KR20110038291A - 스티어링 휠 히팅 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

이 발명은 차량의 전자동온도조절(FATC) 시스템과 연계함으로써, 차량의 외기온과 냉각수온과 실내온도 등을 판단하여 스티어링 휠의 열선을 자동으로 제어하는 스티어링 휠 히팅 시스템 및 방법에 관한 것이다.
이 발명의 스티어링 휠 히팅 시스템은, 외부 공기 온도를 감지하는 외기온도센서와, 차량의 실내 공기 온도를 감지하는 실내온도센서와, 엔진 냉각수 온도를 감지하는 냉각수온센서와, 전자동온도조절(FATC) 설정온도가 입력되는 온도설정스위치와, 상기 외기온도센서에서 감지된 외부 공기 온도와 상기 실내온도센서에서 감지된 실내 공기 온도와 상기 냉각수온센서에서 감지된 엔진 냉각수 온도와 상기 FATC 설정온도를 이용하여 스티어링 휠의 열선에 공급되는 전원을 온/오프하는 컨트롤러를 포함한다.
스티어링 휠, 전자동온도조절, FATC, 열선, 온도조절

Description

스티어링 휠 히팅 시스템 및 방법{heating system and method of a steering wheel}
이 발명은 자동차의 스티어링 휠 히팅 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 외기온과 냉각수온과 실내온도 등을 판단하여 스티어링 휠의 열선을 자동으로 제어하는 스티어링 휠 히팅 시스템 및 방법에 관한 것이다.
차량 운전에 있어서 겨울철이나 혹한기의 경우에는 차가운 외기온에 의해 차량이 장시간 동안 소킹(Soaking)되고, 스티어링 휠(Steering Wheel)도 차가운 외기온에 의해 차가운 상태로 있게 된다. 이때, 운전자가 최초 운전을 하기 위하여 차가운 스티어링 휠을 잡거나 핸들을 조작할 경우, 스티어링 휠의 차가움 때문에 불쾌감을 가지게 되고, 핸들 조작시에 매우 불편함을 느끼게 된다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 최근 출시되는 차량에는 스티어링 휠의 표면 온도를 제어할 수 있는 스티어링 휠 히팅 시스템(Steering Wheel Heating System)이 설치되어 있다. 이 스티어링 휠 히팅 시스템은 스티어링 휠 표면 내부에 열선 을 내장하여 운전자의 의도에 따라 열선을 발열시켜 일정 시간동안 스티어링 휠 표면을 가열하여 운전자의 편의성을 증대시켜 주는 시스템이다.
도 1은 종래의 스티어링 휠 히팅 시스템을 도시한 기능 블록도이다.
이 스티어링 휠 히팅 시스템은 스티어링 휠 내에 설치된 열선(11)과, 스티어링 컬럼 옆에 부착되어 운전자에 의해 온되는 열선 조작 스위치(12)와, 시스템에 전원을 공급하는 배터리(13)와, 열선 조작 스위치(12)가 온되면 기설정된 시간(예컨대, 30분)동안 동작하고 자동으로 오프되는 타이머(14)와, 타이머(14)가 동작하는 동안 열선(11)에 배터리 전원을 공급하여 스티어링 휠이 가열되도록 하는 컨트롤러(15)로 이루어진다.
이 종래의 스티어링 휠 히팅 시스템은, 운전자가 열선 조작 스위치(12)를 온시키면, 타이머(14)가 기설정된 시간(30분)동안 동작하고, 자동으로 오프된다. 타이머(14)가 온되는 동안 컨트롤러(15)가 열선(11)에 배터리 전원을 공급하여 가열시킨다. 이러한 종래의 스티어링 휠 히팅 시스템은 운전자가 열선 조작 스위치(12)를 1회 조작함으로써 30분 동안만 온되어 스티어링 휠을 가열하며, 그 후 재작동하려면 운전자가 열선 조작 스위치(12)를 다시 온시켜야 하는 문제점이 있다.
즉, 종래의 스티어링 휠 히팅 시스템은 운전자가 열선 조작 스위치(12)를 조작하기 전까지는 열선이 동작하지 않기 때문에 운전자가 수동으로 열선 조작 스위치를 조작하여야 하고, 작동 후 기설정된 시간이 지난 후에는 다시 열선 조작 스위치를 조작하여야 하는 불편함이 있다.
