KR20070117262A - 차량의 외기온도 표시장치 및 방법 - Google Patents

차량의 외기온도 표시장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량의 외기온도 표시장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 엔진제어에 사용되는 공기량 센서 내부의 흡기온 센서에서 감지한 외기온도와 수온 센서에서 감지한 냉각수 온도를 이용하여 차량의 정지, 서행, 주행 중 어떠한 조건에서도 현재 외기온도를 표시할 수 있는 장치와 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 차량의 외기온도 표시장치는, 차량의 엔진(304)으로 유입되는 공기의 온도를 감지하는 흡기온 센서(110)와, 상기 엔진(304)에서 발생하는 열을 냉각시키는 냉각수의 온도를 감지하는 수온센서(112)와, 상기 흡기온 센서(110)의 흡기온도와 수온센서(104)의 냉각수 온도를 CAN 통신을 통해 전송하는 엔진 ECU(100) 및 상기 엔진 ECU(100)에서 CAN 통신을 통해 전송한 흡기온도와 냉각수 온도를 수신하고, 냉각수 온도를 참고하여 흡기온도를 보정함으로써 외기온도를 계산하여 디스플레이(206)에 표시하는 FATC 표시부(200)를 포함하여 구성된다.
외기온도, 표시장치, 흡기온 센서, 수온 센서, 보정.

Description

차량의 외기온도 표시장치 및 방법{Device for Indicating Open Air Temperature of Vehicles and Method thereof}
도 1a와 도 1b는 종래 차량의 외기온도 표시장치와 방법을 나타내는 도면,
도 2는 본 발명에 따른 차량의 외기온도 표시장치를 나타내는 구성도,
도 3은 도 2에 나타낸 흡기온 센서의 설치 상태도,
도 4는 본 발명에 따른 차량의 외기온도 표시방법을 나타내는 순서도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100: 엔진 ECU 102: 마이컴
104: 입출력부 110: 흡기온 센서
112: 수온센서 200: FATC 표시부
202: 마이컴 204: 메모리
206: 디스플레이
본 발명은 차량의 외기온도 표시장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 엔진제어에 사용되는 공기량 센서 내부의 흡기온 센서에서 감지한 외기온도와 수온 센서에서 감지한 냉각수 온도를 이용하여 차량의 정지, 서행, 주행 중 어떠한 조건에서도 현재 외기온도를 표시할 수 있는 장치와 방법에 관한 것이다.
일반적으로 하절기와 동절기는 차량 내부와 외부 사이에 높은 온도 차이가 있어 차량에는 외부의 온도를 표시하는 편의장치가 구비된다.
차량의 자동 온도 조절 시스템인 FATC(Full Auto Temperature Control)는 엔진룸 내에 센터 스테이에 외기온 센서를 설치하여 외기온 센서에 의해 감지된 온도를 외기온도로 표시한다.
그러나 상기 외기온 센서가 엔진룸 하단에 설치되기 때문에 엔진에서 발생하는 열과 도로의 지열 때문에 정지 혹은 서행시 정확한 온도를 감지하기 어려워 여러 가지 보정 로직을 사용한다.
대표적으로 차량의 이동속도가 일정속도 이하 혹은 정지 상태에서는 차량 엔진이나 지열에 영향을 받아 외부 공기의 온도를 정확하게 감지할 수 없어 표시장치의 외기온도를 갱신하지 않는다.
예를 들어 운전자가 최초 키 스위치를 ON할 때는 차량이 정지상태이므로 온도를 감지하지만 정확하지 않다고 판단하여 실제 감지된 온도를 표시하는 것이 아니라 키 스위치를 OFF할 때의 온도값을 메모리에 저장했다가 표시장치에서 온도를 표시한다.
그러나 키 스위치를 OFF할 때와 다시 ON할 때의 시간 차이가 커 온도가 다를 때는 운전자가 피부로 느끼는 온도와 표시장치의 온도의 차이가 크다.
이를 극복하기 위해 국내공개특허 10-2005-0028599호에서는 외기온 센서뿐만 아니라 수온센서, 차속센서 등의 정보를 이용하여 차량의 외기온도를 표시한다.
