KR101705104B1 - 예열 플러그 가열 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 예열 플러그 가열 방법에 관한 것으로서, 이는 펄스폭변조를 사용하여 생성되어 예열 플러그를 가열하기 위하여 인가되는 유효 전압의 시간에 따른 코스를 특정하는 예열 프로그램을 이용하여 세트포인트 온도까지 예열 플러그를 가열하기 위한 방법으로서, 여기서 상기 예열 프로그램은 제어 장치 내에 저장되어 상기 예열 플러그와 동일한 모델 시리즈의 다른 예열 플러그들을 위하여 제공되며, 동일한 모델 시리즈의 예열 플러그들의 파라미터들은 제조 허용오차의 범위내에서 합치한다. 본 발명에 따라 상기 모델 시리즈에 대하여 전형적인 공칭값으로부터 상기 예열 플러그의 파라미터의 변화가 결정되고, 그리고 상기 예열 프로그램은 상기 변화의 함수로서 적응된다. 본 발명은 더 나아가 이런 타입의 방법을 구현하기 위한 예열 플러그 제어 장치에 관한 것이다.

Description

예열 플러그 가열 방법 {Method For Heating A Glow Plug}

본 발명은 펄스폭변조를 사용하여 생성되어 예열 플러그를 가열하도록 인가되는 유효 전압의 시간에 따른 코스를 특정하는 예열 프로그램을 이용하여 예열 플러그를 세트포인트 온도까지 가열하는 방법에 관한 것이다.

통상적으로 예열 프로그램은 임의의 주어진 시간에 예열 플러그에 인가되어야 할 유효 전압의 값, 즉 얼마나 많은 전압이 얼마나 오래 인가되어야 할 것인가를 특정한다.

근래의 예열 플러그 제어 장치는 다양한 예열 프로그램들로 이루어진 라이브러리가 구비되는데, 각각의 예열 프로그램은 특정 타입의 예열 플러그, 즉 특정 모델 시리즈의 예열 플러그에 대해 최적화되어 있다. 이런 방식에 있어서, 하나의 예열 플러그 제어 장치가 여러 가지 모델 시리즈의 예열 플러그들에 대하여 사용될 수 있으면서도 또한 엔진의 예열 조건과 특정 예열 플러그의 용량에 맞추어진 예열 동작을 구현할 수 있다는 장점이 있다. 효율적인 방식으로 예열 플러그를 제어함으로써, 엔진의 연소 거동은 최적화될 수 있고 예열 플러그의 유효 수명도 연장될 수 있다.

본 발명의 목적은 더욱 더 효율적으로 예열 플러그가 제어될 수 있는 방법을 제시하는 것이다.

이러한 목적은 청구항 1에 기재된 특징을 가지는 방법에 의하여, 및 청구항 10에 기재된 특징을 가지는 방법에 의하여 해결된다. 본 발명의 유리한 개선사항들은 종속항들의 주제이다.

어떤 하나의 모델 시리즈 내의 예열 플러그들의 성질은 제조 허용오차의 범위내에서 서로 변화한다. 그러므로 종래 제어 장치 내에 저장된 예열 프로그램은 상위 허용오차 범위와 하위 허용오차 범위의 면에서 예열 플러그들을 다룬다. 종래 제어의 경우, 이러한 제조 허용오차의 범위 내에서의 성질의 편차는 엔진의 요구조건이나 예열 플러그의 용량에 대해 최적화된 방식으로 예열 플러그 동작을 적응시키는 것이 불가능하게 하였다. 제조-관련 허용오차 범위 내에서 하나의 주어진 예열 플러그의 위치가 제어의 면에서 결정되고 다루어지기 때문에, 예열 플러그의 가열은 최적화될 수 있다. 이것은 특히 세라믹 예열 플러그에 대해 적용되는데, 이러한 세라믹 예열 플러그의 경우 좁은 제조 허용오차를 유지하는 것이 매우 어렵다. 본 발명에 따라, 임의의 모델 시리즈에 대하여 전형적인 공칭값으로부터 예열 플러그의 파라미터 값의 편차가 결정되며, 예열 프로그램은 이 변화의 함수로서 적응된다.

유리하게, 따라서 본 발명에 따른 방법은 더 큰 정밀도를 가지고 원하는 타겟 온도까지 예열 플러그를 가열하는 것을 가능하게 한다. 따라서 냉간 저항(cold resistance)의 변화와 같은, 플러그 온도에 대한 제조-관련 허용오차의 영향을 감소시키는 것이 가능하게 된다. 그러므로 본 발명에 따른 방법을 사용함으로써, 예열 플러그의 동작을 엔진의 요구조건에 더 잘 적응시키는 것이 가능하게 된다. 이것은 엔진의 냉간-운전 거동(cold-running behavior) 및 배출 거동에 유리한 효과를 가진다.

모델 시리즈에 대해 전형적인 공칭값으로부터 편차가 결정되는 파라미터는 바람직하게 전기적인 파라미터이다. 예를 들어 전기 저항, 커패시턴스, 또는 인덕턴스가 적합한 파라미터이다. 그렇지만 사용되는 파라미터가 반드시 전기적인 변수일 필요는 없다. 예를 들어 예열 팁(glow tip)의 열용량도 또한 파라미터로서 사용될 수 있다.

