KR100299847B1 - 마이크로컴퓨터를이용한용량성방전점화제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 마이크로 컴퓨터를 이용한 용량성 방전 점화 제어장치에 관한 것으로, 종래에는 점화 제어를 위한 발전기를 이용하여 점화 전압을 발생시키고 키스위치 및 엔진 회전수에 의해 TTL회로를 통하여 점화 제어를 하도록 되어 있으므로, 점화용 발생 전압이 엔진 회전수에 따라 일정하지 않고 저속 엔진 회전시에는 시동이 어렵고, 점화시기를 임의로 조절하기가 어려운 단점이 있었다. 이에 따라 본 발명은 키 스위치(3)를 통해서 동작전원을 공급받고, 감지수단을 통하여 엔진 회전수 감지, 기어위치 감지 및 악셀레이타 변화량을 감지하여, 점화 제어를 하는 마이크로 컴퓨터(20)와, 상기 점화 전압 발생신호(OUT 1)에 의하여 펄스 트랜스포머(31)를 통해 점화 전압을 출력하는 점화전압 발생부(30)와, 그 점화 전압을 점화제어 콘덴서(C8)에 충전시키고, 상기 마이크로 컴퓨터(20)의 점화제어신호(OUT 2)에 의해서 에스씨알(SCR 1)을 통해 상기 점화 제어 콘덴서(C8)의 방전제어를 하여 상기 점화 코일(91)의 1차 코일을 단속하여 점화 플러그(90)를 구동시키도록 하는 점화 제어부(80)를 포함하여 구성하고, 별도의 파라메타를 설정하기 위한 이피롬(50)과, 그 파라메타를 선택하기 위한 모드선택부(70), 비밀번호를 저장하기 위한 이이피롬(60) 및 시동시 비밀번호를 입력하기 위한 키패드(40)등을 포함하여 마이크로 컴퓨터를 이용한 용량성 방전 점화 제어장치를 구성한다.

Description

마이크로 컴퓨터를 이용한 용량성 방전 점화 제어장치(A apparatus for controlling capacitancedischarge ignition(CDI) using microcomputer)

본 발명은 점화 플러그 및 점화 코일을 수단으로 사용하는 오토바이 및 자동차 엔진 점화 장치의 점화시기 및 점화 코일의 1차측 전압을 제어수단으로 사용하는 전자 제어장치이다.

종래의 점화시기 제어장치는, 점화 제어용 발전기의 전압을 입력받아 용량성 방전 제어를 위한 점화 제어 콘덴서에 충전하고, 그 점화 제어 콘덴서의 충전전압을 점화 코일의 1차측에 인가시키고, 상기 점화제어 콘덴서를 에스씨알(SCR)을 통해 방전 제어를 하여 점화 코일의 2차측에 점화 전압을 유도하고, 그 점화 전압에 의해 점화플러그의 스파크를 유도하도록 구성된다.

이때, 키 스위치에 의해 상기 점화 제어 콘덴서로의 충전 경로를 제어하여 키스위치가 온되는 경우에만 충전이 가능하도록 하며, 엔진 회전수 검출신호에 의거하여 TTL회로를 통해서 상기 에스씨알을 단속 제어하도록 함으로써, 점화시기를 제어하도록 구성된다.

이와 같은 종래의 용량성 방전 점화 제어장치는, 엔진 회전수에 상당하는 입력신호에 대하여 TTL회로의 저항, 콘덴서, 다이오드, 또는 IC를 사용하여 점화시기를 결정했으며, 점화 코일의 1차측 전압 발생은 엔진의 기계적 회전에 따라 발생된 점화 제어용 발전기의 전압을 사용하며, 엔진 점화시기의 정밀 제어 및 엔진의 저속회전에 따른 점화 코일의 1차 전압 확보가 불가능하여 차량의 시동성 및 엔진 출력에 효과적이지 못하였다.

