JP3509197B2 - インダクタンス負荷の駆動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インダクタンス負荷を
定電流駆動するための駆動装置に関し、特に直流電源を
逆方向に接続した際に内部回路に逆電流が流れるのを防
止する逆接保護機能を有するインダクタンス負荷の駆動
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来よ
り、例えば自動車において、電磁アクチュエータや電磁
弁等のインダクタンス負荷（以下単にＬ負荷ともい
う。）を駆動する駆動装置の一つとして、アクチュエー
タの位置や電磁弁の開度等を一定にするために、その電
流経路を高速にスイッチングしてＬ負荷への通電電流を
一定に制御する、定電流駆動型の装置が知られている。
そして、この種の装置では、電流経路のスイッチングに
より高周波ノイズ（所謂ラジオノイズ）が発生するた
め、このラジオノイズを除去するために、Ｌ負荷の電源
ラインにラジオノイズ除去用のコンデンサを接続するこ
とが行なわれている。

【０００３】一方、この種の駆動装置は、通常、Ｌ負荷
と共通の直流電源から電源供給を受けて動作するが、そ
の内部にはトランジスタ等の各種電子部品が設けられて
いるため、直流電源が逆方向に接続された場合に、内部
回路に逆電流が流れると、内部の電子部品が壊れること
がある。このため、従来より、この種の駆動装置には、
直流電源が逆方向に接続されても、内部回路に逆電流が
流れないようにするためのダイオードを設けることも行
なわれている。

【０００４】ところが、上記のようなラジオノイズ除去
用のコンデンサを備えたＬ負荷の駆動回路に、こうした
逆接保護機能を付加した場合には、電源スイッチ等によ
り直流電源が遮断されると、コンデンサに負電圧が充電
されてしまい、内部の電子部品の劣化、或は破壊が生じ
ることがあった。

【０００５】以下、このような従来のＬ負荷駆動装置の
問題点について、図６を用いて詳しく説明する。なお、
図６は、自動車において、ディーゼルエンジンに燃料を
噴射供給する列型燃料噴射ポンプの油圧タイマに送り込
む作動油の量を制御するために使用されるＬ負荷として
の電磁弁（具体的には電磁弁のソレノイド２）を定電流
駆動により開閉させる電子制御装置（ＥＣＵ）１０の一
例を表す電気回路図である。

【０００６】図６に示す如く、自動車においては、通
常、直流電源であるバッテリ４の負極側が車載用電気機
器共通の接地電極として車体に接地され、バッテリ４の
正極側が、電源スイッチとなるキースイッチ６を介し
て、車両内部に引き回された電源ラインに接続されるた
め、Ｌ負荷であるソレノイド２やＥＣＵ１０、或は他の
電気負荷８には、この電源ラインを介して、バッテリ４
の正極側が接続される。

【０００７】このため、ＥＣＵ１０において、ソレノイ
ド２を通電駆動するための駆動回路１２には、コレクタ
が接続端子ＢＬを介してソレノイド２の電源ラインとは
反対側端部（つまり負極側）に接続され、エミッタが抵
抗器Ｒ１を介して接地されたＮＰＮ型のトランジスタＴ
ｒ１が、電磁弁駆動用（換言すればソレノイド通電用）
のスイッチング素子として備えられている。

【０００８】また、トランジスタＴｒ１をオンからオフ
に切り替えてソレノイド２の通電を遮断した際には、ソ
レノイド２の負極側に、通電時に蓄積されたエネルギに
よってフライバック電圧が発生するため、ＥＣＵ１０に
は、このフライバック電圧によるトランジスタＴｒ１の
破壊を防止すると共に、そのエネルギをバッテリ４側に
戻すためのフライバック電流経路を形成するフライバッ
ク回路１４が設けられている。そして、フライバック回
路１４は、ソレノイド２に発生したエネルギをフライバ
ック電流としてソレノイド２の負極側から正極側へのみ
一方向に流す必要があるため、ソレノイド２の正極側
（換言すれば電源ライン）に接続された接続端子ＢＦ
と、ソレノイド２の負極側が接続された上記接続端子Ｂ
Ｌとの間に設けられており、その内部には電流方向を規
制するダイオードＤ１が設けられている。

