KR102142726B1 - 냉각수 히터 제어 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 냉각수 히터 제어 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게, 냉각수 온도에 따라 발열부의 전원 인가 한계 시간을 설정하고, 이를 초과하거나 발열부의 온도에 따라 과열이 감지되면 통합 제어 유닛으로 작동 정지 신호를 전송하여 냉각수 히터로 공급되는 전원을 차단하도록 하고, 비상 상황에서 비상 차단기가 작동됨으로써 안전성을 확보할 수 있는 냉각수 히터 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.

Description

냉각수 히터 제어 장치 및 방법{A CONTROL DEVICE AND METHOD FOR A HEATER}
본 발명은 냉각수 히터 제어 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게, 냉각수 온도에 따라 발열부의 전원 인가 한계 시간을 설정하고, 이를 초과하거나 발열부의 온도에 따라 과열이 감지되면 통합 제어 유닛으로 작동 정지 신호를 전송하여 냉각수 히터로 공급되는 전원을 차단하도록 하고, 비상 상황에서 비상 차단기가 작동됨으로써 안전성을 확보할 수 있는 냉각수 히터 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
휘발유, 경유 등을 에너지원으로 하는 엔진을 구동원으로 하는 차량이 현재 가장 일반적인 차량의 형태이나, 이러한 차량용 에너지원 역시 환경오염 문제 뿐 아니라 석유 매장량의 감소 등과 같은 다양한 원인으로 인해 새로운 에너지원의 필요성이 점점 대두되고 있는 바, 현재 가장 실용화 단계에 가까운 기술 중 하나가 연료 전지를 에너지원으로 하여 구동되는 차량이다.
그런데, 이와 같은 연료 전지를 사용하는 차량에서는 종래의 석유를 에너지원으로 하는 엔진을 가지는 차량과는 달리 냉각수를 이용한 히팅 시스템을 사용할 수 없다. 즉, 종래의 석유를 에너지원으로 하는 엔진을 구동원으로 하는 차량의 경우 엔진에서 매우 많은 열이 발생하게 되고, 엔진을 냉각하기 위한 냉각수 순환 시스템이 구비되며, 냉각수가 엔진으로부터 흡수한 열을 실내 난방에 이용하도록 하고 있었다. 그러나 엔진에서 발생하는 것과 같은 많은 열이 연료 전지를 사용하는 차량의 구동원에서는 발생하지 않기 때문에, 이러한 종래의 난방 방식을 사용하기에는 한계가 있었다.
이에 따라 연료 전지 차량에서는, 공조 시스템에 열펌프(heat pump)를 추가하여 이를 열원으로서 사용할 수 있게 하거나, 전기 히터와 같은 별도의 열원을 구비하거는 등 여러 연구가 이루어지고 있다. 이 중 전지 히터는 공조 시스템에 크게 영향을 주지 않고 보다 용이하게 냉각수를 가열할 수 있어 현재 광범위하게 실제 사용이 이루어지고 있다.
도 1은 종래의 냉각수 가열식 히터 중 하나인 일본특허공개 제2008-056044호("열매체 가열 장치 및 그것을 이용한 차량용 공기 조절 장치", 2008.03.13)를 도시하였다.
상기 일본공개특허공개 제2008-056044호의 냉각수 가열식 히터는, 발열원인 PTC 전극판의 상하부에 판형 핀을 배치하고, 냉각수가 상기 판형 핀을 통과하여 유통되도록 하여, PTC 전극판으로부터 냉각수로의 열전달효율을 높여 냉각수를 보다 효과적으로 가열하도록 된 구조로 되어 있다.
그런데, 종래의 냉각수 가열식 히터는 판형 핀 형성 영역에 냉각수가 유동되면서 가열되는 구조인데, 냉각수가 존재하지 않은 상태에서 가열될 경우, 특정 영역이 과열될 가능성이 있으며, 이에 따른 안전성 문제가 있다.
또한, 한국특허공개 제2011-0012837호("연료전지차량용 히터 과열 방지 장치 및 방법", (2011.02.09))는 냉각수 히터인 COD 히터에 온도센서가 구비되며, 온도센서를 통해 측정된 값이 임계점 이상으로 상승할 경우, 상위 제어부로 신호를 송출하는 히터제어기를 포함하는 구조가 제안된바 있다.
그런데, 냉각수의 온도에 따라 냉각수 히터의 난방 성능은 차이가 있는데, 그에 따른 제어가 어려우며, 온도센서 또는 제어기의 손상 시, 과열을 제어하기 어려운 문제점이 있다.
이에 따라, 냉각수의 온도에 따라 제어가 가능하며, 구성 부품의 손상이 있다 할지라도 과열을 방지할 수 있는 냉각수 히터 제어 장치 및 방법이 요구되고 있다.
