KR19990015929A - 자동차의 엔진 예열 시스템 - Google Patents

Abstract

냉각수 온도를 검출하는 냉각수 온도 센서와, 자동차의 시동 여부에 따라서 온/오프가 제어되는 시동 스위치와, 시동 스위치의 온/오프 상태에 따라 동작이 제어되는 시동 모터와, 실린더 블록에 장착되고 입력되는 동작 제어 신호에 의하여 연소실 내부의 혼합기를 점화하는 점화장치 및, 연소실로 연료를 공급하는 연료 공급 장치를 포함하여 시동 스위치가 ON이 되면 상기 냉각수 온도 센서로부터 출력되는 신호에 의하여 상기 시동모터와 점화 장치 및 연료 공급 장치를 구동시켜 엔진을 아이들 상태로 동작시키는 자동차의 예열 시스템에 관한 것으로, 연소실을 정의하는 실린더 블록의 내부에 삽입 형성되어 입력되는 소정의 신호에 의하여 발열하는 발열부와, 입력되는 동작 제어 신호에 의하여 소정 크기의 고주파 신호를 상기 발열부로 출력하는 고주파 발생부와, 냉각수 온도센서에 의하여 검출된 온도 값에 해당하는 기 설정된 신호를 출력하는 ECU와, ECU로부터 출력되는 신호에 대응되는 소정 시간동안 고주파 발생부로 동작 제어 신호를 인가하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하여 엔진의 예열 기간동안 실린더 블록에 삽입된 히팅 파이프를 가열하여 엔진의 예열 시간을 감소시킬 수 있도록 하는 것이다.

Description

자동차의 엔진 예열 시스템

본 발명은 자동차 엔진 예열 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 연소실 외부에 위치되는 실린더 블록에 나선형으로 굴곡 형성되어 인가되는 고주파 신호에 의하여 발열되는 히팅 파이프를 삽입 형성함으로써 상기 히팅 파이프에 의하여 실린더 블록이 가열되도록 하여 엔진 예열 시간이 대폭 감소되도록 하는 자동차 엔진 예열 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 엔진(engine)은 실린더로 흡입되는 혼합기를 압축, 점화, 연소함에 따라 발생되는 피스톤의 왕복운동을 회전운동으로 변환시키고, 그 회전운동을 구동륜에 전달함으로써 자동차의 추진력을 발생하도록 하는 것이다.

그러나, 외부 기온이 한랭하거나 자동차를 주차시킨 후 소정의 시간이 경과할 경우에는 자동차 엔진은 냉각되고, 이로 인하여 가솔린의 기화도가 저하되는 현상이 발생하게 됨과 아울러 엔진 오일의 점성이 높아져 자동차를 구성하는 장치 전체에 걸쳐 고른 윤활 작용이 이루어지지 않게 되는 현상이 발생하게 된다.

그러므로, 엔진이 예열 되지 않은 상태에서 시동후 고속 회전시키거나 급출발 등으로 전부하를 걸 경우 엔진의 손상을 초래하게 되는 문제점이 발생하였다.

상기한 바와 같은 엔진의 손상을 방지하기 위하여 일반적으로 한랭시 또는 주차하여 소정 시간이 경과된 후에 자동차의 시동을 걸 경우, 운전자는 엔진 시동후 소정 시간동안 엔진을 예열 시켰다.

상기한 엔진의 예열 상태 판단은 엔진의 물 재킷 내에 설치된 냉각수 온도센서와, 엔진의 rpm을 검출하는 엔진 RPM센서와, 스로틀 포지션 센서(Throttle Position Sensor)등으로부터 입력되는 각 정보를 기준으로 엔진 제어 장치(Engine Control Unit ;이하 ECU)가 판단하게 된다.

이에 따라, ECU는 엔진의 크랭크축에 회전력을 전달하는 시동모터(starting motor)와 연소실내의 혼합기를 점화시키는 점화장치 및 연소실내에 연료를 공급하는 연료공급장치를 구동시켜 냉각수가 소정 온도 이상이 되거나 rpm이 소정치 이하가 될 때까지 아이들(Idle) 상태를 유지시켰다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래의 엔진 예열 시스템은 연료를 점화하여 발생되는 열에너지 및 온도가 상승되는 냉각수에 의존하여 엔진 내부의 온도가 적정 온도가 되도록 하는 것이므로, 예열 기간이 길어지는 문제점이 있었다.

