JP2900681B2 - 内燃機関用電子配電器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高電圧を各気筒の点火
プラグに配電する内燃機関用電子配電器に関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関の複数の気筒のそれぞれに点火
コイルを配し、さらに、この点火コイルの１つ１つに対
応させてパワートランジスタ等のスイッチング素子を配
するものが増えてきた。このようにすれば、複数のスイ
ッチング素子の１つを特定して導通及び遮断することに
よって、特定の気筒に点火コイルで発生した高電圧を配
電することができる。

【０００３】このように、それぞれの点火コイルにはそ
れぞれスイッチング素子が接続されているが、この接続
はそれぞれ別個のリードフレームの接続による。すなわ
ち、少なくともスイッチング素子と同数のリードフレー
ム（点火コイル側リードフレーム）を用いて点火コイル
とスイッチング素子を電気的に接続する。さらに、スイ
ッチング素子は共通のアースに落される。ここでは、そ
れぞれのスイッチング素子は共通のリードフレーム（ア
ース側リードフレーム）に接続されて、その後に、アー
スに落される。このような技術は、例えば、特開平1−2
59550 号に記載されている。

【０００４】また、トランジスタ等のスイッチング素子
は過大な電流が流れると破壊してしまうために、電流制
限回路を設けて、スイッチング素子に流れる電流を制限
している。すなわち、スイッチング素子に流れる電流を
検出して、その電流が所定以上となったときにスイッチ
ング素子に流れる電流を制限している。

【０００５】電流制限回路では、一般に、スイッチング
素子に流れる電流を電流検出抵抗によって検出してい
る。この電流検出抵抗は回路基板の中で大きな面積を占
めるために、電流検出抵抗を共通に用いられるようにし
ている。このようなものでは、複数のスイッチング素子
に共通の電流検出抵抗を接続し、この共通の電流抵抗に
流れる電流が所定以上になったときには、これら全ての
スイッチング素子に流れる電流を同時に制限するように
なる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】なんらかの異常状態の
発生によって、スイッチング素子の１つが焼き付き、そ
のスイッチング素子が導通状態に固定されてしまうと、
点火コイル側リードフレーム及びアース側リードフレー
ムに過電流が流れる。従来の技術によれば、それぞれの
スイッチング素子の一端は、それぞれに対応して設けら
れた点火コイル側リードフレームによって点火コイルに
接続されるが、それぞれのスイッチング素子の他端は、
まとめられて共通のアース側リードフレームによってア
ースに落される。ここで、過電流によって、アース側リ
ードフレームが焼切れると、全ての点火コイルに電流が
供給されなくなり、異常となったスイッチング素子に接
続された点火コイルのみならず、その他の正常に動作す
るスイッチング素子に接続された点火コイルに電流が流
れなくなってしまう。

【０００７】本発明の目的は、複数のスイッチング素子
のうちの１つが導通状態に固定されても、その他の正常
に機能するスイッチング素子に接続される点火コイルに
流れる電流の制御を可能とすることにある。

【０００８】

【０００９】

【００１０】

【００１１】

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的は、複数の点火
コイルに流れる電流を別個に導通及び遮断する複数のス
イッチング素子と、前記複数のスイッチング素子の電流
を前記複数の点火コイルにそれぞれ別個に流す複数の第
１リードフレームと、前記複数のスイッチング素子のう
ち少なくとも２以上のスイッチング素子の電流を共通の
電位に落す単一の第２リードフレームとを有し、前記第
１リードフレームの抵抗値を前記第２リードフレームの
抵抗値より高く設定し、前記第１リードフレームと前記
第２リードフレームの材質を異ならせるように構成した
内燃機関用電子配電器において、前記第１リードフレー
ムはニッケル又は鉄ニッケル系の材質のものを用い、前
記第２リードフレームはアルミニウム，銅、又は黄銅を
用いたことによって達成される。 また、上記目的は、複
数の点火コイルに流れる電流を別個に導通及び遮断する
複数のスイッチング素子と、前記複数のスイッチング素
子の電流を前記複数の点火コイルにそれぞれ別個に流す
複数の第１リードフレームと、前記複数のスイッチング
素子のうち少なくとも２以上のスイッチング素子の電流
を共通の電位に落す単一の第２リードフレームとを有し
た内燃機関用電子配電器において、前記第１リードフレ
ームの両端の接続のうちの少なくとも一方ははんだによ
る接続とし、前記はんだは前記第１のリードフレームに
流れる電流が所定以上となったときに溶融して電気的な
接続を解くように構成したことによって達成される。