【０００９】一方、ＥＣＵ１０には、エンジンや燃料ポ
ンプの回転数を検出する回転センサからの回転信号，そ
の運転状態を検出するセンサやスイッチからの検出信号
を夫々入力するための検出回路１６，バッファ回路１
７，１８、これら各種入力信号に基づき、電磁弁の開閉
弁タイミング等を演算して、ソレノイド２の通電・非通
電を切り替えるための駆動信号ＶCOM2を発生するマイク
ロコンピュータ（以下、単にＣＰＵという。）２０、Ｃ
ＰＵ２０からの駆動信号ＶCOM2に応じてトランジスタＴ
ｒ１によるソレノイド２の通電・非通電を切り替えると
共に、ソレノイド２の通電時にトランジスタＴｒ１を高
速にスイッチングさせてソレノイド２に定電流を流すた
めの制御信号ＶCOM1を生成する定電流回路２４、及び、
駆動回路１２やフライバック回路１４に流れる電流を検
出して定電流回路２４にフィードバックする電流検出回
路２２が備えられている。

【００１０】そして、このようにソレノイド２を定電流
駆動するためにトランジスタＴｒ１を高速にスイッチン
グすると、そのスイッチングにより、高周波のノイズ
（ラジオノイズ）が発生するため、このラジオノイズを
除去するために、フライバック回路１４内のフライバッ
ク電流経路には、一端が接地された大容量（数十〜数百
μＦ）のノイズ除去用のコンデンサＣ１（アルミコンデ
ンサ等）が接続されている。

【００１１】一方、フライバック電流経路は、上記ダイ
オードＤ１のみによって形成することができるが、ソレ
ノイド２を通電状態から非通電状態に切り替えた際に
も、このフライバック電流経路にて、ソレノイド２のエ
ネルギをバッテリ側に戻すようにしていると、フライバ
ック電流により電磁弁の閉弁タイミングが遅れてしま
う。そこで、フライバック回路１４には、ダイオードＤ
１に直列に、ＣＰＵ２０から出力される駆動信号ＶCOM2
により、ソレノイド２の非通電時にフライバック電流経
路を遮断するＰＮＰ型のトランジスタＴｒ２が設けら
れ、更に、駆動回路１２には、トランジスタＴｒ１及び
トランジスタＴｒ２が制御信号ＶCOM1及び駆動信号ＶCO
M2によりオフして、ソレノイド２の負極側にフライバッ
ク電圧が発生したときに、そのフライバック電圧により
トランジスタＴｒ１をオンさせるツェナーダイオードＺ
Ｄが設けられている。

【００１２】つまり、ソレノイド２の通電を停止して、
電磁弁を閉弁させる際には、トランジスタＴｒ２をオフ
してフライバック電流経路を遮断することにより、ソレ
ノイド２に生じたフライバック電圧により、ツェナーダ
イオードＺＤを介して、トランジスタＴｒ１を強制的に
オンさせ、ソレノイド２に蓄積されたエネルギをトラン
ジスタＴｒ１にて速やかに吸収させるのである。この結
果、ソレノイド電流は速やかに立下がり、電磁弁を速や
かに閉弁させることができるようになる。

【００１３】なお、ダイオードＤ１とトランジスタＴｒ
２との間に設けられた抵抗器Ｒ２は、電流検出回路２２
により電流を検出するための電流検出用抵抗である。ま
た次に、自動車において、バッテリ４は、オルタネータ
により充電され、逆に各種電気負荷の駆動により放電さ
れるため、バッテリ電圧ＶＢは脈動する。このため、上
記のように高周波ノイズ除去用のコンデンサＣ１をフラ
イバック電流経路に設けた場合、コンデンサＣ１にはバ
ッテリ電圧ＶＢの脈動により充放電が繰り返され、コン
デンサＣ１が劣化し易くなり、これを防止するには、コ
ンデンサＣ１の容量を更に大きくしなければならない。

【００１４】そこで、こうした問題を解決するために、
フライバック回路１４内には、コンデンサＣ１と接続端
子ＢＦ（つまりソレノイド２の正極側、延いては電源ラ
イン）との間に、フライバック電流の電流方向を順方向
として（つまりアノードをコンデンサＣ１側に、カソー
ドを端子ＢＦ側にして）、ダイオードＤ２が設けられて
いる。この結果、このダイオードＤ２により、バッテリ
４のリップル電圧によるコンデンサＣ１の充放電が低減
され、コンデンサＣ１の低容量化を図ることができるよ
うになる。

