KR101298516B1 - 글로 플러그의 구동 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

필요로 되는 최고 온도를 희생으로 하지 않고, 열적 스트레스에 기인하는 열화를 억제한다. 세라믹 글로 플러그(50-1 내지 50-n)의 포스트 글로의 종료시에 있어서, 엔진의 연소실 내에서의 냉각 상태가 제 1 소정 시간 이상 소정의 강냉각 상태에는 없다고 판정된 경우에 포스트 글로의 통전을 정지하는(S106, S112) 한편, 엔진의 연소실 내에서의 냉각 상태가 제 1 소정 시간 이상 소정의 강냉각 상태에 있다고 판정된 경우, 미리 정해진 포스트 글로 연장 전압용 맵에 의해 포스트 글로 통전 연장 시의 전압을 구하고, 그 전압으로 포스트 글로의 통전 연장을 개시하고, 그 후, 엔진의 연소실 내에서의 냉각 상태가 제 2 소정 시간 이상 소정의 강냉각 상태로부터 완화된 상태로 천이하고 있다고 판정되었을 때에 포스트 글로의 통전 연장을 정지함으로써(S108, S110), 열적 스트레스를 완화하고, 세라믹 히터의 열화를 억제하고 있다.

Description

글로 플러그의 구동 제어 방법{DRIVE CONTROL METHOD FOR GLOW PLUGS}
본 발명은 주로 디젤 엔진의 시동 보조로 사용되는 글로 플러그(glow plug)의 구동 제어 방법에 관한 것으로, 특히, 열적 스트레스의 완화에 의한 신뢰성의 향상 등을 도모한 것에 관한 것이다.
종래부터, 차량에 있어서의 글로 플러그의 구동 제어로서는 소위 PWM 제어에 의한 통전 제어를 행함으로써 급속 승온에 대처할 수 있도록 하는 것이 일반적으로 행해지고 있다. 또한, 글로 플러그의 냉각 상태가 엔진의 전체 운전 영역을 통하여 다양하게 변화되는 것을 감안하여, 그 다양한 냉각 상태에 노출되는 중에서, 보다 적절한 구동 상태를 실현하기 위해서, 외기온도, 엔진 회전수, 엔진 구동 토크, 기압 등의 다양한 요소를 파라미터로 하여 작성된 글로 플러그의 구동 전압 보정 맵을 구비하여, 상술한 PWM 제어에 의한 글로 플러그의 구동 전압을, 그 보정 맵에 의해 적절하게 보정하는 것도 행해지고 있다.
또한, 이들의 제어 방법과는 달리, 예를 들면, 차량 배터리 전압을, 도핑 레지스터라고 불리는 저항 회로를 사용하여, 본래의 정격 전압보다 조금 낮은 전압으로 최적화하여, 급속한 승온을 실현한다는 사고 방식도 있었다.
그런데, 최근, 글로 플러그에 요구되는 속열성, 내열성 등의 관점으로부터 세라믹 히터를 발열체로서 사용한 세라믹 글로 플러그가 많이 사용되고 있지만, 부식(腐食) 환경에 있고, 게다가 열적으로 엄격한 조건에 노출되기 때문에, 한층 더 내열성의 향상, 열화의 억제 등의 관점으로부터, 다양한 제안이 나오고 있다(예를 들면, 특허 문헌 1, 특허 문헌 2 등 참조).
그러나, 이러한 세라믹 글로 플러그라고 해도, 종래의 구동 방법으로 구동한 경우에, 연소실 내에서 냉각 조건이 엄격한 상태, 즉, 스월(Swirl) 냉각이 강한 상태에서는 세라믹 히터의 표면 부분과 발열체가 매설된 내부 사이에 큰 온도 차를 발생하고, 큰 열적 스트레스를 받는 것에 기인하여, 세라믹 히터의 열화를 초래하고, 최악의 경우에는 세라믹 히터의 내부에 둥근 고리형의 균열을 발생하여, 세라믹 글로 플러그의 수명을 단축시킬 가능성이 있는 것이 본원 발명자의 연구에 의해 확인되어 있다.
그런데, 상술한 바와 같은 균열 발생의 원인은 명확하지 않고, 현상황은 세라믹 글로 플러그의 최고 온도를 규제함으로써, 최악의 경우에 있어서의 균열 발생의 가능성을 회피할 수밖에 없어, 이것으로는 저온 시에 있어서의 배기 가스 특성의 악화, 실화(失火)의 빈발로 인한 엔진 소음의 증대 등의 새로운 부적합함을 초래하여, 세라믹 글로 플러그 본래의 장점을 다 살리지 못하는 문제를 초래하고 있다.
특허문헌 1: 일본 공개특허공보 2004-259610호 특허문헌 2 : 일본 공개특허공보 2003-240240호
본 발명은 상기 실상을 감안하여 이루어진 것으로, 필요로 하는 최고 온도를 희생하지 않고, 세라믹 히터 부분에 있어서의 열적 스트레스에 기인하는 열화를 억제할 수 있는 글로 플러그의 구동 제어 방법 및 글로 플러그 구동 제어 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 제 1 형태에 따르면, 글로 플러그의 통전을 제어하는 글로 플러그 구동 제어 방법으로서,
상기 글로 플러그의 포스트 글로의 종료시에 있어서, 엔진의 연소실 내에서의 냉각 상태가 제 1 소정 시간 이상 소정의 강냉각 상태가 아니라고 판정된 경우에 포스트 글로의 통전을 정지하도록 구성되어 이루어지는 글로 플러그 구동 제어 방법이 제공된다.
