CN105144581A

CN105144581A - 电磁线圈的驱动控制装置

Info

Publication number: CN105144581A
Application number: CN201380075899.7A
Authority: CN
Inventors: 爱木清; 畑中步; 黛拓也; 小山克也; 石田良介; 杉山泰志
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2013-04-25
Filing date: 2013-04-25
Publication date: 2015-12-09
Also published as: US10002699B2; US20160071642A1; WO2014174626A1; EP2991226A4; JPWO2014174626A1; JP6066531B2; EP2991226A1

Abstract

提供一种在降低电容器的电容的同时能够高效地抑制传导噪声的电磁线圈的驱动控制装置。在将直流电源的正极线与负极线连接的连接线上串联配置电容器与阻抗元件，经由回流二极管连接电容器与阻抗元件之间的连接线和电磁线圈的一端，进而用开关元件连接回流二极管与电磁线圈的一端之间与正极线或者负极线。能够通过阻抗元件来抑制由电磁线圈的驱动电流引起的传导噪声，进一步减小电容器的电容，由此能够将电磁线圈的驱动控制装置小型化。

Description

电磁线圈的驱动控制装置

技术领域

本发明涉及在使用电磁铁的调节机构、电动机中使用的电磁线圈的驱动控制装置，特别涉及被从直流电源供给电力的电磁线圈的驱动控制装置。

背景技术

例如，关于汽车等，不用说应对环境问题、废气排放限制，从节能意识的提高、对资源枯竭的担忧出发，也要求改善内燃机的油耗(燃料消耗量)。于是，为此，通过提高内燃机的燃烧效率，以少的燃料进行燃烧，进而降低废气有害成分。

作为提高内燃机的燃烧效率的例子，已知了根据内燃机的转速、吸入空气量(负荷)来将进气阀、排气阀的开闭定时最优化的阀正时控制装置(VTC：ValveTimingControl)。该阀正时控制装置具备使凸轮轴相对地旋转的液压机构，通过控制使用电磁铁的液压控制阀的开度来调整液压机构的油量而改变进气阀、排气阀的开闭定时。

除了该阀正时控制装置之外，还使用了为了改善油耗而在自动变速机中使用的变速控制阀、在进气通路中设置了的电子节流阀控制装置等。它们作为以电磁铁、电动机为主的驱动源，它们通过向电磁线圈供给的电力来驱动、控制。这样，为了操作汽车的机构部，控制在电磁铁、电动机的电磁线圈中流过的电力的电磁线圈的驱动控制装置是必需的结构。

例如，作为用于驱动电磁线圈的驱动控制装置，如日本特开2006-35190号公报(专利文献1)那样，在电磁线圈处设置低侧开关，对该开关进行开闭，从而控制在电磁线圈中流过的电流等。在该专利文献1中，记载了出于抑制电磁线圈的温度上升的目的，缩短在电磁线圈中产生的感应电流的衰减时间的方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-351910号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

但是，在对电磁线圈进行驱动、控制的电磁线圈的驱动控制装置中，在使流向电磁线圈的电流接通/断开而将电磁线圈驱动成激励状态或者非激励状态时，存在在与直流电源的正极连接了的电缆、基板图案等布线中产生由于流向电磁线圈的电流的接通/断开引起的传导噪声这样的现象。

在现有技术中，一般是通过将大容量的电容器配置于布线来吸收传导噪声的方法。然而，近年来，由于电磁线圈的驱动控制装置的小型化等理由，想要使大容量的电容器小型化并且高效地抑制传导噪声的要求强烈。

本发明的目的在于，为了应对这样的要求，提供一种能够在降低电容器的电容的同时高效地抑制传导噪声的电磁线圈的驱动控制装置。

解决技术问题的技术手段

本发明的特征在于，在将直流电源的正极线与负极线连接的连接线上串联配置电容器与阻抗元件，经由回流二极管来连接电容器与阻抗元件之间的连接线、和连接于直流电源的正极侧的电磁线圈的相反一侧的端部，进而用具有开关元件的连接线连接回流二极管与电磁线圈的端部之间的连接线、和正极线或者负极线。此处，在开关元件与正极线连接的情况下，成为高侧开关，在与负极线连接的情况下，成为低侧开关。

发明效果

根据本发明，能够通过阻抗元件来抑制由电磁线圈的驱动电流引起的传导噪声，进而能够减小电容器的电容，从而能够使电磁线圈的驱动控制装置小型化。

附图说明

图1是示出本发明的第1实施方式的电磁线圈的驱动控制装置的电路构成的电路图。

图2A是示出用于进行与以往的电磁线圈的驱动控制装置的传导噪声有关的说明的电磁线圈的电压、电流、回流二极管的电流、电容器的电压、电流、以及电源电压的变化状态的说明图。

图2B是示出用于进行与图1所示的电磁线圈的驱动控制装置的传导噪声有关的说明的电磁线圈的电压、电流、回流二极管的电流、电容器的电压、电流、以及电源电压的变化状态的说明图。

