JP2000161526A - アクチュエータ駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アクチュエータを駆動するスイッチング素子
を小型・低コスト化する。 【解決手段】 通電開始時は、基準電圧切換用のトラン
ジスタ２０がオフ状態であり、基準電圧発生回路１６か
らコンパレータ１５に突入電流制限値に相当する電圧が
入力され、電流検出電圧Ｖｉと比較される。通電開始後
の突入電流が突入電流制限値を越えると、コンパレータ
１５の出力がハイレベルに反転し、トランジスタ２０が
オンして基準電圧発生回路１６の出力電圧が保持電流制
限値に相当する電圧に切り換えられ、通電電流が電磁弁
の開弁（又は閉弁）状態を保持するのに必要最小限の保
持電流に制限される。一方、電源電圧低下時には、突入
電流が低下してそのピーク値が突入電流制限値に達しな
くても、タイマ２８の設定時間Ｔ２が経過すると、タイ
マ２８の出力がハイレベルに反転し、トランジスタ２０
がオンして、保持電流制限値による保持電流制御に切り
換えられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アクチュエータへ
の通電開始後の突入電流と、その後の保持電流を制限す
る機能を備えたアクチュエータ駆動装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】例えば、電磁弁駆動回路においては、特
公平１−３７６３０号公報に示すように、電磁弁への通
電開始後に該電磁弁にデューティ比１００％で通電し
て、図７（ａ）に示すように、通電開始後の突入電流が
所定の突入電流制限値Ｉｐに達した時に、該電磁弁の開
弁（又は閉弁）動作が終了したと判断して、該電磁弁の
電流制限値を、開弁（又は閉弁）状態を保持するのに必
要最小限の保持電流制限値Ｉｈに切り換え、該電磁弁の
通電電流をデューティ制御により保持電流制限値Ｉｈで
制限して該電磁弁を開弁（又は閉弁）状態に保持するよ
うにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、電磁弁に印
加する電源電圧が低下すると、それに応じて通電開始後
の突入電流のピーク値が低下し、図７（ｂ）に示すよう
に、突入電流のピーク値が突入電流制限値Ｉｐに達しな
い事態が起こりうる。このとき、バッテリ電圧をＶＢ、
電磁弁コイル抵抗値をＲ、通電駆動するスイッチング素
子のオン抵抗をＲ１、通電電流を検出する検出抵抗の抵
抗値をＲ２とすると、通電電流Ｉは、Ｉ＝ＶＢ／（Ｒ＋
Ｒ１＋Ｒ２）の関係にあり、図７（ｂ）の様な事態は、
通電電流Ｉが突入電流制限値Ｉｐより小さくなるバッテ
リ電圧ＶＢにおいて発生し、通電電流が突入電流制限値
Ｉｐに達しないため、電流制限を受けずに保持制限電流
値Ｉｈより高い電流のまま流し続けられることになる。
この結果、電磁弁の通電電流を駆動するスイッチング素
子にも大きな電流が流れ続けてしまい、スイッチング素
子の損失（発熱）が、正常に電流制限が機能する電源電
圧の状態での損失（発熱）に比較して、大幅に増加する
ことになる。

【０００４】従って、この様なスイッチング素子の損失
（発熱）の増加にも耐え得る様な定格の大きな大型のス
イッチング素子とするか、あるいはスイッチング素子の
損失（発熱）を低減するために、チップサイズを大きく
することでオン抵抗を小さくしたスイッチング素子とす
ることとなり、高価な部品が必要となるため、コストが
増大する。特に、自動車に用いられる電磁弁を駆動する
場合、電源電圧（バッテリ電圧）が使用環境・状況（バ
ッテリの劣化、温度変化、消費電力変化など）により比
較的大きく変動することから電源電圧の低下が発生し易
く、突入電流制限値Ｉｐに達しない低電圧動作による上
述のスイッチング素子の損失（発熱）の増大が発生する
頻度が高い。また、この様な事態を回避するために、バ
ッテリ電圧の低下時でも通電電流Ｉが確保できる程度ま
で電磁弁のコイル抵抗Ｒを十分に小さく設定することも
可能であるが、このような仕様にすると、電磁弁のコイ
ルを設計する上で多大な制約が発生してしまい、且つ、
コイル抵抗Ｒが小さくなることにより、通電経路の全抵
抗分（Ｒ＋Ｒ１＋Ｒ２）の中でスイッチング素子のオン
抵抗Ｒ１および電流検出抵抗の抵抗値Ｒ２が占める割合
が増加するため、必然的にスイッチング素子および電流
検出抵抗に加わる通電時の電圧が増大してしまい、上述
の問題と同様にスイッチング素子および電流検出抵抗の
損失（発熱）が増大することとなってしまう。

