KR20040088274A - 차량의 병렬식열선 시트장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 겨울철 운전석 및 조수석에 내장된 열선을 병렬식으로 구성하여 단선시에도 정상적으로 히팅 동작되도록 하고, 단선시 우려되는 과열 위험을 방지하기 위해 써미스터 및 휴즈가 구비되는 차량의 병렬식열선 시트장치에 관한 것으로서, 차량의 배터리로부터 시트에 장착된 열선으로 전원이 인가되도록 하는 구동전원부와, 상기 구동전원부에서 인가되는 전원이 통과됨에 따라 발열하고, 단선 시에도 발열되도록 각 시트마다 병렬식으로 연결되는 열선부와, 상기 구동전원부와 상기 열선부 사이에서 기설정된 열선의 총 저항값과 현재 측정되는 열선의 총 저항값을 비교하여 단선 여부를 감지하는 동시에 감지 결과를 외부로 출력하는 단선검출부를 포함하여 구성됨에 따라, 내부 열선 중 어느 하나가 단선되더라도 나머지 열선을 통해 전류가 흘러 시트를 가열시킴으로써 운전자 및 탑승객의 편안함을 도모하고, 잦은 고장 수리를 위해 소비되는 시간 및 비용을 절약할 수 있다.

Description

차량의 병렬식열선 시트장치{Parallel heating cable over vehicle's seats}

본 발명은 차량의 병렬식열선 시트장치에 관한 것으로서, 특히 겨울철 운전석 및 조수석에 내장된 열선을 병렬식으로 구성하여 단선시에도 정상적으로 히팅 동작되도록 하고, 단선시 우려되는 과열 위험을 방지하기 위해 써미스터 및 휴즈가 구비되는 차량의 병렬식열선 시트장치에 관한 것이다.

도 1 은 일반적인 차량(C)의 내부 공간이 도시된 도면으로써 운전석(D1) 및 조수석(D2)의 쿠션 및 등받이에 열선 패드가 내장됨에 따라 겨울철 차량에 기본적으로 구비되는 히터 가동과 더불어 보다 직접적으로 운전자 및 승객을 보온하는 효과가 있다.

주로 고급 승용차량에서 적용되고 있으나 본 명세서의 열선패드는 운전석(D1) 및 조수석(D2)에 한정되지 않고, 적용되는 차종 및 시트 위치에 구애받지 않고 적용 가능함을 명시한다.

도 2 는 종래 발명에 의한 차량의 열선 시트장치의 구성 회로도로서 이를 참조하여 종래 발명의 구성 및 문제점에 대해 설명하면 다음과 같다.

먼저 운전자는 차량의 배터리의 인가 여부를 결정하는 전원버튼(10)을 조작하여 열선패드 내부로 전원이 인가되도록 한다.

상기 전원버튼(10)과 연결되는 휴즈(20)는 인가되는 전원에서 일정치를 초과하는 과전류가 지속적으로 흐르는 것을 방지하기 위하여 자동으로 전원 공급을 차단하는 장치로서, 전류에 의해 발생되는 열로 그 자체가 녹아 전선로를 끊어지게하는 원리가 적용되어 통상의 전열기구에 구비된다.

상기 휴즈(20)로부터 운전석 및 조수석으로 전원이 분배되는데, 각각의 시트에는 개별스위치(31,32) 및 이와 직렬 연결되는 서머스탯(41,42)이 구비된다. 따라서 조수석에 사람이 탑승하지 않은 경우 운전자는 상기 전원버튼(10) 및 운전석에 구비된 개별스위치(31)만을 ON 하여 시트가 보온되도록 한다.

상기 서머스탯(41)은 설정된 온도 유지를 위해 자동으로 작동되는 일종의 밸브로서, 초기에는 시트 내부의 열선 패드로 다량의 전원이 인가되도록 하여 신속하게 가열되도록 하고, 가열된 후 운전자가 자리를 잠시 비움에 따라 온도가 낮아지면 다시 가열되도록 하여 온도의 항상성을 유지한다.

상기 서머스탯(41)을 통과한 전원은 열선을 통과하는데, 종래의 열선은 운전석의 쿠션 열선(51) 및 등받이 열선(51')이 직렬로 연결되고, 각각의 열선(51,51')은 단일 저항이 쿠션 및 등받이 면적을 포괄하도록 지그재그형으로 배치되었고, 이는 조수석의 경우도 동일하다.

