KR100534896B1

KR100534896B1 - 자동차용 공조장치의 습기 제거시스템과 그 제어방법

Info

Publication number: KR100534896B1
Application number: KR10-2003-0059722A
Authority: KR
Inventors: 전철환
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2003-08-28
Filing date: 2003-08-28
Publication date: 2005-12-09
Also published as: KR20050023480A

Abstract

본 발명은 자동차용 공조장치의 덕트나 증발기에 발생된 습기를 제거하기 위한 시스템과 그 제어방법에 관한 것으로서, 증발기에 기존 온도센서 외에 습도센서 및 습기를 증발시키는 열전소자를 추가로 설치하고, 덕트 내 소정 위치에 온도 및 습도센서를 추가 설치하여, 에어컨 오프 후 시동 오프 및 도어 록을 판단한 제어부가 각 센서로부터 입력되는 신호를 토대로 내외기조절 액튜에이터, 온도조절 액튜에이터, 블로어 및 열전소자의 작동을 적절히 제어하도록 구성됨으로써, 증발기는 물론 덕트 내의 습기를 효과적으로 제거할 수 있는 자동차용 공조장치의 습기 제거시스템과 그 제어방법에 관한 것이다.

Description

자동차용 공조장치의 습기 제거시스템과 그 제어방법{Moisture removing system for automobile air-conditioning system and method for controlling the same}

본 발명은 자동차용 공조장치의 습기 제거시스템에 관한 것으로서, 증발기에 기존 온도센서 외에 습도센서 및 습기를 증발시키는 열전소자를 추가로 설치하고, 덕트 내 소정 위치에 온도 및 습도센서를 추가 설치하여, 에어컨 오프 후 시동 오프 및 도어 록을 판단한 제어부가 각 센서로부터 입력되는 신호를 토대로 내외기조절 액튜에이터, 온도조절 액튜에이터, 블로어 및 열전소자의 작동을 적절히 제어하도록 구성됨으로써, 증발기는 물론 덕트 내의 습기를 효과적으로 제거할 수 있는 자동차용 공조장치의 습기 제거시스템과 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 자동차에는 다양한 편의장치가 갖추어져 있으며, 이러한 편의장치의 대표적인 예로는 차량 실내를 적절히 냉방하여 실내 온도를 쾌적하게 유지시켜 주는 에어컨 장치가 있다.

이 에어컨 장치는 엔진의 회전력에 의해 압축되어 순환되는 냉매의 잠열을 이용하는 것으로서, 증발기, 압축기, 응축기 및 팽창밸브 등으로 구성된다.

상기 에어컨 장치에서는 증발기에 의해 증발된 가스상태의 냉매가 컴프레서로 흡입되어 압축된 후 고온ㆍ고압의 가스상태로 응축기에 보내지고, 이 응축기에서 강제 냉각된 냉매는 팽창밸브를 지나면서 저온ㆍ저압의 습증기상태로 팽창된 후 다시 증발기로 보내져 저온ㆍ저압의 가스상태로 기화된다.

결국, 증발기는 냉매가 기화되면서 그 주변을 통과하는 공기의 열을 빼앗게 되는 바, 이때 냉각된 공기가 차량 실내로 유입되면서 냉방이 이루어지는 것이다.

한편, 앞서 설명한 바와 같이, 차량 실내에 차가운 공기를 공급하기 위해서는 블로어를 작동시켜 차량 외부의 공기를 덕트를 통해 받아들여야 하며, 이때 강제 송풍된 공기가 덕트를 통과하면서 냉각된 후 벤틸레이션 시스템(ventilation system)을 통해 차량 실내의 각 위치로 토출된다.

그러나, 에어컨 가동시 온도가 하강된 덕트 내부나 증발기 표면 및 그 주변에는 온도차로 인하여 다량의 습기가 발생할 수 밖에 없고, 이러한 습기는 곰팡이나 세균이 번식하게 되는 원인이 된다.

따라서, 현재 증발기에서 발생한 습기의 대부분은 드레인 호스를 통해 차량 실외로 배출시키고 있다.