【０００５】本発明は、この様な事情を考慮してなされ
たものであり、従ってその目的は、電磁弁等のアクチュ
エータを駆動するスイッチング素子の小型化・低コスト
化を実現することができるアクチュエータ駆動装置を提
供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１のアクチュエータ駆動装置は、通
常時には、アクチュエータへの通電開始後の突入電流が
所定の突入電流制限値に達した時に、電流制限手段によ
り該アクチュエータの通電電流を突入電流制限値より低
く設定された電流制限値で制限する。一方、通電開始後
の突入電流が通電開始から所定期間内に突入電流制限値
に達しない時には、該アクチュエータの通電電流を電流
制限値で制限する。このようにすれば、電源電圧低下に
より突入電流のピーク値が突入電流制限値に達しない場
合でも、通電開始から所定期間経過後にアクチュエータ
の通電電流を電流制限値で制限することができ、スイッ
チング素子の損失（発熱）を低減できて、スイッチング
素子を小型・低コスト化することができる。

【０００７】或は、請求項２のように、アクチュエータ
に印加する電源電圧に応じて突入電流制限値を突入電流
制限値変更手段により変更するようにしても良い。この
ようにすれば、電源電圧低下により突入電流のピーク値
が低下すれば、それに応じて突入電流制限値も低下させ
ることができる。このため、電源電圧低下時でも、突入
電流のピーク値が突入電流制限値に達してアクチュエー
タの通電電流が突入電流制限値で制限されるようにな
り、スイッチング素子の損失（発熱）を低減できて、ス
イッチング素子を小型・低コスト化することができる。

【０００８】一般に、アクチュエータ駆動装置は、電源
電圧の変動をある程度見込んで設計されているため、電
源電圧が多少低下しても、突入電流のピーク値が突入電
流制限値に達するようになっている。また、アクチュエ
ータの動作の確実性から見れば、突入電流制限値が高い
方が駆動力を大きくすることができ、好ましい。

【０００９】この点を考慮し、請求項３のように、電源
電圧が所定電圧以下の領域で該電源電圧に応じて突入電
流制限値を変更するようにしても良い。このようにすれ
ば、突入電流制限値を低下させなくても、突入電流のピ
ーク値が突入電流制限値に達する電源電圧の領域（所定
電圧より高い領域）では、突入電流制限値を高い電流値
に固定することができて、電源電圧の変動の影響を受け
ずにアクチュエータの駆動力を一定化でき、安定した動
作性を確保できる。また、突入電流制限値の変更が必要
な電源電圧の領域（所定電圧以下の領域）のみ、突入電
流制限値を電源電圧に応じて変更するため、電源電圧の
低下による突入電流制限値の低下を必要最小限にとどめ
ることができ、突入電流制限値の低下によるアクチュエ
ータの駆動力低下を最小限にとどめることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】［実施形態（１）］以下、本発明
を電磁弁駆動回路に適用した実施形態（１）を図１乃至
図３に基づいて説明する。電源であるバッテリ１１のプ
ラス側端子とグランド側との間には、電磁弁（図示せ
ず）を駆動する電磁弁コイル１２（アクチュエータに相
当）、スイッチング素子であるＭＯＳＦＥＴ１３及び電
流検出抵抗１４が直列に接続され、電磁弁コイル１２に
は、ＭＯＳＦＥＴ１３のオフ時に該電磁弁コイル１２に
残留したエネルギを還流させるダイオード３１が接続さ
れている。ＭＯＳＦＥＴ１３は、ドレインＤが電磁弁コ
イル１２に接続され、ソースＳが電流検出抵抗１４に接
続されている。電磁弁の駆動時に電磁弁コイル１２に流
れる電流は、電流制限回路１０（電流制限手段に相当）
によって制限される。以下、この電流制限回路１０の構
成を説明する。

【００１１】上記電流検出抵抗１４には、電磁弁コイル
１２に流れる電流値Ｉに応じた電圧Ｖi が発生し、この
電圧Ｖｉがコンパレータ１５の＋入力端子に入力され
る。このコンパレータ１５の−入力端子には、基準電圧
発生回路１６で発生した基準電圧Ｖref が入力される。
この基準電圧発生回路１６は、図示しない安定した電源
電圧Ｖccを出力する電源回路（図示せず）に接続された
電源電圧Ｖcc端子とグランド端子との間に３個の抵抗１
７〜１９を直列に接続すると共に、そのうちのグランド
端子側の１つの抵抗１９の両端に基準電圧切換用のトラ
ンジスタ２０のコレクタとエミッタを接続し、電源電圧
Ｖcc側の２つの抵抗１７，１８の中間接続点をコンパレ
ータ１５の−入力端子に接続している。