图3是示出了用于进行图1所示的电磁线圈的驱动控制装置与以往的电磁线圈的驱动控制装置的比较的噪声频谱的说明图。

图4A是示出了以往的电磁线圈的驱动控制装置的电源的纹波电压的特性图。

图4B是示出了图1所示的电磁线圈的驱动控制装置的电源的纹波电压的特性图。

图5是示出相对于阻抗元件的电阻值的、螺线管中流过的电流与纹波电压的关系的说明图。

图6是示出相对于阻抗元件的电阻值的、螺线管中流过的电流与损失的关系的说明图。

图7A是示出阻抗元件的第1例的电路元件的说明图。

图7B是示出阻抗元件的第2例的电路元件的说明图。

图7C是示出阻抗元件的第3例的电路元件的说明图。

图7D是示出阻抗元件的第4例的电路元件的说明图。

图7E是示出阻抗元件的第5例的电路元件的说明图。

图7F是示出阻抗元件的第6例的电路元件的说明图。

图8是示出本发明的第2实施方式的电磁线圈的驱动控制装置的电路构成的电路图。

图9是示出图8所示的第2实施方式的变形例的电磁线圈的驱动控制装置的电路构成的电路图。

图10是示出本发明的第3实施方式的电磁线圈的驱动控制装置的电路构成的电路图。

图11是示出本发明的第4实施方式的电磁线圈的驱动控制装置的电路构成的电路图。

图12是说明图11所示的第4实施方式的电磁线圈的驱动控制装置的动作状态的电路图。

图13是说明图11所示的第4实施方式的电磁线圈的驱动控制装置的各开关元件的动作状态的说明图。

图14是示出以往的电磁线圈的驱动控制装置的电路构成的电路图。

符号说明

1…电磁线圈的驱动控制装置；2…直流电源；3、3a、3n…电磁线圈(螺线管)；4、4a、4n…开关元件；5、5a、5n…回流二极管；6、6a、6n…电容器；7、7a、7n…阻抗元件；L1…正极线；L2、L3、L4…连接线；L5…负极线；L2a、L2n、L3a、L3n、L4a、L4n…连接线；HS1、HS2…高侧开关元件；LS1、LS2…低侧开关元件；S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8、S9；SA、SB、SC、SD…开关

具体实施方式

以下，使用附图来详细说明本发明的实施方式，但本发明不限定于以下的实施方式，在本发明的技术概念上，各种变形例、应用例也包括在其范围中。

实施例1

根据图1详细说明本发明的第1实施方式。在图1中，附图标记1是本发明的作为对象的电磁线圈的驱动控制装置，在内部设置了控制在电磁线圈3中流过的电流的电路元件。电磁线圈3在各种调整机构中使用，但在本实施例中，示出了在阀正时控制装置中使用的液压控制阀的电磁线圈。液压控制阀是根据电流的大小而位置线性地变化的控制阀，能够通过根据驱动电流的接通/断开比率(占空比)而变化的平均电流值来控制活动元件的位置。一般来说，这种直动式电气设备被称为螺线管，所以下面将电磁线圈3称为螺线管3。此外，在该图中，示出驱动螺线管3的电路元件，省略其他的电路元件的说明。

在电磁线圈的驱动控制装置1中，设置了端子T1、T2、T3，端子T1与直流电源2例如车载电池的正极端子连接，端子T2与直流电源2的负极端子连接，端子T3经由螺线管3而与直流电源2的正极端子连接。该螺线管3是用于构成电磁铁的线圈，根据在该螺线管3中流过的电流，液压控制阀的位置变化，能够调整液压机构的油量。这种机构是已知的，所以此处省略详细说明。

端子T1在电磁线圈的驱动控制装置1内与正极线L1连接，端子T2在电磁线圈的驱动控制装置1内与负极线L5连接。正极线L1与负极线L5通过连接线L3来连接，在该连接线L3的中途，沿着从正极线L1向负极线L5的方向对阻抗元件7与电容器6进行串联配置、连接。电容器6与阻抗元件7之间的连接线L3与螺线管3的一端通过连接线L2来连接，在该连接线L2上配置了回流二极管5。回流二极管5的阴极侧和电容器6与阻抗元件7之间的连接线L3连接，回流二极管5的阳极侧与螺线管3的一端连接。

此处，电容器6包括电解电容器等，能够使用各种电容器，但在本实施例中，使用陶瓷电容器，这是由于陶瓷电容器的等价串联电阻值(ESR：EquivalentSeriesResistance)小，所以适于抑制噪声的产生。

进而，回流二极管5的阳极侧与螺线管3的一端之间和负极线L5通过连接线L4来连接，在该连接线L4上，连接了作为低侧开关的开关元件4。该开关元件4是MOS-FET，开关元件4的漏极侧连接于回流二极管5的阳极侧与螺线管3的一端之间，开关元件4的源极侧与负极线L5连接。

此外，直流电源2的正极侧经由正极线L1并且GND侧经由负极线L5而连接到电磁线圈的驱动控制装置1内的其他电路来供给电力，但此处，由于与本发明无关，所以省略详细说明。

以上，如果规定的控制信号被提供给开关元件4的栅极，则开关元件4转变成接通状态，漏极电压变成0V而在螺线管3中流过电流。关于在螺线管3中流过的电流，在开关元件4为接通状态时，直流电源2与螺线管3形成闭合电路而在螺线管3中流过驱动电流。该驱动电流随着时间经过而增加，在螺线管3的电感中累积电能。

