KR100281677B1

KR100281677B1 - 엔진의 콘덴서 방전식 점화장치

Info

Publication number: KR100281677B1
Application number: KR1019980029960A
Authority: KR
Inventors: 이상근
Original assignee: 이상근
Priority date: 1998-07-24
Filing date: 1998-07-24
Publication date: 2001-02-15
Also published as: KR20000009503A

Abstract

본 발명은 엔진의 콘덴서 방전식 점화장치에 관한 것으로, 밧데리 전압을 소정의 전압으로 승압하는 컨버터와, 상기 컨버터에 의해 승압된 전압을 안정화시키는 정류 및 필터부, 상기 정류 및 필터부에 의해 안정화된 전압을 충전시켰다가 점화신호에 의해 방전하는 충방전부, 상기 충방전부에서 방전되는 전압을 점화하는데 필요한 고전압으로 승압하여 점화플러그로 공급하는 점화코일, 상기 정류 및 필터부에 의해 안정화된 전압을 검출하는 전압검출부 및, 상기 전압검출부에 의해 검출된 전압값에 따라 스위칭 주파수를 변화시켜 상기 컨버터에 의해 승압되는 전압을 일정하게 제어하는 스위칭제어부를 포함하여 구성되어, 밧데리 전압의 변동에 의한 점화플러그의 손상 및 실화등을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

엔진의 콘덴서 방전식 점화장치

본 발명은 엔진의 콘덴서 방전식 점화장치(CDI : Capacitor Discharge Igniter)에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 미리 콘덴서에 300∼400V의 전압을 충전시켰다가 충전된 전압을 점화코일의 1차코일을 통해 순간적으로 방전함으로써, 점화코일의 2차코일을 통해 점화하는데 필요한 고전압을 발생시키는 엔진의 콘덴서 방전식 점화장치에 관한 것이다.

일반적으로, 휘발유 엔진에는 실린더 내에서 불꽃을 튀겨주는 점화장치가 필요하며 점화장치의 종류와 기능에 따라 엔진성능이 좌우되므로 점화장치는 엔진의 중요한 요소가 된다.

자동차용 휘발유 엔진의 점화장치로서 초기에는 고속회전 성능이 뛰어난 고압 마그네트 방식이 사용되었지만 지금은 시동 능력이 좋은 배터리 점화방식이 주로 사용되고 있다.

이와 함께 최근들어 보통점화방식(캐터링 방식)의 결점을 보완함과 동시에 배기가스 정화를 위해 실화를 방지하는 반도체 점화시스템을 사용하고 있다.

즉, 보통점화방식은 점화코일의 1차전류를 배전기의 접점에 의하여 직접 단속하기 때문에 1차측에 약 3∼4A 정도의 전류가 흐르므로, 접점에 불꽃이 발생하여, 접점 접촉부분의 소손, 돌기 발생, 고속회전시 브레이커 암의 흔들림, 베이클라이크 힐의 마모등이 발생하고 엔진의 실화나 점화시기의 변화를 초래하는 것이다.

따라서, 이러한 결점을 보완함과 동시에 배기가스 정화를 완전히 도모하기 위해서는 엔진의 실화를 확실히 방지하지 않으면 안되기 때문에, 현재에는 반도체를 사용하는 점화장치가 채택되어 사용되는데, 상기와 같은 반도체 점화장치에는 반(SEMI) 트랜지스터식 점화장치와, 콘덴서 방전식 점화장치, 전(FULL) 트랜지스터식 점화장치가 있다.

상기 콘덴서 방전식 점화장치(CDI)는, 미리 콘덴서에 300∼400V의 전압을 충전시켜 두었다가 충전된 전압을 점화코일의 1차코일에 순간적으로 가하고, 이때 점화코일의 2차코일에서 발생하는 고전압을 점화플러그로 인가하여 점화하는 방식을 취하고 있다.

즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 의한 엔진의 콘덴서 방전식 점화장치(CDI)는, 점화스위치(3)가 "온"되면 밧데리(1)의 전압이 컨버터(5)로 인가되고, 상기 컨버터(5)는 상기 점화스위치(3)를 통해 인가된 밧데리(1)의 전압을 300∼400V로 승압하여 충방전부(9)로 공급한다.

