(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自己誘導素子および電源から前記自己誘導素子に給電するための、制御信号によってドライブされる制御デバイス（ＰＴ）を有する直列分岐回路と、前記自己誘導素子を通過する電流を示す信号を収集するためのデバイスを有し、前記自己誘導素子を通過する電流を測定するための信号を発生する測定デバイスと、データ値および前記測定信号に応じて前記制御信号を発生するためのレギュレータデバイスとを備え、前記収集デバイスが第１抵抗素子（Ｒs）およびダイオード（Ｄ）を直列に含む分岐回路を、前記自己誘導素子（Ｓ）と並列に含み、前記自己誘導素子（Ｓ）が前記電源に結合された状態に前記制御デバイス（ＰＴ）がある時に、前記ダイオード（Ｄ）がリバースモードとなっている、前記自己誘導素子を通過する電流をレギュレートするための装置において、
前記自己誘導素子内の平均電流を示す信号を発生するよう、電流を示す前記信号を平均化するための回路を更に含み、該平均化回路がトランジスタ（Ｔ２）を含み、このトランジスタのゲート電極が、前記制御デバイス（ＰＴ）と逆に前記トランジスタを切り換えるよう、切り換え信号を受け、前記トランジスタのドレイン電極が、前記第１抵抗素子（ＲS）のターミナルにおける電圧を示す信号を受け、前記平均電流（Ｉm）を示す信号（Ｖm）の出力端を構成する前記トランジスタのソース電極が、第２抵抗素子（Ｒm）と並列に容量素子（Ｃm）に接続されていることを特徴とする、自己誘導素子を通過する電流をレギュレートするための装置。
【請求項２】
前記トランジスタ（Ｔ２）のドレイン電極が、分圧ブリッジ回路（Ｒc1、Ｒc2）を介して、前記第１抵抗器（Ｒs）と前記ダイオード（Ｄ）との間の共通ターミナル（Ｅ）に接続されていることを特徴とする、請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記分圧ブリッジ回路（Ｒc1、Ｒc2）が、前記共通ターミナル（Ｅ）に接続された第１端部と、電圧源に接続された第２端部と、前記トランジスタ（Ｔ２）の前記ドレイン電極に接続された中間点（Ｐ）とを有し、前記分圧ブリッジ回路（Ｒc1、Ｒc2）の前記中間点（Ｐ）における電圧が、正の値またはゼロの値となるように、前記電圧源の電圧が選択されていることを特徴とする、請求項２記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自己誘導素子および電源、特に電圧源から自己誘導素子に給電するための、制御信号によってドライブされる制御デバイスを有する直列分岐回路と、前記自己誘導素子を通過する平均電流を測定するための信号を発生する測定デバイスと、データ値および測定信号に応じて制御信号を発生するためのレギュレータデバイスとを備えた、自己誘導素子、例えば電磁バルブの制御ソレノイドを通過する電流をレギュレートするための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
公知のタイプのレギュレータ装置では、ソレノイドを通過する電流は、このソレノイドと直列に挿入された低い値の抵抗器、すなわち、シャント回路に基づいて決定される。このシャント回路によって発生される電圧は、その後、差分増幅器内で増幅され、平均化される。
【０００３】
かかる装置には、いくつかの欠点を有する。
【０００４】
第１の欠点は、制御回路内で電圧が低下することである。
【０００５】
第２の欠点は、必ず小さくしなければならない電位差がシャント回路のターミナルに存在する場合、これを増幅しなければならず、増幅器が存在することにより、種々のバイアス抵抗器および集積回路固有の許容差によって不正確さが生じる。
【０００６】
米国特許第4,511,829号明細書には、自己誘導素子と並列に、リバースモードのダイオードと直列な抵抗器を使用することによって、測定を行うことを提案している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記装置の性能を高めることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この目的達成のために、本発明は、自己誘導素子（Ｓ）および電源から前記自己誘導素子に給電するための、制御信号によってドライブされる制御デバイスを有する直列分岐回路と、前記自己誘導素子を通過する電流を示す信号を収集するためのデバイスを有し、前記自己誘導素子を通過する電流を測定するための信号を発生する測定デバイスと、データ値および前記測定信号に応じて前記制御信号を発生するためのレギュレータデバイスとを備え、前記収集デバイスが第１抵抗素子（Ｒs）およびダイオード（Ｄ）を直列に含む分岐回路を、前記自己誘導素子（Ｓ）と並列に含み、前記自己誘導素子（Ｓ）が前記電源に結合された状態に前記制御デバイス（ＰＴ）がある時に、前記ダイオード（Ｄ）がリバースモードとなっている、前記自己誘導素子を通過する電流をレギュレートするための装置において、
