JP6387888B2 - 誘導性負荷駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、誘導性負荷を駆動させる駆動装置に関する。

誘導性負荷の駆動を制御するための駆動装置としては、一対のスイッチング素子を用いた装置が知られている。この種の誘導性負荷駆動装置としては、例えば特許文献１に記載の装置がある。特許文献１に記載の駆動装置（ブートストラップ回路）は、上側ＭＯＳＦＥＴ（電界効果型トランジスタ）と、下側ＭＯＳＦＥＴと、コントローラと、ブートストラップコンデンサとを備えている。

上側ＭＯＳＦＥＴ及び下側ＭＯＳＦＥＴはＮチャンネルのＭＯＳＦＥＴである。上側ＭＯＳＦＥＴのドレイン端子には所定の入力電圧が印加されている。上側ＭＯＳＦＥＴのソース端子は下側ＭＯＳＦＥＴのドレイン端子に接続されている。下側ＭＯＳＦＥＴのソース端子には接地電位が印加されている。上側ＭＯＳＦＥＴのソース端子と下側ＭＯＳＦＥＴのドレイン端子との間の接続点にはブートストラップ回路の出力端子が接続されている。

コントローラは、上側ＭＯＳＦＥＴ及び下側ＭＯＳＦＥＴのそれぞれのゲート電圧を制御することにより、上側ＭＯＳＦＥＴ及び下側ＭＯＳＦＥＴのそれぞれのオン／オフを制御する。これにより、コントローラは、出力端子の出力電圧を制御する。

ブートストラップコンデンサは上側ＭＯＳＦＥＴのソース端子に接続されている。ブートストラップコンデンサは、上側ＭＯＳＦＥＴをオンさせるために必要なゲート電圧を生成する。具体的には、ブートストラップコンデンサは、電源電圧からの電力供給に基づき充電を行う。これにより、上側ＭＯＳＦＥＴのソース電圧が入力電圧と略等しい場合、ブートストラップコンデンサの充電電圧は、入力電圧に電源電圧を加算した値に略等しくなる。すなわち、ブートストラップコンデンサの充電電圧は、上側ＭＯＳＦＥＴのソース電圧よりも大きくなる。よって、上側ＭＯＳＦＥＴのソース電圧が入力電圧に略等しい場合でも、ブートストラップコンデンサの充電電圧を上側ＭＯＳＦＥＴに印加することにより、上側ＭＯＳＦＥＴをオンさせることができる。

特開２０１０−１２４０８３号公報

ところで、特許文献１に記載のブートストラップ回路では、バッテリの経年劣化等により電源電圧が低下すると、ブートストラップコンデンサの充電電圧も低下する。この場合、上側ＭＯＳＦＥＴをオンさせるために必要なゲート電圧をブートストラップコンデンサにより生成することができないおそれがある。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、より確実に上側スイッチング素子をオンさせることの可能な誘導性負荷駆動装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、誘導性負荷（３）の高電位側に接続される上側スイッチング素子（３０）と、誘導性負荷の低電位側に接続される下側スイッチング素子（３１）と、を有し、上側スイッチング素子及び下側スイッチング素子をオン／オフさせることにより誘導性負荷を駆動させる誘導性負荷駆動装置（２０）は、上側スイッチング素子をオンさせるために必要な電圧を電源電圧に基づいて生成するブートストラップコンデンサ（Ｃ１）と、ブートストラップコンデンサの低電位側にバイアス電圧を印加するバイアス電圧生成部（２３）と、を備え、電源電圧の変化に基づいてバイアス電圧を変化させる。

この構成によれば、電源電圧の変化に基づいてバイアス電圧が変化するため、電源電圧の変化に応じてブートストラップコンデンサの充電電圧を変化させることができる。これにより、電源電圧が変化した場合でも、上側スイッチング素子をオンさせるために必要な電圧をブートストラップコンデンサにより生成することができるため、より確実に上側スイッチング素子をオンさせることができる。

なお、上記手段、及び特許請求の範囲に記載の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

本発明によれば、より確実に上側スイッチング素子をオンさせることができる。

第１実施形態の誘導性負荷駆動装置が搭載された電子制御装置の概略構成を示すブロック図である。 第１実施形態の誘導性負荷駆動装置により実行されるバイアス電圧を変化させる処理の手順を示すフローチャートである。 第１実施形態の第２変形例の誘導性負荷駆動装置が搭載された電子制御装置の概略構成を示すブロック図である。 第１実施形態の第３変形例の誘導性負荷駆動装置が搭載された電子制御装置の概略構成を示すブロック図である。 第２実施形態の誘導性負荷駆動装置が搭載された電子制御装置の概略構成を示すブロック図である。 第３実施形態の誘導性負荷駆動装置により実行されるバイアス電圧を変化させる処理の手順を示すフローチャートである。 （Ａ）〜（Ｄ）は、第３実施形態の誘導性負荷駆動装置についてゲート−ソース間電圧Ｖｇｓ、負荷電流ＩＬ、ブートストラップコンデンサの低電位側の電圧、及びブートストラップコンデンサの充電電圧ＶＣの推移を示すタイミングチャートである。

