글로플러그의 전압 인가 제어 방법 및 그 시스템

글로플러그의 전압 인가 제어 방법 및 그 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR CONTROLLING APPLIANCE OF VOLTAGE IN GLOW PLUG}

본 발명은 글로플러그의 전압 인가 제어 방법 및 그 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 아이들 구동시 글로플러그에 인가되는 전압값을 시간에 따라 변동시킴으로써 이른바 자동차 환경기준인 EURO6에 부합되는 전압듀티맵을 제공할 수 있는 글로플러그의 전압 인가 제어 방법 및 그 시스템에 관한 것이다.

우선 본 발명의 이해를 돕기 위해 글로플러그 및 종래 글로플러그의 제어시 발생한 문제점을 설명하면 다음과 같다.

일반적으로 내연기관은 디젤기관과 가솔린기관으로 구분된다. 디젤기관은 가솔린기관에 비하여 연소효율이 좋은 이점이 있지만, 통상적으로, 기관의 시동이 가솔린기관 보다 어렵다는 단점을 갖고 있다.

이 중, 디젤기관은 엔진 실린더 내에서 공기를 연료의 착화점에 이를 때까지 압축하고, 이 압축된 공기에 연료를 분사하여 상기 연료를 착화시킴으로써, 기관 내의 폭발을 유도한다.

따라서, 디젤기관에서는 공기가 압축된다 하더라도 온도와 같은 외부조건이 적절치 못하면 연료가 착화하지 못하여 시동이 곤란해지는 현상이 발생한다.

상기와 같은 디젤기관의 시동 곤란성을 보완하고자 디젤기관용 예열장치가 마련되었으며, 상기 예열장치는 기관 내의 공기를 미리 가열하여 이 공기에 분사되는 연료의 착화를 돕는 장치인 글로 플러그방식이 있다.

이러한 글로 플러그는 예연소실을 가열할 수 있도록 이를 형성하는 실린더 헤드에 나사 결합으로 장착된다.

이러한 글로 플러그는 하우징 내측에 보호 금속판으로 보호되는 저항 코일과 발열 코일로 구성된다.

한편, 글로플러그는 저항코일과 발열코일로 구성되는데, 제어부에 기저장된 맵에 설정된 전압에 의한 전압듀티값이 저항코일에 인가되고, 저항코일에 연결된 발열코일에 의해 전류가 인가되면서 발열코일의 발열 온도가 결정된다.

이때, 발열코일이 발열 될수록 저항코일의 저항값은 낮아지고 이에 연동하여 발열코일에 흐르는 전류값 역시 글로플러그의 작동 초기에 비해 감소되는 문제점이 발생하였는데, 종래의 전압듀티맵에는 시간에 따라 감소하는 발열 온도를 보정할 수 있는 기능이 존재하지 않았다.

한편, 유럽연합은 1992년부터 배기가스를 규제하기 위해 EURO1이 도입되었으며, 최근에는 EURO6 기준이 마련되었으며, 한국의 경우 이 EURO6 규제가 2014년부터 적용된다.

이 EURO6 기준에 맞도록 기저장된 전압듀티맵에 따라 글로플러그의 발열 온도의 제어시 다음과 같은 문제점이 발생하였다.

첫째로, 상기 전압듀티맵의 경우 연료량을 변수로 사용하게 되어 차량의 아이들 구동 진입시에는 온도가 과도하게 상승하게 되고, 이러한 온도 상승을 제어하기 위해 저항코일에 인가되는 전압듀티값을 낮출 경우 아이들 구동 진입시 과도하게 상승하는 온도는 개선이 되었으나, 소정 시간이 지난 뒤에는 다시 온도가 하락하는 문제가 발생하였으며.

둘째로, 전압듀티맵에 적용되는 연료량을 다시 보정하여 대입하더라도 여전히 차량의 아이들 구동 진입 초기에는 연료의 떨림에 의한 전압듀티값이 변동되는 문제가 발생하였다.

이에 본 발명은 EURO6 기준에 맞도록 기저장된 전압듀티맵을 보정하여 차량의 아이들 구동 진입 초기시 상승하는 글로플러그의 온도를 낮추게 함은 물론, 종래 소정 시간이 지나면서 글로플러그의 온도가 하락되는 문제점을 개선하고, 이와 더불어 저항코일에 인가되는 전압듀티값 역시 상승시킬 수 있는 글로플러그의 전압 인가 제어 방법 및 그 시스템에 관한 것이다.

