KR20110091146A - 차량용 공조시스템의 템프도어 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 증발기(3)를 통과한 공기와 히터코어(4)를 통과한 공기의 혼합량을 조절하도록 템프도어(8)의 개도량을 조절하여 차량 실내온도를 제어하는 차량용 공조시스템의 템프도어 제어방법에 있어서,
공조시스템이 수동제어 상태인지 자동제어 상태인지를 판단하는 제1 단계와;
상기 제1 단계의 판단 결과, 자동제어 상태인 경우에, 시동 스위치의 온 시간이 설정 시간 이하인지를 판단하는 제2 단계와;
상기 제2 단계의 판단결과, 시동 스위치의 온 시간이 설정 시간 이하인 경우에, 실내 난방을 위한 강제 난방 진입 조건인지를 판단하는 제3 단계와;
상기 제3 단계의 판단 결과, 강제 난방 진입 조건이 아닌 경우에는 일반 난방 템프도어 제어를 수행하고, 강제 난방 진입 조건인 경우에는 강제 난방 템프도어 제어를 수행하되 히터코어(4)를 통과하는 공기량이 상기 일반 난방 템프도어 제어에서의 히터코어(4)를 통과하는 공기량보다 증가되도록 상기 템프도어(8)의 개도량을 조절하여 상기 강제 난방 템프도어 제어하는 제4 단계를 포함하는 것을 특징으로 하며,
상기와 같은 본 발명의 특징적인 제어 방법에 따르면, 겨울철 등 외기온도가 저온인 상태에서 차량 시동 초기에 난방 성능을 조기에 확보하여 탑승자에게 차량 실내 분위기를 따뜻하고 쾌적한 환경을 조성해줄 수 있게 된다.

Description

차량용 공조시스템의 템프도어 제어방법{Temperature door control method of air-conditioning system for vehicle}

본 발명은 차량용 공조시스템의 템프도어 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 겨울철 등 외기온도가 저온인 상태에서 차량 시동 초기에 난방 성능을 조기에 확보하여 탑승자에게 차량 실내 분위기를 따뜻하고 쾌적한 환경을 조성해줄 수 있도록 한 차량용 공조시스템의 템프도어 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차의 공기조화장치는 차량 외부 또는 차량 실내에서 공기를 도입하여 이 공기를 가열 또는 냉각시켜 자동차의 실내로 송풍함으로써 자동차 실내를 냉방 또는 난방하는 장치로, 그 케이스 내부에는 블로어에 의하여 송풍되는 공기를 유도하는 유로가 형성되며, 이 유로상에는 송풍공기를 가열 또는 냉각시키는 열교환기들과 상기 열교환기들을 거치면서 가열 또는 냉각되어 송풍되는 냉,온기를 자동차의 실내의 각 부분으로 분배하여 송풍을 안내하는 여러개의 도어들이 장치된다.

첨부 도면 도 1은 이러한 자동차용 공기조화장치의 내부구조를 개략적으로 도시한 단면도로서, 특히 공기조화장치를 소형화하기 위해 송풍공기 냉각용 증발기 유니트와 가열용 히터 유니트가 하나의 유니트로 구성된 세미-센터 타입(Semi-center type) 공기조화장치(1)의 내부구조를 나타낸 것이다.

도시된 바와 같이, 공기조화케이스(2)의 내부 유로중 증발기(3)는 상류쪽에 설치되어 있고, 히터코어(4)는 하류쪽에 설치되어 있다.

공기조화케이스(1)의 입구단에는 블로어 케이스(미도시)가 설치되어 있고, 이 블로어 케이스에는 모터(미도시)에의하여 구동되는 송풍팬(미도시)이 설치되어 있다.

상기 블로어 케이스의 상부에는 실내기 흡입구(미도시) 및 실외기 흡입구(미도시)가 설치되어 있고, 이 흡입구들은 전환도어(미도시)의 선회에 따라 개폐 조절된다.

따라서, 상기 모터의 구동에 따른 송풍팬의 회동에 의하여 발생하는 흡입력에 의하여 실내기 흡입구 또는 실외기 흡입구를 통하여 블로어 케이스 내부로 공기가 유입되어 공기조화케이스(1)의 내부 유로로 송풍됨으로써 증발기(3)및/또는 히터코어(4)를 거치면서 공기가 열교환되어 냉기 또는 온기로 바뀔 수 있다.

