(57)【要約】【課題】電磁弁を起動する第１の期間におけるさらなる省電力化を実現する。【解決手段】電磁弁１０において、電磁弁駆動回路１６は、ソレノイドコイル１８に流れる電流Ｉを検出する電流検出部３６と、検出された電流Ｉの時間変化率を算出する電流変化率算出部５２と、算出された時間変化率に基づいて第１の期間から第２の期間への移行のタイミングを決定する保持状態移行判定部５４とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の期間に電磁弁のソレノイドコイルに対して第１の電圧を印加することにより該電磁弁を起動させ、前記第１の期間に続く第２の期間に前記ソレノイドコイルに対して第２の電圧を印加することにより前記電磁弁の駆動状態を保持させる電磁弁駆動回路において、
前記ソレノイドコイルに流れる電流を検出する電流検出部と、
前記電流の時間変化率を算出する時間変化率算出部と、
前記時間変化率に基づいて前記第１の期間から前記第２の期間への移行を決定する保持状態移行判定部と、
を有することを特徴とする電磁弁駆動回路。
【請求項２】
請求項１記載の電磁弁駆動回路において、
前記保持状態移行判定部は、
前記ソレノイドコイルに対する前記第１の電圧の印加開始後、前記時間変化率が略０になった第１の時点と、
前記第１の時点後、前記電流の電流値が低下した第２の時点と、
前記第２の時点後、前記電流値が前記第１の時点の電流値にまで増加した第３の時点と、
前記第３の時点後、前記第１の時点の電流値を維持した後の第４の時点と、
について、前記第１の時点から前記第４の時点までの間のどの時点も前記第１の期間から前記第２の期間への移行のタイミングとして選択可能であることを特徴とする電磁弁駆動回路。
【請求項３】
請求項１又は２記載の電磁弁駆動回路において、
前記第１の期間での前記電流の最大値である起動電流値が大きくなるように前記第１の期間を長く設定する起動電流設定部と、
前記起動電流値が電流閾値よりも大きいか否かを判定し、前記起動電流値が前記電流閾値よりも大きい場合には、前記電磁弁が使用期限に至ったことを外部に通知する使用期限判定部と、
をさらに有することを特徴とする電磁弁駆動回路。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の電磁弁駆動回路において、
前記第１の期間が期間閾値よりも長いか否かを判定し、前記第１の期間が前記期間閾値よりも長い場合には、前記電磁弁が使用期限に至ったことを外部に通知する使用期限判定部をさらに有することを特徴とする電磁弁駆動回路。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の電磁弁駆動回路において、
前記第１の期間にオンすることで前記第１の電圧を前記ソレノイドコイルに印加させ、一方で、前記第２の期間にオンすることで前記第２の電圧を前記ソレノイドコイルに印加させるスイッチ部と、
前記時間変化率算出部及び前記保持状態移行判定部を備え、前記スイッチ部のオン又はオフを制御するスイッチ制御部と、
をさらに有することを特徴とする電磁弁駆動回路。
【請求項６】
請求項５記載の電磁弁駆動回路において、
前記スイッチ制御部は、前記第１の期間に第１の制御信号を前記スイッチ部に供給して該スイッチ部をオンさせ、一方で、前記保持状態移行判定部による前記第１の期間から前記第２の期間への移行の決定に基づいて、前記第２の期間に第２の制御信号を前記スイッチ部に供給して該スイッチ部をオン又はオフさせる制御信号供給部をさらに備えることを特徴とする電磁弁駆動回路。
【請求項７】
請求項５又は６記載の電磁弁駆動回路において、
前記ソレノイドコイルは、前記電磁弁駆動回路を介して電源に電気的に接続され、
前記スイッチ部が前記第１の期間にオンすることにより、前記電源から前記電磁弁駆動回路を介して前記ソレノイドコイルに該電源の電源電圧が前記第１の電圧として印加され、
前記スイッチ部が前記第２の期間にオンすることにより、前記電源から前記電磁弁駆動回路を介して前記ソレノイドコイルに前記電源電圧が前記第２の電圧として印加されることを特徴とする電磁弁駆動回路。
【請求項８】
請求項７記載の電磁弁駆動回路において、
前記電源と前記スイッチ制御部との間を電気的に接続し、且つ、前記電源が前記スイッチ制御部に前記電源電圧を印加したときに発光する発光ダイオードをさらに有することを特徴とする電磁弁駆動回路。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の電磁弁駆動回路を有する電磁弁。
【請求項１０】
第１の期間に電磁弁のソレノイドコイルに対して第１の電圧を印加することにより該電磁弁を起動させ、前記第１の期間に続く第２の期間に前記ソレノイドコイルに対して第２の電圧を印加することにより前記電磁弁の駆動状態を保持させる電磁弁の駆動方法において、
前記ソレノイドコイルに流れる電流を検出し、
前記電流の時間変化率を算出し、
前記時間変化率に基づいて前記第１の期間から前記第２の期間への移行を決定することを特徴とする電磁弁の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１の期間に電磁弁のソレノイドコイルに対して第１の電圧を印加することにより該電磁弁を起動させ、前記第１の期間に続く第２の期間に前記ソレノイドコイルに対して第２の電圧を印加することにより前記電磁弁の駆動状態を保持させる電磁弁駆動回路、該電磁弁駆動回路を有する電磁弁、及び、該電磁弁の駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、流路の途中に電磁弁を配設して、電磁弁駆動回路から前記電磁弁のソレノイドコイルに電圧を印加することにより、前記電磁弁が付勢されて前記流路を開閉させることが広く行われている。この場合、第１の期間（起動時間）において、前記電磁弁駆動回路から前記ソレノイドコイルに第１の電圧を印加することにより前記電磁弁が起動され、前記第１の期間に続く第２の期間（保持時間）において、前記電磁弁駆動回路から前記ソレノイドコイルに第２の電圧を印加することにより前記電磁弁の駆動状態が保持される。
【０００３】
近年、上述した電磁弁について、少ない消費電力で駆動されることが望まれており、特許文献１には、ソレノイドコイルに流れる電流に基づいてスイッチ部をオン又はオフさせることにより、電源とソレノイドコイルとの間の導通を制御して、より少ない消費電力で電磁弁の駆動状態を保持させることが提案されている。
【０００４】
一方、電磁弁を長期間使用すると当該電磁弁の駆動性能が低下するおそれがある。そこで、特許文献２には、電磁弁の動作時間を検出して該電磁弁の切換動作が正常であるか否かを判別することにより、前記電磁弁が故障する前に当該電磁弁の異常を予知することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４３５９８５５号公報
