JP5278186B2 - 内燃機関点火装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子制御装置から点火信号が入力されると点火状態信号を応答することで点火プラグの点火状態を電子制御装置に伝達する内燃機関点火装置に関する。

内燃機関点火装置は、電子制御装置（以下、ＥＣＵ（Electronic Control Unit））から点火信号をイグナイタの回路ブロックに受けて、当該回路ブロックからフェイル信号（点火状態信号に相当）をＥＣＵに応答するようになっている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１記載の技術思想によれば、イグナイタが点火信号を受けると点火プラグを点火し、この点火状態に応じたフェイル信号をＥＣＵに応答するようになっている。

この種の回路の具体例を図１３に示している。この図１３に示すように、内燃機関点火装置１０１は、イグナイタ１０２、点火コイル３、ダイオード４を図示形態で接続し、ＥＣＵ５からの点火信号ＩＧｔに基づいて点火コイル３に通電し、点火プラグ６をスパークさせる。

イグナイタ２内にはＩＧＢＴ（スイッチング素子に相当）が設けられると共に当該ＩＧＢＴ内部の温度を検出するダイオード（図示せず）が設けられており、当該ダイオードのＶｆ温度特性を利用し、過昇温であると判定した場合には、ＩＧＢＴのゲート駆動を遮断している。このゲート駆動の遮断機能をロック通電防止機能（略：ロック防止）と称しており、このロック防止機能が作動すると、ＩＧＢＴの温度を低下させることができ、ＩＧＢＴの過昇温破壊を防止することができる。

図１４は、このときの基本的動作をタイミングチャートにより示している。この図１４に示すように、ＥＣＵ５が点火信号ＩＧｔを所定のデューティ比でイグナイタ２に出力するとＩＧＢＴに通電する電流Ｉ１を検出し、当該検出結果に基づいてフェイル信号ＩＧｆをＥＣＵ５に出力する（（０）参照）。

この場合、点火信号ＩＧｔのデューティ比が大きい場合には、点火信号ＩＧｔが「Ｈ」（オン点火信号に相当）となる時間が長くなりＩＧＢＴの通電時間が長くなる。電流Ｉ１の通電時間が長くなるためＩＧＢＴの温度が高くなる。するとＩＧＢＴの内蔵ダイオードのＶｆが低下することに応じてＩＧＢＴの温度が過昇温であると判定される（（１）のタイミング参照）。イグナイタ２は過昇温であると判定するとＩＧＢＴのゲートの駆動を遮断することでＩＧＢＴに流れる電流Ｉ１を止める。これによりＩＧＢＴの通電破壊を防ぐことができる。

その後、ＥＣＵ５が、点火信号ＩＧｔを「Ｌ」（オフ点火信号に相当）にすることでロック通電防止機能がリセットされ（（２）参照）、イグナイタ１０２は通常動作モードに復帰する。その後、点火信号ＩＧｔが周期的に入力された場合に、ダイオードのＶｆ電圧に応じてＩＧＢＴの温度が過昇温ではないと判定されていれば正常動作する（（３）参照）。この場合、ＥＣＵ５はフェイル信号ＩＧｆをイグナイタ１０２から周期的に入力することでイグナイタ１０２が通常動作モードであることを認識できる。

特開平８−１２８３８１号公報

しかしながら、図１４に示すように、点火信号ＩＧｔのオフ信号が入力された場合、通電遮断状態を解除してしまう（（２）参照）ため、その後オン点火信号が連続入力されると（３）参照）、ＩＧＢＴに通電されることからフェイル信号ＩＧｆがＥＣＵ５に連続出力されてしまい、ＥＣＵ５はイグナイタ２が正常動作していると見なしてしまう。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、電子制御装置が異常状態を正確に検出できるようにした内燃機関点火装置を提供することにある。

請求項１記載の発明によれば次のように作用する。例えば通常状態においては、点火状態出力部はスイッチング素子の通電時の電流を検出し当該検出電流に応じた点火状態信号を電子制御装置に出力する。通常動作中は、スイッチング素子の温度が所定値未満の温度で動作し過昇温温度まで達しないため、正常に動作していることを電子制御装置に伝達する。

通電遮断保持部は、温度検出部により検出されるスイッチング素子の温度が所定値以上となると駆動部によるスイッチング素子への通電を遮断する。これによりスイッチング素子を過昇温から保護することができる。
解除部は、通電遮断保持部により通電遮断が保持されているときに電子制御装置からオフ点火信号が入力されたことを条件として通電遮断状態を解除するため、その後正常な動作を継続できるようになる。

