KR20030085338A - 내부 연소 엔진용 전원 유닛 - Google Patents

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KR20030085338A
KR20030085338A KR1020020023729A KR20020023729A KR20030085338A KR 20030085338 A KR20030085338 A KR 20030085338A KR 1020020023729 A KR1020020023729 A KR 1020020023729A KR 20020023729 A KR20020023729 A KR 20020023729A KR 20030085338 A KR20030085338 A KR 20030085338A
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야마자끼시게루
히로사와히로까즈
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가부시키가이샤 미쿠니
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Abstract

본 발명의 목적은 내부 연소 엔진의 제어 회로에 구동 전력을 안정하게 제공할 수 있고 제어 회로를 신속하게 시동할 수 있는 내부 연소 엔진용 전원 유닛을 제공하는 것이다. 거기에는 전력을 발생하기 위한 발생기(21), 구동 전력을 조절하기 위한 메인 전원 회로(22), 메인 전원 회로(22)에 의해 공급된 전력을 저장하기 위한 캐패시터(23), 메인 전원 회로에 의해 출력된 전압이 제1 설정 전압 보다 작을 때 전력을 캐패시터 이외의 제어 회로(15)와 다양한 로드(24)에 공급하고, 메인 전원 회로에 의해 출력된 전압이 제1 설정 전압(V1) 보다 크거나 같을 때 전력을 캐패시터에 공급하는 전류 제어 회로(26), 및 메인 전원 회로의 출력 전압이 캐패시터 전압과 같거나 작은 전압으로 떨어질 때 캐패시터에 축적된 전력을 제어 회로 및 다양한 로드에 공급하는 방전 회로(28)가 제공된다.

Description

내부 연소 엔진용 전원 유닛 {POWER SUPPLY UNIT FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE}
본 발명은 내부 연소 엔진용 전원 유닛에 관한 것으로, 보다 특정하게, 배터리가 주어지지 않는 내부 연소 엔진과 사용하기에 적절한 내부 연소 엔진용 전원 유닛에 관한 것이다.
종래에는, 오토바이 및 스노우모빌 등과 같은 차량에 설치된 내부 연소 엔진으로 크랭크샤프트(crankshaft)가 그에 연결된 발생기(ACG)를 회전시키도록 킥 레버(kick lever) 또는 시동 로프(starting rope)를 사용해 강제로 회전되어, 이 때 발생된 구동 전력이 내부 연소 엔진의 제어 회로 등을 구동하는데 사용되는 무배터리 내부 연소 엔진이 공지되어 있다.
배터리가 설치되지 않은 이러한 종류의 내부 연소 엔진에서는 킥 작용에 의해 불충분한 전력이 발생되거나 메인 전원 회로(조절 정류기)의 출력이 때때로 중단되는 것과 같은 전기 발생측의 상태에 부가하여, 인젝터(injector) 및 점화기(igniter)의 펄스형 전류와 같은 다양한 로드 및 램프 로드가 온(on) 상태로 될 때, 큰 러시 전류(rush current)로 인해 ACG의 출력 전력이 일시적으로 불충분해짐으로써 전원 전압에 스파이크형(spike-shaped) 강하가 일어난다. 특히, 턴(turn) 표시 램프가 온 상태로 될 때 발생되는 인러시 전류(inrush current)가 인젝터 또는 점화기 코일 구동과 오버랩될 때, 전원 전압에서 매우 큰 강하가 일어난다.
이러한 문제점은 최악의 경우, 전원 전압의 강하가 엔진 제어 유닛의 최소 동작 전압 아래로 떨어질 때 엔진을 멈추게 한다.
엔진이 멈추지 않는다고 하더라도, 전원 전압의 큰 변동은 인젝터의 방전 정확도에 악영향을 주어 점화 전압이 불충분해지게 된다.
이러한 종류의 문제점을 해결하기 위해, 발생기와 제어 회로 사이에 다이오드 및 캐패시터로 구성된 전력 안정 회로를 제공하도록 제안되었다(예를 들어, 심사 실용 모델 출원 공표 No. Hei. 8-9393을 참고).
