KR100232123B1 - 차량용 난방장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의하면 수냉식 엔진을 냉각하기 위한 냉각수 가열용 점성히터는 냉각수순환로에 배치되며, 전면 히터코어는 냉각수 흐름방향에서 점성히터의 하류측 방향으로 냉각수순환로내에 배치된다. 난방운전이 최대 난방운전이거나 최대 난방운전이 요구되는 경우, 점성클러치는 점성히터에 엔진의 구동력을 전달하기 위하여 턴-온된다. 최대난방운전이 요구되지 않은 경우, 상기 점성클러치는 턴-오프되므로써 엔진의 구동력이 점성히터에 전달되지 않는다. 그러므로, 엔진의 부하는 감소되며, 차량의 운전비용을 절감할 수 있다.

Description

차량용 난방장치

본 발명은 차량용 난방장치에 관한 것으로, 특히 수냉식 엔진을 냉각하는 냉각수의 온도를 증가시키기 위한 냉각수 순환로에 배치된 전단 발열유니트를 구비한 차량용 난방장치에 관한 것이다.

종래의 차량용 난방장치로서, 차실내부를 가열하기 위한 고온수 타입 난방장치가 일반적으로 공지되어 있다. 고온수 타입 난방장치에서, 수냉식 엔진을 냉각하기 위한 냉각수는 덕트에 배치된 히터코어에 공급되며, 상기 히터코어를 통과하는 동안 가열된 공기는 차량의 실내를 난방시키기 위해 송풍기에 의해 상기 차실내로 송풍된다.

그러나, 디젤엔진이나 희박혼합기 연소엔진을 가지는 차량과 같이 엔진에서 발생된 열이 너무 적어서 엔진을 냉각시키는 냉각수를 충분히 가열할 수 없는 차량의 경우에는, 냉각수 순환로내의 냉각수온도가 소정 온도(예를들면 80℃)로 유지될 수 없기 때문에 차실내에 대한 난방능력이 불충분한 문제가 일어난다.

상기 문제점을 극복하기 위하여 일본국 특개평 6-92134에 기술된 종래의 차량용 난방장치가 제안되어 있다. 상기 차량용 난방장치에서, 엔진으로부터 히터코어에 공급되는 냉각수를 가열하기 위한 전단 발열유니트가 냉각수 순환로에 배치되어 있다.

상기 발열유니트는 벨트전동기구와 전자클러치를 통하여 엔진의 구동력을 축에 전달한다. 발열유니트의 케이스내에 발열실이 형성되며, 발열실의 외주에 냉각수통로가 형성된다. 축과 함께 일체로 회전하는 회전자는 상기 발열실내에 배치되며, 회전자의 회전에 의해 발생된 전단력이 발열실내에 봉입된 실리콘오일과 같은 점성유체에 제공되어 발열한다. 상기 발열에 의해 냉각수통로에서 순환하는 냉각수가 가열된다.

그러나, 상기에서 기술된 종래의 차량용 난방장치에 따르면, 발열유니트 측에서 행해지는 구동력(예를들면 구동 토크)이 난방보조열원으로 전환되기 때문에 구동 토크(예를들면 구동 부하)에 기인한 큰 부하가 엔진에 제공된다. 그러므로, 엔진의 연료소비율이 증가되며, 차량의 운전비용이 상승하는 문제점이 있다.

또한, 냉각수온도만으로 발열유니트가 작동되는지 안되는지의 여부를 결정하기 때문에, 여름철에 웜-업(warm-up)작동시 냉각수 온도가 설정온도보다 낮을 경우 전자클러치가 턴-온(turn-on)되어 발열유니트가 구동될 수 있다. 이에따라, 발열실에서의 점성유체가 이상 발열되어 점성유체의 열 열화 및 전단력에 기인한 기계열화가 발생될 수 있다.

상기 발열유니트가 과도하게 작동되는 것을 방지하기 위하여, 냉각수의 설정 온도를 감소시키므로써 연료소비율의 열화가 억제될 수 있다. 그러나, 이 경우에, 히터 코어에서 공급되는 냉각수의 온도가 소정 온도로 유지될 수 없기 때문에 히터코어의 방열량이 감소된다. 그러므로, 차실내의 승객이 최대 난방운전을 요구하는 경우에는 충분한 난방능력을 얻을 수 없다고 하는 문제가 일어난다.

따라서, 본 발명은 상기의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 전단 발열유니트의 사용조건을 최적화하는 것에 의해 점성유체에서 이상발열 뿐만 아니라, 엔진의 연료소비율이 저하되는 것을 방지할 수 있는 차량용 난방장치를 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 난방운전이 최대난방운전이거나, 최대난방운전이 요구되는 경우에 충분한 난방능력을 얻을 수 있는 차량용 난방장치를 제공함에 다른 목적이 있다.

도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 차량용 공기조화장치의 전체구성을 나타낸 개략도.

도2는 제1 실시예에 따른 엔진과 벨트전동기구를 나타낸 개략도.

도3은 제1 실시예에 따른 점성클러치와 점성히터를 나타낸 단면도.

도4는 제1 실시예에 따른 점성히터를 나타낸 단면도.

도5는 제1 실시예에 따른 차량용 공기조화장치의 전자회로를 나타낸 블록도.

도6은 제1 실시예에 따른 공기조화 전자제어장치(ECU)의 제어상태를 나타낸 흐름도.

도7은 제1 실시예에 따른 점성클러치의 작동상태와 냉각수 온도사이의 관계를 나타낸 공기조화 전자제어장치의 제어프로세서에 대한 그래프도.

도8은 본 발명의 제2 실시에에 따른 차량용 공기조화장치의 전기회로를 나타낸 블록도.

도9는 제2 실시예에 따른 온도제어레버와 제어판넬을 나타낸 사시도.

도10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 차량용 공기조화장치의 전기회로를 나타낸 블록도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

E : 엔진 W : 냉각수 순환로

1 : 차량용 공기조화장치 2 : 공기조화유니트

3 : 후방난방유니트 4 : 전단발열 유니트

5 : 벨트전동기구 6 : V-벨트

7 : 점성클러치 8 : 축

9 : 점성히터 11 : 출력축

15 : 전면 히터코어 16 : 후면 히터코어

21 : 전면댐퍼 28 :공기홈합댐퍼

29 : 서보모터 31 :후면덕트

50 : 발열실 51 : 냉각수통로

72 : 온도설정 유니트 73 : 내기온도센서

74 : 외기 온도센서 75 : 일광센서

76 : 냉각수 온도센서 78 : 증발기 출구 센서

84 : 점촉스위치 85 : 온도조절레버

100 : 공기조화 ECU 102 : 점성 아날로그 회로

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따르면, 수냉식 엔진을 가지는 차량용 난방장치는, 엔진을 냉각시키는 냉각수와 차실내로 송풍되는 공기의 열교환에 의해 차실내부를 난방시키는 덕트에 배치된 난방용 열교환기와, 전단 발열유니트를 포함한다. 상기 발열 유니트는 구동력이 제공될 경우에 회전하는 회전자와, 상기 회전자의 회전력에 의해 발생된 전단력이 점성유체에 제공될 경우에 상기 난방용 열교환기에 공급되는 냉각수를 가열하기 위해 발열하는 점성유체를 그 내부에 봉입하기 위한 발열실을 가진다. 상기 발열유니트는 차실내의 난방운전이 최대난방운전이거나 차실내에 대해 최대난방운전이 요구될 경우에만 작동된다.

이렇게 하여, 차실내의 난방운전이 최대난방운전이거나 차실내에 대한 최대난방운전이 요구될 경우에만 난방 제어유니트가 발열유니트의 회전자를 회전시킬 수 있도록 구동력 전달유니트를 제어한다. 그러므로, 엔진으로부터 난방용 열교환기에 공급되는 냉각수는 충분히 가열되며, 최대난방운전에 상응하는 충분한 난방능력을 본 발명에서 얻을 수 있다.