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 연소실 외부에 위치되는 실린더 블록에 나선형으로 굴곡 형성되어 인가되는 고주파 신호에 의하여 발열되는 히팅 파이프를 삽입 형성함으로써 상기 히팅 파이프에 의하여 실린더 블록이 가열되도록 하여 엔진 예열 시간이 대폭 감소되도록 하는 자동차 엔진 예열 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 자동차의 엔진을 나타내는 단면도.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 자동차의 엔진 예열 시스템을 나타내는 블록도.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 자동차의 엔진 예열 시스템의 동작을 나타내는 순서도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

40 : 히팅 파이프 50 : 고주파 발생부

60 : 냉각수 온도 센서 65 : 시동 스위치

70 : ECU 80 : 타이머

90 : 고주파 제어부 110 : 시동 모터

120 : 점화 장치 130 : 연료 공급 장치

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은 냉각수 온도를 검출하는 냉각수 온도 센서와, 자동차의 시동 여부에 따라서 온/오프가 제어되는 시동 스위치와, 상기 시동 스위치의 온/오프 상태에 따라 동작이 제어되는 시동 모터와, 실린더 블록에 장착되고 입력되는 동작 제어 신호에 의하여 연소실 내부의 혼합기를 점화하는 점화장치 및, 상기 연소실로 연료를 공급하는 연료 공급 장치를 포함하여 시동 스위치가 ON이 되면 상기 냉각수 온도 센서로부터 출력되는 신호에 의하여 상기 시동모터와 점화 장치 및 연료 공급 장치를 구동시켜 엔진을 아이들 상태로 동작시키는 자동차의 예열 시스템에 있어서, 상기 연소실을 정의하는 실린더 블록의 내부에 삽입 형성되어 입력되는 소정의 신호에 의하여 발열하는 발열부와, 입력되는 동작 제어 신호에 의하여 소정 크기의 고주파 신호를 상기 발열부로 출력하는 고주파 발생부와, 상기 냉각수 온도센서에 의하여 검출된 온도 값에 해당하는 기 설정된 신호를 출력하는 ECU와, 상기 ECU로부터 출력되는 신호에 대응되는 소정 시간동안 고주파 발생부로 동작 제어 신호를 인가하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하여 엔진의 예열 시간을 감소시킬 수 있도록 하는 자동차의 엔진 예열 시스템을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 부가적인 특징은 상기 발열부는 나선형으로 절곡 형성된 발열 파이프를 사용하는 것이고, 다른 부가적인 특징은 상기 제어부는 고주파 발열부로 출력되는 동작 제어 신호의 출력시간을 카운팅하는 카운터를 포함하는 것이다.

상기한 본 발명의 특징에 따른 동작 개요를 살펴보면 시동 스위치가 온 되면 ECU는 냉각수 온도 센서로부터 검출된 냉각수 온도에 해당하는 소정의 신호를 제어부로 출력하고, 상기 제어부는 냉각수 온도 센서로부터 입력되는 신호를 기준으로 하여 고주파 발열부로 소정 시간동안 소정 크기의 고주파 신호가 발생되도록 하는 동작 제어 신호를 출력하여 실린더 블록에 삽입된 발열부가 소정 시간동안 발열되도록 함으로써, 엔진의 실린더 블록이 예열 기간동안 가열되어 예열 시간이 감소되는 것이다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부 도면에 의거 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 자동차의 엔진을 나타내는 단면도이다.

유입되는 혼합기가 점화 장치(10)에 의하여 점화되는 엔진의 연소실(20) 상측에는 혼합기가 흡입되는 흡기 포트(22)와 연소된 배기 가스가 배기되는 배기 포트(24)가 형성되어 있고, 상기 흡기 포트(22)와 배기 포트(24)에는 공기 량을 제어하기 위한 흡기 밸브(26)와 배기 밸브(28)가 각각 장착되어 있다.