그리고, 히터코어(4) 후방쪽의 공기조화케이스(1)의 출구단에는 자동차 창문쪽으로의 공기토출을 안내함으로써 자동차 창문의 성에를 제거하기 위한 디프로스트 덕트(미도시)와 연결되는 디프로스트 벤트(5)와, 자동차 실내의 상반부 쪽으로의 공기 토출을 안내하기 위한 벤트 덕트(미도시)와 연결되는 페이스 벤트(6) 및 자동차 실내의 하반부 쪽으로의 공기토출을 안내하기 위한 플로어 덕트(미도시)와 연결되는 플로어 벤트(7)가 차례로 설치된다.

또한, 상기 벤트들(5,6,7)은 각각 도어(6a,6a,7a)에 의하여 소정의 냉난방 모드에 따라 개폐 조절되도록 되어 있다.

한편, 히터코어(4)는 공기조화케이스(1)의 내부 유로의 단면적중 하반부를 차지하도록 설치되어 있으며, 히터코어(4)의 전방(즉, 히터코어(4)와 증발기(3)의 사이)에는 히터코어(4)쪽의 송풍통로(9)와 히터코어 상부쪽 공기조화케이스(1)의 내부 유로(10)의 개도를 조절하는 템프도어(8)가 설치되어 있다.

따라서, 템프도어(8)가 히터코어(4)쪽의 송풍통로(9)를 막고 있을 경우에는 증발기(3)를 거친 공기는 히터코어(4)를 거치지 않고 히터코어(4)를 우회하여 상기 벤트들(5,6,7)중 개방된 벤트들을 통하여 자동차 실내로 토출됨으로써 자동차 실내의 냉방이 수행될 수 있다.

또한, 템프도어(8)가 히터코어(4) 상부쪽 공기조화케이스(1)의 내부 유로(10)쪽을 막고 있을 경우에는 증발기(3)를 거친 공기는 모두 히터코어(4)를 거쳐 상기 벤트들(5,6,7)중 개방된 벤트들을 통하여 자동차 실내로 토출됨으로써 자동차 실내의 난방이 수행될 수 있다.

최근, 상기와 같은 공조장치는, 자동차의 모든 시스템이 자동화, 전자화되어 가는 추세에 따라 수동식에서 점차 고급승용차를 중심으로 전자동식(Full Auto Temperature Control ; FATC)으로 발전되어 가고 있으며, 이러한 전자동식 공조장치는 계속 확대 보급되고 있다.

일반적으로 수동식 공조장치는, 운전자 또는 탑승자가 실내온도의 체감 정도에 따라 차실내의 인스트루먼트 패널(Instrument Panel)의 중앙에 설치된 컨트롤 스위치(Control Switch)를 직접 조작하여 모드, 풍량 및 온도 등을 수동으로 선택하도록 되어 있음에 반하여, 상기 전자동식 공조장치는, 운전자가 요구하는 실내온도만을 설정하게 되면, 외부의 조건에 따라 모드, 풍량 등이 프로그램된 마이컴(Micom)에 의해 자동으로 제어되기 때문에, 주행중에 별다른 조작없이 보다 편리하면서도 안전운행을 할 수 있다.

이러한 전자동식 공조장치는, 내기온도센서(실내온도), 외기온도센서(실외온도), 증발기, 일사센서, 히터코어(Heater Core)의 수온 등을 감지하는 냉각수 온도 센서(Sensor) 및 컨트롤 스위치 등의 입력신호를 받아 마이컴(Micom)에서 논리적 연산을 통해 각종 모듈 모터(모드도어 모터, 템프도어 모터, 내외기도어 모터)를 제어함으로써, 실내온도를 운전자의 설정온도 상태로 유지시켜 준다.

좀더 상세하게 설명하면, 전자동식 공조장치는 운전자 또는 탑승자가 차 실내온도를 설정하면, 내기온도센서, 외기온도센서, 일사센서 및 냉각수온센서를 통해 차량의 실내온도, 외부온도 및 히터코어의 수온을 측정하여 설정된 온도와 비교하여, 설정된 온도와 측정된 온도가 동일한 경우에, 풍량과 온도를 제어하는 블로어 모터와 템프도어 모터를 동작시켜서 템프도어의 개도량을 적절히 조절함으로써 설정된 온도를 유지시킨다.

