KR20210045147A - Apparatus and method for controlling cooling and heating of vehicle seat - Google Patents

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KR20210045147A
KR20210045147A KR1020190128546A KR20190128546A KR20210045147A KR 20210045147 A KR20210045147 A KR 20210045147A KR 1020190128546 A KR1020190128546 A KR 1020190128546A KR 20190128546 A KR20190128546 A KR 20190128546A KR 20210045147 A KR20210045147 A KR 20210045147A
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김동명
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현대자동차주식회사
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    • G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means

Abstract

The present invention relates to an apparatus and method for controlling cooling and heating of a vehicle seat which are, particularly, designed to maximize the feeling of cold and heat (cooling and heating performance) felt by passengers due to installation of a flexible thermoelectric element (100) with flexibility in a seat cover (14) to provide cold air and warmth to the vehicle passengers in a direct contact type.

Description

차량 시트용 냉온 조절 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING COOLING AND HEATING OF VEHICLE SEAT}Cold and hot control device and method for vehicle seat {APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING COOLING AND HEATING OF VEHICLE SEAT}

본 발명은 차량 시트용 냉온 조절 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유연 열전소자를 이용해서 승객과 직접 접촉식을 승객에게 냉기 및 온기를 제공할 수 있는 차량 시트용 냉온 조절 장치 및 방법에 관한 기술이다.The present invention relates to a cold and hot control device and method for a vehicle seat, and more particularly, to a cold and hot control device and method for a vehicle seat capable of providing cold and warm air to a passenger in direct contact with a passenger using a flexible thermoelectric element. About technology.

차량 승객의 승차감을 향상시키기 위한 방안으로 차량 시트에는 냉기 및 온기를 제공하는 장치가 구비된다.As a method for improving the ride comfort of vehicle passengers, a vehicle seat is provided with a device for providing cool air and warmth.

그중에서 온기를 제공하는 장치는 구리선과 같은 열선이 시트의 표면에 배설된 구성으로, 열선이 쉽게 단락되는 문제가 있어서 내구성이 나쁜 단점이 있다.Among them, the device for providing warmth is a configuration in which a heating wire such as a copper wire is disposed on the surface of the sheet, and there is a problem in that the heating wire is easily short-circuited, which has a disadvantage of poor durability.

그리고, 냉기를 제공하는 장치로는 송풍팬 및 덕트 등을 포함하는 구성으로, 부피가 크고 중량이 무거은 단점이 있고, 송풍팬의 작동소음이 심한 단점이 있으며, 특히 냉기를 송풍팬으로 불어서 승객에게 제공하는 비접촉식으로 냉각효율이 떨어지는 단점이 있다.In addition, as a device for providing cold air, it is a configuration including a blower fan and a duct, and has a disadvantage of being bulky and heavy, and the operating noise of the blower fan is severe. There is a disadvantage in that the cooling efficiency is inferior due to the non-contact type provided.

또한, 열선과 같은 히터장치와 송풍팬 및 덕트와 같은 냉각장치가 각각 별도로 구성됨에 따라 구성이 복잡하고, 비용이 상승하는 단점도 있다.In addition, since the heater device such as a hot wire and a cooling device such as a blower fan and a duct are separately configured, the configuration is complicated and the cost is increased.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.The matters described as the background art are only for enhancing an understanding of the background of the present invention, and should not be taken as acknowledging that they correspond to the prior art already known to those of ordinary skill in the art.

대한민국공개특허공보 제10-2016-0084515호Korean Patent Application Publication No. 10-2016-0084515

본 발명은, 유연성을 구비한 유연 열전소자를 시트커버내에 설치해서 냉기 및 온기를 승객 접촉식으로 승객에게 직접 제공하는 차량 시트용 냉온 조절 장치 및 방법으로, 쉽게 단락되는 열선을 사용하지 않음에 따라 내구성이 좋고, 송풍팬 및 덕트 등을 사용하지 않음에 따라 부피 감축 및 작동소음을 없앨 수 있으며, 냉온장치를 하나의 부품으로 구성함에 따라 구성의 단순화 및 비용절감을 도모할 수 있고, 특히 승객 직접 접촉식으로 냉온효율을 크게 향상시킬 수 있도록 하는 데에 그 목적이 있다.The present invention is a cold and hot control device and method for vehicle seats that provide cold air and warmth directly to passengers by installing a flexible thermoelectric element with flexibility in the seat cover. Durability is good, and volume reduction and operation noise can be eliminated by not using a blower fan or duct, etc., and simplification of the configuration and cost reduction can be achieved by configuring the cooling and heating device as one part. Its purpose is to greatly improve the cooling and heating efficiency by contact type.