【００１２】基準電圧切換用のトランジスタ２０のオフ
時には、基準電圧発生回路１６からコンパレータ１５に
入力される基準電圧Ｖref が、突入電流制限値Ｉｐに相
当する電圧Ｖref(Ip) に維持される。ここで、基準電圧
発生回路１６の３個の抵抗１７〜１９の抵抗値をＲ１７
〜Ｒ１９とすると、Ｖref(Ip) は次式で算出される。 Ｖref(Ip) ＝Ｖcc×（Ｒ１８＋Ｒ１９）／（Ｒ１７＋Ｒ
１８＋Ｒ１９） ここで、突入電流制限値Ｉｐは、電磁弁コイル１２への
通電開始後の突入電流に対する制限値であり、電源電圧
が正常な時には、突入電流が突入電流制限値Ｉｐを越え
るまでに電磁弁の開弁（又は閉弁）動作が完了するよう
に突入電流制限値Ｉｐが設定されている。

【００１３】また、基準電圧切換用のトランジスタ２０
がオンすると、１つの抵抗１９の両端が短絡された状態
となり、コンパレータ１５に入力される基準電圧Ｖref
が、保持電流制限値Ｉｈに相当する電圧Ｖref(Ih) に切
り換えられる。この電圧Ｖref(Ih) は次式で算出され
る。 Ｖref(Ih) ＝Ｖcc×Ｒ１８／（Ｒ１７＋Ｒ１８） ここで、保持電流制限値Ｉｈは、電磁弁の開弁（又は閉
弁）状態を保持するのに必要最小限の保持電流に対する
制限値である。従って、保持電流制限値Ｉｈは突入電流
制限値Ｉｐよりも低い電流値に設定されている。

【００１４】コンパレータ１５は、電磁弁コイル１２の
通電電流Ｉ（電流検出電圧Ｖｉ）を電流制限値Ｉｐ又は
Ｉｈ［基準電圧Ｖref(Ip) 又はＶref(Ih) ］と比較し、
通電電流Ｉが電流制限値を越えた時に、コンパレータ１
５の出力がハイレベルに反転し、このハイレベル信号が
ＲＳラッチ２１のセット端子Ｓに入力され、このＲＳラ
ッチ２１の出力端子Ｑからハイレベル信号が出力され
る。このハイレベル信号は、インバータ２２でローレベ
ル信号に反転されて、ＡＮＤゲート２３の一方の入力端
子に入力される。このＡＮＤゲート２３の他方の入力端
子には、制御回路２４から駆動信号Ｖs が入力される。
このＡＮＤゲート２３の出力端子は、ＭＯＳＦＥＴ１３
のゲートＧに接続され、ＡＮＤゲート２３の出力がハイ
レベルの期間に、ＭＯＳＦＥＴ１３がオンして電磁弁コ
イル１２に通電される。

【００１５】また、ＲＳラッチ２１から出力されるハイ
レベル信号は、タイマ２５の入力端子Ｔにも入力され
る。このタイマ２５の出力端子Ｑは、ＡＮＤゲート２６
の一方の入力端子に接続され、このＡＮＤゲート２６の
他方の入力端子には、制御回路２４から駆動信号Ｖs が
入力される。ＡＮＤゲート２６の出力端子は、ＲＳラッ
チ２１のリセット端子Ｒに接続されている。

【００１６】タイマ２５は、電磁弁コイル１２の通電電
流Ｉが基準電圧Ｖref に相当する電流制限値Ｉｐ又はＩ
ｈを越える度に、電磁弁コイル１２の通電を一時的にオ
フする時間Ｔ１（図２及び図３参照）を設定するタイマ
である。このタイマ２５は、ＲＳラッチ２１からハイレ
ベル信号が入力されると、内部カウンタのカウント動作
を開始し、予め設定した時間Ｔ１のカウントを終了する
と、自身の出力端子Ｑの出力をハイレベルに反転させ
る。その後、このタイマ２５は、ＲＳラッチ２１からロ
ーレベル信号が入力されると、内部カウンタをリセット
すると共に、自身の出力端子Ｑの出力をローレベルに反
転する。