특허1) 일본특허공개 제2008-056044호("열매체 가열 장치 및 그것을 이용한 차량용 공기 조절 장치", 2008.03.13) 특허2) 한국특허공개 제2011-0012837호("연료전지차량용 히터 과열 방지 장치 및 방법", (2011.02.09)
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 냉각수 온도에 따라 발열부의 전원 인가 한계 시간을 설정하고, 이를 초과하거나 발열부의 온도에 따라 과열이 감지되면 통합 제어 유닛으로 작동 정지 신호를 전송하여 냉각수 히터로 공급되는 전원을 차단하도록 하고, 비상 상황에서 비상 차단기가 작동됨으로써 안전성을 확보할 수 있는 냉각수 히터 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
특히, 본 발명의 목적은 냉각수 온도에 따라 발열부의 전원 인가 한계 시간을 설정함으로써 냉각수 온도에 따라 발열부의 전원 인가 시간을 안정적인 범위 내에서 작동되도록 할 수 있으며, 냉각수의 온도가 높은(냉각수 온도가 제1온도 이상) 경우 발열부의 온도를 통해 추가적으로 과열을 감지함으로써 과열을 감지하고, 과열에 의한 화재 등을 미연에 방지할 수 있는 냉각수 히터 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 냉각수 온도 센서 또는 통합 제어 유닛의 오류가 있다 하더라도 비상 차단기가 작동되도록 함으로써 과열에 의한 화재 등을 미연에 방지할 수 있는 냉각수 히터 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명의 냉각수 히터 제어 장치(200)는 통합 제어 유닛(400)에 의해 전원을 인가 받아 발열되는 발열부(110)를 포함하는 냉각수 히터(100)를 제어하는 냉각수 히터 제어 장치(200)에 있어서, 상기 냉각수 히터 제어 장치(200)는 냉각수 온도 센서(120)를 통해 측정된 냉각수 온도를 이용하여 냉각수 온도가 제1온도 이상인지 판단하는 냉각수 온도 판단부(210); 상기 냉각수 온도 판단부(210)를 통해, 측정된 냉각수 온도가 제1온도 미만인 경우로 판단되면 상기 냉각수 히터(100)로 인가되는 전원의 한계 시간(X, Y)을 제1한계 시간(X)으로 설정하고, 측정된 냉각수 온도가 제1온도 이상인 경우로 판단되면 상기 냉각수 히터(100)로 인가되는 전원의 한계 시간(X, Y)을 제2한계 시간(Y)으로 설정하는 한계 시간 설정부(220); 상기 발열부(110)로 인가되는 전원이 상기 한계 시간 설정부(220)를 통해 설정된 한계 시간(X, Y)을 초과하였는지 판단하는 한계 시간 초과 판단부(230); 및 상기 한계 시간 초과 판단부(230)가 상기 발열부(110)로 인가되는 전원이 한계 시간(X, Y) 초과인 것으로 판단하면 상기 통합 제어 유닛(400)이 상기 냉각수 히터(100)로의 전원 공급 차단하도록 작동 정지 신호를 전송하는 작동 상태 전송부(250)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 냉각수 히터 제어 장치(200)는 발열부 온도 센서(130)를 통해 측정된 발열부(110)의 온도를 이용하여 발열부(110) 온도가 제2온도 이상인지 판단하는 발열부 과열 판단부(240)를 포함하며, 상기 발열부 과열 판단부(240)가 측정된 발열부(110) 온도가 제2온도 이상인 것으로 판단하면 상기 통합 제어 유닛(400)으로 작동 정지 신호를 전송하는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 작동 상태 전송부(250)는 상기 한계 시간 초과 판단부(230)가 상기 발열부(110)로 인가되는 전원이 한계 시간(X, Y) 이하인 것으로 판단하면 상기 통합 제어 유닛(400)으로 정상 작동 신호를 전송하고, 상기 작동 상태 전송부(250)는 상기 발열부 과열 판단부(240)가 측정된 발열부(110) 온도가 제2온도 미만인 것으로 판단하면 상기 통합 제어 유닛(400)으로 정상 작동 신호를 전송하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 작동 상태 전송부(250)는 정상 작동 신호와 작동 정지 신호를 서로 다른 특정 전압을 출력하는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 냉각수 히터 제어 장치(200)는 상기 작동 상태 전송부(250)가 작동 정지 신호를 전송하고, 전원이 차단되지 않으면, 상기 냉각수 히터(100)의 비상 차단기(140)를 작동하는 비상 차단기 작동부(260)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 냉각수 히터 제어 방법은 냉각수 히터(100)의 발열부(110)에 전원을 인가하는 전원 인가 단계(S10); 냉각수 온도 센서(120)를 통해 측정된 냉각수 온도를 이용하여 