KR20100082876A - 에어컨 제어장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량의 실내온도를 자동으로 조절하는 과정에서 불필요하게 에어컨이 작동되는 것을 방지하기 위한 것으로, 탑승자가 설정한 목표온도에 맞추어 공기조화기를 제어하는 자동온도 조절 장치(100)와; 상기 자동온도 조절장치(100)의 제어를 받아 탑승자의 표면온도를 감지하는 적외선센서(110)와; 상기 자동온도 조절장치(100)의 제어를 받아 차량의 실외온도를 감지하는 실외온도센서(120)로 이루어지되; 상기 적외선센서(110)는 탑승자의 신체 표면온도(TB) 또는 얼굴 표면온도(TF) 중에서 선택되는 어느 하나 또는 하나 이상을 감지하고, 상기 자동온도 조절장치(100)에 의해 에어컨이 작동되고 있을 때, 상기 실외온도센서(120)로부터 감지된 외기온도(TO)가 제 1기준온도(T1)보다 낮고 상기 적외선센서(110)로부터 감지된 탑승자 표면온도가 제 2기준온도(T2)보다 낮은 경우 에어컨의 작동을 중지시키는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성에 의해 본 발명은 불필요하게 에어컨이 작동함으로써 발생되는 연료 손실을 방지할 수 있다.
에어컨, 자동온도 조절장치(FATC), 서모파일 적외선센서

Description

에어컨 제어장치{CONTROLLER FOR A CAR AIR CONDITIONER}
본 발명은 자동차의 실내를 냉방시킬 때 사용하는 자동차 에어컨에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 에어컨을 작동시키지 않고도 외기에 의해 실내온도를 설정된 목표온도로 용이하게 달성 및 유지할 수 있는 구간에서 에어컨이 불필요하게 작동되는 것을 방지함으로써 에어컨의 작동에 따른 연료 손실을 막을 수 있는 에어컨 제어장치에 관한 것이다.
자동차에는 실내온도를 자동으로 조절할 수 있도록 자동온도 조절장치(FATC, Full Automatic Temperature Control)가 마련되어 있으며, 이 자동온도 조절장치는 에어컨과 히터 등의 공기조화기를 적절히 제어하여 운전함으로써 차량의 실내온도를 탑승자가 설정한 목표온도에 이르도록 하고 아울러 달성된 목표온도는 계속 유지되도록 한다.
일반적으로 자동차의 실내온도가 23~26℃ 사이에서 유지될 때 자동차에 탑승한 탑승자는 쾌적함을 느끼고, 이에 따라 탑승자는 통상 차량의 실내 목표온도를 상기 범위에 맞추어 설정하며, 자동온도 조절장치는 차량의 실내온도가 이러한 목표온도에 이르도록 현재의 차량 실내온도를 지속적으로 모니터링하면서 실내로 토출되는 공기의 온도, 풍량 등을 조절하여 공급한다.
상기와 같은 기능을 하는 자동온도 조절장치는 실내온도를 자동으로 제어하는 과정에서 통상 실내온도가 설정된 목표온도보다 높으면 외기온도와 상관없이 에어컨을 작동시켜 차량의 실내온도가 목표온도에 이르도록 한다.
그러나 외기의 온도가 목표온도보다 낮은 경우에는 굳이 에어컨을 작동하지 않고도 실외 공기를 도입하여 이 도입된 실외 공기를 실내에 토출하는 것만으로도 쉽게 차량의 실내 온도를 낮출 수 있는 경우가 많으며, 이 경우 자동차 에어컨이 불필요하게 작동하게 됨에 따른 많은 연료가 낭비된다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 에어컨 제어장치가 가지는 문제점을 해소하기 위해 개발된 것으로, 외기 온도가 목표온도 이하인 경우 외기를 도입하여 실내온도를 목표온도에 이르도록 하여 불필요한 에어컨의 작동을 방지함으로써 연료 손실을 줄일 수 있는 에어컨 제어장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적은 탑승자가 설정한 목표온도에 맞추어 공기조화기를 제어하는 자동온도 조절 장치와; 상기 자동온도 조절장치의 제어를 받아 탑승자의 표면온도를 감지하는 적외선센서와; 상기 자동온도 조절장치의 제어를 받아 차량의 실외온도를 감지하는 실외온도센서로 이루어지되; 상기 적외선센서는 탑승자의 신체 표면온도 또는 얼굴 표면온도 중에서 선택되는 어느 하나 또는 하나 이상을 감지하고, 상기 자동온도 조절장치에 의해 에어컨이 작동되고 있을 때, 상기 실외온도센서로부터 감지된 외기온도가 제 1기준온도보다 낮고 상기 적외선센서로부터 감지된 탑승자 표면온도가 제 2기준온도보다 낮은 경우 에어컨의 작동을 중지시키는 것에 의해 달성된다.