본 발명은 엔진 회전수에 상당하는 엔진 회전수 펄스신호, 기어 위치 센서, 악셀레이타 변화량, 차량 밧데리 및 제너레이터 발생신호를 마이크로 컴퓨터가 감지하여 차량의 엔진 회전수 변화에 따라 엔진 출력의 향상, 급 발진시 저소음, 배기가스의 감소등의 효과를 얻을 수 있는 최적의 점화시기를 실시간 연산/처리하여 점화시켜 주는 컴퓨터 제어방식의 디지탈 용량성 방전 점화(CDI)제어 장치를 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명은 차량 제조자가 쉽게 적용할 수 있도록 마이크로 컴퓨터 외부에 이피롬(EPROM)을 연결하여 엔진 회전수에 따른 점화시기, 저소음 동작 회전수 영역 등의 파라메타값을 이피롬에 써넣고 마이크로 컴퓨터는 이 값을 읽어와서 동작할 수 있도록 한다.

또한, 비휘발성 메모리인 이이피롬(EEPROM)에 사용자의 비밀번호를 기억해 두고 사용자는 운행시에 항상 4자리 이상의 비밀번호를 입력 시켜야만 사용할 수 있는 동시에 타인이 절도 등의 목적으로 운행함을 방지 할 수 있도록 한다.

도 1 은 본 발명에 의한 마이크로 컴퓨터를 이용한 용량성 방전 점화 제어장 치 구성도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 제너레이터 2 : 밧데리

3 : 키 스위치 4 : 엔진 회전수 검출수단

5 : 기어위치 감지 스위치 6 : 악셀레이타 변화량 검출수단

7 : 비밀번호 입력수단 11 : 정전압 공급회로

12 : 저전압 보상회로 13 : 파형정형회로

14 : 변환회로 15 : 아날로그/디지탈 변환회로

20 : 마이크로 컴퓨터 30 : 점화전압 발생부

31 : 펄스 트랜스포머 40 : 키패드

50 : 이피롬 60 : 이이피롬

70 : 모드 선택부 71 : 모드 선택 스위치

80 : 점화 제어부 90 : 점화 플러그

91 : 점화 코일 SCR 1 : 에스씨알

도 1은 본 발명에 의한 오토바이의 점화 제어장치 구성도로서, 이에 도시된 바와 같이, 제너레이터(1) 및 밧데리 전원(2)을 공급하여 시동을 걸기 위한 키 스위치(3)와, 그 키스위치(3)의 시동전원을 공급받아 정전압 전원으로 변환시키는 정전압 공급회로(11)와, 엔진의 회전수에 따른 구형파 신호를 검출하는 엔진 회전수 검출수단(4)과, 그 엔진회전수신호를 파형 정형화시키는 파형 정형화 회로(13)와, 기어의 위치를 감지하기 위한 기어위치 감지 스위치(5)와, 그 기어 위치신호를 마이크로 컴퓨터가 인식하기 위한 신호로 변환시키는 변환회로(14)와, 악셀레이타의 상태에 따른 전압을 검출하는 악셀레이타 상태 검출수단(6)과, 그 악셀레이타 상태신호를 디지탈 신호로 변환시키는 아날로그/디지탈 변환회로(15)와, 상기 정전압공급회로(11)를 통해 차량 밧데리 및 제너레이터 발생신호를 감지하고, 상기 파형정형회로(13)의 엔진회전수신호, 상기 변환 회로(14)의 기어위치신호 및 상기 아날로그/디지탈변환회로(15)의 엑셀레이타 상태신호를 각각 입력받아 차량의 엔진회전수 변화에 따라 엔진 출력의 향상, 급발진시 저소음, 배기가스의 감소 등의 효과를 얻을 수 있는 최적의 점화시기를 실시간 연산 처리하여 점화를 제어하는 마이크로 컴퓨터(20)와, 상기 마이크로 컴퓨터(20)가 점화시기를 연산하기 위해 필요한 엔진회전수에 따른 점화시기, 저소음동작 회전수 영역의 파라메타를 저장시켜 두기 위한 이피롬(EPROM)(50)과, 외부의 비밀번호 입력수단(예; PC)(7)을 통해 상기 마이크로 컴퓨터(20)에 입력시킨 사용자 비밀번호를 기록하여 두는 비휘발성 메모리인 이이피롬(EEPROM)(60)과, 상기 마이크로 컴퓨터(20)가 점화시기를 연산하기 위해 내부의 파라메타 또는 상기 이피롬(50)에 저장시킨 파라메타를 선택하여 점화시기를 제어할 수 있도록 모드를 선택하기 위한 모드 선택부(70)와, 상기 마이크로 컴퓨터(20)의 제어신호(OUT 1)에 의거하여 펄스 트랜스포머(31)를 구동시켜 점화코일(91)의 1차 전압을 발생시켜 점화 제어 콘덴서(C8)에 충전시키는 점화전압 발생부(30)와, 그 점화전압발생부(30)의 또다른 2차측 출력전압에 의거하여 상기 정전압공급회로(11)의 출력전압이 저전압인 경우에 저전압을 보상하는 저전압 보상회로(12)와, 상기 마이크로 컴퓨터(20)의 점화제어신호(OUT 2)에 의거하여 에스씨알(SCR1)의 게이트를 제어하여 그 에스씨알(SCR1)을 통해서 상기 점화제어콘덴서(C8)의 방전제어를 하여 상기 점화코일(91)의 2차측에 점화전압을 유기시켜 점화플러그(90)를 동작시키는 점화 제어부(80)를 포함하여 구성된다.