그리고 각 열선에는 일측에 온도 휴즈(61,61')가 구비되었는데, 온도 퓨즈란 일정 온도 이상으로 과열되는 경우 자동으로 전원인가가 차단되도록 하는 장치이다.

그러나 차량의 급가속, 급제동으로 인해 운전자가 쏠림되거나 또는 탑승객의 이동으로 인해 내부 열선이 단선될 수 있으며, 종래의 경우 쿠션 열선 및 등받이 열선이 실상 직렬로 연결되고, 그 각각의 열선은 단일 저항으로 구성되므로 어느 한 열선이 단선되더라도 해당 좌석 전체의 가열이 불가능하여 불편하고, 단선시마다 고장 수리를 의뢰해야 하는 번거로움이 있다. 이러한 단선은 열선을 이용하는 가정용 전기장판에서도 빈번하게 발생되는 문제점이기도 하다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 열선에 과전류가 흐르거나 일정온도 이상으로 가열되면 작동을 차단시키는 것은 물론, 열선을 병렬식으로 구성하여 내부 열선 중 어느 하나가 단선되더라도 정상적으로 동작되도록 하여 운전석 또는 승객석의 쿠션 또는 등받이를 따뜻하게 유지할 수 있으므로 겨울철 운전자 또는 탑승객의 편안함을 도모하고, 잦은 수리 의뢰로 인한 비용을 절감할 수 있어 경제적이다.

도 1 은 일반적인 차량의 내부 공간이 도시된 도,

도 2 는 종래 발명에 의한 차량의 열선 시트장치의 구성 회로도,

도 3 은 본 발명에 의한 차량의 병렬식열선 시트장치의 구성 회로도,

도 4 는 종래 및 본 발명에 의한 병렬식 열선의 비교도,

도 5 는 본 발명에 의한 차량의 병렬식열선 시트장치의 동작흐름도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

100 구동전원부 110: 동작스위치

120: 휴즈 200: 열선부

310: 저항감지부 320: 단선경고등

331,332: 개별스위치 341,342: 서머스탯

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 차량의 병렬식열선 시트장치의 특징에 따르면, 차량의 배터리로부터 시트에 장착된 열선으로 전원이 인가되도록 하는 구동전원부와, 상기 구동전원부에서 인가되는 전원이 통과됨에 따라 발열하고, 단선 시에도 발열되도록 각 시트마다 병렬식으로 연결되는 열선부와, 상기 구동전원부와 상기 열선부 사이에서 기설정된 열선의 총 저항값과 현재 측정되는 열선의 총 저항값을 비교하여 단선 여부를 감지하는 동시에 감지 결과를 외부로 출력하는 단선검출부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3 은 본 발명에 의한 차량의 병렬식열선 시트장치의 구성 회로도이고, 도 4 는 종래 및 본 발명에 의한 병렬식 열선의 비교도이다.

먼저, 차량용 배터리로부터 시트에 장착된 열선 패드로 전원이 인가되도록 하는 구동전원부(100)는 전체 전원의 인가/차단을 제어하는 동작 스위치(110)와, 상기 동작 스위치(110)의 조작에 의해 과전류의 전원이 인가되는 경우 강제로 전원을 차단시키는 휴즈(120)를 포함하여 구성된다.

휴즈(120)는 전선로에 과전류가 지속적으로 흐르는 것을 방지하기 위하여 사용되는 일종의 자동 차단기로서, 그 원리는 전류에 의해 발생되는 열로 그 자체가 녹아 전선로를 끊어지게 하는 것이다. 예를 들어 정격전류 30A 저압휴즈는 정격의 1.6배의 전류가 흐르는 경우 60 분 이내에, 2배의 전류가 흐르는 경우에는 2분 이내에 전류의 흐름을 차단하여 전원이 인가되는 회로를 보호한다.

열선부(200)는 상기 구동전원부(100)에서 인가되는 전원이 통과됨에 따라 발열하고, 단선 시에도 발열되도록 각 시트마다 병렬식으로 연결되는데, 도면에 도시된 바와 같이 적어도 두 개 이상의 열선(저항,251, 252)이 병렬로 연결되어 구성되어, 그 중 어느 하나가 단선되더라도 나머지 열선을 통해 전류가 흐를 수 있다.

도시된 바와 같이 좌측단은 운전석의 쿠션용 열선(251)과 등받이용 열선(251')을 나타내며, 우측단은 조수석의 쿠션용 열선(252)과 등받이용 열선(252')을 나타낸다. 본 명세서에서는 운전석을 중심으로 각 구성을 설명하기로한다.