본 발명은 외기에 의해 차량의 실내온도를 낮출 수 있는 경우 외기를 도입하 여 차량의 실내온도를 낮춤으로써 불필요한 에어컨의 작동을 방지하여 차량의 연료소비를 절감할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 구성과 실시예를 첨부된 도면을 통해 더욱 상세히 설명한다.
본 발명의 에어컨 제어장치는 차량의 실내온도를 탑승자가 설정한 목표온도에 맞춰 공기조화기를 제어하는 자동온도 조절장치(100)와, 실내온도와 실외온도를 각각 측정하여 그 값을 상기 자동온도 조절장치(100)에 전송하는 적외선센서(110) 및 실외온도센서(120)를 포함한다.
본 발명은 자동온도 조절장치(100)에 연결되는 실내온도 감지장치(110)를 어떻게 구성하는지에 따라 2가지 유형으로 나누어지며, 이하에서는 이들 2가지 유형 각각을 하나의 실시예로 하여 본 발명의 구성을 더욱 상세히 설명한다.
<제1실시예>
제1실시예는 도 1에 보인 바와 같이 적외선센서(110)로서 서모파일 적외선센서(Thermopile Infrared Sensor)만 사용하는 경우로서, 이 적외선센서(110)는 차량의 실내 표면온도 또는 탑승자의 표면온도를 감지하며, 외기온도를 감지하는 실외온도센서(120)와 함께 자동온도 조절장치(100)에 연결된다.
적외선센서(110) 및 실외온도센서(120)로부터 감지된 온도가 각각 자동온도 조절장치(100)에 입력되면, 이들 입력된 실내외온도를 기초로 자동온도 조절장 치(100)가 공기조화기(300)를 제어하여 적절한 양의 풍량과 온도의 공기를 공급함으로써 차량의 실내온도가 설정된 기준온도에 도달하도록 하고, 차량의 실내온도가 기준온도에 도달되고 난 이후에는 기준온도로 유지되도록 제어되는데, 이때 본 발명은 자동온도 조절장치(100)에 의해 에어컨이 운전되고 있는 경우 자동온도 조절장치(100)에 의해 에어컨의 운전이 지속될지 여부가 다시 결정된다.
이하에서는 이에 대해 도 2를 참조하여 설명한다.
먼저, 차량의 시동이 켜지고 나서(S100) 탑승자가 이루고자 하는 차량의 실내온도, 즉 기준온도를 설정함으로써 자동온도 조절장치(100)가 작동되기 시작(S200)하면, 실외온도센서(120)는 외기온도(TO)를 감지하여 그 값을 자동온도 조절장치(100)에 전달한다.
자동온도 조절장치(100)에 실외온도 값이 전달되면, 자동온도 조절장치(100)는 전달된 실외온도 값, 즉 실외온도센서(120)를 통해 감지된 외기온도(TO)가 제 1기준온도(T1)보다 일정 온도(ΔT)(통상 2∼5℃)만큼 낮은 온도와 비교하여(S300), 외기온도(TO)가 T1보다 낮으면 자동온도 조절장치(100)는 적외선센서(110)를 통해 차량의 실내온도 또는 탑승자의 신체 표면온도와 얼굴 표면온도를 측정한다(S400).
여기서 적외선센서(110)가 감지하는 대상이 무엇인지에 따라 감지되는 온도 값이 다를 수 있기 때문에 본 발명에서는 적외선센서(110)를 자동차 내부에 어떻게 설치하는지 즉, 적외선센서(110)를 탑승자의 얼굴이 아닌 신체의 표면온도(TB, 이하 "신체 표면온도"라 한다)를 감지하도록 설치되는지, 아니면 탑승자 얼굴의 표면온도(TF, 이하 "얼굴 표면온도"라 한다)를 감지하도록 설치되는지에 따라 운전조건을 달리한다.