그러나, 종래 기술은 실내온도의 설정 변경시 실내 온도를 제어하는 경우 및 시동 초기 엔진 워밍업시 템프도어(8)의 개도량을 항상 일정한 기울기를 가지면서 동일한 선도로써 제어하기 때문에 쾌적한 실내온도로 도달하되는 시간이 지연되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 겨울철 등 외기온도가 저온인 상태에서 차량 시동 초기에 난방 성능을 조기에 확보하여 탑승자에게 차량 실내 분위기를 따뜻하고 쾌적한 환경을 조성해줄 수 있도록 한 차량용 공조시스템의 템프도어 제어방법을 제공하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 증발기를 통과한 공기와 히터코어를 통과한 공기의 혼합량을 조절하도록 템프도어의 개도량을 조절하여 차량 실내온도를 제어하는 차량용 공조시스템의 템프도어 제어방법에 있어서, 공조시스템이 수동제어 상태인지 자동제어 상태인지를 판단하는 제1 단계와; 상기 제1 단계의 판단 결과, 자동제어 상태인 경우에, 시동 스위치의 온 시간이 설정 시간 이하인지를 판단하는 제2 단계와; 상기 제2 단계의 판단결과, 시동 스위치의 온 시간이 설정 시간 이하인 경우에, 실내 난방을 위한 강제 난방 진입 조건인지를 판단하는 제3 단계와; 상기 제3 단계의 판단 결과, 강제 난방 진입 조건이 아닌 경우에는 일반 난방 템프도어 제어를 수행하고, 강제 난방 진입 조건인 경우에는 강제 난방 템프도어 제어를 수행하되 히터코어를 통과하는 공기량이 상기 일반 난방 템프도어 제어에서의 히터코어를 통과하는 공기량보다 증가되도록 상기 템프도어의 개도량을 조절하여 상기 강제 난방 템프도어 제어하는 제4 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 차량용 공조시스템의 템프도어 제어방법에 따르면, 겨울철 등 외기온도가 저온인 상태에서 차량 시동 초기에 난방 성능을 조기에 확보하기 위하여, 강제 난방 템프도어 제어를 수행하되 히터코어를 통과하는 공기량이 일반 난방 템프도어 제어에서의 히터코어를 통과하는 공기량보다 증가되도록 상기 템프도어의 개도량을 조절하여 상기 강제 난방 템프도어 제어함으로써, 탑승자에게 차량 실내 분위기를 따뜻하고 쾌적한 환경을 조성해줄 수 있다.

도 1은 일반적인 차량용 공기조화장치의 내부 구성을 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 제어방법의 순서도.
도 3은 본 발명의 제어 블럭도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 템프도어 선도를 나타낸 그래프.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 차량용 공조시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 증발기(3)를 통과한 공기와 히터코어(4)를 통과한 공기의 혼합량을 조절하도록 템프도어(8)의 개도량을 조절하여 차량 실내온도를 제어하도록 이루어진다.

본 발명은 차량용 공조시스템의 템프도어 제어방법에 관한 것으로, 도 2 및 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 공조시스템이 수동제어 상태인지 자동제어 상태인지를 판단한다.(S10)

즉, 사용자에 의해 수동제어 입력스위치(21) 또는 자동제어 입력스위치(22)중의 어느 하나가 선택되었는지 제어수단(30)에서 판단한다.

다음으로, 상기 스텝(S10)의 판단 결과, 자동제어 상태인 경우에, 시동 스위치(23)의 온 시간이 설정 시간(a) 이하인지를 판단한다.(S20)

여기서, 시동 스위치(23)가 온되어 엔진이 가동된 후 부터의 시간이 일정 시간 이내인지를 판단하는 것이다.

그리고, 상기 스텝(S10)의 판단 결과, 수동제어 상태인 경우에는 통상적인 수동 제어(S15)를 수행한다.

이후, 상기 스텝(S20)의 판단결과, 시동 스위치(23)의 온 시간이 설정 시간 (a)이하인 경우에, 실내 난방을 위한 강제 난방 진입 조건인지를 판단한다.(S30)

여기서, 상기 스텝(S30)에서의 판단 조건으로는, 외기온도 센서(24)로부터 검출된 외기 온도가 일정온도 이하이고, 실내온도 센서(25)로부터 검출된 실내온도가 일정온도 이하일때로 하는 것이 바람직하다. 즉, 겨울철 차량 시동후 일정 시간(a)이내에는 엔진을 순환하는 냉각수가 충분히 히팅되지 않은 상태일 때, 차량 실내온도가 난방을 쾌적한 온도가 아닌지를 판단하는 것이다. 이 판단조건으로 외기온도 조건과 실내온도 조건을 반영하는 것이다.

