KR101587656B1 - 차량의 산소공급장치 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량 산소공급장치의 산소 토출구를 선택적으로 폐쇄함으로써 산소공급 경로에 형성된 물이 운전자를 향해 방출되는 것을 방지할 수 있는 차량의 산소공급장치 및 그 제어방법에 관한 것이다. 본 발명은, 차실내 공기의 산소 농도를 증가시키는 산소부화기(110)와; 상기 산소부화기(110)에서 공급된 공기를 차량 내부로 토출하며, 적어도 하나는 운전자 좌석 부근에 설치되는 복수의 산소 토출구(15, 17)와; 상기 복수의 산소 토출구(15, 17)를 개폐하는 복수의 토출밸브(16, 18)와; 상기 복수의 산소 토출구(15, 17) 중 적어도 하나에 설치되어 습도를 감지하는 습도센서(19); 그리고 상기 습도센서(19)에서 감지된 습도가 미리 설정된 설정습도 이상이면 상기 복수의 산소 토출구(15, 17) 중 운전자 좌석 부근에 설치된 산소 토출구(15)를 개폐하는 토출밸브(16)를 폐쇄되도록 제어하는 제어부(11)를 포함하여 구성된다. 이와 같은 본 발명에 의하면, 차량 내부, 특히 운전자 측으로 산소를 공급함으로써 차량 내부 공기 질을 향상시키고 운전자의 졸음을 방지함과 동시에 결로수가 운전자를 향해 떨어지는 것을 방지하여 주행시 운전자에게 불쾌감을 주지 않아 안정적인 주행이 가능하도록 한다는 장점이 있다.

산소공급장치, 산소부화기, 습도센서

Description

차량의 산소공급장치 및 그 제어방법{OXYGEN GENERATING APPARATUS FOR VEHICLES AND METHOD FOR CONTROLLING THEREOF}

본 발명은 차량의 산소공급장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량 산소공급장치의 산소 토출구를 선택적으로 폐쇄함으로써 산소공급 경로에 형성된 물이 운전자를 향해 방출되는 것을 방지할 수 있는 차량의 산소공급장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

최근 운전자의 건강과 더불어 졸음 방지 효과 등을 위하여 산소 농도를 높인 공기를 차량 내부로 공급할 수 있도록 차량 내부에 산소공급 장치가 구성되는 경우가 늘어나고 있다.

일반적인 산소공급장치에서는 도 1에 도시된 바와 같이, 산소발생유닛(100)과, 상기 산소발생유닛(100)이 작동될 때 발생되는 수분을 제거하기 위하여 공조유닛(200)이 연결된다.

상기 산소발생유닛(100) 내부에는 유입되는 공기(외부 공기) 내의 산소 농도를 증가시키는 산소부화기(110)가 구비된다. 상기 산소부화기(110)에 의해 산소 농도가 증가된 공기의 산소 농도는 30% 내지 40%가 될 수 있으며, 이와 같은 농도는 일반 공기의 산소 농도 약 20%에 비하여 현저하게 높은 것이다.

그리고 상기 산소발생유닛(100)에는 진공펌프(120)가 구비되는데, 상기 진공펌프(120)는 전동모터에 의하여 구동되어 상기 산소부화기(110) 내의 기압을 감압함으로써 상기 산소부화기(110) 내의 산소 부화막에 의해 생성되는 공기를 차량의 실내로 전달되도록 한다.

또한 전동팬(150)은 상기 산소발생유닛(100) 내의 공기를 확산시켜 상기 산소부화기(110)의 공기 흡입구 부근에 질소 농도가 높은 공기가 체류하는 것을 방지하는 역할을 한다.

한편 제1덕트(130)는 상기 산소부화기(110) 및 상기 진공펌프(120) 사이를 연결하고, 제2덕트(140)는 진공펌프(120)로부터 상기 산소발생유닛(100) 외부로 연장되어 제3덕트(170)와 연결된다. 그리고 상기 제3덕트(170)는 차량 실내로 연장된다.

여기서 상기 제3덕트(170)의 가운데에는 차량 실내로 공급되는 공기의 정화 및/또는 온도 조절을 담당하는 공조유닛(200)으로부터 상기 산소발생유닛(100)의 제습을 위한 공기가 공급되는 유입구(171)가 형성되고, 상기 유입구(171)에는 상기 공조유닛(200)으로부터 연장되는 제4덕트(220)가 연결된다.