여기서, 종래의 열선 배치와 비교되도록 좌측에는 종래의 열선부를, 우측에는 본 발명의 열선부를 도시한 도 4를 참조하여 보다 상세하게 본 발명을 살펴보면 다음과 같다.

종래의 경우 직렬식으로 구성되는 단일 열선의 일단에 온도휴즈(61)를 연결하여 과열시 회로를 보호하였으나, 본 발명의 경우 병렬식 열선(251)의 양단에 온도휴즈(261a,261b)를 연결하여 기설정된 최고허용온도를 초과하면 강제로 전원을 차단시킴에 따라 보다 안정적으로 열선 소자를 보호하고, 과열로 인한 화재 위험 등을 예방하도록 하였다. 이러한 구성은 조수석의 경우도 동일하게 적용된다.

또한, 본 발명은 두 개 이상의 열선 중 일부개가 단선되는 경우 과전류가 흐르면 일차적으로 회로를 보호하는 동시에 단선상태임을 운전자에게 알림하여 고장 수리할 수 있도록 하는데, 이를 위해 본 발명은 단선검출부(300)를 포함하여 구성된다.

상기 단선검출부(300)는 상기 구동전원부(100)와 상기 열선부(200) 사이에서 기설정된 열선의 총 저항값과 현재 측정되는 열선의 총 저항값을 비교하여 단선 여부를 감지하는 동시에 감지 결과를 외부로 출력하기 위하여 상기 각 시트에 배치된 열선의 총 저항값을 측정하고, 현재 측정된 총 저항값과 상기 기설정된 총 저항값이 동일한지를 비교하는 저항감지부(310)와, 상기 저항감지부(310)의 비교결과, 측정된 총 저항값이 상기 기설정된 총 저항값을 초과하는 경우 단선상태임을 경고하기 위하여 점등되는 단선경고등(320)을 포함하여 구성된다.

여기서 총 저항이란 차량에 장착된 시트장치 내부에 회로 연결된 열선의 총 저항을 의미한다. 따라서 운전석 및 조수석에 한해 쿠션/등받이용 시트장치가 연결된 것으로 예시한 도 3 에서의 총 저항이란 운전석 히터의 쿠션/등받이용 열선 저항값과, 상기 운전석 히터와 병렬 연결된 조수석 히터의 쿠션/등받이용 열선 저항값이 전체적으로 계산된 저항값이며. 이러한 총 저항이 상기 저항감지부(310)에 기설정된다.

따라서 상기 저항감지부(310)는 현재 차량 내 시트장치의 총 저항값을 산정하여 상기 기설정된 총 저항값과 동일한지를 비교하는데, 예를 들어 운전석의 쿠션 히터의 열선 하나가 단선되는 경우, 쿠션 히터의 저항값이 상승됨에 따라 총 저항값이 상승하게 되므로 총 저항값이 동일하지 않으면 결국 내부 어느 열선이 단선되었음을 파악할 수 있다.

또한 상기 단선경고등(320)은 상기 저항감지부(310)에서 단선상태임이 감지되면 외부로 경고등을 점멸 반복하거나 또는 점등시킴으로써 운전자가 이를 인지할 수 있도록 하는데, 이는 단지 외부에 경고하기 위해 부가되는 장치로서 경고등뿐만 아니라 경고음을 출력하는 단선경고음스피커(미도시)로 대체될 수도 있다.

상기 단선검출부(300)는 각 시트마다 상기 전원의 인가/차단을 제어하는 한 개 이상의 개별스위치(331,332)를 더 포함하여 구성되므로 시트별로 각자 온/오프 제어가 가능하다. 즉 운전자만 탑승하는 경우는 상기 운전석의 스위치를 동작시켜 시트장치를 온 시킬 수 있고, 기타 시트의 스위치는 모두 오프시킬 수 있어 편리하다.

또한 본 발명의 차량의 병렬식열선 시트장치는 상기 열선부(200)와 연결되어 상기 열선부(200)가 적정온도를 유지할 수 있도록 하는 서머스탯(341,342)을 더 포함하여 구성되는데, 상기 서머스탯(341,342)이란 설정된 온도 유지를 위해 자동으로 작동되는 일종의 밸브로서, 초기에는 시트 내부의 열선부(200)로 다량의 전원이 인가되도록 하여 신속하게 가열되도록 하고, 가열된 후 운전자가 자리를 잠시 비움에 따라 온도가 낮아지면 다시 가열되도록 하여 온도의 항상성을 유지한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 차량의 병렬식열선 시트장치의 동작을 살펴보면 다음과 같다. 이를 본 발명에 의한 차량의 병렬식열선 시트장치의 동작흐름도가 도시된 도 5를 참조하여 설명한다.

