JP2012019594A - ピエゾアクチュエータ駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ピエゾアクチュエータ駆動装置から発生するノイズを低減する
【解決手段】ピエゾアクチュエータ駆動装置１では、ノイズ伝搬防止スイッチ制御部１９は、充放電制御部１７が充放電制御を実行しているときにおいて、電流検出部１６がピエゾ電流を検出している場合に、ノイズ伝搬防止スイッチ１８をオンし、電流検出部１６がピエゾ電流を検出していない場合に、ノイズ伝搬防止スイッチ１８をオフする。これにより、フライホイール電流がゼロになっている間において、ダイオードＤａまたダイオードＤｂと、充放電用コイル１１と、ピエゾアクチュエータ５０とで構成される共振回路の電流経路をノイズ伝搬防止スイッチ１８で遮断することができ、上記共振回路に起因したノイズの発生を抑制することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ピエゾアクチュエータを駆動する装置に関する。

従来、充放電により伸長または縮小してピストン等を直線動するピエゾアクチュエータが知られており、そのようなピエゾアクチュエータの伸縮によって開閉弁する燃料噴射用のインジェクタも知られている。

また、ピエゾアクチュエータを充放電させて伸縮させる駆動装置としては、インダクタとピエゾアクチュエータとの直列回路に対して充電スイッチを介して直流電源から電源供給を行うための充電経路と、上記直列回路に並列に接続されて放電スイッチを介してピエゾアクチュエータの充電電荷を放電させるための放電経路とを備えたものが知られている（例えば、特許文献１を参照）。

ここで、この種のピエゾアクチュエータ駆動装置の構成例を図１１〜図１４を用いて説明する。図１１は、１個のピエゾアクチュエータを駆動するピエゾアクチュエータ駆動装置１０１の構成を示す回路図である。図１２は、ピエゾアクチュエータ駆動装置１０１の動作を説明するタイミングチャートである。図１３は、複数個のピエゾアクチュエータを駆動するピエゾアクチュエータ駆動装置２０１の構成を示す回路図である。図１４は、ピエゾアクチュエータ駆動装置２０１の動作を説明するタイミングチャートである。

ピエゾアクチュエータ駆動装置は、車両に搭載されたディーゼルエンジンに対する燃料噴射を制御するものであり、そのディーゼルエンジンの各気筒へコモンレールからの高圧燃料を噴射する各インジェクタに設けられたピエゾアクチュエータを充放電させて伸縮させることにより、その各気筒のインジェクタに燃料噴射の開始／停止をさせるものである。

そして、１個のピエゾアクチュエータを駆動するピエゾアクチュエータ駆動装置１０１は、図１１に示すように、ピエゾアクチュエータ１５０と直列に接続される充放電用コイル１１１と、ピエゾアクチュエータ１５０を充電するための電気エネルギーが蓄えられる直流電源としてのコンデンサ１１２と、ピエゾアクチュエータ１５０の充電時に動作する充電スイッチ１１３と、ピエゾアクチュエータ１５０の放電時に動作する放電スイッチ１１４と、負電圧がピエゾアクチュエータ１５０に発生するのを防止するダイオード１１５と、ピエゾアクチュエータ１５０に流れる電流（以下、ピエゾ電流という）を検出する電流検出部１１６と、充電スイッチ１１３および放電スイッチ１１４の動作を制御する充放電制御部１１７とを備えている。

またピエゾアクチュエータ駆動装置１０１は、高電位側出力端子１３１と低電位側出力端子１３２を備える。そしてピエゾアクチュエータ駆動装置１０１は、高電位側ハーネス１６１を介して高電位側出力端子１３１とピエゾアクチュエータ１５０の高電位側とが接続され、低電位側ハーネス１６２を介して低電位側出力端子１３２とピエゾアクチュエータ１５０の低電位側とが接続される。

これらのうち充放電用コイル１１１は、一端が高電位側出力端子１３１に接続される。
またコンデンサ１１２は、正極端子が充電スイッチ１１３と充放電用コイル１１１を介して高電位側出力端子１３１に接続されるとともに、負極端子が低電位側出力端子１３２に接続される。

また充電スイッチ１１３は、ｎチャネルＭＯＳＦＥＴからなり、ドレインがコンデンサ１１２の正極端子に接続されるとともに、ソースが充放電用コイル１１１の他端に接続されている。そして、そのＭＯＳＦＥＴの寄生ダイオードを、ダイオードＤａとして利用している。

また放電スイッチ１１４は、ｎチャネルＭＯＳＦＥＴからなり、ドレインが充放電用コイル１１１と充電スイッチ１１３との接続点に接続されるとともに、ソースが低電位側出力端子１３２に接続される。そして、そのＭＯＳＦＥＴの寄生ダイオードを、ダイオードＤｂとして利用している。

またダイオード１１５は、アノードが放電スイッチ１１４と低電位側出力端子１３２との接続点に接続されるとともに、カソードが充放電用コイル１１１と高電位側出力端子１３１との接続点に接続される。

また電流検出部１１６は、低電位側出力端子１３２と放電スイッチ１１４との間の電流径路上に設けられる。
また充放電制御部１１７は、エンジン制御の処理を行う電子制御ユニット（不図示）から、インジェクタを開弁させるための駆動信号（いわゆる噴射信号）を入力するとともに、電流検出部１１６から電流検出信号を入力する。

ここで、ピエゾアクチュエータ駆動装置１０１の充放電制御を図１２を用いて説明する。
図１２に示すように、噴射信号がハイになると（時刻ｔ１を参照）、充放電制御部１１７は、放電スイッチ１１４をオフした状態で、充電スイッチ１１３をオン／オフさせる充電スイッチ制御を行う（図１２の充電スイッチ制御信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を参照）。

すると、充電スイッチ１１３のオン時には、コンデンサ１１２から充放電用コイル１１１を介してピエゾアクチュエータ１５０に充電電流が流れ（図１２における時刻ｔ１〜ｔ２，ｔ４〜ｔ５，ｔ７〜ｔ８のピエゾ電流を参照）、充電スイッチ１１３のオフ時には、充放電用コイル１１１に蓄積されたエネルギーによって流れる充電電流（すなわち、フライホイール電流）が、ピエゾアクチュエータ１５０の低電位側から放電スイッチ１１４に並列なダイオードＤｂを介してピエゾアクチュエータ１５０に流れる（図１２における時刻ｔ２〜ｔ４，ｔ５〜ｔ７，ｔ８〜ｔ１０のピエゾ電流を参照）こととなる。そして、このような充電スイッチ制御により、ピエゾアクチュエータ１５０が段階的に充電されて伸長する（図１２における時刻ｔ１〜ｔ９の高電位側出力端子電圧を参照）。

その後、噴射信号がハイからローに戻ると（時刻ｔ１１を参照）、充放電制御部１１７は、充電スイッチ１１３をオフした状態で、放電スイッチ１１４をオン／オフさせる放電スイッチング制御を行う（図１２の放電スイッチ制御信号Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３を参照）。

すると、放電スイッチ１１４のオン時には、ピエゾアクチュエータ１５０の高電位側から充放電用コイル１１１を介してピエゾアクチュエータ１５０の低電位側へ放電電流が流れ（図１２における時刻ｔ１１〜ｔ１２，ｔ１４〜ｔ１５，ｔ１７〜ｔ１８のピエゾ電流を参照）、放電スイッチ１１４のオフ時には、ピエゾアクチュエータ１５０の高電位側から充放電用コイル１１１及び充電スイッチ１１３に並列なダイオードＤａを介してコンデンサ１１２へと放電電流が流れ（図１２における時刻ｔ１２〜ｔ１４，ｔ１５〜ｔ１７，ｔ１８〜ｔ２０のピエゾ電流を参照）、その放電電流によりピエゾアクチュエータ１５０の電荷がコンデンサ１１２に回収される。そして、このような放電スイッチ制御により、ピエゾアクチュエータ１５０が段階的に放電されて収縮する（図１２における時刻ｔ１１〜ｔ１９の高電位側出力端子電圧を参照）。

次に、複数個のピエゾアクチュエータを駆動するピエゾアクチュエータ駆動装置２０１の回路構成を図１３を用いて説明する。
図１３に示すように、ｎ個のピエゾアクチュエータ２５０−１，２５０−２，２５０−３，・・・，２５０−ｎ（ｎは整数）を駆動するピエゾアクチュエータ駆動装置２０１は、充放電用コイル１１１と、コンデンサ１１２と、充電スイッチ１１３と、放電スイッチ１１４と、ダイオード１１５と、電流検出部１１６と、充放電制御部１１７と、充放電制御の対象となるピエゾアクチュエータ２５０を選択する選択スイッチ２１８−１，２１８−２，２１８−３，・・・，２１８−ｎ（ｎは整数）と、選択スイッチ２１８の動作を制御する選択スイッチ制御部２１９とを備えている。