【００１５】一方、ＥＣＵ１０には、内部回路に電源供
給を行なうための電源回路２６が設けられている。電源
回路２６は、キースイッチ６を介してバッテリ４の正極
側（つまり電源ライン）に接続された接続端子ＢＰ、及
びバッテリ４の負極側（つまり車体）に接続された接続
端子ＧＮＤ、を介してキースイッチ６のオン時にバッテ
リ４から電源供給を受けて、内部回路駆動用の定電圧
（駆動電圧）Ｖ２を生成するためものであり、電圧安定
化のためのコンデンサＣ２を備えている。

【００１６】そして、一般に、上記逆接保護機能は、図
６に示すように、バッテリ４の正極側に接続される接続
端子ＢＰから電源回路２６に至る電流経路に、接続端子
ＢＰ側をアノードとしてダイオードＤ４を設けるか、逆
に、バッテリ４の負極側に接続される接続端子ＧＮＤか
ら電源回路２６に至る電流経路に、接続端子ＧＮＤをカ
ソードとしてダイオードを設けることによって実現され
る。なお、図６に示す回路では、バッテリ４の逆接続に
より、駆動回路１２内のトランジスタＴｒ１に逆電流
（つまりエミッタ側からコレクタ側への電流）が流れる
のを防止するために、トランジスタＴｒ１のコレクタと
ソレノイド２の負極側に接続された接続端子ＢＬとの間
にも、接続端子ＢＬ側をアノードとして、逆接保護用の
ダイオードＤ３が設けられている。

【００１７】ところが、ＥＣＵ１０，換言すればＬ負荷
駆動回路を、上記のような回路構成にした場合、ソレノ
イド２の通電時にキースイッチ６がオフされることによ
って、電源ラインに負サージ（負の電気ノイズ）が生じ
ると、この負サージを吸収するために、ダイオードＤ２
を介して、コンデンサＣ１側からソレノイド２に電流が
流れ、コンデンサＣ１に負電圧が充電されることにな
る。

【００１８】つまり、電源回路２６には、電圧安定化の
ためのコンデンサＣ２が設けられているため、キースイ
ッチ６がオフされた後も、内部回路には一定期間駆動電
圧Ｖ２が供給される。このため、トランジスタＴｒ１が
オンして、ソレノイド２を通電している際に、キースイ
ッチ６がオフされても、その後一定期間は内部回路の動
作によってトランジスタＴｒ１はオンされ、ソレノイド
２は通電される。しかし、この時、キースイッチ６は既
にオフされているため、電源ラインからソレノイド２に
給電を行なうことはできず、ソレノイド２には、コンデ
ンサＣ１から電流が供給されて、コンデンサＣ１が負電
圧に充電されてしまうのである。

【００１９】次に、このようにコンデンサＣ１が負電圧
に充電された場合、その後、コンデンサＣ１に充電され
た負電圧を放電できれば問題はない。しかし、コンデン
サＣ１の負電圧の放電経路（換言すれば、正電圧の充電
経路）は、ダイオードＤ２，及びトランジスタＴｒ２に
より完全に遮断されているため、コンデンサＣ１は、負
電圧が充電されたまま、次のソレノイド２の駆動時まで
保持される。

【００２０】そして、このようにコンデンサＣ１に負電
圧が充電された場合、その電圧が、コンデンサＣ１，ト
ランジスタＴｒ２，ダイオードＤ２の耐圧値を越える場
合には、これら各素子が破損する可能性があり、更に、
フライバック電流が流れて、コンデンサＣ１が負電圧か
らバッテリ電圧に充電されるときに、トランジスタＴｒ
２のコレクタ−エミッタ間に過電圧が印加されて、トラ
ンジスタＴｒ２が劣化してしまう虞がある。

【００２１】なお、こうした問題は逆接保護用の上記ダ
イオードがなければ、接続端子ＢＰ−ＧＮＤ間に、アノ
ードを接続端子ＧＮＤ側にしてダイオードを接続するこ
とにより簡単に解決できる。つまり、このように接続端
子ＢＰ−ＧＮＤ間にダイオードを設ければ、キースイッ
チ６のオフ時にソレノイド２に生じる負サージを、この
ダイオードにより吸収できるので、コンデンサＣ１から
ソレノイド２に電流が流れることはなく、コンデンサＣ
１に負電圧が充電されるのを防止できるのであるが、逆
接保護機能を実現するために上記ダイオードを設けた場
合には、このダイオードにより負サージを吸収できなく
なり、上記問題が生じるのである。

