JPH08338350A - Ignition device for internal combustion engine - Google Patents

Ignition device for internal combustion engine

Info

Publication number
JPH08338350A
JPH08338350A JP14343995A JP14343995A JPH08338350A JP H08338350 A JPH08338350 A JP H08338350A JP 14343995 A JP14343995 A JP 14343995A JP 14343995 A JP14343995 A JP 14343995A JP H08338350 A JPH08338350 A JP H08338350A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
temperature
circuit
current
detection circuit
ignition device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP14343995A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3320257B2 (en
Inventor
Takashi Ito
太加志 伊藤
Katsuaki Fukatsu
克明 深津
Noboru Sugiura
登 杉浦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Hitachi Automotive Systems Engineering Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Automotive Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Automotive Engineering Co Ltd, Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Automotive Engineering Co Ltd
Priority to JP14343995A priority Critical patent/JP3320257B2/en
Publication of JPH08338350A publication Critical patent/JPH08338350A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3320257B2 publication Critical patent/JP3320257B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

PURPOSE: To automatically shut off electricity, and thereby protect transistors when heat is abnormally generated by integrating a thermal shut off circuit forcibly stopping primary current, into one chip when a temperature detected by a temperature detection circuit exceeds a temperature set in advance. CONSTITUTION: A IGBT 14 functionally provides/shuts off primary current flowing into the primary coil of an ignition coil, and a current detection circuit 15 functionally detects the primary current. A current limiting circuit 16 controls the gate voltage of the IGBT 14 so as to limit the primary current to a set value based on current detected by the current detection circuit 15, a temperature detection circuit and a thermal shut-off circuit 17 detect the temperature of an IC chip 18 by the temperature detection circuit, and the primary current is forcibly shut off by the thermal shut-off circuit 17 based on a temperature detected by the temperature detection circuit. By this constitution, the ignition device can be obtained, which is composed of one chip IC provided with a protective function.

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 which is configured as a one-chip for forcibly shutting off energization when the ignition device abnormally generates 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 An ignition device for an internal combustion engine that has been generally used in the past is connected to an electronic control device for an internal combustion engine (hereinafter referred to as "ECU") 1 and an ECU 1 as shown in FIG. An ignition device 2 connected via an 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 The spark plug 4 is supplied. EU
The output stage of C1 includes a PNP transistor 9, an NPN transistor 10, a collector of the PNP transistor 9, and an N
It consists of a resistor 11 connected between the collector of the PN transistor 10 and a resistor 12 arranged 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 of, 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。
The ignition device 2 includes a power transistor 5 and
A hybrid IC 6 having a current detection load 7 and a current control circuit 8 mounted therein. When the output signal of the ECU 1 input from the connection end 13 changes from LOW to HIGH, the transistor 5 starts energization and changes from HIGH to LOW. A high voltage of 300 to 400 V is generated in the collector part of the transistor 5 by shutting off the energization, and this high voltage current is guided to the primary side of the ignition coil 3 and becomes higher in the secondary side coil. Is supplied to the ignition coil 4 and is 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。
As an ignition device for an internal combustion engine, for example, the invention described in Japanese Patent Laid-Open No. 64-45963 is known. The present invention operates in accordance with an ignition coil, a current limiting period detection circuit that outputs a pulse signal during a period in which the primary current of the ignition coil is controlled to a predetermined value, and an output signal of the current limiting period detection circuit. And applying an output signal of the timer circuit to the current limiting circuit, the first circuit is provided after a predetermined time determined by the timer circuit from the time when the current limiting of the primary current of the ignition coil is started. The current limiting period detection circuit is configured to output the same output signal as when the primary current is limited, even when the secondary current is cut off.

