KR101049611B1 - 차량용 내외기 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 내외기 제어방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 외기유입모드시 내기도입지점을 풍량세기와 차량속도를 고려하여 지정함으로써 난방성능을 개선하고, 외기유입모드시 차량이 저속주행 할 때 외기가 차량내부로 유입되는 것을 방지하는 차량용 내외기 제어방법에 관한 것이다.

본 발명에 의한 차량용 내외기 제어방법을 이용하면, 풍량세기에 따라 차속을 지정하여 공기조화기에 내기 유입을 제어함으로써 난방성능을 향상시킬 수 있으며, 풍량세기가 약할 때 외기가 내기도입구를 통해 차량 실내로 유입되는 것을 방지할 수 있다.

내외기, 차속, 풍량세기, 제어, 에어리크

Description

차량용 내외기 제어방법{A control methode for intake of vehicle}

본 발명은 차량용 내외기 제어방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 외기유입모드시 내기도입지점을 풍량세기와 차량속도를 고려하여 지정함으로써 난방성능을 개선하고, 외기유입모드시 차량이 저속주행 할 때 외기가 차량내부로 유입되는 것을 방지하는 차량용 내외기 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차 공조장치는 자동차의 실내외 공기를 도입하여 열교환기를 통해 그 공기를 냉각 또는 가열한 후, 자동차의 실내로 송풍함으로써 자동차 실내를 냉방하거나 난방하는 장치로서, 이러한 공조장치에는 자동차 실내 또는 실외로부터 공기를 도입하여 자동차 실내로 송풍하기 위한 내외기가 필수적으로 구비되어 있다.

이와 같은 내외기는, 내기유입구와 외기유입구 사이에 회동 가능하게 설치되어 내기유입구와 외기유입구를 선택적으로 개폐하는 전환도어의 상측에 보조통로를 형성하여 상단을 중심으로 자유롭게 구동하면서 보조통로를 개폐할 수 있도록 전환 도어의 회동축에 보조도어를 장착한 구조로 되어 있다.

상기와 같이 보조도어를 장착하는 구성은 난방효율을 향상시키는 효과는 있으나, 원가 및 중량이 상승되는 문제점이 발생한다. 또한, 창유리에 서리가 생기지 않도록 외기유입모드로 설정하게 되는데, 보조도어가 항상 작동하여 창유리에 오히려 서리가 발생할 확률이 높아지는 문제점이 있었다.

따라서, 종래에는 이러한 문제점을 해결하기 위해 내기 유입을 위한 별도의 보조도어를 구비하지 않고 특정 조건에서의 전환도어의 열림정도를 조절하여 내기를 일부 도입함으로써 냉·난방성능을 향상시키는 차량용 공기조화기의 제어방법이 제공되었다.

종래기술에 의한 차량용 내외기의 제어방법은 차속이 차속 기준값(70km/h)이하일 경우를 기준으로 외기유입모드이면서 난방모드일 때, 외기온도와 차 실내온도가 각각 외기온도 기준값(-15℃), 차 실내온도 기준값(20℃)이하의 조건을 만족하면, 전환도어의 개도가 조절되어 외기와 내기가 공기조화기로 유입되도록 구성된다.

그러나 이와 같이 전환도어의 개도가 차속 기준값 이하에서만 작용되면, 풍량세기가 약할 때 저속에서 외기가 내기도입구를 통해 차량의 실내로 유입되는 에어리크가 발생한다. 도 1에서와 보는 것과 같이 에어리크의 발생을 풍량세기와 차속과의 관계를 보면, 플러스 기울기를 갖는 직선그래프로 나타난다. 이때, 종래기술에서와 같이 특정 기준값으로 차속이 정해지면 풍량세기가 약할 때 에어리크가 발생(A)된다는 것을 확인 할 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 차속 및 풍량세기 등을 고려하여 내외기를 제어함으로써 에어리크의 발생을 방지하고 초기 난방성능을 향상시키는 차량용 내외기 제어방법 제공하는데 목적이 있다.

