KR100424213B1 - 자동차의가열소자제어방법및장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 가열소자 특히, 자기 점화식 내연기관의 글로우 플러그를 제어하는 방법 및 장치를 제공한다. 상기 방법 및 장치에서는, 도어 콘택트가 작동되고, 부가적인 조건이 충족되는 경우에, 상기 가열소자를 통해 전류가 흐르도록 한다.

Description

자동차의 가열소자 제어 방법 및 장치
본 발명의 목적은 특허청구범위의 전제부에 기술된 종류의, 자동차의 가열소자를 제어하기 위한 방법 및 장치에 있어서, 자동차의 배터리에 불필요한 부하가 걸리지 않도록 신속한 시동(start-up)을 가능하게 하는 것이다. 상기 목적은 독립항의 특징부의 구성에 의해 해결된다.
본 발명은 자동차의 가열소자 특히, 디젤 엔진의 글로우 플러그(glow plug)의 제어 방법 및 장치에 관한 것이다.
자동차의 가열소자를 제어하기 위한 종래의 방법 및 장치는 예를 들면, 독일특허출원 제 26 59 264호에 개시되어 있다. 상기 공보에는 도어 콘택트(door contact)가 설치되고, 상기 도어 콘택트가 작동된 경우에, 글로우 플러그를 통하여 전류가 흐르도록 하는 방법 및 장치가 기술되어 있다.
상기 장치에서의 단점은 상기 도어 콘택트가 작동될 때마다, 특히 도어가 닫힐 때마다, 가열 과정이 개시된다는 점이다. 이에 따라, 예를 들면 운전자가 하차할 때조차, 가열 과정이 개시되기 때문에, 자동차의 배터리에는 큰 부하가 걸리게된다.
도 1은 본 발명에 따른 장치의 블럭도.
도 2의 a) 내지 d)는 본 발명에 따른 장치의 작동 중에, 시간 경과에 따라 도시된 다양한 신호들의 선도.
도 3은 본 발명에 따른 방법을 설명하기 위한 플로우차트.
본 발명을 도면에 도시된 실시예에 기초하여 설명한다.
본 발명에 따른 방법을 자기 점화식 내연기관의 글로우 플러그를 예로 들어 설명한다. 그러나, 본 발명에 따른 방법은 자기 점화식 내연기관의 글로우 플러그의 적용에 한정되는 것이 아니다. 자동차에 사용되는 다른 가열소자에도, 상응하게 본 발명의 방법이 적용될 수 있다. 외부 점화식 내연기관의 람다 센서(lambda probe) 또는 촉매장치(catalytic converter)를 가열하는 경우에, 본 발명의 방법은 특히 유리하다. 상기의 경우, 상기 람다 센서 또는 촉매장치는 시동 과정의 개시 시점에서 이미 완전히 작동가능한 상태에 있기 때문에, 내연기관의 배기가스 특성을 개선할 수 있다.
도 1에는 본 발명에 따른 장치의 필수 구성요소를 블럭도를 사용하여 도시하였다. 가열소자(100)의 한쪽 단자는 차체에 접지되어 있다. 가열소자(100)의 다른쪽 단자는 제 1 스위치 수단(110)을 통해 공급 전압(Ubat)에 접속되어 있다.
공급 전압(Ubat)은 제 2 스위치 수단(120) 및 제 3 스위치 수단(140)을 통해 제어 유닛(130)에 접속되어 있다. 상기 제어 유닛(130)은 상기 제 1 스위치 수단(110)에 제어 신호를 공급한다.
제 1 스위치 수단(110)은 바람직하게는, 제어 유닛(130)에 의해 제어되는 파워 트랜지스터와 같은 전자 스위치 또는 릴레이이다. 제 2 스위치 수단(120)은 스위치로서 기능하는 점화 로크이고, 자동차 운전자의 조작에 의해 작동될 수 있다. 제 3 스위치 수단(140)은 도어의 개폐에 의해 작동될 수 있는 도어 콘택트이다. 특히, 상기 도어가 열려 있을 때에는 상기 제 3 스위치 수단(140)은 폐쇄된다.
