KR20100125596A - 좌석별 탑승 승객에 기초하는 차량용 온도 제어 장치 - Google Patents

Abstract

본 문서는 좌석별 온도를 측정하는 적외선 센서부(100)로부터 측정된 좌석별 온도를 기준 온도와 비교하여 좌석별로 승객의 탑승 여부를 판단하는 좌석별 승객탑승 판단부(110)의 판단 결과를 기초로 승객이 탑승한 좌석 위주의 FATC 제어를 할 수 있는 좌석별 탑승 승객에 기초하는 차량용 온도 제어 장치를 개시한다.

FATC, IR SENSOR

Description

좌석별 탑승 승객에 기초하는 차량용 온도 제어 장치{A VEHICLE TEMPERATURE CONTROL APPARATUS BASED ON BOARDING PASSENGER PER SEAT}

본 발명은 차량용 온도 제어에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 자동적으로 좌석별 탑승 승객을 감지하여 차량 내부 온도 제어가 가능한 차량용 온도 제어 장치에 관한 것이다.

FATC(Full Automatic Temperature Control)는 송풍 방향, 송풍량, 내기 온도 또는 외기 온도 등의 정보를 기초로 차량 내의 실내 온도를 자동으로 조절하여 외부 상태에 관계없이 쾌적한 실내 공간을 유지하는 장치이다.

보다 구체적으로 FATC 시스템은 송풍방향, 송풍량, 실내온도 및 외기온도의 유입상태를 자동으로 조절하여 외부 상태에 관계없이 쾌적한 실내공간을 유지하는 시스템이다. 내기온도센서, 외기온도센서, 수온센서, 선센서 등의 각종 센서 및 컨트롤 스위치 등으로부터의 입력 신호를 기준으로 하여 FATC 제어부 내부에 있는 마이컴에서 논리적 연산을 통해 모드도어모터, 에어믹스도어모터, 내외기 도어모터 등의 각종 모듈모터를 제어함으로써 실내온도를 운전자의 설정온도 상태로 유지시켜주는 온도 제어 장치이다.

그러나 이러한 종래의 FATC 시스템에서는 사용자의 환경 설정이 필수적으로 요구되어 사용자를 번거롭게 하는 문제가 있었고 자동으로 하더라도 대표 실내온도를 기준으로 하게 됨에 따라 탑승 승객별 맞춤형 제어는 상상할 수도 없었다. 그리고 차량 내 제어 시스템에서 승객의 탑승 정보를 활용하고자 기존에 압력센서, 안전 밸트 착용 여부를 통해 탑승여부를 판단 방법이 있었으나 압력 센서의 경우 좌석에 무거운 물건이 있을 때도 승객이 탑승한 것으로 오판하게 되고, 안전밸트의 경우 미리 체결되어 있을 때는 실제 탑승하지 않았는데도 탑승했다고 오인할 수 있어 정확한 판단이 이루어지지 않는다는 문제가 있었다.

본 발명은 좌석별 승객 탑승 여부에 따라 차량 내부 온도를 제어하는 차량용 온도 제어 장치의 제공을 해결 과제로 한다.

상술한 과제를 해결하기 위한 일 수단으로서의 좌석별 탑승 승객에 기초하는 차량용 온도 제어 장치는 좌석별 온도를 측정하는 적외선 센서부, 기준 온도와 상기 적외선 센서부에서 측정된 측정 온도를 비교하여 좌석별로 승객의 탑승 여부를 판단하는 좌석별 승객탑승 판단부, 상기 판단 결과를 기초로 승객이 탑승한 좌석 위주의 FATC 제어 신호를 생성하는 제어신호 생성부 및 상기 FATC 제어 신호를 기초로 공조 제어를 실시하는 FATC 제어부를 포함한다.

상기 적외선 센서부는 외부 랜즈 처리로 각 좌석에 대한 감지 영역의 온도를 파악하고 적외선 센서 내부에 좌석별로 장착된 칩을 통해 좌석별 온도 정보를 처리할 수 있다.