그러나, 통상의 차량용 공조장치에서 습기가 드레인 호스를 통해 모두 배출되지 못하고 증발기 표면이나 덕트 내부에 그대로 남아 있는 경우가 발생하고 있으며, 결국 이 습기가 곰팡이가 서식할 수 있도록 하는 환경을 만들어 주고 있다.

따라서, 종래에는 에어컨 가동시 냉기와 함께 악취가 차실 내부로 배출됨으로써, 운전자나 탑승자가 심한 불괘감을 느껴왔고, 운전자나 탑승자의 건강에도 좋지 않은 영향을 주었는 바, 이에 대한 대처방안이 요구되고 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 증발기에 기존 온도센서 외에 습도센서 및 습기를 증발시키는 열전소자를 추가로 설치하고, 덕트 내 소정 위치에 온도 및 습도센서를 추가 설치하여, 에어컨 오프 후 시동 오프 및 도어 록을 판단한 제어부가 각 센서로부터 입력되는 신호를 토대로 내외기조절 액튜에이터, 온도조절 액튜에이터, 블로어 및 열전소자의 작동을 적절히 제어하도록 구성됨으로써, 증발기는 물론 덕트 내의 습기를 효과적으로 제거할 수 있는 자동차용 공조장치의 습기 제거시스템과 그 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 자동차용 공조장치의 습기 제거시스템은,

증발기(30)에 설치되어 증발기 표면의 습기를 증발시키는 열전소자(32)와; 증발기 표면의 온도와 습도를 검출하는 제1온도센서(34) 및 제1습도센서(36)와; 덕트(10) 내에서 공기가 증발기(30)를 지나 각 벤틸레이션 통로(12)로 유입되기 전 위치에 설치되는 제2온도센서(14) 및 제2습도센서(15)와; 덕트(10) 내에서 증발기(30) 상류측으로 설치되는 제3온도센서(16) 및 제3습도센서(17)와; 시동 오프 및 도어 록을 판단하여 상기 각 온도센서(14,16,34) 및 습도센서(15,17,36), 외기온센서(80)로부터 입력되는 신호를 토대로 내외기조절 액튜에이터(54), 온도조절 액튜에이터(64a,64b), 블로어 모터(22) 및 상기 열전소자(32)의 작동을 제어하는 제어부(70);를 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 자동차용 공조장치의 습기 제거시스템 제어방법은,

시동 오프 및 도어 록 상태인가를 판단하는 제1단계와; 상기 제1단계에서 시동 오프 및 도어 록을 판단한 경우, 증발기 표면의 습도 검출을 위한 제1습도센서로부터 입력되는 습도값이 미리 설정된 기준치1 이상인가를 판단하는 제2단계와; 상기 제2단계에서 기준치1 이상을 판단한 경우, 내외기조절 액튜에이터를 외기모드 상태로 제어하고, 온도조절 액튜에이터를 히터 코어의 전후방이 완전 개방되는 상태로 제어하며, 증발기의 열전소자와 블로어 모터를 작동시키는 제3단계와; 덕트 내 각 위치 및 증발기에 설치된 온도센서 및 습도센서와 외기온센서로부터 입력되는 신호를 토대로 현재의 덕트 내 상태 및 증발기 상태가 습기가 제거된 상태 및 이후 습기가 발생되지 않을 조건인가를 판단하는 제4단계와; 상기 제4단계에서 현재의 덕트 내 상태 및 증발기 상태가 습기가 제거된 상태 및 이후 습기가 발생되지 않을 조건인 것으로 판단한 경우, 상기 열전소자와 블로어 모터의 작동을 중지시키는 제5단계;를 포함한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 시동 오프 및 도어 록 상태에서 현재의 덕트 내 상태 및 증발기 상태가 습기가 존재하는 상태 또는 이후 습기가 발생할 수 있는 상태일 경우 블로어 및 열전소자가 작동되도록 구성됨으로써, 증발기는 물론 덕트 내의 습기를 효과적으로 제거할 수 있는 자동차용 공조장치의 습기 제거시스템과 그 제어방법에 관한 것이다.

