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KR20190017419A - 차량용 공조장치 제어 방법 - Google Patents

차량용 공조장치 제어 방법 Download PDF

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KR20190017419A
KR20190017419A KR1020170102258A KR20170102258A KR20190017419A KR 20190017419 A KR20190017419 A KR 20190017419A KR 1020170102258 A KR1020170102258 A KR 1020170102258A KR 20170102258 A KR20170102258 A KR 20170102258A KR 20190017419 A KR20190017419 A KR 20190017419A
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outside air
temperature
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공태윤
김성현
김충영
김기영
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현대모비스 주식회사
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Publication date
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Abstract

본 발명은 차량용 공조장치 제어 방법에 관한 것으로, 복수의 인렛(inlet)과 복수의 아웃렛(outlet)으로 구분된 구조의 블로워가 포함된 차량용 공조장치의 제어 방법에 있어서, 제어부가 차량 실내 온도, 외부의 기온, 난방열원이 되는 엔진의 온도, 차량 내부습도, 씨오투 농도, 및 후석승원 정보 중 적어도 하나 이상을 검출 및 예측하는 단계; 및 상기 제어부가 상기 검출 및 예측한 정보들, 및 블로워 설정모드를 기초로 차량의 외부상태, 차량의 내부상태, 및 사용자의 의도를 종합적으로 판단하여, 상기 차량용 공조장치의 인렛(inlet) 도어를 기 지정된 복수의 단계 중 하나로 제어하는 단계;를 포함한다.

Description

차량용 공조장치 제어 방법{METHOD FOR CONTROLLING AIR CONDITIONER OF VEHICLE}
본 발명은 차량용 공조장치 제어 방법에 관한 것으로 더블레이어 구조의 블로워를 이용한 공조장치의 제어 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 차량용 블로워의 인렛(inlet) 도어를 차량의 세부적인 난방 상황에 따라 단계적으로 제어함으로써, 기존에 더블레이어 구조의 블로워를 이용한 공조장치의 제어에 있어서는 상체 온열감이 부족했었는데 이를 증대시키고 실내 평균온도를 상승시킬 수 있도록 하는 차량용 공조장치 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 대부분의 차량에는 차량용 공기조화기가 설치된다.
상기 차량용 공기조화장치는 블로워(또는 블로워 모듈)의 송풍팬을 통해 냉기를 차량 실내로 유입시켜 실내를 냉방하는 냉방장치와, 상기 블로워의 송풍팬을 통해 온기를 차량 실내로 유입시켜 실내를 난방하는 난방장치를 포함한다.
최근에는 난방 시 난방성능을 향상시키면서 동시에 창문 내부습기 제거성능을 향상시키기 위하여 2층 구조의 송풍팬에 분리된 공기 유로를 통해 유입되는 내기 및 외기를 분리하거나 혼합하는 블로워를 적용시키기 위한 방법이 연구되고 있다.
특히 기존의 난방 성능 이상의 난방 효과를 얻을 수 있도록 하면서 오히려 난방에 소모되는 동력은 기존보다 저감(즉, 연비 개선)시킬 수 있도록 하는 방법이 연구되고 있다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허 10-2017-0012821호(2017.02.03. 공개, 차량용 공조장치)에 개시되어 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 더블레이어 구조의 블로워를 이용한 공조장치의 제어를 통해 난방성능을 향상시키고, 창문 내부습기를 억제하며, 실내 씨오투(CO2) 농도(즉, 환기)를 제어할 수 있도록 하는 차량용 공조장치 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 차량용 공조장치 제어 방법은, 복수의 인렛(inlet)과 복수의 아웃렛(outlet)으로 구분된 구조의 블로워가 포함된 차량용 공조장치의 제어 방법에 있어서, 제어부가 차량 실내 온도, 외부의 기온, 난방열원이 되는 엔진의 온도, 차량 내부습도, 씨오투 농도, 및 후석승원 정보 중 적어도 하나 이상을 검출 및 예측하는 단계; 및 상기 제어부가 상기 검출 및 예측한 정보들, 및 블로워 설정모드를 기초로 차량의 외부상태, 차량의 내부상태, 및 사용자의 의도를 종합적으로 판단하여, 상기 차량용 공조장치의 인렛(inlet) 도어를 기 지정된 복수의 단계 중 하나로 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 난방 상태는, 외기 설정 상태, 혹한 상태, 외기온에 대한 설정온 상태, 최대난방 설정 상태, 및 후석승원 상태 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 기 지정된 복수의 단계는, 송풍팬의 상부와 하부에 모두 외기를 유입하여 토출하도록 제어하는 제1 단계(#1); 상기 송풍팬의 상부를 통해서는 외기만 유입하여 토출하고 하부를 통해서는 내기만 유입하여 토출하도록 제어하는 제2 단계(#2); 상기 송풍팬의 