(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソレノイドコイルのためのピークホールドドライバであって、
前記ソレノイドコイルに接続可能であり、かつ前記ソレノイドコイルへ２つのレベルの電流を印加して、前記ソレノイドコイルを通電状態にするように構成されるソレノイドコントローラであって、前記２つのレベルの電流は、ピーク電流及びホールド電流を含む、ソレノイドコントローラと、
前記ソレノイドコイルに接続され、かつ前記ソレノイドコントローラをリセットモードにするように構成される入力閾値検出器と、
前記入力閾値検出器に接続され、かつ前記ソレノイドコイルが非通電状態にされたときに監視電流を受け付けるように構成される負荷抵抗であって、前記入力閾値検出器に前記監視電流の少なくとも一部を提供する、負荷抵抗と、を備え、
前記入力閾値検出器は、前記入力閾値検出器に提供される前記監視電流又は前記監視電流に対応する電圧が閾値レベルを下回る場合、前記ソレノイドコイルを前記リセットモードにし、前記入力閾値検出器に提供される前記監視電流又は前記監視電流に対応する電圧が前記閾値レベルを上回る場合、前記ソレノイドコントローラをリセットモードから解放し、
前記ソレノイドコントローラは、前記リセットモードから解放されると動作を再開するように構成され、前記ピークホールドドライバは、前記ソレノイドコントローラにウォームスタート検出器を更に備え、前記ウォームスタート検出器は、前記ソレノイドコントローラが電源オン状態から動作を再開するかを判定するように構成され、
前記ソレノイドコントローラにおいて遅延タイマを更に備え、前記遅延タイマは、前記ウォームスタート検出器が、前記ソレノイドコントローラが電源オン状態から再開したと判定した場合、予め定義された遅延時間をカウントダウンするように構成される、
ピークホールドドライバ。
【請求項２】
前記閾値レベルは、１０ｍＡの閾値レベルである、請求項１に記載のピークホールドドライバ。
【請求項３】
前記予め定義された遅延時間は、前記ソレノイドコイルのドロップアウトを可能にする値に減衰するために前記ソレノイドコイルにおいて電流に対して要求される時間の少なくとも２倍である、請求項１に記載のピークホールドドライバ。
【請求項４】
ピークホールドドライバにおいてソレノイドコイルのドロップアウトを確保する方法であって、
前記ソレノイドコイルへ２つのレベルの電流を印加して、前記ソレノイドコイルを通電状態にするステップであって、前記２つのレベルの電流は、ピーク電流及びホールド電流を含む、ステップと、
前記ソレノイドコイルが非通電状態にされたときに負荷抵抗において監視電流を受け付けるステップと、
前記監視電流の少なくとも一部又は前記監視電流に対応する電圧が閾値レベルを超えるかを検出するステップと、
前記監視電流の少なくとも一部又は前記監視電流に対応する電圧が前記閾値レベルを下回る場合、前記ソレノイドコイルに電流を印加することを防ぐステップと、
前記監視電流の少なくとも一部又は前記監視電流に対応する電圧が前記閾値レベルを上回る場合、前記ソレノイドコイルへの電流の印加を可能にするステップと、
前記ソレノイドコイルが以前に通電状態にされたかを判定するステップと、
前記ソレノイドコイルが以前に通電状態にされた場合、前記ソレノイドコイルへの電流の印加前に、予め定義された遅延時間を実装するステップと、
を備える方法。
【請求項５】
前記閾値レベルは、１０ｍＡの閾値レベルである、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
予め定義された遅延時間は、前記ソレノイドコイルのドロップアウトを可能にする値に減衰するために前記ソレノイドコイルにおいて電流に対して要求される時間の少なくとも２倍である、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
ソレノイドバルブシステムであって、
ソレノイドコイルを有するソレノイド制御バルブと、
前記ソレノイドコイルに接続可能であり、かつ前記ソレノイドコイルへ２つのレベルの電流を印加して、前記ソレノイドコイルを通電状態にするように構成されるソレノイドコントローラであって、前記２つのレベルの電流は、ピーク電流及びホールド電流を含む、ソレノイドコントローラと、
前記ソレノイドコイルに接続され、かつ前記ソレノイドコントローラをリセットモードにするように構成される入力閾値検出器と、