【００２２】本発明は、こうした問題に鑑みなされたも
ので、上記のようにインダクタンス負荷の定電流駆動の
ために生じるラジオノイズを除去するためのコンデンサ
を備えた装置に逆接保護機能を付加した際に、電源遮断
時にＬ負荷に生じる負サージによりコンデンサに負電圧
が充電・保持されるのを防止することを目的としてい
る。

【００２３】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めになされた請求項１に記載の発明は、一端が電源スイ
ッチを介して直流電源の正極側に接続されたインダクタ
ンス負荷の他端から上記直流電源の負極側に至る電流経
路を、外部からの制御信号に従い導通・遮断して、上記
インダクタンス負荷を定電流駆動する駆動用スイッチン
グ素子と、該駆動用スイッチング素子が上記制御信号に
よって導通状態から遮断状態に切り換えられたときに、
上記インダクタンス負荷の負極側から正極側にフライバ
ック電流を流すフライバック電流経路と、該フライバッ
ク電流経路を、外部からの指令信号により導通・遮断す
る、フライバック電流遮断用スイッチング素子と、該フ
ライバック電流遮断用スイッチング素子が遮断状態にあ
るときに、上記インダクタンス負荷の負極側に生じたフ
ライバック電圧により上記駆動用スイッチング素子を導
通させて、該フライバック電圧を速やかに低下させるフ
ライバック電圧急速低減素子と、上記フライバック電流
遮断用スイッチング素子から上記インダクタンス負荷の
正極側に至るフライバック電流経路と上記直流電源の負
極側との間に設けられ、上記フライバック電流経路に生
じる高周波のノイズ成分を除去するノイズ除去用コンデ
ンサと、該ノイズ除去用コンデンサと上記フライバック
電流経路との接続点から上記インダクタンス負荷の正極
側に至るフライバック電流経路上に上記フライバック電
流の電流方向を順方向として設けられ、上記直流電源の
電圧変動から上記ノイズ除去用コンデンサを保護する保
護用ダイオードと、電圧安定化用のコンデンサを有し、
上記電源スイッチを介して上記直流電源から電源供給を
受けて内部回路駆動用の定電圧を生成する電源回路と、
上記直流電源に対して当該装置が逆方向に接続されて、
当該装置の内部回路に逆方向の電流が流れるのを防止す
る逆接保護用半導体素子と、を備え、更に、上記ノイズ
除去用コンデンサに並列に、負電圧吸収用の抵抗器を接
続してなることを特徴としている。

【００２４】また次に請求項２に記載の発明は、上記請
求項１に記載のインダクタンス負荷の駆動装置におい
て、上記保護用ダイオードに並列に、上記ノイズ除去用
コンデンサ充電用の抵抗器を接続してなることを特徴と
している。また、請求項３に記載の発明は、上記請求項
１又は請求項２に記載のインダクタンス負荷の駆動装置
において、上記ノイズ除去用コンデンサに並列接続され
た抵抗器に直列に、上記フライバック電流経路側に流れ
る電流方向を順方向として、ダイオードを接続してなる
ことを特徴としている。

【００２５】

【作用及び発明の効果】以上のように構成された請求項
１に記載のインダクタンス負荷の駆動装置においては、
駆動用スイッチング素子の導通・遮断によりインダクタ
ンス負荷が定電流駆動される。また、この駆動用スイッ
チング素子が導通状態から遮断状態に切り換えられたと
きには、フライバック電流経路を介して、インダクタン
ス負荷の負極側から正極側にフライバック電流が流れ、
インダクタンス負荷の通電時に蓄積されたエネルギが、
インダクタンス負荷の正極側、延いては直流電源側に戻
される。

【００２６】また、このフライバック電流経路には、外
部からの指令信号により導通・遮断するフライバック電
流遮断用スイッチング素子が設けられており、このスイ
ッチング素子が遮断状態にあるときに、インダクタンス
負荷の負極側にフライバック電圧が生じると、フライバ
ック電圧急速低減素子が駆動用スイッチング素子を導通
させて、フライバック電圧を速やかに低下させる。この
結果、インダクタンス負荷の駆動停止時に、フライバッ
ク電流遮断用スイッチング素子をオンすれば、インダク
タンス負荷の通電電流を速やかに立ち下げることができ
る。

【００２７】一方、駆動用スイッチング素子は、インダ
クタンス負荷を定電流駆動するものであるため、制御信
号により高速にスイッチングされ、このスイッチング動
作によって高周波のノイズが発生するが、フライバック
電流遮断用スイッチング素子からインダクタンス負荷の
正極側に至るフライバック電流経路と、直流電源の負極
側との間には、ノイズ除去用コンデンサが設けられてい
るため、駆動用スイッチング素子のスイッチング動作に
よって発生したノイズは除去される。