냉각수 온도가 제1온도 이상인지 판단하는 냉각수 온도 판단 단계(S20); 상기 냉각수 온도 판단 단계(S20)를 통해, 측정된 냉각수 온도가 제1온도 미만인 것으로 판단되면 상기 냉각수 히터(100)로 인가되는 전원의 한계 시간(X, Y)을 제1한계 시간(X)으로 설정하고, 측정된 냉각수 온도가 제1온도 이상인 것으로 판단되면 상기 냉각수 히터(100)로 인가되는 전원의 한계 시간(X, Y)을 제2한계 시간(Y)으로 설정하는 한계 시간 설정 단계(S30); 상기 발열부(110)로 인가되는 전원이 상기 한계 시간 설정부(220)를 통해 설정된 한계 시간(X, Y)을 초과하였는지 판단하는 한계 시간 초과 판단 단계(S40); 및 상기 한계 시간 초과 판단 단계(S40)에서, 상기 발열부(110)로 인가되는 전원이 한계 시간(X, Y) 이하인 것으로 판단하면 상기 통합 제어 유닛(400)으로 정상 작동 신호를 전송하고, 상기 발열부(110)로 인가되는 전원이 한계 시간(X, Y) 초과인 것으로 판단하면 상기 통합 제어 유닛(400)이 상기 냉각수 히터(100)로의 전원 공급 차단하도록 작동 정지 신호를 전송하는 작동 상태 전송 단계(S50)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 냉각수 히터 제어 방법은 상기 한계 시간 설정 단계(S30)에서 제2한계 시간(Y)을 설정하는 경우, 상기 한계 시간 설정 단계(S30)와 상기 한계 시간 초과 판단 단계(S40) 사이에, 발열부 온도 센서(130)를 통해 측정된 발열부(110)의 온도를 이용하여 발열부(110) 온도가 제2온도 이상인지 판단하는 발열부 과열 판단 단계(S60)를 포함하며, 상기 발열부 과열 판단 단계(S60)에서 측정된 발열부(110) 온도가 제2온도 이상으로 판단되면 상기 작동 상태 전송 단계(S50)에서, 상기 통합 제어 유닛(400)으로 작동 정지 신호를 전송하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 냉각수 히터 제어 방법은 상기 작동 상태 전송부(250)가 작동 정지 신호를 전송 한 후, 전원이 차단되지 않으면, 상기 냉각수 히터(100)의 비상 차단기(140)를 작동하는 비상 차단 단계(S70)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 본 발명의 냉각수 히터 제어 장치 및 방법은 냉각수 온도에 따라 발열부의 전원 인가 한계 시간을 설정하고, 이를 초과하거나 발열부의 온도에 따라 과열이 감지되면 통합 제어 유닛으로 작동 정지 신호를 전송하여 냉각수 히터로 공급되는 전원을 차단하도록 하고, 비상 상황에서 비상 차단기가 작동됨으로써 안전성을 확보할 수 있는 장점이 있다.
특히, 본 발명의 냉각수 히터 제어 장치 및 방법은 냉각수 온도에 따라 발열부의 전원 인가 한계 시간을 설정함으로써 냉각수 온도에 따라 발열부의 전원 인가 시간을 안정적인 범위 내에서 작동되도록 할 수 있으며, 냉각수의 온도가 높은(냉각수 온도가 제1온도 이상) 경우 발열부의 온도를 통해 추가적으로 과열을 감지함으로써 과열을 감지하고, 과열에 의한 화재 등을 미연에 방지할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 냉각수 히터 제어 장치 및 방법은 냉각수 온도 센서 또는 통합 제어 유닛의 오류가 있다 하더라도 비상 차단기가 작동되도록 함으로써 과열에 의한 화재 등을 미연에 방지할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래의 냉각수 가열식 히터를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 따른 냉각수 히터 제어 장치의 연결 상태를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 따른 냉각수 히터 제어 장치의 개략도.
도 4는 본 발명에 따른 냉각수 히터 제어 방법의 단계도.
도 5 및 도 6은 각각 본 발명에 따른 냉각수 히터 제어 방법의 다른 단계도.
도 7은 본 발명에 따른 냉각수 히터 제어 방법의 상세 단계도.
이하, 상술한 바와 같은 특징을 가지는 본 발명의 냉각수 히터 제어 장치(200) 및 방법을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 냉각수 히터 제어 장치(200)의 연결 상태를 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 냉각수 히터 제어 장치(200)의 개략도이다.
본 발명의 냉각수 히터 제어 장치(200)는 통합 제어 유닛(400)에 의해 전원을 인가 받아 발열되는 냉각수 히터(100)를 제어하는 방법에 관한 것으로서, 상기 통합 제어 유닛(400)은 차량을 전체적으로 제어하는 장치로서, 탑승객의 입력수단(300)에 의한 입력신호에 따라 상기 냉각수 히터(100)를 제어한다.
