KR20100064609A - 차량용 공기조화기의 공기유입방법 및 그 시스템 - Google Patents

차량용 공기조화기의 공기유입방법 및 그 시스템 Download PDF

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Abstract

원가를 절감하고 초기 난방 성능 향상을 위해 냉각수의 수온과 차량의 속도 및 블루워의 상태를 감지하여 내기의 흡입 여부를 결정하고 내외기 혼합비율을 조절하는 차량용 공기조화기의 공기유입방법 및 그 시스템이 소개된다. 본 발명에 따른 차량용 공기조화기의 공기유입방법은 수온측정과정(100); 차속감지과정(200); 및 블로워 상태 감지과정(300)을 포함한다. 또한, 본 발명에 따른 차량용 공기조화기 시스템은 냉각수의 수온을 측정하는 수온센서(600): 차량의 속도를 측정하는 속도센서(700); 내기의 흡입 여부와 흡입양을 조절하는 인테이크 엑츄에이터(900): 및 수온센서(600)와 속도센서(700)로부터 데이터를 전송받아 내외기의 동시 흡입 여부를 판단하는 제어유닛(800)을 포함한다.
차량, 공기조화기, 공기유입, 내외기, 혼합

Description

차량용 공기조화기의 공기유입방법 및 그 시스템{AIR INTAKE METHOD OF AIR CONDITIONER FOR VEHICLE AND AIR INTAKE SYSTEM OF IT}
본 발명은 차량용 공기조화기의 공기유입방법 및 그 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 냉각수의 수온과 차량의 속도에 따라 내기의 흡입 여부를 결정하는 제어유닛을 이용하여 별도의 내기 유입을 위한 플랩 없이도 내외기를 동시에 흡입 가능하게 하여 원가를 절감한 차량용 공기조화기의 공기유입방법 및 그 시스템에 관한 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 일반적으로 차량에는 차량용 공기조화기가 설치된다. 이러한 공기조화기는 차량 실내 온도를 적절히 조절하여 쾌적한 승차 환경을 제공하는 기능을 한다. 운전자는 겨울철 이러한 차량용 공기조화기를 이용하여 실내를 난방한다. 이러한 차량용 공기조화기를 이용하여 난방시 운전자는 내기모드와 외기모드를 선택할 수 있다. 내기모드를 선택하여 차량의 실내 공기를 흡입할 수 있고, 이러한 흡입된 공기의 온도를 높여서 다시 실내로 공급할 수 있다. 또한, 외기로부터 공기를 흡입하여 온도를 높여 실내로 공급할 수도 있다. 겨울철에는 빠른 실내 난방을 위해서 대부분 외기보다 높은 온도에 있는 내기를 이용하여 내기 모드 를 실시하는 것이 일반적이다. 그러나, 이는 난방 측면에서는 유리하지만 실내 공기 순환에 따라 실내 온도가 빠르게 올라가고 외기와 급작스러운 온도차에 의해서 창문에 습기가 과다하게 발생하게 된다. 따라서, 겨울철에도 외기모드가 권장되고 있지만 이는 난방 성능 확보에 있어서 에너지 효율성이 떨어진다는 문제점이 있었다.
따라서, 내외기를 동시에 유입하여 혼합하는 방식이 적용되고 있는데, 이러한 내외기의 동시 유입 및 혼합을 위하여 내기와 외기가 유입되는 입구를 선택적으로 차폐하는 내외기 차폐도어에 별도의 플랩을 설치하여 외기 유입 중에도 이러한 플랩을 개방하여 내기를 유입할 수 있었으나, 별도의 플랩 설치로 인하여 원가가 상승된다는 문제점이 있었고, 내외기의 동시 유입시에도 고속 주행시에는 외기가 분기되어 블로워 방향으로 흡입됨과 동시에 점선으로 표시된 내기가 흡입되는 방향(A)으로 흘러 실내로 유출되기 때문에, 차량의 초기 실내 난방 성능에 있어서 그 효율성이 저하된다는 문제점이 있었다.
본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위해 냉각수의 수온 및 차량의 속도를 센싱하고, 센싱된 데이터를 이용하여 내기의 유입여부 및 유입양을 판단하는 제어유닛을 이용하여 별도의 플랩이 없이도 내외기를 동시에 유입하여 혼합 비율을 조절할 수 있는 차량용 공기조화기의 공기유입방법 및 그 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량용 공기조화기의 공기유입방법은 차량의 냉각수의 수온을 측정하여 냉각수의 온도가 기준 온도보다 높으면 내기 흡입을 중단하는 수온측정과정; 상기 수온측정과정에서 측정된 냉각수의 수온이 기준 온도보다 낮을 때 차량의 속도를 측정하여 기준 속도보다 높으면 내기의 흡입을 중단하는 차속감지과정; 및 상기 차속감지과정에서 측정된 차량의 속도가 기준 속도보다 낮으면 블로워의 온/오프 상태를 판단하여 블로워가 오프된 상태이면 내기흡입을 중단하는 블로워상태감지과정을 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 차량용 공기조화기의 공기유입 시스템은 냉각수의 수온을 측정하는 수온센서: 차량의 속도를 측정하는 속도센서; 내기의 흡입 여부와 흡입양을 조절하는 인테이크 엑츄에이터: 및 상기 수온센서와 속도센서로부터 데이터를 전송받아 내외기의 동시 흡입 여부를 판단하는 제어유닛을 포함한다.