【００１３】

【００１４】

【００１５】

【００１６】

【００１７】

【００１８】

【作用】バッテリーからの電流は、点火コイル，点火コ
イル側リードフレーム，スイッチング素子，アース側リ
ードフレーム，アースの順で流れる。第１の構成によれ
ば、スイッチング素子の１つが導通状態に固定されたと
きには、過電流は、点火コイル側リードフレームを通っ
てアース側リードフレームに流れるが、点火コイル側リ
ードフレームの抵抗値がアース側リードフレームの抵抗
値より高く設定されているために、点火コイル側リード
フレームの発熱量はアース側リードフレームの発熱量よ
りも、大きくなる。そのために、異常状態となったスイ
ッチング素子に接続された点火コイル側リードフレーム
はアース側リードフレームよりも先に溶断される。その
ために、点火コイルからの過電流は、アース側リードフ
レームには供給されることはなくなり、アース側リード
フレームは過電流による溶断から免れ、少なくともその
他の正常に機能するスイッチング素子に接続された点火
コイルの電流の制御が可能となる。

【００１９】

【００２０】

【００２１】また、点火コイル側リードフレームの両端
の接続のうちの少なくとも一方ははんだによる接続と
し、前記はんだは点火コイル側リードフレームに流れる
電流が所定以上となったときに溶融して電気的な接続を
解くように構成される。そのため、過電流が流れてリー
ドフレームの温度が上昇したときには、異常状態となっ
たスイッチング素子に接続された点火コイル側リードフ
レームは溶融する。これにより、点火コイルからの過電
流は、アース側リードフレームには供給されることはな
くなり、少なくともその他の正常に機能するスイッチン
グ素子に接続された点火コイルの電流の制御が可能とな
る。

【００２２】

【００２３】

【００２４】

【実施例】本発明の実施例を図面を用いて説明する。図
２はシステム構成図であり、いわゆる６気筒同時着火型
のシステム構成図を示している。バッテリー１１の電圧
は、ヒューズ１２及びスイッチ１３を介して、点火コイ
ル１４〜１６の１次コイル１７〜１９の一端に印加され
る。一方、吸入空気量及びエンジン回転数等の内燃機関
の運転状態を示す物理量を検出するセンサ群２８（吸入
空気量センサ，クランク角センサ等）の出力はコントロ
ールユニット２７に取り込まれる。コントロールユニッ
ト２７は、これらセンサ群２８の出力に基づいて点火の
タイミングを演算してパワーモジュール２６に信号を出
力する。このとき、コントロールユニット２７の出力す
る信号は数ｍＡ〜数１０ｍＡ程度である。パワーモジュ
ール２６は、コントロールユニット２７がhighの出力を
すれば、特定の点火コイル（１７〜１９）にバッテリー
１１からの電流を供給するように動作する。このときに
は、数Ａの電流が点火コイル（１４〜１６）の１次コイ
ル（１７〜１９）に供給される。なお、後述するが、点
火コイル（１４〜１６）の１次コイル（１７〜１９）に
供給される電流は電流制限回路６４によって所定の電流
値以下に制限される。

【００２５】また、パワーモジュール２６は、コントロ
ールユニット２７がlow の出力をすれば、特定の点火コ
イル（１４〜１６）の１次コイル（１７〜１９）にバッ
テリー１１からの電流を遮断するように動作する。今ま
で供給されていた電流が瞬時に遮断されると点火コイル
（１４〜１６）の２次コイル（２０〜２２）に高電圧が
発生し、点火プラグ（２３ａ，２３ｂ〜２５ａ，２５
ｂ）に火花がとぶ。

【００２６】次にパワーモジュール２６の詳細を説明す
る。図３において、パッケージ端子７１〜７７は外装ケ
ース８０にモールドされている。パッケージ端子７１〜
７３の一端は、外装ケース８０に着脱可能なコネクタを
介して、点火コイル１４〜１６にそれぞれ接続される。
また、パッケージ端子７１〜７３の他端はリードフレー
ム５１〜５３（点火コイル側リードフレーム）を介して
パワートランジスタ４１〜４３に接続される。なお、以
下に、リードフレームとは単に平板状の物のみならず、
断面が円状のいわゆるリードワイヤとよばれているもの
を含み、全ての断面形状のものを含むことを意味してい
る。パワートランジスタ４１〜４３はリードフレーム６
１〜６３を介してハイブリッドＩＣ基板４４に接続され
る。リードフレーム６１〜６３はＡｌ，Ｃｕ又は黄銅の
ように比較的抵抗値が小さいものを用いることが好適で
ある。なお、パワートランジスタ４１〜４３の代りに、
ＭＯＳ型ＦＥＴを用いることができる。さらには、これ
以外の全ての半導体スイッチング素子を用いることが可
能なのはもちろんである。

