KR101745206B1 - 차량용 제습 제어 시스템 - Google Patents

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KR1020150177856A
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이경현
우지호
이한주
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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명은 차량용 제습 제어 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 원 버튼 클릭 방식으로 차량 실내 습도를 적정하게 낮추어 실내 공기를 쾌적하게 유지할 수 있는 차량용 제습 제어 시스템에 관한 것으로서,
차량의 실내 습기 제거를 위한 오토제습모드 기능을 작동시키기 위한 제습버튼; 상기 제습버튼의 온 작동시, 차량의 실내습도를 기반으로, 차량의 실내 공기 상태를 조절하는 공조장치를 오토제습모드로 작동시키는 공조제어부; 오토제습모드로 작동시 상기 공조제어부의 신호를 기반으로, 공기 냉각과 더불어 제습 기능을 하는 에어컨과 외기 유입구를 개폐하는 인테이크 도어 및 공기를 흡입하여 유동시키기 위한 블로워가 작동되는 공조장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 제습 제어 시스템을 제공한다.

Description

차량용 제습 제어 시스템 {Dehumidify control system of vehicle}
본 발명은 차량용 제습 제어 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 원 버튼 클릭 방식으로 차량 실내 습도를 적정하게 낮추어 실내 공기를 쾌적하게 유지할 수 있는 차량용 제습 제어 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 자동차에는 차량 실내의 공기 상태를 조절하기 위하여 공조장치가 설치되며, 차량 실내에는 공조장치의 사용자 조작을 위한 각종 버튼 및 디스플레이부를 구비한 히터컨트롤이 마련된다.
상기 히터컨트롤은 차량 실내의 냉방 및 난방을 위한 온도설정을 위한 버튼, 블로워의 풍량 설정을 위한 버튼, 외기 유입 및 유입차단을 선택하기 위한 버튼 등이 구비되고, 공조장치의 수동 모드시 사용자 조작에 따른 작동 상태를 디스플레이부를 통해 표시한다.
그런데, 종래의 히터컨트롤은 실내 습기 제거 모드를 구현하기 위한 별도의 버튼이 구비되어 있지 않기 때문에, 차량 실내 습기를 제거하고자 하는 경우 사용자는 히터컨트롤의 에어컨 버튼을 수동 조작하여 에어컨을 작동시키게 되며, 또한 공조장치에는 차량 실내 습기를 제거하기 위한 별도의 습기제거수단이 구비되어 있지 않기 때문에 사용자는 추운 날씨에도 차량 실내 습도가 높아지는 조건(예를 들어, 비가 오는 날씨)인 경우 어쩔 수 없이 제습을 위해 에어컨을 작동시키게 되는 문제점이 있다.
본 발명은 원 버튼 클릭 방식으로 차량 실내의 습기 제거를 위한 오토제습모드 기능을 작동하기 위한 차량용 제습 제어 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
이에 본 발명에서는, 차량의 실내 습기 제거를 위한 오토제습모드 기능을 작동시키기 위한 제습버튼; 상기 제습버튼의 온 작동시, 차량의 실내습도를 감지하는 실내습도센서로부터 입력되는 신호를 기반으로, 차량의 실내 공기 상태를 조절하는 공조장치를 오토제습모드로 작동시키는 공조제어부; 오토제습모드로 작동시 상기 공조제어부의 신호를 기반으로, 공기 냉각과 더불어 제습 기능을 하는 에어컨과 외기 유입구를 개폐하는 인테이크 도어 및 공기를 흡입하여 유동시키기 위한 블로워가 작동되는 공조장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 제습 제어 시스템을 제공한다.
본 발명의 구현예에 의하면, 상기 공조제어부는 차량 실내습도가 설정된 목표습도 이상인 것으로 판단되면 공조장치를 오토제습모드로 작동시킨다.
