KR101879302B1 - 글로우 시스템 및 이를 이용한 글로우 플러그 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 글로우 시스템 및 이를 이용한 글로우 플러그 제어 방법에 관한 것으로, 구체적으로는 글로우 플러그에 실제 인가된 전압을 정확하게 측정하고 이를 기준으로 정격전압의 듀티 및 전원의 인가시간을 조절함으로써, 글로우 플러그의 발열 성능을 향상시킬 수 있는 글로우 시스템 및 이를 이용한 글로우 플러그 제어 방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 배터리로부터 공급된 배터리 전원을 스위칭하여 글로우 플러그로 출력하는 스위칭부와, 글로우 플러그로 입력되는 인가 전압을 측정하는 전압측정부 및 인가 전압의 측정치를 기준으로 스위칭부의 스위칭 듀티를 제어하는 제어부를 구비하므로, 글로우 플러그로 충분한 전압을 공급하여 발열 성능을 향상시킬 수 있다.

Description

글로우 시스템 및 이를 이용한 글로우 플러그 제어 방법{Glow system and control method using the same}

본 발명은 글로우 시스템 및 이를 이용한 글로우 플러그 제어 방법에 관한 것으로, 구체적으로는 글로우 플러그에 실제 인가된 전압을 정확하게 측정하고 이를 기준으로 정격전압의 듀티 및 전원의 인가시간을 조절함으로써, 글로우 플러그의 발열 성능을 향상시킬 수 있는 글로우 시스템 및 이를 이용한 글로우 플러그 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 글로우 플러그(glow plug)는 디젤 엔진의 실린더에 설치되어 그 내부를 예열시키기 위한 것으로, 실린더 내의 압축 공기를 예열시켜 시동 성능을 향상시킬 수 있다.

또한, 글로우 플러그로 전원을 공급하고 발열 온도을 제어하기 위한 글로우 시스템이 적용되고 있다. 이러한, 종래의 글로우 시스템은 차량의 시동이 켜지면 차량의 배터리에서 공급된 전원을 글로우 플러그로 인가하여 기설정된 온도로 발열시키게 되는데, 그 열에 의해 디젤 엔진의 실린더 내부가 예열된다.

예컨대, 도 1은 종래의 글로우 시스템을 설명하기 위한 도면이다.

도 1을 참조하면, 종래의 글로우 시스템(1)은 차량의 배터리(10)와 글로우 플러그(20) 사이에 연결되고 배터리(10)로부터 공급된 전원을 정격전압에 맞게 스위칭하여 글로우 플러그(20)로 출력하는 글로우 릴레이 유닛(30) 및 전술한 글로우 릴레이 유닛(30)을 제어하는 제어부(40)를 포함하여 구성된다.

또한, 전술한 제어부(40)는 글로우 릴레이 유닛(30)의 출력 전압을 측정한 후 이를 기준으로 글로우 릴레이 유닛(30)의 스위칭 듀티 및 전압 인가시간을 조절함으로써, 글로우 플러그(20)의 발열 온도 및 발열 시간을 제어할 수 있다.

한편, 종래의 글로우 시스템(1)에서는 글로우 릴레이 유닛(30)과 글로우 플러그(20)를 전기적으로 연결하는 와이어링 하네스(2)의 선 굵기 및 길이에 따라 저항이 발생하고 전압이 저하되므로, 글로우 릴레이 유닛(30)의 출력 전압과 글로우 플러그(20)로 실제 인가된 인가 전압의 차이가 발생하는 문제점이 있다.

즉, 종래에는 글로우 플러그(20)로 실제 인가된 인가 전압에 비해 글로우 릴레이 유닛(30)의 출력 전압이 높은 현상이 발생한다. 특히, 글로우 릴레이 유닛(30)과 글로우 플러그(20)를 연결하는 와이어링 하네스(2)는 차량의 종류에 따라 그 길이가 상이하므로, 차종별로 글로우 릴레이 유닛(30)의 출력 전압과 글로우 플러그(20)의 인가 전압 간의 차이가 상이하게 발생하고 있다.