외기와 내기를 흡입하는 내외기 내의 송풍팬 온 상태를 판단하는 단계;

최대난방모드 및 외기유입모드를 판단하는 단계;

상기 최대난방모드 및 외기유입모드 일 때, 센서에서 감지된 차량의 외기온도, 냉각수온도, 차 실내온도가 각각의 최저기준값 이하인지 판단하는 단계;

상기 차량의 외기온도, 냉각수온도, 차 실내온도가 각각의 최저기준값 이하일 때, 차속이 설정 기울기 이하에 해당됨을 판단하는 단계;

상기 차속이 설정 기울기 이하에 해당될 때, 내외기의 전환도어를 구동시켜 부분내기로 변경시키는 단계;를 포함한다.

본 발명에 의한 차량용 내외기 제어방법을 이용하면, 풍량세기에 따라 차속을 지정하여 공기조화기에 내기 유입을 제어함으로써 난방성능을 향상시킬 수 있으며, 풍량세기가 약할 때 외기가 내기도입구를 통해 차량 실내로 유입되는 것을 방 지할 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 차량용 내외기 제어방법의 실시예를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 의한 차량용 내외기의 블록도이고, 도 3은 본 발명에 의한 차량용 내외기의 단면도이며, 도 4a 및 도 4b는 공조기조작부의 일예를 나타낸 정면도이고, 도 5는 본 발명에 의한 차량용 내외기에 의한 차량용 내외기 제어방법을 설명하기 위한 플로어차트이다.

본 발명에 의한 차량용 내외기는 외기온도, 냉각수온도, 차실내온도, 차속을 감지하는 센서(10, 20, 30, 40), 온도 및 풍량을 조절(61, 62)하고 내기 및 외기모드(63) 등 공기조화기의 작동을 조작하는 공조기조작부(60), 내외기의 외기도입구와 내기도입구를 개폐하는 전환도어(80), 전환도어(80)를 구동시키는 전환도어구동부(70), 내외기 흡입을 위한 송풍팬(90) 및 전환도어구동부(70)와 송풍팬(90)을 제어하는 제어유닛(50)으로 구성된다.

도 3을 참조하여 차량용 내외기의 구성을 살펴보면, 차량의 외부와 연결되는 외기도입구(120)와 차량의 내부와 연결되는 내기도입구(110) 및 외기도입구(120)와 내기도입구(110)를 선택적으로 개폐하는 전환도어(80)를 포함하는 하우징(100), 하우징(100) 하부에 위치되어 사용자가 공기조화기를 작동시킬 때 작동되어 상기 내기 및 외기를 흡입시키는 송풍팬(90)으로 구성된다.

전환도어(80)는 외기도입구(120)와 내기도입구(110)의 선택적으로 개폐하도록 별도의 구동부(미도시)에 의해 구동되는 구동축(81)에 연결되어 구동축(81)을 중심으로 회동한다. 전환도어(80)는 사용자가 공기조화기를 가동시킨 후 외기모드를 선택할 경우일 때, 내기도입구(110)를 폐쇄시키며, 내기모드를 선택할 경우일 때, 외기도입구(120)를 폐쇄시킨다.

단, 외기모드일 때에는 하기에 서술되는 제어조건에 따라 내기도입구(110)의 일부만 폐쇄하여 내기와 외기를 동시에 흡입할 수 있도록 구성된다. 내기와 외기를 동시에 흡입함으로써 겨울철 난방시 내외기로 차가운 외기만 유입되어 난방효율이 저하되는 것을 방지 할 수 있다.

도 4a는 오토매틱타입의 공조기조작부이며, 도 4b는 매뉴얼타입의 공조기조작부이다. 공조기조작부(60)는 차량의 인스트루먼트 패널에 위치하며 공기조화기 작동을 위해 사용자가 조작할 수 있는 다수의 조절버튼 구비되어 있다.

