JP2018168731A - Switch control device - Google Patents

Abstract

To prevent wrong action due to noise.SOLUTION: An input signal determination circuit 100 includes a signal detection circuit 110 for comparing a pulse-like input signal Sin with a predetermined threshold value to generate a detection signal S1, a pulse generation circuit 120 for detecting a pulse edge of the input signal Sin to generate a pulse signal S2, a noise identification circuit 130 for identifying the existence or not of noise in the input signal Sin to generate a selection signal S3, and a signal selection circuit 140 for selecting either the detection signal S1 or the pulse signal S2 as an output signal Sout according to the selection signal S3.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本明細書中に開示されている発明は、イグナイタなどに用いられるスイッチ制御装置、及び、その入力信号判定回路（ないしは誤動作防止用のパルス生成回路）に関する。   The invention disclosed in this specification relates to a switch control device used for an igniter and the like, and an input signal determination circuit (or a pulse generation circuit for preventing malfunction).

従来より、車両のエンジンルームに直結するイグナイタ（＝エンジン点火装置を構成する電子部品）には、多種多様な評価試験（ＢＣＩ［bulk current injection］やＧＴＥＭＣＥＬ［giga heltz - transverse electromagnetic cell］など）を満足し得る高いノイズ耐量（＝高周波ノイズに対する誤動作耐量）だけでなく、サージに対する高いＥＳＤ耐量（＝ＥＳＤ［electro-static discharge］に対する破壊耐量）が求められている。   Conventionally, a variety of evaluation tests (BCI [bulk current injection] and GTEMCEL [giga heltz-transverse electromagnetic cell], etc.) are applied to the igniter (= electronic parts that constitute the engine ignition device) directly connected to the engine room of the vehicle. There is a demand not only for a satisfactory high noise tolerance (= a malfunction tolerance for high-frequency noise) but also a high ESD tolerance for a surge (= destructive tolerance for ESD [electro-static discharge]).

なお、上記に関連する従来技術の一例としては、本願出願人による特許文献１及び２を挙げることができる。   As an example of the related art related to the above, Patent Documents 1 and 2 by the applicant of the present application can be cited.

特開２０１４−２２７９３９号公報JP 2014-227939 A 特開２０１４−５１９０４号公報JP 2014-51904 A

しかしながら、上記の従来技術では、高いノイズ耐量と高いＥＳＤ耐量の両立について更なる改善の余地があった。   However, in the above-described conventional technology, there is room for further improvement in compatibility between high noise tolerance and high ESD tolerance.

なお、このような課題は、必ずしもイグナイタに限らず、パルス信号を取り扱うスイッチ制御装置全般（例えばＰＷＭ［pulse width modulation］調光信号による輝度調節機能を備えたＬＥＤ［light emitting diode］ドライバＩＣ）に当てはまるものである。   Such a problem is not necessarily limited to an igniter, but is applicable to all switch control devices that handle pulse signals (for example, LED [light emitting diode] driver ICs having a brightness adjustment function using PWM [pulse width modulation] dimming signals). This is true.

本明細書中に開示されている発明は、本願の発明者が見出した上記の課題に鑑み、ノイズ耐量とＥＳＤ耐量の双方を高められるスイッチ制御装置、及び、その入力信号判定回路（ないしは誤動作防止用のパルス生成回路）を提供することを目的とする。   In view of the above-mentioned problems found by the inventor of the present application, the invention disclosed in this specification is a switch control device capable of enhancing both noise tolerance and ESD tolerance, and its input signal determination circuit (or prevention of malfunction). An object of the present invention is to provide a pulse generation circuit).

本明細書中に開示されているパルス生成回路は、パルス状の入力信号またはこれを減衰させた減衰信号の低周波成分を通過させて平滑入力信号を生成する信号平滑部と、前記平滑入力信号を２系統に分岐して第１平滑入力信号と第２平滑入力信号を生成する信号分岐部と、前記第２平滑入力信号のパルスエッジを鈍らせる波形調整部と、前記第１平滑入力信号と前記第２平滑入力信号とを比較してセット信号及びリセット信号を生成する信号比較部と、前記セット信号及び前記リセット信号に応じて前記パルス信号を生成する順序回路と、を有する構成（第１の構成）とされている。   A pulse generation circuit disclosed in the present specification includes a signal smoothing unit that generates a smoothed input signal by passing a low-frequency component of a pulsed input signal or an attenuated signal obtained by attenuating the input signal, and the smoothed input signal. Are branched into two systems to generate a first smoothed input signal and a second smoothed input signal, a waveform adjusting unit for blunting a pulse edge of the second smoothed input signal, and the first smoothed input signal, A configuration including a signal comparison unit that compares the second smoothed input signal to generate a set signal and a reset signal, and a sequential circuit that generates the pulse signal according to the set signal and the reset signal (first It is said that.

なお、上記第１の構成から成るパルス生成回路において、前記信号比較部は、第１極性のオフセットを持って前記第１平滑入力信号と前記第２平滑入力信号とを比較することにより前記セット信号を生成する第１コンパレータと、前記第１極性とは逆の第２極性のオフセットを持って前記第１平滑入力信号と前記第２平滑入力信号とを比較することにより前記リセット信号を生成する第２コンパレータを含む構成（第２の構成）にするとよい。   In the pulse generation circuit having the first configuration, the signal comparison unit compares the first smoothed input signal and the second smoothed input signal with an offset having a first polarity, thereby setting the set signal. A first comparator for generating the reset signal by comparing the first smoothed input signal and the second smoothed input signal with an offset of the second polarity opposite to the first polarity. A configuration including two comparators (second configuration) is preferable.

また、上記第１又は第２の構成から成るパルス生成回路において、前記信号分岐部は、前記平滑入力信号を電圧／電流変換して基準電流を生成する電圧／電流変換部と、前記基準電流から２系統のミラー電流を生成するカレントミラーと、前記２系統のミラー電流をそれぞれ電流／電圧変換して前記第１平滑入力信号及び前記第２平滑入力信号を生成する電流／電圧変換部と、を含む構成（第３の構成）にするとよい。   In the pulse generation circuit having the first or second configuration, the signal branching unit includes a voltage / current conversion unit that generates a reference current by performing voltage / current conversion on the smoothed input signal, and a reference current. A current mirror for generating two systems of mirror currents, and a current / voltage converter for generating the first smoothed input signal and the second smoothed input signal by current / voltage converting the two systems of mirror currents, respectively. It may be configured to include (third configuration).

また、上記第１〜第３いずれかの構成から成るパルス生成回路において、前記波形調整部は、キャパシタを含む構成（第４の構成）にするとよい。   In the pulse generation circuit having any one of the first to third configurations, the waveform adjusting unit may include a capacitor (fourth configuration).

また、上記第１〜第４いずれかの構成から成るパルス生成回路において、前記順序回路は、ＲＳフリップフロップである構成（第５の構成）にするとよい。   In the pulse generation circuit having any one of the first to fourth configurations, the sequential circuit may be configured as an RS flip-flop (fifth configuration).

また、本明細書中に開示されている入力信号判定回路は、入力信号のパルスエッジを検出してパルス信号を生成するための手段として、上記第１〜第５いずれかの構成から成るパルス生成回路を有し、前記パルス信号を出力信号として出力する構成（第６の構成）とされている。   Also, the input signal determination circuit disclosed in the present specification is a pulse generator having any one of the first to fifth configurations as means for detecting a pulse edge of an input signal and generating a pulse signal. The circuit has a circuit and outputs the pulse signal as an output signal (sixth structure).

また、本明細書中に開示されているスイッチ制御装置は、入力信号の入力を受けて出力信号を出力する上記第６の構成から成る入力信号判定回路と、前記出力信号に応じてスイッチ素子を駆動するスイッチ駆動回路とを半導体チップに集積化して成り、前記半導体チップのサブストレートに付随する寄生ダイオードを静電保護素子として利用する構成（第７の構成）とされている。   Further, a switch control device disclosed in the present specification includes an input signal determination circuit having the sixth configuration that receives an input of an input signal and outputs an output signal, and a switch element according to the output signal. A switch driving circuit to be driven is integrated on a semiconductor chip, and a parasitic diode associated with the substrate of the semiconductor chip is used as an electrostatic protection element (seventh configuration).

また、本明細書中に開示されているイグナイタは、スイッチ素子と、上記第７の構成から成るスイッチ制御装置と、を有する構成（第８の構成）とされている。   Further, the igniter disclosed in the present specification has a configuration (eighth configuration) including a switch element and a switch control device having the seventh configuration.

また、本明細書中に開示されている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電流を駆動する上記第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。   An engine ignition device disclosed in the present specification is connected to an ignition coil, an igniter having the eighth configuration for driving a primary current of the ignition coil, and a secondary coil of the ignition coil. And a spark plug to be configured (a ninth configuration).

また、本明細書中に開示されている車両は、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。   A vehicle disclosed in the present specification includes an engine ignition device having the ninth configuration, a car battery that supplies electric power to the engine ignition device, and an engine control unit that controls the engine ignition device. , (A tenth configuration).

また、本明細書中に開示されている入力信号判定回路は、パルス状の入力信号と所定の閾値とを比較して検出信号を生成する信号検出回路と、前記入力信号のパルスエッジを検出してパルス信号を生成するパルス生成回路と、前記入力信号におけるノイズの有無を識別して選択信号を生成するノイズ識別回路と、前記選択信号に応じて前記検出信号と前記パルス信号の一方を出力信号として選択する信号選択回路と、を有する構成（第１１の構成）とされている。   Further, the input signal determination circuit disclosed in this specification includes a signal detection circuit that generates a detection signal by comparing a pulsed input signal with a predetermined threshold, and detects a pulse edge of the input signal. A pulse generation circuit that generates a pulse signal, a noise identification circuit that identifies the presence or absence of noise in the input signal and generates a selection signal, and outputs either the detection signal or the pulse signal according to the selection signal as an output signal And a signal selection circuit to be selected as an eleventh configuration.

なお、上記第１１の構成から成る入力信号判定回路において、前記ノイズ識別回路は、前記検出信号が第１論理レベルに維持されたまま前記パルス信号が前記第１論理レベルから第２論理レベルに切り替わったときにノイズありと判定し、前記検出信号が前記第１論理レベルから前記第２論理レベルに切り替わったときにノイズなしと判定する構成（第１２の構成）にするとよい。   In the input signal determination circuit having the eleventh configuration, the noise identification circuit switches the pulse signal from the first logic level to the second logic level while the detection signal is maintained at the first logic level. It is preferable to adopt a configuration (a twelfth configuration) in which it is determined that there is noise when the detection signal is switched and the detection signal is switched from the first logic level to the second logic level.

また、上記第１１または第１２の構成から成る入力信号判定回路において、前記信号検出回路は、前記入力信号またはこれを減衰させた減衰信号の低周波成分を通過させて平滑信号を生成するローパスフィルタと、前記平滑信号と所定の基準電圧とを比較して前記検出信号を生成するコンパレータと、を含む構成（第１３の構成）にするとよい。   Further, in the input signal determination circuit having the eleventh or twelfth configuration, the signal detection circuit passes a low frequency component of the input signal or an attenuated signal obtained by attenuating the input signal and generates a smooth signal. And a comparator that generates the detection signal by comparing the smooth signal with a predetermined reference voltage (a thirteenth configuration).

