KR100507206B1 - 엔진의 점화장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엔진의 점화장치에 관한 것으로, 점화코일의 1차 전원의 공급을 제어하는 이그나이터의 온도를 감지하여 과열시 열전소자를 매개로 이그나이터를 냉각시킴으로써, 고온의 열로부터 이그나이터를 보호할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 점화코일(14)의 1차 점화 코일(14a)로 인가되는 전원을 조절하는 이그나이터(12)와, 상기 이그나이터(12)의 온도를 검출하는 온도검출센서(20), 상기 이그나이터(12)에 설치되어 통전시 열의 발산을 도모하는 열전소자(22) 및, 상기 온도검출센서(20)로부터 검출된 온도를 입력받아 상기 열전소자(22)로 공급되는 전원을 제어하는 ECU(10)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

엔진의 점화장치{ignition system for an engine}

본 발명은 엔진의 점화장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 1차 점화 코일에 인가되는 전원을 조절하는 이그나이터를 고온의 열로부터 보호할 수 있도록 하는 엔진의 점화장치에 관한 것이다.

일반적으로 엔진의 점화장치는 접점의 코일식 점화장치와 트랜지스터식 점화장치 및, 전자식 점화장치 등으로 구분되는 바, 근래에 들어서는 점화시기를 기계식 진각장치에 의해 결정하는 상기 트랜지스터 점화장치를 대신하여 점화시기를 전자적으로 연산하여 이를 마이크로 컴퓨터에 이미 입력된 점화시기 특성도와 비교하여 최적의 점화시기를 선택하여 점화를 행하는 전자식 점화장치를 주로 채택하고 있는 실정이다.

도 1은 종래 엔진의 점화장치를 도시하는 회로도인 바, 이의 구성은 다음과 같다.

즉, 배터리(B+)의 전압을 단속하는 ECU(10)와, 이 ECU(10)의 제어에 따라 배터리(B+)의 전압을 통전시키도록 스위칭 작용을 하는 이그나이터(igniter;12), 이 이그나이터(12)로부터 공급되는 전압을 받아 이를 고압으로 승압시키는 점화코일(14) 및, 이 점화코일(14)로부터 공급되는 고압의 전압을 받아 불꽃을 방전시키는 점화플러그(16)로 이루어진다.

여기서, 상기 ECU(10)는 차량의 상태(엔진 회전수와 부하 등)를 해당 센서로부터 입력받아 최적의 점화시기를 연산하고, 이를 통해 상기 점화코일(14)의 1차 점화 코일(14a)의 전원단을 제어하도록 상기 이그나이터(12)를 제어하게 된다.

이에 따라, 상기 점화코일(14)의 2차 점화 코일(14b)은 1차 점화 코일(14a)을 통해 공급받은 전압을 대략 2만 내지 3만 볼트의 고전압으로 승압시키게 되고, 이를 각 실린더에 설치된 상기 점화플러그(16)에 인가하여 최적의 시기에서 점화가 이루어질 수 있도록 한다.

이 결과, 엔진에서는 혼합기의 최적 연소에 따른 최대의 토오크가 발생될 수 있게 된다.

즉, 상기 이그나이터(12)는 점화코일(14)의 1차 점화 코일(14a)로 전원을 인가시키는 릴레이의 역할을 하는 것으로, NPN 방식의 트랜지스터를 사용하고, 에미터와 콜렉터 및 베이스 전류로 구성된다.

그리고, 상기 ECU(10)는 상기 이그나이터(12)의 베이스단으로 공급되는 전원을 제어하는 트랜지스터(10a)를 갖추고 있으며, 이 트랜지스터(10a)는 오픈 콜렉터 방식을 채택하고 있으며, 상기 이그나이터(12)는 오픈 에미터 방식의 트랜지스터를 채택하고 있다.

그런데, 하절기와 같이 외기의 온도가 높은 경우 또는 급경사로의 등판 주행시와 같이 차량에 과부하가 걸리는 경우에 있어, 엔진룸 내부의 온도는 크게 상승(대략 150℃)하게 되고, 이때 엔진의 점화장치는 고온의 열에 직접적으로 노출되는 바, 특히 상기 이그나이터(12)는 내부의 열을 외부로 발산하는 방열판(도시안됨)을 갖추고 있음에도 불구하고, 엔진룸내의 온도가 대략 120℃에 도달하여 장시간이 경과되면, 내부의 소자가 열에 의해 손상되어 제기능을 다할 수 없는 단점이 있어 왔다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 점화코일의 1차 전원의 공급을 제어하는 이그나이터의 온도를 감지하여 과열시 열전소자를 매개로 이그나이터를 냉각시킴으로써, 고온의 열로부터 이그나이터를 보호할 수 있도록 하는 엔진의 점화장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 점화코일의 1차 점화 코일로 인가되는 전원을 조절하는 이그나이터와, 상기 이그나이터의 온도를 검출하는 온도검출센서, 상기 이그나이터에 설치되어 통전시 열의 발산을 도모하는 열전소자 및, 상기 온도검출센서로부터 검출된 온도를 입력받아 상기 열전소자로 공급되는 전원을 제어하는 ECU를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 엔진 점화장치의 구성을 도시한 회로도이고, 도 3은 본 발명의 요부인 이그나이터 보호를 위한 제어부의 작동을 도시한 플로우 챠트인 바, 본 발명의 상세한 설명을 위해 종래 엔진 점화장치의 구성을 도시한 도 1에서와 동일한 참조부위에는 동일한 참조부호를 병기하기로 한다.

본 발명은 도 2에 도시된 바와 같이, ECU(10)는 엔진의 회전수와 부하 등과 같은 차량의 상태를 해당 센서들로부터 입력받아 최적의 점화시기를 연산한 다음, 이를 통해 이그나이터(12)로 공급되는 배터리(B+)의 전압을 제어하게 된다.

