JP2015056949A - 昇圧電源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】昇圧電源装置において電源投入時のラッシュ電流を抑制する。【解決手段】電源電圧ＶＢが供給される電源ラインＬｐに一端が接続されたコイルＬ０と、コイルＬ０の他端と基準電位との間の経路上に直列に設けられた昇圧用スイッチＴ０と、コイルの他端と昇圧用スイッチＴ０とを結ぶ経路にアノードが接続されたダイオードＤ０と、ダイオードＤ０のカソードと基準電位との間の経路上に直列に設けられたコンデンサＣ０と、昇圧用スイッチＴ０のオン／オフを繰り返す昇圧制御を行うことにより、コンデンサＣ０を充電する昇圧制御手段３６と、を備える昇圧電源装置では、コンデンサＣ０に直列に電流制限用抵抗Ｒ１が接続され、その抵抗Ｒ１に並列にスイッチＴ１が接続されている。そして、マイコン３８は、電源ラインＬｐへの電源投入時にスイッチＴ１をオフさせていて、その後、スイッチＴ１をオンに切り換え、昇圧制御手段３６に昇圧制御を開始させる。【選択図】図１

Description

本発明は、昇圧電源装置に関する。

例えば車両のエンジンに燃料を噴射するインジェクタを駆動する制御装置には、車両のバッテリ電圧を昇圧してコンデンサを充電することにより、そのコンデンサの充電電圧をバッテリ電圧よりも高い目標電圧にする昇圧回路が備えられる。この種の制御装置では、インジェクタの駆動開始時に、昇圧回路のコンデンサからインジェクタのコイルへ放電させることで、インジェクタの開弁を速めている（例えば、特許文献１参照）。

そして、昇圧回路は、電源電圧としてのバッテリ電圧が供給される電源ラインに一端が接続されたコイルと、そのコイルの他端と基準電位としてのグランド電位との間を断続させるスイッチング素子と、コイルの上記他端とスイッチング素子のコイル側の出力端子とを結ぶ電流経路にアノードが接続されたダイオードと、を備える。そして、この昇圧回路では、ダイオードのカソードとグランド電位との間の経路上に、コンデンサが直列に接続されており、スイッチング素子を繰り返しオン／オフさせて、該スイッチング素子のオフ時に上記コイルに生じる逆起電力でコンデンサを充電する（例えば、特許文献１参照）。

また、車両に搭載されるエンジンでは、排気ガス低減の目的で高効率な燃焼を図るべく、気筒の１回の燃料噴射可能期間（例えば圧縮〜燃焼行程）において、インジェクタによる燃料噴射を複数回実施する技術がある。その技術は、例えば多段噴射と呼ばれる。こうした多段噴射を行う制御装置においては、インジェクタのコイルに対して短期間に複数回のエネルギ供給（放出）が必要となる。このため、昇圧回路のコンデンサの静電容量（以下単に、容量ともいう）は、設計上の所定時間内に例えば無充電でも設計上の所定回数の燃料噴射が確実に実施可能なように、大きい値に設定される。

特開２００９−２２１３９号公報

上記の昇圧回路では、電源ラインへのバッテリ電圧の供給が開始される電源投入時において、「電源ライン→コイル→ダイオード→コンデンサ→グランド電位」の経路でラッシュ電流（突入電流）が流れる。そして、そのラッシュ電流は、コンデンサの容量が大きいほど大きくなる。コンデンサのインピーダンスは、容量が大きいほど小さくなるからである。

このため、例えば、上記の多段噴射を行う制御装置に用いられる昇圧回路のように、コンデンサの容量が大きく設定される昇圧回路では、ラッシュ電流の経路を構成する部品の定格（例えば許容電流）を大きく設定する必要が生じる。ラッシュ電流の経路を構成する部品とは、例えば、上記のダイオードや、バッテリ電圧の端子や、グランド端子であり、コンデンサとグランド電位との間に電流検出用の抵抗が設けられる場合には、その抵抗も該当の部品となる。

よって、ラッシュ電流が大きいと、昇圧回路が設けられる制御装置の大型化や高価格化を招くこととなる。また、電源投入時におけるバッテリ電圧の低下も大きくなる。
そこで、本発明は、昇圧電源装置において、電源投入時のラッシュ電流を抑制することを目的としている。

第１発明の昇圧電源装置は、電源電圧が供給される電源ラインに一端が接続されたコイルと、前記コイルの他端と前記電源電圧よりも低い基準電位との間の経路上に直列に設けられた昇圧用スイッチと、前記コイルの他端と前記昇圧用スイッチの前記コイル側の端子とを結ぶ電流経路にアノードが接続されたダイオードと、前記ダイオードのカソードと前記基準電位との間の経路上に、直列に設けられたコンデンサと、前記昇圧用スイッチのオン／オフを繰り返す昇圧制御を行うことにより、前記コイルに生じる逆起電力で前記コンデンサを充電する昇圧制御手段と、を備える。

