KR100916442B1 - Preheating system for automobile - Google Patents

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Abstract

본 발명은 급속 승온 시스템의 원가를 낮추고 조립성을 향상시키도로 한 차량의 예열 시스템에 관한 것으로, 다수의 글로우 플러그들; 차량 정보에 기초하여 차량의 동작 상태를 판단하여 그에 따른 PWM 신호를 출력하는 ECU; 상기 ECU와 상기 글로우 플러그들 사이에 접속되어 상기 PWM 신호에 따라 상기 글로우 플러그들을 동시에 구동하는 FET 릴레이 유닛을 구비한다. The present invention relates to a preheating system of a vehicle to reduce the cost of the rapid temperature raising system and to improve the assemblability. An ECU for determining an operation state of the vehicle based on the vehicle information and outputting a PWM signal according thereto; And a FET relay unit connected between the ECU and the glow plugs to simultaneously drive the glow plugs in accordance with the PWM signal.

예열, 급속 승온, 글로우 플러그, FET Preheat, Rapid Heat, Glow Plug, FET

Description

차량의 예열 시스템{Preheating system for automobile}Preheating system for automobile

본 발명은 급속 승온 시스템의 원가를 낮추고 조립성을 향상시키도로 한 차량의 예열 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a preheating system of a vehicle to lower the cost of the rapid temperature raising system and improve the assemblability.

강화되는 배기 규제를 만족시키기 위하여, 디젤 엔진의 압축비는 계속적으로 줄어드는 추세이며, 이러한 상황의 반대급부로 냉시동 및 아이들 안정성에 심각한 문제가 나타나고 있다. In order to meet the tightening exhaust regulations, the compression ratio of diesel engines is steadily decreasing, and as a contradiction to this situation, serious problems arise in cold start and idle stability.

이러한 문제를 해소하기 위한 방법 중 하나로, 급속 승온 시스템이 있다. 이 급속 승온 시스템은 저전압 글로우 플러그 사양을 적용하여, 초기에 많은 전류를 흘려 보내 급속 승온을 유도하여 시동성을 향상시킬 수 있고, 시동 이후 후열시에 글로우 플러그 온도를 원하는 온도로 맞추어 아이들 안정성과, 백연저감을 할 수 있다. 또한, 엔진 브레이크 시에 연소실 온도가 하강할 때 중간에 재 통전이 가능하여 연소실의 온도를 재상승시킬 수 있다. One way to solve this problem is a rapid heating system. This rapid heating system adopts the low voltage glow plug specification, which allows a large amount of current to flow in the early stage to induce rapid heating to improve startability, and adjusts the glow plug temperature to a desired temperature during post-heating after startup, thereby providing idle stability and white lead. Can be reduced. In addition, when the combustion chamber temperature falls during the engine brake, re-energization is possible in the middle, and the temperature of the combustion chamber can be increased again.

최근에는 글로우 제어용 유닛(Generator Control Unit, 이하 "GCU"라 함)을 이용하여 글로우 플러그를 제어하는 급속 승온 글로우 시스템이 차량에 적용되고 있다. 이 급속 승온 글로우 시스템은 도 1 및 도 2와 같이 전자제어장치(Electronic Control Unit, 이하 "ECU"라 함)와 GCU가 CAN(Controller Area Network) 통신을 하여 정보를 교환하며, GCU는 ECU로부터의 RPM, 온도 등의 정보에 기초하여 글로우 플러그 작동 시간, 듀티(DUTY) 등을 결정하여 각 기통의 글로우에 필요한 듀티로 PWM(Pulse width modulation) 신호를 인가한다. 이 시스템에 적용되는 GCU는 도 3과 같이 전원 입력 단자, 각 기통별로 전원을 보내는 출력단자, CAN 신호 입/출력 단자 등 많은 핀으로 구성되어 있다. 이러한 GCU의 입/출력단자에는 각 기통의 글로우 플러그를 개별 제어하기 위하여 각 단자마다 배선(wire)을 독립적으로 연결한다. 따라서, GCU의 사이즈 커지고, 그 GCU에 연결되는 배선들로 인하여 설계공간이 좁아지게 된다. Recently, a rapid heating glow system for controlling a glow plug using a generator control unit (hereinafter referred to as "GCU") has been applied to a vehicle. This rapid heating glow system is an electronic control unit (hereinafter referred to as "ECU") and the GCU exchanges information through the CAN (Controller Area Network) communication, as shown in Figure 1 and 2, the GCU from the ECU The glow plug operation time, duty, etc. are determined based on RPM, temperature, and the like, and a pulse width modulation (PWM) signal is applied as a duty required for glow of each cylinder. The GCU applied to this system is composed of a number of pins such as a power input terminal, an output terminal for transmitting power for each cylinder, and a CAN signal input / output terminal as shown in FIG. 3. In order to individually control the glow plugs of each cylinder, wires are independently connected to the input / output terminals of the GCU. Therefore, the size of the GCU is increased, and the design space is narrowed due to the wirings connected to the GCU.