상부를 통해서는 외기의 비율이 많도록 내기를 혼합(외기>내기) 유입하여 토출하고 하부를 통해서는 내기만 유입하여 토출하도록 제어하는 제3 단계(#3); 상기 송풍팬의 상부를 통해서는 내기의 비율이 외기의 비율 이상이 되게 혼합(외기≤내기) 유입하여 토출하고 하부를 통해서는 내기만 유입하여 토출하도록 제어하는 제4 단계(#4); 및 상기 송풍팬의 상부와 하부에 모두 내기를 유입하여 토출하도록 제어하는 제5 단계(#5);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제3 단계(#3) 및 제4 단계(#4)는, 전석이나 후석에 대한 난방 효율을 향상시키기 위하여 상부유로에 내기를 추가로 도입하는 방식으로서, 제어부가 송풍팬의 상부에 외기와 내기를 혼합하여 토출시킬 때 추가로 도입되는 내기의 양을 조절하여, 난방풍을 전석위주로 송풍하거나 난방풍이 후석까지 도달할 수 있도록 지정된 인렛 도어를 제어하는 방식인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 인테이크 설정, 혹한조건, 설정온도가 외기온보다 큰지(설정온도>외기온) 그리고 최대난방 설정을 체크하는 단계;를 더 포함하고, 최대난방 설정인 경우, 상기 제어부는, 후석승원이 있는지 체크하여 후석승원이 있을 경우, 송풍팬의 상부를 통해서는 외기의 비율이 많도록 내기를 혼합(외기>내기) 유입하여 토출하고 하부를 통해서는 내기만 유입하여 토출하도록 제어하는 제 3단계(#3)로 인렛(inlet) 도어를 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 후석승원이 있는지 체크함에 있어서, 상기 제어부는, 후석 안전벨트(Seat Belt) 체결 여부, 후석 착좌 압력 센서 신호 검출 여부, 후석 어린이 시트 센서 신호 검출 여부, 별도로 설치된 적외선 및 감지 센서를 통해 후석승원이 감지되는지 여부, 후석 창문 스위치를 조정하는지 여부, 후석 시트의 이동을 조정하는지 여부 중, 적어도 하나 이상을 이용해 후석승원이 있는지 여부를 체크하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 후석승원이 있는지 체크하여 후석승원이 없을 경우, 상기 제어부는, 송풍팬의 상부를 통해서는 내기의 비율이 외기의 비율 이상이 되게 혼합(외기≤내기) 유입하여 토출하고, 하부를 통해서는 내기만 유입하여 토출하여 순환하도록 제어하는 제 4단계(#4)로 인렛(inlet) 도어를 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 차량용 공조장치의 인렛(Inlet) 도어를 기 지정된 복수의 단계 중 하나로 제어하는 단계에서, 상기 제어부는, 송풍팬의 상부와 하부에 모두 외기를 유입하여 토출하도록 제어하는 제1 단계(#1)를 제외한 나머지 단계 제어 시, 습도제어(ADS : Auto Defog System) 및 씨오투(CO2)농도 제어를 추가적으로 수행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 차량용 공조장치의 인렛(Inlet) 도어를 기 지정된 복수의 단계 중 하나로 제어하는 단계에서, 상기 제어부는, 차량 내부에서 순환하는 내기 모드의 특징을 이용하여 전석 난방효율을 향상시키는 제4 단계(#4) 제어를 수행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 차량용 공조장치 제어 방법은, 복수의 인렛(inlet)과 복수의 아웃렛(outlet)으로 구분된 구조의 블로워가 포함된 차량용 공조장치의 제어 방법에 있어서, 제어부가 차량 난방 시 후석승원이 있는지 체크하는 단계; 및 상기 후석승원이 있을 경우에 후석 난방을 향상시키기 위하여, 상기 제어부가 상기 송풍팬의 하부로 내기를 유입하여 토출시키고, 상기 송풍팬의 상부로 외기와 내기를 혼합하여 토출시키되 외기 유입량이 내기 유입량보다 더 많도록 인렛(Inlet) 도어를 제어하는 단계;를 통하여, 상기 외기의 흐름에 섞여 이동하는 내기의 일부인 부분내기를 후석까지 이동시켜 후석 난방을 향상시키도록 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 차량용 공조장치 제어 방법은, 복수의 인렛(inlet)과 복수의 아웃렛(outlet)으로 구분된 구조의 블로워가 포함된 차량용 공조장치의 제어 방법에 있어서, 제어부가 차량 난방 시 후석승원이 있는지 체크하는 단계; 및 상기 후석승원이 없을 경우에 전석 난방을 향상시키기 위하여, 상기 제어부가 상기 송풍팬의 하부로 내기를 유입하여 토출시키고, 상기 송풍팬의 상부로 외기와 내기를 혼합하여 토출시키되 외기 유입량이 내기 유입량보다 더 적도록 인렛(Inlet) 도어를 제어하는 단계;를 통하여, 상기 외기의 흐름에 섞여 이동하는 내기의 일부인 부분내기를 전석으로 이동되게 하여 전석 난방을 향상시키도록 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 차량용 공조장치의 블로워 인렛(Inlet) 도어를 차량의 세부적인 난방 상황에 따라 단계적으로 제어함으로써, 차량 외부로 환기되어 손실되는 열량을 최소화하여 차량 탑승객의 상체 온열감의 증대와 실내 평균온도를 상승시킬 수 있도록 하면서, 난방에 소모되는 동력은 오히려 기존보다 저감되어 연비를 개선하는 효과가 있다. 또한 과도한 내기 순환이 지속될 경우 발생할 수 있는 실내 측 창문습기와 이산화탄소 농도를 적정하게 제어하여 안전 운전을 위한 시야를 확보하면서 실내의 공기질을 유지하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 공조장치 제어 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도.