【００２８】また、このノイズ除去用コンデンサが、イ
ンダクタンス負荷（換言すれば直流電源）の正極側に直
接接続された場合には、直流電源の電圧変動によってノ
イズ除去用コンデンサが充放電され、劣化する虞がある
が、ノイズ除去用コンデンサとフライバック電流経路と
の接続点からインダクタンス負荷の正極側に至るフライ
バック電流経路上には、フライバック電流の電流方向を
順方向として保護用ダイオードが設けられているため、
ノイズ除去用コンデンサは、このダイオードにより、直
流電源の電圧変動から保護される。

【００２９】また更に、本発明のインダクタンス負荷の
駆動装置においては、電圧安定化用のコンデンサを備
え、電源スイッチを介して直流電源から電源供給を受け
て内部回路駆動用の定電圧を生成する電源回路、及び、
直流電源に対して当該装置が逆方向に接続された場合
に、当該装置の内部回路に逆方向の電流が流れるのを防
止する逆接保護用半導体素子が備えられている。

【００３０】このため、駆動用スイッチング素子が導通
されてインダクタンス負荷を駆動している際に、電源ス
イッチが遮断されると、当該装置の内部回路は、電源回
路内のコンデンサに蓄積された電荷によって、暫くの間
継続して動作し、インダクタンス負荷を通電し続けるよ
うになる。この状態では、インダクタンス負荷に電源供
給がなされないため、インダクタンス負荷に負サージが
発生する。また、当該装置には、逆接保護用半導体素子
が内蔵されているため、この負サージを吸収できるの
は、ノイズ除去用コンデンサのみとなり、ノイズ除去用
コンデンサは、インダクタンス負荷の負サージにより負
電圧に充電される。

【００３１】しかし本発明では、このノイズ除去用コン
デンサに対して、並列に、負電圧吸収用の抵抗器が接続
されているため、ノイズ除去用コンデンサが一旦負電圧
に充電されても、その後、このコンデンサの容量と抵抗
器の抵抗値とで決まる時定数にて、ノイズ除去用コンデ
ンサの負電圧が放電されることになる。

【００３２】この結果、ノイズ除去用コンデンサに充電
された負電圧によって、フライバック電流遮断用スイッ
チング素子や、保護用ダイオード等、フライバック電流
経路に設けられた素子が破損するとか、次に、フライバ
ック電流が流れて、ノイズ除去用コンデンサが負電圧か
らバッテリ電圧に充電されるときに、フライバック電流
遮断用スイッチング素子に過電圧が印加されて、この素
子が劣化するようなことはなく、装置の耐久性を向上で
きる。

【００３３】また次に請求項２に記載のインダクタンス
負荷の駆動装置においては、フライバック電流経路に設
けられた保護用ダイオードに対して、並列に、ノイズ除
去用コンデンサ充電用の抵抗器が接続されている。これ
は、請求項１に記載のように、ノイズ除去用コンデンサ
に並列に抵抗器を設けた場合、インダクタンス負荷の負
サージにより、このコンデンサに負電圧が充電・保持さ
れるのを防止することはできるものの、通常のインダク
タンス負荷駆動時、特にフライバック電流が生じないよ
うな短時間の駆動時には、この抵抗器によりコンデンサ
に蓄積された電荷が放電されてしまうためである。

【００３４】つまり、フライバック電流の有・無によっ
てノイズ除去用コンデンサが充放電されると、コンデン
サが劣化するため、保護用ダイオードに並列に抵抗器を
設けることにより、コンデンサの端子電圧を、電源電圧
をこの２つの抵抗器で分圧した電圧値に保持できるよう
にして、ノイズ除去用コンデンサの放電を防止している
のである。この結果、本発明によれば、ノイズ除去用コ
ンデンサの耐久性を向上することができる。なお、この
２つの抵抗器の抵抗値は、ノイズ除去用コンデンサに並
列接続される抵抗値の方が大きくなるようにするのが望
ましい。つまり、このようにすれば、ノイズ除去用コン
デンサの電圧を電源電圧に近付けることができ、ノイズ
除去用コンデンサの耐久性をより向上することができる
のである。