【００２７】パッケージ端子７４〜７６の一端はリード
フレーム５４〜５６を介してコントロールユニット２７
に接続され、パッケージ端子７７の一端はリードフレー
ム５７（アース側リードフレーム）を介してはアースに
接続される。また、パッケージ端子７４〜７７の他端は
ハイブリッドＩＣ基板４４に接続される。

【００２８】さらに、パワーモジュール２６の内部回路
の接続状態を説明する。図４において、パッケージ端子
７１〜７３はリードフレーム５１〜５３（点火コイル側
リードフレーム）の一端に溶接される。リードフレーム
５１〜５３の他端は溶接パッド８３を介してセラミック
基板８２にはんだ付けされる。セラミック基板８２上に
はパワートランジスタ４１〜４３が形成されリードフレ
ーム５１〜５３と電気的に接続されるようになってい
る。さらに、パワートランジスタ４１〜４３はリードフ
レーム６１〜６３（Ａｌ，Ａｕ等の材質で構成）を介し
てハイブリッドＩＣ基板４４に接続される。なお、ハイ
ブリッドＩＣ基板４４は金属ベース８１に絶縁物（図示
せず）を介して構成されている。また、パッケージ端子
７７はリードフレーム５７（アース側リードフレーム）
の一端に溶接される。リードフレーム５７の他端は溶接
パッド８４を介してハイブリッドＩＣ基板４４にはんだ
付けされる。このようにして、ハイブリッドＩＣ基板４
４はパッケージ端子７７に電気的に接続される。

【００２９】さらに、パワーモジュール２６の内部の回
路構成を説明する。図１において、点火コイル１４〜１
６はそれぞれパワートランジスタ４１〜４３のコレクタ
に接続される。パワートランジスタ４１〜４３のエミッ
タは電流制限回路６４に接続され、さらに、リードフレ
ーム５７を介してアースに接続される。一方、パワート
ランジスタ４１〜４３のベースはそれぞれ抵抗６５〜６
７を介して、リードフレーム５４〜５６に接続され、さ
らに、コントロールユニット２７に接続される。

【００３０】ここで、リードフレーム５１〜５３の抵抗
値Ｒ１〜Ｒ３とリードフレーム５７の抵抗値Ｒ４の関係
を Ｒ４＜Ｒ１〜Ｒ３ とする。部材として例えばＮｉワイヤを使用した時は、 Ｒ１〜Ｒ３≒１５ｍΩ Ｒ４≒１０ｍΩ とすることができる。また、このような抵抗値とするの
に、Ｆｅ−Ｎｉ系の材質のものを用いても良い。

【００３１】このように、リードフレーム５１〜５３の
抵抗値Ｒ１〜Ｒ３をリードフレーム５７の抵抗値Ｒ４よ
りも大きくするためには、リードフレーム５１〜５３の
長さをリードフレーム５７よりも長くしても良い。ま
た、リードフレーム５１〜５３の太さをＲ１〜Ｒ３をリ
ードフレーム５７の抵抗値よりも細くしても良い。当
然、材質を変えることによっても、リードフレーム５１
〜５３の抵抗値Ｒ１〜Ｒ３をリードフレーム５７の抵抗
値Ｒ４よりも大きくすることが可能である。例えば、リ
ードフレーム５１〜５３をＮｉ又はＮｉ−Ｆｅ系のもの
を用い、リードフレーム５７をＡｌ，Ｃｕ又は黄銅等を
用いることができる。

【００３２】このパワーモジュール２６の動作を説明す
る。まず、パワートランジスタ４１〜４３が何れも正常
な動作状態においては、コントロールユニット２７から
の信号がLow レベルの場合、パワートランジスタ４１〜
４３は遮断状態にあるため点火コイル１４〜１６の１次
コイル１７〜１９に電流（一次電流）は流れない。しか
し、何らかの原因でパワートランジスタ４１〜４３の何
れかがショート破壊するとコントロールユニット２７か
らの信号のレベルにかかわらず、点火コイルの一次コイ
ルに連続的に電流が流れてしまう。この時、電流はバ
ッテリ１１→１次コイル１７〜１９→リードフレー
ム５１〜５３→パワートランジスタ４１〜４３のコレ
クタエミッタ間→リードフレーム６１ａ〜６３ａ→
ハイブリッドＩＣ４４→リードフレーム５７→アー
スの順に流れる。そして、このような異常な連続通電が
続くと、点火コイル１４〜１６が発熱し、最悪の場合に
はコイルの発煙，発火に至る。発煙，発火を防ぐには、
の配線のいずれかがオープン状態となればよい
が、がオープン状態となると、他の正常な回路も全て
動作しなくなるためエンジンが運転できなくなる。ま
た、一般にはごく短いＡｌその他、例えば、Ａｕ線や
Ａｌ線を用いるため過電流が流れても発熱量は少なく、
これによって、焼切れることは殆ど無い。がオープン
となると、ショートしたパワートランジスタから電流が
流れることはなくなり、コイルの発煙，発火を防止で
き、しかもエンジンの運転が可能なフェールセーフ機構
を実現できる。ここで、点火装置の回路を封止するパッ
ケージに設けられたパッケージ端子７１〜７３と、パワ
ートランジスタ４１〜４３のコレクタの間を接続するリ
ードフレーム５１〜５３を、ヒューズのように動作させ
ればコストを最小に抑えることができる。そのために
は、パッケージ端子７１〜７３とリードフレーム５１〜
５３の抵抗値を他の配線より大きくし、しかも特定の条
件下で溶断する値にすれば良い。

