(57)【要約】【課題】点火コイルの一次電流制御用トランジスタ回路の電流検出に対するこのトランジスタ回路の入力制御電圧の変動の影響を防止可能な内燃機関用点火装を提供すること。【解決手段】点火コイル３に通電される電流を制御するＩＧＢＴ１０の電流を検出する電流検出用抵抗２６と、ゲート電圧を定電流制御用のコンパレータ１２に帰還する発振防止用抵抗２２とをもつ発振防止用抵抗付き定電流制御方式の内燃機関用点火装置において、電流検出用抵抗２６によりコイル電流を検出してフェイル信号を形成するに際してはゲート電圧が発振防止用抵抗２２を通じてフェイル信号形成部をなすコンパレータ１４、１５に帰還されないように遮断する帰還制御スイッチ１１を設ける。これにより非常に簡単な回路構成によりゲート電圧の影響を排除したフェイル信号形成が可能となる。【選択図】図１
2005351263.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
点火コイルに通電される電流を制御するゲート制御型トランジスタと、
前記ゲート制御型トランジスタと直列に接続されて前記電流を検出する電流検出用抵抗と、
前記電流検出用抵抗の電圧降下に連動する信号電圧が入力される入力端を有するとともに、ゲート抵抗を通じて前記ゲート制御型トランジスタのゲート電極に印加するゲート電圧を前記信号電圧に基づいてフィードバック制御して前記電流を所定の定電流値に保つ定電流制御部と、
前記ゲート抵抗への入力電位を前記定電流制御部の前記入力端に帰還させる発振防止用抵抗と、
を備える内燃機関用点火装置において、
前記発振防止用抵抗と直列接続されて前記発振防止用抵抗を通じての前記ゲート抵抗への入力電位の前記定電流制御部の前記入力端への帰還を断続する帰還制御スイッチを有し、
前記帰還制御スイッチは、前記定電流制御部による前記定電流制御不要時にオフされ、前記定電流制御部による前記定電流制御時にオンされることを特徴とする内燃機関用点火装置。
【請求項２】
点火コイルに通電される電流を制御するゲート制御型トランジスタと、
前記ゲート制御型トランジスタと直列に接続されて前記電流を検出する電流検出用抵抗と、
前記電流検出用抵抗の電圧降下に連動する信号電圧が入力される入力端を有するとともに、ゲート抵抗を通じて前記ゲート制御型トランジスタのゲート電極に印加するゲート電圧を前記信号電圧に基づいてフィードバック制御して前記電流を所定の定電流値に保つ定電流制御部と、
前記ゲート抵抗への入力電位を前記定電流制御部の前記入力端に帰還させる発振防止用抵抗と、
を備える内燃機関用点火装置において、
前記発振防止用抵抗と直列接続されて前記発振防止用抵抗を通じての前記ゲート抵抗への入力電位の前記定電流制御部の前記入力端への帰還を断続する帰還制御スイッチを有し、
前記帰還制御スイッチは、前記定電流制御部による前記定電流制御時にオンされることを特徴とする内燃機関用点火装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の内燃機関用点火装置において、
前記電流が前記定電流値よりも小さい所定のしきい値に達する前に前記帰還制御スイッチをオンする帰還制御スイッチ制御部を有することを特徴とする内燃機関用点火装置。
【請求項４】
請求項１又は２記載の内燃機関用点火装置において、
前記電流が前記定電流値よりも小さい所定のしきい値に達した場合に前記帰還制御スイッチをオンさせ、前記電流が前記しきい値未満の場合に前記帰還制御スイッチをオフさせる帰還制御スイッチ制御部を有することを特徴とする内燃機関用点火装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか記載の内燃機関用点火装置において、電流検出用抵抗の電圧降下に連動する信号電圧にもとづいてフェイル信号を形成するフェイル信号形成部を備えることを特徴とする内燃機関用点火装置。
【請求項６】
請求項５記載の内燃機関用点火装置において、
前記定電流値よりも小さい所定のしきい値は、
前記フェイル信号形成部が前記フェイル信号を出力している時の電流の大きさ以上で、かつ、前記定電流値よりも小さい値に設定されることを特徴とする内燃機関用点火装置。
【請求項７】
請求項５記載の内燃機関用点火装置において、
