(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
起動電流を供給して弁開状態になった電磁弁に、前記起動電流より小さい保持電流を供給することにより前記電磁弁の弁開状態を維持する電磁弁駆動装置において、
前記電磁弁と直列に配置され、前記電磁弁への通電電流を検出する検出抵抗と、
前記電磁弁に電流を供給する場合に、前記検出抵抗に発生する検出電圧を監視する監視手段と、
前記電磁弁に前記保持電流を供給している場合に、前記監視手段が監視する前記検出電圧の変化により、前記電磁弁が正常に弁開しているか、前記電磁弁が異常に弁閉したかを検知する異常検知手段と、
前記異常検知手段が異常を検知した場合に前記電磁弁に供給する電流を増加させて前記電磁弁を弁開状態に自動復帰させる自動復帰手段と、を有し、
前記監視手段は、
前記検出抵抗に発生する検出電圧と、目的とする電流値に調整された基準電圧とを比較し、前記検出電圧が前記基準電圧以下の場合には、前記電磁弁に電流を供給するように駆動し、前記検出電圧が前記基準電圧を超える場合には、駆動を停止して前記電磁弁に電流を供給しない駆動手段と、
前記駆動手段の駆動状態を電気信号により検知して駆動波形を取得する駆動波形取得手段と、を含み、
前記異常検知手段は、前記電磁弁が前記保持電流を供給された場合に前記駆動波形取得手段に取得される弁開状態時駆動波形と、前記保持電流を供給された場合に前記電磁弁が弁閉状態になった場合に前記駆動波形取得手段に取得される弁閉状態時駆動波形とが異なり、前記保持電流を前記電磁弁に供給した後に前記駆動波形取得手段が取得する駆動波形を前記弁開状態時駆動波形と一致するか否かを判断し、前記駆動波形が前記弁開状態時駆動波形と一致する場合には正常と判断し、前記駆動波形が前記弁開状態時駆動波形と一致しない場合には異常と判断するものであり、
前記保持電流を供給された前記電磁弁が弁開状態から弁閉動作する場合に前記駆動波形取得手段に取得される弁閉動作時のＯＦＦ時間が、前記弁開状態時駆動波形のＯＦＦ時間と異なるものであって、
前記異常検知手段は、前記保持電流を前記電磁弁に供給した後に前記駆動波形取得手段が取得する駆動波形のＯＦＦ時間を計測し、前記駆動波形のＯＦＦ時間が前記弁開状態時の駆動波形のＯＦＦ時間より長い場合に異常を検知すること
を特徴とする電磁弁駆動装置。
【請求項２】
起動電流を供給して弁開状態になった電磁弁に、前記起動電流より小さい保持電流を供給することにより前記電磁弁の弁開状態を維持する電磁弁駆動装置において、
前記電磁弁と直列に配置され、前記電磁弁への通電電流を検出する検出抵抗と、
前記電磁弁に電流を供給する場合に、前記検出抵抗に発生する検出電圧を監視する監視手段と、
前記電磁弁に前記保持電流を供給している場合に、前記監視手段が監視する前記検出電圧の変化により、前記電磁弁が正常に弁開しているか、前記電磁弁が異常に弁閉したかを検知する異常検知手段と、
前記異常検知手段が異常を検知した場合に前記電磁弁に供給する電流を増加させて前記電磁弁を弁開状態に自動復帰させる自動復帰手段と、を有し、
前記監視手段は、
前記検出抵抗に発生する検出電圧と、目的とする電流値に調整された基準電圧とを比較し、前記検出電圧が前記基準電圧以下の場合には、前記電磁弁に電流を供給するように駆動し、前記検出電圧が前記基準電圧を超える場合には、駆動を停止して前記電磁弁に電流を供給しない駆動手段と、
前記駆動手段の駆動状態を電気信号により検知して駆動波形を取得する駆動波形取得手段と、を含み、
前記異常検知手段は、前記電磁弁が前記保持電流を供給された場合に前記駆動波形取得手段に取得される弁開状態時駆動波形と、前記保持電流を供給された場合に前記電磁弁が弁閉状態になった場合に前記駆動波形取得手段に取得される弁閉状態時駆動波形とが異なり、前記保持電流を前記電磁弁に供給した後に前記駆動波形取得手段が取得する駆動波形を前記弁開状態時駆動波形と一致するか否かを判断し、前記駆動波形が前記弁開状態時駆動波形と一致する場合には正常と判断し、前記駆動波形が前記弁開状態時駆動波形と一致しない場合には異常と判断するものであり、
前記電磁弁を確実に弁開状態に起動させることができる所定値から電流値０までを均等に分割して下降値を求め、前記電磁弁に供給する電流値を前記下降値に従って下降させた場合に、前記駆動波形取得手段が取得する下降時駆動波形を電流下降時の電流値に関連付けて記憶する記憶手段と、
前記電磁弁に供給する電流値を、ゼロから前記下降値と同じ値ずつ上昇させた場合に、前記駆動波形取得手段により取得される駆動波形が前記下降時駆動波形と一致するか否かを判断し、一致しないと判断した場合に、現在測定している電流値に余裕値を加算して保持電流値を決定する保持電流値学習手段と、を有すること
を特徴とする電磁弁駆動装置。
【請求項３】
請求項２に記載する電磁弁駆動装置において、
前記保持電流値学習手段が前記保持電流値を決定した後、更に、前記電磁弁に供給する電流値を前記下降値と同じ値で上昇させた場合に、前記駆動波形取得手段により取得される駆動波形が前記下降時駆動波形と一致するか否かを判断し、一致したと判断した場合に、現在測定している電流値に余裕値を加算して起動電流値を決定する起動電流値学習手段を有する
ことを特徴とする電磁弁駆動装置。
【請求項４】
起動電流を供給して弁開状態になった電磁弁に、前記起動電流より小さい保持電流を供給することにより前記電磁弁の弁開状態を維持する電磁弁駆動装置において、
前記電磁弁と直列に配置され、前記電磁弁への通電電流を検出する検出抵抗と、
前記電磁弁に電流を供給する場合に、前記検出抵抗に発生する検出電圧を監視する監視手段と、
前記電磁弁に前記保持電流を供給している場合に、前記監視手段が監視する前記検出電圧の変化により、前記電磁弁が正常に弁開しているか、前記電磁弁が異常に弁閉したかを検知する異常検知手段と、
前記異常検知手段が異常を検知した場合に前記電磁弁に供給する電流を増加させて前記電磁弁を弁開状態に自動復帰させる自動復帰手段と、を有し、
前記監視手段は、
ＰＷＭ出力により前記電磁弁に電流を供給する回路を一定周期で開閉し、前記電磁弁に供給する電流の電流値を一定に制御する駆動手段と、
前記駆動手段が電流を一定に制御している状態で、前記検出抵抗に発生する検出電圧のリップル値を測定するリップル値測定手段と、を含み、
前記異常検知手段は、前記電磁弁が前記保持電流を一定に供給されて弁開している場合と、前記電磁弁が前記保持電流を一定に供給された状態で異常に弁閉した場合とで、前記検出抵抗に発生する検出電圧のリップル値が異なっており、前記リップル値測定手段が測定するリップル測定値が、前記電磁弁が前記保持電流を一定に供給されて弁開している場合に前記検出抵抗に発生する検出電圧の保持判別リップル値と一致するか否かを判断し、前記リップル測定値が前記保持判別リップル値と一致する場合には正常と判断し、前記リップル測定値が前記保持判別リップル値と一致しない場合には異常と判断するものであり、
前記電磁弁を確実に弁開状態に起動させることができる所定値から電流値０までを均等に分割して下降値を求め、前記電磁弁に供給する電流値を前記下降値に従って下降させた場合に、前記リップル値測定手段が測定する下降時リップル値を電流下降時の電流値に関連付けて記憶する第１記憶手段と、
前記電磁弁に供給する電流値を、ゼロから前記下降値と同じ値ずつ上昇させた場合に、前記リップル値測定手段により測定される上昇時リップル値を電流上昇時の電流値に関連付けて記憶する第２記憶手段と、
前記第１記憶手段に記憶された前記下降時リップル値と前記第２記憶手段に記憶された前記上昇時リップル値とからリップル値の異なるヒステリシス領域の下限電流値を求め、前記下限電流値に余裕値を加えて保持電流値を決定する保持電流値学習手段と、を有すること
を特徴とする電磁弁駆動装置。
【請求項５】
請求項４に記載する電磁弁駆動装置において、
前記第１記憶手段に記憶された前記下降時リップル値と前記第２記憶手段に記憶された前記上昇時リップル値とからリップル値の異なるヒステリシス領域の上限電流値を求め、前記上限電流値の一つ大きい学習電流値に余裕値を加えて起動電流値を決定する起動電流値学習手段を有する
ことを特徴とする電磁弁駆動装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５の何れか１つに記載する電磁弁駆動装置において、
前記異常検知手段が異常を検知したことを報知する報知手段を有する
ことを特徴とする電磁弁駆動装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６の何れか１つに記載する電磁弁駆動装置を有することを特徴とする電磁弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、起動電流を供給して弁開状態になった電磁弁に、前記起動電流より小さい保持電流を供給することにより前記電磁弁の弁開状態を維持する電磁弁駆動装置、電磁弁、電磁弁駆動方法及び電磁弁駆動装置の駆動制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
流体制御に使用される電磁弁は、電磁弁駆動装置により電流供給量を制御されて動作を制御される。電磁弁は、ソレノイドに起動電流が供給されると、ソレノイドに固定された固定鉄心にプランジャが吸着され、弁開状態になる。その後、電磁弁は、保持電流が供給され（例えば定格電流の５８〜７０％）、弁開状態を維持する。
【０００３】
ところで、電源から電磁弁に供給する供給電流を一定に制御する場合、電磁弁に流れる電流の電流値は、電流供給開始後から上昇し、弁が開き始めると同時に減少する。そして、プランジャが固定鉄心に当たって吸着されると、電磁弁に流れる電流の電流値が、再び上昇して所定の電流値に安定する。そして、電磁弁への電力供給を停止すると、電磁弁に流れる電流の電流値は、プランジャが固定鉄心から離れるまで減少した後上昇し、プランジャが弁座に当接すると、再び減少し始める。従って、電磁弁は、起動電流供給時に弁開動作を開始する（弁体が弁座から離れて弁を開き始める）電流値以下で、且つ、起動電流供給停止時に弁閉動作を開始する（プランジャが固定鉄心から離れ始める）電流値以上の範囲で保持電流を設定すれば、開状態を維持できる。
【０００４】
ところが、保持電流を小さくすると、装置からの振動・衝撃、流体の流れから来る振動・衝撃等で、プランジャが固定鉄心から離れて弁座位置に復帰しやすい。一方、例えば保持電流を起動電流値より小さく、かつ、弁開動作開始時の電流値より大きい値に保持電流を設定することにより（例えば定格電流の５８〜７０％）、プランジャの異常復帰を防ごうとすると、エネルギーロスが生じる。そのため、従来の電磁弁駆動装置は、例えば、振動を検出する振動センサを設け、保持電流を小さくしていた。これによれば、振動センサが検出する振動によりプランジャが弁閉位置に復帰する虞があるか否かを判断し、復帰する虞がある場合に、ソレノイドに供給する電流値を大きくすることにより、プランジャの異常復帰を防ぐことができる（例えば特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１４１８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の電磁弁駆動装置では、粘性の高い液体の制御に電磁弁を使用する場合に、外部衝撃等でプランジャが弁座方向へ移動するときであっても、プランジャの移動速度が遅く弁閉時の衝撃が小さいため、異常を検知できない虞があった。また、装置からの衝撃と流体圧の振動とを区別し難いという問題もあった。よって、従来の電磁弁駆動装置は、プランジャ保持状態の検出程度が低かった。また、プランジャ保持状態の検出に振動センサ等が必要となり、コスト高であった。
【０００７】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、プランジャ保持状態の検出精度が高い安価な電磁弁駆動装置、電磁弁、電磁弁駆動方法及び電磁弁駆動装置の駆動制御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】
【０００８】
本発明に係る電磁弁駆動装置、電磁弁、電磁弁駆動方法及び電磁弁駆動装置の駆動制御プログラムは、次のような構成を有している。
起動電流を供給して弁開状態になった電磁弁に、前記起動電流より小さい保持電流を供給することにより前記電磁弁の弁開状態を維持する電磁弁駆動装置において、前記電磁弁と直列に配置され、前記電磁弁への通電電流を検出する検出抵抗と、前記電磁弁に電流を供給する場合に、前記検出抵抗に発生する検出電圧を監視する監視手段と、前記電磁弁に前記保持電流を供給している場合に、前記監視手段が監視する前記検出電圧の変化により、前記電磁弁が正常に弁開しているか、前記電磁弁が異常に弁閉したかを検知する異常検知手段と、前記異常検知手段が異常を検知した場合に前記電磁弁に供給する電流を増加させて前記電磁弁を弁開状態に自動復帰させる自動復帰手段と、を有する。
【０００９】
