KR100820566B1 - 차량용 송풍기 및 그 제어 방법 - Google Patents

Abstract

공조기에 유입된 공기를 차량 내부로 송풍하기 위한 블로워와, 상기 블로워를 회전 동작시키기 위한 모터부와, 상기 모터부에 동작 속도값을 전달하는 제어부를 구비하고, 상기 제어부는 운전자의 설정에 의한 제1 동작 속도값에서 차량 속도에 따른 제2 동작 속도값을 차감한 값을 상기 동작 속도값으로 상기 모터부에 전달하는 차량용 송풍기를 제공한다. 차량의 속도에 따라 송풍기의 속도를 제어할 수 있게 되어, 차량의 속도에 따른 토출량의 변화를 억제함으로써, 운전자가 설정한 풍량을 토출할 수 있게 되고, 운전자는 원하는 송풍량을 느끼며 쾌적한 운전을 수행할 수 있게 된다.

Description

차량용 송풍기 및 그 제어 방법{BLOWER FOR VEHICLE AND CONTROL METHOD OF THE SAME}

도 1은 본 발명의 실시예에 있어서의 차량용 공조기의 구성을 개략적으로 도시하는 도면이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 있어서의 차량속도에 따른 f(v) 값의 변화를 도시하는 그래프이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 있어서의 송풍기 단수에 따른 f(b) 값의 변화를 도시하는 그래프이다.

본 발명은 차량용 송풍기 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 특히 차량의 속도에 따라 송풍기의 속도를 제어함으로써 공조기로부터 운전자가 원하는 풍량이 토출되도록 하여 쾌적한 운전을 제공하는 차량용 송풍기 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로 차량에 탑재되는 공조기에는 차량 실내의 공기를 냉각시켜 탑승자에게 쾌적함을 더해주는 냉방장치와, 공기를 가열시켜 온기를 줄 수 있는 난방장 치로 구분된다.

차량 실내는 태양, 대기, 도로 또는 엔진 등과 같이 외부 및 내부에서 가해지는 여러 가지 열에 의해 실내 공기의 온도가 상승하고 이 경우 운전자는 냉방장치를 가동하며, 동절기에는 실내 공기의 온도를 상승시키기 위하여 난방장치를 가동시키게 된다.

그리고 운전자의 선택에 따라 또는 자동운전 모드에서의 제어부의 지령값에 의해 송풍기의 동작 속도가 결정되게 된다. 송풍기는 주로 이산적인 동작 속도 정도를 가지며 예를 들면 1단은 가장 느린 속도로 동작하여 토출 풍량이 적으며 단수가 증가할수록 동작속도가 증가하여 7단에서는 가장 빠른 속도로 동작하여 토출 풍량이 최대가 된다. 물론 송풍기 및 이를 탑재한 공조기의 종류에 따라서 1단 내지 6단, 1단 내지 8단 등의 상이한 동작 단수를 가질 수 있게 된다.

그런데, 종래의 차량에 탑재된 송풍기에 있어서는 운전자가 송풍기의 속도를 선택하면 그에 따라 정해진 고정 속도로 송풍기가 작동한다. 이 때 공조기로의 공기의 유입방향이 외기로 설정되어 있는 경우에는, 차량 속도가 증가할수록 차량의 주행에 의한 주행풍이 공조기로 유입되는 양이 증가하고, 이 주행풍이 송풍기의 송풍량에 더해지게 된다. 결국, 차량 속도가 증가할수록 운전자가 선택한 송풍기의 속도에 의한 토출량보다 증가된 양의 공기가 토출되게 된다. 이는 쾌적한 운전을 방해하는 것으로서 운전자의 필링에 큰 악영향을 주게 된다.

본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 차량의 속도 에 따라 송풍기의 속도를 제어함으로써, 차량의 속도와 무관하게 운전자가 설정한 풍량을 토출하도록 동작 가능한 차량용 송풍기 및 그 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 차량용 송풍기는 공조기에 유입된 공기를 차량 내부로 송풍하기 위한 블로워와, 상기 블로워를 회전 동작시키기 위한 모터부와, 상기 모터부에 동작 속도값을 전달하는 제어부를 구비하고, 상기 제어부는 운전자의 설정에 의한 제1 동작 속도값에서 차량 속도에 따른 제2 동작 속도값을 차감한 값을 상기 동작 속도값으로 상기 모터부에 전달하는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 제2 동작 속도값은, 차량의 속도가 증가함에 따라 증가하는 것이 바람직하고, 상기 제2 동작 속도값은, 운전자의 설정에 의한 제1 동작 속도값이 증가함에 따라 감소하는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 제2 동작 속도값은, 차량의 속도가 증가함에 따라 증가하는 제1값과 운전자의 설정에 의한 제1 동작 속도값이 증가함에 따라 감소하는 제2값의 곱인 것이 더욱 바람직하다.