오토매틱타입의 공조기조작부(60)에는 차 실내의 온도를 조절하는 온도조절버튼(61), 풍량세기를 조절하는 풍량조절버튼(62), 내기모드와 외기모드를 선택하는 내기모드버튼(63), 공기조화기의 작동을 중지시키는 off버튼(64), 풍향을 선택하는 풍향모드버튼(65), 냉방을 위한 에어컨을 가동시키는 A/C버튼(66) 등이 구비된다. 또한, 차량의 외부온도 및 차 실내온도, 풍량세기, 풍향모드, 사용자의 설정온도 등을 확인할 수 있는 디스플레이(67)도 구비되어 있다.

매뉴얼타입의 공조기조작부(60′)는 오토매틱타입에서 조절되는 조건이 거의 동일하게 구성되되 그 구비형태에서 차이가 있다. 매뉴얼타입의 공조기조작부(60 ′)는 냉방 및 난방을 선택하고 온도를 조절하는 온도조절다이얼(61′), 풍량세기를 조절하는 풍량조절다이얼(62′), 내기 및 외기모드를 선택하는 내기 및 외기모드버튼(63′, 63′-1), 풍향을 선택하는 풍향모드버튼(65′), 에어컨을 가동시키는 A/C버튼(66′)이 구비된다. 오토매틱타입의 공조기조작부에서 off버튼(64)에 해당하는 조절부는 풍량조절다이얼(62′)의 지시부가 "0"을 가리키고 있으면 공기조화기의 작동이 정지된다.

이와 같이 오토매틱타입에서는 공조기조작부 중 off버튼(64)을 제외한 어느 하나의 버튼을 누름으로써 공기조화기를 구동시킬 수 있으며, 매뉴얼타입에서는 풍량조절다이얼의 지시부가 "0"이 아닌 곳을 가리키고 있어야 공기조화기가 구동된다.

도 5를 참조하여 차량용 내외기의 제어방법에 대해 살펴보면, 먼저, 송풍팬이 온 상태인지를 확인한다(S205). 송풍팬이 온 되어있는 상태이면 최대난방모드인지 판단한다(S210). 최대난방모드는 사용자가 상향 온도조절버튼을 눌러 설정된 온도가 기설정되어 있는 최저온도보다 최고온도에 근접한 경우이다. 최대난방모드 상태가 되었을 때, 외기모드인지를 판단한다(S215). 외기모드는 내기모드버튼이 눌려져 있지 않은 상태로 차량의 외부공기만을 흡입하여 공기조화기를 작동시킨다.

이때, 각 센서들은 외기온도, 냉각수온도, 차 실내온도, 차속을 감지하여 제어유닛으로 계속해서 신호를 전달한다. 센서에서 감지된 신호는 공기조화기가 작동 할 때 뿐 아니라 차량에 시동이 걸린 상태에서는 항시 제어유닛으로 전달된다. 또한, 풍량세기는 사용자가 공조기조작부의 풍량조절버튼을 조작하여 설정된 값으로 풍량세기 신호도 제어유닛으로 전달된다.

상기의 최대난방모드 및 외기유입모드의 조건이 만족된 상태에서 센서로부터 전달받은 신호에 대해 제어유닛에 기설정된 조건에 맞는지를 판단한다. 먼저, 감지된 외기온도가 기설정된 외기온도 최저기준값 이하인지(S220) 판단한다. 외기온도 최저기준값 이하일 땐, 감지된 냉각수온도가 기설정된 냉각수온도 최저기준값 이하인지(S225) 판단한다. 냉각수온도 최저기준값 이하 일 땐, 감지된 차 실내온도가 기설정된 차 실내온도 최저기준값 이하인지(S230)를 판단한다.

감지된 외기온도, 냉각수온도, 차 실내온도가 기설정된 각각의 최저기준값 이하의 조건을 만족시킬 때 차속이 에어리크(Air leak) 발생속도(Y)보다 작은지 판단한다(S235). 반면, 감지된 외기온도, 냉각수온도, 차 실내온도 중 어느 하나 이상이 기설정된 각각의 최저기준값보다 클 경우에는 송풍팬이 작동중인지 판단(S205)하는 상태로 돌아가 다시 판단한다. 또한, 차속이 에어리크 발생속도(Y)보다 클 경우에도 송풍팬이 온 상태인지 판단(S205)하는 상태로 돌아간다.