またピエゾアクチュエータ駆動装置２０１には、ｎ個のピエゾアクチュエータ２５０−１，２５０−２，２５０−３，・・・，２５０−ｎの高電位側にそれぞれ接続される高電位側出力端子２３１−１，２３１−２，２３１−３，・・・，２３１−ｎと、低電位側にそれぞれ接続される低電位側出力端子２３２−１，２３２−２，２３２−３，・・・，２３２−ｎとが設けられている。そして、高電位側ハーネス２６１−１，２６１−２，２６１−３，・・・，２６１−ｎを介して高電位側出力端子２３１−１，２３１−２，２３１−３，・・・，２３１−ｎとピエゾアクチュエータ２５０−１，２５０−２，２５０−３，・・・，２５０−ｎの高電位側とが接続され、低電位側ハーネス２６２−１，２６２−２，２６２−３，・・・，２６２−ｎを介して低電位側出力端子２３２−１，２３２−２，２３２−３，・・・，２３２−ｎとピエゾアクチュエータ２５０−１，２５０−２，２５０−３，・・・，２５０−ｎの低電位側とが接続される。

そして充放電用コイル１１１は、一端が高電位側出力端子２３１−１，２３１−２，２３１−３，・・・，２３１−ｎに接続される。
また、低電位側出力端子２３２−１，２３２−２，２３２−３，・・・，２３２−ｎと電流検出部１１６との間の電流径路上にそれぞれ、選択スイッチ２１８−１，２１８−２，２１８−３，・・・，２１８−ｎが設けられる。

また選択スイッチ制御部２１９は、充放電制御部１１７から、選択スイッチ２１８を選択するための選択スイッチ信号を入力する。
ここで、ピエゾアクチュエータ駆動装置２０１の充放電制御を図１４を用いて説明する。

図１４に示すように、ピエゾアクチュエータ２５０−１の噴射信号がハイになると（時刻ｔ１を参照）、充放電制御部１１７は、選択スイッチ２１８−１〜ｎのうち、ピエゾアクチュエータ２５０−１に対応する選択スイッチ２１８−１をオンするとともに、放電スイッチ１１４をオフした状態で、充電スイッチ１１３をオン／オフさせる充電スイッチ制御を行う（図１４の充電スイッチ制御信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を参照）。これにより、ピエゾアクチュエータ２５０−１が段階的に充電されて伸長する（図１４における時刻ｔ１〜ｔ９の高電位側出力端子電圧［２５０−１］を参照）。

その後、噴射信号がハイからローに戻ると（時刻ｔ１１を参照）、充放電制御部１１７は、充電スイッチ１１３をオフした状態で、放電スイッチ１１４をオン／オフさせる放電スイッチング制御を行う（図１４の放電スイッチ制御信号Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３を参照）。これにより、ピエゾアクチュエータ２５０が段階的に放電されて収縮する（図１４における時刻ｔ１１〜ｔ１９の高電位側出力端子電圧［２５０−１］を参照を参照）。

特開２００１−５３３４８号公報

ところで、上述のように、ピエゾアクチュエータ駆動装置１０１の充電過程において、充電スイッチ１１３がオフの状態の間にフライホイール電流が流れる。このフライホイール電流は、ダイオードＤｂと充放電用コイル１１１とピエゾアクチュエータ１５０に流れるため、フライホイール電流がゼロになっている間に、ダイオードＤｂの寄生容量と充放電用コイル１１１とピエゾアクチュエータ１５０とで構成される共振回路の電圧が、ピエゾアクチュエータ１５０の電位に現れ、ノイズとなる（図１２における時刻ｔ３〜ｔ４，ｔ６〜ｔ７，ｔ９〜ｔ１０の高電位側出力端子電圧および低電位側出力端子電圧を参照）。また、放電過程においても同様にして、共振回路の電圧が、ピエゾアクチュエータ１５０の電位に現れ、ノイズとなる（図１２における時刻ｔ１３〜ｔ１４，ｔ１６〜ｔ１７，ｔ１９〜ｔ２０の高電位側出力端子電圧および低電位側出力端子電圧を参照）。

そして、コモンモード電圧は、高電位側出力端子電圧と低電位側出力端子電圧の平均値であるので、コモンモード電圧において、上記共振回路に起因したノイズが発生する（図１２における時刻ｔ１３〜ｔ１４，ｔ１６〜ｔ１７，ｔ１９〜ｔ２０の高コモンモード電圧を参照）。

また、複数個のピエゾアクチュエータを駆動するピエゾアクチュエータ駆動装置２０１において、選択スイッチ２１８−１をオンしてピエゾアクチュエータ２５０−１を選択し、その他のピエゾアクチュエータ２５０を非選択としている場合であっても、ｎ個のピエゾアクチュエータ２５０−１，２５０−２，２５０−３，・・・，２５０−ｎの高電位側は共通線で接続されている。

このため、ピエゾアクチュエータ２５０−１のみを充電した場合であっても、非選択の他のピエゾアクチュエータ２５０の高電位側はピエゾアクチュエータ２５０−１と同電位になる（図１４の高電位側出力端子電圧［２５０−１］および高電位側出力端子電圧［２５０−ｎ］を参照）。そして、非選択の他のピエゾアクチュエータ２５０の選択スイッチ２１８は、ピエゾアクチュエータ２５０の低電位側に設けられているため、選択スイッチ２１８がオフのときには、非選択の他のピエゾアクチュエータ２５０の高電位側と低電位側は同電位になる（図１４の高電位側出力端子電圧［２５０−ｎ］および低電位側出力端子電圧［２５０−ｎ］を参照）。

このため、選択されたピエゾアクチュエータ２５０−１の充電過程において上記共振回路に起因したノイズが発生すると、非選択の他のピエゾアクチュエータ２５０において、選択されたピエゾアクチュエータ２５０−１よりもコモンモード電圧のノイズが大きくなる。（図１４の出力端子コモンモード電圧［２５０−１］および出力端子コモンモード電圧［２５０−ｎ］電圧を参照）。

本発明は、こうした問題に鑑みてなされたものであり、ピエゾアクチュエータ駆動装置から発生するノイズを低減することができる技術を提供することを目的とする。

上記目的を達成するためになされた請求項１に記載のピエゾアクチュエータ駆動装置は、直流電源の正極側をピエゾアクチュエータの高電位側に接続するとともに、直流電源の負極側をピエゾアクチュエータの低電位側に接続して、ピエゾアクチュエータを駆動させるピエゾアクチュエータ駆動装置であって、一端がピエゾアクチュエータの高電位側に接続されるインダクタと、直流電源の正極側とインダクタの他端との間の電流経路上に設けられ、ピエゾアクチュエータを充電させるための充電スイッチと、直流電源の負極側とインダクタの他端との間の電流経路上に設けられ、ピエゾアクチュエータを放電させるための放電スイッチと、充電スイッチに対して、カソードが直流電源の正極側となるよう並列に接続された第１ダイオードと、放電スイッチに対して、アノードが直流電源の負極側となるよう並列に接続された第２ダイオードと、外部から駆動指令が入力されると、放電スイッチをオフした状態で、充電スイッチのオン／オフを繰り返すことにより、ピエゾアクチュエータを充電させて伸長させるとともに、外部から駆動停止指令が入力されると、充電スイッチをオフした状態で、放電スイッチのオン／オフを繰り返すことにより、ピエゾアクチュエータを放電させて収縮させる充放電制御手段と、ピエゾアクチュエータに流れる電流であるピエゾ電流を検出するピエゾ電流検出手段と、インダクタとピエゾアクチュエータとの間の電流経路上に設けられる第１ノイズ伝搬防止スイッチと、第１ノイズ伝搬防止スイッチのオン／オフを制御する第１ノイズ伝搬防止スイッチ制御手段とを備え、第１ノイズ伝搬防止スイッチ制御手段は、充放電を行わないピエゾアクチュエータに対応する第１ノイズ伝搬防止スイッチについては、第１ノイズ伝搬防止スイッチをオフし、充放電を行うピエゾアクチュエータに対応する第１ノイズ伝搬防止スイッチについては、充放電制御手段が充放電制御を実行しているときにおいて、ピエゾ電流検出手段がピエゾ電流を検出している場合に、第１ノイズ伝搬防止スイッチをオンし、ピエゾ電流検出手段がピエゾ電流を検出していない場合に、第１ノイズ伝搬防止スイッチをオフすることを特徴とする。

なお、ピエゾアクチュエータ駆動装置により駆動するピエゾアクチュエータが１個である場合には、充放電を行わないピエゾアクチュエータが存在しない。このため、充放電を行わないピエゾアクチュエータに対応する第１ノイズ伝搬防止スイッチは存在しない。

