KR101935773B1 - 차량용 제어장치 - Google Patents

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KR101935773B1
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Abstract

본 발명은 차량용 제어장치에 관한 것으로서, 차실내의 이산화탄소 농도 증가 시에 운전자의 휴식을 적극적으로 유도함으로써 이산화탄소 농도 증가로 인한 운전자의 졸음현상과 그로 인한 안전사고를 사전에 예방할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 차실내를 냉,난방하는 공조장치를 구비하며, 공조장치는, 내,외기를 흡입하여 차실내로 송풍하는 블로어와, 차실내로 송풍되는 공기를 냉각시키는 증발기와, 차실내로의 공기토출방향을 제어하는 모드도어들과, 공조장치를 제어하기 위한 콘트롤러를 포함하는 차량용 제어장치에 있어서, 차실내의 이산화탄소 농도를 감지하는 이산화탄소 농도 감지수단과; 차량 도어의 개방을 감지하는 도어개방 감지수단과; 현재시점에서 미리 설정된 시간 이전시점까지 이산화탄소 농도 감지수단으로부터 입력된 차실내 이산화탄소의 평균농도값이 미리 설정된 기준농도값이상이고, 현재시점에서 미리 설정된 시간 이전시점까지 도어개방 감지수단으로부터 도어개방 신호가 입력되지 않으면, 휴식권고모드로 전환되면서 공조장치를 제어한다.

Description

차량용 제어장치{CONTROL DEVICE FOR AUTOMOTIVE VEHICLES}
본 발명은 차량용 제어장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 차실내의 이산화탄소 농도 증가 시에 운전자의 휴식을 적극적으로 유도함으로써, 이산화탄소 농도 증가로 인한 운전자의 졸음현상과 그로 인한 안전사고를 사전에 예방할 수 있는 차량용 제어장치에 관한 것이다.
차실내의 공기는, 좁고 밀폐된 차실내의 특성에 따라 오염되기 쉽다. 특히, 탑승자들의 호흡으로 인해 발생하는 이산화탄소(CO2)는 차실내의 오염을 가중시킨다.
이산화탄소에 의해 오염된 차실내 공기는, 운전자의 피로도를 증가시키고, 운전자의 졸음을 유발한다. 특히, 운전자의 졸음을 유발하여 안전사고의 우려를 증가시킨다.
이를 감안하여, 차실내 공기가 이산화탄소에 의해 오염될 경우, 차실내 공기를 환기시켜주는 기술들이 개발되고 있다.
이 기술은, 차실내의 이산화탄소 농도가 기준치 이상일 경우, 창유리를 열어주거나 또는 공조장치를 외기모드로 전환시켜주도록 구성된다. 따라서, 외부의 신선한 공기가 다량 도입되면서 차실내의 이산화탄소 농도를 낮춰주도록 구성된다.
그런데, 이러한 종래의 기술은, 차실내의 이산화탄소 농도 증가 시에 차실내의 공기를 환기시켜줄 뿐, 이산화탄소로 인한 운전자의 졸음현상에는 적극적으로 대응할 수 없다는 단점이 있다.
