KR101452517B1 - 차량의 냉난방 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 냉난방 제어장치에 관한 것으로 차량의 실내온도를 측정하는 적외선센서(200)와 상기 적외선센서(200)에 연결되어 시동이 꺼지기 직전의 실내온도(T_off)와 시동이 켜지기 직전의 실내온도(T_on)를 저장장치에 기억시키는 자동온도 조절장치(100)로 이루어지되; 상기 자동온도 조절장치(100)는 차량이 재시동되는 경우 시동이 켜지기 직전의 온도(T_on)와 시동의 꺼지기 직전의 온도(T_off)의 온도차(ΔT)만으로 공기조화기(300)를 제어하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성에 의해 본 발명은 자동온도 조절장치에 입력되는 차량의 실내온도를 실제의 차량 실내온도와 유사하거나 동일한 온도를 입력되도록 함으로써 실내공기를 정확하게 제어할 수 있고, 아울러 차량의 실내온도를 운전자가 쾌적하다고 느낀 온도까지 빠른 시간에 이를 수 있다.

서모파일 적외선 센서, 온도센서, 냉난방

Description

차량의 냉난방 제어장치{CONTROLLER FOR A CAR AIR CONDITIONER}

본 발명은 차량의 시동시 운전자가 이전에 느낀 쾌적한 온도까지 빠른 시간 내에 도달할 수 있도록 하는 차량의 냉난방 제어장치에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는 적외선센서로부터 측정된 현재의 실내온도 대신에 시동이 꺼진 후에도 차량 실내의 온도를 지속적으로 감지하여 차량에 시동이 걸리면 시동이 걸리기 직전의 실내온도를 기초로 하여 냉난방 제어장치를 제어하여 쾌적한 실내온도까지 빠르게 냉난방시킬 수 있도록 하는 차량의 냉난방 제어장치에 관한 것이다.

자동차에는 운전자가 설정한 온도로 실내온도를 달성 및 유지할 수 있도록 차량 실내공기를 자동으로 제어하는 자동온도조절장치(FATC, Full Automatic Temperature Controller)가 구비되어 있어 이 자동온도조절장치에 의해 공기조화장치(HVAC, Heating, Ventilating and Air Conditioning System)을 이루는 구성요소들을 제어하여 이 설정된 온도에 적절한 풍량, 풍온 등의 공기를 실내에 공급하여 실내온도를 목표온도에 이르도록 하고 있다.

상기한 바와 같이 자동온도 조절장치를 통해 차량의 실내온도를 제어하기 위해 차량의 실내외에는 여러 가지 온도센서가 설치되어 있는데, 특히 실내온도센서는 차량 내부의 운전자의 표면온도를 감지하여 이 온도를 자동온도 조절장치에 보내고 자동온도 조절장치는 이 온도에 기초하여 공기조화기를 제어하여 적절한 공기를 실내에 토출하도록 함으로써 실내온도가 목표온도에 이르도록 한다.

그러나 겨울철이나 여름철에 시동을 끄고 난 뒤 오랜 시간이 지나게 되면 실내온도가 점점 내려가거나 올라가게 됨에도 차량의 실내온도센서는 이러한 차량의 실내온도를 감지하는 대신 외부에서 탑승한 운전자의 표면온도를 감지하여 이를 기초로 공기조화기를 제어하게 되는데, 외부에서 탑승한 운전자는 따뜻하거나 시원하게 냉난방된 공간으로부터 나와 곧바로 차량에 탑승할 수 있고, 이 경우 운전자의 표면온도와 실제의 차량 실내온도는 크게 다를 수 있으며, 이와 같이 실제의 차량 내부온도와 다른 온도를 기준으로 실내를 냉난방하게 되면 실제로는 난방을 하여야 함에도 난방을 하지 않거나 심한 경우 오히려 냉방을 하는 등의 문제가 있다.

상기와 같이 시동시의 차량 실내온도와 운전자의 표면온도가 다른 경우의 문제점을 해결하기 위한 방안으로서 일본 공개특허공보 제1995-232539호(차량용 공기조화장치)가 제안된 바 있다.