前記フェイル信号形成部は、
前記電流が所定のフェイル信号出力停止用のしきい値に達した場合に前記フェイル信号の出力を停止させるとともに、前記帰還制御スイッチ制御部として前記帰還制御スイッチをオンさせることを特徴とする内燃機関用点火装置。
【請求項８】
請求項７記載の内燃機関用点火装置において、
前記フェイル信号形成部は、
前記フェイル信号出力停止用のしきい値よりも小さい所定のフェイル信号出力開始用のしきい値に前記電流が達した場合に前記フェイル信号の出力を開始させることを特徴とする内燃機関用点火装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか記載の内燃機関用点火装置において、
前記ゲート制御型トランジスタの異常又は点火信号の異常を検出して異常信号を出力する異常検出回路と、
前記異常信号により指令されて前記ゲート制御型トランジスタのゲート電極への駆動電圧の印加を遮断するとともに前記ゲート電極の蓄電電荷を緩やかに放電させるゲート放電制御回路と、
を備え、
前記帰還制御スイッチは、前記異常信号により指令されて遮断されることを特徴とする内燃機関用点火装置。
【請求項１０】
請求項９記載の内燃機関用点火装置において、
前記異常検出回路は、前記ゲート制御型トランジスタの温度過昇を検出することを特徴とする内燃機関用点火装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、各種車両に用いられる内燃機関用点火装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関用点火装置における点火コイルの一次電流制御回路として定電流制御を行う形式のものが、たとえば特許文献１に記載されている。この特許文献１の装置を図１０に示す。この点火装置は、点火コイルの一次電流制御用トランジスタ回路２の電流を抵抗３、７、８、９、１１、１２からなる抵抗ネットワークにてｄ点の電位として検出し、このｄ点電位を抵抗９を通じてコンパレータ１０に入力して参照電位と比較してトランジスタ回路２の制御電圧をフィードバック制御し、これにより一次電流制御用トランジスタ２の電流を定電流値に制御する。図１０において、この抵抗ネットワークは、一次電流制御用トランジスタ回路２の電流を検出に対応する電圧降下をｄ点電位に反映させると抵抗群８、７、１１、３と、ゲート電圧であるｃ点電位をｄ点電位に反映すなわち帰還させる抵抗１２をもち、ｄ点電位は抵抗９を通じて定電流制御用のコンパレータ１０に入力され、コンパレータ１０の出力電圧によりゲート電圧がフィードバック制御されて一次電流制御用トランジスタ２の電流が定電流化される。抵抗１２を通じてゲート電圧を帰還するのは、トランジスタ回路２のゲート容量とゲート抵抗６とによるトランジスタ回路２の動作遅れに伴うその発振動作を防止するためである。
【特許文献１】特開平８−１３５５４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記した特許文献１の定電流制御型イグナイタでは、定電流制御の発振防止には有効であるものの、ｄ点及びｂ点の電位を、トランジスタ回路２の電流としてモニタして点火コイルの動作状態に関するフェイル信号を出力する場合において、図１１に示すように略ゲート電圧とみなすことができるｃ点のゲート電圧の変動がこのフェイル信号出力に影響を与えてしまうためフェイル信号の精度を低下させてしまうため、その解決が要望される。
【０００４】
また、ｃ点の電位は、図１０のＶｃｃの電位に対して、抵抗５と抵抗１２，８，７，１１，３からなる合成抵抗の抵抗比倍の低い電圧になる。その為、Ｖｃｃの電位が低くなると、ｃ点の電位も低くなり、すぐにトランジスタ回路２を駆動する十分な電圧が確保できなくなってしまい、トランジスタ回路２のｏｎ抵抗が大きくなり消費電力が大きくなるとともに、早く電流が流せない状態になる問題がある。