이와 같이 구성된 본 발명은, 차량의 키스위치(3)가 온 되면, 정전압 공급회로(11)를 통해서 마이크로 컴퓨터(20)와 각 회로부에 안정된 DC전압(Vcc)이 공급되고, 마이크로 컴퓨터(20)는 파형정형회로(13)를 통해 입력되는 엔진회전수 파형을 감지한다. 엔진 회전수 상태를 감지하여 공회전(IDLE 회전수) 이하의 시동상태임이 판단되면, 점화전압 발생신호(OUT 1)를 온/오프 시킨다. 이에 따라 점화전압 발생부(30)의 트랜지스터(Q1)(Q2)를 통해서 펄스 트랜스포머(31)의 1차코일을 단속하게 되고, 펄스 트랜스 포머(31)의 2차 코일에 높은 전압파형이 유기되고, 다이오드(D5)를 통하여 점화 제어 콘덴서(C8)에 전압이 충전된다.

이때, 또다른 2차측 코일로부터 발생된 전압이 다이오드(D2) 및 콘덴서(C1)를 통해서 저전압 보상회로(12)에 공급되고, 그 저전압 보상회로(12)에서 상기 정전압 공급회로(11)의 출력 전압을 보상하게 된다.

또한, 마이크로 컴퓨터(20)는, 상기 엔진 회전수에 따른 적절한 시기에 점화제어신호(OUT 2)를 출력하게 되고, 그 점화제어신호(OUT 2)는 트랜지스터(Q3),(Q4)를 통해서 에스씨알(SCR 1)의 게이트 신호로서 인가되어 그 에스씨알(SCR 1)이 도통된다. 이에 따라 점화 제어 콘덴서(C8)에 충전되었던 전압이 방전되면서 전화코일(91)의 1차 코일이 단속되므로 그 점화코일(91)의 2차측 코일에 고전압이 유기되어 점화플러그(90)가 구동된다.

이와 같이 마이크로컴퓨터(20)는 점화전압 발생부(30)와, 점화제어부(80)를 제어하여 점화코일(91)의 1차측을 단속하므로써 점화플러그(90)를 구동시킨다. 또한, 저 엔진 회전 상태인 시동시에도 실시간 처리가 가능하게 되어 시동 성능을 향상 시킬 수가 있다.

마이크로 컴퓨터(20)는 엔진 회전수를 감지하여 회전수에 따른 점화시기를 실시간 제어하는 동시에 엔진 회전수, 기어위치 및 악셀레이타 변화량을 감지하여 마이크로 컴퓨터(20)내의 메모리에 저장되어 있는 파라메타를 이용하여 최적의 점화시기를 계산하고, 이에 따라 상기 점화전압 발생제어신호(OUT 1)와 점화제어신호(OUT 2)를 상기와 같은 방식으로 제어하여 점화 플러그(90)를 구동시킨다. 이때, 모드 선택부(70)의 선택 스위치(71)의 상태에 따라 마이크로 컴퓨터(20)는 내부 메모리의 파라메타를 이용하거나, 또는 외부 메모리인 이피롬(50)에 저장된 파라메타값에 의해 점화시기를 제어하게 된다. 예컨대, 상기 마이크로 컴퓨터(20)에는 일반적인 정상 운전시의 파라메타값을 저장하여 정상운전시 이용하고, 상기 이피롬(50)에는 터보제어에 필요한 파라메타를 기억시켜 운전자가 운행중에 터보기능으로 조작할 수도 있게 된다.