특히, 유리한 실시예에 있어서는, 제 2 스위치 수단(120)과 제 3 스위치 수단(140)에는 지연 기능(delay function)이 제공된다. 따라서, 제 2 스위치 수단(120)은 운전자가 점화 키를 사용하여 차량을 조작한 후라도 일정한 지연시간(TN) 동안은 폐쇄 상태를 유지한다. 마찬가지로, 제 3 스위치 수단(140)에도 동일하게 적용된다. 따라서, 상기 제 3 스위치 수단도 도어를 조작한 후에 일정한 지연시간(TV) 동안은 폐쇄 위치에 유지된다.
제어 유닛(130)은 제 2 스위치 수단(120) 및 제 3 스위치 수단(140)의 스위칭 상태에 의존하여 제 1 스위치 수단(110)을 제어한다. 제 1 스위치 수단(110)을 조작함으로써 상기 가열소자에 전류가 흐르게 된다.
도 2의 a) 내지 d)에는 시간 경과에 따른 다양한 신호들이 도시되어 있다. 도 2의 a)에는 제 2 스위치 수단(120)에 인가되는 신호가 도시되어 있다. 제 2 스위치 수단(120)이 폐쇄되어 있는 한 즉, 점화 로크가 작동하고 있는 한, 상기 신호는 높은 레벨에 있다. 제 2 스위치 수단(120)이 개방되어 있는 한, 상기 신호는 낮은 레벨에 있다.
도 2의 b)에는 도어 콘택트의 위치에 대해 도시된 제 3 스위치 수단(140)의 신호가 도시되어 있다. 상기 제 3 스위치 수단이 개방되어 있는 한 즉, 도어가 닫혀져 있는 한, 상기 신호는 낮은 레벨에 있다. 상기 제 3 스위치 수단이 폐쇄되자마자 즉, 도어가 열리자 마자, 상기 신호는 높은 레벨이 된다. 도 2의 c)에는 제어 유닛(130)에 인가되는 공급 전압이 도시되어 있다. 상기 공급 전압은 제 2 및 제 3 스위치 수단(120, 140)을 통해 공급된다.
도 2의 d)에는 제어 유닛(130)에 의해 제 1 스위치 수단(110)에 공급되는 제어 신호가 도시되어 있다. 상기 신호가 높은 레벨에 있는 경우에는, 제 1 스위치 수단(110)은 가열소자에 전류가 흐르도록 한다.
시점 T1 까지는 점화 로크(120)는 작동 위치에 있다. 이것은 상기 제어 유닛이 정상 상태에 있다는 것을 의미한다. 이러한 시점 T1 까지는 도 2의 c)에 도시된 공급 전압 신호는 높은 레벨에 있다. 상기 지연시간(TN)이 경과한 후, 시점 T2 에서, 제어 유닛(130)에 인가되는 공급 전압은 0 으로 강하된다.
시점 T3 에서, 운전자는 도어를 열어 하차하고, 이것에 의해서, 도어 콘택트(140)가 작동하며, 도어 콘택트(140)의 출력 신호는 시점 T4 까지 높은 레벨에 있다. 시점 T3 으로부터, 제어 유닛(130)에 인가되는 공급 전압은 다시 높은 레벨로 되고, 지연시간(TV)이 경과한 후에 시점 T5 에서 낮은 레벨로 강하한다. 이 시점에서 운전자는 통상 하차하여, 도어를 닫는다.