또한 본 발명은, 설정온도를 기준으로 제어온도 및 제어시간을 불규칙적으로 제어함으로써 승객이 느끼는 냉온성능의 극대화를 도모할 수 있도록 하는 데에 다른 목적이 있다.In addition, another object of the present invention is to maximize the cooling and warming performance felt by passengers by irregularly controlling the control temperature and the control time based on the set temperature.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명 차량 시트용 냉온 조절 장치는, 유연성이 있고 차량 시트에 결합되며 열 또는 전기를 가하면 온열기능이나 또는 냉각기능이 구현되는 유연 열전소자; 상기 유연 열전소자가 결합된 시트의 온도를 설정하기 위해 사용자가 조작하는 스위치부; 및 상기 스위치부의 설정온도에 따라 전원부에서 유연 열전소자로 공급되는 전류를 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is a flexible thermoelectric device that is flexible and is coupled to the vehicle seat and implements a heating function or a cooling function when heat or electricity is applied; A switch unit operated by a user to set the temperature of the sheet to which the flexible thermoelectric element is coupled; And a control unit for controlling the current supplied from the power supply unit to the flexible thermoelectric element according to the set temperature of the switch unit.

상기 유연 열전소자가 결합된 시트의 온도를 검출하는 온도센서를 더 포함하고; 상기 제어부는 온도센서의 신호와 스위치부의 신호를 모두 이용해서 유연 열전소자로 공급되는 전류를 제어하는 것을 특징으로 한다.Further comprising a temperature sensor for detecting a temperature of the sheet to which the flexible thermoelectric element is coupled; The control unit is characterized in that it controls the current supplied to the flexible thermoelectric element by using both the signal of the temperature sensor and the signal of the switch unit.

상기 유연 열전소자의 일면에 결합된 방열핀;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.It characterized in that it further comprises a; heat dissipation fin coupled to one surface of the flexible thermoelectric element.

상기 시트는 쿠션재에 해당하는 폼패드 및 폼패드를 감싸는 시트커버를 포함하고; 상기 폼패드와 시트커버사이에 유연 열전소자가 위치하는 것을 특징으로 한다.The seat includes a foam pad corresponding to a cushioning material and a seat cover surrounding the foam pad; A flexible thermoelectric element is positioned between the foam pad and the seat cover.

상기 유연 열전소자는 파우더 형태의 방습제에 의해 감싸여지고; 상기 방습제에 의해 감싸여진 유연 열전소자는 시트를 구성하는 폼패드와 시트커버사이에 위치하도록 설치된 것을 특징으로 한다.The flexible thermoelectric element is wrapped by a desiccant in powder form; The flexible thermoelectric element wrapped by the desiccant is installed so as to be positioned between the foam pad constituting the sheet and the seat cover.

상기 유연 열전소자는 시트를 구성하는 폼패드와 시트커버사이에 위치하면서 시트에 착석한 승객의 신체와 면접촉하도록 설치된 것을 특징으로 한다.The flexible thermoelectric element is positioned between the foam pad constituting the seat and the seat cover, and is installed so as to make surface contact with the body of a passenger seated on the seat.

상기 유연 열전소자는 다수개의 P형 반도체 및 N형 반도체; 상기 P형 반도체와 N형 반도체의 양면에 배치된 다수개의 유연 전극; 상기 P형 반도체와 N형 반도체 및 유연 전극을 감싸서 고정하는 유연 폴리머;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The flexible thermoelectric device may include a plurality of P-type semiconductors and N-type semiconductors; A plurality of flexible electrodes disposed on both surfaces of the P-type semiconductor and the N-type semiconductor; It characterized in that it comprises a; a flexible polymer that wraps and fixes the P-type semiconductor, the N-type semiconductor, and the flexible electrode.

상기 유연 열전소자는, P형 반도체와 N형 반도체에 의해 구현되는 발열부 및 냉각부가 서로 분리되고 서로 분리된 발열부와 냉각부가 지그재그형으로 교차 배열된 지그재그 냉온분리형; 또는 P형 반도체와 N형 반도체에 의해 구현되는 발열부 및 냉각부가 서로 혼합된 상태에서 지그재그형으로 배열된 지그재그 냉온전환형; 또는 P형 반도체와 N형 반도체에 의해 구현되는 발열부 및 냉각부가 서로 혼합된 상태에서 사각형으로 배열된 사각 냉온전환형; 또는 P형 반도체와 N형 반도체에 의해 구현되는 발열부 및 냉각부가 서로 혼합된 상태에서 도넛모양으로 배열된 도넛 냉온전환형; 중에서 어느 하나의 형태로 구성된 것을 특징으로 한다.The flexible thermoelectric device may include a zigzag cold/hot separation type in which a heating unit and a cooling unit implemented by a P-type semiconductor and an N-type semiconductor are separated from each other, and the separated heating unit and cooling unit are alternately arranged in a zigzag shape; Or a zigzag cold/hot conversion type arranged in a zigzag shape in a state in which a heating part and a cooling part implemented by a P-type semiconductor and an N-type semiconductor are mixed with each other; Or a square cold/hot conversion type arranged in a quadrangular shape in a state in which the heating part and the cooling part implemented by the P-type semiconductor and the N-type semiconductor are mixed with each other; Or a donut cold/hot conversion type arranged in a donut shape in a state in which a heating part and a cooling part implemented by a P-type semiconductor and an N-type semiconductor are mixed with each other; It is characterized in that it is configured in any one form.

