KR101177938B1 - 차량용 공조장치 제어방법 - Google Patents

차량용 공조장치 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량용 공조장치 제어방법에 관한 것으로서, 겨울철 페이스 벤트가 닫히는 공기토출모드로 난방모드를 가동할 경우에, 페이스 벤트를 통하여 누설되는 온기 및 축적된 열에 의해 운전자의 머리 부분이 점차 뜨거워져 졸음 운전 및 불쾌감을 유발하는 것을 방지할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 차량용 공조장치 제어방법은, 상기 공기토출모드가 공조장치의 페이스 벤트(Face Vent, 134)가 닫히는 모드일 경우에, 상기 페이스 벤트가 닫혀 있는 시간을 판단하는 단계와; 그리고, 상기 시간이 설정시간 이상일 경우에, 페이스 벤트(134)와 연결되는 공기토출덕트(140)의 끝에 설치된 벤트 그릴(142)을 개폐하는 그릴 댐퍼(Grille Damper, 144)가 상기 벤트 그릴(142)을 폐쇄하도록 동작시키는 단계;를 포함하여 이루어진다. 상기 공기토출덕트(140) 내의 공기 온도가 설정온도 이상일 경우에, 페이스 벤트(134) 및 벤트 그릴(142)이 개방되고, 송풍기(120)의 공기흡입모드는 외기모드로 전환되며, 송풍기(120)로부터 히터코어(110)와 공기토출덕트(140) 사이의 영역으로 외기의 일부가 직접 바이패스하여 공급된다.
차량, 자동차, 공조, 공기조화, 난방, 벤트그릴, 외기, 가동시간, 졸음운전

Description

차량용 공조장치 제어방법 {METHOD FOR CONTROLLING CAR AIR CONDITIONER}
도 1은, 일반적인 차량용 공조장치를 나타내는 구성도이다.
도 2는, 본 발명에 따른 제어방법을 수행하기 위한 차량용 공조장치의 예를 나타내는 구성도이다.
도 3은, 본 발명에 따른 차량용 공조장치 제어방법을 나타내는 흐름도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110 : 히터코어(Heater Core), 120 : 송풍기,
134 : 페이스 벤트(Face Vent), 140 : 공기토출벤트,
142 : 벤트 그릴(Vent Grille), 144 : 그릴 댐퍼(Grille Damper).
본 발명은 차량용 공조장치 제어방법에 관한 것으로서, 특히 겨울철 페이스 벤트가 닫히는 공기토출모드로 난방모드를 가동할 경우에, 페이스 벤트를 통하여 누설되는 온기 및 축적된 열에 의해 운전자의 머리 부분이 점차 뜨거워져 졸음 운전 및 불쾌감을 유발하는 것을 방지하도록 차량용 공조장치를 제어할 수 있는 차량 용 공조장치 제어방법에 관한 것이다.
차량용 공조장치는, 차량의 실내를 냉방하기 위한 냉방시스템과, 차량의 실내를 난방하기 위한 난방시스템을 포함한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 냉방시스템은, 압축기(10), 응축기(12), 리시버 드라이어(Receiver Dryer, 14), 팽창밸브(16) 및 증발기(18)를 통한 냉방 사이클에 의하여, 증발기(18) 내부를 유동하는 냉매와 송풍기(30)에 의해 증발기(18) 표면을 거치는 송풍공기와의 열교환으로 상기 송풍공기를 냉기로 바꾸어 차량 실내로 토출함으로써, 차량의 실내를 냉방하도록 구성된다. 또한, 난방시스템은, 엔진(20)과 히터코어(Heater Core, 24)를 통한 난방 사이클에 의하여, 히터코어(24) 내부를 흐르는 냉각수와 송풍기(30)에 의해 히터코어(24)의 표면을 거치는 송풍공기와의 열교환으로 상기 송풍공기를 온기로 바꾸어 차량 실내로 토출함으로써, 차량의 실내를 난방하도록 구성된다. 상기 엔진(20)과 히터코어(24)를 연결하는 냉각수 라인에는 히터코어(24)에 대한 물의 공급을 단속하는 워터 밸브(Water Valve, 22)가 더 개재될 수 있다.
상기 차량용 공조장치에 대하여 좀 더 구체적으로 설명하면, 도 1에 도시된 바와 같이, 출구에 각각 모드 도어(Mode Door, 42d, 44d, 46d)에 의해 개도가 조절되는 다수의 공기토출벤트 즉, 공기를 차창쪽으로 토출시키기 위한 디프로스트 벤트(Defrost Vent, 42), 공기를 탑승자의 얼굴쪽으로 토출시키기 위한 페이스 벤트(Face Vent, 44) 및 공기를 바닥쪽으로 토출시키기 위한 플로어 벤트(Floor Vent, 46)가 설치된 공조케이스(40)가 구비된다.
