(57)【要約】【課題】スイッチ素子の発熱を抑えることのできるスイッチ制御回路を提供する。【解決手段】スイッチ制御回路は、スイッチ素子のオン／オフ信号を生成する出力部と；点火指示信号Ｓｃに応じて出力部の駆動制御を行う制御部と；スイッチ素子に流れる電流Ｉｃを検出する電流検出部と；点火指示信号Ｓｃがオン時の論理レベル（例えばハイレベル）とされてから電流維持期間Ｔ３の経過前は電流Ｉｃを第１上限値Ｉｌｍｔ１に制限する一方、電流維持期間Ｔ３の経過後は電流Ｉｃを第１上限値Ｉｌｍｔ１よりも小さい第２上限値Ｉｌｍｔ２に制限する電流制限部を有する。そして、この電流制限部は、所定の切替信号（例えば電源電圧Ｖｃｃの電圧値に応じた電圧監視信号）に応じて第２上限値Ｉｌｍｔ２を可変制御する機能を備えている。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイッチ素子のオン／オフ信号を生成する出力部と；
点火指示信号に応じて前記出力部の駆動制御を行う制御部と；
前記スイッチ素子に流れる電流を検出する電流検出部と；
前記点火指示信号がオン時の論理レベルとされてから所定の電流維持期間が経過するまでは前記スイッチ素子に流れる電流を第１上限値に制限する一方、前記電流維持期間が経過した後は前記スイッチ素子に流れる電流を前記第１上限値よりも小さい第２上限値に制限する電流制限部と；
を有し、
前記電流制限部は、所定の切替信号に応じて前記第２上限値を可変制御する機能を備えていることを特徴とするスイッチ制御回路。
【請求項２】
電源電圧を監視して電圧監視信号を生成し、これを前記切替信号として前記電流制限部に出力する電源電圧監視部をさらに有することを特徴とする請求項１に記載のスイッチ制御回路。
【請求項３】
前記電流制限部は、前記電源電圧が高いほど前記第２上限値を引き下げることを特徴とする請求項２に記載のスイッチ制御回路。
【請求項４】
前記制御部は、前記点火指示信号がオン時の論理レベルとされたままで前記電流維持期間よりも長い所定の待機期間が経過したときに前記スイッチ素子を強制的にオフさせるタイマ保護部としての機能を備えることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のスイッチ制御回路。
【請求項５】
前記第１上限値は、エンジン点火性能を維持し得る電流値に設定されており、前記電流維持期間は、前記点火指示信号のオン期間として設定され得る最大値以上に設定されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のスイッチ制御回路。
【請求項６】
前記第２上限値は、エンジンを点火し得る電流値に設定されていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載のスイッチ制御回路。
【請求項７】
半導体チップに集積化されていることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載のスイッチ制御回路。
【請求項８】
スイッチ素子と、
請求項７に記載のスイッチ制御回路と、
をパッケージングして成ることを特徴とするイグナイタ。
【請求項９】
イグニッションコイルと、
前記イグニッションコイルの一次側コイルに流れる電流をオン／オフさせる請求項８に記載のイグナイタと、
前記イグニッションコイルの二次側コイルに接続される点火プラグと、
を有することを特徴とするエンジン点火装置。
【請求項１０】
請求項９に記載のエンジン点火装置と、
前記エンジン点火装置に電力を供給するカーバッテリと、
前記エンジン点火装置を制御するエンジンコントロールユニットと、
を有することを特徴とする車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スイッチ制御回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、イグナイタ（車両のエンジン点火装置を構成する電子部品）に組み込まれるスイッチ制御回路には、ＥＣＵ［engine control unit］から入力される点火指示信号ＩＧＴ［iginition timing signal］に応じてＩＧＢＴ［insulated gate bipolar transistor］やＭＯＳＦＥＴ［metal oxide semiconductor field effect transistor］等のスイッチ素子をオン／オフさせる機能だけでなく、スイッチ素子に流れる電流を所定の上限値以下に制限する電流制限機能や、点火指示信号ＩＧＴがオン時の論理レベルとされたままで所定の待機期間（例えば１００ｍｓ程度）が経過したときにスイッチ素子を強制的にオフさせるタイマ保護機能などが組み込まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−３２４７３１号公報（図１１など）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ＥＣＵの誤動作などにより、点火指示信号ＩＧＴがオン時の論理レベルに意図せず固定された場合、上記のタイマ保護動作が発動するまではスイッチ素子がオン状態のままとなる。このとき、スイッチ素子に流れる電流は、所定の上限値以下に制限されるので、スイッチ素子の発火や発煙などの重大事故に繋がるおそれは少ない。
【０００５】
しかしながら、従来のスイッチ制御回路において、スイッチ素子に流れる電流の上限値は、エンジンの点火性能を十分に維持し得る電流値に設定されていた。そのため、タイマ保護待機中におけるスイッチ素子の消費電力は必ずしも小さいものではなく、スイッチ素子の温度は上昇し続ける。そして、スイッチ素子の温度（特に半田を用いてフレームと接着されている裏面の温度）が半田の融点（鉛フリー半田では２００〜２５０℃）に達すると、半田が溶融してスイッチ素子がフレームから剥がれてしまうという課題があった。
【０００６】
スイッチ素子の温度上昇を抑制するための手法としては、スイッチ素子が搭載されるフレームの大型化やスイッチ素子自体の大型化により放熱性能を高めることが考えられる。しかし、このような手法では、スイッチ制御回路のチップサイズ（延いてはイグナイタのパッケージサイズ）が大きくなってしまい、コストアップに繋がるという課題があった。
【０００７】