본 발명의 제 2 형태에 따르면, 글로 플러그의 통전을 제어하는 글로 플러그 구동 제어 방법으로서,
상기 글로 플러그의 인터메디에이트 글로의 종료시에 있어서, 엔진의 연소실 내에서의 냉각 상태가 제 3 소정 시간 이상 소정의 강냉각 상태가 아니라고 판정된 경우에 인터메디에이트 글로의 통전을 정지하도록 구성되어 이루어지는 글로 플러그 구동 제어 방법이 제공된다.
본 발명의 제 3 형태에 따르면, 글로 플러그의 구동 제어를 실행하는 전자 제어 유닛과,
상기 전자 제어 유닛에 의해 실행되는 글로 플러그의 구동 제어에 따라서, 상기 글로 플러그로의 통전을 행하는 통전 회로를 구비하여 이루어지는 글로 플러그 구동 제어 장치로서,
상기 전자 제어 유닛은
상기 글로 플러그의 포스트 글로의 종료시에 있어서, 엔진의 연소실 내에서의 냉각 상태가 제 1 소정 시간 이상 소정의 강냉각 상태가 아니라고 판정된 경우에, 상기 통전 회로에 대하여 포스트 글로의 통전을 정지시키도록 구성되어 이루어지는 글로 플러그 구동 제어 장치가 제공된다.
이러한 구성에 있어서, 전자 제어 유닛은 글로 플러그의 인터메디에이트 글로의 종료시에 있어서, 엔진의 연소실 내에서의 냉각 상태가 제 3 소정 시간 이상 소정의 강냉각 상태가 아니라고 판정된 경우에, 통전 회로에 대하여 인터메디에이트 글로의 통전을 정지시키도록 구성하여도 적합하다.
본 발명에 의하면, 발열체의 통전을 종료할 때, 주위로부터의 냉각풍에 의한 냉각 상태가 소정의 파라미터를 지표로서 상대적으로 가장 강력한 영역으로부터 빠져나온 상태에 있다고 판정되는 경우에, 통전을 종료하도록 하였으므로, 발열체를 수납하는 부재의 내외의 온도차에 의한 열적 스트레스가 완화되고, 열적 스트레스에 기인하는 열화가 억제되어, 글로 플러그의 장수명을 도모할 수 있다는 효과를 나타낸다.
또한, 글로 플러그의 최고 온도를 규제하지 않고, 열적 스트레스의 완화를 도모하기 위해서, 특히, 차량에 사용되는 글로 플러그에 있어서는 인터메디에이트 글로 등에 의한 배기 가스 중의 유해 성분의 확실한 억제가 가능하게 되어, 배기 가스 규제에 대하여 저렴한 비용으로 대응할 수 있다.
또한, 글로 플러그의 열화가 확실하게 억제되기 때문에, 균열 발생 등의 열화 상태를 확실하게 회피할 수 있게 되어, 신뢰성 향상에 기여할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태에서의 글로 플러그 구동 제어 방법이 적용되는 글로 플러그 구동 제어 장치의 구성 예를 도시하는 구성도.
도 2는 도 1에 도시된 글로 플러그 구동 제어 장치를 구성하는 전자 제어 유닛에 의해 실행되는 포스트 글로를 위한 글로 플러그 구동 제어 처리의 순서를 도시하는 서브루틴 플로차트.
도 3은 도 1에 도시된 글로 플러그 구동 제어 장치를 구성하는 전자 제어 유닛에 의해 실행되는 인터메디에이트 글로를 위한 글로 플러그 구동 제어 처리의 순서를 도시하는 서브루틴 플로차트.
도 4는 본 발명의 실시형태에서의 포스트 글로 전압 결정용 맵의 구성 예를 모식적으로 도시하는 모식도.
도 5는 일반적인 글로 플러그의 기본적인 구동 방법을 설명하는 설명도.
이하, 본 발명의 실시형태에 대해서, 도 1 내지 도 5를 참조하면서 설명한다.
또한, 이하에 설명하는 부재, 배치 등은 본 발명을 한정하지 않고, 본 발명의 취지의 범위 내에서 다양하게 개변할 수 있다.
맨 먼저, 본 발명의 실시형태에서의 글로 플러그 구동 제어 방법이 적용되는 글로 플러그 구동 제어 장치의 구성 예에 대하여, 도 1을 참조하면서 설명한다.
본 발명의 실시형태에서의 글로 플러그 구동 장치는 전자 제어 유닛(도 1에 있어서는 “ECU”라고 표기; 1O1)과, 통전 회로(도 1에 있어서는 “DRV”라고 표기; 102)로 대별하여 구성된 것으로 되어 있다.
전자 제어 유닛(101)은 예를 들면, 공지·주지의 구성을 갖고 이루어지는 마이크로 컴퓨터(도시하지 않음)를 중심으로, RAM이나 ROM 등의 기억 소자(도시하지 않음)를 갖는 동시에, 외부 회로와의 신호 송수신(授受)을 위한 입출력 인터페이스 회로(도시하지 않음) 등을 갖고 구성된 것으로 되어 있고, 차량 엔진 제어나 연료 분사 제어 등과 함께, 후술하는 글로 플러그 구동 제어 처리를 실행하는 것으로 되어 있다.
통전 회로(102)는 전자 제어 유닛(101)에 의한 글로 플러그 구동 제어에 따라서 글로 플러그(50-1 내지 50-n)로의 통전을 행하기 위한 공지·주지의 구성을 갖고 이루어지는 것이다.