また、上記第１３の構成から成る入力信号判定回路において、前記信号検出回路は、前記入力信号を減衰させて前記減衰信号を生成するアッテネータをさらに含む構成（第１４の構成）にするとよい。   In the input signal determination circuit having the thirteenth configuration, the signal detection circuit may further include an attenuator (fourteenth configuration) that attenuates the input signal and generates the attenuated signal.

また、上記第１１〜第１４いずれかの構成から成る入力信号判定回路において、前記パルス生成回路は、前記入力信号またはこれを減衰させた減衰信号の低周波成分を通過させて平滑入力信号を生成する信号平滑部と、前記平滑入力信号を２系統に分岐して第１平滑入力信号と第２平滑入力信号を生成する信号分岐部と、前記第２平滑入力信号のパルスエッジを鈍らせる波形調整部と、前記第１平滑入力信号と前記第２平滑入力信号とを比較してセット信号及びリセット信号を生成する信号比較部と、前記セット信号及び前記リセット信号に応じて前記パルス信号を生成する順序回路と、を含む構成（第１５の構成）にするとよい。   In the input signal determination circuit having any one of the first to fourteenth configurations, the pulse generation circuit generates a smooth input signal by passing the low frequency component of the input signal or an attenuated signal obtained by attenuating the input signal. A signal smoothing unit, a signal branching unit for branching the smoothed input signal into two systems to generate a first smoothed input signal and a second smoothed input signal, and waveform adjustment for blunting a pulse edge of the second smoothed input signal A signal comparison unit that compares the first smoothed input signal and the second smoothed input signal to generate a set signal and a reset signal, and generates the pulse signal according to the set signal and the reset signal. A configuration including a sequential circuit (fifteenth configuration) is preferable.

また、上記第１５の構成から成る入力信号判定回路において、前記信号比較部は、第１極性のオフセットを持って前記第１平滑入力信号と前記第２平滑入力信号とを比較することにより前記セット信号を生成する第１コンパレータと、前記第１極性とは逆の第２極性のオフセットを持って前記第１平滑入力信号と前記第２平滑入力信号とを比較することにより前記リセット信号を生成する第２コンパレータと、を含む構成（第１６の構成）にするとよい。   In the input signal determination circuit having the fifteenth configuration, the signal comparison unit compares the first smoothed input signal and the second smoothed input signal with an offset having a first polarity. A first comparator for generating a signal, and generating the reset signal by comparing the first smoothed input signal and the second smoothed input signal with an offset of a second polarity opposite to the first polarity. A configuration including a second comparator (sixteenth configuration) is preferable.

また、本明細書中に開示されているスイッチ制御装置は、入力信号の入力を受けて出力信号を出力する上記第１〜第６いずれかの構成から成る入力信号判定回路と、前記出力信号に応じてスイッチ素子を駆動するスイッチ駆動回路と、を半導体チップに集積化して成り、前記半導体チップのサブストレートに付随する寄生ダイオードを静電保護素子として利用する構成（第１７の構成）とされている。   Further, the switch control device disclosed in the present specification includes an input signal determination circuit having any one of the first to sixth configurations that receives an input signal and outputs an output signal, and the output signal. Accordingly, a switch driving circuit for driving the switch element is integrated on a semiconductor chip, and a parasitic diode attached to the substrate of the semiconductor chip is used as an electrostatic protection element (17th configuration). Yes.

また、本明細書中に開示されているイグナイタは、スイッチ素子と、上記第１７の構成から成るスイッチ制御装置と、を有する構成（第１８の構成）とされている。   Further, the igniter disclosed in the present specification has a configuration (eighteenth configuration) including a switch element and the switch control device having the seventeenth configuration.

また、本明細書中に開示されている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電流を駆動するための上記第１８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１９の構成）とされている。   An engine ignition device disclosed in the present specification includes an ignition coil, an igniter having the eighteenth configuration for driving a primary current of the ignition coil, and a secondary coil of the ignition coil. And a spark plug connected to (a nineteenth configuration).

また、本明細書中に開示されている車両は、上記第１９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２０の構成）とされている。   A vehicle disclosed in the present specification includes an engine ignition device having the nineteenth configuration, a car battery that supplies electric power to the engine ignition device, and an engine control unit that controls the engine ignition device. It is set as the structure (20th structure) which has.

本明細書中に開示されている発明によれば、ノイズ耐量とＥＳＤ耐量の双方を高められるスイッチ制御装置、及び、その入力信号判定回路（ないしは誤動作防止用のパルス生成回路）を提供することが可能となる。   According to the invention disclosed in this specification, it is possible to provide a switch control device capable of enhancing both noise tolerance and ESD tolerance and an input signal determination circuit (or a pulse generation circuit for preventing malfunction). It becomes possible.

エンジン点火装置を備えた車両の全体構成を示す図The figure which shows the whole structure of the vehicle provided with the engine ignition device スイッチ制御装置の一構成例を示す図The figure which shows one structural example of a switch control apparatus 静電保護素子のデバイス構造を模式的に示す縦断面図Longitudinal sectional view schematically showing the device structure of the electrostatic protection element 入力信号判定回路の一構成例を示す図The figure which shows the example of 1 structure of an input signal determination circuit 信号検出回路の一構成例を示す図The figure which shows the example of 1 structure of a signal detection circuit 点火指示信号に重畳するノイズ信号の一例を示す波形図Waveform diagram showing an example of a noise signal superimposed on the ignition instruction signal 半波クランプの様子を示す波形図Waveform diagram showing the state of half-wave clamp 包絡線検波の様子を示す波形図Waveform diagram showing the state of envelope detection 誤検出の様子を示す波形図Waveform diagram showing the state of false detection 静電保護素子の一変形例を示す図The figure which shows the modification of an electrostatic protection element 双方向フローティングダイオードのデバイス構造を模式的に示す縦断面図Longitudinal sectional view schematically showing the device structure of bidirectional floating diode パルス生成回路の一構成例を示す図The figure which shows one structural example of a pulse generation circuit パルス生成動作の第１例を示すタイミングチャートTiming chart showing first example of pulse generation operation パルス生成動作の第２例を示すタイミングチャートTiming chart showing second example of pulse generation operation ノイズ識別動作の一例を示すタイミングチャートTiming chart showing an example of noise identification operation 車両の一構成例を示す外観図External view showing a configuration example of a vehicle

＜全体構成＞
図１は、エンジン点火装置を備えた車両の全体構成を示す図である。本構成例の車両Ｘは、不図示のガソリンエンジンを駆動する手段として、エンジン点火装置１と、カーバッテリ２と、エンジンコントロールユニット３（以下ではＥＣＵ［engine control unit］３と略称する）と、を有する。 <Overall configuration>
FIG. 1 is a diagram illustrating an overall configuration of a vehicle including an engine ignition device. The vehicle X of this configuration example includes an engine ignition device 1, a car battery 2, an engine control unit 3 (hereinafter abbreviated as an ECU [engine control unit] 3) as means for driving a gasoline engine (not shown), Have

エンジン点火装置１は、カーバッテリ２からの電力供給を受けて動作し、ＥＣＵ３からの点火指示信号Ｓｉｎ（いわゆるＩＧＴ［iginition timing signal］）に応じて、ガソリンエンジン内部の燃料（＝ガソリンと空気の混合気）に点火するための手段であり、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、を含む。   The engine ignition device 1 operates by receiving electric power supplied from the car battery 2, and in accordance with an ignition instruction signal Sin (so-called IGT [iginition timing signal]) from the ECU 3, the fuel in the gasoline engine (= gasoline and air) The igniter 10, the ignition coil 20, and the ignition plug 30 are included.

イグナイタ１０は、イグニッションコイル２０の一次側電流Ｉｃ（＝スイッチ素子１２のコレクタ電流に相当）をオン／オフ駆動する手段であり、スイッチ制御装置１１と、スイッチ素子１２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。   The igniter 10 is means for driving on / off the primary current Ic (= corresponding to the collector current of the switch element 12) of the ignition coil 20, and is a semiconductor integrated packaged with the switch control device 11 and the switch element 12. Provided as a circuit device.

スイッチ制御装置１１は、例えば、バルクシリコンウェハを用いた半導体チップに集積化されており、ＥＣＵ３からの点火指示信号Ｓｉｎに応じてスイッチ素子１２のゲート信号Ｓｇを生成する機能を備えている。また、スイッチ制御装置１１は、一次側電流Ｉｃを所定の上限値以下に制限する機能や、一次側電流Ｉｃの状態を検出して点火確認信号（いわゆるＩＧＦ［ignition confirmation signal］）をＥＣＵ３に返す機能などを備えていてもよい。なお、スイッチ制御装置１１の構成及び動作については後述する。   The switch control device 11 is integrated, for example, in a semiconductor chip using a bulk silicon wafer, and has a function of generating a gate signal Sg of the switch element 12 in response to an ignition instruction signal Sin from the ECU 3. Further, the switch control device 11 returns the ignition confirmation signal (so-called IGF [ignition confirmation signal]) to the ECU 3 by detecting the state of the primary current Ic or the function of limiting the primary current Ic to a predetermined upper limit value or less. It may have a function. The configuration and operation of the switch control device 11 will be described later.

スイッチ素子１２は、スイッチ制御装置１１によってオン／オフされるスイッチ素子であり、本図では、ＩＧＢＴ［insulated gate bipolar transistor］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装置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、エミッタが接地端に接続されている。なお、スイッチ素子１２としては、ＩＧＢＴに代えて、ＭＯＳＦＥＴ［metal oxide semiconductor field effect transistor］を採用してもよい。   The switch element 12 is a switch element that is turned on / off by the switch control device 11, and an IGBT (insulated gate bipolar transistor) is employed in this figure. The switch element 12 has a gate connected to the switch control device 11, a collector connected to the primary coil 21 of the ignition coil 20, and an emitter connected to the ground terminal. The switch element 12 may employ a MOSFET [metal oxide semiconductor field effect transistor] instead of the IGBT.

イグニッションコイル２０は、巻線数Ｍ１の一次側コイル２１と巻線数Ｍ２（＞Ｍ１）の二次側コイル２２を含み、カーバッテリ２から供給される入力電圧をより高い出力電圧に変換（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の正極端（＝入力電圧の印加端）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の第２端に生じる出力電圧が点火プラグ３０に供給される。   The ignition coil 20 includes a primary coil 21 having a winding number M1 and a secondary coil 22 having a winding number M2 (> M1), and converts an input voltage supplied from the car battery 2 into a higher output voltage (step-up). ) Play a role. The first end of the primary coil 21 and the first end of the secondary coil 22 are both connected to the positive terminal (= input voltage application terminal) of the car battery 2. The second end of the primary coil 21 is connected to the collector of the switch element 12. The second end of the secondary coil 22 is connected to the spark plug 30, and the output voltage generated at the second end of the secondary coil 22 is supplied to the spark plug 30.

