KR100535497B1 - 차량용 공조시스템 습기제거장치 및 습기제어방법 - Google Patents

차량용 공조시스템 습기제거장치 및 습기제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 공조용 덕트 내의 습도조건, 냉각수온 상태, 배터리의 상태 등에 따라 히터코어 내의 냉각수온이나 덕트 내의 열전소자를 열원으로 하여 공조용 덕트 내의 습기를 제거하는 습기제거장치 및 습기제거방법에 관한 것이다.
본 발명은 공조시스템의 공조용 덕트 내에 설치되어 있는 기존의 열원(히터코어 냉각수)을 제어하거나 추가로 설치되는 새로운 열원(열전소자)을 제어하는 방법으로 가열한 공기를 덕트 내부에 송풍하여 공조용 덕트 내의 습기를 제거하거나 습기발생을 원천적으로 봉쇄할 수 있도록 함으로써, 에어컨 구동과 관련하여 심한 냄새가 나는 불쾌감을 해소할 수 있고, 습기로 인한 전장품류의 오작동 문제를 예방할 수 있는 차량용 공조시스템 습기제거장치 및 습기제거방법을 제공한다.

Description

차량용 공조시스템 습기제거장치 및 습기제어방법{Dehumidifier and dehumidifying method of airconditioning system for vehicle}
본 발명은 공조용 덕트 내의 습도조건, 냉각수온 상태, 배터리의 상태 등에 따라 히터코어 내의 냉각수온이나 덕트 내의 열전소자를 열원으로 하여 공조용 덕트 내의 습기를 제거하는 습기제거장치 및 습기제거방법에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 공조시스템은 블로어, 히터코어, 증발기코어, 다수의 도어 등으로 구성되어 차실내의 환기, 김서림 제거, 냉방 및 난방 등의 수행하는 시스템이다.
도 1에서는 차량용 공조시스템의 대표적인 구성을 보여준다.
도 1에 도시한 바와 같이, 기존의 공조시스템은 내외기 유입을 위한 블로어(100), 냉방을 위한 증발기코어(110), 난방을 위한 히터코어(120), 에어밴트를 위한 각종 도어 등으로 구성되어 있으며, 각각의 도어들은 환기를 위한 내외기모드 선택시, 습기제거를 위한 디프로스터모드 선택시, 차실내의 냉난방을 위한 히터/에어컨모드 선택시 각각 개폐동작을 수행함으로써, 사용자가 원하는 차량의 실내환경이 조성될 수 있다.
현재 공조시스템은 에어컨 구동시 발생된 증발기코어 부분의 수분과 외부의 먼지, 꽃가루 등에 의한 곰팡이균의 번식으로 에어컨 구동정지 후 심한 냄새가 나는 문제가 있다.
또한, 습도가 높은 여름철에 장시간 에어컨을 가동하면, 공조용 덕트 내에 물방울이 발생하고, 이것이 전장품류에 떨어지면서 오디오나 히터 컨트롤 등에 영향을 미쳐 고장을 일으키는 원인이 되기도 한다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 공조시스템의 공조용 덕트 내에 설치되어 있는 기존의 열원(히터코어 냉각수)을 제어하거나 추가로 설치되는 새로운 열원(열전소자)을 제어하는 방법으로 가열한 공기를 덕트 내부에 송풍하여 공조용 덕트 내의 습기를 제거하거나 습기발생을 원천적으로 봉쇄할 수 있는 습기제거장치와 습기제거방법을 제공함으로써, 에어컨 구동과 관련하여 심한 냄새가 나는 불쾌감을 해소할 수 있고, 습기로 인한 전장품류의 오작동 문제를 예방할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 습기제거장치는 공조용 덕트 내에 설치되는 습도센서의 신호를 입력받아 제어신호를 출력하는 컨트롤러를 이용하여 덕트 내의 열원으로 공기를 가열하고, 덕트 내의 히터코어 도어 및 블로어 또는 덕트와 통하는 서브 도어 및 서브 블로어를 가동하여 가열된 공기를 덕트 내에 송풍하는 구조로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 덕트 내의 열원은 기존 덕트 내에 있는 히터코어 또는 덕트 내에 