KR100783427B1

KR100783427B1 - 하이브리드 자동차의 공조장치

Info

Publication number: KR100783427B1
Application number: KR1020060075132A
Authority: KR
Inventors: 이재우
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2006-08-09
Filing date: 2006-08-09
Publication date: 2007-12-07

Abstract

본 발명은 덕트부(110)와 상기 덕트부(110)로 유입되는 공기를 유동시키는 블로어(20)와 상기 블로어(20)에 의해 유입된 공기를 냉각시키는 증발부(30)와, 상기 증발부(30)를 통과한 공기를 가열하는 히터부(40)를 포함하는 하이브리드 차량의 공조장치에 있어서; 상기 덕트부(110)는 외부 공기가 유입되는 외기 덕트(111)와; 내부 공기가 유입되는 내기 덕트(112)와; 엔진 열기가 유입되는 엔진 덕트(113)로 구성되고; 상기 블로어(20)로 유입되는 외부 공기와 내부 공기의 유입량을 조절하는 공기 도어(150)가 상기 외기 덕트(111)와 상기 내기 덕트(112)사이에 설치되며; 상기 블로어(20)로 유입되는 엔진 열기의 유입량을 조절하는 엔진 도어(160)가 엔진 덕트(113)내에 설치되는 것을 특징으로 하는 것으로, 엔진 열기를 이용하여 차 실내를 난방함으로써 엔진과 보조 히터의 작동 시간을 지연하게 하여 연비를 향상시켜 제품의 상품성과 경제성을 높이는 효력을 발휘하는 하이브리드 차량의 공조장치에 관한 것이다.

공조 장치, 하이브리드

Description

하이브리드 자동차의 공조장치 {Air conditioner for hybrid vehicle}

도 1은 일반적인 하이브리드 자동차의 아이들 스탑 시 타이밍 도,

도 2는 종래 기술에 의한 하이브리드 차량의 공조장치의 구성도,

도 3은 본 발명에 의한 하이브리드 차량의 공조장치의 구성도,

도 4는 본 발명에 의한 하이브리드 차량의 공조장치의 작동 알고리즘을

나타내는 순서도,

도 5는 본 발명에 의한 하이브리드 차량의 공조장치의 외부 순환시의

작동 상태도,

도 6은 본 발명에 의한 하이브리드 차량의 공조장치의 내부 순환시의

작동 상태도,

도 7은 본 발명에 의한 하이브리드 차량의 공조장치의 보조 난방 작동시의

작동 상태도.

<도면의 주요 부분에 대한 설명>

10, 110 : 덕트부 111 : 외기 덕트

112 : 내기 덕트 113 : 엔진 덕트

20 : 블로어 30 : 증발부

40 : 히터부 50, 150 : 공기 도어

160 : 엔진 도어 170 : 온도 센서

180 : 제어부

본 발명은 하이브리드 차량의 공조장치에 관한 것으로, 엔진룸의 열기를 이용하여 차 실내를 난방할 수 있도록 덕트부와 덕트부내에 설치된 도어의 구성을 변경한 것으로, 특히 하이브리드 차량의 아이들 스탑 시 엔진 열기를 이용한 보조 난방모드로 차 실내를 난방하여 엔진 작동 시간과 보조 히터의 작동 시간을 지연시키고 이로 인해 연비를 향상시켜 상품성과 경제성을 높이는 하이브리드 차량의 공조장치에 관한 것이다.

최근 환경보존 및 에너지자원에 관한 문제가 심각히 거론되어, 각종 공해를 유발시키며 에너지소비의 큰 부분을 차지하고 있는 운송수단인 자동차에 있어 통상적으로 사용되는 가솔린자동차에 대한 대체 수단 개발이 한창 진행중이며, 이러한 맥락에서 하이브리드 자동차에 대한 관심이 증대되고 있다.

일반적으로 하이브리드 자동차란 동력원을 복수개 사용하는 것으로, 이는 보편적으로 가솔린이나 경유, 천연가스등을 사용하는 내연기관과 전기를 사용하는 모터를 결합하여 구동 동력원으로 사용한다.

상기와 같은 하이브리드 자동차는 동력과 전기에너지를 함께 사용함을 기본으로 하며, 현재 사용하는 자동차의 경우 내연기관에서 생산하는 동력을 이용하여 운행하는 것을 기본 사양으로 하고 있으나, 이러한 사양은 자동차의 가속 후 신호등을 만나거나 내리막길 주행 시 브레이크의 작동과정에서 자동차가 가지고 있는 운동에너지를 열에너지로 변환 후 공기 중으로 버리게 되는 단점이 있다.