＜第１実施形態＞
以下、誘導性負荷駆動装置の第１実施形態について説明する。図１に示されるように、本実施形態の誘導性負荷駆動装置２０は電子制御装置１に搭載されている。以下では、便宜上、誘導性負荷駆動装置２０を「駆動装置２０」と略記する。はじめに、電子制御装置１の概要について説明する。

電子制御装置１は、車両に搭載された誘導性負荷３の駆動を制御する。誘導性負荷３は、車両のインジェクタや燃料ポンプ等、コイルＬを内蔵している機器である。電子制御装置１は、マイクロコンピュータ１０と、駆動装置２０と、上側ＭＯＳＦＥＴ３０と、下側ＭＯＳＦＥＴ３１とを備えている。以下では、便宜上、マイクロコンピュータ１０を「マイコン１０」と略記する。上側ＭＯＳＦＥＴ３０及び下側ＭＯＳＦＥＴ３１はＮチャンネルのＭＯＳＦＥＴである。上側ＭＯＳＦＥＴ３０は上側スイッチング素子に相当する。下側ＭＯＳＦＥＴ３１は下側スイッチング素子に相当する。

上側ＭＯＳＦＥＴ３０のドレイン端子には電源電圧ＶＢが印加されている。電源電圧ＶＢは、例えば車両のバッテリから供給されるバッテリ電圧が用いられる。上側ＭＯＳＦＥＴ３０のソース端子は電子制御装置１の出力端子Ｔ１を介してコイルＬの高電位側に接続されている。

下側ＭＯＳＦＥＴ３１のドレイン端子は電子制御装置１の出力端子Ｔ２を介してコイルＬの低電位側に接続されている。下側ＭＯＳＦＥＴ３１のソース端子には接地電圧（接地電位）が印加されている。

マイコン１０は、駆動装置２０に制御信号Ｓ１０，Ｓ２０を出力することにより、上側ＭＯＳＦＥＴ３０及び下側ＭＯＳＦＥＴ３１のそれぞれのオン／オフを制御する。これにより、マイコン１０は、コイルＬを流れる電流を制御し、誘導性負荷３を駆動させる。

次に、駆動装置２０の構成について詳しく説明する。
駆動装置２０は、上側プリドライバ２１と、下側プリドライバ２２と、バイアス電圧生成部２３と、異常検出部２４と、ブートストラップコンデンサＣ１とを備えている。

ブートストラップコンデンサＣ１の高電位側にはダイオードＤ１を介して電源電圧ＶＢが印加されている。すなわち、ブートストラップコンデンサＣ１は、ダイオードＤ１を介して印加される電源電圧ＶＢに基づいて充電を行う。ブートストラップコンデンサＣ１の低電位側にはプルダウン抵抗Ｒ１を介して接地電圧が印加されている。上側ＭＯＳＦＥＴ３０のソース端子及び出力端子Ｔ１にもプルダウン抵抗Ｒ１を介して接地電圧が印加されている。

上側プリドライバ２１は、マイコン１０から送信される制御信号Ｓ１０に基づいて、上側ＭＯＳＦＥＴ３０をオン／オフさせるためのゲート電圧Ｇ１０を生成する。上側プリドライバ２１は、ゲート電圧Ｇ１０を上側ＭＯＳＦＥＴ３０のゲート端子に印加することにより上側ＭＯＳＦＥＴ３０をオン／オフさせる。上側プリドライバ２１は、ブートストラップコンデンサＣ１の充電電圧ＶＣに基づいて上側ＭＯＳＦＥＴ３０をオンさせるために必要なゲート電圧Ｇ１０を生成する。

下側プリドライバ２２は、マイコン１０から送信される制御信号Ｓ２０に基づいて、下側ＭＯＳＦＥＴ３１をオン／オフさせるためのゲート電圧Ｇ２０を生成する。下側プリドライバ２２は、ゲート電圧Ｇ２０を下側ＭＯＳＦＥＴ３１のゲート端子に印加することにより下側ＭＯＳＦＥＴ３１をオン／オフさせる。