이러한 공조제어부의 제어에 의해 상기 공조장치는, 차량 실내습도가 설정된 목표습도 이상이면 에어컨이 온(on) 작동되고, 에어컨의 온 작동중에 차량 실내습도가 목표습도보다 일정값만큼 작은 습도값으로 설정된 제1기준값 이하가 되면 에어컨이 오프(off)된다.
또한, 상기 공조장치는 오토제습모드로 작동시, 차량 실내습도에 따라 블로워의 작동 단수가 변동 제어되는데, 구체적으로 차량 실내습도에 따라 블로워 모터 구동전압이 변동되고, 블로워 모터 구동전압에 따른 제습목표풍량보다 현재 블로워 단수에 따른 풍량이 낮을 경우 블로워 단수가 상승되고, 현재 블로워 단수에 따른 풍량이 제습목표풍량보다 높을 경우 현재 블로워 단수가 유지되며, 또한 차량 실내습도에 따라 인테이크 도어가 외기 유입구의 개도량을 조절하게 되고, 차량 실내습도가 설정된 임계값 이상이고 에어컨이 작동중이면, 인테이크 도어가 설정된 기준시간 동안 내기 모드로 전환되어 외기 유입을 차단하게 된다.
또한, 상기 공조장치는 히터에 의해 가열된 공기의 토출량을 조절하기 위한 템프 도어의 개도량이 조절됨으로써 에어컨 작동으로 인해 낮아지는 차량 실내온도를 보상하게 된다.
아울러, 상기 공조장치는 차량 유리에 외기를 제공하기 위한 디프로스트 도어를 개폐하는 디프 도어가 오픈되면, 오토제습모드가 해제되고 이전모드로 작동하게 된다.
본 발명에 따른 차량용 제습 제어 시스템은 다음과 같은 효과가 있다.
1. 제습버튼 작동시 자동 제습 제어를 통해 차량 실내 습도를 적정습도까지 낮추어 제습 효과를 극대화할 수 있다.
2. 실내 제습 상태를 차량 실내에 표시함으로써 제습 작동 여부에 대한 사용자 인지성을 증대하여 상품성을 향상할 수 있다.
3. 외부온도(0℃ 초과)에 따른 최적 실내습도를 유지함으로써 차량 유리에 습기 발생을 억제할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 차량용 제습 제어 시스템을 나타낸 구성도
도 2는 본 발명에 따른 공조컨트롤스위치부를 나타낸 예시도
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 차량 실내의 자동 제습 제어 방식을 나타낸 개략도
도 5는 차량 실내습도에 따른 인테이크 도어의 개도량을 나타낸 예시도
도 6은 차량 실내습도에 따른 블로워 모터의 구동전압을 나타낸 예시도
이하, 본 발명을 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명하기로 한다.
본 발명은 차량의 실내 습기를 제거하기 위한 차량용 제습 제어 시스템에 관한 것으로서, 도 1에서는 제습버튼(22)과 실내습도센서(12) 및 외기온센서(14)의 신호를 입력받은 공조제어부(10)가 공조장치(30)의 에어컨(32)과 블로워(34) 및 인테이크 도어(36) 등의 작동을 제어하여 공조장치(30)를 오토제습모드로 작동시키는 차량용 제습 제어 시스템을 보여주고 있다.
이러한 차량용 제습 제어 시스템은 사용자가 차량 실내의 공조컨트롤스위치부(20)에 구비된 제습버튼(22)만 눌러 온 작동시키면 차량에 탑재되어 있는 공조장치(30)가 차량 실내 습도에 따른 오토제습모드로 작동되어 자동으로 실내 습도를 최적상태로 조절해주게 된다.
상기 제습버튼(22)은 차량의 실내 습기 제거를 위한 오토제습모드 기능을 작동시키기 위한 것으로서, 사용자 조작에 의해 온 작동시 공조제어부(10)에 신호를 전송하게 된다.