첨부한 도 1은 본 발명에 따른 습기 제거시스템의 설치상태도이고, 도 2는 본 발명에 따른 습기 제거시스템에서 각 입출력요소를 보인 블럭도이며, 도 3은 본 발명에 따른 습기 제거시스템의 제어방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.

도 1에서 도면부호 52와 54는 각각 내외기조절 댐퍼와 그 액튜에이터를, 도면부호 62a와 62b는 히터 코어(40)의 전후로 설치되는 온도조절 댐퍼를, 도면부호 64a와 64b는 상기 온도조절 댐퍼(62a,62b)의 각 액튜에이터를 나타낸다.

이에 도시한 바와 같이, 증발기(30)에는 그 표면에 발생된 습기 및 응축수를 증발시키는 열전소자(32)가 설치되는데, 이 열전소자(32)는 증발기(30)의 양 측부에 설치될 수 있으며, 바람직하게는, 발열시 증발기 코어 및 방열핀의 전 영역에서 효과적으로 습기 및 응축수를 제거할 수 있도록, 방열핀 사이를 통과하는 와이어 형태의 열전소자를 추가 배치하는 것도 가능하다.

또한, 상기 증발기(30)에는, 증발기 표면의 온도를 검출하는 온도센서인 기설치된 써미스터(이하, 제1온도센서라 칭함; 34)) 외에, 추가로 증발기 표면 및 그 주변의 습도를 검출하는 습도센서(36)가 설치되며, 이 습도센서(이하, 제1습도센서라 칭함; 36)가 증발기(30)의 습도상태를 검출하여 출력하게 되는 전기적인 신호는 후술되는 제어부(70)로 입력되게 되어 있다.

한편, 덕트(10) 내에서도 공기가 증발기(30)를 지나 각 벤틸레이션 통로(12)로 유입되기 전에 머물게 되는 위치, 즉, 증발기(30)의 하류측(증발기 후방)으로 각 벤틸레이션 통로(12)가 분기되는 덕트(10) 내 소정 위치에 또 다른 온도센서(이하, 제2온도센서라 칭함; 14) 및 습도센서(이하, 제2습도센서라 칭함; 15)가 설치된다.

여기서, 상기 제2온도센서(14) 및 제2습도센서(15)는 각각 증발기(30) 이후의 덕트(10) 내 온도 및 습도를 검출하여 그에 따른 전기적인 신호를 출력하게 되는 것으로서, 출력되는 신호가 제어부(70)로 입력될 수 있게 회로 연결되어 있다.

또한, 덕트(10) 내에서도 증발기(30)를 통과하기 전 공기가 머물게 되는 위치, 즉 증발기(30)의 상류측(증발기 전방)으로 블로어(20)에 의해 강제 송풍된 공기가 지나게 되는 덕트(10) 내 소정 위치에 또 다른 온도센서(이하, 제3온도센서라 칭함; 16) 및 습도센서(이하, 제3습도센서라 칭함; 17)가 설치된다.

여기서, 상기 제3온도센서(16) 및 제3습도센서(17)는 각각 증발기(30) 이전의 덕트(10) 내 온도 및 습도를 검출하여 그에 따른 전기적인 신호를 출력하게 되는 것으로서, 이 또한 앞서 설명한 각 센서와 마찬가지로 출력되는 신호가 제어부(70)로 입력될 수 있게 회로 연결된 것이다.

한편, 상기 제어부(70)는 차량에 기설치된 FATC(Full Auto Temperature Controller)의 컴퓨터가 될 수 있으며, 이는 전술한 상기 각 온도센서(14,16,34) 및 습도센서(15,17,36)와 차량에 기설치된 외기온센서(80)로부터 입력되는 신호들을 토대로 내외기조절 액튜에이터(54), 온도조절 액튜에이터(64a,64b), 블로어 모터(22) 및 열전소자(32)의 작동을 제어하도록 구성된다.

특히, 본 발명의 습기 제거시스템은 반드시 시동 오프 및 도어 록(lock) 상태에서만 작동되도록 되어 있으며, 이를 위하여 상기 제어부(70)는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 차량에 기설치된 에탁스(Electronic Time and Alarm Control System; ETACS; 90)로부터 신호를 받아 시동 오프 및 도어 록 상태가 됨을 판단하도록 되어 있다.