前記入力閾値検出器に接続され、かつ前記ソレノイドコイルが非通電状態にされたときに監視電流を受け付けるように構成される負荷抵抗であって、前記入力閾値検出器に前記監視電流の少なくとも一部を提供する、負荷抵抗と、を備え、
前記入力閾値検出器は、前記入力閾値検出器に提供される前記監視電流又は前記監視電流に対応する電圧が閾値レベルを下回る場合、前記ソレノイドコイルを前記リセットモードにし、前記入力閾値検出器に提供される前記監視電流又は前記監視電流に対応する電圧が前記閾値レベルを上回る場合、前記ソレノイドコントローラをリセットモードから解放し、
前記ソレノイドコントローラは、前記リセットモードから解放されると動作を再開するように構成され、前記システムは、前記ソレノイドコントローラにウォームスタート検出器を更に備え、前記ウォームスタート検出器は、前記ソレノイドコントローラが電源オン状態から動作を再開するかを判定するように構成され、
前記ソレノイドコントローラにおいて遅延タイマを更に備え、前記遅延タイマは、前記ウォームスタート検出器が、前記ソレノイドコントローラが電源オン状態から再開したと判定した場合、予め定義された遅延時間をカウントダウンするように構成される、
システム。
【請求項８】
前記閾値レベルは、１０ｍＡの閾値レベルである、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記予め定義された遅延時間は、前記ソレノイドコイルのドロップアウトを可能にする値に減衰するために前記ソレノイドコイルにおいて電流に対して要求される時間の少なくとも２倍である、請求項７に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示される実施形態は、概して、ソレノイドバルブを制御するシステム及び方法に関し、特に、ピークホールドドライバを採用するソレノイドバルブを制御するシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ソレノイド制御バルブ又はソレノイドバルブは、液体、気体等を含む流体の流れを制御するために様々な流体制御用途で用いられる。このような用途では、制御信号は、典型的には、外部源から提供され、流体の流れを制御するために、バルブが開閉されるときを示す。ドライバ回路は、制御信号を受け付け、ソレノイドコイルに電力を供給することによってバルブを作動する。ドライバ回路は、典型的には、コイルを通電状態にするために電力をソレノイドコイルに印加するようにプログラムされるコントローラを含み、（通常時に閉じているバルブに対して）バルブを開かせる。特定の長さの時間の後、コントローラは、ソレノイドコイルから電力を取り除き、コイルを非通電状態にし、バルブを閉じさせる。
【０００３】
一部のソレノイドバルブでは、コントローラは、バルブが閉じるとき、完全に電力を取り除かない。これらのソレノイドバルブでは、コントローラは、全ての電力を完全に取り除くことに代えて、少量の監視又は漏洩電流が流れることを可能にする。コントローラは、バルブへの配線の完全性を監視及び確保するために、配線完全性モニタリング信号として監視又は漏洩電流を用いる。このスキームは、多くの利益を有するが、潜在的な欠点は、非通電状態にされたと考えられるときに（つまり、「ドロップアウト」）、少量の監視又は漏洩電流がうかつにもソレノイドコイルの通電状態を維持させて、バルブが適切に閉じることを妨げることである。
【０００４】
ソレノイドコイルのドロップアウトを確保するための１つの方法は、同一出願人による発明の名称が「Ｓｙｓｔｅｍ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  Ａｓｓｕｒｉｎｇ  Ｄｒｏｐ  Ｏｕｔ  ｏｆ  ａ  Ｓｏｌｅｎｏｉｄ  Ｖａｌｖｅ」である米国特許第８，９２５，５６６号に開示され、参照によって本明細書に援用される。この特許は、制御／作動信号をモニタし、好ましい実施形態では、信号が所定値を超える場合、当該制御／作動信号の全てをソレノイドコイルへ分圧し（それによってソレノイドコイルを通電状態にする）、そうでない場合、当該制御／作動信号の全てを、配線完全性信号として用いられるべき負荷抵抗へ分圧する（それによってソレノイドコイルが非通電状態にされることを確保する）。
【０００５】
上記の解決手段は、多くのソレノイドバルブ用途に適切であるが、「ピークホールド」ドライバを用いるソレノイドバルブにとってはあまり適切ではない。用語「ピークホールド」は、概して、大量の電力（つまり、ピーク電力）が、ソレノイドコイルに初期印加され、バルブ機構を動かしてバルブを開くために、大きな初期引き込み力を生成する制御スキームをいう。バルブ機構が動くと、大きな初期引き込み力は必要ではなくなり、少量の電力（つまり、ホールド電力）を要求する小さな保持力が、バルブ開状態を保持するために用いられる。このようなピークホールドスキームは、電力のより効率的な使用及びソレノイドコイルの加熱の低減をもたらす。