另一方面，在开关元件4转变成断开状态时，螺线管3、回流二极管5以及阻抗元件7形成闭合电路而流过续流(Freewheel)电流。续流电流以释放蓄积于螺线管3的电感中的电能的方式流过，电流随着时间经过而减少。续流电流是在开关元件4为断开状态时，螺线管3、回流二极管5、阻抗元件7形成闭合电路而流过的电流。在开关元件4为接通状态时，回流二极管5的阳极侧的电压变成0V，所以阴极电压变高，即成为反向偏置状态，从而不流过电流。

另外，除此之外，在开关元件4为断开状态时，直流电源2、螺线管3、回流二极管5与电容器6形成闭合电路，在电容器6中蓄积电荷。相反地，在开关元件4为接通状态时，在回流二极管5中不流过电流，所以在开关元件4为断开状态时，蓄积于电容器6的电荷朝向阻抗元件7流出。蓄积于该电容器6中的电荷被施加到正极线L1，但在本实施例中，在电容器6与正极线L1之间配置了阻抗元件7，所以蓄积于电容器6中的电荷通过阻抗元件7而被消耗，不重叠于正极线L1。由此，抑制了正极线L1中纹波电压的产生，能够降低传导噪声。该纹波电压是与螺线管3的接通/断开对应的高频的传导噪声。

为了与本实施例相比较，在图14中示出了未设置阻抗元件7的以往的电磁线圈的驱动控制装置。根据图14可知，与本实施例相比不同的是用四边形的虚线包围了的部分。在以往的电磁线圈的驱动控制装置中，如图14所示，是回流二极管5与电容器6的连接点经由连接线L3而与电源侧的正极线L1直接连接的电路构成。因此，为了抑制纹波电压，需要增大电容器6的电容。因此，产生了与电容器6的电容变大的量相应地电磁线圈的驱动控制装置1的体积变大这样的课题。

另一方面，在本实施例中，能够通过阻抗元件7抑制纹波电压，所以能够高效地抑制传导噪声，并且能够减小电容器6的电容，所以能够减小电磁线圈的驱动控制装置1的体积。

接下来，对图1所示的第1实施方式的电磁线圈的驱动控制装置与图14所示的以往的电磁线圈的驱动控制装置的动作进行比较来说明。图2A、图2B是直流电源2(在本实施例中，使用车载电池)的电压为14V、螺线管3的线圈的电感为15mH、其电阻值为8Ω、开关元件4的驱动频率为10kHz、占空比＝50％的情况下的例子。

图2A示出在图14所示的以往的电磁线圈的驱动控制装置中电容器6的电容为220μF的情况，图2B是设为在图1所记载的电磁线圈的驱动控制装置中电容器6的电容为10μF并且阻抗元件7具有6Ω的电阻值的电阻的情况下的例子。这样在本实施例中，将电容器6的电容设为1/22。以下，说明各电路元件的电流、电压的变动。

(1)图2A、图2B所示的螺线管电压

螺线管3的电压是开关元件4的漏极侧的电压。示出了在设为驱动频率10kHz、占空比＝50％的情况下的接通/断开状态。在开关元件4为接通状态时，漏极电压变成约0V而在螺线管3中流过电流，在开关元件4为断开状态时，漏极电压变成约14V而螺线管3的电流被切断。

(2)图2A、图2B所示的螺线管电流

螺线管电流是开关元件4的漏极侧的电流。在开关元件4为接通状态时，直流电源2与螺线管3形成闭合电路而在螺线管3中流过驱动电流。该驱动电流随着时间经过而增加，在螺线管3的电感中累积电能。另外，在开关元件4为断开状态时，螺线管3、回流二极管5与阻抗元件7形成闭合电路而流过续流电流。以释放蓄积于螺线管3的电感中的电能的方式流过，电流随着时间经过而减少。此外，在以往的电磁线圈的驱动控制装置中，不具备阻抗元件7，所以如后面所述，不进行电容器6的电荷的消耗。

(3)图2A、图2B所示的续流电流

续流电流是在开关元件4为断开状态时螺线管3、回流二极管5以及阻抗元件7形成闭合电路而流过的电流，在图中，示出了回流二极管5的阴极侧的电流。在开关元件4为接通状态时，回流二极管5的阳极电压变成0V，所以阴极电压变高，即成为反向偏置状态，所以不流过电流。在这种情况下，也是在以往的电磁线圈的驱动控制装置中，不具备阻抗元件7，所以如后面所述，不进行电容器6的电荷的消耗。

(4)图2A、图2B所示的电容器电流

在开关元件4为断开状态时，直流电源2与螺线管3、回流二极管5、电容器6形成闭合电路，在电容器6中蓄积电荷。在开关元件4为接通状态时，在回流二极管5中不流过电流，所以到此为止蓄积了的电荷朝向阻抗元件7地流出。在图中，示出了电容器6和连接线L2与连接线L3的连接点(用VC表示)之间的电流。在以往的电磁线圈的驱动控制装置中，不具备阻抗元件7，所以电容器6的电荷朝向正极线L1地流出。

