KR102285982B1 - 차량용 공조장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량용 공조장치에 관한 것으로, PTC 히터의 발열온도에 따라 PTC 히터의 "PWM 듀티비 상한치"를 가변 제어함으로써, PTC 히터의 발열온도를 "안전범위" 이내에서만 제어할 수 있고, 이를 통해, PTC 히터의 과열을 방지할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 복수의 공조영역으로 토출되는 공기를 가열하며, 인가되는 PWM 듀티비에 따라 발열량이 조절되는 PTC 히터를 포함하는 차량용 공조장치에 있어서, 각 공조영역에 대응되는 상기 PTC 히터의 각 부분별 온도에 따라 PTC 히터의 PWM 듀티비 상한치를 가변 제어하는 제어부를 구비하며, 제어부는, PTC 히터의 각 부분에 상응하는, 복수의 PTC 히터 온도별 PWM 듀티비 상한치를 각각 저장하고 있으며, PTC 히터의 각 부분별 온도가 입력될 시에, PTC 히터의 각 부분의 온도에 대응한 PWM 듀티비 상한치를 미리 저장한 곳에서 각각 검출하고, 검출된 PWM 듀티비 상한치들 중 상대적으로 낮은 것을 PTC 히터의 PWM 듀티비 상한치로 설정한다.

Description

차량용 공조장치{AIR CONDITIONING SYSTEM FOR AUTOMOTIVE VEHICLES}
본 발명은 차량용 공조장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, PTC 히터의 발열온도에 따라 PTC 히터의 "PWM 듀티비 상한치"를 가변 제어함으로써, PTC 히터의 발열온도를 "안전범위" 이내에서만 제어할 수 있고, 이를 통해, PTC 히터의 과열을 방지할 수 있는 차량용 공조장치에 관한 것이다.
최근의 차량은, 난방장치로서, PTC 히터(Positive Temperature Coefficient Heater)를 많이 채용하고 있다. 특히, 하이브리드(Hybrid) 차량이나 전기차량의 경우에는, 엔진 냉각수가 부족하거나 엔진 냉각수를 얻을 수 없으므로, 전기를 이용하는 PTC 히터를 많이 채용하고 있다.
도 1에는 PTC 히터(1)를 나타내는 도면이 도시되어 있다. PTC 히터(1)는, 고전압 PTC로서, 공조케이스(3)의 온풍통로(5)상에 설치되며, PWM(Pulse Width Modulation) 듀티비(Duty Ratio:펄스폭의 넓이) 제어에 의해 발열량이 조절된다.
이러한 PTC 히터(1)는, 특정의 "목표토출온도"가 설정되어, 설정된 "목표토출온도"에 대응되는 "PWM 듀티비"가 인가되면, 인가된 "PWM 듀티비"에 맞춰서 발열한다. 따라서, "목표토출온도"에 맞춰서 제어되면서 차실내로 송풍되는 공기를 가열한다. 이로써, 차실내를 "목표토출온도"에 맞춰서 난방한다.
한편, PTC 히터(1)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 공조케이스(3)의 일측으로부터 내부의 온풍통로(5)를 가로지르도록 조립된다. 특히, 운전석부분과 조수석부분을 독립적으로 냉, 난방하는 듀얼 존 타입(Dual Zone Type) 공조케이스(3)의 경우에는, 왼쪽부분의 운전석측 온풍통로(5a)와 오른쪽부분의 조수석측 온풍통로(5b)를 가로지르도록 조립된다.
이렇게 조립된 PTC 히터(1)는, 운전석측 온풍통로(5a)와 조수석측 온풍통로(5b)를 따라 흐르는 공기를 각각 가열한다. 따라서, 차실내의 운전석측 부분과 조수석측 부분을 각각 난방하도록 구성된다.
그런데, 이러한 종래의 공조장치는, PTC 히터(1)가 작동(ON)하는 과정에서, 온풍통로(5)의 개도량이 현저하게 줄어들면, PTC 히터(1)를 통과하는 공기의 풍량이 저감되는데, 이러한 경우, PTC 히터(1)의 열교환량이 줄어들면서 상기 PTC 히터(1)의 발열온도가 급격하게 상승된다는 단점이 있으며, 이러한 단점 때문에 PTC 히터(1)가 과열된다는 문제점이 있다.