【特許文献２】特許第３５３０７７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、電磁弁を起動する第１の期間では、より大きな電気エネルギ（電力）をソレノイドコイルに供給して前記電磁弁を速やかに起動させ、一方で、該電磁弁の駆動状態を保持する第２の期間では、より少ない電気エネルギを前記ソレノイドコイルに供給することにより前記第１の期間に起動した前記電磁弁の駆動状態を保持させる。
【０００７】
前記第２の期間については、前述したように、特許文献１の技術により省電力化が十分に図られている。
【０００８】
これに対して、大きな電気エネルギがソレノイドコイルに供給される前記第１の期間についても、より少ない電気エネルギ、すなわち、より小さな起動電流値且つより短い起動時間で電磁弁を起動できるようにすることが、電磁弁のさらなる省電力化の観点から望まれている。
【０００９】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、第１の期間におけるさらなる省電力化を実現することが可能となる電磁弁駆動回路、電磁弁及び電磁弁の駆動方法を提供することを目的とする。
【００１０】
また、本発明は、電磁弁の省電力化を図ると共に、前記電磁弁の使用期限（寿命）の自己診断が可能になることで、該電磁弁の信頼性を向上することができる電磁弁駆動回路、電磁弁及び電磁弁の駆動方法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】
【００１１】
本発明に係る電磁弁駆動回路及び電磁弁は、
該電磁弁駆動回路が、第１の期間に電磁弁のソレノイドコイルに対して第１の電圧を印加することにより該電磁弁を起動させ、前記第１の期間に続く第２の期間に前記ソレノイドコイルに対して第２の電圧を印加することにより前記電磁弁の駆動状態を保持させる電磁弁駆動回路であって、
前記ソレノイドコイルに流れる電流を検出する電流検出部と、前記電流の時間変化率を算出する時間変化率算出部と、前記時間変化率に基づいて前記第１の期間から前記第２の期間への移行を決定する保持状態移行判定部とを有することを特徴としている。
【００１２】
また、本発明に係る電磁弁の駆動方法は、第１の期間に電磁弁のソレノイドコイルに対して第１の電圧を印加することにより該電磁弁を起動させ、前記第１の期間に続く第２の期間に前記ソレノイドコイルに対して第２の電圧を印加することにより前記電磁弁の駆動状態を保持させる電磁弁の駆動方法において、
前記ソレノイドコイルに流れる電流を検出し、前記電流の時間変化率を算出し、前記時間変化率に基づいて前記第１の期間から前記第２の期間への移行を決定することを特徴としている。
【００１３】
これらの発明によれば、前記ソレノイドコイルに流れる電流を検出し、検出した前記電流の時間変化率を算出し、算出した前記時間変化率に基づいて前記第１の期間から前記第２の期間への移行のタイミングを決定するので、前記第１の期間を前記電磁弁の仕様や状態に応じた最適な期間に設定することができる。
【００１４】
このように、前記電磁弁の起動時間である前記第１の期間を最適化することにより、前記第１の期間（起動時間）を短くすることができると共に、前記電磁弁を起動させるために必要な電流値（起動電流値）も小さくすることができ、この結果、前記第１の期間におけるさらなる省電力化を実現することが可能となる。
【００１５】
また、前記第１の期間から前記第２の期間への移行のタイミングを決定できることにより、前記電磁弁の動作時間（前記第１の期間と前記第２の期間とを合計した前記電磁弁の通電時間）が予め定められている場合に、前記第１の期間が異常に長ければ、前記電磁弁が使用期限に近づいていることを判断することも可能となる。すなわち、前記第１の期間から前記第２の期間への移行のタイミングを把握することにより、当該電磁弁が使用期限に至ったか否かを自己診断することが可能となる。
【００１６】
従って、本発明では、前記第１の期間が最適化されて、前記電磁弁の省電力化を実現できると共に、前記第１の期間から前記第２の期間への移行のタイミングを把握することで、該電磁弁の使用期限（寿命）を自己診断することが可能となり、この結果、前記電磁弁の信頼性を向上することができる。
【００１７】
このことから、本発明では、前記電磁弁に位置センサ（特許文献２の位置センサ）等の電子部品を搭載しなくても、前記第１の期間の最適化を図ることができるので、前記電磁弁駆動回路及び前記電磁弁の低コスト化も実現することができる。
【００１８】
ところで、前記第１の期間において、前記ソレノイドコイルに流れる電流は、前記第１の電圧の印加開始直後から時間経過に伴って急増するが、前記電磁弁を構成する可動コア（プランジャ）及び該プランジャの先端に装着された弁体に対して、前記電流に起因した起磁力（起動力）が付勢されると、前記起動力による固定コア（鉄心）への吸着が行われ、時間経過と共に急増した前記電流は僅かに減少する。すなわち、前記第１の電圧の印加開始直後から急増した前記電流は、前記鉄心に対する前記プランジャ及び前記弁体の吸着開始の直前に電流値が一旦最大となり、その後、前記鉄心に対する前記プランジャ及び前記弁体の吸着開始により電流値が減少し始める（図２Ｂ参照）。そして、前記鉄心に前記プランジャ及び前記弁体が吸着されることで前記電磁弁の起動が完了する。
【００１９】
ところが、従来は、一旦吸着された前記可動コア及び前記弁体が前記鉄心から離間して吸着状態が解除されるおそれを想定して、設計上、起動完了からの所定時間、前記ソレノイドコイルに前記電流を流し続けて吸着状態を維持し、その後、前記第２の期間に移行していた（図２Ｂの一点鎖線）。
【００２０】
つまり、従来は、前記第１の期間中、前記吸着状態が解除されるおそれがなくても、不用意に前記電流を前記ソレノイドに流し続けるので、前記第１の期間が長くなると共に起動電流値が大きくなって、無駄に電気エネルギが消費されていた。
【００２１】
そこで、本発明では、前記電磁弁駆動回路を下記のように構成することで、前記第１の期間における省電力化を実現可能とした。
【００２２】
すなわち、前記保持状態移行判定部は、前記ソレノイドコイルに対する前記第１の電圧の印加開始後、前記時間変化率が略０になった第１の時点と、前記第１の時点後、前記電流の電流値が低下した第２の時点と、前記第２の時点後、前記電流値が前記第１の時点の電流値にまで増加した第３の時点と、前記第３の時点後、前記第１の時点の電流値を維持した後の第４の時点とについて、前記第１の時点から前記第４の時点までの間のどの時点でも前記第１の期間から前記第２の期間への移行のタイミングとして選択可能である。
【００２３】
ここで、前記第１の時点とは、前記第１の電圧の印加開始直後から前記電流が時間経過と共に急増した後に、前記起動力に起因して前記鉄心に対する前記可動コア及び前記弁体の吸着が開始される時点（前記電流が一旦最大値に到達する時点）をいう（図３Ｃの時点ｔ１）。また、前記第２の時点とは、前記鉄心に対する前記可動コア及び前記弁体の吸着により、前記電流値が前記第１の時点における電流値から低下する時点をいう（図２Ｃの時点ｔ１〜ｔ３の間の各時点及び図４Ｃの時点ｔ２）。さらに、前記第３の時点とは、前記吸着状態の解除のおそれを想定して吸着状態を維持するために前記電流を流すことにより、前記電流値が前記第１の時点での電流値に到達した時点をいう（図２Ｃの時点ｔ３）。さらにまた、前記第４の時点とは、前記電流値が前記第１の時点での電流値に到達した前記第３の時点の後、前記電流値を前記第１の時点での電流値よりも大きくならないようにして前記吸着状態を維持した後の時点をいう（図５Ｃの時点ｔ８）。
