KR102358768B1 - 차량용 공조장치 - Google Patents

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KR102358768B1
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김영민
김태은
유상준
민세원
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한온시스템 주식회사
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642—Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
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    • B60H1/00878—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices
    • B60H1/00892—Devices specially adapted for avoiding uncomfortable feeling, e.g. sudden temperature changes

Abstract

본 발명은 차량용 공조장치에 관한 것으로, 냉각수 온도를 감안하여 템프도어를 능동적으로 가변 제어함으로써, 냉각수 온도가 높을 시에 차실내로 공급되는 온풍량을 능동적으로 제어할 수 있고, 이를 통해, 냉각수 온도가 높아 히터코어가 과열될 경우, 과열된 히터코어측의 뜨거운 공기가 차실내로 다량 공급되는 것을 제한할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 내,외기를 흡입하여 차실내로 송풍하는 블로어와, 엔진의 냉각수를 공급받아 차실내로 송풍되는 공기를 가열하는 히터코어와, 냉풍통로와 온풍통로의 개도량을 제어하여 차실내로 송풍되는 냉,온풍량을 조절하는 템프도어를 포함하는 차량용 공조장치에 있어서, 엔진의 냉각수 온도와 블로어의 회전단수에 따라 온풍통로에 대한 템프도어의 개도량 상한치를 가변 제어하여, 템프도어의 최대난방위치가 냉각수 온도와 블로어 회전단수에 따라 가변될 수 있게 제어하는 제어부를 구비한다.

Description

차량용 공조장치{AIR CONDITIONING SYSTEM FOR AUTOMOTIVE VEHICLES}
본 발명은 차량용 공조장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 냉각수 온도를 감안하여 템프도어를 능동적으로 가변 제어함으로써, 냉각수 온도가 높을 시에 차실내로 공급되는 온풍량을 능동적으로 제어할 수 있고, 이를 통해, 냉각수 온도가 높아 히터코어가 과열될 경우, 과열된 히터코어측의 뜨거운 공기가 차실내로 다량 공급되는 것을 제한할 수 있는 차량용 공조장치에 관한 것이다.
자동차에는 실내를 냉, 난방하기 위한 공조장치가 설치된다. 이러한 공조장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 공조케이스(1)를 구비하며, 공조케이스(1)에는 블로어(3)와 증발기(5)와 히터코어(7)가 설치된다.
블로어(3)는 내,외기를 흡입하여 공조케이스(1)의 내부통로(1a)로 송풍하고, 증발기(5)는 내부통로(1a)로 송풍되는 공기를 냉각시키며, 히터코어(7)는 내부통로(1a)로 송풍되는 공기를 가열한다.
특히, 히터코어(7)는, 엔진(9)으로부터 고온의 냉각수를 공급받는다. 따라서, 공급받은 고온의 냉각수와 주변의 공기를 열교환시킨다. 이로써, 차실내로 송풍되는 공기를 가열한다. 그 결과, 차실내를 난방한다.
그리고 공조장치는, 공조케이스(1)의 내부통로(1a)에 설치되는 템프도어(Temp. Door)(10)를 구비한다.
템프도어(10)는, 냉풍통로(1b)와 온풍통로(1c)의 분기점에 설치되며, 냉풍통로(1b)와 온풍통로(1c) 사이에서 회전운동하면서 상기 냉풍통로(1b)와 온풍통로(1c)의 개도량을 조절한다. 따라서, 차실내로 공급되는 냉,온풍량을 조절한다.
그런데, 이러한 종래의 공조장치는, 엔진(9)으로부터 공급받은 냉각수의 온도가 너무 높을 경우, 히터코어(7)가 과열된다는 단점이 있으며, 이러한 단점 때문에 차실내로 공급되는 공기의 온도가 지나치게 높아진다는 문제점이 있다.
특히, 최근 들어, 냉각수의 흐름을 조절하는 써모스텟(Thermostat)이, 전자식으로 바뀌고 있는 추세이고, 이러한 전자식 써모스텟은, 엔진효율을 증진시키기 위해서 냉각수의 온도를 높은 온도로 유지시키는 바, 히터코어(7)로 공급되는 냉각수 온도도 상대적으로 높은 온도를 유지한다는 단점이 있다.
