JP2013148202A - 電磁弁の駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 電磁弁が停止されたときから駆動されるまでの間隔が短い場合でも、電磁弁を安定して駆動することができる電磁弁の駆動装置を提供する。
【解決手段】 電磁弁ＰＲＶと電源２から供給される電源電圧ＶＢよりも低電圧の基準電圧部３との間に設けられ、電源電圧ＶＢの電磁弁ＰＲＶへの供給をオン／オフするためのスイッチ素子ＳＷ３と、電磁弁ＰＲＶを停止させるためにスイッチ素子ＳＷ３をオンからオフに切り換えたときから、電磁弁ＰＲＶを駆動するためにスイッチ素子ＳＷ３をオフからオンに切り換えるまでの間において、電源２と電磁弁ＰＲＶとの間の導通を遮断するとともに、スイッチ素子ＳＷ３をオフに切り換えたときに電磁弁ＰＲＶに発生した誘導起電力を消去するために所定の期間Ｔ１だけスイッチ素子ＳＷ３をオンにする起電力消去手段（ＳＷ２、ＳＷ４、制御回路５）と、を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、電磁弁を駆動するための電磁弁の駆動装置に関するものである。

従来の電磁弁の駆動装置として、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。この電磁弁の駆動装置（以下、単に「駆動装置」という）は、電源とグランドの間に直列に接続された電磁弁および第１のスイッチ素子を備えており、駆動回路からの信号で第１のスイッチ素子をオンすることにより電磁弁を駆動し、第１のスイッチ素子をオフすることにより電磁弁を停止させる。

また、電磁弁には、第２のスイッチ素子が並列に接続されており、また、互いに直列に接続された第３のスイッチ素子およびツェナーダイオードが、電磁弁にさらに並列に接続されている。第２および第３のスイッチ素子は駆動回路からの信号によりオン／オフされる。

この駆動装置では、第１のスイッチ素子をオフした後、第２のスイッチ素子をオンすることによって、電磁弁のコイルに発生した誘導起電力による電流を、第２のスイッチ素子を経由する回路に還流させることによって低減させ、さらに、第２のスイッチ素子をオフするとともに第３のスイッチ素子をオンすることにより、ツェナーダイオードで誘導起電力を消失させる。

米国特許第７３０１７４９号明細書

しかし、上述した特許文献に係る駆動装置では、電磁弁の駆動に支障をきたすおそれがある。例えば、電磁弁が停止されたときから再度、駆動されるまでの時間が短い場合には、電磁弁を再度、駆動するまでに誘導起電力が完全に消去されず、電磁弁のコイルに磁束が残留してしまう。その結果、電源の電圧に加え、残留磁束による起電力が電磁弁の駆動に影響を及ぼし、電磁弁を適切に駆動できないおそれがある。

本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、電磁弁が停止されたときから駆動されるまでの間隔が短い場合でも、電磁弁を安定して駆動することができる電磁弁の駆動装置を提供することを目的としている。

上記の目的を達成するために、本発明に係る電磁弁の駆動装置は、電源から電源電圧を供給することにより、電源と電源電圧よりも低電圧の基準電圧部との間に設けられた電磁弁を駆動するための電磁弁の駆動装置であって、電磁弁と基準電圧部との間に設けられ、電源電圧の電磁弁への供給をオン／オフするためのスイッチ素子と、電磁弁を停止させるためにスイッチ素子をオンからオフに切り換えたときから、電磁弁を駆動するためにスイッチ素子をオフからオンに切り換えるまでの間において、電源と電磁弁との間の導通を遮断するとともに、電磁弁に残留する誘導起電力を消去するために所定の期間だけスイッチ素子をオンにする起電力消去手段と、を備えていることを特徴とする。

この駆動装置によれば、電磁弁を駆動するために、電磁弁よりも基準電圧部側に設けられたスイッチ素子がオンされると、電源と基準電圧部の間の導通が確保され、電源から電源電圧が供給されることによって、電磁弁が駆動される。一方、スイッチ素子がオフされると、電源電圧の供給が遮断されることによって、電磁弁は停止状態に制御される。

