KR100555961B1

KR100555961B1 - 난방기능을 갖는 냉동 사이클을 구비한 차량용 공조장치

Info

Publication number: KR100555961B1
Application number: KR1020030080742A
Authority: KR
Inventors: 이자와사토시; 기토가즈오; 나가사와도시야
Original assignee: 가부시키가이샤 덴소
Priority date: 2002-11-15
Filing date: 2003-11-14
Publication date: 2006-03-03
Also published as: KR20040043083A; GB2396689A; JP2004161219A; GB2396689B; GB0326277D0; DE10353061A1; JP3960207B2

Abstract

차량용 공조장치에 있어서, 냉동 사이클 시스템(refrigerant cycle system)은 압축기(10)로부터 배출되는 고온가스 냉매(hot gas refrigerant)가 고온가스 바이패스(bypass) 통로를 통해 실내 열교환기(18)로 유입되는 고온가스 히터 사이클(H)을 설정하기 위해 구성되고, 내부 열교환기(18)는 라디에이터(radiator)로서 이용된다. 공조장치에 있어서, 적어도 외기를 유입하기 위한 외기 흡입 모드는 외기 모드로 설정되고, 실내 열교환기(18) 내의 공기를 가열하기 위한 난방모드는 고온가스 히터 사이클(H)을 이용하여 수행된다. 그러므로, 난방모드에서 차량 유리에 서리가 끼는 것을 방지 할 수 있다.

공조장치, 서리, 외기 모드, 내기 모드, 압축기, 바이패스, 냉매, 열교환기

Description

난방기능을 갖는 냉동 사이클을 구비한 차량용 공조장치{VEHICLE AIR CONDITIONER HAVING REFRIGERANT CYCLE WITH HEATING FUNCTION}

도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 차량용 공조장치의 전체적 구조을 도시한 개략도.

도2는 제1 실시예에 따른 차량용 공조장치의 전기 제어부를 도시한 블록도.

도3은 제1 실시예에 따른 고온가스 난방모드에서의 제어과정을 도시한 흐름도.

도4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 고온가스 난방모드에서의 제어과정을 도시한 흐름도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10:압축기 18:증발기(실내 열교환기)

20:고온가스 바이패스 통로

21a:난방용 감압장치

72:내외기 스위칭 도어(내외기 전환수단)

본 발명은 압축기로부터 배출되는 가스 냉매(고온가스)를 직접 실내 열교환기로 유입시킴으로써 실내 열교환기(증발기)를 라디에이터로서 이용하는 고온가스 난방기능을 구비한 차량용 공조장치에 관한 것이다.

종래의 차량용 공조장치에 있어서, 온수(예, 엔진 냉각수)는 그 온수를 열원(heat source)으로서 이용하여 난방용 열교환기 내의 공기를 가열시키기 위해 동절기의 난방 동작 동안에 난방용 열교환기에서 순환된다. 이 경우에, 온수의 온도가 낮으면, 차량 실내로 유입되는 공기의 온도가 낮아지게 되고, 따라서 난방 능력이 충분하지 못할 수도 있다.

그러므로, JP-A-5-272817은 고온가스 히터 사이클을 이용한 난방기능을 구비한 차량용 공조장치를 제안하고 있다. 차량의 시동 직후처럼 온수의 온도가 소정의 값보다 낮을 때, 보조적인 히터 기능을 얻기 위해 압축기로부터 배출되는 가스 냉매가 실내 열교환기로 유입되고, 가스냉매로부터의 열을 실내 열교환기내의 공기로 방열시키는 응축기를 바이패싱한다.

일반적으로, 난방용 열교환기로 유입되는 온수의 온도가 낮을 때, 고온가스 히터 사이클은 공조장치의 냉동 사이클 시스템에서 동작된다. 그러므로, 고온가스 히터 사이클이 동작되면, 차량실내로 유입되는 공기온도는 비교적 낮은 상태에 있다. 이 경우에, 차량 유리의 온도는 외부공기의 온도에 가까운 낮은 온도로 된다. 따라서, 내외기 흡입모드로서 내기 모드가 선택되면, 높은 습도를 가진 내부공기가 차량실내로 송풍되고, 차량 유리의 안쪽면 주위의 공기는 차량 유리에 의해 냉각되어 이슬점에 도달하게 된다. 그러므로, 차량 유리에 쉽게 서리가 끼게 된다.