그러나, 종래의 글로우 시스템(1)은 글로우 릴레이 유닛(30)의 출력 전압을 기준으로 스위칭 듀티 및 전압 인가시간을 조절하기 때문에, 글로우 플러그(20)에는 충분한 전압이 공급되지 못하여 발열 온도 및 발열 시간이 감소하는 문제점이 발생한다.

이로 인해, 글로우 플러그(20)의 성능 저하가 발생함은 물론이고, 디젤 엔진의 시동 성능이 저하되어 고객의 불만이 야기되며, 충분하게 예열되지 못한 디젤 엔진에서 규제 이상의 배기 가스가 배출되게 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 글로우 플러그의 발열 성능을 향상시킬 수 있는 글로우 시스템 및 이를 이용한 글로우 플러그 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 글로우 플러그에 실제 인가된 전압을 정확하게 측정하고 이를 기준으로 정격전압에 맞게 스위칭 듀티 및 전압을 인가하는 시간을 조절할 수 있는 글로우 시스템 및 이를 이용한 글로우 플러그 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 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 발명은 배터리와 글로우 플러그 사이에 연결되고, 배터리로부터 공급된 배터리 전원을 스위칭하여 글로우 플러그로 출력하는 스위칭부; 글로우 플러그로 입력되는 인가 전압을 측정하는 전압측정부; 및 상기 전압측정부에서 측정된 인가 전압의 측정치를 기준으로, 상기 스위칭부의 스위칭 듀티를 제어하는 제어부;를 포함하는 글로우 시스템을 제공한다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 전압측정부는 글로우 플러그의 입력단에 연결되거나 상기 스위칭부의 출력단과 글로우 플러그의 입력단 사이에 연결된다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 제어부는 인가 전압의 측정치를 기설정된 정격전압과 비교한 결과에 따라, 상기 스위칭부의 스위칭 듀티를 증감한다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 제어부는 인가 전압의 측정치를 기설정된 정격전압과 비교한 결과에 따라, 상기 스위칭부를 제어하여 글로우 플러그로 인가 전압을 공급하는 시간을 조절한다.

또한, 본 발명은 글로우 시스템에서 수행되는 글로우 플러그 제어 방법으로서, (1) 상기 글로우 시스템의 전압측정부가, 글로우 플러그로 입력되는 인가 전압을 측정하는 단계; (2) 상기 글로우 시스템의 제어부가, 상기 전압측정부에서 측정된 인가 전압의 측정치를 기준으로 상기 스위칭부의 스위칭 듀티를 제어하는 단계; 및 (3) 상기 글로우 시스템의 스위칭부가, 배터리로부터 공급된 배터리 전원을 스위칭하여 글로우 플러그로 출력하는 단계;를 포함하는 글로우 플러그 제어 방법을 제공한다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 제 (1)단계에서 상기 전압측정부는, 글로우 플러그의 입력단에 연결되거나 상기 스위칭부의 출력단과 글로우 플러그의 입력단 사이에 연결되어 입력 전압을 측정한다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 제 (2)단계에서 상기 제어부는, 인가 전압의 측정치를 기설정된 정격전압과 비교한 결과에 따라, 상기 스위칭부의 스위칭 듀티를 증감한다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 제 (2)단계에서 상기 제어부는, 인가 전압의 측정치를 기설정된 정격전압과 비교한 결과에 따라, 상기 스위칭부를 제어하여 글로우 플러그로 인가 전압을 공급하는 시간을 조절한다.

전술한 과제해결 수단에 의해 본 발명은 배터리로부터 공급된 배터리 전원을 스위칭하여 글로우 플러그로 출력하는 스위칭부와, 글로우 플러그로 입력되는 인가 전압을 측정하는 전압측정부 및 인가 전압의 측정치를 기준으로 스위칭부의 스위칭 듀티를 제어하는 제어부를 구비하므로, 글로우 플러그로 충분한 전압을 공급하여 발열 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 글로우 시스템을 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 글로우 시스템을 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 글로우 시스템을 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 글로우 플러그 제어 방법을 설명하기 위한 도면.

