KR100435675B1 - 차량 점화 시스템의 플래쉬 오버 제어장치 및 방법 - Google Patents

차량 점화 시스템의 플래쉬 오버 제어장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량 점화 시스템의 구동에 따라 발생하는 플래쉬 오버 현상을 방지하여 엔진 부조화를 감소시킬 수 있는 차량 점화 시스템의 플래쉬 오버 제어장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명은 배터리의 전압이 점화 코일에서 승압되어 하이 텐션 케이블을 따라 점화 플러그로 공급하는 차량 점화 시스템의 플래쉬 오버 제어장치에 있어서, 상기 하이 텐션 케이블의 플래쉬 오버 현상이 발생되는 부분에 장착되어 플래쉬 오버 현상에 대응되는 전기적인 신호를 발생하는 플래쉬 오버 전압 검출부와; 상기 플래쉬 오버 전압 검출부로부터 입력되는 플래쉬 오버 전압에 관련된 신호를 분석하여 상기 하이 텐션 케이블에 플래쉬 오버 현상이 발생되면, 상기 점화 코일에 공급되는 드웰 타임(Dwell Time)을 설정된 값으로 조절하여 공급하는 엔진 제어부를 포함하여 구성한다.

Description

차량 점화 시스템의 플래쉬 오버 제어장치 및 방법{FLASH OVER CONTROLLING DEVICE OF VEHICLE IGNITION SYSTEM AND METHOD THEREOF}
본 발명은 차량 점화 시스템에 관한 것으로서, 특히 차량 점화 시스템의 플래쉬 오버 제어장치 및 방법에 관한 것이다.
도 1을 참조하면, 차량의 점화 시스템은 배터리(110)(Battery), 엔진제어부(120)(ECU), 점화 코일(130)(Ignition Coil), 점화 플러그(140)(Spark Plug), 하이 텐션 케이블(150)(Hi Tension Cable)을 포함하여 구성한다.
상기와 같이 구성되는 점화 시스템의 동작에 따라 본 발명과 관련된 플래쉬 오버 현상이 발생하는 과정을 설명한다.
먼저, 엔진 제어부(120)의 제어동작으로 배터리(110)의 12V 전압이 점화 코일(130)에서 승압되어 하이 텐션 케이블(150)을 따라 점화 플러그(140)로 공급된다.
이때, 점화 코일(130)에서 발생되는 20~30KV의 고전압에 의해 점화 플러그(140)의 절연체(144)(절연 애자) 표면의 공기에 전리현상이 일어나게 된다.
전리 현상으로 기체의 분자가 전자와 양이온으로 분리될 때 국부적으로 공기절연이 파괴되는데, 방전현상이 지속적으로 생기게 되면 기체가 청백색의 섬광을 발하며 점화 플러그(140) 갭(Gap)에서 실화를 일으키게 된다.
참고적으로, 플래쉬 오버(Flash-Over)란 도 2에 도시된 바와 같이 절연체(144)의 표면을 따라서 전기가 방전되어 단락되는 현상으로, 점화 플러그(140)의 터미널 단자(142) 하부에 장착되는 절연체(144)의 표면을 따라서 전류가 방전되어 점화 간극 사이에서는 점화가 되지 않는 현상을 말한다.
참조 번호 (160)는 플래쉬 오버에 따라 공기 중으로 방전되는 형상을 개략적으로 나타낸 것이다.
이러한 플래쉬 오버 현상이 발생되기 이전 단계에서는 코로나(Corona) 방전이 먼저 생성하게 되는데, 코로나 방전은 전압이 높고 습기가 많으며 절연성이 나쁠 때, 비가 오는 경우, 점화 플러그(140)의 표면이 오염된 경우에 주로 나타난다.
코로나 방전은 점화 플러그(140)의 성능에 나쁜 영향은 미치지는 않으나 코로나 방전이 진전되어 절연체(144) 상단의 터미널 단자(142) 부위에 도달하여, 불꽃 갭으로 방전하지 않고 절연체(144) 상단으로 누설되어 실화를 일으키면 엔진은 부조화를 발생하고 출력이 저하되는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 차량 점화 시스템의 구동에 따라 발생하는 플래쉬 오버 현상을 방지하여 엔진 부조화를 감소시킬 수 있는 차량 점화 시스템의 플래쉬 오버 제어장치 및 방법을 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 배터리의 전압이 점화 코일에서 승압되어 하이 텐션 케이블을 따라 점화 플러그로 공급하는 차량 점화 시스템의 플래쉬 오버 제어장치에 있어서, 상기 하이 텐션 케이블의 플래쉬 오버 현상이 발생되는 부분에 장착되어 플래쉬 오버 현상에 대응되는 전기적인 신호를 발생하는 플래쉬 오버 전압 검출부와; 상기 플래쉬 오버 전압 검출부로부터 입력되는 플래쉬 오버 전압에 관련된 신호를 분석하여 상기 하이 텐션 케이블에 플래쉬 오버 현상이 발생되면, 상기 점화 코일에 공급되는 드웰 타임(Dwell Time)을 설정된 값으로 조절하여 공급하는 엔진 제어부를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 배터리의 전압이 점화 코일에서 승압되어 하이 텐션 케이블을 따라 점화 플러그로 공급하는 차량 점화 시스템의 플래쉬 오버 제어방법에 있어서, 미리 프로그램된 엔진 제어동작에 따라 점화 코일을 구동하는 단계와; 점화 코일의 구동에 따라 승압된 전압이 점화 플러그로 공급되어 해당되는 불꽃 점화를 수행하는 단계와; 플래쉬 오버 전압을 검출하는 단계와; 상기 검출된 플래쉬 오버 전압에 따라 상기 점화 코일에 공급되는 드웰 타임(Dwell Time)을 설정된 값으로 감축 조절하여 공급하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
도 1은 종래 기술에 따른 차량 점화 시스템의 구성을 도시한 회로도.