상기 냉각수 히터(100)는 상기 통합 제어 유닛(400)에 의해 전원을 인가 받아 발열함으로써 냉각수를 가열하는 장치로서, 피티씨(PTC, Positive Temperature Coefficient)소자, 탄소나노튜브발열체 등의 다양한 발열부(110)를 포함할 수 있다.
본 발명의 냉각수 히터 제어 장치(200)는 다양한 냉각수 히터(100)를 제어하는 장치에 관한 것으로서, 상기 냉각수 히터(100)는 전원을 인가받아 발열하는 모든 냉각수 히터(100)에 적용될 수 있다.
상기 냉각수 히터(100)는 발열부(110), 및 비상 차단기(140)를 포함한다.
상기 비상 차단기(140)는 상기 발열부(110)로 공급되는 전원을 차단하는 장치이다.
본 발명의 냉각수 히터 제어 장치(200)는 냉각수 온도 판단부(210), 한계 시간 설정부(220), 한계 시간 초과 판단부(230) 및 작동 상태 전송부(250)를 포함한다.
상기 냉각수 온도 판단부(210)는 상기 냉각수 히터(100)에 전원이 인가되면, 냉각수 온도 센서(120)를 통해 상기 냉각수 히터(100)의 냉각수 온도를 측정하고, 측정된 냉각수 온도가 제1온도 이상인지 판단하는 구성이다.
상기 제1온도는 냉시동 상태인지를 판별할 수 있는 값으로서, 냉각수 히터(100)의 사양을 포함하는 차량에 따라 특정한 값으로 설정된다.
상기 한계 시간 설정부(220)는 상기 냉각수 온도 판단부(210)의 결과에 따라 상기 냉각수 히터(100)로 인가되는 전원의 한계 시간(X, Y)을 설정하는 구성이다.
더욱 상세하게, 상기 한계 시간 설정부(220)는 상기 냉각수 온도 판단부(210)를 통해, 측정된 냉각수 온도가 제1온도 미만인 경우로 판단되면, 상기 냉각수 히터(100)로 인가되는 전원의 한계 시간(X, Y)을 제1한계 시간(X)으로 설정한다.
또한, 상기 한계 시간 설정부(220)는 상기 냉각수 온도 판단부(210)를 통해 측정된 냉각수 온도가 제1온도 이상인 경우로 판단되면, 상기 냉각수 히터(100)로 인가되는 전원의 한계 시간(X, Y)을 제2한계 시간(Y)으로 설정한다.
즉, 냉각수 온도가 제1온도 미만인 경우, 현재 차량 상태는 냉시동 상태로서, 냉각수를 충분하게 가열하는 것이 필요한 상태이고, 냉각수 온도가 제1온도 이상인 경우, 과열에 의한 위험성이 전자에 비해 증가되는 상태이므로, 본 발명의 냉각수 히터 제어 장치(200)는 상기 한계 시간 설정부(220)를 통해, 상기 냉각수 온도 판단부(210)의 결과에 따라 서로 다른 한계 시간(X, Y)을 설정한다.
이 때, 상기 제1한계 시간(X)은 상기 제1한계 시간(X)보다 긴 시간으로서, 이 역시 냉각수 히터(100)의 사양 등을 고려하여 결정되는 특정한 값으로 설정된다.
상기 한계 시간 초과 판단부(230)는 상기 발열부(110)로 인가되는 전원이 상기 한계 시간 설정부(220)를 통해 설정된 상기 제1한계 시간(X) 또는 제2한계 시간(Y)을 초과하였는지 판단하는 단계이다.
상기 한계 시간 초과 판단부(230)는 상기 냉각수 히터(100)에 전원이 인가된 후, 상기 냉각수 온도 판단부(210)를 통해 냉각수 온도를 측정, 판단하고, 한계 시간(X, Y)을 설정하는 등의 소요 시간을 포함하여 냉각수 히터(100)에 인가된 전원이 한계 시간(X, Y)을 초과하였는지 판단하는 단계이다.
상기 작동 상태 전송부(250)는 상기 한계 시간 초과 판단부(230)에 따른 판단 신호를 통합 제어 유닛(400)으로 전송하는 구성이다.
더욱 상세하게, 상기 작동 상태 전송부(250)는 상기 한계 시간 초과 판단부(230)가 상기 발열부(110)로 인가되는 전원이 한계 시간(X, Y) 이하인 것으로 판단하면, 상기 통합 제어 유닛(400)으로 냉각수 히터(100)가 정상 작동하고 있다는 것을 알리는 정상 작동 신호를 전송한다.
