JP3320257B2 - Ignition device for internal combustion engine - Google Patents

Ignition device for internal combustion engine

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JP3320257B2
JP3320257B2 JP14343995A JP14343995A JP3320257B2 JP 3320257 B2 JP3320257 B2 JP 3320257B2 JP 14343995 A JP14343995 A JP 14343995A JP 14343995 A JP14343995 A JP 14343995A JP 3320257 B2 JP3320257 B2 JP 3320257B2
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internal combustion
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太加志 伊藤
克明 深津
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Hitachi Automotive Systems Engineering Co Ltd
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Hitachi Ltd
Hitachi Car Engineering Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】内燃機関用の点火装置に係り、特
に点火装置が異常発熱したときに通電を強制的に遮断す
るワンチップに構成された内燃機関用の点火装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ignition device for an internal combustion engine, and more particularly to an ignition device for an internal combustion engine having a one-chip structure for forcibly shutting off current when the ignition device generates abnormal heat.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から一般に使用されている内燃機関
用の点火装置は、図6に示すように内燃機関用電子制御
装置(以下、「ECU」と称する。)1と、ECU1に
対して接続端13を介して接続された点火装置2と、点
火装置2に接続され、当該点火装置2から1次側に電流
が入力される点火コイル3と、点火コイル3の2次側か
ら出力電流が供給される点火プラグ4とからなる。EU
C1の出力段は、PNPトランジスタ9と、NPNトラ
ンジスタ10と、PNPトランジスタ9のコレクタとN
PNトランジスタ10のコレクタとの間に接続された抵
抗11と、NPNトランジスタ10のコレクタと点火装
置2との接続端13との間に配された抵抗12とからな
り、図示しない点火制御装置側からの指示出力に応じて
トランジスタ9および10をON、OFFし、点火装置
2側にHIGHおよびLOWのパルスを出力する。
2. Description of the Related Art As shown in FIG. 6, an ignition device for an internal combustion engine, which has been generally used, is connected to an electronic control unit (hereinafter, referred to as an "ECU") 1 for the internal combustion engine. An ignition device 2 connected through the end 13, an ignition coil 3 connected to the ignition device 2, to which a current is input from the ignition device 2 to the primary side, and an output current from the secondary side of the ignition coil 3 And a supplied spark plug 4. EU
The output stage of C1 includes a PNP transistor 9, an NPN transistor 10, a collector of the PNP transistor 9, and N
It comprises a resistor 11 connected between the collector of the PN transistor 10 and a resistor 12 disposed between the collector of the NPN transistor 10 and the connection end 13 of the ignition device 2. , The transistors 9 and 10 are turned on and off in response to the instruction output, and HIGH and LOW pulses are output to the ignition device 2 side.

【0003】点火装置2は、パワートランジスタ5と、
電流検出用負荷7および電流制御回路8を実装したハイ
ブリッドIC6とからなり、前記接続端13から入力さ
れるECU1の出力信号がLOWからHIGHになると
トランジスタ5は通電を開始し、HIGHからLOWに
変わって通電を遮断することによってトランジスタ5の
コレクタ部に300〜400Vの高電圧を発生し、この
高電圧の電流が点火コイル3の1次側に導かれ、2次側
のコイルでさらに高圧になって点火コイル4に供給さ
れ、点火コイル4で放電するようになっている。
[0003] The ignition device 2 comprises a power transistor 5,
When the output signal of the ECU 1 input from the connection terminal 13 changes from LOW to HIGH, the transistor 5 starts energizing and changes from HIGH to LOW. A high voltage of 300 to 400 V is generated at the collector of the transistor 5 by cutting off the current, and this high voltage current is guided to the primary side of the ignition coil 3 and further increased by the secondary side coil. And supplied to the ignition coil 4 and discharged by the ignition coil 4.