【０００６】
ピークホールドドライバにおけるコントローラが、ソレノイドコイルに２つのレベルの電力を印加するので、コントローラが監視又は漏洩電流を流すことを可能にする場合に問題が生じる。具体的には、監視又は漏洩電流によって、コントローラが、ドロップアウト中にソレノイドコイルを時期尚早に通電状態にしようとするという状態がピークホールドドライバに生じる場合がある。これは、ソレノイドコイルが、バルブ機構を解放し、バルブを適切に閉じることをできなくする程度に十分な、ソレノイドコイルの巻線に流れる電流を生じる。
【０００７】
したがって、コントローラが監視又は漏洩電流を流すことを可能にするピークホールドドライバによって制御されたソレノイドバルブにおいてソレノイドコイルのドロップアウトを確保するための手法への需要が存在する。
【発明の概要】
【０００８】
本明細書に開示される実施形態は、コントローラが監視又は漏洩電流を流すことを可能にするピークホールドドライバを用いてソレノイドバルブにおいてソレノイドコイルを制御するシステム及び方法に関する。開示される実施形態は、コントローラがソレノイドコイルを時期尚早に再度通電状態にすることを防ぐドロップアウト電圧の検出後に、遅延時間を導入する。遅延時間は、コントローラが、ソレノイドコイルにおいて電流に対して何のアクションも取らない間に待機時間を課し、ソレノイドコイルが非通電状態となることを可能にし、その通常開位置又は通常閉位置に戻ることを可能にする。また、遅延時間の使用は、ソレノイドコイルを通電状態にするためにコントローラによって必要とされる応答時間を最小化し、それによって、バルブ始動時間を低減するように、コントローラが既に電源オンサイクルを終えた例に限定されてもよい。
【０００９】
一般に、一態様では、開示される実施形態は、ソレノイドコイル向けのピークホールドドライバに関する。ドライバは、とりわけ、前記ソレノイドコイルに接続可能であり、前記ソレノイドコイルに２つのレベルの電流を印加して、前記ソレノイドコイルを通電状態にするように構成されるソレノイドコントローラを備え、前記２つのレベルの電流は、ピーク電流及びホールド電流を含む。前記ドライバは、更に、前記ソレノイドコイルに接続され、かつ前記ソレノイドコントローラをリセットモードにするように構成される入力閾値検出器と、前記入力閾値検出器に接続される負荷抵抗と、を備える。前記負荷抵抗は、前記ソレノイドコイルが非通電状態にされたときに監視電流を受け付けるように構成され、前記入力閾値検出器に前記監視電流の少なくとも一部を提供する。前記入力閾値検出器は、前記入力閾値検出器に提供される前記監視電流又は前記監視電流に対応する電圧が閾値レベルを下回る場合、前記ソレノイドコイルを前記リセットモードにし、前記入力閾値検出器に提供される前記監視電流又は前記監視電流に対応する電圧が前記閾値レベルを上回る場合、前記ソレノイドコントローラをリセットモードから解放する。
【００１０】
一般に、別の態様では、開示される実施形態は、ピークホールドドライバにおいてソレノイドコイルのドロップアウトを確保する方法に関する。前記方法は、とりわけ、前記ソレノイドコイルへ２つのレベルの電流を印加して、前記ソレノイドコイルを通電状態にするステップを備え、前記２つのレベルの電流は、ピーク電流及びホールド電流を含む。前記方法は、更に、前記ソレノイドコイルが非通電状態にされたときに負荷抵抗において監視電流を受け付けるステップと、前記監視電流の少なくとも一部又は前記監視電流に対応する電圧が閾値レベルを超えるかを検出するステップと、を備える。前記方法は、更に、前記監視電流の少なくとも一部又は前記監視電流に対応する電圧が前記閾値レベルを下回る場合、前記ソレノイドコイルに電流を印加することを防ぐステップと、前記監視電流の少なくとも一部又は前記監視電流に対応する電圧が前記閾値レベルを上回る場合、前記ソレノイドコイルへの電流の印加を可能にするステップと、を備える。
【００１１】