また、電磁弁を駆動するためにスイッチ素子をオンする前に、起電力消去手段によって、電源と電磁弁との間の導通が遮断されるとともに、所定の期間だけスイッチ素子が一時的にオンされることによって、電磁弁がより低電圧の基準電圧部に所定の期間だけ接続される。このスイッチ素子がオンされた所定の期間において、電磁弁を停止させるためにスイッチ素子がオフされたときに電磁弁に生じた誘導起電力に基づく電流が、スイッチ素子を介して基準電圧部に流れることによって、誘導起電力は迅速に消去される。これにより、電磁弁を駆動するためにスイッチ素子がオンされるときには、電磁弁の誘導起電力の影響を受けることなく、電磁弁に電源電圧が供給され、電源電圧に基づく大きさの電流によって電磁弁が駆動される。

以上のように、電磁弁を停止させたときから駆動するまでの間に、電源と電磁弁の間の導通を遮断するとともに、所定の期間だけ電磁弁と基準電圧部を接続することによって、スイッチ素子をオフしたときに電磁弁に生じた誘導起電力を確実に消去することができる。その結果、電磁弁の駆動を開始するときには、誘導起電力による電流はすでに消失しているので、電源電圧に基づき、誘導起電力の影響を受けることなく電磁弁を安定して駆動することができる。

第１実施形態に係る電磁弁の駆動装置を示す回路図およびフライバック電流の還流経路を示す図である。 図１の回路図および残留起電力消去時のフライバック電流の還流経路を示す図である。 図１の駆動装置の動作の一例を示すタイミングチャートである。 図１の駆動装置の比較例を示すタイミングチャートである。 第２実施形態に係る電磁弁の駆動装置を示す回路図およびフライバック電流の還流経路を示す図である。 図５の回路図および残留起電力消去時のフライバック電流の還流経路を示す図である。 図５の駆動装置の動作の一例を示すタイミングチャートである。 図５の駆動装置の比較例に係る回路図およびフライバック電流の還流経路を示す図である。 図５の駆動装置の比較例を示すタイミングチャートである。

以下、本発明の第１実施形態に係る電磁弁の駆動装置について、図面を参照しながら説明する。本実施形態による駆動装置１は、コモンレール方式のディーゼルエンジンを搭載した車両（いずれも図示せず）に設けられており、この車両は、ディーゼルエンジンを制御するための電子制御装置１０を備えている。駆動装置１は、この電子制御装置１０に設けられており、図１に示すように、バッテリ（図示せず）からの電源電圧ＶＢを出力する電源部２と、電源部２よりも電圧の低い基準電圧部３と、電源電圧ＶＢを昇圧して出力する昇圧回路４と、制御回路５などを備えている。制御回路５は、マイクロコンピュータ、マイクロコンピュータ以外の制御ＩＣ、またはこれらの組合せによって構成されている。

昇圧回路４は、電源部２および基準電圧部３の間に直列に接続されたコイルＬおよび第１スイッチＳＷ１を有している。第１スイッチＳＷ１はＮチャンネル型のＭＯＳＦＥＴで構成されており、そのドレインが基準電圧部３に接続され、ソースがコイルＬの一方の端子に接続されている。また、コイルＬの他方の端子は電源部２に接続されている。

第１スイッチＳＷ１には、第１ダイオードＤ１およびコンデンサＣが並列に接続されている。第１ダイオードＤ１およびコンデンサＣは互いに直列に接続されており、第１ダイオードＤ１は電源部２側に、また、コンデンサＣは基準電圧部３側に設けられている。また、第１ダイオードＤ１のアノードが電源部２側に接続され、カソードがコンデンサＣの一方の電極に接続されている。

また、スイッチ素子ＳＷ１のゲートには制御回路５が接続されている。制御回路５は、
例えばパルス幅変調信号（以下「ＰＷＭ信号」という）を生成して第１スイッチＳＷ１のゲートに出力する。それにより、第１スイッチＳＷ１は、ＰＷＭ信号のデューティ比に応じてオン／オフされる。第１スイッチＳＷ１がオンされたときにコイルＬに電流が流れることでエネルギーが蓄積され、オフされたときにコイルＬに発生した誘導起電力により、電源電圧ＶＢよりも大きな電圧が、第１ダイオードＤ１とコンデンサＣの間の出力端子１１から出力される。