또, 상기 작동 상태 전송부(250)는 상기 한계 시간 초과 판단부(230)가 상기 발열부(110)로 인가되는 전원이 한계 시간(X, Y) 초과인 것으로 판단하면, 상기 통합 제어 유닛(400)으로 냉각수 히터(100)의 작동 정지가 필요함을 알리는 작동 정지 신호를 전송한다.
이 때, 상기 정상 작동 신호 및 작동 정지 신호는 서로 다른 특정 전압을 출력할 수 있다.
상기 통합 제어 유닛(400)은 상기 작동 정지 신호가 확인되면, 상기 냉각수 히터(100)로 공급되는 전원 공급을 차단한다.
이를 통해, 본 발명의 냉각수 히터 제어 장치(200)는 냉각수 온도에 따른 위험성을 판단할 수 있도록 냉각수 온도가 제1온도 이상인지 판단하고, 그에 따른 한계 시간(X, Y)을 각각 설정하며, 한계 시간(X, Y)을 초과할 경우, 작동 정지 신호를 전송하여 통합 제어 유닛(400)이 냉각수 히터(100)로 공급되는 전원을 차단한다.
또한, 본 발명의 냉각수 히터(100)는 발열부 과열 판단부(240)를 더 포함할 수 있다.
상기 발열부 과열 판단부(240)는 발열부 온도 센서(130)를 통해 측정된 발열부(110)의 온도를 이용하여 발열부(110)의 온도가 제2온도 이상인지 판단하는 구성이다.
상기 발열부 과열 판단부(240)는 상기 냉각수 히터(100)로 공급되는 전원의 한계 시간(X, Y)을 체크하는 것과 더불어 작동되는 것으로서, 발열부(110)의 온도와 설정된 제2온도를 비교하여 과열을 직접 감지한다.
이 때, 상기 작동 상태 전송부(250)는 상기 발열부 과열 판단부(240)가 측정된 발열부(110) 온도가 제2온도 이상인 것으로 판단하면 상기 통합 제어 유닛(400)으로 작동 정지 신호를 전송하여 상기 냉각수 히터(100)로 공급되는 전원 공급을 차단한다.
상기 제2온도는 과열이 의심되는 특정한 값으로서, 즉, 상기 발열부 과열 판단부(240)가 측정된 발열부(110) 온도가 제2온도 이상인 것으로 판단한 경우는, 냉각수가 부족하거나, 발열부(110)의 오작동으로 인해 정상 상태 이상으로 온도가 상승된 것으로서, 본 발명의 냉각수 히터 제어 장치(200)는 상기 발열부 과열 판단부(240)를 통해 이를 감지하여 냉각수 히터(100)로 공급되는 전원 공급을 차단할 수 있다.
또한, 본 발명의 냉각수 히터 제어 장치(200)는 정상 작동 상태에서, 상기 작동 상태 전송부(250)가 정상 작동 신호를 전송할 수 있다.
즉, 상기 작동 상태 전송부(250)는 정상 작동 상태를 알리는 정상 작동 신호 및 전원 차단이 필요한 상태를 알리는 작동 정지 신호를 전송한다.
이 때, 본 발명의 냉각수 히터 제어 장치(200)는 상기 한계 시간 초과 판단부(230)가 상기 발열부(110)로 인가되는 전원이 한계 시간(X, Y) 이하인 것으로 판단하거나, 상기 작동 상태 전송부(250)는 상기 발열부 과열 판단부(240)가 측정된 발열부(110) 온도가 제2온도 미만인 것으로 판단한 경우를 정상 작동으로 판단하여, 상기 작동 상태 전송부(250)가 정상 작동 신호를 전송한다.
또한, 본 발명의 냉각수 히터 제어 장치(200)는 비상 차단기(140) 작동부를 더 포함한다.
상기 비상 차단기 작동부(260)는 상기 작동 상태 전송부(250)가 작동 정지 신호를 전송하고, 전원이 차단되지 않으면, 상기 냉각수 히터(100)의 비상 차단기(140)를 작동한다.
상술한 바와 같이, 상기 작동 상태 전송부(250)가 작동 정지 신호를 전송한 경우는 상기 냉각수 히터(100)의 발열부(110)로 전원 공급 차단이 필요한 상황이나, 전원이 계속 공급되면 과열에 의한 파손 및 화재 위험성이 급격이 증가되므로, 본 발명의 냉각수 히터 제어 장치(200)는 상기 비상 차단기 작동부(260)에 의해 비상 차단기(140)가 작동되도록 한다.
즉, 본 발명의 냉각수 히터 제어 장치(200)는 통합 제어 유닛(400)의 제어 오류가 발생된다 할지라도 과열에 의한 위험성을 미연에 차단할 수 있는 장점이 있다.
도 4는 본 발명에 따른 냉각수 히터 제어 방법의 단계도로, 본 발명의 냉각수 히터 제어 방법은 상술한 바와 같은 본 발명의 냉각수 히터 제어 장치(200)를 이용한다.