상기 적외선 센서부는 각 좌석에 대한 감지 영역 내의 온도 검출 영역별로 생성되는 온도 값들의 평균값을 해당 감지 영역에 대한 대표 온도로 적용하여 상기 기준 온도와 비교할 수 있다.

상기 감지 영역은 시트 상반신 부분이 될 수 있다.

상기 좌석별 승객탑승 판단부는 주행 중인 경우 상기 기준 온도를 운전석 표면 온도로 사용할 수 있다.

상기 좌석별 승객탑승 판단부는 상기 기준 온도를 후석 센터 표면 온도로 사용할 수 있다.

상기 좌석별 승객탑승 판단부는 탑승 초기에 측정되는 좌석별 온도 정보를 상기 기준 온도와 비교하여 승객 탑승 여부를 판단할 수 있다.

본 발명에 따르면 적외선 센서를 이용하여 정확하게 승객의 탑승 여부를 판단할 수 있다.

그리고 적외선 센서의 감지영역을 시트 상반신 부분으로 설정하고 또한 감지영역 내의 평균 온도와 기준 온도를 비교함으로써 승객 유형에 크게 구애받지 않고 통일화된 좌석별 온도 정보를 얻을 수 있는 장점이 있다.

그리고 좌석별 승객 탑승 여부를 판단하고 이 판단 결과를 FATC 시스템에서 이용하여 좌석별 공조 시스템 제어를 수행할 수 있다.

이로써 차량 내 공조 시스템을 보다 효율적으로 이용하여 에너지 절약을 실천할 수 있고 아울러 탑승 승객의 쾌속성/쾌적성에 대한 만족도를 높일 수 있다.

이하 도면을 참조하여 차량 내부에 설치되는 적외선 센서를 이용하여 승객의 탑승 여부를 판단하고, 좌석별 승객 탑승 여부에 따라 차량 내부 온도를 제어하는 차량용 온도 제어 장치에 관한 본 발명의 실시예들을 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 좌석별 탑승 승객에 기초하는 차량용 온도 제어 장치의 구성도이다.

본 실시예에 따르면 탑승 승객에 기초하는 차량용 온도 제어 장치는 적외선 센서부(100), 좌석별 승객 탑승 판단부(110), 제어신호 생성부(120), FATC 제어부(130)를 포함한다.

본 실시예에서 적외선 센서부(100)는 좌석에 대한 온도를 검출하여 각 좌석별로 온도 정보를 생성한다. 좌석별 온도 정보를 생성하기 위해서 적외선 센서부는 각 좌석 위치에 상응하게 별도의 적외선 센서를 장착하여 사용할 수 있다. 하지만 차량 내부라는 제한적인 공간과 차량 내부에서 승객이 탑승할 수 있는 위치 즉 좌석은 고정된 곳이라는 점에서 센서의 수를 줄이는 것이 비용절감의 면에서 바람직할 것이다.

예를 들어 전방 좌석와 후방 좌석으로 나누어 두 개의 적외선 센서를 사용하거나 하나의 적외선 센서로 전 좌석의 좌석별 온도 정보를 생성하도록 할 수 있을 것이다. 만약 하나의 적외선 센서를 이용하여 다수개의 좌석에 대한 좌석별 온도 정보를 생성하는 경우에는 적외선 센서의 외부 랜즈 처리로 각 좌석 예를 들어 운전석, 조수석, 좌/우 후석에 대한 영역을 구분하고 각 좌석 영역에 대한 정확한 온도를 파악한다. 그리고 하나의 적외선 센서 내부에 칩이 좌석 별로 여러개 장착되어 있어 좌석별로 파악된 온도 정보는 좌석별 온도 정보로써 각각 독립적으로 처리될 수 있다.