상기 문헌에 의해 제안된 발명은 차량에 시동이 걸리고 공기조화기의 운전이 개시되게 되면 자동온도 조절장치는 먼저 시동이 꺼진 후 소정시간이 경과되었는지 여부를 판단하여 재시동이 걸리기까지 소정시간이 경과되지 않은 경우에는(단기간인 경우에는) 시동이 꺼지기 직전의 외기온도를 기초로 차량의 실내공기를 제어하 고, 소정시간이 경과된 경우에는(장기간인 경우에는) 차량의 냉각수 온도를 측정하여 이 온도에 따라 외기온도를 추정하여 이 추정된 외기온도를 기초로 차량의 실내공기를 제어하고 있다.

그러나 시동이 꺼지고 나서 시간이 얼마 경과되지 않은 경우 차량의 현재 실내온도는 여전히 시동이 꺼지기 전의 실내온도와 크게 다르지 않으나 외기온도와는 크게 다를 수 있고, 또한 소정시간이 경과된 경우에도 차량이 햇빛이 잘 드는 곳에 주차되어 있는 경우 냉각수 온도(외기온도)와 실제의 차량 실내온도는 다를 수 있어 상기 발명을 차량의 공기조화기의 제어에 실제로 적용하는 데에는 많은 문제점이 있다.

한편, 일반적으로 차량에 설치된 공기조화기는 자동온도 조절장치가 차량의 실내온도를 감지하여 목표온도와의 온도 차이를 연산한 다음, 이 온도 차이에 적절한 온도 및 풍량의 공기를 실내로 다시 토출시키면서 실내온도를 주기적으로 감지하여 새로이 감지된 실내온도에 기초하여 토출되는 공기의 온도를 계속 조절하여 공급하는 보정단계를 거치면서 실내온도를 목표온도에까지 이르도록 하기 때문에 도 1에 도시된 바와 같이 시동이 켜지고 나서 실내온도를 목표온도에까지 이르게 하는 데에는 많은 시간이 소요되었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 감안하여 발명된 것으로, 시동이 꺼진 후 차량을 재시동시킬 때 자동온도 조절장치에 입력되는 차량의 실내온도를 실제의 차량 실내온도와 유사하거나 동일한 온도를 입력되도록 함으로써 자동온도 조절장치로 하여금 실내공기를 정확하게 제어할 수 있도록 하고, 아울러 차량의 실내온도를 운전자가 쾌적하다고 느낀 온도까지 빠른 시간에 이를 수 있도록 하는 냉난방 제어장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적은 적외선센서로부터 측정된 현재의 실내온도 대신에 시동이 켜지기 직전의 온도를 현재의 실내온도로 사용하고, 시동이 켜지기 직전의 온도와 시동의 꺼지기 직전의 온도의 온도차만으로 공기조화기를 제어하는 것에 의해 달성된다.

본 발명은 시동이 켜지기 직전의 온도를 현재의 실내온도로 사용하므로 실제의 차량의 실내온도와 거의 동일한 온도에 기초하여 차량의 공기조화기를 제어하므로 보다 정확하게 실내온도를 제어할 수 있다.

또한 본 발명은 시동이 켜지기 직전의 온도와 시동의 꺼지기 직전의 온도의 온도차이만으로 공기조화기를 제어함으로써 보정단계 없이 곧바로 실내온도를 목표온도에 이르도록 함으로써 빠른 시간 내에 쾌적한 온도까지 실내를 냉난방시킬 수 있다.

이하에서는 본 발명의 구성과 실시예를 첨부된 도면을 통해 더욱 상세히 설명한다.

본 발명은 시동이 꺼진 후 차량을 재시동시킬 때 자동온도 조절장치에 입력되는 차량의 실내온도를 실제의 차량 실내온도와 유사하거나 동일한 온도를 입력되도록 함으로써 실내공기를 정확하게 제어할 수 있도록 하고, 아울러 차량의 실내온도를 운전자가 쾌적하다고 느낀 온도까지 빠른 시간에 이를 수 있도록 하는 냉난방 제어장치를 제공하고자 하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 도 2에 도시된 바와 같이 자동온도 조절장치(100)와, 상기 자동온도 조절장치(100)에 연결되어 운전자의 표면온도를 측정하여 그 결과를 자동온도 조절장치에 보내는 적외선센서(200) 및 자동온도 조절장치(100)에 의해 제어되는 공기조화장치(300)를 포함한다.

적외선센서(200)는 운전석의 전방에 설치되어 그 검출방향이 운전석을 향하도록 되어 있어 운전자가 운전석에 탑승한 경우에는 운전자의 표면온도를 계속 감지하여 그 결과를 자동온도 조절장치(100)에 보낸다.

본 발명에 사용되는 적외선센서(200)는 차량의 시동이 켜져 있을 때뿐만 아 니라, 시동이 꺼지고 나서도 지속적으로 차량의 실내온도를 측정하는데, 적외선센서(200)는 차량의 시동이 켜져 있을 때는 운전자의 표면온도를 감지하고, 차량의 시동이 꺼지고 난 뒤 운전자가 하차한 경우에는 운전석의 표면온도를 감지하며, 이때 자동온도 조절장치(100)는 시동이 꺼지기 직전의 차량의 실내온도(T_off, 즉 운전자가 그 이전의 차량 운행시에 차량을 계속 운행하면서 이미 맞춰 놓은 쾌적한 상태의 실내온도)와 시동이 켜지기 직전의 실내온도(T_on)를 각각 기억장치 내에 저장하여 둔다.

이하에서는 상기와 같이 구성된 본 발명에 따라 차량의 실내온도를 제어하는 구체적인 절차를 도 3을 참조하여 상세히 설명한다.

먼저, 운전자가 차량의 시동을 끄게 되면 자동온도 제어장치는 적외선센서(200)에 의해 측정된 시동의 꺼지기 직전의 쾌적한 실내온도를 기억장치에 저장하고 나서(S100), 적외선센서(200)로 하여금 차량의 시동이 꺼진 후에도 실내의 온도변화를 지속하여 측정하도록 제어한다(S200).

얼마간의 시간이 경과된 후 운전자가 차량에 탑승하여 차량을 재시동시키면(S300) 자동온도조절장치(100)는 적외선센서(200)로부터 측정된 현재의 실내온도 대신 시동이 켜지기 직전의 온도를 기억장치에 저장하고 난 다음(S310), 적외선센서(200)로부터 감지되는 온도 대신에 이 저장된 온도를 사용하여 보정단계를 거치지 않고 시동이 켜지기 직전의 온도(T_on)와 시동이 꺼지기 직전의 온도(T_off)와의 온도차(ΔT)만으로 공기조화기를 제어하여 실내온도가 시동이 꺼지기 직전의 기억된 온도(T_off)에 이르도록 한다.

이때 시동이 꺼지기 직전의 온도(T_off)에서 시동이 켜지기 직전의 온도(T_on)를 뺀 온도차(ΔT)가 0보다 크면 시동이 꺼지기 직전의 온도(T_off)가 시동이 켜지기 직전의 온도(T_on)보다 높은 것을 의미하고, 이는 곧 실내를 난방하여야 함을 뜻하므로 공기조화기(300)를 제어하여 실내에 온풍을 공급한다(S330, S340).

이와 반대로 온도차(ΔT)가 0보다 작으면 시동이 켜지기 직전의 온도(T_off)가 시동이 켜지기 직전의 온도(T_on)보다 낮음을 의미하므로 냉풍을 공급하고(S340), 온도차(ΔT)가 0과 같거나 일정 온도범위 내에 있을 때에는 시동이 꺼지기 직전의 온도(T_off)와 시동이 켜지기 직전의 온도(T_on)의 온도차(ΔT)가 그리 크지 않음을 의미하므로 굳이 냉난방을 할 필요가 없으므로 현재의 상태로 유지한다(S360).

본 발명은 상기와 같이 적외선센서로부터 측정된 현재의 실내온도 대신에 시동이 켜지기 직전의 온도를 현재의 실내온도로 사용하기 때문에 실제의 차량온도와 거의 동일하고, 이에 더하여 적외선센서(200)로부터 감지되는 온도에 기초하여 계속 보정하면서 실내온도를 목표온도에 이르도록 하지 않고 시동이 켜지기 직전의 온도(T_on)와 시동의 꺼지기 직전의 온도(T_off)의 온도차(ΔT)만으로 공기조화기(300)를 제어하여 도 4에서와 같이 곧바로 기억된 온도에 이르도록 함으로써 차량의 실내를 빠른 시간에 냉난방시킬 수 있는 것이다.

한편, 본 발명은 상기와 같이 차량의 시동이 꺼진 후에도 실내의 온도변화를 지속하여 측정하기 때문에 전력소모가 많아지고 이 때문에 자칫 배터리가 방전될 수도 있으므로 이를 방지하기 위해 시동이 꺼진 후에도 실내온도를 계속 감지하는 데에 필요한 전원을 별도로 공급할 수 있는 보조전원(400)이 설치될 수도 있는데, 그 구체적 방법 중의 하나는 보조 배터리를 설치하는 것으로, 이 보조 배터리는 충전식으로 구성되어 차량의 시동이 켜져 주전원이 공급되는 상황에서는 주전원에 의해 작동되면서 그 동안 보조 배터리가 충전되고, 시동이 꺼져 주전원이 차단되면 보조 배터리에서 전원이 공급되어 작동되도록 구성되며, 이러한 구성에 의해 보조 배터리를 자주 교체하지 않아도 된다.

그러나 별도의 보조전원을 설치하는 대신 차량과 자동온도 조절장치(100)의 양자 모두에게 안정적인 전원이 공급되도록 설계할 수도 있는데, 그 하나의 예로서는 차량의 실내온도를 지나치게 자주 측정할 필요가 없으므로, 적외선센서(200)의 실내온도의 측정 주기를 분당 1~6회 정도로 설정하여 불필요한 전력 손실을 방지하는 것이다.

본 발명에 있어서 냉풍공급(S340)과 온풍공급(S350)은 템프도어를 냉방 또는 난방모드 위치로 변경하거나 블로어 풍량을 증대시켜 냉풍 또는 온풍을 공급하는 것을 뜻하며, 시동시 켜지기 직전의 온도(T_on)와 시동의 꺼지기 직전의 온도(T_off)의 온도차(ΔT)에 대입되는 기준값은 본 발명의 실시예로서 0으로 명시하였으나, 이는 차량의 종류 및 적외선 센서의 종류에 따라서 다른 값이 기준값으로 적용될 수 있다.

도 1은 종래 차량의 시동시의 온도 변화를 보인 그래프,

도 2는 본 발명에 따른 차량의 냉난방 제어장치의 구성도,

도 3은 본 발명에 따른 차량의 냉난방 제어장치를 보인 순서도,

도 4는 본 발명에 따른 차량 시동시의 온도 변화를 보인 그래프이다.

[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]

100: 자동온도 조절장치 200: 적외선센서

300: 공기조화장치 400: 보조전원

T_on: 시동이 켜지기 직전의 온도 T_off: 시동이 꺼지기 직전의 온도

ΔT: T_on과 T_off의 온도차

Claims (3)

1. 차량의 실내를 냉난방하는 공조장치를 제어하는 차량용 냉난방 제어장치에 있어서,

   차량의 실내온도를 측정하는 적외선센서(200)와

   상기 적외선센서(200)에 연결되어 시동이 꺼지기 직전의 실내온도(T_off)와 시동이 켜지기 직전의 실내온도(T_on)를 저장장치에 기억시키는 자동온도 조절장치(100)로 이루어지되;

   상기 자동온도 조절장치(100)는 차량이 재시동되는 경우 시동이 켜지기 직전의 온도(T_on)와 시동의 꺼지기 직전의 온도(T_off)의 온도차(ΔT)를 산출하고, 상기 온도차(ΔT)를 기준값과 비교하여 공조장치를 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 냉난방 제어장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 적외선센서(200)는 운전자가 탑승했을 때에는 운전자의 표면온도를 감지하고 하차했을 때에는 운전석의 표면온도를 감지하는 것을 특징으로 하는 차량의 냉난방 제어장치.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 적외선센서(200)에는 차량의 시동이 꺼지더라도 지속적으로 전원을 공급할 수 있는 보조전원(400)을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 차량의 냉난방 제어장치.

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