KR20070059277A - 차량용 공조장치의 내／외기 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 공조장치의 제어방법에 관한 것으로서, 내/외기를 제어하여 악취가 나는 것을 방지하기 위한 차량용 공조장치의 내/외기 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 압축기의 구동이 정지된 후 응축수(凝縮水)가 발생하는 증발기의 소정 온도영역에서 자동으로 내/외기(內/外氣)를 전환하여 응축수 및 내기에 섞여있는 차량 내장재(內裝材)의 냄새입자에 의한 악취를 방지하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 차량용 공조장치의 내/외기 제어방법에 의하면, 응축수에 발생한 세균에 의한 악취를 방지할 수 있고, 내기에 섞여있는 차량 내장재의 냄새입자들이 응축수에 흡착(吸着)되지 않으므로, 악취가 나는 것을 방지하여 쾌적한 실내환경을 조성할 수 있는 효과가 있다.

차량, 공조장치, 냉방, 응축수, 증발기, 악취, 변곡구간

Description

차량용 공조장치의 내／외기 제어방법{INDOOR／OUTDOOR AIR CONTROL METHOD OF AIR CONDITIONING SYSTEM FOR VEHICLE}

도 1은 차량용 공조장치의 공기 유입을 나타낸 개략도로서, (a)는 내기가 순환되는 것을 나타낸 것이고, (b)는 외기가 유입되는 것을 나타낸 개략도.

도 2는 일반적인 차량용 공조장치의 단면도.

도 3은 에어컨 가동을 중지한 후 증발기의 온도변화 그래프.

도 4는 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 내/외기 제어방법에서 에어컨을 수동조작할 때의 순서도.

도 5는 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 내/외기 제어방법에서 에어컨을 자동온도조절시스템으로 조작할 때의 순서도.

*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ***

I : 내기 O : 외기

R : 변곡구간 R1 : 변곡시작점

R2 : 변곡끝점

본 발명은 차량용 공조장치의 제어방법에 관한 것으로서, 내/외기(內/外氣)를 제어하여 증발기에서 악취가 나는 것을 방지하기 위한 차량용 공조장치의 내/외기 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

일반적으로, 차량에는 기후나 주행 조건에 상관없이 승차원이 쾌적한 환경을 누리도록 함과 아울러, 유리창의 서리 등을 방지하여 운전자의 시계(視界)를 확보함으로써, 안전한 운전을 할 수 있도록 하기 위한 공조장치를 구비하고 있다.

이러한 차량용 공조장치는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 내기(I) 또는 외기(O)가 선택적으로 유입될 수 있도록 조정되는 인테이크 도어(intake door)(12)가 구비되고, 내기(I) 또는 외기(O)의 유량을 제어하고 후술하는 공조케이스(50) 내부로 내기(I) 또는 외기(O)를 보내도록 송풍기 휠(wheel)(14) 및 송풍기 모터(motor)(16)가 구비된 송풍기 유니트(unit)(10)와, 상기 송풍기 유니트(10)를 통하여 유입된 내기(I) 또는 외기(O)가 공조케이스(case)(50) 내부로 이동하도록 송풍기 유니트(10)와 공조케이스(50) 사이에 구비된 덕트(duct)(20)와, 압축기(32)로부터 냉매를 공급받아서 유입된 내기(I) 또는 외기(O)를 냉각하는 증발기(30)와, 뜨거워진 냉각수가 흘러 공기를 가열하는 히터 코어(heater core)(40)와, 상기 증발기(30) 또는 히터 코어(40)에 의해 온도조절된 공기가 차량 내부로 공급되도록 형성된 각종 벤트(vent)들(64, 65, 66, 67)과, 상기 각종 벤트들(64, 65, 66, 67)을 개폐하는 각종 도어(door)들(54, 55, 56, 57)로 구성되어 있다.

도 1(a)는 내기(I)가 순환하는 것을 나타낸 개략도이고, 도 1(b)는 외기(O)가 유입되는 것을 나타낸 개략도이다. 일반적으로, 늦봄에서 초가을까지는 고온다 습한 계절이어서 압축기를 구동하여 차량의 실내를 냉방하게 된다. 냉방모드(mode)는 냉방효율을 높이기 위해 더운 외기의 유입을 차단하고 내기를 순환시킨다. 그러나, 겨울철에 차량의 실내를 난방하기 위한 난방모드에서는 내기만을 순환하여 난방을 하게 되면 전면 유리창에 김 서림을 발생하기 때문에, 외기를 유입한다.

