专利名称:电磁控制阀控制器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电磁控制阀控制器，用于控制具有多个电磁线圈的电磁控制阀。
背景技术：
迄今为止，已知一种双电磁控制阀(solenoid-operated valve)，其具有两个电磁操作的导阀(pilot valve)，其中的导阀由电磁装置(solenoid mechanism)驱动。这种已知类型的双电磁控制阀具有用于改变主流体的流动方向的主轴，在主轴的相对轴向端分别布置两个活塞。交替地接通和断开两个电磁装置，以使导流体交替地作用于两个活塞上，从而移位主轴。
例如，日本实用新型早期公开号为No.5-96654的专利公开了一种传统的双电磁控制阀，其具有直径不同的两个活塞，该两个活塞被分别布置在主轴的相对轴向端。当通过手动操作单元，将导流体压力施加到直径较小的活塞上时，接通或断开导阀中的一个以将导流体提供到直径较大的活塞，或从直径较大的活塞排出导流体，从而以与单电磁控制阀相同的方式移位主轴。
如日本专利早期公开号为No.8-145225的专利所公开的，另一种传统的双电磁控制阀具有两个电磁操作的导阀，其可以被用作具有单个导阀的单电磁控制阀。当所公开的阀被用作双电磁控制阀时，防止主轴被移位，甚至当错误地同时接通两个导阀时，也是如此。
迄今为止，已经提出了用于驱动电磁控制阀的节能技术。例如，日本专利早期公开号为No.3-213782的专利公开了一种电磁控制阀控制器，其用于基于驱动指令信号，在预定的周期，将额定电压施加到电磁控制阀的电磁线圈，接着在阀启动期间的剩余周期，将低于额定电压的保持电压施加到电磁控制阀的电磁线圈上，从而驱动电磁控制阀，同时实现节能的目的。
美国专利号为N0.6,164,323的专利公开了一种电磁阀控制系统，其中微处理器根据控制信号进行操作，以便以100％的占空比，在预定的时间周期，将电力施加到阀的电磁线圈上，从而移动电磁线圈内的可移动元件，并接着以降低的占空比将电力施加到电磁线圈上，从而在阀启动期间的剩余周期内，以降低的耗能水平保持阀启动，从而将可移动元件保持在电磁线圈内部的合适位置。
已经试图努力减小双电磁控制阀的尺寸，并且为把两个电磁线圈放置在一侧而进行结构上的变化。由于这种努力，减小了安装用于两个电磁线圈的控制电路所用的空间，从而用于各个电磁线圈的单独的控制电路就不能被安装在可用的空间内。
以降低的能耗水平操作的电磁控制阀的轴，在微小力的作用下被保持在适当的位置。当将强烈的震动施加到电磁控制阀上时，可移动元件易于被移位到不适当的位置上，从而改变电磁控制阀中配置的流体通道。因此，由流过该流体通道的流体驱动的气缸可能进行意料外的操作。
通过使用传感器，监视电磁控制阀的可移动元件的状态，可以避免上述缺点。然而，包括这种传感器和其相关电路的电磁控制阀在结构上会变得复杂，并且制造成本增加。
发明内容本发明的一个目的在于提供一种电磁控制阀控制器，其可以有效地减小具有多个电磁线圈的电磁控制阀的尺寸，其中所述电磁控制阀例如双电磁控制阀，其可以提供安装用于所述电磁控制阀的控制电路的减小的可用空间，并且制造成本相对较低。
本发明的另一目的在于提供一种电磁控制阀控制器，其能够根据使用电磁控制阀的方式，将所述电磁控制阀的可移动元件可靠地保持在适当位置，甚至以降低的耗能水平驱动所述电磁控制阀时，也是如此。即使当操作所述电磁控制阀时，外部震动施加到所述电磁控制阀时，所述电磁控制阀控制器也能够将所述可移动元件保持在适当位置。
根据本发明，提供了一种电磁控制阀控制器，其用于控制具有多个电磁线圈的电磁控制阀，所述电磁控制阀控制器包括开关；多个信号线，通过电线分别与所述电磁线圈相关联；所述信号线连接到所述电磁线圈的各端；所述电磁线圈具有共同电连接到所述开关的其它端；以及控制电路，其用于选择所述电磁线圈中的至少一个，其对应于多个输入信号的信号状态，其中所述多个输入信号被分别输入到所述信号线；并且所述控制电路用于接通和断开开关，以控制所述电磁线圈中所选择的一个。
所述电磁控制阀，可以被称为双电磁控制阀，其可以被减小尺寸，可以被设计为提供用于安装控制电路的减小的空间，并可以降低费用。
所述控制电路选择所述电磁线圈中的至少两个，其对应于多个输入信号的信号状态，其中所述多个输入信号被分别输入到所述信号线，并且在一个周期断开所述开关，在所述一个周期内，所述控制电路选择所述电磁线圈中的至少两个。
由于上述配置，防止同时激励所述电磁线圈，从而所述电磁控制阀将高度可靠地工作。
所述控制电路接通和断开所述开关，以便以额定供电模式激励所述电磁线圈中所选择的一个，其中以占空比为100％，足以移动所述电磁线圈中所选择的一个中的可移动元件的电能，激励所述电磁线圈中所选择的一个，并且此后以降低的供电模式激励所述电磁线圈中所选择的一个，其中在所述额定供电模式中，以小于所述100％占空比的占空比激励所述电磁线圈中所选择的一个。
在一个循环周期中，在所述额定供电模式和所述降低的供电模式中，所述控制电路激励所述电磁线圈中所选择的一个，并在所述一个循环周期中，接通和断开所述开关，其中所述一个循环周期被指定为在其中选择所述电磁线圈中的一个的周期。
可选地，在一个循环周期中，在所述额定供电模式和所述降低的供电模式中，所述控制电路激励所述电磁线圈中所选择的一个，并且在两个或多个所述循环周期中接通和断开所述开关，其中所述循环周期被指定为在其中选择所述电磁线圈中的一个的周期。由于该配置，在其中选择所述电磁线圈中的一个的周期中，在两个或多个循环周期中激励所述电磁线圈中所选择的一个，因此所述电磁线圈内的所述可移动元件被保持在适当位置，甚至当施加外部震动时，也是如此。而且，甚至当以降低的供电模式激励所述电磁线圈中所选择的一个时，所述可移动元件也被可靠地保持在适当位置。在所述电磁控制阀操作过程中，甚至当外部震动施加到所述电磁控制阀上时，所述可移动元件仍然保持在适当位置。