前記自己誘導素子内の平均電流を示す信号を発生するよう、電流を示す前記信号を平均化するための回路を更に含み、該平均化回路がトランジスタ（Ｔ2）を含み、このトランジスタのゲート電極が、前記制御デバイス（ＰＴ）と逆に前記トランジスタを切り換えるよう、切り換え信号を受け、前記トランジスタのドレイン電極が、前記第１抵抗素子（Ｒs）のターミナルにおける電圧を示す信号を受け、前記平均電流（Ｉm）を示す信号（Ｖm）の出力端を構成する前記トランジスタのソース電極が、第２抵抗素子（Ｒm）と並列に容量素子（Ｃm）に接続されていることを特徴とする、自己誘導素子を通過する電流をレギュレートするための装置を提案するものである。
【０００９】
平均化回路は、１つのトランジスタをも備え、このトランジスタのゲート電極は、前記制御装置により、前記トランジスタを逆の状態に切り換えるための切り換え信号を受け、ドレイン電極は、前記第１抵抗素子のターミナルにおける電圧を示す信号を受け、ソース電極は、前記平均電流を示す信号のための出力端を構成し、このソース電極は、第２抵抗素子と並列に容量素子に接続されている。
【００１０】
トランジスタのドレイン電極は、分圧ブリッジ回路を介して、第１抵抗器とダイオードとの間の共通ターミナルに接続できる。前記分圧ブリッジ回路は、前記共通ターミナルに接続された第１端部と、電圧源に接続された第２端部と、前記ドレイン電極に接続された中間点とを有することができ、前記分圧ブリッジ回路の前記中間点における電圧の値が、正またはゼロとなるように、前記電圧源の電圧が選択されている。
【００１１】
図面を参照し、非限定的例として示された以下の説明を読めば、本発明の上記以外の特徴および利点が、より明らかとなると思う。
【００１２】
図１は、本発明に係るソレノイドＳを駆動する回路図を示す。このソレノイドＳのターミナルの一方は、アース、すなわち共通モード極に接続されている。このソレノイドＳは、制御デバイス、本例ではＭＯＳパワートランジスタＰＴに直列に配置されている。
【００１３】
このパワートランジスタのソースは、電源の一方の極、例えば１２Ｖに接続されており、アース電位にある電源の他方の極は、ソレノイドの一方のターミナルに接続されている。トランジスタＰＴのゲート電極は、パルス幅変調（ＰＷＭ）信号である制御信号Ｖcを受けるようになっており、このパルス幅変調信号のデューティサイクルはソレノイドＳを通過する平均電流Ｉmの値を制御するように可変となっている。
【００１４】
ある応用例では、このソレノイドは、電磁バルブの制御ソレノイドであり、特に自動車のコンプレッサを制御するためのバルブのソレノイドとなっている。
【００１５】
ソレノイドＳを通過する電流強度の平均値を、所望のように制御することによって、部品、コンプレッサ、または電磁バルブが、電源電圧の変動、例えば自動車のバッテリーの電圧の変動だけでなく、温度に応じたソレノイドの特性（抵抗およびインダクタンス）の内部変化の変動に影響されないようにできる。
【００１６】
ソレノイドＳと並列に、抵抗器Ｒsと、電源に対してリバースモードに取り付けられたダイオードＤとが、直列に配置されている。抵抗器ＲsとダイオードＤとの共通点Ｅで検出される電圧は、分圧ブリッジ回路（Ｒc1、Ｒc2）に供給される。
【００１７】
このブリッジ回路の一端は、抵抗器Ｒｃ１とＲｃ２に共通する中間点Ｐが、常に正の電圧、または極めてゼロに近い電圧（図１ｂのタイミング図参照）に留まるように、電圧源、例えば５Ｖに接続されている。この共通点Ｐは、電界効果トランジスタＰ２のドレインに接続されており、ソレノイドＳ内の平均電流を示す信号Ｖmに対する出力Ｋ端を構成する、電界効果トランジスタのソースは互いに並列に配線された抵抗器ＲmおよびコンデンサＣmに接続されている。
【００１８】
トランジスタＴ２のゲートは、抵抗器ＲmによってバイアスがかけられたバイポーラトランジスタＴ１のコレクタに接続されている。このバイポーラトランジスタのベースは、ソレノイドＳとトランジスタＰＴのドレインとの間の共通点Ｍで検出された信号を、抵抗器Ｒ２を介して受けるようになっている。
【００１９】
