KR100191252B1 - 자동차의 전열식 히터 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자동차의 전열식 히터 장치에 관한 것으로, 동절기에 엔진의 초기 시동시 공조장치의 덕트로부터 차실내로 송풍되는 차가운 공기를 덥히기 위해, 송풍되는 공기의 온도가 검출되는 온도 검출부(30)와, 전원에 의해서 열을 발하게 되는 전기히터(80), 상기 전기히터(80)를 제어하기 위한 전기히터 제어부(60), 이 전기히터 제어부(60)의 출력신호에 의해 스위칭되는 스위칭부(70)가 포함되어 구성되고, 차실내에 쾌적한 공기를 공급하기 위한 송풍부(20)와 에어콘 조작부(40), 및 엔진의 회전수를 검출하기 위한 엔진회전 검출부(50)가 상기 전기히터 제어부(60)에 연결되어, 엔진 워밍업이 되지 않은 상태에서는 상기 전기히터(80)에서 열을 발하게 되고, 엔진 워밍업이 완료된 상태에서는 상기 전기히터(80)에서 열을 발하지 않게 되기 때문에, 차실내에는 항상 따뜻한 공기가 공급될 수 있고, 불필요한 전력소모를 줄일 수 있는 효과가 있다.

Description

자동차의 전열식 히터
제1도는 본 발명에 따른 자동차의 전열식 히터에 관한 블록도.
제2도는 본 발명에 따른 자동차의 전열식 히터에 관한 일 실시예이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 전원부 11 : 배터리
12 : 이그니션 스위치 20 : 송풍부
21 : 송풍기 스위치 22 : 송풍기 모터
30 : 온도 검출부 40 : 에어콘 조작부
41 : 에어콘 스위치 42 : 에어콘 릴레이
43 : 에어콘 콤프레셔 50 : 엔진회전 검출부
60 : 전기히터 제어부 61 : 인버터
62 : 엔진구동 감지회로 63 : 앤드 게이트(AND GATE)
64 : 전기히터 구동 릴레이 70 : 스위칭부
80 : 전기히터
본 발명은 자동차의 전열식 히터에 관한 것으로, 특히 동절기에 엔진의 초기 시동시 공조장치의 덕트로부터 차실내로 송풍되는 차가운 공기를 전열선으로 예열시켜 따뜻하게 하므로써 탑승자가 온화함을 느낄 수 있도록 된 자동차의 전열식 히터에 관한 것이다.
일반적으로 자동차에 설치된 각종 공조장치는 외부기후의 조건에 관계없이 탑승자에게 쾌적한 환경을 제공하면서 윈드쉴드 내면에 서리나 성에가 끼는 것을 방지하도록 되어 있는 바, 이러한 공조장치는 크게 차실내에 탑승한 사람의 호흡에 따라 오염된 공기를 환기시키는 환기장치와, 하절기에 차실내를 적정수준의 온도로 냉각시키는 냉각장치 및, 동절기에 차실내를 따뜻하게 유지시키는 난방장치로 이루어져 있다.
통상적으로, 엔진의 워밍업이 완료된 상태에서 엔진의 온도는 약 300℃ 정도까지 상승하게 되고, 이를 식혀주기 위한 냉각수의 온도는 약 110℃까지 상승되는데, 상기 난방장치는 엔진을 식혀주기 위한 상기 냉각수의 열을 이용하여 실내를 따뜻하게 해주는 부분이다.