도 1a에 도시된 바와 같이 외기온 센서(20)에서 감지한 외기온도와, 차속센서(22)에서 감지한 차속과, 수온센서(24)에서 감지한 냉각수 온도가 FATC 표시부(10)의 마이컴(12)에 입력되면, 상기 마이컴(12)은 외기온도를 메모리(14)에 저장하고 디스플레이(16)에 출력하되, 차속과 냉각수 온도를 설정치와 비교하여 이전 외기온도나 현재 외기온도를 디스플레이(16)에 출력하여 표시한다.
도 1b의 순서도에 기재된 바와 같이, 차량이 시동되면(S102), 외기온 센서(20)에서 외기온도를 감지하여 마이컴(12)에 송신한다(S104).
상기 S104단계에서 수온센서(24)도 냉각수 온도를 감지하여 마이컴(12)에 송신한다.
상기 마이컴(12)은 냉각수 온도를 설정 온도(예를 들어 50℃)와 비교하여(S106), 냉각수 온도가 설정 온도보다 낮은 경우에 외기온 센서(20)에서 감지한 현재 외기온도를 표시한다(S110).
상기 냉각수 온도가 설정 온도보다 높은 경우에 차속센서(22)에서 감지한 차속을 설정 차속(예를 들어 25km/h)과 비교하여(S108), 설정 차속보다 큰 경우에는 현재 외기온도를 표시하고(S110), 상기 설정 차속보다 차량의 속도가 낮은 경우에는 이전에 감지된 이전 외기온도를 표시한다(S114).
상기의 단계들을 차량의 시동이 오프되는지 판단하여(S112) OFF되는 상태까지 반복하여 수행한다.
상기한 특허는 최초 시동시의 실제 외기온도를 표시할 수 없는 문제점을 해 결하였지만, 정지시나 서행으로 운전하는 상태에서 외기온도 표시를 갱신되지 않는 문제점과, 시동이 오프된 후 충분한 시간이 지나지 않는 경우에 외기온도 표시를 갱신할 수 없는 문제점이 있었다.
즉, 동절기나 하절기에는 장소가 바뀌지 않더라도 일몰/일출 시간에는 1~2 시간 만에 5℃ 내외의 온도가 변하지만 냉각수 온도는 충분히 하강할 수 없으므로 다시 시동을 걸더라도 냉각수의 온도가 50℃ 이상이 되어 외기온도가 갱신되지 않는다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 엔진제어에 사용되는 공기량 센서 내부의 흡기온 센서가 감지하는 외기온도와 수온 센서가 감지하는 냉각수 온도를 이용하여 차량의 정지, 서행, 주행 중 어떠한 조건에서도 현재 외기온도를 표시할 수 있는 차량의 외기온도 표시장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 차량의 외기온도 표시장치는 차량의 엔진으로 유입되는 공기의 온도를 감지하는 흡기온 센서와, 상기 엔진에서 발생하는 열을 냉각시키는 냉각수의 온도를 감지하는 수온센서와, 상기 흡기온 센서의 흡기온도와 수온센서의 냉각수 온도를 CAN 통신을 통해 전송하는 엔진 ECU 및 상기 엔진 ECU(100)에서 CAN 통신을 통해 전송한 흡기온도와 냉각수 온도를 수신하고, 냉각수 온도를 참고하여 흡기온도를 보정함으로써 외기온도를 계산 하여 디스플레이에 표시하는 FATC 표시부를 포함한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 차량의 외기온도 표시방법은, 차량이 시동된 상태에서 수온센서와 흡기온 센서에서 냉각수 온도와 흡기온도를 측정하여 엔진 ECU의 입출력부를 통해 마이컴에 전송하는 단계와, 상기 엔진 ECU의 마이컴에서 냉각수 온도와 흡기온도를 CAN 통신을 이용하여 FATC 표시부의 마이컴으로 전송하는 단계와, 상기 마이컴에서 냉각수 온도가 높을수록 흡기온도는 실제 외기온도보다 비례하여 높게 감지되는 원리를 이용하여, 냉각수 온도를 참조하여 흡기온도를 보정함으로써 외기온도를 계산하는 단계와, 상기 마이컴에서 계산된 외기온도를 디스플레이에 출력하여 표시하는 단계 및 상기의 단계들을 차량의 시동이 OFF되는 상태까지 반복수행하여 외기온도의 표시를 갱신하는 단계를 포함한다.
이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참고로 그 구성 및 작용을 설명하고자 한다.
