KR100187228B1 - 공기조화기의 제어장치 및 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기조화기의 제어장치 및 제어방법에 관한 것으로써, 포토센서에 습기가 발생하거나 토출구도어에 대한 미약한 외부의 충격 등 공기조화기 동작에 지장을 주지 않는 범위내에서는 공기조화기의 운전동작이 정지됨이 없이 정상운전을 유지하여 실내의 공기조화 동작을 원활하게 수행토록 하는 것이다.

Description

공기조화기의 제어장치 및 제어방법

제1도는 본 발명이 적용되는 공기조화기의 사시도.

제2도는 본 발명이 적용되는 공기조화기의 절결된 측면도.

제3도는 본 발명이 적용되는 공기조화기의 토출구도어의 동작상태도.

제4도는 본 발명의 제어블록도.

제5도는 본 발명의 공기조화기의 도어개폐감지부의 상세회로도.

제6도는 본 발명에 적용되는 포토센서의 구조도.

제7도는 본 발명의 도어개폐감지부의 감지값에 따른 파형도.

제8도는 본 발명의 동작순서를 도시한 플로우챠트.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

4 : 토출구 8 : 토출구도어

12 : 도어모터 30 : 제어수단

50 : 도어개폐감지수단

본 발명은 토출구도어에 대한 순간적인 외부충격 및 이 토출구도어의 동작상태를 감지하는 감지수단에 발생한 습기의 정도를 판단하여 공기조화기의 운전을 제어하는 공기조화기의 제어장치 및 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로, 종래에 의한 공기조화기는 운전대기중에 실내의 먼지나 이물질이 유입되는 것을 방지하도록, 증발기에서 열교환된 공기를 실내에 토출시키는 토출구를 개폐하는 토출구도어를 장착하여 상기 공기조화기의 공조운전시 또는 공조운전후에 운전정지신호가 입력되면, 도어모터의 구동에 의해 토출구도어를 상방으로 이동시켜 토출구를 폐쇄시킨다.

반면, 상기 공기조화기의 운전대기중에 운전시작신호가 입력되면, 도어모터의 구동에 따라 토출구도어를 하방으로 이동시켜 토출구를 개방함으로써 열교환된 공기가 원활하게 실내로 토출되도록 하였다.

이때, 상기 토출구의 상하부 소정위치에 부착된 토출구도어의 동작상태감지용 센서에 의해 토출구의 개폐상태가 감지되고, 제어부에서는 상기 센서에 의해 감지된 개폐감지신호(하이 또는 로우레벨의 신호)에 따라 토출구도어의 동작상태를 판단하여 공기조화기의 정상운전 및 운전대기동작을 제어하였다.

그런데, 이와 같은 종래의 방식에 있어서는 토출구의 개폐상태를 감지하는 센서가 정상적으로 동작되고 있음에도 불구하고 토출구도어의 토출구개폐동작 중 센서에 습기가 발생하거나 토출구도어에 순간적인 외부충격이 가해지면 이를 감지한 센서의 감지신호에 따라 무조건 토출구도어가 비정상적으로 동작하고 있다고 판단하여 공기조화기의 운전동작을 중지시키는 등의 불합리한 점이 있었다.