그리고 이러한 단점 때문에 히터코어(7)가 과열된다는 문제점이 있으며, 이러한 문제점 때문에 차실내로 공급되는 공기의 온도가 지나치게 높아진다는 결점이 있다.
특히, 템프도어(10)가 "최대난방위치(Max Warm)(X)"로 이동하여 온풍통로(1c)의 개도량이 최대화될 시에는, 고온의 히터코어(7)를 통과한 뜨거운 공기 모두가 차실내로 공급된다는 결점이 있다.
그리고 이러한 결점 때문에 차실내의 탑승객에게 뜨거운 바람이 다량 송풍되어 불쾌감을 유발한다는 단점이 있으며, 그 결과, 차실내의 쾌적성이 현저하게 저하된다는 단점이 지적되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은, 냉각수 온도를 감안하여 템프도어를 능동적으로 제어함으로써, 냉각수 온도가 높아지더라도 차실내로 공급되는 공기의 온도가 과도하게 상승되는 것을 방지할 수 있는 차량용 공조장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 냉각수 온도가 높아지더라도 차실내로 공급되는 공기의 온도가 과도하게 상승되는 것을 방지할 수 있도록 구성함으로써, 냉각수 온도에 관계없이 차실내의 쾌적성을 유지할 수 있는 차량용 공조장치를 제공하는 데 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 차량용 공조장치는, 내,외기를 흡입하여 차실내로 송풍하는 블로어와, 엔진의 냉각수를 공급받아 차실내로 송풍되는 공기를 가열하는 히터코어와, 냉풍통로와 온풍통로의 개도량을 제어하여 차실내로 송풍되는 냉,온풍량을 조절하는 템프도어를 포함하는 차량용 공조장치에 있어서, 상기 엔진의 냉각수 온도와 상기 블로어의 회전단수에 따라 상기 온풍통로에 대한 상기 템프도어의 개도량 상한치를 가변 제어하여, 상기 템프도어의 최대난방위치가 상기 냉각수 온도와 블로어 회전단수에 따라 가변될 수 있게 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 제어부는, 상기 냉각수 온도가 미리 설정된 설정온도 이상의 조건에서만, 상기 냉각수 온도와 상기 블로어의 회전단수에 따라 상기 온풍통로에 대한 상기 템프도어의 개도량 상한치를 가변 제어하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 블로어 회전단수와 냉각수 온도별, 온풍통로측 템프도어 개도량 상한치값들을 저장하고 있는 메모리부를 더 포함하며; 상기 제어부는, 현재의 냉각수 온도와 블로어 회전단수에 대응한 온풍통로측 템프도어 개도량 상한치를 상기 메모리부에서 검출하고, 검출된 상기 온풍통로측 템프도어 개도량 상한치에 의거하여 상기 템프도어를 제어하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 메모리부에 내장된 상기 블로어 회전단수와 냉각수 온도별, 온풍통로측 템프도어 개도량 상한치값들은, 상기 블로어 회전단수와 냉각수 온도가 높을수록 이에 반비례하여 점차 작아지게 설정되는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 메모리부에 내장된 상기 블로어 회전단수와 냉각수 온도별, 온풍통로측 템프도어 개도량 상한치값들은, 상기 냉각수 온도 상승에 관계없이 상기 템프도어가 최대난방위치로 제어될 시에, 차실내 토출 공기의 온도가 항상 일정하게 유지될 수 있도록 설정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 차량용 공조장치에 의하면, 냉각수 온도와 블로어 회전단수를 감안하여 템프도어를 능동적으로 가변 제어하는 구조이므로, 냉각수 온도가 높을 시에 차실내로 송풍되는 온풍량을 능동적으로 제어할 수 있는 효과가 있다.
특히, 냉각수 온도와 블로어 회전단수를 감안하여 온풍통로측 템프도어의 개도량 상한치를 가변 제어하는 구조이므로, 템프도어가 "최대난방위치"로 제어될 시에, 냉각수 온도에 따라 템프도어의 "최대난방위치"가 가변될 수 있게 하고, 이를 통해, 템프도어가 "최대난방위치"로 제어된 상태에서 냉각수 온도가 높아 히터코어가 과열될 경우, 과열된 히터코어측의 뜨거운 공기가 차실내로 다량 공급되는 것을 제한할 수 있는 효과가 있다.