また、駆動装置１は、昇圧回路４と基準電圧部３の間に直列に接続された第２スイッチＳＷ２（起電力消去手段）、電磁弁のコイルＬＶ１、および第３スイッチＳＷ３（スイッチ素子）を備えている。コイルＬＶ１は、コモンレール（図示せず）に設けられたリリーフ弁ＰＲＶ（電磁弁）の一部を構成するものであり、リリーフ弁ＰＲＶは、コイルＬＶ１に通電された電流に基づいて発生する磁力によって、開弁される。また、コイルＬＶ１よりも昇圧回路４側の第２スイッチＳＷ２は、Ｎチャンネル型のＭＯＳＦＥＴで構成されており、昇圧回路４で昇圧された電圧に耐え得るように構成されていて、そのドレインが昇圧回路４の出力端子１１に、ソースがコイルＬＶ１にそれぞれ接続されている。また、ゲートには制御回路５が接続されており、第２スイッチＳＷ２は、制御回路５からゲートに供給されるＰＷＭ信号のデューティ比に応じて、オン／オフされる。

コイルＬＶ１よりも基準電圧部３側の第３スイッチＳＷ３もまた、Ｎチャンネル型のＭＯＳＦＥＴで構成されており、そのドレインがコイルＬＶ１に、ソースが基準電圧部３に、ぞれぞれ接続されていて、ゲートに接続された制御回路５から供給されるＰＷＭ信号に応じてオン／オフされる。また、還流ダイオードＤＲ１が、第２スイッチＳＷ２およびコイルＬＶ１に並列に設けられている。還流ダイオードＤＲ１のアノードは、コイルＬＶ１と第３スイッチＳＷ３の間の中間端子１３に接続されており、また、カソードは、昇圧回路４と第２スイッチＳＷ２の間の中間端子１２に接続されている。

また、第２スイッチＳＷ２とコイルＬＶ１の間には中間端子１４が設けられており、この中間端子１４と基準電圧部３との間には、第２ダイオードＤ２が設けられている。この第２ダイオードＤ２のアノードは基準電圧部３に、カソードは中間端子１４にそれぞれ接続されている。また、中間端子１４と電源部２の間には、第３ダイオードＤ３および第４スイッチＳＷ４（起電力消去手段）が直列に接続されている。第３ダイオード３のカソードは中間端子１４側に接続されている。

第４スイッチＳＷ４はＰチャンネル型のＭＯＳＦＥＴで構成されており、そのソースが電源部２に、ドレインが第３ダイオードＤ３のアノードにそれぞれ接続されている。また、第４スイッチＳＷ４のゲートには制御回路５が接続されており、第４スイッチＳＷ４は、制御回路５から供給されるＰＷＭ信号のデューティ比に応じて、オン／オフされる。

また、昇圧回路４の出力端子１１には、複数のインジェクタ（図示せず）が接続されている。これらは、昇圧回路４で昇圧された電源電圧ＶＢによって駆動され、燃料ポンプ（図示せず）により昇圧されてコモンレール内に貯蔵された高圧の燃料を気筒の燃焼室（図示せず）内に噴射する。また、コモンレールには燃料圧力センサ６が設けられており、この燃料圧力センサ６は、コモンレール内の燃料の圧力（以下「レール圧ＲＰ」という）を表す検出信号を、制御回路５に出力する。

また、前述した制御回路５は、本実施形態において起電力消去手段を構成するものであり、Ｉ／Ｏインターフェース、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭなどを有している（いずれも図示せず）。ＣＰＵには、燃料圧力センサ６などの各種のセンサからの検出信号が、Ｉ／ＯインターフェースでＡ／Ｄ変換や整形がなされた後、入力される。ＣＰＵは、これらの入力信号に応じ、ＲＯＭに記憶された制御プログラムなどに従って、上述したインジェクタによる燃料の噴射制御およびリリーフ弁ＰＲＶの駆動制御などの各種の制御処理を実行する。

以上の構成の駆動装置１では、制御回路５は、レール圧ＲＰが所定の目標レール圧に維持されるように、リリーフ弁ＰＲＶを駆動する。具体的には、レール圧ＲＰに応じて、コイルＬＶ１に通電することにより、レール圧ＲＰが過大にならないようにリリーフ弁ＰＲＶを適宜、開弁する。それにより、燃料がコモンレールから燃料タンク（図示せず）に還流し、レール圧ＲＰが減圧されて目標レール圧に維持される。