즉, 센서에 약간의 습기가 발생하거나, 순간적인 외부충격이 토출구도어에 가해지는 등의 토출구도어의 동작에 지장을 주지 않는 현상이 발생할 때도 강제적으로 공기조화기의 운전동작을 중지시킴으로써 공기조화기 본래의 기능을 공조기능에 막대한 타격을 주었던 것이다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 감안하여 이루어진 것으로써, 본 발명의 목적은 센서에 미약한 습기가 발생하거나 토출구도어에 순간적인 외부의 충격이 가해지는 등 공기조화기 동작에 지장을 주지 않는 범위내에서는 공기조화기의 운전동작이 정지됨이 없이 정상운전을 유지하여 실내의 공기조화 동작을 원활하게 수행토록 하는 공기조화기의 제어장치 및 제어방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 공기조화기의 제어장치는 실내공기를 흡입하는 흡입구와, 상기 흡입구를 통해 흡입되는 실내공기를 열교환시키는 실내열교환기와, 상기 실내열교환기에 의해 열교환된 공기를 토출하는 토출구와, 상기 토출구를 통해 먼지나 이물질이 유입되는 것을 방지하도록 상기 토출구를 개폐하는 토출구도어를 구비하는 공기조화기에 있어서, 상기 공기조화기의 운전 및 정지신호를 입력하는 운전조작수단과, 상기 운전조작수단에 의해 입력된 운전 및 정지신호에 따라 상기 토출구도어를 개폐하도록 도어모터를 구동하는 도어모터구동수단과, 상기 도어모터구동수단에 의해 동작되는 상기 토출구도어의 동작상태를 감지하는 도어개폐감지수단과, 상기 토출구도어의 동작상태를 감지한 도어개폐감지수단의 감지값을 토대로 도어개폐센서 및 토출구도어의 이상유무를 판별하여, 그 판별결과에 따라 공조운전을 제어하는 제어수단으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 공기조화기의 제어방법은 운전조작수단에 의해 입력된 운전 및 정지신호에 따라 토출구도어를 구동하여 토출구를 개폐하는 토출구개폐스텝과, 상기 운전조작수단에 의한 운전 및 정지신호의 입력시 상기 토출구도어의 동작상태를 감지하도록 도어개폐센서에 전원을 인가하는 전원인가스텝과, 상기 도어개폐센서에 의해 감지된 토출구도어의 동작상태에 따라 상기 도어개폐센서 및 토출구도어의 정상작동여부를 판단하는 스텝으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 일실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제1도 내지 제3도에 도시한 바와 같이, 참조부호 1은 공기조화기의 실내기본체(이하, 본체라 한다)이다. 상기 본체(1)의 전면에는 실내기의 외관을 형성시키며 소정위치에 운전조작수단(25)이 구비된 커버부재(2)가 고착되어 있다.

그리고, 상기 본체(1)의 전면하부에는 실내공기 흡입용 흡입구(3)가 형성되어 있고, 상기 본체(1)의 전면상부에는 열교환된 공기(냉풍 또는 온풍)를 실내로 토출하는 토출구(4)가 형성되어 있으며, 상기 토출구(4) 내측에는 실내로 토출되는 공기의 방향을 상하좌우로 조절하는 풍향상하조절판(102) 및 풍향좌우조절판(101)이 장착되어 있다.

또한, 상기 본체(1)의 내부 대체로 중앙에는 상기 흡입구(3)를 통해 흡입되는 실내공기를 냉매의 증발잠열에 의해 냉풍 또는 온풍으로 열교환하도록 경사진 일자형상의 실내열교환기(5)가 장착되어 있다. 상기 실내열교환기(5)의 하부에는 상기 흡입구(3)를 통해 실내공기를 흡입함과 동시에 상기 실내열교환기(5)에서 열교환된 공기를 상기 토출구(4)를 통해 실내로 토출시키는 실내팬(6)이 장착되어 있다.

또, 상기 토출구(4)의 내부에는 공기조화기의 운전시에 상기 실내열교환기(5)에서 열교환된 공기가 원활하게 실내로 공급되도록 상기 토출구(4)를 개방시키고, 공기조화기의 운전대기중에는 상기 토출구(4)를 통해 본체(1) 내부로 먼지나 이물질등이 유입되지 않도록 함과 동시에 외관을 미려하게 하기 위하여 상기 토출구(4)를 폐쇄시키는 토출구도어(8)가 상방 또는 하방으로 이동가능토록 장착되어 있다.

한편, 상기 토출구도어(8)를 상방 또는 하방으로 구동시키는 구동수단은 상기 본체(1)의 상부에 고착된 지지부재(10)와, 상기 지지부재(10)에 의해 장착되어서 상기 토출구도어(8)를 상방 또는 하방으로 이동시키기 위한 동력을 발생하는 도어모터(12)와, 상기 도어모터(12)에서 발생된 동력에 의해 회전가능토록 상기 도어모터(12)의 축(12a)에 결합되어 있는 피니언기어(14)와, 상기 피니언기어(14)의 회전시에 이에 연동되어 상기 토출구도어(8)를 상방 또는 하방으로 이동시키도록 상기 피니언기어(14)의 회전운동을 직선운동으로 변환시키는 랙기어(16)로 구성되어 있다.

