KR101214276B1 - Rotary Type Solar Radiation Sensor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 탑승자에게 쾌적한 환경을 제공하기 위하여 공기조화를 실시함에 있어서 태양을 추적하고 이때의 일사량을 기준으로 하여 일사량을 연산하는 회전식 일사센서에 관한 것으로서, 회전수단(52)에 의해 회전되고 관련 회로가 내장된 PCB 기판(51)과, 상기 PCB 기판(51)의 회전중심으로부터 일정 정도 편심된 위치에 설치되고 태양광을 이용하여 전류를 발생하는 포토 셀을 구비한 포토 다이오드(53)와, 상기 PCB 기판(51)이 회전 가능하게 설치되는 바디(50)와, 상기 바디(50)의 외측에 구비되어 상기 PCB 기판(51)과 연결되며 ATC 장치와의 연결을 위한 커넥터(54)를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a rotary solar sensor that tracks the sun and calculates the amount of solar radiation based on the amount of solar radiation in performing air conditioning in order to provide a comfortable environment for the occupant, and is rotated by the rotation means 52 and associated circuits. A photodiode 53 having a built-in PCB substrate 51 and a photo cell installed at a position eccentrically from the rotation center of the PCB substrate 51 and generating current using sunlight; Body 50 is rotatably installed PCB substrate 51, and provided on the outside of the body 50 is connected to the PCB substrate 51 and includes a connector 54 for connecting to the ATC device It is characterized by.
일사센서, ATC, PCB, 커넥터, 포토 셀, 포토 다이오드, 스텝, 렌즈 Solar Sensor, ATC, PCB, Connector, Photo Cell, Photo Diode, Step, Lens
Description
도 1은, 차량 공조장치의 제어구조가 개략적으로 도시된 구성도.1 is a configuration diagram schematically showing a control structure of a vehicle air conditioner.
도 2는, 종래 일사센서의 부착 형태가 도시된 도면.2 is a view showing an attachment form of a conventional solar sensor.
도 3은, 본 발명에 의한 회전식 일사센서가 도시된 구성도.3 is a configuration diagram showing a rotary solar sensor according to the present invention.
도 4는, 본 발명의 회전식 일사센서의 구성이 개략적으로 도시된 모식도.Figure 4 is a schematic diagram schematically showing the configuration of the rotary solar sensor of the present invention.
도 5는, 본 발명의 회전식 일사센서와 자동온도조절장치의 데이터 전송관계가 도시된 도면.5 is a view showing a data transmission relationship between the rotary solar sensor and the thermostat of the present invention.
도 6은, 본 발명의 회전식 일사센서의 태양 추적 형태가 도시된 참고도.Figure 6 is a reference diagram showing the sun tracking form of the rotary solar sensor of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
50: 바디(Body)50: Body
51: PCB 기판(Printed Circuit Board)51: printed circuit board
52: 스텝 모터(Step motor; 회전수단)52: step motor (rotation means)
53: 포토 다이오드(Photo Diode)53: Photo Diode
54: 커넥터(Connector)54: Connector
55: 렌즈(Lens) 55: Lens
본 발명은 탑승자에게 쾌적한 환경을 제공하기 위하여 공기조화를 실시함에 있어서 태양을 추적하고 이때의 일사량을 기준으로 하여 일사량을 연산하는 회전식 일사센서에 관한 것이다.The present invention relates to a rotary solar sensor for tracking the sun and calculating the amount of insolation based on the amount of insolation in performing air conditioning in order to provide a comfortable environment for the occupant.
