JP7167861B2 - 負荷駆動装置 - Google Patents

Description

この明細書における開示は、燃料噴射弁等の負荷を駆動する負荷駆動装置に関する。

特許文献１には、負荷に電流を出力するトランジスタと、このトランジスタのゲートに駆動電力を与える駆動回路を備えた負荷駆動装置が開示されている。この負荷駆動装置では、駆動回路が、ゲート電圧のスルーレートと、基準のスルーレートとの比較結果に基づいて、ゲートに与える電流を調整する。

特開２０１７－５５６５号公報

上記の負荷駆動装置は、比較結果に追随して電流を調整する機能を、駆動回路に持たせる必要がある。そのため、この負荷駆動装置は、回路構成や制御方法が複雑化するという問題がある。

本開示は、負荷駆動装置において、トランジスタが故障するリスクを簡易的に低減することを目的とする。

本開示の一態様による負荷駆動装置は、負荷（３０）に供給される電流を制御するトランジスタ（ＴＲ２～ＴＲ４）と、トランジスタのゲートに接続される、抵抗値が可変である抵抗部（ＲＶ１～ＲＶ３）と、抵抗部の抵抗値を制御する制御部（１２）と、を備え、制御部は、トランジスタにおけるゲート電圧（Ｖｇｓ）のスルーレートが、所定の下限値よりも小さければ、抵抗値が小さくなるように抵抗部を制御するものであり、抵抗部の抵抗値を決定するデータを記憶する記憶部（１２２）を備え、
記憶部は、初期データを記憶する第１領域（１２２１）と、第２領域（１２２２）とを有し、
制御部は、抵抗部の抵抗値を変動させる制御を行う場合、抵抗部を変動後の抵抗値にするための変動データを、第２領域に記憶させ、
制御部は、第２領域に変動データが記憶されていない場合、初期データに基づいて抵抗部を制御し、第２領域に変動データが記憶されている場合、変動データに基づいて抵抗部を制御する構成とする。

これによれば、ゲートに接続される抵抗部の抵抗値を変動させるため、トランジスタが故障するリスクを簡易的に低減することができる。

この明細書における開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態の部分との対応関係を例示的に示すものであって、技術的範囲を限定することを意図するものではない。この明細書に開示される目的、特徴、および効果は、後続の詳細な説明、および添付の図面を参照することによってより明確になる。

図１は、第１実施形態に係る負荷駆動装置１の概略構成例を示す回路図である。 図２は、負荷駆動装置１の動作例を示すタイミングチャートである。 図３は、第１実施形態に係る負荷駆動装置１が備える抵抗部ＲＶ１の構成を示すブロック図である。 図４は、トランジスタＴＲ２の各部における電流及び電圧の変動を示したタイミングチャートである。 図５は、第２実施形態に係る負荷駆動装置が備える抵抗部の構成を示すブロック図である。 図６は、第３実施形態に係る負荷駆動装置が備える抵抗部の構成を示すブロック図である。 図７は、第４実施形態に係る負荷駆動装置が備える抵抗部の構成を示すブロック図である。

図面を参照しながら、複数の実施形態を説明する。複数の実施形態において、機能的におよび／または構造的に対応する部分および／または関連付けられる部分には同一の参照符号、または百以上の位が異なる参照符号が付される場合がある。対応する部分および／または関連付けられる部分については、他の実施形態の説明を参照することができる。

（第１実施形態）
図１に示すように、第１実施形態に係る負荷駆動装置１は、バッテリ２０から供給される電圧を用いて、負荷３０を駆動する装置である。以下、負荷駆動装置１が、燃料を燃焼室内に直接噴射する燃料噴射弁を駆動する装置である場合を例に挙げて説明する。具体的に、負荷３０は、燃料噴射弁が備えるソレノイドコイルである。燃料噴射弁は、ソレノイドコイルに電力が供給されると、弁体が駆動して開いた状態になり、燃料を噴射する。

負荷駆動装置１は、コイルＬ１、トランジスタＴＲ１～ＴＲ４、ダイオードＤ１～Ｄ４、コンデンサＣ１，Ｃ２、抵抗Ｒ１，Ｒ２、制御部１２を備える。トランジスタＴＲ１～ＴＲ４は、例えばｎチャネル型の電界効果トランジスタである。また、負荷駆動装置１は、抵抗値が可変である抵抗部ＲＶ１～ＲＶ３を備える。

