KR100380069B1 - 디젤 엔진의 예열플러그 제어방법 - Google Patents

디젤 엔진의 예열플러그 제어방법 Download PDF

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Abstract

예열플러그 전원 공급을 정밀하게 제어함으로써 불필요한 전력소모를 줄이고, 배터리의 잔류량이 부족한 경우에는 제어로직을 일시 중단함으로써 엔진 스톨(stall)을 막을 목적으로, 엔진 시동단계를 크랭킹 단계 및 아이들링 단계를 구분하여 상기 예열플러그에 공급되는 전원을 제어하며, 아이들링 상태로 성공적으로 진입한 후에도, 연료 분사량, 엔진 회전수 및 냉각수온에 기초하여 비정상적인 엔진 상태로 진입하게 되는 경우에는 예열플러그를 작동시킴으로써, 엔진의 시동 전후에 걸쳐 예열플러그를 제어하며, 제어 도중 배터리 전압이 낮은 경우에는 제어단계를 일시 중지하는 방법을 제공한다.

Description

디젤 엔진의 예열플러그 제어방법{A METHOD FOR CONTROLLING GLOW PLUGS FOR DIESEL ENGINE}
본 발명은 예열플러그 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 크랭킹 단계 및 아이들링 단계를 구분하여 상기 예열플러그에 공급되는 전원을 제어하며, 아이들링 상태로 성공적으로 진입한 후에도, 연료 분사량, 엔진 회전수 및 냉각수온에 기초하여 비정상적인 엔진 상태로 진입하게 되는 경우에는 예열플러그를 작동시킴으로써, 엔진의 시동 전후에 걸쳐 예열플러그를 제어하는 방법에 관한 것이다.
주지하는 바와 같이 디젤엔진은 연료를 압축 착화하는 방식으로, 실린더의 공기를 압축한 후 압축열에 의해 고온으로 형성된 연소실에 연료를 분사함으로써 압축 착화하는 방식이다. 그런데 초기 시동때와 같이 엔진의 온도가 낮은 경우에는 충분한 압축열이 형성되지 않아 착화가 안정되지 못하여 시동성이 떨어지게 된다.
이런 문제점을 해결하기 위해서 각 실린더마다 예열플러그를 설치하고 초기 시동때에 상기 예열플러그를 일정시간 가열하는 방식으로 초기 시동성의 향상을 도모하고 있다.
그런데, 종래의 예열플러그 제어방법은, 냉각수온에 따라 소정의 시간동안 예열플러그를 가열하는 단순한 방법에 의하였다.
종래 기술에 의하면, 시동시에 설정된 데이터에 의하여 예열플러그 가열시간이 기계적으로 결정됨으로써, 예열플러그 가열이 불필요한 상황에서도 가열이 계속되는 등 전력 소모가 많은 단점이 있었으며, 많은 전력 소모로 인하여 배터리가 방전되기 쉽고, 예열플러그 가열 중에 배터리의 잔류량이 부족하면 엔진 스톨(Stall)이 생기는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 엔진 시동단계를 크랭킹 단계 및 아이들링 단계를 구분하여 상기 예열플러그에 공급되는 전원을 제어하며, 아이들링 상태로 성공적으로 진입한 후에도, 연료 분사량, 엔진 회전수 및 냉각수온에 기초하여 비정상적인 엔진 상태로 진입하게 되는 경우에는 예열플러그를 작동시킴으로써, 엔진의 시동 전후에 걸쳐 예열플러그를 제어하며, 제어 도중 배터리 전압이 낮은 경우에는 제어단계를 일시 중지하는 방법을 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 예열플러그 제어방법이 사용되는 예열플러그 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 예열플러그 제어방법의 일 실시예를 블록 단위로 나타낸 흐름도이다.
도 3 내지 도 4는 본 발명의 예열플러그 제어방법의 일 실시예에서, 시동 제어단계 및 정상 제어단계의 세부 단계를 각각 나타내는 흐름도이다.
도 5 내지 도 6은 후예열 단계 및 순간 예열 단계의 세부 단계를 각각 나타내는 흐름도이다.
도 7 내지 도 8은 전예열시간 및 본예열시간을 결정하는 맵의 일예를 각각 나타내는 도면이다.
