KR100349843B1 - 디젤 엔진 차량의 흡기 예열 방법 - Google Patents

Abstract

배터리의 과도한 방전을 방지함과 동시에 배터리 상태와 엔진의 워밍업 상태에 따라 능동적인 흡기 예열 시간 제어가 가능하도록 하기 위하여, 차량의 시동을 위한 사용자의 이그니션 키 신호가 있을 경우, 엔진 실린더로 흡입되는 공기의 온도에 따라 흡기 예열 시간을 설정하고, 배터리 전압을 분석하여 배터리 충전 상태에 흡기 예열 시간을 설정하고, 엔진 워밍업 상태에 따라 흡기 예열 시간을 설정한 후, 흡기온 온도, 배터리 충전 상태 및 엔진 워밍업 상태에 따라 각각 설정된 흡기 예열 시간에 일정 비율의 비중을 두고, 그 비중에 따른 각 흡기 예열 시간을 합하여 엔진 시동전까지의 최종 흡기 예열 시간을 설정한 다음, 최종 흡기 예열 시간 동안 릴레이 구동을 통해 배터리 전원이 예열 히터에 공급되도록 하여 흡입 공기를 예열하는 것으로, 디젤 엔진 차량의 초기 기동을 쉽게 하기 위한 예열 시간을 흡기온도, 배터리 충전 상태 및 엔진 워밍업 상태에 따라 능동적으로 제어함으로써, 배터리 에너지의 과도한 소모를 방지함과 동시에 디젤 엔진 차량의 흡입 공기 예열 성능을 향상시키며, 특히 차량의 재시동시 엔진 워밍업 상태에 따라 흡입 공기 예열 시간을 설정함으로써 불필요한 배터리 에너지 소모를 방지할 수 있을 뿐만 아니라 불필요한 예열 히터의 동작을 방지하여 히터 코어의 수명을 증대시킨다.

Description

디젤 엔진 차량의 흡기 예열 방법{METHOD FOR HEATING IN-TAKE AIR OF DIESEL ENGINE VEHICLES}

본 발명은 디젤 엔진을 장착한 차량에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 디젤 엔진 차량에서의 흡기 예열 방법에 관한 것이다.

일반적으로 흡기 예열 장치는 디젤 엔진을 장착한 차량에서 초기 기동을 쉽게 하기 위하여 흡입 공기를 가열하는 장치로서, 연소실내의 공기를 직접 예열하는 예열 플러그식과 실린더에 흡입되는 공기를 미리 예열하는 흡기 가열식이 있다.

이러한 예열 장치는 기본적으로 열선식 히터(heater)로 구성하며, 초기 시동시 배터리 전원에 의해 히터를 동작시키고 있다.

그러면, 도 3과 도 4를 참조하여 종래 디젤 엔진 차량의 흡기 예열 장치 및 그 방법을 설명한다.

도 3에서 알 수 있는 바와 같이 종래 디젤 엔진 차량의 흡기 예열 장치는 차량을 시동하기 위한 사용자의 스위칭 조작에 따른 키 신호를 출력하는 이그니션 스위치(1)와, 엔진 내부로 흡입되는 공기의 온도를 검출하는 흡기온 센서(2), 각 부하에 전원을 공급하는 배터리(B), 배터리(B) 전원에 의해 동작되며 이그니션 스위치(1)와 흡기온 센서(2)의 신호에 따라 흡입 공기를 예열하기 위한 신호를 출력하는 제어부(3), 제어부(3)의 신호에 따라 스위칭 되어 배터리(B) 전원을 공급하는 릴레이(RY),릴레이(RY)로부터 공급되는 배터리(B) 전원에 의해 흡입 공기를 예열하는 예열 히터(H)로 이루어진다.

이와 같이 구성된 종래 디젤 엔진 차량의 흡기 예열 장치는 초기 디젤 엔진 차량을 시동하기 위하여 사용자가 이그니션 스위치(1)를 조작하여 키 신호를 인가하면, 배터리(B) 전원에 의해 동작되는 제어부(3)는 흡기온 센서(2)로부터 인가되는 신호를 분석하여 흡입 공기의 온도를 검출한다. 그리고, 도 4의 b와 같이 흡기 온도에 의해 설정된 흡입 공기를 예열하기 위한 시간 데이터에 따라 흡입 공기를 예열하기 위하여 소정의 제어 신호로 릴레이(RY)를 구동한다.

그러면, 릴레이(RY)의 구동에 따라 예열 히터(H)에 배터리(B) 전원이 공급되어 흡입되는 공기를 예열하여 디젤 엔진 차량의 초기 기동을 쉽게 한다. 이때, 예열 히터(H)에는 100A(ampere) 내지 200A의 전류가 공급되며, 제어부(3)의 릴레이(RY) 구동에 따라 예열 히터(H)에 배터리(B) 전원이 공급되는 시간은 이그니션 스위치(1)의 신호가 인가된 후 엔진 시동전까지의 30초와 엔진 시동 후 설정된 시간이다.

