KR100442952B1 - 내연기관의 점화장치 - Google Patents

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Abstract

전력장치에 연결되는 1차권선과 내연기관의 스파크플러그에 연결되는 2차권선을 갖는 변압기와, 상기 변압기의 출력을 동작시키고 정지시키기 위해 변압기에 연결된 컨트롤러를 갖는 내연기관용 점화장치. 변압기는 2차권선으로부터 1KHz 내지 100KHz의 주파수 및 최소 20킬로볼트의 전압을 갖는 출력을 생성하는 기능을 한다. 특히 변압기는 최로 20킬로볼트에 이르는 고전압 사인파를 갖는 교류출력을 생성한다. 일정한 직류전압을 변압기에 제공하기 위해 전력장치 및 변압기에는 전압안정기가 연결된다. 변압기는 컨트롤러에 의한 작동 중에 2차권선의 출력으로부터 일정와트량의 전력을 생성한다. 이 변압기는 스파크플러그의 전극을 통하는 지속시간을 조절할 수 있는 아크를 생성하기 위해 스파크플러그와 컨트롤러에 연결된다. 이 지속시간은 0.5밀리초 내지 4.0밀리초에서 선택된다. 배터리는 변압기의 1차권선에 연결되는 전력장치이다. 이 배터리는 5 내지 15볼트의 가변전압을 생성한다.

Description

내연기관의 점화장치{Ignition system for an internal combustion engine}
대부분의 내연기관은 실린더 내에 스파크를 발생시키기 위한 다양한 종류의 점화회로를 갖는다. 이 스파크는 실린더내의 연료를 연소시켜 피스톤과 그에 연결된 크랭크샤프트를 구동시킬 수 있게 한다. 통상적으로, 내연기관은 엔진의 플라이휠에 장착된 다수의 영구자석과 플라이휘일의 부근의 엔진하우징에 장착된 충전코일을 구비한다. 플라이휠이 회전함에 따라서 자석은 충전코일을 지나게 된다. 따라서 충전코일에서 전압이 발생하고 이 전압은 고전압캐패시터를 충전시키는데 사용된다. 커패시터의 고전압 전하는 트리거링회로에 의해 점화코일에 방출되어 전기스파크 중에 스파크플러그의 스파크간극을 통해 고전압의 쇼트를 일으켜 실린더내의 연료를 점화시키게 된다. 이런 타입의 점화를 정전방전점화(capacitive discharge ignition)라고 부른다.
연소를 개시시키기 위해 스파크플러그 및 점화코일을 사용하는 표준의 왕복동 내연기관은 비교적 낮은 강도의 단일 단시간스파크(short-duration spark)만을 사용하여 확실히 점화시키기 위한 필요성을 크게 받은 연소실 형상 및 스파크플러그배치구조를 오랫동안 이용하여왔다. 그러나, 최근에는 연료효율, 완전연소, 배기가스청정도, 및 사이클 대 사이클연소의 변화감소가 크게 강조되었다. 이 강조점은 연소실의 형상을 변형시켜야 하고 연료-공기혼합물의 비율을 변화시켜야 함을 의미한다. 경우에 따라서 스파크플러그전극이 배치되는 부위에서 강한 난류 또는 환류를 연료-공기혼합물에 신중히 도입하는 과정을 이용하였다. 이 과정에 의해 종종 아크의 중단이나 "블로잉아웃"을 일으키게 된다. 따라서 연소개시과정의 효율성이 강하게 요구되었다. 이런 용도에는 4-5밀리초 동안 지속되는 가용 아크를 갖는 것이 매우 바람직하다는 것을 발견하였다.
본 발명은 내연기관에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 내연기관내의 연료를 점화시키는데 사용하는 전기점화장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 내연기관내의 스파크플러그의 점화를 위해 교류전류를 인가하는 점화코일에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 제 1구체예의 적절한 연결관계를 나타내는 블록도이다.
도 2는 회로의 상세부를 나타내는 본 발명의 바람직한 구체예의 개략도이다.
도 3은 자동차의 스파크플러그에 본 발명의 장치를 적용한 것을 나타내는 블록도이다.
