KR101654002B1

KR101654002B1 - 특수차량의 난방 제어장치

Info

Publication number: KR101654002B1
Application number: KR1020150129390A
Authority: KR
Inventors: 서승운
Original assignee: 서승운
Priority date: 2015-09-14
Filing date: 2015-09-14
Publication date: 2016-09-05

Abstract

특수차량(트럭, 버스, 트레일러, 기타)에서 차량의 시동을 켜지 않은 상태에서 예열을 위한 대기 시간없이 신속하게 난방을 구현하고, 실내 온도에 따라 히터의 발열량을 자동으로 조절하여 전력소모를 최소화할 수 있도록 한 특수차량의 난방 제어장치에 관한 것으로서, 사용자의 난방 조작 신호를 입력받고 난방 상태를 표시해주는 조작 패널; 난방용 전력을 공급해주는 차량 배터리; 상기 조작 패널에 의한 난방 조작에 따라 상기 차량 배터리를 통해 히터에 구동용 전원을 공급하도록 제어하고, 상기 히터 과열 및 실내 과 난방시 경보를 발생하도록 제어하는 제어 보드; 상기 제어 보드의 제어에 따라 상기 차량 배터리로부터 공급되는 전원으로 발열을 하는 히터; 및 상기 제어 보드의 제어에 따라 상기 히터에 의해 생성된 열을 실내로 송풍하는 송풍 팬을 포함하여, 특수차량의 난방 제어장치를 구현한다.

Description

특수차량의 난방 제어장치{Heating control apparatus of the special vehicle}

본 발명은 특수차량의 난방 제어장치에 관한 것으로, 특히 특수차량(트럭, 버스, 트레일러, 기타)에서 차량의 시동을 켜지 않은 상태에서 예열을 위한 대기 시간없이 신속하게 난방을 구현하고, 실내 온도에 따라 히터의 발열량을 자동으로 조절하여 전력소모를 최소화할 수 있도록 한 특수차량의 난방 제어장치에 관한 것이다.

일반적으로 주행을 하지 않는 상황에서, 휘발유를 사용하는 승용차나 소형 화물차는 짧은 시간(약 10분 정도)의 공회전으로도 난방이 이루어지지만, 가혹한 환경에서 사용되는 특수차량(트럭, 버스, 트레일러, 기타)은 상당한 시간(예를 들어, 1시간 정도) 동안 엔진을 공회전시켜야 난방이 이루어진다.

즉, 경유를 사용하는 디젤 화물차량은 과도한 부하조건에도 엔진 과열 현상이 발생하지 않도록 하기 위해서, 대형 냉각설계가 도입된 엔진을 장착한 구조적인 이유로, 외기 온도가 영하로 떨어지는 겨울철에 시동을 걸고 히터에서 온풍이 나올 때까지 소요되는 시간이, 휘발유를 연료로 사용하는 가솔린 차량에 비하여 매우 길다.

한편, 대부분의 차량에는 에어컨디셔너(air conditioner) 및 히터장치가 설치되어 있으며, 이러한 장치들을 가동할 경우 차량의 실내 온도를 적당하게 조절하여 쾌적한 운전 환경을 제공해주기 때문에, 연료소모가 증가하더라도 주행 중에 에어컨디셔너 및 히터장치를 사용하게 된다.

장거리 운행이 많고, 휴게소 등에 차량을 주차한 상태에서 취침하는 경우가 빈번한 특수차량(예를 들어, 화물차)은 차량을 주차한 상태에서 취침 시 대부분의 차량에서 에어컨디셔너 및 히터장치를 사용하고 있다.

그러나 에어컨디셔너 및 히터 장치는 차량 엔진을 반드시 구동해야만 구동이 가능하므로, 연료소모가 많고, 그로 인해 물류비용도 상승하는 단점이 있다.

이러한 차량 엔진의 사용에 따른 단점을 개선하기 위한 종래의 기술이 하기의 <특허문헌 1> 에 개시되어 있다.

<특허문헌 1> 에 개시된 종래기술은 전기를 생산하는 발전수단, 발전수단에서 생산된 교류(AC)를 직류(DC)로 변환하는 정류기, 정류기에 연결되어 전류를 충전하는 배터리, 배터리와 연결되며 직류(DC)를 교류(AC)로 변환하는 인버터, 인버터에 전기적으로 연결되는 에어컨디셔너 및 히터장치, 에어컨디셔너 및 히터장치와 캡 내부를 각각 연결하는 송풍관, 배터리와 에어컨디셔너 및 히터장치를 연결하는 배선 상에 결선되며 캡 내부에 설치되는 제어스위치를 포함하여 냉난방장치를 구현한다.