즉, 본 발명의 제어부(70)는 에어컨이 오프되더라도 에탁스(90)로부터 시동 오프 및 도어 록을 알리는 신호를 입력받은 경우에만 습기 제거를 수행하도록 되어 있는 것이다.

여기서, 본 발명의 습기 제거시스템이 블로어 작동시 증발된 습기가 공기와 함께 차량 실내로 토출되도록 하고 있는 바, 이때 차실 내부에는 사람이 없는 상태여야 하며, 결국 상기 제어부(70)가 시동 오프 및 도어 록 상태를 판단하도록 한 것은 차실 내부에 운전자나 탑승자가 없음을 확인하기 위한 과정이 된다.

다시 말해, 블로어 모터(22)를 작동시켜 덕트(10)와 증발기(30)의 습기를 제거하기 위해서는 차실 내부에 사람이 없는 상태여야 하고, 이에 제어부(70)가 시동 오프 및 도어 록을 확인하여 차실 내부에 사람이 없다고 판단한 경우 본 발명에 따른 습기 제거를 수행하도록 한 것이다.

이하, 본 발명의 작동상태를 도 1 내지 도 3을 참조하여 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 1에서 본 발명의 습기 제거시스템이 작동될 때 내외기조절 댐퍼(52)와 온도조절 댐퍼(62a,62b)의 각 위치는 실선으로 나타내었다.

먼저, 제어부(70)는 시동 오프 및 도어 록을 판단한 경우 증발기(30)에 설치된 제1습도센서(36)에 의해 검출된 습도값이 미리 설정된 기준치 이상인가를 판단하게 된다.

이때, 제1습도센서(36)에 의해 검출된 습도값이 기준치 이상임을 판단한 경우, 상기 제어부(70)는 내외기조절 액튜에이터(54)를 외기모드 상태로 제어하게 되고, 이와 함께 온도조절 액튜에이터(64a,64b)를 히터 코어(40)의 전후방이 완전 개방되는 상태로 제어하게 되며, 블로어 모터(22)와 열전소자(32)를 작동시키게 된다.

여기서, 차량이 시동 오프되더라도 엔진 냉각수의 온도는 80℃ 이상을 일정 시간 유지하게 되는 바, 상기와 같이 히터 코어(40)측이 완전 개방될 경우 증발기(30)를 지난 공기가 히터 코어(40)를 통과하여 덕트(10) 내부를 흐르게 되므로, 이 더운 공기가 증발기(30) 이후 덕트(10)의 습기를 제거할 수 있게 된다.

또한, 증발기(30)에 설치된 열전소자(32)가 작동되면 온도가 낮은 증발기 표면의 온도가 상승하게 되고, 이때 블로어(20)가 함께 작동하므로 증발기 표면의 습기는 빠른 시간 내에 증발된다.

본 발명에 의해 습기는 증발 후 블로어 작동에 의해 계속해서 강제 송풍되는 공기와 함께 벤틸레이션 통로(12)를 통해 차실 내부로 토출되는 바, 최종적으로 덕트(10) 내에는 습기가 잔류하지 않게 된다.

상기 블로어(20)의 작동은 습기 제거 수행시 외부 공기를 덕트(10) 내로 유입시켜 차가워진 덕트(10) 내 공기의 온도를 외부 공기의 온도와 비슷한 수준으로 맞추게 되므로 증발기(30) 및 덕트(10) 내 습기를 제거하는 것 외에 추가적으로 이후의 습기 발생을 방지하게 된다.

특히, 제어부(70)가 블로어 모터(22)를 송풍량이 최대가 되는 하이(HI)모드로 작동시키도록 설정하는 것이 블로어의 작동시간을 줄일 수 있고 습기 제거 효과도 좋아지므로 바람직하다.

다음 단계로서, 상기 제어부(70)는 각 온도센서(14,16,34,80) 및 습도센서(15,17,36)로부터 입력되는 신호를 토대로 하여 현재의 덕트(10) 내 상태 및 증발기(30) 상태가 습기 제거된 상태 및 이후 습기가 발생되지 않을 조건인가를 판단하게 된다.

