(57)【要約】【課題】車両に搭載される昇圧電源装置において、充電効率を向上すること。【解決手段】電流検出手段（２９，６１）は、スイッチング素子（２２）がオンされる毎に、コイル（２１）に流れる電流の値を検出する。傾き算出手段（７０，７１，Ｓ１２）は、電流検出手段により検出される電流を、所定の時間間隔でサンプリングし、単位時間当たりの電流値の変化を示す傾きを算出する。抽出手段（７２，Ｓ１３）は、傾き算出手段により算出された傾きから、傾きが予め設定された変化量を超えて変化する変化点を抽出する。コイルに電流を流す期間の基準となる閾値を設定する閾値設定手段（７３，Ｓ１０，Ｓ１４〜Ｓ１８）は、抽出手段により変化点が抽出された場合、変化点でスイッチング素子がオフするように、閾値を更新する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載される昇圧電源装置であって、
一端に電源電圧が供給されるコイル（２１）と、
該コイルの他端から前記電源電圧よりも低い基準電位に至る通電経路上に設けられ、オンすることで前記コイルに電流を流すスイッチング素子（２２）と、
前記コイルに電流を流す期間の基準となる閾値を設定する閾値設定手段（７３，Ｓ１０，Ｓ１４〜Ｓ１８）と、
前記スイッチング素子をオン・オフさせるものであり、前記閾値に到達すると前記スイッチング素子をオフさせるスイッチング素子制御手段（６５）と、
前記通電経路における前記コイルと前記スイッチング素子との接続点にアノードが接続されたダイオード（２６）と、
前記ダイオードのカソードから前記基準電位に至る経路上に設けられ、前記スイッチング素子がオン・オフされることにより前記コイルに生じる逆起電力で充電することで、充電された電圧を、外部へ出力するコンデンサ（２３）と、
前記スイッチング素子がオンされる毎に、前記コイルに流れる電流の値を検出する電流検出手段（２９，６１）と、
前記電流検出手段により検出される電流を、所定の時間間隔でサンプリングし、単位時間当たりの電流値の変化を示す傾きを算出する傾き算出手段（７０，７１，Ｓ１２）と、
前記傾き算出手段により算出された傾きから、前記傾きが予め設定された変化量を超えて変化する変化点を抽出する抽出手段（７２，Ｓ１３）と、を備え、
前記抽出手段により前記変化点が抽出された場合、前記閾値設定手段は、前記変化点で前記スイッチング素子がオフするように、前記閾値を更新することを特徴とする昇圧電源装置。
【請求項２】
前記閾値を初期値とは異なる値に更新した後、前記抽出手段（７２，Ｓ１３）により前記変化点が抽出されない場合、前記閾値設定手段（７３，Ｓ１０，Ｓ１４〜Ｓ１８）は、前記閾値を前記初期値に戻すことを特徴とする請求項１に記載の昇圧電源装置。
【請求項３】
前記閾値設定手段（７３，Ｓ１０，Ｓ１４〜Ｓ１６，Ｓ１８）は、前記閾値を、段階的に前記初期値に戻すことを特徴とする請求項２に記載の昇圧電源装置。
【請求項４】
前記閾値として、前記コイル（２１）に流れる電流の上限値が設定されることを特徴とする請求項１〜３いずれか１項に記載の昇圧電源装置。
【請求項５】
前記閾値として、前記コイル（２１）への通電時間が設定されることを特徴とする請求項１〜４いずれか１項に記載の昇圧電源装置。
【請求項６】
前記外部へ出力される電圧は、前記車両に搭載された内燃機関における少なくとも１つのインジェクタ（１０１〜１０４）の駆動に用いられることを特徴とする請求項１〜５いずれか１項に記載の昇圧電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載される昇圧電源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に記載のように、車両に搭載される昇圧電源装置が知られている。
【０００３】
特許文献１に記載の昇圧電源装置は、コイルに流れるべき電流の値である通電電流値を設定する電流値設定手段を備えている。電流値設定手段は、エンジン回転数、スロットル開度などに基づいて、燃料噴射弁の駆動インターバルＴを算出し、駆動インターバルＴに応じた通電電流値を設定する。例えばエンジン回転数が高く、駆動インターバルＴが短くなるときには、第１の電流値を設定し、エンジン回転数が低いとき、又は、停車時のように、駆動インターバルＴが長くなるときには、第１の電流値よりも小さい第２の電流値を設定する。したがって、エンジン回転数が高いときには迅速に充電し、エンジン回転数が低いとき、又は、停車時には、エンジン回転数が高いときよりも多くの時間を要して、充電することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−５５１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、昇圧電源装置を構成する電子部品の発熱、電子部品の経年劣化、昇圧電源装置が配置される環境温度などの影響により、コイルに流れる電流の傾きにばらつきがある。特に、環境温度や電子部品の温度が高い場合は、環境温度や電子部品の温度が低い場合に較べて、電流の傾きが緩やかになる。また、環境温度や電子部品の温度が高いと、通電途中で傾きがさらに緩やかとなり、傾きの変化点が確認される場合がある。
【０００６】
このように、コイルに流れる電流が傾きの変化点を有すると、特に変化点以降では傾きが小さいため、効率よく充電することができない。
【０００７】
また、電子部品には製造ばらつきがあるため、電子部品の発熱も昇圧電源装置によって異なる。
【０００８】
特許文献１に記載の構成は、エンジン回転数、スロットル開度などに基づき、第１の電流値及び第２の電流値のいずれかを通電電流値（閾値）として設定するフィードフォワード制御であるため、上記した問題を解決して、効率よく充電するには不十分である。
