KR101679019B1 - 불쾌지수를 통한 차량용 공조 제어 장치 및 이의 제어 방법 - Google Patents

불쾌지수를 통한 차량용 공조 제어 장치 및 이의 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량에 장착된 센서를 통해 측정된 사용자의 신체반응에 따라 사용자의 불쾌지수(Discomfort Index)를 판단하고 해당 불쾌지수에 상응하여 차량용 공조 장치를 제어하는 장치 및 이의 제어 방법을 제공하는 것이 목적이다. 이를 위해서, 차량 사용자의 신체반응을 센싱하는 센서부;와 차량 내부의 온도와 습도를 제어하는 공조장치 제어부; 및 상기 센서부에 의해 측정된 사용자의 신체반응에 상응하여 상기 공조장치 제어부를 통해 상기 차량의 내부로 송출되는 바람의 온도, 방향, 풍량 및 풍속을 제어하되, 상기 사용자의 신체반응은 체온, 호흡량, 호흡 중 이산화탄소의 양, 음성톤, 사용단어, 표정 중 어느 하나 이상이며, 상기 제어부는 상기 신체반응을 조합하여 상기 사용자의 정보를 바탕으로 상기 사용자의 불쾌지수 정도를 산출하고 산출된 불쾌지수에 상응하여 상기 공조장치 제어부를 제어하는 불쾌지수를 통한 차량용 공조 제어 장치가 제공된다.

Description

불쾌지수를 통한 차량용 공조 제어 장치 및 이의 제어 방법{AIR CONDITIONER CONTROL DEVICE ACCORDING TO DISCOMFORT INDEX AND METHOD THEREOF}
본 발명은 차량용 공조 장치 및 이의 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사용자의 불쾌지수를 판단하여 해당 불쾌지수에 상응하는 공조장치를 제어하는 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
공조(Heating Ventilating and Air Conditioning, HVAC) 시스템은 자동차의 동력장치를 이용하여 냉매를 압축하고 다시 외부 공기에 의해 응축하여 급격히 팽창후 증발을 시킴으로 냉매가 증발시 외부의 열을 빼앗아 차가워짐으로 증발기(Evaporator) 표면에 송풍을 하여 열 교환된 공기를 이용하여 찬바람을 얻게 되고, 동력 발생 장치에서 연료가 연소된 열을 이용하는데 엔진에 의해서 데워진 냉각수를 이용하여 난방기(Heater) 표면에 송풍을 하여 더운 바람을 얻는 방법을 기본으로 하여 차량 실내 공기를 제어하는 장치를 말한다.
이러한 공조시스템은 외부의 공기 또는 차실내 공기를 유입하여 냉난방 및 실내 공기를 환기시켜 쾌적한 차실내 환경을 조성한다. 최근에 자동 온도 제어(Full Auto Temperature Control, FATC)기능을 구비한 공조시스템이 이용되고 있다. 자동 온도 제어기능을 갖는 공조시스템은 운전자가 원하는 온도를 설정하면 외부조건의 변화에 관계없이 시스템 자체에서 냉방능력을 조정하여 항상 설정된 온도로 실내온도를 유지시켜 준다.
그런데, 종래의 자동 온도제어기능을 구비한 공조시스템은 각 기능에 대해 미리 설정된 한 가지 상태만으로 일률적으로 동작한다. 즉, 오토 버튼을 누른 상태에서 실내온도(예를 들어 23도)를 설정하면, 공조 시스템은 풍속 4단, 에어컨 온(ON), 얼굴 부위로 바람 토출, 외기 유입 등과 같이 일률적으로 작동된다. 그러나, 운전자는 신체특성 및 취향에 따라 느끼는 쾌적조건은 다를 수 있다. 예를 들어, 쾌적조건으로서 풍속은 4단 또는 5단 등이 될 수 있고, 다리 부위로 바람 토출, 차실 내 공기순환을 원할 수도 있다. 따라서, 운전자의 취향을 고려하여 풍속, 공기 토출 도어, 내/외기 공기, 에어컨 작동 여부를 설정하여 오토기능을 수행하는 공조시스템이 요구된다.
