事項の一部となる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の一実施形態によるソレノイドの動作を制御するための例示の回路の概略図である。
【図２】本発明の一実施形態によるソレノイドの動作を制御するのに用いられるタイマの例示の回路の概略図である。
【図３】タイミングおよび論理機能を行うためにマイクロコントローラを用いる、本発明の一実施形態によるソレノイドの動作を制御するための代替の例示の回路の概略図である。
【図４】タイミングおよび論理機能を行うためのマイクロコントローラ用の論理フローを示す図である。
【図５】タイミングおよび論理機能を行うためのマイクロコントローラ用の代替の論理フローを示す図である。
【図６】タイミングおよび論理機能を行うためのマイクロコントローラ用の代替の論理フローを示す図である。
【図７】図１、図２、および図３の回路の実施形態に関連する様々な波形を示す図である。
【符号の説明】
【００５４】
１  ソレノイド制御システム
２  外部ＡＣ供給源
３  活動化信号制御パス
４  ソレノイド回路パス
５  ソレノイド制御ユニット
１０  スイッチ
１１、１２  端子
１３  変流器
１４  活動化信号
１４’  活動化信号
１５  タイマ
１６  端子
１７  全波ブリッジ整流器
１８  ＳＣＲ
１９  付勢信号
２２  ソレノイド
２３  外部回路
２６  比較器
２７  タイマ
３１  マイクロコントローラ
５０  ソレノイド制御システム
４００  アルゴリズム
４０２、４０４、４０６、４０８、４１０、４１２、４１４、４１６、４１８、４２０、４２２、４２４、４２６、４２８  ブロック
５００  アルゴリズム
５０２、５０４、５０６、５０８、５１０、５１２、５１４、５１６、５１８、５２０、５２２、５２４、５２６、５２８、５３０、５３２、５３４  ブロック
６００  アルゴリズム
６０２、６０４、６０６、６０８、６１０、６１２、６１４、６１６、６１８、６２０、６２２、６２４、６２６、６２８、６３０、６３２、６３４  ブロック
【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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