所述控制电路选择多个准备好的激励模式中的一个，其对应于所述控制电路的专用端子的输入条件，并基于所述激励模式中所选择的一个接通和断开所述开关。可选地，所述控制电路选择多个准备好的激励模式中的一个，其对应于存储在存储器中的条件，其中存储器被合并在所述控制电路中，并基于所述激励模式中所选择的一个，接通和断开所述开关。
可以根据所述电磁控制阀的使用需求例如，安装的电磁控制阀必须是高度可靠的位置，或安装的电磁控制阀可以是较不可靠的位置，来设置这种激励模式。因此，在其中具有多个电磁线圈的所述电磁控制阀，在使用中是非常通用的。
存储在所述存储器中的所述条件包括在所述控制电路安装在布线板后写入所述存储器的条件。具体地，如果所述控制电路包括在其中存储程序的存储器，例如闪存等，则所述程序可以容易地进行板级变化。由于当所述电磁控制阀控制器运出工厂时，或者在所述电磁控制阀控制器已经运到使用者时，可以进行这种板级程序变化，因此所述电磁控制阀控制器非常便于使用。
在一个循环周期中所述控制电路接通和断开所述开关，以便以额定供电模式激励所述电磁线圈中所选择的一个，其中以占空比为100％，足以移动所述电磁线圈中所选择的一个中的可移动元件的电能，激励所述电磁线圈中所选择的一个，并且此后以降低的供电模式激励所述电磁线圈中所选择的一个，其中在所述额定供电模式中，以小于所述100％占空比的占空比激励所述电磁线圈中所选择的一个；其中所述激励模式包括第一激励模式和第二激励模式，所述第一激励模式用于将一个循环周期指定为在其中选择所述电磁线圈中的一个的周期，所述第二激励模式用于将所述循环周期中的至少两个指定为在其中选择所述电磁线圈中的一个的周期。
所述信号线还可以作为用于所述电磁线圈的相应的电力线工作。由于该配置，所述电磁控制阀控制器中的电线数量相对较小。因此在其中具有多个电磁线圈的电磁控制阀能够减小尺寸，可以被设计为提供用于安装所述控制电路的减小的空间，以及能降低费用。
优选地，所述一个循环周期应短于流体压力设备开始改变流体通道所需要的时间周期，其中所述流体压力设备连接到所述电磁控制阀，以基于所述电磁控制阀的所述可移动元件的移位运动改变流体通道，其中所述时间周期是从移位所述可移动元件的时间开始测量的。
由于上述配置，所述电磁控制阀的所述可移动元件被可靠地保持在适当位置。而且，在所述电磁控制阀操作过程中，甚至当外部震动施加到所述电磁控制阀上时，所述可移动元件仍然保持在适当位置。
在根据本发明的所述电磁控制阀控制器中，具有多个电磁线圈的电磁控制阀(称为双电磁控制阀)能够减小尺寸，可以被设计为提供用于安装所述控制电路的减小的空间，以及能降低费用。
甚至当所述电磁控制阀工作在所述降低的供电模式时，依赖于所述电磁控制阀的使用，所述电磁控制阀中的所述可移动元件被可靠地保持在适当位置。而且，在所述电磁控制阀操作过程中，甚至当外部震动施加到所述电磁控制阀上时，所述可移动元件仍然保持在适当位置。
当结合附图时，从下面的描述中，本发明的上述和其它目的、特点，以及优点将变得更加明显，其中以示例性的举例的方式，表示本发明的优选实施例。
图1是根据本发明的实施例，表示电磁控制阀的一般配置的示意图，其中电磁控制阀是由电磁控制阀控制器控制的；图2是电磁控制阀控制器的电路图；图3是表示用于电磁控制阀控制器的控制电路的功能的模块图；图4是说明电磁控制阀控制器的控制电路的处理顺序的时序图，特别地，表示基于第二程序的处理顺序；图5是表示第一程序的处理顺序的流程图；图6是表示第二程序的处理顺序的流程图；图7是说明电磁控制阀控制器的控制电路的处理顺序的时序图，特别地，表示基于第三程序的处理顺序；以及图8是表示第三程序的处理顺序的流程图。
具体实施方式下面将参考图1到8，描述根据本发明实施例的电磁控制阀控制器。
图1示意性地表示根据本发明的实施例由电磁控制阀控制器10控制的电磁控制阀12。首先将描述电磁控制阀12。
如图1所示，电磁控制阀12是自保持型电磁控制阀，即门锁式(latched)电磁控制阀，其中具有两个电磁铁(solenoid)，即，第一电磁铁14A和第二电磁铁14B。下面所述的电磁控制阀12是一种5端口电磁控制阀，虽然没有示出所有这些端口，但是其具有入口，第一出口，第二出口，第一排出口，以及第二排出口。
第一电磁铁14A包括第一可移动元件18A，其可以在两个相对的方向上移动，即，在一个方向和一个相对的方向上移动，阀槽(valvespool)16固定到其一端；第一弹簧20A，其通常用于推进第一可移动元件18A以相对的方向移动；第一永磁铁22A，其用于生成磁场；以及第一电磁线圈24A，其用于在一个方向上移动第一可移动元件18A，以将第一可移动元件18A置于第一位置P1。
第二线圈14B包括第二可移动元件14B，其可以在两个相对的方向上移动，即，在一个方向和一个相对的方向上移动，阀槽16固定到其一端；第二弹簧20B，其通常用于推进第二可移动元件18B在一个方向上移动；第二永磁铁22B，其用于产生磁场；以及第二电磁线圈24B，其用于在相对的方向上移动第二可移动元件18B，用于将第二可移动元件18B置于第二位置P2。
例如，当电磁控制阀12处于初始状态时，阀槽16在来自第一弹簧20A和第二弹簧20B的力的作用下，被保持在中间位置，以闭合入口。在图1中，阀槽16被表示为置于中间位置。
当激励第一电磁线圈24A时，第一电磁线圈24A产生磁场，磁场方向与第一永磁铁22A产生的磁场方向相同。因此，第一可移动元件18A在一个方向上移动，对抗第一弹簧20A的偏压，并被置于第一位置P1。例如，现在使入口和第一出口，以及第二出口和第二排出口彼此流体连通，从而流体从入口流动到第一出口，保留在第二出口中的流体通过第二排出口排出。因此，甚至当除去第一电磁线圈24A的激励的时候，第一可移动元件18A在来自第一永磁铁22A的磁力的作用下，保持在第一位置P1，从而允许流体连续地从入口流到第一出口。