본 발명의 목적은 스파크플러그에 직접 장착될 수 있는 작은 크기의 변압기를 구비하는 점화장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 차량의 전기시스템에서의 무선주파수방해를 방지하기 위한 단순한 무선주파수차폐부를 제공하는 점화장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 전체 연소시간에 걸쳐서 일정한 와트(watt)량을 전달하는 점화장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 시동시에 차가운 연료를 점화시킬 수 있는 능력을 향상시키는 점화장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 스파크플러그간극의 부식을 크게 줄이기 위하여 스파크플러그에 교류를 전달하는 점화장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 스파크플러그의 전극에 적합한 조정용 아크시간을 제공하는 점화장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 차량의 배터리로부터의 가변 입력전압을 일정하게 그리고 효과적으로 사용할 수 있는 점화장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 실린더내의 상태를 판단하기 위해 점화모듈의 출력에서 전압 및 전류를 감지하기 위한 수단을 구비하는 점화장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 상기 및 그 외의 목적 및 이점은 상세한 설명 및 첨부특허청구범위로부터 명백히 이해될 것이다.
본 발명은 전력장치에 연결되는 1차권선과 스파크플러그에 연결되는 2차권선을 갖는 변압수단으로 구성되는 내연기관용 점화장치이다. 이 변압수단은 2차권선으로부터 1KHz 내지 100KHz의 주파수와 최소 20킬로볼트의 전압을 갖는 출력을 생성하는 역할을 한다. 연소사이클에 대하여 변압수단의 출력을 작동시키고 정지시키기 위해 변압기에는 컨트롤러가 연결된다. 이 변압기는 최소 20킬로볼트에 이르는 고전압 사인파를 갖는 교류를 갖는 출력을 생성하는 기능을 한다. 변압기에 일정한 직류전압을 제공하기 위해 전력장치와 변압기에는 전압안정기가 연결된다. 변압기는 컨트롤러의 작동 중에 2차권선의 출력으로부터 일정한 와트량의 전력을 생성한다. 이 컨트롤러는 변압기가 스파크플러그의 전극을 통해 지속시간을 조절할 수 있는 아크를 생성할 수 있도록 변압기에 연결된다. 이상적으로는 이 지속기간은 0.5밀리초 내지 4밀리초에서 선택할 수 있다. 변압기의 1차권선에는 배터리가 연결된다. 이 배터리는 5 내지 15볼트의 가변전압을 생성한다.
본 발명은 종래의 여러 장치에 비하여 다수의 이점을 부여한다. 본 발명은 매우 작은 고전압 변압기를 이용한다. 이 것은 동작이 고주파수에서 이루어지고 변압기가 배터리입력보다는 비교적 고전압의 입력을 상승시킨다는 사실에 의한 것이다. 이 변압기는 종래의 장치보다 몇 배 작고 가벼운 팩키지를 이루게 하기 위해 스파크플러그 위에 직접 장착할 수 있도록 작게 될 수 있다. 이에 따라서 차량의 무선에서뿐만 아니라 전기시스템에서의 무선주파수방해를 방지하도록 무선주파수를 쉽게 차폐하게 한다. 이런 고주파수의 작동으로 페라이트코어가 작아지고 높은 입력전압으로 권선비가 작아지고 따라서 2차권선의 권선회수가 작아진다. 이 변압기는 직경이 1.25인치이고 길이가 겨우 2.5인치인 코일을 이용할 수 있을 것으로 생각된다.본 발명에서 변압기의 수는 스파크 프러그의 수와 같다 따라서 4기통 내연기관에서는 변압기의 수가 4개가 되며 8기통 내연기관의 변압기의 수는 8개가 되게 되는데 자동차용 내연기관은 일반적으로 복수의 점화 장치를 구비하고 있으므로 이에 따라 변압기도 다수의 변압기를 필요하게 된다.
본 발명은 전체 연소시간에 걸쳐서 일정한 와트량을 전달한다. 정상적인 점화장치는 최초 100마이크로초에서 최대의 와트량으로 점화하고 그후 지수적으로 제로까지 감소한다. 본 발명은 전체 "온"시간에 걸쳐서 꺼진 스파크를 재점화시키기기에 충분한 전압 및 전력을 전달한다. 이 것은 연료가 완전기화하기에 충분하게 따듯하지 않을 때 시동시에 차가운 연료를 점화시키는(콜드스타팅) 커다란 이점인것이다.