도 2는 일반적인 점화 플러그에 발생되는 플래쉬 오버 현상을 형상화한 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량 점화 시스템의 플래쉬 오버 제어장치 구성을 도시한 회로도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량 점화 시스템의 플래쉬 오버 제어장치의 연결관계를 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량 점화 시스템의 플래쉬 오버 제어방법을 도시한 흐름도.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명 및 첨부 도면과 같은 많은 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있으나, 이들 특정 상세들은 본 발명의 설명을 위해 예시한 것으로 본 발명이 그들에 한정됨을 의미하는 것은 아니다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 3과 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 차량 점화 시스템의 플래쉬 오버 제어장치의 구성을 설명한다.
본 발명의 실시예는 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이 배터리(310)의 전압이 점화 코일(320)에서 승압되어 하이 텐션 케이블(High-Tension Cable)(330)을 따라 점화 플러그(340)로 공급하는 차량 점화 시스템의 플래쉬 오버 제어장치에 있어서, 플래쉬 오버 전압 검출부(350)와, 엔진 제어부(360)를 포함하여 구성한다.
플래쉬 오버 전압 검출부(350)는 하이 텐션 케이블(330)의 플래쉬 오버 현상이 발생되는 부분에 장착되어 플래쉬 오버 현상에 대응되는 전기적인 신호를 발생한다.
플래쉬 오버 전압 검출부(350)는 가변 저항으로 이루어지며, 하이 텐션 케이블(330)의 로우 캡(Low-Cap)(332) 부분에 내장되는 서모 커플(Thermo-Couple)과 연결되도록 구성한다.
참고적으로, 차량 점화 시스템에서 플래쉬 오버(Flash-Over) 현상을 방지 또는 감소시킬 수 있는 방법을 설명한다.
우선, 점화 플러그(340)의 단품을 고순도 알루미나를 사용하는 방법이 있다.
그리고, 하이 텐션 케이블(330)에서 플래쉬 오버 현상이 발생되는 로우 캡(332) 부분의 물성을 향상시키거나 하이 텐션 케이블(330)의 재질을 고전압에 견디는 내열 실리콘으로 사용하는 방법이 있다.
또한, 하이 텐션 케이블(330)의 가이드 부분에 에어 밴트 홀(Air Vent Hole)을 추가하여 내부 가스를 외부로 방출하여 플래쉬 오버가 발생될 수 있는 환경을 방지하는 방법이 있다.
이와 같은 방법을 사용함에도 불구하고 플래쉬 오버가 발생할 때를 대비하여 더욱더 보완된 방법으로 본 발명의 실시예는 하이 텐션 케이블(330)의 로우 캡(332) 부분에 서모 커플(Thermo-Couple)을 내장시켜 플래쉬 오버 전압 검출부(350)에 연결시킨다.
엔진 제어부(360)는 전반적인 엔진 제어동작을 수행하며, 특히 플래쉬 오버 전압 검출부(350)로부터 입력되는 플래쉬 오버 전압에 관련된 신호를 분석하여 하이 텐션 케이블(330)에 플래쉬 오버 현상이 발생되면, 점화 코일(320)에 공급되는드웰 타임(Dwell Time)을 설정된 값으로 조절하여 공급한다.
본 발명의 실시예는 플래쉬 오버 전압 검출부(350)와 전기적인 회로로 연결되어 차량의 대시 보드에 장착되며, 플래쉬 오버 현상을 지시하는 지시등 (370)(Indicator)을 더 포함하여 구성한다.
또한, 지시등(370)과 엔진 체크등을 연결하여 플래쉬 오버 전압이 검출되면 지시등(370)(Indicator)과 연결되는 엔진 체크등을 온(ON)시켜 차량의 안전점검을 하도록 지시할 수 있다.
도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 차량 점화 시스템의 플래쉬 오버 제어과정을 설명한다.
본 발명의 실시예를 설명하기에 앞서 차량 점화 시스템에서 플래쉬 오버(Flash-Over) 현상을 방지 또는 감소시킬 수 있는 방법을 설명한다.
먼저, 엔진 제어부(360)가 미리 프로그램된 엔진 제어동작에 따라 점화 코일(320)을 구동하고, 점화 코일(320)의 구동에 따라 승압된 전압이 점화 플러그 (340)로 공급되어 해당되는 불꽃 점화를 수행하는 것을 가정하여 설명한다(S510, S512).
