KR20050004424A - ignition system for an engine - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 엔진의 점화장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 1차 점화 코일에 인가되는 전원의 차단에 따라 2차 점화 코일을 매개로 고압의 2차 전압을 생성하여 점화플러그에 공급하도록 된 점화코일을 고온의 열로부터 보호할 수 있도록 하는 엔진의 점화장치에 관한 것이다.The present invention relates to an ignition device for an engine, and more particularly, an ignition coil configured to generate a high voltage secondary voltage through a secondary ignition coil and supply it to a ignition plug according to the interruption of power applied to the primary ignition coil. The present invention relates to an ignition device for an engine that can protect the engine from high temperature heat.
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.In general, an engine ignition device is classified into a coil ignition device and a transistor ignition device, and an electronic ignition device, and the like. In recent years, the ignition device replaces the transistor ignition device that determines the ignition timing by a mechanical advance device. The electronic ignition device that mainly calculates the timing and compares it with the characteristics of the ignition timing already input to the microcomputer selects the optimum ignition timing and ignites it.
도 1은 종래 엔진의 점화장치를 도시하는 회로도인 바, 이의 구성은 다음과 같다.1 is a circuit diagram showing an ignition device of a conventional engine, the configuration of which is as follows.
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.That is, the ECU 10 intermittently intercepts the voltage of the battery B +, an igniter 12 which switches to energize the voltage of the battery B + under the control of the ECU 10, and the igniter ( 12, an ignition coil 14 for receiving a voltage supplied from the ignition coil 14 and boosting it to a high pressure, and an ignition plug 16 for receiving a high voltage voltage supplied from the ignition coil 14 to discharge a flame.
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.Here, the ECU 10 receives the state of the vehicle (engine rotation speed, load, etc.) from the corresponding sensor to calculate the optimum ignition timing, and thereby through the primary ignition coil 14a of the ignition coil 14 The igniter 12 is controlled to control a power stage.
그리고, 상기 ECU(10)는 이그나이터(12)를 내부에 포함하고 있는 이른바, 이그나이터 내장형이다.The ECU 10 is a so-called igniter-embedded type that includes the igniter 12 therein.
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.Accordingly, the secondary ignition coil 14b of the ignition coil 14 boosts the voltage supplied through the primary ignition coil 14a to a high voltage of approximately 20,000 to 30,000 volts, which is installed in each cylinder. The ignition plug 16 is applied to allow ignition at an optimum time.
이 결과, 엔진에서는 혼합기의 최적 연소에 따른 최대의 토오크가 발생될 수 있게 된다.As a result, in the engine, the maximum torque according to the optimum combustion of the mixer can be generated.
이때, 상기 점화코일(14)이 실린더내 적절한 고압을 인가하기 위한 조건으로는, 첫째 실린더내에 압축된 혼합기를 연소시키는 데 충분한 점화에너지를 가지고 있어야 하고, 둘째 스파크 시간이 충분히 지속되며 항상 최적의 점화시키기 점화되어야 한다. 셋째, 고신뢰성, 즉 점화코일(14)이 고온의 환경에서 장기간 운행에도 이상이 없도록 충분한 내구성이 보장되어야 한다. 그리고 마지막으로 전파잡음에 대한 방지 성능을 확보해야 한다.At this time, the ignition coil 14 must have sufficient ignition energy to combust the mixer compressed in the first cylinder, and the second spark time is sufficient to maintain the optimum ignition. Should be lit. Third, high reliability, i.e., sufficient durability must be ensured that the ignition coil 14 is not abnormal even in long-term operation in a high temperature environment. And finally, the protection against radio noise should be secured.
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 점화코일(14)은 코일몸체가 합성수지(PBT)로 몰딩되어 있음에 따라, 엔진룸내의 온도가 대략 120℃에 도달하게 되는 과열조건에서 장시간 동안 노출되면, 내부코일이 단선되어 제기능을 다할 수 없는 단점이 있어 왔다.However, when the temperature of the outside air is high, such as in the summer, or when the vehicle is overloaded, such as when driving on a steep slope, the temperature inside the engine room increases significantly (about 150 ° C.). In particular, the ignition coil 14 is exposed to high temperature heat, and in particular, when the coil body is molded with synthetic resin (PBT), the ignition coil 14 is exposed for a long time in an overheating condition where the temperature in the engine room reaches approximately 120 ° C. As a result, internal coils are disconnected, which means that they cannot function properly.
