JP3205247B2 - 内燃機関用点火装置 - Google Patents
内燃機関用点火装置Info
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Description
点火装置に関する。
記載された物があるが、これは電流制限回路をバイポー
ラトランジスタ増幅回路又は、バイポーラトランジスタ
差動回路で構成したことを述べているが、IGBTが電
圧駆動であることによる入力端子部の接触電流が少なく
なりすぎることによる接続信頼性についてはなにも述べ
ていない。また、ECUと組み合わせた点火システムと
しての断線検出などの機能の成立性等はなにも述べられ
ていない。
の点火制御信号でダイレクトに駆動する点火装置におい
ては、IGBTが絶縁ゲート形で形成された電圧駆動タ
イプのスイッチング素子であることからECUからの点
火制御信号に対し電流をほとんど必要としない。また、
電流制限回路を有する場合においても、電流制限がかか
らない場合はほとんど電流を必要としないため、ECU
と点火装置間の接続端子部にはμAオーダーの微少な電
流しか流れない。この時、端子間の確実な接触信頼性を
得ることが必要である。
て、ECUと点火装置間の断線検出を行っている。しか
し、上記の点火装置を用いた場合ECUから点火装置へ
電流がほとんど流れないことから断線の有無の差がほと
んどないため、ECUでの断線検出が不可能となる。
が高く、また、断線検出が可能な内燃機関の点火装置を
提供することにある。
電子制御装置(以下「ECU」という)から出力される
点火制御信号に応じて点火コイルに流れる一次電流を通
電,遮断制御しその二次側に高電圧を発生させるスイッ
チング素子を絶縁ゲート形バイポーラトランジスタ(以
下「IGBT」という)で構成した内燃機関用点火装置
であって、前記ECUとの間の接続端子電流が1mA以
上となるよう点火装置の入力インピーダンスを設定し、
前記ECUとの間の接続端子をSnめっきにて構成した
ことによって達成される。
下「ECU」という)から出力される点火制御信号に応
じて点火コイルに流れる一次電流を通電,遮断制御しそ
の二次側に高電圧を発生させるスイッチング素子を絶縁
ゲート形バイポーラトランジスタで構成した内燃機関用
点火装置であって、前記ECUとの間の接続端子電流が
1mA以上となるよう点火装置の入力インピーダンスを
設定し、前記点火制御信号入力端子とGND間に接続端
子電流調整用の抵抗を設けることにより前記入力インピ
ーダンスを設定したことによって達成される。
電流を流れる回路インピーダンスとすることにより断線
があった時には、ECU出力段の電圧が変化するため通
常のECUでの点火装置間との断線の検出が可能とな
る。
す。1はECU、2は点火装置、3は点火コイル、4は
点火プラグ、5はバッテリを示す。ECU1の出力段
は、ECU1の中に構成される基準電源Vccから抵抗
6を介して、NPNトランジスタ7のコレクタ端子と抵
抗8に接続され、抵抗8を介して点火装置2に接続され
る。トランジスタ7は、適正な点火タイミングでON,
OFFされ、そのコレクタ部にHIGH,LOWの点火
信号を出力し点火装置2を駆動する。点火装置2は、I
GBT9とハイブリッドIC10に実装された電流検出
用負荷11,電流制限回路12及び入力抵抗13により
構成される。ECU1の出力信号がLOW→HIGHで
IGBT9は通電を開始し、HIGH→LOWで遮断す
ることにより、IGBT9のコレクタ部に約400Vの
高電圧を発生させる。
ECU1からの出力信号でダイレクトにIGBT9のゲ
ート電圧を制御するため、IGBTの特徴である電圧制
御でコレクタ,エミッタ間に大電流を流すことからIG
BTのゲート、すなわちECU1と点火装置2の接続端子1
4には、ほとんど電流が流れない。また、電流制限回路
にしても電流制限がかからない通常動作時にはほとんど
電流を消費しない。このため、接続端子14にはμAオ
ーダーの電流しか流れないため、端子間の接続信頼性が
不安定になる。接続端子14は通常Snめっきを使用す
るが、上記のように端子間の接触電流が小さい場合、端
子の酸化などが起こり接触不良が発生する場合がある。
そのため、端子間の接触電流が小さい場合(約1mA未
満)は、接続端子のめっきを高価なAuめっきとし、端
子の酸化を防止し接続信頼性を確保している。本発明で
は、この問題を解決するため点火装置2の入力インピー
ダンス(ECU1からの点火信号入力部より見たインピ
ーダンス)を故意に設定し、接続端子14に流れる端子
電流を1mA以上とし、接続端子14のめっきをSnめ
っきでも十分な接続信頼性が得られるようにした。上
記、入力インピーダンスは点火装置2の回路構成として
設定するか、又は、電流調整用に入力端子とGND間に
設けた抵抗15(ブリーダ抵抗)により設定する。この入
力インピーダンスの設定は、ECU1のVcc,抵抗6,
抵抗7の値に合わせて端子電流が1mA以上となるように
設定される。図2には、本発明をワンチップイグナイタ
に用いた1例を示す。ワンチップイグナイタ16はIGBT
17と電流制限回路18,入力抵抗19から構成されてい
る。IGBT17はメイン20とサブ21から構成されメイ
ン:サブは1000:1〜10000:1の比で分けら
れている。電流検出用負荷22はサブIGBT21のエミッタ
とGNDの間に設けられている。また、IGBT17のゲート
とコレクタの間には、一次電圧を約400Vでクランプ
する相方向ツェナーダイオード23がポリシリコンによ
り形成されている。ゲートとエミッタの間には、保護用
の相方向ツェナーダイオード24と抵抗25が形成され
る。入力とGND間に設けた抵抗26は本発明である端
子電流制御用ブリーダ抵抗である。もちろん、ブリーダ
抵抗を用いず回路としてのインピーダンスを合わせ端子
電流を1mA以上確保することも本発明の1例である。
本発明として入力とGND間に挿入するブリーダ抵抗は
図7に示すように、IGBTを構成するPNPN半導体
構造の中で拡散抵抗27として構成されるか、図8のよ
うにポリシリコン28により構成される。29,30は
