(57)【要約】【課題】簡素な回路構成で出力電流値の制御精度を向上させることができる駆動電流制御回路、及びこのような駆動電流制御回路を用いて電磁比例弁の駆動電流を制御する電磁比例弁制御システムを提供する。【解決手段】電磁比例弁３に流れる電流を検出するシャント抵抗Ｒ５と、接続端子２３とシャント抵抗Ｒ５の下流側端子Ｐ２とを接続する抵抗Ｒ１，Ｒ２の直列回路と、グラウンドとシャント抵抗Ｒ５の上流側端子Ｐ１とを接続する抵抗Ｒ３，Ｒ４の直列回路と、抵抗Ｒ１，Ｒ２により分圧された電圧Ｖｃ１と抵抗Ｒ３，Ｒ４により分圧された電圧Ｖｃ２とを比較するコンパレータＣＭＰ１と、コンパレータＣＭＰ１による比較結果が、電圧Ｖｃ２＞電圧Ｖｃ１の場合にオフして電磁比例弁３に供給する電流を減少させ、電圧Ｖｃ２＜電圧Ｖｃ１の場合にオンして電磁比例弁３に供給する電流を増大するトランジスタＱ１を備えた。【選択図】図１
2008130930.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部に接続された負荷に所定の電流を供給する駆動電流制御回路であって、
前記負荷に供給する電流値を示す指令電圧を受け付ける指令電圧受付端子と、
前記負荷に流れる電流を検出するシャント抵抗と、
前記指令電圧受付端子と前記シャント抵抗の下流側端子とを接続する第１及び第２抵抗の直列回路と、
グラウンドと前記シャント抵抗の上流側端子とを接続する第３及び第４抵抗の直列回路と、
前記第１及び第２抵抗により分圧された第１電圧と前記第３及び第４抵抗により分圧された第２電圧とを比較するコンパレータと、
前記コンパレータによる比較結果が、前記第２電圧が前記第１電圧を超えていることを示す場合に前記負荷に供給する電流を減少し、前記第２電圧が前記第１電圧に満たないことを示す場合に前記負荷に供給する電流を増大する電流駆動回路とを備え、
前記第１及び第２抵抗による分圧比と前記第３及び第４抵抗による分圧比とは、実質的に同一にされていること
を特徴とする駆動電流制御回路。
【請求項２】
前記電流駆動回路は、前記コンパレータの出力信号に応じてオン、オフするスイッチング素子によって、前記負荷への電流を供給すること
を特徴とする請求項１記載の駆動電流制御回路。
【請求項３】
前記第１、第２、第３、及び第４抵抗の抵抗値は、実質的に同一にされており、
前記第１、第２、第３、及び第４抵抗は、単一の抵抗アレーにより構成されていること
を特徴とする請求項１又は２記載の駆動電流制御回路。
【請求項４】
前記シャント抵抗の上流側端子は、ローパスフィルタを介して前記第４抵抗と接続されていること
を特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の駆動電流制御回路。
【請求項５】
流れる電流値に比例して弁の開口面積が変化する電磁比例弁と、
前記電磁比例弁に供給する電流値を示す指令電圧を受け付けて、当該指令電圧に応じた電流を前記電磁比例弁に供給する駆動電流制御回路とを備え、
前記駆動電流制御回路は、前記負荷が、前記電磁比例弁である請求項１〜４のいずれか１項に記載の駆動電流制御回路であること
を特徴とする電磁比例弁制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、負荷電流を制御する駆動電流制御回路、及び電磁比例弁の動作を制御する電磁比例弁制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば建設機械における油圧制御のように、流体の流量を制御するために、電磁比例弁が広く用いられている。電磁比例弁は、例えばソレノイドを用いて弁を駆動することで、弁の開口面積を変化させるようになっている。そして、電磁比例弁は、電磁比例弁を駆動する駆動電流と、弁の開口面積とが比例するようになっており、駆動電流を調節することで、弁の開口面積を調節し、流体の流量を制御するようになっている。