在除去第一电磁线圈24A的激励后，激励第二电磁线圈24B，以产生磁场。由于第二电磁线圈24B产生的磁场和第二永磁铁22B产生的磁场方向相同，因此第二可移动元件18B在对抗第二弹簧20B的偏压的相对方向上移动，并被置于第二位置P2。例如，现在使入口和第二出口，以及第一出口和第一排出口彼此流体连通，从而流体从入口流动到第二出口，保留在第一出口中的流体通过第一排出口排出。此后，甚至当除去第二电磁线圈24B的激励的时候，第二可移动元件18B在来自第二永磁铁22B的磁力的作用下，保持在第二位置P2，从而允许流体连续地从入口流到第二出口。
当除去第二电磁线圈24B的激励时，阀槽16返回到其初始位置，即，中间位置，由此关闭第一入口。此时，由于第一出口和第一排出口，以及第二出口和第二排出口彼此保持流体连通，因此保留在第二出口中的流体通过第二排出口排出。
下面将参考图2详细描述电磁控制阀控制器10。
如图2所示，电磁控制阀控制器10包括开关30；两个信号线32A，32B，其分别连接到第一电磁线圈24A和第二电磁线圈24B；以及控制电路34，其用于接通和断开开关30。
第一输入端子36A连接到第一信号线32A的一端，而第一信号线32A的另一端连接到第一电磁线圈24A的一端38a。类似地，第二输入端子36B连接到第二信号线32B的一端，而第二信号线32B的另一端连接到第二电磁线圈24B的一端38b。开关30可以包括n沟道FET或p沟道FET。在以下的描述中，将假设开关30包括n沟道FET。
第一和第二电磁线圈24A，24B具有各自的另一端40a，40b，其中40a，40b共同连接到触点42，触点42电连接到开关30的漏极端子。开关30还具有连接到参考端子44的源极。优选地，参考端子44连接到地电位(Vss)。
优选地，控制电路34包括微处理器，微处理器包括用于执行接通和断开开关30的程序的CPU(未示出)。控制电路34包括至少一个电源端子VDD，第一控制输入端子Gi1，第二控制输入端子Gi2，控制输出端子G0，专用端子Gc，以及Vss端子。
恒压电路50包括彼此串联连接的第一电阻器46和稳压二极管48，恒压电路50连接在第一和第二信号线32A，32B以及参考端子44之间。当操作控制电路34时，来自恒压电路50的输出电压(例如，5V)作为电源电压施加到控制电路34的电源端子VDD。控制电路34的Vss端子连接到参考端子44。电容器52连接在电源端子VDD和参考端子44之间，以稳定施加到电源端子VDD上的电压。
控制电路34的控制输出端子Go连接到开关30的栅极端子。上拉电阻56连接在开关30的栅极端子和接点(触点)54之间，接点54处于恒压电路50的第一电阻器46和稳压二极管48之间。当控制电路34的控制输出端子Go具有高阻抗时，来自恒压电路50的输出电压(例如，5V)通过上拉电阻(pull-up resistor)56施加到开关30的栅极端子，从而接通开关30。当控制电路34的控制输出端子Go处于低电平(例如，0V)时，开关30断开。如果控制电路34自身在其中包括上拉电阻，则可以省去上拉电阻56。
检测电路58连接到控制电路34，用于检测第一输入信号S1的信号状态和第二输入信号S2的信号状态，其中第一输入信号S1提供给第一输入端子36A，第二输入信号S2提供给第二输入端子36B。
第一输入信号S1和第二输入信号S2具有高电平，选择该高电平为第一电磁线圈24A和第二电磁线圈24B的额定电压(例如，24V)。第一输入信号S1和第二输入信号S2具有低电平，例如，选择该低电平为0V。因此，第一信号线32A和第二信号线32B具有双重功能，作为用于第一电磁线圈24A和第二电磁线圈24B的相应的电源线。
检测电路58包括两个npn型晶体管，即，第一晶体管60a和第二晶体管60b，其各自的发射极端子共同地连接。第一输入端子36A连接到第一晶体管60a的基极端子，第二输入端子36B连接到第二晶体管60b的基极端子。共同的发射极端子连接到参考端子44。第二电阻器62连接在第一晶体管60a的集电极端子和恒压电路50的接点54之间，第三电阻器64连接在第二晶体管60b的集电极端子和恒压电路50的接点54之间。第一晶体管60a的集电极端子连接到控制电路34的第一控制输入端子Gi1，而第二晶体管60b的集电极端子连接到控制电路34的第二控制输入端子Gi2。
如果提供给第一输入端子36A的第一输入信号S1处于高电平，第二输入端子36B的第二输入信号S2处于低电平，则由于第一晶体管60a导通，第二晶体管60b截止，在这种情况下，施加到控制电路34的第一控制输入端子Gi1的第一输入电压V1处于低电平(例如，0V)，施加到控制电路34的第二控制输入端子Gi2的第二输入电压V2处于高电平(例如，5V)。
相反地，如果第一输入信号S1处于低电平，第二输入信号S2处于高电平，则由于第一晶体管60a截止，第二晶体管60b导通，在这种情况下，施加到第一控制输入端子Gi1的第一输入电压V1处于高电平，施加到第二控制输入端子Gi2的第二输入电压V2处于低电平。
如果第一输入信号S1和第二输入信号S2都处于低电平，则由于第一晶体管60a和第二晶体管60b都截止，施加到第一控制输入端子Gi1的第一输入电压V1和施加到第二控制输入端子Gi2的第二输入电压V2都处于高电平。
相反地，如果第一输入信号S1和第二输入信号S2都处于高电平，则由于第一晶体管60a和第二晶体管60b都导通，则第一输入电压V1和第二输入电压V2都处于低电平。
