KR100303586B1 - 내연기관용점화시스템 - Google Patents

내연기관용점화시스템 Download PDF

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KR100303586B1
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안드레아스슈나이더
라인하르트간텐바인
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클라우스 포스, 게오르그 뮐러
로베르트 보쉬 게엠베하
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02P9/002—Control of spark intensity, intensifying, lengthening, suppression

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Abstract

본 발명에는 최소 하나의 최종 점화 스테이지(Z)를 동작시키는 제어 유니트(19)와 스위치 온 스파크를 억제하는 수단을 가진시스템이 제공되며, 이러한 시스템은 제어 유니트(19)의 각 출력(A1...An)에 접속된 전압 제어 스위치(181, 18n)를 포함하며, 이 스위치(181,18n)는 상기 제어 유니트(19)에 필요한 공급 전압(VCC)이 얻어질 때까지 제어 유니트(19)의 모든 유니트(19)의 모든 출력(A)을 접지부(3)로 스위치로 한다.

Description

[발명의 명칭]
내연기관용 점화 시스템
[도면의 간단한 설명]
제 1 도는 원칙적으로 전압 종속 스위치(voltage-dependent switch)를 사용하여 접지부에 접속된 최종 점화 스테이지용의 각각의 제어 출력이 있는 점화 시스템의 구성을 그리고
제 2 도는 상기 제어 유니트의 출력이 컬렉팅 라인에 의해 전압 종속 스위치에 접속된 제 1 도의 점화 시스템을 각각 도시한다.
[발명의 상세한 설명]
[종래 기술]
본 발명은 독립항의 총칭적 형태의 점화 시스템을 기본으로 한다. 점화시스템이 가동한 후 잘못된 점화 신호를 억제하는 점화 시스템들이 독일 특허 명세서 39 17 808 호의 개시로 공지되었다. 이러한 종래의 점화 시스템에서, 제어 유니트에 의해 공급된 점화 신호는 지연회로의 출력 신호와 조합되며, 이 지연회로는 예를 들어 점화 마지막 단계에 대한 작동 신호가 유사한 방식으로 지연되도록 소정의 시간동안 전원공급이 스위치 온(switch on)된 후 크랭크축 각도 신호를 지연시킨다. 상기 지연은 예를 들어, RC 소자를 사용하여 일어난다. 스위치 온 했을때의 스파크(switch-on spark)를 억제하는 것을 실현하는 것은 이 경우에 시간 지연 소자(time element)를 사용하기 때문에 비교적 복잡하다. 최종적으로 공급 전압이 지연 기간의 마지막에서 제어 유니트에 대해 충분함을 보장할 수 없으므로, 개개의 제어 출력에 한정된 조건이 존재한다.
[본 발명의 이용]
독립항에 기재된 특징을 가지는 본 발명에 따른 장치는 종래기술과는 대조적으로, 점화가 될 때, 전압에 의해 제어되는 스위치(18)를 통해 점화 제어 장치의 출력이 즉시 소정의 한정된 로우 레벨(1ow level)로 전환된다. 이 스위치(18)가 전압에 따라 제어가능하므로 이러한 로우 레벨은 소정의 공급 전압까지때까지 유지된다. 우선, 이 공급 전압에 도달되면,(예를 들어 실시예 1에서)전압에 의해 제어되는 스위치(12)를 접속하고 전압에 의해 제어되는 스위치(18)의 제어 전압을 접지부로 인가한다. 이 때문에 전압에 의해 제어되는 스위치(18)는 무능화(disable)되고 출력(A1 내지 An)에 대한 점화최종단계(Z1 내지 Zn)의 제어가 수행될 수 있다. 그러므로, 먼저 소정의 제어 전압이 제공되면 점화최종단계(Z1 내지 Zn)의 제어가 수행됨이 보장된다.
독립항에 개시된 점화 시스템에 대한 다른 바람직한 개선점은 종속항에 개시된 수단에 의해 달성된다. 전압 제어식 스위치를 써서 제어 유니트 출력이 접지부(earth)로 스위칭되도록 하여 상기 스위치에 다른 제어 전류가 필요치 않도록 하는 것이 바람직하다. 제어 유니트의 각각의 출력은 점화 최종 단계를 가동시키기 위해 예를 들어 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) 등의 전압 제어식 스위치를 사용해서 개별적으로 접지부로 스위칭되거나, 제어 유니트의 출력이 각기 컬렉팅 라인(collecting line)으로 인가(lead)되며, 이런 식으로 상기 컬렉팅 라인에 위치한 MOSFET에 의해 상기 출력이 접지부로 스위칭되는 것이 본 발명의 다른 장점이다. 마지막으로 각각의 MOSFET은 공급 전압의 함수로 작동한다는 것이 장점이다. 이로써, 예를 들어, 게이트(gate)는 점화 스위치 출력부와 접지부 사이에 접속된 다른 MOSFET의 트레인 입력에 인가될 수 있는데, 이 MOSFET는 공급 전압의 함수로 제어된다.
본 발명의 실시예는 도면으로 도시되며, 이하의 기술에서 보다 상세히 설명된다.
[실시예의 설명]