엔진 제어부(360)는 (S514)에서 플래쉬 오버 전압 검출부(350)로부터 검출된 플래쉬 오버 전압에 관련된 신호를 입력받게 된다.
엔진 제어부(360)는 (S514)에서 플래쉬 오버 전압이 검출되면, (S516)으로 진행하여 검출된 플래쉬 오버 전압에 따라 점화 코일(320)에 공급되는 드웰 타임 (Dwell Time)을 설정된 값으로 감축 조절하여 공급한다.
여기서, 드웰 타임의 설정값은 기존 대비 30~40% 감축되는 값으로 설정할 수 있으며, 이와 같은 드웰 타임의 설정값을 공급함에 따라 점화 플러그(340)에 공급되는 점화 에너지(Spark Energy) 양을 감소시켜 플래쉬 오버에 결정적인 요소인 점화 요구 전압을 감소시킬 수 있다.
결국, 상기와 같은 제어동작에 따라 점화 플러그(340)에 공급되는 점화 요구 전압은 20KV 이하로 공급된다.
그리고, 엔진 제어부(360)는 전술한 (S514)에서 플래쉬 오버 전압이 검출되면, (S520)으로 진행하여 지시등(370)으로 점등 제어신호를 공급한다.
이때, 지시등(370)은 엔진 제어부(360)로부터 공급되는 점등 제어신호의 입력에 따라 점등되어 플래쉬 오버 현상을 지시한다.
만약, (S514)단계에서 플래쉬 오버 전압이 검출되지 않으면, 엔진 제어부 (360)는 (S518)으로 진행하여 정상적인 점화 제어동작을 수행한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 차량 점화 시스템의 플래쉬 오버 제어장치 및 방법은 점화 시스템의 하이 텐션 케이블에서 발생되는 플래쉬 오버 전압의 검출에 따라 점화 요구 전압을 자동으로 감축 공급함으로써 보다 안정된 점화 제어동작을 수행할 수 있으며, 플래쉬 오버 현상을 방지하여 엔진 부조화 현상을 개선할 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 배터리의 전압이 점화 코일에서 승압되어 하이 텐션 케이블을 따라 점화 플러그로 공급하는 차량 점화 시스템의 플래쉬 오버 제어장치에 있어서,
    가변 저항으로 이루어지며, 상기 하이 텐션 케이블의 플래쉬 오버 현상이 발생되는 부분에 장착되어 상기 하이 텐션 케이블의 로우 캡 부분에 내장되는 서모 커플(Thermo-Couple)과 연결되며, 플래쉬 오버 현상에 대응되는 전기적인 신호를 발생하는 플래쉬 오버 전압 검출부와;
    상기 플래쉬 오버 전압 검출부로부터 입력되는 플래쉬 오버 전압에 관련된 신호를 분석하여 상기 하이 텐션 케이블에 플래쉬 오버 현상이 발생되면, 상기 점화 코일에 공급되는 드웰 타임(Dwell Time)을 설정된 값으로 조절하여 공급하는 엔진 제어부를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 차량 점화 시스템의 플래쉬 오버 제어장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 플래쉬 오버 전압 검출부와 전기적인 회로로 연결되어 상기 차량의 대시 보드에 장착되며, 플래쉬 오버 현상을 지시하는 지시등 (Indicator)을 더 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 차량 점화 시스템의 플래쉬 오버 제어장치.
  4. 배터리의 전압이 점화 코일에서 승압되어 하이 텐션 케이블을 따라 점화 플러그로 공급하는 차량 점화 시스템의 플래쉬 오버 제어방법에 있어서,
    미리 프로그램된 엔진 제어동작에 따라 점화 코일을 구동하는 단계와;
    점화 코일의 구동에 따라 승압된 전압이 점화 플러그로 공급되어 해당되는 불꽃 점화를 수행하는 단계와;
    가변 저항으로 이루어지며, 상기 하이 텐션 케이블의 플래쉬 오버 현상이 발생되는 부분에 장착되어 상기 하이 텐션 케이블의 로우 캡 부분에 내장되는 서모 커플(Thermo-Couple)과 연결되며, 플래쉬 오버 현상에 대응되는 전기적인 신호를 발생하는 플래쉬 오버 전압 검출부를 통해 플래쉬 오버 전압을 검출하는 단계와;
    상기 플래쉬 오버 전압 검출부를 통해 검출된 플래쉬 오버 전압에 따라 상기 점화 코일에 공급되는 드웰 타임(Dwell Time)을 설정된 값으로 감축 조절하여 공급하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량 점화 시스템의 플래쉬 오버 제어방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 플래쉬 오버 전압 검출 단계에서 플래쉬 오버 전압이 검출되면, 상기 플래쉬 오버 전압 검출부와 전기적인 회로로 연결되어 상기 차량의 대시 보드에 장착되며, 플래쉬 오버 현상을 지시하는 지시등을 점등하여 플래쉬 오버 현상을 지시하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량 점화 시스템의 플래쉬 오버 제어방법.
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