추가로 설치되는 열전소자인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 컨트롤러는 냉각수온센서의 신호를 입력받아 냉각수온의 상태에 따라 히터코어 또는 열전소자를 제어하도록 된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 컨트롤러는 히터코어 도어 및 블로어 또는 서브 도어 및 서브 블로어의 가동을 설정시간 동안만 제어할 수 있도록 해주는 타이머 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 서브 도어 및 서브 블로어와 열전소자를 강제로 구동시킬 수 있는 응축수 제거스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 습기제거방법은 시동 ON/OFF 여부를 판단하는 단계와, 시동 OFF시 에어컨 스위치 ON/OFF 여부를 판단하는 단계와, 에어컨 OFF시 시스템을 종료하고 에어컨 ON시 일정시간 타이머를 설정하는 단계와, 습도치가 규정치 이상인지 판단하는 단계와, 규정치 이하이면 시스템을 종료하고 규정치 이상이면 냉각수온이 규정치 이하인지 판단하는 단계와, 냉각수온이 규정치 이상이면 배터리 전압을 체크하면서 블로어 구동과 히터코어 도어를 개방하여 히터코어 열원으로 가열된 공기를 덕트 내에 송풍하는 단계와, 냉각수온이 규정치 이하이면 배터리 전압을 체크하면서 서브 블로어 구동 및 열전소자 작동과 서브 도어 및 히터코어 도어를 개방하여 열전소자를 열원으로 가열된 공기를 덕트 내에 송풍하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 배터리 전압을 체크하는 과정은 배터리 전압이 11V 이하인지를 판단하여 이상이면 블로어 구동과 서브 블로어 구동 및 열전소자 작동을 계속 수행하고, 이하이면 시스템을 종료하는 과정으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 시동 ON/OFF 여부를 판단하는 단계에서 시동 ON으로 판정하면 에어컨 스위치 ON/OFF 여부를 판단하는 단계와, 에어컨 스위치 ON시 초기단계로 복귀하고 OFF시 응축수 제거스위치 ON, 히터코어 도어 개방 및 서브 도어 개방, 서브 블로어 구동 및 열전소자 작동을 순차적으로 수행하는 단계와, 응축수 제거스위치 OFF 조작으로 시스템을 종료하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 블로어 구동과 히터코어 도어를 개방하여 히터코어 열원으로 가열된 공기를 덕트 내에 송풍하는 단계와, 서브 블로어 구동 및 열전소자 작동과 서브 도어 및 히터코어 도어를 개방하여 열전소자를 열원으로 가열된 공기를 덕트 내에 송풍하는 단계는 타이머 설정시간 동안에만 수행되는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2에 도시한 바와 같이, 공조시스템의 공조용 덕트 내에는 내외기 유입을 위한 블로어(100), 냉방을 위한 증발기코어(110), 난방을 위한 히터코어(120), 에어밴트를 위한 각종 도어, 예를 들면 밴트 도어, 디프로스터 도어, 룸 도어, 히터코어 도어(12) 등이 구비되어 사용자의 모드 선택에 따라 차실내의 환기, 냉난방, 습기제거 등을 위한 차량 실내환경을 적절하게 조성할 수 있게 된다.
이러한 공조시스템에는 공조용 덕트 내에 습기가 생기는 것을 예방하고, 또 생성된 습기를 제거하기 위한 수단이 구비된다.
이를 위하여, 공조용 덕트의 외부 일측, 예를 들면 증발기코어(110)와 히터코어(120) 사이의 덕트구간 일측에는 서브 도어(13) 및 서브 블로어(14)에 의해 제공되는 공기가 유입될 수 있는 덕트구조가 만들어지고, 공조용 덕트의 내부 일측, 예를 들면 실내측으로 분기되는 덕트구간 일측에는 전기적으로 열을 낼 수 있는 PTC, 즉 열전소자(15)가 설치된다.