前記監視手段は、前記検出抵抗に発生する検出電圧と、目的とする電流値に調整された基準電圧とを比較し、前記検出電圧が前記基準電圧以下の場合には、前記電磁弁に電流を供給するように駆動し、前記検出電圧が前記基準電圧を超える場合には、駆動を停止して前記電磁弁に電流を供給しない駆動手段と、前記駆動手段の駆動状態を電気信号により検知して駆動波形を取得する駆動波形取得手段と、を含み、前記異常検知手段は、前記電磁弁が前記保持電流を供給された場合に前記駆動波形取得手段に取得される弁開状態時駆動波形と、前記保持電流を供給された場合に前記電磁弁が弁閉状態になった場合に前記駆動波形取得手段に取得される弁閉状態時駆動波形とが異なり、前記保持電流を前記電磁弁に供給した後に前記駆動波形取得手段が取得する駆動波形を前記弁開状態時駆動波形と一致するか否かを判断し、前記駆動波形が前記弁開状態時駆動波形と一致する場合には正常と判断し、前記駆動波形が前記弁開状態時駆動波形と一致しない場合には異常と判断するものであることが好ましい。
【００１０】
また、前記保持電流を供給された前記電磁弁が弁開状態から弁閉動作する場合に前記駆動波形取得手段に取得される弁閉動作時のＯＦＦ時間が、前記弁開状態時駆動波形のＯＦＦ時間と異なるものであって、前記異常検知手段は、前記保持電流を前記電磁弁に供給した後に前記駆動波形取得手段が取得する駆動波形のＯＦＦ時間を計測し、前記駆動波形のＯＦＦ時間が前記弁開状態時の駆動波形のＯＦＦ時間より長い場合にも異常を検知することが好ましい。
【００１１】
また、前記電磁弁を確実に弁開状態に起動させることができる所定値から電流値０までを均等に分割して下降値を求め、前記電磁弁に供給する電流値を前記下降値に従って下降させた場合に、前記駆動波形取得手段が取得する下降時駆動波形を電流下降時の電流値に関連付けて記憶する記憶手段と、前記電磁弁に供給する電流値を、ゼロから前記下降値と同じ値ずつ上昇させた場合に、前記駆動波形取得手段により取得される駆動波形が前記下降時駆動波形と一致するか否かを判断し、一致しないと判断した場合に、現在測定している電流値に余裕値を加算して保持電流値を決定する保持電流値学習手段と、を有することが好ましい。
【００１２】
また、前記保持電流値学習手段が前記保持電流値を決定した後、更に、前記電磁弁に供給する電流値を前記下降値と同じ値で上昇させた場合に、前記駆動波形取得手段により取得される駆動波形が前記下降時駆動波形と一致するか否かを判断し、一致したと判断した場合に、現在測定している電流値に余裕値を加算して起動電流値を決定する起動電流値学習手段を有することが好ましい。
【００１３】
前記監視手段は、ＰＷＭ出力により前記電磁弁に電流を供給する回路を一定周期で開閉し、前記電磁弁に供給する電流の電流値を一定に制御する駆動手段と、前記駆動手段が電流を一定に制御している状態で、前記検出抵抗に発生する検出電圧のリップル値を測定するリップル値測定手段と、を含み、前記異常検知手段は、前記電磁弁が前記保持電流を一定に供給されて弁開している場合と、前記電磁弁が前記保持電流を一定に供給された状態で異常に弁閉した場合とで、前記検出抵抗に発生する検出電圧のリップル値が異なっており、前記リップル値測定手段が測定するリップル測定値が、前記電磁弁が前記保持電流を一定に供給されて弁開している場合に前記検出抵抗に発生する検出電圧の保持判別リップル値と一致するか否かを判断し、前記リップル測定値が前記保持判別リップル値と一致する場合には正常と判断し、前記リップル測定値が前記保持判別リップル値と一致しない場合には異常と判断するものであることが好ましい。
【００１４】
また、前記電磁弁を確実に弁開状態に起動させることができる所定値から電流値０までを均等に分割して下降値を求め、前記電磁弁に供給する電流値を前記下降値に従って下降させた場合に、前記リップル値測定手段が測定する下降時リップル値を電流下降時の電流値に関連付けて記憶する第１記憶手段と、前記電磁弁に供給する電流値を、ゼロから前記下降値と同じ値ずつ上昇させた場合に、前記リップル値測定手段により測定される上昇時リップル値を電流上昇時の電流値に関連付けて記憶する第２記憶手段と、前記第１記憶手段に記憶された前記下降時リップル値と前記第２記憶手段に記憶された前記上昇時リップル値とからリップル値の異なるヒステリシス領域の下限電流値を求め、前記下限電流値に余裕値を加えて前記保持電流値を決定する保持電流値学習手段と、を有することが好ましい。
【００１５】
また、前記第１記憶手段に記憶された前記下降時リップル値と前記第２記憶手段に記憶された前記上昇時リップル値とからリップル値の異なるヒステリシス領域の上限電流値を求め、前記上限電流値の一つ大きい学習電流値に余裕値を加えて起動電流値を決定する起動電流値学習手段を有することが好ましい。
【００１６】
また、前記異常検知手段が異常を検知したことを報知する報知手段を有することが好ましい。
【００１７】
上記何れか１つの電磁弁駆動装置を有する電磁弁であることが好ましい。
【００１８】
起動電流を供給して弁開状態になった電磁弁に、前記起動電流より小さい保持電流を供給することにより前記電磁弁の弁開状態を維持する電磁弁駆動方法において、前記電磁弁に電流を供給する場合に、前記電磁弁と直列に配置されて前記電磁弁への通電電流を検出する検出抵抗に発生する検出電圧を監視する監視ステップと、前記電磁弁に前記保持電流を供給している場合に、前記監視ステップにて監視する前記検出電圧の変化により、前記電磁弁が正常に弁開しているか、前記電磁弁が異常に弁閉したかを検知する異常検知ステップと、記異常検知ステップにて異常を検知した場合に前記電磁弁に供給する電流を増加させて前記電磁弁を弁開状態に自動復帰させる自動復帰ステップと、を有する。
【００１９】
起動電流を供給して弁開状態になった電磁弁に、前記起動電流より小さい保持電流を供給することにより前記電磁弁の弁開状態を維持する電磁弁駆動装置の駆動制御プログラムにおいて、コンピュータを、前記電磁弁に電流を供給する場合に、前記電磁弁と直列に配置されて前記電磁弁への通電電流を検出する検出抵抗に発生する検出電圧を監視する監視手段と、前記電磁弁に前記保持電流を供給している場合に、前記監視手段が監視する前記検出電圧の変化により、前記電磁弁が正常に弁開しているか、前記電磁弁が異常に弁閉したかを検知する異常検知手段と、前記異常検知手段が異常を検知した場合に前記電磁弁に供給する電流を増加させて前記電磁弁を弁開状態に自動復帰させる自動復帰手段として、機能させる。
【発明の効果】
【００２０】
上記構成の電磁弁駆動装置、電磁弁、電磁弁駆動方法及び電磁弁駆動装置の駆動制御プログラムは、外部衝撃等により、保持電流を供給される電磁弁が異常に弁閉することがある。通常、電磁弁は、弁開状態時と弁閉状態に発生するインダクタンスが異なり、特定の回路においては、そのインダクタンスの影響を受けて、電磁弁と直列に配置された検出抵抗に発生する検出電圧が変化する。この点に着目し、上記構成では、電磁弁に保持電流を供給する場合に、検出抵抗に発生する検出電圧を監視し、検出電圧の変化により電磁弁が正常に弁開しているか異常に弁閉しているかを検知する。このため、プランジャの移動に伴う過渡現象を使用した検出方法（電流波形、プランジャの衝撃振動等）とは異なり、電磁弁の動作状態を検出抵抗に発生する検出電圧の変化により静的定常的に検知するので、振動センサ等を電磁弁に設ける必要がなく、ローコストで異常を迅速に検知できる。しかも、例えば電磁弁が粘性の高い液体を制御し、弁閉時の衝撃が小さい場合でも、電磁弁の異常な弁閉動作と正常な弁閉動作を検出電圧の変化により明確に判別するので、検知精度が高い。電磁弁の異常が確認された場合には、電磁弁に供給する電流を保持電流より増加させて電磁弁を弁開状態に瞬時に自動復帰させる。
【００２１】
よって、上記構成の電磁弁駆動装置、電磁弁、電磁弁駆動方法及び電磁弁駆動装置の駆動制御プログラムによれば、プランジャ保持状態の検出精度を高めることができる。また、電磁弁が保持電流供給時に正常に弁開する場合と異常に弁閉する場合とで検出抵抗に発生する検出電圧が変化することに着目して検出抵抗の変化により電磁弁の動作状態を検知するので、振動センサ等を電磁弁に設ける必要がなく、安価である。
【００２２】
上記構成の電磁弁駆動装置では、特定の回路においては、弁開状態時と弁閉状態時とで電磁弁に発生するインダクタンスの影響を受けて、電磁弁への電流の供給と遮断を制御する駆動手段の駆動状態が電磁弁の弁開状態時と弁閉状態時とで異なる。これに着目し、上記構成では、駆動波形取得手段により駆動手段の駆動状態を電気信号により検知して駆動波形（例えばＯＮ時間、ＯＦＦ時間）を取得し、駆動波形から電磁弁の動作状態を検知している。すなわち、保持電流を電磁弁に供給した後に駆動波形取得手段により取得される駆動波形が、保持電流を供給された電磁弁が弁開状態である場合に駆動波形取得手段に取得される弁開状態時駆動波形と一致するか否かを判断し、駆動波形が弁開状態時駆動波形と一致する場合には、電磁弁が弁開状態を維持して正常であると判断し、駆動波形が弁開状態時駆動波形と一致しない場合には、電磁弁が保持電流を供給されているにもかかわらず弁開状態を維持できておらず異常であると判断している。このため、プランジャの移動に伴う過渡現象を使用した検出方法（電流波形、プランジャの衝撃振動等）とは異なり、電磁弁の動作状態を駆動手段の駆動波形により静的定常的に検知するので、振動センサ等を電磁弁に設ける必要がなく、ローコストで異常を迅速に検知できる。しかも、例えば電磁弁が粘性の高い液体を制御し、弁閉時の衝撃が小さい場合でも、電磁弁の異常な弁閉動作と正常な弁閉動作を駆動波形により明確に判別するので、検知精度が高い。
【００２３】
上記構成の電磁弁駆動装置は、保持電流を供給された電磁弁が弁開状態から弁閉動作する場合に駆動波形取得手段に取得される弁閉動作時のＯＦＦ時間が、弁開状態時駆動波形のＯＦＦ時間と異なることに着目し、保持電流を電磁弁に供給した後に駆動波形取得手段が取得する駆動波形のＯＦＦ時間を計測し、駆動波形のＯＦＦ時間が弁開状態時の駆動波形のＯＦＦ時間より長い場合にも異常を検知し、電磁弁を弁開状態に自動復帰させる。よって、上記構成によれば、電磁弁の弁閉動作中に異常を検知でき、衝撃検知等の他の方法よりも早く、電磁弁を正常な弁開状態に自動復帰させることができる。
【００２４】
上記構成の電磁弁駆動装置は、電磁弁を確実に弁開状態に起動させることができる所定値から電流値０までを均等に分割して下降値を求め、電磁弁に供給する電流値を下降値に従って下降させた場合に、駆動波形取得手段が取得する駆動波形をサンプル用駆動波形として電流下降時の電流値に関連付けて記憶手段に記憶する。そして、電磁弁に供給する電流値を、ゼロから下降値と同じ値ずつ上昇させていき、駆動波形取得手段により取得される駆動波形がサンプル用駆動波形と一致しない電流値を探索し、探索した流値に余裕値を加算して保持電流値を決定する。よって、上記構成によれば、個体差を考慮した保持電流値を電磁弁に供給して弁開状態を維持することができ、省エネ効果をより一層高めることができる。
【００２５】
上記構成の電磁弁駆動装置は、保持電流値を決定した後、更に、電磁弁に供給する電流値を下降値と同じ値で上昇させていき、駆動波形取得手段により取得される駆動波形がサンプル用駆動波形と一致する電流値を探索し、探索した電流値に余裕値を加算して起動電流値を決定する。よって、上記構成の電磁弁駆動装置によれば、起動時に電磁弁を弁開させる起動電流を個体差を考慮して定格電流より小さくし、省エネ効果をより一層高めることができる。
【００２６】
上記構成の電磁弁駆動装置は、電磁弁の弁開閉動作に伴って発生するインダクタンスの変化の影響を受けて、電磁弁が保持電流を一定に供給されて弁開している場合と、電磁弁が保持電流を一定に供給された状態で異常に弁閉した場合とで、電磁弁の下流側に配置される検出抵抗に発生する検出電圧のリップル値が異なる。この点に着目し、電磁弁駆動装置は、電磁弁に供給する電流を起動電流から保持電流に切り替えた後に検出電圧のリップル値を測定し、測定したリップル測定値を、電磁弁に保持電流を一定に供給した場合に検出抵抗に発生する検出電圧の保持判別リップル値と比較する。リップル測定値が保持判別リップル値と一致する場合には正常と判断し、測定したリップル測定値が保持判別リップル値と一致しない場合には異常と判断する。このため、プランジャの移動に伴う過渡現象を使用した検出方法（電流波形、プランジャの衝撃振動等）とは異なり、電磁弁の動作状態を検出抵抗に発生する検出電圧のリップル値により静的定常的に検知するので、振動センサ等を電磁弁に設ける必要がなく、ローコストで異常を迅速に検知できる。しかも、例えば電磁弁が粘性の高い液体を制御し、弁閉時の衝撃が小さい場合でも、電磁弁の異常な弁閉動作と正常な弁閉動作を検出電圧のリップル値により明確に判別するので、検知精度が高い。
【００２７】