본 발명의 차량용 송풍기의 제어 방법은, 공조기에 유입된 공기를 차량 내부로 송풍하기 위한 블로워와, 상기 블로워를 회전 동작시키기 위한 모터부와, 상기 모터부에 동작 속도값을 전달하는 제어부를 구비하는 차량용 송풍기의 제어 방법으로서, 상기 제어부가 운전자의 설정에 의한 제1 동작 속도값을 입력 받는 단계와, 상기 제어부가 차량 속도에 따른 제2 동작 속도값을 산출하는 단계와, 상기 제어부가 상기 제1 동작 속도값에서 상기 제2 동작 속도값을 차감한 값을 상기 동작 속도 값으로 상기 모터부에 전달하는 단계를 포함한다. 또한, 상기 제2 동작 속도값은, 차량의 속도가 증가함에 따라 증가하는 제1값과 운전자의 설정에 의한 제1 동작 속도값이 증가함에 따라 감소하는 제2값의 곱인 것이 바람직하다.

이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 송풍기 및 그 제어 방법에 대해 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 있어서의 차량용 공조기의 구성을 개략적으로 도시하는 도면이다.

차량용 공조기는 프레임(100)으로 둘러싸인 내부에 공기 유입 도어(110), 송풍기(120), 에바 코어(130), 히터 코어(140), 템프 도어(150), 및 모드 도어(160)로 구성된다. 또한 제어부(180)는 공조기의 각종 도어(110, 150, 160)를 제어하고 차량 속도 센서(190)로부터 차량 속도값을 입력 받는다. 제어부(180)에 연결되는 입력선 및 출력선은 본 발명에 직접적으로 관련되는 것만 도시했지만, 실제로는 공조기에서 제어가 필요한 부분에 추가적으로 연결된다. 또한 일반적으로 제어부(180)는 공조기만을 위해서 별도로 설치되지만 차량의 전체를 제어하는 제어부에 포함될 수도 있다.

공기 유입 도어(110)는 공기의 유입 방향을 외기로 할 것인지 내기로 할 것인지를 결정하며 제어부가 직접 제어하는 모터(미도시)에 연결되어 도어의 개폐가 이루어진다. 도 1에서는 공기 유입 도어(110)가 내기 방향을 차폐하고 있어 공조기로 외기가 유입되는 상태를 도시하고 있지만, 공기 유입 도어(110)가 외기를 차 폐하는 상태(111)로 되는 경우에는 공조기로 내기가 유입된다. 공기 유입 도어(110)의 상태는 제어부로부터 제어선(181)을 통해 입력되는 신호에 의해 결정된다.

송풍기(120)는 공조기로 유입된 공기를 송풍하여 차량 내부로 토출하기 위한 것으로서 모터부(121) 및 블로워(122)로 구성된다. 모터부(121)는 입력된 속도값, 또는 전압값이나 듀티비에 따라 정해진 속도로 블로워(122)를 회전시키게 된다. 제어부(180)로부터 제어선(182)을 통해 단순한 속도값만 입력되는 경우에는 이를 전압값이나 듀티비로 변환하는 회로가 모터부(121) 내부 또는 외부에 마련된다.

에바 코어(130)는 열교환에 의해 송풍기에 의해 송풍되는 공기로부터 열을 빼앗아 저온 상태로 변환시키는 역할을 하고, 히터 코어(140)는 공기를 가열하여 고온 상태로 변환시키는 역할을 하게 된다. 히터 코어(14)의 전방에는 템프 도어(150)가 설치되어, 송풍되는 공기가 히터 코어(140)를 통과하는 것을 저지하거나(도 1의 상태), 송풍되는 공기가 히터 코어(140)를 통과하여 가열되도록(도면 부호 151의 상태) 한다.

모드 도어(160)는 공조기로부터 토출되는 공기가 최종적으로 벤트 방향으로 토출될 것인지, 플로어 방향으로 토출될 것인지를 결정한다. 도 1의 상태에서는 플로어 방향으로 토출되며 도면 부호 160-1의 상태에서는 벤트 방향으로 토출되게 된다. 모드 도어(160)에도 제어부(180)로부터의 신호가 입력되지만 도시는 하지 않았다.