【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, the instruction output from the ECU 1 is input to the ignition device 2 side, and the ignition coil 4 is ignited in accordance with the instruction output. However, 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。
The latter prior art has a self-shut-off function for detecting an abnormality from the duration of the primary current and forcibly shutting it off.
The set time is counted by a timer, and the primary current is cut off when the condition exceeds the set time. 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 to set the time constant, which makes it difficult to form a single chip. Furthermore, with the conventional configuration, the transistor may be destroyed due to abrupt heat generation due to a dump surge that occurs when the battery line is abnormal, and it is difficult to effectively deal with a breakdown accident due to this type of heat generation, and it is not always reliable. It wasn't 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。
The present invention has been made in view of the circumstances of the prior art as described above, and an object thereof is to provide a one-chip protection circuit for automatically shutting off power supply to protect a transistor when abnormal heat is generated. It is an object of the present invention to provide an ignition device for an internal combustion engine, which can be integrated in the interior 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温度以
上になると前記1次電流を強制的に遮断するサーマルシ
ャットオフ回路とをワンチップに集約したことを特徴と
している。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 provides a semiconductor with a primary current flowing through a primary side of an ignition coil 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 an ignition device for an internal combustion engine that performs a cutoff control to generate a high voltage on a secondary side, 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 the gate voltage to limit the primary current to a preset value, a temperature detection circuit that detects the temperature, and a temperature detected by the temperature detection circuit that is not less than the preset temperature. In that case, the thermal shutoff circuit for forcibly shutting off the primary current is integrated into one chip. That is, in the present invention, the thermal shutoff circuit that detects the temperature of the chip and forcibly shuts off the primary current supplied to the ignition coil when the sensed temperature becomes equal to or higher than the set temperature is provided with a thermal shutoff circuit. The configuration is integrated in one chip together with a switching circuit for energizing, a current detection circuit for detecting the primary current to the ignition coil, and a current limiting circuit for limiting the primary current to a set value.

【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 restoration, and after the forced shutoff, the temperature is set to the above temperature. That is, do not return until the temperature drops by 50 ° C or more.
Generally, the time is several tens of seconds to several minutes. Further, the temperature detecting circuit for detecting the temperature can be configured to include a diode or a resistor built in 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 detection circuit, and the current limiting circuit controls the gate voltage of the semiconductor of the switching circuit based on the current detected by the current detection 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 exceeds the set temperature due to continuous energization or dump surge, for example, the thermal shutoff circuit detects this and Next current is forcibly cut off. Thus, in addition to the large current switching function and the current limiting function, a circuit having a semiconductor (power transistor) protection function against energization and dump surge can be configured in one 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 in 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 shutoff circuit 17 are integrated on one chip and configured by a one-chip IC 18 mounted. The IGBT 14 has a function of energizing and interrupting the 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 the current detection circuit 15
The gate voltage of the IGBT 14 is controlled on the basis of the current detected by to limit the primary current to the set value, and the temperature detection circuit and the thermal shutoff circuit 17 detect the temperature of the IC chip 18 by the temperature detection circuit, The shut-off circuit 17 forcibly shuts off the primary current based on the temperature detected by the temperature detection circuit,
It also functions to restore.