이와 같은 종래 디젤 엔진 차량의 흡기 예열 장치 및 그 방법은 검출되는 흡기 온도에 따라 설정된 일정한 시간 흐름에 의해 일방적인 제어를 실시하므로 배터리 전원의 소모가 많으며, 흡기 예열을 위해 예열 히터에 대전류를 통전 공급하므로 배터리 과방전시에는 엔진 시동이 불가능하게 되는 경우가 발생한다.

또한, 엔진 워밍업(warming-up) 상태와 무관하게 재시동시에도 초기 시동과 같은 방법에 의해 히터를 동작시키지만, 이때에는 흡기 히팅 시간에 의해 시동에 큰 영향을 미치지 않을 뿐만 아니라 불필요한 히터 전류가 공급되어 히터 코어의 수명을 단축시키게 된다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 그 목적은 배터리의 과도한 방전을 방지함과 동시에 배터리 상태와 엔진의 워밍업 상태에 따라 능동적인 흡기 예열 시간 제어가 가능하도록 하는 디젤 엔진 차량의 흡기 예열 방법을 제공하는 데 있다.

도 1은 본 발명에 따른 디젤 엔진 차량의 흡기 예열 장치를 개략적으로 도시한 블록 구성도이고,

도 2는 본 발명에 따른 디젤 엔진 차량의 흡기 예열 방법을 도시한 동작 순서도이고,

도 3은 종래 디젤 엔진 차량의 흡기 예열 장치를 개략적으로 도시한 블록 구성도이고,

도 4는 디젤 엔진 차량의 흡기 예열 장치에 의한 흡기 예열 시간을 도시한 것으로, a는 본 발명에 따른 흡기 예열 시간, b는 종래의 흡기 예열 시간을 도시한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 차량의 시동을 위한 사용자의 이그니션 키 신호가 있을 경우, 엔진 실린더로 흡입되는 공기의 온도에 따라 흡기 예열 시간을 설정하는 단계와, 배터리 전압을 분석하여 배터리 충전 상태에 흡기 예열 시간을 설정하는 단계와, 엔진 워밍업 상태에 따라 흡기 예열 시간을 설정하는 단계와, 상기 흡기온 온도, 배터리 충전 상태 및 엔진 워밍업 상태에 따라 각각 설정된 흡기 예열 시간에 일정 비율의 비중을 두고, 그 비중에 따른 각 흡기 예열 시간을 합하여 엔진 시동전까지의 최종 흡기 예열 시간을 설정하는 단계와, 상기 최종 흡기 예열 시간 동안 릴레이 구동을 통해 배터리 전원이 예열 히터에 공급되도록 하여 흡입 공기를 예열하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 설명한다.

도 1 은 본 발명에 따른 디젤 엔진 차량의 흡기 예열 장치를 개략적으로 도시한 블록 구성도로, 이그니션 스위치(10)와 흡기온 센서(11), 엔진 블록 온도 센서(12), 배터리(B), 제어부(13), 릴레이(RY), 예열 히터(H)로 이루어진다.

이그니션 스위치(10)는 차량을 시동하기 위한 사용자의 스위칭 조작에 따른 키 신호를 출력한다.

흡기온 센서(11)는 엔진 내부로 흡입되는 공기의 온도를 검출한다.

엔진 블록 온도 센서(12)는 엔진 실린더 내부 온도를 파악하기 위한 것으로, 엔진 블록의 표면 온도를 검출한다.

배터리(B)는 각 부하에 전원을 공급한다.

제어부(13)는 배터리(B) 전원에 의해 동작되며, 이그니션 스위치(10), 흡기온 센서(11), 엔진 블록 온도 센서(12) 및 배터리(B)의 전압 상태에 따라 흡기를 능동적으로 예열하기 위한 제어 신호를 출력한다.

릴레이(RY)는 제어부(13)의 제어 신호에 따라 스위칭 되어 배터리(B) 전원을 공급한다.

예열 히터(H)는 릴레이(RY)로부터 공급되는 배터리(B) 전원에 의해 흡입 공기를 예열한다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 디젤 엔진 차량의 흡기 예열 방법을 도 2와 도 4를 참조하여 상세히 설명한다.

디젤 엔진 차량을 시동하기 위하여 사용자가 이그니션 스위치(10)를 조작하여 키 신호를 인가하면(S11), 배터리(B) 전원에 의해 동작되는 제어부(13)는 흡기온 센서(11)로부터 인가되는 신호를 분석하여 흡입 공기의 온도를 검출한다(S12). 그리고, 검출된 흡기 온도에 따라 초기 기동을 쉽게 하기 위하여 흡입 공기를 예열하기 위한 1차 예열 시간을 설정한다(S13). 이때, 1차 예열 시간은 일례로 흡기온이 -20℃일 경우에는 30초로 설정하며, 이때 1차 예열 시간은 전체 예열 시간의 50% 비중이 되도록 한다.

그리고, 제어부(13)는 배터리(B) 전압을 분석하여 배터리 충전 상태가 설정값 바람직하게는 75% 이상 충전인지의 여부를 분석하여(S14), 흡입 공기를 예열하기 위한 2차 예열 시간을 설정한다(S15). 이때, 2차 예열 시간은 일례로 배터리 충전 상태가 75% 이상이면 30초로, 그렇지 않으면 20초로 설정하며, 이때, 2차 예열 시간은 전체 예열 시간의 30% 비중이 되도록 한다.

그리고, 제어부(13)는 엔진 블록 온도 센서(12)로부터 인가되는 신호를 분석하여 엔진 블록의 온도(실린더 내부 온도), 즉 엔진의 워밍업 상태를 검출하여(S16), 흡입 공기를 예열하기 위한 최종 예열 시간을 설정한다(S17). 이때, 최종 예열 시간은 일례로 엔진 블록의 온도가 0℃ 이상인지의 여부를 판단하여, 0℃ 이상이면 최종 예열 시간을 5초 축소하며, 그렇지 않으면 동일 예열 시간으로 설정하며, 엔진 워밍업 상태에 따른 시간은 전제 예열 시간의 20% 비중이 되도록 한다.

이와 같은 방법에 엔진 시동을 위한 키 신호 후, 엔진 시동전까지 30초의 시간동안 흡기온도, 배터리 충전 상태, 엔진 워밍업 상태에 따라 각 설정된 비중에의해 엔진 시동전까지 흡입 공기를 예열하기 위한 최종 예열 시간을 산출한다(S17). 이때, 설정된 예열 시간은 도 4의 a와 같이 되며, 일례로 1차 예열 시간이 30초이며, 2차 예열 시간이 20초, 최종 예열 시간이 5초 축소일 경우에는 (30×0.5) + (20×0.3) + (-5×0.2) = 20 와 같은 방법에 의해 엔진 시동전까지의 예열 시간을 20초로 산출하며, 각 예열 시간의 설정은 초기 흡기 온도에 따라 설정된 예열 시간을 기준으로 한다.

이와 같이 최종 예열 시간이 설정되면, 제어부(13)는 제어 신호를 통해 설정된 시간동안 릴레이(RY)를 스위칭시켜 배터리(B)의 전원이 예열 히터(H)에 공급되도록 하여 디젤 엔진 차량의 초기 기동을 쉽게 한다(S18).

이와 같이 본 발명은 디젤 엔진 차량의 초기 기동을 쉽게 하기 위한 예열 시간을 흡기온도, 배터리 충전 상태 및 엔진 워밍업 상태에 따라 능동적으로 제어함으로써, 배터리 에너지의 과도한 소모를 방지함과 동시에 디젤 엔진 차량의 흡입 공기 예열 성능을 향상시키며, 특히 차량의 재시동시 엔진 워밍업 상태에 따라 흡입 공기 예열 시간을 설정함으로써 불필요한 배터리 에너지 소모를 방지할 수 있을 뿐만 아니라 불필요한 예열 히터의 동작을 방지하여 히터 코어의 수명을 증대시킬 수 있다.

Claims (5)

1. 삭제
2. 차량의 시동을 위한 사용자의 이그니션 키 신호가 있을 경우, 엔진 실린더로 흡입되는 공기의 온도에 따라 흡기 예열 시간을 설정하는 단계와;

   배터리 전압을 분석하여 배터리 충전 상태에 흡기 예열 시간을 설정하는 단계와;

   엔진 워밍업 상태에 따라 흡기 예열 시간을 설정하는 단계와;

   상기 흡기온 온도, 배터리 충전 상태 및 엔진 워밍업 상태에 따라 각각 설정된 흡기 예열 시간에 일정 비율의 비중을 두고, 그 비중에 따른 각 흡기 예열 시간을 합하여 엔진 시동전까지의 최종 흡기 예열 시간을 설정하는 단계와;

   상기 최종 흡기 예열 시간동안 릴레이 구동을 통해 배터리 전원이 예열 히터에 공급되도록 하여 흡입 공기를 예열하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진 차량의 흡기 예열 방법.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 배터리 충전 상태에 흡기 예열 시간을 설정하는 단계에서, 배터리 충전 상태는 배터리가 75% 충전일 때를 기준으로 판단하는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진 차량의 흡기 예열 방법.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 엔진 워밍업 상태에 따라 흡기 예열 시간을 설정하는 단계에서, 엔진 워밍업 상태는 엔진 블록의 온도가 0℃일 때를 기준으로 판단하는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진 차량의 흡기 예열 방법.
5. 제 2 항에 있어서, 상기 배터리 충전 상태에 흡기 예열 시간을 설정하는 단계와 상기 엔진 워밍업 상태에 따라 흡기 예열 시간을 설정하는 단계에서, 흡기 예열 온도의 설정은 상기 흡입되는 공기의 온도에 따라 설정된 흡기 예열 시간을 기준으로 하는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진 차량의 흡기 예열 방법.