更に、この昇圧電源装置では、コンデンサに直列に、電流制限用抵抗が接続されており、その電流制限用抵抗に並列に、抵抗無効化スイッチが接続されている。抵抗無効化スイッチがオンすれば、電流制限用抵抗の両端が短絡して、その電流制限用抵抗が無効化される。そして、切換手段が、電源ラインへの電源電圧の供給が開始される電源投入時に、抵抗無効化スイッチをオフさせていて、その後、抵抗無効化スイッチをオフからオンに切り換える。

この昇圧電源装置によれば、電源投入時においてコンデンサに流れるラッシュ電流は電流制限用抵抗を経由して流れることとなる。よって、電源投入時のラッシュ電流を、その電流制限用抵抗によって抑制することができる。このため、ラッシュ電流が大きいことによる問題を解決することができる。

第１実施形態の燃料噴射制御装置を表す構成図である。 駆動制御回路の動作を説明する説明図である。 初期化処理を表すフローチャートである。 第１実施形態の作用を説明する説明図である。 第２実施形態の切換処理を表すフローチャートである。 第３実施形態の切換処理を表すフローチャートである。

実施形態の燃料噴射制御装置について、図面を用い説明する。
本実施形態の燃料噴射制御装置は、車両（自動車）に搭載された多気筒（この例では４気筒）エンジンの各気筒＃１〜＃４に燃料を噴射供給する４個のソレノイド式のインジェクタを駆動するものであり、その各インジェクタのコイルへの通電開始タイミング及び通電時間を制御することにより、各気筒＃１〜＃４への燃料噴射タイミング及び燃料噴射量を制御する。また、本実施形態において、スイッチとしてのトランジスタ（スイッチング素子）は、例えばＭＯＳＦＥＴであるが、バイポーラトランジスタやＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）等の他種類のトランジスタでも良い。

［第１実施形態］
図１に示すように、燃料噴射制御装置である電子制御装置（以下、ＥＣＵという）３１は、駆動対象であるインジェクタ４１のコイル４１ａの一端（上流側）が接続される端子ＣＭと、コイル４１ａの他端（下流側）が接続される端子ＩＮＪと、端子ＩＮＪに一方の出力端子が接続されたトランジスタＴ１０と、トランジスタＴ１０の他方の出力端子とグランドラインとの間に接続された電流検出用抵抗Ｒ１０と、を備える。グランドラインは、基準電位（＝０Ｖ）のラインである。

インジェクタ４１では、開弁用電気負荷としてのコイル４１ａに通電されると、図示しない弁体（いわゆるノズルニードル）が開弁位置に移動し（換言すれば、リフトし）、燃料噴射が行われる。また、コイル４１ａの通電が遮断されると、弁体が元の閉弁位置に戻り、燃料噴射が停止される。

尚、図１では、４個のインジェクタ４１のうち、第ｎ気筒＃ｎ（ｎは１〜４の何れか）に対応する１つのインジェクタ４１だけを示しており、以下では、その１つのインジェクタ４１の駆動に関して説明する。実際には、端子ＣＭは、各気筒のインジェクタ４１について共通の端子となっており、その端子ＣＭに、各インジェクタ４１のコイル４１ａがそれぞれ接続されている。また、端子ＩＮＪ及びトランジスタＴ１０は、各インジェクタ４１について（換言すれば、各気筒について）それぞれ備えられている。トランジスタＴ１０は、駆動対象のインジェクタ４１（換言すれば、噴射対象の気筒）を選択するためのスイッチング素子であり、気筒選択スイッチと呼ばれる。

そして、ＥＣＵ３１は、電源電圧としてのバッテリ電圧（車載バッテリのプラス端子の電圧）ＶＢが供給される電源ラインＬｐに一方の出力端子が接続された定電流用スイッチング素子としてのトランジスタＴ１１と、トランジスタＴ１１の他方の出力端子にアノードが接続され、カソードが上記端子ＣＭに接続された逆流防止用のダイオードＤ１１と、アノードがグランドラインに接続され、カソードが端子ＣＭに接続された電流還流用のダイオードＤ１２と、昇圧回路３３とを備える。

尚、電源ラインＬｐには、車両の使用者が所定のイグニッションオン操作を行うと、当該ＥＣＵ３１の電源端子４３を介してバッテリ電圧ＶＢが供給されるようになっている。イグニッションオン操作としては、例えば、イグニッションキーシリンダに挿入したキーをイグニッションオン位置に動かす操作や、プッシュ式スタートボタンを押す操作などがある。また、図１において、符号の「４５」を付したものは、ＥＣＵ３１のグランド端子である。そのグランド端子４５は、ＥＣＵ３１の内部におけるグランドラインに接続されると共に、ＥＣＵ３１の外部において車載バッテリのマイナス端子に接続される。

