KR20150041877A

KR20150041877A - 차량용 점화코일 안정화장치

Info

Publication number: KR20150041877A
Application number: KR20130120386A
Authority: KR
Inventors: 김문기
Original assignee: 김문기
Priority date: 2013-10-10
Filing date: 2013-10-10
Publication date: 2015-04-20

Abstract

시중의 타사제품"IG-부스터"와 자사제품"EDI"는 점화코일휴즈를 역방향다이오드로 완전분리하여,점화코일의 1차에 18볼트를 인입하여 2차전압을 28,000볼트로 승압하는 제품이나, 이는 승압된 18볼트가 차량의 기존14 볼트와 만나지 못하게 꼭 역방향 다이오드를 설치해야 하며, 이는 ECU의 판단에 오판을 야기시키는 원인이 되기도 한다.
이 역방향 다이오드의 설치는 만약 18볼트가 점화코일 외에 14볼트에 구동되는 ECU나, 각종 전자장비에 인입되면,바로 고장이 나기 때문이다.
문제는 현재의 최첨단 전자장비를 갖춘 신차들에게서 문제가 발생한다.
점화코일의 작동상황을 ECU에서 인지해야 하는데, 18볼트업 제품군들은 점화코일과 ECU의 연결을 역방향다이오드로 막고있기 때문에 ECU에서는 고장으로 판단하여 엔진체크등을 뛰움과 엔진의 부조를 야기시킨다.
또한, 일부에서는 배터리에 슈퍼콘덴서를 장착하고 그 전기를 직접 점화코일로 유입하는 경우도 있는데, 이 또한 차종에 따라 "ECU전압높음" 이라는 에러코드가 뜨며, 엔진의 성능을 저하 시키는 요인이 된다.
이 에 본 발명은, ECU의 통제하에 점화코일로 가는 자체전기를 취하여, 콘덴서의 매인전원으로 사용하며, Vcc1과 Vcc2는 단선이 아닌 통전상태이기 때문에 ECU의 아무런 오작동을 일으키지 않으면서도 점화코일의 효율을 극대화 시켜,완전연소를 도움과 동시에 차량 각 부위의 전압을 안정화 시켜 차량의 잃어버린 원래의 출력을 찾아 주는 효과를 내고 있다.
또한 배터리의 플러스,마이너스에 직접 연결하지 않음으로, 점화코일휴즈가 실내에 있는 차종에도 쉽게 장착 할 수 있게 소형화 할 수 있는 회로의 구성이 특징이다.

Description

차량용 점화코일 안정화장치{CAR-IG POWER}

본 발명은 자동차 점화코일의 역기전력을 줄이기 위한 것으로서 콘덴서와 다이오드를 직접 점화코일의 1차 전원측에 결선하여 점화2차코일에서 발생한 잔류 역기전력이 점화1차코일로 역입력되어 차량의 성능을 떨어뜨리는 것을 방지하여 차량의 각종 전자장비의 수명을 연장시키며, 전자제어로 콘트롤 되는 모든 장치의 원할한 작동을 유도하여, 부수적으로 차량의 체감출력을 높이는데 목적이 있다.

자동차가 최고의 성능을 내기위해서는 세 가지의 필수 조건을 구비해야 하는데, 그것은 좋은 연료와 산소밀도가 높은 신선한 공기와 교류성분-맥동전원-이 없는 평활한 직류전기이다.

그동안, 많은 기술자들이 자동차의 전기를 안정화하기 위해 많은 노력과 연구를 해왔으며, 그 결과 콘덴서를 주 재료로 하는 전압안정기(볼트스테빌라이져)를 만들어 냈다.

이 전압안정기 제품군들의 공통점은 배터리의 플러스와 마이너스에 단순 결선하는 방식으로써, 차량 발전기에서 생성된 전기를 2차적으로 한 번 더 평활하게 하여 배터리의 충전효율을 좋게함과,차량 각 전장품들에게 안정화된 직류전기를 공급하여 주는 것이 주 목적이다.

그러나, 이러한 배터리에 단순 결선하는 방식의 콘덴서 제품품군들은 한 가지를 간과한 것이 있는데, 그것은 바로 "점화코일의 역기노이즈"이다.

발전기의 평활한 전기도 중요하지만, 그 보다 더욱 중요한 것이 "노이즈"이다.

회전하는 물체와, 코일과 코아로 이루어진 물체가 작동을 할 때면, 작용과 반작용의 원칙에 의해 좋든 싫든 "특정영역대의 노이즈"를 발생시킨다. 이 노이즈는 차량을 점진적으로 괴사시키는 "암"같은 존재이다.

차량에 있어 가장 심한 노이즈를 발생 시키는 곳은 "발전기"와 "점화코일"이다.

시중에 판매되고 있는 단순 배터리의 플러스와 마이너스 단자에 연결하는 콘덴서제품군-볼트스테빌라이져-들은 발전기의 노이즈를 상쇄시키는 제품들이다.

그러나, 본 발명은 그동안 누구나 간과 했던 점화코일의 역기전력(역기노이즈)이 차량에 미치는 나쁜 영향을 인지하고, 그 역기전력을 점화코일의 1차 전원측에서 원천봉쇄하여, 차량의 다른 부위로 전위되는 것을 방지 하기위해 설계되었다.

개솔린과 LPG를 연료로 사용하는 자동차 엔진에 있어,점화플러그에 불꽃방전을 발생하기 위해서는 약 22,000볼트를 발생하는 점화코일이 필요하며, 이는 차량에 있어 매우 중요한 역할을 하고 있다.

그런데, 이 점화코일은 인입전압 14볼트를 22,000볼트로 승압하기 위해 1차 전압 14볼트를 ECU에서 단속하여 교류로 만들어 2차 코일로 승압 인입하는 과정에서 약 300볼트의 역기전력을 발생시킨다.

출고 차량의 경우 차량 자체내의 FR다이오드와 콘덴서에 의해 역기전력을 어느 정도 바이패스시키지만, 그 효율은 미비하다.

이 역기전력은 점화코일에서 발생하여 그 배선을 타고 역으로 휴즈박스내로 흘러들어와 휴즈박스내의 여타 휴즈를 통해 차량의 각 전장품으로 전위되는 암같은 존재이다.

이 같은 폐해는 ECU의 오작동과, 전장품의 수명을 단축시키며, 엔진의 진동및 오토밋숀의 변속충격을 야기시킨다.

아래의 도표는 점화코일에서 발생한 역기전력의 흐름도를 나타낸 것이다.

이에 본 발명은 점화코일의 역기전력을 차대로 바이패스시켜 점화효율을 증대시키며, 점화코일의 역기전력이 휴즈박스내에서 다른 전장품으로 퍼져나가지 않게, 점화코일휴즈에 바로 연결하는 회로의 구성이다.

상기와 같이 기존의 배터리에 콘덴서를 결선하는 방식으로는 휴즈박스내의 각종 휴즈와 릴레이이를 통해 이미 전이된 점화코일의 역기전력(역기노이즈)을 상쇄시킬 수가가 없다.

이 점화코일에서 발생하는 역기전력(역기노이즈)을 상쇄시키기 위해서는 점화코일의 전원이 되는 1차코일에 고용량의 콘덴서를 직접 연결하여야 한다.

그러나, 콘덴서의 특성상 콘덴서내의 전기가 완전 방전된 상태에서 갑작스런 전원의 인가는 큰 스파크를 발생시키며, 이는 차량의 전자장비를 고장낼 수 있다.

이 초기스파크를 방지하기 위해, 점화코일1차에 연결되어 있는 콘덴서를 항상 충전시키고 있으면 되지만, 이리되면 휴즈박스내의 연결구조상 다른 전장품에게도 항시 전원이 인가하는 결과를 초래하여 고장을 유발시키게 되며, 또한 항시 전원이 인가되어 있는 고용량콘덴서의 자가방전에 의해 배터리의 방전을 초래하게 된다.

이에 본 발명에서는 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 발명한 것으로써, 점화코일의 1차 전원선의 통로인 점화코일휴즈(점화코일휴즈가 없는 차량의 경우는 점화코일 콘넥터)를 단락 시켜, Kee On시 14볼트가 나오는 쪽에(Vcc1) 시멘트열저항을 우선 연결하고,이 열저항을 통해 고용량콘덴서의 플러스에 연결하여 콘덴서의 완전방전 상태에서의 초기 스파크 없이 콘덴서가 충전되게 설계하였다.

이어, Kee On시 14볼트가 나오는 쪽과 시멘트열저항이 연결된 곳에서 릴레이1의 작동전원을 취함과 동시에, 릴레이1의 On 메인전원으로 사용하였다.

이는, Kee On 시에만 콘덴서가 충전되며, Kee On 시에만 릴레이1이 작동하여 그 충전된 전기가 점화1차코일로 가게 설계한 것이며, 이 설계에 의해 콘덴서의 초기충전 스파크를 방지할 수 있게 하였으며, Kee Off시에 콘덴서의 메인전원이 단락됨으로 배터리의 방전을 방지할 수 있게 하였다.

본 발명은 배터리에 단순 연결된 콘덴서만으로는 점화코일에서 발생하는 역기전력(역기노이즈)를 근본적으로 상쇄시킬 수 없기에, 이를 개선시키기 위해 고안된 것으로써, 그 효과로는 점화코일의 안정된 상호유도작용을 대폭 개선시켜,점화1차코일에 인입된 14볼트의 전기에 의해 점화 2차코일에서 발생하는 약 22,000볼트의 지속적이고 안정된 전기발생을 도와 실린더내의 혼합개스를 강한 불꽃방전으로 완전연소를 시키는데 도움을 주어 출력의 증대와 매연의 감소와 엔진의 진동을 줄여준다.

또한 휴즈박스내에서 다른 전장품으로 번지려하는, 역으로 흐르는 잔류 역기전력의 흐름을 방지하고 이를 마이너스 차체로 바이패스하여 차량내의 모든 전자장비들이 역기전력(역기노이즈)의 피해를 받지 않고, 자신 성능의 100%를 발휘 할 수 있게 하여, 오토밋숀의 변속충격 완화, 오디오의 음질 상승,ECU의 올바른 제어능력향상을 이루게 하여준다.

도 1은 본 발명의 기술이 적용된 차량용 점화코일 안정화장치의 회로도이다.
*도면의 주요 부분에 사용된 부호의 설명
릴레이1: 인입전압8볼트∼16볼트에 작동하는 릴레이
릴레이2: 인입전압8볼트∼16볼트에 작동하는 릴레이
C1 : 고용량 전해콘덴서
C2 : 고용량 전해콘덴서
C3 : 중용량 전해콘덴서
C4 : 저용량 전해콘덴서
C5 : 저용량 마일러콘덴서
C6 : 저용량 마일러콘덴서
C7 : 미용량 마일러콘덴서
C8 : 미용량 마일러콘덴서
D1 : 피크파워 다이오드
D2 : FR시리즈다이오드
D3 : 쇼트키 다이오드
Con1 : 전선 연결 콘넥터
Con2 : 전선 연결 콘넥터
R1 : 시멘트 열 저항

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 구성과 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다. kee On시에 점화코일휴즈를 통해 점화코일로 인가되는 전원을 단락하여, Kee On시에 플라스14볼트의 전원이 나오는 쪽을 기점으로 하여 본 발명의 시작점으로 한다.

이 시작점에 인가되는 전원 Vcc1에 여러 용량의 콘덴서를 병렬 연결하여,고용량 전해콘덴서는 (C1,C2)점화코일및 각종 부하용 장치의 전원보강용으로 사용하며, 중용량과 저용량 전해콘덴서는(C3,C4) 저주파 노이즈 제거를 위해 사용하며, 저용량과 미용량 마일러콘덴서는 (C5,C6,C7,C8) 고주파노이즈를 제거하는데 사용한다.

이 여러용량의 콘덴서를 Vcc1에 연결하기 전에 초기방전에 의한 스파크를 제거 하기위해 열저항을(R1)거쳐서 충전되게 하며 이 충전된 전기가 점화2차코일 Vcc2로 가게 하는 과정에서 열저항(R1)만을 통과한 전기로는 점화2차코일에 충분한 작동 전압과 전류를 보내줄 수 없으며 이는 열저항(R1)의 과부하를 야기시켜 열저항(R1)이 단선되는 결과를 초래하여, 시동이 꺼지는 상태가 된다.

이에 본 발명은 열저항(R1)의 앞단에 인입되는 Vcc1의 전원을 릴레이1의 On단자와 릴레이 작동 단자+에 같이 연결하여, 열저항(R1)을 거쳐 유입된 Vcc1의 전기를 충전한 콘덴서(C1,C2,C3,C4)가 약8볼트이상 충전되었을 때 그 충전버퍼에 의해 릴레이1이 작동하게 설계하였으며, 이 릴레이1이 작동함으로 릴레이On단자에 대기 하고 있던, Kee On시 인입된 Vcc1의 전기가 콘덴서(C1,C2,C3,C4)를 완전 충전시키며 점화2차코일로(Vcc2) 유입되게 설계하였다.

또한, 릴레이2를 설계하여 본 회로의 콘넥터2(Con2)를 거쳐 외부전원보강용 콘덴서의 전원을 적접 점화코일로 유도 할 수 있게 하였다.

Kee On시 인입된 Vcc1의 전기가 릴레이1의 작동+단자와, 릴레이2의 작동+단자에 동시에 유입되게 함으로써 Kee On시 릴레이2도 연동 작동하여 외부의 전원을 끌어옴으로써, 점화코일에 보다 강하고, 안정된 전기를 유입할 수 있게 하였다.

이 과정에서 역류전기를 방지하기 위해 D3를 구성하였는데, 이는 외부의 고용량 콘덴서 제품이 완전방전된 상태가 되었을 때, Kee On시 인입되는 Vcc1의 전기가 릴레이2를 역으로 거쳐 외장콘덴서에 전기를 유입함 과 동시에 발생할 수 있는 스파크에 의한 차량내 전자장비의 고장을 미연에 방지하기 위한 설계이다.

Claims

통상 일반적 전압안정기(볼트스테빌라이져) 제품군들은 배터리의 플러스,마이너스에 단순 결합하는 방식인데, 이 같은 방식으로는 점화코일 휴즈를 통해 각 부위로 퍼져있는 역기전력을 상쇄시킬 수가 없다. 이에 본 발명은 최종 점화코일로 인가되는 곳의 전원을 취하여(F1또는 Con1) 콘텐서의 메인전원으로 사용하여 그 콘덴서용량 많큼(C1∼C8), 노이즈가 제거된 풍부하고 안정화된 전기를 점화코일에 공급하여 줌과 동시에 C1∼C8과 D2에 의해 점화코일에서 발생하는 역기전력을 차대로 바이패스 시켜 점화코일의 효율을 100% 발휘할 수 있게 하는 점화코일 안정화 회로의 구성이며, 이 구성에 대해 특허를 청구한다.
고용량 콘덴서의 경우 완전 방전된 상태에서는 그 내부가 쇼트상태이기 때문에 Kee On시에 직접 콘덴서로 전기가 유입되면,강한 스파크를 발생하여 스마트키를 고장내며, 심하면 ECU를 손상시킨다.
이에 본 발명은 Kee On시 유입되는 전압 Vcc1을 릴레이1의 On단자와 시멘트저항 R1에 우선 연결 후 시멘트저항 R1을 통과한 전기가 콘덴서로 유입되게 설계하여 콘덴서의 쇼트를 방지하고, 콘덴서의 버퍼가 8볼트이상 되어 쇼트가 일어나지 않는 시점에서 인입전압 8볼트∼16볼트에 작동하는 릴레이1을 구동하게 하여.
릴레이1 On단자에 대기하고 있던 Vcc1의 메인전원이 Vcc2로 합류하여 점화코일 전력보조용 콘덴서 C1∼C4와 노이즈방지용C5∼C8과,피크전압 바이패스를 위한 15볼트 피크다이오드 D1과, 코일의 역기전력제어용 D2를 거쳐 점화코일로 되돌아 인입되게 하는 회로의 구성이며,
이 구성에 대해 특허를 청구한다.
외장 콘덴서 제품군들을 사용하는 유저를 위해 외부 전원을 점화코일로 인가 할 수 있는 회로를 구성한다.
점화코일 Kee On시에 유입되는 전원 Vcc1에 의해 인입전압 8볼트∼16볼트에 작동하는 릴레이2가 연동 작동되어 릴레이2의 On 단자에 연결되어 있는 콘넥터2에 의해 Vcc3 전원이 인입되며, 이 전원은 역방향 다이오드 D3를 거쳐 릴레이1의 On단자와 합류하여 Vcc2와 합해져 점화코일로 인입되게 하는 회로의 구성이며, 특히 D3는 외장 콘덴서가 완전 방전되었을 때, Vcc1의 전원이 역으로 인가되어 콘덴서의 초기쇼트에 의한 스파크를 방지하기 위한 회로의 구성이다.
이 구성에 대해 특허를 청구한다.