KR101669802B1 - 상용차용 냉난방 시스템 및 그의 제어방법 - Google Patents

Abstract

상용차용 냉난방 시스템 및 그의 제어방법에 관한 것으로, 엔진이 정지된 무시동 상태에서 연료를 연소시켜 차량의 냉각수를 가열하는 냉각수 가열기, 냉방 운전시 가열된 냉각수의 열을 흡수해서 차량의 캡 내부를 냉방하는 냉방장치 및 난방 운전시 가열된 냉각수의 열을 이용해서 차량의 캡 내부를 난방하는 난방장치를 포함하는 구성을 마련하여, 무시동 상태에서 냉각수 가열기를 이용해서 차량의 냉각수를 가열하고, 가열된 냉각수를 이용해서 캡 내부를 냉방 또는 난방할 수 있다는 효과가 얻어진다.

Description

상용차용 냉난방 시스템 및 그의 제어방법{AIR CONDITIONING AND HEATING SYSTEM FOR COMMERCIAL VEHICLE AND CONTROL METHOD THEREOF}

본 발명은 상용차용 냉난방 시스템 및 그의 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상용차의 엔진을 정지시킨 무시동 상태에서 캡 내부를 냉방 및 난방하는 상용차용 냉난방 시스템 및 그의 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차는 비주행 상태에서 장기간 동안 옥내 또는 옥외에 주정차함에 따라, 에어컨이나 히터장치 및 공기 순환장치의 가동은 자동차의 주 엔진과 별도의 엔진의 구동여부에 따라 연동되어 작동된다.

여기서, 에어컨은 별도의 엔진으로부터 동력을 전달받아 작동되고, 히터장치는 별도의 엔진이 구동된 상태에서 엔진에서 발생되는 열을 이용하여 차량 실내 공기를 가열한다.

그러나, 별도의 엔진 구동에 따라 에어컨이나 히터장치가 작동될 시 발생되는 소음으로 인해, 운전자가 자동차 내부에서 보다 편안하고 용이하게 휴식을 취하기가 어려울 뿐만 아니라, 별도의 엔진 구동시발생되는 매연으로 인해 환경오염이 발생하게 되는 문제점이 있다.

그리고 별도의 엔진의 무게가 무겁기 때문에, 별도의 엔진을 자동차에 간편하게 설치하기가 어려울 뿐만 아니라, 주행에 따른 자동차의 연비가 저하되는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해소하기 위해, 본 출원인은 하기의 특허문헌 1 등에 무시동 냉난방 장치 기술을 개시해서 특허 출원한 바 있다.

특히, 상용 차량 및 특수 차량들은 빈번하게 장거리를 주행함에 따라, 운전자의 편의를 위해 무시동 냉난방 시스템이 필수적으로 적용되고 있다.

특허문헌 1에는 열전소자모듈, 열전소자모듈의 일면에 구비되는 제1 방열판, 실내공기 또는 외부공기를 유입하여 제1 방열판과 열교환시킨 상태로 실내로 배출시키는 송풍팬, 열전소자모듈의 타면에 구비되는 제2 방열판을 포함하여 차량의 캡 내부에 구비되는 실내유닛 및 차량의 캡 외부에 구비되어 제2 방열판의 열을 전달받아 외부공기와 열교환시키는 라디에이터, 외부공기를 유입하여 라디에이터와 열교환시킨 상태에서 외부로 배출시키는 송풍팬으로 구성되는 실외유닛을 포함하는 차량용 무시동 냉난방장치가 개시되어 있다.

대한민국 특허 공개번호 제10-2011-0002541호(2011년 1월 10일 공개)

그러나 특허문헌 1을 포함한 종래기술에 따른 무시동 냉난방 장치에 적용되는 공기 가열식 히터는 겨울철 엔진의 정지 상태에서 캡 내부의 공기만을 가열하는 기능을 가짐에 따라, 여름철에는 불필요하고, 상용차의 캡에 마련되는 베드에 별도의 열선을 설치해서 난방해야 하는 문제점이 있었다.

그리고 공기 가열식 히터는 캡 내부의 실내 공기를 가열함에 따라 실내가 건조해져 겨울철 운전자의 호흡시 불편함을 발생시키고, 난방 동작시 발생하는 소음으로 인해 운전자의 취침을 방해하는 문제점이 있었다.

또, 베드에 열선을 설치해서 난방하는 경우에는 열선 작동 중 과열 또는 합선 등의 사고로 인한 화재 발생의 위험이 높아지고, 차량 배터리의 과도한 소모로 인해 배터리 수명에 악영향을 주며, 운전자가 전자파에 노출됨에 따라 운전자의 피로회복을 방해하는 문제점이 있었다.