또한, 고온가스 히터 사이클이 동작하면, 고압측 냉매 압력을 검출함으로써 압축기의 용량제어가 수행된다. 예를 들어, 고정용량형 압축기가 이용될 때, 고압측 냉매 압력에 일치하여 압축기의 단속(斷續,intermittent) 제어가 수행된다. 이 경우에, 공기 흡입모드가 내기 흡입모드로 전환되면, 실내 열교환기 내의 열 복사량(heat radiating amount)이 외기 흡입모드에서와 같이 크게 감소하기 때문에 저압측 냉매 압력이 증가된다. 그러므로, 고압측 냉매 압력의 증가 속도가 더 커지게 되고, 압축기 동작의 단속 빈도가 증가한다. 이 경우에, 압축기의 빈번한 단속동작으로 인한 쇼크나 잡음과 같은 문제점들이 쉽게 야기될 수 있다.

본 발명의 목적은 전술한 문제점들을 방지하는 것이다. 또한, 본 발명의 다른 목적은 고온가스 히터 사이클을 이용하여 차량 유리에 서리가 끼는 것을 방지하는 것이다.

본 발명에 따르면, 차량용 공조장치는, 공기가 차량실내로 유입되는 공기통로를 정의하기 위한 공조장치 케이스(22), 외기 흡입구(70)로부터 적어도 외부공기가 유입되는 외기 흡입모드와 내기 흡입구(71)로부터 오직 내부공기만 유입되는 내기 흡입모드 중 하나의 모드를 설정하기 위해 내기 흡입구(71)와 외기 흡입구(70) 을 개폐하기 위한 내외기 전환 수단(72), 및 냉동 사이클 시스템을 포함한다. 냉동 사이클 시스템은, 냉매 압축을 위한 압축기(10), 공조장치 케이스(22)의 외부에 설치된 실외 열교환기(14), 공조장치 케이스(22)의 내부에 설치된 실내 열교환기(18), 및 압축기(10)로부터 배출되는 냉매가 실외 열교환기(14)를 바이패스하고 직접 실내 열교환기(18)로 유입되도록 하는 고온가스 바이패스 통로(20)를 포함한다.

냉동 사이클 시스템은 압축기(10)로부터 배출되는 냉매가 고온가스 바이패스 통로(20)를 통해 직접 실내 열교환기(18)로 유입되는 고온가스 히터 사이클(H)을 설정하도록 구성되고, 제어 장치(26)는 고온가스 히터 사이클(H)를 이용하여 실내 열교환기(18) 내의 공기를 가열하기 위한 난방모드를 설정하도록 냉동 사이클 시스템의 동작을 제어한다. 공조장치에 있어서, 제어 장치는 흡입모드가 외기 흡입모드인지 판정하기 위한 흡입모드 판정수단(S40), 및 흡입모드가 외기 흡입모드일 때 난방모드의 동작을 수행하는 제어수단(S50)을 포함한다. 흡입모드가 외기 흡입모드일 때 고온가스 히터 사이클로 인해 난방모드가 수행되기 때문에, 비교적 낮은 습도를 가진 외부공기가 가열되어 차량실내로 유입되게 되고, 따라서 차량실내로 유입되는 공기의 온도가 충분히 증가되지 않았을 때에도 차량 유리에 서리가 끼는 것을 방지할 수 있다.

예를 들어, 외기 흡입모드는 내외기 전환 수단(72)이 외기 흡입구(70)를 개방하고 내기 흡입구(71)를 폐쇄하는 제1 외기 모드, 및 내외기 전환 수단(72)이 외기 흡입구(70)와 내기 흡입구(71) 모두를 개방하는 제2 외기 모드를 포함한다.

바람직하게는, 제어 수단은 흡입모드가 외기 흡입모드일 때 난방모드를 수행하고, 흡입모드가 내기 흡입모드일 때에는 난방모드를 금지시킨다. 대안으로, 흡입모드가 내기 흡입모드일 때, 제어 수단은 외기 흡입모드가 내기 흡입모드로부터 강제적으로 설정된 후에 난방모드를 수행한다. 이 경우에, 차량 유리에 서리가 끼는 것을 확실하게 방지할 수 있다.

본 발명의 다른 목적, 특징 및 장점은 첨부도면을 참조한 다음의 상세한 성명으로부터 보다 명백해질 것이다.

이제, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 관해 설명한다.

<제1 실시예>

도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 차량용 공조장치의 전체적 구조를 도시하고 있다. 압축기(10)는 전자(電磁) 클러치(11)를 통해 수냉식(water-cooled) 차량 엔진(12)에 의해 구동되고, 예를 들어, 고정용량형 경사판 압축기(fixed displacement type swash plate compressor)로 구성된다.