【００１７】また、ＲＳラッチ２１から出力されるハイ
レベル信号は、ＯＲゲート２７の一方の入力端子にも入
力され、このＯＲゲート２７の他方の入力端子には、タ
イマ２８の出力端子Ｑが接続されている。このタイマ２
８の入力端子Ｔには、制御回路２４から駆動信号Ｖs が
入力される。このタイマ２８は、電源電圧低下時に電磁
弁コイル１２の通電電流の制限値（基準電圧Ｖref ）を
突入電流制限値Ｉｐ（Ｖref(Ip) ）から保持電流制限値
Ｉｈ（Ｖref(Ih) ）に切り換える時間Ｔ２（図３参照）
を設定するタイマである。この時間Ｔ２は、電磁弁コイ
ル１２の突入電流が突入電流制限値Ｉｐに達しない場合
でも、通電電流の制限値を保持電流制限値Ｉｈに切り換
えるまでに電磁弁の開弁（又は閉弁）動作が完了するよ
うに設定されている。

【００１８】このタイマ２８は、制御回路２４からハイ
レベルの駆動信号Ｖs が入力されると、内部カウンタの
カウント動作を開始し、予め設定した時間Ｔ２のカウン
トを終了すると、自身の出力端子Ｑの出力をハイレベル
に反転する。その後、このタイマ２８は、制御回路２４
からローレベル信号が入力されると、内部カウンタをリ
セットすると共に、自身の出力端子Ｑの出力をローレベ
ルに反転する。

【００１９】このタイマ２８の出力信号が入力されるＯ
Ｒゲート２７の出力端子は、ＲＳラッチ２９のセット端
子Ｓに接続され、このＲＳラッチ２９の出力端子Ｑが基
準電圧切換用のトランジスタ２０のベースに接続されて
いる。このＲＳラッチ２９のリセット端子Ｒには、制御
回路２４の出力信号がインバータ３０で反転されて入力
される。

【００２０】次に、図２に基づいてバッテリ１１の電圧
（以下「電源電圧」という）が正常な場合の電磁弁コイ
ル１２の通電電流Ｉの制限動作を説明する。ここで、電
源電圧が正常とは、タイマ２８で設定された時間Ｔ２内
に電磁弁コイル１２の突入電流が突入電流制限値Ｉｐに
達する電源状態をいう。

【００２１】電磁弁の駆動開始時には、制御回路２４か
らハイレベルの駆動信号Ｖs がＡＮＤゲート２３に出力
される。このとき、ＡＮＤゲート２３の他方の入力（イ
ンバータ２２の出力）はハイレベルであるため、ＡＮＤ
ゲート２３にハイレベルの駆動信号Ｖs が入力される
と、ＡＮＤゲート２３の出力がハイレベルに反転し、こ
のハイレベル信号がＭＯＳＦＥＴ１３のゲートＧに印加
されて該ＭＯＳＦＥＴ１３がオンする。これにより、電
磁弁コイル１２への通電が開始され、電磁弁コイル１２
に突入電流が流れ始める。

【００２２】このとき、基準電圧切換用のトランジスタ
２０はオフ状態であり、基準電圧発生回路１６からコン
パレータ１５の−入力端子に入力される基準電圧Ｖref
が、突入電流制限値Ｉｐに相当する電圧Ｖref(Ip) に維
持される。従って、突入電流が流れている間は、コンパ
レータ１５で、突入電流の検出値に相当する電流検出抵
抗１４の電圧Ｖｉと、突入電流制限値Ｉｐに相当する電
圧Ｖref(Ip) とが比較され、突入電流が突入電流制限値
Ｉｐを越えるまでは、コンパレータ１５の出力がローレ
ベルに維持され、突入電流が流し続けられて、電磁弁が
開弁（又は閉弁）状態に切り換えられる。

【００２３】その後、突入電流が突入電流制限値Ｉｐを
越えると、その時点でコンパレータ１５の出力がハイレ
ベルに反転し、そのハイレベル信号がＲＳラッチ２１の
セット端子Ｓに入力され、このＲＳラッチ２１の出力端
子Ｑからハイレベル信号が出力される。このハイレベル
信号は、インバータ２２でローレベル信号に反転され
て、ＡＮＤゲート２３の一方の入力端子に入力される。
これにより、ＡＮＤゲート２３の出力がローレベルに反
転し、ＭＯＳＦＥＴ１３がオフして、突入電流が遮断さ
れる。

