(57)【要約】【課題】本発明は、スイッチングレギュレータ型昇降圧回路に関し、クロック信号に従った所定の電圧の昇圧又は降圧について安定化と迅速化とを図ることを目的とする。【解決手段】クロック信号に従って電圧をバッテリ電圧から所望の電圧まで昇圧させる昇圧回路１６を設ける。また、クロック信号発生手段として、マイコン１０に搭載された源発振系１２と、抵抗及びコンデンサ等により構成された内蔵発振回路１８と、を設ける。源発振系１２および内蔵発振回路１８を切替スイッチ２０を介して昇圧回路１６に接続する。電源電圧の低下を監視するリセット回路２０の出力をマイコン１０に供給すると共に、切替スイッチ２０に供給する。切替スイッチ２０を、電源電圧が低下するシステム起動時やリセット期間中には昇圧回路１６が内蔵発振回路１８に接続するように、また、それ以外には昇圧回路１６が源発振系１２に接続するように作動させる。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クロック信号に従って所定の電圧を昇圧又は降圧させるスイッチングレギュレータ型昇降圧回路であって、
マイコンに搭載される源発振を用いてクロック信号を発生する第１のクロック信号発生手段と、
受動素子により構成される発振回路を用いてクロック信号を発生する第２のクロック信号発生手段と、
前記所定の電圧を昇圧又は降圧させるためのクロック信号を、前記第１のクロック信号発生手段によるクロック信号と、前記第２のクロック信号発生手段によるクロック信号とに選択的に切り替えるクロック切替手段と、
を備えることを特徴とするスイッチングレギュレータ型昇降圧回路。
【請求項２】
前記マイコンの不作動状態を検知する不作動検知手段を備え、
前記クロック切替手段は、前記不作動検知手段により前記マイコンの不作動状態が検知された際に、前記所定の電圧を昇圧又は降圧させるためのクロック信号を、前記第１のクロック信号発生手段によるクロック信号から前記第２のクロック信号発生手段によるクロック信号へ切り替えることを特徴とする請求項１記載のスイッチングレギュレータ型昇降圧回路。
【請求項３】
前記クロック切替手段は、また、前記不作動検知手段により前記マイコンの不作動状態が検知された後、該不作動状態が解除された際に、前記所定の電圧を昇圧又は降圧させるためのクロック信号を、前記第２のクロック信号発生手段によるクロック信号から前記第１のクロック信号発生手段によるクロック信号へ切り替えることを特徴とする請求項２記載のスイッチングレギュレータ型昇降圧回路。
【請求項４】
前記不作動検知手段は、電源電圧をモニタすることにより前記マイコンの不作動状態を検知することを特徴とする請求項２又は３記載のスイッチングレギュレータ型昇降圧回路。
【請求項５】
クロック信号に基づくスイッチング時間の計数を、前記クロック切替手段によりクロック信号の切り替えが行われる前と後とで継続して行うスイッチング時間計数手段を備えることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項記載のスイッチングレギュレータ型昇降圧回路。
【請求項６】
クロック信号に基づくスイッチング時間の計数を、前記クロック切替手段によりクロック信号の切り替えが行われる前と後とで別個独立に行うスイッチング時間計数手段を備えることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項記載のスイッチングレギュレータ型昇降圧回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スイッチングレギュレータ型昇降圧回路に係り、特に、クロック信号に従って所定の電圧を昇圧又は降圧させるスイッチングレギュレータ型昇降圧回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えば特開２００１−２３８４３５号公報に開示される如く、クロック信号を発生する発振手段を備え、該発振手段から供給されるクロック信号に従って電圧を昇圧させる昇圧回路が知られている。この昇圧回路は、スイッチング素子および容量を備えている。昇圧回路は、発振手段から供給されるクロック信号を用いてスイッチング時間を計数すると共に、その計数したスイッチング時間を基にスイッチング素子を所定のスイッチング周期でデューティ駆動することにより電圧を昇圧させ、容量に充電させる。