上記構成の電磁弁駆動装置は、電磁弁を確実に弁開状態に起動させることができる所定値から電流値０までを均等に分割して下降値を求め、電磁弁に供給する電流値を、求めた下降値に従って下降させた場合に、リップル値測定手段が測定する下降時リップル値を電流下降時の電流値に関連付けて第１記憶手段に記憶する。そして、電磁弁に供給する電流値を、ゼロから下降値と同じ値ずつ上昇させた場合に、リップル値測定手段により測定される上昇時リップル値を電流上昇時の電流値に関連付けて第２記憶手段に記憶する。そして、第１記憶手段に記憶された下降時リップル値と第２記憶手段に記憶された上昇時リップル値とからリップル値の異なるヒステリシス領域の下限電流値を求め、求めた下限電流値に余裕値を加えて保持電流値を決定することにより、当該電磁弁に適した保持電流値を学習する。よって、上記構成の電磁弁駆動装置によれば、個体差を考慮した保持電流値を電磁弁に供給して弁開状態を維持することができ、省エネ効果をより一層高めることができる。
【００２８】
上記構成の電磁弁駆動装置は、第１記憶手段に記憶された下降時リップル値と第２記憶手段に記憶された上昇時リップル値とからリップル値の異なるヒステリシス領域の上限電流値を求め、求めた上限電流値の一つ大きい学習電流値に余裕値を加えて起動電流値を決定することにより、当該電磁弁に適した起動電流値を学習する。よって、上記構成の電磁弁駆動装置によれば、起動時に電磁弁を弁開させる起動電流を個体差を考慮して定格電流より小さくし、省エネ効果をより一層高めることができる。
【００２９】
上記構成の電磁弁駆動装置は、報知手段により異常を報知するので、電磁弁の異常をユーザに知らせて適切な処置を行わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る電磁弁駆動装置の回路図である。
【図２】検出電圧波形と、駆動電圧を電磁弁に印加するタイミングチャートの一例を示す図である。
【図３】駆動波形と検出電圧波形の一例を示す図である。
【図４】電磁弁駆動装置の駆動制御プログラムのフローである。
【図５】本発明の第２実施形態に係る電磁弁駆動装置の駆動制御プログラムのフローである。
【図６】電磁弁駆動装置の検出電圧波形と駆動波形の一例を示す図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る電磁弁駆動装置の回路図である。
【図８】学習プログラムのフローである。
【図９】本発明の第４実施形態に係る電磁弁駆動装置の回路図である。
【図１０】本発明の第４実施形態に係る学習プログラムのフローである。
【図１１】本発明の第５実施形態に係る電磁弁駆動装置の回路図である。
【図１２】電磁弁駆動装置の駆動制御プログラムのフローである。
【図１３】本発明の第６実施形態に係る電磁弁駆動装置の回路図である。
【図１４】ＰＷＭ方式制御における起動時プランジャ吸着状態電流波形を示す図である。
【図１５】ＰＷＭ方式制御におけるプランジャ非吸着状態電流波形を示す図である。
【図１６】ＰＷＭ方式制御におけるプランジャ吸着状態電流波形を示す図である。
【図１７】ＰＷＭ方式制御における異常復帰時電流波形を示す図である。
【図１８】電磁弁駆動装置の駆動制御プログラムのフローである。
【図１９】本発明の第７実施形態に係り、電磁弁駆動装置に記憶された学習プログラムのフローである。
【図２０】本発明の第８実施形態に係る電磁弁駆動装置の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下に、本発明に係る電磁弁駆動装置、電磁弁、電磁弁駆動方法及び電磁弁駆動装置の駆動制御プログラムの一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００３２】
（第１実施形態）
＜電磁弁駆動装置の構成＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る電磁弁駆動装置（以下「駆動装置」という。）１の回路図である。
駆動装置１は、電源Ｅ１と電磁弁４とに接続し、起動電流を供給して弁開状態になった電磁弁４に起動電流より小さい保持電流を供給することにより電磁弁４の弁開状態を維持する。駆動装置１は、電源Ｅ１から電磁弁４に供給する電圧・電流の値を制御する制御手段２と、電源Ｅ１と電磁弁４とを接続する回路を開閉することにより制御手段２が制御する値の電圧・電流を電磁弁４に供給して電磁弁４を駆動させる駆動手段３を有する。
【００３３】
制御手段２は、電源端子ＣＮ１が電源Ｅ１に接続されている。電源端子ＣＮ１は、マイコン用電源Ｅ２が並列に接続され、電力がマイクロコンピュータ（駆動波形取得手段、異常検知手段、保持電流値制御手段の一例。以下「マイコン」という。）６に供給される。マイコン用電源Ｅ２は、コンデンサＣが並列に接続され、マイコン６に安定した電力を供給する。マイコン６は、入力用端子ＣＮ３を介して図示しない上位装置に接続され、図示しない上位装置との間で電気信号を入出力する。マイコン６は、不揮発性の読み書き可能なＥＥＰＲＯＭ（記憶手段の一例）７に、各種プログラムやデータを記憶する。そして、マイコン６は、Ｄ／Ａ変換器８から信号出力端子９を介して駆動手段３へ指令を出力し、駆動手段３の駆動状態を電気信号（ＯＮ／ＯＦＦ信号）により第１信号入力端子１０から入力する。
【００３４】
一方、駆動手段３は、電磁弁接続端子ＣＮ２が電磁弁４のソレノイド５と並列に接続されている。電磁弁接続端子ＣＮ２には、双方向性降伏ダイオードＤ２が並列に接続され、駆動装置１を異常高電圧から保護するサージ回路を構成している。駆動手段３は、電磁弁４の下流側に電磁弁４と直列に検出抵抗Ｒ３が配置され、検出抵抗Ｒ３に発生する検出電圧により電磁弁４への通電電流を検出できるようになっている。駆動手段３は、コンパレータＯＰがマイコン６から出力される指令（基準電圧）と検出抵抗Ｒ３に発生する検出電圧とを比較して、ハイ出力とロー出力を切り替え、トランジスタＴＲ１，ＴＲ２を開閉させることにより電源Ｅ１と電磁弁４とを接続する回路を開閉する。
【００３５】
具体的には、電磁弁４と検出抵抗Ｒ３との間の接点Ｍ１には、コンパレータＯＰのマイナス入力端子に接続され、検出抵抗Ｒ３に発生する検出電圧がコンパレータＯＰに入力電圧として入力されるようになっている。コンパレータＯＰは、プラス入力端子がマイコン６の信号出力端子９に接続されて基準電圧を入力する。コンパレータＯＰの出力端子は、トランジスタＴＲ２と第１信号入力端子１０とを接続する配線上に設けられた接点Ｍ２に接続され、出力電圧をトランジスタＴＲ２のベースに作用させるようになっている。トランジスタＴＲ２のコレクタは、電源Ｅ１とソレノイド５の上流側とを接続する配線上に設けられたトランジスタＴＲ１のベースに接続され、エミッタが電源Ｅ１とソレノイド５の下流側とを接続する配線に接続されている。トランジスタＴＲ１は、コレクタが電源Ｅ１に接続され、エミッタがソレノイド５に接続されている。
【００３６】
従って、駆動手段３は、検出抵抗Ｒ３に発生する検出電圧（入力電圧）が基準電圧以下の場合、すなわち電磁弁４への通電電流が基準電流値以下の場合には、コンパレータＯＰがハイ出力してトランジスタＴＲ１，ＴＲ２を閉じ、ソレノイド５に電力供給可能にする。一方、検出抵抗Ｒ３に発生する検出電圧が基準電圧より大きい場合、すなわち電磁弁４への通電電流が基準電流値より大きい場合には、コンパレータＯＰがロー出力してトランジスタＴＲ１，ＴＲ２を開き、ソレノイド５への電力供給を遮断する。
【００３７】
駆動手段３は、トランジスタＴＲ１，ＴＲ２が開いても、ソレノイド５に蓄えられた電流を流して電磁弁４を駆動させられるように、トランジスタＴＲ１の下流側とトランジスタＴＲ２の上流側においてダイオード（或いはショットキーバリアダイオード）Ｄ１を電磁弁接続端子ＣＮ２と並列に接続している。よって、駆動手段３は、トランジスタＴＲ１，ＴＲ２を適宜開閉することにより、ソレノイド５に供給する電流を制御手段２の指令に従って比較回路１１（抵抗Ｒ１，Ｒ２，コンパレータＯＰ）に設定されたヒステリシスの範囲内で安定させることが可能である。
【００３８】
マイコン６は、第１信号入力端子１０がトランジスタＴＲ２のベースに接点Ｍ２を介して接続しており、駆動手段３がコンパレータＯＰの出力に応じてトランジスタＴＲ１，ＴＲ２を開閉してソレノイド５に電力供給する動作を電気信号により検知している。
【００３９】
ところで、電磁弁４は、ソレノイド５のインダクタンス変化に起因して弁開閉動作時に、電流値の変化度が変わる。そのため、コンパレータＯＰは、抵抗Ｒ１，Ｒ２によるヒステリシスに対応する周期が変わるヒステリシス型自励式コンバータを構成している。
尚、本実施形態では、マイコン６と比較回路１１が、検出抵抗Ｒ３に発生する検出電圧を監視する「監視手段」を構成する。
【００４０】
＜電磁弁駆動装置の駆動電流波形特性＞
上記駆動装置１がソレノイド５に定格電流を所定時間供給して電磁弁４を弁開閉動作させる場合に、ソレノイド５に流れる電流によって検出抵抗Ｒ３に発生する検出電圧の変化を調べる実験を行った。この実験で得られた検出電圧と時間との関係（検出電圧波形特性）と、駆動電圧を電磁弁４に印加するタイミングを示すタイミングチャートを、図２に示す。
図２のＴ０に示すように、電磁弁４に駆動電圧を印加すると、ソレノイド５に電流が流れ始め、図示しない固定鉄心を励磁し始めるため、検出抵抗Ｒ３に発生する検出電圧が上昇し始める。図２のＴ１に示すように、検出電圧が電圧値ａ１まで上昇すると、図示しないプランジャが図示しない固定鉄心に吸着され始める。通常、電磁弁４は、確実に弁開するために、定格電圧値ａ２より小さい値ａ１（例えば定格電圧値の６０％）で弁開動作を開始するように設計されている。電磁弁４は、電圧値が弁開動作開始時Ｔ１の電圧値ａ１から減少し始める。図示しないプランジャが図示しない固定鉄心に当たって弁開動作を終了すると、検出電圧は・ソレノイド５のプランジャ吸着後のインダクタンスに従って図２に示す弁開動作終了時Ｔ２の電圧値ａ４から増加し始め、定格電流値となる電圧値ａ２で安定する。
【００４１】
図２のＴ３に示すように、ソレノイド５へ駆動電圧印加を停止すると、ソレノイド５に流れる電流がソレノイド５のコイル抵抗でエネルギーを消費しながら減少するため、検出抵抗Ｒ３に発生する検出電圧が電圧値ａ２から減少し始める。図中Ｔ４に示すように、図示しないプランジャが図示しない固定鉄心から離れて弁閉動作を開始すると、図示しないプランジャの下降に伴う電磁誘導によりソレノイド５に電流が流れ、検出電圧の電圧値がａ３から再び増加する。そして、図中Ｔ５に示すように、図示しないプランジャが図示しない弁体を図示しない弁座に当接させて弁閉状態になると、プランジャの復帰状態のインダクタンスに従って、検出電圧が電圧値ａ５から再び減少し、やがてゼロになる。
【００４２】
図２の検出電圧波形に示すように、電圧値ａ４においての（Ｔ０−Ｔ１）間でのプランジャ非吸着時の電圧値の傾きＰ１と、Ｔ２後でのプランジャ吸着時の電圧値の傾きＰ２は異なる。この違いは、それぞれプランジャの非吸着・吸着によって、インダクタンスが変化することを表しており、インダクタンスが大きくなるプランジャ吸着後のＴ２からの電圧値の傾きＰ２がプランジャ非吸着時の電流値の傾きＰ１より緩やかになっている。
【００４３】
ここで、弁閉動作開始時Ｔ４の電圧値ａ３は、弁開動作開始時Ｔ１の電圧値ａ１より小さい。換言すれば、電磁弁４は、弁開動作開始時の電圧値ａ１より小さい電圧値でも弁開状態を維持できる。省エネ効果を得るためには、電磁弁４の弁開状態を保持するための保持電流値を弁開動作開始時Ｔ１の電流値ａ１より小さくすることが望ましい。しかし、保持電流値を小さくすれば、外部衝撃等で電磁弁４が異常な弁閉動作をしやすくなる。電磁弁４の異常な弁閉動作を振動センサ等で検出する方策では、部品点数が増え、コストアップに繋がったり、電磁弁４が粘性の高い流体を制御する場合に弁閉時の振動が小さいため異常を検知できない問題がある。そこで、本実施形態では、図示しないプランジャの移動や電流変化などの動的指標ではなく、駆動手段３が電磁弁４に電流を供給するために駆動する駆動状態を静的で安定的な電気信号（ＯＮ／ＯＦＦ信号）により取得し、電気信号の駆動波形により電磁弁４の動作状態を検知するようにしている。以下、駆動手段３から取得する駆動波形により電磁弁４の動作状態を確認できる根拠を具体的に説明する。
【００４４】
発明者は、電磁弁４に保持電流を供給して電磁弁４を弁開状態にした後に電磁弁４に外部衝撃を与え、電磁弁４を異常に弁閉動作させた場合に、検出抵抗Ｒ３に発生する検出電圧を測定すると共に、接点Ｍ２から取得されるＯＮ／ＯＦＦ信号の駆動波形を測定する実験を行った。電磁弁４が弁開状態から異常弁閉動作を行い、弁閉状態になるまで接点Ｍ１から取得される検出電圧波形と、接点Ｍ２から取得されるＯＮ／ＯＦＦ信号の駆動波形を図３に示す。
【００４５】
図３に示す弁開状態時と弁閉状態時の検出電圧波形を比較すると、弁開状態の検出電圧周期Ｘ１が、弁閉状態の検出電圧周期Ｘ２より長くなっている。電磁弁４は、図２のＰ１，Ｐ２に示すように、弁開状態（プランジャ吸着状態）と弁閉状態（プランジャ非吸着状態）で、二つのインダクタンス成分を持つ。ソレノイド５に供給する電流の電流値が一定に制御されている状態では、ソレノイド５が発生するコイル抵抗とヒステリシス電圧幅が一定のため、弁開状態と弁閉状態では、そのインダクタンス成分とコイル成分に応じた電流変化の傾き（Ｔ＝Ｌ／Ｒ（Ｔ：時定数、Ｌ：ヒステリシス値、Ｒ：コイル抵抗値））を持って、ヒステリシス幅内を指数関数に従った電流変化を起こす。ヒステリシス値は、弁開時と弁閉時の両方の傾きに対し、同一のインダクタンスとして働く。そのため、弁開状態時と弁閉状態時の検出電圧周期は、ＯＮ時間とＯＦＦ時間がともに変化して違いを生じる。