또한, 종래기술에 따른 무시동 냉난방 장치는 난방장치와 별도로 모터를 이용한 냉매 압축식 냉방장치를 마련해서 서로 다른 2개의 시스템을 이용함에 따라, 냉난방 장치의 제작비용이 상승하고, 차량의 엔진룸 및 실내 공간 구조가 복잡해지는 문제점이 있었다.

또한, 종래기술에 따른 무시동 냉난방 장치는 배터리의 방전 특성으로 인해 방전종지전압 이상의 방전이 불가능함에 따라, 장시간 냉방이 불가능하고, 배터리의 수명을 급격하게 저하시는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 하나의 냉난방 장치를 이용해서 차량의 무시동 상태에서 캡 내부를 냉방 및 난방할 수 있는 상용차용 냉난방 시스템 및 그의 제어방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 차량의 냉각수를 가열해서 캡 내부와 베드를 난방할 수 있는 상용차용 냉난방 시스템 및 그의 제어방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 엔진 시동 전, 후 차량의 냉각수를 가열해서 가열된 냉각수를 엔진에 공급하여 엔진의 온도를 신속하게 상승시키고, 가열된 냉각수를 이용해서 냉난방할 수 있는 상용차용 냉난방 시스템 및 그의 제어방법을 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 상용차용 냉난방 시스템은 엔진이 정지된 무시동 상태에서 연료를 연소시켜 차량의 냉각수를 가열하는 냉각수 가열기, 냉방 운전시 가열된 냉각수의 열을 흡수해서 차량의 캡 내부를 냉방하는 냉방장치 및 난방 운전시 가열된 냉각수의 열을 이용해서 차량의 캡 내부를 난방하는 난방장치를 포함하고, 상기 냉방장치는 내부의 압력을 미리 설정된 저압상태로 유지해서 상기 냉각수 가열기에서 공급되는 냉각수를 증발시켜 냉매를 냉각하는 증발기와 상기 증발기에서 냉각된 냉매를 이용해서 캡 내부를 냉각하는 냉방기를 포함한다.

또한, 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 상용차용 냉난방 시스템의 제어방법은 (a) 차량 엔진의 무시동 상태에서 냉각수 가열기를 이용해서 차량의 냉각수를 가열하는 단계, (b) 흡수식 냉방장치를 이용하여 가열된 냉각수의 열을 흡수해서 캡 내부를 냉방하는 단계 및 (c) 가열된 냉각수를 캡 내부에 설치된 난방장치와 온수 베드 중 하나 이상에 공급해서 난방하는 단계를 포함한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 상용차용 냉난방 시스템 및 그의 제어방법에 의하면, 무시동 상태에서 냉각수 가열기를 이용해서 차량의 냉각수를 가열하고, 가열된 냉각수를 이용해서 캡 내부를 냉방 또는 난방할 수 있다는 효과가 얻어진다.

즉, 본 발명에 의하면, 냉각수 가열기에서 가열된 냉각수를 방열코어와 온수베드에 공급하여 난방 운전함에 따라, 기존 공기 가열식 난방장치 적용시 캡 내부 공기가 건조해지는 문제점을 해소할 수 있다는 효과가 얻어진다.

그리고 본 발명에 의하면, 가열된 냉각수의 열을 흡수해서 냉매를 냉각하는 흡수식 냉방장치를 이용해서 캡 내부를 효과적으로 냉방할 수 있다는 효과가 얻어진다.

또, 본 발명에 의하면, 엔진 시동 초기에 냉각수의 온도가 구동온도보다 낮은 경우, 냉각수 가열기에서 냉각수를 가열해서 냉각수의 온도를 구동온도까지 신속하게 상승시켜 엔진에 공급함으로써, 엔진 시동 초기에 냉각수 및 엔진의 저온 상태에서 발생하는 배기가스를 저감하고, 차량의 연비 및 성능을 향상시키며, 엔진의 내구성을 증대할 수 있다는 효과가 얻어진다.

또한, 본 발명에 의하면, CAN 통신을 통해 차량의 메인 제어부와 연동해서 차량의 운행 도중에 엔진의 냉각 과정에서 가열된 냉각수를 이용해서 냉방 또는 난방 운전을 수행함에 따라, 차량의 냉난방 성능 및 연비를 향상시킬 수 있다는 효과가 얻어진다.

