KR101827165B1

KR101827165B1 - 차량의 실내 공기 오염 저감 장치

Info

Publication number: KR101827165B1
Application number: KR1020160144171A
Authority: KR
Inventors: 권동호; 신기영
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2016-11-01
Filing date: 2016-11-01
Publication date: 2018-02-07

Abstract

본 발명은 차량의 실내 공기 오염 저감 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량 실외 미세먼지 농도가 높아 차량 외부에서 실내로 유입되는 미세먼지 유입량이 증가하는 조건에서 차량 실내로 유입되는 미세먼지량을 감소시킬 수 있도록 공조장치의 작동을 제어하여 미세먼지 유입으로 인한 차량 내기 오염을 억제하는 차량의 실내 공기 오염 저감 장치에 관한 것이다.
구체적으로, 본 발명은 차량 실외 미세먼지 농도가 높아 차량 외부에서 실내로 유입되는 미세먼지 유입량이 증가하는 조건에서 내기와 외기를 동시 도입할 수 있도록 내외기 전환도어를 작동시켜 외기유입구를 완전 개방(100% 개방)하는 경우 대비 차량 실내로 유입되는 외기량을 감소시켜 차량 실내로 유입되는 미세먼지량을 감소시키는 동시에 내기를 순환시켜 내기에 포함되어 있는 미세먼지를 제거함으로써 차량 내기 오염을 억제하여, 궁극적으로 공조장치가 내기 정화를 위해 공기 정화 모드에 진입하는 빈번성을 완화시켜 저감할 수 있는 차량의 실내 공기 오염 저감 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

Description

차량의 실내 공기 오염 저감 장치 {Room air pollution decrease system of vehicle}

본 발명은 차량의 실내 공기 오염 저감 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량 실외 미세먼지 농도가 높아 차량 외부에서 실내로 유입되는 미세먼지 유입량이 증가하는 조건에서 차량 실내로 유입되는 미세먼지량을 감소시킬 수 있도록 공조장치의 작동을 제어하여 미세먼지 유입으로 인한 차량 내기 오염을 억제하는 차량의 실내 공기 오염 저감 장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차 공조장치는 차량 실내외 공기를 도입하여 냉각 또는 가열한 뒤 차량 실내로 송풍함으로써 차량 실내를 냉방하거나 난방하게 되며, 이러한 공조장치에는 차량 실내로부터 공기 도입을 위한 내기유입구와 차량 실외로부터 공기 도입을 위한 외기유입구를 개폐하기 위한 내외기 전환도어가 구비되어 있다.

상기 내외기 전환도어는 내기유입구와 외기유입구 사이에 돔 형태로 회동가능하게 설치되어 내기유입구와 외기유입구의 개폐량을 조절할 수 있도록 구성된다.

한편, 공조장치는 차량 실내의 미세먼지 농도가 높은 경우, 상기 내기유입구만 개방시키고 외기유입구를 완전 폐쇄시킨 상태에서 블로워와 냉방유닛(에어컨)을 작동시켜 차량 내기를 정화시킨다(공기 정화 모드).

이때, 차량 내기는 냉방유닛의 에어필터를 통과하면서 정화되며, 이에 차량 실내의 미세먼지 농도가 낮아지면 다시 외기유입구를 개방시킨다.

그런데, 차량 외기의 미세먼지 농도가 높은 경우 외기유입구를 다시 개방하게 되면 차량 실내로 유입되는 미세먼지량이 증가하게 되므로 차량 내기 오염이 빠르게 진행되고, 이에 단시간내에 공조장치가 상기 공기 정화 모드에 재진입하여 차량 내기 정화 작동을 반복해야 하는 문제점이 존재한다.

한국공개특허 10-2008-0074425호 (2008년08월13일)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 차량 실외 미세먼지 농도가 높아 차량 외부에서 실내로 유입되는 미세먼지 유입량이 증가하는 조건에서 내기와 외기를 동시 도입할 수 있도록 내외기 전환도어를 작동시켜 외기유입구를 완전 개방(100% 개방)하는 경우 대비 차량 실내로 유입되는 외기량을 감소시켜 차량 실내로 유입되는 미세먼지량을 감소시키는 동시에 내기를 순환시켜 내기에 포함되어 있는 미세먼지를 제거함으로써 차량 내기 오염을 억제하여, 궁극적으로 공조장치가 내기 정화를 위해 공기 정화 모드에 진입하는 빈번성을 완화시켜 저감할 수 있는 차량의 실내 공기 오염 저감 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

이에 본 발명에서는, 차량 내기 정화를 위한 공기 정화 모드에 진입 가능한 공조장치; 차량의 실내 미세먼지 농도에 기초하여 상기 공조장치의 공기 정화 모드를 해제시킬 때, 차량 실외 미세먼지 농도 또는 상기 공조장치의 공기 정화 모드 해제 횟수에 기초하여 상기 공조장치를 내외기 유입 모드에 진입시킴으로써 차량 내기와 외기가 상기 공조장치의 에어필터를 거쳐 차량 실내로 모두 유입될 수 있도록 하는 공조장치 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 실내 공기 오염 저감 장치를 제공한다.

본 발명의 실시예에 의하면, 상기 공조장치는 내기유입구와 외기유입구를 동시 개폐 가능한 내외기 전환도어와, 상기 내기유입구와 외기유입구를 통해 유입된 공기를 차량 실내로 송풍시킬 수 있는 블로워, 및 상기 블로워에 의해 도입된 공기 중에 포함된 미세먼지를 여과 가능한 에어필터를 구비한 냉방유닛을 포함하여 구성되며, 공기 정화 모드에 진입 시 상기 내외기 전환도어가 외기유입구는 완전 폐쇄하고 내기유입구만 완전 개방하며, 상기 블로워의 작동단수가 상승 변경되고, 상기 냉방유닛이 작동되어 블로워에 의해 도입된 내기가 에어필터를 통과하게 된다.