【００３３】このように、パワートランジスタ４１〜４
３のうちの中の１つがショートしても、これに応じた点
火コイルとリードフレームに過電流が流れ、ショートし
たパワートランジスタに接続されたリードフレームのみ
（リードフレーム５１〜５３の内の何れか）が過電流に
より過熱され、発熱により溶断する。なお、リードフレ
ーム５１〜５３に１０Ａ程度の電流が流れたときに、リ
ードフレーム５１〜５３が溶断するようにすると良い。

【００３４】これによりパワートランジスタ（４１〜４
３の内何れか）のショート→過電流→リードフレーム
（５１〜５３の内何れか）が溶断→過電流停止→他のパ
ワートランジスタで点火続行となる。万一パワートラン
ジスタが素子欠陥等でショート破壊しても、直ちにこの
ショートしたパワートランジスタのコレクタ側のリード
フレームが溶断され、点火コイル１４〜１６，ハイブリ
ッドＩＣ基板４４に過電流が流れない。残りの気筒で点
火が正常に行われる様にすることにより、点火の動作が
可能となる。又、点火コイルに連続的に過電流が流れる
ことを防止しているため、点火コイルの発煙，発火も防
止できる。

【００３５】さらに、電流制限回路６４の詳細を説明す
る。図５において、パワートランジスタ４１のエミッ
タ，パワートランジスタ４２のエミッタ及びパワートラ
ンジスタ４３のエミッタは共に電流制限抵抗８５の一端
に接続される。電流制限抵抗８５の他端はアースに接続
される。パワートランジスタ４１〜４３のエミッタとア
ースの間には、電流検出抵抗８５と並列に、抵抗８６と
抵抗８７が接続されている。パワートランジスタ４１の
ベース，パワートランジスタ４２のベース及びパワート
ランジスタ４３のベースは共にトランジスタ８８のコレ
クタに接続されている。トランジスタ８８のエミッタは
アースに接続されている。さらに、トランジスタ８８の
ベースは抵抗８９と抵抗８９の結合点に接続される。な
お、パワートランジスタ４１〜４３のベースはそれぞれ
コントロールユニット２７にも接続される。

【００３６】電流制限回路６４の動作を説明する。コン
トロールユニット２７からの電流Ｉｂが流れると、トラ
ンジスタ４２（トランジスタ４１，４３）は導通状態と
なる。トランジスタ４２（トランジスタ４１，４３）が
導通状態となると、トランジスタ４２（トランジスタ４
１，４３）のコレクタ−エミッタ間の電圧が徐々に上昇
する。この電圧は電流検出抵抗８５によって検出され、
さらに抵抗８６及び抵抗８７によって分圧される。この
値がスレッシュレベルＶｂ(約０.７Ｖ）を越えると、ト
ランジスタ８８が導通状態になり、パワートランジスタ
４２のベースとアースをを接続する。これによって、ト
ランジスタ４２は遮断状態となる。

【００３７】ここで、パワートランジスタ４１〜４３の
エミッタは、共通に用いられている電流制限抵抗８５に
接続されているので、パワートランジスタ４１〜４３の
何れかの電流がスレッシュレベルＶｂを越えて、トラン
ジスタ８８を導通状態とすれば、パワートランジスタ４
１〜４３のベースは全てアースに接続されることとな
る。すなわち、パワートランジスタ４１〜４３の何れか
の電流が一定以上の電流となれば、パワートランジスタ
４１〜４３の全てが遮断状態となるように動作する。