程序转换开关66与恒压电路50的稳压二极管48并联。程序转换开关66用于选择存储在存储器中的三个程序中的一个，其中存储器例如闪存等，其被并入在控制电路34中。在图2中，程序转换开关66或者包括第四电阻器68，或者包括第五电阻器70，其中第四电阻器68连接在控制电路34的专用端子Gc和恒压电路50的接点54之间，第五电阻器70连接在控制电路34的专用端子Gc和参考端子44之间，程序转换开关66用于选择两个程序中的任何一个。
突波吸收(surge-absorbing)第一二极管72与第一电磁线圈24A并联连接，突破吸收第二二极管74与第二电磁线圈24B并联连接。反向阻断第三二极管76和反向阻断第四二极管78分别连接到第一信号线32A和第二信号线32B。反向阻断第五二极管80连接在第一输入端子36A和第一电阻器46之间，反向阻断第六二极管82连接在第二输入端子36B和第一电阻器46之间。
下面将参考图3描述电磁控制阀控制器10的电路操作。
如图3所示，由控制电路34的CPU运行的程序包括检测装置84、程序选择装置86，以及程序控制装置88。
如果处于第一控制输入端子Gi1的第一输入电压V1和/或处于第二控制输入端子Gi2的第二输入电压V2发生变化，则检测装置84输出内部中断信号Sw。
程序选择装置86选择并执行多个程序中的一个，即，第一到第三程序92a，92b，92c中的一个，该多个程序被存储在控制电路34的存储器90中。具体地，根据来自检测装置84的内部中断信号Sw，程序选择装置86根据第一输入电压V1和第二输入电压V2以及电压Vc的属性(电压电平)的组合，选择并执行程序，其中第一输入电压V1和第二输入电压V2分别提供给第一控制输入端子Gi1和第二控制输入端子Gi2，电压Vc提供给专用端子Gc。
当向程序控制装置88提供来自检测装置84的内部中断信号Sw时，如果当前正执行程序，则程序控制装置88输出结束请求信号Ss，以停止正被运行的程序。
下面将参考图2到8描述选择、执行和终止程序的操作细节。
如果第一输入电压V1和第二输入电压V2都处于高电平，即，当第一输入信号S1和第二输入信号S2都处于低电平时，例如当初始激活控制电路34时，或在图4中所示的时刻t0，则程序选择装置86选择并执行存储器90中存储的第一程序92a。
下面将参考图5描述用于第一程序92a的处理顺序。在图5的步骤S1中，对控制输出端子Go进行控制以使其处于低电位，例如，地电位Vss。例如，接通内部晶体管形式的开关，从而使控制输出端子Go达到低电位，其中内部晶体管的集电极端子连接到控制输出端子Go。
由于控制输出端子G0被置于低电位，因此开关30保持断开，从而保持第一电磁线圈24A和第二电磁线圈24B不被激励。
此后，在步骤S2中，通过确定是否已经从程序控制装置88输入结束请求信号Ss，来确定是否存在停止第一程序92a的结束请求。如果没有输入停止第一程序的结束请求，则控制返回到步骤S1，从而保持第一电磁线圈24A和第二电磁线圈24B不被激励。
当第一输入电压V1和第二输入电压V2的电平发生变化时，例如在图4中所示的时刻t1或时刻t4，程序控制装置88输出结束请求信号Ss，从而停止正被执行的第一程序92a。
接着，如果第一输入电压V1处于低电平，第二输入电压V2处于高电平，即，如果第一输入信号S1处于高电平，第二输入信号S2处于低电平，并且同时如果专用端子Gc处于高电平，即，如果第四电阻器68被连接，例如图4中所示的时刻t1；或者如果第一输入电压V1处于高电平，第二输入电压V2处于低电平，即，如果第一输入信号S1处于低电平，第二输入信号S2处于高电平，并且同时如果专用端子Gc处于高电平，例如图4中所示的时刻t2；则程序选择装置86选择并执行存储在存储器90中的第二程序92b。
下面将参考图6描述第二程序92b的处理顺序。
如图4所示，第二程序92b用于在一个循环周期Ts中提供额定电力和降低的电力。特别地，第二程序92b在一个循环周期Ts中接通和断开开关30，其中循环周期Ts被指定为在其中选择一个电磁线圈(即，第一电磁线圈24A或第二电磁线圈24B)的周期。
首先，执行额定供电模式。在图6所示的步骤S101中，在额定供电模式中，对控制输入端子Go进行控制以使其为高阻抗。例如，断开内部晶体管形式的开关，以使控制输出端子Go到达高阻抗，其中内部晶体管的集电极端子连接到控制输出端子Go。
由于控制输出端子Go表现高阻抗，所以开关30接通，从而启动第一电磁线圈24A和第二电磁线圈24B的激励。
在步骤S102中，确定是否已经经过预定的第一周期T1(例如，10ms)。在第一周期T1期间，控制输出端子Go保持在高阻抗。通过计数时钟脉冲(未示出)来测量第一周期T1，其中时钟脉冲被提供给控制电路34。还以相同的方式测量其它周期。
同时，在第一周期T1期间，接通开关30以将额定电压(第一输入信号S1或第二输入信号S2)施加到第一电磁线圈24A或第二电磁线圈24B上，从而以额定电压激励第一电磁线圈24A或第二电磁线圈24B。在此时间中，以占空比为100％的额定电力激励第一电磁线圈24A或第二电磁线圈24B。
第一周期T1被设置为足够长的周期，以移动第一电磁线圈24A中的第一可移动元件18A或第二电磁线圈24B中的第二可移动元件18B，同时以额定电力激励电磁线圈。由于在第一周期T1期间，提供足够的电力以移动第一可移动元件18A或第二可移动元件18B，因此在第一周期T1期间，第一可移动元件18A被置于第一位置P1，或者第二可移动元件18B被置于第二位置P2。
如果在步骤S102中断定已经经过第一周期T1，则在步骤S103中对控制输出端子Go进行控制，以从高阻抗切换到低电位。断开开关30，以停止激励第一电磁线圈24A或第二电磁线圈24B。
此后，在步骤S104中，确定是否已经经过预定的断开周期T3(例如，60μs)。在断开周期T3期间，控制端子Go被保持在低电位。