상기 공조컨트롤스위치부(20)는 공조장치(30)의 작동을 조작/조절하기 위한 사용자 입력을 받아 공조제어부(10)에 전달하는 것으로서 히터컨트롤이라고 하기도 하며, 도 2에 보듯이 공조장치(30)의 작동을 조작하기 위한 사용자의 입력을 위한 다양한 스위치(버튼 및 다이얼 등)가 제습버튼(22)과 더불어 구비되고, 또한 공조장치(30)의 상태를 표시하기 위한 디스플레이부(24)가 구비된다.
그리고, 상기 공조제어부(10)는 공조컨트롤스위치부(20)로부터 전달되는 신호를 입력받아 공조장치(30)의 작동을 제어하는 것으로서, 제습버튼(22)의 온 작동시 차량의 실내습도를 감지하는 실내습도센서(12)의 신호를 기반으로 차량 실내습도를 판단하고, 그 판단 결과에 따라 공조장치(30)를 선택적으로 오토제습모드로 작동시킨다.
공조장치(30)는 차량의 실내 공기 상태를 조절하기 위한 것으로서, 사용자 입력을 위한 공조컨트롤스위치부(20)로부터 전송되는 신호를 기반으로 한 공조제어부(10)의 제어에 따라 차량 실내의 온도 및 습도 등을 조절하게 되며, 이를 위하여 공조케이스(미도시) 내부에 설치되는 에어컨(32), 블로워(34), 히터(미도시) 등이 구성되고, 일례로 공기를 흡입하여 유동시키기 위한 블로워(34)의 작동에 의해 유입되는 공기를 에어컨(32)이 냉각시켜 차량 실내로 내보내거나 또는 히터가 가열하여 차량 실내로 내보냄으로써 냉방 또는 난방이 가능하게 된다.
즉, 블로워(34)에 의해 공조케이스 내부로 유입되어 차량 실내로 토출/송풍되는 공기는 에어컨(32) 및 히터 등을 통과하여 차량 실내로 토출되어지며, 에어컨(32)의 경우 통과하는 공기의 냉각과 더불어 공기의 포화수증기량을 감소시켜 제습 기능을 하게 된다.
이러한 공조장치(30)는 공조케이스의 외기 유입구와 내기 유입구를 개폐하는 인테이크 도어(36), 차량 유리(도어 유리, 전면 유리 등)에 외기를 전달 공급하는 디프로스트 덕트를 개폐하는 디프 도어(미도시), 개도량에 따라 히터에 의해 가열된 공기의 토출량(차량 실내로 토출되는 공기량)을 조절하는 템프 도어(38) 등을 포함한다.
일례로, 상기 템프 도어(38)의 경우 실내습도가 30% 이상인 조건에서 그 개도량(온도 보상량 1 ~ 45%)에 따라 가열된 공기의 토출량을 조정하게 된다.
상기 인테이크 도어(36)의 경우 외기 유입구를 열고 내기 유입구를 닫아 외기 모드로 작동하거나 또는 외기 유입구를 닫고 내기 유입구를 열어 내기 모드로 작동하게 된다. 외기 모드시 차량 외부의 공기가 외기 유입구를 통해 공조케이스 내부로 유입되고, 내기 모드시 차량 실내 공기가 내기 유입구를 통해 재유입 및 순환되어진다.
이하, 상기한 구성을 기반으로 하는 차량용 제습 제어 시스템의 차량 실내 습기 제거 방식을 첨부한 도 3 및 도 4를 참조로 설명하면 다음과 같다.
도 3에 보듯이, 사용자가 제습버튼(22)을 눌러 온 작동시키면, 공조제어부(10)는 실내습도센서(12)의 신호를 기반으로 공조장치(30)의 오토제습모드 작동 여부를 결정한다.
공조제어부(10)는 차량 실내습도가 설정된 목표습도 이상인 것으로 판단되면 공조장치(30)를 실내 습기 자동 제거를 위한 오토제습모드로 작동시키며, 이때 공조장치(30)는 실내습도가 설정된 최저 습도에 도달할 때까지 오토제습모드로 작동된다.
