JP2016092534A - Ignitor, vehicle, and control method for ignition coil - Google Patents

Ignitor, vehicle, and control method for ignition coil Download PDF

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雄也 大部
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ignitor which is improved in durability to surge or a noise.SOLUTION: A determination comparator 302 is configured to compare a voltage Vof an input line 301 with a reference voltage V, and to generate a determination signal S. A drive stage 300B is configured to control ON/OFF of a switch element 202 in accordance with the determination signal S. A noise detection circuit 340 is configured to, when detecting a noise causing a voltage Vof the control terminal of the switch element 202 to change in a negative direction on the basis of a first signal S11 having a voltage level corresponding to the voltage Vof the input line 301 or corresponding to the determination signal S, asset a noise detection signal S21. A gate voltage correction circuit 342 is configured to, when the noise detection signal S21 is asserted, supply currents Ito the control terminal of the switch element 202.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、エンジンの点火プラグと接続されるイグニッションコイルを制御するイグナイタに関する。   The present invention relates to an igniter that controls an ignition coil connected to an ignition plug of an engine.

図1は、ガソリンエンジン車(以下、単に車両ともいう)100のエンジンルーム101の斜視図である。エンジンルーム101には、エンジン110、吸気マニホールド112、エアクリーナ113、ラジエータ114、バッテリ102などが収容される。図1には4気筒エンジンが示される。   FIG. 1 is a perspective view of an engine room 101 of a gasoline engine vehicle (hereinafter also simply referred to as a vehicle) 100. The engine room 101 accommodates an engine 110, an intake manifold 112, an air cleaner 113, a radiator 114, a battery 102, and the like. FIG. 1 shows a four-cylinder engine.

エンジン110には、気筒ごとにプラグホール(不図示)が設けられ、プラグホールには、点火プラグ(不図示)が挿入される。エンジン110の各気筒には、エアクリーナ113、吸気マニホールド112を経由した空気と、図示しない燃料タンクからの燃料との混合気体が供給される。点火プラグを適切なタイミングで点火(スパーク)させることで、エンジンが始動、回転する。   The engine 110 is provided with a plug hole (not shown) for each cylinder, and a spark plug (not shown) is inserted into the plug hole. Each cylinder of the engine 110 is supplied with a mixed gas of air that passes through the air cleaner 113 and the intake manifold 112 and fuel from a fuel tank (not shown). The engine is started and rotated by igniting (sparking) the spark plug at an appropriate timing.

図2は、車両100rの電気系統の一部のブロック図である。車両100rの電気系統は、バッテリ102、イグニッションコイル104、点火プラグ106、ECU108、イグナイタ200rを備える。ECU108は、点火プラグ106の点火タイミングを指示する点火信号IGTを、エンジン110の回転と同期して周期的に発生する。イグニッションコイル104の2次コイルL2は点火プラグ106と接続される。イグナイタ200rは、点火信号IGTに応じてイグニッションコイル104の1次コイルL1の電流を制御することにより、2次コイルL2に数十kVもの高電圧(2次電圧V)を発生させ、点火プラグ106を放電させて、エンジン110内の混合気を爆発させる。 FIG. 2 is a block diagram of a part of the electric system of the vehicle 100r. The electric system of the vehicle 100r includes a battery 102, an ignition coil 104, a spark plug 106, an ECU 108, and an igniter 200r. ECU 108 periodically generates an ignition signal IGT instructing the ignition timing of ignition plug 106 in synchronization with the rotation of engine 110. The secondary coil L2 of the ignition coil 104 is connected to the spark plug 106. The igniter 200r controls the current of the primary coil L1 of the ignition coil 104 in accordance with the ignition signal IGT, thereby generating a high voltage (secondary voltage V S ) as high as several tens of kV in the secondary coil L2. 106 is discharged, and the air-fuel mixture in the engine 110 is exploded.

イグナイタ200rは、スイッチ素子202およびスイッチ制御装置300rを備える。スイッチ素子202はたとえばIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)であり、そのコレクタは1次コイルL1と接続され、そのエミッタは接地される。スイッチ制御装置300rは、点火信号IGTに応じてスイッチ素子202の制御端子(ゲート)の電圧を制御し、スイッチ素子202のオン、オフを制御する。具体的にはスイッチ制御装置300rは、点火信号IGTがハイレベルの期間、スイッチ素子202をオン状態とする。スイッチ素子202がオンすると、1次コイルL1の両端間にバッテリ電圧VBATが印加され、1次コイルL1に流れる電流が時間とともに増大する。点火信号IGTがローレベルに遷移すると、スイッチ制御装置300rはスイッチ素子202を瞬時にターンオフさせ、1次コイルL1の電流IL1を遮断する。このとき1次コイルL1には、電流IL1の時間微分に比例した数百Vもの1次電圧VL1(=L・dIL1/dt)が発生する。このとき2次コイルL2には、1次電圧VL1に巻線比を乗じた数十kVもの2次電圧Vが発生する。 The igniter 200r includes a switch element 202 and a switch control device 300r. Switch element 202 is, for example, an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), the collector of which is connected to primary coil L1, and the emitter of which is grounded. The switch control device 300r controls the voltage of the control terminal (gate) of the switch element 202 according to the ignition signal IGT, and controls the on / off of the switch element 202. Specifically, the switch control device 300r turns on the switch element 202 while the ignition signal IGT is at a high level. When switch element 202 is turned on, battery voltage VBAT is applied across both ends of primary coil L1, and the current flowing through primary coil L1 increases with time. When the ignition signal IGT is changed to a low level, the switch control unit 300r is turning off the switch element 202 instantaneously interrupts the current I L1 of the primary coil L1. At this time, a primary voltage V L1 (= L · dI L1 / dt) of several hundred volts proportional to the time differentiation of the current I L1 is generated in the primary coil L1. At this time, a secondary voltage V S of several tens of kV obtained by multiplying the primary voltage V L1 by the winding ratio is generated in the secondary coil L2.

スイッチ制御装置300rは、前段の判定ステージ300Aと、後段の駆動ステージ300Bを含む。判定ステージ300Aは、ECU108からの点火信号IGTを受け、そのレベル(ハイ・ロー)を判定する。ここでイグナイタ200は、エンジンルーム内で使用され、さまざまなサージノイズや高周波ノイズに晒される。高周波ノイズによるイグナイタ200の誤動作を防止するために、判定ステージ300Aには、点火信号IGTに重畳する高周波ノイズを除去する高周波フィルタ303が設けられる。判定コンパレータ302は、高周波フィルタ303を通過した点火信号IGTの電圧レベルVFILを所定の基準電圧(しきい値)VREFと比較し、ハイ・ロー2値の判定信号SDETを生成する。 The switch control device 300r includes a preceding determination stage 300A and a subsequent drive stage 300B. The determination stage 300A receives the ignition signal IGT from the ECU 108, and determines its level (high / low). Here, the igniter 200 is used in an engine room and exposed to various surge noises and high frequency noises. In order to prevent malfunction of the igniter 200 due to high frequency noise, the determination stage 300A is provided with a high frequency filter 303 that removes high frequency noise superimposed on the ignition signal IGT. The determination comparator 302 compares the voltage level V FIL of the ignition signal IGT that has passed through the high frequency filter 303 with a predetermined reference voltage (threshold value) V REF to generate a high / low binary determination signal SDET .

駆動ステージ300Bは、判定信号SDETに応じて、スイッチ素子202のオン、オフを切りかえる。遅延回路304は、判定信号SDETに所定の遅延を与える。この遅延量は、点火信号IGTの遷移と点火プラグの放電の時間の時間差(遅れ)が所定値となるように設定される。プリドライバ306およびゲートドライバ308は、遅延回路304の出力に応じてスイッチ素子202のゲート電圧を制御する。 Driving stage 300B in response to the determination signal S DET, it switches on the switching element 202, and off. The delay circuit 304 gives a predetermined delay to the determination signal SDET . This delay amount is set so that the time difference (delay) between the transition of the ignition signal IGT and the discharge time of the spark plug becomes a predetermined value. The pre-driver 306 and the gate driver 308 control the gate voltage of the switch element 202 according to the output of the delay circuit 304.

特開2011−185165号公報JP 2011-185165 A 特開2014−051904号公報JP 2014-051904 A

ここでイグナイタ200rは、エンジンルーム内で使用され、さまざまなサージやノイズ(以下、単にノイズとも総称する)に晒される。エンジンルームにおいてイグナイタ200rに入射するサージ、もしくはサージ性ノイズ、ESDノイズは、急峻な立ち上がり(<1ns)と、数十Vもの非常に高いピーク電圧(ピーク電流)を有する。イグナイタ200のノイズ耐性を試験するために、さまざまな試験項目が規定されている(特許文献1参照)。たとえばBCI(Bulk Current Injection)やGTEM(Giga-herz Transverse Electro Magnetic)セルによる試験が知られている。   Here, the igniter 200r is used in the engine room and is exposed to various surges and noises (hereinafter also simply referred to as noise). Surge or surge noise and ESD noise incident on the igniter 200r in the engine room have a steep rise (<1 ns) and a very high peak voltage (peak current) of several tens of volts. In order to test the noise resistance of the igniter 200, various test items are defined (see Patent Document 1). For example, tests using BCI (Bulk Current Injection) and GTEM (Giga-herz Transverse Electro Magnetic) cells are known.

図3は、スイッチ制御装置300rの出力段の構成例を示す回路図である。ゲートドライバ308は、ハイサイドトランジスタMH、ローサイドトランジスタMLを含むプッシュプル形式を有する。プリドライバ306は、判定信号SDETがハイレベルのとき、ハイサイドトランジスタMHをオン、ローサイドトランジスタMLをオフし、スイッチ素子202のゲートに、IGBTのしきい値電圧より高いゲート電圧Vを発生させ、スイッチ素子202をオンする。反対にプリドライバ306は、判定信号SDETがローレベルのとき、ハイサイドトランジスタMHをオフ、ローサイドトランジスタMLをオンし、スイッチ素子202のゲートに、接地電圧付近のゲート電圧Vを発生させ、スイッチ素子202をオフする。 FIG. 3 is a circuit diagram illustrating a configuration example of the output stage of the switch control device 300r. The gate driver 308 has a push-pull type including a high side transistor MH and a low side transistor ML. When the determination signal SDET is at a high level, the pre-driver 306 turns on the high-side transistor MH and turns off the low-side transistor ML, and generates a gate voltage V G higher than the threshold voltage of the IGBT at the gate of the switch element 202. The switch element 202 is turned on. Predriver 306 Conversely, when the determination signal S DET is low, the high-side transistor MH is turned off, the low-side transistor ML, to the gate of the switching element 202, to generate a gate voltage V G in the vicinity of the ground voltage, The switch element 202 is turned off.

