KR101619104B1 - 차량용 공조장치의 내외기 제어방법 - Google Patents

차량용 공조장치의 내외기 제어방법 Download PDF

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Abstract

개시된 본 발명의 차량용 공조장치의 내외기 제어방법은 .송풍기가 작동되고 외기모드 상태이면, 설정온도, 냉각수온도 및 외기온도가 설정조건을 만족하는지 판단하는 단계를 포함하는 차량용 공조장치의 내외기 제어방법에 있어서, 상기 설정온도, 냉각수온도 및 외기온도가 상기 설정조건을 만족하면, 차량속도를 기준속도와 비교하는 단계(S160); 상기 차량속도가 상기 기준속도 이상이면, 상기 송풍기의 작동 단수와 기준단수를 비교하는 단계(S170); 및 상기 송풍기의 작동 단수가 상기 기준단수 이상인 경우에 인테이크 모드로 진입하는 단계(S180);를 포함한다.
본 발명에 따르면, 차량의 속도를 송풍기 작동 단수와 연계시켜 인테이크 모드 진입을 결정하므로, 차량속도가 고속이더라도 인테이크 모드로 진입하여 초기 난방 성능을 향상시킬 수 있다.

Description

차량용 공조장치의 내외기 제어방법{AIR CONTROLLING METHOD FOR VEHICLE AIR CONDITIONER}
본 발명은 내외기 제어 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량용 공조장치의 내외기 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로, 차량용 공조장치는 차량 실내 및 실외공기를 흡입하고, 열교환을 통해 흡입공기를 냉각 또는 가열하여 차량 실내로 송풍함으로써 차량 실내공기를 적정 온도와 적정 습도로 유지시키는 장치이다.
차량용 공조장치는 운전자의 선택에 따라, 냉난방 효율을 높이기 위해 차량 실내공기를 흡입하는 내기모드(Recirculation Mode) 또는 차량 실내를 환기시키기 위해 차량 실외공기를 흡입하는 외기모드(Fresh Mode)로 운영될 수 있다.
도 1은 종래 차량용 공조장치의 내외기부를 도시한 도면이다. 도 1을 참조하면, 종래 차량용 공조장치에서 내기모드와 외기모드의 변환은 내외기부에 설치된 인테이크 도어(40)가 액추에이터(미도시)에 의해 회전축(10)을 중심으로 회전하여 선택적으로 내기 유입구(30)와 외기 유입구(20)를 개폐함으로써 이루어진다.
종래 차량용 공조장치의 내외기 제어방법에 따르면, 겨울철 같이 실외온도가 차량 실내온도보다 많이 낮은 경우 실외공기만을 흡입하는 모드(외기모드)로 공조장치를 운영하면 초기 난방성능이 떨어지게 된다. 겨울철 초기 난방성능을 향상시키기 위하여 송풍기 유닛에 차량 실내공기를 혼입하도록 하는 덮개(Flap)를 장착하거나, 외기모드 운영 시 일정조건하에 파셜 인테이크(Partial Intake)를 적용하여 부분적으로 개방된 내기 유입구(30)를 통해 차량 실내공기를 일부 흡입하는 인테이크 도어 제어 방법들이 개발되고 있다.
그런데, 종래 초기 난방성능을 향상시키기 위해 차량 실내공기를 일부 흡입하는 경우 차량 이동속도에 의한 램 에어(Ram Air)가 부분적으로 개방된 내기 유입구를 통해 차량 실내로 유입될 수 있다. 램 에어의 유입은 차량속도가 빨라지는 경우 더 심화되어 초기 난방성능을 오히려 저하시키게 된다. 따라서, 종래 차량 실내공기를 일부 흡입하는 방법들은 차량속도가 빠른 경우에는 적용될 수 없다.
본 발명은 상기한 종래 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 차량 속도를 송풍기 작동 단수와 연계시켜 인테이크 모드 진입을 결정하는 차량용 공조장치의 내외기 제어방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차량용 공조장치의 내외기 제어방법은, 송풍기가 작동되고 외기모드 상태이면, 설정온도, 냉각수온도 및 외기온도가 설정조건을 만족하는지 판단하는 단계를 포함하는 차량용 공조장치의 내외기 제어방법에 있어서, 상기 설정온도, 냉각수온도 및 외기온도가 상기 설정조건을 만족하면, 차량속도를 기준속도와 비교하는 단계; 상기 차량속도가 상기 기준속도 이상이면, 상기 송풍기의 작동 단수와 기준단수를 비교하는 단계; 및 상기 송풍기의 작동 단수가 상기 기준단수 이상인 경우에 인테이크 모드로 진입하는 단계를 포함한다.
상기 기준속도는 차량의 이동에 의해 램 에어가 발생하기 시작하는 차량의 속도이고, 상기 기준단수는 상기 램 에어를 공조기로 흡입 가능한 송풍기의 작동 단수인 것이 바람직하다.
상기 설정조건은, 상기 설정온도가 제1기준온도 이상이고, 상기 냉각수온도가 제2기준온도 이하이며, 상기 외기온도가 제3기준온도 이하인 것이 바람직하다.
