JP2009203852A - Power switch unit for internal combustion engine ignition coil - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車等の内燃機関用点火コイルに使用されるパワースイッチユニットに関し、何らかの原因で故障が生じた場合に電気的に分離して、エンジンをストップさせることなく、自動車等のエンジンシステムの安全を確保することができる内燃機関用点火コイルのパワースイッチユニットに関する。 The present invention relates to a power switch unit used for an ignition coil for an internal combustion engine such as an automobile. When a failure occurs for some reason, it is electrically separated and the engine system of the automobile or the like is not stopped without stopping the engine. The present invention relates to a power switch unit of an ignition coil for an internal combustion engine that can ensure safety.
内燃機関用点火コイルは、エンジンの各気筒ごとに配置されるもので、絶縁ケース内に、少なくとも一次コイル、この一次コイルの外側に配設される二次コイル、この二次コイルおよび一次コイルを磁気的に結合する鉄心からなるコイル−鉄心組立体が収容され、さらに、このコイル−鉄心組立体における一次コイルに一端が接続される外部端子(コレクタ端子)と、一次コイルに流れる一次電流を制御しているパワートランジスタおよび回路素子とを備えるパワースイッチユニットが収容されて、続いて、絶縁樹脂が充填されて硬化することで構成されている。そして、一般に、他のエンジン部品などから要求される寸法的制限が厳しく、小型化が求められている。また、使用温度条件が氷点下30℃〜130℃であるなど、過酷な熱環境をもたらすため、従来から、絶縁ケース内に収容されるパワースイッチユニットに対し、十分な耐久性を保証するための様々な設計的配慮が検討されている。 The ignition coil for an internal combustion engine is arranged for each cylinder of the engine, and includes at least a primary coil, a secondary coil arranged outside the primary coil, the secondary coil and the primary coil in an insulating case. A coil-core assembly composed of a magnetically coupled iron core is housed, and further, an external terminal (collector terminal) whose one end is connected to the primary coil in the coil-iron core assembly and a primary current flowing through the primary coil are controlled. A power switch unit including a power transistor and a circuit element are accommodated, and subsequently filled with an insulating resin and cured. In general, dimensional restrictions required from other engine parts and the like are severe, and miniaturization is required. In addition, in order to bring about a severe thermal environment such as a temperature range of 30 ° C. to 130 ° C. below the freezing point, various types have been conventionally used to guarantee sufficient durability for the power switch unit housed in the insulating case. Design considerations are being considered.
ここで、図5〜図7に示す通り、従来の内燃機関用点火コイルのパワースイッチユニット、例えば、1チップ型のパワースイッチユニット1は、一次コイル8に流れる一次電流の通電・非通電をオン・オフにより制御するパワートランジスタ3と、一次コイル8に流れる一次電流を制限する回路素子4とが一つの半導体チップ2内に展開されて構成されている。パワートランジスタ3は、一の外部端子であるベース端子6を介してエンジン制御装置に接続され、他の外部端子であるエミッタ端子5を介してアースに接続され、さらに他の外部端子であるコレクタ端子7を介して一次コイル8に接続されている。
また、回路素子4は、パワートランジスタ3に流れる電流を制限してパワートランジスタ3を保護するものであり、パワートランジスタ3のベースとエミッタとの間に配置されている。
このようなパワースイッチユニット1に係る発明が、例えば、下記特許文献1、下記特許文献2等にて提案されている。
The
The invention relating to such a
なお、自動車等のエンジンシステムは、内燃機関用点火コイルまたはパワースイッチユニット1自体が動作不良を起こした場合、これらがエンジンの各気筒ごとに配置されているので、エンジンは不調となるものの、運転状態を維持することが可能で、退避走行ができる状態が保たれて、エンジンストップによる危険な状態が回避されるよう構築されている。
In addition, when an engine system such as an automobile has a malfunction in the ignition coil for the internal combustion engine or the
しかし、従来の1チップ型のパワースイッチユニット1は、パワートランジスタ3自体が何らかの異常によりショート(故障)した場合、上記した回路素子4の保護機構が働くことがないので、連続通電状態となってエンジンが不調となるほか、最悪の場合、連続通電状態による異常発熱によって車輌ヒューズを溶断させてしまう。そうすると、エンジンシステムは、車輌ヒューズが通常1系統であるために、エンジンストップを引き起こす可能性があるという問題がある。すなわち、1つの気筒に配置される内燃機関用点火コイルまたはパワースイッチユニット1の故障により、エンジンシステム全体がストップし、退避走行も不可能な、非常に危険な状態に陥る可能性があるという問題があった。
However, the conventional one-chip type
本発明は、上記実情に鑑みて提案されたもので、何らかの原因で故障が生じた場合にも、車輌ヒューズが溶断される前に自ら電気的に分離することにより、エンジンをストップさせることなく、自動車等のエンジンシステムの安全を確保することができるパワースイッチユニットを提供することを目的とする。 The present invention has been proposed in view of the above circumstances, and even when a failure occurs for some reason, by electrically separating itself before the vehicle fuse is blown, without stopping the engine, An object of the present invention is to provide a power switch unit that can ensure the safety of an engine system such as an automobile.