도 1과 같은 급속 승온 시스템에서, ECU는 단지 IG ON 여부 및 기존에 들어오는 각종 정보를 GCU에 전달하거나 GCU로부터 페일(FAIL) 신호가 입력되면 경고등을 점등하는 역할을 한다. In the rapid temperature raising system as shown in FIG. 1, the ECU merely serves to transmit information on whether IG ON and various kinds of existing information are transmitted to the GCU or to turn on a warning light when a FAIL signal is input from the GCU.

따라서, 도 1과 같은 급속 승온 시스템은 글로우 플러그, 플러그 연결 회로, 배선, 커넥터, GCU, ECU 등을 포함하여 총 7 만원 이상의 단가로 제작되므로 차량의 원가 저감에 악영향을 끼친다. Therefore, the rapid temperature increase system as shown in FIG. 1 is manufactured at a unit cost of 70,000 won or more, including a glow plug, a plug connection circuit, a wiring, a connector, a GCU, an ECU, and the like, thus adversely affecting the cost reduction of the vehicle.

결과적으로, 종래의 급속 승온 시스템은 고가의 GCU를 추가하고 각 기통을 별도로 제어하여 시스템의 원가 상승과 조립성을 떨어 뜨린다.As a result, conventional rapid heating systems add expensive GCUs and control each cylinder separately, reducing the cost and assembly of the system.

따라서, 본 발명의 목적은 종래의 급속 승온 시스템의 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 발명으로써 급속 승온 시스템의 원가를 낮추고 조립성을 향상시키도로 한 차량의 예열 시스템을 제공하는데 있다. Accordingly, an object of the present invention is to provide a preheating system for a vehicle to reduce the cost of the rapid heating system and to improve the assemblage.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 예열 시스템은 다수의 글로우 플러그들; 차량 정보에 기초하여 차량의 동작 상태를 판단하여 그에 따른 PWM 신호를 출력하는 ECU; 상기 ECU와 상기 글로우 플러그들 사이에 접속되어 상기 PWM 신호에 따라 상기 글로우 플러그들을 동시에 제어하는 다수의 FET들과, 상기 다수의 FET들을 제어하기 위한 MCU로 이루어진 FET 릴레이 유닛을 구비한다. In order to achieve the above object, a vehicle preheating system according to an embodiment of the present invention comprises a plurality of glow plugs; An ECU for determining an operation state of the vehicle based on the vehicle information and outputting a PWM signal according thereto; And a FET relay unit comprising a plurality of FETs connected between the ECU and the glow plugs to simultaneously control the glow plugs according to the PWM signal, and an MCU for controlling the plurality of FETs.

본 발명의 실시예에 따른 차량의 예열 시스템은 고가의 GCU 대신 저가의 FET(Field Effect Transistor) 릴레이 유닛을 ECU와 글로우 플러그 사이에 설치하여 종래의 급속 승온 글로우 시스템의 기능을 그대로 구현하면서 각 기통을 별도 제어 하지 않고 동시에 제어하여 원면 단가를 낮출 수 있고 조립성을 향상시킬 수 있다. In the vehicle preheating system according to the embodiment of the present invention, a low-cost field effect transistor (FET) relay unit is installed between the ECU and the glow plug instead of the expensive GCU to implement each cylinder while maintaining the functions of the conventional rapid heating glow system. By controlling simultaneously without separate control, the unit price of cotton can be lowered and assembly performance can be improved.

이하, 도 4 내지 도 18을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 to 18.

도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차량의 예열 시스템은 ECU(11)에 접속되고, 하나의 출력 단자를 통해 다수의 글로우 플러그(12)에 접속된 FET 릴레이 유닛(10)을 구비한다. Referring to FIG. 4, a preheating system of a vehicle according to an embodiment of the present invention includes a FET relay unit 10 connected to an ECU 11 and connected to a plurality of glow plugs 12 through one output terminal. do.

ECU(11)는 차량 정보와 그에 따른 판단, 제어 신호, 페일(FAIL) 등을 직접 제어하고, 그 결과를 PWM 신호로 FET 릴레이 유닛(10)에 공급한다. The ECU 11 directly controls the vehicle information and its determination, control signal, fail, and the like, and supplies the result to the FET relay unit 10 as a PWM signal.