또한, 냉각수 온도가 높아 히터코어가 과열될 경우, 과열된 히터코어측의 뜨거운 공기가 차실내로 다량 공급되는 것을 제한할 수 있으므로, 뜨거운 공기의 공급으로 인한 차실내 탑승객의 불쾌감과, 그로 인한 차실내의 쾌적성 저하현상을 미연에 방지할 수 있으며, 이로써, 냉각수 온도에 관계없이 차실내의 쾌적성을 개선시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 차량용 공조장치를 나타내는 도면,
도 2는 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 구성을 나타내는 도면,
도 3은 본 발명의 차량용 공조장치를 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 2를 를 참조하여 차량용 공조장치에 대해 간략하게 살펴본다.
차량용 공조장치는, 공조케이스(1)를 구비하며, 공조케이스(1)에는 블로어(3)와 증발기(5)와 히터코어(7)가 설치된다.
블로어(3)는 내,외기를 흡입하여 공조케이스(1)의 내부통로(1a)로 송풍하고, 증발기(5)는 내부통로(1a)로 송풍되는 공기를 냉각시키며, 히터코어(7)는 내부통로(1a)로 송풍되는 공기를 가열한다.
특히, 히터코어(7)는, 엔진(9)으로부터 고온의 냉각수를 공급받는다. 따라서, 공급받은 고온의 냉각수와 주변의 공기를 열교환시킨다. 이로써, 차실내로 송풍되는 공기를 가열하여 차실내를 난방한다.
그리고 공조장치는, 공조케이스(11)의 내부통로(1a)에 설치되는 템프도어(10)를 구비한다.
템프도어(10)는, 냉풍통로(1b)와 온풍통로(1c)의 분기점에 설치되며, 냉풍통로(1b)와 온풍통로(1c) 사이에서 회전운동하면서 상기 냉풍통로(1b)와 온풍통로(1c)의 개도량을 조절한다. 따라서, 차실내로 공급되는 냉,온풍량을 조절한다.
다음으로, 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 특징부를 도 2와 도 3를 참조하여 상세하게 설명한다.
먼저, 도 2를 참조하면, 본 발명의 공조장치는, 냉각수 온도를 감지하는 냉각수온도 감지수단(20)과, 블로어(3)의 회전단수를 감지하는 블로어 회전단수 감지수단(30)을 구비한다.
냉각수온도 감지수단(20)은, 히터코어(7) 입구측에 설치되는 온도센서로 구성되며, 이렇게 구성된 냉각수온도 감지수단(20)은, 히터코어(7)측으로 유입되는 온도를 감지한 다음, 감지된 "냉각수 온도" 데이터를 후술하는 제어부(40)에 입력시킨다.
블로어 회전단수 감지수단(30)은, 블로어(3)의 인가전압을 감지하는 전압센서로 구성된다.
전압센서는, 블로어(3)의 인가전압을 감지함으로써, 블로어(3)의 회전단수를 간접적으로 감지하며, 감지된 "블로어 회전단수" 데이터를 후술하는 제어부(40)에 입력시킨다.
그리고 본 발명의 공조장치는, 제어부(40)를 구비한다. 제어부(40)는, 마이크로 프로세서를 갖추고 있는 것으로, 메모리부(42)를 구비한다.
메모리부(42)는, "블로어 회전단수와 냉각수 온도"별, "온풍통로측 템프도어 개도량 상한치"값들이 다양하게 저장되어 있다.
"블로어 회전단수와 냉각수 온도"별, "온풍통로측 템프도어 개도량 상한치"값은, 블로어(3)의 회전단수와 냉각수 온도에 따라 온풍통로(1c)에 대한 템프도어(10)의 "개도량 상한치"를 가변 제어하기 위한 값으로서, 블로어(3)의 회전단수와 냉각수 온도에 따라 다양하게 저장되어 있다.
한편, 제어부(40)는, 냉각수온도 감지수단(20)과 블로어 회전단수 감지수단(30)으로부터 "냉각수 온도"와 "블로어 회전단수"가 각각 입력되면, 먼저, 냉각수온도 감지수단(20)으로부터 입력된 "냉각수 온도"가 미리 설정된 "설정온도" 이상인지를 판단한다.