본 실시예에서 좌석별 승객 탑승 판단부(110)는 적외선 센서부(100)에서 생성된 온도 정보와 기준 온도를 비교하여 좌석별로 승객이 탑승하였는지 판단한다. 이때 기준 온도는 미리 설정된 온도 값을 사용할 수 있으나 적외선 센서부(100)를 통해 온도 측정이 가능한 점에 비추어 실측 온도를 기준으로 함이 바람직하다.

|운전석 표면 온도 - 조수석/후석 표면 온도| ≤ T1(℃)

수학식 1은 본 실시예에 따른 판단 방법의 일례를 나타낸 것으로 기준 온도를 운전석 표면 온도로 사용할 경우이다. 이 경우 운적석 표면 온도와 다른 좌석 표면 온도를 비교하여 그 차이가 기 설정된 온도 차이(T1)보다 작거나 같을 경우에는 해당 좌석에 승객이 탑승한 것으로 결정한다. 반대로 온도 차이가 기 설정된 온도 차이(T1)보다 큰 경우에는 승객이 미탑승한 것으로 결정한다. 차량이 주행 중인 경우에는 운전자가 항상 탑승한 경우일 것이므로 운전석의 온도를 기준 온도로 사용하여 판단하는 것이 바람직하다.

|후석 센터 표면 온도 - 운전석/조수석/후석 표면 온도| ≥ T2(℃)

수학식 2는 본 실시예에 따른 판단 방법의 일례를 나타낸 것으로 기준 온도를 후석 센터 표면 온도로 사용할 경우이다. 이 경우 후석 센터 표면 온도와 다른 좌석 표면 온도를 비교하여 그 차이가 기 설정된 온도 차이(T2)보다 크거나 같은 경우에는 승객이 탑승한 것으로 결정한다. 반대로 온도 차이가 기 설정된 온도 차이(T2)보다 작을 경우에는 해당 좌석에 승객이 미탑승한 것으로 결정한다. 이는 사람이 탑승하지 않는 곳의 온도를 기준 온도로 사용한 것으로 후석 센터에 한정 적용될 것은 아니다.

한편 본 실시예에 따른 승객의 탑승 여부 판단은 적외선 센서를 이용하되, 그 외의 다른 센서 정보도 함께 이용할 수도 있을 것이다. 예를 들어 시트 착좌 부분에 설치되는 압력 센서(140)에서 측정되는 압력 정보를 참조하여 승객 탑승 여부를 판단할 수 있다. 즉 양 센서에 대한 승객 탑승 결정 조건을 모두 만족하는 경우에 해당 좌석에 승객이 탑승한 것으로 결정할 수 있다. 기존에 이미 설치되어 있는 센서를 이용하는 것으로 추가 비용 없이 승객 탑승 여부에 대한 판단의 정확도를 높일 수 있다는 장점이 있다.

본 실시예에서 제어신호 생성부(120)는 좌석별 승객 탑승 판단부(110)의 승객 탑승 여부에 대한 판단 결과에 따라 차량 내 FATC 시스템의 동작을 제어하는 제어 신호를 생성한다.

본 실시예에서 FATC 제어부(130)는 제어신호 생성부(120)로부터 제어 신호를 수신하여 그에 기초한 공조시스템 제어를 수행한다. 예를 들어 송풍 도어별 개폐 여부뿐만 아니라 송풍량, 송풍 방향 또는 송풍 모드 등에 대한 제어를 수행할 수 있다.

송풍 도어별 개폐여부를 제어함에 있어서 만약 운적석에 승객이 탑승한 경우에는 운적석 쪽의 송풍 도어만을 열림 상태로 제어하여 다른 좌석 쪽의 송풍 도어는 닫힘 상태로 제어할 수 있다. 또는 운적석뿐만 아니라 조수석에도 승객이 탑승한 경우에는 운적석과 조수석 쪽의 송풍 도어를 열림 상태로 제어하고 후석 쪽의 송풍 도어는 닫힘 상태로 제어할 수 있다. 이와 같이 좌석별 승객 탑승 여부를 판단할 수 있게 됨에 따라 효과적으로 공조 시스템을 제어할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 좌석별 온도 정보를 결정하는 방법을 설 명하기 위한 도면이다.