カウント部は、通電遮断状態が解除されているときに温度検出部の温度検出値が所定温度以上になる回数をカウントし、このカウント回数が複数の所定回数以上になると点火状態信号を無効とする信号を点火状態出力部に出力する。すると、点火状態出力部は、電子制御装置に点火状態信号を出力しなくなり、当該条件を満たした場合には電子制御装置に点火状態信号が伝達されなくなる。これにより、電子制御装置が点火状態信号を検出しなくなるため、電子制御装置は異常状態を正確に検出できるようになる。

請求項２記載の発明によれば、カウント部のカウント回数が所定回数以上となる条件下で、通電遮断保持部により通電遮断が保持されている状態の場合電子制御装置からオフ点火信号が与えられても、通電遮断状態を解除しないようにしている。このため、スイッチング素子の通電遮断状態が継続される。
したがって、点火状態出力部はスイッチング素子の通電電流を検出しなくなるため、点火状態信号は電子制御装置に出力されなくなる。これにより、電子制御装置が点火状態信号を検出しなくなり異常状態を正確に検出できるようになる。

本発明の第１の実施形態について要部の構成を示す回路図 内燃機関点火装置の回路構成を概略的に示すブロック図 定電流回路の説明図 イグナイタの基本動作の説明図 各信号の変化態様を示すタイミングチャート 本発明の第２の実施形態について示すイグナイタの回路ブロック構成図 図５相当図 本発明の第３の実施形態について示すイグナイタの回路ブロック構成図 デューティ検出回路の回路構成図 デューティ検出回路の動作を示すタイミングチャート デューティ比の判定方法の概略的な説明図 図５相当図 従来例を示す図２相当図 図５相当図

（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態について図１ないし図５を参照しながら説明する。尚、背景技術欄で説明した同一機能または類似の機能を有する部分については、同一符号を付して説明を行う。
図２は、内燃機関点火装置の全体構成を概略的なブロック図により示している。この図２に示すように、内燃機関点火装置１は、イグナイタ２、点火コイル３、ダイオード４等を備えている。この内燃機関点火装置１はバッテリ＋Ｂ（電源電圧）により動作し、ＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御装置）５からの点火信号ＩＧｔを受けて点火コイル６に通電することで火花を出して燃料に着火させるようになっている。

イグナイタ２は、過電圧保護回路７、ロック防止回路８、入力回路（波形整形回路）９、フェイル検出回路１０、過電流保護回路１１、ドライブ回路１２を主として構成されている。イグナイタ２は、ドライブ回路１２に駆動用のスイッチング素子としてのＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor：絶縁ゲート形バイポーラトランジスタ）１３を接続して構成されている。イグナイタ２は半導体集積回路装置とＩＧＢＴ１３を主とする構成になっている。

バッテリの電源＋ＢとグランドＧＮＤとの間には、点火コイル３の一次コイルとＩＧＢＴ１３とが直列接続されており、ＩＧＢＴ１３が点火コイル３の一次電流の通電タイミングを駆動制御する。バッテリ＋ＢとグランドＧＮＤとの間には、点火コイル３の二次コイルと、逆方向接続されたダイオード４と、点火プラグ６とが直列接続されている。

ドライブ回路１２がＩＧＢＴ１３をオンしたときには点火コイル３の一次コイルには電流Ｉ１が流れ、ＩＧＢＴ１３をオフしたときには点火コイル３の一次コイルに流れる電流Ｉ１が遮断される。点火コイル３に二次電流が流れると点火プラグ６に放電されることで点火プラグ６が点火する。

図１は、内燃機関点火装置の内部回路構成を示している。この図１に示すように、ＥＣＵ５の点火信号ＩＧｔは入力回路９に入力される。入力回路９は、点火信号ＩＧｔを波形整形する波形整形回路として設けられており、波形整形した信号をロック防止回路８に出力する。ロック防止回路８は、当該点火信号ＩＧｔおよびＩＧＢＴ１３の温度検出信号に基づいてドライブ回路１２の遮断回路１２ｂに遮断信号を出力する。

ドライブ回路１２は、駆動部としてのドライバ主回路１２ａと当該ドライバ主回路１２ａに接続された遮断回路１２ｂとにより構成されている。通常状態において、ドライバ主回路１２ａには点火信号ＩＧｔが与えられており、当該与えられた点火信号ＩＧｔに応じてＩＧＢＴ１３のゲートを駆動する。ＩＧＢＴ１３のゲートが駆動されると、点火コイル３にオンオフ通電されるようになり点火プラグ６がスパークする。

