JP2003049755A - Drive circuit for car and ignition device for internal combustion engine using it - Google Patents
Drive circuit for car and ignition device for internal combustion engine using itInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用の電気機
器に用いる駆動回路及び該駆動回路を利用した内燃機関
用点火装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a drive circuit used for electric equipment for automobiles and an ignition device for an internal combustion engine using the drive circuit.
【０００２】[0002]
【従来の技術】例えば、内燃機関の点火装置では、エン
ジンコントロールユニット（内燃機関用電子制御装置、
以下、「ＥＣＵ」と称する）からの点火制御信号によ
り、点火駆動回路のパワースイッチング素子をオン，オ
フさせて、点火コイルの一次電流を通電，遮断制御して
いる。2. Description of the Related Art For example, in an ignition device for an internal combustion engine, an engine control unit (electronic control device for internal combustion engine,
Hereinafter, the power switching element of the ignition drive circuit is turned on / off by an ignition control signal from (hereinafter, referred to as "ECU") to control energization / interruption of the primary current of the ignition coil.
【０００３】パワースイッチング素子としては、従来は
バイポーラトランジスタが使用されていたが、最近で
は、消費電流の少ないＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポー
ラトランジスタ）が使用されている。Conventionally, a bipolar transistor has been used as a power switching element, but recently, an IGBT (insulated gate bipolar transistor) which consumes less current has been used.
【０００４】ＩＧＢＴは、絶縁ゲートを有する電圧駆動
タイプのスイッチング素子であることからＥＣＵからの
点火制御信号に対し電流をほとんど必要としない。ま
た、電流制限回路を有する場合においても、電流制限が
かからない場合はほとんど電流を必要としないため、Ｅ
ＣＵと点火装置間の接続端子部にはμＡオーダーの微少
な電流しか流れない。Since the IGBT is a voltage-driven type switching element having an insulated gate, it requires almost no current for the ignition control signal from the ECU. Further, even when the current limiting circuit is provided, if the current is not limited, almost no current is required.
Only a small current of the order of μA flows through the connection terminal between the CU and the ignition device.
【０００５】接続端子は通常Ｓｎめっきを使用するが、
端子間の接触電流が小さい場合、端子の酸化などが起こ
り接触不良が発生する場合がある。また、通常のＥＣＵ
は、その出力部においてＥＣＵと点火装置間の断線検出
を行っているが、ＩＧＢＴの場合には、ＥＣＵからの出
力電流が微少電流であるために断線検知が困難となる。Normally, Sn plating is used for the connection terminals,
When the contact current between the terminals is small, the terminals may be oxidized and contact failure may occur. Also, a normal ECU
Detects the disconnection between the ECU and the ignition device at its output part, but in the case of the IGBT, it is difficult to detect the disconnection because the output current from the ECU is a minute current.
【０００６】上記のような端子間の接触不良の問題や断
線検知の困難性を解決するために、従来は、例えば、特
開平９−２２８９３７号公報に開示されるように、ＩＧ
ＢＴを用いた点火装置において、入力端子とＧＮＤ間に
電流調整用のブリーダ抵抗（プルダウン抵抗）を設定
し、故意的に端子接続部に１ｍＡ以上の電流を流す技術
が提案されている。この端子接続部を通る電流は、ブリ
ーダ抵抗を介してＩＧＢＴのゲートをバイパスしＧＮＤ
に流され、電圧駆動型のＩＧＢＴの動作に支障がないよ
うにしてある。ここでは、このブリーダ抵抗（プルダウ
ンインピーダンス）を流れる電流と、端子接続部電流，
プルダウン電流、或いは入力電流と称することもある。In order to solve the problems of poor contact between terminals and the difficulty of detecting disconnection as described above, the conventional IG method is disclosed in, for example, Japanese Unexamined Patent Publication No. 9-228937.
In an ignition device using a BT, a technique has been proposed in which a bleeder resistance (pull-down resistance) for current adjustment is set between an input terminal and GND, and a current of 1 mA or more is intentionally applied to a terminal connection portion. The current flowing through this terminal connection bypasses the IGBT gate via the bleeder resistance and
Therefore, the operation of the voltage drive type IGBT is not hindered. Here, the current flowing through this bleeder resistance (pull-down impedance), the terminal connection current,
It may be referred to as pull-down current or input current.
