KR20010059083A - 차량용 디젤 엔진의 냉각수 가열 히터 제어 장치 및 방법 - Google Patents

차량용 디젤 엔진의 냉각수 가열 히터 제어 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

각종 센서 및 배터리 전압, 엔진 회전수 등을 검출하여 정밀하게 제어를 수행할 목적으로;
차량의 동작 상태 변화에 따라 가변되는 흡기온, 냉각 수온, 엔진 회전수, 이그니션 스위치 상태, 배터리 전압, 블로우 스위치 상태, 글로우 스위치 상태를 검출하는 차량 동작 상태 검출 수단과; 상기 차량 동작 상태 검출 수단에서 검출되어 인가되는 흡기온, 냉각 수온, 엔진 회전수, 이그니션 스위치 상태, 배터리 전압, 블로우 스위치 상태, 글로우 스위치 상태를 판독하여, 블로우 스위치 온, 흡기온 센서 정상, 냉각 수온 센서 정상, 글로우 스위치 오프이고, 엔진 회전수가 소정의 제1 설정값 이상이며, 이그니션 스위치가 온된 후 소정의 제1 시간이 경과하고, 냉각 수온이 흡기온 보다 작으면 냉각수 가열 히터 작동 신호와 엔진 아이들 회전수 상승 신호를 출력하고, 상기 냉각수 가열 히터 작동 신호와 엔진 아이들 회전수 상승 신호가 출력된 후 소정의 제2 시간이 경과하면 상기 출력된 냉각수 가열 히터 작동 신호와 엔진 아이들 회전수 상승 신호의 출력을 종료하는 제어 수단과; 상기 제어 수단에서 출력되는 신호에 의해 냉각수 가열 히터를 작동시키는 냉각수 가열 히터 작동 수단과, 엔진 아이들 연료 분사량을 조절하는 인젝터로 구비되어 있어서, 불필요한 구간에서의 냉각수 가열 히터 작동으로 인한 전력 손실이나 시동성 저하를 방지할 수 있고, 상기 냉각수 가열 히터 작동시 엔진 아이들 회전수를 자동으로 보상해 줌으로써, 엔진 떨림에 의한 운전자가 느끼는 불쾌감을 해소시킬 수있다.

Description

차량용 디젤 엔진의 냉각수 가열 히터 제어 장치 및 방법{CONTROLLING DEVICE AND METHOD FOR COOLING WATER HEATING HEATER OF DIESEL ENGINE OF VEHICLE}
본 발명은 차량용 디젤 엔진에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 디젤 엔진의 냉각수 가열 히터를 전자적인 방식으로 제어하여 난방 및 제상 성능을 높이기 위한 차량용 디젤 엔진의 냉각수 가열 히터 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 디젤 엔진(Diesel Engine)은 열에너지를 기계적 에너지로 바꾸는 엔진 주요부의 구조가 가솔린 엔진과 큰 차이는 없지만 연료의 공급과 연소 과정이 다르다. 흡입 행정에서 공기만을 흡입하여 고압축비(15 ∼ 22 : 1)로 압축하면 500 ∼ 600℃의 높은 압축열이 발생되며, 이 때 분사 노즐을 통하여 연료를 분사하면 압축 착화(자기 착화)되는 엔진이다.
따라서 분사펌프와 분사 노즐 등으로 구성된 연료 분사 장치가 필요하게 되며, 연료는 자기 착화성이 우수한 경우를 사용한다.
디젤 엔진의 연료 장치는 연료 탱크, 연료 파이프, 공급 펌프, 연료 여과기, 분사 펌프, 고압 파이프, 분사 노즐 등으로 구성되어 있어서, 연료는 연료탱크에서 연료 파이프, 연료 공급 펌프, 연료 여과기, 분사 펌프, 고압 파이프를 걸쳐 분사 노즐로 공급된다.
분사 펌프는 엔진의 크랭크 샤프트에 의하여 구동되어 저압의 연료를 고압으로 변환시켜 실린더 헤드에 설치된 분사 노즐을 통하여 알맞은 시기에 소정의 압력으로 연소실에 분사한다.
연료를 분사할 때 시간적인 조건으로는 분사 시기, 분사기간, 분사량 및 분사 상태 즉, 연소실 내에서 분무의 도달 거리 또는 관통력, 분포 상태, 무화 정도등은 연소실의 형상과 함께 연소 상태를 결정하는 중요한 요인이 된다.
따라서 분사 펌프에 조속기와 타이머를 설치하여 분사량과 분사 시기를 변환시키도록 하였다.