특히, 템프도어(7)가 "최대냉방위치(Max Cool)(X)"로 이동하여 온풍통로(5)의 개도량이 최소화될 시에, PTC 히터(1)를 통과하는 공기량이 현저하게 저감되는데, 이러한 경우, PTC 히터(1)의 발열온도가 급격하게 상승되면서 과열된다는 단점이 있다.
그리고 이러한 단점 때문에 PTC 히터(1)가 열변형되거나 손상되고, PTC 히터(1) 주변의 공조케이스(3)도 열변형되거나 손상된다는 문제점이 있다.
한편, 이를 감안하여, 템프도어(7)가 온풍통로(5)를 완전히 닫을 수 없게 제어하고, 이를 통해, 최소한의 공기가 PTC 히터(1)로 송풍되게 하며, 이로써, PTC 히터(1)의 과열을 방지하는 기술이 제안되고 있다.
특히, 이 기술은, 템프도어(7)가 "최대냉방위치(X)"로 이동하더라도, 온풍통로(5)의 개도량이 최소한으로 확보될 수 있게 제어함으로써, 최소 풍량의 공기가 PTC 히터(1)로 송풍되게 하고, 이를 통해 PTC 히터(1)의 과열을 방지한다.
그러나, 이러한 종래의 기술은, 온풍통로(5)가 최소한으로 개방되는 구조이므로, 온풍통로(5)측으로 항상 공기가 유입된다는 단점이 있으며, 이러한 단점 때문에 PTC 히터(1)를 통과하는 공기가 항상 발생된다는 문제점이 있다.
그리고 이러한 단점 때문에 차실내에 원치않는 온풍이 공급된다는 결점이 있다.
특히, 듀얼 존 타입 공조케이스(3)의 경우에는, 운전석측 온풍통로(5a)와 조수석측 온풍통로(5b) 중, 어느 한쪽을 닫아서 해당부분의 난방을 제한하더라도, PTC 히터(1)의 과열방지를 위해 확보된 온풍통로(5)의 "최소 개도량" 때문에 해당 온풍통로(5)로 공기가 계속해서 유입된다는 단점이 있다.
그리고 이러한 단점 때문에 해당 온풍통로(5)로 유입된 공기가, PTC 히터(1)에 의해 가열되면서 차실내의 해당부분으로 토출된다는 문제점이 있으며, 이러한 문제점 때문에 난방을 제한한 해당부분에 원치않는 온풍이 공급된다는 결점이 있다.
그리고 이러한 결점 때문에 차실내의 쾌적성이 떨어지고, 불필요한 에너지 소모가 발생된다는 단점이 지적되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은, PTC 히터의 제어로직을 개선함으로써, 온풍통로의 "최소 개도량"을 확보하지 않고서도 PTC 히터의 과열을 방지할 수 있는 차량용 공조장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 온풍통로의 "최소 개도량"을 확보하지 않고서도 PTC 히터의 과열을 방지할 수 있도록 구성함으로써, 온풍통로의 "최소 개도량 확보"로 인해 발생되는 온풍통로의 공기 유입과, 그로 인한 원치않는 온풍 공급을 방지할 수 있는 차량용 공조장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 온풍통로의 "최소 개도량 확보"로 인한 온풍통로의 공기 유입과, 그로 인한 원치않는 온풍 공급을 방지할 수 있도록 구성함으로써, 차실내의 쾌적성을 개선시킬 수 있고, 불필요한 에너지 소모를 방지할 수 있는 차량용 공조장치를 제공하는 데 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 차량용 공조장치는, 복수의 공조영역으로 토출되는 공기를 가열하며, 인가되는 PWM 듀티비에 따라 발열량이 조절되는 PTC 히터를 포함하는 차량용 공조장치에 있어서, 각 공조영역에 대응되는 상기 PTC 히터의 각 부분별 온도에 따라 상기 PTC 히터의 PWM 듀티비 상한치를 가변 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 제어부는, 상기 PTC 히터의 각 부분에 상응하는, 복수의 PTC 히터 온도별 PWM 듀티비 상한치를 각각 저장하고 있으며, 상기 PTC 히터의 각 부분별 온도가 입력될 시에, 상기 PTC 히터의 각 부분의 온도에 대응한 PWM 듀티비 상한치를 미리 저장한 곳에서 각각 검출하고, 검출된 PWM 듀티비 상한치들 중 상대적으로 낮은 것을 상기 PTC 히터의 PWM 듀티비 상한치로 설정하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 공조영역은, 운전석측부분과 조수석측부분이며; 상기 PTC 히터는, 상기 운전석측부분과 조수석측부분으로 공급되는 공기를 가열하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 제어부는, 운전석측 PTC 히터부분과 조수석측 PTC 히터부분 중, 어느 하나에 대응되는 PTC 히터 온도별 제 1 PWM 듀티비 상한치들과, 다른 하나에 대응되는 PTC 