FET 릴레이 유닛(10)은 ECU(11)으로부터의 PWM 신호를 입력받아 도 18과 같이 하나의 출력단자(G)를 통해 다수의 글로우 플러그를 동시에 제어한다. 이 FET 릴레이 유닛(10)은 글로우 플러그들(12)의 새프티(SAFETY) 부분에 관련된 부분에 대해서만 직접 제어를 한다. 또한, FET 릴레이 유닛(10)은 페일 체크(FAIL CHECK)부분에 대해서 유저가 알아야 하는 간단한 단선, 단락 등에 대해서만 판단하고 그 결과를 ECU(11)에 ON/OFF 신호로 공급한다. The FET relay unit 10 receives a PWM signal from the ECU 11 and simultaneously controls a plurality of glow plugs through one output terminal G as shown in FIG. 18. This FET relay unit 10 directly controls only the portion related to the SAFETY portion of the glow plugs 12. In addition, the FET relay unit 10 judges only a simple disconnection, a short circuit, etc. which the user needs to know about the FAIL CHECK part, and supplies the result as an ON / OFF signal to the ECU 11.

도 5는 ECU로부터 발생되는 PWM 신호의 일예이고, 도 6은 ECU(11)과 FET 릴레이 유닛(10)의 출력신호와 그에 따른 글로우 플러그 온도를 나타낸다. ECU(11)는 기존의 차량 정보를 이용하여 글로우 플러그들(12)의 작동 유무 및 작동 시간, 작동 듀티(DUTY)를 판단하여 PWM 신호로 FET 릴레이 유닛(10)에 공급한다. 그러면 FET 릴레이 유닛(10)은 기본적으로 별다른 이상 사항이 없으면 ECU(11)로부터 입력받은 PWM신호에 기초하여 글로우 플러그를 제어한다. 한편, FET 릴레이 유닛(10) 은 글로우 플러그(12)의 새프티(SAFETY부분)에 대해선 별도 판단을 해야 하고, 그 결과에 따라, ECU(10)로부터의 PWM 신호에서 듀티(DUTY) 값을 일부 수정하여 글러우 플러그를 제어할 수 있다. FIG. 5 is an example of a PWM signal generated from an ECU, and FIG. 6 shows output signals of the ECU 11 and the FET relay unit 10 and the glow plug temperatures accordingly. The ECU 11 determines whether the glow plugs 12 are operated, an operation time, and an operation duty DUTY using existing vehicle information, and supplies them to the FET relay unit 10 as PWM signals. Then, the FET relay unit 10 basically controls the glow plug based on the PWM signal input from the ECU 11 unless there is any abnormality. On the other hand, the FET relay unit 10 has to make a separate determination on the safety (SAFETY portion) of the glow plug 12, and according to the result, a part of the duty value in the PWM signal from the ECU 10 It can be modified to control the glow plug.

도 7은 도 4에 도시된 시스템에서 각 구성요소들 간의 연결을 간략하게 보여 주는 도면이다. 도 8은 도 4 및 도 7에 도시된 FET 릴레이 유닛(10)을 상세히 나타내는 회로도이다. FIG. 7 is a diagram schematically illustrating a connection between components in the system illustrated in FIG. 4. FIG. 8 is a circuit diagram illustrating in detail the FET relay unit 10 shown in FIGS. 4 and 7.

도 8을 참조하면, FET 릴레이 유닛(10)은 MCU(Micro control unit)(20), MCU(20)의 제어 하에 다수의 글로우 플러그들(12)을 동시 제어하는 FET들(T1, T2)를 구비한다. Referring to FIG. 8, the FET relay unit 10 may control the microcontrol unit (MCU) 20 and the FETs T1 and T2 simultaneously controlling the plurality of glow plugs 12 under the control of the MCU 20. Equipped.