본 발명의 냉각수 히터 제어 방법은 전원 인가 단계(S10); 냉각수 온도 판단 단계(S20); 한계 시간 설정 단계(S30); 한계 시간 초과 판단 단계(S40); 및 작동 상태 전송 단계(S50)를 포함한다.
상기 전원 인가 단계(S10)는 히터 작동부에 의해 냉각수 히터(100)의 발열부(110)에 전원을 인가하는 단계이다.
상기 냉각수 온도 판단 단계(S20)는 냉각수 온도 센서(120)를 통해 측정된 냉각수 온도를 이용하여 냉각수 온도가 제1온도 이상인지 판단하는 단계이다.
상기 한계 시간 설정 단계(S30)는 상기 냉각수 온도 판단 단계(S20)를 통해, 측정된 냉각수 온도가 제1온도 미만인 것으로 판단되면 상기 냉각수 히터(100)로 인가되는 전원의 한계 시간(X, Y)을 제1한계 시간(X)으로 설정하고, 측정된 냉각수 온도가 제1온도 이상인 것으로 판단되면 상기 냉각수 히터(100)로 인가되는 전원의 한계 시간(X, Y)을 제2한계 시간(Y)으로 설정하는 단계이다.
상기 한계 시간 초과 판단 단계(S40)는 상기 발열부(110)로 인가되는 전원이 상기 한계 시간 설정부(220)를 통해 설정된 한계 시간(X, Y)을 초과하였는지 판단하는 단계이다.
상기 작동 상태 전송 단계(S50)는 상기 한계 시간 초과 판단 단계(S40)에서, 상기 발열부(110)로 인가되는 전원이 한계 시간(X, Y) 이하인 것으로 판단하면 상기 통합 제어 유닛(400)으로 정상 작동 신호를 전송하고, 상기 발열부(110)로 인가되는 전원이 한계 시간(X, Y) 초과인 것으로 판단하면 상기 통합 제어 유닛(400)이 상기 냉각수 히터(100)로의 전원 공급 차단하도록 작동 정지 신호를 전송하는 단계이다.
도 5 및 도 6은 각각 본 발명에 따른 냉각수 히터 제어 방법의 다른 단계도로, 도 5는 한계 시간 설정 단계(S30)와 한계 시간 초과 판단 단계(S40) 사이에, 발열부 과열 판단 단계(S60)를 더 포함하는 예를 나타내었으며, 도 6은 도 5에 도시한 예에서, 비상 차단 단계(S70)를 나타내었다.
상기 발열부 과열 판단 단계(S60)는 상기 한계 시간 설정 단계(S30)에서 제2한계 시간(Y)을 설정하는 경우, 상기 한계 시간 설정 단계(S30)와 상기 한계 시간 초과 판단 단계(S40) 사이에 발열부 온도 센서(130)를 통해 측정된 발열부(110)의 온도를 이용하여 발열부(110) 온도가 제2온도 이상인지 판단하는 단계이다.
이 때, 상기 발열부 과열 판단 단계(S60)에서 측정된 발열부(110) 온도가 제2온도 이상으로 판단되면 상기 작동 상태 전송 단계(S50)에서, 상기 통합 제어 유닛(400)으로 작동 정지 신호를 전송한다.
또한, 상기 비상 차단 단계(S70)는 상기 작동 상태 전송부(250)가 작동 정지 신호를 전송 한 후, 전원이 차단되지 않으면, 상기 냉각수 히터(100)의 비상 차단기(140)를 작동하는 단계이다.
도 7은 본 발명에 따른 냉각수 히터 제어 방법의 상세 단계도로, 도 6에 도시한 냉각수 히터 제어 방법의 상세한 흐름을 나타내었다.
먼저, 전원 인가 단계(S10), 및 냉각수 온도 판단 단계(S20)가 수행된 후, 냉각수 온도 판단 단계(S20)를 통해 측정된 온도가 제1온도 미만이면, 도 7에서 좌측 흐름으로 분기되어 제1한계 시간(X)을 설정(한계 시간 설정 단계(S30))한다.
상기 한계 시간 설정 단계(S30)에서 상기 제1한계 시간(X)을 설정한 경우, 상기 발열부(110)로 전원이 인가되는 전원이 제1한계 시간(X) 미만으로 판단(한계 시간 초과 판단 단계(S40))하면, 상기 통합 제어 유닛(400)으로 정상 작동 신호를 전송(작동 상태 전송 단계(S50))하고, 상기 냉각수의 온도와 제1온도를 비교하는 단계로 회귀한다.
또한, 상기 발열부(110)로 전원이 인가되는 전원이 제1한계 시간(X) 이상으로 판단(한계 시간 초과 판단 단계(S40))하면, 상기 통합 제어 유닛(400)으로 작동 정지 신호를 전송(작동 상태 전송 단계(S50))한다.