또한, 상기 서브 도어(13) 및 서브 블로어(14)와 열전소자(15)는 컨트롤러(11)로부터 제어를 받아 구동되며, 덕트 내의 공기를 강제로 가열하고 송풍하는 역할을 한다.
또한, 공조용 덕트와 냉각수라인에는 각각 습도센서(10)와 냉각수온센서(16)가 설치되어 컨트롤러(11)측으로 소정의 감지신호를 제공하게 되고, 컨트롤러(11)는 이것들로부터 입력되는 신호를 바탕으로 액추에이터를 통한 서브 도어 개폐작동, 서브 블로어 구동, 열전소자 작동 등을 제어할 수 있게 된다.
이와 같이 구성되는 공조시스템의 습기제거장치는 크게 2가지 방식으로 가동될 수 있는데, 시동 ON시에는 응축수 제거 스위치를 조작하여 사용자의 임의로 서브 블로어(14)와 열전소자(15)를 구동시키는 동시에 히터코어 도어(12)와 서브 도어(12)를 개방하여 덕트 내에 공기를 강제 송풍하는 방식으로 덕트 내의 습기를 제거할 수 있고, 시동 OFF시에는 컨트롤러(11)의 제어에 의해 덕트 내의 습기제거를 자동으로 수행할 수 있다.
시동 OFF시의 습기제거를 위한 작동상태를 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.
시동 OFF시에는 에어컨 스위치 ON 조건에서 습기제거를 위한 작동이 이루어진다.
덕트 내의 습도를 감지한 습도센서(10)의 신호와 냉각수라인상의 냉각수온을 감지한 냉각수온센서(16)의 신호가 컨트롤러(11)에 입력되면, 컨트롤러(11)에서는 습도의 규정치, 냉각수온의 규정치를 연산하여 소정의 제어신호를 출력한다.
여기서, 상기 습도는 실제 차량 튜닝시 차량의 사양에 따라 그 적용범위가 다양해지기 때문에 반복적인 시험결과에 따른 종합적인 데이터를 활용하는 것이 바람직하며, 상기 냉각수온이 40℃ 이하가 되면 효과면에서 떨어지기 때문에 보통 40℃ 이상인 경우에 적용하는 것이 바람직하다.
덕트 내의 습도가 규정치 이상인 경우, 만일 히터코어(120)를 흐르는 냉각수온의 온도가 공기를 가열하기에 충분한 경우에는 이것을 열원으로 하고 블로어(100)의 가동과 함께 히터코어 도어(12)를 개방하여 덕트 내에 가열된 공기를 송풍함으로써 덕트 내의 습기를 제거할 수 있으며, 충분하지 않으면 이때에는 열전소자(15)를 열원으로 하고 서브 블로어(14)의 가동과 함께 서브 도어(13) 및 히터코어 도어(12)를 개방하여 덕트 내의 가열된 공기를 송풍함으로써, 덕트 내의 습기를 제거할 수 있다.
엔진의 시동 OFF시에는 배터리의 전원을 이용해야 하므로 방전의 우려를 고려하여 배터리의 전압을 실시간으로 체크해야 하고, 배터리의 전압이 시동을 걸기 위한 최소 전압(약 9.8V)을 상회하는 약 11V 정도를 기준 전압으로 설정하여 습기제거를 위한 장치를 가동하는 것이 바람직하다.
시동 OFF시의 습기제거과정은 타이머가 설정되어 있는 동안만 가동될 수 있으며, 이때에도 배터리 전압이 우선적으로 고려될 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 습기제거방법의 제어로직을 보여주는 순서도이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명에서 제공하는 습기제거를 위한 제어로직은 엔진의 시동조건(시동 ON/OFF)에 따라 수동제어 및 자동제어로 구분할 수 있다.
① 수동제어(시동 ON)
먼저, 에어컨 스위치 ON 여부를 판단한다.