このように構成されたピエゾアクチュエータ駆動装置では、充放電制御手段は、まず、外部から駆動指令が入力されると、放電スイッチをオフした状態で、充電スイッチのオン／オフを繰り返すことにより、ピエゾアクチュエータを充電させる。

これにより、充電スイッチのオン時には、直流電源からインダクタを介してピエゾアクチュエータに充電電流が流れ、充電スイッチのオフ時には、インダクタに蓄積されたエネルギーによって流れる充電電流（すなわち、フライホイール電流）が、ピエゾアクチュエータの低電位側から放電スイッチに並列な第２ダイオードを介してピエゾアクチュエータに流れることとなる。

その後、外部から駆動停止指令が入力されると、充放電制御手段は、充電スイッチをオフした状態で、放電スイッチのオン／オフを繰り返すことにより、ピエゾアクチュエータを放電させる。

これにより、放電スイッチのオン時には、ピエゾアクチュエータの高電位側からインダクタを介してピエゾアクチュエータの低電位側へ放電電流が流れ、放電スイッチのオフ時には、ピエゾアクチュエータの高電位側からインダクタ及び充電スイッチに並列な第１ダイオードを介して直流電源へと放電電流が流れ、その放電電流によりピエゾアクチュエータの電荷が直流電源に回収される。

なお、インダクタとピエゾアクチュエータとの間の電流経路上に第１ノイズ伝搬防止スイッチが設けられている。
そして、第１ノイズ伝搬防止スイッチ制御手段は、充放電を行わないピエゾアクチュエータに対応する第１ノイズ伝搬防止スイッチについては、第１ノイズ伝搬防止スイッチをオフする。このため、充放電を行わないピエゾアクチュエータには、充電スイッチおよび放電スイッチのオン／オフに起因した充電電流および放電電流が流れない。

一方、第１ノイズ伝搬防止スイッチ制御手段は、充放電を行うピエゾアクチュエータに対応する第１ノイズ伝搬防止スイッチについては、充放電制御手段が充放電制御を実行しているときにおいて、ピエゾ電流検出手段がピエゾ電流を検出している場合に、第１ノイズ伝搬防止スイッチをオンし、ピエゾ電流検出手段がピエゾ電流を検出していない場合に、第１ノイズ伝搬防止スイッチをオフする。

これにより、フライホイール電流がゼロになっている間において、第１ダイオードまたは第２ダイオードと、インダクタと、ピエゾアクチュエータとで構成される共振回路の電流経路を第１ノイズ伝搬防止スイッチで遮断することができ、上記共振回路に起因したノイズの発生を抑制することができる。

また、請求項１に記載のピエゾアクチュエータ駆動装置において、複数のピエゾアクチュエータが並列に接続される場合には、請求項２に記載のように、第１ノイズ伝搬防止スイッチは、複数のピエゾアクチュエータ毎に一つずつ設置されるようにするとよい。これにより、複数のピエゾアクチュエータ毎に、ノイズ発生抑制のための制御を行うことができる。

また、請求項３に記載のピエゾアクチュエータ駆動装置は、直流電源の正極側をピエゾアクチュエータの高電位側に接続するとともに、直流電源の負極側をピエゾアクチュエータの低電位側に接続して、ピエゾアクチュエータを駆動させるピエゾアクチュエータ駆動装置であって、一端がピエゾアクチュエータの高電位側に接続されるインダクタと、直流電源の正極側とインダクタの他端との間の電流経路上に設けられ、ピエゾアクチュエータを充電させるための充電スイッチと、直流電源の負極側とインダクタの他端との間の電流経路上に設けられ、ピエゾアクチュエータを放電させるための放電スイッチと、充電スイッチに対して、カソードが直流電源の正極側となるよう並列に接続された第１ダイオードと、放電スイッチに対して、アノードが直流電源の負極側となるよう並列に接続された第２ダイオードと、外部から駆動指令が入力されると、放電スイッチをオフした状態で、充電スイッチのオン／オフを繰り返すことにより、ピエゾアクチュエータを充電させて伸長させるとともに、外部から駆動停止指令が入力されると、充電スイッチをオフした状態で、放電スイッチのオン／オフを繰り返すことにより、ピエゾアクチュエータを放電させて収縮させる充放電制御手段と、ピエゾアクチュエータに流れる電流であるピエゾ電流を検出するピエゾ電流検出手段と、インダクタに対して並列に設けられる第２ノイズ伝搬防止スイッチと、第２ノイズ伝搬防止スイッチのオン／オフを制御する第２ノイズ伝搬防止スイッチ制御手段とを備え、第２ノイズ伝搬防止スイッチ制御手段は、充放電制御手段が充放電制御を実行しているときにおいて、ピエゾ電流検出手段がピエゾ電流を検出している場合に、第２ノイズ伝搬防止スイッチをオフし、ピエゾ電流検出手段がピエゾ電流を検出していない場合に、第２ノイズ伝搬防止スイッチをオンすることを特徴とする。

このように構成されたピエゾアクチュエータ駆動装置では、第２ノイズ伝搬防止スイッチがインダクタに対して並列に設けられ、第２ノイズ伝搬防止スイッチ制御手段は、充放電制御手段が充放電制御を実行しているときにおいて、ピエゾ電流検出手段がピエゾ電流を検出している場合に、第２ノイズ伝搬防止スイッチをオフし、ピエゾ電流検出手段がピエゾ電流を検出していない場合に、第２ノイズ伝搬防止スイッチをオンする。

これにより、フライホイール電流がゼロになっている間において、フライホイール電流はインダクタを迂回して第２ノイズ伝搬防止スイッチに流れるため、第１ダイオードまたは第２ダイオードとインダクタとピエゾアクチュエータとからなる共振回路を構成しなくなり、上記共振回路に起因したノイズの発生を抑制することができる。

第１実施形態のピエゾアクチュエータ駆動装置１の構成を示す回路図である。 第１実施形態のピエゾアクチュエータ駆動装置１の動作を説明するタイミングチャートである。 第２実施形態のピエゾアクチュエータ駆動装置１の構成を示す回路図である。 第２実施形態のピエゾアクチュエータ駆動装置１の動作を説明するタイミングチャートである。 第３実施形態のピエゾアクチュエータ駆動装置１の構成を示す回路図である。 第３実施形態のピエゾアクチュエータ駆動装置１の動作を説明するタイミングチャートである。 第４実施形態のピエゾアクチュエータ駆動装置１の構成を示す回路図である。 第４実施形態のピエゾアクチュエータ駆動装置１の動作を説明するタイミングチャートである。 第５実施形態のピエゾアクチュエータ駆動装置１の構成を示す回路図である。 第５実施形態のピエゾアクチュエータ駆動装置１の動作を説明するタイミングチャートである。 ピエゾアクチュエータ駆動装置１０１の構成を示す回路図である。 ピエゾアクチュエータ駆動装置１０１の動作を説明するタイミングチャートである。 ピエゾアクチュエータ駆動装置２０１の構成を示す回路図である。 ピエゾアクチュエータ駆動装置２０１の動作を説明するタイミングチャートである。

（第１実施形態）
以下に本発明の第１実施形態を図面とともに説明する。
図１は、第１実施形態のピエゾアクチュエータ駆動装置１の構成を示す回路図である。図２は、第１実施形態のピエゾアクチュエータ駆動装置１の動作を説明するタイミングチャートである。

ピエゾアクチュエータ駆動装置１は、車両に搭載されたディーゼルエンジンに対する燃料噴射を制御するものであり、そのディーゼルエンジンの各気筒へコモンレールからの高圧燃料を噴射する各インジェクタに設けられたピエゾアクチュエータを充放電させて伸縮させることにより、その各気筒のインジェクタに燃料噴射の開始／停止をさせるものである。

そして、ピエゾアクチュエータ駆動装置１は、図１に示すように、ピエゾアクチュエータ５０と直列に接続される充放電用コイル１１と、ピエゾアクチュエータ５０を充電するための電気エネルギーが蓄えられる直流電源としてのコンデンサ１２と、ピエゾアクチュエータ５０の充電時に動作する充電スイッチ１３と、ピエゾアクチュエータ５０の放電時に動作する放電スイッチ１４と、負電圧がピエゾアクチュエータ５０に発生するのを防止するダイオード１５と、ピエゾアクチュエータ５０に流れる電流（以下、ピエゾ電流という）を検出する電流検出部１６と、充電スイッチ１３および放電スイッチ１４の動作を制御する充放電制御部１７と、充放電時に発生するノイズの伝搬を防止するために動作するノイズ伝搬防止スイッチ１８と、ノイズ伝搬防止スイッチ１８の動作を制御するノイズ伝搬防止スイッチ制御部１９とを備えている。

またピエゾアクチュエータ駆動装置１は、高電位側出力端子３１と低電位側出力端子３２を備える。そしてピエゾアクチュエータ駆動装置１は、高電位側ハーネス６１を介して高電位側出力端子３１とピエゾアクチュエータ５０の高電位側とが接続され、低電位側ハーネス６２を介して低電位側出力端子３２とピエゾアクチュエータ５０の低電位側とが接続される。

