KR101060356B1 - 차량 팬 속도 제어 방법 - Google Patents

Abstract

차량 팬 속도 제어 방법이 제공된다. 개시된 차량 팬 속도 제어 방법은 차량 에어컨을 가동하는 단계와, 차량 내부의 대쉬보드 상에 배치된 증발기 주위 온도를 센싱하는 단계와, 차량 엔진을 유동하는 냉각수의 온도를 센싱하는 단계와, 및 컨트롤 유닛이 상기 증발기 주위 온도 및 상기 냉각수 온도를 전송받아 기 설정된 기준값과 비교 분석하는 단계를 포함하며, 상기 증발기 주위 온도 및 상기 냉각수 온도에 따라서 상기 컨트롤 유닛은 상기 에어컨에 장착된 냉각팬의 속도를 제어하는 것을 특징으로 한다.

본원 발명은 증발기 주위 온도와 냉각수 온도를 이용하여 이중으로 냉각팬의 속도 조절을 제어함으로써 냉각팬이 과도하게 동작함으로써 발생할 수 있는 소음 발생 및 동력 낭비를 방지할 수 있다는 효과가 있다.

냉각팬, 속도, 증발기, 에어컨, 냉각수

Description

차량 팬 속도 제어 방법{Method of Controlling Vehicle's Fan Speed}

본 발명은 차량 팬 속도 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 증발기 주위 온도값과 엔진의 냉각수 온도값을 이용하여 차량 내부에 장착되는 팬의 동작을 적절히 제어함으로써 불필요하게 팬이 고속으로 동작함으로 인하여 발생하는 소음을 저감할 수 있는 차량 팬 속도 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 차량의 에어컨이 가동되는 상태에서 라디에이터를 냉각하기 위해 사용되는 냉각팬을 고속 내지 저속으로 동작하도록 제어하는 방법으로는 에어컨 내부의 냉매 압력에 따라서 제어를 하는 방식이 사용되고 있다. 상기의 냉매압력에 따른 작동 방법은 압력이 기준값 이내이면 저속 팬을 가동하고, 압력이 기준값을 초과하면 고속 팬을 가동하게 하여 에어컨 시스템의 냉매압력이 높아지는 것을 방지하게 한다.

한편으로, 일부 소형차에서는 상기의 냉매압력을 이용하지 않고 증발기 주위 온도(EAT,Evaporator Ambient Temperature)를 이용하여 냉각팬의 속도 조절을 수행 하는 경우가 있게 된다. 증발기는 차량의 대시보드(Dash Board) 내부에 위치하므로 차량 내부의 온도가 높아지면 영향을 직접적으로 받는 위치에 있게 된다.

증발기 주위 온도를 이용하여 냉각팬의 고속 내지 저속팬의 속도 제어를 수행하는 경우에 차량 외부의 기온의 높은 조건에서 오랫동안 주차하거나 심지어 잠시 정차를 해둔 상태에서도 차량 실내 온도가 쉽게 고온으로 올라갈 수 있다는 단점이 있게 된다. 상기와 같은 상태에서는 냉매 압력이 그리 높지 않아서 냉각팬을 고속으로 회전시킬 필요가 없음에도 불구하고, 차량 내부의 온도가 높은 상태에서는 증발기 주위 온도도 자연스럽게 높아지므로 그에따라 냉각팬은 고속으로 회전하도록 지시를 받게 된다.

따라서, 증발기 주위 온도가 기준값 이하로 떨어질때까지 냉각팬은 계속적으로 고속으로 회전하여 심한 소음을 발생하게 하고 또한 불필요한 동력을 소비하도록 하는 문제가 있게 된다. 더불어, 차량의 안락성에 대한 소비자의 요구가 점점 더 커지는 추세이므로 차량 냉각팬에 대한 소음 저감책이 필요한 실정이다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해서, 기존의 증발기주위 온도센서 외에 엔진에 유동하는 냉각수의 온도 센서를 부가함으로써 증발기 주위 온도의 기준값 범위 여부를 측정한 후에 차량 온도에 큰 영향을 받지 않는 냉각수 온도의 기준값 범위 여부를 체크함으로써 냉각팬의 속도를 적절히 제어할 수 있게 하는 차량 팬 속도 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 제공되는 본 발명에 따른 차량 팬 속도 제어 방법은 차량 에어컨을 가동하는 단계와, 차량 내부의 대쉬보드 상에 배치된 증발기 주위 온도를 센싱하는 단계와, 차량 엔진을 유동하는 냉각수의 온도를 센싱하는 단계와, 및 컨트롤 유닛이 상기 증발기 주위 온도 및 상기 냉각수 온도를 전송받아 기 설정된 기준값과 비교 분석하는 단계를 포함하며, 상기 증발기 주위 온도 및 상기 냉각수 온도에 따라서 상기 컨트롤 유닛은 상기 에어컨에 장착된 냉각팬의 속도를 제어하는 것을 특징으로 한다.