(5)图2A、图2B所示的电容器电压

电容器6的电压(VC点)在稳定时是直流电源2的14V，重叠了根据电容器电流而变动了的电压量。在图中，是连接线L2与连接线L3的连接点(VC表示)的电压。该电压一般来说根据Q＝IT与Q＝CV，由V＝IT/C而求出，与电流成比例，与电容成反比例。此处，Q是电荷，C是电容，V是电极间的电压，I是电极间流过的电流，T是时间。

在图2A所示的以往的电磁线圈的驱动控制装置中，电容器电流为约0.4A、时间为约50μs，静电电容为220μF，从而电容器电压为：

V＝14+0.4×50/220＝14+0.1＝14.1(V)。

在图2B所示的本实施例的电磁线圈的驱动控制装置中，电容器电流为约0.4A、时间为约50μs，静电电容为10μF，从而电容器电压为：

V＝14+0.4×50/10＝14+2.5V＝16.5(V)。

(6)图2A、图2B所示的电源电压

电源电压是正极线L1或者端子T1的电压。在图2A的以往的电磁线圈的驱动控制装置中，电源的纹波电压的大小根据最大电压与最低电压之差而求出，在该例中，小到几百mV左右。这是电容器6的电荷直接传递到正极线L1的电路构成，但电容器6的电容被较大地设定为220μF，所以电压变动少。然而，如果这样增大电容器6，则电磁线圈的驱动控制装置的体积变大，不优选。

另一方面可知，在图2B的本实施例的电磁线圈的驱动控制装置中，电源的纹波电压也小到几百mV左右。该理由是，即使使电容器6的电容相当小，由于将阻抗元件7配置在电容器6与正极线L1之间，所以在电容器6中产生了的电压(在这种情况下，2.5V左右)也通过阻抗元件7而被消耗，所以在正极线L1中不出现。因此，能够抑制传导噪声并且减小电容器6的电容，所以能够减小电磁线圈的驱动控制装置的体积。

假设在从直流电源2到阻抗元件7之间的布线等的阻抗为0Ω的情况下，端子T1的电压被固定为14V，电源的纹波电压变成0V。然而，实际上，在从直流电源2到阻抗元件7之间有布线电感、布线电阻，所以存在一些阻抗。在这种情况下，在端子T1处，观测到与该布线阻抗和阻抗元件7的分压比相当的电压。例如，如果假定布线的电感为10μH，则布线阻抗(电抗)为约0.6Ω。在阻抗元件7的改变为6Ω、电容器6的电压的改变为2.5V的情况下的纹波电压为V＝2.5×0.6/(0.6+6)＝0.2V，能够为充分小。

以上，如所说明的那样，在以往的电磁线圈的驱动控制装置中，是通过大容量的电容器6来抑制传导噪声的构成，能够抑制传导噪声，但其电容较大，所以存在电磁线圈的驱动控制装置的体积变大这样的课题。

与此相对地，根据本实施例，通过使用阻抗元件7与电容器6，能够充分抑制传导噪声，进而使电容器6的电容相当小，所以能够减小电磁线圈的驱动控制装置的体积。

接下来，简单说明传导噪声的基准。作为国际标准，有国际无线电干扰特别委员会(CISPR)制作了的标准CISPR25(1995)“用于保护车载接收机的干扰波的限度值以及测定法”。CISPR25的标准与150kHz～1000MHz的频带的无线干扰波有关，应用于在汽车内使用的电子部件。其推荐值是为了保护汽车内的接收机免受从该车内的部件、模块产生的干扰波的影响而确定的，成为保护对象的接收机是收音机以及电视、无线设备。

然后，根据该基准，来测定图1所示的实施例、与图14所示的现有例的噪声频谱。该噪声频谱是由端子T1与直流电源2之间的电源线的电压引起的噪声。如图3所示，频率示出了100kHz到500kHz的范围。然后，在图14所示的现有例中，将电容器6的电容设定为220μF，在图1所示的在本实施例中，将电容器6的电容设定为10μF，阻抗元件7是电阻器，将其电阻值设定为6Ω。在测定频率为100kHz下的噪声水平在现有例(用虚线表示)中为69dBμV，在本实施例(用实线表示)中为64dBμV。进而，能够理解：随着测定频率变高，噪声水平变小，但与现有例相比，在本实施例中，始终将噪声水平维持得较小。

这样可知，相对于在现有例中达到了的用虚线表示的噪声抑制效果(噪声水平)，根据本实施例，如实线所示，进一步促进噪声抑制效果，与现有例相比，噪声水平更小。

进而，图4A中示出了图14所示的现有例的纹波电压的大小，图4B中示出了图1所示的本实施例的纹波电压的大小。可知在现有例中，纹波电压为0.4V，与此相对地，根据本实施例，纹波电压降低到0.2V，纹波电压的大小为约一半，高效地抑制了噪声水平。

图5示出了相对于阻抗元件7的电阻值的、螺线管3中流过的驱动电流与纹波电压的关系。根据本实施例，可知阻抗元件7的电阻值越大，则越能够抑制纹波电压的振幅。如先前所说明的那样，该纹波电压被观测为相当于从直流电源2起的布线阻抗与阻抗元件7的分压比的电压。因此，可知阻抗元件7的值越大，则分压比越大，所以纹波电压越小。