如果在步骤S104中断定已经经过断开周期T3，则执行下一个降低的供电模式。
在步骤S105中，在降低的供电模式中，对控制输出端子Go进行控制，以从低电位切换到高阻抗。再次接通开关30，以继续激励第一电磁线圈24A或第二电磁线圈24B。
在步骤S106中，确定是否已经经过预定的接通周期T4(例如，60μs)。在接通周期T4期间，控制端子Go保持在高阻抗。
如果在步骤S106中，断定已经经过接通周期T4，则在步骤S107中对控制输出端子Go进行控制，以再次从高阻抗切换到低电位。断开开关30，以停止激励第一电磁线圈24A或第二电磁线圈24B。
此后，在步骤S108中，确定是否已经经过预定的断开周期T3(例如，60μs)。在断开周期T3中，控制端子Go保持在低电位。
如果在步骤S108中断定已经经过断开周期T3，则确定是否存在停止第二程序92b的结束请求，这是通过在步骤S109中确定是否从程序控制装置88输入结束请求信号Ss来确定的。如果没有输入停止第二程序的结束请求，则控制返回到步骤S105，重复降低的供电模式。
当第一输入电压V1和第二输入电压V2的电平发生变化时，例如在图4所示的时刻t2或时刻t3或时刻t5，程序控制装置88输出结束请求信号Ss，以停止正被执行的第二程序92b。
接着，如果第一输入电压V1处于低电平，第二输入电压V2处于高电平，即，如果第一输入信号S1处于高电平，第二输入信号S2处于低电平，并且同时如果专用端子Gc处于低电平，即，如果连接第五电阻器70，例如在图7中所示的时刻t11；或者如果第一输入电压V1处于高电平，第二输入电压V2处于低电平，即，如果第一输入信号S1处于低电平，第二输入信号S2处于高电平，并且同时如果专用端子Gc处于低电平，例如在图7中所示的时刻t12；则程序选择装置86选择并执行存储在存储器90中的第三程序92c。
下面将参考图8描述第三程序92c的处理顺序。
如图7所示，第三程序92c用于在一个循环周期Ts中提供额定电力和降低的电力。特别地，第三程序92c在两个或多个循环周期Ts中接通和断开开关30，周期Ts被指定为在其中选择一个电磁线圈(即，第一电磁线圈24A或第二电磁线圈24B)的周期。
首先，执行额定供电模式。在图8所示的步骤S201中，在额定供电模式中，对控制输出端子Go进行控制以使其为高阻抗。
由于控制输出端子Go为高阻抗，因此开关30接通，开始激励第一电磁线圈24A和第二电磁线圈24B。
在步骤S202中，确定是否已经经过预定的第一周期T1(例如，10ms)。在第一周期T1中，控制输出端子Go保持在高阻抗。
在第一周期T1中，接通开关30，将额定电压施加到第一电磁线圈24A或第二电磁线圈24B上，以便以额定电压激励第一电磁线圈24A或第二电磁线圈24B。在这段时间中，以占空比为100％的额定电力激励第一电磁线圈24A或第二电磁线圈24B。
如果在步骤S202中断定已经经过第一周期T1，则在步骤S203中对控制输出端子Go进行控制，以从高阻抗切换到低电位。断开开关30以停止激励第一电磁线圈24A或第二电磁线圈24B。
因此在步骤S204中，确定是否已经经过预定的断开周期T3(例如，60μs)。在断开周期T3中，控制端子G0保持在低电位。
如果在步骤S204中断定已经经过断开周期T3，则执行下一个降低的供电模式。
在步骤S205中，在降低的供电模式中，表示第二周期T2中间歇脉冲的数量的数字n被初始化为0。此后，在步骤S206中，对控制输出端子G0进行控制，以从低电位切换到高阻抗。再次接通开关30，继续激励第一电磁线圈24A和第二电磁线圈24B。
在步骤S207中，确定是否已经经过预定的接通周期T4(例如，60μs)。在接通周期T4中，控制端子Go保持在高阻抗。
在步骤S207中，如果断定已经经过接通周期T4，则在步骤S208中对控制输出端子Go进行控制，以便再次从高阻抗切换到低电位。断开开关30，停止激励第一电磁线圈24A或第二电磁线圈24B。
此后，在步骤S209中，确定是否已经经过预定的断开周期T3(例如，60μs)。在断开周期T3中，控制端子Go保持在低电位。
如果在步骤S209中断定已经经过断开周期T3，则在步骤S210中确定是否存在停止第三程序92c的结束请求，这是通过确定是否已经从程序控制装置88输入结束请求信号Ss而确定的。如果没有输入停止第三程序的结束请求，则在步骤S211中，数字n增加+1。此后，在步骤S212中确定数字n是否等于或大于预定的数字N(例如，256)，其中N表示第二周期T2期间间歇脉冲的数量。
预定的数字N，即，第二周期T2期间间歇脉冲的数量是根据电磁控制阀控制器10的规格而选择的。优选地，应该关于流体压力设备，例如气缸等的操作确定预定的数字N，其中流体压力设备连接到电磁控制阀12。具体地，流体压力设备是用于根据电磁控制阀12的第一和第二可移动元件18A，18B的移位运动(shifting movement)，来改变流体通道的设备。应该确定预定的数字N，即，第二周期T2期间间歇脉冲的数量，从而包括第一周期T1和第二周期T2的一个循环(循环周期Ts)的持续时间短于流体压力设备开始改变流体通道所需要的时间周期，该时间周期是从移位第一和第二可移动元件18A，18B的时刻开始测量的。在所述的实施例中，在第二周期T2中，间歇脉冲的脉冲周期实质上是120μs，间歇脉冲的数量是256个。
在步骤S212中，如果断定数字n不等于或不大于预定的数字N，则控制返回到步骤S206，重复降低的供电模式。在第二周期T2中，重复步骤S206到S211，以生成256个间歇脉冲。
在步骤S212中，如果断定数字n等于或大于预定的数字N，则控制返回到步骤S201，以重复额定供电模式和降低的供电模式。
当第一输入电压V1和第二输入电压V2的电平发生变化时，例如在图7所示的时刻t12或时刻t13或时刻t15，程序控制装置88输出结束请求信号Ss，从而停止正被执行的第三程序92c。
