KR19980044496A - 자동차 공조시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 카에어컨에 관한 것으로, 압축기(10), 응축기(20), 팽창밸브(30), 증발기(40) 및 리시버(50)과 냉매관(60)을 통해 연설되어 밀폐회로를 구성한 냉동싸이클에 있어서, 상기 리시버(50)의 입구와 출구측 냉매관을 분기시켜 바이패스관(80)을 형성하고, 상기 바이패스관(80)의 관로상에 일정 용량의 압축냉매를 저장할 수 있도록 공간을 갖는 저장탱크(90)를 설치하며, 상기 저장탱크(90)의 전후단 바이패스관(80)에는 관로를 개폐할 수 있는 제어변(81)(82)을 각각 설치하여 제어수단의 제어에 따라 관로를 개폐하여 압축냉매를 저장 또는 토출되게 함으로써 정차 또는 주행중 엔진에 걸리는 부하량이 클 경우 압축기를 정지시킴과 동시에 저장냉매를 토출하고 엔진 부하량이 작을 경우 저장탱크에 냉매를 저장하여 연료소비를 방지한다.

Description

자동차 공조시스템
본 발명은 자동차 실내를 냉.난방 공조하기 위한 카에어컨에 관한 것으로, 특히 공조시 엔진에 걸리는 부하를 최소화하기 위해 별도의 압축냉매 저장탱크를 설치하여 엔진부하가 작을 경우 압축냉매를 저장하고 엔진부하가 클 경우 저장된 압축냉매를 순환시켜 공조를 행할 수 있도록 하는 자동차 공조시스템에 관한 것이다.
일반적으로 카에어컨은 기계적인 수단에 의해 냉매를 강제적으로 순환시켜 압축 - 응축 - 팽창 - 증발과정을 통해 외기와 열교환이 이루어지도록 함으로써 목적하는 바 차량 실내를 냉.난방 공조하게 되며, 이러한 냉.난방 공조는 단위 중량당 냉매가 증발기를 통해 증발(응축)할 때 흡수(발열)하는 열량 즉, 증발기 입구와 출구의 비엔탈피 차에 의해 흡수(발열)온도가 결정된다.
일예로 냉동싸이클은 도1과 같이 엔진 회전력을 전달받아 구동하는 압축기(10)에서 냉매가 고온고압으로 압축된 후 응축기(20)에서 응축 액화되어 팽창밸브(30)를 통과하면서 교축 단열팽창되어 저압의 이상류로 되고, 팽창밸브(30)에서 압력과 온도가 하강된 저온 저압의 냉매는 증발기(30)에 유입되어 실내공기와 열교환되면서 증발하여 압축기(10)로 유입된다.
또한 상기 팽창밸브(30)와 증발기(40) 사이에는 팽창밸브(30)에서 감온되어 액상으로 변화된 냉매중 완전히 응축되지 못한 기체냉매가 증발기(40)로 유입되는 것을 방지하기 위한 리시버(50)가 구비되어 있으며, 이는 냉매관(60)에 순차적으로 연설되어 밀폐회로를 형성하고 있다.
이와 같이 구성된 냉동싸이클은 기계적인 방법에 의해 냉매가 순환하면서 응축기(20)와 증발기(40)를 통해 열교환하게 되며, 상기 증발기(40)에서 열교환된 냉기는 블로우팬(70)의 송풍에 의해 차량 실내로 토출되어 목적하는 바 냉방을 실행하게 된다.
그러나 상기 카에어컨의 압축기는 엔진의 회전력으로 부터 동력을 전달받아 기계적인 방법에 의해 냉매를 순환하기 때문에 카에어컨을 구동할 경우 엔진에 직접적으로 부하가 걸려 차량의 주행상태를 감소시키게 된다.
다시말해 저속시 또는 등판길에서 차량이 충분히 탄력을 받지 못할 때 카에어컨 구동으로 엔진에 무리하게 부하가 걸리면 엔진 토크력이 감소하여 주행중 기어를 변속하여야 하고, 아울러 이로인해 연료소비를 가중시켜 연비향상에 저해되는 문제점이 있었다.
