KR20040085724A - 차량의 실내공기 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 실내공기 제어방법에 관한 것으로서, 차량 실내/외의 복잡한 상황에 따라 효과적으로 대응하면서 차량의 실내공기를 청정하게 유지할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 차량의 실내공기 제어방법은, 공조장치와, 차량 실내/외의 각종 입력수단(100)에 의한 신호에 따라 공기모드를 제어하는 제어부(200)를 구비하는 공기제어장치를 이용하여, 차량의 실내공기를 청정하게 유지하도록 하는 차량의 실내공기 제어방법에 있어서: 상기 공기제어장치에 의해 차량의 주행여부를 판단하는 단계와; 주행중 주위차량이 없는 경우 외기모드로 전환하는 단계와; 주행중 주위차량이 있는 경우 내기모드로 전환하고 특정차속 이상인 경우에는 내기모드를 소정시간 동안만 지속시키는 단계와; 그리고, 내기모드 상태에서 주위차량과의 차간거리가 특정값 이상이거나 상기 내기모드 지속시간이 경과하면 외기모드로 전환하는 단계;를 포함하여 이루어진다. 또한, 주행중이 아닐경우 주위차량의 유무를 판단하여 주위에 차량이 있으면 공기모드를 내기모드로 전환하고, 주위에 차량이 없으면 외기모드로 전환하는 단계가 더 포함될 수 있다.

Description

차량의 실내공기 제어방법{METHOD FOR CONTROLLING RECIRCULATION AIR OF VEHICLE}

본 발명은 차량의 실내공기 제어방법에 관한 것으로서, 특히 차속센서, 근접센서 등을 이용하여 차량의 정지, 주행여부, 주행속도 및 내기모드 지속시간에 따른 차량 내부 및 주위 오염정도를 판단함으로써 공조모드를 보다 능동적으로 제어하여 차량 실내의 공기를 쾌적하게 유지할 수 있는 차량의 실내공기 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 공조장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 자동차 실내공기 또는 실외공기를 내/외기 전환도어(2)의 개폐에 따라 송풍기(B)에 의하여 선택적으로 도입하고, 이 공기를 공조케이스(1)를 따라 증발기(E)의 표면을 거치게 하여 냉각하거나, 온도조절도어(3)의 조작에 의해 히터코어(H)를 선택적으로 통과시켜 가열한 후, 냉기 또는 온기를 송풍로 밴트도어(4)들의 개폐선택에 따라 개방된 벤트를 통해 자동차 실내의 각 부분에 토출시킴으로써 자동차 실내를 냉/난방하면서 윈도우에 낀 성에를 제거하도록 되어 있다. 이 때, 차량의 소정의 위치에는, 공기제어장치가 설치되고 이 공기제어장치가 내/외기 제어 및 공조장치의 동작을 제어함으로써, 냉/난방이나 차량 실내의 환기 등 각종 공기 정화기능을 수행하여 차량에 탑승한 운전자나 승객들에게 쾌적하고 안락한 분위기을 느낄 수 있도록 최적의 환기 조건을 제공한다.

상기 공기제어장치에 의하여, 공조장치는 그 동작이 자동으로 제어(ATC : Automatic Temperature Control) 되거나 수동으로 제어(MTC : Manual Temperature Control)된다. 이 중 상기 자동 공기제어장치를 가지는 공조장치에 있어서, 특히 전자동으로 제어(FATC : Full Automatic Temperature Control)되는 경우에는, 차실내의 온도를 검출하는 센서와, 증발기(E)의 하류측의 온도를 검출하는 센서와, 히터코어(H)의 온도를 검출하는 센서와, 그리고 일사량을 검출하는 센서 등과 전기적으로 연결되어 상기 센서들로부터 전달되는 신호를 입력하는 입력수단과; 상기 입력수단에 입력되는 각종 신호를 전달받아 예컨대 송풍기 모터(M)의 속도나 내/외기 전환도어(2)의 작동을 피드백 제어하는 제어부;가 구비되는 것이 보통이다. 상기와 같은 구성을 갖는 자동 공기제어장치를 가지는 공조장치의 기능을 더 설명하자면, 차량의 실내/외에 설치된 각 센서들과 연결된 입력수단로부터 신호를 입력받은 제어부가 온도 및 풍량 제어 연산을 하고 그 결과에 따라 예컨대 각 시스템의 액추레이터를 피드백 제어한다. 이 제어부의 피드백 제어에 의하여, 예컨대 내/외기 전환도어(2)에 의한 송풍기(B) 입구의 개도가 조절되거나, 송풍기 모터(M)의 회전수 등이 제어됨으로써, 차실내의 환경이 운전자나 차량제작시 미리 설정된 최적의 상태로 유지되도록 공조과정 전체가 자동적으로 제어되는 것이다.