이러한 내기 또는 외기모드는 대개 운전석의 센터페시아(center fascia)에 배치된 공조장치 콘트롤 패널(control pannel)의 조작에 의해 전환되며, 이를 위해 콘트롤 패널에는 내기/외기 전환 버튼(button) 등이 구비되어 있다. 일반적으로, 압축기 구동에서부터 내기/외기 모드 설정 등은 모두 운전자가 수동으로 조작하는 방식이다. 그러나, 자동온도제어 공조시스템(system)에서는 버튼을 따로 조작할 필요없이 초기에 온도를 설정해 놓으면 주변 조건에 맞게 자동으로 제어된다.

일반적인 자동온도제어 공조시스템은, 희망온도를 설정하고, 이 온도에 맞추어 냉방모드, 송풍모드 및 온풍모드가 자동으로 제어되는 것이다. 이를 테면, 여름철에 실외온도가 30℃일 때, 희망온도를 18℃로 설정하면, 내기가 송풍기 유니트 및 증발기 유니트를 거쳐 냉각된 다음 실내로 토출(吐出)됨으로써 실내가 냉방되는 과정이, 설정온도인 18℃가 될 때까지 지속된다. 그런 다음, 설정온도인 18℃가 되면 압축기의 구동이 중지되고 단지 차가워진 실내공기를 순환시키는 내기모드는 유지된다.

그런데, 수동조작에 의해 냉방모드가 작동되는 경우나, 자동온도조절 공조시스템으로 냉방모드가 작동되는 경우, 두 경우 모두 압축기의 구동이 멈춰지면, 곧 증발기의 온도가 상승하면서 증발기 외주면에 응축수(凝縮水)가 발생하게 된다.

이러한 응축수는 대부분 공조케이스의 하부에 형성된 드레인 홀(drain hole)(도시생략)을 통하여 외부로 배출되지만, 그 표면장력으로 인하여 상기 드레인 홀을 통하여 전량 배출되는 것이 불가능하여 그 잔량이 공조케이스의 내부나 증발기의 표면에 존재하게 되며, 이러한 잔류 응축수는 곰팡이균과 같은 세균의 서식처를 제공하게 된다.

한편, 여름철에는 실외온도가 고온이고 차체가 직접 받는 태양열이나 엔진(engine)열 등의 가열 요소가 많으므로, 차량 실내를 소정의 설정온도로 유지하기 위해서 압축기를 항상 구동하는 경우가 많다. 즉, 여름철 차량의 운행 중에는 압축기가 거의 항상 구동되기 때문에 차량의 운행을 중지하기 전까지는 증발기의 온도가 높아지지 않는다.

반면에, 봄철이나 가을철에는 차량의 주위온도가 여름철보다 저온이므로, 차량의 냉방에 필요한 시간은 짧지만, 빈번하게 압축기를 구동-중지하기 때문에 응축수가 더욱 쉽게 발생하게 된다.

한편, 일반적인 자동온도제어 공조시스템을 가진 공조장치에서 냉방모드는 냉방효율을 높이기 위해 더운 외기를 유입하지 않고 자동으로 내기를 유입하여 공기를 냉각하도록 되어 있다. 이러한 내기에는 차량의 내장재(內裝材) 등의 냄새입자들이 섞여 있어서, 내기만 순환할 경우, 증발기 표면에 발생한 응축수에 냄새 입자가 흡착(吸着)되어 응축수 내의 세균 등과 함께 다시 차량의 실내로 방출됨으로써 악취의 원인이 된다.

이와 같이 악취가 나는 내기가 차량 실내로 유입될 경우, 운전자에게 불쾌감 을 주어 안전운전을 저해할 우려가 있고, 건강에도 좋지 못한 영향을 미치는 문제점이 있어, 쾌적한 공조효과를 가질 수 없게 된다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 차량 내부에 방향제를 설치하기도 하지만, 이는, 악취를 제거하는 것이 아니고, 악취를 방향제에 의해 중화하는 것이므로, 근본적인 해결책이 될 수 없다.