모델 시리즈에 대해 전형적인 공칭값으로부터 편차가 결정되는 전기적 파라미터는, 예를 들어 특정 기준 온도에서의 예열 플러그의 전기 저항일 수 있다. 예열 플러그의 가열이 시작되기 전에, 일반적으로 가정될 수 있는 것은, 예열 플러그의 온도가 냉각재(coolant)의 온도와 동일하다는 것이다. 냉각재의 온도를 측정하기 위하여 사용되는 온도 센서는 자동차 내에서 어떤 방식으로든 통상적으로 이용가능하므로, 따라서 냉각재 온도는 어떠한 추가적인 노력없이도 예열 플러그 제어 장치에 제공될 수 있다. 그러므로 냉각재 온도는 예열 플러그가 가열되기 전의 기준 온도로서 유리하게 사용될 수 있고, 냉간 예열 플러그의 전기 저항이 특정 온도에서 이 모델 시리즈의 예열 플러그의 전기 저항의 공칭값에 대해 비교될 수 있다.

모델 시리즈에 대해 전형적인 공칭값으로부터 편차가 결정되는 전기적인 파라미터로서, 예를 들어, 예열 플러그가 가열될 때 발생하는 저항의 변화도 역시 사용될 수 있다. 이런 목적으로, 특정 지속기간을 가진 전류 펄스 동안에 발생하는 저항의 변화가 사용되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 임의의 전류 펄스의 처음과 마지막에 저항 측정이 수행될 수 있다. 본 발명에 따른 방법에서 사용되는 전기적인 파라미터에 무관하게, 그 값을 결정하기 위하여 적어도 임의의 펄스의 처음에 측정을 수행하는 것이 일반적으로 유리하다. 만약 필요하다면, 이 측정은 해당 펄스의 마지막에서 수행된 측정을 사용하여 보충될 수 있다.

공칭값으로부터의 전기적인 변수의 값의 편차는, 예열 프로그램을 적응시키기 위한 기초로서, 절대적인 편차 또는 상대적인 편차로서 사용될 수 있다. 바람직하게, 공칭값으로부터의 파라미터의 편차는 상대적인 편차로서 결정되며, 또한 예열 프로그램에 있어서 유효 전압의 특정 값은 상대적인 편차에 비례하여 변화된다. 예를 들어 만약 예열 플러그의 전기적인 냉간 저항이 공칭값보다 1 퍼센트 더 크다고 결정된다면, 유효 전압의 값은 예열 프로그램 내에서 1 퍼센트만큼 증가될 수 있다. 비록 예열 플러그의 가열에 결정적인 출력이 전압에 자승적으로(quadratically) 종속적이지만, 상대적인 편차가 상대적으로 작기 때문에 통상적으로는 유효 전압을 상대적인 편차에 대해 비례적으로 변화시키는 것으로 충분하다.

예열 플러그의 전기적인 파라미터의 값은 제조자에 의하여 측정되어 예열 플러그와 함께 제공되는 데이터 저장 장치 내에 저장될 수 있다. 예를 들어, 전기적인 파라미터의 값은 예열 플러그 상에 부착된 라벨의 형태로 제공되거나 또는 삽입된 포장지의 형태로 제공될 수 있고, 예열 플러그가 설치될 때 예열 플러그 제어 장치 내에 수동적으로 입력될 수 있다. 또한 전기적인 파라미터가 예열 플러그에 부착된 메모리 장치 내에 저장되고 예열 플러그 제어 장치에 의하여 판독되도록 하는 것도 역시 가능하다.

전기적인 파라미터가 예열 플러그 제어장치가 측정을 수행함으로써 결정되던지, 또는 제조자에 의하여 제공되던지 여부와는 무관하게, 전기적인 파라미터를 예열 플러그 제어 장치 내에 저장하고 복수의 가열 프로시저들에 대하여 이를 사용하는 것이 바람직하다. 이것이 바람직한 이유는, 만약 파라미터가 각각의 가열 프로시저에 대하여 새로이 측정된다면, 예를 들어 이 측정 바로 직전에 엔진이 동작되었던 차량의 비정상적인 동작 상태에 기인하여 전기적인 파라미터의 값이 오류있는 값으로 결정될 수 있기 때문이다. 복수의 측정에 의하여 합치하는 결과들이 발생하였을 때에만 예열 플러그 제어 장치의 메모리 내에 전기적인 파라미터가 변화하는 한, 예열 프로그램을 적응시키는데 있어 오류의 발생 위험은 감소될 수 있다.

본 발명에 따른 방법을 구현하기 위한 예열 플러그 제어 장치는 차량 전기 공급 전압의 펄스폭변조를 통해 예열 플러그에 인가하기 위한 유효 전압을 생성시키기 위한 스위치와, 여러 가지 모델 시리즈의 예열 플러그를 위한 예열 프로그램을 포함하는 소프트웨어가 저장되어 있는 메모리와, 동작시 저장된 예열 프로그램들 중 하나에 따라 스위치를 작동시키는 제어 유닛, 및 예열 플러그의 파라미터를 측정하기 위한 센서를 포함한다.