この装置は、次のように機能する。電圧Ｖc が、トランジスタＰＴから成るスイッチ（図２ａ）を閉じるレベルになっていると、リバースモードのダイオードＤが設けられているために、電流Ｉ1はソレノイドＳしか通過しない。
【００２０】
電圧Ｖが、トランジスタＰＴから成るスイッチが開となるようなレベルになっていると（図２ｂ）、次にソレノイドＳ内の電流Ｉ2は抵抗器ＲSおよびダイオードＤを通過する。この電流は、ソレノイドＳを通過する電流の平均値を推定するために、本発明に関連して使用されるものである。
【００２１】
上記回路レイアウトの場合、トランジスタＰＴが開状態にあり、抵抗器ＲSを電流Ｉ2が流れる時に限り、トランジスタＴ２は閉状態となり、コンデンサＣmに蓄積するべき電圧を送る。
【００２２】
コンデンサＣmによるこのようなメモリ蓄積によって、出力端Ｋで、ソレノイドＳの回路における平均制御電流Ｉm  を再現することが可能であるが、この電流は、前記双極回路Ｄ、ＲSからは判らない。図１ｂのタイミング図では、この信号Ｉmは点線で示されている。
【００２３】
上記実施例によれば、抵抗器とダイオードとの前記１つの双極回路を並列に配置し、このダイポールの２つの出力端における負の電圧を正の電圧に変換し、最期に、ソレノイドＳ内の電流の平均値を抽出できるようにするサンプル−ホールド回路によって、ソレノイドＳ内の電流の値を再現させるることにより、ソレノイドＳからの電流を検出することができる。
【００２４】
その結果、測定による電圧低下はなくなり、許容差は小さくなり、コストはほとんど増加しない。
【００２５】
電圧Ｖmの値は、マイクロプロセッサＭＰを使用することにより、ソレノイドＳを通過する平均電流Ｉmがデータ値にホールドされるように、電流Ｖcのデューティサイクルをスレーブ制御することができる。
【００２６】
トランジスタＴ１を介するソレノイドＳの制御電圧によるトランジスタＴ２の制御によって、トランジスタＰＴとトランジスタＴ２とを逆状態に制御すること、すなわち一方が開状態の時、他方が閉状態となるように制御することが可能となる。
【００２７】
例：トランジスタＰＴは、インフィネオン（INFINEON)社から販売されているレファレンス番号ＢＴＳ６１１のＭＯＳトランジスタである。ソレノイドＳは、８Ωと５０ｍＨの自己インダクタンスを有する。
【００２８】
Ｄは、ＩＮ４００４ダイオード、ＲS＝１０Ωである。
【００２９】
Ｒｃ１＝３.４ｋΩ、Ｒｃ２＝１ｋΩである。
【００３０】
トランジスタＴ２は、２Ｎ７００２タイプのＮチャンネルＭＯＳトランジスタでよい。
【００３１】
Ｒｍ＝２２ｋΩ、Ｃｍ＝２２μＦである。
【００３２】
トランジスタＴ１は、レファレンス番号ＢＣ８１７を有するＮＰＮタイプのトランジスタである。
【００３３】
平均電流Ｉmを関数とする電圧Ｖmを示す図３は、この電圧Ｖmが、コイルに発生する平均電流Ｉmに逆比例することを示している。この関係は線形である。図３において、カーブは、選択されたｘ軸のスケール自身が線形でないため、直線とはなっていない。
【００３４】
上記装置は、制御ループとなるように、例えばマイクロプロセッサタイプの自動車用コンプレッサ制御装置に組み込むことができる。この制御装置は自動車のバッテリーからの電圧変動だけでなく、温度を関数とするソレノイドの抵抗およびインダクタンスの内部変化に対してコンプレッサが影響されないように、電流が制御される。
【図面の簡単な説明】
【図１ａ】  本発明の好ましい実施例を示す。
【図１ｂ】  図１ａにおける点Ｍ、Ｅ、ＰおよびＫの信号のタイミング図を示す。
【図２ａ】  パワートランジスタの２つの切り換え状態のうちの一方の作動状態を示す。
【図２ｂ】  パワートランジスタの２つの切り換え状態のうちの他方の作動状態を示す。
【図３】  ソレノイドＳにおける平均電流を関数とする測定電圧Ｖmの曲線特性を示す。
【図４】  パワートランジスタの別の駆動例を示す回路図である。
【図５】  図４におけるＶS とパワートランジスタの出力電流のグラフを示す。
【符号の説明】
Ｓ      ソレノイド
ＰＴ    ＭＯＳパワートランジスタ
Ｒ      抵抗器
Ｄ      ダイオード
Ｒc1、Ｒc2      分圧ブリッジ回路
Ｐ      共通点
Ｔ２    電界効果トランジスタ
【図１ａ】
0004668512.tif 000002
【図１ｂ】
0004668512.tif 000003
【図２ａ】
0004668512.tif 000004
【図２ｂ】
0004668512.tif 000005
【図３】
0004668512.tif 000006
【図４】
0004668512.tif 000007
【図５】
0004668512.tif 000008