만약 적외선센서(110)에 의해 감지되는 온도가 탑승자의 표면온도(TB, TF,)가 제 2 기준온도(T2) 이하인 경우(S500) 에어컨의 작동을 중지시킨다(S600).
그러나 외기온도(TO)가 T1보다 높은 경우이거나, 외기온도(TO)가 T1보다 낮다 하더라도 신체 표면온도(TB) 또는 얼굴 표면온도(TF)가 T2 이상인 경우에는 에어컨을 운전 상태로 그대로 두고, 다시 실외온도를 측정하는 과정으로 돌아가 상기 과정을 반복 수행한다.
<제2실시예>
제2실시예는 도 3에 보인 바와 같이 적외선센서(110)로서 서모파일 적외선센서(Thermopile Infrared Sensor)와 실내센서(112)를 함께 사용하는 경우에 대한 것으로 이들 센서들은 외기온도(TO)를 감지하는 실외온도센서(120)와 함께 자동온도 조절장치(100)에 연결된다.
본 발명의 제2실시예 역시 자동온도 조절장치(100)에 의해 에어컨이 운전되고 있는 경우 자동온도 조절장치(100)에 의해 에어컨의 운전이 지속될지 여부가 다시 결정되는데, 이하에서는 이에 대해 도 4를 참조하여 상세히 설명한다.
먼저, 차량의 시동이 켜지고 나서(S100) 사용자가 목표온도를 설정함으로써 자동온도 조절장치(100)가 작동되기 시작하면 실외온도센서(120)는 외기온도(TO)를 감지하여 그 값을 자동온도 조절장치(100)에 전달한다(S200).
자동온도 조절장치(100)에 실외온도 값이 전달되면, 자동온도 조절장치(100)는 전달된 실외온도 값, 즉 실외온도센서(120)를 통해 감지된 외기온도(TO)가 T1와 비교하여(S300), 외기온도(TO)가 T1보다 낮으면 그 다음 단계로서 자동온도 조절장치(100)는 실내온도센서(112) 또는 적외선센서(110)를 통해 실내온도(TC)를 감지한다(S400').
이때 실내온도센서(112) 또는 적외선센서(110)를 통해 감지되는 실내온도(TC)가 T3 이하이면(S600), 적외선센서(110)를 통해 차량의 실내표면 온도와 탑승자의 신체 표면온도(TB) 및 얼굴 표면온도(TF)를 감지한다(S700).
여기서 상기 제1실시예에서와 마찬가지로 제2실시예에서도 적외선센서(110)가 감지하는 온도에 따라 운전조건을 달리한다.
즉, 제 2실시예는 실내온도를 감지하기 위해서 실내온도센서(112)를 별개로 구비하거나, 장착된 적외선센서(110) 내의 서미스터를 이용해 실내공기온도를 감지하느냐에 다른 차이가 있다.
이때 적외선센서(110)만을 사용하는 경우에는 감지되는 온도가 신체 표면온도(TB) 또는 얼굴 표면온도(TF)일 때에는 T2이하, 실내온도(TC)일 때에는 T3이하인 경우 에어컨의 작동을 중지시키고, 실내온도센서(112)를 통해 감지되는 실내온 도(TC)가 T3이하일 때에 적외선센서(110)를 통해 감지되는 표면온도가 T2이면 에어컨의 작동을 중지한다.(S800).
그러나 외기온도(TO)가 T1보다 높은 경우이거나, 외기온도(TO)가 T1보다 낮다 하더라도 실내온도(TC)가 T3 이상, 신체 표면온도(TB) 또는 얼굴 표면온도(TF)가 T2이상인 경우에는 에어컨을 운전 상태로 그대로 두고, 다시 실외온도를 측정하는 과정으로 돌아가 상기 과정을 반복 수행한다.
상기 절차에 의해 에어컨의 작동이 중지되면 자동온도 조절장치(100)는 에어컨을 작동시키지 않고 운전조건에 따라 외기를 실내로 공급하거나 하여 실내온도를 조절하게 된다.