点火プラグ３０は、イグニッションコイル２０によって得られる高電圧を用いて、不図示のエンジン内部に噴射された燃料に点火するためのスパークを発生させる。   The spark plug 30 uses the high voltage obtained by the ignition coil 20 to generate a spark for igniting the fuel injected into the engine (not shown).

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。   The car battery 2 is a power source for supplying power to various electrical components mounted on the vehicle X including the engine ignition device 1.

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（特にスイッチ制御装置１１）の動作制御に用いられる点火指示信号Ｓｉｎ（＝ＰＷＭ駆動されるパルス信号）を出力する。より具体的に述べると、ＥＣＵ３は、スイッチ素子１２をオンさせるときに点火指示信号Ｓｉｎ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Ｓｉｎをオフ時の論理レベル（例えばローレベル）とする。   The ECU 3 executes various controls related to the engine drive of the vehicle X. In particular, the ECU 3 outputs an ignition instruction signal Sin (= pulse signal driven by PWM) used for operation control of the igniter 10 (particularly the switch control device 11) as one of the various controls. More specifically, the ECU 3 sets the ignition instruction signal Sin to a logical level (for example, a high level) when turning on the switch element 12 and turns off the ignition instruction signal Sin when turning the switch element 12 off. The logic level (for example, low level).

＜スイッチ制御装置＞
図２は、スイッチ制御装置１１の一構成例を示す図である。本構成例のスイッチ制御装置１１は、主たる構成要素として、入力信号判定回路１００と、スイッチ駆動回路２００と、静電保護素子３００と、を含むほか、装置外部との電気的な接続を確立するために設けられた複数のパッドＴ１及びＴ２を含む。 <Switch control device>
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of the switch control device 11. The switch control device 11 of this configuration example includes an input signal determination circuit 100, a switch drive circuit 200, and an electrostatic protection element 300 as main components, and establishes an electrical connection with the outside of the device. A plurality of pads T1 and T2 provided for the purpose are included.

入力信号判定回路１００は、ＥＣＵ３からパッドＴ１を介して入力される点火指示信号Ｓｉｎ（＝入力信号に相当）を受けて、スイッチ素子１２のオン／オフ制御信号Ｓｏｕｔ（＝出力信号に相当）を生成する回路ブロックである。なお、入力信号判定回路１００の構成及び動作については、後ほど詳述する。   The input signal determination circuit 100 receives an ignition instruction signal Sin (= corresponding to an input signal) input from the ECU 3 via the pad T1, and receives an on / off control signal Sout (= corresponding to an output signal) of the switch element 12. This is a circuit block to be generated. The configuration and operation of the input signal determination circuit 100 will be described in detail later.

スイッチ駆動回路２００は、入力信号判定回路１００から入力されるオン／オフ制御信号Ｓｏｕｔに応じてスイッチ素子１２のゲート信号Ｓｇを生成する回路ブロックであり、プリドライバ２１０とドライバ２２０を含む。   The switch drive circuit 200 is a circuit block that generates the gate signal Sg of the switch element 12 in accordance with the on / off control signal Sout input from the input signal determination circuit 100, and includes a pre-driver 210 and a driver 220.

プリドライバ２１０は、オン／オフ制御信号Ｓｏｕｔに応じてドライバ駆動信号Ｓｄｒｖを生成し、これをドライバ２２０に出力する。ドライバ２２０は、ドライバ駆動信号Ｓｄｒｖに応じてゲート信号Ｓｇを生成し、これをパッドＴ２に出力する。   The pre-driver 210 generates a driver drive signal Sdrv in response to the on / off control signal Sout and outputs it to the driver 220. The driver 220 generates a gate signal Sg according to the driver drive signal Sdrv and outputs it to the pad T2.

点火指示信号Ｓｉｎがオン時の論理レベル（例えばハイレベル）になると、オン／オフ制御信号Ｓｏｕｔもオン時の論理レベル（例えばハイレベル）となり、ゲート信号Ｓｇがハイレベルとなって、スイッチ素子１２がオンされる。その結果、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とスイッチ素子１２を介して接地端に至る経路に一次側電流Ｉｃが流れるので、一次側コイル２１にエネルギが蓄えられる。   When the ignition instruction signal Sin becomes a logic level at the time of ON (for example, high level), the ON / OFF control signal Sout also becomes the logic level at the time of ON (for example, high level), and the gate signal Sg becomes high level. Is turned on. As a result, the primary-side current Ic flows from the car battery 2 to the path from the primary coil 21 of the ignition coil 20 to the ground terminal via the switch element 12, so that energy is stored in the primary-side coil 21.

上記の状態から、点火指示信号Ｓｉｎがオフ時の論理レベル（例えばローレベル）になると、オン／オフ制御信号Ｓｏｕｔもオフ時の論理レベル（例えばローレベル）となり、ゲート信号Ｓｇがローレベルとなって、スイッチ素子１２がオフされる。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、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（Ｍ２／Ｍ１）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には非常に高い出力電圧（１万ボルト以上）が掛かるので、スパーク（火花）が生じて燃料への点火が行われる。   From the above state, when the ignition instruction signal Sin becomes a logic level when it is off (for example, a low level), the on / off control signal Sout also becomes a logic level when it is off (for example, a low level), and the gate signal Sg becomes a low level. Thus, the switch element 12 is turned off. At this time, a large counter electromotive force is generated in the primary side coil 21 due to the self-induction action, and the secondary side coil 22 is further increased according to the turns ratio (M2 / M1) due to the mutual induction action with the primary side coil 21. A large electromotive force is generated. Due to the electromotive force of the secondary coil 22 generated in this way, a very high output voltage (10,000 volts or more) is applied to the spark plug 30, so that a spark is generated and the fuel is ignited. .

静電保護素子３００は、スイッチ制御装置１１（延いてはイグナイタ１０）を静電破壊から保護するための手段であり、本図では、点火指示信号Ｓｉｎの入力を受け付けるパッドＴ１と接地端との間に図示の極性で接続された片方向ダイオードが用いられている。   The electrostatic protection element 300 is a means for protecting the switch control device 11 (and thus the igniter 10) from electrostatic breakdown. In this figure, the pad T1 that receives the input of the ignition instruction signal Sin and the ground terminal are provided. A unidirectional diode connected in the polarity shown in the figure is used.

図３は、静電保護素子３００のデバイス構造を模式的に示す縦断面図である。本図で示したように、本構成例のスイッチ制御装置１１では、これを集積化した半導体チップ（＝バルクシリコンウェハ）のｐ型サブストレートに付随する寄生ダイオードＤ（＝接地されたｐ型サブストレートをアノードとし、パッドＴ１と電気的に接続されたｎ型半導体領域をカソードとする片方向ダイオード）が静電保護素子３００として利用されている。このような構成とすることにより、寄生ダイオードＤを用いてＥＳＤを熱的に消耗させることができるので、高いＥＳＤ耐量（３０ｋＶないしはそれ以上）を実現することができる。   FIG. 3 is a longitudinal sectional view schematically showing the device structure of the electrostatic protection element 300. As shown in this figure, in the switch control device 11 of this configuration example, the parasitic diode D (= grounded p-type sub) associated with the p-type substrate of the semiconductor chip (= bulk silicon wafer) in which the switch control device 11 is integrated. A unidirectional diode having a straight as an anode and an n-type semiconductor region electrically connected to the pad T1 as a cathode is used as the electrostatic protection element 300. With such a configuration, ESD can be thermally consumed using the parasitic diode D, so that a high ESD tolerance (30 kV or more) can be realized.

なお、図３では特に明示していないが、半導体チップの母材としてバルクシリコンウェハを用いる場合には、スイッチ制御装置１１を形成する回路ブロックや回路素子のうち、高いノイズ耐量が求められるもの（入力信号判定回路１００や各種保護回路など）を定電位またはフローティング状態のｎ型ウェル構造で包囲することにより、ｐ型サブストレートから電気的に分離しておくことが望ましい。   Although not explicitly shown in FIG. 3, when a bulk silicon wafer is used as the base material of the semiconductor chip, among the circuit blocks and circuit elements forming the switch control device 11, a high noise tolerance is required ( It is desirable that the input signal determination circuit 100 and various protection circuits are electrically separated from the p-type substrate by surrounding them with a constant potential or floating n-type well structure.

＜入力信号判定回路＞
図４は、入力信号判定回路１００の一構成例を示す図である。本構成例の入力信号判定回路１００は、信号検出回路１１０と、パルス生成回路１２０と、ノイズ識別回路１３０と、信号選択回路１４０と、を含む。 <Input signal determination circuit>
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of the input signal determination circuit 100. The input signal determination circuit 100 of this configuration example includes a signal detection circuit 110, a pulse generation circuit 120, a noise identification circuit 130, and a signal selection circuit 140.

信号検出回路１１０は、点火指示信号Ｓｉｎと所定の閾値（後述の基準電圧Ｖｒｅｆ）とを比較して検出信号Ｓ１を生成する。なお、検出信号Ｓ１は、例えば、点火指示信号Ｓｉｎが所定の閾値よりも高いときにハイレベルとなり、点火指示信号Ｓｉｎが所定の閾値よりも低いときにローレベルとなる。   The signal detection circuit 110 compares the ignition instruction signal Sin with a predetermined threshold (reference voltage Vref described later) to generate a detection signal S1. The detection signal S1 is, for example, a high level when the ignition instruction signal Sin is higher than a predetermined threshold, and a low level when the ignition instruction signal Sin is lower than the predetermined threshold.

パルス生成回路１２０は、点火指示信号Ｓｉｎのパルスエッジ（＝立上りエッジ及び立下りエッジの双方）を検出してパルス信号Ｓ２を生成する。従って、パルス信号Ｓ２は、ノイズ（例えばＭＨｚ〜ＧＨｚ帯）が重畳した点火指示信号Ｓｉｎから、本来の信号成分（ＰＷＭ成分）のみを抽出した信号となる。   The pulse generation circuit 120 detects a pulse edge (= both rising edge and falling edge) of the ignition instruction signal Sin and generates a pulse signal S2. Therefore, the pulse signal S2 is a signal obtained by extracting only the original signal component (PWM component) from the ignition instruction signal Sin on which noise (for example, MHz to GHz band) is superimposed.

ノイズ識別回路１３０は、検出信号Ｓ１とパルス信号Ｓ２の双方を監視することにより点火指示信号Ｓｉｎに重畳するノイズの有無を識別して選択信号Ｓ３を生成する。なお、選択信号Ｓ３は、例えば、「ノイズなし（＝Ｓ１正常）」と判定されたときにローレベルとなり、「ノイズあり（＝Ｓ１異常）」と判定されたときにハイレベルとなる。   The noise identification circuit 130 monitors both the detection signal S1 and the pulse signal S2, thereby identifying the presence or absence of noise superimposed on the ignition instruction signal Sin and generating the selection signal S3. Note that the selection signal S3 is, for example, a low level when it is determined that “no noise (= S1 is normal)” and a high level when it is determined that “noise is present (= S1 is abnormal)”.