【０００７】ブリーダ抵抗を設けた場合、上記入力電流
（端子接続部電流，プルダウン電流）は電圧に対する抵
抗の比例電流になっている。When a bleeder resistor is provided, the input current (terminal connection part current, pull-down current) is a current proportional to the resistance with respect to the voltage.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】ところで、ＩＧＢＴを
用いた点火装置であっても、事情によっては、上記入力
電流（端子接続部電流，プルダウン電流）を１０ｍＡ〜
２０ｍＡ以上要求されることもある。この場合には、駆
動回路のブリーダ抵抗（プルダウンインピーダンス）を
小さくせざるを得ない。Even in the ignition device using the IGBT, depending on the circumstances, the input current (terminal connection current, pull-down current) is 10 mA to 10 mA.
20 mA or more may be required. In this case, there is no choice but to reduce the bleeder resistance (pull-down impedance) of the drive circuit.
【０００９】しかし、点火装置として得られる入力電圧
は、ＥＣＵの出力抵抗とブリーダ抵抗の分圧になり、大
きな入力電流を得ようとしてブリーダ抵抗を小さくする
と、ブリーダ抵抗の電圧ドロップが小さくなり、点火装
置の入力電圧が低下してしまう。However, the input voltage obtained as the ignition device becomes a partial pressure of the output resistance of the ECU and the bleeder resistance, and if the bleeder resistance is reduced in order to obtain a large input current, the voltage drop of the bleeder resistance is reduced, and the ignition is performed. The input voltage of the device will drop.
【００１０】このような入力電圧の低下は、ＩＧＢＴ
（ＭＯＳゲートパワースイッチング素子）が電圧駆動形
の素子であるため、オン動作に必要な入力電圧を充分に
確保できないことになる。Such a decrease in the input voltage is caused by the IGBT.
Since the (MOS gate power switching element) is a voltage-driven element, it is impossible to secure a sufficient input voltage required for the ON operation.
【００１１】本発明は以上の課題を解決して、ＩＧＢＴ
使用のパワー素子を使用する自動車用駆動回路（内燃機
関用点火装置の駆動回路など）において、入力電流（端
子接続部電流，プルダウン電流）を大きくしたい場合に
その要求に応えると共に、ＩＧＢＴのオン動作に必要な
入力電圧を充分に確保することができる手段を提供する
ことにある。The present invention solves the above problems and realizes an IGBT
In an automobile drive circuit (drive circuit of an internal combustion engine ignition device, etc.) that uses a power element used, when it is desired to increase the input current (terminal connection part current, pull-down current), the demand can be met and the IGBT ON operation can be performed. It is to provide a means capable of sufficiently securing the input voltage necessary for
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】上記課題は、自動車の電
子制御装置から出力される制御信号に応じて電気機器の
電流を制御し、パワー素子としてＩＧＢＴを備える自動
車用駆動回路において、この駆動回路の入力段に流れる
電流を意図的にＩＧＢＴのゲートをバイパスしてグラウ
ンドに流すプルダウンインピーダンスを設け、プルダウ
ンインピーダンスは制御信号の電圧によって変化する可
変インピーダンス回路により構成することで達成され
る。SUMMARY OF THE INVENTION The above object is to provide a drive circuit for an automobile, which controls an electric current of an electric device according to a control signal output from an electronic control unit of the automobile and includes an IGBT as a power element. The pull-down impedance is provided by intentionally bypassing the gate of the IGBT and flowing to the ground by flowing the current flowing in the input stage of the pull-down impedance. The pull-down impedance is achieved by a variable impedance circuit that changes according to the voltage of the control signal.
【００１３】具体的には、例えば内燃機関用点火装置の
駆動回路において上記可変インピーダンス回路を備え、
この可変インピーダンス回路（プルダウンインピーダン
ス）は、ＩＧＢＴ（パワースイッチング素子）が完全に
オンするまでは、入力電流（プルダウン電流，端子接触
部電流）が少なく且つＩＧＢＴ動作に必要なゲート電圧
を確保できるよう高インピーダンスとなり、ＩＧＢＴが
完全にオンする領域では、入力電流が多くなるよう低イ
ンピーダンスとなる。Specifically, for example, in the drive circuit of the ignition device for an internal combustion engine, the variable impedance circuit is provided,
This variable impedance circuit (pull-down impedance) has a high input current (pull-down current, terminal contact portion current) until the IGBT (power switching element) is completely turned on, and is high enough to secure the gate voltage required for the IGBT operation. In the region where the impedance is turned on and the IGBT is completely turned on, the impedance becomes low so that the input current increases.