글로 플러그(50-1 내지 50-n)는 도시하지 않는 엔진의 기통수에 대응하여 설치된 것으로, 내부에 설치된 발열체(도시하지 않음)의 일단이 통전 회로(102)의 출력 단계에 접속되는 한편, 그 발열체의 타단측이 그라운드(차체 어스)에 접속되도록 되어 있다. 본 발명의 실시형태에서는 특히, 세라믹 글로 플러그가 사용된 것으로 되어 있다.
즉, 세라믹 글로 플러그는 도전성 세라믹으로 이루어지는 발열체가 절연성 세라믹스로 이루어지는 둥근 막대형의 부재 내부에 배치된 세라믹 히터를 갖고 이루어지는 것이다.
또한, 이하의 설명에 있어서는 세라믹 글로 플러그(50-1 내지 50-n)라고 부르기로 한다.
다음에, 종래의 글로 플러그의 구동 제어에 대하여, 도 5를 참조하면서 개괄적으로 설명한다.
일반적으로 글로 플러그의 구동은 최초에, 엔진 시동전의 프리글로(pre glow)라고 불리는 구동 기간(도 5b에 있어서 부호a가 붙여진 기간), 다음으로, 크랭킹(cranking) 시동시에 있어서의 스타트 글로라고 불리는 구동 기간(도 5b에 있어서 부호b가 붙여진 기간), 다음으로, 크랭킹 종료 후의 연소 안정화를 위해 포스트 글로라고 불리는 구동 기간(도 5b에 있어서 부호c가 붙여진 기간), 그리고, 연소 안정화에 따른 글로 플러그의 구동을 정지하는 기간(도 5b에 있어서 부호d가 붙여진 기간)으로 대별된다.
그리고, 연소 안정화에 따른 글로 플러그의 구동 정지 후에도, 필요에 따라서, 즉, 예를 들면, 이미션 저감이나 배기 가스 재순환 장치의 DPF(흑연 필터) 재생 등을 위한 글로 플러그가 구동되는 인터메디에이트 글로(Intermediate glow)라고 불리는 구동 기간(도 5b에 있어서 부호e가 붙여진 기간)과, 그 구동의 정지 기간(도 5b에 있어서 부호f가 붙여진 기간)이 형성되는 경우가 있다.
또한, 도 5a는 상술한 바와 같은 각각의 구동 기간에 있어서 글로 플러그에 인가되는 전압의 변화 예이며, 글로 플러그로의 인가 전압은 프리글로시에 가장 높게 설정되는 것으로 되어 있다.
본 발명의 실시형태에서의 글로 플러그 구동 제어 방법은 포스트 글로에 있어서의 구동 제어 방법, 및, 인터메디에이트 글로에 있어서의 구동 제어 방법에 관한 것이다. 이러한 구동 제어 방법은 특히, 엔진 연소실 내에 놓여져 세라믹 글로 플러그에 있어서, 그 냉각 상태의 변화에 기인하여 생기는 세라믹 글로 플러그의 열화를, 히터 부분의 최고 온도를 희생으로 하지 않고 억제한다는 관점에서, 본원 발명자가 거듭 연구한 결과, 창출된 것이다. 여기에서, 냉각 상태란 엔진(도시하지 않음)의 연소실 내에 생기는 스월에 의한 세라믹 글로 플러그의 냉각 상태를 의미한다.
도 2에는 전자 제어 유닛(101)에 의해 실행되는 포스트 글로를 위한 글로 플러그 구동 제어 처리의 순서가 서브루틴 플로차트에 도시되어 있고, 이하, 동 도면을 참조하면서, 그 내용에 대하여 설명한다.
전자 제어 유닛(101)에 의해 처리가 개시되면, 최초에, 현재의 엔진 동작 상황하에 있어서 필요로 되는 포스트 글로 시간tpost의 산출이 행해진다(도 2의 스텝 S100 참조). 즉, 구체적으로는, 엔진(도시하지 않음)의 동작 제어에 영향을 주는 여러 가지 요소(이하, 이들의 요소를 “엔진 동작 제어 요소”라고 부름) 중, 미리 결정한 복수의 요소, 예를 들면, 엔진 냉각수 온도, 대기압 등의 데이터를 토대로, 미리 설정된 연산식이나 맵 검색 등에 의해 포스트 글로 시간tpost가 산출된다. 여기에서, 엔진 냉각수 온도나 대기압 등의 데이터는 도시하지 않는 센서에 의해 검출되고, 메인 루틴(도시하지 않음)에서 실행되는 엔진 동작 제어 처리에 사용되도록 되어 있는 것으로, 스텝 S100에서는 그것을 판독하여, 유용하도록 하면 좋다.
상술한 바와 같이 하여 포스트 글로 시간tpost가 산출된 후에는 포스트 글로 전압이 결정되고, 그 전압으로 통전 회로(102)에 의해 세라믹 글로 플러그(50-1 내지 50-n)의 통전이 개시되고, 포스트 글로가 실행(포스트 글로 ON)되게 된다(도 2의 스텝 S102 참조).
즉, 본 발명의 실시형태에서는 다음에 기술하는 바와 같은 미리 설정된 포스트 글로 전압 결정용 맵을 사용하여 포스트 글로 전압이 정해지도록 되어 있다.
