KR19980020079A

KR19980020079A - Anti-knocking device for automobile engine

Info

Publication number: KR19980020079A
Application number: KR1019960038428A
Authority: KR
Inventors: 김용상
Original assignee: 김영귀; 기아자동차 주식회사
Priority date: 1996-09-05
Filing date: 1996-09-05
Publication date: 1998-06-25

Abstract

본 발명은 자동차 엔진의 노킹방지 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 점화플러그의 중심전극과 연결된 이온전류감지센서를 이용하여 연소실내 미연소가스의 자기 착화온도에 도달하였음을 화염핵의 이온전류를 감지해 점화시기를 조절하므로써 노킹을 방지하는 자동차 엔진의 노킹방지 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an anti-knocking device for an automobile engine, and more particularly, the ion current of the flame nucleus is reached by using the ion current sensor connected to the center electrode of the spark plug to reach the self-ignition temperature of the unburned gas in the combustion chamber. The present invention relates to an anti-knock device for an automobile engine that detects and adjusts an ignition timing to prevent knocking.

상기와 같은 목적을 이루기 위한 구성으로 자기유도작용과 상호유도작용에 의해 고압을 발생시키는 점화코일(20)과, 점화코일(20)의 고전압을 입력받아 불꽃방전을 일으키는 점화플러그(30)와, 점화플러그(30)의 중심전극(70)에 연결되어 접지전극(80)과의 갭에 발생하는 이온전류를 감지하기 위한 이온전류감지센서(60)와, 이온전류감지센서(60)의 값을 입력받아 상기 점화코일(20)의 전류를 단속하여 점화시기를 제어하는 ECU(10)를 포함하여 이루어진다.An ignition coil 20 for generating a high pressure by the magnetic induction action and the mutual induction action and the ignition plug 30 for generating a spark discharge by receiving a high voltage of the ignition coil 20 as a configuration for achieving the above object, It is connected to the center electrode 70 of the spark plug 30 to detect the ion current generated in the gap with the ground electrode 80 and the value of the ion current sensor 60 and the ion current sensor 60 It receives the input is made to include the ECU 10 for controlling the ignition timing by intermittent the current of the ignition coil (20).

Description

Anti-knocking device for automobile engine

본 발명은 자동차 엔진의 노킹방지 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 점화플러그의 중심전극과 연결된 이온전류감지센서를 이용하여 연소실내 미연소 가스의 자기 착화온도에 도달하였음을 화염핵의 이온전류를 감지해 점화시기를 조절하므로써 노킹을 방지하는 자동차 엔진의 노킹방지 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an anti-knock device for an automobile engine. More specifically, the ion current of the flame nucleus is reached by using the ion current sensor connected to the center electrode of the spark plug to reach the self-ignition temperature of the unburned gas in the combustion chamber. The present invention relates to an anti-knock device for an automobile engine that detects and adjusts an ignition timing to prevent knocking.

노킹은 가솔린 엔진의 이상연소 및 이에 동반하여 엔진의 운전중 화염파가 연소실 벽을 때리는 소리로써 가솔린 엔진의 폭발 행정에서 우선 점화플러그에 의하여 화염의 핵이 발생하고, 이 핵을 중심으로 화염이 주위로 퍼져나가는 과정을 거치게 된다. 이 때 점화플러그로부터 떨어진 부분의 혼합기가 연소되기 시작한 부분의 열과 압력에 의하여 자연발화하여, 연소실 전체의 가스가 순간적으로 연소하는 현상을 노킹이라고 한다. 심한 경우에는 고온과 고압에 의하여 밸브 손상이나 피스톤 고착의 원인이 될 수 있다.Knocking is the sound of abnormal combustion of gasoline engine and accompanying flames hitting the combustion chamber wall during operation of the engine. In the explosion stroke of gasoline engine, the nucleus of flame is first generated by the spark plug. The process is spreading to. At this time, the phenomenon in which the mixer in the portion away from the spark plug is spontaneously ignited by the heat and pressure of the portion in which the combustion starts to burn, and the gas in the entire combustion chamber burns instantly is called knocking. In extreme cases, high temperatures and pressures can cause valve damage or piston sticking.