上記目的を達成するために、本発明に係る内燃機関用点火コイルのパワースイッチユニットは、エンジン制御装置からの点火制御信号に応じて一次コイルに流れる一次電流の通電・非通電を制御するパワートランジスタおよび回路素子を、一つの半導体チップ内に備えるとともに、前記一次コイルに接続される外部端子を備えた内燃機関用点火コイルのパワースイッチユニットにおいて、前記外部端子と前記パワートランジスタとが半田により接続された、ことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a power switch unit of an ignition coil for an internal combustion engine according to the present invention is a power transistor that controls energization / non-energization of a primary current flowing in a primary coil in accordance with an ignition control signal from an engine control device. In the power switch unit of the ignition coil for an internal combustion engine provided with an external terminal connected to the primary coil, the external terminal and the power transistor are connected by solder. It is characterized by that.
そして、上記パワースイッチユニットが、半田が配設される溝を備え、この溝の一部が外観に現れる状態で絶縁樹脂によりモールドされることが、好ましい。 And it is preferable that the said power switch unit is equipped with the groove | channel where solder is arrange | positioned, and is molded by insulating resin in the state in which a part of this groove | channel appears in an external appearance.
本発明では、エンジン制御装置からの点火制御信号に応じて一次コイルに流れる一次電流の通電・非通電を制御するパワートランジスタおよび回路素子を、一つの半導体チップ内に備えるとともに、一次コイルに接続される外部端子を備えた内燃機関用点火コイルのパワースイッチユニットにおいて、外部端子とパワートランジスタとを半田により接続したので、パワースイッチユニットが何らかの原因で故障して異常発熱しても、この発熱により半田が溶解するため、外部端子とパワートランジスタとの接続が外れ、一次コイルへの通電が遮断されて、エンジンが不調となっても車輌ヒューズを溶断させてしまうことがなくなり、エンジンシステム全体がストップすることがなくなって、自動車等のエンジンシステムの安全を確保することができる。 In the present invention, a power transistor and a circuit element for controlling energization / non-energization of a primary current flowing in the primary coil according to an ignition control signal from the engine control device are provided in one semiconductor chip and connected to the primary coil. In an internal combustion engine ignition coil power switch unit having an external terminal, the external terminal and the power transistor are connected by soldering. Even if the power switch unit fails for some reason and generates abnormal heat, the generated heat causes soldering. As the engine melts, the connection between the external terminal and the power transistor is disconnected, the energization to the primary coil is cut off, and the vehicle fuse is not blown even if the engine malfunctions, and the entire engine system stops. To ensure the safety of engine systems such as automobiles It can be.
また、上記パワースイッチユニットが、半田が配設される溝を備え、さらに、この溝の一部が外観に現れる状態で絶縁樹脂によりモールドされるので、この溝が、半田が溶解した場合に半田が流れる経路となって、外部端子とパワートランジスタとの接続が外れて一次コイルへの通電が遮断されやすくなるため、車輌ヒューズを溶断させてしまうことが確実になくなって、エンジンシステム全体がストップすることがなくなり、自動車等のエンジンシステムの安全を確実に確保することができる。 Further, the power switch unit includes a groove in which solder is disposed, and further, the groove is molded with an insulating resin in a state where a part of the groove appears on the appearance. Since the connection between the external terminal and the power transistor is disconnected and the energization to the primary coil is easily cut off, the vehicle fuse is surely prevented from fusing and the entire engine system is stopped. Therefore, the safety of an engine system such as an automobile can be ensured.