MCU(20)는 글로우 제어부(21), 글로우 분석부(22), PWM 제어부(23), 아날로그-디지털 변환기(Analog to Digital Converter, 이하 "ADC"라 함)(24) 등을 구비한다. FET 릴레이 유닛(10)의 PWM 신호 입력단자는 버퍼(BF)에 접속되고, 그 버퍼(BF)를 거쳐 ECU(11)에 의해 발생된 PWM 신호가 글로우 제어부(21)에 입력된다. 글로우 제어부(21)와 PWM 제어부(23) 사이에는 AND 게이트(AND)가 접속된다. AND 게이트(AND)의 비반전 입력단자는 글로우 제어부(21)의 출력단자에 접속되고, AND 게이트(AND)의 반전 입력단자는 글로우 분석부(22)의 상태 출력 단자에 접속된다. 그리고 AND 게이트(AND)의 출력단자는 PWM 제어부(23)의 입력단자에 접속된다. 또한, AND 게이트(AND)의 출력단자는 인버터(INV)를 경유하여 MCU 입력측 트랜지스터(Q1)의 베이스단자에 접속된다. MCU 입력측 트랜지스터(Q1)는 인버터(INV)에 의해 반전된 AND 게이트(AND)의 출력에 따라 피드백 입력단자의 전압을 조정한다. MCU 입력측 트랜지스터(Q1)의 컬렉터 단자는 FET 릴레이 유닛(10)의 피드백 입력단자(D1 SIGNAL)에 접속되고, MCU 입력측 트랜지스터(Q1)의 이미터 단자는 접지된다. PWM 제어부(23)의 출력신호는 MCU 출력측 트랜지스터(Q2)의 베이스단자에 인가된다. MCU 출력측 트랜지스터(Q2)는 PWM 제어부(23)의 출력신호에 따라 FET들(T1, T2)의 게이트전압을 조정한다. FET들(T1, T2)의 게이트단자들은 MCU 출력측 트랜지스터(Q2)의 컬렉터단자에 공통으로 접속되고, FET들(T1, T2)의 드레인단자들은 하나의 글로우전압 출력단자(G)를 통해 글로우 플러그들에 공통 접속된다. 따라서, FET들(T1, T2)은 PWM 제어부(23)의 제어 하에 다수의 글로우 플러그들(12)의 구동전압을 직접 조정한다. The MCU 20 includes a glow controller 21, a glow analyzer 22, a PWM controller 23, an analog-to-digital converter (hereinafter referred to as “ADC”) 24, and the like. The PWM signal input terminal of the FET relay unit 10 is connected to the buffer BF, and the PWM signal generated by the ECU 11 is input to the glow control unit 21 via the buffer BF. An AND gate AND is connected between the glow control unit 21 and the PWM control unit 23. The non-inverting input terminal of the AND gate AND is connected to the output terminal of the glow control unit 21, and the inverting input terminal of the AND gate AND is connected to the state output terminal of the glow analyzer 22. The output terminal of the AND gate AND is connected to the input terminal of the PWM controller 23. The output terminal of the AND gate AND is connected to the base terminal of the MCU input side transistor Q1 via the inverter INV. The MCU input side transistor Q1 adjusts the voltage of the feedback input terminal according to the output of the AND gate AND inverted by the inverter INV. The collector terminal of the MCU input side transistor Q1 is connected to the feedback input terminal D1 SIGNAL of the FET relay unit 10, and the emitter terminal of the MCU input side transistor Q1 is grounded. The output signal of the PWM controller 23 is applied to the base terminal of the MCU output side transistor Q2. The MCU output side transistor Q2 adjusts the gate voltages of the FETs T1 and T2 according to the output signal of the PWM control unit 23. The gate terminals of the FETs T1 and T2 are commonly connected to the collector terminal of the MCU output side transistor Q2, and the drain terminals of the FETs T1 and T2 are glow plugs through one glow voltage output terminal G. Are commonly connected to them. Accordingly, the FETs T1 and T2 directly adjust the driving voltages of the plurality of glow plugs 12 under the control of the PWM controller 23.

글로우 제어부(21)는 ECU(11)로부터의 PWM 신호의 펄스폭 및 듀티값을 계산하고, STEP1(Ignition ON에서 급속 승온 모드) 타임을 제어한다. 또한, 글로우 제어부(21)는 글로우 분석부(22)의 분석 결과에 따라 PWM 신호를 수정한다. 글로우 분석부(22)는 ADC(24)로부터의 디지털 신호에 기초하여 글로우 플러그들(12)의 상태 예컨대, 글로우 플러그(12)의 개방, 글로우 플러그 접지 단락(Glow plug GND short), 글로우 플러그의 양단 전압 변화, 글로우 플러그 인가 PWM 신호의 에러 유무 등을 분석하여 글로우 제어부(21)에 공급한다. The glow control unit 21 calculates the pulse width and duty value of the PWM signal from the ECU 11 and controls the STEP1 (Ignition ON rapid heating mode) time. In addition, the glow controller 21 modifies the PWM signal according to the analysis result of the glow analyzer 22. The glow analyzer 22 may be configured to display the state of the glow plugs 12, for example, the opening of the glow plug 12, the glow plug GND short, and the glow plug based on the digital signal from the ADC 24. The change in voltage at both ends and the presence or absence of an error in the glow plug application PWM signal are analyzed and supplied to the glow control unit 21.

본 실시예에 따른 FET 릴레이 유닛(10)은 기본기능(glowing), 급속승온, 보온/비상, 노글로우, 및 보호기능 등의 동작 모드로 동작한다. 이를 도 9 내지 도 17을 이용하여 상세히 설명하기로 한다. The FET relay unit 10 according to the present embodiment operates in an operation mode such as glowing, rapid heating, keeping / emergency, no glow, and protection functions. This will be described in detail with reference to FIGS. 9 to 17.