【００２４】
従って、前記保持状態移行判定部は、前記第１の時点から前記第４の時点までの間のどの時点でも前記第１の期間から前記第２の期間への移行のタイミングとして選択可能となる。この結果、従来技術と比較して、設計の柔軟性を図ることができ、さらには、前記第１の期間を短くすると共に起動電流値を小さくすることができるので、前記ソレノイドコイルに対して無駄な電気エネルギを不用意に供給することを回避することが可能となり、前記第１の期間におけるさらなる省電力化を実現することができる。
【００２５】
例えば、前記第１の時点を選択した場合には、該第１の時点以降、前記吸着が開始されて電流値が低下するので、前記吸着の完了と共に保持状態にスムーズに移行することが可能となる。また、前記第２の時点を選択した場合でも、前記吸着の完了と共に保持状態にスムーズに移行することが可能となる。さらに、前記第３の時点を選択した場合には、前記吸着が完了したことを確認した後に保持状態に移行するので、吸着状態が解除されるおそれを回避することも可能となる。さらにまた、前記第４の時点を選択した場合には、前記電流値を大きくすることなく前記吸着状態を維持した後に保持状態に移行するので、吸着状態の解除を確実に回避することが可能となる。従って、前記第１の時点から前記第４の時点までの時間帯において、前記第３の時点を特に選択すれば、前記電磁弁の省電力化と、前記吸着状態の解除の回避とを共に達成することが可能となる。
【００２６】
ここで、前記電磁弁駆動回路は、前記第１の期間での前記電流の最大値である起動電流値が大きくなるように前記第１の期間を長く設定する起動電流設定部と、前記起動電流値が電流閾値よりも大きいか否かを判定し、前記起動電流値が前記電流閾値よりも大きい場合には、前記電磁弁が使用期限に至ったことを外部に通知する使用期限判定部とをさらに有する。
【００２７】
前記電磁弁を長期間使用すると、前記電磁弁の起動に応答遅れが発生するので、前記応答遅れを補償するために前記起動電流値を大きくすることが行われている。しかしながら、前記起動電流値が前記電流閾値よりも大きければ、前記電磁弁の省電力化や応答性の確保が困難になる。そこで、前記使用期限判定部が前記使用期限を外部に通知することにより、ユーザは、前記電磁弁が前記使用期限（寿命）に至ったことを容易に認識することができる。
【００２８】
また、使用期限判定部は、前記第１の期間が期間閾値よりも長いか否かを判定し、前記第１の期間が前記期間閾値よりも長い場合には、前記電磁弁が使用期限に至ったことを外部に通知してもよい。
【００２９】
この場合でも、前記第１の期間が前記期間閾値よりも長ければ、前記電磁弁の応答性の確保が困難になるため、前記使用期限を外部に通知することで、ユーザは、前記電磁弁が前記使用期限（寿命）に至ったことを容易に認識することができる。
【００３０】
このように、前記使用期限判定部を前記電磁弁駆動回路及び前記電磁弁に具備させることにより、前記電磁弁に自己診断機能（使用期限の判定機能）が備わるので、前記電磁弁駆動回路及び前記電磁弁の信頼性をさらに高めることが可能となる。
【００３１】
ここで、前記電磁弁駆動回路は、前記第１の期間にオンすることで前記第１の電圧を前記ソレノイドコイルに印加させ、一方で、前記第２の期間にオンすることで前記第２の電圧を前記ソレノイドコイルに印加させるスイッチ部と、前記時間変化率算出部及び前記保持状態移行判定部を備え、前記スイッチ部のオン又はオフを制御するスイッチ制御部とをさらに有してもよい。
【００３２】
これにより、前記電磁弁の省電力化を容易に実現することができる。
【００３３】
この場合、前記スイッチ制御部は、前記第１の期間に第１の制御信号を前記スイッチ部に供給して該スイッチ部をオンさせ、一方で、前記保持状態移行判定部による前記第１の期間から前記第２の期間への移行の決定に基づいて、前記第２の期間に第２の制御信号を前記スイッチ部に供給して該スイッチ部をオン又はオフさせる制御信号供給部をさらに備えてもよい。
【００３４】
また、前記ソレノイドコイルは、前記電磁弁駆動回路を介して電源に電気的に接続され、前記スイッチ部が前記第１の期間にオンすることにより、前記電源から前記電磁弁駆動回路を介して前記ソレノイドコイルに該電源の電源電圧が前記第１の電圧として印加され、前記スイッチ部が前記第２の期間にオンすることにより、前記電源から前記電磁弁駆動回路を介して前記ソレノイドコイルに前記電源電圧が前記第２の電圧として印加されてもよい。
【００３５】
上記のように、前記スイッチ制御部及び前記スイッチ部が、前記電流の検出に起因して前記第１の期間及び前記第２の期間を調整するので、既存の電磁弁駆動回路や電磁弁に本発明を容易に適用することができる。
【００３６】
また、前記電磁弁駆動回路は、前記電源と前記スイッチ制御部との間を電気的に接続し、且つ、前記電源が前記スイッチ制御部に前記電源電圧を印加するときに発光する発光ダイオードをさらに有してもよい。
【００３７】
これにより、前記電磁弁の動作中は、前記発光ダイオードが発光するので、ユーザは、前記発光ダイオードからの光を視認することにより、前記電磁弁が動作中であることを容易に把握することができる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明によれば、電磁弁の起動時間である第１の期間を最適化することにより、前記第１の期間におけるさらなる省電力化を実現することが可能となる。
【００３９】
また、本発明では、前記第１の期間が最適化されて、前記電磁弁の省電力化を実現できると共に、前記第１の期間から前記第２の期間への移行のタイミングを把握することで、該電磁弁の使用期限（寿命）を自己診断することが可能となるので、前記電磁弁の信頼性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本実施形態に係る電磁弁駆動回路及び電磁弁の回路図である。
【図２】図２Ａは、電源電圧のタイムチャートであり、図２Ｂは、ソレノイドコイルに流れる電流のタイムチャートであり、図２Ｃは、前記電流の時間変化率のタイムチャートであり、図２Ｄは、制御信号供給部から出力される制御信号のタイムチャートであり、図２Ｅは、ソレノイドコイルに印加される電圧のタイムチャートである。
【図３】図３Ａは、電源電圧のタイムチャートであり、図３Ｂは、ソレノイドコイルに流れる電流のタイムチャートであり、図３Ｃは、前記電流の時間変化率のタイムチャートであり、図３Ｄは、制御信号供給部から出力される制御信号のタイムチャートであり、図３Ｅは、ソレノイドコイルに印加される電圧のタイムチャートである。