遮断回路１２ｂは、例えばドライバ主回路１２ａの出力とグランドとの間に接続されたスイッチング素子により構成されており、ドライバ主回路１２ａによるＩＧＢＴ１３の駆動中に遮断回路１２ｂに対して遮断信号が与えられると、遮断回路１２ｂがＩＧＢＴ１３の駆動状態を遮断する。
ロック防止回路８は、温度検出部としての温度検出回路１４、解除部としてのラッチ回路１５、ＯＲゲート１６、ＮＯＴゲート１７、カウント部としてのカウンタ回路１８、ＡＮＤゲート１９、定電流回路２０を備えている。温度検出回路１４は、ＩＧＢＴ１３に内蔵されるダイオードＤ１（図３参照）のＶｆを検出することで温度を検出する。

図３は、温度検出回路およびＩＧＢＴ内蔵ダイオード間の電気的接続の一例を示している。この図３に示すように、電源とグランドとの間には電流源Ｉｒと複数のダイオードＤ１とが直列に接続されており、当該電流源Ｉｒおよび複数のダイオードＤ１間の共通接続点Ｎ１は温度検出回路１４に接続されている。通常状態において、電流源Ｉｒには一定の第１電流が流れるように構成されている。ダイオードＤ１の周辺温度が上昇するとダイオードＤ１のＶｆが低下する。

温度検出回路１４は共通接続点Ｎ１の電圧を検出することでダイオードＤ１のＶｆの変化を検出する。これにより温度変化を検出できる。尚、定電流回路２０は、共通接続点Ｎ１の電圧が所定電圧以下となることを条件として電流源Ｉｒの電流値を低下させるように制御しており、共通接続点Ｎ１の電圧が所定電圧以上となることを条件として電流源Ｉｒの電流値を上昇させるように制御している。

図１に示すように、温度検出回路１４の温度検出信号は、ラッチ回路１５のセット端子に入力されている。温度検出回路１４は、共通接続点Ｎ１の電圧が所定の閾値電圧Ｖｒｅｆ（過昇温閾値レベル）よりも低下したことを条件としてＩＧＢＴ１３の温度が所定温度以上（過昇温）と判定し、ラッチ回路１５のセット端子にセット信号「Ｈ」を出力する。

他方、入力回路９の出力信号は、ＮＯＴゲート１７に入力されており、ＮＯＴゲート１７の出力は、ＯＲゲート１６に入力されている。ＯＲゲート１６には電源オフ指示信号が入力されており、このＯＲゲート１６の出力はラッチ回路１５のリセット端子に入力されている。したがって、点火信号ＩＧｔは、電源オフ指示信号がＯＲゲート１６に与えられない限り、入力回路９、ＮＯＴゲート１７を通じてラッチ回路１５のリセット端子に入力されるようになっている。ラッチ回路１５のＱ出力は、ドライブ回路１２に入力されると共にカウンタ回路１８にも与えられている。カウンタ回路１８の出力は、ＡＮＤゲート１９に反転された状態で与えられる。

フェイル検出回路１０は、ＩＧＢＴ１３に流れる電流Ｉ１を検出し、この電流検出信号に基づいてＡＮＤゲート１９に信号を出力する。ＡＮＤゲート１９の出力は、フェイル信号ＩＧｆとしてＥＣＵ５に入力されている。

図４は、イグナイタの基本動作を概略的に示している。この図４に示すように、ＥＣＵ５が点火信号ＩＧｔをイグナイタ２に与えると、各ブロックの遅延時間を経てＩＧＢＴ１３のゲート電圧ＶＧは上昇し、ＩＧＢＴ１３のコレクタ−エミッタ間を通じて点火コイル３の一次側に通電電流が流れ始める（（Ａ）時点））。このときＩＧＢＴ１３のコレクタ電圧Ｖ１が瞬時に低下する。通電電流は時間に比例して徐々に上昇する。
ＩＧＢＴ１３のコレクタ−エミッタ間の通電電流Ｉ１は、時間に比例して徐々に増加し、ある第１の閾値電流Ｉｒｅｆ１に達する（（Ｂ）時点）。すると、フェイル検出回路１０は、電流Ｉ１が第１の閾値電流Ｉｒｅｆ１に達したことを検出し、デジタルのフェイル信号ＩＧｆを「Ｈ」から「Ｌ」に反転して出力する。

この後、ＩＧＢＴ１３のコレクタ−エミッタ間の通電電流Ｉ１が、第１の閾値電流Ｉｒｅｆ１から時間に比例して徐々に増加し、第２の閾値電流Ｉｒｅｆ２に達する（（Ｃ）時点）。すると、フェイル検出回路１０はデジタルのフェイル信号ＩＧｆを「Ｌ」から「Ｈ」に反転して出力する。
イグナイタ２は、このような基本動作を行うことによって、通電電流Ｉ１が流れると点火プラグ６の点火状態信号となるパルス状のフェイル信号ＩＧｆをＥＣＵ５に出力する。したがって、ＥＣＵ５はフェイル信号ＩＧｆを所定期間内に所定回数以上周期的、定期的に受信することでＩＧＢＴ１３の通電状態および点火プラグ６の点火状態を検出することができる。