한편, 냉각수 온도 판단 단계(S20)를 통해 측정된 온도가 제1온도 이상이면, 도 7에서 우측 흐름으로 분기되어 제2한계 시간(Y)을 설정(한계 시간 설정 단계(S30))한다.
상기 한계 시간 설정 단계(S30)에서 상기 제2한계 시간(Y)을 설정한 경우, 발열부 온도 센서(130)를 통해 측정된 발열부(110)의 온도를 이용하여 발열부(110) 온도가 제2온도 이상인지 판단(발열부 과열 판단 단계(S60))한다.
이 때, 상기 발열부(110) 온도가 제2온도 이상으로 판단되면 상기 통합 제어 유닛(400)으로 작동 정지 신호를 전송(작동 상태 전송 단계(S50))한다.
또한, 상기 발열부(110) 온도가 제2온도 미만으로 판단되면 상기 발열부(110)로 인가되는 전원이 제2한계 시간(Y) 이상인지 판단(한계 시간 초과 판단 단계(S40))한다.
도 7에 도시하지는 않았으나, 본 발명의 냉각수 히터 제어 방법은 상기 발열부(110) 온도가 제2온도 미만으로 판단되는 경우, 상기 통합 제어 유닛(400)으로 정상 작동 신호를 전송(작동 상태 전송 단계(S50))할 수도 있다.
상기 발열부(110)로 인가되는 전원이 제2한계 시간(Y) 미만으로 판단(한계 시간 초과 판단 단계(S40))하면, 상기 통합 제어 유닛(400)으로 정상 작동 신호를 전송(작동 상태 전송 단계(S50))하고, 상기 발열부(110) 온도와 제2온도를 비교하는 단계로 회귀한다.
또한, 상기 발열부(110)로 전원이 인가되는 전원이 제2한계 시간(Y) 이상으로 판단(한계 시간 초과 판단 단계(S40))하면, 상기 통합 제어 유닛(400)으로 작동 정지 신호를 전송(작동 상태 전송 단계(S50))한다.
아울러, 상기 작동 정지 신호가 전송(작동 상태 전송 단계(S50))된 후, 전원 차단 여부를 판단하여, 전원이 차단되지 않을 경우, 비상 차단기(140)를 작동(비상 차단 단계(S70))한다.
이에 따라, 본 발명의 냉각수 히터 제어 장치(200) 및 방법은 냉각수 온도에 따라 발열부(110)의 전원 인가 한계 시간(X, Y)을 설정하고, 이를 초과하거나 발열부(110)의 온도에 따라 과열이 감지되면 통합 제어 유닛(400)으로 작동 정지 신호를 전송하여 냉각수 히터(100)로 공급되는 전원을 차단하도록 하고, 비상 상황에서 비상 차단기(140)가 작동됨으로써 안전성을 확보할 수 있는 냉각수 히터 제어 장치(200) 및 방법에 관한 것이다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
100 : 냉각수 히터
110 : 발열부
120 : 냉각수 온도 센서
130 : 발열부 온도 센서
140 : 비상 차단기
200 : 본 발명에 따른 냉각수 히터 제어 장치
210 : 냉각수 온도 판단부 220 : 전원 인가 한계 시간 설정부
230 : 한계 시간 초과 판단부
X : 제1한계 시간 Y : 제2한계 시간
240 : 발열부 과열 판단부
250 : 작동 상태 전송부
260 : 비상 차단기 작동부
300 : 입력수단
400 : 통합 제어 유닛
S10 내지 S70 : 본 발명에 따른 냉각수 히터 제어 방법의 각 단계

Claims (8)

  1. 통합 제어 유닛(400)에 의해 전원을 인가 받아 발열되는 발열부(110)를 포함하는 냉각수 히터(100)를 제어하는 냉각수 히터 제어 장치(200)에 있어서,
    상기 냉각수 히터 제어 장치(200)는
    냉각수 온도 센서(120)를 통해 측정된 냉각수 온도를 이용하여 냉각수 온도가 제1온도 이상인지 판단하는 냉각수 온도 판단부(210);
    상기 냉각수 온도 판단부(210)를 통해, 측정된 냉각수 온도가 제1온도 미만인 경우로 판단되면 상기 냉각수 히터(100)로 인가되는 전원의 한계 시간(X, Y)을 제1한계 시간(X)으로 설정하고, 측정된 냉각수 온도가 제1온도 이상인 경우로 판단되면 상기 냉각수 히터(100)로 인가되는 전원의 한계 시간(X, Y)을 제2한계 시간(Y)으로 설정하는 한계 시간 설정부(220);
    상기 발열부(110)로 인가되는 전원이 상기 한계 시간 설정부(220)를 통해 설정된 한계 시간(X, Y)을 초과하였는지 판단하는 한계 시간 초과 판단부(230); 및
    상기 한계 시간 초과 판단부(230)가 상기 발열부(110)로 인가되는 전원이 한계 시간(X, Y) 초과인 것으로 판단하면 상기 통합 제어 유닛(400)이 상기 냉각수 히터(100)로의 전원 공급 차단하도록 작동 정지 신호를 전송하는 작동 상태 전송부(250)를 포함하고,
