KR20150143180A - 차량용 ir센서 고장 진단장치 - Google Patents

차량용 ir센서 고장 진단장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량용 IR센서의 고장 진단장치에 관한 것으로, 내부에 서미스터(11)가 구비되며, 차량의 탑승자의 표면온도 또는 실내의 표면온도를 감지하는 IR센서(10)와; 차량의 실내 공기온도를 검출하는 실내온도센서(20) 및; 상기 서미스터(11)와 상기 실내온도센서(20)로부터 출력되는 온도를 각각 이용하여 상기 IR센서(10)의 고장을 진단하는 제어부(30)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성에 의해 본 발명은 IR센서의 고장 여부를 내부 서미스터를 이용하여 경제적이면서도 정확하게 진단할 수 있다.

Description

차량용 IR센서 고장 진단장치{FAILURE DETECTING DEVICE FOR INFRA-RED SENSOR OF A VEHICLE}
본 발명은 차량용 IR센서의 고장 진단장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량에 설치된 IR센서에 내장된 서미스터의 온도와 실내온도센서(인카센서)의 온도 및 IR센서(적외선센서)의 출력온도를 비교함으로써 IR센서의 고장 여부를 진단하는 차량용 IR센서의 고장 진단장치에 관한 것이다.
자동차에는 실내온도를 전자동으로 조절할 수 있도록 자동온도 조절장치(FATC, Full Automatic Temperature Control)가 구비되어 있는데, 이 자동온도 조절장치는 에어컨과 팬 등의 공기조화장치를 적절히 제어하여 운전함으로써 차량의 실내온도가 탑승자에 의해 설정된 목표온도에 이르도록 하고, 아울러 달성된 목표온도가 계속 유지되도록 한다.
자동온도 조절장치가 상기와 같은 기능을 제대로 수행할 수 있도록 하기 위해서는 외기온도센서, 실내온도센서 및 일사센서 등과 같은 차량의 실내외 온도와 일사량 등을 측정할 수 있는 여러 가지의 센서가 필요하다.
최근에는 구성이 복잡하고 설치비용이 증가한다는 등의 이유로 외기온도센서와 일사센서를 사용하지 않고, 실내온도센서만으로 자동차의 실내온도를 측정 및 제어하는 기술이 제안되고 있는데, 이때 이들 외기온도센서와 일사센서 등을 사용하지 않는데 따른 단점을 보완하기 위해 외기온도는 실내에 도입된 외부 공기의 온도로부터 추정하고, 일사량은 실내 목표지점의 표면온도를 검출하여 산출하는 등의 방법을 채택하고 있다.
상기와 같은 이유로 실내온도센서의 중요성과 역할이 증대되었으며, 실내온도센서가 고장나거나 또는 차량의 실내온도를 제대로 측정하지 못하는 경우에는 자동온도 조절장치를 통해 제어되는 실내온도에 많은 오차가 발생하고, 이 경우 차량 실내공기를 적절히 제어할 수 없는 등의 심각한 상황이 발생될 수 있으므로 차량 운전자 등에게 실내온도센서의 고장 여부를 신속하고 정확하게 알려 제때에 이를 수리 또는 교체하도록 할 필요가 있다.
실내온도센서의 고장 여부를 판단하기 위한 종래의 기술의 하나로서 일본 공개특허공보 특개2001-264178호에 개시된 적외선 검출장치를 들 수 있는데, 이 문헌에 개시된 적외선 검출장치는 검출대상 영역의 온도 분포를 검출하는 적외선 이미지 센서와; 상기 적외선 이미지 센서가 검출한 온도 분포에 근거하여 열화상 데이터를 작성하는 열화상 데이터 작성수단과; 상기 적외선 이미지 센서의 감지영역 내에 위치하도록 설치된 온도 교정기와; 상기 온도 교정기와 적외선 이미지센서로부터 검출된 출력의 차이가 소정범위 내에 있을 때 정상으로 진단하는 자기진단수단으로 이루어진 것이다.
그러나 상기 특허문헌에서는 실내온도센서의 고장 여부를 판단하기 위해 LED 또는 발열체로 이루어진 온도 교정기를 별도로 구비하여야 하기 때문에 비용이 증가하고, 또한 구성이 복잡해지며, 이에 더하여 온도 교정기가 고장났음에도 실내온도센서가 고장이 난 것으로 잘못 판단할 수 있다는 문제점이 있다.
또 다른 종래 기술로서 일본공개특허 특개2004-255898호의 차량용 공기 조절 장치 및 그 제어 프로그램을 예로 들 수 있는데, 이 특허문헌에서는 일사량 검출수단을 이용하여 비접촉 온도센서의 검출 온도가 정상인지를 판정할 수 있도록 한 것인데, 그러나 이와 같이 일사량 검출수단을 이용하는 경우 차량의 주행 방향에 따라 일사량 검출수단에 의해 검출되는 온도에 상당한 변화가 있을 수 있기 때문에 실제의 차량 실내 온도와 상당한 차이가 있을 수 있으며, 따라서 일사량 검출수단을 기준으로 차량의 실내에 설치된 비접촉 온도센서의 고장 여부를 판단하는 것은 정확성 측면에서 적절하지 못하다.
JP 2004-255898 A JP 2002-172926 A JP 2001-264178 A