도 2는 상기 도 1에 있어서, 일반적인 더블레이어(2-layer) 구조의 블로워를 참고적으로 보인 예시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 공조장치 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 4는 상기 도 3에 있어서, 난방 모드에 따라 인렛(inlet) 도어를 제어하는 각 단계를 설명하기 위한 테이블.
도 5는 상기 도 3에 있어서, 내기와 외기를 혼합할 시 그 비율을 조정하여 후석 또는 전석(앞좌석)의 난방 효율을 향상시키는 원리를 설명하기 위하여 보인 예시도.
도 6은 상기 도 3에 있어서, 인렛(inlet) 도어 제어 단계별 난방풍의 토출온과 환기손실에 의한 배출온도를 보인 그래프.
도 7은 상기 도 3에 있어서, 부분내기를 추가로 도입하는 단계로 인렛(inlet) 도어를 제어할 경우에 난방 효과를 설명하기 위한 예시도.
도 8은 상기 도 3에 있어서, 창문의 습기 생성을 방지하기 위하여 상기 인렛(inlet) 도어 제어 단계별 습도제어 방법을 설명하기 위한 예시도.
도 9는 상기 도 3에 있어서, 씨오투(CO2) 농도에 따른 인렛(inlet) 도어 제어 단계를 설명하기 위한 예시도.
도 10은 상기 도 9에 있어서, 씨오투(CO2) 센서의 장착 여부에 따른 인렛(inlet) 도어 제어 방법을 설명하기 위한 예시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 차량용 공조장치 제어 방법의 일 실시예를 설명한다.
이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 공조장치 제어 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 차량용 블로워 제어 장치는, 온도 검출부(110), 습도 검출부(120), 씨오투(CO2) 검출부(130), 후석승원 검출부(140), 제어부(150), 도어 구동부(160), 및 블로워(BLW)를 포함한다.
상기 온도 검출부(110)는 차량 내외부(또는 실내 및 실외)의 온도를 검출하기 위한 적어도 하나 이상의 온도 센서를 포함한다.
상기 온도 검출부(110)는 차량 내부(또는 실내)의 온도로서, 상부 온도, 하부 온도, 전석 온도, 및 후석 온도 중 적어도 하나 이상을 검출할 수 있다.
다만, 도면에는 구체적으로 도시하지 않았으나, 외부 온도는 통신부(미도시)를 통해 도시별(또는 지역별) 온도정보 등, 외부 온도 데이터(즉, 외부 온도 정보)를 지정된 특정 서버(미도시)로부터 전달받을 수도 있다.
상기 습도 검출부(120)는 차량 내부(또는 실내)의 습도를 검출하기 위한 적어도 하나 이상의 습도 센서를 포함한다.
상기 습도 검출부(120)는 차량 외부(또는 실외)의 습도를 검출하기 위한 적어도 하나 이상의 습도 센서를 더 포함할 수도 있다.
상기 씨오투(CO2) 검출부(130)는 차량 내부(또는 실내)의 씨오투(CO2) 농도를 검출하기 위한 적어도 하나 이상의 씨오투(CO2) 센서를 포함한다.
상기 후석승원 검출부(140)는 차량의 후석 탑승객(또는 승원)이 있는지 검출한다. 상기 후석 탑승객(또는 승원)을 검출하기 위하여, 상기 후석승원 검출부(140)는 차량 전자제어장치(ECU)로부터 안전벨트(Seat Belt) 체결 신호, 좌석 착좌 압력 센서 신호, 어린이 시트 센서 신호를 전달받거나, 후석 유리창문 작동신호 및 후석 시트 조정신호에 의해 후석승원 착좌여부를 검출하거나, 별도로 설치된 감지 센서(예 : IR 센서, 초음파 센서 등)를 통해 감지되는 신호를 이용할 수 있다.
