KR100952830B1 - 차량 증발기용 온도센서의 장착구조 및 그 구동방법 - Google Patents

차량 증발기용 온도센서의 장착구조 및 그 구동방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량 증발기용 온도센서의 장착구조 및 구동방법에 관한 것으로, 그 기술적 구성은, 증발기의 일측에 구비되는 온도센서 고정구에 고정되어 상기 증발기의 표면 온도를 검출하는 온도센서를 포함하는 차량 증발기용 온도센서에 있어서, 상기 온도센서의 위치를 가변(可變)시킬 수 있도록 하는 온도센서 구동부가 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 온도센서의 구동방법은, 상기 증발기의 소정위치에 적어도 3곳 이상의 접속점(Node)을 선정(選定)하는 단계와; 송풍 모터의 유입 전류값을 감지하는 단계와; 외기(外氣) 온도센서의 온도를 감지하는 단계와; 상기 송풍 모터의 전류값과 외기 온도센서의 온도값을 차량 엔진제어장치(ECU, Engine Control Unit)에서 연산하여 온도센서의 위치값을 정하는 단계와; 상기 위치값을 액츄에이터에 전송하는 단계와; 상기 액츄에이터를 구동시켜 온도센서 고정구에 고정된 온도센서를 증발기에 기 선정(選定)된 접속점의 위치로 가변(可變)시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
증발기(Evaporator), 온도센서, 액츄에이터(Actuator)

Description

차량 증발기용 온도센서의 장착구조 및 그 구동방법{Temperature Sensor Fixing Structure and Operation Method for Evaporator of a Car}
도 1은, 종래기술에 의한 증발기의 온도센서 장착구조를 도시한 사시도이고,
도 2는, 본 발명에 의한 가변형(可變形) 온도센서가 구비된 증발기의 온도센서 장착구조를 도시한 사시도이며,
도 3은, 도 2에 따른 "A"부를 확대하여 도시한 사시도이다.
** 도면 중 주요부분에 대한 부호의 설명 **
E...증발기(Evaporator),
100...열교환 플레이트(Plate),
102...홀컵(Hole Cup),
110...방열핀,
120...온도센서(Temperature Sensor),
130...온도센서 고정구,
140...액츄에이터(Actuator),
150...증발기 케이스(Evaporator Case).
본 발명은 차량용 증발기의 온도센서에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 증발기 케이스의 일측에 구비된 액츄에이터(Actuator)의 구동에 의해 그 위치가 가변(可變)되는 온도센서를 구비하여, 증발기의 결빙을 방지하고, 최적의 에어컨성능을 발휘할 수 있도록 하는 차량 증발기용 온도센서의 장착구조에 관한 것이다.
일반적으로, 차량용 공조장치의 공조시스템은, 압축기·응축기·리시버 드라이어·팽창밸브 및 증발기가 열교환 매체가 유동하는 유동파이프에 의해 순차적으로 연결되어 있고, 엔진의 동력에 의해 압축기가 구동되면서 상기 열교환 매체를 순환시키도록 되어 있다.
상기와 같은 차량용 공조시스템에서는, 압축기에서 고온, 고압으로 압축된 냉매가스를 응축기를 통과시키면서 주변의 공기와 열교환시켜 액체상태로 변화시킨다. 이렇게 액화된 냉매는, 리시버 드라이어를 통과하면서 불순물이 제거되고, 불순물이 제거된 냉매는 팽창밸브를 통과하면서 저온의 기체로 변한다. 기화된 저온의 냉매는, 증발기를 통과하면서 주변의 공기와 열교환하면서 냉각되고, 이 냉각된 공기는 송풍기에 의해 차량 실내로 토출되며, 다시 상기 증발기를 통과한 저온 기체의 상태의 냉매는 다시 압축기로 보내져 고온, 고압으로 압축되는 냉매의 순환과정을 거치게 된다.
이러한 냉매의 순환과정에서, 증발기의 표면에 증발온도와 외부 온도차에 의 해 응축수가 결빙되는 현상이 발생되고, 그 결과 증발기의 열교환효율을 저하시키게 된다.
이에 따라, 온도센서를 증발기의 전면이나 코어 내부에 설치하여, 증발기를 거쳐 나오는 냉기의 온도를 감지한 뒤, 온도가 0℃ 이하로 떨어지면 에어컨시스템의 작동을 중지시키고, 온도가 4℃ 이상으로 다시 올라가면 에어컨시스템을 작동시켜 증발기가 결빙되는 것을 방지하도록 하고 있다.
도1은 종래기술의 일례로서, 온도센서(30)가 증발기(E)에 설치된 상태를 도시한 것이다.