コイルＬ１、トランジスタＴＲ１、ダイオードＤ１及びコンデンサＣ１，Ｃ２は、昇圧回路１１を構成する。コイルＬ１は、一端にバッテリ２０及びコンデンサＣ１の一端が接続され、他端にトランジスタＴＲ１のドレイン及びダイオードＤ１のアノードが接続される。コンデンサＣ１は、他端が接地される。ダイオードＤ１は、カソードにコンデンサＣ２の一端が接続される。トランジスタＴＲ１は、ソースに抵抗Ｒ１の一端及びコンデンサＣ２の他端が接続される。抵抗Ｒ１は、他端が接地される。

トランジスタＴＲ２は、ドレインにダイオードＤ１のカソード及びコンデンサＣ２の一端が接続される。さらに、トランジスタＴＲ２は、ソースにダイオードＤ２，Ｄ３のそれぞれのカソードと負荷３０の一端３１とが接続される。トランジスタＴＲ２は、ゲートに抵抗部ＲＶ１が接続される。ダイオードＤ２は、アノードが接地される。トランジスタＴＲ３は、ドレインにバッテリ２０が接続され、ソースにダイオードＤ３のアノードが接続される。トランジスタＴＲ３は、ゲートに抵抗部ＲＶ２が接続される。

トランジスタＴＲ４は、ドレインに負荷３０の他端３２及びダイオードＤ４のアノードが接続され、ソースに抵抗Ｒ２の一端が接続される。抵抗Ｒ２は、他端が接地される。トランジスタＴＲ４は、ゲートに抵抗部ＲＶ３が接続される。ダイオードＤ４は、カソードにダイオードＤ１のカソード及びコンデンサＣ２の一端が接続される。

制御部１２は、トランジスタＴＲ１のゲートに電圧を印加する。同様に、制御部１２は、抵抗部ＲＶ１～ＲＶ３を介して、トランジスタＴＲ２～ＴＲ４のそれぞれのゲートに電圧を印加する。これにより、制御部１２は、トランジスタＴＲ１～ＴＲ４のそれぞれについて、オン（導通状態）／オフ（非導通状態）を制御する。また、制御部１２は、抵抗Ｒ１の一端における電圧と、抵抗Ｒ２の一端における電圧とのそれぞれを監視する。

次に、負荷駆動装置１の動作例について、図２を参照して説明する。なお、図２において、ＴＲ２～ＴＲ４は、制御部１２が抵抗部ＲＶ１～３を介してトランジスタＴＲ２～ＴＲ４のそれぞれのゲートに印加する電圧である。ＩＲは、負荷３０を流れる電流である。

図２に示す動作をする前に、昇圧回路１１が、バッテリ２０から与えられる電圧を昇圧する。具体的に、制御部１２は、トランジスタＴＲ１をオンにして、コイルＬ１、トランジスタＴＲ１及び抵抗Ｒ１の経路に電流を流す。制御部１２は、抵抗Ｒ１の一端における電圧を監視することで、コイルＬ１を流れる電流の大きさを監視する。そして、制御部１２は、コイルＬ１に十分なエネルギーが蓄積されたタイミングで、トランジスタＴＲ１をオフにする。これにより、コイルＬ１に逆起電力が生じ、これによってコンデンサＣ２が充電される。制御部１２は、トランジスタＴＲ１のオン及びオフの切替を繰り返し行うことで、バッテリ２０よりも大きい電圧をコンデンサＣ２に充電する。なお、バッテリ２０から与えられる電圧は、電源電圧に相当する。また、コンデンサＣ１は、バッテリ２０から与えられる電圧に含まれるノイズを吸収する。

制御部１２は、時間Ｔ１において、トランジスタＴＲ２～ＴＲ４をオンにする。これにより、コンデンサＣ２に充電された電圧が、負荷３０に印加され、燃料噴射弁が開く。また、制御部１２は、時間Ｔ１以降、例えば時間Ｔ２，Ｔ３において、トランジスタＴＲ１のオン及びオフの切替制御を行い、コンデンサＣ２を充電する。なお、トランジスタＴＲ３を、時間Ｔ１においてオフにしてもよい。即ち、時間Ｔ１において、ハイサイド側のうち、トランジスタＴＲ２のみをオンにしてもよい。

次に、制御部１２は、時間Ｔ２において、トランジスタＴＲ２をオフにする。このとき、制御部１２は、抵抗Ｒ２の一端における電圧を監視することで、負荷３０を流れる電流の大きさを監視する。制御部１２は、負荷３０を流れる電流が所定の目標範囲内になるように、トランジスタＴＲ３のオン及びオフの切替制御を行う。これにより、バッテリ２０の電圧が負荷３０に印加され、燃料噴射弁が備える弁体が開弁位置まで到達する。