판단 결과, 냉각수온도 감지수단(20)의 "냉각수 온도"가 "설정온도" 이상이면, 상기 냉각수온도 감지수단(20)과 블로어 회전단수 감지수단(30)으로부터 입력된 "냉각수 온도"와 "블로어 회전단수"에 대응한 "온풍통로측 템프도어 개도량 상한치"를 메모리부(42)에서 검출한다.
그리고 "온풍통로측 템프도어 개도량 상한치"의 검출이 완료되면, 제어부(40)는, 검출된 "온풍통로측 템프도어 개도량 상한치"에 의거하여 템프도어(10)를 제어한다.
특히, 온풍통로(1c)에 대한 템프도어(10)의 "개도량 상한치"를 제어한다. 따라서, 템프도어(10)가 수동 또는 자동에 의해 "최대난방위치(X)"로 선택될 시에, 상기 템프도어(10)의 "최대난방위치(X)"가 "냉각수 온도"와 "블로어 회전단수"에 따라 능동적으로 가변될 수 있게 한다.
따라서, 템프도어(10)가 "최대난방위치(X)"로 제어될 시에, 온풍통로(1c)의 개방량이 "냉각수 온도"와 "블로어 회전단수"에 따라 능동적으로 가변될 수 있게 한다.
이로써, 템프도어(10)가 "최대난방위치(X)"로 제어된 상태에서 고온의 "냉각수"로 인해 히터코어(7)가 과열될 경우, 과열된 히터코어(7)측의 뜨거운 공기가 차실내로 다량 공급되는 것을 제한할 수 있다.
그 결과, 다량의 뜨거운 공기로 인한 차실내 탑승객의 불쾌감과, 그로 인한 차실내의 쾌적성 저하현상을 미연에 방지할 수 있으며, 이에 따라, 냉각수 온도에 관계없이 차실내의 쾌적성을 개선시킬 수 있다.
한편, 메모리부(42)에 내장된 "블로어 회전단수와 냉각수 온도"별, "온풍통로측 템프도어 개도량 상한치"값은, "블로어 회전단수"와 "냉각수 온도"에 반비례하여 설정되는 것이 바람직하다.
예를 들면, "블로어 회전단수"와 "냉각수 온도"가 높을수록, 이에 반비례하여 메모리부(42)에 내장된 "온풍통로측 템프도어 개도량 상한치"는 점차 작아지도록 설정되는 것이 바람직하다.
이렇게 구성한 이유는, "블로어 회전단수"와 "냉각수 온도"가 높을수록, 히터코어(7)측의 뜨거운 공기가 차실내로 다량으로 송풍되기 때문이며, 이로써, "블로어 회전단수"와 "냉각수 온도"가 높을수록, "온풍통로측 템프도어 개도량 상한치"를 점차 줄임으로써, "블로어 회전단수"와 "냉각수 온도"가 높을수록, 차실내로 송풍되는 뜨거운 공기량을 점차 저감시켜, 차실내의 쾌적성을 개선시키기 위함이다.
그리고, 메모리부(42)에 내장된 "블로어 회전단수와 냉각수 온도"별, "온풍통로측 템프도어 개도량 상한치"값은, 냉각수 온도 상승에 관계없이 상기 템프도어(10)가 "최대난방위치(X)"로 제어될 시에는, "차실내 토출 공기"의 온도가 항상 일정하게 유지될 수 있도록 설정되는 것이 바람직하다.
이는, 냉각수 온도가 상승되는 조건에서 템프도어(10)가 "최대난방위치(X)"로 제어되더라도, 차실내 토출 공기의 온도는 항상 일정하게 유지시키기 위함이며, 이로써, "냉각수 온도" 상승으로 인한 "차실내 토출 공기"의 "온도 상승"은 방지하면서 동시에 차실내의 쾌적성은 항상 일정하게 유지할 수 있게 된다.
다음으로, 이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 작동예를 도 2와 도 3을 참조하여 설명한다.
먼저, 히터코어(7)가 작동(ON)되는 상태에서(S101), 냉각수온도 감지수단(20)과 블로어 회전단수 감지수단(30)으로부터 "냉각수 온도"와 "블로어 회전단수"가 각각 입력된다(S103).
