KR20240108248A - 자동차 공조 시스템의 능동 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차 실내 공조 시스템의 능동 제어 방법에 관합니다. 탑승자의 차량 내 탑승 위치 기반으로 차량 공조 시스템의 출력을 능동적으로 제어하는 것이 본 발명의 요지입니다.
차량 시동이 켜진 후 설정된 온도에 이르거나 또는 설정된 시간 동안 내에서, 본 발명의 공조 시스템은 복수의 시트 센서부로부터 신호를 받아 탑승자 위치 데이터를 입수한 다음, 탑승자가 없는 위치보다 탑승자가 있는 위치의 공조 출력을 높여줍니다.

Description

자동차 공조 시스템의 능동 제어 방법{The Adaptive Control Method for Heating and Cooling System Considering Passenger Positions}

본 발명은 자동차 실내 공조 시스템에 관하며, 특히 HVAC 시스템이 구비된 차량에 관한다.

차량의 공조 시스템에도 많은 진화가 이루어지고 있다. HVAC(Heating, Ventilation and Air Conditioning) 시스템은 응축기(Condenser), 압축기(compressor), 증발기(Evaporator), 수액기(Receiver) 및 팽창기(Expansion device) 등으로 이루어지며, 차량의 난방, 환기, 냉방을 통합한 시스템이며, 열 흐름을 인위적으로 통제하면서 차량 내부 환경을 쾌적하게 만드는 기술이다. HVAC의 에너지 원에 관해서 내연기관 차량과 전기자동차가 다르다. 내연기관 차량의 경우 엔진 폐열을 이용하기 때문에 열관리에 있어 유리하다. 그러나 전기자동차(하이브리드 차량도 마찬가지이다)는 엔진에서 나오는 폐열이나 기계식 압축기를 사용할 수 없고, 배터리를 전력으로 이용하기 때문에 공조 시스템의 열관리에 있어서 더 많은 궁리와 관리가 필요하다.

HVAC 기술이 진화하고 성능이 더 발전에 따라 소비자들의 눈높이와 니즈도 더 커지고 있다. 과거에 비해 자동차 공조 시스템의 성능이 더욱 향상되었더라도 소비자들의 불만족이 사라지는 것은 아니다. 특히 소비자들은 전기자동차와 하이브리드 차량처럼 내연기관 차량보다 열원이 부족한 차량의 경우, 차량 실내 공조 성능에 불만족스러워 한다. 예컨대 겨울에 히터를 틀어 차량 실내에서 따뜻함을 느끼기까지 시간이 오래 걸린다는 것이다. 차량의 공조 시스템 자체의 성능을 높이면 그런 불만에 효과적으로 대응할 수 있다. 그러나 가능한 기술 솔루션이 전부 현실적인 것은 아니다. 우선 최상의 솔루션을 적용하려면 차량 가격 상승으로 이어질 수 있다. 공조 시스템의 성능만을 강화하면 에너지 효율을 저하시키는 등의 다른 문제가 발생할 수도 있다.

본 발명의 발명자는 이러한 문제를 해결하기 위하여 많은 시간 궁리한 끝에 본 발명을 완성하게 되었다.

그러므로 본 발명의 목적은 종래의 공조 시스템을 이용하면서도 그 동작 제어 방법만을 능동적으로 변경함으로써 소비자들이 원하는 공조 환경으로 신속히 대응할 수 있는 기술을 제안함에 있다.

종래에는 운전자가 요청 시 설정된 온도에 맞춰 공조 시스템이 작동하였을 뿐이었다. 차량 내 탑승자가 있는 위치를 기준으로 공조 시스템이 변경되지는 않았다. 그러나 본 발명은 탑승자가 차량 내 어디에 위치하고 있으며, 몇 명의 탑승자가 있는지를 확인하고, 그 인원과 위치에 맞게 공조 시스템을 동작시키려는 것이다.

한편, 본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론 할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 것이다.

위와 같은 과제를 달성하기 위한 본 발명은 자동차 실내 공조 시스템의 능동 제어 방법으로서:

차량 공조 시스템을 동작시키는 제어부가,

차량 시동이 켜진 후 설정된 온도에 이르거나 또는 설정된 시간 동안 내에서, N(N은 4이상 9이하의 자연수이다)개의 시트 센서부로부터 신호를 받아 탑승자 위치 데이터를 입수한 다음, 탑승자가 없는 위치보다 탑승자가 있는 위치의 공조 출력을 높이도록 차량 공조 시스템의 동작을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 어느 실시예에 따른 자동차 실내 공조 시스템의 능동 제어 방법에 있어서, 상기 시트 센서부가 제어부에 전송하는 신호는 안전벨트 센서의 신호인 것이 좋다.