次に、制御部１２は、時間Ｔ３において、負荷３０を流れる電流ＩＲが所定の目標範囲内になるように、トランジスタＴＲ３のオン及びオフの切替制御を行う。ただし、時間Ｔ３では、負荷３０を流れる電流ＩＲの目標範囲が、時間Ｔ２よりも小さい。これにより、バッテリ２０の電圧が負荷３０に印加され、燃料噴射弁が開いた状態が維持される。なお、図２では、負荷３０を流れる電流ＩＲの目標範囲が、二段階で低下する場合を例示しているが、一段階であってもよいし、三段階以上であってもよい。

制御部１２は、時間Ｔ３の終了後、トランジスタＴＲ３，ＴＲ４をオフにする。これにより、負荷３０を流れる電流ＩＲが低下し、燃料噴射弁が閉じる。このとき、誘導性の負荷３０を流れる電流ＩＲが減少することで、負荷３０に逆起電力が発生する。この逆起電力による電流は、ダイオードＤ４を介して、コンデンサＣ２に還流される。そして、制御部１２は、次に燃料噴射弁を開くべきタイミングで、時間Ｔ１と同様にトランジスタＴＲ２，ＴＲ４をオンにする。さらに、制御部１２は、上述した時間Ｔ２，Ｔ３と同様の動作を行う。

抵抗部ＲＶ１～ＲＶ３の構成と動作について説明する。なお、以下では、抵抗部ＲＶ１の構成及び動作を例に挙げて説明するが、抵抗部ＲＶ２，ＲＶ３の構成及び動作も同様である。図３に示すように、抵抗部ＲＶ１は、抵抗Ｒ１１～Ｒ１４、選択部ＳＬ１０を備える。抵抗Ｒ１１～Ｒ１４は、抵抗値が異なる抵抗であり、並列に接続されている。抵抗Ｒ１１～Ｒ１４のそれぞれは、一端がトランジスタＴＲ２のゲートに接続され、他端が選択部ＳＬ１０に接続される。

トランジスタＴＲ２は、ゲート・ドレイン間の寄生容量Ｃｇｄと、ゲート・ソース間の寄生容量Ｃｇｓを有する。制御部１２は、微分処理部１２１、記憶部１２２、演算部１２３、ドライバ１２４を備える。記憶部１２２は、第１領域１２２１と、第２領域１２２２を有する。なお、以下では、ゲート・ソース間の電圧Ｖｇｓを、「ゲート電圧」という。

ドライバ１２４は、抵抗部ＲＶ１を介して、トランジスタＴＲ２のゲートに駆動電力を与える。例えば、ドライバ１２４は、バッテリ２０から供給される電圧を用いて駆動電力を生成する。なお、ドライバ１２４が、内部にチャージポンプなどの昇圧回路を備えており、この昇圧回路によって駆動電力を生成してもよい。

抵抗部ＲＶ１は、トランジスタＴＲ２のゲートに駆動電力が与えられる際に生じる突入電流を、なまらせる効果がある。特に、抵抗部ＲＶ１の抵抗値が大きいほど、突入電流をなまらせる効果が大きくなる。即ち、抵抗部ＲＶ１の抵抗値が大きいほど、突入電流によってトランジスタＴＲ２やドライバ１２４が故障するリスクを低減することができる。

一方、抵抗部ＲＶ１の抵抗値が大きいほど、トランジスタＴＲ２のゲートに流れる電流が少なくなり、寄生容量Ｃｇｄ，Ｃｇｓの充電に時間を要する。そのため、ゲート電圧Ｖｇｓの立ち上がりが遅くなり、トランジスタＴＲ２が完全にオンになるまでの時間が長くなる。即ち、トランジスタＴＲ２の抵抗値が大きい状態で電流が流れるハーフオンの時間が長くなり、発熱量が増大してトランジスタＴＲ２が故障するリスクが高くなる。

ここで、抵抗部ＲＶ１が、トランジスタＴＲ２の各部における電圧及び電流に与える影響について説明する。図４において、Ｉｄは、トランジスタＴＲ２のドレインからソースに流れるドレイン電流である。Ｖｄｓは、トランジスタＴＲ２のドレイン・ソース間電圧である。Ｖｔｈは、トランジスタＴＲ２の閾値電圧である。Ｔ１１，Ｔ１２のそれぞれは、トランジスタＴＲ２のゲートに駆動電力が与えられ始めてから、トランジスタＴＲ２が完全にオンするまでに要するターンオン時間である。また、図４において、実線は抵抗部ＲＶ１の抵抗値が小さい場合を示しており、破線は抵抗部ＲＶ１の抵抗値が大きい場合を示している。