따라서, 모드 도어들(42d, 44d, 46d)의 개도조절에 따른 공기토출모드를 살펴보면, 디프로스트 벤트(42)가 개방될 경우, 차창쪽으로 공기가 토출되어 차창에 끼는 성에를 제거하는 디프로스트 모드(Defrost Mode)가 가동된다. 또한, 페이스 벤트(44)가 개방될 경우, 탑승자의 얼굴쪽으로 공기를 토출하는 페이스 모드(Face Mode)가 가동된다. 또한, 플로어 벤트(46)가 개방될 경우, 탑승자의 발쪽으로 공기가 토출되는 플로어 모드(Floor Mode)가 가동된다. 또한, 디프로스트 벤트(42) 및 플로어 벤트(46)가 개방될 경우, 차창 및 탑승자의 발쪽으로 공기가 토출되는 믹스 모드(Mix Mode)가 가동된다. 또한, 페이스 벤트(44) 및 플로어 벤트(46)가 개방될 경우, 운전자의 얼굴 및 발쪽으로 공기가 토출되는 바이 레벨 모드(Bi-Level Mode)가 가동된다.
상기 공조케이스(40)의 입구에 송풍기(30)가 설치된다. 상기 증발기(18) 및 히터코어(24)는 공조케이스(40)에 내장되며, 상기 공조케이스(40)의 출구측에서 냉기와 온기의 혼합 공간으로 기능하는 믹싱 챔버(Mixing Chamber, MC)에 대한 냉기통로(P1) 및 온기통로(P2)의 개도는 온도조절도어(50)에 의하여 조절된다.
자동온도조절기능을 가지는 차량용 공조장치의 경우에는, 차량 실내의 인스트루먼트 패널(Instrument Panel)에 설치되는 조작부(60), 차량 실/내외에 설치되는 차내온도센서, 차외온도센서, 일사량 센서, 증발기 센서 등의 각종 감지수단(70)으로부터 입력되는 정보에 따라 공조장치의 각 구동부를 피드백 제어하는 제어유니트(80)가 더 구비된다.
또한, 상기 공기토출벤트들(42, 44, 46)에는, 차량 실내의 소정의 장소로 연 장되는 공기토출덕트(도시생략)가 연결되며, 상기 공기토출덕트의 끝단에는 차량 실내를 향한 마지막 출구의 기능을 하는 벤트 그릴(Vent Grille, 도시생략)이 설치된다. 이 벤트 그릴은 도시되지 않은 그릴 댐퍼(Grille Damper)에 의하여 개폐될 수도 있다.
상기한 바와 같이 구성된 차량용 공조장치에 있어서, 자동공조모드를 선택하게 되면, 제어유니트(80)가 각종 감지수단(70)으로부터 감지되어 입력되는 각종 실내외정보를 연산하여, 공조장치의 각 구동부를 제어하게 된다.
예컨대, 제어유니트(80)는, 송풍기(30)의 단수를 조절하는 송풍기 모터(32)에 대한 구동전압과, 내/외기를 선택적으로 흡입하도록 개도를 조절하는 송풍기(30)의 인테이크 도어(Intake Door, 34), 냉기통로(P1) 및 온기통로(P2)의 개도를 조절하는 온도조절도어(50) 및 각 벤트(42, 44, 46)의 개도를 조절하는 모드 도어들(42d, 44d, 46d)을 동작시키는 액츄에이터(Actuator, 90)에 대한 구동전압을 선택적으로 제어함으로써, 내/외기의 공기흡입모드, 토출공기의 풍량, 토출공기의 온도 및 토출공기의 차량 실내에 대한 풍향을 자동적으로 제어하게 된다.
또한, 운전자가 실내에서 조작부(60)의 스위치(Switch)를 조작함으로써, 상기 제어유니트(80)를 통해 공조장치의 각 구동부가 제어될 수 있다.
