JP6504779B2 - イグナイタおよび車両、イグニッションコイルの制御方法 - Google Patents

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。

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。

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。

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２００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２００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_Ｓ）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。

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Ｖ_ＢＡＴ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Ｉ_Ｌ１を遮断する。このとき１次コイルＬ１には、電流Ｉ_Ｌ１の時間微分に比例した数百Ｖもの１次電圧Ｖ_Ｌ１（＝Ｌ・ｄＩ_Ｌ１／ｄｔ）が発生する。このとき２次コイルＬ２には、１次電圧Ｖ_Ｌ１に巻線比を乗じた数十ｋＶもの２次電圧Ｖ_Ｓが発生する。

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、さまざまなサージやノイズに晒される。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。電圧コンパレータ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Ｖ_ＦＩＬを所定の基準電圧（しきい値）Ｖ_ＲＥＦと比較し、ハイ・ロー２値の判定信号Ｓ_ＤＥＴを生成する。

駆動ステージ３００Ｂは、判定信号Ｓ_ＤＥＴ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Ｓ_ＤＥＴ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。

特開２０１１−１８５１６５号公報 特開２０１４−０５１９０４号公報

本発明者らは、図２のイグナイタ２００ｒについて検討した結果、以下の課題を認識するに至った。図３は、図２のイグナイタ２００ｒの動作波形図である。
時刻ｔ０に、ＥＣＵ１０８によって点火信号ＩＧＴがアサート（ハイレベル）される。これにより、電圧コンパレータ３０２に入力される高周波フィルタ３０３通過後の信号の電圧Ｖ_ＦＩＬが増大し、Ｖ_ＦＩＬ＞Ｖ_ＲＥＦの間、判定信号Ｓ_ＤＥＴがアサート（ハイレベル）となる。判定信号Ｓ_ＤＥＴがハイレベルの期間、スイッチ素子２０２がオンとなり、コイル電流Ｉｃが増大する。

時刻ｔ１にＥＣＵ１０８が点火信号ＩＧＴをネゲート（ローレベル）する。これに応答して判定信号Ｓ_ＤＥＴはローレベルに遷移し、スイッチ素子２０２がターンオフ（遮断）し、イグニッションコイル１０４の２次コイルＬ２に生ずる大電圧Ｖ_Ｓが点火プラグ１０６に印加され、点火する。

点火信号ＩＧＴがローレベルに遷移すると、電圧コンパレータ３０２に入力されるフィルタ通過後の電圧Ｖ_ＦＩＬは、高周波フィルタ３０３の容量の影響で遅延して低下する。点火プラグ１０６の点火に起因して、スパークノイズ（遮断ノイズ）が発生し、入力端子ＩＮからスイッチ制御装置３００に入力される。スパークノイズが発生するタイミングｔ２で、高周波フィルタ３０３のキャパシタに電荷が残存していると、点火信号ＩＧＴがローレベルであるにもかかわらず、電圧コンパレータ３０２の入力電圧Ｖ_ＦＩＬが基準電圧Ｖ_ＲＥＦを超え、判定信号Ｓ_ＤＥＴがアサートされて、再遮断を引き起こす。この課題を、本発明の分野における共通の一般知識の範囲として捉えてはならず、本発明者が独自に認識したものである。

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、点火直後の再遮断を抑制可能なイグナイタの提供にある。

本発明のある態様は、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、入力ラインの高周波ノイズを除去するフィルタと、フィルタの出力電圧を基準電圧と比較し、判定信号を生成する電圧コンパレータと、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、判定信号がスイッチ素子のオフに対応するネゲートレベルに遷移してから所定の不感時間の間、駆動ステージによるスイッチ素子のターンオフを禁止するオフ不感回路と、を備える。

この態様によると、点火信号にもとづく点火直後に不感区間を設け、この不感区間の間は、判定信号のレベルにかかわらず、スイッチ素子のターンオフを禁止することにより、自らが発生するスパークノイズなどの影響により、再遮断が発生するのを防止できる。

オフ不感回路は、判定信号を受け、判定信号のネゲートレベルへの遷移から不感時間の間、所定レベルとなるマスク信号を生成するマスク信号生成回路と、判定信号またはそれに応じて生成されるスイッチ素子のオン、オフを指示する制御信号を、マスク信号と論理演算する論理ゲートと、を含んでもよい。

マスク信号生成回路は、判定信号のネガティブエッジを検出すると、スタート信号をアサートするエッジ検出回路と、スタート信号がアサートされてから不感時間の経過後に、エンド信号をアサートするタイマー回路と、スタート信号がアサートされると所定レベルに遷移し、エンド信号がアサートされると所定レベルの相補レベルに遷移するマスク信号を生成するフリップフロップと、を備えてもよい。