본 발명은 스파크플러그갭의 부식을 크게 줄이기 위해 스파크플러그에 교류를 이용한다. 경험상 정상의 점화장치의 동작 중에는 애노드에서 재료가 제거되어 캐소드에 축적되거나 그 반대의 과정을 알 수 있다. 이 재료의 제거는 스파크플러그갭에서의 직류전류의 유동방향에 따라 달라질 것이다. 특정의 환경하에서 스파크플러그갭은 종래의 장치에서 오랫동안에 20,000볼트갭 내지 35,000볼트갭까지 감소될 수 있다.
도 1을 참조하면 본 발명의 바람직한 구체예에 따른 점화장치(10)가 도시되어있다. 이 점화장치(10)는 한 쌍의 기능군을 구비한다. 제 1기능군(12)은 입력전압안정기이다. 제 2기능군(14)은 출력부이다. 제 2기능군(14)은 안정 리액턴스(16)에 의해 제한되는 전류인 고전압 교류출력을 만든다. 기능군(12 및 14)은 상호 작용하여 스파크플러그(18)를 적절히 점화시킬 수 있게 한다.
기능군(12)은 입력전압안정기이다. 기능군(12)은 제 2기능군(14)에 피이드백컨드롤방식으로 직류를 공급하여 1차 직류공급전압을 조정 없이 변화시키도록 본 발명을 엔진시스템에 전개할 수 있게 한다. 입력전압안정기(20)는 타당하다면 출력전압을 줄이기 위해 그리고 아이들모드로 진행하여 엔진의 1차직류전원장치로부터 취출되는 총 모듈전류를 줄이기 위해 적절한 수단을 부가적으로 이용할 수 있다.
제 2기능군(14)은 스파크플러그(18)에 공급되는 고전압 교류출력을 생성한다. 안정리액턴스는 출력변압기(22)의 누설인덕턴스로 이루어지는 집중소자 커패시터(lumped-element capacitor), 집중소자 인덕터 또는 분산인덕턴스가 될 수 있다. 이들의 각 경우에 있어서, 그 의도와 효과는 스파크플러그전극(24)을 통하여 아크가 발달하면 출력전류를 제한하여 개방회로(즉, 아크가 발생하지 않음)상태가 될 때 전극(24)을 통해 총 출력전압이 발달하도록 한다. 이 작용에 의해 제공되는중요한 이익 중의 하나는 연소실 내의 상태에 의해 방해되는 경우 즉시(통상 변환기주파수의 1/4사이클 내에) 아크를 복구시키는 특성이다. 제 2기능군(14)은 또한 출력을 제어하는 수단(25)을 구비한다. 이 회로는 제어입력(27)이 아이들상태이면 출력부를 아이들상태(idle mode)로 하고 제어입력(27)이 활동상태이면 동작하게 한다. 출력제어수단(25)도 점화타이밍의 정밀도를 향상시키기 위한 회로를 구비할 수 있다.
본 발명에 있어서, 제 2기능군(14)은 회로의 특성에 따라서 출력전류가 한정되는 출력단자(28)의 고전압을 DC/AC변환기에 제공한다. 따라서 모든 정상 조건하에서는 아크를 지속시키고 실린더내의 스파크플러그전극(24)이 전기적으로 최소로 마모되게 한다. 제 2기능군(14)의 출력은 신속한 전기작용 및 크기의 최소화를 위해 저주파수(RF)대역(1KHz 내지 100KHz)에서 설정된다. 본 발명은 고주파수를 이용함으로써 경량화, 컴팩트화, 단일기능성을 제공할 수 있으며 지속되는 아크방전 중에 높은 전기효율로 턴온시에 신속한 출력전압의 형성을 가능하게 할 수 있다. 따라서 본 발명은 디스트리뷰터형 점화장치 및 코일니어플러그장치(coil-near-plug system)나 코일온플러그(coil-on-plug system)에 도움이 된다.
