(57)【要約】【課題】起動時に高いレベルを維持する三角波状の電圧を出力できる三角波発生回路を提供する。【解決手段】充放電回路３１は、起動直後に初期充電を開始し、この初期充電期間にコンデンサＣ３１の端子間電圧Ｖｃが第１しきい値電圧Ｖth1（＋４．０Ｖ）に達すると初期放電に切り替え、この初期放電期間に端子間電圧Ｖｃが第２しきい値電圧Ｖth2（＋１．０Ｖ）に達した後は、継続的に通常充放電を行い、端子間電圧Ｖｃを第３しきい値電圧Ｖth3（＋３．５Ｖ）と第４しきい値電圧Ｖth4（＋１．５Ｖ）との間で変化させる。初期充電の電流を通常充電の電流より大きく設定し、初期放電の電流を通常放電の電流より小さく設定する。【選択図】図１
2010041674.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンデンサと、前記コンデンサに対する充電および放電を行う充放電回路とを備え、前記コンデンサの端子間に三角波状の電圧を発生させる三角波発生回路において、
前記充放電回路は、
第１しきい値電圧、この第１しきい値電圧より低い第２しきい値電圧およびこの第２しきい値電圧より高く且つ前記第１しきい値電圧より低い第３しきい値電圧を出力するしきい値電圧出力回路を備え、
起動直後に初期充電を開始し、この初期充電期間に前記コンデンサの端子間電圧が前記第１しきい値電圧に達すると初期放電に切り換え、この初期放電期間に前記端子間電圧が前記第２しきい値電圧に達した後は、継続的に通常充放電を行い、前記端子間電圧を前記第２しきい値電圧と前記第３しきい値電圧との間で変化させるように構成され、
前記初期充電の電流は前記通常充電の電流より大きく設定され、前記初期放電の電流は前記通常放電の電流より小さく設定されていることを特徴とする三角波発生回路。
【請求項２】
前記しきい値電圧出力回路は、さらに、前記第２しきい値電圧より高く且つ前記第３しきい値電圧より低く設定された第４しきい値電圧を出力し、
前記充放電回路は、前記通常充放電を行う際、前記端子間電圧を前記第４しきい値電圧と第３しきい値電圧との間で変化させるように構成されていることを特徴とする請求項１記載の三角波発生回路。
【請求項３】
前記充放電回路は、
前記コンデンサに対する第１および第２充電電流を生成する第１および第２電流源と、前記コンデンサに対する第１および第２放電電流を生成する第３および第４電流源とを備え、
前記第２充電電流と前記第２放電電流は同じ大きさに設定され、前記第１充電電流は前記第２充電電流より大きく設定され、前記第１放電電流は前記第２放電電流より小さく設定されており、
前記コンデンサに対し、前記第１および第２充電電流と前記第１および第２放電電流を流すことにより前記初期充電を行い、前記第２充電電流と前記第１および第２放電電流を流すことにより前記初期放電を行い、前記第２充電電流を流すことにより前記通常充電を行い、前記第２放電電流を流すことにより前記通常放電を行うことを特徴とする請求項１または２記載の三角波発生回路。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の三角波発生回路と、
指令信号に基づく信号電圧を出力するオペアンプと、
前記三角波発生回路の前記コンデンサの端子間電圧と前記信号電圧とを比較して前記指令信号に応じたデューティ比を持つパルス信号を出力するコンパレータとを備え、
これら三角波発生回路、オペアンプおよびコンパレータに共通の電源電圧が供給されるように構成されていることを特徴とする電圧−パルス変換回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンデンサに対する充電および放電を行うことにより、このコンデンサの端子間に三角波状の電圧を発生させる三角波発生回路およびこの三角波発生回路を備えた電圧−パルス変換回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、負荷駆動装置では、負荷に流れる電流に応じた電圧信号を検出し、その検出電圧がマイコンなどの制御回路から指令として与えられるデューティ信号に基づく電圧と一致するように負荷への通電をフィードバック制御する構成が用いられている。図５は、この種の負荷駆動装置の概略的な構成を示している。図５に示す負荷駆動装置１は、電流検出回路２、Ｄ−Ｖ変換回路３、誤差増幅回路４、電圧−パルス変換回路５、負荷であるリニアソレノイドＬ１の通電経路に設けられたＭＯＳトランジスタＴ１および還流用のダイオードＤ１を備えている。
【０００３】