IGBT本体部を示す。図3と図4を用いて点火システ
ムにおけるECUとバイポーラトランジスタを用いた点
火装置の間の接続部における断線検知について説明す
る。ECU1は、断線検出部31を持ち接続部32が断
線などの理由によりオープンとなった場合、図4に示す
ように断線検出部31には通常はAのような信号が発生
し、断線時には点線で示すBのような信号となる。これ
は、通常時HIGH信号出力時はECU1のVccから抵
抗33,抵抗34を介して点火装置にHIGH信号が入
力される。そして、抵抗35,バイポーラトランジスタ
36のベースからエミッタ,電流検出用負荷37を介し
てGNDに流れる。これにより、図4のAのは〔Vcc
−(バイポーラトランジスタ36のVBE)〕×〔(抵抗
34+抵抗35)÷(抵抗33+抵抗34+抵抗3
5)〕+Ic×抵抗37となる。は電流制限がかかっ
てIcが一定となったことを示している。これに対し、
接続部32が断線したときはBのようになり、はVcc
の値を示す。この時、の基準電圧を設定しこれを越え
たときを断線と判定している。しかし、通常のIGBT
を用いた点火装置は図5に示すような信号が断線検出部
に出力される。Cが正常動作時,点線で示すDが断線時
である。このようにIGBTが電流をほとんど必要とし
ないため電流制限がかからないの電圧は断線時の電圧
とほとんど変わらないため断線検出の基準電圧が設定
困難となり従来の断線検出ができない。本発明を用いた
場合点火装置のインピーダンス又は、ブリーダ抵抗によ
りの電圧をコントロールできることから、断線時の
の電圧と差を持たせられるため断線検出の基準電圧が
従来の断線検出方法と同じように設定でき、断線検出が
可能となる。
性が高く、また、断線検出が可能となる。
タを用いた場合)。
置)。
T点火装置)。
プラグ、5…バッテリ、6,8,33,34,35…抵
抗、7…NPNトランジスタ、9,17…IGBT、10…
ハイブリッドIC、11,22,37…電流検出用負
荷、12,18,37…電流制限回路、13,19…入
力抵抗、14…接続端子、15,26…抵抗(ブリーダ
抵抗)、16…ワンチップイグナイタ、20…メインI
GBT、21…サブIGBT、23…相方向ポリシリコ
ンツェナーダイオード、24…相方向ツェナーダイオー
ド、25…保護用抵抗、27…拡散抵抗、28…ポリシ
リコン、29,30…IGBT本体、31…断線検出
部、32…接続部、36…バイポーラトランジスタ、
,…検出電圧、…検出電圧(電流制限時)、…
断線部検出電圧、…断線検出基準電圧、…IGBT
点火装置使用時の検出電圧、…断線検出部基準電圧、
…検出電圧(断線時)、…断線検出基準電圧、A…
バイポーラトランジスタを用いた断線検出部電圧(正常
時)、B…バイポーラトランジスタを用いた断線検出部
電圧(断線時)、C…IGBTを用いた断線検出部電圧
(正常時)、D…IGBTを用いた断線検出部電圧(断
線時)。
Claims (4)
- 【請求項1】内燃機関用電子制御装置(以下「ECU」
という)から出力される点火制御信号に応じて点火コイ
ルに流れる一次電流を通電,遮断制御しその二次側に高
電圧を発生させるスイッチング素子を絶縁ゲート形バイ
ポーラトランジスタ(以下「IGBT」という)で構成
した内燃機関用点火装置であって、 前記ECUとの間の接続端子電流が1mA以上となるよ
う点火装置の入力インピーダンスを設定し、 前記ECUとの間の接続端子をSnめっきにて構成した
内燃機関用点火装置。 - 【請求項2】内燃機関用電子制御装置(以下「ECU」
という)から出力される点火制御信号に応じて点火コイ
ルに流れる一次電流を通電,遮断制御しその二次側に高
電圧を発生させるスイッチング素子を絶縁ゲート形バイ
ポーラトランジスタで構成した内燃機関用点火装置であ
って、 前記ECUとの間の接続端子電流が1mA以上となるよ
う点火装置の入力インピーダンスを設定し、 前記点火制御信号入力端子とGND間に接続端子電流調
整用の抵抗を設けることにより前記入力インピーダンス
を設定した内燃機関用点火装置。 - 【請求項3】請求項2において、 前記抵抗は、制御回路をHyICで構成する点火装置の
HyIC部に焼成又は実装抵抗で構成され、又は、前記
IGBTとその保護を目的とした保護回路をワンチップ
に集約したワンチップイグナイタの中に、拡散抵抗又は
ポリシリコンにより形成されたことを特徴とする内燃機
関用点火装置。 - 【請求項4】請求項1から3のいずれか記載の内燃機関
用点火装置と、 前記ECUと、 前記ECUと前記内燃機関用点火装置との間の断線を検
出する断線検出手段と、 を備えた点火システム。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03599896A JP3205247B2 (ja) | 1996-02-23 | 1996-02-23 | 内燃機関用点火装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09228937A JPH09228937A (ja) | 1997-09-02 |
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Family
ID=12457481
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP03599896A Expired - Lifetime JP3205247B2 (ja) | 1995-12-27 | 1996-02-23 | 内燃機関用点火装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
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-
1996
- 1996-02-23 JP JP03599896A patent/JP3205247B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
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