히터 온도별 제 2 PWM 듀티비 상한치들을 각각 저장하고 있으며, 상기 운전석측 PTC 히터부분의 온도와, 조수석측 PTC 히터부분의 온도가 입력될 시에, 상기 운전석측 PTC 히터부분의 온도에 대응되는 PWM 듀티비 상한치를 상기 제 1 PWM 듀티비 상한치들과 제 2 PWM 듀티비 상한치들 중 어느 하나에서 검출하고, 상기 조수석측 PTC 히터부분의 온도에 대응되는 PWM 듀티비 상한치를 상기 제 1 PWM 듀티비 상한치들과 제 2 PWM 듀티비 상한치들 중 나머지 다른 하나에서 검출하며, 검출된 2개의 PWM 듀티비 상한치들 중 상대적으로 낮은 것을 상기 PTC 히터의 PWM 듀티비 상한치로 설정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 차량용 공조장치에 의하면, PTC 히터의 발열온도에 따라 PTC 히터의 "PWM 듀티비 상한치"를 능동적으로 가변 제어하고, 이를 통해, PTC 히터의 발열온도를 "안전범위" 이내에서만 제어하는 구조이므로, PTC 히터의 과열을 원천적으로 방지할 수 있으며, 이를 통해, PTC 히터의 과열로 인한 PTC 히터와 공조케이스의 열변형과 손상을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, PTC 히터의 발열온도에 따라 PTC 히터의 "PWM 듀티비 상한치"를 능동적으로 가변 제어하고, 이를 통해, PTC 히터의 발열온도를 "안전범위" 이내에서만 제어하는 구조이므로, 종래와 같이, 온풍통로의 "최소 개도량"을 확보하지 않고서도 PTC 히터의 과열을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 온풍통로의 "최소 개도량"을 확보하지 않고서도 PTC 히터의 과열을 방지할 수 있으므로, 온풍통로의 "최소 개도량 확보"로 인해 발생되는 온풍통로의 공기 유입과, 그로 인한 원치않는 온풍 공급을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 온풍통로의 "최소 개도량 확보"로 인한 온풍통로의 공기 유입과, 그로 인한 원치않는 온풍 공급을 방지할 수 있는 구조이므로, 차실내의 쾌적성을 개선시킬 수 있고, 불필요한 에너지 소모를 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 차량용 공조장치를 나타내는 도면,
도 2는 종래의 차량용 공조장치를 나타내는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 구성을 나타내는 도면,
도 4는 본 발명에 따른 차량용 공조장치를 나타내는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ선 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 작동예를 나타내는 그래프로서, PTC 히터의 온도에 따라 PTC 히터의 "PWM 듀티비 상한치"가 가변 제어되는 모습을 보여주는 그래프,
도 6은 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 작동예를 나타내는 플로우챠트이다.
이하, 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명한다(종래와 동일한 구성요소는 동일한 부호를 사용하여 설명한다).
먼저, 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 특징부를 살펴보기에 앞서, 도 3과 도 4를 참조하여 듀얼 존 타입 공조장치의 PTC 히터(1)에 대해 간략하게 설명한다.
듀얼 존 타입 공조장치의 PTC 히터(1)는, 공조케이스(3)의 운전석측 온풍통로(5a)와 조수석측 온풍통로(5b) 상에 설치된다. 특히, 운전석측 온풍통로(5a)와 오른쪽부분의 조수석측 온풍통로(5b)를 가로지르도록 설치된다.
이러한 PTC 히터(1)는, 특정의 "목표토출온도"가 설정되어, 설정된 "목표토출온도"에 대응되는 "PWM 듀티비"가 인가되면, 인가된 "PWM 듀티비"에 맞춰서 발열한다.
따라서, "목표토출온도"에 맞춰서 제어되면서 운전석측 온풍통로(5a)와 조수석측 온풍통로(5b)를 따라 흐르는 공기를 각각 가열한다. 따라서, 차실내의 운전석측 부분과 조수석측 부분을 각각 난방한다.
다음으로, 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 특징부를 도 3과 도 4를 참조하여 상세하게 살펴본다.
먼저, 본 발명의 공조장치는, 온풍통로(5)에 대한 템프도어(7)의 "최소 개도량"을 확보하지 않는 구조를 갖는다.