그러나, 이러한 문제점을 다루는 종래 방법에서는 다음 문제점들이 개선되어야 할 점으로 남아있다.
즉, 종래 방법에서는 메인 전원 회로의 출력에 인젝터 로드를 연결시키고, 다이오드를 통해 제어 회로 전원을 연결시키고, 또한 이 위치에 캐패시터를 제공함으로써 제어 회로의 전원 전압이 안정화된다. 그러나, 인젝터 전원 전압이 안정되지 않으므로, 인젝터 방전 신뢰성의 저하는 불가피하다.
또한, 상술된 문제점들을 방지하기 위해 캐패시터의 캐패시턴스를 크게 만드는 것도 고려되었다. 그러나, 이는 무배터리 시스템으로 킥 동작을 시작할 때 캐패시터를 충전하여야 하므로 전원 회로의 전원 전압이 상승되는데 시간이 걸리는새로운 문제점을 제시한다.
특히, 킥 동작을 시작하는 것으로 인한 엔진 회전에는 대략 0.2 내지 0.4초가 걸린다. 이 시간 동안, 캐패시터의 충전으로 인해 인젝터 시스템의 활성화에 요구되는 시간이 실질적으로 단축되어, 최악의 경우에는 인젝터 시스템이 시동 전원 전압에 이르기 전에 전력 공급이 중단된다.
그러므로, 종래 기술의 문제점들을 해결하기 위해, 본 발명의 목적은 내부 연소 엔진의 제어 회로에 구동 전력을 안정하게 제공할 수 있고 제어 회로를 신속하게 시동할 수 있는 내부 연소 엔진용 전원 유닛을 제공하는 것이다.
상술된 목적을 이루기 위해, 청구항 1의 내부 연소 엔진용 전원 유닛에는 내부 연소 엔진을 제어하기 위한 제어 회로들과 다양한 로드에 구동 전력을 제공하는 내부 연소 엔진용 전원 유닛이 제공되고, 이는, 전력을 발생하기 위한 발생기, 발생기에 연결되고 구동 전력을 조절하기 위한 메인 전원 회로, 메인 전원 회로에 연결되고 메인 전원 회로에 의해 공급된 전력을 저장하기 위한 캐패시터, 메인 전원 회로에 의해 출력된 전압이 제1 설정 전압 보다 작을 때 메인 전원 회로로부터 공급된 전력을 캐패시터가 아니라 제어 회로 및 다양한 로드에 공급하고, 메인 전원 회로에 의해 출력된 전압이 제1 설정 전압 보다 크거나 같을 때 메인 전원 회로로부터의 전력을 캐패시터에 공급하는 전류 제어 회로, 및 메인 전원 회로의 출력 전압이 캐패시터 전압과 같거나 작은 전압으로 떨어질 때 캐패시터에 축적된 전력을 제어 회로 및 다양한 로드에 공급하는 방전 회로를 포함한다.
본 발명의 청구항 2의 내부 연소 엔진용 전원 유닛에는 청구항 1에서 설명된 것에, 메인 전원 회로로부터 출력된 전압이 제2 설정 전압 보다 크거나 같아질 때 스위칭 소자를 온 상태로 놓음으로써 캐패시터와 메인 전원 회로가 단락 회로(short-circuit)화되는 방식으로 캐패시터와 메인 전원 회로에 걸쳐 제공되는 스위칭 소자를 갖춘 단락 회로가 더 제공된다.
청구항 3에서 설명된 내부 연소 엔진용 전원 유닛에서는 청구항 2에서 설명된 단락 회로의 경로가 마이크로컴퓨터에 의해 제어된다.
청구항 4의 내부 연소 엔진용 전원 유닛에서는 청구항 2에서 설명된 스위칭 소자가 릴레이(relay)이다.
청구항 5의 내부 연소 엔진용 전원 유닛에서는 청구항 2에서 설명된 스위칭 소자가 FET이다.