일반적으로 차량 공조장치는 차량 내외의 환경조건과 사용자에 의한 제어조건에 따라 작동되어 실내 환경을 조절하게 된다. 그런데, 차량 내외의 환경이 계속 변화되므로, 환경이나 제어조건의 변화에 따라 실내의 온도를 자동으로 조절할 수 있도록 하는 ATC(Automatic Temperature Controller) 장치가 공조장치와 함께 설치되고 있다. In general, the vehicle air conditioner is operated according to environmental conditions inside and outside the vehicle and control conditions by the user to control the indoor environment. However, since the environment inside and outside the vehicle is continuously changed, an ATC (Automatic Temperature Controller) device for automatically adjusting the temperature of the room according to the change of the environment or the control condition is installed with the air conditioner.
즉, 종래의 차량의 공조 제어구조는 도 1에 도시된 바와 같이 각종 센서의 신호 입력 및 사용자가 설정한 설정 온도를 기준으로 하여 ATC 장치(10)가 공조장치(20)를 제어하는 형태로 구성된다.That is, the air conditioning control structure of the conventional vehicle is configured in such a way that the ATC
따라서, ATC 장치(10)는 외기온도와 내기온도 및 일사량과 같은 환경조건과 설정온도와 같은 제어조건에 따라 소정의 목표온도를 설정하여 공조장치(20)를 제어하게 된다. 상기 ATC 장치(10)는 공조장치(20) 내의 증발기 출구온도 또는 내외기 도어 및 풍량 등을 제어하여 쾌적한 실내 환경이 조성될 수 있도록 한다. 특히, 상기 ATC 장치(10)는 증발기 출구온도를 제어하기 위하여 환경조건 및 제어조건에 따라 목표온도를 설정하고, 증발기 출구온도가 설정된 목표온도가 되도록 압축기의 용량 또는 교축밸브의 개도 등을 제어한다.Accordingly, the ATC
여기서, 상기 ATC 장치(10)로 보내지는 주요 데이터에는 일사량이 포함되어 있으며, 일사량은 도 2에 도시된 바와 같이 차량의 인 패널에 장착된 포토 다이오드 등의 일사센서(Sun Sensor; 30)에 의해 감지되어 그 데이터가 ATC 장치(10)로 보내지고 있다. 이때, Here, the main data sent to the ATC
이때, 상기 일사센서(30)는 운전석의 일사량만 감지하는 싱글 타입(Single Type) 타입 또는 운전석과 보조석의 일사량을 모두 감지하는 듀얼 타입(Dual Type)으로 구분된다. 이러한 일사센서(30)는 태양광의 세기에 따라 증감되는 다이오드(Diode)의 전류를 이용하여 일사량을 감지하게 되고, 이 일사센서(30)에 의해 감지된 일사량에 따라 ATC 장치(10)가 공조장치(20)를 제어하게 된다.At this time, the
상기 일사센서(30)에 의해 감지되는 태양광의 세기가 세지면 다이오드로부터 ATC 장치(10)로 전해지는 전류의 세기가 커지게 되므로, ATC 장치(10)는 이 전류를 기초로 하여 주변 온도와 비교한 후 공조장치(20)를 제어하게 된다. 따라서, 공조장치에 의해 따뜻한 바람 또는 차가운 바람이 실내로 토출되어, 차 실내를 따뜻하게 또는 시원하게 유지시키게 된다.When the intensity of sunlight detected by the
그러나, 상기한 종래의 일사센서는 차량의 인 패널 위에 부착된 구조이므로 듀얼 타입이라 하더라도 태양의 위치를 정확하게 추적할 수 없고 단순히 일사센서로 유입되는 태양광의 세기만으로 일사량을 감지하게 되므로, 차량 전체에 가해지는 실제 일사량의 감지가 곤란하고 태양 방향에 있는 사람은 동일한 공조제어에도 불구하고 쾌적함을 느끼지 못하는 경우가 발생된다.However, the conventional solar sensor is a structure attached to the in-panel of the vehicle, so even if the dual type can not accurately track the position of the sun and simply detect the amount of solar radiation by the intensity of sunlight flowing into the solar sensor, the entire vehicle It is difficult to detect the actual amount of solar radiation applied and people in the sun direction do not feel comfortable despite the same air conditioning control.