따라서, 본 발명의 공조장치는, 도 3에 도시된 바와 같이, 템프도어(7)가 "최대냉방위치(X)"로 이동할 시에, 온풍통로(5)를 완전히 닫아서 차단하도록 구성된다.
이로써, 템프도어(7)가 "최대냉방위치(X)"로 이동할 시에, 온풍통로(5)로의 공기 유입을 완전히 차단하도록 구성된다. 그 결과, 템프도어(7)의 "최소 개도량 확보"로 인한 온풍통로(5)의 공기 유입과, 그로 인한 원치않는 온풍 토출을 원천적으로 방지할 수 있게 된다.
다시, 도 3과 도 4를 참조하면, 본 발명의 공조장치는, PTC 히터(1)에 설치되는 제 1히터센서(10)와 제 2히터센서(12)를 구비한다.
제 1히터센서(10)는, PTC 히터(1)의 부분 중, 운전석측 온풍통로(5a)에 대응되는 부분(1a)에 설치된다.
이러한 제 1히터센서(10)는, PTC 히터(1)의 부분 중, 운전석측 온풍통로(5a)에 대응되는 부분(1a)의 온도(이하, "운전석측 PTC 히터(1) 온도"라 약칭함)를 감지하고, 감지된 온도 데이터를 후술하는 제어부(20)에 입력시킨다.
제 2히터센서(12)는, PTC 히터(1)의 부분 중, 조수석측 온풍통로(5b)에 대응되는 부분(1b)에 설치된다.
이러한 제 2히터센서(12)는, PTC 히터(1)의 부분 중, 조수석측 온풍통로(5b)에 대응되는 부분(1b)의 온도(이하, "조수석측 PTC 히터(1) 온도"라 약칭함)를 감지하고, 감지된 온도 데이터를 후술하는 제어부(20)에 입력시킨다.
그리고 본 발명의 공조장치는, 제어부(20)를 구비한다.
제어부(20)는, 마이크로 프로세서를 갖추고 있는 것으로, 제 1메모리부(22)와 제 2메모리부(24)를 갖추고 있다.
제 1메모리부(22)는, "PTC 히터 온도"별 "제 1 PWM 듀티비 상한치"들이 저장되어 있다.
"제 1 PWM 듀티비 상한치"들은, PTC 히터(1)의 과열을 방지하기 위해서, PTC 히터(1)의 온도에 따라 PTC 히터(1)의 "PWM 듀티비"의 상한치를 제어하기 위한 값으로서, 제 1히터센서(10)에서 감지된 운전석측 PTC 히터(1)의 온도와, 제 2히터센서(12)에서 감지된 조수석측 PTC 히터(1)의 온도 중 어느 하나에 대응되도록 구성된다.
제 2메모리부(24)는, "PTC 히터 온도"별 "제 2 PWM 듀티비 상한치"들이 저장되어 있다.
"제 2 PWM 듀티비 상한치"들은, PTC 히터(1)의 과열을 방지하기 위해서, PTC 히터(1)의 온도에 따라 PTC 히터(1)의 "PWM 듀티비"의 상한치를 제한하기 위한 값으로서, 제 1히터센서(10)에서 감지된 운전석측 PTC 히터(1)의 온도와, 제 2히터센서(12)에서 감지된 조수석측 PTC 히터(1)의 온도 중 다른 하나에 대응되도록 구성된다.
여기서, "제 1 PWM 듀티비 상한치"와 "제 2 PWM 듀티비 상한치"는, 여러 번의 시험 결과를 통해 얻어진 시험 데이터로서, 도 5에 도시된 바와 같이, 서로 다른 크기를 갖도록 설정된다.
또한, "제 1 PWM 듀티비 상한치"와 "제 2 PWM 듀티비 상한치"는, PTC 히터(1)의 전 온도영역에 대응되게 설정될 수도 있고, 특정 온도영역에 대응되게 설정될 수도 있다.
바람직하게는, "제 1 PWM 듀티비 상한치"는, 도 5에 도시된 바와 같이, 비교적 낮은 PTC 히터(1) 온도(0∼150℃)에 대응되게 설정되고, "제 2 PWM 듀티비 상한치"는, "제 1 PWM 듀티비 상한치"에 비해 상대적으로 높은 PTC 히터(1) 온도(120∼180℃)에 대응되게 설정되는 것이 좋다.
