(57)【要約】【課題】パワートランジスタの短絡時に、連続通電状態となって過大電流が内燃機関用点火コイルに断続的に流れることを防ぐことができる内燃機関用点火コイルのイグナイタを提供する。【解決手段】エンジン制御装置２からの点火制御信号に応じて、コイル−鉄心組立体３の一次コイル３１に流れる一次電流の通電・非通電を制御するパワートランジスタ４を備えた内燃機関用点火コイルのイグナイタ１において、温度上昇に伴って電気抵抗値が増大するＰＴＣサーミスタ５を、１５０℃を超えると急激に電気抵抗値が上昇する非線形タイプのものを採用し、かつ、パワートランジスタ４の近傍であって、一次コイル３１と、この一次コイル３１に接続されているパワートランジスタ４のコレクタ部４１との間に配設した。【選択図】図１
2009174441.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン制御装置からの点火制御信号に応じて、一次コイルに流れる一次電流の通電・非通電を制御するパワートランジスタを備えた内燃機関用点火コイルのイグナイタにおいて、
温度上昇に伴って電気抵抗値が増大する電流制限素子を、前記一次コイルと前記パワートランジスタのコレクタ部との間、または、前記パワートランジスタのエミッタ部とアースとの間に配設した、
ことを特徴とする内燃機関用点火コイルのイグナイタ。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関用点火コイルのイグナイタにおいて、
前記電流制限素子を、ある温度を超えると急激に電気抵抗値が増大する非線形タイプのものとした、  
ことを特徴とする内燃機関用点火コイルのイグナイタ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の内燃機関用点火コイルのイグナイタにおいて、
前記電流制限素子を、前記パワートランジスタが配置されたチップ上または前記パワートランジスタの近傍に配設した、
ことを特徴とする内燃機関用点火コイルのイグナイタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の内燃機関に使用される内燃機関用点火コイルのイグナイタに関し、電流制限素子を配設することにより、パワートランジスタの短絡時に、電気抵抗値を急激に上昇させて、過大電流が内燃機関用点火コイルに断続的に流れることを防ぐことができる内燃機関用点火コイルのイグナイタに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関用点火コイルは、エンジンの各気筒ごとに配置されるもので、絶縁ケース内に、一次コイル、この一次コイルの外側に配設される二次コイル、この二次コイルおよび一次コイルを磁気的に結合する鉄心からなるコイル−鉄心組立体が収容され、さらに、このコイル−鉄心組立体における一次コイルに流れる一次電流を制御しているパワートランジスタを少なくとも備えるイグナイタが収容されて、続いて、絶縁樹脂が充填されて硬化することで構成されている。そして、一般に、他のエンジン部品などから要求される寸法的制限が厳しく、小型化が求められている。また、使用温度条件が氷点下３０℃〜１３０℃であるなど、過酷な熱環境をもたらすため、従来から、絶縁ケース内に収容されるイグナイタに対し、十分な耐久性を保証するための様々な設計的配慮が検討されている。
【０００３】
ここで、従来の内燃機関用点火コイルのイグナイタ、例えば、１チップ型のイグナイタは、一次コイルに流れる一次電流の通電・非通電をオン・オフにより制御するパワートランジスタと、一次コイルに流れる一次電流を制限する回路素子とが一つの半導体チップ内に展開されて構成されている。パワートランジスタは、エンジン制御装置に接続されるゲート部と、アースに接続されるエミッタ部と、一次コイルに接続されるコレクタ部とを備えている。また、回路素子は、パワートランジスタのコレクタ部からエミッタ部へ流れる電流を制限し、パワートランジスタを保護するものである。
イグナイタは、回路素子により、連続通電状態が回避されることで異常発熱を防ぎ、構成部品であるパワートランジスタの劣化、破壊を防いで、ひいては、内燃機関用点火コイルの溶損、発火を防いでいる。このような内燃機関用点火コイルのイグナイタに係る発明が、例えば、下記特許文献１、下記特許文献２等に提案されている。
【特許文献１】特開２００１−２４８５２９号公報
【特許文献２】特開２０００−２９７７３２号公報
【０００４】