另一方面，图6中示出了相对于阻抗元件7的电阻值的、螺线管3的驱动电流与阻抗元件7的损失的关系。根据本实施例，可知阻抗元件7的电阻值越大，则损失越大。由于是阻抗元件7与其中流过的电流所导致的损失，所以能够理解：如果将螺线管电流设为相同，则产生与阻抗元件7的电阻值成比例的损失。

如上所述，纹波电压与阻抗元件7的损失处于相反的关系。即，在降低传导噪声这样的观点中，期望提高阻抗元件7的电阻值，但根据损失的观点，期望降低阻抗元件7的电阻。因此，根据纹波电压的允许范围、以及阻抗元件7的损失的允许范围，阻抗元件7的值的范围自然而然地确定。例如，在纹波电压的最大值为0.4V以下并且阻抗元件的损失被允许到0.7W的情况下，选择电阻值6Ω，在纹波电压的最大值为1.4V以下并且阻抗元件的损失被允许到0.4W的情况下，选择2Ω即可。

这样，关于阻抗元件7的电阻值，根据纹波电压与损失的关系，按照该被应用的电磁线圈的驱动控制装置的规格来适当地选择即可，总之选择能够高效地降低传导噪声并且减少损失的电阻值即可。

此处，阻抗元件7按电阻器来进行了说明，但如图7A至图7F所示，也可以是电阻器以外的无源元件、有源元件、或者与电阻器的组合。使用图7A至图7F来说明这样的阻抗元件7的具体构成。此外，在图7A至图7F中，为了高效地降低噪声，提出了将电阻器设为基本构成并将其他阻抗元件与它组合的构成。

图7A是使用一个电阻器来作为阻抗元件7的例子。通过将电阻器限定为一个，能够削减电路的安装面积并且降低成本，所以是有效果的。

图7B是并联使用两个电阻器来作为阻抗元件7的例子。阻抗元件7的损失与流过的电流的平方成比例。因此，通过分散到电阻器Ra与电阻器Rb，使各个电阻器的损失减半，所以是有效果的。

图7C是由多根(此处，两根)电阻器和用于选择它们的多个电阻调整元件、即开关元件构成为阻抗元件7的例子。在该例中，示出了各配置了2个的情况。此外，期望电阻器Rx与电阻器Ry的电阻值不同。通过这样，通过开关SWx与开关SWy的接通/断开的组合，能够实现多种选择。例如，如果预先使一方的电阻值较大而使另一方的电阻值较小，则在选择了一方的电阻值的情况下，能够进一步抑制传导噪声，在选择了另一方的电阻值的情况下，能够进一步减小损失。

图7D是作为阻抗元件7而在具备电阻调整元件的功能的双极型晶体管TR的集电极-发射极之间并联连接了电阻器的例子。如果通过控制双极型晶体管TR的基极电流来改变集电极-发射极间的接通电阻，则能够形成与电阻器R的并联电阻，所以能够非阶段性地改变电阻值。由此，存在能够适当地选择传导噪声的抑制与损失的效果。另外，在双极型晶体管TR为断开状态而故障了的情况下，能够单独地使用电阻R，所以具备自动防止故障功能。

图7E是串联组合电阻器R与电感L来作为阻抗元件7的例子。在想要进一步提高高频频带的频率的阻抗、即想要进一步抑制高频的传导噪声的情况下，是有效果的。

图7F是串联电阻器R、电感L与电容器C的并联谐振电路来作为阻抗元件7的例子。据此，当在特定的频率下想要提高阻抗、即想要进一步抑制特定的传导噪声的情况下，是有效果的。

此外，如果使用图7E、图7F那样的阻抗元件7，则极容易适当地组合电阻器、电感、电容器。另外，电感、电容器没有损失，所以适合作为阻抗元件。

如上所述，根据第1实施例，在将直流电源的正极线L1与负极线L5连接的连接线L3上，沿着从正极线L1向负极线L5的方向串联配置阻抗元件7与电容器6，经由回流二极管而连接阻抗元件7与电容器6之间的连接线L3和螺线管3的一端，以使得续流电流在阻抗元件7与电容器6中流过，进而用低侧的开关元件4连接回流二极管5的阳极侧与螺线管3的一端之间和负极线L3之间。

根据该构成，能够通过阻抗元件7来抑制由螺线管3的驱动电流引起的传导噪声，进而能够减小电容器6的电容，由此能够将电磁线圈的驱动控制装置小型化。

实施例2

接下来，使用图8、图9来详细说明本发明的第2实施方式。在第2实施方式中使用2个螺线管3，例如，示出了作为在阀正时控制装置中使用的进气阀与排气阀而分别使用的液压控制阀的电磁线圈。

在图8所示的实施例中具备2个图1所记载的驱动电路，具有对2个驱动电路共同地连接阻抗元件7与电容器6这样的特征。此外，阻抗元件7与电容器6的功能与图1所示的阻抗元件7与电容器6实质相同，所以省略其详细说明，说明电路构成。