【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、点火コイルの一次電流制御用トランジスタ回路の電流検出に対するこのトランジスタ回路の入力制御電圧の変動の影響を防止可能であり、且つ消費電力も小さくでき、ゲート電圧供給の電源電圧がより低い場合まで動作可能な内燃機関用点火装置を提供することをその目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する第１、第２発明の内燃機関用点火装置は、点火コイルに通電される電流を制御するゲート制御型トランジスタと、前記ゲート制御型トランジスタと直列に接続されて前記電流を検出する電流検出用抵抗と、前記電流検出用抵抗の電圧降下に連動する信号電圧が入力される入力端を有するとともに、ゲート抵抗を通じて前記ゲート制御型トランジスタのゲート電極に印加するゲート電圧を前記信号電圧に基づいてフィードバック制御して前記電流を所定の定電流値に保つ定電流制御部と、前記ゲート抵抗への入力電位を前記定電流制御部の前記入力端に帰還させる発振防止用抵抗とを備える内燃機関用点火装置に適用される。
【０００７】
なお、点火コイルに通電される電流とは、一般に点火コイルの一次電流を意味する。ゲート制御型トランジスタとしては、ＩＧＢＴが好適であるが、パワーＭＯＳトランジスタや初段にＭＯＳトランジスタを有するトランジスタ縦続接続回路で構成されても良い。また、電流検出用抵抗は、ゲート制御型トランジスタの主電極に直列接続される他、ゲート制御型トランジスタの電流検出用端子に接続されてもよく、ゲート制御型トランジスタ自身が電流検出用抵抗を内蔵しても良い。定電流制御部としては、電流検出用抵抗の電圧降下に連動する信号電圧を一次コイル電流の定電流値に相当するしきい値と比較するコンパレータの採用が好適であるが、アナログ負帰還アンプを採用しても良い。発振防止用抵抗としては、ゲート抵抗への入力電位変動を定電流制御部の入力端に帰還させる抵抗であるが、この発振防止用抵抗にダイオードなどを直列に追設してもよい。
【０００８】
また、電流検出用抵抗が検出した一次コイル電流の大きさに基づいてフェイル信号を発生するフェイル信号形成部を有することもできる。この場合、発振防止用抵抗からの信号帰還と電流検出用抵抗からの信号帰還とが定電流制御部の同一入力端にて混在するために、フェイル信号形成部は発振防止用抵抗からの信号帰還の悪影響を受けるが、この悪影響は、定電流制御を行う時にオンし、フェイル信号形成のために一次コイル電流検出を行う時にオフする帰還制御スイッチを発振防止用抵抗と直列に設けることにより確実に解決することができる。
【０００９】
また、帰還制御スイッチを発振防止用抵抗と直列に設けることにより、定電流制御を行う時に本スイッチをオンし、定電流制御時以外は、前記発振防止用抵抗を切り離すことができる為、ゲート電圧の電圧降下を抑止することができ、その分だけゲート制御型トランジスタのｏｎ抵抗を低減でき、その最低動作電圧も低下させることができる。
【００１０】
第１発明は更に、前記発振防止用抵抗と直列接続されて前記発振防止用抵抗を通じての前記ゲート抵抗への入力電位の前記定電流制御部の前記入力端への帰還を断続する帰還制御スイッチを有し、前記帰還制御スイッチは、前記定電流制御部による前記定電流制御不要時にオフされ、前記定電流制御部による前記定電流制御時にオンされることを特徴としている。
【００１１】
すなわち、この第１発明は、点火コイルの電流（正確にはその一次コイル電流）を制御するゲート制御型トランジスタをこの電流に関する信号により負帰還制御してこの電流を定電流化させる定電流制御を行うとともに、このゲート制御型トランジスタに入力されるゲート電圧に関する信号も発振防止用抵抗を通じて帰還させてゲート制御型トランジスタの発振防止を行う発振防止抵抗付き定電流制御式の内燃機関用点火装置において、定電流制御時以外の期間、又は一次コイル電流を検出してフェイル信号を形成する期間には帰還制御スイッチをオフして上記発振防止用抵抗を通じての上記ゲート電圧に関する信号の帰還を禁止する点をその特徴としている。
【００１２】
このようにすれば、ゲート制御型トランジスタのゲート抵抗とゲート容量とによるこのトランジスタの動作遅延に起因するゲート制御型トランジスタの発振を定電流制御時に良好に防止することができる。また、ゲート制御型トランジスタのゲート電圧の低下の抑止により、ゲート制御型トランジスタの抵抗損失及びそれによる発熱を低減でき、動作応答性の向上も実現することができる。結局、本発明によれば、点火コイルの一次電流制御用トランジスタ回路の電流検出に対するこのトランジスタ回路の入力制御電圧の変動の影響を防止可能であり、且つ消費電力も小さくでき、ゲート電圧供給の電源電圧がより低い場合まで動作可能な内燃機関用点火装置を実現することができる。