상기한 분사량과 분사 시기는 기계적인 방식과 가솔린 엔진에서 처럼 마이컴을 이용한 전자 제어 방식이 있으며, 근래에는 기계적인 방식을 사용하기보다는 전자 제어 방식을 주로 사용하고 있다.
상기한 디젤 엔진의 기계적인 방식에서 엔진 시동 후 냉각 수온을 빠르게 상승시켜 실내로 흡입되는 공기를 가열하여 난방 및 제상 성능을 향상시키기 위해 종래에는 냉각수 가열용 히터(글로우 플러그)를 냉각수 통로에 장착하고 이를 온/오프 스위치를 이용하여 작동 시켰다.
그러나, 상기한 디젤 엔진에서 냉각수 가열용 히터를 장착해 사용하는 경우, 기계적인 제어 또는 냉각 수온/흡기온 등에 의해 간단한 제어만이 가능하여 정밀한 제어가 어렵고, 이에 따른 전력 소모 및 시동성 등이 저하되는 문제점을 내포하고 있다.
즉, 차량용 배터리 전압이 낮을 때, 냉각수 가열용 히터를 작동시킬 경우, 시스템의 작동 자체를 보장하기 어려워 엔진 시동 후, 바로 작동시 큰 전압 소모로 인해 엔진 스톨(stall)이 발생될 수 있는 문제점을 내포하고 있다.
따라서, 상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 냉각수 가열 히터의 작동시간을 전자적인 방식으로 정밀하게 제어함으로써, 전력 소모 및 시동 초기의 엔진 성능을 향상시키기 위한 차량용 디젤 엔진의 냉각수 가열 히터 제어 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 차량용 디젤 엔진의 냉각수 가열 히터 제어 장치 구성 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 차량용 디젤 엔진의 냉각수 가열 히터 제어 방법 동작 순서도 이다.
이를 실현하기 위한 본 발명은, 차량의 동작 상태 변화에 따라 가변되는 흡기온, 냉각 수온, 엔진 회전수, 이그니션 스위치 상태, 배터리 전압, 블로우 스위치 상태, 글로우 스위치 상태를 검출하는 차량 동작 상태 검출 수단과; 상기 차량 동작 상태 검출 수단에서 검출되어 인가되는 흡기온, 냉각 수온, 엔진 회전수, 이그니션 스위치 상태, 배터리 전압, 블로우 스위치 상태, 글로우 스위치 상태를 판독하여, 블로우 스위치 온, 흡기온 센서 정상, 냉각 수온 센서 정상, 글로우 스위치 오프이고, 엔진 회전수가 소정의 제1 설정값 이상이며, 이그니션 스위치가 온된 후 소정의 제1 시간이 경과하고, 냉각 수온이 흡기온 보다 작으면 냉각수 가열 히터 작동 신호와 엔진 아이들 회전수 상승 신호를 출력하고, 상기 냉각수 가열 히터 작동 신호와 엔진 아이들 회전수 상승 신호가 출력된 후 소정의 제2 시간이 경과하면 상기 출력된 냉각수 가열 히터 작동 금지 신호와 엔진 아이들 회전수 복귀 신호의 출력을 출력하는 제어 수단과; 상기 제어 수단에서 출력되는 신호에 의해 냉각수 가열 히터를 작동 및 작동 중지시키는 냉각수 가열 히터 작동 수단과, 엔진 아이들 연료 분사량을 조절하는 인젝터로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이를 실현하기 위한 다른 본 발명은, 차량이 시동 온 되면, 검출되어 인가되는 흡기온, 냉각 수온, 엔진 회전수, 이그니션 스위치 상태, 배터리 전압, 블로우 스위치 상태, 글로우 스위치 상태를 판독하여, 블로우 스위치의 상태를 판단하는 단계; 흡기온 센서의 상태를 판단하는 단계; 냉각 수온 센서의 상태를 판단하는 단계; 글로우 스위치의 상태를 판단하는 단계; 엔진 회전수가 소정의 제1 설정값 이상인가를 판단하는 단계; 이그니션 스위치가 온된 후 소정의 제1 시간이 경과했는가를 판단하는 단계; 냉각 수온이 흡기온 보다 작은가를 판단하는 단계; 상기 단계에서 블로우 스위치 온, 흡기온 센서 정상, 냉각 수온 센서 정상, 글로우 스위치 오프, 엔진 회전수가 소정의 제1 시간보다 크고, 이그니션 스위치 온 후 소정의 제1 시간이 경과했고, 냉각 수온이 흡기온 보다 작으면 냉각수 가열 히터 구동 신호와 엔진 아이들 회전수 상승 신호를 출력하는 단계와; 상기 단계에서 냉각수 가열 히터 구동 신호와 엔진 아이들 회전수 상승 신호가 출력된 후 소정의 제2 시간이 경과하면 상기 출력된 냉각수 가열 히터 작동 금지 신호와 엔진 아이들 회전수 복귀 신호 출력을 출력하는 것을 특징으로 한다.