이러한 상태에서, 제어부(40)는, 먼저, 냉각수온도 감지수단(20)으로부터 입력된 "냉각수 온도"가 미리 설정된 "설정온도" 이상인지를 판단한다(S104).
판단 결과, "설정온도" 이상이면, 제어부(40)는, 입력된 "냉각수 온도"와 "블로어 회전단수"에 대응한 "온풍통로측 템프도어 개도량 상한치"를 메모리부(42)에서 검출한다(S105).
그리고 "온풍통로측 템프도어 개도량 상한치"의 검출이 완료되면, 제어부(40)는, 검출된 "온풍통로측 템프도어 개도량 상한치"에 의거하여 템프도어(10)를 제어한다(S107).
그러면, 템프도어(10)가 "최대난방위치(X)"로 선택될 시에, 상기 "최대난방위치(X)"가 "냉각수 온도"와 "블로어 회전단수"에 따라 능동적으로 가변된다.
따라서, 템프도어(10)가 "최대난방위치(X)"로 선택될 시에, 차실내로 송풍되는 히터코어(7)측의 공기량이 "냉각수 온도"와 "블로어 회전단수"에 따라 능동적으로 가변된다.
이로써, 고온의 "냉각수"로 인해 히터코어(7)가 과열될 경우, 과열된 히터코어(7)측의 공기가 차실내로 다량 공급되는 것을 제한한다. 그 결과, 고온의 공기 공급으로 인한 차실내 탑승객의 불쾌감과, 그로 인한 차실내의 쾌적성 저하현상을 미연에 방지할 수 있다.
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: 공조케이스(Case) 1a: 내부통로
1b: 냉풍통로 1c: 온풍통로
3: 블로어(Blower) 5: 증발기
7: 히터코어(Heater Core) 10: 템프도어(Temp. Door)
20: 냉각수온도 감지수단 30: 블로어 회전단수 감지수단
40: 제어부 42: 메모리부

Claims (5)

  1. 내,외기를 흡입하여 차실내로 송풍하는 블로어(3)와, 엔진(9)의 냉각수를 공급받아 차실내로 송풍되는 공기를 가열하는 히터코어(7)와, 냉풍통로(1b)와 온풍통로(1c)의 개도량을 제어하여 차실내로 송풍되는 냉,온풍량을 조절하는 템프도어(10)를 포함하는 차량용 공조장치에 있어서,
    상기 엔진(9)의 냉각수 온도와 상기 블로어(3)의 회전단수에 따라 상기 온풍통로(1c)에 대한 상기 템프도어(10)의 개도량 상한치를 가변 제어하여, 상기 템프도어(10)의 최대난방위치(X)가 상기 냉각수 온도와 블로어 회전단수에 따라 가변될 수 있게 제어하는 제어부(40)와;
    상기 블로어 회전단수와 냉각수 온도별, 온풍통로측 템프도어 개도량 상한치값들을 저장하고 있는 메모리부(42)를 포함하며;
    상기 제어부(40)는, 현재의 냉각수 온도와 블로어 회전단수에 대응한 온풍통로측 템프도어 개도량 상한치를 상기 메모리부(42)에서 검출하고, 검출된 상기 온풍통로측 템프도어 개도량 상한치에 의거하여 상기 템프도어(10)를 제어하고;
    상기 메모리부(42)에 내장된 상기 블로어 회전단수와 냉각수 온도별, 온풍통로측 템프도어 개도량 상한치값들은, 상기 블로어 회전단수와 냉각수 온도가 높을수록 이에 반비례하여 점차 작아지게 설정되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부(40)는,
    상기 냉각수 온도가 미리 설정된 설정온도 이상의 조건에서만, 상기 냉각수 온도와 상기 블로어(3)의 회전단수에 따라 상기 온풍통로(1c)에 대한 상기 템프도어(10)의 개도량 상한치를 가변 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 메모리부(42)에 내장된 상기 블로어 회전단수와 냉각수 온도별, 온풍통로측 템프도어 개도량 상한치값들은, 상기 냉각수 온도 상승에 관계없이 상기 템프도어(10)가 최대난방위치(X)로 제어될 시에, 차실내 토출 공기의 온도가 항상 일정하게 유지될 수 있도록 설정되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
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