【図４】図４Ａは、電源電圧のタイムチャートであり、図４Ｂは、ソレノイドコイルに流れる電流のタイムチャートであり、図４Ｃは、前記電流の時間変化率のタイムチャートであり、図４Ｄは、制御信号供給部から出力される制御信号のタイムチャートであり、図４Ｅは、ソレノイドコイルに印加される電圧のタイムチャートである。
【図５】図５Ａは、電源電圧のタイムチャートであり、図５Ｂは、ソレノイドコイルに流れる電流のタイムチャートであり、図５Ｃは、前記電流の時間変化率のタイムチャートであり、図５Ｄは、制御信号供給部から出力される制御信号のタイムチャートであり、図５Ｅは、ソレノイドコイルに印加される電圧のタイムチャートである。
【図６】図６Ａは、ソレノイドコイルに流れる電流の時間遅れ（応答遅れ）を示すタイムチャートであり、図６Ｂは、図６Ａの応答遅れを補償するために起動電流値を増加させる場合を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
本発明に係る電磁弁駆動回路及び電磁弁について、電磁弁の駆動方法との関連で、好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００４２】
本実施形態に係る電磁弁１０では、図１に示すように、直流電源１２に対してスイッチ１４を介し電磁弁駆動回路１６とソレノイドコイル１８とが電気的にそれぞれ並列に接続されている。この場合、直流電源１２の正極は、スイッチ１４及び電磁弁駆動回路１６の正極側を介してソレノイドコイル１８の一端に電気的に接続され、直流電源１２の負極は、電磁弁駆動回路１６の負極側及びソレノイドコイル１８の他端と共に接地されている。
【００４３】
電磁弁駆動回路１６では、直流電源１２及びスイッチ１４の直列回路に対して、サージアブソーバ２０と、ダイオード２２、発光ダイオード（ＬＥＤ）２４、抵抗器２６及びコンデンサ２８の直列回路と、ダイオード３２、ソレノイドコイル１８、スイッチ部３４及び電流検出部３６の直列回路とが、電気的に並列に接続されている。
【００４４】
また、コンデンサ２８は、スイッチ制御部３０と電気的に並列に接続され、ソレノイドコイル１８には、ダイオード３８が電気的に並列に接続されている。さらに、電磁弁駆動回路１６は、パルス設定部４０をさらに有する。
【００４５】
スイッチ制御部３０は、定電圧回路４２、制御信号供給部５０、電流変化率算出部（時間変化率算出部）５２、保持状態移行判定部５４、電流監視部（起動電流設定部）５６及び寿命判定部（使用期限判定部）５８を備えている。
【００４６】
次に、電磁弁１０の各構成要素について具体的に説明する。
【００４７】
サージアブソーバ２０は、スイッチ１４の開閉時（図２Ａ及び図２Ｃに示す電磁弁１０の起動時である時点ｔ０（スイッチＯＮ）、又は、停止時である時点ｔ６（スイッチＯＦＦ））に、電磁弁駆動回路１６内で瞬間的に発生するサージ電圧に対応して該サージアブソーバ２０の抵抗値を瞬時に低下させることで、前記サージ電圧に起因して電磁弁駆動回路１６内を流れるサージ電流をアースに速やかに流すための回路保護用の電圧依存性抵抗器である。なお、前記サージ電圧は、直流電源１２の電源電圧Ｖ０よりも大きな電圧をいう。
【００４８】
ダイオード３２は、ソレノイドコイル１８から該ダイオード３２を介して直流電源１２の正極の方向に流れる電流を阻止するための回路保護用のダイオードであり、ダイオード２２は、ＬＥＤ２４から該ダイオード２２を介して直流電源１２の正極の方向に流れる電流を阻止するための回路保護用のダイオードである。また、ダイオード３８は、電磁弁１０の停止時（時点ｔ６）にソレノイドコイル１８に発生する逆起電力に起因した電流をソレノイドコイル１８及びダイオード３８の閉回路内で還流させて、前記電流を速やかに減衰させるためのダイオードである。
【００４９】
ＬＥＤ２４は、スイッチ１４がオン状態となっている時間（図２Ｃに示す時点ｔ０から時点ｔ６までの電磁弁１０の動作時間）において、ダイオード２２から抵抗器２６の方向に流れる電流に応じて発光することで、当該電磁弁１０が動作中であることを外部に通知する。
【００５０】
抵抗器２６は、スイッチ１４がオンとなったときに、スイッチ制御部３０に流れ込む突入電流を、ソレノイドコイル１８に流れる電流Ｉの定格値（定格電流）を下回る程度に抑制するための突入電流制限用の抵抗器である。従って、抵抗器２６は、前記突入電流への対策を行うことで、電磁弁１０の起動時又は停止時に電磁弁駆動回路１６内で発生する前記サージ電圧に起因した電磁弁駆動回路１６及び電磁弁１０の誤動作を防止するための抵抗器としても機能する。
【００５１】
コンデンサ２８は、その静電容量を変化させることで、スイッチ制御部３０を含む電磁弁駆動回路１６の瞬断時間を調整可能なコンデンサであると共に、抵抗器２６から定電圧回路４２の方向に流れる電流に含まれる高周波成分をアースに流すためのバイパスコンデンサでもある。
【００５２】
スイッチ部３４は、スイッチ制御部３０から供給される制御信号Ｓｃ（第１の制御信号又は第２の制御信号）が供給される時間では、オンになってソレノイドコイル１８と電流検出部３６との間を導通させることにより、直流電源１２の電源電圧Ｖ０をソレノイドコイル１８に対する印加電圧Ｖ（第１の電圧又は第２の電圧）として該ソレノイドコイル１８に印加させる。また、スイッチ部３４は、制御信号Ｓｃの供給が停止した時間では、オフになってソレノイドコイル１８と電流検出部３６との間の導通を遮断することにより、ソレノイドコイル１８に対する印加電圧Ｖの印加を停止させる。なお、スイッチ部３４としては、制御信号Ｓｃによりオン又はオフの切替を短時間で行うことが可能なトランジスタ、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）、ＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）ＦＥＴ等の半導体スイッチング素子が好適である。
【００５３】
電流検出部３６は、ソレノイドコイル１８からスイッチ部３４を介して電流検出部３６に流れる電流Ｉを逐次検出し、検出した電流Ｉの電流値及び方向を検出信号Ｓｉとしてスイッチ制御部３０に逐次出力する。なお、電流検出部３６による電流Ｉの検出方法としては、例えば、スイッチ部３４と電気的に直列に接続された抵抗器に発生する電圧を検出する抵抗検出方式や、スイッチ部３４からアースに向かう導線に電流Ｉが流れたときに発生する磁界をホール素子で検出する非接触検出方式等の公知の電流検出方式を採用することが可能である。
【００５４】
パルス設定部４０は、制御信号供給部５０が生成する制御信号Ｓｃ中のパルスのパルス幅、デューティ比及び繰り返し周期の初期値を予め設定し、あるいは、調整する。なお、パルス設定部４０としては、ユーザが設定又は調整するために電磁弁１０の筐体に設けられた操作ボタンや、上記のパルス幅、デューティ比及び繰り返し周期が予め格納され、必要に応じて呼び出され、制御信号供給部５０に設定されるメモリ等が好適である。
【００５５】