次に、図５を参照して本実施形態に係る特徴部分について説明する。尚、この図５中、点線で示す信号は、説明を理解しやすくするために描いた波形であり、実際には出力されていない。
図５は、図１に示す回路の概略的な動作をタイミングチャートによって示している。この図５に示すように、ＥＣＵ５は、エンジン回転数に応じた所定デューティ比の矩形波状の点火信号ＩＧｔを出力する（図５（ａ）参照）。

点火信号ＩＧｔがドライブ回路１２のドライバ主回路１２ａを通じてＩＧＢＴ１３のゲートに与えられる（図５（ｄ）のゲート出力参照）と、ＩＧＢＴ１３は点火コイル３を駆動する。
点火信号ＩＧｔが「Ｈ」状態（オン点火信号に相当）に移行し、バッテリの電源＋Ｂから点火コイル３に通電されると（図５の（１０）参照）、点火コイル３の一次側に電流Ｉ１が流れＩＧＢＴ１３に電流Ｉ１が流れ始める（図５（ｅ）参照）。

フェイル検出回路１０は、この電流Ｉ１を検出し所定電流Ｉｒｅｆ１以上で且つ所定電流Ｉｒｅｆ２以下のときに点火状態信号として「Ｌ」信号を出力する（図５（ｆ）の（１１）参照）。初期状態では、カウンタ回路１８のカウント回数は０回であるため、カウンタ回路１８の出力は「Ｌ」状態に保持されている。ＡＮＤゲート１９にはカウンタ回路１８の出力の反転信号が入力されているため、ＡＮＤゲート１９は有効（イネーブル）になっている。したがって、フェイル検出回路１０の出力がＡＮＤゲート１９を介してそのままフェイル信号ＩＧｆとしてＥＣＵ５に出力されるようになる。

電流Ｉ１がＩＧＢＴ１３に流れ続けるとＩＧＢＴ１３の温度が上昇する。ＩＧＢＴ１３の温度が上昇するとＩＧＢＴ１３の内蔵ダイオードＤ１のＶｆが低下することによって共通接続点Ｎ１の電圧が低下する（図５（ｂ）参照）。温度検出回路１４は、共通接続点Ｎ１の電圧が閾値電圧Ｖｒｅｆより大きいであることを検出している間は所定温度未満であると判定し、ラッチ回路１５のセット端子に「Ｌ」信号を与える。

共通接続点Ｎ１の電圧が所定電圧Ｖｒｅｆ以下となると、温度検出回路１４はＩＧＢＴ１３の温度が所定温度以上であると判定し、温度検出回路１４はその出力を「Ｈ」状態にする（図５（ｃ）の（１２）参照）。同時に、定電流回路２０は電流源Ｉｒの通電電流を第２電流に低下させる。すると、温度検出回路１４は、その入力電圧（共通接続点Ｎ１の電圧）が閾値電圧Ｖｒｅｆよりもさらに低下した状態で検出される（図５（ｂ）の（１２）参照）。

ラッチ回路１５は、温度検出回路１４の出力信号である「Ｈ」信号をセット端子に入力すると、Ｑ出力を「Ｈ」状態に保持する（図５（ｇ）の（１２）参照）ことで遮断信号をドライブ回路１２の遮断回路１２ｂに出力する。遮断回路１２ｂは、このＱ出力を入力すると、ドライバ主回路１２ａからＩＧＢＴ１３に至る信号を遮断し、ＩＧＢＴ１３へのゲート出力を通電遮断状態（「Ｌ」状態）とする（図５（ｄ）の（１２）以降参照）。

遮断回路１２ｂがドライバ主回路１２ａからＩＧＢＴ１３のゲートに至る駆動信号を遮断して通電遮断状態に保持すると、ＩＧＢＴ１３には電流Ｉ１が流れなくなる。この間、フェイル検出回路１０は電流Ｉ１を検出しないため、フェイル信号ＩＧｆも出力されなくなる（図５の（１３）の点線部分参照）。

例えば、ＥＣＵ５がこのフェイル信号ＩＧｆの欠落を検出できれば、イグナイタ２側の異常状態を検出できるものの、ＥＣＵ５が例えば所定時間内に複数回数検出することで信頼性良く異常状態を判定している場合や、何らかの影響によってＥＣＵ５側で欠落を検出できない場合もある。そこで、本実施形態ではカウンタ回路１８を設けることでその問題点を解決している。カウンタ回路１８は、ＩＧＢＴ１３の温度が所定温度以上となることをラッチ回路１５の出力の立ち上がり信号をカウントすることで通電遮断状態に至った回数をカウントする（図５（ｉ）の（１２）参照）。