또한 본 발명에 따른 차량 시트용 냉온 조절 방법은, 스위치부의 조작을 통해 유연 열전소자가 결합된 시트의 온도를 설정하는 온도설정단계; 및 상기 시트의 온도가 설정온도에 도달하면 시트의 온도가 설정온도를 기준으로 불규칙적으로 변화되도록 제어부가 시트의 온도를 제어하는 온도제어단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, a method for controlling cold and warm temperatures for a vehicle seat according to the present invention includes a temperature setting step of setting a temperature of a seat to which a flexible thermoelectric element is coupled through an operation of a switch unit; And a temperature control step of the control unit controlling the temperature of the sheet so that the temperature of the sheet is irregularly changed based on the set temperature when the temperature of the sheet reaches a set temperature.

상기 온도제어단계는 제어부가 유연 열전소자로 공급되는 전류량 및 시간을 불규칙적으로 제어함에 따라 시트의 온도가 설정온도를 기준으로 온도 차가 발생하도록 제어되는 것을 특징으로 한다.The temperature control step is characterized in that the temperature of the sheet is controlled to generate a temperature difference based on a set temperature as the control unit irregularly controls the amount of current and time supplied to the flexible thermoelectric element.

본 발명에 따른 차량 시트용 냉온 조절 장치 및 방법에 의하면, 유연성을 구비한 유연 열전소자를 시트커버내에 설치해서 차량 승객에게 냉기 및 온기를 직접 접촉식으로 제공하는 구성으로, 이를 통해 승객이 느끼는 냉온감(냉온성능)을 극대화시킬 수 있는 효과가 있다.According to the cold and hot control device and method for a vehicle seat according to the present invention, a flexible thermoelectric element having flexibility is installed in the seat cover to provide cold and hot air to vehicle passengers in a direct contact type, through which the passenger feels cold and hot. There is an effect that can maximize the feeling (cold temperature performance).

또한, 본 발명은 쉽게 단락되는 열선을 사용하지 않음에 따라 내구성이 좋고, 송풍팬 및 덕트 등을 사용하지 않음에 따라 부피 감축 및 작동소음을 없앨 수 있으며, 반도체 소자를 구비한 유연 열전소자에 하나의 부품으로 구성할 수 있게 됨에 따라 구성의 단순화 및 비용절감을 도모할 수 있고, 특히 유연 열전소자를 승객 직접 접촉식으로 설치함에 따라 냉온효율을 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention has good durability because it does not use a hot wire that is easily short-circuited, and it is possible to reduce volume and eliminate operating noise by not using a blower fan or a duct, etc. As it can be composed of components of, it is possible to simplify the configuration and reduce cost, and in particular, by installing a flexible thermoelectric element in a direct contact type of passengers, there is an effect that can greatly improve the cooling and heating efficiency.

도 1은 본 발명에 따른 차량 시트용 냉온 조절 장치의 개략적인 구성 도면,
도 2는 본 발명에 따른 유연 열전소자를 설명하기 위한 도면,
도 3은 본 발명에 따라 유연 열전소자에 방열핀이 결합된 도면,
도 4는 유연 열전소자가 결합된 시트의 단면도,
도 5는 유연 열전소자의 형상에 대한 실시예의 도면,
도 6은 본 발명에 따른 차량 시트용 냉온 조절 방법을 설명하기 위한 개략적인 순서도,
도 7 내지 도 8은 종래의 시트 온도제어와 본 발명에 따른 시트 온도제어를 비교 설명하기 위한 그래프선도이다.1 is a schematic configuration diagram of a cold and hot control apparatus for a vehicle seat according to the present invention,
2 is a view for explaining a flexible thermoelectric device according to the present invention,
3 is a view in which a heat dissipation fin is coupled to a flexible thermoelectric device according to the present invention;
4 is a cross-sectional view of a sheet to which a flexible thermoelectric element is coupled,
5 is a diagram of an embodiment of a shape of a flexible thermoelectric device,
6 is a schematic flow chart for explaining a method for controlling cold and warming for a vehicle seat according to the present invention;
7 to 8 are graphs illustrating a comparison between a conventional sheet temperature control and a sheet temperature control according to the present invention.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 차량 시트용 냉온 조절 장치 및 방법에 대해 살펴보기로 한다.Hereinafter, an apparatus and method for controlling cold and warming for a vehicle seat according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 예시적인 실시예에 따른 제어부(제어기)는 차량의 다양한 구성 요소의 동작을 제어하도록 구성된 알고리즘 또는 상기 알고리즘을 재생하는 소프트웨어 명령어에 관한 데이터를 저장하도록 구성된 비휘발성 메모리(도시되지 않음) 및 해당 메모리에 저장된 데이터를 사용하여 이하에 설명되는 동작을 수행하도록 구성된 프로세서(도시되지 않음)를 통해 구현될 수 있다. 여기서, 메모리 및 프로세서는 개별 칩으로 구현될 수 있다. 대안적으로는, 메모리 및 프로세서는 서로 통합된 단일 칩으로 구현될 수 있다. 프로세서는 하나 이상의 프로세서의 형태를 취할 수 있다.A control unit (controller) according to an exemplary embodiment of the present invention includes an algorithm configured to control the operation of various components of a vehicle or a nonvolatile memory (not shown) configured to store data related to a software command for reproducing the algorithm, and It may be implemented through a processor (not shown) configured to perform an operation described below using data stored in the corresponding memory. Here, the memory and the processor may be implemented as individual chips. Alternatively, the memory and processor may be implemented as a single chip integrated with each other. The processor may take the form of one or more processors.