주지하는 바와 같이, 엔진의 시동키를 작동시켜 시동모터를 회전시킴으로써 시동을 개시하게 된다. 엔진의 시동이 개시되는 과정은 시동모터가 회전하기 시작함으로써 엔진이 회전하기 시작하는 크랭킹 단계, 엔진이 크랭킹 된 후 정상적인 아이들링 상태로 진입하는 아이들링 단계로 이루어진다.
따라서 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 예열플러그 제어방법은, 상기 크랭킹 단계 및 아이들링 단계를 구분하여 상기 예열플러그에 공급되는 전원을 제어하며, 아이들링 상태로 성공적으로 진입한 후에도, 연료 분사량, 엔진 회전수 및 냉각수온에 기초하여 비정상적인 엔진 상태로 진입하게 되는 경우에는 예열플러그를 작동시킴으로써, 엔진의 시동 전후에 걸쳐 예열플러그를 제어하는 방법을 제공한다.
본 발명의 예열플러그 제어방법이 사용되는 예열 시스템은, 실린더 헤드의 일측에 부착된 예열플러그, 상기 예열플러그 시스템에 전원을 공급하는 배터리, 상기 배터리에서 상기 예열플러그로의 전원 공급을 제어하는 제어유닛, 냉각수 온도를 측정하는 냉각수온센서, 배터리의 전압을 측정하는 배터리 전압센서, 및 연료분사량을 측정하는 연료 분사량 측정수단을 포함한다.
본 발명의 예열플러그 제어방법은, 예열플러그에 전원을 인가한 후, 전원공급시간이 기설정된 전예열시간을 경과하거나, 엔진이 크랭킹에 진입할 때까지 상기 전원 공급을 유지하고, 전원공급시간이 기설정된 본예열시간을 경과하거나, 엔진이 아이들링 상태에 진입하거나, 냉각수온이 기설정된 목표값 이상이 될 때까지 상기 예열플러그 전원 공급을 유지한 후 예열플러그에 전원 공급을 차단한다.
상기 전예열시간 및 상기 본예열시간은 배터리 전압 및 냉각수온을 변수로 하는 맵에 의해 각각 결정된다.
상기 크랭킹 진입 판단은, 엔진 회전수가 기설정된 소정시간 이상 기설정된 소정 회전수 이상 유지한 경우 크랭킹에 진입한 것으로 판단하고,
상기 아이들링 상태 진입 판단은, 엔진 회전수가 기설정된 소정 회전수에 도달한 경우 아이들링 상태에 진입한 것으로 판단한다.
엔진이 아이들링 상태에 진입한 후에, 연료 분사량 및 엔진 회전수를 측정하여, 상기 연료 분사량이 설정된 기준 분사량을 초과하거나, 상기 엔진 회전수가 설정된 기준 회전수를 초과하는 경우에는, 상기 연료 분사량 및 상기 엔진 회전수가 상기 기준 분사량 및 상기 기준 회전수 이하가 될 때까지 상기 예열플러그를 재예열한다.
엔진의 시동이 완료된 후에, 냉각수온이 설정된 한계 수온 미만이거나, 연료 분사량이 설정된 한계 분사량 미만이거나, 엔진 회전수가 설정된 한계 회전수 미만인 경우에는, 상기 냉각수온, 연료 분사량, 및 엔진 회전수가 상기 한계 수온, 한계 분사량, 및 한계 회전수 이상 될 때까지 예열플러그를 재예열한다.
상기 각 제어단계에서는 배터리 전압을 측정하여 상기 배터리 전압이 설정된 한계전압 미만인 경우에는, 예열플러그로의 전원 공급 및 상기 제어단계의 수행을 정지하고 배터리 전압이 상기 한계전압 이상이 될 때까지 대기한 후 상기 예열플러그로의 전원 공급 및 정지된 상기 제어단계의 수행을 재개한다.