여기에서, 상기 증발기 주위 온도가 상기 컨트롤 유닛에 미리 저장된 제1기준값 이하이면 상기 컨트롤 유닛은 저속도 냉각팬을 구동하게 한다.

한편으로, 상기 증발기 주위 온도가 상기 제1기준값을 초과하는 상태에서 상기 냉각수 온도가 상기 제1기준값보다 높은 제2기준값을 초과하게 되면 상기 컨트롤 유닛은 고속도 냉각팬을 구동하게 한다.

또한, 상기 증발기 주위 온도가 상기 제1기준값을 초과하는 상태에서 상기 냉각수 온도가 상기 제2기준값 이하이면 상기 컨트롤 유닛은 저속도 냉각팬을 구동하게 한다.

이상에서 설명한 본 발명의 차량 팬 속도 제어 방법은 증발기 주위 온도와 냉각수 온도를 이용하여 이중으로 냉각팬의 속도 조절을 제어함으로써 냉각팬이 과도하게 동작함으로써 발생할 수 있는 소음 발생 및 동력 낭비를 방지할 수 있다는 효과가 있다.

본 발명의 상기와 같은 목적, 특징 및 다른 장점들은 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 차량 팬 속도 제어 방법을 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 차량 팬 속도 제어 방법을 설명하기 위해 차량에서 증발기, 엔진, 및 에어컨 등의 위치 관계를 도시한 관계도, 및 도 2는 본 발명에 따른 차량 팬 속도 제어 방법의 블럭 다이어그램이다.

이하, 본 발명의 실시 예에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.

도 1을 참조하여, 차량에 장착된 증발기, 엔진, 및 에어컨 등의 구성품들의 위치 관계를 참고하여 본 발명에 따른 차량 팬 속도 제어 방법을 설명한다.

본 발명에 따른 설명을 하는데 있어서는 편의상 차량의 전방부만을 도시함으로써 이해를 돕도록 개략적으로 구성부품을 구성하고 있다. 먼저, 차량(10) 전방부에 위치한 대쉬보드(20,Dash board)의 내부에는 HVAC Module(101)이 탑재된다.

상기의 HVAC 모듈이란 Heating, Ventilation, and Air Conditioning의 약자로 난방, 환기, 및 공기조화 기능을 담당하는 차량 내의 핵심 부품을 말한다. HVAC 모듈(101)의 내부에는 증발기(110,Evaporator)가 위치하고, 증발기(110)의 일측에는 주위 온도를 측정하기 위한 제1온도감지센서(112)가 마련된다. 증발기(110) 내에서는 가압된 냉매가 이곳에서 증발되며 온도가 급강하하게 된다. 따라서, 저온으로 된 증발기(110) 주위를 공기가 통과하면서 낮은 온도로 열교환을 가져오게 되고 낮은온도의 공기를 차실 내로 강제 압송되어 쾌적한 온도를 유지하게 한다.

차량(10)의 전방에는 라디에이터(120), 응축기(142,Condenser), 냉각팬(130), 압축기(144,Compressor), 및 건조기(152,Receiver Drier) 등으로 이루어진 에어컨 시스템이 구성된다.