一般に、更に別の態様では、開示される実施形態は、ソレノイドバルブシステムに関する。前記システムは、とりわけ、ソレノイドコイルを有するソレノイド制御バルブと、前記ソレノイドコイルに接続可能なソレノイドコントローラと、を備える。前記ソレノイドコントローラは、前記ソレノイドコイルへ２つのレベルの電流を印加して、前記ソレノイドコイルを通電状態にするように構成され、前記２つのレベルの電流は、ピーク電流及びホールド電流を含む。前記システムは、前記ソレノイドコイルに接続され、かつ前記ソレノイドコントローラをリセットモードにするように構成される入力閾値検出器と、前記入力閾値検出器に接続される負荷抵抗と、を更に備える。前記入力閾値検出器は、前記ソレノイドコイルが非通電状態にされたときに、監視電流を受け付け、前記監視電流の少なくとも一部を前記閾値検出器に提供する。前記入力閾値検出器は、前記入力閾値検出器に提供される前記監視電流又は前記監視電流に対応する電圧が閾値レベルを下回る場合、前記ソレノイドコイルを前記リセットモードにし、前記入力閾値検出器に提供される前記監視電流又は前記監視電流に対応する電圧が前記閾値レベルを上回る場合、前記ソレノイドコントローラをリセットモードから解放する。
【００１２】
一部の実施形態では、前記閾値レベルは、１０ｍＡの閾値レベルである。一部の実施形態では、前記ソレノイドコントローラは、前記リセットモードから解放されると動作を再開するように構成され、前記ウォームスタート検出器は、前記ソレノイドコントローラが電源オン状態から動作を再開するかを判定するように構成される。遅延タイマは、前記ウォームスタート検出器が、前記ソレノイドコントローラが電源オン状態から再開したと判定した場合、予め定義された遅延時間をカウントダウンするように構成される。一部の実施形態では、前記予め定義された遅延時間は、前記ソレノイドコイルのドロップアウトを可能にする値に減衰するために前記ソレノイドコイルにおいて電流に対して要求される時間の少なくとも２倍である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
開示された実施形態の前述した利点及び他の利点は、以下の詳細な説明を読み又図面を参照することで明らかになるであろう。
【００１４】
【図１】図１は、開示される実施形態に係る例示的なソレノイドドライバの機能ブロック図である。
【図２】図２は、開示される実施形態に係る例示的なソレノイドドライバの機能ブロック図である。
【図３】図３及び図３Ａ‐３Ｄは、開示される実施形態に係る例示的なソレノイドドライバの概略図である。
【図４】図４及び図４Ａ‐４Ｄは、開示される実施形態に係る例示的な別のソレノイドドライバの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
最初の問題として、開示される実施形態の態様を組み込んだ実際の商業的用途の開発が、商業的実施形態のための開発者の最終目的を達成するために多数の実施特有の判断を要することを理解するであろう。このような実施特有の判断は、特定の実施、場所、及び場合により異なる可能性のある、システム関連、ビジネス関連、政府関連、及びその他の制約の準拠を含んでもよいが、これらに限定されない。開発者の努力は絶対的な意味において複雑で時間がかかる可能性がある一方で、そうは言ってもこのような努力は、本開示の恩典を有する当業者にとっては型どおりの作業であろう。
【００１６】
本明細書において開示及び教示される発明は、多くの様々な変更及び代替形態を受け入れる余地があることが理解されるべきである。よって、「ａ」等の、ただしこれに限定されない単数形の使用は、アイテムの数を限定するように意図されるものではない。同様に、「上部」、「底部」、「左」、「右」、「上方」、「下方」、「下」、「上」、「側方」等の、ただしこれらに限定されない関係語は、図面への具体的な参照において明確さのために明細書内で使用されており、本発明の範囲を限定するように意図されるものではない。
【００１７】
上述されたように、開示される実施形態は、ドライバにおいてコントローラが監視又は漏洩電流を流すことを可能にするピークホールドドライバによって制御されるソレノイドバルブにおいてソレノイドコイルを制御するシステム及び方法に関する。とりわけ、開示される実施形態は、コントローラがソレノイドコイルを直ぐにかつ時期尚早に再度通電状態にすることを防ぐドロップアウト電圧の検出後に、遅延時間を提供する。遅延時間は、コントローラが、ソレノイドコイルにおいて電流に対して何のアクションも取らない間に待機時間を課し、ソレノイドコイルが非通電状態となることを可能にし、その通常開位置又は通常閉位置に戻ることを可能にする。このような遅延時間は、コントローラが既に電源オンサイクル（つまり、ウォームスタート）を終えた後に適用され、初期作動信号をバルブへ発するためにコントローラによって必要とされる応答時間が最小化され、それによって、バルブ始動時間を低減する。