本発明の別の態様もまた、イグナイタである。このイグナイタは、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、入力ラインの高周波ノイズを除去するフィルタと、フィルタの出力電圧を基準電圧と比較し、判定信号を生成する電圧コンパレータと、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、を備える。判定信号がスイッチ素子のオフに対応するネゲートレベルに遷移してから所定の不感時間の間、スイッチ素子のオフを維持するように構成される。

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。

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。

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。

本発明のある態様によれば、スパークノイズによる再遮断を抑制できる。

ガソリンエンジン車のエンジンルームの斜視図である。 車両の電気系統の一部のブロック図である。 図２のイグナイタの動作波形図である。 実施の形態に係るイグナイタの回路図である。 図５（ａ）、（ｂ）は、低速回転および高速回転時の点火サイクルを示す図である。 実施の形態に係るイグナイタの動作波形図である。 イグナイタの具体的な構成例を示す回路図である。 マスク信号生成回路の構成例を示す回路図である。 図７および図８のイグナイタの動作波形図である。 点火信号ＩＧＴに遮断ノイズが重畳したときの、図７および図８のイグナイタの動作波形図である。 第２変形例に係るイグナイタの回路図である。

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。

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。

図４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。

判定ステージ３００Ａは、高周波フィルタ３０３および電圧コンパレータ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。

電圧コンパレータ３０２は、高周波フィルタ３０３の出力電圧Ｖ_ＦＩＬを基準電圧Ｖ_ＲＥＦと比較し、判定信号Ｓ_ＤＥＴを生成する。本実施の形態では、Ｖ_ＦＩＬ＞Ｖ_ＲＥＦ（Ｖ_ＩＮ＞Ｖ_ＲＥＦ）の状態が、スイッチ素子２０２のオンに、Ｖ_ＦＩＬ＜Ｖ_ＲＥＦ（Ｖ_ＩＮ＜Ｖ_ＲＥＦ）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Ｓ_ＤＥＴは、Ｖ_ＦＩＬ＞Ｖ_ＲＥＦのとき、ハイレベル（アサート）、Ｖ_ＦＩＬ＜Ｖ_ＲＥＦのときローレベル（ネゲート）であり、したがって、判定信号Ｓ_ＤＥＴ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Ｓ_ＤＥＴ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。

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Ｓ_ＤＥＴ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。

イグナイタ２００のスイッチ制御装置３００はさらに、オフ不感回路３３０を備える。オフ不感回路３３０は、電圧コンパレータ３０２の出力である判定信号Ｓ_ＤＥＴがネゲートレベル（ローレベル）に遷移してから、つまり判定信号Ｓ_ＤＥＴのネガティブエッジが発生してから所定の不感時間Ｔ_ＤＥＡＤの間、駆動ステージ３００Ｂによるスイッチ素子２０２のターンオフを禁止する。

本実施の形態においてオフ不感回路３３０は、電圧コンパレータ３０２からの判定信号Ｓ_ＤＥＴを受け、判定信号Ｓ_ＤＥＴのネガティブエッジを始点とする不感時間Ｔ_ＤＥＡＤを設定する。そして不感時間Ｔ_ＤＥＡＤの間、スイッチ素子２０２のオン、オフを指示する信号、具体的には、駆動ステージ３００Ｂの入力信号Ｓ１、出力信号Ｓ４、あるいは中間的な信号Ｓ２、Ｓ３の論理レベルを修正することにより、スイッチ素子２０２のターンオフを禁止する。

続いて不感時間Ｔ_ＤＥＡＤについて説明する。不感時間Ｔ_ＤＥＡＤを決める上で重要なのは、正常時における点火サイクルに影響を与えないことであり、以下の４つの時間Ｔａ〜Ｔｄを考慮して定めればよい。

（１） イグナイタのロック保護タイマ時間Ｔａ
スイッチ素子２０２のオン時間に上限（通電保護時間という）Ｔａが設定される場合がある。この場合、スイッチ素子２０２が通電保護時間Ｔａにわたり連続オンすると、スイッチ素子２０２が強制オフされる。通電保護時間Ｔａはたとえば最大２００ｍｓである。

（２） スタータモード時の通電時間Ｔｂ
エンジンの始動時には、スイッチ素子２０２の通電時間Ｔｂは、エンジンの回転時の通電時間Ｔｃ、Ｔｄよりも長く設定される。たとえばＴｂは最大１５０ｍｓである。