다음으로, 상기 스텝(S30)의 판단 결과, 강제 난방 진입 조건이 아닌 경우에는 일반 난방 템프도어 제어를 수행하고, 강제 난방 진입 조건인 경우에는 강제 난방 템프도어 제어를 수행하되 히터코어(4)를 통과하는 공기량이 상기 일반 난방 템프도어 제어에서의 히터코어(4)를 통과하는 공기량보다 증가되도록 상기 템프도어(8)의 개도량을 조절하여 상기 강제 난방 템프도어 제어하는 제4 단계를 수행한다.(S43)

여기서, 도 4 및 도 1에서 나와 있듯이 템프도어(8)의 위치가 0구간에서부터 5.0구간까지 설정된다. 여기서, 0구간은 도 1에 도시된 바와 같이 히터코어(4)로 공기가 통과하지 않도록 송풍유로(9)를 템프도어(8)가 완전히 막도록 이동된 위치이고, 5.0구간은 히터코어(4)로 공기가 최대로 통과하도록 내부 유로(10)를 템프도어(8)가 완전히 막도록 이동된 위치이다.

따라서, 도 4에 도시된 강제 난방 진입 조건으로 판단된 경우에 일반 템프도어 선도(L1)를 따라 템프도어(8)의 개도량을 조절하지 않고, 강제 템프도어 선도(L2)를 따라 템프도어(8)의 개도량을 조절하는 것이다. 부언하면, 일반 템프도어 선도(L1)를 따라 제어되는 템프도어(8)의 개도량은 선형적으로 일정한 기울기를 가지면서 변화되는 반면에, 본 발명은 상기 구간(0~5.0) 사이 템프도어 위치 구간중 특정 구간에서 강제 난방 진입 조건시 강제 템프도어 선도(L2)를 따라 템프도어(8)의 개도량을 증가시키는 것이다. 이로써, 히터코어(4)를 통과하는 공기량이 상기 일반 난방 템프도어 제어에서의 히터코어(4)를 통과하는 공기량보다 증가된다.

즉, 강제 템프도어 선도(L2)를 따라 템프도어(8)를 제어하게 되면, 일반 템프도어 선도(L1)를 따라 템프도어(8)를 제어하는 경우에 비해, 송풍통로(9)를 통과하는 공기량이 증가되며, 그 결과, 겨울철 등 외기온도가 저온인 상태에서 차량 시동 초기에 난방 성능을 조기에 확보할 수 있으며, 탑승자에게 차량 실내 분위기를 따뜻하고 쾌적한 환경을 조성해줄 수 있다.

한편, 본 발명은 차 실내의 목표 열량지수(EI)를 산출하여, 이에 비례하여 상기 템프도어(8)를 제어하고, 상기 목표 열량 지수는 외기온도, 일사센서, 실내온도, 사용자 설정온도, 차속센서, 인테이크 도어 개도량의 정보를 이용한 연산함수에 의해 산출하는 것이 바람직하다. 여기서, 도 4에서 목표 열량 지수는 0~250까지 숫자로 등분하여 표시되어 있는데, 숫자가 커질수록 차 실내의 난방이 그 만큼 많이 요구된다는 것을 의미한다.

그리고, 본 발명은 상기 목표 열량 지수가 커질수록, 상기 강제 난방 템프도어 제어 및 일반 난방 템프도어 제어시, 각각의 템프도어(8) 개도 차이(gap)가 커지도록 제어하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 목표 열량 지수가 대략 '170'인 경우 일반 난방 템프도어 제어시에는 템프도어(8)의 위치가 3.0과 3.5의 중간인 반면에 강제 난방 템프도어 제어시에는 템프도어(8)의 위치가 4.0보다 약간 높으며 4.5 미만이다. 즉, 본 발명은 상기 강제 난방 템프도어 제어 및 일반 난방 템프도어 제어시, 각각의 템프도어(8) 개도 차이(gap)가 커지게 된다.