【００１８】
ここで、図１に移り、機能ブロック図は、開示される実施形態に係るソレノイドバルブ１０１のための例示的なドライバ１００が示される。本明細書に示される特有な種類のドライバ１００は、（図示せず）外部制御ロジック又は制御回路等のような外部源からの信号に基づいて、ソレノイドコイル１０４へ２つのレベルの電力を印加することが可能なピークホールドドライバである。具体的には、ドライバ１００は、ソレノイドコイル１０４に、バルブ１０１を開くための初期引き込み力を生成するために十分大きい初期ピーク電流及び、その後、バルブ１０１の開きを保持するための保持力を生成するためのちょうど十分な大きさであるホールド電流を提供することが可能であるソレノイドコントローラ１０２を有する。また、ソレノイドコントローラ１０２もまた、外部源とソレノイドバルブ１０１との配線の完全性を確保するために、典型的には外部源によって提供される、監視又は漏洩電流の存在をモニタすることが可能である。
【００１９】
図１の例に見られるように、ソレノイドコントローラ１０２は、そこにいくつかの機能モジュールを有し、これは、コントローラ１０２の動作をサポートするために、ソフトウェア、ファームウェア又は両方の組み合わせとして実装されてもよい。これらの機能モジュールは、とりわけ、監視又は漏洩電流状態検出器１０６と、ウォームスタート検出器１０８と、リセット機能１１０と、遅延タイマ１１２と、を含んでもよい。負荷抵抗１１４は、ソレノイドコイル１０４が非通電状態にされたとき、監視又は漏洩電流を受け付けるためにソレノイドコントローラ１０２に接続され、入力閾値検出器１１６は、負荷抵抗１１４を通じて、入力電圧Ｖｉｎ又はその少なくとも一部を検出するために負荷抵抗１１４及びソレノイドコントローラ１０２に接続される。各種データポート並びに揮発性及び不揮発性メモリ等（図示せず）もまたソレノイドコントローラ１０２に含まれる。同様に、ブリッジ整流器（図示せず）は、ソレノイドコントローラ１０２に電力を提供するために、ソレノイドドライバ１００の一部の実装に存在してもよい。
【００２０】
実際には、監視又は漏洩電流状態検出器１０６は、ソレノイドバルブ１０１と外部源との配線の完全性を判定するために、外部源によって提供される監視又は漏洩電流をモニタする。ウォームスタート検出器１０８は、その名称が示唆するように、例えば、コントローラ１０２の１以上のメモリ位置の状態をチェックすることによって、動作を再開した後にソレノイドコントローラ１０２をチェックし、コントローラが電源オン状態（メモリ、データレジスタ等が維持される場合）から動作を開始しているかを判定する、又はコントローラが電源の初期印加に続くコールドブート（メモリ、データレジスタ等が本質的にランダム値を含む場合）から動作を開始しているかを判定する。リセット機能１１０は、有効な状態の時、本質的に、コントローラが電源オンを維持している間、ソレノイドコントローラ１０２を一時停止又は保留状態にする。遅延タイマ１１２は、そのプログラミングのリマインダーを実行する前に、１以上の予め定義された待機時間をカウントダウン（カウントアップ）するためにソレノイドコントローラ１０２によって用いられる。入力閾値検出器１１６は、負荷抵抗１１４を通じて、入力電圧Ｖｉｎ又はその少なくとも一部を検出するように構成され、ソレノイドコイル１０４が、入力電圧Ｖｉｎ又はその一部のレベルに基づいて非通電状態にされたと判定した場合、リセット機能１１０を有効な状態にするように構成される。
【００２１】
動作時に、バルブ１０１が開かれるべきときに、外部源からの信号は、入力電圧Ｖｉｎを十分に高い電圧レベルに増加させ、ソレノイドコイル１０４を通電状態にし、ソレノイドコントローラ１０２は、ソレノイドコイルを引き込み、バルブ１０１を開くために、ソレノイドコイル１０４への対応する電流（例えば、２５０ｍＡ）を印加する又は印加を促進する。特定量の時間（例えば、６０ｍｓ）の後、ソレノイドコントローラ１０２は、ソレノイドコイルの保持のために、ソレノイドコイル１０４への保持電圧に対応するより小さな電流（例えば、７０ｍＡ）を印加する又は印加を促進する。その後、入力電圧Ｖｉｎは、ソレノイドコイル１０４を非通電状態にするために十分に低い電圧レベルへ減少し、ソレノイドコントローラ１０２は、ソレノイドコイル１０４がドロップアウトして、バルブ１０１を開くことを可能にするために、ソレノイドコイル１０４への電流を除去する又は除去を促進する。
【００２２】