시점 T5 와 시점 T6 사이의 기간에는, 자동차는 작동을 정지한다. 시점 T6에서, 운전자는 운전석의 도어를 열고, 이것에 의해서, 도어 콘택트(140)의 신호는 높은 레벨로 상승된다. 동시에, 제어 유닛(130)에 인가되는 공급 전압도 높은 레벨로 상승된다. 짧은 지연시간 후의 시점 T7 에서, 제어 유닛(130)은 제 1 스위치 수단(110)에 개시 신호를 공급한다. 결과적으로, 시점 T7 과 시점 T8 사이에 가열소자(100)에는 전류가 흐른다. 이 과정을 예열(preheating) 과정이라 한다.
유리하게는, 시점 T7 과 시점 T8 사이의 지속시간은 일정 기간의 시간이거나, 또는 예를 들면, 대기 온도와 같은 여러 가지 파라미터의 함수로서 미리 규정될 수 있다. 시점 T9 에서, 운전자는 운전석의 도어를 닫고, 이것에 의해서, 도어콘택트(140)의 신호는 낮은 레벨로 강하된다. 지연시간(TV) 후에, 제어 유닛(130)에의 공급 전압도 낮은 레벨로 강하된다. 유리하게는, 상기 지연시간(TV)은 시점 T7 과 시점 T8 사이의 시간보다 길게 선택된다. 이것에 의해서, 도어를 신속하게 닫는 경우에도, 즉 시점 T9 가 시점 T8 보다 앞에 오는 경우에도, 가열소자에 전류를 공급하는데 충분한 시간이 보증된다.
시점 T11 에서, 운전자는 점화 로크(120)를 조작함으로써 자동차에 시동을 걸게 된다. 이것에 의해서, 점화 로크(120)의 신호와 제어 유닛(130)에 인가되는 공급 전압은 높은 레벨이 된다. 또한, 이러한 시점 T11에서, 제 1 스위치 수단(110)에는 정상 가열 사이클을 실행하기 위해 다시 전류가 흐를 수 있다. 내연기관은 상기 가열 사이클의 완료 후에 시동될 수 있다. 예열 과정은 대기 시간 및 가열 시간을 현저하게 단축시킨다.
도 3은 본 발명에 따른 방법을 플로우차트를 이용하여 도시한다. 프로그램의 개시 단계에서, 제 1 단계 300 에서는 카운터 T 를 1로 설정하고, 카운터 K 를 0으로 설정한다. 후속하는 판단 단계 310 에서는 점화 로크(120)에서의 신호가 높은 레벨로부터 낮은 레벨로 변화되는지가 검사된다. No인 경우에는, 보다 늦은 시점에 상기 검사가 다시 수행된다. 높은 레벨로부터 낮은 레벨로의 변화가 검출된 경우에는, 후속 단계 320 에서 카운터 K 는 1로 설정된다. 상기 카운터 값은 점화 로크(120)에서의 신호가 높은 레벨로부터 낮은 레벨로 강하되었다는 것을 지시한다. 판단 단계 310 은 엔진 즉, 제어 유닛(130)이 정지되었는가를 검출한다.
이어서, 판단 단계 330 에서는, 도어 콘택트(140)에서의 신호가 높은 레벨로부터 낮은 레벨로 강하되었는지가 검사된다. No인 경우에는, 미리 규정된 시간 이후에 상기 판단 단계 330 이 반복된다. 상기 신호의 강하가 검출된 경우에는, 단계 340 으로 진행되고, 상기 단계 340 에서는 카운터 T 의 값이 1만큼 증가된다. 판단단계 330 은 운전자가 하차했는지를 검출한다.
이어서, 판단 단계 350 에서는, 카운터 T 의 값이 3이고, 카운터 K 의 값이 1인지가 검사된다. No인 경우에는, 상기 프로그램은 단계 390 에서 종료된다. Yes 인 경우에는, 카운터 T 는 단계 360 에서 1만큼 증가된다. 판단 단계 350 에서는 운전자가 다시 승차했는지를 검사한다. 이어서, 단계 370 에서, 가열소자(100)에 전류가 흐르도록, 스위치(110)가 작동된다.