상기 제어부(150)는 상기 각 구성요소(110 ~ 140)를 통해 검출된 정보, 및 모드설정 정보를 조합하여, 차량의 세부적인 난방 상태(예 : 외기 설정 상태, 혹한 상태, 외기온에 대한 설정온 상태, 최대난방 설정 상태, 후석승원 상태 등)에 따라 차량용 블로워(BLW)의 인테이크(Intake) 도어(즉, 인렛(inlet) 도어)를 단계적으로 제어한다.
상기 도어 구동부(160)는, 상기 제어부(150)의 제어에 따라, 상기 블로워(BLW)의 도어(즉, 복수의 인렛(inlet) 도어과 복수의 아웃렛(outlet) 도어)를 구동하여 외기나 내기의 비율을 각기 조절할 수 있다.
도 2는 상기 도 1에 있어서, 일반적인 더블레이어(2-layer) 구조의 블로워를 참고적으로 보인 예시도로서, 단지 더블레이어 구조에 대한 이해를 돕기 위해서 도시된 것일 뿐, 본 실시예에 따른 송풍팬의 구조를 한정하고자 하는 것이 아님에 유의한다.
참고로 상기 더블레이어 구조의 블로워(BLW)의 송풍팬은 상부와 하부가 분할(예 : 공기 유입부가 원주 방향 또는 상하 방향으로 각각 구성되고 공기의 출구 유로 또한 상기의 유입부와 연결되게 구성됨)되게 형성되며, 내측 유로(공기 유로)를 통해서 유입되는 공기(즉, 내기)를 하부로 토출하고, 외측 유로를 통해서 유입되는 공기(즉, 외기)를 상부로 토출하도록 구성된다. 다만 본 실시예에 따른 차량용 공조장치 제어 방법은 기존의 일반적인 더블레이어 구조의 블로워 뿐만 아니라, 인렛(Inlet) 도어가 복수개이고 아웃렛(outlet) 도어도 복수개인 구조의 모든 블로워(또는 블로워 모듈) 송풍팬에 적용될 수 있는 것임에 유의한다.
이하 상기 제어부(150)의 보다 구체적인 동작을 아래의 흐름도를 참조하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 공조장치 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 제어부(150)는 블로워의 현재 설정모드가 제습모드(Mix, Defog)이거나 창문 외부 성에 제거 모드(Defrost)인지, 아니면 상기 제습모드나 창문 외부 성에 제거 모드 이외의 다른 모드인지 체크한다(S101).
상기 체크(S101) 결과, 블로워의 현재 설정모드가 제습모드(Mix, Defog)이거나 창문 외부 성에 제거 모드(Defrost)인 경우(S101의 예), 상기 제어부(150)는 인렛(inlet) 도어를 제1 단계(#1)로 제어한다(S102)(도 4 참조).
도 4는 상기 도 3에 있어서, 난방 모드에 따라 인렛(inlet) 도어를 제어하는 각 단계를 설명하기 위한 테이블이다.
도 4를 참조하면, 상기 제1 단계(#1) 인렛(inlet) 도어 제어는, 상기 송풍팬의 상부와 하부에 모두 외기를 유입하여 토출하도록 제어하는 단계이다.
한편 상기 체크(S101) 결과, 블로워의 현재 설정모드가 상기 제습모드나 창문 외부 성에 제거 모드 이외의 다른 모드(예 : Vent(Face), Bi-Level, Floor(Foot), All mode 등)인 경우(S101의 아니오), 상기 제어부(150)는 다시 유입(Intake) 설정이 외기로 설정되어 있는지 체크한다(S103).
상기 체크(S103) 결과, 유입(Intake) 설정이 내기로 설정되어 있을 경우(S103의 아니오), 상기 제어부(150)는 인렛(inlet) 도어를 제5 단계(#5)로 제어한다(S111)(도 4 참조).
도 4를 참조하면, 상기 제5 단계(#5) 인렛(inlet) 도어 제어는, 상기 송풍팬의 상부와 하부에 모두 내기를 유입하여 토출하도록 제어하는 단계이다.
한편 상기 체크(S103) 결과, 유입(Intake) 설정이 외기로 설정되어 있을 경우(S103의 예), 상기 제어부(150)는 현재 외기온이 혹한조건인지 체크한다(S104).
여기서 혹한조건이란, 외기온이 기 설정된 제1 특정 온도(예 : -10℃) 이하인 경우이고, 최초 진입 후 기 설정된 제2 특정 온도(예 : -7℃) 이상일 경우에 해제할 수 있다. 다만 상기 제1, 제2 특정 온도를 한정하는 것은 아니다.
