KR101538983B1 - 차량의 에어컨 냉각팬 및 그 제어 방법 - Google Patents

Abstract

차량의 에어컨 냉각팬 및 그 제어 방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 에어컨 냉각팬은 에어컨 냉매에 대한 압력을 센싱하기 위한 압력 센서; 단수 제어 전압에 대응하는 단수의 회전수로 냉각팬을 회전시키는 모터; 및 상기 압력 센서에 의해 센싱된 압력 센싱 값을 수신하고, 상기 수신된 상기 압력 센싱 값에 따라 미리 결정된 단수로 상기 냉각팬을 회전시키기 위한 단수 제어 신호를 생성하며, 상기 생성된 상기 단수 제어 신호를 상기 모터로 출력하여 상기 모터의 단수 제어 전압을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 압력 센서는 에어컨 응축기의 토출 부위에 구성될 수 있다.

Description

차량의 에어컨 냉각팬 및 그 제어 방법 {Cooling fans of air-conditioner in vehicles and control method thereof}

본 발명은 차량의 에어컨 냉각팬 제어에 대한 것으로, 상세하게는 차량에서 예를 들어, 버스에서 냉매 압력 값에 따라 냉각팬의 모터를 능동적으로 제어하고, 이를 통해 에너지 효율을 향상시킬 수 있는 차량의 에어컨 냉각팬 및 그 제어 방법에 대한 것이다.

하절기에 외부의 온도가 상승함에 따라서 차량 실내의 온도는 급격하게 상승하여 승객들에게 괴로움을 초래하게 된다. 차량 실내의 온도를 떨어뜨리고 쾌적한 상태를 유지하기 위하여 차량에 에어컨디셔너(air-conditioner)(이하 "에어컨"이라 칭함)를 장착하여 냉기를 차내로 공급하고 있다.

종래 차량에 장착된 에어컨 작동상태를 설명하면 다음과 같다.

에어컨 작동스위치가 온(on)되면 이것을 에어컨 제어장치 예를 들어, ECU에서 검출하고, ECU는 압축기(compressor)가 온상태인가를 확인한다. ECU는 압축기가 온 상태이면 적어도 하나 이상의 모터에 전원을 공급하여 모터를 구동시키고, 모터 각각에 연결된 냉각팬을 회전시켜 압축기를 냉각시키게 된다.

종래 일 실시예 기술에 따른 에어컨은 에어컨 작동 시 냉각팬이 100[%] 상시로 작동하거나 또는, 송풍기(BLOWER) 단수별 제어를 통해 냉각팬 단수 제어를 하였다.

여기서, 에어컨의 송풍기는 저온화된 증발기에 공기를 불어 넣는 역할을 하는 것으로, 대기 중의 공기 또는 실내의 공기를 모터에 의해 냉각팬을 회전시켜 증발기 주위로 공기를 통과시킨다. 따라서, 고온 다습한 공기가 저온 습기를 제거한 공기로 변화하여 차량 실내로 유입됨으로써, 쾌적한 환경을 유지하게 된다.

이런, 종래 에어컨 냉각팬은 개략적인 로직 구성을 통해 제어되었으며, 이런 개략적인 로직 구성을 통한 냉각팬 제어는 에너지 효율 및 시스템 안정적인 측면에서 적합하다고 보기 어려운 문제점이 있었다.

따라서, 에너지 효율과 시스템 안정을 고려하여 에어컨 냉각팬을 제어할 수 있는 장치 또는 방법의 필요성이 대두된다.

한국공개특허공보 제10-2005-0005107호 (공개일: 2005.01.13.)

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하고자 도출된 것으로서, 에어컨 냉매의 압력 값을 고려하여 냉각팬의 단수를 조절하는 모터를 능동적으로 제어함으로써, 차량의 에너지 효율을 향상시킬 수 있는 차량의 에어컨 냉각팬 및 그 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 에어컨 냉각팬은 에어컨 냉매에 대한 압력을 센싱하기 위한 압력 센서; 단수 제어 전압에 대응하는 단수의 회전수로 냉각팬을 회전시키는 모터; 및 상기 압력 센서에 의해 센싱된 압력 센싱 값을 수신하고, 상기 수신된 상기 압력 센싱 값에 따라 미리 결정된 단수로 상기 냉각팬을 회전시키기 위한 단수 제어 신호를 생성하며, 상기 생성된 상기 단수 제어 신호를 상기 모터로 출력하여 상기 모터의 단수 제어 전압을 제어하는 제어부를 포함한다.

상기 압력 센서는 에어컨 응축기의 토출 부위에 구성될 수 있다.