또한, 상기 공조장치 제어부는 차량 실외 미세먼지 농도가 설정된 실외기준농도 이상이면 공조장치를 내외기 유입 모드에 진입시키거나, 또는 공조장치의 공기 정화 모드 해제 횟수가 설정된 기준횟수를 초과하면 상기 공조장치를 내외기 유입 모드에 진입시킨다.

상기 공조장치는 내외기 유입 모드에 진입 시, 내외기 전환도어가 차량 실내로 송풍되는 외기 유입을 위한 외기유입구를 부분 개방하고, 블로워는 공조장치가 공기 정화 모드에 진입하기 이전 모드로 작동하고, 냉방유닛이 작동되어 블로워에 의해 차량 실내로 송풍되는 공기가 에어필터를 통과하게 된다.

또한, 상기 공조장치 제어부는 공조장치가 내외기 유입 모드에 진입한 이후의 차량 실내 습도가 계속 증가하고 있는 것으로 판단되면, 외기유입구의 개방량을 내외기 유입 모드에 진입한 초기의 개방량보다 증가시키거나,

또는 외기유입구의 개방량을 내외기 유입 모드에 진입한 초기의 개방량보다 증가시키는 동시에, 차량 전방 유리창측으로 송풍되는 풍량을 증가시킨다.

아울러, 상기 공조장치 제어부는 차량 실내 습도값에 기초하여 차량 전방 유리의 습기 발생이 판단되면 외기유입구를 완전 개방시키며, 공조장치가 내외기 유입 모드에 진입한 이후 차속이 설정된 기준차속을 초과하면 외기유입구를 완전 개방시킨다.

한편, 상기 공조장치 제어부는, 차량 실외 미세먼지 농도가 설정된 실외기준농도 미만이면, 공조장치의 내외기 전환도어와 블로워 및 냉방유닛을 공기 정화 모드에 진입하기 이전 모드로 복귀시키고,

실외 미세먼지 농도 정보를 입력받지 못하는 경우, 공조장치의 공기 정화 모드 해제 횟수가 설정된 기준횟수 이하이면, 공조장치의 공기 정화 모드를 해제시키는 동시에 공조장치의 공기 정화 모드 해제 횟수를 1만큼 증가시켜 누적 카운팅한다.

또한, 상기 공조장치 제어부는 차량 실내 습도값을 입력받지 못하는 경우, 공조장치가 내외기 유입 모드에 진입한 시간이 제1기준시간을 초과하면 외기유입구의 개방량을 내외기 유입 모드에 진입한 초기의 개방량보다 증가시키거나,

그리고, 상기 공조장치 제어부는 차량 실내 습도값을 입력받지 못하는 경우, 외기유입구의 개방량을 내외기 유입 모드에 진입한 초기의 개방량보다 증가시킨 상태로 유지한 내외기 전환도어의 작동 시간이 설정된 제2기준시간을 초과하는 경우에도 외기유입구를 완전 개방시킨다.

본 발명에 따른 차량의 실내 공기 오염 저감 장치에 의하면, 차량 실외 미세먼지 농도가 높아 차량 외부에서 실내로 유입되는 미세먼지 유입량이 증가하는 환경 조건에서, 공조장치의 외기유입구를 부분 개방하여 차량 실내로 유입되는 외기량을 감소시킴으로써 차량 실내로 유입되는 미세먼지량을 저감하는 동시에 에어필터를 통과하도록 내기를 순환시켜 정화함으로써 내기 오염을 억제하고, 궁극적으로 공조장치가 내기 정화를 위해 공기 정화 모드에 진입하는 반복 횟수를 감소시켜 진입 빈번성을 개선할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 차량의 실내 공기 오염 저감 장치의 구성을 나타낸 블록도
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 차량의 실내 공기 오염 저감 방법을 설명하기 위한 흐름도
도 3은 본 발명의 다른 구현예에 따른 차량의 실내 공기 오염 저감 방법을 설명하기 위한 흐름도
도 4는 본 발명의 또 다른 구현예에 따른 차량의 실내 공기 오염 저감 방법을 설명하기 위한 흐름도

먼저, 차량 실내 공기(내기)의 미세먼지 농도를 측정하기 위한 실내 미세먼지 감지센서가 장착되어 있는 차량이 공조장치를 활용하여 내기를 정화시키는 방법을 살펴보면, 상기 공조장치는 실내 미세먼지 감지센서의 센싱값에 기초하여 자동으로 공기 정화 모드에 진입하게 되며, 구체적으로 센싱된 차량 실내의 미세먼지 농도가 높은 경우 공조장치의 내기유입구만 완전 개방(100% 개방)시키고 외기유입구는 완전 폐쇄(100% 폐쇄)시킨 상태에서 블로워와 냉방유닛(에어컨)을 작동시켜 차량 내기를 순환시키는 공기 정화 모드에 진입하게 된다.

이때, 차량 내기는 냉방유닛의 에어필터를 통과하며 미세먼지가 필터링되어 정화되고, 차량 실내의 미세먼지 농도가 낮아지면 다시 내기유입구를 닫고 외기유입구를 완전 개방시킨다.

그런데, 차량 실외의 미세먼지 농도가 높은 환경 조건에서 상기 외기유입구를 완전 개방하는 경우 차량 실내로 다량의 미세먼지가 유입되면서 차량 내기가 빠르게 오염되고, 이에 실내 미세먼지 감지센서가 높은 미세먼지 농도를 다시 감지함에 의해 공조장치가 단시간내에 상기 공기 정화 모드에 재진입하게 되며, 따라서 실외 미세먼지 농도가 높은 상태로 지속되는 경우 공조장치가 공기 정화 모드에 빈번하게 재진입하는 문제가 발생하게 된다.

이에 본 발명에서는 실내 미세먼지 감지센서의 센싱값에 기초하여 공조장치를 차량 내기 정화를 위한 공기 정화 모드에 진입시키되, 차량 실외의 미세먼지 농도가 높은 환경 조건에서 외기 유입으로 인한 차량 내기 오염을 저감시켜 정화된 차량 내기를 보다 오래 청정하게 유지시킬 수 있도록 함으로써 공조장치가 공기 정화 모드에 빈번하게 재진입하는 것을 방지하도록 한다.