【０００９】
本発明は上記問題点に鑑み、車両に搭載される昇圧電源装置において、充電効率を向上することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明は、車両に搭載される昇圧電源装置であって、
一端に電源電圧が供給されるコイル（２１）と、
該コイルの他端から電源電圧よりも低い基準電位に至る通電経路上に設けられ、オンすることでコイルに電流を流すスイッチング素子（２２）と、
コイルに電流を流す期間の基準となる閾値を設定する閾値設定手段（７３，Ｓ１０，Ｓ１４〜Ｓ１８）と、
スイッチング素子をオン・オフさせるものであり、閾値に到達するとスイッチング素子をオフさせるスイッチング素子制御手段（６５）と、
通電経路におけるコイルとスイッチング素子との接続点にアノードが接続された逆流阻止用のダイオード（２６）と、
ダイオードのカソードから基準電位に至る経路上に設けられ、スイッチング素子がオン・オフされることによりコイルに生じる逆起電力で充電することで、充電された電圧を、外部へ出力するコンデンサ（２３）と、
スイッチング素子がオンされる毎に、コイルに流れる電流の値を検出する電流検出手段（２９，６１）と、
電流検出手段により検出される電流を、所定の時間間隔でサンプリングし、単位時間当たりの電流値の変化を示す傾きを算出する傾き算出手段（７０，７１，Ｓ１２）と、
傾き算出手段により算出された傾きから、傾きが予め設定された変化量を超えて変化する変化点を抽出する抽出手段（７２，Ｓ１３）と、を備え、
抽出手段により変化点が抽出された場合、閾値設定手段は、変化点でスイッチング素子がオフするように、閾値を更新することを特徴とする。
【００１１】
これによれば、単位時間当たりの電流値の変化を示す傾きを算出し、算出した傾きから、傾きの変化点を抽出することができる。そして、変化点が抽出された場合、閾値設定手段（７３，Ｓ１０，Ｓ１４〜Ｓ１８）は、変化点でスイッチング素子（２２）がオフするように、閾値を更新する。したがって、昇圧電源装置を構成する電子部品の発熱、電子部品の経年劣化、環境温度などの影響により、電流の傾きが変化点を有する場合に、変化点でスイッチング素子（２２）をオフさせることができる。これにより、変化点以降の傾きの小さい領域を用いずに、変化点以前の傾きの大きい領域のみで充電することができる。したがって、充電効率を向上し、ひいては目標電圧までの充電時間を短縮することができる。
【００１２】
また、本発明のさらなる特徴は、閾値を初期値とは異なる値に更新した後、抽出手段（７２，Ｓ１３）により変化点が抽出されない場合、閾値設定手段（７３，Ｓ１０，Ｓ１４〜Ｓ１８）は、閾値を初期値に戻すことにある。
【００１３】
これによれば、変化点が値（電流又は時間）の小さくなる方向に変化していく場合だけでなく、値の大きくなる方向に変化する場合にも、変化点の抽出が可能となる。
【００１４】
また、本発明のさらなる特徴は、閾値設定手段（７３，Ｓ１０，Ｓ１４〜Ｓ１６，Ｓ１８）は、閾値を、段階的に初期値に戻すことにある。
【００１５】
コイル（２１）に流す電流の傾きは、時間とともに徐々に変化する傾向にある。このような場合、閾値を少し変化させれば、変化点が抽出できるようになる。したがって、本発明のように、初期値に向けて段階的に戻すようにすると、一度に初期値に戻す場合よりも、充電効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１実施形態に係る昇圧電源部を備えたエンジンＥＣＵの概略構成を示すブロック図である。
【図２】昇圧制御部の構成を示す図である。
【図３】閾値設定処理を示すフローチャートである。
【図４】コイルに流す電流の傾きを示す図である。
【図５】通電電流閾値の更新を説明する図である。
【図６】第１変形例であり、通電時間の更新を説明する図である。
【図７】第２実施形態に係る昇圧電源部において、閾値設定処理を示すフローチャートである。
【図８】第３実施形態に係る昇圧電源部において、閾値設定処理を示すフローチャートである。
【図９】通電電流閾値の更新を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。なお、各実施形態において、共通乃至関連する要素には同一の符号を付与するものとする。
【００１８】
（第１実施形態）
先ず、図１を用いて、本実施形態に係る昇圧電源部を備えたエンジン電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵと示す）の概略構成を説明する。なお、エンジンＥＣＵの詳細については、背景技術に示した本出願人による特開２００９−５５１８号公報に記載されているため、詳細な説明は割愛する。
【００１９】
エンジンＥＣＵ１０は、車両のエンジンルームに配置されており、エンジンの各気筒に設けられたインジェクタを制御する。本実施形態では、直噴型４気筒ガソリンエンジンの各気筒（＃１〜＃４）に設けられた４つのインジェクタ１０１〜１０４を制御する。
【００２０】
４つのインジェクタ１０１〜１０４は、それぞれに設けられたソレノイドのコイル１０１ａ〜１０４ａの通電時には、ソレノイドが発生する電磁力によって開放され、燃料を噴射するようになっている。また、コイル１０１ａ〜１０４ａへの非通電時には、それぞれに設けられた図示しないバネの付勢力により閉鎖されるようになっている。
【００２１】
また、エンジンＥＣＵ１０は、マイクロコンピュータ１１（以下、マイコン１１と示す）と、昇圧電源部１２と、駆動部１３と、整流部１４と、を備えている。
【００２２】