압축기(10)의 배출측은 냉각을 위해 솔레노이드 밸브(13)을 통해 응축기(condenser)(14)로 연결된다. 응축기(14)의 출구측은 냉매를 가스냉매와 액체냉매로 분리하기 위한 수액기(liquid receiver)(15)로 연결되고, 액체냉매는 수액기(15)에 저장된다. 응축기(14)는 차량 엔진룸 내에 압축기(10) 등과 함께 배열되는 실외 열교환기이다. 응축기(14)는 전동식 냉각팬(14a)에 의해 송풍되는 외부 공기(또는 냉각공기)와 열을 교환한다. 전동식 냉각팬(14a)은 전기 모터(14b)에 의해 구동된다.

또한, 수액기(15)의 출구측은 냉방용 감압장치인 온도식 팽창밸브(16)로 연결된다. 이 온도식 팽창밸브(16)의 출구측은 체크 밸브(check valve)(17)를 통해 증발기(18)로 연결된다. 증발기(18)의 출구측은 어큐뮬레이터(19)를 통해 압축기(10)의 흡입측으로 연결된다.

통상의 냉방용 냉동 사이클(C)은 전술한 압축기(10)의 배출측으로부터 냉방용 솔레노이드 밸브(13), 응축기(14), 수액기(15), 온도식 팽창밸브(16), 체크 밸브(17), 증발기(18) 및 어큐뮬레이터(19)를 차례로 거쳐 압축기(10)의 흡입측에 도달하는 폐쇄회로로 구성되어 있다.

이 기술분야에서 주지된 바와 같이, 온도식 팽창밸브(16)는 그 밸브의 개방(또는 냉매유량)을 조정하여, 증발기(18)의 출구측 냉매의 과열도가 통상의 냉동 사이클 동작시(예, 냉방 모드시) 소정의 값에서 유지될 수 있도록 한다. 어큐뮬레이터(19)는 냉매를 가스냉매와 액체냉매로 분리하여, 가스냉매와 (바닥 부근의) 소량의 액체냉매(오일이 용해되어 있음)가 압축기(10)로 흡입되도록 한다.

한편, 압축기(10)의 배출측과 증발기(18)의 입구측 사이에는, 압축기(10)로부터의 냉매가 응축기(14)를 바이패스하여 직접 압축기(18)로 유입되도록 하는 고온가스 바이패스 통로(20)가 제공된다. 난방용 솔레노이드 밸브(21)와 조절판(throttle)(21a)은 고온가스 바이패스 통로(20)에 직렬로 설치된다. 조절판(21a)은 난방용 감압장치이다. 조절판(21a)은 오리피스(orifice) 또는 카필 러리 튜브(capillary tube)와 같은 고정 조절판으로 구성될 수 있다. 난방용 고온가스 히터 사이클(H)은, 압축기(10)의 배출측으로부터 난방용 솔레노이드 밸브(21), 조절판(21a), 증발기(18) 및 어큐뮬레이터(19)를 차례로 거쳐 압축기(10)의 흡입측으로 도달하는 폐쇄회로로 구성되어 있다.

차량용 공조장치의 공조장치 케이스(22)는 공기가 차량실내로 유입되는 공기통로를 정의한다. 전동식 공조용 송풍기(23)에 의해 공조장치 케이스(22)로 공기가 송풍된다. 공조용 송풍기(23)는 도면의 간략화를 위해 축유식(axial-flow)으로 나타내었으나 실제로는 원심식 팬을 구비한 원심식 송풍기이다. 공조용 송풍기(23)는 송풍기 구동회로에 의해 제어되는 송풍기 모터(blower motor)(23a)에 의해 회전구동된다. 여기서, 송풍기 모터(23a)에 인가되는 송풍기 제어전압을 조정함으로서 본 실시예의 송풍기(23)에 의한 송풍량을 연속적 또는 단계적으로 변화시키는 것이 가능하다.

또한, 공조용 송풍기의 흡입측(23a)에는, 차량실외의 공기(이후, "외기"라고 함)의 흡입과 유도를 위한 외기 흡입구(70)와, 차량실내의 공기(이후, "내기"라고 함)의 흡입과 유도를 위한 내기 흡입구(71)가 제공된다. 내기 흡입구(71)와 외기 흡입구(70)는 내외기 스위칭 도어(내외기 전환 수단)(72)에 의해 개폐된다. 여기서, 내외기 스위칭 도어(72)는 적어도 외기 흡입구(70)로부터의 외기 흡입을 위한 외기 흡입모드와 내기 흡입구(71)로부터의 내기 흡입을 위한 내기 흡입모드를 전환시키기 위해 링크 메커니즘(link mechanism)(도시 생략됨)을 통해 서보-모터(servo-motor)와 같은 엑츄에이터(actuator)에 의해 구동된다.