이를 위하여, 본 발명의 차량 실내 공기 오염 저감 장치는 도 1에 나타낸 바와 같이, 차량 내기 정화를 위한 공기 정화 모드에 진입하여 내기 정화를 위한 작동을 수행 가능한 공조장치(10)와, 이 공조장치(10)의 작동을 제어하기 위한 공조장치 제어부(20)를 포함한다.

여기서, 상기 공조장치 제어부(20)는 차량에 장착되어 있는 각종 센서로부터 전송되는 신호에 기초하여 공조장치(10)의 작동을 제어하며, 구체적으로 차량 실내 미세먼지 농도 감지를 위한 실내 미세먼지 감지센서(31)와, 차량 실외 미세먼지 농도 감지를 위한 실외 미세먼지 감지센서(32)와, 차량 주행속도를 감지하기 위한 차속 센서(33), 및 차량 실내 습도를 실시간으로 감지하기 위한 습도 감지센서(34) 등으로부터 전송되는 센싱 정보에 기초하여 공조장치(10)의 작동을 제어하게 된다.

특히, 상기 공조장치 제어부(20)는 실내 미세먼지 감지센서(31)로부터 전송된 차량 실내(내기) 미세먼지 농도 정보에 기초하여 공조장치(10)를 공기 정화 모드에 진입시키며, 이후 차량 실내 미세먼지 농도 정보에 기초하여 공조장치(10)의 공기 정화 모드 진입을 해제시킬 때 차량 외부(외기) 미세먼지 농도 또는 공조장치의 공기 정화 모드 해제 횟수에 기초하여 상기 공조장치(10)를 내외기 유입 모드에 진입시킴으로써 차량 내기와 외기가 공조장치(10)의 냉방유닛(13)에 구비된 에어필터(14)를 거쳐 차량 실내로 동시(모두) 유입되도록 하여 상대적으로 외기 유입량을 감소시킬 수 있도록 한다.

상기 공조장치(10)는 내외기 유입 모드에 진입하는 경우, 내외기 전환도어(11)가 내외기 모드(혹은 부분내기 모드라고 함)로 작동되어 외기유입구가 완전 개방되는 외기 모드 대비 외기 유입량이 감소되는 동시에 내기가 에어필터(14)를 통과하도록 순환되어 내기에 포함되어 있는 미세먼지가 필터링됨으로써 실외 미세먼지 농도가 높은 환경 조건에서 외기 유입으로 인한 차량 내기 오염을 억제할 수 있다.

알려진 바와 같이, 공조장치(10)는 내기유입구와 외기유입구를 동시 개폐 가능한 내외기 전환도어(11)와, 상기 내기유입구와 외기유입구를 통해 유입/도입된 공기를 차량 실내로 송풍시킬 수 있는 블로워(12), 상기 블로워(12)에 의해 유입/도입된 공기 중에 포함된 미세먼지를 여과가능한 에어필터(14)를 구비한 냉방유닛(13)을 포함한다.

이하, 첨부한 도 2 내지 4를 참조하여 차량의 공조장치를 이용한 실내 공기 오염 저감 방법을 구체적으로 설명하도록 한다.

첨부한 도 2는 실외 미세먼지 감지센서와 습도 감지센서가 모두 장착되어 있는 차량의 실내 공기 오염 저감을 위한 공조장치 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 3은 실외 미세먼지 감지센서가 장착되지 않은 차량의 실내 공기 오염 저감을 위한 공조장치 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이며, 도 4는 실외 미세먼지 감지센서와 습도 감지센서가 모두 장착되지 않은 차량의 실내 공기 오염 저감을 위한 공조장치 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

먼저, 도 2를 참조하여 실내 미세먼지 감지센서(31)와 차속 센서(33)뿐만 아니라 실외 미세먼지 감지센서(32)와 습도 감지센서(34)가 모두 장착되어 있는 차량의 실내 공기 오염 저감을 위한 공조장치 제어 방법을 설명하면 다음과 같다.

차량 시동이 온(On) 되고(S100) 실내 및 실외 미세먼지 감지센서(31,32) 등이 온(On) 작동되면(S110) 공조장치 제어부(20)에는 차량 실내 미세먼지 농도 정보와 차량 실외 미세먼지 농도 정보 등이 입력된다.

공조장치 제어부(20)는 먼저 실내 미세먼지 농도 정보를 설정된 실내기준농도와 비교하여 실내 미세먼지 농도 상태를 판별하며(S120), 실내 미세먼지 농도가 실내기준농도 이상이면 실내 미세먼지 농도 상태가 공기 정화가 필요한 '나쁨' 상태인 것으로 판단하고 공조장치(10)를 공기 정화 모드에 진입시킨다(S130).

공조장치(10)는 공기 정화 모드에 진입 시, 내외기 전환도어(11)가 외기유입구는 완전 폐쇄하고 내기유입구만 완전 개방하는 내기 모드로 전환되고(S131), 블로워(12) 작동단수가 상승 변경되고(S132) 즉, 블로워 모터의 구동전력이 증가되고, 냉방유닛(13)이 온(On) 작동되어(S133) 블로워(12)에 의해 내기가 냉방유닛(13)측으로 도입된다.

다시 말해, 차량 실내의 미세먼지 농도가 공기 정화가 필요한 수준으로 높다고 판단되는 경우, 공조장치(10)의 내기유입구만 개방시키고 외기유입구를 완전 폐쇄시킨 상태에서 공조장치(10)의 블로워(12)와 냉방유닛(13)을 작동시켜 차량 내기를 순환시킨다. 그럼, 블로워(12)에 의해 내기유입구 측으로 도입된 차량 내기가 냉방유닛(13)의 에어필터(14)를 통과하면서 미세먼지가 제거되어 공기 정화가 이루어진다.

상기 내외기 전환도어(11)는 공조장치(10)의 내기 도입을 위한 내기유입구와 외기 도입을 위한 외기유입구 사이에 회동가능하게 설치되어 상기 내기유입구와 외기유입구를 동시 개폐할 수 있는 돔 형태의 도어이다.