한국공개특허 제1997-0069434호 (기아자동차 주식회사) 1997. 11. 7. 특허문헌 1은 자동 온도 조정 장치로서, 특허문헌 1에는 핸들을 잡은 운전자의 손의 온도를 감지하여 차량 실내의 온도를 자동적으로 제어하는 내용이 개시되어 있다. 한국공개특허 제2006-0018600호 (현대자동차 주식회사) 2006. 3. 2. 특허문헌 2는 차량의 공조시스템 및 그의 구동 방법으로서, 특허문헌 2에는 실내온도, 풍속, 풍향, 공기토출 모드, 내외기 선택, 에어컨 구동 여부 등을 입력받아 쾌적 데이터로서 메모리에 저장하고, 쾌적 버튼의 선택시 쾌적 데이터에 기초하여 냉난방 및 환기 장치를 자동으로 구동시키는 내용이 개시되어 있다.
본 발명은 종래의 문제점을 해결하기 위해서, 차량에 장착된 센서를 통해 측정된 사용자의 신체반응에 따라 사용자의 불쾌지수(Discomfort Index)를 판단하고 해당 불쾌지수에 상응하여 차량용 공조 장치를 제어하는 장치 및 이의 제어 방법을 제공하는 것이 목적이다.
본 발명의 다른 목적들은 이하의 실시예에 대한 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일측에 따르면, 차량 사용자의 신체반응을 센싱하는 센서부;와 차량 내부의 온도와 습도를 제어하는 공조장치 제어부; 및 상기 센서부에 의해 측정된 사용자의 신체반응에 상응하여 상기 공조장치 제어부를 통해 상기 차량의 내부로 송출되는 바람의 온도, 방향, 풍량 및 풍속을 제어하되, 상기 사용자의 신체반응은 체온, 호흡량, 호흡 중 이산화탄소의 양, 음성톤, 사용단어, 표정 중 어느 하나 이상이며, 상기 제어부는 상기 신체반응을 조합하여 상기 사용자의 정보를 바탕으로 상기 사용자의 불쾌지수 정도를 산출하고 산출된 불쾌지수(Discomfort Index)에 상응하여 상기 공조장치 제어부를 제어하는 불쾌지수를 통한 차량용 공조 제어 장치가 제공된다.
여기서, 상기 사용자의 불쾌지수에 상응하여 해당 불쾌지수를 낮출 수 있는 바람의 온도, 방향, 풍량 및 풍속이 매핑되어 있는 테이블을 저장하는 저장부;를 더 포함하며, 상기 제어부는, 상기 저장부의 상기 테이블을 참조하여 산출한 불쾌지수에 상응하는 상기 차량의 내부로 송출되는 바람의 온도, 방향, 풍량 및 풍속을 결정하는 것을 특징으로 할 수 있다.
여기서, 사용자 조작부;를 더 포함하며, 상기 제어부는, 상기 사용자 조작부를 통해 상기 차량의 내부로 송출되는 바람의 온도, 방향, 풍량 및 풍속 중의 적어도 하나가 변경되면, 변경된 정보를 상기 저장부에 저장하고, 상기 센서부에 의해 측정된 사용자 체온과 사용자 습도와 상기 변경된 정보를 기초로 상기 공조장치 제어부를 통해 상기 차량의 내부로 송출되는 바람의 온도, 방향, 풍량 및 풍속을 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.
여기서, 상기 센서부는, 상기 사용자의 표정을 인식하는 표정인식 센서 및 상기 사용자의 음성을 인식하는 음성 인식 센서를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
여기서, 사용자의 개인용 무선 단말기와 통신하여 사용자의 불쾌지수 정보를 수신하는 무선 통신부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 무선 통신부로부터 수신한 사용자의 불쾌지수 정보를 상기 저장부의 테이블에 저장하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 차량 내에 장착된 센서부가 차량에 탑승한 사용자의 체온, 호흡량, 호흡 중 이산화탄소의 양, 음성톤, 사용단어, 표정 중 어느 하나 이상을 포함하고 있는 신체반응을 센싱하는 단계;와 제어부가 사용자의 정보를 고려하여 상기 신체반응에 해당하는 상기 사용자의 불쾌지수(Discomfort Index)를 판단하는 단계;와 제어부가 해당 사용자의 불쾌지수와 매칭되어 있는 공조 제어 방법을 선택하는 단계; 및 공조 장치 제어부가 선택된 공조 제어 방법에 따라 공조장치를 제어하는 단계;를 포함하는 불쾌지수를 통한 차량용 공조 제어 방법이 제공된다.