이 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 이 발명의 목적은 차량의 전자동온도조절(FATC ; full auto temperature control) 시스템과 연계하여 스티어링 휠의 열선을 자동으로 제어하는 스티어링 휠 히팅 시스템 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
상기와 같은 목적을 이루기 위한 이 발명의 스티어링 휠 히팅 시스템은, 외부 공기 온도를 감지하는 외기온도센서와,
차량의 실내 공기 온도를 감지하는 실내온도센서와,
엔진 냉각수 온도를 감지하는 냉각수온센서와,
전자동온도조절(FATC) 설정온도가 입력되는 온도설정스위치와,
상기 외기온도센서에서 감지된 외부 공기 온도와 상기 실내온도센서에서 감지된 실내 공기 온도와 상기 냉각수온센서에서 감지된 엔진 냉각수 온도와 상기 FATC 설정온도를 이용하여 스티어링 휠의 열선에 공급되는 전원을 온/오프하는 컨트롤러를 포함한 것을 특징으로 한다.
또한, 이 발명의 스티어링 휠 히팅 방법은, 전자동온도조절(FATC) 시스템과 연계한 스티어링 휠 히팅 방법에 있어서,
컨트롤러가 외부 공기 온도와 임계 외부 공기 온도를 비교하는 제1단계와,
제1단계의 비교결과, 상기 외부 공기 온도가 상기 임계 외부 공기 온도보다 높지 않으면 실내 공기 온도와 임계 실내 공기 온도를 비교하고 냉각수 온도를 하위 임계 냉각수 온도와 비교하는 제2단계와,
상기 제2단계의 비교결과, 상기 실내 공기 온도가 상기 임계 실내 공기 온도보다 높지 않고 상기 냉각수 온도가 상기 하위 임계 냉각수 온도보다 높지 않으면 상기 스티어링 휠의 열선을 온하는 제3단계와,
상기 제3단계 후, 상기 냉각수 온도가 상위 임계 냉각수 온도보다 높고 상기 실내 공기 온도와 FATC 설정온도의 차이가 임계치 이하이면 상기 스티어링 휠의 열선을 오프하는 제4단계를 포함한 것을 특징으로 한다.
이상과 같이 이 발명에 따르면 차량의 전자동온도조절 시스템의 각종 센싱값을 기반으로 스트어링 휠의 열선을 제어함으로써 차량의 스티어링 휠이 최적의 온도 상태로 유지되어 운전자의 쾌적감을 극대화하고, 운전자가 별도로 열선 조작 스위치를 조작하지 않아도 되기 때문에 운전자의 편의성이 향상되는 효과가 있다.
이하, 이 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
차량의 전자동온도조절 시스템은 송풍방향, 송풍량, 실내 공기 및 외기 공기의 유입상태를 자동으로 조절하여 외부 상태에 관계없이 쾌적한 실내 공간을 유지 하는 시스템이다. 이 전자동온도조절 시스템은 각종 센서(내기온도, 외기온도, 냉각수, 일사량) 및 컨트롤 스위치 등의 입력신호를 기준으로 FATC 컨트롤러에서 논리적 연산을 통해 각종 모듈 모터(모드도어모터, 에어믹스도어모터, 내외기도어모터)를 제어함으로써, 차량의 실내온도를 운전자가 입력한 FATC 설정온도로 유지시킨다.
이와 같이 전자동온도조절 시스템에는 차량의 실내 공기 온도를 감지하는 실내온도센서(Incar Sensor)와, 외부 공기 온도를 감지하는 외기온도센서(Ambient Sensor)와, 엔진 냉각수의 온도를 감지하는 수온센서(Water Temperature Sensor)를 포함한 각종 센서들이 장착된다.
이 발명의 스티어링 휠 히팅 시스템은 전자동온도조절 시스템의 각종 센서들의 센싱값들을 이용하여 스티어링 휠의 열선을 자동으로 제어한다.
도 2는 스티어링 휠에 장착된 열선을 도시한 도면으로서, 스티어링 휠(10)의 외주부에 원형의 열선(11)이 장착된다. 도 2의 (b)는 이 스티어링 휠 내부 단면도로서, 스티어링 휠의 최외주면은 가죽(Leather) 또는 리얼우드(REAL WOOD)로 이루어지고, 그 내주부에 열선(Heating wire)과 열선온도센서(NTC)가 장착되며, 그 사이가 프리스(Fleece)로 충진된다.
도 3은 이 발명에 따른 스티어링 휠 히팅 시스템의 기능 블록도이다.
