KR101401312B1 - 차량용 공조시스템의 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 공조시스템의 제어장치에 관한 것으로서, 일사센서 없이도 시스템의 제어에 필요한 일사부하 데이터를 얻을 수 있는 것을 목적으로 한다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제어장치는, 차량의 실내온도를 감지하는 실내온도센서와, 상기 실내온도센서로부터 입력된 데이터를 처리하여 공조시스템을 제어하는 콘트롤러를 포함하는 차량용 공조시스템의 제어장치에 있어서, 실내온도센서는, 차량의 실내 공기온도를 감지함과 동시에 태양의 일사부하를 감지할 수 있도록 실내온도와 태양의 일사부하, 양쪽 모두가 전달되는 루프측에 설치되고, 콘트롤러는, 실내온도와 일사부하가 반영된 실내온도센서의 감지온도를 처리하여 공조시스템을 제어한다.

Description

차량용 공조시스템의 제어장치{CONTROLLER OF AIR CONDITIONING SYSTEM FOR AUTOMOTIVE VEHICLES}

본 발명은 차량용 공조시스템의 제어장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 일사센서 없이도 시스템의 제어에 필요한 일사부하 데이터를 얻을 수 있는 차량용 공조시스템의 제어장치에 관한 것이다.

최근 들어, 차량용 공조시스템은 자동제어방식으로 개선되고 있다.

자동제어방식 공조시스템은, 차량의 외기 온도와 습도, 차량의 내기 온도와 습도, 일사부하 등을 감지한 다음, 감지된 각각의 데이터에 따라 차량의 실내온도와 습도를 자동으로 조절한다. 따라서, 차량의 실내 온도와 습도를 항상 쾌적하게 유지시킨다.

한편, 이러한 자동제어방식 공조시스템(이하, "공조시스템"이라 약칭함)은, 시스템을 제어하기 위한 제어장치를 갖추고 있다.

제어장치는, 차량의 실내온도를 감지하기 위한 실내온도센서(In-Car Sensor)와, 차량의 외기온도를 감지하기 위한 외기센서와, 일사부하를 감지하는 일사센서와, 이들 각각의 센서로부터 입력된 데이터를 처리하는 콘트롤러(Controller)를 구 비한다.

특히, 콘트롤러는, 각각의 센서로부터 입력된 데이터를 처리하여 각종 도어와 블로어와 압축기 및 보조히터 등을 제어한다. 따라서, 차량의 실내온도와 습도를 외기온도와 습도에 맞춰서 항상 쾌적하게 유지시킨다.

그런데, 이러한 종래의 제어장치는, 일사센서가 일사부하를 정확하게 감지할 수 없는 경우가 발생한다는 단점이 있다.

예를 들면, 태양이 일시적으로 구름에 가렸을 경우나, 차량이 터널에 진입하였을 경우에는, 태양빛이 일시적으로 차단된다. 이럴 때, 차량은 일사에 의한 열적부하가 많은 상태이지만 일사센서의 입력이 없어 일사보상을 하지 않아 실내가 쾌적하게 제어되지 않는다.

결과적으로, 일사에 의한 차량 열적 부하 상태를 감지할 수 없으므로, 일사부하에 따라 공조시스템을 정밀하게 제어할 수 없다는 문제점이 있으며, 이러한 문제점 때문에 차량의 실내 온도와 습도를 쾌적하게 유지시킬 수 없다는 결점이 있다.