이하, 본 발명의 일 실시예를 첨부된 도면의 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 예열플러그 제어방법이 사용되는 예열플러그 시스템의 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 의한 예열플러그 시스템은, 실린더 헤드(150)의 일측에 부착된 예열플러그(110), 상기 예열플러그 시스템에 전원을 공급하는 배터리(135), 상기 예열플러그(110)에 연결되어 상기 배터리(135)에서 상기 예열플러그(110)로의 전원 공급을 개폐하는 릴레이(115), 상기 릴레이(115)와 연결되어 상기 릴레이(115)의 작동을 제어하는 예열플러그 제어유닛(120), 상기 예열플러그 제어유닛(120)이 상기 릴레이 작동을 제어하기 위한 변수를 입력받는 냉각수온센서(125), 배터리 전압센서(130), 연료 분사량을 측정하는 연료 분사량 측정수단(145)을 포함하고, 상기 예열플러그 제어유닛(120)에 전원 공급을 제어하는 스타트 스위치(140)를 더 포함한다.
상기 예열플러그는 전기 공급에 의해 열을 발산하는 임의의 발열장치가 사용될 수 있으며, 상기 연료 분사량 측정수단(145)은, 인젝터(미도시)에서 분사되는연료량을 측정하는 임의의 장치로 사용될 수 있다.
상기 스타트 스위치(140)는 엔진에 부착된 각 센서 및 전기장치에 전원을 공급하는 온(ON) 단계 및 시동모터에 전원을 공급하여 시동모터를 회전시키는 스타트 단계를 포함한다.
상기 제어유닛(120)은, 상기 각 센서(125,130,145)로부터 입력되는 신호를 기초로 상기 릴레이(115)를 제어하는 임의의 제어유닛으로 사용될 수 있으나, 엔진의 각 액튜에이터(Actuator)를 제어하는 전자제어유닛(ECU)으로 하는 것이 바람직하다.
도 2는 본 발명의 예열플러그 제어방법의 일 실시예를 블록 단위로 나타낸 흐름도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 예열플러그 제어방법은, 엔진이 시동될 때 예열플러그를 제어하는 시동 제어단계(S210) 및 엔진이 시동된 이후에 예열플러그를 제어하는 정상 제어단계(S220)를 포함한다.
주지하는 바와 같이, 엔진의 시동키를 작동시켜 시동모터를 회전시킴으로써 시동을 개시하게 된다. 엔진의 시동이 개시되는 과정은 시동모터가 회전하기 시작함으로써 엔진이 회전하기 시작하는 크랭킹 단계, 엔진이 크랭킹 된 후 정상적인 아이들링 상태로 진입하는 아이들링 단계로 이루어진다.
상기 시동 제어단계(S210)는, 상기 크랭킹 단계 및 아이들링 단계를 구분하여 시동모터를 작동시킨 후 아이들링 상태로 진입할 때까지 상기 예열플러그에 공급되는 전원을 제어하고, 아이들링 상태로 진입한 후에 정상 진입 여부를 판단하여비정상 진입으로 판단된 경우에는 다시 예열하는 단계이다.
상기 정상 제어단계(S220)는, 아이들링 상태로 성공적으로 진입한 후에도, 연료 분사량, 엔진 회전수 및 냉각수온에 기초하여 비정상적인 엔진 상태로 진입하게 되는 경우에는 예열플러그를 작동시킴으로써, 엔진의 시동 전후에 걸쳐 예열플러그를 제어하는 단계이다.
시동이 걸려 엔진이 정상 작동하고 있는 동안에는 상기 정상 제어단계(S220)가 계속 수행되며, 엔진 스타터 스위치(140)를 해제(온 또는 스타터 상태에서 그 외의 상태로 바꾸는 것)한 경우에 상기 정상 제어단계(S220)는 종료한다.
도 3 내지 도 4는 상기 시동 제어단계(S210) 및 상기 정상 제어단계(S220)의 세부 단계를 나타내는 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 예열플러그 제어방법의 일 실시예에서, 상기 시동 제어단계(S210)의 세부 단계를 나타내는 흐름도이다.
엔진의 상기 스타터 스위치(140)를 온(ON)시키거나, 상기 스타트 단계에 둠으로써 상기 시동 제어단계(S210)가 시작된다.
상기 시동 제어단계(S210)가 시작되면, 상기 제어유닛(120)은 상기 냉각수온센서(125)가 정상인지 판단한다(S310). 상기 판단은 냉각수온센서가 정상인지 판단하는 통상적인 전자제어유닛(ECU)의 로직(logic)으로 판단할 수 있다.