従って、駆動電流の精度がそのまま流体の流量の制御精度に影響することとなるため、電磁比例弁に駆動電流を供給する駆動電流制御回路は、精度よく電磁比例弁の駆動電流を制御する必要がある。そのため、このような駆動電流制御回路では、電磁比例弁に流れる駆動電流を検出し、その検出値を駆動電流の出力制御にフィードバックするフィードバック制御を行うことで、所望の駆動電流を精度よく電磁比例弁に供給するようにされている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
図２は、背景技術に係る駆動電流制御回路と、電磁比例弁との構成を示す回路図である。図２に示す電磁比例弁１０２は、コイル１２１と、抵抗１２２との直列回路によって、等価的に表される。図２に示す駆動電流制御回路１０１は、オペアンプ１０３，１０４，１０５、ドライブ回路１０６、トランジスタ１０７、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１０８、抵抗１０９〜１１６、及びダイオード１１７を備えている。
【０００４】
オペアンプ１０３，１０４，１０５の出力端子と反転入力端子とは、抵抗１１４，１１５，１１６によって、それぞれ接続されている。また、オペアンプ１０３，１０４，１０５の非反転入力端子は、グラウンドに接続されている。そして、電磁比例弁１０２に供給すべき駆動電流を示す指令電圧が、抵抗１１０を介してオペアンプ１０３の反転入力端子に印加される。
【０００５】
オペアンプ１０３の出力端子は、ドライブ回路１０６を介してトランジスタ１０７のベースに接続されている。トランジスタ１０７は、ＰＮＰトランジスタで、エミッタに例えばＤＣ２４Ｖが印加され、コレクタが電磁比例弁１０２とシャント抵抗１０９とを介してグラウンドに接続されている。また、トランジスタ１０７のコレクタには、アンダーシュート吸収用のダイオード１１７が接続されている。
【０００６】
そして、電磁比例弁１０２とシャント抵抗１０９との接続点の電圧が、ローパスフィルタ１０８と抵抗１１２とを介してオペアンプ１０４の反転入力端子に印加され、オペアンプ１０４の出力信号が抵抗１１３を介してオペアンプ１０５の反転入力端子へ出力され、オペアンプ１０５の出力信号が抵抗１１１を介してオペアンプ１０３の反転入力端子へ出力される。
【０００７】
これにより、指令電圧がオペアンプ１０３によって増幅されてドライブ回路１０６へ出力され、ドライブ回路１０６によってオペアンプ１０３から出力された５Ｖ系の信号が２４Ｖ系の信号に変換されてトランジスタ１０７のベースに印加される。そうすると、指令電圧に応じた駆動電流が電磁比例弁１０２とシャント抵抗１０９とを流れる。
【０００８】
そして、電磁比例弁１０２の駆動電流がシャント抵抗１０９を流れることにより生じた電圧が、ローパスフィルタ１０８を介してオペアンプ１０４，１０５により増幅され、抵抗１１１を介してオペアンプ１０３の反転入力端子に印加されることで、シャント抵抗１０９により得られた電圧、すなわち駆動電流を示す電圧が、指令電圧から減算されてフィードバックされることにより、指令電圧に応じた駆動電流が電磁比例弁１０２に流れるように、電流制御が行われる。
【０００９】
また、駆動電流制御回路１０１では、トランジスタ１０７が不飽和領域で使用されるので、トランジスタ１０７の発熱が大きい。特に、建設機械の場合には、油圧制御を行うために電磁比例弁を数十個使用するものが少なくなく、そうすると、駆動電流制御回路１０１もまた数十個使用されるため、トランジスタ１０７もまた数十個使用され、トランジスタ１０７の発熱による駆動電流制御回路１０１やその周辺装置の温度上昇が無視できない程度に大きくなり、駆動電流制御回路１０１やその周辺装置の信頼性を低下させるおそれがある。