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 실시예를 첨부된 도 2 내지 도 4를 참조하여 상세히 설명하되, 본 발명에 따른 동작 및 작용을 이해하는데 필요한 부분을 중심으로 설명한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 글로우 시스템을 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 글로우 시스템을 설명하기 위한 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 글로우 시스템은 스위칭부(110), 전압측정부(120) 및 제어부(130)를 포함하여 구성된다.

여기서, 본 발명의 일실시예에 따른 글로우 시스템은 차량의 배터리(10)로부터 전원을 공급받아, 엔진의 실린더 내부에 설치된 글로우 플러그(20)로 전원을 공급하여 실린더 내부를 예열시키는 용도로 사용될 수 있다.

상기 스위칭부(110)는 배터리(10)의 출력단과 글로우 플러그(20)의 입력단 사이에 연결된 것으로, 후술할 제어부(130)의 제어하에, 배터리(10)로부터 공급되는 배터리 전원을 스위칭하여 글로우 플러그(20)로 출력하거나 전원의 공급을 차단하는 기능을 수행한다.

바람직하게, 상기 스위칭부(110)는 GRU(Glow Relay Unit)로 구비되며, 후술할 제어부(130)의 제어에 따라 소정의 스위칭 듀티로 동작하게 된다. 또한, 상기 스위칭부(110)에서 출력되는 출력 전압은 와이어링 하네스(2)를 통해 글로우 플러그(20)로 인가된다.

상기 전압측정부(120)는 글로우 플러그(20)로 입력되는 인가 전압을 측정하기 위한 것으로, 상기 스위칭부(110)로부터 출력되어 와이어링 하네스(2)를 통해 글로우 플러그(20)의 입력단으로 인가된 전압을 측정하는 기능을 수행한다. 또한, 상기 전압측정부(120)에서 측정된 인가 전압의 측정치는 후술할 제어부(130)로 입력된다.

바람직하게, 상기 전압측정부(120)는 전압 센서로 구비되어 글로우 플러그(20)의 입력단에 연결되거나 상기 스위칭부(110)의 출력단과 글로우 플러그(20)의 입력단 사이에 연결된다. 즉, 상기 전압 측정부는 상기 스위칭부(110)의 출력단에서 출력 전압을 측정하는 것이 아니라 글로우 플러그(20)의 입력단에서 인가 전압을 측정할 수 있다.

한편, 도 3에서 도시된 바와 같이, 상기 전압측정부(120)를 별도의 센서로 구비하지 않고, 상기 스위칭부(110)의 출력단과 글로우 플러그(20)의 입력단 사이에서 분기되어 후술할 제어부(130)로 연결된 배선 구조로 형성할 수도 있다.

상기 제어부(130)는 상기 스위칭부(110)를 제어하기 위한 것으로, 상기 전압측정부(120)에서 측정된 인가 전압의 측정치를 기준으로 상기 스위칭부(110)의 스위칭 듀티 및 전압 인가시간을 제어한다.

예컨대, 상기 제어부(130)는 차량의 시동이 켜지면, 차량에 탑재된 ECU(50)로부터 PWM 제어신호를 입력받아 상기 스위칭부(110)를 소정의 스위칭 듀티로 동작시키고, 상기 전압측정부(120)에서 측정되는 글로우 플러그(20)의 인가 전압을 정격전압과 비교하게 된다.

그리고, 상기 제어부(130)는 글로우 플러그(20)의 인가 전압이 정격 전압보다 낮으면 상기 스위칭부(110)의 스위칭 듀티를 높이거나 전압 인가시간을 증가시키고, 글로우 플러그(20)의 인가 전압이 정격 전압보다 높으면 상기 스위칭부(110)의 스위칭 듀티를 낮추게 된다.