본 발명의 실시형태에서의 포스트 글로 전압 결정용 맵은 도 4에 도시된 바와 같이 엔진 회전 속도Seng와 연료 분사량Qinj를 파라미터로서, 포스트 글로 전압이 정해지도록 되어 있는 것으로, 도면 중 “V”는 포스트 글로 전압을 나타내고, 예를 들면, V(Seng1, Qinj1)는 엔진 회전 속도가 Seng1, 연료 분사량이 Qinj1의 경우의 포스트 글로 전압을 편의적으로 나타낸다. 도 4의 다른 개소에 대해서도, 이것에 준하여 해석하기로 한다.
또한, 엔진 회전 속도Seng는 도시하지 않는 센서에 의해서 검출되는 엔진 회전수로부터 소정의 연산식에 의해 산출되는 것이다. 또한, 연료 분사량Qinj는 엔진 회전수, 액셀 개도 등의 데이터를 기초로 소정의 연산식에 의해 산출되는 목표 연료 분사량이다. 이들 엔진 회전 속도Seng 및 연료 분사량Qinj는 앞서 기술한 엔진 냉각수 등과 마찬가지로, 메인 루틴(도시하지 않음)에서 실행되는 엔진 동작 제어 처리에 사용되도록 되어 있는 것이므로, 이들을 판독하여, 유용하면 좋다.
이 포스트 글로 전압 결정용 맵에서의 포스트 글로 전압은 시뮬레이션이나 시험에 기초하여, 세라믹 글로 플러그(50-1 내지 50-n)의 냉각 상태를 고려하여 정해진 것이다.
즉, 엔진(도시하지 않음)의 연소실 내에서의 세라믹 글로 플러그(50-1 내지 50-n)의 냉각 상태, 바꾸어 말하면, 스월 냉각에 의한 냉각량의 대소는 엔진 회전 속도Seng와 연료 분사량Qinj에 의해 대략의 상태를 추정할 수 있기 때문에, 본 발명의 실시형태에서는 이 추정되는 냉각 상태에 따라서 포스트 글로 전압이 시뮬레이션이나 시험에 기초하여 정해진 것으로 되어 있다.
도 4에서는 무늬가 있는 범위는 세라믹 글로 플러그(50-1 내지 50-n)의 냉각 상태가 특히 엄격한 영역(강냉각 영역), 즉, 바꾸어 말하면, 스월 냉각량이 특히 큰 영역인 한편, 그 주위의 부분은 통상의 냉각 상태로 되는 영역(통상 냉각 영역)이다.
이렇게 본 발명의 실시형태에서의 포스트 글로 전압 결정용 맵은 엔진 회전 속도Seng와 연료 분사량Qinj를 파라미터로 하여, 세라믹 글로 플러그(50-1 내지 50-n)의 냉각 조건의 엄격함의 정도를 의미하는 맵으로서 볼 수도 있게 되어 있다.
상술한 바와 같이 하여 구해진 포스트 글로 전압에 있어서의 세라믹 글로 플러그(50-1 내지 50-n)에 대한 통전 회로(102)에 의한 통전은 본 발명의 실시형태에서는 종래와 같이 PWM 제어에 의한 통전으로 되어 있다. 따라서, 도 4에서의 포스트 글로 전압은 실효치로 나타내어진다. 또한, 도 4에서, 포스트 글로 전압 대신에 PWM 제어에 의한 통전시의 듀티비로 하여도 좋다.
상술한 바와 같이 하여 포스트 글로가 개시(도 2의 스텝 S102 참조) 되고 나서, 앞서 산출된 포스트 글로 시간tpost가 경과하였다고 판정되면(도 2의 스텝 S104 참조), 냉각 상태가 강냉각 하에서 제 1 소정 시간t1 이상 계속 상태에 있는지 여부가 판정되게 된다(도 2의 스텝 S106 참조).
즉, 엔진 연소실(도시하지 않음) 내에서의 냉각 상태, 바꾸어 말하면, 스월 냉각량이 특히 큰 영역인 앞서의 도 4에 도시된 강냉각 영역(소정의 강냉각 상태)에 소정 시간 이상 있는지 여부가 도 4에 도시된 포스트 글로 전압 결정용 맵을 사용하여, 이 시점의 엔진 회전 속도Seng와 연료 분사량Qinj로부터 판정되게 된다.
그리고, 스텝 S106에서, 강냉각 영역에 제 1 소정 시간t1 이상 있다고 판정된 경우(YES의 경우)에는 후술하는 스텝 S108의 처리로 진행하는 한편, 강냉각 영역에 제 1 소정 시간t1 이상 있는 상태가 아니라고 판정된 경우(NO의 경우)에는 세라믹 글로 플러그(50-1 내지 50-n)로의 통전이 정지되고, 일련의 처리가 종료되어 도시하지 않는 메인 루틴으로 되돌아오게 된다(도 2의 스텝 S112 참조).
여기에서, 강냉각 영역에 제 1 소정 시간t1 이상 있는 상태가 아니라고 판정된 경우에 통전 정지로 하는 것은 이 경우 쪽이 강냉각 영역에 있는 경우에 통전 정지로 하는 경우에 비하여, 열적 스트레스가 원인으로 생각되는 세라믹 글로 플러그(50-1 내지 50-n)의 열화가 적다는 본원 발명자의 연구 결과에 기초하는 것이다.
한편, 스텝 S108에서는 세라믹 글로 플러그(50-1 내지 50-n)가 강냉각 영역에 제 1 소정 시간t1 이상 있다는 판정(도 2의 스텝 S106 참조)에 기초하여, 통전 정지를 행하기에는 적합하지 않다고 하여, 통전 연장이 행해지게 된다.