증발기(18)는 공조장치 케이스(22)내에 설치된 실내 열교환기이다. 냉매는 냉방모드시, 증발기(18) 내에서 냉매증발(흡열)을 통해 공조용 송풍기(23)에 의해 송풍되는 공기를 냉각하는 냉방용 냉동 사이클(C)에 의해 순환된다. 한편, 난방모드시에는 증발기(18)내의 공기를 가열시키기 위해 압축기(10)로부터의 고온가스 냉매(고온가스)가 고온가스 바이패스 통로(20)를 통해 증발기(18)로 유입되며, 따라서 증발기(18)가 라디에이터(radiator)처럼 역할을 수행한다.

여기서, 공조장치 케이스(22)에서, 증발기(18)에서 생성된 응축수(condensed water)를 배수하기 위한 배수구(22a)가 증발기(18)의 하단부위에 제공되어, 응축수는 배수구(22a)로 연결된 배수관(도시 생략됨)을 통해 차량 외부로 배수된다.

공조장치 케이스(22)에서, 증발기(18)의 공기 하류측에는, 차량 엔진(12)으로부터의 온수(엔진 냉각수)를 열원(heat source)으로 이용하여 증발기(18)로부터의 공기를 가열하기 위한 온수식 난방용 열교환기가 설치되어 있다. 차량 엔진(12)으로부터 난방용 열교환기(24)까지의 온수 회로에는, 온수의 유량을 제어하기 위한 온수 벨브(25)가 제공된다.

그런데, 온수식 난방용 열교환기(24)는 차량실내의 난방을 위한 주 난방장치(main heating unit)을 구성한다. 주 난방장치에 비교해서, 고온가스 히터 사이클(H)에 의해 열 라디에이터(heat radiator)처럼 역할을 하는 증발기(실내 열교환기)(18)는 보조 난방장치를 구성한다.

한편, 공조장치 케이스(22)의 공기 최하류측에는 복수의 공기 출구(31~33)가 제공된다. 복수의 공기 출구(31~33)는 차량 전면유리의 내부면을 향해 조절된 공기 를 송풍하기 위한 디프로스터(DEF) 송풍구(defroster blowing port)(31), 차실내 승객의 얼굴부위(상반신)를 향해 조절된 공기(주로 냉풍)를 송풍하기 위한 페이스(FACE) 송풍구(32), 차실내 승객의 다리부위(하반신)를 향해 조절된 공기(주로 온풍)를 송풍하기 위한 풋(FOOT) 송풍구(33)를 포함한다. 또한, 이들 송풍구(31~33)를 선택적으로 개폐하기 위한 복수의 모드 스위칭 도어(34~36)가 제공된다. 여기서, 이들 모드 스위칭 도어(34~36)는 공기 출구모드 전환장치를 구성하고, 링크 메커니즘(도시 생략됨)을 통해 서보-모터와 같은 엑츄에이터에 의해 구동된다.

공조용 전자제어장치(Electronic control unit:ECU)(26)는 마이크로컴퓨터 및 그 주변회로로 구성되며, 솔레노이드 밸브(13,21)를 개폐하고 나머지 전자장치들(11,14a,23,25 등)의 작동을 제어하기 위해 미리 설치된 프로그램에 따라 소정의 연산처리를 수행한다.

도2는 제1 실시예의 전기제어 블록도이다. 차량 엔진(12)의 수온 센서(27a), 외기온도 센서(27b), 증발기(18)의 공기온도 센서(27c), 압축기로부터 배출되는 냉매 압력을 검출하기 위한 냉매 압력 센서(27d), 내기온도 센서(27e), 차실내로의 유입되는 일사량을 검출하기 위한 일사 센서(27f)를 포함하는 센서 집합으로부터의 검출신호가 ECU(26)로 인가된다.

또한, 차실내 계기판 부근에 설치된 공조장치 조작패널(28)로부터 한 그룹의 제어 스위치(29a~29f)의 제어 신호들이 ECU(26)로 인가된다. 즉, 공조장치 스위치(29a)는 냉동 사이클 시스템내의 압축기(10)의 시작과 정지를 명령하고, 냉 방모드 설정을 위한 냉방 스위치로서 역할한다. 고온가스 스위치(29b)는 고온가스 히터 사이클(H)에 의해 난방모드를 설정하고, 난방 스위치로서 역할한다.