イグナイタ200rには、スイッチ素子202のコレクタ電流(つまり1次コイルL1に流れるコイル電流)Iを所定のカレントリミットICLでクランプする過電流保護(OCP)回路330が設けられる。OCP回路330は、コイル電流IがカレントリミットICLを超えないようにスイッチ素子202のゲート電圧Vを調節する。電流センス抵抗RCSは、コレクタ電流Iの経路上に挿入される。電流センス抵抗RCSは、チップ部品であってもよいし、ボンディングワイヤの抵抗成分であってもよいし、スイッチ制御装置のICに集積化された抵抗であってもよい。 The igniter 200 r, overcurrent protection for clamping the collector current (that is the coil current flowing through the primary coil L1) I C of the switch element 202 at a predetermined current limit I CL (OCP) circuit 330 is provided. OCP circuit 330, the coil current I C is to adjust the gate voltage V G of the switching element 202 so as not to exceed the current limit I CL. Current sense resistor R CS is inserted in the path of the collector current I C. The current sense resistor RCS may be a chip component, a resistance component of a bonding wire, or a resistor integrated in an IC of the switch control device.

過電流保護(OCP)コンパレータ332は、電流センス抵抗RCSの電圧降下である検出電圧VCSを、カレントリミットに対応するしきい値電圧VCLと比較し、VCS>VCLとなるとトランジスタ334をオンし、スイッチ素子202のゲート容量の電荷を放電して、ゲート電圧Vを低下させる。 Overcurrent Protection (OCP) This comparator 332, the detection voltage V CS is the voltage drop of the current sense resistor R CS, as compared to the threshold voltage V CL which corresponds to the current limit when it comes to V CS> V CL transistor 334 Is turned on, the charge of the gate capacitance of the switch element 202 is discharged, and the gate voltage V G is lowered.

図4(a)、(b)は、イグナイタ200rの動作波形図である。図4(a)は、サージ(あるいはサージ性ノイズ)が入力されない場合の動作を示す。時刻t0に点火信号IGTがハイレベルに遷移すると、スイッチ素子202がターンオンする。これによりコイル電流(コレクタ電流)Iが時間とともに増大する。OCP回路330により、コレクタ電流Iが所定のしきい値(カレントリミット)ICLを超えないようにクランプされる。 4A and 4B are operation waveform diagrams of the igniter 200r. FIG. 4A shows an operation when no surge (or surge noise) is input. When the ignition signal IGT transits to a high level at time t0, the switch element 202 is turned on. Thus the coil current (collector current) I C increases with time. The OCP circuit 330, the collector current I C is clamped so as not to exceed a predetermined threshold value (current limit) I CL.

その後、時刻t1に点火信号IGTがローレベルに遷移すると、スイッチ素子202がターンオフする。これにより2次コイルL2に大きな2次電圧Vが発生し、点火プラグ106がスパークする。 Thereafter, when the ignition signal IGT transits to a low level at time t1, the switch element 202 is turned off. As a result, a large secondary voltage V S is generated in the secondary coil L2, and the spark plug 106 sparks.

図4(b)には、サージが入力された場合の動作を示す。時刻t2に、入力ライン301に負のサージS10が入力される。これにより、判定信号S2が一瞬、ローレベルに遷移する。判定信号S2がローレベルに遷移すると、ゲートドライバ308のローサイドトランジスタMLがオンするため、スイッチ素子202のゲート電圧Vが低下する。活性領域で動作するIGBTのコレクタ電流Iは、(V−VTHに比例するため、Vが低下するとコレクタ電流Iも低下する。これにより、2次コイルL2に大きな2次電圧Vが発生し、点火プラグ106が誤点火するという問題が生ずる。 FIG. 4B shows the operation when a surge is input. At time t2, a negative surge S10 is input to the input line 301. Thereby, the determination signal S2 transits to a low level for a moment. When the determination signal S2 transitions to the low level, the low-side transistor ML of the gate driver 308 is turned on, so that the gate voltage V G of the switch element 202 decreases. The collector current I C of the IGBT to operate in the active region, (V G -V TH) is proportional to 2, V G is the collector current I C is also reduced when lowered. This causes a problem that a large secondary voltage V S is generated in the secondary coil L2, and the spark plug 106 is erroneously ignited.

本発明はかかる課題に鑑みてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、サージやノイズに対する耐性を改善したイグナイタの提供にある。   The present invention has been made in view of such a problem, and one of the exemplary purposes of an aspect thereof is to provide an igniter with improved resistance to surge and noise.

本発明のある態様は、イグナイタに関する。イグナイタは、イグニッションコイルの1次コイルと接続されるスイッチ素子と、ECU(Engine Control Unit)からの点火信号に応じてスイッチ素子を制御するスイッチ制御装置と、を備える。スイッチ制御装置は、点火信号が入力される入力ラインと、入力ラインの電圧を基準電圧と比較し、判定信号を生成する判定コンパレータと、判定信号に応じてスイッチ素子のオン、オフを制御する駆動ステージと、入力ラインの電圧に応じたまたは判定信号に応じた電圧レベルを有する第1信号にもとづいて、スイッチ素子の制御端子の電圧を負方向に変化させるノイズを検出すると、ノイズ検出信号をアサートするノイズ検出回路と、ノイズ検出信号がアサートされると、スイッチ素子の制御端子に電流を供給するゲート電圧補正回路と、を備える。   One embodiment of the present invention relates to an igniter. The igniter includes a switch element connected to the primary coil of the ignition coil, and a switch control device that controls the switch element in accordance with an ignition signal from an ECU (Engine Control Unit). The switch control device includes an input line to which an ignition signal is input, a determination comparator that compares a voltage of the input line with a reference voltage and generates a determination signal, and a drive that controls on / off of the switch element in accordance with the determination signal When noise that changes the voltage of the control terminal of the switch element in the negative direction is detected based on the stage and the first signal having a voltage level according to the voltage of the input line or according to the determination signal, the noise detection signal is asserted. And a gate voltage correction circuit for supplying a current to the control terminal of the switch element when the noise detection signal is asserted.

負方向のノイズが入力され、判定信号がスイッチ素子のオフに対応するオフレベルに遷移すると、駆動ステージはゲート電圧を低下させようとする。このときに、ゲート電圧補正回路によってスイッチ素子の制御端子に電流を供給することで、駆動ステージによるゲート電圧の低下をキャンセルすることができる。これにより、スイッチ素子のゲート電圧の変動、ひいてはコイル電流の変動を抑制し、誤点火を防止できる。
なお、「ノイズ」とは、急峻な電圧変化もしくは電流変化をともなうサージ、あるいはこれに類するノイズ(サージ性ノイズという)を含む。
When negative direction noise is input and the determination signal transitions to an off level corresponding to the off state of the switch element, the drive stage attempts to lower the gate voltage. At this time, by supplying a current to the control terminal of the switch element by the gate voltage correction circuit, it is possible to cancel the decrease in the gate voltage due to the drive stage. Thereby, the fluctuation | variation of the gate voltage of a switch element and by extension, the fluctuation | variation of a coil current can be suppressed, and a false ignition can be prevented.
The “noise” includes a surge accompanied by a steep voltage change or current change, or a noise similar to this (referred to as surge noise).

ゲート電圧補正回路のインピーダンスは、駆動ステージの最終段に設けられたゲートドライバのインピーダンスより低くてもよい。これにより、ノイズの影響で判定信号がオフレベルに遷移した場合に、駆動ステージがゲート電圧を低下させる作用よりも、ゲート電圧補正回路がゲート電圧をもとのレベルに維持させる作用が上回ることとなり、コイル電流が減少するのを抑制できる。   The impedance of the gate voltage correction circuit may be lower than the impedance of the gate driver provided in the final stage of the drive stage. As a result, when the judgment signal transitions to the off level due to noise, the operation of the gate voltage correction circuit maintaining the gate voltage at the original level is greater than the operation of the drive stage reducing the gate voltage. The coil current can be prevented from decreasing.

ゲート電圧補正回路は、安定化された電源電圧が供給される電源ラインとスイッチ素子の制御端子の間に設けられ、その制御端子にノイズ検出信号を受ける第1トランジスタを含んでもよい。
この構成によれば、ノイズ検出信号がアサートされると、第1トランジスタをオンさせることにより、スイッチ素子の制御端子に電流を供給することができる。
The gate voltage correction circuit may include a first transistor provided between a power supply line to which a stabilized power supply voltage is supplied and a control terminal of the switch element, and receiving a noise detection signal at the control terminal.
According to this configuration, when the noise detection signal is asserted, the current can be supplied to the control terminal of the switch element by turning on the first transistor.

第1トランジスタは、PチャンネルMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)であり、そのソースが電源ラインと接続され、そのドレインがスイッチ素子の制御端子と接続されてもよい。ゲート電圧補正回路は、第1トランジスタのゲートソース間に設けられた第1抵抗をさらに含んでもよい。
ノイズ検出信号のローレベルをアサート、ハイインピーダンス状態をネゲートとすることで、第1トランジスタを適切にオン、オフ制御でき、また第1トランジスタをノーマリオフとすることができる。
The first transistor may be a P-channel MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor), its source connected to the power supply line, and its drain connected to the control terminal of the switch element. The gate voltage correction circuit may further include a first resistor provided between the gate and source of the first transistor.
By asserting the low level of the noise detection signal and negating the high impedance state, the first transistor can be appropriately turned on and off, and the first transistor can be normally off.

ノイズ検出回路は、サージまたはサージ性ノイズの周波数よりも低いカットオフ周波数を有し、第1信号に応じた第2信号を受けるローパスフィルタを含んでもよい。ノイズ検出回路は、ローパスフィルタを通過した第3信号とローパスフィルタを通過する前の第2信号の電位差に応じて、ノイズ検出信号を生成してもよい。
第2信号は、サージまたはサージ性ノイズに応じて変動するのに対して、第3信号は、サージまたはサージ性ノイズによらず一定となる。したがって第2信号と第3信号の電位差にもとづいて、サージまたはサージ性ノイズを検出できる。
The noise detection circuit may include a low-pass filter that has a cutoff frequency lower than a frequency of surge or surge noise and receives a second signal corresponding to the first signal. The noise detection circuit may generate a noise detection signal according to a potential difference between the third signal that has passed through the low-pass filter and the second signal that has not passed through the low-pass filter.
The second signal varies depending on the surge or surge noise, whereas the third signal is constant regardless of the surge or surge noise. Therefore, surge or surge noise can be detected based on the potential difference between the second signal and the third signal.