以下、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明に係る内燃機関用点火コイルのパワースイッチユニットがモールドされた際の外観を示す概略正面図、図2は、本発明に係る内燃機関用点火コイルのパワースイッチユニットの内部構造を示す概略正面図、図3は、本発明に係る内燃機関用点火コイルのパワースイッチユニットの回路の概要を示す説明図、図4は、図2におけるA−A線の断面図である。なお、図5〜図7に従来例として示した部分と同一又は相当部分には、同一符号を付して説明を省略する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic front view showing an external appearance when a power switch unit of an ignition coil for an internal combustion engine according to the present invention is molded, and FIG. 2 is an internal structure of the power switch unit of the ignition coil for an internal combustion engine according to the present invention. FIG. 3 is an explanatory diagram showing an outline of a circuit of a power switch unit of an ignition coil for an internal combustion engine according to the present invention, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is the same as that of the part shown as a prior art example in FIGS.
本発明に係る内燃機関用点火コイルのパワースイッチユニット1は、図1〜図3に示す通り、1チップ型のパワースイッチユニット1であって、エンジン制御装置からの点火制御信号に応じて一次コイル8に流れる一次電流の通電・非通電を制御するパワートランジスタ3および回路素子4を、一つの半導体チップ2内に備えるとともに、パワートランジスタ3のコレクタ31に半田9により接続されるコレクタ端子7を備えているものである。
The
特に、図2および図4に示す通り、パワートランジスタ3のコレクタ31とコレクタ端子7とを接続している半田9は、パワースイッチユニット1が備える溝10に配設されている。また、図1に示す通り、この溝10は、本発明に係る内燃機関用点火コイルのパワースイッチユニット1がモールドされる際、その一部が外観に現れる構成である。
In particular, as shown in FIGS. 2 and 4, the
ここで、本発明に係る内燃機関用点火コイルのパワースイッチユニット1において、パワートランジスタ3が何らかの原因で損傷を受け、故障した場合について説明する。
Here, in the
パワートランジスタ3が損傷を受け、ショート状態となると、パワースイッチユニット1は、一次コイル8に一次電流を流し続けるという連続通電状態となる。連続通電状態となったパワースイッチユニット1は発熱し、ある温度に達すると、パワートランジスタ3のコレクタ31とコレクタ端子7とを接続している半田9が溶解し始める。溶解した半田9は、パワースイッチユニット1が備える溝10に沿って、その一部である外観に現れた部分から外部へと流れ出す。これにより、パワートランジスタ3のコレクタ31とコレクタ端子7との接続が外れ、パワースイッチユニット1から一次コイル8への通電が遮断される。すなわち、本発明に係る内燃機関用点火コイルのパワースイッチユニット1は、パワートランジスタ3が損傷を受け、ショート状態となると、エンジンシステム全体から自ら電気的に分離するので、車輌ヒューズを溶断することがなくなり、エンジンがストップして退避走行も不可能な、非常に危険な状態に陥ることがなくなる。
When the
したがって、本発明に係る内燃機関用点火コイルのパワースイッチユニット1は、1チップ型のパワースイッチユニット1であって、特に、コレクタ端子7が、パワートランジスタ3のコレクタ31に半田9により接続されたので、パワートランジスタ3が損傷を受け、ショート状態となって、一次コイル8に一次電流を流し続けるという連続通電状態となった場合でも、パワートランジスタ3のコレクタ31とコレクタ端子7とを接続している半田9が溶解し始め、ついには、パワートランジスタ3のコレクタ31とコレクタ端子7との接続を外すことになるため、一次コイル8への通電を遮断することができ、エンジンシステム全体から電気的に分離することができる。そして、車輌ヒューズが溶断されることがなくなるので、エンジンがストップして退避走行も不可能な、非常に危険な状態に陥ることを防ぐことができる。
Therefore, the
特に、パワートランジスタ3のコレクタ31とコレクタ端子7とを接続している半田9が、パワースイッチユニット1が備える溝10に配設されるとともに、この溝10の一部が外観に現れる状態で絶縁樹脂によりモールドされたので、パワートランジスタ3が故障し、一次コイル8に一次電流を流し続けるという連続通電状態となっても、異常発熱によりパワートランジスタ3のコレクタ31とコレクタ端子7とを接続している半田9が溶解し始め、溶解した半田9が、配設された溝10に沿って、その一部である外観に現れた部分から外部へと流れ出すため、パワートランジスタ3のコレクタ31とコレクタ端子7との接続を確実に外して、一次コイル8への通電を遮断することが可能となる。したがって、本発明に係る内燃機関用点火コイルのパワースイッチユニット1は、エンジンシステム全体から自ら電気的に分離して、車輌ヒューズを溶断することがなくなり、エンジンがストップして退避走行も不可能な、非常に危険な状態に陥ることを確実に防ぐことができる。
In particular, the