그러나 동절기에 엔진이 워밍업이 완료되려면 소정의 시간이 필요하게 되는데, 이 소정의 시간이 경과되기 전에 난방장치를 작동시키게 되면 차실내에는 미쳐 데워지지 못한 공기가 유입되어 난방의 효과가 없게 되는 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 자동차의 엔진룸에 탑재된 밧데리로부터 전원을 공급받아 발열되는 전기히터를 송풍구의 덕트에 설치하여, 동절기 엔진의 공회전시에도 이 전기히터에 의해 데워진 공기가 송풍되게 함으로써 탑승자가 온화함을 느낄 수 있도록 된 자동차의 전열식 히터 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 전원을 공급하기 위한 전원부와, 차실내에 바람을 송풍시키도록 된 송풍부가 구비된 자동차의 난방장치에 있어서, 상기 송풍부로부터 송풍되는 공기의 온도를 검출하는 온도 검출부와, 에어콘 작동 신호가 출력되는 에어콘 조작부, 엔진의 분당 회전수(RPM)를 검출하여 검출된 신호가 출력되는 엔진회전 검출부, 상기 송풍부와 온도 검출부, 에어콘 조작부, 및 엔진회전 검출부의 출력신호를 인가받는 전기히터 제어부, 이 전기히터 제어부에서 출력되는 신호에 의해 스위칭이 되는 스위칭부, 및 상기 전원부에서 출력되는 전원을 상기 스위칭부를 통하여 인가받는 전기히터를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.
상기 구성을 구비한 본 발명은, 동절기에 엔진의 초기 시동시 차실내로 송풍되는 차가운 공기를 전기히터로 예열시켜 차실내에 항상 따뜻한 공기가 공급될 수 있어서, 탑승자가 온화함을 느낄 수 있는 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 자세히 설명한다.
제1도는 본 발명에 따른 자동차의 전열식 히터 장치에 대한 블록도로서, 전원을 공급하기 위한 전원부(10)와, 이 전원부(10)의 전압을 인가받아 차실내에 바람을 송풍시키도록 된 송풍부(20), 이 송풍부(20)에서 송풍되는 공기의 온도를 검출하는 온도 검출부(30), 에어콘 작동 신호가 출력되는 에어콘 조작부(40), 엔진의 분당 회전수(RPM)를 검출하여 검출된 신호가 출력되는 엔진회전 검출부(70), 상기 송풍부(20)와 온도 검출부(30), 에어콘 조작부(40), 및 엔진회전 검출부(50)의 출력신호를 인가받는 전기히터 제어부(60), 이 전기히터 제조부(60)에서 출력되는 신호에 의해 스위칭이 되는 스위칭부(70), 및 상기 전원부(10)에서 출력되는 전원을 상기 스위칭부(70)를 통하여 인가받는 전기히터(80)로 구성되어 있다.
제2도는 본 발명에 따른 자동차의 전열식 히터 장치에 관한 일 실시예로서, 제1도에 도시된 상기 전원부(10)는 B+전압을 출력하는 배터리(11)와, 시동을 걸기 위한 이그니션 스위치(12)로 이루어져 있고, 상기 송풍부(20)는 송풍을 제어하기 위한 송풍기 모터 스위치(21)와, 이 송풍기 모터 스위치(21)와 상기 이그니션 스위치(12)가 동시에 온(ON)이 될 때 구동되는 송풍기 모터(22)로 구성되어 있다.
상기 전기히터 제어부(60)는 상기 이그니션 스위치(12)와 상기 송풍기 모터 스위치(21), 상기 에어콘 스위치(41), 그리고 상기 엔진회전 검출부(50)의 출력단과 상기 전기히터(80)에 연결되어 있는데, 상기 전기히터 제어부(60)는 상기 에어콘 스위치(41)에서 출력되는 신호를 반전시키는 인버터(61)와, 상기 엔진회전 검출부(50)에서 출력되는 신호를 인가받는 엔진구동 감지회로(62), 상기 송풍기 모터 스위치(21)와 인버터(61) 및 엔진구동 감지회로(62)에서 출력되는 신호를 인가받는 앤드 게이트(AND GATE)(63), 및 이 앤드 게이트(63)에서 출력되는 신호로써 상기 전기히터(80)의 작동상태를 제어하는 전기히터 구동 릴레이(64)로 구성되어 있다.