信号選択回路１４０は、選択信号Ｓ３に応じて検出信号Ｓ１とパルス信号Ｓ２の一方をオン／オフ制御信号Ｓｏｕｔとして選択する。より具体的に述べると、信号選択回路１４０は、選択信号Ｓ３がローレベル（＝「ノイズなし」と判定されたときの論理レベル）であるときに検出信号Ｓ１をオン／オフ制御信号Ｓｏｕｔとして選択し、選択信号Ｓ３がハイレベル（＝「ノイズあり」と判定されたときの論理レベル）であるときにパルス信号Ｓ２をオン／オフ制御信号Ｓｏｕｔとして選択する。   The signal selection circuit 140 selects one of the detection signal S1 and the pulse signal S2 as the on / off control signal Sout according to the selection signal S3. More specifically, the signal selection circuit 140 selects the detection signal S1 as the on / off control signal Sout when the selection signal S3 is at a low level (= logical level when it is determined that “no noise”). The pulse signal S2 is selected as the on / off control signal Sout when the selection signal S3 is at the high level (= the logic level when it is determined that “there is noise”).

＜信号検出回路＞
図５は、信号検出回路１１０の一構成例を示す図である。本構成例の信号検出回路１１０は、アッテネータ１１１と、ローパスフィルタ１１２と、コンパレータ１１３を含む。 <Signal detection circuit>
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of the signal detection circuit 110. The signal detection circuit 110 of this configuration example includes an attenuator 111, a low-pass filter 112, and a comparator 113.

アッテネータ１１１は、抵抗Ｒ１及びＲ２を含み、点火指示信号Ｓｉｎを減衰させて減衰信号Ｖａを生成する。なお、抵抗Ｒ１は、点火指示信号Ｓｉｎの入力端（パッドＴ１）と減衰信号Ｖａの出力端との間に接続されている。一方、抵抗Ｒ２は、減衰信号Ｖａの出力端と接地端との間に接続されている。すなわち、本構成例のアッテネータ１１１では、パッドＴ１と接地端との間に直列接続された抵抗Ｒ１及びＲ２（＝抵抗ラダー）を用いて点火指示信号Ｓｉｎを分圧することにより、減衰信号Ｖａ（＝Ｓｉｎ×｛Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）｝）が生成されている。なお、点火指示信号Ｓｉｎがコンパレータ１１３の入力ダイナミックレンジに収まっている場合には、アッテネータ１１１を省略してもよい。   The attenuator 111 includes resistors R1 and R2, and attenuates the ignition instruction signal Sin to generate an attenuation signal Va. The resistor R1 is connected between the input end (pad T1) of the ignition instruction signal Sin and the output end of the attenuation signal Va. On the other hand, the resistor R2 is connected between the output terminal of the attenuation signal Va and the ground terminal. That is, in the attenuator 111 of this configuration example, the ignition instruction signal Sin is divided by using resistors R1 and R2 (= resistance ladder) connected in series between the pad T1 and the ground terminal, whereby the attenuation signal Va (= Sin × {R2 / (R1 + R2)}) is generated. When the ignition instruction signal Sin is within the input dynamic range of the comparator 113, the attenuator 111 may be omitted.

ローパスフィルタ１１２は、抵抗Ｒ３及びキャパシタＣ１を含み、減衰信号Ｖａの低周波成分を通過させて平滑信号Ｖｂを生成する。なお、抵抗Ｒ３は、減衰信号Ｖａの入力端と平滑信号Ｖｂの出力端との間に接続されている。一方、キャパシタＣ１は、平滑信号Ｖｂの出力端と接地端との間に接続されている。すなわち、本構成例のローパスフィルタ１１２は、１次のＲＣ積分回路（高域遮断周波数ｆｃ＝１／（２π×Ｒ３×Ｃ１））として形成されている。   The low-pass filter 112 includes a resistor R3 and a capacitor C1, and passes a low-frequency component of the attenuation signal Va to generate a smooth signal Vb. The resistor R3 is connected between the input end of the attenuation signal Va and the output end of the smoothing signal Vb. On the other hand, the capacitor C1 is connected between the output terminal of the smoothing signal Vb and the ground terminal. That is, the low-pass filter 112 of this configuration example is formed as a primary RC integration circuit (high-frequency cutoff frequency fc = 1 / (2π × R3 × C1)).

コンパレータ１１３は、非反転入力端（＋）に入力されている平滑信号Ｖｂと、反転入力端（−）に入力されている所定の基準電圧Ｖｒｅｆとを比較して検出信号Ｓ１を生成する。なお、検出信号Ｓ１は、平滑信号Ｖｂが基準電圧Ｖｒｅｆよりも高いときにハイレベルとなり、平滑信号Ｖｂが基準電圧Ｖｒｅｆよりも低いときにローレベルとなる。   The comparator 113 compares the smoothing signal Vb input to the non-inverting input terminal (+) and the predetermined reference voltage Vref input to the inverting input terminal (−) to generate the detection signal S1. The detection signal S1 is at a high level when the smooth signal Vb is higher than the reference voltage Vref, and is at a low level when the smooth signal Vb is lower than the reference voltage Vref.

ここで、点火指示信号Ｓｉｎのみが単独でノイズの影響を受ける状況において、図６に示すようなノイズ（＝０Ｖを基準として正負に発振する正弦波ノイズ）が印加された場合を考える。この場合、信号検出回路１１０に入力される点火指示信号Ｓｉｎは、静電保護素子３００（順方向降下電圧：Ｖｆ）の順方向クランプにより、図７に示すように、その負側で半波にクランプされる。   Here, let us consider a case where noise as shown in FIG. 6 (sine wave noise oscillating positive and negative with respect to 0 V) is applied in a situation where only the ignition instruction signal Sin is affected by noise alone. In this case, the ignition instruction signal Sin input to the signal detection circuit 110 is half-waved on the negative side thereof as shown in FIG. 7 by the forward clamp of the electrostatic protection element 300 (forward voltage drop: Vf). Clamped.

そのため、ローパスフィルタ１１２のキャパシタＣ１が充放電のバランスを崩し、図８に示すように、減衰信号Ｖａの包絡線を検波して平滑信号Ｖｂを生成する状態となる。すなわち、平滑信号Ｖｂの電圧値は、減衰信号Ｖａに重畳するノイズのピークホールド値となるので、図９に示すように、平滑信号Ｖｂがコンパレータ１１３の基準電圧Ｖｒｅｆを上回るおそれがある。このような状況に陥ると、点火指示信号Ｓｉｎがローレベルであっても、検出信号Ｓ１がハイレベルとなり、点火指示信号Ｓｉｎの誤検出が生じる。   Therefore, the capacitor C1 of the low-pass filter 112 loses the balance between charge and discharge, and as shown in FIG. 8, the envelope of the attenuation signal Va is detected and the smooth signal Vb is generated. That is, since the voltage value of the smooth signal Vb becomes a peak hold value of noise superimposed on the attenuation signal Va, the smooth signal Vb may exceed the reference voltage Vref of the comparator 113 as shown in FIG. In such a situation, even if the ignition instruction signal Sin is at a low level, the detection signal S1 becomes a high level, and an erroneous detection of the ignition instruction signal Sin occurs.

従って、点火指示信号Ｓｉｎにノイズが重畳している状況下において、検出信号Ｓ１をそのまま出力信号Ｓｏｕｔとして出力すると、スイッチ素子１２をＥＣＵ３の指示通りに駆動することができず、エンジン点火動作に支障を来たすおそれがある。   Therefore, if the detection signal S1 is output as it is as the output signal Sout in a situation where noise is superimposed on the ignition instruction signal Sin, the switch element 12 cannot be driven as instructed by the ECU 3, which hinders the engine ignition operation. There is a risk of coming.

上記の不具合を解消するためには、例えば、図１０で示したように、静電保護素子３００として、片方向ダイオードではなく、双方向フローティングダイオードＤ１及びＤ２を用いることが考えられる。当該構成を採用すれば、点灯指示信号Ｓｉｎが負側で半波にクランプされないので、ローパスフィルタ１１２によるノイズのピークホールドを解消し、点火指示信号Ｓｉｎの誤検出を防止することができる。   In order to solve the above problem, for example, as shown in FIG. 10, it is conceivable to use bidirectional floating diodes D1 and D2 as the electrostatic protection element 300 instead of the unidirectional diode. If this configuration is adopted, since the lighting instruction signal Sin is not clamped to a half wave on the negative side, the noise peak hold by the low-pass filter 112 can be eliminated, and erroneous detection of the ignition instruction signal Sin can be prevented.

しかしながら、双方向フローティングダイオードＤ１及びＤ２は、図１１で示したように、半導体チップのｎ型ウェル内に形成される。そのため、ｐ型サブストレートに付随する寄生ダイオードＤ（図３を参照）を静電保護素子３００として利用する場合と比べて、ＥＳＤを熱的に消耗させにくくなり、ＥＳＤ耐量が犠牲になるという欠点がある。   However, the bidirectional floating diodes D1 and D2 are formed in the n-type well of the semiconductor chip as shown in FIG. Therefore, compared to the case where the parasitic diode D (see FIG. 3) associated with the p-type substrate is used as the electrostatic protection element 300, the ESD is less likely to be thermally consumed and the ESD tolerance is sacrificed. There is.

そこで、入力信号判定回路１００（図４）では、静電保護素子３００としてＥＳＤ耐量の高い片方向の寄生ダイオードＤ（図３）を用いたまま、ノイズ耐性を向上するための手段として、パルス生成回路１２０、ノイズ識別回路１３０、及び、信号選択回路１４０が設けられている。以下では、それらの導入意義について詳細に説明する。   Therefore, in the input signal determination circuit 100 (FIG. 4), pulse generation is performed as a means for improving noise resistance while using the one-way parasitic diode D (FIG. 3) having high ESD resistance as the electrostatic protection element 300. A circuit 120, a noise identification circuit 130, and a signal selection circuit 140 are provided. Below, those introduction | transduction significance is demonstrated in detail.

＜パルス生成回路＞
図１２は、パルス生成回路１２０の一構成例を示す図である。本構成例のパルス生成回路１２０は、信号平滑部１２１と、信号分岐部１２２と、波形調整部１２３と、信号比較部１２４と、ＲＳフリップフロップ１２５と、を含む。 <Pulse generation circuit>
FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration example of the pulse generation circuit 120. The pulse generation circuit 120 of this configuration example includes a signal smoothing unit 121, a signal branching unit 122, a waveform adjustment unit 123, a signal comparison unit 124, and an RS flip-flop 125.

信号平滑部１２１は、点火指示信号Ｓｉｎ（＝パルス状の入力信号に相当）を減衰させるとともに、その低周波成分を通過させて平滑入力信号ＩＮを生成する回路部であり、抵抗Ｒ４及びＲ５と、キャパシタＣ２と、を含む。抵抗Ｒ４は、点火指示信号Ｓｉｎの入力端（パッドＴ１）と平滑入力信号ＩＮの出力端との間に接続されている。一方、抵抗Ｒ５とキャパシタＣ２は、平滑入力信号ＩＮの出力端と接地端との間に並列接続されている。   The signal smoothing unit 121 is a circuit unit that attenuates the ignition instruction signal Sin (= corresponding to a pulsed input signal) and passes the low-frequency component to generate the smoothed input signal IN, and includes resistors R4 and R5. And capacitor C2. The resistor R4 is connected between the input end (pad T1) of the ignition instruction signal Sin and the output end of the smoothed input signal IN. On the other hand, the resistor R5 and the capacitor C2 are connected in parallel between the output terminal of the smoothed input signal IN and the ground terminal.