【0004】また、内燃機関用の点火装置として例えば
特開昭64−45963号公報記載の発明が知られてい
る。この発明は、点火コイルと、この点火コイルの1次
電流を所定値に制御されている期間のパルス信号を出力
する電流制限期間検出回路と、この電流制限期間検出回
路の出力信号に応じて作動するタイマ回路とを備え、該
タイマ回路の出力信号を前記電流制限回路に印加するこ
とにより、前記点火コイルの1次電流の電流制限を開始
した時点から前記タイマ回路で決められる所定時間後に
前記1次電流を遮断するとともに、この遮断状態に置い
ても前記電流制限期間検出回路は前記1次電流が制限さ
れているときと同じ出力信号を出力するように構成され
ている。
[0004] As an ignition device for an internal combustion engine, for example, the invention described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-45963 is known. The present invention relates to an ignition coil, a current limit period detection circuit for outputting a pulse signal during a period in which the primary current of the ignition coil is controlled to a predetermined value, and an operation in response to an output signal of the current limit period detection circuit. A timer circuit that applies a signal output from the timer circuit to the current limiting circuit, thereby starting the current limiting of the primary current of the ignition coil after a predetermined time determined by the timer circuit. In addition to interrupting the secondary current, the current limiting period detection circuit is configured to output the same output signal as when the primary current is limited, even in the interrupted state.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、前者の一般
的な点火コイルでは、ECU1からの指示出力が点火装
置2側に入力されて、その指示出力に応じて点火コイル
4が点火するようになっているだけで、この回路におい
て、異常が発生したときの安全装置などの安全対策はと
くに考慮されていない。そのため、発火時間が長くなっ
て温度が上昇しても、点火装置側でも何もすることがで
きなかった。
By the way, in the former general ignition coil, an instruction output from the ECU 1 is input to the ignition device 2 side, and the ignition coil 4 is ignited according to the instruction output. In this circuit, safety measures such as a safety device when an abnormality occurs are not particularly considered. Therefore, even if the ignition time becomes long and the temperature rises, nothing can be done on the ignition device side.

【0006】また、後者の従来技術においては、1次電
流の持続時間から異常を検出して強制的に遮断するセル
フシャットオフ機能を備えているが、この従来例では、
設定時間をタイマによってカウントして条件が設定時間
以上になったときに1次電流を遮断するようになってお
り、1次電流の持続時間から異常を検出するので、タイ
マ回路が必要となり、回路が複雑になる。また、時定数
の設定用に大型のコンデンサが必要となり、ワンチップ
での形成が難しいものとなっていた。さらに、従来のよ
うに構成すると、バッテリーラインの異常時におこるダ
ンプサージによる急激な発熱によってトランジスタが破
壊することがあり、この種の発熱による破壊事故に有効
に対処することは難しく、必ずしも信頼性の高いもので
はなかった。
Further, the latter prior art has a self-shut-off function of detecting an abnormality from the duration of the primary current and forcibly shutting off the current.
The set time is counted by a timer, and when the condition exceeds the set time, the primary current is cut off. Since an abnormality is detected from the duration of the primary current, a timer circuit is required. Becomes complicated. In addition, a large capacitor is required for setting the time constant, which makes it difficult to form a single chip. Furthermore, with the conventional configuration, the transistor may be destroyed by sudden heat generated by a dump surge that occurs when an abnormality occurs in the battery line, and it is difficult to effectively cope with a destruction accident caused by this type of heat. It was not expensive.