以下、上述した駆動装置１の動作について、図３を参照しながら説明する。同図は、駆動装置１の動作の一例を示すタイミングチャートである。同図に示すように、第２〜第４スイッチＳＷ２〜ＳＷ４がいずれもオフされているときには、コイルＬＶ１に通電されておらず、リリーフ弁ＰＲＶが停止状態、すなわち閉じた状態に制御されている。

この状態から、タイミングｔ１においてリリーフ弁ＰＲＶの駆動要求が生じたときには、第２および第３スイッチＳＷ２、ＳＷ３をオンすることによって、昇圧回路４の出力端子１１と基準電圧部３の間に導通が確保される。それにより、昇圧された電源電圧ＶＢが供給されることによってコイルＬＶ１に通電され、コイルＬＶ１に流れる電流（以下「駆動電流」という）の大きさが迅速に増大する。これにより、リリーフ弁ＰＲＶが開弁される。

タイミングｔ２において、第２スイッチＳＷ２をオフするとともに第４スイッチＳＷ４をオンすることによって、昇圧回路４とコイルＬＶ１との間の導通が遮断される一方、電源部２と基準電圧部３とがコイルＬＶ１を介して接続されることによって、コイルＬＶ１には、電源電圧ＶＢが供給され、より小さな電流がほぼ安定して通電される。これにより、リリーフ弁ＰＲＶの開いた状態が維持される。

そして、タイミングｔ３において、第３および第４スイッチＳＷ３、ＳＷ４をいずれもオフする。これにより、電源部２とコイルＬＶ１との間の導通が遮断され、コイルＬＶ１への駆動電流が停止されることによって、リリーフ弁ＰＲＶが閉じた状態に制御される。このとき、コイルＬＶ１のインダクタンスによって起電力がコイルＬＶ１に生じ、この誘導起電力に基づく電流（以下、このような電流を「フライバック電流」という）が第１の還流経路Ｒ１に流れる。具体的には、図１に太線で示すように、コイルＬＶ１から、還流ダイオードＤＲ１、中間端子１２、出力端子１１、コンデンサＣ、基準電圧部３、第２ダイオードＤ２、および中間端子１４の順に還流するフライバック電流が流れる。このフライバック電流は、還流経路Ｒ１からのリークなどにより、コイルＬＶ１の誘導起電力とともに徐々に減衰する。

そして、第３および第４スイッチＳＷ３、ＳＷ４をオフした直後のタイミングｔ４において、第３スイッチＳＷ３を一時的に再度、オンすることによって、コイルＬＶ１と基準電圧部３との間の導通を確保し、タイミングｔ４から所定の期間Ｔ１が経過したタイミングｔ５において、第３スイッチＳＷ３をオフに戻す。この所定の期間Ｔ１においては、上述したフライバック電流が流れる経路が変化し、第２の還流経路Ｒ２に流れる。すなわち、図２に太線で示すように、コイルＬＶ１から、中間端子１３、第３スイッチＳＷ３、基準電圧部３、第２ダイオードＤ２および中間端子１４を順に経由してフライバック電流が流れる。これにより、コイルＬＶ１に残留する誘導起電力が迅速に消去される。なお、この所定の期間Ｔ１は、残留する誘導起電力を消去できるだけの時間を確保できればよいので、非常に短い時間（例えば２００μｓｅｃ）に設定されている。

そして、リリーフ弁ＰＲＶを閉状態に制御したタイミングｔ３から期間Ｔ２が経過したタイミングｔ６において、リリーフ弁ＰＲＶの駆動要求が生じ、リリーフ弁ＰＲＶを再度、駆動するときには、制御回路５は、タイミングｔ６〜ｔ１０において、上述したタイミングｔ１〜ｔ５と同様に第２〜第４スイッチをオン／オフさせる。それにより、レール圧ＲＰが目標レール圧になるように制御されるとともに、コイルＬＶ１に生じた誘導起電力が消去される。期間Ｔ２は、レール圧ＲＰに応じて制御回路５によって算出される。

図４は、第１の比較例に係る駆動装置の動作を示すタイミングチャートである。この比較例の駆動装置は、第１実施形態の駆動装置１と同様の回路構成を備えており、レール圧ＲＰを目標レール圧に維持するためにリリーフ弁ＰＲＶの駆動要求が生じたときには、同図に示すように、上述した第１実施形態のタイミングｔ１〜ｔ３と同様に第２〜第４スイッチＳＷ２〜ＳＷ４を、タイミングｔ１１〜ｔ１３にかけてオン／オフする。