또한, 공조장치 조작패널(28)에는, 공조장치의 송풍모드를 전환하기 위한 송풍모드 선택 스위치(29c), 차실내의 온도를 희망온도로 설정하기 위한 온도설정 스위치(온도설정장치)(29d), 송풍기(23)의 ON/OFF 및 풍량 전환을 명령하기 위한 송풍기 스위치(29e), 외기 흡입모드와 내기 흡입모드 사이의 전환을 명령하기 위한 내외기 선택 스위치(29f)가 제공된다.

다음으로, 전술한 구성에 있어서, 전술한 실시예에 따른 차량용 공조장치의 동작이 설명될 것이다. 먼저, 냉동 사이클 시스템의 동작이 설명될 것이다. 냉방모드를 설정하기 위해 공조장치 스위치(29a)가 턴온될 때, ECU(26)에 의해 냉방용 솔레노이드 밸브(13)는 개방되고 난방용 솔레노이드 밸브(21)는 폐쇄된다. 그러므로, 전자 클러치(11)가 접속상태로 되고 압축기(10)가 엔진(12)에 의해 구동될 때, 압축기(10)으로부터 배출된 가스냉매는 냉방을 위해 솔레노이드 밸브(13)(밸브는 오픈 상태임)를 통과해서 응축기(14)로 유입된다.

응축기(14)에서는, 냉각팬(14a)에 의해 유입된 외부공기에 의해 냉매가 냉각되어 응축된다. 그리고 응축기(14)를 통과한 냉매는 수액기(15)에 의해 가스냉매와 액체냉매로 분리된다. 분리된 액체 냉매만이 온도식 팽창밸브(16)에서 감압되어 저온저압의 기체-액체 2상태 냉매(gas-liquid two-phase refrigerant)가 획득된다.

다음으로, 저압냉매는 체크 밸브(17)를 통과해서 증발기(18)로 유입되고, 송풍기(23)에 의해 유입된 공기로부터 흡열해서 증발기(18) 내에서 증발한다. 증발기(18)에서 냉각된 공기는 차실내를 냉방하기 위해 차실내로 유입된다. 증발기(18)에서 증발된 가스냉매는 압축기(10)내에서 압축되기 위해 어큐뮬레이터(19)를 통과해서 압축기(10)로 흡입된다.

고온가스 히터 사이클(H)를 이용하여 난방모드를 설정하기 위해 동절기에 고온가스 스위치(29b)를 턴온시켰을 때, ECU(26)에 의해 냉방용 솔레노이드 밸브(13)는 폐쇄되고 난방용 솔레노이드 밸브(21)는 개방되어서 고온가스 바이패스 통로(20)가 개방된다. 결과로서, 압축기(10)으로부터의 높은 온도의 가스냉매(또는 과열가스냉매)가 오픈 상태의 난방용 솔레노이드 밸브(21)을 통해 조절판(21a)에서 감압된 후, 증발기(18)로 유입된다. 즉, 압축기(10)로부터의 과열가스냉매(고온가스)는 응축기(14) 등을 바이패스하고 고온가스 바이패스 통로(20)을 통해 증발기(18)에 직접 유입된다.

이 때, 체크 밸브(17)는 가스냉매가 고온가스 바이패스 통로(20)로부터 온도식 팽창밸브(16)로 유입되는 것을 방지한다. 결과로서, 냉방모드시, 압축기(10)의 배출측, 난방용 솔레노이드 밸브(21), 조절판(21a), 증발기(18), 어큐뮬레이터(19) 및 압축기(10)의 흡입측으로 구성되는 폐쇄회로(예, 고온가스 히터 사이클(H))에 의해 동작된다.

그러므로, 조절판(21a)에 의해 감압된 과열가스냉매는 그 열을 증발기(18) 내에서 유입된 공기로 방열함으로써 유입된 공기를 가열한다. 여기서, 증발기(18)내에서 가스냉매로부터 방출된 열량은 압축기(10)의 압축작업량에 상응하는 것이다. 증발기(18)에서 방열한 가스냉매는 어큐뮬레이터(19)를 통과한 이후에 압축기(10)에 흡입되어 압축된다.

