KR101783863B1 - 열선 과열 방지 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열선 과열 방지 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량 시트 히티드, 스티어링 히티드 등의 열선 제어시 과열에 의한 손상을 방지할 수 있도록 한 열선 과열 방지 장치 및 방법에 관한 것이다. 이를 위한 본 발명은 열선; 열선의 온도에 따른 열선 온도 전압을 센싱하는 센싱부; 정상 상태시, 상기 센싱부에 의해 센싱된 열선 온도 전압과 기준 전압을 비교하고, 그 비교결과에 따라 열선의 공급 전원을 제어하는 MCU; 상기 MCU의 제어에 의해 스위칭하여 열선의 공급 전원을 공급 또는 차단하는 스위치부; 및 상기 MCU 고장시 활성화되어, 상기 센싱부에 의해 센싱된 열선 온도 전압과 상기 기준 전압을 비교하여 상기 스위치부를 제어하는 보조 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 열선 과열 방지 장치 및 방법을 제공한다.

Description

열선 과열 방지 장치 및 방법{HOT WIRE OVERHEATING PREVENTION APPARATUS AND METHOD}

본 발명은 열선 과열 방지 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량 시트 히티드, 스티어링 히티드 등의 열선 제어시 과열에 의한 손상을 방지할 수 있도록 한 열선 과열 방지 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 차량에는 시트 내부에 열선을 설치하여 시트의 온도를 상승시킴으로써, 탑승자에게 쾌적한 온도로 시트에 착석할 수 있도록 한다.

열선은 전원이 인가되면, 전기 저항에 의한 저항열을 발생시킴으로써, 추운 겨울에 운전자의 편의를 고려하여 열선이 장착되는 차량용 시트 또는 핸들을 가열한다.

좀더 구체적으로 설명하면, 종래의 열선 장치는 운전자가 열선 스위치를 조작하면, 열선에 전원을 인가함으로써, 열선의 발열에 의해 운전석의 시트가 따뜻해지거나, 핸들이 따뜻해지게 된다.

그러나, 종래의 열선 장치는 열선이 동작하는 중에 열선의 동작을 제어하는 MCU가 제어 불능의 상태, 즉 MCU가 고장 나는 경우, MCU에 의해 과열된 열선에 전원 공급을 중단하는 제어가 불가능하게 되는 문제점이 있다.

이로 인해, 운전자에게 안전상의 문제를 유발시키며, 차량의 손상을 발생시키는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 차량 시트 히티드, 스티어링 히티드 등의 열선 제어시 과열에 의한 손상을 방지할 수 있도록 한 열선 과열 방지 장치 및 방법을 제공함에 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 열선 동작 중, MCU 고장시(제어 불능시)에도 열선의 과열을 차단할 수 있도록 한 열선 과열 방지 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 보조 제어기를 추가로 구비하여 열선 동작 중에 MCU 고장 나더라도 열선의 과열을 미연에 차단할 수 있도록 한 열선 과열 방지 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따른 열선 과열 방지 장치는, 열선; 열선의 온도에 따른 열선 온도 전압을 센싱하는 센싱부; 정상 상태시, 상기 센싱부에 의해 센싱된 열선 온도 전압과 기준 전압을 비교하고, 그 비교결과에 따라 열선의 공급 전원을 제어하는 MCU; 상기 MCU의 제어에 의해 스위칭하여 열선의 공급 전원을 공급 또는 차단하는 스위치부; 및 상기 MCU 고장시 활성화되어, 상기 센싱부에 의해 센싱된 열선 온도 전압과 상기 기준 전압을 비교하여 상기 스위치부를 제어하는 보조 제어기를 포함한다.

바람직하게, 상기 보조 제어기는 상기 MCU의 고장 여부를 모니터링 하는 모니터링부; 및 상기 모니터링부에 의해 MCU 정상상태이면 비활성되고, 상기 모니터링부에 의해 MCU 고장이라고 판단되면, 활성화되어 상기 센싱부의 센싱된 열선 온도 전압과 상기 기준 전압을 비교하고, 그 비교결과에 따른 출력신호를 출력하는 상기 비교기를 포함한다.

바람직하게, 상기 모니터링부는 상기 MCU 정상 상태시 상기 MCU로부터 MCU 정상상태 신호를 수신하고, MCU 고장시 상기 MCU 정상상태 신호를 수신하지 못한다.