본 발명의 실시예에 따른 차량 시트용 냉온 조절 장치는 도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이 유연성이 있고 차량 시트(10)에 결합되며 열 또는 전기를 가하면 온열기능이나 또는 냉각기능이 구현되는 유연 열전소자(100); 상기 유연 열전소자(100)가 결합된 시트(10)의 온도를 설정하기 위해 사용자가 조작하는 스위치부(200); 상기 스위치부(200)의 설정온도에 따라 전원부(300)에서 유연 열전소자(100)로 공급되는 전류를 제어하는 제어부(400); 및 상기 유연 열전소자(100)가 결합된 시트(10)의 온도를 검출하는 온도센서(500)를 포함한다.As shown in FIGS. 1 to 7, the cold/heat control device for a vehicle seat according to an embodiment of the present invention is flexible and is coupled to the vehicle seat 10, and when heat or electricity is applied, a heating function or a cooling function is implemented. Thermoelectric device 100; A switch unit 200 operated by a user to set the temperature of the sheet 10 to which the flexible thermoelectric element 100 is coupled; A control unit 400 for controlling a current supplied from the power supply unit 300 to the flexible thermoelectric element 100 according to the set temperature of the switch unit 200; And a temperature sensor 500 that detects the temperature of the sheet 10 to which the flexible thermoelectric element 100 is coupled.

차량의 시트(10)는 기본적으로 시트백(11)과 시트쿠션(12)을 포함하고, 시트백(11)과 시트쿠션(12)은 각각 쿠션재에 해당하는 폼패드(13), 및 폼패드(13)를 감싸는 시트커버(14)를 포함한다.The seat 10 of the vehicle basically includes a seat back 11 and a seat cushion 12, and the seat back 11 and the seat cushion 12 are respectively a foam pad 13 and a foam pad 13 corresponding to a cushioning material. Includes a seat cover (14) surrounding the.

유연 열전소자(100, Flexible ThermoElectric Device, FTED)는 유연한 특성(플렉시블, flexible)을 구비한 특수 폴리머(polymer)를 이용하여 열전소자에 유연성을 부여한 것으로, 웨어러블 전자기기(wearable electronics), 자동차, 의료 분야 등에서 널리 사용이 가능하다.A flexible thermoelectric device (100, Flexible ThermoElectric Device, FTED) is a flexible thermoelectric device that provides flexibility to a thermoelectric device by using a special polymer with flexible properties (flexible, flexible). It can be widely used in fields, etc.

보다 상세히 설명하면 도 2에 도시된 바와 같이 유연 열전소자(100)는 다수개의 P형 반도체(110) 및 N형 반도체(120)가 한 개씩 순차적으로 교차되게 배치되고, 상기 P형 반도체(110)와 N형 반도체(120)의 양면에 다수개의 유연 전극(130)이 배치되며, 상기 P형 반도체(110)와 N형 반도체(120) 및 유연 전극(130)을 감싸서 고정하는 유연 폴리머(140)를 포함하는 구성이다.In more detail, as shown in FIG. 2, the flexible thermoelectric device 100 is arranged so that a plurality of P-type semiconductors 110 and N-type semiconductors 120 are sequentially intersected one by one, and the P-type semiconductor 110 And a plurality of flexible electrodes 130 are disposed on both sides of the N-type semiconductor 120, and a flexible polymer 140 that wraps and fixes the P-type semiconductor 110, the N-type semiconductor 120, and the flexible electrode 130 It is a configuration that includes.

유연 전극(130)에는 전원부(300)와 연결된 전기선이 연결된다.An electric wire connected to the power supply unit 300 is connected to the flexible electrode 130.