ノイズ検出回路は、MOSFETまたはバイポーラトランジスタであり、第3信号と第2信号の電位差が、ゲートソース間、ベースエミッタ間に印加される第2トランジスタをさらに含み、第2トランジスタのコレクタ/ドレインの電圧または第2トランジスタに流れる電流に応じたノイズ検出信号を出力してもよい。   The noise detection circuit is a MOSFET or a bipolar transistor, and further includes a second transistor in which the potential difference between the third signal and the second signal is applied between the gate source and the base emitter, and the voltage of the collector / drain of the second transistor Alternatively, a noise detection signal corresponding to the current flowing through the second transistor may be output.

ノイズ検出回路は、判定信号を反転し、第2信号を生成するインバータをさらに含んでもよい。第2トランジスタのゲート・ベースに、第3信号が入力され、第2トランジスタのソース・エミッタに第2信号が入力されてもよい。
これにより、サージやサージ性ノイズによって判定信号がローレベルに遷移したことを検出できる。
The noise detection circuit may further include an inverter that inverts the determination signal and generates the second signal. The third signal may be input to the gate and base of the second transistor, and the second signal may be input to the source and emitter of the second transistor.
Thereby, it can be detected that the determination signal has transitioned to a low level due to surge or surge noise.

ローパスフィルタは、第2信号が伝搬するラインと接地ラインの間に直列に設けられた第2抵抗および第1キャパシタを含むRCフィルタであってもよい。   The low pass filter may be an RC filter including a second resistor and a first capacitor provided in series between a line through which the second signal propagates and a ground line.

駆動ステージは、判定信号を遅延させる遅延回路と、スイッチ素子の制御端子に、ハイレベル電圧またはローレベル電圧を供給するゲートドライバと、遅延回路を経た判定信号に応じてドライバを制御するプリドライバと、を含んでもよい。第1信号は、遅延回路を経た判定信号であってもよい。
スイッチ素子の制御端子になるべく近い位置でノイズを検出することにより、ゲート電圧補正回路を適切に制御できる。
The drive stage includes a delay circuit that delays the determination signal, a gate driver that supplies a high-level voltage or a low-level voltage to the control terminal of the switch element, and a pre-driver that controls the driver according to the determination signal that has passed through the delay circuit. , May be included. The first signal may be a determination signal that has passed through a delay circuit.
By detecting noise as close as possible to the control terminal of the switch element, the gate voltage correction circuit can be appropriately controlled.

駆動ステージは、判定信号を遅延させる遅延回路と、電源ラインとスイッチ素子の制御端子の間に設けられたハイサイドトランジスタと、スイッチ素子の制御端子と接地ラインの間に設けられたローサイドトランジスタと、を含むドライバと、遅延回路を経た判定信号に応じてハイサイドトランジスタ、ローサイドトランジスタのオン・オフを制御するプリドライバと、を含んでもよい。第1信号は、ハイサイドトランジスタまたはローサイドトランジスタの制御端子の信号であってもよい。   The drive stage includes a delay circuit that delays the determination signal, a high-side transistor provided between the power supply line and the control terminal of the switch element, a low-side transistor provided between the control terminal of the switch element and the ground line, And a pre-driver that controls on / off of the high-side transistor and the low-side transistor in accordance with a determination signal that has passed through the delay circuit. The first signal may be a signal at a control terminal of the high side transistor or the low side transistor.

スイッチ素子に流れるコイル電流が所定のしきい値を超えないように、スイッチ素子の制御端子の電圧を調節する過電流保護回路をさらに備えてもよい。
スイッチ素子のゲート電圧を制御する過電流保護回路が設けられる場合、スイッチ素子のゲート電圧は、ノイズに対する感度が高くなる。かかる状況においてゲート電圧補正回路を設けることで、ノイズに起因するゲート電圧の変動を抑制できる。
An overcurrent protection circuit for adjusting the voltage of the control terminal of the switch element may be further provided so that the coil current flowing through the switch element does not exceed a predetermined threshold value.
When an overcurrent protection circuit for controlling the gate voltage of the switch element is provided, the gate voltage of the switch element is highly sensitive to noise. By providing a gate voltage correction circuit in such a situation, fluctuations in the gate voltage due to noise can be suppressed.

過電流保護回路は、スイッチ素子の制御端子と接地ラインの間に設けられた過電流保護トランジスタと、コイル電流に応じた検出電圧を所定のしきい値電圧と比較し、検出電圧がしきい値電圧を超えると過電流保護トランジスタをオンする過電流保護コンパレータと、を含んでもよい。   The overcurrent protection circuit compares the overcurrent protection transistor provided between the control terminal of the switch element and the ground line with the detection voltage corresponding to the coil current with a predetermined threshold voltage, and the detection voltage is And an overcurrent protection comparator that turns on the overcurrent protection transistor when the voltage is exceeded.

第1信号は、判定コンパレータの前段の信号であってもよい。ノイズ検出回路は、第1信号が伝搬するラインの電圧を、負のしきい値電圧と比較し、比較結果を示す前記ノイズ検出信号を生成するノイズ検出用コンパレータを含んでもよい。   The first signal may be a signal preceding the determination comparator. The noise detection circuit may include a noise detection comparator that compares the voltage of the line through which the first signal propagates with a negative threshold voltage and generates the noise detection signal indicating the comparison result.

第1信号は、判定コンパレータの前段の信号であってもよい。ノイズ検出回路は、第1信号が伝搬するラインの電圧の高周波成分を通過させるフィルタと、フィルタの出力信号のレベルをしきい値と比較するノイズ検出用コンパレータと、を含んでもよい。
サージもしくはサージ性ノイズは、高周波ノイズ(周期ノイズ)よりも高い周波数成分を含む。したがってこれらの周波数成分を抽出することで、サージやサージ性ノイズの有無を検出できる。
The first signal may be a signal preceding the determination comparator. The noise detection circuit may include a filter that passes a high-frequency component of the voltage of the line through which the first signal propagates, and a noise detection comparator that compares the level of the output signal of the filter with a threshold value.
Surge or surge noise includes a higher frequency component than high frequency noise (periodic noise). Therefore, by extracting these frequency components, it is possible to detect the presence or absence of surge or surge noise.

本発明の別の態様も、イグナイタに関する。イグナイタは、イグニッションコイルの1次コイルと接続されるスイッチ素子と、ECU(Engine Control Unit)からの点火信号に応じてスイッチ素子を制御するスイッチ制御装置と、を備える。スイッチ制御装置は、点火信号が入力される入力ラインと、入力ラインの電圧を基準電圧と比較し、判定信号を生成する判定コンパレータと、判定信号に応じてスイッチ素子のオン、オフを制御する駆動ステージと、スイッチ素子の制御端子の電圧を負方向に変化させノイズを検出すると、ノイズ検出信号をアサートするノイズ検出回路と、安定化された電源電圧が供給される電源ラインとスイッチ素子の制御端子の間に設けられ、ノイズ検出信号がアサートされるとターンオンする第1トランジスタと、を備える。
負方向のノイズが入力され、判定信号がスイッチ素子のオフに対応するオフレベルに遷移すると、駆動ステージはゲート電圧を低下させようとする。このときに、第1トランジスタをターンオンすることで、スイッチ素子の制御端子の電圧を高電位側にプルアップすることができる。これにより、スイッチ素子のゲート電圧の変動、ひいてはコイル電流の変動を抑制し、誤点火を防止できる。
Another aspect of the present invention also relates to an igniter. The igniter includes a switch element connected to the primary coil of the ignition coil, and a switch control device that controls the switch element in accordance with an ignition signal from an ECU (Engine Control Unit). The switch control device includes an input line to which an ignition signal is input, a determination comparator that compares a voltage of the input line with a reference voltage and generates a determination signal, and a drive that controls on / off of the switch element in accordance with the determination signal When noise is detected by changing the voltage of the stage and the control terminal of the switch element in the negative direction, a noise detection circuit that asserts a noise detection signal, a power supply line to which a stabilized power supply voltage is supplied, and a control terminal of the switch element And a first transistor that is turned on when the noise detection signal is asserted.
When negative direction noise is input and the determination signal transitions to an off level corresponding to the off state of the switch element, the drive stage attempts to lower the gate voltage. At this time, the voltage of the control terminal of the switch element can be pulled up to the high potential side by turning on the first transistor. Thereby, the fluctuation | variation of the gate voltage of a switch element and by extension, the fluctuation | variation of a coil current can be suppressed, and a false ignition can be prevented.

第1トランジスタのオン抵抗は、駆動ステージの最終段に設けられたゲートドライバのインピーダンスより低くてもよい。   The on-resistance of the first transistor may be lower than the impedance of the gate driver provided in the final stage of the driving stage.

ノイズ検出回路は、サージまたはサージ性ノイズの周波数よりも低いカットオフ周波数を有し、判定信号に応じた電圧レベルを有する第1信号に応じた第2信号を受けるローパスフィルタと、ローパスフィルタを通過した第3信号とローパスフィルタを通過する前の第2信号の電位差が、ゲートソース間、ベースエミッタ間に印加される第2トランジスタと、を含んでもよい。ノイズ検出回路は、第2トランジスタのコレクタ/ソースの電圧または第2トランジスタに流れる電流に応じたノイズ検出信号を出力してもよい。   The noise detection circuit has a cut-off frequency lower than the frequency of surge or surge noise, and receives a second signal corresponding to the first signal having a voltage level corresponding to the determination signal, and passes through the low-pass filter The potential difference between the third signal and the second signal before passing through the low-pass filter may include a second transistor applied between the gate and source and between the base and emitter. The noise detection circuit may output a noise detection signal corresponding to the collector / source voltage of the second transistor or the current flowing through the second transistor.