여기서, 상기 제어부(70)는, 현재의 덕트 내 상태 및 증발기 상태가 습기 제거된 상태 및 이후 습기가 발생되지 않을 조건임을 판단한 경우, 블로어 모터(22) 및 열전소자(32)의 작동을 중지시키게 된다.

상기 단계에서, 제어부(70)는, 각 습도센서(15,17,36)로부터 검출된 습도값이 미리 설정된 각 기준치 이하가 될 때, 증발기(30) 상류측 덕트(10) 내의 제3온도센서(16)와 외기온센서(80)의 온도차가 기준치 이하가 될 때, 증발기(30)에 설치된 제1온도센서(34)와 상기 제3온도센서(16)의 온도차가 기준치 이하가 될 때, 및 증발기(30) 하류측 덕트(10) 내의 제2온도센서(14)로부터 검출된 온도값이 상기 제1온도센서(34)로부터 검출된 온도값 이상이 될 때, 현재의 덕트 내 상태 및 증발기 상태가 습기 제거된 상태 및 이후 습기가 발생되지 않을 조건인 것으로 판단하게 된다.

여기서, 상기의 조건들 중 어느 하나의 조건이라도 만족하지 않을 경우, 상기 제어부(70)는, 현재의 덕트 내 상태 및 증발기 상태가 습기가 잔존하는 상태 또는 이후 습기가 발생할 수 있는 조건인 것으로 판단하여, 본 발명의 습기 제거시스템을 계속해서 작동상태로 유지하게 된다.

상기 조건 중에서, 제3온도센서(16)에 의해 검출되는 온도는 증발기(30)를 거치기 전 공기의 온도이므로 블로어(20) 작동시 외부 공기의 온도와 단시간 내에 같아질 수 있으며, 상대적으로 낮은 온도였던 제3온도센서(16)의 온도가 외부 공기의 온도에 기준치 이하로 근접될 경우, 이는 곧 에어컨 오프 후 증발기(30) 상류측 덕트(10) 내에서는 습기가 더 이상 발생하지 않음을 의미하게 된다.

또한, 증발기(30) 표면의 온도와 증발기(30) 상류측 덕트(10) 내 온도 사이에 일정 수준 이상의 온도차가 있게 되면 증발기 표면에 습기가 발생할 수 있는 바, 이에 상기 조건 중에서 제1온도센서(34)의 검출치(증발기 표면의 온도값)와 제3온도센서(16)의 검출치(증발기 상류측 덕트 내 온도값)간 차이가 미리 설정된 기준치 이하가 됨은, 곧 에어컨 오프 후 증발기(30)의 표면에서 습기가 더 이상 발생하지 않음을 의미하게 된다.

또한, 증발기(30) 하류측 덕트(10) 내 온도가 증발기 표면의 온도와 비교하여 보다 낮을 경우 증발기 하류측 덕트 내에서도 역시 습기가 발생할 수 있는 바, 이에 상기 조건 중에서 제2온도센서(14)의 검출치(증발기 하류측 덕트 내 온도값)가 제1온도센서(34)의 검출치 이상이 됨은, 곧 에어컨 오프 후 증발기 하류측 덕트 내에서도 습기가 더 이상 발생하지 않음을 의미하게 된다.

또한, 본 발명의 습기 제거시스템이 작동되는 상태에서, 증발된 습기가 계속해서 덕트(10) 내에 남아 있을 수 있으므로, 증발기 표면뿐만 아니라 증발기(30) 전후의 덕트(10) 내 각 습도센서(15,17,36)를 통해 습기 잔존 여부를 계속해서 확인하여야 하며, 이에 제어부(70)는 각 습도센서(15,17,36)로부터 검출된 습도값이 미리 설정된 각 기준치 이하가 되는지의 여부를 계속해서 확인할 필요가 있는 것이다.

이와 같이 하여, 상기 조건들이 모두 만족되는 경우, 제어부(70)는 덕트(10) 내 상태 및 증발기(30) 상태가 습기가 완전 제거된 상태 및 이후 더 이상 습기가 발생하지 않는 상태인 것으로 판단하게 되며, 이러한 상태에서 제어부(70)는 습기 제거를 위한 모든 시스템 작동을 중지시키게 된다.