一方、図３の駆動波形（接点Ｍ２のＯＮ／ＯＦＦ信号）は、検出電圧周期Ｘ１，Ｘ２が変化しても、保持電流供給状態で弁開する正常時におけるデューティ比（ＯＮ時間ｔ１／１周期Ｙ１）と、保持電流供給状態で弁閉する異常時におけるデューティ比（ＯＮ時間ｔ２／１周期Ｙ２）が同じである。これは、ソレノイド５が消費する消費電力が一定であることを意味する。しかし、駆動波形の周期は、正常時の周期Ｙ１の方が異常時の周期Ｙ２より長い。換言すれば、正常時に検出されるＯＦＦ時間（又はＯＮ時間ｔ１）は、異常時に検出されるＯＦＦ時間（ＯＮ時間ｔ２）より長い。
【００４６】
以上より、電磁弁４に保持電流を供給した後、接点Ｍ２から取得されるＯＮ／ＯＦＦ信号の駆動波形の周期（ＯＮ時間・ＯＦＦ時間）を見れば、電磁弁４の弁開状態と弁閉状態とを電気的に静的に区別して検知できる。
【００４７】
また、図３に示すように、保持電流を供給される電磁弁４が外部衝撃を加えられて異常な弁閉動作を開始すると、検出電圧の電圧値が大きくなり、異常弁閉動作時の検出電圧波形の周期Ｘ３は、弁開状態時の検出電圧周期Ｘ１より長くなる過渡現象が表れる。これは、プランジャ吸着状態で蓄えられた磁気エネルギーが、プランジャ復帰とともに解放され、ダイオードＤ１とコイル抵抗で熱エネルギーとして消費される間、過渡的に電流として流れるためである。
一方、図３の接点Ｍ２の駆動波形を見ると、電磁弁４が保持電流を供給された状態で外部衝撃を加えられて弁閉動作を開始すると、電磁弁４が弁閉状態になるまでＯＦＦ信号を入力し続け、ＯＦＦ時間が正常時のＯＦＦ時間より長くなる。
よって、接点Ｍ２の駆動波形のＯＦＦ時間により、電磁弁４の正常な弁開状態と異常な弁閉動作の過渡現象とを電気的に区別できる。
【００４８】
尚、ここでは、検出抵抗Ｒ３に発生する検出電圧の電圧値を用いて、電磁弁４の弁開閉動作を説明したが、ソレノイド５に流れる電流値を用いても、上記検出電圧波形と同様に電流波形が変動し、上記検出電圧波形と同様に電磁弁４の弁開閉動作を説明できることは、言うまでもない。
【００４９】
＜電磁弁駆動方法＞
電磁弁駆動方法を説明する。
図１に示すマイコン６が図示しない上位装置から駆動指令を入力しない場合には、マイコン６がコンパレータＯＰに電圧を出力しない。そのため、トランジスタＴＲ１，ＴＲ２がＯＦＦ状態になって開き、電源Ｅ１からソレノイド５へ電流が供給されない。
【００５０】
駆動装置１は、電磁弁４に非通電状態のときに、図示しない上位装置から入力用端子ＣＮ３を介してマイコン６に駆動指令が入力すると、図４に示す電磁弁駆動装置の駆動制御プログラムをＥＥＰＲＯＭ７から読み出して実行する。電磁弁駆動装置の駆動制御プログラムを実行するマイコン６は、ソレノイド５に定格電流を供給して電磁弁４に起動動作をさせてから、ＥＥＰＲＯＭ７に予め記憶された保持電流をソレノイド５に供給して弁開状態を維持し、この保持電流を供給する間、駆動手段３からＯＮ／ＯＦＦ信号を入力して電磁弁４の動作状態を監視し、電磁弁４が異常な弁閉動作をし或いは弁閉状態になった場合に、電磁弁４を自動的に弁開状態に復帰させる。以下、図４を参照しながら具体的に説明する。
【００５１】
マイコン６は、先ず図４のステップ１（以下「Ｓ１」と略記する。）において、１００％定格電流駆動指令（起動電圧）をＤ／Ａ変換器８から駆動手段３のコンパレータＯＰに出力する。そして、Ｓ２において、１００％定格電流指令（起動用基準電圧Ｖｃ）を０．３秒間出力し、電磁弁４を弁開状態にする。
【００５２】
この起動時の駆動手段３の動作について具体的に説明すると、定格電流が検出抵抗Ｒ３に発生させる電圧より、充分に大きい電圧をマイコン６の端子より出し、コンパレータＯＰがハイ出力を保持するようにさせる。トランジスタＴＲ１，ＴＲ２は、ＯＮし続け、検出抵抗Ｒ３に発生する検出電圧と電源Ｅ１の電圧で規定される定格電流が電磁弁４に流れる。
【００５３】
そして、図４のＳ３において、保持電流値指令（保持用基準電圧Ｖｃ）をコンパレータＯＰに出力することにより、ソレノイド５に供給する電流を起動電流から保持電流に切り替える。ここで、保持電流値指令は、ソレノイド５に供給する電流によって検出抵抗Ｒ３に発生する検出電圧が、弁開動作開始時Ｔ１の電圧値ａ１（図２参照）以下で、且つ、弁閉動作開始時Ｔ３の電圧値ａ３以上の値になるように規定され、ＥＥＰＲＯＭ７に予め記憶されている。
【００５４】
保持電流値指令出力時において、駆動手段３は、次のように動作する。
コンパレータＯＰは、検出抵抗Ｒ３に発生する検出電圧（入力電圧）Ｖｂが保持用基準電圧Ｖｃ以下である場合、ハイ出力してトランジスタＴＲ１，ＴＲ２を閉じ、電源Ｅ１からソレノイド５に電流を供給する。検出電圧Ｖｂが保持用基準電圧Ｖｃを超えると、コンパレータＯＰは、ロー出力してトランジスタＴＲ１，２を開き、ソレノイド５に供給される電流を遮断する。このとき、ソレノイド５に蓄えられた電流がダイオード（或いは、ショットキーバリアダイオード）Ｄ１とソレノイド５との間を一方向に流れ続けるが、電流は、検出抵抗Ｒ３の抵抗成分によりエネルギーを消費され、電流値が低下していく。そして、検出電圧Ｖｂが保持用基準電圧Ｖｃ以下になると、コンパレータＯＰは、再びハイ出力してトランジスタＴＲ１，ＴＲ２を閉じ、ソレノイド５に電流を供給する。この一連の動作を繰り返すことにより、ソレノイド５に一定の保持電流が供給され、電磁弁４が弁開状態になる。
【００５５】
図４のＳ４において、マイコン６は、第１信号入力端子１０に入力するＯＮ／ＯＦＦ信号に基づいて駆動波形の監視を開始する。電磁弁４の動作状態を監視し始める。そして、Ｓ５において、ＯＮ／ＯＦＦ信号をパルス状に入力したか否かにより、駆動手段３がトランジスタＴＲ１，ＴＲ２を開閉して保持電流発振を開始したか否かを判断する。ＯＮ／ＯＦＦ信号をパルス状に入力せず、保持電流発振の開始を確認できない場合には（Ｓ５：ＮＯ）、そのまま待機する。
【００５６】
一方、ＯＮ／ＯＦＦ信号をパルス状に入力して、保持電流発振の開始を確認した場合には（Ｓ５：ＹＥＳ）、Ｓ６において、マイコン６に内蔵されている図示しないタイマをクリアし、ＯＮ信号の入力時間（ＯＮ時間）の計測を開始する。そして、Ｓ７において、第１信号入力端子１０にＯＦＦ信号を入力したか否かにより、トランジスタＴＲ１，ＴＲ２を閉じて駆動手段３の駆動を停止したか否かを判断する。トランジスタＴＲ１，ＴＲ２が開き、駆動手段３が駆動停止していない場合には（Ｓ７：ＮＯ）、第１信号入力端子１０にＯＮ信号が入力し続けているので、そのまま待機する。一方、トランジスタＴＲ１，ＴＲ２が閉じ、駆動手段３が駆動停止した場合には（Ｓ７：ＹＥＳ）、１周期中のＯＮ時間を計測し終わった状態なので、Ｓ８において、ＯＮ時間測定値が、ＥＥＰＲＯＭ７に記憶されている弁開状態時駆動波形の保持用判別ＯＮ時間範囲内であるか否かを判断する。
【００５７】
ＯＮ時間測定値が保持用判別ＯＮ時間の範囲内の場合には（Ｓ８：ＹＥＳ）、電磁弁４が弁閉状態になって異常であると考えられるので（図３のＹ１，ｔ１，Ｙ２，ｔ２参照）、Ｓ１に戻る。Ｓ１以降の処理を繰り返すことにより、電磁弁４に保持電流より大きい起動電流を供給して電磁弁４を弁開状態に自動復帰させ、起動電流を保持電流に切り替えて再び電磁弁４の弁開状態を維持する。
【００５８】
一方、ＯＮ時間測定値が保持用判別ＯＮ時間の範囲内でない場合には（図４のＳ８：ＮＯ）、Ｓ９において、マイコン６に内蔵されるタイマをクリアし、第１信号入力端子１０に入力されるＯＦＦ信号の入力時間（ＯＦＦ時間）を計測し始める。Ｓ１０において、現在のＯＦＦ時間計測値は、ＥＥＰＲＯＭ７に記憶されている弁開状態時駆動波形の保持用判別ＯＦＦ時間以上か否かを判断する。現在のＯＦＦ時間計測値が保持用判別ＯＦＦ時間以上でない場合には（Ｓ１０：ＮＯ）、Ｓ１１において、駆動手段３が駆動を開始したか判断する。第１信号入力端子１０にＯＮ信号が入力するとき、トランジスタＴＲ１，ＴＲ２が閉じてソレノイド５に電流が供給されるので、駆動手段３の駆動開始はＯＮ信号がマイコン６に再入力すること、換言すれば、ＯＦＦ信号が入力し終わることにより判断される。ＯＦＦ信号の入力途中で、駆動手段３が駆動を開始していない場合には（Ｓ１１：ＮＯ）、Ｓ１０に戻り、ＯＦＦ時間を監視する。
【００５９】
現在のＯＦＦ時間計測値が保持用判別ＯＦＦ時間以上に長い場合には（Ｓ１０：ＹＥＳ）、電磁弁４が保持電流を供給されているにもかかわらず異常に弁閉動作する途中（過渡状態）である考えられるので、Ｓ１に戻る。そして、Ｓ１以降の処理を繰り返すことにより、電磁弁４に保持電流より大きい起動電流を供給して電磁弁４を弁開状態に自動復帰させ、起動電流を保持電流に切り替えて再び電磁弁４の弁開状態を維持する。これにより、プランジャの異常復帰を早期に検知して、電磁弁４を弁開状態にすることが可能である。
【００６０】
一方、現在のＯＦＦ時間計測値が保持用判別ＯＦＦ時間以上に長くなく（Ｓ１０：ＮＯ）、且つ、駆動手段３が駆動を開始した場合には（Ｓ１１：ＹＥＳ）、Ｓ１２において、ＯＦＦ時間計測値が保持用判別ＯＦＦ時間の範囲内であるか否かを判断する。
【００６１】
ＯＦＦ時間計測値が保持用判別ＯＦＦ時間の範囲内である場合には（Ｓ１２：ＹＥＳ）、駆動波形が弁開状態時駆動波形と一致して電磁弁４が正常に弁開状態を維持していると考えられるので、Ｓ６へ戻る。そして、Ｓ６以降の処理を繰り返して引き続き電磁弁４の保持動作を監視する。
これに対して、ＯＦＦ時間計測値が保持用判別ＯＦＦ時間の範囲内でない場合には（Ｓ１２：ＮＯ）、保持電流を供給された電磁弁４が弁閉状態になって異常であると考えられるので、Ｓ１へ戻る。そして、Ｓ１以降の処理を繰り返すことにより、電磁弁４に保持電流より大きい起動電流を供給して電磁弁４を弁開状態にした後、起動電流を保持電流に切り替えて電磁弁４の弁開状態を維持する。
【００６２】
上記処理を繰り返すことにより、電磁弁駆動装置１は、電磁弁４を動作させる間、駆動手段３の動作状態を電気信号（ＯＮ／ＯＦＦ信号）で検知することにより電磁弁４の保持動作を監視し、電磁弁４の異常を検知した場合に電磁弁４を弁開状態に自動復帰させることが可能である。
【００６３】
＜作用効果＞
以上説明したように、本実施形態の電磁弁駆動装置１、電磁弁４、電磁弁駆動方法及び電磁弁駆動装置の駆動制御プログラムは、外部衝撃等により、保持電流を供給される電磁弁４が異常に弁閉することがある。通常、電磁弁４は、弁開状態時と弁閉状態に発生するインダクタンスが異なり、特定の回路においては、そのインダクタンスの影響を受けて、電磁弁４と直列に配置された検出抵抗Ｒ３に発生する検出電圧が変化する。この点に着目し、上記構成では、電磁弁４に保持電流を供給する場合に、検出抵抗にＲ３発生する検出電圧を監視し、検出電圧Ｒ３の変化により電磁弁４が正常に弁開しているか異常に弁閉しているかを検知する。このため、本実施形態の電磁弁駆動装置１、電磁弁４、電磁弁駆動方法及び電磁弁駆動装置の駆動制御プログラムは、プランジャの移動に伴う過渡現象を使用した検出方法（電流波形、プランジャの衝撃振動等）とは異なり、電磁弁４の動作状態を検出抵抗Ｒ３に発生する検出電圧の変化により静的定常的に検知するので、振動センサ等を電磁弁４に設ける必要がなく、ローコストで異常を迅速に検知できる。しかも、例えば電磁弁４が粘性の高い液体を制御し、弁閉時の衝撃が小さい場合でも、電磁弁４の異常な弁閉動作と正常な弁閉動作を検出電圧の変化により明確に判別するので、検知精度が高い。電磁弁４の異常が確認された場合には、電磁弁４に供給する電流を保持電流より増加させて電磁弁を弁開状態に瞬時に自動復帰させる。
【００６４】
よって、上記電磁弁駆動装置１、電磁弁４、電磁弁駆動方法及び電磁弁駆動装置の駆動制御プログラムによれば、プランジャ保持状態の検出精度を高めることができる。また、電磁弁４が保持電流供給時に正常に弁開する場合と異常に弁閉する場合とで検出抵抗Ｒ３に発生する検出電圧が変化することに着目して検出抵抗Ｒ３の変化により電磁弁４の動作状態を検知するので、振動センサ等を電磁弁に設ける必要がなく、安価である。
【００６５】
上記構成の電磁弁駆動装置１では、特定の回路においては、弁開状態時と弁閉状態時とで電磁弁に発生するインダクタンスの影響を受けて、電磁弁４への電流の供給と遮断を制御する駆動手段３の駆動状態が電磁弁４の弁開状態時と弁閉状態時とで異なる。これに着目し、上記電磁弁駆動装置１では、マイコン６により駆動手段３の駆動状態をＯＮ／ＯＦＦの電気信号により検知して駆動波形を取得し、駆動波形から電磁弁４の動作状態を検知している。すなわち、保持電流を電磁弁４に供給した後にマイコン６により取得される駆動波形（ＯＮ時間・ＯＦＦ時間）が、保持電流を供給された電磁弁４が弁開状態である場合にマイコン６に取得される弁開状態時駆動波形（保持判別ＯＮ時間・保持判別ＯＦＦ時間）と一致するか否かを判断し、駆動波形が弁開状態時駆動波形と一致する場合には、電磁弁が弁開状態を維持して正常であると判断し、駆動波形が弁開状態時駆動波形と一致しない場合には、電磁弁が保持電流を供給されているにもかかわらず弁開状態を維持できておらず異常であると判断している。このため、プランジャの移動に伴う過渡現象を使用した検出方法（電流波形、プランジャの衝撃振動等）とは異なり、電磁弁の動作状態を駆動手段３の駆動波形により静的定常的に検知するので、振動センサ等を電磁弁に設ける必要がなく、ローコストで異常を迅速に検知できる。しかも、例えば電磁弁が粘性の高い液体を制御し、弁閉時の衝撃が小さい場合でも、電磁弁の異常な弁閉動作と正常な弁閉動作を駆動波形により明確に判別するので、検知精度が高い。