도1에 도시된 바와 같이, 일반적인 증발기(E)는, 열교환 플레이트(10)와, 그 상·하측에 구비되는 홀컵(12)과, 상기 열교환 플레이트(10) 사이에 구비되는 방열핀(20)등으로 이루어져 있고, 증발기(E)의 표면 온도를 검출하는 상기 온도센서(30)는, 상기 방열핀(20) 사이에 끼워지는 온도센서 고정구(40)에 의해 고정되어 있다.
그러나, 상기와 같은 온도센서 고정구(40)를 이용하여 온도센서(30)를 증발기(E)에 설치하는 경우, 상기 온도센서 고정구(40)를 증발기(E)의 방열핀(20) 사이에 삽입시켜야 하므로, 온도센서 고정구(40)의 삽입작업시 방열핀(20)이 손상될 우려가 있었다.
또한, 상기 방열핀(20)에 삽입된 상기 온도센서 고정구(40)는, 공기의 풍압 또는 차체의 흔들림에 의해 이탈되는 경우가 발생하기도 한다. 이 경우, 상기 온도센서(30)가 증발기(E) 표면의 냉각온도를 정확히 감지할 수 없게 됨으로써, 에어컨 시스템의 성능저하 및 불량발생의 원인이 되기도 하였다.
더욱이, 상기 온도센서(30)를 증발기 결빙(結氷)이 발생하지 않는 조건의 위치에 고정하는 경우, 최소 풍량의 조건이 아닌 다른 조건에서는 에어컨성능이 최상의 조건에서 벗어나게 되어, 에어컨 성능이 떨어지는 문제점이 발생하였다.
이에, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 증발기 케이스의 일측에 액츄에이터(Actuator)에 의해 회동가능하게 연결된 온도센서 고정구에 고정되어 그 위치가 가변(可變)되는 온도센서를 구비하여, 외기(外氣) 온도 및 송풍모터의 전류값에 따라 상기 온도센서의 위치를 변경시킴으로써, 증발기의 방열성능을 최적화하여 냉방성능을 향상시키는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은, 증발기의 결빙현상을 방지함은 물론, 외기 온도가 그다지 높지 않은 경우 에어컨의 오프(Off) 시간을 연장시켜 차량 연비의 개선 및 차량 실내의 쾌적성을 확보하는 데 있다.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위하여 안출된 본 발명의 차량 증발기용 온도센서의 장착구조에 의하면, 증발기의 일측에 구비되는 온도센서 고정구에 고정되어 상기 증발기의 표면 온도를 검출하는 온도센서를 포함하는 차량 증발기용 온도센서에 있어서, 상기 온도센서의 위치를 가변(可變)시킬 수 있도록 하는 온도센서 구동부가 구비되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 온도센서 구동부는, 상기 온도센서를 고정하는 온도센서 고정구의 끝단에 구비되는 온도센서 고정구 고정그립(Grip)과, 상기 온도센서에 연결되는 센서 와이어와, 상기 센서 와이어를 내측에 수납하고 상기 온도센서 고정구의 일측에 고정부재를 매개로 결합되는 와이어 지지구와, 상기 온도센서 고정구 고정그립의 끝단에 연결되는 구동아암(Arm)과, 상기 구동아암과 연결되어 상기 온도센서 고정구를 회동시키는 액츄에이터(Actuator)가 구비되는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 차량 증발기용 온도센서의 구동방법에 의하면, 상기 증발기(E)의 소정위치에 적어도 3곳 이상의 접속점(Node)을 선정(選定)하는 단계와; 송풍 모터의 유입 전류값을 감지하는 단계와; 외기(外氣) 온도센서의 온도를 감지하는 단계와; 상기 송풍 모터의 전류값과 외기 온도센서의 온도값을 통해 온도센서의 위치를 차량 엔진제어장치(ECU, Engine Control Unit)에서 연산하여 위치값을 정하는 단계와; 상기 위치값을 액츄에이터(Actuator)에 전송하는 단계와; 상기 액츄에이터의 구동으로 온도센서 고정구에 고정된 온도센서를 증발기에 선정(選定)된 접속점의 위치로 가변(可變)시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 예시도면을 참고로 하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 2는, 본 발명에 의한 가변형(可變形) 온도센서가 구비된 증발기의 온도센서 장착구조를 도시한 사시도이며, 도 3은 도 2에 따른 "A"부를 확대하여 도시한 사시도이다.
먼저, 본 발명을 구성하는 구성요소 중 증발기(E)와, 열교환 플레이트(100)와, 홀컵(102)과, 방열핀(110)과, 증발기 케이스(150)의 기술적 구성은 종래 기술에서 설명한 바와 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.