상기 혹한조건 체크(S104) 결과, 혹한조건이 아닐 경우(S104의 아니오), 상기 제어부(150)는 인렛(inlet) 도어를 제1 단계(#1)로 제어한다(S102)(도 4 참조). 즉, 상기 S103 단계에서 유입(Intake) 설정이 외기로 설정되어 있으므로 상기 송풍팬의 상부와 하부에 모두 외기를 유입하여 토출하도록 제어하는 것이다.
한편 상기 혹한조건 체크(S104) 결과, 현재 외기온이 혹한조건인 경우(S104의 예), 상기 제어부(150)는 설정온이 현재 외기온보다 큰지(높은지) 비교한다(S105).
상기 설정온와 외기온을 비교(S105)한 결과, 외기온이 설정온보다 더 큰(높은) 경우(S105의 아니오), 상기 제어부(150)는 인렛(inlet) 도어를 제1 단계(#1)로 제어한다(S102)(도 4 참조). 즉, 상기 100% 외기를 실내로 유입시키더라도 설정온보다 높으므로 상기 송풍팬의 상부와 하부에 모두 외기를 유입하여 토출하도록 제어하는 것이다.
그러나 상기 설정온와 외기온을 비교(S105)한 결과, 외기온이 설정온보다 더 크지 않은(높지 않은) 경우(S105의 예)(즉, 설정온이 외기온 이상인 경우), 상기 제어부(150)는 최대난방으로 설정되어 있는지 체크한다(S106).
여기서 최대난방이란, 설정온이 기 설정된 제3 특정 온도(예 : 23℃) 이상인 경우이고, 냉각수온이 기 설정된 제4 특정 온도(예 : 70℃) 이하일 경우를 의미한다. 다만 상기 제3, 제4 특정 온도를 한정하는 것은 아니다.
상기 최대난방 설정을 체크(S106)한 결과, 최대난방 설정이 아닌 경우(S106의 아니오), 상기 제어부(150)는 인렛(inlet) 도어를 제2 단계(#2)로 제어한다(S107)(도 4 참조).
도 4를 참조하면, 상기 제2 단계(#2) 인렛(inlet) 도어 제어는, 상기 송풍팬의 상부를 통해서는 외기만 유입하여 토출하고 하부를 통해서는 내기만 유입하여 토출하여 내가가 순환되도록 제어하는 단계이다. 즉, 현재 상태가 최대난방 설정 상태는 아니지만, 혹한조건에서 난방이 필요한 상태이므로 외기 토출과 난방을 병행하는 것이다.
또한 상기 최대난방 설정을 체크(S106)한 결과, 최대난방 설정인 경우(S106의 예), 상기 제어부(150)는 후석승원이 있는지 체크한다(S108).
상기 후석승원이 있는지 체크(S108)한 결과, 후석승원이 있을 경우(S108의 예), 상기 제어부(150)는 인렛(inlet) 도어를 제3 단계(#3)로 제어한다(S109)(도 4 참조).
도 4를 참조하면, 상기 제3 단계(#3) 인렛(inlet) 도어 제어는, 상기 송풍팬의 상부를 통해서는 외기의 비율이 많도록 내기를 혼합(외기>내기) 유입하여 토출하고 하부를 통해서는 내기만 유입하여 토출하도록 제어하는 단계이다. 즉, 난방 성능 개선을 위하여 송풍팬 상부에 내기를 혼합하여 토출하되, 차량 후석을 통과하여 외부로 환기되는 외기 유동의 특성을 이용하여, 후석승원까지 난방풍이 도달할 수 있도록 외기량 비율이 내기량보다 많게 혼합하여 토출하는 것이다(도 5 참조).
여기서 상기 후석승원은, 후석 안전벨트(Seat Belt) 체결 여부, 후석 착좌 압력 센서 신호 검출 여부, 후석 어린이 시트 센서 신호 검출 여부, 별도로 설치된 적외선 및 감지 센서를 통해 후석승원이 감지되는지 여부, 후석 창문 스위치를 조정하는지 여부, 후석 시트의 이동을 조정하는지 여부 중, 적어도 하나 이상을 이용해 후석승원이 있는지 여부를 체크하며, 또한 별도로 설치된 감지 센서(예 : IR 센서, 초음파 센서 등)를 통해 감지되는 신호가 페일(Fail)인지 여부(예 : fail이면 착좌로 판단함)에 따라 후석승원이 있는지 여부를 체크할 수 있다.