이 경우, 엔진룸내의 온도가 과열되는 원인은 크게 두 가지로 분류될 수 있는 바, 그 중 하나는 하절기와 같이 외기의 온도가 상승하는 경우에 의해 영향을 받게 되는 외부적 요인이고, 나머지 하나는 ECU(10)에서 제어하는 전류요소에 의해 영향을 받게 되는 내부적 요인이다.In this case, the causes of overheating in the engine room can be classified into two types, one of which is an external factor that is affected by an increase in the temperature of the outside air, such as summer, and the other is It is an internal factor influenced by the current component controlled by the ECU 10.
특히, 내부적 요인에 의해 엔진룸내의 온도가 과열되는 원인은 다음과 같다.In particular, the causes of the overheating of the engine room due to internal factors are as follows.
즉, 상기 ECU(10)에서 점화코일(14)로 제어하는 전류는 ECU(10)에 프로그래밍되어 있는 드웰 타임(dwell time)이라는 요소에 의해 결정되는 데, 이 경우 드웰 타임은 배터리(B+)의 전압별로 서로 상이한 값으로 설정된 맵 데이터화되어 있으며, 상기 드웰 타임이 길면(보통 3~4ms), 이에 비례하여 상기 점화코일(14)로 인가되는 전류량이 커져 점화코일(14)의 온도상승에 결정적인 영향을 주게 되므로, 부품의 열해에 대한 주된 원인이 되고 있다.That is, the current controlled by the ignition coil 14 in the ECU 10 is determined by an element called dwell time programmed in the ECU 10. In this case, the dwell time is determined by the battery B +. The map data is set to different values for each voltage, and when the dwell time is long (usually 3 to 4 ms), the amount of current applied to the ignition coil 14 increases in proportion to the decisive effect on the temperature rise of the ignition coil 14. This is a major cause for thermal degradation of parts.
이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 1차 점화 코일에 인가되는 낮은 수준의 전압을 2차 점화 코일에서 높은 수준의 전압으로 승압시켜 점화플러그에 인가하도록 된 점화코일의 온도를 감지하여 과열시 드웰 타임의 재설정을 통한 점화코일의 과열방지와 함께 외부로부터 공기를 유입시켜 점화코일을 보다 적극적으로 냉각시킴으로써, 고온의 열로부터 점화코일을 보호할 수 있도록 하는 엔진의 점화장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of the above, and the temperature of the ignition coil to be applied to the spark plug by boosting the low level voltage applied to the primary ignition coil to a high level voltage in the secondary ignition coil. It provides an engine ignition device that protects the ignition coil from high temperature heat by detecting and overheating and preventing the ignition coil from overheating by resetting the dwell time and cooling the ignition coil more actively by introducing air from the outside. Its purpose is to.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 점화코일의 온도를 검출하는 온도검출센서와; 상기 점화코일이 설치되는 실린더 헤드에 냉각된 공기를 공급하도록 설치된 유동 관로 및; 상기 온도검출센서를 매개로 검출된 상기 점화코일의 온도가 설정값 이상으로 과열시, 상기 점화코일의 1차 점화 코일로 인가되는 전류의 값을 낮추도록 드웰 타임을 재설정함과 더불어, 상기 유동 관로를 개방시켜 냉각된 공기가 상기 점화코일의 주위로 공급되도록 하는 ECU를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object, the temperature detection sensor for detecting the temperature of the ignition coil; A flow passage installed to supply cooled air to a cylinder head in which the ignition coil is installed; When the temperature of the ignition coil detected through the temperature detection sensor is overheated above a predetermined value, the dwell time is reset to lower the value of the current applied to the primary ignition coil of the ignition coil, and the flow line It is characterized in that it comprises an ECU to open the cooling air is supplied to the surrounding of the ignition coil.