【００１３】
更に、上記定電流制御時とは別の期間になされる一次コイル電流に関する情報であるフェイル信号を検出する場合には、この発振防止用抵抗を通じての帰還を停止するため、フェイル信号検出に際して発振防止用抵抗を通じてのゲート電圧変動がフェイル信号形成のための一次コイル電流検出に影響するのを簡単、確実に防止することができ、簡素な回路構成で高精度のフェイル信号形成（検出）を実現するとともに、ゲート電圧が高くなり、トランジスタのｏｎ抵抗を低減することができ、その最低動作電圧の低下も可能となる。
【００１４】
第２発明は更に、前記発振防止用抵抗と直列接続されて前記発振防止用抵抗を通じての前記ゲート抵抗への入力電位の前記定電流制御部の前記入力端への帰還を断続する帰還制御スイッチを有し、前記帰還制御スイッチは、前記定電流制御部による前記定電流制御時にオンされることを特徴としている。
【００１５】
すなわち、この第２発明は、点火コイルの電流（正確にはその一次コイル電流）を制御するゲート制御型トランジスタをこの電流に関する信号により負帰還制御してこの電流を定電流化させる定電流制御を行うとともに、このゲート制御型トランジスタに入力されるゲート電圧に関する信号も発振防止用抵抗を通じて帰還させてゲート制御型トランジスタの発振防止を行う発振防止抵抗付き定電流制御式の内燃機関用点火装置において、少なくとも定電流制御時には帰還制御スイッチのオンにより上記発振防止用抵抗を通じての上記ゲート電圧に関する信号の帰還を行うことを特徴としている。
【００１６】
このようにすれば、ゲート制御型トランジスタのゲート抵抗とゲート容量とによるこのトランジスタの動作遅延に起因するゲート制御型トランジスタの発振を定電流制御時に良好に防止することができる。また、ゲート制御型トランジスタのゲート電圧の低下の抑止により、ゲート制御型トランジスタの抵抗損失及びそれによる発熱を低減でき、動作応答性の向上も実現することができる。結局、本発明によれば、点火コイルの一次電流制御用トランジスタ回路の電流検出に対するこのトランジスタ回路の入力制御電圧の変動の影響を防止可能であり、且つ消費電力も小さくでき、ゲート電圧供給の電源電圧がより低い場合まで動作可能な内燃機関用点火装置を実現することができる。
【００１７】
更に、上記定電流制御を行わない場合、たとえば一次コイル電流に関する情報であるフェイル信号を検出する場合やその他のなんらかの必要が生じた場合には、この帰還制御スイッチのオフにより発振防止用抵抗を通じての帰還を停止することもできる。
【００１８】
その結果、この帰還停止を行えば、たとえばフェイル信号検出に際して発振防止用抵抗を通じてのゲート電圧変動がフェイル信号形成のための一次コイル電流検出に影響するのを簡単、確実に防止して簡素な回路構成で高精度のフェイル信号形成（検出）を実現するとともに、ゲート電圧が高くなり、トランジスタのｏｎ抵抗を低減することができ、その最低動作電圧の低下も可能となり、たとえばその他のなんらかの必要が生じた場合にも帰還を停止することができる。
【００１９】
好適な態様において、前記電流が前記定電流値よりも小さい所定のしきい値に達する前に前記帰還制御スイッチをオンする帰還制御スイッチ制御部を有する。このようにすれば、このゲート制御型トランジスタに入力されるゲート電圧に関する信号を発振防止用抵抗を通じて早期に帰還させることができるため、その後の定電流制御を安定に制御することができる。
【００２０】
好適な態様において、前記電流が前記定電流値よりも小さい所定のしきい値に達した場合に前記帰還制御スイッチをオンさせ、前記電流が前記しきい値未満の場合に前記帰還制御スイッチをオフさせる帰還制御スイッチ制御部を有する。このようにすれば、好適なタイミングにて確実に定電流制御時の帰還制御スイッチのオンと、定電流制御不要時の帰還制御スイッチのオフとを実現することができる。
【００２１】