なお、特許文献１には、スイッチ素子の発熱を抑制するための技術として、スイッチ素子への通電開始初期はイグニッションコイルの一次電流をより大きな第１定電流制御値に制限し、その後は一次電流をより小さな第２定電流制御値に制限するように、２種類の定電流制御値を順次切り替える技術が提案されている。しかしながら、イグニッションコイルに印加される電源電圧に応じてスイッチ素子の発熱量（消費電力）が変動することを鑑みると、さらなる改善の余地があった。
【０００８】
本発明は、本願の発明者らが見出した上記の課題に鑑み、スイッチ素子の発熱を抑えることのできるスイッチ制御回路、並びに、これを用いたイグナイタ、エンジン点火装置、及び車両を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本明細書中に開示されたスイッチ制御回路は、スイッチ素子のオン／オフ信号を生成する出力部と；点火指示信号に応じて前記出力部の駆動制御を行う制御部と；前記スイッチ素子に流れる電流を検出する電流検出部と；前記点火指示信号がオン時の論理レベルとされてから所定の電流維持期間が経過するまでは前記スイッチ素子に流れる電流を第１上限値に制限する一方、前記電流維持期間が経過した後は前記スイッチ素子に流れる電流を前記第１上限値よりも小さい第２上限値に制限する電流制限部と、を有し、前記電流制限部は、所定の切替信号に応じて前記第２上限値を可変制御する機能を備えている構成（第１の構成）とされている。
【００１０】
なお、上記第１の構成から成るスイッチ制御回路は、電源電圧を監視して電圧監視信号を生成し、これを前記切替信号として前記電流制限部に出力する電源電圧監視部をさらに有する構成（第２の構成）にするとよい。
【００１１】
また、上記第２の構成から成るスイッチ制御回路において、前記電流制限部は、前記電源電圧が高いほど前記第２上限値を引き下げる構成（第３の構成）にするとよい。
【００１２】
また、上記第１〜第３の構成から成るスイッチ制御回路において、前記点火指示信号がオン時の論理レベルとされたままで前記電流維持期間よりも長い所定の待機期間が経過したときに前記スイッチ素子を強制的にオフさせるタイマ保護部としての機能を備える構成（第４の構成）にするとよい。
【００１３】
また、上記第１〜第４いずれかの構成から成るスイッチ制御回路において、前記第１上限値は、エンジン点火性能を維持し得る電流値に設定されており、前記電流維持期間は、前記点火指示信号のオン期間として設定され得る最大値以上に設定されている構成（第５の構成）にするとよい。
【００１４】
また、上記第１〜第５いずれかの構成から成るスイッチ制御回路において、前記第２上限値はエンジンを点火し得る電流値に設定されている構成（第６の構成）にするとよい。
【００１５】
また、上記第１〜第６いずれかの構成から成るスイッチ制御回路は、半導体チップに集積化されている構成（第７の構成）にするとよい。
【００１６】
また、本明細書中に開示されたイグナイタは、スイッチ素子と、上記第７の構成から成るスイッチ制御回路と、をパッケージングして成る構成（第８の構成）とされている。
【００１７】
また、本明細書中に開示されたエンジン点火装置は、イグニッションコイルと、前記イグニッションコイルの一次側コイルに流れる電流をオン／オフさせる上記第８の構成から成るイグナイタと、前記イグニッションコイルの二次側コイルに接続される点火プラグとを有する構成（第９の構成）とされている。
【００１８】
また、本明細書中に開示された車両は、上記第９の構成から成るエンジン点火装置と、前記エンジン点火装置に電力を供給するカーバッテリと、前記エンジン点火装置を制御するエンジンコントロールユニットと、を有する構成（第１０の構成）とされている。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、スイッチ素子の発熱を抑えることのできるスイッチ制御回路、並びにこれを用いたイグナイタ、エンジン点火装置、及び、車両を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】エンジン点火装置１を備えた車両Ｘの全体構成を示すブロック図
【図２】イグナイタ１０におけるフレーム実装例を示す平面図
【図３】スイッチ制御回路１１の第１構成例を示すブロック図
【図４】第１構成例における具体的な回路構成を示す回路図
【図５】スイッチ制御動作の一例を示すタイミングチャート
【図６】スイッチ素子１２のＩｃ−Ｐｓｗ特性図
【図７】スイッチ制御回路１１の第２構成例を示すブロック図
【図８】第２構成例における具体的な回路構成を示す回路図
【図９】点火指示信号Ｓｃとコレクタ電流Ｉｃとの関係を示すタイミングチャート
【図１０】車両Ｘの一構成例を示す外観図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
＜全体構成＞
図１は、エンジン点火装置１を備えた車両Ｘの全体構成を示すブロック図である。エンジン点火装置１は、カーバッテリ２及びＥＣＵ３と共に、車両Ｘに搭載された形態で用いられる。なお、以下の説明では、電気回路上の抵抗として機能する要素を一般化して「抵抗要素」と称し、容量として機能する要素（寄生容量などを含む）を一般化して「容量要素」と称することがある。
【００２２】
図１で示すように、エンジン点火装置１は、イグナイタ１０と、イグニッションコイル２０と、点火プラグ３０と、を有する。
【００２３】
イグナイタ１０は、スイッチ制御回路１１と、スイッチ素子１２と、抵抗要素１３と、をパッケージングした半導体集積回路装置として提供される。
【００２４】
スイッチ制御回路１１は、ＬＳＩチップとして形成されており、ＥＣＵ３から入力される点火指示信号Ｓｃに応じてスイッチ素子１２のゲート信号Ｓｇを生成する機能（ゲート制御機能）を備えている。また、スイッチ制御回路１１は、スイッチ素子１２のコレクタ電流Ｉｃ（エミッタ電流Ｉｅ）に応じた検出電圧（エミッタ電圧）Ｖｅを監視し、その監視結果に応じてコレクタ電流Ｉｃを所定の上限値以下に制限する機能（電流制限機能）を備えている。さらに、スイッチ制御回路１１は、点火指示信号Ｓｃがオン時の論理レベル（例えばハイレベル）とされたまま所定の待機期間が経過したときにスイッチ素子１２を強制的にオフさせてコレクタ電流Ｉｃを遮断する機能（タイマ保護機能）も備えている。スイッチ制御回路１１の構成及び動作については後述する。
【００２５】