도 5는 상기 도 3에 있어서, 내기와 외기를 혼합할 시 그 비율을 조정하여 후석 또는 전석(앞좌석)의 난방 효율을 향상시키는 원리를 설명하기 위하여 보인 예시도로서, 도 5를 참조하면, 외기모드의 유동에서 난방풍은 차량 앞측에서 유입되어 천장과 승객의 머리 부분 등 차량의 상부를 타고 차량 후측으로 이동하여 밖으로 빠져나가는 특성이 있다. 따라서 외기와 내기를 혼합할 시 외기 유입량을 내기 유입량보다 더 많게 할 경우(즉, 제3 단계(#3) 제어 시), 부분내기(즉, 외기의 흐름에 섞여 이동하는 내기의 일부)가 줄어드는 대신에 내기가 외기를 따라 후석까지 이동하여 후석 난방을 향상시키는 것이다.
한편 상기 후석승원이 있는지 체크(S108)한 결과, 후석승원이 없을 경우(S108의 아니오), 상기 제어부(150)는 인렛(inlet) 도어를 제4 단계(#4)로 제어한다(S110)(도 4 참조).
도 4를 참조하면, 상기 제4 단계(#4) 인렛(inlet) 도어 제어는, 상기 송풍팬의 상부를 통해서는 내기의 비율이 외기의 비율 이상이 되게 혼합(외기≤내기) 유입하여 토출하고 하부를 통해서는 내기만 유입하여 토출하도록 제어하는 단계이다. 즉, 난방 성능 개선을 위하여 송풍팬 상부에 내기를 혼합하여 토출하되, 후석승원까지 난방풍이 도달할 필요가 없으므로 내기량 비율을 외기량 이상으로 혼합하여 토출하는 것이다(도 5 참조).
도 5를 참조하면, 외기는 차량 앞측에서 유입되어 천장을 타고 차량 후측으로 이동하여 밖으로 빠져나가는 특성이 있다. 따라서 외기와 내기를 혼합할 시 외기 유입량을 내기 유입량보다 줄이는 경우(즉, 제4 단계(#4) 제어 시), 부분내기(즉, 외기의 흐름에 섞여 이동하는 내기의 일부)가 늘어나는 대신에 내기가 후석까지 이동하지 않고 전석(앞좌석) 난방을 향상시키는 것이다.
도 6은 상기 도 3에 있어서, 인렛(inlet) 도어 제어 단계별 난방풍의 토출온과 환기손실에 의한 배출온도를 보인 그래프로서, 도 6에 도시된 바와 같이 외기량 유입이 많은 제1 단계(#1)로 갈수록 환기손실은 많고 토출온은 낮으며, 외기량 유입이 적은 제5 단계(#)로 갈수록 환기손실은 적고 토출온은 높아진다.
특히 부분내기(즉, 외기의 흐름에 섞여 이동하는 내기의 일부)를 추가로 도입하는 제3 단계(#3) 및 제4 단계(#4) 방식(송풍팬의 상부에 외기와 내기를 혼합하여 토출시키는 방식)으로 인렛(inlet) 도어를 제어할 경우, 기존에 송풍팬의 상부에 외기만 토출시키는 방식에 비해서 난방 효율을 더욱 향상시키는 효과가 있음을 확인할 수 있다.
아울러, 도 7은 상기 도 3에 있어서, 부분내기(즉, 외기의 흐름에 섞여 이동하는 내기의 일부)를 추가로 도입하는 단계로 인렛(inlet) 도어를 제어할 경우에 난방 효과를 설명하기 위한 예시도로서, 도 7을 참조하면, 부분내기를 추가로 도입하기 않은 제2 단계(#2)로 인렛(inlet) 도어를 제어할 경우의 상체 온도(예 : 17.6℃)(또는 상부 온도)와 부분내기를 추가로 도입하는 방식인 제3 단계(#3)로 인렛(inlet) 도어를 제어할 경우의 상체 온도(예 : 19.4℃)(또는 상부 온도)를 비교할 때, 상기 부분내기를 추가로 도입하는 방식인 제3 단계(#3)로 인렛(inlet) 도어를 제어할 경우에 약 2℃ 정도 더 상체 온도(또는 상부 온도가)를 상승시키는 효과가 있음을 확인할 수 있다.
참고로 상기 인렛(inlet) 도어 제어 단계(#1 ~ #5)별 외기 유입량은, 제1 단계(#1) > 제2 단계(#2) > 제3 단계(#3) > 제4 단계(#4) > 제5 단계(#5) 순이며, 외기 유입량이 많을수록 제습 및 씨오투(CO2) 환기에는 유리하지만 난방에는 불리한 특징이 있다.
따라서 상기 외기만 유입시키는 인렛(inlet) 도어 제어 제1 단계(#1)를 제외한 나머지 제2 단계(#2) 내지 제5 단계(#5)에서는 추가적으로 습도제어(ADS : Auto Defog System) 및 씨오투(CO2) 제어(또는 씨오투 농도 제어)를 수행해야 한다.