다음에는, 상기와 같이 구성된 공기조화기에서 도어개폐센서의 동작을 제어하기 위한 회로블록도를 제4도 및 제5도를 참조하여 설명한다.

제4도 및 제5도에 도시한 바와 같이, 직류전원수단(20)은 도시되지 않은 교류전원입력단으로부터 공급되는 상용교류전압을 상기 공기조화기의 동작에 필요한 소정의 직류전압으로 변환하여 출력한다. 운전조작수단(25)은 사용자가 원하는 공기조화기의 운전조건을 입력하도록 다수의 기능키(인공지능, 냉방, 난방, 청정, 예약운전, 정지 등)를 구비함은 물론, 상기 공기조화기의 운전시작신호 및 운전정지신호를 입력하도록 신호입력키를 구비하고 있다.

그리고, 제어수단(30)은 상기 직류전원수단(20)으로부터 출력되는 직류전압을 인가받아 상기 공기조화기를 초기화시킴은 물론, 상기 운전조작수단(25)에 의해 입력된 운전선택신호에 따라 상기 공기조화기의 전체적인 동작을 제어하는 마이크로컴퓨터이다. 이 제어수단(30)은 상기 운전조작수단(25)에 의해 입력된 운전시작/운전정지신호에 따라 상기 토출구도어(8)의 개폐상태를 감지하는 제1 및 제2도어개폐센서에 인가되는 전원을 공급 또는 차단하도록 제어한다.

또한, 실내온도감지수단(35)은 상기 운전조작수단(25)에 의해 사용자가 설정한 온도(Ts)로 실내온도를 제어하여 상기 공기조화기의 냉난방운전을 수행하도록 상기 흡입구(3)를 통해 흡입되는 실내공기의 온도(Tr)를 감지한다. 도어모터구동수단(40)은 상기 운전조작수단(25)에 의한 운전시작신호 및 운전정지신호의 입력시 상기 제어수단(30)으로부터 출력되는 제어신호를 입력받아 상기 토출구(4)를 개폐하는 토출구도어(8)를 상하로 이동시키도록 도어모터(12)를 구동제어한다.

도어개폐감지수단(50)은 상기 도어모터(12)의 구동에 의한 이동되는 토출구도어(8)의 상하이동에 따라 상기 토출구(4)가 개폐되었는지를 감지하여 그 감지신호를 상기 제어수단(30)에 출력하는 것으로써, 이 도어개폐감지수단(50)은 상기 직류전원수단(20)으로부터 출력되는 직류전압(Vcc)을 인가받아 상기 토출구도어(8)의 열림상태를 감지하도록 온/오프동작하는 제1도어개폐센서(51)와, 상기 제1도어개폐센서(51)의 온/오프동작에 따라 온/오프되는 트랜지스터(TR3)와, 상기 직류전원수단(20)으로부터 출력되는 직류전압(Vcc)을 인가받아 상기 토출구도어(8)의 닫힘상태를 감지하도록 온/오프동작하는 제2도어개폐센서(52)와, 상기 제2도어개폐센서(52)의 온/오프동작에 따라 온/오프되는 트랜지스터(TR4)로 구성되어 있다.

한편, 상기 제1 및 제2도어개폐센서(51,52)는 상기 토출구도어(8)의 상하이동시 상기 토출구도어(8)에 연결된 가이드부재(도시되지 않음)의 상하이동에 따라 온/오프되도록 각각 발광다이오드(LED1,LED2) 및 수광트랜지스터(TR1,TR2)로 이루어진 포토센서이다.