이때 상기 제4덕트(220)에는 밸브(210)가 구비되어 상기 공조유닛(200)으로부터의 공기 유입 경로가 되는 상기 제4덕트(220)를 개폐하는 밸브 수단으로서의 역할을 한다.

한편 상기 공조유닛(200)은 일반적인 차량용 공기조화장치로서, 송풍기, 증 발기, 히터코어, 온도조절도어 등을 구비하는 주지의 장치이다.

이와 같은 산소공급장치에서 차량 내부에 공급되는 공기의 산소 농도를 높이기 위하여 상기 산소발생유닛(100)을 동작시키면, 산소 농도가 증가된 공기의 습도가 높아지면서 산소 공급 경로 상에 결로수가 형성되는 현상이 일어난다.

이를 위하여 이미 설명한 바와 같이 공조유닛(200)을 상기 산소발생유닛(100)과 연결하여 상기 공조유닛(200)으로부터 상기 산소발생유닛(100) 및 산소 공급 경로의 제습을 위한 공기를 송풍하지만, 차량 운행 중 운전자가 착석한 상태에서 제습 공기를 송풍하는 경우, 제습 공기에 밀려 산소 공급 경로 상에 형성되어있던 결로수가 상기 제3덕트(170)와 같이 차량 내부로 연결된 산소 공급 경로를 통하여 운전자 측으로 방출되는 경우가 발생한다. 또한 제습 공기를 송풍하는 경우가 아니라도, 차량의 이동이나 상기 산소발생유닛(100)으로부터 발생된 공기를 차량 내부로 송풍하는 등에 의하여 산소 공급 경로 상의 결로수가 운전자 측으로 방출될 수 있다.

이와 같은 경우, 상기 산소발생유닛(100)의 공조유닛(200)을 이용한 제습시에 운전자를 향해 방출되는 결로수에 의하여 운전자에게 불편과 불쾌감을 유발할 수 있었다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 차량에 구비되는 산소공급장치에서 형성된 결로수가 운전자에게 방출되는 것을 방지할 수 있는 차량의 산소공급장치 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 차량의 산소공급장치에서 결로수가 운전자에게 방출될 수 있는 시점을 미리 예측하여 산소공급장치를 제어함으로써, 산소 공급과 결로수 방출 방지를 조화롭게 수행할 수 있는 차량의 산소공급장치 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 차실내 공기의 산소 농도를 증가시키는 산소부화기(110)와; 상기 산소부화기(110)에서 공급된 공기를 차량 내부로 토출하며, 적어도 하나는 운전자 좌석 부근에 설치되는 복수의 산소 토출구(15, 17)와; 상기 복수의 산소 토출구(15, 17)를 개폐하는 복수의 토출밸브(16, 18)와; 상기 복수의 산소 토출구(15, 17) 중 적어도 하나에 설치되어 습도를 감지하는 습도센서(19); 그리고 상기 습도센서(19)에서 감지된 습도가 미리 설정된 설정습도 이상이면 상기 복수의 산소 토출구(15, 17) 중 운전자 좌석 부근에 설치된 산소 토출구(15)를 개폐하는 토출밸브(16)를 폐쇄되도록 제어하는 제어부(11)를 포함하여 구성된다.

이때 상기 습도센서(19)는, 상기 복수의 산소 토출구(15, 17) 중 적어도 하나에 설치될 수 있다.

그리고 상기 산소공급장치에는, 상기 제어부(11)의 제어에 따라 개폐되어, 차량 내부에 구비되는 공조유닛으로부터 송풍되는 제습공기를 선택적으로 유입 또는 차단하는 밸브(14)가 더 포함되고, 상기 제어부(11)는 상기 복수의 토출밸브(16, 18) 모두가 개방된 상태에서만 상기 밸브(14)를 개방할 수도 있다.

또한 상기 산소공급장치 내부에는, 수분을 흡수하고 상기 공조유닛으로부터 송풍되는 제습공기에 의해 건조되는 결로수포집부가 더 구비될 수 있다.

나아가 상기 제어부(11)는, 상기 산소공급장치의 동작이 중단된 때 또는 상기 산소공급장치의 동작시간이 미리 설정된 소정시간 이상 지속되는 때에 상기 밸브(14)를 개방할 수도 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 차량용 산소공급장치 및 그 제어방법에 의하면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.