노킹방지장치는 실린더블록에 노크센서로서 압력센서를 설치하여 노크가 발생하면 점화시기를 느리게 조절하여 노킹이 발생되지 않도록 하는 장치로서 과급 압력이 높거나 흡기 온도가 높으면 발생되기 쉬우므로 점화시기를 노킹 발생 직전의 상태가 되도록 점화시기를 늦추면 발생되지 않는다.Anti-knocking device is a device that prevents knocking by slowing the ignition timing when a knock is generated by installing a pressure sensor as a knock sensor on the cylinder block. Knocking the ignition timing is likely to occur when the supercharge pressure is high or the intake temperature is high. If the ignition timing is delayed so as to be in the state just before occurrence, it is not generated.

상기와 같은 자동차 엔진의 노킹방지 장치의 회로도를 도1에 도시하였다. 도1에 도시된 바와 같이 자동차 엔진의 노킹방지 장치는 자기유도작용과 상호유도작용에 의해 고압을 발생시키는 점화코일(20)과, 점화코일(20)의 고전압을 입력받아 불꽃방전을 일으키는 점화플러그(30)와, 실린더내의 압력을 감지하기 위해 실린더블록(50)에 설치된 압력센서(40)와, 상기 압력센서(40)의 값을 입력받아 점화코일(20)의 전류단속으로 점화시기를 제어하는 ECU(10)로 이루어진다.1 is a circuit diagram of the anti-knock device of an automobile engine as described above. As shown in FIG. 1, an anti-knocking device of an automobile engine includes an ignition coil 20 generating high pressure by a self-induction action and an mutual induction action, and an ignition plug that receives a high voltage of the ignition coil 20 to generate a spark discharge. 30, the pressure sensor 40 installed in the cylinder block 50 to detect the pressure in the cylinder, and the value of the pressure sensor 40 is input to control the ignition timing by the current interruption of the ignition coil 20 The ECU 10 is made.

상기와 같이 이루어진 자동차 엔진의 노킹방지 장치는 연소실내의 미연소 가스가 압축됨에 따라 자기착화 온도에 도달되면 전체 미연소 가스가 동시에 격렬한 연소를 일으켜 연소실 벽을 때리게 되는 진동을 발생시키고, 이러한 진동이 압력센서(40)에 의해 검출되어 ECU(10)에 입력되면, 상기 ECU(10)는 점화코일(20)로 흐르는 전류를 단속하여 점화시기를 노킹이 발생하기 직전인 상태가 되도록 점화시기를 늦추어 노킹을 방지한다.As the anti-knock device of the automobile engine is configured as described above, when the unburned gas in the combustion chamber is compressed, when the self-ignition temperature is reached, the entire unburned gas generates a violent combustion at the same time, generating a vibration that strikes the combustion chamber wall. When detected by the pressure sensor 40 and input to the ECU 10, the ECU 10 interrupts the current flowing to the ignition coil 20 to delay the ignition timing so that the ignition timing is in the state immediately before knocking occurs. Prevent knocking.

그러나, 상기와 같이 압력센서(40)에 의한 자동차 엔진의 노킹방지 장치는 일단 노킹이 발생하여 진동이 있어야만 노킹센서인 압력센서(40)가 이를 감지하고 자동차 엔진의 노킹방지 장치가 작동되어 이후로 발생되는 노킹을 방지할 수 있다는 문제점이 있다.However, as described above, the anti-knocking device of the automobile engine by the pressure sensor 40 has to be vibrated only after the knocking has occurred and the pressure sensor 40, which is the knocking sensor, detects this and the anti-knocking device of the automobile engine is operated. There is a problem in that knocking can be prevented from occurring.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창작된 것으로서, 본 발명의 목적은 노킹이 발생되는 시점에서의 화염핵이 이온화되어 발생되는 이온전류를 감지하여 점화시기를 제어하도록 하는 자동차 엔진의 노킹방지 장치를 제공함에 있다.The present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to prevent knocking of the vehicle engine to control the ignition timing by detecting the ion current generated by the ionization of the flame nucleus at the time of knocking occurs In providing a device.