スイッチ制御装置は、ひとつの半導体基板に一体集積化されてもよい。
「一体集積化」とは、回路の構成要素のすべてが半導体基板上に形成される場合や、回路の主要構成要素が一体集積化される場合が含まれ、回路定数の調節用に一部の抵抗やキャパシタなどが半導体基板の外部に設けられていてもよい。
The switch control device may be integrated on a single semiconductor substrate.
“Integrated integration” includes the case where all of the circuit components are formed on a semiconductor substrate and the case where the main components of the circuit are integrated. A resistor, a capacitor, or the like may be provided outside the semiconductor substrate.

本発明の別の態様は、車両に関する。車両は、ガソリンエンジンと、点火プラグと、1次コイルと、点火プラグと接続される2次コイルと、を有するイグニッションコイルと、点火プラグの点火を指示する点火信号を生成するECUと、点火信号に応じてイグニッションコイルを駆動する上述のいずれかのイグナイタと、を備えてもよい。   Another aspect of the present invention relates to a vehicle. The vehicle includes an ignition coil having a gasoline engine, an ignition plug, a primary coil, and a secondary coil connected to the ignition plug, an ECU that generates an ignition signal instructing ignition of the ignition plug, an ignition signal The above-described igniter that drives the ignition coil according to the above may be provided.

なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや、本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。   It should be noted that any combination of the above-described constituent elements, and those in which constituent elements and expressions of the present invention are mutually replaced between methods, apparatuses, systems, and the like are also effective as an aspect of the present invention.

本発明のある態様によれば、イグナイタのサージやノイズに対する耐性を改善できる。   According to an aspect of the present invention, the resistance of an igniter to surge and noise can be improved.

ガソリンエンジン車のエンジンルームの斜視図である。It is a perspective view of the engine room of a gasoline engine car. 車両の電気系統の一部のブロック図である。It is a block diagram of a part of electric system of vehicles. スイッチ制御装置の出力段の構成例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structural example of the output stage of a switch control apparatus. 図4(a)、(b)は、イグナイタの動作波形図である。4A and 4B are operation waveform diagrams of the igniter. 実施の形態に係るイグナイタの回路図である。It is a circuit diagram of the igniter which concerns on embodiment. 図5のイグナイタの動作波形図である。FIG. 6 is an operation waveform diagram of the igniter of FIG. 5. スイッチ制御装置の構成例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structural example of a switch control apparatus. 図8(a)〜(d)は、ノイズ検出回路の変形例を示す回路図である。FIGS. 8A to 8D are circuit diagrams illustrating modifications of the noise detection circuit.

以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。   The present invention will be described below based on preferred embodiments with reference to the drawings. The same or equivalent components, members, and processes shown in the drawings are denoted by the same reference numerals, and repeated descriptions are omitted as appropriate. The embodiments do not limit the invention but are exemplifications, and all features and combinations thereof described in the embodiments are not necessarily essential to the invention.

本明細書において、「部材Aと部材Bが接続」された状態とは、部材Aと部材Bが物理的に直接的に接続される場合や、部材Aと部材Bが、電気的な接続状態に影響を及ぼさない他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
同様に、「部材Cが、部材Aと部材Bの間に設けられた状態」とは、部材Aと部材C、あるいは部材Bと部材Cが直接的に接続される場合のほか、電気的な接続状態に影響を及ぼさない他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
In this specification, “the state in which the member A and the member B are connected” means that the member A and the member B are physically directly connected, or the member A and the member B are in an electrically connected state. Including the case of being indirectly connected through other members that do not affect the above.
Similarly, “the state in which the member C is provided between the member A and the member B” refers to the case where the member A and the member C or the member B and the member C are directly connected, as well as an electrical condition. It includes the case of being indirectly connected through another member that does not affect the connection state.

図5は、実施の形態に係るイグナイタ200の回路図である。イグナイタ200は、スイッチ素子202およびスイッチ制御装置300を備え、モジュール化されてひとつのパッケージに収容される。
。スイッチ制御装置300の基本構成は図2のそれと同じであり、判定ステージ300A、駆動ステージ300B、過電流保護(OCP:Over Current Protection)回路330、ゲート電圧補正回路342、ノイズ検出回路340を備え、ひとつの半導体基板に一体集積化された機能ICである。
FIG. 5 is a circuit diagram of the igniter 200 according to the embodiment. The igniter 200 includes a switch element 202 and a switch control device 300, and is modularized and accommodated in one package.
. The basic configuration of the switch control device 300 is the same as that of FIG. 2, and includes a determination stage 300A, a drive stage 300B, an overcurrent protection (OCP) circuit 330, a gate voltage correction circuit 342, and a noise detection circuit 340. This is a functional IC integrated on a single semiconductor substrate.

判定ステージ300Aは、高周波フィルタ303および判定コンパレータ302を備える。入力ライン301には、ECU108からの点火信号IGTが入力される。高周波フィルタ303は、入力ライン301の高周波ノイズを除去する。   The determination stage 300A includes a high frequency filter 303 and a determination comparator 302. An ignition signal IGT from the ECU 108 is input to the input line 301. The high frequency filter 303 removes high frequency noise from the input line 301.

判定コンパレータ302は、高周波フィルタ303の出力電圧VFILを基準電圧VREFと比較し、判定信号SDETを生成する。本実施の形態では、VFIL>VREF(VIN>VREF)の状態が、スイッチ素子202のオンに、VFIL<VREF(VIN<VREF)の状態が、スイッチ素子202のオフに対応づけられる。また、判定信号SDETは、VFIL>VREFのとき、ハイレベル(アサート)、VFIL<VREFのときローレベル(ネゲート)であり、したがって、判定信号SDETのハイレベルは、スイッチ素子202のオンに対応するアサートレベルであり、判定信号SDETのローレベルは、スイッチ素子202のオフに対応するネゲートレベルである。なお、ハイレベル、ローレベルとアサート、ネゲートの割り当ては設計事項であり、入れかえてもよい。 The determination comparator 302 compares the output voltage V FIL of the high frequency filter 303 with the reference voltage V REF and generates a determination signal S DET . In the present embodiment, the state of V FIL > V REF (V IN > V REF ) is on for the switch element 202, and the state of V FIL <V REF (V IN <V REF ) is off for the switch element 202. It is corresponded to. The determination signal S DET is at a high level (asserted) when V FIL > V REF , and is at a low level (negated) when V FIL <V REF , and therefore the high level of the determination signal S DET is 202 is asserted level corresponding to oN, the low level of the determination signal S DET is a negated level corresponding to the oFF of the switch element 202. Note that the assignment of high level, low level and assert, and negate is a design matter and may be replaced.

駆動ステージ300Bは、判定ステージ300Aにより生成された判定信号SDETに応じて、スイッチ素子202のオン、オフを制御する。駆動ステージ300Bは、遅延回路304、プリドライバ306、ゲートドライバ308を含む。遅延回路304は、判定信号SDETに所定の遅延Td1を与える。この遅延量Td1は、点火信号IGTの遷移と点火プラグの放電の時間の時間差(遅れ)が所定値となるように設定される。プリドライバ306およびゲートドライバ308は、遅延回路304の出力S2に応じてスイッチ素子202の制御端子(ゲート)の電圧Vを制御する。 Driving stage 300B in response to the determination signal S DET generated by the decision stage 300A, and controls on of the switch element 202, off. The drive stage 300B includes a delay circuit 304, a pre-driver 306, and a gate driver 308. Delay circuit 304, the decision signal S DET gives a predetermined delay Td1. This delay amount Td1 is set so that the time difference (delay) between the transition of the ignition signal IGT and the discharge time of the spark plug becomes a predetermined value. The pre-driver 306 and the gate driver 308 control the voltage V G of the control terminal (gate) of the switch element 202 according to the output S2 of the delay circuit 304.

内部レギュレータ316は、所定レベルに安定化された電源電圧VDDを生成し、電源ライン314に供給する。ゲートドライバ308は、接地電圧VSSと電源電圧VDDを選択的に出力する。 The internal regulator 316 generates a power supply voltage V DD stabilized at a predetermined level and supplies it to the power supply line 314. The gate driver 308 selectively outputs the ground voltage VSS and the power supply voltage V DD .

OCP回路330は、スイッチ素子202のオン状態において、スイッチ素子202に流れるコイル電流(コレクタ電流)Iが所定のしきい値(カレントリミットICL)を超えないように、スイッチ素子202の制御端子の電圧Vを調節する。たとえばOCP回路330は、電流センス抵抗RCS、OCPコンパレータ332、OCPトランジスタ334を含む。電流センス抵抗RCSは、コイル電流Iの経路上にスイッチ素子202と直列に設けられ、その両端間には、コイル電流Iに比例した電圧降下(検出電圧VCS)が発生する。OCPトランジスタ334は、スイッチ素子202の制御端子と接地ライン312の間に設けられる。OCPコンパレータ332は、検出電圧VCSを所定のしきい値電圧VCLと比較し、VCS>VCLのときOCPトランジスタ334をオンする。 OCP circuit 330 in the on state of the switch element 202, so that the coil current flowing through the switching element 202 (collector current) I C does not exceed the predetermined threshold value (current limit I CL), a control terminal of the switch element 202 Adjust the voltage V G of. For example, the OCP circuit 330 includes a current sense resistor R CS , an OCP comparator 332, and an OCP transistor 334. Current sense resistor R CS is provided in series with the switch element 202 in the path of the coil current I C, is between its ends, a voltage drop proportional to the coil current I C (detection voltage V CS) is generated. The OCP transistor 334 is provided between the control terminal of the switch element 202 and the ground line 312. The OCP comparator 332 compares the detection voltage V CS with a predetermined threshold voltage V CL and turns on the OCP transistor 334 when V CS > V CL .

スイッチ制御装置300はさらに、ノイズ検出回路340、ゲート電圧補正回路342を備える。ノイズ検出回路340は、第1信号S11にもとづいて、スイッチ素子202の制御端子の電圧Vを負方向に変化させるノイズを検出する。ノイズ検出回路340は、ノイズを検出すると、ノイズ検出信号S21をアサートする。ノイズ検出回路340が検出対象とするノイズは、スイッチ素子202のオン状態において、コレクタ電流Iを変化させうるノイズであり、たとえばサージやサージ性のノイズ、ESDなどが例示される。ノイズ検出回路340が監視対象とする第1信号S11は、入力ライン301の電圧VINに応じた信号(VIN,VFIL)であってもよいし、判定信号SDETに応じた電圧レベル(論理レベル)を有する信号であってもよい。 The switch control device 300 further includes a noise detection circuit 340 and a gate voltage correction circuit 342. Noise detection circuit 340, based on the first signal S11, detects the noise changing the voltage V G of the control terminal of the switch element 202 in the negative direction. When detecting the noise, the noise detection circuit 340 asserts the noise detection signal S21. Noise noise detection circuit 340 as a detection target is in the on state of the switch element 202, a noise that may alter the collector current I C, for example surge or surge of noise, such as ESD and the like. The first signal S11 to be monitored by the noise detection circuit 340 may be a signal (V IN , V FIL ) corresponding to the voltage V IN of the input line 301, or a voltage level corresponding to the determination signal S DET ( A signal having a logic level).

