KR100410773B1

KR100410773B1 - 차량용 축열식 난방시스템 및 그 제어방법

Info

Publication number: KR100410773B1
Application number: KR10-2001-0067792A
Authority: KR
Inventors: 양두원
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2001-11-01
Filing date: 2001-11-01
Publication date: 2003-12-18
Also published as: KR20030037300A

Abstract

본 발명은 차량용 축열식 난방시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로, 엔진의 냉간 시동시 배터리의 전원을 통해 가열되는 축열장치로 흡입공기를 통과시켜 엔진의 냉각수와 독립적으로 흡입공기를 가열함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 차량의 실내상태를 모니터링(monitoring)하고 난방장치를 조작하는 조건설정수단(30)과, 이 조건설정수단(30)의 조작 신호에 의해 전원공급수단(60)의 전원을 연결시키도록 릴레이(50)를 온(On)시키는 콘트롤러(40) 및 이 콘트롤러(40)의 제어 신호에 따라 온(On)된 릴레이(50)를 통해 전원을 공급받아 필터를 거쳐 외부에서 유입된 공기를 가열하는 블로워유니트(70)로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 엔진의 냉간 시동 시 히터스위치(31)의 조작을 감지한 콘트롤러(40)가 현재 실내온도와 미리 설정된 온도 값을 비교하면서 축열탱크의 온도를 판단하는 설정단계, 현재 차량 실내온도가 낮고 축열탱크의 온도가 낮으면 릴레이를 온시켜 블로워유니트(70)의 축열탱크(71)와 전원공급수단(60)사이에 전원회로를 형성하는 작동단계, 콘트롤러(40)에 의해 엔진의 과부하상태가 감지되 릴레이(50)를 오프(Off)시켜 전원공급수단(60)과 블로워유니트(70)의 축열탱크(71)사이의 전원회로를 차단시켜 냉각수에 의한 가열 공기를 토출시키는 전환단계로 이루어진다.

Description

차량용 축열식 난방시스템 및 그 제어방법{Heat accumulated type heater system in vehicle and its operation method thereof}

본 발명은 차량용 축열식 난방시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 엔진 냉각수의 워밍업(Warming Up)전 차량 실내로 토출되는 난방 풍의 냉기를 방지할 수 있도록 된 차량용 축열식 난방시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로, 고온 고압의 상태 하에서 구동되는 차량의 엔진은 고열을 냉각시키기 위한 엔진냉각장치를 구성하여 엔진의 실린더블럭을 냉각시키도록 하는데, 제1도와 제2도에 도시된 바와 같이 엔진냉각부(C)는 냉각수의 방열작용을 수행하는 라디에이터(2)를 냉각수 유입라인(4)으로 엔진블럭(6)의 물자켓(8)에 연통 연결하여 냉태의 냉각수를 엔진블럭(6)의 물자켓(8)으로 펌핑하도록 하고, 물펌프(10)에 의해 펌핑되는 냉태의 냉각수가 물자켓(8)을 순환하면서 엔진블럭(6)을 냉각시킨 후 온태로 되어 상기 라디에이터(2)로 리턴되도록, 물자켓(8)은 리턴라인(12)을 통하여 라디에이터(2)로 연결된다.

또, 상기한 리턴라인(12)에 서모밸브(14)를 설치함과 아울러, 바이패스라인(16)으로 물펌프(10)와 서모밸브(14)를 연결하여 서모밸브(14)에 의해 냉각수의 온도가 일정온도, 예를 들어 80℃ 이하일 때 물자켓(8)으로부터 냉각수가물펌프(10)에의해 물자켓(8)으로 재순환되도록 한다.

이러한 구성에 따라 엔진냉각장치(C)는 물펌프(10)에 의해 냉태의 냉각수가 물자켓(8)으로 유입되어 유통되면서 엔진블럭(6)을 냉각시키고, 서모밸브(14)를 통과하여 라디에이터(2)로 유출됨으로써, 라디에이터(2)에서의 방열작용에 따라 냉태로 냉각된 후 다시 물자켓(8)으로 연속 순환한다.