여기서, 상기 사용자의 신체반응에 따라 해당하는 불쾌지수 및 해당 불쾌지수에 상응하는 공조 제어 방법이 매칭되어 테이블 형태로 저장되어 있는 저장부를 더 포함하고 있어, 상기 제어부가 상기 저장부의 상기 테이블에 매칭되어 저장된 정보를 참조하여, 센싱된 신체반응에 해당하는 불쾌지수 정보를 판단하고 해당 불쾌지수에 상응하는 공조 제어 방법을 선택하는 것을 특징으로 할 수 있다.
여기서, 상기 공조 제어 방법은 공조 장치를 통해 상기 차량 내부로 나가는 바람의 온도, 방향, 풍량 및 풍속을 결정하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명은 사용자의 불쾌지수를 판단하여 해당 불쾌지수에 상응하는 공조제어 방법을 수행함으로써 획일적인 공조 방법이 아닌 사용자가 주관적으로 만족감을 느낄 수 있는 공조 제어 방법을 제공할 수 있는 효과가 있다.
도1은 본 발명의 일실시예로 불쾌지수를 통한 차량용 공조 제어 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도2는 본 발명의 일실시예로 센서부의 장착위치를 도시한 도면이다.
도3은 본 발명의 일실시예로 불쾌지수를 통한 차량용 공조 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도1은 본 발명의 일실시예로 불쾌지수를 통한 차량용 공조 제어 장치의 구성을 도시한 도면이다.
본 발명의 불쾌지수를 통한 차량용 공조 제어 장치(100)는 센서부(110), 공조 장치 제어부(120) 사용자 조작부(130), 무선 통신부(140), 저장부(150) 및 제어부(160)를 포함한다.
센서부(110)는 차량에 탑승한 사용자의 신체반응을 센싱한다. 즉, 사용자의 체온, 호흡량, 호흡 중 이산화탄소의 양, 음성정보(억양,음성톤, 사용단어) 및 표정을 센싱한다.
이를 위해서 센서부(110)는 표정을 인식하는 표정인식 센서(111) 및 사용자의 음성을 인식하는 음성 인식 센서(112)를 포함하여 구성된다.
공조 장치 제어부(120)는 차량의 공조장치를 제어하여 차량 내부의 온도와 습도를 제어한다.
사용자 조작부(130)는 차량의 공조 장치를 제어하기 위해 사용자의 조작을 입력받고, 입력 신호를 생성하여 제어부(160)에 전달한다. 사용자 조작부(130)는 숫자 키, 방향키 등을 포함하는 키 패드(key pad), 돔 스위치(dome switch), 터치 패드, 조그 휠, 조그 스위치 등으로 구성될 수 있다. 물론, 사용자 조작부(130)는 유무선으로 연결된 마우스 등의 외부 조작 장치(도시하지 않음)의 신호에 따라 입력 신호를 생성할 수도 있다.
무선 통신부(140)는 사용자의 개인용 무선 단말(예를 들어 노트북, 스마트폰, 태블릿 PC 등)과 통신하여 사용자의 불쾌지수 정보와 해당 공조 제어 방법을 수신한다.
사용자는 자신의 불쾌지수 정보와 해당 불쾌지수인 경우에 원하는 공조 제어방법을 개인용 무선 단말에 저장하고 있고, 차량에 탑승한 경우에 자신의 불쾌지수 정보와 해당 불쾌지수에 상응하는 공조 제어 방법이 차량에 저장되어 있지 않은 경우에는 무선 단말에 저장된 자신의 불쾌지수 정보와 해당 불쾌지수인 경우에 원하는 공조 제어방법에 대한 정보를 무선 통신부(140)를 통해 불쾌지수를 통한 차량용 공조 제어 장치(100)에 전송한다.
이후 불쾌지수를 통한 차량용 공조 제어 장치(100)는 무선 단말로부터 수신한 정보를 저장부(150)에 저장한다.
저장부(150)는 사용자의 불쾌지수와 해당 불쾌지수를 낮출 수 있는 공조 제어방법이 매핑되어 테이블 형태로 저장되어 있다.
여기서, 공조 제어방법은 공조장치에서 차량의 내부로 내보내는 바람의 온도, 방향, 풍량 및 풍속등을 의미한다.