【0007】本発明は、このような従来技術の実情に鑑
みてなされたもので、その目的は、異常発熱が生じたと
きに自動的に通電を遮断してトランジスタを保護する保
護回路をワンチップ内に集約することができ、小型化を
可能とした内燃機関用点火装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such circumstances of the prior art, and has as its object to provide a one-chip protection circuit for automatically shutting off current when abnormal heat generation occurs to protect a transistor. It is an object of the present invention to provide an ignition device for an internal combustion engine which can be centralized in the apparatus and can be downsized.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、内燃機関用電子制御装置から出力される
点火制御信号に応じて点火コイルの1次側に流れる1次
電流を半導体を使用したスイッチング回路により通電、
遮断制御して、2次側に高電圧を発生させる内燃機関用
点火装置において、前記スイッチング回路と、前記1次
電流を検知する電流検知回路と、この電流検知回路によ
って検知された電流に基づいてゲート電圧を制御し、前
記1次電流をあらかじめ設定された値に制限する電流制
限回路と、温度を検知する温度検知回路と、温度検知回
路によって検知された温度があらじめ設定された第1の
温度以上になると前記1次電流を強制的に遮断してその
状態を維持し、あらかじめ設定された第2の温度まで低
下すると遮断から復帰させるサーマルシャットオフ回路
とをワンチップに集約したことを特徴とする。すなわ
ち、この発明では、チップの温度を検知し、検知した温
度が設定温度以上になると点火コイルに供給する1次電
流を強制的に遮断するサーマルシャットオフ回路を、点
火コイルへの電流の遮断、通電を行うスイッチング回
路、点火コイルへの1次電流を検知する電流検知回路お
よび1次電流を設定値に制限する電流制限回路とともに
ワンチップに集積した構成とした。
In order to achieve the above object, the present invention relates to a semiconductor device for transmitting a primary current flowing through a primary side of an ignition coil to a semiconductor in response to an ignition control signal output from an electronic control unit for an internal combustion engine. Energized by the switching circuit used,
In the ignition device for an internal combustion engine that generates a high voltage on the secondary side by performing cutoff control, based on the switching circuit, a current detection circuit that detects the primary current, and a current detected by the current detection circuit. A current limiting circuit that controls a gate voltage to limit the primary current to a predetermined value; a temperature detecting circuit that detects a temperature; and a first temperature detecting circuit that detects a temperature detected by the temperature detecting circuit . When the temperature becomes equal to or higher than the
Maintain state and reduce to a preset second temperature
It is characterized in that a thermal shut-off circuit for recovering from shutdown is integrated into one chip. That is, according to the present invention, a thermal shut-off circuit that detects the temperature of the chip and forcibly cuts off the primary current supplied to the ignition coil when the detected temperature becomes equal to or higher than the set temperature is provided by cutting off the current to the ignition coil, A switching circuit for supplying current, a current detection circuit for detecting a primary current to the ignition coil, and a current limiting circuit for limiting the primary current to a set value are integrated on a single chip.

【0009】この場合、前記あらかじめ設定された温度
は、ほぼ200°C程度に設定することが望ましく、前
記サーマルシャットオフ回路は、復帰時にヒステリシス
を50°C以上持たせ、強制遮断後、前記温度、すなわ
ち50°C以上降下するまで復帰させないようにする。
一般にはその時間は、数十秒ないし数分必要である。ま
た、温度を検知する温度検知回路はワンチップ上に造り
込まれたダイオードもしくは抵抗を含んで構成すること
ができる。
In this case, it is desirable that the preset temperature is set to about 200 ° C., and the thermal shut-off circuit has a hysteresis of 50 ° C. or more at the time of return, and after the forcible shut-off, sets the temperature. That is, do not return until the temperature drops by 50 ° C. or more.
Generally, it takes several tens of seconds to several minutes. Further, the temperature detection circuit for detecting the temperature can be configured to include a diode or a resistor built on one chip.

【0010】[0010]

【作用】上記手段によれば、スイッチング回路に供給さ
れる1次電流は電流検知回路によって監視され、電流制
限回路は電流検知回路によって検知された電流に基づい
てスイッチング回路の半導体のゲート電圧を制御して1
次電流を制限する。一方、温度検知回路によってスイッ
チング回路を含むワンチップICの温度を監視してお
き、例えば連続通電やダンプサージによって当該チップ
の温度が設定温度以上になると、サーマルシャットオフ
回路がこれを検知して1次電流を強制的に遮断する。こ
のようにして大電流スイッチング機能、電流制限機能に
加えて、通電およびダンプサージに対する半導体(パワ
ートランジスタ)の保護機能を持った回路をワンチップ
で構成することができる。
According to the above means, the primary current supplied to the switching circuit is monitored by the current detecting circuit, and the current limiting circuit controls the semiconductor gate voltage of the switching circuit based on the current detected by the current detecting circuit. Then 1
Limit the secondary current. On the other hand, the temperature of the one-chip IC including the switching circuit is monitored by the temperature detection circuit, and when the temperature of the chip becomes equal to or higher than the set temperature due to, for example, continuous energization or dump surge, the thermal shut-off circuit detects the temperature and detects the temperature. Forcibly cut off the secondary current. In this manner, a circuit having a semiconductor (power transistor) protection function against energization and dump surges in addition to a large current switching function and a current limiting function can be formed on a single chip.

