KR20090115244A - 자동차용 공기조화장치의 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 자동차용 공기조화장치의 제어방법은, 차량 운행중 탑승자 인원수를 판단하는 단계와;

현재 내기모드 상태 또는 외기모드 상태인지를 판단하는 단계와;

현재 내기모드 상태인 것으로 판단되면, 내기모드 지속시간을 검출하는 단계와;

상기 검출된 내기모드 지속시간을 상기 탑승자 인원수에 따른 기준값과 비교하는 단계와;

상기 내기모드 지속시간이 상기 기준값을 초과하는 경우, 차실외의 공기가 실내로 유입되도록 내기모드에서 외기모드로 전환하는 단계를 포함하여 이루어져, 실내의 이산화탄소의 농도를 저감시켜 탑승자가 답답함과 피로감을 느끼지 않도록 할 수 있다.

자동차, 이산화탄소, 농도, 외기모드

Description

자동차용 공기조화장치의 제어방법{METHOD FOR CONTROLLING AIR-CONDITIONER OF VEHICLES}

본 발명은 자동차용 공기조화장치의 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 내기 모드로 전환된 상태에서 탑승자 인원수와 내기 모드 지속 시간에 따라 현재 실시되고 있는 공조 성능을 저하시키지 않는 범위내에서 외기 모드로 전환함으로써, 실내의 이산화탄소의 농도를 저감시켜 탑승자가 답답함과 피로감을 느끼지 않도록 한 자동차용 공기조화장치의 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로, 차량용 공기조화장치는 외부의 기후 조건에 관계없이 탑승자에게 쾌적한 환경을 제공하기 위하여, 탑승자의 호흡시 발생하는 이산화탄소에 의해 오염된 실내 공기를 환기시키는 환기 기능과, 차실내의 온도를 적정 수준의 온도로 유지시켜 주기 위한 냉난방 기능이 있다.

이러한 차량용 공기조화장치는, 일례로 블로어 유니트와 증발기 유니트 및 히터코어 유니트가 독립적으로 구성된 쓰리피스 타입 공기조화장치가 있고, 다른 예로 블로어 유니트 및 증발기 및 히터코어 유니트의 두 유니트가 서로 결합된 세미 센터 마운팅 타입의 공기조화장치가 있으며, 마지막으로 블로어 유니트와 증발 기 유니트 및 히터코어 유니트가 모두 하나의 케이스에 일체로 구성된 센터 마운팅 타입의 공기조화장치로 분류될 수 있다.

상기 공기조화장치중 증발기와 히터코어가 하나의 케이스내에 설치된 세미 센터 마운팅 타입의 공기조화장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 입구측에 공기유입구(22)가 형성되고 출구측에 디프로스트벤트(23), 페이스벤트(24), 플로어벤트(25)가 형성되며 상기 공기유입구(22)와 각 벤트(23)(24)(25)들을 연통시키도록 내부에 유로(21)를 갖는 공조케이스(20)와, 상기 공조케이스(20)의 유로(21)상에 순차적으로 설치되는 증발기(26) 및 히터코어(27)와, 상기 증발기(26)를 통해 송풍되는 공기를 히터코어(27)에 선택적으로 유도하는 템프도어(28) 및 상기 히터코어(27)를 선택적으로 통과한 공기를 차 실내의 특정 위치와 연동되는 각 덕트(미도시)를 선택적으로 배분하여 유도하는 다수의 모드도어(29)를 포함하여 구성되어 있다.

그리고, 상기 세미 센터 마운팅 타입의 공기조화장치는, 도 2에 도시된 바와 같이, 증발기와 히터코어 유니트(20)에 별도로 결합되는 블로어 유니트(6)가 구비되는데, 이 블로어 유니트(6)는 블로어 모터(6a')에 의해 회전되는 블로어 휠(미도시)에서 발생되는 송풍력으로 내외기 전환도어(6d)의 전환에 의해 내기 도입구(6b)와 외기 도입구(6c)중 어느 하나를 통해 내기 또는 외기가 전술한 도 1의 공기유입구(22)로 유입된다.