도 2는 본 발명에 따른 차량의 외기온 표시장치를 나타내는 구성도이고, 도 3은 도 2에 나타낸 흡기온 센서의 설치 상태도이다.
도시된 바와 같이, 흡기온 센서(112), 수온센서(114), 엔진 ECU(100) 및 상기 엔진 ECU(100)와 CAN 통신하는 FATC 표시부(200)로 이루어진다.
수온센서(112)는 냉각수 온도를 감지하여 엔진 ECU(100)의 입출력부(104)를 통해 마이컴(102)에 전송하고, 흡기온 센서(110)는 도 3에 도시된 바와 같이 엔진(304)으로 흡입되는 공기의 온도를 감지하여 엔진 ECU(100)의 입출력부(104)를 통해 마이컴(102)에 전송한다.
상기 냉각수 온도는 차량의 엔진제어에 있어 가장 널리 쓰이는 변수로서, 특성이나 측정 방법은 간단하지만 매우 중요한 신호이다.
수온센서(112)는 냉각수 온도를 검출하는 일종의 가변저항기로 온도를 전압으로 변환시켜 엔진 ECU(100)에 전송한다.
상기 수온센서(112)는 냉각수가 흐르는 실린더 블록의 워터자켓(Water Jacket), 흡기 매니폴드 또는 실린더 헤드의 냉각수 통로에 써미스터 부분이 냉각수와 접촉할 수 있도록 장착된다.
차량의 엔진제어에서 연료량을 결정하기 위해서는 엔진(304)으로 흡입되는 공기량을 정확하게 계측해야 한다.
현재 대부분 적용되는 공기량 센서(Air Flow Sensor)는 핫 필름(Hot Film) 형식으로 흡기온 센서(110)가 내장되는 핫 필름 센서이다.
상기 핫 필름 센서에 내장되는 흡기온 센서(110)는 엔진(304)으로 유입되는 공기온도를 감지하고 에어클리너(302) 후방에 설치된다.
이때 상기 핫 필름은 에어클리너(302) 후방의 흡입 공기가 흘러가는 통로에 동그란 원형상의 형태(보통 메쉬-Mesh Type)로 위치된다.
상기 에어클리너(302)를 통해 흡입되는 공기는 차량의 전방 상단에서 흡입되기 때문에 지열에 영향을 거의 받지 않으며 흡입되는 속도가 매우 빠르기 때문에 엔진열에 대해서도 종래기술과 비교하여 영향을 적게 받는다.
엔진 ECU(100)의 마이컴(102)은 흡기온 센서(110)의 흡기온도와 수온센서(112)의 냉각수 온도를 CAN 통신을 통해 FATC 표시부(200)의 마이컴(202)에 입력 한다.
엔진(304)에서는 열이 발생하기 때문에 흡기온 센서(110)에서 감지되는 흡기온도가 실제 외부의 공기온도와 정확하게 일치하지 않는다.
냉각수 온도가 높을수록 흡기온 센서(110)에서 감지되는 온도 즉, 흡기온도는 실제보다 높게 감지되는데, 이러한 원리를 이용하여 각 냉각수 온도별로 흡기온 센서(110)에서 감지되는 온도를 보정하여 실제 외기온도를 계산할 수 있다.
상기 FATC 표시부(200)의 마이컴(202)은 냉각수 온도별로 흡기온도를 보정하여 실제 외기온도를 계산한 후 디스플레이(206)로 출력하여 외기온도를 표시한다.
도 4는 본 발명에 따른 차량의 외기온도 표시방법을 나타내는 순서도이다.
차량이 시동되면(S402), 수온 센서(112)와 흡기온 센서(110)가 냉각수 온도와 흡기온도를 측정하여 엔진 ECU(100)의 입출력부(104)를 통해 마이컴(102)에 전송한다(S404).
상기 엔진 ECU(100)의 마이컴(102)은 냉각수 온도와 흡기온도를 CAN 통신을 이용하여 FATC 표시부(200)의 마이컴(202)으로 전송한다(S406).
상기 FATC 표시부(200)의 마이컴(202)은 냉각수 온도가 높을수록 흡기온도는 실제 외기온도보다 비례하여 높게 감지측정되는 원리를 이용하여 냉각수 온도를 참조하여 흡기온도를 보정함으로써 실제 외기온도를 계산한다(S408).