청구항 6의 내부 연소 엔진용 전원 유닛에서는 청구항 2 내지 청구항 5 중 하나의 스위칭 소자가 자체 유지 기능(self-holding function)을 사용하여 온 상태를 유지할 수 있다.
청구항 7의 내부 연소 엔진용 전원 유닛에서는 청구항 6의 스위칭 소자가 내부 연소 엔진을 시동 및 중단시킬 때 사용되는 메인 스위치를 터닝(turning)함으로써 자체 유지 기능을 해제할 수 있다.
청구항 8의 내부 연소 엔진용 전원 유닛에서는 청구항 1 내지 7항 중 어느 한 항에서 설명된 메인 전원 회로와 전압 검출 회로 사이에 다이오드가 제공되어, 다양한 각 로드의 램프 로드가 연결된다.
도 1은 내부 연소 엔진에 대한 구조예의 개요를 설명하는 측면도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 대한 시스템 구성을 도시하는 도면.
도 3은 본 발명의 제1 실시예를 도시하는 회로도.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 대한 전압 파형을 도시하는 도면.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예를 도시하는 회로도.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 대한 시스템 구성을 도시하는 도면.
도 7은 본 발명의 실시예들에 대한 전압 파형을 도시하는 도면.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예를 도시하는 회로도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: 내부 연소 엔진
15: 제어 회로
21: 발생기
22: 메인 전원 회로
23: 캐패시터
24: 다양한 로드
26: 전류 제어 회로
27: 단락 회로
28: 방전 회로
29: 메인 스위치
다음에는 도면을 참고로 본 발명의 실시예가 설명된다.
도 1은 도면에서 번호(1)로 표시된 내부 연소 엔진에 대한 구조예를 도시한다.
이 내부 연소 엔진(1)은 자유 슬라이딩 피스톤(free-sliding piston)(2)과 맞추어진 실린더 블록(3), 실린더 블록(3)의 상단부에 맞추어진 연소 챔버를 형성하는 실린더 헤드(head)(4), 실린더 헤드(4)에 미끄러지게 맞추어진 흡입 벨브(5)와 배출 벨브(6), 및 실린더 헤드(4)에 맞추어진 흡입 파이프(7)와 배출 파이프(8)를 포함한다.
흡입 파이프(7)에는 또한 연료를 주입하는 인젝터(injector)(9)가 제공된다. 흡입 파이프(7)내에서는 인젝터가 제공되는 위치로부터 상향으로 흡입을 조절하는 조절판(throttle) 벨브(10)가 제공된다. 이어서, 흡입 파이프(7)의 상향측에는 흡입 공기를 정화하기 위한 에어 클리너(air cleaner)(11)가 흡입 파이프(7)의 끝부분에 맞추어진다.
또한, 번호(12)는 크랭크샤프트(crankshaft)의 회전 위치 및 회전 속도를 검출하기 위한 크랭크 각도 센서이다.
압력 센서(14)는 납 파이프(13)를 통해 흡입 파이프(7)에 맞추어지고, 흡입 파이프(7)내의 흡입 압력을 검출함으로써 흡입이 측정된다.
번호(15)는 내부 연소 엔진(1)의 구동을 제어하기 위한 제어 회로로 취해진 ECU를 나타낸다. 구동 전력은 본 실시예에 관련된 전원 유닛(추후 설명될)에 의해제어 유닛(15)으로 공급된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 전원 유닛은 기본적으로 전력을 발생하기 위한 발생기(21), 발생기(21)에 연결되고 조절 작동기(regulator actuator)로 구성되어 구동 전력을 조절하기 위한 메인 전원 회로(22), 메인 전원 회로(22)에 연결되고 메인 전원 회로(22)에 의해 공급된 전력을 저장하기 위한 캐패시터(23), 메인 전원 회로(22)에 의해 출력된 전압이 제1 설정 전압(V1) 보다 작을 때 메인 전원 회로(22)에 의해 공급된 전력을 캐패시터(23) 이외의 제어 회로(15)와 다양한 로드(24)에 공급하고, 메인 전원 회로(22)에 의해 출력된 전압이 제1 설정 전압(V1) 보다 크거나 같을 때 메인 전원 회로(22)로부터의 전력을 캐패시터(23)에 공급하는 전류 제어 회로(26), 및 메인 전원 회로(22)의 출력 전압이 캐패시터(23)의 전압과 같거나 작은 전압으로 떨어질 때 캐패시터(23)에 축적된 전력을 제어 회로(15) 및 다양한 로드(24)에 공급하는 방전 회로(28)로 구성된다.