従って、上記の昇圧回路によれば、発振手段から供給されるクロック信号に従って電圧を昇圧させることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、クロック信号を発生する発振手段としては、例えば圧電セラミックによる水晶振動子等のマイコンにおいて用いられる源発振系のものや、抵抗やコンデンサ等の受動素子により構成される発振回路がある。マイコンに搭載される源発振系のものにおいては、温度変化に起因する特性変化がほとんどなく、クロック信号を発生させるうえでバラツキが生じ難い。一方、受動素子により構成される発振回路は、温度特性を有しており、クロック信号を発生させるうえで温度変化によるバラツキが生じ易い。従って、クロック信号の発生を精度よく行い、昇圧回路による電圧の昇圧動作の安定化を図るうえでは、クロック信号発生手段として、マイコンに搭載された源発振系のものを用いることが適切である。
【０００４】
しかしながら、マイコン搭載の源発振系のものは、システム起動による電源立ち上がり時や初期化処理によるリセット時においてクロック信号を発生させることは不可能である。このため、マイコン搭載の源発振系が常に昇圧回路における昇圧動作に用いられるものとすると、上記のタイミングにおいては昇圧回路に源発振系からクロック信号が供給されず、昇圧回路における電圧の昇圧動作が停止され、かかる昇圧が速やかに行われない不都合が生じてしまう。
【０００５】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、クロック信号に従った所定の電圧の昇圧又は降圧について迅速化と安定化とを図ることが可能なスイッチングレギュレータ型昇降圧回路を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、請求項１に記載する如く、クロック信号に従って所定の電圧を昇圧又は降圧させるスイッチングレギュレータ型昇降圧回路であって、
マイコンに搭載される源発振を用いてクロック信号を発生する第１のクロック信号発生手段と、
受動素子により構成される発振回路を用いてクロック信号を発生する第２のクロック信号発生手段と、
前記所定の電圧を昇圧又は降圧させるためのクロック信号を、前記第１のクロック信号発生手段によるクロック信号と、前記第２のクロック信号発生手段によるクロック信号とに選択的に切り替えるクロック切替手段と、
を備えるスイッチングレギュレータ型昇降圧回路により達成される。
【０００７】
本発明において、クロック切替手段は、所定の電圧を昇圧又は降圧させるためのクロック信号を、マイコンの源発振を用いた第１のクロック信号発生手段によるクロック信号と、受動素子により構成される発振回路を用いた第２のクロック信号発生手段によるクロック信号とに選択的に切り替える。従って、所定の電圧を昇圧又は降圧させるためのクロック信号を、クロック切替手段により、マイコンの源発振を用いたものと受動素子により構成される発振回路を用いたものとに適宜切り替えることとすれば、所定の電圧の昇圧又は降圧について迅速化と安定化とを図ることが可能となる。
【０００８】
ところで、マイコンが不作動状態にある場合は、そのマイコンに搭載される源発振からはクロック信号が発生しない。
【０００９】
従って、請求項２に記載する如く、請求項１記載のスイッチングレギュレータ型昇降圧回路において、前記マイコンの不作動状態を検知する不作動検知手段を備え、前記クロック切替手段は、前記不作動検知手段により前記マイコンの不作動状態が検知された際に、前記所定の電圧を昇圧又は降圧させるためのクロック信号を、前記第１のクロック信号発生手段によるクロック信号から前記第２のクロック信号発生手段によるクロック信号へ切り替えることとすれば、マイコン搭載の源発振からクロック信号が発生しなくなった場合にも所定の電圧の昇圧動作又は降圧動作を行うことができ、昇圧又は降圧の迅速化を図ることができる。
【００１０】
また、請求項３に記載する如く、請求項２記載のスイッチングレギュレータ型昇降圧回路において、前記クロック切替手段は、また、前記不作動検知手段により前記マイコンの不作動状態が検知された後、該不作動状態が解除された際に、前記所定の電圧を昇圧又は降圧させるためのクロック信号を、前記第２のクロック信号発生手段によるクロック信号から前記第１のクロック信号発生手段によるクロック信号へ切り替えることとすれば、マイコン搭載の源発振からクロック信号が発生可能となった後には精度よいクロック信号が発生し得るので、所定の電圧の昇圧又は降圧の安定化を図ることができる。
【００１１】