이러한 구성을 통해, 차량을 주행할 때 발생하는 풍력을 이용하여 발전기를 구동하여 생산한 전력 혹은 차량에 설치되어 있는 발전기(generator)의 잉여 전력을 별도의 배터리에 저장하고, 이를 이용하여 냉/난방 장치를 일정시간 동안 구동할 수 있도록 한다.

대한민국 등록실용신안 20-0429157호(2006.10.12. 등록)

그러나 상기와 같은 종래기술은 풍력을 이용하기 때문에 별도의 풍력장치를 설치해야 하는 단점이 있으며, 실내 온도에 따라 발열량을 조절할 수 없는 단점이 있다.

또한, 종래기술은 히터 과열 상태나 과 난방시에 운전자에게 이를 알려주는 기능이 없어, 과열이나 과 난방으로 인한 안전사고를 미리 방지할 수 없으며, 때로는 과열이나 과 난방으로 인해 귀중한 인명을 잃거나 화재로 인해 운전자에게 경제적인 부담을 초래하는 단점이 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래기술에서 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서, 특수차량(트럭, 버스, 트레일러, 기타)에서 차량의 시동을 켜지 않은 상태에서 예열을 위한 대기 시간없이 신속하게 난방을 구현하고, 실내 온도에 따라 히터의 발열량을 자동으로 조절하여 전력소모를 최소화할 수 있도록 한 특수차량의 난방 제어장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 히터 과열이나 실내 과 난방시 경보를 발생하여 운전자가 히터 과열이나 실내 과 난방 상태를 인지하고, 신속하게 후속 조치를 취하도록 하여 히터 과열이나 과 난방으로 인해 발생할 수 있는 안전사고를 미리 방지할 수 있도록 한 특수차량의 난방 제어장치를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 특수차량의 난방 제어장치는 사용자의 난방 조작 및 난방 상태 표시를 위한 조작 패널; 난방용 전력을 공급해주는 차량 배터리; 상기 조작 패널에 의한 난방 조작에 따라 상기 차량 배터리를 통해 히터에 구동용 전원을 공급하도록 제어하고, 상기 히터 과열 및 실내 과 난방시 경보를 발생하도록 제어하는 제어 보드; 상기 제어 보드의 제어에 따라 상기 차량 배터리로부터 공급되는 전원으로 발열을 하는 히터; 상기 제어 보드의 제어에 따라 상기 히터에 의해 생성된 열을 실내로 송풍하는 송풍 팬을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 특수차량의 난방 제어장치는 실내 온도를 검출하는 실내 온도 센서를 더 포함하고, 상기 히터는 히터의 과열을 검출하는 과열 센서를 포함하며, 상기 제어 보드는 상기 실내 온도 센서와 과열 센서의 검출 값을 기초로 상기 히터 및 송풍 팬의 구동을 제어하며, 상기 실내 온도 센서 또는 상기 과열 센서에 의해 실내 과 난방 또는 히터 과열이 검출되면 경보를 발생하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 특수차량의 난방 제어장치는 자가발전을 통해 전기를 생산하는 자가 발전부; 상기 자가 발전부에서 생산된 전기를 저장하는 보조 배터리를 더 포함하고, 상기 제어 보드는 상기 차량 배터리 및 보조 배터리의 충전량을 검출하여, 히터의 구동 전원을 공급할 배터리를 선택하는 것을 특징으로 한다.

상기에서 제어 보드는 상기 차량 배터리 및 보조 배터리의 충전량을 검출하는 충전량 검출부; 상기 충전량 검출부에서 검출한 충전량을 기초로 히터에 구동 전원을 공급할 배터리를 결정하며, 조작 신호와 히터 온도 검출 값 및 실내 온도 검출 값을 기반으로 히터 구동 및 팬 구동을 제어하고, 경보 발생을 제어하는 제어부; 상기 제어부의 제어에 따라 히터의 구동을 제어하는 히터 구동부; 상기 제어부의 제어에 따라 송풍 팬의 구동을 제어하는 팬 구동부; 상기 제어부의 제어에 따라 경보를 발생하는 경보 발생부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기에서 제어 보드는 검출한 실내 온도 값에 따라 히터의 발열량을 조절하여 전력소모를 최소화하는 것을 특징으로 한다.