하이브리드 자동차는 이러한 단점을 보완하기 위하여 자동차의 제동시 브레이크를 사용하는 대신 발전기를 이용하여 자동차의 운동에너지를 전기에너지로 변환하여 축전기에 임시로 저장하며, 저장된 전기 에너지는 자동차를 재 가속시 전동기에 동력을 공급하게 되어 연료의 사용량을 줄이고 차량의 성능을 높히는 역할을 한다.

일반적으로 하이브리드 자동차는 상기의 기능 이외에 부가적으로 아이들 스탑(Idle stop)이라는 기능을 구비하는데, 이는 차량 정지시 차량의 속도 또는 엔진의 회전수등 일정 조건을 만족하면 엔진을 정지시켜 연료의 소비를 막는 역할을 한다.

도 1은 일반적인 하이브리드 자동차의 아이들 스탑 방법에 대한 기본 타이밍 도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 아이들 스탑 방법은 차속과 차량 조건(엔진 온도, 시스템 오류, CVT온도 등)에 의해 결정되는데, 차량의 감속을 위하여 브레이크의 작동이 시작되고(a) 차량의 속력이 40km/h 이하로 감속되는 시점(b)에서 엔진의 작동이 정지되는 아이들 스탑 상태(b)에 진입한다.

상기와 같이, 일반적인 하이브리드 자동차의 경우, 작동의 편의를 위해 아이들 스탑 기능을 구비하는 경우가 대부분이나, 아이들 스탑시에도 차 실내의 난방 등의 문제로 엔진을 가동하여야 하는 경우가 수시로 발생하고, 이는 연비의 저하를 야기하여 하이브리드 자동차의 성능을 저하시키는 문제점을 내포하고 있다.

도 2는 종래 기술에 의한 하이브리드 차량의 공조장치의 구성도이다.

도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 종래 기술에 의한 하이브리드 차량의 공조장치는 덕트부(10)와 상기 덕트부(10)로 유입되는 공기를 유동시키는 블로어(20)와 상기 블로어(20)에 의해 유입된 공기를 냉각시키는 증발부(30)와, 상기 증발부(30)를 통과한 공기를 가열하는 히터부(40)를 포함하여 구성된다.

상기 덕트부(110)는 외부 공기가 유입되는 외기 덕트(11)와 내부 공기가 유입되는 내기 덕트(12)로 구성되고, 상기 블로어(20)로 유입되는 외부 공기와 내부 공기의 유입량을 조절하는 공기 도어(50)가 상기 외기 덕트(11)와 내기 덕트(12)사이에 설치된다.

상기의 공조장치의 경우, 탑승석의 온도에 따라 외기 유입 또는 내부 순환을 선택시 상기 공기 도어(50)가 작동하여 외기 덕트(11) 또는 내기 덕트(12)를 선택적으로 개방 또는 폐쇄하는 구조로 이루어진다.

이러한 구조로 이루어진 종래의 공조 장치는 계절에 따라 하절기에는 증발부(30)를 적극적으로 작동하여 실내의 공기를 냉각시켜 운전자에게 쾌적한 운전환경을 제공할 수 있도록 하고, 동절기에는 주로 히터부(40)를 사용하여 차 실내를 난방함으로써 운전자에게 쾌적한 운전환경을 제공하였다

그러나 전술한 바와 같이, 종래의 하이브리드 차량의 공조장치는 하이브리드 차량의 아이들 스탑시에도 차 실내의 난방 문제로 엔진을 가동시켜야 하는 경우가 수시로 발생하여 연비 효율이 저하되는 문제점이 있으며, 히터를 작동하지 않은 경우에도 엔진룸의 열기가 유입되어 차량 실내로 더운 바람이 토출되어 탑승객이 불쾌감을 느끼게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 종래의 내기 또는 외기 모드로 제어 가능한 공조장치에 엔진룸의 열기를 사용할 수 있는 보조 난방 모드를 추가한 것으로, 덕트와 덕트내에 설치된 도어의 구성을 변경하여 하이브리드 차량의 아이들 스탑 시, 엔진 열기를 이용한 보조 난방 모드로 차 실내를 난방하여 엔진과 보조 히터의 작동 시간을 지연함으로써, 연비를 향상시켜 제품의 상품성과 경제성을 높이는 하이브리드 차량의 공조장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 덕트부와 상기 덕트부로 유입되는 공기를 유동시키는 블로어와 상기 블로어에 의해 유입된 공기를 냉각시키는 증발부와, 상기 증발부를 통과한 공기를 가열하는 히터부를 포함하는 하이브리드 차량의 공조장치에 있어서; 상기 덕트부는 외부 공기가 유입되는 외기 덕트와; 내부 공기가 유입되는 내기 덕트와; 엔진 열기가 유입되는 엔진 덕트로 구성되고; 상기 블로어로 유입되는 외부 공기와 내부 공기의 유입량을 조절하는 공기 도어가 상기 외기 덕트와 상기 내기 덕트 사이에 설치되며; 상기 블로어로 유입되는 엔진 열기의 유입량을 조절하는 엔진 도어가 엔진 덕트내에 설치되는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부한 도면에 의하여 본 발명의 구성을 상세히 설명한다. 다만 종래 기술과 동일한 구성에 대해서는 설명을 생략한다.