그리고 이러한 단점 때문에 차량의 운전자는, 졸음이 오는데도 불구하고 차량을 계속 운전한다는 문제점이 지적되고 있으며, 이러한 문제점 때문에 안전사고의 염려가 가중된다는 결점이 지적되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은, 차실내의 이산화탄소 농도 증가 시에, 운전자의 휴식을 적극적으로 유도할 수 있는 차량용 제어장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 차실내의 이산화탄소 농도 증가 시에 운전자의 휴식을 적극적으로 유도할 수 있도록 구성함으로써, 차실내의 이산화탄소로 인한 운전자의 졸음현상에 적극적으로 대응할 수 있는 차량용 제어장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 차실내의 이산화탄소로 인한 운전자의 졸음현상에 적극적으로 대응할 수 있도록 구성함으로써, 운전자의 졸음으로 인한 안전사고를 예방할 수 있는 차량용 제어장치를 제공하는 데 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 차량용 제어장치는, 차실내를 냉,난방하는 공조장치를 구비하며, 상기 공조장치는, 내,외기를 흡입하여 차실내로 송풍하는 블로어와, 차실내로 송풍되는 공기를 냉각시키는 증발기와, 차실내로의 공기토출방향을 제어하는 모드도어들과, 상기 공조장치를 제어하기 위한 콘트롤러를 포함하는 차량용 제어장치에 있어서, 차실내의 이산화탄소 농도를 감지하는 이산화탄소 농도 감지수단과; 차량 도어의 개방을 감지하는 도어개방 감지수단과; 현재시점에서 미리 설정된 시간 이전시점까지 상기 이산화탄소 농도 감지수단으로부터 입력된 차실내 이산화탄소의 평균농도값이 미리 설정된 기준농도값이상이고, 현재시점에서 미리 설정된 시간 이전시점까지 상기 도어개방 감지수단으로부터 도어개방 신호가 입력되지 않으면, 휴식권고모드로 전환되면서 상기 공조장치를 제어하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 이산화탄소 농도 감지수단으로부터 입력된 이산화탄소 농도들을 시간대별로 저장하는 제 1메모리부와; 상기 도어개방 감지수단으로부터 입력된 도어개방 신호들을 시간대별로 저장하는 제 2메모리부와; 현재시점에서부터 미리 설정된 시간 이전시점까지의 이산화탄소 농도들을 상기 제 1메모리부에서 모두 검출하여, 현재시점에서부터 미리 설정된 시간 이전시점까지의 이산화탄소 평균농도값을 산출하는 산출부와; 상기 산출부에서 산출된 이산화탄소 평균농도값이 미리 설정된 기준농도값 이상인지를 비교 판단하는 비교부를 포함하며; 상기 제어부는, 상기 비교부에서의 비교 결과, 상기 이산화탄소 평균농도값이 기준농도값 이상이면, 현재시점에서 미리 설정된 시간 이전시점까지 상기 도어개방 감지수단으로부터 도어개방 신호가 입력되었는지를 상기 제 2메모리부에서 확인하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 차량용 제어장치에 의하면, 차실내의 이산화탄소 농도가 증가된 상태에서 운전자가 휴식을 취하지 않은 것으로 판단될 시에, 운전자에게 휴식을 적극적으로 권고하는 구조이므로, 차실내의 이산화탄소로 인한 운전자의 졸음현상에 적극적으로 대응할 수 있는 효과가 있다.
또한, 차실내의 이산화탄소로 인한 운전자의 졸음현상에 적극적으로 대응할 수 있는 구조이므로, 운전자의 졸음으로 인한 안전사고를 예방할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 차량용 제어장치의 구성을 나타내는 도면,
도 2는 본 발명에 따른 차량용 제어장치의 작동예를 나타내는 플로우차트이다.
이하, 본 발명에 따른 차량용 제어장치의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명한다.
먼저, 본 발명의 특징부를 살펴보기에 앞서, 도 1을 참조하여 차량용 공조장치에 대해 간략하게 설명한다.
차량용 공조장치(1)는, 블로어(Blower)(3)와 에어컨(Aircon)의 증발기(5)를 구비한다.
블로어(3)는, 외기 또는 내기를 흡입하고, 흡입된 내, 외기를 차실내로 송풍한다. 증발기(5)는, 차실내로 송풍되는 공기를 냉각시킨다. 따라서, 차실내를 냉방한다.
그리고 차량용 공조장치는, 각종 모드도어(7)들과 콘트롤러(9)를 구비한다.
모드도어(7)들은, 차실내로 토출되는 공기의 토출방향을 조절하기 위한 것으로, 벤트 도어(Vent Door)를 포함한다.
벤트 도어는, 차실내 탑승객의 얼굴방향으로 토출되는 공기를 조절한다. 특히, 공조장치가 "벤트모드"(Vent Mode)로 제어될 경우에 탑승객의 얼굴방향으로 토출되는 공기량을 증가시킨다. 따라서, 증발기(5)를 통과한 다량의 냉기가 탑승객의 얼굴부분으로 직접 공급되게 한다.