즉, 차량 내부, 특히 운전자 측으로 산소를 공급함으로써 차량 내부 공기 질을 향상시키고 운전자의 졸음을 방지할 수 있다는 이점이 있다.

또한 본 발명에 의한 차량의 산소공급장치 및 그 제어방법에 의하면, 운전자 측으로 산소를 공급하는 산소 토출구에서 결로수가 운전자를 향해 떨어지는 것을 방지하여 주행시 운전자에게 불쾌감을 주지 않아 안정적인 주행이 가능하도록 한다는 장점이 있다.

이하에서는 상기한 바와 같은 본 발명에 의한 차량용 산소공급장치 및 그 제어방법의 구체적인 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 의한 차량용 산소공급장치의 전기적 구성을 개략적으로 도시한 블럭도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 의한 차량용 산소공급장치를 구비한 차량을 도시한 예시도이다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에서는, 우선 운전자의 명령이나 기설정된 프로그램에 따라 산소발생유닛(10)을 전반적으로 제어하는 산소발생유닛 제어부(11)가 구비된다. 여기서 산소발생유닛(10)은 종래기술에서 도 1을 참조하여 설명한 바와 같은 구성을 가지며 외부로부터 유입된 공기의 산소 농도를 증가시키는 역할을 한다. 그리고 또한 도 1을 참조하여 설명한 바와 같이, 상기 산소발생유닛(10)은 차량의 공조유닛에 연결되어 상기 공조유닛으로부터 송풍되는 공기를 이용하여 그 내부가 제습된다.

상기 산소발생유닛 제어부(11)는 산소발생유닛(10) 내에 구비된 전동팬(12)과 진공펌프(13)의 구동을 제어하는데, 상기 산소발생유닛(10)은 운전자가 조작버튼을 통해 산소 공급을 명령하거나, 이그니션 스위치(Ignition switch)의 조작 등에 의하여 구동된다.

또한 미리 설정된 바에 따라 간헐적으로 구동 및 정지를 반복할 수도 있다. 여기서 상기 전동팬(12)과 상기 진공펌프(13)의 기능은 종래기술에서 설명한 산소발생유닛(100) 내의 전동팬(150)과 진공펌프(120)와 각각 동일하므로 설명을 생략 한다.

그리고 상기 산소발생유닛 제어부(11)에는 복수의 토출밸브(16, 18)이 연결되어 상기 산소발생유닛 제어부(11)로부터의 신호에 따라 개방 또는 폐쇄된다. 상기 토출밸브(16, 18)는 각각 상기 산소발생유닛(10)으로부터 차량 내부로 공급되는 산소가 토출되는 복수의 산소 토출구(15, 17)에 설치되어 복수의 산소 토출구(15, 17)를 각각 개폐한다.

도면에는 두 개의 토출밸브(16, 18)가 구비되는 것으로 예시되어 있으나, 상기 토출밸브(16, 18)는 차량 내부에 설치되는 산소 토출구(15, 17)의 갯수만큼 구비된다.

도 3에서 보는 바와 같이 상기 산소발생유닛(10)은 차량 후방의 트렁크 측에 설치될 수 있다. 그리고 상기 산소발생유닛(10)에서 산소 농도가 높아진 공기는 덕트를 따라 차량 내부로 이동하여 복수의 산소 토출구(15, 17)를 통해 토출된다. 이때 복수의 산소 토출구(15, 17) 중 어느 하나는 적어도 운전자 좌석 부근에 설치된다. 보다 구체적으로는 운전자 좌석 상단의 루프에 설치될 수 있다.

그리고 이와 같은 복수의 산소 토출구(15, 17) 중 적어도 하나에 가깝게 습도센서(19)가 설치된다. 상기 습도센서(19)는 습도를 감지하여 상기 산소발생유닛 제어부(11)에 전달한다. 상기 습도센서(19)는 하나 이상 구비될 수 있으며, 각각의 산소 토출구(15, 17)에 모두 구비될 수도 있다.

또한 이미 설명한 바와 같이 상기 산소발생유닛(10)은 차량의 공조유닛과 밸브(14)를 통해 연결되는데, 상기 밸브(14)는 상기 공조유닛으로부터 상기 산소발생 유닛(10)으로 공급되는 제습 공기를 선택적으로 유입 또는 차단하는 역할을 한다.