【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 above. In the one-chip IC18, IG
BT14 is an enhancement type n-channel MOS
The gate 19 and the PNP bipolar transistor 20 are combined with each other, and parasitic Zener diodes 21a and 21b for flowing a flywheel current are provided 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。
A load element 22 for current detection as the current detection circuit 15 is provided between the collector of the IGBT 19 and GND. The current detection load element 22 may be an impedance element capable of setting a current as well as a resistance. The current limiting circuit 16 is composed of a differential circuit including transistors (FETs) 23 and 24 and resistors 25 and 26.
To the base of the transistor 24, an output terminal on the power source side, which is divided by resistors 27 and 28, is connected. Since the base voltage of the transistor 23 operates so as to have the same potential as the base voltage of the transistor 24, by setting the temperature coefficient of the resistors 27 and 28 of the voltage dividing power supply to zero, the load element 22 for current detection is controlled. The voltage drop is always constant and current detection without temperature counting is 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 shutoff circuit 17 is provided to prevent thermal destruction of the power transistor due to continuous energization as described above, and the transistor 29 and the signal line 3 are provided.
Diode 32, 33 connected in the forward direction from 1 to GND, its pull-up element 34, transistor 3
5 and 36 and resistors 37, 38 and 39, and a differential circuit and resistors 40 and 41 which form a voltage dividing power source. The output of this differential circuit is the transistor 35.
From the drain of the transistor 2 through the resistor 30
To the gate of the transistor 9 and via the resistor 43
6 gates, respectively. The diodes 32 and 33 and the pull-up element 34 form 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 between time, primary current, collector-emitter voltage, and power consumption. Generally, the heat generation of the transistor is determined by the power consumption, so the heat generation state of the transistor can be obtained by integrating the primary current and the collector-emitter voltage. Therefore, assuming that the current-restricted range of the IGBT 14 is t 1 and the current-restricted range is t 2 , the value of the primary current in the current-restricted range t 1 is 0 A to 8 A normally.
N, OFF, collector-emitter voltage is 1-2V
Therefore , the power consumption P is obtained by P = {V ce (I cmax / 2) t 1 } / cycle (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4(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4(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 continuous energization occurs, the power consumption in the current limiting range t 2 is in a mode that lasts for a long time. The value of the primary current in the range of the current limiting range t 2 is constant at 8 A as can be seen from FIG. 4A, and the collector-emitter voltage V ce is about 8 V as seen from FIG. 4B. The power consumption P is P = 8 [A] × 8 [V] = 64 [W] (2) Therefore, the amount of heat generated is large in the current limit range t 2 , and the power transistor (IGBT 1
4) will lead to destruction. Further, when a problem occurs in the battery line during current limitation and a dump surge is applied to the line, the amount of heat generated further increases, resulting in 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17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 thermal shut-off means a function of detecting the temperature of the transistor or the chip and forcibly shutting off the energization signal before the temperature reaches the breakdown temperature. The operating principle of the thermal shutoff circuit 17 will be described below with reference to FIG. 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 turned on and off by the control signal is shown. Further, the range indicated by the symbol a is a range of continuous energization, the position indicated by the symbol b is a point where the thermal shutoff is activated, and the position indicated by the symbol c is a point where the thermal shutoff state is restored. Is a gate voltage of the transistor 36, and is set so that a voltage of about 1.0 V is applied to the gate of the transistor 36 of the differential circuit by the 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 that are stacked in two stages, the gate has a voltage that is twice the forward voltage of the diode.
That is, at normal temperature, 0.7 [V] × 2 = 1.4 [V] (3) is applied, and in a normal state, the output of the differential circuit is LO.
It becomes W, and the transistor 29 is OFF. Since the forward voltage of the diode generally has a temperature coefficient of −2 mV / ° C., when the temperature rises, the voltage drops accordingly. For example, when an abnormality such as continuous energization occurs and the temperature of the transistor rises to 200 ° C., a 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 by 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 is returned to the gate of the transistor 36 via the resistor 43, and the return threshold value'has a hysteresis of 0.1 V or more. Therefore, the temperature of the IGBT 14 is 50 ° C. or more higher than the shutoff temperature. Re-energization is prohibited until the temperature drops. That is, the hysteresis of the above voltage becomes the operating temperature hysteresis, and self-recovers according to the temperature drop based on the operating temperature hysteresis. The shutoff temperature is higher than the junction temperature of the IGBT 14 (operation guarantee), and
The temperature of the BT 14 is set so as not to 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 may 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 of the above embodiment,
The HIGH voltage of the input signal, which is a constant voltage for driving the IGBT 14, is used as the power supply of the current limiting circuit and the thermal shutoff circuit. However, as in the above-mentioned differential circuit, the resistor 26 is provided between the input and the gate of the IGBT 14. Provided,
The circuit power supply is taken from the input side, and the current limit and thermal shutoff outputs are connected to the gate of the IGBT 14 so that the circuit power supply can be secured even if the gate of the IGBT 14 is controlled. This enables output from three terminals.