기본기능 모드(Basic function mode ( glowingglowing ))

FET 릴레이 유닛(10)은 ECU(11)로부터 PWM 신호를 입력받아 그 PWM 신호에 따라 글로우 플러그들(12)을 발열시킨다. The FET relay unit 10 receives the PWM signal from the ECU 11 and generates the glow plugs 12 according to the PWM signal.

이 기본기능 모드에서, 도 9와 같이 초기 딜레이(initial Delay)는 PWM 로직(logic) 전압에 따라 최대 20ms이고, PWM time out은 PWM 로직 전압에 따라 최대 100ms이다. In this basic function mode, as shown in FIG. 9, the initial delay is 20 ms maximum according to the PWM logic voltage, and the PWM time out is 100 ms maximum according to the PWM logic voltage.

STEP1(STEP1 ( IgnitionIgnition ONON 시의 급속  Rapidity of poetry 승온Elevated temperature 모드mode ))

도 9에서, ECU(11)로부터의 ST신호가 하이(Hi)에서 로우(Lo)로 2 번째 떨어질 때(단, ECU(11)는 Key On 이후 1 초 안에 8~84% 사이의 DutyECU를 출력해야 함), 글로우 플러그(12)의 온도가 1250℃(참조값)에 도달하도록 하기 위하여 급속 승온을 실시한다. 급속 승온 도달시간 t1은 도 10과 같이 FET 릴레이 출력전압(VG)에 의해 보상된다. 여기서, VG≤11.5V 인 동안, FET 릴레이 유닛(10)은 t1 시간 동안 배터리 전압을 글로우 플러그(12)에 공급하고, VG>11.5V 인 동안, FET 릴레이 유닛(10)은 t1 시간 동안 정격 11.5V의 전압을 글로우 플러그(12)에 공급한다. 그리고 글로우 오프(glow off) 시간에 따라 글로우 플러그(12)의 과열을 방지하기 위하여 Step1 시간은 도 11과 같이 조절된다. 이러한 급속 승온 모드 구간에서 ECU(12)로부터 출력되는 PWM 신호(DutyECU:8~84%)에 관계없이 실행된다. 여기서, 11.5V=11V(글로우 플러그 전압)+0.5V(하네스 전압강하(harness drop)In Fig. 9, when the ST signal from the ECU 11 falls second from Hi to Low (but the ECU 11 performs a duty ECU between 8 and 84% within 1 second after Key On). Output), and the rapid temperature increase is performed so that the temperature of the glow plug 12 reaches 1250 ° C (reference value). The rapid rise time t1 is compensated by the FET relay output voltage VG as shown in FIG. Here, while VG≤11.5V, the FET relay unit 10 supplies the battery voltage to the glow plug 12 for t1 time, and while VG> 11.5V, the FET relay unit 10 is rated 11.5 for t1 time. The voltage of V is supplied to the glow plug 12. Step 1 time is adjusted as shown in FIG. 11 to prevent overheating of the glow plug 12 according to a glow off time. It is executed regardless of the PWM signal (Duty ECU : 8 to 84%) output from the ECU 12 in this rapid temperature rising mode section. Where 11.5 V = 11 V (glow plug voltage) + 0.5 V (harness drop)

STEP2(보온/비상 STEP2 (thermal insulation / emergency 모드mode ))

(a) 보온모드(a) Insulation mode

FET 릴레이 유닛(10)은 STEP1 이후에 ECU(11)로부터의 PWM 신호를 출력전압(VG)으로 보상하는 파형의 행태로 글로우 플러그(12)와 통전을 실시한다. 이 때의 FET 릴레이 유닛(10)의 출력전압(DutyOUTPUT)의 보상 공식은 아래의 수학식 1과 같다. After step 1, the FET relay unit 10 energizes the glow plug 12 in the form of a waveform that compensates the PWM signal from the ECU 11 with the output voltage VG. The compensation formula of the output voltage Dut OUTPUT of the FET relay unit 10 at this time is as shown in Equation 1 below.

Figure 112007081235707-pat00001
Figure 112007081235707-pat00001

만약 Key On 이후 1 초안에 ECU(11)의 PWM 신호 출력이 8~84%이면, FET 릴레이 유닛(10)은 ECU(11)로부터의 PWM 신호에 따라 글로우 플러그(12)와 통전을 실시한다. 그 후에 급속 승온 모드는 실시하지 않는다. If the PWM signal output of the ECU 11 is 8 to 84% within 1 second after the key on, the FET relay unit 10 conducts electricity to the glow plug 12 according to the PWM signal from the ECU 11. Thereafter, the rapid temperature rising mode is not performed.