如果第一输入电压V1和第二输入电压V2都处于低电平，即，如果第一输入信号S1和第二输入信号S2都处于高电平，例如在图4所示的时刻t3或在图7所示的时刻t13，则程序选择装置86选择并执行存储在存储器90中的第一程序92a。以上已经描述了第一程序92a的操作，对此下面将不再描述。
下面将参考图4和7描述电磁控制阀控制器10的处理操作。
首先，假设程序转换开关66包括第四电阻器68，第四电阻器68连接在控制电路34的专用端子Gc和恒压电路50的接头54之间，其将高电平电压施加到控制电路34的专用端子Gc。
如果第一输入信号S1和第二输入信号S2都处于低电平，例如当最初激活控制电路34时或在图4所示的时刻t0，则由于高电平第一输入电压V1施加到第一控制输入端子Gi1并且高电平第二输入电压V2施加到第二控制输入端子Gi2，因此程序选择装置86选择并执行存储在存储器90中的第一程序92a。当执行第一程序92a时，解除对第一电磁线圈24A和第二电磁线圈24B的激励。
在时刻t1，当第一输入信号S1的电平升高时，施加到第一控制输入端子Gi1的第一输入电压V1变为低电平。程序选择装置86终止正被执行的第一程序92a，选择并执行第二程序92b。当执行第二程序92b时，在一个循环中，向第一电磁线圈24A提供额定电力和降低的电力，其持续时间为第一输入信号S1处于高电平的周期。
在时刻t2，当第一输入信号S1电平降低并且第二输入信号S2电平升高时，第一输入电压V1变为高电平，第二输入电压V2变为低电平。因此，程序选择装置86终止正被执行的第二程序92b，再次选择并执行第二程序92b。当执行第二程序92b时，在一个循环中，向第二电磁线圈24B提供额定电力和降低的电力，其持续时间为第一输入信号S2处于高电平的周期。
在时刻t3，当第一输入信号S1电平升高时，第一输入电压V1电平降低。程序选择装置86终止正被执行的第二程序92b，选择并执行第一程序92a。当执行第一程序92a时，解除对第一电磁线圈24A和第二电磁线圈24B的激励。
在时刻t4，当第二输入信号S2电平降低时，第二输入电压V2电平升高。程序选择装置86终止正被执行的第一程序92a，选择并执行第二程序92b。当执行第二程序92b时，在一个循环中，向第一电磁线圈24A提供额定电力和降低的电力，其持续时间为第一输入信号S1处于高电平的周期。
在时刻t5，当第一输入信号S1电平降低时，第一输入电压V1电平升高。程序选择装置86终止正被执行的第二程序92b，选择并执行第一程序92a。当执行第一程序92a时，解除对第一电磁线圈24A和第二电磁线圈24B的激励。
假设程序转换开关66包括第五电阻器70，该第五电阻器70连接在控制电路34的专用端子Gc和参考端子44之间，其将低电平电压施加到控制电路34的专用端子Gc。
如果第一输入信号S1和第二输入信号S2都处于低电平，例如当最初激活控制电路34时，或者在图7所示的时刻t10，则由于高电平第一输入电压V1施加到第一控制输入端子Gi1并且高电平第二输入电压V2施加到第二控制输入端子Gi2，因此程序选择装置86选择并执行存储在存储器中的第一程序92a。当执行第一程序92a时，解除对第一电磁线圈24A和第二电磁线圈24B的激励。
在时刻t11，当第一输入信号S1电平升高时，施加到第一控制输入端子Gi1的第一输入电压V1变化到低电平。程序选择装置86终止正被执行的第一程序92a，选择并执行第三程序92c。当执行第三程序92c时，在两个循环或更多循环中，向第一电磁线圈24A提供额定电力和降低的电力，其持续时间为第一输入信号S1处于高电平的周期。
在时刻t12，当第一输入信号S1电平降低并且第二输入信号S2电平升高时，第一输入电压V1变为高电平，并第二输入电压V2变为低电平。因此，程序选择装置86终止正被执行的第三程序92c，再次选择并执行第三程序92c。当执行第三程序92c时，在两个循环或更多循环中，向第二电磁线圈24B提供额定电力和降低的电力，其持续时间为第二输入信号S2处于高电平的周期。
在时刻t13，当第一输入信号S1电平升高时，第一输入电压V1电平降低。程序选择装置86终止正被执行的第三程序92c，选择并执行第一程序92a。当执行第一程序92a时，解除对第一电磁线圈24A和第二电磁线圈24B的激励。
在时刻t14，当第二输入信号S2电平降低时，第二输入电压V2电平升高。程序选择装置86终止正被执行的第一程序92a，选择并执行第三程序92c。当执行第三程序92c时，在两个循环或更多循环中，向第一电磁线圈24A提供额定电力和降低的电力，其持续时间为第一输入信号S1处于高电平的周期。
在时刻t15，当第一输入信号S1电平降低时，第一输入电压V1电平升高。程序选择装置86终止正被执行的第三程序92c，选择并执行第一程序92a。当执行第一程序92a时，解除对第一电磁线圈24A和第二电磁线圈24B的激励。
在根据本实施例的电磁控制阀控制器10中，第一信号线32A和第二信号线32B分别连接到第一电磁线圈24A的一端38a和第二电磁线圈24B的一端38b，而第一电磁线圈24A的另一端40a和第二电磁线圈24B的另一端40b共同电连接到开关30。选择第一电磁线圈24A和第二电磁线圈24B中的至少一个，其对应于分别输入到第一信号线32A和第二信号线32B中的第一输入信号S1和第二输入信号S2的信号状态，接通和断开开关30，以控制所选择的电磁线圈24A或24B。可以减小具有第一电磁线圈24A和第二电磁线圈24B的电磁控制阀12的尺寸，可以设计该电磁控制阀12，以提供用于安装控制电路的减小的空间，并可以降低费用，其中电磁控制阀12被称为双电磁控制阀。