여기서, 상기 목표습도는 차량 실내의 공기를 쾌적하게 유지하기 위한 최대 상대습도값으로서, 그 이상으로 차량 실내 상대습도가 높아지게 되면 차량 실내의 습도 제거가 필요한 것으로 판단되며, 이러한 목표습도는 사전 실험 및 평가 등을 통해 도출된 값으로서 결정된다.
공조장치(30)는 상기 공조제어부(10)의 신호를 기반으로 오토제습모드로 작동시, 즉 차량 실내습도가 목표습도 이상으로 높아지면, 공기 냉각과 더불어 제습 기능을 하는 에어컨(32)이 온 작동하고, 에어컨(32) 작동에 의해 실내습도가 목표습도보다 낮아지면, 구체적으로 에어컨(32) 작동에 의해 실내습도가 목표습도보다 낮아져서 제1기준값 이하가 되면, 에어컨(32) 작동이 오프된다.
여기서, 상기 제1기준값은 에어컨(32)의 너무 빈번한 온/오프 동작을 저감하기 위하여 목표습도보다 일정값만큼 작은 습도값으로 설정되며, 이는 사전 실험 및 평가 등을 통해 도출된 값으로서 결정된다. 일례로, 목표습도가 35%인 경우 제1기준값은 30%로 설정될 수 있다.
이에 따라, 에어컨(32)은 차량 실내습도의 변동에 의해 온/오프 작동을 반복할 수 있으며, 이에 따라 디스플레이부(24)에 표시되는 에어컨 인디케이터는, 사용자가 시각적으로 불편함을 느끼는 것을 방지하기 위하여, 에어컨의 온/오프 동작에 상관없이 이전상태로 제어된다.
인테이크 도어(36)는 오토제습모드 시 차량 실내습도에 따라 외기 유입구의 개도량을 조절하게 되며, 실내습도가 목표습도보다 매우 높은 임계값 이상에 도달하게 되면 내기 모드로 작동하여 외기 유입을 100% 차단한다(도 4 참조).
여기서, 상기 임계값은 차량 실내습도가 매우 높아 신속한 제습이 필요한 상황인 것으로 판단되는 값으로서, 사전 실험 및 평가 등을 통해 도출된 값으로서 결정된다. 일례로, 목표습도가 35%인 경우 상기 임계값은 80%로 설정될 수 있다.
인테이크 도어(36)가 외기 유입을 차단하도록 내기 모드로 전환 작동하면, 블로워(34) 작동에 의해 공조장치(30)로 유입된 내기가 에어컨(32)을 통과하여 차량 실내로 토출되는 형태로 순환되어진다.
그런데, 통상 인테이크 도어(36)가 내기 모드로 작동하면 차량 실내습도가 높아지게 된다.
따라서, 인테이크 도어(36)는 0℃ 이상의 상온 조건에서 에어컨(32) 온 작동시에만 내기 모드로 작동하되, 최대치로 설정된 기준시간 동안 혹은 기준시간 이내로 내기 모드로 작동하고, 상기 기준시간이 경과한 이후에는 차량 실내습도에 비례하여 외기 유입을 위한 외기 유입구의 개도량이 선형(linear) 제어되며, 상기 외기 유입구의 개도량에 따라 부분적인 외기 유입이 이루어지게 된다.
첨부한 도 5에는 차량 실내습도에 따른 인테이크 도어(36)의 개도량이 예시되어 있다.
또한, 템프 도어(38)는 오토제습모드 시 에어컨(32) 온 작동에 따라 차량 실내온도가 낮아짐에 대한 온도 보상(혹은 warm 보상)을 위하여, 에어컨(32) 온 작동시 그 개도량이 제어되어 차량 실내의 온도 보상이 가능하도록 하며, 템프 도어(38)의 개도량은 차량 실내온도와 외기온도, 일사량, 에바온도(에어컨의 증발기 온도), 및 냉각수온에 따라 결정되는 값으로서 제어된다.