ゲート電圧補正回路342は、スイッチ素子202の制御端子と接続されており、ノイズ検出信号S21がアサートされると、スイッチ素子202の制御端子に電流ICMPを供給する。ゲート電圧補正回路342は、電流源と把握することもできるし、後述のようにスイッチ素子202の制御端子を電源電圧VDDの方向にプルアップする電圧源と把握することもできる。ゲート電圧補正回路342の出力インピーダンスは、駆動ステージ300Bの最終段に設けられたゲートドライバ308の出力インピーダンスより低くすることが望ましい。これにより、ノイズの影響で判定信号SDETがオフレベルに遷移した場合に、駆動ステージ300Bがゲート電圧Vを低下させる作用よりも、ゲート電圧補正回路342がゲート電圧Vをもとのレベルに維持させる作用が上回ることとなり、コイル電流Iが減少するのを抑制できる。 The gate voltage correction circuit 342 is connected to the control terminal of the switch element 202, and supplies the current ICMP to the control terminal of the switch element 202 when the noise detection signal S21 is asserted. The gate voltage correction circuit 342 can be grasped as a current source, or can be grasped as a voltage source that pulls up the control terminal of the switch element 202 in the direction of the power supply voltage V DD as described later. The output impedance of the gate voltage correction circuit 342 is preferably lower than the output impedance of the gate driver 308 provided in the final stage of the drive stage 300B. Thus, if the judgment signal S DET transitions to off level due to the influence of noise, than action driving stage 300B lowers the gate voltage V G, the gate voltage correction circuit 342 to the gate voltage V G original level It will exceed the effect of maintaining the, possible to suppress the coil current I C decreases.

以上がイグナイタ200の基本構成である。続いてその動作を説明する。図6は、図5のイグナイタ200の動作波形図である。図6には比較のために、図2のイグナイタ200の動作が破線で示される。本明細書で参照する波形図やタイムチャートの縦軸および横軸は、理解を容易とするために適宜拡大、縮小したものであり、また示される各波形も、理解の容易のために簡略化され、あるいは強調されている。   The above is the basic configuration of the igniter 200. Next, the operation will be described. FIG. 6 is an operation waveform diagram of the igniter 200 of FIG. For comparison, FIG. 6 shows the operation of the igniter 200 of FIG. 2 in broken lines. The vertical and horizontal axes of the waveform diagrams and time charts referred to in this specification are enlarged or reduced as appropriate for easy understanding, and the waveforms shown are also simplified for easy understanding. Or is emphasized.

時刻t0に点火信号IGTがハイレベルに遷移すると、スイッチ素子202がターンオンする。これによりコイル電流(コレクタ電流)Iが時間とともに増大する。コイル電流ICLは、OCP回路330によってカレントリミットICLを超えないようにクランプされる。 When the ignition signal IGT transits to a high level at time t0, the switch element 202 is turned on. Thus the coil current (collector current) I C increases with time. The coil current I CL is clamped by the OCP circuit 330 so as not to exceed the current limit I CL .

その後の時刻t2に、ノイズS10の影響により、点火信号IGTが負方向にスイングすと、判定信号SDETもローレベルに遷移する。判定信号SDETがローレベルに遷移すると、ゲートドライバ308は、破線で示すように、スイッチ素子202の電圧Vを低電位側に引き下げようとする。 At subsequent time t2, when the ignition signal IGT swings in the negative direction due to the influence of the noise S10, the determination signal SDET also transitions to a low level. When the determination signal SDET transitions to a low level, the gate driver 308 attempts to lower the voltage V G of the switch element 202 to the low potential side as indicated by a broken line.

ノイズ検出回路340によりノイズS10が検出されると、ノイズ検出信号S21をアサート(ここではハイレベルとして示す)される。ゲート電圧補正回路342は、ノイズ検出信号S21に応答して、スイッチ素子202のゲートに電流ICMPを供給する。これによりゲート電圧Vの電圧レベルは破線のように低下せずに、元の電圧レベルが維持され、その結果、コイル電流Iの変動が抑制され、時刻t2に点火プラグ106がスパークするのを防止できる。 When the noise S10 is detected by the noise detection circuit 340, the noise detection signal S21 is asserted (shown here as a high level). The gate voltage correction circuit 342 supplies the current ICMP to the gate of the switch element 202 in response to the noise detection signal S21. Thus the voltage level of the gate voltage V G does not decrease as indicated by the broken line, the original voltage level is maintained, as a result, the variation of the coil current I C is suppressed, the spark plug 106 to spark time t2 Can be prevented.

以上がイグナイタ200の動作である。
まとめると、負方向のノイズが入力され、判定信号SDETがスイッチ素子202のオフに対応するオフレベルに遷移すると、駆動ステージ300Bはゲート電圧Vを低下させようとする。このときに、ゲート電圧補正回路342によってスイッチ素子202の制御端子に電流ICMPを供給することで、駆動ステージ300Bによるゲート電圧Vの低下をキャンセルすることができる。これにより、スイッチ素子202のゲート電圧Vの変動、ひいてはコイル電流Iの変動を抑制し、誤点火を防止できる。
The above is the operation of the igniter 200.
In summary, the negative direction of the noise is inputted, the decision signal S DET transition to the OFF level corresponding to the OFF of the switch element 202, the driving stage 300B is an attempt to lower the gate voltage V G. At this time, by the gate voltage correction circuit 342 supplies a current I CMP to the control terminal of the switch element 202, it is possible to cancel the decrease of the gate voltage V G according to the driving stage 300B. Thus, variation of the gate voltage V G of the switching element 202, and thus suppress the fluctuation of the coil current I C, the erroneous ignition can be prevented.

特に、スイッチ素子202のゲート電圧Vを制御するOCP回路330が設けられる場合、スイッチ素子202のゲート電圧Vは、ノイズに対する感度が高くなる。かかる状況においてゲート電圧補正回路342を設けることで、ノイズに起因するゲート電圧Vの変動を好適に抑制できる。 In particular, when the OCP circuit 330 that controls the gate voltage V G of the switch element 202 is provided, the gate voltage V G of the switch element 202 is highly sensitive to noise. By providing the gate voltage correction circuit 342 in such circumstances, the variation of the gate voltage V G due to noise can be preferably suppressed.

本発明は、図5のブロック図として把握され、あるいは上述の説明から導かれるさまざまな回路に及ぶものであり、特定の回路構成に限定されるものではないが、以下では、その具体的な構成例を説明する。   The present invention is understood as the block diagram of FIG. 5 or extends to various circuits derived from the above description, and is not limited to a specific circuit configuration. An example will be described.

図7は、スイッチ制御装置300の構成例を示す回路図である。
ゲート電圧補正回路342は、電源ライン314とスイッチ素子202の制御端子の間に設けられた第1トランジスタM1を含む。第1トランジスタM1の制御端子には、ノイズ検出信号S21が入力される。この構成では、ノイズ検出信号S21がアサートに応答して第1トランジスタM1をオンすることで、スイッチ素子202の制御端子に電流ICMPを供給することができる。
FIG. 7 is a circuit diagram illustrating a configuration example of the switch control device 300.
The gate voltage correction circuit 342 includes a first transistor M1 provided between the power supply line 314 and the control terminal of the switch element 202. The noise detection signal S21 is input to the control terminal of the first transistor M1. In this configuration, the current ICMP can be supplied to the control terminal of the switch element 202 by turning on the first transistor M1 in response to the assertion of the noise detection signal S21.

別の観点から言えば、第1トランジスタM1をターンオンすることで、スイッチ素子202の制御端子の電圧Vを高電位側にプルアップすることができる。これにより、スイッチ素子202のゲート電圧Vの変動、ひいてはコイル電流Iの変動を抑制し、誤点火を防止できる。 From another viewpoint, the voltage V G at the control terminal of the switch element 202 can be pulled up to the high potential side by turning on the first transistor M1. Thus, variation of the gate voltage V G of the switching element 202, and thus suppress the fluctuation of the coil current I C, the erroneous ignition can be prevented.

第1トランジスタM1のオン抵抗は、ゲートドライバ308の出力インピーダンスより低いことが好ましい。より具体的には、第1トランジスタM1のオン抵抗は、ハイサイドトランジスタMH、ローサイドトランジスタMLそれぞれのオン抵抗よりも十分に低く設計される。   The on-resistance of the first transistor M1 is preferably lower than the output impedance of the gate driver 308. More specifically, the on-resistance of the first transistor M1 is designed to be sufficiently lower than the on-resistances of the high-side transistor MH and the low-side transistor ML.

より具体的には第1トランジスタM1は、PチャンネルMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)である。第1トランジスタM1のソースは電源ライン314と接続され、そのドレインがスイッチ素子202の制御端子と接続される。第1トランジスタM1のゲートソース間には、第1抵抗R1が設けられる。これにより、ノイズ検出信号S21のローレベルをアサート、ハイインピーダンス状態をネゲートとすることで、第1トランジスタM1を適切にオン、オフ制御できる。また第1トランジスタM1をノーマリオフとすることができ、ノイズが検出されない状態では、電流ICMPをゼロにできる。 More specifically, the first transistor M1 is a P-channel MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor). The source of the first transistor M1 is connected to the power supply line 314, and the drain thereof is connected to the control terminal of the switch element 202. A first resistor R1 is provided between the gate and source of the first transistor M1. Thus, the first transistor M1 can be appropriately turned on / off by asserting the low level of the noise detection signal S21 and negating the high impedance state. Further, the first transistor M1 can be normally off, and the current ICMP can be made zero in a state where no noise is detected.