電流検出回路２は、リニアソレノイドＬ１の通電経路に直列に接続された電流検出用の抵抗Ｒ１およびＲ２の並列回路の両端電圧に基づいて電流を検出する。Ｄ−Ｖ変換回路３は、抵抗、コンデンサ、オペアンプなどからなる積分器を備えており、マイコンから出力された目標電流を表すデューティ信号を積分することでアナログの指令電圧に変換して出力する。誤差増幅回路４は、抵抗、オペアンプなどからなる誤差増幅器を備えており、電流検出回路２から出力される検出電圧とＤ−Ｖ変換回路３から出力される指令電圧との差分を増幅して誤差信号として出力する。
【０００４】
電圧−パルス変換回路５は、三角波信号を発生させる三角波発生回路６と、この三角波信号と上記誤差信号との比較結果に基づいてパルス状の駆動信号を出力するコンパレータ７を備えている。このような構成は、例えば特許文献１に開示されている。コンパレータ７から抵抗Ｒ３を介して与えられる駆動信号に基づいてＭＯＳトランジスタＴ１が駆動されることにより、リニアソレノイドＬ１に駆動信号のデューティ比に応じた電流が流れる。このようにして、リニアソレノイドＬ１の通電電流が目標電流に一致するように制御される。
【特許文献１】特開２００４−２６６７８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記構成の負荷駆動装置１におけるＤ−Ｖ変換回路３および誤差増幅回路４は、いずれもオペアンプを備えた構成である。一般にオペアンプは、起動時に過渡現象が発生し、その出力レベルが不定になることが多い。このため、負荷駆動装置１の起動時、Ｄ−Ｖ変換回路３および誤差増幅回路４を介して出力される誤差信号のレベルが不定になることが考えられる。Ｄ−Ｖ変換回路３、誤差増幅回路４および電圧パルス変換回路５に同じ電源電圧が供給されている場合には、このようなオペアンプの特性に起因して次のような問題が生じる。図６は、この問題を説明するための図であり、負荷駆動装置の各部波形の一例を示している。
【０００６】
図６（ａ）は、上から順に負荷への通電電流の波形、電源電圧の波形、デューティ信号の波形を示している。図６（ｂ）は、起動時における誤差信号、三角波信号および駆動信号の各波形を示している。図６（ａ）に示すように、電源電圧の供給が開始された起動直後においては、デューティ信号がＬレベルに固定されている。つまり、負荷駆動装置１には、負荷への通電電流をゼロとするような指令が与えられている。しかしながら、このとき、図６（ｂ）に示すように、誤差信号のレベルが三角波信号のレベルより高くなる期間が生じた場合、与えられた指令に反して、図６（ａ）に示すような突入電流（通電電流）が負荷に流れてしまう。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、起動時に高いレベルを維持する三角波状の電圧を出力できる三角波発生回路およびこの三角波発生回路を備えた電圧−パルス変換回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１記載の手段によれば、充放電回路は、起動直後に初期充電を開始し、この初期充電期間にコンデンサの端子間電圧が第１しきい値電圧に達すると初期放電に切り替え、この初期放電期間に端子間電圧が第１しきい値電圧より低い第２しきい値電圧に達した後は、継続的に通常充放電を行い、端子間電圧を第２しきい値電圧と第３しきい値電圧との間で変化させる。
初期充電の電流は通常充電の電流より大きく設定され、初期放電の電流は通常放電の電流より小さく設定されており、第１しきい値電圧は第３しきい値電圧より高く設定されている。このため、初期充電時の端子間電圧は通常充電時に比べて急峻に立ち上がり、初期放電時の端子間電圧は通常放電時に比べて緩やかに立ち下がる。従って、起動時におけるコンデンサの端子間電圧（三角波状の電圧）のレベルを高い状態に維持することができる。
【０００９】
請求項２記載の手段によれば、充放電回路は、通常充放電を行う際、コンデンサの端子間電圧を第２しきい値電圧より高くかつ第３しきい値電圧より低く設定された第４しきい値電圧と第３しきい値電圧との間で変化させる。このため、初期充放電時の端子間電圧の下限値と、通常充放電時の端子間電圧の下限値とを独立して設定することができる。
【００１０】
請求項３記載の手段によれば、充放電回路は、第１および第２充電電流を生成する第１および第２電流源と、第１および第２放電電流を生成する第３および第４電流源とを備えて構成されている。また、第２充電電流と第２放電電流とは同じ大きさに設定され、第１充電電流は第２充電電流より大きく設定され、第１放電電流は第２放電電流より小さく設定されている。このため、充放電回路は、第１〜第４電流源により生成される各充電電流および各放電電流のうち、どの電流をコンデンサに対して流すかを変化させることで初期充放電および通常充放電を以下のように行うことができる。すなわち、充放電回路は、コンデンサに対し、第１および第２充電電流と第１および第２放電電流を流すことにより初期充電を行い、第２充電電流と第１および第２放電電流を流すことにより初期放電を行い、第２充電電流を流すことにより通常充電を行い、第２放電電流を行うことにより通常放電を行うことができる。