그러나, 상기 종래의 공기제어장치는, 차량의 주변상황을 주로 센서들로부터 검출된 정보에만 의존하여 작동됨으로써, 단편적인 제어동작만을 수행할 뿐 주행환경에 따른 차량의 내/외부에 존재하는 오염물질에 대한 대처가 미흡하여 결과적으로 안락하고 쾌적한 운행조건을 제공하지 못했다.

이러한 문제점들을 보완하기 위하여 차속에 따른 실내공기 청정도 보정 제어방법으로서 대한민국 공개특허 1999-33153호에 개시된 것이 알려져 있다.

상기 실내공기 청정도 보정 제어방법은, 차량의 주행속도를 소정의 구역으로 구분한 후 각 구역에 대응하는 외기송풍모터의 구동전압을 설정하는 제1과정과, 차량의 현재 주행속도가 특정 임계속도 이상인가를 판단하는 제2과정과, 상기 제2과정에서 현재 주행속도가 임계속도를 초과하였다고 판단되는 경우 상기 제1과정에서 구분된 구역내 존재구역에 대응하는 외기송풍모터의 구동전압을 억세스하는 제3과정과, 그리고 상기 제3과정에서 억세스된 제어전압으로 송풍모터를 회전시키는 제4과정을 포함하여 이루어진다.

그리고, 상기 제2과정에서 현재 주행속도가 임계속도를 초과하지 않는다고 판단되는 경우, 내부순환모드로 자동전환하는 전환과정이 더 포함된다. 또한, 상기 전환과정이 수행에 따른 실내공기의 순환동작시 공기청정기를 가동시키는 과정이 더 포함된다.

도 2에서 도시된 바와 같이, 상기 실내공기 청정도 보정 제어방법을 수행하는 공기제어장치는, 차량의 속도를 검출하여 그 검출된 신호의 정도에 따라 크기를 출력하는 비이클 신호 발생부(10)와, 차량의 전후에 구비되어 전방차량과 후미차량과의 거리를 측정하여 그 측정치를 출력하는 초음파센서(20)와, 해당 차량의 와이퍼가 동작하는가를 검출하여 출력하는 와이퍼 동작신호 발생부(30)와, 소정의 시간을 카운팅하는 기준을 제공하는 타이머(40)를 포함하는 입력수단을 구비한다. 또한, 상기 입력수단으로부터 발생되는 정보를 입력받아 송풍기 입구의 개도를 조절하는 내/외기전환 도어(50)와, 송풍팬을 회전시키는 송풍모터(60)와, 그리고 입력되는 제어신호에 따라 실내 순환공기중 양이온을 띤 이온들을 응집하는 공기청정기(70)를 제어하는 제어부(80)가 더 포함된다.

상기와 같이 구성되는 공기제어장치에 의하여 차속에 따른 실내공기 청정도보정 제어를 수행하는 과정을 도3을 참조하면서 설명한다.