즉, 우선, 소정의 포스트 글로 연장 전압용 맵을 사용하여 포스트 글로 연장 통전시의 전압(이하 “연장 전압”이라고 부름)Vpost-ext가 구해진다. 그리고, 그 구해진 연장 전압Vpost-ext로 통전 회로(102)에 의해 세라믹 글로 플러그(50-1 내지 50-n)로의 통전이 연장되게 된다.
또한, 앞서 기술한 바와 같이, 본 발명의 실시형태에서는 세라믹 글로 플러그(50-1 내지 50-n)로의 통전은 PWM 제어에 의한 통전을 행하고 있으므로, 실제로 포스트 글로 연장 전압용 맵으로 구해지는 것은 통전시의 듀티비로 된다.
또한, 소정의 포스트 글로 연장 전압용 맵은 엔진 회전 속도Seng와 연료 분사량Qinj를 파라미터로 하여, 세라믹 글로 플러그(50-1 내지 50-n)의 냉각 상태를 고려하여 연장 전압Vpost-ext가 정해져 있는 것으로, 구체적으로는, 앞서 설명한 포스트 글로 전압 결정용 맵과 기본적으로 같은 사고방식으로 설정된 것이다. 따라서, 이 포스트 글로 연장 전압용 맵은 도 4에서의 V(Seng, Qinj)를 Vpost-ext(Seng, Qinj)로 바꾼 것으로 되고, 강냉각 영역에 대해서도 앞서 도 4에서 설명한 것과 동일한 영역이 되는 것이다.
또한, 이 포스트 글로 연장 전압용 맵에서의 개개의 연장 전압Vpost-ext는 시뮬레이션이나 시험 결과 등에 기초하여 결정하는 것이 적합하다.
또한, 상술한 바와 같이 포스트 글로 연장 전압용 맵을 사용하여 연장 전압Vpost-ext를 결정하는 것을 대신하여, 소정의 전압으로 하여도 좋다.
그리고, 포스트 글로 연장 통전은 세라믹 글로 플러그(50-1 내지 50-n)의 엔진 연소실(도시하지 않음) 내에서의 냉각 상태가 통상 냉각 영역에, 제 2 소정 시간t2 이상 있다고 판정될 때까지 계속되게 되고(도 2의 스텝 S110 참조), 통상 냉각 영역에 제 2 소정 시간t2 이상 있다고 판정된 부분에서 세라믹 글로 플러그(50-1 내지 50-n)로의 통전이 정지되게 된다(도 2의 스텝 S112 참조). 이렇게, 냉각 상태가 통상 냉각 영역으로 천이하고, 그 상태가 제 2 소정 시간t2 이상 계속된 후에 통전 정지로 하는 것은 앞서 연장 통전 없이 통전 정지로 할 때의 조건(도 2의 스텝 S106)에서 설명한 것과 마찬가지로, 열적 스트레스가 경감된 상태로 된 부분에서 통전을 정지함으로써, 열적 스트레스에 기인하는 플러그(50-1 내지 50-n)의 열화를 억제하기 위해서이다.
다음에, 도 3에는 인터메디에이트 글로를 위한 글로 플러그 구동 제어 처리의 순서가 서브루틴 플로차트에 도시되고, 이하, 동 도면을 참조하여, 그 내용에 대해서 설명한다.
전자 제어 유닛(101)에 의해 처리가 개시되면, 최초에, 인터메디에이트 글로 시간tint의 산출이 행해진다(도 3의 스텝 S200 참조).
여기에서, 본 발명의 실시형태에 있어서, 인터메디에이트 글로 시간tint는 대기 온도나 DPF의 차압 등을 토대로 소정의 연산식에 의해 산출되게 된다. 또한, 대기 온도나 DPF의 차압은 도시하지 않는 센서에 의해 검출되어 메인 루틴(도시하지 않음)에서 실행되는 엔진 동작 제어 처리에 사용되도록 되어 있으므로, 이 스텝 S200에서는 이들을 유용함으로써 충분한 것으로 되어 있다.
상술한 바와 같이 하여 인터메디에이트 글로 시간tint가 산출된 후에는 인터메디에이트 글로 전압Vint가 결정되고, 그 전압으로 통전 회로(102)에 의해 세라믹 글로 플러그(50-1 내지 50-n)의 통전이 개시되고, 인터메디에이트 글로가 실행(인터메디에이트 글로 ON)되게 된다(도 3의 스텝 S202 참조).
여기에서, 인터메디에이트 글로 전압Vint는 다음에 기술하는 바와 같은 미리 설정된 인터메디에이트 글로 전압 결정용 맵을 사용하여 정해지게 되어 있다.
본 발명의 실시형태에서의 인터메디에이트 글로 전압 결정용 맵은 엔진 회전 속도Seng와 연료 분사량Qinj를 파라미터로 하여, 세라믹 글로 플러그(50-1 내지 50-n)의 냉각 상태를 고려하여 인터메디에이트 글로 전압이 정해져 있는 것으로, 구체적으로는, 앞서 설명한 포스트 글로 전압 결정용 맵과 기본적으로 같은 사고방식으로 설정된 것이다. 따라서, 이 인터메디에이트 글로 전압 결정용 맵은 도 4에서의 V(Seng, Qinj)를 Vint(Seng, Qinj)로 바꾼 것으로 되고, 강냉각 영역에 대해서도 앞서 도 4에서 설명한 것과 동일한 영역으로 되는 것이다. 또한, 이 인터메디에이트 글로 전압 결정용 맵에서의 개개의 인터메디에이트 글로 전압Vint, 시뮬레이션이나 시험 결과 등에 기초하여 결정하는 것이 적합하다.