스위칭 소자를 갖는 단락 회로(27)는 메인 전원 회로(22)로부터 출력된 전압이 제2 설정 전압(V2) 보다 크거나 같아질 때 스위칭 소자를 온 상태에 놓음으로써 캐패시터(23)와 메인 전원 회로(22)가 단락되는 방식으로 캐패시터(23)와 메인 전원 회로(22)에 걸쳐 제공된다.
도 2의 번호(29)는 메인 전원 회로(22)와 제어 회로(15) 및 다양한 로드(24) 사이를 전기적으로 연결하거나 분리하기 위한 메인 스위치를 나타낸다.
여기서, 다양한 로드(24)는 연료 펌프, 인젝터, 헤드라이트(headlight) 등과 같은 전기적 로드를 칭한다.
도 3을 사용하여 설명되는 바와 같이, 메인 전원 회로(22), 제어 회로(15), 및 다양한 로드(24)는 메인 전력선(30)에 의해 전기적으로 연결되고, 메인 스위치(29)는 메인 전력선(30)을 따라 중간에 제공된다.
메인 전력선(30)에는 제너 다이오드(zener diode)(31)가 연결되고, 제어 다이오드(31)는 레지스터(32 및 33)를 통해 npn 트랜지스터(34)의 베이스에 연결된다.
pnp 트랜지스터(36)의 베이스 전극은 레지스터(35)를 통해 트랜지스터(34)의 콜렉터에 연결된다. 트랜지스터(36)의 에미터는 레지스터(37)를 통해 베이스측과 메인 전력선(30)에 연결된다.
캐패시터(23)는 다이오드(38)를 통해 트랜지스터(36)의 콜렉터에 연결된다.
본 실시예에서는 제너 다이오드(31)의 항복 전압(breakdown voltage)이 10V로 설정되고, 이는 상술된 제1 설정 전압(V1)이 된다.
메인 전원 회로(22)에 의해 출력된 전압이 10V를 넘고 캐패시터(23)가 메인 전력선(30)에 전기적으로 연결될 때, 트랜지스터(34 및 36)는 온 상태가 된다.
본 실시예에서는 제너 다이오드(31)가 캐패시터(23) 충전의 시작 및 중단을 결정하기 위한 전압 검출 회로를 구성하고, 전류 제어 회로는 트랜지스터(34 및 36) 및 다이오드(38)로 구성된다.
한편, 항복 전압이 12V로 설정된 제너 다이오드(39)는 메인 전력선(30)에서 제어 회로(15)와 메인 스위치(29) 사이에 연결되고, 이 항복 전압은 제2 설정 전압(V2)이 된다.
npn 트랜지스터(40)의 베이스는 레지스터(41)를 통해 제너 다이오드(39)에 연결되고, 트랜지스터(40)는 메인 전원 회로(22)로부터의 출력 전압이 제2 설정 전압(V2)을 넘을 때 온 상태가 된다.
스위칭 소자를 구성하는 릴레이(relay)(42)의 코일은 트랜지스터(40)의 콜렉터에 연결되고, 트랜지스터(40)의 콜렉터는 이 코일을 통해 메인 전력선(30)에 전기적으로 연결된다.
릴레이(42)는 트랜지스터(40)에 의해 구동되고, 메인 전력선(30)과 캐패시터(23)를 전기적으로 연결 및 분리시킨다.