（３） 低速回転時の通電時間Ｔｃ
４サイクル直列４気筒エンジンの場合、５００ｒｐｍのとき、点火サイクル（周期）Ｔｃｙｃ１は２５０ｍｓとなり、通電時間Ｔｃは車の仕様・特にバッテリ電圧Ｖ_ＢＡＴにも依存するが、たとえば最大１０ｍｓである。

（４） 高速回転時の通電時間Ｔｄ
４サイクル直列４気筒エンジンの場合、１２０００ｒｐｍのとき、点火サイクル（周期）Ｔｃｙｃ２は１０ｍｓとなり、通電時間Ｔｄは車の仕様、特にバッテリ電圧によるが、たとえば最大３ｍｓである。

図５（ａ）、（ｂ）は、低速回転および高速回転時の点火サイクルを示す図である。図５（ａ）と（ｂ）は時間スケールが異なることに留意されたい。図５（ａ）に示すように、低速回転時のみを考慮した場合、不感時間Ｔ_ＤＥＡＤは、２５０−２００＝５０ｍｓ定めることができる。しかしながらこの不感時間Ｔ_ＤＥＡＤを高速回転時に適用すると、点火サイクル時間Ｔ_ＣＹＣ＝１０ｍｓより長いため、正常な点火サイクルが妨げられる。したがって、不感時間Ｔ_ＤＥＡＤは、エンジンの気筒数と想定される最大回転数から導かれる点火サイクル時間Ｔｃｙｃ２と、高速回転時の通電時間Ｔｄを考慮して定めればよい。この例では、不感時間Ｔ_ＤＥＡＤを、点火サイクルに影響を及ぼさない７ｍｓより短い範囲において定めればよく、その範囲で長いほど、スパークノイズによる誤点火を防止できる。

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、実施の形態に係るイグナイタ２００の動作波形図である。ここでは理解の容易化のため、駆動ステージ３００Ｂにおける伝搬遅延は無視している。

時刻ｔ０にＥＣＵ１０８によって点火信号ＩＧＴがアサート（ハイレベル）される。これにより、電圧コンパレータ３０２に入力される高周波フィルタ３０３通過後の信号の電圧Ｖ_ＦＩＬが増大し、Ｖ_ＦＩＬ＞Ｖ_ＲＥＦの間、判定信号Ｓ_ＤＥＴがアサート（ハイレベル）となる。判定信号Ｓ_ＤＥＴがハイレベルの期間、スイッチ素子２０２がオンとなり、コイル電流Ｉｃが増大する。

時刻ｔ１にＥＣＵ１０８が点火信号ＩＧＴをネゲート（ローレベル）する。これに応答して判定信号Ｓ_ＤＥＴはローレベルに遷移し、スイッチ素子２０２がターンオフ（遮断）し、イグニッションコイル１０４の２次コイルＬ２に生ずる大電圧が点火プラグ１０６に印加され、点火する。

点火信号ＩＧＴがローレベルに遷移すると、電圧コンパレータ３０２に入力されるフィルタ通過後の電圧Ｖ_ＦＩＬは、高周波フィルタ３０３の容量の影響で遅延して低下する。点火プラグ１０６の点火に起因して、スパークノイズ（遮断ノイズ）が発生し、入力端子ＩＮからスイッチ制御装置３００に入力される。スパークノイズが発生するタイミングｔ２で、高周波フィルタ３０３のキャパシタに電荷が残存していると、点火信号ＩＧＴがローレベルであるにもかかわらず、電圧コンパレータ３０２の入力電圧Ｖ_ＦＩＬが基準電圧Ｖ_ＲＥＦを超え、判定信号Ｓ_ＤＥＴが再びアサートされる。

一方、時刻ｔ１の点火信号ＩＧＴの点火指示に応じた判定信号Ｓ_ＤＥＴのネガティブエッジを始点として、不感時間Ｔ_ＤＥＡＤが設定され、不感時間Ｔ_ＤＥＡＤの間、マスク信号Ｓ_ＭＳＫがローレベルとなる。このマスク信号Ｓ_ＭＳＫによって、ノイズに起因する判定信号Ｓ_ＤＥＴのハイレベル区間Ｓ１０がマスクされ、スイッチ素子２０２のゲート信号Ｓ４はローレベルを維持することとなる。

このように実施の形態に係るイグナイタ２００によれば、点火直後の再遮断を防止することができる。

本発明は、図４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、その具体的な構成を説明する。

図７は、イグナイタ２００の具体的な構成例を示す回路図である。
高周波フィルタ３０３は、ＲＣフィルタなどの１次ローパスフィルタである。高周波フィルタ３０３はアクティブフィルタであってもよいし、２次以上のフィルタであってもよい。