【0011】[0011]

【実施例】以下、図面を参照し、この発明の実施例につ
いて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0012】この実施例における点火装置2は、図1の
内部等価回路に示すように、絶縁ゲートバイポーラトラ
ンジスタ(以下、「IGBT」と略称する。)14と、
電流検知回路15と、電流制限回路16と、温度検知回
路およびサーマルシャットオフ回路17とが1つのチッ
プに集積され、実装されたワンチップIC18によって
構成されている。なお、IGBT14は点火コイル3の
1次コイルに流れる1次電流を通電および遮断する機能
を有し、電流検知回路15は前記1次電流を検知する機
能を備えている。電流制限回路16は電流検知回路15
によって検知した電流に基づいてIGBT14のゲート
電圧を制御して前記1次電流を設定値に制限し、温度検
知回路およびサーマルシャットオフ回路17は温度検知
回路によってICチップ18の温度を検知し、サーマル
シャットオフ回路17によって前記温度検知回路で検知
された温度に基づいて前記1次電流を強制的に遮断し、
また、復帰させるように機能する。
The ignition device 2 of this embodiment has an insulated gate bipolar transistor (hereinafter abbreviated as "IGBT") 14 as shown in the internal equivalent circuit of FIG.
The current detecting circuit 15, the current limiting circuit 16, the temperature detecting circuit and the thermal shut-off circuit 17 are integrated on one chip, and are configured by a one-chip IC 18 mounted. The IGBT 14 has a function of supplying and interrupting a primary current flowing through the primary coil of the ignition coil 3, and the current detection circuit 15 has a function of detecting the primary current. The current limiting circuit 16 is a current detecting circuit 15
The primary current is limited to a set value by controlling the gate voltage of the IGBT 14 based on the current detected by the IGBT 14, and the temperature detection circuit and the thermal shut-off circuit 17 detect the temperature of the IC chip 18 by the temperature detection circuit. Forcibly shutting off the primary current based on the temperature detected by the temperature detection circuit by the shut-off circuit 17,
It also functions to return.

【0013】図2に上記各回路の具体的構成を示す。上
記のように集積された。ワンチップIC18では、IG
BT14は、エンハンスメント形n−チャンネルMOS
ゲート19とPNPバイポーラトランジスタ20と組み
合わせて構成され、コレクタ〜ドレインおよびドレイン
およびソース間にはフライホイール電流を流す寄生ツェ
ナーダイオード21a,21bが設けられている。
FIG. 2 shows a specific configuration of each of the above circuits. Integrated as described above. In the one-chip IC 18, IG
BT14 is an enhancement type n-channel MOS
Parasitic Zener diodes 21a and 21b are provided in combination with the gate 19 and the PNP bipolar transistor 20, and allow a flywheel current to flow between the collector and the drain and between the drain and the source.

【0014】電流検知回路15としての電流検出用負荷
素子22はIGBT19のコレクタとGND間に設けら
れる。電流検出用負荷素子22としては、抵抗のみなら
ず電流が設定できるインピーダンス素子でもよい。電流
制限回路16はトランジスタ(FET)23,24およ
び抵抗25,26による差動回路によって構成される。
前記トランジスタ24のベースには抵抗27,28によ
って分圧された電源側の出力端子が接続されている。ト
ランジスタ23のベース電圧はトランジスタ24のベー
ス電圧と同電位になるように動作するので、分圧電源の
抵抗27,28の温度係数がゼロになるように設定する
ことによって電流検出用負荷素子22による電圧降下は
常に一定となり、温度計数を持たない電流検出が可能に
なる。
The current detecting load element 22 as the current detecting circuit 15 is provided between the collector of the IGBT 19 and GND. The current detecting load element 22 may be an impedance element that can set a current as well as a resistance. The current limiting circuit 16 is configured by a differential circuit including transistors (FETs) 23 and 24 and resistors 25 and 26.
An output terminal on the power supply side divided by resistors 27 and 28 is connected to the base of the transistor 24. Since the base voltage of the transistor 23 operates so as to have the same potential as the base voltage of the transistor 24, the current detection load element 22 is set by setting the temperature coefficients of the resistors 27 and 28 of the divided power supply to zero. The voltage drop is always constant, and current detection without a temperature count becomes possible.