なお、本図では描写されていないが、イグナイタ１０を電子制御燃料噴射装置（ＥＦＩ［electronic fuel injection］）に対応させる必要がある場合、スイッチ制御回路１１には、ＥＣＵに対して点火確認信号ＩＧＦ［ignition confirmation signal］を送出する機能を追加すればよい。
【００２６】
スイッチ素子１２は、スイッチ制御回路１１によってオン／オフされるスイッチ素子であり、図１ではＩＧＢＴが採用されている。スイッチ素子１２は、ゲートがスイッチ制御回路１１に接続されており、コレクタがイグニッションコイル２０の一次側コイル２１に接続されており、エミッタが抵抗要素１３（例えば、ＩＧＢＴのエミッタとＧＮＤフレームとを接続するワイヤの抵抗成分）を介して接地されている。なお、スイッチ素子１２としては、ＭＯＳＦＥＴを採用してもよい。
【００２７】
イグニッションコイル２０は、巻線数Ｎ１の一次側コイル２１と巻線数Ｎ２（＞Ｎ１）の二次側コイル２２を含み、カーバッテリ２から供給される電源電圧Ｖｃｃをより高い二次電圧Ｖｓｐに変換（昇圧）する役割を果たす。一次側コイル２１の第１端と二次側コイル２２の第１端は、いずれもカーバッテリ２に接続されている。一次側コイル２１の第２端は、スイッチ素子１２のコレクタに接続されている。二次側コイル２２の第２端は、点火プラグ３０に接続されており、二次側コイル２２に生じる二次電圧Ｖｓｐが点火プラグ３０に供給される。
【００２８】
点火プラグ３０は、イグニッションコイル２０によって得られる二次電圧Ｖｓｐを用いて、車両Ｘのエンジン（図１では不図示）を点火するためのスパークを発生させる。
【００２９】
カーバッテリ２は、エンジン点火装置１を含め、車両Ｘに搭載された各種電装品に電力を供給するための電源である。
【００３０】
ＥＣＵ３は、車両Ｘのエンジン駆動に関わる各種制御を実行する。特に、ＥＣＵ３は、上記各種制御の一つとして、イグナイタ１０（特にスイッチ制御回路１１）の動作制御に用いられる点火指示信号Ｓｃを出力する。具体的に述べると、ＥＣＵ３は、スイッチ素子１２をオンさせるときに点火指示信号Ｓｃをオン時の論理レベル（例えばハイレベル）とし、スイッチ素子１２をオフさせるときに点火指示信号Ｓｃをオフ時の論理レベル（例えばローレベル）とする。
【００３１】
＜フレーム実装＞
図２は、イグナイタ１０におけるフレーム実装例を示す平面図である。ワイヤＷ１〜Ｗ６はいずれもボンディングワイヤであり、例えば、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、または金（Ａｕ）といった金属によって形成されている。
【００３２】
第１フレームＦＲ１は、カーバッテリ２に繋がるフレームである。第２フレームＦＲ２は、接地端（ＧＮＤ）に繋がるフレームである。第３フレームＦＲ３は、ＥＣＵ３に繋がるフレームである。第４フレームＦＲ４は、スイッチ素子１２のコレクタに繋がるフレームである。なお、スイッチ素子１２は、そのコレクタと電気的に導通された裏面が第４フレームＦＲ４の上面に半田（例えば鉛フリー半田）で接着されている。
【００３３】
スイッチ制御回路１１は、外部との電気的な接続を確立する手段として、ゲート制御パッド１１ａと、エミッタ電圧検出パッド１１ｂと、接地用パッド１１ｃと、電源用パッド１１ｄと、信号入力パッド１１ｅと、を含む。
【００３４】
スイッチ制御回路１１のゲート制御パッド１１ａと、スイッチ素子１２のゲートパッド１２ａとは、ワイヤＷ１を用いたワイヤボンディングによって接続されている。従って、スイッチ制御回路１１からスイッチ素子１２へのゲート信号Ｓｇの供給は、ワイヤＷ１を介してなされることになる。
【００３５】
スイッチ制御回路１１のエミッタ電圧検出パッド１１ｂと、スイッチ素子１２のエミッタパッド１２ｂとは、ワイヤＷ２を用いたワイヤボンディングによって接続されている。従って、スイッチ素子１２のエミッタからスイッチ制御回路１１への検出電圧Ｖｅの出力は、ワイヤＷ２を介してなされることになる。
【００３６】
スイッチ素子１２のエミッタパッド１２ｂは、ワイヤＷ３を用いたワイヤボンディングによって、第２フレームＦＲ２にも接続されている。従って、スイッチ素子１２のエミッタから出力されるエミッタ電流Ｉｅは、ワイヤＷ３を介して第２フレームＦＲ２へ流れることになる。
【００３７】
ワイヤＷ３の抵抗成分は、先述の抵抗要素１３として流用される。その場合、抵抗要素１３の抵抗値や温度特性などは、ワイヤＷ３を形成する金属の種類やその形状等によって定まることになる。ワイヤＷ３の抵抗値ＲＥは、数ｍΩ〜数十ｍΩとすることができる。従って、抵抗要素１３に流れるエミッタ電流Ｉｅが数Ａ〜十数Ａであっても、検出電圧Ｖｅを数ｍＶ〜十数ｍＶに抑えることができるので、スイッチ素子１２の動作に支障（自己遮断）を生じにくい。
【００３８】
なお、ワイヤＷ３が接地端にボンディングされる形態は、上述した形態には限定されない。例えば、スイッチ制御回路１１の接地用パッド１１ｃにボンディングされる形態であっても良い。
【００３９】
スイッチ制御回路１１の接地用パッド１１ｃは、ワイヤＷ４を用いたワイヤボンディングによって第２フレームＦＲ２に接続されている。
【００４０】
スイッチ制御回路１１の電源用パッド１１ｄは、ワイヤＷ５を用いたワイヤボンディングによって第１フレームＦＲ１に接続されている。従って、カーバッテリ２からスイッチ制御回路１１への電力供給は、ワイヤＷ５を介してなされることになる。
【００４１】
スイッチ制御回路１１の信号入力パッド１１ｅは、ワイヤＷ６を用いたワイヤボンディングにより第３フレームＦＲ３に接続されている。従って、ＥＣＵ３からスイッチ制御回路１１への点火指示信号Ｓｃの供給は、ワイヤＷ６を介してなされることになる。
【００４２】
＜スイッチ制御回路（第１構成例）＞
図３は、スイッチ制御回路１１の第１構成例を示すブロック図である。第１構成例のスイッチ制御回路１１は、主な回路要素として、制御部１１１と、トーテムポール出力部１１２と、発振部１１３と、電流検出部１１４と、電流制限部１１５と、を含む。
【００４３】
制御部１１１は、ＥＣＵ３から信号入力パッド１１ｅを介して入力される点火指示信号Ｓｃに応じてトーテムポール出力部１１２の駆動信号（ゲート信号ＧＨ及びＧＬ）を生成するプリドライバ部としての機能を備えている。また、制御部１１１は、クロック信号ＣＬＫのパルス数をカウントするタイマ１１１ａ（カウンタ）を含んでおり、そのカウント値ＣＴに応じてスイッチ素子１２を強制的にオフさせるタイマ保護部としての機能も備えている。さらに、制御部１１１は、上記のカウント値ＣＴに応じて発熱抑制信号ＳＴを生成する発熱抑制部としての機能も備えている。発熱抑制信号ＳＴは、電流制限部１１５に入力されており、後述する第２電流制限信号Ｓｄ２のマスク信号として用いられる。