상기 판단(S310)에서 정상인 것으로 판단된 경우에는 상기 냉각수온센서(125)로부터 검출된 수온을 냉각수온으로 설정하고(S320), 정상이 아닌 것으로 판단된 경우에는 기설정된 온도를 냉각수온으로 설정한다(S315). 상기기설정된 온도는, 통상적인 엔진의 냉간 시동 상황을 참고로 충분히 낮은 온도로 설정되면 족하며, 일예로는 영하25℃로 설정할 수 있다.
상기 냉각수온을 설정한 상기 제어유닛(120)은 상기 예열플러그(110)에 전원을 인가한다(S325). 상기 전원을 인가하는 것은, 상기 제어유닛(120)이 상기 릴레이(115)를 작동시킴으로써 상기 배터리(135)로부터 상기 예열플러그(110)에 전원이 공급되도록 한다.
예열플러그(110)에 전원을 인가한 후에는, 상기 제어유닛(120)은 전원인가 후 도과한 시간을 측정하여, 상기 측정시간이 기설정된 예열시간(이하 전예열시간이라 칭한다)을 초과하였는가 판단한다(S330).
상기 전예열시간은, 배터리 전압과 냉각수온에 의해 설정된 맵으로부터 추출되는 시간이다.
도 7은 상기 전예열시간을 결정하는 맵의 일예를 나타내는 도면이다.
상기 전예열시간은 도 7에 도시된 바와 같이 냉각수온 및 배터리 전압을 변수로 하여 결정되며, 상기 도7에 표시되지 아니한 냉각수온 및 배터리 전압에 관한 전예열시간은 상기 도7에 표시된 냉각수온 및 배터리 전압을 기초로 선형 근사치(linear approximation)를 구함으로써 결정할 수 있다.
다시 도3을 참고로, 상기 전예열시간 경과 판단단계(S330)에서 전예열시간을 초과하지 아니한 것으로 판단된 경우에는 상기 제어유닛(120)은 엔진이 크랭킹에 진입하였는지 판단한다(S335).
상기 크랭킹 진입 판단(S335)은, 엔진 회전수가 기설정된 소정시간 이상 기설정된 소정 회전수 이상 유지하였는가로 판단할 수 있으며, 상기 기설정된 소정시간 및 기설정된 소정 회전수는 시동모터가 정상적으로 회전하게 되는 임의의 엔진 회전수 및 경과 시간으로 설정할 수 있으며, 일예로는 0.5초 이상 450RPM(Revolution Per Minute; 분당 회전수) 이상으로 회전하였는가로 판단할 수 있다.
상기 크랭킹 진입 판단단계(S335)에서 크랭킹에 진입하지 아니한 것으로 판단된 경우에는 상기 전예열시간 경과 판단단계(S330)로 진행한다.
상기 전예열시간 경과 판단단계(S330)에서 전예열시간을 경과한 것으로 판단되거나, 상기 크랭킹 진입 판단단계(S335)에서 크랭킹에 진입한 것으로 판단된 경우에는, 크랭킹 단계의 예열을 종료하고 아이들링 진입 단계의 예열(이하 본예열이라 칭한다)을 시작하게 된다.
본예열이 시작되면 상기 제어유닛(120)은 본예열 시간이 경과하였는지 판단한다(S340).
상기 본예열 시간은, 배터리 전압과 냉각수온에 의해 설정된 맵으로부터 추출되는 시간이다.
도 8은 상기 본예열 시간을 결정하는 맵의 일예를 나타내는 도면이다.
상기 본예열 시간은 도 8에 도시된 바와 같이 냉각수온 및 배터리 전압을 변수로 하여 결정되며, 상기 도8에 표시되지 아니한 냉각수온 및 배터리 전압에 관한 본예열 시간은 상기 도8에 표시된 냉각수온 및 배터리 전압을 기초로 선형 근사치(linear approximation)를 구함으로써 결정할 수 있다.
다시 도3을 참고로, 상기 본예열 시간 경과 판단단계(S340)에서 본예열 시간을 초과하지 아니한 것으로 판단된 경우에는 상기 제어유닛(120)은 엔진이 아이들링 상태에 진입하였는지 판단한다(S345).