상기에서 제어 보드는 상기 차량 배터리의 충전량을 검출하여, 차량 배터리의 충전량이 방전 위험 상태를 나타내는 최저 충전량보다 작으면 히터 구동을 자동으로 오프시키는 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 특수차량의 난방 제어방법은 (a) 사용자의 조작에 따라 히터 구동이 요청되면, 차량 배터리 및 보조 배터리의 충전량을 검출하는 단계; (b) 상기 검출한 차량 배터리 및 보조 배터리의 충전량에 따라 히터를 구동할 배터리를 결정하는 단계; (c) 상기 (b)단계에서 결정한 배터리의 검출 충전량과 방전 위험 레벨인 최저 충전량을 비교하는 단계; (d) 상기 검출 충전량이 상기 최저 충전량보다 작을 경우 히터 구동을 오프하는 단계; (e) 상기 검출 충전량이 상기 최저 충전량보다 클 경우, 히터 및 송풍 팬을 구동시키는 단계; (f) 상기 히터 온도 및 실내 온도를 검출하는 단계; (g) 상기 검출한 히터 온도를 검색하여 과열 상태인지를 판단하고, 상기 판단 결과 과열 상태이면 과열에 대한 경보를 발생하고 히터 구동을 오프시키는 단계; 및 (h) 상기 (g)단계의 판단 결과 과열 상태가 아니면, 실내 온도와 설정 온도를 비교하여, 과 난방을 판단하며, 상기 판단 결과 과 난방이면 경보를 발생하고 히터 구동을 오프하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기에서 (b)단계는 차량 배터리와 보조 배터리의 충전량을 검출하여, 보조 배터리의 충전량이 설정치 이상이면 우선적으로 보조 배터리를 히터 구동용 배터리로 결정하며, 상기 보조 배터리의 충전량이 상기 설정치 미만이면 차량 배터리를 히터 구동용 배터리로 결정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면 특수차량(트럭, 버스, 트레일러, 기타)에서 차량의 시동을 켜지 않은 상태에서 예열을 위한 대기 시간없이 신속하게 난방을 구현할 수 있는 장점이 있으며, 실내 온도에 따라 히터의 발열량을 자동으로 조절하여 전력소모를 최소화할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따르면 히터 과열이나 실내 과 난방시 경보를 발생하여 운전자가 히터 과열이나 실내 과 난방 상태를 인지하도록 함으로써, 신속하게 후속 조치를 취하도록 하여 히터 과열이나 과 난방으로 인해 발생할 수 있는 안전사고를 미리 방지할 수 있는 장점도 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 특수차량의 난방 제어장치의 전체 구성도,
도 2는 도 1의 제어 보드의 실시 예를 보인 블록 구성도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 특수차량의 난방 제어방법을 보인 흐름도.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 특수차량의 난방 제어장치 및 그 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

<실시 예1>

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 특수차량의 난방 제어장치의 전체 구성도이다.

본 발명에 따른 특수차량의 난방 제어장치는 조작 패널(10), 차량 배터리(20), 히터(30), 제어 보드(40), 실내 온도 센서(50) 및 송풍 팬(60)을 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 특수차량의 난방 제어장치는 자가 발전부(70) 및 보조 배터리(80)를 더 포함할 수 있다.

조작 패널(10)은 사용자의 난방 조작 및 난방 상태 표시해주는 역할을 한다. 이러한 조작 패널(10)은 사용자가 난방 레벨을 선택하기 위한 난방 레벨 선택스위치, 난방 상태를 표시해주는 표시기 등을 포함한다.

차량 배터리(20)는 통상의 특수차량에 필수적으로 구비된 배터리로서, 차량에 필요한 전원을 공급해주며, 난방용 전력을 공급해주는 역할을 한다.

히터(30)는 상기 제어 보드(40)의 제어에 따라 상기 차량 배터리(30)로부터 공급되는 전원 또는 상기 보조 배터리(80)로부터 공급되는 전원으로 발열을 하여 난방용 열원을 생성하는 역할을 한다. 이러한 히터(30)는 히터(30)의 과열을 검출하는 과열 센서(31)를 포함한다. 바람직하게 히터(30)는 신속하게 순간 발열을 할 수 있는 PTC 발열체를 이용한다.

제어 보드(40)는 상기 조작 패널(10)에 의한 난방 조작에 따라 상기 차량 배터리(30) 또는 보조 배터리(80)를 통해 히터(30)에 구동용 전원을 공급하도록 제어하고, 상기 히터 과열 및 실내 과 난방시 경보를 발생하도록 제어하는 역할을 한다. 이러한 제어 보드(40)는 마이크로프로세서, 마이컴, 컨트롤러, 중앙처리장치와 같은 제어 장치로 구현하는 것이 바람직하다.