【００２４】このとき、ＲＳラッチ２１から出力される
ハイレベル信号は、ＯＲゲート２７を介してＲＳラッチ
２９のセット端子Ｓに入力され、該ＲＳラッチ２９の出
力端子Ｑから基準電圧切換用のトランジスタ２０のベー
スにハイレベル信号が出力される。これにより、トラン
ジスタ２０がオンして、基準電圧発生回路１６の１つの
抵抗１９の両端が短絡された状態となり、コンパレータ
１５に入力される基準電圧Ｖref が保持電流制限値Ｉｈ
に相当する電圧Ｖref(Ih) に切り換えられる。

【００２５】更に、ＲＳラッチ２１から出力されるハイ
レベル信号は、タイマ２５の入力端子Ｔにも入力され
る。これにより、タイマ２５は、内部カウンタのカウン
ト動作を開始し、予め設定した時間Ｔ１のカウントを終
了すると、該タイマ２５からハイレベル信号がＡＮＤゲ
ート２６の一方の入力端子に入力される。このＡＮＤゲ
ート２６の他方の入力端子に入力される駆動信号Ｖs
は、電磁弁の駆動中は、ハイレベル状態に維持されるた
め、タイマ２５からハイレベル信号がＡＮＤゲート２６
に入力されると、ＡＮＤゲート２６からハイレベル信号
がＲＳラッチ２１のリセット端子Ｒに出力され、該ＲＳ
ラッチ２１がリセットされて、該ＲＳラッチ２１の出力
がローレベルに反転する。このローレベル信号は、イン
バータ２２でハイレベル信号に反転され、ＡＮＤゲート
２３の一方の入力端子に入力される。これにより、ＡＮ
Ｄゲート２３の出力がハイレベルに反転し、ＭＯＳＦＥ
Ｔ１３がオンして、電磁弁コイル１２への通電が再開さ
れる。

【００２６】前述したように突入電流が突入電流制限値
Ｉｐに達した後は、通電電流の制限値が突入電流制限値
Ｉｐから保持電流制限値Ｉｈに切り換えられるため、電
磁弁コイル１２への通電再開後は、通電電流が保持電流
制限値Ｉｈを越えると、コンパレータ１５の出力がハイ
レベルに反転してＭＯＳＦＥＴ１３がオフし、このオフ
時間がタイマ２５の設定時間Ｔ１に達すると、ＭＯＳＦ
ＥＴ１３がオンするという動作を繰り返す。これによ
り、保持電流を保持電流制限値Ｉｈで制限して、電磁弁
の開弁（又は閉弁）状態を保持するのに必要最小限の保
持電流を電磁弁コイル１２に流す。

【００２７】その後、制御回路２４の駆動信号Ｖs がロ
ーレベルに反転すると、ＡＮＤゲート２３の出力がロー
レベルに反転して、ＭＯＳＦＥＴ１３がオフし、保持電
流が遮断される。これにより、電磁弁が内部の復帰スプ
リング等により閉弁（又は開弁）状態に戻る。

【００２８】次に、図３に基づいて電源電圧低下時の電
磁弁コイル１２の通電電流Ｉの制限動作を説明する。電
源電圧が低下するに従って、通電開始後の突入電流のピ
ーク値が低下し、タイマ２８で設定された時間Ｔ２内に
突入電流のピーク値が突入電流制限値Ｉｐに達しないこ
とがある。この場合、突入電流のピーク値が突入電流制
限値Ｉｐに達しなければ、コンパレータ１５の出力がロ
ーレベルのままであるため、ＭＯＳＦＥＴ１３がオン状
態を維持し、突入電流が流れ続ける。

【００２９】そこで、突入電流の通電時間を制限するた
めに、通電開始時に駆動信号Ｖs がタイマ２８に入力さ
れて、通電開始後の突入電流の通電時間がタイマ２８に
よりカウントされ、予め設定された所定時間Ｔ２が経過
すると、タイマ２８の出力がハイレベルに反転する。こ
のハイレベル信号は、ＯＲゲート２７を介してＲＳラッ
チ２９のセット端子Ｓに入力され、このＲＳラッチ２９
の出力がハイレベルに反転して基準電圧切換用のトラン
ジスタ２０のベースにハイレベル信号が印加される。こ
れにより、トランジスタ２０がオンして基準電圧発生回
路１６の１つの抵抗１９の両端が短絡された状態とな
り、コンパレータ１５に入力される基準電圧Ｖref が保
持電流制限値Ｉｈに相当する電圧Ｖref(Ih) に切り換え
られる。