또한, 한국특허공개번호 제10-2004-0100271호(공개일자 : 2004년 12월 02일; 이하, 종래기술이라 함)에는 턱트 내에 습도센서(sensor)를 장착하고, 상기 습도 센서와 연결된 공조제어장치를 통해 습도센서로부터 측정된 습도값과 설정된 기준 습도값을 비교 판단하여 선택적으로 증발기에 대한 냉매유입을 차단하면서 덕트 내의 수분을 제거할 수 있도록 함으로써, 공조시스템 작동시 발생하는 악취를 억제하는 것이 개시되어 있다.

그러나, 이러한 종래기술은, 덕트 내에 습도센서를 별도로 구비하여야 하고, 냉매의 유입을 조절하는 밸브(valve) 등을 별도 구비하여야 하므로 비용 및 구성이 복잡해지는 문제점이 있고, 내기에 포함된 차량의 내장재의 냄새입자를 억제할 수 없으므로, 차량의 실내에 여전히 악취가 날 수 있는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 에어컨 가동이 중지된 후에 증발기의 표면에 응축수가 발생하는 소정의 증발기 온도에서 악취가 나는 점을 착안하여, 증발기의 온도 변화를 감지하여 소정의 증발기 온도에서는 내기를 유입하지 않고, 신선한 외기를 유입하도록 자동으로 내/외기를 전환하게 하 는 차량용 공조시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

차량의 공조장치 내부로 내기 또는 외기가 선택적으로 유입될 수 있도록 하는 인테이크 도어와, 유입되는 내기 또는 외기를 공조장치 내부로 강제 유입시키는 송풍기와, 냉매를 압축하고 순환시키는 압축기와, 상기 압축기와 연결된 증발기와, 상기 증발기의 온도를 측정하는 증발기 온도센서와, 상기 증발기를 통과하여 냉각된 내기 또는 외기를 차량 내부로 공급하는 각 벤트들 및 도어들을 포함하는 차량용 공조장치를 제어하는 방법에 있어서,

압축기 구동이 중지된 후, 상기 증발기 온도 센서에서 측정된 증발기의 온도변화에 변곡구간이 감지되면, 외기모드로 전환하고, 증발기의 온도변화에 변곡구간의 종료가 감지되면, 내기모드로 전환하는 것을 특징으로 한다.

또한, 증발기의 온도변화에 변곡구간이 감지되지 않으면, 내기모드를 유지하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 의한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

응축수가 발생하는 시점은, 도 3에 도시한 바와 같이, 증발기의 온도가 일정하게 유지되거나 시간이 지날수록 온도가 오히려 더 떨어지기도 하는 변곡구간(R)이 나타나는 시점이다. 도 3에 의해 알 수 있듯이, 증발기의 온도가 대략 8℃에서 이러한 현상이 발생하고 있다. 이는, 증발기 표면에 응축수가 발생하기 시작하면서 증발기와 주변 열과 일시적으로 열적 차단이 이루어져 온도변화가 없게 되는 것이다. 이 온도에서 증발기 표면에 응축수가 발생하기 때문에 이러한 변곡구간(R)이 길어질수록 응축수의 양이 더욱 늘어나게 된다.

수동으로 냉방모드를 작동하는 경우, 도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 차량용 공조장치의 내/외기 제어방법은, 운전자에 의해 차량에 시동을 건 후(S1), 공조장치 컨트롤 패널을 조작하여 공조장치를 가동한다. 차량의 내부의 온도에 따라 고온다습한 여름철인 경우, 압축기를 구동하여 차량의 실내를 냉방한다(S2). 이때, 냉방효율을 높이기 위해, 공조장치는 내기를 순환시키는 내기모드로 작동하게 한다. 에어컨이 가동된 후, 소정의 시간이 지나서 운전자가 차량의 냉방이 더 필요가 없다고 느낄 때(S3), 압축기의 구동을 멈추는 한편(S4), 송풍기의 구동은 그대로 내기모드를 유지한다.

이때, 외기모드로 전환하지 않는 이유는, 외기모드로 전환될 경우, 외기의 온도가 내기온도보다 고온이므로 고온의 외기가 실내로 유입되어 냉방된 실내의 온도를 올리기 때문이다.

압축기의 구동이 중지되면, 압축기로부터 증발기로 더 이상 냉매가 공급되지 않으므로, 증발기의 온도가 상승하기 시작한다. 증발기의 온도가 상승하면서, 소정의 온도에서 온도의 상승이 없거나 더 떨어지는 변곡구간(R)의 변곡시작점(R1)이 증발기에 부착된 온도센서(도시 생략)에 의해 감지된다(S10).