도 8은 상기 도 3에 있어서, 창문의 습기 생성을 방지하기 위하여 상기 인렛(inlet) 도어 제어 단계별 습도제어 방법을 설명하기 위한 예시도로서, 도 8에 도시된 바와 같이, 차량의 내부 습도를 적어도 하나 이상의 구간으로 미리 구분하여, 습도가 높은 구간일수록 외기 유입량이 많은 인렛(inlet) 도어 제어 제1 단계(#1) 순으로 인렛(inlet) 도어를 제어하고, 습도가 낮은 구간일수록 외기 유입량이 적은 인렛(inlet) 도어 제어 제5 단계(#5) 순으로 인렛(inlet) 도어를 제어한다.
도 9는 상기 도 3에 있어서, 씨오투(CO2) 농도에 따른 인렛(inlet) 도어 제어 단계를 설명하기 위한 예시도로서, 도 9에 도시된 바와 같이, 차량의 내부 씨오투(CO2) 농도를 적어도 하나 이상의 구간으로 미리 구분하여, 씨오투(CO2) 농도가 높은 구간일수록 외기 유입량이 많은 인렛(inlet) 도어 제어 제1 단계(#1) 순으로 인렛(inlet) 도어를 제어하고, 씨오투(CO2) 농도가 낮은 구간일수록 외기 유입량이 적은 인렛(inlet) 도어 제어 제5 단계(#5) 순으로 인렛(inlet) 도어를 제어한다.
도 10은 상기 도 9에 있어서, 씨오투(CO2) 센서의 장착 여부에 따른 인렛(inlet) 도어 제어 방법을 설명하기 위한 예시도로서, 이에 도시된 바와 같이 차량에 씨오투(CO2) 검출부(130)(예 : 씨오투(CO2) 센서)가 장착되어 있을 경우(S201의 예)에는, 상기 씨오투(CO2) 검출부(130)(예 : 씨오투(CO2) 센서)에 의해 씨오투(CO2) 농도를 계측하여, 상기 도 9에 도시된 바와 같은 단계별 인렛(inlet) 도어 제어를 수행하면 된다(S202).
그러나 차량에 씨오투(CO2) 검출부(130)(예 : 씨오투(CO2) 센서)가 장착되어 있지 않을 경우(S201의 아니오)에는 씨오투(CO2) 농도를 예측하여 상기 단계별 인렛(inlet) 도어 제어를 수행할 수도 있다(S203).
예컨대 상기 제어부(150)는 차속(또는 엔진 RPM)과 주행시간을 바탕으로 한 씨오투(CO2) 농도 측정 실험을 통하여 기 도출된 씨오투(CO2) 농도 테이블을 참조하거나, 차속(또는 엔진 RPM)과 주행시간을 바탕으로 기 설정된 씨오투(CO2) 농도 근사식을 이용하여 씨오투(CO2) 농도를 예측할 수 있다.
이상으로 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
110 : 온도 검출부
120 : 습도 검출부
130 : 씨오투(CO2) 검출부
140 : 후석승원 검출부
150 : 제어부
160 : 도어 구동부
BLW : 블로워

Claims (11)

  1. 복수의 인렛(inlet)과 복수의 아웃렛(outlet)으로 구분된 구조의 블로워가 포함된 차량용 공조장치의 제어 방법에 있어서,
    제어부가 차량 실내 온도, 외부의 기온, 난방열원이 되는 엔진의 온도, 차량 내부습도, 씨오투 농도, 및 후석승원 정보 중 적어도 하나 이상을 검출 및 예측하는 단계; 및
    상기 제어부가 상기 검출 및 예측한 정보들, 및 블로워 설정모드를 기초로 차량의 외부상태, 차량의 내부상태, 및 사용자의 의도를 종합적으로 판단하여, 상기 차량용 공조장치의 인렛(inlet) 도어를 기 지정된 복수의 단계 중 하나로 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치 제어 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 난방 상태는,
    외기 설정 상태, 혹한 상태, 외기온에 대한 설정온 상태, 최대난방 설정 상태, 및 후석승원 상태 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치 제어 방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 기 지정된 복수의 단계는,
    송풍팬의 상부와 하부에 모두 외기를 유입하여 토출하도록 제어하는 제1 단계(#1); 상기 송풍팬의 상부를 통해서는 외기만 유입하여 토출하고 하부를 통해서는 내기만 유입하여 토출하도록 제어하는 제2 단계(#2); 상기 송풍팬의 상부를 통해서는 외기의 비율이 많도록 내기를 혼합(외기>내기) 유입하여 토출하고 하부를 통해서는 내기만 유입하여 토출하도록 제어하는 제3 단계(#3); 상기 송풍팬의 상부를 통해서는 내기의 비율이 외기의 비율 이상이 되게 혼합(외기≤내기) 유입하여 토출하고 하부를 통해서는 내기만 유입하여 토출하도록 제어하는 제4 단계(#4); 및 상기 송풍팬의 상부와 하부에 모두 내기를 유입하여 토출하도록 제어하는 제5 단계(#5);를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치 제어 방법.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 제3 단계(#3) 및 제4 단계(#4)는,
    전석이나 후석에 대한 난방 효율을 향상시키기 위하여 상부유로에 내기를 추가로 도입하는 방식으로서, 제어부가 송풍팬의 상부에 외기와 내기를 혼합하여 토출시킬 때 추가로 도입되는 내기의 양을 조절하여, 난방풍을 전석위주로 송풍하거나 난방풍이 후석까지 도달할 수 있도록 지정된 인렛 도어를 제어하는 방식인 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치 제어 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    인테이크 설정, 혹한조건, 설정온도가 외기온보다 큰지(설정온도>외기온) 그리고 최대난방 설정을 체크하는 단계;를 더 포함하고, 최대난방 설정인 경우,
    상기 제어부는,
    후석승원이 있는지 체크하여 후석승원이 있을 경우,
    송풍팬의 상부를 통해서는 외기의 비율이 많도록 내기를 혼합(외기>내기) 유입하여 토출하고 하부를 통해서는 내기만 유입하여 토출하도록 제어하는 제 3단계(#3)로 인렛(inlet) 도어를 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치 제어 방법.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 후석승원이 있는지 체크함에 있어서,
    상기 제어부는,
    후석 안전벨트(Seat Belt) 체결 여부, 후석 착좌 압력 센서 신호 검출 여부, 후석 어린이 시트 센서 신호 검출 여부, 별도로 설치된 적외선 및 감지 센서를 통해 후석승원이 감지되는지 여부, 후석 창문 스위치를 조정하는지 여부, 후석 시트의 이동을 조정하는지 여부 중, 적어도 하나 이상을 이용해 후석승원이 있는지 여부를 체크하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치 제어 방법.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 후석승원이 있는지 체크하여 후석승원이 없을 경우,
    상기 제어부는, 송풍팬의 상부를 통해서는 내기의 비율이 외기의 비율 이상이 되게 혼합(외기≤내기) 유입하여 토출하고, 하부를 통해서는 내기만 유입하여 토출하여 순환하도록 제어하는 제 4단계(#4)로 인렛(inlet) 도어를 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치 제어 방법.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 차량용 공조장치의 인렛(Inlet) 도어를 기 지정된 복수의 단계 중 하나로 제어하는 단계에서,
    상기 제어부는,
    송풍팬의 상부와 하부에 모두 외기를 유입하여 토출하도록 제어하는 제1 단계(#1)를 제외한 나머지 단계 제어 시, 습도제어(ADS : Auto Defog System) 및 씨오투(CO2)농도 제어를 추가적으로 수행하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치 제어 방법.
  9. 상기 차량용 공조장치의 인렛(Inlet) 도어를 기 지정된 복수의 단계 중 하나로 제어하는 단계에서,
    상기 제어부는,
    차량 내부에서 순환하는 내기 모드의 특징을 이용하여 전석 난방효율을 향상시키는 제4 단계(#4) 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치 제어 방법.
  10. 복수의 인렛(inlet)과 복수의 아웃렛(outlet)으로 구분된 구조의 블로워가 포함된 차량용 공조장치의 제어 방법에 있어서,
    제어부가 차량 난방 시 후석승원이 있는지 체크하는 단계; 및
    상기 후석승원이 있을 경우에 후석 난방을 향상시키기 위하여, 상기 제어부가 상기 송풍팬의 하부로 내기를 유입하여 토출시키고, 상기 송풍팬의 상부로 외기와 내기를 혼합하여 토출시키되 외기 유입량이 내기 유입량보다 더 많도록 인렛(Inlet) 도어를 제어하는 단계;를 통하여,
    상기 외기의 흐름에 섞여 이동하는 내기의 일부인 부분내기를 후석까지 이동시켜 후석 난방을 향상시키도록 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치 제어 방법.
  11. 복수의 인렛(inlet)과 복수의 아웃렛(outlet)으로 구분된 구조의 블로워가 포함된 차량용 공조장치의 제어 방법에 있어서,
    제어부가 차량 난방 시 후석승원이 있는지 체크하는 단계; 및
    상기 후석승원이 없을 경우에 전석 난방을 향상시키기 위하여, 상기 제어부가 상기 송풍팬의 하부로 내기를 유입하여 토출시키고, 상기 송풍팬의 상부로 외기와 내기를 혼합하여 토출시키되 외기 유입량이 내기 유입량보다 더 적도록 인렛(Inlet) 도어를 제어하는 단계;를 통하여,
    상기 외기의 흐름에 섞여 이동하는 내기의 일부인 부분내기를 전석으로 이동되게 하여 전석 난방을 향상시키도록 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치 제어 방법.
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