콘트롤러(9)는, 공조장치를 제어하기 위한 것으로, 운전석 전방에 설치되며, 다수의 스위치들과, 디스플레이부를 갖추고 있다. 특히, 디스플레이부는, 액정표시장치(Liquid Crystal Display)로 구성되며, 공조장치의 작동 상태와 일련의 작동과정을 표시한다.
콘트롤러(9)는, 공조장치의 작동 상태와 일련의 작동과정을 음성으로 안내하는 스피커장치(9a)를 갖출 수도 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 차량용 제어장치를 도 1 내지 도 3을 참조하여 상세하게 설명한다.
먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명의 차량용 제어장치는, 차실내의 이산화탄소 농도를 감지하는 이산화탄소 농도 감지수단(10)을 구비한다.
이산화탄소 농도 감지수단(10)은, CO2 센서로 구성되며, 차실내의 이산화탄소 농도를 감지한 다음, 감지된 이산화탄소 농도 데이터를 후술하는 제어부(30)에 입력시킨다.
이러한 이산화탄소 농도 감지수단(10)은, 차실내의 이산화탄소 농도를 초(Sec)단위로 감지하는 것이 바람직하고, 감지된 이산화탄소 농도를 제어부(30)에 초(Sec)단위로 입력시키는 것이 바람직하다.
그리고 본 발명의 제어장치는, 차량의 도어 개방여부를 감지하는 도어개방 감지수단(20)을 구비한다.
도어개방 감지수단(20)은, 도어센서로 구성되며, 도어의 개방을 감지한 다음, 감지된 도어개방 신호(A)를 후술하는 제어부(30)에 입력시킨다.
그리고 본 발명의 제어장치는, 제어부(30)를 구비한다. 제어부(30)는, 마이크로 프로세서를 갖추고 있는 것으로, 제 1메모리부(32)와 제 2메모리부(34)와 산출부(36)와 비교부(38)를 포함한다.
제 1메모리부(32)는, 이산화탄소 농도 감지수단(10)으로부터 차실내의 이산화탄소 농도가 초(Sec)단위로 입력되면, 입력된 초(Sec)단위의 이산화탄소 농도들을 시간대별로 모두 저장한다.
제 2메모리부(34)는, 도어개방 감지수단(20)으로부터 도어개방 신호(A)가 입력되면, 입력된 도어개방 신호(A)들을 시간대별로 모두 저장한다.
산출부(36)는, 일종의 연산프로그램으로서, 현재의 시점에서부터 미리 설정된 시간 이전 시점까지, 예를 들면, 현재의 시점에서부터 2시간 이전까지의 이산화탄소 농도들을 제 1메모리부(32)에서 모두 검출하고, 검출된 이산화탄소 농도들을 연산 처리하여 현재의 시점에서부터 2시간 이전까지의 이산화탄소 농도 평균값(이하, "평균농도값"이라 칭함)을 산출한다.
비교부(38)는, 산출부(36)에서 현재의 시점에서부터 2시간 이전까지의 이산화탄소 농도 평균값이 산출되면, 산출된 2시간동안의 차실내 이산화탄소 "평균농도값"과 미리 설정된 "기준농도값"을 서로 비교하여, 2시간동안의 차실내 이산화탄소 "평균농도값"이, 미리 설정된 "기준농도값"이상인지의 여부를 판단한다.
한편, 제어부(30)는, 비교부(38)에서의 비교 결과, 2시간동안의 차실내 이산화탄소 "평균농도값"이 "기준농도값"이상이면, 현재의 시점에서 미리 설정된 시간 이전 시점까지, 예를 들면, 현재시점에서부터 2시간 전까지 도어개방 감지수단(20)으로부터 도어개방 신호(A)가 입력되었는지를 제 2메모리부(34)에서 확인한다.