송풍 팬(60)은 상기 제어 보드(40)의 제어에 따라 상기 히터(30)에 의해 생성된 열을 실내로 송풍하는 역할을 하며, 실내 온도 센서(50)는 실내 온도를 검출하여 상기 제어 보드(40)에 전달하는 역할을 한다.

자가 발전부(70)는 자가발전을 통해 전기를 생산하는 역할을 하는 것으로서, 태양광 발전기, 풍력 발전기 등을 이용할 수 있으나, 본 발명에서는 태양광 발전기를 이용한다. 보조 배터리(80)는 상기 자가 발전부(70)에서 생산된 전기를 저장하는 역할을 한다.

상기 제어 보드(40)는 상기 실내 온도 센서(50)와 과열 센서(31)의 검출 값을 기초로 상기 히터(30) 및 송풍 팬(60)의 구동을 제어하며, 상기 실내 온도 센서(50) 또는 상기 과열 센서(31)에 의해 실내 과 난방 또는 히터 과열이 검출되면 경보를 발생하도록 제어한다.

이러한 제어 보드(40)는 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 차량 배터리(20) 및 보조 배터리(80)의 충전량을 검출하는 충전량 검출부(41); 상기 충전량 검출부(41)에서 검출한 충전량을 기초로 히터(30)에 구동 전원을 공급할 배터리를 결정하며, 조작 신호와 히터 온도 검출 값 및 실내 온도 검출 값을 기반으로 히터 구동 및 팬 구동을 제어하고, 경보 발생을 제어하는 제어부(42); 상기 제어부(42)의 제어에 따라 히터(30)의 구동을 제어하는 히터 구동부(43); 상기 제어부(42)의 제어에 따라 송풍 팬(60)의 구동을 제어하는 팬 구동부(44); 상기 제어부(42)의 제어에 따라 경보를 발생하는 경보 발생부(45)를 포함한다.

이와 같이 구성된 제어 보드(40)는 검출한 실내 온도 값에 따라 히터의 발열량을 조절하여 전력소모를 최소화하며, 상기 차량 배터리(20)의 충전량을 검출하여, 차량 배터리(20)의 충전량이 방전 위험 상태를 나타내는 최저 충전량보다 작으면 히터 구동을 자동으로 오프시키는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 특수차량의 난방 제어장치의 동작을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 특수 차량의 차량 배터리(30) 및 보조 배터리(80)가 히터(30)에 전기적으로 연결된다. 여기서 보조 배터리(80)는 반드시 필요한 구성은 아니며, 차량 배터리(30) 만을 이용하여 히터(30)를 구동할 수 있다.

따라서 본 발명은 차량 배터리(30) 만을 이용하여 히터를 구동하는 제1 실시 예와 차량 배터리(30)와 보조 배터리(80)를 이용하여 히터를 구동하는 제2 실시 예로 대별된다. 설명의 편의를 위해 본 발명은 상기 제1 실시 예와 제2 실시 예를 함께 설명하기로 한다.

사용자가 차량의 엔진을 구동시키지 않은 상태에서 취침이나 기타 목적으로 난방을 위해, 히터 구동 스위치를 온 상태로 조작하면, 제어 보드(40)는 이를 인지하고, 충전량 검출부(41)를 통해 보조 배터리(80)의 충전량과 차량 배터리(20)의 충전량을 검출한다.

다음으로, 검출한 보조 배터리(80)의 충전량을 분석하여, 히터(30) 구동 전원으로 충분한지를 확인한다. 여기서 히터(30)의 구동 전원 가능 여부는 미리 실험을 통해 기준치를 설정해 놓고, 검출한 충전량과 기준치를 비교하여 판단한다. 상기 판단 결과 보조 배터리(80)의 전원이 충분하여 히터(30)를 구동할 수 있는 상태이면, 보조 배터리(80)를 히터 구동 배터리로 결정한다. 만약, 보조 배터리(80)의 충전량이 상기 기준치보다 낮아 히터 구동 배터리로 사용할 수 없는 경우에는, 차량 배터리(20)의 충전량과 기준치를 비교하여, 사용 가능 여부를 판단한다.

예컨대, 본 발명은 보조 배터리(80)에 우선순위를 두어 히터 구동 배터리로 선정하고, 보조 배터리(80)를 사용할 수 없는 경우에는 차량 배터리(20)를 히터 구동 배터리로 결정한다. 이것은 보조 배터리(80)는 히터(30)의 구동에만 관여하지만, 차량 배터리(20)는 히터 구동 이외에 차량의 모든 부분에 구동용 전원을 공급해주기 때문에, 그 용도를 고려하여 순위를 결정한 것이다.