즉, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 차량 증발기용 온도센서의 장착구조에 의하면, 증발기(E)의 일측에 구비되는 온도센서 고정구(130)에 고정되어 상기 증발기(E)의 표면 온도를 검출하는 온도센서(120)를 포함하는 차량 증발기용 온도센서에 있어서, 상기 온도센서(120)의 위치를 가변(可變)시킬 수 있도록 온도센서 구동부(SO)가 구비되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 온도센서 구동부(SO)는, 상기 온도센서(120)를 고정하는 온도센서 고정구(130)와, 상기 온도센서 고정구(130)의 끝단에 구비되는 온도센서 고정구 고정그립(Grip, 132)과, 상기 온도센서(120)에 연결되는 온도센서 와이어(122)와, 상기 온도센서 와이어(122)를 내측에 수납하고 상기 온도센서 고정구(130)의 일측에 고정부재를 매개로 결합되는 와이어 지지구(124)와, 상기 온도센서 고정구 고정그립(132)의 끝단에 연결되는 구동 아암(Arm, 142)과, 상기 구동아암(142)과 연결되어 상기 온도센서 고정구(130)를 회동시키는 액츄에이터(Actuator)(140)로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 상기 증발기(E)는, 증발기 케이스(Evaporator Case)(150)에 수납되어 차량 공조케이스(미도시)에 설치된다.
한편, 본 발명의 차량 증발기용 온도센서의 구동방법에 의하면, 증발기(E)의 일측에 구비되는 온도센서 고정구(130)에 고정되어 상기 증발기(E)의 표면 온도를 검출하는 온도센서(120)를 포함하는 차량 증발기용 온도센서에 있어서, 상기 증발기(E)의 소정위치에 적어도 3곳 이상의 접속점(Node)을 선정(選定)하는 단계와; 송풍 모터의 유입 전류값을 감지하는 단계와; 외기(外氣) 온도센서의 온도를 감지하는 단계와; 상기 송풍 모터의 유입 전류값과 외기 온도센서의 온도값을 통해 온도센서(120)의 위치를 차량 엔진제어장치(ECU, Engine Control Unit)에서 연산하여 위치값을 정하는 단계와; 상기 위치값을 액츄에이터(Actuator)(140)에 전송하는 단계와; 상기 액츄에이터(140)의 구동으로 온도센서 고정구(130)에 고정된 온도센서(120)를 증발기(E)에 기 선정(選定)된 접속점의 위치로 가변(可變)시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
먼저, 상기 증발기(E)의 소정위치에 적어도 3곳 이상의 접속점(Node)을 선정(選定)하는 단계를 설명한다. 우선 증발기의 시험단계에서, 상기 증발기(E)에 다수의 임의의 접속점(Node)을 선정하고, 그 접속점 부위에 온도센서(120)를 부착하여 온도값과 에어컨의 온/오프(On/Off) 시간을 측정한다. 그리고, 상기 측정된 값들 중에서 온(On) 시간이 길고 오프(Off)시 온도값이 낮은 접속점을 적어도 3곳 이상 선정한다. 상기와 같이 선정된 위치를 기준으로 하여, 송풍장치의 저단 기준으로 증발기의 결빙(Icing) 평가를 실시한다. 이때, 증발기의 결빙(結氷)이 발생하지 않고 벤트(Vent, 미도시) 토출 온도가 낮은 값을 온도센서(120)의 위치로 결정한다. 송풍장치의 단수 별로 상기와 같은 과정을 반복하여 각 단별 온도센서(120) 의 위치를 최종 결정한다.
그리고, 상기 송풍 모터의 유입 전류값을 감지하는 단계에서는, 송풍모터(미도시)에 유입되는 전류값을 피드백(Feedback) 시키거나 제어신호를 인지하는 방법을 사용하여 송풍장치의 단수를 확인한다. 일반적으로, 송풍장치의 풍량제어는 배터리(Battery)에서 공급되는 차량 전류가 송풍모터로 유입되기 전에 레지스터(Resistor)등으로 전류를 강하(Down)시켜 상기 송풍모터에 유입시킴으로써 송풍량을 제어하게 되는 데, 이때의 전류값을 피드백시키거나 제어신호를 인지하여 송풍장치의 단수를 확인하는 것이다.