【0015】サーマルシャットオフ回路17は前述のよ
うに連続通電などによるパワートランジスタの熱破壊を
防止するために設けられ、トランジスタ29、信号線3
1からGNDに向かって順方向に接続されたダイオード
32,33とそのプルアップ素子34、トランジスタ3
5,36および抵抗37,38,39から構成された差
動回路とその分圧電源をなす抵抗40,41などから構
成されている。この差動回路の出力はトランジスタ35
のドレインから出し、抵抗30を介してトランジスタ2
9のゲートに、また、抵抗43を介してトランジスタ3
6のゲートにそれぞれ接続されている。なお、前記ダイ
オード32,33とプルアップ素子34とによって温度
検知回路が構成されている。
The thermal shut-off circuit 17 is provided for preventing thermal destruction of the power transistor due to continuous energization or the like as described above.
1. Diodes 32 and 33, their pull-up elements 34, and transistors 3
5 and 36 and resistors 37, 38, and 39, and resistors 40, 41, etc., which constitute a divided power supply. The output of this differential circuit is a transistor 35
Of the transistor 2 through the resistor 30
9 and the transistor 3 via the resistor 43.
6 are connected to the respective gates. The diodes 32 and 33 and the pull-up element 34 constitute a temperature detection circuit.

【0016】図3に時間と、1次電流、コレクタ・エミ
ッタ間電圧および消費電力との関係を示す。一般にトラ
ンジスタの発熱は消費電力によって決まるため、トラン
ジスタの発熱状態は1次電流とコレクタ・エミッタ間電
圧の積算で求めることがでる。そこで、IGBT14に
ついて電流制限にかかっていない範囲をt1 、電流制限
された範囲をt2 とすると、電流制限にかかっていない
範囲t1 における1次電流の値は0Aから通常8AでO
N、OFFされ、コレクタ・エミッタ間電圧は1〜2V
であるため、消費電力Pは、 P={Vce(Icmax/2)t1 }/周期 ・・・(1) で求められる。
FIG. 3 shows the relationship among time, primary current, collector-emitter voltage, and power consumption. Generally, the heat generation of a transistor is determined by the power consumption, and the heat generation state of the transistor can be obtained by integrating the primary current and the collector-emitter voltage. Therefore, assuming that the range of the IGBT 14 not subject to the current limitation is t 1 and the range of the current limitation is t 2 , the value of the primary current in the range t 1 not subject to the current limitation is 0 A to 8 A, and
N, OFF, collector-emitter voltage is 1-2V
Therefore , the power consumption P is obtained by P = {V ce (I cmax / 2) t 1 } / period (1).

【0017】例えば、t1 =4ms、周期6msのとき
の消費電力は4Wであり、発熱は小さい。しかし、連続
通電が生じた場合には、電流制限範囲t2 の消費電力は
長時間続くモードとなる。電流制限範囲t2 の範囲にお
ける1次電流の値は図(a)から分かるように8Aで
一定、コレクタ・エミッタ間電圧Vceは図(b)から
分かるように約8Vであるため、前記消費電力Pは、 P=8〔A〕×8〔V〕=64〔W〕 ・・・(2) となる。したがって、電流制限範囲t2 の範囲では発熱
量が大きく、数秒でパワートランジスタ(IGBT1
4)は破壊に至ることになる。また、電流制限中にバッ
テリーラインに不具合が生じ、ラインにダンプサージが
乗った場合には、発熱量はさらに大きくなり、短時間で
破壊に至る。
For example, when t 1 = 4 ms and the period is 6 ms, the power consumption is 4 W and the heat generation is small. However, when the continuous current occurs, the power consumption of the current restriction range t 2 becomes long continue mode. Since the value of the primary current in the range of the current restriction range t 2 is constant at 8A as seen from FIG. 3 (a), the collector-emitter voltage V ce is about 8V As seen from FIG. 3 (b), The power consumption P is as follows: P = 8 [A] × 8 [V] = 64 [W] (2) Therefore, a large amount of heat is generated in the current limit range t 2 , and the power transistor (IGBT 1
4) will lead to destruction. Further, when a failure occurs in the battery line during the current limitation and a dump surge rides on the line, the calorific value further increases, leading to destruction in a short time.