에어컨 스위치 ON 상태이면 초기 단계로 복귀하고, OFF 상태이면 다음 단계로 진행한다.
시동 ON, 에어컨 스위치 OFF의 조건이라면 차량 주행중에도 언제든지 사용자가 임의로 공조용 덕트 내의 습기를 제거할 수 있다.
즉, 응축수 제거 스위치를 ON 조작하면, 컨트롤러의 제어에 의해 히터코어 도어 및 서브 도어 개방이 수행되고, 이와 동시에 서브 블로어 및 열전소자가 구동되면서 가열된 공기가 덕트 내에 송풍되어 습기를 제거할 수 있다.
응축수 제거 스위치를 OFF 조작하면 습기제거를 위한 모든 작동과 진행을 완료할 수 있다.
② 자동제어(시동 OFF)
먼저, 에어컨 스위치 ON 여부를 판단한다.
에어컨 스위치 OFF 상태이면 시스템을 종료하고, ON 상태이면 다음 단계로 진행한다.
다음, 에어컨 스위치 ON 상태에서 설정된 타이머가 작동한다.
이때의 타이머 작동은 충분한 습기제거를 위해 사용자가 설정한 적절한 시간, 예를 들면 1∼2분 동안 수행되고, 타이머 종료와 동시에 시스템은 종료된다.
다음, 습도센서를 이용하여 덕트 내의 습도가 규정치 이상인지 판단한다.
습도가 규정치 이하이면 그대로 시스템을 종료하고, 규정치 이상이면 다음 단계로 진행한다.
다음, 냉각수온센서를 이용하여 현재 히터코어를 흐르는 냉각수온이 규정치 이하인지 판단한다.
냉각수온의 조건에 따라 각각의 단계로 나누어 진행한다.
먼저, 냉각수온이 규정치 이상이면, 여유있는 고온의 냉각수를 활용할 필요가 있으므로, 이때에는 기존 블로어를 구동하고 히터코어 도어를 개방하여 히터코어를 거쳐 가열된 공기를 덕트 내에 송풍함으로써 덕트 내의 습기를 제거할 수 있다.
다음, 냉각수온이 규정치 이하이면, 습기제거를 위한 가열공기를 만들기 곤란하므로, 이때에는 서브 블로어 및 열전소자를 구동하고 서브 도어 및 히터코어 도어를 개방하여 열전소자에 의해 가열된 공기를 덕트 내에 송풍함으로써, 덕트 내의 습기를 제거할 수 있다.
상기 블로어나 서브 블로어의 가동은 배터리의 전원을 소모하는 부분이므로, 배터리의 전압을 고려해야 한다.
즉, 엔진의 시동 OFF 상태에서 배터리의 전원을 이용하여 습기제거를 위한 시스템을 가동하게 되는데, 과도하게 블로어나 서브 블로어를 구동하게 되면, 배터리의 방전에 의한 시동불가 상태가 발생할 수 있으므로, 배터리의 전압을 체크하여 11V 이하에서는 습기제거상태와 관계없이 시스템이 자동으로 종료되도록 하는 것이 바람직하다.