ドライバ１２４からトランジスタＴＲ２のゲートに駆動電力が与えられ始めると、寄生容量Ｃｇｓが充電され始め、ゲート電圧Ｖｇｓが上昇し始める。このとき、抵抗部ＲＶ１の抵抗値が大きいほど、ゲート電圧Ｖｇｓが立ち上がる傾きが緩やかになる。そして、ゲート電圧Ｖｇｓが閾値電圧Ｖｔｈを超えると、ドレイン電流Ｉｄが上昇し始める。このとき、抵抗部ＲＶ１の抵抗値が大きいほど、ドレイン電流Ｉｄが立ち上がる傾きが緩やかになる。

ドレイン電流Ｉｄが所定の大きさに達すると、ドレイン電流Ｉｄ及びゲート電圧Ｖｇｓが一定になり、ドレイン・ソース間電圧Ｖｄｓが低下し始める。このとき、寄生容量Ｃｇｄが充電される。そして、ドレイン・ソース間電圧Ｖｄｓが一定になったところで、トランジスタＴＲ２が線形領域から飽和領域に遷移し、完全にオンになる。そして、抵抗部ＲＶ１の抵抗値が大きい場合のターンオン時間Ｔ１２は、抵抗部ＲＶ１の抵抗値が小さい場合のターンオン時間Ｔ１１よりも長くなる。

図４に示すように、ゲート電圧Ｖｇｓの立ち上がる傾きは、抵抗部ＲＶ１の抵抗値が大きいほどゆるやかになる。また、ターンオン時間Ｔ１１，Ｔ１２は、抵抗部ＲＶ１の抵抗値が大きいほど長くなる。したがって、ゲート電圧Ｖｇｓのスルーレートが小さいほど、ターンオン時間は長くなり、トランジスタＴＲ２が故障するリスクが高くなる。なお、ゲート電圧Ｖｇｓのスルーレートとは、単位時間あたりにおけるゲート電圧Ｖｇｓの変動量である。また、以下では、ゲート電圧Ｖｇｓのスルーレートを、単に「スルーレート」という。

ただし、抵抗部ＲＶ１の抵抗値を小さくして、スルーレートを大きくすると、ターンオン時間は短くなるが、突入電流をなまらせる効果は小さくなる。したがって、スルーレートが大きいほど、突入電流によってトランジスタＴＲ２やドライバ１２４が故障するリスクが高くなる。

負荷駆動装置１は、上記のようなスルーレートが大きい場合と小さい場合のリスクを考慮して、抵抗部ＲＶ１の抵抗値を適切な値に制御する。

図３に示すように、微分処理部１２１は、ゲート電圧Ｖｇｓを微分処理することで、スルーレートを取得する。例えば、微分処理部１２１は、コンデンサによりゲート電圧Ｖｇｓを微分するアナログの微分回路を備える。

演算部１２３は、微分処理部１２１から得られるスルーレートに基づいて、抵抗部ＲＶ１の抵抗値を制御する。このとき、演算部１２３は、選択部ＳＬ１０を制御して、駆動電力の供給先を抵抗Ｒ１１～Ｒ１４の中から選択することで、抵抗部ＲＶ１の抵抗値を制御する。ただし、演算部１２３は、負荷３０に電流が供給されておらず、燃料噴射弁が閉じている期間中に、選択部ＳＬ１０を制御して抵抗部ＲＶ１の抵抗値を制御する。

具体的に、演算部１２３は、スルーレートが下限値よりも小さければ、抵抗値が小さくなるように抵抗部ＲＶ１を制御する。例えば、このスルーレートの下限値は、トランジスタＴＲ２のターンオン時間が長くなり過ぎて、トランジスタＴＲ２の故障が懸念される大きさである。演算部１２３は、選択部ＳＬ１０が選択中である抵抗よりも、さらに抵抗値が小さい抵抗に駆動電力が供給されるように、選択部ＳＬ１０を制御する。

また、演算部１２３は、スルーレートが上限値よりも大きければ、抵抗値が大きくなるように抵抗部ＲＶ１を制御する。例えば、このスルーレートの上限値は、突入電流によってトランジスタＴＲ２やドライバ１２４の故障が懸念される大きさである。演算部１２３は、選択部ＳＬ１０が選択中である抵抗よりも、さらに抵抗値が大きい抵抗に駆動電力が供給されるように、選択部ＳＬ１０を制御する。

演算部１２３は、抵抗部ＲＶ１の抵抗値を制御するにあたり、記憶部１２２に記憶されているデータを参照する。記憶部１２２に記憶されている初期データ及び変動データのそれぞれは、抵抗Ｒ１１～Ｒ１４の中で駆動電力を供給すべき抵抗を示すデータである。換言すると、初期データ及び変動データのそれぞれは、抵抗部ＲＶ１の抵抗値を決定するデータである。記憶部１２２は、第１領域１２２１に初期データを記憶し、第２領域１２２２に変動データを記憶する。

