KR20030017827A - System of operating an air conditioner for vehicles - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 차량용 에어컨디셔너(AIR CONDITIONER) 작동 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 파워 스티어링 오일펌프로부터 발생되는 유압을 이용하여 압축기의 구동력을 발생시키는 차량용 에어컨디셔너 작동 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a vehicle air conditioner (AIR CONDITIONER) operating system, and more particularly to a vehicle air conditioner operating system for generating a driving force of the compressor using the hydraulic pressure generated from the power steering oil pump.
일반적으로 차량에는 차실 내의 공기조화를 위하여 공기조화장치가 구비된다. 이 공기조화장치는 환기장치, 난방장치 및 냉방장치 등으로 나눌 수 있으며, 이는 차량 실내 공간 각 부위에 설치된 에어덕트 들에 연결되어 외기 또는 내기를 흡입하여 차실 내에 따뜻한 공기 또는 차가운 공기를 선택적으로 공급하게 된다.In general, a vehicle is provided with an air conditioner for air conditioning in a vehicle compartment. This air conditioner can be divided into ventilation, heating, and air conditioning. It is connected to the air ducts installed in each part of the vehicle's interior space and sucks outside air or bet to selectively supply warm or cold air in the cabin. Done.
이러한 공기조화장치 중, 특히, 차량용 냉방장치, 즉 에어컨디셔너(이하, 에어컨디셔너라 칭함.)는 냉매가 순환하며 열교환에 의해 증발기에서 형성된 찬 공기로 차량의 실내를 냉각시키게 된다.Among such air conditioners, in particular, a vehicle air conditioner, that is, an air conditioner (hereinafter, referred to as an air conditioner) circulates a refrigerant and cools the interior of the vehicle with cold air formed in the evaporator by heat exchange.
즉, 상기 에어컨디셔너는, 도 2에서 도시한 바와 같이, 액체 상태의 냉매가 통과하면서 고온 다습한 공기의 열을 흡수함으로 저온 건조한 공기를 출력시키는 증발기(101)와, 상기 증발기(101)를 통과한 기체 상태의 냉매를 압축시키는 압축기(103)와, 상기 압축기(103)에서 형성된 고압 기체 상태의 냉매가 통과함으로 차량 외부로 열을 발산하여 액화되는 응축기(105)와, 상기 응축기(105)로부터 고압 액상의 냉매를 공급받아 이를 저온, 저압의 안개상태의 냉매로 팽창시키는 팽창밸브(107)로 구성된다.That is, the air conditioner, as shown in Figure 2, passes through the evaporator 101 and the evaporator 101 for outputting the low-temperature dry air by absorbing the heat of the hot and humid air while passing through the refrigerant in the liquid state Compressor 103 for compressing the refrigerant in the gas state, a condenser 105 to liquefy by dissipating heat to the outside of the vehicle by passing the high-pressure gas state refrigerant formed in the compressor 103, and a high pressure from the condenser 105 The expansion valve 107 is configured to receive a liquid refrigerant and expand it into a refrigerant of low temperature and low pressure.
이와 같이 구성된 에어컨디셔너가 작동되면, 압축기(103)는 냉매를 압축하여 고온, 고압의 기체 상태로 만들어 응축기(105)로 압송하고, 상기 응축기(105)에서 냉매는 라디에이터 팬(109) 등에 의해 강제 냉각되어 열을 방출하면서 저온 고압의 액체 상태로 변화하여 팽창밸브(107)에 의해 증발기(101)로 분사되어 증발기(101)에서 열을 흡수하면서 증발하여 저온 저압의 기체 상태가 되어 다시 압축기(103)로 회송된다.When the air conditioner configured as described above is operated, the compressor 103 compresses the refrigerant into a gaseous state of high temperature and high pressure and delivers it to the condenser 105. In the condenser 105, the refrigerant is forcedly cooled by the radiator fan 109 or the like. The liquid is released into the liquid state of low temperature and high pressure while dissipating heat, and is injected into the evaporator 101 by the expansion valve 107, and evaporated while absorbing heat from the evaporator 101 to become a gas state of low temperature and low pressure again, the compressor 103 Is returned.