ノイズ検出回路340が監視対象とする第1信号S11は、遅延回路304を経た判定信号S2とすることが好ましい。スイッチ素子202の制御端子になるべく近い位置でノイズを検出することにより、ゲート電圧補正回路342を適切に制御できる。   The first signal S11 to be monitored by the noise detection circuit 340 is preferably a determination signal S2 that has passed through the delay circuit 304. By detecting noise as close as possible to the control terminal of the switch element 202, the gate voltage correction circuit 342 can be appropriately controlled.

ノイズ検出回路340は、サージまたはサージ性ノイズの周波数よりも低いカットオフ周波数を有し、第1信号S11に応じた第2信号S12を受けるローパスフィルタ344を含む。ノイズ検出回路340は、ローパスフィルタ344を通過した第3信号S13とローパスフィルタ344を通過する前の第2信号S12の電位差に応じて、ノイズ検出信号S21を生成する。   The noise detection circuit 340 includes a low-pass filter 344 having a cutoff frequency lower than the frequency of surge or surge noise and receiving a second signal S12 corresponding to the first signal S11. The noise detection circuit 340 generates a noise detection signal S21 according to the potential difference between the third signal S13 that has passed through the low-pass filter 344 and the second signal S12 that has not passed through the low-pass filter 344.

第2信号S12は、サージまたはサージ性ノイズに応じて変動するのに対して、第3信号S13は、サージまたはサージ性ノイズによらず実質的に一定となる。したがって第2信号S12と第3信号S13の電位差にもとづいて、サージまたはサージ性ノイズを検出できる。たとえばノイズ検出回路340は、第2トランジスタM2を含む。第2トランジスタM2のゲートソース間には、第3信号S13と第2信号S12の電位差が入力される。第2トランジスタM2は、第3信号S13と第2信号S12の電位差を、ゲートソース間のしきい値電圧と比較するコンパレータとして動作する。これにより、第2トランジスタM2のコレクタ/ドレインの電圧または第2トランジスタM2に流れる電流に応じたノイズ検出信号S21を生成できる。当業者によれば、第2トランジスタM2に変えて、電圧コンパレータやその他の電圧比較手段が利用しうることが理解される。   The second signal S12 varies according to the surge or surge noise, whereas the third signal S13 is substantially constant regardless of the surge or surge noise. Therefore, surge or surge noise can be detected based on the potential difference between the second signal S12 and the third signal S13. For example, the noise detection circuit 340 includes a second transistor M2. A potential difference between the third signal S13 and the second signal S12 is input between the gate and source of the second transistor M2. The second transistor M2 operates as a comparator that compares the potential difference between the third signal S13 and the second signal S12 with the threshold voltage between the gate and the source. As a result, the noise detection signal S21 corresponding to the collector / drain voltage of the second transistor M2 or the current flowing through the second transistor M2 can be generated. It will be understood by those skilled in the art that a voltage comparator or other voltage comparison means can be used in place of the second transistor M2.

ノイズ検出回路340は、遅延回路304を経た判定信号S1を反転し、第2信号S12を生成するインバータINV1をさらに含む。第2トランジスタM2は、PチャンネルMOSFETであり、第2トランジスタM2のゲートに、第3信号S13が入力され、第2トランジスタM2のソースに第2信号S12が入力される。第2トランジスタM2としてバイポーラトランジスタを用いてもよい。この場合、ゲートをベース、ドレインをコレクタ、ソースをエミッタと読み替えればよい。   The noise detection circuit 340 further includes an inverter INV1 that inverts the determination signal S1 that has passed through the delay circuit 304 and generates a second signal S12. The second transistor M2 is a P-channel MOSFET, and the third signal S13 is input to the gate of the second transistor M2, and the second signal S12 is input to the source of the second transistor M2. A bipolar transistor may be used as the second transistor M2. In this case, the gate may be read as the base, the drain as the collector, and the source as the emitter.

サージやサージ性ノイズによって判定信号SDET(S1)がローレベルに遷移すると、第2信号S12はハイレベルに遷移する。したがって、第2トランジスタM2のゲートがローレベルである状態で、ソースがハイレベルとなるため、第2トランジスタM2がオンとなり、ノイズを検出できる。 When the determination signal S DET (S1) transitions to a low level due to surge or surge noise, the second signal S12 transitions to a high level. Accordingly, since the source is at a high level while the gate of the second transistor M2 is at a low level, the second transistor M2 is turned on and noise can be detected.

ローパスフィルタ344は、第2信号S12が伝搬するラインと接地ライン312の間に直列に設けられた第2抵抗R2および第1キャパシタC1を含むRCフィルタであってもよい。   The low pass filter 344 may be an RC filter including a second resistor R2 and a first capacitor C1 provided in series between the line through which the second signal S12 propagates and the ground line 312.

インバータINV2は、インバータINV1の出力を反転し、プリドライバ306に出力する。なお、インバータINV2を省略して、遅延回路304の出力S1を、プリドライバ306に入力してもよい。   The inverter INV2 inverts the output of the inverter INV1 and outputs it to the pre-driver 306. Note that the inverter INV2 may be omitted and the output S1 of the delay circuit 304 may be input to the pre-driver 306.

ノイズ検出回路340の出力段の構成は特に限定されないが、たとえばオープンドレイン(オープンコレクタ)形式であってもよい。たとえばノイズ検出回路340の出力段は、第2トランジスタM2のドレインと接地ライン312の間に抵抗R3と、ゲートが第2トランジスタM2のドレインと接続され、ソースが接地ライン312と接続されたトランジスタM3と、を含む。トランジスタM3のドレインの信号が、ノイズ検出信号S21としてゲート電圧補正回路342に出力される。   The configuration of the output stage of the noise detection circuit 340 is not particularly limited, but may be an open drain (open collector) type, for example. For example, the output stage of the noise detection circuit 340 includes a resistor R3 between the drain of the second transistor M2 and the ground line 312, a transistor M3 having a gate connected to the drain of the second transistor M2, and a source connected to the ground line 312. And including. The drain signal of the transistor M3 is output to the gate voltage correction circuit 342 as the noise detection signal S21.

以上がイグナイタ200の構成例である。この構成によれば、ノイズを検出でき、ノイズに応答してスイッチ素子202のゲート電圧Vを補正できる。 The configuration example of the igniter 200 has been described above. According to this configuration, noise can be detected, and the gate voltage V G of the switch element 202 can be corrected in response to the noise.

実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。以下、こうした変形例を説明する。   The embodiments are exemplifications, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications can be made to combinations of the respective constituent elements and processing processes, and such modifications are within the scope of the present invention. . Hereinafter, such modifications will be described.

(第1変形例)
図8(a)〜(d)は、ノイズ検出回路340の変形例を示す回路図である。
図8(a)のノイズ検出回路340の監視対象の第1信号S11は、ゲートドライバ308のハイサイドトランジスタMHのゲート信号VGHである。ノイズ検出回路340は、図7のノイズ検出回路340と同様に構成してもよい。
(First modification)
FIGS. 8A to 8D are circuit diagrams showing modifications of the noise detection circuit 340. FIG.
The first signal S11 monitored noise detection circuit 340 in FIG. 8 (a) is a gate signal V GH of the high-side transistor MH gate driver 308. The noise detection circuit 340 may be configured similarly to the noise detection circuit 340 of FIG.

図8(b)のノイズ検出回路340では、図7のインバータINV1が省略され、第2トランジスタM2のゲートに第2信号S12が、ソースにローパスフィルタ344を経た第3信号S13が入力される。遅延回路304の出力S2がノイズによりローレベルに遷移すると、第2トランジスタM2のゲートがローレベル、ドレインはハイレベルに維持されるため、第2トランジスタM2がターンオンする。これによりノイズを検出できる。   In the noise detection circuit 340 of FIG. 8B, the inverter INV1 of FIG. 7 is omitted, the second signal S12 is input to the gate of the second transistor M2, and the third signal S13 that has passed through the low-pass filter 344 is input to the source. When the output S2 of the delay circuit 304 transitions to a low level due to noise, the gate of the second transistor M2 is maintained at a low level and the drain is maintained at a high level, so that the second transistor M2 is turned on. Thereby, noise can be detected.

図8(c)、(d)のノイズ検出回路340の監視対象の第1信号S11は、判定コンパレータ302の前段の、ハイ・ロー2値化される前の信号VINである。図8(c)のノイズ検出回路340は、第1信号S11が伝搬するラインの電圧を、負のしきい値電圧VTHNと比較し、比較結果を示すノイズ検出信号S21を生成するノイズ検出用コンパレータ346を含む。これにより、負方向に大きくスイングする急峻なノイズを検出できる。 The first signal S11 to be monitored by the noise detection circuit 340 in FIGS. 8C and 8D is the signal VIN before the high / low binarization in the previous stage of the determination comparator 302. The noise detection circuit 340 in FIG. 8C compares the voltage of the line through which the first signal S11 propagates with the negative threshold voltage V THN and generates a noise detection signal S21 indicating the comparison result. Comparator 346 is included. This makes it possible to detect steep noise that swings greatly in the negative direction.

図8(d)のノイズ検出回路340は、フィルタ348と、ノイズ検出用コンパレータ350(検波回路)を含む。フィルタ348は、ハイパスフィルタあるいはバンドパスフィルタであり、第1信号S11が伝搬するラインの電圧の高周波成分(ノイズ成分)を通過させる。ノイズ検出用コンパレータ350は、フィルタ348の出力信号のレベルをしきい値VTHと比較し、ノイズの有無を判定する。サージもしくはサージ性ノイズは、高周波ノイズ(周期ノイズ)よりも高い周波数成分を含む。したがってこれらの周波数成分を抽出することで、サージやサージ性ノイズの有無を検出できる。 The noise detection circuit 340 in FIG. 8D includes a filter 348 and a noise detection comparator 350 (detection circuit). The filter 348 is a high-pass filter or a band-pass filter, and passes a high-frequency component (noise component) of the voltage of the line through which the first signal S11 propagates. The noise detection comparator 350 compares the level of the output signal of the filter 348 with the threshold value V TH and determines the presence or absence of noise. Surge or surge noise includes a higher frequency component than high frequency noise (periodic noise). Therefore, by extracting these frequency components, it is possible to detect the presence or absence of surge or surge noise.

図8(c)、(d)のノイズ検出回路340の第1信号S11は、高周波フィルタ303の出力電圧VFILであってもよい。 The first signal S11 of the noise detection circuit 340 of FIGS. 8C and 8D may be the output voltage V FIL of the high frequency filter 303.