또, 상기 서모밸브(14)를 지나는 냉각수는 엔진이 구동에 필요한 최적온도인 80℃를 유지하도록 80℃ 이상일 때만 라디에이터(2)로 유출되며, 80℃ 미만일 때 바이패스라인(16)을 통해 물펌프(10)에 의해 물자켓(8)으로 재펌핑된다.

한편, 물자켓(8)과 연통하는 히터(22)를 엔진블럭(6)에 연결하여 냉각수열에 의해 차실내의 난방을 행할 수 있도록 하는난방부(H)를 구성하는데, 이러한 난방부(H)는 상기 물자켓(8)과 상기 히터(22)를 히팅라인(24)으로 연결함과 동시에, 히팅리턴라인(12)으로 상기 히터(22)를 물펌프(10)와 연통 연결하여 히터(22)를 통과한 냉태의 냉각수가 물펌프(10)에 의해엔진블럭(6)의 물자켓(8)으로 리턴되도록 하는 순환경로를 구성한다.

그리고, 상기 히팅라인(24)에는 난방모드에 따라 선택적으로 제어 작동되는 수량조절밸브(26)를 설치하여 온태의 냉각수가 히터(22)로 유통되는 것을 차단하거나, 냉각수의 유통량을 조절할 수 있게 한다.

이와 같이 구성된 난방장치(H)는 물자켓(8)을 순환하면서 온태로 된 냉각수가 수량조절밸브(26)를 통해 수량의 조절이 이루어지는 상태 하에서 히터(22)에 공급되도록 함으로써, 차실내의 난방이 이루어지도록 한 다음, 냉태의 냉각수가 물펌프(10)에 의해 다시 물자켓(8)으로 순환되도록 한다.

그런데, 상기한 바와 같이 종래에는 엔진 예열용이나, 차실내의 난방용으로 사용하기 위한 열을 축적시킬 수 있는 수단이 마련되어 있지 않아 엔진의 냉간시동(Cold Start)시 원활한 구동에 필요한 최적온도로 엔진을 신속하게 승시키지 못한다.

따라서, 엔진이 연료를 불완전 연소시켜 배기가스 주에 탄화수소(HC) 등과 유해가스의 배출량이 증가됨과 아울러, 연비의 저하를 초래하게 될 뿐 아니라, 냉각수가 충분한 온도에 이를 때까지 차실내의 난방을 실행할 수 없다는 단점이 있게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 엔진의 냉간 시동시 배터리의 전원을 통해 가열되는 축열장치로 흡입공기를 통과시켜 엔진의 냉각수와 독립적으로 흡입공기를 가열함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 차량의 실내상태를 모니터링하고 난방장치를 조작하는 조건설정수단과, 이 조건설정수단의 조작 신호에 의해 전원공급수단의 전원을 연결시키도록 릴레이를 온시키는 콘트롤러 및 이 콘트롤러의 제어 신호에 따라 온된 릴레이를 통해 전원을 공급받아 필터를 거쳐 외부에서 유입된 공기를 가열하는 블로워유니트로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 엔진의 냉간 시동시 히터스위치의 조작을 감지한 콘트롤러가 현재 실내온도와 미리 설정된 온도 값을 비교하면서 축열탱크의 온도를 판단하는 설정단계, 현재 차량 실내온도가 낮고 축열탱크의 온도가 낮으면 릴레이를 온시켜 블로워유니트의 축열탱크와 전원공급수단사이에 전원회로를 형성하는 작동단계, 콘트롤러에 의해 엔진의 과부하상태가 감지되 릴레이를 오프시켜 전원공급수단과 블로워유니트의 축열탱크사이의 전원회로를 차단시켜 냉각수를 이용해 덮혀진 공기를 실내로 토출시키는 전환단계로 이루어진다.