【００６６】
本実施形態の電磁弁駆動装置１は、保持電流を供給された電磁弁４が弁開状態から弁閉動作する場合にマイコン６に取得される駆動波形の１サイクル分をみると、弁閉動作時ＯＦＦ時間が、弁開状態時駆動波形の過渡的なＯＦＦ時間と異なる。これに着目して、電磁弁駆動装置１は、保持電流を電磁弁４に供給した後にマイコン６が取得する駆動波形のＯＦＦ時間を計測し、駆動波形のＯＦＦ時間が弁開状態時の駆動波形のＯＦＦ時間より長い場合にも異常を検知し、電磁弁４を弁開状態に自動復帰させる。よって、本実施形態の電磁弁駆動装置１は、保持電流を供給されている電磁弁４が完全に弁閉する前に異常を検知でき、衝撃検知等の他の方法よりも早く、電磁弁４を正常な弁開状態に自動復帰させることができる。
【００６７】
本実施形態の電磁弁駆動装置１は、保持電流値が、弁開開始時の電流値以下であって、且つ、弁閉開始時の電流値以上であるので、保持電流を電磁弁４に供給した後、弁閉開始時の電流値により近い保持電流で電磁弁４を使用でき、低電力化が図れ、発熱を防止することができる。しかも、過大に余裕を見込んだタイマ動作と違い、起動電流供給後に電磁弁４の弁開状態を確認すると、直ちに起動電流を保持電流に切り替えて電磁弁４の弁開状態保持動作に移行することができ、無駄なエネルギーロスが少ない。また、起動電流により電磁弁４の弁開状態を確認してから保持動作に移行するため、電磁弁４の保持動作を確実に行うことができる。
【００６８】
本実施形態の電磁弁駆動装置１は、電磁弁接続端子ＣＮ２をソレノイド５に接続することで既存の電磁弁４に着脱可能に取り付けられるので、電磁弁４と振動センサとの一体構造化やセンサ配線など現状の装置から大きく設計変更したり、電磁弁４を交換する必要がなく、既存の電磁弁４をそのまま利用して低電力化・低コスト化を図ることができる。
【００６９】
尚、本実施形態の電磁弁駆動装置１は、ランプや音声出力器などの報知手段をマイコン６や上位装置に設け、マイコン６が異常を検知した場合にその異常を報知するようにすれば、電磁弁４の異常をユーザに知らせて適切な処置を行わせることができる。
【００７０】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。図５は、本発明の第２実施形態に係る電磁弁駆動装置の駆動制御プログラムのフローである。図６は、接点Ｍ１から取得される検出抵抗Ｒ３に発生する検出電圧と、接点Ｍ２から取得されるＯＮ／ＯＦＦ信号の駆動波形の一例を示す図であって、特に、電磁弁４に起動電流を供給し始めてから保持電流を供給するまでの検出電圧波形と駆動波形を示す。
第２実施形態では、電磁弁駆動装置の駆動制御プログラムが１００％定格電流を供給せずに電磁弁４を起動させて省エネを図る点（図５のＳ１５〜Ｓ２０）が第１実施形態と相違する。よって、ここでは、電磁弁４の起動動作のみを説明し、第１実施形態と共通する点は図面及び説明に第１実施形態と同一符号を用い、説明を適宜省略する。
【００７１】
＜検出電圧波形と駆動波形＞
図６に示す検出電圧波形では、検出抵抗Ｒ３に発生する検出電圧の電圧値が、起動電流を供給し始める起動電流供給開始時Ｔ１０から弁が開き始める起動弁開動作開始時Ｔ１１まで上昇し、その後、電磁弁４の図示しないプランジャが図示しない固定鉄心に当たる起動弁開動作終了時Ｔ１２まで下降する。その後、再び検出電圧の電圧値が上昇して、図中Ｐ１１に示すように、起動弁開動作開始時Ｔ１１より僅かに高い電圧値ａ１１で安定する（起動電流安定時Ｔ１３，Ｔ１４）。検出電圧の電圧値は、トランジスタＴＲ１，ＴＲ２の開閉動作により起動電流を保持電流に切り替えるまで小刻みに増減する。起動電流より小さい保持電流を電磁弁４に供給し始めると（保持電流供給開始時Ｔ１４）、検出電圧の電圧値が減少し、保持電圧値ａ１２に安定する（保持電流安定時Ｔ１５）。電圧値が保持電圧値に安定すると、検出電圧周期がＸ１に安定する。
この場合、駆動波形は、起動電流供給開始時Ｔ１０から起動電流安定時Ｔ１３までＯＮ状態を維持し、起動電流安定時Ｔ１３から短い周期Ｙ４でＯＮ／ＯＦＦする。そして、保持電流供給開始時Ｔ１４から保持電流安定時Ｔ１５までＯＦＦ状態になり、保持電流安定時Ｔ１５以降は、周期Ｙ４より長い周期Ｙ１でＯＮ／ＯＦＦする。
よって、起動電流を供給して電磁弁４が弁開状態になったか否かは、駆動波形が発振したか否か、そして、発振した周期のＯＮ／ＯＦＦ時間により判別することが可能である。
【００７２】
＜電磁弁駆動方法＞
次に、電磁弁駆動方法を説明する。
マイコン６は、図示しない上位装置から駆動指令を入力すると、図５に示す電磁弁駆動装置の駆動制御プログラムを起動する。そして、図５のＳ１５において、ＥＥＰＲＯＭ７に予め記憶された起動電流値を駆動手段３に出力するように、駆動手段３に起動電流駆動指令を与える。起動電流値は、起動時の消費電力を減少させるために、図示しない固定鉄心が図示しないプランジャを吸着し始める起動弁開動作開始時Ｔ１１の電圧値ａ１（図６参照）以上で且つ１００％定格電流値未満の範囲で設定される。
【００７３】
そして、Ｓ１６において、起動電流値を０．３秒間維持した後、Ｓ１７において、接点Ｍ２から第１信号入力端子１０に入力されるＯＮ／ＯＦＦ信号により駆動波形を監視する。そして、Ｓ１８において、駆動波形のＯＮ時間とＯＦＦ時間が、ＥＥＰＲＯＭ７に予め記憶されている起動電流安定時Ｔ１３から保持電流供給開始時Ｔ１４までの周期Ｙ４に含まれる起動用判別ＯＮ時間と起動用判別ＯＦＦ時間（図６のＹ４参照）に一致するか否かを判断する。駆動波形のＯＮ時間とＯＦＦ時間が起動用判別ＯＮ時間とＯＦＦ時間に一致する場合には（Ｓ１８：ＹＥＳ）、電磁弁４が起動電流により弁開状態になったと考えられるので、Ｓ３へ進む。Ｓ３以降の処理は、第１実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００７４】
これに対して、駆動波形のＯＮ時間とＯＦＦ時間が起動用判別ＯＮ時間とＯＦＦ時間に一致しない場合には（Ｓ１８：ＮＯ）、電磁弁４がまだ弁開状態になっていないので、Ｓ１９において、１００％定格電流駆動指令を駆動手段３に出力し、ソレノイド５に供給する電流の電流値を定格電流値まで上昇させる。そして、Ｓ２０において、１００％定格電流の供給を０．２秒間維持して電磁弁４を弁開状態にした後、Ｓ１５に戻り、ＥＥＰＲＯＭ７に記憶された起動電流値で再度ソレノイド５へ電流を供給する。このように１００％定格電流値をソレノイド５に供給して電磁弁４を弁開状態にしてから、起動弁開動作開始時Ｔ１１に必要な電流に対応する起動電流をソレノイド５に供給するので、起動電流を再度供給した場合に駆動波形のＯＮ／ＯＦＦ時間が起動用判別値のＯＮ／ＯＦＦ時間に等しくなる（Ｓ１５、Ｓ１６、Ｓ１７、Ｓ１８：ＹＥＳ）。そこで、Ｓ３へ進む。
【００７５】
＜作用効果＞
従って、本実施形態の駆動装置１及び電磁弁駆動装置の駆動制御プログラムによれば、１００％定格電流より小さい起動電流をソレノイド５に供給して電磁弁４を起動させるので、電磁弁４の起動に消費する電力を小さくして、省エネ効果を高めることができる。
【００７６】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。図７は、本発明の第３実施形態に係る電磁弁駆動装置３１の回路図である。図８は、学習プログラムのフローである。
第３実施形態の図７に示す電磁弁駆動装置３１は、マイコン３２が起動電流値と保持電流値を学習する学習プログラム（保持電流値学習手段、起動電流値学習手段の一例。図８参照。）を備える点が、第２実施形態と相違する。よって、ここでは、学習機能を中心に説明し、第２実施形態と共通する点は図面及び説明に第２実施形態と同一符号を用い、適宜説明を省略する。
【００７７】
＜電磁弁駆動装置の回路構成＞
図７に示すように、電磁弁駆動装置３１は、学習機能を開始するためのスイッチＳＷがマイコン３２に接続されている。マイコン３２には、スイッチＳＷがＯＮされると発光する発光ダイオードＬＤ１〜ＬＤ５を備え、学習機能実行中であることをユーザに報知できるようになっている。また、電磁弁駆動装置３１は、電磁弁接続端子ＣＮ２と検出抵抗Ｒ３との間の接点Ｍ１と、マイコン３２の第２信号入力端子３４とが接続され、接点Ｍ１の電圧・電流をＡ／Ｄ変換器３３に入力して測定できるようになっている。
【００７８】
＜保持電流値及び起動電流値の学習方法＞
次に、保持電流値及び起動電流値の学習方法について図８を参照しながら説明する。
図８に示す学習プログラムは、ＥＥＰＲＯＭ７に記憶され、スイッチＳＷが押下された場合にマイコン３２に実行されるものである。学習プログラムは、図６に示すように電磁弁４を弁開状態に起動させるための起動電圧値ａ１１と、電磁弁４の弁開状態を保持するための保持電圧値ａ１２を、電磁弁４の特性に合わせてマイコン３２に決定させる。
【００７９】
具体的には、マイコン３２は、先ず図８のＳ２１において、定格電圧駆動指令（過大電流値指令）をＤ／Ａ変換器８からコンパレータＯＰに出力する。駆動手段３は、コンパレータＯＰがトランジスタＴＲ１，ＴＲ２を開閉することにより、ソレノイド５に定格電圧を印加し、電磁弁４を弁開状態にする。マイコン３２は、Ｓ２２において、接点Ｍ１から入力される電圧信号をＡ／Ｄ変換器で３３で変換し、検出抵抗Ｒ３に発生する検出電圧に基づいて定格電流値を測定しＥＥＰＲＯＭ７に記憶する。
【００８０】
そして、マイコン３２は、Ｓ２３において、１００％駆動指令を８０％定格電流値指令に切り替えてコンパレータＯＰに出力し、ソレノイド５に供給する電流を定格電流の８０％まで減少させる。通常の電磁弁４は、電流が５８〜７０％定格電流に設定されているため、ソレノイド５に供給する電流を定格電流の８０％に減らしても、電磁弁４は弁開状態を維持できる。そして、Ｓ２４において、電流値０から定格８０％の電流値までを均等に分割し（例えば４０分割）、８０％定格電流値を一定量（例えば定格８０％電流値の２％）ずつ電流値だけ下降させ、Ｓ２５において、電流値が０になったか判断する。電流値が０になっていない場合には（Ｓ２５：ＮＯ）、Ｓ２６において、ＯＮ／ＯＦＦ時間を現在の電流値（下降時電流値）に関連付けて記憶する。このＳ２４，Ｓ２５，Ｓ２６の処理を繰り返すことにより、電流値が一定の量（下降値）ずつゼロまで段階的に下降され、各下降時電流値の１周期中のＯＮ時間とＯＦＦ時間が取得される。「一定量」は、保持電流より大きい値に設定された所定値から電流値０までの範囲を均等に分割して求められ、必ずしも定格電流値の２％としなくても良い。尚、この処理により取得されるＯＮ／ＯＦＦ周期を、以下「電流下降時周期特性」という。
【００８１】
ソレノイド５に供給する電流をゼロまで減少させると（Ｓ２５：ＹＥＳ）、電磁弁４が確実に弁閉する。マイコン３２は、Ｓ２７において、ソレノイド５に供給する電流値を０にセットする指令をコンパレータＯＰに出力する。そして、Ｓ２８において、電流下降時周期特性取得時に使用した下降値（定格電流の２％）と同じ値で、ソレノイド５に供給する電流値を増加させる。そして、Ｓ２９において、接点Ｍ２から第１信号入力端子１０に入力するＯＮ／ＯＦＦ信号に基づいて駆動手段３の駆動状態をＯＮ／ＯＦＦ信号により検知して駆動波形（ＯＮ時間・ＯＦＦ時間）を測定し、測定した駆動波形を現在の電流値（上昇時電流値）に関連付けて一時記憶領域（記憶手段の一例）３５に記憶する。
【００８２】
そして、Ｓ３０において、現在の上昇時電流値に一致する下降時電流値を一時記憶領域３５から探索し、探索した下降時電流値の駆動波形（ＯＮ時間・ＯＦＦ時間）と現在の駆動波形（ＯＮ時間・ＯＦＦ時間）とが一致するか否かを判断する。ここで、「一致」には、誤差範囲を含むものとする。現在の駆動波形（ＯＮ時間・ＯＦＦ時間）が探索した電流下降値のＯＮ時間・ＯＦＦ時間と一致する場合には（Ｓ３０：ＹＥＳ）、電磁弁４が弁閉していると考えられるので、Ｓ２８へ戻り、更に電流値を上昇させて電流下降時の駆動波形と測定される駆動波形とが一致するか否かを判断する。
【００８３】