好適な態様において、電流検出用抵抗の電圧降下に連動する信号電圧にもとづいてフェイル信号を形成するフェイル信号形成部を備える。フェイル信号形成部は、電流検出用抵抗が検出した一次コイル電流の大きさに基づいてフェイル信号を発生するが、発振防止用抵抗からの信号帰還と電流検出用抵抗からの信号帰還とが定電流制御部の同一入力端にて混在するために、フェイル信号形成部は発振防止用抵抗からの信号帰還の悪影響を受ける。この悪影響は、定電流制御を行う時にオンし、フェイル信号形成のために一次コイル電流検出を行う時にオフする帰還制御スイッチを発振防止用抵抗と直列に設けることにより、解決される。
【００２２】
好適な態様において、  前記定電流値よりも小さい所定のしきい値は、前記フェイル信号形成部が前記フェイル信号を出力している時の電流の大きさ以上で、かつ、前記定電流値よりも小さい値に設定される。このようにすれば、好適なタイミングにて確実に定電流制御時の帰還制御スイッチのオンと、フェイル信号形成時の帰還制御スイッチのオフとを実現することができる。
【００２３】
好適な態様において、前記フェイル信号形成部は、前記電流が所定のフェイル信号出力停止用のしきい値に達した場合に前記フェイル信号の出力を停止させるとともに、前記帰還制御スイッチ制御部として前記帰還制御スイッチをオンさせる。このようにすれば、フェイル信号形成回路が帰還制御スイッチ制御部を兼用できるために回路構成を簡素化することができる。
【００２４】
好適な態様において、前記フェイル信号形成部は、前記フェイル信号出力停止用のしきい値よりも小さい所定のフェイル信号出力開始用のしきい値に前記電流が達した場合に前記フェイル信号の出力を開始させる。これにより、定電流制御に先行して一次コイル電流のある値からある値まで増大する期間だけ確実にフェイル信号を出力することができる。
【００２５】
好適な態様において、前記ゲート制御型トランジスタの異常又は点火信号の異常を検出して異常信号を出力する異常検出回路と、前記異常信号により指令されて前記ゲート制御型トランジスタのゲート電極への駆動電圧の印加を遮断するとともに前記ゲート電極の蓄電電荷を緩やかに放電させるゲート放電制御回路とを備え、前記帰還制御スイッチは、前記異常信号により指令されて遮断される。このようにすれば、ゲート制御型トランジスタにそれをオフするべき異常が発生した場合に、帰還制御スイッチを通じてのゲート制御型トランジスタのゲート電極蓄電電荷の早期の放電を防止できるため、このゲート制御型トランジスタを緩やかにオフして点火装置の２次コイルでの高電圧発生を防止することができる。
【００２６】
好適な態様において、前記異常検出回路は、前記ゲート制御型トランジスタの温度過昇を検出する。このようにすれば、ゲート制御型トランジスタの温度が過昇となった場合に、帰還制御スイッチを通じてのゲート制御型トランジスタのゲート電極蓄電電荷の早期の放電を防止できるため、このゲート制御型トランジスタを緩やかにオフして点火装置の２次コイルでの高電圧発生を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
好適な実施例により本発明を具体的に説明する。ただし、以下の数字は先に説明した特許文献１説明のための先に記載した数字とは無関係である。また、本発明は、下記の実施例に限定解釈されるものではなく、本発明の技術思想を公知技術やそれに相当する技術の組み合わせにより実現してもよいことは言うまでもない。
【実施例１】
【００２８】
この実施例の内燃機関用点火装置の回路構成を図１に基づいて説明する。
【００２９】
１は点火装置、２は点火プラグ、３は点火コイルである。点火装置１において、１０は点火コイル３の一次電流を制御するための一次電流制御用のトランジスタ、１１は発振防止回路遮断用のトランジスタ、１２は定電流制御用のコンパレータ、１３は定電流制御用のコンパレータ１２により駆動されるトランジスタ、１４はフェイル検出１用のコンパレータ、１５はフェイル検出２用のコンパレータ、１６はフェイル信号形成用のロジック回路、１７はドライブ回路兼入力保護回路、１８〜２０はしきい値電圧発生回路、２１〜２７は抵抗（抵抗素子）である。
【００３０】
この回路の基本的な動作を図１及びその各部の電圧、電流を示すタイミングチャートである図２を参照して以下に説明する。
【００３１】