제어유닛은 수온센서에서 측정된 냉각수의 수온이 기준 온도보다 낮고, 속도 센서에서 측정된 차속이 기준 속도보다 느린 경우 내외기를 동시에 흡입하여 내외기의 흡입율을 조절할 수 있도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
인테이크 엑츄에이터는 내외기를 차폐하는 조절도어의 개방각을 조절하여 내기의 흡입양을 조절하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상기한 기술적 구성으로 인해 내외기의 동시 유입을 위해 별도의 플랩을 설치할 필요가 없어서 원가가 절감하고, 초기 난방 성능을 향상시킨다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량용 공기조화기의 공기유입 시스템 및 그 방법에 대하여 살펴본다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 공기조화기 공기유입방법 및 그 시스템은 내외기의 혼합 모드를 설정하는 준비과정(500)를 포함한다. 차량의 탑승자는 본 발명에 따른 공기유입방법으로 전환할 수 있다. 준비과정(500)에서 본 발명에 따른 차량용 공기조화기의 공기유입방법이 설정된 경우, 수온을 측정하는 수온측정과정(100)을 거친다. 이러한 수온측정과정(100)은 냉각수의 수온을 측정하여 현재 차량의 상태가 초기 주행 상태인지 여부를 판단할 수 있도록 데이터를 수집하여 전송한다. 냉각수의 수온은 차량의 주행 시간에 따른 엔진의 가동 시간이 길수록 상승하게 되는데, 이러한 냉각수의 수온을 측정함으로써 차량이 현재 주행 상태가 초기 주행 상태인지 여부를 판단할 수 있게 된다. 따라서, 냉각수의 온도(T)가 일정 기준 온도(T1)보다 낮은 경우에는 차량의 주행 상태가 초기임을 알 수 있다. 이러한 기준 온도(T1)는 대략 70℃ 전후로 형성된다. 냉각수의 온도(T)가 기준 온도(T1)보다 낮아서 차량의 주행 상태가 초기 상태라면 내기 흡입을 위한 조건을 만족한다. 겨울철 차량의 초기 난방시 온도가 낮은 외기의 흡입보다 내기를 흡입하여 난방하는 것이 에너지 효율면에 있어서 유리하기 때문에, 상기한 초기 상태에서는 내기를 흡입하는 경우 초기 난방 효율이 개선될 수 있다. 이러한 초기 상태에서 외기도 적절량만큼 유입되기 때문에 내외기는 적절량으로 혼합될 수 있다. 그러나, 냉각수의 온도(T)가 기준 온도(T1) 이상인 경우에는 차량의 주행 상태가 초기 상태가 아닌 것으로 판별되기 때문에, 본 발명에 따른 공기유입방법은 종료되고 탑승자가 이전에 설정한 내기 혹은 외기 모드인 내외기 이전모드(400)로 전환된다.
상기한 수온측정과정(100)을 거쳐 차량이 초기 주행 상태가 확인되면, 다음으로 차량의 차속감지과정(200)이 진행된다. 이러한 차량의 차속감지과정(200)은 차량의 주행 속도(S)에 따라 내기 흡입 여부를 결정한다. 겨울철 난방시 차량의 주행 속도(S)가 고속인 경우, 외기가 블로워에 의해서 흡입됨과 동시에 내기 흡입 방향으로 유도되어 차량의 실내로 직접 유출될 수 있다. 이 경우 차량 실내의 난방 속도 보다 외기의 실내로의 유출 속도가 빠를 수 있기 때문에 차량의 탑승자는 차가운 외기에 노출될 수 있다. 따라서, 이러한 차속감지과정(200)에서는 차량의 주행 속도(S)가 기준 속도(S1) 이상인지 여부를 판단하여 내기의 흡입 여부를 결정한다. 이러한 기준 속도(S1)는 대략 60km 내외로서 기준 속도(S1)보다 낮은 경우에는 차가운 외기의 실내로의 유출 속도에 비해 차량 실내의 난방 속도가 빠르고, 실내 로 유출되는 외기의 양도 많지 않기 때문에 내기가 흡입되는 입구를 개방시켜 내기를 흡입한다.
만약, 차량의 속도(S)가 기준 속도(S1) 이상인 경우에는 내기 흡입 입구가 형성된 방향으로 흡입되는 외기의 속도가 빠르기 때문에, 이러한 외기의 실내로의 유출을 방지하기 위해서 내기 흡입 입구 자체를 폐쇄한다. 이 경우, 본 발명에 따른 공기유입방법은 종료되고, 탑승자가 이전에 설정한 내기 또는 외기 모드인 내외기 이전모드(400)로 전환된다. 따라서, 차속감지과정(200)을 거쳐서 차량의 속도(S)가 일정한 기준 속도(S1)보다 낮은 상태임이 판별되면 내기 흡입을 위한 조건이 만족된다.
