KR20000039644A - 차량 에어컨 장치의 냉각팬 구동 방법 - Google Patents

Abstract

가. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

차량의 에어컨 장치

나. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제

냉각 효율을 높이며, 엔진 시동후 초기 운행시에 냉각 효과를 조기에 얻을 수 있는 에어컨 장치의 냉각팬 구동 방법을 제공한다.

다. 그 발명의 해결방법의 요지

에어컨 장치의 냉각팬 구동 방법에 있어서, 엔진 냉각수의 온도를 측정하는 과정과, 상기 엔진 냉각수의 온도가 엔진이 장기 구동 중인 경우의 온도 범위 이하의 범위에서 미리 설정된 온도 범위에 속하는 가를 판단하는 과정과, 상기 미리 설정된 온도 범위에 속할 경우에 상기 냉각팬을 고속으로 구동하는 과정을 포함한다.

라. 발명의 중요한 용도

차량 에어컨 장치의 냉각팬 구동에 적용된다.

Description

차량 에어컨 장치의 냉각팬 구동 방법

본 발명은 차량의 에어컨(air conditioning) 장치의 구동 방법에 관한 것으로, 특히 냉각팬의 구동 방법에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 공조장치는 주변 환경의 각종 변화에 따른 온도 및 습도와 공기의 환경을 적당하게 유지함으로서 승차한 사람에게 쾌적한 느낌을 줄 수 잇도록 하기 위한 장치로서 차량 외부의 신선한 공기(외기)를 끌어 들여 차실 내의 공기(내기)와 교환하는 환기장치(ventilator)와, 차실내의 공기를 데우는 난방장치(heater)와, 차실내를 공기를 냉각하는 냉방장치(air conditioning: 이하 에어컨이라 칭함)로 구분된다. 상기와 같이 구분되는 차량의 공조장치에서 냉방 장치는 도 1에 도시된 바와 같다.

도 1은 일반적인 차량 에어컨 장치 주요부의 개략적인 일 예시 사시도이다. 도 1을 참조하면, 차량의 에어컨 장치는 기본적으로 압축기(compressor)(12), 응축기(condenser)(14), 리퀴드 탱크(liquid tank)(16) 및 쿨링유닛(cooling unit)(10)으로 구성되며, 이들은 알루미늄이나 구리 파이프와 고무 호스 등으로 접속되어, 이들간에 냉매가 순환한다.

압축기(12)는 쿨링유닛(10)에서 제공된 저압, 저온의 증기를 흡입하여 피스톤으로 압축해서 고압, 고온의 과열 증기로 응축기(14)로 압송한다. 응축기(14)에 제공된 과열된 증기는 응축기(14)의 핀을 통과하는 공기에 의해 냉각되어 액체로 응축된 후 리퀴드 탱크(16)로 제공된다. 리퀴드 탱크(16)에서는 증기와 액체가 분리되어 액체 상태의 냉매만 쿨링유닛(10)으로 제공된다. 쿨링유닛(10)은 팽창밸브 및 증발기 등으로 구성되어 액체 상태의 냉매를 기체 상태의 냉매로 변환하여 압축기(12)로 제공하며, 이때의 증발 작용에 의해 증발기 주위의 공기 중의 열이 흡수되어 냉각 동작이 이루어지게 된다.

한편 상기에서, 응축기(14)의 핀은 차량 주행시의 주행풍과 냉각팬(condenser fan 또는 radiator fan)(18)의 구동에 의해 발생된 바람에 의해 냉각된다. 상기 냉각팬(18)의 구동 조건은 차량의 속도 및 엔진 냉각수의 온도에 따라 달라지며, 일 예로 하기 표 1과 같다.

차속(km/hr)	0∼19	20∼79	80이상
에어컨 스위치	OFF	ON	OFF	On	OFF	ON
냉각수온도(℃)	90미만	OFF	LOW	OFF	LOW	OFF	OFF
	90∼94
	95∼99	LOW		LOW
	100~104			HIGH	HIGH
	105이상	HIGH	HIGH			HIGH	HIGH

상기 표 1과 같이 냉각팬(18)은 저속(LOW) 또는 고속(HIGH)으로 구동이 가능하며, 냉각 효율을 높여야 할 경우에는 고속으로 회전토록 설정된다.