マイコン１１は、ＣＰＵと、ＲＯＭと、ＲＡＭと、Ｉ／Ｏポート、バスなどを有している。ＣＰＵは、ＲＯＭに格納された各種プログラムに従って、各種処理を実行する。このマイコン１１は、４つの噴射信号（＃１〜＃４ＩＮＪ信号）を駆動部１３に出力する。本実施形態では、＃１〜＃４ＩＮＪ信号は２値信号であり、マイコン１１がインジェクタ１０１〜１０４を開放するときには、電圧レベルがＨｉｇｈとされる。一方、マイコン１１がインジェクタ１０１〜１０４を閉鎖するときには、電圧レベルがＬｏｗとされる。
【００２３】
昇圧電源部１２は、チョッパ方式の昇圧部２０と、昇圧制御部６０と、を備えている。この昇圧電源部１２が、特許請求の範囲に記載の昇圧電源装置に相当する。
【００２４】
昇圧部２０は、コイル２１と、ＭＯＳＦＥＴ２２と、コンデンサ２３〜２５と、ダイオード２６と、抵抗２７〜３２と、を備えている。コイル２１は、一端がバッテリの正極に接続され、他端がＭＯＳＦＥＴ２２のドレインに接続されている。
【００２５】
ＭＯＳＦＥＴ２２はｎチャネル型であり、ゲートは、抵抗３０を介して昇圧制御部６０に接続されている。また、ソースは、抵抗２９を介して、バッテリのグランドに接続されている。このＭＯＳＦＥＴ２２が、特許請求の範囲に記載のスイッチング素子に相当する。
【００２６】
コンデンサ２３は、電解コンデンサである。このコンデンサ２３の正極は、駆動部１３に接続されており、負極はバッテリのグランドに接続されている。
【００２７】
ダイオード２６は、逆流阻止用のダイオードであり、アノードがコイル２１におけるＭＯＳＦＥＴ２２側の端子に接続され、カソードがコンデンサ２３の正極に接続されている。また、ダイオード２６のカソードは、直列接続された抵抗２７，２８を介して、バッテリのグランドに接続されている。そして、抵抗２８に生じる電圧が、コンデンサ２３の電圧を監視するための電圧として、昇圧制御部６０に入力されるようになっている。
【００２８】
コンデンサ２４は、一端がバッテリのグランドに接続され、他端は抵抗２７，２８の接続点に接続されている。すなわち、コンデンサ２４は、ローパスフィルタとして機能する。
【００２９】
抵抗３１は、一端がＭＯＳＦＥＴ２２のソースに接続され、他端が昇圧制御部６０に接続されている。また、抵抗３２は、一端がバッテリのグランドに接続され、他端が昇圧制御部６０に接続されている。
【００３０】
コンデンサ２５は、一端が抵抗３１における昇圧制御部６０側の端子に接続され、他端が抵抗３２における昇圧制御部６０側の端子に接続されている。すなわち、コンデンサ２５は、抵抗３１，３２とともに、ローパスフィルタを構成している。
【００３１】
このように構成される昇圧部２０では、昇圧制御部６０から抵抗３０を介してＭＯＳＦＥＴ２２のゲートに入力される信号に応じて、ＭＯＳＦＥＴ２２のオン・オフが制御され、コイル２１に間欠的に電流が流れる。ＭＯＳＦＥＴ２２をオフすると、コイル２１の両端に逆起電力が生じる。そして、この逆起電力は、コンデンサ２３に蓄えられる。なお、ダイオード２６は、コンデンサ２３に蓄積された電圧が逆流するのを阻止する。
【００３２】
駆動部１３は、インジェクタ駆動部４０と、放電部４１，４２と、定電流供給部４３，４４と、各気筒駆動部４５〜４８と、を備えている。
【００３３】
インジェクタ駆動部４０は、マイコン１１から入力される＃１〜＃４ＩＮＪ信号に基づいて、放電部４１，４２、定電流供給部４３，４４、各気筒駆動部４５〜４８に対し、駆動信号を出力する。
【００３４】
詳しくは、インジェクタ駆動部４０は、＃１ＩＮＪ信号及び＃４ＩＮＪ信号の一方の電圧レベルがＬｏｗからＨｉｇｈに変化したときに、一定時間だけ放電部４１を駆動する第１駆動信号を放電部４１に出力する。また、インジェクタ駆動部４０は、＃２ＩＮＪ信号及び＃３ＩＮＪ信号の一方の電圧レベルがＬｏｗからＨｉｇｈに変化したときに、一定時間だけ放電部４２を駆動する第２駆動信号を放電部４２に出力する。
【００３５】
また、インジェクタ駆動部４０は、＃１ＩＮＪ信号及び＃４ＩＮＪ信号の一方の電圧レベルがＨｉｇｈとなっている間、定電流供給部４３を駆動する第３駆動信号を定電流供給部４３に出力する。また、インジェクタ駆動部４０は、＃２ＩＮＪ信号及び＃３ＩＮＪ信号の一方の電圧レベルがＨｉｇｈとなっている間、定電流供給部４４を駆動する第４駆動信号を定電流供給部４４に出力する。
【００３６】
また、インジェクタ制御部１６は、＃１ＩＮＪ信号の電圧レベルがＨｉｇｈとなっている間、第１気筒駆動部４５を駆動する第５駆動信号を第１気筒駆動部４５に出力する。また、インジェクタ駆動部４０は、＃２ＩＮＪ信号の電圧レベルがＨｉｇｈとなっている間、第２気筒駆動部４６を駆動する第６駆動信号を第２気筒駆動部４６に出力する。また、インジェクタ駆動部４０は、＃３ＩＮＪ信号の電圧レベルがＨｉｇｈとなっている間、第３気筒駆動部４７を駆動する第７駆動信号を第３気筒駆動部４７に出力する。また、インジェクタ駆動部４０は、＃４ＩＮＪ信号の電圧レベルがＨｉｇｈとなっている間、第４気筒駆動部４８を駆動する第８駆動信号を第４気筒駆動部４８に出力する。
【００３７】
放電部４１は、図示しないＭＯＳＦＥＴを備えており、インジェクタ駆動部４０から出力される第１駆動信号によってＭＯＳＦＥＴをオン・オフするように構成されている。そして、このＭＯＳＦＥＴのドレインは、昇圧電源部１２におけるコンデンサ２３の正極に接続されている。一方、ＭＯＳＦＥＴのソースは、インジェクタ１０１，１０４におけるコイル１０１ａ，１０４ａの一端に接続されている。したがって、第１駆動信号により、放電部４１のＭＯＳＦＥＴがオンされると、コンデンサ２３の正極とコイル１０１ａ，１０４ａの一端とが電気的に接続される。
【００３８】