블로워(34)는 오토제습모드 시 차량 실내습도에 비례하여 블로워 모터의 구동전압이 증가되며, 제습버튼(22)이 작동하기 이전에 블로워 모터 구동전압과 비교하여 더 높은 구동전압이 인가되고, 그에 따라 블로워(34)의 작동 단수가 이전의 작동 단수보다 상승하게 되고 차량 실내로 토출되는 풍량이 증가하게 된다.
다시 말해, 블로워(34)는 제습버튼(22)의 온 작동에 따라 공조장치(30)가 오토제습모드로 작동시, 차량 실내습도에 따라 블로워 모터 구동전압이 변동되고, 블로워 모터 구동전압에 따른 제습목표풍량보다 현재 블로워 단수에 따른 풍량이 낮을 경우 블로워 단수가 상승되어 오토제습모드로 작동하기 이전의 단수보다 높은 단수로 작동 제어되고, 그에 따라 공조장치(30)로부터 차량 실내로 공급되는 풍량이 증가되어진다.
그리고, 현재 블로워 단수에 따른 풍량이 제습목표풍량보다 높을 경우 현재 블로워 단수가 유지된다.
첨부한 도 6에는 차량 실내습도에 따른 블로워 모터의 구동전압이 예시되어 있으며, 도 6에 보듯이 오토제습모드로 작동시 블로워 모터의 구동전압이 차량 실내습도에 비례하여 증감 제어되며, 그에 따라 블로워의 작동 단수가 변동 제어된다.
그리고, 공조장치(30)의 풍향을 제어하는 모드 도어는 오토제습모드 시에도, 오토제습모드로 작동하기 이전의 상태를 유지한다.
또한, 외기온도가 설정된 기준온도(예를 들어, 0℃) 이하일 때에는 에어컨(32)의 제습 효과가 작고 에어컨 동결 가능성이 있기 때문에, 에어컨(32)은 오프 상태로 제어된다.
즉, 상기의 공조제어부(10)는 외기온도센서(14)의 신호를 기반으로 파악한 외기온도가 기준온도(0℃)를 초과할 때에만 에어컨(32)을 온 작동시킨다.
제습버튼 인디케이터의 경우 제습버튼(22)의 작동시 온 작동하게 되고, 디스플레이부(24)에는 제습버튼(22)의 온 작동시 차량 실내습도를 알리는 심볼 및/또는 습도값 등이 상시 점등되어 표시된다.
한편, 이러한 공조장치(30)의 오토제습모드는 제습버튼(22)의 오프 또는 공조장치의 오프 이전까지 작동되고, 또한 디프 도어가 차량 유리의 습기를 제거하기 위하여 오픈 작동되는 경우 해제되며, 오토제습모드 해제시 공조장치(30)는 이전모드로 작동하게 된다.
디프 도어가 오픈되어 외기 모드로 작동하는 경우 디프로스트 덕트를 통해 유입된 외기가 차량 유리(도어 유리, 윈드쉴드글래스 등) 표면에 제공되어 차량 유리에 김서림이 발생하는 것을 방지함으로써 운전 시야 확보를 가능하게 한다.
또한, 공조장치(30)의 오토제습모드는 이 외에도 선루프에 의한 외기유입 모드, 맥스 쿨(max cool) 및 맥스 핫(max hot) 기능 시, 난방기동제어 및 냉방기동제어 시, 부분외기제어 시, 고차속 외기 유입 기능 시, 배기가스 유입 조건시, 100% 플로어 퍼지(floor purge) 시, ISG 제어(블로워 1단, 템프 도어 FULL-COOL만) 시 등의 후순위로서 작동하게 된다.
또한, 공조장치(30)의 오토제습모드는 사용자에 의한 블로워(34)의 수동 조작시에도 제습 제어가 유지되고(블로워는 사용자 선택에 따른 단수로 제어됨), 사용자에 의한 에어컨(32)의 수동 조작시에도 제습 제어가 유지되고(에어컨은 사용자 선택에 따른 온 상태 유지, 에어컨 인디케이터는 수동 조작 상태로 표시), 사용자에 의한 인테이크 도어(36)의 수동 조작시에도 제습 제어가 유지되며, 또한 0℃ 미만의 외기온도 조건시 인테이크 도어(36)는 외기 모드로 작동된다.
