KR100857711B1 - 차량의 난방 제어 장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 히터 코어와 송풍기를 구비하는 차량의 난방 제어 장치에 있어서, 상기 히터 코어를 흐르는 냉각수의 온도를 감지하는 냉각수 온도 감지부와 상기 냉각수의 온도가 기 설정된 값 미만인 경우 송풍기를 내기 흡입 모드로 제어하고, 상기 냉각수의 온도가 상기 기 설정된 값 이상인 경우에는 외기 흡입 모드로 송풍기를 제어하는 제어부를 포함하는 차량의 난방 제어 장치 및 그 방법을 제공하여, 겨울철과 같이 외부 온도가 지극히 낮은 경우, 차량의 초기 시동시 공기를 내기에서 흡입함으로써, 차량의 초기 난방 성능을 향상시키는 효과가 있다.

Description

차량의 난방 제어 장치 및 그 방법{Apparatus and Method for Controlling Air Conditioning System For Automobiles}

도 1은 본 발명이 적용되는 차량의 자동 공기조화장치를 나타낸 도면.

도 2는 본 발명에 따른 차량의 난방 제어 장치의 블록 구성을 나타낸 도면.

도 3은 본 발명에 따른 차량의 난방 제어 방법의 동작 흐름을 나타낸 도면.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 : 송풍기 50 : 히터 코어

16 : 인테이크 도어 60 : 제어부

61 : 냉각수 온도 감지부

본 발명은 차량의 난방 제어 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 구체적으로는 오토 공기조화장치가 장착된 차량의 겨울철 초기 난방 성능을 개선할 수 있도록 송 풍기의 내/외기 모드를 제어하는 차량의 난방 제어 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 자동차에 탑재되는 공기조화기는 크게 차 실내의 공기를 냉각시켜 탑승자에게 쾌적함으로 더해주는 냉방장치와, 공기를 가열시켜 온기를 줄 수 있는 난방장치로 구분된다.

자동차 실내는 태양, 대기, 도로 또는 엔진 등과 같이 외부 및 내부에서 가해지는 여러 가지 열에 의해 실내좌석이나 계기류 등이 뜨거워지게 되는데, 이렇게 차내 공기가 더워지게 되면 냉방장치를 가동하고, 동절기에는 난방장치를 가동하게 된다.

냉각장치(일명 에어컨)는 압축기, 응축기, 팽창밸브 및 에바퍼레이터로 구성된다. 냉각장치의 에바포레이터는 팽창 과정을 거쳐 유입되는 습포화 증기 상태의 차 실내외의 공기와 열교환시켜 과열 증기로 변환시키는 기능을 한다. 열을 뺏긴 공기는 저온저습 상태로 변화하고 송풍기(블로워)에 의해 차량의 실내로 토출되어 차 실내 환경을 쾌적하게 유지할 수 있다.

한편, 난방 장치는 엔진 냉각용 온수의 일부를 공급받도록 된 관로상에 장착된 히터 유닛과 이 히터 유닛에 장착되어 온수가 방출하는 열을 강제로 송풍시켜 공기를 따뜻하게 가열시키면서 이를 차 실내로 강제로 안내하도록 된 송풍기(블로워)로 구성되며, 엔진 냉각용 온수로부터 열원을 받도록 된 히터 유닛으로부터 열을 흡수하여 가열된 공기가 송풍기를 매개로 차 실내로 공급되어 내부의 온도를 상 승시켜 난방 작용을 한다.

좀더 구체적으로, 히터 유닛은 히터 케이스 내에 엔진 냉각수가 흐르는 히터 코어와, 공기방향 조절용 모드 도어, 온도조절용 에어 믹스 도어 등으로 구성된다. 히터 코어는 엔진을 순환하며 연소시 발생하는 열을 흡수한 고온의 냉각수가 히터 코어를 순환하는 동안 튜브와 핀의 열 교환에 의해 외부에서 공급되어진 공기를 통과시켜, 실내에 더운 공기를 공급해 주는 열교환기이다.

즉, 자동차용 공기조화장치를 구성하는 난방장치는 엔진 냉각수가 히터 코어를 거치는 과정에서 공기조화장치를 구성하는 송풍기에 의하여 송풍되는 공기와 열교환되어 온기 상태로 자동차 실내로 유입됨으로써 자동차 실내를 난방하게 된다.

송풍기의 공기 흡입 모드에 대해 좀더 자세히 살펴보면, 자동제어 혹은 운전자의 수동제어에 따라 선회하는 인테이크 도어에 의해 내기흡입구 및 외기흡입구가 개폐됨으로써 내기흡입 모드 또는 외기흡입 모드로 전환된다. 일 예로, 겨울철 오토 에어컨 장착 차량의 초기 시동시에는, 습도가 낮은 외기를 흡입하여 겨울철 차량 유리창에 쉽게 발생하는 이슬, 서리의 제거 및 방지를 위해 공기를 외기에서 흡입하게 된다.