入力閾値検出器１１６が、入力電圧Ｖｉｎ又はその割合がドロップアウト電圧又はソレノイドコイル１０４が非通電状態にされたことを含む他の閾値トリップレベルを下回るまで減少したことを検出したとき、入力閾値検出器１１６は、ソレノイドコイルコントローラ１０２のリセット機能１１０を有効な状態にする。これは、ソレノイドコントローラ１０２を、ソレノイドコイル１０４への電流を除去する又は除去を促進する一時停止又は保留モードにし、ソレノイドコイル１０４がドロップアウトし、バルブ１０１を開くことを可能にする。入力電圧Ｖｉｎ又はその一部がドロップアウト電圧又は他の閾値トリップレベルを再び超えたとき、入力閾値検出器１１６は、ソレノイドコントローラ１０２のリセット機能１１０を非有効な状態にし、ソレノイドコントローラ１０２が、ソレノイドコイル１０４の再度の通電を開始することを可能にする。当該処理は、その後、バルブ１０１をサイクルするために、必要に応じて繰り返されてもよい。
【００２３】
しかし、上述されたように、ソレノイドコントローラ１０２は、ソレノイドコイル１０４への２つの電流レベルを印加するので、その負荷抵抗１１４に対する電流の大きさを超える過剰な量の監視又は漏洩電流が負荷抵抗１１４を流れるとき、問題が生じる。すなわち、監視又は漏洩電流により条件が生じ、ソレノイドコントローラ１０２は、ドロップアウト中に、ソレノイドコイル１０４を時期尚早に通電状態にしようとし、これは、ソレノイドコイル１０４の巻線において、ソレノイドコイル１０４が適切にバルブ１０１を閉じることができない程大きい電流が流れることをもたらす。
【００２４】
特に、一部の実施形態では、負荷抵抗１１４を通じる監視又は漏洩電流の量が、負荷抵抗１１４の大きさに適したものを超える場合、負荷抵抗１１４に亘る増加した電圧は、入力閾値検出器１１６が、監視電流をソレノイドコイル１０４へ切り替えさせる。ソレノイドコイル１０４の誘導的性質により、電流は、コイル１０４の誘導時間定数に基づいて増大することを開始する。監視又は漏洩電流を供給する外部源が、限定されたインピーダンスであるので、ソレノイドコイル１０４によって引かれた電流が増加すると、ソレノイドコイル１０４へ供給される有効電圧は、減少を開始する。前記電圧が、閾値検出器１１６に対する閾値レベルを下回って降下するとき、閾値検出器１１６は、ソレノイドコントローラ１０２にソレノイドコイル１０４から負荷抵抗１１４へ監視電流を切り替えさせる。ソレノイドコイル１０４が、ここで、外部源から有効に非接続とされているが、その磁界に蓄積されたエネルギーが未だ残っている。このエネルギーは、電流を流れ続けさせ、それに続いて、ソレノイドコイル１０４において電流を減衰させる。この時点で、負荷抵抗１１４に印加される電流は、再び超過量となり、電圧検出器１１６は、これを再びソレノイドコイル１０４に流用する。ソレノイドコイル１０４における電流が減衰している又はゼロであるため、印加される監視電流は、コイル電流を再び増大しようとする。上記の処理は、その後、それ自体を繰り返し、それ故、ソレノイドコイル１０４における電流は、バルブ機構がバルブ１０１を適切に閉じることを可能にする十分低いところに到達しないこととなる。
【００２５】
開示される実施形態に係る、上記の課題を解決するために、ソレノイドコントローラ１０２は、コントローラが、ソレノイドコイル１０４における電流に対してアクションを取らない間に動作を再開した後、予め定義された遅延時間を実装する。遅延タイマ１１２によって測定されるこの遅延時間は、ソレノイドコイル１０４が、ドロップアウト中に、直ちにかつ時期尚早に再度通電状態にされることを防ぐ。予め定義された遅延時間の持続期間は、ソレノイドコイル１０４が、再度通電状態にされる前に、完全にかつ適切にドロップアウトすることを確保するために、十分に長く設定される。例えば、遅延時間は、ソレノイドコイル１０４のドロップアウトを可能にする値に減衰するためにソレノイドコイルにおける電流に要求される時間の少なくとも２倍に設定される。一部の実施形態では、これは、約１２０ｍｓであってもよい。遅延タイマ１１２がカウントダウン（又はカウントアップ）を終了したとき、ソレノイドコントローラ１０２は、そのプログラミングに応じて動作を再び始める。
【００２６】
一部の実施形態では、特定の実装に応じて、予め定義された遅延時間は、ウォームスタート検出器１０８によって決定されるように、例えば、ソレノイドコントローラ１０２が電源オンサイクルを終えた後のみのように、選択的に採用されてもよい。同様に、一部の実施形態では、予め定義された遅延時間は、以前のサイクルにおける突入電流の検出によって決定されるような、ソレノイドコイル１０４が事前に通電状態にされている場合にのみ、実装されてもよい。これは、遅延時間が不必要に実装されないことを確保することを助け、それによって、コントローラ１０２の応答時間を最小化し、バルブ１０１を作動するために必要な時間を低減する。