도 3은 본 발명에 의한 하이브리드 차량의 공조장치의 구성도이다.

도 3에서 도시하는 바와 같이, 본 발명은 본 발명은 덕트부(110)와 상기 덕트부(110)로 유입되는 공기를 유동시키는 블로어(20)와 상기 블로어(20)에 의해 유입된 공기를 냉각시키는 증발부(30)와, 상기 증발부(30)를 통과한 공기를 가열하는 히터부(40)를 포함하는 하이브리드 차량의 공조장치에 있어서; 상기 덕트부(110)는 외부 공기가 유입되는 외기 덕트(111)와; 내부 공기가 유입되는 내기 덕트(112)와; 엔진 열기가 유입되는 엔진 덕트(113)로 구성되고; 상기 블로어(20)로 유입되는 외부 공기와 내부 공기의 유입량을 조절하는 공기 도어(150)가 상기 외기 덕트(111)와 상기 내기 덕트(112)사이에 설치되며; 상기 블로어(20)로 유입되는 엔진 열기의 유입량을 조절하는 엔진 도어(160)가 엔진 덕트(113)내에 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 덕트부(110)는 외부 공기가 유입되는 외기 덕트(111)와; 내부 공기가 유입되는 내기 덕트(112)와; 엔진 열기가 유입되는 엔진 덕트(113)를 포함하여 구성되어 상기 블로어(20)의 입구로 연결된다.

상기 외기 덕트(111)와 상기 내기 덕트(112)사이에는 공기 도어(150)가 설치되어 외기 덕트(111) 또는 내기 덕트(112)를 선택적으로 개방 / 폐쇄하여 상기 블로어(20)로 유입되는 외부 공기와 내부 공기의 유입량을 조절한다.

또한 상기 엔진 덕트(113)내에 엔진 덕트(113)를 개방 / 폐쇄하는 엔진 도어(160)가 설치되어 상기 블로어(20)로 유입되는 엔진 열기의 유입량을 조절한다.

상기의 공기 도어(150)와 엔진 도어(160)는 종래의 통상적인 힌지형 또는 접이식 도어로 형성되어 상기 덕트부(110)내에 설치하여 실시함이 타당하다.

본 발명의 실시에 대한 일 예로 상기 공조 장치의 구성에 온도 센서(170) 및 제어부(180)를 설치하여 실시할 수 있는데, 상기 덕트부(110)내에 통상적인 온도 센서(170)를 부착하여 상기 덕트부(110)내의 온도를 검출하고, 상기 검출 온도에 따라 운전자의 조작 또는 계획된 프로그램에 의해 상기 공기 도어(150)와 상기 엔진 도어(160)와 상기 블로어(20)를 제어하는 제어부(180)를 설치하여 실시할 수 있다.

이하 본 발명의 작동 및 효과를 설명한다.

도 4는 본 발명에 의한 하이브리드 차량의 공조장치의 작동 알고리즘을 나타내는 순서도이고, 도 5는 본 발명에 의한 하이브리드 차량의 공조장치의 외부 순환시의 작동 상태도이다. 도 6은 본 발명에 의한 하이브리드 차량의 공조장치의 내부 순환시의 작동 상태도이고, 도 7은 본 발명에 의한 하이브리드 차량의 공조장치의 보조 난방 작동시의 작동 상태도이다.

도 3 및 도 4에서 도시된 바와 같이, 차량의 운행중, 엔진이 가동되고 있는 경우는 일반적인 주행 모드로 설정하여 차량을 운행하게 된다.

일반 주행 모드에서 여름이나 차실 내 환기가 필요한 환경에 처한 경우, 즉 상기 온도 센서(170)에서 덕트부(110)내의 공기 온도를 감지하여 공기 온도가 일정 온도 이상인 경우에는 외부 순환 모드로 전환하여 운행한다.

이때는 도 5에서 도시하는 바와 같이 상기 공기 도어(150)에 의해 내기 덕트(112)를 차단하고 외기 덕트(111)를 개방하며, 상기 엔진 도어(160)에 의해 엔진 덕트(113)를 차단하여 외부 공기(도 5의 O)가 상기 블로어(20)를 통하여 차 실내로 유입되며, 엔진 열기가 실내로 토출되는 것을 방지한다.