【００４４】
トーテムポール出力部１１２は、ＣＭＯＳ［Complementary MOS］構造を形成するＰチャネル型ＭＯＳ電界効果トランジスタＭＨ及びＮチャネル型ＭＯＳ電界効果トランジスタＭＬ（上側トランジスタ及び下側トランジスタに相当）と、電流制限抵抗ＲＨ及びＲＬを含む。トランジスタＭＨのソースは、電源用パッド１１ｄを介して電源電圧Ｖｃｃの印加端（上側電源端に相当）に接続されている。トランジスタＭＨのドレインは、電流制限抵抗ＲＨの第１端に接続されている。電流制限抵抗ＲＨの第２端と電流制限抵抗ＲＬの第１端とは互いに接続されており、その接続ノードは、ゲート制御パッド１１ａを介してスイッチ素子１２のゲートに接続されている。電流制限抵抗ＲＬの第２端は、トランジスタＭＬのドレインに接続されている。トランジスタＭＬのソースは、接地用パッド１１ｃを介して接地端（下側電源端に相当）に接続されている。トランジスタＭＨ及びＭＬのゲートは、それぞれ、ゲート信号ＧＨ及びＧＬの印加端に接続されている。なお、電流制限抵抗ＲＨ及びＲＬを単一の電流制限抵抗に置き換える場合には、トランジスタＭＨ及びＭＬの接続ノードとスイッチ素子１２のゲートとの間に単一の電流制限抵抗を挿入すればよい。
【００４５】
発振部１１３は、所定周波数のクロック信号ＣＬＫを制御部１１１に出力する。
【００４６】
電流検出部１１４は、エミッタ電圧検出パッド１１ｂを介して入力される検出電圧Ｖｅを監視してコレクタ電流Ｉｃ（エミッタ電流Ｉｅ）の状態を検出し、その検出結果に応じて第１電流制限信号Ｓｄ１と第２電流制限信号Ｓｄ２を生成する。なお、第１電流制限信号Ｓｄ１は、コレクタ電流Ｉｃが第１上限値Ｉｌｍｔ１よりも小さいときにローレベルとなり、コレクタ電流Ｉｃが第１上限値Ｉｌｍｔ１よりも大きいときにハイレベルとなる。一方、第２電流制限信号Ｓｄ２は、コレクタ電流Ｉｃが第２上限値Ｉｌｍｔ２（＜Ｉｌｍｔ１）よりも小さいときにローレベルとなり、コレクタ電流Ｉｃが第２上限値Ｉｌｍｔ２よりも大きいときにハイレベルとなる。
【００４７】
電流制限部１１５は、電流制限信号Ｓｄ１及びＳｄ２と発熱抑制信号ＳＴに応じて、スイッチ素子１２のオン期間中におけるゲート信号Ｓｇのハイレベルを適宜調整することにより、コレクタ電流Ｉｃを第１上限値Ｉｌｍｔ１以下または第２上限値Ｉｌｍｔ２以下に制限する。なお、電流制限部１１５の構成及び動作については、後ほど詳述する。
【００４８】
図４は、第１構成例における具体的な回路構成を示す回路図である。第１構成例のスイッチ制御回路１１において、電流検出部１１４は、コンパレータＣＭＰ１及びＣＭＰ２を含む。コンパレータＣＭＰ１及びＣＭＰ２の非反転入力端（＋）は、いずれも検出電圧Ｖｅの印加端に接続されている。コンパレータＣＭＰ１の反転入力端（−）は、第１上限値Ｉｌｍｔ１に相当する閾値電圧Ｖｔｈ１の印加端に接続されている。コンパレータＣＭＰ２の反転入力端（−）は、第２上限値Ｉｌｍｔ２に相当する閾値電圧Ｖｔｈ２（＜Ｖｔｈ１）の印加端に接続されている。
【００４９】
コンパレータＣＭＰ１の出力端は、第１電流制限信号Ｓｄ１の出力端に相当する。第１電流制限信号Ｓｄ１は、検出電圧Ｖｅが閾値電圧Ｖｔｈ１よりも低いときにローレベルとなり、検出電圧Ｖｅが閾値電圧Ｖｔｈ１よりも高いときにハイレベルとなる。一方、コンパレータＣＭＰ２の出力端は、第２電流制限信号Ｓｄ２の出力端に相当する。第２電流制限信号Ｓｄ２は、検出電圧Ｖｅが閾値電圧Ｖｔｈ２よりも低いときにローレベルとなり、検出電圧Ｖｅが閾値電圧Ｖｔｈ２よりも高いときにハイレベルとなる。
【００５０】
電流制限部１１５は、抵抗Ｒ１及びＲ２と、Ｎチャネル型ＭＯＳ電界効果トランジスタＭ１及びＭ２と、ＡＮＤゲートＡ１及びＡ２と、を含む。抵抗Ｒ１及びＲ２の第１端は、いずれもスイッチ素子１２のゲートに接続されている。抵抗Ｒ１及びＲ２の第２端は、それぞれトランジスタＭ１及びＭ２のドレインに接続されている。トランジスタＭ１及びＭ２のソースは、いずれも接地端に接続されている。なお、抵抗Ｒ１及びＲ２の抵抗値は、Ｒ１＞Ｒ２とする。また、トランジスタＭ１及びＭ２のオン抵抗値は、抵抗Ｒ１及びＲ２の抵抗値と比べて無視できるほど低いものとする。
【００５１】
トランジスタＭ１のゲートは、第１電流制限信号Ｓｄ１の印加端に接続されている。従って、トランジスタＭ１は、第１電流制限信号Ｓｄ１がハイレベルであるときにオンとなり、第１電流制限信号Ｓｄ１がローレベルであるときにオフとなる。一方、トランジスタＭ２のゲートは、マスク処理済みの第２電流制限信号Ｓｄ２’（発熱抑制信号ＳＴによるマスク処理が施された第２電流制限信号Ｓｄ２に相当）の印加端に接続されている。従って、トランジスタＭ２は、マスク処理済みの第２電流制限信号Ｓｄ２’がハイレベルであるときにオンとなり、マスク処理済みの第２電流制限信号Ｓｄ２’がローレベルであるときにオフとなる。
【００５２】
ＡＮＤゲートＡ１は、第２電流制限信号Ｓｄ２と発熱抑制信号ＳＴとの論理積演算を行うことにより、マスク処理済みの第２電流制限信号Ｓｄ２’を生成する。従って、発熱抑制信号ＳＴがハイレベルであるときには、第２電流制限信号Ｓｄ２がマスク処理済みの第２電流制限信号Ｓｄ２’としてそのままスルー出力される一方、発熱抑制信号ＳＴがローレベルであるときには、第２電流制限信号Ｓｄ２に依ることなくマスク処理済みの第２電流制限信号Ｓｄ２’がローレベルに固定される。
【００５３】
ゲート信号Ｓｇがハイレベルとされた状態（ゲート信号ＧＨ及びＧＬがいずれもローレベルとされている状態）において、トランジスタＭ１及びＭ２がいずれもオフされた場合には、抵抗Ｒ１及びＲ２を介する電流経路がいずれも遮断されるので、ゲート信号Ｓｇのハイレベルは、ほぼ電源電圧Ｖｃｃとなる。
【００５４】
一方、トランジスタＭ１がオンされてトランジスタＭ２がオフされた場合には、電流制限抵抗ＲＨと抵抗Ｒ１により抵抗分圧回路が形成されるので、ゲート信号Ｓｇのハイレベルが電源電圧Ｖｃｃから１段階引き下げられた第１制限レベルＶ１（＝｛Ｒ１／（ＲＨ＋Ｒ１）｝×Ｖｃｃ）となる。従って、スイッチ素子１２の導通度が低下するので、スイッチ素子１２に流れるコレクタ電流Ｉｃが小さくなる。
【００５５】