이와 같이 구성된 공조기에 있어서, 예를 들어 운전자가 송풍기를 1단으로 설정했다고 가정한다. 송풍기가 1단으로 설정되었을 경우 모터부(121)의 동작 전압 Mv는 3V이고 이에 따른 속도로 모터부(121)의 회전축이 회전하여 블로워(122)가 송풍을 수행하게 된다. 여기서, 제어부(180)에서 모터부(121)로 전달하는 값은 송풍기가 1단으로 설정되었다는 정보를 갖는 신호이고 모터부(121)에서 이 신호에 해당하는 전압값 또는 듀티비로 변환하여 동작할 수 있고, 또는 제어부(180)에서 모터부(121)로 송풍기가 1단으로 동작할 시에 해당하는 전압값 또는 듀티비를 직접 전달하여 모터부(121)가 동작하도록 할 수도 있다. 본 발명은 이러한 모든 유사한 동작을 전부 포함하며, 청구범위에 기재된 동작 속도값은 이들을 전부 포함하는 개념이다. 다만, 설명의 간략화를 위해서 이하에서는 제어부(180)로부터 모터부(121)로 전압값이 전달된다는 것을 상정하여 설명하도록 한다.

운전자가 송풍기를 1단으로 설정하여 제어부(180)로부터 모터부(121)로 동작 전압 Mv=3V가 전달되면 블로워(122)는 이에 해당하는 회전 속도로 회전하여 송풍을 수행하게 된다. 송풍량이 1단에 부합되도록 유지된다면 운전자는 원하는 송풍량을 느끼며 쾌적한 운전을 수행할 수 있게 된다.

그러나, 송풍기는 공조기 외부로부터 유입되는 공기를 송풍하게 되고, 특히 공기 유입 도어(110)가 외기를 유입하는 것으로 설정되어 있는 경우에는 차량 속도에 따라 공기 유입량에 차이가 있게 되며, 차량 속도가 고속이 되는 경우에는 송풍기의 회전속도에 따른 송풍량보다 증가한 양의 공기가 차량 내부로 토출된다는 것은 불가피하게 된다.

따라서, 본 발명에서는 차량 속도 센서(190)가 차량의 속도를 검지하여 이를 제어부(180)에 전달함으로써 차량의 속도에 따른 송풍량의 제어를 수행하게 된다. 차량 속도 센서(190)는 일반적인 속도 센서, 바퀴의 회전 속도로부터 속도를 검출하는 센서 등 다양한 형태가 있을 수 있으며 현재의 차량의 속도값을 제어부(180)에 전달하는 것이라면 특별히 한정되지 않는다.

도 2는 본 발명의 실시예에 있어서의 차량 속도에 따른 f(v)값의 변화를 도시하는 그래프이다. 여기서, f(v)는 차량의 속도에 따라 증가하는 값으로서 운전자의 설정에 의한 모터부(121)의 동작 전압, 즉 제1 동작 속도값(Mv)로부터 차감되는 값이 된다. 예를 들어 운전자가 송풍기를 1단으로 설정하여 제1 동작 속도값(Mv)=3V인 상태에서 차량이 50km/h로 주행하고 있는 경우에는 도 2의 그래프에 의해, 해당하는 f(v)값이 0으로 되어 모터부(121)의 동작 속도값(Mv')=Mv-f(v)=3V로 동작하게 된다. 그리고, 차량의 속도가 계속적으로 증가하여 140km/h로 주행하는 경우에는 f(v)값이 0.9로 되어 모터부(121)의 동작 속도값(Mv')=제1 동작 속도값(Mv)-제2 동작 속도값(f(v))=3-0.9=2.1V가 됨으로써, 차량의 속도가 증가한 경우 설정되는 블로워(122)의 회전속도가 저하하게 된다. 그러나, 차량의 주행속도가 높기 때문에 외부로부터 유입되는 공기의 양이 증가하였으므로, 차량이 50km/h로 주행하는 경우와 동일한 양의 공기가 차량 내부로 토출될 수 있는 것이다.

이와 같이, 본 발명에서는 운전자의 설정에 의한 제1 동작 속도값(Mv)에서 차량 속도에 따른 제2 동작 속도값을 차감한 값을 모터부(121)에 전달함으로써 차량 속도에 따라 차량 내부로 토출되는 토출량이 변화하는 것을 억제할 수 있게 된다. 도 2에 있어서는 차량의 속도가 소정 구간에서 미약하게 변하는 경우 f(v)값 의 빈번한 변화를 방지하기 위하여 속도 구간별로 소위 히스테리시스 방식에 의한 제어를 수행하고 있다. 또, 차량속도가 80km/h 이상이 되는 경우에만 f(v) 값이 존재하도록 함으로써, 소정 속도 이상에서만 유입되는 공기의 양의 영향을 제거하도록 하였다. 소정 속도 미만에서는 차량의 주행에 의한 주행풍이 그다지 크지 않기 때문이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 있어서의 송풍기 단수에 따른 f(b) 값의 변화를 도시하는 그래프이다. 여기서, f(b)는 운전자가 설정한 송풍기의 단수의 증가에 따라 감소하는 값으로서, 상기 f(v)의 값에 곱해져서 제1 동작 속도값 Mv로부터 차감되는 값이 된다. 즉, 모터부(121)의 동작 속도값(Mv')=제1 동작 속도값(Mv)-제2 동작 속도값(f(v)×f(b))의 식이 성립하게 된다.