スイッチ制御部３０の定電圧回路４２は、直流電源１２からスイッチ１４、ダイオード２２、ＬＥＤ２４及び抵抗器２６を介して供給された電源電圧Ｖ０を、所定レベルの直流電圧に変換してスイッチ制御部３０内の各部に供給する。
【００５６】
電流変化率算出部５２は、電流検出部３６から逐次供給された検出信号Ｓｉに基づいて、電流Ｉの時間変化率（図２Ｃ、図３Ｃ、図４Ｃ及び図５Ｃ参照）を算出し、算出した時間変化率を示す算出信号Ｓｄを保持状態移行判定部５４に出力する。
【００５７】
ところで、電磁弁１０の起動時間である第１の期間（例えば、図２Ｃの時点ｔ０から時点ｔ３までの時間Ｔ５や、時点ｔ０から時点ｔ５までの時間Ｔ７）において、ソレノイドコイル１８に流れる電流Ｉは、後述するように、電圧Ｖ（電源電圧Ｖ０）の印加開始直後から時間経過に伴って急増する（図２Ｂ参照）。この場合、電磁弁１０を構成する図示しない可動コア（プランジャ）及び該プランジャの先端に装着された弁体に、電流Ｉに起因した起磁力（起動力）が付勢されると、前記起動力による固定コア（鉄心）への吸着が行われ、時間経過と共に急増した電流Ｉは僅かに減少する（図２Ｂ及び図２Ｃの時点ｔ１から時点ｔ２までの時間Ｔ３）。すなわち、電圧Ｖの印加開始直後から急増した電流Ｉは、前記プランジャ及び前記弁体に対する前記起動力の付勢に起因した吸着動作の開始直前に電流値が一旦最大（時点ｔ１での起動電流値Ｉ１）となり、前記鉄心に対する前記プランジャ及び前記弁体の吸着開始により電流値が減少し始める。そして、前記プランジャ及び前記弁体が前記鉄心に吸着されることにより電磁弁１０の起動が完了する。
【００５８】
ところが、従来は、一旦吸着された前記可動コア及び前記弁体が前記鉄心から離間して吸着状態が解除されるおそれを想定して、設計上、起動完了からの所定時間、ソレノイドコイル１８に電流Ｉを流し続けて吸着状態を維持し、その後、電磁弁１０の駆動状態を保持する保持時間としての第２の期間に移行していた（図２Ｂの一点鎖線）。
【００５９】
つまり、従来は、第１の期間中、前記吸着状態が解除されるおそれがなくても、不用意に電流Ｉをソレノイドコイル１８に流し続けるので、第１の期間が長くなると共に起動電流値が大きくなって（時点ｔ０から時点ｔ５までの時間Ｔ７になると共に前記一点鎖線に示すカーブの最大値である起動電流値Ｉ４となって）、無駄に電気エネルギが消費されていた。なお、従来は、前述したように、時点ｔ０から時点ｔ５までの時間Ｔ７が第１の期間である一方で、時点ｔ５から時点ｔ６までの時間Ｔ９が第２の期間となる。
【００６０】
そこで、本実施形態において、保持状態移行判定部５４は、電流変化率算出部５２から供給された算出信号Ｓｄと、電流検出部３６から供給された検出信号Ｓｉとに基づいて、電磁弁１０の起動時間である第１の期間（図２Ｃの時間Ｔ５（Ｔ５＝Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４）、図３Ｃの時間Ｔ２、図４Ｃの時間Ｔ８（Ｔ８＝Ｔ２＋Ｔ３）、又は、図５Ｃの時間Ｔ６）から、電磁弁１０の保持時間である第２の期間（図２Ｃの時間Ｔ１２、図３Ｃの時間Ｔ１１、図４Ｃの時間Ｔ１３、又は、図５Ｃの時間Ｔ１９）への移行のタイミングを決定する。
【００６１】
つまり、本実施形態では、第１の期間から第２の期間への移行のタイミングとして、時点ｔ０から時間Ｔ２だけ経過した時点ｔ１（第１の時点）と、時点ｔ０から時間Ｔ６だけ経過した時点ｔ８（第４の時点）との間であれば、どの時点でも選択することが可能である。
【００６２】
より具体的に説明すると、保持状態移行判定部５４は、下記の（１）〜（４）で説明するどの時点についても、移行のタイミングとして選択することが可能である。
【００６３】
（１）ソレノイドコイル１８に対する電圧Ｖの印加開始（時点ｔ０）後、電流Ｉの時間変化率が０になった時点ｔ１を前記タイミングとして決定する（図３Ｂ及び図３Ｃ参照）。この時点ｔ１は、前記鉄心への前記プランジャ及び前記弁体の吸着が開始される時点であり、該第１の時点以降、前記吸着が開始されて電流値が低下するので、前記吸着の完了と共に保持状態にスムーズに移行することになる。この場合、時点ｔ０から時点ｔ１までの時間Ｔ２が第１の期間になると共に、時点ｔ１から時点ｔ６までの時間Ｔ１１が第２の期間になる。
【００６４】
（２）時点ｔ１後、電流Ｉの電流値が低下した時点（第２の時点、時点ｔ１から時点ｔ３の間のいずれかの時点）を前記タイミングとして決定する（図４Ｂ及び図４Ｃ参照）。この時点は、前記鉄心への前記プランジャ及び前記弁体の吸着動作が行われているか、あるいは、吸着が完了している時点であり、この場合でも、前記吸着の完了と共に保持状態にスムーズに移行することになる。例えば、図４Ｂ及び図４Ｃの場合には、時点ｔ０から時点ｔ２までの時間Ｔ８が第１の期間になると共に、時点ｔ２から時点ｔ６までの時間Ｔ１３が第２の期間になる。
【００６５】
（３）電流値が時点ｔ１の電流値にまで再度上昇した時点ｔ３（第３の時点）を前記タイミングとして決定する（図２Ｂ及び図２Ｃ参照）。この時点ｔ３では、既に吸着が完了しているので、前記吸着が完了したことを確認した後に保持状態に移行することになる。この場合、時点ｔ０から時点ｔ３までの時間Ｔ５が第１の期間になると共に、時点ｔ３から時点ｔ６までの時間Ｔ１２が第２の期間になる。
【００６６】
（４）時点ｔ３後、制御信号供給部５０からスイッチ部３４への制御信号Ｓｃの供給に起因して電流Ｉを時点ｔ１の電流値に維持した後の時点ｔ８（第４の時点）を前記タイミングとして決定する（図５Ｂ及び図５Ｃ参照）。この時点ｔ８では、前記吸着が既に完了し、前記吸着状態が十分に維持されているので、前記吸着状態の維持が確認された後に保持状態に移行することになる。この場合、時点ｔ０から時点ｔ８までの時間Ｔ６が第１の期間になると共に、時点ｔ８から時点ｔ６までの時間Ｔ１９が第２の期間になる。
【００６７】
そして、保持状態移行判定部５４は、決定した前記タイミングを示す判定信号Ｓｍを制御信号供給部５０、電流監視部５６及び寿命判定部５８に出力する。
【００６８】
図１に戻り、制御信号供給部５０は、基本的には、特許文献１の発振器、単一パルス発生回路、繰り返しパルス発生回路及びパルス供給部を備えており、保持状態移行判定部５４からの判定信号Ｓｍに基づいて、ＰＷＭ制御により、ソレノイドコイル１８を流れる電流Ｉの電流値や電流変化率に応じたパルス幅、あるいは、デューティ比及び繰り返し周期を有するパルスを、制御信号Ｓｃとしてスイッチ部３４に供給する。つまり、制御信号供給部５０は、判定信号Ｓｍの入力があれば、パルス設定部４０により設定されたパルス幅、デューティ比及び繰り返し周期の初期値を無視して、電流Ｉの電流値及び電流変化率に応じたパルスを生成し、生成したパルスを制御信号Ｓｃとしてスイッチ部３４に供給する。
【００６９】
具体的に、制御信号供給部５０は、上記（１）〜（３）の場合、判定信号Ｓｍが入力されるまでは、所定の信号レベルの単一パルスをスイッチ部３４に供給しているが、判定信号Ｓｍが図２Ｃの時点ｔ３、図３Ｃの時点ｔ１、又は、図４Ｃの時点ｔ２に入力されたときには、前記単一パルスの供給を直ちに停止すると共に、時間Ｔ１のパルス幅と時間Ｔ１０の繰り返し周期とを有する繰り返しパルスを時点ｔ６までスイッチ部３４に供給し続ける。