    상기 작동 상태 전송부(250)가 작동 정지 신호를 전송하고, 전원이 차단되지 않으면, 상기 냉각수 히터(100)의 비상 차단기(140)를 작동하는 비상 차단기 작동부(260)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각수 히터 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 냉각수 히터 제어 장치(200)는 발열부 온도 센서(130)를 통해 측정된 발열부(110)의 온도를 이용하여 발열부(110) 온도가 제2온도 이상인지 판단하는 발열부 과열 판단부(240)를 포함하며,
    상기 발열부 과열 판단부(240)가 측정된 발열부(110) 온도가 제2온도 이상인 것으로 판단하면 상기 통합 제어 유닛(400)으로 작동 정지 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 냉각수 히터 제어 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 작동 상태 전송부(250)는
    상기 한계 시간 초과 판단부(230)가 상기 발열부(110)로 인가되는 전원이 한계 시간(X, Y) 이하인 것으로 판단하면 상기 통합 제어 유닛(400)으로 정상 작동 신호를 전송하고,
    상기 작동 상태 전송부(250)는 상기 발열부 과열 판단부(240)가 측정된 발열부(110) 온도가 제2온도 미만인 것으로 판단하면 상기 통합 제어 유닛(400)으로 정상 작동 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 냉각수 히터 제어 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 작동 상태 전송부(250)는
    정상 작동 신호와 작동 정지 신호를 서로 다른 특정 전압을 출력하는 것을 특징으로 하는 냉각수 히터 제어 장치.
  5. 삭제
  6. 냉각수 히터(100)의 발열부(110)에 전원을 인가하는 전원 인가 단계(S10);
    냉각수 온도 센서(120)를 통해 측정된 냉각수 온도를 이용하여 냉각수 온도가 제1온도 이상인지 판단하는 냉각수 온도 판단 단계(S20);
    상기 냉각수 온도 판단 단계(S20)를 통해, 측정된 냉각수 온도가 제1온도 미만인 것으로 판단되면 상기 냉각수 히터(100)로 인가되는 전원의 한계 시간(X, Y)을 제1한계 시간(X)으로 설정하고, 측정된 냉각수 온도가 제1온도 이상인 것으로 판단되면 상기 냉각수 히터(100)로 인가되는 전원의 한계 시간(X, Y)을 제2한계 시간(Y)으로 설정하는 한계 시간 설정 단계(S30);
    상기 발열부(110)로 인가되는 전원이 상기 한계 시간 설정부(220)를 통해 설정된 한계 시간(X, Y)을 초과하였는지 판단하는 한계 시간 초과 판단 단계(S40); 및
    상기 한계 시간 초과 판단 단계(S40)에서, 상기 발열부(110)로 인가되는 전원이 한계 시간(X, Y) 이하인 것으로 판단하면 통합 제어 유닛(400)으로 정상 작동 신호를 전송하고, 상기 발열부(110)로 인가되는 전원이 한계 시간(X, Y) 초과인 것으로 판단하면 통합 제어 유닛(400)이 상기 냉각수 히터(100)로의 전원 공급 차단하도록 작동 정지 신호를 전송하는 작동 상태 전송 단계(S50)를 포함하되,
    상기 작동 상태 전송부(250)가 작동 정지 신호를 전송 한 후, 전원이 차단되지 않으면, 상기 냉각수 히터(100)의 비상 차단기(140)를 작동하는 비상 차단 단계(S70)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각수 히터 제어 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 냉각수 히터 제어 방법은
    상기 한계 시간 설정 단계(S30)에서 제2한계 시간(Y)을 설정하는 경우, 상기 한계 시간 설정 단계(S30)와 상기 한계 시간 초과 판단 단계(S40) 사이에,
    발열부 온도 센서(130)를 통해 측정된 발열부(110)의 온도를 이용하여 발열부(110) 온도가 제2온도 이상인지 판단하는 발열부 과열 판단 단계(S60)를 포함하며,
    상기 발열부 과열 판단 단계(S60)에서 측정된 발열부(110) 온도가 제2온도 이상으로 판단되면 상기 작동 상태 전송 단계(S50)에서, 상기 통합 제어 유닛(400)으로 작동 정지 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 냉각수 히터 제어 방법.
  8. 삭제
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