또한, 상기 제어부(130)는 기설정된 예열 시간이 경과하거나 전술한 ECU(50)의 제어신호에 따라, 상기 스위칭부(110)를 턴-오프하여 글로우 플러그(20)로 공급되는 전압을 차단할 수도 있다.

바람직하게, 상기 제어부(130)는 인가 전압의 측정치를 기설정된 정격전압과 비교한 결과에 따라, 상기 스위칭부(110)의 스위칭 듀티를 증감하거나 글로우 플러그(20)로 인가 전압을 공급하는 시간인 전압 인가시간을 조절하는 기능을 수행하는 마이크로프로세서 또는 컨트롤 유닛으로 구비할 수 있다.

한편, 상기 제어부(130)는 자체적으로 이상 발생 여부를 진단하고 그 진단 결과를 포함한 신호를 ECU(50)로 전송하는 기능을 더 구비할 수도 있다.

따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 글로우 시스템은, 상기 스위칭부(110)에서 출력된 출력 전압이 와이어링 하네스(2)를 통해 글로우 플러그(20)로 공급되면서 와이어링 하네스(2) 자체의 저항에 의해 전압 저하가 발생하더라도, 글로우 플러그(20)에 실제 입력된 인가 전압을 기준으로 상기 스위칭부(110)의 스위칭 듀티를 조절함으로써, 글로우 플러그(20)로 충분한 전압을 공급하여 발열 성능을 향상시킬 수 있다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 글로우 플러그 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 4를 참조하여, 본 발명의 일실시예에 따른 글로우 시스템에서 수행되는 글로우 플러그 제어 방법을 설명한다.

다만, 도 4에 도시된 글로우 플러그 제어 방법에서 수행되는 기능은 모두 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한 글로우 시스템에서 수행되므로, 명시적인 설명이 없어도, 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한 모든 기능은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 글로우 플러그 제어 방법에서 수행되고, 도 4를 참조하여 설명하는 모든 기능은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 글로우 시스템에서 그대로 수행됨을 주의해야 한다.

먼저, 차량의 시동이 켜지고 스위칭부에서 출력된 출력 전압이 와이어링 하네스를 통해 글로우 플러그로 인가되면, 전압측정부가 글로우 플러그로 입력되는 인가 전압을 측정하게 된다(S110).

이때, 상기 전압측정부는 글로우 플러그의 입력단에 연결되거나 상기 스위칭부의 출력단과 글로우 플러그의 입력단 사이에 연결되어 인가 전압을 측정하게 된다. 또한, 상기 전압측정부에서 측정된 인가 전압의 측정치는 제어부로 입력된다.

한편, 상기 스위칭부는 소정의 스위칭 듀티로 동작하여 배터리로부터 공급된 배터리 전원을 스위칭한 출력 전압을 출력하며, 상기 제어부는 차량의 시동 여부에 따라 상기 스위칭부를 동작시키게 된다.

그 다음, 상기 제어부가 상기 전압측정부에서 측정된 인가 전압의 측정치를 기준으로 상기 스위칭부의 스위칭 듀티를 제어한다(S120).

예컨대, 상기 제어부는 인가 전압의 측정치를 기설정된 정격전압과 비교한 결과에 따라, 상기 스위칭부의 스위칭 듀티를 증감하거나 글로우 플러그로 인가 전압을 공급하는 시간인 전압 인가시간을 조절할 수 있다.

그 다음에는, 상기 제어부에 의해 조절된 스위칭 듀티에 따라, 상기 스위칭부가 동작하여 배터리 전원을 스위칭하여 글로우 플러그로 출력하게 된다(S130).

이때, 상기 스위칭부의 스위칭 듀티가 증가할수록 글로우 플러그의 발열 온도가 증가하고, 반대로, 상기 스위칭부의 스위칭 듀티가 감소하면 글로우 플러그의 발열 온도도 감소한다.