이하, 상기의 목적을 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 차량용 디젤 엔진의 냉각수 가열 히터 제어장치 및 방법을 예를 들어 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 차량용 디젤 엔진의 냉각수 가열 히터 제어장치 구성 블록도로서, 차량에 시동이 걸리면, 차량의 동작 상태 변화에 따라 가변되는 흡기온(11), 냉각 수온(12), 엔진 회전수(13), 이그니션 스위치(14), 배터리 전압(15), 블로우 스위치(16) 및 글로우 스위치(17)의 상태를 검출하는 차량 동작 상태 검출 수단(10)과; 상기 차량 동작 상태 검출 수단(10)에서 검출되어 인가되는 흡기온, 냉각 수온, 엔진 회전수, 이그니션 스위치 상태, 배터리 전압, 블로우 스위치 상태, 글로우 스위치 상태를 판독하여, 블로우 스위치 온, 흡기온 센서 정상, 냉각 수온 센서 정상, 글로우 스위치 오프이고, 엔진 회전수가 소정의 제1 설정값 이상이며, 이그니션 스위치가 온된 후 소정의 제1 시간이 경과하고, 냉각 수온이 소정의 제2 설정값 이상이면 냉각수 가열 히터 작동 신호와 엔진 아이들 회전수 상승 신호를 출력하고, 상기 냉각수 가열 히터 작동 신호와 엔진 아이들 회전수 상승 신호가 출력된 후 소정의 제2 시간이 경과하면 상기 출력된 냉각수 가열 히터 작동 신호와 엔진 아이들 회전수 상승 신호의 출력을 종료하는 제어 수단(20)과; 상기 제어 수단(20)에서 출력되는 신호에 의해 냉각수 가열 히터를 작동시키는 냉각수가열 히터 작동 수단(30)과, 엔진 아이들 연료 분사량을 조절하는 인젝터(40)로 구비되어 있다.
상기 구성으로 이루어지는 차량용 디젤 엔진의 냉각수 가열 히터 제어 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 차량용 디젤 엔진의 냉각수 가열 히터 제어 방법 동작 순서도 이다.
운전자의 조작 상태에 따라 엔진의 동작 상태가 가변되는 디젤 엔진을 장착한 차량에서, 상기 엔진을 기 설정된 프로그램에 의해 제어하는 제어 수단(20)은 차량 동작 상태 검출 수단(10)으로 소정의 제어 신호를 출력한다(S100).
이에, 차량 동작 상태 검출 수단(10)은 흡기온 센서(11), 냉각 수온 센서(12), 엔진 회전수 센서(13), 이그니션 스위치(14), 배터리 전압 검출부(15), 블로우 스위치(16) 및 글로우 스위치(17)로부터, 흡기온 센서, 냉각 수온 센서의 상태와 엔진 회전수, 이그니션 스위치 상태, 배터리 전압, 블로우 스위치 상태 및 글로우 스위치 상태를 검출하여 제어 수단(20)으로 출력한다.
제어 수단(20)은 상기 차량 동작 상태 검출 수단(10)으로부터 검출되어 인가되는 흡기온 센서, 냉각 수온 센서의 상태와 엔진 회전수, 이그니션 스위치 상태, 배터리 전압, 블로우 스위치 상태 및 글로우 스위치 상태를 판독하여, 블로우 스위치(16)의 상태가 온 상태인가를 판단한다(S110).
상기에서 블로우 스위치(16)의 상태가 온 상태인 것으로 판단되면, 제어 수단(20)은 흡기온 센서(11)의 상태가 정상인가를 판단한다(S120).
상기에서 흡기온 센서(11)의 상태가 정상이라고 판단되면, 제어 수단(20)은 냉각 수온 센서의 상태가 정상인가를 판단한다(S130).
상기에서 냉각 수온 센서의 상태가 정상이라고 판단되면, 제어 수단(20)은 글로우 스위치(17)의 상태가 오프 상태인가를 판단한다(S140).