オフ不感回路３３０は、マスク信号生成回路３３２、論理ゲート３３４、遅延回路３３６を含む。マスク信号生成回路３３２は、判定信号Ｓ_ＤＥＴのネゲートレベル（ローレベル）への遷移（つまりネガティブエッジ）から不感時間Ｔ_ＤＥＡＤの間、所定レベル（以下、ローレベルとする）となるマスク信号Ｓ_ＭＳＫを生成する。

遅延回路３３６は、遅延回路３０４のレプリカであり、遅延回路３０４と同じ遅延量をマスク信号Ｓ_ＭＳＫに与える。

論理ゲート３３４は、判定信号Ｓ_ＤＥＴに応じて生成されるスイッチ素子２０２のオン、オフを指示する制御信号Ｓ２を、遅延後のマスク信号Ｓ_ＭＳＫ’と論理演算する。言い換えればオフ不感回路３３０は、判定信号Ｓ_ＤＥＴがネゲートレベル（ローレベル）に遷移してから、所定の不感時間Ｔ_ＤＥＡＤの間に、スイッチ素子２０２のゲート信号Ｓ４の遷移を禁止する。

図８は、マスク信号生成回路３３２の構成例を示す回路図である。エッジ検出回路３４０は、判定信号Ｓ_ＤＥＴのネガティブエッジを検出すると、スタート信号Ｓ１１をアサート（たとえばハイレベル）する。タイマー回路３４２は、スタート信号Ｓ１１がアサートされてから不感時間Ｔ_ＤＥＡＤの経過後に、エンド信号Ｓ１２をアサート（たとえばハイレベル）する。フリップフロップ３５０の出力であるマスク信号Ｓ_ＭＳＫ（Ｓ６）は、スタート信号Ｓ１１がアサートされると所定レベル（ローレベル）に遷移し、エンド信号Ｓ１２がアサートされると所定レベルの相補レベル（ハイレベル）に遷移する。フリップフロップ３５０は、たとえばセット端子にエンド信号Ｓ１２を受け、リセット端子にスタート信号Ｓ１１を受けるＳＲフリップフロップであってもよい。

タイマー回路３４２は、オシレータ３４４、カウンタ３４６、デジタル比較器３４８を含む。オシレータ３４４は所定の周波数のクロック信号ＣＬＫを生成する。カウンタ３４６は、スタート信号Ｓ１１のアサートを契機として、クロック信号ＣＬＫに応じたカウントを開始する。デジタル比較器３４８は、カウンタ３４６のカウント値ＣＮＴと、不感時間Ｔ_ＤＥＡＤの設定値ＸＸを比較し、それらが一致するとエンド信号Ｓ１２をアサートする。

なおタイマー回路３４２の構成は図８のそれには限定されず、アナログタイマー回路を用いて構成してもよい。

図９は、図７および図８のイグナイタ２００の動作波形図である。点火信号ＩＧＴがハイレベルに遷移すると、高周波フィルタ３０３の出力電圧Ｖ_ＦＩＬが増大し、ある遅延時間ｔｄの経過後に、判定信号Ｓ_ＤＥＴがハイレベルとなる。判定信号Ｓ_ＤＥＴは、遅延回路３０４により遅延時間ｔｄ２、遅延され、遅延後の判定信号Ｓ２が生成される。判定信号Ｓ_ＤＥＴ（Ｓ５）がローレベルに遷移すると、マスク信号Ｓ_ＭＳＫ（Ｓ６）がローレベルに遷移するとともに、カウンタ３４６のカウント動作が開始し、カウント値ＣＮＴが変化する。そしてカウント値ＣＮＴが、不感時間Ｔ_ＤＥＡＤの設定値ＸＸと一致すると、マスク信号Ｓ_ＭＳＫ（Ｓ６）ハイレベルに戻る。

このマスク信号Ｓ_ＭＳＫ（Ｓ６）は、遅延回路３３６により遅延時間ｔｄ２が与えられる。遅延後のマスク信号Ｓ_ＭＳＫ’（Ｓ７）と遅延後の判定信号Ｓ２とが論理演算され、制御パルスＳ８が生成される。スイッチ素子２０２のオン、オフは、この制御パルスＳ８により制御される。

図１０は、点火信号ＩＧＴに遮断ノイズが重畳したときの、図７および図８のイグナイタ２００の動作波形図である。遮断ノイズＳ２０が発生すると、判定信号Ｓ_ＤＥＴにパルス状のノイズＳ２１が現われる。従来のイグナイタでは、このパルス状のノイズＳ２２を含む信号Ｓ２によって、スイッチ素子２０２がターンオン・ターンオフして誤点火が発生していた。