상술한 바와 같이 하여 인터메디에이트 글로가 개시(도 3의 스텝 S202)되고 나서, 앞서 산출된 인터메디에이트 글로 시간tint가 경과하였다고 판정되면(도 3의 스텝 S204 참조), 세라믹 글로 플러그(50-1 내지 50-n)의 냉각 상태가 강냉각 하에 있고, 제 3 소정 시간t3 이상 계속 상태에 있는지의 여부가 판정되게 된다(도 3의 스텝 S206 참조).
여기서, 냉각 상태가 강냉각 하에 있는지의 여부의 판정은 이 시점의 엔진 회전 속도Seng와 연료 분사량Qinj로부터 인터메디에이트 글로 전압 결정용 맵을 사용하여 결정된다. 즉, 인터메디에이트 글로 전압 결정용 맵에서의 인터메디에이트 글로 전압Vint는 엔진(도시하지 않음)의 연소실에 있어서의 세라믹 글로 플러그(50-1 내지 50-n)의 냉각 상태에 대응한 것으로 되어 있기 때문에, 이 시점의 엔진 회전 속도Seng와 연료 분사량Qinj가 인터메디에이트 글로 전압 결정용 맵의 어느 개소에 위치하는지는 앞서 포스트 글로 전압 결정용 맵에서 설명한 것과 마찬가지로, 냉각 상태를 나타내게 되어(도 4 참조), 인터메디에이트 글로 전압 결정용 맵의 강냉각 영역(소정의 강냉각 상태)인지의 여부를 판정할 수 있다.
그리고, 스텝 S2O6에서, 강냉각 영역에 제 3 소정 시간t3 이상 있다고 판정된 경우(YES의 경우)에는 후술하는 스텝 S208의 처리로 진행하는 한편, 강냉각 영역에 제 3 소정 시간t3 이상 있는 상태가 아니라고 판정된 경우(NO의 경우)에는 세라믹 글로 플러그(50-1 내지 50-n)로의 통전이 정지되고, 일련의 처리가 종료되고, 도시하지 않는 메인 루틴으로 되돌아오게 된다(도 3의 스텝 S212 참조).
여기에서, 강냉각 영역에 제 3 소정 시간t3 이상 있는 상태가 아니라고 판정된 경우에 통전 정지로 하는 것은 이 경우 쪽이 강냉각 영역에 있는 경우에 통전 정지로 하는 경우에 비하여, 세라믹 글로 플러그(50-1 내지 50-n)에 주는 열적 스트레스가 작다고 생각되기 때문이다.
한편, 스텝 S208에서는 세라믹 글로 플러그(50-1 내지 50-n)가 강냉각 영역에 제 3 소정 시간t3 이상 있다는 판정(도 2의 스텝 S206 참조)에 기초하여, 통전 정지를 행하기 위해서는 적합하지 않다고 하여, 인터메디에이트 글로의 통전 연장이 행해지게 된다.
즉, 우선, 소정의 인터메디에이트 글로 연장 전압용 맵을 사용하여 연장 통전시의 전압(이하 “연장 전압”이라고 부름)Vint-ext가 구해진다. 그리고, 그 구해진 연장 전압Vint-ext로 통전 회로(102)에 의해 세라믹 글로 플러그(50-1 내지 50-n)로의 통전이 행해지게 된다. 여기에서, 소정의 인터메디에이트 글로 연장 전압용 맵은 앞서 도 2의 스텝 S108에서 설명한 것과 마찬가지로, 포스트 글로 전압 결정용 맵과 기본적으로 같은 사고방식으로 설정된 것이므로, 여기에서의 재차의 상세한 설명은 생략하기로 한다.
그리고, 인터메디에이트 글로 연장 통전은 세라믹 글로 플러그(50-1 내지 50-n)의 엔진 연소실(도시하지 않음) 내에서의 냉각 상태가 통상 냉각 영역에, 제 4 소정 시간t4 이상 있다고 판정될 때까지 계속되게 되고(도 3의 스텝 S210 참조), 통상 냉각 영역에 제 4 소정 시간t4 이상 있다고 판정된 부분에서 세라믹 글로 플러그(50-1 내지 50-n)로의 통전이 정지되게 된다(도 3의 스텝 S2l2 참조).
이렇게, 냉각 상태가 통상 냉각 영역으로 천이하고, 그 상태가 제 4 소정 시간t4 이상 계속된 후에 통전 정지로 하는 것은 앞서 스텝 S110에서 설명한 것과 같은 이유에 의한 것이다.
또한, 본 발명의 실시형태에서는 세라믹 글로 플러그의 구동 제어 방법으로서 설명하였지만, 이러한 구동 제어 방법은 세라믹 히터를 사용하여 글로 플러그와 유사한 구조를 갖고 이루어지고, 사용시에 주위의 냉각 상태가 다양하게 변화되는 것과 같은 발열 수단이라면, 글로 플러그에 한정되지 않고, 마찬가지로 적용할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시형태에서는 통전 제어의 실질적인 처리로 진행되는 타이밍을, 시간으로 판정하고 있지만(도 2의 스텝 S100, S104, 및, 도 3의 스텝 S200, S204 참조), 시간 이외의 요소를 사용하도록 하여도 좋다. 예를 들면, 엔진이 있는 운전 상황으로 들어갔을 때, 통전 오프를 위한 처리(도 2의 스텝 S106 이후의 처리, 또는, 도 3의 스텝 S206 이후의 처리)로 진행하도록 하여도 적합하다.