본 발명은 상기와 같은 종래의 IR센서의 고장진단 방법이 가지는 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명은 차량에 설치되는 IR센서의 고장 여부를 정확하게 진단할 수 있고, 또한 IR센서가 고장으로 판단된 경우에 있어서도 차량의 실내온도를 쾌적하게 유지되도록 제어할 수 있도록 하는 차량용 IR센서의 고장 진단장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적은 차량용 IR센서의 고장 진단장치를, 내부에 서미스터가 구비되며, 차량의 탑승자의 표면온도 또는 실내의 표면온도를 감지하는 IR센서와; 차량의 실내 공기온도를 검출하는 실내온도센서 및; 서미스터와 상기 실내온도센서로부터 검출되는 온도를 각각 이용하여 IR센서의 고장을 진단하는 제어부(30)로 구성하는 것에 의해 달성된다.
또한 본 발명의 고장 진단장치는, 제어부는 IR센서가 고장으로 판단되는 경우에 실내온도센서에서 검출되는 실내온도만 이용하여 공조장치를 제어하는 것을 또 다른 특징으로 한다.
그리고 본 발명의 고장 진단장치는, 제어부는 아래의 수학식 1에 의해 IR센서의 고장을 진단하는 것을 또 다른 특징으로 한다.
[수학식 1]
Figure pat00001
그리고 본 발명의 고장 진단장치는, 임계값(
Figure pat00002
)은 15 ~ 25℃의 범위를 가지는 것을 또 다른 특징으로 한다.
이에 더하여 본 발명의 고장 진단장치는, 외기온도가 0℃ 내지 20℃의 범위인 경우에는 임계값(
Figure pat00003
)은 15℃이고, 외기온도가 40℃ 이상인 경우 또는 -30℃ 이하인 경우에는 임계값(
Figure pat00004
)은 25℃인 것을 또 다른 특징으로 한다.
본 발명은 IR센서의 고장 여부를 진단하기 위한 별도의 진단장치를 설치하지 않고도 IR센서에 내장된 서미스터를 이용하여 IR센서의 고장 여부를 판단할 수 있기 때문에 쉽고 경제적이면서도 정확하게 진단할 수 있다.
그리고 본 발명은 IR센서가 고장난 경우에 IR센서에서 검출된 온도정보를 배제하고, 대신 실내온도센서에서 검출된 온도정보만을 이용하여 공조장치를 제어함으로써 실내 온도를 비교적 정확하면서도 쾌적하게 유지할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 차량용 IR센서 고장 진단장치의 예를 보인 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 차량용 IR센서 고장 진단장치가 IR센서의 고장을 진단하는 예를 보인 순서도,
도 3은 본 발명에 따른 설정온도를 외기온도에 따라 다르게 적용하는 예를 나타낸 표,
도 4는 본 발명에 따른 차량용 IR센서 고장 진단장치가 IR센서의 고장을 진단하는 다른 예를 보인 순서도이다.
이하에서는 바람직한 실시예를 도시한 첨부 도면을 통해 본 발명의 구성과 작용을 더욱 상세히 설명한다.
본 발명은 차량의 실내온도 검출하기 위해 실내온도센서(in-car sensor)와 IR센서(infrared sensor)가 각각 설치된 차량에 있어서 IR센서의 고장 여부를 정확하게 진단할 수 있는 차량용 IR센서 고장 진단장치를 제공하고자 하는 것으로, 이를 위해 본 발명의 진단장치는 도 1에 도시된 바와 같이 IR센서(10), 실내온도센서(20) 및 제어부(30)로 이루어진다.
본 발명에 사용되는 공조장치(100)는 내외기전환도어(141)에 의해 선택된 공기가 송풍기(110)에 의해 공조장치의 내부로 유입된 다음, 증발기(120)를 거쳐 믹스도어(142)의 선택에 의해 히터(130)를 선택적으로 통과한 후, 복수 개의 도어(143, 144, 145)의 선택에 의해 차량의 실내 중 선택된 방향으로 토출되도록 구성되고, 이러한 공조장치(100)는 제어부(30)에 의해 제어된다.
그리고 본 발명은 IR센서(10)와 실내온도센서(20)에 더하여 외기센서(150)가 더 구비되고, 이들 센서로부터 검출된 온도 정보는 제어부(30)에 송신되며, 이러한 제어부(30)에는 사용자의 선택에 의해 조절되는 복수 개의 스위치와 연결되고, 이때 복수 개의 스위치는 자동온도조절스위치(161), 풍향스위치(162), 온도스위치(163), 풍량스위치(164) 등을 포함한다.
IR센서(10)는 차량의 실내의 좌석 등의 표면온도 또는 탑승자의 표면온도를 검출한 다음, 후술하는 실내온도센서(20)에서 검출된 온도를 비교하여 공조장치의 토출 공기온도를 더욱 정확하게 제어하기 위한 것으로, 이러한 IR센서(10)는 검출 방식에 다라 다양한 종류의 것이 사용되고 있는데, 본 발명에서는 서미스터 소자를 이용한 IR센서가 사용되고, IR센서(10)의 내부에는 온도의 변화에 따라 저항값이 변하는 서미스터(thermistor, 11)가 구비된다.
이때 IR센서(10)에서 검출되는 좌석의 표면온도 또는 탑승자의 표면온도와, 후술하는 실내온도센서(20)에서 검출된 차량의 실내온도를 일정 비율로 조합함으로써 공조장치(100)의 토출 공기온도가 제어된다.
실내온도센서(20)는 차량의 실내 공기온도를 검출하는 센서로서, 차량의 실내의 공기 온도 변화를 빠르게 검출할 수 있는 특징이 있고, 이러한 본 발명에 사용되는 실내온도센서(20)는 일반적인 차량에 공연히 설치되어 사용되고 있는 공지의 것이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