도 1은 종래 엔진 점화장치의 구성을 도시한 회로도.1 is a circuit diagram showing a configuration of a conventional engine ignition device.
도 2는 본 발명에 따른 엔진 점화장치의 구성을 도시한 회로도.2 is a circuit diagram showing a configuration of an engine ignition device according to the present invention;
도 3은 본 발명의 요부인 점화코일 보호를 위한 유동 통로의 구조를 도시한 단면도.3 is a cross-sectional view showing a structure of a flow passage for protecting an ignition coil which is a main part of the present invention.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
10-ECU 12-이그나이터10-ECU 12-Igniter
14-점화코일 16-점화플러그14-Ignition Coil 16-Ignition Plug
18-서모커플 20-온도검출센서18-thermocouple 20-temperature sensor
22-실린더 헤드 24-에어컨22-cylinder head 24-air conditioner
26-유동 관로 28-솔레노이드 밸브26-flow line 28-solenoid valve
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 따른 엔진 점화장치의 구성을 도시한 회로도이고, 도 3은 본 발명의 요부인 점화코일 보호를 위한 유동 통로의 구조를 도시한 단면도인 바, 본 발명의 상세한 설명을 위해 종래 엔진 점화장치의 구성을 도시한 도 1에서와 동일한 참조부위에는 동일한 참조부호를 병기하기로 한다.Figure 2 is a circuit diagram showing the configuration of the engine ignition device according to the present invention, Figure 3 is a cross-sectional view showing the structure of the flow passage for protecting the ignition coil, which is the main part of the present invention, for the detailed description of the present invention The same reference numerals will be given to the same reference numerals as in Fig. 1 showing the configuration of the engine ignition device.
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 매개로 이그나이터(12)를 제어하여 점화코일(14)의 1차 점화 코일(14a)로 공급되는 배터리(B+)의 전압을 제어하게 된다.As shown in FIG. 2, the ECU 10 receives a state of a vehicle such as an engine speed and a load from a corresponding sensor, calculates an optimal ignition timing, and then uses the igniter 12 as a medium. To control the voltage of the battery B + supplied to the primary ignition coil 14a of the ignition coil 14.
그리고, 상기 점화코일(14)은 상기 이그나이터(12)를 통해 1차 점화 코일(14a)로 공급된 전압을 2차 점화 코일(14b)을 매개로 하여 대략 2만 내지 3만 볼트의 고전압으로 승압시킨 다음, 이를 각 연소실에 설치된 점화플러그(16)로 공급하여 혼합기의 연소를 도모하게 된다.The ignition coil 14 boosts the voltage supplied to the primary ignition coil 14a through the igniter 12 to a high voltage of approximately 20,000 to 30,000 volts via the secondary ignition coil 14b. Then, it is supplied to the spark plug 16 installed in each combustion chamber to plan the combustion of the mixer.
또한, 상기 점화코일(14)에는 설정된 값(대략 120℃) 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.In addition, the ignition coil 14 is provided with a thermocouple 18 for switching the internal contact on and off when the temperature rises above the set value (approximately 120 ° C.), and the thermocouple 18 has a temperature. A temperature detection sensor 20 for calculating and outputting a variable resistance value according to the present invention is provided, and the temperature detection sensor 20 is connected to output the detected variable resistance value to the ECU 10.
여기서, 상기 서모커플(18)은 점화코일(14)의 몰딩부(14c; 도 3에 도시됨)에 일체로 고정되는 바, 이는 상기 점화코일(14)의 몰딩부가 성형시 서모커플(18)과 함께 성형되기 때문이다.Here, the thermocouple 18 is integrally fixed to the molding portion 14c (shown in FIG. 3) of the ignition coil 14, which is the thermocouple 18 when the molding portion of the ignition coil 14 is molded. Because it is molded together.