甚至当根据第一输入信号S1和第二输入信号S2的信号状态，同时选择第一电磁线圈24A和第二电磁线圈24B时，开关30也断开。因此，防止同时激励第一电磁线圈24A和第二电磁线圈24B，从而允许更可靠地操作电磁控制阀12。
控制电路34接通和断开开关30，以便以额定供电模式激励选择的电磁线圈，此后以降低的供电模式激励选择的电磁线圈。当选择第二程序92b时，在一个循环中，都执行额定供电模式和降低的供电模式，其持续时间为选择一个电磁线圈的周期。因此，有效地降低了电磁控制阀12的操作成本。
当选择第三程序92c时，在两个或多个循环中，重复地执行额定供电模式和降低的供电模式。因此，有效地降低了电磁控制阀12的运行成本，同时，在选择一个电磁线圈的周期中，甚至当外部震动施加到电磁控制阀12时，可移动元件也被可靠地保持在适当的位置。具体地，甚至当电磁控制阀12在降低的供电模式中操作时，可移动元件也被可靠地保持在适当的位置，并且甚至在其操作过程中，如果外部震动施加到电磁控制阀12时，可移动元件也被保持在适当的位置。
可以设置用于额定供电模式的第一周期T1和用于降低的供电模式的第二周期T2的总和(循环周期Ts)，以便以短于流体压力设备开始改变流体通道所需要的时间周期，该时间周期是从移位第一和第二可移动元件18A，18B的时刻开始测量的。如此设置循环周期Ts，甚至在用于降低的供电模式的第二周期T2期间，电磁控制阀12遭受外部震动时，在改变流体压力设备的流体通道前，仍然执行额定供电模式，从而防止流体压力设备进行不希望的流体通道变化。
根据本实施例，选择多个准备好的激励模式中的一个(第二程序92b和第三程序92c)，其对应于控制电路34的专用端子Gc处的输入条件，从而根据选择的激励模式接通和断开开关30。可以根据电磁控制阀12的使用需求例如，安装的电磁控制阀12必须是高度可靠的位置，或安装的电磁控制阀12可以是较不可靠的位置，来设置这种激励模式。因此，具有第一电磁线圈24A和第二电磁线圈24B的电磁控制阀12，在其使用方式方面可以是非常通用的。
在所述的实施例中，用于额定供电模式的第一周期T1，用于降低的供电模式的第二周期T2，用于降低的供电模式的断开周期T3，以及接通周期T4，是设置在第二程序92b和第三程序92c中的固定值。
然而，不同的电磁控制阀12易于产生极大变化的矫顽磁力，如果为降低的供电模式设置不变的电流值，则在降低的供电模式中，第一可移动元件18A或第二可移动元件18B可能不会保持在适当位置。因此，为了避免这种可能性，可以测量电磁控制阀12的矫顽磁力，可以确定用于将第一可移动元件18A或第二可移动元件18B保持在适当位置的保持电流值，并且可以确定用于额定供电模式的第一周期T1，用于降低的供电模式的第二周期T2，用于降低的供电模式的断开周期T3，以及接通周期T4，以与电磁控制阀12相匹配。可以通过对存储在存储器90中的程序数据进行板级变化，来改变周期，其中存储器90存储第二程序92b和第三程序92c，存储器90可以是闪存等。由于当电磁控制阀控制器10运出工厂时，或者在电磁控制阀控制器10已经运到使用者时，可以进行这种板级程序变化，因此电磁控制阀控制器10非常便于使用。
可选地，可以准备多个第二程序92b和多个第三程序92c，其具有不同的第一周期T1和不同的第二周期T2，其中提供多个专用端子，以选择与电磁控制阀12相匹配的一个第二程序92b和一个第三程序92c。
在所述的实施例中，检测电路58包括两个npn型晶体管，即，第一晶体管60a和第二晶体管60b，其发射级连接在一起。然而，检测电路还可以包括电阻分压器，其将来自于第一输入端子36A的第一输入信号S1和来自第二输入端子36B的第二输入信号S2，分别直接施加到控制电路34的第一控制输入端子Gi1和第二控制输入端子Gi2。CR低通滤波器等可以被连接到检测电路，以减少出现在第一输入信号S1和第二输入信号S2中的抖动和噪声。
尽管以上已经描述了本发明的特定优选实施例，但是应该理解可以对该实施例进行各种变化和修改，而不脱离在随附的权利要求
中阐明的本发明的范围。
权利要求
1.一种用于控制具有多个电磁线圈(24A，24B)的电磁控制阀(12)的电磁控制阀控制器，其包括开关(30)；多个信号线(32A，32B)，通过导线分别与所述电磁线圈(24A，24B)相关联；所述信号线(32A，32B)连接到所述电磁线圈(24A，24B)的各端(38a，38b)；所述电磁线圈(24A，24B)具有共同电连接到所述开关(30)的其它端(40a，40b)；以及控制电路(34)，用于选择所述电磁线圈(24A，24B)中的至少一个，其对应于多个输入信号(S1，S2)的信号状态，所述多个输入信号(S1，S2)被分别输入到所述信号线(32A，32B)；并且所述控制电器用于接通和断开所述开关(30)，以控制所述电磁线圈(24A，24B)中所选择的一个。
2.如权利要求
1所述的电磁控制阀控制器，其中所述控制电路(34)选择所述电磁线圈(24A，24B)中的至少两个，其对应于多个输入信号(S1，S2)的信号状态，所述多个输入信号(S1，S2)被分别输入到所述信号线(32A，32B)，并且在一个周期内断开所述开关(30)，在所述一个周期内，所述控制电路(34)选择所述电磁线圈(24A，24B)中的所述至少两个。
3.如权利要求
1所述的电磁控制阀控制器，其中所述控制电路(34)接通和断开所述开关(30)，以便以额定供电模式激励所述电磁线圈(24A，24B)中所选择的一个，其中以占空比为100％，足以移动所述电磁线圈(24A，24B)中所选择的一个中的可移动元件(18A或18B)的电能，激励所述电磁线圈(24A，24B)中所选择的一个，并且此后以降低的供电模式激励所述电磁线圈(24A，24B)中所选择的一个，其中在所述额定供电模式中，以小于所述100％占空比的占空比激励所述电磁线圈(24A，24B)中所选择的一个。
