KR20170095648A - 비접촉 온도 센서를 포함하는 차량용 공조시스템 - Google Patents

Abstract

비접촉 온도 센서를 포함하는 차량용 공조시스템이 게시된다. 본 발명의 실시예에 따른 차량용 공조시스템은, 차량용 공조시스템(HVAC; Heating, Ventilation and Air Conditioning System)에 있어서, 탑승자의 신체부위의 온도를 측정한 후, 측정된 데이터를 차량용 공조시스템의 제어인자로 제공하는 비접촉 온도 센서를 포함하는 것을 구성의 요지로 한다.
본 발명에 따르면, 다양한 환경으로 변하는 차량 실내의 조건에 따라 실내 환경을 제어할 수 있는 차량용 공조시스템을 제공 할 수 있다.

Description

비접촉 온도 센서를 포함하는 차량용 공조시스템{HVAC System Having Non-contact Temperature Sensor}

본 발명은 차량용 공조시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 비접촉 온도 센서를 포함하는 차량용 공조시스템에 관한 것이다.

도 1에는 일반적인 차량용 공조 시스템을 나타내는 구성도가 도시되어 있고, 도 2에는 종래 기술에 따른 차량용 공조 장치의 컨트롤 패널을 나타내는 구성도가 도시되어 있으며, 도 3에는 종래 기술에 따른 차량용 공조 장치의 컨트롤 패널을 나타내는 구성도가 도시되어 있다.

이들 도면을 참조하면, 일반적으로, 차량용 공조장치의 에어컨 시스템은 압축기, 응축기, 리시버 드라이어, 팽창밸브, 및 증발기가 냉매파이프에 의해 순차적으로 연결되어 있으며, 엔진의 동력에 의해 압축기가 구동되면서 냉매를 순환시키도록 되어 있다.

도 1은 일반적인 차량용 공조 장치의 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 공조장치는, 공조케이스(10)와, 상기 공조케이스(10)의 입구측에 설치되는 송풍기(20)와, 상기 공조케이스(10)에 내장되는 증발기(30) 및 히터코어(Heater Core, 40)와, 상기 증발기(30)를 거친 공기에 대한 냉기통로 및 온기통로의 개도를 조절하는 탬프도어(50)와, 상기 증발기(30)로부터 냉매를 흡입하여 토출시키는 압축기(60)와, 상기 압축기(60)로부터 공급되는 냉매를 응축하여 토출시키는 응축기(70)와, 응축기(70)로부터 공급되는 냉매를 기액분리하는 리시버 드라이어(Receiver Dryer, 80)와, 그리고 리시버 드라이어(80)로부터 공급되는 냉매를 교축하여 증발기(30)로 보내는 팽창밸브(90)를 포함하여 이루어진다.

그리고, 상기 탬프도어(50)에 의해 선택되는 냉기통로 또는 온기 통로를 통해 송풍되는 공기를 차량의 실내 각 방향으로 토출시키기 위한 벤트들(12, 14, 16) 및 각 벤트(12, 14, 16)의 개도를 조절하기 위한 벤트 도어(12d,14d, 16d)를 포함하여 구성된다.

한편, 상기 증발기(30)의 코어부 또는 냉기가 토출되는 후방부에는 상기 압축기(60)의 컷오프 제어를 위한 증발기 온도센서(100)가 설치되며, 에어컨 콘트롤러(110)에 의해 상기 압축기(60)가 제어되어 에어컨 기능을 제어하게 된다. 상기 에어컨 콘트롤러(110)는 상기 증발기 온도센서(100) 이외에도 도면에 도시되지는 않았지만, 실내온도센서, 실외온도센서, 일사량센서 등 각종 센서로부터 제어신호를 입력받고, 차량 실내에 설치된 콘트롤패널의 조작노브나 조작스위치들의 제어신호에 의거하여 상기 압축기(60)를 제어하여 에어컨 기능을 제어하게 된다.

도 2a 및 도 2b는 종래 자동차 공조장치의 콘트롤 패널 구성도로서 이에 도시된 바와 같이, 운전자가 자동차의 공조 장치를 조작할 수 있도록 인스트루먼트 패널에 콘트롤 패널(1)이 설치된다. 콘트롤 패널(1)에는 온도 조절노브(2), 송풍 조절노브(3), 에어컨 버튼(4), 성에 제거 모드버튼(5), 내기/외기 모드 버튼(6)(7) 및 디스플레이(8)를 포함하여 구성된다. 도 2a는 일반적인 콘트롤패널(1)의 구성이고, 도 2b는 이코노(ECO)모드 버튼(9)을 채용한 이코노모드 제어용 콘트롤패널의 구성을 보인 것이다.

한편, 일반적으로, 종래 기술에 따른 차량용 공조 시스템(HVAC; Heating, Ventilation and Air Conditioning System)의 온도 제어의 목표 값은 제품 생산 시에 조정(calibration)을 통해 설정된 가중치값(coefficient)을 상수로 설정하게 된다.

그러나, 실제 차량 운행 환경은 공조 시스템(HVAC)의 노후화와 탑승자의 신체 조건, 동승자의 탑승여부 등에 따라서 다양한 환경으로 변하게 된다.