【００１１】
請求項４記載の手段によれば、各回路に共通の電源電圧の供給が開始された直後である起動直後において、オペアンプが指令信号に反して高いレベルの信号電圧を出力した場合でも、三角波発生回路のコンデンサの端子間電圧は、初期充放電により高いレベルに維持されているため、コンパレータの出力はオペアンプの出力にかかわらず一定となる。このように、起動直後において、コンパレータの出力が過渡的な変化を生じることがなくなるため、パルス信号の供給先における起動時の誤動作などを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
（第１の実施形態）
以下、本発明を負荷駆動装置に適用した場合の第１の実施形態について、図１〜図３を参照しながら説明する。
図２は、リニアソレノイドを駆動する負荷駆動装置の構成を示している。図２に示す負荷駆動装置１１は、負荷であるリニアソレノイドＬ１１に流れる電流をフィードバック制御する構成となっている。負荷駆動装置１１は、電流検出回路１２、Ｄ−Ｖ変換回路１３、誤差増幅回路１４、電圧−パルス変換回路１５、ＭＯＳトランジスタＴ１１、還流用のダイオードＤ１１および電流検出用の抵抗Ｒ１１、Ｒ１２を備えている。このうち、ダイオードＤ１１、抵抗Ｒ１１、Ｒ１２、Ｄ−Ｖ変換回路１３のコンデンサＣ１１および誤差増幅回路１４のコンデンサＣ１２を除く部分は、ＩＣ１６として構成されている。
【００１３】
電源線１７と接地線１８との間には、Ｎチャネル型のＭＯＳトランジスタＴ１１、リニアソレノイドＬ１１および抵抗Ｒ１１が直列に接続されている。抵抗Ｒ１２は、抵抗Ｒ１１に並列に接続されている。電源線１７と接地線１８とは、図示しないバッテリの両端子に接続されており、例えば＋１２Ｖの直流電圧ＶＢが印加される。
【００１４】
電流検出回路１２は、抵抗Ｒ１３〜Ｒ１６とオペアンプ１９とから構成される差動増幅器である。オペアンプ１９は、電源線１７と接地線１８とを介して電圧ＶＢの供給を受けて動作する。抵抗Ｒ１１の両端子が、抵抗Ｒ１３、Ｒ１４を介してオペアンプ１９の非反転入力端子、反転入力端子にそれぞれ接続されている。オペアンプ１９の非反転入力端子は、抵抗Ｒ１５を介して接地されている。オペアンプ１９の出力端子は、抵抗Ｒ１６を介して反転入力端子に接続されている。このような構成により、電流検出回路１２は、リニアソレノイドＬ１１に流れる電流に基づいて抵抗Ｒ１１（Ｒ１２）の両端子に生じる電圧差を増幅し、検出電圧として出力する。
【００１５】
Ｄ−Ｖ変換回路１３は、抵抗Ｒ１７〜Ｒ２４、コンデンサＣ１１、トランジスタＴ１２、非反転バッファ２０およびオペアンプ２１を備えている。オペアンプ２１は、電源線２２および接地線１８を介して例えば＋８Ｖの直流電圧Ｖａの供給を受けて動作する。図示しないマイクロコンピュータから出力される目標電流を表すデューティ信号は、非反転バッファ２０および抵抗Ｒ１７を介してトランジスタＴ１２のベースに与えられている。非反転バッファ２０の入力端子は、抵抗Ｒ１８を介して接地線１８に接続されている。直流電圧Ｖｄが印加される電源線２３と接地線１８との間には、抵抗Ｒ１９およびＲ２０がトランジスタＴ１２のコレクタを挟んで直列に接続されるとともに、抵抗Ｒ２１およびＲ２２がオペアンプ２１の非反転入力端子を挟んで直列に接続されている。トランジスタＴ１２のコレクタは、抵抗Ｒ２３を介してオペアンプ２１の反転入力端子に接続されている。
【００１６】
これにより、オペアンプ２１の非反転入力端子には所定の電圧が与えられ、反転入力端子にはデューティ信号に基づいて変化する電圧が与えられる。電圧Ｖｄの電圧値と、抵抗Ｒ１９およびＲ２０による分圧比と、抵抗Ｒ２１およびＲ２２による分圧比とは、デューティ信号がＬレベルのときにオペアンプ２１の反転入力端子の電圧が非反転入力端子の電圧より大きくなるように設定されている。
【００１７】
オペアンプ２１の出力端子は、抵抗Ｒ２４を介して反転入力端子に接続されている。コンデンサＣ１１は、抵抗Ｒ２４と並列に接続されている。コンデンサＣ１１は、ＩＣ１６の外部に設けられている。このように、オペアンプ２１、抵抗Ｒ２３、Ｒ２４およびコンデンサＣ１１により積分器が構成されている。この積分器により目標電流を表すデューティ信号に基づいて変化する電圧を積分し、指令電圧として出力する。
【００１８】
誤差増幅回路１４は、抵抗Ｒ２５、Ｒ２６、コンデンサＣ１２、オペアンプ２４を備えている。オペアンプ２４は、電源線２２および接地線１８を介して電圧Ｖａの供給を受けて動作する。オペアンプ２４の非反転入力端子には、Ｄ−Ｖ変換回路１３から出力される指令電圧が与えられている。オペアンプ２４の反転入力端子には、電流検出回路１２から出力される検出電圧が抵抗Ｒ２５を介して与えられている。オペアンプ２４の出力端子は、抵抗Ｒ２６を介して反転入力端子に接続されている。コンデンサＣ１２は、抵抗Ｒ２６と並列に接続されている。コンデンサＣ１２は、ＩＣ１６の外部に設けられている。このような構成の誤差増幅回路１４は、入力される検出電圧と指令電圧との差分を増幅し、誤差信号（信号電圧に相当）として出力する。