따라서, 상기와 같이 컨버터(5)를 통해 공급된 300∼400V의 전압이 충방전부(9)의 콘덴서(C)에 충전되며, 이때, 점화신호발생부(7)로부터 점화신호가 상기 충방전부(9)의 싸이리스터(SCR)의 게이트단으로 입력되면 상기 충방전부(9)의 싸이리스터(SCR)가 통전되어, 상기 충방전부(9)의 콘덴서(C)에 충전된 300∼400V의 전압이 점화코일(11)의 1차코일을 통해 순간적으로 방전되므로, 점화코일(11)의 2차코일에 점화시키는데 필요한 고전압이 발생된다.

상기와 같이 충방전부(9)의 콘덴서(C)가 방전되면 상기 충방전부(9)의 싸이리스터(SCR)는 차단상태가 되어 상기 충방전부(9)의 콘덴서(C)에 다시 300∼400V의 전압이 충전되고, 이러한 충방전은 극히 짧은 시간에 이루어지므로 엔진이 고속으로 회전해도 점화코일(11)의 2차코일에 높은 전압이 발생될 수 있는 것이다.

그러나, 상기와 같은 엔진의 콘덴서 방전식 점화장치(CDI), 밧데리 전압의 변동에 따라 컨버터에 의해 승압된 전압이 크게 변동하게 되는데, 상기 컨버터에 의해 승압된 전압이 매우 크거나 작으면, 점화플러그의 손상 및 실화등이 발생하는 문제점이 있었다.

즉, 충방전부의 콘덴서에서 방전되는 전압이 매우 크면 점화코일의 2차코일에서 발생하는 고전압이 크게 되어 점화플러그가 손상되고, 상기 충방전부의 콘덴서에서 방전되는 전압이 매우 작으면 점화코일의 2차코일에서 발생하는 고전압이 작아지게 되어 실화가 발생하는 것이다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 제 문제점을 해소하기 위한 것으로, 밧데리 전압의 변동에 의한 점화플러그의 손상 및 실화를 방지하기 위한 엔진의 콘덴서 방전식 점화장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 엔진의 콘덴서 방전식 점화장치는, 밧데리 전압을 소정의 전압으로 승압하는 컨버터와, 상기 컨버터에 의해 승압된 전압을 안정화시키는 정류 및 필터부, 상기 정류 및 필터부에 의해 안정화된 전압을 충전시켰다가 점화신호에 의해 방전하는 충방전부, 상기 충방전부에서 방전되는 전압을 점화하는데 필요한 고전압으로 승압하여 점화플러그로 공급하는 점화코일, 상기 정류 및 필터부에 의해 안정화된 전압을 검출하는 전압검출부 및, 상기 전압검출부에 의해 검출된 전압값에 따라 스위칭 주파수를 변화시켜 상기 컨버터에 의해 승압되는 전압을 일정하게 제어하는 스위칭제어부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래 기술에 의한 엔진의 콘덴서 방전식 점화장치의 회로도,

도 2는 본 발명에 따른 엔진의 콘덴서 방전식 점화장치의 회로도이다.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

21 : 밧데리 23 : 점화스위치

25 : 컨버터 27 : 정류 및 필터부

29 : 충방전부 31 : 점화신호발생부

33 : 점화코일 35 : 점화플러그

37 : 전압검출부 39 : 스위칭제어부

C : 콘덴서 SCR : 싸이리스터

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 엔진의 콘덴서 방전식 점화장치의 회로도로서, 본 발명에 따른 엔진의 콘덴서 방전식 점화장치는, 밧데리(21)와, 점화스위치(23), 컨버터(25), 정류 및 필터부(27), 충방전부(29), 점화신호발생부(31), 점화코일(33), 점화플러그(35), 전압검출부(37) 및, 스위칭제어부(39)를 포함하여 구성되어 있다.

상기 컨버터(25)는 상기 스위칭제어부(39)로부터 입력된 스위칭 주파수에 따라 상기 점화스위치(23)를 통해 인가된 밧데리(21)의 전압을 소정의 전압으로 승압하여 상기 정류 및 필터부(27)로 공급하도록 되어 있고, 상기 정류 및 필터부(27)는 상기 컨버터(25)로부터 공급되는 소정의 전압을 안정화시켜 충방전부(29)로 공급하도록 되어 있다.

상기 충방전부(29)는 상기 정류 및 필터부(27)로부터 공급되는 전압을 충전하였다가 충전된 전압을 점화신호발생부(31)에서 생성된 점화신호에 따라 점화코일(33)의 1차코일을 통해 방전하는 것으로, 콘덴서(C)와 싸이리스터(SCR)를 포함하여 구성되어 있다.