그러므로, 캐패시터(23)는 메인 전원 회로(22)에 의해 출력된 전압이 트랜지스터(40)를 온 상태에 놓는 전압, 즉 제2 설정 전압(V2)을 넘는 전압일 때 릴레이(42)가 온 상태로 되므로 메인 전력선(30)에 전기적으로 연결된다(단락된다). 제너 다이오드(39), 트랜지스터(40), 및 릴레이(42)는 본 실시예의 단락 회로(27)를 구성한다.
pnp 트랜지스터(43)는 제너 다이오드(39)와 병렬로 제공된다. 트랜지스터(43)의 베이스는 레지스터(44) 및 다이오드(45)를 통해 트랜지스터(40)의 콜렉터에 연결되고, 레지스터(46)를 통해 에미터에 연결된다.
트랜지스터(40)가 온 상태로 되면, 트랜지스터(43)의 베이스에 전압이 인가되므로, 이에 따라 트랜지스터(43)도 온 상태가 된다. 그 결과로, 메인 전력선(30)과 트랜지스터(40)의 베이스가 연결되어, 제너 다이오드(39)가 우회된다.
일단 트랜지스터(40)가 온 상태로 되면, 트랜지스터(40)는 이 온 상태를 유지하고, 릴레이(42) 또한 단락 회로(27)에 자체 유지 기능을 제공하도록 온 상태를 유지한다.
한편, 다이오드(47)는 메인 전력선(30)과 캐패시터(23) 사이에서 릴레이(42)와 병렬로 제공되고, 전력은 캐패시터(23)로부터 메인 전력선(30)에 공급된다.
이 방식으로 회로를 구성함으로써, 메인 스위치(29)가 오프(off) 상태로 된 이후 다시 온 상태로 될 때, 릴레이(42)가 오프 상태이더라도 캐패시터(23)에 저장된 전력이 제어 회로(15)에 공급된다.
그러므로, 본 실시예에서는 다이오드(47)가 방전 회로(28)의 기능을 실행한다.
다음에는 이 방식으로 구성된 본 실시예의 전원 유닛(20)이 설명된다.
먼저, 메인 스위치(29)가 닫히고 발생기(21)가 강제로 회전될 때, 발생기(21)에 의해 발생된 전력은 메인 전원 회로(22)에 의해 조절되어 제어 회로(15) 및 다양한 로드(24)에 공급된다.
메인 전원 회로(22)에 의해 출력된 전압은 점차적으로 상승되지만, 트랜지스터(34)는 전압 검출 회로를 구성하는 제너 다이오드(31)의 항복 전압인 제1 설정 전압에 이를 때까지 오프 상태를 유지하므로, 캐패시터(23)가 메인 전력선(30)으로부터 분리되어 유지된다.
이 방식으로, 메인 전원 회로(22)로부터 출력된 전력은 캐패시터(23)에 저장되지 않고 메인 스위치(29)를 통해 제어 회로(15) 및 다양한 로드(24)에 모두 공급되므로, 메인 전원 회로(22)에 의해 출력되는 전압이 도 4에서 곡선(X)으로 도시된 바와 같이 제1 설정 전압(10V)으로 신속하게 상승된다.
그러므로, 제1 설정 전압(V1)을 제어 회로(15) 및 다양한 로드가 동작되게 하는데 필요한 전압으로 설정함으로써, 제어 회로(15) 및 다양한 로드(24)가 신속하게 동작되게 할 수 있고, 내부 연소 엔진(1)의 신속하고 확실한 제어로 내부 연소 엔진(1)의 신속한 시동 제어가 가능하게 된다.
메인 전원 회로(22)에 의해 출력되는 전압이 제1 설정 전압(V1)에 이를 때, 전압은 제너 다이오드(31)를 통해 트랜지스터(34)의 베이스에 인가되고, 트랜지스터(34)와 트랜지스터(34)에 연결된 트랜지스터(36)는 온 상태가 되고, 또한 캐패시터(23)는 메인 전원선(30)에 전기적으로 연결된다.