이 발명의 스티어링 휠 히팅 시스템은, 외부 공기 온도를 감지하는 외기온도센서(31)와, 차량의 실내 공기 온도를 감지하는 실내온도센서(32)와, 엔진 냉각수 온도를 감지하는 냉각수온센서(33)와, 전자동온도조절(FATC) 설정온도가 입력되는 온도설정스위치(34)와, 상기 외기온도센서(31)에서 감지된 외부 공기 온도와 상기 실내온도센서(32)에서 감지된 실내 공기 온도와 상기 냉각수온센서(33)에서 감지된 엔진 냉각수 온도와 상기 FATC 설정온도를 이용하여 스티어링 휠의 열선(11)에 공급되는 전원을 온/오프하는 컨트롤러(35)를 포함한다.
또한, 상기 스티어링 휠의 열선 온도를 감지하여 컨트롤러(35)에 공급하는 열선온도감지센서(36)와, 운전자에 의해 수동으로 조작되는 열선조작수동스위치(37)를 더 포함한다.
운전자에 의해 열선조작수동스위치(37)가 온되면 타이머(14)가 일정 시간 동안 구동하며, 타이머(14)가 구동되는 동안 컨트롤러(35)가 열선(11)에 전원을 공급하여 스티어링 휠 표면을 가열하는 것은 종래기술과 동일하다.
컨트롤러(35)는 외부 공기 온도가 임계 외부 공기 온도보다 낮으며, 엔진 냉각수 온도가 하위 임계 냉각수 온도보다 낮고 실내 공기 온도가 임계 실내 공기 온도보다 낮으면 엔진의 시동과 동시에 열선(11)에 전원을 공급하여 스티어링 휠을 가열한다. 이후, 실내 공기 온도와 FATC 설정온도의 차이가 임계치 이내로 근접하면 열선(11)에 공급되는 전원을 차단하여 열선을 오프시킨다. 이 후, 실내 공기 온도가 임계 실내 공기 온도보다 낮아지고 냉각수 온도가 하위 임계 냉각수 온도보다 낮아지면 컨트롤러(35)는 열선(11)에 다시 전원을 공급한다.
아울러, 컨트롤러(35)는 열선온도센서(36)에서 감지되는 열선 온도가 상위 임계 열선 온도보다 높으면 열선(11)에 공급되는 전원을 차단하여 열선(11)을 오프시킨다. 이후, 열선 온도가 하위 임계 열선 온도보다 낮아지면 열선(11)에 전원을 공급하여 열선(11)을 온시킨다.
상기 외기온도센서(31)와, 실내온도센서(32)와, 냉각수온센서(33)와, 온도설정스위치(34)는 별도로 장착될 수도 있고, 차량의 전자동온도조절(FATC) 시스템에 장착된 대응되는 구성요소들을 연계하여 활용할 수도 있다.
도 4는 이 발명의 한 실시예에 따른 스티어링 휠 히팅 방법을 도시한 동작 흐름도이다.
먼저, 차량의 시동이 온되면(S41), 컨트롤러(35)는 외기온도센서(31)를 감지한다(S42).
외기온도센서(31)에서 감지된 외부 공기 온도가 임계 외부 공기 온도(예컨대, 15℃) 보다 높으면(S43) 단계 S42로 되돌아간다. 한편, 외부 공기 온도가 임계 외부 공기 온도(15℃) 보다 높지 않으면(S43) 실내온도센서(32)와 냉각수온센서(33)를 감지한다(S44).
냉각수온센서(33)에서 감지된 냉각수 온도가 하위 임계 냉각수 온도(예컨대, 40℃) 보다 높거나 또는 실내온도센서(32)에서 감지된 실내 공기 온도가 임계 실내 공기 온도(예컨대, 16℃) 보다 높으면(S45), 단계 S42로 되돌아간다. 한편, 단계 S45에서 냉각수 온도가 하위 임계 냉각수 온도 보다 높지 않고 실내 공기 온도가 임계 실내 공기 온도 보다 높지 않으면 스티어링 휠 열선의 전원을 온(ON)한다(S46).
단계 S46 후 냉각수온센서(33)에서 감지된 냉각수 온도가 상위 임계 냉각수 온도(예컨대, 60℃) 이상이고 실내온도센서(32)에서 감지된 실내 공기 온도와 FATC 설정온도와의 차이가 임계치(예컨대, ±1℃) 이내이면(S47), 스티어링 휠 열선의 전원을 오프(OFF) 한다(S48). 단계 S48 후 단계 S42로 되돌아간다.