나아가, 본 발명에 따른 차량의 에어컨 냉각팬은 차량 내부 온도를 센싱하는 온도 센서를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 압력 센싱 값과 상기 온도 센서에 의해 센싱된 온도 센싱 값을 고려하여 상기 단수를 결정하는 단수 제어 신호를 생성할 수 있다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 차량의 에어컨 냉각팬은 에어컨 냉매에 대한 압력을 센싱하기 위한 압력 센서; 및 상기 압력 센서에 의해 센싱된 압력 센싱 값을 수신하고, 상기 수신된 상기 압력 센싱 값에 대응하는 전압 레벨에 의해 단수 제어 전압이 결정되며, 상기 결정된 상기 단수 제어 전압에 대응하는 단수의 회전수로 냉각팬을 회전시키는 모터를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 에어컨 냉각팬 제어 방법은 에어컨 냉매에 대한 압력을 센싱하는 단계; 상기 센싱된 압력 센싱 값에 따라 미리 결정된 단수로 모터에서 냉각팬을 회전시키기 위한 단수 제어 신호를 생성하는 단계; 상기 생성된 상기 단수 제어 신호로 모터의 단수 제어 전압을 제어하는 단계; 및 상기 제어된 상기 단수 제어 전압에 대응하는 단수로 상기 냉각팬을 회전시키는 단계를 포함한다.

상기 압력을 센싱하는 단계는 에어컨 응축기의 토출 부위에서의 상기 에어컨 냉매에 대한 압력을 센싱할 수 있다.

나아가, 본 발명에 따른 방법은 차량 내부 온도를 센싱하는 단계를 더 포함하고, 상기 단수 제어 신호를 생성하는 단계는 상기 압력 센싱 값과 상기 차량 내부의 온도 센싱 값을 고려하여 상기 단수를 결정하는 단수 제어 신호를 생성할 수 있다.

본 발명에 따르면, 에어컨 냉매의 압력 값을 고려하여 냉각팬의 단수를 조절하는 모터를 능동적으로 제어함으로써, 차량의 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.

차량 냉방 시스템 예를 들어, 버스 냉방 시스템은 작동 시 에너지 효율과 상관없이 냉각팬이 100% 작동하게 되어 있고, 이로 인해 불필요한 에너지를 소비하게 된다.

본 발명은 이런 차량의 에너지 효율을 개선시킬 수 있도록, 냉매 압력 값을 통해 냉각팬의 회전수를 조절하는 모터를 선형적으로 제어함으로써, 차량이 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.

즉, 본 발명은 자동차 에너지 정책에 따라 차량에 대한 연비 효율을 개선시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 차량의 에어컨 냉각팬을 설명하기 위한 에어컨 구성을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 에어컨 냉각팬에 대한 구성을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 차량의 에어컨 냉각팬에 대한 구성을 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 에어컨 냉각팬 제어 방법에 대한 동작 흐름도를 나타낸 것이다.
도 5는 도 4에 도시된 단계 S420에 대한 일 실시예 동작 흐름도를 나타낸 것이다.

상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부 도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백히 드러나게 될 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

그러나, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.

이하에서는, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 에어컨 냉각팬 및 그 제어 방법을 첨부된 도 1 내지 도 5를 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명은 에에컨 냉매의 압력 센싱 값에 기초하여 냉각팬의 회전수를 제어하는 모터 예를 들어, BLDC 모터의 단수 제어 전압을 능동적으로 제어함으로써, 냉매의 압력 센싱 값에 따라 냉각팬의 회전수를 선형적으로 조절하고 이를 통해 차량의 에너지 효율을 개선시키고자 하는 것을 그 요지로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 차량의 에어컨 냉각팬을 설명하기 위한 에어컨 구성을 나타낸 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 에어컨은 에어컨 압축기에서 고온고압으로 변한 냉매가 응축기에 의해 냉각되어 액체 상태로 변하고, 액체 상태로 변한 냉매는 팽창밸브를 통해 스프레이와 같이 미세한 미스트로 분무되어 증발기로 들어가 얼음덩어리와 같이 변하게 되어 블로워 팬을 통해 증발기가 뿜고 있는 냉기가 실내로 전달되어 시원한 바람이 나오는 원리이다.

이런 순환 과정으로 냉매에서 열이 전부다 빠져나가면 다시 액체가 되어 에어컨 응축기에 들어가 고온 고압으로 변하게 된다.

본 발명은 이런 에어컨 시스템의 응축기 토출 부위에 냉매 압력 값을 센싱하기 위한 압력 센서(냉매 압력 센서)와 압력 센서에 의해 센싱된 압력 센싱 값에 따라 BLDC 모터의 단수 제어 전압을 제어하는 제어부의 구성을 포함한다.