이러한 내외기 전환도어(11)는 내기유입구를 완전 개방(100% 개방)할 시에는 외기유입구를 완전 폐쇄(100% 폐쇄)하게 되고(내기 모드), 외기유입구를 완전 개방할 때에는 내기유입구를 완전 폐쇄하게 되며(외기 모드), 내기유입구 및 외기유입구를 부분 개방할 때에는 내기유입구의 개방량(혹은 폐쇄량)과 외기유입구의 폐쇄량(혹은 개방량)이 같아진다(내외기 모드). 따라서 내외기 전환도어(11)의 회전각도에 따라, 내기유입구와 외기유입구 중 어느 하나는 완전 개방되고 다른 하나는 완전 폐쇄되며, 또는 내기유입구와 외기유입구가 동시에 부분 개방된다.

공조장치(10)가 공기 정화 모드에 진입하여 차량 내기를 정화시키는 동안, 공조장치 제어부(20)는 실내 미세먼지 감지센서(31)의 센싱 정보에 기초하여 차량 실내의 미세먼지 농도 상태를 실시간으로 판단하고(S120), 실내 미세먼지 농도 상태가 설정된 실내기준농도 미만이 되면 실내 미세먼지 농도 상태가 공기 정화 모드를 해제가능한 정도로 양호해진 것으로 판단하고 공조장치(10)의 공기 정화 모드 진입을 해제시킨다.

상기 공조장치(10)의 공기 정화 모드를 해제시킬 때, 공조장치 제어부(20)는 차량 실외 미세먼지 농도 정보에 기초하여 공조장치(10)를 선택적으로 내외기 유입 모드에 진입시킨다.

상기 공조장치 제어부(20)는 실외 미세먼지 농도 정보에 기초하여 차량 실외 미세먼지 농도 상태를 판별하며(S140), 실외 미세먼지 농도가 설정된 실외기준농도 이상이면 실외 미세먼지 농도 상태가 '나쁨' 상태인 것으로 판단하고 공조장치(10)를 내외기 유입 모드에 진입시킨다(S150).

상기 실외 미세먼지 농도가 설정된 실외기준농도 이상이면 공기 중에 미세먼지가 다량 함유되어 있어 차량 실내로 외기 유입시 에어필터(14)를 통과하여도 미세먼지가 유입되어 실내 공기를 오염시키게 된다.

따라서 공조장치(10)를 내외기 유입 모드에 진입시켜 차량의 내기와 외기가 상기 공조장치(10)의 에어필터(14)를 거쳐 차량 실내로 동시 유입되도록 함으로써 미세먼지 농도가 실외기준농도 이상으로 높은 외기의 실내 유입량을 저감하는 동시에 내기를 순환시켜 필터링함으로써 내기 오염을 억제하여 정화된 차량 내기를 보다 오래 청정한 상태로 유지시킬 수 있도록 하며, 이로써 차량 외부의 미세먼지 농도가 나쁜 환경 조건에서 외기 유입으로 인한 차량 내기 오염을 저감시켜 공조장치가 공기 정화 모드에 빈번하게 진입하는 것을 억제한다.

다시 말해, 차량 실내 미세먼지 농도는 공기 정화 모드를 해제가능한 수준으로 감소되었으나 차량 실외 미세먼지 농도가 높아 차량 내기가 단시간내에 다시 쉽게 오염될 상황이면, 공조장치(10)를 내외기 유입 모드로 진입시켜 외기 유입으로 인한 차량 실내 미세먼지 유입량을 감소시키고 외기와 함께 내기를 필터링하여 미세먼지를 제거함으로써 차량 내기 오염을 억제하여 공조장치(10)가 내기 정화를 위해 공기 정화 모드에 진입하는 횟수를 감소시킬 수 있도록 한다.

공조장치(10)는 상기 내외기 유입 모드에 진입 시, 내외기 전환도어(11)가 내기유입구와 외기유입구를 모두 부분 개방하는 내외기 모드(혹은 부분내기 모드)로 작동하게 되고(S151), 블로워(12)는 공조장치(10)가 공기 정화 모드에 진입하기 이전 모드(진입하기 이전과 동일한 작동단수)로 작동하고(S152), 냉방유닛(13)은 온(On) 작동되어(S153) 블로워(12)에 의해 도입되는 공기가 에어필터(14)를 통과할 수 있도록 한다.

따라서, 이때 블로워(12)에 의해 내기유입구로 도입되는 내기와 외기유입구로 도입되는 외기는 냉방유닛(13)의 에어필터(14)를 거치면서 미세먼지를 걸러내게 된다.

그리고, 상기 내외기 전환도어(11)의 경우 내외기 모드로 작동 시 내기유입구와 외기유입구의 중간 정도 포지션에 위치하여 차량의 내기와 외기가 모두 블로워(12)쪽으로 흡입되어 혼합될 수 있도록 하는데, 이때 상기 외기유입구의 개방량(혹은 개방율)에 따라 내외기 전환도어(11)의 개방레벨을 분류할 수 있다. 구체적으로 외기유입구의 개방량을 기준으로 개방레벨1과 개방레벨2로 구분할 수 있으며, 상기 개방레벨1이 개방레벨2보다 외기유입구의 개방량이 적어(혹은 개방율이 낮아) 그에 따른 외기 도입량이 적다.

예를 들어, 내기유입구를 통해 도입되는 내기량과 외기유입구를 통해 도입되는 외기량의 총합을 100%라고 하면, 내외기 전환도어가 개방레벨1로 작동할 때 외기와 내기의 혼합 비율을 외기량 70%와 내기량 30%로 설정하고, 내외기 전환도어(11)가 개방레벨2로 작동할 때 외기와 내기의 혼합 비율을 외기량 80%와 내기량 20%로 설정함으로써 개방레벨에 따라 외기 유입량에 차이가 발생하도록 할 수 있다.

