JP2008078680A - ソレノイド駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
電流検出回路とソレノイドとの間を電気的に接続する信号線の数を低減すること。
【解決手段】
ソレノイド１−１、１−２とスイッチＳＷ−１、ＳＷ−２との間であって、各ソレノイド１−１、１−２に対しハイサイドにそれぞれ電流検出回路４−１、４−２を設けている。ソレノイド１−１、１−２における各ＧＮＤ側の端部はコモンになっている。コントローラと２つのソレノイド１−１、１−２とを接続する信号線の数は、「２＋１＝３」で良く、このためコネクタ３の端子部の数（ピン数）も、「２＋１＝３」（Ｐ１〜Ｐ３）で良い。電流検出回路４−１、４−２はソレノイド１−１、１−２側へ流れる電流を検出する。このため、例えば不完全地絡した場合に、ソレノイド１−１、１−２に流れる過電流を検出できる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、ソレノイドに供給される電流を制御するソレノイド駆動装置に関する。

従来、建設機械などの油圧駆動車両には、電磁弁（電磁比例制御弁）を駆動するために、その電磁弁を駆動するソレノイドと、該ソレノイドへの電流を制御するコントローラとを有するソレノイド駆動装置が組み込まれている。

この種の装置としては、図２５や図２６に示すものが知られている。

図２５において、図中点線の左側がコントローラ（の内部）側を示し、一方、右側がソレノイド（電磁弁）側を示している。

この図２５に示す装置では、ソレノイド１の両端部１Ａ、１Ｂは、それぞれ信号線（ワイヤハーネス）２Ａ、２Ｂを介して、コントローラ側に設けられたコネクタ３の端子部３Ａ、３Ｂに接続されている。一般的に、電磁弁つまりソレノイド１はコントローラとは距離的に離れた位置に配置されているので、これらは、例えば約１〜２ｍ程度の信号線２Ａ、２Ｂにより接続されることになる。

一方、コントローラ側では、直流の負荷電源ＶBの正電極（＋）側は、パルス変調を行うためのスイッチＳＷを介してコネクタ３の端子部３Ａに接続され、またコネクタ３の端子部３ＢとＧＮＤ（グランド）との間に電流検出回路４が設けられている。つまり電流検出回路４は、ソレノイド１に対しローサイド（ＧＮＤ側）に設けられている。

コネクタ３の端子部３ＡとＧＮＤ間には、その端子部３Ａにカソードが接続され、一方、そのＧＮＤにアノードが接続されたフリーホイールダイオードＤが設けられている。

スイッチＳＷは例えばトランジスタや電界効果トランジスタなどのスイッチング素子を有して構成されるものであり、パルス変調信号（ＰＷＭ信号）に従ってオンオフ動作（スイッチング）する。

このスイッチＳＷがオン状態のときに、負荷電源ＶBの正電極側からの電流が、スイッチＳＷ、コネクタ３の端子部３Ａおよび信号線２Ａを介してソレノイド１に流れ、さらに信号線２Ｂ、コネクタ３の端子部３Ｂおよび電流検出回路４を介してＧＮＤへ流れる。このとき、電流検出回路４では、ソレノイド１から流れてくる電流を検出し、この検出結果を出力するようにしている。この検出結果は、ソレノイド１に流れる電流を制御するための信号、つまり、スイッチＳＷをオンオフ動作させるパルス変調信号のデュティー比を決定するための信号として用いられる。

これにより、ソレノイド１の作動に応じて電磁弁（電磁比例制御弁）が駆動されることになる。

一方、図２６に示す装置は、図２５に示した装置の構成において、電流検出回路４およびスイッチＳＷの配置を変更した構成になっている。なお、同図２６において、図２５に示す構成要素と同一の機能を果たす部分に同一符号を付している。

さて、図２６において、電流検出回路４はソレノイド１に対しハイサイド（電源側）に配置され、スイッチＳＷはＧＮＤに接続された構成になっている。

すなわち、負荷電源ＶBとコネクタ３の端子部３Ａとの間に電流検出回路４が設けられ、コネクタ３の端子部３ＢとＧＮＤとの間にスイッチＳＷが設けられている。また、電流検出回路４の入力側とコネクタ３の端子部３Ｂとの間には、その入力側にカソードが接続され、一方、その端子部３Ｂにアノードが接続されたフリーホイールダイオードＤが設けられている。

この場合、スイッチＳＷがオン状態のときには、負荷電源ＶBの正電極側からの電流が、電流検出回路４、コネクタ３の端子部３Ａおよび信号線２Ａを介してソレノイド１に流れ、さらに信号線２Ｂ、コネクタ３の端子部３ＢおよびスイッチＳＷを介してＧＮＤへ流れる。このとき、電流検出回路４では、ソレノイド１に流れる電流を検出し、この検出結果を出力するようにしている。この検出結果は、上記同様に、スイッチＳＷをオンオフ動作させるパルス変調信号のデュティー比を決定するための信号として用いられる。

なお、図２５及び図２６に示した装置においては、コントローラが１つのソレノイドのみを制御するようになっているが、実際には、図２７及び図２８に示すように複数のソレノイドを制御するようになっている。これら図２７及び図２８に示すソレノイド駆動装置において、コントローラでは、１つのソレノイドに対しては上記図２５あるいは図２６に示した装置のコントローラ（コントローラ内部側）と同様の構成になっている。なお、図２７及び図２８においては、信号線およびソレノイドの端部を示す符号は省略している。

しかしながら、上記図２７及び図２８に示した従来のソレノイド駆動装置では、上述したようにコントローラ内部にスイッチＳＷと電流検出回路４を設け、車両の電磁弁を駆動するソレノイド１をコントローラの外部に設けた場合に、「ソレノイドの数×２」の信号線（ワイヤハーネス）の数が必要となる。たとえば図２７及び図２８に示すように２つのソレノイドを設けた場合には２×２＝４本の信号線が必要となり、また、５つのソレノイドを設ける場合には５×２＝１０本の信号線が必要となる。このようにソレノイド数の増加に伴って信号線数が大幅に増加するという問題があった。そこで、第１の発明は、電流検出回路とソレノイドとの間を電気的に接続する信号線の数を低減することを第１の解決課題とする。

また、上記図２５あるいは図２７に示したソレノイド駆動装置では、電流検出回路がソレノイド１に対しローサイド（ＧＮＤ側）に設けられているので、ソレノイド１の不完全地落や完全地落を検出することができない。

すなわち、コントローラの外部に配置されているソレノイド１とコントローラ（のコネクタ３）とを接続するための約１〜２ｍの信号線（ワイヤハーネス）をＧＮＤに接続されている車体内に引き回す際に、その信号線の導体部分が露出して車体に接触することにより、ソレノイド１が不完全地落あるいは完全地落することがある。

たとえば、図２９に示すようにソレノイド１が不完全地落あるいは完全地落した場合（図中点線部分参照）には、負荷電源ＶBからは、スイッチＳＷ、ソレノイド１および電流検出回路４を介してＧＮＤへ流れる電流ｉ１と、スイッチＳＷおよびソレノイド１を介してＧＮＤ（ＧＮＤ接地されている車体）へ流れる電流ｉ２とを加えた電流（ｉ１＋ｉ２）が、スイッチＳＷへ向かって流れることになる。

すなわち、スイッチＳＷやソレノイド１には電流ｉ１と電流ｉ２とを加えた値の電流（ｉ１＋ｉ２）が流れることになる。しかし、ソレノイド１に対しローサイドに設けられた電流検出回路４では、上記電流ｉ１は検出することができるものの、上記電流ｉ２については検出することができない。

このため、ソレノイド１に対しローサイドに電流検出回路４を設けた従来のソレノイド駆動装置では、例えばコントローラ内部のスイッチＳＷや、ソレノイド１が、過電流が流れることに起因して故障する虞があった。

また、こうした過電流を防止するために、図２９に示した装置では、例えばスイッチＳＷとコネクタ３（の端子部３Ａ）との間に、過電流検出回路を別途に設ける必要があった。このことは、スイッチＳＷ、電流検出回路４、コネクタ３および過電流検出回路等が配置されるプリント基板のサイズを大きくする必要があり、コントローラ自体が大型化になってしまうことを意味する。