그리고, 기설정된 예열 시간이 경과하기 전까지는 전술한 제 110단계부터 다시 반복되고, 기설정된 예열 시간이 경과할 경우 상기 제어부가 상기 스위칭부를 턴-오프하여 글로우 플러그로 공급되는 전압을 차단하게 된다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.

110 : 스위칭부
120 : 전압측정부
130 : 제어부

Claims (8)

1. GRU(Glow Relay Unit)로 구비되어 배터리와 글로우 플러그 사이에 연결되고, 배터리로부터 공급된 배터리 전원을 스위칭하여 와이어링 하네스를 통해 글로우 플러그에 출력하는 스위칭부;
   글로우 플러그로 입력되는 인가 전압을 측정하는 전압측정부; 및
   상기 전압측정부에서 측정된 인가 전압의 측정치를 기준으로 상기 스위칭부를 제어하는 제어부;를 포함하고,
   상기 제어부는,
   차량의 시동이 켜지면, 차량에 탑재된 ECU로부터 PWM 제어신호를 입력받아 상기 스위칭부를 소정의 스위칭 듀티로 동작시키고, 상기 전압측정부에서 측정된 인가 전압의 측정치를 기설정된 정격전압과 비교하며,
   인가 전압의 측정치를 기설정된 정격전압과 비교한 결과에 따라, 상기 스위칭부의 스위칭 듀티를 증감하고, 글로우 플러그로 인가 전압을 공급하는 전압 인가시간을 조절하며,
   기설정된 예열 시간이 경과하면, 상기 스위칭부를 턴-오프하여 글로우 플러그로 공급되는 전압을 차단하고,
   이상 발생 여부를 자체적으로 진단하여 그 진단 결과를 포함한 신호를 ECU로 전송하도록 구비되며,
   상기 전압측정부는,
   글로우 플러그의 입력단에 연결되거나 상기 스위칭부의 출력단과 글로우 플러그의 입력단 사이의 와이어링 하네스에 연결되는 전압 센서인 것을 특징으로 하는 글로우 시스템.
   
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3. 삭제
4. 삭제
5. 글로우 시스템에서 수행되는 글로우 플러그 제어 방법으로서,
   (1) 상기 글로우 시스템의 전압측정부가, 글로우 플러그로 입력되는 인가 전압을 측정하는 단계;
   (2) 상기 글로우 시스템의 제어부가, 상기 전압측정부에서 측정된 인가 전압의 측정치를 기준으로 GRU(Glow Relay Unit)로 구비되는 스위칭부를 제어하는 단계; 및
   (3) 상기 글로우 시스템의 스위칭부가, 배터리로부터 공급된 배터리 전원을 스위칭하여 글로우 플러그로 출력하는 단계;를 포함하고,
   상기 제 (1)단계에서 상기 제어부는,
   차량의 시동이 켜지면, 차량에 탑재된 ECU로부터 PWM 제어신호를 입력받아 상기 스위칭부를 소정의 스위칭 듀티로 동작시키고, 상기 전압측정부에서 측정된 인가 전압의 측정치를 기설정된 정격전압과 비교하며,
   상기 제 (2)단계에서 상기 제어부는,
   인가 전압의 측정치를 기설정된 정격전압과 비교한 결과에 따라, 상기 스위칭부의 스위칭 듀티를 증감하고, 글로우 플러그로 인가 전압을 공급하는 전압 인가시간을 조절하며,
   상기 제어부는,
   기설정된 예열 시간이 경과하면, 상기 스위칭부를 턴-오프하여 글로우 플러그로 공급되는 전압을 차단하고, 이상 발생 여부를 자체적으로 진단하여 그 진단 결과를 포함한 신호를 ECU로 전송하며,
   상기 제 (1)단계에서 상기 전압측정부는,
   글로우 플러그의 입력단에 연결되거나 상기 스위칭부의 출력단과 글로우 플러그의 입력단 사이에 연결되어 입력 전압을 측정하는 전압 센서인 것을 특징으로 하는 글로우 플러그 제어 방법.
   
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