상기 에어콘 조작부(40)는 에어콘을 작동시키기 위한 상기 에어콘 스위치(41)와, 이 에어콘 스위치(41)와 상기 이그니션 스위치(20)가 동시에 온(ON)이 될 때 작동되는 에어콘 릴레이(42), 및 이 에어콘 릴레이(42)가 작동될 때 구동되는 에어콘 콤프레셔(43)로 이루어져 있다.
이어서, 상기와 같이 구성되어 있는 회로가 동작되는 것을 살펴본다.
제2도에 도시된 바와 같이, 상기 배터리(11)에서 출력되는 B+전압은 상기 이그니션 스위치(12)의 입력단에 인가된다. 이때, 상기 이그니션 스위치(12)가 온(ON)이 되면, 상기 배터리(11)에서 출력되는 전압은 상기 송풍기 모터 스위치(21)와 온도 검출부(30) 및 스위칭부(70)의 입력단에 인가된다.
상기 이그니션 스위치(12)가 온(ON)상태에 있을 때 상기 송풍기 스위치(21)가 온(ON)이 되면, 상기 송풍기 모터(22)는 구동이 되어 바람을 송풍하게 된다. 이때, 이 송풍기 모터(22)로부터 송풍되는 공기는 상기 온도 검출부(30)를 거쳐 차실내로 공급되는데, 이 온도 검출부(30) 및 스위칭부(70)는 열 팽창률이 서로 다른 두 개의 금속을 접합시킨 바이메탈로 되어 있는바, 이 바이메탈은 저온에서 단락된 상태로 되어 있지만, 일정온도 이상이 되면 접합된 두 금속이 서로 떨어져 개방상태로 된다. 그러므로, 차가운 공기가 이 온도 검출부(30) 및 스위칭부(70)를 통과하게 되면, 이 바이메탈은 회로적으로 단락상태가 되어, 상기 배터리(11)에서 출력되는 전압은 이 온도 검출부(30) 및 스위칭부(70)를 통과하여 출력되어지므로, 저항성분이 높은 전열선으로 되어 있는 상기 전기히터(80)에 이 전압이 인가된다.
한편, 엔진 워밍업이 완료되어 냉각수의 온도가 상승된 경우, 이 냉각수에 의해 데워진 공기는 이 온도 검출부(30) 및 스위칭부(70)를 통과하므로, 열 팽창률이 서로 다른 두 금속이 접합된 상기 바이메탈이 회로적으로 개방상태가 되어, 상기 배터리(11)에서 출력되는 전압은 이 온도 검출부(30) 및 스위칭부(70)를 통과하여 상기 전기히터(80)에 인가될 수 없다.
상기 에어콘 스위치(41)는 차실내의 온도가 높을 때 이 온도를 낮추기 위해 상기 에어콘 콤프레셔(43)를 작동시키기 위한 것으로, 상기 에어콘 스위치(41)와 상기 이그니션 스위치(12)가 동시에 온(ON)이 되면, 상기 에어콘 릴레이(42)가 온(ON)이 되어 상기 에어콘 콤프레셔(43)가 작동이 되고, 이 에어콘 콤프레셔(43)에 의해 차가워진 공기가 상기 송풍기 모터(22)에 의해 차실내로 공급된다.
상기 엔진회전 검출부(50)는 엔진의 분당 회전수(RPM)를 검출하는 수단으로서, 검출된 신호는 이 엔진회전 검출부(50)의 출력단에서 상기 전기히터 제어부(60)로 인가된다.
상기 전기히터 제어부(60)는 상기 온도 제어부(30) 및 스위칭부(70)와 함꼐 상기 전기히터(80)의 작동상태를 제어하기 위한 수단으로서, 상기 엔진구동 감지회로(62)는 상기 엔진회전 검출부(50)에서 출력되는 신호를 인가받아 엔진의 구동여부를 판단하는 회로인데, 엔진이 구동되는 경우에는 이 엔진구동 감지회로(62)에서 논리적으로 1인 신호를 출력하고, 엔진이 구동되지 않는 경우에는 이 엔진구동 감지회로(62)에서 논리적으로 0인 신호가 출력된다.