도 1은 종래에 따른 엔진냉각장치 및 난방장치를 개략적으로 나타내는 블록도

도 2는 도 1에 따른 엔진냉각장치 및 난방장치를 나타내는 개략 단면도

도 3은 본 발명에 따른 차량용 축열식 난방시스템의 구성도

도 4는 본 발명에 따른 차량용 축열식 난방시스템의 축열탱크 구성도

도 5는 본 발명에 따른 차량용 축열식 난방시스템 제어 순서도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

30 : 조건설정수단 31 : 히터스위치

32 : 블로워스위치 33 : 실내온도셋팅부

34 : 축열온도측정부 35 : 실내온도측정부

40 : 콘트롤러 50 : 릴레이

60 : 전원공급수단 60a : 배터리

60b : 얼티네이터 70 : 블로워유니트

71 : 축열탱크 71a : 히터

71b : 반응재 72 : 블로워모터

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 차량용 축열식 난방시스템의 구성도를 도시한 것인바, 본 발명은 차량의 실내상태를 모니터링(monitoring)하고 난방장치를 조작하는 조건설정수단(30)과, 이 조건설정수단(30)의 조작 신호에 의해 전원공급수단(60)의 전원을 연결시키도록 릴레이(50)를 온(On)시키는 콘트롤러(40) 및 이 콘트롤러(40)의 제어 신호에 따라 온(On)된 릴레이(50)를 통해 전원을 공급받아 필터를 거쳐 외부에서 유입된 공기를 가열하는 블로워유니트(70)로 이루어진다.

여기서, 상기 조건설정수단(30)은 차량 실내의 온도를 측정하는 실내온도측정부(35)와, 블로워유니트(70)내 축열기온도를 측정하는 축열온도측정부(34), 차량의 실내온도를 설정하는 실내온도셋팅부(33) 및 히터와 블로워유니트를 조작하는 스위치(31,32)로 이루어진다.

또한, 상기 전원공급수단(60)은 엔진의 작동에 따라 배터리(60a)에 전원을충전시키는 얼티네이터(60b)로 이루어진다.

그리고, 상기 블로워유니트(70)는 공급된 전원에 의해 가열되어 열을 저장하는 축열탱크(71)와, 이 축열탱크(71)의 후단부에 설치되어 가열된 공기를 차량 실내로 토출시키도록 조건설정수단(30)의 블로워스위치(32)를 통해 조작되는 블로워모터(72)로 이루어진다.

여기서, 상기 축열탱크(71)는 도 4에 도시된 바와 같이 공기가 유입되어 통과되도록 소정형상으로 이루어진 내부에 충진된 소정형상의 세라믹으로 이루어진 반응재(71b)와, 이 반응재(71b)를 가열하여 열을 축적하도록 전원을 통전시키는 히터(71a)로 이루어진다.

이하 본 발명의 작동을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.

본 발명은 엔진의 냉간 시동 시 즉, 엔진 시동 초기에 히터스위치(31)와 블로워스위치(32)를 작동시키면 콘트롤러(40)가 릴레이(50)를 온시켜 전원공급수단(60)의 배터리(60a)의 전원을 블로워유니트(70)로 통전시켜 필터를 거쳐 외부로부터 유입되는 공기를 축열탱크(71a)를 통과시키면서 가열해 블로워모터(72)로 실내에 토출시키게 되고 이에 따라, 냉각수의 열을 이용할 때 엔진의 초기 냉간 시동시 발생되는 찬 공기의 실내 유입을 방지하게 된다.

즉, 이와 같은 본원 발명을 도 5를 참조로 상세히 설명하면 엔진 시동 초기에 조건설정수단(30)의 히터스위치(31)와 블로워스위치(32)를 작동시키게 되면, 이 신호를 받은 콘트롤러(40)는 실내온도측정부(35)를 통해 측정된 현재 실내온도와미리 설정된 온도 값을 실내온도셋팅부(33)와 비교하여 차이를 판단하게 된다.

이어, 상기 콘트롤러(40)가 차량 실내의 현재온도와 셋팅된 온도가 서로 차이가 있게 되면 축열온도측정부(34)를 통해 측정된 블로워유니트(70)의 축열탱크(71)온도를 체크해 현재 블로워유니트(70)가 동작중인 가를 판단한 다음, 이어 릴레이(50)를 온시켜 전원공급수단(60)의 배터리(60a)와 블로워유니트(70)사이에 전원회로를 형성시키게 된다.