한편, 단계 S46 후 냉각수 온도가 상위 임계 냉각수 온도 이상이 아니거나 실내 공기 온도와 FATC 설정온도와의 차이가 임계치 이내가 아니면(S47), 단계 S46에서 스티어링 휠 열선의 전원을 계속적으로 온(ON)한다.
도 1은 종래의 스티어링 휠 히팅 시스템을 도시한 기능 블록도,
도 2는 스티어링 휠에 장착된 열선을 도시한 도면,
도 3은 이 발명에 따른 스티어링 휠 히팅 시스템의 기능 블록도,
도 4는 이 발명의 한 실시예에 따른 스티어링 휠 히팅 방법을 도시한 동작 흐름도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>
31 : 외기온도센서 32 : 실내온도센서
33 : 냉각수온센서 34 : 온도설정스위치
35 : 컨트롤러 36 : 열선온도센서
37 : 열선조작수동스위치 11 : 열선

Claims (6)

  1. 외부 공기 온도를 감지하는 외기온도센서와,
    차량의 실내 공기 온도를 감지하는 실내온도센서와,
    엔진 냉각수 온도를 감지하는 냉각수온센서와,
    전자동온도조절(FATC) 설정온도가 입력되는 온도설정스위치와,
    상기 외기온도센서에서 감지된 외부 공기 온도와 상기 실내온도센서에서 감지된 실내 공기 온도와 상기 냉각수온센서에서 감지된 엔진 냉각수 온도와 상기 FATC 설정온도를 이용하여 스티어링 휠의 열선에 공급되는 전원을 온/오프하는 컨트롤러를 포함한 것을 특징으로 하는 스티어링 휠 히팅 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 스티이렁 휠의 열선의 온도를 감지하여 상기 컨트롤러에게 제공하는 열선온도센서를 더 포함하고, 상기 컨트롤러는 상기 열선의 온도가 상위 임계 열선 온도보다 높아지면 상기 열선에 공급되는 전원을 오프하는 것을 특징으로 하는 스티어링 휠 히팅 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서, 운전자에 의해 수동으로 온되는 열선조작수동스위치와, 상기 열선조작수동스위치가 온되면 기설정된 시간동안 동작하는 타이머를 더 포함하고, 상기 컨트롤러는 상기 타이머가 동작하는 동안 상기 열선에 공급되는 전원을 온하는 것을 특징으로 하는 스티어링 휠 히팅 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 외부 공기 온도가 임계 외부 공기 온도보다 낮고, 상기 실내 공기 온도가 임계 실내 공기 온도보다 낮거나 상기 냉각수 온도가 하위 임계 냉각수 온도보다 낮으면 상기 스티어링 휠의 열선을 온하고,
    상기 스티어링 휠의 열선이 온된 상태에서 상기 냉각수 온도가 상위 임계 냉각수 온도보다 높고 상기 실내 공기 온도와 상기 FATC 설정온도의 차이가 임계치 이하이면 상기 스티어링 휠의 열선을 오프하는 것을 특징으로 하는 스티어링 휠 히팅 시스템.
  5. 전자동온도조절(FATC) 시스템과 연계한 스티어링 휠 히팅 방법에 있어서,
    컨트롤러가 외부 공기 온도와 임계 외부 공기 온도를 비교하는 제1단계와,
    제1단계의 비교결과, 상기 외부 공기 온도가 상기 임계 외부 공기 온도보다 높지 않으면 실내 공기 온도와 임계 실내 공기 온도를 비교하고 냉각수 온도를 하위 임계 냉각수 온도와 비교하는 제2단계와,
    상기 제2단계의 비교결과, 상기 실내 공기 온도가 상기 임계 실내 공기 온도보다 높지 않고 상기 냉각수 온도가 상기 하위 임계 냉각수 온도보다 높지 않으면 상기 스티어링 휠의 열선을 온하는 제3단계와,
    상기 제3단계 후, 상기 냉각수 온도가 상위 임계 냉각수 온도보다 높고 상기 실내 공기 온도와 FATC 설정온도의 차이가 임계치 이하이면 상기 스티어링 휠의 열선을 오프하는 제4단계를 포함한 것을 특징으로 하는 스티어링 휠 히팅 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 제3단계 후, 상기 스티어링 휠의 열선의 온도가 상위 임계 열선 온도보다 높으면 상기 스티어링 휠의 열선을 오프하는 제5단계를 포함한 것을 특징으로 하는 스티어링 휠 히팅 방법.
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