이어서, 판단 단계 380 에서는, 점화 로크(120)에서의 신호가 낮은 레벨로부터 높은 레벨로 상승했는지의 여부가 검사된다. Yes인 경우에는, 상기 프로그램은단계 390 에서 종료한다. No인 경우에는, 미리 규정된 시간 이후에 상기 판단 단계 350 이 반복된다.
엔진이 점화 스위치에 의해 정지되고, 운전자가 하차하고, 차후에 다시 승차하는 동작들이 이 순서대로 행하여진 것이 순차적으로 검출된 경우에는, 예열 사이클이 개시되었다는 것이 추정될 수 있다. 단계 370 에서는 전류의 통전이 허용된다. 이는 스위치(110)가 폐쇄된다는 것을 의미한다. 본 발명의 실시예에 있어서, 제어 유닛(130)이 예열 사이클을 개시할 수 있다는 것을 나타내는 신호를 발생시키도록 구성할 수도 있다. 이러한 신호가 존재하는 경우에는, 제어 유닛(130)은 스위치(110)를 적절한 개폐비로 제어한다.
상술한 동작들 모두가 검출되지 않았거나, 또는 상술한 동작들이 다소 다른순서로 또는 보다 높은 빈도로 검출된 경우에는, 상기 예열 사이클은 개시되지 않는다.
운전자가 예상된 방식으로 행동한 경우에는 즉, 운전자가 자동차를 정지시키고, 하차한 후에 다시 승차하여, 엔진에 시동을 거는 경우에는, 승차 이후에 상기 예열 사이클을 즉시 개시함으로써, 상기 시동 시간이 현저하게 단축될 수 있다.
상기 엔진 정지 및 하차 동작이 예견된 순서대로 행해질 경우에만, 판단 단계 350 이후에 상기 예열 사이클이 개시된다.
다른 순서로 작동하거나 도어 콘택트 신호가 반복적으로 발생한 경우에는, 상기 예열 사이클은 상기 도어 콘택트의 작동에 의해서는 개시되지 않는다.

Claims (4)

  1. 도어 콘택트를 갖는 자동차의 가열소자 특히, 자기 점화식 내연기관의 글로우 플러그(glow plug)의 제어 방법으로서, 예열 과정을 개시하기 위해, 상기 도어 콘택트가 작동될 때, 상기 가열소자를 통해 전류가 흐를 수 있도록 하는, 자동차의 가열소자 제어 방법에 있어서,
    상기 도어 콘택트의 작동 및 부가적인 조건의 실행이 미리 규정된 시간 순서대로 검출된 경우에만 상기 전류가 흐를 수 있도록 하고, 상기 부가적인 조건은 점화 로크의 상태가 변화되었는지의 여부를 검출하는 조건인 것을 특징으로 하는 자동차의 가열소자 제어 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 점화 로크의 상태가 변화된 후에, 상기 도어 콘택트가 적어도 2회 작동된 경우에만, 상기 전류가 흐를 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 자동차의 가열소자 제어 방법.
  3. 도어 콘택트를 갖는 자동차의 가열소자 특히, 자기 점화식 내연기관의 글로우 플러그의 제어 장치로서, 상기 도어 콘택트가 작동될 때, 상기 가열소자를 통해 전류가 흐를 수 있도록 하는 수단을 구비한, 자동차의 가열소자 제어 장치에 있어서,
    상기 도어 콘택트의 작동 및 부가적인 조건의 실행이 미리 규정된 시간 순서대로 검출된 경우에만 상기 전류가 흐를 수 있도록 하는 수단이 제공되고, 상기 부가적인 조건은 점화 로크의 상태가 변화되었는지의 여부를 검출하는 조건인 것을 특징으로 하는 자동차의 가열소자 제어 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 가열소자는 람다 센서(lambda probe) 또는 촉매장치(catalytic converter)를 가열하기 위한 가열소자인 것을 특징으로 하는 자동차의 가열소자 제어 장치.
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