상기 산소발생유닛 제어부(11)는 상기 산소발생유닛(10) 내부의 제습이 필요한 경우 상기 밸브(14)를 열어 상기 공조유닛으로부터 제습 공기를 공급받도록 한다. 이때 상기 산소발생유닛 제어부(11)는 상기 밸브(14)를 열어 제습 공기를 공급받고자 할 때에 차량의 공조유닛이 구동되고 있지 않으면 공조유닛 제어부(20)와 통신하여 차량의 공조유닛이 구동되어 제습 공기가 상기 밸브(14)를 통해 유입될 수 있도록 할 수도 있다.

여기서 상기 산소발생유닛 제어부(11)는 상기 밸브(14)를 개방하여 상기 산소발생유닛(10) 내부의 제습을 수행하는 경우, 복수의 산소 토출구(15, 17)을 모두 개방하도록 모든 토출밸브(16, 18)을 개방하여 상기 산소발생유닛(10)과 모든 산소 공급 경로에 제습이 수행되도록 할 수 있다.

한편, 상기 습도센서(19)가 습도를 감지하여 상기 산소발생유닛 제어부(11)로 감지된 습도 정보를 전송하면, 이를 수신한 상기 산소발생유닛 제어부(11)는 감지된 습도가 미리 설정된 설정습도(예를 들어, 90%) 이상인지 여부를 판단한다.

감지된 습도가 미리 설정된 설정습도 이상이면 상기 산소발생유닛 제어부(11)는 상기 복수의 토출밸브(16, 18) 중 운전자 측에 구비된 산소 토출구(15)를 개폐하는 토출밸브(16)를 폐쇄시킴으로써 운전자측으로 결로수가 방출되는 것을 방지한다.

또는 습도센서(19)가 모든 산소 토출구(15, 17) 측에 구비된 실시예에서, 상기 산소발생유닛 제어부(11)는 각각의 습도센서(19)에서 수신된 정보에 따라 감지 된 습도가 설정습도보다 높은 산소 토출구(15, 17)의 토출밸브(16, 18)만 폐쇄되도록 제어할 수도 있다.

또한 위에서 설명한 바와 같은 본 발명의 실시예에 의한 차량용 산소발생장치 내에는 결로수포집부(도면 미도시)가 더 구비될 수 있다. 상기 결로수포집부는 상기 산소발생장치의 산소토출 경로 상에 설치될 수 있고, 제습제를 포함하여 수분은 흡수하고, 산소는 통과시킬 수 있도록 구성될 수 있다.

그리고 이와 같이 상기 결로수포집부가 구성된 실시예에서, 상기 산소발생장치 내의 수분을 제거하기 위하여 상기 공조 유닛으로부터 공급되는 제습 공기는 상기 결로수포집부를 건조시킬 수 있다.

따라서 상기 산소발생유닛 제어부(11)는 상기 산소발생장치가 동작한 후 상기 산소발생장치가 오프(Off)되면 상기 밸브(14)를 열어 제습공기가 상기 산소발생장치 내의 상기 결로수포집부로 송풍될 수 있도록 한다. 그에 따라 상기 결로수포집부 내의 제습제가 건조될 수 있다.

또한 상기 산소발생유닛 제어부(11)는 상기 산소발생장치가 미리 설정된 소정시간 이상 계속하여 작동되는 경우에 상기 밸브(14)를 열어 제습 공기가 송풍되도록 할 수도 있다. 이때 미리 설정되는 소정시간은 상기 산소발생장치가 연속적으로 동작한 시간이 될 수도 있고, 제습 공기 송풍 이후, 상기 산소발생장치가 작동된 누적시간이 될 수도 있다.

이와 같은 제어방법을 도 4를 참조하여 보다 구체적으로 살펴본다.

도 4는 본 발명의 실시예에 의한 차량용 산소공급장치 제어방법을 단계적으 로 도시한 흐름도이다.

도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 제1실시예에서는, 산소발생유닛(10)이 구동중인 경우, 상기 산소발생유닛 제어부(11)는 상기 습도센서(19)에서 감지한 산소 토출부(15, 17)의 습도를 미리 설정된 설정습도와 비교한다(S100).