종래 기술에 따른 공조시스템은 탑승자의 신체 조건 및 동습자의 탑승 여부를 반영하지 못하여, 다양한 환경으로 변하는 차량 실내의 조건에 따라 적절하게 실내 환경을 제어할 수 없다는 문제점을 가지고 있다.

따라서, 상기 언급한 종래 기술에 따른 문제점을 해결할 수 있는 차량용 공조 시스템에 관한 기술이 필요한 실정이다.

한국등록특허 제10-1544883 (등록일 2015.08.10.)

본 발명의 목적은, 다양한 환경으로 변하는 차량 실내의 조건에 따라 실내 환경을 제어할 수 있는 차량용 공조시스템을 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 비접촉 온도 센서를 포함하는 차량용 공조시스템은: 차량용 공조시스템(HVAC; Heating, Ventilation and Air Conditioning System)에 있어서, 탑승자의 신체부위의 온도를 측정한 후, 측정된 데이터를 차량용 공조시스템의 제어인자로 제공하는 비접촉 온도 센서를 포함하는 구성일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 비접촉 온도 센서는 탑승자의 신체 온도를 계측 할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 비접촉 온도 센서는 동승석 탑승자의 신체 온도를 계측하여 측정된 데이터에 계수(coefficient) 가중치를 적용할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 차량용 공조시스템은, 비접촉 온도 센서로부터 측정된 데이터의 측정 정밀도를 향상시키도록 전치증폭 회로(Pre-Amplification Circuit)를 포함하는 구성일 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 차량용 공조시스템에 따르면, 탑승자의 신체부위의 온도를 측정한 후, 측정된 데이터를 차량용 공조시스템의 제어인자로 제공하는 비접촉 온도 센서를 구비함으로써, 다양한 환경으로 변하는 차량 실내의 조건에 따라 실내 환경을 제어할 수 있는 차량용 공조시스템을 제공 할 수 있다.

또한, 본 발명의 차량용 공조시스템에 따르면, 동승석 탑승자의 신체 온도를 계측하여 측정된 데이터에 계수 가중치를 적용함으로써, 차량 실내의 조건을 더욱 상세히 반영하여 차량 실내 환경을 더욱 최적화 하여 제어할 수 있다.

또한, 본 발명의 차량용 공조시스템에 따르면, 비접촉 온도 센서로부터 측정된 데이터의 측정 정밀도를 향상시키도록 전치증폭 회로(Pre-Amplification Circuit)를 구비함으로서, 측정된 데이터의 측정 정밀도를 현저히 향상시킬 수 있어, 결과적으로 차량 실내의 조건을 더욱 상세히 반영하여 차량 실내 환경을 더욱 최적화 하여 제어할 수 있다.

도 1은 일반적인 차량용 공조 시스템을 나타내는 구성도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 차량용 공조 장치의 컨트롤 패널을 나타내는 구성도이다.
도 3은 종래 기술에 따른 차량용 공조 장치의 컨트롤 패널을 나타내는 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 공조시스템의 회로에서 전치증폭 회로(Pre-Amplification Circuit)와 주변온도 보상회로(Ambient Temperature Compensation Circuit)를 나타내는 회로도이다.

이하 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

본 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.

본 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

도 4에는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 공조시스템의 회로에서 전치증폭 회로(Pre-Amplification Circuit)와 주변온도 보상회로(Ambient Temperature Compensation Circuit)를 나타내는 회로도가 도시되어 있다.

도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 차량용 공조시스템은, 차량용 공조시스템(HVAC; Heating, Ventilation and Air Conditioning System)에 있어서, 탑승자의 신체부위의 온도를 측정한 후, 측정된 데이터를 차량용 공조시스템의 제어인자로 제공하는 비접촉 온도 센서를 포함하는 구성일 수 있다.

비접촉식 온도센서(non-contact temperature measurement)는 센서를 측정 대상에 접촉시키지 않고 온도를 측정하는 방법으로, 물체가 방출하는 방사(복사) 에너지의 측정으로부터 물체의 온도를 검출한다.

비접촉식 온도계로 대표적인 것이 파이로미터(pyrometer)이며, 이것은 물체의 온도에 따라 표면으로부터 방출되는 방사 에너지의 세기에 의해 물체의 표면온도(surface temperature)를 측정하는 비접촉식 계기를 총칭한다. 이전에는 1000 ℃ 이상의 고온측정에 사용하는 광 고온계(optical pyrometer)가 주류를 이루었으나, 최근 방사 검출기의 발달로 고온뿐 아니라 상온 부근에서도 측정할 수 있는 기기가 개발되어 단순히 방사 온도계(radiation thermometer)라고도 부른다. 그래서 파이로미터는 많은 경우 방사 온도계와 동일한 의미로 사용된다.

비접촉식 온도계의 대표적인 예로서 파이로미터는, 광학계(optical system) 및 검출기(detector)를 포함하는 것을 구성의 요지로 하면, 대상물체의 방사특성과 온도계 교정(눈금)을 일치시키기 위해서 방사율을 조정하며, 주위온도에 기인하는 온도계 내부온도의 변화가 확도에 영향을 미치지 않도록 주위온도 보상을 실시한다.