상기 아이들링 진입 판단(S345)은, 엔진 회전수가 기설정된 소정 회전수에 도달하였는가로 판단할 수 있다. 상기 기설정된 소정 회전수는 전자제어유닛(ECU)이 시동 완료 상태로 인식하여 연료 분사량을 정상 상태로 분사하는 임의의 엔진 회전수로 설정될 수 있으며, 일예로는 800RPM으로 설정될 수 있다.
상기 아이들링 진입 판단단계(S345)에서 아이들링 상태에 진입하지 아니한 것으로 판단된 경우에는 상기 제어유닛(120)은 냉각수온을 측정하고, 상기 측정된 냉각수온이 기설정된 목표값 이상인가 판단한다(S350).
상기 기설정된 목표값은 엔진이 안정되게 작동하는 임의의 냉각수온으로 설정될 수 있으며, 일예로는 50℃로 설정될 수 있다.
상기 냉각수온 판단단계(S350)에서 상기 냉각수온이 목표값 이상이 아닌 것으로 판단된 경우에는 상기 본예열 시간 판단단계(S340)로 진행한다.
상기 본예열 시간 판단단계(S340)에서 본예열 시간을 경과한 것으로 판단되거나, 상기 아이들링 진입 판단단계(S345)에서 아이들링 상태로 진입한 것으로 판단되거나, 상기 냉각수온 판단단계(S350)에서 냉각수온이 상기 목표값 이상인 것으로 판단된 경우에는 상기 제어유닛(120)은 상기 예열플러그에 공급되는 전원을 차단한다(S355).
상기 예열플러그 공급 전원의 차단은 상기 릴레이(115)를 전환 작동시킴으로써 상기 배터리(135)로부터 상기 예열플러그(110)로의 전원 공급이 차단되도록 한다.
예열플러그(110)로의 전원 공급을 차단한 후에는 상기 제어유닛(120)은 인젝터(미도시)로부터 분사되는 연료 분사량이 기설정된 기준 분사량을 초과하는지 판단한다(S360).
상기 기준 분사량은 엔진의 정상 회전수 영역에서 발생할 수 있는 분사량의 최대값으로 설정할 수 있으며, 엔진에 따른 연료 제어장치의 구성에 따라 다르게 설정될 수 있다. 일예로는 전 운전영역에서 연료 분사량이 70mm^3을 넘지 않은 엔진에서 상기 기준 연료량은 75mm^3로 설정할 수 있다.
일반적으로 엔진의 정상 회전수 영역에서 발생할 수 있는 분사량은 최대값을 가진다. 따라서 상기 기준 연료량 초과 판단을 통하여 상기 기준 연료량을 초과하는 연료 분사가 이루어진다고 판단되는 것은, 크랭킹(cranking)이 진행되고 있는 상황이거나, 엔진이 비정상적으로 작동하고 있다고 검출할 수 있는 것이다.
상기 연료 분사량 판단단계(S360)에서 상기 연료 분사량이 기준 분사량을 초과하지 않는다고 판단된 경우에는 엔진 회전수가 기설정된 기준 회전수를 초과하는지 판단한다(S365).
상기 기준 회전수는 엔진이 정상적으로 작동하는 엔진 회전수의 최대값으로 설정될 수 있으며, 전자제어유닛(ECU)이 연료를 차단하는 퓨얼 컷 RPM(Fuel Cut RPM)으로 설정될 수 있다. 일예로는 디젤엔진에서 통상적으로 정상 회전수의 최대값인 4500RPM으로 설정될 수 있다.
상기 엔진 회전수 판단단계(S365)에서 상기 엔진 회전수가 기준 회전수를 초과하지 않는다고 판단된 경우에는 상기 시동 제어단계(S210)를 종료한다.
상기 연료 분사량 판단단계(S360)에서 상기 연료 분사량이 기준 분사량을 초과한다고 판단되거나, 상기 엔진 회전수 판단단계(S365)에서 상기 엔진 회전수가 기준 회전수를 초과한다고 판단된 경우에는 후예열 단계(S370)를 수행한다.