すなわち、本構成例の信号平滑部１２１は、抵抗Ｒ４及びＲ５から成る抵抗ラダーを用いて点火指示信号Ｓｉｎを減衰（分圧）させるとともに、抵抗Ｒ４及びキャパシタＣ２から成る１次のＲＣ積分回路（高域遮断周波数ｆｃ＝１／（２π×Ｒ４×Ｃ２））を用いて減衰信号の低周波成分を通過させる構成とされている。なお、点火指示信号Ｓｉｎが後段回路の入力ダイナミックレンジに収まっている場合には、抵抗Ｒ５を省略してもよい。   That is, the signal smoothing unit 121 of the present configuration example attenuates (divides) the ignition instruction signal Sin using a resistance ladder including resistors R4 and R5, and a primary RC integrating circuit (including a resistor R4 and a capacitor C2). The low-frequency component of the attenuation signal is passed using the high-frequency cutoff frequency fc = 1 / (2π × R4 × C2)). When the ignition instruction signal Sin is within the input dynamic range of the subsequent circuit, the resistor R5 may be omitted.

信号分岐部１２２は、平滑入力信号ＩＮを２系統に分岐して第１平滑入力信号ＩＮＮと第２平滑入力信号ＩＮＰを生成する回路部であり、抵抗Ｒ１０〜Ｒ１５と、ｎｐｎ型バイポーラトランジスタＮ１と、ｐｎｐ型バイポーラトランジスタＰ１〜Ｐ３と、を含む。   The signal branching unit 122 is a circuit unit that branches the smoothed input signal IN into two systems and generates a first smoothed input signal INN and a second smoothed input signal INP. The signal branching unit 122 includes resistors R10 to R15, an npn bipolar transistor N1, , Pnp bipolar transistors P1 to P3.

トランジスタＮ１のベースは、信号平滑部１２１の出力端（＝平滑入力信号ＩＮの出力端）に接続されている。トランジスタＮ１のエミッタは、抵抗Ｒ１０の第１端に接続されている。抵抗Ｒ１０の第２端は、接地端に接続されている。トランジスタＮ１のコレクタは、トランジスタＰ１のコレクタに接続されている。このように接続されたトランジスタＮ１と抵抗Ｒ１０は、平滑入力信号ＩＮを電圧／電流変換して基準電流Ｉｒｅｆ（＝（ＩＮ−Ｖｂｅ）／Ｒ１０、ただし、ＶｂｅはトランジスタＮ１のベース・エミッタ間電圧）を生成する電圧／電流変換部として機能する。なお、この電圧／電流変換部には、平滑入力信号ＩＮとトランジスタＮ１のエミッタ電圧とをイマジナリショートするようにトランジスタＮ１のベース電圧を制御するオペアンプを追加してもよい。   The base of the transistor N1 is connected to the output terminal of the signal smoothing unit 121 (= the output terminal of the smoothed input signal IN). The emitter of the transistor N1 is connected to the first end of the resistor R10. A second end of the resistor R10 is connected to the ground end. The collector of the transistor N1 is connected to the collector of the transistor P1. The transistor N1 and the resistor R10 connected in this manner convert the smoothed input signal IN into a voltage / current and a reference current Iref (= (IN−Vbe) / R10, where Vbe is a voltage between the base and the emitter of the transistor N1). It functions as a voltage / current conversion unit that generates Note that an operational amplifier for controlling the base voltage of the transistor N1 may be added to the voltage / current converter so that the smoothed input signal IN and the emitter voltage of the transistor N1 are short-circuited.

トランジスタＰ１〜Ｐ３それぞれのベースは、いずれもトランジスタＰ１のコレクタに接続されている。トランジスタＰ１〜Ｐ３それぞれのエミッタは、抵抗Ｒ１３〜Ｒ１５を介して電源端に接続されている。トランジスタＰ２のコレクタは、第１平滑入力信号ＩＮＮの出力端に接続されている。トランジスタＰ３のコレクタは、第２平滑入力信号ＩＮＰの出力端に接続されている。このように接続されたトランジスタＰ１〜Ｐ３は、基準電流Ｉｒｅｆから２系統のミラー電流α×Ｉｒｅｆ（ただしαはミラー比であり、本図では、α＝１）を生成するカレントミラーとして機能する。   The bases of the transistors P1 to P3 are all connected to the collector of the transistor P1. The emitters of the transistors P1 to P3 are connected to the power supply terminals via resistors R13 to R15. The collector of the transistor P2 is connected to the output terminal of the first smoothed input signal INN. The collector of the transistor P3 is connected to the output terminal of the second smoothed input signal INP. The transistors P1 to P3 connected in this way function as a current mirror that generates two systems of mirror currents α × Iref (where α is the mirror ratio, α = 1 in the figure) from the reference current Iref.

抵抗Ｒ１１は、トランジスタＰ２のコレクタと接地端との間に接続されている。また、抵抗Ｒ１２は、トランジスタＰ３のコレクタと接地端に接続されている。このように接続された抵抗Ｒ１１及びＲ１２は、２系統のミラー電流α×Ｉｒｅｆをそれぞれ電流／電圧変換して第１平滑入力信号ＩＮＮ（＝α×Ｉｒｅｆ×Ｒ１１）及び第２平滑入力信号ＩＮＰ（＝α×Ｉｒｅｆ×Ｒ１２）を生成する電流／電圧変換部として機能する。   The resistor R11 is connected between the collector of the transistor P2 and the ground terminal. The resistor R12 is connected to the collector of the transistor P3 and the ground terminal. The resistors R11 and R12 connected in this way perform current / voltage conversion on the two mirror currents α × Iref, respectively, to thereby convert the first smoothed input signal INN (= α × Iref × R11) and the second smoothed input signal INP ( = Α × Iref × R12).

なお、抵抗Ｒ１０〜Ｒ１２の抵抗値をいずれも同値とし、カレントミラーのミラー比αを１に設定すると、第１平滑入力信号ＩＮＮ及び第２平滑入力信号ＩＮＰは、平滑入力信号ＩＮと等価の電圧信号になる。   When the resistance values of the resistors R10 to R12 are all the same and the mirror ratio α of the current mirror is set to 1, the first smoothed input signal INN and the second smoothed input signal INP are voltages equivalent to the smoothed input signal IN. Become a signal.

波形調整部１２３は、第２平滑入力信号ＩＮＰのパルスエッジ（＝立上りエッジ及び立下りエッジの双方）を鈍らせる回路部であり、第２平滑入力信号ＩＮＰの出力端と接地端との間に接続されたキャパシタＣ３を含む。   The waveform adjustment unit 123 is a circuit unit that dulls the pulse edge (= both rising edge and falling edge) of the second smoothed input signal INP, and is between the output terminal and the ground terminal of the second smoothed input signal INP. It includes a connected capacitor C3.

信号比較部１２４は、第１平滑入力信号ＩＮＮと第２平滑入力信号ＩＮＰとを比較してセット信号Ｓｘ及びリセット信号Ｓｙを生成する回路部であり、コンパレータＣＭＰ１及びＣＭＰ２と、インバータＩＮＶ１を含む。   The signal comparison unit 124 is a circuit unit that compares the first smoothed input signal INN and the second smoothed input signal INP to generate the set signal Sx and the reset signal Sy, and includes comparators CMP1 and CMP2 and an inverter INV1.

コンパレータＣＭＰ１は、反転入力端（−）に入力される第１平滑入力信号ＩＮＮと、非反転入力端（＋）に入力される第２平滑入力信号ＩＮＰとを比較してセット信号Ｓｘを生成する。従って、セット信号Ｓｘは、基本的に、第１平滑入力信号ＩＮＮが第２平滑入力信号ＩＮＰよりも高いときにローレベルとなり、逆に、第１平滑入力信号ＩＮＮが第２平滑入力信号ＩＮＰよりも低いときにハイレベルとなる。   The comparator CMP1 compares the first smoothed input signal INN input to the inverting input terminal (−) and the second smoothed input signal INP input to the non-inverting input terminal (+) to generate the set signal Sx. . Therefore, the set signal Sx basically becomes a low level when the first smoothed input signal INN is higher than the second smoothed input signal INP, and conversely, the first smoothed input signal INN is higher than the second smoothed input signal INP. High level when low.

ただし、先にも述べたように、第１平滑入力信号ＩＮＮと第２平滑入力信号ＩＮＰは、互いに等価の電圧信号であり、パルスエッジの到来時以外は基本的に同値となるので、単純に両者を比較すると、セット信号Ｓｘの論理レベルが不安定になる。そこで、コンパレータＣＭＰ１には、第１極性（ここではマイナス）のオフセットＶｏｆｓ１（＜０Ｖ）が付与されている。従って、セット信号Ｓｘは、第２平滑入力信号ＩＮＰから第１平滑入力信号ＩＮＮを差し引いた差分値ΔＩＮ（＝ＩＮＰ−ＩＮＮ）がオフセットＶｏｆｓ１よりも高いときにハイレベルとなり、差分値ΔＩＮがオフセットＶｏｆｓ１よりも低いときにローレベルとなる。   However, as described above, the first smoothed input signal INN and the second smoothed input signal INP are mutually equivalent voltage signals, and basically have the same value except when the pulse edge arrives. When both are compared, the logic level of the set signal Sx becomes unstable. Therefore, the comparator CMP1 is provided with an offset Vofs1 (<0 V) having the first polarity (minus here). Therefore, the set signal Sx becomes a high level when the difference value ΔIN (= INP−INN) obtained by subtracting the first smoothing input signal INN from the second smoothing input signal INP is higher than the offset Vofs1, and the difference value ΔIN becomes the offset Vofs1. Low level when lower than

コンパレータＣＭＰ２は、反転入力端（−）に入力される第１平滑入力信号ＩＮＮと、非反転入力端（＋）に入力される第２平滑入力信号ＩＮＰとを比較しインバータＩＮＶ１を介してリセット信号Ｓｙを生成する。従って、リセット信号Ｓｙは、基本的に、第１平滑入力信号ＩＮＮが第２平滑入力信号ＩＮＰよりも高いときにハイレベルとなり、逆に、第１平滑入力信号ＩＮＮが第２平滑入力信号ＩＮＰよりも低いときにローレベルとなる。   The comparator CMP2 compares the first smoothed input signal INN input to the inverting input terminal (−) and the second smoothed input signal INP input to the non-inverting input terminal (+), and resets the signal via the inverter INV1. Sy is generated. Therefore, the reset signal Sy basically becomes a high level when the first smoothed input signal INN is higher than the second smoothed input signal INP, and conversely, the first smoothed input signal INN is higher than the second smoothed input signal INP. Low level when low.