이 때, 캐패시터(23)의 충전은 도 4의 곡선(Y)으로 도시된 바와 같이 시작된다.
즉, 캐패시터(23)의 충전은 제어 회로(15)를 구동하는데 필요한 전력이 보장된 이후 여분 전력이 있을 때 시작된다.
예를 들어, 도 4의 영역(3)에 의해 도시된 바와 같이, 다양한 로드(24)에서의 전력 소모로 인하여 메인 전원 회로(22)에 의해 출력되는 전압이 제1 설정 전압(V1)(10V) 이하로 떨어질 때, 트랜지스터(34)의 베이스에 인가되는 전압은 더 이상 존재하지 않고, 트랜지스터(34 및 36)는 모두 오프 상태로 된다. 이는 캐패시터(23)의 충전이 중단될 때 제어 회로(15)와 다양한 로드(24)가 다시 동작할 수 있게 하는 전압을 보장한다.
그러므로, 제어 회로(15) 및 다양한 로드(24)에 제공되는 구동 전압을 유지하는데 우선 순위가 주어지므로, 내부 연소 엔진(1)의 시동이 확실하게 실행될 수 있다.
내부 연소 엔진(1)이 시동되고 캐패시터(23)가 충전되어, 캐패시터(23)가 제1 설정 전압(V1)(10V)에 이르는 지점까지 충전될 때, 제어 회로(15)와 다양한 로드(24)에 인가되는 메인 전원 회로(22)에 의해 출력된 구동 전압은 도 4의 영역(5)에 도시된 바와 같이 점차적으로 증가되고, 제2 설정 전압(V2)을 통과하며, 14V 부근에서 안정화되어 메인 전원 회로(22)에 의해 출력된 제어 전압을 구성하게 된다.
구동 전압이 제2 설정 전압(V2)(12V)에 이를 때, 제너 다이오드(39)가 온 상태로 되고, 트랜지스터(40)가 온 상태로 되므로, 릴레이(42) 또한 온 상태로 된다.
그러므로, 캐패시터(23)는 메인 전력선(30)에 전기적으로 연결된다.
동시에, 릴레이(42)의 동작을 제어하는 트랜지스터(40)는 온 상태의 트랜지스터(43)로 인하여 온 상태를 유지한다.
내부 연소 엔진(1)이 시작되고 캐패시터(23)의 충전이 완료된 이후에 다양한 로드(24)가 동작될 때, 메인 전원 회로(22)로부터의 구동 전압은 이들 로드에 의해 소모된 전력의 범위만큼 떨어진다. 그러나, 상술된 바와 같이, 캐패시터(23)가 메인 전력선(30)에 연결되므로, 구동 전압이 떨어질 때, 구동 전압이 강하된 부분을 보충하도록 캐패시터(23)로부터 전력이 공급된다.
그러므로, 캐패시터(23)는 제어 회로(15)와 다양한 로드(24)에 공급되는 구동 전압을 안정화시키는 구동 전압을 위한 안정화 전원으로 동작한다.
한편, 예를 들어, 메인 스위치(29)가 오프 상태로 되고 내부 연소 엔진(1)이 중단된 후에, 메인 스위치(29)는 내부 연소 엔진(1)을 재시동하기 위해 온 상태로 된다.
이 상태에서는 발생기(21)가 동작하지 않으므로, 제너 다이오드(39)가 오프 상태로 되어, 릴레이(42)를 오프 상태로 유지한다.
그러나, 캐패시터(23)는 방전 회로(28)를 구성하는 다이오드(47)를 통해 메인 전력선(30)에 연결된다. 내부 연소 엔진(1)이 다시 동작하기 시작할 때, 캐패시터(23)에 저장된 전력이 신속하게 제어 회로(15)에 공급된다.