そこで、第２の発明は、不完全地落や完全地落を検出することができると共に、過電流検出回路を別途設ける必要がないようにすることを第２の解決課題とする。

さらに、図２７に示したようなローサイド（ＧＮＤ側）に電流検出回路を設けた構成のソレノイド駆動装置にあっては、上述したように、不完全地落や完全地落を検出することができないという問題や、過電流検出回路を別途設ける必要があるという問題に加えて、ソレノイドとコントローラとを電気的に接続するために「ソレノイドの数×２」の数の信号線（ワイヤハーネス）を必要とし、しかもソレノイド数の増加に伴って信号数数が増大し、結果的に、コネクタの端子数（ピン数）が増加するという問題があった。

このことは、スイッチＳＷ、電流検出回路４、端子数に応じた大きさのコネクタ３および過電流検出回路等が配置されるプリント基板のサイズを大きくする必要があり、コントローラ自体が大型化になってしまうことを意味する。

そこで、第３の発明は、コネクタの端子数を低減するとともに、不完全地落あるいは完全地落を検出し、さらに過電流検出回路を別途設ける必要がないようにすることを第３の解決課題とする。

上記第１の解決課題を達成するため、第１の発明では、ソレノイドと、負荷電源からの電流を断続的に前記ソレノイドへ供給させるスイッチ手段とを有するソレノイド駆動装置において、前記ソレノイドと前記スイッチ手段との間に直列に接続されたシャント抵抗を有し、当該シャント抵抗の両端に発生する電位差を電流に変換することによって、前記ソレノイドに流れる電流を検出する電流検出回路を設け、前記電流検出回路に接続される検出回路用電源の負極と前記ソレノイドの上流側及び前記シャント抵抗の下流側とを接続することを特徴とする。

また、上記第２の解決課題を達成するため、第２の発明では、第１の発明において、前記電流検出回路は、前記ソレノイドに対し前記負荷電源側に設けられていることを特徴とする。

さらに、上記第３の解決課題を達成するため、第３の発明では、第１又は第２の発明において、前記スイッチ手段および前記電流検出回路をコントローラの内部に設けると共に、当該コントローラの外部に端子部を介して前記ソレノイドを接続し、前記電流検出回路は、前記コントローラの外部の端子部を介して接続される前記ソレノイドに流れる電流を検出するようにしたことを特徴とする。

次に、第１乃至第３の発明について図１乃至図３を参照して説明する。

電流検出回路４は、図１に示すように、ソレノイド１とスイッチＳＷとの間であって、ソレノイド１に対しハイサイド（負荷電源側）に設けている。

スイッチＳＷ及び電流検出回路４は、図１中点線の左側部分に示すコントローラ（図示せず）の内部に設けられている。このコントローラ外部にコネクタ３を介して図１中点線の右側部分に示すソレノイド１が接続されている。つまりソレノイド１は、信号線２Ａ、２Ｂを介してコネクタ３の端子部３Ａ、３Ｂに接続されている。

このようなソレノイド駆動装置１０において複数のソレノイドを駆動するための原理を図３に示す。ここでは、ソレノイドが２つの場合について説明する。

図３において、スイッチＳＷ−１、ＳＷ−２、電流検出回路４−１、４−２、ソレノイド１−１、１−２、およびフリーホイールダイオードＤ−１、Ｄ−２はそれぞれ図１に示したスイッチＳＷ、電流検出回路４、ソレノイド１、およびフリーホイールダイオードＤと同様の機能を有している。

また、図３において、コネクタ３の端子部Ｐ１は図１に示したコネクタ３の端子部３Ｂに相当し、コネクタ３の端子部Ｐ２、Ｐ３は図１に示したコネクタ３の端子部３Ａに相当する。すなわち、ソレノイド１−１とソレノイド１−２におけるＧＮＤに接続される一端部はコモンになっている。したがって、コネクタ３の端子部の数（ピン数）は、「ソレノイド数＋１」で求められる値で良いことになる。

ここで、ソレノイド駆動装置１０が稼働中に、たとえばソレノイド１と電流検出回路４（実際にはコネクタ３）とを接続するための信号線の導体部分が露出して、ＧＮＤに接続されている車体に接触することにより、ソレノイド１が不完全地落あるいは完全地落したとする。ここでは、説明の都合上、ソレノイドが１つの場合を例に挙げて説明する。

この場合、負荷電源ＶBから供給される電流は、図２に示すように、スイッチＳＷ、電流検出回路４、コネクタ３の端子部３Ａ、信号線２Ａ、ソレノイド１、信号線２Ｂ、およびコネクタ３の端子部３Ｂを介してＧＮＤへと流れる電流ｉ１と、スイッチＳＷ、電流検出回路４、コネクタ３の端子部３Ａ、信号線２Ａ及びソレノイド１を介してＧＮＤ（ＧＮＤに接続されている車体）へと流れる電流ｉ２とを加えた電流となる。

すなわち、負荷電源ＶBからは「電流ｉ１＋電流ｉ２」の電流がスイッチＳＷを介して電流検出回路４に流れることになるので、その「電流ｉ１＋電流ｉ２」電流（過電流）を電流検出回路４によって検出することができる。そして、この検出結果に基づいて過電流を防止するための制御をすることができる。

以上説明したように、第１の発明によれば、ソレノイドとスイッチ手段との間に電流検出回路を設けるようにしたため、複数のソレノイドの駆動を制御する場合には、当該各ソレノイドにおける負荷電源側またはＧＮＤ側の一端部をコモンとすることができるので、複数の電流検出回路と複数のソレノイドとを電気的に接続するための信号線の数を削減することができる。よって信号線の数の削減に伴って信号線を接続するための接触不良を低減することができる。

また、第２の発明によれば、上記第１の発明の作用効果を期待することができるのに加えて、ソレノイドとスイッチ手段との間であって該ソレノイドに対し電源側（ハイサイド）に電流検出回路を設けるようにしたため、不完全地落や完全地落を検出し、これらの地落に伴う過電流を検出することができる。しかも、過電流検出回路を別途設けることなく、電流検出回路によって過電流を検出することができる。

さらに、第３の発明によれば、上記第１又は第２の発明の作用効果を期待することができるのに加えて、コントローラの外部に端子部を介してソレノイドを接続するようにしているので、コネクタの端子数を低減することができ、その端子数の削減に伴ってコネクタでの接続部分の接触不良を低減することができる。

また、従来と比較して端子数が大幅に削減されるコネクタが配置されるプリント基板のサイズ（プリント配線領域の面積）を小さくすることができ、結果的にソレノイド駆動装置自体をコンパクトにすることができる。

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。

図１は、本発明に係るソレノイド駆動装置１０の原理図を示している。

ソレノイド駆動装置１０は、図２６に示した従来のソレノイド駆動装置の構成において、スイッチＳＷの配置を変更した構成になっている。なお、同図１において、図２６に示した構成要素と同一の機能を果たす部分には同一符号を付している。

本実施形態では、ソレノイド１は比例ソレノイドであるものとする。

スイッチＳＷは、フリーホイールダイオードＤのカソードと電流検出回路４との接続点と、負荷電源ＶBの正電極側との間に設けている。すなわち、電流検出回路４は、ソレノイド１とスイッチＳＷとの間であって、ソレノイド１に対しハイサイド（負荷電源側）に設けている。

また、フリーホイールダイオードＤのアノード及びコネクタ３の端子部３Ｂはグランド（ＧＮＤ）に接続されている。すなわち、ソレノイド１の端部１Ｂ（ローサイド）は、常時、ＧＮＤに接続されていることになる。

かかる構成のソレノイド駆動装置１０では、パルス変調信号（ＰＷＭ信号）の所定のデューティ比に従ってオンオフ動作（スイッチング）するスイッチＳＷがオン状態になったときに、負荷電源ＶBからソレノイド１へ向かって電流が供給される。すなわち、その電流は、スイッチＳＷ、電流検出回路４、コネクタ３及び信号線２Ａを介してソレノイド１へ流れ、さらに信号線２Ｂ及びコネクタ３を介してＧＮＤへ流れる。