그리고, 상기 이그나이터(12)는 ECU(10)의 제어에 따라 점화코일(14)의 1차 점화 코일(14a)로 공급되는 배터리(B+)의 전압을 제어하게 된다.

또한, 상기 점화코일(14)은 상기 이그나이터(12)를 통해 1차 점화 코일(14a)로 공급된 전압을 2차 점화 코일(14b)을 매개로 대략 2만 내지 3만 볼트의 고전압으로 승압시킨 다음, 이를 각 연소실에 설치된 점화플러그(16)로 공급하여 혼합기의 연소를 도모하게 된다.

한편, 상기 이그나이터(12)에는 설정된 값 이상으로 온도가 상승하면 내부 접점의 스위칭을 온/오프로 달리하는 서모커플(18)이 구비되고, 이 서모커플(18)에는 온도에 따른 가변 저항값을 산정하여 출력하는 온도검출센서(20)가 구비되며, 이 온도검출센서(20)는 검출된 가변 저항값을 상기 ECU(10)로 출력하도록 연결되어 있다.

또한, 상기 이그나이터(12)에는 이종의 반도체를 매개로 통전시 열의 흡수와 발산이 각각 동시에 일어나는 이른 바 펠티어 효과를 응용하여 제작된 열전소자(22)가 구비된다.

그리고, 상기 열전소자(22)에는 상기 ECU(10)로부터 인가되는 제어신호에 따라 스위칭 역할을 하여 배터리(B+)의 전압이 공급될 수 있도록 하는 릴레이(24)가 연결되어 있다.

여기서, 상기 서모커플(18)은 내부의 열을 외부로 발산시키도록 상기 이그나이터(12)에 구비된 방열판(도시안됨)에 설치되는 것이 바람직하다.

따라서, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 ECU(10)는 엔진의 시동이 온되면, 차량의 상태를 입력받아 최적의 점화시기를 연산하고서 이를 통해 상기 이그나이터(12)의 구동을 제어하게 된다.(S10,S12)

이어 상기 ECU(10)는 서모커플(18)과 온도검출센서(20)를 매개로 상기 이그나이터(12)의 온도가 설정치(대략 120℃) 이상/이하 인지를 판단하게 된다.(S14)

이 단계에서 상기 이그나이터(12)의 온도가 설정치 이하인 경우에는 상기 ECU(10)는 이그나이터(12)의 구동에 따른 상기 점화플러그(16)를 매개로 정상 착화에 따른 엔진의 정상 운전을 수행하게 된다.(S16)

한편, 상기의 단계(S14)에서 이그나이터(12)의 온도가 설정치 이상인 경우에는, 상기 ECU(10)는 상기 서모커플(18)과 온도검출센서(20)를 매개로 이그나이터(12)에 대한 온도 정보를 검출하고서 상기 릴레이(24)에 제어신호를 출력하게 된다.(S18)

이에 따라, 상기 릴레이(24)는 오프 상태에서 온 상태로 절환되고, 상기 배터리(B+)의 전원은 릴레이(24)를 통해 상기 열전소자(22)로 공급되어 상기 이그나이터(12)를 냉각시키게 된다.(S20)

이때, 상기 ECU(10)는 온도검출센서(20)를 매개로 상기 이그나이터(12)의 온도를 지속적으로 피드백 신호로 검출하여 상기 열전소자(22)의 구동을 제어하게 되는 데, 예컨대 상기 이그나이터(12)의 온도가 설정치 이하이면 상기 열전소자(22)의 작동을 멈추고, 이상이면 지속시키도록 한다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 엔진의 점화장치에 의하면, 하절기와 같이 외기의 온도가 높은 경우 또는 급경사로의 등판 주행시와 같이 차량에 과부하가 걸리는 경우에, 엔진룸 내부의 온도가 크게 상승하게 되더라도, 상기 ECU(10)는 온도검출센서(20)를 매개로 이그나이터(12)의 온도를 감지하고, 과열시 상기 열전소자(22)의 구동을 통해 이그나이터(12)를 냉각시킬 수 있게 됨으로써, 열에 의한 상기 이그나이터(12)의 손상을 방지할 수 있는 효과가 있게 된다.

도 1은 종래 엔진 점화장치의 구성을 도시한 회로도.

도 2는 본 발명에 따른 엔진 점화장치의 구성을 도시한 회로도.

도 3은 본 발명의 요부인 이그나이터 보호를 위한 제어부의 작동을 도시한 플로우 챠트.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10-ECU 12-이그나이터

14-점화코일 16-점화플러그

18-서모커플 20-온도검출센서

22-열전소자 24-릴레이

Claims (3)

1. 점화코일(14)의 1차 점화 코일(14a)로 인가되는 전원을 조절하는 이그나이터(12)와, 상기 이그나이터(12)의 온도를 검출하는 온도검출센서(20), 상기 이그나이터(12)에 설치되어 통전시 열의 발산을 도모하는 열전소자(22) 및, 상기 온도검출센서(20)로부터 검출된 온도를 입력받아 상기 열전소자(22)로 공급되는 전원을 제어하는 ECU(10)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 엔진의 점화장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 이그나이터(12)에는 온도에 따라 단속이 조절되는 서모커플(18)이 설치되고, 상기 온도검출센서(20)는 서모커플(18)의 단속에 따라 상기 이그나이터(12)의 온도를 검출하도록 된 것을 특징으로 하는 엔진의 점화장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 열전소자(22)에는 배터리(B+)의 전원을 상기 ECU(10)의 제어에 따라 단속시키도록 된 릴레이(24)가 연결된 것을 특징으로 하는 엔진의 점화장치.