엔진(12) 시동직후 처럼, 수온(엔진 냉각수)이 소정의 온도(예, 30℃) 보다 낮을 때에는, 송풍기 스위치(29e)가 턴온되었을 때에도 공조용 송풍기(23)의 정지상태가 유지된다. 그 후, 엔진(12)의 온수 온도가 소정의 온도로 증가되었을 때, 공조용 송풍기는 낮은 공기 유량에 의해 그 동작의 수행을 시작한다. 즉, 공조용 송풍기(23)의 웜-업(warm-up) 제어가 수행되어. 공조용 송풍기(23)의 (공기유량에 상응하는) 회전속도가 온수의 온도 증가에 따라 증가한다. 온수 밸브(25)를 통해 온수식 난방용 열교환기(24)로 온수를 유입시킴에 의해, 증발기(18)에 의해 가열된 유입된 공기를 열교환기(24)내에서 더 가열할 수 있다. 그러므로, 추운 날씨에도, 증발기(18)와 온수식 난방용 열교환기(24) 양쪽에서 가열된 보다 높은 온도의 따뜻한 공기를 차실내로 유입시킬 수 있다.

다음으로, 제1 실시예에 따른 고온가스 난방모드의 동작제어를 도3을 참조하여 설명한다. 예를 들어, 도3의 제어루틴(control routine)은 차량 엔진(12)의 점화 스위치를 ON 상태로 턴온시킴으로써 시작된다. 특히, 도3에 도시된 바와 같이, 공조장치 조작패널(28)의 스위치들(29a~29f)로부터의 동작신호들은 스텝 S10에서 입력되고, 센서들(27a~27f)로부터의 검출신호들은 스템 S20에서 입력된다.

다음으로, 스텝 S30에서, 공조장치 조작패널(28)의 고온가스 스위치(29b)의 ON 상태 여부가 판정된다. 난방모드 지시 수단(즉, 고온가스 스위치(29b))이 ON 상태일 때, 즉, 고온가스 난방모드가 지시되었을 때, 스텝 S40에서 내외기 스위칭 도어(72)에 의해 설정된 흡입모드가 외기 모드인지 여부가 판정된다.

외기 흡입모드가 스텝 S40에서 설정되었을 때, 제어 프로그램은 스텝 S50으로 진행하고, 고온가스 히터 사이클(H)을 이용하여 고온가스 난방모드가 시작되고 수행된다. 즉, 스텝 S50에서, 난방용 솔레노이드 밸브(21)가 개방되고, 냉방용 솔레노이드 밸브(13)는 폐쇄되며, 전자 클러치(11)는 접속되어서 압축기(10)가 동작된다.

한편, 스텝 S40에서 외부공기 흡입모드가 설정되지 않았다고 판정되었을 때, 즉, 스텝 S40에서 흡입모드로서 내기 흡입모드가 설정되었다고 판정되었을 때, 제어과정은 스텝 S10으로 복귀하고 고온가스 난방모드는 시작되지 않는다. 내기 흡입모드에서 고온가스 히터 사이클(H)의 동작은 금지되기 때문에, 높은 습도를 가진 가열된 내부공기가 차량의 유리 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 제1 실시예에 따라, 고온가스 히터 사이클(H)이 동작할 때, 냉매 압력센서(27d)에 의해 고압측 냉매 압력이 검출된다. 이 경우, 고압측 냉매 압력이 제1 소정의 압력보다 높을 때, 전자 클러치(11)는 분리되고, 압축기(10)의 동작은 정지된다. 고압측 냉매 압력이 제1 소정의 압력보다 소정의 값만큼 낮은 제2 소정의 압력보다 낮게 감소되었을 때, 전자 클러치(11)는 접속되고 압축기(10)은 재시작되어, 압축기(10)의 배출용량(예. 방해 동작)이 제어된다.

제1 실시예에 따르면, 외기 흡입모드가 설정되었을 때, 압축기(10)의 배출용량은 고온가스 히터 사이클에서 제어된다. 또한, 내기 흡입모드가 설정되었을 때, 고온가스 히터 사이클의 동작은 금지된다. 그러므로, 고온가스 난방모드에서 압축기(10)의 방해빈도(interruption frequency)가 증가되는 것을 방지할 수 있고, 압 축기(10)의 잦은 방해로 인한 쇼크와 잡음과 같은 문제점들을 방지 할 수 있다.

<제2 실시예>

본 발명의 제2 실시예는 도4를 참조하여 설명될 것이다.