상기한 바와 같은 차량용 공조장치에 있어서는, 운전자가 필요에 따라 벤트 그릴을 개폐하는 그릴 댐퍼를 조작하여 벤트 그릴을 개방하거나 닫을 수 있는데, 겨울철에 벤트 그릴을 개방시킨 상태에서, 난방모드로 페이스 벤트(44)가 닫히는 공기토출모드, 예컨대 디프로스트 모드(Defrost Mode), 플로어 모드(Floor Mode) 또는 믹스 모드(Mix Mode)가 가동될 경우에는, 페이스 벤트(44)가 당해 모드 도어(44d)에 의해 닫혔다 하더라도 완벽한 씰링(Sealing)을 확보할 수 없다. 따라서, 페이스 벤트(44)를 통해 온기가 공기토출덕트 쪽으로 누설됨과 아울러, 상기 공기토출덕트에 열기가 축적되어, 상기 누설 온기 및 축적된 열이 벤트 그릴을 통해 운전자 쪽으로 토출됨으로써, 운전자의 머리 부분이 점차 뜨거워져 운전자가 졸음 운전을 하게 되거나 불쾌감을 느끼게 된다.
이러한 현상을 방지하기 위하여, 운전자는 상기 공기토출모드를 가동하기 전에 벤트 그릴이 닫혔는지 확인하여 열린 벤트 그릴을 닫아야 하는 불편함을 겪어야만 하고, 이러한 조작을 운전중에 행할 경우 안전운행에 방해가 되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 문제점을 고려하여 이루어진 것으로서, 겨울철 페이스 벤트가 닫히는 공기토출모드로 난방모드를 가동할 경우에, 페이스 벤트를 통하여 누설되는 온기 및 축적된 열에 의해 운전자의 머리 부분이 점차 뜨거워져 졸음 운전 및 불쾌감을 유발하는 것을 방지할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 차량용 공조장치 제어방법은, 난방모드로 공조장치를 가동한 후, 공기토출모드를 판단하는 단계와; 상기 공기토 출모드가 공조장치의 페이스 벤트가 닫히는 모드일 경우에, 상기 페이스 벤트가 닫혀 있는 시간을 판단하는 단계와; 그리고, 상기 시간이 설정시간 이상일 경우에, 페이스 벤트와 연결되는 공기토출덕트의 끝에 설치된 벤트 그릴을 개폐하는 그릴 댐퍼가 상기 벤트 그릴을 폐쇄하도록 동작시키는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 설정시간은 30분인 것이 바람직하다.
또한, 상기 페이스 벤트가 닫히는 모드가 가동되는 상태에서, 상기 공기토출덕트내의 공기 온도가 설정온도 이상일 경우에, 페이스 벤트 및 벤트 그릴이 개방되고, 송풍기의 공기흡입모드는 외기모드로 전환되며, 송풍기로부터 히터코어와 공기토출덕트 사이의 영역으로 외기의 일부를 직접 바이패스하여 공급할 수 있다. 상기 설정온도는 40도인 것이 바람직하다. 그리고, 상기 외기의 바이패스 공급에 의하여 상기 공기토출덕트내의 공기 온도가 설정온도 미만으로 낮아지면, 다시 페이스 벤트는 닫히게 된다.
또한, 공기토출모드의 판단 결과, 상기 페이스 벤트가 개방되는 모드일 경우에, 벤트 그릴은 개방된다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
도 2에는, 본 발명에 따른 제어방법을 수행하기 위한 차량용 공조장치가 도시되어 있다.
상기 차량용 공조장치는, 출구에 각각 모드 도어(Mode Door, 132d, 134d, 136d)에 의해 개도가 조절되는 다수의 공기토출벤트 즉, 공기를 차창쪽으로 토출시키기 위한 디프로스트 벤트(132), 공기를 탑승자의 얼굴쪽으로 토출시키기 위한 페이스 벤트(134) 및 공기를 바닥쪽으로 토출시키기 위한 플로어 벤트(136)가 설치된 공조케이스(130)와; 상기 공조케이스(130)의 입구에 설치되는 송풍기(120)와; 상기 공조케이스(130)에 내장되는 냉방 사이클의 증발기(100) 및 난방 사이클의 히터코어(110)와; 그리고, 상기 공조케이스(130)의 출구쪽의 믹싱 챔버(MC)에 대하여 냉기통로(P1) 및 온기통로(P2)의 개도를 조절하는 온도조절도어(138);를 구비한다.
상기 송풍기(120)는, 내/외기흡입구(126, 128)와 상기 내/외기흡입구(126, 128)의 개도를 조절하는 인테이크 도어(124)를 구비하고 있다. 따라서, 내장된 원심팬(121)이 송풍기 모터(122)에 의하여 회전하면, 그 흡입력에 의하여 공기흡입모드에 따라 내기흡입구(126) 또는 외기흡입구(128)를 통해 내기 또는 외기가 흡입되어 공조케이스(130) 내부로 송풍될 수 있다.