또한, 저장부(150)에는 각 사용자의 신체반응에 해당하는 불쾌지수를 판단하는 정보가 저장되어 있을 수 있다.
저장부(150)에는 차량용 공조 장치의 동작에 필요한 프로그램 및 데이터를 저장하는 역할을 수행하며, 프로그램 영역과 데이터 영역으로 구분될 수 있다. 프로그램 영역은 차량 공조 장치의 전반적인 동작을 제어하는 프로그램, 차량용 공조 장치(100)의 기타 옵션 기능, 예컨대, 바람의 송출 방향 제어, 바람의 온도 제어 기능 등에 필요한 응용 프로그램을 저장할 수 있다. 데이터 영역은 사용자의 온도와 습도별 바람의 온도, 방향, 풍량, 풍속 등에 대한 정보를 저장할 수 있다.
제어부(160)는 센서부(110)에서 측정한 신체반응을 조합하여 사용자의 정보를 바탕으로 해당 사용자의 불쾌지수 정도를 산출한다.
예를 들어 사용자의 표정에 따라 기분 정도를 판단하고 기분이 나쁜 표정이라고 판단되면 불쾌지수가 높다고 판단한다. 또한 사용자의 음성을 분석하여 음성의 톤이나 억양, 사용하는 단어를 판단하여 사용자의 불쾌지수 정도를 판단할 수 있다. 또한, 호흡수와 호흡 중에 포함되어 있는 이산화탄소 양을 측정하여 사용자의 불쾌지수 정도를 판단할 수도 있다.
그리고, 산출된 불쾌지수에 상응하는 공조장치 제어방법을 선택한다. 이후 선택된 공조 장치 제어 방법을 공조장치 제어부(120)으로 출력하여, 공조장치 제어부(120)가 공조 장치를 제어하도록 한다.
도2는 본 발명의 일실시예로 센서부의 장착위치를 도시한 도면이다.
상술한 바와 같이 센서부(110)는 사용자의 얼굴 표정, 음성정보, 호흡 정보등을 센싱할 수 있다.
본 발명의 불쾌지수를 통한 차량용 공조 제어 장치(100)는 탑승자들 각각에 최적화된 공조 제어방법을 수행할 수 있다.
이를 위해서 센서부(110)의 해당 센서 모듈들은 차량에 탑승한 사용자들 각각의 신체정보를 개별적으로 센싱할 수 있도록 차량의 좌석 및 차량 내부의 상부에 장착될 수 있다.
예를 들어, 사용자의 체온과 습도를 측정할 수 있는 센서모듈 및 음성 모듈은 차량 내의 좌석에 장착될 수 있다. 센서부(110)는 차량 내의 좌석에 장착된 센서 모듈을 통해 좌석에 앉은 사용자의 체온과 습도 및 음성정보를 알 수 있다.
물론, 차량 내부에 복수 개의 좌석이 있는 경우, 각 좌석마다 센서 모듈(SM3, SM4)이 장착되어, 해당 좌석에 앉은 사용자의 체온과 습도 및 음성 정보를 측정할 수 있다.
또한, 사용자의 표정이나 호흡 정보를 측정하기 위한 센서모듈(SM1,SM2)은 백미러 또는 차량 내부의 상부에 장착될 수 있다.
이를 통해서, 운전석에 앉은 운전자의 체온과 습도를 기초로 운전자에게 최적화된 차량 내부 환경을 제공하고, 조수석에 앉은 사용자의 체온과 습도를 기초로 조수석에 앉은 사용자에게 최적회된 차량 내부 환경을 제공할 수 있다.
도3은 본 발명의 일실시예로 불쾌지수를 통한 차량용 공조 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
S100 단계는 차량 내에 장착된 센서부(110)가 차량에 탑승한 사용자의 신체반응을 센싱하는 단계이다.
여기서, 센서부(110)는 사용자의 체온, 호흡량, 호흡 중 이산화탄소의 양, 음성톤, 사용단어, 표정 중 어느 하나 이상을 포함하고 있는 신체반응을 센싱한다.
S110 단계는 제어부(160)가 사용자의 정보를 고려하여 센서부(110)에서 측정된 신체반응에 해당하는 사용자의 불쾌지수를 판단하는 단계이다.
불쾌지수(Discomfort Index)는 동일한 온도와 습도 조건이라도 사용자에 따라서 상이할 수 있다.