이상에서와 같이 본 발명은 히터코어 내의 냉각수온이나 덕트 내의 열전소자를 열원으로 하여 공조용 덕트 내의 습기를 제거하는 습기제거장치 및 습기제거방법을 제공함으로써, 공조용 덕트 내의 습기를 제거는 물론 습기발생을 원천적으로 봉쇄할 수 있으며, 이에 따라 에어컨 구동과 관련하여 심한 냄새가 나는 불쾌감을 해소할 수 있는 효과가 있고, 습기로 인한 전장품류의 오작동 문제를 예방할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 차량용 공조시스템의 구성을 보여주는 개략도
도 2는 본 발명에 따른 습기제거장치를 포함하는 공조시스템의 구성을 보여주는 개략도
도 3은 본 발명에 따른 습기제거방법의 제어로직을 보여주는 순서도
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
10 : 습도센서 11 : 컨트롤러
12 : 히터코어 도어 13 : 서브 도어
14 : 서브 블로어 15 : 열전소자(PTC)
16 : 냉각수온센서
100 : 블로어 110 : 증발기코어
120 : 히터코어

Claims (9)

  1. 공조용 덕트 내에 설치되는 습도센서(10)의 신호를 입력받아 제어신호를 출력하는 컨트롤러(11)를 이용하여 덕트 내의 열원으로 공기를 가열하고, 덕트 내의 히터코어 도어(12) 및 블로어(100) 또는 덕트와 통하는 서브 도어(13) 및 서브 블로어(14)를 가동하여 가열된 공기를 덕트 내에 송풍하는 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 공조시스템 습기제거장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 덕트 내의 열원은 기존 덕트 내에 있는 히터코어(120) 또는 덕트 내에 추가로 설치되는 열전소자(15)인 것을 특징으로 하는 차량용 공조시스템 습기제거장치.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 컨트롤러(11)는 냉각수온센서(16)의 신호를 입력받아 냉각수온의 상태에 따라 히터코어(120) 또는 열전소자(15)를 제어하도록 된 것을 특징으로 하는 차량용 공조시스템 습기제거장치.
  4. 청구항 1 또는 3에 있어서, 상기 컨트롤러(11)는 히터코어 도어(12) 및 블로어(100) 또는 서브 도어(13) 및 서브 블로어(14)의 가동을 설정시간 동안만 제어할 수 있도록 해주는 타이머 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조시스템 습기제거장치.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 서브 도어(12) 및 서브 블로어(14)와 열전소자(15)를 강제로 구동시킬 수 있는 응축수 제거스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조시스템 습기제거장치.
  6. 시동 ON/OFF 여부를 판단하는 단계와, 시동 OFF시 에어컨 스위치 ON/OFF 여부를 판단하는 단계와, 에어컨 OFF시 시스템을 종료하고 에어컨 ON시 일정시간 타이머를 설정하는 단계와, 습도치가 규정치 이상인지 판단하는 단계와, 규정치 이하이면 시스템을 종료하고 규정치 이상이면 냉각수온이 규정치 이하인지 판단하는 단계와, 냉각수온이 규정치 이상이면 배터리 전압을 체크하면서 블로어 구동과 히터코어 도어를 개방하여 히터코어 열원으로 가열된 공기를 덕트 내에 송풍하는 단계와, 냉각수온이 규정치 이하이면 배터리 전압을 체크하면서 서브 블로어 구동 및 열전소자 작동과 서브 도어 및 히터코어 도어를 개방하여 열전소자를 열원으로 가열된 공기를 덕트 내에 송풍하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조시스템 습기제거방법.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 배터리 전압을 체크하는 과정은 배터리 전압이 11V 이하인지를 판단하여 이상이면 블로어 구동과 서브 블로어 구동 및 열전소자 작동을 계속 수행하고, 이하이면 시스템을 종료하는 과정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 공조시스템 습기제거방법.
  8. 청구항 6에 있어서, 시동 ON/OFF 여부를 판단하는 단계에서 시동 ON으로 판정하면 에어컨 스위치 ON/OFF 여부를 판단하는 단계와, 에어컨 스위치 ON시 초기단계로 복귀하고 OFF시 응축수 제거스위치 ON, 히터코어 도어 개방 및 서브 도어 개방, 서브 블로어 구동 및 열전소자 작동을 순차적으로 수행하는 단계와, 응축수 제거스위치 OFF 조작으로 시스템을 종료하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조시스템 습기제거방법.
  9. 청구항 6에 있어서, 상기 블로어 구동과 히터코어 도어를 개방하여 히터코어 열원으로 가열된 공기를 덕트 내에 송풍하는 단계와, 서브 블로어 구동 및 열전소자 작동과 서브 도어 및 히터코어 도어를 개방하여 열전소자를 열원으로 가열된 공기를 덕트 내에 송풍하는 단계는 타이머 설정시간 동안에만 수행되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조시스템 습기제거방법.
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