これに対して実施の形態に係るイグナイタ２００では、ノイズＳ２２がマスク信号Ｓ６によってマスクされるため、プリドライバ３０６への入力Ｓ８からは、ノイズＳ２３が除去され、点火直後のスイッチ素子２０２の再遮断が発生せず、誤点火を防止できる。

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。

（第１変形例）
オフ不感回路３３０に関して、図７では、マスク信号生成回路３３２の後段に遅延回路３３６を挿入する構成としたが本発明はそれには限定されない。たとえば遅延回路３３６が与えるべき遅延を、マスク信号生成回路３３２内のタイマー回路３４２で与えてもよい。すなわち遅延時間ｔｄ２の分だけ、タイマー回路３４２の時間を長くしてもよい。

（第２変形例）
図１１は、第２変形例に係るイグナイタ２００ａの回路図である。マスク信号生成回路３３２は、遅延回路３０４により遅延された判定信号Ｓ_ＤＥＴ’にもとづいてマスク信号Ｓ_ＭＳＫを生成する。論理ゲート３３４は、判定信号Ｓ_ＤＥＴ’とマスク信号Ｓ_ＭＳＫとを論理演算する。この変形例によっても再遮断を防止できる。

（第３変形例）
当業者によれば、オフ不感回路３３０には、ここで例示したもの以外にもさまざまな変形例が存在しうること、またこうした変形例も本発明の範囲に含まれることが理解される。たとえば論理ゲート３３４に代えて、エッジトリガタイプのフリップフロップ（たとえばＲＳフリップフロップやＤフリップフロップ）を用いてもよい。

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。

１００…車両、１０２…バッテリ、１０４…イグニッションコイル、Ｌ１…１次コイル、Ｌ２…２次コイル、１０６…点火プラグ、１０８…ＥＣＵ、１１０…エンジン、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…電圧コンパレータ、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、３３０…オフ不感回路、３３２…マスク信号生成回路、３３４…論理ゲート、３３６…遅延回路、３４０…エッジ検出回路、３４２…タイマー回路、３４４…オシレータ、３４６…カウンタ、３４８…デジタル比較器、３５０…フリップフロップ。

Claims (6)

1. 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、
   前記入力ラインの高周波ノイズを除去するフィルタと、
   前記フィルタの出力電圧を基準電圧と比較し、判定信号を生成する電圧コンパレータと、
   前記電圧コンパレータが出力する前記判定信号を所定時間だけ遅延し、遅延判定信号を生成する第１遅延回路と、
   前記判定信号のネゲートレベルへの遷移から不感時間の間、所定レベルとなるマスク信号を生成するマスク信号生成回路と、
   前記マスク信号を前記第１遅延回路と同じ前記所定時間だけ遅延し、遅延マスク信号を出力する第２遅延回路と、
   前記遅延判定信号を前記遅延マスク信号と論理演算して得られる制御パルスに応じて、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、
   を備えることを特徴とするイグナイタ。
2. 前記マスク信号生成回路は、
   前記判定信号のネガティブエッジを検出すると、スタート信号をアサートするエッジ検出回路と、
   前記スタート信号がアサートされてから前記不感時間の経過後に、エンド信号をアサートするタイマー回路と、
   前記スタート信号がアサートされると前記所定レベルに遷移し、前記エンド信号がアサートされると前記所定レベルの相補レベルに遷移する前記マスク信号を生成するフリップフロップと、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載のイグナイタ。
3. 前記タイマー回路は、
   前記スタート信号のアサートに応答してクロックのカウントを開始するカウンタと、
   前記カウンタのカウント値が所定値に達すると前記エンド信号をアサートするデジタル比較器と、
   を含むことを特徴とする請求項２に記載のイグナイタ。
4. 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３のいずれかに記載のイグナイタ。
5. 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４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。
6. 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、
   フィルタにより、前記点火信号の高周波ノイズを除去するステップと、
   前記フィルタの出力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、
   前記判定信号を所定時間だけ遅延し、遅延判定信号を生成するステップと、
   前記判定信号のネゲートレベルへの遷移から不感時間の間、所定レベルとなるマスク信号を生成するステップと、
   前記マスク信号を前記所定時間だけ遅延し、遅延マスク信号を出力するステップと、
   前記遅延判定信号を前記遅延マスク信号と論理演算して得られる制御パルスに応じて、前記スイッチ素子のオン、オフを制御するステップと、
   を備えることを特徴とする方法。

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