따라서, 본 발명의 불쾌지수를 통한 차량용 공조 제어 장치(100)는 사용자의 특성을 고려하여 사용자의 불쾌지수 정도를 판단한다.
즉, 사용자의 단순 신체반응뿐만 아니라 사용자의 정보를 고려하여 해당 사용자의 불쾌지수를 판단할 수 있다.
이를 위해서 사용자는 자신이 느끼는 각각의 불쾌지수 정도에 해당하는 조간들을 저장부(150)에 저장할 수 있다. 또한, 사용자는 저장부(150)에 자신의 불쾌지수 정도를 판단하는 정보가 저장되어 있지 않은 경우에는, 무선 단말기를 통해 불쾌지수를 통한 차량용 공조 제어 장치(100)와 통신을 수행하여 해당 정보를 저장부(150)에 저장시키도록 할 수 있다.
S120 단계는 제어부(160)가 해당 사용자의 불쾌지수와 매칭되어 있는 공조 제어 방법을 선택하는 단계이다.
예를 들어, 제어부(160)는 저장부(150)의 테이블에 매칭되어 저장된 정보를 참조하여, 센싱된 신체반응에 해당하는 불쾌지수 정보를 판단하고 해당 불쾌지수에 상응하는 공조 제어 방법을 선택할 수 있다.
S130 단계는 공조 장치 제어부(120)가 선택된 공조 제어 방법에 따라 공조장치를 제어하는 단계이다.
공조 장치 제어부(120)는 선택된 공조 제어 방법에 따라 공조장치를 제어하여 차량 내부로 나가는 바람의 온도, 방향, 풍량 및 풍속을 결정한다.
상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 불쾌지수를 통한 차량용 공조 제어 장치
110 : 센서부
111 : 표정 인식 센서
112 : 음성 인식 센서
120 : 공조장치 제어부
130 : 사용자 조작부,
140 : 무선 통신부
150 : 저장부
160 : 제어부

Claims (8)

  1. 차량 사용자의 체온, 호흡량, 호흡 중 이산화탄소의 양, 음성톤, 사용단어, 표정 중 어느 하나 이상을 포함하는 사용자의 신체반응을 센싱하는 센서부;
    상기 사용자의 불쾌지수에 상응하여 해당 불쾌지수를 낮출 수 있는 바람의 온도, 방향, 풍량 및 풍속이 매핑되어 있는 테이블을 저장하는 저장부; 및
    상기 사용자의 신체반응 중 이산화탄소의 양, 음성톤, 사용단어, 표정 중 어느 하나 또는 둘 이상을 조합하여 상기 사용자의 정보를 바탕으로 상기 사용자의 불쾌지수 정도를 산출하고 상기 저장부의 상기 테이블을 참조하여 산출한 불쾌지수(Discomfort Index)에 상응하여 상기 차량의 내부로 송출되는 바람의 온도, 방향, 풍량 및 풍속을 제어하는 공조장치 제어부;를 포함하는 불쾌지수를 통한 차량용 공조 제어 장치로서,
    사용자의 개인용 무선 단말기와 통신하여 사용자의 불쾌지수 정보를 수신하는 무선 통신부;를 더 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 저장부에 사용자의 불쾌지수에 따른 공조 제어 방법에 대한 정보가 없는 경우, 상기 무선 통신부로부터 수신한 사용자의 불쾌지수에 따른 공조 제어 방법을 상기 저장부의 테이블에 저장하는 것을 특징으로 하는 불쾌지수를 통한 차량용 공조 제어 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    사용자 조작부;를 더 포함하며,
    상기 제어부는, 상기 사용자 조작부를 통해 상기 차량의 내부로 송출되는 바람의 온도, 방향, 풍량 및 풍속 중의 적어도 하나가 변경되면, 변경된 정보를 상기 저장부에 저장하고, 상기 센서부에 의해 측정된 사용자 체온과 사용자 습도와 상기 변경된 정보를 기초로 상기 공조장치 제어부를 통해 상기 차량의 내부로 송출되는 바람의 온도, 방향, 풍량 및 풍속을 제어하는 것을 특징으로 하는 불쾌지수를 통한 차량용 공조 제어 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 센서부는,
    상기 사용자의 표정을 인식하는 표정인식 센서 및 상기 사용자의 음성을 인식하는 음성 인식 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 불쾌지수를 통한 차량용 공조 제어 장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
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