또한, 위와 같은 종래의 기술은, 별도의 일사센서가 필요하고, 이를 작동시키기 위한 별도의 부품이나 프로그램이 요구되므로, 많은 비용이 소요된다는 단점이 있으며, 이러한 단점 때문에 제조원가가 상승된다는 문제점도 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은, 실제의 일사부하에 관계없이 태양빛이 일시적으로 차단될 경우라도, 시스템의 제어에 필요한 일사부하를 정확하게 감지할 수 있는 차량용 공조시스템의 제어장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 시스템의 제어에 필요한 일사부하를 정확하게 감지함으로써, 공조시스템을 정밀하게 제어할 수 있고, 따라서, 차량의 실내 온도를 항상 쾌적하게 유지시킬 수 있는 차량용 공조시스템의 제어장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 일사센서 없이도 차량 루프에 실내온도센서를 장착해서 시스템의 제어에 필요한 일사부하를 정확하게 감지할 수 있음으로써, 부품의 수를 절감할 수 있고, 따라서, 제조원가를 저감시킬 수 있는 차량용 공조시스템의 제어장치를 제공하는 데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 차량용 공조시스템의 제어장치는, 차량의 실내온도를 감지하는 실내온도센서와, 상기 실내온도센서로부터 입력된 데이터를 처리하여 공조시스템을 제어하는 콘트롤러를 포함하는 차량용 공조시스템의 제어장치에 있어서, 상기 실내온도센서는, 차량의 실내 공기온도를 감지함과 동시에 태양의 일사부하를 감지할 수 있도록 실내온도와 태양의 일사부하, 양쪽 모두가 전달되는 루프측에 설치되고, 상기 콘트롤러는, 실내온도와 일사부하가 반영된 상기 실내온도센서의 감지온도를 처리하여 상기 공조시스템을 제어하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 실내온도센서는, 차량의 실내온도와 상기 루프에 조사된 태양의 일사부하가 전달되는 루프패널과 루프라이닝 사이의 내부공간에 설치되는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 루프패널로부터 상기 실내온도센서로의 열전도율이 증가될 수 있도록 상기 루프패널과 상기 실내온도센서의 사이에 열전달부재를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 차량용 공조시스템의 제어장치에 의하면, 실내온도센서를 루프측에 설치하는 구조이므로, 실내온도센서로써 루프 내측의 실내온도와 루프 외측의 일사부하를 동시에 감지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 실내온도센서를 루프측에 설치하는 구조이므로, 태양의 일시적인 차단 현상에도 불구하고 일정한 온도를 유지하는 루프의 일사부하를 감지할 수 있으며, 따라서, 실제의 일사부하에 관계없이 태양의 일사부하가 일시적으로 차단될 경우라도, 시스템의 제어에 필요한 일사부하를 정확하게 감지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 루프에 설치된 실내온도센서를 통해 실내온도와 일사부하 모두를 감지하는 구조이므로, 별도의 일사센서 없이도 시스템의 제어에 필요한 일사부하를 정확하게 감지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 별도의 일사센서가 필요없으므로, 부품수를 절감할 수 있으며, 부품수를 절감할 수 있으므로, 비용절감의 효과를 기대할 수 있다.

또한, 비용절감이 요구되는 저가형 차량들에 채용될 경우, 부품수를 절감할 수 있으므로, 저가형 차량들의 가격 경쟁력을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

이하, 본 발명에 따른 차량용 공조시스템의 제어장치의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명한다(종래와 동일한 구성요소는 동일한 부호를 사용하여 설명한다).

먼저, 본 발명에 따른 제어장치의 특징부를 살펴보기에 앞서, 도 1을 참조하여 차량용 공조시스템의 제어장치에 대해 간략하게 살펴본다.

제어장치는, 실내온도센서(1)와 외기센서(3)를 구비한다. 실내온도센서(1)는 온도감지센서로서, 차량의 실내온도를 감지하여 후술하는 콘트롤러(5)에 입력시킨다. 외기센서(3)는 차량의 외기온도를 감지하여 콘트롤러(5)에 입력시킨다.

콘트롤러(5)는, 마이크로 프로세서와 구동회로를 내장하고 있는 것으로, 실내온도센서(1)와 외기센서(3)로부터 입력된 데이터를 처리하여 각종 도어(7, 8, 9)들과 블로어(10)와 압축기(12) 및 보조히터(14)등을 제어한다.

다음으로, 본 발명에 따른 제어장치의 특징부를 도 1 내지 도 3을 참조하여 상세하게 살펴본다.

먼저, 본 발명의 제어장치는, 실내온도센서(1)를 구비하되, 상기 실내온도센서(1)는 도 2에 도시된 바와 같이, 차량의 루프(Roof)(20)에 설치된다. 특히, 태양의 일사부하가 직접적으로 작용하는 루프(20)에 설치된다. 따라서, 루프(20)에 작용하는 일사부하를 감지하도록 구성된다.