상기 온도센서는, 증발기의 표면온도를 검출하기 위해 설치되는 것으로서, 증발기의 전면이나 방열핀 내부에 삽입 고정된다. 이러한 온도센서는 증발기의 표 면온도를 검출하기 위해 서미스터(thermistor)를 내장한 프로텍터(protector)로 이루어진 일정한 길이의 감지부(感知部)와, 상기 감지부를 증발기 측에 고정하기 위한 고정구(固定具)로 구성된다. 따라서, 상기 감지부와 고정구가 평행한 상태로 증발기의 방열핀 내부에 삽입되어 고정된다. 즉, 상기 감지부가 파형(波形)으로 절곡되어 있는 방열(放熱)핀(pin)의 산과 산 사이에 삽입되어 방열핀과의 접촉에 의해 증발기 측의 온도를 감지하게 되는 것이다.

상기와 같은 온도센서에 의해 봄/가을의 기후조건으로 실험한 결과 증발기의 온도는 대략 8℃에서 변곡구간(R)을 시작한다. 증발기의 온도변화에서 변곡구간(R)이 감지되면, 공조장치는 자동적으로 송풍기 유니트(10)에 구비된 인테이크 도어(12)를 제어하여, 내기모드(I)에서 외기모드(O)로 전환한다(S11). 응축수가 많이 발생되는 변곡시작점(R1)에서 외기모드(O)로 전환되면, 증발기에서 응축수가 발생하는 것이 억제되고, 따라서 내기에 섞여 있는 차량용 내장재의 냄새입자들이 응축수에 흡착되는 것이 방지됨으로써, 악취의 발생원인을 줄일 수 있게 된다.

한편, 증발기의 온도센서에 의해 변곡구간(R)에서 소정시간동안 계속해서 온도가 상승하는 것 즉, 변곡구간(R)의 종료가 감지되면, 다시 내기모드로 자동으로 전환된다(S14). 상기 변곡구간(R)의 변곡시작점(R1)을 감지하는 단계(S10)에서, 변곡시작점(R1)이 감지되지 않으면, 내기모드가 유지되어(S12) 차량 실내의 냉방효율을 떨어뜨리지 않게 한다.

상기와 같이, 수동으로 공조모드를 조작할 때에, 증발기의 소정의 온도구간에서 자동적으로 내/외기모드가 전환하도록 하여 악취가 나는 것을 방지할 수 있게 된다.

자동온도조절 공조시스템으로 냉방하는 경우, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 차량용 공조장치의 내/외기 제어방법은, 운전자에 의해 차량을 시동건 후(S1), 공조장치 컨트롤 패널을 조작하여 공조장치를 작동한다. 그런 다음, 희망온도를 설정하여 그 온도에 맞게 자동온도조절모드가 작동하게 된다(S5). 차량 내부에 설치된 온도센서에 의해 차량 내부의 온도가 설정온도보다 고온이면(S6) 압축기가 구동되도록 제어된다(S7). 이러한 냉방모드는, 수동으로 에어컨을 조작할 때와 마찬가지로 냉방효율을 좋게 하기 위해 내기를 순환시켜 차량의 실내를 냉방하게 된다.

상기 내기는 송풍기 유니트(10) 및 증발기 유니트(30)를 거쳐 각 벤트(vent)들(62, 65, 66, 67)을 통하여 냉각되어, 차량 실내로 토출(吐出)된다. 차량 실내로 토출된 냉각된 내기는 다시 송풍기 유니트(10)에 의해 공조장치로 흡입되어 증발기 유니트(30)를 통과하여 각 벤트들(62, 65, 66, 67)을 통하여 차량 실내로 재토출된다.

이러한 과정을 반복하여, 차량 실내가 설정온도에 이르면(S8) 자동으로 압축기의 구동이 중지되고, 내기모드는 유지하게 된다(S9). 압축기의 구동이 중지되면, 증발기의 온도가 상승하게 된다. 증발기의 온도가 상승할 때, 증발기에 부착된 온도센서에 의해 변곡구간의 시작점이 감지되면(S10), 수동으로 에어컨을 조작할 때와 마찬가지로, 자동으로 외기모드로 전환하게 된다(S11).

이하의 과정은 수동으로 에어컨을 조작하는 경우와 같다.