또한, 본 발명에 의하면, 차량에 마련된 텔레매틱스 장치와 연동해서 통신모듈을 통해, 전용 어플리케이션이 설치된 운전자의 휴대 단말기로부터 제어신호를 수신해서 차량 외부에서 운전자가 엔진의 무시동 상태에서 냉방 또는 난방 운전하도록 제어할 수 있다는 효과가 얻어진다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 상용차용 냉난방 시스템의 블록 구성도,
도 2는 냉방장치의 블록 구성도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 상용차용 냉난방 시스템의 제어방법을 단계별로 설명하는 흐름도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 상용차용 냉난방 시스템의 엔진 시동시 냉각수 온도 제어방법을 단계별로 설명하는 흐름도.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 상용차용 냉난방 시스템 및 그의 제어방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

본 실시 예에서는 운전자의 운전 및 휴식을 취할 수 있도록 캡이 마련된 상용차를 이용해서 설명하기로 한다.

그러나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 캡이 마련되지 않은 버스나 특수 차량, 일반적인 승용차에도 적용될 수 있음에 유의하여야 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 상용차용 냉난방 시스템의 블록 구성도이다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 상용차용 냉난방 시스템(10)은 도 1에 도시된 바와 같이, 엔진(12)이 정지된 무시동 상태에서 연료를 연소시켜 차량의 냉각수를 가열하는 냉각수 가열기(20), 냉방 운전시 가열된 냉각수의 열을 흡수해서 차량의 캡(11) 내부를 냉방하는 냉방장치(30) 및 난방 운전시 가열된 냉각수의 열을 이용해서 차량의 캡(11) 내부를 난방하는 난방장치(40)를 포함한다.

그리고 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 상용차용 냉난방 시스템(10)은 난방 운전 또는 냉방 운전에 따라 각 장치의 구동을 제어하는 제어부(50)를 더 포함할 수 있다.

제어부(50)는 CAN(controller area network) 통신을 통해 차량의 메인 제어부(도면 미도시)나 텔레매틱스 장치(도면 미도시)와 통신 가능하게 연결되고, 상기 메인 제어부나 텔레매틱스 장치와 연동해서 냉방 또는 난방 운전하도록 각 장치의 구동을 제어할 수 있다.

예를 들어, 제어부(50)는 CAN 통신을 통해 메인 제어부와 연동해서 차량의 운행 중에 냉각수 가열기(20)의 구동을 중지시키고, 엔진의 냉각 과정에서 가열된 냉각수를 이용해서 냉방 또는 난방 운전하도록 제어하여 차량의 연비를 향상시킬 수 있다.

또한, 제어부(50)는 텔레매틱스 장치와 연동해서 차량에 탑승하기 전에 차량 외부에서 캡(11)의 냉방 또는 난방 운전을 무시동 상태에서 수행하도록 제어할 수도 있다.

한편, 본 발명은 블루투스(bluetooth)나 무선 랜(LAN) 등의 무선 통신 방식으로 운전자의 휴대 단말기와 통신을 수행하는 통신모듈(60)을 더 포함하도록 변경될 수도 있다.

즉, 제어부(50)는 통신모듈(60)을 통해 전용 어플리케이션이 설치된 운전자의 휴대 단말기, 예컨대 스마트폰이나 태블릿 PC와 통신을 수행하고, 휴대 단말기를 통해 수신된 명령에 따라 캡(11) 내부를 냉방 또는 난방하도록 운전하고, 냉난방 온도 등을 설정해서 각 장치의 구동을 제어할 수 있다.

물론, 제어부(50)는 캡(11) 내부에 마련된 입력부(도면 미도시)를 통해 입력되는 사용자의 조작신호에 따라 직접 냉방 또는 난방 운전하도록 제어할 수도 있다.

예를 들어, 상기 입력부에는 냉방 또는 난방 운전 여부를 선택하는 모드 선택스위치, 온도를 설정하는 온도 설정스위치 및 온수 베드(42)에 온수의 공급 여부를 선택하는 선택 스위치가 마련될 수 있다.

냉각수는 차량의 엔진(12)에 공급되어 실린더 블록 및 헤드를 냉각하고, 라디에이터(13)에서 차량 외부의 공기에 의해 냉각된다.

냉각수 가열기(20)는 연료를 연소시켜 냉각수를 가열하는 연소식 가열기로 마련될 수 있다.

여기서, 냉각수 가열기(20)는 상용차의 연료로 사용되는 경유뿐만 아니라, 차량의 연료탱크와 별도로 마련된 저장탱크(도면 미도시)를 통해 등유 등 액체 연료, 부탄가스, 액화석유가스(LPG), 액화천연가스(LNG) 등 다양한 가스 연료를 공급받아 이를 연소시키는 버너(burner)와 버너에서 발생한 열을 이용해서 냉각수를 가열하는 재생기(regenerator)를 포함할 수 있다.