그런데, 일사량이 많은 노상 주차장 등에 장기 주차를 한 경우에 있어서, 복사열에 의해 차량의 실내온도는 상당히 높은데 비해, 상기 표 1과 같은 조건의 일 요소인 냉각수의 온도는 그리 높지 않아서, 냉각팬(18)이 저속으로 회전하여 최대한의 냉각 능력을 발휘하지 못하는 경우가 발생한다. 즉, 일반적으로 엔진 구동시에는 상기 냉각수의 온도가 약 76℃ 이상이 유지되지만, 주차 등의 엔진 정지시에는 통상 55℃를 넘지 않는다. 따라서 일사량이 많은 곳에서 차량을 장기 주차한 경우에 실내 온도는 상당히 높음에 비해 냉각수의 비교적 높지 않으므로, 시동후 초기 운행시에 에어컨을 가동시켜도 상기 냉각팬(18)이 저속으로 회전하므로 최대한의 냉각 효율이 발생되지 않을 수 있다.

따라서 본 발명의 목적은 냉각 효율을 높일 수 있는 에어컨 장치의 냉각팬 구동 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 엔진 시동후 초기 운행시에 냉각 효과를 조기에 얻을 수 있는 에어컨 장치의 냉각팬 구동 방법을 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 에어컨 장치의 냉각팬 구동 방법에 있어서, 엔진 냉각수의 온도를 측정하는 과정과, 상기 엔진 냉각수의 온도가 엔진이 장기 구동 중인 경우의 온도 범위 이하의 범위에서 미리 설정된 온도 범위에 속하는 가를 판단하는 과정과, 상기 미리 설정된 온도 범위에 속할 경우에 상기 냉각팬을 고속으로 구동하는 과정을 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

도 1은 일반적인 차량 에어컨 장치 주요부의 개략적인 일 예시 사시도

도 2는 본 발명이 적용되는 차량의 수동 에어컨 장치의 개략적인 전체 블록 구성도

도 3은 도 2의 장치의 제어부의 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각팬 구동 과정의 제어 흐름도

도 4는 본 발명의 적용되는 차량의 자동 에어컨 장치의 개략적인 전체 블록 구성도

도 5는 도 4의 장치의 제어부의 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각팬 구동 과정의 제어 흐름도

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들이 나타나고 있는데 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들이 본 발명의 범위 내에서 소정의 변형이나 혹은 변경이 이루어질 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다.

일사량이 많은 곳에 차량을 주차하여 차량 실내의 온도가 높을 경우에 본 발명은 냉각팬을 고속으로 구동시키게 된다. 이를 위하여 실내 온도를 측정하는 센서를 이용할 수 있으나, 통상적으로 수동 에어컨 장치에는 상기 실내 온도 측정 센서가 구비되지 않음으로 이를 위하여 별도의 센서를 추가로 구성하여야 한다. 이러한 추가 구성에 드는 비용 등을 절약하기 위하여 본 발명은 엔진 냉각수의 온도를 측정하여 이를 통해 차량 실내 온도를 간접적으로 감지한다. 첨부 도면을 참조하여 이를 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명이 적용되는 차량의 수동 에어컨 장치의 개략적인 전체 블록 구성도이다. 도 2를 참조하여 먼저 수동 에어컨 장치 및 상기 장치에서의 냉각팬의 구동 동작을 살펴보기로 한다. 수동 에어컨 장치는 엔진제어부(ECM: Engine Control Module)(30)에서 주요 제어가 이루어진다. 즉 엔진제어부(30)는 인스트루먼트 패널 등에 설치된 에어컨스위치(22)의 입력 여부에 따라 에어컨 구동부(26) 및 냉각팬구동부(24)로 구동 제어신호를 출력하여 에어컨 장치를 구동하게 된다. 또한 상기 엔진제어부(30)는 일반적으로 엔진부(40)의 전반적이 동작을 총괄적으로 제어한다. 즉, 엔진부(40)의 각부에 설치된 각종 센서를 통해 흡배기, 분사, 점화 등에 관한 각종 제어를 하게 된다. 이때 엔진제어부(30)는 엔진부(40)의 냉각수의 온도를 확인하는데, 이러한 동작은 통상 엔진 실린더의 워터 재킷에 설치된 냉각수 온도 센서(42)의 감지값을 통해 이루어진다. 본 발명에서는 상기 냉각수 온도 센서(42)의 감지값을 통한 냉각수의 온도를 통해 차량이 일사량이 많은 곳에서 장기 주차되었음을 판단한다.