또한, "제 1 PWM 듀티비 상한치"와 "제 2 PWM 듀티비 상한치"는, PTC 히터(1)의 온도가 높을수록, 이에 반비례하여 점차 낮아지도록 설정되는 것이 바람직하다.
이는, PTC 히터(1)의 온도가 높을수록 PTC 히터(1)의 "PWM 듀티비 상한치"를 낮추기 위함이며, 이는, PTC 히터(1)의 온도가 높을수록 PTC 히터(1)의 "PWM 듀티비 상한치"를 낮춤으로써, PTC 히터(1)의 온도가 높을수록 PTC 히터(1)의 "허용 발열량"을 "안전범위(Safe Area)" 이내로 낮추기 위함이다.
이로써, PTC 히터(1)의 발열량을 "안전범위" 이내로 제어하여 PTC 히터(1)의 과열을 원천적으로 방지하고, 그 결과, PTC 히터(1)의 과열로 인한 PTC 히터(1)와 공조케이스(3)의 열변형과 손상을 방지할 수 있게 된다. 이에 대한 자세한 내용은 후술하기로 한다.
다시, 도 3과 도 4를 참조하면, 상기 제어부(20)는, 제 1히터센서(10)와 제 2히터센서(12) 각각으로부터 PTC 히터(1)의 온도 데이터가 입력되면, 즉, 운전석측 PTC 히터(1) 온도와, 조수석측 PTC 히터(1) 온도가 각각 입력되면, 입력된 운전석측 PTC 히터(1) 온도와, 조수석측 PTC 히터(1) 온도에 대응되는 "PWM 듀티비 상한치" 각각을 제 1메모리부(22)와 제 2메모리부(24)에서 검출한다.
예를 들면, 도 5에 도시된 바와 같이, 운전석측 PTC 히터(1) 온도가 "60℃"이고, 조수석측 PTC 히터(1) 온도가 "130℃"로 감지될 경우, 제어부(20)는, 운전석측 PTC 히터(1) 온도 "60℃에 대응되는 "PWM 듀티비 상한치"를 제 1메모리부(22)와 제 2메모리부(24) 중 어느 하나에서 검출(95%)하고, 조수석측 PTC 히터(1) 온도 "130℃"에 대응되는 "PWM 듀티비 상한치"를 제 1메모리부(22)와 제 2메모리부(24) 중 나머지 다른 하나에서 검출(45%)한다.
그리고 운전석측 PTC 히터(1) 온도와, 조수석측 PTC 히터(1) 온도에 대응되는 "PWM 듀티비 상한치" "95%"와 "45%"들이 각각 검출되면, 제어부(20)는, 검출된 "PWM 듀티비 상한치" "95%"와 "45%"들 중 상대적으로 낮은 것을 기준으로 PTC 히터(1)의 "PWM 듀티비 상한치"를 제어한다.
즉, 조수석측 PTC 히터(1) 온도에 대응되는 "PWM 듀티비 상한치" "45%"를 기준으로 PTC 히터(1)의 "PWM 듀티비 상한치"를 제어한다.
따라서, PTC 히터(1)의 "PWM 듀티비"가 "45%"이하의 "안전범위" 이내에서만 제어될 수 있게 한다. 특히, PTC 히터(1)의 "PWM 듀티비"가 "목표토출온도"에 의한 "PWM 듀티비"에 관계없이 무조건 "45%"이하의 "안전범위" 이내에서만 제어될 수 있게 한다. 이로써, PTC 히터(1)의 과열이 원천적으로 방지될 수 있게 한다.
다른 예로서, 운전석측 PTC 히터(1) 온도가 "130℃"이고, 조수석측 PTC 히터(1) 온도가 "140℃"일 경우에는, 제어부(20)가, 운전석측 PTC 히터(1) 온도 "130℃에 대응되는 "PWM 듀티비 상한치"를 제 1메모리부(22)와 제 2메모리부(24) 중 어느 하나에서 검출(34%)하고, 조수석측 PTC 히터(1) 온도 "140℃"에 대응되는 "PWM 듀티비 상한치"를 제 1메모리부(22)와 제 2메모리부(24) 중 나머지 다른 하나에서 검출(45%)한다.
그리고 운전석측 PTC 히터(1) 온도와, 조수석측 PTC 히터(1) 온도에 대응되는 "PWM 듀티비 상한치" "34%"와 "45%"들이 각각 검출되면, 제어부(20)는, 검출된 "PWM 듀티비 상한치" "34%"와 "45%"들 중 상대적으로 낮은 것을 기준으로 PTC 히터(1)의 "PWM 듀티비 상한치"를 제어한다.
