KR940005456B1 - 크랭크각센서내장배전기 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

크랭크각센서내장배전기
제1도는 이 발명의 한 실시예를 표시하는 단면도.
제2도는 제1도내의 크랭크각센서유닛을 상세히 표시하는 단면도.
제3도는 제2도내의 수광(受光)IC를 상세히 표시하는 회로도.
제4도는 제2도내의 수광IC의 다른 예를 표시하는 회로도.
제5도는 종래의 크랭크각센서내장배전기를 표시하는 단면도.
제6도는 제4도내의 크랭크각센서유닛을 상세히 표시하는 단면도.
제7도는 제5도내의 수광 IC를 상세히 표시하는 회로도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
3 : 전극판 4 : 전원전극
5 : 방전전극 6 : 회전원판
7A : 크랭크각센서유닛 11 : LED
12 : 수광소자 10, 10A : 수광IC
28 : 비교기
이 발명은 자동차엔진등의 내연기관제어장치에 사용되는 크랭크각센서내장배전기에 관해, 특히 노이즈 내량을 향상시켜 신뢰성을 향상함과 동시에 코스트다운 및 소형화를 실현시킨 크랭크각센서내장배전기에 관한 것이다.
종래로부터 자동차엔진등의 내연기관제어장치에 있어서는 각기통의 기준크랭크위치에 대응한 기준신호를 발생하는 크랭크각센서와 각기통에 점화용 고전압을 분배하는 배전기가 사용되어 왔고 이들은 동일회전샤프트에 설치되어, 크랭크각센서내장배전기를 구성하고 있다.
제5도는 종래의 크랭크각센서내장배전기를 표시하는 단면도이다. 도면에서, 1은 크랭크축에 대응한 회전샤프트, 2는 회전샤프트(1)의 베어링, 3은 회전샤프트(1)의 상단부에 절연되어 설치된 고전압배전용 전극판, 4는 전극판(3)의 중심측 일단에 접촉해서 고전압을 공급하는 전원전극, 5는 전극판(3)의 외주측의 타단에 대향 배치된 기통마다의 방전전극이다. 6은 기통마다의 기준크랭크위치에 대응한 슬릿(도면에 표시않음)가 설치된 회전원판 7은 회전원판(6)의 슬릿에 대향하도록 설치된 크랭크각센서유닛, 8은 크랭크각센서유닛(7)를 전자노이즈로부터 보호하기 위한 실드커버, 9는 크랭크각센서유닛(7)을 정전노이즈로부터 보호하기 위한 실드커버이다.
제6도는 제5도내의 크랭크각센서유닛(7)를 상세히 표시하는 단면도이고, 11은 LED, 12는 회전원판(6)을 끼고 LED(11)와 대향배치된 포토다이오드 즉 수광소자, 13은 파형정형회로를 구성하는 하이브리드 IC(이하 HIC)이고, HIC상에는 회로의 대부분을 구성하는 모노리식(monolithic)IC(이하 MIC) 13A가 설치되어 있다. 14는 수광소자(12)와 (13)을 접속하는 리드전극, 15는 HIC(13)의 출력신호를 외부로 끌어내는 리드전극이다.
제7도는 제6도내의 HIC(13)을 상세히 표시하는 회로도이고 21은 직류전원, 22는 직류전원(21)과 LED(11)사이에 삽입된 LED 구동용 저항기, 23은 직류전원(21)과 HIC(13)간에 삽입된 저항기이다. LED(11)은 저항기(22)와 접지간에 순방향으로 삽입되어 있다. 24는 HIC(13)의 출력신호 Vo를 풀업(pull up)하는 저항기, 25는 저항기(23)를 통해서 전원(21)에 접속된 정전압회로 즉 제너다이오드, 26은 수광소자(12)의 아노드와 접지간에 삽입된 부하저항기, 27은 부하저항기(26)에 병렬로 접속된 노이즈억제용 콘덴서, 28은 수광소자(12) 및 부하저항기(26)의 접속점의 전압 VD를 기준전압 VR과 비교하는 비교기이다. 수광소자(12)의 캐소드는 제너다이오드(25)의 캐소드에 접속되어 있다. 또 부하저항기(26) 및 비교기(28)는 수광소자(12)의 수광신호를 구형파로 하기 위한 파형정형회로를 구성하고 있다.
다음으로 제5도∼제7도를 참조하면서 종래의 크랭크각센서내장배전기의 동작에 대해 설명한다. 배전기를 구성하는 회전샤프트(1)상의 전극판(3)은, 중심부에서 전원전극(4)의 선단부와 접촉하면서 회전하고, 또 외주단부에서 각기통마다의 방전전극(5)과 순차로 대향해서 각 방전전극(5)에 대해 방전시킴으로서 고전압을 순차로 절환시키면서 공급한다.
또 LED(11)은 직류전원(21)에 의해 구동되어 발광하고 회전원판(6)의 슬릿을 통해서 LED(11)에 대향 배치된 수광소자는 슬릿의 선단부에서 상승하고 후단부에서 하강하는 수광신호를 생성한다. HIC(13)은 수광신호를 파형정형해서 이것으로 인해 얻어지는 구형파의 출력신호 Vo를 기준신호로 외부에 출력한다. 즉 비교기(28)은 부하저항기(26)의 일단의 전위 VD를 기준전압 VR와 비교해서 수광소자(12)의 수광신호를 구형파로 파형정형해 출력신호 Vo로 한다.
이와같이 각기통의 점화플러그는 방전전극(5)을 통해서 배전기로부터 급전되고 출력신호 Vo에 의해 실제의 점화타이밍이 제어된다.
이때 수광소자(12)로부터 HIC(13)까지의 거리가 길고 수광신호에 노이즈가 중첩되기 쉽기 때문에 자성재료로 형성되고 또 전기적으로 접지된 실드커버(8) 및 (9)가 설치되어 있다. 즉 전극판(3)의 선단부와 방전전극(5) 사이에 방전이 되면, 배전기측으로부터 전자노이즈 및 정전노이즈가 중첩되나 이것을 실드커버(8)가 방지한다. 또 통상 회전샤프트(1)는 접지되어 있으나, 회전중에 접지로부터 뜨게되는 경우, 배전시의 고전압이 회전샤프트(1)에 유도된다. 따라서 회전샤프트(1)의 고전압이 정전노이즈로서 중첩되나, 이것을 실드커버(9)가 방지한다.
그러나 수광소자(12)로부터의 수광신호가 미약하고 수광소자(12)와 HIC(13)상에 설치된 부하저항기(26)과의 접속은 리드전극(14)으로 이뤄지기 때문에 IC상의 접속패턴에 비해 제법 큰 면적을 갖는다.
따라서 상당히 노이즈가 중첩되기 쉽고 이것을 방지한다는 것은 곤란하다. 만약 노이즈가 중첩되어서 기준전압 VR를 초과하면, 비교기(28)이 오동작해 점화제어의 신뢰성이 열화되어 버린다.
또 이와같이 노이즈 내량이 작아지면 배전부와 크랭크각센서유닛(7)간의 거리를 짧게 할수 없어 배전기전체를 소형화할 수도 없다.
종래의 크랭크각센서내장배전기는 이상과 같이 수광소자(12)와 HIC(13)사이가 길고 또 리드전극으로 형성되어 있기 때문에 노이즈 내량이 적고 신뢰성이 낮으며 소형화 및 코스트다운을 실현시킬 수 없다는 문제점이 있었다.
이 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 된 것으로 노이즈 내량을 향상시켜 신뢰성을 향상시킴과 동시에, 소형화 및 코스트다운을 실현한 크랭크각센서내장배전기를 얻는 것을 목적으로 하고 있다.
이 발명에 관한 크랭크각센서내장배전기는 수광소자와 파형정형회로를 같은 Si칩내에 혼재시킨 수광 IC를 구비한 것이다.
이 발명에 있어서는 리드전극이 불필요하므로 노이즈 내량을 향상시켜 실드커버를 없애는 동시에 배전부와의 거리를 짧게 한다.
이하 이 발명의 한 실시예를 도면에 따라 설명한다.
제1도는 이 발명의 한 실시예를 표시하는 단면도, 제2도는 제1도내의 크랭크각센서유닛을 상세히 표시하는 단면도, 제3도는 제2도내의 수광IC를 상세히 표시하는 회로도이고, 7A는 크랭크각센서유닛(7)에 대응해 있고, 10은 수광IC를 표시한다. (1)-(6), (11), (12), (15), (21)-(26) 및 (28)은 전술과 같은 것이다.
이때 고전압배전동작 및 출력신호 Vo의 생성동작은 전술한 바와 같으나 수광소자(12)는 수광IC(10)에 일체가 되어 내장되어 있고, 종래에 있어서 실드커버(8)(9) 및 노이즈 억제용콘덴서는 불필요하게 되어 있다.
즉 수광소자(12)와 수광IC(10)간을 접속하는 리드전극이 IC칩상에서 극히 미세화되기 때문에, 노이즈 내량이 대폭적으로 향상하고 신뢰성도 향상되며 배전부와 크랭크각센서유닛(7A)간의 거리를 작게할 수 있다.
따라서 제1도에서 명백한 바와 같이 배전기전체가 소형이 되어 코스트다운이 실현되는 동시에 수광IC(10)로부터는 오동작을 방지한 고정도의 출력신호 Vo를 생성할 수가 있다.
제4도는 상기 실시예에 있어서 수광 IC의 다른 예를 표시한다. 도면에서 수광IC는 부하저항기(26), 비교기(28) 및 출력트랜지스터(15)로 구성된 파형정류회로와 수광소자와 함께 LED(11)에 접속되고 LED(11)을 정전류로 구동하기 위한 정전류회로를 내장한 것이다.
이 정전류회로는, 전원(21)과 접지간에 직렬접속되어서 접속점으로부터 기준전압 Vr를 발생하는 분압저항기(16a) 및 (16b)와 상기 기준전압 Vr가 비반전입력단자(+)에 인가되는 오피앰프(OP-Amplifier)(17)과 이 오피앰프(17)의 반전입력단자(-)에 에미터가 접속되어, LED(11)의 캐소드에 코렉터가 접속되어 오피앰프(17)의 출력단자에 베이스가 접속된 LED 구동용 트랜지스터(18)와 이 트랜지스터(18)의 에미터와 접지간에 삽입되어 일단의 전압 VD가 검출전류에 대응해서 오피앰프(17)의 반전입력단자(-)에 인가하는 LED검출용 저항기(19)로 구성되어 있다.
다음에 제4도에 표시한 수광IC의 동작에 대해 설명한다. 또 출력신호 Vo의 생성동작은 전술과 같다.
이때 전원전압 VB가 인가되어 LED(3)에 전류 I3가 흐르면, 이 LED전류 I3는 저항기(19)에 의해 검출되어 오피앰프(17)의 반전입력단자(-)에 인가된다. 오피앰프(17)는, 저항기(19)로부터의 검출전압 VD를 기준전압 Vr과의 차에 따른 전압을 출력하고 트랜지스터(18)을 구동시킨다.
따라서 저항기(19)의 저항치를 R19라 하면
LED전류 I3는
I3=Vr/R19........................................................(1)
이 된다. 이때 기준전압 Vr는,
Vr=Vc·RB/RA
로 표시된다. 단, RA는 분압저항기(16a) 및 (16b)의 각 저항치의 합, RB는 분압저항기(16b)의 저항치이다.
일반적으로, 저항치의 차는 무시할 수 있으므로, (1)식에서 LED전류 I3는 LED(11)의 순방향전압 VB의 변동에 영향받지 않고 안정화되어 저항기(22)같은 외부소자가 필요치 않으며 오동작을 방지한 고정밀도의 출력신호 Vo를 얻을 수 있다.
이상과 같이 이 발명에 의하면, 수광소자를 수광IC에 내장시켜 리드전극이 불필요하며 노이즈 내량을 향상시켰으므로, 실드커버가 불필요가 동시에 배전부와의 거리를 짧게 할 수 있어 신뢰성을 향상시킴과 동시에 소형화 및 코스트다운을 실현시킨 크랭크각센서내장배전기를 얻을 수 있는 효과가 있다.
또 이 발명에 의하면, LED에 접속된 정전류회로를 부가해서 수광IC내의 정전류 회로에 의해 LED전류를 제어하도록 하였으므로 외부소자를 사용하지 않고 LED의 발광출력을 안정화시킨 수광IC를 얻을 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

  1. LED 및 수광소자를 포함하는 크랭크각센서와, 파형정형회로를 집적화한 IC를 내장한 크랭크각센서내장배전기에 있어서, 상기 수광소자와 파형정형회로를 동일 Si칩상에 혼재시킨 수광IC를 구비해서 되는 것을 특징으로 하는 크랭크각센서내장배전기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 수광IC는 상기 수광소자에 대향하는 LED에 접속된 정전류회로를 내장하는 것을 특징으로 하는 크랭크각센서유닛.
KR1019910020604A 1990-11-27 1991-11-19 크랭크각센서내장배전기 KR940005456B1 (ko)

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