また、トランジスタＭ１がオフされてトランジスタＭ２がオンされた場合には、電流制限抵抗ＲＨと抵抗Ｒ２により抵抗分圧回路が形成されるので、ゲート信号Ｓｇのハイレベルが第１制限レベルＶ１からさらに１段階引き下げられた第２制限レベルＶ２（＝｛Ｒ２／（ＲＨ＋Ｒ２）｝×Ｖｃｃ）となる。従って、スイッチ素子１２の導通度がさらに低下するので、スイッチ素子１２に流れるコレクタ電流Ｉｃがさらに小さくなる。
【００５６】
図５は、スイッチ制御動作の一例を示すタイミングチャートであり、上から順に、点火指示信号Ｓｃ、ゲート信号ＧＨ及びＧＬ、ゲート信号Ｓｇ、コレクタ電圧Ｖｃ、二次電圧Ｖｓｐ、電流制限信号Ｓｄ１及びＳｄ２、クロック信号ＣＬＫ、タイマ部１１１ａのカウント値ＣＴ、発熱抑制信号ＳＴ、コレクタ電流Ｉｃ、並びに、スイッチ素子１２の裏面温度ＴＰが描写されている。
【００５７】
時刻ｔ１において、点火指示信号Ｓｃがオン時の論理レベル（ハイレベル）に切り替えられると、ゲート信号ＧＨ及びＧＬがいずれもローレベルに立ち下げられるので、トランジスタＭＨがオンとなり、トランジスタＭＬがオフとなる。その結果、ゲート信号Ｓｇがハイレベル（ほぼ電源電圧Ｖｃｃ）となり、スイッチ素子１２がオンとなる。従って、カーバッテリ２から、イグニッションコイル２０の一次側コイル２１、スイッチ素子１２、及び、抵抗要素１３を介して接地端に至る経路にコレクタ電流Ｉｃ（エミッタ電流Ｉｅ）が流れ、一次側コイル２１にエネルギが蓄えられる。また、時刻ｔ１以降、タイマ１１１ａではクロック信号ＣＬＫのパルスカウントが開始される。なお、タイマ１１１ａのカウント値ＣＴは、点火指示信号Ｓｃのパルスエッジ（立上りエッジまたは立下りエッジ）でゼロ値にリセットされる構成にしておけばよい。
【００５８】
その後、時刻ｔ３において、点火指示信号Ｓｃがオフ時の論理レベル（例えばローレベル）に切り替えられると、ゲート信号ＧＨ及びＧＬがいずれもハイレベルに立ち上げられるので、トランジスタＭＨがオフとなり、トランジスタＭＬがオンとなる。その結果、ゲート信号Ｓｇがローレベル（ほぼ接地電圧ＧＮＤ）となり、スイッチ素子１２がオフとなる。このとき、一次側コイル２１には自己誘導作用によって大きな逆起電力が発生し、コレクタ電圧Ｖｃが急激に上昇する。また、二次側コイル２２には、一次側コイル２１との相互誘導作用により、巻数比（Ｎ２／Ｎ１）に応じてさらに大きな起電力が発生する。このようにして発生した二次側コイル２２の起電力により、点火プラグ３０には非常に高い二次電圧Ｖｓｐ（１万ボルト以上）が掛かり、スパーク（火花）が生じてエンジンの点火が行われる。
【００５９】
なお、時刻ｔ１〜ｔ３では、点火指示信号Ｓｃのハイレベル期間Ｔ１が数ｍｓ程度と短く、コレクタ電流Ｉｃが第１上限値Ｉｌｍｔ１を上回らないので、第１電流制限信号Ｓｄ１がローレベルに維持されている。従って、第１電流制限信号Ｓｄ１に応じてゲート信号Ｓｇのハイレベルが第１制限レベルＶ１に引き下げられることはない。また、時刻ｔ１〜ｔ３では、カウント値ＣＴが閾値Ｎｘ（電流維持期間Ｔ３に相当）に達していないので、発熱抑制信号ＳＴがローレベル（第２電流制限信号Ｓｄ２をマスクする際の論理レベル）に維持されている。従って、時刻ｔ２でコレクタ電流Ｉｃが第２上限値Ｉｌｍｔ２を上回り、第２電流制限信号Ｓｄ２がハイレベルに立ち上がったとしても、これに応じてゲート信号Ｓｇのハイレベルが第２制限レベルＶ２（＜Ｖ１）に引き下げられることはない。
【００６０】
一方、時刻ｔ４以降では、点火指示信号Ｓｃがハイレベルに固定されており、時刻ｔ６においてコレクタ電流Ｉｃが第１上限値Ｉｌｍｔ１に達している。その結果、時刻ｔ６以降では第１電流制限信号Ｓｄ１がハイレベルに立ち上がり、ゲート信号Ｓｇのハイレベルが適切な時定数で第１制限レベルＶ１に引き下げられるので、コレクタ電流Ｉｃが第１上限値Ｉｌｍｔ１に制限される。なお、時刻ｔ４〜ｔ６では、カウント値ＣＴが閾値Ｎｘに達しておらず、発熱抑制信号ＳＴがローレベルに維持されているので、第２電流制限信号Ｓｄ２が時刻ｔ５でハイレベルに立ち上がったとしても、これに応じてゲート信号Ｓｇのハイレベルが第２制限レベルＶ２に引き下げられることはない。
【００６１】
また、時刻ｔ７において、カウント値ＣＴが閾値Ｎｘに達すると、点火指示信号Ｓｃがハイレベルとされたままで所定の電流維持期間Ｔ３が経過したという判断の下、発熱抑制信号ＳＴがハイレベルに立ち上げられ、第２電流制限信号Ｓｄ２のマスクが解除される。その結果、時刻ｔ７以降では、ゲート信号Ｓｇのハイレベルが適切な時定数で第１制限レベルＶ１からさらに低い第２制限レベルＶ２まで引き下げられるので、コレクタ電流Ｉｃが第１上限値Ｉｌｍｔ１よりもさらに低い第２上限値Ｉｌｍｔ２に制限される。従って、時刻ｔ７以降では、スイッチ素子１２の裏面温度ＴＰが半田の融点ＭＰに達しないようにその消費電力を低減して継続的な発熱を抑制することが可能となる。なお、コレクタ電流Ｉｃが第２上限値Ｉｌｍｔ２に減少したことに伴い、第１電流制限信号Ｓｄ１は、時刻ｔ７でローレベルに立ち下がる。
【００６２】
また、時刻ｔ８において、カウント値ＣＴが閾値Ｎｙ（＞Ｎｘ）に達すると、点火指示信号Ｓｃがハイレベルとされたままで所定の待機期間Ｔ２（１００ｍｓ程度）が経過したという判断の下、スイッチ素子１２を強制的にオフさせてコレクタ電流Ｉｃを遮断する異常保護動作（タイマ保護動作）が発動する。すなわち、時刻ｔ８では、点火指示信号Ｓｃの立下りエッジを待つことなく、ゲート信号ＧＨ及びＧＬがいずれもハイレベルに立ち上げられて、ゲート信号Ｓｇがローレベル（ほぼ接地電圧ＧＮＤ）に引き下げられる。
【００６３】
なお、第１構成例のスイッチ制御回路１１において、第１上限値Ｉｌｍｔ１は、エンジン点火装置１に要求されるエンジン点火性能を十分に維持し得る電流値（イグニッションコイル３０の回路定数にも依るが１０〜１５Ａ程度）に設定することが望ましい。また、電流維持期間Ｔ３は、点火指示信号Ｓｃのハイレベル期間Ｔ１として設定され得る最大値以上（１０ｍｓ〜３０ｍｓ）に設定することが望ましい。
【００６４】
このような設定によれば、点火指示信号Ｓｃのハイレベル期間Ｔ１が正常であって電流維持期間Ｔ３の経過前に点火タイミング（点火指示信号Ｓｃの立下りエッジ）が到来している限り、コレクタ電流Ｉｃが第２上限値Ｉｌｍｔ２に引き下げられることはないので、エンジンの点火性能を維持しながらスイッチ素子１２の発熱を抑えることが可能となる。
【００６５】
一方、電流維持期間Ｔ３の経過前に点火タイミングが到来しなければ、電流維持期間Ｔ３の経過後にコレクタ電流Ｉｃが第２上限値Ｉｌｍｔ２に引き下げられるので、スイッチ素子１２の継続的な温度上昇を抑えて半田の溶融を未然に防止することが可能となる。