これらのうち充放電用コイル１１は、一端がノイズ伝搬防止スイッチ１８を介して高電位側出力端子３１に接続される。
またコンデンサ１２は、正極端子が充電スイッチ１３と充放電用コイル１１を介して高電位側出力端子３１に接続されるとともに、負極端子が低電位側出力端子３２に接続される。

また充電スイッチ１３は、ｎチャネルＭＯＳＦＥＴからなり、ドレインがコンデンサ１２の正極端子に接続されるとともに、ソースが充放電用コイル１１の他端に接続されている。そして、そのＭＯＳＦＥＴの寄生ダイオードを、ダイオードＤａとして利用している。

また放電スイッチ１４は、ｎチャネルＭＯＳＦＥＴからなり、ドレインが充放電用コイル１１と充電スイッチ１３との接続点に接続されるとともに、ソースが低電位側出力端子３２に接続される。そして、そのＭＯＳＦＥＴの寄生ダイオードを、ダイオードＤｂとして利用している。

またダイオード１５は、アノードが放電スイッチ１４と低電位側出力端子３２との接続点に接続されるとともに、カソードが充放電用コイル１１と高電位側出力端子３１との接続点に接続される。

また電流検出部１６は、低電位側出力端子３２と放電スイッチ１４との間の電流径路上に設けられる。電流検出部１６は、シャント抵抗とオペアンプとコンパレータとにより構成されている。この電流検出部１６では、まず、シャント抵抗に電流が流れたときのシャント抵抗の両端間電圧をオペアンプで増幅する。そして、コンパレータで、この増幅した電圧値と予め設定されている電流検出閾値とを比較し、増幅電圧値が電流検出閾値よりも小さい場合には、ピエゾ電流検出信号としてハイを出力し、増幅電圧値が電流検出閾値以上である場合には、ピエゾ電流検出信号としてローを出力する。なお、上記電流検出閾値は、ピエゾ電流が０Ａ近傍で振動するときの振幅よりも少し大きい値に設定されている。

また充放電制御部１７は、エンジン制御の処理を行う電子制御ユニット（不図示）から、インジェクタを開弁させるための駆動信号（いわゆる噴射信号）を入力するとともに、電流検出部１６からピエゾ電流検出信号を入力して、ノイズ伝搬防止スイッチ１８を制御するための第１ノイズ伝搬防止スイッチ制御信号を出力する。

またノイズ伝搬防止スイッチ１８は、高電位側出力端子３１と充放電用コイル１１との間の電流径路上に設けられる。
またノイズ伝搬防止スイッチ制御部１９は、充放電制御部１７から第１ノイズ伝搬防止スイッチ制御信号を入力する。

ここで、ピエゾアクチュエータ駆動装置１のピエゾアクチュエータ５０に対する充放電制御を図２を用いて説明する。
図２に示すように、噴射信号がハイになると（時刻ｔ１を参照）、充放電制御部１７は、まず、第１ノイズ伝搬防止スイッチ制御信号をローからハイにする。これにより、ノイズ伝搬防止スイッチ制御部１９は、ノイズ伝搬防止スイッチ１８をオンする。その後に充放電制御部１７は、放電スイッチ１４をオフした状態で、充電スイッチ１３をオン／オフさせる充電スイッチ制御を行う（図２の充電スイッチ制御信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を参照）。

すると、充電スイッチ１１３のオン時には、コンデンサ１２から充放電用コイル１１を介してピエゾアクチュエータ５０に充電電流が流れ（図２における時刻ｔ１〜ｔ２，ｔ４〜ｔ５，ｔ７〜ｔ８のピエゾ電流を参照）、充電スイッチ１３のオフ時には、充放電用コイル１１に蓄積されたエネルギーによって流れる充電電流（すなわち、フライホイール電流）が、ピエゾアクチュエータ５０の低電位側から放電スイッチ１４に並列なダイオードＤｂを介してピエゾアクチュエータ５０に流れる（図２における時刻ｔ２〜ｔ４，ｔ５〜ｔ７，ｔ８〜ｔ１０のピエゾ電流を参照）こととなる。そして、このような充電スイッチ制御により、ピエゾアクチュエータ５０が段階的に充電されて伸長する（図２における時刻ｔ１〜ｔ９の高電位側出力端子電圧を参照）。

なお、ピエゾアクチュエータ駆動装置１の充電過程において、充電スイッチ１３がオフの状態の間にフライホイール電流が流れる。このフライホイール電流が０Ａ近傍で振動している間に、（図２における時刻ｔ３〜ｔ４，ｔ６〜ｔ７，ｔ９〜ｔ１０のピエゾ電流を参照）、ピエゾ電流検出信号がハイになる（図２における時刻ｔ３〜ｔ４，ｔ６〜ｔ７，ｔ９〜ｔ１０のピエゾ電流検出信号を参照）。これにより、充放電制御部１７は、第１ノイズ伝搬防止スイッチ制御信号をハイからローにする（図２における時刻ｔ３〜ｔ４，ｔ６〜ｔ７，ｔ９〜ｔ１０の第１ノイズ伝搬防止スイッチ制御信号を参照）。そして、ノイズ伝搬防止スイッチ制御部１９は、第１ノイズ伝搬防止スイッチ制御信号がローになっている間、ノイズ伝搬防止スイッチ１８をオフする。

これにより、高電位側出力端子３１の電圧（高電位側出力端子電圧）、および低電位側出力端子３２の電圧（低電位側出力端子電圧）について、ピエゾ電流が０Ａ近傍で振動している間にノイズが発生しない（図２における時刻ｔ３〜ｔ４，ｔ６〜ｔ７，ｔ９〜ｔ１０の高電位側出力端子電圧および低電位側出力端子電圧を参照）。このため、高電位側出力端子電圧と低電位側出力端子電圧との差動電圧と、高電位側出力端子電圧と低電位側出力端子電圧とのコモンモード電圧についても、ピエゾ電流が０Ａ近傍で振動している間にノイズが発生しない（図２における時刻ｔ３〜ｔ４，ｔ６〜ｔ７，ｔ９〜ｔ１０の出力端子差動電圧および出力端子コモンモード電圧を参照）。

その後、噴射信号がハイからローに戻ると（時刻ｔ１１を参照）、充放電制御部１７は、まず、第１ノイズ伝搬防止スイッチ制御信号をローからハイにする。これにより、ノイズ伝搬防止スイッチ制御部１９は、ノイズ伝搬防止スイッチ１８をオンする。その後に充放電制御部１７は、充電スイッチ１３をオフした状態で、放電スイッチ１４をオン／オフさせる放電スイッチング制御を行う（図２の放電スイッチ制御信号Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３を参照）。

すると、放電スイッチ１４のオン時には、ピエゾアクチュエータ５０の高電位側から充放電用コイル１１を介してピエゾアクチュエータ１５０の低電位側へ放電電流が流れ（図２における時刻ｔ１１〜ｔ１２，ｔ１４〜ｔ１５，ｔ１７〜ｔ１８のピエゾ電流を参照）、放電スイッチ１４のオフ時には、ピエゾアクチュエータ５０の高電位側から充放電用コイル１１及び充電スイッチ１３に並列なダイオードＤａを介してコンデンサ１２へと放電電流が流れ（図２における時刻ｔ１２〜ｔ１４，ｔ１５〜ｔ１７，ｔ１８〜ｔ２０のピエゾ電流を参照）、その放電電流によりピエゾアクチュエータ５０の電荷がコンデンサ１２に回収される。そして、このような放電スイッチ制御により、ピエゾアクチュエータ５０が段階的に放電されて収縮する（図２における時刻ｔ１１〜ｔ１９の高電位側出力端子電圧を参照）。

なお、ピエゾアクチュエータ駆動装置１の放電過程において、放電スイッチ１４がオフの状態の間にフライホイール電流が流れる。このフライホイール電流が０Ａ近傍で振動している間に、（図２における時刻ｔ１３〜ｔ１４，ｔ１６〜ｔ１７，ｔ１９〜ｔ２０のピエゾ電流を参照）、ピエゾ電流検出信号がハイになる（図２における時刻ｔ１３〜ｔ１４，ｔ１６〜ｔ１７，ｔ１９〜ｔ２０のピエゾ電流検出信号を参照）。これにより、充放電制御部１７は、第１ノイズ伝搬防止スイッチ制御信号をハイからローにする（図２における時刻ｔ１３〜ｔ１４，ｔ１６〜ｔ１７，ｔ１９〜ｔ２０の第１ノイズ伝搬防止スイッチ制御信号を参照）。そして、ノイズ伝搬防止スイッチ制御部１９は、第１ノイズ伝搬防止スイッチ制御信号がローになっている間、ノイズ伝搬防止スイッチ１８をオフする。