먼저, 제 1 단계는 운전자는 병렬식 열선으로 구성된 시트장치로 전원을 인가하기 위하여 동작스위치를 온 한다. (S1)

제 2 단계에서 단선검출부는 기설정된 총 저항값과 현재 감지되는 총 저항값이 동일한지를 비교함으로써 현재 단선된 열선이 존재하는지를 감지한다.(S2)

만약, 상기 총 저항값이 상호 동일하면 단선된 열선이 없이 정상적으로 동작 가능한 상태이므로 제 3 단계에서는 각 시트별 써머스탯을 동작시켜 적정온도로 조절한다. (S3)

제 4 단계에서 온도 휴즈는 열선부가 과열되어 설정된 최고허용온도를 초과하는지를 감지(S4)하여 정상 상태이면 전원이 상기 열선부로 지속적 인가되도록 하고, 온도 과열상태이면 상기 온도 휴즈에 의해 강제로 전원이 차단되어 회로가 보호된다.(S5)

만약 상기 제 2 단계에서의 비교 결과, 회로내 단선된 열선이 존재하는 경우 단선경고등을 점등하여 단선상태를 운전자에게 인식시키고(S6), 운전자는 이에 따라 추후 점검 및 정비를 의뢰한다.(S7)

그러나, 이 때 단선되었다고 하여 즉시 회로 동작이 차단되어 더 이상 열선으로 전원이 인가되지 않는 것이 아니라, 상기 열선부가 병렬식 구성됨에 따라 단선되지 아니한 다른 열선을 통해 여전히 전류가 흐르므로 운전석 및 조수석의 시트를 가열할 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 차량의 병렬식열선 시트장치에 의하면, 열선부를 병렬식으로 구성함에 따라 내부 열선 중 어느 하나가 단선되더라도 나머지 열선을 통해 전류가 흘러 시트를 가열시킴으로써 운전자 및 탑승객의 편안함을 도모하고, 운전자에게 내부 열선 중 어느 하나가 단선됨을 알림하여 고장 수리를 요청하는 동시에, 과전류/과열로 인한 소자 파괴 및 화재 위험을 예방하기 위하여 열선부 양단에 온도휴즈가 구비됨에 따라 보다 안전성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

1. 차량의 배터리로부터 시트에 장착된 열선으로 전원이 인가되도록 하는 구동전원부와, 상기 구동전원부에서 인가되는 전원이 통과됨에 따라 발열하고, 단선 시에도 발열되도록 각 시트마다 병렬식으로 연결되는 열선부와, 상기 구동전원부와 상기 열선부 사이에서 기설정된 열선의 총 저항값과 현재 측정되는 열선의 총 저항값을 비교하여 단선 여부를 감지하는 동시에 감지 결과를 외부로 출력하는 단선검출부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량의 병렬식열선 시트장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 열선부는 적어도 두 개 이상의 열선이 병렬 연결되는 것을 특징으로 하는 차량의 병렬식열선 시트장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 열선부는 양단에 기설정된 최고허용온도를 초과하면 강제로 전원을 차단하는 온도 휴즈가 연결되는 것을 특징으로 하는 차량의 병렬식열선 시트장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 구동전원부는 상기 전원의 인가/차단을 제어하는 동작 스위치와,

   상기 동작스위치의 조작에 의해 과전류의 전원이 인가되는 경우 강제로 전원을 차단하는 휴즈를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량의 병렬식열선 시트장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 단선검출부는 상기 각 시트에 배치된 열선의 총 저항값을 측정하고, 현재 측정된 총 저항값과 상기 기설정된 총 저항값이 동일한지를 비교하는 저항감지부와,

   상기 저항감지부의 비교결과, 측정된 총 저항값과 상기 기설정된 총 저항값이 동일하지 않으면 단선상태임을 경고하기 위하여 점등되는 단선경고등을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량의 병렬식열선 시트장치.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 차량의 병렬식열선 시트장치는 각 시트마다 상기 전원의 인가/차단을 제어하는 한 개 이상의 개별스위치를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량의 병렬식열선 시트장치.
7. 제 5 항에 있어서,

   상기 차량의 병렬식열선 시트장치는 상기 열선부와 연결되어 적정온도를 유지 및 조정하는 서머스탯을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량의 병렬식열선 시트장치.