【0018】なお、サーマルシャットオフとは、トラン
ジスタもしくはチップの温度を検出し、当該温度が破壊
温度に至る前に通電信号を強制的に遮断する機能をい
う。以下、図4を参照し、サーマルシャットオフ回路1
7の動作原理について説明する。図4においては点火
コイル4を駆動する制御信号を示し、はの制御信号
によって通電および遮断される点火コイル4の1次電流
を示す。また、符号aで示す範囲は連続通電の範囲で、
符号bで示す位置はサーマルシャットオフが働いた点で
あり、符号cで示す位置はサーマルシャットオフ状態か
ら復帰する点である。はトランジスタ36のゲート電
圧であり、この差動回路のトランジスタ36のゲートに
は抵抗40,41の分圧によって約1.0Vの電圧が加
わるように設定されている。はトランジスタ35のゲ
ート電圧である。このトランジスタ35のゲートは2段
重ねしたダイオード32,33のアノードに接続されて
いるため、ゲートにはダイオードの順方向の2倍の電
圧、すなわち、常温で、 0.7〔V〕×2=1.4〔V〕 ・・・(3) がかかっており、普通の状態では差動回路の出力はLO
Wとなり、トランジスタ29はOFFとなっている。ダ
イオードの順方向電圧は一般に−2mV/°Cの温度係
数を持っているため、温度が上がるとこれに準じて電圧
は下がる。例えば、連続通電などの異常が発生し、トラ
ンジスタの温度が200°Cに上がった場合、 −0.002〔V〕×200=−0.4〔V〕 ・・・(4) の電圧降下となる。したがって、トランジスタ35に印
加される電圧は、 1.4〔V〕−0.4〔V〕=1.0〔V〕 ・・・(5) となり、差動回路の出力はに示すようにHIGHとな
り、トランジスタ29がONし、IGBT14のゲート
電圧をGNDに落として1次電流を強制的に遮断する。
さらにこの差動回路の出力は抵抗43を介してトランジ
スタ36のゲートに復帰し、復帰閾値’に0.1V以
上のヒステリシスを持たせているため、IGBT14の
温度がシャットオフ温度より50°C以上下がるまで再
通電が禁止される。すなわち、上記電圧のヒステリシス
が動作温度ヒステリシスとなり、この動作温度ヒステリ
シスに基づいた温度の降下に応じて自己復帰するように
構成されている。シャットオフ温度はIGBT14のジ
ャンクション温度(動作保証)よりも高く、かつ、IG
BT14が熱破壊に到らない温度に設定される。
The term "thermal shut-off" refers to a function of detecting the temperature of a transistor or a chip and forcibly interrupting an energization signal before the temperature reaches a breakdown temperature. Hereinafter, referring to FIG.
7 will be described. In FIG. 4, a control signal for driving the ignition coil 4 is shown, and a primary current of the ignition coil 4 which is energized and cut off by the control signal is shown. The range indicated by the symbol a is the range of continuous energization,
The position indicated by the symbol b is the point where the thermal shut-off has acted, and the position indicated by the symbol c is the point where the device returns from the thermal shut-off state. Is a gate voltage of the transistor 36, and a voltage of about 1.0 V is set to the gate of the transistor 36 of the differential circuit by a voltage division of the resistors 40 and 41. Is the gate voltage of the transistor 35. Since the gate of the transistor 35 is connected to the anodes of the diodes 32 and 33 which are stacked in two stages, the gate has a voltage twice as high as the forward direction of the diodes, that is, 0.7 [V] × 2 = 1.4 [V] (3) is applied, and in a normal state, the output of the differential circuit is LO
W, and the transistor 29 is turned off. Since the forward voltage of a diode generally has a temperature coefficient of −2 mV / ° C., when the temperature rises, the voltage falls accordingly. For example, when an abnormality such as continuous energization occurs and the temperature of the transistor rises to 200 ° C., the voltage drop of −0.002 [V] × 200 = −0.4 [V] (4) Become. Therefore, the voltage applied to the transistor 35 is 1.4 [V] −0.4 [V] = 1.0 [V] (5), and the output of the differential circuit is HIGH as shown in FIG. Then, the transistor 29 is turned on, the gate voltage of the IGBT 14 is dropped to GND, and the primary current is forcibly cut off.
Further, the output of this differential circuit returns to the gate of the transistor 36 via the resistor 43, and the return threshold 'has a hysteresis of 0.1 V or more, so that the temperature of the IGBT 14 is 50 ° C. or more higher than the shut-off temperature. Re-energization is prohibited until it drops. That is, the hysteresis of the voltage becomes the operating temperature hysteresis, and self-recovery is performed in response to a temperature drop based on the operating temperature hysteresis. The shut-off temperature is higher than the junction temperature of the IGBT 14 (operation guarantee) and the IGBT 14
The temperature is set so that the BT 14 does not cause thermal destruction.