(b) 비상모드(b) emergency mode

만약 Key On 이후 1초 동안 ECU의 PWM 신호 출력이 0~4% 또는 85~100%의 범위 값이면, FET 릴레이 유닛(10)은 비상모드를 실행한다. 이 비상 모드에서, FET 릴레이 유닛(10)은 30초 동안 1250℃(참조값)을 유지하기 위한 전압을 공급한다. If the PWM signal output of the ECU is in the range of 0 to 4% or 85 to 100% for 1 second after Key On, the FET relay unit 10 executes the emergency mode. In this emergency mode, the FET relay unit 10 supplies a voltage for maintaining 1250 ° C. (reference value) for 30 seconds.

노글로우No glow (( NoNo glowglow ) ) 모드mode

만약, Key On 후 1초 동안 ECU(11)의 PWM 출력신호의 듀티값(DutyECU)가 5~7%이면, FET 릴레이 유닛(10)은 글로우 플러그(12)와의 통전을 차단하여 글로우잉(glowing)을 중단한다. If the duty value (Duty ECU ) of the PWM output signal of the ECU 11 is 5 to 7% for 1 second after the Key On, the FET relay unit 10 blocks the energization of the glow plug 12 to prevent the glow ( stop glowing).

보호 protect 모드mode

글로우 분석부(22)에 의해 한 개 이상의 글로우 플러그(12)가 단락 상태(short status)로 된 것으로 판단되면, FET 릴레이 유닛(10)은 글로우 플러그(12)와의 통전을 차단하여 글로우잉을 중단한다. DutyECU가 4% 이하이면, FET 릴레이 유닛(12)은 ECU(11)로부터 PWM 신호가 공급되는 ST 입력라인이 개방(Open-circuit) 되었을 것으로 판단하여 글로우잉을 중단한다. DutyECU가 85% 이상이면, FET 릴레이 유닛(12)은 ST 입력라인이 접지(GND) 되었을 것으로 판단하여 글로우잉을 중단한다. If it is determined by the glow analyzer 22 that the one or more glow plugs 12 are in a short state, the FET relay unit 10 interrupts the energization of the glow plugs 12 to stop the glow. do. If the Duty ECU is 4% or less, the FET relay unit 12 determines that the ST input line to which the PWM signal is supplied from the ECU 11 is open-circuit and stops the glow. If the Duty ECU is 85% or more, the FET relay unit 12 determines that the ST input line is grounded (GND) and stops the glow.

또한, ECU(11)로부터의 PWM 주파수가 38Hz 아래 또는 42Hz를 초과하면 FET 릴레이 유닛(10)은 글로우잉을 중지한다. In addition, when the PWM frequency from the ECU 11 exceeds 38 Hz or exceeds 42 Hz, the FET relay unit 10 stops glowing.

또한, FET 릴레이 유닛(10)은 저전압(VB<5.3V)이 검출되면 500msec 이내에 글로우잉을 중단하고, 과전압(VB>16.5V)이 검출되어도 500msec 이내에 글로우잉을 중단한다. In addition, the FET relay unit 10 stops the glow within 500 msec when the low voltage VB <5.3V is detected, and stops the glow within 500 msec even if the overvoltage VB> 16.5V is detected.

STEP1에서, 총 시간이 10min을 초과하면 FET 릴레이 유닛(10)은 ECU(11)의 PWM 신호에 상관없이 글로우잉을 중단한다. In STEP1, when the total time exceeds 10min, the FET relay unit 10 stops glowing regardless of the PWM signal of the ECU 11.

FET가 과열된 것으로 판단되면, FET 릴레이 유닛(10)의 MCU(20)는 글로우잉을 중지하고 도 8에서 D1 신호를 로우논리로 제어하여 ECU(11)에 공급한다. 여기서, FET 온도는 회로 보드 상에 별도로 형성된 온도 센서 에 의해 감지되고, 그 온도 센서의 출력이 ADC(24)를 통해 MCU(20)의 글로우 분석부(22)에 입력된다. If it is determined that the FET is overheated, the MCU 20 of the FET relay unit 10 stops glowing and controls the D1 signal in low logic in FIG. 8 to supply the ECU 11. Here, the FET temperature is sensed by a temperature sensor separately formed on the circuit board, and the output of the temperature sensor is input to the glow analyzer 22 of the MCU 20 through the ADC 24.

한편, FET 릴레이 유닛(10)으로부터 피드백되는 DI 신호는 글로우 플러 그(12)가 통전 중일 때 하이논리(high)로 출력되고, '글로우 플러그 이상", "FET 이상", "통신이상" 등의 이유로 글로우 플러그(12)의 통전이 되지 않을 때에는 로우 논리(low)로 출력된다. On the other hand, the DI signal fed back from the FET relay unit 10 is output in high logic when the glow plug 12 is energized, and includes a "glow plug error", "FET error", "communication error", and the like. If the glow plug 12 is not energized for a reason, it is output as low logic.

