KR19990003230U - 연소실내 실화판정장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 엔진 연소실내 실화 판정장치에 관한 것으로, 특히 연소실내에서 실화가 되었을 경우 이를 최단시간내에 파악하여 재점화를 시켜주기 위해, 연소실 일단에 이온감지 센서를 장착하고, 엔진전자 제어장치에서 이온감지 센서의 데이터를 분석하여 실화로 판정될 경우 재점화 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 엔진 연소실내 실화 판정장치에 관한 것이다.

Description

엔진 연소실내 실화 판정장치

본 고안은 엔진 연소실내 실화 판정장치에 관한 것으로, 특히 연소실내에서 실화가 되었을 경우 이를 최단시간내에 파악하여 재점화를 시켜주기 위해, 연소실 일단에 이온감지 센서를 장착하고, 엔진전자 제어장치에서 이온감지 센서의 데이터를 분석하여 실화로 판정될 경우 재점화 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 엔진 연소실내 실화 판정장치에 관한 것이다.

일반적으로 종래에는 점화시기를 결정하는 장치로 원심진각장치나 진공진각장치를 이용하였는바, 이는 엔진회전수의 변화 및 부하의 변화를 기구적 수단으로 감지하여 점화시기를 제어하는 점화시기 제어장치이다. 그러나 상기와 같이 원심진각장치나 진공진각장치를 이용시에는 기구적 구성이 매우 복잡함해짐은 물론 장시간 사용함에 따라 기구적 구성수단의 마모로 인하여 점화시기의 제어에 오차가 많이 발생하는 문제점이 발생하여, 최근에는 컴퓨터를 이용하여 점화시기를 제어하는 점화시기 제어장치로 대체되어 가고 있는 실정이다.

상기의 컴퓨터를 이용하여 엔진의 점화시기를 제어하는 점화시기 제어장치는 먼저 크랭크각 센서의 신호에 의해 엔진회전수를 측정하고, 흡입공기 유량계를 이용하여 공기량을 측정한 후 공기량(A)와 엔진회전수(N)사이의 비율 즉, 엔진부하(A/N)를 연산한 후 그 결과를 이용하여 최적의 점화시기(θ_ADV)를 연산하고 그 결과가 점화계에 출력된다.

이때 제어부가 연산하는 점화시기를 식으로 표현하면 아래와 같다.

θ_AVD= θ_B/ θ_W- θ_K, 여기서 θ_B는 기본진각을 나타내며, θ_W는 수온보정진각을 나타내며, θ_K는 노킹발생시의 점화시기 지연량을 나타낸다.

운전상태에 따른 기본진각(θ_B)은 제어부에 기억되어 있으며, 각 운전모드에 따라 엔진시동시는 최초점화시기로서 각 운전모드에 따라 엔진 시동시는 최초점화시기로서 5°BTDC(Before Top Dead Center 상사점전)에 고정되고, 통상운전시(시동시제외)는 크랭크각 센서신호를 계측한후 크랭크각 1°의 시간을 구하여 점화시기를 결정하며, 75°BTDC를 기준으로 점화시기를 계산하여 냉각수온에 대한 보정을 한다.

상술한 바에 의하면 제어부가 점화시기를 정밀하게 계산하는 기초 자료를 크랭크각 센서와 수온 센서와 흡기 공기유량계 및 노킹센서로부터 입력받고 있으며, 센서의 작동이 중요함을 알 수 있다.

그러나 상기와 같은 시스템에서는 연소실 내에서 실화가 발생할 경우, 실화가 발생한 후에 체킹되기 때문에 현재 사이클에서는 이를 처리하지 못하고 다음 사이클에 반영하여 해야 하기 때문에 엔진이 효율성이 떨어지는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결코자 하는 것으로, 엔진의 실화를 빠르게 판단토록하여 실화가 난 시점에서 연소실을 점화시키고자 하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 수단으로,

본 고안은 연소실 가장자리 일단에 이온감지 센서를 장착하고, 상기 이온감지 센서로부터 출력되는 데이터를 분석하여 실화로 판정될 경우 곧바로 점화 플러그에 재점화 신호를 출력하는 동작모드를 엔진전자 제어장치에 내장한 구성을 갖는 것이 특징이다.

도 1은 본 고안의 구성도.

도 2는 도 1의 A부분 확대도.

도 3은 도 1의 구성에 따른 회로 구성도.

도 4는 일반적인 점화시기 제어방법을 보인 동작 흐름도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1: 센서부 2: 제어부

3: 파워 트랜지스터 4: 점화코일

5: 배전기 6: 이온감지 센서

7: 흡기밸브 8: 배기밸브

9: 피스톤 10: 연소실

이하 도면을 참조로 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안에서 이온감지 센서를 삽입한 상태도이고, 도 3은 본 고안의 회로 구성도로써, 연소실 가장자리 일단에 이온감지 센서(6)를 장착하고, 상기 이온감지 센서(6)로부터 출력되는 데이터를 분석하여 실화로 판정될 경우 곧바로 점화 플러그에 재점화 신호를 출력하는 동작모드를 엔진전자 제어장치(2)에 내장한 구성을 갖는다.