본 발명은 이러한 점을 감안하여 안출된 것으로, 특히 냉동싸이클에 압축냉매를 저장할 수 있는 보조탱크를 설치하여 차량이 충분히 가속되어 엔진에 무리가 가지 않을 경우 보조탱크에 압축냉매를 저장하고 엔진에 부하가 많이 걸려 토크력이 감소할 경우 압축기를 정지시킴과 동시에 저장된 압축냉매에 의해 냉매가 순환되게 하여 카에어컨 구동시 엔진 토크력의 감소 및 이로 인한 연료소비 증가를 방지토록 하는 자동차 공조시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 압축기, 응축기, 팽창밸브, 리시버 및 증발기가 순차적으로 연설되어 기계적인 방법에 의해 냉매가 순환되는 냉동싸이클에 있어서, 상기 리시버 전후단을 분기시켜 연설된 바이패스관과, 상기 바이패스관로상에 팽창밸브에서 토출된 고압의 냉매를 저장하기 위한 압축냉매 저장탱크와, 상기 압축냉매 저장탱크의 전후단 바이패스관에 설치되어 냉매의 흡입과 토출을 단속하는 전자변과, 상기 전자변의 개폐를 소정의 방법에 의해 제어하는 제어수단으로 구성됨을 특징으로 한다.
상기 리시버와 압축냉매 저장탱크의 소정위치에 압력센서가 구비됨을 특징으로 한다.
상기 카에어컨 제어장치에 있어서, 차속을 감지하는 차속감지수단과, 엔진의 회전수를 감지하는 엔진회전수 감지수단과, 리시버 및 압축냉매 저장탱크의 압력을 감지하는 압력감지수단과, 상기 차속감지수단, 엔진회전수 감지수단 및 압력감지수단에서 입력된 신호를 기 설정된 데이터 테이블과 비교 판단하여 엔진에 걸리는 부하가 작을 경우 압축냉매 저장탱크에 압축냉매를 저장하고 반대로 엔진에 부하가 많이 걸릴 경우 압축기를 정지시키고 저장탱크에 저장된 압축냉매가 토출되게 제어하는 마이컴으로 구성됨을 특징으로 한다.
상기 카에어컨 제어장치의 제어방법에 있어서, 카에어컨이 구동중일 경우 차속이 일정속도 이상인가를 판단하는 차속판단단계와, 차속이 일정속도 이상인 상태에서 엔진회전수를 설정된 회전수와 비교하여 엔진부하량을 검출하는 엔진부하량 판단단계와, 엔진부하량이 결정된 후 저장탱크의 압력을 비교판단하는 탱크압력판단단계와, 상기 엔진부하량 및 탱크압력에 따라 압축기 및 저장냉매의 유출로 개폐를 제어하는 부하제어단계를 수행함을 특징으로 한다.
상기 부하제어단계는 엔진부하량 및 탱크압력이 기준값 보다 클 경우 압축기를 정지시키고 저장탱크의 냉매를 토출하며, 엔진부하량이 크고 탱크압력이 기준압력 보다 작을 경우 압축기를 구동시켜 저장탱크에 냉매를 저장하는 단계와; 반대로 엔진부하량이 작고 탱크압력이 기준압력보다 클 경우 압축기를 정지시키고 저장냉매를 토출하며, 엔진부하량 및 탱크압력이 기준값 보다 작을 경우 압축기를 구동시키켜 저장탱크에 냉매를 저장하는 단계를 수행함을 특징으로 한다.
이러한 구성 및 방법에 의하면, 본 발명은 정차 또는 주행중 엔진에 걸리는 부하량에 따라 저장탱크에 냉매를 저장 또는 토출되게 함으로써 엔진에 과부하가 걸리지 않게 된다.