一方、スイッチＳＷがオン状態からオフ状態に変化したときには、ソレノイド１に発生した逆起電力によって、ソレノイド１からフリーホイールダイオードＤおよび電流検出回路４へと電流が流れる（図１中点線矢印で示される方向に電流が流れる）。

すなわち、フリーホイールダイオードＤは、スイッチＳＷが高速でスイッチングしてオフ状態になったときに、ソレノイドに蓄積されたエネルギーを放出するために発生する電圧（逆起電力）から、トランジスタや電界効果トランジスタなどのスイッチング素子であるスイッチＳＷを保護する機能を果たしている。と同時に、フリーホイールダイオードＤは、図１中点線で示される方向に電流（環流電流）を流すことにより、負荷電流つまりソレノイド１へ供給すべき電流を持続させる機能も果たしている。

ここで、ソレノイド駆動装置１０が稼働中に、たとえばソレノイド１と電流検出回路４（実際にはコネクタ３）とを接続するための信号線の導体部分が露出して、ＧＮＤに接続されている車体に接触することにより、ソレノイド１が不完全地落あるいは完全地落したとする。

この場合、負荷電源ＶBから供給される電流は、図２に示すように、スイッチＳＷ、電流検出回路４、コネクタ３の端子部３Ａ、信号線２Ａ、ソレノイド１、信号線２Ｂ、及びコネクタ３の端子部３Ｂを介してＧＮＤへと流れる電流ｉ１と、スイッチＳＷ、電流検出回路４、コネクタ３の端子部３Ａ、信号線２Ａ及びソレノイド１を介してＧＮＤ（ＧＮＤに接続されている車体）へと流れる電流ｉ２とを加算した電流となる。

すなわち、負荷電源ＶBからは「電流ｉ１＋電流ｉ２」の電流がスイッチＳＷを介して電流検出回路４に流れることになる。このため、その「電流ｉ１＋電流ｉ２」電流（過電流）を電流検出回路４によって検出し、この検出結果に基づいて過電流を防止するための制御をすることができる。

例えば、電流検出回路４によって過電流であることを検知した場合には、スイッチＳＷの動作を停止させ、かつその旨を報知（例えばランプ表示やディスプレイ表示）するようにする。これにより、スイッチＳＷやソレノイド１を過電流による故障から防止することができ、しかも、過電流が発生した旨（地落している旨）を外部に報知することで、早急にメンテナンスを行うことが可能となる。

次に、図１に示した本発明に係るソレノイド駆動装置１０において、複数のソレノイドを駆動するための原理について説明する。ここでは、ソレノイドが２つの場合について説明する。

図３は、２つのソレノイドを駆動するためのソレノイド駆動装置１０の原理を示す原理図である。

図３において、スイッチＳＷ−１、ＳＷ−２、電流検出回路４−１、４−２、ソレノイド１−１、１−２、およびフリーホイールダイオードＤ−１、Ｄ−２はそれぞれ図１に示したスイッチＳＷ、電流検出回路４、ソレノイド１、およびフリーホイールダイオードＤと同様の機能を有している。

また、図３において、コネクタ３の端子部Ｐ１は図１に示したコネクタ３の端子部３Ｂに相当し、コネクタ３の端子部Ｐ２、Ｐ３は図１に示したコネクタ３の端子部３Ａに相当する。すなわち、ソレノイド１−１とソレノイド１−２におけるＧＮＤに接続される一端部はコモンになっている。したがって、コネクタ３の端子部の数（ピン数）は、「ソレノイド数＋１」で求められる値で良いことになる。

なお、図３においては、信号線及びソレノイドの端部の符号については省略している。

次に、図１に示したソレノイド駆動装置１０において電流検出回路４を駆動するための電源を考慮した構成を図４に示す。この図４においては、コネクタ３および信号線２Ａ、２Ｂを省略している。

図４に示すように、電流検出回路４にはこの回路を駆動するための直流の電源Ｅ（以下、検出回路電源Ｅという）が接続されている。検出回路電源Ｅの負電極側は、電流検出回路４とソレノイド１との接続部分に接続されている。その接続部分と検出回路電源Ｅの負電極側とを結ぶラインは、電流検出回路４のグランド（以下、電流検出回路グランドという）になっている。すなわち、検出回路電源Ｅはソレノイド１のハイサイドをグランドとしている。

また、電流検出回路４では、検出した結果を出力するための出力端は、ＧＮＤに接続された電流／電圧変換回路５の入力端に接続されている。前記出力端と前記入力端とは出力信号線１によって接続されている。本実施形態では、ソレノイド１へ供給される電流を検出した電流検出回路４は、その検出結果に応じた電流を出力するようになっている。すなわち、電流検出回路４の出力形態は電流出力となっている。

電流／電圧変換回路５は、出力信号線１を経て入力した電流検出回路４からの電流を電圧に変換して、出力端から出力する。すなわち、電流／電圧変換回路５の出力端からは、ＧＮＤ基準の電圧信号が出力される。その電圧信号は、後段の処理回路（たとえばアナログ／デジタル変換器など）に供給される。電流／電圧変換回路５の出力端と前記後段の処理回路とは出力信号線２によって接続されている。

次に、電流検出回路４の出力形態を電流出力としている理由について、図５乃至図８を参照して説明する。

図５（ａ）に示すような回路においてパルス変調信号に従ってスイッチＳＷがオンオフ動作しているときには、ソレノイド１のハイサイド（負荷電源側）の電位ＶLは、図５（ｂ）に示すように、スイッチＳＷがオンのときは負荷電源ＶBの電源電圧と同等となり、また、スイッチＳＷがオフのときはフリーホイールダイオードＤの順方向電圧ＶFの極性符号を反対にした電圧（−ＶF）と同等となる。

ここで、図６に示すように、図５（ａ）に示す回路構成においてソレノイド１とスイッチＳＷとの間にＧＮＤ基準の電流検出回路４を設けた場合には、その入力電圧の範囲は、−ＶF−ＶS〜ＶB−ＶS（ＶSは電流検出回路４により検出される検出信号）となり、電流検出回路自身の電源電圧の範囲（０〜ＶB）を超えてしまう。このため、電流検出回路４は検出動作を正常に行うことができない。

また、負荷（この場合はソレノイド１）への電圧供給ロスを小さくするために、通常、電流検出回路４での電圧ドロップ分（電圧降下分）を小さくするようにする。その電圧ドロップ分の電圧としては例えば約１００ｍＶ程度になるように設定される。したがって、電流検出回路４の入力信号は、図７に示すように、大きな同相成分に小さな信号成分（検出信号ＶS）が重畳しているような状態になっている。このような信号から、検出信号ＶSのみを精度良く取り出すのは困難である。

これに対処すべく、図８に示すように電流検出回路４を検出回路電源Ｅと共にソレノイド１に対しハイサイドに設けた場合には、電流検出回路４からみると、入力信号は小さな検出信号ＶSのみとなり、安定した検出動作を行うことができる。

しかし、図８に示す回路構成においては、ＧＮＤからみると、電流検出回路４全体の電位が、図５（ｂ）に示した電位「ＶB」と電位「−ＶF」とを交互に繰り返した電位になっているように見える。したがって、電流検出回路グランド基準の電流検出回路４の電圧出力では、ＧＮＤ基準の安定した検出信号ＶSは得られない。

そこで、本実施形態では、電流検出回路４の出力形態を電流出力とし、上記図４に示したように、電流検出回路４からの出力電流を、電流／電圧変換回路５を通してＧＮＤ基準の電圧信号に変換するようにしている。

次に、出力形態が電流出力である電流検出回路４の構成について、図９を参照して説明する。

図９は、電流検出回路４の詳細な構成図を示している。同図９において、電流検出回路４は、スイッチＳＷとソレノイド１（実際にはコネクタ３）との間に直列に接続されたシャント抵抗Ｒと、このシャント抵抗Ｒに電流が流れることによりシャント抵抗Ｒの両端に発生する電位の差（電位差）を検出して、電流に変換する電圧／電流変換回路２０と、この電圧／電流変換回路２０によって変換された電流に対応した電流を出力するカレントミラー３０とから構成されている。