【００３０】この結果、突入電流の通電時間が所定時間
Ｔ２に達すると、自動的に保持電流制限値Ｉｈによる保
持電流制御に切り換えられ、図２に示す正常時の保持電
流制御と同じく、保持電流が保持電流制限値Ｉｈを越え
ると、コンパレータ１５の出力がハイレベルに反転して
ＭＯＳＦＥＴ１３がオフし、このオフ時間がタイマ２５
の設定時間Ｔ１に達すると、ＭＯＳＦＥＴ１３がオンす
るという動作を繰り返す。これにより、保持電流を保持
電流制限値Ｉｈで制限して、電磁弁の開弁（又は閉弁）
状態を保持するのに必要最小限の保持電流を電磁弁コイ
ル１２に流す。

【００３１】以上説明した実施形態（１）では、電磁弁
コイル１２への通電開始後、突入電流のピーク値が突入
電流制限値Ｉｐに達しない場合には、通電開始から所定
時間Ｔ２経過後に電磁弁コイル１２の通電電流の制限値
が自動的に突入電流制限値Ｉｐから保持電流制限値Ｉｈ
に切り換えられるので、通電開始から所定時間Ｔ２経過
後に電磁弁コイル１２の通電電流を保持電流制限値Ｉｈ
で制限することができる。このため、電源電圧低下時の
ＭＯＳＦＥＴ１３の電力損失（発熱）を従来［図７
（ｂ）参照］よりも大幅に低減することができ、その
分、ＭＯＳＦＥＴ１３として、従来より定格の小さい小
型・低コストのＭＯＳＦＥＴを使用することができ、電
磁弁駆動回路の小型・低コスト化の要求を満たすことが
できる。

【００３２】尚、上記実施形態（１）では、電源電圧低
下時に通電電流の制限値を突入電流制限値Ｉｐから保持
電流制限値Ｉｈに切り換えられるタイミングを、タイマ
２８により一定時間Ｔ２に設定したが、この時間を、例
えば電源電圧に応じて変更したり、或は、電磁弁内を流
れる流体の圧力等の負荷に応じて変更するようにしても
良い。

【００３３】また、上記実施形態（１）では、電源電圧
低下時に通電開始から所定時間Ｔ２経過後に通電電流の
制限値を突入電流制限値Ｉｐから保持電流制限値Ｉｈに
切り換える動作を、ハードウエアで構成した電流制限回
路１０で制御するようにしたが、これをマイクロコンピ
ュータを用いて制御するようにしても良い。

【００３４】［実施形態（２）］次に、図４乃至図６に
基づいて本発明の実施形態（２）を説明する。本実施形
態（２）の電流制限回路３５（電流制限手段）は、電源
電圧に応じて突入電流制限値Ｉｐを変更することで、電
源電圧低下時でも、突入電流のピーク値が突入電流制限
値に達して電磁弁コイル１２の通電電流を保持電流制限
値Ｉｐで制限できるようになっている。以下、前記実施
形態（１）と異なる部分を主として説明する。

【００３５】まず、コンパレータ１５の−入力端子に入
力する基準電圧Ｖref （通電電流の制限値）を発生する
基準電圧発生回路３６の構成を説明する。基準電圧発生
回路３６は、突入電流制限値変更回路４４（突入電流制
限値変更手段に相当）と、保持電流制限値設定回路４５
と、これら両回路４４，４５の出力電圧Ｖref(Ip) ，Ｖ
ref(Ih) のいずれか一方を選択してコンパレータ１５の
−入力端子に入力する切換スイッチ３９とから構成され
ている。

【００３６】保持電流制限値設定回路４５は、電源電圧
Ｖccを２つの抵抗３７，３８で分圧して、保持電流制限
値Ｉｈに相当する基準電圧Ｖref(Ih) を発生する。この
基準電圧Ｖref(Ih) を発生する両抵抗３７，３８の中間
接続点が切換スイッチ３９の接点３９ｃに接続され、こ
の切換スイッチ３９の接点３９ａがコンパレータ１５の
−入力端子に接続されている。

【００３７】一方、突入電流制限値変更回路４４は、突
入電流制限値Ｉｐに相当する基準電圧Ｖref(Ip) を電源
電圧に応じて変更する回路であり、バッテリ１１のプラ
ス端子側とグランド端子側との間に抵抗４０とツェナー
ダイオード４１とを直列に接続すると共に、このツェナ
ーダイオード４１に対して２つの抵抗４２，４３を並列
に接続し、両抵抗４２，４３の中間接続点を切換スイッ
チ３９の接点３９ｂに接続している。