확인 결과, 현재시점에서부터 2시간 전까지 도어개방 감지수단(20)으로부터 도어개방 신호(A)가 한번도 입력되지 않았으면, 현재 차실내의 이산화탄소 농도가 매우 높아 운전자의 피로도가 높고 졸음의 발생율이 높은 상태인데도 불구하고, 운전자가 한번도 휴식을 취하지 않은 것으로 판단한다.
그리고 이러한 판단에 따라 "휴식권고모드"로 전환되면서 공조장치(1)를 제어한다. 특히, 공조장치(1)를 제어함으로써, 차량의 운전자에게 휴식이 필요함을 적극적으로 권고한다.
운전자의 휴식을 권고하는 예로서, 제어부(30)가 공조장치(1)의 모드도어(7)를 벤트모드(Vent Mode)로 제어하는 방법이 있다.
이 방법은, 운전자의 얼굴부분에 직접 공기를 토출함으로써, 차량의 운전자에게 휴식의 필요성을 적극적으로 알린다. 따라서, 운전자의 휴식을 적극적으로 유도한다.
운전자의 휴식을 권고하는 다른 예로서, 제어부(30)가 공조장치(1)의 에어컨, 즉 증발기(5)를 온(ON)시키는 방법도 있다.
이 방법은, 차실내의 운전자에게 냉기를 공급함으로써, 차량의 운전자에게 휴식의 필요성을 적극적으로 알리는 방법이다.
공조장치(1)의 에어컨을 온시킬 경우, 공조장치(1)를 벤트모드로 제어하는 것이 바람직하다. 그래야만, 증발기(5)의 차가운 냉기가 운전자의 얼굴에 직접 공급되기 때문이며, 이로써, 차량의 운전자에게 휴식의 필요성을 더욱 강력하게 인식시킬 수 있게 된다.
운전자의 휴식을 권고하는 또 다른 예로서, 제어부(30)가 공조장치(1)의 블로어(3)의 회전단수를 높이는 방법이 있다.
이 방법은, 차실내의 운전자에게 공급되는 공기의 풍량을 증가시킴으로써, 차량의 운전자에게 휴식의 필요성을 적극적으로 알리는 방법이다.
바람직하게로는, 블로어(3)의 회전단수를 높이되, 현재의 회전단수보다 1단 더 높이는 것이 좋다.
그리고 블로어(3)의 회전단수를 높일 경우, 공조장치(1)를 벤트모드로 제어하고, 공조장치(1)의 에어컨을 온시키는 것이 바람직하다. 그래야만, 많은 량의 냉기가 운전자의 얼굴에 직접 공급되기 때문이며, 이로써, 차량의 운전자에게 휴식의 필요성을 더욱 강력하게 인식시킬 수 있게 된다.
운전자의 휴식을 권고하는 또 다른 예로서, 제어부(30)가 스피커장치(9a)를 제어하여 경고음을 발생시키는 방법이 있다.
이 방법은, 스피커장치(9a)를 통해 경고음을 발생시킴으로써, 차량의 운전자에게 휴식의 필요성을 적극적으로 권고하는 방법이다.
스피커장치(9a)는, 공조장치(1)의 콘트롤러(9)에 부설되는 스피커장치를 사용하는 것이 바람직하다.
그리고 스피커장치(9a)로 경고음을 발생시킬 경우, 공조장치(1)를 벤트모드로 제어하고, 에어컨을 온시키며, 블로어(3)의 회전단수를 높이는 것이 바람직하다. 그래야만, 휴식의 필요성을 운전자에게 보다 적극적으로 알릴 수 있기 때문이다.
가장 바람직하게는, 제어부(30)가 상기한 "휴식의 권고 예"들을 순차적으로 제어하여, 운전자에게 휴식의 필요성을 단계적으로 권고하는 것이 좋다.
예를 들면, "휴식권고모드"로 전환된 제어부(30)는, 먼저 공조장치(1)를 벤트모드(Vent Mode)로 제어하여 운전자의 얼굴부분에 직접 공기를 토출한다.
그리고 나서, 미리 설정된 시간이 경과된 후, 예를 들여, 30초 경과 후, 공조장치(1)의 증발기(5)를 제어하여 운전자의 얼굴에 냉기를 공급한다.