상기 공기제어장치의 제어부(80)는, 시동이 걸렸는지를 판단(S10)하고, 시동이 걸렸다고 판단되면, 와이퍼가 동작하는가를 판단(S11)한다. 그리고 와이퍼가 동작한다고 판단되면 선택한 해당모드로 동작(S12)한다. 그러나, 와이퍼가 동작하지 않는다고 판단되면 송풍기의 공기흡입모드가 자동모드인가를 판단(S13)하고, 자동모드인 경우 선택에 따른 해당모드를 수행(S12)한다.

만일, 공기흡입모드가 자동모드가 아니라고 판단되면 공기흡입모드가 외기모드인가를 판단(S14)한다. 외기모드일 경우, 차속에 따른 보정제어가 수행되는데, 예컨대 차속이 시속 50Km 이상인 경우에 한하여 송풍모터(60)의 회전속도가 감속되도록 보정제어(S15)된다. 이 때, 제어동작은 10초의 지연시간을 갖고 보정되며, 이렇게 하면 빠른 차속으로 인하여 실내로 유입되는 과도한 공기로 때문에 소음이 증대되는 것을 억제할 수 있다.

그러나, 차속이 시속 50Km 이하의 저속상태인 것으로 판단(S16)되면, 제어부(80)는 오염된 외기가 차량이 실내로 유입되지 않도록 내/외기 전환도어(50)를 내기흡입모드로 전환되도록 제어(S17)하는 한편, 차량 실내의 오염공기가 정화되도록 하기 위하여 공기청정기(70)를 동작(S18)시킨다. 이 때, 상기 공기청정기(70)의 작동은 5초간 수행(S19)되도록 제어되며, 그 후 상기한 과정이 되풀이하여 피드백 제어된다.

그러나, 상기 차량의 실내공기 청정도 제어방법에 있어서는, 차량의 속도가 고속일 경우 차실내로 유입되는 공기의 유량을 저감시켜 실내소음을 억제시킴으로써 실내공기 청정도 제어와는 별개의 소음저감 효과를 얻고 있을 뿐이다.

또한, 차속이 저속일 경우 무조건 내기모드만을 수행한 후에 5초간 공기청정기(70)를 동작시킴으로써 내기모드 상태가 장시간 지속되는 경우가 발생한다. 이럴 경우, 차내에 공기청정기(70)가 작동한다 하더라도 차내에 탑승자로부터 발생되는 이산화탄소량 뿐만 아니라 틈새를 통하여 차량의 실내로 침투한 오염물질의 양이 점차 증가하여 차량의 내부공기가 탁해져 운전자의 쉽게 졸음을 유발하는 등 운전자에게 악영향을 끼칠 뿐만 아니라, 차창의 포깅(Fogging)현상이 유발되어 차량의 안전운행에도 커다란 지장을 초래하는 문제점이 발생된다.

또한, 내기모드시 오염물질의 존재여부 확인 단계를 거치지 않은 채 공기청정기(70)를 가동시킴으로써 예컨대, 쾌적한 시골길에서 저속으로 운행시 불필요하게 내기모드로 전환되고 공기청정기(70)가 작동되는 경우가 발생한다. 이 때문에, 운전자는 공조모드를 수동모드로 전환하고 외기모드로 바꾸는 한편 공기청정기(70)의 동작을 중지시켜야 하는 등의 불편함이 뒤따를 수 있다. 따라서 상기의 종래 방법으로는 차량을 둘러싼 주변의 복잡한 상황에 따라 실내공기를 청정하게 유지하도록 효과적으로 대처하기가 매우 어렵다.

한편, 차량 주위의 공기 오염정도를 가스 감지량에 따라 감지하여 그 신호를 공기제어장치로 보내고 이 신호를 받은 공기제어장치가 내/외기 전환도어(2)를 내기모드로 전환시키도록 함으로써 차량의 실내공기를 청정하게 유지하도록 가스센서가 더 구비될 수 있다.

그러나, 이 경우에도, 가스센서가 차량의 주행상태와는 무관하게 단순히 오염물질의 존재 여부만을 탐지하고 이 오염물질의 유입차단 및 정화를 위해 내기모드를 장시간 지속시키야 하므로 상술한 선행기술에서와 마찬가지로 포깅현상 및 운전자 졸음현상을 유발시키는 문제들을 해결할 수는 없다.