물론, 본 발명은 압력 센싱 값에 따라 모터의 단수 제어 전압을 능동적으로 제어하는 제어부의 구성을 포함할 수도 있지만, 제어부의 구성없이 압력 센싱 값에 대한 전압 레벨을 모터에서 직접 수신하여 냉각팬의 회전수 예를 들어, 분당 회전수(RPM)를 제어할 수도 있다.

이런 본 발명에 따른 에어컨 냉각팬에 대해 도 2와 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 에어컨 냉각팬에 대한 구성을 나타낸 것이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 차량의 에어컨 냉각팬은 압력 센서, 온도 센서, 모터 및 제어부를 포함한다.

압력 센서는 에어컨 냉매에 대한 압력을 센싱하는 구성으로, 에어컨 응축기의 토출 부위에 구성되며, 센싱된 압력 센싱 값을 제어부로 출력한다.

물론, 압력 센서는 상황에 따라 응축기의 토출 부위에 한정되지 않으며, 차량의 에너지 효율을 개선하기 위한 에어컨 단수를 능동적으로 제어할 수 있는 에어컨의 구성 중 어느 하나에 적용될 수 있다.

모터는 단수 제어 전압에 대응하는 단수의 회전수로 물리적으로 연결된 냉각팬을 회전시킨다.

이 때, 모터의 단수 제어 전압은 도 2에 도시된 바와 같이, 제어부로부터 출력된 단수 제어 신호에 의해 능동적으로 제어될 수 있다.

본 발명에서의 모터는 BLDC 모터를 포함할 수 있다. 물론, 본 발명에서의 모터는 BLDC 모터로 한정되지 않으며, 에어컨 시스템에 적용할 수 있는 모든 모터를 포함할 수 있다.

온도 센서는 차량의 실내 온도를 센싱하는 구성으로, 차량의 실내 온도를 센싱하여 센싱된 온도 센싱 값을 제어부로 출력한다.

여기서, 온도 센서는 상황에 따라 구성하지 않을 수도 있다.

제어부는 압력 센서에 의해 센싱된 압력 센싱 값을 수신하고, 수신된 압력 센싱 값에 따라 미리 결정된 단수로 냉각팬을 회전시키기 위한 단수 제어 신호를 생성하며, 생성된 단수 제어 신호를 모터로 출력함으로써, 모터의 단수 제어 전압을 제어한다.

이 때, 에어컨 응축기의 토출 부위에서의 압력 센싱 값은 실시간으로 제어부로 출력될 수 있으며, 제어부는 압력 센서에 의해 센싱된 압력 센싱 값을 실시간으로 모니터링할 수 있다.

이 때, 제어부는 온도 센서에 의해 센싱된 차량 실내의 온도 센싱 값을 추가적으로 수신하고, 압력 센싱 값 뿐만 아니라 온도 센싱 값을 함께 고려하여 단수를 결정하는 단수 제어 신호를 생성할 수도 있다.

제어부는 압력 센싱 값의 범위에 따른 단수가 미리 결정되어 있거나 압력 센싱 값에 따라 단수를 결정하는 함수를 통해 압력 센싱 값에 대한 단수를 결정할 수도 있다. 물론, 제어부는 온도 센싱 값과 압력 센싱 값 모두를 고려한 단수 값들 또는 단수 값을 결정하는 함수가 미리 결정되어 저장될 수 있다.

그리고, 압력 센싱 값에 따른 단수 값 또는 압력 센싱 값과 온도 센싱 값에 따른 단수 값은 본 발명을 제공하는 업체에 의해 결정될 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 따른 차량의 에어컨 냉각팬은 냉매의 압력 센싱 값 나아가 온도 센싱 값을 고려하여 냉각팬의 회전수를 제어하는 모터의 단수 제어 전압을 능동적으로 제어함으로써, 에너지 효율과 상관없이 냉각팬이 100% 작동하는 것을 방지하고, 이를 통해 불필요한 에너지 소비를 방지하며, 따라서 차량의 에너지 효율을 개선할 수 있다.

도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 차량의 에어컨 냉각팬에 대한 구성을 나타낸 것이다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 차량의 에어컨 냉각팬은 압력 센서 및 모터를 포함한다.

압력 센서는 에어컨 냉매에 대한 압력을 센싱하는 구성으로, 에어컨 응축기의 토출 부위에 구성되며, 센싱된 압력 센싱 값을 모터로 직접 출력한다.