그리고 증발기(5)의 제어 후, 미리 설정된 시간이 경과되면, 다시 공조장치(1)의 블로어(3)를 제어하여 운전자의 얼굴에 공급되는 냉기의 풍량을 증가시킨다.
그리고 블로어(3)의 제어 후, 미리 설정된 시간이 경과하면, 최종적으로 스피커장치(9a)를 제어하여 운전자에게 경고음을 발생시킨다.
이렇게, "휴식의 권고 예"들을 순차적으로 제어하여, 운전자에게 휴식의 필요성을 단계적으로 권고하면, 차량의 운전자는 휴식의 필요성을 보다 효과적으로 인식할 수 있게 된다.
한편, 제어부(30)는, 공조장치(1)를 제어하는 도중에, 도어개방 감지수단(20)으로부터 도어개방 신호(A)가 입력되면, 즉, 차량의 운전자가 도어를 개방할 경우, 차량의 운전자가 휴식을 취하는 것으로 판단하여 공조장치(1)의 제어를 중지하도록 구성된다.
다음으로, 이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 작동예를 도 1과 도 2를 참조하여 설명한다.
먼저, 차량의 시동이 온(ON)된 상태에서(S101), 제어부(30)는, 현재의 시점에서부터 미리 설정된 시간 이전 시점까지, 예를 들면, 현재시점에서부터 2시간 전까지의 이산화탄소 농도들을 제 1메모리부(32)에서 모두 검출한다(S103).
그리고 현재시점에서부터 설정시간 2시간 전까지의 이산화탄소 농도들의 검출이 완료되면, 제어부(30)는 검출된 이산화탄소 농도들을 연산 처리하여 현재의 시점에서부터 설정 시간 이전 시점까지, 예를 들면, 현재시점에서 2시간 전까지의 이산화탄소 "평균농도값"을 산출한다(S105).
그리고 현재시점에서 2시간 전까지의 이산화탄소 평균농도값이 산출되면, 제어부(30)는, 산출된 2시간동안의 차실내 이산화탄소 "평균농도값"이, 미리 설정된 "기준농도값"이상인지를 판단한다(S107).
판단 결과, "기준농도값"이상이면, 제어부(30)는, 현재의 시점에서부터 미리 설정된 시간 이전 시점까지, 예를 들면, 현재시점에서부터 2시간 전까지 차량의 도어가 개방되었는지를 다시 판단한다(S109).
판단 결과, 현재시점에서부터 2시간 전까지 도어가 개방되지 않았으면(S109-1), 제어부(30)는, 현재 차실내의 이산화탄소 농도가 높아 운전자의 피로도가 높고 졸음의 발생율이 높은 상태인데도 불구하고, 운전자가 한번도 휴식을 취하지 않은 것으로 판단한다.
그리고 이러한 판단에 따라 "휴식권고모드"로 전환(S111)되면서 공조장치(1)를 제어한다(S113).
예를 들면, 공조장치(1)를 벤트모드(Vent Mode)로 제어하고 에어컨을 작동시키며 블로어(3)의 회전단수를 높이고 경고음을 발생시킨다. 따라서, 차량의 운전자에게 휴식의 필요성을 권고한다. 그러면. 차량의 운전자는 휴식의 필요성을 인식하면서 휴식을 취하게 된다.
이와 같은 구성의 본 발명에 의하면, 차실내의 이산화탄소 농도가 증가된 상태에서 운전자가 휴식을 취하지 않은 것으로 판단될 시에, 운전자에게 휴식을 적극적으로 권고하는 구조이므로, 차실내의 이산화탄소로 인한 운전자의 졸음현상에 적극적으로 대응할 수 있다.
또한, 차실내의 이산화탄소로 인한 운전자의 졸음현상에 적극적으로 대응할 수 있는 구조이므로, 운전자의 졸음으로 인한 안전사고를 예방할 수 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.