【００１９】
電圧−パルス変換回路１５は、三角波発生回路２５およびコンパレータ２６を備えている。三角波発生回路２５およびコンパレータ２６は、電源線２２および接地線１８を介して電圧Ｖａの供給を受けて動作する。三角波発生回路２５が発生させる三角波信号は、コンパレータ２６の反転入力端子に入力される。コンパレータ２６の非反転入力端子には、誤差増幅回路１４から出力される誤差信号が入力される。コンパレータ２６は、これら入力信号の比較結果に基づいてリニアソレノイドＬ１１への通電電流を制御するためのパルス状の駆動信号（パルス信号に相当）を出力する。この駆動信号は、抵抗Ｒ２７を介してＭＯＳトランジスタＴ１１のゲートに与えられる。ＭＯＳトランジスタＴ１１がこの駆動信号に基づいて駆動されることにより、リニアソレノイドＬ１１には、駆動信号のデューティ比に応じた電流が流れる。
【００２０】
図１は、三角波発生回路の電気的構成を示している。図１に示す三角波発生回路２５は、コンデンサＣ３１およびこのコンデンサＣ３１への充放電を制御する充放電回路３１から構成されており、コンデンサＣ３１の端子間に三角波状の電圧（三角波信号）を発生させる。前述したとおり、三角波発生回路２５には、電源線２２および接地線１８を介して電圧Ｖａが供給されている。また、外部のマイクロコンピュータからＰＯＲ端子３２を介して、起動時に所定期間だけＨレベルとなるパワーオンリセット信号が与えられる。
【００２１】
トランジスタＴ３１〜Ｔ３５は定電流供給用のトランジスタであり、各トランジスタのベースに共通に接続されたＣＢ端子３３の電圧により決まる定電流をコレクタから出力する。トランジスタＴ３１のコレクタは、コレクタおよびエミッタが共通に接続されたトランジスタＴ３６およびＴ３７を介して接地線１８に接続されている。トランジスタＴ３２のコレクタは、コレクタおよびエミッタが共通に接続されたトランジスタＴ３８およびＴ３９を介して接地線１８に接続されている。トランジスタＴ３６およびＴ３８のベースは、それぞれ抵抗Ｒ３１およびＲ３２を介してＰＯＲ端子３２に接続されている。トランジスタＴ３１およびＴ３２のコレクタは、それぞれダイオードＤ３１およびＤ３２を介してコンデンサＣ３１の一端子であるノードＮ３１に接続されている。コンデンサＣ３１の他端子は、接地線１８に接続されている。
【００２２】
このような構成により、トランジスタＴ３６およびＴ３７がいずれもオフの状態において、トランジスタＴ３１（第１電流源に相当）のコレクタから電流Ｉ１（第１充電電流に相当）がコンデンサＣ３１に供給される。また、トランジスタＴ３８およびＴ３９がいずれもオフの状態において、トランジスタＴ３２（第２電流源に相当）のコレクタから電流Ｉ２（第２充電電流に相当）がコンデンサＣ３１に供給される。
【００２３】
ノードＮ３１と接地線１８との間には、ダイオードＤ３３、トランジスタＴ４０およびＴ４１の直列回路と、ダイオードＤ３４、トランジスタＴ４２およびＴ４３の直列回路とが互いに並列に接続されている。トランジスタＴ４０のベースは、トランジスタＴ４４を介して接地線１８に接続されている。トランジスタＴ３５のコレクタは、コレクタ・ベース間が接続されたトランジスタＴ４５を介して接地線１８に接続されている。このトランジスタＴ４５と、トランジスタＴ４１およびＴ４３とは、ベースが共通に接続されており、カレントミラー回路を構成している。このカレントミラー回路には、トランジスタＴ３５のコレクタ電流に応じた電流が流れる。トランジスタＴ４５のコレクタおよびエミッタには、上記カレントミラー回路に電流を流すか否かを切り換えるためのトランジスタＴ４６のコレクタおよびエミッタが接続されている。
【００２４】
トランジスタＴ４４がオフの状態において、トランジスタＴ３３のコレクタから出力される電流は、トランジスタＴ４０のベースに供給される。これにより、上記カレントミラー回路に電流が流れている状態において、トランジスタＴ３３のコレクタ電流およびトランジスタＴ４０の電流増幅率に応じた電流Ｉ３（第１放電電流に相当）がコンデンサＣ３１から引き抜かれる。トランジスタＴ３４のコレクタから出力される電流は、トランジスタＴ４２のベースに供給される。これにより、上記カレントミラー回路に電流が流れている状態において、トランジスタＴ３４のコレクタ電流およびトランジスタＴ４２の電流増幅率に応じた電流Ｉ４（第２放電電流に相当）がコンデンサＣ３１から引き抜かれる。
【００２５】