즉, 제6도에 도시한 바와 같이 제4도의 발광다이오드(LED1,LED2)로 구성된 발광부(100)와, 수광트랜지스터(TR1,TR2)로 구성된 수광부(200)로 이루어져 있다.

또한, 도면에 있어서, 압축기구동수단(60)은 상기 운전조작수단(25)에 의해 사용자가 설정한 온도(Ts) 및 상기 실내온도감지수단(35)에 의해 감지된 실내온도(Tr)의 차이에 따라 상기 제어수단(30)으로부터 출력되는 제어신호를 받아서 압축기(61)를 구동제어한다. 팬모터구동수단(70)은 상기 실내열교환기(5)에서 열교환된 공기를 실내로 송풍하도록 상기 제어수단(30)으로부터 출력되는 제어신호를 입력받아 실내팬(6)을 구동시킨다.

또, 표시수단(80)은 상기 제어수단(30)의 제어에 따라 상기 운전조작수단(25)에 의해 사용자가 설정한 운전조건과 설정온도(Ts)를 표시함은 물론, 상기 공기조화기의 운전상태를 표시한다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 토출구도어 동작에 이상이 생겼을 때의 감지속도와, 이슬이 맺히는 순간의 감지속도, 순간적인 충격으로 인하여 센서의 감지레벨이 변화하는 속도가 상이하다는 것에 의거하여, 토출구도어의 동작에 이상이 발생하면 이상동작으로 받아들여 제품동작을 정지시키거나 다른 조치방법을 취하는 반면에, 그 이외의 경우에는 공기조화기의 동작상태를 정상으로 유지시킨다.

제8도는 본 발명에 의한 공기조화기의 제어방법 동작순서를 도시한 플로우챠트이다.

본 발명의 동작설명을 위한 초기조건으로서 토출구(4)는 폐쇄되어 있다고 가정한다.

먼저, 공기조화기에 전원이 인가되면 직류전원수단(20)에서는 도시되지 않은 교류전원입력단으로부터 공급되는 상용교류전압을 상기 공기조화기의 구동에 필요한 소정의 직류전압으로 변환하여 각 구동회로 및 제어수단(30)에 출력한다.

따라서, 스텝 S1에서는 상기 직류전원수단(20)으로부터 출력되는 직류전압을 제어수단(30)에서 입력받아 공기조화기를 초기화시킨다.

이때, 사용자가 운전조작수단(25)을 조작하여 원하는 공기조화기의 운전조건(냉방, 난방, 제습, 청정 등)과 설정온도(Ts)를 입력한 다음 운전스위치를 누른다. 이에 따라 상기 운전조작수단(25)으로부터 조작명령 및 운전신호가 제어수단(30)에 입력된다.

스텝 S2에서는 제어수단(30)은 상기 운전조작수단(25)으로부터 운전신호가 입력되었는지를 판별한다. 그 판별결과, 운전신호가 입력되지 않은 경우(NO일 경우)에는 공기조화기를 운전대기상태로 유지하면서 스텝 S2의 동작을 반복수행한다.

상기 스텝 S2에서의 판별결과, 운전신호가 입력된 경우(YES일 경우)에는 스텝 S3으로 나아가서 제어수단(30)은 토출구도어(8)의 열림상태를 감지하기 위한 제1도어개폐센서(51)를 동작시키기 위해 도어개폐감지수단(50)에 제어신호를 출력한다.

이후, 스텝 S4에서 제어수단(30)은 폐쇄되어 있는 토출구(4)를 개방하기 위한 제어신호를 도어모터구동수단(40)에 출력한다.

따라서, 상기 도어모터구동수단(40)에서는 제어수단(30)의 제어에 따라 도어모터(12)를 구동시킴으로써 제3도에 도시된 바와 같이, 도어모터(12)가 정방향으로 구동되고, 도어모터(12)의 축(12a)에 결합되어 있는 피니언기어(14)가 이에 연동됨으로써 토출구도어(8)가 랙기어(16)를 따라 하방으로 이동되면서 토출구(4)를 개방시킨다.