본 발명은 상기한 종래 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 태양의 위치를 추적하여 태양을 마주보는 위치의 일사량을 감지하여 공조장치를 제어할 수 있도록 함으로써 태양의 위치에 상관없이 쾌적한 공조제어를 할 수 있도록 하는 회전식 일사센서를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, it is possible to control the air conditioning device by detecting the amount of solar radiation facing the sun position by tracking the position of the sun to achieve a comfortable air conditioning control regardless of the position of the sun It is an object of the present invention to provide a rotating solar sensor that allows.
또, 본 발명은 태양광을 증폭시켜 포토 다이오드로 공급함으로써 더욱 정확한 일사량 정보를 얻을 수 있도록 한 회전식 일사센서를 제공하는데 목적이 있다.In addition, an object of the present invention is to provide a rotary solar sensor that can obtain a more accurate solar radiation information by amplifying the sunlight and supplied to the photodiode.
또한, 본 발명은 포토 다이오드가 회전되면서 태양의 위치를 추적할 때 포토 다이오드의 출력전류를 기준으로 하여 포토 다이오드의 위치를 변경시킬 수 있도록 하는 회전식 일사센서를 제공하는데 목적이 있다. In addition, an object of the present invention is to provide a rotating solar sensor that can change the position of the photodiode based on the output current of the photodiode when tracking the position of the sun while the photodiode rotates.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 회전식 일사센서에 따르면, 회전수단에 의해 회전되고 다양한 회로가 내장된 PCB 기판과, 상기 PCB 기판의 회전중심으로부터 일정 정도 편심된 위치에 설치되고 태양광을 이용하여 전류를 발생하는 포토 센서를 구비한 포토 다이오드와, 상기 PCB 기판이 회전 가능하게 설치되는 바디와, 상기 바디의 외측에 구비되어 상기 PCB 기판과 연결되아 ATC 장치와의 연결을 위한 커넥터를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to the rotary solar sensor of the present invention for achieving the above object, a PCB substrate rotated by a rotating means and embedded with various circuits, and installed in a position eccentrically from the rotation center of the PCB substrate and using sunlight And a photo diode having a photo sensor for generating a current, a body on which the PCB substrate is rotatably installed, and a connector provided at an outer side of the body to be connected to the PCB substrate to connect to an ATC device. It is characterized by.
또, 본 발명의 회전식 일사센서에 따르면, 상기 회전수단은 BLDC 모터 또는 스텝 모터이며, 상기 포토 다이오드의 발생 전류가 일정 이하가 되었을 경우에만 작동되도록 하는 것을 특징으로 한다.In addition, according to the rotary solar sensor of the present invention, the rotating means is a BLDC motor or a step motor, it characterized in that it is operated only when the generated current of the photodiode is less than a predetermined.
또한, 본 발명의 회전식 일사센서에 따르면, 상기 포토 다이오드는 상기 PCB 기판의 회전축을 중심으로 하여 서로 대칭되게 설치된 운전자용 포토 다이오드와 승객용 포토 다이오드로 이루어진 듀얼 타입의 다이오드인 것을 특징으로 한다.In addition, according to the rotary solar sensor of the present invention, the photodiode is characterized in that the dual type diode consisting of a driver photodiode and a passenger photodiode installed symmetrically with respect to the rotation axis of the PCB substrate.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 회전식 일사센서를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the rotary solar sensor of the present invention with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명에 의한 회전식 일사센서가 도시된 구성도이고, 도 4는 본 발명의 회전식 일사센서의 구성이 개략적으로 도시된 모식도이며, 도 5는 본 발명의 회전식 일사센서와 자동온도조절장치의 데이터 전송관계가 도시된 도면이다.3 is a configuration diagram showing a rotary solar sensor according to the present invention, Figure 4 is a schematic diagram showing the configuration of the rotary solar sensor of the present invention, Figure 5 is a rotary solar sensor and the automatic temperature control device of the present invention. Is a diagram illustrating a data transmission relationship.