ＩＧＢＴ１３に電流Ｉ１が通電されなくなるとＩＧＢＴ１３の温度は低下する。ＩＧＢＴ１３の内蔵ダイオードＤ１のＶｆが徐々に上昇することで、温度検出回路１４の入力電圧（共通接続点Ｎ１の電圧）も徐々に上昇する（図５（ｂ）の（１２）（１３）参照）。
温度検出回路１４は、共通接続点Ｎ１の電圧が閾値電圧Ｖｒｅｆ以上になると、出力を「Ｌ」状態に保持する（図５（ｂ）（ｃ）の（１４）参照）。この出力は、ラッチ回路１５のセット端子に入力されるものの、ラッチ回路１５はリセット端子の入力が「Ｌ」状態であるため、そのＱ出力を「Ｈ」状態に保持することで通電遮断状態に保持し続ける。

尚、この時点において、定電流回路２０は、電流源Ｉｒの制御電流値を第２電流から第１電流に上昇させているため、温度検出回路１４が検出する共通接続点Ｎ１の電圧は急峻に上昇する（図５（ｂ）の（１４）参照）。
その後、点火信号ＩＧｔが「Ｌ」状態（オフ点火信号に相当）になると、ラッチ回路１５のリセット端子にはその反転信号（「Ｈ」信号）が入力されるようになり、ラッチ回路１５は「Ｌ」信号を出力する（図５（ｇ）の（１５）参照）。これにより、ラッチ回路１５は遮断信号の出力を停止する。遮断回路１２ｂはラッチ回路１５から遮断信号が入力されなくなると、ドライバ主回路１２ａがＩＧＢＴ１３のゲートに駆動信号を再出力可能になる。このようにして通電遮断状態が解除され通常状態に移行する。

この後、点火信号ＩＧｔがイグナイタ２に入力されることにより、温度検出回路１４の入力電圧が閾値電圧Ｖｒｅｆ以下にならない限り、ドライバ主回路１２ａはＩＧＢＴ１３のゲートを通常駆動する。このときフェイル信号ＩＧｆはＥＣＵ５に通常出力される（図５の（１６）参照）。

この後、温度検出回路１４が共通接続点Ｎ１の電圧が閾値電圧Ｖｒｅｆ以下となることを検出することでＩＧＢＴ１３の温度が所定温度以上になることを検出すると、ラッチ回路１５のセット端子には再び「Ｈ」信号が入力され、温度検出回路１４の出力は再び「Ｈ」状態に移行する（図５の（１７）参照）。この場合、前述と同様の制御が行われるが、カウンタ回路１８はラッチ回路１５の立ち上がり信号をカウントし、所定回数（例えば２回）以上であるか否かを判定し、所定回数以上となった場合にカウンタ回路１８の出力を「Ｈ」状態とする（図５（ｈ）の（１７）参照）。

ＡＮＤゲート１９は、カウンタ回路１８の出力の反転信号が入力されているため、ＡＮＤゲート１９は無効（ディスエイブル）になる。この後、ＡＮＤゲート１９は、フェイル検出回路１０から電流Ｉ１の検出信号を入力しても、フェイル信号ＩＧｆをＥＣＵ５に出力しなくなる（図５（ｉ）の（１８）参照）。このフェイル信号ＩＧｆの欠落状態が所定時間以上継続することで、ＥＣＵ５はフェイル信号ＩＧｆの欠落を正確に検出することができる。

本実施形態によれば、ＡＮＤゲート１９はカウンタ回路１８によるカウント回数が所定回数以上になると出力を無効化し、フェイル検出回路１０から電流Ｉ１の検出信号を入力したとしてもフェイル信号ＩＧｆを所定時間以上出力しないため、ＥＣＵ５はこのフェイル信号ＩＧｆの欠落を検出することでイグナイタに異常が発生したことを正確に検出できる。

（第２の実施形態）
図６および図７は、本発明の第２の実施形態を示すもので、前述実施形態と異なるところは、スイッチング素子の温度が所定値以上に至ったカウント回数が所定回数以上になるという条件を満たす場合には、オフ点火信号が入力されたとしても通電遮断状態を解除しないようにしたところにある。前述実施形態と同一部分については同一符号を付して説明を省略し、以下、異なる部分について説明を行う。

図６は、回路構成を概略的なブロック図により示している。この図６に示すように、ロック防止回路２１は、温度検出回路１４と、ラッチ回路１５、ＯＲゲート１６、ＮＯＴゲート１７を備え、カウンタ回路１８、ＡＮＤゲート１９に代えて、ＡＮＤゲート２２と、カウント部としてのカウンタ回路２３とが設けられている。