現在の駆動波形（ＯＮ時間・ＯＦＦ時間）が探索した下降時電流値の駆動波形ＯＮ時間・ＯＦＦ時間と一致しない場合には（Ｓ３０：ＮＯ）、電磁弁４が、下降時には保持状態にあり、ヒステリシスが発生したと考えられるので、Ｓ３１において、現在の電流値を弁閉動作開始時の電流値に決定し、現在の駆動波形（ＯＮ時間・ＯＦＦ時間）を現在の電流値（弁閉動作開始時の電流値）に関連付けてＥＥＰＲＯＭ７に記憶する。そして、Ｓ３２において、ＥＥＰＲＯＭ７に記憶した弁閉動作開始時の電流値より大きい電流値を保持電流値に決定し、保持電流値に対応する駆動波形（ＯＮ時間、ＯＦＦ時間）を弁閉動作開始時の駆動波形（保持用判別ＯＮ時間、保持用判別ＯＦＦ時間）に決定し、それぞれＥＥＰＲＯＭ７に記憶する。本実施形態では、例えば、ヒステリシス発生下限電流値の２倍の電流値と、定格電流の２２％（消費電力の２０分の１）の電流値との何れか大きい電流値を保持電流値として設定する。また、例えば、ヒステリシス発生下限電流値に余裕値（コイル温度範囲、コイル巻き数のばらつき、コアプランジャの磁気特性のばらつき等を考慮して与えられる許容値。例えば定格電流の５％に相当する電流値。）を加算し、保持電流値として設定しても良い。そして、その電流値の電流下降時の周期を中心とした例えば１０％以内の値を、保持用駆動波形（保持用判別ＯＮ時間、保持用判別ＯＦＦ時間）に使用する。尚、振動衝撃の多い環境では、それに応じた充分な余裕度を加算値として与えるなど、余裕値を選択可能にしても良い。
【００８４】
そして、Ｓ３３において、更にソレノイド５に供給する電流の電流値を、電流下降時周期特性取得時に使用した下降値と同じ値（定格電流の２％）だけ増加させる。そして、現在の上昇時電流値と、第１信号入力端子１０に入力される駆動波形（ＯＮ時間・ＯＦＦ時間）を一時記憶領域３５に記憶する。そして、Ｓ３５において、現在の上昇時電流値に一致する下降時電流値を一時記憶領域３５から探索し、探索された下降時電流値の駆動波形（ＯＮ時間、ＯＦＦ時間）と測定した駆動波形（ＯＮ時間、ＯＦＦ時間）が一致するか否かを判断する。探索された下降時電流値の駆動波形と測定した駆動波形が一致しない場合には、まだ弁閉動作によりヒステリシスが発生しており、図示しないプランジャが図示しない固定鉄心に当たっていない（弁開状態でない）と考えられるので、Ｓ３３へ戻り、下降値と同じ値で上昇時電流値を上昇させ、上記と同様の処理を行う。
【００８５】
測定した駆動波形（ＯＮ時間、ＯＦＦ時間）が探索した電流下降時の駆動波形（ＯＮ時間、ＯＦＦ時間）と一致する場合には（Ｓ３５：ＹＥＳ）、電磁弁４が弁開状態になってヒステリシスが解消されたと考えられるので、現在の電流値を弁開状態時の電流値に決定してＥＥＰＲＯＭ７に記憶する。そして、Ｓ３７において、弁開状態時の電流値以上の値を起動電流値に決定し、当該起動電流値に対応する駆動波形（ＯＮ時間、ＯＦＦ時間）を起動用駆動波形（起動用判別ＯＮ時間、ＯＦＦ時間）としてＥＥＰＲＯＭ７に記憶する。例えば、弁開状態時の電流値に余裕値（定格電流の５％〜１０％に相当する電流値）を加算して、起動電流値とする。この起動電流値に対応する駆動周期の例えば５％以内の値を、起動用駆動波形に使用する。
【００８６】
尚、マイコン３２は、上述のように学習を終了したら、スイッチＳＷをＯＦＦすると共に、発光ダイオードＬＤ１〜ＬＤ５を消灯する。この消灯動作により、ユーザは学習機能が終了し、駆動装置１に通常動作させられるようになったことを確認できる。通常動作は第２実施形態で説明した動作（図５参照）と同様なので、説明を省略する。
【００８７】
＜作用効果＞
本実施形態の電磁弁駆動装置３１は、電磁弁４を確実に弁開状態に起動させることができる所定値から電流値０までを均等に分割して下降値を求め、電磁弁４に供給する電流値を下降値に従って下降させた場合に、マイコン３２が取得する駆動波形をサンプル用駆動波形として電流下降時の電流値に関連付けて一時記憶領域３５に記憶する。そして、電磁弁４に供給する電流値を、ゼロから下降値と同じ値ずつ上昇させていき、マイコン３２により取得される駆動波形がサンプル用駆動波形と一致しない電流値を探索し、探索した流値に余裕値を加算して保持電流値を決定し、ＥＥＰＲＯＭ７に記憶する。よって、本実施形態の電磁弁駆動装置３１によれば、個体差を考慮した保持電流値を電磁弁４に供給して弁開状態を維持することができ、省エネ効果をより一層高めることができる。具体的には、例えば、弁閉開始時の電流が定格電流の５％である電磁弁４では、例えば、定格電流値の５％に相当する余裕値を弁閉開始時の電流値に加算し、定格電流の１０％で電磁弁の弁開状態を保持するようにすれば、保持電力が定格電力の１／１００に低減でき、通電時間が長い電磁弁４では絶大な省エネ効果が得られる。
【００８８】
本実施形態の電磁弁駆動装置３１は、保持電流値を決定した後、更に、電磁弁４に供給する電流値を上記下降値と同じ値で上昇させていき、マイコン３２により取得される駆動波形がサンプル用駆動波形と一致する電流値を探索し、探索した電流値に余裕値を加算して起動電流値を決定し、ＥＥＰＲＯＭ７に記憶する。よって、本実施形態の電磁弁駆動装置３１によれば、起動時に電磁弁４を弁開させる起動電流を個体差を考慮して定格電流より小さくし、最低限の電力で電磁弁４を弁開状態に起動させることができるので、電磁弁省エネ効果をより一層高めることができる。特に、電磁弁駆動装置３１は、起動時及び保持時の電流値が従来品より小さいので、電磁弁４の動作がソレノイド５の温度の影響を受けにくく、電磁弁４の応答性が定格電圧を電磁弁４に印加する場合と変わらない。
【００８９】
本実施形態の電磁弁駆動装置３１は、学習により保持電流及び起動電流を決定するため、定格電流・定格電圧が低い電磁弁４でも適切な保持電流値と起動電流値を設定できる。そして、定格電流・定格電圧が小さい電磁弁４では、電流の立ち上がり傾き（速度）が大きく、定格電流・定格電圧が高い電磁弁より、高速応答できる。
【００９０】
本実施形態の電磁弁駆動装置１は、発光ダイオードＬＤ１〜ＬＤ５の発光により保持電流値と起動電流値を学習していることをユーザに知らせるので、学習動作が完了する前に通常動作が行われる不具合を回避できる。
【００９１】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について説明する。図９は、本発明の第４実施形態に係る電磁弁駆動装置３６の回路図である。図１０は、本発明の第４実施形態に係る学習プログラムのフローである。
図９に示す電磁弁駆動装置３６は、図７に示す電磁弁駆動装置３１の回路図中より、Ａ／Ｄ変換器３３、及び、Ａ／Ｄ変換器３３と接点Ｍ１とを接続する配線を除去し、接点Ｍ１をコンパレータＯＰのマイナス入力端子にのみ接続したものである。第４実施形態の図１０に示す学習プログラムは、定格電流値を学習する点（Ｓ４１〜Ｓ４３）が第３実施形態と相違する。よって、ここでは、定格電流値の学習方法を中心に説明し、第３実施形態と共通する点は図面及び説明に第３実施形態と同一符号を用い、説明を適宜省略する。
【００９２】
マイコン３７は、スイッチＳＷが押下されると、図１０に示す学習プログラムを実行する。マイコン３７は、Ｓ４０において、１００％駆動指令を出力した後、Ｓ４１において、コンパレータＯＰがトランジスタＴＲ１，ＴＲ２を開閉することにより、接点Ｍ２から第１信号入力端子１０を介して入力する信号が発振を停止したか否かを確認する。駆動指令を暫定的に減少させていき、接点Ｍ２からの信号が発振を開始すると、そのときの指令値（Ｄ／Ａ変換器９の出力電圧）に検出抵抗Ｒ３の検出電圧を掛けた値が、定格電流値よりやや小さい値となる。このときの指令値をＥＥＰＲＯＭ７へ記憶する。よって、マイコン３７はＡ／Ｄ変換なしで定格電流を測定できる。これにより、本実施形態の電磁弁駆動装置３６は、第３実施形態で必要であったＡ／Ｄ変換器３３が不要になり、ローコストなマイコン３７を使用できる。
【００９３】
（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態について説明する。図１１は、第５実施形態に係る電磁弁駆動装置４１の回路図である。図１２は、本発明の第５実施形態に係る電磁弁駆動装置の駆動制御プログラムのフローである。
第５実施形態では、電磁弁駆動装置の駆動制御プログラムがＰＷＭ制御を用いて保持時の弁開状態時駆動波形を学習させた後、学習した保持時の弁開状態時駆動波形に基づいて電磁弁４に通常動作を行わせる点が第１実施形態と相違する。よって、ここでは、第１実施形態と相違する点を中心に説明し、第１実施形態と共通する点は図面及び説明に第１実施形態と同一符号を用い、説明を適宜省略する。
【００９４】
＜電磁弁駆動装置の構成＞
図１１に示す電磁弁駆動装置４１は、マイコン４２が、電磁弁接続端子ＣＮ２と検出抵抗Ｒ３との間の接点Ｍ１にＡ／Ｄ変換器３３を第２信号入力端子３４を介して接続され、接点Ｍ１の電圧と電流を測定できるようになっている。マイコン４２のＰＷＭ制御器４３は、ＰＷＭ指令出力端子４４を介してトランジスタＴＲ３のベースに接続されている。トランジスタＴＲ３は、トランジスタＴＲ１のベースとトランジスタＴＲ２のコレクタとを接続する配線上に設けられた接点Ｍ３にコレクタが接続され、検出抵抗Ｒ３と電源Ｅ１とを接続する配線上に設けられた接点Ｍ４にエミッタが接続され、トランジスタＴＲ１の開閉を制御する。また、マイコン４２は、発光ダイオードＬＤ１，ＬＤ２（報知手段の一例）が点滅可能に接続されている。マイコン４２は、電磁弁４が正常動作を行う場合には発光ダイオードＬＤ１を点灯し、電磁弁４に異常が発生した場合には発光ダイオードＬＤ２を点灯する。
【００９５】
＜電磁弁駆動方法＞
マイコン４２は、図示しない上位装置から駆動指令を入力すると、図１２に示す電磁弁駆動装置の駆動制御プログラムをＥＥＰＲＯＭ７から読み出して実行する。マイコン４２は、Ｓ５０において、Ｄ／Ａ変換器８から電流値を０にする指令を出力し、トランジスタＴＲ２をＯＦＦ状態にする。そして、Ｓ５１において、マイコン４２がデューティ比２２％のＰＷＭ駆動指令をＰＷＭ制御器４３からトランジスタＴＲ３に出力すると、トランジスタＴＲ１，ＴＲ３が開閉し、ソレノイド５に供給される電流を２２％定格電流値に安定させる。この場合、マイコン４２の消費電力は、１００％駆動指令をコンパレータＯＰに出力する場合の消費電力に対して約２０分の１に抑制される。電磁弁４は、電流値ゼロから通電されるため、２２％定格電流をソレノイド５に供給されても、図示しないプランジャが図示しない固定鉄心に吸着されない（弁開状態でない）。尚、ＰＷＭ駆動指令のデューティ比は、マイコン４２の消費電力をどの程度抑えるかによって任意に設定可能であり、消費電力を１００％駆動指令をコンパレータＯＰに出力する時の約１０分の１に抑えたい場合には、デューティ比３１％のＰＷＭ駆動指令をトランジスタＴＲ３に出力すると良い。
【００９６】
Ｓ５２において、検出抵抗Ｒ３の電圧変化をＡ／Ｄ変換器３３に入力して、ソレノイド５に流れる電流の平均電流値を測定し、この取得した電流値を保持電流ＡＤ値（定格電流２２％の電流値）としてＥＥＰＲＯＭ７に記憶する。
【００９７】
そして、Ｓ５３において、保持電流値指令を比較回路１１に出力し、ヒステリシス検知型自励式スイッチング動作を開始する。すなわち、ＰＷＭ出力を停止してソレノイド５への通電をＯＦＦし、Ｄ／Ａ変換器８からコンパレータＯＰに、Ｓ５２で取得した定格電流２２％の電流値で電流をソレノイド５に供給する指令を出力する。これにより、駆動手段３は、コンパレータＯＰがマイコン４２からの基準電圧と接点Ｍ１からの入力電圧（検出抵抗Ｒ３に発生する検出電圧）とを比較して出力を切り替え、トランジスタＴＲ１，ＴＲ２の開閉を開始する。このとき、電磁弁４は、弁閉状態であり、ソレノイド５のプランジャ非吸着時のインダクタンスにより接点Ｍ１の電圧が変化する。そこで、Ｓ５４において、接点Ｍ２からＯＮ／ＯＦＦ信号をマイコン４２に入力して異常復帰状態での保持電流供給時の異常復帰ＯＮ時間と異常復帰ＯＦＦ時間を測定し、ＥＥＰＲＯＭ７に記憶する。これにより、電磁弁４が保持電流供給時に弁開状態でなくなったときのＯＮ時間とＯＦＦ時間が取得される。
【００９８】
そして、Ｓ５５において、定格電流２２％の電流値を基にした１００％電流値を算出し、算出した１００％電流値指令或いはＭＡＸ指令（起動電流値指令）をコンパレータＯＰに出力する。そして、Ｓ５５において、起動電流値指令を０．３秒間維持し、電磁弁４を弁開状態にして起動させる。
【００９９】
そして、Ｓ５６において、２２％定格電流をソレノイド５に供給するための保持電流値指令をコンパレータＯＰに出力し、ソレノイド５に供給する電流の電流値を保持電流値に減少させて保持動作に移行する。そして、Ｓ５７において、第１信号入力端子１０に入力するＯＮ／ＯＦＦ信号に基づいて駆動波形を監視する。そして、Ｓ５８において、保持電流の供給による発振を開始したか否かを判断する。ＯＮ信号を入力せず、保持電流の供給による発振を開始していない場合は（Ｓ５８：ＮＯ）、駆動波形を監視しながら待機する。
【０１００】
ＯＮ信号を入力して保持電流の供給による発振を開始したら（Ｓ５８：ＹＥＳ）、Ｓ５９において、マイコン４２内のタイマをクリアし、ＯＮ信号を入力するＯＮ時間の計測を開始する。そして、Ｓ６０において、ＯＮ信号がＯＦＦ信号に切り替えられたか否かにより、駆動手段３が駆動停止したか否かを判断する。駆動停止していない場合には（Ｓ６０：ＮＯ）、そのまま待機する。
【０１０１】