공조장치(10)가 내외기 유입 모드에 진입하는 초기에는 내외기 전환도어(11)가 개방레벨1로 작동 제어되고(S151), 이후 습도 감지센서(34)의 센싱 정보에 기초하여 내외기 전환도어(11)의 개방레벨을 선택적으로 상승 변경시킨다.

내외기 전환도어(11)가 일정 시간 이상 외기 모드로 작동하지 않는 경우, 즉 외기유입구가 일정 시간 이상 완전 개방되지 않는 경우, 차량 실내 습도가 상승하게 된다.

이에 공조장치 제어부(20)는 상기 습도 감지센서(34)로부터 입력된 습도 정보에 기초하여 차량 실내 습도의 증가 여부를 판단하며(S160), 현재 차량 실내 습도의 미분값이 (+) 값으로 유지되면, 다시 말해 현재 차량 실내 습도값이 실시간으로 계속 증가하고 있는 것으로 판단되면, 차량 전방 유리창에 습기가 발생하는 임계습도에 도달한 것은 아니나 습도 상승에 따른 습기 발생의 우려가 존재하므로, 내외기 전환도어(11)를 개방레벨2로 작동시켜(S170) 차량 실내로 도입되는 외기 유입량을 증가시킨다.

이와 동시에, 공조장치 제어부(20)는 공조장치(10)를 통해 차량 전방 유리창 측으로 송풍되는 풍량(디프로스트 풍량)을 실시간으로 증대시켜(S180) 차량 전방 유리창에 습기 발생을 억제시켜 방지할 수 있도록 한다.

상기 공조장치 제어부(20)는 공조장치(10)의 작동 제어를 통해 디프로스트(defrost) 풍량을 (차량 실내 습도의 미분값이 (+)값으로 유지되고 있음을 판단할 때보다) 증대시킨 이후, 다시 습도 감지센서(34)의 차량 실내 습도 정보에 기초하여 차량 전방 유리창의 습기 발생(김서림) 여부를 판단한다(S190).

공조장치 제어부(20)는 차량 실내 습도 값이 설정된 임계습도 이상이면 전방 유리창에 습기가 발생하는 것으로 판단하고, 내외기 전환도어(11)를 외기 모드로 전환시켜 외기유입구를 완전 개방시킨다(S210).

상기 임계습도는 차량 전방 유리창에 습기가 발생하게 되는 습도값으로서 설정되며, 사전 시험 및 평가 등을 통해 도출할 수 있다.

여기서, 상기 습도 감지센서(34)로는 차량 전방 유리창(윈드실드 글라스) 주변에 설치되는 오토디포그 센서(ADS:Auto Defog Sensor)를 사용 가능하다.

또한, 공조장치(10)가 내외기 유입 모드에 진입한 이후, 예를 들어 S160 단계에서 판단한 결과 차량 실내 습도값의 미분값이 (+) 값으로 유지되지 않는 것으로 판단되거나, 또는 S190 단계에서 판단한 결과 차량 전방 유리창에 습기가 발생하지 않는 것으로 판단되면, 공조장치 제어부(20)는 차속 센서(33)에서 입력되는 차속 정보에 기초하여 선택적으로 외기유입구를 완전 개방시킨다.

구체적으로, 공조장치 제어부(20)는 현재 차속이 기준차속(α)을 초과하면 외기유입구를 완전 개방시키도록 내외기 전환도어의 작동을 제어한 이후 공조장치의 공기 정화 모드 진입 여부 및 내외기 유입 모드 진입 여부 등을 재판단하고, 현재 차속이 기준차속(α) 이하이면 바로 공조장치의 공기 정화 모드 진입 여부 및 내외기 유입 모드 진입 여부 등을 재판단한다.

공조장치(10)는 내부의 공기 유로 구조상 일정 차속 이상(높은 차속)이 되면 외기유입구를 통해 유입되는 외기가 블로워(12)쪽으로 도입되지 않고 직접 조수석측 실내공간으로 제공되며, 이렇게 직접 조수석측으로 유입되는 외기를 램에어라고 한다. 이때 상기 램에어는 냉방유닛(13)의 에어필터(14)를 거치지 않고 조수석측 실내공간으로 직접 공급된다.

좀더 설명하면, 공조장치(10)는 내외기 전환도어(11)가 내외기 모드(혹은 부분내기 모드)로 작동시 외기유입구와 내기유입구가 부분 개방되는데, 상기 내기유입구가 부분 개방된 상태에서 고속 주행을 하게 되면 상기 외기유입구로부터 유입되는 외기가 상대적으로 고속으로 유입됨에 따라 일부 외기가 냉방유닛(13)의 에어필터(14)를 거치지 않고 내기유입구를 통해 차량 실내로 직접 유입되게 된다.

그리고, 내외기 전환도어(11)가 내외기 모드로 작동 중 저속 주행을 할 때에는 외기유입구로부터 유입되는 외기가 상대적으로 저속으로 유입됨에 따라 모두 에어필터(14)를 거쳐 차량 실내로 유입되며, 또한 상기 내외기 전환도어(11)가 외기 모드로 작동시에는 내기유입구가 완전 폐쇄됨에 따라 외기유입구로부터 유입되는 외기가 모두 에어필터(14)를 거쳐 차량 실내로 유입되게 된다.

따라서, 외기유입구로 유입되는 외기 중 일부가 블로워(12)측으로 도입되지 않고 조수석측 실내공간으로 직접 제공되어지게 되는 차속값 즉, 램에어가 발생하는 차속값을 상기 기준차속(α)으로서 설정한다.

상기 램에어가 발생하는 차속값 즉, 상기 기준차속(α)은 블로워(12)의 작동단수별로 다르게 정해지며, 공조장치 제어부(20)는 차속 센서(33)에서 입력되는 차속값이 블로워 작동단수에 따라 설정된 기준차속(α)을 초과하면 램에어가 발생하는 것으로 판단한다.

상기 램에어는 냉방유닛(13)의 에어필터(14)를 거치지 않고 바로 조주석측 실내공간으로 제공되므로, 내기 오염을 악화시키는 요인이 된다.