바람직하게, 상기 MCU는 센싱부의 센싱된 열선 온도 전압과 상기 기준 전압을 비교하고, 그 비교결과에 따라 열선이 제어되게 스위칭 신호를 상기 스위치부로 출력하는 열선 제어부; 및 MCU의 현재 상태를 고려하여 MCU 정상상태 신호를 전송하는 상태 정보 전송부를 포함한다.

본 발명의 다른 면에 따른 열선 과열 방지 방법은, (a) MCU 정상상태시, MCU는 열선의 온도에 대응하여 센싱되는 열선 온도 전압과 기준 전압을 비교하고, 그 비교결과에 따라 열선의 공급 전원을 제어하는 단계; 및 (b) 상기 MCU 고장시, 보조 제어기가 활성화되어, 센싱된 열선 온도 전압과 상기 기준 전압을 비교하고, 그 비교결과에 따라 열선의 공급 전원을 공급 또는 차단하는 단계를 포함한다.

바람직하게, 상기 (b) 단계는 상기 MCU의 상태를 모니터링할 수 있도록 MCU가 정상상태시에 출력하는 얼라이브(Alive) 신호를 보조 제어기가 수신하지 못하면, 상기 보조 제어기는 MCU가 고장상태라고 판단할 수 있다.

전술한 과제해결 수단에 의해 본 발명은 차량 시트 히티드, 스티어링 히티드 등의 열선 제어시 과열에 의한 차량의 손상을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한 열선 동작 중, MCU 제어 불능시 열선의 온도를 센싱하여 과열 기준 온도 이상이면, 열선의 공급 전원을 차단할 수 있도록 함으로써, 차량의 안전성 및 운전자의 안전성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 열선 과열 방지 장치 구성도이고,
도 2 및 도 3은 도 1에 따른 본 발명의 열선 과열 방지 장치의 동작을 설명하기 위한 예시도이며,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 열선 과열 방지 방법을 보인 흐름도이다.

하기의 설명에서 본 발명의 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있는데, 이들 특정 상세들 없이 또한 이들의 변형에 의해서도 본 발명이 용이하게 실시될 수 있다는 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하되, 본 발명에 따른 동작 및 작용을 이해하는데 필요한 부분을 중심으로 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 열선 과열 방지 장치 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 열선 과열 방지 장치는 열선(10), 센싱부(11), MCU(20), 스위치부(12), 보조 제어기(30) 등을 포함하여 구성된다.

우선, 열선(10)은 공급 전원에 의해 발열된다. 여기서 열선은 일반적으로 널리 사용되고 있는 공지·공용의 열선이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.

센싱부(11)는 열선의 온도에 따른 열선 온도 전압을 센싱한다. 여기서, 센싱부(11)는 열선의 온도를 센싱하는 NTC(Negative Temperature Coefficient thermistor) 또는 PTC(Positive Temperature Coefficient thermistor)를 포함하며, NTC(또는 PTC)로부터 열선으로부터 센싱된 온도를 수신하고, 그 수신된 센싱 온도에 따른 열선 온도 전압을 출력한다.

MCU(20)는 정상 상태시, 센싱부에 의해 센싱된 열선 온도 전압과 기준 전압을 비교하고, 그 비교결과에 따라 열선의 공급 전원을 제어한다. 여기서, MCU(20)는 센싱부(11)의 센싱된 열선 온도 전압과 기준 전압을 비교하고, 그 비교결과에 따라 열선이 제어되게 제 1 스위칭 신호를 후술되는 스위치부(12)로 출력하는 열선 제어부(21)와, MCU(20)의 현재 상태를 고려하여 MCU(20) 정상상태 신호를 전송하는 상태 정보 전송부(22)를 포함한다. 여기서 상태 정보 전송부(22)는 MCU(20) 정상 상태인 경우에 PWM신호를 출력하고, MCU(20) 고장시에는 PWM신호를 출력하지 못한다. 이러한 PWM신호는 MCU(20) 상태를 나타내는 얼라이브(Alive) 신호가 된다.

이에 대한 상세한 설명은 보조제어기(30)를 설명하는 부분에서 상세히 설명한다.

스위치부(12)는 MCU(20) 정상상태시에 MCU(20)의 제어에 의해 스위칭되어 열선의 공급 전원을 공급 또는 차단한다. 즉, MCU(20) 정상상태 시에는 열선 제어부(21)로부터 제 1 스위칭 신호를 입력 받아 스위칭된다.