상기 토출구도어(8)가 하방으로 이동중에는 제1도어개폐센서(51)의 발광다이오드(LED1)로부터 발신되는 광신호가 토출구도어(8)에 연결된 가이드부재에 의해 차단되어 수광트랜지스터(TR1)가 턴오프됨으로써 제어수단(30)에는 하이레벨(HIGH LEVEL)의 전압신호가 입력된다.

그러나, 상기 토출구도어(8)가 완전히 열리면, 제1도어개폐센서(51)의 발광다이오드(LED1)로부터 발신되는 광신호가 수광트랜지스터(TR1)에 인가되어 상기 수광트랜지스터(TR1)가 턴온됨으로써 제어수단(30)에는 로우레벨(LOW LEVEL)의 전압신호가 입력된다.

이를 참조하여 스텝 S5에서 제어수단(30)은 상기 도어모터(12)의 구동에 의해 하방으로 이동된 토출구도어(8)의 열림상태를 판단하기 위해 제1도어개폐센서(51)에서 입력되는 전압신호가 K값(제7도)을 유지하는지를 판별한다. 이 판별결과, K값을 유지할 경우(YES일 경우)에는 제1도어개폐센서(51) 동작이 정상적이므로 토출구도어(8)가 완전히 열릴때까지 도어모터(12)를 계속해서 구동시킨다.

상기 스텝 S5에서의 판별결과, 전압신호가 K값을 유지하지 않을 경우(NO일 경우)에는 스텝 S6에서 제1도어개폐센서(51)의 출력값이 하이레벨에서 로우레벨로 변환하는데 소요되는 시간(Tf)을 카운트한다.

즉, 토출구도어(8)의 하방으로의 이동에 소요되는 시간을 카운트하는 것이다.

이어서 스텝 S7에서는 상기 카운트한 시간(Tf)과 t1(제1도어개폐센서가 온된 상태에서 홈 부분에 있는 차단막이 순간적인 충격을 받아 수광트랜지스터(TR2)가 오프된 후 다시 정상으로 복귀하는 시간)의 대소를 비교한다.

그 비교결과, Tft1일 경우(YES일 경우)에는 습기가 발생하였으나 제1도어개폐센서(51)의 동작에 지장이 없는 것이므로 정상동작을 유지한다. 그러나, Tft1이 아닐 경우(NO일 경우)에는 스텝 S8로 나아가서 센서의 입력단 파형이 로우레벨로 다운된 후 다시 하이레벨로 업되는데 소요되는 시간(Tl)을 카운트한다. 이어서, 스텝 S9에서는 상기 카운트한 시간(Tl)과 t2의 대소를 비교한다. 그 비교결과, Tlt2가 아닐 경우(NO일 경우)에는 토출구도어(8)에 순간적인 충격은 가해졌으나 토출구 개폐동작에는 지장이 없는 상태이므로 정상동작을 유지한다. 그러나, Tlt2일 경우(YES일 경우)에는 토출구도어(8)의 토출구 개폐동작에 이상이 있는 상태이므로 동작을 정지시킨다.

한편, 운전시간이 경과하여 토출구도어(8)에 의해 토출구(4)를 폐쇄시킬 경우에는 제어수단(30)은 토출구도어(8)의 닫힘상태를 감지하기 위한 제2도어개폐센서(52)에 전원을 인가하여 동작토록 하고, 상기 도어모터구동수단(40)에서는 제어수단(30)의 제어에 따라 도어모터(12)를 구동시킴으로써 제3도에 도시된 바와 같이, 도어모터(12)가 역방향으로 구동되면서 도어모터(12)의 축(12a)에 결합되어 있는 피니언기어(14)가 이에 연동되고 랙기어(16)를 토출구도어(8)가 상방으로 이동함으로써 토출구(4)를 폐쇄시킨다.

상기 토출구도어(8)가 닫히는 도중에는, 제2도어개폐센서(52)의 발광다이오드(LED2)로부터 발신되는 광신호가 토출구도어(8)에 연결된 가이드부재에 의해 차단되어 수광트랜지스터(TR2)가 턴오프됨으로써 제어수단(30)에는 하이레벨(HIGH LEVEL)의 전압신호가 입력된다.