보조 배터리(80) 또는 차량 배터리(20)에 의해 히터 구동용 전원의 공급이 가능하면, 제어 보드(40)의 제어부(42)는 히터 구동부(43)를 동작시켜, 히터(30)를 구동시킨다. 히터(30)는 구동 전원이 공급되면 발열을 하여 열을 생성하고, 그 생성한 열을 난방열로 공급해준다. 여기서 히터(30)는 이미 알려진 다양한 발열체를 이용할 수 있으나, 본 발명에서는 빠른 속도로 순간 발열을 하여 예열을 위한 대기시간을 단축시킬 수 있는 전기 자동차 전용 DC 히터를 사용한다. 특히, 전용 DC 히터로 PTC 발열체를 이용함으로써, 안전성도 도모한다.

히터(30)의 발열과 동시에 팬 구동부(44)는 제어부(42)의 제어에 따라 구동되어 송풍 팬(60)을 동작시키게 되고, 이러한 송풍 팬(60)의 동작에 의해 히터(30)에서 생성된 열이 실내로 송풍 되어, 난방이 이루어진다. 여기서 송풍 팬(60)의 회전 속도는 사용자가 조작 패널(10)을 통해 설정한 난방 레벨에 대응하는 속도가 된다. 난방 레벨에 따라 송풍 팬의 회전 속도를 조절하는 방식은 난방 분야에 이미 잘 알려진 기술 내용이므로, 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

히터(30)가 발열을 시작하면 히터(30)의 소정 위치에 장착된 발열 센서(31)에서 히터 온도를 검출하여 상기 제어 보드(40)에 실시간으로 전달한다. 여기서 발열 센서(31)는 히터 온도가 미리 설정된 임계치를 초과하게 되면 퓨즈가 자동으로 단선되어, 차량 배터리(20) 또는 보조 배터리(80)에서 히터(30)로 공급되는 전원을 자동으로 차단한다. 이로써 히터가 과열된 상태에서 차량 배터리(20) 또는 보조 배터리(80)의 전원이 히터(30)에 지속적으로 공급되어 발생하는 화재나 안전사고를 방지할 수 있게 된다.

다음으로, 제어 보드(40)는 실시간으로 검출되는 히터 온도 검출 값을 기반으로 히터 과열 여부를 판단한다. 여기서 히터 과열 여부 판단은 히터 과열을 판단하기 위한 과열 기준치를 설정해 놓고, 검출한 히터 온도 검출 값과 과열 기준치를 비교하여, 상기 히터 온도 검출 값이 상기 과열 기준치보다 크게 될 경우, 히터 과열로 판단을 한다. 히터 과열로 판단이 되면 경보 발생부(45)를 통해 히터 과열에 대한 경보를 발생한다. 여기서 경보는 버저 등을 이용하는 것이 바람직하다. 동시에 자동으로 히터(30)의 구동을 오프시키고, 송풍 팬(60)의 구동도 정지시킨다. 이러한 경보 발생에 따라 실내에서 취침하는 사용자는 경보를 인식하고, 후속 조치를 취함으로써 히터 발열로 인해 발생할 수 있는 화재로 귀중한 인명이 희생되거나 차량이 전소하는 사고를 방지하게 된다.

한편, 실내의 난방이 시작되면, 실내 온도 센서(50)는 실내 난방 온도를 검출하여 상기 제어 보드(40)에 전달한다. 제어 보드(40)의 제어부(42)는 실시간으로 검출되는 실내 온도 검출 값과 난방 제어를 위해 미리 설정된 복수의 기준 설정 온도를 비교하여, 실내 난방 상태를 인지한다. 여기서 복수의 기준 설정 온도는 사용자가 조작 패널(10)을 통해 설정하는 난방 레벨에 따라 설정되는 것이 바람직하다. 그리고 설정된 난방 레벨에 따라 다시 기준 설정 온도를 여러 단계로 세분화하여, 이를 기반으로 히터(30)의 발열량(구동 전압 조정 또는 구동 발열체의 개수 조정)을 자동으로 조절한다. 예컨대, 난방 온도가 설정 온도에 도달하면 히터(30)의 구동을 오프하고, 난방 온도가 설정 온도에 도달한 후, 시간이 지나 실내 온도가 일정 온도 이하로 내려가면 히터(30)의 발열량을 1단으로 조절하고, 다시 실내 온도가 일정 온도 이하로 내려가면 히터(30)의 발열량을 2단으로 조절하며, 다시 실내 온도가 일정 온도 이하로 내려가면 히터(30)의 발열량을 최대 레벨인 3단으로 조절한다. 실내 온도는 외기 온도에 영향을 받게 되므로, 동일한 발열량이라도 외기 온도에 따라 실내 온도는 달라질 수 있다.