냉각수 가열기(20)에는 냉각수를 냉방장치(30) 또는 난방장치(40)로 공급해서 순환시키도록 펌핑 동작하는 순환펌프(21)와 냉각수를 냉방장치(30) 또는 난방장치(40)로 공급하도록 전환동작하는 전환밸브(22)가 마련될 수 있다.

이와 함께, 냉각수 가열기(20)에는 차량의 라디에이터(13)에서 냉각수 가열기(20)로 냉각수를 공급하고 가열된 냉각수를 다시 엔진(12)으로 순환시키는 냉각수 순환라인(23), 냉각수 가열기(20)에서 가열된 냉각수, 즉 온수를 냉방장치(30)와 난방장치(40)로 각각 공급해서 순환시키는 제1 및 제2 순환라인(24,25)이 연결된다.

제2 순환라인(25)에는 냉각수 가열기(20)에서 가열된 온수를 난방장치(40)로 공급 또는 차단하는 제1 밸브(26)와 방열코어(41)에서 냉각수 가열기(20)로 회수되는 냉각수를 회수 또는 차단하도록 개폐 동작하는 제2 밸브(27)가 마련될 수 있다.

냉각수 순환라인(23)의 공급측에는 라디에이터(13)에서 냉각수 가열기(20)로 공급되는 냉각수를 공급 또는 차단하도록 개폐 동작하는 제3 밸브(28)가 마련되고, 냉각수 순환라인(23)의 회수측에는 냉각수 가열기(20)에서 회수되는 냉각수를 엔진에 공급 또는 차단하도록 개폐 동작하는 제4 밸브(29)가 마련될 수 있다.

제1 내지 제4 밸브(26 내지 29)는 제어부(50)의 제어신호에 따라 동작한다.

여기서, 제1 밸브(26)는 가열된 온수를 방열코어(41)와 온수 베드(42)에 선택적으로 공급 또는 차단하도록 전환 동작하는 삼방밸브 또는 사방밸브로 마련될 수 있다.

냉방장치(30)는 냉각수 가열기(20)에서 가열된 냉각수, 즉 온수의 열을 흡수해서 냉각된 냉매를 이용해서 캡(11) 내부를 냉각하는 냉방기(31)를 포함할 수 있다.

냉방기(31)는 아래에서 설명할 증발기(32)로부터 냉각된 냉매를 이용해서 캡(11) 내부를 냉각하도록 내부에 상기 냉매가 이동하도록 이동공간이 형성되는 코일(도면 미도시), 캡(11) 내부의 공기를 코일로 송풍하고 냉각된 공기를 캡 내부에서 순환시키는 송풍기(도면 미도시) 및 캡 내부의 공기에 포함된 불순물을 제거하는 필터유닛(도면 미도시) 등을 포함하는 팬 코일 유닛(fan coil unit)으로 마련될 수 있다.

냉방장치(30)는 냉각수 가열기(20) 또는 엔진(12)을 냉각하는 과정에서 미리 설정된 설정온도, 예컨대 약 80℃ 이상으로 가열된 냉각수의 열을 흡수해서 냉매를 냉각하도록 중온수 흡수식 냉방장치로 마련될 수 있다.

이와 같이, 본 발명은 상기 설정온도 이상 냉각수의 열을 흡수해서 캡 내부를 냉방함에 따라, 차량의 연비와 여름철 차량의 냉각 성능을 향상시킬 수 있다.

예를 들어, 도 2는 냉방장치의 블록 구성도이다.

냉방장치(30)는 도 2에 도시된 바와 같이, 내부의 압력을 미리 설정된 저압상태로 유지해서 냉각수 가열기(20)에서 공급되는 온수를 증발시켜 냉방기(31)와의 사이에서 순환하는 냉매를 냉각하는 증발기(32)를 포함할 수 있다.

상기 저압상태는 대기압의 약 5/1000 내지 10/1000로 설정될 수 있다.

이와 함께, 냉방장치(30)는 냉각수 가열기(20)에서 가열된 증기 상태의 냉각수를 응축시키는 응축기(33), 증발기(33)에서 배출되는 냉각수를 미리 저장된 흡수제 용액에 흡수, 희석시키는 흡수기(34), 상기 흡수제 용액에 흡수, 희석된 냉각수를 냉각수 가열기(20)로 회수하도록 펌핑 동작하는 펌프(35) 및 냉각수 가열기(20)로 회수되는 냉각수를 냉각하는 열교환기(36) 및 응축열과 흡수열을 방출하는 냉각기(37)를 더 포함할 수 있다.