그러나, 상기 토출구도어(8)가 완전히 닫히면, 제2도어개폐센서(52)의 발광다이오드(LED2)로부터 발신되는 광신호가 수광트랜지스터(TR2)에 인가되어 상기 수광트랜지스터(TR2)가 턴온됨으로써 제어수단(30)에는 로우레벨(LOW LEVEL)의 전압신호가 입력된다.

이와 같은 원리를 토대로 도어개폐센서(52) 및 토출구도어(8)의 이상여부를 판별하며, 이와 같은 동작은 상기 도어개폐센서(51) 및 토출구도어(8)의 이상여부 판별동작과 동일하므로 설명을 생략한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면 포토센서가 습기가 발생하거나 토출구도어에 순간적인 외부충격이 가해질 때도 토출구도어에 동작에 별다른 이상이 없는 것으로 판정될 경우에는 공기조화기의 운전을 정지함이 없이 정상운전을 유지하여 공기조화 본래의 기능을 수행함으로써 실내공기를 최적화시킬 수 있다는 잇점이 있다.

Claims (2)

1. 실내공기를 흡입하는 흡입구와, 상기 흡입구를 통해 흡입되는 실내공기를 열교환시키는 실내열교환기와, 상기 실내열교환기에 의해 열교환된 공기를 토출하는 토출구와, 상기 토출구를 통해 먼지나 이물질이 유입되는 것을 방지하도록 상기 토출구를 개폐하는 토출구도어와, 공기조화기의 운전 및 정지신호를 입력하는 운전조작수단과, 상기 운전조작수단으로부터 운전 및 정지신호가 입력되면 상기 토출구도어를 개폐하기 위한 제어신호를 출력하는 제어수단과, 상기 제어수단으로부터의 제어신호에 따라 상기 토출구도어를 개폐하도록 도어모터를 구동하는 도어모터구동수단과, 상기 도어모터구동수단에 의해 동작되는 상기 토출구도어의 개폐상태를 감지하는 도어개폐센서를 구비한 공기조화기에 있어서, 상기 제어수단은 상기 도어개폐센서의 감지값을 토대로 상기 도어개폐센서의 출력파형이 하이에서 로우레벨로 또는 로우에서 하이레벨로 변환하는데 소요되는 시간을 카운터하여 상기 도어개폐센서 및 토출구도어의 이상유무를 판단하고 상기 공기조화기의 정상운전 및 운전정지를 제어하는 마이크로컴퓨터인 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어장치.
2. 운전조작수단으로부터 운전 및 정지신호가 입력되었는지를 판별하는 신호판별단계와, 상기 신호판별단계에서 운전 및 정지신호가 입력되었다고 판별되면 제어수단으로부터의 제어신호에 따라 도어모터를 구동하여 토출구도어를 개폐하는 토출구개폐단계와, 상기 제어수단으로부터의 제어신호에 따라 상기 토출구도어의 개폐상태를 감지하는 도어개폐센서에 전원을 인가하는 전원인가단계와, 상기 도어개폐센서의 감지값을 토대로 도어개폐센서의 출력파형이 하이에서 로우레벨로 변환하는데 소요되는 시간을 카운터하여 상기 도어개폐센서에 습기가 발생하였는지를 판별하는 습기판별단계와, 상기 도어개폐센서의 출력파형이 로우에서 하이레벨로 변환하는데 소요되는 시간을 카운터하여 상기 토출구도어에 외부충격이 가해졌는지를 판별하는 충격판별단계와, 상기 도어개폐센서의 습기발생 및 상기 토출구도어의 외부충격이 토출구도어의 개폐동작에 장애가 되는 이상발생인가를 판별하는 이상판별단계와, 상기 이상판별단계에서 이상발생이라고 판별되면 상기 공기조화기의 공조운전을 정지시키는 운전정지단계와, 상기 이상판별단계에서 이상발생이 아니라고 판별되면 상기 공기조화기를 정상운전시키는 정상운전단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.