昇圧回路３３は、昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータであり、コイル４１ａに放電される電気エネルギが蓄積されるコンデンサＣ０と、バッテリ電圧ＶＢを昇圧してコンデンサＣ０を充電する充電回路３５と、コンデンサＣ０の充電電圧が目標電圧となるように充電回路３５を動作させる昇圧制御回路３６とを備える。

充電回路３５は、電源ラインＬｐに一端が接続されたコイルＬ０と、コイルＬ０の他端とグランドラインとの間の経路上に直列に設けられた昇圧用スイッチとしてのトランジスタＴ０と、コイルＬ０の他端とトランジスタＴ０のコイルＬ０側の端子（この例ではドレイン）とを結ぶ電流経路にアノードが接続された逆流防止用のダイオードＤ０と、電流検出用抵抗Ｒ０とを備える。電流検出用抵抗Ｒ０は、トランジスタＴ０のコイルＬ０側とは反対側の端子（この例ではソース）とグランドラインとの間に接続されている。

コンデンサＣ０は、ダイオードＤ０のカソードが接続される出力経路３４とグランドラインとの間の経路上に直列に設けられるが、コンデンサＣ０には直列に電流制限用抵抗Ｒ１が接続されている。

本実施形態では、コンデンサＣ０の一端（正極側）が出力経路３４に接続されており、コンデンサＣ０の他端に、電流制限用抵抗Ｒ１の一端が接続されている。そして、電流制限用抵抗Ｒ１の他端が、電流検出用抵抗Ｒ０のグランドライン側とは反対側の端部（トランジスタＴ０側の端部）に接続されている。尚、コンデンサＣ０は、例えばアルミ電解コンデンサであるが、他の種類のコンデンサでも良い。また、電流制限用抵抗Ｒ１の抵抗値は、電流検出用抵抗Ｒ０の抵抗値よりも大きく、例えば数倍〜数十倍の値に設定されている。

更に、電流制限用抵抗Ｒ１に並列に、抵抗無効化スイッチとしてのトランジスタＴ１が接続されており、そのトランジスタＴ１がオンすることで、電流制限用抵抗Ｒ１の両端が短絡するようになっている。このため、コンデンサＣ０には、トランジスタＴ１がオフであれば、電流制限用抵抗Ｒ１を介して電流が流れ、トランジスタＴ１がオンであれば、そのトランジスタＴ１を介して電流が流れる。

昇圧回路３３においては、トランジスタＴ０がオン／オフされると、コイルＬ０とトランジスタＴ０との接続点に、バッテリ電圧ＶＢよりも高いフライバック電圧（逆起電圧）が発生し、そのフライバック電圧によりダイオードＤ０を通じてコンデンサＣ０が充電される。このため、コンデンサＣ０はバッテリ電圧ＶＢよりも高い電圧で充電される。

昇圧制御回路３６は、当該回路３６に与えられる昇圧許可信号がアクティブレベルの場合に動作する。そして、昇圧制御回路３６は、コンデンサＣ０の正極側の電圧（以下、コンデンサ電圧という）ＶＣが予め設定された目標電圧（＞ＶＢ）となるようにトランジスタＴ０のオン／オフを繰り返す昇圧制御を行う。

具体的には、昇圧制御回路３６は、コンデンサ電圧ＶＣをモニタすると共に、トランジスタＴ０のオンによってコイルＬ０に流れる電流とトランジスタＴ０のオフによってコンデンサＣ０に流れる充電電流とを、電流検出用抵抗Ｒ０に生じる電圧によりモニタして、コンデンサＣ０が効率良く充電されるようにトランジスタＴ０をオン／オフさせる。そして、昇圧制御回路３６は、コンデンサ電圧ＶＣが目標電圧になると、トランジスタＴ０をオフのままにして、コンデンサＣ０の充電を止める。このため、コンデンサＣ０は、それの充電電圧であるコンデンサ電圧ＶＣが目標電圧となるように充電される。

更に、ＥＣＵ３１は、コンデンサＣ０の正極側を端子ＣＭに接続させる放電用スイッチング素子としてのトランジスタＴ１２と、アノードが端子ＩＮＪに接続され、カソードがコンデンサＣ０の正極側に接続されたエネルギ回収用のダイオードＤ１３と、トランジスタＴ１０，Ｔ１１，Ｔ１２を制御することで、コイル４１ａに流す電流を制御する駆動制御回路３７と、マイコン（マイクロコンピュータ）３８と、電源回路３９とを備えている。