즉, 운전석측 PTC 히터(1) 온도에 대응되는 "PWM 듀티비 상한치" "34%"를 기준으로 PTC 히터(1)의 "PWM 듀티비 상한치"를 제어한다.
따라서, PTC 히터(1)의 "PWM 듀티비"가 "34%"이하의 "안전범위" 이내에서만 제어될 수 있게 한다. 특히, PTC 히터(1)의 "PWM 듀티비"가 "목표토출온도"에 의한 "PWM 듀티비"에 관계없이 무조건 "34%"이하의 "안전범위" 이내에서만 제어될 수 있게 한다. 이로써, PTC 히터(1)의 과열을 원천적으로 방지한다.
또 다른 예로서, 운전석측 PTC 히터(1) 온도가 "150℃"이고, 조수석측 PTC 히터(1) 온도가 "160℃"일 경우에는, 제어부(20)가, 운전석측 PTC 히터(1) 온도 "150℃에 대응되는 "PWM 듀티비 상한치"를 제 1메모리부(22)와 제 2메모리부(24) 중 어느 하나에서 검출(0%)하고, 조수석측 PTC 히터(1) 온도 "160℃"에 대응되는 "PWM 듀티비 상한치"를 제 1메모리부(22)와 제 2메모리부(24) 중 나머지 다른 하나에서 검출(45%)한다.
그리고 운전석측 PTC 히터(1) 온도와, 조수석측 PTC 히터(1) 온도에 대응되는 "PWM 듀티비 상한치" "0%"와 "45%"들이 각각 검출되면, 제어부(20)는, 검출된 "PWM 듀티비 상한치" "0%"와 "45%"들 중 상대적으로 낮은 것을 기준으로 PTC 히터(1)의 "PWM 듀티비 상한치"를 제어한다.
즉, 운전석측 PTC 히터(1) 온도에 대응되는 "PWM 듀티비 상한치" "0%"를 기준으로 PTC 히터(1)의 "PWM 듀티비 상한치"를 제어한다.
따라서, PTC 히터(1)의 "PWM 듀티비"가 "0%"로 제어될 수 있게 한다. 즉, PTC 히터(1)가 오프(OFF)될 수 있게 한다. 특히, PTC 히터(1)의 "PWM 듀티비"가 "목표토출온도"에 의한 "PWM 듀티비"에 관계없이 무조건 오프(OFF)될 수 있게 한다. 이로써, PTC 히터(1)의 과열이 원천적으로 방지될 수 있게 한다.
결과적으로, 제어부(20)는, PTC 히터(1)의 발열온도에 따라 PTC 히터(1)의 "PWM 듀티비 상한치"를 능동적으로 가변 제어하고, 이를 통해, PTC 히터(1)의 발열온도를 "안전범위" 이내에서만 제어하는 구조이므로, PTC 히터(1)의 과열을 원천적으로 방지할 수 있으며, 이를 통해, PTC 히터(1)의 과열로 인한 PTC 히터(1)와 공조케이스(3)의 열변형과 손상을 방지한다.
또한, PTC 히터(1)의 발열온도에 따라 PTC 히터(1)의 "PWM 듀티비 상한치"를 능동적으로 가변 제어하고, 이를 통해, PTC 히터(1)의 발열온도를 "안전범위" 이내에서만 제어하는 구조이므로, 종래와 같이, 온풍통로(5)의 "최소 개도량"을 확보하지 않고서도 PTC 히터(1)의 과열을 방지할 수 있다.
또한, 온풍통로(5)의 "최소 개도량"을 확보하지 않고서도 PTC 히터(1)의 과열을 방지할 수 있으므로, 온풍통로(5)의 "최소 개도량 확보"로 인해 발생되는 온풍통로(5)의 공기 유입과, 그로 인한 원치않는 온풍 공급을 방지할 수 있다.
또한, 온풍통로(5)의 "최소 개도량 확보"로 인한 온풍통로(5)의 공기 유입과, 그로 인한 원치않는 온풍 공급을 방지할 수 있는 구조이므로, 차실내의 쾌적성을 개선시킬 수 있고, 불필요한 에너지 소모를 방지할 수 있다.
