(57)【要約】【課題】イグナイタの入力側に車輌バッテリの電源電圧が誤って印加された場合でも、故障してしまうことを効果的に防止できるイグナイタを提供する。【解決手段】点火コイル１の二次側に高電圧を発生させるために、車輌バッテリ３から点火コイル１の一次コイル１１へ流す一次電流の通電・遮断を切り替えるスイッチング素子６と、ＥＣＵ４から供給される点火信号に基づいてスイッチング素子６へ駆動信号を出力するスイッチング用半導体装置７とでイグナイタ５を構成し、スイッチング用半導体装置７の入力端子７ａ側に設けた不正入力制御手段７ｅは、車輌バッテリ３からの直流ＶBが電源端子７ｂから入力されていないと、不正入力条件が成立して入力端子７ａからの信号入力を遮断するので、車輌バッテリ３の電源電圧が誤って入力端子７ａに印加された場合でも、スイッチング用半導体装置７の故障を防げる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関用の点火コイル二次側に高電圧を発生させるために、直流電源から点火コイル一次側へ流す一次電流の通電・遮断を切り替えるスイッチング素子と、外部から供給される点火信号に基づいて前記スイッチング素子へ駆動信号を出力するスイッチング動作制御部と、を含むイグナイタにおいて、
前記スイッチング動作制御部には、入力端子に適正な点火信号が入力されていない蓋然性のある不正入力条件が成立することで、入力端子からの信号入力を遮断する不正入力制御手段を設けたことを特徴とするイグナイタ。
【請求項２】
前記スイッチング動作制御部は、前記点火コイル一次側に供給される直流電源ＶBを電源端子より受けて動作する半導体装置であり、
前記不正入力制御手段は、前記入力端子に連なる入力ラインを前段入力ラインと後段入力ラインに分断するように設けられ、不正入力条件が成立すると、前段入力ラインを介して入力された信号を後段入力ラインへ通過させないことで、入力端子からの信号入力を遮断するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のイグナイタ。
【請求項３】
前記不正入力制御手段は、前記電源端子より供給される直流電源から生成された素子内動作用電源ＶDDが動作用電源供給ラインを介して供給されていない状態を、不正入力条件の成立と判定するようにしたことを特徴とする請求項２に記載のイグナイタ。
【請求項４】
前記不正入力制御手段は、後段入力ラインとソースを、動作用電源供給ラインとゲートを、前段入力ラインとドレインを、それぞれ接続したＮチャネルパワーＭＯＳＦＥＴであることを特徴とする請求項３に記載のイグナイタ。
【請求項５】
前記後段入力ラインと素子内接地ラインとの間には、プルダウン抵抗を設けたことを特徴とする請求項４に記載のイグナイタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃機関用点火コイルに内蔵される点火装置（以下、イグナイタという）に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車のエンジンに設けられる内燃機関用点火装置の内部には、点火制御装置（例えば、ＥＣＵ）からの点火信号に基づいて内燃機関用点火コイル（イグニッションコイル）に流す電流の通電・遮断を制御する点火装置としてイグナイタが設けられている。このイグナイタは、点火コイル等と一体に設けられ、ワイヤーハーネス等によって車輌バッテリやＥＣＵと接続される。
【０００３】
そして、イグナイタはエンジンルームという過酷な環境で動作するため、様々な電磁ノイズの影響を受ける。適正な点火制御を行うためには、このようなノイズへの耐性が必要である。例えば、イグナイタの入力ラインと接地ラインとの間に保護回路を設け、入力ラインにノイズが検出された場合には、入力ラインの途中から接地ラインへバイパスさせるバイパススイッチをオンにし、入力ラインにノイズが検出されていない場合には、バイパススイッチをオフにすることで、耐ノイズ性能を高めるようにしたイグナイタが提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−０７５２５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の発明では、ＥＣＵからの点火信号を受けるイグナイタの入力端子に、車輌バッテリの電源電圧が直接印加されてしまうような誤入力に対して、イグナイタを適切に保護できるとは言えない。
【０００６】
ワイヤーハーネスは複数の電線を結束したものであるため、経年劣化による被膜破れ等に起因して、電源線と入力信号線の芯線が接触する事故が発生したり、ワイヤーハーネスを接続する際の誤接続等により、ＥＣＵからの入力信号を受けるイグナイタの入力側に車輌バッテリ電圧が印加される事故が発生したりする。このような、イグナイタの入力端子への電源電圧印加に対して、特許文献１に記載の保護回路では、保護回路自身が焼損してしまい、十分な保護機能を発揮できない可能性がある。