상기한 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

본 발명은 상기와 같이 차량의 아이들 구동 초기 진입시 과도하게 상승하는 글로플러그의 온도를 낮추고, 소정 시간이 지나면서 종래에 비해 글로플러그의 온도가 높게 유지되도록 함은 물론, 이와 더불어 저항코일에 인가되는 전압듀티값 역시 종래에 비해 상승시킬 수 있는 글로플러그의 전압 인가 제어 방법 및 그 시스템에 관한 것이다.

글로플러그의 전압 인가 제어 방법이 소개된다.

이를 위해 본 발명은, 저항코일과 발열코일로 구성된 글로플러그의 제어방법에 있어서, 차량이 아이들 구동에 진입하였는지 판단하는 단계; 차량이 아이들 구동에 진입시 기저장된 전압듀티맵을 이용 상기 저항코일에 전압듀티를 인가하는 단계; 상기 저항코일에 전압듀티가 인가되는 진행 시간을 측정하는 단계; 상기 저항코일에 전압듀티가 인가되는 진행 시간에 따라 상기 저항코일에 인가되는 전압듀티값을 보정하는 단계; 및 상기 보정된 전압듀티값을 상기 저항코일에 인가하는 단계를 포함한다.

상기 저항코일에 전압듀티가 인가되는 진행 시간에 따라 상기 저항코일에 인가되는 전압듀티값을 보정하는 단계에서, 진행 시간에 따라 변동되는 상수값을 상기 전압듀티맵에 기저장된 전압듀티값에 곱한 뒤 그 산출된 전압듀티값을 상기 저항코일에 인가하는 것을 특징으로 한다.

상기 저항코일에 전압듀티가 인가되는 진행 시간을 측정하는 단계에서, 상기 상수값의 범위는 설정된 기준시점 이전에 적용되는 제1상수값들과 설정된 기준 시점 이후에 적용되는 제2상수값들로 구성되되, 상기 제2상수값들의 크기가 상기 제1상수값들의 크기보다 큰 것을 특징으로 한다.

설정된 기준시점 이전에 적용되는 제1상수값들은 0 보다 크고 1 이하인 것을 특징으로 하고, 설정된 기준시점 이후에 적용되는 제2상수값들은 1보다 크고 설정된 기준값보다 작은 것을 특징으로 한다.

글로플러그의 전압 인가 제어 시스템이 소개된다.

이를 위해 본 발명은, 저항코일과 발열코일로 구성된 글로플로그; 기저장된 전압튜티맵을 이용 상기 저항코일에 전압듀티를 인가하여 상기 발열코일의 발열온도를 높이는 제어부;를 포함하되, 상기 제어부는, 상기 저항코일에 전압듀티가 인가되는 진행 시간에 따라 상기 저항코일에 인가되는 전압듀티값을 보정하여 이 보정된 전압듀티값을 상기 저항코일에 인가하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부는, 상기 저항코일에 전압듀티가 인가되는 진행 시간에 따라 변동되는 상수값을 상기 전압듀티맵에 기저장된 전압듀티값에 곱한 뒤 그 산출된 전압듀티값을 상기 저항코일에 인가하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부는, 설정된 기준시점 이후에 적용되는 제2상수값들이 설정된 기준시점 이전에 적용되는 제1상수값들보다 크게 설정하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명인 글로플러그의 전압 인가 제어 방법 및 그 시스템에 의한다면, 글로플러그의 발열 온도가 작동 초기 대비 낮아지는 현상이 방지되고, 아이들 구동 진입 초기시 과도하게 상승하는 글로플러그의 온도에 의해 저항코일 또는 발열코일이 끊어지는 문제점에 미연에 방지되는 등 다양한 이점에 제공된다.

도 1은, 본 발명인 글로플러그의 전압 인가 제어 방법의 전체 순서도.
도 2는 시간의 진행에 따라 상수값이 변화는 정도를 나타내는 그래프.
도 3은 본 발명과 종래 기술의 글로플러그의 온도 변화와 인가되는 전압 변화를 비교하는 그래프.
도 4는 본 발명인 글로플러그의 전압 인가 제어 시스템의 전체 구성도.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명인 글로플러그의 전압 인가 제어 방법 및 그 시스템의 바람직한 실시 예를 설명한다.

도 1은, 본 발명인 글로플러그의 전압 인가 제어 방법의 전체 순서도이다.