バイアス電圧生成部２３は、高抵抗出力の電圧出力回路であり、電源電圧ＶＢに基づいてバイアス電圧ＶＢＩを生成する。バイアス電圧ＶＢＩは、通常、基準電圧値Ｖ０に設定されている。バイアス電圧生成部２３は、バイアス電圧ＶＢＩを基準電圧値Ｖ０よりも小さい低電圧値Ｖ１に変更することもできる。バイアス電圧生成部２３は、当該バイアス電圧ＶＢＩをブートストラップコンデンサＣ１の低電位側、上側ＭＯＳＦＥＴ３０のソース端子、及び出力端子Ｔ１に印加している。

異常検出部２４はバイアス電圧生成部２３に並列に接続されている。すなわち、上側ＭＯＳＦＥＴ３０及び下側ＭＯＳＦＥＴ３１が共にオフ状態である場合、異常検出部２４にはバイアス電圧ＶＢＩが入力されている。しかしながら、出力端子Ｔ１から出力端子Ｔ２までの間が電源電圧ＶＢ側に短絡した場合、すなわち誘導性負荷３が電源電圧ＶＢ側に短絡した場合、異常検出部２４には電源電圧ＶＢが入力される。また、出力端子Ｔ１から出力端子Ｔ２までの間が接地電圧側に短絡すると、すなわち誘導性負荷３が接地電圧側に短絡すると、異常検出部２４には接地電圧が入力される。異常検出部２４は、これらの短絡に伴う入力電圧Ｖｉｎの変化に基づいて、誘導性負荷３の電源電圧ＶＢ側の短絡及び接地電圧側の短絡を検出する。

詳しくは、異常検出部２４は比較器２４０及び比較器２４１を有している。
比較器２４０は、異常検出部２４の入力電圧Ｖｉｎと上側電圧閾値Ｖｔｈ１０との比較結果に応じた信号を出力する。上側電圧閾値Ｖｔｈ１０は、バイアス電圧ＶＢＩの基準電圧値Ｖ０よりも大きい値であって、入力電圧Ｖｉｎが電源電圧ＶＢまで上昇したか否かを検出することができるように予め実験等により設定されている。比較器２４０は、入力電圧Ｖｉｎが上側電圧閾値Ｖｔｈ１０未満である場合には、論理ローレベルの信号を出力する。比較器２４０は、入力電圧Ｖｉｎが上側電圧閾値Ｖｔｈ１０以上である場合には、論理ハイレベルの信号を出力する。これにより、入力電圧Ｖｉｎがバイアス電圧ＶＢＩである場合には、すなわち誘導性負荷３に電源電圧ＶＢ側の短絡が生じていない場合には、比較器２４０は論理ローレベルの信号を出力する。これに対し、入力電圧Ｖｉｎが電源電圧ＶＢまで増加した場合には、すなわち誘導性負荷３に電源電圧ＶＢ側の短絡が生じた場合には、比較器２４０は論理ハイレベルの信号を出力する。よって、比較器２４０の出力信号が論理ハイレベルを示しているか否かを判定することにより、誘導性負荷３の電源電圧ＶＢ側の短絡を検出することができる。

比較器２４１は、異常検出部２４の入力電圧Ｖｉｎと下側電圧閾値Ｖｔｈ１１との比較結果に応じた信号を出力する。下側電圧閾値Ｖｔｈ１１は、バイアス電圧ＶＢＩの基準電圧値Ｖ０よりも小さい値であって、入力電圧Ｖｉｎが接地電圧まで低下したか否かを検出することができるように予め実験等により設定されている。比較器２４１は、入力電圧Ｖｉｎが下側電圧閾値Ｖｔｈ１１未満である場合には、論理ローレベルの信号を出力する。比較器２４１は、入力電圧Ｖｉｎが下側電圧閾値Ｖｔｈ１１以上である場合には、論理ハイレベルの信号を出力する。これにより、入力電圧Ｖｉｎがバイアス電圧ＶＢＩである場合には、すなわち誘導性負荷３に接地電圧側の短絡が生じていない場合には、比較器２４１は論理ハイレベルの信号を出力する。これに対し、入力電圧Ｖｉｎが接地電圧まで低下した場合には、すなわち誘導性負荷３に接地電圧側の短絡が生じた場合には、比較器２４０は論理ローレベルの信号を出力する。よって、比較器２４１の出力信号が論理ローレベルを示しているか否かを判定することにより、誘導性負荷３の接地電圧側の短絡を検出することができる。