【００３８】例えば、パワートランジスタ４１〜４３の
何れかがショートして、常に導通状態となったときに
は、電流検出抵抗８５には常に所定以上の電流が流れる
ので、電流制限回路６４は、常に、パワートランジスタ
４１〜４３の全てを遮断状態とするように動作する。こ
のような状態となると、点火コイル１４〜１６の全てに
電流が供給されず、内燃機関に供給される混合気に着火
することができなくなり、内燃機関は、完全にその動作
を停止せざるを得ない。

【００３９】しかしながら、上記に説明したように本実
施例では、パワートランジスタ４１〜４３に過電流が流
れたときには、そのパワートランジスタ（４１〜４３）
に対応したリードフレーム（リードフレーム５１〜５３
のいずれか）が焼き切れる。そのために、ショートした
パワートランジスタ（４１〜４３）から電流検出抵抗８
５に電流が供されないので、ある一つのパワートランジ
スタ（４１〜４３）のショートは他の正常なパワートラ
ンジスタ（４１〜４３）の動作を阻害することはない。

【００４０】以上のように、本実施例によれば、パワー
トランジスタ（４１〜４３の内何れか）がショート破壊
しても、パワーモジュール２６の回路を封止するパッケ
ージに設けられたリードフレーム（リードフレーム５１
〜５３の内何れか）とパワートランジスタ（４１〜４３
の内何れか）のコレクタの間の接続を強制的に溶断によ
り遮断するので点火コイルの発煙，発火を防止でき、あ
たかも、第２の電流制限回路を設けたかのように、車両
を不調ながらも自走できるフェールセーフが可能とな
り、しかも、安価に提供できる。

【００４１】なお、この実施例では、アース側リードフ
レーム５７を用いてパワートランジスタ４１〜４３のエ
ミッタとアースを接続しているが、この代りに、パワー
トランジスタ４１〜４３のエミッタを（電流制限回路６
４を介して）金属ベース８１に接続するようにしても良
い。この接地のための電流制限回路６４と金属ベース８
１の接続は、アルミニウムワイヤを用い、これらを溶接
によって接続可能である。このように、金属ベース８１
を用いた接地の方法によると、単に溶接をすることによ
り、パワートランジスタ４１〜４３のエミッタを接地す
ることができ、作業が容易になると共に、さらに、パワ
ーモジュール全体の構成も簡単となる。次に、他の実施
例を図６を用いて説明する。この実施例ではリードフレ
ーム５７（図６（ｂ））を、リードフレーム５１〜５３
（図６（ａ））と全く同じ物を並列に２本接続するよう
にして、構成したものである。

【００４２】さらに、他の実施例を図７を用いて説明す
る。この実施例では、パワートランジスタ４１のコレク
タエミッタ電流を電流制限回路９１により制御してい
る。更に、パワートランジスタ４２及びパワートランジ
スタ４３のコレクタエミッタ電流を電流制限回路９２
（電流制限回路９１とは別個に設置）により制御してい
る。このように、パワートランジスタ４１〜４３に流れ
る電流を２つの電流制限回路（電流制限回路９１，９
２）により制御しているので、このうちの１つの電流制
限回路が異常状態となっても、もう１つの電流制限回路
は正常に動作する。

【００４３】さらに、他の実施例を図８を用いて説明す
る。この実施例では、パワートランジスタ４１のコレク
タエミッタ電流を電流制限回路９３により制御し、パワ
ートランジスタ４２のコレクタエミッタ電流を電流制限
回路９４により制御し、パワートランジスタ４３のコレ
クタエミッタ電流を電流制限回路９５により制御してい
る。このように、パワートランジスタ４１〜４３に流れ
る電流をそれぞれ電流制限回路９３〜９５により制御し
ているので、電流制限回路９３〜９５のうちの１つが異
常状態となっても、他の電流制限回路は正常に動作す
る。

【００４４】さらに、他の実施例を図９を用いて説明す
る。この実施例では、４つの点火コイル１４，１５，１
６及び９９のそれぞれに２つずつの点火プラグを接続し
た、いわゆる８気筒同時着火方式のものが示されてい
る。点火コイル１４，１５，１６及び９９はそれぞれリ
ードフレーム５１，５２，５３及び９８を介してパワー
トランジスタ４１，４２，４３及び９７に接続されてい
る。さらに、パワートランジスタ４１，４２，４３及び
９７はリードフレーム５４，５５，５６及び９６を介し
てコントロールユニット２７に接続される。なお、他の
部分は前述の実施例と同様であるので省略する。

【００４５】さらに、他の実施例を図１０を用いて説明
する。この実施例では、４つの点火コイル１４，１５，
１６及び９９のそれぞれに１つずつの点火プラグを接続
した、いわゆる４気筒独立着火方式のものが示されてい
る。なお、これ以外の部分は図９に示された実施例と同
様である。