이러한 본 발명의 차량용 제습 제어 시스템은 습하고 추운날에도 사용자의 제습버튼 작동으로 차량 실내 습도를 적정습도까지 낮추어 쾌적한 실내 공기를 제공할 수 있으며, 외부온도(0℃ 초과)에 따른 최적 실내습도를 유지함으로써 차량 유리에 습기 발생을 억제 가능하다.
이상으로 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하였는바, 본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
10 : 공조제어부
12 : 실내습도센서
14 : 외기온센서
20 : 공조컨트롤스위치부
22 : 제습버튼
24 : 디스플레이부
30 : 공조장치
32 : 에어컨
34 : 블로워
36 : 인테이크 도어
38 : 템프 도어

Claims (10)

  1. 차량의 실내 습기 제거를 위한 오토제습모드 기능을 작동시키기 위한 제습버튼;
    상기 제습버튼의 온 작동시, 차량 실내습도를 기반으로, 차량의 실내 공기 상태를 조절하는 공조장치를 오토제습모드로 작동시키는 공조제어부;
    오토제습모드로 작동시 상기 공조제어부의 신호를 기반으로, 공기의 냉각과 더불어 제습 기능을 하는 에어컨과 외기 유입구를 개폐하는 인테이크 도어 및 공기를 흡입하여 유동시키기 위한 블로워가 작동되는 공조장치;를 포함하며,
    상기 공조제어부는 차량 실내습도가 설정된 목표습도 이상인 것으로 판단되면 공조장치를 오토제습모드로 작동시키고,
    상기 공조장치는 오토제습모드로 작동시, 차량 실내습도가 상기 목표습도보다 높게 설정된 임계값 이상이고 에어컨이 작동중이면 인테이크 도어가 설정된 기준시간 동안 내기 모드로 전환되어 외기 유입을 차단하게 되고, 상기 기준시간이 경과한 이후에는 차량 실내습도에 따라 인테이크 도어가 외기 유입구의 개도량을 조절하게 되는 것을 특징으로 하는 차량용 제습 제어 시스템.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 공조장치는 차량 실내습도가 설정된 목표습도 이상이면 에어컨이 온 작동되는 것을 특징으로 하는 차량용 제습 제어 시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 공조장치는 에어컨의 온 작동중에 차량 실내습도가 목표습도보다 일정값만큼 작은 습도값으로서 설정된 제1기준값 이하가 되면 에어컨이 오프되는 것을 특징으로 하는 차량용 제습 제어 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 공조장치는 오토제습모드로 작동시 차량 실내습도에 따라 블로워 모터 구동전압이 변동되고, 블로워 모터 구동전압에 따른 제습목표풍량보다 현재 블로워 단수에 따른 풍량이 낮을 경우 블로워 단수가 상승되는 것을 특징으로 하는 차량용 제습 제어 시스템.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 공조장치는 현재 블로워 단수에 따른 풍량이 제습목표풍량보다 높을 경우 현재 블로워 단수가 유지되는 것을 특징으로 하는 차량용 제습 제어 시스템.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 청구항 3에 있어서,
    상기 공조장치는 히터에 의해 가열된 공기의 토출량을 조절하기 위한 템프 도어의 개도량이 조절됨으로써, 에어컨 작동으로 인해 낮아지는 차량 실내온도를 보상하게 되는 것을 특징으로 하는 차량용 제습 제어 시스템.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 공조장치는 차량 유리에 외기를 제공하기 위한 디프로스트 도어를 개폐하는 디프 도어가 오픈되면, 오토제습모드가 해제되는 것을 특징으로 하는 차량용 제습 제어 시스템.
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