산업상의 이용 가능성
필요로 되는 최고 온도를 희생으로 하지 않고, 열적 스트레스의 완화를 도모하고, 신뢰성이 향상되고 있어, 양호한 온도 특성과 신뢰성이 필요로 되는 디젤 엔진 등의 시동 보조의 글로 플러그에 적용할 수 있다.
50-1 내지 50-n: 글로 플러그 101: 전자 제어 유닛
102: 통전 회로

Claims (16)

  1. 글로 플러그의 통전을 제어하는 글로 플러그 구동 제어 방법으로서,
    상기 글로 플러그의 포스트 글로의 종료시에 있어서, 엔진의 연소실 내에서의 냉각 상태가 제 1 소정 시간 이상 소정의 강냉각 상태가 아니라고 판정된 경우에 포스트 글로의 통전을 정지하는 것을 특징으로 하는 글로 플러그 구동 제어 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 소정의 강냉각 상태인지의 여부는 적어도 엔진 회전 속도 및 연료 분사량과, 스월 냉각량과의 미리 정해진 상관 관계에 기초하여, 판정시에 있어서의 엔진 회전 속도 및 연료 분사량으로부터 결정되는 것을 특징으로 하는 글로 플러그 구동 제어 방법.
  3. 삭제
  4. 제 2 항에 있어서, 엔진의 연소실 내에서의 냉각 상태가 제 1 소정 시간 이상 소정의 강냉각 상태에 있다고 판정된 경우, 미리 정해진 포스트 글로 연장 전압용 맵에 의해 포스트 글로 통전 연장 시의 전압을 구하고, 상기 구해진 전압에 의해 포스트 글로의 통전 연장을 개시하고,
    그 후, 엔진의 연소실 내에서의 냉각 상태가 제 2 소정 시간 이상 소정의 강냉각 상태로부터 완화된 상태로 천이하고 있다고 판정되었을 때에 상기 포스트 글로의 통전 연장을 정지하는 한편,
    엔진의 연소실 내에서의 냉각 상태가 제 2 소정 시간 이상 소정의 강냉각 상태로부터 완화된 상태로 천이한 상태가 아니라고 판정된 경우에는 상기 포스트 글로 연장 전압용 맵에 의해 포스트 글로 통전 연장의 전압을 구하고, 상기 구해진 전압에 의해 포스트 글로의 통전을 연장하는 것을 반복해가고,
    상기 포스트 글로 연장 전압용 맵은 적어도 엔진 회전 속도와 연료 분사량에 기초하여 정해지는 엔진의 연소실 내에서의 냉각 상태에 따라서 설정된 포스트 글로의 통전 연장용의 전압을, 상기 엔진 회전 속도와 연료 분사량을 파라미터로서 판독 가능하게 구성된 것을 특징으로 하는 글로 플러그 구동 제어 방법.
  5. 글로 플러그의 통전을 제어하는 글로 플러그 구동 제어 방법으로서,
    상기 글로 플러그의 인터메디에이트 글로의 종료시에 있어서, 엔진의 연소실 내에서의 냉각 상태가 제 3 소정 시간 이상 소정의 강냉각 상태가 아니라고 판정된 경우에 인터메디에이트 글로의 통전을 정지하는 것을 특징으로 하는 글로 플러그 구동 제어 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 소정의 강냉각 상태인지의 여부는 적어도 엔진 회전 속도 및 연료 분사량과, 스월 냉각량의 미리 정해진 상관 관계에 기초하여, 판정시에 있어서의 엔진 회전 속도 및 연료 분사량으로부터 결정되는 것을 특징으로 하는 글로 플러그 구동 제어 방법.
  7. 삭제
  8. 제 6 항에 있어서, 엔진의 연소실 내에서의 냉각 상태가 제 3 소정 시간 이상 소정의 강냉각 상태에 있다고 판정된 경우, 미리 정해진 인터메디에이트 글로 연장 전압용 맵에 의해 인터메디에이트 글로 통전 연장 시의 전압을 구하고, 상기 구해진 전압에 의해 인터메디에이트 글로의 통전 연장을 개시하고,
    그 후, 엔진의 연소실 내에서의 냉각 상태가 제 4 소정 시간 이상 소정의 강냉각 상태로부터 완화된 상태로 천이하고 있다고 판정되었을 때에 상기 인터메디에이트 글로의 통전 연장을 정지하는 한편,
    엔진의 연소실 내에서의 냉각 상태가 제 4 소정 시간 이상 소정의 강냉각 상태로부터 완화된 상태로 천이한 상태가 아니라고 판정된 경우에는 상기 인터메디에이트 글로 연장 전압용 맵에 의한 인터메디에이트 글로 통전 연장의 전압을 구하고, 상기 구해진 전압에 의해 인터메디에이트 글로의 통전을 연장하는 것을 반복해가고,
    상기 인터메디에이트 글로 연장 전압용 맵은 적어도 엔진 회전 속도와 연료 분사량에 기초하여 정해지는 엔진의 연소실 내에서의 냉각 상태에 따라서 설정된 인터메디에이트 글로의 통전 연장용의 전압을, 상기 엔진 회전 속도와 연료 분사량을 파라미터로서 판독 가능하게 구성된 것을 특징으로 하는 글로 플러그 구동 제어 방법.