본 발명의 차량용 공조장치의 내외기 제어방법은, 차량속도를 송풍기 작동 단수와 연계시켜 인테이크 모드 진입을 결정하므로, 고속으로 회전하는 송풍기가 램 에어의 실내 유입을 차단할 수 있어 차량속도가 빠르더라도 초기 난방성능을 향상시키기 위해 차량 실내공기를 일부 흡입하는 방법을 사용할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 차량용 공조장치의 내외기부를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 차량용 공조장치의 내외기 제어를 위한 제어장치의 블록 구성도이이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 공조장치의 내외기 제어방법을 설명하기 위한 절차 흐름도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 차량용 공조장치의 내외기 제어를 위한 제어장치의 블록 구성도이이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시 예에 따른 차량용 공조장치의 내외기 제어를 위한 제어장치(100)는 외기온도 센서(110), 차량속도 센서(112), 냉각수온도 센서(114), 송풍기 스위치(120), 온도설정 스위치(122), 도어 구동부(130), 인테이크 도어(132), 송풍기 구동부(140), 송풍기 모터(142) 및 제어부(150)를 포함한다.
상기 외기온도 센서(110)는 차량 실외온도를 감지하여 제어부(150)로 제공한다. 외기온도 센서(110)는 팬 쉬라우드(Fan-Shroud) 앞에 설치될 수 있다.
상기 차량속도 센서(112)는 변속기(미도시) 출력축의 회전을 전기적 신호로 변환하여 차량속도를 제어부(150)로 제공한다. 차량속도 센서(112)는 스피드 미터(Speed Meter) 내에 설치될 수 있다.
상기 냉각수온도 센서(114)는 히터코어(미도시)에 흐르는 냉각수의 온도를 감지하여 제어부(150)로 제공한다. 냉각수온도 센서(114)는 히터코어 상단에 설치될 수 있다.
상기 송풍기 스위치(120)는 송풍기 작동 단수에 따라 송풍기 모터(142)에 인가되는 전압을 조절하여 송풍기 모터(142)의 회전수를 제어하는 스위치로서, 운전석 전방에 위치된 인스트루먼트 패널(Instrument Panel) 상에 설치된다. 송풍기 작동 단수는 송풍기 단수가 총 4단인 경우 0단 내지 4단 중 하나의 단일 수 있고, 송풍기 단수가 총 8단인 경우 0단 내지 8단 중 하나의 단일 수 있다. 여기서 0단은 송풍기가 구동되지 않는 오프(Off) 상태를 나타내고, 1단 이상은 송풍기가 구동되는 온(On) 상태를 나타낸다. 송풍기 단수는 1단 이상에서 단수가 높을수록 송풍기 모터(142)에 높은 전압이 인가되도록 설정되는 것이 바람직하다.
상기 온도설정 스위치(122)는 설정온도를 입력받기 위한 수단으로서, 운전석 전방에 위치된 인스트루먼트 패널 상에 설치될 수 있다.
상기 도어 구동부(130)는 제어부(150)의 구동신호에 응답하여 인테이크 도어(132)를 내기모드, 외기모드 또는 인테이크 모드로 구동시킨다. 여기서 내기모드(Recirculation Mode)는 차량 실내공기만을 흡입하는 모드이고, 외기모드(Fresh Mode)는 차량 실외공기만을 흡입하는 모드이며, 인테이크 모드(Intake Mode)는 외기모드 상태에서 내기 유입구를 부분적으로 개방하여 차량 실내공기를 일부 흡입하는 모드이다.
상기 인테이크 도어(132)는 내기 유입구와 외기 유입구가 형성된 차량용 공조장치의 내외기부에 설치되어, 도어 구동부(130)에 의해 내기 유입구 및 외기유입구를 선태적으로 개방한다. 인테이크 도어(132)는 외기모드 상태에서 내부 유입구를 부분적으로 개방시켜 인테이크 모드로 동작할 수 있다. 인테이크 도어(132)는 돔형(Dome type) 또는 플레이트형(Plate type) 인테이크 도어일 수도 있다.
상기 송풍기 구동부(140)는 제어부(150)의 구동신호에 응답하여 송풍기 작동 단수에 따라 송풍기 모터(142)를 구동시킨다.
상기 송풍기 모터(142)는 송풍 팬을 회전시켜 내기 유입구 및 외기 유입구로 흡입된 공기를 차량용 공조장치 내부로 보낸다.
상기 제어부(150)는 외기모드 상태에서, 온도설정 스위치(122)로 입력된 설정온도, 냉각수온도 센서(114)로부터 제공되는 냉각수온도 및 외기온도 센서(110)로부터 제공되는 실외온도를 미리 설정된 제1기준온도, 제2기준온도 및 제3기준온도와 각각 비교하고, 차량속도 센서(112)로부터 제공되는 차량속도를 송풍기의 작동 단수와 연계시켜 인테이크 모드 진입 여부를 결정한다. 구체적인 제어부(150)의 동작을 도 3을 통하여 보다 자세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 공조장치의 내외기 제어방법을 설명하기 위한 절차 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 제어부(150)는 차량의 시동이 켜지면(Ignition On), 송풍기의 작동유무를 판단하여(S110), 송풍기가 작동 중이면 다음 단계인 S120을 진행시키고 송풍기가 작동 중이 아니면 다시 송풍기의 작동유무를 판단한다.. 송풍기의 작동유무는 송풍기 모터(142)에 인가되는 전압을 이용하여 판단할 수 있다.