【００２７】
前述の処理は、概して、図２に反映されており、これは、一部の実施形態においてソレノイドドライバ１００と共に又はソレノイドドライバによって用いられてもよい方法２００を表す例示的なフロー図を示す。図２（及び本明細書の他の図面）は、複数の個別のブロックを示すが、当業者は、開示される実施形態の範囲から逸脱せずに、必要に応じて、これらのブロックのいずれか１つが２以上の構成要素ブロックに分割される及び／又はこれらのブロックの２以上が単一のブロックを形成するように組み合わせられることを理解するであろうことを留意すべきである。また、方法２００は、一部の実施形態において全体的に自動的に実行されてもよく、又は方法２００の一部が自動的に実行され、方法２００の一部が必要に応じて手動で実行されてもよい。
【００２８】
図示されるように、方法２００は、概して、ブロック２０２において開始し、ここで、入力閾値検出器は、入力電圧Ｖｉｎがドロップアウト電圧又は閾値トリップレベルに関連する他のドロップアウトを下回るか（ソレノイドコイルが非通電状態にされたことを意味する）を判定する。判定がｙｅｓの場合、ソレノイドコントローラは、ブロック２０４において、リセットモードにし、負荷抵抗は、非通電状態にされるソレノイドコイルと共に、監視又は漏洩電流を受け付けるために、接続される又は切り替えられる。ブロック２０２において、判定がｎｏの場合、ソレノイドコントローラは、ブロック２０６において動作を再開する。
【００２９】
ソレノイドコントローラが動作を再開した後、ブロック２０８において、再開がウォームスタートであったかを判定する。判定がｙｅｓの場合、ブロック２１０において、例えば、以前のサイクル時にソレノイドコイルにおいて突入電流が存在したかを判定することによって、ソレノイドコイルが以前のサイクルにおいて通電状態にされたかを判定する。この判定がｙｅｓの場合、遅延時間は、ブロック２１２において実装され、ソレノイドコイルが完全かつ適切にドロップアウトすることを確保する。ソレノイドコントローラがコールドスタートから開始しており、かつソレノイドコイルが以前に通電状態にされていることをそれぞれが示しているブロック２０８又はブロック２１０のいずれかで判定がｎｏの場合、遅延時間は、ブロック２１２において実装されない。
【００３０】
次に、ブロック２１４において、高い又はピークコイル電流は、予め定義された長さの時間（例えば、６０ｍｓ）にソレノイドコイルに印加される。その後、低い又はホールドコイル電流は、ブロック２１６において、ソレノイドコイルに印加される。低い電流は、入力電圧Ｖｉｎがドロップアウト電圧又は他の閾値トリップレベル未満である限り印加され続け、この判定はブロック２１８においてなされる。ブロック２１８における判定がｙｅｓの場合、方法は、ブロック２０４に戻り、コントローラは、再度リセットモードとし、負荷抵抗は再び結合される。
【００３１】
図３及び図３Ａ‐３Ｄは、開示される実施形態に係るピークホールドソレノイドドライバの例示的な実装のための概略的な図である。概略的な図は、種類、サイズ及び／又はそこに示される１以上の構成要素についての部品番号を特定するが、当業者は、開示される実施形態の範囲から逸脱せずに、代替構成要素が確かに用いられてもよいことを理解するべきである。よって、当業者は、開示される実施形態の範囲から逸脱せずに、適切な修正により、電圧比較器が電流比較器に代わって用いられてもよいこと及びその逆、又はバイポーラ接合トランジスタが電界効果トランジスタに代わって用いられてもよいこと及びその逆などを理解するであろう。
【００３２】
図３及び図３Ａ‐３Ｄの実装では、トランジスタＱ１は、ソレノイドコイルを制御し、これは、ソレノイドコントローラＵ１の指示の下、端子ＳＯＬ１とＳＯＬ２との間に接続され、これは、抵抗Ｒ１６を通じて流れる電流に基づくトランジスタドライバＩＣ１を通じてＱ１のゲートを制御するようにプログラムされたピンを有する。トランジスタＱ２及びＱ４、ダイオードＤ７及びＤ１０、並びに抵抗Ｒ１７、Ｒ１及びＲ２で構成されるプレ‐レギュレータは、おおよそ１０Ｖの信号を５ボルト電圧レギュレータＵ２へ提供し、ソレノイドコントローラＵ１及びトランジスタドライバＩＣ１に電源供給する。抵抗Ｒ３‐Ｒ９及びＲ２０は、そこを通じて監視又は漏洩電流がトランジスタＱ３を介して流れる抵抗ネットワーク又は負荷を形成する。トランジスタＱ３のゲートは、ソレノイドコントローラＵ１と接続され、これは、回路から負荷抵抗Ｒ３‐Ｒ９及びＲ２０を接続又は非接続するためのスイッチとしてＱ３を本質的に制御する。切り替えられたとき、抵抗Ｒ３‐Ｒ９及びＲ２０は、電源の電圧レベルが入力電圧検出器Ｕ３の閾値電圧を下回っている限り、端子ＩＮ１及びＩＮ２において外部電源から電力を取り込む。抵抗Ｒ１９及びＲ２１は、電源から電圧の特定の割合又は一部を受け付けるような入力電圧検出器Ｕ３に対する分圧器を形成する。