제 1 도에서, 단자(10), 예를들면, 내연기관의 점화 스위치 출력부는 저항(11)을 통해 MOSFET(12)의 DRAIN 입력에 접속되며, 상기 MOSFET는 SOURCE를 통해 접지부(13)로 스위치된다. 공급 전압(VCC)은 MOSFET(12)의 제어 입력 GATE(14)에 접속되며, 두 개의 다이오드(15,16)는 전원(VCC)과 GATE 사이에 접속된다. 접속부(17)는 MOSFET(12)의 DRAlN 입력에서 다른 MOSFET(181 내지 18n)의 GATE 접속부로 이어지는데, 여기서 n은 가동될 최종 점화 스테이지수를 나타낸다. 또한, 제너 다이오드(26)는 피크전압(vo1tage peaks)을 차단하도록 MOSFET(12)와 병렬로 접지부(13)에 접속된다. 상기 MOSFET(181내지 18n)의 DRAIN 접속부는 일체형 제어 유니트(19)의 출력(A1내지 An)에 각각 접속된다. 이 제어 유니트(19)는 그 단자(20)에서 공급 전압(VCC) 에 접속된다. 제어 유니트(19)는 또한 그 출력부(A1 내지 An)로부터 Z1내지 Zn으로의 접속에 의해 최종 점화 스테이지(도시않음)에 접속되는데, 희전형 또는 고정형 고전압 배전기(distributor)가 포함되는지 여부는 중요치 않으며, 상기 출력은 MOSFET(181내지 18n)를 통해 접지부(13)에 접속되어야 한다.
이제 설명하는 회로는 하기의 모드로 동작한다. 점화되면, 스위치(10)가 스위치온 되면, 저항(11)을 통해 MOSFET(181내지 18n)의 각 GATE에 높은 전압(high voltage level)이 인가되어 상기 MOSFET의 각각의 GATE는 전도 상태에 있게 된다. 즉, 출력부(A1내지 An)는 접지부(13)로 스위치되어서 최종 점화 스테이지가 차단되어 이 스테이지에 접속된 어느 점화코일에도 전류가 흐르지 않게 된다. 따라서, 출력부(A1 내지 An)에서의 전류가 각각의 MOSFET(181내지 18n)의 주전류 회로에 위치한 저항(21)에 의해 각각 제한된다, 상기 스테이지가 스위치온 된후, 공급 전압(VCC)은 지연 또는 스위칭 시간 및 커패시터(capacitor) 재충전으로 인해 즉시 활용될 수 없다.
필요한 전원전압(VCC)에 도달된 후, MOSFET(12)는 이 MOSFET의 GATE(14)와 관련된 공급 전압(VCC)에 의해 스위치 온 되며, 게이트에 인가되는 VCC의 값은 다이오드(15,16)의 저항값에 의해 고정된다. 상기 MOSFET(12)가 스위치 온되는 순간에, MOSFET(181내지 18n)의 작동전압은 접지 전위, 즉 0으로 되어, MOSFET(181내지 18n)은 단절되고(shut-off) 출력부(A1 내지 An)를 통해 최종 점화 스테이지(Z1내지 Zn)가 수행될 수 있다. 이로써, 점화 스위치(1O)가 작동된후, 공급 전압(VCC)이 상승하는 동안, 출력부(A1내지 An)에서 정의되지 않는 조건으로 인해 점화 코일로 예기치 않은 전류가 흐르지 않음이 보장된다. 그렇지 않으면, 공급 전압에 얻어질 때, 예를 들면, 제어 유니트(19)의 출력(A)이 예전에 정의되지 않은 신호를 낸 경우, Low 신호 출력으로 인해 원하지 않은 점화 스파크가 발생할 수 있다. 방금 설명한 회로 장치는 점화 제어 유니트(25)에서 이미 실현되어 있으므로, 이 점화 제어 유니트(25)의 출력부는 Z1내지 Zn으로 지정되어야 한다.
제 2 도는 제 1 도의 회로와 유사하게 구성된 스위치 온 스파크 억제 회로를 유사하게 도시한다. 따라서, 동일한 구성 부품에는 동일한 도면 부호가 사용된다. 도시하지 않은 제어 유니트의 출력부(A1 내지 A6)는 Z1내지 Z6을 통해 최종 점화 스테이지를 제어한다. 각 제어 출력부(A1 내지 A6)로부터 컬렉팅 라인(22)으로 이어지는 태핑(tapping)이 이루어지며, 하나의 다이오드(23)가 제어유니트의 출력부에서의 태핑으로부터 컬렉팅 라인(22)으로의 진행 방향(the forward direction)에서 각각 접속되어 있다. 이 컬렉팅 라인(22)은 저항(21)을통해 접지부에 접속된 MOSFET(24)의 DRAIN 접속부에 접속되어서 공급 전압(VCC)이 완전히 상승되지 않았을 때 모든 출력부(A1 내지 A6)가 접지부(13)에 접속된다. 따라서, 이 회로는 제 1 도의 회로에 비해 간략화되어서 MOSFET는 최종 점화 스테이지를 가동시키기 위해 제어 유니트의 각 출력부에 제공될 필요가 없으며 상기 출력부는 컬렉팅 라인 및 단일 MOSFET를 통해서 접지부에 접속될 수 있다.
상술한 회로는 n-채널 MOSFET를 사용하여 구성되었지만, 다른 형태의 스위치가 사용될 수도 있다.
제 1 도 및 제 2 도에 도시된 단자(Z1내지 Zn)에 인터로킹(interlocking)된 최종 스테이지는 제어 유니트의 각 출력부 외측에서 수행되거나, 또는 이미 점화 제어 유니트(25) 내에 내장될 수 있는데, 상기 제어 유니트는 출력부(Z1내지 Zn)를 가진다. 점화 제어 유니트 내에 내장되면, 다른 부가적인 구성 소자는 필요없다.
상술한 실시예와 유사하게, 제어 유니트의 출력부로부터 최종 점화 스테이지로의 접속부에 스위치를 배치하므로써 점화 제어 유니트를 사용하여 최종 점화 스테이지의 작동을 차단할 수도 있으며, 이 스위치는 필요한 공급 전압(VCC)이 얻어질 때까지 개방되고, 상기 공급 전압(VCC)이 얻어진 경우 닫힌다. 유사하게, 예를 들면, 인핸스먼트형 MOSFET 등의 전압으로 제어되는 스위치가 사용될수도 있다.