【００４６】さらに、他の実施例を図１１を用いて説明
する。この実施例では、パワートランジスタ４１及び４
２に流れる電流を電流制限回路１００によって制御し、
また、パワートランジスタ４３及び９７に流れる電流を
電流制限回路１０１によって制御している。なお、これ
以外の部分は図９に示された実施例と同様である。

【００４７】さらに、他の実施例を図１２を用いて説明
する。この実施例では、４つの点火コイル１４，１５，
１６及び９９のそれぞれに１つずつの点火プラグを接続
した、いわゆる４気筒独立着火方式のものが示されてい
る。なお、これ以外の部分は図１１に示された実施例と
同様である。

【００４８】さらに、他の実施例を図１３を用いて説明
する。この実施例では、パワートランジスタ４１，４
２，４３及び９７に流れる電流をそれぞれ電流制限回路
１０２，１０３，１０４及び１０５によって制御してい
る。なお、これ以外の部分は図１２に示された実施例と
同様である。

【００４９】さらに、他の実施例を図１４を用いて説明
する。この実施例では、４つの点火コイル１４，１５，
１６及び９９のそれぞれに１つずつの点火プラグを接続
した、いわゆる４気筒独立着火方式のものが示されてい
る。なお、これ以外の部分は図１３に示された実施例と
同様である。

【００５０】さらに、他の実施例を図１５を用いて説明
する。この実施例では、６つの点火コイル１４，１５，
１６，９９，１１６及び１１７のそれぞれに２つずつの
点火プラグを接続した、いわゆる１２気筒同時着火方式
のものが示されている。点火コイル１４，１５，１６，
９９，１１６及び１１７はそれぞれリードフレーム５
１，５２，５３，９８，１１４及び１１５を介してパワ
ートランジスタ４１，４２，４３，９７，１１２及び１
１３に接続されている。さらに、パワートランジスタ４
１，４２，４３，９７，１１２及び１１３はリードフレ
ーム５４，５５，５６，９６，１１０及び１１１を介し
てコントロールユニット２７に接続される。なお、これ
以外の部分は図１に示される実施例と同様である。

【００５１】さらに、他の実施例を図１６を用いて説明
する。この実施例では、６つの点火コイル１４，１５，
１６，９９，１１６及び１１７のそれぞれに１つずつの
点火プラグを接続した、いわゆる６気筒独立着火方式の
ものが示されている。なお、これ以外の部分は図１５に
示された実施例と同様である。

【００５２】さらに、他の実施例を図１７を用いて説明
する。この実施例では、パワートランジスタ４１，４２
及び４３に流れる電流を電流制限回路１２０によって制
御し、また、パワートランジスタ９７，１１２及び１１
３に流れる電流を電流制限回路１２１によって制御して
いる。なお、これ以外の部分は図１６に示された実施例
と同様である。

【００５３】さらに、他の実施例を図１８を用いて説明
する。この実施例では、６つの点火コイル１４，１５，
１６，９９，１１６及び１１７のそれぞれに１つずつの
点火プラグを接続した、いわゆる６気筒独立着火方式の
ものが示されている。なお、これ以外の部分は図１７に
示された実施例と同様である。

【００５４】さらに、他の実施例を図１９を用いて説明
する。この実施例では、パワートランジスタ４１及び４
２に流れる電流を電流制限回路１２２によって制御し、
パワートランジスタ４３及び９７に流れる電流を電流制
限回路１２３によって制御し、パワートランジスタ１１
２及び１１３に流れる電流を電流制限回路１２４によっ
て制御している。なお、これ以外の部分は図１５に示さ
れた実施例と同様である。

【００５５】さらに、他の実施例を図２０を用いて説明
する。この実施例では、６つの点火コイル１４，１５，
１６，９９，１１６及び１１７のそれぞれに１つずつの
点火プラグを接続した、いわゆる６気筒独立着火方式の
ものが示されている。なお、これ以外の部分は図１８に
示された実施例と同様である。

【００５６】さらに、他の実施例を図２１を用いて説明
する。この実施例では、パワートランジスタ４１，４
２，４３，９７，１１２及び１１３に流れる電流をそれ
ぞれ電流制限回路１２５，１２６，１２７，１２８，１
２９及び１３０によって制御している。なお、これ以外
の部分は図１５に示された実施例と同様である。

【００５７】さらに、他の実施例を図２２を用いて説明
する。この実施例では、６つの点火コイル１４，１５，
１６，９９，１１６及び１１７のそれぞれに１つずつの
点火プラグを接続した、いわゆる６気筒独立着火方式の
ものが示されている。なお、これ以外の部分は図２１に
示された実施例と同様である。