응축기(142)는 압축기(144)에서 들어온 고온,고압의 기체 냉매를 대기로 열을 방출시켜 액체로 만드는 일종의 방열기이고, 압축기(144)는 증발기(110)에서 저압 기체로된 냉매를 고압으로 압축하여 응축기(142)로 보내는 역할을 한다. 여기에서, 냉매란 냉동에서 냉동효과를 얻기위해 사용되는 물질을 말하는데 1차냉매와 2차냉매로 나눌 수 있게 된다. 건조기(152)는 응축기(142)에서 들어온 냉매를 저장도 하며 팽창밸브로 보내는 완전 액체를 공급하는 역할과 동시에 내부엔 건조제가 봉입되어 냉매 속의 수분을 흡수하는 역할을 한다.

냉각팬(130)은 냉매압력을 낮추기 위해 강제적으로 공기를 불어넣어 냉각을 수행하게 하고, 라디에이터(120)는 냉각수가 순환하면서 주위의 공기와 공랭 방식으로 열이 발출되는 구조를 갖게 한다. 차량의 엔진(160)에는 엔진 내부를 순환하는 냉각수의 온도를 센싱할 수 있는 제2온도감지센서(162)가 마련될 수 있다.

제1온도감지센서(112), 제2온도감지센서(162), 및 냉각팬(130)에 연결되는 컨트롤 유닛(170)이 차량(10)에 장착된다. 상기 컨트롤 유닛(170)은 증발기(110) 주위 온도 및 엔진(160) 냉각수 온도에 따라서 냉각팬(130)의 속도를 제어하게 된다. 제1온도감지센서(112) 및 제2온도감지센서(162)는 제1연결라인(172) 및 제2연결라인(174)을 통해 컨트롤 유닛(170)에 전기적으로 연결되고, 냉각팬(130)은 제3 연결라인(176)을 통해 컨트롤 유닛(170)으로부터 제어를 받는다.

일반적으로 응축기(142)와 라디에이터(120)는 일체형으로 이루어지는 경우가 대다수인데, 에어컨의 냉매 압력이 높아지는 경우는 상대적으로 응축기(142)의 열교환 능력이 떨어지는 경우에 발생하게 된다. 이러한 상태에서는 응축기(142)의 후면에 위치한 라디에이터(120) 내의 냉각수 온도도 상대적으로 높은 값을 유지한다고 볼 수 있다.

따라서, 엔진(160) 및 라디에이터(120)를 유동하는 냉각수의 온도를 증발기 주위 온도와 같이 활용하면 에어컨 냉매의 압력이 높아서 고속으로 냉각팬을 구동해야 하는 시점을 예측할 수 있는 하는 중요한 수단이 될 수 있다.

이하 도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명에 따른 차량 팬 속도 제어 방법을 구체적으로 설명한다. 운전자가 차량(10)에 탑승해서 에어컨을 가동하게 되면(S10) 컨트롤 유닛(170)은 제1온도감지센서(112) 및 제2온도감지센서(162)로부터 실시간으로 온도의 측정값을 제공받는다. 컨트롤 유닛(170) 상에는 미리 상기 온도센서(112,162)의 기준값이 입력되어 있는 상태로서 전송받은 온도 측정값을 비교 및 분석하여 그에 따르는 조치를 냉각팬(130)을 통해 수행하게 한다.

제1온도감지센서(112)는 차량의 대시보드(20) 내측에 위치하는 관계로 차량 내부의 온도의 영향을 강하게 받는 측면이 있으므로 운전자가 직접 느끼는 체감 온도를 반영하는 측면에서의 온도측정수단으로 볼 수 있다.

제1온도감지센서(112)에서의 온도 측정치(EAT,이하 '제1측정값'이라 한다)는 컨트롤 유닛(170)에 기 설정된 제1기준값(Cal 1)과 비교되어진다. 상기의 비교 과 정에서 히스테리시스(hysteresis,이력)값이 정해질 수 있는데, 예를 들어 Cal a로 정해진다. Cal a는 Cal 1 온도에서 짧은 시간에 계속적으로 고속 냉각팬과 저속 냉각팬이 반복되면서 작동하는 것을 방지하기 위해 Cal 1 온도에서 Cal a 온도만큼 증발기 온도가 떨어져야만 저속도 냉각팬이 구동하게 하는 히스테리시스이다. 반대로 저속도 냉각팬에서 고속도 냉각팬이 작동하기 위해서는 Cal 1까지 온도가 올라가야만 작동을 하게 된다.