상기에서 글로우 스위치(17)가 온 상태이면, 도면에 도시되어 있지 않은 예열 플러그가 작동되어, 이 때 냉각수 가열 히터를 작동시키면 과전압이 소모되어 충전기나 배터리의 용량을 초과하는 위험이 있으므로, 글로우 스위치가 온된 상태에서는 냉각수 가열 히터를 작동시키지 않는다.
따라서, 상기에서 글로우 스위치(17)의 상태가 오프 상태라고 판단되면, 제어 수단(20)은 검출되는 엔진 회전수(13)가 소정의 제1 설정 값(En) 이상인가를 비교 판단한다(S150).
상기에서 엔진 회전수(13)가 소정의 제1 설정 값(En) 이상이라고 판단되면, 제어 수단(20)은 이그니션 스위치가 온된 이후부터 소정의 제1 설정 시간이 경과했는가를 비교 판단한다(S160).
상기에서 엔진 회전수가 소정의 제1 설정 값(En) 이하이거나, 이그니션 스위치가 온된 후, 바로 냉각수 가열 히터가 작동되면 큰 부하가 엔진에 걸려 엔진이 멈춰버리는 현상이 발생하므로, 상기한 엔진 스톨을 방지하기 위해 엔진 회전수가 소정의 제1 설정 값(En) 이상이고, 이그니션 스위치가 온된 후 소정의 제1 설정 시간이 경과 해야한다.
따라서, 상기에서 이그니션 스위치가 온된 이후부터 소정의 제1 설정 시간이경과했다고 판단되면, 제어 수단(20)은 냉각 수온이 흡기온 보다 작은가를 비교 판단한다(S170).
상기에서 냉각 수온이 흡기온 보다 작은 경우, 제어 수단(20)은 냉각수 가열 히터를 작동시키기 위한 소정의 신호와 엔진 아이들 회전수를 상승시키기 위한 소정의 연료 분사 신호를 냉각수 가열 히터 작동 수단(30)과 인젝터(40)로 각각 출력한다(S180).
상기에서 냉각 수온이 흡기온 보다 크거나 같으면, 냉각수 가열 히터의 작동을 중지시켜 불필요한 전력 소모를 방지한다.
이후, 제어 수단(20)은 상기에서 냉각수 가열 히터 작동 신호와 엔진 아이들 회전수 상승 신호가 출력된 후 소정의 제2 설정 시간이 경과했는가를 비교 판단한다(S190).
상기에서 냉각수 가열 히터 작동 신호와 엔진 아이들 회전수 상승 신호가 출력된 후 소정의 제2 설정 시간이 경과했다고 판단되면, 제어 수단(20)은 냉각수 가열 히터 작동 금지 신호와 엔진 아이들 회전수 복귀 신호를 출력한 후, 모든 제어를 종료한다(S200).
즉, 엔진 시동 후 소정의 제2 설정 시간 동안만 냉각수 가열 히터를 작동시켜 냉각수 온도를 상승시킴과 동시에 엔진에 걸리는 부하에 의해 엔진의 떨림을 방지하기 위한 엔진 아이들 회전수 보상을 수행하고, 상기 소정의 제2 설정 시간이 경과하면, 냉각수 가열 히터의 작동을 중지시킴과 아울러 엔진 아이들 회전수를 원상 복귀 시켜 불필요한 전력 소모 및 연비 악화를 방지한다.
이로써, 엔진 시동시 냉각수 가열 히터를 사용하면, 엔진의 온도를 단시간내에 상승시켜 줄 수 있어, 워밍업에 걸리는 시간을 단축할 수 있을 뿐만 아니라, 미연소에 따른 배기가스의 발생을 저감시킬 수 있고, 냉한기에도 엔진의 온도를 빠르게 상승시킬 수 있어 실내로 유입되는 공기를 빨리 덥혀 실내 난방 및 유리창 서린 성애 제거 시간을 단축할 수 있고, 불필요한 구간에서의 냉각수 가열 히터 작동을 중지시킴으로써, 전력 손실이나 시동성 저하를 방지할 수 있다.
이로써, 본 발명에 따른 차량용 디젤 엔진의 냉각수 가열 히터 제어 장치 및 방법은 각종 센서 및 배터리 전압, 엔진 회전수 등을 검출하여 정밀하게 제어를 수행함으로써, 불필요한 구간에서의 냉각수 가열 히터 작동으로 인한 전력 손실이나 시동성 저하를 방지할 수 있고, 상기 냉각수 가열 히터 작동시 엔진 아이들 회전수를 자동으로 보상해 줌으로써, 엔진 떨림에 의한 운전자가 느끼는 불쾌감을 해소시킬 수 있다.