상기와 같은 과정을 되풀이 하는 동안, 증발기는, 냉방모드가 실행되었을 때에는 차가워지고, 냉방모드가 해제되었을 때에는 데워지게 된다. 이와 같이 증발기가 차가워지고, 데워지는 것을 반복하게 되고, 특히 봄철이나 가을철에 더욱 빈번하게 반복됨으로써, 도 3에 도시된 바와 같이, 증발기의 온도가 일정하게 유지되거나 시간이 지날수록 온도가 오히려 더 떨어지기도 하는 변곡구간(R)이 발생하게 된다.

상기 변곡구간(R)이 자주 발생하게 되면, 증발기에는 응축수가 발생하게 된다. 이 응축수는 차량 내장재(內裝材)의 냄새입자가 섞여있는 내기를 흡착되게 하고, 응축수의 세균과 함께 섞여 오염된 내기는 증발기를 통과하여 차량의 실내로 토출되어 악취가 나게 된다.

그러므로, 본 발명에 의한 공조시스템은 응축수가 생기는 지점인 변곡시작점(R1)의 온도를 감지하여 응축수의 발생을 방지하여 차량 실내에 악취가 나지 않게 하기 위해, 자동으로 내기를 막고 외기가 유입되도록 제어된다. 변곡구간(R)에서 온도 변화가 일정하게 유지되거나 오히려 더 떨어지는 것을 감지하여 내기의 유입을 막고, 외기가 유입되도록 자동전환 한다. 상기 변곡구간(R)의 온도를 감지하는 센서(sensor)는 일반적인 온도 변화감지 센서가 사용될 수 있다.

변곡구간(R)이 완료하여, 증발기의 온도 변화가 대략 일정비율로 상승하게 되면, 다시 내기모드로 전환하여 냉방효율을 떨어지지 않게 한다.

또한, 변곡구간(R)을 감지하는 단계(S10)에서, 변곡구간(R)이 감지되지 않으 면, 내기모드를 유지하게 된다(S12).

상기와 같은 과정을 반복함으로써, 수동으로 냉방모드를 작동시키거나 자동온도제어 공조시스템으로 작동시킬 때에, 에어컨 가동이 중지된 후 응축수가 발생되는 것을 억제하여, 차량의 실내로 토출되는 공기에서 악취가 나는 것을 방지할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이같은 특정 실시예에만 한정되지 않으며, 해당분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 특허청구범위 내에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경이 가능할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 내/외기 제어방법에 의하면, 증발기에서 응축수가 발생되는 온도를 감지하여 응축수의 발생을 억제하여, 응추수의 세균에 의한 악취를 방지할 수 있으며, 내기모드에 섞여있는 차량 내장재의 냄새입자들이 응축수에 흡착되지 않으므로, 압축기 구동이 정지된 후, 악취가 나는 것을 방지할 수 있으므로 쾌적한 실내환경을 조성할 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 차량의 공조장치 내부로 내기(I) 또는 외기(O)가 선택적으로 유입될 수 있도록 하는 인테이크 도어(12)와, 유입되는 내기(I) 또는 외기(O)를 공조장치 내부로 강제 유입시키는 송풍기(10)와, 냉매를 압축하고 순환시키는 압축기(32)와, 상기 압축기(32)와 연결된 증발기(30)와, 상기 증발기(30)의 온도를 측정하는 증발기 온도센서와, 상기 증발기(30)를 통과하여 냉각된 내기(I) 또는 외기(O)를 차량 내부로 공급하는 각 벤트들(64, 65, 66, 67) 및 도어들(54, 55, 56, 57)을 포함하는 차량용 공조장치를 제어하는 방법에 있어서,

   압축기 구동이 중지된 후, 상기 증발기 온도 센서에서 측정된 증발기의 온도변화에 변곡구간(R)이 감지되면(S10), 외기모드로 전환하고(S11), 증발기의 온도변화에 변곡구간(R)의 종료가 감지되면(S13), 내기모드로 전환하는 것(S14)을 특징으로 하는 차량용 공조장치의 내/외기 제어방법.
2. 제 1항에 있어서,

   증발기의 온도변화에 변곡구간(R)이 감지되지 않으면(S10), 내기모드를 유지하는 것(S12)을 특징으로 하는 차량용 공조장치의 내/외기 제어방법.

Images