본 발명은, 상기와 같은 종래 문제점들을 해소하기 위해 이루어진 것으로서, 차량 실내/외의 복잡한 상황에 따라 효과적으로 대응하면서 차량의 실내공기를 청정하게 유지하여 승객에게 안락하고 쾌적한 운행조건을 제공할 수 있는 차량의 실내공기 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 일반적인 자동차 공조장치를 나타내는 개략적인 단면도.

도 2는 종래 공기제어장치의 일 예를 보인 블록도.

도 3은 종래 공기제어장치에 의한 공기청정제어 과정을 나타내는 흐름도.

도 4는 본 발명에 따른 차량의 실내공기 제어방법을 수행하기 위한 공기제어장치를 나타내는 개략적인 블록도.

도 5는 본 발명에 따른 차량의 실내공기 제어방법을 나타내는 흐름도.

도 6a 및 도 6b는 각각 본 발명에 따른 차량의 실내공기 제어방법에 있어서의 차속 대비 내기모드 지속시간 및 차간거리와의 관계를 나타내는 그래프.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100...입력수단 110...기존입력수단

120...속도센서 130...차량근접센서

140...타이머 200...제어부

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 공조장치와, 차량 실내/외의 각종 입력수단에 의한 신호를 입력받아 차량 실내/외의 각종 환경에 따라 상기 공조장치의 공조모드를 내기모드 또는 외기모드로 피드백 제어하는 제어부를 구비하는 공기제어장치를 이용하여, 차량이 실내공기를 청정하게 유지하도록 하는 차량의 실내공기 제어방법에 있어서: 상기 공기제어장치에 의해 차량의 주행여부를 판단하는 단계와; 주행중 주위차량이 없는 경우 공조모드를 외기모드로 전환하는 단계와; 주행중 주위차량이 있는 경우 공조모드를 내기모드로 전환하고 특정차속 이상인 경우에는 내기모드를 소정시간동안만 지속시키는 단계와; 그리고, 내기모드 상태에서 주위차량과의 차간거리가 특정정값 이상이거나 상기 내기모드 지속시간이 경과하면 공기모드를 외기모드로 전환하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따르면, 주행중이 아닐 경우 주위차량의 유무를 판단하여주위에 차량이 있으면 공기모드를 내기모드로 전환하고, 주위에 차량이 없으면 외기모드로 전환하는 단계가 더 포함될 수 있다.

상기한 바와 같이 구성된, 본 발명에 따른 차량의 실내공기 제어방법에 따르면, 공기제어장치가 차량의 정지 또는 주행중에 탐지되는 본 차량 실내/외의 각종정보에 따라 최적의 공기모드를 제어함으로써, 차량의 실내공기를 청정하게 유지할 수 있고, 이에 따라 탑승자에게 쾌적한 실내공기가 제공될 수 있다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량의 공기 제어방법을 수행하기 위하여 공조장치의 공기모드를 제어하도록 적용되는 공기제어장치는 차량의 실내/외 조건을 감지하기 위한 각종 입력수단(100)과, 상기 입력수단(100)으로부터 입력되는 신호에 따라 공조장치의 도어를 구동하는 액츄에이터, 송풍기 모터 등 각종 엑츄에이터의 구동을 제어하는 제어부(200)를 구비한다.