즉, 냉각수 온도가 높으면 흡기온 센서(110)에서 감지한 흡기온도를 많이 낮추는 보정을 통해 외기온도를 계산하고, 냉각수 온도가 중간이면 흡기온 센서(110)에서 감지한 흡기온도를 조금 낮추는 보정을 통해 외기온도를 계산하며, 냉각수 온 도가 낮으면 흡기온 센서(110)에서 감지한 흡기온도를 외기온도로 계산한다.
상기 마이컴(202)은 계산된 실제 외기온도를 디스플레이(206)에 출력하여 표시한다.
상기의 단계들을 차량의 시동이 OFF되는지 판단하여(S412) OFF되는 상태까지 반복하여 수행함으로써 현재의 실제 외기온도를 표시하여 갱신할 수 있다.
엔진(304)에 유입되는 공기는 차량 전방 상단에서 아주 많은 양이 빠른 속도로 유입되기 때문에 엔진(304)의 흡기온도는 지열로부터 영향을 거의 받지 않으며 엔진열로부터는 영향을 조금 받지만 종래기술의 외기온 센서보다 영향의 정도가 작고 수온센서(112)의 냉각수 온도를 참조하여 보정할 수 있다.
이와 같이 종래의 외기온 센서를 삭제하고 기설치되어 있는 흡기온 센서(110)와 수온센서(112)를 이용하여 차량 주행조건에 관계없이 시동이 걸린 상태에서 외부공기의 온도를 측정하고 표시를 갱신할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의하면 지열이나 엔진열로부터 영향을 덜 받는 엔진의 흡기온도를 측정하여 냉각수 온도별로 보정을 거쳐 실제 외기온도를 표시하기 때문에 차량주행에 관계없이 외부의 온도를 감지하고 표시할 수 있다.
또한, 외기온도를 표시하기 위하여 엔진룸 내에 별도로 설치된 외기온 센서를 삭제하고 엔진에 기설치된 흡기온 센서의 정보를 이용함으로써 원가를 절감할 수 있다.

Claims (4)

  1. 차량의 엔진(304)으로 유입되는 공기의 온도를 감지하는 흡기온 센서(110);
    상기 엔진(304)에서 발생하는 열을 냉각시키는 냉각수의 온도를 감지하는 수온센서(112);
    상기 흡기온 센서(110)의 흡기온도와 수온센서(104)의 냉각수 온도를 CAN 통신을 통해 전송하는 엔진 ECU(100); 및
    상기 엔진 ECU(100)에서 CAN 통신을 통해 전송한 흡기온도와 냉각수 온도를 수신하고, 냉각수 온도를 참고하여 흡기온도를 보정함으로써 외기온도를 계산하여 디스플레이(206)에 표시하는 FATC 표시부(200)를 포함하는 차량의 외기온도 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 흡기온 센서(100)는 에어클리너(302) 후방에 설치되어 공기량을 측정하는 핫 필름 센서에 내장되는 것을 특징으로 하는 차량의 외기온도 표시장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 FATC 표시부(200)는 냉각수 온도가 높을수록 흡기온도는 실제 외기온도보다 비례하여 높게 감지되는 원리를 이용하여, 냉각수 온도의 고저에 따라 흡기온도의 값을 비례하여 낮추는 보정을 통해 외기온도를 계산하는 것을 특징으로 하는 차량의 외기온도 표시장치.
  4. 차량이 시동된 상태에서 수온 센서(112)와 흡기온 센서(110)에서 냉각수 온도와 흡기온도를 측정하여 엔진 ECU(100)의 입출력부(104)를 통해 마이컴(102)에 전송하는 단계;
    상기 엔진 ECU(100)의 마이컴(102)에서 냉각수 온도와 흡기온도를 CAN 통신을 이용하여 FATC 표시부(200)의 마이컴(202)으로 전송하는 단계;
    상기 마이컴(202)에서 냉각수 온도가 높을수록 흡기온도는 실제 외기온도보다 비례하여 높게 감지되는 원리를 이용하여, 냉각수 온도를 참조하여 흡기온도를 보정함으로써 외기온도를 계산하는 단계;
    상기 마이컴(202)에서 계산된 외기온도를 디스플레이(206)에 출력하여 표시하는 단계; 및
    상기의 단계들을 차량의 시동이 OFF되는 상태까지 반복수행하여 외기온도의 표시를 갱신하는 단계를 포함하는 차량의 외기온도 표시방법.
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