도시된 바와 같이 본 발명은 크게, 차량이 아이들 구동에 진입하였는지 판단하는 단계(S100), 차량이 아이들 구동에 진입시 기저장된 전압듀티맵을 이용 저항코일에 전압듀티를 인가하는 단계(S200), 저항코일에 전압듀티가 인가되는 진행 시간을 측정하는 단계(S300), 저항코일에 전압듀티가 인가되는 진행 시간에 따라 저항코일에 인가되는 전압듀티값을 보정하는 단계(S400) 및 보정된 전압듀티값을 저항코일에 인가하는 단계(S500)를 포함한다.

즉, 본 발명은 차량이 아이들 구동 진입시 저항코일에 인가되는 전압듀티값을 시간의 흐름에 따라 보정하여 글로플러그의 발열 온도가 작동 초기 대비 낮아지는 현상과 아이들 구동 진입 초기시 과도하게 상승하는 글로플러그의 온도 및 소정의 시간에 따라 저하되는 전압값을 보정할 수 있는 기술에 관한 것이다.

우선, 차량이 아이들 구동에 진입하였는지 판단하는 단계가 수행된다.

이 판단은 엔진 RPM 측정 센서, 악셀 페달 개도량 센서 및 스타크 키 센서 등으로 측정할 수 있으며, 아이들 구동에 진입 여부는 일반적으로 상기 센서들에 의해 측정된 신호를 전송받는 ECU에서 판단할 수 있다.

한편, 차량이 아이들 구동에 진입하였다고 판단된 경우에는 EURO6 기준에 맞도록 기저장된 전압듀티맵을 이용 저항코일에 전압듀티를 인가하는 단계가 수행된다.

이 전압듀티맵은 차량의 엔진 RPM과 연료량을 변수로 전압값이 기저장되어 있으며, 차량의 현재 RPM과 연료량에 따라 기저장된 전압값이 저항코일에 인가된다.

물론, 이 전압값에 의한 전압듀티는 제어부인 ECU에서 저항코일에 인가하게 된다.

그 후, 본 발명은 종래와 달리 저항코일에 전압듀티가 인가되는 진행 시간을 측정하는 단계(S300)가 수행된다.

즉, EURO6 기준에 맞도록 기저장된 전압듀티맵을 이용 저항코일에 전압듀티를 인가하는 시점부터 현재까지 그 진행된 시간을 측정하게 된다.

종래에는 기저장된 전압듀티맵을 이용 현재 차량의 RPM과 연료량을 기준으로 저항코일에 전압듀티를 인가하였으나, 이로 인해 차량의 아이들 구동 초기시 과도하게 글로플러그의 온도가 상승된 후 시간이 지나면서 글로플러그의 온도가 낮아지게 됨은 물론, 글로플러그에 인가되는 전압값 역시 낮아지게 되는 문제가 발생하였다.

이에 본 발명은 연료량이 변동되더라도 아이들 구동 진입 초기시 전압 변동 폭을 낮추게 함은 물론, 과도하게 글로플러그의 온도가 상승하는 것을 미연에 방지할 수 있도록 저항코일에 전압듀티가 인가되는 진행 시간을 측정한 뒤, 그 시간의 흐름에 따라 소정의 상수값을 전압듀티에 곱하여 보정된 전압듀티를 저항코일에 인가하게 되는 것이다.

이를 위해, 저항코일에 전압듀티가 인가되는 진행 시간에 따라 저항코일에 인가되는 전압듀티값을 보정하는 단계(S400) 및 보정된 전압듀티값을 저항코일에 인가하는 단계(S500)가 포함된다.

한편, 저항코일에 전압듀티가 인가되는 진행 시간에 따라 저항코일에 인가되는 전압듀티값을 보정하는 단계에서, 그 진행 시간에 따라 변동되는 상수값을 전압듀티맵에 기저장된 전압듀티값에 곱한 뒤 그 산출된 전압듀티값을 저항코일에 인가하는 것을 특징으로 한다.

즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 저항코일에 전압듀티값이 인가되는 시점부터 진행 시간(X)을 측정한 뒤, 그 진행 시간(X)에 따라 변동되는 상수값(Z)을 상기 전압듀티값에 저장된 전압에 곱한 뒤 그 보정된 전압듀티값을 저항코일에 인가하게 된다.

이때, 상수값의 범위는 설정된 기준시점 이전에 적용되는 제1상수값들과 설정된 기준 시점 이후에 적용되는 제2상수값들로 구성되되, 제2상수값들의 크기가 제1상수값들의 크기보다 큰 것을 특징으로 한다.

이때, 설정된 기준시점 이전에 적용되는 제1상수값들은 0 보다 크고 1 이하인 것을 특징으로 하고, 설정된 기준시점 이후에 적용되는 제2상수값들은 1보다 크고 설정된 기준값보다 작은 것을 특징으로 한다.