【００１０】
そこで、ドライブ回路１０６の代わりに、オペアンプ１０３の出力電圧に応じてトランジスタ１０７のオン、オフデューティを変化させることで、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御によって電磁比例弁１０２に供給する駆動電流を制御するようにしたＰＷＭ制御回路を用いる駆動電流制御回路も知られている。このような駆動電流制御回路は、駆動電流をＰＷＭ制御により調節するので、トランジスタ１０７はオンオフ動作すればよく、すなわち飽和領域で使用されるので、トランジスタ１０７の発熱を低減することができる。
【特許文献１】特開平１１−２３０４００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、図２に示す駆動電流制御回路１０１では、オペアンプが３個、抵抗がシャント抵抗１０９の他に７個必要となり、回路規模が増大するという不都合があった。また、図２に示す駆動電流制御回路１０１では、シャント抵抗１０９をグラウンドに接続するための配線抵抗１１８にも電磁比例弁１０２の駆動電流が流れるので、配線抵抗１１８で生じた電圧が、シャント抵抗１０９で生じた電圧に加算されてオペアンプ１０４，１０５で増幅され、オペアンプ１０３にフィードバックされるので、フィードバック制御に誤差が生じることとなる。そうすると、指令電圧に基づく電磁比例弁１０２の駆動電流制御の精度が低下するという不都合があった。特に、配線抵抗１１８は温度によって変化し、気温やトランジスタ１０７の発熱の影響等により配線抵抗１１８で生じる電圧誤差も変化するため、配線抵抗１１８の影響を低減することは容易でない。
【００１２】
本発明は、このような事情に鑑みて為された発明であり、簡素な回路構成で出力電流値の制御精度を向上させることができる駆動電流制御回路、及びこのような駆動電流制御回路を用いて電磁比例弁の駆動電流を制御する電磁比例弁制御システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る駆動電流制御回路は、外部に接続された負荷に所定の電流を供給する駆動電流制御回路であって、前記負荷に供給する電流値を示す指令電圧を受け付ける指令電圧受付端子と、前記負荷に流れる電流を検出するシャント抵抗と、前記指令電圧受付端子と前記シャント抵抗の下流側端子とを接続する第１及び第２抵抗の直列回路と、グラウンドと前記シャント抵抗の上流側端子とを接続する第３及び第４抵抗の直列回路と、前記第１及び第２抵抗により分圧された第１電圧と前記第３及び第４抵抗により分圧された第２電圧とを比較するコンパレータと、前記コンパレータによる比較結果が、前記第２電圧が前記第１電圧を超えていることを示す場合に前記負荷に供給する電流を減少し、前記第２電圧が前記第１電圧に満たないことを示す場合に前記負荷に供給する電流を増大する電流駆動回路とを備え、前記第１及び第２抵抗による分圧比と前記第３及び第４抵抗による分圧比とは、実質的に同一にされている。
【００１４】
この構成によれば、指令電圧受付端子によって、負荷に供給する電流値を示す指令電圧が受け付けられる。そして、シャント抵抗によって負荷に流れる電流が検出される。そうすると、シャント抵抗の下流側端子には、シャント抵抗とグラウンドとの間の配線インピーダンスで生じる電圧が生じることとなる。さらに、第１及び第２抵抗によって、指令電圧受付端子とシャント抵抗の下流側端子との間の電圧が分圧されて第１電圧が生成される。また、第３及び第４抵抗によって、グラウンドとシャント抵抗の上側端子との間の電圧が分圧されて第２電圧が生成される。そして、コンパレータによって、第１電圧と第２電圧とが比較される。