본 실시예에서 적외선 센서부(100)는 좌석에 대한 온도를 검출하여 각 좌석별로 온도 정보를 생성한다. 이때 적외선 센서의 감지 영역(200)을 시트 상반신 부분으로 하면 측정 범위가 얼굴에서 허리까지로 제한되어 탑승 승객의 키에 크게 구애받지 않고 감지 영역(200) 내에 탑승자에 대한 온도 정보를 획득할 수 있을 것이다. 그리고 경우에 따라서는 감지 영역(200)에 대해서 또 다시 다수개의 온도 검출 영역으로 구분될 수 있고 이 경우에는 다수개의 온도 검출 영역에 대해 검출되는 다수개의 온도 정보 값의 평균값으로 해당 검지 영역에 대한 대표 온도로 결정할 수 있다.

상술한 바와 같이 만약 하나의 적외선 센서를 이용하여 다수개의 좌석에 대한 좌석별 온도 정보를 생성하는 경우에는 적외선 센서의 외부 랜즈(101) 처리로 각 좌석 예를 들어 운전석, 조수석, 좌/우 후석에 대한 영역을 구분하고 각 좌석 영역에 대한 정확한 온도를 파악한다. 그리고 하나의 적외선 센서 내부에 칩이 좌석 별로 여러개 장착되어 있어 좌석별로 파악된 온도 정보는 좌석별 온도 정보로써 각각 독립적으로 처리될 수 있다. 이렇게 적외선 센서(100)에서 측정되는 각 좌석별 온도는 별도의 정보로 전달된다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 좌석별 탑승 승객에 기초하는 차량용 온도 제어 장치의 동작을 나타내는 제1 흐름도이다.

본 실시예는 주행 중인 경우와 같이 운전석에 승객이 탑승한 것으로 가정할 수 있을 때 적용될 수 있는 것으로 좌석별 승객 탑승 판단부(110)에서 운전석 표면 온도를 기준 온도로 사용한다.

먼저 단계 S300에서 FATC 시스템이 작동 상태이면 단계 S310에서 상술한 적외선 센서부(100)를 통해 운전석, 조수석, 좌/우 후석 각각에 대한 표면 온도 정보를 감지한다.

그리고 단계 S320에서 좌석별 승객 탑승 판단부(110)를 통해 운전석 표면 온도를 기준 온도로 삼아 운전석 표면 온도와 타 좌석에 대해 감지된 온도를 비교한다. 즉 운전석 표면 온도와 조수석 표면 온도를 비교하여 조수석에 승객이 탑승했는지 여부를 판단한다. 그리고 운전석 표면 온도와 좌/우 후석 표면 온도를 비교하여 좌/우 후석에 승객이 탑승했는지 여부를 판단한다.

운전석 표면 온도와의 온도 차이가 기 설정된 온도값 T1(℃)보다 작거나 같은 경우에는 단계 S330으로 진행하여 해당 좌석에 승객이 탑승한 것으로 결정하고, 운전석 표면 온도와의 온도 차이가 기 설정된 온도값 T1(℃)보다 큰 경우에는 단계 S340으로 진행하여 해당 좌석에 승객이 미탑승한 것으로 결정한다. 여기서 각 좌석별로 기 설정된 온도값 T1(℃)을 다르게 설정할 수도있음은 물론이다.