そして、タイミングｔ１３から期間Ｔ３が経過したタイミングｔ１４においてリリーフ弁ＰＲＶの駆動要求が再度、生じたときには、タイミングｔ１１〜ｔ１３と同様に、タイミングｔ１４〜ｔ１６にかけて第２〜第４スイッチＳＷ２〜ＳＷ４をオン／オフする。このとき、期間Ｔ３が十分、大きく、コイルＬＶ１の誘導起電力が消失するのに十分な時間が経過していれば、支障なくリリーフ弁ＰＲＶを駆動できる。一方、期間Ｔ３が小さく、コイルＬＶ１の誘導起電力が消失する前にリリーフ弁ＰＲＶの駆動要求が生じた場合、コイルＬＶ１に流れる駆動電流に、昇圧回路４からの電圧だけでなく、残留する誘導起電力に基づくフライバック電流が影響を及ぼし、図４に破線で示すように、駆動電流がより急峻に増大する。

その結果、誘導起電力が消失している場合と残留している場合の間で、リリーフ弁ＰＲＶの開弁タイミングにばらつきが生じ、レール圧ＲＰの目標レール圧への制御に支障を来すおそれが生じる。これに対し、第１実施形態に係る駆動装置１では、前述したようにリリーフ弁ＰＲＶを閉状態に制御した直後に、第３スイッチＳＷ３を所定時間Ｔ１の間だけオンすることによってコイルＬＶ１の誘導起電力を消去し、その後のリリーフ弁ＰＲＶの駆動に誘導起電力の影響が及ぶことのないように制御している。

以上のように、第１実施形態に係る駆動装置１によれば、リリーフ弁ＰＲＶを閉状態に制御したときから再度、駆動するまでの間に、第２および第４スイッチＳＷ２、ＳＷ４をオフすることで電源部２とコイルＬＶ１との導通を遮断するとともに、所定の期間Ｔ１だけ第３スイッチＳＷ３をオンする。それにより、リリーフ弁ＰＲＶを閉状態に制御したときにコイルＬＶ１に生じた誘導起電力を迅速に消去することができ、リリーフ弁ＰＲＶの次回の駆動時に、その誘導起電力による影響を受けることなく、昇圧回路４からの電圧に基づいて、リリーフ弁ＰＲＶを安定して駆動することができる。その結果、リリーフ弁ＰＲＶの停止から駆動までの期間Ｔ１が短い場合でも、レール圧ＲＰを目標レール圧に安定して維持することができる。

図５は、第２実施形態に係る駆動装置１ａを示している。本実施形態の駆動装置１ａは、第１実施形態と異なり、リリーフ弁ＰＲＶのコイルＬＶ１および第３スイッチＳＷ３に、コイルＬＶ２および第５スイッチＳＷ５（スイッチ素子）が並列に設けられている。以下、上述した第１実施形態に係る駆動装置１と同じ構成には同じ符号を付し、駆動装置１との差異を中心として第２実施形態の駆動装置１ａについて説明する。

コイルＬＶ２は、プレストローク弁ＰＣＶ（電磁弁）の一部を構成するものである。プレストローク弁ＰＣＶは、燃料ポンプからコモンレールへの燃料吸入量を制御するものであり、コイルＬＶ２に通電された電流の大きさに基づいて発生する磁力によって、開弁される。

第５スイッチＳＷ５はＮチャンネル型のＭＯＳＦＥＴで構成されており、そのソースがコイルＬＶ２の一方の端子に接続され、ドレインが基準電圧部３に接続されている。また、第５スイッチＳＷ５のゲートには制御回路５が接続されており、第５スイッチは、制御回路５から供給されたＰＷＭ信号のデューティ比に応じてオン／オフされ、それに応じてコイルＬＶ２に通電されることにより、プレストローク弁ＰＣＶの開閉が制御される。

また、昇圧回路４の出力端子１１および第２スイッチＳＷ２の間の中間端子１２と、コイルＬＶ２および第５スイッチＳＷ５の間の中間端子１６との間に、還流ダイオードＤＲ２が設けられており、そのアノードが中間端子１６に、カソードが中間端子１２にそれぞれ接続されている。