또한 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 자동차 실내 공조 시스템의 능동 제어 방법에 있어서, 상기 시트 센서부가 제어부에 전송하는 신호는 시트에 설치된 압력센서의 신호인 것이 좋다.

본 발명에 따르면 공조 성능은 결과적으로 그대로 유지하면서도 운전자(또는 탑승자)의 공조 성능에 대한 불만족을 효과적으로 줄일 수 있다. 즉 차량 내 탑승자의 위치 기반으로 공조 출력의 크기를 능동적으로 제어할 수 있기 때문에 신속하게 탑승자가 원하는 공조 성능에 이를 수 있다.

한편, 여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급됨을 첨언한다.

도 1은 본 발명의 개념을 개략적으로 나타내었다.
도 2는 본 발명의 바람직한 어느 실시예에 따른 차량 공조 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸다.
도 3은 본 발명의 바람직한 어느 실시예에 따른 차량 공조 시스템 능동 제어 방법의 전체 프로세스를 예시하였다.
도 4는 예컨대 5인승 승용차에 본 발명의 시스템을 적용한 구성을 예시적으로 나타내었다.
* 첨부된 도면은 본 발명의 기술사상에 대한 이해를 위하여 참조로서 예시된 것임을 밝히며, 그것에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되지는 아니한다.

이하, 본 발명의 구성을 예시적으로 보여주는 도면을 참고하여 본 발명의 구체적인 내용을 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 어느 실시예에 따른 방법의 기본 개념을 개략적으로 나타내었다. 예컨대 5인승 승용차에서 탑승자가 탑승한 위치를 나타내는 시나리오이다. 제1 탑승 위치(110)는 운전석, 제2 탑승 위치(120)는 보조석, 제3 탑승 위치 내지 제5 탑승 위치(130, 140, 150)은 뒷좌석을 나타낸다.

도 1(a) 에서 제1 탑승 위치(110)에 운전자가 탑승했고, 제5탑승 위치(150)에도 탑승자가 앉았다. 이런 경우 본 발명의 차량 공조 시스템은 제1 탑승 위치(110) 및 제5 탑승 위치(150)에 대응하는 영역의 공조 출력을 상대적으로 높이고, 나머지 3개 탑승 위치들에 해당하는 영역의 공조출력을 상대적으로 낮게 한다.

도 1(b)의 경우, 보조석인 제2 탑승 위치(120)에 탑승자가 한 명 더 추가되었다. 그렇다면 본 발명의 차량 공조 시스템은 제1 탑승 위치(110), 제2 탑승 위치(120) 및 제5 탑승 위치(150)에 대응하는 공조 출력을 제3 탑승 위치(130) 및 제4 탑승 위치(140)에 대응하는 공조 출력보다 높게 출력한다.

즉, 본 발명은 탑승자가 없는 위치보다 탑승자가 있는 위치의 공조 출력을 높이도록 차량 공지 시스템의 동작을 제어하는 것이다.

도 2는 본 발명의 바람직한 어느 실시예에 따른 차량 공조 시스템의 구성 예를 개략적으로 나타내었다.

N(N은 4이상 9이하의 자연수이다)개의 시트 센서부(5, 5..)가 탑승자 위치 데이터를 차량 공조 시스템 제어부(10)로 전송한다. 바람직하게는 본 발명의 시스템을 적용한 차량은 4인승 내지 9인승 승용차인 것이 좋다.

차량 공조 시스템 제어부(10)와 통신하는 시트 센서부(5)는 탑승자가 시트에 위치하는지를 감지하는 수단이라면 다양하게 채용될 수 있다. 바람직한 어느 실시예에서는 시트 센서부(5)가 안전벨트 센서로 구성될 수 있다. 안전벨트 센서는 벨트 텅이 벨트 래치에 삽입되는 이벤트를 탐지하도록 구성되며, 이로써 탑승자가 안전벨트를 착용했을 안전벨트가 착용되었음 알리는 신호를 차량 공조 시스템 제어부(10)로 전송한다. 본 발명의 바람직한 다른 실시예에서는 상기 시트 센서부(5)를 압력 센서로 구성할 수 있다. 차량 시트에 압력 센서를 설치하여, 탑승자가 시트에 앉으면 해당 시트의 압력 센서가 착석 이벤트를 탐지하도록 구성한다. 그리고 압력 센서의 신호를 차량 공조 시스템 제어부(10)로 전송한다.

차량 공조 시스템 제어부(10)는 복수의 시트 센서부(5)로부터 센서 신호를 수신하여 차량 내부에서 어디에 탑승자가 있으며 어느 좌석에 탑승자가 없는지를 판단한다. 즉, 탑승자의 위치와 인원을 파악하는 것이다. 그런 다음, 차량 공조 시스템 제어부(10)는 탑승자가 없는 위치보다 탑승자가 있는 위치의 공조 출력을 높이도록 차량 공조 시스템의 동작을 제어한다. 이러한 제어 명령을 받은 차량 공조 시스템(20)은 제어부(10)의 설정에 따라 정해진 공조 출력에 의해 에어 덕트(25)로 공기 흐름을 배출한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 어느 실시예에 따른 방법의 전체 프로세스를 대략적으로 나타내었다.