【００６６】
なお、エンジン点火装置１の仕様として、タイマ保護動作時（時刻ｔ８）にエンジンを点火する必要がある場合、第２上限値Ｉｌｍｔ２は、エンジンを点火し得る電流値（イグニッションコイル３０の回路定数にも依るが５〜８Ａ程度）に設定することが望ましい。このような設定によれば、スイッチ素子１２の温度上昇をできる限り抑えつつ、タイマ保護動作時にエンジンを点火することが可能となる。
【００６７】
＜Ｉｃ−Ｐｓｗ特性の電源電圧依存性＞
図６は、スイッチ素子１２におけるＩｃ−Ｐｓｗ特性の電源電圧依存性を示した図である。スイッチ素子１２のコレクタは、イグニッションコイル２０の一次巻線２１を介して電源電圧Ｖｃｃの印加端に接続されているので、スイッチ素子１２のコレクタ・エミッタ間電圧ＶＣＥは、電源電圧Ｖｃｃに応じて変動する。従って、スイッチ素子１２の消費電力Ｐｓｗ（＝Ｉｃ×ＶＣＥ）も電源電圧Ｖｃｃに応じて変動するので、スイッチ素子１２のＩｃ−Ｐｓｗ特性は、電源電圧Ｖｃｃに対する依存性を持つ。
【００６８】
具体的には、図６で示したように、電源電圧Ｖｃｃが高いほどコレクタ電流Ｉｃの変化量に対する消費電力Ｐｓｗの変化量（Ｉｃに対するＰｓｗの傾き）が大きくなる。すなわち、電源電圧Ｖｃｃが高いときにはコレクタ電流Ｉｃを引き下げることで消費電力Ｐｓｗを大きく低減し得る一方、電源電圧Ｖｃｃが低くなるほどコレクタ電流Ｉｃを引き下げても消費電力Ｐｓｗは下がりにくくなる。
【００６９】
以下では、上記の知見に鑑みて、さらなる改良が加えられた第２構成例のスイッチ制御回路１１について、詳細な説明を行う。
【００７０】
＜スイッチ制御回路（第２構成例）＞
図７は、スイッチ制御回路１１の第２構成例を示すブロック図である。第２構成例のスイッチ制御回路１１は、先の第１構成例と基本的に同様の構成であり、電源電圧監視部１１６が追加された点に特徴を有する。そこで、第１構成例と同様の構成要素については、図２と同一の符号を付すことで重複した説明を割愛し、以下では、第２構成例の特徴部分について重点的な説明を行う。
【００７１】
電源電圧監視部１１６は、スイッチ素子１２のＩｃ−Ｐｓｗ特性に影響を及ぼす電源電圧Ｖｃｃを監視して電圧監視信号ＳＶを生成する。なお、電圧監視信号ＳＶは、電流制限部１１５に入力されており、電源電圧Ｖｃｃの電圧値に応じて第２上限値Ｉｌｍｔ２を可変制御するための切替信号（選択信号）として用いられる。
【００７２】
図８は、第２構成例における具体的な回路構成を示す回路図である。第２構成例のスイッチ制御回路１１において、電流検出部１１４は、先出の第２電流制限信号Ｓｄ２として３系統の第２電流制限信号Ｓｄ２（Ｈ、Ｍ、Ｌ）を出力するための構成要素として、先のコンパレータＣＭＰ２に代えて３つのコンパレータＣＭＰ２（Ｈ、Ｍ、Ｌ）を含む。
【００７３】
コンパレータＣＭＰ２Ｈの非反転入力端（＋）は、検出電圧Ｖｅの印加端に接続されている。コンパレータＣＭＰ２Ｈの反転入力端（−）は、上限値Ｉｌｍｔ２Ｈ（＜Ｉｌｍｔ１）に相当する閾値電圧Ｖｔｈ２Ｈ（＜Ｖｔｈ１）の印加端に接続されている。コンパレータＣＭＰ２Ｈの出力端は、第２電流制限信号Ｓｄ２Ｈの出力端に相当する。第２電流制限信号Ｓｄ２Ｈは、検出電圧Ｖｅが閾値電圧Ｖｔｈ２Ｈよりも低いときにローレベルとなり、検出電圧Ｖｅが閾値電圧Ｖｔｈ２Ｈよりも高いときにハイレベルとなる。
【００７４】
コンパレータＣＭＰ２Ｍの非反転入力端（＋）は、検出電圧Ｖｅの印加端に接続されている。コンパレータＣＭＰ２Ｍの反転入力端（−）は、上限値Ｉｌｍｔ２Ｍ（＜Ｉｌｍｔ２Ｈ）に相当する閾値電圧Ｖｔｈ２Ｍ（＜Ｖｔｈ２Ｈ）の印加端に接続されている。コンパレータＣＭＰ２Ｍの出力端は、第２電流制限信号Ｓｄ２Ｍの出力端に相当する。第２電流制限信号Ｓｄ２Ｍは、検出電圧Ｖｅが閾値電圧Ｖｔｈ２Ｍよりも低いときにローレベルとなり、検出電圧Ｖｅが閾値電圧Ｖｔｈ２Ｍよりも高いときにハイレベルとなる。
【００７５】
コンパレータＣＭＰ２Ｌの非反転入力端（＋）は、検出電圧Ｖｅの印加端に接続されている。コンパレータＣＭＰ２Ｌの反転入力端（−）は、上限値Ｉｌｍｔ２Ｌ（＜Ｉｌｍｔ２Ｍ）に相当する閾値電圧Ｖｔｈ２Ｌ（＜Ｖｔｈ２Ｌ）の印加端に接続されている。コンパレータＣＭＰ２Ｌの出力端は、第２電流制限信号Ｓｄ２Ｌの出力端に相当する。第２電流制限信号Ｓｄ２Ｌは、検出電圧Ｖｅが閾値電圧Ｖｔｈ２Ｌよりも低いときにローレベルとなり、検出電圧Ｖｅが閾値電圧Ｖｔｈ２Ｌよりも高いときにハイレベルとなる。
【００７６】
電流制限部１１５は、電圧監視信号ＳＶ（ａ、ｂ）に応じて第２上限値Ｉｌｍｔ２を３段階Ｉｌｍｔ２（Ｈ、Ｍ、Ｌ）に可変制御するための構成要素として、先の抵抗Ｒ２に代えて３つの抵抗Ｒ２（Ｈ、Ｍ、Ｌ）を含み、トランジスタＭ２に代えて３つのＮチャネル型ＭＯＳ電界効果トランジスタＭ２（Ｈ、Ｍ、Ｌ）を含み、かつ、ＡＮＤゲートＡ１に代えて３つのＡＮＤゲートＡ１（Ｈ、Ｍ、Ｌ）を含む。
【００７７】
抵抗Ｒ２（Ｈ、Ｍ、Ｌ）の第１端は、いずれもスイッチ素子１２のゲートに接続されている。抵抗Ｒ２（Ｈ、Ｍ、Ｌ）の第２端は、それぞれトランジスタＭ２（Ｈ、Ｍ、Ｌ）のドレインに接続されている。トランジスタＭ２（Ｈ、Ｍ、Ｌ）のソースは、いずれも接地端に接続されている。なお、抵抗Ｒ２（Ｈ、Ｍ、Ｌ）の抵抗値は、Ｒ２Ｈ＞Ｒ２Ｍ＞Ｒ２Ｌとする。また、トランジスタＭ２（Ｈ、Ｍ、Ｌ）のオン抵抗値は、抵抗Ｒ２（Ｈ、Ｍ、Ｌ）の抵抗値と比べて無視できるほど低いものとする。
【００７８】
トランジスタＭ２Ｈのゲートは、マスク処理済みの第２電流制限信号Ｓｄ２Ｈ’（発熱抑制信号ＳＴによるマスク処理が施された第２電流制限信号Ｓｄ２Ｈに相当）の印加端に接続されている。従って、トランジスタＭ２Ｈは、マスク処理済みの第２電流制限信号Ｓｄ２Ｈ’がハイレベルであるときにオンとなり、マスク処理済みの第２電流制限信号Ｓｄ２Ｈ’がローレベルであるときにオフとなる。
【００７９】
トランジスタＭ２Ｍのゲートは、マスク処理済みの第２電流制限信号Ｓｄ２Ｍ’（発熱抑制信号ＳＴと電圧監視信号ＳＶａによるマスク処理が施された第２電流制限信号Ｓｄ２Ｍに相当）の印加端に接続されている。従って、トランジスタＭ２Ｍは、マスク処理済みの第２電流制限信号Ｓｄ２Ｍ’がハイレベルであるときにオンとなり、マスク処理済みの第２電流制限信号Ｓｄ２Ｍ’がローレベルであるときにオフとなる。
【００８０】