電源回路３９は、電源ラインＬｐからバッテリ電圧ＶＢが供給され、その供給されるバッテリ電圧ＶＢから、一定の電源電圧Ｖｃｃ（例えば５Ｖ）を生成して出力する。そして、マイコン３８は、電源電圧３９からの電源電圧Ｖｃｃによって動作する。尚、マイコン３８だけでなく、昇圧制御回路３６や駆動制御回路３７も、電源ラインＬｐからのバッテリ電圧ＶＢを電源として動作する。

また、電源回路３９は、電源電圧Ｖｃｃの出力を開始してから一定時間の間、マイコン３８をリセットし続けるパワーオンリセット機能も有している。
マイコン３８は、プログラムを実行するＣＰＵ５１、プログラムや固定のデータ等が記憶されたＲＯＭ５２、ＣＰＵ５１による演算結果等が記憶されるＲＡＭ５３、Ａ／Ｄ変換器（ＡＤＣ）５４等を備えている。

また、マイコン３８には、エンジンのクランク軸の回転に応じてレベル変化エッジが生じるエンジン回転信号ＮＥや、車両の運転者によるアクセル開度を表すアクセル開度信号ＡＣＣや、エンジンの冷却水温を表す水温信号ＴＨＷや、エンジンを始動のためにクランキングするスタータが動作している場合にアクティブレベル（例えばハイ）になるスタータ信号ＳＴＡなどが入力される。尚、エンジン回転信号ＮＥは、クランク角センサ（図示省略）から出力される信号であり、このエンジン回転信号ＮＥには、クランク軸が所定角度（例えば３０度）回転する毎に、レベル変化エッジ（例えば立ち上がりエッジ）が発生する。

そして、マイコン３８は、入力される各種信号により検出されるエンジンの運転状態に基づいて、気筒毎に噴射指令信号を生成して駆動制御回路３７に出力する。噴射指令信号は、その信号のレベルがアクティブレベル（本実施形態では例えばハイ）の間だけインジェクタ４１のコイル４１ａに通電する（換言すれば、インジェクタ４１を開弁させる）、という意味を持っている。また、マイコン３８は、多段噴射を行う場合には、各気筒の１回の燃料噴射可能期間（例えば圧縮〜燃焼行程）において、噴射指令信号のハイ／ローの切り換えを複数回行うこととなる。

更に、マイコン３８は、気筒毎の噴射指令信号を全てローにしている場合（即ち、燃料噴射を実施していない場合）に、昇圧制御回路３６への昇圧許可信号をアクティブレベルにして、コンデンサ電圧ＶＣが目標電圧となるようにする。

尚、昇圧許可信号のアクティブレベルは、例えばハイである。そして、マイコン３８は、パワーオンリセット時においては、昇圧許可信号をローにする。つまり、マイコン３８のリセット時における昇圧許可信号の出力レベルは、非アクティブレベルとしてのローである。

次に、駆動制御回路３７の動作について、図２を用い説明する。
図２に示すように、駆動制御回路３７は、マイコン３８から出力される第ｎ気筒＃ｎの噴射指令信号Ｓ＃ｎがハイになると、その噴射指令信号Ｓ＃ｎがハイになっている間、第ｎ気筒＃ｎのインジェクタ４１に対応するトランジスタＴ１０をオンさせる。また、駆動制御回路３７は、噴射指令信号Ｓ＃ｎがハイになると、トランジスタＴ１２もオンする。

すると、コンデンサＣ０の正極側が端子ＣＭに接続されて、コンデンサＣ０からコイル４１ａに放電され、この放電により、コイル４１ａへの通電が開始される。
そして、駆動制御回路３７は、トランジスタＴ１２をオンした後において、コイル４１ａに流れる電流（インジェクタ４１の駆動電流でもあり、以下、コイル電流ともいう）を電流検出用抵抗Ｒ１０に生じる電圧により検出し、コイル電流が放電電流の目標最大値ＩｔｈＰになったことを検知すると、トランジスタＴ１２をオフする。

このようにして、コイル４１ａへの通電開始時には、コンデンサＣ０に蓄積されていた電気エネルギがコイル４１ａに放電され、これにより、インジェクタ４１の開弁応答が速まる。

そして、駆動制御回路３７は、トランジスタＴ１２をオフした後は、電流検出用抵抗Ｒ１０に生じる電圧により検出されるコイル電流が、上記目標最大値ＩｔｈＰよりも小さい一定電流となるように、トランジスタＴ１１をオン／オフさせる定電流制御を行う。