다음으로, 제어부(150)는 외기모드 상태로 차량용 공조장치가 구동되는지를 판단하여(S120), 외기모드 상태이면 다음 단계인 S130을 진행시키고 외기모드 상태가 아니면 다시 S110 단계를 진행시킨다. 외기모드 상태는 인테이크 도어(132)의 고정위치를 파악함으로써, 인테이크 도어(132)가 내기 도입구를 폐쇄하고 외기 도입구만을 개방하였는지를 판단할 수 있다. 도어 구동부(130)가 액추에이터(Actuator)로 동작하는 피드백 전압방식일 경우 액추에이터에 인가되는 전압을 체크하여 인테이크 도어(132)가 내기 도입구를 폐쇄하고 외기 도입구만을 개방하였는지를 판단할 수도 있다.
다음으로, 제어부(150)는 설정온도와 제1기준온도를 비교한다(S130). 제어부(150)는 설정온도가 제1기준온도 이상이면 탑승자가 신속히 차량 실내의 난방을 의도하는 경우로 판단하여 다음 단계인 S140을 진행시키고, 설정온도가 제1기준온도보다 작으면 S110 단계로 복귀한다. 설정온도는 온도설정 스위치(122)를 통해 입력되는 온도값으로서, 탑승자가 원하는 바람직한 실내 목표치 온도이다. 제1기준온도는 미리 설정된 온도로서, 예를들면, 27℃일 수 있다. 설정온도는 템프도어의 위치 또는 템프도어 구동을 위해 인가되는 전압을 체크하여 파악될 수 있고, 차량 실내 온도를 직접 감지하여 파악될 수도 있다.
다음으로, 제어부(150)는 냉각수온도와 제2기준온도를 비교한다(S140). 제어부(150)는 냉각수온도가 제2기준온도 이하이면 다음 단계인 S150을 진행시키고 냉각수온도가 제2기준온도보다 크면 냉각수를 이용하여 빠른 시간 안에 실외공기를 난방할 수 있는 것으로 판단하여 더 이상 인테이크 모드 진입 여부를 판단하지 않고 S110 단계로 복귀한다. 냉각수온도는 냉각수온도 센서(114)로부터 제공되는 온도값이다. 제2기준온도는 미리 설정된 온도로서, 예를들면, 80℃일 수 있다.
다음으로, 제어부(150)는 실외온도와 제3기준온도를 비교한다(S150). 제어부(150)는 실외온도가 제3기준온도 이하이면 다음 단계인 S160을 진행시키고 실외온도가 제3기준온도보다 크면 S110 단계로 복귀한다. 실외온도는 외기온도 센서(110)로부터 제공되는 온도값이다. 제3기준온도는 미리 설정된 온도로서, 예를들면, 5℃일 수 있다.
다음으로, 제어부(150)는 차량속도와 기준속도를 비교한다(S160). 차량속도는 차량속도 센서(112)로부터 제공되는 속도값이다. 기준속도는 미리 설정된 속도로서, 저속(低速) 예를들면, 30Km/h 일 수 있다. 여기서 저속은 램 에어가 발생되지 않는 차량의 이동 속도이다.
구체적으로, 제어부(150)는 차량속도가 기준속도 이하이면, 인테이크 모드로 진입하여 S180 단계를 진행하고, 차량속도가 기준속도보다 큰 고속(高速)이면 송풍기 단수와 연계시켜 인테이크 모드 진입여부를 판단하기 위하여 S170 단계를 진행시킨다. 여기서 고속은 램 에어를 발생시킬 수 있는 차량의 이동 속도 예를들면, 30Km/h 이상의 속도이다.
제어부(150)는 S170 단계에서 송풍기 작동 단수와 기준단수를 비교한다(S170). 송풍기 작동 단수는 작동되고 있는 송풍기의 단수이다. 기준단수는 미리 설정된 단수로서, 고속의 차량 이동에 의해 발생되는 램 에어를 공조기로 흡입할 수 있는 송풍기의 단수이다. 예를들면, 기준단수는 송풍기 단수가 총 4단인 경우 3단일 수 있고, 송풍기 단수가 총 8단인 경우 6단일 수 있다.
구체적으로, 제어부(150)는 송풍기 단수가 기준단수 이상이면, 고속의 차량속도에 의해 램 에어가 발생되더라도 공조기로 흡입 가능한 것으로 판단하여 인테이크 모드로 진입하고(S180), 송풍기 단수가 기준단수보다 작으면, 고속의 차량 이동에 의해 발생되는 램 에어를 공조기로 흡입할 수 없는 것으로 판단하여 인테이크 모드로 진입하지 않고 S110 단계로 복귀한다.
제어부(150)는 인테이크 모드로 진입(S180)하면, 도어 구동부(130)를 제어하여 인테이크 도어(132)가 인테이크 모드로 동작되도록 한다(S180).
본 발명의 일실시예에 따른 차량용 공조장치의 내외기 제어방법에 의하면, 차량의 속도를 송풍기 작동 단수와 연계시켜 인테이크 모드 진입을 결정하므로, 종래와는 달리, 고속의 차량속도에 의해 램 에어가 발생되더라도 램 에어를 공조기로 흡입하여 램 에어의 실내 유입을 차단할 수 있다. 따라서, 차량속도가 고속이더라도 인테이크 모드로 진입하여 초기 난방 성능을 향상시킬 수 있게 된다.
이상에서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
110: 외기온도 센서 112: 차량속도 센서
114: 냉각수온도 센서 120: 송풍기 스위치
122: 온도설정 스위치 130: 도어 구동부
132: 인테이크 도어 140: 송풍기 구동부
142: 송풍기 모터 150: 제어부