この場合、請求項４に記載する如く、請求項２又は３記載のスイッチングレギュレータ型昇降圧回路において、前記不作動検知手段は、電源電圧をモニタすることにより前記マイコンの不作動状態を検知することとしてもよい。
【００１２】
尚、クロック切替手段によるクロック信号の切り替えに起因して昇圧動作又は降圧動作のスイッチング時間の計数がリセットされ或いはその基準時が変更されるものとすると、昇圧回路のスイッチング時間が変動し、そのスイッチングが適正に行われないこととなる。
【００１３】
従って、請求項５に記載する如く、請求項１乃至４の何れか一項記載のスイッチングレギュレータ型昇降圧回路において、クロック信号に基づくスイッチング時間の計数を、前記クロック切替手段によりクロック信号の切り替えが行われる前と後とで継続して行うスイッチング時間計数手段を備えることとすれば、クロック信号の切り替えが生じても、スイッチング時間の変動を回避することができ、スムーズな昇圧動作又は降圧動作を確保することができる。
【００１４】
一方、クロック切替手段によるクロック信号の切り替えが生じた際、敢えてスイッチング時間の変動を希望する場合もある。
【００１５】
従って、請求項６に記載する如く、請求項１乃至４の何れか一項記載のスイッチングレギュレータ型昇降圧回路において、クロック信号に基づくスイッチング時間の計数を、前記クロック切替手段によりクロック信号の切り替えが行われる前と後とで別個独立に行うスイッチング時間計数手段を備えることとすれば、クロック信号の切り替えが生じた際にスイッチング時間を変動させることができ、昇圧動作又は降圧動作の移行状態を適当に設定することが可能となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の第１実施例であるシステムの構成図を示す。本実施例のシステムは、車両に搭載される乗員保護装置としてのエアバッグ装置に適用されるシステムである。エアバッグ装置には、例えば１２Ｖ程度のバッテリ電圧を有するバッテリが接続されている。エアバッグ装置は、乗員のイグニション操作によりイグニションスイッチがオン状態にある状況下においてバッテリから電力の供給を受け、各機器（後述のスクイブ等）の制御を行う。
【００１７】
エアバッグ装置は、車両の座席近傍に配設されたエアバッグ、及び、エアバッグごとに設けられ、車両衝突時に点火によってエアバッグへ圧縮ガスを送り込むことによりエアバッグを展開させる点火装置としてのスクイブを備えている。かかる構成において、エアバッグ装置がバッテリから電力の供給を受けることにより所定値以上の電圧が供給されている状況下、スクイブが点火用スイッチング素子の制御により通電されると、その点火によりエアバッグが展開する。
【００１８】
エアバッグ装置は、マイクロコンピュータ（以下、単にマイコンと称す）１０を備えている。マイコン１０には、例えば圧電セラミックによる水晶振動子等の源発振系１２が内蔵されている。源発振系１２は、所定の周期でクロック信号を発生する。マイコン１０は、源発振系１２が発するクロック信号に従って各種の処理を行う。マイコン１０には、車両に生ずる減速度に応じた信号を電気的に出力する加速度センサ（図示せず）が接続されている。マイコン１０は、加速度センサの出力信号に基づいて車両に生ずる減速度を検出し、その検出結果に基づいてスクイブを通電により点火させるか否かを判別する。
【００１９】
マイコン１０には、上記した点火用スイッチング素子を内蔵する点火用ＩＣ１４が接続されている。マイコン１０は、スクイブを点火させるか否かに応じた指令を点火用ＩＣ１４へ向けて出力する。点火用ＩＣ１４は、マイコン１０から供給されるスクイブの点火要求に応じて点火用スイッチング素子のオン・オフ制御を行う。
【００２０】
エアバッグ装置は、また、バックアップコンデンサにより構成されたバックアップ電源（図示せず）を有している。バックアップ電源は、車両衝突による断線やバッテリ故障等によりバッテリからエアバッグ装置への電力供給が遮断された際等に、昇圧されている電圧をバッテリと同程度の電圧に降圧してエアバッグ装置へ電力供給を行う補助電源である。このため、エアバッグ装置は、バッテリから電力供給がされない場合にも、バックアップ電源からの電力供給によりエアバッグを展開させることが可能となっている。
【００２１】
バックアップ電源には、点火用ＩＣ１４に内蔵された昇圧回路１６が接続されている。昇圧回路１６は、昇圧トランジスタにより構成されたスイッチングレギュレータ型の昇圧回路である。昇圧回路１６は、また、バッテリ電圧を有するバッテリに接続している。昇圧回路１６は、昇圧トランジスタのスイッチングにより、バックアップ電源に生ずる電圧をバッテリに生じているバッテリ電圧（例えば１２Ｖ程度）から所定の電圧（例えば２３Ｖ程度）へ向けて昇圧する回路である。バックアップ電源は、エアバッグ装置に電源が投入されている状況下、昇圧回路１６の作動によりバッテリから供給される電力をバックアップコンデンサに蓄積する。
【００２２】
点火用ＩＣ１４には、内蔵発振回路１８が内蔵されている。内蔵発振回路１８は、抵抗およびコンデンサ等の受動素子により構成されている。内蔵発振回路１８は、上記のマイコン１０に内蔵された源発振系１２のものとほぼ同一の周期でクロック信号を発生する。内蔵発振回路１８は、切替スイッチ２０を介して上記した昇圧回路１６に接続されている。また、マイコン１０は、通信線２２を介して点火用ＩＣ１４に接続されている。マイコン１０の源発振系１２は、通信線２２および切替スイッチ２０を介して昇圧回路１６に接続されている。
【００２３】
切替スイッチ２０は、昇圧回路１６が接続すべき発振回路を源発振系１２と内蔵発振回路１８とに選択的に切り替えるスイッチである。昇圧回路１６は、切替スイッチ２０の作動により接続する源発振系１２又は内蔵発振回路１８から供給されるクロック信号に従って昇圧トランジスタのスイッチング周期を計数し、電圧をバッテリ電圧から所望の電圧まで昇圧させるべくそのスイッチング周期に基づいて昇圧トランジスタをデューティ駆動する。
【００２４】
点火用ＩＣ１４には、また、リセット回路２４が内蔵されている。リセット回路２４は、バッテリからの電源電圧を監視し、システム起動時やリセット期間中にパワーオンをリセットする回路である。リセット回路２４の出力は、常態でオン状態であり、例えば電源電圧が７〜８Ｖ程度の所定の範囲以下であるシステム起動時やリセット期間中にオフ状態となる。点火用ＩＣ１４のリセット回路２４は、通信線２６を介してマイコン１０に接続されている。マイコン１０は、リセット回路２４から入力される信号がオン信号である場合に処理動作を行い、一方、その信号がオフ信号である場合に処理動作を停止する。
【００２５】
点火用ＩＣ１４のリセット回路２４は、また、切替スイッチ２０に接続されている。切替スイッチ２０は、後に詳述する如く、リセット回路２４から供給される信号に応じて、昇圧回路１６が接続すべき発振回路を源発振系１２と内蔵発振回路１８とに選択的に切り替える。
【００２６】
図２及び図３は、本実施例の切替スイッチ２０の切替動作を説明するためのタイムチャートを示す。尚、図２にはシステム起動時におけるタイムチャートを、また、図３には通常制御中にリセットが行われる際のタイムチャートを、それぞれ示している。
【００２７】
図２に示す時刻ｔ０においてシステム起動が開始された場合、その直後はリセット回路２４の出力が図２（Ｂ）に示す如くオフ状態に維持されている。かかる状況下においては、マイコン１０における処理動作が実行されないため、マイコン搭載の源発振系１２は、図２（Ｄ）に示す如くクロック信号を発生することができない。そして、システム起動開始後の時刻ｔ１において電源電圧の立ち上がりが認められると、リセット回路２４の出力が図２（Ｂ）に示す如くオフ状態からオン状態へ移行する。この場合には、マイコン１０における処理動作が行われるため、マイコン搭載の源発振系１２はクロック信号を発生することができる。
【００２８】
すなわち、マイコン搭載の源発振系１２においては、システム起動開始直後にはクロック信号が生成されない一方、その後ある程度の期間が経過した後にはクロック信号が生成される。この点、仮に点火用ＩＣ１４の昇圧回路１６が、マイコン搭載の源発振系１２から供給されるクロック信号にのみ従って昇圧トランジスタのデューティ駆動を行うものとすると、システム起動開始後、電源電圧の上昇が生じた後に昇圧回路１６における電圧の所望電圧へ向けての昇圧動作が開始されることとなり、システム起動開始直後には昇圧動作が実行されないこととなる。このため、かかる構成では、昇圧された電圧を、図２（Ａ）に点線で示す如く、システム起動開始後、電源電圧が立ち上がった後に始めて確保することができ、システム起動開始直後には確保することができないこととなる。
【００２９】
これに対して、点火用ＩＣに内蔵された内蔵発振回路１８は、抵抗，コンデンサ等の受動素子により構成されているため、図２（Ｃ）に示す如くシステム起動開始直後から、リセット回路２４の出力状態にかかわらずクロック信号を発生することができる。従って、リセット回路２４の出力がオフ状態となるシステム起動開始直後には昇圧回路１６に内蔵発振回路１８によるクロック信号を入力することとすれば、昇圧回路１６がシステム起動開始直後から昇圧動作を行うことが可能となり、昇圧された電圧をシステム起動開始直後に確保することが可能となる。
【００３０】
そこで、本実施例のシステムにおいては、システム起動時にリセット回路２４の出力がオフ状態になっている場合、切替スイッチ２０は、昇圧回路１６を点火用ＩＣ１４に内蔵された内蔵発振回路１８に接続させる。この場合、昇圧回路１６は、内蔵発振回路１８からクロック信号の供給を受け、昇圧トランジスタのデューティ駆動を行う。このため、本実施例によれば、昇圧回路１６における電圧を所望の電圧まで昇圧させる昇圧動作をシステム起動開始直後から実行することができるため、昇圧された電圧を図２（Ａ）に実線で示す如くシステム起動後速やかに確保することができ、昇圧の迅速化を図ることが可能となっている。
【００３１】
上記の如く、内蔵発振回路１８は、抵抗およびコンデンサ等の受動素子により構成されている。このため、内蔵発振回路１８は温度特性を有しており、クロック信号を発生させるうえで温度変化によるバラツキが生じ易くなっている。一方、マイコン１０の源発振系１２は、圧電セラミックにより構成されているので、温度変化に起因する特性変化がほとんどなく、クロック信号を発生させるうえでバラツキが生じ難くなっている。すなわち、内蔵発振回路１８とマイコン１０の源発振系１２とは互いにその発振精度を異にしており、マイコン１０の源発振系１２は、内蔵発振回路１８に比して精度のよいクロック信号を発生することができる。従って、システム起動後、リセット回路２４の出力がオフ状態からオン状態に変化した後には昇圧回路１６に源発振系１２によるクロック信号を入力することとすれば、クロック信号に従ったスイッチング時間の計数を精度よく行うことができ、昇圧回路１６による昇圧動作を安定して行うことが可能となる。
【００３２】
そこで、本実施例のシステムにおいては、システム起動開始後、リセット回路２４の出力がオン状態になった場合、切替スイッチ２０は、昇圧回路１６をマイコン１０の源発振系１２に接続させる。この場合、昇圧回路１６は、内蔵発振回路１８に代えて、源発振系１２からクロック信号の供給を受け、昇圧トランジスタのデューティ駆動を行う。このため、本実施例によれば、システム起動開始後、マイコン１０が正常に処理動作を行うことができることとなった後は、発振精度のよいクロック信号を昇圧回路１６に供給するので、昇圧回路１６による昇圧を安定して行うことが可能となっている。
【００３３】
また、システム起動後、図３に示す時刻１０においてリセット回路２４の出力がオン状態になった後の時刻ｔ１１において、電源電圧の低下等に起因してリセット回路２４の出力が図３（Ｂ）に示す如くオフ状態に変化することがある。この場合、マイコン１０における処理動作が停止されるため、源発振系１２は、図３（Ｄ）に示す如くクロック信号を発生することができなくなる。一方、その後、時刻ｔ１２においてリセット回路２４の出力がオフ状態からオン状態へ変化した場合は、マイコン１０における処理動作が再開されるため、源発振系１２は再びクロック信号を発生することが可能となる。
【００３４】
すなわち、マイコン搭載の源発振系１２においては、電源電圧低下等によるリセット期間中はクロック信号が生成されない。この点、仮に点火用ＩＣ１４の昇圧回路１６が、リセット期間中においても源発振系１２によるクロック信号に従って昇圧トランジスタのデューティ駆動を行うものとすると、リセット期間中に昇圧回路１６における昇圧動作が停止されることとなり、昇圧された電圧が、図３（Ａ）に点線で示す如く低下する事態が招来する。
【００３５】
これに対して、内蔵発振回路１８は、上記の如く受動素子により構成されるため、図３（Ｃ）に示す如くリセット回路２４の出力状態にかかわらずクロック信号を発生することができる。従って、リセット回路２４の出力がオフ状態となるリセット期間中には昇圧回路１６に内蔵発振回路１８によるクロック信号を入力することとすれば、昇圧回路１６がリセット期間中においても昇圧動作を行うことが可能となり、昇圧された電圧の低下が防止される。
【００３６】
そこで、本実施例のシステムにおいては、リセット回路２４の出力がオフ状態になった場合、切替スイッチ２０は、昇圧回路１６を内蔵発振回路１８に接続させる。この場合、昇圧回路１６は、内蔵発振回路１８からクロック信号の供給を受け、昇圧トランジスタのデューティ駆動を行う。このため、本実施例によれば、リセット期間中においても昇圧回路１６における昇圧動作を実行することができるため、昇圧された電圧を図３（Ａ）に実線で示す如く低下させることなく高圧に維持することが可能となっている。
【００３７】
尚、リセット回路２４がオフ状態からオン状態へ変化することによりリセットが解除された場合、切替スイッチ２０は、昇圧回路１６を再び源発振系１２に接続させる。このため、本実施例によれば、マイコン１０が正常に処理動作を行うことができることとなった後は、発振精度のよいクロック信号を昇圧回路１６に供給するので、昇圧回路１６による昇圧を再び安定して行うことが可能となっている。
【００３８】
このように、本実施例のシステムにおいては、電源電圧を監視するリセット回路２４がオフ状態にある場合に昇圧回路１６が内蔵発振回路１８に接続し、一方、リセット回路２４がオン状態にある場合に昇圧回路１６が源発振系１２に接続するように切替スイッチ２０を作動させることができる。従って、本実施例のシステムによれば、システム起動時には昇圧回路１６による昇圧を速やかに行うと共に、その後はその昇圧を安定して維持させることが可能となっており、また、リセット期間中には昇圧された電圧の低下を防止することが可能となっている。
【００３９】
尚、上記第１の実施例においては、マイコン１０に搭載された源発振系１２が特許請求の範囲に記載された「第１のクロック信号発生手段」に、点火用ＩＣ１４に内蔵された内蔵発振回路１８が特許請求の範囲に記載された「第２のクロック信号発生手段」に、切替スイッチ２０が特許請求の範囲に記載された「クロック切替手段」に、リセット回路２４が特許請求の範囲に記載された「不作動状態検知手段」に、それぞれ相当している。
【００４０】
次に、上記図１と共に、図４及び図５を参照して、本発明の第２実施例について説明する。本実施例のシステムは、上記図１に示すシステムにおいて、点火用ＩＣ１４に代えて、点火用ＩＣ１００を用いることにより実現される。
【００４１】
図４は、本実施例のシステムの構成図を示す。尚、図４において、上記した図１に示す構成部分と同一の構成部分については、同一の符号を付してその説明を省略する。本実施例において、マイコン１０には、エアバッグ装置のスクイブを通電するための点火用スイッチング素子を内蔵する点火用ＩＣ１００が接続されている。点火用ＩＣ１００は、マイコン１０から供給されるスクイブの点火要求に応じて点火用スイッチング素子をオン・オフ制御する。
【００４２】
点火用ＩＣ１００は、昇圧トランジスタのスイッチングによりバックアップ電源に生ずる電圧を昇圧する昇圧回路１６、抵抗およびコンデンサ等の受動素子により構成された内蔵発振回路１８、及び、バッテリからの電源電圧を監視するリセット回路２４を内蔵している。点火用ＩＣ１００は、また、同期化回路１０２を内蔵している。同期化回路１０２は、昇圧回路１６の接続すべき発振回路をマイコン１０の源発振系１２と内蔵発振回路１８とに選択的に切り替える上記の切替スイッチ２０を有し、切替スイッチ２０の作動により昇圧回路１６の接続すべき発振回路が切り替わる前と後とで昇圧回路１６のスイッチング周期を同期化させるための回路である。
【００４３】
図５は、本実施例において切替スイッチ２０による切替動作が行われる際の昇圧回路１６のスイッチング時間の計数手法を説明するための図を示す。尚、図５（Ａ）には昇圧回路１６の有する昇圧トランジスタのスイッチング時間のデューティオン時間およびデューティオフ時間を内蔵発振回路１８によるクロック信号に従って計数した場合の時間変化を、図５（Ｂ）には上記スイッチング時間のデューティオン時間およびデューティオフ時間をマイコン１０の源発振系１２によるクロック信号に従って計数した場合の時間変化を、図５（Ｃ）にはリセット回路２４の出力信号の時間変化を、図５（Ｄ）には本実施例と異なり同期化回路１０２を有しない対比例における昇圧トランジスタのデューティオン時間およびデューティオフ時間の時間変化を、また、図５（Ｅ）には本実施例の昇圧トランジスタのデューティオン時間およびデューティオフ時間の時間変化を、それぞれ示す。
【００４４】
本実施例において、昇圧回路１６が有する昇圧トランジスタのスイッチング時間のデューティオン時間とデューティオフ時間との比が例えば７：１とされている場合、昇圧トランジスタは、クロック信号が“７”回カウントされる間継続してオン状態とされ、その後クロック信号の“８”回目がカウントされるとオフ状態とされる。そして、次にクロック信号がカウントされるまでオフ状態を維持し、そのカウントがなされるとオン状態とされる。以後同様に、スイッチング時間のデューティオンとデューティオフとが交互に行われる。
【００４５】
一般に、内蔵発振回路１８によるクロック信号と源発振系１２によるクロック信号とは同期しておらず、また、昇圧トランジスタのスイッチング時間のデューティオン時間およびデューティオフ時間を、内蔵発振回路１８によるクロック信号に従って計数するタイミングと、源発振系１２によるクロック信号に従って計数するタイミングとは一致しない（図５（Ａ）及び（Ｂ））。このため、昇圧回路１６の接続すべき発振回路が、切替スイッチ２０の作動により源発振系１２と内蔵発振回路１８との間で切り替わった時点で、上記のデューティオン時間またはデューティオフ時間の計数値がリセットされ、或いは、その基準時が源発振系１２のものから内蔵発振回路１８のものへ若しくは源発振系１２のものから内蔵発振回路１８のものへ変更されるものとすると、昇圧トランジスタのスイッチング時間が変動し、その昇圧動作が適正に行われないこととなってしまう。
【００４６】
そこで、本実施例のシステムは、切替スイッチ２０の作動によりクロック信号の切り替えが生じても昇圧トランジスタのスイッチング時間の変動を回避すべく、同期化回路１０２を備える点に特徴を有している。
【００４７】
本実施例において、リセット回路２４の出力がオン状態にある場合、昇圧回路１６は、マイコン１０の源発振系１２に接続される。この場合、昇圧回路１６に供給されるクロック信号は源発振系１２によるクロック信号であり、昇圧トランジスタのスイッチング時間は源発振系１２によるクロック信号に従って計数される。かかる状況下、例えば図５に示す時刻ｔ２０においてデューティオン時間の計数が開始された後、時刻ｔ２２においてリセット回路２４の出力が図５（Ｃ）に示す如くオン状態からオフ状態へ変化した際に、昇圧トランジスタのデューティオン時間の基準時が、源発振系１２のクロック信号によるデューティオン時間の計数開始時点（時刻ｔ２０）から内蔵発振回路１８のクロック信号による計数開始時点（時刻ｔ２１）に変更されるものとすると、次に昇圧トランジスタがデューティオフとなる時刻は図５（Ｄ）に示す如く時刻ｔ２４となる。このため、かかる対比例の構成では、昇圧トランジスタのスイッチング時間（時刻ｔ２０から時刻ｔ２４までのデューティオン時間）が所望のクロックカウント値に対してかなり大きくなり或いは小さくなり、そのデューティ比が大きく変動する事態が生ずる。
【００４８】
これに対して、本実施例のシステムにおいて、点火用ＩＣ１００の同期化回路１０２は、リセット回路２４の出力がオン状態とオフ状態との間で変化した際、昇圧トランジスタのスイッチング時間の基準時を従前のものに維持すると共に、以後、そのスイッチング時間の計数を、切り替わり前のクロック信号に代えて、その切り替わり時の計数値を初期値として切り替わり後のクロック信号に従って継続する。
【００４９】
具体的には、図５に示す時刻ｔ２２においてリセット回路２４の出力がオン状態からオフ状態へ変化した際には、昇圧トランジスタのデューティオン時間の基準時が源発振系１２のクロック信号によるデューティオン時間の計数開始時点（時刻ｔ２０）に維持されると共に、以後、内蔵発振回路１８のクロック信号に従ってスイッチング時間の計数が継続される。この場合、次に昇圧トランジスタがデューティオフとなる時刻は、図５（Ｅ）に示す如く時刻ｔ２０からの所望のクロックカウント値に応じた時刻ｔ２３となる。
【００５０】
また、リセット回路２４の出力がオフ状態からオン状態へ変化した際には、昇圧トランジスタのデューティオン時間の基準時が内蔵発振回路１８のクロック信号によるデューティオン時間の計数開始時点に維持されると共に、以後、源発振系１２のクロック信号に従ってスイッチング時間の計数が継続される。この場合、次に昇圧トランジスタがデューティオフとなる時刻は、内蔵発振回路１８のクロック信号によるデューティオン時間の計数が開始された後、所望のクロックカウント値に応じた時刻となる。
【００５１】
マイコン１０の源発振系１２により発生されるクロック信号の発生周期と内蔵発振回路１８により発生されるクロック信号の発生周期とは、ほぼ同一の周期である。このため、本実施例の如く、昇圧回路の昇圧トランジスタのスイッチング時間の計数が、源発振系１２によるクロック信号および内蔵発振回路１８によるクロック信号の双方に従って行われるものとしても、すなわち、切替スイッチ２０の作動によりクロック信号の切り替えが生ずる前と後とで継続して行われるものとしても、クロックカウント値とスイッチング時間とがほぼ対応し、スイッチング時間はクロックカウント値が所望の値になった際に所望の時間となる。
【００５２】
従って、本実施例の構成によれば、切替スイッチ２０の作動により昇圧回路１６の接続すべき発振回路が源発振系１２と内蔵発振回路１８との間で切り替わっても、その前後で昇圧回路１６におけるスイッチング時間の同期化を図ることができ、その変動を回避することができる。このため、本実施例のシステムによれば、クロック信号の切り替えが生じても、昇圧回路１６におけるスイッチングの最適化を図ることができ、昇圧回路１６による電圧の昇圧動作を通常どおりスムーズに行うことが可能となっている。
【００５３】
尚、上記第２の実施例においては、点火用ＩＣ１００の同期化回路１０２が特許請求の範囲の請求項５に記載した「スイッチング時間計数手段」に相当している。
【００５４】
また、上記第２の実施例においては、クロック信号の切り替えが行われた際、スイッチング時間の計数を、切り替わり前のクロック信号に代えて、クロック信号の切り替わり時の計数値を初期値として切り替わり後のクロック信号に従って継続することとし、そのスイッチング時間の計数をクロック信号の切り替えが行われる前と後とで継続して行うこととしているが、クロック信号の切り替えが行われる前後で別個独立に行うこととしてもよい。かかる構成においては、クロック信号の切り替えが生ずるごとにスイッチング時間を変動させることができ、昇圧回路１６による電圧の昇圧動作の移行状態を適当に設定することが可能となる。この場合、このようにスイッチング時間を計数する手段が特許請求の範囲の請求項６に記載した「スイッチング時間計数手段」に相当する。
【００５５】
ところで、上記第１及び第２の実施例においては、エアバッグ装置の有する電圧を昇圧させ、バッテリ電圧よりも大きな電圧をバックアップ電源に蓄えるための昇圧回路に適用することとしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、逆にバックアップ電源に蓄えられた電圧を降圧させ、その電圧よりも低い電圧を得る降圧コンデンサにより構成される降圧回路に適用することも可能である。
【００５６】
更に、上記第１及び第２の実施例においては、車両に搭載されるエアバッグ装置の昇圧回路に適用することとしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、エアバッグ装置以外にも電圧を昇圧させ或いは降圧させる昇降圧回路に適用することとすればよい。
【発明の効果】
上述の如く、請求項１及び４記載の発明によれば、クロック信号に従った所定の電圧の昇圧又は降圧について安定化と迅速化とを図ることができる。
【００５７】
請求項２記載の発明によれば、マイコン搭載の源発振からクロック信号が発生しなくなった場合にも所定の電圧の昇圧動作又は降圧動作を行うことができる。これにより、昇圧又は降圧の迅速化を図ることができる。
【００５８】
請求項３記載の発明によれば、マイコン搭載の源発振からクロック信号が発生可能となった後には所定の電圧の昇圧又は降圧の安定化を図ることができる。
【００５９】
請求項５記載の発明によれば、クロック信号の切り替えが生じても、スイッチング時間の変動を回避することができ、スムーズな昇圧動作又は降圧動作を確保することができる。
【００６０】
また、請求項６記載の発明によれば、クロック信号の切り替えが生じた際にスイッチング時間を変動させることができ、昇圧動作又は降圧動作の移行状態を適当に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例であるシステムの構成図である。
【図２】本実施例の切替スイッチの、システム起動時における切替動作を説明するためのタイムチャートである。
【図３】本実施例の切替スイッチの、通常制御中にリセットが行われる際の切替動作を説明するためのタイムチャートである。
【図４】本発明の第２実施例であるシステムの構成図である。
【図５】本実施例において切替スイッチの切替動作が行われる際の昇降圧回路のスイッチング時間の計数手法を説明するための図である。
【符号の説明】
１０　マイクロコンピュータ（マイコン）
１２　源発振系
１６　昇圧回路
１８　内蔵発振回路
２０　切替スイッチ
２４　リセット回路
１０２　同期化回路
【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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