温度検出回路１４の出力は、カウンタ回路２３に入力されている。カウンタ回路２３の出力はＡＮＤゲート２２の反転入力に与えられている。ＡＮＤゲート２２の入力にはＮＯＴゲート１７の出力が与えられている。このような結線関係によりロック防止回路２１が構成されている。尚、前述実施形態にて説明したフェイル検出回路１０は、本実施形態以降の実施形態では点火状態出力部として機能しており、当該フェイル検出回路１０の出力は、フェイル信号ＩＧｆとしてそのままＥＣＵ５に入力されている。

カウンタ回路２３のカウント回数は、初期状態において０回である。この場合カウンタ回路２３は「Ｌ」を出力し、所定回数以上カウントすると「Ｈ」を出力するようになっている。

図７は、タイミングチャートを概略的に示している。例えば点火信号ＩＧｔのデューティ比が大きいときには、ＩＧＢＴ１３の通電時間が長くなりＩＧＢＴ１３の温度が上昇し、ＩＧＢＴ１３の内蔵ダイオードのＶｆが低下する。共通接続点Ｎ１の電圧が低下し閾値電圧Ｖｒｅｆ以下になる。温度検出回路１４の出力が「Ｈ」状態になり、ラッチ回路１５のセット端子が「Ｈ」状態になるため、ラッチ回路１５のＱ出力も「Ｈ」状態になる。ラッチ回路１５のＱ出力が「Ｈ」になると、ＩＧＢＴ１３の通電電流Ｉ１は遮断されることになりフェイル信号ＩＧｆの出力が停止する（図７の（２１）参照）。

同時に、カウンタ回路２３にも「Ｈ」が与えられることになり、カウンタ回路２３は「１回」とカウントするものの、カウンタ回路２３は、所定回数（例えば３回）未満のカウント数のため「Ｌ」を出力し続けＡＮＤゲート２２には「Ｈ」が入力保持される。これにより、ＡＮＤゲート２２は点火信号ＩＧｔの反転信号を出力し続けることになる。

この後、ＩＧＢＴ１３の内蔵ダイオードのＶｆが上昇することで共通接続点Ｎ１の電圧が閾値電圧Ｖｒｅｆ以上になると、温度検出回路１４は「Ｌ」をラッチ回路１５のセット端子に出力するものの、点火信号ＩＧｔは「Ｈ」状態のためラッチ回路１５のリセット端子には「Ｌ」が入力され続けることになり、ラッチ回路１５の出力は「Ｈ」に保持される（図７の（２２）参照）。
この後、点火信号ＩＧｔが「Ｌ」状態（オフ点火信号に相当）になると、ラッチ回路１５のリセット端子には「Ｈ」信号が与えられる。ラッチ回路１５の出力が「Ｌ」になると、ロック防止回路２１による通電遮断が一旦解除され、通電遮断状態が解除されるようになる（図７の（２３）参照）。

この後、点火信号ＩＧｔの立ち上がり信号（「Ｈ」信号）により、（図７の（２４）参照）ＩＧＢＴ１３に電流Ｉ１が流れるようになり、フェイル信号ＩＧｆが出力される（図７の（２５）参照）。
その後、これらの動作が、点火信号ＩＧｔのオンオフ繰り返し毎に行われ、温度検出回路１４の出力が「Ｌ」から「Ｈ」に遷移する度にカウンタ回路２３がカウントするようになる（図７の（２６）参照）。

例えば、カウンタ回路２３が所定回数（例えば３回）以上カウントすると、ＡＮＤゲート２２の反転入力に「Ｈ」を与えることになるため、ＡＮＤゲート２２の入力には「Ｌ」が与えられることでＡＮＤゲート２２の動作が無効化され、ＡＮＤゲート２２の出力は点火信号ＩＧｔの変化に関わらず常に「Ｌ」となる。したがって、ラッチ回路１５のリセット端子には、電源オフ指示信号が与えられない限り、常に「Ｌ」が与えられるようになる。ラッチ回路１５は、遮断回路１２ｂに対し常に遮断信号として「Ｈ」信号を与え続けることになる（図７の（２７）以降参照）。

ドライバ主回路１２ａは、ＥＣＵ５からイグナイタ２に点火信号ＩＧｔが与えられてもＩＧＢＴ１３のゲートを駆動しなくなるためＩＧＢＴ１３には電流Ｉ１が流れなくなる。フェイル検出回路１０はＩＧＢＴ１３に流れる電流Ｉ１を検出しないため、フェイル信号ＩＧｆをＥＣＵ５に出力しなくなる。したがって、ＥＣＵ５がフェイル信号ＩＧｆの欠落を検出することによってイグナイタの異常状態を正確に検出することができる。