그리고 각 좌석의 승객 탑승 여부가 결정된 결과에 기초하여 제어신호 생성부(120)를 통해 생성되는 제어신호에 따라 단계 S350에서 FATC 제어부(130)를 통해 차량 내 공조 시스템에 대한 제어가 이루어진다. 이를 통해 승객이 탑승한 좌석 위주의 공조 제어가 이루어질 수 있어서 차량 내의 쾌속성 내지 쾌적성이 증대될 것이고 따라서 승객의 만족도도 높일 수 있게 된다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 좌석별 탑승 승객에 기초하는 차량용 온 도 제어 장치의 동작을 나타내는 제2 흐름도이다.

본 실시예는 좌석별 승객 탑승 판단부(110)에서 운전석 표면 온도가 아닌 승객이 탑승하지 않는 지점 예를 들어 후석 센터에 대한 표면 온도를 기준 온도로 사용한다.

먼저 단계 S400에서 FATC 시스템이 작동 상태이면 단계 S410에서 상술한 적외선 센서부(100)를 통해 운전석, 조수석, 좌/우 후석 후석 센터 각각에 대한 표면 온도 정보를 감지한다.

그리고 단계 S420에서 좌석별 승객 탑승 판단부(110)를 통해 후석 센터 표면 온도를 기준 온도로 삼아 후석 센터 표면 온도와 타 좌석에 대해 감지된 온도를 비교한다. 즉 후석 센터 표면 온도와 운전석 표면 온도를 비교하여 운전석에 승객이 탑승했는지 여부를 판단한다. 그리고 후석 센터 표면 온도와 조수석 표면 온도를 비교하여 조수석에 승객이 탑승했는지 여부를 판단한다. 또한 후석 센터 표면 온도와 좌/우 후석 표면 온도를 비교하여 좌/우 후석에 승객이 탑승했는지 여부를 판단한다.

후석 센터 표면 온도와의 온도 차이가 기 설정된 온도값 T2(℃)보다 크거나 같은 경우에는 단계 S430으로 진행하여 해당 좌석에 승객이 탑승한 것으로 결정하고, 후석 센터 표면 온도와의 온도 차이가 기 설정된 온도값 T2(℃)보다 작은 경우에는 단계 S440으로 진행하여 해당 좌석에 승객이 미탑승한 것으로 결정한다. 이 경우에도 각 좌석별로 기 설정된 온도값 T2(℃)을 다르게 설정할 수도있음은 물론이다.

그리고 각 좌석의 승객 탑승 여부가 결정된 결과에 기초하여 제어신호 생성부(120)를 통해 생성되는 제어신호에 따라 단계 S450에서 FATC 제어부(130)를 통해 차량 내 공조 시스템에 대한 제어가 이루어진다. 이를 통해 승객이 탑승한 좌석 위주의 공조 제어가 이루어질 수 있어서 차량 내의 쾌속성 내지 쾌적성이 증대될 것이고 따라서 승객의 만족도도 높일 수 있게 된다.

한편 차량 내에 승객이 탑승 후 시간의 흐름에 따라 각 좌석에서 감지되는 온도는 변화하며 이를 탑승 초기와 안정화된 후로 구분하여 외기온 변화에 따라 조사한 것이 아래 표 1에 나타난다.

외기온(℃)	적외선 센서 측정 온도(℃)			온도 편차
	탑승무	탑승초기	안정화	탑승초기	안정화
40	24.6	32.2	28.5	7.6	3.9
30	26.5	32.1	29.4	5.6	2.9
20	26.3	25.8	27.4	-0.5	1.1
10	26.6	21.2	27	-5.4	0.4
0	28.2	11.6	25.3	-16.6	-2.9
-15	23.2	-2.2	23.6	-25.4	0.4

사람이 더운곳에 있던지 추운곳에 있다가 탑승시엔 차내부의 온도와 차이가 크다. 그리고 타고 있으면서 시간이 지나면 사람 표면 온도는 주변 온도 즉 차량 내부 온도와 유사해지며 변화도 적어지게 된다. 표 1을 참조하면 좌석이 비었을 때(탑승무) 측정되는 온도와의 온도 편차를 살펴보면 승객이 탑승한 시점 즉 탑승초기에 측정된 온도와의 온도 편차가 안정화 후 측정된 온도와의 온도 편차보다 큰 것을 확인할 수 있다.