본 발명의 회전식 일사센서는, 스텝 모터(52)에 의해 회전되고 관련 회로가 내장된 PCB 기판(51)과, 상기 PCB 기판(51)의 회전중심으로부터 일정 정도 편심된 위치에 설치되고 태양광을 이용하여 전류를 발생하는 포토 센서를 구비한 포토 다이오드(53)와, 상기 PCB 기판(51)이 회전 가능하게 설치되는 바디(50)와, 상기 바디(50)의 외측에 구비되어 상기 PCB 기판(51)과 연결되며 ATC 장치와의 연결을 위한 커넥터(54)와, 상기 바디(50)의 상측에 설치되어 상기 포토 다이오드(53)로 공급되는 광량을 증폭시키는 렌즈(55)를 포함한다.The rotary solar sensor of the present invention, the
이때, 상기 스텝 모터(52) 대신에 BLDC 모터를 사용할 수도 있으며, 상기 스텝 모터 또는 BLDC 모터는 상기 포토 다이오드(53)의 발생 전류가 일정 이하가 되었을 경우에만 작동되도록 한다. 그리고, 상기 포토 다이오드(53)는 상기 PCB 기판(51)의 회전축을 중심으로 하여 서로 대칭되게 설치된 운전자용 포토 다이오드(DR)와 승객용 포토 다이오드(PS)로 이루어진 듀얼 타입의 다이오드인 것이 바람직하다.In this case, a BLDC motor may be used instead of the
상기와 같이 구성된 본 발명의 회전식 일사센서는 태양의 위치를 추적하여 일사량을 측정한다.The rotary solar sensor of the present invention configured as described above measures the amount of solar radiation by tracking the position of the sun.
회전 가능한 PCB 기판(51)에 설치된 포토 다이오드(53)는 포토 셀이 가장 큰 전류를 발생하는 위치, 즉 포토 셀이 태양을 마주보는 위치에서 일사량을 측정한다. 이를 위하여 상기 포토 다이오드(53)가 설치된 PCB 기판(51)이 스텝 모터(52)에 의해 회전하게 되는데, 상기 포토 다이오드(53)로부터 커넥터(54)를 통해 ATC 장치(도시 생략)로 전달되는 전류의 양이 가장 커졌을 때, 스텝 모터(52)의 작동이 중지되고 이때의 전류량을 이용하여 일사량을 계산하게 된다. 따라서, 공조장치는 최대 일사량을 기준으로 하여 공기조화를 실시하게 되어, 승객의 위치에 관계없이 쾌적함을 느낄 수 있게 한다.The
만약, 차량이 이동하거나 시간의 경과로 인해 태양의 위치가 달라지면 상기 포토 셀에서 발생하는 전류의 양이 달라지므로, 포토 다이오드(53)로부터 ATC 장치로 전달되는 전류의 양이 일정 정도 감소하게 되면 상기 스텝 모터(52)가 다시 작동하여 PCB 기판(51)을 회전시키게 된다. 즉, 태양의 위치를 추적하여 포토 셀이 태양을 마주보는 위치에 있도록 하는 것이다. 이때, 상기 PCB 기판(51)의 회전량은 상기 스텝 모터(52)에 의해 결정되며, 일정 각도 회전될 때마다 포토 다이오드(53)의 전류를 감지하게 된다. 이후, 상기 포토 다이오드(53)로부터 ATC 장치로 가장 많은 전류가 흐를 때 스텝 모터(52)의 작동이 중지된다.If the position of the sun changes due to the movement of the vehicle or the elapse of time, the amount of current generated in the photocell is changed, so that if the amount of current transmitted from the
결과적으로 포토 다이오드(53)를 회전시키면서 가장 많은 광량이 공급되는 위치에 포토 셀이 위치될 때 PCB 기판(51)의 회전이 중지되므로, 최대 일사량을 감지할 수 있고, 일사량 데이터에 대한 신뢰성을 높일 수 있다.As a result, since the rotation of the
이때, 바디(50)의 상단 부분에 설치된 렌즈(55)는 태양광을 증폭시켜 상기 포토 다이오드(53)에 전달하게 되고, 그로 인하여 태양광의 세력이 미약하더라도 태양광에 의한 일사량을 정확하게 측정할 수 있게 된다.At this time, the
이에 따라 가장 많은 일사량을 기준으로 공조장치를 제어하여 태양 또는 승객의 위치에 상관없이 쾌적한 공조제어를 할 수 있게 된다. 이와 동시에 태양의 위치에 따라 공조장치를 제어함으로써, 차량의 내부 공간 중 태양의 위치에 근접한 공간(Zone)에 대한 냉난방 강도를 보상할 수 있게 된다. 따라서, 태양의 위치에 근접한 공간에서의 공조 쾌적성이 크게 향상된다. 