放電部４２も、図示しないＭＯＳＦＥＴを備えており、インジェクタ駆動部４０から出力される第２駆動信号によってＭＯＳＦＥＴをオン・オフするように構成されている。そして、このＭＯＳＦＥＴのドレインは、昇圧電源部１２におけるコンデンサ２３の正極に接続されている。一方、ＭＯＳＦＥＴのソースは、インジェクタ１０２，１０３におけるコイル１０２ａ，１０３ａの一端に接続されている。したがって、第２駆動信号により、放電部４２のＭＯＳＦＥＴがオンされると、コンデンサ２３の正極とコイル１０２ａ，１０３ａの一端とが電気的に接続される。
【００３９】
定電流供給部４３も、図示しないＭＯＳＦＥＴを備えており、インジェクタ駆動部４０から出力される第３駆動信号によってＭＯＳＦＥＴをオン・オフするように構成されている。そして、このＭＯＳＦＥＴのドレインは、バッテリの正極に接続され、ソースはインジェクタ１０１，１０４のコイル１０１ａ，１０４ａにおける放電部４１と同じ側の端部に接続されている。したがって、第３駆動信号により、定電流供給部４３のＭＯＳＦＥＴがオンされると、バッテリの正極とコイル１０１ａ，１０４ａの一端とが電気的に接続される。
【００４０】
定電流供給部４４も、図示しないＭＯＳＦＥＴを備えており、インジェクタ駆動部４０から出力される第４駆動信号によってＭＯＳＦＥＴをオン・オフするように構成されている。そして、このＭＯＳＦＥＴのドレインは、バッテリの正極に接続され、ソースはインジェクタ１０２，１０３のコイル１０２ａ，１０３ａにおける放電部４２と同じ側の端部に接続されている。したがって、第４駆動信号により、定電流供給部４４のＭＯＳＦＥＴがオンされると、バッテリの正極とコイル１０２ａ，１０３ａの一端とが電気的に接続される。
【００４１】
第１気筒駆動部４５も、図示しないＭＯＳＦＥＴを備えており、インジェクタ駆動部４０から出力される第５駆動信号によってＭＯＳＦＥＴをオン・オフするように構成されている。そして、このＭＯＳＦＥＴのドレインは、インジェクタ１０１のコイル１０１ａにおける放電部４１と反対の端部に接続され、ソースは、バッテリのグランドに接続されている。したがって、第５駆動信号により、第１気筒駆動部４５のＭＯＳＦＥＴがオンされると、コイル１０１ａの一端とバッテリのグランドとが電気的に接続される。
【００４２】
第２気筒駆動部４６も、図示しないＭＯＳＦＥＴを備えており、インジェクタ駆動部４０から出力される第６駆動信号によってＭＯＳＦＥＴをオン・オフするように構成されている。そして、このＭＯＳＦＥＴのドレインは、インジェクタ１０２のコイル１０２ａにおける放電部４２と反対の端部に接続され、ソースは、バッテリのグランドに接続されている。したがって、第６駆動信号により、第２気筒駆動部４６のＭＯＳＦＥＴがオンされると、コイル１０２ａの一端とバッテリのグランドとが電気的に接続される。
【００４３】
第３気筒駆動部４７も、図示しないＭＯＳＦＥＴを備えており、インジェクタ駆動部４０から出力される第７駆動信号によってＭＯＳＦＥＴをオン・オフするように構成されている。そして、このＭＯＳＦＥＴのドレインは、インジェクタ１０３のコイル１０３ａにおける放電部４２と反対の端部に接続され、ソースは、バッテリのグランドに接続されている。したがって、第７駆動信号により、第３気筒駆動部４７のＭＯＳＦＥＴがオンされると、コイル１０３ａの一端とバッテリのグランドとが電気的に接続される。
【００４４】
第４気筒駆動部４８も、図示しないＭＯＳＦＥＴを備えており、インジェクタ駆動部４０から出力される第８駆動信号によってＭＯＳＦＥＴをオン・オフするように構成されている。そして、このＭＯＳＦＥＴのドレインは、インジェクタ１０４のコイル１０４ａにおける放電部４１と反対の端部に接続され、ソースは、バッテリのグランドに接続されている。したがって、第８駆動信号により、第４気筒駆動部４８のＭＯＳＦＥＴがオンされると、コイル１０４ａの一端とバッテリのグランドとが電気的に接続される。
【００４５】
したがって、駆動部１３では、＃１〜＃４ＩＮＪ信号のいずれかの電圧レベルがＬｏｗからＨｉｇｈに変化すると、対応する放電部４１，４２、対応する定電流供給部４３，４４、対応する気筒駆動部４５〜４８の各ＭＯＳＦＥＴがオンする。これにより、インジェクタ１０１〜１０４のコイル１０１ａ〜１０４ａのいずれかに高電圧が出力され、該コイルに大きなピーク電流が流れて、このインジェクタが迅速に開放される。そして、一定時間が経過すると、放電部４１又は放電部４２のＭＯＳＦＥＴがオフし、高電圧の出力が停止される。これにより、開放されたインジェクタのコイルにバッテリ電圧のみが出力されて、このコイルにピーク電流よりも小さい一定電流が流れ、このインジェクタの開放が保持される。
【００４６】
整流部１４は、ダイオード４９〜５４を備えている。
【００４７】
ダイオード４９は、アノードが定電流供給部４３におけるＭＯＳＦＥＴのソースに接続され、カソードがインジェクタ１０１，１０４のコイル１０１ａ，１０４ａの一端に接続されている。
【００４８】
ダイオード５０は、アノードが定電流供給部４４におけるＭＯＳＦＥＴのソースに接続され、カソードがインジェクタ１０２，１０３のコイル１０２ａ，１０３ａの一端に接続されている。
【００４９】
ダイオード５１は、カソードが昇圧電源部１２におけるコンデンサ２３の正極に接続され、アノードがインジェクタ１０１のコイル１０１ａにおける第１気筒駆動部４５側の端部に接続されている。
【００５０】
ダイオード５２は、カソードが昇圧電源部１２におけるコンデンサ２３の正極に接続され、アノードがインジェクタ１０２のコイル１０２ａにおける第２気筒駆動部４６側の端部に接続されている。
【００５１】