Claims (8)

  1. 적어도 하나의 최종 점화 스테이지를 작동시키기 위한 점화 제어 유니트 및 상기 점화 제어 유니트의 출력부를 금지(inhibiting)하기 위한 수단을 구비한 내연기관용 점화 시스템에 있어서, 상기 최종 점화 스테이지(Z) 작동용 상기 제어 유니트(19)의 상기 출력부(A)의 접속부가 전압에 의해 제어되는 스위치(18)를 통해 상기 최종 점화 스테이지(Z)와 병렬로 로우 레벨의 접지부(13)에 접속되며, 상기 전압에 의해 제어되는 스위치(18)는 제어 유니트(19)에 공급되는 공급 전압(VCC)의 함수로서 제어될 수있는 것을 특징으로 하는 점화 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 전압에 의해 제어되는 스위치(18)의 제어 전극이 점화 스위치 출력부와 접지부(13) 사이에 접속된 전압에 의해 제어되는 다른 스위치(12)의 주 전류 분기점(main current branch)에 접속되며, 상기 제어 유니트(19)에 공급되는 공급 전압(VCC)은 상기 전압에 의해 제어되는 다른 스위치(12)의 제어 전극(14)에 나타나는 것을 특징으로 하는 점화 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 전압에 의해 제어되는 다른 스위치(12)는 저항(11)을 경유해 점화스위치에 접속되며, 공급 전압(VCC)이 얻어지면 도통 제어(through control)하여 전압에 의해 제어되는 제 1 스위치(18)의 제어 전극이 접지 전위가 되어 제어 유니트의 출력부에서 상기 스위치(18)를 차단하는 것을 특징으로 하는 점화 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서, 제어 유니트(19)의 출력부(A)로부터 최종 점화 스테이지(Z)중 어느 하나로의 각각의 접속에 있어서 전압에 의해 제어되는 스위치(18)에 대해 태핑(tapping)이 각각 제공되는 것을 특징으로 하는 점화 시스템.
  5. 몇 개의 최종 점화 스테이지의 제어를 위한 제어 유니트와 제어 장치의 출력부(A1, A2,... , An)의 스위치 기능을 금지시키기 위한 수단을 갖는 내연기관용 점화 시스템에 있어서, 상기 제어 장치(19)의 출력부는 컬렉팅 라인(22)에 걸쳐 점화 최종 스테이지(Z)에 병렬이며, 전압에 의해 제어되는 하나의 스위치(24)에 접속되고 로우레벨인 접지부(13)로 전환가능하고, 상기 전압에 의해 제어되는 스위치(24)는 제어 장치에 공급되는 공급 전압(VCC)에 따라 제어가능한 것을 특징으로 하는 점화시스템.
  6. 제 1 항에 있어서, 저항(21)이 전압에 의해 제어되는 각각의 스위치(18,12,24)의 주 전류분기점에 접속되는 것을 특징으로 하는 점화 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서, 양호하게는 인핸스먼트형인, MOSFET가 전압에 의해 제어되는 스위치(12,18,24)로서 제공되는 것을 특징으로 하는 점화 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서, 점화 제어 유니트와, 적어도 하나의 전압에 의해 제어되는 스위치와, 스위치 제어용 하부 회로가 하나의 집적 제어 유니트에 집적되는 것을 특징으로 하는 점화 시스템.
KR1019940701880A 1991-12-07 1992-11-13 내연기관용점화시스템 KR100303586B1 (ko)

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