상기 입력수단(100)은, 전술한 종래 공기제어장치(FATC)를 구성하는 기존입력수단(110)과, 차량의 속도를 검출한 신호를 제어부(200)로 입력하는 차속센서(120)와, 주차 경고장치에 내장된 차량근접센서(130)와, 그리고 시간을 카운팅하는 타이머(140)를 구비한다. 상기 제어부(200)는, 이러한 입력수단(100)으로부터 입력되는 각종 신호에 따라 일반공조제어는 물론, 공기모드나 송풍량, 풍속 등을 제어하게 되는데, 예컨대 송풍모터의 동작 전압을 제어함으로써 송풍팬의 회전속도가 조절되고, 내/외기 전환도어를 작동시키는 엑츄에이터에 대한 출력전압을 제어함으로써 공기모드가 내기모드 또는 외기모드로 전환되며, 공조장치를 구성하는 공조케이스의 내부에 설치되는 히터코어로의 공기유동량을 조절하는 온도조절도어를 작동시키는 엑츄에이터에 대한 출력전압을 제어함으로써 조화공기의 온도가 조절되며, 공조케이스에 설치되는 각종 벤트의 개도를 조절하는 벤트도어들을 작동시키는 엑츄에이터에 대한 출력전압을 제어함으로써 차량 실내의 공기 토출경로가 제어되는 것이다. 여기서, 상기 공기제어장치를 구성하는 기존 입력수단에 대한 설명은 종래기술에서 설명되었으므로 여기서의 그 상세한 설명은 생략한다.

본 발명에 따른 차량의 실내공기 제어방법은 상기한 바와 같이 구성되는 공기제어장치에 의하여 수행되는데, 차량의 주행여부, 주행속도, 주위차량의 유무, 주위차량과의 차간거리, 차량 실내/외의 공기오염정도 등 각종 정보에 따라 공기모드가 최적으로 제어됨으로써 차량의 실내공기가 청정하게 유지될 수 있도록 이루어진다.

본 발명에 따른 차량의 실내공기 제어방법에 따르면, 도 5에 도시된 바와 같이, 차량의 시동을 켜고 주행을 시작하면, 시동장치와 전기적으로 연결된 공기제어장치를 구성하는 제어부(200)에 의해 주행여부가 판단(S101)된다. 차량이 주행중이 아닌 경우에는 주위에 차량이 있는지를 판단(S120)하고, 주위차량이 없으면 공기모드가 외기모드일 지라도 주위차량으로부터 배출되는 배기가스가 차량 실내로 유입될 위험성이 적으므로 공기모드는 외기모드로 전환(S121)되고, 주위차량이 있으면 공기모드가 외기모드일 경우 주위차량으로부터 배출되는 배기가스가 차량 실내로 유입될 위험성이 크므로 공기모드는 내기모드로 전환(S122)된다.

상기 차량의 주행여부를 판단하는 단계(S101)에서 차량이 주행중이면, 차량근접센서(130)의 입력신호에 따라 제어부(200)는 주위에 차량이 있는지 판단(S102)한다. 이 단계(S102)에서 주위에 차량이 없으면 공기모드는 외기모드가 되도록 제어부(200)에 의해 제어(S103)된다. 즉, 제어부(200)는 내/외기 전환도어를 작동시키는 액츄에이터에 대한 출력전압을 제어하고, 이에 따라 내/외기 전환도어는 외기흡입구를 개방하도록 동작한다.

상기 단계(S102)에서, 주위에 차량이 있으면, 차속센서(S120)의 입력신호에 따라 제어부(200)는 차속의 크기를 판단(S102)하여 공기모드를 제어한다. 즉, 내기모드 지속시간을 차속에 반례하도록 제어하게 되는 바, 예컨대 차속이 30Km/h 이하인 경우 차량의 실내로 오염물질이 유입될 가능성이 크므로 공기모드는 내기모드로 전환(S105)되어 그 상태가 유지된다. 또한, 차속이 30Km/h 보다 빠른 경우 주행풍속의 증가 등으로 인하여 전자보다 상대적으로 오염물질의 유입가능성이 낮으므로 내기모드 지속시간을 소정시간으로 연산(S107)하여 공기모드를 상기 소정시간 만큼만 유지(S108)시킨다.