ドライブ回路兼入力保護回路１７は、時点ｔ１にて点火信号が入力されると外部直流電源からの電源電圧を抵抗２７、２１を通じてＩＧＢＴ１０のゲート電圧に印加し、それをターンオンさせる。抵抗２１はＩＧＢＴ１０のゲート抵抗である。これにより、コイル電流は直線的な増大を開始する。
【００３２】
この時、定電流制御用のコンパレータ１２に入力されるＡ点電位はまだその敷居値（定電流制御用しきい値）に達しておらず、トランジスタ１３はオフされ、Ｃ点電位すなわち略ゲート電圧の低下は生じていない。また、本発明で言う帰還制御スイッチをなすトランジスタ１１もオフ状態であり、Ｃ点電位がＡ点電位すなわち定電流制御用のコンパレータ１２の入力信号電圧や、Ｂ点電位すなわちコンパレータ１４、１５への入力信号電圧に影響を与えることはない。
【００３３】
コイル電流が増大してＢ点電位が増大し、時点ｔ２にてフェイル検出１用コンパレータ１４の入力信号電圧がそのしきい値を超えると、コンパレータ１４はハイレベル電圧をフェイル信号ロジック回路１６に出力し、フェイル信号ロジック回路１６は、ドライブ回路兼入力保護回路１７からの点火信号の入力を確認してフェイル信号の出力を開始する。
【００３４】
コイル電流が更に増大してＢ点電位が更に増大し、時点ｔ３にてフェイル検出２用コンパレータ１５の入力信号電圧がそのしきい値を超えると、コンパレータ１５はハイレベル電圧（フェイル検出２出力信号）をフェイル信号ロジック回路１６に出力し、フェイル信号ロジック回路１６は、ドライブ回路兼入力保護回路１７からの点火信号の入力を確認してフェイル信号の出力を停止する。
【００３５】
同時に、コンパレータ１５は、帰還制御スイッチであるトランジスタ１１をオンさせ、これにより、Ｃ点電位が発振防止用抵抗２２を通じてＡ点電位に帰還される。また、Ｃ点電位は発振防止用抵抗２２及び分圧抵抗２３を通じてＢ点電位を正方向に変化させるように帰還されるが、この時点ｔ３ではコンパレータ１４、１５の入力信号電圧としてのＢ点電位は既にそれらのしきい値電圧よりもハイレベルとなっており、コンパレータ１４、１５の出力状態が遷移することはなく、コンパレータ１４、１５になんら悪影響を生じさせることはない。
【００３６】
コイル電流が更に増大し、時点ｔ４にてＡ点電位が定電流制御用のコンパレータ１２のしきい値を超えると、コンパレータ１２の出力がハイレベルとなってトランジスタ１３をオンさせ、トランジスタ１３はＣ点電位を引き下げる。これ以降、コンパレータ１２は、Ａ点電位をしきい値電源２０の定電流制御用しきい値に一致させるフィードバック制御を行い、コイル電流が定電流制御される。
【００３７】
更に説明すると、抵抗ネットワークを構成する抵抗素子２２〜２６は、発振防止を図りつつコンパレータ１２及びそれにより制御されるトランジスタ１３による定電流制御を行う。上記抵抗ネットワークを簡単に考えれば、抵抗２４、２５はコイル電流に比例する電圧降下を検出する電流検出用抵抗２６の抵抗値補正用とも考えることができ、Ｂ点電位にコイル電流連動の信号電圧が生じると略見なすことができる。したがって、トランジスタ１１がオンしている期間には、Ａ点電位すなわち定電流制御用のコンパレータ１２の入力信号電圧は、ゲート電圧連動の信号電圧としてのＣ点電位と上記したコイル電流連動の信号電圧としてのＢ点電位との間の電位差を抵抗２２、２３で分圧した電位であるため、Ａ点電位は、これらＢ点電位とＣ点電位の影響を受けることになり、Ｃ点電位が上昇するとコンパレータ１２の入力信号電圧が増加する。すなわち、コイル電流連動信号電圧（Ｂ点電位）とゲート電圧連動電圧（Ｃ点電位）との関数に相当する信号電圧（Ａ点電位）が、コンパレータ１２の＋入力端に入力されることになり、これにより、ゲート抵抗２１とＩＧＢＴ１０のゲート容量との時定数に起因するコイル電流の制御遅延によりトランジスタ１０が発振動作するのが抑止され、ゲート電圧（正確にはＩＧＢＴ制御電圧）に略相当するＣ点電位の変化はＩＧＢＴ１０を経由することなく早期にコンパレータ１２に帰還するため、上記ＩＧＢＴ１０によるコイル電流連動信号電圧の遅延を補償することができるわけである。
【００３８】
次の時点ｔ５にて、点火信号がローレベルとなると、Ｃ点電位が大きく低下してＩＧＢＴ１０がオフし、これにより、コイル電流が遮断され、コンパレータ１４、１５はローレベルを出力する。