本実施形態では、トランジスタＴ３３およびＴ４０により第３電流源５１が構成され、トランジスタＴ３４およびトランジスタＴ４２により第４電流源５２が構成されている。また、本実施形態では、上記した電流Ｉ１〜Ｉ４の電流値が下記（１）式に示すような関係となるように、トランジスタＴ３１〜Ｔ３４のサイズ比、トランジスタＴ４０およびＴ４２の電流増幅率などが設定されている。
Ｉ１≫Ｉ２＝Ｉ４＞Ｉ３            …（１）
【００２６】
電源線２２と接地線１８との間には、抵抗Ｒ３３、Ｒ３４およびＲ３５が直列に接続されている。抵抗Ｒ３３およびＲ３４の共通接続点であるノードＮ３２は、コンパレータ３４の反転入力端子に接続されている。抵抗Ｒ３５の両端にはトランジスタＴ４７のコレクタ・エミッタ間が接続されている。トランジスタＴ４７のベースは、抵抗Ｒ３９およびＲ４０を介してコンパレータ３４の出力端子に接続されている。このような構成により、ノードＮ３２をしきい値電圧の出力端子とするしきい値電圧出力回路３５が構成されている。しきい値電圧出力回路３５は、コンパレータ３４の出力電圧の大きさに応じて、トランジスタＴ４７のオンオフ状態が切り替わることで互いに異なる値の第３しきい値電圧Ｖth3または第４しきい値電圧Ｖth4をコンパレータ３４の反転入力端子に与える。
【００２７】
しきい値電圧出力回路３５は、コンパレータ３４の出力電圧がＨレベルの場合に例えば＋３．５Ｖの第３しきい値電圧Ｖth3を出力し、Ｌレベルの場合に例えば＋１．５Ｖの第４しきい値電圧Ｖth4を出力するように、抵抗Ｒ３３〜Ｒ３５の分圧比が設定されている。コンパレータ３４の非反転入力端子は、ノードＮ３１に接続されている。コンパレータ３４は、コンデンサＣ３１の端子間電圧Ｖｃと、第３しきい値電圧Ｖth3または第４しきい値電圧Ｖth4とを比較する。
【００２８】
電源線２２と接地線１８との間には、抵抗Ｒ４１、Ｒ４２およびＲ４３が直列に接続されている。抵抗Ｒ４１およびＲ４２の共通接続点であるノードＮ３３は、コンパレータ３６の反転入力端子に接続されている。抵抗Ｒ４３の両端にはトランジスタＴ４８のコレクタ・エミッタ間が接続されている。トランジスタＴ４８のベースは、抵抗Ｒ４４を介してコンパレータ３６の出力端子に接続されている。このような構成により、ノードＮ３３をしきい値電圧の出力端子とするしきい値電圧出力回路３７が構成されている。しきい値電圧出力回路３７は、コンパレータ３６の出力電圧の大きさに応じて、トランジスタＴ４８のオンオフ状態が切り替わることで互いに異なる値の第１しきい値電圧Ｖth1または第２しきい値電圧Ｖth2をコンパレータ３６の反転入力端子に与える。
【００２９】
しきい値電圧出力回路３７は、コンパレータ３６の出力電圧がＨレベルの場合に例えば＋４．０Ｖの第１しきい値電圧Ｖth1を出力し、Ｌレベルの場合に例えば＋１．０Ｖの第２しきい値電圧Ｖth2を出力するように、抵抗Ｒ４１〜Ｒ４３の分圧比が設定されている。コンパレータ３６の非反転入力端子は、ノードＮ３１に接続されている。コンパレータ３６は、コンデンサＣ３１の端子間電圧Ｖｃと、第１しきい値電圧Ｖth1または第２しきい値電圧Ｖth2とを比較する。なお、各しきい値電圧Ｖth1〜Ｖth4は、上記電圧値に限らず、下記（２）式の関係を満たす電圧値であり且つ後述する作用および効果が得られる電圧値であれば適宜変更可能である。
Ｖth1＞Ｖth3＞Ｖth4＞Ｖth2            …（２）
【００３０】
コンパレータ３４、３６の各出力電圧は、それぞれＯＲゲート３８の非反転入力端子、反転入力端子に与えられている。ＯＲゲート３８の反転出力端子は、Ｒ−Ｓフリップフロップ３９のセット端子Ｓに接続されている。Ｒ−Ｓフリップフロップ３９のリセット端子Ｒには、抵抗Ｒ４５を介してパワーオンリセット信号が与えられている。Ｒ−Ｓフリップフロップ３９の出力端子Ｑは、ＯＲゲート４０の反転入力端子に接続されている。ＯＲゲート４０の非反転入力端子には、コンパレータ３６の出力端子が接続されている。ＯＲゲート４０の出力端子は、ＯＲゲート４１の反転入力端子に接続されている。ＯＲゲート４１の非反転入力端子には、コンパレータ３６の出力端子が接続されている。ＯＲゲート４１の出力端子は、トランジスタＴ３７のベースに接続されている。
【００３１】
ＯＲゲート４０の出力端子は、ＯＲゲート４２の一方の入力端子、インバータゲート４３の入力端子およびＯＲゲート４４の非反転入力端子に接続されている。ＯＲゲート４２の他方の入力端子およびＯＲゲート４４の反転入力端子には、抵抗Ｒ４０を介してコンパレータ３４の出力端子が接続されている。ＯＲゲート４２、インバータゲート４３およびＯＲゲート４４の各出力端子は、それぞれトランジスタＴ４６、Ｔ４４およびＴ３９の各ベースに接続されている。このような構成により、充放電回路３１は、コンパレータ３４および３６の出力電圧、つまりコンデンサＣ３１の端子間電圧Ｖｃの大きさに応じて、コンデンサＣ３１に対して各電流Ｉ１〜Ｉ４を流すか否かの切り換え制御を実行する。
【００３２】
なお、本実施形態の三角波発生回路２５におけるＨレベルは、各トランジスタを十分にオンできる電圧値であり且つ各ゲートおよびフリップフロップにおいて十分にＨｉｇｈとなる電圧値に設定されている。また、Ｌレベルは、各トランジスタを十分にオフできる電圧値であり且つ各ゲートおよびフリップフロップにおいて十分にＬｏｗとなる電圧値に設定されている。
【００３３】
続いて、上記構成の三角波発生回路２５の動作について、図３も参照しながら説明する。図３は、負荷駆動装置の各部波形図であり、（ａ）はコンパレータ２６の各入力信号波形を示しており、（ｂ）は三角波発生回路２５の各部出力電圧波形を示している。まず、電源線２２および接地線１８を介して電圧Ｖａの供給が開始される。電圧Ｖａの供給開始から所定期間は、外部から与えられるパワーオンリセット信号はＨレベルである。このため、トランジスタＴ３６、Ｔ３８がいずれもオン状態であり、第１および第２充電電流Ｉ１、Ｉ２はコンデンサＣ３１に流れない。従って、コンデンサＣ３１の初期電荷がゼロであるとすれば、その端子間電圧Ｖｃは０Ｖであり、コンパレータ３４および３６の出力はＬレベルとなる。従って、しきい値電圧出力回路３５および３７は、第３しきい値電圧Ｖth3および第１しきい値電圧Ｖth1を出力する。また、パワーオンリセット信号がＨレベルであるため、Ｒ−Ｓフリップフロップ３９はリセットされ、ＯＲゲート４０の出力はＨレベルとなる。
【００３４】
時刻ｔ０において、パワーオンリセット信号がＬレベルに変化すると、トランジスタＴ３６、Ｔ３８がいずれもオフされる。また、コンパレータ３４、３６の出力はいずれもＬレベルであり且つＯＲゲート４０の出力がＨレベルであるため、トランジスタＴ３７、Ｔ３９はいずれもオフしている。これにより、第１充電電流Ｉ１および第２充電電流Ｉ２がコンデンサＣ３１に流れる。また、このとき、トランジスタＴ４４、Ｔ４６はいずれもオフしている。このため、第１放電電流Ｉ３および第２放電電流Ｉ４がコンデンサＣ３１に流れる。これにより、時刻ｔ０〜ｔ２の期間には、コンデンサＣ３１に対し、第１および第２充電電流Ｉ１、Ｉ２と第１および第２放電電流Ｉ３、Ｉ４との合成電流が流れる。時刻ｔ０〜ｔ２にコンデンサＣ３１に流れる電流Ｉｃは、下記（３）式のように表される。
Ｉｃ＝Ｉ１＋Ｉ２−Ｉ３−Ｉ４            …（３）
【００３５】
この（３）式と前述の（１）式とから、電流Ｉｃは、下記（４）式のように表される。
Ｉｃ＝Ｉ１−Ｉ３≒Ｉ１            …（４）
上記（４）式に示すように、時刻ｔ０〜ｔ２における電流Ｉｃは、ほぼ第１充電電流Ｉ１となる。このことから、時刻ｔ０〜ｔ２の期間には、第１充電電流Ｉ１に相当する電流ＩｃがコンデンサＣ３１に流れ込むことにより、その端子間電圧Ｖｃが急峻な傾きで上昇する。つまり、時刻ｔ０〜ｔ２の期間には、コンデンサＣ３１に対する初期充電動作が行われる。
【００３６】
端子間電圧Ｖｃが第３しきい値電圧Ｖth3に達すると、コンパレータ３４の出力が反転し、Ｈレベルに変化する（時刻ｔ１）。これにより、しきい値電圧出力回路３５は、第４しきい値電圧Ｖth4を出力する。しかし、この時点では、ＯＲゲート３８の出力が変化しないため、コンデンサＣ３１に流れる電流Ｉｃは変化しない。その後、端子間電圧Ｖｃが第１しきい値電圧Ｖth1に達すると、コンパレータ３６の出力が反転し、Ｈレベルに変化する（時刻ｔ２）。これにより、しきい値電圧出力回路３７は、第２しきい値電圧Ｖth2を出力する。また、ＯＲゲート４１の出力がＨレベルとなるため、トランジスタＴ３７がオンする。このため、第１充電電流Ｉ１がコンデンサＣ３１に流れなくなる。これにより、時刻ｔ２〜ｔ４の期間には、コンデンサＣ３１に対し、第２充電電流Ｉ２と第１および第２放電電流Ｉ３およびＩ４との合成電流が流れる。時刻ｔ２〜ｔ４の期間にコンデンサＣ３１に流れる電流Ｉｃは、下記（５）式のように表される。
Ｉｃ＝Ｉ２−Ｉ３−Ｉ４            …（５）
【００３７】
この（５）式と前述の（１）式とから、電流Ｉｃは、下記（６）式のように表される。
Ｉｃ＝−Ｉ３            …（６）
上記（６）式に示すように、時刻ｔ２〜ｔ４における電流Ｉｃは、第１放電電流Ｉ３となる。このことから、時刻ｔ２〜ｔ４の期間には、コンデンサＣ３１に対し、第１放電電流Ｉ３に相当する電流ＩｃがコンデンサＣ３１から引き抜かれることにより、その端子間電圧Ｖｃが緩やかな傾きで低下する。つまり、時刻ｔ２〜ｔ４の期間には、コンデンサＣ３１に対する初期放電動作が行われる。
【００３８】
端子間電圧Ｖｃが第４しきい値電圧Ｖth4に達すると、コンパレータ３４の出力が反転し、Ｌレベルに変化する（時刻ｔ３）。これにより、しきい値電圧出力回路３５は、第３しきい値電圧Ｖth3を出力する。また、ＯＲゲート３８の出力がＨレベルとなるため、Ｒ−Ｓフリップフロップ３９がセットされる。その後、端子間電圧Ｖｃが第２しきい値電圧Ｖth2に達すると、コンパレータ３６の出力が反転し、Ｌレベルに変化する（時刻ｔ４）。これにより、しきい値電圧出力回路３７は、第１しきい値電圧Ｖth1を出力する。また、ＯＲゲート４０の出力がＬレベルになるため、トランジスタＴ４４、Ｔ４６がオンする。このため、第１および第２放電電流Ｉ３、Ｉ４がコンデンサＣ３１に流れなくなる。これにより、時刻ｔ４〜ｔ５の期間には、第２充電電流Ｉ２に相当する電流ＩｃがコンデンサＣ３１に流れ込む。その結果、端子間電圧Ｖｃは、上記初期充電時の傾きより小さく且つ上記初期放電時の傾きよりも大きい通常の傾きで上昇する。つまり、時刻ｔ４〜ｔ５の期間には、コンデンサＣ３１に対する通常充電動作が行われる。
【００３９】
端子間電圧Ｖｃが第３しきい値電圧Ｖth3に達すると、コンパレータ３４の出力が反転し、Ｈレベルに変化する（時刻ｔ５）。これにより、しきい値電圧出力回路３５は、第４しきい値電圧Ｖth4を出力する。また、ＯＲゲート４４の出力がＨレベルとなるため、トランジスタＴ３９がオンし、第２充電電流Ｉ２がコンデンサＣ３１に流れなくなる。一方、ＯＲゲート４２の出力がＬレベルとなるため、トランジスタＴ４６がオフし、第２放電電流Ｉ４がコンデンサＣ３１に流れるようになる。これにより、時刻ｔ５〜ｔ６の期間には、第２放電電流Ｉ４に相当する電流ＩｃがコンデンサＣ３１から引き抜かれる。その結果、端子間電圧Ｖｃは、上記通常充電動作時の傾きと同様の傾きで低下する。つまり、時刻ｔ５〜ｔ６の期間には、コンデンサＣ３１に対する通常放電動作が行われる。
【００４０】
時刻ｔ６以降は、上記通常充電および通常放電が繰り返される。このように、電圧Ｖａの供給が開始された直後である時刻ｔ０〜ｔ４の期間には、端子間電圧Ｖｃを急激に上昇させた後、緩やかに低下させる初期充放電動作を行い、時刻ｔ４以降の期間には、端子間電圧Ｖｃを通常の傾きで上昇および低下させる通常充放電動作を行う。この結果、図３（ａ）に示すように、端子間電圧Ｖｃは、電圧Ｖａの供給が開始された起動直後においては、急峻な傾きで上昇した後に緩やかな傾きで低下する三角波状の波形となり、その後は通常の傾きで上昇および低下を繰り返す三角波状の波形となる。
【００４１】
続いて、負荷駆動装置１１全体の起動時における動作について図３を参照しながら説明する。まず、電圧Ｖａの供給が開始されると、三角波発生回路２５から出力される三角波信号は、前述したとおり急峻な傾きで上昇する。この電圧Ｖａの供給が開始された起動時においては、Ｄ−Ｖ変換回路１３のオペアンプ２１および誤差増幅回路１４のオペアンプ２４の出力が不定になる場合がある。このため、図３（ａ）に示すように誤差信号が例えば高い電圧になることも想定する必要がある。本実施形態の負荷駆動装置１１では、起動直後において、三角波発生回路２５から出力される三角波信号を、この誤差信号よりも高いレベルに維持するようになっている。このため、起動直後においては、外部から与えられるデューティ信号のレベルにかかわらずコンパレータ２６の出力がＬレベルに固定され、ＭＯＳトランジスタＴ１１がオフ状態に維持される。
【００４２】
また、本実施形態の三角波発生回路２５は、オペアンプ２１および２４の出力状態が安定した後に通常充放電動作を行うようにコンデンサＣ３１の静電容量、各電流Ｉ１〜Ｉ４の電流値、各しきい値電圧Ｖth1〜Ｖth4などが設定されている。このため、三角波発生回路２５から通常の三角波信号の出力が開始される時点（時刻ｔ４）においては、誤差信号のレベルが十分に低下している。従って、これ以降、コンパレータ２６は、デューティ信号およびフィードバックされる通電電流の検出値に応じたデューティ比の駆動信号を出力することができる。この駆動信号により、ＭＯＳトランジスタＴ１１が駆動されることにより、リニアソレノイドＬ１１に流れる通電電流が目標電流に等しくなるように制御される。
【００４３】
以上説明したように、本実施形態の三角波発生回路２５は、起動直後には、コンデンサＣ３１の端子間電圧Ｖｃを急激に上昇させた後、緩やかに低下させる初期充放電動作を行い、その後は、端子間電圧Ｖｃを通常の傾きで上昇および低下させる通常充放電動作を行う充放電回路３１を備えている。充放電回路３１は、第１充電電流Ｉ１を出力するトランジスタＴ３１、第２充電電流Ｉ２を出力するトランジスタＴ３２、第１放電電流Ｉ３を出力する第３電流源５１および第２放電電流Ｉ４を出力する第４電流源５２を備えており、これら各電流Ｉ１〜Ｉ４の少なくともいずれか１つをコンデンサＣ３１に流す状態を切り換えることで、上記初期充放電動作および通常充電放電動作を行う。この結果、端子間電圧Ｖｃは、起動直後には急峻な傾きで第１しきい値電圧Ｖth1（＋４．０Ｖ）まで上昇した後に緩やかな傾きで第２しきい値電圧Ｖth2（＋１．０Ｖ）まで低下する三角波状の波形となり、その後は通常の傾きで第３しきい値電圧Ｖth3（＋３．５Ｖ）まで上昇した後に同様の傾きで第４しきい値電圧Ｖth4（＋１．５Ｖ）まで低下する状態を繰り返す三角波状の波形となる。このため、起動直後に端子間電圧Ｖｃを高い電圧値に維持できる。
【００４４】
本実施形態の負荷駆動装置１１は、Ｄ−Ｖ変換回路１３、誤差増幅回路１４、三角波発生回路２５およびコンパレータ２６に共通の電圧Ｖａが供給されている。この電圧Ｖａの供給が開始された直後である起動直後には、上記したとおり三角波発生回路２５のコンデンサＣ３１の端子間電圧Ｖｃは高い電圧値を維持している。このため、Ｄ−Ｖ変換回路１３のオペアンプ２１や誤差増幅回路１４のオペアンプ２４の出力が不定となり、誤差増幅回路１４から出力される誤差信号が外部から与えられるデューティ信号の表す指令に反して高い電圧値となってしまった場合でも、コンパレータ２６からはトランジスタＴ１１をオフさせる駆動信号が出力される。このように、起動直後において、コンパレータ２６の出力が過渡的な変化を生じることがなくなるため、負荷であるリニアソレノイドＬ１１に突入電流が流れてしまうなど、起動時の誤動作を防止することができる。
【００４５】
（第２の実施形態）
以下、三角波発生回路におけるしきい値電圧を変更した本発明の第２の実施形態について図４を参照しながら説明する。
本実施形態では、第２しきい値電圧Ｖth2の電圧値を例えば＋１．５Ｖに変更している。これにより、各しきい値電圧Ｖth1〜Ｖth4の関係は下記（７）式のように表される。
Ｖth1＞Ｖth3＞Ｖth4＝Ｖth2            …（７）
つまり、本実施形態は、第１の実施形態に対し、第２しきい値電圧Ｖth2の電圧値と第４しきい値電圧Ｖth4の電圧値とを同じにした点が異なっている。なお、しきい値電圧出力回路３５、３７は、これらしきい値電圧Ｖth2、Ｖth4の両方を出力する構成としてもよいし、いずれか一方のみを出力する構成としてもよい。
【００４６】
図４は、上記のように各しきい値電圧Ｖth1〜Ｖth4の電圧値を設定した場合における三角波信号の波形と、誤差信号の波形とを示している。図４に示すように、本実施形態では、時刻ｔ３の時点で初期放電動作から通常充電動作に切り換わっている。そして、時刻ｔ３以降は、第１の実施形態と同様に、通常充放電動作を繰り返すようになっている。従って、本実施形態の三角波信号は、第１の実施形態の三角波信号（端子間電圧Ｖｃ）と同様、起動直後には高い電圧値に維持されている。
【００４７】
このような三角波信号を負荷駆動装置１１のコンパレータ２６の反転入力端子に与えるように構成した場合であっても、起動直後には三角波信号のレベルが誤差信号のレベルよりも高い値に維持されるので、第１の実施形態と同様に、突入電流などの起動時の誤動作を防止することができる。
【００４８】
（その他の実施形態）
なお、本発明は上記し且つ図面に記載した各実施形態に限定されるものではなく、次のような変形または拡張が可能である。
三角波発生回路２５は、図１に示した構成に限らず、コンデンサＣ３１の端子間に、図３（ａ）に示した三角波状の電圧（三角波信号）を発生させる構成であれば適宜変更可能である。本発明の三角波発生回路は、リニアソレノイドＬ１１を駆動する負荷駆動装置１１に限らず、各回路に共通の電源電圧が供給され、オペアンプを介して出力される電圧信号と、三角波信号とをコンパレータで比較し、その出力により所定の制御を行う構成のものに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す三角波発生回路の電気的構成図
【図２】負荷駆動装置の電気的構成図
【図３】負荷駆動装置の各部波形を示しており、（ａ）はコンパレータの入力信号波形図であり、（ｂ）は三角波発生回路の各部波形図
【図４】本発明の第２の実施形態を示す図３（ａ）相当図
【図５】従来技術を示す図２相当図
【図６】（ａ）は通電電流、電源電圧およびデューティ信号の波形図であり、（ｂ）はコンパレータの入出力信号波形図
【符号の説明】
【００５０】
図面中、１５は電圧−パルス変換回路、２１、２４はオペアンプ、２５は三角波発生回路、２６はコンパレータ、３１は充放電回路、３５、３７はしきい値電圧出力回路、５１は第３電流源、５２は第４電流源、Ｃ３１はコンデンサ、Ｔ３１はトランジスタ（第１電流源）、Ｔ３２はトランジスタ（第２電流源）を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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