본 발명은 출력측에서 제한되는 민감한 전류이면서 엔진컨트롤러에서 예상되는 것같이(아나로그나 디지털에 무관) 변환기를 저전압신호에 의해 활성화시키고 아이들상태로 만드는 수단을 구비하는 고전압, 고주파수(RF)변환기에 직류를 이용한다. 또한 본 발명은 제어 가능한 변환기를 특정범위의 1차공급전압에 걸쳐서 제어변환기로의 직류를 일정하게 만드는 전원장치를 부가한 제어 가능한 변환기를 이용한다. 또한 본 발명은 전력공급을 조절하는 이런 제거 가능한 변환기를 구비할 수 있는데, 이렇게 변환기로 직류를 조절하여 공급하는 것은 그 조절된 직류공급으로의 외부제어입력에 의해 특정범위의 직류출력전압에 걸쳐서 제어할 수 있다. 본 발명은 또한 외부제어입력을 제공하는 전력공급수단을 갖는 이런 제어 가능한 변환기로 구성되는데, 이 전력공급수단은 1차 전원장치로부터의 전력유출을 줄이기 위해 외부제어입력에 의해 아이들상태에 놓일 수 있다. 또한 본 발명은 엔진에게 정확한 점화타이밍을 제공하기 위해 인버터가 완전동작에 도달하는데 걸리는 시간에 기인한 아크의 개시시의 시간지연을 최소화하고/하거나 보상하도록 전압 및/또는 정지용 외부제어입력에 변환기컨트롤러회로내의 타이머를 제공하는 전력공급수단을 갖는 제어변환기로 구성될 수 있다. 본 발명은 또한 제어 가능한 조절전력장치를 갖는 제어변환기와 부가의 수단을 갖는 시간보상형 변환기컨트롤러로 구성되어 변환기의 동작 중에 출력단자를 통한 전압 및/또는 출력단자를 통하는 전류를 검출할 수 있게 된다.
도 2는 본 발명의 점화장치(10)의 동작을 개략적으로 나타내는 보다 상세한 도면이다. 도 2에 도시한 특정의 회로형태는 본 발명에서 구체화된 기능을 성취하는데는 충분하지만 그 속에 포함된 특정 회로, 장치 또는 회로의 모델에 대하여 본 발명의 범위를 하등 제한해서는 안됨을 이해하여야 한다. 본 발명은 그 전체를 구성하는 각각의 기능에 있어서 몇 가지 다른 회로 형태, 모델 및 동작이론에 의해 실현할 수 있다. 또한 주어진 기능을 실현하기 위해 선택된 어떤 특정의 회로형태내의 각각의 중요한 활동장치위치에서의 몇 가지 다른 전자부품의 제조원, 모델,기술 및 타입 중의 어느 것을 이용하여 실현할 수 있다. 이후의 상세한 설명에서 사용하는 어구 및 용어는 본 바람직한 구체예의 동작을 명확히 나타내기 위하여 예시의 목적으로 사용된다. 이들은 여기서 청구하는 본 발명의 범위를 제안하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 점화장치(10)는 출력변압기(22)를 이용한다. 출력변압기(22)는 1차 및 2차권선을 부분적으로 분리하도록 구성된 갭을 갖는 마그네틱 페라이트 세라믹코어가 될 수 있다. 이 것은 출력전류한정리액턴스(16)를 제 2권선(30)의 누설인덕턴스의 형태로 구성한다. 1차권선(32)은 센터탭(34)과, 각 단자에 연결된 스위칭 트랜지스터(36, 38)를 갖는다. 2차권선(37)은 스위칭 트랜스듀서(36, 38)의 제어단자로 피이드백하기 위해 제공된다. 1차권선(32)의 센터탭(34)과 조절된 전력인렛(40) 사이에는 쵸크가 연결된다. 스위칭 트랜스듀서(36, 38)에는 전력인렛(40)으로부터 바이어스 레지스터(42, 44)를 통하여 바이어스가 제공된다. 1차권선(32)은 공진탱크회로를 형성하도록 공진커패시터(46)에 의해 브리지된다. 이들 전체는 전류공급 로이어 발진변환기(current-fed Royer-oscillatior inverter)로서 알려진 것을 형성한다. 이 발진기는 제어단자(52)의 정(正)의 전압에 의해 턴온될 때 스위칭트랜지스터(36, 38)의 제어단자를 풀다운하는 제어트랜지스터(48, 50)에 의해 아이들상태가 된다. 