도 5는 상기 후예열 단계(S370)의 세부 단계를 나타내는 흐름도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 후예열 단계(S370)가 시작되면 상기 제어유닛(120)은 상기 예열플러그(110)에 전원을 인가한다(S510). 상기 전원을 인가하는 것은, 상기 제어유닛(120)이 상기 릴레이(115)를 작동시킴으로써 상기 배터리(135)로부터 상기 예열플러그(110)에 전원이 공급되도록 한다.
예열플러그(110)로의 전원 공급을 인가한 후에는 상기 제어유닛(120)은 인젝터(미도시)로부터 분사되는 연료 분사량이 상기 설정된 기준 분사량을 초과하는지 판단한다(S515).
상기 연료 분사량 판단단계(S515)에서 상기 연료 분사량이 상기 기준 분사량을 초과하지 않는다고 판단된 경우에는 엔진 회전수가 상기 설정된 기준 회전수를 초과하는지 판단한다(S520).
상기 연료 분사량 판단단계(S515)에서 상기 연료 분사량이 상기 기준 분사량을 초과한다고 판단되거나, 상기 엔진 회전수 판단단계(S520)에서 상기 엔진 회전수가 상기 기준 회전수를 초과한다고 판단된 경우에는 상기 연료 분사량 판단단계(S515)로 진행한다.
상기 엔진 회전수 판단단계(S520)에서 상기 엔진 회전수가 상기 기준 회전수를 초과하지 않는다고 판단된 경우에는 상기 제어유닛(120)은 상기 예열플러그에 공급되는 전원을 차단한다(S525).
상기 예열플러그 공급 전원의 차단은 상기 릴레이(115)를 전환 작동시킴으로써 상기 배터리(135)로부터 상기 예열플러그(110)로의 전원 공급이 차단되도록 한다.
예열플러그(110)로의 전원 공급을 차단한 후에는 상기 후예열 단계(S370)를 종료한다.
상기 후예열 단계(S370)가 종료된 경우에는, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 시동 제어단계(S210)는 종료한다.
상기 시동 제어단계(S210)가 종료된 경우에는, 도 2에 도시된 바와 같이, 정상 제어단계(S220)로 진행한다.
도 4는 본 발명의 예열플러그 제어방법의 일 실시예에서, 상기 정상 제어단계(S220)의 세부 단계를 나타내는 흐름도이다.
상기 시동 제어단계(S210)가 종료되면 상기 정상 제어단계(S220)가 시작된다.
상기 정상 제어단계(S220)가 시작되면, 상기 제어유닛(120)은 냉각수온을 검출하여 상기 냉각수온이 설정된 한계 수온 미만인가 판단한다(S410).
상기 설정된 한계 수온은, 엔진이 비정상적으로 냉각된 것으로 판단할 수 있는 임의의 온도로 설정될 수 있으며, 일예로는 영하20℃로 설정될 수 있다.
상기 냉각수온 판단단계(S410)에서 상기 냉각수온이 상기 한계 수온 이상인 것으로 판단된 경우에는 연료 분사량을 측정하여 상기 측정된 연료 분사량이 설정된 한계 분사량 미만인지 판단한다(S415).
상기 한계 분사량은 엔진의 정상 회전수 영역에서 발생할 수 있는 분사량의 최소값으로 설정할 수 있으며, 엔진에 따른 연료 제어장치의 구성에 따라 다르게 설정될 수 있다. 일예로는 10mm^3로 설정할 수 있다.
상기 연료 분사량 판단단계(S415)에서 연료 분사량이 상기 한계 분사량 이상인 것으로 판단된 경우에는 엔진 회전수가 설정된 한계 회전수 미만인지 판단한다(S420).
상기 한계 회전수는 엔진이 정상 작동하는 회전수 영역의 최소값으로 설정할 수 있으며, 일예로는 800RPM으로 설정할 수 있다.
상기 엔진 회전수 판단단계(S420)에서 엔진 회전수가 상기 한계 회전수 이상인 것으로 판단된 경우에는 상기 냉각수온 판단단계(S410)로 진행한다.