ただし、コンパレータＣＭＰ１と同様、第１平滑入力信号ＩＮＮと第２平滑入力信号ＩＮＰとを単純に比較すると、リセット信号Ｓｙの論理レベルが不安定になる。そこで、コンパレータＣＭＰ２には、第１極性とは逆の第２極性（ここではプラス）のオフセットＶｏｆｓ２（＞０Ｖ）が付与されている。従って、リセット信号Ｓｙは、第２平滑入力信号ＩＮＰから第１平滑入力信号ＩＮＮを差し引いた差分値ΔＩＮ（＝ＩＮＰ−ＩＮＮ）がオフセットＶｏｆｓ２よりも高いときにローレベルとなり、差分値ΔＩＮがオフセットＶｏｆｓ２よりも低いときにハイレベルとなる。   However, similarly to the comparator CMP1, when the first smoothed input signal INN and the second smoothed input signal INP are simply compared, the logic level of the reset signal Sy becomes unstable. Therefore, the comparator CMP2 is provided with an offset Vofs2 (> 0 V) having a second polarity (here, plus) opposite to the first polarity. Accordingly, the reset signal Sy becomes low level when the difference value ΔIN (= INP−INN) obtained by subtracting the first smoothing input signal INN from the second smoothing input signal INP is higher than the offset Vofs2, and the difference value ΔIN becomes the offset Vofs2. High level when lower than

ＲＳフリップフロップ１２５は、セット端（Ｓ）に入力されるセット信号Ｓｘと、リセット端（Ｒ）に入力されるリセット信号Ｓｙの双方に応じて、出力端（Ｑ）から出力されるパルス信号Ｓ２の論理レベルを切り替える順序回路の一種である。より具体的に述べると、ＲＳフリップフロップ１２５は、セット信号Ｓｘのパルスエッジ（例えば立下りエッジ）を受けてパルス信号Ｓ２をハイレベルにセットし、リセット信号Ｓｙのパルスエッジ（例えば立下りエッジ）を受けてパルス信号Ｓ２をローレベルにリセットする。なお、同様のパルス信号Ｓ２を生成することができる限り、順序回路の種類は不問である。   The RS flip-flop 125 receives a pulse signal S2 output from the output terminal (Q) according to both the set signal Sx input to the set terminal (S) and the reset signal Sy input to the reset terminal (R). This is a type of sequential circuit that switches the logic level of. More specifically, the RS flip-flop 125 receives a pulse edge (for example, a falling edge) of the set signal Sx, sets the pulse signal S2 to a high level, and a pulse edge (for example, a falling edge) of the reset signal Sy. In response, the pulse signal S2 is reset to a low level. Note that the type of the sequential circuit is not limited as long as the similar pulse signal S2 can be generated.

図１３Ａは、パルス生成回路１２０によるパルス生成動作の第１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ＳｉｎのＰＷＭ成分（＝信号成分）及びこれに重畳するノイズ成分、ノイズが重畳した点火指示信号Ｓｉｎ、平滑入力信号ＩＮ、基準電流Ｉｒｅｆ、第１平滑入力信号ＩＮＮ（実線）及び第２平滑入力信号ＩＮＰ（破線）、セット信号Ｓｘ、リセット信号Ｓｙ、並びに、パルス信号Ｓ２が描写されている。   FIG. 13A is a timing chart showing a first example of the pulse generation operation by the pulse generation circuit 120. From the top, the PWM component (= signal component) of the ignition instruction signal Sin, the noise component superimposed on this, and the noise are superimposed. The ignition command signal Sin, the smoothed input signal IN, the reference current Iref, the first smoothed input signal INN (solid line) and the second smoothed input signal INP (broken line), the set signal Sx, the reset signal Sy, and the pulse signal S2 are depicted. Has been.

先にも述べたように、点火指示信号Ｓｉｎに重畳するノイズは、片方向の寄生ダイオードＤ（図３）を用いた静電保護素子３００により、その負側で半波にクランプされる。その結果、本図の例では、平滑入力信号ＩＮのローレベルが本来の電圧値（＝０Ｖ）から浮き上がり、基準電圧Ｖｒｅｆよりも高くなっている。   As described above, the noise superimposed on the ignition instruction signal Sin is clamped to a half wave on the negative side by the electrostatic protection element 300 using the unidirectional parasitic diode D (FIG. 3). As a result, in the example of this figure, the low level of the smoothed input signal IN rises from the original voltage value (= 0 V) and is higher than the reference voltage Vref.

また、平滑入力信号ＩＮを電圧／電流変換して得られる基準電流Ｉｒｅｆ、並びに、基準電流Ｉｒｅｆを電流／電圧変換して得られる第１平滑入力信号ＩＮＮ及び第２平滑入力信号ＩＮＰについても、基本的には、元の平滑入力信号ＩＮと同様の挙動を示している。   The basic current Iref obtained by voltage / current conversion of the smoothed input signal IN, and the first smoothed input signal INN and the second smoothed input signal INP obtained by current / voltage conversion of the reference current Iref are also fundamental. Specifically, the same behavior as the original smooth input signal IN is shown.

ただし、第２平滑入力信号ＩＮＰについては、波形調整部１２３の働きにより、そのパルスエッジのスロープ（＝傾き）が第１平滑入力信号ＩＮＮのそれよりも緩やかとなる。従って、平滑入力信号ＩＮの論理レベルが切り替わるときには、第１平滑入力信号ＩＮＮと第２平滑入力信号ＩＮＰとの間に差分値ΔＩＮ（≠０Ｖ）が生じるので、当該差分値ΔＩＮとオフセットＶｏｆｓ１及びＶｏｆｓ２との比較結果により、セット信号Ｓｘ及びリセット信号Ｓｙにパルスが生成される。   However, the slope (= slope) of the pulse edge of the second smoothed input signal INP is gentler than that of the first smoothed input signal INN due to the function of the waveform adjusting unit 123. Accordingly, when the logical level of the smooth input signal IN is switched, a difference value ΔIN (≠ 0V) is generated between the first smooth input signal INN and the second smooth input signal INP, and therefore the difference value ΔIN and the offsets Vofs1 and Vofs2 As a result of the comparison, a pulse is generated in the set signal Sx and the reset signal Sy.

より具体的に述べると、平滑入力信号ＩＮ（延いては、第１平滑入力信号ＩＮＮ及び第２平滑入力信号ＩＮＰ）がローレベルからハイレベルに立ち上がるときには、第１平滑入力信号ＩＮＮが第２平滑入力信号ＩＮＰよりも速く立ち上がるので、ＩＮＮ＞ＩＮＰとなる。従って、ΔＩＮ＜Ｖｏｆｓ１（＜０）となったときに、セット信号Ｓｘがハイレベルからローレベルに立ち下がる。   More specifically, when the smoothed input signal IN (and hence the first smoothed input signal INN and the second smoothed input signal INP) rises from a low level to a high level, the first smoothed input signal INN is second smoothed. Since it rises faster than the input signal INP, INN> INP. Therefore, when ΔIN <Vofs1 (<0), the set signal Sx falls from the high level to the low level.

一方、平滑入力信号ＩＮがハイレベルからローレベルに立ち下がるときには、第１平滑入力信号ＩＮＮが第２平滑入力信号ＩＮＰよりも速く立ち下がるので、ＩＮＮ＜ＩＮＰとなる。従って、ΔＩＮ＞Ｖｏｆｓ２（＞０）となったときに、リセット信号Ｓｙがハイレベルからローレベルに立ち下がる。   On the other hand, when the smooth input signal IN falls from the high level to the low level, the first smooth input signal INN falls faster than the second smooth input signal INP, and therefore INN <INP. Therefore, when ΔIN> Vofs2 (> 0), the reset signal Sy falls from the high level to the low level.

また、上記したセット信号Ｓｘ及びリセット信号Ｓｙのパルス生成動作については、点火指示信号Ｓｉｎにおけるノイズの有無に左右されない。例えば、点火指示信号Ｓｉｎへのノイズ重畳に伴い、平滑入力信号ＩＮのローレベルが本来の電圧値（＝０Ｖ）から浮き上がっていた場合であっても、ΔＩＮ＜Ｖｏｆｓ１（＜０）、若しくは、ΔＩＮ＞Ｖｏｆｓ２（＞０）が満たされたときには、先の説明と同様のシーケンスにより、セット信号Ｓｘ及びリセット信号Ｓｙのパルスが生成される。   Further, the pulse generation operation of the set signal Sx and the reset signal Sy described above does not depend on the presence or absence of noise in the ignition instruction signal Sin. For example, ΔIN <Vofs1 (<0) or ΔIN even when the low level of the smoothed input signal IN rises from the original voltage value (= 0V) due to noise superposition on the ignition instruction signal Sin. When> Vofs2 (> 0) is satisfied, pulses of the set signal Sx and the reset signal Sy are generated by the same sequence as described above.

なお、パルス信号Ｓ２は、先にも述べた通り、セット信号Ｓｘの立下りエッジを受けてハイレベルにセットされ、リセット信号Ｓｙの立下りエッジを受けてローレベルにリセットされる。このようにして生成されるパルス信号Ｓ２は、ノイズが重畳した点火指示信号Ｓｉｎから、本来の信号成分（ＰＷＭ成分）のみを抽出した信号と等価である。   As described above, the pulse signal S2 is set to the high level in response to the falling edge of the set signal Sx, and is reset to the low level in response to the falling edge of the reset signal Sy. The pulse signal S2 generated in this way is equivalent to a signal obtained by extracting only the original signal component (PWM component) from the ignition instruction signal Sin on which noise is superimposed.

このように、本構成例のパルス生成回路１２０は、点火指示信号Ｓｉｎに重畳するノイズを除去する回路ではなく、点火指示信号Ｓｉｎのパルスエッジを検出して本来の信号成分（ＰＷＭ成分）のみを抽出する回路である。従って、従来のノイズ除去回路と異なり、大規模な回路変更を要さずに、より広い範囲でノイズのレベル変動や周波数変動に対応することができる。従って、ノイズのレベルや周波数が想定範囲外であったり、アプリケーションのノイズ規格が変更になったりしても、柔軟に対応することが可能となる。   As described above, the pulse generation circuit 120 of this configuration example is not a circuit that removes noise superimposed on the ignition instruction signal Sin, but detects a pulse edge of the ignition instruction signal Sin and only the original signal component (PWM component). It is a circuit to extract. Therefore, unlike the conventional noise removal circuit, it is possible to cope with noise level fluctuations and frequency fluctuations in a wider range without requiring a large-scale circuit change. Therefore, even if the noise level or frequency is out of the expected range or the noise standard of the application is changed, it is possible to flexibly cope with it.

図１３Ｂは、パルス生成回路１２０によるパルス生成動作の第２例を示すタイミングチャートであり、先の図１３Ａと同様、上から順に、点火指示信号ＳｉｎのＰＷＭ成分（＝信号成分）及びこれに重畳するノイズ成分、ノイズが重畳した点火指示信号Ｓｉｎ、平滑入力信号ＩＮ、基準電流Ｉｒｅｆ、第１平滑入力信号ＩＮＮ（実線）及び第２平滑入力信号ＩＮＰ（破線）、セット信号Ｓｘ、リセット信号Ｓｙ、並びに、パルス信号Ｓ２が描写されている。   FIG. 13B is a timing chart showing a second example of the pulse generation operation by the pulse generation circuit 120. Similar to FIG. 13A, the PWM component (= signal component) of the ignition instruction signal Sin and the superposition thereof are superimposed in this order from the top. Noise signal, ignition instruction signal Sin with superimposed noise, smoothed input signal IN, reference current Iref, first smoothed input signal INN (solid line) and second smoothed input signal INP (broken line), set signal Sx, reset signal Sy, In addition, the pulse signal S2 is depicted.