도1은 일반적인 자동차 냉동싸이클을 보인 계통도,
도2는 본 발명의 냉동싸이클을 보인 계통도,
도3은 본 발명의 냉동싸이클 제어장치를 보인 블록회로도,
도4는 본 발명의 냉동싸이클 제어방법을 보인 순서도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10:압축기20:응축기
30:팽창밸브40:증발기
50:리시버60:냉매관
70:블로우팬80:바이패스관
81,82:전자변90:압축냉매저장탱크
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 통해 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도2는 본 발명의 냉동싸이클 계통도를 보인 것으로, 종래 기술과 동일구성에 대해서는 동일 부호를 첨부한다.
본 발명은 압축기(10), 응축기(20), 팽창밸브(30), 증발기(40) 및 리시버(50)과 냉매관(60)을 통해 연설되어 밀폐회로를 구성한 냉동싸이클에 있어서, 상기 리시버(50)의 입구와 출구측 냉매관을 분기시켜 바이패스관(80)을 형성하고, 상기 바이패스관(80)의 관로상에 일정 용량의 압축냉매를 저장할 수 있도록 공간을 갖는 저장탱크(90)를 설치하며, 상기 저장탱크(90)의 전후단 바이패스관(80)에는 관로를 개폐할 수 있는 제어변(81)(82)을 각각 설치하여 제어수단(도면 생략됨)의 제어에 따라 관로를 개폐하여 압축냉매를 저장 또는 토출하게 된다.
도3은 본 발명의 냉동싸이클 제어장치를 보인 블록회로도로써, 도2의 냉동싸이클에 있어서, 차속을 감지하는 차속센서(100)와, 엔진의 회전수를 감지하는 엔진회전수감지센서(110)와, 리시버(50)의 압력을 감지하는 압력센서(51) 및 압축냉매 저장탱크(90)의 압력을 감지하는 압력센서(91)와, 상기 센서에서 입력된 신호를 기 설정된 데이터 테이블과 비교 판단하여 엔진에 걸리는 부하가 작을 경우 압축냉매 저장탱크에 압축냉매를 저장하고 반대로 엔진에 부하가 많이 걸릴 경우 압축기(10)를 정지시키고 전자변(81)(82)를 제어하여 저장탱크에 저장된 압축냉매가 토출되게 제어하는 마이컴(120)으로 구성된다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 작용 및 냉동싸이클 제어방법을 도2 내지 도4를 참조하여 상세하게 설명한다.
본 발명은 카에어컨이 구동중일 경우 차속센서(100)에서 감지된 신호를 근거로 마이컴(120)에서 압축기(10) 구동여부를 판단(S1-S2)하게 되는데 이때 차속이 일정속도 (10Km/h)이상일 경우에만 냉동싸이클 설정된 방법에 의해 제어하게 된다.
즉, 차속이 설정속도 이상인 상태에서 엔진회전센서(110)에서 입력된 감지신호를 통해 현재 엔진회전수와 설정된 기준회전수를 비교(S3)하게 되며, 이는 차속이 탄력에 의해 주행중인지 가속패달을 밟아 가속중인지를 판단하여 엔진에 걸리는 부하량를 검출하기 위한 것이며, 이와 같이 엔진부하량을 판단한 상태에서 저장탱크(90)에 저장된 냉매압력을 측정(S4)하여 압축기를 제어하게 된다.
만약 엔진부하량 및 탱크압력이 기준값 보다 클 경우에는 압축기를 구동할 경우 일예로 언덕길을 주행하고 있는 상태에서 카에어컨을 구동할 경우 엔진에 과부하가 걸려 토크가 감소하면서 차속도 감소하기 때문에 이때는 압축기(10)를 정지시키고 저장탱크(90) 후단의 전자변(82)을 개로시켜 냉매를 토출함으로써 엔진에 걸리는 부하를 줄일 수 있도록 한다.