トランジスタＭ２Ｌのゲートは、マスク処理済みの第２電流制限信号Ｓｄ２Ｌ’（発熱抑制信号ＳＴと電圧監視信号ＳＶｂによるマスク処理が施された第２電流制限信号Ｓｄ２Ｌに相当）の印加端に接続されている。従って、トランジスタＭ２Ｌは、マスク処理済みの第２電流制限信号Ｓｄ２Ｌ’がハイレベルであるときにオンとなり、マスク処理済みの第２電流制限信号Ｓｄ２Ｌ’がローレベルであるときにオフとなる。
【００８１】
ＡＮＤゲートＡ１Ｈは、第２電流制限信号Ｓｄ２Ｈと発熱抑制信号ＳＴとの論理積演算を行うことにより、マスク処理済みの第２電流制限信号Ｓｄ２Ｈ’を生成する。従って、発熱抑制信号ＳＴがハイレベルであるときには、第２電流制限信号Ｓｄ２Ｈがマスク処理済みの第２電流制限信号Ｓｄ２Ｈ’としてそのままスルー出力される一方、発熱抑制信号ＳＴがローレベルであるときには、第２電流制限信号Ｓｄ２Ｈに依ることなくマスク処理済みの第２電流制限信号Ｓｄ２Ｈ’がローレベルに固定される。
【００８２】
ＡＮＤゲートＡ１Ｍは、第２電流制限信号Ｓｄ２Ｍ、発熱抑制信号ＳＴ、及び、電圧監視信号ＳＶａの論理積演算を行うことにより、マスク処理済みの第２電流制限信号Ｓｄ２Ｍ’を生成する。従って、発熱抑制信号ＳＴ及び電圧監視信号ＳＶａがいずれもハイレベルであるときには、第２電流制限信号Ｓｄ２Ｍがマスク処理済みの第２電流制限信号Ｓｄ２Ｍ’としてそのままスルー出力される一方、発熱抑制信号ＳＴ及び電圧監視信号ＳＶａの少なくとも一方がローレベルであるときには、第２電流制限信号Ｓｄ２Ｍに依ることなくマスク処理済みの第２電流制限信号Ｓｄ２Ｍ’がローレベルに固定される。
【００８３】
ＡＮＤゲートＡ１Ｌは、第２電流制限信号Ｓｄ２Ｌ、発熱抑制信号ＳＴ、及び、電圧監視信号ＳＶｂの論理積演算を行うことにより、マスク処理済みの第２電流制限信号Ｓｄ２Ｌ’を生成する。従って、発熱抑制信号ＳＴ及び電圧監視信号ＳＶｂがいずれもハイレベルであるときには、第２電流制限信号Ｓｄ２Ｌがマスク処理済みの第２電流制限信号Ｓｄ２Ｌ’としてそのままスルー出力される一方、発熱抑制信号ＳＴ及び電圧監視信号ＳＶｂの少なくとも一方がローレベルであるときには、第２電流制限信号Ｓｄ２Ｌに依ることなくマスク処理済みの第２電流制限信号Ｓｄ２Ｌ’がローレベルに固定される。
【００８４】
ゲート信号Ｓｇがハイレベルとされた状態（ゲート信号ＧＨ及びＧＬがいずれもローレベルとされている状態）において、トランジスタＭ２Ｈがオンされ、その余のトランジスタ（Ｍ１、Ｍ２Ｍ、Ｍ２Ｌ）がいずれもオフされた場合には、電流制限抵抗ＲＨと抵抗Ｒ２Ｈにより抵抗分圧回路が形成されるので、ゲート信号Ｓｇのハイレベルは、｛Ｒ２Ｈ／（ＲＨ＋Ｒ２Ｈ）｝×Ｖｃｃとなる。
【００８５】
また、トランジスタＭ２Ｍがオンされて、その余のトランジスタ（Ｍ１、Ｍ２Ｈ、Ｍ２Ｌ）がいずれもオフされた場合には、電流制限抵抗ＲＨと抵抗Ｒ２Ｍにより抵抗分圧回路が形成されるので、ゲート信号Ｓｇのハイレベルは、｛Ｒ２Ｍ／（ＲＨ＋Ｒ２Ｍ）｝×Ｖｃｃとなる。
【００８６】
また、トランジスタＭ２Ｌがオンされて、その余のトランジスタ（Ｍ１、Ｍ２Ｈ、Ｍ２Ｍ）がいずれもオフされた場合には、電流制限抵抗ＲＨと抵抗Ｒ２Ｌにより抵抗分圧回路が形成されるので、ゲート信号Ｓｇのハイレベルは、｛Ｒ２Ｌ／（ＲＨ＋Ｒ２Ｌ）｝×Ｖｃｃとなる。
【００８７】
電源電圧監視部１１６は、抵抗Ｒ３ｘ〜Ｒ３ｚと、コンパレータＣＭＰ３ａ及びＣＭＰ３ｂを含む。抵抗Ｒ３ｘ〜Ｒ３ｚは、電源電圧Ｖｃｃの印加端と接地電圧ＧＮＤの印加端との間に直列接続されており、電源電圧Ｖｃｃの分圧電圧ＶＤａ及びＶＤｂ（ただし、ＶＤａ＜ＶＤｂ）を生成する抵抗ラダー回路を形成している。
【００８８】
コンパレータＣＭＰ３ａは、非反転入力端（＋）に印加される分圧電圧ＶＤａと反転入力端（−）に印加される閾値電圧Ｖｔｈ３とを比較して電圧監視信号ＳＤａを生成する。電圧監視信号ＳＤａは、分圧電圧ＶＤａが閾値電圧Ｖｔｈ３よりも高いときにハイレベルとなり、分圧電圧ＶＤａが閾値電圧Ｖｔｈ３よりも低いときにローレベルとなる。
【００８９】
コンパレータＣＭＰ３ｂは、非反転入力端（＋）に印加される分圧電圧ＶＤｂと反転入力端（−）に印加される閾値電圧Ｖｔｈ３とを比較して電圧監視信号ＳＤｂを生成する。電圧監視信号ＳＤｂは、分圧電圧ＶＤｂが閾値電圧Ｖｔｈ３よりも高いときにハイレベルとなり、分圧電圧ＶＤｂが閾値電圧Ｖｔｈ３よりも低いときにローレベルとなる。
【００９０】
以下では、第２上限値Ｉｌｍｔ２の可変制御について、電源電圧Ｖｃｃの高低に応じて場合を分けながら具体的に説明する。
【００９１】
まず、電圧監視信号ＳＤａ及びＳＤｂの双方がハイレベルとなる電源電圧Ｖｃｃ（例えばＶｃｃ＝１６Ｖ）が印加されている場合について説明する。この場合には、電圧監視信号ＳＤａ及びＳＤｂによる第２電流制限信号Ｓｄ２（Ｍ、Ｌ）のマスクがいずれも解除された状態となる。従って、電流維持期間Ｔ３が経過した後には、第２電流制限信号Ｓｄ２Ｌに応じてコレクタ電流Ｉｃが上限値Ｉｌｍｔ２Ｌ（３段階で最も小さい電流値）に制限される（図９におけるコレクタ電流Ｉｃの実線を参照）。なお、電流維持期間Ｔ３の経過時点では、第１電流制限信号Ｓｄ１や第２電流制限信号Ｓｄ２（Ｈ、Ｍ）もハイレベルとなっているが、コレクタ電流Ｉｃの引き下げに伴っていずれもローレベルとなるので、最終的には第２電流制限信号Ｓｄ２Ｌに応じたトランジスタＭ２Ｌのオン／オフ制御のみが有効となる。
【００９２】
次に、電圧監視信号ＳＤａがハイレベルとなり、電圧監視信号ＳＤｂがローレベルとなる電源電圧Ｖｃｃ（例えばＶｃｃ＝１４Ｖ）が印加されている場合について説明する。この場合には、電圧監視信号ＳＤａによる第２電流制限信号Ｓｄ２Ｍのマスクが解除される一方、電圧監視信号ＳＤｂによる第２電流制限信号ＳｄＬのマスクは解除されていない状態となる。従って、電流維持期間Ｔ３が経過した後には、第２電流制限信号Ｓｄ２Ｍに応じてコレクタ電流Ｉｃが上限値Ｉｌｍｔ２Ｍ（３段階で中間の電流値）に制限される（図９におけるコレクタ電流Ｉｃの破線を参照）。なお、電流維持期間Ｔ３の経過時点では、第１電流制限信号Ｓｄ１や第２電流制限信号Ｓｄ２Ｈもハイレベルとなっているが、コレクタ電流Ｉｃの引き下げに伴っていずれもローレベルとなるので、最終的には第２電流制限信号Ｓｄ２Ｍに応じたトランジスタＭ２Ｍのオン／オフ制御のみが有効となる。
【００９３】