  9. 글로 플러그의 구동 제어를 실행하는 전자 제어 유닛과,
    상기 전자 제어 유닛에 의해 실행되는 글로 플러그의 구동 제어에 따라서, 상기 글로 플러그로의 통전을 행하는 통전 회로를 구비하여 이루어지는 글로 플러그 구동 제어 장치로서,
    상기 전자 제어 유닛은
    상기 글로 플러그의 포스트 글로의 종료시에 있어서, 엔진의 연소실 내에서의 냉각 상태가 제 1 소정 시간 이상 소정의 강냉각 상태가 아니라고 판정된 경우에, 상기 통전 회로에 대하여 포스트 글로의 통전을 정지시키도록 구성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 글로 플러그 구동 제어 장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 소정의 강냉각 상태인지의 여부는 적어도 엔진 회전 속도 및 연료 분사량과, 스월 냉각량과의 미리 정해진 상관 관계에 기초하여, 판정시에 있어서의 엔진 회전 속도 및 연료 분사량으로부터 결정되는 것을 특징으로 하는 글로 플러그 구동 제어 장치.
  11. 삭제
  12. 제 10 항에 있어서, 전자 제어 유닛은
    엔진의 연소실 내에서의 냉각 상태가 제 1 소정 시간 이상 소정의 강냉각 상태에 있다고 판정된 경우, 미리 정해진 포스트 글로 연장 전압용 맵에 의해 포스트 글로의 통전 연장 시의 전압을 구하고, 통전 회로에 대하여 상기 구해진 전압에 의해 포스트 글로의 통전 연장을 개시시키고,
    그 후, 엔진의 연소실 내에서의 냉각 상태가 제 2 소정 시간 이상 소정의 강냉각 상태로부터 완화된 상태로 천이하고 있다고 판정되었을 때에 상기 포스트 글로의 통전 연장을 정지시키는 한편,
    엔진의 연소실 내에서의 냉각 상태가 제 2 소정 시간 이상 소정의 강냉각 상태로부터 완화된 상태로 천이한 상태가 아니라고 판정된 경우에는 상기 포스트 글로 연장 전압용 맵에 의해 포스트 글로의 통전 연장의 전압을 구하고, 상기 통전 회로에 대하여 상기 구해진 전압에 의해 포스트 글로의 통전을 연장시키는 것을 반복하도록 구성되어 이루어지고,
    상기 포스트 글로 연장 전압용 맵은 적어도 엔진 회전 속도와 연료 분사량에 기초하여 정해지는 엔진의 연소실 내에서의 냉각 상태에 따라서 설정된 포스트 글로의 통전 연장용의 전압을, 상기 엔진 회전 속도와 연료 분사량을 파라미터로서 판독 가능하게 구성된 것을 특징으로 하는 글로 플러그 구동 제어 장치.
  13. 글로 플러그의 구동 제어를 실행하는 전자 제어 유닛과,
    상기 전자 제어 유닛에 의해 실행되는 글로 플러그의 구동 제어에 따라서, 상기 글로 플러그로의 통전을 행하는 통전 회로를 구비하여 이루어지는 글로 플러그 구동 제어 장치로서,
    전자 제어 유닛은
    글로 플러그의 인터메디에이트 글로의 종료시에 있어서, 엔진의 연소실 내에서의 냉각 상태가 제 3 소정 시간 이상 소정의 강냉각 상태가 아니라고 판정된 경우에, 통전 회로에 대하여 인터메디에이트 글로의 통전을 정지시키도록 구성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 글로 플러그 구동 제어 장치.
  14. 제 13 항에 있어서, 소정의 강냉각 상태인지의 여부는 적어도 엔진 회전 속도 및 연료 분사량과, 스월 냉각량과의 미리 정해진 상관 관계에 기초하여, 판정시에 있어서의 엔진 회전 속도 및 연료 분사량으로부터 결정되는 것을 특징으로 하는 글로 플러그 구동 제어 장치.
  15. 삭제
  16. 제 14 항에 있어서, 전자 제어 유닛은
    엔진의 연소실 내에서의 냉각 상태가 제 3 소정 시간 이상 소정의 강냉각 상태에 있다고 판정된 경우, 미리 정해진 인터메디에이트 글로 연장 전압용 맵에 의해 인터메디에이트 글로의 통전 연장 시의 전압을 구하고, 통전 회로에 대하여 상기 구해진 전압에 의해 인터메디에이트 글로의 통전 연장을 개시시키고,
    그 후, 엔진의 연소실 내에서의 냉각 상태가 제 4 소정 시간 이상 소정의 강냉각 상태로부터 완화된 상태로 천이하고 있다고 판정되었을 때에 상기 인터메디에이트 글로의 통전 연장을 정지시키는 한편,
    엔진의 연소실 내에서의 냉각 상태가 제 4 소정 시간 이상 소정의 강냉각 상태로부터 완화된 상태로 천이한 상태가 아니라고 판정된 경우에는 상기 인터메디에이트 글로 연장 전압용 맵에 의해 인터메디에이트 글로의 통전 연장의 전압을 구하고, 상기 통전 회로에 대하여 상기 구해진 전압에 의해 인터메디에이트 글로의 통전을 연장시키는 것을 반복하도록 구성되어 이루어지고,
    상기 인터메디에이트 글로 연장 전압용 맵은 적어도 엔진 회전 속도와 연료 분사량에 기초하여 정해지는 엔진의 연소실 내에서의 냉각 상태에 따라서 설정된 인터메디에이트 글로의 통전 연장용의 전압을, 상기 엔진 회전 속도와 연료 분사량을 파라미터로서 판독 가능하게 구성된 것을 특징으로 하는 글로 플러그 구동 제어 장치.
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