또한, 엔진 회전수가 일정한 영역이 되고 기어위치 및 악셀레이타 변화량을 감지하여 차량의 급발진을 판단하여 점화시기를 조절함으로써, 소음감소의 효과를 얻을 수 있다.

또한 제조업자가 본 발명의 점화제어장치가 장착된 차량을 사용자에게 판매/인도시에 사용자가 원하는 비밀번호를 비 휘발성 메모리인 이이피롬(60)에 기억시킬 수 있도록 외부 통신 가능하도록 한다.

이러한 비밀번호 입력기능은 타인이 절도 등의 목적으로 차량을 운행하려 하는 경우, 본 발명의 장치에 의하면 비밀번호를 입력하지 않는 경우에 점화가 불가능하도록 할 수 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 마이크로 컴퓨터 및 펄스 트랜스포머를 사용하여 엔진의 저속회전에서도 점화 코일의 1차전압을 발생하며, 점화 시기를 마이크로 컴퓨터가 정밀하게 제어하여 엔진의 시동성, 엔진 출력 향상 및 엔진의 소음 및 배기 가스 감소에 효과가 있다. 또한 비밀번호 입력기능에 의해 도난 등을 방지 할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 키 스위치(3)를 통해서 동작전원을 공급받고, 감지수단을 통하여 엔진 회전수 감지, 기어위치 감지 및 악셀레이타 변화량을 감지하여, 미리 정해둔 차량의 엔진 회전수에 따른 점화시기 및 점화 횟수, 과회전 방지 회전수의 파라메타에 따른 점화전압 발생신호(OUT 1)와 전화 제어신호(OUT 2)를 출력하여 점화 제어를 하는 마이크로 컴퓨터(20)와,

   상기 마이크로 컴퓨터(20)의 점화 전압 발생신호(OUT 1)에 의하여 펄스 트랜스포머(31)의 1차 코일이 단속되어 2차 코일을 통해서 고전압 펄스를 점화 전압으로 출력하는 점화전압 발생부(30)와,

   그 점화 전압 발생부(30)의 점화전압을 점화 코일(91)의 1차 코일에 연결된 점화제어 콘덴서(C8)에 충전시키고, 상기 마이크로 컴퓨터(20)의 점화제어신호(OUT 2)에 의해서 에스씨알(SCR 1)의 게이트를 제어하여 그 에스씨알(SCR 1)을 통해 상기 점화 제어 콘덴서(C8)의 방전제어를 하여 상기 점화 코일(91)의 1차 코일을 단속하여 점화 플러그(90)를 구동시키도록 하는 점화 제어부(80)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 마이크로 컴퓨터를 이용한 용량성 방전 점화 제어장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 마이크로 컴퓨터를 이용한 용량성 방전 점화 제어장치는, 상기 마이크로 컴퓨터(20)의 내부 파라메타와는 다른 엔진 회전수에 따른 점화시기, 점화 횟수, 과회전 방지 회전수의 파라메타를 저장하여 두는 이피롬(50)과,

   상기 이피롬(50)의 파라메타 또는 상기 마이크로컴퓨터(20)의 내부 메모리에 저장된 파라메타를 선택하여 그 마이크로 컴퓨터(20)가 점화제어를 할 수 있도록 모드 스위치(71)를 통해 선택하는 모드 선택부(70)를 포함하여 구성된 것으로 마이크로 컴퓨터를 이용한 용량성 방전 점화 제어장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 마이크로 컴퓨터를 이용한 용량성 방전 점화 제어장치는,

   외부로부터 입력설정되는 사용자 비밀번호를 저장하기 위한 이이피롬(60)과,

   사용자가 시동시 상기 설정된 비밀번호를 입력시키기 위한 키보드(40)가 더 포함하여 구성되고,

   상기 마이크로 컴퓨터(20)는 설정된 비밀번호가 입력되어야만 시동 제어를 하도록 하는 것을 특징으로 하는 마이크로 컴퓨터를 이용한 용량성 방전 점화 제어장치.