상기한 바와 같은 내기모드 유지과정에서, 차량근접센서(130)의 입력신호에 따라 제어부(200)는 주위차량과의 차간거리가 차속의 크기에 비례하여 커지게 제어되는 특정값(즉, 특정거리) 보다 낮은지 아닌지를 판단(S108)하게 된다. 만약, 차간거리가 특정거리보다 멀다고 판단되면 주위차량으로부터 배출되는 배기가스의 유입 가능성이 낮으므로 공기모드는 외기모드로 전환(S109)된다. 또한, 차간거리가 특정거리보다 가까운 것으로 판단되면 공기모드가 외기모드일 경우 주위차량으로부터 배출되는 배기가스의 유입 가능성이 높으므로 공기모드는 내기모드가 계속 유지된다. 또한, 이 내기모드가 유지되는 단계에서 내기모드 지속시간이 특정값(즉, 특정시간)과 비교판단(S110)하여, 내기모드 지속시간이 특정시간 이상으로 경과하면 공기모드는 외기모드로 전환(S109)된다.

이렇게 하면 주행속도와 차간거리 등의 각종 조건을 동시에 대비하면서 내/외기 모드가 피드백 제어되므로 종래와 같이 단지 일정차속에 의해서만 내/외기를 제어하던 방식에 비해 보다 능동적이고 효율적인 실내 공기제어가 가능하다. 또한, 타이머(140)에 의해 연산된 내기모드 지속시간에 따라 내기모드가 지속된 후 외기모드로 전환되므로, 내기모드 과정에서 탑승자의 호흡에 의해 증가되는 실내 이산화탄소량이나 틈새를 통해 침투하는 오염물질에 의해 운전자에게 졸음이 유발되는 현상 및 윈도우의 포깅현상이 외기모드로의 전환에 의해 효과적으로 방지된다.

따라서, 종래와 같이 실내공기의 청정을 위하여 설치되는 가스센서 및 공기 청정기를 사용하지 않고도 차량의 실내/외 환경에 따라 능동적으로 차량의 실내공기를 최적으로 청정하게 제어할 수 있는 이점이 있다.

상기한 바와 같이 본 발명의 차량의 실내공기 제어방법에 따르면, 종래 사용하였던 가스센서나 공기청정기를 배제하고도 차량의 주행조건, 차량의 각종 실내/외 환경 등에 능동적으로 대처하여, 차량의 실내공기를 최적으로 청정하게 유지할 수 있도록 공기모드를 제어할 수 있으므로, 차량 실내공기를 청정하게 유지하기 위한 구성요소를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 쾌적한 자동차 운행을 도모할 수 있다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화 될 수 있으며, 이 또한 본 발명의 범위에 포함되어야 한다.

Claims (4)

1. 공조장치와, 차량 실내/외의 각종 입력수단에 의한 신호를 입력받아 차량 실내/외의 각종 환경에 따라 상기 공조장치의 공조모드를 내기모드 또는 외기모드로 피드백 제어하는 제어부를 구비하는 공기제어장치를 이용하여, 차량이 실내공기를 청정하게 유지하도록 하는 차량의 실내공기 제어방법에 있어서:

   상기 공기제어장치에 의해 차량의 주행여부를 판단하는 단계와;

   주행중 주위차량이 없는 경우 공조모드를 외기모드로 전환하는 단계와;

   주행중 주위차량이 있는 경우 공조모드를 내기모드로 전환하고 특정차속 이상인 경우에는 내기모드를 소정시간동안만 지속시키는 단계와; 그리고,

   내기모드 상태에서 주위차량과의 차간거리가 특정값 이상이거나 상기 내기모드 지속시간이 경과하면 공기모드를 외기모드로 전환하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 실내공기 제어방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 주행여부 판단단계에서 주행중이 아닐 경우 주위차량의 유무를 판단하여 주위에 차량이 있으면 공기모드를 내기모드로 전환하고, 주위에 차량이 없으면 외기모드로 전환하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량의 실내공기 제어방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 내기모드 지속시간은 차속에 반비례하여 길어지도록 제어되는 것을 특징으로 하는 차량의 실내공기 제어방법.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 특정값은 차속에 비례하여 커지도록 제어되는 것을 특징으로 하는 차량의 실내공기 제어방법.