또한, 태양이 차량의 후방에 위치하는 것으로 감지되면, 후석측 공조를 보상함으로써 태양에 의해 후석측 공조가 불완전해지는 것을 방지할 수 있다. Accordingly, by controlling the air conditioning apparatus based on the largest amount of insolation, it is possible to perform a comfortable air conditioning control regardless of the sun or passenger position. At the same time, by controlling the air conditioner according to the position of the sun, it is possible to compensate the heating and cooling intensity for the zone (Zone) close to the position of the sun in the interior space of the vehicle. Therefore, the air conditioning comfort in the space close to the position of the sun is greatly improved. In addition, if the sun is detected to be located at the rear of the vehicle, the rear-side air conditioning can be prevented from being incomplete by the sun by compensating for the rear-side air conditioning.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이같은 특정 실시 예에만 한정되지 않으며, 해당분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 특허청구범위 내에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경이 가능할 것이다.Although the preferred embodiment of the present invention has been described above, the scope of the present invention is not limited only to such specific embodiments, and those skilled in the art may appropriately change within the scope described in the claims of the present invention. This will be possible.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 회전식 일사센서에 따르면, 태양의 위치를 추적하여 가장 많은 일사량을 기준으로 공조장치를 제어하게 되므로 태양 또는 승객의 위치에 상관없이 쾌적한 공조제어를 할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the rotary solar sensor of the present invention, since the air conditioner is controlled based on the maximum amount of solar radiation by tracking the position of the sun, there is an effect that the air conditioning control can be comfortable regardless of the sun or passenger position. .
특히, 차량의 내부 공간 중 태양의 위치에 근접한 공간(Zone)에서의 냉난방 강도를 보상할 수 있어 공조 쾌적성이 크게 향상된다.In particular, it is possible to compensate the heating and cooling intensity in the zone (Zone) close to the position of the sun in the interior space of the vehicle, greatly improving the air conditioning comfort.
또, 본 발명의 회전식 일사센서에 따르면, 태양광을 증폭시켜 다이오드로 공 급함으로써 더욱 정확한 일사량 정보를 얻을 수 있는 다른 효과가 있다.In addition, according to the rotary solar sensor of the present invention, there is another effect that can obtain more accurate solar radiation information by amplifying the sunlight and supplied to the diode.
또한, 본 발명의 회전식 일사센서에 따르면, 포토 다이오드가 회전되면서 태양의 위치를 추적하되 포토 다이오드의 출력전류를 기준으로 하여 포토 다이어드를 회전시키거나 정지시킴으로써 최대 일사량을 기준으로 하여 공조장치를 제어할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the rotary solar sensor of the present invention, while tracking the position of the sun as the photodiode rotates, the air conditioning apparatus is controlled based on the maximum solar radiation by rotating or stopping the photodiode based on the output current of the photodiode. It can work.
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