차속이 에어리크 발생속도(Y)보다 작은 것으로 판단되면 제어유닛이 내기도입구를 폐쇄하고 있는 전환도어를 구동시켜, 외기와 내기가 함께 유입되도록 내기도입구의 일부를 개방시켜 부분내기로 변경(S240)시킨다.

에어리크 발생속도(Y)는 외기도입구를 통해 유입된 외부공기가 내기도입구를 통해 차 실내로 유입되는 상태가 될 때의 속도로, 도 6의 그래프에서 보여 지듯이 풍량세기에 따라 에어리크가 발생되는 속도가 변화된다. 본 실시예에 의한 그래프는 풍량세기에 따라 에어리크가 발생하는 속도 중 가장 낮은 속도를 갖는 두 지점 을 연결하여 1차함수(y=ax+b, a와 b는 상수)로 표현한 것이다. 여기서 풍량세기는 x축, 차속은 y축으로 구성되며, 속도가 일정한 경우에는 풍량세기가 약할수록 에어리크가 쉽게 발생하며, 풍량세기가 일정한 경우에는 속도가 빠를수록 에어리크가 쉽게 발생한다.

그러므로, 에어리크가 발생하지 않는 풍량세기와 차속에 해당 될 경우에만 부분내기 상태를 유지(B)하도록 제어한다. 그래프를 참조하여 일예를 설명하면, 풍량세기가 1단으로 설정되어 있는 상태에서는 차속이 30km/h 이하일 경우에만 부분내기를 유지하며, 차속이 30km/h이상이 되면 부분내기를 해지하는 것이다.

이와 같이 풍량세기에 따라 부분내기 유지가능 차속을 변경시킴으로써, 에어리크의 발생율을 현저하게 낮출 수 있는 효과가 있으며, 부분내기로 변경된 상태에서는 공기조화기로 차량 외부공기와 함께 차량 내부공기가 함께 유입됨으로써 난방효율이 향상시킬 수 있다.

부분내기로 변경(S240)된 상태에서, 송풍팬 오프신호가 인가되는지를 판단(S245)하여 오프신호가 인가되었다고 판단되면 부분내기 상태는 해지(S280)된다. 이와 같이 외부공기와 내부공기를 동시에 흡입하는 부분내기인 상태에서 이를 해지하는 제어조건은 하기와 같다.

송풍팬의 오프신호가 인가(S245)되었다고 판단되거나, 최대난방모드(S250) 해지신호가 인가되거나, 외기유입모드(S255) 해지모드가 인가되었을 때 부분내기가 해지(S280)된다. 또는, 송풍팬은 온 상태(S245)이고, 최대난방모드(S250)이면서 외기유입모드(S255)로 유지되고 있는 상태에서 외기온도, 냉각수온도, 차 실내온도가 기설정된 각각의 최고기준값 이상인지를 판단(S260, S265, S270)하여 그 이상일 경우 부분내기가 해지(S280)된다.

한편, 외기온도, 냉각수온도, 차 실내온도가 기설정된 각각의 최고기준값 이하일 경우에는 차속이 에어리크 발생속도(Y) 이상임을 판단(S275)한다. 차속이 에어리크 발생속도(Y) 이상일 경우에는 부분내기가 해지(S280)되며, 그렇지 않을 경우에는 송풍팬의 오프신호가 인가(S245)되었는지를 확인하는 단계로 돌아간다.

여기서 본 발명의 일실시예에서 설정한 외기온도, 냉각수온도, 차 실내온도의 최저기준값과 최고기준값을 살펴보면 외기온도의 최저기준값은 -10℃, 최고기준값은 5℃이다. 냉각수온도의 최저기준값은 30℃, 최고기준값은 75℃이며, 차 실내온도의 최저기준값은 15℃, 최고기준값은 20℃으로 하였으나, 일실시예에 불과하며 기설정된 값은 변경가능하다.