유연 열전소자(100)는 특정 반도체의 접합면에 열을 가하면 전기가 발생됨에 따라 온열기능(히팅기능)을 구현할 수 있고(지벡 효과, Seebeck Effect), 반대로 전기를 가하면 열을 흡수 및 방출함에 따라 냉각기능을 구현할 수 있다.(펠티어 효과, Peltier Effect)The flexible thermoelectric device 100 can implement a heating function (heating function) as electricity is generated when heat is applied to the junction surface of a specific semiconductor (seebeck effect). Conversely, when electricity is applied, it absorbs and releases heat. Cooling function can be implemented (Peltier Effect)

스위치부(200)는 시트(10)에 착석한 승객이 쉽게 조작이 가능한 위치에 구비되는 것이 바람직하며, 전원부(300)는 차량에 구비된 배터리를 이용하는 것이 바람직하다.The switch unit 200 is preferably provided in a position where the passenger seated on the seat 10 can easily operate, and the power supply unit 300 is preferably a battery provided in the vehicle.

제어부(400)는 스위치부(200)의 신호와 온도센서(500)의 신호를 모두 이용해서 유연 열전소자(100)로 공급되는 전류를 제어하게 된다.The control unit 400 controls the current supplied to the flexible thermoelectric element 100 by using both the signal of the switch unit 200 and the signal of the temperature sensor 500.

본 발명에 따른 실시예는 유연 열전소자(100)의 일면에 결합된 방열핀(600)을 더 포함하는 구성으로, 방열핀(600)은 유연 열전소자(100)에서 발생하는 열 방출을 더욱 용이하게 하는 역할을 하며, 이를 통해 유연 열전소자(100)의 수명연장에 큰 도움을 줄 수 있다.An embodiment according to the present invention is a configuration further comprising a heat dissipation fin 600 coupled to one surface of the flexible thermoelectric element 100, the heat dissipation fin 600 is to further facilitate heat dissipation generated from the flexible thermoelectric element 100 It plays a role, and through this, can greatly help extend the life of the flexible thermoelectric device 100.

본 발명에 따른 유연 열전소자(100)는 냉온성능의 향상을 위해 시트에 착석한 승객과 최대한 넓은 면적으로 접촉하는 것이 바람직하며, 이를 위해 유연 열전소자(100)는 시트(10)를 구성하는 폼패드(13)와 시트커버(14)사이에 위치하면서 시트(10)에 착석한 승객의 신체와 면접촉하도록 설치된 것이 바람직할 것이다.The flexible thermoelectric device 100 according to the present invention is preferably in contact with the passenger seated on the seat as wide as possible in order to improve the cooling and heating performance, and for this purpose, the flexible thermoelectric device 100 is a foam constituting the seat 10 It is preferable that the pad 13 and the seat cover 14 be positioned between the pad 13 and the seat cover 14 and installed so as to be in surface contact with the body of the passenger seated on the seat 10.

또한, 유연 열전소자(100)는 냉각기능 구현시 결로방지를 위해 파우더 형태로 된 방습제(700)에 의해 감싸여지도록 구성된 것이 바람직하지만 이에 한정되는 것은 아니다.In addition, the flexible thermoelectric device 100 is preferably configured to be surrounded by a desiccant 700 in a powder form to prevent condensation when implementing a cooling function, but is not limited thereto.

한편, 유연 열전소자(100)는 도 5(A)에 도시된 바와 같이 P형 반도체(110)와 N형 반도체(120)에 의해 구현되는 발열부(150) 및 냉각부(160)가 서로 분리되고 서로 분리된 발열부(150)와 냉각부(160)가 지그재그형으로 교차 배열된 지그재그 냉온분리형, 또는 도 5(B)와 같이 P형 반도체(110)와 N형 반도체(120)에 의해 구현되는 발열부(150) 및 냉각부(160)가 서로 혼합된 상태에서 지그재그형으로 배열된 지그재그 냉온전환형, 또는 도 5(C)와 같이 P형 반도체(110)와 N형 반도체(120)에 의해 구현되는 발열부(150) 및 냉각부(160)가 서로 혼합된 상태에서 사각형으로 배열된 사각 냉온전환형, 또는 도 5(C)와 같이 P형 반도체(110)와 N형 반도체(120)에 의해 구현되는 발열부(150) 및 냉각부(160)가 서로 혼합된 상태에서 도넛모양으로 배열된 도넛 냉온전환형 중에서 어느 하나의 형태로 구성될 수 있다.Meanwhile, in the flexible thermoelectric device 100, the heating unit 150 and the cooling unit 160 implemented by the P-type semiconductor 110 and the N-type semiconductor 120 are separated from each other as shown in FIG. 5(A). The heating unit 150 and the cooling unit 160 separated from each other are implemented by a zigzag cold/hot separation type in which the heating unit 150 and the cooling unit 160 are intersected in a zigzag type, or by a P type semiconductor 110 and an N type semiconductor 120 as shown in FIG. 5(B). In a state in which the heating unit 150 and the cooling unit 160 are mixed with each other, the zigzag cold/hot conversion type arranged in a zigzag type, or the P type semiconductor 110 and the N type semiconductor 120 as shown in FIG. 5(C). The heating unit 150 and the cooling unit 160 implemented by each other are mixed with each other in a rectangular cold/hot conversion type, or a P-type semiconductor 110 and an N-type semiconductor 120 as shown in FIG. 5(C). In a state in which the heating unit 150 and the cooling unit 160 implemented by are mixed with each other, it may be configured in any one of a donut cold/hot conversion type arranged in a donut shape.