【００７０】
すなわち、制御信号供給部５０は、判定信号Ｓｍが入力されるまでの第１の期間中は、図２Ｃの時間Ｔ５、図３Ｃの時間Ｔ２、又は、図４Ｃの時間Ｔ８のパルス幅を有する単一パルスを第１の制御信号Ｓｃとしてスイッチ部３４に供給する一方で、判定信号Ｓｍが入力された後の第２の期間中は、時間Ｔ１のパルス幅及び時間Ｔ１０の繰り返し周期の繰り返しパルスを第２の制御信号Ｓｃとしてスイッチ部３４に供給する。
【００７１】
また、制御信号供給部５０は、上記（４）の場合、判定信号Ｓｍが入力されるまでの第１の期間においては、時点ｔ０から時点ｔ３までの時間Ｔ５をパルス幅とする単一パルスをスイッチ部３４に供給した後に、時間Ｔ１５（例えば、Ｔ１５＝Ｔ１）のパルス間隔、時間Ｔ１６（例えば、Ｔ１６＞Ｔ１）のパルス幅、及び、時間Ｔ１７（Ｔ１７＝Ｔ１５＋Ｔ１６）の繰り返し周期を有する繰り返しパルスをスイッチ部３４に供給する。さらに、制御信号供給部５０は、判定信号Ｓｍが入力された後の第２の期間では、時点ｔ８から時点ｔ９までの時間Ｔ１８（パルスの休止時間）の後、時間Ｔ１のパルス幅及び時間Ｔ１０の繰り返し周期を有する繰り返しパルスをスイッチ部３４に供給する。
【００７２】
このように、制御信号供給部５０は、判定信号Ｓｍの入力により、第１の期間における制御信号Ｓｃのパルス幅等を規定すると共に、第２の期間における制御信号Ｓｃのパルス幅等を規定するので、実質的に、第１の期間及び第２の期間を含めた、時点ｔ０から時点ｔ６までにわたる電磁弁１０の動作時間中は、電流Ｉの電流値及び電流変化率に応じたパルスを制御信号Ｓｃとしてスイッチ部３４に供給し、該スイッチ部３４のオン又はオフを制御していることになる。
【００７３】
ところで、電磁弁１０を長期間使用すると、電磁弁１０の起動に応答遅れが発生する（図６Ａ参照）。
【００７４】
そこで、電流監視部５６は、電流検出部３６から供給された検出信号Ｓｉの示す電流Ｉの電流値を監視し、電磁弁１０の応答遅れが発生している、すなわち、起動時間である第１の期間が長くなっている場合（Ｔ５→Ｔ５´）には、電磁弁１０の応答遅れが発生したと判断し、起動電流値Ｉ１がより大きくなるように（Ｉ１→Ｉ１´）第１の期間を長く設定すること（Ｔ５´→Ｔ５ａ´）を指示する指示信号Ｓａを制御信号供給部５０及び寿命判定部５８に出力する。制御信号供給部５０は、指示信号Ｓａが入力されると、第１の期間において、より長いパルス幅の単一パルスを制御信号Ｓｃとしてスイッチ部３４に出力する。また、制御信号供給部５０は、上記（４）の場合には、第１の期間において、単一パルスのパルス幅及び繰り返しパルスのパルス幅をそれぞれ長く設定してスイッチ部３４に供給する。
【００７５】
寿命判定部５８は、電流検出部３６から供給される検出信号Ｓｉの示す電流Ｉの電流値Ｉ´´が所定の電流閾値Ｉｔｈよりも大きい場合や（図６ＢのＩ１´´＞Ｉｔｈ）、保持状態移行判定部５４が決定した第１の期間の長さＴ５´´（指示信号Ｓａの示す第１の期間の長さＴ５´´）が所定の期間閾値Ｔ５ｔｈよりも長い場合には（図６Ａ及び図６ＢのＴ５´´＞Ｔ５ｔｈ）、電磁弁１０が使用期限（寿命）に至ったことを示す使用期限通知信号Ｓｔを外部に出力する。
【００７６】
なお、図６Ａ及び図６Ｂでは、一例として、第１の期間から第２の期間への移行のタイミングが図２Ｃの時点ｔ３（第１の期間の長さが時間Ｔ５）である場合について説明したが、本実施形態は、この説明に限定されることはなく、図３Ａ〜図５Ｅの場合にも適用可能であることは勿論である。
【００７７】
本実施形態に係る電磁弁駆動回路１６及び電磁弁１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、電磁弁駆動回路１６及び電磁弁１０の動作（電磁弁の駆動方法）について、図１〜図６Ｂを参照しながら説明する。
【００７８】
ここでは、判定信号Ｓｍの入力がなければ、制御信号供給部５０は、第１の期間において、パルス設定部４０にて設定されたパルス幅（時間Ｔ７）の単一パルスをスイッチ部３４に供給し、その後、第２の期間において、パルス設定部４０にて設定されたデューティ比Ｔ１／Ｔ１０（時間Ｔ１のパルス幅及び時間Ｔ１０の繰り返し周期）のパルス信号Ｓｒを生成する場合について説明する。
【００７９】
また、ここでは、上記の（３）のように、時点ｔ３のタイミングで第１の期間から第２の期間に移行すると共に、保持状態移行判定部５４から制御信号供給部５０、電流監視部５６及び寿命判定部５８に判定信号Ｓｍが出力されるものとして説明する。
【００８０】
時点ｔ０でスイッチ１４を閉じてオンにすると（図２Ａ参照）、定電圧回路４２には、直流電源１２からダイオード２２、ＬＥＤ２４及び抵抗器２６を介して電源電圧Ｖ０が供給され、ＬＥＤ２４は、ダイオード２２から抵抗器２６の方向に流れる電流に応じて発光し、電磁弁１０の外部に当該電磁弁１０が動作中であることを通知する。定電圧回路４２は、電源電圧Ｖ０を所定の直流電圧に変換してスイッチ制御部３０内の各部に供給する。
【００８１】
制御信号供給部５０は、判定信号Ｓｍが入力されていないので、所定の信号レベルの制御信号Ｓｃ（単一パルス）をスイッチ部３４に供給する（図２Ｄ参照）。
【００８２】
これにより、スイッチ部３４は、制御信号Ｓｃに基づいてオンとなり、ソレノイドコイル１８と電流検出部３６とを電気的に接続（導通）するので、ソレノイドコイル１８には、直流電源１２からスイッチ１４及びダイオード３２を介して電源電圧Ｖ０が第１の電圧Ｖとして印加される（図２Ｅ参照）。これにより、ソレノイドコイル１８からスイッチ部３４を介して電流検出部３６の方向に流れる電流Ｉは、時間経過と共に急増する（図２Ｂ参照）。
【００８３】
電流検出部３６は、電流Ｉを逐次検出し、検出した電流Ｉを示す検出信号Ｓｉを、制御信号供給部５０、電流変化率算出部５２、保持状態移行判定部５４、電流監視部５６及び寿命判定部５８に逐次出力する。
【００８４】
電流変化率算出部５２は、検出信号Ｓｉの示す電流Ｉの時間変化率を算出し（図２Ｃ参照）、算出した時間変化率を示す算出信号Ｓｄを保持状態移行判定部５４に出力する。
【００８５】
ところで、ソレノイドコイル１８に電流Ｉが流れ始めると、電磁弁１０のプランジャ及び弁体に、電流Ｉに起因した起動力が付勢される。
【００８６】
時点ｔ０から時間Ｔ２だけ経過した時点ｔ１において、電流値が一旦最大（起動電流値Ｉ１）に至ると、鉄心に対する前記プランジャ及び前記弁体の吸着が開始され、電流値が減少し始める。そして、時点ｔ１から時間Ｔ３だけ経過して電流値がＩ２まで低下した時点ｔ２において、前記プランジャ及び前記弁体が前記鉄心に吸着されて電磁弁１０の起動が完了する。
【００８７】
この場合、電流Ｉの時間変化率は、時間Ｔ２内では時間経過と共に電流値が急増するので正の値となり、時点ｔ１では０となり、その後の吸着動作の時間帯（時間Ｔ３）では電流値が減少するため、負の値となる。
【００８８】
時点ｔ２後、スイッチ部３４に対する制御信号Ｓｃの供給によって、スイッチ部３４はオンを維持し、ソレノイドコイル１８に流れる電流Ｉの電流値は、時間経過に伴ってＩ２から増加する。