【００３８】切換スイッチ３９は、ＲＳラッチ２９の出
力信号によって切り換えられる。ＲＳラッチ２９のセッ
ト端子Ｓには、ＲＳラッチ２１の出力信号が入力され、
該ＲＳラッチ２９のリセット端子Ｒには、制御回路２４
の出力信号がインバータ３０で反転されて入力される。
その他の構成は、前記実施形態（１）と同じである。

【００３９】電磁弁の駆動開始時には、切換スイッチ３
９を駆動するＲＳラッチ２９の出力がローレベル状態で
あり、この状態では、切換スイッチ３９の接点３９ａ，
３９ｂ間がオンした状態に維持される。この状態では、
突入電流制限値変更回路４４の２つの抵抗４２，４３で
分圧した基準電圧Ｖref(Ip) が切換スイッチ３９を介し
てコンパレータ１５に入力される。この基準電圧Ｖref
(Ip) は、突入電流制限値Ｉｐを設定する電圧であり、
突入電流制限値Ｉｐは、図６に示すように電源電圧に応
じて変化する。

【００４０】ここで、図６に基づいて突入電流制限値Ｉ
ｐの変化特性を説明する。電源電圧がツェナーダイオー
ド４１のツェナー電圧Ｖｚ以上の領域では、２つの抵抗
４２，４３に印加される電圧がツェナー電圧Ｖｚで固定
されるため、２つの抵抗４２，４３で分圧した基準電圧
Ｖref(Ip) が一定となり、突入電流制限値Ｉｐが一定に
保たれる。この時の突入電流制限値Ｉｐは、突入電流が
突入電流制限値Ｉｐに達するまでに電磁弁の開弁（又は
閉弁）動作が確実に完了するように設定されている。

【００４１】一方、電源電圧がツェナーダイオード４１
のツェナー電圧Ｖｚよりも低下すると、２つの抵抗４
２，４３で分圧した基準電圧Ｖref(Ip) で設定される突
入電流制限値Ｉｐが電源電圧に応じて変化する。

【００４２】この突入電流制限値Ｉｐの変化特性は、突
入電流ピーク値のばらつきやツェナー電圧Ｖｚのばらつ
き等を考慮して、突入電流ピーク値が確実に突入電流制
限値Ｉｐ以上となる範囲内で、可能な限り突入電流制限
値Ｉｐを大きくするために、可能な限り突入電流制限値
Ｉｐを突入電流ピーク値に近付けるように設定されてい
る。尚、図６において、電源電圧がｓ以下の領域は、本
装置を含むシステムの正常動作が確保されない領域であ
り、電源電圧が不足と判断して、動作が遮断される。

【００４３】電磁弁コイル１２への通電開始後、コンパ
レータ１５で、突入電流の検出値（電流検出電圧Ｖｉ）
を電源電圧に応じて設定された突入電流制限値Ｉｐ（基
準電圧Ｖref(Ip) ）と比較し、突入電流が突入電流制限
値Ｉｐを越えると、その時点でコンパレータ１５の出力
がハイレベルに反転し、そのハイレベル信号がＲＳラッ
チ２１のセット端子Ｓに入力され、このＲＳラッチ２１
の出力がハイレベルに反転し、そのハイレベル信号がＲ
Ｓラッチ２９のセット端子Ｓに入力される。これに伴っ
て、ＲＳラッチ２９の出力がハイレベルに反転して、切
換スイッチ３９の接点３９ａ，３９ｂ間がオフされ、接
点３９ａ，３９ｃ間がオンした状態に切り換えられる。
これにより、保持電流制限値設定回路４５で発生した保
持電流制限値Ｉｈに相当する基準電圧Ｖref(Ih) が切換
スイッチ３９を介してコンパレータ１５の−入力端子に
入力される。この状態では、保持電流が保持電流制限値
Ｉｈを越えると、コンパレータ１５の出力がハイレベル
に反転してＭＯＳＦＥＴ１３がオフし、このオフ時間が
タイマ２５の設定時間Ｔ１に達すると、ＭＯＳＦＥＴ１
３がオンするという動作を繰り返す。これにより、保持
電流を保持電流制限値Ｉｈで制限して、電磁弁の開弁
（又は閉弁）状態を保持するのに必要最小限の保持電流
を電磁弁コイル１２に流す。