이를 상세하게 살펴보면, 실내온도센서(1)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 루프(20)를 구성하는 루프패널(Roof Panel)(22)의 내측면에 설치된다. 특히, 루프패 널(22)과 루프라이닝(Roof Lining)(24)사이의 내부공간부분에 설치된다.

이러한 실내온도센서(1)는, 루프패널(22)과 루프라이닝(24)사이에 설치되므로, 차량의 실내온도와, 루프패널(22)로부터 전달되는 일사부하의 전도열, 양쪽 모두로부터 영향받는다.

따라서, 차량의 실내온도를 감지함과 동시에 루프패널(22)로부터 전도되는 일사부하를 동시에 감지하며, 이에 따라, 실내온도와 일사부하 모두를 동시에 감지하는 역할을 한다.

이러한 구성의 실내온도센서(1)는, 실내온도와 일사부하 모두를 감지하므로, 별도의 일사센서 없이도 "일사부하 데이터"를 얻을 수 있다. 그리고 얻어진 "일사부하 데이터"를 콘트롤러(5)에 제공함으로써, 콘트롤러(5)로 하여금 "일사부하 데이터"를 감안하여 공조시스템을 정밀하게 제어할 수 있도록 한다.

또한, 실내온도센서(1)는, 루프(20)에 설치되므로, 태양의 일시적인 차단 현상에도 불구하고 일정한 온도를 유지하는 루프(20)의 일사부하를 감지할 수 있다. 따라서, 실제의 일사부하에 관계없이 태양의 일사량이 일시적으로 차단될 경우라도, 시스템의 제어에 필요한 일사부하를 정확하게 감지할 수 있다.

또한, 실내온도센서(1)는, 루프(20)에 설치되므로, 실내의 최상측 온도를 감지할 수 있고, 실내의 최상측 온도를 감지할 수 있음에 따라 실내의 최상측 온도를 근거로 하여 공조시스템을 제어할 수 있게 한다.

특히, 일사부하에 따라 가장 민감하게 반응하는 실내의 최상측 온도를 감지하고, 이를 근거로 공조시스템을 제어할 수 있도록 함으로써, 일사 보상의 효과가 나타날 수 있게 한다.

다시, 도 3을 참조하면, 본 발명의 제어장치는, 루프패널(22)에 조사된 일사부하를 실내온도센서(1)에 전달하는 열전달부재(30)를 더 구비한다.

열전달부재(30)는, 열전달율이 높은 재질, 예를 들면, 금속재질로 구성되며, 루프패널(22)의 상면에 조사된 일사부하를 실내온도센서(1)에 전달하는 역할을 한다.

이러한 열전달부재(30)는, 루프패널(22)에 조사된 일사부하를 실내온도센서(1)에 전달하므로, 루프패널(22)로부터 실내온도센서(1)로 전달되는 일사부하의 열전도효율을 증가시켜준다.

따라서, 실내온도센서(1)의 일사부하 감지효율을 극대화시키고, 일사부하 감지효율을 극대화시킴으로써, 실제 태양의 일사부하와 근접한 일사부하를 감지할 수 있게 하며, 태양의 일사부하와 근접한 일사부하를 감지할 수 있게 함으로써, 이를 근거로 공조시스템을 정밀하게 제어할 수 있게 한다.

그리고 본 발명의 제어장치는, 실내온도센서(1)에 대응하는 루프라이닝(24)에 통기용 그릴(24a)이 설치되는 구성을 갖는다. 통기용 그릴(24a)은 차실내의 공기가 통과하여 실내온도센서(1)와 접촉할 수 있게 하며, 따라서, 차실내 공기의 온도가 실내온도센서(1)에 보다 효율좋게 반영될 수 있게 한다.

한편, 도 4에는 본 발명의 다른 실시예가 도시되어 있다. 다른 실시예의 본 발명은, 실내온도센서(1)가 열전달부재(30)없이 루프패널(22)과 루프라이닝(24)사이의 내부공간부분에 직접 설치되는 구성이다.