【００８９】
時点ｔ２から時間Ｔ４だけ経過した時点ｔ３において、電流値が起動電流値Ｉ１に再度到達すると、保持状態移行判定部５４は、電磁弁１０の起動が完了し、且つ、前記鉄心に対して前記プランジャ及び前記弁体が離間するおそれがないと共に、第１の期間をこれ以上長くすると、該第１の期間における省電力化を図ることはできないと判断して、時点ｔ３を前記第１の期間から第２の期間への移行のタイミングとして決定する。
【００９０】
そして、保持状態移行判定部５４は、決定したタイミング（時点ｔ３）を示す判定信号Ｓｍを、制御信号供給部５０、電流監視部５６及び寿命判定部５８に供給する。
【００９１】
制御信号供給部５０は、判定信号Ｓｍの入力により、第１の期間から第２の期間に移行したことを認識して、所定レベルの単一パルスの生成を直ちに停止する。従って、制御信号供給部５０は、第１の期間において、時点ｔ０から時点ｔ３までの時間Ｔ５のパルス幅を有する単一パルスをスイッチ部３４に供給したことになる。次に、制御信号供給部５０は、第２の期間において、時間Ｔ１のパルス幅及び時間Ｔ１０の繰り返し周期を有する繰り返しパルス（制御信号Ｓｃ）をスイッチ部３４に供給する。この結果、スイッチ部３４は、前記繰り返しパルスに従って、時点ｔ３から時点ｔ６までの間、繰り返しオン又はオフする。
【００９２】
従って、第２の期間において、ソレノイドコイル１８には、直流電源１２からスイッチ１４及びダイオード３２を介して電源電圧Ｖ０が第２の電圧Ｖとして繰り返し印加され（図２Ｅ参照）、ソレノイドコイル１８からスイッチ部３４を介して電流検出部３６の方向に流れる電流Ｉは、時点ｔ３から時点ｔ４までの短時間（時間Ｔ１４）で起動電流値Ｉ１から保持電流値Ｉ３にまで急激に減少した後に、時点ｔ６まで保持電流値Ｉ３に保持される（図２Ｂ参照）。この結果、保持電流値Ｉ３に起因する起磁力（保持力）によって前記プランジャ及び前記弁体は所定位置に保持され、電磁弁１０は、その駆動状態（弁開状態）が保持される。
【００９３】
一方、電流Ｉの時間変化率は、時点ｔ２の直後、負の値から正の値に急変して増加し、時点ｔ３から時点ｔ４まで再び負の値に急変し、時点ｔ４から時点ｔ６までは略０となる。なお、本実施形態では、第１の期間から第２の期間への移行のタイミングを決定するために、電流Ｉの時間変化率を算出しているので、第２の期間に移行した時点ｔ３以降の時間変化率は、特に利用しない。
【００９４】
そして、時点ｔ６においてスイッチ１４をオフにすると（図２Ａ参照）、スイッチ制御部３０に対する電源電圧Ｖ０の供給が停止するので、スイッチ制御部３０全体が停止状態に至り、スイッチ制御部３０からスイッチ部３４への制御信号Ｓｃの供給も停止に至る。これにより、スイッチ部３４は、オンからオフに切り替わり、直流電源１２からソレノイドコイル１８への電源電圧Ｖ０（電圧Ｖ）の印加が停止するに至る。この場合、ソレノイドコイル１８には逆起電力が発生するが、前記逆起電力に起因する電流は、ソレノイドコイル１８及びダイオード３８の閉回路内を還流することで、速やかに減衰する。なお、時点ｔ６において、電流Ｉの電流値が０に至るので、電流Ｉの時間変化率も一旦は負の値に急変するが速やかに０レベルに戻る。
【００９５】
なお、上記の（３）における動作に代えて、前記（１）に従って電磁弁１０を駆動制御する場合、保持状態移行判定部５４は、時点ｔ１を第１の期間から第２の期間への移行のタイミングとして決定し、決定したタイミングを示す判定信号Ｓｍを出力する。この結果、第１の期間が時間Ｔ２になると共に、第２の期間が時間Ｔ１１になる。従って、第１の期間における単一パルスのパルス幅も時間Ｔ２となる（図３Ａ〜図３Ｅ参照）。
【００９６】
また、前記（３）における動作に代えて、前記（２）に従って電磁弁１０を駆動制御する場合、保持状態移行判定部５４は、時点ｔ２を第１の期間から第２の期間への移行のタイミングとして決定し、決定したタイミングを示す判定信号Ｓｍを出力する。この結果、第１の期間が時間Ｔ８になると共に、第２の期間が時間Ｔ１３になる。従って、第１の期間における単一パルスのパルス幅も時間Ｔ８となる（図４Ａ〜図４Ｅ参照）。
【００９７】
さらに、前記（３）における動作に代えて、前記（４）に従って電磁弁１０を駆動制御する場合、保持状態移行判定部５４は、時点ｔ８を第１の期間から第２の期間への移行のタイミングとして決定し、決定したタイミングを示す判定信号Ｓｍを出力する。この結果、第１の期間が時間Ｔ６になると共に、第２の期間が時間Ｔ１９になる（図５Ａ〜図５Ｅ参照）。
【００９８】
なお、前記（４）の場合、制御信号供給部５０は、第１の期間において、時間Ｔ５のパルス幅の単一パルスをスイッチ部３４に供給した後に、時間Ｔ１５のパルス間隔及び時間Ｔ１６のパルス幅を１周期（時間Ｔ１７）とする繰り返しパルスをスイッチ部３４に供給し、その後の第２の期間においては、時点ｔ８から時点ｔ９までの時間Ｔ１８では、制御信号Ｓｃの供給を休止し、次に、時点ｔ９から時点ｔ６までの時間帯では、１周期が時間Ｔ１０の繰り返しパルスをスイッチ部３４に供給する。
【００９９】
以上説明したように、本実施形態によれば、ソレノイドコイル１８に流れる電流Ｉを検出し、検出した電流Ｉの時間変化率を算出し、算出した時間変化率に基づいて第１の期間（時間Ｔ２、Ｔ５、Ｔ６、Ｔ８）から第２の期間（時間Ｔ１１、Ｔ１２、Ｔ１３、Ｔ１９）への移行のタイミング（時点ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ８）を決定するので、第１の期間を電磁弁１０の仕様や状態に応じた最適な期間に設定することができる。
【０１００】
このように、電磁弁１０の起動時間である第１の期間を最適化することにより、第１の期間（起動時間）を短くすることができると共に、電磁弁１０を起動させるために必要な電流値（起動電流値）も小さくすることができ、この結果、第１の期間におけるさらなる省電力化を実現することが可能となる。
【０１０１】
また、第１の期間から第２の期間への移行のタイミングを決定できることにより、電磁弁１０の動作時間（第１の期間と第２の期間とを合計した電磁弁１０の通電時間）が予め定められている場合に、第１の期間が異常に長ければ、電磁弁１０が使用期限に近づいていることを判断することも可能となる。すなわち、第１の期間から第２の期間への移行のタイミングを把握することにより、当該電磁弁１０が使用期限に至ったか否かを自己診断することが可能となる。
【０１０２】
従って、本実施形態では、第１の期間が最適化されて、電磁弁１０の省電力化を実現できると共に、第１の期間から第２の期間への移行のタイミングを把握することで、該電磁弁１０の使用期限（寿命）を自己診断することが可能となり、この結果、電磁弁１０の信頼性を向上することができる。
【０１０３】
このことから、本実施形態では、電磁弁１０に位置センサ（特許文献２の位置センサ）等の電子部品を搭載しなくても、第１の期間の最適化を図ることができるので、電磁弁駆動回路１６及び電磁弁１０の低コスト化も実現することができる。
【０１０４】