1: 공조장치 3: 블로어(Blower)
5: 증발기 7: 모드도어(Mode Door)
9: 콘트롤러(Controller) 10: 이산화탄소 농도 감지수단
20: 도어개방 감지수단 30: 제어부
32: 제 1메모리부 34: 제 2메모리부
36: 산출부 38: 비교부
A: 도어개방 신호

Claims (5)

  1. 차실내를 냉,난방하는 공조장치(1)를 구비하며, 상기 공조장치(1)는, 내,외기를 흡입하여 차실내로 송풍하는 블로어(3)와, 차실내로 송풍되는 공기를 냉각시키는 증발기(5)와, 차실내로의 공기토출방향을 제어하는 모드도어(7)들과, 상기 공조장치(1)를 제어하기 위한 콘트롤러(9)를 포함하는 차량용 제어장치에 있어서,
    차실내의 이산화탄소 농도를 감지하는 이산화탄소 농도 감지수단(10)과;
    차량 도어의 개방을 감지하는 도어개방 감지수단(20)과;
    현재시점에서 미리 설정된 시간 이전시점까지 상기 이산화탄소 농도 감지수단(10)으로부터 입력된 차실내 이산화탄소의 평균농도값이 미리 설정된 기준농도값이상이고, 현재시점에서 미리 설정된 시간 이전시점까지 상기 도어개방 감지수단(20)으로부터 도어개방 신호(A)가 입력되지 않으면, 휴식권고모드로 전환되면서 상기 공조장치(1)를 제어하는 제어부(30)를 포함하며;
    상기 제어부(30)는, 휴식권고모드 시에 상기 공조장치(1)를 제어하되,
    상기 모드도어(7)를 제어하여 벤트모드(Vent Mode)로 조절하는 것과, 상기 증발기(5)를 작동시키는 것과, 상기 블로어(3)의 회전단수를 높이는 것과, 상기 콘트롤러(9)의 스피커장치(9a)를 작동시켜 경고음을 발생시키는 것 중, 적어도 어느 하나로 제어하고;
    상기 공조장치(1)를 제어하는 도중에 상기 도어개방 감지수단(20)으로부터 도어개방 신호(A)가 입력되면, 차량의 운전자가 도어를 개방하고 휴식을 취하는 것으로 판단하여 상기 공조장치(1)의 제어를 중지하는 것을 특징으로 하는 차량용 제어장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 이산화탄소 농도 감지수단(10)으로부터 입력된 이산화탄소 농도들을 시간대별로 저장하는 제 1메모리부(32)와;
    상기 도어개방 감지수단(20)으로부터 입력된 도어개방 신호(A)들을 시간대별로 저장하는 제 2메모리부(34)와;
    현재시점에서부터 미리 설정된 시간 이전시점까지의 이산화탄소 농도들을 상기 제 1메모리부(32)에서 모두 검출하여, 현재시점에서부터 미리 설정된 시간 이전시점까지의 이산화탄소 평균농도값을 산출하는 산출부(36)와;
    상기 산출부(36)에서 산출된 이산화탄소 평균농도값이 미리 설정된 기준농도값 이상인지를 비교 판단하는 비교부(38)를 포함하며;
    상기 제어부(30)는, 상기 비교부(38)에서의 비교 결과, 상기 이산화탄소 평균농도값이 기준농도값 이상이면, 현재시점에서 미리 설정된 시간 이전시점까지 상기 도어개방 감지수단(20)으로부터 도어개방 신호(A)가 입력되었는지를 상기 제 2메모리부(34)에서 확인하는 것을 특징으로 하는 차량용 제어장치.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부(30)는, 휴식권고모드 시에,
    상기 모드도어(7)를 제어하여 벤트모드(Vent Mode)로 조절하는 것과, 상기 증발기(5)를 작동시키는 것과, 상기 블로어(3)의 회전단수를 높이는 것과, 상기 콘트롤러(9)의 스피커장치(9a)를 작동시켜 경고음을 발생시키는 것이, 미리 설정된 시간 간격을 두고 순차적으로 작동되게 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 제어장치.
  5. 삭제
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