스위칭 트랜지스터(36)에 바이어스를 부여하여 변환기를 동작하게 하기 위해 제어단자(52)의 전압을 제거하면 제어트랜지스터(48, 50)가 턴오프된다. 시동시에 발진기는 전류를 끌어내기 시작한다. 커패시터(46) 및 1차권선(32)을 갖는 공진탱크는 약간의 공명을 나타낸다. 상기 공명이 증폭되고 전체 진폭의 발진이 1사이클 또는 2사이클의 공진주파수에 도달하도록 스위칭 트랜지스터(36, 38)에 보강피이드백을 제공하기 위해 피이드백 2차권선(37)이 연결된다. 스위칭 트랜지스터(36, 38)에 전력 및 바이어스를 이용할 수 있다면 보강피이드백에 기인하여 진폭발진이 계속될 것이다. 따라서 변환기회로는 자동으로 스타트하며 자동으로 지속된다. 턴온시에 공명을 향상시켜서 변환기의 상승시간을 줄이기 위해 도 2에 도시한 위치 중의 일측 또는 양측에는 커패시터(54, 56)가 제공될 수 있다. 출력용 2차권선(30)의 전압에 대하여 엔진제어부에 피이드백하기 위해 검출용 2차권선(58)이 제공된다. 이 출력용 2차권선(30)은 레지스터(62) 및 다이오드(64) 등의 전류검출수단에 연결된 하측단자(60)를 가질 수 있다. 이에 따라서 출력용 2차권선(30)을 통하는 전류에 대하여 엔진제어부에 피이드백될 것이다.
도 2에 있어서, 도 1의 기능군(12)으로서 도시한 전압안정기회로는 스위치레귤레이터 집적회로(66), 스위칭 트랜지스터(68), 에너지저장 인덕터(70), 입력필터커패시터(72) 및 출력필터 커패시터(74)를 구비한다. 이 회로는 선택된 집적회로(66) 및 피이드백 레지스터(76, 78)의 비율에 따라서 변환기에 15 내지 50볼트로 조절된 전압을 제공한다. 균형적인 정의 전압으로 조절전압을 줄이기 위해 입력(80)이 제공될 수 있다. 그 감소량은 레지스터(82)의 값을 조정함으로써 제어할 수 있다. 스위칭조절기(66)를 풀다운 트랜지스터(86)의 작용을 통해 아이들모드에 놓기 위해 제어입력(84)이 제공된다. 배터리로부터의 1차전력입력(88)은 서지흡수 다이오드(90)에 의해 부하덤프서지 및 스파이크로부터 보호된다.
본 발명에 있어서, 배터리로부터의 전압은 그 배터리로부터의 5 내지 15볼트가 발진기용으로 35 내지 50볼트로 바뀌도록 상승하는 것이 바람직할 것이다. 이에 따라서 변압기(22)의 높은 권선비의 필요성을 줄일 것이다. 이처럼 전압이 상승하면 변압기(22)의 사이즈를 적당히 줄일 수 있다.
도 3은 스파크플러그와 함께 직접 사용되는 본 발명의 점화장치(10)를 나타내는 개략도이다. 도 3에서 변압기(104)가 스파크플러그(100)에 직접 연결됨을 알 수 있다. 마찬가지로, 변압기(106)는 스파크플러그(102)에 직접 연결된다. 전선(108)은 컨트롤러(110)에서 변압기(104)로 연장될 것이다. 다른 전선(112)은 컨트롤러(110)에서 변압기(106)로 연장될 것이다. 이처럼, 컨트롤러(110)는 스파크플러그(100, 102)의 점화에 필요한 타이밍신호를 각각 변압기(104, 106)에 제공할 수 있다.
마찬가지로, 변압기(104)는 다시 컨트롤러(100)로 연장되는 센서라인(114)을 구비한다. 변압기(106)는 또한 다시 컨트롤러(110)로 연장되는 센서라인(116)을 구비한다. 이처럼 컨트롤러(110)는 2차권선의 출력전류 및 출력전압을 적절히 모니터링하기 위해 스파크플러그(100, 102)의 동작상태에 대하여 변압기(104, 106)로부터 적절한 신호를 수신할 수 있다. 이 정보를 제공함으로써 컨트롤러(110)는 엔진온도 및 연료연소 등의 항목에 관하여 스파크플러그(100, 102)의 점화를 최적화하도록 적절히 프로그램될 수 있다. 이 자동차용 배터리(118)는 전력을 컨트롤러(110)에 공급하기 위해 라인(120)에 의해 연결된다.
