(57)【要約】【課題】昇圧電源装置およびそれを含んだインジェクタ駆動システムの小型化を実現する。【解決手段】インダクタ電流制御部３６は、インダクタ電流センサ４２の検出結果を用いて、スイッチング素子１４のスイッチング制御を介してインダクタ電流（ＩＬ）を制御する。この際に、インダクタ電流制御部３６には、下限電流閾値と上限電流閾値を持つ第１閾値セットと、第１閾値セットよりも高い下限電流閾値と高い上限電流閾値を持つ第２閾値セットとが設定される。インダクタ電流制御部３６は、インダクタ電流（ＩＬ）が第１または第２閾値セットの下限電流閾値と上限電流閾値との間に収まるようにスイッチング素子１４をスイッチング制御する。また、この際に、第１閾値セットと第２閾値セットは、インジェクタ１７で生じる負荷電流に追従するように切り替えられる。【選択図】図３
2015056917.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１および第２ノードを持ち、前記第１ノードに直流電圧が印加されるインダクタと、
前記第２ノードをグラウンドに接続する第１スイッチと、
前記第２ノードと電源出力ノードとの間に、前記第２ノード側をアノード、前記電源出力ノード側をカソードとして接続されるダイオードと、
前記電源出力ノードと前記グラウンドとの間に接続される平滑用コンデンサと、
前記電源出力ノードの出力電源を誘導性負荷に供給する第２スイッチと、
前記インダクタに流れるインダクタ電流の大きさを検出するインダクタ電流センサと、
前記インダクタ電流センサの検出結果を用いて、前記第１スイッチのスイッチング制御を介して前記インダクタ電流を制御するインダクタ電流制御部と、
前記電源出力ノードの出力電源電圧を制御する出力電圧制御部と、
を有する昇圧電源装置であって、
前記インダクタ電流制御部は、
下限電流閾値および上限電流閾値を持つ第１閾値セットと、前記第１閾値セットよりも高い下限電流閾値および高い上限電流閾値を持つ第２閾値セットと、が設定され、切り替え信号に応じて、前記第１閾値セットの下限電流閾値および上限電流閾値か、あるいは前記第２閾値セットの下限電流閾値および上限電流閾値を出力する閾値設定部と、
前記閾値設定部から出力される前記下限電流閾値および前記上限電流閾値と、前記インダクタ電流センサの検出結果とを比較し、前記インダクタ電流の大きさが前記下限電流閾値を下回った際には前記第１スイッチをオンに制御し、前記インダクタ電流の大きさが前記上限電流閾値を上回った際には前記第１スイッチをオフに制御するヒステリシスコンパレータと、
を有し、
前記切り替え信号は、前記誘導性負荷で生じる負荷電流に追従するように前記第１閾値セットと前記第２閾値セットを切り替える信号である、
昇圧電源装置。
【請求項２】
請求項１記載の昇圧電源装置において、
前記誘導性負荷は、液体燃料を噴射するインジェクタであり、
前記インジェクタは、
前記負荷電流に応じて前記液体燃料の噴射を制御するコイルと、
前記負荷電流の大きさを検出する負荷電流センサと、
を備える、
昇圧電源装置。
【請求項３】
請求項２記載の昇圧電源装置において、
前記負荷電流センサによって検出された前記負荷電流の大きさが、第１基準値を上回った際に第１切り替え信号を出力する負荷電流判定部をさらに有し、
前記閾値設定部は、前記第１切り替え信号を受けた際に、出力する前記下限電流閾値および前記上限電流閾値を前記第１閾値セットから前記第２閾値セットに切り替える、
昇圧電源装置。
【請求項４】
請求項３記載の昇圧電源装置において、
前記負荷電流判定部は、さらに、前記負荷電流センサによって検出された前記負荷電流の大きさが、前記第１基準値よりも大きい第２基準値を上回った際に第２切り替え信号を出力し、
前記閾値設定部は、さらに、前記第２閾値セットよりも高い下限電流閾値および高い上限電流閾値を持つ第３閾値セットが設定され、前記第２切り替え信号を受けた際に、出力する前記下限電流閾値および前記上限電流閾値を前記第２閾値セットから前記第３閾値セットに切り替える、
昇圧電源装置。
【請求項５】
請求項１記載の昇圧電源装置において、
前記出力電圧制御部は、下限電圧閾値および上限電圧閾値が設定され、前記出力電源電圧が前記下限電圧閾値を下回った際に前記インダクタ電流制御部に動作の開始を指示し、前記出力電源電圧が前記上限電圧閾値を上回った際に前記インダクタ電流制御部に動作の停止を指示する、昇圧電源装置。
【請求項６】
請求項１記載の昇圧電源装置において、
さらに、タイマ部を備え、
前記タイマ部は、前記誘導性負荷に前記出力電源の供給を開始する際の開始信号を受けて起動され、前記負荷電流の仕様に基づいて予め定められた設定時間に達した際に第３切り替え信号を出力し、
前記閾値設定部は、前記第３切り替え信号を受けた際に、出力する前記下限電流閾値および前記上限電流閾値を前記第１閾値セットから前記第２閾値セットに切り替える、
昇圧電源装置。
【請求項７】
第１および第２ノードを持ち、前記第１ノードに直流電圧が印加されるインダクタと、
前記第２ノードをグラウンドに接続する第１スイッチと、
前記第２ノードと電源出力ノードとの間に、前記第２ノード側をアノード、前記電源出力ノード側をカソードとして接続されるダイオードと、
前記電源出力ノードと前記グラウンドとの間に接続される平滑用コンデンサと、
インジェクタ電流に応じて液体燃料の噴射を制御するコイルおよび前記インジェクタ電流の大きさを検出するインジェクタ電流センサを含んだインジェクタと、
前記電源出力ノードの出力電源電流を前記インジェクタの前記コイルに供給する第２スイッチと、
前記インダクタに流れるインダクタ電流の大きさを検出するインダクタ電流センサと、
前記インダクタ電流センサの検出結果を用いて、前記第１スイッチのスイッチング制御を介して前記インダクタ電流を制御するインダクタ電流制御部と、
前記電源出力ノードの出力電源電圧を制御する出力電圧制御部と、
前記インジェクタ電流センサによって検出された前記インジェクタ電流の大きさが、第１基準値を上回った際に第１切り替え信号を出力する負荷電流判定部と、
を有するインジェクタ駆動システムであって、
前記インダクタ電流制御部は、
下限電流閾値および上限電流閾値を持つ第１閾値セットと、前記第１閾値セットよりも高い下限電流閾値および高い上限電流閾値を持つ第２閾値セットと、が設定され、前記第１閾値セットの下限電流閾値および上限電流閾値か、あるいは前記第２閾値セットの下限電流閾値および上限電流閾値を出力する閾値設定部と、