トランジスタＴＲ２における寄生容量Ｃｇｓ，Ｃｇｄは、負荷駆動装置１毎にばらつく可能性がある。そのため、抵抗部ＲＶ１の抵抗値を、一律で同じ大きさに設定すると、トランジスタＴＲ２のスルーレートも負荷駆動装置１毎にばらつく可能性がある。そこで、例えば負荷駆動装置１の製造時に、トランジスタＴＲ２のスルーレートを上限値以下かつ下限値以上にする抵抗が調べられ、その抵抗を示すデータが初期データとなる。したがって、演算部１２３が、初期データを参照して選択部ＳＬ１０を制御することで、寄生容量Ｃｇｓ，Ｃｇｄのばらつきに起因するスルーレートの変動が抑制される。

また、トランジスタＴＲ２における寄生容量Ｃｇｓ，Ｃｇｄは、周囲温度等の動作環境に応じて変動する。そのため、演算部１２３が、初期データに基づいて選択部ＳＬ１０を制御しても、スルーレートが上限値より大きくなるか、下限値より小さくなる場合がある。演算部１２３は、負荷駆動装置１の動作中に、スルーレートが上限値より大きくなるか、下限値より小さくなると、上記の通り抵抗部ＲＶ１の抵抗値を変動させる。このとき、演算部１２３は、抵抗部ＲＶ１を変動後の抵抗値にするための変動データを、第２領域１２２２に記憶させる。したがって、演算部１２３が、変動データを参照して選択部ＳＬ１０を制御することで、動作環境による寄生容量Ｃｇｓ，Ｃｇｄの変動に起因するスルーレートの変動が抑制される。

演算部１２３は、記憶部１２２の第２領域１２２２に変動データが記憶されていない場合、初期データに基づいて選択部ＳＬ１０を制御する。一方、演算部１２３は、記憶部１２２の第２領域１２２２に変動データが記憶されている場合、この変動データに基づいて選択部ＳＬ１０を制御する。また、演算部１２３は、変動データに基づいて選択部ＳＬ１０を制御している際に、スルーレートが上限値より大きくなるか、下限値より小さくなれば、変動データを上書きする。

以上のように、制御部１２は、スルーレートが、所定の下限値よりも小さければ、抵抗値が小さくなるように抵抗部ＲＶ１を制御する。そのため、トランジスタＴＲ２のターンオン時間が長くなり過ぎることで、トランジスタＴＲ２が故障するリスクを、低減することができる。

また、制御部１２は、スルーレートが、所定の上限値よりも大きければ、抵抗値が大きくなるように抵抗部ＲＶ１を制御する。そのため、突入電流によってトランジスタＴＲ２やドライバ１２４が故障するリスクを、低減することができる。

また、負荷３０は、燃料を燃焼室内に直接噴射する燃料噴射弁である。図２に示したように、負荷駆動装置１は、昇圧回路１１で昇圧した電圧を負荷３０に与えるが、このときに電流ＩＲが大きくなる。そのため、このときの電流ＩＲが流れるトランジスタＴＲ２，ＴＲ４は、チップサイズが大きく電流容量が大きいトランジスタを選択せざるを得ない。したがって、トランジスタＴＲ２，ＴＲ４は、寄生容量Ｃｇｓ，Ｃｇｄのばらつきが大きくなることが不可避であり、故障のリスクを低減させることが特に困難である。しかし、負荷駆動装置１は、トランジスタＴＲ２，ＴＲ４のゲートに、抵抗部ＲＶ１，ＲＶ３を接続している。これにより、低減させることが特に困難なトランジスタＴＲ２、ＴＲ４の故障のリスクを、低減することができる。

また、制御部１２は、初期データ及び変動データに基づいて、抵抗部ＲＶ１の抵抗値を制御する。そのため、寄生容量Ｃｇｓ，Ｃｇｄのばらつきに起因するスルーレートの変動を抑制することができる。また、動作環境による寄生容量Ｃｇｓ，Ｃｇｄの変動によるスルーレートの変動を抑制することができる。

なお、図１では、抵抗部ＲＶ１～ＲＶ３が、トランジスタＴＲ２～ＴＲ４に対して設けられる場合を例示した。しかし、抵抗部は、必ずしもトランジスタＴＲ２～ＴＲ４の全てに設けられていなくてもよい。例えば、トランジスタＴＲ２，ＴＲ４にのみ、抵抗部ＲＶ１，ＲＶ３が設けられていてもよい。