상기한 연소실(20) 내부 소정 개소에는 상하 왕복 운동을 하는 피스톤(30)이 위치되고, 상기한 연소실(20)을 정의하는 실린더 블록(32)에는 소정 형상의 삽입공(34)이 다수개 형성되어 있고, 상기 삽입공(34)의 내주에는 나선형으로 절곡 형성되어 그 종단으로 인가되는 고주파 신호에 의하여 기 설정된 소정 열량으로 발열되는 히팅 파이프(40)가 삽입된다.

그러므로, 상기 히팅 파이프(40)로 고주파 신호가 전달되면 히팅 파이프(40)는 상기 고주파 신호에 의하여 소정 열량으로 발열되어 실린더 블록(32)을 가열함으로써, 엔진 내부의 온도를 보다 빠르게 상승시키게 되는 것이다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 자동차의 엔진 예열 시스템을 도시한 블록도이다.

자동차의 엔진 예열 시스템은 입력되는 동작 제어 신호에 의하여 소정 크기의 고주파 신호를 발생하는 고주파 발생기(50)와, 상기 고주파 발생기(50)로부터 출력되는 고주파 신호의 전달 경로가 되어 상기 고주파 신호에 의하여 가열되는 히팅 파이프(40)와, 엔진의 워터 재킷의 소정 개소에 장착되어 냉각수 온도를 감지하는 냉각수 온도 센서(60)와, 운전자의 키 조작에 의하여 온/오프가 제어되는 시동 스위치(65)와, 상기 냉각수 온도 센서(60)와 시동 스위치(65)로부터 입력되는 신호를 기준으로 하여 엔진의 각종 디바이스들로 동작 제어 신호를 출력하여 엔진을 아이들 상태로 제어하고 냉각수 온도 센서(60)에 의하여 검출된 온도 값에 해당하는 신호를 출력하는 ECU(70)와, 상기 ECU(70)로부터 출력되는 신호를 기준으로 하여 상기 고주파 발생기(50)로 동작 제어 신호를 인가하되 상기 동작 제어 신호의 출력시간은 ECU(70)로부터 출력되는 신호를 기준으로 설정되어 내장된 카운터(80)에 의하여 상기한 설정 시간동안 동작 제어 신호 출력시간을 카운트하여 기 설정된 소정 시간 동안만 고주파 발생기(50)로 동작 제어 신호를 출력하는 고주파 제어부(90)를 포함한다.

상기 ECU(70)에 의한 엔진의 예열은 자동차의 시동 스위치(65)가 ON이 되면 엔진의 크랭크축에 회전력을 전달하는 시동모터(starting motor)(110)와 연소실내의 혼합기를 점화시키는 점화장치(120) 및 연소실내에 연료를 공급하는 연료공급장치(130)를 구동시켜 엔진을 아이들 상태를 유지시킴으로써 실행되는 것이다.

상기 엔진 예열 시스템의 동작을 도 3의 순서도를 통하여 보다 상세하게 설명한다.

자동차의 시동 스위치(65)가 ON이 되면(S111), ECU(70)는 냉각수 온도 센서(60)를 동작(S112)시키고, 상기 냉각수 온도 센서(60)에 의하여 측정된 냉각수 온도 값과 예열 적합 상태가 되는 기 설정된 소정치(X)를 비교(S113)한다.

상기 비교 단계(S113)에서 냉각수 온도 센서(60)에 의하여 검출된 냉각수 온도가 기 설정된 소정치(X)이상이 되면 ECU(70)는 자동차가 정상 주행(S200)하도록 하고, 상기 비교 단계(S113)에서 냉각수 온도 센서(60)에 의하여 검출된 냉각수 온도가 기 설정된 소정치(X)이하이면 ECU(70)는 시동모터(110)와 점화장치(120) 및 연료공급장치(130)등을 구동시켜 엔진을 아이들 상태로 동작(S114)시킴과 아울러, 고주파 제어부(90)로 검출된 냉각수 온도에 해당하는 소정 신호를 출력한다.

스텝 115에서는 고주파 제어부(90)는 상기 ECU(70)로부터 출력되는 소정의 신호에 해당하는 소정 시간으로 고주파 발생부(50)로 동작 제어 신호를 출력하여 히팅 파이프(40)를 가열한다.