IR센서(10)와 실내온도센서(20)에서 각각 검출되는 온도 정보를 이용하여 공조장치를 제어하는 제어부(30)는, 특히 IR센서(10)에 구비된 서미스터(11)의 온도와 실내온도센서(20)의 온도를 이용하여 IR센서(10)의 고장을 진단하게 되며, 이하에서는 제어부(30)가 IR센서(10)의 고장을 진단하는 예를 실시예로 하여 더욱 상세히 설명한다.
<실시예>
본 발명에 있어서 제어부(30)가 IR센서(10)의 서미스터(11)와 실내온도센서(20)에서 검출되는 실내 온도 정보를 이용하여 IR센서(10)의 고장 여부를 진단하는 예를 설명하면, 도 2에 도시된 바와 같이 먼저, IR센서(10)를 통해 탑승자의 표면온도 또는 좌석 등의 표면 온도를 검출하며, 이와 동시에 서미스터(11)의 저항값으로부터 온도(
Figure pat00005
)를 산출한다(S100).
그리고 실내온도센서(20)를 이용하여 실내 공기 온도(
Figure pat00006
)를 검출한다(S200).
이때 IR센서(10)와 실내온도센서(20)를 이용하여 각각의 온도 정보를 검출하는 것은 특정 순서를 따르는 것이 아니므로, 당업자가 용이하게 실시하기 위해 실내온도센서(20)의 온도를 먼저 검출한 다음, IR센서(10)의 온도 정보를 검출하는 것으로 실시될 수 있고, 이와 달리 IR센서(10)와 실내온도센서(20) 각각의 온도 정보를 동시에 검출한 다음, 검출된 온도정보를 수집하는 것으로도 실시될 수 있다.
한편, 위 과정을 통해 각각 검출된 서미스터(11)의 산출 온도(
Figure pat00007
)와 실내온도센서(20)의 검출 온도(
Figure pat00008
)는 아래의 수학식 1에 입력되어 그 값의 차이가 미리 설정된 임계값(
Figure pat00009
)보다 큰지 여부를 비교함으로써 고장여부를 진단한다(S300).
Figure pat00010
여기서,
Figure pat00011
은 실내온도센서의 검출 온도,
Figure pat00012
은 서미스터의 산출 온도,
Figure pat00013
는 임계값이다.
즉, 서미스터(11)의 산출 온도(
Figure pat00014
)와 실내온도센서(20)의 검출 온도(
Figure pat00015
)의 차이가 임계값(
Figure pat00016
)보다 큰 경우에는 IR센서(10)가 고장인 것으로 진단하고, 설정온도(
Figure pat00017
) 보다 작으면 IR센서(10)가 정상인 것으로 진단하는 것으로, 이때의 임계값(
Figure pat00018
)은 15 ~ 25℃의 온도 범위를 가지며, 차량 출고 시 미리 설정되는 것으로 실시될 수 있다.
한편, 서미스터(11)의 산출 온도(
Figure pat00019
)와 실내온도센서(20)의 검출 온도(
Figure pat00020
)의 차이에 따른 임계값(
Figure pat00021
)은 외기온도에 따라 다르게 설정될 수 있는데, 그 예로서 도 3에 도시된 바와 같이 외기 온도가 40℃ 이상인 경우 또는 -30℃ 이하인 경우와 같이 온도가 상당히 높거나 낮은 경우에는 임계값(
Figure pat00022
)을 25℃로 설정하고, 외기온도가 0 ~ 20℃인 경우에는 임계값(
Figure pat00023
)을 15℃로 설정할 수 있다.
이는 외기온도가 상대적으로 상당히 높거나 낮은 경우에는 IR센서(10)에 의해 검출되는 표면온도와 실내 공기 온도간의 온도차가 그 만큼 클 수 있고, 이 때에 IR센서(10)의 고장으로 잘 못 진단하지 않도록 임계값을 크게 설정하여 고장 진단의 신뢰성을 더욱 확보하기 위함이다.
이와 같이 서미스터(11)의 산출 온도(
Figure pat00024
)와 실내온도센서(20)의 검출 온도(
Figure pat00025
)는 차이가 임계값(
Figure pat00026
)보다 작은 경우에는 IR센서(10)가 정상인 것으로 진단하고, 이에 의해 IR센서(10)에서 검출된 온도와 실내온도센서(20)에서 검출된 온도를 일정 비율로 이용하여 공조장치(100)의 토출 공기 온도를 제어한다(S310).
이에 반해, 서미스터(11)의 산출 온도(
Figure pat00027
)와 실내온도센서(20)의 검출 온도(
Figure pat00028
)는 차이가 임계값(
Figure pat00029
)보다 큰 경우에는 IR센서(10)가 고장난 것으로 진단하고, 이후 IR센서(10)에서 검출되는 온도 정보는 반영하지 않고, 대신에 실내온도센서(20)에서 검출된 온도만 기준으로 하여 공조장치(100)의 토출 공기 온도를 제어한다(S320).
이에 더하여 도 4에 도시된 바와 같이 IR센서(10)가 정상적으로 온도를 검출하지 못하는 경우도 있을 수 있는데, 본 발명에서는 이때에는 IR센서(10)에서 온도가 검출되었는지를 판단하고(S110), 온도가 검출되지 않은 경우에는 임계값(
Figure pat00030
)과 비교하는 단계로 진행되는 대신, 바로 실내온도센서(20)에서 검출된 온도정보를 이용하여 공조장치(100)의 토출 공기 온도를 제어한다(S111).
이상 설명한 바와 같이 본 발명은 IR센서의 고장 여부를 진단하기 위한 별도의 진단장치를 설치하지 않고도 IR센서에 내장된 서미스터를 이용하여 IR센서의 고장 여부를 판단하기 때문에 정확하면서도 경제적이다.
10: IR센서 11: 써미스터
20: 실내온도센서 30: 제어부

Claims (5)

  1. 내부에 서미스터(11)가 구비되며, 차량의 탑승자의 표면온도 또는 실내의 표면온도를 감지하는 IR센서(10)와;
    차량의 실내 공기온도를 검출하는 실내온도센서(20) 및;
    상기 서미스터(11)와 상기 실내온도센서(20)로부터 출력되는 온도를 각각 이용하여 상기 IR센서(10)의 고장을 진단하는 제어부(30)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 IR센서의 고장 진단장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부(30)는 상기 IR센서(10)가 고장으로 판단되는 경우에 상기 실내온도센서(20)에서 검출되는 실내온도만 이용하여 공조장치를 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 IR센서의 고장 진단장치.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 제어부(30)는 수학식 1에 의해 상기 IR센서(10)의 고장을 진단하는 것을 특징으로 하는 차량용 IR센서의 고장 진단장치.

    [수학식 1]
    Figure pat00031

    여기서,
    Figure pat00032
    은 실내온도센서의 검출 온도,
    Figure pat00033
    은 서미스터의 산출 온도,
    Figure pat00034
    는 임계값이다.

  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 임계값(
    Figure pat00035
    )은 15 ~ 25℃의 범위를 가지는 것을 특징으로 하는 차량용 IR센서의 고장 진단장치.
  5. 청구항 3에 있어서,
    외기온도가 0℃ 내지 20℃의 범위인 경우에는 상기 임계값(
    Figure pat00036
    )은 15℃이고, 외기온도가 40℃ 이상인 경우 또는 -30℃ 이하인 경우에는 상기 임계값(
    Figure pat00037
    )은 25℃인 것을 특징으로 하는 차량용 IR센서의 고장 진단장치.
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