シャント抵抗Ｒは、ソレノイド１へ定格電流を流したときに上述した電圧ドロップ分の電圧（例えば１００ｍＶ）となるような抵抗値のものが使用される。

カレントミラー３０は、外部に電流信号を出力するために用いられるものである。

検出回路電源Ｅの電源電圧は、電圧／電流変換回路２０およびカレントミラー３０の駆動用電源として供給（印加）される。

シャント抵抗Ｒのソレノイド１側の端部、電流／電圧変換回路２０及びカレントミラー３０は、検出回路電源Ｅの負電極側に接続されている。すなわち、これら各構成要素は電流検出回路グランドに接続されていることになる。

ところで、図９に示す電流検出回路４では、ソレノイド１へ流れる電流をシャント抵抗Ｒにて電流／電圧変換し、ここで変換された電圧を、電圧／電流変換回路２０にて電圧／電流変換し、さらに、ここで変換された電流をカレントミラー３０にて出力電流として出力しているので、電流検出回路４全体としては、電流検出回路グランドを基準とした電流／電流変換を行っていることになる。なおこの場合、その出力電流は、入力電流とは異なった電流値となっている。

このことは、ＧＮＤからみた場合に電流検出回路４には図７に示すような入力信号が入力されているにも係わらず、電流検出回路４からみると、入力信号は小さな電流信号成分のみになることを意味する。このため、ＧＮＤ基準とした場合にはＳ／Ｎ比が悪い検出回路構成のものから、上述したような電流検出回路グランド基準とした電流／電流変換を行うことにより、純粋に検出電流成分（電流信号成分）を取り出すことができる。

上述したような電流検出回路４においては、シャント抵抗Ｒに発生する電位は電流検出回路グランドが基準となるので、図７に示すような入力信号が入力された場合であっても、電流検出回路４からみると、入力信号は小さな電流信号成分（電流検出回路グランド基準のシャント抵抗に流れる電流＝シャント電流）のみになるので、このシャント電流のＳ／Ｎ比を向上させることができる。

また、上記図５（ａ）に示したように、スイッチＳＷがオンオフ動作したとき、ソレノイド１のハイサイド側の電位ＶLは、ＧＮＤを基準にした場合には、上記図５（ｂ）に示したように、オンのときは負荷電源ＶBの電源電圧となり、一方、オフのときはフリーホイールダイオードＤの順方向電圧に相当する電圧「−ＶF」となる。

しかし、この実施形態では上述したようにシャント抵抗Ｒのソレノイド１側の端部および電流／電圧変換回路２０は、ソレノイド１のハイサイドをグランドとする検出回路電源Ｅの負電極側（つまり電流検出回路グランド）に接続されているので、シャント抵抗Ｒと電流／電圧変換回路２０に対しては、共通の基準点（電流検出回路グランド）に対しての電位を考慮すれば良いことになる。

すなわち、スイッチＳＷがオフ状態となり、ソレノイド１のハイサイド側の電位ＶLがＧＮＤを基準にして電圧「−ＶF」となった場合であっても、シャント抵抗Ｒの両端の電位の差は、その抵抗の抵抗値とシャント抵抗Ｒに流れる電流（ソレノイド１へ流れる電流）の電流値との積で求まる電圧となる。

この電圧（シャント電圧）は、ソレノイド１へ定格電流を流したときに上述した電圧ドロップ分の電圧（例えば１００ｍＶ）となる。したがって、図４に示したようにフリーホイールダイオードＤが設けられている場合でも、シャント電圧は電流検出回路４の電源電圧の範囲（０〜ＶB）に収まる。このため電流検出回路４、特に電圧／電流回路２０の検出動作を正常に行うことができる。

次に、電圧／電流変換回路２０およびカレントミラー３０をさらに詳細に示した電流検出回路４を、図１０に示す。

図１０において、電圧／電流変換回路２０はオペアンプ２１と電界効果トランジスタＦＥＴと抵抗Ｒ２とから構成され、カレントミラー３０は２つのトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２と２つの抵抗Ｒ３、Ｒ４とから構成されている。

オペアンプ２１の＋電源端子および−電源端子には、それぞれ検出回路電源Ｅの正電極側および負電極側が接続されている。ここでは、検出回路電源Ｅの電源電圧は、オペアンプ２１が正常に動作可能な電圧（電源電圧）たとえば８Ｖとしている。

電圧／電流変換回路２０では、オペアンプ２１は、その＋入力端子がシャント抵抗ＲのスイッチＳＷ側の一端に接続され、また、その−入力端子が電界効果トランジスタＦＥＴのソースＳに接続され、さらに、その出力端子が電界効果トランジスタＦＥＴのゲートＧに接続されている。

電界効果トランジスタＦＥＴのソースＳは、一方が検出回路電源Ｅの負電極側と接続されている抵抗Ｒ２の他方と接続され、また、そのドレインＤは、トランジスタＴｒ１のベース及びコレクタと接続されている。

カレントミラー３０を構成するトランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２のベースは互いに接続され、トランジスタＴｒ１のエミッタは、一方が検出回路電源Ｅの正電極側と接続されている抵抗Ｒ３の他方と接続されている。また、トランジスタＴｒ２は、そのエミッタが一方が検出回路電源Ｅの正電極側と接続されている抵抗Ｒ４の他方と接続され、そのコレクタは、出力信号線１を介して図４に示した電流／電圧変換回路５と接続されている。

なお、２つのトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２は基本的には同一の特性を有するものをペアとして用いる必要がある。しかし、実際には、同一特性のトランジスタをペアとして用いるのは困難であるので、そのペア性を補償するために、トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２のそれぞれのエミッタと検出回路電源Ｅの正電極側との間に抵抗Ｒ２、Ｒ３を設けるようにしている。

次に、かかる構成の電流検出回路４の動作について説明する。

ここでは、シャント抵抗Ｒの抵抗値をｒ１とし、また抵抗Ｒ２の抵抗値をｒ２とする。

今、電流ｉ１が、一端が電流検出回路グランド基準になっているシャント抵抗Ｒ１に流れたとすると、シャント抵抗Ｒ１の両端の電位の差は「ｒ１×ｉ１」で求められる電圧値となり、この「ｒ１×ｉ１」で求められる電圧値の電圧がオペアンプ２１の＋入力端子に印加されることとなる。そして、オペアンプ２１の２つの入力端子間はイマジナルショートであるという関係から、その−入力端子の電位は、「ｒ１×ｉ１」で求められる電圧値となる。

さて、「ｒ１×ｉ１」で求められる電圧値の電位がオペアンプ２１の＋入力端子に印加されると、オペアンプ２１の出力端子からは所定の電圧が出力され、この電圧が電界効果トランジスタＦＥＴのゲートに印加されて、電界効果トランジスタＦＥＴがオフ状態からオン状態に変化する。さらに電界効果トランジスタＦＥＴがオン状態になることで、トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２の各ベースに所定の電圧が印加されて、これらのトランジスタがオフ状態からオン状態に変化する。

また、電界効果トランジスタＦＥＴのソースＳと抵抗Ｒ２との接続部分には、オペアンプ２１の−入力端子からの「ｒ１×ｉ１」で求められる電圧値の電圧が印加される。

これにより、抵抗Ｒ２には、（ｒ１×ｉ１）／ｒ２で求められる電流値の電流（この電流をｉ２とする）が流れる。このことは、トランジスタＴｒ１には、抵抗Ｒ３を介してエミッタおよびコレクタへと上記電流ｉ２が流れることを意味する。このようにしてトランジスタＴｒ１に電流ｉ２が流れると、トランジスタＴｒ２にも、抵抗Ｒ４を介してエミッタおよびコレクタへと上記電流ｉ２と同一の値の電流（この電流をｉ３とする）が流れる。

すなわち、トランジスタＴｒ２のコレクタつまり出力信号線１には、シャント抵抗Ｒに流れる電流ｉ１に比例した電流ｉ３（＝ｉ２＝（ｒ１／ｒ２）×ｉ１）が流れる。

図１１は、図４に示すソレノイド駆動装置１０の構成において、検出回路電源Ｅをさらに詳細に示した構成図を示している。なお、ここでは、出力信号線１、２および電流／電圧変換回路５を省略している。