一个驱动电路由螺线管3a、连接线L2a、开关元件4a以及回流二极管5a构成，另一个驱动电路由螺线管3n、连接线L2n、开关元件4n以及回流二极管5n构成。这些基本的连接与图1所示的电路实质相同。然后，回流二极管5a与回流二极管5n各自的阴极与处于阻抗元件7与电容器6之间的连接线L3连接。根据该构成，阻抗元件7与电容器6各有一个即可，所以削减部件数量，从而是有效果的。此外，在这种情况下，电容器6的电容以及阻抗元件7的电阻值需要是适合于2个驱动电路的值。

图9所示的实施例示出了图8所示的实施例的变形例，具备2个图1所记载的驱动电路，阻抗元件与电容器也与此对应地配备在各个驱动电路中。在该实施例中，阻抗元件7和电容器6的功能也与图1所示的阻抗元件7和电容器6实质相同，所以省略其详细说明，说明电路构成。

一个驱动电路由螺线管3a、连接线L2a、开关元件4a以及回流二极管5a构成，另一个驱动电路由螺线管3n、连接线L2n、开关元件4n以及回流二极管5n构成。回流二极管5a的阴极同阻抗元件7a和电容器6a一起连接到线L3a，回流二极管5n的阴极同阻抗元件7n与电容器6n一起连接到线L3n。这些基本的连接与图1所示的电路实质相同。

根据该实施例，阻抗元件7a、7n与电容器6a、6n在2个驱动电路的各驱动电路中独立地存在，所以对于降低阻抗元件7的损失特别有效。在图8的实施例中，阻抗元件7在2个驱动电路共同地使用，所以其电阻值变大，有可能如图6所示地损失变大。然而，在图9所示的实施例中，在各个驱动电路中设置阻抗元件7a、7n，所以能够减小电阻值，从而能够减少损失。此外，阻抗元件7按电阻器来进行了说明，但也能够使用图7A至图7F所示的构成的阻抗元件。

如上所述，根据图8、图9所记载的第2实施例，即使是多个螺线管3的驱动电路，也能够配置电容器6与阻抗元件7，所以降低传导噪声，并且减小电容器的电容，从而能够减小电磁线圈的驱动控制装置的体积。

实施例3

接下来，使用图10来详细说明本发明的第3实施方式。图1所示的电磁线圈的驱动控制装置是开关元件4为低侧开关的构成，但第3实施方式示出了开关元件4为高侧开关的构成的情况。此外，阻抗元件7与电容器6的功能和图1所示的阻抗元件7与电容器6实质相同，所以省略其详细说明，说明电路构成。

端子T1在电磁线圈的驱动控制装置1内与正极线L1连接，端子T2在电磁线圈的驱动控制装置1内与负极线L5连接。正极线L1与负极线L5通过连接线L3来连接，在该连接线L3的中途，沿着从正极线L3向负极线L5的方向对电容器6与阻抗元件7进行串联配置、连接。电容器6与阻抗元件7之间的连接线L3和螺线管3的一端通过连接线L2来连接，在该连接线L2上，配置了回流二极管5。回流二极管5的阳极侧连接到电容器6与阻抗元件7之间的连接线L3，回流二极管5的阴极侧与螺线管3的一端连接。

进而，回流二极管5的阴极侧与螺线管3的一端之间、和正极线L1通过连接线L4来连接，对该连接线L4连接了作为高侧开关的开关元件4。该开关元件4是MOS-FET，开关元件4的源极侧连接于回流二极管5的阴极侧与螺线管3的一端之间，开关元件4的漏极侧与正极线L1连接。

此外，直流电源2的正极侧经由正极线L1并且GND侧经由负极线L5而连接到电磁线圈的驱动控制装置1内的其他电路来供给电力，但此处由于与本发明无关，所以省略详细说明。

以上，在本实施例中将开关元件4设为高侧开关的构成，所以续流电流的变动与实施例1不同，但原理相同。

如果规定的控制信号被提供给开关元件4的栅极，则开关元件4转变成接通状态，漏极电压变成0V而在螺线管3中流过电流。关于在螺线管3中流过的电流，在开关元件4为接通状态时，直流电源2与螺线管3形成闭合电路而在螺线管3流过驱动电流。该驱动电流随着时间经过而增加，在螺线管3的电感中累积电能。

另一方面，在开关元件4转变成断开状态时，螺线管3、回流二极管5以及阻抗元件7形成闭合电路而流过续流电流。续流电流以释放蓄积于螺线管3的电感中的能量的方式流过，电流随着时间经过而减少。

续流电流在开关元件4为断开状态时，螺线管3、回流二极管5、阻抗元件7形成闭合电路而流过的电流。在开关元件4为接通状态时，回流二极管5的阴极电压为14V，所以阴极电压变高，即成为反向偏置状态，从而不流过续流电流。

另外，除此之外在开关元件4为断开状态时，直流电源2、螺线管3、回流二极管5与电容器6形成闭合电路，在电容器6中蓄积电荷。相反地，在开关元件4为接通状态时，在回流二极管5中不流过电流，所以在开关元件4为断开状态时，电容器6中蓄积的电荷朝向阻抗元件7地流出。