도 3에서 알 수 있듯이, 종래의 점화코일과는 달리 각 스파크플러그(100, 102)의 점화는 스파크플러그에서 직접 이루어진다. 컨트롤러(110)는 각 스파크플러그의 최적의 점화에 필요한 정보로 프로그램된 마이크로프로세서일 수 있다. 이 컨트롤러(110)는 각 스파크플러그(100, 102)의 연소실의 점화가 필요한 특정 시간에 대하여 크랭크샤프트로부터 또는 엔진으로부터 입력을 수신할 수 있다. 각 변압기(104, 106)는 스파크플러그(100, 102)에 바로 위치하고 고주파수에서 동작하기 때문에 자동차내의 무선방해를 효과적으로 피할 수 있다. RF간섭에 대하여 더욱 보호하기 위해 각 변압기(104, 106)에는 적절한 차폐가 부여되어야 한다.
본 발명의 장치내에서 12볼트의 입력은 배터리(118)의 공칭전압이다. 이는 콜드크랭킹 시의 6볼트에서 정상동작 중의 14.5볼트 또는 15볼트까지 변할 수 있다. 고전압변압기의 출력전압 및 에너지는 입력전압에 비례한다. 따라서, 콜드스타팅 등의 저압조건 중에 차량을 시동시키기 위해서는 6볼트의 입력을 갖는 충분한 전압 및 에너지를 제공할 필요가 있다. 따라서, 6볼트의 입력으로 변압기로부터의 30킬로볼트에서 동작하도록 회로를 변경할 필요가 있다. 이처럼, 본 발명은 입력전압을 6볼트로 한정하기 위해 입력전압을 통해 제너회로나 유사회로를 이용할 수 있다.
스파크플러그로의 신호는 스파크를 점화시켜야 할 때 회로를 턴온시키고 엔진이 스파크를 필요로 하지 않을 때 턴오프시키는 저전압 구형파이다. 이 것은 콜드스타팅 중에는 긴 "아크시간"을 제공하고 정상동작 중에는 짧은 아크시간을 제공하기 위해 변화될 수 있다.
본 발명의 회로는 직류전력장치로부터 RF주파수를 차단하기 위해 필터를 이용할 수 있다. 이 것은 작은 페라이트 토로이드 및 필터커패시터가 될 수 있다.
변압기의 1차권선과 함께 본 발명에서 사용되는 공진발진기는 사인파출력의 1/2사이클 중에는 권선(32)으로 발진기를 형성하고 사인파출력의 다른 1/2사이클 중에는 권선(37)으로 발진기를 형성한다. 1차인덕턴스 및 2차누설인덕턴스와 함께 발진주파수를 설정하기 위해서 적절한 커패시터가 사용될 수 있다.
변압기(22)의 출력은 최소 20킬로볼트(제로에서 최고치까지)에 이르는 고전압사인파이다. 바람직한 주파수는 20KHz의 범위에 있다.
변압기(22)는 여러 가지 형상을 취할 수 있다. 한 가지 바람직한 타입의 변압기(22)로서는 페라이트코어(중심다리에 갭이 형성), 18게이지 마그넷트와이어로 된 8권선의 센터탭을 갖는 1차권선, 및 40게이지 마그넷트와이어로 된 대략 10,000권선의 섹션보빈 2차권선을 구비한다. 이 변압기와 관련된 회로는 동일한 차폐외피 내에 넣어질 수 있다. 전체 장치는 대략 담배갑의 크기가 될 수 있다.
본 발명의 상기 개시 및 설명은 그 예시 및 설명을 위한 것이다. 본 발명의 참뜻으로부터 벗어남 없이 첨부하는 특허청구의 범위 내에서 상기 예시한 구성의 상세부에서의 다양한 변화를 만들 수 있다. 본 발명은 이후의 특허청구의 범위와 이와 법률적으로 동등한 것에 의해서만 한정할 수 있다.