ダイオード５３は、カソードが昇圧電源部１２におけるコンデンサ２３の正極に接続され、アノードがインジェクタ１０３のコイル１０３ａにおける第３気筒駆動部４７側の端部に接続されている。
【００５２】
ダイオード５４は、カソードが昇圧電源部１２におけるコンデンサ２３の正極に接続され、アノードがインジェクタ１０４のコイル１０４ａにおける第４気筒駆動部４８側の端部に接続されている。
【００５３】
整流部１４では、駆動部１３からコイル１０１ａ〜１０４ａに流れる電流が低減、又は遮断されたときに、コイル１０１ａ〜１０４ａに逆起電力が生じると、ダイオード５１〜５４を介して、この逆起電力が昇圧電源部１２におけるコンデンサ２３に回生される。すなわち、逆起電力が抑制される。
【００５４】
また、整流部１４では、放電部４１，４２から高電圧が出力されたときに、定電流供給部４３，４４のＭＯＳＦＥＴに高電圧が印加されるのを、ダイオード４９，５０により阻止することができる。一方、放電部４１，４２から高電圧の出力が停止されたときに、定電流供給部４３，４４から出力されるバッテリの電圧が、ダイオード４９，５０を介してコイル１０１ａ〜１０４ａに出力されるようになっている。
【００５５】
次に、昇圧制御部６０について、図２を用いて説明する。
【００５６】
昇圧制御部６０は、アンプ６１と、コンパレータ６２，６３と、昇圧調整部６４と、ＡＮＤゲート６５と、アンプ６６と、を備えている。
【００５７】
アンプ６１は、非反転入力端子に、昇圧部２０における抵抗３１の一端が接続され、反転入力端子に、昇圧部２０における抵抗３２の一端が接続されている。すなわち、アンプ６１では、昇圧部２０における抵抗２９の両端電圧を増幅し、増幅した電圧を出力する。このアンプと抵抗２９とが、特許請求の範囲に記載の電流検出手段に相当する。
【００５８】
コンパレータ６２は、正極側の入力端子に、昇圧調整部６４における後述するＤ／Ａ変換器７５から出力されるアナログ信号（通電電流閾値）が入力され、負極側の入力端子に、アンプ６１の出力電圧が入力されている。このコンパレータ６２では、抵抗２９の両端電圧が通電電流閾値よりも小さいときに、出力電圧のレベルがＨｉｇｈとなる。そして、抵抗２９の両端電圧が通電電流設定値に達すると、出力電圧のレベルがＬｏｗとなる。
【００５９】
コンパレータ６３は、正極側の入力端子に、昇圧調整部６４における後述するＤ／Ａ変換器７６から出力されるアナログ信号（充電電圧閾値）が入力されている。一方、負極側の入力端子には、抵抗２８に生じる電圧、すなわちコンデンサ２３の電圧を監視するための電圧（以下、監視電圧と示す）が入力されている。このコンパレータ６３では、監視電圧が充電電圧閾値よりも小さいときには、出力電圧のレベルがＨｉｇｈとなる。そして、監視電圧が充電電圧閾値に達すると出力電圧のレベルがＬｏｗとなる。
【００６０】
昇圧調整部６４は、Ａ／Ｄ変換器７０と、傾き算出部７１と、変化点抽出部７２と、閾値設定部７３と、記憶部７４と、Ｄ／Ａ変換器７５，７６と、タイマ７７と、を備えている。本実施形態では、この昇圧調整部６４が、マイコンとして構成されており、ＣＰＵと、ＲＯＭと、ＲＡＭと、Ｉ／Ｏポート、バスなどを有している。ＣＰＵは、ＲＯＭに格納されたプログラムに従って、所定の処理（ソフト処理）を実行する。昇圧制御部６４は、マイコンの機能部として、傾き算出部７１、変化点抽出部７２、及び閾値設定部７３を有している。
【００６１】
Ａ／Ｄ変換器７０は、アンプ６１の出力電圧をデジタル信号に変換する。このＡ／Ｄ変換器７０は、アンプ６１の出力電圧、すなわち電流検出手段により検出される電流を、所定の時間間隔でサンプリングする。
【００６２】
傾き算出部７１は、Ａ／Ｄ変換器７０の出力に基づいて、単位時間当たりの電流値の変化を示す傾きを算出する。実際は、コイル２１に電流が流れたときに、抵抗２９の両端に生じる電圧について、単位時間当たりの変化を示す傾きを算出する。この傾き算出部７１とＡ／Ｄ変換器７０とが、特許請求の範囲に記載の傾き算出手段に相当する。
【００６３】
変化点抽出部７２は、傾き算出部７１により算出された傾きに基づいて、傾きが予め設定された変化量を超えて変化する変化点を抽出する。具体的には、ＭＯＳＦＥＴ２２がオンされる１回分ごとに、変化点を抽出する。この変化点抽出部７２は、閾値設定部７３に対し、変化点がある場合には、変化点における通電電流値及び通電時間の少なくとも一方に関する情報を出力する。また、変化点がない場合には、変化点なしとの情報を出力する。本実施形態では、変化点がある場合に、変化点抽出部７２が変化点における通電電流値に関する情報を出力する。この変化点抽出部７２が、特許請求の範囲に記載の抽出手段に相当する。
【００６４】
閾値設定部７３は、記憶部７４に記憶されている初期値と変化点抽出部７２の出力とに基づき、コイル２１に電流を流す期間の基準となる閾値として、通電電流閾値及び通電時間閾値の少なくとも一方を設定する。本実施形態では、閾値設定部７３が、上記閾値として、通電電流閾値を設定する。また、変化点抽出部７２にて変化点が抽出された場合には、通電電流閾値を、初期値から変化点における通電電流値に更新する。また、記憶部７４に記憶されている通電時間閾値及び充電電圧閾値を設定する。これら閾値は例えばレジスタに設定される。この閾値設定部７３が、特許請求の範囲に記載の閾値設定手段に相当する。
【００６５】
記憶部７４は、不揮発性の記憶素子である。この記憶部７４には、通電電流閾値、通電時間閾値、充電電圧閾値が書き込まれている。本実施形態では、通電電流閾値として初期値が書き込まれている。
【００６６】