当業者によれば、ノイズ検出回路340の構成が特に限定されず、図7や図8(a)〜(d)から派生して導かれるさまざまな回路構成に及ぶことが理解される。たとえばノイズ検出回路340は、ローサイドトランジスタMLのゲート信号VGLにもとづいてノイズを検出してもよい。 A person skilled in the art understands that the configuration of the noise detection circuit 340 is not particularly limited, and includes various circuit configurations derived from FIGS. 7 and 8A to 8D. For example noise detection circuit 340 may detect the noise based on the gate signal V GL of the low-side transistor ML.

(第2変形例)
実施の形態では、OCP回路330を備えるイグナイタ200について説明したが、OCP回路330の構成は特に限定されない。たとえば、コイル電流Iを検出する手段としては、パワートランジスタ204に流れる電流をカレントミラー回路によりコピーし、コピーされた電流を検出してもよいし、パワートランジスタ204のオン抵抗を利用してコイル電流を検出してもよい。あるいは、イグニッションコイル104に補助巻線を追加し、補助巻線に流れる電流にもとづいてコイル電流Iを推定してもよい。またOCP回路330は必須ではなく、OCP回路330を具備しないイグナイタ200にも本発明は適用可能である。
(Second modification)
In the embodiment, the igniter 200 including the OCP circuit 330 has been described. However, the configuration of the OCP circuit 330 is not particularly limited. For example, as the means for detecting the coil current I C, the current flowing through the power transistor 204 is copied by the current mirror circuit, may be detected copied current, by using the on-resistance of the power transistor 204 coil The current may be detected. Alternatively, by adding an auxiliary winding in the ignition coil 104 may estimate the coil current I C on the basis of the current flowing through the auxiliary winding. The OCP circuit 330 is not essential, and the present invention can be applied to an igniter 200 that does not include the OCP circuit 330.

実施の形態にもとづき本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用を示しているにすぎないことはいうまでもなく、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が認められることはいうまでもない。   Although the present invention has been described based on the embodiments, it should be understood that the embodiments merely illustrate the principles and applications of the present invention, and the embodiments are defined in the claims. It goes without saying that many modifications and changes in arrangement are allowed without departing from the spirit of the present invention.

100…車両、101…エンジンルーム、102…バッテリ、104…イグニッションコイル、106…点火プラグ、L1…1次コイル、L2…2次コイル、108…ECU、110…エンジン、112…吸気マニホールド、113…エアクリーナ、114…ラジエータ、200…イグナイタ、202…スイッチ素子、300…スイッチ制御装置、300A…判定ステージ、300B…駆動ステージ、301…入力ライン、302…判定コンパレータ、303…高周波フィルタ、304…遅延回路、306…プリドライバ、308…ゲートドライバ、312…接地ライン、314…電源ライン、316…内部レギュレータ、320…保護回路、330…OCP回路、332…OCPコンパレータ、334…OCPトランジスタ、340…ノイズ検出回路、342…ゲート電圧補正回路、344…ローパスフィルタ、346…ノイズ検出用コンパレータ、INV1…インバータ、INV2…インバータ、R1…第1抵抗、R2…第2抵抗、C1…第1キャパシタ、MH…ハイサイドトランジスタ、ML…ローサイドトランジスタ、M1…第1トランジスタ、M2…第2トランジスタ、S11…第1信号、S12…第2信号、S13…第3信号、S21…ノイズ検出信号。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Vehicle, 101 ... Engine room, 102 ... Battery, 104 ... Ignition coil, 106 ... Spark plug, L1 ... Primary coil, L2 ... Secondary coil, 108 ... ECU, 110 ... Engine, 112 ... Intake manifold, 113 ... Air cleaner, 114 ... radiator, 200 ... igniter, 202 ... switch element, 300 ... switch control device, 300A ... determination stage, 300B ... drive stage, 301 ... input line, 302 ... determination comparator, 303 ... high frequency filter, 304 ... delay circuit 306: Predriver 308 Gate driver 312 Ground line 314 Power line 316 Internal regulator 320 Protection circuit 330 OCP circuit 332 OCCP comparator 334 OCP transistor 340 Neu Detection circuit, 342: Gate voltage correction circuit, 344: Low pass filter, 346: Noise detection comparator, INV1: Inverter, INV2: Inverter, R1: First resistor, R2: Second resistor, C1: First capacitor, MH ... High side transistor, ML: low side transistor, M1: first transistor, M2: second transistor, S11: first signal, S12: second signal, S13: third signal, S21: noise detection signal.

Claims (22)