또한 스위치부(12)는 MCU(20) 고장시에 후술되는 보조 제어기(30)에 의해 스위칭되어 열선의 공급 전원을 공급 또는 차단한다. 즉, MCU(20) 고장시에는 후술되는 비교기(32)로부터 제 2 스위칭 신호를 입력 받아 스위칭된다.

보조 제어기(30)는 MCU(20) 고장시 활성화되어, 센싱부(11)에 의해 센싱된 열선 온도 전압과 기준 전압을 비교하여 스위치부(12)를 제어한다. 여기서, 보조 제어기(30)는 MCU(20)의 고장 여부를 모니터링 하는 모니터링부(31)와, 모니터링부(31)에 의해 MCU(20) 정상상태이면 비활성되고, 모니터링부(31)에 의해 MCU(20) 고장이라고 판단되면, 활성화 되어 센싱부(11)의 센싱된 열선 온도 전압과 기준 전압을 비교하고, 그 비교결과에 따른 제 2 스위칭 신호를 출력하는 비교기(32)를 포함한다. 여기서 모니터링부(31)는 MCU(20) 정상 상태시 MCU(20)로부터 MCU 정상상태 신호를 수신하고, MCU(20) 고장시 MCU 정상상태 신호를 수신하지 못한다.

즉 MCU(20)가 정상상태인 경우, 모니터링부(31)는 상태 정보 전송부(22)로부터 출력되는 PWM신호를 수신하여 보조 제어기(30)를 비활성화시킨다.

그러나, MCU(20)가 고장인 경우, 모니터링부(31)는 상태 정보 전송부(22)로부터 PWM신호를 수신하지 못하고, 그로 인해 보조 제어기(30)를 활성화시켜 보조 제어기(30)에 의해 열선을 제어할 수 있도록 한다.

도 2 및 도 3은 도 1에 따른 본 발명의 열선 과열 방지 장치의 동작을 설명하기 위한 예시도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 우선 도 2 (a)에서 열선 ON 동작은 열선 스위치가 ON되면서 개시된다.

이때, MCU(20)가 정상상태인 경우, 열선 제어부(21)의 제어하에 스위치부(12)의 스위치를 제어하여 열선(10)에 전원을 공급한다. 이때 모니터링부(31)는 상태 정보 전송부(22)로부터 MCU 정상상태를 알리는 PWM신호를 수신하므로, 보조 제어기(30)의 동작을 비활성화시킨다.

이후, 도 2 (b)에서 열선(10)의 동작에 의해 온도 센서는 감지된 온도를 센싱부(11)측으로 전송하고, 이에 센싱부(11)는 온도에 대응하는 열선 온도 전압을 MCU(20)측과 보조 제어기(30)의 비교기(32)로 동시에 전송한다. 이때, MCU(20)가 정상상태이므로, 보조 제어기(30)는 비활성화 상태이다.

그러면 MCU(20)는 열선 제어부(21)를 통해 열선 온도 전압과 기준 전압을 비교하고, 그 비교결과 열선 온도 전압이 기준 전압보다 낮으면 스위치부(12)를 제어하여 열선에 전원이 공급되도록 한다.

이러한 동작 과정을 수행하는 중에, MCU(20)의 열선 제어부(21)가 열선(10)의 과열 상태를 감지하면, 도 3 (a)와 같이 스위치부(12)를 OFF하여 열선(10)의 공급 전원을 차단한다.

그러나, 도 2 (b)와 같은 동작 수행중에 MCU(20)가 고장상태이면, 상태정보 전송부(22)가 PWM신호를 모니터링부(31)로 신호를 전달하지 않게 된다. 이에, 도 3 (b)와 같이 비교기(32)는 활성화 상태가 되고, 센싱부(11)로부터 열선 온도 전압을 입력받아 기준 전압과 비교하여 현재의 열선 온도 전압이 기준 전압보다 낮으면, 열선으로 공급 전원을 인가한다. 그러나 현재의 열선 온도 전압이 기준 전압보다 높으면, 열선의 공급 전원을 차단하도록 스위치부(12)를 제어한다.

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도 5는 본 발명의 실시예에 따른 열선 과열 방지 방법을 보인 흐름도이다.

도 5를 참조하면, MCU(20)는 사용자의 열선 스위치 조작에 의해 열선(10)에 전원을 공급한다(S510).

이후, MCU(20)가 정상상태인지를 판단한다(S520).