具体的に説明すると、駆動制御回路３７は、噴射指令信号Ｓ＃ｎがハイになっている間、定電流制御として、コイル電流が下側閾値ＩｔｈＬ以下になったことを検知するとトランジスタＴ１１をオンさせ、コイル電流が上側閾値ＩｔｈＨ以上になったことを検知するとトランジスタＴ１１をオフさせる、という制御を行う。下側閾値ＩｔｈＬと、上側閾値ＩｔｈＨと、目標最大値ＩｔｈＰとの関係は、「ＩｔｈＬ＜ＩｔｈＨ＜ＩｔｈＰ」である。

このため、コイル電流が目標最大値ＩｔｈＰから低下して下側閾値ＩｔｈＬ以下になると、以後は、トランジスタＴ１１のオン／オフが繰り返されて、コイル電流の平均値が、上側閾値ＩｔｈＨと下側閾値ＩｔｈＬとの間の電流に制御される。

このような定電流制御により、トランジスタＴ１２のオフ後は、電源ラインＬｐからトランジスタＴ１１を介してコイル４１ａに一定電流を流し、その一定電流により、インジェクタ４１を開弁状態に保持する。尚、トランジスタＴ１１がオンからオフされた時には、コイル４１ａにダイオードＤ１２を介して電流が還流する。また、図２の２段目に示すように、噴射指令信号Ｓ＃ｎがハイになってから少しの間だけトランジスタＴ１１がオンされているのは、定電流制御によるものである。

その後、マイコン３８からの噴射指令信号Ｓ＃ｎがハイからローになると、駆動制御回路３７は、トランジスタＴ１０をオフすると共に、定電流制御を終了して、トランジスタＴ１１もオフ状態に保持する。すると、コイル４１ａへの通電が停止してインジェクタ４１が閉弁し、そのインジェクタ４１による燃料噴射が終了する。尚、第ｎ気筒＃ｎ以外のインジェクタ４１についても、上記と同様の手順で駆動される。

次に、ＥＣＵ３１における特有の内容について説明する。
前述した通り、昇圧回路３３のコンデンサＣ０には、直列に電流制限用抵抗Ｒ１が接続されており、電流制限用抵抗Ｒ１には、並列にトランジスタＴ１が接続されている。

そして、トランジスタＴ１は、マイコン３８からの駆動信号がローの時にオフし、該駆動信号がハイの時にオンする。
また、マイコン３８は、パワーオンリセット時から、トランジスタＴ１の駆動信号をローにする。つまり、マイコン３８のリセット時における駆動信号の出力レベルは、非アクティブレベルとしてのローである。

そして、マイコン３８は、パワーオンリセットが解除されて動作を開始した直後に実行する初期化処理により、トランジスタＴ１をオフからオンに切り換える。
図３に示すように、マイコン３８は、初期化処理を開始すると、トランジスタＴ１への駆動信号をハイにすることで、トランジスタＴ１をオフからオンさせる（Ｓ１１０）。そして、その後、マイコン３８は、昇圧許可信号をハイにすることで、昇圧制御回路３６による昇圧制御を許可する（Ｓ１２０）。すると、昇圧制御回路３６は昇圧制御を開始することとなる。そして、マイコン３８は、他の処理（Ｓ１３０）を行った後、初期化処理を終了し、エンジンへの燃料噴射を制御するための制御処理を開始する。尚、Ｓ１３０の他の処理は、例えばＳ１１０の前に行っても良い。

本実施形態のＥＣＵ３１では、昇圧回路３３とマイコン３８とによって昇圧電源装置が構成されている。
そして、図４に示すように、マイコン３８は、電源ラインＬｐへのバッテリ電圧ＶＢの供給が開始される電源投入時（ＥＣＵ３１の起動時でもある）には、トランジスタＴ１をオフさせており、その後、電源投入時から一定時間が経過してパワーオンリセットが解除されると、トランジスタＴ１をオフからオンに切り換える（Ｓ１１０）。更に、マイコン３８は、トランジスタＴ１をオンさせた後、昇圧制御回路３６に昇圧制御を開始させる（Ｓ１２０）。

このＥＣＵ３１によれば、図４に示すように、電源投入時において、トランジスタＴ１がオフされるため、コンデンサＣ０に流れるラッシュ電流は、電流制限用抵抗Ｒ１を経由して流れることとなる。つまり、ラッシュ電流は、「電源ラインＬｐ→コイルＬ０→ダイオードＤ０→コンデンサＣ０→電流制限用抵抗Ｒ１→電流検出用抵抗Ｒ０→グランド電位」の経路で流れる。よって、電源投入時のラッシュ電流を、電流制限用抵抗Ｒ１によって抑制することができる。尚、図４における２段目において、点線で示す波形は、電流制限用抵抗Ｒ１及びトランジスタＴ１を設けない場合（即ち、コンデンサＣ０の負極側を電流検出用抵抗Ｒ０の一端に直接接続した場合）のラッシュ電流を表している。また、図４の２段目における「ＶＢ／Ｒ１」のＲ１は、電流制限用抵抗Ｒ１の抵抗値を表しており、その「ＶＢ／Ｒ１」は、電流制限用抵抗Ｒ１によって制限されたラッシュ電流のピーク値（但し、Ｒ１以外のインピーダンスは無視している）を示している。