본 발명에 따른 차량 시트용 냉온 조절 방법에 대해서는 도 6 내지 도 8을 참고해서 설명한다.A method for controlling cold and warm temperatures for a vehicle seat according to the present invention will be described with reference to FIGS. 6 to 8.

차량의 시동이 온(ON)된 상태에서(단계 S1), 운전자가 스위치부(200)를 조작해서 유연 열전소자(100)가 결합된 시트(10)의 온도를 설정한다.(단계 S2)In a state in which the vehicle is turned on (step S1), the driver manipulates the switch unit 200 to set the temperature of the seat 10 to which the flexible thermoelectric element 100 is coupled (step S2).

스위치부(200)의 조작 후 시트(10)의 온도가 설정온도에 도달하면(단계 S3), 제어부(400)는 시트(10)의 온도가 설정온도를 기준으로 불규칙적으로 변화되도록 시트(10)의 온도를 제어하게 된다.(단계 S4)When the temperature of the sheet 10 reaches the set temperature after operation of the switch unit 200 (step S3), the control unit 400 controls the sheet 10 so that the temperature of the sheet 10 is irregularly changed based on the set temperature. To control the temperature of (step S4)

즉, 시트(10)의 온도가 설정온도에 도달하면 제어부(400)는 유연 열전소자(100)로 공급되는 전류량 및 시간을 불규칙적으로 제어하게 되고, 이를 통해 시트(10)의 온도는 설정온도를 기준으로 +또는 -의 온도 차가 발생되도록 제어되는 것이다.That is, when the temperature of the sheet 10 reaches the set temperature, the control unit 400 irregularly controls the amount of current and time supplied to the flexible thermoelectric element 100, and through this, the temperature of the sheet 10 increases the set temperature. It is controlled so that a temperature difference of + or-occurs as a standard.

기존에는 도 7(A) 및 도 8(A)와 같이 시트(10)의 온도가 설정온도에 도달하면, 시트(10)의 온도를 설정온도와 동일한 온도로 지속적으로 제어하였으며(정온 온열제어 또는 정온 냉각제어), 이로 인해 시트(10)의 착석자는 일정시간 경과 후 감각이 둔해져서 냉온감을 느끼지 못하는 단점이 있었다.Conventionally, when the temperature of the sheet 10 reaches a set temperature as shown in FIGS. 7(A) and 8(A), the temperature of the sheet 10 was continuously controlled at the same temperature as the set temperature (fixed temperature control or Constant temperature cooling control), due to this, the seated person of the seat 10 has a disadvantage in that the sensation becomes dull after a certain period of time, so that he does not feel a feeling of cold or warmth.

이에 반ㅎ해 본 발명에 따른 실시예는 도 7(B) 및 도 8(B)와 같이 시트(10)의 온도가 설정온도에 도달하면, 제어부(400)가 유연 열전소자(100)로 공급되는 전류량 및 시간을 불규칙적으로 제어하고, 이를 통해 시트(10)의 온도를 설정온도를 기준으로 +또는 -의 온도 차가 발생되도록 제어하는 것이 특징으로, 이 결과 시트(10)의 착석자가 느끼는 냉온감(냉온성능)을 극대화시킬 수 있는 장점이 있다.On the contrary, in the embodiment according to the present invention, when the temperature of the sheet 10 reaches a set temperature as shown in FIGS. 7(B) and 8(B), the controller 400 supplies the flexible thermoelectric element 100 It is characterized by controlling the amount of current and time to be irregularly controlled, through which the temperature of the seat 10 is controlled to generate a temperature difference of + or-based on the set temperature. There is an advantage that can maximize (cold temperature performance).

또한, 본 발명에 따른 실시예는 P형 반도체(110) 및 N형 반도체(120)를 사용하는 유연 열전소자(100)를 통해 0.1도 단위로 시트(10)의 온도제어가 가능하고, 특히 극히 짧은 시간내에 목표 온도까지 시트(10)의 온도를 변화시킬 수 있는 장점이 있다.In addition, the embodiment according to the present invention enables temperature control of the sheet 10 in units of 0.1 degrees through the flexible thermoelectric device 100 using the P-type semiconductor 110 and the N-type semiconductor 120, and particularly There is an advantage of being able to change the temperature of the sheet 10 to a target temperature within a short time.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 실시예는, 유연성을 구비한 유연 열전소자(100)를 시트커버(14)내에 설치해서 차량 승객에게 냉기 및 온기를 직접 접촉식으로 제공하는 구성으로, 이를 통해 승객이 느끼는 냉온감(냉온성능)을 극대화시킬 수 있는 장점이 있다.As described above, the embodiment according to the present invention is a configuration in which the flexible thermoelectric element 100 having flexibility is installed in the seat cover 14 to provide cold air and warmth to the vehicle passengers in a direct contact manner. There is an advantage that can maximize the feeling of cold and warm (cold and warm performance).