【0019】なお、上記実施例では温度検出用素子とし
てダイオード32,33を使用しているが、ダイオード
に代えて温度係数を持つ抵抗などの素子を使用すること
もできる。
Although the diodes 32 and 33 are used as the temperature detecting elements in the above embodiment, elements such as resistors having a temperature coefficient can be used instead of the diodes.

【0020】また、上記実施例における回路構成では、
電流制限回路およびサーマルシャットオフ回路の電源と
してIGBT14を駆動するための定電圧である入力信
号のHIGH電圧を用いているが、前述の差動回路のよ
うに入力とIGBT14のゲート間に抵抗26を設け、
回路電源は入力側から取り、電流制限およびサーマルシ
ャットオフの出力はIGBT14のゲートに接続するこ
とでIGBT14のゲートを制御しても回路電源を確保
することができる。これによって3端子の出力が可能と
なる。
In the circuit configuration in the above embodiment,
Although the HIGH voltage of the input signal which is a constant voltage for driving the IGBT 14 is used as a power supply of the current limiting circuit and the thermal shut-off circuit, a resistor 26 is provided between the input and the gate of the IGBT 14 as in the above-described differential circuit. Provided,
The circuit power is taken from the input side, and the output of the current limit and the thermal shutoff are connected to the gate of the IGBT 14, so that the circuit power can be secured even if the gate of the IGBT 14 is controlled. This enables three-terminal output.

【0021】図5は前記図2の回路に対し、入力信号を
回路電源として使用せず、別電源を外部から取り込んだ
他の実施例を示す回路図である。同図において抵抗44
とツェナーダイオード45は、外部電源46から取り込
んだ電圧を定電圧とするためのもので、その他、特に説
明しない各部は図2に示した実施例と同等に構成されて
いる。
FIG. 5 is a circuit diagram showing another embodiment in which an input signal is not used as a circuit power source and another power source is taken in from the outside of the circuit of FIG. In FIG.
The zener diode 45 is used to make the voltage taken from the external power supply 46 a constant voltage, and other components that are not particularly described have the same configuration as the embodiment shown in FIG.

【0022】[0022]

【発明の効果】これまでの説明で明らかなように、上記
のように構成された本発明によれば、異常発熱が生じた
ときには、温度検知回路によって検知した温度に基づい
てサーマルシャットオフ回路が1次電流を強制的に遮断
してその状態を維持し、所定の温度まで低下すると遮断
から復帰させるので、スイッング回路の半導体素子が破
壊することのないワンチップICからなる点火装置を提
供することができる。
As is apparent from the above description, according to the present invention having the above-described structure, when abnormal heat generation occurs, the thermal shut-off circuit is activated based on the temperature detected by the temperature detection circuit. Forcibly shut off primary current
To maintain the state and shut off when the temperature drops to the specified temperature.
Since the recovery from, it is possible to provide an ignition device consisting of one-chip IC never semiconductor element Suinngu circuit may be broken.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例に係る点火装置の内部等価回路
を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an internal equivalent circuit of an ignition device according to an embodiment of the present invention.

【図2】実施例に係る点火装置のワンチップに集約され
た回路の回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram of a circuit integrated into one chip of the ignition device according to the embodiment.

【図3】トランジスタの時間と1次電流、コレクタ・エ
ミッタ間電圧、および消費電力との関係を示す特性図で
ある。
FIG. 3 is a characteristic diagram showing a relationship among a transistor time, a primary current, a collector-emitter voltage, and power consumption.

【図4】実施例に係る点火装置の動作を示すタイミング
チャートである。
FIG. 4 is a timing chart showing the operation of the ignition device according to the embodiment.

【図5】他の実施例に係る点火装置のワンチップに集約
された回路の回路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram of a circuit integrated into one chip of an ignition device according to another embodiment.