【００５８】ここで図１０，図１２，図１４に示される
実施例において、点火コイルのそれぞれに２つずつの点
火プラグを接続する、８気筒独立点火方式としても良
い。また、図１６，図１８，図２０，図２２に示される
実施例において、点火コイルのそれぞれに２つずつの点
火プラグを接続する、１２気筒同時点火方式とすること
も可能である。

【００５９】以上のように図１から図２２に示される各
実施例では、リードフレーム５１〜５３（点火側リード
フレーム）の抵抗値をリードフレーム５７（アース側リ
ードフレーム）の抵抗値よりも大きくすることにより、
パワートランジスタ４１〜４３のショート時の対策を施
していた。このような実施例において、以下のような構
成としても良い。なお、以下の説明では、図１から図２
２に示される各実施例と同様な部分の説明は省略する。
したがって、以下に説明の無い部分は原則として、図１
から図２２に示される各実施例と同様である。

【００６０】まず、点火コイル側リードフレーム５１〜
５３の融点をアース側リードフレーム５７の融点よりも
低くすることによって上記の実施例とほぼ同様な効果を
得ることができる。例えば、点火コイル側リードフレー
ム（５１〜５３）としてアルミニウム製のリードフレー
ム(融点；６６０.４度摂氏）を用い、アース側リードフ
レーム５７として銅製のリードフレーム（融点；1084.5
度摂氏）を用いると良い。

【００６１】さらに、点火コイル側リードフレーム５１
〜５３の接続をはんだ付けにすることによっても、上記
の実施例とほぼ同様な効果を得ることができる。すなわ
ち、パッケージ端子７１〜７３と点火コイル側リードフ
レーム５１〜５３を共晶はんだ（成分；すず４０％鉛６
０％，融点；１８３度摂氏）を用いて接続するか、ある
いは、点火コイル側リードフレーム５１〜５３とセラミ
ック基板８２を共晶はんだを用いて接続すれば良い。な
お、この場合、アース側リードフレーム５７の接続は高
温はんだ（成分；すず１０％鉛９０％，融点３２０度摂
氏）を用いて接続するか、あるいは、溶接により接続す
る。パワートランジスタ４１〜４３がショートして導通
状態が続くと、点火側リードフレーム（リードフレーム
５１〜５３のうち対応したもの）及びアース側リードフ
レーム５７に流れる電流が大きくなり発熱する。点火側
リードフレーム（ショートしたパワートランジスタに対
応したリードフレームのうちのいずれか５１〜５３）及
びアース側リードフレーム５７の温度は上昇するが、点
火コイル側リードフレーム（５１〜５３）は共晶はんだ
によって接続されているので、比較的低い温度（１８３
度摂氏）に達したときに、共晶はんだの方が先に溶融
し、ショートしたパワートランジスタに該当する点火コ
イル１４〜１６とパワートランジスタ４１〜４３(ショ
ートしたもの)の接続が解かれる。なお、この時に、点
火コイル側リードフレーム５１〜５３にバネ力が発生す
るようにすると更に良い。このようにすれば、共晶はん
だが溶融したときに、点火コイル側リードフレーム５１
〜５３が弾性変形して、点火コイル側リードフレーム５
１〜５３による接続の解き放しがより確実となる。

【００６２】さらに、点火コイル側リードフレーム５１
〜５３の比抵抗率の温度係数をアース側リードフレーム
５７の比抵抗率の温度係数よりも大きくすることによっ
て上記の実施例とほぼ同様な効果を得ることができる。
例えば、点火コイル側リードフレーム５１〜５３として
図２３の（ａ）に示される特性のものを用い、アース側
リードフレーム５７として図２３の（ｂ）に示される特
性のものを用いると良い。パワートランジスタ４１〜４
３がショートしてオープン状態が続くと、点火側リード
フレーム（ショートしたパワートランジスタに対応した
リードフレーム５１〜５３のいずれか）及びアース側リ
ードフレーム５７に流れる電流が大きくなり発熱する。
この発熱により、点火コイル側リードフレーム（リード
フレーム５１〜５３のいずれか）とアース側リードフレ
ーム５７は共に抵抗値が大きくなっていくが、点火コイ
ル側リードフレーム５１〜５３の比抵抗率の温度係数が
アース側リードフレーム５７の比抵抗率の温度係数より
も大きいので、点火コイル側リードフレーム（５１〜５
３）は抵抗値が急激に増加し、これによって、発熱量も
急激に増加する。このような相乗的な効果により、点火
コイル側リードフレーム（リードフレーム５１〜５３の
いずれか）の温度は急激に上昇し、点火コイル側リード
フレーム（ショートしたパワートランジスタに対応）は
アース側リードフレーム５７よりも先に溶断される。