이때 좌석이 비었을 때(탑승무) 측정되는 온도는 차량 내부 온도 예를 들어 후석 센터 표면 온도가 될 수 있고 FATC 시스템 동작에 따라 지속적으로 좌석별 온도를 측정하는 적외선 센서부(100)는 후석 센터 표면 온도와 각 좌석별 온도 변화를 측정하다 양 온도 사이에 표 1의 탑승 초기에 해당하는 온도 편차가 감지되면 승객이 탑승한 것으로 감지할 수 있다. 이와 같이 탑승 초기에 상응하는 온도 편차 값에 기초하여 승객의 탑승 여부를 판단하는 기준값을 결정하면 해당 좌석의 승객 탑승 여부에 대한 판단을 보다 정확하게 하는데 도움을 줄 수 있을 것이다.

상기에서는 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명은 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음은 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 좌석별 탑승 승객에 기초하는 차량용 온도 제어 장치의 구성도.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 좌석별 온도 정보를 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 좌석별 탑승 승객에 기초하는 차량용 온도 제어 장치의 동작을 나타내는 제1 흐름도.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 좌석별 탑승 승객에 기초하는 차량용 온도 제어 장치의 동작을 나타내는 제2 흐름도.

<도면의 주요구성에 대한 부호의 설명>

100: 적외선 센서부 110: 좌석별 승객 탑승 판단부

120: 제어신호 생성부 130: FATC 제어부

Claims (7)

1. 좌석별 온도를 측정하는 적외선 센서부;

   상기 적외선 센서부에서 측정된 좌석별 온도를 기준 온도와 비교하여 좌석별로 승객의 탑승 여부를 판단하는 좌석별 승객탑승 판단부;

   상기 판단 결과를 기초로 승객이 탑승한 좌석 위주의 FATC 제어 신호를 생성하는 제어신호 생성부; 및

   상기 FATC 제어 신호를 기초로 공조 제어를 실시하는 FATC 제어부

   를 포함하는, 좌석별 탑승 승객에 기초하는 차량용 온도 제어 장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 적외선 센서부는 외부 랜즈 처리로 각 좌석에 대한 감지 영역의 온도를 파악하고 적외선 센서 내부에 좌석별로 장착된 칩을 통해 좌석별 온도 정보를 처리하는 것을 특징으로 하는, 좌석별 탑승 승객에 기초하는 차량용 온도 제어 장치.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 적외선 센서부는 각 좌석에 대한 감지 영역 내의 온도 검출 영역별로 생성되는 온도 값의 평균값을 해당 감지 영역에 대한 대표 온도로 적용하는 것을 특징으로 하는, 좌석별 탑승 승객에 기초하는 차량용 온도 제어 장치.
4. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,

   상기 감지 영역은 시트 상반신 부분으로 설정되는 것을 특징으로 하는, 좌석별 탑승 승객에 기초하는 차량용 온도 제어 장치.
5. 청구항 1에 있어서,

   상기 좌석별 승객탑승 판단부는 주행 중인 경우 상기 기준 온도를 운전석 표면 온도로 사용하는 것을 특징으로 하는, 좌석별 탑승 승객에 기초하는 차량용 온도 제어 장치.
6. 청구항 1에 있어서,

   상기 좌석별 승객탑승 판단부는 상기 기준 온도를 후석 센터 표면 온도로 사용하는 것을 특징으로 하는, 좌석별 탑승 승객에 기초하는 차량용 온도 제어 장치.
7. 청구항 1에 있어서,

   상기 좌석별 승객탑승 판단부는 탑승 초기에 측정되는 좌석별 온도 정보를 상기 기준 온도와 비교하여 승객 탑승 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는, 좌석별 탑승 승객에 기초하는 차량용 온도 제어 장치.

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