駆動停止を確認したら（Ｓ６０：ＹＥＳ）、Ｓ６１において、計測したＯＮ時間が、Ｓ５４で測定した異常復帰ＯＮ時間と同じか否かを判断する。計測したＯＮ時間が異常復帰ＯＮ時間と同じ場合には（Ｓ６１：ＹＥＳ）、電磁弁４が正常に弁開状態を維持されていないと考えられるので、Ｓ５５に戻る。そして、Ｓ５５以降の処理を実行することにより、起動、保持動作を電磁弁４に再度行わせる。
【０１０２】
一方、計測したＯＮ時間が異常復帰ＯＮ時間と同じでない場合には（Ｓ６１：ＮＯ）、Ｓ６２において、ＯＮ信号がＯＦＦ信号に切り替えられたか否かにより、駆動手段３が駆動停止したか否かを判断する。そして、駆動停止していない場合には（Ｓ６２：ＮＯ）、そのまま待機する。駆動停止した場合には（Ｓ６２：ＹＥＳ）、Ｓ６３において、マイコン４２内のタイマをクリアし、ＯＦＦ信号を入力するＯＦＦ時間の計測を開始する。そして、Ｓ６４において、ＯＦＦ信号がＯＮ信号に切り替えられたか否かにより、駆動開始したか否かを判断する。ＯＦＦ信号がＯＮ信号に切り替えられず、駆動開始していないと判断した場合には（Ｓ６４：ＮＯ）、そのまま待機する。ＯＦＦ信号がＯＮ信号に切り替えられ、駆動開始したと判断した場合には（Ｓ６４：ＹＥＳ）、Ｓ６５において、測定したＯＦＦ時間がＳ５４において測定した異常復帰ＯＦＦ時間と一致するか否かを判断する。測定したＯＦＦ時間が異常復帰ＯＦＦ時間と一致しない場合には（Ｓ６５：ＮＯ）、電磁弁４が正常に弁開状態を維持されていると考えられるので、Ｓ５９に戻り、引き続き駆動波形に基づいて電磁弁４の動作状態を監視する。一方、測定したＯＦＦ時間が異常復帰ＯＦＦ時間と一致する場合には（Ｓ６５：ＹＥＳ）、電磁弁４が正常に弁開状態を維持されていないと考えられるので、Ｓ５５に戻る。そして、Ｓ５５以降の処理を実行することにより、起動、保持動作を電磁弁４に再度行わせる。
【０１０３】
＜作用効果＞
このように、本実施形態の電磁弁駆動装置４１は、通常動作を行う前に常に保持時の弁開時駆動波形（異常復帰ＯＮ時間、異常復帰ＯＦＦ時間の決定）を行い、取得した保持時の弁開時駆動波形に基づいて電磁弁４の動作状態を監視するので、前もっての保持電流や起動電流を学習させる必要がない。そのため、使用時に適した異常復帰ＯＮ時間と異常復帰ＯＦＦ時間を用いて電磁弁４の動作状態を検知でき、装置操作性をより一層高めることができる。
【０１０４】
（第６実施形態）
次に、本発明の第６実施形態について説明する。図１３は、第６実施形態に係る電磁弁駆動装置６１の回路図である。
第６実施形態の電磁弁駆動装置６１では、ヒステリシスコンバータ回路に変え、ＰＷＭコンバータ回路を使用している。具体的には、比較回路１１に代えてＰＷＭコントローラ７０を使用する。起動時、保持時の定電流制御は、マイコン６２から指定電流の電圧指令をＰＷＭコントローラ７０に出す。ＰＷＭコントローラ７０は、この電圧指令と、電磁弁４のソレノイド５に流れる電流を検出して検出抵抗Ｒ３に発生する検出電圧とを比較し、検出電圧が電圧指令より不足していれば、ＰＷＭ波形のＯＮデューティを広げるように制御し、検出電圧が電圧指令より過大であれば、ＰＷＭ波形のＯＮデューティを狭めるように制御することにより、電磁弁４に供給する電流を指示された一定電流に制御する。
尚、本実施形態では、マイコン６２とＰＷＭコントローラ７０、ピークホールド回路７１、ボトムホールド回路７２ｂにより「監視手段」が構成されている。
【０１０５】
図１４〜図１７は、図１３に示す検出抵抗Ｒ３に発生する検出電圧（接点Ｍ１から入力される電圧）と、図１３に示すＰＷＭコントローラ７０から出力されるＰＷＭ出力（図中ＣＰで測定される出力）を示す図である。特に、図１４は、ＰＷＭ方式制御における起動時プランジャ吸着状態電流波形を示す図である。図１５は、ＰＷＭ方式制御におけるプランジャ非吸着状態電流波形を示す図である。図１６は、ＰＷＭ方式制御におけるプランジャ吸着状態電流波形を示す図である。図１７は、ＰＷＭ方式制御における異常復帰時電流波形を示す図である。
図１４〜図１６に示すように、ＰＷＭコントローラ７０が電流を起動電流値又は保持電流値に一定制御するように出力するＰＷＭ出力は、起動電流供給時と保持電流供給時とで周期がＴｐ１で同じである。しかし、起動電流供給時における１周期Ｔｐ１中のＯＮ時間Ｔｄｏｎは、保持電流供給時における１周期Ｔｄ１中のＯＮ時間Ｔｄ１より長い。そして、図１５及び図１６に示すように、保持電流供給時におけるプランジャ非吸着状態のＰＷＭ出力とプランジャ吸着状態のＰＷＭ出力は、周期Ｔｐ１と、その周期Ｔｐ１中のＯＮ時間Ｔｐ１が同じである。
【０１０６】
図１４〜図１６に示すように、ＰＷＭコントローラ７０が電流を一定電流に制御している状態では、周波数固定ＰＷＭ波形のＯＮ状態では、ソレノイド５のインピーダンスとその時点の電流値に応じて、検出抵抗Ｒ３に発生する検出電圧が増加し、ＰＷＭ波形のＯＦＦでは、ソレノイド５のインピーダンスとその時点の電流値に応じて、検出抵抗Ｒ３に発生する検出電圧が減少する。そのため、検出抵抗Ｒ３に発生する検出電圧は、目標電圧値ｚを間に挟んだ一定の幅（リップル値ｒ）の間を変動している。つまり、図１６に示すようにプランジャが吸着状態にあり、コイルインダクタンスが大きい時と、図１５に示すように非吸着状態にあり、コイルインダクタンスが小さい時とでは、検出電圧の増加・減少量が変わり、インダクタンスの大きい吸着状態にある時の方が、検出電圧のリップル値ｒは小さくなる。この検出電圧のリップル値ｒを監視することで、プランジャの吸着・非吸着が判別できる。
【０１０７】
次に、電磁弁駆動装置６１の動作について説明する。図１８は、電磁弁駆動装置の駆動制御プログラムのフローである。
ON信号あるいは、それを意味する電源が通電されると、制御手段２のマイコン６２はＰＷＭコントローラ７０に、起動電流値に当たる指令電圧値を出す（Ｓ７１）。ＰＷＭコントローラ７０は、指令値に従い、トランジスタＴＲ１の駆動を開始する。
【０１０８】
トランジスタＴＲ１の駆動制御方法は、マイコン６２が一定周波数でＯＮパルスをＰＷＭコントローラ７０に出力して行う。このとき、マイコン６２は、電磁弁４に流れる電流により検出抵抗Ｒ３に発生する検出電圧をＡ／Ｄ変換器６３に読み込むことにより、起動電流に達するまで、電磁弁４に流れる電流の現在の電流値を監視する。これは、端子６５への電流検出電圧入力で、一定時間の測定値の平均値を求め、判断する。マイコン６２は、現在の電流値が指令値より少なければ、ＰＷＭコントローラ７０に出力するＯＮパルスのパルス幅を広げ、また、現在の電流値が指令値より大きければ、ＯＮパルスのパルス幅を狭めることにより、現在の電流値が目標電流値になるように駆動手段３を駆動させる。
【０１０９】
上記のようにして、マイコン６２は、駆動手段３が定電流駆動に入ったのを見計らい（例えば、０．３秒後）、端子６８，６９からピークホールド回路７１とボトムホールド回路７２にリセット指令を出し（Ｓ７２，Ｓ７３）、それぞれ、電流値の監視ホールド動作を開始させる。ＰＷＭ周期の少なくとも１サイクル以上、電流値の監視ホールド動作を行わせ、それぞれのピーク値（最大電流値）および、ボトム値（最小電流値）を端子６６，６７を介してＡ／Ｄ変換器６３で読み込ませる。そして、ピーク値とボトム値の差である電流の変動幅（＝起動時のリップル値）を計測する（Ｓ７４）。
【０１１０】
なお、ＰＷＭ駆動される電流波形を余すところ無くＡ／Ｄ変換できるＡ／Ｄコンバータの場合には、ピークホールド回路７１及びボトムホールド回路７２を使用する必要は無く、ＰＷＭ電流波形を1周期以上、連続して変換し、その中から、最大値・最小値を選択し、その差からリップル値を求めてもよい。
【０１１１】
起動時のリップル値が、予め設定された起動吸着を示す規定のリップル値と許容範囲内で、一致するか比較する（Ｓ７５）。起動時のリップル値が規定のリップル値と一致する場合には（Ｓ７５：ＹＥＳ）、プランジャは吸着状態にあると判断でき、Ｓ７６以降の保持動作に移る。一方、起動時のリップル値が規定のリップル値と一致しない場合には（Ｓ７５：ＮＯ）、１００％定格電圧を０．２秒かけ、確実な吸着を期してから（Ｓ８２，Ｓ８３）、Ｓ７１に戻って、再び上記の起動電流指令を出し、吸着確認シーケンスを行う。
【０１１２】
Ｓ７６以降の保持動作に移る場合は、保持電流指令電圧をＰＷＭコントローラ７０に出し、電流値を減少させる（Ｓ７６）。検出抵抗Ｒ３に発生する検出電圧に基づいて平均電流値を監視し（Ｓ７７）、保持電流値に達したなら（Ｓ７８：ＹＥＳ）、ここで、検出抵抗Ｒ３に発生する検出電圧のリップル値の計測を行う。つまり、ピークホールド回路７１とボトムホールド回路７２にリセット指令を出し（Ｓ７９）、それぞれ、電流値（検出電圧値）の監視ホールド動作を開始させる。ＰＷＭ周期の少なくとも1サイクル以上、電流値（検出電圧値）の監視ホールド動作を行わせ、それぞれのピーク値（最大電流値又は最大電圧値）およびボトム値（最小電流値又は最小電圧値）を端子６６，６７を介してＡ／Ｄ変換器６３で読み込ませる。そして、そのピーク値とボトム値の差である検出電圧の変動幅（＝保持時の検出電圧のリップル値）を計測する（Ｓ８０）。計測したリップル測定値が、予め設定された保持判別リップル値より小さければ（Ｓ８１：ＹＥＳ）、保持動作を維持している（プランジャは吸着状態にある）として、Ｓ７９へ戻り、再び、リップル値の監視を繰り返す。一方、リップル測定値が、予め設定された保持判別リップル値以上であれば（Ｓ８１：ＮＯ）、異常復帰を発生した(プランジャは吸着状態に無い)と判断し、１００％定格電圧を０．２秒かけ、確実な吸着を期してから（Ｓ８２，Ｓ８３）、Ｓ７１へ戻り、再び、起動電流指令を出して吸着確認シーケンスを行う。そして、吸着確認後、保持動作に移る。
【０１１３】
マイコン６２は、以上の処理を、上位装置からＯＮ信号を入力している間或いはそれを意味する電源が通電されている間、繰り返し行う。保持動作は、起動時より少ない電流で行われるため、消費電力の削減に大きな効果を上げる。また、異常復帰動作は、ＰＷＭ制御時に検出抵抗Ｒ３に発生する検出電圧のリップル値に基づいて静的に行うため、例えば、電磁弁４が制御する流体が高い粘性を有する場合でも、プランジャの異常復帰を検知することが可能になり、電磁弁４の動作検知精度を高めることができる。換言すれば、電磁弁４の動作信頼性を保証することができる。更に、振動センサ等を設ける必要がないので、装置コストを安価にできる。
【０１１４】
以上説明したように、本実施形態の電磁弁駆動装置６１、電磁弁４、電磁弁駆動方法及び電磁弁駆動装置の駆動制御プログラムは、外部衝撃等により、保持電流を供給される電磁弁４が異常に弁閉することがある。通常、電磁弁４は、弁開状態時と弁閉状態に発生するインダクタンスが異なり、特定の回路においては、そのインダクタンスの影響を受けて、電磁弁４と直列に配置された検出抵抗Ｒ３に発生する検出電圧が変化する。この点に着目し、上記構成では、電磁弁４に保持電流を供給する場合に、検出抵抗にＲ３発生する検出電圧を監視し、検出電圧Ｒ３の変化により電磁弁４が正常に弁開しているか異常に弁閉しているかを検知する。このため、本実施形態の電磁弁駆動装置６１、電磁弁４、電磁弁駆動方法及び電磁弁駆動装置の駆動制御プログラムは、プランジャの移動に伴う過渡現象を使用した検出方法（電流波形、プランジャの衝撃振動等）とは異なり、電磁弁４の動作状態を検出抵抗Ｒ３に発生する検出電圧の変化により静的定常的に検知するので、振動センサ等を電磁弁４に設ける必要がなく、ローコストで異常を迅速に検知できる。しかも、例えば電磁弁４が粘性の高い液体を制御し、弁閉時の衝撃が小さい場合でも、電磁弁４の異常な弁閉動作と正常な弁閉動作を検出電圧の変化により明確に判別するので、検知精度が高い。電磁弁４の異常が確認された場合には、電磁弁４に供給する電流を保持電流より増加させて電磁弁を弁開状態に瞬時に自動復帰させる。
【０１１５】
よって、上記電磁弁駆動装置６１、電磁弁４、電磁弁駆動方法及び電磁弁駆動装置の駆動制御プログラムによれば、プランジャ保持状態の検出精度を高めることができる。また、電磁弁４が保持電流供給時に正常に弁開する場合と異常に弁閉する場合とで検出抵抗Ｒ３に発生する検出電圧が変化することに着目して検出抵抗Ｒ３の変化により電磁弁４の動作状態を検知するので、振動センサ等を電磁弁に設ける必要がなく、安価である。
【０１１６】
上記構成の電磁弁駆動装置６１は、電磁弁４の弁開閉動作に伴って発生するインダクタンスの変化の影響を受けて、電磁弁４が保持電流を一定に供給されて弁開している場合と、電磁弁が保持電流を一定に供給された状態で異常に弁閉した場合とで、電磁弁４の下流側に配置される検出抵抗Ｒ３に発生する検出電圧のリップル値が異なる。この点に着目し、電磁弁駆動装置６１は、電磁弁４に供給する電流を起動電流から保持電流に切り替えた後に検出電圧のリップル値を測定し、測定したリップル測定値を、電磁弁４に保持電流を一定に供給した場合に検出抵抗Ｒ３に発生する検出電圧の保持判別リップル値と比較する。リップル測定値が保持判別リップル値と一致する場合には正常と判断し、測定したリップル測定値が保持判別リップル値と一致しない場合には異常と判断する。このため、プランジャの移動に伴う過渡現象を使用した検出方法（電流波形、プランジャの衝撃振動等）とは異なり、電磁弁４の動作状態を検出抵抗Ｒ３に発生する検出電圧のリップル値により静的定常的に検知するので、振動センサ等を電磁弁に設ける必要がなく、ローコストで異常を迅速に検知できる。しかも、例えば電磁弁４が粘性の高い液体を制御し、弁閉時の衝撃が小さい場合でも、電磁弁４の異常な弁閉動作と正常な弁閉動作を検出電圧のリップル値により明確に判別するので、検知精度が高い。