이와 같이, 송풍기 단수가 증가함에 따라 제2 동작 속도값을 저감시키는 이유는 다음과 같다. 차량 속도의 증가에 따라 공조기에 유입되는 공기의 양이 증가되게 되고 블로워(122)의 회전에 의한 송풍량에 더해지게 되는데, 운전자가 설정한 송풍기의 단수가 증가하여 블로워(122)의 회전 속도가 증가하게 되면 차량 속도의 증가에 따라 영향을 받는 정도가 줄어들게 된다. 따라서, 도 3에 도시한 f(b)는 이와 같은 사정을 고려하여 이루어진 것으로써, 사용자가 설정한 송풍기 단수가 증가할수록 제2 동작 속도값을 감소시킴으로써, 결국 제1 동작 속도값에서 차감되는 값을 감소시키기 위한 것이다.

예를 들어, 운전자가 송풍기 단수를 1단으로 하고 차량이 140km/h로 주행하는 경우에는 제2 동작 속도값(f(v)×f(b)=0.9×1)에 해당하는 0.9V가 제1 동작 속 도값으로부터 차감되는데, 운전자가 송풍기 단수를 7단으로 하고 차량이 140km/h로 주행하는 경우에는 제2 동작 속도값에 해당하는 0.9×0.3=0.27V가 제1 동작 속도값으로부터 차감되게 되어, 차량 속도가 증가함에 따라 제2 동작 속도값이 감소하게 된다. 제2 동작 속도값의 감소에 따라 운전자의 설정에 의한 제1 동작 속도값으로부터 차감되는 값이 감소하게 되어 결국 운전자가 원하는 토출량의 공기가 차량의 내부로 토출되는 것이다.

상기의 실시예에 있어서는 공기 유입 도어(110)가 외기를 유입하도록 설정하는 것에 대해서 설명하였지만, 공기 유입 도어(110)가 내기를 유입하도록 설정되거나 또는 내기와 외기를 혼입하여 유입하도록 설정된 경우에도 적절한 제2 동작 속도값이 산출되도록 제어부에 저장된 값을 설정하여 적용될 수 있다.

본 발명에 의하면, 차량의 속도에 따라 송풍기의 속도를 제어할 수 있게 되어, 차량의 속도에 따른 토출량의 변화를 억제함으로써, 운전자가 설정한 풍량을 토출할 수 있게 되고, 운전자는 원하는 송풍량을 느끼며 쾌적한 운전을 수행할 수 있게 된다.

Claims (6)

1. 삭제
2. 삭제
3. 차량용 공조기에 탑재된 송풍기에 있어서,

   공조기에 유입된 공기를 차량 내부로 송풍하기 위한 블로워와,

   상기 블로워를 회전 동작시키기 위한 모터부와,

   상기 모터부에 동작 속도값을 전달하는 제어부를 구비하고,

   상기 제어부는 운전자의 설정에 의한 제1 동작 속도값에서 차량 속도에 따른 제2 동작 속도값을 차감한 값을 상기 동작 속도값으로 상기 모터부에 전달하고,

   상기 제2 동작 속도값은, 차량의 속도가 증가함에 따라 증가하며, 운전자의 설정에 의한 제1 동작 속도값이 증가함에 따라 감소하는 것을 특징으로 하는 차량용 송풍기.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 제2 동작 속도값은, 차량의 속도가 증가함에 따라 증가하는 제1값과 운전자의 설정에 의한 제1 동작 속도값이 증가함에 따라 감소하는 제2값의 곱인 것을 특징으로 하는 차량용 송풍기.
5. 공조기에 유입된 공기를 차량 내부로 송풍하기 위한 블로워와, 상기 블로워를 회전 동작시키기 위한 모터부와, 상기 모터부에 동작 속도값을 전달하는 제어부를 구비하는 차량용 송풍기의 제어 방법으로서,

   상기 제어부가 운전자의 설정에 의한 제1 동작 속도값을 입력 받는 단계와,

   상기 제어부가 차량 속도에 따른 제2 동작 속도값을 산출하는 단계와,

   상기 제어부가 상기 제1 동작 속도값에서 상기 제2 동작 속도값을 차감한 값을 상기 동작 속도값으로 상기 모터부에 전달하는 단계를 포함하는 차량용 송풍기의 제어 방법.
6. 청구항 5에 있어서,

   상기 제2 동작 속도값은, 차량의 속도가 증가함에 따라 증가하는 제1값과 운전자의 설정에 의한 제1 동작 속도값이 증가함에 따라 감소하는 제2값의 곱인 것을 특징으로 하는 차량용 송풍기의 제어 방법.

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