【００３３】
動作時に、入力電圧検出器Ｕ３は、ソレノイドコントローラＵ１のリセットピンをロジック（論理）がロー（ｌｏｗ）で保持し、これは、電源の電圧レベル又はその一部が、閾値電圧に到達し、ソレノイドコイルドロップアウト電圧となるまで、ソレノイドコントローラＵ１をリセットモードに維持する。なぜなら、ソレノイドコントローラＵ１は、リセットモードにあり、そのピンは、高インピーダンス状態にあり、これは、抵抗Ｒ１５を通じてトランジスタＱ３をオンにさせるためである。Ｑ３をオンにすることによって、上述した抵抗Ｒ３‐Ｒ９及びＲ２０に、端子ＩＮ１及びＩＮ２において電源から電流を引き込ませる。電源の電圧レベル又はその一部が入力電圧検出器Ｕ３の閾値電圧に到達したとき、入力電圧検出器Ｕ３は、リセットピンを解放し、ソレノイドコントローラＵ１は、高インピーダンスなリセットモードから出て、Ｑ３をオフにさせ、これは、抵抗Ｒ３‐Ｒ９及びＲ２０を非接続又は非結合する。その後、ソレノイドコントローラＵ１は、そのプログラミングを再度実行することを開始し、端子ＳＯＬ１及びＳＯＬ２でのソレノイドコイルへのピークホールド電流の印加を生じる。
【００３４】
動作を再開すると、ソレノイドコントローラＵ１は、コールドブート又は電源オン状態（つまり、ウォームスタート）から再開しているかをそのプログラミングの一部としてチェックする。ソレノイドコントローラＵ１が、電源オン状態から再開していると判断した場合、ソレノイドコントローラＵ１は、その間にソレノイドコントローラＵ１がソレノイドコイルの電流に対して何のアクションも取らない予め定義された遅延時間を実装する。ソレノイドコントローラＵ１は、また、遅延時間の実装前に、抵抗Ｒ１６を介して以前に突入電流があったかどうかをチェックすることによって、ソレノイドコイルが以前に通電状態にされているかも判定する。この遅延時間は、ソレノイドコイルが、再度通電状態にされる前に、適切にドロップアウトするために十分な時間を有することを確保する。逆に、ソレノイドコントローラＵ１は、コールドブートから再開している又はソレノイドコイルが以前のサイクルにおいて最近通電状態にされていないと判定した場合、ソレノイドコントローラＵ１は、応答時間、故にバルブ動作時間を最小限にするために、予め定義された遅延時間を見合わせる。
【００３５】
図４及び図４Ａ‐４Ｄは、開示される実施形態に係るピークホールドソレノイドドライバの例示的な別の実装のための概略的な図である。この実装は、ＤＣ電源である外部電源から動作するように構成されていることを除いて図３及び図３Ａ‐３Ｄの実装と同様である（一方、図３及び図３Ａ‐３Ｄの実装は、ＡＣ又はＤＣ電源のいずれかから動作するように構成されている）。
【００３６】
本開示の特定の態様、実施、及び適用を図示し説明してきたが、本開示は本明細書で開示された通りの構成や組成に限定されないことが理解されるべきである。例えば、矩形状のプリズムに類似しているソレノイドコイルアセンブリに代えて、一部の実施形態においては、ソレノイドコイルアセンブリは、ある程度円柱形状等を有してもよい。従って、添付した請求項に定義されている開示実施形態の精神及び範囲から逸脱することなく、上記の説明からの様々な修正、変更、変形がありうることは明らかであろう。
【図１】
0006745812.tif 000002
【図２】
0006745812.tif 000003
【図３】
0006745812.tif 000004
【図３Ａ】
0006745812.tif 000005
【図３Ｂ】
0006745812.tif 000006
【図３Ｃ】
0006745812.tif 000007
【図３Ｄ】
0006745812.tif 000008
【図４】
0006745812.tif 000009
【図４Ａ】
0006745812.tif 000010
【図４Ｂ】
0006745812.tif 000011
【図４Ｃ】
0006745812.tif 000012
【図４Ｄ】
0006745812.tif 000013