【００１４】[0014]
【発明の実施の形態】本発明の実施例を図面に基づき説
明する。Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
【００１５】図１は本発明の一実施例に係る回路図、図
２は本実施例に用いる駆動回路の入力電流と入力電圧と
の関係を示す特性図である。本実施例では、内燃機関用
の点火システムの構成例を示す。FIG. 1 is a circuit diagram according to one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a characteristic diagram showing a relationship between an input current and an input voltage of a drive circuit used in this embodiment. In the present embodiment, a configuration example of an ignition system for an internal combustion engine will be shown.
【００１６】１はＥＣＵ、２は点火装置である。Reference numeral 1 is an ECU, and 2 is an ignition device.
【００１７】ＥＣＵ１は、自動車の運転状態に応じて点
火時期などを演算する演算装置（ＣＰＵ）８を有し、そ
の出力段にＮＰＮトランジスタ１０とプルアップ抵抗９
が設けてある。ＣＰＵ８により算出された適正な点火タ
イミングで、トランジスタ１０をオン，オフ制御し、点
火装置２にハイレベル，ローレベルのパルスを出力す
る。The ECU 1 has a computing unit (CPU) 8 for computing ignition timing and the like in accordance with the operating state of the vehicle, and has an NPN transistor 10 and a pull-up resistor 9 at its output stage.
Is provided. At a proper ignition timing calculated by the CPU 8, the transistor 10 is controlled to be turned on and off, and high-level and low-level pulses are output to the ignition device 2.
【００１８】点火装置２は、その駆動回路２０と点火コ
イル３及び点火プラグ４により構成される。The ignition device 2 comprises a drive circuit 20, an ignition coil 3 and an ignition plug 4.
【００１９】駆動回路２０は、点火コイル３の一次電流
を通電・遮断するパワースイッチング素子としてＩＧＢ
Ｔ２１を有する。The drive circuit 20 is an IGBT as a power switching element for energizing and interrupting the primary current of the ignition coil 3.
It has T21.
【００２０】ＩＧＢＴ２１のゲートは、ゲート抵抗３０
および入力端子２９を介してＥＰＵ１の出力端子と接続
され、コレクタが点火コイル３の一次コイルと接続さ
れ、エミッタがＧＮＤに接続される。The gate of the IGBT 21 has a gate resistance 30.
And the output terminal of the EPU 1 via the input terminal 29, the collector is connected to the primary coil of the ignition coil 3, and the emitter is connected to the GND.
【００２１】駆動回路２０は、一次コイルの電流（一次
電流）が過多にならないようにするための保護回路を有
する。この保護回路は、サブＩＧＢＴ２８，電流検出抵
抗２７，電流制限回路部２６により構成される。The drive circuit 20 has a protection circuit for preventing the current (primary current) of the primary coil from becoming excessive. This protection circuit includes a sub-IGBT 28, a current detection resistor 27, and a current limiting circuit unit 26.
【００２２】サブＩＧＢＴ２８は、ＩＧＢＴ２１と並列
に接続されてＩＧＢＴ２１同様に点火制御信号によりオ
ン，オフ制御され、オン動作時に点火コイルの一次電流
の一部を電流検出抵抗２７に通すようにしてある。電流
検出抵抗２７は、サブＩＧＢＴ２８のエミッタとＧＮＤ
との間に接続される。The sub-IGBT 28 is connected in parallel with the IGBT 21 and is turned on / off by an ignition control signal similarly to the IGBT 21, and a part of the primary current of the ignition coil is passed through the current detection resistor 27 during the on-operation. The current detection resistor 27 is connected to the emitter of the sub-IGBT 28 and the GND.
Connected between and.
【００２３】電流制限回路部２６は、抵抗２７の検出信
号を入力し、一次電流が所定値以上にならないようにＩ
ＧＢＴ２１を制御することで、ＩＧＢＴ２１を保護す
る。The current limiting circuit section 26 receives the detection signal of the resistor 27 and controls the primary current so that it does not exceed a predetermined value.
The IGBT 21 is protected by controlling the GBT 21.
【００２４】駆動回路２０の入力段には、意図的に入力
電流をＩＧＢＴ２１のゲートをバイパスしてＧＮＤに流
すプルダウンインピーダンスを設ける。このプルダウン
インピーダンスは、抵抗２２，２３（Ｒ１，Ｒ２）、抵
抗２５（Ｒ３），スイッチング素子（例えばＭＯＳトラ
ンジスタ）２４よりなる可変インピーダンス回路３２に
より構成される。At the input stage of the drive circuit 20, a pull-down impedance is intentionally provided to allow the input current to bypass the gate of the IGBT 21 and flow to GND. This pull-down impedance is composed of a variable impedance circuit 32 including resistors 22, 23 (R1, R2), a resistor 25 (R3), and a switching element (eg, MOS transistor) 24.
【００２５】この可変インピーダンス回路３２は、ＩＧ
ＢＴ２１のゲートに入力される制御信号の電圧によって
プルダウンインピーダンスを変化させるものである。具
体的には、例えば、分圧抵抗２２（Ｒ１），２３（Ｒ
２）は駆動回路２０の入力端子２９とＧＮＤ間に接続さ
れ、また、抵抗２５（Ｒ３）とスイッチング素子２４も
直列にして入力端子２９とＧＮＤ間に接続されている。
スイッチング素子２４のゲートは、分圧抵抗２２，２３
間に接続されている。スイッチング素子２４のソース
は、ＧＮＤ電位となるＩＧＢＴ２１のエミツタ側に接続
され、ドレインは抵抗２５を介して入力端子２９に接続
される。The variable impedance circuit 32 is an IG
The pull-down impedance is changed by the voltage of the control signal input to the gate of BT21. Specifically, for example, the voltage dividing resistors 22 (R1) and 23 (R
2) is connected between the input terminal 29 of the drive circuit 20 and GND, and the resistor 25 (R3) and the switching element 24 are also connected in series and connected between the input terminal 29 and GND.
The gate of the switching element 24 has voltage dividing resistors 22 and 23.
Is connected in between. The source of the switching element 24 is connected to the emitter side of the IGBT 21, which is at the GND potential, and the drain is connected to the input terminal 29 via the resistor 25.
【００２６】この分圧抵抗２２（Ｒ１），２３（Ｒ２）
間の電圧が所定値以上になると、スイッチング素子２４
がオンして、抵抗２５（Ｒ３）が抵抗２２，２３（Ｒ
１，Ｒ２）と並列の接続状態になる。The voltage dividing resistors 22 (R1) and 23 (R2)
When the voltage between them exceeds a predetermined value, the switching element 24
Is turned on, and the resistor 25 (R3) turns on the resistors 22 and 23 (R
1, R2) is connected in parallel.
【００２７】本実施例によれば、ＩＧＢＴ２１は、ＥＣ
Ｕ１の出力信号がローからハイレベル信号になることで
オンし点火コイル３の一次電流を通電させる。ＩＧＢＴ
２１をオフからオンに変える場合の入力電圧（ゲート電
圧）は、ＥＣＵ１の出力電圧をプルアップ抵抗９と抵抗
２２，２３で分圧して得られるものである。すなわち、
ＥＣＵ１がローからハイレベルに変わる時点（換言すれ
ばＩＧＢＴ２１が完全にオンするまでの時点）では、可
変インピーダンス回路３２のスイッチング素子２４がオ
ンする直前であるので、抵抗素子２５は、まだ分圧抵抗
２２，２３と並列接続の状態にはなっていない。この場
合には、可変抵抗回路３２は高インピーダンス状態（高
プルダウンインピーダンス）であり、ＩＧＢＴ２１のゲ
ート電圧を充分に確保することができる。また、駆動回
路２０の入力電流（プルダウン電流，端子接続部電流）
の流し込み量が少なくなる。According to this embodiment, the IGBT 21 is an EC
When the output signal of U1 changes from low to high level signal, it is turned on and the primary current of the ignition coil 3 is passed. IGBT
The input voltage (gate voltage) when changing 21 from off to on is obtained by dividing the output voltage of the ECU 1 by the pull-up resistor 9 and the resistors 22 and 23. That is,
At the time when the ECU 1 changes from the low level to the high level (in other words, the time when the IGBT 21 is completely turned on), it is immediately before the switching element 24 of the variable impedance circuit 32 is turned on, and therefore the resistance element 25 is still a voltage dividing resistor. It is not in parallel with 22 and 23. In this case, the variable resistance circuit 32 is in a high impedance state (high pull-down impedance), and the gate voltage of the IGBT 21 can be sufficiently secured. Also, the input current of the drive circuit 20 (pull-down current, terminal connection current)
The pouring amount of is reduced.
