KR101474832B1 - 자동차 에어컨 시스템의 압축기 컷오프 온도 조절장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차 에어컨 시스템에 있어서, 압축기 컷오프 온도를 조절하기 위한 장치에 관한 것으로서, 증발기 온도센서의 검출 온도에 의거하여 압축기를 온/오프 시켜 에어컨을 운전하는데, 압축기 컷오프 온도를 하한치로 세팅하게 되면 냉방성능은 최대가 되나, 연비가 저하되고, 이코노 모드와 같이 압축기 컷오프 온도를 높이게 되면 압축기 가동시간이 줄어 연비는 향상되나 냉방성능이 떨어진다는 단점이 있었다. 본 발명은 이를 해결하기 위하여 상기 압축기의 컷오프 온도를 조절하기 위한 압축기 컷오프 온도 조절수단을 설치하되, 상기 압축기 컷오프 온도 조절수단은, 사용자가 조작할 수 있도록 콘트롤 패널에 설치함으로써, 사용자가 압축기 컷오프 온도를 조절하여 원하는 냉방성능을 얻을 수 있도록 함과 아울러 연비를 향상시킬 수 있게 된다.

자동차, 에어컨, 증발기, 온도센서, 압축기, 컷오프 온도

Description

자동차 에어컨 시스템의 압축기 컷오프 온도 조절장치{Control device for cut-off temperature of compressor of air conditioner in vehicle}

본 발명은 자동차의 공조제어장치에 관한 것으로서, 특히 별도의 압축기 컷오프 온도 조절수단을 구비하여 사용자가 직접 가변시킬 수 있도록 한 자동차 에어컨 시스템의 압축기 컷오프 온도 조절장치에 관한 것이다.

일반적으로, 차량용 공조장치의 에어컨 시스템은 압축기, 응축기, 리시버 드라이어, 팽창밸브, 및 증발기가 냉매파이프에 의해 순차적으로 연결되어 있으며, 엔진의 동력에 의해 압축기가 구동되면서 냉매를 순환시키도록 되어 있다.

도 1은 일반적인 차량용 공조 장치의 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 공조장치는, 공조케이스(10)와, 상기 공조케이스(10)의 입구측에 설치되는 송풍기(20)와, 상기 공조케이스(10)에 내장되는 증발기(30) 및 히터코어(Heater Core, 40)와, 상기 증발기(30)를 거친 공기에 대한 냉기통로 및 온기통로의 개도를 조절하는 온도조절도어(50)와, 상기 증발기(30)로부터 냉매를 흡입하여 토출시키는 압 축기(60)와, 상기 압축기(60)로부터 공급되는 냉매를 응축하여 토출시키는 응축기(70)와, 응축기(70)로부터 공급되는 냉매를 기액분리하는 리시버 드라이어(Receiver Dryer, 80)와, 그리고 리시버 드라이어(80)로부터 공급되는 냉매를 교축하여 증발기(30)로 보내는 팽창밸브(90)를 포함하여 이루어진다.

그리고, 상기 온도조절 도어(50)에 의해 선택되는 냉기통로 또는 온기 통로를 통해 송풍되는 공기를 차량의 실내 각 방향으로 토출시키기 위한 벤트들(12, 14, 16) 및 각 벤트(12, 14, 16)의 개도를 조절하기 위한 벤트 도어(12d, 14d, 16d)를 포함하여 구성된다.

한편, 상기 증발기(30)의 코어부 또는 냉기가 토출되는 후방부에는 상기 압축기(60)의 컷오프 제어를 위한 증발기 온도센서(100)가 설치되며, 제어유니트(110)에 의해 상기 압축기(60)가 제어되어 에어컨 기능을 제어하게 된다. 상기 제어유니트(110)는 상기 증발기 온도센서(100) 이외에도 도면에 도시되지는 않았지만, 실내온도센서, 실외온도센서, 일사량센서 등 각종 센서로부터 제어신호를 입력받고, 차량 실내에 설치된 콘트롤패널의 조작노브나 조작스위치들의 제어신호에 의거하여 상기 압축기(60)를 제어하여 에어컨 기능을 제어하게 된다.

도 2a 및 도 2b는 종래 자동차 공조장치의 콘트롤 패널 구성도로서 이에 도시된 바와 같이, 운전자가 자동차의 공조 장치를 조작할 수 있도록 인스트루먼트 패널에 콘트롤 패널(1)이 설치된다. 콘트롤 패널(1)에는 온도 조절 노브(2), 송풍 조절노브(3), 에어컨 버튼(4), 성에 제거 모드버튼(5), 내기/외기 모드 버튼(6)(7) 및 디스플레이(8)를 포함하여 구성된다. 도 2a는 일반적인 콘트롤패널(1)의 구성이 고, 도 2b는 이코노(ECO)모드 버튼(9)을 채용한 이코노모드 제어용 콘트롤패널의 구성을 보인 것이다.