상기 송풍기 모터(122), 인테이크 도어(124), 모드 도어들(132d, 134d, 136d) 및 온도조절도어(138) 등의 각 구동부는, 차량 실내의 조작부(174)나, 차량 실/내외에 설치되는 증발기 센서와 같은 각종 감지수단(172) 등으로부터 제어유니트(170)에 입력되는 정보에 따라 수동으로 제어되거나, 자동으로 피드백 제어될 수 있다. 즉, 내기 또는 외기의 공기흡입모드, 풍량, 토출공기의 온도 및 토출공기의 풍향 등의 공조모드가 수동으로 제어되거나, 자동으로 피드백 제어될 수 있다.
또한, 상기 공기토출벤트들(132, 134, 136)에는, 차량 실내의 소정의 장소로 연장되는 공기토출덕트가 연결된다. 여기서는, 편의상 페이스 벤트(134)에 연결되는 공기토출덕트(140)만을 도시하였으며, 상기 공기토출덕트(140)의 끝단에는 차량 실내를 향한 마지막 출구의 기능을 하는 벤트 그릴(142)이 설치되고, 상기 벤트 그릴(142)은 그릴 댐퍼(144)에 의하여 개폐될 수 있다. 상기 그릴 댐퍼(144)는, 제어유니트(170)의 출력으로 제어되는 액츄에이터(도시생략)에 의하여 자동으로 동작하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 제어방법을 수행하기 위하여, 난방모드에서 페이스 벤트(134)가 닫히는 공기토출모드, 즉 디프로스트 모드, 플로어 모드 또는 믹스 모드의 가동이 설정시간 이상으로 가동되었는지 여부를 판단하기 위하여, 제어유니트(170)와 연결되는 타이머(Timer, 176)가 더 제공된다. 또한, 토출공기의 온도가 소정의 온도 이상으로 뜨거운지 여부를 판단하기 위하여, 토출공기의 온도를 감지하여 제어유니트(170)로 입력하는 토출공기 온도센서(178)가 공기토출덕트(140) 내부에 설치된다. 또한, 토출공기의 온도, 즉 공기토출덕트(140)내의 공기 온도가 설정온도 이상으로 뜨거울 때, 외기의 일부를, 송풍기(120)로부터 히터코어(110)와 공기토출덕트(140) 사이의 영역으로 직접 바이패스하여 공급할 수 있도록, 송풍기(120)와 히터코어(110)와 공기토출덕트(140) 사이의 영역중 소정의 장소를 서로 연통시키는 바이패스유로(150)가 더 설치되고, 상기 바이패스유로(150)는 도어(152)에 의하여 선택적으로 개폐된다.
다음에, 상기한 바와 같이 구성된 차량용 공조장치를 제어하는 방법에 대하여 설명한다.
난방모드로 공조장치를 가동하면(S100), 온도조절도어(138)는 온기통로(P2)를 개방함과 아울러 냉기통로(P1)를 닫도록 동작하게 되는데, 풀(Full) 난방모드일 경우, 믹싱 챔버(MC)에 대하여 온기통로(P2)는 완전히 개방되고, 냉기통로(P1)는 완전히 폐쇄된다.
이 상태에서, 공기토출모드를 판단한다(S110).
상기 공기토출모드의 판단 결과, 페이스 벤트(134)가 닫히는 모드, 예컨대 디프로스트 모드, 플로어 모드 또는 믹스 모드일 경우에, 상기 페이스 벤트(134)가 닫혀있는 시간을 판단한다(S120). 또한, 상기 공기토출모드의 판단 결과, 페이스 벤트(134)가 개방되는 모드일 경우에, 벤트 그릴(142)은 개방된다(S130).
상기 시간이 타이머(176)에 의하여 설정된 시간 이상일 경우에, 벤트 그릴(142)을 개폐하는 그릴 댐퍼(144)가 상기 벤트 그릴(142)을 폐쇄하도록 동작한다(S140). 상기 설정시간은 30분인 것이 바람직하다. 즉, 30분 이상 페이스 벤트(134)가 폐쇄된 상태로 난방모드가 가동될 경우, 벤트 그릴(142)이 폐쇄되는 것이다.
상기한 바와 같이, 페이스 벤트(134) 및 벤트 그릴(142)이 폐쇄된 상태에서, 개방된 벤트를 통해 토출되는 공기의 온도, 즉 페이스 벤트(134)측 모드 도어(134d)와 그릴 댐퍼(144) 사이의 공기 온도를 판단한다(S150).