なお、本発明に係る内燃機関用点火コイルのパワースイッチユニット1は、回路素子4の何らかの異常を原因として、パワースイッチユニット1が異常発熱した場合にも、異常発熱によりパワートランジスタ3のコレクタ31とコレクタ端子7とを接続している半田9が溶解し、溶解した半田9が、配設された溝10に沿って、その一部である外観に現れた部分から外部へと流れ出すため、パワートランジスタ3のコレクタ31とコレクタ端子7との接続を確実に外し、一次コイル8への通電を遮断して、エンジンシステム全体から確実に電気的に分離することが可能となる。
Note that the
以上、本発明の一実施形態を詳述したが、本発明は上記一実施形態に限定されるものではない。そして本発明は、特許請求の範囲に記載された事項を逸脱することがなければ、種々の設計変更を行うことが可能である。 As mentioned above, although one Embodiment of this invention was explained in full detail, this invention is not limited to the said one Embodiment. The present invention can be modified in various ways without departing from the scope of the claims.
例えば、上記一実施形態では、パワートランジスタ3のコレクタ31とコレクタ端子7とを接続している半田9が、本発明に係る内燃機関用点火コイルのパワースイッチユニット1が備える溝10に配設されている例を説明したが、内燃機関用点火コイルのパワースイッチユニットが異常発熱した場合に、半田が溶解して、パワートランジスタのコレクタとコレクタ端子との接続が外れる構成であれば、望ましい実施形態となる。例えば、内燃機関用点火コイルのパワースイッチユニットに、溝の代わりに、パワートランジスタのコレクタとコレクタ端子との接続を確実に外すことができるような、溶解した半田を溜めることができる凹部を配設してもよい。そうすると、パワースイッチユニット外部に半田が流れ出すことがないので、内燃機関用点火コイルを構成する他の部品等への影響を与える恐れ等を考慮する必要もなくなって、容易に内燃機関用点火コイルにおけるパワースイッチユニットとして適用することが可能となる。
For example, in the above embodiment, the
1 パワースイッチユニット
2 半導体チップ
3 パワートランジスタ
31 パワートランジスタのコレクタ
4 回路素子
5 エミッタ端子
6 ベース端子
7 コレクタ端子
8 一次コイル
9 半田
10 溝
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記外部端子と前記パワートランジスタとが半田により接続された、
ことを特徴とする内燃機関用点火コイルのパワースイッチユニット。 A power transistor and a circuit element for controlling energization / non-energization of a primary current flowing in the primary coil in response to an ignition control signal from the engine control device are provided in one semiconductor chip, and are external terminals connected to the primary coil In an internal combustion engine ignition coil power switch unit comprising:
The external terminal and the power transistor are connected by solder,
A power switch unit for an ignition coil for an internal combustion engine.
前記半田が配設される溝を備え、
この溝の一部が外観に現れる状態で絶縁樹脂によりモールドされた、
ことを特徴とする内燃機関用点火コイルのパワースイッチユニット。 The power switch unit of the ignition coil for an internal combustion engine according to claim 1,
A groove in which the solder is disposed;
Molded with insulating resin with a part of this groove appearing on the exterior,
A power switch unit for an ignition coil for an internal combustion engine.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008045838A JP2009203852A (en) | 2008-02-27 | 2008-02-27 | Power switch unit for internal combustion engine ignition coil |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2008045838A JP2009203852A (en) | 2008-02-27 | 2008-02-27 | Power switch unit for internal combustion engine ignition coil |
Publications (1)
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2008045838A Withdrawn JP2009203852A (en) | 2008-02-27 | 2008-02-27 | Power switch unit for internal combustion engine ignition coil |
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