한편, 제어부(20)는, 운전석측 PTC 히터(1) 온도와, 조수석측 PTC 히터(1) 온도에 대응되는 "PWM 듀티비 상한치"들 중, 어느 하나만 제 1메모리부(22)와 제 2메모리부(24)에서 검출하고, 나머지 하나는 검출할 수 없는 경우, 검출된 "PWM 듀티비 상한치"를 기준으로 PTC 히터(1)의 "PWM 듀티비 상한치"를 제어하도록 구성된다.
예를 들면, 도 5에 도시된 바와 같이, 운전석측 PTC 히터(1) 온도가 "60℃"이고, 조수석측 PTC 히터(1) 온도가 "100℃"일 경우, 제어부(20)는, 운전석측 PTC 히터(1) 온도 "60℃에 대응되는 "PWM 듀티비 상한치"는 제 1메모리부(22)와 제 2메모리부(24) 중 어느 하나에서 검출(95%)할 수 있지만, 조수석측 PTC 히터(1) 온도 "100℃"에 대응되는 "PWM 듀티비 상한치"는 제 1메모리부(22)와 제 2메모리부(24) 중 나머지 다른 하나에서 검출할 수 없게 된다.
이때, 제어부(20)는, 검출된 "PWM 듀티비 상한치" "95%"를 기준으로 PTC 히터(1)의 "PWM 듀티비 상한치"를 제어하도록 구성된다.
다음으로, 본 발명에 따른 공조장치의 작동예를 도 3 내지 도 6을 참조하여 상세하게 설명한다.
먼저, 도 6과 도 4를 참조하면, PTC 히터(1)가 온(ON)된 상태에서(S101), 운전석측 PTC 히터(1) 온도와, 조수석측 PTC 히터(1) 온도를 각각 감지한다(S103).
그리고 운전석측 PTC 히터(1) 온도와, 조수석측 PTC 히터(1) 온도의 감지가 완료되면, 제어부(20)는, 감지된 운전석측 PTC 히터(1) 온도와, 조수석측 PTC 히터(1) 온도에 대응되는 "PWM 듀티비 상한치"를 제 1메모리부(22)와 제 2메모리부(24)에서 각각 검출한다(S105).
그리고 운전석측 PTC 히터(1) 온도와, 조수석측 PTC 히터(1) 온도에 대응되는 "PWM 듀티비 상한치"들의 검출이 완료되면, 제어부(20)는, 검출된 2개의 "PWM 듀티비 상한치"들 중 운전석측 PTC 히터(1) 온도의 "PWM 듀티비 상한치"가, 조수석측 PTC 히터(1) 온도의 "PWM 듀티비 상한치" 보다 낮은 지를 판단한다(S107).
판단 결과, 운전석측 PTC 히터(1) 온도의 "PWM 듀티비 상한치"가, 조수석측 PTC 히터(1) 온도의 "PWM 듀티비 상한치" 보다 낮으면, 제어부(20)는, 조수석측 PTC 히터(1) 온도의 "PWM 듀티비 상한치"는 배제하고, 운전석측 PTC 히터(1) 온도의 "PWM 듀티비 상한치"를 기준으로 PTC 히터(1)를 제어한다(S109).
그러면, PTC 히터(1)는, 운전석측 PTC 히터(1) 온도의 "PWM 듀티비 상한치" 이하의 "안전범위" 이내에서만 제어되며, 이렇게 제어되는 PTC 히터(1)는 과열없이 안정적으로 제어된다.
한편, (S107) 단계에서의 판단 결과, 운전석측 PTC 히터(1) 온도의 "PWM 듀티비 상한치"가, 조수석측 PTC 히터(1) 온도의 "PWM 듀티비 상한치" 보다 낮지 않으면(S107-1), 제어부(20)는, 조수석측 PTC 히터(1) 온도의 "PWM 듀티비 상한치"가, 운전석측 PTC 히터(1) 온도의 "PWM 듀티비 상한치" 보다 낮은 지를 다시 판단한다(S111).
판단 결과, 조수석측 PTC 히터(1) 온도의 "PWM 듀티비 상한치"가, 운전석측 PTC 히터(1) 온도의 "PWM 듀티비 상한치" 보다 낮으면, 제어부(20)는, 운전석측 PTC 히터(1) 온도의 "PWM 듀티비 상한치"는 배제하고, 조수석측 PTC 히터(1) 온도의 "PWM 듀티비 상한치"를 기준으로 PTC 히터(1)를 제어한다(S113).
그러면, PTC 히터(1)는, 조수석측 PTC 히터(1) 온도의 "PWM 듀티비 상한치" 이하의 "안전범위" 이내에서만 제어되며, 이렇게 제어되는 PTC 히터(1)는 과열없이 안정적으로 제어된다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.