【０００７】
そこで、本発明は、イグナイタの入力側に車輌バッテリの電源電圧が誤って印加された場合でも、故障してしまうことを効果的に防止できるイグナイタの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、内燃機関用の点火コイル二次側に高電圧を発生させるために、直流電源から点火コイル一次側へ流す一次電流の通電・遮断を切り替えるスイッチング素子と、外部から供給される点火信号に基づいて前記スイッチング素子へ駆動信号を出力するスイッチング動作制御部と、を含むイグナイタにおいて、前記スイッチング動作制御部には、入力端子に適正な点火信号が入力されていない蓋然性のある不正入力条件が成立することで、入力端子からの信号入力を遮断する不正入力制御手段を設けたことを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２に係る発明は、前記請求項１に記載のイグナイタにおいて、前記スイッチング動作制御部は、前記点火コイル一次側に供給される直流電源ＶBを電源端子より受けて動作する半導体装置であり、前記不正入力制御手段は、前記入力端子に連なる入力ラインを前段入力ラインと後段入力ラインに分断するように設けられ、不正入力条件が成立すると、前段入力ラインを介して入力された信号を後段入力ラインへ通過させないことで、入力端子からの信号入力を遮断するようにしたことを特徴とする。
【００１０】
また、請求項３に係る発明は、前記請求項２に記載のイグナイタにおいて、前記不正入力制御手段は、前記電源端子より供給される直流電源から生成された素子内動作用電源ＶDDが動作用電源供給ラインを介して供給されていない状態を、不正入力条件の成立と判定するようにしたことを特徴とする。
【００１１】
また、請求項４に係る発明は、前記請求項３に記載のイグナイタにおいて、前記不正入力制御手段は、後段入力ラインとソースを、動作用電源供給ラインとゲートを、前段入力ラインとドレインを、それぞれ接続したＮチャネルパワーＭＯＳＦＥＴであることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項５に係る発明は、前記請求項４に記載のイグナイタにおいて、前記後段入力ラインと素子内接地ラインとの間には、プルダウン抵抗を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係るイグナイタによれば、入力側に車輌バッテリの電源電圧が誤って印加された場合でも、不正入力制御手段によって電源電圧の入力を遮断できるので、イグナイタ自体が故障してしまうことを効果的に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係るイグナイタを含む内燃機関用点火装置の概略を示す構成図である。
【図２】本発明にかかるイグナイタのスイッチング動作制御用半導体装置における点火信号入力側の内部構造を示す概略回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明に係るイグナイタの実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
【００１６】
図１に示すように、内燃機関用点火装置は、点火コイル１の二次側に高電圧を発生させて点火プラグ２に放電火花を発生させるものである。点火コイル１における一次コイル１１の一方端には直流電源である車輌バッテリ３から所定電圧の直流ＶBが印加され、ＥＣＵ４から供給される点火信号に基づいてイグナイタ５が一次コイル１１の他方端から接地点ＧＮＤへ至る通電路を開閉することにより、車輌バッテリ３から一次コイル１１へ流す一次電流の通電・遮断を切り替える。そして、一次電流遮断による相互誘導作用で二次コイル１２に高電圧を発生させ、点火プラグ２のギャップ間の絶縁耐圧を越える放電電圧に達すると、点火プラグ２に放電火花が発生するのである。なお、点火コイル１には、一次コイル１１と二次コイル１２との相互誘導を良好にするよう適宜な形状のコア１３が設けられる。
【００１７】
上述したように、一次コイル１１への通電・遮断を切り替えるイグナイタ５は、例えば、一次コイル１１の他方端から接地ＧＮＤへ至る通電路を開閉するスイッチング素子６と、このスイッチング素子６をオン／オフさせる駆動信号を出力するスイッチング動作制御部としてのスイッチング用半導体装置７とで構成される。
【００１８】
スイッチング用半導体装置７は、少なくとも、ＥＣＵ７からの点火信号が入力される入力端子７ａと、車輌バッテリから供給される直流ＶBを受ける電源端子７ｂと、スイッチング素子６への駆動信号を出力する出力端子７ｃと、接地点ＧＮＤと接続される接地端子７ｄを備える。そして、このスイッチング用半導体装置７には、入力端子７ａに適正な点火信号が入力されていない蓋然性のある不正入力条件が成立することで、入力端子７ａからの信号入力を遮断する不正入力制御手段７ｅを設けてある。