일반적으로, 흡수기(34)의 흡수능력은 흡수제 용액의 농도가 높을수록 높아지고, 온도가 낮을수록 높아진다.

여기서, 증발기(32)에서 증발이 계속되면, 수증기 분압이 점점 높아진다. 이로 인해, 수증기 분압에 대응되는 만큼 증발 온도도 상승함에 따라, 냉매를 냉각하고자 하는 온도까지 냉각하지 못하는 문제점이 있었다.

따라서, 흡수제 용액이 저장된 흡수기(34)를 증발기(32)와 연결하면 증발된 냉매가 흡수제 수용액에 흡수되어 증발 압력 및 온도를 일정하게 유지된다.

흡수제 용액은 농축 리튬브롬(LiBr) 수용액이 사용될 수 있다.

그래서 냉방장치(30)는 흡수제 용액의 농도를 높이기 위해 냉각수 가열기(20)에 설치되는 재생기(도면 미도시)를 더 포함할 수 있다.

그리고 흡수기(34) 내부에는 냉각수를 흘려 온도를 낮출 수 있도록, 전열관(도면 미도시)이 설치될 수 있다.

또한, 흡수기(34)에는 불응축가스가 다량 축적됨에 따라 추기장치(도면 미도시)가 설치될 수 있다.

물론, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 방식의 흡수식 냉방 시스템을 적용하도록 변경될 수 있다.

다시 도 1에서, 난방장치(40)는 냉각수 가열기(20)에서 가열된 온수를 공급받아 캡(11) 내부의 공기와 열교환을 통해 난방하는 방열코어(41) 및 온수를 공급받아 운전자가 취침할 수 있도록 난방하는 온수 베드(bed)(42)를 포함할 수 있다.

이를 위해, 제어부(50)는 무시동 상태에서 냉방 운전시에는 제1 내지 제4 밸브(26 내지 29)를 차단하도록 제어하고, 냉각수 가열기(20) 및 순환펌프(21)를 구동해서 가열된 온수를 냉방장치(30)로 공급하여, 냉각수를 제1 순환라인(24) 상의 냉각수 가열기(20)와 냉방장치(30) 사이에서 순환하도록 제어할 수 있다.

그리고 제어부(50)는 무시동 상태에서 난방 운전시에는 제1 및 제2 밸브(26,27)를 개방하고, 제3 및 제4 밸브(28,29)를 폐쇄하여, 냉각수를 제2 순환라인(25) 상의 냉각수 가열기(20)와 난방장치(40)의 방열코어(41) 및 온수 베드(42) 사이에서 순환하도록 제어할 수 있다.

또한, 제어부(50)는 엔진이 정상적으로 구동하기 위해 미리 설정된 구동온도보다 낮은 저온 상태에서 운전시, 제1 및 제2 밸브(26,27)를 폐쇄하고, 제3 및 제4 밸브(28,29)를 개방하여, 냉각수 가열기(20)를 이용해서 냉각수를 가열하여 냉각수의 온도를 신속하게 상기 구동온도까지 상승시키도록 제어할 수도 있다.

다음, 도 3을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 상용차용 냉난방 시스템의 제어방법을 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 상용차용 냉난방 시스템의 제어방법을 단계별로 설명하는 흐름도이다.

먼저, 도 3의 S10단계에서 차량의 엔진(12)이 정지된 무시동 상태(S10)이면, 제어부(50)는 캡(11) 내부에 마련된 입력부(도면 미도시)를 통해 냉방 운전 또는 난방 운전을 수행하도록 모드 설정스위치(도면 미도시)가 조작되어 모드 설정신호가 입력되는지 여부를 검사한다(S12).

만약, S12단계의 검사결과 모드 설정신호가 미입력된 상태이면, 제어부(50)는 차량의 엔진(12)이 시동되는지 여부를 검사한다(S14).

S14단계의 검사결과 엔진(12)이 시동되면, 제어부(50)는 아래에서 설명할 도 4의 S40단계로 진행하도록 제어한다.

반면, S14단계의 검사결과 엔진(12)이 무시동 상태이면, 제어부(50)는 모드 설정신호가 입력되거나 차량의 엔진(12)이 시동될 때까지 S12단계 내지 S14단계를 반복 수행하도록 제어한다.

한편, S12단계의 검사결과 모드 설정신호가 입력되면, 제어부(50)는 모드 설정신호에 의해 냉방 운전 모드가 설정되었는지 여부를 검사한다(S16).