なお、通電電流閾値は、予め決定された所定の大きさの電流がコイル２１に流れたときに、抵抗２９の両端間に生じ得る電圧をアンプ６１で増幅した値を示すデジタル値である。予め決定された所定の大きさとは、コイル２１に流しても良い上限値である。このため、変化点の通電電流の値に基づいて更新される通電電流閾値は、初期値よりも小さい値を示す。また、通電時間閾値は、ＭＯＳＦＥＴ２１をオンさせておく時間を示すデジタル値である。また、充電電圧閾値は、コンデンサ２３の充電電圧が高電圧に到達したときに、抵抗２８に生じ得る電圧を示すデジタル値である。
【００６７】
Ｄ／Ａ変換器７５は、閾値設定部７３にて設定された通電電流閾値が示す電圧を有するアナログ信号を、上記したコンパレータ６２の正極側の入力端子に出力する。
【００６８】
Ｄ／Ａ変換器７６は、閾値設定部７３にて設定された充電電圧閾値が示す電圧を有するアナログ信号を、上記したコンパレータ６３の正極側の入力端子に出力する。
【００６９】
タイマ７７は、通電時間閾値をカウントしている期間において、閾値設定部７３からＡＮＤゲート６５への入力を許可し、カウントが通電時間閾値に達すると、閾値設定部７３からＡＮＤゲート６５への入力を遮断するように構成されている。したがって、通電時間閾値をカウントしている期間においては、ＡＮＤゲート６５に「１」が入力され、カウントが通電時間閾値に達すると、ＡＮＤゲート６５に「０」が入力される。すなわち、タイマ７７からは、通電時間閾値に応じたＭＯＳＦＥＴ２２のオン・オフ信号が出力される。
【００７０】
ＡＮＤゲート６５は、３つの入力端子を備えている。これら３つの入力端子には、コンパレータ６２の出力電圧と、コンパレータ６３の出力電圧と、タイマ７７からのオン・オフ信号と、がそれぞれ入力されている。このＡＮＤゲート６５は、コンパレータ６２の出力電圧のレベルがＨｉｇｈ、コンパレータ６３の出力電圧のレベルがＨｉｇｈ、タイマ７７からの信号が「１」のときに、アクティブ状態となり、出力電圧のレベルがＨｉｇｈとなるように構成されている。このＡＮＤゲート６５が、特許請求の範囲に記載のスイッチング素子制御手段に相当する。
【００７１】
アンプ６６は、トーテムポール型のバッファ回路である。そして、アンプ６６の入力端子には、ＡＮＤゲート６５の出力電圧が入力されており、ＡＮＤゲート６５の出力電圧のレベルがＨｉｇｈのときには、アンプ６６の出力電圧のレベルもＨｉｇｈとなる。一方、ＡＮＤゲート６５の出力電圧のレベルがＬｏｗのときには、アンプ６６の出力電圧のレベルもＬｏｗとなる。なお、アンプ６６の出力端子には、抵抗３０を介してＭＯＳＦＥＴ２２のゲートが接続されている。
【００７２】
次に、昇圧調整部６４が実行する処理について、図３を用いて説明する。昇圧調整部６４は、昇圧調整部６４が起動してから以下に示す処理を繰り返し実行する。
【００７３】
先ず昇圧調整部６４は、閾値を設定する（ステップＳ１０）。具体的には、記憶部７４に書き込まれた通電電流閾値の初期値、通電時間閾値、充電電圧閾値を読み出し、各閾値として設定する。
【００７４】
通電時間閾値に基づいてタイマ７７から「１」が出力されるとともに、コンパレータ６２，６３の出力電圧のレベルがともにＨｉｇｈであると、ＡＮＤゲート６５の出力電圧のレベルもＨｉｇｈとなり、ＭＯＳＦＥＴ２２がオンとなる。すると、コイル２１に電流が流れて、抵抗２９の両端電圧が上昇し、アンプ６１の出力電圧が上昇する。昇圧調整部６４は、コイル２１に流れる電流に相当するものとして、アンプ６１の出力電圧を取得する（ステップＳ１１）。
【００７５】
次に、取得した電流（アンプ６１の出力電圧）を所定の時間間隔でサンプリングし、傾きを算出する（ステップＳ１２）。このステップＳ１２が、特許請求の範囲に記載の傾き検出手段に相当する。
【００７６】
次に、算出した傾きから、傾きが予め設定された変化量を超えて変化する変化点を抽出する（ステップＳ１３）。このステップＳ１３が、特許請求の範囲に記載の抽出手段に相当する。
【００７７】
そして、変化点が存在しているか否かを判定する（ステップＳ１４）。変化点が存在していると判定した場合、本実施形態では、通電電流閾値を、初期値から変化点における通電電流値に更新する（ステップＳ１５）。ステップＳ１０，Ｓ１４，１５が、特許請求の範囲に記載の閾値設定手段に相当する。そして、更新した閾値を用いて、上記したステップＳ１１以降の処理を実行する。なお、ステップＳ１４にて、変化点なしと判定した場合、閾値を更新せずに、上記したステップＳ１１以降の処理を実行する。
【００７８】
次に、本実施形態に係る昇圧電源部１２の作用効果について説明する。
【００７９】
図４は、コイル２１に流れる電流（以下、通電電流と示す）の通電時間に対する変化を示している。図４に示すように、通電電流の傾きは、エンジンＥＣＵ１０が配置される環境温度、昇圧電源部１２を構成するコイル２１、ＭＯＳＦＥＴ２２、抵抗２７〜３２などの電子部品の発熱、電子部品の経年劣化などの影響により、ばらつきがある。例えば電子部品の温度が低い場合、電子部品の抵抗値も低くなる。このため、図４に一点鎖線で示すように、通電電流のカーブは傾きが急峻となり、通電時間閾値内に通電電流閾値（上限値）まで到達し、且つ、到達時間も短くなる。このように、単位時間当たりの電流変化量が大きいため、短時間で効率よくコイル２１にエネルギーを蓄積することができる。
【００８０】
一方、電子部品の温度が高い場合、電子部品の抵抗値が高くなる。このため、図４に実線で示すように、通電電流のカーブは傾きが緩やかとなる。また、コイル２１の発熱によりインダクタンスが低下するため、通電電流閾値に到達するまでに時間が長くかかる。そして、通電時間が長くなることで、電子部品の温度がさらに上昇し、通電電流の傾きがさらに緩やかとなる。このように、通電途中で傾きが緩やかとなり、傾きの変化点が確認されると、変化点以降では、単位時間当たりの電流変化量が小さいため、短時間で効率よくコイル２１にエネルギーを蓄積することができない。