따라서, 실시간 차속값이 상기 기준차속(α)을 초과하게 되면 외기유입구를 완전 개방시켜 램에어 발생을 차단한다.

한편, 실외 미세먼지 농도에 기초하여 공조장치(10)의 내외기 유입 모드 진입 여부를 판단할 때, 차량 실외 미세먼지 농도 값이 설정된 실외기준농도 미만이면, 공조장치 제어부(20)는 공조장치(10)를 내외기 유입 모드에 진입시키지 않고 공기 정화 모드에 진입하기 이전 모드로 복귀시킨다.

구체적으로, 공조장치(10)의 내외기 전환도어(11)와 블로워(12) 및 냉방유닛(13)을 공기 정화 모드에 진입하기 이전 모드로 복귀시키고(S220,S230,S240), 이후 다시 실내 미세먼지 농도에 기초하여 공조장치의 공기 정화 모드 진입 여부를 판단한다(S120).

이와 같이 공조장치(10)를 공기 정화 모드에 진입시켜 차량 실내의 미세먼지 농도가 낮아짐에 따라 다시 외기유입구를 개방시킬 때 실외 미세먼지 농도, 실내 습도, 전방 유리창의 습기 발생 여부, 차속 등의 정보에 기초하여 외기유입구의 개방량 및 그에 따른 외기유입량을 제어함으로써 외기 유입에 따른 실내 미세먼지 유입량을 차량 조건에 따라 최소화하여 차량 내기 오염을 억제시킬 수 있으며, 이로써 공조장치(10)가 공기 정화 모드에 빈번하게 재진입하는 것을 방지할 수 있다.

다음, 도 3을 참조하여 실외 미세먼지 감지센서가 장착되지 않은 차량의 실내 공기 오염 저감을 위한 공조장치 제어 방법을 설명하면 아래와 같다.

도 3에 보듯이, 차량 시동이 온(On) 되고(S300) 실내 미세먼지 감지센서(31) 등이 온(On) 작동되면(S310), 공조장치 제어부(20)에 차량 실내 미세먼지 농도 정보 등이 입력되는 동시에, 공조장치 제어부(20)에 저장되어 있는 공조장치(10)의 공기 정화 모드 해제 횟수가 0으로 초기화된다(S310).

상기 공조장치 제어부(20)는 실내 미세먼지 농도 정보를 설정된 실내기준농도와 비교하여 실내 미세먼지 농도 상태를 판단하고(S320), 그 판단 결과 실내 미세먼지 농도가 실내기준농도 이상이면 실내 미세먼지 농도 상태가 '나쁨' 상태인 것으로 판단하고 공조장치(10)를 공기 정화 모드에 진입시킨다(S330).

공조장치(10)가 공기 정화 모드에 진입 시, 내외기 전환도어(11)와 블로워(12) 및 냉방유닛(13)의 작동은 앞서 도 2의 S130을 참조하여 설명한 바와 같다.

공조장치 제어부(20)는 차량 실내 미세먼지 농도가 실내기준농도 미만으로 감소되어 양호해지면, 차량 시동 온(On) 이후 공조장치(10)의 공기 정화 모드 해제 횟수에 기초하여 공조장치(10)의 내외기 유입 모드 진입 여부를 판단한다(S340).

공조장치 제어부(20)는 상기 공기 정화 모드 해제 횟수가 설정된 기준횟수(β, 최소 1 이상의 정수값임)를 초과하면 공조장치(10)를 내외기 유입 모드에 진입시키고, 상기 공기 정화 모드 해제 횟수가 설정된 기준횟수(β) 이하이면 공조장치(10)를 내외기 유입 모드에 진입시키지 않고 공기 정화 모드에 진입하기 이전 모드로 복귀시켜 공기 정화 모드를 해제시킨다.

구체적으로, 공조장치 제어부(20)는 상기 공기 정화 모드 해제 횟수가 설정된 기준횟수(β) 이하이면 공조장치(10)의 내외기 전환도어(11)와 블로워(12) 및 냉방유닛(13)을 공기 정화 모드에 진입하기 이전 모드로 복귀시켜 공조장치의 공기 정화 모드를 해제시키고(S350,S360,S370), 이후 다시 실내 미세먼지 농도에 기초하여 공조장치(10)의 공기 정화 모드 재진입 여부를 판단하는데, 이때 공기 정화 모드 재진입 여부를 판단하기 전에 공조장치(10)의 공기 정화 모드 해제 횟수를 1만큼 증가시켜 카운팅하고 저장한다(S380).

상기 내외기 전환도어(11)가 이전 모드로 복귀되는 경우(S350) 외기유입구가 적어도 부분적으로 개방되므로 외기유입구를 통한 외기 유입이 발생하고, 이에 실외 미세먼지 농도가 높은 경우 차량 실내로 미세먼지가 유입되어 차량 실내 미세먼지 농도가 다시 높아지게 된다.

이에 공조장치(10)는 다시 공기 정화 모드에 진입하게 되고, 그 결과 실내 미세먼지 농도가 감소하여 양호해지면 다시 공기 정화 모드 해제 횟수를 기준횟수(β)와 비교한다(S340). 상기 공기 정화 모드 해제 횟수가 기준횟수(β) 이하이면 공조장치(10)의 내외기 전환도어(11)와 블로워(12) 및 냉방유닛(13)을 공기 정화 모드에 진입하기 이전 모드로 복귀시켜(S350,S360,S370) 공기 정화 모드를 해제하고 공기 정화 모드 해제 횟수를 다시 1만큼 증가시켜 누적 카운팅하며(S380), 상기 공기 정화 모드 해제 횟수가 기준횟수(β)를 초과하게 되면 공조장치를 내외기 유입 모드에 진입시킨다.

예를 들어, 상기 기준횟수(β)가 1인 경우, 공조장치(10)는 공기 정화 모드 해제 횟수가 2회이면 내외기 유입 모드에 진입하게 된다.