検出回路電源Ｅでは、電解コンデンサＣ４０に、ダイオードＤ４０を介して、負電極側がＧＮＤ接続された直流電源Ｅ４０の電圧が印加されて充電電流が流れるようになっている。このようにして充電電流が流れることで充電された電解コンデンサＣ４０の充電電圧は、電源電圧として電流検出回路４に供給される。すなわち、電流検出回路４の電源は、負荷電源ＶBとは別な電源（電界コンデンサＣ４０の充電電圧）を用いるようにしている。

このため、直流電源Ｅ４０は、オペアンプ２１が正常に動作する電圧（電源電圧）たとえば８Ｖに応じた電源電圧とすることができる。また、電界コンデンサＣ４０の耐電圧も、オペアンプ２１の電源電圧（例えば８Ｖ）に応じた電圧のものとすることができる。

このような検出回路電源Ｅでは、スイッチＳＷがオフ状態のときに、直流電源Ｅ４０の電源電圧が、オン状態になっているダイオードＤ４０を介して電解コンデンサＣ４０の＋電極に印加される。そして、この電解コンデンサＣ４０は、ソレノイド１およびＧＮＤを介して充電電流が流れる（図１１中実線矢印で示す方向に流れる）ことにより充電される。

一方、スイッチＳＷがオフ状態がらオン状態に変化すると、ソレノイド１のハイサイド側の電位が負荷電源ＶBと約同一の電圧（約２８Ｖ）になるので、ダイオードＤ４０はオン状態からオフ状態に変化する。これにより、電解コンデンサＣ４０においては、直流電源Ｅ４０による充電は行われず、既に充電された充電電圧が電流検出回路４に供給される。

このようにスイッチＳＷがオンオフ動作を繰り返すことで、上述したように電解コンデンサＣ４０においては、充電と電流検出回路４への充電電圧の供給とが交互に繰り返されることになる。

すなわち、電解コンデンサＣ４０では、電流検出回路４への充電電圧の供給とともにその充電電圧が低下するものの、パルス変調信号のデューティ比に従ったスイッチＳＷのスイッチングにおける次のオフ動作のときに直流電源Ｅ４０による充電が行われるので、その充電電圧としては、電流検出回路４の電源電圧たとえばオペアンプ２１の電源電圧（例えば８Ｖ）を保証することができる。

なお、上述したように検出回路電源Ｅをシンプルな構成にすることができるのは、パルス変調信号のデューティ比に従ってスイッチＳＷがスイッチングすることにより、ソレノイド１へ流れる電流を検出する電流検出回路４に対する電源電圧を供給するためのものだからである。

図１２は、図４に示したソレノイド駆動装置１０における電流／電圧変換回路５をさらに詳細に示した構成図を示している。

電流／電圧変換回路５は、図１２に示すように、電流検出回路４からの出力信号線１とＧＮＤとの間に、抵抗値がｒ５０の抵抗Ｒ５０が接続されている。また、出力信号線１と抵抗Ｒ５０との接続部分には、抵抗５０のその接続部分側の電位（一端がＧＮＤに接続された抵抗Ｒ５０の両端の電位の差）を出力するための出力信号線２が接続されている。すなわち、出力信号線２からは、ＧＮＤ基準の検出信号（検出電圧信号）が出力される。

たとえば、シャント抵抗Ｒに流れた電流ｉ１とゲイン（ｒ１／ｒ２）との積に応じた電流ｉ３が、図１０に示した電流検出回路４のトランジスタＴｒ２および出力信号線１を介して、図１２に示した電流／電圧変換回路５の抵抗Ｒ５０に流れると、この電流ｉ３と抵抗Ｒ５０の抵抗値ｒ５０との積で求まる電圧（電位）が出力信号線２から出力される。

このような電流／電圧変換回路５の応用例を図１３に示す。この応用例では、出力信号線２から出力される出力電圧（出力信号）を平均化するために、図１３に示すように、図１２に示した回路構成において抵抗Ｒ５０に対し並列にコンデンサＣ５１を設けている。

次に、図４に示したソレノイド駆動装置１０について、電流検出回路４、検出回路電源Ｅおよび電流／電圧変換回路５を図１０乃至図１２に示した各構成要素の回路構成で表した全体構成図を、図１４に示す。この全体構成図の細部については上述した通りであるので、ここではその説明については省略する。

以上説明したように本実施形態によれば、下記に示す作用効果を得ることができる。

（１）ソレノイド１とスイッチＳＷとの間であって、しかもソレノイド１に対しハイサイド（負荷電源側）に電流検出回路４を設けているので、ソレノイド駆動装置１０内のコントローラ（図示せず）によって複数のソレノイドを駆動制御する場合には、複数（Ｎ）のソレノイドのＧＮＤ側をコモンにすることができることとなり、上記コントローラと複数（Ｎ）のソレノイドとを接続する信号線の数は、「ソレノイドの数（Ｎ）＋１」で求められる値で良い。

従って、本実施形態によれば、信号線の数が「ソレノイドの数（Ｎ）×２」で求められる値分を必要とする上述した従来のソレノイド駆動装置と比較して、信号線の数を大幅に削減することができる。

このように信号線の数を削減することができるということは、その信号線数の削減に伴って、信号線の導体部の露出に伴うＧＮＤ接続された車両との接触不良を低減することができることを意味する。

（２）また、上述したように複数（Ｎ）のソレノイドのＧＮＤ側をコモンにした場合には、上記コントローラと複数（Ｎ）のソレノイドとを接続する信号線の数は「ソレノイドの数（Ｎ）＋１」で求められる値で良いので、コントローラ内部に設けられるコネクタ３の端子数（ピン数）も「ソレノイドの数（Ｎ）＋１」で求められる値で良いことになる。

従って、本実施形態によれば、コネクタのピン数が「ソレノイドの数（Ｎ）×２」で求められる値分を必要とする上述した従来のソレノイド駆動装置と比較して、コネクタのピン数を大幅に削減することができる。

また、コネクタのピン数を削減することができるので、そのピン数の削減に伴ってコネクタでの接続部分の接触不良を低減することができる。

さらに、従来と比較してピン数が大幅に削減されるコネクタが配置されるプリント基板のサイズ（プリント配線領域の面積）を小さくすることができ、結果的にソレノイド駆動装置自体をコンパクトにすることができる。

（３）さらに、電流検出回路４をソレノイド１に対しハイサイドに設けているので、ＧＮＤに接続された車体に信号線の導体部分が接触して、ソレノイド１が地落した場合であっても、電流検出回路４によって過電流を検出することができる。特に問題となっている不完全地落を検出することができる。勿論、完全地落も検出することができる。

上記電流検出回路４は過電流検出回路の機能も有しているので、本実施形態では、従来の如く過電流検出回路を別途設ける、必要はない。

従って、本実施形態によれば、スイッチＳＷやソレノイド１を過電流による故障から防止することができ、しかも、例えば過電流が発生した旨（地落している旨）を外部に報知することで、早急にメンテナンスを行うことが可能となる。

［第２の実施の形態］
この第２の実施形態は、電流検出回路の構成が異なっているという点で第１の実施形態とは相違している。

図１５は、第２の実施形態に係るソレノイド駆動装置における電流検出回路４の回路構成を示す構成図である。

この電流検出回路４は、図１０に示した第１の実施形態における電流検出回路４のカレントミラー３０の構成において、２つのトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２及び２つの抵抗Ｒ３、Ｒ４を削除し、オペアンプ６１、抵抗Ｒ６１、Ｒ６２を追加した構成になっている。なお、同図において、図１０に示した構成要素と同一の機能を果たす部分には同一符号を付している。

オペアンプ６１においては、その−入力端子は電界効果トランジスタＦＥＴのドレインおよび抵抗Ｒ６１の一方と接続され、またその＋入力端子は抵抗Ｒ６２の一方と接続され、さらにその出力端子は抵抗Ｒ６１と抵抗Ｒ６２の他方と接続されている。その＋入力端子と抵抗Ｒ６２の一方との接続部分は、出力信号線１を介して電流／電圧変換回路５と接続されるようになっている。ここでは、抵抗Ｒ６１の抵抗値をｒ６１、抵抗６２の抵抗値をｒ６２とする。