이와 같이 차량용 내외기의 전환도어가 외기유입모드일 때, 외기온도, 냉각수온도, 차 실내온도와 함께, 풍량세기 및 차속을 고려하여 부분내기 상태가 되도록 제어함으로써 난방효율이 증가되며, 부분내기 상태에서도 외기가 차 실내로 유입되는 것을 방지할 수 있다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.

도 1은 종래기술에서의 부분내기 작동영역을 나타낸 그래프이다.

도 2는 본 발명에 의한 차량용 내외기의 블록도이다.

도 3은 본 발명에 의한 차량용 내외기의 단면도이다.

도 4a 및 도 4b는 공조기조작부의 일예를 나타낸 정면도이다.

도 5는 본 발명에 의한 차량용 내외기에 의한 차량용 내외기 제어방법을 설명하기 위한 플로어차트이다.

도 6은 본 발명에 의한 부분내기 작동영역을 나타낸 그래프이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 외기 온도센서 20: 냉각수온도센서

30: 차 실내온도센서 40: 차속센서

50: 제어유닛 60: 공조기조작부

70: 전환도어 구동부 80: 전환도어

90: 송풍팬 110: 내기도입구

120: 외기도입구

Claims (6)

1. 외기와 내기를 흡입하는 내외기 내의 송풍팬 온 상태를 판단하는 단계;

   최대난방모드 및 외기유입모드를 판단하는 단계;

   상기 최대난방모드 및 외기유입모드 일 때, 센서에서 감지된 차량의 외기온도, 냉각수온도, 차 실내온도가 각각의 최저기준값 이하인지 판단하는 단계;

   상기 차량의 외기온도, 냉각수온도, 차 실내온도가 각각의 최저기준값 이하일 때, 차속이 에어리크 발생속도 이하인지 판단하는 단계;

   상기 차속이 에어리크 발생속도 이하일 때, 내외기의 전환도어를 구동시켜 부분내기로 변경시키는 단계;를 포함하고,

   상기 부분내기 상태에서, 송풍팬의 오프신호, 최대난방모드 해지신호, 외기유입모드 해지신호 중 어느 하나 이상의 신호가 인가될 경우, 상기 부분내기가 해지되는 단계를 포함하는 차량의 내외기 제어방법.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서, 상기 차량의 내외기가 부분내기 상태에서,

   송풍팬 오프신호, 최대난방모드 해지신호, 외기유입모드 해지신호가 인가되지 않았을 때, 상기 차량의 외기온도, 상기 냉각수온도, 상기 차 실내온도가 각각의 최고기준값 이상인지를 판단하여, 판단된 제어조건 중 적어도 어느 하나 이상이 각각의 최고기준값 이상일 경우, 부분내기가 해지되는 단계를 포함하는 차량의 내외기 제어방법.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 차량의 외기온도, 상기 냉각수온도, 상기 차 실내온도 모두가 각각의 최고기준값 미만인 경우, 차속이 상기 에어리크 발생속도 이상임을 판단하는 단계를 포함하며, 상기 차속이 상기 에어리크 발생속도 이상일 때, 상기 부분내기가 해지되는 단계를 포함하는 차량의 내외기 제어방법.
5. 제 3 항에 있어서,

   상기 차량의 외기온도, 상기 냉각수온도, 상기 차 실내온도 모두가 각각의 최고기준값 미만인 경우, 차속이 상기 에어리크 발생속도 이상임을 판단하는 단계를 포함하며, 상기 차속이 상기 에어리크 발생속도 미만인 경우, 상기 송풍팬 오프신호가 인가되는 지를 판단하는 단계로 돌아가는 차량의 내외기 제어방법.
6. 제 1 항, 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 부분내기 상태는, 상기 전환도어가 내기도입구의 일부를 개방시켜 상기 차량의 내외기로 상기 내부공기와 상기 외부공기를 동시에 흡입하는 차량의 내외기 제어방법.

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