また、変動データは、初期データに対する変動分を示すデータであってもよい。例えば、初期データが「抵抗Ｒ１２」を示すデータであった場合、変動データが「抵抗値を１段階大きくする」を示すデータであってもよい。この場合、演算部１２３は、初期データと変動データの両方を参照して、抵抗Ｒ１２の次に抵抗値が大きい抵抗Ｒ１３が選択されるように、選択部ＳＬ１０を制御する。

また、変動データは、負荷駆動装置１の動作終了時に消去されてもよいし、そのまま第２領域に記憶され続けてもよい。また、変動データが、負荷駆動装置１の動作終了時に記憶部１２２の特定の領域に記憶され、次回の負荷駆動装置１の起動時に第２領域１２２２に読み込まれてもよい。

また、図３では、抵抗部ＲＶ１が４つの抵抗を備える場合を例示しているが、抵抗部ＲＶ１が備える抵抗の数は、複数であればいくつであってもよい。また、抵抗部ＲＶ１において、抵抗Ｒ１１～Ｒ１４の他に配線が並列接続されており、選択部ＳＬ１０がこの配線を選択可能であってもよい。また、抵抗部ＲＶ１～ＲＶ３のそれぞれが備える抵抗の数は、同じであってもよいし、一部または全部が異なっていてもよい。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。なお、以下の説明において、第１実施形態と同じ符号を用いる場合、第１実施形態と同一の構成を示しており、特に説明がない限り先行する説明を参照する。なお、第２実施形態に係る負荷駆動装置は、抵抗部ＲＶ２０の内部の構成が、第１実施形態とは異なる。

図５は、第１実施形態について説明した図３に相当する。図５に示すように、抵抗部ＲＶ２０は、直列に接続された抵抗Ｒ２１～Ｒ２４を備える。抵抗Ｒ２１～Ｒ２４の抵抗値は、全て同じであってもよいし、一部または全部が異なっていてもよい。

抵抗Ｒ２１は、一端がトランジスタＴＲ２のゲートに接続され、他端が抵抗Ｒ２２の一端及び選択部ＳＬ２０に接続される。抵抗Ｒ２２は、他端が抵抗Ｒ２３の一端及び選択部ＳＬ２０に接続される。抵抗Ｒ２３は、他端が抵抗Ｒ２４の一端及び選択部ＳＬ２０に接続される。抵抗Ｒ２４は、他端が選択部ＳＬ２０に接続される。

演算部１２３は、選択部ＳＬ２０を制御して、駆動電力の供給先を抵抗Ｒ２１～Ｒ２４が有する端子の中から選択することで、抵抗部ＲＶ２０の抵抗値を制御する。ただし、図５に例示する選択部ＳＬ２０は、抵抗Ｒ２１の一端を選択することができない構成である。

なお、図５では、抵抗部ＲＶ２０が４つの抵抗を備える場合を例示しているが、抵抗部ＲＶ２０が備える抵抗の数は、複数であればいくつであってもよい。また、図５において、選択部ＳＬ２０が、抵抗Ｒ２１の一端を選択することができるように構成してもよい。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態について説明する。なお、以下の説明において、第１実施形態と同じ符号を用いる場合、第１実施形態と同一の構成を示しており、特に説明がない限り先行する説明を参照する。なお、第３実施形態に係る負荷駆動装置は、抵抗部ＲＶ３０の内部の構成が、第１実施形態とは異なる。

図６は、第１実施形態について説明した図３に相当する。図５に示すように、抵抗部ＲＶ３０は、直列に接続された抵抗Ｒ３１～Ｒ３４で構成される抵抗列を備える。さらに、抵抗部ＲＶ３０は、直列に接続された抵抗Ｒ３５～Ｒ３８で構成される抵抗列を備える。抵抗Ｒ３１～Ｒ３４の抵抗値は、全て同じであってもよいし、一部または全部が異なっていてもよい。同様に、抵抗Ｒ３５～Ｒ３８の抵抗値は、全て同じであってもよいし、一部または全部が異なっていてもよい。ただし、抵抗Ｒ３１～Ｒ３４の抵抗値の組み合わせと、抵抗Ｒ３５～Ｒ３８の抵抗値の組み合わせは、異なると好ましい。

抵抗Ｒ３１は、一端がトランジスタＴＲ２のゲートに接続され、他端が抵抗Ｒ３２の一端及び選択部ＳＬ３０に接続される。抵抗Ｒ３２は、他端が抵抗Ｒ３３の一端及び選択部ＳＬ３０に接続される。抵抗Ｒ３３は、他端が抵抗Ｒ３４の一端及び選択部ＳＬ３０に接続される。抵抗Ｒ３４は、他端が選択部ＳＬ３０に接続される。