【図6】従来例に係る点火装置全体の構成を示す回路図
である。
FIG. 6 is a circuit diagram showing a configuration of an entire ignition device according to a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ECU 2 点火装置 3 点火コイル 4 点火プラグ 5 トランジスタ 14 IGBT 15 電流検知回路 16 電流制限回路 17 サーマルシャットオフ回路 18 ワンチップIC 32,33 ダイオード DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ECU 2 Ignition device 3 Ignition coil 4 Spark plug 5 Transistor 14 IGBT 15 Current detection circuit 16 Current limiting circuit 17 Thermal shut-off circuit 18 One-chip IC 32, 33 Diode

フロントページの続き (72)発明者 深津 克明 茨城県ひたちなか市大字高場字鹿島谷津 2477番地3日立オートモティブエンジニ アリング株式会社内 (72)発明者 杉浦 登 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株式会社 日立製作所 自動車機器事業 部内 (56)参考文献 特開 昭57−204629(JP,A) 特開 昭51−72839(JP,A) 特開 昭64−357(JP,A) 特開 平5−332234(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02P 3/00 - 3/05 Continued on the front page (72) Inventor Katsuaki Fukatsu 2477, Kashima-Yatsu, Oaza-Koji, Hitachinaka-shi, Ibaraki Prefecture Inside (72) Inventor Noboru Sugiura 2520, Oaza-Kiba, Hitachinaka-shi, Ibaraki Hitachi, Ltd. Manufacturing Equipment Division (56) References JP-A-57-204629 (JP, A) JP-A-51-72839 (JP, A) JP-A-64-357 (JP, A) JP-A-5-332234 ( JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) F02P 3/00-3/05

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 内燃機関用電子制御装置から出力される
点火制御信号に応じて点火コイルの1次側に流れる1次
電流を半導体を用いたスイッチング回路により通電、遮
断制御して、2次側に高電圧を発生させる内燃機関用点
火装置において、 前記1次電流を検出する電流検出回路と、 この電流検出回路によって検出された電流に基づいてゲ
ート電圧を制御し、前記1次電流をあらかじめ設定され
た値に制限する電流制限回路と、 温度を検出する温度検出回路と、 この温度検出回路により検出された温度があらかじめ設
定された第1の温度以上になると前記1次電流を強制的
に遮断してその状態を維持し、前記検出された温度が
記第1の温度よりも低い温度にあらかじめ設定された第
2の温度まで低下すると遮断から復帰させるサーマルシ
ャットオフ回路を備え、 これら電流検出回路と電流制限回路、温度検出回路、そ
れにサーマルシャットオフ回路を、前記スイッチング回
路と ワンチップに集約したことを特徴とする内燃機関用
点火装置。
1. A secondary circuit comprising: a primary circuit that flows through a primary side of an ignition coil in accordance with an ignition control signal output from an electronic control unit for an internal combustion engine; An ignition device for an internal combustion engine that generates a high voltage at a current, a current detection circuit that detects the primary current, and a gate voltage that is controlled based on the current detected by the current detection circuit to set the primary current in advance. A current limiting circuit for limiting the temperature to a predetermined value, a temperature detecting circuit for detecting a temperature, and forcibly cutting off the primary current when a temperature detected by the temperature detecting circuit becomes equal to or higher than a first temperature set in advance. and maintaining its state, the detected temperature is pre
A thermal shut-off circuit for recovering from shut-off when the temperature drops to a predetermined second temperature lower than the first temperature , the current detection circuit, the current limiting circuit, the temperature detection circuit, and the like.
The thermal shut-off circuit is connected to the switching circuit.
An ignition device for an internal combustion engine, which is integrated into a road and a single chip.
【請求項2】 前記第1の温度が、ほぼ200℃である
ことを特徴とする請求項1記載の内燃機関用点火装置。
2. The ignition device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein said first temperature is approximately 200 ° C.
【請求項3】 前記サーマルシャットオフ回路は、復帰
時にヒステリシスを50℃以上もたせていることを特徴
とする請求項1記載の内燃機関用点火装置。
3. The ignition device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein said thermal shut-off circuit has a hysteresis of 50 ° C. or more at the time of recovery.
【請求項4】 前記温度検出回路がワンチップ上に造り
込まれたダイオードを含んでいることを特徴とる請求項
1記載の内燃機関用点火装置。
4. The ignition device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein said temperature detection circuit includes a diode built on one chip.
【請求項5】 前記温度検出回路がワンチップ上に造り
込まれた抵抗を含んでいることを特徴とる請求項1記載
の内燃機関用点火装置。
5. The ignition device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein said temperature detection circuit includes a resistor built on one chip.
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