전술한 제1실시예에서, 흡입모드가 내기 흡입모드일 때에는 고온가스 히터 사이클(H)은 금지된다. 그러나, 제2 실시예에서는 내기 흡입모드가 스텝 S40에서 판정되었을 때, 제어 프로그램은 스텝 S60으로 진행하고, 외기 흡입모드가 강제적으로 설정된다. 그 후, 스텝 S50에서, 고온가스 히터 사이클(H)의 동작이 수행된다.

본 발명의 제2 실시예에 따르면, 내기 흡입모드가 흡입모드로서 설정되었을 때에도 외기 흡입모드가 강제적으로 설정되고 고온가스 스위치가 턴온되었을 때 고온가스 히터 사이클(H)이 시작된다. 그러므로, 내기 흡입모드로 인한 고온가스 히터 사이클(H)에서의 문제점을 방지할 수 있다.

제2 실시예에서, 다른 부분들은 전술한 제1 실시예의 부분들과 유사하고, 제1 실시예에서 설명된 장점들이 획득될 수 있다.

비록 본 발명이 그 특정 실시예를 참조하여 설명되었지만, 이 기술분야에 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 다양한 수정과 변경이 이루어 질 수 있음은 명백하다.

예를 들어, 전술한 실시예에서, 스텝 S40에 흡입모드로서 외기 흡입모드가 설정되었을 때, 고온가스 난방모드가 시작된다. 그러나, 외기 흡입모드는 내외기 스위칭 도어(72)에 의해 적어도 외기 흡입구(70)가 개방되어 적어도 외부공기가 유도되는 모드를 포함할 수 있다. 즉, 외기 흡입모드는, 외기 흡입구(70)가 개방되고 내기 흡입구(71)가 폐쇄되는 제1 외기모드와, 외기 흡입구(70) 및 내기 흡입구(71) 모두가 개방되는 제2 외기모드를 포함한다. 이 경우에, 외기 흡입구(70)로부터의 외부공기의 흡입과 유도를 위한 외기 흡입모드가 스텝 S40에 설정되었을 때, 고온가스 난방모드가 시작될 수 있다.

전술한 제1 실시예에서, 흡입모드가 내기 흡입모드일 때, 제어 과정은 스텝 S40에서 스텝 S10으로 복귀하고, 고온가스 히터 사이클의 시동은 금지된다. 이 경우, 내기 흡입모드의 설정으로 인한 고온가스 히터 사이클의 동작금지는 적절한 디스플레이 장치를 이용하여 표시될 수 있다.

전술한 제1 실시예에서, 고정용량형 압축기가 압축기(10)로서 이용되고, 압축기(10)의 동작을 방해함으로써 압축기(10)의 용량제어가 수행된다. 그러나, 압축기(10)의 배출용량을 연속적 혹은 단계적으로 변화시키기 위한 가변용량형 압축기가 압축기(10)로서 이용될 수 있다. 이 경우에, 압축기(10)의 용량제어는 압축기(10)의 배출용량을 제어함으로써 수행될 수 있다.

또한, 압축기(10)로서 이용되는 가변용량형 압축기의 배출용량이 대략 100% 용량과 0% 용량 사이에서 변화될 수 있다면, 전자 클러치(11)는 제거될 수 있다. 전자 클러치(11)가 사용되지 않으면, 가변용량형 압축기의 배출용량은 전자 클러치(11)의 턴온 동작(접속 동작) 대신에 소정의 용량에서 제어된다.

전술한 제1 및 제2 실시예에서, 고온가스 난방모드의 지시 수단은 수동조작 하는 고온가스 스위치(29b)와 함께 구성되어 있다. 그러나, 온도 조정 수단의 최대난방상태를 판정하기 위한 최대난방 판정 수단이 제공되면, 고온가스 난방모드를 지시하기 위한 지시 수단은 최대난방 판정 수단과 함께 구성될 수 있고, 온도조정 수단의 최대 난방상태에서 고온가스 난방모드를 설정하기 위한 지시신호를 출력한다. 여기서, 온도조정 수단은 히터 코어(24)에 의한 공기 가열량을 조정하고, 히터 코어(24)에 의한 공기 가열량이 최대가 될 때 최대가 된다. 특히, 온도조정 수단은 히터 코어(24)를 통과하는 공기량과 히터 코어(24)를 바이패스하는 공기량의 유동율(flow ratio)을 조정하는 공기 혼합 도어(air mixing door), 또는 히터 코어(24)로 유입되는 온수의 유량 또는 온도를 조정하는 온도제어 밸브(25)이다.