このため、ラッシュ電流が大きいことによる前述の問題を解決することができる。具体的には、本実施形態では、ダイオードＤ０、電源端子４３、グランド端子４５及び電流検出用抵抗Ｒ０が、ラッシュ電流の経路を構成する部品となるが、それらの部品の定格（例えば許容電流）を大きく設定する必要がなくなる。このため、ＥＣＵ３１の大型化や高価格化を回避することができる。また、電源投入時におけるバッテリ電圧ＶＢの低下も抑制することができる。

また、マイコン３８は、トランジスタＴ１をオンさせてから（Ｓ１１０）、昇圧制御回路３６に昇圧制御を開始させるため（Ｓ１２０）、昇圧制御回路３６が昇圧制御を開始する前に、トランジスタＴ１をオフからオンに切り換えることとなる。

このため、昇圧制御の実際時においては、電流制限用抵抗Ｒ１がコンデンサＣ０の充電経路に存在しなくなり、コンデンサＣ０を効率良く充電することができる。よって、電流制限用抵抗Ｒ１及びトランジスタＴ１を設けない構成の場合と同様に、コンデンサ電圧ＶＣを速やかに目標電圧に到達させることができる。

また、マイコン３８は、電源投入時から一定時間の間、リセット手段としての電源回路３９によってリセットされ続け、その電源回路３９によるリセット（パワーオンリセット）が解除されると動作を開始するようになっている。そして、マイコン３８がトランジスタＴ１をオン／オフさせるために出力する駆動信号は、マイコン３８がリセットされている間は、非アクティブレベルとしてのローになる。そして更に、マイコン３８は、パワーオンリセットが解除されて動作を開始すると、トランジスタＴ１の駆動信号を、アクティブレベルとしてのハイに切り換え、その後、昇圧制御回路３６に昇圧制御を開始させる。

このため、「電源投入時から一定時間が経過したときに、トランジスタＴ１をオフからオンに切り換え、その切り換え後に、昇圧制御回路３６に昇圧制御を開始させる」ということを、別途タイマ手段を追加することなく実現することができる。

また、電流制限用抵抗Ｒ１の抵抗値は、マイコン３８がトランジスタＴ１をオフからオンに切り換える時よりも前に、バッテリ電圧ＶＢによるコンデンサＣ０の充電が完了する抵抗値に設定することが好ましい。トランジスタＴ１がオンされる時よりも前にコンデンサＣ０がバッテリ電圧ＶＢによって満充電になり、その後にトランジスタＴ１がオンされても、図４に示すように、もはやラッシュ電流は流れないからである。つまり、ラッシュ電流を確実に抑制することができる。尚、このことは、後述する他の実施形態についても同様である。

［第２実施形態］
次に、第２実施形態のＥＣＵについて説明するが、ＥＣＵの符号としては、第１実施形態と同じ“３１”を用いる。また、第１実施形態と同様の構成要素や処理についても、第１実施形態と同じ符号を用いる。そして、このことは、後述する他の実施形態についても同様である。

第２実施形態のＥＣＵ３１は、第１実施形態のＥＣＵ３１と比較すると、下記《１》，《２》の点が異なる。
《１》マイコン３８は、図３の初期化処理では、Ｓ１１０及びＳ１２０の処理を行わない。

《２》マイコン３８は、初期化処理を終了した後、図５の切換処理を実行する。その切換処理は、例えば一定時間毎に実行される。
図５に示すように、マイコン３８は、切換処理を開始すると、まずＳ２１０にて、前述のスタータ信号ＳＴＡがアクティブレベル（例えばハイ）になったか否かを判定する。そして、マイコン３８は、スタータ信号ＳＴＡがアクティブレベルになったと判定すると、エンジンがスタータによってクランキングされたと判断して、Ｓ２２０に進む。

マイコン３８は、Ｓ２２０にて、トランジスタＴ１への駆動信号をハイにすることにより、トランジスタＴ１をオフからオンさせる。そして、マイコン３８は、次のＳ２３０にて、昇圧許可信号をハイにすることにより、昇圧制御回路３６に昇圧制御を開始させ、その後、当該切換処理を終了する。

また、マイコン３８は、Ｓ２１０にて、スタータ信号ＳＴＡがアクティブレベルになっていないと判定すると、Ｓ２４０に進み、起動してから所定時間が経過したか否かを判定する。そして、マイコン３８は、所定時間が経過していないと判定した場合には、そのまま当該切換処理を終了するが、所定時間が経過したと判定した場合には、Ｓ２２０及びＳ２３０の処理を行い、その後、当該切換処理を終了する。尚、マイコン３８は、Ｓ２２０及びＳ２３０の処理を行った後は、例えば次回に起動するまで当該切換処理を行わない。また、Ｓ２４０では、例えば初期化処理を終了してから所定時間が経過したか否かを判定しても良い。

つまり、マイコン３８は、起動した後、スタータ信号ＳＴＡがアクティブレベルになったか否かを判定することにより、エンジンがスタータによってクランキングされたことを検知している。そして、マイコン３８は、エンジンがクランキングされたことを検知すると（Ｓ２１０：ＹＥＳ）、トランジスタＴ１をオフからオンに切り換え（Ｓ２２０）、その後、昇圧制御回路３６に昇圧制御を開始させている（Ｓ２３０）。

このような第２実施形態のＥＣＵ３１は、パワーオンリセット機能によるマイコン３８のリセット時間（前述の一定時間であり、以下、パワーオンリセット時間という）が短い場合に有利である。

つまり、パワーオンリセット時間が非常に短く設定されたとすると、第１実施形態のＥＣＵ３１では、コンデンサＣ０がバッテリ電圧ＶＢによって満充電になるが前に、初期化処理のＳ１１０によってトランジスタＴ１がオンされる可能性がある。そして、その場合には、トランジスタＴ１のオンに伴いラッシュ電流が再び増大する。これに対して、第２実施形態のＥＣＵ３１では、パワーオンリセット時間が短く設定される場合でも、コンデンサＣ０がバッテリ電圧ＶＢによって満充電になった後に、トランジスタＴ１がオンされるようにすることができる。また、エンジンが始動されるときには、トランジスタＴ１をオンして（即ち、電流制限用抵抗Ｒ１を無効にして）、昇圧制御によるコンデンサＣ０の充電と、コンデンサＣ０からインジェクタ４１のコイル４１ａへの放電とを、効率良く行うことができる。

［第３実施形態］
第３実施形態のＥＣＵ３１は、第２実施形態のＥＣＵ３１と比較すると、マイコン３８が、図５の切換処理に代えて、図６の切換処理を行う点が異なる。そして、図６の切換処理は、図５の切換処理と比較すると、Ｓ２１０に代えて、Ｓ２１５が設けられている。

即ち、マイコン３８は、図６の切換処理を開始すると、まずＳ２１５にて、前述のエンジン回転信号ＮＥにレベル変化エッジ（例えば立ち上がりエッジ）が生じたか否かを判定する。そして、マイコン３８は、エンジン回転信号ＮＥにレベル変化エッジが生じたと判定すると、エンジンがスタータによってクランキングされたと判断して、Ｓ２２０に進む。また、マイコン３８は、エンジン回転信号ＮＥにレベル変化エッジが生じていないと判定した場合には、Ｓ２４０に進む。

つまり、マイコン３８は、エンジン回転信号ＮＥにレベル変化エッジが生じたか否かを判定することにより、エンジンがスタータによってクランキングされたことを検知している。

このため、ＥＣＵ３１にスタータ信号ＳＴＡが入力されない構成であっても、マイコン３８はエンジンのクランキングを検知することができる。尚、エンジン回転信号ＮＥは、通常、インジェクタ４１の制御装置には入力される信号である。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得る。また、前述した数値も一例である。
例えば、上記実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に統合させたりしてもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、同様の機能を有する公知の構成に置き換えてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を、課題を解決できる限りにおいて省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。

尚、特許請求の範囲に記載した文言によって特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本発明の実施形態である。例えば、インジェクタ４１は、ソレノイド式ではなく、開弁用電気負荷としてピエゾ素子を備え、そのピエゾ素子が充電により伸張することで開弁するタイプのインジェクタでも良い。また、上述した昇圧電源装置の他、当該昇圧電源装置を構成要素とするシステム、当該昇圧電源装置としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した媒体、昇圧方法など、種々の形態で本発明を実現することもできる。

Ｌｐ…電源ライン、Ｌ０…コイル、Ｔ０…トランジスタ（昇圧用スイッチ）、Ｄ０…ダイオード、Ｃ０…コンデンサ、３６…昇圧制御回路（昇圧制御手段）、Ｒ１…電流制限用抵抗、Ｔ１…トランジスタ（抵抗無効化スイッチ）、３８…マイコン（切換手段）