제2온도감지센서(162)의 경우는 엔진(160)에 장착되어 에어컨 시스템에 근접하여 위치하기 때문에 냉매의 압력을 반영하는 기준값으로 활용될 수 있다. 제2온도감지센서(162)에서의 온도 측정치(이하 '제2측정값'이라 한다)는 컨트롤 유닛(170)에 기 설정된 제2기준값(Cal 2)과 비교되어진다.

컨트롤 유닛(170)에서는 증발기(110) 주위 온도 즉 제1측정값이 제1기준값을 기준으로 어느 범위에 해당하는지에 대해서 판단하는데(S20), 상기 제1측정값이 제1기준값 이하이면 컨트롤 유닛(170)은 저속도로 냉각팬을 구동하게 한다(S40).

만약, 제1측정값이 제1기준값을 초과하면, 냉각수 온도(Coolant Temp) 즉, 제2측정값이 제2기준값을 기준으로 어느 범위에 해당하는지에 대해서 판단하게 된다(S30).

제1측정값이 제1기준값을 초과하는 상태에서 제2측정값이 제2기준값을 초과하게 되면 컨트롤 유닛(170)은 고속도로 냉각팬(130)을 구동하게 한다(S50).

한편으로, 제1측정값이 제1기준값을 초과하는 상태에서 제2측정값이 제2기준값 이하이면 컨트롤 유닛(170)은 저속도로 냉각팬(130)을 구동하게 한다(S40).

상기의 설명을 종합하면, 냉각수 온도는 주 정차시에는 엔진이 가동되지 않은 상태이므로 일정 온도 이하인 경우가 대부분이므로 비록 증발기 주위 온도가 기준값을 초과하여 고속도로 냉각팬을 구동해야 하는 조건이라도 냉각수의 온도로 다시 구동 조건을 조절함으로써 불필요하게 냉각팬이 동작하는 것을 방지할 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니한다. 즉, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하며, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정의 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 차량 팬 속도 제어 방법을 설명하기 위해 차량에서 증발기, 엔진, 및 에어컨 등의 위치 관계를 도시한 관계도,

도 2는 본 발명에 따른 차량 팬 속도 제어 방법의 블럭 다이어그램이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 차량 20 : 대시보드

101 : HVAC Module 110 : 증발기

112 : 제1온도감지센서 120 : 라디에이터

130 : 냉각팬 142 : 응축기

144 : 압축기 150 : 냉각수

152 : 건조기 160 : 엔진

162 : 제2도감지센서 170 : 컨트롤 유닛

172,174,176 : 연결라인

Claims (4)

1. 에어컨의 냉각팬 속도를 제어하기 위한 차량 팬 속도 제어 방법에 있어서,

   차량 에어컨을 가동하는 단계;

   차량 내부의 대쉬보드 상에 배치된 증발기 주위 온도를 센싱하는 단계;

   차량 엔진을 유동하는 냉각수의 온도를 센싱하는 단계; 및

   컨트롤 유닛이 상기 증발기 주위 온도 및 상기 냉각수 온도를 전송받아 기 설정된 기준값과 비교 분석하는 단계;를 포함하며,

   상기 증발기 주위 온도 및 상기 냉각수 온도에 따라서 상기 컨트롤 유닛은 상기 에어컨에 장착된 냉각팬의 속도를 하기의 (a), (b) 및 (c) 모드 중 어느 하나로 제어하며, 여기서

   (a) 모드는 상기 증발기 주위 온도가 상기 컨트롤 유닛에 미리 저장된 제1기준값 이하이면 상기 컨트롤 유닛은 저속도 냉각팬을 구동하는 모드이며,

   (b) 모드는 상기 증발기 주위 온도가 상기 제1기준값을 초과하는 상태에서 상기 냉각수 온도가 상기 제1기준값보다 높은 제2기준값을 초과하게 되면 상기 컨트롤 유닛은 고속도 냉각팬을 구동하는 모드이며, 그리고

   (c) 모드는 상기 증발기 주위 온도가 상기 제1기준값을 초과하는 상태에서 상기 냉각수 온도가 상기 제2기준값 이하이면 상기 컨트롤 유닛은 저속도 냉각팬을 구동하는 모드인 것을 특징으로 하는,

   차량 팬 속도 제어 방법.
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