이러한 수정과 변경은 첨부된 청구범위에 의해 정의된 바와 같은 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명에 의하면, 고온가스 난방모드에서 압축기의 방해빈도가 증가되는 것을 방지할 수 있고, 압축기의 잦은 방해로 인한 쇼크와 잡음과 같은 문제점들을 방지할 수 있다. 또한, 난방모드에서 차량 유리에 서리가 끼는 것을 방지 할 수 있다.

Claims

공기가 차량 실내로 유입되는 공기통로를 정의하며, 차량실내의 내부공기가 유입되는 내기 흡입구와 차량실내 외부의 외부공기가 유입되는 외기 흡입구를 구비하는 공조장치 케이스;

상기 외기 흡입구로부터 적어도 외부공기가 유입되는 외기 흡입모드와 상기 내기 흡입구로부터 오직 내부공기만이 유입되는 내기 흡입모드 중 하나를 흡입모드로서 설정하기 위해, 상기 내기 흡입구와 상기 외기 흡입구(70)를 개폐하기 위한 내외기 전환 수단;

냉매압축용 압축기, 상기 공조장치 케이스 외부에 설치된 실외 열교환기, 상기 공조장치 케이스 내부에 설치된 실내 열교환기, 및 상기 압축기로부터 배출된 냉매가 상기 실외 열교환기를 바이패스하여 직접 실내 열교환기로 유입되도록 하는 고온가스 바이패스 통로를 포함하며, 상기 압축기로부터 배출된 냉매가 상기 고온가스 바이패스 통로를 통해 상기 실내 열교환기(18)로 직접 유입되는 고온가스 히터 사이클을 설정하도록 구성되는 냉동 사이클 시스템; 및

상기 고온가스 히터 사이클을 이용하여 상기 실내 열교환기(18) 내의 공기를 가열하기 위한 난방모드를 설정하기 위해 상기 냉동 사이클 시스템의 동작을 제어하며, 상기 흡입모드가 외기 흡입모드인지 여부를 판정하기 위한 흡입모드 판정 수단과 상기 흡입모드가 외기 흡입모드일 때 상기 난방모드의 동작을 수행하는 제어 수단을 포함하는 제어 장치

를 포함하는 차량용 공조장치.
제1항에 있어서,

상기 외기 흡입모드는, 상기 내외기 전환 수단이 상기 외기 흡입구를 개방하고 상기 내기 흡입구를 폐쇄하는 제1 외기모드 및 상기 내외기 전환 수단이 상기 외기 흡입구와 상기 내기 흡입구를 모두 개방하는 제2 외기모드를 포함하는

차량용 공조장치.
제2항에 있어서,

상기 제어 수단은 오직 상기 제1 외기모드에서만 난방모드의 동작을 수행하는

차량용 공조장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 제어 수단은

상기 흡입모드가 내기 흡입모드 일 경우에 난방모드를 금지시키기 위한 동작을 더 수행하는

차량용 공조장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 흡입모드가 내기 흡입모드일 때, 상기 제어 수단은 상기 내기 흡입모드로부터 강제적으로 상기 외기 흡입모드로 설정된 이후에 상기 난방모드를 수행하는

차량용 공조장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 난방모드의 지시 신호를 출력하기 위한 난방모드 지시 수단

을 더 포함하고,

여기서, 상기 흡입모드 판정 수단은 상기 난방모드 지시 수단으로부터 상기 난방모드의 지시 신호가 출력되었을 때 상기 흡입모드의 판정을 수행하는

차량용 공조장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 냉동 사이클 시스템은 냉방용 감압장치를 더 포함하고, 상기 고온가스 히터 사이클과 상기 압축기로부터 배출되는 냉매가 상기 실외 열교환기, 상기 감압장치 및 상기 실내 열교환기를 통해 상기 압축기로 복귀하는 냉방용 냉동 사이클 사이에서 전환되도록 구성되고,

상기 제어 장치는 상기 냉방용 냉동 사이클을 이용하여 상기 실내 열교환기 내의 공기를 냉각하기 위한 냉방모드와 상기 난방모드를 설정하도록 상기 냉동 사이클 시스템의 동작을 제어하는

차량용 공조장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 제어 장치는 상기 압축기의 용량을 제어함으로써 상기 난방모드에서 공기를 가열하기 위한 상기 실내 열교환기의 가열용량을 제어하는

차량용 공조장치.
제8항에 있어서,

상기 압축기는 전자 클러치를 이용하여 동작되거나 또는 정지되는 고정용량형 압축기이고,

상기 전자 클러치는 상기 난방모드시 상기 고온가스 히터 사이클에서 고압측 냉매 압력에 따라 제어되는

차량용 공조장치.