이와 같이 구성되는 공조장치에서 에어컨 기능은, 압축기(60), 응축기(70), 리시버드라이어(80), 팽창밸브(90) 및 증발기(30)를 거쳐 냉매가 순환되는 과정에서, 냉매가 증발기(30)를 통과하면서 주변의 공기와 열 교환하고, 열교환에 의해 주변 공기가 냉각되어 이 냉각된 공기는 송풍기(20)에 의해 송풍되어 각 벤트를 통해서 차량 실내로 토출 되어 냉방 기능을 수행하게 된다.

그런데, 상기 냉매의 순환과정에서 증발기(30)의 표면에는 증발온도와 외부 온도차에 의해 응축수가 결빙되는 결빙현상이 발생 되고, 그 결과 증발기의 열교환효율을 저하시키게 된다.

이에 따라, 증발기(30) 코어의 표면 또는 후면부에 토출온도를 감지하기 위한 증발기 온도센서(100)를 설치하여 증발기(30)를 거쳐 나오는 냉기의 온도를 감지하여 온도가 하한치(예; 0℃) 이하로 떨어지면 압축기의 가동을 중지시켜 에어컨 시스템의 작동을 중지시키고, 온도가 상한치(예; 4℃) 이상으로 다시 올라가면 압축기(60)를 다시 가동하여 에어컨 시스템의 작동을 개시하도록 하여 증발기(30)가 결빙되는 것을 방지하도록 하고 있다.

이와 같이 증발기(30)의 온도센서(100)에 의해 압축기(60)를 컷오프 제어하게 되는데, 일반적으로, 에어컨의 최대 냉방성능 향상을 위하여 상기 증발기 온도센서의 세팅 값을 하한치로 관리하고 있다. 이와 같이 압축기 컷오프 온도를 하한치로 관리하는 경우, 냉방성능은 최대로 관리될 수는 있으나, 압축기 가동시간이 길어져 연비 효율이 떨어진다는 단점이 있다.

한편, 차량 에어컨의 연비 향상을 위하여 도 2b와 같이 이코노 모드 버튼(9)을 채용하고, 이코노 모드를 적용한다. 이코노 모드에서는 압축기 컷오프 온도를 상승시켜 압축기의 구동 싸이클링을 증대시켜(압축기 가동시간 단축) 연비를 향상시키고 있다.

그러나, 상기와 같은 이코노 모드에서는 압축기 컷오프 온도를 정해진 세팅값으로 상승시키므로 잦은 압축기 싸이클링으로 인하여 사용자가 요구하는 냉방성능 및 승차감을 구현하지 못하는 경우가 발생 될 수 있다.

본 발명의 목적은, 자동차 에어컨 시스템에 있어서 콘트롤 패널에 압축기 컷오프 온도를 가변시킬 수 있는 압축기 컷오프 온도 가변수단을 설치하여 사용자가 직접 압축기 컷오프 온도를 조절할 수 있도록 함으로써 이코노 모드에서도 원하는 실내 냉방 성능을 구현할 수 있도록 한 자동차 에어컨 시스템의 압축기 컷오프 온도 조절장치를 제공하기 위한 것이다.

이와 같은 본 발명의 목적은, 증발기 온도센서의 검출 온도에 의거하여 압축기의 컷오프 온도를 제어하도록 이루어진 자동차의 에어컨 시스템에 있어서, 상기 압축기 컷오프 온도 조절수단을 설치하되, 상기 압축기 컷오프 온도 조절수단은 콘트롤 패널에서 사용자가 조작할 수 있도록 설치된 것을 특징으로 한다.

상기 압축기 컷오프 온도 조절수단은, 상기 증발기 온도센서에 가변저항을 직렬 연결하고, 상기 가변 저항을 사용자가 직접 조절할 수 있도록 콘트롤패널에 로터리식 볼륨을 설치한 것을 특징으로 한다.

상기 컷오프 온도 조절수단은, 상기 증발기 온도센서에 가변저항을 직렬 연결하고, 상기 가변 저항을 사용자가 직접 조절할 수 있도록 콘트롤패널에 슬라이드식 볼륨을 설치한 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명은, 자동차의 에어컨 시스템에 있어서, 콘트롤 패널에 압축기 컷오프 온도 조절수단을 설치하여, 사용자가 연속적으로 조절할 수 있도록 함으로써, 이코노 모드로 에어컨을 제어하여 연비를 향상시키고자 하는 경우에도 원하는 냉방 성능으로 조절할 수 있는 효과가 있다.