이상의 동작모드는, 도 12와 같이 ECU(11)로부터 발생되는 PWM 신호의 듀티값에 기초하여 선택된다. The above operation mode is selected based on the duty value of the PWM signal generated from the ECU 11 as shown in FIG.

도 13 내지 도 17은 FET 릴레이 유닛의 다양한 동작 모드를 보여 주는 파형도들이다. 13 through 17 are waveform diagrams showing various modes of operation of the FET relay unit.

도 13을 참조하면, 기본동작 모드(Normal mode)에서 총 STEP2 타임은 최대 10min이다. Referring to FIG. 13, the total STEP2 time in the normal operation mode is up to 10 min.

인터미디에이트 글로우(Intermediate glow)일 때, FET 릴레이 유닛(10)은 급속승온을 실시하지 않는다. 이 때, FET 릴레이 유닛(10)은 ECU(11)로부터의 PWM 신호 그대로 글로우 플러그들(12)의 글로우잉을 제어한다. 한편, 크랭킹 글로우(Cranking-glow) 및 포스트 글로우(Post glow) 동안의 칼리브레이션(calibration) 시험 후에 결정된다. In intermediate glow, the FET relay unit 10 does not rapidly ramp up. At this time, the FET relay unit 10 controls the glow of the glow plugs 12 as it is with the PWM signal from the ECU 11. On the other hand, it is determined after a calibration test during cranking-glow and post glow.

도 14를 참조하면, key-on 유지(key on 후 크랭킹 없이 온도 유지) 동작에서, ECU는 Ignition On 30초 간 크랭킹이 없다면 반드시 글로우잉을 멈추도록 PWM 신호를 출력한다. 여기서, FET 릴레이 유닛(10)은 크랭킹 확인이 불가하며 ECU(11)의 PWM 신호의 듀티값에 따라 동작한다. Referring to FIG. 14, in key-on holding (temperature holding without cranking after key on), the ECU outputs a PWM signal to stop the glow if there is no cranking for 30 seconds of Ignition On. Here, the FET relay unit 10 cannot check cranking and operate according to the duty value of the PWM signal of the ECU 11.

도 15를 참조하면, 급속 승온 도중 크랭킹 할 때 크랭킹이 STEP1 모두에서 시작하면, FET 릴레이 유닛(10)은 STEP1이 끝날 때까지 STEP1을 실시한다. Referring to Fig. 15, if cranking starts at all of STEP1 when cranking during rapid temperature rising, the FET relay unit 10 performs STEP1 until the end of STEP1.

도 16을 참조하면, Key off 이후 재시동(Restart) 한 경우에, Ignition off 이후 Key 스위치가 다시 Ignition on 위치로 스위칭되면, STEP1 시간은 글로우잉 오프 시간에 따라서 짧아지게 된다. Referring to FIG. 16, in the case of restarting after the key off, if the key switch is switched back to the Ignition on position after the Ignition off, the STEP 1 time is shortened according to the glow off time.

도 17을 참조하면, Key on 유지상태로 30초 경과 이후 크랭킹이 발생되는 경우에, Ignition off없이 글로우잉이 실시될 때 FET 릴레이 유닛(10)은 ECU(11)로부터의 PWM 신호에 따라 글로우 플러그들(12)의 통전을 실시한다. Referring to FIG. 17, in the case where cranking occurs after 30 seconds has elapsed with the key on holding state, when the glow is performed without ignition off, the FET relay unit 10 glows in accordance with the PWM signal from the ECU 11. The plugs 12 are energized.

도 1 및 도 2는 종래의 급속 승온 글로우 시스템을 보여 주는 도면들1 and 2 show a conventional rapid heating glow system;

도 3은 종래의 글로우 제어용 유닛(GCU)을 보여 주는 측면도 및 사시도. Figure 3 is a side view and a perspective view showing a conventional glow control unit (GCU).

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 예열 시스템을 나타내는 회로도. 4 is a circuit diagram illustrating a preheating system of a vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 5는 도 4에 도시된 ECU로부터 발생되는 PWM 신호의 일예를 나타내는 파형도.FIG. 5 is a waveform diagram illustrating an example of a PWM signal generated from the ECU shown in FIG. 4. FIG.

도 6은 도 4에 도시된 ECU와 FET 릴레이 유닛의 출력신호와 그에 따른 글로우 플러그 온도를 나타내는 파형도.FIG. 6 is a waveform diagram illustrating output signals of the ECU and the FET relay unit shown in FIG. 4 and corresponding glow plug temperatures; FIG.

도 7은 도 4에 도시된 시스템에서 각 구성요소들 간의 연결을 간략하게 보여 주는 도면. 7 is a simplified illustration of the connections between the components of the system shown in FIG.