S16단계의 검사결과 냉방 운전 모드가 설정되면, 제어부(50)는 제1 순환라인(24)을 통해 냉각수 가열기(20)에서 가열된 냉각수를 냉방장치(30)로 공급하도록 전환밸브(22)의 동작을 제어한다.

그리고 제어부(50)는 제1 내지 제4 밸브(26 내지 29)를 폐쇄하고(S18), 순환펌프(21)와 냉각수 가열기(20)를 구동하도록 제어한다(S20,S22).

이에 따라, 냉각수는 제1 순환라인(24)을 따라 냉각수 가열기(20), 냉방장치(30)의 증발기(32)를 거쳐 냉방기(31)로 공급되고, 냉방기(31)에서 열교환을 통해 캡(11) 내부 공간을 냉방한 후, 다시 냉각수 가열기(20)로 회수된다.

이때, 증발기(32)는 대기압에 비해 낮게 설정된 저압상태에서 온수를 증발시켜 냉방기(31)로부터 회수되는 냉매를 냉각한다(S24).

이어서, 제어부(50)는 캡(11) 내부에 설치된 온도감지센서(도면 미도시)에서 감지된 온도와 입력부를 통해 설정된 냉방설정온도를 비교하고, 상기 냉방설정온도를 유지하도록 냉각수 가열기(20) 및 냉방장치(30)의 구동을 제어할 수 있다(S26).

한편, S16단계의 검사결과 난방 운전 모드가 설정되면, 제어부(50)는 제2 순환라인(25)을 통해 냉각수를 난방장치(40)로 공급하도록 전환밸브(22)의 동작을 제어한다.

그리고 제어부(50)는 제1 및 제2 밸브(26,27)를 개방하고, 제3 및 제4 밸브(28,29)를 폐쇄 동작하도록 제어한다(S30).

이어서, 제어부(50)는 순환펌프(21)와 냉각수 가열기(20)를 구동하도록 제어한다. 그러면, 냉각수는 제2 순환라인(25)을 따라 냉각수 가열기(20)에서 가열되어 난방장치(40)의 방열코어(41) 및 온수 베드(42)로 공급되어 캡(11) 내부 공간 및 온수 베드(42)를 난방한다(S34).

이때, 제어부(50)는 입력부의 선택 스위치를 통해 입력되는 온/오프 신호에 따라 방열코어(41) 및 온수 베드(42)에 온수를 선택적으로 공급 또는 차단하도록 제1 밸브(26)의 동작을 제어할 수도 있다.

이어서, 제어부(50)는 캡(11) 내부 및 온수 베드(41)에 설치된 온도감지센서(도면 미도시)에서 감지된 온도와 입력부를 통해 설정된 난방설정온도를 비교하고, 상기 난방설정온도를 유지하도록 냉각수 가열기(20) 및 난방장치(40)의 구동을 제어할 수 있다.

S26단계 또는 S34단계를 수행하는 과정에서 제어부(50)는 입력부를 통해 냉방 또는 난방 운전 중지 명령이 입력되는지 여부를 검사한다(S36).

만약, S36단계의 검사결과 냉방 또는 난방 운전 중지 명령이 미입력되면, 제어부(50)는 운전 중지명령이 입력될 때까지 S16단계 내지 S36단계를 반복 수행하도록 제어한다.

반면, S36단계의 검사결과 냉방 또는 난방 운전 중지 명령이 입력되면, 제어부(50)는 상용차용 냉난방 시스템(10)의 구동을 중지하고 종료한다.

상기한 바와 같은 과정을 통하여, 본 발명은 무시동 상태에서 냉각수 가열기를 이용해서 차량의 냉각수를 가열하고, 가열된 냉각수를 이용해서 캡 내부를 냉방 또는 난방할 수 있다.

한편, 본 실시 예에서 제어부(50)는 입력부를 통해 입력되는 조작명령에 따라 냉방 또는 난방 운전을 수행하고, 냉방 또는 난방설정온도를 입력받아 설정하는 것으로 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

즉, 본 발명은 CAN 통신을 통해 차량의 메인 제어부와 연동해서 차량의 운행 도중에 엔진의 냉각 과정에서 가열된 냉각수를 이용해서 냉방 또는 난방 운전을 수행하도록 변경될 수 있다.

또한, 본 발명은 냉난방 운전을 위해 냉각수 가열기에서 가열된 냉각수를 엔진(11)에 공급해서 냉각수의 온도를 엔진(12)의 구동온도까지 신속하게 상승시켜 엔진(12)에 공급하도록 변경될 수 있다.

다음, 도 4를 참조하여 차량의 엔진 시동시 냉각수를 구동온도로 가열하여 공급하도록 제어하는 방법을 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 상용차용 냉난방 시스템의 엔진 시동시 냉각수 온도 제어방법을 단계별로 설명하는 흐름도이다.