本図の第２例では、先の第１例（図１３Ａ）と比べて、ノイズ成分がさらに大きくなっている。その結果、点火指示信号Ｓｉｎのローレベル期間だけでなく、ハイレベル期間においても、点火指示信号Ｓｉｎに重畳するノイズは、その下限値が０Ｖを下回り、その負側で半波にクランプされている。その結果、平滑入力信号ＩＮのローレベルだけでなく、ハイレベルも本来の電圧値から浮き上がっている。   In the second example of this figure, the noise component is larger than in the first example (FIG. 13A). As a result, not only in the low level period of the ignition instruction signal Sin but also in the high level period, the noise superimposed on the ignition instruction signal Sin has a lower limit value lower than 0V and is clamped to a half wave on the negative side. . As a result, not only the low level of the smoothed input signal IN but also the high level rises from the original voltage value.

このように、厳しいノイズ環境下においても、パルス生成回路１２０であれば、点火指示信号Ｓｉｎのパルスエッジを検出することにより、本図で示したように、本来の信号成分（ＰＷＭ成分）のみを抽出したパルス信号Ｓ２を生成することが可能となる。   Thus, even in a severe noise environment, if the pulse generation circuit 120 detects the pulse edge of the ignition instruction signal Sin, only the original signal component (PWM component) is detected as shown in the figure. The extracted pulse signal S2 can be generated.

＜ノイズ識別動作＞
図１４は、ノイズ識別回路１３０によるノイズ識別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ＳｉｎのＰＷＭ成分（＝信号成分）及びこれに重畳するノイズ成分、ノイズが重畳した点火指示信号Ｓｉｎ、平滑入力信号ＩＮ、検出信号Ｓ１、パルス信号Ｓ２、選択信号Ｓ３、オン／オフ制御信号Ｓｏｕｔが描写されている。 <Noise identification operation>
FIG. 14 is a timing chart showing an example of the noise identification operation by the noise identification circuit 130. From the top, the PWM component (= signal component) of the ignition instruction signal Sin, the noise component superimposed thereon, and the ignition superimposed with noise. The instruction signal Sin, the smooth input signal IN, the detection signal S1, the pulse signal S2, the selection signal S3, and the on / off control signal Sout are depicted.

なお、本図の１段目〜４段目（ＰＷＭ、ＮＯＩＳＥ、Ｓｉｎ、ＩＮ）については、先出の図１３Ａと基本的に同様であるので、重複した説明を割愛し、以下では、本図の５段目〜８段目（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓｏｕｔ）に着目して詳細な説明を行う。   Note that the first to fourth stages (PWM, NOISE, Sin, IN) in this figure are basically the same as those in FIG. 13A described above, and therefore, redundant description is omitted. A detailed description will be given focusing on the fifth to eighth stages (S1, S2, S3, Sout).

本図で示したように、点火指示信号Ｓｉｎへのノイズ重畳に伴い、平滑入力信号ＩＮのローレベルが基準電圧Ｖｒｅｆを上回っていた場合、検出信号Ｓ１は、本来のローレベルではなく、ハイレベルに張り付いた状態（＝点火指示信号Ｓｉｎの誤検出が生じた状態）に陥る。一方、パルス信号Ｓ２は、点火指示信号Ｓｉｎにノイズが重畳している場合でも本来の信号成分（ＰＷＭ成分）に同期してパルス駆動される。   As shown in the figure, when the low level of the smoothed input signal IN exceeds the reference voltage Vref due to noise superposition on the ignition instruction signal Sin, the detection signal S1 is not the original low level but the high level. (= State where erroneous detection of the ignition instruction signal Sin occurs). On the other hand, the pulse signal S2 is pulse-driven in synchronization with the original signal component (PWM component) even when noise is superimposed on the ignition instruction signal Sin.

そこで、ノイズ識別回路１３０は、検出信号Ｓ１がハイレベルに維持されたまま、パルス信号Ｓ２がハイレベルからローレベルに切り替わったときに、「ノイズあり（＝Ｓ１異常）」と判定し、選択信号Ｓ３をローレベルからハイレベルに立ち上げる。逆に言うと、点火指示信号Ｓｉｎに微弱なノイズが重畳していても、検出信号Ｓ１がハイレベルに張り付いていない限り、「ノイズあり（＝Ｓ１異常）」と判定されることはない。   Therefore, when the pulse signal S2 is switched from the high level to the low level while the detection signal S1 is maintained at the high level, the noise identification circuit 130 determines that “there is noise (= S1 abnormality)” and the selection signal S3 is raised from low level to high level. Conversely, even if weak noise is superimposed on the ignition instruction signal Sin, it is not determined that “there is noise (= S1 abnormality)” unless the detection signal S1 is stuck at a high level.

一方、ノイズ識別回路１３０は、検出信号Ｓ１がハイレベルからローレベルに切り替わったときに、「ノイズなし（＝Ｓ１正常）」と判定し、選択信号Ｓ３をハイレベルからローレベルに立ち下げる。   On the other hand, when the detection signal S1 is switched from the high level to the low level, the noise identification circuit 130 determines that “no noise (= S1 is normal)” and falls the selection signal S3 from the high level to the low level.

なお、選択信号Ｓ３がローレベルであるときには、オン／オフ制御信号Ｓｏｕｔとして検出信号Ｓ１が選択出力される。すなわち、信号検出回路１１０で点火指示信号Ｓｉｎの誤検出が生じていなければ、従前と何ら変わらず、点火指示信号Ｓｉｎと所定の閾値（＝基準電圧Ｖｒｅｆ）とを比較して入力信号判定処理を行うことができるので、スイッチ制御装置１１の特性を変えることなく、スイッチ素子１２のオン／オフ制御を行うことが可能となる。   When the selection signal S3 is at a low level, the detection signal S1 is selectively output as the on / off control signal Sout. That is, if no erroneous detection of the ignition instruction signal Sin occurs in the signal detection circuit 110, the input signal determination process is performed by comparing the ignition instruction signal Sin with a predetermined threshold value (= reference voltage Vref) without any change. Therefore, on / off control of the switch element 12 can be performed without changing the characteristics of the switch control device 11.

一方、選択信号Ｓ３がハイレベルであるときには、オン／オフ制御信号Ｓｏｕｔとしてパルス信号Ｓ２が選択出力される。従って、点火指示信号Ｓｉｎへのノイズ重畳に伴い、信号検出回路１１０で点火指示信号Ｓｉｎの誤検出が生じたときには、これを補完する形で、点火指示信号Ｓｉｎから本来の信号成分（ＰＷＭ成分）のみを抽出したパルス信号Ｓ２を出力することができるので、スイッチ素子１２をＥＣＵ３の指示通りに駆動することが可能となる。   On the other hand, when the selection signal S3 is at a high level, the pulse signal S2 is selectively output as the on / off control signal Sout. Therefore, when erroneous detection of the ignition instruction signal Sin occurs in the signal detection circuit 110 due to noise superimposition on the ignition instruction signal Sin, the original signal component (PWM component) from the ignition instruction signal Sin is complemented to this. Since it is possible to output the pulse signal S2 from which only the signal is extracted, it becomes possible to drive the switch element 12 as instructed by the ECU 3.

このように、本構成例のスイッチ制御装置１１であれば、静電保護素子３００としてＥＳＤ耐量の高い寄生ダイオードＤ（図３）を用いた場合であっても、入力信号判定回路１００がノイズによる誤動作を生じにくくなる。従って、高いノイズ耐量とＥＳＤ耐量を兼ね備えたスイッチ制御装置１１を実現することができるので、これを用いたイグナイタ１０に課される種々の評価試験（ＢＣＩやＧＴＥＭＣＥＬなど）をいずれもクリアすることが可能となる。   Thus, in the case of the switch control device 11 of this configuration example, even when the parasitic diode D (FIG. 3) with high ESD tolerance is used as the electrostatic protection element 300, the input signal determination circuit 100 is caused by noise. Malfunctions are less likely to occur. Therefore, since the switch control device 11 having both high noise tolerance and ESD tolerance can be realized, it is possible to clear any of various evaluation tests (BCI, GTEMMCEL, etc.) imposed on the igniter 10 using this. It becomes possible.

なお、先出のパルス信号Ｓ２は、点火指示信号Ｓｉｎの信号成分（ＰＷＭ成分）と等価であるため、入力信号判定回路１００から信号検出回路１１０、ノイズ識別回路１３０、及び、信号選択回路１４０を取り除き、パルス信号Ｓ２を常にオン／オフ制御信号Ｓｏｕｔとして出力することもできる。   The preceding pulse signal S2 is equivalent to the signal component (PWM component) of the ignition instruction signal Sin, so that the signal detection circuit 110, the noise identification circuit 130, and the signal selection circuit 140 are changed from the input signal determination circuit 100. The pulse signal S2 can be always output as the on / off control signal Sout.

ただし、上記構成を採用する場合には、従前と異なり、点火指示信号Ｓｉｎと所定の閾値（＝基準電圧Ｖｒｅｆ）とを比較する入力信号判定処理が一切行われなくなるので、スイッチ制御装置１１の特性が変わってしまう（例えば、点火指示信号Ｓｉｎのハイレベルが基準電圧Ｖｒｅｆに達していなくても、そのパルスエッジが検出される限り、オン／オフ制御信号Ｓｏｕｔがハイレベルに立ち上がる）おそれがある点には留意が必要である。   However, in the case of adopting the above configuration, unlike the conventional case, the input signal determination process for comparing the ignition instruction signal Sin with a predetermined threshold value (= reference voltage Vref) is not performed at all. (For example, even if the high level of the ignition instruction signal Sin does not reach the reference voltage Vref, the ON / OFF control signal Sout rises to the high level as long as the pulse edge is detected). Care must be taken.

＜車両＞
図１５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、カーバッテリ２（本図では明示せず）と、カーバッテリ２から電力供給を受けて動作する種々の電子機器Ｘ１１〜Ｘ１８と、を搭載している。なお、本図における電子機器Ｘ１１〜Ｘ１８の搭載位置については、図示の便宜上、実際とは異なる場合がある。 <Vehicle>
FIG. 15 is an external view showing a configuration example of the vehicle X. The vehicle X of this configuration example includes a car battery 2 (not explicitly shown in the figure) and various electronic devices X11 to X18 that operate by receiving power supply from the car battery 2. In addition, about the mounting position of the electronic devices X11-X18 in this figure, it may differ from the actual for convenience of illustration.

電子機器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）を行う手段であり、先述のエンジン点火装置１やＥＣＵ３がこれに含まれる。   The electronic device X11 is a means for performing control related to the engine (injection control, electronic throttle control, idling control, oxygen sensor heater control, auto cruise control, etc.), and the above-described engine ignition device 1 and ECU 3 included.