4.如权利要求
3所述的电磁控制阀控制器，其中在一个循环周期中，在所述额定供电模式和所述降低的供电模式中，所述控制电路(34)激励所述电磁线圈(24A，24B)中所选择的一个，并在所述一个循环周期中，接通和断开所述开关(30)，其中所述一个循环周期被指定为在其中选择所述电磁线圈(24A，24B)中所述一个的周期。
5.如权利要求
4所述的电磁控制阀控制器，其中所述一个循环周期短于流体压力设备开始改变流体通道所需要的时间周期，其中所述流体压力设备连接到所述电磁控制阀(12)，以基于所述电磁控制阀(12)的所述可移动元件(18A，18B)的移位运动改变流体通道，其中所述时间周期是从移位所述可移动元件(18A，18B)的时间开始测量的。
6.如权利要求
3所述的电磁控制阀控制器，其中在一个循环周期中，在所述额定供电模式和所述降低的供电模式中，所述控制电路(34)激励所述电磁线圈(24A，24B)中所选择的一个，并且在两个或多个所述循环周期中接通和断开所述开关(30)，所述两个或多个循环周期被指定为在其中选择所述电磁线圈(24A，24B)中所述一个的周期。
7.如权利要求
6所述的电磁控制阀控制器，其中所述一个循环周期短于流体压力设备开始改变流体通道所需要的时间周期，其中所述流体压力设备连接到所述电磁控制阀(12)，以基于所述电磁控制阀(12)的所述可移动元件(18A，18B)的移位运动改变流体通道，其中所述时间周期是从移位所述可移动元件(18A，18B)的时间开始测量的。
8.如权利要求
1所述的电磁控制阀控制器，其中所述控制电路(34)选择多个准备好的激励模式中的一个，其对应于所述控制电路(34)的专用端子(Gc)的输入条件，并基于所述激励模式中所选择的一个接通和断开所述开关(30)。
9.如权利要求
8所述的电磁控制阀控制器，其中在一个循环周期中，所述控制电路(34)接通和断开所述开关(30)，以便以额定供电模式激励所述电磁线圈(24A，24B)中所选择的一个，其中以占空比为100％，足以移动所述电磁线圈(24A，24B)中所选择的一个中的可移动元件(18A或18B)的电能，激励所述电磁线圈(24A，24B)中所选择的一个，并且此后以降低的供电模式激励所述电磁线圈(24A，24B)中所选择的一个，其中在所述额定供电模式中，以小于所述100％占空比的占空比激励所述电磁线圈(24A，24B)中所选择的一个；以及其中所述准备好的激励模式包括第一激励模式和第二激励模式，所述第一激励模式用于将所述一个循环周期指定为在其中选择所述电磁线圈(24A，24B)中所述一个的周期，所述第二激励模式用于将所述循环周期中的至少两个指定为在其中选择所述电磁线圈(24A，24B)中所述一个的周期。
10.如权利要求
1所述的电磁控制阀控制器，其中所述控制电路(34)选择多个准备好的激励模式中的一个，其对应于存储在存储器(90)中的条件，其中存储器(90)被合并在所述控制电路(34)中，并且所述控制电路基于所述激励模式中所选择的一个，接通和断开所述开关(30)。
11.如权利要求
10所述的电磁控制阀控制器，其中存储在所述存储器(90)中的所述条件包括在所述控制电路(34)已安装在布线板后写入所述存储器(90)的条件。
12.如权利要求
10所述的电磁控制阀控制器，其中在一个循环周期中所述控制电路(34)接通和断开所述开关(30)，以便以额定供电模式激励所述电磁线圈(24A，24B)中所选择的一个，其中以占空比为100％，足以移动所述电磁线圈(24A，24B)中所选择的一个中的可移动元件(18A或18B)的电能，激励所述电磁线圈(24A，24B)中所选择的一个，并且此后以降低的供电模式激励所述电磁线圈(24A，24B)中所选择的一个，其中在所述额定供电模式中，以小于所述100％占空比的占空比激励所述电磁线圈(24A，24B)中所选择的一个；以及其中所述准备好的激励模式包括第一激励模式和第二激励模式，所述第一激励模式用于将所述一个循环周期指定为在其中选择所述电磁线圈(24A，24B)中所述一个的周期，所述第二激励模式用于将所述循环周期中的至少两个指定为在其中选择所述电磁线圈(24A，24B)中所述一个的周期。
13.如权利要求
12所述的电磁控制阀控制器，其中所述一个循环周期短于流体压力设备开始改变流体通道所需要的时间周期，其中所述流体压力设备连接到所述电磁控制阀(12)，以基于所述电磁控制阀(12)的所述可移动元件(18A，18B)的移位运动改变流体通道，其中所述时间周期是从移位所述可移动元件(18A，18B)的时间开始测量的。
14.如权利要求
1所述的电磁控制阀控制器，其中所述信号线(32A，32B)还作为用于所述电磁线圈(24A，24B)的相应电源线工作。
专利摘要
本发明涉及一种电磁控制阀控制器(10)，包括第一信号线(32A)和第二信号线(32B)，所述第一信号线(32A)和第二信号线(32B)分别连接到第一电磁线圈(24A)和第二电磁线圈(24B)的端部(38a，38b)。所述第一电磁线圈(24A)和第二电磁线圈(24B)具有共同电连接到开关(30)的其它端(40a，40b)。选择所述第一电磁线圈(24A)和第二电磁线圈(24B)中的一个，其对应于分别输入到所述第一和第二信号线(32A，32B)的多个输入信号(S1，S2)的信号状态，接通和断开开关(30)以控制所述第一和第二电磁线圈(24A，24B)中的一个。
文档编号F16K31/06GK1991222SQ200610172150
公开日2007年7月4日 申请日期2006年12月26日
发明者森川文夫 申请人:Smc株式会社导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan