(57)【要約】【課題】トランジスタの発熱が抑制された燃料噴射装置用の電源回路を提供する。【解決手段】バッテリ電圧を供給するバッテリに接続される入力回路と、入力回路を介してバッテリと接続される昇圧回路と、を有し、車両の燃料噴射弁の駆動を制御するための昇圧電圧を生成する、燃料噴射装置用の電源回路であって、入力回路は、バッテリと昇圧回路との間に設けられたスイッチング素子としてのトランジスタと、トランジスタのオン状態とオフ状態を制御することで、バッテリと昇圧回路の昇圧コンデンサとの電気的な接続を制御する接続制御部と、を有する。接続制御部は、トランジスタをオン状態に制御している際に、昇圧コンデンサを流れるコンデンサ電流が上限電流値を超えると、トランジスタをオフ状態にする。【選択図】図２
2016200036.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリ電圧を供給するバッテリ（３００）に接続される入力回路（１０）と、
前記入力回路を介して前記バッテリと接続される昇圧回路（５０）と、を有し、車両の燃料噴射弁の駆動を制御するための昇圧電圧を生成する、燃料噴射装置用の電源回路であって、
前記入力回路は、
前記バッテリと前記昇圧回路との間に設けられたスイッチング素子としてのトランジスタ（１１，１２）と、
前記トランジスタのオン状態とオフ状態を制御することで、前記昇圧回路と前記バッテリとの電気的な接続を制御する接続制御部（１４）と、を有し、
前記昇圧回路は、
一端が前記トランジスタと電気的に接続された昇圧コイル（５１）と、
前記昇圧コイルの他端とグランドとを接続するグランド配線に設けられた昇圧スイッチ（５３）と、
前記グランド配線において前記昇圧スイッチとグランドとの間に設けられた電流検出用抵抗（５４）と、
アノード電極が前記昇圧コイルの他端と接続された昇圧ダイオード（５２）と、
一端が前記昇圧ダイオードのカソード電極に接続され、その他端が前記昇圧スイッチと前記電流検出用抵抗との間の中点に接続された昇圧コンデンサ（５５）と、を有しており、
前記接続制御部は、前記トランジスタの通電による発熱を抑制するための上限電流値を記憶しており、前記トランジスタをオン状態に制御している際に、前記昇圧コンデンサを流れるコンデンサ電流が前記上限電流値を超えると、前記トランジスタをオフ状態にする燃料噴射装置用の電源回路。
【請求項２】
前記接続制御部は、前記上限電流値の他に、前記上限電流値よりも電流値の低い下限電流値を記憶しており、
前記接続制御部は、前記コンデンサ電流が前記上限電流値を超えると前記トランジスタをオン状態からオフ状態にし、前記コンデンサ電流が前記下限電流値に至ると前記トランジスタをオフ状態からオン状態にする充電処理を、前記昇圧コンデンサの充電が完了するまで繰り返す請求項１に記載の燃料噴射装置用の電源回路。
【請求項３】
前記接続制御部は、前記充電処理において、前記トランジスタをオン状態にしている際に前記コンデンサ電流が変化しなくなると、前記昇圧コンデンサの充電が完了したと判定する請求項２に記載の燃料噴射装置用の電源回路。
【請求項４】
前記接続制御部は、待機時間を記憶しており、前記充電処理において、前記コンデンサ電流が前記下限電流値に至ってから前記待機時間経過後に前記トランジスタをオフ状態からオン状態にする請求項２または請求項３に記載の燃料噴射装置用の電源回路。
【請求項５】
前記接続制御部は、前記車両のイグニッションスイッチ（２００）がオフ状態からオン状態に切り換わると前記充電処理を行う請求項２〜４いずれか１項に記載の燃料噴射装置用の電源回路。
【請求項６】
前記電流検出用抵抗の両端電圧を検出し、それを増幅して前記接続制御部に出力する増幅回路（７０）を有し、
前記接続制御部は、前記電流検出用抵抗の抵抗値と前記増幅回路の増幅率を記憶しており、前記電流検出用抵抗の抵抗値、前記増幅率、および、前記増幅回路の出力に基づいて、前記コンデンサ電流が前記上限電流値を超えたか、前記コンデンサ電流が前記下限電流値に至ったかを判定する請求項５に記載の燃料噴射装置用の電源回路。
【請求項７】
前記増幅回路は複数の抵抗（７２〜７５）を有し、複数の前記抵抗の内の少なくとも１つが可変抵抗となっており、前記可変抵抗の抵抗値を変更することで前記増幅率が可変となっている請求項６に記載の燃料噴射装置用の電源回路。
【請求項８】
前記接続制御部は、前記充電処理により前記昇圧コンデンサの充電が完了したと判定すると、前記トランジスタをオン状態にする請求項２〜７いずれか１項に記載の燃料噴射装置用の電源回路。
【請求項９】
前記昇圧スイッチのオン状態とオフ状態とを制御する制御回路（３０）を有し、
前記制御回路は、前記充電処理において前記昇圧スイッチをオフ状態にし、前記接続制御部による前記昇圧コンデンサの充電が完了すると、前記昇圧スイッチをオン状態とオフ状態とに切り換えることで、前記昇圧電圧を生成する昇圧処理を行う請求項８に記載の燃料噴射装置用の電源回路。
【請求項１０】
前記上限電流値は、前記制御回路が前記昇圧処理をしている際に前記昇圧回路内を流れる電流の最大値よりも高い請求項９に記載の燃料噴射装置用の電源回路。
【請求項１１】
前記上限電流値は、前記トランジスタの電流の最大定格以下である請求項１〜１０いずれか１項に記載の燃料噴射装置用の電源回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料噴射弁の駆動を制御するための昇圧コンデンサとバッテリとの間にスイッチング素子としてのトランジスタが設けられた、燃料噴射装置用の電源回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に示されるように、入力コンデンサを直流電源に接続した際に、入力コンデンサに流れる突入電流の電流量を低く抑える突入電流防止回路が知られている。この突入防止回路では、直流電源のプラス端子と入力コンデンサの一端とが電源配線を介して電気的に接続され、直流電源のマイナス端子と入力コンデンサの他端とがグランド配線を介して電気的に接続されている。グランド配線には直流電源と入力コンデンサとの電気的な接続を制御するスイッチとＭＯＳ型電界効果トランジスタ（以下、単にトランジスタと示す）とが設けられている。トランジスタのソース電極はスイッチと接続され、ドレイン電極は入力コンデンサの他端と接続されている。そしてトランジスタのゲート電極は抵抗を介して電源配線に電気的に接続され、ゲート電極とドレイン電極との間にコンデンサが設けられている。
【０００３】
上記のスイッチが閉状態になると、直流電源のマイナス端子とトランジスタのソース電極とがスイッチを介して電気的に接続され、トランジスタのゲート電極とソース電極との間に電圧差が生じる。これによりトランジスタがＯＦＦ状態からＯＮ状態へと移行してオン抵抗が低下し、入力コンデンサに電流が流れ始める。
【０００４】
上記したようにトランジスタのゲート電極とドレイン電極との間にコンデンサが設けられている。したがってスイッチが閉状態になるとコンデンサにも電流が流れる。そのためトランジスタのゲート電極とソース電極との間の電圧差はゆっくりと上昇し、ＯＮ抵抗はゆっくりと低下する。これにより入力コンデンサに流れる電流の上昇もゆっくりとなり、上記の突入電流の電流量が低く抑えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−４５９５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記したように特許文献１に示される突入電流防止回路では、トランジスタのゲート電極とドレイン電極との間にコンデンサを設けることでトランジスタのオン抵抗をゆっくりと低下させる。この場合、入力コンデンサに流れる突入電流の電流量は低く抑えられるが、トランジスタの発熱、という新たな問題が生じる。
【０００７】
そこで本発明は上記問題点に鑑み、トランジスタの発熱が抑制された燃料噴射装置用の電源回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記した目的を達成するための開示された発明の１つは、バッテリ電圧を供給するバッテリ（３００）に接続される入力回路（１０）と、
入力回路を介してバッテリと接続される昇圧回路（５０）と、を有し、車両の燃料噴射弁の駆動を制御するための昇圧電圧を生成する、燃料噴射装置用の電源回路であって、
入力回路は、
バッテリと昇圧回路との間に設けられたスイッチング素子としてのトランジスタ（１１，１２）と、
トランジスタのオン状態とオフ状態を制御することで、昇圧回路とバッテリとの電気的な接続を制御する接続制御部（１４）と、を有し、
昇圧回路は、
一端がトランジスタと電気的に接続された昇圧コイル（５１）と、
昇圧コイルの他端とグランドとを接続するグランド配線に設けられた昇圧スイッチ（５３）と、
グランド配線において昇圧スイッチとグランドとの間に設けられた電流検出用抵抗（５４）と、
アノード電極が昇圧コイルの他端と接続された昇圧ダイオード（５２）と、
一端が昇圧ダイオードのカソード電極に接続され、その他端が昇圧スイッチと電流検出用抵抗との間の中点に接続された昇圧コンデンサ（５５）と、を有しており、
接続制御部は、トランジスタの通電による発熱を抑制するための上限電流値を記憶しており、トランジスタをオン状態に制御している際に、昇圧コンデンサを流れるコンデンサ電流が上限電流値を超えると、トランジスタをオフ状態にする。
【０００９】
このように本発明によれば、コンデンサ電流が上限電流値を超えると、トランジスタ（１１，１２）がオフ状態になる。これによりトランジスタ（１１，１２）への通電が停止し、通電によるトランジスタ（１１，１２）の発熱が抑制される。
【００１０】
他の開示された発明の１つでは、接続制御部は、上限電流値の他に、上限電流値よりも電流値の低い下限電流値を記憶しており、
接続制御部は、コンデンサ電流が上限電流値を超えるとトランジスタをオン状態からオフ状態にし、コンデンサ電流が下限電流値に至るとトランジスタをオフ状態からオン状態にする充電処理を、昇圧コンデンサの充電が完了するまで繰り返す。
【００１１】
これによれば、トランジスタ（１１，１２）の発熱を抑制しつつ、昇圧コンデンサ（５５）の充電を完了することができる。また、昇圧コンデンサ（５５）に電流値の高い電流（突入電流）が継続的に流れることが抑制される。
【００１２】
なお、特許請求の範囲に記載の請求項、および、課題を解決するための手段それぞれに記載の要素に括弧付きで符号をつけている。この括弧付きの符号は実施形態に記載の各構成要素との対応関係を簡易的に示すためのものであり、実施形態に記載の要素そのものを必ずしも示しているわけではない。括弧付きの符号の記載は、いたずらに特許請求の範囲を狭めるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態に係る燃料噴射装置の概略構成を示す回路図である。
【図２】燃料噴射装置の信号を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
（第１実施形態）
図１および図２に基づいて、本実施形態に係る燃料噴射装置１００を説明する。燃料噴射装置１００は車両に搭載されており、バッテリ電圧ＶＢを昇圧し、その昇圧した電圧（昇圧電圧Ｖｏ）を図示しない燃料噴射弁（インジェクタ）に出力する。また後述するように燃料噴射装置１００は、バッテリ電圧ＶＢを燃料噴射弁に出力する機能も果たす。燃料噴射装置１００は燃料噴射弁に昇圧電圧Ｖｏを出力した後にバッテリ電圧ＶＢを出力する。こうすることで燃料噴射装置１００は燃料噴射弁を開弁し、燃料を燃焼室に噴射する。
【００１５】
図１に示すように燃料噴射装置１００は、入力端子９１〜９３と出力端子９４を有する。第１入力端子９１はイグニッションスイッチ２００を介してバッテリ３００と電気的に接続され、第２入力端子９２はバッテリ３００のプラス端子と電気的に接続される。そして第３入力端子９３はバッテリ３００のマイナス端子（グランド）と電気的に接続され、出力端子９４は燃料噴射弁と電気的に接続される。
【００１６】
図１に示すように燃料噴射装置１００は、入力回路１０、第１フィルタ２０、制御回路３０、第２フィルタ４０、昇圧回路５０、駆動回路６０、および、増幅回路７０を有する。入力回路１０に上記の第２入力端子９２を介してバッテリ電圧ＶＢが入力される。入力回路１０の入力スイッチ１１，１２がオン状態になると、バッテリ電圧ＶＢが第１フィルタ２０を介して制御回路３０に入力されるとともに、第２フィルタ４０を介して昇圧回路５０に入力される。後述するようにイグニッションスイッチ２００がオフ状態からオン状態になった後に昇圧回路５０の昇圧コンデンサ５５の充電が完了している場合、昇圧回路５０はバッテリ電圧ＶＢの昇圧された昇圧電圧Ｖｏを生成する。この昇圧電圧Ｖｏが駆動回路６０に入力される。増幅回路７０は上記の昇圧コンデンサ５５の充電完了までの間に昇圧コンデンサ５５を流れるコンデンサ電流を電圧に変換し、それを増幅して入力回路１０に出力する。入力回路１０は増幅回路７０の出力に基づいて上記の入力スイッチ１１，１２のオン状態とオフ状態を制御するが、これについては後述する。なお、本実施形態では上記の入力回路１０、制御回路３０、昇圧回路５０、および、増幅回路７０によって特許請求の範囲に記載の燃料噴射装置用の電源回路が構成されている。
【００１７】
入力回路１０は、入力スイッチ１１，１２、逆接保護用ダイオード１３、接続制御部１４、および、論理ゲート１５を有する。入力スイッチ１１，１２はそれぞれＮチャネル型ＭＯＳＦＥＴであり、第１入力スイッチ１１のソース電極が第２入力端子９２と逆接保護用ダイオード１３のアノード電極に接続され、そのドレイン電極が第２入力スイッチ１２のドレイン電極に接続されている。そして第２入力スイッチ１２のソース電極は、第１フィルタ２０を介して制御回路３０に接続されるとともに、第２フィルタ４０を介して昇圧回路５０に接続されている。入力スイッチ１１，１２それぞれのゲート電極は接続制御部１４に接続され、接続制御部１４からの制御信号の入力によって、入力スイッチ１１，１２のオン状態とオフ状態とが制御される。入力スイッチ１１，１２が特許請求の範囲に記載のスイッチング素子としてのトランジスタに相当する。
【００１８】
逆接保護用ダイオード１３のアノード電極は第２入力端子９２に接続され、そのカソード電極は接続制御部１４に接続されている。これによりバッテリ３００が入力回路１０に逆接続されたとしても、それによって接続制御部１４に故障が生じることが抑制されている。第２入力端子９２にバッテリ３００のプラス端子が接続されると、バッテリ電圧ＶＢは逆接保護用ダイオード１３を介して接続制御部１４に入力される。
【００１９】
接続制御部１４は入力スイッチ１１，１２の駆動を制御するものである。接続制御部１４は論理ゲート１５の出力がＬｏレベルからＨｉレベルに切り換ると、増幅回路７０の出力（増幅出力）に基づいて、入力スイッチ１１，１２をオン状態とオフ状態とに切り換える。こうすることで接続制御部１４は、図２に示すように昇圧コンデンサ５５を徐々に充電する。そしてその充電が終了すると、接続制御部１４は入力スイッチ１１，１２をオン状態に固定する。また接続制御部１４は論理ゲート１５の出力がＨｉレベルからＬｏレベルに切り換ると、入力スイッチ１１，１２をオフ状態に固定する。接続制御部１４による昇圧コンデンサ５５の充電処理については後で詳説する。
【００２０】
論理ゲート１５は２つの入力端子と１つの出力端子を有し、２つの入力の内の少なくとも一方がＨｉレベルの場合にＨｉレベルを出力するＯＲゲートである。論理ゲート１５の１つの入力端子は第１入力端子９１に接続され、残り１つの入力端子は制御回路３０に接続されている。そして論理ゲート１５の出力端子は接続制御部１４に接続されている。したがって例えばイグニッションスイッチ２００がオン状態となり、それによって第１入力端子９１がイグニッションスイッチ２００を介してバッテリ３００と接続されると、論理ゲート１５にＨｉレベルの信号が入力される。この場合、論理ゲート１５からはＨｉレベルの信号が出力される。これとは異なり、イグニッションスイッチ２００がオフ状態の場合、論理ゲート１５の出力は制御回路３０からの出力によって電圧レベルが変動する。この場合に制御回路３０がＨｉレベルを出力すると、論理ゲート１５もＨｉレベルを出力する。しかしながら制御回路３０がＬｏレベルを出力すると、論理ゲート１５もＬｏレベルを出力する。
【００２１】
第１フィルタ２０は、第１コイル２１と第１コンデンサ２２を有する。第１コイル２１は入力回路１０と制御回路３０との間に設けられている。これに対して第１コンデンサ２２の一端は第１コイル２１と制御回路３０との間の中点に接続され、その他端はグランドに接続されている。この構成により制御回路３０へと入力するバッテリ電圧ＶＢに含まれるノイズを除去するフィルタが構成されている。
【００２２】
制御回路３０は、接続制御部１４の動作を規定するとともに、昇圧回路５０と駆動回路６０を制御するものである。制御回路３０の出力端子が論理ゲート１５に接続されており、接続制御部１４によって入力スイッチ１１，１２をオン状態に保ちたい場合、制御回路３０はＨｉレベルの信号を論理ゲート１５に出力する。
【００２３】
イグニッションスイッチ２００がオン状態となった場合、上記の論理ゲート１５からは絶えずＨｉレベルの信号が接続制御部１４に出力される。したがってこの状態において入力スイッチ１１，１２は接続制御部１４によってオン状態若しくはオフ状態に制御されている。しかしながらイグニッションスイッチ２００がオフ状態になると、論理ゲート１５には第１入力端子９１からＬｏレベルの信号が入力されることとなる。このイグニッションスイッチ２００がオフ状態となった後、制御回路３０は自身をシャットダウンするために、自身へのバッテリ電圧ＶＢの供給を保つ必要がある。そのために制御回路３０はイグニッションスイッチ２００がオフ状態となった後、所定時間の間Ｈｉレベルの信号を論理ゲート１５に出力する。こうすることで接続制御部１４による入力スイッチ１１，１２のオン状態が保たれ、バッテリ電圧ＶＢが制御回路３０に供給される。この制御回路３０から論理ゲート１５へのＨｉレベルの信号の出力は、制御回路３０がシャットダウンを終了するまで行われる。シャットダウンが終了すると、制御回路３０から論理ゲート１５へのＨｉレベルの信号の供給が終了し、論理ゲート１５にＬｏレベルの信号が入力される。これにより論理ゲート１５からＬｏレベルの信号が接続制御部１４に出力され、接続制御部１４から入力スイッチ１１，１２にＬｏレベルの制御信号が出力される。
【００２４】
上記したように制御回路３０は、昇圧回路５０と駆動回路６０を制御する。制御回路３０は外部から入力されるクランクセンサ信号などに基づいて昇圧回路５０と駆動回路６０を制御し、それによって燃料噴射弁を制御する。その動作については後述する。
【００２５】
第２フィルタ４０は、第２コイル４１と第２コンデンサ４２を有する。第２コイル４１は入力回路１０と昇圧回路５０との間に設けられている。これに対して第２コンデンサ４２の一端は第２コイル４１と昇圧回路５０との間の中点に接続され、その他端はグランドに接続されている。この構成により昇圧回路５０へと入力するバッテリ電圧ＶＢに含まれるノイズを除去するフィルタが構成されている。
【００２６】
昇圧回路５０は、昇圧コイル５１、昇圧ダイオード５２、昇圧スイッチ５３、電流検出用抵抗５４、および、昇圧コンデンサ５５を有する。昇圧コイル５１の一端が昇圧回路５０の入力端子となっており、その他端が昇圧ダイオード５２のアノード電極に接続されている。そして昇圧コイル５１と昇圧ダイオード５２との間の中点からグランドに向かって昇圧スイッチ５３と電流検出用抵抗５４が順に直列接続されている。昇圧ダイオード５２のカソード電極は駆動回路６０に接続されている。昇圧コンデンサ５５の一端は昇圧ダイオード５２と駆動回路６０との間に接続され、その他端は昇圧スイッチ５３と電流検出用抵抗５４との間の中点に接続されている。昇圧回路５０によって入力電圧（バッテリ電圧ＶＢ）が昇圧され、その昇圧された電圧（昇圧電圧Ｖｏ）が駆動回路６０に出力される。この昇圧回路５０によるバッテリ電圧ＶＢの昇圧は後述する。
【００２７】
駆動回路６０は、昇圧回路５０と燃料噴射弁、および、燃料噴射弁とバッテリ３００との接続を制御するものである。図１に示すように昇圧回路５０と燃料噴射弁とは電気的に接続されており、図示しないが、燃料噴射弁とバッテリ３００（第２入力端子９２）とは入力回路１０および駆動回路６０を介して電気的に接続されている。駆動回路６０は具体的に言えばＭＯＳＦＥＴなどの接続素子であり、そのオン状態とオフ状態とが燃料噴射弁によって燃料を噴射するタイミングに基づいて制御される。
【００２８】
上記の接続素子としては昇圧回路５０と燃料噴射弁との間に設けられる第１接続素子と、入力回路１０と燃料噴射弁との間に設けられる第２接続素子と、がある。第１接続素子がオン状態になると上記の昇圧電圧Ｖｏが燃料噴射弁に出力され、第２接続素子がオン状態になるとバッテリ電圧ＶＢが燃料噴射弁に出力される。これら２つの接続素子のオン状態とオフ状態は上記の制御回路３０によって制御される。この制御回路３０による駆動回路６０の制御は後述する。
【００２９】
増幅回路７０は、電流検出用抵抗５４の両端電圧を増幅し、その増幅した電圧を接続制御部１４に出力するものである。増幅回路７０は差動増幅回路であり、オペアンプ７１、入力抵抗７２，７３、グランド抵抗７４、および、帰還抵抗７５を有する。オペアンプ７１の非反転入力端子が、第１入力抵抗７２を介して電流検出用抵抗５４の昇圧スイッチ５３側の端子と接続され、その反転入力端子が、第２入力抵抗７３を介して電流検出用抵抗５４のグランド側の端子と接続されている。これによりオペアンプ７１の非反転入力端子には、昇圧コンデンサ５５の充電状態に応じた電圧（以下、コンデンサ電圧と示す）が入力され、反転入力端子にはグランド電位が入力される。またオペアンプ７１の非反転入力端子と第１入力抵抗７２との間の中点とグランドとを接続するグランド配線にグランド抵抗７４が設けられ、オペアンプ７１の帰還配線に帰還抵抗７５が設けられている。そしてオペアンプ７１の出力端子は接続制御部１４に接続されている。これにより増幅回路７０によってコンデンサ電圧が上記の抵抗７２〜７５の抵抗値に応じて定められた増幅率によって増幅され、その増幅された電圧が接続制御部１４に出力される。
【００３０】
次に、図２に基づいて接続制御部１４による昇圧コンデンサ５５の充電処理を詳説する。図２に示すように時間ｔ１においてイグニッションスイッチ２００がオン状態になると、論理ゲート１５にＨｉレベルの信号が入力される。そのために論理ゲート１５からＨｉレベルの信号が接続制御部１４へと出力される。すると接続制御部１４は増幅回路７０の出力（増幅出力）を監視し始めるとともに、先ずＨｉレベルの制御信号を入力スイッチ１１，１２に出力する。これにより入力スイッチ１１，１２がオン状態となり、バッテリ電圧ＶＢが第１フィルタ２０を介して制御回路３０に入力されるとともに、第２フィルタ４０を介して昇圧回路５０に入力される。この際、制御回路３０は起動せず、昇圧スイッチ５３はオフ状態に保たれている。
【００３１】
バッテリ電圧ＶＢがフィルタ２０，４０や昇圧回路５０に入力されると、フィルタ２０，４０の有するコンデンサ２２，４２、および、昇圧回路５０の有する昇圧コンデンサ５５へと電流が流れ込む。これによりコンデンサ２２，４２，５５それぞれの充電が開始される。
【００３２】
上記したように昇圧コンデンサ５５に電流が流れている場合、それに応じてコンデンサ電圧も上昇し、電流検出用抵抗５４にも電流が流れる。そのために増幅出力も増大する。
【００３３】
上記のコンデンサ２２，４２，５５への電流の流動に伴い、入力スイッチ１１，１２にも電流が流れる。それによって入力スイッチ１１，１２は発熱することとなる。接続制御部１４はこの入力スイッチ１１，１２の発熱を抑制するための上限閾値を記憶しており、増幅出力が上限閾値を超えるか否かを監視する。
【００３４】
図２の時間ｔ２に示すように、増幅出力が上限閾値を超えると、接続制御部１４は制御信号の電圧レベルをＨｉレベルからＬｏレベルに変化させる。こうすることで入力スイッチ１１，１２をオン状態からオフ状態にし、増幅出力をグランド電位まで落とす。増幅回路７０の増幅率が１の場合に上限閾値を電流値に換算した値が、特許請求の範囲に記載の上限電流値に相当する。そしてグランド電位を電流値に換算した値（ゼロ）が特許請求の範囲に記載の下限電流値に相当する。
【００３５】
接続制御部１４は入力スイッチ１１，１２にて発生した熱を放熱するための待機時間を記憶している。接続制御部１４は入力スイッチ１１，１２をオフ状態にした後、上記の待機時間だけ制御信号をＬｏレベルに保つ。そして待機時間が経過して時間ｔ２から時間ｔ３に至ると、接続制御部１４は再び制御信号の電圧レベルをＬｏレベルからＨｉレベルにして、コンデンサ２２，４２，５５を充電する。
【００３６】
昇圧コンデンサ５５はコンデンサ２２，４２よりも静電容量が大きい。したがって接続制御部１４は昇圧コンデンサ５５の充電が完了するまで、上記したように入力スイッチ１１，１２のオン状態とオフ状態とを切り換えることを繰り返す。
【００３７】
図２では時間ｔ７で昇圧コンデンサ５５の充電が完了したことを示している。時間ｔ８において接続制御部１４は再び制御信号をＬｏレベルからＨｉレベルに切り換えるが、この場合、昇圧コンデンサ５５の充電が完了しているため、電流検出用抵抗５４には電流が流れなくなる。そのためコンデンサ電圧はグランド電位となり、増幅出力はＬｏレベルのままになる。このように制御信号がＨｉレベルの場合に増幅出力がＬｏレベルになると、接続制御部１４は昇圧コンデンサ５５の充電が完了したと判定する。図２では、時間ｔ９において昇圧コンデンサ５５の充電が完了したと接続制御部１４は判定している。
【００３８】
この後に接続制御部１４は制御信号の電圧レベルをＨｉレベルに一定に保ち、入力スイッチ１１，１２をオン状態に保つ。この後に制御回路３０が起動し、昇圧スイッチ５３がオフ状態やオン状態に切り換えられる。
【００３９】
次に、制御回路３０による昇圧回路５０での昇圧電圧Ｖｏの生成を説明する。上記したように昇圧コンデンサ５５の充電が完了すると入力スイッチ１１，１２がオン状態に保たれる。これにより制御回路３０と昇圧回路５０へとバッテリ電圧ＶＢが安定して供給され始める。制御回路３０はバッテリ電圧ＶＢが安定して供給され始めたと判定すると、昇圧スイッチ５３をオン状態とオフ状態とに切り換えて、バッテリ電圧ＶＢを昇圧する。
【００４０】
昇圧スイッチ５３がオン状態になると、バッテリ電圧ＶＢに基づく電流が昇圧コイル５１を介してグランドへと流れる。その際に昇圧コイル５１にエネルギーが蓄えられる。次いで昇圧スイッチ５３がオフ状態になると、バッテリ電圧ＶＢと昇圧コイル５１に蓄えられたエネルギーとに基づく電流が昇圧回路５０から出力される。これにより昇圧回路５０から出力される昇圧電圧Ｖｏの時間平均値がバッテリ電圧ＶＢよりも高まる。この制御回路３０による昇圧回路５０での昇圧電圧Ｖｏの生成が、特許請求の範囲に記載の昇圧処理に相当する。
【００４１】
次に、制御回路３０による駆動回路６０の制御を説明する。上記したように駆動回路６０は、昇圧回路５０と燃料噴射弁との間に設けられる第１接続素子と、入力回路１０と燃料噴射弁との間に設けられる第２接続素子と、を有する。制御回路３０は燃料噴射弁を開弁する際に、先ず第１接続端子をオン状態にし、昇圧電圧Ｖｏを燃料噴射弁に印加する。こうすることで燃料噴射弁を閉弁状態から開弁状態にする。その後に制御回路３０は第１接続端子をオフ状態にするとともに第２接続端子をパルス幅制御する。こうすることでバッテリ電圧ＶＢを燃料噴射弁に断続的に印加して開弁状態を保持する。そしてその後に制御回路３０は、第２接続端子をオフ状態にすることで燃料噴射弁を開弁状態から閉弁状態にする。燃料噴射弁の開弁によって内燃機関の燃焼室内へと高圧の燃料が噴射される。
【００４２】
次に、本実施形態に係る燃料噴射装置１００の作用効果を説明する。上記したように、増幅出力が上限閾値を超えると、入力スイッチ１１，１２がオフ状態になる。これにより入力スイッチ１１，１２への通電が停止し、通電による入力スイッチ１１，１２の発熱が抑制される。
【００４３】
また接続制御部１４は、増幅出力が上限閾値を超えると入力スイッチ１１，１２をオン状態からオフ状態にし、増幅出力がグランド電位になると入力スイッチ１１，１２をオフ状態からオン状態にすることを、昇圧コンデンサ５５の充電が完了するまで繰り返す。
【００４４】
これによれば、入力スイッチ１１，１２の発熱を抑制しつつ、昇圧コンデンサ５５の充電を完了することができる。また、昇圧コンデンサ５５に電流値の高い電流（突入電流）が継続的に流れることが抑制される。
【００４５】
接続制御部１４は、増幅出力がグランド電位になってから待機時間経過後に入力スイッチ１１，１２をオフ状態からオン状態にする。これにより増幅出力がグランド電位になってからすぐに入力スイッチ１１，１２をオフ状態からオン状態にする構成と比べて、入力スイッチ１１，１２がより効果的に放熱される。
【００４６】
上記したように昇圧コンデンサ５５を充電する際に入力スイッチ１１，１２をオン状態とオフ状態とに切り換えるが、この際に昇圧コンデンサ５５を充電しようとする向きの電流がコンデンサ４２，５５それぞれに流れる。そのためにこのコンデンサ４２，５５への電流の流動によるエネルギーが昇圧コイル５１に蓄積される。したがって入力スイッチ１１，１２がオン状態になると、昇圧コイル５１に蓄積されたエネルギーによって昇圧コンデンサ５５に電流が流れ、昇圧コンデンサ５５の充電が促進される。そのために昇圧コンデンサ５５の充電が完了するまでの時間が短縮される。
【００４７】
なお上記の上限閾値は、電流検出用抵抗５４（昇圧コンデンサ５５）を流れる電流の最大値、電流検出用抵抗５４の抵抗値、および、増幅回路７０の増幅率に基づいて決定される。これら３要素の内、上記の電流の最大値は、制御回路３０がバッテリ電圧ＶＢを昇圧している際に昇圧回路５０内を流れる電流の最大値よりも高く、入力スイッチ１１，１２の電流の最大定格以下に設定される。このように設定することで、入力スイッチ１１，１２が過度に発熱することが抑制される。
【００４８】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記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。
【００４９】
本実施形態では増幅回路７０の有する抵抗７２〜７５の抵抗値が固定値であるのか、それとも可変値であるのかを特に説明していなかった。しかしながらこれら抵抗７２〜７５の内の少なくとも１つが抵抗値の可変な可変抵抗であってもよい。抵抗値を変更することで、増幅回路７０の増幅率を変化させることができる。なお、このように抵抗値を可変とするためには、上記の抵抗７２〜７５の内の少なくとも１つが、並列接続された複数の抵抗と、これら複数の抵抗の内の少なくとも１つに直列接続されたスイッチと、を有する構成となっている。このスイッチのオン状態とオフ状態とを変更することで、抵抗値が変動される。このスイッチは接続制御部１４によってその駆動が制御される。
【００５０】
なお、電流検出用抵抗５４を上記の構成とすることで、その抵抗値を可変としてもよい。これによりオペアンプ７１の非反転入力端子に入力される電圧（コンデンサ電圧）が変動するため、擬似的に増幅回路７０の増幅率を変化することができる。この電流検出用抵抗５４の抵抗値も接続制御部１４によって制御される。
【００５１】
本実施形態では入力スイッチ１１，１２がＮチャネル型ＭＯＳＦＥＴである例を示した。しかしながら入力スイッチ１１，１２が制御信号の入力によってオン状態とオフ状態とに制御され、このオン状態とオフ状態の切り換えによって電気的な接続を制御するものであるならば、上記例に限定されない。入力スイッチ１１，１２としては電界効果トランジスタであれば適宜採用することができる。さらに言えば、入力スイッチ１１，１２としては絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）などを採用することもできる。
【００５２】
本実施形態では接続制御部１４は制御信号の電圧レベルをＨｉレベルからＬｏレベルにした後、待機時間だけ制御信号をＬｏレベルに保ち、制御信号の電圧レベルをＬｏレベルからＨｉレベルにして、コンデンサ２２，４２，５５を充電する例を示した。しかしながら接続制御部１４は制御信号の電圧レベルをＨｉレベルからＬｏレベルにした直後に制御信号の電圧レベルをＬｏレベルからＨｉレベルにして、コンデンサ２２，４２，５５を充電してもよい。
【符号の説明】
【００５３】
１０…入力回路、１１…第１入力スイッチ、１２…第２入力スイッチ、１４…接続制御部、５０…昇圧回路、５１…昇圧コイル、５２…昇圧ダイオード、５３…昇圧スイッチ、５４…電流検出用抵抗、５５…昇圧コンデンサ、１００…燃料噴射装置、２００…イグニッションスイッチ、３００…バッテリ
【図１】
2016200036.tif 000003
【図２】
2016200036.tif 000004