그리고, 상기 온도검출센서(20)는 내부에 가변저항기가 있어, 온도에 따른 저항값을 산정하여 상기 ECU(10)로 신호를 보내고, 상기 ECU(10)는 이를 입력받아 신호의 측정을 위한 또 다른 풀업 저항을 내장하고 있다.In addition, the temperature detection sensor 20 has a variable resistor therein, and calculates a resistance value according to the temperature to send a signal to the ECU 10, the ECU 10 receives the input for further measurement of the signal Another pullup resistor is built in.
한편, 상기 ECU(10)는 상기 온도검출센서(20)를 매개로 점화코일(14)의 몰딩부가 고온이라고 판단하는 경우에, 상기 점화코일(14)을 보호할 수 있는 온도보호 설정모드로 전환하게 된다.On the other hand, when the ECU 10 determines that the molding part of the ignition coil 14 is a high temperature via the temperature detection sensor 20, the ECU 10 switches to a temperature protection setting mode that can protect the ignition coil 14. Done.
즉, 온도보호 설정모드에서 상기 ECU(10)는 차량의 상태에 따라 기 입력된 맵 데이터로부터 선정된 드웰 타임을 보다 짧게 재선정함으로써, 상기 이그나이터(12)를 통해 점화코일(14)의 1차 점화 코일(14a)로 인가되는 전류의 값을 낮추게 되고, 이에 따라 상기 점화코일(14)에서의 과열이 방지될 수 있게 된다.That is, in the temperature protection setting mode, the ECU 10 reselects the selected dwell time shorter from the input map data according to the state of the vehicle, and thus, the primary of the ignition coil 14 through the igniter 12. The value of the current applied to the ignition coil 14a is lowered, so that overheating in the ignition coil 14 can be prevented.
이때, 상기 ECU(10)가 재 선정하는 드웰 타임에 따라 상기 점화코일(14)의 1차 점화 코일(14a)로 인가되는 전류의 값은 연소실내에서 혼합기의 연소를 도모할 수 있는, 즉 상기 점화플러그(16)의 점화성능에 영향을 미치지 않는 범위내에 있음은 물론이다.At this time, the value of the current applied to the primary ignition coil 14a of the ignition coil 14 according to the dwell time re-selected by the ECU 10 may enable combustion of the mixer in the combustion chamber, that is, the It goes without saying that the spark plug 16 is within a range that does not affect the ignition performance.
즉, 상기 ECU(10)는 점화성능에 영향을 미치지 않는 범위내에서 드웰 타임을 줄이도록 로직되어 있다.That is, the ECU 10 is logic to reduce the dwell time within a range that does not affect the ignition performance.
또한, 본 발명은 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 점화코일(14)의 외측 몰딩부(14c)가 삽입되어 장착되도록 오목한 형태로 형성된 실린더 헤드(22)의 장착부에는 상기 몰딩부(14c)와의 사이에 둘레를 따라 소정의 유동 통로(22a;빗금친 부위)가 형성되고, 이 유동 통로(22a)는 에어컨(24)으로부터 토출되는 공조된 공기가 유동하는 유동 관로(26)와 연통되어 있다.In addition, as shown in FIG. 3, the present invention provides a mounting portion of the cylinder head 22 formed in a concave shape such that the outer molding portion 14c of the ignition coil 14 is inserted into and mounted with the molding portion 14c. A predetermined flow passage 22a (hatched portion) is formed along the circumference, and the flow passage 22a communicates with the flow passage 26 through which air-conditioned air discharged from the air conditioner 24 flows.
그리고, 상기 유동 관로(26)상에는 공기의 유동을 제어하는 솔레노이드 밸브(28)가 설치되고, 이 솔레노이드 밸브(28)는 상기 ECU(10)의 제어를 받아 개폐 작동을 하도록 되어 있다.In addition, a solenoid valve 28 for controlling the flow of air is provided on the flow passage 26, and the solenoid valve 28 is controlled to open and close under the control of the ECU 10.