제100단계(S100)의 판단 결과, 상기 습도센서(19)에 의해 감지되어 상기 산소발생유닛 제어부(11)에 수신된 상기 산소 토출부(15, 17)의 습도가 상기 설정습도 이상이면, 운전자 측에 위치된 산소 토출부(15)의 토출밸브(16)를 잠구어 운전자 측의 산소 토출부(15)를 폐쇄하고, 나머지 산소 토출부(17)에서만 산소를 포함한 공기가 토출되도록 한다(국부토출, S200).

반면에 상기 제100단계에서, 상기 습도센서(19)에 의해 감지된 산소 토출부(15, 17)의 습도가 상기 설정습도 미만인 것으로 판단된 경우, 상기 산소발생유닛 제어부(11)는 모든 산소 토출부(15, 17)를 통해 산소가 포함된 공기가 토출될 수 있도록 모든 토출밸브(16, 18)를 개방한다(전체토출, S300).

그리고 이와 같이 습도를 감지하여 복수의 산소 토출부(15, 17)를 선택적으로 개폐하는 동작은 상기 산소발생유닛(10)의 구동이 멈출 때까지(S400) 지속적으로 이루어진다.

나아가 상기 산소발생유닛(10)이 구동중이며, 모든 토출밸브(16, 18)가 개방된 상태에 해당하면, 상기 산소발생유닛 제어부(11)는 상기 산소발생유닛(10)의 구동 시점으로부터 일정시간이 경과할 때마다 상기 밸브(14)를 열어 상기 산소발생유닛(10) 내부의 제습이 이루어지도록 할 수 있다.

본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

도 1은 일반적인 차량용 산소공급장치를 개략적으로 도시한 사시도.

도 2는 본 발명의 실시예에 의한 차량용 산소공급장치의 전기적 구성을 개략적으로 도시한 블럭도.

도 3은 본 발명의 실시예에 의한 차량용 산소공급장치를 구비한 차량을 도시한 예시도.

도 4는 본 발명의 실시예에 의한 차량용 산소공급장치 제어방법을 단계적으로 도시한 흐름도.

**도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명**

100: 산소발생유닛 110:산소부화기

120: 진공펌프 130: 제1덕트

140: 제2덕트 150: 전동팬

170: 제3덕트 171: 유입구

200: 공조유닛 210: 전자제어밸브

220: 제4덕트 10: 산소발생유닛

11: 산소발생유닛 제어부 12: 전동팬

13: 진공펌프 14: 밸브

16: 제1토출밸브 18: 제2토출밸브

19: 습도센서 20: 공조유닛 제어부

Claims (5)

1. 차실내 공기의 산소 농도를 증가시키는 산소부화기(110)와;

   상기 산소부화기(110)에서 공급된 공기를 차량 내부로 토출하며, 적어도 하나는 운전자 좌석 부근에 설치되는 복수의 산소 토출구(15, 17)와;

   상기 복수의 산소 토출구(15, 17)를 개폐하는 복수의 토출밸브(16, 18)와;

   습도를 감지하는 습도센서(19)와;

   상기 습도센서(19)에서 감지된 습도가 미리 설정된 설정습도 이상이면 상기 복수의 산소 토출구(15, 17) 중 운전자 좌석 부근에 설치된 산소 토출구(15)를 개폐하는 토출밸브(16)를 폐쇄되도록 제어하는 제어부(11); 그리고

   상기 제어부(11)의 제어에 따라 개폐되어, 차량 내부에 구비되는 공조유닛으로부터 송풍되는 제습공기를 선택적으로 유입 또는 차단하는 밸브(14)를 포함하며,

   상기 제어부(11)는,

   상기 복수의 토출밸브(16, 18) 모두가 개방된 상태에서만 상기 밸브(14)를 개방하는 것을 특징으로 하는 차량의 산소공급장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 습도센서(19)는,

   상기 복수의 산소 토출구(15, 17) 중 적어도 하나에 설치됨을 특징으로 하는 차량의 산소공급장치.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,

   상기 산소공급장치 내부에는,

   수분을 흡수하고 상기 공조유닛으로부터 송풍되는 제습공기에 의해 건조되는 결로수포집부가 더 구비됨을 특징으로 하는 차량의 산소공급장치.
5. 제4항에 있어서,

   상기 제어부(11)는,

   상기 산소공급장치의 동작이 중단된 때 또는 상기 산소공급장치의 동작시간이 미리 설정된 소정시간 이상 지속되는 때에 상기 밸브(14)를 개방하는 것을 특징으로 하는 차량의 산소공급장치.

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