상기 인버터(61)는 상기 에어콘 스위치(41)에서 출력되는 신호를 반전시켜 출력하는 것이다. 즉, 이 에어콘 스위치(41)가 온(ON:논리적으로 1)이 되면, 상기 인버터(61)에서는 논리적으로 0인 신호가 출력되고, 상기 에어콘 스위치(41)가 오프(OFF:논리적으로 0)가 되면, 상기 인버터(61)에서는 논리적으로 1인 신호가 출력된다.
상기 앤드 게이트(AND GATE)(63)는 상기 송풍기 모터 스위치(21)와 상기 인버터(61), 그리고 상기 엔진구동(62)의 출력신호를 인가받아 논리적으로 판단하여 출력하는데, 이 출력되는 값은 다음의 표와 같다.
표 1을 살펴보면, 상기 세 입력값이 모두 1일때만 상기 앤드 게이트(AND GATE)에서 1이 출력된다.
상기 전기히터 구동 릴레이(64)는 상기 앤드 게이트(63)의 출력신호에 의하여 제어되는데, 이 상기 앤드 게이트(63)에서 출력되는 신호가 0인 경우, 상기 전기히터 구동 릴레이(64)는 오프(OFF)상태가 된다. 이 때, 상기 온도 검출부(30) 및 스위칭부(70)에서 검출되는 온도가 낮은 경우에는 상기 바이메탈이 회로적으로 단락이 되어 상기 전기히터(80)에 전류가 흘러야 하지만, 상기 전기히터(80)의 양단은 상기 온도 검출부(30) 및 스위칭부(70)의 출력단과, 오프(OFF)상태로 되어 있는 상기 전기히터 구동 릴레이(64)의 입력단에 연결되어 있기 때문에, 상기 전기히터(80)에서는 열이 발산될 수 없게 된다.
한편, 상기 앤드 게이트(63)에서 출력되는 신호가 1인 경우에는, 상기 전기히터 구동 릴레이(64)가 온(ON)상태가 된다. 이때, 상기 온도 검출부(30) 및 스위칭부(70)에서 검출되는 온도가 낮은 경우에는 상기 바이메탈이 회로적으로 단락이 되고, 상기 전기히터 릴레이(64)가 온(ON)상태로 되어 있기 때문에 상기 전기히터(80)에서는 열을 발산하게 된다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 동절기에 엔진의 초기 시동시 차실내로 송풍되는 차가운 공기를 전기히터로 예열시켜 차실내에 항상 따뜻한 공기가 공급될 수 있어서, 탑승자가 온화함을 느낄 수 있는 효과가 있다.
또한, 엔진의 워밍업이 완료되어 냉각수가 데워진 경우, 이 데워진 냉각수에 의해 차실내에는 따뜻한 공기가 공급되기 때문에, 상기 전기히터에 전원이 공급되지 않게하여 불필요한 전력소모를 줄일 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

  1. 전원부(10)와, 차실내의 공기를 송풍시키는 송풍부(20), 이 송풍부(20)의 덕트에 설치된 전기히터(80), 상기 전기히터(80)의 전원을 단속하게 된 스위칭부(70) 및, 상기 스위칭부(70)의 동작을 제어하게 된 전기히터 제어부(60)로 구성된 자동차의 난방장치에 있어서, 상기 전기히터제어부(60)가, 에어콘조작부(40)로 부터 에어콘의 동작 신호를 입력받는 인버터(61)와, 엔진의 회전속도를 검출하는 엔진회전 검출부(50)로 부터 엔진의 구동여부를 판단하는 엔진구동감지회로(62), 상기 송풍부(20)의 동작신호와 상기 인버터(61)의 출력신호 및 상기 엔진구동감지회로(62)의 출력신호를 인가받아 논리곱하여 출력하는 앤드 게이트(63)로 구성되어 상기 스위칭부(70)를 제어하게 돈 것을 특징으로 함.
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