물론, 압력 센서는 상황에 따라 응축기의 토출 부위에 한정되지 않으며, 차량의 에너지 효율을 개선하기 위한 에어컨 단수를 능동적으로 제어할 수 있는 에어컨의 구성 중 어느 하나에 적용될 수 있다.

모터는 압력 센서에 의해 센싱된 압력 센싱 값을 수신하고, 수신된 압력 센싱 값에 대응하는 전압 레벨에 의해 단수 제어 전압이 결정되며, 결정된 단수 제어 전압에 대응하는 단수의 회전수로 물리적으로 연결된 냉각팬을 회전시킨다.

이 때, 모터의 단수 제어 전압은 도 3에 도시된 바와 같이, 압력 센서에 의해 센싱된 압력 센싱 값에 의해 능동적으로 제어될 수 있다.

본 발명에서의 모터는 BLDC 모터를 포함할 수 있다. 물론, 본 발명에서의 모터는 BLDC 모터로 한정되지 않으며, 에어컨 시스템에 적용할 수 있는 모든 모터를 포함할 수 있다.

이와 같이, 도 3의 구성은 압력 센싱 값을 수신하여 모터의 단수 제어 전압을 능동적으로 제어하기 위한 제어부를 별도로 구성하지 않고, 압력 센싱 값에 대한 전압 레벨로 모터의 단수 제어 전압이 직접 제어되는 구성에 대한 것이다.

물론, 이런 본 발명에 대한 구성을 적용하기 위해서는, 모터에 압력 센싱 값에 대응하는 단수 제어 전압을 생성하거나 변경하는 구성이 추가될 수도 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 에어컨 냉각팬 제어 방법에 대한 동작 흐름도를 나타낸 것으로, 상기 도 2에 도시된 차량의 에어컨 냉각팬에서의 동작 흐름도를 나타낸 것이다.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 차량의 에어컨 냉각팬 제어 방법은 에어컨 응축기의 토출 부위에서 압력 센서를 이용하여 에어컨 냉매의 압력을 센싱하고, 이에 대한 압력 센싱 값을 출력한다(S410).

이 때, 에어컨 응축기의 토출 부위에서의 압력 센싱 값은 실시간으로 제어부로 출력될 수 있으며, 제어부는 압력 센서에 의해 센싱된 압력 센싱 값을 실시간으로 모니터링할 수 있다.

제어부는 에어컨 냉매에 대한 압력 센싱 값이 수신되면, 냉매의 압력 센싱 값에 따라 미리 결정된 단수로 모터에서 냉각팬을 회전시키기 위한 단수 제어 신호를 생성한다(S420).

이 때, 제어부는 압력 센싱 값 뿐만 아니라 다른 파라미터(또는 변수)를 추가적으로 고려하여 단수 제어 신호를 생성할 수도 있으며, 일 예로, 차량 실내의 온도를 고려할 수도 있다. 이에 대해 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 5는 도 4에 도시된 단계 S420에 대한 일 실시예 동작 흐름도를 나타낸 것으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 단수 제어 신호를 생성하는 단계(S420)는 제어부에서 차량의 실내에 설치된 온도 센서에 의해 센싱된 차량 실내의 온도 센싱 값을 실시간으로 수신한다(S510).

제어부는 단계 S410에서 수신된 압력 센싱 값과 단계 S510에서 수신된 차량의 실내 온도 센싱 값을 모두 고려하여 압력 센싱 값과 온도 센싱 값에 따라 미리 결정된 단수로 모터에서 냉각팬을 회전시키기 위한 단수 제어 신호를 생성한다(S520).

다시 도 4를 참조하면, 단계 S420에 의해 모터의 단수 제어 신호가 생성되면, 생성된 단수 제어 신호를 모터로 출력함으로써, 모터의 단수 제어 전압을 제어하고, 제어된 단수 제어 전압에 대응하는 단수의 회전수 예를 들어, RPM으로 모터에 물리적으로 연결된 냉각팬을 회전시킨다(S430, S440).

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (8)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 에어컨 냉매에 대한 압력을 센싱하기 위한 압력 센서; 및
   상기 압력 센서에 의해 센싱된 압력 센싱 값에 대응하는 단수의 회전수로 냉각팬을 회전시키는 모터;
   를 포함하며,
   상기 모터는 BLDC 모터이며,
   상기 압력 센싱 값은 상기 모터로 직접 입력되는 단수 제어 전압인 것을 특징으로 하는 차량의 에어컨 냉각팬.
5. 제4항에 있어서,
   상기 압력 센서는
   에어컨 응축기의 토출 부위에 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 에어컨 냉각팬.
   
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제

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