물론, 앞서 언급된 모든 기준치들이 시험에 의해 미리 결정되어 제어부 내에 입력되어 있어야 하는 값들임은 당연할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 에어컨 오프 후 시동 오프 및 도어 록을 판단한 제어부가 이후 각 센서로부터 입력되는 신호를 토대로 현재 덕트 내 상태 및 증발기 상태가 습기가 존재하는 상태 또는 이후 습기가 발생할 수 있는 상태임을 판단하여 블로어 및 열전소자를 작동시킴으로써, 증발기는 물론 덕트 내의 습기를 효과적으로 제거할 수 있게 되고, 이에 곰팡이나 세균 번식을 방지할 수 있으며, 에어컨 작동시 차실 내부로 악취가 유입되는 것을 미연에 방지하게 되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 습기 제거시스템의 설치상태도,

도 2는 본 발명에 따른 습기 제거시스템에서 각 입출력요소를 보인 블럭도,

도 3은 본 발명에 따른 습기 제거시스템의 제어방법을 설명하기 위한 플로우차트.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 덕트 12 : 벤틸레이션 통로

14 : 제2온도센서 15 : 제2습도센서

16 : 제3온도센서 17 : 제3습도센서

20 : 블로어 30 : 증발기

32 : 열전소자 34 : 제1온도센서

36 : 제1습도센서 40 : 히터 코어

54 : 내외기조절 액튜에이터 64a, 64b : 온도조절 액튜에이터 70 : 제어부

Claims

삭제
시동 오프 및 도어 록 상태인가를 판단하는 제1단계와;

상기 제1단계에서 시동 오프 및 도어 록을 판단한 경우, 증발기 표면의 습도 검출을 위한 제1습도센서로부터 입력되는 습도값이 미리 설정된 기준치1 이상인가를 판단하는 제2단계와;

상기 제2단계에서 기준치1 이상을 판단한 경우, 내외기조절 액튜에이터를 외기모드 상태로 제어하고, 온도조절 액튜에이터를 히터 코어의 전후방이 완전 개방되는 상태로 제어하며, 증발기의 열전소자와 블로어 모터를 작동시키는 제3단계와;

덕트 내 각 위치 및 증발기에 설치된 온도센서 및 습도센서와 외기온센서로부터 입력되는 신호를 토대로 현재의 덕트 내 상태 및 증발기 상태가 습기가 제거된 상태 및 이후 습기가 발생되지 않을 조건인가를 판단하는 제4단계와;

상기 제4단계에서 현재의 덕트 내 상태 및 증발기 상태가 습기가 제거된 상태 및 이후 습기가 발생되지 않을 조건인 것으로 판단한 경우, 상기 열전소자와 블로어 모터의 작동을 중지시키는 제5단계;

를 포함하는 자동차용 공조장치의 습기 제거시스템 제어방법.
청구항 2에 있어서,

상기 제3단계에서, 블로어 모터를 송풍량이 최대가 되는 하이모드로 작동시키는 것을 특징으로 하는 자동차용 공조장치의 습기 제거시스템 제어방법.
청구항 2에 있어서,

상기 제4단계에서, 습기 제거된 상태 및 이후 습기가 발생되지 않을 조건은,

증발기 상류측 및 하류측, 증발기에 설치된 각 습도센서로부터 검출된 습도값이 미리 설정된 각 기준치2 이하가 될 때와;

증발기 상류측 덕트 내의 제3온도센서와 외기온센서의 온도차가 미리 설정된 기준치3 이하가 될 때와;

증발기에 설치된 제1온도센서와 상기 제3온도센서의 온도차가 미리 설정된 기준치4 이하가 될 때와;

증발기 하류측 덕트 내의 제2온도센서로부터 검출된 온도값이 상기 제1온도센서로부터 검출된 온도값 이상이 될 때;

를 모두 만족하는 경우인 것을 특징으로 하는 자동차용 공조장치의 습기 제거시스템 제어방법.