比較器２４０，２４１の出力信号は、異常検出部２４の出力信号としてマイコン１０に取り込まれている。マイコン１０は、異常検出部２４の出力信号に基づいて誘導性負荷３の電源電圧ＶＢ側の短絡及び接地電圧側の短絡を検出する。具体的には、マイコン１０は、比較器２４０の出力信号が論理ハイレベルになることをもって、誘導性負荷３の電源電圧ＶＢ側の短絡を検出する。また、マイコン１０は、比較器２４１の出力信号が論理ローレベルになることをもって、誘導性負荷３の接地電圧側の短絡を検出する。

マイコン１０は、車両に搭載されたセンサ２により各種車両状態量を検出し、当該車両状態量に基づいて誘導性負荷３の駆動を制御する。具体的には、マイコン１０は、センサ２により検出される各種車両状態量に基づいて制御信号Ｓ１０，Ｓ２０を生成し、当該制御信号Ｓ１０，Ｓ２０を駆動装置２０に出力することにより誘導性負荷３の駆動を制御する。

マイコン１０は、駆動装置２０のバイアス電圧生成部２３に指令信号を送信することによりバイアス電圧ＶＢＩの大きさを設定する。具体的には、マイコン１０は、通常、バイアス電圧ＶＢＩの大きさを基準電圧値Ｖ０に設定している。基準電圧値Ｖ０は、誘導性負荷３の電源電圧ＶＢ側の短絡及び接地電圧側の短絡を検出することができるように予め実験等により設定されている。

ところで、このような電子制御装置１では、ダイオードＤ１の順電圧を「ＶＦ」とすると、ブートストラップコンデンサＣ１の充電電圧ＶＣは、ダイオードＤ１の順電圧ＶＦ、電源電圧ＶＢ、及びバイアス電圧ＶＢＩを用いて以下の式（ｆ１）で表すことができる。
ＶＣ＝ＶＢ−ＶＦ−ＶＢＩ （ｆ１）

式（ｆ１）から明らかなように、車載バッテリの経年劣化等により電源電圧ＶＢが低下すると、ブートストラップコンデンサＣ１の充電電圧ＶＣも低下する。そのため、上側ＭＯＳＦＥＴ３０をオンさせるために必要なゲート電圧Ｇ１０をブートストラップコンデンサＣ１により生成することができないおそれがある。

そこで、本実施形態の電子制御装置１では、電源電圧ＶＢの変化に基づいてバイアス電圧ＶＢＩを変化させる。具体的には、マイコン１０は電源電圧ＶＢを常時監視しており、電源電圧ＶＢに基づいて図２に示される処理を実行することによりバイアス電圧ＶＢＩを変化させる。

次に、図２を参照して、バイアス電圧ＶＢＩを変化させる処理の手順について説明する。なお、図２に示される処理は、マイコン１０により所定の周期で繰り返し実行される。

図２に示されるように、マイコン１０は、電源電圧ＶＢが所定の電圧閾値Ｖｔｈ２以下であるか否かを判断する（ステップＳ１）。電圧閾値Ｖｔｈ２は、上側ＭＯＳＦＥＴ３０をオンさせるために必要なゲート電圧Ｇ１０を得ることができない範囲まで電源電圧ＶＢが低下したか否かを判断することができるように予め実験等により設定されている。マイコン１０は、電源電圧ＶＢが電圧閾値Ｖｔｈ２以下でない場合には（ステップＳ１：ＮＯ）、バイアス電圧生成部２３に指令信号を送信することにより、バイアス電圧ＶＢＩを基準電圧値Ｖ０に設定する（ステップＳ２）。マイコン１０は、電源電圧ＶＢが電圧閾値Ｖｔｈ２以下である場合には（ステップＳ１：ＹＥＳ）、バイアス電圧生成部２３に指令信号を送信することにより、バイアス電圧ＶＢＩを低電圧値Ｖ１に設定する（ステップＳ３）。本実施形態では、低電圧値Ｖ１は、「０≦Ｖ１＜Ｖ０」の範囲の値に設定されている。

次に、本実施形態の電子制御装置１の作用及び効果について説明する。
車載バッテリの経年劣化等により電源電圧ＶＢが低下し、電源電圧ＶＢが電圧閾値Ｖｔｈ２以下になると、バイアス電圧ＶＢＩが低電圧値Ｖ１に設定される。これにより、基準電圧値Ｖ０と低電圧値Ｖ１との差分値「Ｖ０−Ｖ１」の分だけブートストラップコンデンサＣ１の充電電圧ＶＣが増加する。例えば低電圧値Ｖ１が「０[Ｖ]」に設定されている場合には、ブートストラップコンデンサＣ１の充電電圧ＶＣは基準電圧値Ｖ０の分だけ増加する。その結果、上側ＭＯＳＦＥＴ３０をオンさせるために必要なゲート電圧Ｇ１０を得ることができるため、より確実に上側ＭＯＳＦＥＴ３０をオンさせることができる。