次に、第２の実施形態における電流検出回路４の動作について説明する。

今、電流ｉ１が、一端が電流検出回路グランド基準になっているシャント抵抗Ｒに流れたとすると、シャント抵抗Ｒの両端の電位の差は「ｒ１×ｉ１」で求められる電圧値となり、この「ｒ１×ｉ１」で求められる電圧がオペアンプ２１の＋入力端子に印加されることとなる。そして、オペアンプ２１の２つの入力端子間はイマジナルショートであるという関係から、その−入力端子の電位は、「ｒ１×ｉ１」で求められる電圧値となる。

さて、「ｒ１×ｉ１」で求められる電圧値の電位がオペアンプ２１の＋入力端子に印加されると、オペアンプ２１の出力端子からは所定の電圧が出力され、この電圧が電界効果トランジスタＦＥＴのゲートに印加されて、電界効果トランジスタＦＥＴがオフ状態からオン状態に変化する。

また、電界効果トランジスタＦＥＴのソースＳと抵抗Ｒ２との接続部分には、オペアンプ２１の−入力端子からの「ｒ１×ｉ１」で求められる電圧値の電圧が印加される。これにより、抵抗Ｒ２には（ｒ１×ｉ１）／ｒ２で求められる電流値の電流（この電流をｉ２とする）が流れる。この電流ｉ２は抵抗Ｒ６１にも流れる。

一方、オペアンプ６１の２つの入力端間の電位の差はイマジナルショートの関係から０Ｖとなるので、その＋入力端子には電流ｉ２と抵抗Ｒ６１の抵抗値ｒ６１との積で求められる電圧が印加される。すなわち、抵抗Ｒ６２には、（ｒ６１×ｉ２）／ｒ６２で求められる電流値の電流（この電流をｉ３とする）が流れることになる。

ここで、ｒ６１＝ｒ６２とした場合には、抵抗Ｒ６２を介して電流／電圧変換回路５へ流れる電流（つまり電流ｉ３）は、シャント抵抗Ｒに流れる電流ｉ１に比例した電流ｉ３（＝ｉ２＝（ｒ１／ｒ２）×ｉ１）となる。勿論、抵抗値ｒ６１と抵抗値ｒ６２とを異ならせることで、電流ｉ２とは異なった電流値の電流ｉ３とすることもできる。

以上説明したように第２の実施形態によれば、上述した第１の実施形態と同様の作用効果を期待することができる。

［第３の実施の形態］
この第３の実施形態は、検出回路電源の構成が異なっているという点で第１及び第２の実施形態とは相違している。

図１６は、第３の実施形態に係るソレノイド駆動装置における検出回路電源Ｅの回路構成を示す構成図である。

この検出回路電源Ｅは、図１１に示した検出回路電源Ｅにおいて、ダイオードＤ４０および電源Ｅ４０を削除した構成になっている。なお、同図において、図１１に示した構成要素と同一の機能を果たす部分には同一符号を付している。

第３の実施形態に係る検出回路電源Ｅでは、図１６に示すように、電解コンデンサＣ４０は、負荷電源ＶBから電圧が供給されて充電電流が流れるようになっている。

このような検出回路電源Ｅにおいても、図１１に示した第１の実施形態の検出回路電源Ｅと同様に、スイッチＳＷがオフ状態のときに、負荷電源ＶBの電源電圧が電解コンデンサＣ４０の＋電極に印加されるので、この電解コンデンサＣ４０は、ソレノイド１を介して充電電流が流れる（図１１中実線矢印で示す方向に流れる）ことにより充電される。

一方、スイッチＳＷがオフ状態がらオン状態に変化すると、ソレノイド１のハイサイド側の電位つまり電解コンデンサＣ４０の−電極側は、負荷電源ＶBと約同一の電位（約２８Ｖ）となり、また電解コンデンサＣ４０の＋電極側も負荷電源ＶBと約同一の電位（約２８Ｖ）となる。これにより、電解コンデンサＣ４０においては、電源Ｅ４０による充電は行われず、既に充電された充電電圧が電流検出回路４に供給される。

このようにスイッチＳＷがオンオフ動作を繰り返すことで、上述したように電解コンデンサＣ４０においては、充電と電流検出回路４への充電電圧の供給とが交互に繰り返されることになる。

この図１６に示した検出回路電源Ｅでは、１つの電解コンデンサＣ４０を用いて検出回路電源Ｅを実現できるので、第１の実施形態と比較して、より一層シンプルな構成とすることができる。

一方、電流検出回路４のオペアンプ２１（図１０参照）は、負荷電源ＶBの電源電圧たとえば２８Ｖに応じた電源電圧であって、その電圧に十分耐えうるもの、つまり耐電圧の高いものを使用する必要がある。また、電解コンデンサＣ４０も、負荷電源ＶBの電源電圧たとえば２８Ｖに耐えうる耐電圧のものを使用する必要がある。

次に、第３の実施形態に係るソレノイド駆動装置における検出回路電源の他の例を、図１７及び図１８（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。

図１７に示す検出回路電源Ｅは、図１１に示した検出回路電源Ｅにおいて、ダイオードＤ４０および電源Ｅ４０を削除し、整流回路７１、スイッチ回路７２、トランスＴ７０および電源Ｅ７０を追加した構成になっている。なお、同図において、図１１に示した構成要素と同一の機能を果たす部分には同一符号を付している。

この検出回路電源Ｅでは、直流電源Ｅ７０の電源電圧を、スイッチング動作するスイッチ回路７２、１次と２次が所定の巻き数比で構成されているトランスＴ７０および整流回路７１を介して電解コンデンサＣ４０に供給するようになっている。

そのため、電流検出回路４のオペアンプ２１（図１０参照）は、負荷電源ＶBの電源電圧に影響されることなく任意の電源電圧（例えば８Ｖ）のものを使用することができる。また、電解コンデンサＣ４０も、オペアンプ２１の電源電圧に応じた耐電圧のものを使用することができる。

これに対して図１８（ａ）に示す検出回路電源Ｅは、図１１に示した検出回路電源Ｅにおいて、電解コンデンサＣ４０、ダイオードＤ４０および電源Ｅ４０を削除し、バッテリＢＡＴを追加した構成になっている。なお、同図において、図１１に示した構成要素と同一の機能を果たす部分には同一符号を付している。

バッテリＢＡＴは、電流検出回路４のオペアンプ２１の電源電圧と同等の電圧とする。この場合、スイッチＳＷのオンオフ動作に関係なく常時、バッテリＢＡＴの電圧を電流検出回路４に供給することができる。

また、図１８（ｂ）に示す検出回路電源Ｅは、図１１に示した検出回路電源Ｅにおいて、ダイオードＤ４０および電源Ｅ４０を削除し、定電圧回路Ｅ５０を追加した構成になっている。なお、同図において、図１１に示した構成要素と同一の機能を果たす部分には同一符号を付している。

定電圧回路Ｅ５０は、ツェナダイオードＺＤ５１とトランジスタＴｒ５２と抵抗Ｒ５３とから構成されている。また、電源ＶB2は、「電源ＶB2の電圧＞負荷電源ＶBの電圧＋電流検出回路電源の電圧（電流検出回路４の電源電圧）」の関係が成立するような電源電圧に設定されている。

かかる検出回路電源Ｅの構成によれば、スイッチＳＷのオンオフ動作に関係なく、電流検出回路４には、常に、電流検出回路電源（電流検出回路４の電源電圧）以上の電圧が供給される。しかも、例えば図１８（ｂ）に示した定電圧化する回路（定電圧回路５０）を用いているので、常に安定した電圧を電流検出回路４に供給することができる。

以上説明したように第３の実施形態によれば、上述した第１及び第２の実施形態と同様の作用効果を期待することができる。

［第４の実施の形態］
この第４の実施形態は、電流／電圧変換回路の構成が異なっているという点で第１乃至第３の実施形態とは相違している。

図１９は、第４の実施形態に係るソレノイド駆動装置における電流／電圧変換回路５の回路構成を示す構成図である。

この電流／電圧変換回路５においては、図１９に示すように、オペアンプ８１は、その＋入力端子には、負電極側がＧＮＤに接続された直流電源Ｅ８０の正電極側が接続され、またその−入力端子には抵抗Ｒ８２の一方と出力信号線１とが接続され、さらにその出力端子には抵抗８２の他方および出力信号線２が接続されている。