도 4의 S40단계에서 엔진(12)이 시동되면, 제어부(50)는 냉각수 가열기(20)에서 가열된 냉각수를 엔진(12)으로 공급하도록 전환밸브(22)를 동작시키고, 제1 및 제2 밸브(26,27)를 폐쇄하며, 제3 및 제4 밸브(28,29)를 개방하도록 제어한다(S42).

그리고 제어부(50)는 순환펌프(21)를 구동시켜 냉각수를 냉각수 순환라인(23)을 따라 냉각수를 냉각수 가열기(20)로 공급하도록 제어한다(S44).

이어서, 제어부(50)는 냉각수 가열기(20)를 구동시켜 냉각수를 가열하도록 제어한다(S46).

이에 따라, 냉각수 가열기(50)에서 가열된 냉각수는 엔진(12)으로 공급된다.

S48단계에서 제어부(50)는 가열된 냉각수의 온도와 미리 설정된 구동온도를 비교하고, 냉각수의 온도가 구동온도보다 낮으면, S46단계 내지 S48단계를 반복해서 냉각수를 가열하도록 냉각수 가열기(20)의 구동을 제어한다.

반면, S48단계의 비교결과 냉각수의 온도가 구동온도 이상이면, 제어부(50)는 상용차용 냉난방 시스템(10)의 구동을 중지하도록 제어한다(S50).

이와 같이, 본 발명은 엔진 시동 초기에 냉각수의 온도가 구동온도보다 낮은 경우, 냉각수 가열기에서 냉각수를 가열해서 냉각수의 온도를 구동온도까지 신속하게 상승시켜 엔진에 공급한다.

이에 따라, 본 발명은 엔진 시동 초기에 냉각수 및 엔진의 저온 상태에서 발생하는 배기가스를 저감하고, 차량의 연비 및 성능을 향상시키며, 엔진의 내구성을 증대할 수 있다.

S52단계에서 제어부(50)는 엔진 정지 명령이 입력되는지 여부를 검사하고, 엔진 정지 명령이 미입력된 상태이면, 엔진 정지 명령이 입력될 때까지 대기한다.

만약, S52단계의 검사결과 엔진 정지 명령이 입력되면, 제어부(50)는 S10단계로 복귀해서 무시동 상태에서 냉방 또는 난방 운전을 수행하도록 상용차용 냉난방 시스템(10)의 구동을 제어한다.

이와 같이, 본 발명은 차량의 엔진 시동 초기에 냉각수 가열기를 이용해서 냉각수를 가열하여 냉각수의 온도를 엔진의 구동에 필요한 구동온도로 신속하게 상승시킬 수 있다.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.

상기의 실시 예에서는 캡이 마련된 상용차를 이용해서 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 버스나 특수 차량과 같이 캡이 없는 상용차뿐만 아니라, 일반 승용차량에도 적용되도록 변경될 수 있다.

그리고 상기의 실시 예에서는 입력부 조작 또는 CAN 통신을 통해 냉방 또는 난방 운전 여부를 선택받고, 설정온도에 따라 냉방 또는 난방 동작하는 것으로 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

즉, 본 발명은 차량에 마련된 텔레매틱스 장치와 연동해서 통신모듈을 통해, 전용 어플리케이션이 설치된 운전자의 휴대 단말기로부터 제어신호를 수신해서 차량 외부에서 운전자가 엔진의 무시동 상태에서 냉방 또는 난방 운전하도록 제어할 수 있다.

또한, 본 발명은 차량의 엔진 시동 초기에 냉각수 가열기를 이용해서 냉각수를 가열해서 냉각수의 온도를 엔진 구동에 필요한 온도로 신속하게 상승시키도록 제어할 수도 있다.

본 발명은 차량의 냉각수를 가열하고, 가열된 냉각수의 열을 흡수해서 캡 내부를 냉방하거나 가열된 냉각수를 이용해서 캡 내부를 난방하는 기술에 적용된다.