【００４４】以上説明した実施形態（２）では、電源電
圧に応じて突入電流制限値Ｉｐを変更するようにしたの
で、電源電圧低下により突入電流のピーク値が低下すれ
ば、それに応じて突入電流制限値Ｉｐも低下させること
ができる。このため、電源電圧低下時でも、突入電流の
ピーク値が突入電流制限値Ｉｐに達して突入電流が突入
電流制限値で制限されるようになり、ＭＯＳＦＥＴ１３
の損失（発熱）を低減できて、ＭＯＳＦＥＴ１３を小型
・低コスト化することができる。

【００４５】更に、上記実施形態（２）では、電源電圧
が多少低下しても、突入電流のピーク値が十分に確保で
きることを考慮して、電源電圧が所定電圧（ツェナーダ
イオード４１のツェナー電圧Ｖｚ）以上の領域では、突
入電流制限値Ｉｐを一定に維持するようにしたので、電
源電圧の低下による突入電流制限値Ｉｐの低下を必要最
小限にとどめることができ、突入電流制限値の低下によ
る電磁弁の駆動力低下を最小限にとどめることができ
る。

【００４６】但し、本発明は、電源電圧の全範囲で電源
電圧に応じて突入電流制限値Ｉｐを変更するようにして
も良く、この場合でも、本発明の所期の目的を十分に達
成することができる。

【００４７】また、上記実施形態（１）では、電源電圧
に応じて突入電流制限値Ｉｐを変更する動作を、ハード
ウエアで構成した電流制限回路３５で制御するようにし
たが、これをマイクロコンピュータを用いて制御するよ
うにしても良い。

【００４８】また、上記実施形態（１），（２）は、い
ずれも本発明を電磁弁駆動回路に適用したものである
が、電磁弁以外のアクチュエータを駆動する装置にも同
様に本発明を適用して実施でき、また、ＭＯＳＦＥＴ以
外のスイッチング素子を用いても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態（１）の電磁弁駆動回路の構
成を示す電気回路図

【図２】実施形態（１）の電磁弁駆動回路の電源電圧正
常時の各部の電圧波形を示すタイムチャート

【図３】実施形態（１）の電磁弁駆動回路の電源電圧低
下時の各部の電圧波形を示すタイムチャート

【図４】本発明の実施形態（２）の電磁弁駆動回路の構
成を示す電気回路図

【図５】実施形態（２）の電磁弁駆動回路の各部の電圧
波形を示すタイムチャート

【図６】実施形態（２）の電源電圧に対する突入電流制
限値Ｉｐと保持電流制限値Ｉｈの特性を示す図

【図７】（ａ）は従来の電磁弁駆動回路の正常時の通電
電流とスイッチング素子の電力損失を示すタイムチャー
ト、（ｂ）は従来の電磁弁駆動回路の電源電圧低下時の
通電電流とスイッチング素子の電力損失を示すタイムチ
ャート

【符号の説明】

１０…電流制限回路（電流制限手段）、１１…バッテリ
（電源）、１２…電磁弁コイル（アクチュエータ）、１
３…ＭＯＳＦＥＴ、１４…電流検出抵抗、１５…コンパ
レータ、１６…基準電圧発生回路、２４…制御回路、２
８…タイマ、３５…電流制限回路（電流制限手段）、３
６…基準電圧発生回路、３９…切換スイッチ、４１…ツ
ェナーダイオード、４４…突入電流制限値変更回路（突
入電流制限値変更手段）、４５…保持電流制限値設定回
路。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アクチュエータへの通電開始後の突入電
   流が所定の突入電流制限値に達した時に、該アクチュエ
   ータの通電電流を前記突入電流制限値より低く設定され
   た電流制限値で制限する電流制限手段を備えたアクチュ
   エータ駆動装置において、 前記電流制限手段は、前記通電開始後の突入電流が通電
   開始から所定期間内に前記突入電流制限値に達しない時
   に、該アクチュエータの通電電流を前記電流制限値で制
   限することを特徴とするアクチュエータ駆動装置。
2. 【請求項２】 アクチュエータへの通電開始後の突入電
   流が所定の突入電流制限値に達した時に、該アクチュエ
   ータの通電電流を前記突入電流制限値より低く設定され
   た電流制限値で制限する電流制限手段を備えたアクチュ
   エータ駆動装置において、 前記電流制限手段は、前記アクチュエータに印加する電
   源電圧に応じて前記突入電流制限値を変更する突入電流
   制限値変更手段を備えていることを特徴とするアクチュ
   エータ駆動装置。
3. 【請求項３】 前記突入電流制限値変更手段は、電源電
   圧が所定電圧以下の領域で該電源電圧に応じて前記突入
   電流制限値を変更することを特徴とする請求項２に記載
   のアクチュエータ駆動装置。