该电容器6中蓄积的电荷(电压)被施加到负极线L5，但在本实施例中，在电容器6与负极线L5之间配置了阻抗元件7，所以蓄积于电容器6中的电荷通过阻抗元件7而被消耗，在负极线L5上不出现。由此，在负极线L5上，抑制纹波电压的发生，能够降低传导噪声。该纹波电压是与螺线管3的接通/断开对应的高频的传导噪声。

如上所述，根据第3实施例，在将直流电源的正极线L1与负极线L5连接的连接线L3上，沿着从正极线L1向负极线L5的方向串联配置电容器6与阻抗元件7，经由回流二极管而连接电容器6与阻抗元件7之间的连接线L3和螺线管3的一端，以使得续流电流在螺线管侧流过，进而用高侧的开关元件4连接回流二极管5的阴极侧与螺线管3的一端之间与正极线L1。

根据该构成，能够通过阻抗元件7来抑制由螺线管3的驱动电流引起的传导噪声，进而能够减小电容器6的电容，所以能够将电磁线圈的驱动控制装置小型化。

实施例4

接下来，使用图11至图13来详细说明本发明的第4实施方式。本实施例示出了使用H电桥电路的电动机的驱动控制装置。此外，阻抗元件7与电容器6的功能与图1所示的阻抗元件7与电容器6实质相同，所以省略其详细说明，说明电路构成。

首先，通过图11来说明第4实施方式的电磁线圈的驱动控制装置的驱动电路的构成。本实施例的特征在于切换在H电桥电路中使用的阻抗元件7与电容器6。即，H电桥电路是适合于控制电动机的电路构成，其特征在于按照4个MOS-FET的动作状态来控制阻抗元件7与电容器6的连接状态。

在H电桥电路中，使用4个MOS-FET，针对电动机的电磁线圈3的端子T5、T6连接了高侧开关元件HS1、HS2以及低侧开关元件LS1、LS2。电磁线圈3的端子T5、T6与高侧开关元件HS1、HS2、低侧开关元件LS1、LS2的连接关系是已知的构成。此外，在MOS-FET中，在源极-漏极之间形成了寄生二极管，具备所谓的体二极管。

高侧开关元件HS1的漏极侧经由开关S1、高侧开关元件HS2的漏极侧经由开关S2而与直流电源2的电源侧经由端子T1地连接。另外，低侧开关元件LS1的源极侧经由开关S3、低侧开关元件LS2的源极侧经由开关S4而与直流电源2的GND侧经由端子T2地连接。另外，高侧开关元件HS1的源极侧、低侧开关元件LS1的漏极侧与电磁线圈3的一端在端子T5处连接，高侧开关元件HS2的源极侧、低侧开关元件LS2的漏极侧与电磁线圈的另一端在端子T6处连接。通过以上那样的电路，来构成驱动电动机的H电桥电路。

然后，本实施例的阻抗元件7与电容器6形成以下那样的电路构成。阻抗元件7经由开关S9、电容器6经由开关SC而与直流电源2的电源侧连接。进而，阻抗元件7经由开关SB、电容器6经由开关SA而与直流电源2的GND侧连接。

进而，阻抗元件7与电容器6之间的连接线L3经由开关S5而与高侧开关元件HS1的漏极侧连接，经由开关S6而与高侧开关元件HS2的漏极侧连接。同样地，连接线L3经由开关S7而与低侧开关元件LS1的源极侧连接，经由开关S8而与低侧开关元件LS2的源极侧连接。

以上，使用图13来说明第4实施方式的电磁线圈的驱动控制装置的动作状态。在图11所示的电路中，有4种动作状态，如图13所示，示出了各动作状态下的开关元件HS1、HS2、LS1、LS2的接通/断开状态以及各开关S1～SC的接通/断开状态。这些开关元件HS1、HS2、LS1、LS2的接通/断开状态以及各开关S1～SC的接通/断开状态通过未图示的控制装置来控制。

具体来说，在动作模式1中，高侧开关元件HS2为接通状态，低侧开关元件LS1成为低侧开关，根据来自控制装置的控制信号来重复进行接通/断开。在动作模式2中，高侧开关元件HS1为接通状态，低侧开关元件LS2成为低侧开关，根据来自控制装置的控制信号来重复进行接通/断开。这些动作模式1以及动作模式2与使用图1所示的低侧开关元件4的实施例相同。

在动作模式3中，低侧开关元件LS2为接通状态，高侧开关元件HS1成为高侧开关，根据来自控制装置的控制信号来重复进行接通/断开。在动作模式4中，低侧开关元件L1为接通状态，高侧开关元件HS2成为高侧开关，根据来自控制装置的控制信号来重复进行接通/断开。这些动作模式3以及动作模式4与使用图10所示的高侧开关元件4的实施例相同。

此处，按照各开关元件HS1、HS2、LS1、LS2的动作来选择并驱动各开关S1～SC。

例如，根据图12说明在动作模式1的情况下的各开关S1～SC以及开关元件HS1、HS2、LS1、LS2的动作。

为了进行动作模式1的状态设定，H电桥电路设为如图13那样的设置。即，将开关S2与开关S3设为接通状态，将开关S1与开关S4设为断开状态。另外，将高侧开关元件HS2设定为接通状态，将高侧开关元件HS1与低侧开关元件LS2设定为断开状态。此处，高侧开关元件HS1中具备的体二极管相当于回流二极管。然后，低侧开关元件LS1被设定为依照从控制装置施加了的控制信号(接通/断开信号)来重复进行接通/断开动作的切换状态。