ところで、第１の期間において、ソレノイドコイル１８に流れる電流Ｉは、電圧Ｖの印加開始直後から時間経過に伴って急増するが、電磁弁１０を構成するプランジャ及び弁体に対して、電流Ｉに起因した起磁力（起動力）が付勢されると、前記起動力による鉄心への吸着が行われ、時間経過と共に急増した電流Ｉは僅かに減少する。すなわち、電圧Ｖの印加開始直後から急増した電流Ｉは、前記鉄心に対する前記プランジャ及び前記弁体の吸着開始の直前に電流値が一旦最大（起動電流値Ｉ１）となり、前記鉄心に対する前記プランジャ及び前記弁体の吸着開始により電流値が減少し始める。そして、前記プランジャ及び前記弁体が前記鉄心に吸着されることで電磁弁１０の起動は完了する。
【０１０５】
ところが、従来は、一旦吸着された前記可動コア及び前記弁体が前記鉄心から離間して吸着状態が解除されるおそれを想定して、設計上、起動完了からの所定時間、ソレノイドコイル１８に電流Ｉを流し続けて吸着状態を維持し、その後、第２の期間に移行していた（図２Ｂの一点鎖線）。
【０１０６】
つまり、従来は、第１の期間中、前記吸着状態が解除されるおそれがなくても、不用意に電流Ｉをソレノイドコイル１８に流し続けるので、第１の期間が長くなると共に起動電流値が大きくなって、無駄に電気エネルギが消費されていた。
【０１０７】
そこで、本実施形態では、保持状態移行判定部５４は、前記（１）での第１の時点（時点ｔ１）、前記（２）での第２の時点（時点ｔ１から時点ｔ３までの任意の時点）、前記（３）での第３の時点（時点ｔ３）、及び、前記（４）での第４の時点（時点ｔ８）のどの時点でも第１の期間から第２の期間への移行のタイミングとして選択可能であるので、設計の柔軟性を図ることができ、さらには、ソレノイドコイル１８に無駄な電気エネルギを不用意に供給することを回避することができる。従って、本実施形態では、いずれの時点を選択しても、第１の期間におけるさらなる省電力化を実現することができる。
【０１０８】
例えば、時点ｔ１を選択した場合には、該時点ｔ１以降、前記吸着が開始されて電流値が低下するので、前記吸着の完了と共に保持状態にスムーズに移行することが可能となる。また、第２の時点を選択した場合でも、前記吸着の完了と共に保持状態にスムーズに移行することが可能となる。さらに、時点ｔ３を選択した場合には、前記吸着が完了したことを確認した後に保持状態に移行するので、吸着状態が解除されるおそれを回避することも可能となる。
【０１０９】
さらにまた、時点ｔ８を選択した場合には、制御信号Ｓｃの供給に伴うスイッチ部３４のオンオフ動作に起因してソレノイドコイル１８に電源電圧Ｖ０が繰り返し印加され、時点ｔ３から時点ｔ８までの時間帯では、起動電流値Ｉ１よりも電流値が大きくならないようにして前記吸着状態を維持することができる。また、時間Ｔ１９では、休止時間としての時間Ｔ１８内で電流値がＩ１からＩ３まで低下した後に、時間Ｔ１０の周期に応じて電源電圧Ｖ０がソレノイドコイル１８に繰り返し印加されるので、電磁弁１０の駆動状態を容易に保持することができる。従って、電流値を大きくすることなく前記吸着状態を維持した後に保持状態に移行するので、該吸着状態の解除を確実に回避することが可能となる。
【０１１０】
このように、第１の時点から第４の時点までの時間帯において、時点ｔ３を特に選択すれば、電磁弁１０の省電力化と、前記吸着状態の解除の回避とを共に達成することが可能となる。
【０１１１】
また、電磁弁駆動回路１６のスイッチ制御部３０は、第１の期間での電流Ｉの最大値である起動電流値Ｉ１が大きくなるように第１の期間を長く設定する電流監視部５６と、起動電流値Ｉ１が所定の電流閾値Ｉｔｈよりも大きいか否かを判定し、起動電流値Ｉ１が電流閾値Ｉｔｈよりも大きい場合には、電磁弁１０が使用期限に至ったことを使用期限通知信号Ｓｔとして外部に出力する寿命判定部５８とを有する。
【０１１２】
電磁弁１０を長期間使用すると、図６Ａに示すように、電磁弁１０の起動に応答遅れ（Ｔ５→Ｔ５´→Ｔ５´´）が発生するので、図６Ｂに示すように、前記応答遅れを補償するために、電流監視部５６は、起動電流値が大きくなるよう、単一パルス発生回路４６及びＰＷＭ回路４８を制御する（Ｉ１→Ｉ１´→Ｉ´´）。しかしながら、起動電流値が所定の電流閾値Ｉｔｈよりも大きければ、電磁弁１０の省電力化や応答性の確保が困難になる。そこで、寿命判定部５８が使用期限通知信号Ｓｔを外部に出力することにより、ユーザは、電磁弁１０が使用期限（寿命）に至ったことを容易に認識することができる。
【０１１３】
また、寿命判定部５８は、第１の期間が期間閾値Ｔ５ｔｈよりも長いか否かを判定し、第１の期間が期間閾値Ｔ５ｔｈよりも長い場合には、電磁弁１０が使用期限に至ったことを使用期限通知信号Ｓｔとして外部に出力してもよい。
【０１１４】
この場合でも、第１の期間が期間閾値Ｔ５ｔｈよりも長ければ、電磁弁１０の応答性の確保が困難になるため、使用期限を外部に通知することで、ユーザは、電磁弁１０が前記使用期限（寿命）に至ったことを容易に認識することができる。
【０１１５】
このように、寿命判定部５８を電磁弁駆動回路１６及び電磁弁１０に具備させることにより、電磁弁１０に自己診断機能（使用期限の判定機能）が備わるので、電磁弁駆動回路１６及び電磁弁１０の信頼性をさらに高めることが可能となる。
【０１１６】
さらに、スイッチ制御部３０が電流変化率算出部５２や保持状態移行判定部５４を備えると共に、スイッチ部３４のオン又はオフを制御しているので、電磁弁１０の省電力化を容易に実現することができる。また、電流検出部３６において電流Ｉを検出し、スイッチ制御部３０は、検出した電流Ｉに基づいて第１の期間及び第２の期間のタイミングを決定するので、既存の電磁弁駆動回路や電磁弁に本実施形態を容易に適用することができる。
【０１１７】
この場合、スイッチ制御部３０の制御信号供給部５０は、判定信号Ｓｍの入力に基づいて、電磁弁１０の動作時間中、電流Ｉの電流値及び電流変化率に応じたパルスを制御信号Ｓｃとしてスイッチ部３４に供給し、該スイッチ部３４のオン又はオフを制御するので、第１の期間及び第２の期間における電流Ｉの電流値を容易に制御することが可能となる。
【０１１８】
さらにまた、直流電源１２がスイッチ制御部３０に電源電圧Ｖ０を印加したときにＬＥＤ２４が発光するので、ユーザは、ＬＥＤ２４からの光を視認することにより、電磁弁１０が動作中であることを容易に把握することができる。
【０１１９】
なお、本発明は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることは勿論である。
【符号の説明】
【０１２０】
１０…電磁弁
１２…直流電源
１６…電磁弁駆動回路
１８…ソレノイドコイル
３０…スイッチ制御部
３４…スイッチ部
３６…電流検出部
５０…制御信号供給部
５２…電流変化率算出部
５４…保持状態移行判定部
５６…電流監視部
５８…寿命判定部
【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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