하지만, 이 경우, 시동 초기에 온도가 낮은 외기 흡입으로 인한 차량의 초기 난방 성능이 저하된다는 문제점이 발생한다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해, 겨울철 차량의 초기 난방 성능을 향상시킬 수 있는 차량의 난방 제어 장치 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 차량의 난방 제어 장치는, 히터 코어와 송풍기를 구비하며, 상기 히터 코어를 흐르는 냉각수의 온도를 감지하는 냉각수 온도 감지부와 상기 냉각수의 온도가 기 설정된 값 미만인 경우 송풍기를 내기 흡입 모드로 제어하고, 상기 냉각수의 온도가 상기 기 설정된 값 이상인 경우에는 외기 흡입 모드로 송풍기를 제어하는 제어부를 포함한다.

상기 송풍기는 상기 제어부의 제어에 따라 내기 흡입 모드 위치 또는 외기 흡입 모드 위치로 조절되는 인테이크 도어를 포함한다.

상기 냉각수 온도 감지부는, 상기 히터 코어 배면에 부착된 냉각수 온도 센서인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 측면에 따른 차량의 난방 제어 방법은, 상기 히터 코어를 흐르는 냉각수의 온도를 감지하는 단계와 상기 냉각수의 온도가 기 설정된 값 미만인 경우 송풍기를 내기 흡입 모드로 제어하고, 상기 냉각수의 온도가 상기 기 설정된 값 이상인 경우에는 외기 흡입 모드로 송풍기를 제어하는 단계를 포함한다.

상기 난방 제어 방법은, 상기 차량의 엔진이 ON 상태인지 체크하는 단계와 상기 차량의 공조 장치가 오토 모드로 설정되었는지 체크하는 단계를 더 포함하고, 상기 차량의 엔진이 ON 상태이고 상기 차량의 공조 장치가 오토 모드로 설정된 경 우, 상기 온도 감지 단계와 상기 송풍기 제어 단계를 실행하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 살펴보면서 구체적으로 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명이 적용되는 차량의 자동 공기조화장치를 나타낸다.

도 1과 같은 자동온조조절장치가 구비된 차량에서는, 운전자가 자동차 실내의 오토 버튼을 선택하는 경우, 각종 센서로부터 감지되어 입력되는 각종 실내외정보를 제어부(60)에서 연산하여 송풍기(10)의 인테이크 도어(16), 송풍기 모터(18), 온도조절도어(52) 및 공조케이스(30)의 각 벤트들(32, 34, 36)의 도어들(32d, 34d, 36d)의 구동전압을 출력제어함으로써, 내/외기 유입, 풍량, 온도 및 풍향에 대한 공조모드를 자동적으로 제어한다.

제어부(60)에는는 예컨대, 차내온도센서, 차외온도센서, 일사량센서, 습도센서, 증발기온도센서, 유해가스감지센서, 냉각수온도게이지 등에 의하여 감지되는 각종 아날로그 신호가 A/D 변환기에 의하여 디지털 신호로 변환되어 입력되는 한편, 송풍기(10)의 인테이크 도어(16), 온도조절 도어(52) 등의 각종 도어류, 송풍기 모터(18) 등의 액츄에이터의 구동전압도 입력된다.

제어부(60)는 상기 입력신호들에 따라 풍량조절전압, 내/외기 위치전압, 온도조절위치전압 및 풍향위치전압을 피드백 출력제어하여 송풍기 모터(18), 인테이 크 도어(16), 온도조절도어(52) 및 벤트들(32, 34, 36)의 도어들(32d, 34d, 36d)이 적절하게 동작하도록 이들의 구동부에 출력되는 전압을 제어함으로써, 자동차 실내/외 환경에 따라 공조모드가 자동적으로 운전된다.

한편, 본 발명에 따른 제어부(60)는 특히, 시동 직후에는 내부 공기를 도입하여 송풍하도록 송풍기(10)의 인테이크 도어(16)를 제어한다. 시간이 흘러, 히터 코어(50)로 들어오는 차량 냉각수가 일정 온도에 도달하는 경우에는, 내부 공기의 유입을 중단하고, 외부 공기를 도입하여 송풍하도록 송풍기(10)의 인테이크 도어(16)를 제어한다.

한편, 히터 코어(50)의 전방에 설치되는 온도조절 도어(52)는 증발기(20)를 거친 공기가 공조케이스(30)의 믹싱 챔버로 통하는 유로와 히터 코어(50) 측 유로의 개도를 제어하는 기능을 하며, 이 온도조절 도어(52)의 히터 코어(50) 측 개도에 따라 믹싱 챔버로부터 디프로스트벤트(32), 페이스벤트(34) 및 푸트벤트를(36) 통하여 자동차 실내로 토출되는 공기의 온도가 조절된다.