그리고, 본 발명에 의한 강제 난방 템프도어 제어는, 상기 일반 난방 템프도어 제어보다 템프도어(8)의 최대난방 구간이 상대적으로 크게 설정하는 것이 바람직하다. 부언하면, 템프도어(8)의 위치가 4.5~5.0 사이가 최대 난방 구간인데, 일반 난방 템프도어 제어시 최대 난방 구간(Max1)보다 강제 난방 템프도어 제어시 템프도어 최대 난방 구간(Max2)을 더 크게 설정한다. 즉, 즉, 강제 난방 템프도어 제어시 템프도어(8)를 최대 난방 상태로 유지하는 시간을 일반 난방 템프도어 제어시보다 더 크게 설정함으로써, 외기온도 저온인 상태에서 차량 시동 초기에 탑승자에게 차량 실내 분위기를 따뜻하고 쾌적한 환경을 일정 시간동안 유지시켜 줄 수 있다.

한편, 본 발명은 상기 스텝(S43)을 수행한 후, 강제 난방 해제 조건인지를 판단하는 단계를 수행한다.(S50)

여기서, 강제 난방 해제 조건인지를 판단하는 조건은, 실내온도 센서(25)로부터 검출된 실내온도가 일정온도 이상인 상태, 즉, 쾌적한 실내 난방 온도에 도달한 온도가 되었을 때 강제 난방 해제 조건으로 판단한다.

이후, 상기 스텝(S50)의 판단 결과, 강제 난방 해제 조건인 경우에는 상기 일반 난방 템프도어 제어(S41)를 수행한다.

3 : 증발기
4 : 히터코어
8 : 템프도어
23 : 시동스위치
24 : 외기온도 센서
25 : 실내온도 센서
30 : 제어수단

Claims (6)

1. 증발기(3)를 통과한 공기와 히터코어(4)를 통과한 공기의 혼합량을 조절하도록 템프도어(8)의 개도량을 조절하여 차량 실내온도를 제어하는 차량용 공조시스템의 템프도어 제어방법에 있어서,
   공조시스템이 수동제어 상태인지 자동제어 상태인지를 판단하는 제1 단계와;
   상기 제1 단계의 판단 결과, 자동제어 상태인 경우에, 시동 스위치의 온 시간이 설정 시간 이하인지를 판단하는 제2 단계와;
   상기 제2 단계의 판단결과, 시동 스위치의 온 시간이 설정 시간 이하인 경우에, 실내 난방을 위한 강제 난방 진입 조건인지를 판단하는 제3 단계와;
   상기 제3 단계의 판단 결과, 강제 난방 진입 조건이 아닌 경우에는 일반 난방 템프도어 제어를 수행하고, 강제 난방 진입 조건인 경우에는 강제 난방 템프도어 제어를 수행하되 히터코어(4)를 통과하는 공기량이 상기 일반 난방 템프도어 제어에서의 히터코어(4)를 통과하는 공기량보다 증가되도록 상기 템프도어(8)의 개도량을 조절하여 상기 강제 난방 템프도어 제어하는 제4 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조시스템의 템프도어 제어방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제3 단계의 난방 진입 조건은, 외기 온도가 일정온도 이하이고, 실내온도가 일정온도 이하인 것을 특징으로 하는 차량용 공조시스템의 템프도어 제어방법.
3. 제 1 항에 있어서,
   차 실내의 목표 열량지수를 산출하여, 이에 비례하여 상기 템프도어(8)를 제어하고, 상기 목표 열량 지수는 외기온도, 일사센서, 실내온도, 사용자 설정온도, 차속센서, 인테이크 도어 개도량의 정보를 이용한 연산함수에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조시스템의 템프도어 제어방법.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 목표 열량 지수가 커질수록, 상기 강제 난방 템프도어 제어 및 일반 난방 템프도어 제어시, 각각의 템프도어 개도 차이가 커지도록 하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조시스템의 템프도어 제어방법.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 강제 난방 템프도어 제어는, 상기 일반 난방 템프도어 제어보다 템프도어의 최대난방 구간이 상대적으로 크게 설정하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조시스템의 템프도어 제어방법.
6. 제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제4 단계를 수행한 후, 강제 난방 해제 조건인지를 판단하는 제5 단계와; 상기 제5 단계의 판단 결과, 강제 난방 해제 조건인 경우에는 상기 일반 난방 템프도어 제어를 수행하는 제6 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조시스템의 템프도어 제어방법.
   

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