또한, 본 발명은 쉽게 단락되는 열선을 사용하지 않음에 따라 내구성이 좋고, 송풍팬 및 덕트 등을 사용하지 않음에 따라 부피 감축 및 작동소음을 없앨 수 있으며, 반도체 소자를 구비한 유연 열전소자(100)에 하나의 부품으로 구성할 수 있게 됨에 따라 구성의 단순화 및 비용절감을 도모할 수 있고, 특히 유연 열전소자(100)를 승객 직접 접촉식으로 설치함에 따라 냉온효율을 크게 향상시킬 수 있는 장점이 있다.In addition, the present invention has good durability because it does not use a hot wire that is easily short-circuited, and it is possible to reduce volume and eliminate operating noise by not using a blower fan or duct, and a flexible thermoelectric device 100 having a semiconductor device ), it is possible to simplify the configuration and reduce cost, and in particular, by installing the flexible thermoelectric element 100 in a direct passenger contact type, the cooling and heating efficiency can be greatly improved. have.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.Although the present invention has been illustrated and described in connection with specific embodiments, it is understood in the art that the present invention can be variously improved and changed within the scope of the technical spirit of the present invention provided by the following claims. It will be obvious to those of ordinary skill.

10 - 시트 11 - 시트백
12 - 시트쿠션 13 - 폼패드
14 - 시트커버 100 - 유연 열전소자
110 - P형 반도체 120 - N형 반도체
130 - 유연 전극 140 - 유연 폴리머
150 - 발열부 160 - 냉각부
200 - 스위치부 300 - 전원부
400 - 제어부 500 - 온도센서
600 - 방열핀 700 - 방습제10-Seat 11-Seat Back
12-Seat cushion 13-Foam pad
14-Seat cover 100-Flexible thermoelectric device
110-P-type semiconductor 120-N-type semiconductor
130-Flexible electrode 140-Flexible polymer
150-heating part 160-cooling part
200-switch part 300-power supply part
400-control unit 500-temperature sensor
600-heat dissipation fin 700-desiccant

Claims (10)