MCU(20)가 정상상태라고 판단되면, MCU(20)는 정상상태에서 열선(10)의 온도에 대응하여 센싱된 열선 온도 전압이 기준 전압보다 작은지를 판단한다(S530).

판단 결과, 센싱된 열선 온도 전압이 기준 전압보다 작으면, MCU(20)는 열선(10)에 전원을 공급한다(S540).

그러나, 판단 결과 센싱된 열선 온도 전압이 기준 전압보다 크면, MCU(20)는 열선의 공급 전원을 차단한다(S550).

한편, 520단계의 판단결과, MCU(20)가 고장상태라고 판단되면, 보조 제어기(30)가 활성화되어, 보조 제어기(30)를 통해 열선의 전원을 제어하게 된다(S560). 여기서, MCU(20)가 고장상태인지를 판단하는 방법으로는, MCU(20)의 상태를 모니터링할 수 있도록 MCU(20)가 정상상태시에 출력하는 얼라이브(Alive) 신호를 보조 제어기(30)가 수신하지 못하면, 보조 제어기(30)는 MCU(20)가 고장상태라고 판단하는 것이다.

이후, 보조 제어기(30)는 센싱된 열선 온도 전압이 기준 전압보다 작은지를 판단한다(S530).

판단결과, 센싱된 열선 온도 전압이 기준 전압보다 작으면, 보조 제어기는(30)는 열선(10)에 전원을 공급한다(S540).

그러나, 판단 결과 센싱된 열선 온도 전압이 기준 전압보다 크면, 보조 제어기는(30)는 열선의 공급 전원을 차단한다(S550).

한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

10: 열선 11: 센싱부
12: 스위치부 20: MCU
21: 열선 제어부 22: 상태 정보 전송부
30: 보조 제어기 31: 모니터링부
32: 비교기

Claims (6)

1. 삭제
2. 열선;
   열선의 온도에 따른 열선 온도 전압을 센싱하는 센싱부;
   정상 상태시, 보조 제어기로 정상상태 신호를 출력하면서, 상기 센싱부에서 센싱된 열선 온도 전압을 상기 센싱부로부터 입력받아 기준 전압과 비교하고, 그 비교결과에 따라 스위치부의 온 및 오프를 제어하여 상기 열선으로의 전원 공급을 제어하는 MCU;
   상기 MCU가 정상 상태인 경우에는 상기 MCU의 제어에 의해 스위칭되고, 상기 MCU가 정상 상태가 아닌 경우에는 상기 보조 제어기의 제어에 의해 스위칭되어, 상기 열선으로 전원을 공급 또는 차단하는 상기 스위치부; 및
   상기 MCU로부터 상기 정상상태 신호가 입력되지 않으면, 상기 MCU가 고장이라고 판단하여 스스로 활성화 되어, 상기 센싱부에 의해 센싱된 열선 온도 전압을 상기 센싱부로부터 입력받아 상기 기준 전압과 비교하고, 그 비교 결과에 따라서 상기 스위치부의 온 및 오프를 제어하여 상기 열선으로의 전원 공급을 제어하는 상기 보조 제어기를 포함하고,
   상기 보조 제어기는
   상기 MCU의 고장 여부를 모니터링 하는 모니터링부; 및
   상기 모니터링부에 의해 MCU 정상상태이면 비활성되고, 상기 모니터링부에 의해 MCU 고장이라고 판단되면, 활성화되어 상기 센싱부의 센싱된 열선 온도 전압과 상기 기준 전압을 비교하고, 그 비교결과에 따라서 상기 스위치부의 온 및 오프를 지속적으로 제어하여 상기 열선으로의 전원 공급을 지속적으로 제어하는 비교기를 포함하는 것을 특징으로 하는 열선 과열 방지 장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 모니터링부는
   상기 MCU 정상 상태시 상기 MCU로부터 MCU 정상상태 신호를 수신하고, MCU 고장시 상기 MCU 정상상태 신호를 수신하지 못하는 것을 특징으로 하는 열선 과열 방지 장치.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 MCU는
   센싱부의 센싱된 열선 온도 전압과 상기 기준 전압을 비교하고, 그 비교결과에 따라 열선이 제어되게 스위칭 신호를 상기 스위치부로 출력하는 열선 제어부; 및
   MCU의 현재 상태를 고려하여 MCU 정상상태 신호를 전송하는 상태 정보 전송부를 포함하는 것을 특징으로 하는 열선 과열 방지 장치.
   
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6. 삭제

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