따라서, 상기 ECU(10)는 하절기와 같이 엔진룸내의 온도가 급격히 상승하는 경우에, 상기 서모커플(18)을 매개로 점화코일(14)의 몰딩부(14c)에 대한 온도를 검출하고서, 설정된 값(대략 120℃) 이상으로 온도가 상승하면, 상기 솔레노이드 밸브(28)에 개방신호를 출력하게 된다.Therefore, the ECU 10 detects the temperature of the molding unit 14c of the ignition coil 14 through the thermocouple 18 when the temperature in the engine room rises sharply as in the summer, and sets the When the temperature rises above the value (approximately 120 ° C.), an open signal is output to the solenoid valve 28.
이 결과, 상기 에어컨(24)으로부터 공급되는 차가운 공기는 유동 관로(26)를 통해 상기 실린더 헤드(22)에 형성된 유동 통로(22a)로 유입되어 배출됨으로써, 상기 실린더 헤드(22)에 설치된 점화코일(14)의 몰딩부(14c)는 냉각될 수 있게 된다.As a result, the cool air supplied from the air conditioner 24 flows into and flows through the flow passage 22a formed in the cylinder head 22 through the flow passage 26, thereby ignition coil installed in the cylinder head 22. The molding portion 14c of the 14 can be cooled.
즉, 상기 ECU(10)는 점화코일(14)의 온도를 검출한 다음, 검출된 온도가 설정된 값 이상일 경우에, 기 설정된 드웰 타임 보다 짧은 수준으로 드웰 타임을 재설정하고서, 이를 상기 점화코일(14)로 출력하게 되므로, 점화코일(14)의 과열을 방지하게 된다.That is, the ECU 10 detects the temperature of the ignition coil 14 and then resets the dwell time to a level shorter than the preset dwell time when the detected temperature is equal to or greater than a set value, and the ignition coil 14 is reset. Since it is output to), overheating of the ignition coil 14 is prevented.
또한, 상기 ECU(10)는 점화코일(14)의 과열시, 상기 에어컨(24)의 작동을 매개로 냉각된 공기를 상기 실린더 헤드(22)상에 점화코일(14)이 설치된 부위로 강제 공급함으로써, 상기 점화코일(14)에 대한 보다 적극적인 냉각을 도모하게 된다.In addition, when the ignition coil 14 is overheated, the ECU 10 forcibly supplies the cooled air through the operation of the air conditioner 24 to a portion where the ignition coil 14 is installed on the cylinder head 22. As a result, more aggressive cooling of the ignition coil 14 is achieved.
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 점화코일(14)의 온도를 감지하고, 과열시 드웰 타임을 재 설정하여 상기 점화코일(14)로 인가되는 전류값을 낮춰 점화코일(14)의 과열을 방지함과 더불어, 상기 에어컨(24)을 통해 냉각된 공기를 강제적으로 점화코일(14)이 설치된 실린더 헤드(22)로 공급하여 점화코일(14)에 대한 보다 적극적인 냉각을 도모하게 됨으로써, 열에 의한 상기 점화코일(14)의 손상을 방지할 수 있는 효과가 있게 된다.As described above, according to the ignition device of the engine according to the present invention, even when the temperature of the outside air is high, such as in the summer, or when the vehicle is overloaded, such as when climbing on a steep slope, even if the temperature inside the engine room increases significantly. The ECU 10 senses the temperature of the ignition coil 14 through the temperature detection sensor 20, resets the dwell time when overheated, and lowers the current value applied to the ignition coil 14. In addition to preventing overheating of 14, the air cooled through the air conditioner 24 is forcibly supplied to the cylinder head 22 in which the ignition coil 14 is installed to provide more aggressive cooling of the ignition coil 14. As a result, the damage of the ignition coil 14 due to heat is prevented.
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| KR101687792B1 (en) | 2015-07-28 | 2017-01-02 | 공주대학교 산학협력단 | High-frequency ignition system for gasoline engines applying magnetron |
-
2003
- 2003-07-02 KR KR10-2003-0044597A patent/KR100535106B1/en not_active IP Right Cessation
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| KR101687792B1 (en) | 2015-07-28 | 2017-01-02 | 공주대학교 산학협력단 | High-frequency ignition system for gasoline engines applying magnetron |
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| KR100535106B1 (en) | 2005-12-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |