KR19990053291A

KR19990053291A - 디젤엔진 차량의 흡기 히팅 시스템

Info

Publication number: KR19990053291A
Application number: KR1019970072913A
Authority: KR
Inventors: 임성익
Original assignee: 류정열; 기아자동차 주식회사
Priority date: 1997-12-24
Filing date: 1997-12-24
Publication date: 1999-07-15

Abstract

스로틀의 위치를 감지하기 위한 스로틀 포지션 센서(TPS)와, 수온을 감지하기 위한 수온센서(WTS)와, 엔진을 시동시키는 경우에 온되는 시동스위치(SSW)와, 엔진 회전수를 검출하기 위한 크랭크각 센서(CAS)와, 상기한 센서나 스위치들로부터 입력되는 신호의 고주파 성분을 제거하기 위한 로우패스필터(LPS)와, 애널로그 신호를 디지틀 신호로 변환시키기 위한 애널로그/디지틀 컨버터(ADC)와, 상기한 센서나 스위치들로부터 입력되는 신호를 이용하여 엔진의 상태조건에 따라 예열, 후열, 보온 등을 행함으로써 엔진의 출력효율을 극대화시키기 위한 제어부(CPU)와, 상기한 제어부(CPU)로부터 입력되는 신호에 따라 흡기를 가열하는 에어히터(AH1, AH2)와, 상기한 제어부(CPU)로부터 입력되는 신호에 따라 경고를 하기 위한 글로우 램프(GLP)를 포함하여 이루어지며, 엔진의 운전상태에 따라 흡기를 예열, 후열, 보온 등을 함으로써 전체적으로 엔진의 출력을 효율적으로 제어할 수 있는, 디젤엔진 차량의 흡기 히팅 시스템을 제공한다.

Description

디젤엔진 차량의 흡기 히팅 시스템

이 발명은 디젤엔진 차량의 흡기 히팅 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 말하자면 엔진의 운전상태에 따라 흡기를 예열, 후열, 보온 등을 함으로써 전체적으로 엔진의 출력을 효율적으로 제어할 수 있는, 디젤엔진 차량의 흡기 히팅 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 엔진은 점화방식에 따라 스파크 점화식 엔진과, 압축 착화식 엔진으로 대별된다. 상기한 스파크 점화식은 연료와 공기의 혼합기를 압축하여 전기 스파크에 의해 점화 연소시키는 것으로 개솔린 엔진이 이에 해당하고, 상기한 압축 착화식은 공기만을 압축하여 고온(약 500℃~550℃)이 되면 여기에 연료를 분사하여 자연 착화시키는 것으로서 디젤 엔진이 이에 해당한다.

상기한 디젤 엔진은 개솔린 엔진과 비교해서 연료 소비율이 적고, 사용연료의 가격도 싸므로 경제적이며, 또한 개솔린 엔진에서 나타나는 노킹문제도 없으므로 배기량을 크게 하여 대량의 연료를 공급하면 출력이 큰 엔진을 만들 수 있다. 따라서 트럭이나 버스등 대형차량의 엔진으로는 가장 적합하다. 디젤 엔진에서는 흡입한 공기의 압축열로 연료가 착화연소되므로 개솔린 엔진의 점화장치에 상당하는 장치는 필요없지만, 기타 전기장치는 개솔린 엔진과 거의 비슷하게 설치되며, 한랭시에 엔진의 시동을 용이하게 하기 위하여 흡입공기를 따뜻하게 하는 예열장치가 추가로 설치된다.

디젤 엔진의 예열장치에는 글로 플러그 방식과 흡기 히터방식이 있다. 상기한 글로 플러그 방식은 배터리를 전원으로 하여 발열하는 글로 플러그가 주요부로 되어 있으며, 각 실린더의 연소실내의 압축공기를 직접 따뜻하게 하도록 되어 있고, 글로 플러그의 방열상태를 운전자가 확인할 수 있도록 글로 플러그 파일럿 및 글로 플러그에 적정한 전압을 가하기 위한 글로 플러그 레지스터 등으로 이루어져 있으며, 예연소실식 및 와류실식의 디젤엔진에 많이 사용된다. 상기한 흡기 히터방식은 연료장치의 연료의 일부를 사용하며, 이것을 전기히터에 의해 착화연소시켜 발생한 열에 의해 흡기 매니폴드내의 공기를 따뜻하게 하도록 되어 있으며, 직접 분사식 디젤엔진에 많이 사용된다.

그러나 상기한 종래의 흡기 히터방식의 디젤엔진의 예열장치는, 시동이 걸리는 경우에 기구적으로 흡기히터가 연동되어 동작되는 구조로 이루어지기 때문에 디젤엔진내에서의 운전조건 변화에 제대로 대응하지 못함으로써 엔진의 출력을 효율적으로 제어하지 못하는 문제점이 있다.

이 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 엔진의 운전상태에 따라 흡기를 예열, 후열, 보온 등을 함으로써 전체적으로 엔진의 출력을 효율적으로 제어할 수 있는, 디젤엔진 차량의 흡기 히팅 시스템을 제공하는데 있다.

도 1은 이 발명의 실시예에 따른 디젤엔진 차량의 흡기 히팅 시스템의 회로 구성도이다.

도 2는 이 발명의 실시예에 따른 디젤엔진 차량의 흡기 히팅 시스템의 수온에 따른 예열시간을 나타낸 그래프이다.

도 3은 이 발명의 실시예에 따른 디젤엔진 차량의 흡기 히팅 시스템의 수온에 따른 후열시간을 나타낸 그래프이다.

도 4는 이 발명의 실시예에 따른 디젤엔진 차량의 흡기 히팅 시스템의 수온에 따른 보온시간을 나타낸 그래프이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

TPS : 스로틀 포지션 센서 WTS : 수온센서

CAS : 크랭크각 센서 KSW : 키스위치

SSW : 시동 스위치 LPF : 로우패스필터

ADC : 애널로그/디지틀 컨버터 CPU : 제어부

RL1 : 히터 릴레이 AH1, AH2 : 에어 히터

GLP : 글로우 램프 M : 시동 모터

이하, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 이 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 설명하기로 한다.

도 1은 이 발명의 실시예에 따른 디젤엔진 차량의 흡기 히팅 시스템의 회로 구성도이다. 도 1에 도시되어 있듯이 이 발명의 실시예에 따른 디젤엔진 차량의 흡기 히팅 시스템의 구성은, 스로틀의 위치를 감지하기 위한 스로틀 포지션 센서(TPS)와, 수온을 감지하기 위한 수온센서(WTS)와, 엔진을 시동시키는 경우에 온되는 시동스위치(SSW)와, 엔진 회전수를 검출하기 위한 크랭크각 센서(CAS)와, 상기한 센서나 스위치들로부터 입력되는 신호의 고주파 성분을 제거하기 위한 로우패스필터(LPS)와, 애널로그 신호를 디지틀 신호로 변환시키기 위한 애널로그/디지틀 컨버터(ADC)와, 상기한 센서나 스위치들로부터 입력되는 신호를 이용하여 엔진의 상태조건에 따라 예열, 후열, 보온 등을 행하는 제어부(CPU)와, 상기한 제어부(CPU)로부터 입력되는 신호에 따라 흡기를 가열하는 에어히터(AH1, AH2)와, 상기한 제어부(CPU)로부터 입력되는 신호에 따라 경고를 하기 위한 글로우 램프(GLP)를 포함하여 이루어진다.

상기한 구성에 의한, 이 발명의 실시예에 따른 디젤엔진 차량의 흡기 히팅 시스템의 작용은 다음과 같다.

전원이 인가되면, 제어부(CPU)의 내부 메모리에 프로그램화되어 저장되어 있는 제어 프로그램이 제어부(CPU)에 의해 실행됨으로써 이 발명의 실시예에 따른 디젤엔진 차량의 흡기 히팅 시스템의 동작이 시작되며, 동작이 시작되면 제어부(CPU)는 모든 메모리 변수를 초기화시킨 뒤에, 각종 센서와 스위치들로부터 로우패스필터(LPF)와 애널로그/디지틀 컨버터(ADC)를 거쳐서 입력되는 신호를 읽어들인다.

먼저, 제어부(CPU)는 키스위치(KSW)가 온되면 수온센서(WTS)로부터 입력되는 신호를 이용하여 냉각수의 온도를 감지한 뒤에, 도2 도시되어 있는 바와 같은 그래프 데이터(맵화되어 메모리에 저장되어 있음)에 기초하여 냉각수의 온도에 따라 예열시간을 결정한 뒤에 에어히터(AH1, AH2)가 동작되도록 함으로써 흡기가 가열되도록 한다. 이와 같이 흡기가 가열되고 있는 동안에 제어부(CPU)는 글로우 램프(GLP)가 켜지도록 하여 예열이 진행되고 있음을 운전자가 확인할 수 있도록 하고, 설정된 시간동안의 예열과정이 끝나게 되면 글로우 램프(GLP)가 꺼지도록 한다. 운전자는 글로우 램프(GLP)가 꺼진후, 즉 예열이 끝난 후에 시동을 걸어야 엔진이 무리하게 시동되는 것을 방지할 수가 있다.

예열과정이 끝난 후 운전자가 시동을 거는 것을 시동 스위치(SSW)를 통하여 감지하게 되면, 제어부(CPU)는 온도센서(WTS)를 이용하여 냉각수의 온도를 감지한 뒤에, 도3 도시되어 있는 바와 같은 그래프 데이터(맵화되어 메모리에 저장되어 있음)에 기초하여 냉각수의 온도에 따라 후열시간을 결정한 뒤에 에어히터(AH1, AH2)가 동작되도록 함으로써 흡기가 계속 가열되도록 한다. 단, 다음과 같은 상태조건하에서는 후열 동작이 이루어지지 않도록 제어한다.

① 수온이 40℃ 이상일 때

② 에어 히터에 인가되는 전압이 15V 이상으로 일정시간(약 1초) 이상 유지되는 경우

③ 히터 릴레이(RL1, RL2)가 동작되지 않는 경우(용착시)

④ 후열이 진행되고 있는 도중에 엔진이 정지하는 경우

⑤ 크랭크각 센서(CAS), 수온 센서(WTS), 스로틀 포지션 센서(TPS)가 고장이 난 경우

한편, 예열과정이 끝났는데도 운전자가 시동을 걸지 않고 있는 경우가 있을 수 있는데, 이 경우에 제어부(CPU)는 보온모드를 수행하게 된다. 보온모드에서, 제어부(CPU)는 온도센서(WTS)를 이용하여 냉각수의 온도를 감지한 뒤에, 도4 도시되어 있는 바와 같은 그래프 데이터(맵화되어 메모리에 저장되어 있음)에 기초하여 냉각수의 온도에 따라 보온시간을 결정한 뒤에 에어히터(AH1, AH2)가 동작되도록 함으로써 흡기가 온도를 유지하도록 한다.

상기한 과정중에, 히터 릴레이(RL1, RL2)가 동작되지 않거나, 에러가 발생된 경우와 같이 운전자에게 에러상태를 알려주어야 할 필요가 있는 경우에는, 제어부(CPU)는 글로우 램프(GLP)가 점멸되도록 하여 운전자가 상기한 에러상태를 감지할 수 있도록 한다.

이상에서와 같이 이 발명의 실시예에서, 엔진의 운전상태에 따라 흡기를 예열, 후열, 보온 등을 함으로써 전체적으로 엔진의 출력을 효율적으로 제어할 수 있는 효과를 가진 디젤엔진 차량의 흡기 히팅 시스템을 제공할 수가 있다. 이 발명의 이러한 효과는 디젤 엔진 분야에서 이 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 당업자에 의해 변형되어 이용될 수가 있다.

Claims

스로틀의 위치를 감지하기 위한 스로틀 포지션 센서(TPS)와, 수온을 감지하기 위한 수온센서(WTS)와, 엔진을 시동시키는 경우에 온되는 시동스위치(SSW)와, 엔진 회전수를 검출하기 위한 크랭크각 센서(CAS)와, 상기한 센서나 스위치들로부터 입력되는 신호의 고주파 성분을 제거하기 위한 로우패스필터(LPS)와, 애널로그 신호를 디지틀 신호로 변환시키기 위한 애널로그/디지틀 컨버터(ADC)와, 상기한 센서나 스위치들로부터 입력되는 신호를 이용하여 엔진의 상태조건에 따라 예열, 후열, 보온 등을 행함으로써 엔진의 출력효율을 극대화시키기 위한 제어부(CPU)와, 상기한 제어부(CPU)로부터 입력되는 신호에 따라 흡기를 가열하는 에어히터(AH1, AH2)와, 상기한 제어부(CPU)로부터 입력되는 신호에 따라 경고를 하기 위한 글로우 램프(GLP)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 디젤엔진 차량의 흡기 히팅 시스템.