前記閾値設定部から出力される前記下限電流閾値および前記上限電流閾値と、前記インダクタ電流センサの検出結果とを比較し、前記インダクタ電流の大きさが前記下限電流閾値を下回った際には前記第１スイッチをオンに制御し、前記インダクタ電流の大きさが前記上限電流閾値を上回った際には前記第１スイッチをオフに制御するヒステリシスコンパレータと、
を有し、
前記閾値設定部は、前記第１切り替え信号を受けた際に、出力する前記下限電流閾値および前記上限電流閾値を前記第１閾値セットから前記第２閾値セットに切り替える、
インジェクタ駆動システム。
【請求項８】
請求項７記載のインジェクタ駆動システムにおいて、
前記負荷電流判定部は、さらに、前記負荷電流センサによって検出された前記負荷電流の大きさが、前記第１基準値よりも大きい第２基準値を上回った際に第２切り替え信号を出力し、
前記閾値設定部は、さらに、前記第２閾値セットよりも高い下限電流閾値および高い上限電流閾値を持つ第３閾値セットが設定され、前記第２切り替え信号を受けた際に、出力する前記下限電流閾値および前記上限電流閾値を前記第２閾値セットから前記第３閾値セットに切り替える、
インジェクタ駆動システム。
【請求項９】
請求項７記載のインジェクタ駆動システムにおいて、
前記出力電圧制御部は、下限電圧閾値および上限電圧閾値が設定され、前記出力電源電圧が前記下限電圧閾値を下回った際に前記インダクタ電流制御部に動作の開始を指示し、前記出力電源電圧が前記上限電圧閾値を上回った際に前記インダクタ電流制御部に動作の停止を指示する、インジェクタ駆動システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、昇圧電源装置およびインジェクタ駆動システムに関し、例えば、車載用インジェクタに必要な高電圧を生成する昇圧電源装置およびそれを含んだインジェクタ駆動システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、高圧電源回路によってコンデンサを充電し、このコンデンサをトランジスタ（スイッチ）を介してインジェクタに接続することで、インジェクタのソレノイドコイルに大きな電流を印加する燃料噴射制御システムが示されている。また、特許文献２には、出力電圧の上昇期間／下降期間に応じて、出力電圧のフィードバック電圧の比較対象となるしきい値電圧を変えてスイッチング制御を行うスイッチング電源装置が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１２２２１７号公報
【特許文献２】特開２０１２−１００３７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば、車載用のＥＣＵ（Engine control unit）には、特許文献１に示されるようなインジェクタを駆動するための駆動回路が搭載される。インジェクタに対しては例えば１０Ａ等のような大きな電流を所定の期間内に印加する必要があるため、特許文献１の駆動回路では、このような要求を満たすためのコンデンサが必要とされる。この場合、ＥＣＵに大容量の電解コンデンサを搭載する必要性が生じる。
【０００５】
近年、ＥＣＵの小型化が強く求められている。こうした中、ＥＣＵに大容量の電解コンデンサを搭載した場合、高さ方向のサイズが増大したり、あるいは、並列接続のコンデンサを用いる場合であっても広い実装面積が必要とされる。このため、ＥＣＵの小型化の要求を満たすことが困難となる恐れがあり、加えて、低コスト化も十分に図れない場合がある。
【０００６】
本発明は、このようなことに鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、昇圧電源装置およびそれを含んだインジェクタ駆動システムの小型化を実現することにある。
【０００７】
本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願において開示される実施の形態のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記の通りである。
【０００９】
本実施の形態による昇圧電源装置は、インダクタと、第１および第２スイッチと、ダイオードと、平滑用コンデンサと、インダクタ電流センサと、インダクタ電流制御部と、出力電圧制御部と、を有する。インダクタの一端（第１ノード）には、直流電圧が印加される。第１スイッチは、インダクタの他端（第２ノード）をグラウンドに接続する。ダイオードは、第２ノードと電源出力ノードとの間に、第２ノード側をアノード、電源出力ノード側をカソードとして接続される。平滑用コンデンサは、電源出力ノードとグラウンドの間に接続される。第２スイッチは、電源出力ノードの出力電源を誘導性負荷に供給する。インダクタ電流センサは、インダクタに流れるインダクタ電流の大きさを検出する。インダクタ電流制御部は、インダクタ電流センサの検出結果を用いて、第１スイッチのスイッチング制御を介してインダクタ電流を制御する。出力電圧制御部は、電源出力ノードの出力電源電圧を制御する。ここで、インダクタ電流制御部は、下限電流閾値と上限電流閾値を持つ第１閾値セットと、第１閾値セットよりも高い下限電流閾値と高い上限電流閾値を持つ第２閾値セットとが設定され、インダクタ電流が第１または第２閾値セットの下限電流閾値と上限電流閾値との間に収まるように第１スイッチをスイッチング制御する。また、第１閾値セットと第２閾値セットは、誘導性負荷で生じる負荷電流に追従するように切り替えられる。
【発明の効果】
【００１０】
本願において開示される発明のうち、代表的な実施の形態によって得られる効果を簡単に説明すると、昇圧電源装置およびそれを含んだインジェクタ駆動システムの小型化が実現可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の比較例として検討したインジェクタ駆動システムにおいて、その概略構成例を示す回路図である。
【図２】図１のインジェクタ駆動システムの動作例を示す波形図である。
【図３】本発明の実施の形態１によるインジェクタ駆動システムにおいて、その概略構成例を示す回路図である。
【図４】図３におけるインダクタ電流制御部の概略構成例を示すブロック図である。
【図５】図３における出力電圧制御部の概略構成例を示すブロック図である。
【図６】図３のインジェクタ駆動システムの動作例を示す波形図である。
【図７】図３のインジェクタ駆動システムにおいて、既定の時間内に既定の開弁電流（Ｉｍａｘ）を得るのに必要な、平滑用コンデンサの容量値と、インダクタ電流（ＩＬ）を階段状に制御する際の段数との関係例を示す図である。
【図８】図４のインダクタ電流制御部周りの詳細な構成例を示す回路ブロック図である。
【図９】本発明の実施の形態２によるインジェクタ駆動システムにおいて、その概略構成例を示す回路図である。
【図１０】図９のインジェクタ駆動システムの一部の動作例を示す波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらは互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。
【００１３】
さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００１５】
《インジェクタ駆動システム（比較例）の構成》
図１は、本発明の比較例として検討したインジェクタ駆動システムにおいて、その概略構成例を示す回路図である。自動車に搭載されたインジェクタ１７は、例えば、車載バッテリから供給される電源電圧（例えば１２ＶのＶＢ）を高電圧（例えば６５ＶのＶｂｓｔ）に昇圧する昇圧電源回路１１によって駆動される。この高電圧でインジェクタを駆動することで、瞬間的に大きいインジェクタ電流（例えば１０Ａ程度）を生成することが可能である。
【００１６】
図１に示すインジェクタ駆動システムは、バッテリ１２と、インジェクタ１７と、昇圧電源回路１１と、スイッチ素子１６，３０と、逆流防止ダイオード２９，３１と、インジェクタ電流（Ｉｉｎｊ）を放電するためのダイオード２８と、外部通信端子２１と、マイコン２２を備える。昇圧電源回路１１は、昇圧用インダクタ１３と、スイッチング素子１４と、ダイオード２５と、昇圧制御部２３と、平滑用コンデンサ２４と、昇圧用インダクタ１３に流れるインダクタ電流の大きさを検出するインダクタ電流センサ４２を備える。
【００１７】
インジェクタ１７は、インジェクタ用コイル（ソレノイドコイル）１８と、スイッチ素子１９と、インジェクタ用コイル１８に流れるインジェクタ電流（Ｉｉｎｊ）の大きさを検出するインジェクタ電流センサ２０を備える。インジェクタ電流センサ２０は、ここでは抵抗素子によって構成される。スイッチ素子１９は、インジェクタ用コイル１８を駆動する際に、マイコン２２からの制御信号２６によってオンに制御される。
【００１８】
昇圧電源回路１１において、スイッチング素子１４がオンの際には、昇圧用インダクタ１３に電流が流れ（エネルギーが蓄積され）、スイッチング素子１４がオフの際には、昇圧用インダクタ１３に蓄積されたエネルギーがダイオード２５を介して平滑用コンデンサ２４に伝送される。これによって、平滑用コンデンサ２４の一端（電源出力ノード）に高出力電圧（Ｖｂｓｔ）が生成される。昇圧制御部２３は、この昇圧電源回路１１の出力電圧（Ｖｂｓｔ）が所望の電圧になるようにスイッチング素子１４のオン・オフを制御する。
【００１９】
マイコン２２は、外部通信端子２１からの信号と、インジェクタ電流センサ２０で検出されたインジェクタ電流（Ｉｉｎｊ）の大きさに基づいて、スイッチ素子１９の制御信号２６と、スイッチ素子１６の制御信号２７と、スイッチ素子３０の制御信号３２とをそれぞれ生成する。スイッチ素子１６は、インジェクタ１７を昇圧電源回路１１で駆動する際にオンに制御され、スイッチ素子３０は、インジェクタ１７をバッテリ１２で駆動する際にオンに制御される。
【００２０】
図２は、図１のインジェクタ駆動システムの動作例を示す波形図である。マイコン２２は、外部通信端子２１からの信号（Ｖｃ）の立ち上がり動作（時刻ｔ１）を受けて、制御信号２６，２７を立ち上げる。これにより、スイッチ素子１６，１９はオンとなり、昇圧電源回路１１がインジェクタ用コイル１８の駆動を開始する。インジェクタ用コイル１８を駆動開始時（時刻ｔ１）、昇圧電源回路１１の出力電圧（Ｖｂｓｔ）の値はＶｍａｘである。その後、インジェクタ用コイル１８の駆動によりインジェクタ電流（Ｉｉｎｊ）が上昇することで、昇圧電源回路１１の出力電圧（Ｖｂｓｔ）の値は平滑用コンデンサ２４の放電により低下していく。昇圧電源回路１１の出力電圧（Ｖｂｓｔ）の値が、昇圧制御部２３に設定された閾値（Ｖｔｈ）より下回ったら、昇圧制御部２３は、昇圧電源回路１１による昇圧動作を開始する（時刻ｔ２）。
【００２１】
また、昇圧制御部２３は、インダクタ電流センサ４２で検出されたインダクタ電流（ＩＬ）の値に基づいて、昇圧電源回路１１のダイオード２５を介して流れる平均出力電流（Ｉｍｏｓ）が既定の電流値になるようにスイッチング素子１４のオン・オフを制御する。その後、マイコン２２は、インジェクタ電流センサ２０で検出されたインジェクタ電流（Ｉｉｎｊ）が開弁電流（Ｉｍａｘ）になったら、制御信号２７によりスイッチ素子１６をオフに制御する（時刻ｔ３）。これにより、昇圧電源回路１１は、インジェクタ用コイル１８の駆動を停止する。なお、開弁電流（Ｉｍａｘ）とは、インジェクタ１７が燃料噴射を開始する際に弁を開くのに必要とされる電流であり、その電流値と、その電流値に達するまでの時間は、インジェクタの仕様に基づいて定められる。
【００２２】
図２の時刻ｔ３以降、昇圧電源回路１１の出力電流は、インジェクタ用コイル１８には供給されずに平滑用コンデンサ２４の充電電流となるため、昇圧電源回路１１の出力電圧（Ｖｂｓｔ）は上昇していく。昇圧制御部２３は、昇圧電源回路１１の出力電圧（Ｖｂｓｔ）が既定の最大値（Ｖｍａｘ）になったら、昇圧電源回路１１による昇圧動作を停止する（時刻ｔ５）。
【００２３】
また、時刻ｔ３以降、インジェクタ電流（Ｉｉｎｊ）は、ダイオード２８を介した放電により低下する。マイコン２２は、インジェクタ電流センサ２０の検出結果に基づき、低下しているインジェクタ電流（Ｉｉｎｊ）の値が既定の電流値（Ｉｈｏｌｄ）になったら（時刻ｔ４）、この保持電流（Ｉｈｏｌｄ）を保てるように、制御信号３２を介してスイッチ素子３０のオン・オフを制御する。この際には、インジェクタ用コイル１８は、バッテリ１２から直接駆動される。
【００２４】
その後、マイコン２２は、外部通信端子２１からの信号（Ｖｃ）が立ち下がったら、制御信号３２をオフレベルに固定し、スイッチ素子３０をオフに制御する（時刻ｔ６）。これにより、インジェクタ電流（Ｉｉｎｊ）は、ダイオード２８を介した放電によりゼロまで低下する（時刻ｔ７）。インジェクタ電流（Ｉｉｎｊ）がゼロになったら（時刻ｔ７）、マイコン２２は、制御信号２６によりスイッチ素子１９をオフに制御する。
【００２５】
このように、インジェクタ用コイル１８は、順に、昇圧電源回路１１とバッテリ１２によって駆動される。ここで、図１および図２に示したインジェクタの駆動方式は、前述した特許文献１の方式と異なり、時刻ｔ１〜ｔ３の期間で、昇圧電源回路１１の平均出力電流（Ｉｍｏｓ）を用いてインジェクタ用コイル１８を駆動する方式となっている。このため、平滑用コンデンサ２４の容量値を削減できる可能性がある。
【００２６】
しかしながら、当該駆動方式では、次ぎのような問題が生じ得る。時刻ｔ１〜ｔ３の期間中、インジェクタ電流（Ｉｉｎｊ）は昇圧電源回路１１の平均出力電流（Ｉｍｏｓ）よりも高いため、昇圧電源回路１１の出力電圧（Ｖｂｓｔ）は低下していく。また、インジェクタ電流（Ｉｉｎｊ）が昇圧電源回路１１の平均出力電流（Ｉｍｏｓ）よりも大きいほど、昇圧電源回路１１の出力電圧（Ｖｂｓｔ）の低下は大きくなる。
【００２７】
その結果、インジェクタ用コイル１８に印加される電圧が低下し、これに応じてインジェクタ電流（Ｉｉｎｊ）の上昇率（傾き）も低下するため、既定の時間内に必要な開弁電流（Ｉｍａｘ）に達しない可能性がある。これを防止するためには、昇圧電源回路１１の出力電圧（Ｖｂｓｔ）の低下をある程度抑制する必要があり、結局、平滑用コンデンサ２４として、ある程度大容量な電解コンデンサ（例えば４７０μＦ等）が必要となってしまう。
【００２８】
（実施の形態１）
《インジェクタ駆動システムの構成》
図３は、本発明の実施の形態１によるインジェクタ駆動システムにおいて、その概略構成例を示す回路図である。図３のインジェクタ駆動システムは、昇圧制御部３５およびマイコン３３の構成を除いて、図１の構成例と同様な構成を備えている。図３のインジェクタ駆動システムは、バッテリ１２と、昇圧電源装置１０ａと、インジェクタ１７を備える。昇圧電源装置１０ａは、例えば、車載用のＥＣＵに搭載される。昇圧電源装置１０ａは、昇圧電源回路３４と、スイッチ素子１６，３０と、逆流防止ダイオード２９，３１と、インジェクタ電流（Ｉｉｎｊ）を放電するためのダイオード２８と、外部通信端子２１と、マイコン３３を備える。
【００２９】
インジェクタ１７は、誘導性負荷であり、インジェクタ用コイル（ソレノイドコイル）１８と、スイッチ素子１９と、インジェクタ用コイル１８に流れる負荷電流（すなわちインジェクタ電流（Ｉｉｎｊ））の大きさを検出するインジェクタ電流センサ２０を備える。インジェクタ電流センサ２０は、ここでは抵抗素子によって構成される。スイッチ素子１９は、インジェクタ用コイル１８を駆動する際に、マイコン２２からの制御信号２６によってオンに制御される。
【００３０】
昇圧電源回路３４は、昇圧用インダクタ１３と、スイッチング素子（第１スイッチ）１４と、ダイオード２５と、平滑用コンデンサ２４と、インダクタ電流センサ４２と、昇圧制御部３５を備える。昇圧用インダクタ１３の一端（第１ノード）には、バッテリ１２からの直流電圧（ＶＢ）が印加される。スイッチング素子（第１スイッチ）１４は、昇圧用インダクタ１３の他端（第２ノード）をグラウンド（ＧＮＤ）に接続する。ダイオード２５は、第２ノードと電源出力ノード（Ｖｂｓｔ）との間に、第２ノード側をアノード、電源出力ノード側をカソードとして接続される。
【００３１】
平滑用コンデンサ２４は、電源出力ノード（Ｖｂｓｔ）とグラウンドＧＮＤの間に接続される。インダクタ電流センサ４２は、昇圧用インダクタ１３に流れるインダクタ電流（ＩＬ）の大きさを検出する。昇圧制御部３５は、インダクタ電流制御部３６と、出力電圧制御部３７を備え、昇圧電源回路３４の電源出力ノードに生成される出力電圧（Ｖｂｓｔ）が所望の電圧になるようにスイッチング素子１４をスイッチング制御（すなわちオン・オフ制御）する。
【００３２】
昇圧電源回路３４において、スイッチング素子１４がオンの際には、昇圧用インダクタ１３に電流が流れ（エネルギーが蓄積され）、スイッチング素子１４がオフの際には、昇圧用インダクタ１３に蓄積されたエネルギーがダイオード２５を介して平滑用コンデンサ２４に伝送される。これによって、平滑用コンデンサ２４の一端（電源出力ノード）に高出力電圧（Ｖｂｓｔ）が生成される。
【００３３】
出力電圧制御部３７は、制御信号５２を介してインダクタ電流制御部３６に動作の開始／停止を指示することで、間接的に、昇圧電源回路３４の出力電圧（Ｖｂｓｔ）を制御する。具体的には、出力電圧制御部３７は、昇圧電源回路３４の出力電圧（Ｖｂｓｔ）からのフィードバック電圧４４が既定の上限電圧閾値（Ｖｍａｘ）を上回ったら、インダクタ電流制御部３６に動作の停止を指示する。この場合、インダクタ電流制御部３６は、スイッチング素子１４の制御信号３８をオフレベルに固定することで昇圧電源回路３４の昇圧動作を停止する。一方、出力電圧制御部３７は、フィードバック電圧４４が既定の下限電圧閾値（Ｖｔｈ）を下回ったら、インダクタ電流制御部３６に動作の開始を指示する。この場合、インダクタ電流制御部３６は、制御信号３８を介してスイッチング素子１４のスイッチング制御を開始し、昇圧電源回路３４の昇圧動作を開始する。
【００３４】
インダクタ電流制御部３６は、インダクタ電流センサ４２によって検出されたインダクタ電流値４３を用いて、スイッチング素子１４のスイッチング制御を介してインダクタ電流（ＩＬ）を制御する。この際に、インダクタ電流制御部３６は、下限電流閾値および上限電流閾値を持つ閾値セットが設定され、インダクタ電流値４３がこの下限電流閾値と上限電流閾値との間に収まるように、スイッチング素子１４をスイッチング制御する。具体的には、インダクタ電流制御部３６は、インダクタ電流値４３が上限電流閾値を上回ったら、制御信号３８をオフレベルに駆動することでスイッチング素子１４をオフに制御し、下限電流閾値を下回ったら、制御信号３８をオンレベルに駆動することでスイッチング素子１４をオンに制御する。インダクタ電流（ＩＬ）は、スイッチング素子１４がオフの間は低下し、オンの間は上昇する。さらに、インダクタ電流制御部３６には、このような閾値セットが複数設定される。なお、前述したように、インダクタ電流制御部３６の全体動作は、出力電圧制御部３７からの制御信号５２に基づいて制御される。
【００３５】
マイコン３３は、外部通信端子２１からの信号（Ｖｃ）と、インジェクタ電流センサ２０で検出されたインジェクタ電流（Ｉｉｎｊ）の大きさに基づいて各種制御信号を生成する。具体的には、マイコン３３は、スイッチ素子１９の制御信号２６と、スイッチ素子１６の制御信号２７と、スイッチ素子３０の制御信号３２と、インダクタ電流制御部３６の制御信号３９，４０と、出力電圧制御部３７の制御信号４１とをそれぞれ生成する。この内、制御信号３９は、インジェクタ電流センサ２０での検出結果に基づいて生成され、前述したインダクタ電流制御部３６に設定される複数の閾値セットは、当該制御信号３９に応じて切り替えられる。
【００３６】
スイッチ素子（第２スイッチ）１６は、インジェクタ１７を昇圧電源回路３４で駆動する際に制御信号２７を介してオンに制御され、電源出力ノード（Ｖｂｓｔ）の出力電源を逆流防止ダイオード２９を介してインジェクタ１７に供給する。スイッチ素子３０は、インジェクタ１７をバッテリ１２で駆動する際に制御信号３２を介してオンに制御され、バッテリ１２の出力電源を逆流防止ダイオード３１を介してインジェクタ１７に供給する。
【００３７】
図４は、図３におけるインダクタ電流制御部の概略構成例を示すブロック図である。図４のインダクタ電流制御部３６は、ヒステリシスコンパレータ５１と、入力端子４８，４９と、閾値設定端子５０，５５と、閾値設定部５３とを備える。インダクタ電流制御部３６は、入力端子４８に入力されたインダクタ電流センサ４２からのインダクタ電流値４３と、閾値設定部５３で設定された閾値セットとを比較し、スイッチング素子１４をスイッチング制御するための制御信号３８を生成する。
【００３８】
この際に、閾値設定部５３には、前述したように、それぞれ下限電流閾値および上限電流閾値を持つ複数の閾値セットが設定される。閾値設定部５３は、閾値設定端子５０に入力されたマイコン３３からの制御信号（切り替え信号）３９に応じて、この複数の閾値セット間の切り替えを行い、ヒステリシスコンパレータ５１に出力する下限電流閾値および上限電流閾値を変更する。また、各閾値セットが持つ下限電流閾値および上限電流閾値の値自体は、閾値設定端子５５に入力されたマイコン３３からの制御信号４０に基づいて設定される。すなわち、各閾値セットが持つ下限電流閾値および上限電流閾値は、インジェクタ１７の仕様に応じて自由に設定可能となっている。
【００３９】
ヒステリシスコンパレータ５１は、閾値設定部５３から出力される下限電流閾値および上限電流閾値と、インダクタ電流センサの検出結果となるインダクタ電流値４３とを比較し、その比較結果に応じてスイッチング素子（第１スイッチ）１４をスイッチング制御する。具体的には、ヒステリシスコンパレータ５１は、インダクタ電流値４３が下限電流閾値を下回った際にはスイッチング素子１４をオンに制御し、インダクタ電流値４３が上限電流閾値を上回った際にはスイッチング素子１４をオフに制御する。
【００４０】
また、インダクタ電流制御部３６は、入力端子４９に入力された出力電圧制御部３７からの制御信号５２により、スイッチング制御の実行有無を制御する。制御信号５２によりインダクタ電流制御部３６の動作の停止が指示された場合、インダクタ電流制御部３６は、制御信号３８をオフレベルに固定する。一方、制御信号５２によりインダクタ電流制御部３６の動作の開始が指示された場合、インダクタ電流制御部３６は、閾値設定部５３で設定された閾値セットの下限電流閾値と上限電流閾値との間に入力端子４８のインダクタ電流値４３が収まるように制御信号３８を生成し、スイッチング素子１４をスイッチング制御する。
【００４１】
図５は、図３における出力電圧制御部の概略構成例を示すブロック図である。図５の出力電圧制御部３７は、ヒステリシスコンパレータ４７と、入力端子５４と、閾値設定端子４６と、閾値設定部４５とを備える。出力電圧制御部３７は、入力端子５４に入力されたフィードバック電圧４４と、閾値設定部４５で設定された上限電圧閾値（Ｖｍａｘ）および下限電圧閾値（Ｖｔｈ）とを比較し、インダクタ電流制御部３６の動作を制御する制御信号５２を生成する。上限電圧閾値（Ｖｍａｘ）および下限電圧閾値（Ｖｔｈ）の値自体は、閾値設定端子４６に入力されたマイコン３３からの制御信号４１に基づいて設定される。すなわち、上限電圧閾値（Ｖｍａｘ）および下限電圧閾値（Ｖｔｈ）は、インジェクタ１７の仕様に応じて自由に設定可能となっている。
【００４２】
《インジェクタ駆動システムの動作》
図６は、図３のインジェクタ駆動システムの動作例を示す波形図である。マイコン３３は、外部通信端子２１からの信号（Ｖｃ）の立ち上がりに応じて、制御信号２６，２７を立ち上げる（時刻ｔ８）。これにより、スイッチ素子１６，１９はオンとなり、昇圧電源回路３４によるインジェクタ用コイル１８の駆動が開始される。
【００４３】
インジェクタ用コイル１８の駆動開始時（時刻ｔ８）、昇圧電源回路３４の出力電圧（Ｖｂｓｔ）の値はＶｍａｘである。その後、インジェクタ用コイル１８の駆動により、インジェクタ電流（Ｉｉｎｊ）が０から上昇することで、昇圧電源回路３４の出力電圧（Ｖｂｓｔ）の値は、平滑用コンデンサ２４の放電により低下していく。
【００４４】
出力電圧制御部３７は、昇圧電源回路３４の出力電圧（Ｖｂｓｔ）の値が予め設定された下限電圧閾値（Ｖｔｈ）より下回ったら、制御信号５２を介してインダクタ電流制御部３６に動作の開始を指示する（時刻ｔ９）。これにより、インダクタ電流制御部３６は、昇圧電源回路３４の昇圧動作を開始し、まず、制御信号３８をオンレベルに駆動する。これに応じて、スイッチング素子１４はオンとなり、インダクタ電流（ＩＬ）は０から上昇する。この時、インダクタ電流制御部３６に設定される閾値セットは、上限電流閾値（Ｖ３）および下限電流閾値（Ｖ２）を持つ第１閾値セットである。
【００４５】
インダクタ電流制御部３６は、インダクタ電流センサ４２で検出されたインダクタ電流（ＩＬ）（インダクタ電流値４３）が、上限電流閾値（Ｖ３）を上回ったら、制御信号３８をオフレベルに駆動する。これにより、インダクタ電流（ＩＬ）は下がっていく。その後、インダクタ電流制御部３６は、インダクタ電流（ＩＬ）（インダクタ電流値４３）が、下限電流閾値（Ｖ２）を下回ったら、制御信号３８をオンレベルに駆動する。これにより、インダクタ電流（ＩＬ）は上昇していく。このように、インダクタ電流制御部３６は、インダクタ電流（ＩＬ）が第１閾値セット（Ｖ２，Ｖ３）の範囲内に収まるように、スイッチング素子１４をスイッチング制御する。
【００４６】
その後、マイコン３３は、インジェクタ電流センサ２０で検出されたインジェクタ電流（Ｉｉｎｊ）が予め設定された基準値（第１基準値）Ｖ１を上回ったら、制御信号３９を発生する（時刻ｔ２０）。これにより、インダクタ電流制御部３６に設定される閾値セットが、第１閾値セット（Ｖ２，Ｖ３）から第２閾値セット（Ｖ４，Ｖ５）に切り替えられる。第２閾値セットの上限電流閾値（Ｖ５）は、第１閾値セットの上限電流閾値（Ｖ３）よりも高い値を持ち、第２閾値セットの下限電流閾値（Ｖ４）は、第１閾値セットの下限電流閾値（Ｖ２）よりも高い値を持つ。なお、この例では、基準値Ｖ１は（Ｉｍａｘ／２）近辺に設定され、各閾値セットにおける上限電流閾値と下限電流閾値との差分（ΔＩ）は同等に設定される。
【００４７】
第１閾値セット（Ｖ２，Ｖ３）が第２閾値セット（Ｖ４，Ｖ５）に切り替えられたのち、インダクタ電流（ＩＬ）は、第２閾値セットの上限電流閾値（Ｖ５）まで上昇する。インダクタ電流制御部３６は、インダクタ電流（ＩＬ）が上限電流閾値（Ｖ５）を上回ったら、制御信号３８をオフレベルに駆動する。これにより、インダクタ電流（ＩＬ）は下がっていく。その後、インダクタ電流制御部３６は、インダクタ電流（ＩＬ）が下限電流閾値（Ｖ４）を下回ったら、制御信号３８をオンレベルに駆動する。これにより、インダクタ電流（ＩＬ）は上昇していく。このように、インダクタ電流制御部３６は、インダクタ電流（ＩＬ）が第２閾値セット（Ｖ４，Ｖ５）の範囲内に収まるように、スイッチング素子１４をスイッチング制御する。
【００４８】
以上のように、インダクタ電流制御部３６は、第１および第２閾値セットを切り替えて用いることで、インダクタ電流（ＩＬ）を階段状に上昇させる。すなわち、第１および第２閾値セットは、インジェクタ電流（Ｉｉｎｊ）に昇圧電源回路３４の平均出力電流（Ｉｍｏｓ）が追従するように切り替えられる。その結果、前述した図２の場合と比較して、昇圧電源回路３４の平均出力電流（Ｉｍｏｓ）とインジェクタ電流（Ｉｉｎｊ）との差分が小さくなる。これにより、平滑用コンデンサ２４の容量値を削減しても、昇圧電源回路３４の出力電圧（Ｖｂｓｔ）に生じるリップル電圧を抑制することができる。
【００４９】
その後、マイコン３３は、インジェクタ電流センサ２０で検出されたインジェクタ電流（Ｉｉｎｊ）が開弁電流（Ｉｍａｘ）に達したら、制御信号２７を介してスイッチ素子１６をオフに駆動する（時刻ｔ１９）。これにより、昇圧電源回路３４の出力電流は、インジェクタ用コイル１８には供給されずに平滑用コンデンサ２４の充電電流となるため、昇圧電源回路３４の出力電圧（Ｖｂｓｔ）は上昇していく。出力電圧制御部３７は、昇圧電源回路３４の出力電圧（Ｖｂｓｔ）が予め定めた上限電圧閾値（Ｖｍａｘ）に達したら、制御信号５２を介してインダクタ電流制御部３６に動作の停止を指示する（時刻ｔ１５）。これにより、制御信号３８はオフレベルに固定され、スイッチング素子１４はオフを保つため、インダクタ電流（ＩＬ）はゼロまで低下する。
【００５０】
昇圧電源回路３４によるインジェクタ用コイル１８の駆動を停止した後（時刻ｔ１９以後）、インジェクタ電流（Ｉｉｎｊ）は、ダイオード２８を介した放電によって低下する。マイコン３３は、インジェクタ電流センサ２０の検出結果に基づき、低下しているインジェクタ電流（Ｉｉｎｊ）が既定の電流値（Ｉｈｏｌｄ）になったら（時刻ｔ１６）、この保持電流（Ｉｈｏｌｄ）を保てるように、制御信号３２を介してスイッチ素子３０のオン・オフを制御する。この際には、インジェクタ用コイル１８は、バッテリ１２から直接駆動される。
【００５１】
その後、マイコン２２は、外部通信端子２１からの信号（Ｖｃ）が立ち下がったら、制御信号３２をオフレベルに固定し、スイッチ素子３０をオフに制御する（時刻ｔ１７）。これにより、インジェクタ電流（Ｉｉｎｊ）は、ダイオード２８を介した放電によりゼロまで低下する（時刻ｔ１８）。インジェクタ電流（Ｉｉｎｊ）がゼロになったら（時刻ｔ１８）、マイコン２２は、制御信号２６を介してスイッチ素子１９をオフに制御する。
【００５２】
このように、インジェクタ用コイル１８は、順に、昇圧電源回路３４とバッテリ１２によって駆動される。この昇圧電源回路３４による駆動の際に、インダクタ電流制御部３６を用いてインダクタ電流（ＩＬ）が階段状になるように上昇させることで、昇圧電源回路３４の出力電圧（Ｖｂｓｔ）に生じるリップル電圧を抑制することができる。これにより、平滑用コンデンサ２４の容量値を削減しても、インジェクタ電流（Ｉｉｎｊ）を、既定の時間内に必要な開弁電流（Ｉｍａｘ）まで上昇させることができる。その結果、図１の構成例で必要とされた大容量の電解コンデンサ（例えば４７０μＦ等）を小容量のセラミックコンデンサ（例えば１５μＦ等）に置き換えることが可能になる。
【００５３】
図７は、図３のインジェクタ駆動システムにおいて、既定の時間内に既定の開弁電流（Ｉｍａｘ）を得るのに必要な、平滑用コンデンサの容量値と、インダクタ電流（ＩＬ）を階段状に制御する際の段数との関係例を示す図である。図３および図６では、インダクタ電流（ＩＬ）を２段階で制御したが、勿論、これに限定されるものではなく、更に段数を増やすことで、理想的には、平均出力電流（Ｉｍｏｓ）とインジェクタ電流（Ｉｉｎｊ）との差分をより小さくすることができる。
【００５４】
例えば、インダクタ電流（ＩＬ）を３段階で制御する際には、図６に示した第１基準値（Ｖ１）に加えて第２基準値を設け、図６に示した第１および第２閾値セットに加えて更に第３閾値セットを設ければよい。この場合、第２基準値（例えば（２／３）×Ｉｍａｘ）は第１基準値（例えば（１／３）×Ｉｍａｘ）よりも大きく、第３閾値セットの上限電流閾値は、第２閾値セットの上限電流閾値（Ｖ５）よりも高い値を持ち、第３閾値セットの下限電流閾値は、第２閾値セットの下限電流閾値（Ｖ４）よりも高い値を持つ。
【００５５】
図７において、例えば、開弁電流（Ｉｍａｘ）を一定とした場合、平滑用コンデンサ２４の容量値を小さくするほど必要な段数が増える。言い換えれば、段数を増やすほど、平滑用コンデンサ２４の容量値を小さくできる。また、平滑用コンデンサ２４の容量値を一定とした場合、開弁電流（Ｉｍａｘ）が大きくなるほど、必要な段数が増える。言い換えれば、段数を増やすことで、より大きい開弁電流（Ｉｍａｘ）に対応することができる。
【００５６】
《インダクタ電流制御部の詳細》
図８は、図４のインダクタ電流制御部周りの詳細な構成例を示す回路ブロック図である。図４のインダクタ電流制御部３６は、例えば、図８のような回路で構成される。図８のインダクタ電流制御部３６は、コンパレータ７２ａ，７２ｂと、セットリセットフリップフロップ７３と、閾値設定部５３を備える。閾値設定部５３は、閾値電圧生成部７０と、セレクタ７１ａ，７１ｂを備える。また、ここでは、併せて、マイコン３３によって構成される負荷電流判定部の機能の一例も示されている。マイコン３３は、（ｎ−１）個のコンパレータ７４［１］〜７４［ｎ−１］およびデコード部７５を持つ負荷電流判定部を備える。
【００５７】
コンパレータ７２ａは、入力端子４８に入力されたインダクタ電流値４３とセレクタ７１ａから出力された上限電流閾値とを比較し、インダクタ電流値４３が大きい場合に‘Ｈ’レベルを出力する。コンパレータ７２ｂは、入力端子４８に入力されたインダクタ電流値４３とセレクタ７１ｂから出力された下限電流閾値とを比較し、インダクタ電流値４３が小さい場合に‘Ｈ’レベルを出力する。なお、インダクタ電流値４３は、実際には、電流値に応じた電圧値であり、上限電流閾値および下限電流閾値も電圧値である。
【００５８】
セットリセットフリップフロップ７３は、コンパレータ７２ａの出力をセット（Ｓ）入力とし、コンパレータ７２ｂの出力をリセット（Ｒ）入力として動作し、スイッチング素子１４をスイッチング制御するための制御信号３８を出力する。また、セットリセットフリップフロップ７３は、入力端子４９を介して出力電圧制御部３７から入力された制御信号５２をイネーブル信号（ＥＮ）として動作し、イネーブル信号（ＥＮ）がオフレベルの場合には、制御信号３８をオフレベルに固定する。
【００５９】
閾値電圧生成部７０は、ｎ個の閾値セット（例えばｎ＝３の場合は第１〜第３閾値セット）にそれぞれ含まれる上限電流閾値（ＩｔｈＨ［１］〜ＩｔｈＨ［ｎ］）および下限電流閾値（ＩｔｈＬ［１］〜ＩｔｈＬ［ｎ］）を予め生成する。閾値電圧生成部７０は、例えば、複数チャネルのディジタルアナログ変換器や、あるいは多段の抵抗分圧回路と各抵抗分圧ノードを選択するスイッチからなる抵抗分圧器等を代表に、様々な回路方式で実現される。各上限電流閾値および各下限電流閾値の電圧値は、マイコン３３から閾値設定端子５５を介して入力される制御信号４０に基づいて定められる。例えば、ディジタルアナログ変換器を用いる場合には、閾値設定端子５５より、そのディジタル値が指示され、抵抗分圧器を用いる場合には、スイッチの選択方法が指示される。
【００６０】
マイコン３３は、（ｎ−１）個のコンパレータ７４［１］〜７４［ｎ−１］を用いて、インジェクタ電流（Ｉｉｎｊ）と、予め定めた（ｎ−１）個の基準値（Ｉｒｅｆ［１］〜Ｉｒｅｆ［ｎ−１］）とをそれぞれ比較する。例えば、ｎ＝３の場合は、第１および第２基準値が設定される。なお、インジェクタ電流（Ｉｉｎｊ）は、実際には、電流値に応じた電圧値であり、基準値も電圧値である。デコード部７５は、（ｎ−１）個のコンパレータ７４［１］〜７４［ｎ−１］の比較結果に応じて、ｎ個の閾値セットを切り替えるための（ｎ−１）個の切り替え信号を、制御信号３９として閾値設定端子５０に出力する。例えばｎ＝３の場合は、第１および第２切り替え信号が出力される。
【００６１】
セレクタ７１ａは、前述したｎ個の上限電流閾値（ＩｔｈＨ［１］〜ＩｔｈＨ［ｎ］）の中のいずれかを選択して出力する。セレクタ７１ｂは、前述したｎ個の下限電流閾値（ＩｔｈＬ［１］〜ＩｔｈＬ［ｎ］）の中のいずれかを選択して出力する。この際の選択は、閾値設定端子５０から入力された制御信号３９（すなわち切り替え信号）に基づいて行われる。セレクタ７１ａ，７１ｂは、例えば、最初に第１閾値セットに対応する上限電流閾値（ＩｔｈＨ［１］）および下限電流閾値（ＩｔｈＬ［１］）をそれぞれ選択している状態で、第１切り替え信号が入力された場合、第２閾値セットに対応する上限電流閾値（ＩｔｈＨ［２］）および下限電流閾値（ＩｔｈＬ［２］）をそれぞれ選択する。
【００６２】
なお、インダクタ電流制御部３６は、特に、図８の構成例に限定されるものではなく、同様の機能を実現できれば、その他の回路方式を用いてもよい。例えば、図６の時刻ｔ８〜時刻１９の期間に比べて十分に高速に電圧設定が可能な可変電圧源を用い、当該可変電圧源を上限電流閾値の設定用に２セット、下限電流閾値の設定用に２セット設け、各セットを交互に切り替えるような方式であってもよい。この方式では、例えば、２セット目の可変電圧源で上限電流閾値および下限電流閾値を出力している間に、１セット目の可変電圧源の上限電流閾値および下限電流閾値を変更し、切り替え信号に応じて、２セット目を１セット目に切り替えるような動作が行われる。また、場合によっては、図８の閾値設定部５３の機能自体を、マイコン３３内のディジタルアナログ変換器に持たせることも可能である。ここでは、図４のインダクタ電流制御部３６を例に説明を行ったが、図５の出力電圧制御部に関しても同様である。
【００６３】
以上、本実施の形態１による昇圧電源装置およびそれを含んだインジェクタ駆動システムを用いることで、代表的には、平滑用コンデンサの容量値の削減に伴い小型化または低コスト化が実現可能になる。また、図３のように、負荷をインジェクタ１７とした場合、インジェクタ１７内には予めインジェクタ電流センサ２０が備わっているため、これをそまま利用することができ、部品追加等の観点からも、小型化または低コスト化が可能になる。
【００６４】
ただし、本実施の形態１の昇圧電源装置は、必ずしもインジェクタ１７を負荷とするものに限定されるものではなく、予めインダクタンス値や負荷電流値といった仕様がある程度判明している誘導性負荷であれば同様に適用することが可能である。すなわち、本実施の形態１の昇圧電源装置は、負荷急変時のリップル電圧を抑制する技術でもあり、負荷急変時にどの程度の電流値からどの程度の電流値に変動するといった負荷急変の具体的な状況が予めある程度判明していれば、これに基づいて、前述した各閾値セットやその切り替え時の基準値を定めることができる。また、本実施の形態１の昇圧電源装置は、負荷電流の立ち上がり期間に限らず、場合によっては、同様にして立ち下がり期間に適用することも可能である。
【００６５】
なお、特に限定はされないが、図３において、昇圧電源回路３４の出力電圧（Ｖｂｓｔ）は例えば６５Ｖ程度である。これは、開弁電流（Ｉｍａｘ：例えば１０Ａ程度）およびその立ち上がり時間（Δｔ：例えば数百μｓ）と、インジェクタ用コイルのインダクタンス値（Ｌ：例えばｍＨオーダ）から、Ｖｂｓｔ＝Ｌ・（Ｉｍａｘ／Δｔ）の関係で定められる。また、昇圧用インダクタ１３のインダクタンス値は、例えばμＨオーダである。
【００６６】
（実施の形態２）
《インジェクタ駆動システムの構成および動作（変形例）》
図９は、本発明の実施の形態２によるインジェクタ駆動システムにおいて、その概略構成例を示す回路図である。図９のインジェクタ駆動システムは、図３の構成例と比較して、昇圧制御部６２およびマイコン５８の構成が異なる点と、更にタイマ回路５７が追加された点が異なっている。以降、図３と異なる点に着目して説明を行う。図９のインジェクタ駆動システムは、バッテリ１２と、昇圧電源装置１０ｂと、インジェクタ１７を備える。昇圧電源装置１０ｂは、昇圧電源回路６３と、スイッチ素子１６，３０と、逆流防止ダイオード２９，３１と、インジェクタ電流（Ｉｉｎｊ）を放電するためのダイオード２８と、外部通信端子２１と、マイコン５８と、タイマ回路５７を備える。
【００６７】
マイコン５８は、外部通信端子２１からの信号（Ｖｃ）と、タイマ回路５７からの制御信号５６と、インジェクタ電流センサ２０からのインジェクタ電流値（Ｉｉｎｊ）に基づいて、各種制御信号を生成する。具体的には、マイコン５８は、スイッチ素子１９の制御信号２６と、スイッチ素子１６の制御信号２７と、スイッチ素子３０の制御信号３２と、インダクタ電流制御部３６の制御信号４０，５９と、出力電圧制御部３７の制御信号４１を生成する。
【００６８】
さらに、マイコン５８は、インジェクタ１７の仕様に応じて、予め設定信号６０を介しタイマ回路５７の設定時間（カウント設定値）を定める。マイコン５８は、外部通信端子２１からの信号（Ｖｃ）を受けて、制御信号５６を介してタイマ回路５７を起動し、タイマ回路５７は、前述した設定時間に達した際に、制御信号５６を介してマイコン５８に通知する。この通知を受けて、マイコン５８は、インダクタ電流制御部３６に向けて制御信号５９を出力する。
【００６９】
昇圧電源回路６３は、昇圧制御部６２を含めて回路構成自体は、図３の昇圧電源回路３４と同様である。ただし、図９の昇圧制御部６２では、マイコン５８からインダクタ電流制御部３６に向けて、図３の制御信号３９の代わりに図９の制御信号５９が送信されている。制御信号５９は、図３の制御信号３９の場合と同様に、インダクタ電流制御部３６に対して各閾値セットの切り替えを指示するための信号（第３切り替え信号）である。すなわち、各閾値セットの切り替え信号は、図３の場合にはインジェクタ電流（Ｉｉｎｊ）の基準値に基づいて生成されたのに対して、図９の場合にはタイマ回路５７の設定時間に基づいて生成される。
【００７０】
なお、ここでは、マイコン５８の外部にタイマ回路５７を設け、マイコン５８およびタイマ回路５７からなるタイマ部によって、各閾値セットの切り替え信号を生成したが、勿論、マイコン５８内にタイマ回路５７を搭載することも可能である。
【００７１】
図１０は、図９のインジェクタ駆動システムの一部の動作例を示す波形図である。マイコン５８は、外部通信端子２１からの信号（Ｖｃ）の立ち上がりを受けて、スイッチ素子１６，１９をオンに駆動する（時刻ｔ２１）。これにより、図６の場合と同様に、昇圧電源回路６３は、インジェクタ用コイル１８の駆動を開始し、その中で、インダクタ電流制御部３６も動作を開始する。
【００７２】
タイマ回路５７は、外部通信端子２１からの信号（Ｖｃ）の立ち上がり（時刻ｔ２１）を起点として動作を開始し、既定の設定時間（Ｔ１）に達したら、制御信号５６としてパルスを出力する。マイコン５８は、このパルスを受けて制御信号５９（第３切り替え信号）を生成する。インダクタ電流制御部３６は、この制御信号５９を受けて、閾値セットを切り替える。この例では、図６の場合と同様に、第１閾値セット（Ｖ２，Ｖ３）から第２閾値セット（Ｖ４，Ｖ５）への切り替えが行われている。
【００７３】
このように、インダクタ電流制御部３６によってインダクタ電流（ＩＬ）を階段状に上昇させることで、昇圧電源回路６３の出力電圧（Ｖｂｓｔ）に生じるリップル電圧を抑制できる。これにより、実施の形態１の場合と同様に、平滑用コンデンサ２４の容量値を削減しても、インジェクタ電流（Ｉｉｎｊ）を、既定時間内に必要な開弁電流（Ｉｍａｘ）まで上昇させることができる。
【００７４】
本実施の形態２の方式は、実施の形態１の方式と異なり、インジェクタ電流センサ２０が存在しない場合であっても適用可能である。すなわち、負荷電流センサを含まない誘導性負荷に対しても適用可能である。なお、ここでは、タイマ回路５７で１個の設定時間を定めたが、勿論、実施の形態１の場合と同様にして、２以上の設定時間を定め、３以上の閾値セットに対応することも可能である。
【００７５】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、前述した実施の形態は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施の形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施の形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施の形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００７６】
１０ａ，１０ｂ  昇圧電源装置
１１，３４，６３  昇圧電源回路
１２  バッテリ
１３  昇圧用インダクタ
１４  スイッチング素子
１６，１９，３０  スイッチ素子
１７  インジェクタ
１８  インジェクタ用コイル（ソレノイドコイル）
２０  インジェクタ電流センサ
２１  外部通信端子
２２，３３，５８  マイコン
２３，３５，６２  昇圧制御部
２４  平滑用コンデンサ
２５，２８  ダイオード
２６，２７，３２，３８〜４１，５２，５６，５９  制御信号
２９，３１  逆流防止ダイオード
３６  インダクタ電流制御部
３７  出力電圧制御部
４２  インダクタ電流センサ
４３  インダクタ電流値
４４  フィードバック電圧
４５，５３  閾値設定部
４６，５０，５５  閾値設定端子
４７，５１  ヒステリシスコンパレータ
４８，４９，５４  入力端子
５７  タイマ回路
６０  設定信号
７０  閾値電圧生成部
７１ａ，７１ｂ  セレクタ
７２ａ，７２ｂ，７４［１］〜７４［ｎ−１］  コンパレータ
７３  セットリセットフリップフロップ
７５  デコード部
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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