これにより、高電位側出力端子３１の電圧（高電位側出力端子電圧）、および低電位側出力端子３２の電圧（低電位側出力端子電圧）について、ピエゾ電流が０Ａ近傍で振動している間にノイズが発生しない（図２における時刻ｔ１３〜ｔ１４，ｔ１６〜ｔ１７，ｔ１９〜ｔ２０の高電位側出力端子電圧および低電位側出力端子電圧を参照）。このため、高電位側出力端子電圧と低電位側出力端子電圧との差動電圧と、高電位側出力端子電圧と低電位側出力端子電圧とのコモンモード電圧についても、ピエゾ電流が０Ａ近傍で振動している間にノイズが発生しない（図２における時刻ｔ１３〜ｔ１４，ｔ１６〜ｔ１７，ｔ１９〜ｔ２０の出力端子差動電圧および出力端子コモンモード電圧を参照）。

このように構成されたピエゾアクチュエータ駆動装置１では、ノイズ伝搬防止スイッチ制御部１９は、充放電制御部１７が充放電制御を実行しているときにおいて、電流検出部１６がピエゾ電流を検出している場合に、ノイズ伝搬防止スイッチ１８をオンし、電流検出部１６がピエゾ電流を検出していない場合に、ノイズ伝搬防止スイッチ１８をオフする。

これにより、フライホイール電流がゼロになっている間において、ダイオードＤａまたダイオードＤｂと、充放電用コイル１１と、ピエゾアクチュエータ５０とで構成される共振回路の電流経路をノイズ伝搬防止スイッチ１８で遮断することができ、上記共振回路に起因したノイズの発生を抑制することができる。

以上説明した実施形態において、コンデンサ１２は本発明における直流電源、充放電用コイル１１は本発明におけるインダクタ、ダイオードＤａは本発明における第１ダイオード、ダイオードＤｂは本発明における第２ダイオード、充放電制御部１７は本発明における充放電制御手段、電流検出部１６は本発明におけるピエゾ電流検出手段、ノイズ伝搬防止スイッチ１８は本発明における第１ノイズ伝搬防止スイッチ、ノイズ伝搬防止スイッチ制御部１９は本発明における第１ノイズ伝搬防止スイッチ制御手段、ハイ状態の噴射信号は本発明における駆動指令、ロー状態の噴射信号は本発明における駆動停止指令である。

（第２実施形態）
以下に本発明の第２実施形態を説明する。なお、第２実施形態では、第１実施形態と異なる部分のみを説明する。

図３は、第２実施形態のピエゾアクチュエータ駆動装置１の構成を示す回路図である。図４は、第２実施形態のピエゾアクチュエータ駆動装置１の動作を説明するタイミングチャートである。

第２実施形態のピエゾアクチュエータ駆動装置１は、図３に示すように、ｎ個のピエゾアクチュエータ５０−１，５０−２，５０−３，・・・，５０−ｎ（ｎは整数）を駆動するように構成されている。但し、図３では、ピエゾアクチュエータ５０−１，５０−ｎのみを図示している。

そしてピエゾアクチュエータ駆動装置１は、高電位側出力端子３１の代わりに高電位側出力端子３１−１，３１−２，３１−３，・・・，３１−ｎ（ｎは整数）が設けられた点と、低電位側出力端子３２の代わりに低電位側出力端子３２−１，３２−２，３２−３，・・・，３２−ｎ（ｎは整数）が設けられた点と、ノイズ伝搬防止スイッチ１８の代わりに選択スイッチ２１−１，２１−２，２１−３，・・・，２１−ｎ（ｎは整数）が設けられた点以外は第１実施形態と同じである。但し、図３では、高電位側出力端子３１−１，３１−ｎ、低電位側出力端子３２−１，３２−ｎ、および選択スイッチ２１−１，２１−ｎのみを図示している。

すなわち、高電位側出力端子３１−１，３１−２，３１−３，・・・，３１−ｎはそれぞれ、選択スイッチ２１−１，２１−２，２１−３，・・・，２１−ｎを介して充放電用コイル１１の一端に接続される。

また低電位側出力端子３２−１，３２−２，３２−３，・・・，３２−ｎはそれぞれ、電流検出部１６を介してコンデンサ１２の負極端子に接続される。
また、選択スイッチ２１−１，２１−２，２１−３，・・・，２１−ｎはそれぞれ、高電位側出力端子３１−１，３１−２，３１−３，・・・，３１−ｎと充放電用コイル１１との間の電流径路上に設けられる。

そしてノイズ伝搬防止スイッチ制御部１９は、選択スイッチ２１−１，２１−２，２１−３，・・・，２１−ｎの動作を制御する。
また、高電位側ハーネス６１−１，６１−２，６１−３，・・・，６１−ｎを介して高電位側出力端子３１−１，３１−２，３１−３，・・・，３１−ｎとピエゾアクチュエータ５０−１，５０−２，５０−３，・・・，５０−ｎの高電位側とが接続され、低電位側ハーネス６２−１，６２−２，６２−３，・・・，６２−ｎを介して低電位側出力端子３２−１，３２−２，３２−３，・・・，３２−ｎとピエゾアクチュエータ５０−１，５０−２，５０−３，・・・，５０−ｎの低電位側とが接続される。

ここで、ピエゾアクチュエータ駆動装置１のピエゾアクチュエータ５０−１に対する充放電制御を図４を用いて説明する。
図４に示すように、ピエゾアクチュエータ５０−１の噴射信号がハイになると（時刻ｔ１を参照）、充放電制御部１７は、選択スイッチ２１−１〜ｎのうち、ピエゾアクチュエータ５０−１に対応する選択スイッチ２１−１をオンするとともに、放電スイッチ１４をオフした状態で、充電スイッチ１３をオン／オフさせる充電スイッチ制御を行う（図４の充電スイッチ制御信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を参照）。これにより、ピエゾアクチュエータ５０−１が段階的に充電されて伸長する（図４における時刻ｔ１〜ｔ９の高電位側出力端子電圧［５０−１］を参照）。

なお、ピエゾアクチュエータ駆動装置１のピエゾアクチュエータ５０−１に対する充電過程において、充電スイッチ１３がオフの状態の間にフライホイール電流が流れる。このフライホイール電流が０Ａ近傍で振動している間に、（図４における時刻ｔ３〜ｔ４，ｔ６〜ｔ７，ｔ９〜ｔ１０のピエゾ電流を参照）、ピエゾ電流検出信号がハイになる（図４における時刻ｔ３〜ｔ４，ｔ６〜ｔ７，ｔ９〜ｔ１０のピエゾ電流検出信号を参照）。これにより、充放電制御部１７は、選択スイッチ２１−１に対する第１ノイズ伝搬防止スイッチ制御信号をハイからローにする（図４における時刻ｔ３〜ｔ４，ｔ６〜ｔ７，ｔ９〜ｔ１０の第１ノイズ伝搬防止スイッチ制御信号［５０−１］を参照）。そして、ノイズ伝搬防止スイッチ制御部１９は、選択スイッチ２１−１に対する第１ノイズ伝搬防止スイッチ制御信号がローになっている間、選択スイッチ２１−１をオフする。

これにより、高電位側出力端子３１−１の電圧（高電位側出力端子電圧［５０−１］）、および低電位側出力端子３２−１の電圧（低電位側出力端子電圧［５０−１］）について、ピエゾ電流が０Ａ近傍で振動している間にノイズが発生しない（図４における時刻ｔ３〜ｔ４，ｔ６〜ｔ７，ｔ９〜ｔ１０の高電位側出力端子電圧［５０−１］および低電位側出力端子電圧［５０−１］を参照）。このため、高電位側出力端子電圧［５０−１］と低電位側出力端子電圧［５０−１］との差動電圧［５０−１］と、高電位側出力端子電圧［５０−１］と低電位側出力端子電圧［５０−１］とのコモンモード電圧［５０−１］についても、ピエゾ電流が０Ａ近傍で振動している間にノイズが発生しない（図４における時刻ｔ３〜ｔ４，ｔ６〜ｔ７，ｔ９〜ｔ１０の出力端子差動電圧［５０−１］および出力端子コモンモード電圧［５０−１］を参照）。

その後、噴射信号がハイからローに戻ると（時刻ｔ１１を参照）、充放電制御部１７は、選択スイッチ２１−１〜ｎのうち、ピエゾアクチュエータ５０−１に対応する選択スイッチ２１−１をオンするとともに、充電スイッチ１３をオフした状態で、放電スイッチ１４をオン／オフさせる放電スイッチング制御を行う（図２の放電スイッチ制御信号Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３を参照）。これにより、ピエゾアクチュエータ５０が段階的に放電されて収縮する（図４における時刻ｔ１１〜ｔ１９の高電位側出力端子電圧［５０−１］を参照）。