また、制御回路５は、リリーフ弁ＰＲＶおよびプレストローク弁ＰＣＶが交互に駆動されるように、第２〜第５スイッチＳＷ２〜ＳＷ５のオン／オフを後述するように制御する。他の構成は、前述した第１実施形態と同様である。

図７は、駆動装置１ａの動作の一例を示すタイミングチャートである。同図に示すように、第２〜第５スイッチＳＷ２〜ＳＷ５がいずれもオフで、コイルＬＶ１、ＬＶ２に通電されていないときには、リリーフ弁ＰＲＶおよびプレストローク弁ＰＣＶはいずれも閉じた状態に制御されている。この状態から、レール圧ＲＰに応じてリリーフ弁ＰＲＶを駆動するときには、タイミングｔ２１〜ｔ２５にかけて、前述した第１実施形態と同様に第２〜第４スイッチＳＷ２〜ＳＷ４を制御することによってリリーフ弁ＰＲＶを開閉させ、レール圧ＲＰを目標レール圧に制御するとともに、コイルＬＶ１に残留する誘導起電力を消去する。

その際、タイミングｔ２３でリリーフ弁ＰＲＶを閉状態に制御したときには第１の還流経路Ｒ１および後述する第３の還流経路Ｒ３にフライバック電流が流れ、タイミングｔ２４で第３スイッチＳＷ３をオンしたときには第２の還流経路Ｒ２にフライバック電流が流れる。この間、プレストローク弁ＰＣＶの駆動要求はないので、第５スイッチＳＷ５はオフに維持される。

タイミングｔ２３において第３スイッチＳＷ３がオフされ、リリーフ弁ＰＲＶが閉状態に制御されたときから、期間Ｔ４が経過したタイミングｔ２６において、プレストローク弁ＰＣＶの駆動要求が生じたときには、第２および第５スイッチＳＷ２、ＳＷ５をオンする。これにより、昇圧回路４で昇圧した電源電圧ＶＢをプレストローク弁ＰＣＶのコイルＬＶ２に供給し、コイルＬＶ２に通電された電流が急激に増大することによって、プレストローク弁ＰＣＶが開弁される。そして、タイミングｔ２７で第２スイッチＳＷ２をオフするとともに第４スイッチＳＷ４をオンすることによって、昇圧回路４とコイルＬＶ２との導通が遮断されるとともに、電源部２から電源電圧ＶＢがコイルＬＶ２に供給される。これにより、コイルＬＶ２にほぼ一定の駆動電流が通電され、プレストローク弁ＰＣＶが開状態に維持される。

そして、タイミングｔ２８において第４および第５スイッチＳＷ４、ＳＷ５がいずれもオフされ、コイルＬＶ２への電圧供給が遮断される。このとき、コイルＬＶ２のインダクタンスによって起電力がコイルＬＶ２に生じ、この誘導起電力に基づくフライバック電流が、第３の還流経路Ｒ３および第１の還流経路Ｒ１に流れる。第３の還流経路Ｒ３では、図５に太線で示すように、コイルＬＶ２から、中間端子１６、還流ダイオードＤＲ２、中間端子１２、出力端子１１、コンデンサＣ、基準電圧部３、第２ダイオードＤ２および中間端子１４の順に、フライバック電流が流れる。これにより、コイルＬＶ２の誘導起電力が時間の経過とともに徐々に減衰する。

そして、プレストローク弁ＰＣＶを閉状態に制御したタイミングｔ２８の直後のタイミングｔ２９からｔ３０において、所定時間Ｔ１だけ第５スイッチＳＷ５をオンすることによって、コイルＬＶ１のときと同様にコイルＬＶ２に残留する誘導起電力を消去する。このとき、フライバック電流の還流経路が変化し、第４の還流経路Ｒ４にフライバック電流が流れる。具体的には、図６に太線で示すように、コイルＬＶ２から、中間端子１６、第５スイッチＳＷ５、基準電圧部３、第２ダイオードＤ２および中間端子１４の順に、フライバック電流が流れる。これにより、コイルＬＶ２の誘導起電力が迅速に消去される。