수온측정과정(100)에서 차량의 초기 주행 상태가 확인되고, 차속감지과정(200)에서 차속이 일정 기준 속도(S1) 이하로 확인되어 외기가 내기의 흡입구 방향으로 유출되는 속도보다 내기가 흡입되어 차량의 실내가 난방되는 속도가 빠른 경우, 블로워의 작동 상태를 감지하는 블로워상태감지과정(300)이 진행된다.
이러한 블로워상태감지과정(300)은 블로워가 온/오프 상태 및 블로워의 작동 상태의 강약을 판단한다. 블로워가 온된 상태임이 감지된 경우, 내기를 흡입할 준비가 되어 있는 상태이므로 내기는 흡입될 수 있다. 그러나, 블러워가 오프 상태인 경우, 본 발명에 따른 공기유입시스템 및 그 방법이 적용될 수 있는 상태가 아니기 때문에 종료되고, 탑승자가 이전에 설정한 내외기 이전모드(400)로 전환된다. 따라서, 블로워의 작동 상태가 온 상태인 경우 내기는 흡입된다.
상기 수온측정과정(100) 전에는 수행되는 준비과정(500)에는 내기의 흡입양 을 조절하는 흡입양조절과정이 포함되는 것이 바람직하다. 즉, 내기의 흡입 여부를 결정하기 이전에는 상기한 기준 조건 범위 내에서 내기의 흡입양을 어느 정도로 조절할지를 설정하여야 한다. 주어진 환경에 따라 내기의 흡입양을 조절하면서 난방시 최적의 실내 환경 및 에너지 효율을 증진시킬 수 있다. 이러한 내기의 흡입양을 조절하는 과정은 주어진 조건인 냉각수의 수온(T)과 차량의 속도(S)에 따라 블로워의 작동 세기를 조절하는 방법으로 수행될 수 있다. 내기의 흡입양을 증가하기 원한다면 블로워의 작동 세기를 강하게 하고, 내기의 흡입양을 감소시키기 원한다면 블로어의 작동 세기를 약하게 하는 설계가 필요하다.
또한, 흡입양조절과정는 내기와 외기가 유입되는 유로 사이에 설치된 조절도어 자체의 개방각을 조절함으로써 이루어질 수도 있다. 이는 종래와 같이, 내외기의 혼합을 위해 조절도어에 별도의 플랩을 설치하지 않아도 되기 때문에 원가를 절감할 수 있다.
위와 같은 과정를 거치면 내기가 흡입될 수 있고, 차량의 주행 초기에 난방을 하는 경우, 외기보다 온도가 높은 내기를 흡입하여 이용할 수 있기 때문에 에너지 효율이 상승된다. 이러한 공기유입방법에 따를 경우, 외기가 흡입되는 과정에서도 내기를 동시에 흡입할 수 있다. 또한, 내외기의 혼합 비율을 개폐도어에 형성된 별도의 플랩을 이용하지 않고서도, 블로워의 세기 또는 개폐도어 자체의 개방 각도를 각각의 과정의 조건에 따라 조절함으로써 원가를 절감할 수 있다.
아래의 표 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 공기조화기의 공기유입방법은 별도의 플랩을 이용하여 내외기를 혼합하는 공기유입방법과 비교해서 동일 속도, 동일 시간내에 차량의 실내 온도를 보다 높일 수 있다. 표 1에서의 시간은 엔진이 가동 상태인 경우에 해당되므로 냉각수의 온도(T)와 관계된다.
Figure 112008083980561-PAT00001
이하에서는 도 3을 참조하여 차량용 공기조화기의 공기유입 시스템에 대하여 설명한다. 본 발명에 따른 차량용 공기조화기의 공기유입 시스템은 냉각수의 수온을 측정하는 온도센서(600)와 차량의 차속을 감지하는 속도센서(700)를 포함한다. 이러한 이러한 온도센서(600) 및 차속센서(700)에서 측정된 데이터들은 제어유닛(800)에서 판독하여 내기 흡입여부를 결정한다. 이러한 제어유닛(800)에서는 전술한 바와 같이, 냉각수의 온도(T)가 기준 온도(T1)보다 낮은지, 차량의 속도(S)가 기준 속도(S1)보다 낮은지를 판단한다. 또한, 블로워상태의 온/오프 상태를 판단한다. 이러한 조건들을 만족하는 경우 내기 흡입 결정하고, 블로워의 세기 및 내외기의 개폐도어의 개방각을 조절하여 흡입되는 내기의 양을 조절한다. 따라서, 흡입되는 내기의 흡입양에 따라 내외기의 혼합비율을 조절할 수 있다. 개폐도어의 개방각은 인테이크 엑츄에이터(900)에 의해서 조절된다.
도 1은 일반적인 차량용 공기조화기의 공기유입방법을 나타낸 도면;
도 2는 본 발명에 따른 내기 흡입 여부를 판단하는 순서도;
도 3은 본 발명에 따른 차량용 공기조화기의 공기 유입 시스템이다.
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※
100: 수온측정과정 200: 차속감지과정
300: 블로워 상태 감지과정 400: 내외기 이전모드
500: 준비과정 600: 수온센서
700: 속도센서 800: 제어유닛
900: 인테이크 엑츄에이터