Claims (3)

  1. 송풍기가 작동되고 외기모드 상태이면, 사용자로부터 입력받은 차량 실내에 대한 설정온도, 냉각수온도 센서(14)에서 제공된 냉각수온도 및 외기온도 센서(110)에서 제공된 외기온도가 설정조건을 만족하는지 판단하는 단계를 포함하는 차량용 공조장치의 내외기 제어방법에 있어서,
    상기 설정온도, 냉각수온도 및 외기온도가 상기 설정조건을 만족하면, 차량속도 센서(112)에서 제공된 차량속도를 기준속도와 비교하는 단계(S160);
    상기 차량속도가 상기 기준속도 이하이면 내외기가 혼입되는 인테이크 모드로 진입하고, 상기 차량속도가 상기 기준속도보다 크면 상기 송풍기의 작동 단수와 기준단수를 비교하는 단계(S170); 및
    상기 송풍기의 작동 단수가 상기 기준단수 이상인 경우에 인테이크 모드로 진입하는 단계(S180);를 포함하고,
    상기 기준속도는 차량의 이동에 의해 램 에어가 발생하기 시작하는 차량의 속도이고,
    상기 기준단수는 상기 램 에어를 공조기로 흡입 가능한 송풍기의 작동 단수인 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치의 내외기 제어방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 설정조건은,
    상기 설정온도가 제1기준온도 이상이고, 상기 냉각수온도가 제2기준온도 이하이며, 상기 외기온도가 제3기준온도 이하인 차량용 공조장치의 내외기 제어방법.
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