다른 한편으로는, 최대난방운전이 요구되지 않은 경우, 난방제어유니트가 발열유니트의 회전자의 회전을 정지시킬 수 있도록 구동력 전달유니트를 제어한다. 그러므로, 엔진의 부하와 구동력 전달유니트의 부하는 감소되며, 엔진의 연료소비율이 저하되고, 또한 차량의 운전 비용을 절감할 수 있다. 따라서, 예를들면 여름철에 웜-업작동시 냉각수의 온도가 설정온도보다 적은 경우에 발열유니트의 회전자가 회전되지 않으므로써 발열실내의 점성유체가 이상발열되지 않는다.

본 발명의 다른 목적 및 이점들이 첨부도면을 참조할 때 하기의 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명으로부터 더 명확하게 될 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 하기에 설명된다.

본 발명의 제1 실시예를 도1 내지 도7을 참조하여 설명한다.

도1에 도시한 바와 같이, 차량용 전체 시스템(1)에는 차량의 엔진실내에 배치된 수냉식 디젤엔진(E)(이하, '엔진'이라 칭함)과, 차실내의 공기조화를 위한 공기조화 유니트(2)와, 차실내의 후측을 난방하기 위한 후방난방 유니트(3)와, 상기 엔진(E)을 냉각시키는 냉각수를 가열하기 위한 전단 발열유니트(4)와, 공기조화 유니트(2)와 후방난방 유니트(3)를 제어하기 위한 공기조화 전자제어장치(이하, " 공기조화 ECU"라 칭함)(100) 및 상기 엔진(E)을 제어하기 위한 엔진 전자제어장치(이하, "엔진 ECU"라 칭함)(200)가 함께 설치된다.

상기 엔진(E)은 실린더 블록과 실린더 헤드를 둘러싸는 물 재킷(13)이 함께 제공된다. 후술될 V벨트(6)를 연결하는 크랭크 풀리(12)는 엔진(E)의 출력축(즉, 크랭크축)(11)에 부착된다. 상기 물 재킷(13)은 냉각수를 순환시키는 냉각수 순환로(W)에 배치된다.

상기 냉각수 순환로(W)내에는, 냉각수를 강제펌핑하기 위한 물펌프(14)와, 상기 냉각수와 공기의 열 교환에 의해 냉각수를 냉각하는 방열기(도시하지않음)와, 냉각수와 공기의 열 교환에 의해 공기를 가열하는 전면 히터코어(15)와, 냉각수와 공기의 열 교환에 의해 공기를 가열하는 후면 히터코어(16)와, 상기 후면 히터코어(16)의 내부로 냉각수의 공급 및 중단을 제어하기 위한 물 밸브(17)등이 배치된다. 상기 물펌프(14)는 엔진(E)의 물재킷(13) 상류측에 배치되며, 또한 엔진(E)의 출력축(11)에 의해 회전된다.

상기 공기조화 유니트(2)는 전면 덕트(21)와 전면 송풍기(22), 냉동사이클 및 전면 히터코어(15)를 포함한다. 상기 전면덕트(21)의 공기상류측에는 외기 입구(24a)와 내기 입구(24b)를 선택적으로 개방하고 차폐하여 공기흡입구 모드를 전환하기 위한 내/외기 스위칭 댐퍼(24)가 회전가능하게 배치된다. 상기 전면 덕트(21)의 공기하류측에는 성애제거기(defroster) 취출구(25a), 안면방향(face) 취출구(25b) 및 다리방향(foot) 취출구(25c)를 선택적으로 개방하고 차폐하여 취출구 모드를 전환하기 위한 공기모드 스위칭 댐퍼(25)가 회전가능하게 배치된다.

상기 전면 송풍기(22)는 송풍기모터(23)에 의해 회전되어 전면 덕트(21)에서 차실내부를 향하여 공기흐름을 발생시킨다.

상기 냉동 사이클은 압축기(즉, 냉매 압축기), 응축기(즉, 냉매 응축기), 리시버(receiver)(즉, 액화가스 분리기), 확장밸브(즉, 감압장치) 및 증발기(즉, 냉매증발기)(26)를 포함한다.

상기 압축기는 전자 클러치(이하, "클러치"라 칭함)(27)를 갖추고 있으며, 증발기(26)로부터 흡입된 냉매를 압축하고 응축기를 향하여 압축된 냉매를 배출한다. 상기 클러치(27)는 V-벨트(6)를 통하여 엔진(E)의 출력축(11)에 부착된 크랭크 풀리(도2에 도시)(12)에 연결된다. 상기 클러치(27)의 전자석 코일이 통전되었을 때, 회전자의 입력부에 출력부(즉, 아마츄어, 내측 허브)가 부착되므로써 구동력이 압축기에 전달된다. 상기 증발기(26)는 전면 덕트(21)에 배치되어 그를 통과하는 공기 흐름을 냉각시킨다.

상기 전면 히터코어(15)는 증발기(26)의 공기하류측(예를들면, 하풍측)의 상기 전면 덕트(21)내에 배치되며, 냉각수의 흐름방향에 관련하여 발열 유니트(4)의 하류측 방향의 냉각수 순환로(W)에 연결된다. 상기 전면 히터코어(15)는 증발기(26)를 통과하는 공기와 냉각수를 열교환하여 공기를 가열한다.

상기 전면 히터코어(15)의 공기상류측에는, 공기혼합 댐퍼(28)가 회전가능하게 구비된다. 상기 공기혼합 댐퍼(28)는 전면 히터코어(15)를 통과하는 공기의 양(예를들면, 더운공기)과 전면 히터코어(15)를 우회하는 공기의 양(예를들면, 찬 공기) 사이의 비율을 조절하므로써 차실내에 송풍된 공기온도를 조절할 수 있다. 상기 공기 혼합댐퍼(28)는 하나의 링플레이트 또는 다수의 링플레이트들을 통과하는 서보모터(29)와 같은 액츄에이터(예를들면, 댐퍼 구동수단)에 의해 구동된다.

후방난방 유니트(3)는 후면덕트(31), 후면 송풍기(32) 및 후면 히터코어(16)를 포함한다. 다리방향 취출구(도시하지 않음)는 후면덕트(31)의 공기하류측으로 개방된다.

상기 후면 송풍기(32)는 송풍기 모터(33)에 의해 구동되어 후면 덕트(31)내의 차실내부를 향하여 공기 흐름을 발생시킨다.

상기 후면 히터코어(16)는 후면 덕트(31)내에 배치되며, 물 밸브(17)를 통과하는 냉각수의 흐름방향에서 발열 유니트(4)의 하류측의 냉각수 순환로(W)에 연결된다. 상기 후면 히터코어(16)는 상기 후면 덕트(31)를 통과하는 냉각수를 열교환하여 공기를 가열한다.

다음에, 발열유니트(4)를 도1 내지 도4를 참조하여 간략히 설명한다.

상기 발열유니트(4)는 엔진(E)의 출력축에 연결되어 구동하는 벨트전동기구(5)와 축(8)을 가지는 점성히터(9)를 포함한다.

상기 벨트전동기구(5)는 엔진(E)의 출력축(11)에 부착된 크랭크 풀리(12)에 장착된 다단타입 V-벨트(6)와, 상기 V-벨트(6)를 통하여 엔진(E)의 출력축(11)에 연결되어 구동되는 전자클러치(이하, "점성 클러치"라 칭함)(7)를 포함한다.

상기 V-벨트(6)는 점성 클러치(7)를 통하여 점성 히터(9)의 축(8)으로 엔진(E)의 구동력(예를들면, 구동동력)을 전달한다. 제1 실시예에서, 상기 V-벨트(6)는 상기 클러치(27)와 점성 클러치(7)상에 장착되어 있다.