Claims (30)

  1. 전력장치에 연결되는 1차권선과, 2차권선을 가지며, 1KHz - 100KHz사이의 주파수와 최소 20킬로볼트의 전압을 갖는 교류출력을 상기 2차권선으로부터 생성하는 변압수단과,
    상기 변압수단의 상기 2차권선에서 연장되어 내연기관의 스파크플러그의 단자와 연결하도록 된 커넥터와,
    상기 변압수단의 상기 출력을 작동시키고 정지시키도록 상기 변압수단에 연결된 컨트롤러로 구성되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 점화장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 출력은 최소 20킬로볼트에 이르는 고전압사인파를 갖는 것을 특징으로 하는 내연기관용 점화장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 변압수단에 일정한 직류전압입력을 제공하기 위해 상기 변압수단에 연결된 전압안정기로 구성되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 점화장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 변압수단은 상기 컨트롤러에 의해 작동되는 동안에 상기 2차권선의 상기 출력으로부터 일정한 와트량의 전력을 생성하기 위한 것을 특징으로 하는 내연기관용 점화장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 변압수단의 상기 커넥터에 연결되는 스파크플러그로 구성되는데, 상기 컨트롤러는 상기 스파크플러그의 전극을 통하여 조절 가능한 시간동안 아크를 생성하기 위해 상기 변압수단의 상기 2차권선의 상기 출력에 연결되며, 상기 기간은 0.5밀리초 내지 4.0밀리초에서 선택되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 점화장치.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 변압수단의 상기 1차권선에 연결된 배터리로 구성되는데, 상기 배터리는 5 내지 15볼트의 전압을 생성하는 것을 특징으로 하는 내연기관용 점화장치.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 2차권선은
    상기 커넥터가 연장되며, 자신을 통하는 전류를 검출하기 위해 전류센서가 부착되고 상기 컨트롤러에 연결되는 출력용 2차권선과,
    상기 변압수단의 상기 출력의 전압을 검출하기 위해 상기 컨트롤러에 연결되는 검출용 2차권선으로 구성되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 점화장치.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 변압수단은 상기 출력을 교류로 변환하는 변환수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 점화장치.
  9. 전력장치에 연결되는 1차권선과, 2차권선을 가지며, 1KHz - 100KHz사이의 주파수와 최소 20킬로볼트의 전압을 갖는 교류출력을 상기 2차권선으로부터 생성하며, 상기 1차권선에 연결되는 전류공급형 로이어 발진기(Royer-oscillator)로 구성되는 변압수단과,
    상기 변압수단의 상기 2차권선에서 연장되어 내연기관의 스파크플러그의 단자와 연결하도록 된 커넥터와,
    상기 변압수단의 상기 출력을 작동시키고 정지시키도록 상기 변압수단에 연결된 컨트롤러로 구성되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 점화장치.
  10. 제 3항에 있어서, 상기 전압안정기는 에너지저장인덕터와 스위칭 트랜지스터에 연결되는 스위치레귤레이터 집적회로로 구성되는데, 상기 스위치레귤레이터 집적회로는 상기 전력장치로부터 가변 전압을 받고, 상기 스위치레귤레이터 집적회로는 5 내지 50볼트의 일정전압을 상기 변압수단에 통하게 하는 것을 특징으로 하는 내연기관용 점화장치.
  11. 제 10항에 있어서, 균형적인 정의 전압으로 상기 일정전압을 줄이기 위해 상기 스위치레귤레이터 집적회로에 연결되는 전압입력수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 점화장치.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 커넥터가 부착되고, 상기 변압수단이 직접 부착되며, 상기 변압수단으로부터 전선이 연장되어 연결된 상기 컨트롤러의 장착위치에서 떨어진 위치에 있는 스파크플러그와,
    상기 전력장치의 라인으로부터 일정전압을 상기 변압수단으로 통하게 하는상기 컨트롤러까지 연장되는 전력장치를 갖는 배터리로 구성되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 점화장치.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 컨트롤러는 마이크로프로세서인 것을 특징으로 하는 내연기관용 점화장치.
  14. 전력장치에 연결되는 1차권선과, 2차권선을 가지며, 1KHz - 100KHz사이의 주파수를 갖는 교류로 이루어지는 출력을 2차권선으로부터 생성하는 변압수단과,
    상기 변압수단의 상기 2차권선에 연결된 단일의 스파크플러그와,
    작동상태에서 상기 스파크플러그에 상기 전류를 통하게 하는 상기 변압수단을 작동상태와 정지상태로 하기 위해 상기 변압수단에 연결되는 컨트롤러로 구성되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 점화장치.