【００８１】
これに対し、本実施形態では、昇圧調整部６４により、単位時間当たりの電流値の変化を示す傾きを算出し、算出した傾きから、傾きの変化点を抽出することができる。そして、図５に示すように変化点が存在する場合には、変化点でＭＯＳＦＥＴ２２がオフするように、閾値を更新する。具体的には、図５に示すように、通電電流閾値を、初期値から変化点における通電電流値に更新する。これにより、通電電流閾値を更新した以降は、更新値に通電電流が到達した時点で、ＭＯＳＦＥＴ２２をオフさせることができる。したがって、変化点以降の傾きの小さい領域を用いずに、変化点以前の傾きの大きい領域のみで、コイル２１にエネルギーを蓄積することができる。すなわち、充電効率を向上し、ひいては目標電圧までの充電時間を短縮することができる。
【００８２】
特に、本実施形態では、コイル２１に流れる電流を、抵抗２９の両端電圧として検出し、この値に基づいて、昇圧調整部６４が通電電流閾値の設定処理を行う。したがって、製品ごと（異なるエンジンＥＣＵ１０ごと）に、電子部品の初期抵抗などが異なっていても、製品ごとに適切に充電効率を向上することができる。
【００８３】
また、本実施形態では、昇圧電源部１２から出力される電圧が、車両におけるインジェクタ１０１〜１０４の駆動に用いられる。このようにインジェクタ１０１〜１０４の駆動に用いられる昇圧電源部１２では、エンジンが停止し、インジェクタ１０１〜１０４が駆動されていない状態でも、コンデンサ２３の自然放電により、駆動電圧が徐々に低下する。このため、エンジンを迅速に再始動できるように、エンジンの停止時にも昇圧動作が継続される。このように、エンジンの停止時に昇圧動作を行うと、車両の走行に伴う空気流が昇圧電源部１２に作用しないため、昇圧電源部１２を構成する電子部品、例えばコイル２１とＭＯＳＦＥＴ２２の温度が高くなる。すなわち、走行時と停車時とで、電子部品の温度、環境温度が異なってしまう。しかしながら、本実施形態によれば、上記したように、コイル２１に流れる電流を、抵抗２９の両端電圧として検出し、この値に基づいて、昇圧調整部６４が通電電流閾値の設定処理を行う。したがって、電子部品の温度が高くなり、通電電流のカーブに傾きの変化点が存在するようになっても、効率のよい領域のみを使って、コイル２１にエネルギーを蓄積することができる。
【００８４】
なお、本実施形態では、通電電流閾値を、変化点に応じて更新する例を示した。しかしながら、通電時間閾値も、通電電流閾値同様、コイル２１に電流を流す期間の基準となる閾値であるので、通電時間閾値を、変化点に応じて更新するようにしても良い。また、通電電流閾値と通電時間閾値を、変化点に応じてともに更新するようにしても良い。図６に示す第１変形例では、通電時間閾値を、初期値から変化点における通電電流値に更新する例を示している。これによれば、通電時間閾値を更新した以降は、更新値に通電電流が到達した時点で、ＭＯＳＦＥＴ２２をオフさせることができる。したがって、変化点以降の傾きの小さい領域を用いずに、変化点以前の傾きの大きい領域のみで、コイル２１にエネルギーを蓄積することができる。なお、変化点の通電時間の値に基づいて更新される通電時間閾値は、初期値よりも小さい値（短い時間）を示す。
【００８５】
（第２実施形態）
本実施形態において、上記実施形態に示した昇圧電源部１２、ひいてはエンジンＥＣＵ１０と共通する部分についての説明は割愛する。
【００８６】
本実施形態では、第１実施形態に記載の構成に加え、閾値を初期値とは異なる値に更新した後、変化点が抽出されない場合に、閾値を初期値に戻すことを特徴としている。
【００８７】
図７は、本実施形態において、昇圧調整部６４が実行する処理を示している。ステップＳ１０〜ステップＳ１５は、第１実施形態の図３に示すステップＳ１０〜ステップＳ１５と同じである。
【００８８】
ステップＳ１４にて、変化点なしと判定した判定した場合、昇圧調整部６４は、現在設定されている閾値が初期値であるか否かを判定する（ステップＳ１６）。例えば通電電流閾値として設定されている値が初期値か否かを判定する。
【００８９】
そして、ステップＳ１６にて、現在設定されている閾値が初期値でないと判定した場合、昇圧調整部６４は、閾値として記憶部７４に書き込まれている初期値を設定する。すなわち、閾値を初期値戻す（ステップＳ１７）。例えば通電電流閾値として、初期値を設定し直す。そして、ステップＳ１１以降の処理を実行する。一方、ステップＳ１６にて、現在設定されている閾値が初期値であると判定した場合、閾値を更新せずに、ステップＳ１１以降の処理を実行する。なお、ステップＳ１０，Ｓ１４〜１７が、特許請求の範囲に記載の閾値設定手段に相当する。
【００９０】
これによれば、電子部品の温度などが変化し、例えば変化点に基づいて更新された通電電流閾値よりも、新たに取得した電流の変化点の値のほうが大きくなるように、通電電流のカーブが変化した場合でも、変化点の抽出が可能となる。詳しくは、通電電流閾値を更新した直後の１回分については変化点を検出できないが、２回目から変化点を検出することができるようになる。このように、変化点が値（電流又は時間）の小さくなる方向に変化していく場合だけでなく、値の大きくなる方向に変化する場合にも、変化点を抽出して、充電効率を向上することができる。
【００９１】
（第３実施形態）
本実施形態において、上記実施形態に示した昇圧電源部１２、ひいてはエンジンＥＣＵ１０と共通する部分についての説明は割愛する。
【００９２】