차량 실외 미세먼지 농도가 실외기준농도 이상으로 높아서 공조장치(10)가 공기 정화 모드에 빈번하게 진입하게 될 때의 공기 정화 모드 해제 횟수를 사전 시험 및 평가 등을 통해 도출하여 상기 기준횟수(β)로서 설정하며, 공조장치(10)의 공기 정화 모드 해제 횟수가 상기 기준횟수(β)를 초과하면 공조장치를 내외기 유입 모드에 진입시킴으로써, 실외 미세먼지 감지센서가 미장착된 차량도 실외 미세먼지 농도가 높은 조건에서 내기 오염을 억제하고 공조장치가 공기 정화 모드에 빈번하게 진입하는 횟수를 감소시킬 수 있게 된다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 공조장치(10)가 내외기 유입 모드에 진입 시 내외기 전환도어(11)와 블로워(12) 및 냉방유닛(13)의 작동은 앞서 도 2의 S150 단계를 참조하여 설명한 바와 동일하며, 내외기 유입 모드에 진입한 이후 차량 실내 습도값 및 차속값에 따라 외기유입구의 개방량 및 디프로스트 풍량을 제어하는 S400 ~ S450 단계의 제어과정 역시 앞서 도 2의 S160 ~ S210 단계를 참조하여 설명한 바와 동일하다.

계속해서, 도 4를 참조하여 실외 미세먼지 감지센서 및 습도 감지센서가 장착되지 않은 차량의 실내 공기 오염 저감을 위한 공조장치 제어 방법을 설명하면 다음과 같다.

도 4에 나타낸 바와 같이 공조장치 제어부(20)는, 앞서 도 3을 참조하여 설명한 바와 동일하게, 실내 미세먼지 농도 정보에 기초하여 공조장치(10)를 공기 정화 모드에 진입시키고(S330), 공조장치(10)가 공기 정화 모드로 작동함에 따라 실내 미세먼지 농도가 감소하여 양호해지면 공조장치(10)의 공기 정화 모드를 해제시키는 과정을 제어하면서 공기 정화 모드 해제 횟수를 누적 카운팅한다(S380).

그리고, 상기 공기 정화 모드 해제 횟수가 기준횟수(β)를 초과하면 공조장치를 내외기 유입 모드에 진입시켜(S390) 공기 정화 모드를 해제시킨다.

공조장치(10)는 내외기 유입 모드에 진입 시, 앞서 도 2를 참조하여 설명한 바와 마찬가지로, 내외기 전환도어(11)가 개방레벨1로 작동 제어된다.

습도 감지센서가 미장착된 차량의 경우 실내 습도값을 실시간으로 감지할 수 없으므로, 공조장치 제어부(20)는 내외기 전환도어(11)가 부분내기 모드(혹은 내외기 모드)에 진입하여 외기유입구를 부분 개방한 시간을 측정하고, 내외기 전환도어(11)의 내외기 모드 진입 유지(혹은 작동) 시간을 설정된 제1기준시간(m)과 비교한다(S400-1).

비교 결과, 내외기 전환도어(11)의 내외기 모드 진입 유지 시간이 제1기준시간(m)을 초과하면, 공조장치 제어부(20)는 내외기 전환도어(11)를 개방레벨2로 작동시켜(S410) 외기유입구의 개방량을 증가시킨다.

내외기 전환도어(11)를 내외기 모드로 작동 유지시켜 주행하는 경우 전방 유리창에 습기 발생의 우려가 있는데, 습기 감지센서가 미장착된 차량의 경우 차량 실내 습도를 실시간으로 감지하는 것이 불가능하여 전방 유리창의 습기 발생 여부를 피드백받을 수 없다.

따라서, 내외기 전환도어(11)가 내외기 모드에 진입하게 되면 내외기 모드에 진입하여 작동한 시간을 측정하여 설정된 기준시간이 지난 뒤에는 자동으로 내외기 전환도어의 내외기 모드가 해제되도록 함으로써 전방 유리창의 습기 발생 우려를 제거한다.

이에 공조장치 제어부(20)는 상기와 같이 내외기 전환도어(11)를 개방레벨2로 작동시킨 뒤, 개방레벨2로 작동하는 내외기 전환도어(11)의 작동 시간(즉, 내외기 모드 진입 유지 시간)이 설정된 제2기준시간(n)을 초과하면 내외기 전환도어(11)를 외기 모드로 작동시켜 외기유입구를 완전 개방시킨다(S450).

다시 말해, 상기 공조장치 제어부(20)는 외기유입구의 개방량을 내외기 유입 모드에 진입한 초기의 개방량(개방레벨1)보다 증가시킨 상태(개방레벨2)로 유지한 내외기 전환도어의 작동 시간이 제2기준시간(n)을 초과하면 외기유입구를 완전 개방시킨다.

여기서, 상기 제1기준시간(m)은 내외기 전환도어(11)가 전방 유리창의 습기 발생 없이 개방레벨1로 작동 유지되는 최소 시간으로서 설정되며, 상기 제2기준시간(n)은 내외기 전환도어(11)가 전방 유리창의 습기 발생 없이 개방레벨2로 작동 유지되는 최소 시간으로 설정되며 제1기준시간(m)보다 길게 설정된다.

그리고, 내외기 전환도어(11)의 내외기 모드 진입 유지 시간은 공조장치 제어부(20)에 내장되어 있는 클락을 이용하여 시간을 측정할 수 있다.

아울러, 공조장치 제어부(20)는 내외기 전환도어(11)를 개방레벨2로 작동 제어한 다음, 내외기 모드 진입 유지 시간을 제2기준시간(n)과 비교하기 전에, 공조장치(10)를 통해 차량 전방 유리창으로 송풍되는 풍량을 증대시켜() 전방 유리창에 습기 발생을 억제시켜 방지한다.