（第１変形例）
次に、第１実施形態の駆動装置２０の第１変形例について説明する。
本変形例の電子制御装置１では、図２に示される処理をバイアス電圧生成部２３が実行する。すなわち、図２示される処理を駆動装置２０が実行する。このような構成であっても、第１実施形態の電子制御装置１と同様の作用及び効果を得ることができる。

（第２変形例）
次に、第１実施形態の駆動装置２０の第２変形例について説明する。
図３に示されるように、本変形例の電子制御装置１では、ブートストラップコンデンサＣ１の高電位側に、ダイオードＤ１を介して昇圧回路２５が電気的に接続されている。昇圧回路２５は、電源電圧ＶＢを昇圧するとともに、当該昇圧電圧をダイオードＤ１を介してブートストラップコンデンサＣ１に印加する。すなわち、本変形例の電子制御装置１では、ブートストラップコンデンサＣ１に印加される電圧として、昇圧回路２５により昇圧された電圧が用いられている。このような構成であっても、第１実施形態の電子制御装置１と同様の作用及び効果を得ることができる。

（第３変形例）
次に、第１実施形態の駆動装置２０の第３変形例について説明する。
図４に示されるように、本変形例の電子制御装置１には、ブートストラップコンデンサＣ１の高電位側に電圧を印加する電源回路として、並列接続される第１電源回路２６及び第２電源回路２７が設けられている。第１電源回路２６は、電源電圧ＶＢをダイオードＤ１を介してブートストラップコンデンサＣ１に印加する回路である。第２電源回路２７は、電源電圧ＶＢを昇圧する昇圧回路２８を備えている。第２電源回路２７は、昇圧回路２８により昇圧された電圧をダイオードＤ２を介してブートストラップコンデンサＣ１に印加する。すなわち、本変形例の電子制御装置１では、ブートストラップコンデンサＣ１に印加される電圧として、電源電圧ＶＢ、もしくは昇圧回路２８の昇圧電圧が用いられている。このような構成であっても、第１実施形態の電子制御装置１と同様の作用及び効果を得ることができる。

＜第２実施形態＞
次に、駆動装置２０の第２実施形態について説明する。以下、第１実施形態の駆動装置２０との相違点を中心に説明する。

図５に示されるように、本実施形態の駆動装置２０は第１上側ＭＯＳＦＥＴ３０ａと、第２上側ＭＯＳＦＥＴ３０ｂとを備えている。第１上側ＭＯＳＦＥＴ３０ａ及び第２上側ＭＯＳＦＥＴ３０ｂはＮチャンネルのＭＯＳＦＥＴである。第１上側ＭＯＳＦＥＴ３０ａは第１上側スイッチング素子に相当する。第２上側ＭＯＳＦＥＴ３０ｂは第２上側スイッチング素子に相当する。第１上側ＭＯＳＦＥＴ３０ａ及び第２上側ＭＯＳＦＥＴ３０ｂは、それぞれのソース端子側で並列接続されている。

第１上側ＭＯＳＦＥＴ３０ａのドレイン端子には電源電圧ＶＢが印加されている。すなわち、第１上側ＭＯＳＦＥＴ３０ａがオン状態になることにより、電源電圧ＶＢが誘導性負荷３のコイルＬに印加される。

第２上側ＭＯＳＦＥＴ３０ｂのドレイン端子には昇圧回路３３が接続されている。昇圧回路３３は電源電圧ＶＢを昇圧して第２上側ＭＯＳＦＥＴ３０ｂのドレイン端子に印加している。すなわち、第２上側ＭＯＳＦＥＴ３０ｂがオン状態になることにより、昇圧回路３３により昇圧された電圧が誘導性負荷３のコイルＬに印加される。

第１上側ＭＯＳＦＥＴ３０ａの下流側であって、且つ第１上側ＭＯＳＦＥＴ３０ａと第２上側ＭＯＳＦＥＴ３０ｂとの接続点Ｐ１よりも上流側にはダイオードＤ３が配置されている。ダイオードＤ３は、第１上側ＭＯＳＦＥＴ３０ａがオンされているときに、接続点Ｐ１から第１上側ＭＯＳＦＥＴ３０ａ及び駆動装置２０側への電流の逆流を防止する機能を有している。

駆動装置２０は第１上側駆動部４０と第２上側駆動部５０とを備えている。第１上側駆動部４０は、電源電圧ＶＢを動作電源とし、第１上側ＭＯＳＦＥＴ３０ａをオン／オフさせる。第２上側駆動部５０は、電源電圧ＶＢを昇圧した昇圧電圧を動作電源とし、第２上側ＭＯＳＦＥＴ３０ｂをオン／オフさせる。

詳しくは、第１上側駆動部４０は、上側プリドライバ４１と、ブートストラップコンデンサＣ４０とを備えている。

ブートストラップコンデンサＣ４０の高電位側にはダイオードＤ４０を介して電源電圧ＶＢが印加されている。すなわち、ブートストラップコンデンサＣ４０は、ダイオードＤ４０を介して印加される電源電圧ＶＢに基づいて充電を行う。ブートストラップコンデンサＣ４０の低電位側にはプルダウン抵抗Ｒ４０を介して接地電圧が印加されている。第１上側ＭＯＳＦＥＴ３０ａのソース端子にもプルダウン抵抗Ｒ４０を介して接地電圧が印加されている。

上側プリドライバ４１は、マイコン１０から送信される制御信号Ｓ１１に基づいて、第１上側ＭＯＳＦＥＴ３０ａをオン／オフさせるためのゲート電圧Ｇ１１を生成する。上側プリドライバ４１は、ブートストラップコンデンサＣ４０の充電電圧に基づいて、第１上側ＭＯＳＦＥＴ３０ａをオンさせるために必要なゲート電圧Ｇ１１を生成する。

第２上側駆動部５０は、上側プリドライバ５１と、ブートストラップコンデンサＣ５０と、バイアス電圧生成部２３と、異常検出部２４とを備えている。ブートストラップコンデンサＣ５０の高電位側にはダイオードＤ５０を介して昇圧回路５２が接続されている。昇圧回路５２は、電源電圧ＶＢを昇圧するとともに、当該昇圧電圧をダイオードＤ５０を介してブートストラップコンデンサＣ５０に印加する。すなわち、ブートストラップコンデンサＣ５０は、昇圧回路５２により昇圧された電圧に基づいて充電を行う。ブートストラップコンデンサＣ５０の低電位側にはプルダウン抵抗Ｒ５０を介して接地電圧が印加されている。第２上側ＭＯＳＦＥＴ３０ｂのソース端子にもプルダウン抵抗Ｒ５０を介して接地電圧が印加されている。

上側プリドライバ５１は、マイコン１０から送信される制御信号Ｓ１２に基づいて、第２上側ＭＯＳＦＥＴ３０ｂをオン／オフさせるためのゲート電圧Ｇ１２を生成する。上側プリドライバ５１は、ブートストラップコンデンサＣ５０の充電電圧に基づいて、第２上側ＭＯＳＦＥＴ３０ｂをオンさせるために必要なゲート電圧Ｇ１２を生成する。

次に、本実施形態の電子制御装置１の作用及び効果について説明する。
本実施形態の電子制御装置１では、誘導性負荷３のコイルＬへの給電経路として、電源電圧ＶＢから第１上側ＭＯＳＦＥＴ３０ａを介した給電経路、及び昇圧回路３３から第２上側ＭＯＳＦＥＴ３０ｂを介した給電経路の２つの給電経路を利用することが可能となっている。これにより、例えば誘導性負荷３が車両エンジンのインジェクタの場合には、第１上側ＭＯＳＦＥＴ３０ａをオフさせた状態で、第２上側ＭＯＳＦＥＴ３０ｂ及び下側ＭＯＳＦＥＴ３１を共にオンさせれば、昇圧回路３３に昇圧された電圧がインジェクタに印加されるため、インジェクタを開弁させることができる。インジェクタが開弁した後、第２上側ＭＯＳＦＥＴ３０ｂをオフさせ、第１上側ＭＯＳＦＥＴ３０ａ及び下側ＭＯＳＦＥＴ３１を共にオンさせれば、電源電圧ＶＢがインジェクタに印加されるため、インジェクタを開弁状態に維持することができる。

また、本実施形態の電子制御装置１にも、バイアス電圧生成部２３と、異常検出部２４とが設けられているため、誘導性負荷３の電源電圧ＶＢ側の短絡や接地電圧側の短絡を検出することができる。

さらに、マイコン１０が、図２に示される処理を実行することにより、すなわちバイアス電圧生成部２３において生成されるバイアス電圧ＶＢＩを電源電圧ＶＢの大きさに基づいて変化させることにより、電源電圧ＶＢが低下した場合でも、上側ＭＯＳＦＥＴ３０をオンさせるために必要なゲート電圧Ｇ１２を得ることができる。よって、より確実に上側ＭＯＳＦＥＴ３０をオンさせることができる。

＜第３実施形態＞
次に、駆動装置２０の第３実施形態について説明する。以下、第１実施形態の駆動装置２０との相違点を中心に説明する。

本実施形態のマイコン１０は、図２に示される処理に代えて、図６に示される処理を実行する。すなわち、マイコン１０は、電源電圧ＶＢが電圧閾値Ｖｔｈ２以下である場合には（ステップＳ１：ＹＥＳ）、上側ＭＯＳＦＥＴ３０がオンされる時点から所定時間Ｔ前か否かを判断する（ステップＳ４）。マイコン１０は、上側ＭＯＳＦＥＴ３０がオンされる時点から所定時間Ｔ前でない場合には（ステップＳ４：ＮＯ）、バイアス電圧ＶＢＩを基準電圧値Ｖ０に設定する（ステップＳ２）。マイコン１０は、上側ＭＯＳＦＥＴ３０がオンされる時点から所定時間Ｔ前である場合には（ステップＳ４：ＹＥＳ）、バイアス電圧ＶＢＩを所定時間Ｔだけ低電圧値Ｖ１に設定する（ステップＳ５）。

次に、本実施形態の電子制御装置１の作用及び効果について説明する。
図７に示されるように、時刻ｔ２で上側ＭＯＳＦＥＴ３０がオフ状態からオン状態に切り替わるとする。この場合、時刻ｔ２から所定時間Ｔだけ前の時刻ｔ１の時点でバイアス電圧ＶＢＩが基準電圧値Ｖ０から低電圧値Ｖ１に低下する。これにより、図７（Ｃ）に示されるように、時刻ｔ１でブートストラップコンデンサＣ１の低電位側の電圧が基準電圧値Ｖ０から低電圧値Ｖ１に低下する。その結果、図７（Ｄ）に示されるように、ブートストラップコンデンサＣ１の充電電圧ＶＣが「ＶＢ−ＶＦ−Ｖ０」から「ＶＢ−ＶＦ−Ｖ１」まで増加する。例えば低電圧値Ｖ１が「０[Ｖ]」であれば、ブートストラップコンデンサＣ１の充電電圧ＶＣは「ＶＢ−ＶＦ」まで増加する。

図７（Ａ）に示されるように、時刻ｔ２で上側ＭＯＳＦＥＴ３０がオンされると、上側ＭＯＳＦＥＴ３０のゲート−ソース間電圧Ｖｇｓが「ＶＢ−ＶＦ」まで増加する。また、時刻ｔ２以降、電源電圧ＶＢが誘導性負荷３のコイルＬに印加されることにより、図７（Ｂ）に示されるように、誘導性負荷３のコイルＬに流れる負荷電流ＩＬが徐々に増加する。さらに、上側ＭＯＳＦＥＴ３０のソース−ドレイン間電圧を「Ｖｓｄ」とすると、図７（Ｃ）に示されるように、時刻ｔ２でブートストラップコンデンサＣ１の低電位側の電圧は「ＶＢ−Ｖｓｄ」まで増加する。また、図７（Ｄ）に示されるように、時刻ｔ２以降、ブートストラップコンデンサＣ１の充電電圧ＶＣは「ＶＢ−ＶＦ−Ｖ１」から徐々に減少する。

時刻ｔ３で上側ＭＯＳＦＥＴ３０がオフされると、図７（Ａ）に示されるように、上側ＭＯＳＦＥＴ３０のゲート−ソース間電圧Ｖｇｓが「０」まで低下する。また、図７（Ｂ）に示されるように、時刻ｔ３以降、誘導性負荷３のコイルＬに流れる負荷電流ＩＬが徐々に減少する。さらに、図７（Ｃ）に示されるように、時刻ｔ３でブートストラップコンデンサＣ１の低電位側の電圧は基準電圧値Ｖ０に戻る。また、図７（Ｄ）に示されるように、時刻ｔ３でブートストラップコンデンサＣ１の充電電圧ＶＣは「ＶＢ−ＶＦ−Ｖ０」に戻る。

次に、本実施形態の駆動装置２０の作用及び効果について説明する。
本実施形態では、上側ＭＯＳＦＥＴ３０がオンされる時刻ｔ２の時点ではバイアス電圧ＶＢＩが「ＶＢ−ＶＦ−Ｖ０」から「ＶＢ−ＶＦ−Ｖ１」に増加している。したがって、時刻ｔ２の時点で上側ＭＯＳＦＥＴ３０をオンさせるために必要なゲート電圧Ｇ１０を得ることができる。また、時刻ｔ１以前は、基準電圧値Ｖ０に設定されたバイアス電圧ＶＢＩがブートストラップコンデンサＣ１の低電位側に印加されているため、異常検出部２４による異常検出が可能となる。

＜他の実施形態＞
なお、上記各実施形態は、以下の形態にて実施することもできる。
・異常検出部２４の構成は適宜変更可能である。例えば、異常検出部２４は、誘導性負荷３の電源電圧ＶＢ側の短絡及び接地側の短絡のいずれか一方を検出するものであってもよい。

・誘導性負荷３は、車両に搭載されているものに限らず、任意の機器に搭載されたものであってもよい。

・本発明は上記の具体例に限定されるものではない。すなわち、上記の具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、前述した各具体例が備える各要素及びその配置や条件等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、前述した実施形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。

Ｃ１：ブートストラップコンデンサ
Ｄ３：ダイオード
３：誘導性負荷
２０：駆動装置（誘導性負荷駆動装置）
２３：バイアス電圧生成部
２４：異常検出部
２５，２８：昇圧回路
３０：上側ＭＯＳＦＥＴ（上側スイッチング素子）
３０ａ：第１上側ＭＯＳＦＥＴ（第１上側スイッチング素子）
３０ｂ：第２上側ＭＯＳＦＥＴ（第２上側スイッチング素子）
３１：下側ＭＯＳＦＥＴ（下側スイッチング素子）
４０：第１上側駆動部
５０：第２上側駆動部

Claims (6)

1. 誘導性負荷（３）の高電位側に接続される上側スイッチング素子（３０）と、前記誘導性負荷の低電位側に接続される下側スイッチング素子（３１）と、を有し、前記上側スイッチング素子及び前記下側スイッチング素子をオン／オフさせることにより前記誘導性負荷を駆動させる誘導性負荷駆動装置（２０）であって、
   前記上側スイッチング素子をオンさせるために必要な電圧を電源電圧に基づいて生成するブートストラップコンデンサ（Ｃ１）と、
   前記ブートストラップコンデンサの低電位側にバイアス電圧を印加するバイアス電圧生成部（２３）と、を備え、
   前記電源電圧の変化に基づいて前記バイアス電圧を変化させることを特徴とする誘導性負荷駆動装置。
2. 請求項１に記載の誘導性負荷駆動装置において、
   前記電源電圧が所定の電圧閾値以下になることに基づいて前記バイアス電圧を低下させることを特徴とする誘導性負荷駆動装置。
3. 請求項１又は２に記載の誘導性負荷駆動装置において、
   前記誘導性負荷の短絡を検出する異常検出部（２４）を更に備え、
   前記異常検出部は、前記バイアス電圧に基づいて前記誘導性負荷の異常を検出することを特徴とする誘導性負荷駆動装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の誘導性負荷駆動装置において、
   前記上側スイッチング素子がオフ状態からオン状態に切り替わる時点から所定時間前に前記バイアス電圧を変更することを特徴とする誘導性負荷駆動装置。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の誘導性負荷駆動装置において、
   前記上側スイッチング素子は、並列接続された第１上側スイッチング素子（３０ａ）と第２上側スイッチング素子（３０ｂ）とにより構成され、
   前記第１上側スイッチング素子には、前記電源電圧が印加され、
   前記第２上側スイッチング素子には、前記電源電圧を昇圧した昇圧電圧が印加され、
   前記電源電圧を動作電源とし、前記第１上側スイッチング素子を駆動させる第１上側駆動部（４０）と、
   前記昇圧電圧を動作電源とし、前記第２上側スイッチング素子を駆動させる第２上側駆動部（５０）と、
   前記第１上側スイッチング素子の下流側であって、且つ前記第１上側スイッチング素子と前記第２上側スイッチング素子との接続点よりも上流側に配置されるダイオード（Ｄ３）と、を備えることを特徴とする誘導性負荷駆動装置。
6. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の誘導性負荷駆動装置において、
   前記電源電圧を昇圧する昇圧回路（２５，２８）を更に備え、
   前記ブートストラップコンデンサに印加される電圧として、前記電源電圧、及び前記昇圧回路により昇圧された電圧の少なくとも一方が用いられていることを特徴とする誘導性負荷駆動装置。

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