상기 냉각수온 판단단계(S410)에서 냉각수온이 상기 한계 수온 미만인 것으로 판단되거나, 상기 연료 분사량 판단단계(S415)에서 연료 분사량이 상기 한계 분사량 미만인 것으로 판단되거나, 상기 엔진 회전수 판단단계(S420)에서 엔진 회전수가 상기 한계 회전수 미만인 것으로 판단된 경우에는 순간예열단계(S425)를 수행한다.
도 6은 상기 순간예열단계(S425)의 세부 단계를 나타내는 흐름도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 순간예열단계(S425)가 시작되면 상기 제어유닛(120)은 상기 예열플러그(110)에 전원을 인가한다(S610). 상기 전원을 인가하는 것은, 상기 제어유닛(120)이 상기 릴레이(115)를 작동시킴으로써 상기 배터리(135)로부터 상기 예열플러그(110)에 전원이 공급되도록 한다.
예열플러그(110)로의 전원 공급을 인가한 후에는 상기 제어유닛(120)은 냉각수온을 측정하여 상기 냉각수온이 상기 설정된 한계 수온 미만인가 판단한다(S615).
상기 냉각수온 판단단계(S615)에서 냉각수온이 상기 한계 수온 이상인 것으로 판단된 경우에는 연료 분사량을 측정하여 상기 측정된 연료 분사량이 상기 설정된 한계 분사량을 초과하는지 판단한다(S620).
상기 연료 분사량 판단단계(S620)에서 연료 분사량이 상기 한계 분사량 이상인 것으로 판단된 경우에는 상기 제어유닛(120)은 엔진 회전수가 상기 설정된 한계 회전수 미만인지 판단한다(S625).
상기 냉각수온 판단단계(S615)에서 냉각수온이 상기 한계 수온 미만인 것으로 판단되거나, 상기 연료 분사량 판단단계(S620)에서 연료 분사량이 상기 한계 분사량 미만인 것으로 판단되거나, 상기 엔진 회전수 판단단계(S625)에서 엔진 회전수가 상기 한계 회전수 미만인 것으로 판단된 경우에는 상기 냉각수온 판단단계(S615)로 진행한다.
상기 엔진 회전수 판단단계(S625)에서 상기 엔진 회전수가 상기 한계 회전수 미만인 것으로 판단된 경우에는 상기 제어유닛(120)은 상기 예열플러그에 공급되는 전원을 차단한다(S630).
상기 예열플러그 공급 전원의 차단은 상기 릴레이(115)를 전환 작동시킴으로써 상기 배터리(135)로부터 상기 예열플러그(110)로의 전원 공급이 차단되도록 한다.
예열플러그(110)로의 전원 공급을 차단한 후에는 상기 순간예열단계(S425)를 종료한다.
상기 순간예열단계(S425)가 종료된 경우에는, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 냉각수온 판단단계(S410)로 진행한다.
따라서 엔진이 동작하는 동안에는 순간 예열의 필요 유무를 계속적으로 검출하여 필요시에는 순간 예열을 시행할 수 있게 된다.
상기 시동 제어단계(S210) 및 정상 제어단계(S220)의 각 세부단계 중에서, 예열플러그(110)에 전원이 공급되는 중에 수행되는 각 세부단계(S330~S350, S410~S420, S515~S520, S615~S625)는, 배터리 전압을 측정하여 상기 배터리 전압이 설정된 한계전압 미만인 경우에는 예열플러그로의 전원 공급 및 상기 세부단계의 수행을 정지하고 배터리 전압이 상기 한계전압 이상이 될 때까지 대기한 후 상기 예열플러그로의 전원 공급 및 정지된 상기 세부단계의 수행을 재개하도록 함으로써, 예열플러그의 작동으로 배터리 충전량이 부족해진 경우 충전할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
상기 한계전압은, 엔진의 시동모터를 안정되게 회전시킬 수 있는 배터리 전압의 최소값으로 설정할 수 있으며, 일예로는 8V로 설정할 수 있다.
이상으로 본 발명의 흡기 제어방법 및 시스템에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
본 발명의 실시예에 의하면, 엔진 냉간 시동시에 엔진의 시동단계를 여러 단계로 구분하여 제어함으로써 예열플러그로의 전원 공급을 정밀하게 제어할 수 있으며, 예열플러그로의 전원 공급을 정밀하게 제어함으로써 불필요한 전력소모를 줄이고, 배터리의 잔류량이 부족한 경우에는 제어로직을 일시 중단함으로써 엔진 스톨(stall)을 막을 수 있다.