비접촉식 온도계를 구성하는 검출기는 양자형 검출기 또는 열형 검출기가 활용될 수 있다. 양자형 검출기는 전자파의 양자를 흡수해서 전하 케리어(charge carrier)로 직접 변환하는 센서로서, 반도체의 광전도 효과를 이용한 광도전 셀, 광기전력 효과를 이용한 포토다이오드 및 포토트랜지스터 등을 예로 들 수 있다. 열형 검출기는 적외선을 흡수한 소자의 온도가 변화하고, 그 결과 소자의 전기적 특성(저항, 열기전력, 전기분극 등)이 변하는 효과를 이용하는 광센서로서, 볼로미터, 서모파일, 초전센서 등이 있으며, 중적외선부터 원적외선 범위를 검출하는데 유용하다.

상기 언급한 비접촉 온도 센서는 탑승자의 신체 온도를 계측하여 계측된 데이터를 차량용 공조시스템의 제어인자로 활용할 수 있다. 이때, 차량용 공조시스템은 탑승자의 신체 온도에 따라 차량 내부의 환경을 제어할 수 있다. 결과적으로, 탑승자의 신체 상황에 가장 적절한 차량 내부 환경을 제어할 수 있다.

경우에 따라서 본 실시예에 따른 비접촉 온도 센서는, 운전자뿐만 아니라 동승석 탑승자의 신체 온도까지 측정할 수 있다. 이때, 동승석 탑승자의 신체 온도를 계측하여 측정된 데이터에 계수(coefficient) 가중치를 적용하여 차량용 공조시스템의 제어인자로 활용할 수 있다.

따라서, 본 실시예에 따르면, 운전석에 탑승한 탑승자뿐만 아니라 동승석에 탑승한 탑승자의 신체 온도에 따라 차량 내부의 환경을 제어할 수 있다. 결과적으로, 운전석 및 동승석에 탑승한 탑승자의 신체 상황에 가장 적절한 차량 내부 환경을 제어할 수 있다. 또한, 운전석과 동승석 각각의 방향에 따로 온도제어장치가 장착된 듀얼 형태일 경우, 운전석으로 배출되는 공기의 조건과 동승석에 배출되는 공기의 조건을 서로 달리 할 수 있다.

경우에 따라서, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 차량용 공조시스템은, 차량용 공조시스템은, 비접촉 온도 센서로부터 측정된 데이터의 측정 정밀도를 향상시키도록 전치증폭 회로(Pre-Amplification Circuit, 120)를 더 포함할 수 있다.

이 경우, 도 4에 도시된 바와 같이, 전치증폭 회로(120)는 주변온도 보상회로(Ambient Temperature Compensation Circuit, 130)와 함께 장착되어 활용될 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 차량용 공조시스템에 따르면, 탑승자의 신체부위의 온도를 측정한 후, 측정된 데이터를 차량용 공조시스템의 제어인자로 제공하는 비접촉 온도 센서를 구비함으로써, 다양한 환경으로 변하는 차량 실내의 조건에 따라 실내 환경을 제어할 수 있는 차량용 공조시스템을 제공 할 수 있다.

또한, 본 발명의 차량용 공조시스템에 따르면, 동승석 탑승자의 신체 온도를 계측하여 측정된 데이터에 계수 가중치를 적용함으로써, 차량 실내의 조건을 더욱 상세히 반영하여 차량 실내 환경을 더욱 최적화 하여 제어할 수 있다.

또한, 본 발명의 차량용 공조시스템에 따르면, 비접촉 온도 센서로부터 측정된 데이터의 측정 정밀도를 향상시키도록 전치증폭 회로(Pre-Amplification Circuit)를 구비함으로서, 측정된 데이터의 측정 정밀도를 현저히 향상시킬 수 있어, 결과적으로 차량 실내의 조건을 더욱 상세히 반영하여 차량 실내 환경을 더욱 최적화 하여 제어할 수 있다.

이상의 본 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

즉, 본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 설명에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능하며, 그와 같은 변형은 본 발명의 보호 범위 내에 있게 된다.

110: 전치증폭 회로(Pre-Amplification Circuit)
120: 주변온도 보상회로(Ambient Temperature Compensation Circuit)

Claims (4)

1. 차량용 공조시스템(HVAC; Heating, Ventilation and Air Conditioning System)에 있어서,
   탑승자의 신체부위의 온도를 측정한 후, 측정된 데이터를 차량용 공조시스템의 제어인자로 제공하는 비접촉 온도 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조시스템.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 비접촉 온도 센서는 탑승자의 신체 온도를 계측하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조시스템.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 비접촉 온도 센서는 동승석 탑승자의 신체 온도를 계측하여 측정된 데이터에 계수(coefficient) 가중치를 적용하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조시스템.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 차량용 공조시스템은, 비접촉 온도 센서로부터 측정된 데이터의 측정 정밀도를 향상시키도록 전치증폭 회로(Pre-Amplification Circuit, 110)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조시스템.
   

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