KR950002637B1 - 이온전류검출장치 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

이온전류검출장치
제1도는 본 발명의 한 실시예를 나타내는 구성도.
제2도는 종래의 이온전류검출장치를 포함하는 내연기관용 점화장치를 나타내는 구성도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
9 : 이온전류검출유닛 10 : 검출신호처리부
11 : 비교기 14 : 직류전원
15, 22 : 저항기 21 : 컨덴서
본 발명은, 이온전류검출장치에 관한 것으로서, 특히 내연기관용 점화장치등에 사용되는 가장 우수한 이온전류검출장치에 관한 것이다.
제2도는 종래의 이온전류검출장치를 포함한 내연기관용 점화장치를 나타내는 구성도이다. 이 도면에 있어서, 1은 점화코일, 2는 이 점화코일(1)에 구동신호를 공급하는 스위치소자로서의 파워트랜지스터, 3은 파워트랜지스터(2)의 베이스에 접속된 점화시기제어용 컴퓨터유닛, 4는 캐소드가 점화코일(1)의 1차측에 접속된 역류방지용 다이오드, 5는 다이오드(4)의 애노드에 접속된 점화플러그, 6은 엔진연소실, 7은 엔전, 8은엔진(7)의 회전각을 검출하는 시그널제너레이터, 9는 내연기관의 연소상태를 검출하는 이온전류검출유닛, 10은 이 이온전류검출유닛(99)내에 접속된 검출신호처러부, 11은 이 검출신호처리부(100)의 전단에 접속되어 이온전류에 대응한 전압과 기준전압을 비교하는 비교기이고, 검출신호처리부(10)과 비교기(11)는 신호처리수단을 구성한다. 12, 13은 기준전압을 형성하기 위한 저항기, 14는 바이어스전압을 발생시키는 마이너스직류전원 15는 이 직류전원(14)에 직렬접속되고, 검출된 이온전류를 전압신호로 변환시키는 변환수단으로서의 저항기, 16은 이온전류검출용 다이오드, 17은 이온전류경로, 18은 점화플러그(5)에 설치된 이온전류검출전극, 19는 이온전류검출유닛(9)에 의한 이온전류검출신호, 20은 점화코일(1)의 2차측에 발생되는 점화용고전압(마이너스전압)이다. 또, 비교기(11)의 반대쪽 입력단에 인가되는 기준전압 V1은 전원전압을 Vcc, 접속점 B의 전압을 V0, 저항기(12),(13)의 저항치를 각각 R1, R2라 할 때 다음 식으로 주어진다.
V1=Vo+(Vcc-Vo)·R2/(R1+R2)
다음에는, 제2도에 나타내어진 종래의 이온전류검출장치를 포함하는 내연기관용 점화장치의 동작에 대해 설명한다. 점화시기를 결정하기 위해 컴퓨터유닛(3)에서 발생한 신호에 의해 점화코일을 구동하는 스위치로서 파워트랜지스터(2)가 스위치작용을 한다. 이때 점화코일(1)에는 마이너스의 고전압(20)이 발생하고, 이 고전압은 다이오드(4)를 통해서 점화플러그(5)에 공급되어 엔진연소실(6)내의 혼합가스에 착화시킨다. 이때 고전압(20)은 마이너스이므로 이온전류검출유닛(9)에 대해서는 영향을 주지 않는다. 연소시 엔진연소실(6)내에서 이온이 발생하면, 직류전원(14)에 의해 이온전류 검출플러그(1B)이 마이너스 전압으로 바이어스되어 있으므로 이온전류경로(17)을 통해서 이온전류가 이온전류검출유닛(9)로 흘러 들어가고, 저항기(15)의 양단에 전압이 발생한다. 이 전압은 비교기(11)의 한쏙 입력단에 공급되고 기준전압 V1과 비교된다. 그리하여 저항기(15)에 발생한 전압 즉 접속점 A의 전압 V2가 V2＞V1로 되면 비교기(11)에 의해 신호가 출력되고, 검출신호처리부(10)에서 처리되어서 이온전류검출신호(19)로서 컴퓨터유닛(3)으로 전송된다. 컴퓨터유닛(3)에 있어서는 시그널제너레이터(8)에 의해 내연기관의 회전각이 검출되고 있으므로, 각 기통에 있어서 정상적으로 연소작용이 진행되고 있는지 여부가 이온전류검출신호(19)에 의해 알 수 있다.
종래의 이온전류검출장치는 이상과 같이 구성되어 있으므로, 장시간운전에 의해 이온전류검출전극(18)에 카본 등이 부착하게 되면 항상 마이너스의 바이어스전압이 걸려 있기 때문에 근소하나 직류의 누설전류가 직류전원(14)에서 전극(18)에 대해 흐른다.
이렇게 되면 저항기(15)의 양단에 항시 전위차가 발생되게 되고 항상 V2＞V1의 관계가 성립되며, 비교기(11)은 이온전류의 유무와 관계없이 신호를 발생시키는 오동작을 일으키게 되므로 신뢰성이 악화하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 카본부착 등으로 점화플러그가 오손될 경우라도 신뢰도 높은 이온전류검출신호를 출력하는 이온전류검출장치를 얻는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 관한 이온전류검출장치는 이온전류검출용 전극에 바이어스 전압을 공급하는 전원과, 상기 전극과 상기 전원 사이에 접속되어 이온전류를 전압신호로 변환시키는 변환수단과, 이 변환수단에 접속되고 변환출력에서 교류성분을 추출하는 교류결합수단과, 이 교류결합수단에 접속되고 이 결합수단의 출력과 기준치를 비교하여 이온전류검출신호를 얻는 신호처리수단을 갖춘 것이다.
본 발명에 있어서는, 교류결합수단에 의해 이온전류검출전극이 오손에 따른 직류누설전류를 제외시킨 이온전류에 관련된 교류성분만을 추출하여 다음단의 신호처리수단으로 전달한다.
다음에는, 본 발명의 한 실시예인 내연기관용 점화장치에 적용된 경우의 예를 도면과 같이 설명한다. 제1도는 본 발명의 한 실시예를 나타내는 구성도이고, 1-20은 상술한 바와같은 내용이다. 이 실시예에 있어서는 접속점 A와 비교기(11)의 한쏙 입력단 컨덴서(21)을 접속하고, 접속점 C와 대지 사이에 저항기(22)를 접속시켰다. 컨덴서(12)과 저항기(22)는 교류결합수단을 구성하고, 이 수단에 의해 저항기(15)의 양단에 교류성분만이 비교기(12)에 전달되고, 직류성분이나 이온전류신호와 관계없이 저주파수의 전압성분은 제거된다.
다음에는, 제1도에 나타나 있는 본 발명의 한 실시예의 동작에 대해 설명한다. 점화시기에 컴퓨터유닛(3)에서 발생된 신호에 의해 파워트랜지스터(2)는 점화코일(1)을 구동시키는 스위치로서 작용한다.
이때 점화코일(1)에 발생한 마이너스의 고전압(20)은 다이오드(4)를 통해서 점화플러그(5)에 공급되어 엔진연소실(6)내의 혼합가스를 착화시킨다. 이때 고전압(20)은 마이너스전압이므로 이온전류검출유닛(9)에는 영향을 주지 않는다. 연소시 엔진연소실(6)내에서 이온이 발생하면, 이온전류검출전극(18)이 직류전원(14)에 의해 마이너스전압으로 바이어스되어 있으므로 이온전류경로(17)를 통해서 이온전류가 이온전류검출유닛(9)로 흐르고 저항기(15)의 양단에 전압이 발생한다. 이 전압은 컨덴서(21) 및 저항기(22)로 이루어진 교류결합수단을 통해서 비교기(11)의 한쪽의 입력단에 공급되고, 기준전압 V1과 비교된다.
그리고, 여기서 저항기(15)에 발생한 전압 즉 접속점 A의 전압 V2가 V2＞V1의 관계로 되면 비교기(11)에서 신호가 출력되고, 검출신호처리부(10)에서 처리되어 이온전류검출신호(19)로서 컴퓨터유닛(3)으로 전송된다.
컴퓨터유닛(3)에서는, 시그널제너레이터(8)에 의해 내연기관의 회전각을 검출하고 있으므로, 각 기통에 있어서 정상적인 연소가 일어나고 있는지 여부를 이온전류검출신호(19)에 의해 알 수 있다. 이때 이온전류검출전극(18)의 카본부착등에 의해 직전원(14)으로부터 전극(18)로 직류누설 전류가 흘러서 저항기(15)의 양단에 진압이 발생하더라도, 이 전압성분은 컨덴서(21)에 의해 저지되고, 비교기(11)으로 공급되는 일은 없으므로 비교기(11)이 오동작하는 일은 생기지 않는다.
이상에서 설명한 바와같이, 본 발명에 있어서는 이온직류검출전극(18)에 바이어스전압을 공급하는 전원과, 상기 전극과 상기 전원 사이에 접속되고, 이온전류를 전압신호로 변환하는 변환수단과, 이 변환수단에 접속되고, 변환출력에서 교류성분을 추출하는 교류결합수단과, 이 교류결합수단에 접속되고 이 결합수단의 출력과 기준치를 비교해서 이온전류검출신호를 얻는 신호처리수단을 갖추었으므로, 카본부착등에 의한 점화플러그(이온전류검출전극)가 오손되었을 경우에도 신뢰도 높은 이온전류검출신호를 출력할 수 있는 이온전류검출장치를 얻을 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 내연기관(7)의 연소실(6)내에 설치되고, 이 내연기관(7)이 연소시에 생기는 이온을 검출하는 이온전류검출용전극(18)에 바이어스전압을 공급하는 전원(14)와, 상기 이온전류검출용전극(18)과 상기 전원(14) 사이에 설치되고, 이온전류를 전압신호로 변환하는 변환수단(15)와, 이 변환수단(15)에 접속되고, 변환된 전압신호로부터 교류성분을 추출하는 교류결합수단(21),(22)와, 이 교류결합수단(21),(22)에 접속되고, 이 출력과 기준치를 비교해서 이온전류검출신호를 얻는 신호처리수단(10),(11)을 갖춘 것을 특징으로 하는 이온전류검출장치.
  2. 제1항에 있어서, 이온전류검출용전극(18)은, 점화플러그의 전극임을 특징으로 하는 이온전류검출장치.
KR1019910017646A 1990-10-12 1991-10-08 이온전류검출장치 KR950002637B1 (ko)

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