抵抗Ｒ３８は、一端がトランジスタＴＲ２のゲートに接続され、他端が抵抗Ｒ３７の一端及び選択部ＳＬ３０に接続される。抵抗Ｒ３７は、他端が抵抗Ｒ３６の一端及び選択部ＳＬ３０に接続される。抵抗Ｒ３６は、他端が抵抗Ｒ３５の一端及び選択部ＳＬ３０に接続される。抵抗Ｒ３５は、他端が選択部ＳＬ３０に接続される。

演算部１２３は、選択部ＳＬ３０を制御して、駆動電力の供給先を、いずれか１つの抵抗列を構成する複数の抵抗が有する端子の中から選択する。これにより、抵抗部ＲＶ３０の抵抗値を制御する。ただし、図６に例示する選択部ＳＬ３０は、抵抗Ｒ３１の一端及び抵抗Ｒ３８の一端を選択することができない構成である。

なお、図６では、抵抗部ＲＶ３０が２つの抵抗列を備える場合を例示しているが、抵抗部ＲＶ３０が３つ以上の抵抗列を備えてもよい。また、図６では、抵抗列のそれぞれが４つの抵抗を備える場合を例示しているが、抵抗列のそれぞれが備える抵抗の数は、複数であればいくつであってもよい。また、抵抗列のそれぞれが備える抵抗の数は、全ての抵抗列において同じであってもよいし、一部または全部が異なっていてもよい。また、図６において、選択部ＳＬ３０が、抵抗Ｒ３１の一端及び抵抗Ｒ３８の一端の少なくとも一方を選択することができるように構成してもよい。

（第４実施形態）
次に、第４実施形態について説明する。なお、以下の説明において、第１実施形態と同じ符号を用いる場合、第１実施形態と同一の構成を示しており、特に説明がない限り先行する説明を参照する。なお、第４実施形態に係る負荷駆動装置は、抵抗部ＲＶ４０の内部の構成が、第１実施形態とは異なる。

図７は、第１実施形態について説明した図３に相当する。図７に示すように、抵抗部ＲＶ４０は、可変抵抗器Ｒ４０を備える。可変抵抗器Ｒ４０は、例えばデジタルポテンショメータなどで構成される。

可変抵抗器Ｒ４０は、一端がトランジスタＴＲ２のゲートに接続され、他端がドライバ１２４に接続される。演算部１２３は、可変抵抗器Ｒ４０に対して抵抗値を指定する信号を出力することで、可変抵抗器Ｒ４０の抵抗値を制御する。例えば、演算部１２３は、スルーレートが下限値よりも小さければ、可変抵抗器Ｒ４０の抵抗値を所定値だけ小さくする。また、演算部１２３は、スルーレートが上限値よりも大きければ、可変抵抗器Ｒ４０の抵抗値を所定値だけ大きくする。

（他の実施形態）
この明細書および図面等における開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品および／または要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品および／または要素が省略されたものを包含する。開示は、ひとつの実施形態と他の実施形態との間における部品および／または要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、請求の範囲の記載によって示され、さらに請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。

例えば、上述した各実施形態では、燃料を燃焼室内に直接噴射する燃料噴射弁を駆動する負荷駆動装置を例示した。しかし、これ以外の負荷を駆動する負荷駆動装置に、上述した各実施形態を適用してもよい。

また、上述した各実施形態では、制御部１２が、スルーレートが下限値より小さい場合と上限値より大きい場合の両方で、抵抗部ＲＶ１～ＲＶ３の抵抗値を制御すると説明した。しかし、制御部１２が、スルーレートが下限値より小さい場合に限り、抵抗部ＲＶ１～ＲＶ３の抵抗値を制御してもよい。また、制御部１２が、スルーレートが上限値より大きい場合に限り、抵抗部ＲＶ１～ＲＶ３の抵抗値を制御してもよい。

また、上述した各実施形態では、微分処理部１２１が、コンデンサによりゲート電圧Ｖｇｓを微分するアナログの微分回路を有する場合を例示した。しかし、微分処理部１２１が、これ以外の回路や方法でゲート電圧Ｖｇｓを微分してもよい。例えば、微分回路が、論理回路によりゲート電圧Ｖｇｓを微分するデジタルの微分回路を有していてもよい。この論理回路は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などで構成される。この場合、演算部１２３に過度な負担をかけることなく、制御部１２の回路を小型にすることができる。また、微分回路を有することなく、演算部１２３が、ゲート電圧Ｖｇｓの値を取得して、演算処理によってゲート電圧Ｖｇｓを微分してもよい。この場合、演算部１２３の負担は大きくなるが、制御部１２の回路を最も小型にすることができる。

また、上述した各実施形態の制御部１２は、１または複数の制御装置によって構成される。この制御装置は、電子制御装置（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）とも呼ばれる場合がある。例えば、制御装置は、メモリと、メモリに格納されたプログラムを実行するプロセッサとを備える。また例えば、制御装置は、プログラムされた多数の論理ユニット（ゲート回路）を含むデジタル回路によって構成された論理回路を備える。

１ 負荷駆動装置、１２ 制御部、１３ 昇圧回路、１４ 選択部、３０ 負荷、ＴＲ２～ＴＲ４ トランジスタ、ＲＶ１～ＲＶ３ 抵抗部、Ｖｇｓ ゲート電圧、

Claims (10)

1. 負荷（３０）に供給される電流を制御するトランジスタ（ＴＲ２～ＴＲ４）と、
   前記トランジスタのゲートに接続される、抵抗値が可変である抵抗部（ＲＶ１～ＲＶ３）と、
   前記抵抗部の抵抗値を制御する制御部（１２）と、を備え、
   前記制御部は、前記トランジスタにおけるゲート電圧（Ｖｇｓ）のスルーレートが、所定の下限値よりも小さければ、抵抗値が小さくなるように前記抵抗部を制御するものであり、前記抵抗部の抵抗値を決定するデータを記憶する記憶部（１２２）を備え、
   前記記憶部は、初期データを記憶する第１領域（１２２１）と、第２領域（１２２２）とを有し、
   前記制御部は、前記抵抗部の抵抗値を変動させる制御を行う場合、前記抵抗部を変動後の抵抗値にするための変動データを、前記第２領域に記憶させ、
   前記制御部は、前記第２領域に前記変動データが記憶されていない場合、前記初期データに基づいて前記抵抗部を制御し、前記第２領域に前記変動データが記憶されている場合、前記変動データに基づいて前記抵抗部を制御する、負荷駆動装置。
2. 前記制御部は、前記スルーレートが、所定の上限値よりも大きければ、抵抗値が大きくなるように前記抵抗部を制御する、請求項１に記載の負荷駆動装置。
3. バッテリ（２０）から供給される電源電圧を昇圧する昇圧回路（１１）を、さらに備え、
   前記負荷は、燃料を燃焼室内に直接噴射する燃料噴射弁であり、
   前記トランジスタが、前記昇圧回路によって昇圧された電圧を前記燃料噴射弁に供給する、請求項１または２に記載の負荷駆動装置。
4. 前記抵抗部は、並列に接続された、抵抗値が異なる複数の抵抗（Ｒ１１～Ｒ１４）と、前記トランジスタを駆動する駆動電力の供給先を選択する選択部（ＳＬ１０）と、を備え、
   前記選択部が、前記駆動電力の供給先を、前記複数の抵抗の中から選択することで、前記抵抗部の抵抗値が制御される、請求項１～３のいずれか１項に記載の負荷駆動装置。
5. 前記抵抗部は、直列に接続された複数の抵抗（Ｒ２１～Ｒ２４）と、前記トランジスタを駆動する駆動電力の供給先を選択する選択部（ＳＬ２０）と、を備え、
   前記選択部が、前記駆動電力の供給先を、前記複数の抵抗が有する端子の中から選択することで、前記抵抗部の抵抗値が制御される、請求項１～３のいずれか１項に記載の負荷駆動装置。
6. 前記抵抗部は、直列に接続された複数の抵抗（Ｒ３１～Ｒ３４，Ｒ３５～Ｒ３８）で構成される複数の抵抗列と、前記トランジスタを駆動する駆動電力の供給先を選択する選択部（ＳＬ３０）と、を備え、
   前記選択部が、前記駆動電力の供給先を、前記複数の抵抗が有する端子の中から選択することで、前記抵抗部の抵抗値が制御される、請求項１～３のいずれか１項に記載の負荷駆動装置。
7. 前記抵抗部は、可変抵抗器（Ｒ４０）で構成される、請求項１～３のいずれか１項に記載の負荷駆動装置。
8. 前記制御部は、コンデンサにより前記トランジスタのゲート電圧を微分する微分回路を備え、
   前記制御部は、前記微分回路の出力に基づいて、前記スルーレートの大きさを監視する、請求項１～７のいずれか１項に記載の負荷駆動装置。
9. 前記制御部は、論理回路により前記トランジスタのゲート電圧を微分する微分回路を備え、
   前記制御部は、前記微分回路の出力に基づいて、前記スルーレートの大きさを監視する、請求項１～７のいずれか１項に記載の負荷駆動装置。
10. 前記制御部は、演算処理を行う演算部を備え、
    前記制御部は、前記演算部による前記トランジスタのゲート電圧を微分処理した結果に基づいて、前記スルーレートの大きさを監視する、請求項１～７のいずれか１項に記載の負荷駆動装置。

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