【００２８】上記高インピーダンス領域の入力電流，入
力電圧は次式で表せる。The input current and input voltage in the high impedance region can be expressed by the following equations.
【００２９】[数１]
入力電流＝入力電圧／（Ｒ２２＋Ｒ２３）
ＥＣＵ１の出力信号がハイレベルとなった後（ＩＧＢＴ
２１がオンした後）は、分圧抵抗２２，２３間の電圧値
がスイッチング素子２４をオンさせるに充分なゲート電
圧となり、スイッチング素子２４がオンする。これによ
って、抵抗素子２５も通電し、抵抗２５が抵抗２２，２
３と並列接続状態になる。[Equation 1] Input current = Input voltage / (R22 + R23) After the output signal of the ECU 1 becomes high level (IGBT
21 is turned on), the voltage value between the voltage dividing resistors 22 and 23 becomes a gate voltage sufficient to turn on the switching element 24, and the switching element 24 is turned on. As a result, the resistance element 25 is also energized, and the resistance 25 becomes
3 is connected in parallel.
【００３０】この場合には、ＥＣＵ１の出力（ハイレベ
ル）がプルアップ抵抗９と上記した並列抵抗との分圧値
となるが、ＩＧＢＴ２１のオン状態を維持するゲート電
圧は確保される。また、上記分圧抵抗２２，２３と抵抗
２５との並列抵抗回路が形成されることで、可変インピ
ーダンス回路２３は低インピーダンス（低プルダウンイ
ンピーダンス）となる。In this case, the output (high level) of the ECU 1 becomes a voltage division value between the pull-up resistor 9 and the parallel resistor described above, but the gate voltage for maintaining the ON state of the IGBT 21 is secured. Further, the variable impedance circuit 23 has a low impedance (low pull-down impedance) by forming a parallel resistance circuit of the voltage dividing resistors 22 and 23 and the resistor 25.
【００３１】上記低インピーダンス領域の入力電流，入
力電圧は次式で表せる。The input current and input voltage in the low impedance region can be expressed by the following equations.
【００３２】[数２]
入力電流＝入力電圧／〔（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３）／（Ｒ１
＋Ｒ２）Ｒ３〕
したがって、駆動回路２０の入力電流の流し込み量が多
くなる。[Equation 2] Input current = input voltage / [(R1 + R2 + R3) / (R1
+ R2) R3] Therefore, the amount of input current of the drive circuit 20 increases.
【００３３】図２に上記数１，２式による点火装置の入
力電圧に対する入力電流の関係を示す。FIG. 2 shows the relationship between the input voltage and the input current of the ignition device according to the equations (1) and (2).
【００３４】次に、ＥＣＵ１の出力信号がハイからロー
レベルに変わることで、ＩＧＢＴ２１はオフし、一次電
流が遮断され、ＩＧＢＴ２１のコレクタ部に電圧が発生
し、点火コイル３の二次側に点火コイルの巻き数比倍に
相当する高電圧が誘起される。この場合には、スイッチ
ング素子２４もオフする。Next, when the output signal of the ECU 1 changes from high to low level, the IGBT 21 is turned off, the primary current is cut off, a voltage is generated in the collector portion of the IGBT 21, and the secondary side of the ignition coil 3 is ignited. A high voltage equivalent to the number of turns of the coil is induced. In this case, the switching element 24 is also turned off.
【００３５】本実施例によれば、駆動回路２０のプルダ
ウンインピーダンスに上記したような可変インピーダン
ス回路３２を設けることで、駆動回路の高インピーダン
ス時の入力電流，入力電圧と低インピーダンス時の入力
電流，入力電圧を任意に設定することができる。According to the present embodiment, by providing the variable impedance circuit 32 as described above in the pull-down impedance of the drive circuit 20, the input current when the drive circuit has a high impedance, the input voltage and the input current when the drive circuit has a low impedance, The input voltage can be set arbitrarily.
【００３６】それにより、ＥＣＵ１・点火装置２間の端
子接触部の酸化を防止する端子接触部電流及び断線検知
の自己診断（自己診断回路については図示省略してあ
る）機能を確保できるほかに、さらに必要に応じて所望
の入力電流を得ることができ、また、このような大きな
入力電流を確保しても、ＩＧＢＴ（点火装置）の動作に
必要なゲート電圧を充分に確保することができる。可変
インピーダンス回路３２は、例えば、高インピーダンス
時の入力流し込み電流を４ｍＡ以下とし、低インピーダ
ンス時の入力流し込み電流を８ｍＡ以上確保するように
設定されている。As a result, a self-diagnosis function (a self-diagnosis circuit is not shown) for detecting the current at the terminal contact portion and for detecting the disconnection for preventing the oxidation of the terminal contact portion between the ECU 1 and the ignition device 2 can be secured. Further, a desired input current can be obtained as necessary, and even if such a large input current is secured, a gate voltage required for the operation of the IGBT (ignition device) can be sufficiently secured. The variable impedance circuit 32 is set so that, for example, the input flow current at the time of high impedance is 4 mA or less and the input flow current at the time of low impedance is 8 mA or more.
【００３７】上記実施例では、点火装置の駆動回路２０
は、ＩＧＢＴ２１のモノリシックシリコン基板上に、電
流制限回路部２６及び可変インピーダンス回路３２を集
約した１チップ型で構成されている。In the above embodiment, the drive circuit 20 for the ignition device is used.
Is a one-chip type in which the current limiting circuit unit 26 and the variable impedance circuit 32 are integrated on a monolithic silicon substrate of the IGBT 21.
【００３８】サブＩＧＢＴ２８は、メインのＩＧＢＴ２
１に対してある比をもって小さい面積に形成されてい
る。The sub-IGBT 28 is the main IGBT 2
It is formed in a small area with a certain ratio with respect to 1.
【００３９】この回路２０を用いることによって、ＩＧ
ＢＴ（パワースイッチング素子）を用いた点火装置のゲ
ート電圧を確保しながら入力電流を大きくとることが可
能となり、動作の安定した信頼性の高い多機能な１チッ
プイグナイタを実現させることができる。By using this circuit 20, the IG
It is possible to obtain a large input current while securing the gate voltage of the ignition device using a BT (power switching element), and it is possible to realize a highly reliable and multifunctional one-chip igniter with stable operation.
【００４０】図４は、本発明と比較する点火装置の比較
例であり、比較例は本発明のようにプルダウンインピー
ダンスを可変インピーダンス回路で構成しておらず、固
定のプルダウン抵抗（ブリーダ抵抗）を設けたものであ
る。図中、図１と同一符号は、同一或いは共通する要素
を示す。FIG. 4 is a comparative example of an ignition device to be compared with the present invention. In the comparative example, unlike the present invention, the pull-down impedance is not composed of a variable impedance circuit, but a fixed pull-down resistor (bleeder resistance) is used. It is provided. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same or common elements.
【００４１】この場合には、ＩＧＢＴ２１のゲートとＧ
ＮＤの間にプルダウン抵抗４０を設けて、入力電流を意
図的にＧＮＤに流す回路であり、入力電流は入力電圧／
入力抵抗で定義されるリニア特性となる。In this case, the gate of the IGBT 21 and the G
This is a circuit in which a pull-down resistor 40 is provided between ND and an input current intentionally flows to GND.
It has a linear characteristic defined by the input resistance.
【００４２】比較例の場合には、入力電流を例えば４ｍ
Ａ以上確保しようとしてプルダウン抵抗を小さくする
と、抵抗４０の電圧ドロップが小さすぎて、ＩＧＢＴ２
１のゲート電圧が充分確保できず、逆にゲート電圧を確
保しようとしてプルダウン抵抗４０を大きくすると、所
望の入力電流を充分に確保できない。In the case of the comparative example, the input current is, for example, 4 m.
If the pull-down resistance is reduced in order to secure A or more, the voltage drop of the resistor 40 is too small and the IGBT2
However, if the pull-down resistor 40 is made large in order to secure the gate voltage, the desired input current cannot be secured sufficiently.
【００４３】図３は、本発明の他の実施例に係る点火装
置の回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram of an ignition device according to another embodiment of the present invention.
【００４４】本実施例と図１の実施例とは基本的には、
同様の回路構成をなすものであるが、相違する点は、駆
動回路２０に、入力される点火制御信号に対する動作電
圧レベルにしきい値及びヒステリシスを持たせる入力制
御回路３３を設けた点である。Basically, this embodiment and the embodiment of FIG.