なお、自動車等のエンジンシステムは、内燃機関用点火コイルまたはイグナイタ自体が動作不良を起こした場合、これらがエンジンの各気筒ごとに配置されているので、エンジンは不調となるものの、運転状態を維持することが可能で、退避走行ができる状態が保たれて、エンジンストップによる危険な状態が回避されるよう構築されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の内燃機関用点火コイルのイグナイタは、パワートランジスタにおけるコレクタ部とエミッタ部との間で何らかの短絡（故障）が生じた場合、上記した回路素子の保護機構が働くことがないので、過大電流の制限や強制遮断が行われず、連続通電状態となって異常発熱し、内燃機関用点火コイルの溶損、発火やエンジンの不調をもたらすという問題がある。特に、最悪の場合、過大電流による異常発熱によって車輌ヒューズが溶断してしまい、エンジンシステムの車輌ヒューズが通常１系統であるために、エンジンがストップして、退避走行も不可能な非常に危険な状態に陥る可能性があるという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記実情に鑑みて提案されたもので、パワートランジスタにおけるコレクタ部とエミッタ部との間で何らかの短絡（故障）が生じた場合にも、電流制限素子を搭載することにより、電気抵抗値を急激に上昇させて、過大電流が内燃機関用点火コイルに断続的に流れることを防ぐことができる内燃機関用点火コイルのイグナイタ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】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係る内燃機関用点火コイルのイグナイタは、エンジン制御装置からの点火制御信号に応じて、一次コイルに流れる一次電流の通電・非通電を制御するパワートランジスタを備えた内燃機関用点火コイルのイグナイタにおいて、温度上昇に伴って電気抵抗値が増大する電流制限素子を、前記一次コイルと前記パワートランジスタのコレクタ部との間、または、前記パワートランジスタのエミッタ部とアースとの間に配設した、ことを特徴とする。
【０００８】
さらに、上記電流制限素子を、ある温度を超えると急激に電気抵抗値が増大する非線形タイプのものとすることが好ましい。  
【０００９】
また、上記電流制限素子を、パワートランジスタが配置されたチップ上またはパワートランジスタの近傍に配設することが、さらに好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明では、エンジン制御装置からの点火制御信号に応じて一次コイルに流れる一次電流の通電・非通電を制御するパワートランジスタを備えた内燃機関用点火コイルのイグナイタにおいて、温度上昇に伴って電気抵抗値が増大する電流制限素子を、一次コイルとパワートランジスタのコレクタ部との間、または、パワートランジスタのエミッタ部とアースとの間に配設したので、パワートランジスタにおけるコレクタ部とエミッタ部との間で何らかの短絡（故障）が生じてイグナイタが異常発熱しても、電流制限素子の電気抵抗値が増大し、イグナイタの電気抵抗値が上昇するため、過大電流が内燃機関用点火コイルに断続的に流れないようにすることができる。これにより、内燃機関用点火コイルの溶損、発火やエンジンの不調を防ぐことができ、特に、過大電流による異常発熱によって車輌ヒューズが溶断することを防ぐことができて、エンジンストップを引き起こし、退避走行も不可能な非常に危険な状態に陥ることを防いで、自動車等のエンジンシステムの安全を確保することができる。
【００１１】
さらに、上記電流制限素子を、ある温度を超えると急激に電気抵抗値が上昇する非線形タイプのものとしたので、イグナイタが異常発熱した場合にのみ、イグナイタの電気抵抗値が急激に上昇して過大電流が内燃機関用点火コイルに断続的に流れないようにすることができ、通常動作時には、内燃機関用点火コイルに必要な電流量を確実に供給することが可能となる。すなわち、動作の安定した信頼性の高い内燃機関用点火コイルのイグナイタを提供することができる。
【００１２】
また、上記電流制限素子を、パワートランジスタが配置されたチップ上またはパワートランジスタの近傍に配設したので、パワートランジスタにおけるコレクタ部とエミッタ部との間での短絡（故障）に基づいたイグナイタの異常発熱を、電流制限素子がいち早く感知してその電気抵抗値を増大させることができるため、イグナイタの電気抵抗値をいち早く上昇させて、いち早く過大電流が内燃機関用点火コイルに流れないようにすることができる。これにより、内燃機関用点火コイルの溶損、発火やエンジンの不調を効果的に防ぐことができ、特に、過大電流による異常発熱によって車輌ヒューズが溶断することを防ぐことができて、エンジンストップを引き起こし、退避走行も不可能な非常に危険な状態に陥ることを防いで、自動車等のエンジンシステムの安全を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、この発明のいくつかの実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る内燃機関用点火コイルのイグナイタにおける第一実施例の概略回路図、図２は、本発明に係る内燃機関用点火コイルのイグナイタにおける第二実施例の概略回路図、図３は、本発明に係る内燃機関用点火コイルのイグナイタにおける第三実施例の概略回路図、図４は、本発明に係る内燃機関用点火コイルのイグナイタにおける第四実施例の概略回路図である。
【００１４】
（第一実施例）
本発明に係る内燃機関用点火コイルのイグナイタ１は、図１に示す通り、エンジン制御装置２からの点火制御信号に応じて、コイル−鉄心組立体３の一次コイル３１に流れる一次電流の通電・非通電を制御するパワートランジスタ４を備えた内燃機関用点火コイルのイグナイタ１において、特に、温度上昇に伴って電気抵抗値が増大する電流制限素子、例えば、ＰＴＣサーミスタ５が内部に配設されたものである。
【００１５】
そして、ＰＴＣサーミスタ５は、イグナイタ１の内部のパワートランジスタ４の近傍であって、一次コイル３１と、この一次コイル３１に接続されているパワートランジスタ４のコレクタ部４１との間に配設されている。また、ＰＴＣサーミスタ５は、ある温度、例えば、１５０℃に達すると急激に電気抵抗値が上昇する非線形タイプのものが採用されている。
【００１６】
ここで、本発明に係る内燃機関用点火コイルのイグナイタ１において、パワートランジスタ４におけるコレクタ部４１とエミッタ部４２との間で何らかの短絡（故障）が生じた場合について説明する。
【００１７】
パワートランジスタ４におけるコレクタ部４１とエミッタ部４２との間で何らかの短絡（故障）が生じると、イグナイタ１は、一次コイル３１に一次電流を流し続けるという連続通電状態となる。連続通電状態となったイグナイタ１は発熱するが、１５０℃に達すると、パワートランジスタ４の近傍であって、一次コイル３１と、この一次コイル３１に接続されているパワートランジスタ４のコレクタ部４１との間に配設されたＰＴＣサーミスタ５の電気抵抗値が急激に増大する。そうすると、イグナイタ１の電気抵抗値も急激に上昇するため、過大な一次電流が一次コイル３１に流れなくなり、すなわち、過大電流が内燃機関用点火コイルに断続的に流れることがなくなる。そうすると、本発明に係る内燃機関用点火コイルのイグナイタ１は、パワートランジスタ４におけるコレクタ部４１とエミッタ部４２との間で何らかの短絡（故障）が生じても、過大電流が内燃機関用点火コイルに断続的に流れることがないので、車輌ヒューズ６を溶断することがなくなって、エンジンがストップし、退避走行も不可能な非常に危険な状態に陥ることがなくなる。
【００１８】
したがって、本発明に係る内燃機関用点火コイルのイグナイタ１では、温度上昇に伴って電気抵抗値が増大するＰＴＣサーミスタ５を内部、特に、パワートランジスタ４の近傍であって、一次コイル３１と、この一次コイル３１に接続されているパワートランジスタ４のコレクタ部４１との間に配設したので、パワートランジスタ４におけるコレクタ部４１とエミッタ部４２との間で何らかの短絡（故障）が生じ、イグナイタ１が発熱しても、１５０℃に達すると、ＰＴＣサーミスタ５の電気抵抗値が急激に増大するため、イグナイタ１の電気抵抗値が急激に上昇して、過大電流が内燃機関用点火コイルに断続的に流れないようにすることができる。特に、ＰＴＣサーミスタ５を、パワートランジスタ４の近傍に配設したので、イグナイタ１が１５０℃を超えて発熱したことを、いち早く検知し、その電気抵抗値を急激に増大させることができる。そして、本発明に係る内燃機関用点火コイルのイグナイタ１は、１５０℃を超えるような異常発熱時にも、車輌ヒューズ６を溶断することがなくなるので、エンジンがストップし、退避走行も不可能な非常に危険な状態に陥ることを防ぐことができる。
【００１９】
なお、本発明に係る内燃機関用点火コイルのイグナイタ１は、１５０℃に達すると電気抵抗値が急激に増大するＰＴＣサーミスタ５を採用しているため、異常発熱の原因がどのようなものであっても、１５０℃を超えるような異常発熱時にはイグナイタ１の電気抵抗値が急激に上昇し、過大電流が内燃機関用点火コイルに断続的に流れないようにすることができる。そして、車輌ヒューズ６を溶断することがなくなるので、エンジンがストップし、退避走行も不可能な非常に危険な状態に陥ることを防ぐことができる。
【００２０】
（第二実施例）
第二実施例における内燃機関用点火コイルのイグナイタ１は、図２に示す通り、ＰＴＣサーミスタ５を、イグナイタ１の内部のパワートランジスタ４の近傍であって、アース７と、このアース７に接続されているパワートランジスタ４のエミッタ部４２との間に配設したことのみが、第一実施例と異なる構成である。その他の構成およびその効果は、第一実施例と同様である。