즉, 하절기에 일사량이 많은 곳에 장시간 주차하였을 경우에 복사열에 의해 차량 실내의 공기 온도뿐만 아니라 엔진룸 내부의 온도도 상승하게 되고, 이에 따라 냉각수의 온도도 상승하게 된다. 이때 상승된 냉각수의 온도는 엔진이 장기 구동 중인 경우의 온도 범위(예를 들어 최소 76℃ 이상)보다는 낮게 되며, 통상적으로 주차하여 복사열에 의해 엔진룸이 데워지지 않은 상태에서의 온도 범위(예를 들어 30℃)보다는 높게 된다. 따라서 본 발명에서는 냉각수의 온도가 상기 예에서와 같이 30℃를 초과하며 76℃보다 낮은 범위 중 어떠한 범위에 속할 경우에 차량이 일사량이 많은 곳에서 장시간 주차된 것으로 간주하고 냉각팬을 고속으로 구동하게 된다. 이를 도 3을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 도 2의 장치의 엔진제어부(30)의 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각팬 구동 과정의 제어 흐름도이다. 상기 과정에 의한 냉각팬 구동 방식은 상기 표 1에 나타난 바와 같은 냉각팬 구동 조건을 대신하는 것은 아니며, 상기 표 1에 나타난 냉각팬 구동 조건에 추가된다. 먼저 에어컨스위치(22)가 "ON" 상태가 되면 엔진제어부(30)는 이를 50단계에서 확인하여 이후 52단계로 진행한다. 52단계에서는 냉각수 온도 센서(42)를 통해 냉각수의 온도를 확인하게 된다. 이후 54단계에서는 상기 확인한 냉각수의 온도가 30℃를 초과하며 55℃ 미만인가를 판단한다. 상기 54단계에서 냉각수의 온도가 상기 범위에 속하게 되면, 58단계로 진행하여 냉각팬이 일정시간(예를 들어 약 3분) 동안 고속(HIGH)으로 구동토록 냉각팬구동부(24)에 제어신호를 출력하고 59단계로 진행한다. 상기 54단계에서 냉각수의 온도가 상기 범위에 속하지 않으면, 56단계로 진행하여 냉각팬이 저속(LOW)으로 구동토록 냉각팬구동부(24)에 제어신호를 출력하고 59단계로 진행한다. 59단계에서는 에어컨스위치(22)가 "OFF" 상태인가를 확인하여 "OFF" 상태이면 종료하고, "OFF" 상태가 아니면 상기 52단계로 진행하여 상기의 과정을 반복 진행하게 된다. 상기한 과정에 의해 일사량이 많은 곳에 차량을 주차하여 실내의 온도가 높을 경우에 냉각팬이 고속으로 구동되어 차량 실내를 조기에 냉각시킨다.

상기한 바와 같이 수동 에어컨 장치에서 본 발명은 엔진 냉각수의 온도를 측정하여 이를 통해 차량 실내의 온도를 간접적으로 감지하였으나, 자동 에어컨 장치에는 일반적으로 차량 실내의 온도를 감지하는 센서가 구비되므로, 이러한 센서를 통해 차량 실내의 온도를 직접적으로 감지하여 냉각팬 구동을 구동시킬 수 있다. 첨부 도면을 참조하여 이를 상세히 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 적용되는 차량의 자동 에어컨 장치의 개략적인 전체 블록 구성도이다. 도 4를 참조하여 먼저 자동 에어컨 장치 및 상기 장치에서의 냉각팬의 구동 동작을 살펴보기로 한다. 자동 에어컨 장치에서는 에어컨 제어부(70)에 의해 에어컨부(76)의 총괄적인 자동 제어가 이루어진다. 에어컨스위치(73)와, 사용자가 원하는 온도 설정 및 동작 모드 설정을 받기 위한 각종 조작 스위치를 구비한 조작부(74)는 사용자의 조작에 따른 스위치 입력신호를 에어컨 제어부(70)로 출력한다. 에어컨 제어부(70)는 상기 조작부(74)의 출력 신호 및 내기센서(71)를 포함한 각종 센서들로 구성된 센서부(72)의 감지값에 따라 에어컨부(76)에 제어신호를 출력하여 적절한 제어동작을 수행한다. 한편, 상기 에어컨 제어부(70)로 제공되는 조작부(74) 및 센서부(72)의 신호 중 에어컨스위치(73)의 입력 신호 등 일부 필요한 신호는 엔진부(40)를 총괄적으로 제어하는 엔진제어부(ECM)(60)로도 제공되며, 엔진제어부(60)는 이에 따른 적절한 제어동작을 취한다. 상기 엔진제어부(60)는 상기 도 2에 도시된 바와 같은 엔진제어부(30)와 거의 동일한 기능을 수행하며, 또한 이와 마찬가지로 상기 냉각팬구동부(24)에 제어신호를 출력하여 냉각팬을 고속 또는 저속(high/low)으로 구동한다.