따라서 상기 냉매는 증발기(101)에서 기화되면서 외부의 열을 흡수하게 되는데, 이로 인해 팬(fan)(111)과 팬모터(fan motor)(113)로 이루어진 블로워 어셈블리 (blower assembly)(115)에서 공급되는 공기가 상기한 증발기(101)를 통과하면서 공기에 포함되어 있던 수분은 증발기(101)의 표면에 응축되고, 열을 빼앗겨 건조한 찬 공기로 차실 내에 공급되어 냉방을 이루게 되는 것이다.Therefore, the refrigerant is evaporated in the evaporator 101 to absorb the heat of the outside, which causes the fan (111) and the blower assembly (blower assembly) consisting of a fan motor (113) fan (113) As the supplied air passes through the evaporator 101, the moisture contained in the air is condensed on the surface of the evaporator 101, deprived of heat, and supplied into the cabin with dry cold air to achieve cooling.
이때, 상기 어에컨디셔너의 압축기(103)를 구동시키기 위한 차량용 에어컨디셔너 작동 시스템은, 상기 도 2에서와 같이, 상기 엔진(117)의 구동축 풀리(119)와압축기(103)의 풀리(121)가 상호 벨트(123)로 연결되어 벨트 구동되는데, 이때, 상기 압축기(103)의 풀리(121)가 연결되는 회전축(125) 상에는 마그네틱 접속기(127)가 구비되고, 상기 증발기(101)의 일측에는 온도센서(129)가 구비된다.At this time, the vehicle air conditioner operating system for driving the compressor 103 of the air conditioner, as shown in FIG. 2, the pulley 121 of the drive shaft pulley 119 and the compressor 103 of the engine 117 is The belt 123 is connected to each other and driven by a belt. At this time, a magnetic connector 127 is provided on the rotating shaft 125 to which the pulley 121 of the compressor 103 is connected, and one side of the evaporator 101 has a temperature. The sensor 129 is provided.
따라서, 상기 온도센서(129)로부터 검출되는 증발기(101)의 온도신호가 컨트롤 유닛(CU)(131)에 입력되면, 컨트롤 유닛(131)은 상기 마그네틱 접속기(127)에 제어신호를 출력하여 상기 엔진(117)의 구동력을 압축기(103)에 연결 또는 차단함으로서, 그 작동을 제어하게 되는 것이다.Therefore, when the temperature signal of the evaporator 101 detected from the temperature sensor 129 is input to the control unit (CU) 131, the control unit 131 outputs a control signal to the magnetic connector 127 to the By connecting or blocking the driving force of the engine 117 to the compressor 103, the operation thereof is controlled.
그러나 상기와 같이 차량용 에어컨디셔너의 작동은 엔진의 출력에 의해 직접적으로 작동력을 전달받는 것으로, 엔진의 출력에 따라 압축기가 회전하게 됨으로, 엔진의 회전수가 낮은 경우에는 압축기의 압축력이 낮아 냉매의 흐름이 적어져 냉방성능이 떨어지게 되며, 이로 인한 에어컨디셔너의 상품성이 저하되는 등의 문제점을 내포하고 있다.However, as described above, the operation of the vehicle air conditioner directly receives the operating force by the output of the engine. As the compressor rotates according to the output of the engine, when the engine speed is low, the compressor has a low compression force, resulting in less refrigerant flow. It lowers the cooling performance, thereby impairing the merchandise of the air conditioner.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 차량용 에어컨디셔너를 작동시키기 위해 파워 스티어링 오일펌프로부터 발생되는 일정유압을 이용하여 작동하는 유압모터를 구성하여 압축기의 구동력을 발생시킬 수 있도록 하는 차량용 에어컨디셔너 작동 시스템을 제공하는 것이다.Therefore, the present invention was created to solve the above problems, an object of the present invention is to configure the hydraulic motor to operate using a constant hydraulic pressure generated from the power steering oil pump to operate the vehicle air conditioner to improve the driving force of the compressor It is to provide a vehicle air conditioner operating system that can be generated.