【００３９】
結局、この実施例によれば、フェイル信号形成のためにコイル電流を検出する際にはＣ点電位がフェイル信号形成部としてのコンパレータ１４、１５の入力信号電圧に影響を与えるのをトランジスタ１１のオフにより禁止する。その後にコンパレータ１４、１５がフェイル信号を形成した後は、トランジスタ１１がオンされて、増大するコイル電流の定電流制御のためのコンパレータ１２にＣ点電位すなわち略ゲート電圧を帰還して、ＩＧＢＴ１０の発振を防止する。
【００４０】
トランジスタ１１を用いない場合の図１のタイミングチャートを図３に示す。この場合、Ｃ点電位すなわち略ゲート電圧変動の影響がフェイル信号形成に悪影響が生じることがわかる。
【実施例２】
【００４１】
他の実施例を図４に示す回路図を参照して説明する。この実施例は、図１に示すトランジスタ１１をｐｎｐトランジスタに置換し、更に抵抗２２とトランジスタ１１との配置を逆にしたものであるが、トランジスタ１１は、インバータ２８を通じてコンパレータ１５により制御されるため実施例１と同じ動作を行うことができる。
【実施例３】
【００４２】
他の実施例を図５を参照して説明する。この実施例は、図１に示すＩＧＢＴ１０を電流検出端子付きＩＧＢＴ１０とし、かつ、抵抗２５を省略したものであるが、実施例１と同一の動作を行うことができることは明らかである。
【実施例４】
【００４３】
他の実施例を図６を参照して説明する。この実施例は、図１から図４、図５の変更を同時に行ったものであり、実施例１と同一の動作を行うことができることは明らかである。
(変形態様)
上記実施例では、コンパレータ１５の出力信号を用いてトランジスタ１１の断続を行ったが、タイマーなどを用いて適切なタイミングで作動させることも可能である。
【実施例５】
【００４４】
他の実施例を図７及び図８を参照して説明する。図７はこの実施例の示す回路図であり、図８は図７の回路の動作を示すタイミングチャートである。
この実施例は、図１に示す実施例１において、フェイル検出１用のコンパレータ１４、フェイル検出２用のコンパレータ１５及びフェイル信号ロジック回路１６を省略し、その代わりに、スイッチ３０、緩慢な放電用の抵抗３１、温度センサ３２、過昇温検出回路３３、ラッチ回路３４を設けた点が異なっている。
【００４５】
温度センサ３２は、この実施例ではＩＧＢＴ１０に近接して配置されたサーミスタ回路などからなり、ＩＧＢＴ１０の温度に応じて変化する信号電圧を過昇温検出回路３３に出力する。温度センサ３２をＩＧＢＴ１０に集積することも可能である。
【００４６】
過昇温検出回路３３は、図示しない定電圧回路から出力される所定のしきい値電圧と温度センサ３２からの信号電圧を比較してラッチ回路３４に比較電圧を出力する。ラッチ回路３４は、図８に示すように、ＩＧＢＴ１０の温度が低い場合にハイレベルを、所定しきい値温度ｔｈを超えた場合にローレベルをスイッチ３０及びトランジスタ（帰還制御スイッチ）１１に出力する。また、ラッチ回路３４は、ドライブ回路兼入力保護回路１７からのリセット信号によりリセットされる。
【００４７】
スイッチ３０は、ドライブ回路兼入力保護回路１７の出力端子と抵抗２７との間に配置され、抵抗３１は、スイッチ３０と抵抗２７との接続点を接地する。
【００４８】
この実施例によるＩＧＢＴ１０の過昇温保護回路機能について、以下に説明する。
【００４９】
ＩＧＢＴ１０が過昇温となった場合には、通常のパワー半導体スイッチング素子と同様にＩＧＢＴ１０をオフしてそれ以上の温度過昇を防止し、ＩＧＢＴ１０を保護するべきである。ただし、過昇温を検出して、ＩＧＢＴ１０を急激にオフすると、点火信号のタイミングに関係なく、点火装置の２次コイルに高電圧が発生し、点火動作をしてしまう。その結果、誤点火となり最悪の場合、内燃機関装置が破壊する可能性がある。このため、この実施例では、過昇温を検出してスイッチ３０をオフした場合に、ＩＧＢＴ１０にゲート電極に蓄電された電荷を抵抗２１、２７、３１を通じて緩やかに放電する。
【００５０】