또한, 공조장치 제어부(20)는, 상기 내외기 전환도어(11)를 개방레벨2로 작동 제어하기 전에, S400-1 단계에서 판단한 결과 내외기 전환도어(11)가 개방레벨1로 작동한 시간이 제1기준시간(m) 이하이거나, 또는 S430-1 단계에서 판단한 결과 상기 내외기 전환도어(11)가 개방레벨2로 작동한 시간이 제2기준시간(n) 이하일 때, 차속 정보에 기초하여 선택적으로 외기유입구를 완전 개방시킨다.

상기 차속 정보에 기초하여 외기유입구를 완전 개방시키거나 실내 미세먼지 농도 상태를 재판단하는 과정은, 도 2를 참조하여 앞서 설명한 바와 동일하게 이루어진다.

10 : 공조장치
11 : 내외기 전환도어
12 : 블로워
13 : 냉방유닛
14 : 에어필터
20 : 공조장치 제어부
31 : 실내 미세먼지 감지센서
32 : 실외 미세먼지 감지센서
33 : 차속 센서
34 : 습도 감지센서

Claims

차량 내기 정화를 위한 공기 정화 모드에 진입 가능한 공조장치;
차량의 실내 미세먼지 농도에 기초하여 상기 공조장치의 공기 정화 모드를 해제시킬 때, 차량 실외 미세먼지 농도 또는 상기 공조장치의 공기 정화 모드 해제 횟수에 기초하여 상기 공조장치를 내외기 유입 모드에 진입시킴으로써 차량 내기와 외기가 상기 공조장치의 에어필터를 거쳐 차량 실내로 모두 유입될 수 있도록 하는 공조장치 제어부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 실내 공기 오염 저감 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 공조장치 제어부는 차량 실외 미세먼지 농도가 설정된 실외기준농도 이상이면 공조장치를 내외기 유입 모드에 진입시키거나, 또는 공조장치의 공기 정화 모드 해제 횟수가 설정된 기준횟수를 초과하면 상기 공조장치를 내외기 유입 모드에 진입시키는 것을 특징으로 하는 차량의 실내 공기 오염 저감 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 공조장치는 내기유입구와 외기유입구를 동시 개폐 가능한 내외기 전환도어와, 상기 내기유입구와 외기유입구를 통해 유입된 공기를 차량 실내로 송풍시킬 수 있는 블로워, 및 상기 블로워에 의해 도입된 공기 중에 포함된 미세먼지를 여과 가능한 에어필터를 구비한 냉방유닛을 포함하며,
공기 정화 모드에 진입 시 상기 내외기 전환도어가 외기유입구는 완전 폐쇄하고 내기유입구만 완전 개방하며, 상기 블로워의 작동단수가 상승 변경되고, 상기 냉방유닛이 작동되어 블로워에 의해 도입된 내기가 에어필터를 통과하게 되는 것을 특징으로 하는 차량의 실내 공기 오염 저감 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 공조장치는 내외기 유입 모드에 진입 시, 내외기 전환도어가 차량 실내로 송풍되는 외기 유입을 위한 외기유입구를 부분 개방하고, 블로워는 공조장치가 공기 정화 모드에 진입하기 이전 모드로 작동하고, 냉방유닛이 작동되어 블로워에 의해 차량 실내로 송풍되는 공기가 에어필터를 통과하게 되는 것을 특징으로 하는 차량의 실내 공기 오염 저감 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 공조장치 제어부는 공조장치가 내외기 유입 모드에 진입한 이후의 차량 실내 습도가 계속 증가하고 있는 것으로 판단되면, 외기유입구의 개방량을 내외기 유입 모드에 진입한 초기의 개방량보다 증가시키는 것을 특징으로 하는 차량의 실내 공기 오염 저감 장치.
청구항 5에 있어서,
상기 공조장치 제어부는 외기유입구의 개방량을 내외기 유입 모드에 진입한 초기의 개방량보다 증가시키는 동시에, 차량 전방 유리창측으로 송풍되는 풍량을 증가시키는 것을 특징으로 하는 차량의 실내 공기 오염 저감 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 공조장치 제어부는 공조장치가 내외기 유입 모드에 진입한 이후, 차량 실내 습도값에 기초하여 차량 전방 유리의 습기 발생이 판단되면 외기유입구를 완전 개방시키는 것을 특징으로 하는 차량의 실내 공기 오염 저감 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 공조장치 제어부는 공조장치가 내외기 유입 모드에 진입한 이후 차속이 설정된 기준차속을 초과하면 외기유입구를 완전 개방시키는 것을 특징으로 하는 차량의 실내 공기 오염 저감 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 공조장치 제어부는 차량 실외 미세먼지 농도가 설정된 실외기준농도 미만이면, 공조장치의 내외기 전환도어와 블로워 및 냉방유닛을 공기 정화 모드에 진입하기 이전 모드로 복귀시키는 것을 특징으로 하는 차량의 실내 공기 오염 저감 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 공조장치 제어부는 공조장치의 공기 정화 모드 해제 횟수가 설정된 기준횟수 이하이면, 공조장치의 공기 정화 모드를 해제시키는 동시에 공조장치의 공기 정화 모드 해제 횟수를 1만큼 증가시켜 누적 카운팅하는 것을 특징으로 하는 차량의 실내 공기 오염 저감 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 공조장치 제어부는 공조장치가 내외기 유입 모드에 진입한 시간이 제1기준시간을 초과하면 외기유입구의 개방량을 내외기 유입 모드에 진입한 초기의 개방량보다 증가시키는 것을 특징으로 하는 차량의 실내 공기 오염 저감 장치.
청구항 11에 있어서,
상기 공조장치 제어부는 외기유입구의 개방량을 내외기 유입 모드에 진입한 초기의 개방량보다 증가시키는 동시에, 차량 전방 유리창측으로 송풍되는 풍량을 증가시키는 것을 특징으로 하는 차량의 실내 공기 오염 저감 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 공조장치 제어부는 외기유입구의 개방량을 내외기 유입 모드에 진입한 초기의 개방량보다 증가시킨 상태로 유지한 내외기 전환도어의 작동 시간이 설정된 제2기준시간을 초과하면 외기유입구를 완전 개방시키는 것을 특징으로 하는 차량의 실내 공기 오염 저감 장치.