Claims (4)

  1. 차량의 냉각수의 수온을 측정하여 냉각수의 온도(T)가 기준 온도(T1)보다 높으면 내기 흡입을 중단하는 수온측정과정(100);
    상기 수온측정과정(100)에서 측정된 냉각수의 온도(T) 기준 온도(T1)보다 낮을 때 차량의 속도(S)를 측정하여 기준 속도(S1)보다 높으면 내기의 흡입을 중단하는 차속감지과정(200); 및
    상기 차속감지과정(200)에서 측정된 차량의 속도(S)가 기준 속도(S1)보다 낮으면 블로워의 온/오프 상태를 판단하여 블로워가 오프된 상태이면 내기 흡입을 중단하고, 블로워가 온된 상태이면 내외기를 동시에 흡입하는 블로워상태감지과정(300)을 포함하는 차량용 공기조화기 공기유입방법.
  2. 냉각수의 수온을 측정하는 수온센서(600):
    차량의 속도를 측정하는 속도센서(700);
    내기의 흡입 여부와 흡입양을 조절하는 인테이크 엑츄에이터(900): 및
    상기 수온센서(600)와 속도센서(700)로부터 데이터를 전송받아 내외기의 동시 흡입 여부를 판단하는 제어유닛(800)을 포함하는 차량용 공기조화기의 공기 유입 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 제어유닛(800)은 수온센서(600)에서 측정된 냉각수 의 수온(T)이 기준 온도(T1)보다 낮고, 속도센서(600)에서 측정된 속도(S)가 기준 속도(S1)보다 느린 경우 내외기를 동시에 흡입하여 내외기의 흡입율을 조절할 수 있도록 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 공기조화기의 공기 유입 시스템.
  4. 청구항 2 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 인테이크 엑츄에이터(900)는 내외기를 차폐하는 조절도어의 개방각을 조절하여 내기의 흡입양을 조절하는 것을 특징으로 하는 차량용 공기조화기의 공기 유입 시스템.
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