도3에 도시한 바와 같이, 상기 점성 클러치(7)는 통전되었을 때 기자력을 발생시키는 전자석 코일(41)과, 상기 엔진(E)에 의해 회전되는 회전자(42)와, 상기 전자석 코일(41)의 기자력에 의해 회전되는 회전자(42)를 향하여 부착되는 아마츄어(43) 및 판스프링(44)에 의해 아마츄어(43)에 연결되며 상기 점성히터(9)의 축(8)에 회전력을 공급하는 내측 허브(45)를 포함한다.

상기 전자석 코일(41)은 절연재로 피복된 도전선을 감아 형성된다. 상기 전자석 코일(41)은 고정자(46)내에 배치되며, 에폭시 수지에 의해 고정자(46)에 고정되게 성형된다. 상기 고정자(46)는 점성 히터(9)의 하우징(10) 전면에 고정된다.

그 외주상에 V-벨트(6)를 가지는 V-풀리(47)는 용접과 같은 연결수단에 의해 회전자(42)에 연결된다. 상기 회전자(42)는 V-벨트(6)를 통하여 전달된 엔진(E)의 구동력에 의해 항상 회전하는 회전체이다. 상기 회전자(42)는 U 형상 단면을 가지는 자성 재료로 형성되며, 그의 내주에 배치된 베어링(48)을 통하여 점성 히터(9)의 하우징(10) 외주상에 회전가능하게 지지된다.

상기 아마츄어(43)는 회전자(42)의 마찰면에서 그들 사이의 공기 갭에 의해 대향하는 링형상의 판으로 형성된 마찰면을 가진다. 예를들면, 상기 마찰면 사이의 간격은 0.5mm이다. 상기 아마츄어(43)는 자성 재료로 제조된다. 상기 아마츄어(43)가 전자석 코일(41)의 기자력에 의해 상기 회전자(42)의 마찰면에 부착되었을 때, 엔진(E)의 구동력이 회전자(42)로부터 아마츄어(43)로 전달된다.

상기 판 스프링(44)은 외주측면이 리벳과 같은 고정수단에 의해 아마츄어(43)에 고정되며, 내측면이 리벳과 같은 고정수단에 의해 내측허브(45)에 고정된다. 상기 판 스프링(44)은 탄성부재이다. 상기 전자석 코일(41)에 전류 공급이 중단되었을 때, 상기 판 스프링(44)은 아마츄어(43)가 회전자(42)의 마찰면으로부터 분리(이탈)되는 방향(도3에서 왼쪽방향)으로 변위시켜 로터의 초기위치로 아마츄어를 되돌린다.

상기 내측 허브(45)는 점성 클러치(7)의 출력부로써 사용된다. 상기 내측 튜브(45)의 입력측은 판스프링(44)을 통하여 아마츄어(43)에 연결되어 구동되며, 상기 내측허브(45)의 출력측은 점성 히터(9)의 축(8)에 스플라인을 연결 고정한 것에 의해 연결된다.

상기 점성 히터(9)는 주난방열원인 엔진(E)의 난방보조열원이다. 상기 점성 히터(9)는 V-벨트(6)와 점성 클러치(7)를 통하여 엔진(E)에 의해 회전되는 축(8)과, 상기 축(8)을 회전 가능하게 지지하는 하우징(10)과, 하우징(10)의 내부 공간을 발열실(50)과 냉각수 통로(51)로 구획하는 분리판(52) 및 하우징(10)내에 회전가능하게 배치된 회전자(53)를 포함한다.

상기 축(8)은 볼트와 같은 체결수단에 의해 점성클러치(7)의 내측허브(45)에 고정되게 체결되며, 아마츄어(43)와 일체로 회전하는 입력축이다. 상기 축(8)은 베어링(55)과 실링부재(56)를 통하여 하우징(10)의 내주에 회전가능하게 배치된다. 상기 실링부재(56)는 점성유체의 누출을 방지하기 위하여 오일 실을 사용한다.

상기 하우징(10)은 알루미늄 합금과 같은 금속부재로 제조된다. 링 형상 판에 형성된 덮개(57)는 볼트와 너트와 같은 체결수단(58)에 의해 하우징(10)의 후단부에 고정되게 체결된다. 상기 분리판(52)과 실링부재(59)는 하우징(10)의 덮개(57)의 부착면상에 결합된다. 상기 실링부재(59)는 냉각수의 누출을 방지하기 위하여 O-링을 사용한다.

상기 분리판(52)은 알루미늄 합금과 같은 금속부재로 제조되며, 열전도성이 우수한 간막이부재이다. 상기 분리판(52)의 외주부는 하우징(10)의 원통부 와 덮개(57)의 원통부사이에 끼워진다. 전단력이 제공되었을 때 발열하는 점성유체(예를들면 실리콘 오일)를 봉입하는 발열실(50)은 분리판(52)의 전단면과 하우징(10)의 후단면 사이에 형성된다.

상기 냉각수 통로(51)는 분리판(52)의 후단면과 덮개(57)의 내부면 사이에 형성되어 외측으로부터 액체가 침투되지 않도록 구획된다. 상기 엔진(E)을 냉각하기 위한 냉각수는 냉각수 통로(51)을 통해 흐른다. 또한, 다수의 휜(fin)부(52a)는 실질적으로 아아치 형상을 가지며, 냉각수에 점성유체의 열을 유효하게 전달하기 위하여 분리판(52)의 후단면의 하부측에 일체로 형성된다.

상기 휜부(52a)대신에, 상기 분리판(52)의 후단면은 요철형상으로 형성되어도 좋으며, 주름진 휜이나 미세한 핀(pin)형 휜과 같은 열전달 촉진 부재가 덮개(57)의 외벽면상에 형성되어도 좋다. 또한, 래버린스 실(labyrinth seal)이 분리판(52)과 회전자(53) 사이에 형성되어 발열실(50)로서 사용되어도 좋다.

도4에 도시한 바와 같이, 상류측 수로(51a)와 하류측 수로(51b)로 냉각수 통로(51)를 구획하기 위한 간막이벽(52b)이 분리판(52)의 후단면으로부터 돌출되도록 형성된다. 상기 냉각수 통로(51)로 냉각수를 유입시키는 냉각수관(57a) 입구측과 냉각수통로(51)로 냉각수를 유출시키는 냉각수관(57b) 출구측은 간막이벽(52b) 근처의 덮개(57) 외주벽에 연결된다.

상기 회전자(53)는 발열실(50)내에 회전 가능하게 배치되며, 상기 축(8)의 후단부 외측에 고정된다. 상기 회전자(53)의 양측벽면이나 외주면에 다수의 홈부(도시하지 않음)가 형성되며, 각각의 인접한 홈부사이에 돌출부가 형성된다. 상기 엔진(E)의 구동력이 축(8)에 제공될 때, 회전자(53)는 축(8)과 함께 일체로 회전하여 발열실(50)에 봉입된 점성유체에 전단력을 발생시킨다.

이어서 공기조화 ECU(100)를 도1 및 도5 내지 7을 참조하여 간략히 설명한다. 도5는 시스템(1)의 전자회로를 나타낸다.

상기 공기조화 ECU(100)는 공기조화 유니트(2)의 점성 히터(9)나 압축기와 같은 냉,난방장치의 컴퓨터 제어를 수행하기 위한 전자회로이다. 상기 공기조화 ECU(100)는 중앙제어부(CPU), 롬(ROM) 및 램(RAM)이 내장된 마이크로컴퓨터이다.

상기 공기조화 ECU(100)는 점성스위치(70), 점화스위치(71), 온도설정 유니트(72), 내기온도센서(73), 외기온도센서(74), 일광센서(75), 냉각수 온도센서(76), 오일온도센서(77), 증발기 출구 온도센서(78), 공기조화 클러치 릴레이(79) 및 엔진 ECU(200)로부터 입력된 신호와, 미리 저장된 제어 프로그램(도6에 도시)등에 기초하여 점성클러치(7)의 전자석 코일(41), 공기혼합 댐퍼(29)의 서보모터(29), 공기조화 클러치(27)의 전자석 코일, 후면송풍기(32) 등을 포함하는 냉난방 장치를 제어하므로써 차실내에 대한 공기조화 제어를 수행한다.