【００２１】
（第三実施例）
また、第三実施例における内燃機関用点火コイルのイグナイタ１は、図３に示す通り、第一実施例のイグナイタ１の構成に加え、ＰＴＣサーミスタ５を、パワートランジスタ４の近傍であって、エンジン制御装置２と、このエンジン制御装置２に接続されているパワートランジスタ４のゲート部４３との間にさらに配設した構成である。そうすると、第一実施例における効果に加え、パワートランジスタ４のゲート部４３とエミッタ部４２との間で短絡が生じた場合のほか、エンジン制御装置２側からの点火制御信号のパルスが何らかの異常で長時間印加された場合等に、イグナイタ１の異常発熱を、エンジン制御装置２と、このエンジン制御装置２に接続されているパワートランジスタ４のゲート部４３との間にさらに配設したＰＴＣサーミスタ５が検知して、その電気抵抗値を増大させるため、イグナイタ１の駆動電圧が低下することになり、したがって、パワートランジスタ４のコレクタ部４１とエミッタ部４２との間に流れる電流を低下または遮断することができて、過大電流が内燃機関用点火コイルに断続的に流れないようにすることができる。
【００２２】
（第四実施例）
さらに、第四実施例における内燃機関用点火コイルのイグナイタ１は、図４に示す通り、第二実施例のイグナイタ１の構成に加え、第三実施例のように、ＰＴＣサーミスタ５を、パワートランジスタ４の近傍であって、エンジン制御装置２と、このエンジン制御装置２に接続されているパワートランジスタ４のゲート部４３との間にさらに配設した構成である。そうすると、第四実施例における内燃機関用点火コイルのイグナイタ１では、第二実施例における効果に加え、第三実施例と同様な効果を得ることができる。
【００２３】
なお、第一実施例から第四実施例までに例示したＰＴＣサーミスタ５は、パワートランジスタ４の近傍に配設した例で説明したが、少なくともイグナイタ１の内部発熱源であるパワートランジスタ４が含まれるチップ上に配設することにより、イグナイタの異常発熱をいち早く感知してその電気抵抗値を増大させることができる。
【００２４】
以上、本発明に係るいくつかの実施形態を詳述したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。そして本発明は、特許請求の範囲に記載された事項を逸脱することがなければ、種々の設計変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では、電流制限素子にＰＴＣサーミスタを採用したものを説明したが、発熱によって抵抗が増大し、電流が流れにくくなる性質を利用することができる電流制限素子を採用する限り、適宜の電流制限素子を用いることができる。特に、電流制限素子に、ある温度を超えると急激に抵抗が上昇するような非線形の動作をするタイプのものを採用すれば、イグナイタが異常発熱した場合にのみ、過大電流が内燃機関用点火コイルに断続的に流れないようにし、通常動作時には、内燃機関用点火コイルに必要な電流量を確実に供給することが可能となるので、望ましい実施形態となる。
【００２５】
また、電流制限素子を回路保護素子として利用することにより、その他の安全性をクリアすれば、エンジンシステムの車輌ヒューズを不要とすることも可能となる。すなわち、車輌ヒューズの不要な経済的なエンジンシステムを構築することを期待することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る内燃機関用点火コイルのイグナイタにおける第一実施例の概略回路図である。
【図２】本発明に係る内燃機関用点火コイルのイグナイタにおける第二実施例の概略回路図である。
【図３】本発明に係る内燃機関用点火コイルのイグナイタにおける第三実施例の概略回路図である。
【図４】本発明に係る内燃機関用点火コイルのイグナイタにおける第四実施例の概略回路図である。
【符号の説明】
【００２７】
１    イグナイタ
２    エンジン制御装置
３    コイル−鉄心組立体
３１  一次コイル
４    パワートランジスタ
４１  コレクタ部
４２  エミッタ部
４３  ゲート部
５    ＰＴＣサーミスタ
６    車輌ヒューズ
７    アース
【図１】
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【図２】
2009174441.tif 000004
【図３】
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【図４】
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