そして、タイミングｔ３１からｔ３５にかけて、タイミングｔ２１からｔ２５と同様にリリーフ弁ＰＲＶを駆動し、その後も、プレストローク弁ＰＣＶとリリーフ弁ＰＲＶの上述した駆動を交互に実行する。

図８および図９は、第２の比較例に係る駆動装置を示している。この第２の比較例の駆動装置は、第２実施形態の駆動装置１ａと同様の回路構成を備えており、図９に示すように、リリーフ弁ＰＲＶの駆動要求が生じたときには、上述した第２実施形態のタイミングｔ２１〜ｔ２３と同様に第２〜第４スイッチＳＷ２〜ＳＷ４を、タイミングｔ４１〜ｔ４３にかけてオン／オフする。

そして、タイミングｔ４３から期間Ｔ４が経過し、プレストローク弁ＰＣＶの駆動要求が生じたときには、第２実施形態におけるタイミングｔ２６〜ｔ２８と同様に、タイミングｔ４４〜ｔ４６にかけて第２、第４および第５スイッチＳＷ２、ＳＷ４およびＳＷ５をオン／オフする。このとき、期間Ｔ４が十分、長く、リリーフ弁ＰＲＶのコイルＬＶ１の誘導起電力が消失するのに十分な時間が経過していれば、リリーフ弁ＰＲＶが閉状態に確実に制御され、回路にフライバック電流が通電されていない状態で、プレストローク弁ＰＣＶを駆動できる。

一方、期間Ｔ４が短く、コイルＬＶ１の誘導起電力が消失する前にプレストローク弁ＰＣＶの駆動要求が生じた場合、図９に示すようにタイミングｔ４４とタイミングｔ５５の間において、フライバック電流が図８に太線で示す第５の還流経路Ｒ５にも流れる。これは、タイミングｔ４４において第２スイッチＳＷ２がオンされることによるものであり、具体的には、第５の還流経路Ｒ５では、コイルＬＶ１から、中間端子１３、還流ダイオードＤＲ１、中間端子１２、第２スイッチＳＷ２、中間端子１４の順に、フライバック電流が還流する。

その結果、昇圧回路４からの電圧に基づく電流に加え、フライバック電流の分、より大きな電流が第２スイッチＳＷ２に流れることによって第２スイッチＳＷ２での発熱が増大し、その耐久性に悪影響を及ぼすおそれが生じる。また、高電圧が作用するフライバック電流の還流経路が増えた分、回路からのラジオノイズが悪化するおそれがある。

また、タイミングｔ４４からｔ４６においてプレストローク弁ＰＣＶを駆動した後、リリーフ弁ＰＲＶを再度、駆動するまでの期間Ｔ４が、コイルＬＶ２の誘導起電力を消失させるには短い場合も、リリーフ弁ＰＲＶの再度の駆動を開始するタイミングｔ４７とタイミングｔ４８との間において、コイルＬＶ２からのフライバック電流が、第６の還流電流Ｒ６にも流れる。具体的には、コイルＬＶ２から、中間端子１６、還流ダイオードＤＲ２、中間端子１２、第２スイッチＳＷ２および中間端子１４の順に、フライバック電流が還流する。したがって、タイミングｔ４４〜ｔ４５のときと同様、第２スイッチＳＷ２での発熱の増大やラジオノイズの悪化が生じるおそれがある。

これらに対し、第２実施形態に係る駆動装置１ａでは、前述したようにリリーフ弁ＰＲＶを閉状態に制御した直後に、第３スイッチＳＷ３を所定時間Ｔ１の間だけオンさせることによってコイルＬＶ１の誘導起電力を消去し、その直後のプレストローク弁ＰＣＶの駆動時にコイルＬＶ１に残留する誘導起電力による影響が生じることを防止している。同様に、プレストローク弁ＰＣＶを閉状態に制御した直後に、第５スイッチＳＷ５を所定時間Ｔ１の間だけオンすることによって、その直後のリリーフ弁ＰＲＶの駆動時にコイルＬＶ２の誘導起電力による影響が生じることを防止している。