本実施形態では、第１実施形態及び第２実施形態に記載の構成に加え、閾値を初期値とは異なる値に更新した後、変化点が抽出されない場合に、閾値を段階的に初期値に戻すことを特徴としている。
【００９３】
図８は、本実施形態において、昇圧調整部６４が実行する処理を示している。ステップＳ１０〜ステップＳ１５は、第１実施形態の図３に示すステップＳ１０〜ステップＳ１５と同じである。また、ステップＳ１６は、第２実施形態の図７に示すステップＳ１６と同じである。
【００９４】
ステップＳ１６にて、現在設定されている閾値が初期値であると判定した場合、本実施形態においても、閾値を更新せずに、ステップＳ１１以降の処理を実行する。
【００９５】
一方、ステップＳ１６にて、現在設定されている閾値が初期値でないと判定した場合、昇圧調整部６４は、閾値として、現在設定されている閾値から１段階初期値側に戻した値を設定する（ステップＳ１８）。そして、ステップＳ１１以降の処理を実行する。なお、ステップＳ１０，Ｓ１４〜１６，Ｓ１８が、特許請求の範囲に記載の閾値設定手段に相当する。
【００９６】
図９は、通電電流閾値を４段階で初期値に戻す例を示している。初期値から、変化点に応じた更新値に通電電流閾値を変更した後、変化点がなく、且つ、更新値に予め設定された所定の値を加味しても初期値に到達しないため、更新値に上記所定の値を加味して
第１段階の値を設定する。さらに、第１段階の値を設定した後、変化点がなく、且つ、第１段階の値に上記所定の値を加味しても初期値に到達しないため、第１段階の値に、上記した所定の値を加味して第２段階の値を設定する。さらに、第２段階の値を設定した後、変化点がなく、且つ、第２段階の値に上記所定の値を加味しても初期値に到達しないため、第２段階の値に上記した所定の値を加味して第３段階の値を設定する。さらに、第３段階の値を設定した後、変化点がなく、且つ、第３段階の値に上記所定の値を加味すると初期値を超えるため、初期値を設定する。なお、途中で変化点が抽出された場合には、通電電流閾値を、変化点における通電電流の値に更新すれば良い。
【００９７】
コイル２１に流れる電流の傾きは、時間とともに徐々に変化する傾向にある。このような場合、閾値を少し変化させれば、変化点が抽出できるようになる。したがって、本実施形態に示すように、初期値に向けて段階的に閾値を戻すようにすると、一度に初期値に戻す場合よりも、充電効率を向上することができる。
【００９８】
なお、第１実施形態に示したように、変化点が検出されない場合に、通電時間閾値を、段階的に初期値に戻すようにしても良い。また、通電電流閾値と通電時間閾値を、それぞれ段階的に初期値に戻すようにしても良い。
【００９９】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。
【０１００】
上記実施形態では、４気筒の直噴型ガソリンエンジンのインジェクタを制御するエンジンＥＣＵ１０に本発明を適用したが、３つ以下もしくは５つ以上の気筒を有するエンジンの各気筒に取り付けられたインジェクタを制御するエンジンＥＣＵ１０に本発明を適用してもよい。また、ディーゼルエンジンの各気筒に取り付けられたインジェクタを制御するエンジンＥＣＵ１０に本発明を適用してもよい。
【０１０１】
昇圧電源部１２は、インジェクタ１０１〜１０４の駆動用途に限定されるものではない。車両に搭載される昇圧電源装置であれば、本発明を適用することができる。
【０１０２】
上記実施形態では、昇圧部２０がコイル２１を１つ備える例を示したが、複数のコイル２１を備えてもよい。複数のコイル２１を備える場合、互いに直列に接続されてもよいし、互いに並列に接続されてもよい。
【０１０３】
上記実施形態では、昇圧部２０が、高電圧を生成するためのコンデンサ２３を１つ備える例を示したが、複数のコンデンサ２３を複数備えてもよい。複数のコンデンサ２３を備える場合、互いに直列に接続されてもよいし、互いに並列に接続されてもよい。
【０１０４】
本実施形態では、マイコン１１とは別に昇圧調整部６４を備える例を示した。しかしながら、マイコン１１が昇圧調整部６４の少なくとも一部を兼ねる構成としても良い。例えばマイコン１１のＣＰＵがＲＯＭに格納されたプログラムに従って、傾きの算出、変化点の抽出、変化点を考慮した閾値の設定、の各処理を実行する構成としても良い。
【０１０５】
また、傾きの算出、変化点の抽出、変化点を考慮した閾値の設定の少なくとも１つは、ソフト処理に限定されるものではない。例えば微分器を備える構成により傾きを算出しても良い。
【符号の説明】
【０１０６】
１０・・・エンジンＥＣＵ、１１・・・マイコン、１２・・・昇圧電源部、１３・・・駆動部、１４・・・整流部、２０・・・昇圧部、２１・・・コイル、２２・・・ＭＯＳＦＥＴ、２３〜２５・・・コンデンサ、２６・・・ダイオード、２７〜３２・・・抵抗、４０・・・インジェクタ駆動部、４１，４２・・・放電部、４３，４４・・・定電流供給部、４５・・・第１気筒駆動部、４６・・・第２気筒駆動部、４７・・・第３気筒駆動部、４８・・・第４気筒駆動部、４９〜５４・・・ダイオード、６０・・・昇圧制御部、６１・・・アンプ、６２，６３・・・コンパレータ、６４・・・昇圧調整部、６５・・・ＡＮＤゲート、６６・・・アンプ、７０・・・Ａ／Ｄ変換器、７１・・・傾き算出部、７２・・・変化点抽出部、７３・・・閾値設定部、７４・・・記憶部、７５，７６・・・Ｄ／Ａ変換器、７７・・・タイマ、１０１〜１０４・・・インジェクタ、１０１ａ〜１０４ａ・・・コイル、
【図１】
2014155355.tif 000003
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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