한편, 이 설정된 기준시점은 차량의 주행 상태 및 맵 설정시 차량 상태에 따라 달라질 수 있으며, 예를 들면 도 2에 도시된 바와 같이 설정된 기준시점이 10초인 경우 10초 이전에는 제1상수값들이 도시된 바와 같이 0.8, 0.9, 0.99 로 구성되어 1보다 작은 것을 특징으로 한다.

물론, 이 제1상수값들은 도 2에 도시된 바와 같이 선형적으로 변하며, 시간의 흐름에 따라 점차 증가함을 특징으로 한다.

이 제1상수값들이 1보다 작게 형성되어 종래 EURO6 기준에 맞도록 기저장된 전압듀티맵에 저장된 전압듀티값에 곱하는 경우 원래의 전압듀티보다 낮게 형성될 것이며, 이로 인해 도 3에 도시된 바와 같이 종래 아이들 구동 진입 초기시 글로플러그의 온도가 과도하게 상승되는 것이 방지됨은 물론, 연료량 변동에 의한 전압 변동 폭 역시 줄어들게 됨을 확인할 수 있다.

한편, 설정된 기준시점 이후에 적용되는 제2상수값들은 1보다 크고 설정된 기준값보다 작은 것을 특징으로 하는데, 도 2에 도시된 바와 같이, 1.04, 1.05 로 구성되어 1보다 큰 것을 확인할 수 있고,설정된 기준값이 1.05보다 작음을 확인할 수 있다.

물론, 그 한계치인 설정된 기준값은 다양하게 설정될 수 있으나, 글로플러그에 과도한 전압이 인가되는 것을 방지하도록 본 발명에서는 1.05로 제한을 두었다.

설정된 기준시점 이후에 제2상수값들을 1보다 크게 함으로써 종래 EURO6 기준에 맞도록 기저장된 전압듀티맵에 저장된 전압듀티값에 곱하는 경우 원래의 전압듀티보다 크게 형성될 것이며, 이로 인해 도 3에 도시된 바와 같이 소정의 시간이 지나도 종래에 비해 온도 상승이 되었음을 확인할 수 있으며, 이와 더불어 종래에 비해 글로플러그의 전압 제어값 역시 종래에 비해 상승하였음을 확인할 수 있다.

도 3은 본 발명에 의해 글로플러그의 개선된 효과를 나타내는 도면이다.

'a' 선도는 본 발명에 의해 개선된 글로플러그의 온도이고, 'b'는 종래의 글로플러그의 온도선도이다.

또한, 'c'는 본 발명에 의해 개선된 글로플러그에 인가되는 전압값이며, 'd'는 종래의 글로플러그에 인가되는 전압값이다.

도시된 바와 같이 본 발명의 의한다면 종래에 비해 글로플러그의 최고 온도가 하강되는 효과가 구현됨은 물론, 시간이 지나면서 글로플러그의 온도 역시 종래에 비해 상승하였음을 확인할 수 있다.

또한, 종래에는 연료량 변동에 의해 전압 변동 폭이 크게 형성되었으나, 본 발명에 의한다면 아이들 구동 진입 초기시 전압 변동 폭이 종래에 비해 작게 형성됨은 물론, 시간이 지나면서 글로플러그에 인가되는 전압값 역시 종래에 비해 상승하였음을 확인할 수 있다.

한편, 도 4는 본 발명인 글로플러그의 전압 인가 제어 시스템의 전체 구성도로, 도시된 바와 같이, 저항코일(110)과 발열코일(120)로 구성된 글로플로그(100), 기저장된 전압튜티맵을 이용 저항코일에 전압듀티를 인가하여 발열코일의 발열온도를 높이는 제어부(200)를 포함하되, 제어부(200)는, 저항코일(110)에 전압듀티가 인가되는 진행 시간에 따라 저항코일(110)에 인가되는 전압듀티값을 보정하여 이 보정된 전압듀티값을 저항코일(110)에 인가하는 것을 특징으로 한다.

또한, 이 제어부(200)는, 저항코일(110)에 전압듀티가 인가되는 진행 시간에 따라 변동되는 상수값을 전압듀티맵에 기저장된 전압듀티값에 곱한 뒤 그 산출된 전압듀티값을 저항코일(110)에 인가하는 것을 특징으로 하고, 설정된 기준시점 이후에 적용되는 제2상수값들이 설정된 기준시점 이전에 적용되는 제1상수값들보다 크게 설정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 특정한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

100 : 글로플러그 110 : 저항코일
120 : 발열코일 200 : 제어부