なお、ピエゾアクチュエータ駆動装置１のピエゾアクチュエータ５０−１に対する放電過程において、放電スイッチ１４がオフの状態の間にフライホイール電流が流れる。このフライホイール電流が０Ａ近傍で振動している間に、（図４における時刻ｔ１３〜ｔ１４，ｔ１６〜ｔ１７，ｔ１９〜ｔ２０のピエゾ電流を参照）、ピエゾ電流検出信号がハイになる（図４における時刻ｔ１３〜ｔ１４，ｔ１６〜ｔ１７，ｔ１９〜ｔ２０のピエゾ電流検出信号を参照）。これにより、充放電制御部１７は、選択スイッチ２１−１に対する第１ノイズ伝搬防止スイッチ制御信号をハイからローにする（図４における時刻ｔ１３〜ｔ１４，ｔ１６〜ｔ１７，ｔ１９〜ｔ２０の第１ノイズ伝搬防止スイッチ制御信号［５０−１］を参照）。そして、ノイズ伝搬防止スイッチ制御部１９は、選択スイッチ２１−１に対する第１ノイズ伝搬防止スイッチ制御信号がローになっている間、選択スイッチ２１−１をオフする。

これにより、高電位側出力端子３１−１の電圧（高電位側出力端子電圧［５０−１］）、および低電位側出力端子３２−１の電圧（低電位側出力端子電圧［５０−１］）について、ピエゾ電流が０Ａ近傍で振動している間にノイズが発生しない（図４における時刻ｔ１３〜ｔ１４，ｔ１６〜ｔ１７，ｔ１９〜ｔ２０の高電位側出力端子電圧［５０−１］および低電位側出力端子電圧［５０−１］を参照）。このため、高電位側出力端子電圧［５０−１］と低電位側出力端子電圧［５０−１］との差動電圧［５０−１］と、高電位側出力端子電圧［５０−１］と低電位側出力端子電圧［５０−１］とのコモンモード電圧［５０−１］についても、ピエゾ電流が０Ａ近傍で振動している間にノイズが発生しない（図４における時刻ｔ１３〜ｔ１４，ｔ１６〜ｔ１７，ｔ１９〜ｔ２０の出力端子差動電圧［５０−１］および出力端子コモンモード電圧［５０−１］を参照）。

なお、充放電制御の対象となっていないピエゾアクチュエータ５０、すなわち、ピエゾアクチュエータ５０−２〜ｎについては、これらに対応する選択スイッチ２１−２〜ｎがオフである（図４における第１ノイズ伝搬防止スイッチ制御信号［５０−ｎ］を参照）。すなわち、ピエゾアクチュエータ５０−２〜ｎの高電位側は高電位側出力端子３１−２〜ｎと接続されていない。一方、ピエゾアクチュエータ５０−２〜ｎの低電位側は、低電位側出力端子３２−２〜ｎと接続されており、ピエゾアクチュエータ５０−２〜ｎの低電位側は略グランド電位で共通となる。

したがって、ピエゾアクチュエータ５０−２〜ｎの高電位側出力端子電圧［５０−２］，・・・，［５０−ｎ］は、低電位側出力端子電圧［５０−２］，・・・，［５０−ｎ］と同じ電圧、すなわち略グランド電位で共通となる（図４における高電位側出力端子電圧［５０−ｎ］および低電位側出力端子電圧［５０−ｎ］を参照）。このため、高電位側出力端子電圧［５０−２］，・・・，［５０−ｎ］と低電位側出力端子電圧［５０−２］，・・・，［５０−ｎ］とのコモンモード電圧［５０−２］，・・・，［５０−ｎ］は、略グランド電位で小さくなり、ノイズが発生しない（図４における出力端子コモンモード電圧［５０−ｎ］を参照）。

このように構成されたピエゾアクチュエータ駆動装置１では、ノイズ伝搬防止スイッチ制御部１９は、充放電を行わないピエゾアクチュエータ５０に対応する選択スイッチ２１について、選択スイッチ２１をオフする。このため、充放電を行わないピエゾアクチュエータ５０には、充電スイッチ１３および放電スイッチ１４のオン／オフに起因した充電電流および放電電流が流れない。

一方、ノイズ伝搬防止スイッチ制御部１９は、充放電を行うピエゾアクチュエータ５０に対応する選択スイッチ２１について、充放電制御部１７が充放電制御を実行しているときにおいて、電流検出部１６がピエゾ電流を検出している場合に、選択スイッチ２１をオンし、電流検出部１６がピエゾ電流を検出していない場合に、選択スイッチ２１をオフする。

これにより、フライホイール電流がゼロになっている間において、ダイオードＤａまたダイオードＤｂと、充放電用コイル１１と、ピエゾアクチュエータ５０とで構成される共振回路の電流経路を選択スイッチ２１で遮断することができ、上記共振回路に起因したノイズの発生を抑制することができる。

以上説明した実施形態において、選択スイッチ２１は本発明における第１ノイズ伝搬防止スイッチである。
（第３実施形態）
以下に本発明の第３実施形態を説明する。なお、第３実施形態では、第１実施形態と異なる部分のみを説明する。

図５は、第３実施形態のピエゾアクチュエータ駆動装置１の構成を示す回路図である。図６は、第３実施形態のピエゾアクチュエータ駆動装置１の動作を説明するタイミングチャートである。

第３実施形態のピエゾアクチュエータ駆動装置１は、図５に示すように、ノイズ伝搬防止スイッチ１８の代わりにノイズ伝搬防止スイッチ２２が設けられた点以外は第１実施形態と同じである。

すなわち、充放電用コイル１１は、一端が直接、高電位側出力端子３１に接続される。
またノイズ伝搬防止スイッチ２２は、充放電用コイル１１に対して並列に接続される。
また充放電制御部１７は、ノイズ伝搬防止スイッチ２２を制御するための第２ノイズ伝搬防止スイッチ制御信号を出力する。

またノイズ伝搬防止スイッチ制御部１９は、充放電制御部１７から第２ノイズ伝搬防止スイッチ制御信号を入力して、ノイズ伝搬防止スイッチ２２の動作を制御する。
ここで、ピエゾアクチュエータ駆動装置１のピエゾアクチュエータ５０に対する充放電制御を図６を用いて説明する。

図６に示すように、第３実施形態のピエゾアクチュエータ駆動装置１の充放電制御は、ノイズ伝搬防止スイッチ１８の代わりにノイズ伝搬防止スイッチ２２の動作を制御する点以外は第１実施形態と同じである。

すなわち、ピエゾ電流検出信号がハイになると（図６における時刻ｔ３〜ｔ４，ｔ６〜ｔ７，ｔ９〜ｔ１０，ｔ１３〜ｔ１４，ｔ１６〜ｔ１７，ｔ１９〜ｔ２０のピエゾ電流検出信号を参照）、充放電制御部１７は、第２ノイズ伝搬防止スイッチ制御信号をローからハイにする（図６における時刻ｔ３〜ｔ４，ｔ６〜ｔ７，ｔ９〜ｔ１０，ｔ１３〜ｔ１４，ｔ１６〜ｔ１７，ｔ１９〜ｔ２０の第２ノイズ伝搬防止スイッチ制御信号を参照）。そして、ノイズ伝搬防止スイッチ制御部１９は、第２ノイズ伝搬防止スイッチ制御信号がハイになっている間、ノイズ伝搬防止スイッチ２２をオンする。

これにより、高電位側出力端子３１の電圧（高電位側出力端子電圧）、および低電位側出力端子３２の電圧（低電位側出力端子電圧）について、ピエゾ電流が０Ａ近傍で振動している間にノイズが発生しない（図６における時刻ｔ３〜ｔ４，ｔ６〜ｔ７，ｔ９〜ｔ１０，ｔ１３〜ｔ１４，ｔ１６〜ｔ１７，ｔ１９〜ｔ２０の高電位側出力端子電圧および低電位側出力端子電圧を参照）。このため、高電位側出力端子電圧と低電位側出力端子電圧との差動電圧と、高電位側出力端子電圧と低電位側出力端子電圧とのコモンモード電圧についても、ピエゾ電流が０Ａ近傍で振動している間にノイズが発生しない（図６における時刻ｔ３〜ｔ４，ｔ６〜ｔ７，ｔ９〜ｔ１０，ｔ１３〜ｔ１４，ｔ１６〜ｔ１７，ｔ１９〜ｔ２０の出力端子差動電圧および出力端子コモンモード電圧を参照）。

このように構成されたピエゾアクチュエータ駆動装置１では、ノイズ伝搬防止スイッチ２２が充放電用コイル１１に対して並列に設けられ、ノイズ伝搬防止スイッチ制御部１９は、充放電制御部１７が充放電制御を実行しているときにおいて、電流検出部１６がピエゾ電流を検出している場合に、ノイズ伝搬防止スイッチ２２をオフし、電流検出部１６がピエゾ電流を検出していない場合に、ノイズ伝搬防止スイッチ２２をオンする。