아울러 실내 온도와 설정 온도를 비교한 결과, 실내 온도가 설정 온도 대비 너무 높아 과 난방이라고 판단이 되면, 제어부(42)는 경보 발생부(45)를 동작시켜, 과 난방에 대한 경보를 발생한다. 이러한 경보에 의해 사용자는 과 난방을 인식하고, 히터를 오프하거나 창문을 열어 환기 등을 하게 된다. 이러한 후속 조치에 의해 과 난방으로 인한 사용자의 안전 위험 사항을 미리 방지하게 된다. 실제 설정 온도를 통해 실내 난방 온도를 제어하나, 히터 고장이나 발열 센서의 이상으로 과열이 발생하면 과 난방이 이루어진다. 따라서 이러한 과 난방에 대한 경보를 발생해줌으로써, 사용자가 과 난방으로부터 신속하게 후속 조치를 취하도록 함으로써, 안전 사고의 발생을 방지하게 되는 것이다.

필요에 따라 히터 과열이나 과 난방 상태를 조작 패널(10)을 통해 디스플레이해줌으로써, 사용자가 용이하게 히터 과열이나 과 난방 상태를 인지하도록 하는 거 가능하다. 과열이나 과 난방 상태 표시는 과열 식별용 발광다이오드와 과 난방 식별용 발광다이오드를 이용하여 시각적으로 표시해줄 수 있다.

또한, 본 발명은 현재의 난방 레벨이나 난방 온도, 배터리의 충전량 등을 조작 패널(10)을 통해 디스플레이해줌으로써, 사용자가 현재의 난방 상태를 정확하게 인지하도록 도모해주는 장점도 있다.

상기와 같은 방식으로 난방 온도를 자동으로 조절하면서 난방을 제어하는 도중에, 지속적으로 현재 히터 구동 전압을 공급해주는 배터리 즉, 보조 배터리의 충전량을 검출하여, 그 검출 충전량이 방전 위험 레벨인 최저 충전량에 도달하면, 자동으로 히터에 공급되는 전원을 차단하여, 해당 배터리의 완전 방전을 방지한다.

한편, 본 발명의 다른 특징으로서, 자가 발전부(70)는 환경 에너지를 이용하여 전기 에너지를 생산하고, 이를 보조 배터리(80)에 충전한다. 여기서 환경 에너지는 풍력이나 태양광 등을 의미한다. 본 발명에서는 설명의 편의를 위해 태양광을 환경 에너지로 이용한 것으로 가정한다.

<실시 예2>

도 3은 본 발명에 따른 특수차량의 난방 제어방법을 보인 흐름도로서, S는 단계(step)를 나타낸다.

본 발명에 따른 특수차량의 난방 제어방법은 (a) 사용자의 조작에 따라 히터(30) 구동이 요청되면, 차량 배터리(20) 및 보조 배터리(80)의 충전량을 검출하는 단계(S11 ~ S12); (b) 상기 검출한 차량 배터리(20) 및 보조 배터리(80)의 충전량에 따라 히터(30)를 구동할 배터리를 결정하는 단계(S13); (c) 상기 (b)단계에서 결정한 배터리의 검출 충전량과 방전 위험 레벨인 최저 충전량을 비교하는 단계(S14); (d) 상기 검출 충전량이 상기 최저 충전량보다 작을 경우 히터 구동을 오프하는 단계(S15); (e) 상기 검출 충전량이 상기 최저 충전량보다 클 경우, 히터 및 송풍 팬을 구동시키는 단계(S16); (f) 상기 히터 온도 및 실내 온도를 검출하는 단계(S17); (g) 상기 검출한 히터 온도를 검색하여 과열 상태인지를 판단하고, 상기 판단 결과 과열 상태이면 과열에 대한 경보를 발생하고 히터 구동을 오프시키는 단계(S18 ~ S19, S15); 및 (h) 상기 (g)단계의 판단 결과 과열 상태가 아니면, 실내 온도와 설정 온도를 비교하여, 과 난방을 판단하며, 상기 판단 결과 과 난방이면 경보를 발생하고 히터 구동을 오프하는 단계(S20 ~ S21, S15)를 포함한다.