ここで、第１及び第２抵抗の分圧比は、前記第３及び第４抵抗による分圧比と実質的に同一にされており、第１及び第２抵抗により分圧されて得られた第１電圧と第３及び第４抵抗により分圧されて得られた第２電圧とには、配線インピーダンスで生じた電圧が共通して含まれているので、コンパレータによる比較結果から、配線インピーダンスの影響が低減される。このように配線インピーダンスの影響が低減されたコンパレータの比較結果に基づいて、電流駆動回路によって、第２電圧が第１電圧を超えていることを示す場合に負荷に供給される電流が減少され、第２電圧が第１電圧に満たないことを示す場合に負荷に供給される電流が増大されることで、指令電圧に応じた電流が負荷に流されるので、配線インピーダンスの影響が低減されて負荷に供給される出力電流値の制御精度を向上させることができる。また、背景技術に係る駆動電流制御回路における３個のオペアンプと７個の抵抗とを、１個のコンパレータと４個の抵抗に置き換えることができるので、回路を簡素化することができる。
【００１５】
また、前記電流駆動回路は、前記コンパレータの出力信号に応じてオン、オフするスイッチング素子によって、前記負荷への電流を供給することが好ましい。この構成によれば、スイッチング素子にオン、オフ動作をさせ、すなわち飽和領域で動作させることで、負荷への電流供給を制御することができるので、スイッチング素子における発熱を低減することができる。
【００１６】
また、前記第１、第２、第３、及び第４抵抗の抵抗値は、実質的に同一にされており、前記第１、第２、第３、及び第４抵抗は、単一の抵抗アレーにより構成されていることが好ましい。この構成によれば、第１、第２、第３、及び第４抵抗は、抵抗アレーの製造プロセスにおいて同一の条件で形成されるので、相対的な抵抗値の誤差が低減される。その結果、第１及び第２抵抗の分圧比と第３及び第４抵抗による分圧比との間の誤差が低減されるので、負荷に供給される出力電流値の制御精度を向上させることができる。
【００１７】
また、前記シャント抵抗の上流側端子は、ローパスフィルタを介して前記第４抵抗と接続されていることが好ましい。この構成によれば、シャント抵抗の上流側端子の電圧は、ローパスフィルタを介してコンパレータへフィードバックされるので、スイッチング素子のスイッチングにより生じた高周波のノイズ成分がローパスフィルタによってカットされてコンパレータへ供給される結果、ノイズの影響が低減される。
【００１８】
また、本発明に係る電磁比例弁制御システムは、流れる電流値に比例して弁の開口面積が変化する電磁比例弁と、前記電磁比例弁に供給する電流値を示す指令電圧を受け付けて、当該指令電圧に応じた電流を前記電磁比例弁に供給する駆動電流制御回路とを備え、前記駆動電流制御回路は、前記負荷が、前記電磁比例弁である上述のいずれかに記載の駆動電流制御回路である。
【００１９】
この構成によれば、上述の駆動電流制御回路によって、電磁比例弁に供給する電流値を示す指令電圧が受け付けられ、当該指令電圧に応じた電流が電磁比例弁に供給され、当該指令電圧に応じて弁の開口面積が変化する。この場合、簡素な回路構成で出力電流値の制御精度を向上させることができる駆動電流制御回路によって、電磁比例弁の駆動電流が供給されるので、簡素な回路構成で電磁比例弁の制御精度を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２０】
このような構成の駆動電流制御回路は、配線インピーダンスの影響を低減して負荷に供給される出力電流値の制御精度を向上させることができる。また、背景技術に係る駆動電流制御回路における３個のオペアンプと７個の抵抗とを、１個のコンパレータと４個の抵抗に置き換えることができるので、回路を簡素化することができる。
【００２１】
また、このような構成の電磁比例弁制御システムは、簡素な回路構成で出力電流値の制御精度を向上させることができる駆動電流制御回路によって、電磁比例弁の駆動電流が供給されるので、簡素な回路構成で電磁比例弁の制御精度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る駆動電流制御回路を用いた電磁比例弁制御システムの構成の一例を示す回路図である。図１に示す電磁比例弁制御システム１は、駆動電流制御回路２と、電磁比例弁３と、を備えて構成されている。
【００２３】
電磁比例弁３は、コイル３１と、抵抗３２との直列回路によって等価的に表される。そして、電磁比例弁３は、コイル３１と抵抗３２との直列回路を流れる駆動電流ＩＬに比例して、弁の開口面積が比例するようになっている。
【００２４】
駆動電流制御回路２は、抵抗Ｒ１（第１抵抗）、抵抗Ｒ２（第２抵抗）、抵抗Ｒ３（第３抵抗）、抵抗Ｒ４（第４抵抗）、シャント抵抗Ｒ５、コンパレータＣＭＰ１、トランジスタＱ１、ダイオードＤ１、駆動回路２１、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）２２，及び接続端子２３，２４，２５，２６から構成されている。また、シャント抵抗Ｒ５とグラウンドとの間の配線インピーダンスを配線インピーダンス２７で示している。
【００２５】
接続端子２３，２４は、電磁比例弁３へ出力する駆動電流ＩＬの電流値を電圧で示した指令電圧Ｖｉｎを受け付ける指令電圧受付端子であり、例えばコネクタであってもよく、指令電圧Ｖｉｎを出力する回路を駆動電流制御回路２に接続するためのパッドやランド等の配線パターンであってもよい。接続端子２４は、グラウンドに接続されている。接続端子２３は、抵抗Ｒ１を介してコンパレータＣＭＰ１の正極端子に接続されている。また、コンパレータＣＭＰ１の負極端子は、抵抗Ｒ３を介してグラウンドに接続されている。
【００２６】
なお、指令電圧Ｖｉｎには、電磁比例弁３の弁の固着を防止し、ヒステリシス特性の改善を図るために、微少な交流電圧（ディザ電圧）を重畳しておくようにしてもよい。
【００２７】
コンパレータＣＭＰ１は、例えば５Ｖ〜１２Ｖの動作用電源電圧で動作する。そして、コンパレータＣＭＰ１の出力信号Ｓ１は、駆動回路２１を介してトランジスタＱ１のベースへ出力される。トランジスタＱ１は、スイッチング素子の一例に相当し、例えばＰＮＰトランジスタが用いられる。トランジスタＱ１のエミッタには、例えば１２Ｖ〜２４Ｖの電源電圧が印加されている。このように、コンパレータＣＭＰ１の動作電圧とトランジスタＱ１に印加される電圧とに差があるため、コンパレータＣＭＰ１の出力信号Ｓ１をトランジスタＱ１の動作電圧に電圧変換する駆動回路２１が設けられている。
【００２８】
トランジスタＱ１のコレクタは、接続端子２５に接続されている。接続端子２６には、シャント抵抗Ｒ５が接続されている。
【００２９】
接続端子２５，２６は、駆動電流制御回路２に電磁比例弁３を接続するための接続端子であり、例えばコネクタであってもよく、例えば駆動電流制御回路２と電磁比例弁３とを接続するパッドやランド等の配線パターン等であってもよい。
【００３０】
従って、トランジスタＱ１のコレクタは、接続端子２５、コイル３１、抵抗３２、接続端子２６、シャント抵抗Ｒ５、及び配線インピーダンス２７を介してグラウンドに接続されている。なお、スイッチング素子は、ＰＮＰトランジスタに限られず、ＮＰＮトランジスタやＦＥＴ（Field Effect Transistor）等、種々のスイッチング素子を用いることができる。
【００３１】
また、トランジスタＱ１のコレクタは、ダイオードＤ１のカソードに接続され、ダイオードＤ１のアノードは、配線インピーダンス２７を介してグラウンドに接続されている。これにより、トランジスタＱ１のコレクタに生じたアンダーシュートは、ダイオードＤ１によってカットされるようになっている。
【００３２】
そして、シャント抵抗Ｒ５に駆動電流ＩＬが流れた場合における上流側端子Ｐ１、すなわち接続端子２６とシャント抵抗Ｒ５との接続点が、ローパスフィルタ２２及び抵抗Ｒ４を介してコンパレータＣＭＰ１の負極端子に接続されている。
【００３３】
また、シャント抵抗Ｒ５に駆動電流ＩＬが流れた場合における下流側端子Ｐ２、すなわちシャント抵抗Ｒ５と配線インピーダンス２７との接続点が、抵抗Ｒ２を介してコンパレータＣＭＰ１の正極端子に接続されている。
【００３４】
また、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４は、四つの抵抗素子が集合化された単一の抵抗アレーＲＡ１における各抵抗素子によって構成されており、抵抗値が実質的に同一にされている。また、実質的に同一とは、誤差やばらつきによる差異が生じている範囲をも同一の範囲に含む意味であり、例えば差が１％以下、より好ましくは０．５％以下（例えば、差が１％以下のときＲ２／Ｒ１が１．０１〜０．９９、Ｒ４／Ｒ３が１．０１〜０．９９）であることを意味している。
【００３５】
次に、上述のように構成された電磁比例弁制御システム１の動作について説明する。まず、接続端子２３，２４によって、電磁比例弁３へ出力する駆動電流ＩＬの電流値を電圧で示した指令電圧Ｖｉｎが受け付けられると、コンパレータＣＭＰ１の正極端子に指令電圧Ｖｉｎが印加されてコンパレータＣＭＰ１の出力信号Ｓ１がハイレベルにされる。そうすると、駆動回路２１によってトランジスタＱ１がオンされ、トランジスタＱ１から接続端子２５、電磁比例弁３、接続端子２６、シャント抵抗Ｒ５、及び配線インピーダンス２７を介してグラウンドへ、駆動電流ＩＬが流れる。
【００３６】
そして、駆動電流ＩＬが配線インピーダンス２７を流れることにより生じる電圧降下をＶｉｐ、駆動電流ＩＬがシャント抵抗Ｒ５を流れることにより生じる電圧降下、すなわち駆動電流ＩＬの検出電圧をＶｒとすると、シャント抵抗Ｒ５の下流側端子Ｐ２の電位はＶｉｐ、シャント抵抗Ｒ５の上流側端子Ｐ１の電位はＶｉｐ＋Ｖｒとなる。
【００３７】
そうすると、指令電圧Ｖｉｎが接続端子２３，２４に印加された場合、抵抗Ｒ１，Ｒ２の直列回路の一端に、指令電圧Ｖｉｎが印加され、他端に電圧Ｖｉｐが印加されるので、（Ｖｉｎ−Ｖｉｐ）の電圧が、抵抗Ｒ１，Ｒ２で分圧されてコンパレータＣＭＰ１の正極端子に印加される。この場合、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２とは抵抗値が等しいので、コンパレータＣＭＰ１の正極端子に印加される電圧Ｖｃ１（第１電圧）は、以下の式（１）によって示される。
【００３８】
Ｖｃ１＝（Ｖｉｎ−Ｖｉｐ）／２＋Ｖｉｐ
＝（Ｖｉｎ＋Ｖｉｐ）／２    ・・・（１）
また、コンパレータＣＭＰ１の負極端子には、上流側端子Ｐ１の電位（Ｖｉｐ＋Ｖｒ）が、抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４とで分圧された電圧が印加され、抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４とは抵抗値が等しいので、コンパレータＣＭＰ１の負極端子に印加される電圧Ｖｃ２（第２電圧）は、以下の式（２）によって示される。
【００３９】
Ｖｃ２＝（Ｖｒ＋Ｖｉｐ）／２    ・・・（２）
そして、このようにして得られた電圧Ｖｃ１と、電圧Ｖｃ２とがコンパレータＣＭＰ１によって比較され、電圧Ｖｃ２が電圧Ｖｃ１以上の場合にコンパレータＣＭＰ１の出力信号Ｓ１がローレベルで駆動回路２１へ出力され、電圧Ｖｃ２が電圧Ｖｃ１に満たない場合にコンパレータＣＭＰ１の出力信号Ｓ１がハイレベルで駆動回路２１へ出力される。
【００４０】
この場合、式（１）、式（２）によって示されるように、電圧Ｖｃ１，Ｖｃ２には、共にＶｉｐ／２の項が含まれているので、コンパレータＣＭＰ１によって電圧Ｖｃ１と電圧Ｖｃ２とが比較される際には、Ｖｉｐ／２、すなわち配線インピーダンス２７により生じた電圧成分が相殺され、指令電圧Ｖｉｎと、駆動電流ＩＬの検出電圧Ｖｒとが比較されることとなる。
【００４１】
これにより、検出電圧Ｖｒが指令電圧Ｖｉｎに満たない場合、コンパレータＣＭＰ１によって出力信号Ｓ１がハイレベルにされ、駆動回路２１によってトランジスタＱ１がオンされ、電磁比例弁３、シャント抵抗Ｒ５、及び配線インピーダンス２７に駆動電流ＩＬが流れ、検出電圧Ｖｒが増大する。そして、検出電圧Ｖｒが指令電圧Ｖｉｎ以上になると、コンパレータＣＭＰ１によって出力信号Ｓ１がローレベルにされ、駆動回路２１によってトランジスタＱ１がオフされ、電磁比例弁３、シャント抵抗Ｒ５、及び配線インピーダンス２７に流れる電流がゼロにされ、検出電圧Ｖｒが減少する。そして、検出電圧Ｖｒが指令電圧Ｖｉｎを下回ると、再びコンパレータＣＭＰ１によって出力信号Ｓ１がハイレベルにされ、上述の動作を繰り返す。
【００４２】
また、上流側端子Ｐ１の電圧は、ローパスフィルタ２２を介してコンパレータＣＭＰ１へフィードバックされるので、トランジスタＱ１のスイッチングにより生じた高周波のノイズ成分がローパスフィルタ２２によってカットされてコンパレータＣＭＰ１へ供給される結果、ノイズの影響が低減される。
【００４３】
このように、検出電圧Ｖｒと指令電圧Ｖｉｎとの比較結果に応じて、トランジスタＱ１のオン、オフが繰り返される。また、トランジスタＱ１のオン、オフの間隔は、コンパレータＣＭＰ１、駆動回路２１、トランジスタＱ１、電磁比例弁３、及びローパスフィルタ２２により構成されるフィードバックループの遅延時間となる。そうすると、電磁比例弁３における弁が機械的に動作する応答時間に対して十分に短い時間間隔でトランジスタＱ１のオン、オフが繰り返され、さらに駆動電流ＩＬは電磁比例弁３におけるコイル３１によって平滑される結果、駆動電流ＩＬは、その平均電流値が、検出電圧Ｖｒと指令電圧Ｖｉｎとが一致するような値となるように、すなわち、駆動電流ＩＬの平均値が指令電圧Ｖｉｎに応じた電流値となるように、駆動電流ＩＬが制御される。
【００４４】
これにより、配線インピーダンス２７により生じた電圧成分である電圧Ｖｉｐが相殺され、配線インピーダンス２７の影響が低減されて、駆動電流ＩＬの平均値が指令電圧Ｖｉｎに応じた電流値とされるので、駆動電流制御回路２によって、駆動電流ＩＬの平均値を、指令電圧Ｖｉｎに応じた電流値にする制御精度を向上させることができる結果、電磁比例弁制御システム１における電磁比例弁３の制御精度を向上させることができる。
【００４５】
また、図２に示す背景技術に係る駆動電流制御回路１０１と比較すると、駆動電流制御回路２は、駆動電流制御回路１０１における３個のオペアンプ１０３〜１０５と７個の抵抗１１０〜１１６とを、１個のコンパレータＣＭＰ１と４個の抵抗Ｒ１〜Ｒ４に置き換えることができるので、回路を簡素化することができる。
【００４６】
また、トランジスタＱ１は、オン、オフ動作で使用され、すなわち飽和領域で使用されるので、駆動電流制御回路２は、図２に示す背景技術に係る駆動電流制御回路１０１のようにトランジスタが不飽和領域で使用される場合と比べてトランジスタＱ１の発熱を低減させることができる。さらに、例えば図２に示す背景技術に係る駆動電流制御回路１０１において、ドライブ回路１０６の代わりにＰＷＭ制御回路を用いることによってトランジスタの発熱を低減する例との比較では、駆動電流制御回路２は、ＰＷＭ制御回路を用いることなくトランジスタＱ１の発熱を低減することができるので、回路を簡素化することができる。
【００４７】