ただし、この緩やかな放電に際して、実施例１で説明した帰還制御スイッチとしてのトランジスタ１１がオンしていると、ＩＧＢＴ１０のゲート電極に蓄電された電荷は、抵抗２２、トランジスタ１１、抵抗２３〜２６を通じて放電されるために、ＩＧＢＴ１０は急速にオフし、上記した点火装置の２次コイルに高電圧が発生し、点火動作をしてしまう。そこで、この実施例では、過昇温検出時にドライブ回路兼入力保護回路１７からＩＧＢＴ１０のゲート電極への充電を禁止するとともに、トランジスタ（帰還制御スイッチ）１１をオフする。これにより、ＩＧＢＴ１０の電流を緩やかにオフすることができ、点火装置の２次コイルの高電圧発生を防止することができる。
【００５１】
（変形態様）
上記実施例では、トランスファスイッチ３０を用いて過昇温検出時のＩＧＢＴ１０への電圧印加を遮断したが、その代わりにたとえば図９に示すように、ドライブ回路兼入力保護回路１７の出力ドライバ回路を構成するハイレベル側のドライバトランジスタ１７０及びローレベル側のドライバトランジスタ１７１をオフして、この出力ドライバ回路の出力端を開放し、更に抵抗３１を接地するためのトランジスタ３０’をオンするようにしてもよい。このようにすれば、ドライブ回路兼入力保護回路１７からＩＧＢＴ１０をオンする場合には、トランジスタ３０’をオフすることにより、ドライブ回路兼入力保護回路１７からの電流が抵抗３１を通じて放電する損失を回避することができる。
【００５２】
（変形態様）
上記実施例では、過昇温検出時にＩＧＢＴ１０のソフトオフ動作を行ったが、ＩＧＢＴ１０の過昇温時のみならず、ＩＧＢＴ１０をオフするべき異常発生時に同様のソフトオフ動作を行うことができる。すなわち、異常検出回路としての過昇温検出回路３３や温度センサ３２を、ＩＧＢＴ１０をオフすべき他の異常を検出する回路やセンサに変更すればよい。
【００５３】
（変形態様）
上記実施例では、トランジスタ（帰還制御スイッチ）１１は定電流制御制御不要時にオフしたが、トランジスタ（帰還制御スイッチ）１１は少なくとも定電流制御時にオンされればよく、定電流制御不要時でもゲート電圧帰還制御を停止する必要が生じた場合にのみトランジスタ（帰還制御スイッチ）１１をオフすることも可能である。
【００５４】
（変形態様）
上記実施例では、ゲート制御型トランジスタであるＩＧＢＴ１０の電流が所定の定電流値よりも小さい所定のしきい値に達した場合に、すなわち定電流制御開始と同時に、トランジスタ（帰還制御スイッチ）１１をオンしたが、定電流制御開始に先行してトランジスタ（帰還制御スイッチ）１１をオンしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】実施例１の内燃機関用点火装置を示す回路図である。
【図２】図１の各部波形を示すタイミングチャートである。
【図３】図１において帰還制御スイッチを省略した場合の各部波形を示すタイミングチャートである。
【図４】実施例２の内燃機関用点火装置を示す回路図である。
【図５】実施例３の内燃機関用点火装置を示す回路図である。
【図６】実施例４の内燃機関用点火装置を示す回路図である。
【図７】実施例５の内燃機関用点火装置を示す回路図である。
【図８】図７の回路の動作を示すタイミングチャートである。
【図９】実施例５の変形態様を示す部分回路図である。
【図１０】従来の定電流制御式内燃機関用点火装置を示す回路図である。
【図１１】図７におけるフェイル検出電流のゲート電圧依存性を示す特性図である。
【符号の説明】
【００５６】
１      内燃機関用点火装置
２      点火プラグ
３      点火コイル
１０      ＩＧＢＴ（ゲート制御型トランジスタ）
１１      トランジスタ（帰還制御スイッチ）
１２      コンパレータ（定電流制御部）
１３      トランジスタ（定電流制御部）
１４      コンパレータ（フェイル信号形成部）
１５      コンパレータ（フェイル信号形成部）
１６      フェイル信号ロジック回路（フェイル信号形成部）
１７      ドライブ回路兼入力保護回路
２１      ゲート抵抗
２２      発振防止用抵抗
２３〜２５      抵抗
２６      電流検出用抵抗
２８      インバータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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