상기에서 (b)단계는 차량 배터리와 보조 배터리의 충전량을 검출하여, 보조 배터리의 충전량이 설정치 이상이면 우선적으로 보조 배터리를 히터 구동용 배터리로 결정하며, 상기 보조 배터리의 충전량이 상기 설정치 미만이면 차량 배터리를 히터 구동용 배터리로 결정하는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 특수차량의 난방 제어방법을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 단계 S11에서 특수차량의 엔진을 켜지 않은 상태에서 실내 취침을 하고자 하는 사용자는 조작 패널(10)을 통해 히터(30) 구동을 명령한다.

이러한 명령에 따라 제어 보드(40)는 단계 S12에서 차량 배터리(20) 및 보조 배터리(80)의 충전량을 검출하고, 단계 S13에서 상기 검출한 차량 배터리(20) 및 보조 배터리(80)의 충전량에 따라 히터(30)를 구동할 배터리를 결정한다.

예컨대, (b)단계는 차량 배터리와 보조 배터리의 충전량을 검출하여, 보조 배터리의 충전량이 설정치 이상이면 우선적으로 보조 배터리를 히터 구동용 배터리로 결정하며, 상기 보조 배터리의 충전량이 상기 설정치 미만이면 차량 배터리를 히터 구동용 배터리로 결정한다.

다음으로, 단계 S14에서는 상기 단계에서 결정한 배터리의 검출 충전량과 방전 위험 레벨인 최저 충전량을 비교하여, 상기 검출 충전량이 상기 최저 충전량보다 작을 경우 단계 S15로 이동하여 히터 구동을 오프한다. 실제 히터 구동이 요청되었지만 충전량이 적어 히터를 구동시키지 않게 된다. 이때, 제어 보드(40)는 조작 패널(10)에 배터리의 충전량을 표시해주어, 사용자가 히터를 동작시켰는데도 난방이 이루어지지 않는 이유를 인지하도록 한다.

다음으로, 단계 S14의 비교 결과, 상기 검출 충전량이 상기 최저 충전량보다 클 경우, 단계 S16으로 이동하여 히터 및 송풍 팬을 구동시킨다. 이어 단계 S17에서 상기 히터 온도 및 실내 온도를 각각 검출한다.

이어, 단계 S18에서 상기 검출한 히터 온도를 검색하여 과열 상태인지를 판단하고, 상기 판단 결과 과열 상태이면 단계 S19로 이동하여 과열에 대한 경보를 발생하고, 단계 S15로 이동하여 구동시킨 히터를 오프시킨다.

또한, 상기 단계 S18의 확인 결과, 히터 과열 상태가 아니면, 단계 S20으로 이동하여 실내 온도와 설정 온도를 비교하여, 과 난방을 판단하며(S21), 상기 판단 결과 과 난방이면 단계 S19로 이동하여 경보를 발생하고, 단계 S15로 이동하여 히터 구동을 오프한다.

난방 제어를 위해서, 실내의 난방이 시작되면, 실내 온도 센서(50)는 실내 난방 온도를 검출하여 상기 제어 보드(40)에 전달한다. 제어 보드(40)의 제어부(42)는 실시간으로 검출되는 실내 온도 검출 값과 난방 제어를 위해 미리 설정된 복수의 기준 설정 온도를 비교하여, 실내 난방 상태를 인지한다. 여기서 복수의 기준 설정 온도는 사용자가 조작 패널(10)을 통해 설정하는 난방 레벨에 따라 설정되는 것이 바람직하다. 그리고 설정된 난방 레벨에 따라 다시 기준 설정 온도를 여러 단계로 세분화하여, 이를 기반으로 히터(30)의 발열량(구동 전압 조정 또는 구동 발열체의 개수 조정)을 자동으로 조절한다. 예컨대, 난방 온도가 설정 온도에 도달하면 히터(30)의 구동을 오프하고, 난방 온도가 설정 온도에 도달한 후, 시간이 지나 실내 온도가 일정 온도 이하로 내려가면 히터(30)의 발열량을 1단으로 조절하고, 다시 실내 온도가 일정 온도 이하로 내려가면 히터(30)의 발열량을 2단으로 조절하며, 다시 실내 온도가 일정 온도 이하로 내려가면 히터(30)의 발열량을 최대 레벨인 3단으로 조절한다. 실내 온도는 외기 온도에 영향을 받게 되므로, 동일한 발열량이라도 외기 온도에 따라 실내 온도는 달라질 수 있다.