상기와 같이 구성된 공기조화장치의 기능중 실내 공기의 환기시에는, 외기 도입구(6c)가 개방되도록 내외기 전환도어(6d)를 전환시킨 후 차량 주행시 발생되는 풍압을 이용하여 자동차 실내로 외기가 자연적으로 유입되도록 하거나, 블로어 휠이 회전되도록 블로어 모터(6a')를 구동시켜 강제적으로 외기를 외기 도입구(6c)를 통해서 실내로 유입되도록 함으로써, 차 실내 탑승객의 호흡에 의해 발생되는 이산화탄소량을 감소시키기 위하여 외부의 신선한 공기를 유입시켜 차 실내의 공기를 쾌적한 상태로 유지할 수 있게 되는 것이다.

그런데, 통상 운전자들은 대부분 차량 주행시, 내기 도입구(6b)가 개방되도록 함과 아울러 외기 도입구(6c)가 폐쇄되도록 내외기 전환도어(6d)를 전환시킨 내기 모드를 많이 사용하는데, 이와 같이 내기 모드 상태로 차량을 장기간 운전할 경우에는 탑승자의 호흡에 의해 발생되는 이산화탄소의 농도가 높아져 운전자와 탑승자가 답답함과 피로감을 느끼게 되는 등 차량 실내 환경이 저해되는 문제점이 있었다.

그리고, 전술한 바와 같이 차량 운행중 운전자 또는 탑승자가 답답함과 피로감을 느낄 경우에 임시 방편으로 이산화탄소의 농도 및 탑승자의 인원수에 관계없이 운전자 또는 조수석에 탑승한 탑승자가 내기 도입구(6b)가 폐쇄되도록 함과 아울러 외기 도입구(6c)가 개방되도록 내외기 전환도어(6d)를 수동 작동시켜 외기 모드 상태로 전환하거나, 운전석 또는 조수석측의 윈도우를 개방하기도 하였으나, 이러한 방안은 차량 탑승자가 수동으로 조작해야 한다는 불편함을 초래하였다.

그리고, 전술한 바와 같이 운전자 또는 조수석에 탑승한 탑승자의 수동 조작에 의해 외기 모드로 전환하여 차실내의 이산화탄소의 농도가 저하되도록 한 임시 방편은, 이산화탄소의 농도 및 탑승자의 인원수를 전혀 반영하지 않고 단순히 외기 모드로만 전환하여 차 실외의 공기를 실내로 유입되도록 한 것이었기 때문에 여름 철이나 여름철에 내기 모드하에서 냉난방 공조가 진행될 때, 오히려 차량의 실내 공조 환경이 나빠질 수 있는 폐단이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 내기 모드로 전환된 상태에서 탑승자 인원수와 내기 모드 지속 시간에 따라 현재 실시되고 있는 공조 성능을 저하시키지 않는 범위내에서 외기 모드로 전환함으로써, 실내의 이산화탄소의 농도를 저감시켜 탑승자가 답답함과 피로감을 느끼지 않도록 한 자동차용 공기조화장치의 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 자동차용 공기조화장치의 제어방법은, 차량 운행중 탑승자 인원수를 판단하는 단계와; 현재 내기모드 상태 또는 외기모드 상태인지를 판단하는 단계와; 현재 내기모드 상태인 것으로 판단되면, 내기모드 지속시간을 검출하는 단계와; 상기 검출된 내기모드 지속시간을 상기 탑승자 인원수에 따른 기준값과 비교하는 단계와; 상기 내기모드 지속시간이 상기 기준값을 초과하는 경우, 차실외의 공기가 실내로 유입되도록 내기모드에서 외기모드로 전환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 자동차용 공기조화장치의 제어방법에 따르면, 내기 모드로 전환된 상태에서 탑승자 인원수와 내기 모드 지속 시간에 따라 현재 실시되고 있는 공조 성능을 저하시키지 않는 범위내에서 외기 모드로 전환함으로써, 실내의 이산화탄소의 농도를 저감시켜 탑승자가 답답함과 피로감을 느끼지 않게 할 수 있다.

그리고, 본 발명의 제어방법에 따르면, 별도의 이산화탄소 농도를 감지하는 모드를 추가로 두어, 보다 정확하게 차량 실내의 이산화탄소 농도가 유해한 기준치에 도달했는지 알 수 있어, 차량에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

그리고, 본 발명의 제어방법에 따르면, 내기 모드로 전환된 상태에서, 겨울철에 차량 실내를 환기하기 위해 외기모드로 설정된 시간 동안만 전환하게 됨에 따라 난방 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있게 되고, 여름철에 실내 환기를 위해 외기모드로 설정된 시간 동안만 전환하게 됨에 따라 냉방 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있게 된다.

이하, 본 발명에 의한 자동차용 공기조화장치의 제어방법의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 의한 자동차용 공기조화장치의 제어방법의 일실시예를 나타낸 순서도이고, 도 4는 본 발명에 따른 제어 블럭도이다.

본 발명에 의한 자동차용 공조장치의 제어방법은, 차량 운행중 탑승자 인원수와 내기모드 지속 시간을 판단하여, 탑승자 인원수에 따른 내기모드 지속 시간이 설정치 이상일 경우에 차실외의 공기가 실내로 유입되도록 내기모드에서 외기모드로 설정된 시간 동안 전환하는 환기단계를 포함하여 이루어진다.

좀더 상세하게는 도 4에 도시된 바와 같이, 컨트롤러(300)는 탑승자 인원수 감지수단(100)에서 검출된 탑승자 인원수에 대한 신호를 입력받아 현재 탑승자의 인원수를 판단(S20)하게 되며, 내외기 모드 상태 감지수단(200)에서 검출된 내외기 모드 상태에 대한 신호를 입력받아 현재 내기모드 지속 시간을 판단(S30,S80)하여, 탑승자 인원수에 따른 내기모드 지속 시간이 기준값(α,β) 이상일 경우에 내외기 전환도어 구동수단(400)이 구동되도록 제어함으로써, 차실외의 공기가 실내로 유입되도록 내기모드에서 외기모드로 설정된 시간 동안 전환하는 환기단계(S60,S110)가 진행되도록 한다.

따라서, 탑승자 인원수에 따른 내기모드 지속 시간이 기준값(α,β) 이상이 되면, 밀폐 공간을 형성하는 차실내에는 탑승자의 호흡으로 인해 산소 농도보다 이산화탄소의 농도가 많아지게 되는데, 이때 내기모드로 전환된 상태로 차량 운행중 외기모드로 전환함으로써, 실내의 이산화탄소의 농도를 저감시켜 탑승자가 답답함과 피로감을 느끼지 않는 등 쾌적한 탑승 환경을 조성할 수 있게 되며, 차량 탑승자가 수동으로 조작해야 한다는 불편함을 해소할 수 있다.

여기서, 탑승자 인원수 감지수단(100)은 통상적으로 알려진 기술로서, 안전벨트의 착용 유무 또는 차량 시트에 가해진 하중을 이용하는 것으로, 탑승자의 인원수를 감지할 수 있다.

그리고, 내외기 전환도어 구동수단(400)은 도 2에 도시된 내외기 전환도어(6d)를 회동 구동시키는 수단으로 도시하지는 않았지만 컨트롤러(300)에 의해 제어되는 전기적인 신호에 따라 구동되는 모터를 사용할 수 있다.

한편, 본 발명은 탑승자 인원수(X)가 단수, 예를 들어 2인 미만인 경우인 경우(S20)에는 내기모드 지속 시간을 기준값(α), 예를 들어 20분 동안 초과하여 유지되도록 제어한 후, 상기 환기단계를 진행하는 것이 바람직하다.

부언하면, 탑승자가 2인 미만인 경우는 운전자만 탑승한 경우인 것으로, 운전자 1인이 탑승한 상태에서 내기모드 지속 시간 유지시간이 기준값인 20분을 초과하게 되면(S40), 차실내에는 운전자의 호흡으로 인해 산소 농도보다 이산화탄소의 농도가 많아지게 되는데, 이때 내기모드로 전환된 상태로 차량 운행중 외기모드로 전환하면 된다.(S60)

그리고, 본 발명은 탑승자 인원수가 복수, 예를 들어 2인 이상인 경우(S20)에는 탑승자가 1인일 때보다 탑승자의 호흡량이 2배로 증가하기 때문에 산소 농도보다 이산화탄소의 농도가 급격히 많아지게 되는데, 내기모드 지속 유지시간의 판단 기준을 탑승자가 1인일 때보다 적은 기준값(β), 예를 들어, 10분으로 설정하여, 이를 초과하게 되면(S90) 내기모드로 전환된 상태로 차량 운행중 외기모드로 전환하는 환기단계를 진행하면 된다.(S110)

따라서, 본 발명은, 탑승자의 인원수와 상기 기준값(α,β)은 서로 반비례 관계가 되도록 하도록 설정하여 제어하는 것이 바람직한바, 부언하면, 탑승자의 인원수가 예를 들어 1인인 단수일 경우에서의 내기모드 지속시간 검출 기준값(α)을 2인 이상인 복수일 경우에서의 내기모드 지속시간 검출 기준값(β)보다 크게 설정하여 제어함으로써, 내기모드하에서 쾌적한 실내 공조 환경을 조성할 수 있게 된다.

그리고, 본 발명은, 상기 환기단계를 일정 시간, 일례로 1분 동안 외기모드 상태가 유지되도록 진행하는 것이 바람직한데, 대략 1분 동안 차실외의 외기가 실 내로 유입되도록 외기모드로 전환하면 실내의 이산화탄소 농도가 산소농도보다 저하되어 탑승자가 답답함과 피로감을 느끼지 않는 등 쾌적한 탑승 환경을 조성할 수 있게 된다.

한편, 본 발명은 전술한 제어방법의 실시예에서, 상기 탑승자 인원수에 따른 상기 내기모드 지속 시간이 기준값 이상일 경우에, 차실내의 이산화탄소의 농도를 검출하는 단계를 더 포함하며, 상기 이산화탄소의 농도가 설정치 이상인 경우에 상기 환기단계를 진행할 수 있다.

여기서, 이산화탄소의 농도는 차실내에 별도로 설치된 통상의 이산화탄소 농도감지수단(500)에 의해 검출되는 것이다.

전술한 바와 같이, 이산화탄소의 농도를 검출하는 단계를 더 포함한 이유는, 밀폐된 공간내에서 사람의 호흡에 의해 증가되는 이산화탄소의 농도가 인체에 유해한 기준치에 도달했는지를 보다 정확하게 판별하기 위함이며, 차량에 대한 신뢰성을 향상시키고자 함에 있다.

그리고, 이산화탄소의 농도를 추가로 검출하는 또 하나의 이유는, 탑승자중 운전자를 제외한 나머지 탑승자가 성인이 아닌 어린이인 경우에 이산화탄소 배출량이 달라지게 되는 바, 만약 차량 탑승자가 3인 이상의 복수라고 가정하였을 때, 동일한 내기모드 지속시간하에서 탑승자 전원이 성인일 경우와 그렇치 않을 경우 차실내의 이산화탄소의 농도가 달라질 수 있어, 탑승자중 어린이가 포함된 경우에는 차량 실내의 이산화탄소의 농도가 유해 기준치에 도달하지 않을 경우가 있으므로, 굳이 외기모도로 전환할 필요가 없기 때문이다.

한편, 본 발명은, 차량의 운행시 냉기 또는 온기가 실내로 토출되도록 하는 공조모드가 진행되고 있는 상태에서 적용하게 되면, 다음과 같은 이점이 있다.

즉, 여름철이나 여름철에 내기모드하에서 냉난방 공조가 진행될 때, 종래와 같이 운전자가 환기를 위해 임의로 외기모드로 전환할 때 차량의 실내 공조 환경이 나빠질 수 있는 문제점을 해결할 수 있다.

보다 상세하게는, 겨울철에 차량 실내를 환기하기 위해 외기모드로 설정된 시간 동안만 전환하게 됨에 따라 난방 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있게 되고, 여름철에 실내 환기를 위해 외기모드로 설정된 시간 동안만 전환하게 됨에 따라 냉방 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있게 된다.

이하, 본 발명에 의한 공기조화장치의 제어방법의 일 실시예를 도 3을 참조하여 설명하기로 한다.

먼저, 차량 실내를 냉방 또는 난방하는 공조모드가 되도록 공조장치를 가동한다.(S10)

다음으로, 상기 단계(S10)을 진행한 후, 현재 차량에 탑승한 탑승자 인원수가 일정 인원수(X) 이상인지 판단한다.(S20)

이후, 상기 단계(S20)에서 판단된 결과, 탑승자 인원수가 단수인 경우에, 현재 내기모드 상태인지를 판단한다.(S30)

다음으로, 상기 단계(S30)의 판단 결과, 내기모드 상태이면, 내기모드 지속시간을 검출하여 기준값(α)(일례로 20분) 이상인지를 판단하여(S40), 내기모드 지속시간이 기준값(α) 이상인 경우에는 이산화탄소 농도가 설정치(유해 기준치) 이 상인지를 판단한 후(S50), 이산화탄소 농도가 설정치 이상이면 외기모드로 일정 시간(대략 일례로 1분) 동안 전환한다.(S60) 이후, 상기 단계(S60)를 진행한 후, 다시 내기모드로 전환한다.(S70)

한편, 상기 단계(S20)에서 판단된 결과, 탑승자 인원수가 복수 이상인 경우에, 현재 내기모드 상태인지를 판단한다.(S80)

다음으로, 상기 단계(S80)의 판단 결과, 내기모드 상태이면, 내기모드 지속시간을 검출하여 기준값(β)(일례로 10분) 이상인지를 판단하여(S90), 내기모드 지속시간이 기준값(β) 이상인 경우에는 이산화탄소 농도가 설정치(유해 기준치) 이상인지를 판단한 후(S100), 이산화탄소 농도가 설정치 이상이면 외기모드로 일정 시간(대략 일례로 1분) 동안 전환한다.(S110) 이후, 상기 단계(S60)를 진행한 후, 다시 내기모드로 전환한다.(S120)

도 1은 일반적인 차량용 공기조화장치의 타입중 세미 센터 마운팅 타입으로, 증발기와 히터코어 유니트가 하나의 케이스내에 설치된 구성을 나타낸 단면도.

도 2는 도 1의 세미 센터 마운팅 타입에서 블로어 유니트와, 증발기와 히터코어 유니트의 개략적인 분해 사시도.

도 3은 본 발명에 의한 자동차용 공기조화장치의 제어방법의 일실시예를 나타낸 순서도.

도 4는 본 발명에 따른 제어 블럭도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 탑승자 인원수 감지수단

200 : 내외기 모드 감지수단

300 : 컨트롤러

400 : 내외기 전환도어 구동수단

500 : 이산화탄소 농도 감지수단

Claims (5)

1. 차량 운행중 탑승자 인원수를 판단하는 단계와;

   현재 내기모드 상태 또는 외기모드 상태인지를 판단하는 단계와;

   현재 내기모드 상태인 것으로 판단되면, 내기모드 지속시간을 검출하는 단계와;

   상기 검출된 내기모드 지속시간을 상기 탑승자 인원수에 따른 기준값과 비교하는 단계와;

   상기 내기모드 지속시간이 상기 기준값을 초과하는 경우, 차실외의 공기가 실내로 유입되도록 내기모드에서 외기모드로 전환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 공기조화장치의 제어방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   차실내의 이산화탄소의 농도를 검출하는 단계를 더 포함하며, 상기 내기모드 지속시간이 상기 기준값을 초과하는 경우에, 상기 이산화탄소의 농도가 설정치 이상이면, 상기 내기모드에서 외기모드로 전환하는 단계를 진행하는 것을 자동차용 공기조화장치의 제어방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 탑승자의 인원수와 상기 기준값은 서로 반비례 관계가 되도록 하는 것 을 특징으로 하는 자동차용 공기조화장치의 제어방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 내기모드에서 외기모드로 전환된 후, 일정 시간 동안 상기 외기모드 상태가 유지되도록 하는 것을 특징으로 하는 자동차용 공기조화장치의 제어방법.
5. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서,

   상기 차량의 운행시 냉기 또는 온기가 실내로 토출되도록 하는 공조모드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 공기조화장치의 제어방법.

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