1: PTC 히터(H eater) 1a: 운전석측 PTC 히터 부분
1b: 조수석측 PTC 히터 부분 3: 공조케이스(Case)
5: 온풍통로 5a: 운전석측 온풍통로
5b: 조수석측 온풍통로 7: 템프도어(Temp. Door)
10: 제 1히터센서(Heater Sensor) 12: 제 2히터센서
20: 제어부 22: 제 1메모리부
24: 제 2메모리부

Claims (8)

  1. 삭제
  2. 복수의 공조영역으로 토출되는 공기를 가열하며, 인가되는 PWM 듀티비에 따라 발열량이 조절되는 PTC 히터(1)를 포함하는 차량용 공조장치에 있어서,
    각 공조영역에 대응되는 상기 PTC 히터(1)의 각 부분별 온도에 따라 상기 PTC 히터(1)의 PWM 듀티비 상한치를 가변 제어하는 제어부(20)를 포함하고;
    상기 제어부(20)는,
    상기 PTC 히터(1)의 각 부분에 상응하는, 복수의 PTC 히터 온도별 PWM 듀티비 상한치를 각각 저장하고 있으며,
    상기 PTC 히터(1)의 각 부분별 온도가 입력될 시에, 상기 PTC 히터(1)의 각 부분의 온도에 대응한 PWM 듀티비 상한치를 미리 저장한 곳에서 각각 검출하고, 검출된 PWM 듀티비 상한치들 중 상대적으로 낮은 것을 상기 PTC 히터(1)의 PWM 듀티비 상한치로 설정하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 공조영역은, 운전석측부분과 조수석측부분이며;
    상기 PTC 히터(1)는, 상기 운전석측부분과 조수석측부분으로 공급되는 공기를 가열하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제어부(20)는,
    운전석측 PTC 히터(1)부분과 조수석측 PTC 히터(1)부분 중, 어느 하나에 대응되는 PTC 히터 온도별 제 1 PWM 듀티비 상한치들과, 다른 하나에 대응되는 PTC 히터 온도별 제 2 PWM 듀티비 상한치들을 각각 저장하고 있으며,
    상기 운전석측 PTC 히터(1)부분의 온도와, 조수석측 PTC 히터(1)부분의 온도가 입력될 시에, 상기 운전석측 PTC 히터(1)부분의 온도에 대응되는 PWM 듀티비 상한치를 상기 제 1 PWM 듀티비 상한치들과 제 2 PWM 듀티비 상한치들 중 어느 하나에서 검출하고,
    상기 조수석측 PTC 히터(1)부분의 온도에 대응되는 PWM 듀티비 상한치를 상기 제 1 PWM 듀티비 상한치들과 제 2 PWM 듀티비 상한치들 중 나머지 다른 하나에서 검출하며,
    검출된 2개의 PWM 듀티비 상한치들 중 상대적으로 낮은 것을 상기 PTC 히터(1)의 PWM 듀티비 상한치로 설정하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 PTC 히터 온도별 제 1 PWM 듀티비 상한치와 제 2 PWM 듀티비 상한치는, 서로 다른 크기를 갖도록 설정되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 PTC 히터 온도별 제 1 PWM 듀티비 상한치와 제 2 PWM 듀티비 상한치는, PTC 히터(1)의 특정 온도영역에 각각 대응되게 설정되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 PTC 히터 온도별 제 1 PWM 듀티비 상한치는, 상기 제 2 PWM 듀티비 상한치에 비해 상대적으로 낮은 PTC 히터(1) 온도영역에 대응되게 설정되고,
    상기 PTC 히터 온도별 제 2 PWM 듀티비 상한치는, 상기 제 1 PWM 듀티비 상한치에 비해 상대적으로 높은 PTC 히터(1) 온도영역에 대응되게 설정되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  8. 제 2항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
    운전석측 PTC 히터(1)부분과 조수석측 PTC 히터(1)부분 중, 어느 하나에 대응되는 PTC 히터 온도별 제 1 PWM 듀티비 상한치들과, 다른 하나에 대응되는 PTC 히터 온도별 제 2 PWM 듀티비 상한치들을 각각 저장되어 있으며,
    상기 PTC 히터 온도별 제 1 PWM 듀티비 상한치와 제 2 PWM 듀티비 상한치는, 상기 PTC 히터(1)의 온도가 높을수록, 이에 반비례하여 점차 낮아지게 설정되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
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