상기 점성 스위치(70)는 점성 히터(9)의 사용에 의해 차실내에 대한 난방운전을 취하기 위해 개폐한다. 상기 점성 스위치가 온(on)으로 설정되었을 경우, 난방 선택신호가 공기 조화 ECU(100)에 출력된다. 또한, 점성스위치(70)는 연료소비율(예를들면, 연료경제성) 향상을 우선시키기 위한 경제 연비 선택스위치이다. 상기 점성스위치(70)가 오프(off)로 설정되었을 경우, 연비 선택 신호가 공기조화 ECU(100)에 출력된다.

상기 점화스위치(71)는 오프(off), ACC, ST 및 IG의 각 단자를 포함한다. 상기 ST단자는 상기 고정자에 전류를 공급하기 위해 공기조화 ECU(100)에 신호를 출력하기 위한 고정자 작동스위치이다.

상기 온도설정 유니트(72)는 차실내의 온도를 희망하는 온도로 설정하며 공기조화 ECU(100)에 설정온도신호를 출력한다.

상기 내기온도센서(73)는 예를들면, 써미스터를 사용한다. 상기 내기온도센서(73)는 차실내의 공기온도(즉, 차실내의 내기온도)를 검출하며, 공기조화 ECU(100)에 내기온도 검출신호를 출력한다.

상기 외기온도센서(74)는 예를들면 써미스터를 사용한다. 상기 외기온도센서(74)는 차량의 차실내 바깥측 공기 온도(즉, 외기온도)를 검출하며, 공기조화 ECU(100)에 외기온도 검출신호를 출력한다.

포토 다이오드는 예를들면 상기 일광센서(75)로써 사용된다. 상기 일광센서(75)는 상기 차실내로 들어오는 일광량을 검출하며, 상기 공기조화 ECU(100)에 일광검출신호를 출력한다.

상기 냉각수 온도센서(76)는 예를들면, 써미스터를 사용하며, 냉각수 순환로(W)(본 실시예에서, 점성히터(9)의 냉각수 통로(51)의 출구측 냉각수관(57b)내의 냉각수 온도)내의 냉각수 온도를 검출한다. 상기 냉각수 온도센서(76)는 공기조화 ECU(100)에 냉각수 온도검출신호를 출력한다.

상기 오일온도센서(77)는 예를들면 써미스터를 사용하며, 상기 오일온도센서(77)는 발열실(50)의 점성유체(즉, 오일 온도)의 온도를 검출하며, 공기조화 ECU(100)에 오일온도검출신호를 출력한다. 발열실(50)내의 점성유체온도에 관련한 물리량으로써, 상기 오일온도센서(77)에 의해 검출된 점성유체의 온도가 이용되어도 좋다. 이 경우에, 상기 오일온도센서(77)는 본 발명의 물리량 검출수단으로써 사용된다.

상기 증발기 출구 온도센서(78)는 예를들면 써미스터를 사용한다. 상기 증발기 출구 온도센서(78)는 증발기(26)를 통과하는 즉시의 공기온도를 검출하며, 공기조화 ECU(100)에 증발기 출구 온도검출신호를 출력한다. 또한, 환경조건 검출을 위한 수단으로써 전면덕트(21)의 어느 하나의 취출구에 배치되어 차실내로 송풍된 온도를 검출하기 위한 취출온도센서가 사용되어도 좋다.

상기 공기조화 클러치 릴레이(79)는 릴레이 코일(79a)과 릴레이 스위치(79b)를 포함한다. 상기 릴레이 코일(79a)에 전류가 공급되었을 경우, 상기 릴레이 스위치(79b)는 차폐되며, 그것에 의해 공기조화 클러치(27)에 전류가 공급된다.

다음에, 공기조화 ECU(100)의 점성히터(9)의 제어를 도1 내지 도7을 참조하여 설명한다. 도6은 공기조화 ECU(100)의 제어 프로그램의 흐름도이다.

먼저, 여러종류의 센서신호들과 스위치 신호들을 스텝 S1에 입력한다.

다음에, 점성 스위치(70)가 온(on)으로 설정되었는지 않았는지를, 즉 난방선택신호나 경제연료소비 선택신호가 스텝S2에 입력되었는지 않았는지를 판정한다. 상기 판정결과가 "아니오(no)"일 경우, 차실내부를 난방시킬 필요가 없으며, 엔진(E)의 연료소비율의 향상을 우선시킨다. 그러므로, 상기 점성 클러치(7)의 전자석 코일(41)은 턴-오프(turn-off)되며, 즉 점성 클러치(7)의 전자석 코일(41)에 전류가 공급되는 것이 정지되며, 점성히터(9)의 작동이 스텝S3에서 정지된다. 다음에, 스텝S1의 처리를 이행한다.

스텝S2에서, 판정결과가 "예(yes)"일 경우에는, 차실내로 송풍되는 목표공기온도(TAO)는 스텝S4에서 하기의 식(1)을 기초하여 연산된다.

TAO = Kset × Tset - Kr × Tr - Kam × Tam - Ks × Ts + C ---(1)

여기서, Kset는 온도설정이득, Tset는 온도설정유니트(72)에서 설정한 온도, Kr은 내기 온도이득, Tr은 내기온도센서(73)에서 검출된 내기온도, Kam은 외기 온도이득, Tam은 외기온도센서(74)에 의해 검출된 외기온도, Fs는 일광이득, Ts는 일광센서(75)에 의해 검출된 일광량 및 C는 보정상수이다.

다음에 목표공기온도(TAO)가 스텝 S5에서 소정 온도보다 높은지 아닌지의 여부를 판정한다. 판정결과가 "아니오"일 경우에, 스텝S3의 처리를 이행하고, 점성 클러치(7)의 전자석 코일(41)을 오프로 설정한다.

다른 한편으로는, 판정결과가 스텝S5에서 "예"일 경우에, 목표댐퍼 개방도는 스텝S6에서 하기의 식(2)을 기초하여 연산된다.

SW = [(TAO - TE)/(TW-TE)] × 100% ---- (2)

여기서, TAO는 스텝S4에서 연산된 목표공기온도, TE는 증발기 출구 온도센서(78)에서 검출된 온도이며, TW는 냉각수 온도센서(76)에서 검출된 냉각수 온도이다.

다음에, 스텝S6에서 연산된 목표댐퍼 개방도(SW)가 스텝S7에서 공기혼합 댐퍼(28)의 소정 댐퍼 개방도(예를 들면 90%) 이상인지 아닌지가 판정된다. 즉, 상기 난방운전이 스텝S7에서 최대난방운전인지 아닌지가 판정된다. 판정결과가 "아니오"일 경우, 스텝S3의 처리를 이행하고 점성 클러치(7)의 전자석 코일(41)을 오프(off)로 설정한다.

스텝S7에서, 난방운전이 다른 최대난방 판정수단에 의해 차실내부가 최대난방운전이거나, 최대난방운전이 요구되는지 아닌지가 판정되어도 좋다. 예를들면, 온도설정 유니트(72)에서 설정한 설정온도와 내기 온도센서(73)에서 검출된 내기온도 사이의 온도차가 소정 온도(예를들면, 20℃) 이상일 경우에 최대난방운전이 요구된다 라고 판정되어도 좋다. 외기 온도센서(74)에서 검출된 외기온도가 -5℃보다 낮을 경우, 최대난방운전이 요구된다 라고 판정되어도 좋다. 또한, 공기혼합 댐퍼(28)의 개방도가 90%이상으로 검출될 경우, 최대난방운전이 요구된다 라고 판정되어도 좋다.

다음에, 기억 회로(예를들면, ROM)에 미리저장된 냉각수 온도에 기초하여 점성클러치 제어 특성 그래프(도7 참조)에 따라 점성 클러치(7)의 전자석 코일(41)이 온(on) 또는 오프(off)가 설정되었는지 아닌지가 판정된다. 즉, 냉각수온도 센서(76)에서 검출된 냉각수 온도가 스텝S8에서 설정된 냉각수 온도(예를들면, 설정값)보다 높은지 아닌지가 판정된다.

구체적으로는, 도7의 특성 그래프에 도시한 바와 같이, 제1 설정 냉각수온도 온도(A)(예를들면 80℃)와 제2 설정 냉각수 온도(B)(예를들면, 70℃)사이에 이력현상(hysteresis)이 얻어진다. 냉각수 온도가 설정된 냉각수 온도보다 높을 경우, 점성 클러치(7)의 전자석 코일(41)은 오프로 설정된다. 냉각수 온도가 설정된 냉각수 온도보다 낮을 경우 점성 클러치(7)의 전자석 코일(41)은 온으로 설정된다. 도7에서 특성 그래프로 상기 이력현상이 설정되었지만, 상기 이력현상은 얻어지지 않을 수도 있다.

스텝S8에서 상기 냉각수 온도가 설정된 냉각수 온도보다 높을 경우, 스텝S3으로 이행하고 점성클러치(7)의 전자석 코일(41)은 오프로 설정한다.

또한, 냉각수온도가 설정된 냉각수 온도보다 낮을 경우, 스텝S9에서 엔진 ECU(200)와의 통신(송신 및 수신)을 수행한다.

다음에, 점성 클러치(7)의 전자석 코일(41)이 턴-온되는 것을 허가하기 위한 허가신호가 스텝S10에서 엔진 ECU(200)로부터 수신되었는지 아닌지가 판정된다. 판정결과가 "아니오"일 경우, 스텝S3의 처리를 이행하고, 점성클러치(7)의 전자석 코일(41)이 턴-오프된다.

상기 스텝S10에서 판정결과가 "예"일 경우, 최대난방운전의 충분한 난방 능력을 보상하기 위해 상기 점성클러치(7)의 전자석코일(41)이 턴-온된다. 즉, 점성클러치(7)의 전자석 코일(41)에 전류가 공급되므로써 스텝S11에서 점성 히터(9)를 작동시킨다. 다음에, 스텝S1의 처리를 이행한다.

다음에, 엔진 ECU(200)를 도1 내지 도5를 참조하여 간단히 설명한다.

상기 엔진 ECU(200)는 엔진(E)의 컴퓨터 제어를 수행하기 위한 엔진 제어시스템용 전기회로이다. 상기 엔진 ECU(200)는 CPU, RAM, ROM이 내장된 마이크로컴퓨터이다.

상기 엔진 ECU(200)는 엔진회전속도 센서(81), 차량속도센서(82), 스로틀 개방 센서(83), 공기조화 ECU(100)로부터 입력된 입력신호, 및 이미 저장된 제어 프로그램에 기초하여 엔진의 무부하 회전속도 제어, 연료주입량 제어, 연료주입시간 제어, 흡기 스로틀제어, 글로우 플러그(glow plug)에 대한 전류제어등을 수행한다. 상기 엔진 ECU(200)는 또한 공기조화 ECU(100)의 처리에 필요한 신호들을 전달한다.

상기 엔진 회전속도센서(81)는 엔진(E)의 출력축(11)의 회전속도를 검출하여 엔진 ECU(200)에 엔진회전속도 신호를 출력한다.

상기 차량 속도센서(82)로서는 예를들면, 리드 스위치(reed switch) 타입 차량속도센서, 광전 타입 차량 속도센서 또는 MRE(Magnetic Resistance Element ; 자기저항 소자)타입 차량속도센서가 사용될 수 있다. 상기 차량속도센서(82)는 차량의 속도를 검출하며, 엔진ECU(200)에 차량속도신호를 출력한다.

스로틀 개방센서(83)는 엔진(E)의 흡기관에 배치된 스로틀 밸브의 개방도를 검출하며, 엔진 ECU(200)에 스로틀 개방신호를 출력한다.

다음에, 엔진 ECU(200)의 점성히터 제어를 도1 내지 도5를 참조하여 간단히 설명한다.

먼저, 엔진 회전속도센서(81), 차량 속도센서(82), 스로틀 개방센서(83) 및 그와같은 여러종류의 센서신호들이 엔진 ECU(200)에 입력된다.

다음에, 엔진 ECU(200)는 점성클러치(7)의 전자석 코일(41)이 턴-온되는 것을 허가하기 위한 허가신호인지 점성클러치(7)의 전자석 코일(41)이 턴-온되지 않은 것을 허가하기 위한 불허가신호인지를 판정하여 공기조화 ECU(100)에 전달된다. 허가신호가 전달되었다고 판정되었을 경우, 흡기량이 증가되므로써 무부하 회전속도는 한 단계씩 증가된다. 즉, 무부하 상승(idling-up) 제어가 수행된다.

다음에, 제1 실시예에 따른 시스템(1)의 작동을 도1 내지 도7을 참조하여 간단히 설명한다.

엔진(E)이 시동할 경우, 엔진(E)의 출력축(11)이 회전하고, 상기 엔진(E)의 구동력은 벨트전동기구(5)의 V-벨트(6)를 통하여 회전자(42)에 전달된다. 그러나, 최대난방운전이 요구되지 않을 경우, 점성 클러치(7)의 전자석코일(41)은 턴-오프된다. 즉, 점성클러치(7)의 전자석코일(41)이 턴-오프되기 때문에, 상기 아마츄어(43)는 회전자(42)의 마찰면을 향하여 부착되지 않는다. 그러므로, 이때에 엔진(E)의 구동력은 내측허브(45)와 축(8)에 전달되지 않는다.

상기 축(8)과 회전자(53)가 회전하지 않기 때문에, 전단력은 발열실(50)내의 점성유체에 제공되지 않으며, 상기 점성유체는 발열하지 않는다. 그러므로, 비록 상기 엔진(E)의 물재킷(13)내에서 냉각수가 가열되어 점성 히터(9)의 냉각수 통로를 통하여 흐른다 할지라도, 상기 냉각수는 가열됨이 없이 전면 난방코어(15)에 공급된다. 그러므로, 차실내의 난방운전이 작은 난방능력으로 개시된다.

점성 스위치(7)가 온 설정되고, 전면덕트로부터 최상온도로 송풍되는 최대난방운전이 요구되며, 상기 냉각수온도가 설정 냉각온도(즉, 설정값)보다 낮고, 엔진 ECU(200)로부터 허가신호가 수신된 경우에, 점성클러치(7)의 전자석코일(41)이 턴-온된다. 상기 점성클러치(7)의 전자석코일(41)이 턴-온되었기 때문에, 상기 전자석 코일(41)의 기자력에 의해 회전자(42)의 마찰면에 상기 아마츄어(43)가 부착되므로써 내측허브(45)와 축(8)에 엔진(E)의 구동력을 전달한다.

상기 회전자(53)가 축(8)과 함께 일체로 회전하기 때문에, 발열실(50)내의 점성유체에 전단력이 제공되어 발열한다. 그러므로, 엔진(E)의 물재킷(13)내에서 가열된 냉각수가 점성히터(9)의 냉각수통로(51)를 통과할 경우, 상기 냉각수는 분리판(51)과 일체로 형성된 다수의 휜부(52a)를 통하여 점성유체에 발생된 열을 흡수하므로써 가열된다. 상기 점성히터(9)에 의해 가열된 냉각수가 전면 히터코어(15)에 공급되므로써 큰 난방능력으로 차실내의 난방운전이 수행된다.

상기 점성히터(9)의 난방능력은 발열실(50)내에 봉입된 점성유체의 점성계수에 의해 미리 임의로 설정할 수 있다. 즉, 높은 점성계수를 가지는 점성유체에 따라 회전자(53)의 회전에 의해 제공되는 전단력이 크게 된다. 그러므로, 점성히터(9)의 발열능력이 증가되며, 엔진(E)의 부하 및 연료소비율이 크게 된다. 다른 한편으로는, 낮은 점성계수를 가지는 점성유체에 따라 회전자(53)의 회전에 의해 제공되는 전단력이 작게 된다. 그러므로, 점성히터(9)의 발열능력이 감소되며, 엔진(E)의 부하 및 연료소비율이 작게 된다.

상기에서 기술된 바와 같이, 제1 실시예에 따르면, 충분한 난방능력을 필요로 하는 최대난방운전이 요구되는 경우에, 점성클러치(7)의 전자석코일(41)은 턴-온된다. 그러므로, 엔진(E)의 구동력은 벨트전동기구(5)와 점성 클러치(7)를 통하여 점성히터(9)에 전달된다. 점성히터(9)의 작동에 의해 점성히터(9)의 냉각수 통로(51)를 통과하는 냉각수가 점성유체에서 발생된 열을 흡수한다. 이것에 의해 점성히터(9)에서 가열된 냉각수는 전면 히터코어(15)나 후면 히터코어(16)에 공급된다.

따라서, 전면 히터코어(15)나 후면 히터코어(16)내부로 흐르는 냉각수의 온도가 상승하므로써 냉각수 순환로(W)내의 냉각수 온도는 소정 온도(예를들면 80℃)에서 유지될 수 있다. 그러므로, 전면 히터코어(15)나 후면 히터코어(16)의 방열량은 증가하고, 전면 히터코어(15)나 후면 히터코어(16)를 통과하여 충분히 가열된 공기가 차실내로 송풍되므로써 차실내에 대한 난방능력이 저하되는 것을 방지한다.

또한, 제1 실시예에 따르면, 큰 난방능력이 필요하지 않고 최대난방운전이 요구되지 않을 경우, 점성클러치(7)의 전자석 코일(41)은 턴-오프된다. 그러므로, 엔진(E)의 구동력이 벨트전동기구(5)와 점성클러치(7)를 통하여 점성히터에 전달되지 않는다. 상기 V-벨트(6), V- 풀리(47), 축(8) 및 회전자(53)에 큰 구동 토오크가 제공되지 않기 때문에, 벨트전동기구(5)의 부하 뿐만 아니라 엔진(E)의 부하가 감소될 수 있다. 따라서, 엔진(E)의 연료소비율이 감소될 수 있으므로, 차량의 운전비용을 절감할 수 있다. 또한, 상기 V-벨트(6)의 미끄러짐에 기인한 이상 소음의 발생도 방지할 수 있다.

본 발명에 따르면, 점성클러치(7)의 전자석 코일(41)이 턴-온 또는 턴-오프인지 아닌지의 판정이 점성히터(9)로부터 흐르는 냉각수의 온도만으로 수행되지는 않는다. 그러므로, 비록 냉각수온도가 여름철에 웜-업작동시 설정온도보다 낮을 지라도, 점성클러치(7)의 전자석 코일(41)은 턴-온되지 않으므로써 점성히터(7)의 작동은 개시되지 않는다. 따라서, 비록 실리콘 오일이 발열실(50)내의 점성유체로서 사용되었을지라도, 회전자(53)로부터의 전단력이 점성유체에 제공되지 않는다. 그러므로, 발열실(50)내의 점성유체가 이상 발열하지 않고, 또한 점성유체의 열 열화 및 전단력에 기인한 기계열화가 방지될 수 있다.

또한, 제1 실시예에 따르면, 난방선택 스위치인 점성 스위치(70)가 온으로 설정되지 않고, 냉각운전이 차실내에 필요한 경우에, 즉 난방운전이 필요하지 않는 경우, 예를들면 목표공기온도TAO가 소정 온도(예를들면 40℃)보다 낮은 경우에 큰 난방능력은 필요하지 않다. 그러므로, 점성클러치(7)의 전자석 코일(41)이 턴-오프되므로써 엔진(E)의 부하는 감소될 수 있다.

제1 실시예에 따른 시스템(1)에서, 공기조화 ECU(100)가 엔진 ECU(200)로부터 허가신호를 수신하고 있지 않은 경우, 상기 점성클러치(7)의 전자석 코일(41)은 오프로 설정된다. 그러므로, 엔진의 부하를 감소시키고, 차량의 운전성능 및 구동능력을 향상시키는 것이 가능하다.

본 발명의 바람직한 제2 실시예를 도8 및 도9를 참조하여 설명한다. 도8은 제2 실시에에 따른 공기조화장치용 전기회로를 나타낸다. 도9는 제2 실시예에 따른 제어판넬과 온도제어레버를 나타낸다.

제2 실시예에서, 도8에 도시한 바와 같이, 제1 실시예의 공기조화 ECU(100)를 대신하여, 공기조화 유니트(2)의 아날로그 제어를 수행하기 위한 공기조화 아날로그 회로(101)와, 점성클러치(7)의 아날로그 제어를 수행하기 위한 점성 아날로그 회로(102)가 시스템(1)의 전기회로내에 형성된다.

점성아날로그 회로(102)의 입력부에는 점화스위치(71)의 ST단자와 IG단자, 접촉 스위치(84), 냉각수 온도 스위치(91), 오일온도 스위치(92), 공기조화 클러치(27)의 전자석 코일, 공기조화 클러치 릴레이(79) 및 엔진 ECU(200)가 연결된다. 점성 아날로그 회로(102)의 출력부에는 엔진 ECU(200)와 점성 클러치(7)의 전자석코일(41)이 연결된다.

상기 접촉스위치(84)는 온도조절레버(85)의 변동범위내에서 작동된다. 상기 온도조절레버(85)가 최대난방운전(즉, 도9에서 최고온측(MAX HOT측)을 요구하기 위한 측으로 수동으로 작동될 경우, 접촉스위치(84)는 턴-온된다. 상기 온조조절레버(85)가 다른 레버 위치로 수동으로 작동될 경우, 상기 접촉 스위치(84)는 턴-오프된다. 온도조절레버(85)의 레버위치를 검출하기 위한 위치검출수단으로서 접촉스위치(84) 대신에, 마이크로 스위치나 리미트 스위치와 같은 접촉위치센서, 근접스위치나 광전 스위치와 같은 비접촉위치센서 또는 변위센서가 이용되어도 좋다.

상기 온도조절레버(85)는 도9에서 최고온(MAX HOT)과 최저온(MAX COOL)사이의 변동범위내에서 지지축(86)을 중심으로 회전하도록 제어판넬(87)에 형성된다. 상기 온도조절레버(85)는 와이어 케이블(88), 하나의 링 플레이트(도시하지 않음), 또는 두 개의 링 플레이트(도시하지 않음)를 통하여 공기혼합 댐퍼(28)를 직접 구동시킨다.

상기 냉각수 온도스위치(91)는 냉각수 순환로(W)(제2 실시예에서, 점성 히터(9)의 냉각수 통로(51)의 냉각수관(57b) 출구측 내의 냉각수 온도)내에 냉각수의 온도가 제1 설정 냉각수 온도A(예를들면 80℃)보다 높은 경우에 개방되고, 냉각수의 온도가 제1 설정 냉각수 온도A 또는 제2 설정 냉각수온도B(예를들면, 70∼75℃)보다 낮은 경우에 차폐된다.

상기 오일온도스위치(92)는 점성히터(9)에서 점성유체의 온도가 제1 설정 오일온도A(예를들면, 250℃)보다 높은 경우에 개방되고, 상기 점성유체의 온도가 제1 설정 오일온도A 또는 제2 설정 오일온도B(예를들면 200℃)보다 낮은 경우 차폐된다.

또한, 점성 아날로그 회로(102)는 점성클러치(7)가 온으로 설정되었는지를 판정하고, 상기 점성아날로그 회로(102)로부터 전달된 온 신호를 엔진 ECU(200)가 수신하였을 경우에, 상기 엔진 ECU(200)는 엔진(E)회전속도, 차량속도, 스로틀 개방도, 또는 냉각수 온도에 기초하여 연산이나 판정을 수행하고, 공기조화유니트(2)나 점성히터(9)가 턴-온되는지 않되는지를 허가하는 허가신호 또는 불허가신호를 점성 아날로그 회로(102)에 출력한다.

재2 실시예에서, 냉각수 스위치(91)와 오일온도 스위치(92)가 온으로 설정되고, 공기조화 클러치 릴레이(79)의 릴레이스위치(79b)가 오프로 설정되고, 또한 상기 엔진 ECU(200)로부터 허가신호가 수신되고 있는 경우, 온도조절레버(85)가 최고온(MAX HOT)위치로 작동되어 접촉스위치(84)가 온으로 설정된 시점에서, 점성 클러치(7)의 전자석 코일(41)은 점성 아날로그 회로(102)에 의해 턴-오프된다. 이것에 의해, 제1 실시예에서와 동일한 효과를 얻을 수 있다.

본 발명의 제3 실시예를 도10을 참조하여 기술한다. 도10은 차량용 공기조화장치용 전기회로를 나타낸다.

제3 실시예에서, 점성 클러치(7)의 전자석 코일(41)은 점성 클러치 릴레이(94)를 통하여 접촉스위치(84)의 고정접점(84a)에 연결된다. 또한, 상기 점성 아날로그 회로(102)는 고정자 릴레이(95)를 통하여 접촉스위치(84)의 고정 접점(84b)에 연결된다. 점성 클러치 릴레이(94)는 릴레이 코일(94a)과 릴레이 스위치(상시 개방접점)(94b)로 구성되어 있다. 또한, 고정자 릴레이(95)는 릴레이코일(95a)과 릴레이스위치(상시 차폐접점)(95b)로 구성되어 있다.

최대난방운전이 필요하지 않고, 온도조절레버(85)가 최고온(MAX HOT)위치로부터 분리되어 있는 경우, 접촉스위치(84)는 고정접점(84b)에 접속하며, 고정자 릴레이(95)의 릴레이 코일(95a)이 릴레이 스위치(95b)를 개방시키기 위해 턴-온된다. 점성 클러치 릴레이(94)의 릴레이 코일(94a)이 턴-오프되기 때문에 릴레이 스위치(94b)가 개방되므로써 점성 클러치(7)의 전자석 코일(41)은 턴-오프된다. 따라서, 최대난방운전이 요구되지 않은 경우에 상기 점성 히터(9)는 작동되지 않기 때문에, 제1 실시예와 동일한 효과를 얻을 수 있다.

최대난방운전이 요구되고, 온도조절레버(85)가 최고온(MAX HOT)위치로 작동될 경우, 접촉스위치(84)는 고정접점(84a)에 접속하며, 고정자 릴레이(95)의 릴레이 코일(95a)은 릴레이 스위치(95b)를 차폐하기 위해 턴-오프된다. 상기 점성 클러치 릴레이(94)의 릴레이 코일(94a)이 턴-온되기 때문에, 상기 릴레이 스위치(94b)는 차폐되므로써 점성 클러치(7)의 전자석 코일(41)은 턴-온된다. 따라서, 최대난방운전이 요구될 경우 점성 히터(9)가 작동되기 때문에, 차실내의 난방운전은 큰 난방능력으로 수행된다.

비록 본 발명에서는 첨부한 도면들을 참조하여 바람직한 실시예에 관련하여 충분하게 기술되었다 할지라도, 여러가지 변경이나 변형이 해당분야에서 통상의 지식을 가진자로부터 보다 명백해진다는 것이 주시될 것이다.

예를들면, 상기 실시예에서, 벨트 전동기구(5)와 점성 클러치(7)는 엔진(E)의 출력축(11)에 의해 연결 구동되어 점성히터(9)의 축(8)을 회전시키지만; 상기 점성 클러치(7)가 엔진(E)의 출력축(11)에 직접 연결되어 점성히터(9)의 축(8)을 회전시켜도 좋다. 또한, 적어도 하나의 단기어나 V-벨트 타입 무단기어전동을 가지는 기어전동기구가 엔진(E)의 출력축(11)과 점성클러치(7)사이 또는 상기 점성클러치(7)와 점성히터(9)의 축(8)사이에 연결되어도 좋다.

상기 V-벨트타입 무단 전동기구가 엔진(E)의 출력축(11)에 연결되어 점성히터(9)의 축(8)을 구동시켜도 좋으며, 이것에 의해 상기 점성클러치(7)를 제거한다. 이 경우에, V-벨트 타입 무단 전동기구의 입력풀리와 출력풀리 사이의 풀리비가 최적화되므로써 V-벨트타입 무단 전동기구와 같은 구동수단의 부하가 점성히터(9)가 작동하는 동안에 최소화될 수 있다.

상기 각 실시예에서, 엔진(E)으로써 수냉식 디절엔진이 사용되지만; 가솔린 엔진과 같은 다른 수냉식 엔진을 사용하여도 좋다.

상기 각 실시예에서, 본 발명은 차실내에 대한 난방운전 및 냉방운전을 수행하기 위한 차량용 공기조화장치가 채용되었지만; 본 발명은 차실내에 대한 난방운전만을 수행하기 위한 차량용 공기조화장치가 제공되어도 좋다.

상기 각 실시예에서, 본 발명은 공기혼합 온도 제어방법을 사용한 공기조화 유니트(2)가 채용되었지만; 본 발명은 전면 히터코어(15)에 공급되는 냉각수의 흐름을 변경하거나 냉각수의 온도를 변경하는 재열 타입 온도제어방법을 사용한 공기조화 유니트(2)가 제공되어도 좋다.

상기 각 실시예에서, 냉각수 온도센서(76)가 발열실(50)내의 점성유체의 오일온도에 관한 물리량을 검출하기 위한 수단으로 사용되고 있지만; 상기 오일온도센서(77)가 물리량 검출수단으로써 사용되어도 좋다. 또한, 그것이 점성히터(9)의 분리판(52)의 온도를 검출하기 위한 수단으로 사용되어도 좋다. 또한, 그것이 덕트로부터 송풍된 공기온도를 검출하는 수단으로 사용되어도 좋다.

상기 각 실시예에서, 냉각수 온도센서(76)는 점성히터(9)의 냉각수 통로(51)의 냉각수관(57b) 출구측내의 냉각수의 온도를 검출하기 위해 사용되고 있지만, 냉각수 온도센서나 전면 히터코어(15)나 후면히터코어(16)의 입구측의 냉각수 온도를 검출하기 위한 냉각수 온도센서나 냉각수 온도 스위치가 사용되어도 좋다. 또한, 상기 엔진(E) 출구측의 냉각수의 온도를 검출하기 위한 냉각수 온도센서나 냉각수 온도 스위치가 사용되어도 좋다.

제1 실시예에서, 공기 혼합댐퍼(28)를 구동시키는 서보모터(29)와 같은 댐퍼구동수단에 출력하는 제어신호를 검출하기 위한 제어온도 검출수단이 공기조화 ECU에 형성되어도 좋다. 그러므로, 댐퍼구동수단에 출력하는 제어신호가 최대난방운전에 상응할 때에만 점성클러치(7)의 전자석코일(41)이 턴-온되어도 좋다.

제2 실시예에서, 온도조절레버(85)가 최고온(MAX HOT)위치로 작동되는 경우에 와이어 케이블(88)의 장력이 검출될 때 최대난방작동이 요구된다는 것이 판정되어도 좋다. 또한, 온도조절레버(85)의 레버위치가 90%이상 최고온(MAX HOT)측으로 위치될 경우 최대난방운전이 요구되고 있다고 판정되어도 좋다.

이와같은 변경이나 변형은 특허청구범위에 의하여 정하여진 바와 같은 본 발명의 범주내에 속하는 것으로 이해될 것이다.

전술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 차실내의 난방운전이 최대난방운전이거나 차실내에 대한 최대난방운전이 요구될 경우에만 난방 제어유니트가 발열유니트의 회전자를 회전시킬 수 있도록 구동력 전달유니트를 제어하므로써, 엔진으로부터 난방용 열교환기에 공급되는 냉각수가 충분히 가열되며, 최대난방운전에 상응하는 충분한 난방능력을 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 최대난방운전이 요구되지 않은 경우에는 난방제어유니트가 발열유니트의 회전자의 회전을 정지시킬 수 있도록 구동력 전달유니트를 제어하므로써, 엔진의 부하와 구동력 전달유니트의 부하가 감소되어 엔진의 연료소비율이 저하되고, 차량의 운전 비용을 절감할 수 있다. 또한, 발열실내의 점성유체가 이상 발열하지 않을 뿐만 아니라 점성유체의 열 열화 및 전단력에 기인한 기계열화를 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (10)

1. 차실내에 공기를 송풍하기 위한 덕트;

   상기 덕트에 배치되며, 수냉식 엔진을 냉각하는 냉각수와 상기 차실내로 송풍된 공기 사이에서 열교환을 수행하므로써 상기 차실내부를 난방하기 위한 난방용 열교환기;

   구동력이 제공될 경우에 회전하는 회전자와, 상기 회전자의 회전력에 의해 발생된 전단력이 점성유체에 작용되는 경우에 상기 난방용 열교환기에 공급되는 냉각수를 가열하기 위해 발열하는 점성유체를 그 내부에 봉입하기 위한 발열실을 포함하는 전단발열 유니트;

   상기 회전자에 엔진의 구동력을 전달하기 위한 구동력 전달유니트; 및

   상기 차실내의 난방운전이 최대난방운전이거나 상기 차실내에 대한 최대난방운전이 요구되는 경우에만 발열유니트가 작동되도록 상기 구동력 전달유니트를 제어하는 난방제어유니트

   를 포함하는 수냉식 엔진을 구비한 차량의 실내를 난방하기 위한 차량용 난방장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 난방제어유니트는 발열실내의 점성유체의 온도에 관련한 물리량을 검출하기 위한 점성유체온도 물리량 검출수단을 포함하며,

   상기 난방제어유니트가 상기 점성유체온도 물리량 검출수단에 의해 검출된 물리량이 설정값보다 낮은 경우 상기 발열유니트를 작동시키며, 상기 점성유체온도 물리량 검출수단에 의해 검출된 물리량이 설정값을 초과하는 경우 상기 발열유니트의 작동을 정지시키는 차량용 난방장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 난방용 열교환기를 통과하는 공기량과 상기 난방용 열교환기를 우회하는 공기량 사이의 비율을 조절하기 위한 공기혼합 댐퍼를 더 포함하며,

   상기 난방제어유니트는

   차실내의 온도를 요구되는 값으로 설정하기 위한 온도설정수단;

   난방운전에 영향을 미치는 환경조건을 검출하기 위한 환경조건 검출수단;

   상기 환경조건 검출수단에 의해 검출된 환경조건과 온도설정수단에 의해 설정된 적어도 하나의 설정온도에 기초하여 상기 덕트를 통하여 차실내로 송풍되는 공기의 목표온도를 연산하기 위한 목표공기온도 연산수단; 및

   상기 목표공기온도 연산수단에 의해 연산된 목표공기온도에 기초하여 상기 공기혼합 댐퍼의 목표댐퍼 개방도를 연산하기 위한 댐퍼 개방연산수단을 포함하며,

   상기 난방제어유니트는 댐퍼개방 연산수단에 의해 연산된 목표댐퍼 개방도가 상기 최대난방운전에 상응하는 경우에만 발열 유니트를 작동시키는 차량용 난방장치.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 차실내의 난방운전이 요구되는 난방운전으로 변경하기 위한 난방운전 변경유니트를 더 포함하며,

   상기 난방제어유니트는 난방운전 변경유니트가 최대난방운전를 요구하기 위한 측으로 수동으로 운전되는 것을 검출하는 위치검출수단을 포함하되,

   상기 난방제어유니트는 난방운전 변경유니트가 최대난방운전를 요구하기 위한 측으로 수동으로 작동되는 것을 상기 위치검출수단이 검출한 경우에만 발열 유니트를 작동시키는 차량용 난방장치.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 난방용 열교환기를 통과하는 공기량과 상기 난방용 열 교환기를 우회하는 공기량의 비율을 조절하기 위한 공기혼합 댐퍼; 및

   상기 난방제어유니트로부터 입력된 제어신호에 기초하여 상기 공기혼합 댐퍼를 구동시키는 댐퍼구동수단을 더 포함하며,

   상기 난방제어유니트는 댐퍼구동수단에 출력하는 제어신호를 검출하기 위한 제어신호검출수단을 포함하되,

   성기 난방제어유니트는 상기 제어신호검출수단에 의해 검출된 상기 댐퍼구동수단에 출력하는 제어신호가 최대난방운전에 상응하는 경우에만 발열유니트를 작동시키는 차량용 난방장치.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 구동력 전달 유니트는

   상기 엔진의 출력축에 연결되어 구동하는 벨트전동유니트 및

   상기 벨트전동유니트와 회전자사이를 맞물게하고 해제하기 위해 상기 벨트전동유니트에 연결된 클러치를 포함하는 차량용 난방장치.
7. 제 2 항에 있어서,

   상기 점성유체온도 물리량 검출수단이

   상기 난방용 열교환기에 공급되는 냉각수의 온도를 검출하기 위한 냉각수 온도검출수단인 차량용 난방장치.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 난방제어유니트는

   차실의 외기온도를 검출하기 위한 외기온도 검출수단을 포함하며,

   상기 차실의 외기온도가 최대난방운전에 상응하는 온도보다 낮은 경우에만 발열유니트를 작동시키는 차량용 난방장치.
9. 차실내에 공기를 송풍하기 위한 덕트;

   상기 덕트에 배치되며, 수냉식 엔진을 냉각하는 냉각수와 상기 차실내로 송풍된 공기 사이에서 열교환을 수행하므로써 상기 차실내부를 난방하기 위한 난방용 열교환기;

   구동력이 제공될 경우에 회전하는 회전자와, 상기 회전자의 회전력에 의해 발생된 전단력이 점성유체에 작용되는 경우에 상기 난방용 열교환기에 공급되는 냉각수를 가열하기 위해 발열하는 점성유체를 그 내부에 봉입하기 위한 발열실을 포함하는 전단발열 유니트;

   상기 회전자의 회전력에 의해 점성유체 전단운전을 개폐하기 위한 점성유체 전단운전스위칭수단; 및

   상기 차실내의 난방운전이 최대난방운전이거나 상기 차실내에 대해 최대난방운전이 요구되는 경우에만 상기 회전자의 회전에 의해 점성유체 전단운전을 개시하도록 상기 점성유체 전단운전 스위칭수단을 제어하기 위한 난방제어유니트

   를 포함하는 수냉식 엔진을 구비한 차량의 실내를 난방하기 위한 차량용 난방장치.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 난방제어유니트는

    발열실내의 점성유체의 온도에 관련한 물리량을 검출하기 위한 점성유체온도 물리량 검출수단을 포함하며,

    상기 점성유체온도 물리량 검출수단에 의해 검출된 물리량이 설정값보다 낮은 경우 점성유체 전단운전을 개시하며,

    상기 점성유체온도 물리량 검출수단에 의해 검출된 물리량이 설정값을 초과하는 경우 점성유체전단운전을 정지시키는 차량용 난방장치.

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