次に、この電流／電圧変換回路５の動作について説明する。

ここでは、直流電源Ｅ８０の電圧値をＶinとし、また抵抗Ｒ８２の抵抗値をｒ８２とする。

たとえば、図１０に示したシャント抵抗Ｒに流れる電流ｉ１とゲイン（ｒ１／ｒ２）との積に応じた電流ｉ３が、電流検出回路４のトランジスタＴｒ２および出力信号線１を介して、図１９に示した電流／電圧変換回路５に向かって流れたとする。

電流／電圧変換回路５では、オペアンプ８１の２つの入力端子間はイマジナルショートの関係があるので、その−入力端子には直流電源Ｅ８０と同一の電圧値Ｖinの電圧が印加されることになる。また、上記電流ｉ３は−入力端子には流れず、抵抗Ｒ８２に流れるので、その抵抗８２には抵抗値ｒ８２と電流ｉ３との積で求まる電位（電圧降下）が生じる。その結果、オペアンプ８１の出力端子からは、「Ｖin−（ｒ８２×ｉ３）」で求められる電圧値の電圧が出力される。

このようにオペアンプ８１の出力端子つまり出力信号線２から出力される出力電圧は、シャント抵抗Ｒに流れた電流ｉ１とゲイン（ｒ１／ｒ２）との積に応じた電流ｉ３が電圧変換された信号であって、しかもＧＮＤ基準の検出信号（検出電圧信号）ということになる。

以上説明したように第４の実施形態によれば、第１乃至第３の実施形態と同様の作用効果を期待することができる。

［第５の実施の形態］
この第５の実施形態では、第１乃至第３の実施形態に係るソレノイド駆動装置の動作の安定化を図るようにしたものである。

ところで、第１乃至第３の実施形態に係るソレノイド駆動装置では、電流／電圧変換回路として図１２に示した回路を採用するようにしている。すなわち、例えば図４に示した第１の実施形態に係るソレノイド駆動装置１０は、その電流／電圧変換回路を図１２に示した回路構成で表した場合には、図２０に示す回路構成となる。

この図２０から明らかなように、電流検出回路４の出力つまり出力信号線１は、電流／電圧変換回路５の抵抗Ｒ５０を介してＧＮＤに接続されている。このような回路構成では、スイッチＳＷによるスイッチングの際、出力信号線１とＧＮＤとの間に発生する結合容量Ｃ９０を通して流れる電流によって電流検出回路４が揺さぶられ、動作が不安定になる。つまり電流検出回路グランドから、電流検出回路４の出力を見ると、スイッチＳＷによるスイッチングのときに、電流検出回路４の出力（出力信号線１の出力）が大きく揺さぶられている。

そこで、この第５の実施形態では、上述したようなソレノイド駆動装置１０における電流検出回路４の動作を安定化するようにしている。

この電流検出回路４の動作の安定化を図るようにしたソレノイド駆動装置１０の構成図を、図２１に示す。

図２１に示すソレノイド駆動装置１０は、図４に示した第１の実施形態に係るソレノイド駆動装置１０の構成において、検出回路電源Ｅを図１１に示した構成要素とし、また電流／電圧変換回路５を図１２に示した構成要素とし、さらにベース接地回路ＢＥＣを追加した構成になっている。

このベース接地回路ＢＥＣは電流検出回路４の出力部つまり出力信号線１と電流／電圧変換回路５との間に設けられている。

ベース接地回路ＢＥＣでは、検出回路電源Ｅを構成している電解コンデンサＣ４０の両電極間に、抵抗Ｒ９１と抵抗Ｒ９２とが直列に接続された直列回路が設けられ、その直列回路における２つの抵抗の接続点とトランジスタＴｒ３のベースとが接続されている。そのベースには、抵抗Ｒ９１と抵抗Ｒ９２との抵抗比に応じて抵抗Ｒ９２に発生する電位が印加されるようになっている。

また、トランジスタＴｒ３のベースと電流検出回路グランド（コンデンサＣ４０の−電極側）間に、そのベースに印加される電位（電圧）を安定化させるためのコンデンサＣ９３が設けられている。一方、トランジスタＴｒ３のエミッタは電流検出回路４の出力部つまり出力信号線１と接続され、そのコレクタは電流／電圧変換回路５の抵抗Ｒ５０と接続されている。

このようなベース接地回路ＢＥＣにおいては、トランジスタＴｒ３のベース電位（ベースＶbase）は、電流検出回路グランドからみて、安定している。

また、トランジスタＴｒ３のエミッタ電位（ベース電位Ｖbase＋ベースエミッタ間電圧ＶBE）すなわち電流検出回路４の出力（つまり出力信号線１）は、電流検出回路グランドからみて、安定している。

なおトランジスタＴｒ３のコレクタは、スイッチＳＷによるスイッチングの際に、そのコレクタとＧＮＤ間に発生する結合容量Ｃ９０が発生するので、電流検出回路グランドからみて、大きく揺さぶられる。しかし、その結合容量Ｃ９０を流れる電流はベース電位Ｖbaseにより供給されるので、結合容量Ｃ９０による電流検出回路４への影響はない。

一方、上述したように出力信号線１は、電流検出回路グランドからみて安定したエミッタ電位となるトランジスタＴｒ３のエミッタに接続されているので、電流検出回路４からの出力電流は、電流検出回路グランドからみて安定したトランジスタＴｒ３のエミッタ電位に向かって出力されることとなる。

このため、電流検出回路４は、スイッチＳＷによるスイッチングのとき、出力が揺さぶられることはなく、安定した動作を行うことができる。

以上説明したように第５の実施形態によれば、上述した第１乃至第３の実施形態と同様の作用効果を期待することができる。

さらに第５の実施形態では、電流検出回路４は、安定した電位（トランジスタＴｒ３のエミッタ電位）に向かって電流を流していることになるので、安定した動作を行うことができる。つまり、ソレノイド駆動装置とくに電流検出回路の動作の安定化を図ることができる。従って、電流検出回路により検出された検出信号（出力電流信号）も安定となる。

［第６の実施の形態］
この第６の実施形態は、ソレノイドとスイッチ手段との間であって、当該ソレノイドに対しローサイド（ＧＮＤ側）に電流検出回路を設けるようにした点で、そのソレノイドに対しハイサイド（負荷電源側）に電流検出回路を設けるようにした第１乃至第５の実施形態とは相違している。

図２２は、第６の実施形態に係るソレノイド駆動装置１００の原理を示す原理図である。

ソレノイド駆動装置１００は、図１に示した本発明に係るソレノイド駆動装置１０の構成において、スイッチＳＷと電流検出回路４とフリーホイールダイオードＤの配置を変更した構成になっている。なお、同図２２において、図１に示した構成要素と同一の機能を果たす部分には同一符号を付している。

スイッチＳＷと電流検出回路４とが直列に接続された直列回路において、スイッチＳＷの一端をＧＮＤに接続し、一方、電流検出回路４の一端（入力側）をコネクタ３の端子部３Ｂに接続している。

そして、負荷電源ＶBとコネクタ３の端子部３Ａとの第１の接続点と、電流検出回路４とスイッチＳＷとの第２の接続点との間には、その第１の接続点にカソードが接続され、またその第２の接続点にアノードが接続されたフリーホイールダイオードＤが設けられている。

かかる構成のソレノイド駆動装置１００では、電流検出回路４は、スイッチＳＷがパルス変調信号に従ってオンオフ動作することによりオン状態になったときに、負荷電源ＶBの正電極側、コネクタ３、信号線２Ａ、ソレノイド１、信号線２Ｂおよびコネクタ３を介して流れてくる電流を検出し、この検出した結果を図示しない他の処理部へ出力する。

一方、スイッチＳＷがオン状態からオフ状態に変化したときには、ソレノイド１に発生した逆起電力によって、ソレノイド１から電流検出回路４およびフリーホイールダイオードＤ４へと電流が流れる（図２２中点線矢印で示される方向に電流が流れる）。