これにより、フライホイール電流がゼロになっている間において、フライホイール電流はインダクタを迂回してノイズ伝搬防止スイッチ２２に流れるため、ダイオードＤａまたダイオードＤｂと、充放電用コイル１１と、ピエゾアクチュエータ５０とからなる共振回路を構成しなくなり、上記共振回路に起因したノイズの発生を抑制することができる。

以上説明した実施形態において、ノイズ伝搬防止スイッチ２２は本発明における第２ノイズ伝搬防止スイッチ、ノイズ伝搬防止スイッチ制御部１９は本発明における第２ノイズ伝搬防止スイッチ制御手段である。

（第４実施形態）
以下に本発明の第４実施形態を説明する。なお、第４実施形態では、第１実施形態と異なる部分のみを説明する。

図７は、第４実施形態のピエゾアクチュエータ駆動装置１の構成を示す回路図である。図８は、第４実施形態のピエゾアクチュエータ駆動装置１の動作を説明するタイミングチャートである。

第４実施形態のピエゾアクチュエータ駆動装置１は、図７に示すように、ノイズ伝搬防止スイッチ２２が追加された点以外は第１実施形態と同じである。
すなわち、ノイズ伝搬防止スイッチ２２は、充放電用コイル１１に対して並列に接続される。

また充放電制御部１７は、第１ノイズ伝搬防止スイッチ制御信号に加えて、ノイズ伝搬防止スイッチ２２を制御するための第２ノイズ伝搬防止スイッチ制御信号を出力する。
またノイズ伝搬防止スイッチ制御部１９は、第１ノイズ伝搬防止スイッチ制御信号を入力してノイズ伝搬防止スイッチ１８の動作を制御することに加えて、充放電制御部１７から第２ノイズ伝搬防止スイッチ制御信号を入力して、ノイズ伝搬防止スイッチ２２の動作を制御する。

ここで、ピエゾアクチュエータ駆動装置１のピエゾアクチュエータ５０に対する充放電制御を図８を用いて説明する。
図８に示すように、第４実施形態のピエゾアクチュエータ駆動装置１の充放電制御は、ノイズ伝搬防止スイッチ１８に加えてノイズ伝搬防止スイッチ２２の動作を制御する点以外は第１実施形態と同じである。

すなわち、ピエゾ電流検出信号がハイになると（図８における時刻ｔ３〜ｔ４，ｔ６〜ｔ７，ｔ９〜ｔ１０，ｔ１３〜ｔ１４，ｔ１６〜ｔ１７，ｔ１９〜ｔ２０のピエゾ電流検出信号を参照）、充放電制御部１７は、第１ノイズ伝搬防止スイッチ制御信号をハイからローにするとともに、第２ノイズ伝搬防止スイッチ制御信号をローからハイにする（図８における時刻ｔ３〜ｔ４，ｔ６〜ｔ７，ｔ９〜ｔ１０，ｔ１３〜ｔ１４，ｔ１６〜ｔ１７，ｔ１９〜ｔ２０の第１，２ノイズ伝搬防止スイッチ制御信号を参照）。そして、ノイズ伝搬防止スイッチ制御部１９は、第１ノイズ伝搬防止スイッチ制御信号がローになっている間、ノイズ伝搬防止スイッチ１８をオフするとともに、第２ノイズ伝搬防止スイッチ制御信号がハイになっている間、ノイズ伝搬防止スイッチ２２をオンする。

これにより、高電位側出力端子３１の電圧（高電位側出力端子電圧）、および低電位側出力端子３２の電圧（低電位側出力端子電圧）について、ピエゾ電流が０Ａ近傍で振動している間にノイズが発生しない（図８における時刻ｔ３〜ｔ４，ｔ６〜ｔ７，ｔ９〜ｔ１０，ｔ１３〜ｔ１４，ｔ１６〜ｔ１７，ｔ１９〜ｔ２０の高電位側出力端子電圧および低電位側出力端子電圧を参照）。このため、高電位側出力端子電圧と低電位側出力端子電圧との差動電圧と、高電位側出力端子電圧と低電位側出力端子電圧とのコモンモード電圧についても、ピエゾ電流が０Ａ近傍で振動している間にノイズが発生しない（図８における時刻ｔ３〜ｔ４，ｔ６〜ｔ７，ｔ９〜ｔ１０，ｔ１３〜ｔ１４，ｔ１６〜ｔ１７，ｔ１９〜ｔ２０の出力端子差動電圧および出力端子コモンモード電圧を参照）。

このように構成されたピエゾアクチュエータ駆動装置１では、ノイズ伝搬防止スイッチ制御部１９は、充放電制御部１７が充放電制御を実行しているときにおいて、電流検出部１６がピエゾ電流を検出している場合に、ノイズ伝搬防止スイッチ１８をオンし、電流検出部１６がピエゾ電流を検出していない場合に、ノイズ伝搬防止スイッチ１８をオフする。

これにより、フライホイール電流がゼロになっている間において、ダイオードＤａまたダイオードＤｂと、充放電用コイル１１と、ピエゾアクチュエータ５０とで構成される共振回路の電流経路をノイズ伝搬防止スイッチ１８で遮断することができ、上記共振回路に起因したノイズの発生を抑制することができる。

また、ノイズ伝搬防止スイッチ２２が充放電用コイル１１に対して並列に設けられ、ノイズ伝搬防止スイッチ制御部１９は、充放電制御部１７が充放電制御を実行しているときにおいて、電流検出部１６がピエゾ電流を検出している場合に、ノイズ伝搬防止スイッチ２２をオフし、電流検出部１６がピエゾ電流を検出していない場合に、ノイズ伝搬防止スイッチ２２をオンする。

これにより、フライホイール電流がゼロになっている間において、フライホイール電流はインダクタを迂回してノイズ伝搬防止スイッチ２２に流れるため、ダイオードＤａまたダイオードＤｂと、充放電用コイル１１と、ピエゾアクチュエータ５０とからなる共振回路を構成しなくなり、上記共振回路に起因したノイズの発生を抑制することができる。

（第５実施形態）
以下に本発明の第５実施形態を説明する。なお、第５実施形態では、第２実施形態と異なる部分のみを説明する。

図９は、第５実施形態のピエゾアクチュエータ駆動装置１の構成を示す回路図である。図１０は、第５実施形態のピエゾアクチュエータ駆動装置１の動作を説明するタイミングチャートである。

第５実施形態のピエゾアクチュエータ駆動装置１は、図９に示すように、ノイズ伝搬防止スイッチ２２が追加された点以外は第２実施形態と同じである。
すなわち、ノイズ伝搬防止スイッチ２２は、充放電用コイル１１に対して並列に接続される。

また充放電制御部１７は、第１ノイズ伝搬防止スイッチ制御信号に加えて、ノイズ伝搬防止スイッチ２２を制御するための第２ノイズ伝搬防止スイッチ制御信号を出力する。
またノイズ伝搬防止スイッチ制御部１９は、第１ノイズ伝搬防止スイッチ制御信号を入力してノイズ伝搬防止スイッチ１８の動作を制御することに加えて、充放電制御部１７から第２ノイズ伝搬防止スイッチ制御信号を入力して、ノイズ伝搬防止スイッチ２２の動作を制御する。

ここで、ピエゾアクチュエータ駆動装置１のピエゾアクチュエータ５０−１に対する充放電制御を図１０を用いて説明する。
図１０に示すように、第５実施形態のピエゾアクチュエータ駆動装置１の充放電制御は、選択スイッチ２１−１，２１−２，２１−３，・・・，２１−ｎに加えてノイズ伝搬防止スイッチ２２の動作を制御する点以外は第１実施形態と同じである。

すなわち、ピエゾ電流検出信号がハイになると（図１０における時刻ｔ３〜ｔ４，ｔ６〜ｔ７，ｔ９〜ｔ１０，ｔ１３〜ｔ１４，ｔ１６〜ｔ１７，ｔ１９〜ｔ２０のピエゾ電流検出信号を参照）、充放電制御部１７は、選択スイッチ２１−１に対する第１ノイズ伝搬防止スイッチ制御信号をハイからローにするとともに、第２ノイズ伝搬防止スイッチ制御信号をローからハイにする（図１０における時刻ｔ３〜ｔ４，ｔ６〜ｔ７，ｔ９〜ｔ１０，ｔ１３〜ｔ１４，ｔ１６〜ｔ１７，ｔ１９〜ｔ２０の第１ノイズ伝搬防止スイッチ制御信号［５０−１］および第２ノイズ伝搬防止スイッチ制御信号を参照）。そして、ノイズ伝搬防止スイッチ制御部１９は、選択スイッチ２１−１に対する第１ノイズ伝搬防止スイッチ制御信号がローになっている間、選択スイッチ２１−１をオフするとともに、第２ノイズ伝搬防止スイッチ制御信号がハイになっている間、ノイズ伝搬防止スイッチ２２をオンする。