【０１１７】
（第７実施形態）
次に、本発明の第７実施形態について説明する。  図１９は、本発明の第７実施形態に係り、電磁弁駆動装置６１に記憶された学習プログラムのフローである。
第７実施形態では、制御データのない電磁弁４を接続する場合、制御手段２に、その電磁弁４の動作条件を学習させるためのプログラムを、第６実施形態で説明した電磁弁駆動装置６１のマイコン６２（図１３参照）に記憶させたものである。
【０１１８】
電磁弁４を接続状態とし、学習モード起動入力を入れると、制御手段２のマイコン６２は、ＥＥＰＲＯＭ７に記憶された図１９に示す学習プログラムを実行する。マイコン６２は、まず、定格電流以上の電流指令をＰＷＭコントローラ７０に出力し、駆動手段３を定格電圧駆動状態（駆動トランジスタ１００％ＯＮ状態）とする（Ｓ９１）。このとき検出抵抗Ｒ３に発生する検出電圧をＡ／Ｄ変換器６３で読み込み、電磁弁４の定格電流値とし、記録する（Ｓ９２）。
【０１１９】
マイコン６２は、電流値０からＳ９２で記録した定格電流値までを、均等に分割する（たとえば５０分割）。そして、電流値が０になるまで、高い電流値から一定割合（例えば２％）で電流値を下降させるように、電流値指令をＤ／Ａ変換器６４からＰＷＭコントローラ７０に順に出す（Ｓ９３，Ｓ９４）。そして、各下降時電流値指令出力時に、マイコン６２は、各下降電流値で定常制御動作状態（過渡現象を除いた）となったのを見計らい、ピークホールド回路７１とボトムホールド回路７２をリセットし（Ｓ９５）、それぞれ検出抵抗Ｒ３に発生する検出電圧の監視ホールド動作を開始させる。すなわち、ＰＷＭ周期の１サイクル以上、ピークホールド回路７１とボトムホールド回路７２に検出電圧の監視ホールド動作を行わせ、それぞれのピーク値とボトム値をＡ／Ｄ変換器６３に読み込んで、ピーク値（最大電圧値）とボトム値（最小電圧値）の差（リップル値）を計測し、下降時電流値指令とリップル値とを関連付けて一時記録する（Ｓ９５，Ｓ９６，Ｓ９７）。
【０１２０】
Ｓ９３〜Ｓ９７の動作を繰り返すうちに、どこかの電流値において、プランジャの開放が発生する。さらに続け、電流値指令０まで行ったら、プランジャを確実に復帰状態とする（Ｓ９４：ＹＥＳ、Ｓ９８）。
【０１２１】
次に、下降時電流値と同じ電流値を持つ電流値指令を、低いほうから順に出し（Ｓ９９）、それぞれの電流値でのリップル値ｒを上記と同様の方法（Ｓ９５〜Ｓ９７）で、計測し一時記録する（Ｓ１００〜Ｓ１０２）。これを、定格電流直前の電流まで、続ける（Ｓ１０３）。すると、どこかの電流値において、プランジャの吸着が発生する。
【０１２２】
プランジャの吸着の有無では、電磁弁４のソレノイド５の磁気抵抗が変わり、インダクタンスが、大きく変化する。例えば、あるＤＣ２４Ｖ用電磁弁では、非吸着時０．６Ｈ程度に対し、吸着時には、１．４Ｈにまで、インダクタンスは変わる。その変化により、図１５及び図１６に示すように検出電圧（電磁弁４に流れる電流）のリップル値ｒも変わる。電流を上昇させた場合と下降させた場合でリップル値ｒが大きく変わった電流領域（リップル値ヒステリシス領域）が、吸着状態と復帰状態の二つの状態を取りうるプランジャ動作ヒステリシス領域を表す。このヒステリシス領域より下の電流値（検出電圧）では、必ず復帰状態となり、このヒステリシス領域より上の電流値（検出電圧）では、必ず、吸着状態となる吸着領域となるが、学習条件と実際の使用条件では、振動・圧力・流量などの要素により、微妙に変動する。そのため、実際には、より安全側の条件で、余裕をもって使用することになる。このプランジャ動作ヒステリシス領域内では、二つの状態とも、一定電流値になるように駆動手段３を駆動させる場合であれば、同じデューティサイクルとなるが、それぞれ、リップル値ｒが異なる。よって、保持動作時にも、容易に吸着状態か異常復帰状態かを検出電圧のリップル値ｒに基づいて判別できる。
【０１２３】
そこで、Ｓ９７とＳ１０２で一時記録領域３５に記憶したリップル値に基づいて、リップル値の異なるヒステリシス領域の上下限電流値を求める（Ｓ１０４）。そして、リップル値ヒステリシス領域の最も低い電流値を復帰電流値とする（Ｓ１０５）。そして、この復帰電流値に余裕値（例えば、定格電流の５％）を加算し、その値に近い、学習に使用した電流値を保持電流として記録、使用することにする（Ｓ１０６）。この記録した保持電流値が、ヒステリシス領域にある場合には、二つのリップル値を持つので、二つのリップル電流値の例えば中間値（平均値）を、保持判別値として記録、使用する（Ｓ１０７）。
【０１２４】
これにより、通常動作時には、上記学習プログラムで取得した保持判別リップル値より、プランジャ保持時に計測したリップル測定値が大きければ、プランジャが異常復帰を発生し、インダクタンスが減少状態にあると判別できる。また、プランジャ保持時に計測したリップル測定値が、上記学習プログラムで取得した保持判別リップル値以下であれば、プランジャが保持を維持できており、インダクタンスが大きい状態にあると判別できる。振動衝撃の多い環境では、それに応じた充分な余裕度を加算値として保持電流に与えるなど、余裕値を選択可能にしてもよい。尚、プランジャの保持に必要な最低電流が、保証対衝撃値等、別の要請から求められている場合は、それをデータとして与える。
【０１２５】
そして、高電流域で電流上昇と下降で駆動周期が変わらなかった最も低い電流値、つまり、リップル値ヒステリシス領域の一つ上の学習電流値を吸着電流として記録する（Ｓ１０８）。この吸着電流に余裕値（例えば、定格電流の１０％）を加算した値に近い、学習に使用した電流値を起動電流値として記録、使用する（Ｓ１０９）。そして、起動電流値のリップル値の例えば５％以内を、吸着判別リップル値として記録し、正常吸着の判別に使用する（Ｓ１１０）。以上により、マイコン６２は学習プログラムの実行を終了する。
【０１２６】
リップル値の大小は、起動吸着時と起動非吸着時にも同様に存在する。そのため、吸着判別リップル値を用いて、起動時の吸着確認を行える。また、電流（電圧）リップル値でのプランジャ吸着・非吸着判別方式で、第２実施形態と同様に、定格電流より小さくした起動電流値を学習し、起動時の消費電力を削減することもできる。
【０１２７】
なお、起動時の消費電力削減にこだわらなければ、起動時は、吸着動作と吸着確認が目的であるので、定格電流の８０％というような決め方でもよいし、短時間の１００％通電する定格電流で吸着させ、適当な起動電流に落として、周期から吸着確認しても良い。
【０１２８】
以上説明したように、第７実施形態の電磁弁駆動装置６１は、電磁弁４を確実に弁開状態に起動させることができる所定値から電流値０までを均等に分割して下降値を求め、電磁弁４に供給する電流値を、求めた下降値に従って下降させた場合に、マイコン６２が測定する下降時リップル値を電流下降時の電流値に関連付けて一次記憶手段３５に記憶する。そして、電磁弁４に供給する電流値を、ゼロから下降値と同じ値ずつ上昇させた場合に、マイコン６２により測定される上昇時リップル値を電流上昇時の電流値に関連付けて一次記憶手段３５に記憶する。そして、一次記憶手段３５に記憶した下降時リップル値と上昇時リップル値とからリップル値の異なるヒステリシス領域の下限電流値を求め、求めた下限電流値に余裕値を加えて保持電流値を決定することにより、当該電磁弁４に適した保持電流値を学習する。よって、本実施形態の電磁弁駆動装置６１によれば、個体差を考慮した保持電流値を電磁弁に供給して弁開状態を維持することができ、省エネ効果をより一層高めることができる。
【０１２９】
本実施形態の電磁弁駆動装置６１は、一次記憶領域３５に記憶された下降時リップル値と上昇時リップル値とからリップル値の異なるヒステリシス領域の上限電流値を求め、求めた上限電流値の一つ大きい学習電流値に余裕値を加えて起動電流値を決定することにより、当該電磁弁４に適した起動電流値を学習する。よって、本実施形態の電磁弁駆動装置６１によれば、起動時に電磁弁を弁開させる起動電流を個体差を考慮して定格電流より小さくし、省エネ効果をより一層高めることができる。
【０１３０】
（第８実施形態）
次に、本発明の第８実施形態について説明する。図２０は、第８実施形態に係る電磁弁駆動装置８１の回路図である。
図２０に示す電磁弁駆動装置８１は、第１実施形態の電磁弁駆動装置１が備えていたＤ／Ａ変換器８を省略するように回路を構成している点が第１実施形態と相違する。ここでは、第１実施形態との相違点を中心に説明し、共通する点は図面に第１実施形態と同じ符号を付し、説明を適宜省略する。
【０１３１】
電磁弁駆動装置８１は、抵抗Ｒ２１，Ｒ２２，Ｒ２３が直列に設けられた配線が、マイコン用電源Ｅ２とマイコン８２との間と、トランジスタＴＲ３の下流側とに接続されている。抵抗Ｒ２１，Ｒ２２の間には、比較回路１１を構成する抵抗Ｒ１が接続されている。トランジスタＴＲ３は、ベースがマイコン８２に接続され、エミッタが抵抗Ｒ２２，Ｒ２３の間に接続され、コレクタが検出抵抗Ｒ３と電源Ｅ１を接続する配線に接続されている。
尚、本実施形態では、マイコン８２、比較回路１１、抵抗Ｒ２１〜Ｒ２５、トランジスタＴＲ３により「監視手段」が構成されている。
【０１３２】
このような電磁弁駆動装置８１は、マイコン８２がトランジスタＴＲ３をＯＦＦさせると、抵抗Ｒ２１，Ｒ２２，Ｒ２３により接点Ｍ１１にかかる電圧が規定される。一方、マイコン８２がトランジスタＴＲ３をＯＮすると、抵抗Ｒ２１，Ｒ２２により接点Ｍ１１にかかる電圧が規定される。よって、電磁弁駆動装置８１は、マイコン８２がトランジスタＴＲ３をＯＮ／ＯＦＦさせることによりＭ１１にかかる電圧を変化させ、コンパレータＯＰの基準電圧を変化させるので、第１実施形態のＤ／Ａ変換器８を省略しても、起動電流値と保持電流値を制御することができる。電磁弁駆動装置８１は、マイコン８２がＤ／Ａ変換器８を備えないため、起動電流値や保持電流値を学習できないが、安価なマイコン８２を使用してローコストにできる。
【０１３３】
尚、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、色々な応用が可能である。
（１）例えば、上記実施形態では、電磁弁駆動装置の駆動制御プログラムや学習プログラムをＥＥＰＲＯＭ７に記憶したが、上位装置に電磁弁駆動装置の駆動制御プログラムや学習プログラムを記憶させ、電磁弁駆動装置１，３１，４１が上位装置から駆動指令を入力する際に電磁弁駆動装置の駆動制御プログラムをダウンロードするようにしても良い。また、上位装置に電磁弁駆動装置の駆動制御プログラムや学習プログラムを実行させ、電磁弁駆動装置の駆動制御プログラムの実行により作成された指令を電磁弁駆動装置１，３１，４１が入力して、制御手段２や駆動手段３を制御するようにしても良い。
（２）例えば、上記実施形態において、電流検出ＡＤ変換回路が電磁弁駆動装置１，３１，４１にある場合、定期的あるいは常時、ＯＮ起動時にあえて１００％駆動を行い、その電流値を計測することで、ソレノイド５のコイル抵抗を求め、既知温度の抵抗値からの変化で、現在の電磁弁温度の推定を行い、種々の設定値に対し、温度補正を加えても良い。
（３）例えば、上記実施形態において、定格電流値１００％を電磁弁４に供給して駆動させ、定格電流値１００％から保持電流値までの電流値下降時間を計測し、インダクタンス計測を個々の電磁弁４について行ってもよい。
（４）上記第１，２実施形態では、プランジャの保持に必要な最低電流が、保証対衝撃値等、別の要請から求められている場合は、それをデータとして与え、マイコン６が取得する駆動波形と比較して電磁弁４の動作状態を検知するようにしても良い。
（５）電磁弁性能特性が限定できるなら、図１に示すＤ／Ａ変換器８に変え、抵抗分圧とスイッチングトランジスタで、起動・保持電流の２値を設定でき、もっともローコストにできる。
（６）上記第６実施形態において、高速のＡ／Ｄ変換器６３で、電流値波形を監視すれば、ピークホールド回路７１ボトムホールド回路７２は必須のものではない。
（７）上記第１実施形態では、定格電流駆動指令を出力して電磁弁４を起動させたが、起動電流は、定格電流より小さい電流であっても良い。
【符号の説明】
【０１３４】
１，３１，３６，４１，５１，６１，８１  電磁弁駆動装置
３  駆動手段
４  電磁弁
６，３２，３７，４２，５２，６２，８２  マイコン（監視手段、駆動波形取得手段、異常検知手段、報知手段、保持電流値制御手段、保持電流値学習手段、起動電流値学習手段、リップル値測定手段の一例）
Ｒ３  検出抵抗
ＬＤ１〜ＬＤ３  発光ダイオード（報知手段の一例）
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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