전형적으로, 예를 들어 전력 반도체인 적어도 하나의 스위치가 각각의 제어될 예열 플러그에 대하여 제공된다. 그 하드웨어 구성요소의 면에서, 예열 플러그 제어 장치는 실질적으로 상업적으로 구매가능한 예열 플러그 제어 장치에 대응하며, 따라서 이에 대한 상세한 설명은 불필요하다. 예열 플러그 제어 장치는 동작시 모델 시리즈에 대하여 전형적인 공칭값으로부터 예열 플러그의 파라미터의 값의 제조-관련 편차를 결정하도록, 그리고 그 변화의 함수로서 그 모델 시리즈에 속하는 예열 플러그들에 대하여 제공된 예열 프로그램을 적응시키도록 설계된다.

Claims (10)

1. 펄스폭변조를 사용하여 생성되어 세라믹 예열 플러그를 가열하기 위하여 인가되는 유효 전압의 시간에 따른 코스를 특정하는 예열 프로그램을 이용하여 세트포인트 온도까지 세라믹 예열 플러그를 가열하기 위한 방법으로서, 여기서 상기 예열 프로그램은 제어 장치 내에 저장되어 상기 세라믹 예열 플러그와 동일한 모델 시리즈의 다른 세라믹 예열 플러그들을 위하여 제공되며, 동일한 모델 시리즈의 세라믹 예열 플러그들의 파라미터들은 제조 허용오차의 범위내에서 합치하는, 세라믹 예열 플러그 가열 방법에 있어서,
   세라믹 예열 플러그의 파라미터에 대해, 기준 온도에서 모델 시리즈에 대하여 전형적인 상기 파라미터의 미리 결정된 공칭값으로부터, 상기 기준온도에서 측정된 파라미터 값의 편차(deviation)가 결정되고, 그리고
   상기 예열 프로그램은 상기 편차의 함수로서 적응되는
   것을 특징으로 하는 세라믹 예열 플러그 가열 방법.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 파라미터는 전기적인 파라미터인 것을 특징으로 하는 세라믹 예열 플러그 가열 방법.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 전기적인 파라미터는 상기 기준 온도에서 상기 세라믹 예열 플러그의 전기 저항인 것을 특징으로 하는 세라믹 예열 플러그 가열 방법.
4. 청구항 2에 있어서, 상기 파라미터는 상기 세라믹 예열 플러그가 가열될 때 발생하는 저항의 변화인 것을 특징으로 하는 세라믹 예열 플러그 가열 방법.
5. 청구항 4에 있어서, 상기 전기적인 파라미터는 특정 지속기간을 가지는 전류 펄스 동안의 저항 변화인 것을 특징으로 하는 세라믹 예열 플러그 가열 방법.
6. 청구항 1에 있어서, 상기 예열 프로그램은 상대적인 편차에 비례하여 유효 전압의 값을 변화시킴으로써 상기 편차의 함수로서 적응되는 것을 특징으로 하는 세라믹 예열 플러그 가열 방법.
7. 청구항 1에 있어서, 상기 세라믹 예열 플러그의 파라미터의 미리 결정된 공칭값은 제조자에 의하여 미리 측정되어 데이터 저장 장치 내에 저장된 것을 특징으로 하는 세라믹 예열 플러그 가열 방법.
8. 청구항 1에 있어서, 상기 세라믹 예열 플러그의 파라미터의 측정된 값은 가열 프로시저의 처음에 하나 이상의 전류 펄스를 이용하여 결정되는 것을 특징으로 하는 세라믹 예열 플러그 가열 방법.
9. 청구항 1에 있어서, 상기 파라미터의 측정된 값을 결정하기 위하여 임의의 펄스의 처음에 측정이 수행되는 것을 특징으로 하는 세라믹 예열 플러그 가열 방법.
10. 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 따른 방법을 구현하기 위한 세라믹 예열 플러그 제어 장치로서,
    차량 전기 공급 전압의 펄스폭변조를 통해 예열 플러그에 인가하기 위한 유효 전압을 생성시키기 위한 스위치와;
    여러 가지 모델 시리즈의 세라믹 예열 플러그들을 위한 예열 프로그램들이 저장되어 있는 메모리와;
    동작시 상기 저장된 예열 프로그램들 중 하나에 따라 상기 스위치를 작동시키는 제어 유닛; 및
    세라믹 예열 플러그의 파라미터를 측정하기 위한 센서를
    포함하고, 여기서
    상기 세라믹 예열 플러그 제어 장치는, 동작시, 기준 온도에서 상기 세라믹 예열 플러그의 파라미터 값의 상기 모델 시리즈에 대해 전형적인 공칭값으로부터 상기 예열 플러그의 파라미터의 기준 온도에서 측정된 값의 제조-관련 편차를 결정하고, 이 편차에 대한 함수로서 해당 모델 시리즈 내의 세라믹 예열 플러그들에 대하여 제공된 예열 프로그램을 적응시키는, 세라믹 예열 플러그 제어 장치.