이하, 본 발명에 의한 실시 예를 첨부된 도면을 참조해서 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 의한 압축기 컷오프 온도 조절장치가 구비된 콘트롤패널 구성도이고, 도 4는 본 발명에 의한 압축기 컷오프 온도 조절장치의 회로도이다.

이에 도시된 바와 같이, 증발기 온도센서(100)의 검출 온도에 의거하여 에어컨 콘트롤러(110)가 압축기의 컷오프 온도를 제어하도록 이루어진 자동차의 에어컨 시스템에 있어서, 압축기 컷오프 온도 조절수단(120)을 설치하되, 상기 압축기 컷오프 온도 조절수단(120)은 사용자가 조작할 수 있도록 콘트롤 패널(1)에 설치된다. 여기서, 상기 압축기 컷오프 온도 조절수단(120)은 증발기 응축수의 결빙 방지를 위한 컷오프 온도 하한치와 냉방 효율을 위해 설정된 컷오프 온도 상한치 범위 내에서 조절할 수 있도록 이루어진다.

상기 압축기 컷오프 온도 조절수단(120)은, 상기 증발기 온도센서(100)에 가변저항(120a)을 직렬 연결하고, 상기 가변 저항(120a)을 사용자가 직접 조절할 수 있도록 콘트롤 패널(1)에 로터리식 볼륨(120b)을 설치한다.

또한, 상기 컷오프 온도 조절수단(120)은, 상기 증발기 온도센서(100)에 가변저항(120a)을 직렬 연결하고, 상기 가변 저항(120a)을 사용자가 직접 조절할 수 있도록 콘트롤 패널(1)에 슬라이드식 볼륨(도면에 도시않됨)을 설치할 수도 있다.

차량의 에어컨 시스템은, 압축기(60), 응축기(70), 리시버드라이어(80), 팽창밸브(90) 및 증발기(30)를 거쳐 냉매가 순환되는 과정에서, 냉매가 증발기(30)를 통과하면서 주변의 공기와 열 교환하고, 열교환에 의해 주변 공기가 냉각되어 이 냉각된 공기는 송풍기(20)에 의해 송풍되어 각 벤트를 통해서 차량 실내로 토출 되어 냉방 기능이 구현되는데, 증발기(30) 코어의 표면 또는 후면부에 토출온도를 감지하기 위한 증발기 온도센서(100)를 설치하여 온도센서(100)에서 검출되는 온도의 컷오프 온도에 압축기(60)를 제어하게 된다.

도 5는 본 발명에 의한 압축기 컷오프 온도 조절수단의 조절 위치에 따른 온도 가변 특성도이다.

이에 도시된 바와 같이, 압축기 컷오프 온도 조절수단을 최대냉방(MAX COOL)과 최저냉방(LOW COOL) 사이의 구간에서 위치를 가변시키는 경우에, 도 5의 ①, ③과 같이 비선형으로 즉, 최대 냉방위치가 가까울수록 온도 변화량이 위치변화량에 대해 크게 변하는 ①파형, 최대냉방 위치가 가까울수록 온도 변화량이 위치변화량에 대해 적게 변하는 ③파형과 같이 비선형 제어가 되도록 설계할 수도 있고, ②와 같이 온도변화량과 위치변화량이 선형인 파형으로 조절되도록 구성할 수도 있다. 압축기 컷오프 온도를 하한치로 세팅하는 경우에 냉방 성능은 향상되나, 연비 가 떨어지고, 이코노 모드와 같이 압축기 컷오프 온도를 높여서 세팅하는 경우 원하는 냉방성능을 얻을 수 없는 경우도 발생 된다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명에서는 압축기 컷오프 온도조절수단(120)을 콘트롤 패널(1)에 설치하여 사용자가 직접 압축기 컷오프 온도를 조절할 수 있도록 한 것이다.

따라서, 압축기 컷오프 온도를 사용자가 가변할 수 있어서 이코노 모드에서도 원하는 실내 냉방 성능을 구현할 수 있으며, 차량 연비를 향상시킬 수 있게 된다.

도 6은 본 발명에 의한 압축기 컷오프 온도 조절수단을 에어컨 온/오프 버튼과 일체형으로 구성한 콘트롤패널 예시도이고, 도 7은 본 발명에 의한 압축기 컷오프 온도 조절수단을 에어컨 온/오프 버튼과 일체형으로 구성한 콘트롤패널의 변형 예시도이다.