이에 따라, 상기 블로워유니트(70)의 축열탱크(71)에 구비된 히터(71a)에 의해 반응재(71b)가 가열되면서 필터를 거쳐 유입된 외부의 공기가 축열탱크(71)를 통과하면서 가열되고 이어, 운전자가 토출되는 풍량을 조절하는 조작스위치를 조작함에 따라 그 조작 단수에 맞게 구동되는 블로워모터(72)에 의해 축열탱크(71)에서 가열된 공기가 차량 실내로 토출되어지게 된다.

이후, 상기 콘트롤러(40)가 엔진의 상태를 모니터링하여 엔진의 과부하상태를 감지하게 되면 릴레이(50)를 오프(Off)시켜 블로워유니트(70)의 축열탱크(71)로 공급되는 전원을 차단해 냉각수를 이용해 공기를 가열시켜 실내로 토출시키게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 차량의 실내상태를 모니터링하여 설정된 조건에 따라 흡입된 외부공기를 가열시킨 후 실내로 토출시키는 블로워유니트가 배터리의 전원을 공급받아 유입되는 외부공기를 가열시키게 되므로 엔진의 냉간 시동 시 충분히 덮혀지지 않은 엔진의 냉각수를 이용할 때 찬 공기를 토출하는 현상을 방지할 수 있는 효과가 있게 된다.

Claims

차량의 실내상태를 모니터링하고 난방장치를 조작하는 조건설정수단(30)과, 이 조건설정수단(30)의 조작 신호에 의해 전원공급수단(60)의 전원을 연결시키도록 릴레이(50)를 온(On)시키는 콘트롤러(40) 및 이 콘트롤러(40)의 제어 신호에 따라 온(On)된 릴레이(50)를 통해 전원을 공급받아 필터를 거쳐 외부에서 유입된 공기를 가열하는 블로워유니트(70)로 이루어진 차량용 축열식 난방시스템.
제 1항에 있어서, 상기 조건설정수단(30)은 차량 실내의 온도를 측정하는 실내온도측정부(35)와, 블로워유니트(70)내 축열기온도를 측정하는 축열온도측정부(34), 차량의 실내온도를 설정하는 실내온도셋팅부(33) 및 히터와 블로워유니트를 조작하는 스위치(31,32)로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 축열식 난방시스템.
제 1항에 있어서, 상기 전원공급수단(60)은 엔진의 작동에 따라 배터리(60a)에 전원을 충전시키는 얼티네이터(60b)로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 축열식 난방시스템.
제 1항에 있어서, 상기 블로워유니트(70)는 공급된 전원에 의해 가열되어 열을 저장하는 축열탱크(71)와, 이 축열탱크(71)의 후단부에 설치되어 가열된 공기를 차량 실내로 토출시키도록 조건설정수단(30)의 블로워스위치(32)를 통해 조작되는 블로워모터(72)로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 축열식 난방시스템.
제 4항에 있어서, 상기 축열탱크(71)는 공기가 유입되어 통과되도록 소정형상으로 이루어진 내부에 충진된 소정형상의 세라믹으로 이루어진 반응재(71b)와, 이 반응재(71b)를 가열하여 열을 축적하도록 전원을 통전시키는 히터(71a)로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 축열식 난방시스템.
엔진의 냉간 시동 시 히터스위치(31)의 조작을 감지한 콘트롤러(40)가 현재 실내온도와 미리 설정된 온도 값을 비교하면서 축열탱크의 온도를 판단하는 설정단계,

현재 차량 실내온도가 낮고 축열탱크의 온도가 낮으면 릴레이를 온시켜 블로워유니트(70)의 축열탱크(71)와 전원공급수단(60)사이에 전원회로를 형성하는 작동단계,

콘트롤러(40)에 의해 엔진의 과부하상태가 감지되 릴레이(50)를 오프(Off)시켜 전원공급수단(60)과 블로워유니트(70)의 축열탱크(71)사이의 전원회로를 차단시켜 냉각수를 이용해 덮혀진 공기를 실내로 토출시키는 전환단계로 이루어진 차량용 축열식 난방시스템의 제어방법.