【００３５】また次に、請求項３に記載のインダクタン
ス負荷の駆動装置においては、ノイズ除去用コンデンサ
に並列接続された抵抗器に対して、更に直列に、フライ
バック電流経路側に流れる電流方向を順方向として、ダ
イオードが接続されている。従って、本発明によれば、
このダイオードにより、ノイズ除去用コンデンサに並列
接続された抵抗器による放電電流経路を遮断でき、ノイ
ズ除去用コンデンサの放電を阻止することができる。

【００３６】なお、このダイオードと請求項２に記載の
抵抗器とを組み合せれば、ノイズ除去用コンデンサの電
圧を常時電源電圧に保持することができ、より効果的で
ある。

【００３７】

【実施例】以下に本発明の実施例を図面と共に説明す
る。まず図１は、「従来の技術及び発明が解決しようと
する課題」の項で説明した図６の電子制御装置（ＥＣ
Ｕ）１０に、請求項１に記載の負電圧吸収用の抵抗器Ｒ
Ａを設けた実施例の装置構成を表している。そして、こ
の装置は、抵抗器ＲＡ以外については、図６の装置と全
く同様の構成であり、またそれら各部の動作も前記説明
と全く同様であるため、以下の説明では、抵抗器ＲＡに
よる作用・効果の違いについてのみ説明する。

【００３８】なお、図１に示す如く、抵抗器ＲＡは、フ
ライバック回路１４に設けられた高周波ノイズ除去用の
コンデンサＣ１に並列に接続されている。本実施例のよ
うなＬ負荷駆動装置としての電子制御装置（ＥＣＵ）１
０では、図２（ａ）に示す如く、電磁弁の通常の駆動時
には、ＣＰＵ２０から、ソレノイド２を通電させて電磁
弁を開弁する場合にはハイレベル、ソレノイド２の通電
を遮断して電磁弁を閉弁させる場合にはローレベル、と
なる駆動信号ＶCOM2が出力され、この駆動信号ＶCOM2に
応じて、フライバック回路１４内のフライバック電流遮
断用スイッチング素子としてのトランジスタＴｒ２がオ
ン・オフされる。つまり、トランジスタＴｒ２は、電磁
弁の開弁時にはオンして導通状態となり、電磁弁の閉弁
時にはオフして遮断状態となる。

【００３９】また、この駆動信号ＶCOM2は、定電流回路
２４にも入力されるが、定電流回路２４では、駆動信号
ＶCOM2がハイレベルであるとき、電流検出回路２２によ
る電流の検出結果に基づき、ソレノイド電流Ｉが一定電
流となるように、駆動回路１２内のトランジスタＴｒ１
をオン・オフさせる。つまり、駆動信号ＶCOM2がハイレ
ベルになると、ソレノイド電流Ｉが所定電流に達するま
では、駆動回路１２にハイレベルの制御信号ＶCOM1を出
力して、トランジスタＴｒ１をオンさせ、その後、所定
電流に達すると、内蔵した発振回路を用いて、トランジ
スタＴｒ１を高速にスイッチングさせる制御信号ＶCOM1
を出力して、ソレノイド電流Ｉを一定電流に保持する。
そして、駆動信号ＶCOM2がローレベルになると、制御信
号ＶCOM1をローレベルにして、トランジスタＴｒ１の駆
動、換言すればソレノイド２の通電を停止する。

【００４０】一方、駆動信号ＶCOM2がローレベルになっ
て、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２がオフされると、ソレ
ノイド２に生じたフライバック電圧によりツェナーダイ
オードＺＤ（フライバック電圧急速低減素子）が降伏し
て、トランジスタＴｒ１がオンし、フライバック電圧が
低下する。この結果、ソレノイド電流Ｉも速やかに立下
がり、電磁弁が速やかに閉弁される。

【００４１】なお、トランジスタＴｒ１のスイッチング
時には、フライバック電流が流れていれば、このフライ
バック電流により、コンデンサＣ１の電圧Ｖ１は略バッ
テリ電圧ＶＢに保持される。また、こうしたキースイッ
チ６のオン時には、電源回路２６の動作によって、各回
路に一定の駆動電圧Ｖ２が供給される。