電子機器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。   The electronic device X12 is a lamp control unit that performs on / off control such as HID [high intensity discharged lamp] and DRL [daytime running lamp].

電子機器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。   The electronic device X13 is a transmission control unit that performs control related to the transmission.

電子機器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）を行う制動ユニットである。   The electronic device X14 is a braking unit that performs control (ABS [anti-lock brake system] control, EPS [electric power steering] control, electronic suspension control, etc.) related to the motion of the vehicle X.

電子機器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。   The electronic device X15 is a security control unit that performs drive control such as a door lock and a security alarm.

電子機器Ｘ１６は、ワイパー、電動ドアミラー、パワーウィンドウ、ダンパー（ショックアブソーバー）、電動サンルーフ、及び、電動シートなど、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。   The electronic device X16 is an electronic device that is incorporated into the vehicle X at the factory shipment stage as a standard equipment item or manufacturer's option product, such as a wiper, an electric door mirror, a power window, a damper (shock absorber), an electric sunroof, and an electric seat. It is.

電子機器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、ユーザオプション品として任意で車両Ｘに装着される電子機器である。   The electronic device X17 is an electronic device that is optionally mounted on the vehicle X as a user option product such as an in-vehicle A / V [audio / visual] device, a car navigation system, and an ETC [electronic toll collection system].

電子機器Ｘ１８は、車載ブロア、オイルポンプ、ウォーターポンプ、バッテリ冷却ファンなど、高耐圧系モータを備えた電子機器である。   The electronic device X18 is an electronic device that includes a high-voltage motor such as an in-vehicle blower, an oil pump, a water pump, and a battery cooling fan.

＜その他の変形例＞
なお、上記の実施形態では、スイッチ制御装置１１をイグナイタ１０に適用した例を挙げて説明を行ったが、入力信号判定回路１００やパルス生成回路１２０は、ノイズによる誤動作の対策が必要な全てのスイッチ制御装置に適用することが可能である。すなわち、スイッチ制御装置１１が組み込まれるアプリケーションは、何らイグナイタ１０に限定されるものではなく、パルス信号（ＰＷＭ信号など）を取り扱うアプリケーションのうち、高いノイズ耐量と高いＥＳＤ耐量の両立が求められるもの全般に組み込むことができる。 <Other variations>
In the above embodiment, the switch control device 11 is applied to the igniter 10 as an example, but the input signal determination circuit 100 and the pulse generation circuit 120 are all required to take measures against malfunction due to noise. It can be applied to a switch control device. In other words, the application in which the switch control device 11 is incorporated is not limited to the igniter 10, and among the applications that handle pulse signals (such as PWM signals), those that require both high noise immunity and high ESD immunity in general. Can be incorporated into.

このように、本明細書中に開示されている種々の技術的特徴は、上記実施形態のほか、その技術的創作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、上記実施形態に限定されるものではなく、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。   As described above, various technical features disclosed in the present specification can be variously modified within the scope of the technical creation in addition to the above-described embodiment. That is, the above-described embodiment is an example in all respects and should not be considered restrictive, and the technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment, but is claimed. It should be understood that all changes that fall within the meaning and range equivalent to the scope of the above are included.

本明細書中に開示されている発明は、例えば、イグナイタのスイッチ制御装置に利用することが可能である。   The invention disclosed in the present specification can be used for, for example, a switch control device of an igniter.

１ エンジン点火装置
２ カーバッテリ
３ エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）
１０ イグナイタ
１１ スイッチ制御装置
１２ スイッチ素子
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
１００ 入力信号判定回路
１１０ 信号検出回路
１１１ アッテネータ
１１２ ローパスフィルタ
１１３ コンパレータ
１２０ パルス生成回路
１２１ 信号平滑部
１２２ 信号分岐部
１２３ 波形調整部
１２４ 信号比較部
１２５ ＲＳフリップフロップ
１３０ ノイズ識別回路
１４０ 信号選択回路
２００ スイッチ駆動回路
２１０ プリドライバ
２２０ ドライバ
３００ 静電保護素子
Ｔ１、Ｔ２ パッド
Ｄ 寄生ダイオード（静電保護素子）
Ｄ１、Ｄ２ 双方向フローティングダイオード
Ｒ１〜Ｒ５、Ｒ１０〜Ｒ１５ 抵抗
Ｃ１〜Ｃ３ キャパシタ
Ｎ１ ｎｐｎ型バイポーラトランジスタ
Ｐ１〜Ｐ３ ｐｎｐ型バイポーラトランジスタ
ＣＭＰ１、ＣＭＰ２ コンパレータ
ＩＮＶ１ インバータ
Ｘ 車両
Ｘ１１〜Ｘ１８ 車載機器 1 Engine ignition device 2 Car battery 3 Engine control unit (ECU)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Igniter 11 Switch control device 12 Switch element 20 Ignition coil 21 Primary side coil 22 Secondary side coil 30 Spark plug 100 Input signal determination circuit 110 Signal detection circuit 111 Attenuator 112 Low pass filter 113 Comparator 120 Pulse generation circuit 121 Signal smoothing part 122 Signal Branch unit 123 Waveform adjustment unit 124 Signal comparison unit 125 RS flip-flop 130 Noise identification circuit 140 Signal selection circuit 200 Switch drive circuit 210 Pre-driver 220 Driver 300 Electrostatic protection element T1, T2 Pad D Parasitic diode (electrostatic protection element)
D1, D2 Bidirectional floating diode R1-R5, R10-R15 Resistor C1-C3 Capacitor N1 npn-type bipolar transistor P1-P3 pnp-type bipolar transistor CMP1, CMP2 Comparator INV1 Inverter X Vehicle X11-X18 In-vehicle device

Claims (10)

パルス状の入力信号と所定の閾値とを比較して検出信号を生成する信号検出回路と、
前記入力信号のパルスエッジを検出してパルス信号を生成するパルス生成回路と、
前記入力信号におけるノイズの有無を識別して選択信号を生成するノイズ識別回路と、
前記選択信号に応じて前記検出信号と前記パルス信号の一方を出力信号として選択する信号選択回路と、
を有することを特徴とする入力信号判定回路。 A signal detection circuit that generates a detection signal by comparing a pulsed input signal with a predetermined threshold;
A pulse generation circuit that detects a pulse edge of the input signal and generates a pulse signal;
A noise identifying circuit for identifying the presence or absence of noise in the input signal and generating a selection signal;
A signal selection circuit that selects one of the detection signal and the pulse signal as an output signal according to the selection signal;
An input signal determination circuit comprising: 前記ノイズ識別回路は、前記検出信号が第１論理レベルに維持されたまま前記パルス信号が前記第１論理レベルから第２論理レベルに切り替わったときにノイズありと判定し、前記検出信号が前記第１論理レベルから前記第２論理レベルに切り替わったときにノイズなしと判定することを特徴とする請求項１に記載の入力信号判定回路。   The noise identification circuit determines that there is noise when the pulse signal is switched from the first logic level to the second logic level while the detection signal is maintained at the first logic level, and the detection signal is the first logic level. 2. The input signal determination circuit according to claim 1, wherein it is determined that there is no noise when switching from one logic level to the second logic level. 前記信号検出回路は、
前記入力信号またはこれを減衰させた減衰信号の低周波成分を通過させて平滑信号を生成するローパスフィルタと、
前記平滑信号と所定の基準電圧とを比較して前記検出信号を生成するコンパレータと、
を含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の入力信号判定回路。 The signal detection circuit includes:
A low-pass filter that generates a smooth signal by passing a low-frequency component of the input signal or an attenuated signal obtained by attenuating the input signal;
A comparator that compares the smoothed signal with a predetermined reference voltage to generate the detection signal;
The input signal determination circuit according to claim 1, further comprising: 前記信号検出回路は、前記入力信号を減衰させて前記減衰信号を生成するアッテネータをさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の入力信号判定回路。   The input signal determination circuit according to claim 3, wherein the signal detection circuit further includes an attenuator that attenuates the input signal to generate the attenuated signal. 前記パルス生成回路は、
前記入力信号またはこれを減衰させた減衰信号の低周波成分を通過させて平滑入力信号を生成する信号平滑部と、
前記平滑入力信号を２系統に分岐して第１平滑入力信号と第２平滑入力信号を生成する信号分岐部と、
前記第２平滑入力信号のパルスエッジを鈍らせる波形調整部と、
前記第１平滑入力信号と前記第２平滑入力信号とを比較してセット信号及びリセット信号を生成する信号比較部と、
前記セット信号及び前記リセット信号に応じて前記パルス信号を生成する順序回路と、
を含むことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の入力信号判定回路。 The pulse generation circuit includes:
A signal smoothing unit for generating a smoothed input signal by passing a low frequency component of the input signal or an attenuated signal obtained by attenuating the input signal;
A signal branching unit for branching the smoothed input signal into two systems to generate a first smoothed input signal and a second smoothed input signal;
A waveform adjusting unit for blunting a pulse edge of the second smoothed input signal;
A signal comparator for comparing the first smoothed input signal and the second smoothed input signal to generate a set signal and a reset signal;
A sequential circuit for generating the pulse signal in response to the set signal and the reset signal;
The input signal determination circuit according to claim 1, further comprising: 前記信号比較部は、
第１極性のオフセットを持って前記第１平滑入力信号と前記第２平滑入力信号とを比較することにより前記セット信号を生成する第１コンパレータと、
前記第１極性とは逆の第２極性のオフセットを持って前記第１平滑入力信号と前記第２平滑入力信号とを比較することにより前記リセット信号を生成する第２コンパレータと、
を含むことを特徴とする請求項５に記載の入力信号判定回路。 The signal comparison unit
A first comparator that generates the set signal by comparing the first smoothed input signal and the second smoothed input signal with a first polarity offset;
A second comparator for generating the reset signal by comparing the first smoothed input signal and the second smoothed input signal with an offset of a second polarity opposite to the first polarity;
The input signal determination circuit according to claim 5, comprising: 入力信号の入力を受けて出力信号を出力する請求項１〜請求項６のいずれかに記載の入力信号判定回路と、
前記出力信号に応じてスイッチ素子を駆動するスイッチ駆動回路と、
を半導体チップに集積化して成り、
前記半導体チップのサブストレートに付随する寄生ダイオードを静電保護素子として利用することを特徴とするスイッチ制御装置。 The input signal determination circuit according to any one of claims 1 to 6, which receives an input of an input signal and outputs an output signal;
A switch drive circuit for driving a switch element in accordance with the output signal;
Integrated into a semiconductor chip,
A switch control device using a parasitic diode associated with a substrate of the semiconductor chip as an electrostatic protection element. スイッチ素子と、
請求項７に記載のスイッチ制御装置と、
を有することを特徴とするイグナイタ。 A switch element;
A switch control device according to claim 7;
An igniter characterized by comprising: 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電流を駆動する請求項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。 Ignition coil,
The igniter according to claim 8, which drives a primary side current of the ignition coil;
A spark plug connected to the secondary coil of the ignition coil;
An engine ignition device comprising: 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。 The engine ignition device according to claim 9,
A car battery for supplying electric power to the engine ignition device;
An engine control unit for controlling the engine ignition device;
The vehicle characterized by having.

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