또한, 상기 외기 온도센서의 온도와 상기 송풍모터의 유입 전류값을 감지한 후에는, 이들을 차량의 엔진제어장치(ECU)에서 연산하여 증발기 온도센서의 위치값을 결정하게 된다. 외기 온도가 그다지 높지 않은 봄이나 가을철에 에어컨을 작동할 경우에는, 온도의 쾌적성을 확보하기 위해 템프도어(Temp Door, 미도시)의 개폐량에 의한 온도설정방법과 함께, 온도센서의 위치를 오프(Off) 시간이 길고 오프(Off) 온도가 높은 위치(증발기 소정위치에 기 선정된 접속점)로 이동시켜 벤트(Vent) 토출온도를 조절하게 되면, 압축기(Compressor) 작동시간을 줄여 연비를 향상시킬 수가 있다.
아울러, 상기 엔진제어장치(ECU)에서 온도센서(120)의 위치값을 결정한 후에는, 상기 위치값을 액츄에이터(140)로 전송하여 액츄에이터(140)를 구동시킴으로써 액츄에이터와 연결된 온도센서 고정구(120)를 소정의 위치로 이동시킨다.
즉, 상기 송풍 모터의 유입 전류값을 감지하는 단계와 외기 온도센서의 온도 을 감지하는 단계에서 얻어진 설정값에 따른 풍량 감지를 통해, 차량 엔진제어장치(ECU, Engine Control Unit)에서 온도센서(120)의 위치값을 연산하고, 상기 액츄에이터(140)를 구동하여 상기 온도센서(120)를 소정의 위치로 이동시키는 것이다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이같은 특정 실시예에만 한정되지 않으며 해당분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 특허청구범위내에 기재된 범주내에서 적절하게 변경이 가능할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 차량 증발기용 온도센서의 장착구조 및 구동방법에 의하면, 증발기 케이스의 일측에 액츄에이터(Actuator)에 의해 회동가능하게 연결된 온도센서 고정구에 고정되어 그 위치가 가변(可變)되는 온도센서를 구비하여, 외기(外氣) 온도 및 송풍모터의 전류값에 따라 상기 온도센서의 위치를 변경시킴으로써, 증발기의 방열성능을 최적화하여 냉방성능을 향상시키는 효과가 있다.
본 발명의 다른 효과는, 증발기의 결빙현상을 방지함은 물론, 외기 온도가 그다지 높지 않은 경우 에어컨의 오프(Off) 시간을 연장시켜 차량 연비의 개선 및 차량 실내의 쾌적성을 확보할 수가 있는 것이다.

Claims (3)

  1. 증발기(E)의 일측에 구비되는 온도센서 고정구(130)에 고정되어 상기 증발기(E)의 표면 온도를 검출하는 온도센서(120)를 포함하는 차량 증발기용 온도센서의 장착구조에 있어서,
    상기 온도센서(120)의 위치를 가변(可變)시킬 수 있도록 온도센서 구동부(SO)가 구비되어 있고,
    상기 온도센서 구동부(SO)는, 상기 온도센서(120)를 고정하는 온도센서 고정구(130)와, 상기 온도센서 고정구(130)의 끝단에 구비되는 온도센서 고정구 고정그립(Grip, 132)과, 상기 온도센서(120)에 연결되는 온도센서 와이어(122)와, 상기 온도센서 와이어(122)를 내측에 수납하고 상기 온도센서 고정구(130)의 일측에 고정부재를 매개로 결합되는 와이어 지지구(124)와, 상기 온도센서 고정구 고정그립(132)의 끝단에 연결되는 구동 아암(Arm, 142)과, 상기 구동아암(142)과 연결되어 상기 온도센서 고정구(130)를 회동시키는 액츄에이터(Actuator)(140)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량 증발기용 온도센서의 장착구조.
  2. 삭제
  3. 증발기(E)의 일측에 구비되는 온도센서 고정구(130)에 고정되어 상기 증발기(E)의 표면 온도를 검출하는 온도센서(120)를 포함하는 차량 증발기용 온도센서의 구동방법에 있어서,
    상기 증발기(E)의 소정위치에 적어도 3곳 이상의 접속점(Node)을 선정(選定)하는 단계와;
    송풍 모터의 유입 전류값을 감지하는 단계와;
    외기(外氣) 온도센서의 온도를 감지하는 단계와;
    상기 송풍 모터의 유입 전류값과 외기 온도센서의 온도값을 통해 온도센서(120)의 위치를 차량 엔진제어장치(ECU, Engine Control Unit)에서 연산하여 위치값을 정하는 단계와;
    상기 위치값을 액츄에이터(Actuator)(140)에 전송하는 단계와;
    상기 액츄에이터(140)의 구동으로 센서 와이어(122)에 고정된 온도센서(120)를 증발기(E)에 기 선정(選定)된 접속점의 위치로 가변(可變)시키는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 증발기용 온도센서의 구동방법.
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