운전자가 차량 시동을 걸 것이다. 차량 시동이 켜지고 차량 공조 시스템이 작동한다(S100). 그러면 운전자가 설정한 온도에 이르거나 혹은 미리 설정된 시간 동안 내에서 본 발명의 능동 제어 방법이 실행될 것이다. 예컨대 본 발명의 어느 실시예에서 운전자가 섭씨 25도로 실내 온도를 설정했다면, 해당 온도에 이르기까지 본 발명의 방법을 실행할 수 있다. 본 발명의 배경기술에서 언급했던 것처럼, 차량 공조 시스템에 대한 소비자들의 불만은 주행 중 모든 기간 동안에 대한 것이 아니라 차량 시동을 켠 다음 원하는 차량 내 공기 상태가 될 때까지 너무 시간이 걸린다는 것이었다. 그러므로 본 발명의 다른 실시예에서는 예컨대 운전자가 설정하거나 디폴트로 정해지는 시간 동안, 예컨대 차량 시동 후 5분 동안에만 공조 시스템 능동 제어를 실시할 수 있다.

시트 센서부는 탑승자 위치를 감지한다(S110). 그런 다음 센싱 데이터를 제어부로 전송한다.

차량 공조 시스템 제어부가 시트 센서부로터 센싱 데이터를 수신하여 탑승자의 위치를 판단한다(S120). 인원도 파악될 수 있다.

그 판단 결과에 따라 차량 공조 시스템 제어부는 탑승자 위치에 대응하는 공조 출력으로 차량 공조 시스템의 동작을 제어한다(S130). 이에 따라 차량 공조 시스템은 탑승자가 없는 위치보다 탑승자가 있는 위치의 공조 출력을 높게 하여 동작한다. 공조 출력의 크기에 관해서는 차량 공지 시스템의 성능, 차량의 크기 등을 고려해서 호적으로 정해질 것이다.

도 4는 본 발명의 5인승 승용차(1)엥 설치된 차량 공조 시스템 제어부(10)가 어떻게 작동하는지를 다시 한번 개략적인 시나리오로 설명해 준다.

시트 압력센서 또는 안전벨트 센서로 구성되는 시트 센서부(5)는 탑승자의 착석 이벤트를 감지하여 차량 공조 시스템 제어부(10)로 센싱 데이터를 전송한다. 차량 공조 시스템 제어부(10)가 그 신호를 받아서, 공조 시스템(20) 작동 요청 시 탑승자가 있다고 판단되는 자리의 공조 출력은 더욱 높이고, 그 이외의 자리는 보다 출력을 줄여, 탐승자가 요구하는 설정된 온도에 더욱 신속하게 도달하도록 하는 것이다. 탑승자는 에어 덕트(125)에서 출력되는 에어의 세기가 다르다는 것을 느낄 수 있을 것이다. 요컨대 본 발명은 공조 성능은 결과적으로 그대로 유지한 채 운전자(또는 탑승자)의 공조 성능에 대한 불만족을 효과적으로 줄일 수 있다.

한편, 본 발명의 보호범위는 이상에서 명시적으로 설명한 실시예들의 기재와 표현에 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위 내에서 다양한 치환과 변경이 가능하다. 또한, 본 발명의 보호범위는 도면의 가시적인 형상과 수치와 비례에 의해서도 제한되지 않는다. 더욱이 본 발명이 속하는 기술분야에서 행해지는 자명한 변경이나 치환으로 말미암아 본 발명이 보호범위가 제한될 수도 없음을 첨언한다.

Claims (3)

1. 차량 공조 시스템을 동작시키는 제어부가,
   차량 시동이 켜진 후 설정된 온도에 이르거나 또는 설정된 시간 동안 내에서, N(N은 4이상 9이하의 자연수이다)개의 시트 센서부로부터 신호를 받아 탑승자 위치 데이터를 입수한 다음, 탑승자가 없는 위치보다 탑승자가 있는 위치의 공조 출력을 높이도록 차량 공조 시스템의 동작을 제어하는 단계를 포함하는 자동차 실내 공조 시스템의 능동 제어 방법.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 시트 센서부가 제어부에 전송하는 신호는 안전벨트 센서의 신호인, 자동차 실내 공조 시스템의 능동 제어 방법.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 시트 센서부가 제어부에 전송하는 신호는 시트에 설치된 압력센서의 신호인, 자동차 실내 공조 시스템의 능동 제어 방법.

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