유연성이 있고 차량 시트에 결합되며 열 또는 전기를 가하면 온열기능이나 또는 냉각기능이 구현되는 유연 열전소자;
상기 유연 열전소자가 결합된 시트의 온도를 설정하기 위해 사용자가 조작하는 스위치부; 및
상기 스위치부의 설정온도에 따라 전원부에서 유연 열전소자로 공급되는 전류를 제어하는 제어부;를 포함하는 차량 시트용 냉온 조절 장치.A flexible thermoelectric element that has flexibility and is coupled to a vehicle seat and implements a heating function or a cooling function when heat or electricity is applied;
A switch unit operated by a user to set the temperature of the sheet to which the flexible thermoelectric element is coupled; And
A control unit for controlling the current supplied from the power supply to the flexible thermoelectric element according to the set temperature of the switch unit. 청구항 1에 있어서,
상기 유연 열전소자가 결합된 시트의 온도를 검출하는 온도센서를 더 포함하고;
상기 제어부는 온도센서의 신호와 스위치부의 신호를 모두 이용해서 유연 열전소자로 공급되는 전류를 제어하는 것을 특징으로 하는 차량 시트용 냉온 조절 장치.The method according to claim 1,
Further comprising a temperature sensor for detecting a temperature of the sheet to which the flexible thermoelectric element is coupled;
The control unit controls the current supplied to the flexible thermoelectric element by using both a signal from a temperature sensor and a signal from a switch unit. 청구항 1에 있어서,
상기 유연 열전소자의 일면에 결합된 방열핀;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 시트용 냉온 조절 장치.The method according to claim 1,
A heat dissipation fin coupled to one surface of the flexible thermoelectric element; 청구항 1에 있어서,
상기 시트는 쿠션재에 해당하는 폼패드 및 폼패드를 감싸는 시트커버를 포함하고;
상기 폼패드와 시트커버사이에 유연 열전소자가 위치하는 것을 특징으로 하는 차량 시트용 냉온 조절 장치.The method according to claim 1,
The seat includes a foam pad corresponding to a cushioning material and a seat cover surrounding the foam pad;
A cold and hot control device for a vehicle seat, characterized in that a flexible thermoelectric element is positioned between the foam pad and the seat cover. 청구항 1에 있어서,
상기 유연 열전소자는 파우더 형태의 방습제에 의해 감싸여지고;
상기 방습제에 의해 감싸여진 유연 열전소자는 시트를 구성하는 폼패드와 시트커버사이에 위치하도록 설치된 것을 특징으로 하는 차량 시트용 냉온 조절 장치.The method according to claim 1,
The flexible thermoelectric element is wrapped by a desiccant in powder form;
The flexible thermoelectric element wrapped by the desiccant is installed so as to be positioned between the foam pad constituting the seat and the seat cover. 청구항 1에 있어서,
상기 유연 열전소자는 시트를 구성하는 폼패드와 시트커버사이에 위치하면서 시트에 착석한 승객의 신체와 면접촉하도록 설치된 것을 특징으로 하는 차량 시트용 냉온 조절 장치.The method according to claim 1,
The flexible thermoelectric element is positioned between the foam pad constituting the seat and the seat cover, and is installed to make surface contact with the body of a passenger seated on the seat. 청구항 1에 있어서,
상기 유연 열전소자는 다수개의 P형 반도체 및 N형 반도체;
상기 P형 반도체와 N형 반도체의 양면에 배치된 다수개의 유연 전극;
상기 P형 반도체와 N형 반도체 및 유연 전극을 감싸서 고정하는 유연 폴리머;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 시트용 냉온 조절 장치.The method according to claim 1,
The flexible thermoelectric device may include a plurality of P-type semiconductors and N-type semiconductors;
A plurality of flexible electrodes disposed on both surfaces of the P-type semiconductor and the N-type semiconductor;
And a flexible polymer surrounding and fixing the P-type semiconductor, the N-type semiconductor, and the flexible electrode. 청구항 7에 있어서,
상기 유연 열전소자는, P형 반도체와 N형 반도체에 의해 구현되는 발열부 및 냉각부가 서로 분리되고 서로 분리된 발열부와 냉각부가 지그재그형으로 교차 배열된 지그재그 냉온분리형; 또는 P형 반도체와 N형 반도체에 의해 구현되는 발열부 및 냉각부가 서로 혼합된 상태에서 지그재그형으로 배열된 지그재그 냉온전환형; 또는 P형 반도체와 N형 반도체에 의해 구현되는 발열부 및 냉각부가 서로 혼합된 상태에서 사각형으로 배열된 사각 냉온전환형; 또는 P형 반도체와 N형 반도체에 의해 구현되는 발열부 및 냉각부가 서로 혼합된 상태에서 도넛모양으로 배열된 도넛 냉온전환형; 중에서 어느 하나의 형태로 구성된 것을 특징으로 하는 차량 시트용 냉온 조절 장치.The method of claim 7,
The flexible thermoelectric device includes a zigzag cold/hot separation type in which a heating unit and a cooling unit implemented by a P-type semiconductor and an N-type semiconductor are separated from each other, and the separated heating unit and cooling unit are alternately arranged in a zigzag shape; Or a zigzag cold/hot conversion type arranged in a zigzag shape in a state in which a heating part and a cooling part implemented by a P-type semiconductor and an N-type semiconductor are mixed with each other; Or a rectangular cold/hot conversion type arranged in a quadrangular shape in a state in which the heating part and the cooling part implemented by the P-type semiconductor and the N-type semiconductor are mixed with each other; Or a donut cold/hot conversion type arranged in a donut shape in a state in which a heating part and a cooling part implemented by a P-type semiconductor and an N-type semiconductor are mixed with each other; Cold and warm control device for a vehicle seat, characterized in that configured in any one of the form. 청구항 1 또는 2 중에서 어느 하나의 장치를 이용한 냉온 조절 방법으로,
상기 스위치부의 조작을 통해 유연 열전소자가 결합된 시트의 온도를 설정하는 온도설정단계; 및
상기 시트의 온도가 설정온도에 도달하면 시트의 온도가 설정온도를 기준으로 불규칙적으로 변화되도록 제어부가 시트의 온도를 제어하는 온도제어단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 시트용 냉온 조절 방법.A method of controlling cold and warming using any one of claims 1 or 2,
A temperature setting step of setting a temperature of a sheet to which a flexible thermoelectric element is coupled through operation of the switch unit; And
And a temperature control step of controlling the temperature of the seat so that the temperature of the seat is irregularly changed based on the set temperature when the temperature of the seat reaches a set temperature. 청구항 9에 있어서,
상기 온도제어단계는 제어부가 유연 열전소자로 공급되는 전류량 및 시간을 불규칙적으로 제어함에 따라 시트의 온도가 설정온도를 기준으로 온도 차가 발생하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 차량 시트용 냉온 조절 방법.The method of claim 9,
In the temperature control step, the temperature of the seat is controlled to generate a temperature difference based on a set temperature as the controller irregularly controls the amount of current and time supplied to the flexible thermoelectric element.
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