여기서 7은 혼합가스의 연소실내 유도를 위한 흡기밸브이고, 8은 연소된 가스의 배출을 유도하기 위한 배기밸브이며, 9는 연소실을 압축하기 위한 피스톤이고 10은 연소실이다.

상기 이온감지 센서(6)는 도 2에 나타낸 바와같이 연소실로 향하는 부분(도 1의 A부분)이 두가닥의 전선(6-1)으로 형성되어 있어 연소실 실화로 인하여 혼합가스가 연소실(10)에 잔존하는 경우, 혼합가스를 통해 전원이 도통되어 엔진전자 제어장치(2)에서 연소실의 실화를 바로 감지할 수 있도록 제작된 센서이다.

상기와 같이 구성하는 본 고안은 엔진의 동작이 시작되면 엔진전자 제어장치(2)에서 각 센서의 데이터를 근거로 점화 플러그의 타이밍을 조절한다.

즉, 제어부(2)는 크랭크각 센서와 수온 센서와 흡입공기 유량계와 노킹 센서 및 본 고안의 이온감지 센서(6)의 데이터를 종합하여 파워 트랜지스터(3)에 제어신호를 출력하고, 상기 파워 트랜지스터(3)가 스위칭되면 점화코일(4)에 고전압이 인가되어 점화플러그(5-1)에 스파크를 일으킨다.

그리고 이때 실화가 발생하면 상기 이온감지 센서(6)의 단자(6-1)가 도통되어 회로루프가 형성되며, 따라서 엔진전자 제어장치(2)는 이를 통해 실화가 발생한 것을 감지하며, 실화가 발생한 점화 플러그(5-1)에 전기적인 신호를 인가하여 전압을 인가함으로써 실화가 발생된 연소실(10)에 연소가스를 점화시켜 불완전 연소되는 연료가 없도록 한다.

따라서 종래에는 실화되면 엔진의 효율성이 떨어지면서 진동음이 발생하거나 실화된 가스가 그대로 배출되어 대기오염을 증가시키는 문제가 있었으나, 본 고안을 이용하게 되면 실화가 발생시 곧바로 점화 플러그에 전원을 인가하여 재점화 시키기 때문에 엔진의 효율성을 높이고 대기오염을 줄일 수 있다.

이와같이 구성되는 점화시기 제어장치를 이용하여 점화시기를 결정하는 점화시기 제어방법을 도 4에 나타낸 동작흐름도를 참조하여 살펴보면 다음과 같다.

먼저 엔진전자 제어장치(2)는 각 센서의 신호를 입력하는 제 1 단계(S1)와, 상기에서 입력된 센서신호를 기초로 최적의 점화시기에 해당되는 타이밍 제어신호를 출력하는 제 2 단계(S2)와, 점화 플러그(5)를 이용하여 연소실(10)내의 혼합가스를 연소시키는 단계와, 실화가 발생하였는가를 판단하는 제 3 단계(S3)와, 상기 제 3 단계 (S3) 진행후 이온센서를 이용하여 실화가 발생하였는가를 판단하는 제 4 단계(S4)와, 상기 제 4 단계(S4) 진행후 실화발생 결과를 엔진전자 제어장치(2)에 입력하여 재점화를 유도하는 제 5 단계(S5)로 이루어져 순차진행한다.

상술한 바와 같이 본 고안은 연소실내에서 실화가 되었을 경우 이를 최단시간내에 파악하여 재점화를 시켜주기 위해, 연소실 일단에 이온감지 센서를 장착하고, 엔진전자 제어장치에서 이온감지 센서의 데이터를 분석하여 실화로 판정될 경우 재점화 신호를 출력하여 엔진의 효율성을 높일 수 있다.

Claims (1)

1. 흡배기 밸브(7, 8) 및 점화 플러그(5-1)가 상부에 위치하고 하부에는 피스톤(9)이 위치하는 가솔린 엔진의 연소실(10)에 있어서,

   연소실에서 실화 발생시 폐루프가 형성되어 전원을 온 시키는 이온감지 센서(6)를 연소실(10) 가장자리 일단에 장착하고, 상기 이온감지 센서(6)로부터 출력되는 전원 온오프 데이터를 분석하여 실화로 판정될 경우 곧바로 점화 플러그(5-1)에 재점화 신호를 출력하는 동작모드를 엔진전자 제어장치(2)에 내장함을 특징으로 하는 엔진 연소실내 실화 판정장치.