【００４２】ところで、本実施例の電子制御装置（ＥＣ
Ｕ）１０のように、電源回路２６内に電圧安定化用のコ
ンデンサＣ２を備えた装置においては、電源スイッチと
してのキースイッチ６がオフされると、図２（ｂ）に示
すように、電源回路２６内のコンデンサＣ２に蓄積され
た電荷によって、その後一定時間Ｔｈは内部回路に電源
供給がなされる。そして、このときソレノイド２の通電
中であれば、キースイッチ６のオフと同時に、ソレノイ
ド２に負サージが発生し、コンデンサＣ１からソレノイ
ド２に電流が流れて、コンデンサＣ１の電圧Ｖ１が負電
圧になる。しかし、本実施例では、コンデンサＣ１に対
して、抵抗器ＲＡが並列に接続されているため、コンデ
ンサＣ１が負サージにより一旦負電圧に充電されても、
その後、コンデンサＣ１の容量と抵抗器ＲＡの抵抗値と
で決まる時定数にて、コンデンサＣ１の負電圧が放電さ
れることになる。

【００４３】従って、本実施例の装置によれば、抵抗器
ＲＡを設けていない図６に示した装置のように、コンデ
ンサＣ１の電圧Ｖ１が、次にソレノイド２を通電すると
きまで負電圧に保持されるようなことはなく、コンデン
サＣ１に充電された負電圧によって、トランジスタＴｒ
２やダイオードＤ２が破損したり、次のソレノイド２の
通電時にフライバック電流が流れて、コンデンサＣ１が
フライバック電流によりバッテリ電圧ＶＢに充電される
ときに、トランジスタＴＲ２に過電圧が印加されて、こ
のトランジスタＴＲ２が劣化するのを防止できる。従っ
て、本実施例によれば、装置の耐久性を向上できる。

【００４４】次に図３は、図１に示したフライバック回
路１４内のダイオードＤ２に並列に、請求項２に記載の
抵抗器ＲＢを設けた場合の、フライバック電流経路の構
成を表わしている。そしてこのようにダイオードＤ２に
並列に抵抗器ＲＢを設けた場合には、ソレノイド２をフ
ライバック電流が発生しない低デューティの駆動信号Ｖ
COM2にて通電制御した場合に、コンデンサＣ１が充電さ
れずに、その電圧Ｖ１が「０」になるようなことはな
い。

【００４５】つまり、図１に示した装置のように、抵抗
器ＲＢを備えず、コンデンサＣ１に並列に抵抗器ＲＡを
設けただけの装置では、ソレノイド２の負サージによ
り、このコンデンサＣ１に負電圧が充電・保持されるの
を防止することはできるものの、図４に示すように、ソ
レノイド２を、フライバック電流が生じないような短時
間（低デューティ）にて通電すると、抵抗器ＲＡによ
り、コンデンサＣ１に蓄積された電荷が放電されてしま
い、図４に点線で示す如く、コンデンサＣ１の電圧Ｖ１
は「０」になってしまう。しかし、本実施例のように、
ダイオードＤ２に抵抗器ＲＢを設けた場合には、図４に
実線で示す如く、コンデンサＣ１の電圧Ｖ１が、バッテ
リ電圧ＶＢを抵抗器ＲＡと抵抗器ＲＢとで分圧した一定
電圧（ＶＢ×ＲＡ／（ＲＡ＋ＲＢ））となり、コンデン
サＣ１が完全に放電されるのを防止できるのである。こ
のため、本実施例によれば、コンデンサＣ１の電圧変動
を抑えて、コンデンサＣ１の耐久性を向上することがで
きる。

【００４６】なお、ソレノイド２を低デューティの駆動
信号ＶCOM2で駆動した場合に、コンデンサＣ１が抵抗器
ＲＡによって放電されるのを防止するには、必ずしも上
記抵抗器ＲＢを用いる必要はなく、図５に示すように抵
抗器ＲＡに直列に、フライバック電流経路側をカソード
として、ダイオードＤＡを設けるようにしてもよい。つ
まり、このようにすれば、ダイオードＤＡによって、抵
抗器ＲＡにより形成されるコンデンサＣ１から接地ライ
ンへの放電電流経路を遮断することができ、コンデンサ
Ｃ１の放電を阻止することができるようになるのであ
る。

【００４７】なお、図１に示した装置に、ダイオードＤ
Ａと抵抗器ＲＢとを両方設けることもできる。そして、
この場合には、コンデンサＣ１は抵抗器ＲＢを介してバ
ッテリ４に接続され、しかもコンデンサＣ１の放電電流
経路はダイオードＤＡにより遮断されるので、コンデン
サＣ１の電圧Ｖ１をバッテリ電圧ＶＢに保持することが
できるようになるのである。