次に、電圧監視信号ＳＤａ及びＳＤｂの双方がローレベルとなる電源電圧Ｖｃｃ（例えばＶｃｃ≦１０Ｖ）が印加されている場合について説明する。この場合には、電圧監視信号ＳＤａ及びＳＤｂによる第２電流制限信号Ｓｄ２（Ｍ、Ｌ）のマスクがいずれも解除されていない状態となる。一方、第２電流制限信号Ｓｄ２Ｈは、電圧監視信号ＳＤａ及びＳＤｂによるマスクの対象とされていない。従って、電流維持期間Ｔ３が経過した後には、第２電流制限信号Ｓｄ２Ｈに応じてコレクタ電流Ｉｃが上限値Ｉｌｍｔ２Ｈ（３段階で最も大きい電流値）に制限される（図９におけるコレクタ電流Ｉｃの一点鎖線を参照）。なお、電流維持期間Ｔ３の経過時点では、第１電流制限信号Ｓｄ１もハイレベルとなっているが、コレクタ電流Ｉｃの引き下げに伴ってローレベルとなるので、最終的には第２電流制限信号Ｓｄ２Ｈに応じたトランジスタＭ２Ｈのオン／オフ制御のみが有効となる。
【００９４】
上記したように、第２構成例のスイッチ制御回路１１において、電流制限部１１５は、電源電圧Ｖｃｃが高いほど第２上限値Ｉｌｍｔ２を引き下げるように構成されている（図９を参照）。このような構成とすることにより、電源電圧Ｖｃｃが高いときにはコレクタ電流Ｉｃを大きく引き下げてスイッチ素子１２の発熱を効果的に抑制する一方、電源電圧Ｖｃｃが低くなるほどコレクタ電流Ｉｃの引き下げ量を減らしていくことで、エンジンを点火し得る電流値を維持することが可能となる。
【００９５】
なお、上記では、電源電圧監視部１１６で生成される電圧監視信号ＳＶを切替信号として第２上限値Ｉｌｍｔ２の可変制御を行う構成を例に挙げたが、切替信号の生成主体はこれに限定されるものではなく、例えばＥＣＵ３からの切替信号に応じて第２上限値Ｉｌｍｔ２を可変制御する構成としても構わない。
【００９６】
＜車両＞
図１０は、車両Ｘの一構成例を示す外観図である。本構成例の車両Ｘは、車載機器Ｘ１１〜Ｘ１７と、これらの車載機器Ｘ１１〜Ｘ１７に電力を供給するバッテリ（図１のカーバッテリ２に相当、図１０では不図示）と、を搭載している。
【００９７】
車載機器Ｘ１１は、エンジンに関連する制御（インジェクション制御、電子スロットル制御、アイドリング制御、酸素センサヒータ制御、及び、オートクルーズ制御など）を行うエンジンコントロールユニット（図１のＥＣＵ３に相当）である。車両Ｘに搭載されるエンジン点火装置１は、上記のエンジンコントロールユニットによって制御される。
【００９８】
車載機器Ｘ１２は、ＨＩＤ［high intensity discharged lamp］やＤＲＬ［daytime running lamp］などの点消灯制御を行うランプコントロールユニットである。
【００９９】
車載機器Ｘ１３は、トランスミッションに関連する制御を行うトランスミッションコントロールユニットである。
【０１００】
車載機器Ｘ１４は、車両Ｘの運動に関連する制御（ＡＢＳ［anti-lock brake system］制御、ＥＰＳ［electric power Steering］制御、電子サスペンション制御など）を行うボディコントロールユニットである。
【０１０１】
車載機器Ｘ１５は、ドアロックや防犯アラームなどの駆動制御を行うセキュリティコントロールユニットである。
【０１０２】
車載機器Ｘ１６は、ワイパー、電動ドアミラー、パワーウィンドウ、電動サンルーフ、電動シート、及び、エアコンなど、標準装備品やメーカーオプション品として、工場出荷段階で車両Ｘに組み込まれている電子機器である。
【０１０３】
車載機器Ｘ１７は、車載Ａ／Ｖ［audio/visual］機器、カーナビゲーションシステム、及び、ＥＴＣ［electronic toll collection system］など、ユーザの任意で車両Ｘに装着される電子機器である。
【０１０４】
＜その他の変形例＞
なお、本発明の構成は、上記実施形態のほか、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。すなわち、上記実施形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきであり、本発明の技術的範囲は、上記実施形態の説明ではなく、特許請求の範囲によって示されるものであり、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内に属する全ての変更が含まれると理解されるべきである。
【産業上の利用可能性】
【０１０５】
本発明は、例えばイグナイタに利用することができる。
【符号の説明】
【０１０６】
１    エンジン点火装置
２    カーバッテリ
３    ＥＣＵ
１０    イグナイタ
１１    スイッチ制御回路
１１ａ    ゲート制御パッド
１１ｂ    エミッタ電圧検出パッド
１１ｃ    接地用パッド
１１ｄ    電源用パッド
１１ｅ    信号入力パッド
１１１    制御部（プリドライバ部、タイマ保護部、発熱抑制部）
１１１ａ    タイマ
１１２    トーテムポール出力部
１１３    発振部
１１４    電流検出部
１１５    電流制限部
１１６    電源電圧監視部
１２    スイッチ素子
１２ａ    ゲートパッド
１２ｂ    エミッタパッド
１３    抵抗要素
２０    イグニッションコイル
２１    一次側コイル
２２    二次側コイル
３０    点火プラグ
Ｗ１〜Ｗ６    ワイヤ（ボンディングワイヤ）
ＦＲ１〜ＦＲ４    フレーム
ＭＨ    Ｐチャネル型ＭＯＳ電界効果トランジスタ（上側トランジスタ）
ＭＬ    Ｎチャネル型ＭＯＳ電界効果トランジスタ（下側トランジスタ）
ＲＨ、ＲＬ    電流制限抵抗
ＣＭＰ１、ＣＭＰ２（Ｈ、Ｍ、Ｌ）、ＣＭＰ３（ａ、ｂ）    コンパレータ
Ｒ１、Ｒ２（Ｈ、Ｍ、Ｌ）、Ｒ３（ｘ、ｙ、ｚ）    抵抗
Ｍ１、Ｍ２（Ｈ、Ｍ、Ｌ）    Ｎチャネル型ＭＯＳ電界効果トランジスタ
Ａ１（Ｈ、Ｍ、Ｌ）    ＡＮＤゲート
Ｘ    車両
Ｘ１１〜Ｘ１７    車載機器
【図１】
2015004297.tif 000003
【図２】
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【図３】
2015004297.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2015004297.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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