상기 스텝 115의 과정을 보다 상세하게 설명하면 ECU(70)로부터 출력되는 냉각수 온도 값에 따른 신호는 고주파 제어부(90)로 입력되어 고주파 제어부(90)에서는 상기 입력되는 신호에 따라 히팅 파이프(40) 가열 시간을 설정하여 고주파 발생부(50)로 동작 제어 신호를 출력하고, 상기 고주파 제어부(90)로부터 출력되는 신호에 의하여 고주파 발생부(50)는 소정 크기의 고주파 신호를 발생하여 히팅 파이프(40)로 출력하고, 상기 히팅 파이프(40)는 고주파 발생부(50)로부터 출력되는 고주파 신호에 의하여 소정 시간동안 발열되어 실린더 블록을 가열함으로써 엔진의 예열을 돕게 되는 것이다.

그리고, 상기 고주파 제어부(90)는 고주파 발생부(50)로 동작 제어 신호를 출력하는 시점부터 내장된 카운터(80)를 동작시킨다.

상기 고주파 제어부(90)는 내장된 카운터(80)에 의하여 고주파 발생부(50)로 동작 제어 신호를 출력하는 시간을 냉각수 온도에 따라 기 설정된 소정 시간(T)이 되는지를 판단(S116)하고, 상기 판단 단계(S116)에서 기 설정된 소정 시간(T)이 경과하지 않는다고 판단되면 상기 스텝 115를 반복 실행하여 히팅 파이프(40)를 발열시키고, 상기 판단 단계(S116)에서 카운터(80)에 의하여 카운팅된 가열 시간이 기 설정된 소정 시간(T)을 경과하게 되면 고주파 제어부(90)는 고주파 발생부(50)로의 동작 제어 신호 출력을 정지하여 히팅 파이프(40)의 가열을 정지(S117)하고, 자동차가 정상 주행(S200)하도록 한다.

따라서, 본 발명에 의하면 엔진 내부 온도가 예열 적합 상태로 상승되는 기간 동안 히팅 파이프에 의하여 실린더 블록이 가열되어 엔진은 보다 짧은 예열 시간을 갖게 되는 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 히팅 파이프가 엔진의 예열 상태를 도와주게 되어 엔진을 예열 시키는 데에 소요되었던 시간이 절약되는 효과가 있고, 이로 인하여 윤활유의 윤활 작용이 원활하게 되어 엔진의 성능 열화가 발생되지 않게 되는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 냉각수 온도를 검출하는 냉각수 온도 센서와, 자동차의 시동 여부에 따라서 온/오프가 제어되는 시동 스위치와, 상기 시동 스위치의 온/오프 상태에 따라 동작이 제어되는 시동 모터와, 실린더 블록에 장착되고 입력되는 동작 제어 신호에 의하여 연소실 내부의 혼합기를 점화하는 점화장치 및, 상기 연소실로 연료를 공급하는 연료 공급 장치를 포함하여 시동 스위치가 ON이 되면 상기 냉각수 온도 센서로부터 출력되는 신호에 의하여 상기 시동모터와 점화 장치 및 연료 공급 장치를 구동시켜 엔진을 아이들 상태로 동작시키는 자동차의 예열 시스템에 있어서:

   상기 연소실을 정의하는 실린더 블록의 내부에 삽입 형성되어 입력되는 소정의 신호에 의하여 발열하는 발열부와;

   입력되는 동작 제어 신호에 의하여 소정 크기의 고주파 신호를 상기 발열부로 출력하는 고주파 발생부와;

   상기 냉각수 온도센서로부터 검출된 냉각수 온도 값에 해당하는 기 설정된 신호를 출력하는 ECU와;

   상기 ECU로부터 출력되는 신호에 대응되는 소정 시간동안 고주파 발생부로 동작 제어 신호를 인가하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하여 엔진의 예열 시간을 감소시킬 수 있도록 하는 자동차의 엔진 예열 시스템.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 발열부는 나선형으로 절곡 형성된 발열 파이프를 사용하는 것을 특징으로 하는 자동차의 엔진 예열 시스템.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 제어부는 고주파 발열부로 출력되는 동작 제어 신호의 출력시간을 카운팅하는 카운터를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 엔진 예열 시스템.