Claims (4)

  1. 차량의 동작 상태 변화에 따라 가변되는 흡기온, 냉각 수온, 엔진 회전수, 이그니션 스위치 상태, 배터리 전압, 블로우 스위치 상태, 글로우 스위치 상태를 검출하는 차량 동작 상태 검출 수단과; 상기 차량 동작 상태 검출 수단에서 검출되어 인가되는 흡기온, 냉각 수온, 엔진 회전수, 이그니션 스위치 상태, 배터리 전압, 블로우 스위치 상태, 글로우 스위치 상태를 판독하여, 블로우 스위치 온, 흡기온 센서 정상, 냉각 수온 센서 정상, 글로우 스위치 오프이고, 엔진 회전수가 소정의 제1 설정값 이상이며, 이그니션 스위치가 온된 후 소정의 제1 시간이 경과하고, 냉각 수온이 흡기온 보다 작으면 냉각수 가열 히터 작동 신호와 엔진 아이들 회전수 상승 신호를 출력하고, 상기 냉각수 가열 히터 작동 신호와 엔진 아이들 회전수 상승 신호가 출력된 후 소정의 제2 시간이 경과하면 상기 출력된 냉각수 가열 히터 작동 금지 신호와 엔진 아이들 회전수 복귀 신호를 출력하고, 모든 제어를 종료하는 제어 수단과; 상기 제어 수단에서 출력되는 신호에 의해 냉각수 가열 히터를 작동시키는 냉각수 가열 히터 작동 수단과, 엔진 아이들 연료 분사량을 조절하는 인젝터로 구비되는 것을 특징으로 하는 차량용 디젤 엔진의 냉각수 가열 히터 제어 장치.
  2. 차량이 시동 온 되면, 검출되어 인가되는 흡기온, 냉각 수온, 엔진 회전수, 이그니션 스위치 상태, 배터리 전압, 블로우 스위치 상태, 글로우 스위치 상태를판독하여, 블로우 스위치의 상태를 판단하는 단계; 흡기온 센서의 상태를 판단하는 단계; 냉각 수온 센서의 상태를 판단하는 단계; 글로우 스위치의 상태를 판단하는 단계; 엔진 회전수가 소정의 제1 설정값 이상인가를 판단하는 단계; 이그니션 스위치가 온된 후 소정의 제1 시간이 경과했는가를 판단하는 단계; 냉각 수온이 흡기온 보다 작은가를 판단하는 단계; 상기 단계에서 블로우 스위치 온, 흡기온 센서 정상, 냉각 수온 센서 정상, 글로우 스위치 오프, 엔진 회전수가 소정의 제1 설정값보다 크고, 이그니션 스위치 온 후 소정의 제1 설정 시간이 경과했고, 냉각 수온이 흡기온 보다 작으면 냉각수 가열 히터 구동 신호와 엔진 아이들 회전수 상승 신호를 출력하는 단계와; 상기 단계에서 냉각수 가열 히터 구동 신호와 엔진 아이들 회전수 상승 신호가 출력된 후 소정의 제2 시간이 경과하면 상기 출력된 냉각수 가열 히터 작동 금지 신호와 엔진 아이들 회전수 복귀 신호를 출력한 후 종료하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 차량용 디젤 엔진의 냉각수 가열 히터 제어 방법.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 블로우 스위치 온, 흡기온 센서 정상, 냉각 수온 센서 정상, 글로우 스위치 오프, 엔진 회전수가 소정의 제1 설정값보다 크고, 이그니션 스위치 온 후 소정의 제1 설정 시간을 경과한 조건을 만족하지 않으면, 냉각수 가열 히터 작동을 방지하는 것을 특징으로 하는 차량용 디젤 엔진의 냉각수 가열 히터 제어 방법.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 냉각 수온이 흡기온 보다 크면, 냉각수 가열 히터 작동을 중지시키는 것을 특징으로 하는 차량용 디젤 엔진의 냉각수 가열 히터 제어 방법.
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KR1019990066463A KR20010059083A (ko) 1999-12-30 1999-12-30 차량용 디젤 엔진의 냉각수 가열 히터 제어 장치 및 방법

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100471263B1 (ko) * 2002-10-17 2005-03-08 현대자동차주식회사 디젤 엔진에서 히터 제어방법
KR100682264B1 (ko) * 2006-02-09 2007-02-15 씨멘스 오토모티브 주식회사 자동차의 냉각수온 센서 고장 진단 방법
CN111688431A (zh) * 2019-03-14 2020-09-22 现代自动车株式会社 操作混合电动车辆的空调系统的方法

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