도 2는 본 발명에 따른 차량의 난방 제어 장치의 블록 구성을 나타낸다.

도 2의 히터 코어(50)는 앞서 살펴본 바와 같이, 엔진을 순환하며 연소시 발생하는 열을 흡수한 고온의 냉각수가 히터 코어를 순환하는 동안 튜브와 핀의 열 교환에 의해 외부에서 공급되어진 공기를 통과시켜, 실내에 더운 공기를 공급해 주는 열교환기의 역할을 수행한다.

이렇듯, 히터 코어(50)를 순환하는 냉각수의 온도는 실내에 토출되는 공기의 온도와 직접적으로 연관관계를 가지게 된다. 따라서, 본 발명에서는 히터 코어(50)를 순환하는 냉각수의 온도가, 외기 흡입 모드로 송풍기(10)를 제어할 것인지 내기 흡입 모드로 송풍기(10)를 제어할 것인지 여부를 결정하는 기준이 된다.

냉각수의 온도를 측정하기 위해서, 히터 코어의 배면에는 히터 코어 내부를 흐르는 냉각수의 온도를 감지하는 온도 센서를 이용할 수 있다. 여기서의 냉각수 온도 센서는 본 발명에 따른 냉각수 온도 감지부(61)의 일 예이이다.

제어부(60)는 냉각수 온도 감지부(61)에 의해 획득된 냉각수의 온도에 따라 송풍기(10)를 내기 흡입 모드 혹은 외기 흡입 모드로 제어하게 되는데, 시동 직후에는 내부 공기를 도입하여 송풍하도록 송풍기(10)의 인테이크 도어(16)를 제어한다. 시간이 흘러, 히터 코어(50)로 들어오는 차량 냉각수가 기 설정된 일정 온도에 도달하는 경우에는, 내부 공기의 유입을 중단하고, 외부 공기를 도입하여 송풍하도록 송풍기(10)의 인테이크 도어(16)를 내기 흡입 모드로 제어한다.

도 3은 본 발명에 따른 차량의 난방 제어 방법의 동작 흐름을 나타낸다.

차량의 제어부(60)는 우선, 차량의 시동이 켜졌는지 즉, 엔진이 ON 상태인지 확인한다.(S310) 또한, 차량의 공조 시스템이 오토 모드로 설정되었는지 확인한다.(S320) 확인 결과에 따라, 오토 모드가 아닌 수동 모드로 설정되어 있는 경우(S320의 No)에는 수동 모드에 따라 운전자의 조작대로 공조 시스템을 제어하게 된다.

반면, 오토 모드로 설정된 경우(S320의 Yes)에는, 히터 코어(50)를 흐르는 냉각수의 온도를 체크하고(S330), 냉각수의 온도가 설계자에 의해 기 설정된 값인 Ts 에 도달하지 못한 경우(S340의 No), 즉, Ts 미만인 경우에는 송풍기(10)의 인테이크 도어(16)를 내기 흡입 모드 위치로 조작하여 내기 흡입 모드로 송풍기를 구동한다(S341). 그에 반해 냉각수의 온도가 Ts 이상인 경우(S340의 Yes)에는, 외기 흡입 모드로 송풍기를 구동한다(S350).

살펴본 바와 같은 본 발명의 실시예들은 실시예에 지나지 않으며, 다른 변형예의 적용이 얼마든지 가능하다 할 것이며, 이때의 변형예들은 모두 본원의 범주에 포함된다 할 것이다.

본 발명의 난방 제어 장치 및 그 방법에 따르면, 겨울철과 같이 외부 온도가 지극히 낮은 경우, 차량의 초기 시동시 공기를 내기에서 흡입함으로써, 차량의 초기 난방 성능을 향상시키는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 히터 코어와 송풍기를 포함하는 차량의 난방 제어 방법에 있어서,

   상기 차량의 엔진이 ON 상태인지 체크하는 단계;

   상기 차량의 공조 장치가 오토 모드로 설정되었는지 체크하는 단계;

   상기 차량의 엔진이 ON 상태이고 상기 차량의 공조 장치가 오토 모드로 설정된 경우, 상기 히터 코어를 흐르는 냉각수의 온도를 감지하는 단계; 와

   상기 냉각수의 온도가 기 설정된 값 미만인 경우 송풍기를 내기 흡입 모드로 제어하고, 상기 냉각수의 온도가 상기 기 설정된 값 이상인 경우에는 외기 흡입 모드로 송풍기를 제어하는 단계를 포함하는, 차량의 난방 제어 방법.

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