상기와 같이 구성되는 자동 에어컨 장치에서 본 발명의 특징에 따라 상기 차량의 내기 온도를 감지하는 내기센서(71)의 감지값을 통해 차량이 일사량이 많은 곳에서 장기 주차되었음을 판단한다. 즉, 하절기에 일사량이 많은 곳에 장시간 주차하였을 경우에 복사열에 의해 차량 실내의 공기 온도가 상승하게 되어, 내기 온도가 일정한 설정 온도(예를 들어 35℃)를 초과하게 되면 차량이 일사량이 많은 곳에서 장시간 주차된 것으로 간주한다. 그후 이에 따라 냉각팬을 고속으로 구동하게 된다. 이를 도 5를 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 5는 도 4의 장치의 에어컨 제어부(70)의 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각팬 구동 과정의 제어 흐름도이다. 상기 과정에 의한 냉각팬 구동 방식은 상기 표 1에 나타난 바와 같은 냉각팬 구동 조건을 대신하는 것은 아니며, 상기 표 1에 나타난 냉각팬 구동 조건에 따른 동작과 더불어 수행된다. 이때 서로 상충하는 조건의 부분은 냉각팬을 고속으로 보다 고속으로 구동하는 조건을 따른다. 도 5를 참조하면, 먼저 에어컨스위치(73)가 "ON" 상태가 되면 에어컨 제어부(70)는 이를 80단계에서 확인하여 이후 82단계로 진행한다. 82단계에서는 내기센서(71)를 통해 차량의 실내 온도를 확인하게 된다. 이후 84단계에서는 상기 확인한 내기 온도가 35℃를 초과하는가를 판단한다. 상기 84단계에서 내기 온도가 상기 35℃를 초과할 경우에 88단계로 진행하여 냉각팬이 일정시간(예를 들어 약 3분) 동안 고속(HIGH)으로 구동토록 하기 위한 제어신호를 출력하고 89단계로 진행하며, 상기 84단계에서 내기 온도가 35℃를 초과하지 않으면, 86단계로 진행하여 냉각팬이 저속(LOW)으로 구동토록 제어신호를 출력하고 89단계로 진행한다. 89단계에서는 에어컨스위치(73)가 "OFF" 상태인가를 확인하여 "OFF" 상태이면 종료하고, "OFF" 상태가 아니면 상기 82단계로 진행하여 상기의 과정을 반복 진행하게 된다.

상기 86 또는 88단계에서 에어컨 제어부(70)에서 출력되는 냉각팬을 구동하기 위한 제어신호는 본 발명의 일 실시예에 따라 엔진제어부(60)로 제공되며, 엔진제어부(60)는 이에 따라 냉각팬을 구동하도록 구성한다. 또한 본 발명의 다른 일 실시예에서는 상기 에어컨 제어부(70)와 냉각팬구동부(24)를 직접 제어 가능토록 회로 경로를 형성하여, 상기 에어컨 제어부(70)가 상기 86 또는 88단계에서 냉각팬을 직접 구동토록 구성할 수도 있다.

상기와 같은 구성에 의해 본 발명의 특징에 따른 에어컨 장치의 냉각팬 구동 동작이 수행될 수 있다.

한편 상기한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나 여러 가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 청구범위와 청구의 범위의 균등한 것에 의하여 정하여져야 할 것이다.

상기한 바와 같이 본 발명은 일사량이 많은 곳에 차량을 주차하여 차량 실내의 온도가 높을 경우에 이를 엔진 냉각수의 온도 센서나 실내 온도 센서를 통해 직, 간접적으로 확인하여 냉각팬을 고속으로 구동시키므로, 냉각 효율을 높일 수 있으며, 특히 엔진 시동후 초기 운행시에 냉각 효과를 조기에 얻을 수 있다.

Claims (2)

1. 차량 에어컨 장치의 냉각팬 구동 방법에 있어서,

   엔진 냉각수의 온도를 측정하는 과정과,

   상기 측정한 엔진 냉각수의 온도가 엔진이 장기 구동 중인 경우의 온도 범위 이하의 범위에서 미리 설정된 온도 범위에 속하는 가를 판단하는 과정과,

   상기 측정한 엔진 냉각수의 온도가 상기 미리 설정된 온도 범위에 속할 경우에 상기 냉각팬을 고속으로 구동하는 과정을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 냉각팬 구동 방법,
2. 차량 에어컨 장치의 냉각팬 구동 방법에 있어서,

   차량 실내 온도를 측정하는 과정과,

   상기 측정한 실내 온도가 미리 설정된 온도 이상인가를 판단하는 과정과,

   상기 측정한 실내 온가가 상기 미리 설정된 온도 이상일 경우에 상기 냉각팬을 고속으로 구동하는 과정을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 냉각팬 구동 방법,