これにより、高電位側出力端子３１−１の電圧（高電位側出力端子電圧［５０−１］）、および低電位側出力端子３２−１の電圧（低電位側出力端子電圧［５０−１］）について、ピエゾ電流が０Ａ近傍で振動している間にノイズが発生しない（図１０における時刻ｔ１３〜ｔ１４，ｔ１６〜ｔ１７，ｔ１９〜ｔ２０の高電位側出力端子電圧［５０−１］および低電位側出力端子電圧［５０−１］を参照）。このため、高電位側出力端子電圧［５０−１］と低電位側出力端子電圧［５０−１］との差動電圧［５０−１］と、高電位側出力端子電圧［５０−１］と低電位側出力端子電圧［５０−１］とのコモンモード電圧［５０−１］についても、ピエゾ電流が０Ａ近傍で振動している間にノイズが発生しない（図１０における時刻ｔ１３〜ｔ１４，ｔ１６〜ｔ１７，ｔ１９〜ｔ２０の出力端子差動電圧［５０−１］および出力端子コモンモード電圧［５０−１］を参照）。

このように構成されたピエゾアクチュエータ駆動装置１では、ノイズ伝搬防止スイッチ制御部１９は、充放電を行わないピエゾアクチュエータ５０に対応する選択スイッチ２１について、選択スイッチ２１をオフする。このため、充放電を行わないピエゾアクチュエータ５０には、充電スイッチ１３および放電スイッチ１４のオン／オフに起因した充電電流および放電電流が流れない。

一方、ノイズ伝搬防止スイッチ制御部１９は、充放電を行うピエゾアクチュエータ５０に対応する選択スイッチ２１について、充放電制御部１７が充放電制御を実行しているときにおいて、電流検出部１６がピエゾ電流を検出している場合に、選択スイッチ２１をオンし、電流検出部１６がピエゾ電流を検出していない場合に、選択スイッチ２１をオフする。

これにより、フライホイール電流がゼロになっている間において、ダイオードＤａまたダイオードＤｂと、充放電用コイル１１と、ピエゾアクチュエータ５０とで構成される共振回路の電流経路を選択スイッチ２１で遮断することができ、上記共振回路に起因したノイズの発生を抑制することができる。

また、ノイズ伝搬防止スイッチ２２が充放電用コイル１１に対して並列に設けられ、ノイズ伝搬防止スイッチ制御部１９は、充放電制御部１７が充放電制御を実行しているときにおいて、電流検出部１６がピエゾ電流を検出している場合に、ノイズ伝搬防止スイッチ２２をオフし、電流検出部１６がピエゾ電流を検出していない場合に、ノイズ伝搬防止スイッチ２２をオンする。

これにより、フライホイール電流がゼロになっている間において、フライホイール電流はインダクタを迂回してノイズ伝搬防止スイッチ２２に流れるため、ダイオードＤａまたダイオードＤｂと、充放電用コイル１１と、ピエゾアクチュエータ５０とからなる共振回路を構成しなくなり、上記共振回路に起因したノイズの発生を抑制することができる。

以上、本発明の一実施例について説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採ることができる。

１…ピエゾアクチュエータ駆動装置、１１…充放電用コイル、１２…コンデンサ、１３…充電スイッチ、１４…放電スイッチ、１５…ダイオード、１６…電流検出部、１７…充放電制御部、１８…ノイズ伝搬防止スイッチ、１９…ノイズ伝搬防止スイッチ制御部、２１…選択スイッチ、２２…ノイズ伝搬防止スイッチ、３１…高電位側出力端子、３２…低電位側出力端子、５０…ピエゾアクチュエータ、６１…高電位側ハーネス、６２…低電位側ハーネス、Ｄａ，Ｄｂ…ダイオード

Claims (3)

1. 直流電源の正極側をピエゾアクチュエータの高電位側に接続するとともに、前記直流電源の負極側を前記ピエゾアクチュエータの低電位側に接続して、前記ピエゾアクチュエータを駆動させるピエゾアクチュエータ駆動装置であって、
   一端がピエゾアクチュエータの高電位側に接続されるインダクタと、
   直流電源の正極側と前記インダクタの他端との間の電流経路上に設けられ、前記ピエゾアクチュエータを充電させるための充電スイッチと、
   前記直流電源の負極側と前記インダクタの他端との間の電流経路上に設けられ、前記ピエゾアクチュエータを放電させるための放電スイッチと、
   前記充電スイッチに対して、カソードが前記直流電源の正極側となるよう並列に接続された第１ダイオードと、
   前記放電スイッチに対して、アノードが前記直流電源の負極側となるよう並列に接続された第２ダイオードと、
   外部から駆動指令が入力されると、前記放電スイッチをオフした状態で、前記充電スイッチのオン／オフを繰り返すことにより、前記ピエゾアクチュエータを充電させて伸長させるとともに、外部から駆動停止指令が入力されると、前記充電スイッチをオフした状態で、前記放電スイッチのオン／オフを繰り返すことにより、前記ピエゾアクチュエータを放電させて収縮させる充放電制御手段と、
   前記ピエゾアクチュエータに流れる電流であるピエゾ電流を検出するピエゾ電流検出手段と、
   前記インダクタと前記ピエゾアクチュエータとの間の電流経路上に設けられる第１ノイズ伝搬防止スイッチと、
   前記第１ノイズ伝搬防止スイッチのオン／オフを制御する第１ノイズ伝搬防止スイッチ制御手段とを備え、
   前記第１ノイズ伝搬防止スイッチ制御手段は、
   充放電を行わない前記ピエゾアクチュエータに対応する前記第１ノイズ伝搬防止スイッチについては、前記第１ノイズ伝搬防止スイッチをオフし、
   充放電を行う前記ピエゾアクチュエータに対応する前記第１ノイズ伝搬防止スイッチについては、前記充放電制御手段が充放電制御を実行しているときにおいて、前記ピエゾ電流検出手段が前記ピエゾ電流を検出している場合に、前記第１ノイズ伝搬防止スイッチをオンし、前記ピエゾ電流検出手段が前記ピエゾ電流を検出していない場合に、前記第１ノイズ伝搬防止スイッチをオフする
   ことを特徴とするピエゾアクチュエータ駆動装置。
2. 複数の前記ピエゾアクチュエータが並列に接続される場合に、前記第１ノイズ伝搬防止スイッチは、複数の前記ピエゾアクチュエータ毎に一つずつ設置される
   ことを特徴とする請求項１に記載のピエゾアクチュエータ駆動装置。
3. 直流電源の正極側をピエゾアクチュエータの高電位側に接続するとともに、前記直流電源の負極側を前記ピエゾアクチュエータの低電位側に接続して、前記ピエゾアクチュエータを駆動させるピエゾアクチュエータ駆動装置であって、
   一端がピエゾアクチュエータの高電位側に接続されるインダクタと、
   直流電源の正極側と前記インダクタの他端との間の電流経路上に設けられ、前記ピエゾアクチュエータを充電させるための充電スイッチと、
   前記直流電源の負極側と前記インダクタの他端との間の電流経路上に設けられ、前記ピエゾアクチュエータを放電させるための放電スイッチと、
   前記充電スイッチに対して、カソードが前記直流電源の正極側となるよう並列に接続された第１ダイオードと、
   前記放電スイッチに対して、アノードが前記直流電源の負極側となるよう並列に接続された第２ダイオードと、
   外部から駆動指令が入力されると、前記放電スイッチをオフした状態で、前記充電スイッチのオン／オフを繰り返すことにより、前記ピエゾアクチュエータを充電させて伸長させるとともに、外部から駆動停止指令が入力されると、前記充電スイッチをオフした状態で、前記放電スイッチのオン／オフを繰り返すことにより、前記ピエゾアクチュエータを放電させて収縮させる充放電制御手段と、
   前記ピエゾアクチュエータに流れる電流であるピエゾ電流を検出するピエゾ電流検出手段と、
   前記インダクタに対して並列に設けられる第２ノイズ伝搬防止スイッチと、
   前記第２ノイズ伝搬防止スイッチのオン／オフを制御する第２ノイズ伝搬防止スイッチ制御手段とを備え、
   前記第２ノイズ伝搬防止スイッチ制御手段は、
   前記充放電制御手段が充放電制御を実行しているときにおいて、前記ピエゾ電流検出手段が前記ピエゾ電流を検出している場合に、前記第２ノイズ伝搬防止スイッチをオフし、前記ピエゾ電流検出手段が前記ピエゾ電流を検出していない場合に、前記第２ノイズ伝搬防止スイッチをオンする
   ことを特徴とするピエゾアクチュエータ駆動装置。

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