상기 콘덴서(C)는 상기 정류 및 필터부(27)로부터 공급되는 전압을 충전하고, 상기 싸이리스터(SCR)은 상기 점화신호발생부(31)에서 생성된 점화신호가 게이트단으로 입력되면 도통되어 상기 콘덴서(C)에 충전된 전압을 점화코일(33)의 1차코일을 통해 방전하도록 되어 있다.

상기 점화코일(33)는 상기 충방전부(29)에서 방전되는 전압을 1차코일을 통해 인가받아 2차코일을 통해 점화하는데 필요한 고전압을 발생시키도록 되어 있고, 상기 점화플러그(35)는 상기 점화코일(33)의 2차코일로부터 고전압을 인가받아 점화하도록 되어 있다.

그리고, 상기 전압검출부(37)는 상기 정류 및 필터부(27)에서 안정화되어 출력되는 전압을 검출하여 스위칭제어부(39)로 입력하고, 상기 스위칭제어부(39)는 상기 전압검출부(37)에 의해 검출된 전압에 따라 스위칭 주파수를 변화시켜 상기 컨버터(25)에 의해 승압되는 전압을 일정하게 제어하도록 되어 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 엔진의 콘덴서 방전식 점화장치의 작용 및 효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.

점화스위치(23)가 "온"되면 밧데리(21)의 전압이 상기 점화스위치(23)를 통해 컨버터(25)로 인가되고, 상기 컨버터(25)는 스위칭제어부(39)로부터 입력되는 스위칭주파수에 따라 상기 점화스위치(23)를 통해 인가된 밧데리(21)의 전압을 300∼400V로 승압하여 정류 및 필터부(27)로 인가하며, 상기 정류 및 필터부(27)는 상기 컨버터(25)에 의해 300∼400V로 승압된 전압을 안정화시켜 충방전부(29)로 인가한다.

이때, 상기 정류 및 필터부(27)에 의해 안정화되어 충방전부(29)로 인가되는 전압을 전압검출부(37)가 검출하여 스위칭제어부(39)로 입력하고, 상기 스위칭제어부(39)는 상기 전압검출부(37)에 의해 검출된 전압값에 따라 스위칭 주파수를 변화시켜 상기 컨버터(25)의 2차측 전압을 일정하게 제어한다.

즉, 상기 스위칭제어부(39)는 상기 전압검출부(37)가 검출한 전압이 낮으면 스위칭 주파수를 높이고, 검출한 전압이 높으면 스위칭 주파수를 낮춤으로써, 상기 컨버터(25)의 2차측 전압을 일정하게 제어하는 것이다.

그리고, 상기 충방전부(29)는 상기 정류 및 필터부(27)로부터 공급된 300∼400V의 전압을 미리 콘덴서(C)에 충전시켜두었다가 점화신호발생부(31)로부터 점화신호가 입력되면 싸이리스터(SCR)가 순간적으로 통전되어 상기 콘덴서(C)에 충전된 전압이 점화코일(33)의 1차코일을 통해 방전된다.

따라서, 상기 점화코일(33)의 2차코일에는 순간적으로 점화시키는데 필요한 고전압이 발생하고, 상기와 같이 점화코일(33)의 2차코일에서 발생한 고전압이 점화플러그(35)로 인가되어 점화된다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따르면, 컨버터에서 충방전부로 인가되는 전압을 일정하게 유지함으로써, 점화플러그의 손상 및 실화를 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims

밧데리 전압을 소정의 전압으로 승압하는 컨버터와,

상기 컨버터에 의해 승압된 전압을 안정화시키는 정류 및 필터부,

상기 정류 및 필터부에 의해 안정화된 전압을 충전시켰다가 점화신호에 의해 방전하는 충방전부,

상기 충방전부에서 방전되는 전압을 점화하는데 필요한 고전압으로 승압하여 점화플러그로 공급하는 점화코일,

상기 정류 및 필터부에 의해 안정화된 전압을 검출하는 전압검출부 및,

상기 전압검출부에 의해 검출된 전압값에 따라 스위칭 주파수를 변화시켜 상기 컨버터에 의해 승압되는 전압을 일정하게 제어하는 스위칭제어부를 포함하여 구성된 엔진의 콘덴서 방전식 점화장치.
제 1 항에 있어서,

상기 스위칭제어부는, 상기 전압검출부가 검출한 전압이 낮으면 스위칭 주파수를 높이고, 검출한 전압이 높으면 스위칭 주파수를 낮추어, 상기 컨버터에 의해 승압되는 전압을 일정하게 제어하는 것을 특징으로 하는 엔진의 콘덴서 방전식 점화장치.