另外，为了将阻抗元件7与直流电源2的电源侧连接，将开关S9设为接通状态，将开关SB设定为断开状态。由此，阻抗元件7与直流电源2的电源侧连接。同样地，为了将电容器6与直流电源2的GND侧连接，将开关SA设为接通状态，将开关SC设定为断开状态。由此，电容器6与直流电源2的GND侧连接。

进而，阻抗元件7与电容器6之间的连接线L3和高侧开关元件HS1的漏极侧连接，所以成为与体二极管(＝回流二极管)的阴极侧连接的情形。因此，在动作模式1中，将开关S5设定为接通状态，将开关S6、S7、S8设定为断开状态。

如上所述地设定了的动作模式1的设定状态被设定为与实施例1的电路构成相同的低侧开关。该电路的动作与实施例1相同，所以省略详细说明。

进而，在动作模式2至动作模式4中，也按照各开关元件HS1、HS2、LS1、LS2的动作来选择各开关S1～SC的动作，从而能够进行同样的动作。

这样，H电桥电路构成为在左右组合了2个具有低侧开关与高侧开关这两面的半桥电路。因此，如果进行H电桥电路的开关的选择，则能够实现实施例1、实施例3中的阻抗元件与电容器的并用。

如果概括本发明，则本发明在将直流电源的正极线与负极线连接的连接线上串联配置电容器与阻抗元件，经由回流二极管连接电容器与阻抗元件之间的连接线和电磁线圈的一端，进而用开关元件连接回流二极管与电磁线圈的一端之间、和正极线或者负极线之间。

据此，能够通过阻抗元件来抑制由电磁线圈的驱动电流引起的传导噪声，能够进一步减小电容器的电容，所以能够将电磁线圈的驱动控制装置小型化。

Claims

1.一种电磁线圈的驱动控制装置，其具备：

电磁线圈，其一端与直流电源的正极侧连接；

开关元件，其为了对流向所述电磁线圈的电流进行接通/断开而与所述电磁线圈的另一端连接；以及

回流二极管，其在所述开关元件断开时使蓄积于所述电磁线圈中的电能作为续流电流回流，

所述电磁线圈的驱动控制装置的特征在于，

在将所述直流电源的正极线与负极线连接的连接线上串联配置电容器与阻抗元件，经由所述回流二极管连接所述电容器与所述阻抗元件之间的所述连接线和所述电磁线圈的另一端，进而用具有开关元件的连接线连接所述回流二极管与所述电磁线圈的另一端之间的连接线、与所述正极线或者所述负极线。

2.一种电磁线圈的驱动控制装置，其具备：

电磁线圈，其一端与直流电源的正极侧连接；

所述电磁线圈的驱动控制装置的特征在于，

在将所述直流电源的正极线与负极线连接的连接线上，沿着从所述正极线向所述负极线的方向串联配置阻抗元件与电容器，经由所述回流二极管连接所述阻抗元件与所述电容器之间的所述连接线和所述电磁线圈的另一端，以使得续流电流流向所述阻抗元件与所述电容器，进而用具有低侧开关元件的连接线连接所述回流二极管的阳极侧与所述电磁线圈的另一端之间的连接线、与所述负极线。

3.一种电磁线圈的驱动控制装置，具备：

电磁线圈，其一端与直流电源的正极侧连接；

所述电磁线圈的驱动控制装置的特征在于，

在将所述直流电源的正极线与负极线连接的连接线上，沿着从所述正极线向所述负极线的方向串联配置电容器与阻抗元件，经由所述回流二极管连接所述电容器与所述阻抗元件之间的所述连接线和所述电磁线圈的另一端，以使得续流电流流向所述电磁线圈侧过，进而用具有高侧开关元件的连接线连接所述回流二极管的阴极侧与所述电磁线圈的另一端之间的连接线与所述正极线。

4.根据权利要求1至权利要求3中任一项所述的电磁线圈的驱动控制装置，其特征在于，

所述电磁线圈、所述开关元件、所述回流二极管以及连接所述电磁线圈、所述开关元件、所述回流二极管的所述连接线构成至少2个以上的相同结构的电路，所述阻抗元件与所述电容器在所述电路中共用地设置。

5.根据权利要求1至权利要求3中任一项所述的电磁线圈的驱动控制装置，其特征在于，

所述电磁线圈、所述开关元件、所述回流二极管以及连接所述电磁线圈、所述开关元件、所述回流二极管的所述连接线构成至少2个以上的相同结构的电路，所述阻抗元件与所述电容器在各所述电路中分别有所设置。

6.根据权利要求1至权利要求5中任一项所述的电磁线圈的驱动控制装置，其特征在于，

所述阻抗元件至少使用电阻器。

7.根据权利要求6所记载的电磁线圈的驱动控制装置，其特征在于，

所述阻抗元件包括与所述电阻器组合的无源元件或者有源元件。

8.根据权利要求6所记载的电磁线圈的驱动控制装置，其特征在于，

所述阻抗元件具备能够调整电阻值的调整元件。