위와 같은 절차를 거쳐 실내온도가 목표온도에 도달된 후 실내온도가 목표온도로 그대로 유지되고 있는 동안에도 주기적으로 외기온도를 감지하여 상기 과정을 반복 수행한다.
상기와 같이 적외선센서(110)와 실내온도센서(112) 2가지를 사용하게 되면 측정되는 온도의 오차로 인한 오작동을 줄일 수 있기 때문에 더욱 정확한 온도제어가 가능하며, 이에 더하여 적외선센서(110)로부터 획득된 실내 표면온도 또는 탑승자의 표면온도는 실제로 일사량에 의한 온도변화를 반영하고 있기 때문에 굳이 차량 내부에 일사량 감지센서를 설치하지 않고도 일사센서를 설치하였을 때와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
한편, 상기한 제1, 2실시예에 있어서, 각각 탑승자의 신체 표면온도(TB), 얼굴 표면온도(TF) 및 실내온도(TC) 각각에 대해 에어컨이 작동하기 시작하는 온도로서 통상 실내 목표온도보다 2~5℃ 정도 높은 온도이다.
위에서 설명된 제1, 2실시예를 통해 알 수 있는 바와 같이 본 발명은 외기온도가 실내온도보다 일정 범위보다 낮은 경우 외기를 도입하여 실내공기 온도를 조절할 수 있도록 함으로써 에어컨의 불필요한 작동을 방지하여 연료 소모량을 줄일 수 있다.
본 발명에서 제 1, 2, 3 기준온도(T1, T2, T3)는 차량에 따라서 그 기준이 되는 온도의 값이 달리 적용되는 것이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
한편, 본 발명에 사용되는 적외선센서(110)를 설치할 때는 목표와의 거리를 50~85cm로 하고, 감지영역을 좌우 60~75cm, 상하 160~175cm로 하여 설치하는 것이 바람직한데, 이는 센서로부터 운전석 또는 보조석과의 거리 및 탑승자의 신체적 요건 등을 고려하여 설정한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 에어컨 제어장치를 보인 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 에어컨 제어방법을 보인 순서도,
도 3은 본 발명에 따른 에어컨 제어장치의 다른 예를 보인 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 에어컨 제어방법의 다른 예를 보인 순서도이다.
[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]
100: 자동온도 조절장치 110: 적외선센서
112: 실내온도센서 120: 실외온도센서
TO: 외기온도 T1: 제 1기준온도
T2: 제 2기준온도 T3: 제 3기준온도
TB : 신체 표면온도 TF : 얼굴 표면온도
TC: 실내온도 ΔT: 일정온도

Claims (3)

  1. 차량의 실내 에어컨을 제어하는 제어장치에 있어서,
    탑승자가 설정한 목표온도에 맞추어 공기조화기를 제어하는 자동온도 조절 장치(100)와;
    상기 자동온도 조절장치(100)의 제어를 받아 탑승자의 표면온도를 감지하는 적외선센서(110)와;
    상기 자동온도 조절장치(100)의 제어를 받아 차량의 실외온도를 감지하는 실외온도센서(120)로 이루어지되;
    상기 적외선센서(110)는 탑승자의 신체 표면온도(TB) 또는 얼굴 표면온도(TF) 중에서 선택되는 어느 하나 또는 하나 이상을 감지하고, 상기 자동온도 조절장치(100)에 의해 에어컨이 작동되고 있을 때, 상기 실외온도센서(120)로부터 감지된 외기온도(T1)가 제 1기준온도보다 낮고 상기 적외선센서(110)로부터 감지된 탑승자 표면온도(T2)가 제 2기준온도보다 낮은 경우 에어컨의 작동을 중지시키는 것을 특징으로 하는 에어컨 제어장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    실내공기온도를 검출하는 내기온도센서를 더 구비하고, 검출된 내기온도(TC)가 제 3기준온도(T3)보다 낮은 경우 에어컨의 작동을 중지시키는 것을 특징으로 하는 에어컨 제어장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 적외선센서(110)를 통해 차량의 내기온도를 검출하여 검출된 내기온도가 제3기준온도보다 낮은 경우 에어컨의 작동을 중지시키는 것을 특징으로 하는 에어컨 제어장치.
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