Claims (7)

1. 電源電圧が供給される電源ライン（Ｌｐ）に一端が接続されたコイル（Ｌ０）と、
   前記コイルの他端と前記電源電圧よりも低い基準電位との間の経路上に直列に設けられた昇圧用スイッチ（Ｔ０）と、
   前記コイルの他端と前記昇圧用スイッチの前記コイル側の端子とを結ぶ電流経路にアノードが接続されたダイオード（Ｄ０）と、
   前記ダイオードのカソードと前記基準電位との間の経路上に、直列に設けられたコンデンサ（Ｃ０）と、
   前記昇圧用スイッチのオン／オフを繰り返す昇圧制御を行うことにより、前記コイルに生じる逆起電力で前記コンデンサを充電する昇圧制御手段（３６）と、
   を備えた昇圧電源装置であって、
   前記コンデンサに直列に接続された電流制限用抵抗（Ｒ１）と、
   前記電流制限用抵抗に並列に接続され、オンすることで、前記電流制限用抵抗の両端を短絡させる抵抗無効化スイッチ（Ｔ１）と、
   前記電源ラインへの前記電源電圧の供給が開始される電源投入時に、前記抵抗無効化スイッチをオフさせていて、その後、前記抵抗無効化スイッチをオフからオンに切り換える切換手段（３８，Ｓ１１０，Ｓ１２０，Ｓ２１０，Ｓ２１５，Ｓ２２０，Ｓ２３０）と、
   を備えることを特徴とする昇圧電源装置。
2. 請求項１に記載の昇圧電源装置において、
   前記切換手段は、前記昇圧制御手段が前記昇圧制御を開始する前に、前記抵抗無効化スイッチをオフからオンに切り換えること、
   を特徴とする昇圧電源装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の昇圧電源装置において、
   前記切換手段は、マイコン（３８）であり、
   前記マイコンは、前記電源投入時から一定時間の間、リセット手段（３９）によってリセットされ続け、前記リセット手段によるリセットが解除されると動作を開始するようになっており、
   前記マイコンが前記抵抗無効化スイッチをオン／オフさせるために出力する駆動信号は、前記マイコンが前記リセット手段によりリセットされている間は、前記抵抗無効化スイッチをオフさせる方の非アクティブレベルになり、
   前記マイコンは、前記リセット手段によるリセットが解除されて動作を開始すると、前記駆動信号を、前記抵抗無効化スイッチをオンさせる方のアクティブレベルに切り換え（Ｓ１１０）、その後、前記昇圧制御手段に前記昇圧制御を開始させる（Ｓ１２０）こと、
   を特徴とする昇圧電源装置。
4. 請求項１又は請求項２に記載の昇圧電源装置において、
   当該昇圧電源装置は、車両のエンジンに燃料を噴射するインジェクタ（４１）を駆動する制御装置（３１）に設けられると共に、前記コンデンサは、前記インジェクタの開弁用電気負荷（４１ａ）に電気エネルギを放出して該インジェクタを開弁させるために用いられ、
   前記切換手段（３８，Ｓ２１０，Ｓ２１５，Ｓ２２０，Ｓ２３０）は、前記エンジンが前記車両のスタータによってクランキングされたことを検知すると、前記抵抗無効化スイッチをオフからオンに切り換え、その後、前記昇圧制御手段に前記昇圧制御を開始させること、
   を特徴とする昇圧電源装置。
5. 請求項４に記載の昇圧電源装置において、
   前記切換手段には、前記スタータが動作している場合にアクティブレベルになるスタータ信号が入力され、
   前記切換手段（３８，Ｓ２１０，Ｓ２２０，Ｓ２３０）は、前記スタータ信号が前記アクティブレベルになったか否かを判定することにより、前記エンジンが前記スタータによってクランキングされたことを検知すること、
   を特徴とする昇圧電源装置。
6. 請求項４に記載の昇圧電源装置において、
   前記切換手段には、前記エンジンのクランク軸の回転に応じてレベル変化エッジが生じるエンジン回転信号が入力され、
   前記切換手段（３８，Ｓ２１５，Ｓ２２０，Ｓ２３０）は、前記エンジン回転信号に前記レベル変化エッジが生じたか否かを判定することにより、前記エンジンが前記スタータによってクランキングされたことを検知すること、
   を特徴とする昇圧電源装置。
7. 請求項１ないし請求項６の何れか１項に記載の昇圧電源装置において、
   前記電流制限用抵抗の抵抗値は、前記切換手段が前記抵抗無効化スイッチをオフからオンに切り換える時よりも前に、前記電源電圧による前記コンデンサの充電が完了する抵抗値に設定されていること、
   を特徴とする昇圧電源装置。

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