만일 겨울철과 같이 차 실내에 난방이 필요한 때, 상기 온도 센서(170)에서 측정한 덕트부(110)내 공기 온도가 일정 온도 이하인 경우에는 내부 순환 모드로 전환하여 차량을 운행할 수 있다.

이때는 도 6에서 도시하는 바와 같이 상기 공기 도어에(150)에 의해 외기 덕트(111)를 차단하고 내기 덕트(112)를 개방하여 내부 공기가(도 6의 I) 상기 블로어(20)를 통하여 차 실내로 유입된다.

하이브리드 차량의 운행 중 아이들 스탑 상태에 진입하여 엔진이 정지된 상태에 있는 경우는 차량의 난방 시 엔진 룸의 엔진열을 이용하기 위한 보조난방 모드로 전환하여 차량을 운행할 수 있다.

이때 상기 온도 센서(170)에서 덕트부(110)내 공기 온도를 측정하여 공기 온도가 일정 온도 이하인 경우, 승객이 히터를 설정하는 온도(도 4의 T1)와 차 실내의 실제 온도(도 4의 T2)차이가 기준온도(도 4의 T3)보다 낮은 경우를 제외하고는 보조 히터(미도시)를 작동하지 않고 엔진 열기에 의해 차 실내를 난방한다.

이때는 도 7에서 도시하는 바와 같이 상기 공기 도어(150)에 의해 외기 덕트(111)를 차단하고 내기 덕트(112)를 개방하며, 상기 엔진 도어(160)에 의해 엔진 덕트(113)를 개방하여 내부 공기(도 7의 I)와 함께 엔진 열기(도 7의 E)가 상기 블로어(20)를 통하여 차 실내로 유입되어 차 실내를 난방하게 된다.

이러한 보조 난방 모드의 추가로 인해 엔진의 작동 시간 및 보조 히터의 작동시간이 지연되어 차량의 연비를 감소하는 효과가 발생하게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 종래의 내기 또는 외기 모드로 제어 가능한 공조장치에 엔진룸의 열기를 사용할 수 있는 모드를 추가한 것으로, 덕트와 덕트내에 설치된 도어의 구성을 변경하여, 하이브리드 차량의 아이들 스탑 시 엔진 열기를 이용한 보조 난방 모드로 차 실내를 난방하여 엔진 및 보조 히터의 작동 시간을 지연하여, 연비를 향상시켜 제품의 상품성과 경제성을 높이는 탁월한 효력을 발휘하는 발명이다.

Claims

덕트부와 상기 덕트부로 유입되는 공기를 유동시키는 블로어와 상기 블로어에 의해 유입된 공기를 냉각시키는 증발부와, 상기 증발부를 통과한 공기를 가열하는 히터부를 포함하는 하이브리드 차량의 공조장치에 있어서;

상기 덕트부는 외부 공기가 유입되는 외기 덕트와; 내부 공기가 유입되는 내기 덕트와; 엔진 열기가 유입되는 엔진 덕트로 구성되고;

상기 블로어로 유입되는 외부 공기와 내부 공기의 유입량을 조절하는 공기 도어가 상기 외기 덕트와 상기 내기 덕트사이에 설치되며;

상기 블로어로 유입되는 엔진 열기의 유입량을 조절하는 엔진 도어가 엔진 덕트내에 설치되고;

상기 덕트부내에 온도 센서가 설치되며;

상기 온도 센서에서 검출된 상기 덕트부내의 공기온도에 따라 상기 공기 도어와 상기 엔진 도어와 상기 블로어를 제어하는 제어부가 설치되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 공조 장치.
삭제
제 1항에 있어서,

상기 제어부는 상기 블로어의 작동시에 한하여 상기 덕트부내의 공기 온도가 소정 값 이하인 경우, 상기 엔진 도어를 조작하여 상기 엔진 덕트를 개방하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 공조 장치.
제 1항에 있어서,

상기 제어부는 상기 블로어의 작동시에 한하여 상기 덕트부내의 공기 온도가 소정 값 이상인 경우, 상기 엔진 도어를 조작하여 상기 엔진 덕트를 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 공조 장치.
제 4항에 있어서,

상기 제어부는 상기 덕트부내의 공기 온도가 소정 값 이상인 경우, 상기 공기 도어를 조작하여 상기 외부 덕트를 개방하고 상기 내부 덕트를 폐쇄하며, 이와 연동하여 상기 블로어의 출력을 조절하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 공조 장치.