10: 상용차용 냉난방 시스템
11: 캡 12: 엔진
13: 라디에이터 20: 냉각수 가열기
21: 순환펌프 22: 전환밸브
23: 냉각수 순환라인 24,25: 제1,제2 순환라인
26 내지 29: 제1 내지 제4 밸브
30: 냉방장치 31: 냉방기
32: 증발기 33: 응축기
34: 흡수기 35: 펌프
36: 열교환기 37: 냉각기
40: 난방장치 41: 방열코어
42: 온수 베드 50: 제어부
60: 통신모듈

Claims (6)

1. 엔진이 정지된 무시동 상태에서 연료를 연소시켜 차량의 냉각수를 가열하는 냉각수 가열기,
   냉방 운전시 가열된 냉각수의 열을 흡수해서 차량의 캡 내부를 냉방하는 냉방장치,
   난방 운전시 가열된 냉각수의 열을 이용해서 차량의 캡 내부를 난방하는 난방장치,
   난방 운전 또는 냉방 운전에 수행하도록 각 장치의 구동을 제어하는 제어부 및
   차량 외부의 운전자가 엔진의 무시동 상태에서 냉방 또는 난방 운전 제어가 가능하도록, 운전자의 휴대 단말기와 통신을 수행하는 통신모듈을 포함하고,
   상기 냉방장치는 내부의 압력을 미리 설정된 저압상태로 유지해서 상기 냉각수 가열기에서 공급되는 냉각수를 증발시켜 냉매를 냉각하는 증발기와
   상기 증발기에서 냉각된 냉매를 이용해서 캡 내부를 냉각하는 냉방기를 포함하며,
   상기 냉각수 가열기는 냉각수를 상기 냉방장치 또는 난방장치로 공급해서 순환시키도록 펌핑 동작하는 순환펌프와
   냉각수를 상기 냉방장치 또는 난방장치로 공급하도록 전환동작하는 전환밸브를 포함하고,
   상기 냉각수 가열기에는 차량의 라디에이터에서 상기 냉각수 가열기로 냉각수를 공급하고 가열된 냉각수를 다시 엔진으로 순환시키는 냉각수 순환라인과
   상기 냉각수 가열기에서 가열된 냉각수를 상기 냉방장치 또는 난방장치로 공급해서 순환시키는 제1 및 제2 순환라인이 연결되며,
   상기 제2 순환라인에는 상기 냉각수 가열기에서 가열된 냉각수를 상기 난방장치로 공급 또는 차단하는 제1 밸브와
   상기 난방장치에 마련된 방열코어에서 상기 냉각수 가열기로 회수되는 냉각수를 회수 또는 차단하도록 개폐 동작하는 제2 밸브가 마련되고,
   상기 냉각수 순환라인의 공급측에는 라디에이터에서 상기 냉각수 가열기로 공급되는 냉각수를 공급 또는 차단하도록 개폐 동작하는 제3 밸브가 마련되며,
   상기 냉각수 순환라인의 회수측에는 상기 냉각수 가열기에서 회수되는 냉각수를 엔진에 공급 또는 차단하도록 개폐 동작하는 제4 밸브가 마련되고,
   상기 제어부는 무시동 상태에서 냉방 또는 난방 운전시 냉각수를 상기 냉각수 가열기와 상기 냉방장치 또는 난방장치 사이에서 순환하도록 상기 제1 내지 제4 밸브의 동작을 제어하며,
   엔진 시동 초기에 상기 제1 및 제2 밸브를 폐쇄하고, 상기 제3 및 제4 밸브를 개방하고, 상기 냉각수 가열기에서 가열된 냉각수를 엔진에 공급하여 엔진의 온도를 미리 설정된 구동온도까지 상승시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 상용차용 냉난방 시스템.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 기재된 상용차용 냉난방 시스템의 제어방법에 있어서,
   (a) 차량 엔진의 무시동 상태에서 냉각수 가열기를 이용해서 차량의 냉각수를 가열하는 단계,
   (b) 흡수식 냉방장치를 이용하여 가열된 냉각수의 열을 흡수해서 캡 내부를 냉방하는 단계,
   (c) 가열된 냉각수를 캡 내부에 설치된 난방장치와 온수 베드 중 하나 이상에 공급해서 난방하는 단계,
   (d) 엔진 시동시 상기 냉각수 가열기를 구동해서 가열된 냉각수를 엔진에 공급해서 엔진의 온도를 미리 설정된 구동온도로 상승시키는 단계 및
   (e) 통신모듈을 통해 운전자의 휴대 단말기와 통신을 수행하고, 상기 휴대 단말기에서 전송되는 명령에 따라 엔진의 무시동 상태에서 냉방 또는 난방 운전을 수행하는 단계를 포함하고,
   상기 (d)단계는 엔진의 온도가 상기 구동온도에 도달하면, 상기 냉각수 가열기의 구동을 중지하고, 엔진의 냉각과정에서 가열된 냉각수를 상기 냉방장치 또는 난방장치로 공급해서 냉방 또는 난방 운전하는 것을 특징으로 하는 상용차용 냉난방 시스템의 제어방법.
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