本実施形態によれば、カウンタ回路２３は、温度検出回路１４の出力が「Ｌ」状態から「Ｈ」状態に遷移する回数をカウントし、ラッチ回路１５は当該カウント回数が所定回数以上となる条件下において遮断信号を遮断回路１２ｂに与え続けるようにしているため通電遮断状態が継続し続けることになる。したがって、ＥＣＵ５がフェイル信号ＩＧｆの欠落を容易に検出することができる。したがって、ＥＣＵ５がイグナイタの異常状態を正確に検出することができる。

（第３の実施形態）
図８ないし図１２は、本発明の第３の実施形態を示すもので、前述実施形態と異なるところは、電子制御装置によるオン点火信号とオフ点火信号とのデューティ比が所定値以上となることをロック解除不能条件とし、当該解除不能条件を満たす場合には、オフ点火信号が入力されたとしても通電遮断状態を解除しないようにしたところにある。前述実施形態と同一部分については同一符号を付して説明を省略し、以下、異なる部分について説明を行う。

図８は、回路構成を概略的に示している。この図８に示すように、ロック防止回路２４は、前述実施形態にて示した温度検出回路１４、ラッチ回路１５、ＯＲゲート１６、ＮＯＴゲート１７、ＡＮＤゲート２２と共に、デューティ比検出部としてのデューティ検出回路２５をＡＮＤゲート２２の反転入力に接続して構成されている。

図９は、デューティ検出回路の具体的構成を示している。この図９に示すように、デューティ検出回路２５は、トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ３（Ｔｒ１、Ｔｒ３はＮＰＮ型、Ｔｒ２はＰＮＰ型）と、定電流源Ｉａ１〜Ｉａ３と、コンデンサＣ１と、コンパレータＣＰ１とを備えている。

電源ノードＮ０とグランドとの間には、定電流源Ｉａ１とトランジスタＴｒ１のコレクタ−エミッタ間とが直列接続されている。トランジスタＴｒ１のベースには点火信号ＩＧｔが入力されている。定電流源Ｉａ１とトランジスタＴｒ１のコレクタとの共通接続ノードＮ２には、トランジスタＴｒ２およびＴｒ３のベースが共通に接続されている。

電源ノードＮ０とグランドとの間には、定電流源Ｉａ２、トランジスタＴｒ２のエミッタ−コレクタ間、トランジスタＴｒ３のコレクタ−エミッタ間、定電流源Ｉａ３が直列接続されている。トランジスタＴｒ２およびＴｒ３の各コレクタ間の共通接続ノードＮ３とグランドとの間には、コンデンサＣ１が接続されている。

このコンデンサＣ１は、デューティ比を監視するための機能を備えている。このコンデンサＣ１の充電電圧は、コンパレータＣＰ１の非反転入力端子に与えられている。コンパレータＣＰ１の反転入力端子には基準電圧Ｖｒが与えられており、コンパレータＣＰ１は、ノードＮ３の電圧と基準電圧Ｖｒとを比較し、この比較結果をデューティ検出回路２５の出力としている。

点火信号ＩＧｔの「Ｈ」信号がトランジスタＴｒ１のベースに入力されると、トランジスタＴｒ１はオンし定電流源Ｉａ１に流れる電流を引く。したがって、ノードＮ２の電圧は低下するため、コンデンサＣ１の蓄積電荷が増加しコンデンサＣ１の両端電圧が増加する。
逆に、点火信号ＩＧｔの「Ｌ」信号がトランジスタＴｒ１のベースに入力されると、トランジスタＴｒ１はオフし、ノードＮ２の電圧は増加する。すると、コンデンサＣ１の充電電荷がトランジスタＴｒ３を通じて定電流源Ｉａ３から放電されるようになる。

図１０は、デューティ検出回路の動作をデューティ比に応じて過渡的に示しており、図１１は、ノードＮ３の電圧を基準電圧と比較して示している。
図１０に示すように、点火信号ＩＧｔのデューティ比が比較的低い（例えば２０％）場合には、ノードＮ３の電圧（コンデンサＣ１の両端電圧）は、充放電を繰り返しながらも、充電された電荷が全て放電されるようになるため、ノードＮ３の電圧は基準電圧Ｖｒ以上になることはなく、コンパレータＣＰ１の出力も「Ｌ」のままとなる。

点火信号ＩＧｔのデューティ比が比較的高い（例えば５０％）場合には、ノードＮ３の電圧（コンデンサＣ１の両端電圧）は、充放電を繰り返しながら徐々に増加し、ノードＮ３の電圧は所定時間ｔ１経過すると基準電圧Ｖｒ以上になる。デューティ検出回路２５は、デューティ比がある所定値以上で且つ所定時間以上続いた場合に「Ｈ」を出力する。