【００４８】また、本実施例では、駆動用スイッチング
素子として、ＮＰＮ型のトランジスタＴｒ１を、フライ
バック電流遮断用スイッチング素子として、ＰＮＰ型の
トランジスタＴｒ２を、夫々、使用したが、例えば、Ｆ
ＥＴ，トライアック等、通常使用されるスイッチング素
子であれば問題なく使用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の電磁弁駆動用の電子制御装置（ＥＣ
Ｕ）の構成を表わす電気回路図である。

【図２】図１に示した電子制御装置（ＥＣＵ）の動作を
説明するタイムチャートである。

【図３】フライバック回路の第２の構成例を表わす電気
回路図である。

【図４】図３に示したフライバック回路による効果を説
明するタイムチャートである。

【図５】フライバック回路の第３の構成例を表わす電気
回路図である。

【図６】従来の電磁弁駆動用の電子制御装置（ＥＣＵ）
の構成例を表わす電気回路図である。

【符号の説明】

２…ソレノイド（Ｌ負荷） ４…バッテリ（直流電
源） ６…キースイッチ（電源スイッチ） １０…電子制御
装置（ＥＣＵ） １２…駆動回路 １４…フライバック回路 ２２…
電流検出回路 ２４…定電流回路 ２６…電源回路 Ｃ１…コンデ
ンサ（ノイズ除去用） Ｃ２…コンデンサ（電圧安定化用） Ｄ１…ダイオード（フライバック電流経路用） Ｄ２…ダイオード（保護用） Ｄ４…ダイオード（逆
接保護用） ＲＡ…抵抗器 ＲＢ…抵抗器 ＤＡ…ダイオード Ｔｒ１…トランジスタ（駆動用スイッチング素子） Ｔｒ２…トランジスタ（フライバック電流遮断用スイッ
チング素子） ＺＤ…ツェナーダイオード（フライバック電圧急速低減
素子）

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端が電源スイッチを介して直流電源の
   正極側に接続されたインダクタンス負荷の他端から上記
   直流電源の負極側に至る電流経路を、外部からの制御信
   号に従い導通・遮断して、上記インダクタンス負荷を定
   電流駆動する駆動用スイッチング素子と、 該駆動用スイッチング素子が上記制御信号によって導通
   状態から遮断状態に切り換えられたときに、上記インダ
   クタンス負荷の負極側から正極側にフライバック電流を
   流すフライバック電流経路と、 該フライバック電流経路を、外部からの指令信号により
   導通・遮断する、フライバック電流遮断用スイッチング
   素子と、 該フライバック電流遮断用スイッチング素子が遮断状態
   にあるときに、上記インダクタンス負荷の負極側に生じ
   たフライバック電圧により上記駆動用スイッチング素子
   を導通させて、該フライバック電圧を速やかに低下させ
   るフライバック電圧急速低減素子と、 上記フライバック電流遮断用スイッチング素子から上記
   インダクタンス負荷の正極側に至るフライバック電流経
   路と上記直流電源の負極側との間に設けられ、上記フラ
   イバック電流経路に生じる高周波のノイズ成分を除去す
   るノイズ除去用コンデンサと、 該ノイズ除去用コンデンサと上記フライバック電流経路
   との接続点から上記インダクタンス負荷の正極側に至る
   フライバック電流経路上に上記フライバック電流の電流
   方向を順方向として設けられ、上記直流電源の電圧変動
   から上記ノイズ除去用コンデンサを保護する保護用ダイ
   オードと、 電圧安定化用のコンデンサを有し、上記電源スイッチを
   介して上記直流電源から電源供給を受けて内部回路駆動
   用の定電圧を生成する電源回路と、 上記直流電源に対して当該装置が逆方向に接続されて、
   当該装置の内部回路に逆方向の電流が流れるのを防止す
   る逆接保護用半導体素子と、 を備え、更に、上記ノイズ除去用コンデンサに並列に、
   負電圧吸収用の抵抗器を接続してなることを特徴とする
   インダクタンス負荷の駆動装置。
2. 【請求項２】 上記保護用ダイオードに並列に、上記ノ
   イズ除去用コンデンサ充電用の抵抗器を接続してなるこ
   とを特徴とする請求項１に記載のインダクタンス負荷の
   駆動装置。
3. 【請求項３】 上記ノイズ除去用コンデンサに並列接続
   された抵抗器に直列に、上記フライバック電流経路側に
   流れる電流方向を順方向として、ダイオードを接続して
   なることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のイ
   ンダクタンス負荷の駆動装置。