【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 of the circuit of FIG. 2 in which an input signal is not used as a circuit power source and a separate power source is taken in from the outside. In the figure, the resistor 44
The Zener diode 45 serves to make the voltage taken in from the external power supply 46 a constant voltage, and the other parts, which are not particularly described, are configured similarly to 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
するので、スイッング回路の半導体素子が破壊すること
がない保護機能を有するワンチップ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 configured as described above, when abnormal heat generation occurs, the thermal shutoff circuit is activated based on the temperature detected by the temperature detection circuit. Since the primary current is forcibly cut off, it is possible to provide an ignition device including a one-chip IC having a protection function that does not damage the semiconductor element of the switching circuit.

【図面の簡単な説明】[Brief description of 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 between transistor time, primary current, 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 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 shutoff 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 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Katsuaki Fukatsu 2477 Kashima Yatsu, Hitachi Takanaka, Ibaraki Pref. 3 In Hitachi Automotive Engineering Ring Co., Ltd. (72) Inventor Noboru Sugiura 2520, Takataka, Hitachinaka, Ibaraki Hitachi, Ltd. Automotive Equipment Division

Claims (5)

【特許請求の範囲】[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温度以上になると前記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とを
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 switching circuit using a semiconductor supplies a primary current flowing 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,
In an ignition device for an internal combustion engine that performs a cutoff control to generate a high voltage on a secondary side, 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 the gate voltage to limit the primary current to a preset value, a temperature detection circuit that detects the temperature, and a temperature detected by the temperature detection circuit that is not less than the preset temperature. Then, a thermal shutoff circuit for forcibly shutting off the primary current is integrated into a single chip.
【請求項2】 前記あらかじめ設定された温度が、ほぼ
200°C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 the preset 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°C以上持たせ、強制遮断後、
前記温度以上降下するまで復帰させないことを特徴とす
る請求項1または2記載の内燃機関用点火装置。
3. The thermal shutoff circuit is provided with a hysteresis of 50 ° C. or more at the time of restoration, and after the forced shutoff,
3. The ignition device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the ignition device is not returned until the temperature drops by the temperature or more.
【請求項4】 前記温度検知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な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。
4. The ignition device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the temperature detection circuit includes a diode built in one chip.
【請求項5】 前記温度検知回路がワンチップ上に造り
込まれた抵抗を含んでな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。
5. The ignition device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the temperature detection circuit includes a resistor built in one chip.
JP14343995A 1995-06-09 1995-06-09 Ignition device for internal combustion engine Expired - Lifetime JP3320257B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP14343995A JP3320257B2 (en) 1995-06-09 1995-06-09 Ignition device for internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP14343995A JP3320257B2 (en) 1995-06-09 1995-06-09 Ignition device for internal combustion engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH08338350A true JPH08338350A (en) 1996-12-24
JP3320257B2 JP3320257B2 (en) 2002-09-03

Family

ID=15338733

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP14343995A Expired - Lifetime JP3320257B2 (en) 1995-06-09 1995-06-09 Ignition device for internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3320257B2 (en)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0757177A2 (en) * 1995-08-04 1997-02-05 Hitachi, Ltd. Ignition system of internal combustion engine
WO1998049444A1 (en) * 1997-04-25 1998-11-05 Hitachi, Ltd. Ignition system
JP2002295354A (en) * 2001-03-30 2002-10-09 Diamond Electric Mfg Co Ltd Ignition device for internal combustion engine
DE102010042046A1 (en) 2009-12-08 2011-06-09 Mitsubishi Electric Corp. Power semiconductor device for igniter
KR101320460B1 (en) * 2011-11-14 2013-10-22 주식회사 키엔솔루션 Ignition control device for vehicle
US8861175B2 (en) 2009-12-15 2014-10-14 Mitsubishi Electric Corporation Power semiconductor device for igniter
JP2016035220A (en) * 2014-08-01 2016-03-17 富士電機株式会社 Semiconductor device
WO2017073215A1 (en) * 2015-10-27 2017-05-04 ローム株式会社 Switch drive circuit, switch circuit, and power supply device
CN107917031A (en) * 2016-10-05 2018-04-17 富士电机株式会社 Internal combustion engine ignition device
WO2019146393A1 (en) * 2018-01-23 2019-08-01 日立オートモティブシステムズ株式会社 Ignition device for internal combustion engine