【００１９】
上記不正入力制御手段７ｅを受動素子で構成した一具体例を、図２に基づき説明する。図２は、スイッチング用半導体装置７の入力側（入力端子７ａから点火信号を受信する側）を示すもので、入力端子に連なる入力ラインを前段入力ラインＬi1と後段入力ラインＬi2に分断するように、不正入力制御手段７ｅとしてのＮチャネルパワーＭＯＳＦＥＴ７１を接続したものである。なお、ＮチャネルパワーＭＯＳＦＥＴ７１のドレインＤが前段入力ラインＬi1と接続され、ソースＳが後段入力ラインＬi2と接続される。また、スイッチング用半導体装置７は、車輌バッテリ３から受けた直流ＶBを素子内動作用電源ＶDDに変換する内部電源回路７２を備え、素子内動作用電源ＶDDを素子内各部へ供給する動作用電源供給ラインＬvはＮチャネルパワーＭＯＳＦＥＴ７１のゲートＧに接続される。
【００２０】
上記のように構成した不正入力制御手段７ｅとしてのＮチャネルパワーＭＯＳＦＥＴ７１は、車輌バッテリ３より適正な直流ＶBが電源端子７ｂより入力されており、内部電源回路７２によって素子内動作用電源ＶDDが動作用電源供給ラインＬvを介してＮチャネルパワーＭＯＳＦＥＴ７１へ供給されていれば、ＮチャネルパワーＭＯＳＦＥＴ７１のゲート−ソース間電圧がオンになり、入力端子７ａより入力される点火信号に応じたドレイン電流を後段入力ラインＬi2へ流すことができる。一方、車輌バッテリ３より適正な直流ＶBが電源端子７ｂより入力されておらず、素子内動作用電源ＶDDが動作用電源供給ラインＬvを介してＮチャネルパワーＭＯＳＦＥＴ７１へ供給されていなければ、ＮチャネルパワーＭＯＳＦＥＴ７１のゲート−ソース間電圧がオフとなり、入力端子７ａより点火信号が入力されても、後段入力ラインＬi2へドレイン電流が流れることは無い。
【００２１】
すなわち、本実施形態にかかるイグナイタ５によれば、ワイヤーハーネスの被膜破れ等に起因して、電源線と入力信号線の芯線が接触する事故が発生したり、ワイヤーハーネスを接続する際の誤接続等により、車輌バッテリ３から電源端子７ｂに直流ＶBが供給されなくなって、イグナイタ５の入力側（スイッチング用半導体装置７の入力端子７ａ）に車輌バッテリ３の直流ＶBが印加される事故が発生したりすると、これが不正入力条件を満たすので、入力端子７ａに直流ＶBが印加されても、ＮチャネルパワーＭＯＳＦＥＴ７１はオフのままで、後段入力ラインＬi2へ不正な入力信号を通過させることが無い。これにより、後段入力ラインＬi2の出力側に設けられた駆動信号生成機能（入力信号のノイズを除去しロジックレベルを素通りさせるバッファ機能や信号レベルを上げる増幅機能など）が焼損等で故障することを防ぎ、イグナイタ５の安定動作を実現できる。
【００２２】
また、スイッチング用半導体装置７には、接地端子７ｄと接続される接地ラインＬeと後段入力ラインＬi2との間にプルダウン抵抗７３を設けてある。つまり、車輌バッテリ３より適正な直流ＶBが電源端子７ｂより入力されており、内部電源回路７２によって動作用電源供給ラインＬvから素子内動作用電源ＶDDがＮチャネルパワーＭＯＳＦＥＴ７１のゲートに入力されていれば、ゲート−ソース間電圧がオンになるので、このプルダウン抵抗７３により、素子の内部インピーダンスが確定され、駆動信号生成機能が正常に動作するのである。一方、ＮチャネルパワーＭＯＳＦＥＴ７１のゲート−ソース間電圧がオフになっていると、プルダウン抵抗７３が有効に機能せず、素子の内部インピーダンスは不確定のままである。よって、ＮチャネルパワーＭＯＳＦＥＴ７１が正常動作していなければ、ドレイン−ソース間が短絡して入力端子７ａからの入力信号が後段入力ラインＬi2へ至ったとしても、駆動信号生成機能が不安定となり、出力端子７ｃから適正な駆動信号が出力されないので、スイッチング素子６の誤動作を防止できる。
【００２３】
以上、本発明に係るイグナイタの実施形態を添付図面に基づいて説明したが、本発明は、この実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の構成を変更しない範囲で、公知既存の等価な技術手段を転用することにより実施しても構わない。
【符号の説明】
【００２４】
１    点火コイル
１１  一次コイル
１２  二次コイル
２    点火プラグ
３    車輌バッテリ
４    ＥＣＵ
５    イグナイタ
６    スイッチング素子
７    スイッチング用半導体装置
７ａ  入力端子
７１  ＮチャネルパワーＭＯＳＦＥＴ
７２  プルダウン抵抗
【図１】
2019007394.tif 000003
【図２】
2019007394.tif 000004