이상 설명한 본 발명은 특수차량에서 엔진의 시동을 켜지 않은 상태에서, 히터를 이용하여 실내 난방을 최적으로 구현할 수 있으며, 환경 에너지를 이용하여 난방용 전기 에너지를 생산함으로써, 친환경적이면서 차량 배터리의 전력 소모를 최소화할 수 있는 장점이 있다. 또한, 히터 과열이나 과 난방에 대해서는 경보를 발생해줌으로써, 사용자가 히터 과열이나 과 난방에 의해 발생하는 위험으로부터 미리 대처할 수 있도록 도모해주는 장점이 있다.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.

본 발명은 특수차량에서 차량 엔진을 켜지 않은 상태에서 실내 난방을 구현하는 기술에 효과적으로 적용된다.

10: 조작 패널
20: 차량 배터리
30: 히터
31: 발열 센서
40: 제어 보드
50: 실내 온도 센서
60: 송풍 팬
70: 자가 발전부
80: 보조 배터리

Claims

특수차량의 난방을 제어하기 위한 장치로서,
사용자의 난방 조작 신호를 입력받고 난방 상태를 표시해주는 조작 패널;
난방용 전력을 공급해주는 차량 배터리;
상기 조작 패널에 의한 난방 조작에 따라 상기 차량 배터리를 통해 히터에 구동용 전원을 공급하도록 제어하고, 상기 히터 과열 및 실내 과 난방시 경보를 발생하도록 제어하는 제어 보드;
상기 제어 보드의 제어에 따라 상기 차량 배터리로부터 공급되는 전원으로 발열을 하는 히터;
상기 제어 보드의 제어에 따라 상기 히터에 의해 생성된 열을 실내로 송풍하는 송풍 팬;
자가발전을 통해 전기를 생산하는 자가 발전부;
상기 자가 발전부에서 생산된 전기를 저장하는 보조 배터리를 더 포함하고,
상기 제어 보드는 상기 보조 배터리의 충전량을 검출하여, 히터의 구동 전원이 가능한지를 검출하고, 보조 배터리의 충전량이 히터구동 전원이 가능한 상태이면 보조 배터리를 전원 공급용 배터리로 선택하고, 상기 보조 배터리의 충전량이 히터 구동 전원이 불가능한 상태이면 차량 배터리의 충전량을 검출하여 히터 구동 전원이 가능한지를 검출하는 과정으로 히터 구동 전원 공급용 배터리에 우선순위를 두어 취사선택하며,
상기 제어 보드는 상기 차량 배터리 및 보조 배터리의 충전량을 검출하는 충전량 검출부; 상기 충전량 검출부에서 검출한 충전량을 기초로 히터에 구동 전원을 공급할 배터리를 결정하며, 조작 신호와 히터 온도 검출 값 및 실내 온도 검출 값을 기반으로 히터 구동 및 팬 구동을 제어하고, 경보 발생을 제어하는 제어부; 상기 제어부의 제어에 따라 히터의 구동을 제어하는 히터 구동부; 상기 제어부의 제어에 따라 송풍 팬의 구동을 제어하는 팬 구동부; 상기 제어부의 제어에 따라 경보를 발생하는 경보 발생부를 포함하고,
상기 제어 보드는 검출한 실내 온도 값에 따라 히터의 발열량을 조절하여 전력소모를 최소화하되, 난방 온도가 설정 온도에 도달하면 히터의 구동을 오프하고, 난방 온도가 설정 온도에 도달한 후, 시간이 지나 실내 온도가 일정 온도 이하로 내려가면 히터의 발열량을 1단으로 조절하고, 실내 온도가 상기 일정 온도 이하보다 더 일정 온도 이하로 내려가면 히터의 발열량을 2단으로 조절하며, 다시 실내 온도가 상기 2단 조절 시의 일정 온도보다 더 일정 온도 이하로 내려가면 히터의 발열량을 최대 레벨인 3단으로 조절하는 것을 특징으로 하는 특수차량의 난방 제어장치.
청구항 1에서, 실내 온도를 검출하는 실내 온도 센서를 더 포함하고, 상기 히터는 히터의 과열을 검출하는 과열 센서를 포함하며, 상기 제어 보드는 상기 실내 온도 센서와 과열 센서의 검출 값을 기초로 상기 히터 및 송풍 팬의 구동을 제어하며, 상기 실내 온도 센서 또는 상기 과열 센서에 의해 실내 과 난방 또는 히터 과열이 검출되면 경보를 발생하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 특수차량의 난방 제어장치.
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청구항 1에서, 상기 제어 보드는 상기 차량 배터리의 충전량을 검출하여, 차량 배터리의 충전량이 방전 위험 상태를 나타내는 최저 충전량보다 작으면 히터 구동을 자동으로 오프시키는 것을 특징으로 하는 특수차량의 난방 제어장치.
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