그러므로, 내부 연소 엔진(1)이 재시동될 때, 구동 전력은 발생기(21)가 시동되기를 기다릴 필요 없이 제어 회로에 공급되어, 내부 연소 엔진(1)의 원활한 시동이 보장된다.
내부 연소 엔진(1)이 재시동될 때 다양한 로드(24)가 동작하고 있는 경우, 캐패시터(23)로부터 공급되는 전력은 다양한 로드(24)에 의해 소모되고, 제어 회로(15)에 공급되는 전압은 이들 동작에 요구되는 전압 보다 더 낮은, 즉 제1 설정 전압(V1) 보다 더 낮은 전압인 것으로 가정된다.
이러한 불편함을 없애기 위해, 다양한 로드(24)가 재시동시 동작하고 있고 캐패시터(23)로부터 출력되는 전압이 제1 설정 전압(V1) 보다 낮을 때, 다양한 로드(24)에 대한 전력 공급은 중단되고, 제어 유닛(15)으로의 전력 공급에 우선순위가 주어진다.
이는 내부 연소 엔진(1)이 확실한 방식으로 시작됨을 보장한다.
상기 실시예는 한 예로 주어진 것이고, 설계 요구 조건 등을 근거로 다양한 수정이 가능하다.
예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 스위칭 소자로 릴레이(42) 대신에 FET(48)가 사용될 수 있다.
그러므로, FET(48)를 사용함으로써, 스위칭 소자를 구동하는데 요구되는 전력이 작게 유지될 수 있다.
방전 회로(28)는 또한 이 FET(48)가 사용될 때 FET(48)와 병렬로 다이오드(49)를 제공하여 구성될 수 있다.
다이오드(49) 대신에 내장 다이오드를 가진 FET가 또한 사용될 수 있다.
또한, 제어 회로, 인젝터, 및 점화 코일에 대한 전원 전압의 변동을 가능한한 작게 유지하기 위해 캐패시터에 흐르는 전류를 감소시키는 것이 중요하다.
예를 들어, 도 6에서 설명되는 또 다른 실시예에서는, 다이오드(50)가 메인 전원 회로(22)와 전압 검출 회로 사이에 제공되어, 다양한 로드(24) 각각의 램프 로드(25)가 다이오드(50)와 메인 전원 회로(22) 사이에 연결될 수 있다.
이 경우, 메인 전원 회로(22)로부터 출력되는 전압 파형은 도 7의 곡선(A)으로 도시된 바와 같고, 방전 회로(28)에 대한 전압 파형은 도 7의 곡선(B)로 도시된 바와 같다.
상기 구성은 캐패시터(23)에 흐르는 전류가 극적으로 감소되도록 허용하여, 제어 회로(15), 인젝터, 및 점화 코일에 대한 전력 공급이 보다 안정되게 할 수 있다.
또한, 마이크로컴퓨터를 사용하여 단락 회로(15)를 단락 회로 및 개방 회로화하는 것이 가능하다.
단락 회로(27)의 제어는 이러한 제어를 실행하여 최적화될 수 있으므로, 회로 자체가 간략화된다.
한편, 상기 실시예에서는 메인 스위치(29)가 제어 회로(15)의 입력측에 제공되는 예가 주어졌지만, 도 8에 도시된 바와 같이, 메인 전원 회로(22)의 출력측에 메인 스위치(29)를 제공하는 것도 가능하다.
회로들과 제어 회로(15)는 ECU에 포함되고, 메인 스위치(29)는 커넥터를 통해 ECU에 연결되므로, 상기 실시예는 ECU와 메인 스위치(29)를 연결시키기 위해 2개의 전력선을 요구한다. 그러나, 도 8에 도시된 바와 같이, 전력선 요구 조건은 메인 전원 회로(22)의 출력측에 메인 스위치(29)를 제공하고 메인 전원 회로(22)와 다른 회로들을 연결시키는 전력선을 따라 그 중간에 메인 스위치(29)를 배열함으로써 감소될 수 있다.