図１２は、タイミングチャートを概略的に示している。図１２に示すように、デューティ比が比較的高い点火信号ＩＧｔが入力される場合を考慮する。
点火信号ＩＧｔの「Ｈ」が入力開始した時点（図１２の（３１）参照）からデューティ検出回路２５の出力が「Ｈ」状態に至る時点（図１２の（３３）参照）までの時間範囲ｔ１においては、前述実施形態に示すように、点火信号ＩＧｔが「Ｈ」から「Ｌ」になるとラッチ回路１５のリセット端子には「Ｈ」が入力されるためラッチ回路１５のＱ出力は「Ｌ」に移行し（図１２の（３２）参照）、その後もフェイル検出回路１０がフェイル信号ＩＧｆをＥＣＵ５に出力する。しかしながら、デューティ検出回路２５が所定値以上のデューティ比を所定時間以上検出すると、デューティ検出回路２５は「Ｈ」信号を出力する（図１２の（３３）参照）。

その後、温度検出回路１４が共通接続点Ｎ１の電圧を所定電圧Ｖｒｅｆ以下として検出することでラッチ回路１５のセット端子に「Ｈ」信号を出力すると、ラッチ回路１５は遮断信号として「Ｈ」信号を遮断回路１２ｂに出力する（図１２の（３４）参照）。このとき、ＡＮＤゲート２２の出力は「Ｌ」に保持されておりラッチ回路１５のリセット端子には「Ｌ」が入力されているため、点火信号ＩＧｔが「Ｌ」となったとしてもラッチ回路１５は遮断信号の出力を停止することはなく、通電遮断状態が解除されることはない（図１２の（３５）参照）。

ドライバ主回路１２ａは、ＥＣＵ５から点火信号ＩＧｔが与えられてもＩＧＢＴ１３のゲートを駆動しなくなるためＩＧＢＴ１３には電流Ｉ１が流れなくなる。フェイル検出回路１０はＩＧＢＴ１３に流れる電流Ｉ１を検出しないため、フェイル信号をＥＣＵ５に出力することがない。したがって、ＥＣＵ５がフェイル信号ＩＧｆの欠落を検出することによってイグナイタの異常状態を正確に検出することができる。

その他の作用は前述実施形態と同様である。したがって本実施形態によれば、デューティ検出回路２５は、点火信号ＩＧｔのデューティ比が所定値以上となることを検出し、ラッチ回路１５は当該条件を満たす場合には点火信号ＩＧｔが「Ｌ」状態となったとしても遮断信号を遮断回路１２ｂに与え続けるようにしている。このため、通電遮断状態が継続し続けることになり、ＥＣＵ５がフェイル信号ＩＧｆの欠落を検出することができる。したがって、ＥＣＵ５がイグナイタ２側の異常状態を正確に検出することができる。
スイッチング素子は、ＩＧＢＴ１３に限られない。

図面中、１は内燃機関点火装置、５はＥＣＵ（電子制御装置）、６は点火プラグ、１２ａはドライバ主回路（駆動部）、１２ｂはトランジスタ（通電遮断保持部）、１３はＩＧＢＴ（スイッチング素子）、１４は温度検出回路（温度検出部）、１５はラッチ回路（解除部）、１８、２３はカウンタ回路（カウント部）、２５はデューティ検出回路（デューティ比検出部）、Ｚは点火状態出力部を示す。

Claims (2)

1. 電子制御装置からオン点火信号を入力したときにスイッチング素子に通電することで点火コイルに通電し、前記電子制御装置からオフ点火信号を入力したときには前記スイッチング素子に非通電とすることで前記点火コイルに非通電する駆動部と、
   前記スイッチング素子の通電時の電流を検出し当該検出電流に応じた点火状態信号を前記電子制御装置に出力する点火状態出力部と、
   前記スイッチング素子の温度を検出する温度検出部と、
   前記温度検出部による温度検出値が所定温度以上になると前記駆動部による前記スイッチング素子への通電を遮断保持する通電遮断保持部と、
   前記通電遮断保持部により通電遮断が保持されているときに前記電子制御装置からオフ点火信号が入力されたときには前記通電遮断状態を解除する解除部と、
   前記通電遮断状態が解除されているときに前記温度検出部による温度検出値が所定温度以上に至った回数をカウントするカウント部とを備え、
   前記カウント部は、カウント回数が複数の所定回数以上になると前記点火状態信号を無効とする信号を前記点火状態出力部に出力することで、前記点火状態出力部は前記電子制御装置に点火状態信号を出力しないように構成されていることを特徴とする内燃機関点火装置。
2. 請求項１記載の内燃機関点火装置において、
   前記解除部は、前記カウント部のカウント回数が所定回数以上となる条件下で、前記通電遮断保持部により通電遮断が保持されているときに前記電子制御装置からオフ点火信号が与えられるときには、通電遮断状態を解除しないようにすることを特徴とする内燃機関点火装置。

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