이러한 다른 실시예의 실내온도센서(1)는, 루프패널(22)측 일사부하에 의해 가열된 내부공간의 공기온도가 작용한다. 따라서, 차량의 실내온도와, 루프패널(22)로부터 전달되는 일사부하, 양쪽 모두로부터 영향받고 이들 모두를 동시에 감지한다.

한편, 본 발명자는, 이러한 구성을 갖는 본 발명의 성능을 알아보기 위해, 루프에 설치된 본 발명의 실내온도센서와, 운전석 전방의 콘트롤패널과 인스트루먼트 패널에 각각 설치된 종래의 실내온도센서의 온도감지효율을 비교 시험해 보았다.

시험결과, 도 5에 도시된 바와 같이, 루프에 설치된 본 발명의 실내온도센서는, 콘트롤패널과 인스트루먼트 패널에 설치된 종래의 실내온도센서들보다 감지 온도가 훨씬 더 높은 것으로 나타났다. 따라서, 루프에 설치된 본 발명의 실내온도센서는, 실내온도에 영향받음은 물론 루프에 작용하는 일사부하에도 영향 받음을 알 수 있다.

또한, 루프에 설치된 본 발명의 실내온도센서는, 시간이 지남에 따라 일사 부하가 증가되는 것으로 나타났다. 특히, 일사부하가 0Ｗ∼1200Ｗ 까지 변경됨을 알 수 있다. 따라서, 루프에 설치된 본 발명의 실내온도센서는, 루프에 작용하는 일사로 인해 많은 일사부하를 받는 것을 알 수 있다.

결과적으로, 본 발명의 실내온도센서(1)는, 실내온도와 일사부하, 양쪽 모두로부터 동시에 영향받으므로, 실내온도와 일사부하를 동시에 감지하는 것을 알 수 있으며, 이렇게 감지된 온도는 실내온도와 일사부하가 감안된 온도임을 알 수 있 다.

따라서, 본 발명의 실내온도센서(1)는, 별도의 일사센서 없이도 태양의 일사부하를 감지할 수 있고, 이에 따라, 별도의 일사센서 없이도 일사부하에 의한 온도제어 등이 가능하도록 하는 효과가 있다.

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

도 1은 본 발명에 따른 차량용 공조시스템의 제어장치를 나타내는 블록도,

도 2는 본 발명의 제어장치를 구성하는 실내온도센서의 설치위치를 나타내는 사시도,

도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선 단면도,

도 4는 본 발명에 따른 제어장치의 다른 실시예를 나타내는 단면도,

도 5는 본 발명의 제어장치를 구성하는 실내온도센서의 온도감지효율을 나타내는 그래프이다.

♣ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♣

1: 실내온도센서 3: 외기센서

5: 콘트롤러(Controller) 20: 루프(Roof)

22: 루프패널(Roof Panel) 24: 루프라이닝(Roof Lining)

30: 열전달부재

Claims (3)

1. 차량의 실내온도를 감지하는 실내온도센서(1)와, 상기 실내온도센서(1)로부터 입력된 데이터를 처리하여 공조시스템을 제어하는 콘트롤러(5)를 포함하는 차량용 공조시스템의 제어장치에 있어서,

   상기 실내온도센서(1)는, 차량의 실내 공기온도를 감지함과 동시에 태양의 일사부하를 감지할 수 있도록 실내온도와 태양의 일사부하, 양쪽 모두가 전달되는 루프(20)측에 설치되고,

   상기 콘트롤러(5)는, 실내온도와 일사부하가 반영된 상기 실내온도센서(1)의 감지온도를 처리하여 상기 공조시스템을 제어하며,

   루프패널(22)로부터 상기 실내온도센서(1)로의 열전도율이 증가될 수 있도록 루프패널(22)과 상기 실내온도센서(1)의 사이에 열전달부재(30)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조시스템의 제어장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 실내온도센서(1)는,

   차량의 실내온도와 상기 루프(20)에 조사된 태양의 일사부하가 전달되는 루프패널(22)과 루프라이닝(24) 사이의 내부공간에 설치되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조시스템의 제어장치.
3. 삭제

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