상기에 설명된 본 발명의 내부 연소 엔진용 전원 유닛에 따라, 내부 연소 엔진의 제어 회로에 대한 구동 전력의 공급이 안정화될 수 있고, 제어 회로의 시동이 신속하므로, 내부 연소 엔진이 신속하고 확실한 방식으로 시동된다.

Claims (10)

  1. 내부 연소 엔진을 제어하기 위한 적어도 하나의 제어 회로와 다양한 로드에 구동 전력을 공급하는 내부 연소 엔진용 전원 유닛에 있어서,
    전력을 발생하기 위한 발생기,
    상기 발생기에 연결되고 구동 전력을 조절하기 위한 메인 전원 회로,
    상기 메인 전원 회로에 연결되고 상기 메인 전원 회로에 의해 공급된 전력을 저장하기 위한 캐패시터,
    상기 메인 전원 회로에 의해 출력된 전압이 제1 설정 전압 보다 작을 때 상기 메인 전원 회로에 의해 공급된 전력을 상기 캐패시터가 아니라 상기 하나의 제어 회로 및/또는 상기 다양한 로드에 공급하고, 상기 메인 전원 회로에 의해 출력된 전압이 상기 제1 설정 전압 보다 크거나 같을 때 상기 메인 전원 회로로부터의 전력을 상기 캐패시터에 공급하는 전류 제어 회로, 및
    상기 메인 전원 회로의 출력 전압이 상기 캐패시터 전압과 같거나 작은 전압으로 떨어질 때 상기 캐패시터에 축적된 전력을 상기 적어도 하나의 제어 회로 및/또는 상기 다양한 로드에 공급하는 방전 회로
    를 포함하는 내부 연소 엔진용 전원 유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 메인 전원 회로로부터 출력된 전압이 제2 설정 전압 보다 크거나 같아질 때 스위칭 소자를 온(on) 상태로 놓음으로써 상기 캐패시터와 상기 메인 전원 회로가 단락(short-circuit)되는 방식으로, 상기 캐패시터와 상기 메인 전원 회로에 걸쳐 제공되는 스위칭 소자를 포함하는 단락 회로를 더 포함하는 내부 연소 엔진용 전원 유닛.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 단락 회로의 경로는 마이크로컴퓨터에 의해 제어되는 내부 연소 엔진용 전원 유닛.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 스위칭 소자는 릴레이(relay)인 내부 연소 엔진용 전원 유닛.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 스위칭 소자는 FET인 내부 연소 엔진용 전원 유닛.
  6. 제2항 내지 제5항 중 한 항에 있어서,
    상기 스위칭 소자는 자체 유지 기능(self-holding function)을 사용하여 온 상태를 유지할 수 있는 내부 연소 엔진용 전원 유닛.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 스위칭 소자는 상기 내부 연소 엔진을 시동 및 중단시킬 때 사용되는 메인 스위치를 터닝(turning)함으로써 상기 자체 유지 기능을 해제할 수 있는 내부 연소 엔진용 전원 유닛.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 메인 전원 회로와 전압 검출 회로 사이에 다이오드가 제공되어, 상기 다양한 각각의 로드들 중 하나 이상의 로드가 상기 다이오드와 상기 메인 전원 회로 사이에 연결되는 내부 연소 엔진용 전원 유닛.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    메인 스위치를 더 포함하고, 상기 메인 스위치는 상기 적어도 하나의 제어 회로의 입력측에 연결되거나, 또는 상기 메인 전원 회로의 출력측에 연결되는 내부 연소 엔진용 전원 유닛.
  10. 내부 연소 엔진용 전력 안정화 유닛에 있어서,
    전력을 발생하기 위한 발생기를 포함하는 것을 제외하고는, 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에서 정의된 바와 같은 전원 유닛을 포함하고,
    상기 메인 전원 회로는 전력을 발생하기 위한 발생기에 연결되는 전력 안정화 유닛.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020101268A1 (ko) * 2018-11-13 2020-05-22 김성민 슈퍼캐패시터를 사용한 엔진시동용 전원장치

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