【００６３】

【発明の効果】以上説明したように、発明によれば、複
数のスイッチング素子のうちの１つが導通状態に固定さ
れても、その他の正常に機能するスイッチング素子に接
続される点火コイルに流れる電流を制御することが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】パワーモジュールの詳細を示す図である。

【図２】システム構成図である。

【図３】パワーモジュールの構造を示す図である。

【図４】パワーモジュール内の回路の接続の詳細を示す
図である。

【図５】電流制限回路の詳細を示す図である。

【図６】リードフレームの接続に特徴を持つ実施例を示
す図である。

【図７】６気筒同時着火方式で電流検出部を２ケ設けた
実施例を示す図である。

【図８】６気筒同時着火方式で電流検出部を３ケ設けた
実施例を示す図である。

【図９】８気筒同時着火方式で電流検出部を１ケ設けた
実施例を示す図である。

【図１０】４気筒独立着火方式で電流検出部を１ケ設け
た実施例を示す図である。

【図１１】８気筒同時着火方式で電流検出部を２ケ設け
た実施例を示す図である。

【図１２】４気筒独立着火方式で電流検出部を２ケ設け
た実施例を示す図である。

【図１３】８気筒同時着火方式で電流検出部を４ケ設け
た実施例を示す図である。

【図１４】４気筒独立着火方式で電流検出部を４ケ設け
た実施例を示す図である。

【図１５】１２気筒同時着火方式で電流検出部を１ケ設
けた実施例を示す図である。

【図１６】６気筒独立着火方式で電流検出部を１ケ設け
た実施例を示す図である。

【図１７】１２気筒同時着火方式で電流検出部を２ケ設
けた実施例を示す図である。

【図１８】６気筒独立着火方式で電流検出部を２ケ設け
た実施例を示す図である。

【図１９】１２気筒同時着火方式で電流検出部を３ケ設
けた実施例を示す図である。

【図２０】６気筒独立着火方式で電流検出部を３ケ設け
た実施例を示す図である。

【図２１】１２気筒同時着火方式で電流検出部を６ケ設
けた実施例を示す図である。

【図２２】６気筒独立着火方式で電流検出部を６ケ設け
た実施例を示す図である。

【図２３】点火側リードフレームとアース側リードフレ
ームの温度に対する抵抗の変化を示す図である。

【符号の説明】

１４〜１６…点火コイル、４１〜４３…パワートランジ
スタ、５１〜５３…点火コイル側リードフレーム、５７
…アース側リードフレーム、６４…電流制限回路、８５
…電流検出抵抗。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−62426（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−205460（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−239367（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−155073（ＪＰ，Ａ) 実開 昭56−54274（ＪＰ，Ｕ) 電気学会発行「電気工学ハンドブック （1978）」第1511頁 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F02P 3/04 F02P 3/055 F02P 15/00 303

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の点火コイルに流れる電流を別個に導
   通及び遮断する複数のスイッチング素子と、前記複数の
   スイッチング素子の電流を前記複数の点火コイルにそれ
   ぞれ別個に流す複数の第１リードフレームと、前記複数
   のスイッチング素子のうち少なくとも２以上のスイッチ
   ング素子の電流を共通の電位に落す単一の第２リードフ
   レームとを有し、前記第１リードフレームの抵抗値を前
   記第２リードフレームの抵抗値より高く設定し、前記第
   １リードフレームと前記第２リードフレームの材質を異
   ならせるように構成した内燃機関用電子配電器におい
   て、 前記第１リードフレームはニッケル又は鉄ニッケル
   系の材質のものを用い、前記第２リードフレームはアル
   ミニウム，銅、又は黄銅を用いたことを特徴とする内燃
   機関用電子配電器。
2. 【請求項２】複数の点火コイルに流れる電流を別個に導
   通及び遮断する複数のスイッチング素子と、前記複数の
   スイッチング素子の電流を前記複数の点火コイルにそれ
   ぞれ別個に流す複数の第１リードフレームと、前記複数
   のスイッチング素子のうち少なくとも２以上のスイッチ
   ング素子の電流を共通の電位に落す単一の第２リードフ
   レームとを有した内燃機関用電子配電器において、前記
   第１リードフレームの両端の接続のうちの少なくとも一
   方ははんだによる接続とし、前記はんだは前記第１のリ
   ードフレームに流れる電流が所定以上となったときに溶
   融して電気的な接続を解くように構成したことを特徴と
   する内燃機関用電子配電器。
3. 【請求項３】請求項２において、前記第１のリードフレ
   ームは、前記はんだの溶融後に、弾性変形するように構
   成したことを特徴とする内燃機関用電子配電器。