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0757177A3 (en) * 1995-08-04 1998-10-28 Hitachi, Ltd. Ignition system of internal combustion engine
EP0757177A2 (en) * 1995-08-04 1997-02-05 Hitachi, Ltd. Ignition system of internal combustion engine
WO1998049444A1 (en) * 1997-04-25 1998-11-05 Hitachi, Ltd. Ignition system
JP2002295354A (en) * 2001-03-30 2002-10-09 Diamond Electric Mfg Co Ltd Ignition device for internal combustion engine
DE102010042046A1 (en) 2009-12-08 2011-06-09 Mitsubishi Electric Corp. Power semiconductor device for igniter
JP2011124269A (en) * 2009-12-08 2011-06-23 Mitsubishi Electric Corp Power semiconductor device for igniter
US8861175B2 (en) 2009-12-15 2014-10-14 Mitsubishi Electric Corporation Power semiconductor device for igniter
KR101320460B1 (en) * 2011-11-14 2013-10-22 주식회사 키엔솔루션 Ignition control device for vehicle
JP2016035220A (en) * 2014-08-01 2016-03-17 富士電機株式会社 Semiconductor device
WO2017073215A1 (en) * 2015-10-27 2017-05-04 ローム株式会社 Switch drive circuit, switch circuit, and power supply device
JP2017085318A (en) * 2015-10-27 2017-05-18 ローム株式会社 Switch drive circuit, switch circuit, and power supply device
US10826486B2 (en) 2015-10-27 2020-11-03 Rohm Co., Ltd. Switching driving circuit, switching circuit, and power supply device
CN107917031A (en) * 2016-10-05 2018-04-17 富士电机株式会社 Internal combustion engine ignition device
WO2019146393A1 (en) * 2018-01-23 2019-08-01 日立オートモティブシステムズ株式会社 Ignition device for internal combustion engine
JPWO2019146393A1 (en) * 2018-01-23 2020-11-19 日立オートモティブシステムズ株式会社 Internal combustion engine ignition device

Also Published As

Publication number Publication date
JP3320257B2 (en) 2002-09-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3484123B2 (en) Ignition device for internal combustion engine
JP3216972B2 (en) Ignition device for internal combustion engine
US8861175B2 (en) Power semiconductor device for igniter
US4809122A (en) Self-protective fuel pump driver circuit
US8006678B2 (en) Igniter system
JP2004036438A (en) Electronic device for internal combustion engine such as ignition device
JP2001248529A (en) Ignition device for internal combustion engine, and one- chip semiconductor for igniting internal combustion engine
US20110134581A1 (en) Power semiconductor device for igniter
US5023539A (en) Alternator voltage transient minimization method and apparatus
JP3607902B2 (en) Ignition device for internal combustion engine
US5775310A (en) Ignition device for an internal combustion engine
JPH08338350A (en) Ignition device for internal combustion engine
JP4477607B2 (en) Ignition device for internal combustion engine
US5483406A (en) Overvoltage protection circuit
JPH08335522A (en) Ignition device for internal combustion engine
JPH0350423B2 (en)
US5293299A (en) Fuel pump control circuit
US5923095A (en) Control apparatus for onboard AC generator for motor vehicle
US6333604B1 (en) Integrated ignition circuit and method
JPH11136853A (en) Load driving equipment with short-circuit protective function
US11746737B2 (en) Ignition apparatus for internal combustion engine
JP3679524B2 (en) Transistor overcurrent protection circuit
JP2009103011A (en) Ignition device for internal combustion engine
JP4209754B2 (en) Ignition device for internal combustion engine
JP2783678B2 (en) Monitoring device for ignition output stage in internal combustion engine

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080621

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080621

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090621

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100621

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100621

Year of fee payment: 8

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100621

Year of fee payment: 8

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110621

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110621

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120621

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120621

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130621

Year of fee payment: 11

EXPY Cancellation because of completion of term