토출공기 온도센서(178)에 의하여 감지되는 공기토출덕트(140)내의 공기 온도가 소정의 설정온도 이상일 경우에, 페이스 벤트(134) 및 벤트 그릴(142)이 개방되고, 송풍기(120)의 공기흡입모드는 외기모드로 전환되며, 바이패스유로(150)를 통해 송풍기(120)로부터 히터코어(110)와 공기토출덕트(140) 사이 영역의 소정의 위치로 외기의 일부가 직접 바이패스하여 공급된다(S160). 상기 설정온도는 40도인 것이 바람직하다. 즉, 벤트 그릴(142)이 개방된 경우에, 너무 높은 온도의 공기가 운전자의 안면부에 공급되는 것을 방지하고, 운전자 및 승객에게 신선한 공기를 공급하기 위하여, 페이스 벤트(134)를 통해 공기토출덕트(140)로 토출되는 공기 온도가 40도 이상일 경우에, 송풍기(120)로부터 외기가 바이패스하여 온기에 혼합되도록 함으로써, 공기토출덕트(140)로 토출되는 공기의 온도를 낮추는 것이다.
상기한 바와 같이, 외기의 바이패스 공급에 의하여 토출공기의 온도가 설정온도 미만으로 낮아지면, 다시 페이스 벤트(134)는 닫히게 된다. 이 경우에, 송풍기(120)의 공기흡입모드가 내기모드로 전환될 수 있다(S170).
상기한 바와 같이, 본 발명의 차량용 공조장치 제어방법에 따르면, 페이스 벤트(134)가 닫힌 상태로 난방모드가 소정시간 이상 가동될 경우, 자동적으로 벤트 그릴(142)이 닫혀 누설 온기 및 축적된 열기가 운전자쪽으로 토출되지 않고, 공기토출덕트(140) 내의 공기 온도가 지나치게 높을 경우에는, 송풍기(120)로부터 외기를 바이패스하여 공기토출덕트(140)로 토출되는 공기에 혼합되도록 하여 토출공기의 온도를 낮출 수 있으므로, 운전자의 머리 부분이 점차적으로 뜨거워지는 현상을 방지할 수 있다.
상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 차량용 공조장치 제어방법에 의하면, 페이스 벤트(134)가 닫힌 상태로 난방모드가 소정시간 이상 가동될 경우, 자동적으로 벤트 그릴(142)을 닫고, 공기토출덕트(140)내의 공기 온도가 지나치게 높을 경우에는, 토출공기에 외기를 혼합하여 토출공기의 온도를 낮추고 신선한 공기를 공급할 수 있도록 함으로써, 운전자의 머리 부분이 점차적으로 뜨거워지는 현상을 방지할 수 있으므로, 운전자가 졸음 운전을 하거나 불쾌감을 느끼는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 안전하게 자동차를 운행할 수 있음과 아울러, 쾌적성을 높일 수 있다.

Claims (6)

  1. 난방모드로 공조장치를 가동한 후, 공기토출모드를 판단하는 단계와;
    상기 공기토출모드가 공조장치의 페이스 벤트(Face Vent)가 닫히는 모드일 경우에, 상기 페이스 벤트가 닫혀 있는 시간을 판단하는 단계와; 그리고,
    상기 시간이 설정시간 이상일 경우에, 페이스 벤트와 연결되는 공기토출덕트의 끝에 설치된 벤트 그릴(Vent Grille)을 개폐하는 그릴 댐퍼(Grille Damper)가 상기 벤트 그릴을 폐쇄하도록 동작시키는 단계;를 포함하되,
    상기 페이스 벤트가 닫히는 모드가 가동되는 상태에서, 상기 공기토출덕트내의 공기 온도가 설정온도 이상일 경우에, 페이스 벤트 및 벤트 그릴이 개방되고, 송풍기의 공기흡입모드는 외기모드로 전환되며, 송풍기로부터 히터코어와 공기토출덕트 사이의 영역으로 외기의 일부가 직접 바이패스하여 공급되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치 제어방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 설정시간은 30분인 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치 제어방법.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 설정온도는 40도인 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치 제어방법.
  5. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 외기의 바이패스 공급에 의하여 토출공기의 온도가 설정온도 미만으로 낮아지면, 다시 페이스 벤트가 닫히는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치 제어방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 공기토출모드의 판단 결과, 상기 페이스 벤트가 개방되는 모드일 경우에, 벤트 그릴이 개방되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치 제어방법.
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