도1은 종래 자동차 엔진의 노킹방지 장치를 나타낸 회로도.1 is a circuit diagram showing a knocking prevention device of a conventional automobile engine.

도2는 본 발명에 의한 자동차 엔진의 노킹방지 장치를 나타낸 회로도.2 is a circuit diagram showing an anti-knocking device for an automobile engine according to the present invention.

도3은 본 발명에 사용된 이온전류 감지센서의 감지원리를 나타낸 상세도.Figure 3 is a detailed view showing the detection principle of the ion current sensor used in the present invention.

- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 --Explanation of symbols for the main parts of the drawings-

30 : 점화플러그 40 : 압력센서30: spark plug 40: pressure sensor

60 : 이온전류감지센서 70 : 중심전극60: ion current sensor 70: center electrode

80 : 접지전극 90 : 화염핵80 grounding electrode 90 flame core

상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명의 구성은 자기유도작용과 상호유도작용에 의해 고압을 발생시키는 점화코일과, 점화코일의 고전압을 입력받아 불꽃방전을 일으키는 점화플러그와, 점화플러그의 중심전극에 연결되어 접지전극과의 갭에 발생하는 이온전류를 감지하기 위한 이온전류감지센서와, 이온전류감지센서의 값을 입력받아 상기 점화코일의 전류를 단속하여 점화시기를 제어하는 ECU를 포함하여 이루어진다.The configuration of the present invention for achieving the above object is an ignition coil to generate a high pressure by the magnetic induction action and the mutual induction action, the spark plug to generate a spark discharge by receiving the high voltage of the ignition coil, the center electrode of the spark plug It is connected to the ion current detection sensor for detecting the ion current generated in the gap with the ground electrode, and an ECU for controlling the ignition timing by inputting the value of the ion current detection sensor to control the current of the ignition coil. .

상기와 같이 이루어진 자동차 엔진의 노킹방지 장치의 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 연소실내의 연소가스에 전압이 인가되면 연소가스를 통하여 전기전도성에 비례한 전류가 흐르게 된다. 이때 전기전도 현상을 일으키는 것이 이온전류이다. 상기 이온전류감지센서는 노킹발생시 화염핵의 이온화로 인한 이온전류를 감지하여 ECU에 신호를 보내면 현재 점화코일의 전류를 단속함으로서 점화플러그에 의한 점화의 시기를 노킹의 발생직전으로 점화시기를 늦추어 노킹을 방지한다.Referring to the operation of the anti-knock device of the vehicle engine made as described above in detail. When a voltage is applied to the combustion gas in the combustion chamber, a current proportional to electrical conductivity flows through the combustion gas. At this time, it is the ion current that causes the electric conduction phenomenon. When the ion current sensor detects an ion current due to ionization of the flame core when knocking occurs and sends a signal to the ECU, the current is controlled by the current of the ignition coil so that the timing of ignition by the spark plug is delayed before the occurrence of knocking and knocking. To prevent.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 또한 본 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고, 단지 예시로 제시된 것이며 종래 구성과 동일한 부분은 동일한 부호 및 명칭을 사용한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, the present embodiment is not intended to limit the scope of the present invention, but is presented by way of example only and the same parts as in the conventional configuration using the same reference numerals and names.

도2는 본 발명에 의한 이온전류감지센서를 사용하여 노킹을 방지하는 자동차 엔진의 노킹방지 장치의 회로도를 도시하였다. 도시된 바와 같이 점화코일(20)에는 일차측의 전원전류을 단속함으로서 자기유도작용과 상호유도작용으로 고압을 발생시키게 하고 전원전류 단속의 시기를 제어함으로서 점화시기를 조절하는 ECU(10)가 연결된다. 또한 상기 점화코일(20)의 2차측에는 발생된 고압을 입력받아 중심전극(70)과 접지전극(80)사이에서 불꽃방전을 일으켜 압축된 연소가스를 폭발시키는 점화플러그(30)가 연결된다. 그리고 점화플러그(30)의 중심전극(70)에는 화염핵(90)이 이온화된 이온전류를 감지하기위한 이온전류감지센서(60)가 연결된다. 상기 이온전류감지센서(60)에서 감지된 이온전류값은 ECU(10)로 공급된다.Figure 2 shows a circuit diagram of the anti-knock device of the vehicle engine to prevent knocking by using the ion current sensor according to the present invention. As shown, the ignition coil 20 is connected to the ECU 10 which regulates the ignition timing by controlling the timing of the power current interruption by generating a high pressure by intermittently inducing and mutually inducing action by interrupting the power supply current on the primary side. . In addition, the ignition plug 30 is connected to the secondary side of the ignition coil 20 to generate a spark discharge between the center electrode 70 and the ground electrode 80 by receiving the generated high pressure and explode the compressed combustion gas. In addition, an ion current detection sensor 60 for detecting an ion current ionized by the flame nucleus 90 is connected to the center electrode 70 of the spark plug 30. The ion current value sensed by the ion current sensor 60 is supplied to the ECU 10.