반대로 엔진부하량이 작고 탱크압력이 기준압력보다 클 경우 이때는 주행중 감속을 하거나 또는 언덕길을 하강 주행할 경우 차량은 타력에 의해 속도를 유지할 수 있기 때문에 엔진에 과부가 걸리지 않은 상태이므로 압축기(10)를 구동시키고 저장탱크(90) 전단의 전자변(81)을 개도시켜 냉매를 저장한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 카에어컨의 냉동싸이클에 있어서 팽창밸브와 증발기 사이에 설치된 리시버와 병렬로 냉매저장탱크를 설치하고 일정속도 이상의 차속을 유지한 상태에서 카에어컨의 구동에 의해 엔진에 과부하가 걸릴 경우 압축기를 정지시키고 저장냉매를 토출하여 공조를 실행하면서 엔진에 걸리는 부하를 감소시키고, 반대로 카에어컨을 구동하여도 엔진에 토크력 무리가 가지 않으면 압축기를 구동시킴과 동시에 냉매를 저장할 수 있기 때문에 공조에 따른 연료소모를 감소시켜 연비를 향상시킬 수 있게 된다.

Claims (5)

  1. 압축기, 응축기, 팽창밸브, 리시버 및 증발기가 순차적으로 연설되어 기계적인 방법에 의해 냉매가 순환되는 냉동싸이클에 있어서, 상기 리시버 전후단을 분기시켜 연설된 바이패스관과, 상기 바이패스관로상에 팽창밸브에서 토출된 고압의 냉매를 저장하기 위한 압축냉매 저장탱크와, 상기 압축냉매 저장탱크의 전후단 바이패스관에 설치되어 냉매의 흡입과 토출을 단속하는 전자변과, 상기 전자변의 개폐를 소정의 방법에 의해 제어하는 제어수단으로 구성됨을 특징으로 하는 자동차 공조시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 리시버와 압축냉매 저장탱크의 소정위치에 압력센서가 구비됨을 특징으로 하는 자동차 공조시스템.
  3. 상기 카에어컨 제어장치에 있어서, 차속을 감지하는 차속감지수단과, 엔진의 회전수를 감지하는 엔진회전수 감지수단과, 리시버 및 압축냉매 저장탱크의 압력을 감지하는 압력감지수단과, 상기 차속감지수단, 엔진회전수 감지수단 및 압력감지수단에서 입력된 신호를 기 설정된 데이터 테이블과 비교 판단하여 엔진에 걸리는 부하가 작을 경우 압축냉매 저장탱크에 압축냉매를 저장하고 반대로 엔진에 부하가 많이 걸릴 경우 압축기를 정지시키고 저장탱크에 저장된 압축냉매가 토출되게 제어하는 마이컴으로 구성됨을 특징으로 하는 자동차 공조시스템.
  4. 상기 카에어컨 공조시스템 제어방법에 있어서, 카에어컨이 구동중일 경우 차속이 일정속도 이상인가를 판단하는 차속판단단계와, 차속이 일정속도 이상인 상태에서 엔진회전수를 설정된 회전수와 비교하여 엔진부하량을 검출하는 엔진부하량 판단단계와, 엔진부하량이 결정된 후 저장탱크의 압력을 비교판단하는 탱크압력판단단계와, 상기 엔진부하량 및 탱크압력에 따라 압축기 및 저장냉매의 유출로 개폐를 제어하는 부하제어단계를 수행함을 특징으로 하는 자동차 공조시스템 제어방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 부하제어단계는 엔진부하량 및 탱크압력이 기준값 보다 클 경우 압축기를 정지시키고 저장탱크의 냉매를 토출하며, 엔진부하량이 크고 탱크압력이 기준압력 보다 작을 경우 압축기를 구동시켜 저장탱크에 냉매를 저장하는 단계와; 반대로 엔진부하량이 작고 탱크압력이 기준압력보다 클 경우 압축기를 정지시키고 저장냉매를 토출하며, 엔진부하량 및 탱크압력이 기준값 보다 작을 경우 압축기를 구동시키켜 저장탱크에 냉매를 저장하는 단계를 수행함을 특징으로 하는 자동차 공조시스템 제어방법.
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