상기 도 3은 참조해서 설명한 바와 같이, 운전자가 손쉽게 조작하여 압축기 컷오프 온도를 일정한 구간에서 가변시킬 수 있도록 압축기 컷오프 온도 조절수단을 구비하여 구성하였는데, 압축기 컷오프 온도 조절기능과 에어컨 온/오프 기능을 함께 수행할 수 있도록 도 5와 같이 압축기 컷오프 온도 조절수단(120')을 구성한다. 이는 압축기 컷오프 온도 조절 수단(102')의 선택 위치가 최대냉방(MAX COOL)과 최저냉방(LOW COOL)의 사이의 구간에 있는 경우에는 에어컨이 온 되고, 최대냉방(MAX COOL)과 최저냉방(LOW COOL) 위치를 벗어나면 에어컨이 오프(A/C OFF)되도록 일체형으로 구성할 수 있다. 즉,

이는 별도의 에어컨 버튼을 구비하지 않고 압축기 컷오프 온도 조절수단에 일체형으로 구성한 것으로서, 버튼수를 줄일수 있고 운전자의 조작이 편리해진다.

또 다른 변형 예로서, 도 6에 도시된 바와 같이, 압축기 컷오프 온도 조절 구간의 중간 위치에서 에어컨이 오프 되도록 에어컨 오프 위치를 설정한 구성으로 변형시킬 수도 있다. 이는 압축기 컷오프 온도 조절구간의 중간에 에어컨 오프 위치를 구성함으로서, 고정된 위치에서 에어컨 오프가 이루어지게 한 것이다.

이와 같이 본 발명은 압축기 컷오프 온도 조절 수단을 콘트롤판넬에 설치하게 되면 추가로 하나의 볼륨이 더 설치되는 것인데, 에어컨 온/오프 버튼과 압축기 컷오프 온도 조절 수단을 일체형으로 구성하여 에어컨 온/오프 버튼을 줄일 수 있어서 부품 수 절감 및 운전자의 조작 편의성을 도모할 수가 있다.

도 1은 일반적인 차량용 공조 장치의 구성도.

도 2a 및 도 2b는 종래 자동차 공조장치의 콘트롤 패널 구성도.

도 3은 본 발명에 의한 압축기 컷오프 온도 조절장치가 구비된 콘트롤패널 구성도.

도 4는 본 발명에 의한 압축기 컷오프 온도 조절장치의 회로도.

도 5는 본 발명에 의한 압축기 컷오프 온도 조절수단의 조절 위치에 따른 온도 가변 특성도.

도 6은 본 발명에 의한 압축기 컷오프 온도 조절수단을 에어컨 온/오프 버튼과 일체형으로 구성한 콘트롤패널 예시도.

도 7은 본 발명에 의한 압축기 컷오프 온도 조절수단을 에어컨 온/오프 버튼과 일체형으로 구성한 콘트롤패널의 변형 예시도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 콘트롤패널 100 : 증발기 온도 센서

110 : 에어컨 콘트롤러 120 : 압축기 컷오프 온도 조절수단

120a : 가변 저항 120b : 로터리식 볼륨

120', 120" : 에어컨 버튼 일체형 압축기 컷오프 온도 조절수단

Claims (4)

1. 증발기 온도센서의 검출 온도에 의거하여 압축기의 컷오프 온도를 제어하도록 이루어진 자동차의 에어컨 시스템에 있어서,

   상기 압축기의 컷오프 온도를 일정 구간 내에서 가변 조절하기 위한 압축기 컷오프 온도 조절수단을 설치하되,

   상기 압축기 컷오프 온도 조절수단은, 사용자가 조작할 수 있도록 에어컨 온/오프 수단과 일체로 구성되어 콘트롤 패널에 설치되고,

   상기 압축기 컷오프 온도 조절수단의 조절구간인 최대 냉방(MAX COOL)과 최저 냉방(LOW COOL) 구간에서는 에어컨이 온 상태이고, 최대 냉방(MAX COOL)과 최저 냉방(LOW COOL)의 양단중 적어도 어느 한 부위에서 에어컨이 오프 되도록 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차 에어컨 시스템의 압축기 컷오프 온도 조절장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 압축기 컷오프 온도 조절수단은,

   상기 증발기 온도센서에 가변저항을 직렬 연결하고, 상기 가변 저항을 사용자가 직접 조절할 수 있도록 콘트롤패널에 로터리식 볼륨을 설치한 것을 특징으로 하는 자동차 에어컨 시스템의 압축기 컷오프 온도 조절장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 압축기 컷오프 온도 조절수단은,

   상기 증발기 온도센서에 가변저항을 직렬 연결하고, 상기 가변 저항을 사용자가 직접 조절할 수 있도록 콘트롤패널에 슬라이드식 볼륨을 설치한 것을 특징으로 하는 자동차 에어컨 시스템의 압축기 컷오프 온도 조절장치.
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