Although having the same circuit configuration, the different point is that the drive circuit 20 is provided with an input control circuit 33 for giving a threshold value and hysteresis to the operating voltage level with respect to the input ignition control signal.
【００４５】本実施例では、電流制限回路３１と入力制
御回路３３をＩＧＢＴ基板に集約している。入力制御回
路３３は、駆動回路２０の入力信号（ゲート電圧）が第
一の設定値以上になると、ＩＧＢＴ２１のゲートに電圧
を印加するスレツシュホールドレベルを制御し、ゲート
に電圧を印加した後、入力電圧が第二の設定値以下にな
るとＩＧＢＴのゲートの電圧を遮断するヒステリシスを
有している。In this embodiment, the current limiting circuit 31 and the input control circuit 33 are integrated on the IGBT substrate. When the input signal (gate voltage) of the drive circuit 20 becomes equal to or higher than the first set value, the input control circuit 33 controls the threshold level for applying a voltage to the gate of the IGBT 21, and after applying the voltage to the gate, It has a hysteresis that shuts off the voltage of the gate of the IGBT when the input voltage becomes equal to or lower than the second set value.
【００４６】なお、本発明の駆動回路２０は、点火装置
のほかに自動車用のその他のアクチュエータの駆動回路
としても適用することができる。The drive circuit 20 of the present invention can be applied as a drive circuit for other actuators for automobiles in addition to the ignition device.
【００４７】[0047]
【発明の効果】本発明によれば、ＩＧＢＴ（ＭＯＳゲー
トパワースイッチング素子）を用いた点火装置のゲート
電圧を充分に確保しながら入力電流を大きくとることが
可能となり、動作の安定した信頼性の高い多機能な自動
車用駆動回路および内燃機関用点火装置を得ることがで
きる。According to the present invention, it becomes possible to obtain a large input current while sufficiently securing the gate voltage of an ignition device using an IGBT (MOS gate power switching element), which ensures stable operation and reliability. It is possible to obtain a highly multifunctional drive circuit for an automobile and an ignition device for an internal combustion engine.
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図１】本発明の一実施例に係る回路構成図。FIG. 1 is a circuit configuration diagram according to an embodiment of the present invention.
【図２】上記実施例における点火装置の入力電流と入力
電圧との関係を示す特性図。FIG. 2 is a characteristic diagram showing a relationship between an input current and an input voltage of the ignition device in the above embodiment.
【図３】本発明の他の実施例に係る回路構成図。FIG. 3 is a circuit configuration diagram according to another embodiment of the present invention.
【図４】本発明に対する比較例を示す説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a comparative example with respect to the present invention.
１…ＥＣＵ、２…点火装置、３…点火コイル、２０…駆
動回路、２１…ＩＧＢＴ、３２…可変インピーダンス回
路（プルダウンインピーダンス）。1 ... ECU, 2 ... Ignition device, 3 ... Ignition coil, 20 ... Drive circuit, 21 ... IGBT, 32 ... Variable impedance circuit (pull-down impedance).
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高場2477番地 株式会 社日立カーエンジニアリング内 (72)発明者 小林 良一 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グループ内 (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グループ内 Ｆターム(参考） 3G019 BA01 EB07 FA04 FA12 5J055 AX05 AX36 AX53 AX64 BX16 CX28 DX09 EZ39 EZ57 FX05 FX08 FX12 FX32 GX01 GX02 GX06 Continued front page (72) Inventor Katsuaki Fukatsu 2477 Takaba, Hitachinaka City, Ibaraki Prefecture Stock Association Inside Hitachi Car Engineering (72) Inventor Ryoichi Kobayashi Hitachinaka City, Ibaraki Prefecture 2520 Takaba Ceremony Company Hitachi Ltd. Automotive equipment group (72) Inventor Noboru Sugiura Hitachinaka City, Ibaraki Prefecture 2520 Takaba Ceremony Company Hitachi Ltd. Automotive equipment group F-term (reference) 3G019 BA01 EB07 FA04 FA12 5J055 AX05 AX36 AX53 AX64 BX16 CX28 DX09 EZ39 EZ57 FX05 FX08 FX12 FX32 GX01 GX02 GX06
Claims (6)
御信号に応じて電気機器の電流を制御し、パワー素子と
して絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（以下、「Ｉ
ＧＢＴ」と称する）を備える自動車用駆動回路におい
て、 この駆動回路の入力段に流れる電流を意図的に前記ＩＧ
ＢＴのゲートをバイパスしてグラウンド（以下、「ＧＮ
Ｄ」と称する）に流すプルダウンインピーダンスを設
け、前記プルダウンインピーダンスは前記制御信号の電
圧によって変化する可変インピーダンス回路により構成
したことを特徴とする自動車用駆動回路。1. An insulated gate bipolar transistor (hereinafter referred to as "I") is controlled as a power element by controlling a current of an electric device according to a control signal output from an electronic control unit of an automobile.
(Hereinafter referred to as "GBT"), the current flowing in the input stage of the drive circuit is intentionally changed by the IG.
Bypassing the gate of BT to ground (hereinafter "GN
A pull-down impedance flowing through the drive circuit is referred to as "D"), and the pull-down impedance is configured by a variable impedance circuit that changes according to the voltage of the control signal.
る点火制御信号に応じて点火コイルに流れる一次電流を
通電，遮断する駆動回路を有し、この駆動回路は、一次
電流を通電，遮断するためのパワースイッチング素子と
してＩＧＢＴを有する内燃機関用点火装置において、 前記駆動回路の入力段に流れる電流を意図的に前記ＩＧ
ＢＴのゲートをバイパスしてＧＮＤに流すプルダウンイ
ンピーダンスを設け（以下、この電流を「プルダウン電
流」と称する）、このプルダウンインピーダンスは、前
記ＩＧＢＴが完全にオンするまでは高インピーダンスと
なり、前記ＩＧＢＴが完全にオンする領域では低インピ
ーダンスとなる可変インピーダンス回路により構成され
ていることを特徴とする内燃機関用点火装置。2. A drive circuit for energizing and interrupting a primary current flowing through an ignition coil according to an ignition control signal output from an electronic control unit for an internal combustion engine, the drive circuit energizing and interrupting the primary current. In an ignition device for an internal combustion engine having an IGBT as a power switching element for controlling the current, the current flowing through the input stage of the drive circuit is intentionally changed by the IG.
A pull-down impedance that bypasses the gate of BT and flows to GND is provided (hereinafter, this current is referred to as “pull-down current”). This pull-down impedance becomes high impedance until the IGBT is completely turned on, and the IGBT is completely An ignition device for an internal combustion engine, comprising a variable impedance circuit having a low impedance in a region that is turned on.
動回路の入力端子とＧＮＤ間に接続された分圧抵抗Ｒ
１，Ｒ２と、この分圧抵抗Ｒ１，Ｒ２間の電圧が所定値
以上になるとスイッチオンして分圧抵抗Ｒ１，Ｒ２と並
列の接続状態になる抵抗Ｒ３とで構成されている請求項
２記載の内燃機関用点火装置。3. The variable impedance circuit includes a voltage dividing resistor R connected between an input terminal of the drive circuit and GND.
3. A resistor R3, which includes a resistor R1 and a resistor R2, and a resistor R3 which is switched on when the voltage between the resistor R1 and R2 is equal to or higher than a predetermined value to be connected in parallel with the resistor R1 and R2. Ignition device for internal combustion engine.
ス回路及び点火コイルの一次電流を制限する回路を含
み、かつ前記ＩＧＢＴのモノリシックシリコン基板に集
積して形成されている１チップ型の回路である請求項２
又は３記載の内燃機関用点火装置。4. The drive circuit is a one-chip type circuit that includes the variable impedance circuit and a circuit that limits a primary current of an ignition coil and that is integrated on a monolithic silicon substrate of the IGBT. Item 2
Or the ignition device for an internal combustion engine according to item 3.
ピーダンス時に前記プルダウン電流が４ｍＡ以下とな
り、低インピーダンス時に前記プルダウン電流が８ｍＡ
以上確保できるように設定されている請求項２ないし４
のいずれか１項記載の内燃機関用点火装置。5. The variable impedance circuit has a pull-down current of 4 mA or less when the impedance is high and a pull-down current of 8 mA when the impedance is low.
It is set so that the above can be secured.
An ignition device for an internal combustion engine according to claim 1.
号に対する動作電圧レベルにしきい値及びヒステリシス
を持たせる入力制御回路を有する請求項２ないし５のい
ずれか１項記載の内燃機関用点火装置。6. The ignition device for an internal combustion engine according to claim 2, wherein the drive circuit has an input control circuit that gives a threshold value and hysteresis to an operating voltage level with respect to an input ignition control signal. .
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