なお、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４の抵抗値は、必ずしも実質的に同一にされている例に限られず、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２との抵抗値の比率が、抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４との抵抗値の比率と実質的に同一にされていれば、配線インピーダンス２７により生じた電圧成分である電圧Ｖｉｐを相殺し、駆動電流制御回路２によって、駆動電流ＩＬの平均値を指令電圧Ｖｉｎに応じた電流値にする制御精度を向上させる効果が得られる。
【００４８】
また、式（１）における分母は抵抗Ｒ１，Ｒ２の分圧比で与えられ、式（２）における分母は抵抗Ｒ３，Ｒ４の分圧比で与えられるので、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４の精度ばらつきにより、抵抗Ｒ１，Ｒ２の分圧比と抵抗Ｒ３，Ｒ４の分圧比とに差異が生じると、コンパレータＣＭＰ１において電圧Ｖｉｐを相殺することができず、駆動電流ＩＬの平均値を指令電圧Ｖｉｎに応じた電流値にする制御精度が低下する。一方、単一の抵抗アレーに形成された複数の抵抗素子は、抵抗アレーの製造プロセスにおいて同一の条件で形成されるので、相対的な抵抗値の誤差が低減される。そのため、駆動電流制御回路２では、単一の抵抗アレーに形成された抵抗素子を抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４として用いることで、抵抗Ｒ１，Ｒ２の分圧比と抵抗Ｒ３，Ｒ４の分圧比との差異を低減することができる結果、駆動電流ＩＬの平均値を指令電圧Ｖｉｎに応じた電流値にする制御精度を向上させることができる。
【００４９】
また、トランジスタＱ１を飽和領域で動作させる例を示したが、例えば駆動回路２１は、出力信号Ｓ１がローレベルの場合、すなわち電圧Ｖｃ２が電圧Ｖｃ１を超えている場合にトランジスタＱ１のベース電流を減少させて駆動電流ＩＬを減少させ、出力信号Ｓ１がハイレベルの場合、すなわち電圧Ｖｃ２が電圧Ｖｃ１に満たない場合にトランジスタＱ１のベース電流を増大させて駆動電流ＩＬを増大させる構成としてもよい。この場合、トランジスタＱ１は非飽和領域で使用されるので、トランジスタＱ１の発熱量は増大するものの、コンパレータＣＭＰ１により電圧Ｖｉｐを相殺し、駆動電流ＩＬの平均値を指令電圧Ｖｉｎに応じた電流値にする制御精度を向上させて、電磁比例弁制御システム１における電磁比例弁３の制御精度を向上させる効果を得ることができる。
【００５０】
また、駆動電流制御回路２の負荷として、電磁比例弁３が接続される例を示したが、負荷は電磁比例弁３に限られず、負荷電流を制御する必要のある種々の電気機器、装置を負荷として用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の一実施形態に係る駆動電流制御回路を用いた電磁比例弁制御システムの構成の一例を示す回路図である。
【図２】背景技術に係る駆動電流制御回路と電磁比例弁とを示す回路図である。
【符号の説明】
【００５２】
１  電磁比例弁制御システム
２  駆動電流制御回路
３  電磁比例弁
２２  ローパスフィルタ
２３，２４，２５，２６  接続端子
２７  配線インピーダンス
ＣＭＰ１  コンパレータ
ＩＬ  駆動電流
Ｐ１  上流側端子
Ｐ２  下流側端子
Ｑ１  トランジスタ
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４  抵抗
Ｒ５  シャント抵抗
ＲＡ１  抵抗アレー
Ｓ１  出力信号
Ｖｉｎ  指令電圧
【図１】
2008130930.tif 000003
【図２】
2008130930.tif 000004