なお、このソレノイド駆動装置１００では、電流検出回路４がソレノイド１に対しローサイドに設けられているので、図２９に示した従来のソレノイド駆動装置の如く、コントローラ外のソレノイド１とコントローラ（のコネクタ３）とを接続するための信号線の導体部分が露出し車体に接触して、ソレノイド１が不完全地落あるいは完全地落した場合には、その不完全地落あるいは完全地落を検出することができない。すなわち、図２９に示したソレノイド１からＧＮＤ（ＧＮＤ接続された車体）へ流れる電流ｉ２を検出することができない。

したがって、電流検出回路４をソレノイド１に対しローサイドに設ける場合には、例えばソレノイド１の過電流防止の観点から、ソレノイド１に対しハイサイド側に過電流防止回路を設けるようにした方が好ましい。

次に、図２２に示した本発明に係るソレノイド駆動装置１００において、複数のソレノイドを駆動するための原理について説明する。ここでは、ソレノイドが２つの場合について説明する。

図２３は、２つのソレノイドを駆動するためのソレノイド駆動装置１００の原理を示す原理図である。

図２３において、スイッチＳＷ−１、ＳＷ−２、電流検出回路４−１、４−２、ソレノイド１−１、１−２、およびフリーホイールダイオードＤ−１、Ｄ−２はそれぞれ図２２に示したスイッチＳＷ、電流検出回路４、ソレノイド１、およびフリーホイールダイオードＤと同様の機能を有している。

また、図２３において、コネクタ３の端子部Ｐ１は図２２に示したコネクタ３の端子部３Ａに相当し、コネクタ３の端子部Ｐ２、Ｐ３は図２２に示したコネクタ３の端子部３Ｂに相当する。すなわち、ソレノイド１−１とソレノイド１−２における負荷電源ＶB側に接続される各一端部はコモンになっている。

したがって、ソレノイド駆動装置１００内のコントローラ（図示せず）によって複数のソレノイドを駆動制御する場合には、複数（Ｎ）のソレノイドのハイサイド側をコモンにすることができることとなり、上記コントローラと複数（Ｎ）のソレノイドとを接続する信号線の数は、「ソレノイドの数（Ｎ）＋１」で求められる値で良く、このためコネクタ３の端子部の数（ピン数）も、「ソレノイド数（Ｎ）＋１」で求められる値で良いことになる。

図２４は、ソレノイド駆動装置１００の詳細な構成を示す全体構成図であり、このソレノイド駆動装置１００は、図１４に示した第１の実施形態に係るソレノイド駆動装置１０とは、スイッチＳＷと電流検出回路４とフリーホイールダイオードＤの配置が異なっているものの、基本的には構成要素の構成そのものは同一となっている。なお、同図２４において、図１４に示した構成要素と同一の機能を果たす部分には同一符号を付している。また、この全体構成図の細部については上述した通りであるので、ここではその説明については省略する。

以上説明したように第６の実施形態によれば、ソレノイド１とスイッチＳＷとの間であって、しかもソレノイド１に対しローサイド（ＧＮＤ側）に電流検出回路４を設けているので、上述した第１の実施形態の作用効果（１）及び（２）を期待することができる。

図１は本発明に係るソレノイド駆動装置の原理を説明するための原理図である。 図２は本発明に係るソレノイド駆動装置の原理を説明するための原理図である。 図３は本発明に係るソレノイド駆動装置の原理を説明するための原理図である。 図４は第１の実施形態に係るソレノイド駆動装置の構成を示す構成図である。 図５は第１の実施形態に係るソレノイド駆動装置の電流検出回路の出力形態を電流出力とし、かつこの出力電流をＧＮＤ基準の電圧信号に変換する根拠を説明するための図である。 図６は第１の実施形態に係るソレノイド駆動装置の電流検出回路の出力形態を電流出力とし、かつこの出力電流をＧＮＤ基準の電圧信号に変換する根拠を説明するための図である。 図７は第１の実施形態に係るソレノイド駆動装置の電流検出回路の出力形態を電流出力とし、かつこの出力電流をＧＮＤ基準の電圧信号に変換する根拠を説明するための図である。 図８は第１の実施形態に係るソレノイド駆動装置の電流検出回路の出力形態を電流出力とし、かつこの出力電流をＧＮＤ基準の電圧信号に変換する根拠を説明するための図である。 図９は第１の実施形態に係るソレノイド駆動装置の電流検出回路の構成を示す構成図である。 図１０は図９に示した電流検出回路を更に詳細に示した構成を示す構成図である。 図１１は第１の実施形態に係るソレノイド駆動装置の検出回路電源の構成を示す構成図である。 図１２は第１の実施形態に係るソレノイド駆動装置の電流／電圧変換回路の構成を示す構成図である。 図１３は図１２に示した電流／電圧変換回路の応用例を示す構成図である。 図１４は図４に示した第１の実施形態に係る係るソレノイド駆動装置の電流検出回路、検出回路電源および電流／電圧変換回路を図１０乃至図１２に示した各構成要素の構成で示した構成図である。 図１５は第２の実施形態に係るソレノイド駆動装置における電流検出回路の構成を示す構成図である。 図１６は第３の実施形態に係るソレノイド駆動装置における検出回路電源の構成を示す構成図である。 図１７は第３の実施形態に係るソレノイド駆動装置における他の検出回路電源の構成を示す構成図である。 図１８（ａ）、（ｂ）は第３の実施形態に係るソレノイド駆動装置における他の検出回路電源の構成を示す構成図である。 図１９は第４の実施形態に係るソレノイド駆動装置における電流／電圧変換回路の構成を示す構成図である。 図２０は第５の実施形態に係るソレノイド駆動装置における電流検出回路の動作の安定化を説明するための図である。 図２１は第５の実施形態に係るソレノイド駆動装置における電流検出回路の動作の安定化を説明するための図である。 図２２は本発明に係る他のソレノイド駆動装置の原理を説明するための原理図である。 図２３は本発明に係る他のソレノイド駆動装置の原理を説明するための原理図である。 図２４は第６の実施形態に係る係るソレノイド駆動装置の構成を示す構成図である。 図２５は従来のソレノイド駆動装置の構成を示す構成図である。 図２６は従来のソレノイド駆動装置の構成を示す構成図である。 図２７は従来のソレノイド駆動装置の構成を示す構成図である。 図２８は従来のソレノイド駆動装置の構成を示す構成図である。 図２９は従来のソレノイド駆動装置における地落した場合の動作を説明するための図である。

符号の説明

１、１−１、１−２ ソレノイド
２Ａ、２Ｂ 信号線
３ コネクタ
４、４−１、４−２ 電流検出回路
５ 電流／電圧変換回路
Ｄ、Ｄ−１、Ｄ−２ フリーホイールダイオード
Ｅ 検出回路電源
ＶB 負荷電源
ＳＷ、ＳＷ−１、ＳＷ−２ スイッチ

Claims (3)

1. ソレノイドと、負荷電源からの電流を断続的に前記ソレノイドへ供給させるスイッチ手段とを有するソレノイド駆動装置において、
   前記ソレノイドと前記スイッチ手段との間に直列に接続されたシャント抵抗を有し、当該シャント抵抗の両端に発生する電位差を電流に変換することによって、前記ソレノイドに流れる電流を検出する電流検出回路を設け、
   前記電流検出回路に接続される検出回路用電源の負極と前記ソレノイドの上流側及び前記シャント抵抗の下流側とを接続する
   ことを特徴とするソレノイド駆動装置。
2. 前記電流検出回路は、
   前記ソレノイドに対し前記負荷電源側に設けられている
   ことを特徴とする請求項１記載のソレノイド駆動装置。
3. 前記スイッチ手段および前記電流検出回路をコントローラの内部に設けると共に、当該コントローラの外部に端子部を介して前記ソレノイドを接続し、
   前記電流検出回路は、
   前記コントローラの外部の端子部を介して接続される前記ソレノイドに流れる電流を検出するようにした
   ことを特徴とする請求項１又は２記載のソレノイド駆動装置。

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