  15. 제 14항에 있어서, 상기 교류는 최소 20킬로볼트에 이르는 고전압 사인파를 갖는 것을 특징으로 하는 내연기관용 점화장치.
  16. 제 14항에 있어서, 상기 변압수단은 상기 작동상태 중에 일정한 와트량의 전력을 상기 스파크플러그에 통하게 하는 것을 특징으로 하는 내연기관용 점화장치.
  17. 제 14항에 있어서, 상기 변압수단의 상기 1차권선에 연결된 전압안정수단으로 구성되는데, 상기 전압안정수단은 5 내지 50볼트의 일정한 직류전압입력을 상기 변압수단에 통하게 하는 것을 특징으로 하는 내연기관용 점화장치.
  18. 제 17항에 있어서, 5 내지 15볼트의 가변전압을 상기 전압안정수단에 통하게 하기 위해 상기 전압안정수단에 전기적으로 연결되는 배터리로 구성되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 점화장치.
  19. 제 14항에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 스파크플러그의 전극을 통해 아크지속시간에 대응하는 동작상태를 가지며, 상기 아크지속시간은 0.5 내지 4.0미리초인 것을 특징으로 하는 내연기관용 점화장치.
  20. 배터리와,
    상기 배터리에 연결되어 출력으로서 일정한 직류전압을 통하게 하는 전압안정기와,
    각각 상기 일정한 직류전압을 수신하기 위해 상기 전압안정기에 연결된 1차권선과, 2차권선을 가지는 스파크 플러그 수에 해당하는 다수의 변압기와,
    각각 일정한 와트량의 전력을 상기 스파크플러그에 통하게 하기 위한 상기 다수의 변압기의 상기 2차권선에 연결된 스파크플러그로 구성되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 점화장치.
  21. 제 20항에 있어서, 상기 각각의 변압기는 상기 일정한 직류전압을 1KHz 내지 100KHz의 주파수를 갖는 교류로 변환하기 위한 것이며, 상기 교류는 최소 20킬로볼트에 이르는 고전압사인파를 갖는 것을 특징으로 하는 내연기관용 점화장치.
  22. 제 20항에 있어서, 상기 배터리는 5 내지 15볼트의 가변전압을 상기 전압안정기에 통하게 하며, 상기 일정한 직류전압은 5 내지 50볼트인 것을 특징으로 하는 내연기관용 점화장치.
  23. 제 20항에 있어서, 상기 다수의 변압기의 각각에 연결되어 상기 스파크플러그를 작동상태와 정지상태로 만들기 위한 컨트롤러수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 점화장치.
  24. 제 23항에 있어서, 상기 작동상태는 상기 스파크플러그의 전극을 통하는 아크의 지속시간에 대응하며, 상기 아크지속시간은 0.5 내지 4.0미리초인 것을 특징으로 하는 내연기관용 점화장치.
  25. 제 20항에 있어서, 상기 각각의 변압기는 상기 스파크플러그에 직접 장착되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 점화장치.
  26. 전력장치에 연결되는 1차권선과, 2차권선을 갖는 변압수단과,
    상기 변압수단의 상기 2차권선에 연결되며, 스파크가 자신을 통하도록 전극이 형성되며, 상기 변압수단에 의해 1KHz 내지 100KHz의 교류인 최소 20킬로볼트의 전압을 자신을 통하게 하는 스파크플러그와,
    상기 변압수단에 연결되며, 상기 변압수단을 상기 전극을 통하는 스파크의 지속시간, 즉 0.5 내지 4.0밀리초에 상당하는 작동상태와, 정지상태로 만드는 컨트롤러로 구성되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 점화장치.
  27. 제 26항에 있어서, 상기 스파크의 상기 지속시간은 내연기관의 상태에 따라서 상기 컨트롤러에 의해 설정되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 점화장치.
  28. 삭제
  29. 제 26항에 있어서, 상기 교류는 최소 20킬로볼트의 고전압사인파를 갖는 것을 특징으로 하는 내연기관용 점화장치.
  30. 제 26항에 있어서,
    5 내지 50볼트의 가변전압을 통하게 하는 배터리와,
    상기 배터리와 상기 변압수단의 상기 1차권선에 연결되어 5 내지 50볼트의 일정한 직류전압을 상기 변압수단에 통하게 하는 전압안정수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 점화장치.
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