상기와 같은 자동차 엔진의 노킹방지 장치의 작용을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다. 도3은 화염핵의 이온화된 상태를 도시한 상세도이다. 도3에 도시한 바와 같이 연소실내의 화염핵(90)은 고온 고압상태가 됨에 따라 이온화 되어있어 상기 화염핵(90)에 전압이 인가되면 화염핵(90)의 이온화된 정도에 따라 전기전도성에 비례한 전류가 흐르게 된다. 이때 전기전도성을 이온전류라고 하는데 이온전류를 감지하게 되면 노킹이 발생하기 쉬운 상태의 고온 고압상태를 미연에 감지할 수 있어 노킹이 발생되지 않은 상태에서 노킹을 방지할 수 있다. ECU(10)의 제어에 따라 일정한 시기에 점화코일(20)의 전류를 단속함으로서 점화플러그(30)에 의한 불꽃방전으로 엔진의 작동중 미연소 가스가 자기 착화 온도에 도달했을 때의 이온전류값을 이온전류감지센서(60)에서 감지하여 ECU(10)로 신호를 발생시킨다. 이 값을 받은 ECU(10)는 노킹이 발생할 수 있다고 판단하고 점화시기를 늦추어 노킹 발생을 방지한다.Referring to the operation of the anti-knock device of the vehicle engine as described above in more detail. 3 is a detailed view showing the ionized state of the flame nucleus. As shown in FIG. 3, the flame core 90 in the combustion chamber is ionized as it is at a high temperature and high pressure. When voltage is applied to the flame core 90, the flame core 90 is electrically conductive according to the degree of ionization of the flame core 90. Proportional current flows. At this time, the electrical conductivity is called an ion current. When the ion current is detected, the high temperature and high pressure state in which knocking is likely to occur can be detected in advance, thereby preventing knocking in a state in which knocking does not occur. Ion current value when unburned gas reaches the self ignition temperature during operation of the engine due to spark discharge by the spark plug 30 by interrupting the current of the ignition coil 20 at a predetermined time under the control of the ECU 10. Is detected by the ion current sensor 60 to generate a signal to the ECU (10). The ECU 10 having received this value judges that knocking can occur and delays the ignition timing to prevent knocking.

상기에서 설명한 바와 같이 본 발명은 연소실내의 미연소 가스가 자기착화 온도에 도달하였음을 화염핵의 이온화에 의한 이온전류로 감지하여 노킹 발생을 방지할 수 있도록 함으로서 노킹이 발생하기 전에 미연에 방지할 수 있다는 이점이 있다.As described above, the present invention detects that the unburned gas in the combustion chamber has reached the self-ignition temperature as an ion current by the ionization of the flame nucleus, thereby preventing knocking. There is an advantage that it can.

Claims

An ignition coil 20 generating high pressure by magnetic induction and mutual induction, an ignition plug 30 that receives a high voltage of the ignition coil 20 to generate a spark discharge, and a central electrode of the ignition plug 30 ( 70 is connected to the ion current detection sensor 60 for detecting the ion current generated in the gap with the ground electrode 80, and the value of the ion current sensor 60 receives the input of the ignition coil (20) An anti-knock device for an automobile engine, comprising an ECU 10 for controlling an ignition timing by interrupting a current.