도 8은 도 4 및 도 7에 도시된 FET 릴레이 유닛을 상세히 나타내는 회로도. FIG. 8 is a circuit diagram showing details of the FET relay unit shown in FIGS. 4 and 7.

도 9는 STEP1에서 ECU로부터 출력되는 ST 신호와 그에 따른 FET 릴레이 유닛의 출력 파형을 나타내는 파형도. Fig. 9 is a waveform diagram showing an ST waveform output from the ECU in STEP1 and the output waveforms of the FET relay unit according to this.

도 10은 STEP1 타임 대 플러그 전압의 상관 관계를 나타내는 그래프. 10 is a graph showing the correlation of STEP1 time to plug voltage.

도 11은 STEP1 타임 대 글로우 오프 타임의 상관 관계를 나타내는 그래프. 11 is a graph showing the correlation of STEP1 time to glow off time.

도 12는 ECU로부터 발생되는 PWM 신호의 듀티값에 따른 FET 릴레이 유닛의 동작 모드를 나타내는 도면. 12 is a view showing an operation mode of the FET relay unit according to the duty value of the PWM signal generated from the ECU.

도 13 내지 도 17은 FET 릴레이 유닛의 다양한 동작 모드를 보여 주는 파형도. 13 to 17 are waveform diagrams showing various modes of operation of the FET relay unit.

도 18은 FET 릴레이 유닛의 글로우 출력단자(G), 글로우 플러그들 및 그 사 이의 연결 배선 사이의 연결 상태를 자세히 보여 주는 사시도이다. 18 is a perspective view showing in detail the connection state between the glow output terminal (G), the glow plugs and the connection wiring between the FET relay unit.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10 : FET 릴레이 유닛10: FET relay unit

11 : ECU11: ECU

12 : 글로우 플러그12: glow plug

Claims (4)

다수의 글로우 플러그들; Multiple glow plugs; 차량 정보에 기초하여 차량의 동작 상태를 판단하여 그에 따른 PWM 신호를 출력하는 ECU; An ECU for determining an operation state of the vehicle based on the vehicle information and outputting a PWM signal according thereto; 상기 ECU와 상기 글로우 플러그들 사이에 접속되어 상기 PWM 신호에 따라 상기 글로우 플러그들을 동시에 제어하는 다수의 FET들과, 상기 다수의 FET들을 제어하기 위한 MCU로 이루어진 FET 릴레이 유닛을 구비하는 것을 특징으로 하는 차량의 예열 시스템. And a FET relay unit comprising a plurality of FETs connected between the ECU and the glow plugs to simultaneously control the glow plugs according to the PWM signal, and an MCU for controlling the plurality of FETs. Preheating system of the vehicle. 삭제delete 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 MCU는 The MCU 상기 글로우 플러그들의 상태를 분석하는 글로우 분석부; A glow analyzer for analyzing the state of the glow plugs; 상기 ECU로부터의 PWM 신호의 펄스폭 및 듀티값을 계산하고, STEP1(Ignition ON에서 급속 승온 모드) 타임을 제어하며, 상기 글로우 분석부의 분석 결과에 따라 상기 PWM 신호를 수정하는 글로우 제어부; A glow controller for calculating a pulse width and a duty value of the PWM signal from the ECU, controlling a STEP1 (quick temperature rising mode) time, and correcting the PWM signal according to an analysis result of the glow analyzer; 상기 PWM 신호를 상기 글로우 분석부와 상기 글로우 제어부에 공급하는 버퍼; A buffer for supplying the PWM signal to the glow analyzer and the glow controller; 상기 글로우 제어부의 비반전 출력과 상기 글로우 분석부의 반전 출력을 논리곱 연산하는 AND 게이트; An AND gate for performing an AND operation on the non-inverted output of the glow controller and the inverted output of the glow analyzer; 상기 AND 게이트의 출력에 따라 상기 FET들의 게이트전압을 조정하는 출력측 트랜지스터의 베이스 전압을 제어하는 PWM 제어부; 및 A PWM control unit controlling a base voltage of an output transistor for adjusting a gate voltage of the FETs according to an output of the AND gate; And 상기 AND 게이트의 출력을 반전시켜 상기 ECU로 피드백되는 전압을 발생하는 입력측 트랜지스터의 베이스 전압을 제어하는 인버터를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량의 예열 시스템. And an inverter for controlling the base voltage of the input side transistor which inverts the output of the AND gate to generate a voltage fed back to the ECU. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 FET 릴레이 유닛은 상기 PWM 신호의 듀티값에 따라 상기 글로우 플러그들의 동작 모드를 다르게 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 예열 시스템. And the FET relay unit controls an operation mode of the glow plugs differently according to the duty value of the PWM signal.
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