Claims (10)

  1. 실린더 헤드의 일측에 부착된 예열플러그, 상기 예열플러그 시스템에 전원을 공급하는 배터리, 상기 배터리에서 상기 예열플러그로의 전원 공급을 제어하는 제어유닛, 냉각수 온도를 측정하는 냉각수온센서, 배터리의 전압을 측정하는 배터리 전압센서, 및 연료 분사량을 측정하는 연료 분사량 측정수단을 포함하는 예열플러그 제어 시스템에서의 상기 예열플러그 제어방법에 있어서,
    (a) 예열플러그에 전원을 인가하는 단계;
    (b) 전원공급시간이 기설정된 전예열시간을 경과하거나, 엔진이 크랭킹에 진입할 때까지 상기 전원 공급을 유지하는 단계;
    (c) 전원공급시간이 기설정된 본예열시간을 경과하거나, 엔진이 아이들링 상태에 진입하거나, 냉각수온이 기설정된 목표값 이상이 될 때까지 상기 예열플러그 전원 공급을 유지하는 단계; 및
    (d) 예열플러그에 전원 공급을 차단하는 단계를 포함하되,
    상기 (b) 단계에서 상기 크랭킹 진입 판단은, 엔진 회전수가 기설정된 소정시간 이상 기설정된 소정 회전수 이상 유지한 경우 크랭킹에 진입한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 예열플러그 제어방법.
  2. 제1항에서,
    상기 (b) 단계에서, 상기 전예열시간은 배터리 전압 및 냉각수온을 변수로 하는 맵에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 예열플러그 제어방법.
  3. 제1항에서,
    상기 (c) 단계에서, 상기 본예열시간은 배터리 전압 및 냉각수온을 변수로 하는 맵에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 예열플러그 제어방법.
  4. 삭제
  5. 제1항에서,
    상기 (c) 단계에서, 상기 아이들링 상태 진입 판단은, 엔진 회전수가 기설정된 소정 회전수에 도달한 경우 아이들링 상태에 진입한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 예열플러그 제어방법.
  6. 제1항에서,
    상기 (d) 단계 후에는,
    (e) 연료 분사량이 설정된 기준 분사량을 초과하거나, 엔진 회전수가 설정된 기준 회전수를 초과하는 경우에 상기 예열플러그를 예열하는 단계;
    를 더 포함하는 예열플러그 제어방법.
  7. 제6항에서,
    상기 (e) 단계에서,
    상기 예열플러그 예열은, 연료 분사량이 상기 기준 분사량 이하이고, 엔진 회전수가 상기 기준 회전수 이하인 조건이 성취될 때까지 예열하는 것을 특징으로 하는 예열플러그 제어방법.
  8. 제1항에서,
    상기 (d) 단계 후에는,
    (f) 냉각수온이 설정된 한계 수온 미만이거나, 연료 분사량이 설정된 한계 분사량 미만이거나, 엔진 회전수가 설정된 한계 회전수 미만인 경우에 상기 예열플러그를 예열하는 단계;
    를 더 포함하는 예열플러그 제어방법.
  9. 제8항에서,
    상기(f) 단계에서,
    상기 예열플러그 예열은, 냉각수온이 상기 한계 수온 이상이고, 연료 분사량이 상기 한계 분사량 이상이고, 엔진 회전수가 상기 한계 회전수 이상인 조건이 성취될 때까지 예열하는 것을 특징으로 하는 예열플러그 제어방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 하나의 항에서,
    상기(a) 단계 내지 상기 (f) 단계는,
    배터리 전압을 측정하여 상기 배터리 전압이 설정된 한계전압 미만인 경우에는, 예열플러그로의 전원 공급 및 상기 세부단계의 수행을 정지하고 배터리 전압이 상기 한계전압 이상이 될 때까지 대기한 후 상기 예열플러그로의 전원 공급 및 정지된 상기 세부단계의 수행을 재개하는 것을 특징으로 하는 예열플러그 제어방법.
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