イグニッションコイルの1次コイルと接続されるスイッチ素子と、
ECU(Engine Control Unit)からの点火信号に応じて前記スイッチ素子を制御するスイッチ制御装置と、
を備え、
前記スイッチ制御装置は、
前記点火信号が入力される入力ラインと、
前記入力ラインの電圧を基準電圧と比較し、判定信号を生成する判定コンパレータと、
前記判定信号に応じて前記スイッチ素子のオン、オフを制御する駆動ステージと、
前記入力ラインの電圧に応じたまたは前記判定信号に応じた電圧レベルを有する第1信号にもとづいて、前記スイッチ素子の制御端子の電圧を負方向に変化させるノイズを検出すると、ノイズ検出信号をアサートするノイズ検出回路と、
前記ノイズ検出信号がアサートされると、前記スイッチ素子の制御端子に電流を供給するゲート電圧補正回路と、
を備えることを特徴とするイグナイタ。
A switch element connected to the primary coil of the ignition coil;
A switch control device that controls the switch element in response to an ignition signal from an ECU (Engine Control Unit);
With
The switch control device includes:
An input line to which the ignition signal is input;
A determination comparator that compares the voltage of the input line with a reference voltage and generates a determination signal;
A drive stage for controlling on / off of the switch element in response to the determination signal;
When noise that changes the voltage of the control terminal of the switch element in the negative direction is detected based on a first signal having a voltage level according to the voltage of the input line or according to the determination signal, the noise detection signal is asserted. A noise detection circuit that
When the noise detection signal is asserted, a gate voltage correction circuit that supplies a current to the control terminal of the switch element;
An igniter comprising:
前記ゲート電圧補正回路のインピーダンスは、前記駆動ステージの最終段に設けられたゲートドライバのインピーダンスより低いことを特徴とする請求項1に記載のイグナイタ。   2. The igniter according to claim 1, wherein an impedance of the gate voltage correction circuit is lower than an impedance of a gate driver provided at a final stage of the driving stage. 前記ゲート電圧補正回路は、安定化された電源電圧が供給される電源ラインと前記スイッチ素子の制御端子の間に設けられ、その制御端子に前記ノイズ検出信号を受ける第1トランジスタを含むことを特徴とする請求項1または2に記載のイグナイタ。   The gate voltage correction circuit includes a first transistor provided between a power supply line to which a stabilized power supply voltage is supplied and a control terminal of the switch element, and receiving the noise detection signal at the control terminal. The igniter according to claim 1 or 2. 前記第1トランジスタは、PチャンネルMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)であり、そのソースが前記電源ラインと接続され、そのドレインが前記スイッチ素子の制御端子と接続され、
前記ゲート電圧補正回路は、前記第1トランジスタのゲートソース間/ベースエミッタ間に設けられた第1抵抗をさらに含むことを特徴とする請求項3に記載のイグナイタ。
The first transistor is a P-channel MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) having a source connected to the power supply line and a drain connected to a control terminal of the switch element.
4. The igniter according to claim 3, wherein the gate voltage correction circuit further includes a first resistor provided between a gate source and a base emitter of the first transistor.
前記ノイズ検出回路は、サージまたはサージ性ノイズの周波数よりも低いカットオフ周波数を有し、前記第1信号に応じた第2信号を受けるローパスフィルタを含み、
前記ローパスフィルタを通過した第3信号と前記ローパスフィルタを通過する前の第2信号の電位差に応じて、前記ノイズ検出信号を生成することを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のイグナイタ。
The noise detection circuit includes a low-pass filter having a cutoff frequency lower than a frequency of surge or surge noise and receiving a second signal corresponding to the first signal;
5. The noise detection signal is generated according to a potential difference between a third signal that has passed through the low-pass filter and a second signal that has not yet passed through the low-pass filter. 6. Igniter.
前記ノイズ検出回路は、前記第3信号と前記第2信号の電位差が、ゲートソース間、ベースエミッタ間に印加される第2トランジスタをさらに含み、前記第2トランジスタのコレクタ/ドレインの電圧または前記第2トランジスタに流れる電流に応じた前記ノイズ検出信号を出力することを特徴とする請求項5に記載のイグナイタ。   The noise detection circuit further includes a second transistor in which a potential difference between the third signal and the second signal is applied between a gate source and a base emitter, and the voltage of the collector / drain of the second transistor or the second transistor 6. The igniter according to claim 5, wherein the noise detection signal corresponding to a current flowing through two transistors is output. 前記ノイズ検出回路は、前記判定信号を反転し、前記第2信号を生成するインバータをさらに含み、
前記第2トランジスタは、PチャンネルMOSFETまたはPNP型バイポーラトランジスタであり、
前記第2トランジスタのゲート・ベースに、前記第3信号が入力され、前記第2トランジスタのソース・エミッタに前記第2信号が入力されることを特徴とする請求項6に記載のイグナイタ。
The noise detection circuit further includes an inverter that inverts the determination signal and generates the second signal,
The second transistor is a P-channel MOSFET or a PNP-type bipolar transistor,
The igniter according to claim 6, wherein the third signal is input to a gate and a base of the second transistor, and the second signal is input to a source and an emitter of the second transistor.
前記ローパスフィルタは、前記第2信号が伝搬するラインと接地ラインの間に直列に設けられた第2抵抗および第1キャパシタを含むRCフィルタであることを特徴とする請求項5から7のいずれかに記載のイグナイタ。   8. The RC filter according to claim 5, wherein the low-pass filter is an RC filter including a second resistor and a first capacitor provided in series between a line through which the second signal propagates and a ground line. The igniter described in 1. 前記駆動ステージは、
前記判定信号を遅延させる遅延回路と、
前記スイッチ素子の制御端子に、ハイレベル電圧またはローレベル電圧を供給するゲートドライバと、
前記遅延回路を経た前記判定信号に応じて前記ゲートドライバを制御するプリドライバと、
を含み、
前記第1信号は、前記遅延回路を経た前記判定信号であることを特徴とする請求項1から8のいずれかに記載のイグナイタ。
The drive stage is
A delay circuit for delaying the determination signal;
A gate driver for supplying a high level voltage or a low level voltage to the control terminal of the switch element;
A pre-driver that controls the gate driver according to the determination signal that has passed through the delay circuit;
Including
The igniter according to any one of claims 1 to 8, wherein the first signal is the determination signal that has passed through the delay circuit.
前記駆動ステージは、
前記判定信号を遅延させる遅延回路と、
電源ラインと前記スイッチ素子の前記制御端子の間に設けられたハイサイドトランジスタと、前記スイッチ素子の前記制御端子と接地ラインの間に設けられたローサイドトランジスタと、を含むドライバと、
前記遅延回路を経た前記判定信号に応じて前記ハイサイドトランジスタ、前記ローサイドトランジスタのオン・オフを制御するプリドライバと、
を含み、
前記第1信号は、前記ハイサイドトランジスタまたは前記ローサイドトランジスタの制御端子の信号であることを特徴とする請求項1から8のいずれかに記載のイグナイタ。
The drive stage is
A delay circuit for delaying the determination signal;
A driver including a high-side transistor provided between a power supply line and the control terminal of the switch element; and a low-side transistor provided between the control terminal of the switch element and a ground line;
A pre-driver that controls on / off of the high-side transistor and the low-side transistor according to the determination signal that has passed through the delay circuit;
Including
The igniter according to any one of claims 1 to 8, wherein the first signal is a signal of a control terminal of the high-side transistor or the low-side transistor.
前記スイッチ素子に流れるコイル電流が所定のしきい値を超えないように、前記スイッチ素子の制御端子の電圧を調節する過電流保護回路をさらに備えることを特徴とする請求項1から10のいずれかに記載のイグナイタ。   The overcurrent protection circuit for adjusting a voltage of a control terminal of the switch element so as to prevent a coil current flowing through the switch element from exceeding a predetermined threshold value. The igniter described in 1. 前記過電流保護回路は、
前記スイッチ素子の制御端子と接地ラインの間に設けられた過電流保護トランジスタと、
前記コイル電流に応じた検出電圧を所定のしきい値電圧と比較し、前記検出電圧が前記しきい値電圧を超えると前記過電流保護トランジスタをオンする過電流保護コンパレータと、
を含むことを特徴とする請求項11に記載のイグナイタ。
The overcurrent protection circuit is
An overcurrent protection transistor provided between a control terminal of the switch element and a ground line;
An overcurrent protection comparator that compares a detection voltage according to the coil current with a predetermined threshold voltage, and turns on the overcurrent protection transistor when the detection voltage exceeds the threshold voltage;
The igniter according to claim 11, comprising:
前記第1信号は、前記判定コンパレータの前段の信号であり、
前記ノイズ検出回路は、前記第1信号が伝搬するラインの電圧を、負のしきい値電圧と比較し、比較結果を示す前記ノイズ検出信号を生成するノイズ検出用コンパレータを含むことを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のイグナイタ。
The first signal is a signal preceding the determination comparator,
The noise detection circuit includes a noise detection comparator that compares a voltage of a line through which the first signal propagates with a negative threshold voltage and generates the noise detection signal indicating a comparison result. The igniter according to any one of claims 1 to 4.
前記第1信号は、前記判定コンパレータの前段の信号であり、
前記ノイズ検出回路は、前記第1信号が伝搬するラインの電圧の高周波成分を通過させるフィルタと、
前記フィルタの出力信号のレベルをしきい値と比較するノイズ検出用コンパレータと、
を含むことを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のイグナイタ。
The first signal is a signal preceding the determination comparator,
The noise detection circuit includes a filter that passes a high frequency component of a voltage of a line through which the first signal propagates;
A noise detection comparator that compares the level of the output signal of the filter with a threshold;
The igniter according to claim 1, comprising:
イグニッションコイルの1次コイルと接続されるスイッチ素子と、
ECU(Engine Control Unit)からの点火信号に応じて前記スイッチ素子を制御するスイッチ制御装置と、
を備え、
前記スイッチ制御装置は、
前記点火信号が入力される入力ラインと、
前記入力ラインの電圧を基準電圧と比較し、判定信号を生成する判定コンパレータと、
前記判定信号に応じて前記スイッチ素子のオン、オフを制御する駆動ステージと、
前記スイッチ素子の制御端子の電圧を負方向に変化させノイズを検出すると、ノイズ検出信号をアサートするノイズ検出回路と、
安定化された電源電圧が供給される電源ラインと前記スイッチ素子の制御端子の間に設けられ、前記ノイズ検出信号がアサートされるとターンオンする第1トランジスタと、
を備えることを特徴とするイグナイタ。
A switch element connected to the primary coil of the ignition coil;
A switch control device that controls the switch element in response to an ignition signal from an ECU (Engine Control Unit);
With
The switch control device includes:
An input line to which the ignition signal is input;
A determination comparator that compares the voltage of the input line with a reference voltage and generates a determination signal;
A drive stage for controlling on / off of the switch element in response to the determination signal;
A noise detection circuit that asserts a noise detection signal when detecting noise by changing the voltage of the control terminal of the switch element in the negative direction;
A first transistor which is provided between a power supply line to which a stabilized power supply voltage is supplied and a control terminal of the switch element, and which is turned on when the noise detection signal is asserted;
An igniter comprising:
前記第1トランジスタのオン抵抗は、前記駆動ステージの最終段に設けられたゲートドライバのインピーダンスより低いことを特徴とする請求項15に記載のイグナイタ。   The igniter according to claim 15, wherein an on-resistance of the first transistor is lower than an impedance of a gate driver provided in a final stage of the driving stage. 前記ノイズ検出回路は、
サージまたはサージ性ノイズの周波数よりも低いカットオフ周波数を有し、前記判定信号に応じた電圧レベルを有する第1信号に応じた第2信号を受けるローパスフィルタと、
前記ローパスフィルタを通過した第3信号と前記ローパスフィルタを通過する前の第2信号の電位差が、ゲートソース間、ベースエミッタ間に印加される第2トランジスタと、
を含み、前記第2トランジスタのコレクタ/ソースの電圧または前記第2トランジスタに流れる電流に応じた前記ノイズ検出信号を出力することを特徴とする請求項15または16に記載のイグナイタ。
The noise detection circuit includes:
A low pass filter having a cutoff frequency lower than the frequency of surge or surge noise and receiving a second signal corresponding to the first signal having a voltage level corresponding to the determination signal;
A second transistor in which a potential difference between a third signal that has passed through the low-pass filter and a second signal that has not yet passed through the low-pass filter is applied between a gate source and a base emitter;
The igniter according to claim 15 or 16, wherein the igniter outputs a noise detection signal corresponding to a voltage of a collector / source of the second transistor or a current flowing through the second transistor.
前記ローパスフィルタは、前記判定信号が伝搬するラインと接地ラインの間に直列に設けられた第2抵抗および第1キャパシタを含むRCフィルタであることを特徴とする請求項17に記載のイグナイタ。   The igniter according to claim 17, wherein the low-pass filter is an RC filter including a second resistor and a first capacitor provided in series between a line through which the determination signal propagates and a ground line. 前記スイッチ制御装置は、ひとつの半導体基板に一体集積化されることを特徴とする請求項1から18のいずれかに記載のイグナイタ。   The igniter according to any one of claims 1 to 18, wherein the switch control device is integrated on a single semiconductor substrate. ガソリンエンジンと、
点火プラグと、
1次コイルと、前記点火プラグと接続される2次コイルと、を有するイグニッションコイルと、
前記点火プラグの点火を指示する点火信号を生成するECUと、
前記点火信号に応じて前記イグニッションコイルを駆動する請求項1から19のいずれかに記載のイグナイタと、
を備えることを特徴とする車両。
A gasoline engine,
Spark plugs,
An ignition coil having a primary coil and a secondary coil connected to the spark plug;
An ECU for generating an ignition signal instructing ignition of the spark plug;
The igniter according to any one of claims 1 to 19, which drives the ignition coil in response to the ignition signal;
A vehicle comprising:
点火プラグと接続されるイグニッションコイルの制御方法であって、
ECU(Engine Control Unit)が前記点火プラグの点火を指示する点火信号を生成するステップと、
前記点火信号が伝送する入力ラインの電圧を基準電圧と比較し、判定信号を生成するステップと、
前記判定信号に応じて、前記イグニッションコイルの1次コイルと接続されるスイッチ素子のオン、オフを制御するステップと、
前記スイッチ素子の制御端子の電圧を負方向に変化させるノイズを検出するステップと、
前記ノイズが検出されると、前記スイッチ素子の制御端子に電流を供給するステップと、
を備えることを特徴とする方法。
A method of controlling an ignition coil connected to a spark plug,
An ECU (Engine Control Unit) generating an ignition signal instructing ignition of the ignition plug;
Comparing a voltage of an input line transmitted by the ignition signal with a reference voltage to generate a determination signal;
Controlling on and off of a switch element connected to a primary coil of the ignition coil in response to the determination signal;
Detecting noise that changes the voltage of the control terminal of the switch element in a negative direction;
When the noise is detected, supplying a current to the control terminal of the switch element;
A method comprising the steps of:
点火プラグと接続されるイグニッションコイルの制御方法であって、
ECU(Engine Control Unit)が前記点火プラグの点火を指示する点火信号を生成するステップと、
前記点火信号が伝送する入力ラインの電圧を基準電圧と比較し、判定信号を生成するステップと、
前記判定信号に応じて、前記イグニッションコイルの1次コイルと接続されるスイッチ素子のオン、オフを制御するステップと、
前記スイッチ素子の制御端子の電圧を負方向に変化させるノイズを検出するステップと、
前記ノイズが検出されると、安定化された電源電圧が供給される電源ラインと前記スイッチ素子の制御端子の間に設けられた第1トランジスタをターンオンするステップと、
を備えることを特徴とする方法。
A method of controlling an ignition coil connected to a spark plug,
An ECU (Engine Control Unit) generating an ignition signal instructing ignition of the ignition plug;
Comparing a voltage of an input line transmitted by the ignition signal with a reference voltage to generate a determination signal;
Controlling on and off of a switch element connected to a primary coil of the ignition coil in response to the determination signal;
Detecting noise that changes the voltage of the control terminal of the switch element in a negative direction;
When the noise is detected, turning on a first transistor provided between a power supply line to which a stabilized power supply voltage is supplied and a control terminal of the switch element;
A method comprising the steps of:
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