以上のように、第２実施形態に係る駆動装置１ａによれば、リリーフ弁ＰＲＶを閉状態に制御したときからプレストローク弁ＰＣＶを駆動するまでの間に、第２および第４スイッチＳＷ２、ＳＷ４がオフされた状態で第３スイッチＳＷ３を所定時間Ｔ１だけオンするので、リリーフ弁ＰＲＶを閉状態に制御したときにコイルＬＶ１に生じた誘導起電力を迅速に消去することができる。それにより、リリーフ弁ＰＲＶの停止時からプレストローク弁ＰＣＶの駆動開始時までの間隔が短い場合でも、コイルＬＶ１の誘導起電力による影響を受けることなく、昇圧回路４からの電圧に基づいて、プレストローク弁ＰＣＶを安定して駆動することができる。

同様に、プレストローク弁ＰＣＶを閉状態に制御したときから次にリリーフ弁ＰＲＶを駆動するまでの間に、第２および第４スイッチＳＷ２、ＳＷ４がオフされた状態で第５スイッチＳＷ５を所定時間Ｔ１だけオンするので、コイルＬＶ２の誘導起電力を迅速に消去でき、昇圧回路４からの電圧に基づいて、リリーフ弁ＰＲＶを安定して駆動することができる。

また、リリーフ弁ＰＲＶの駆動開始時よりも前、およびプレストローク弁ＰＣＶの駆動開始時よりも前に、コイルＬＶ２、ＬＶ１の残留磁束をそれぞれ迅速に消去できるので、リリーフ弁ＰＲＶおよびプレストローク弁ＰＣＶの駆動を開始したときに、第５または第６還流経路Ｒ５、Ｒ６にフライバック電流が流れるのを防止することができる。それにより、第２スイッチＳＷ２に不要なフライバック電流が流れることを防止できるので、第２スイッチＳＷ２での発熱を抑制することができる。また、第５および第６の還流経路Ｒ５、Ｒ６にフライバック電流が通電されることがないので、それらからのラジオノイズの発生を防止することができる。

なお、上述した各実施形態では、リリーフ弁ＰＲＶおよびプレストローク弁ＰＣＶを、昇圧回路４からの電圧により駆動される電磁弁として説明したが、これらに限定されることなく、昇圧回路からの電圧によって駆動される他の電磁弁の駆動装置に本発明を適用してもよい。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。

１ 駆動装置
２ 電源部（電源）
３ 基準電圧部
５ 制御回路（起電力消去手段）
ＶＢ 電源電圧
ＳＷ２ 第２スイッチ（起電力消去手段）
ＳＷ３ 第３スイッチ（スイッチ素子）
ＳＷ４ 第４スイッチ（起電力消去手段）
ＳＷ５ 第５スイッチ（スイッチ素子）
Ｔ１ 所定の期間

Claims (3)

1. 電源（２）から電源電圧（ＶＢ）を供給することにより、前記電源と前記電源電圧よりも低電圧の基準電圧部（３）との間に設けられた電磁弁を駆動するための電磁弁の駆動装置（１）であって、
   前記電磁弁と前記基準電圧部との間に設けられ、前記電源電圧の前記電磁弁への供給をオン／オフするためのスイッチ素子（ＳＷ３、ＳＷ５）と、
   前記電磁弁を停止させるために前記スイッチ素子をオンからオフに切り換えたときから、前記電磁弁を駆動するために前記スイッチ素子をオフからオンに切り換えるまでの間において、前記電源と前記電磁弁との間の導通を遮断するとともに、前記スイッチ素子をオフに切り換えたときに前記電磁弁に発生した誘導起電力を消去するために所定の期間（Ｔ１）だけ前記スイッチ素子をオンにする起電力消去手段（ＳＷ２、ＳＷ４、制御回路５）と、
   を備えていることを特徴とする電磁弁の駆動装置。
2. 複数の前記電磁弁と、
   当該複数の電磁弁と前記基準電圧部の間にそれぞれ設けられた複数の前記スイッチ素子と、
   を備え、
   前記起電力消去手段は、前記複数の電磁弁ごとに前記複数のスイッチ素子を前記所定の期間だけオンにすることを特徴とする請求項１に記載の電磁弁の駆動装置。
3. 前記起電力消去手段は、前記複数の電磁弁のうち、いずれかの前記電磁弁を停止したときから、当該いずれかの電磁弁以外の前記電磁弁を駆動するまでの間に、前記いずれかの電磁弁と前記基準電圧部との間に設けられた前記スイッチ素子を前記所定の期間だけオンにすることを特徴とする請求項２に記載の電磁弁の駆動装置。

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