도 1은 본 발명에 따른 차량용 에어컨디셔너 작동 시스템의 구성도이다.1 is a configuration diagram of a vehicle air conditioner operating system according to the present invention.
도 2는 종래 기술에 따른 차량용 에어컨디셔너 작동 시스템의 구성도이다.2 is a block diagram of a vehicle air conditioner operating system according to the prior art.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차량용 에어컨디셔너 작동 시스템는, 액상의 냉매가 통과하면서 고온 다습한 공기의 열을 흡수함으로 저온, 건조 공기를 출력시키는 증발기와, 이 증발기를 통과한 기체 상태의 냉매를 압축시키는 압축기와, 이 압축기에서 형성된 고온, 고압냉매가 통과함으로 차량 외부로 열을 발산하여 액화되는 응축기와, 이 응축기로부터 고압의 액상냉매를 공급받아 이를 저온, 저압의 안개상태의 냉매로 팽창시키는 팽창밸브로 구성되는 에어컨디셔너의 작동을 위한 차량용 에어컨디셔너 작동 시스템에서,The vehicle air conditioner operating system of the present invention for achieving the above object is an evaporator for outputting low-temperature, dry air by absorbing heat of hot and humid air while the liquid refrigerant passes therethrough, and a gaseous refrigerant passing through the evaporator Compressor, a condenser that liquefies by dissipating heat to the outside of the vehicle by passing the high-temperature and high-pressure refrigerant formed in the compressor, and receives a high-pressure liquid refrigerant from the condenser and expands it into a low-temperature, low-pressure fog refrigerant In a vehicle air conditioner operating system for the operation of the air conditioner consisting of expansion valves,
엔진의 구동축과 연결되어 벨트 구동되는 파워 스티어링 오일펌프로부터 공급유관을 통하여 일정유압을 공급받아 회전력을 발생시키며, 상기 압축기의 회전축에 장착되는 유압모터와; 상기 공급유관과, 이로부터 공급된 유압을 파워 스티어링 리저버 탱크로 유도하는 배출유관 사이를 연결하는 바이패스 유관 상의 일측에 장착되어 컨트롤 유닛의 제어신호에 따라 듀티제어되어 파워 스티어링 오일펌프로부터 상기 유압모터로 공급되는 유압을 제어하는 압력조절기와; 상기 증발기의 온도를 감지하여 그 온도신호를 상기 컨트롤 유닛에 입력하는 온도센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.A hydraulic motor which is connected to the drive shaft of the engine and receives a predetermined hydraulic pressure from a power steering oil pump driven by a belt through a supply oil pipe to generate a rotational force, and is mounted on the rotary shaft of the compressor; It is mounted on one side on the bypass oil pipe connecting the supply oil pipe and the oil supply pipe leading to the power steering reservoir tank, and is duty-controlled according to the control signal of the control unit to supply the hydraulic motor from the power steering oil pump. A pressure regulator for controlling hydraulic pressure supplied to the pressure regulator; And a temperature sensor which senses the temperature of the evaporator and inputs the temperature signal to the control unit.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 차량용 에어컨디셔너 작동 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도가 도시되어 있다.1 is a schematic view showing a system for operating a vehicle air conditioner according to the present invention.
먼저, 상기 도 1을 참조하여 본 발명이 적용되는 차량용 에어컨디셔너 구성을 살펴보면, 액체 상태의 냉매가 통과하면서 고온 다습한 공기의 열을 흡수함으로저온 건조한 공기를 출력시키는 증발기(1)와, 상기 증발기(1)를 통과한 기체 상태의 냉매를 압축시키는 압축기(3)와, 상기 압축기(3)에서 형성된 고압 기체 상태의 냉매가 통과함으로 차량 외부로 열을 발산하여 액화되는 응축기(5)와, 상기 응축기(5)로부터 고압 액상의 냉매를 공급받아 이를 저온, 저압의 안개상태의 냉매로 팽창시키는 팽창밸브(7)로 구성된다.First, referring to FIG. 1, a configuration of a vehicle air conditioner to which the present invention is applied includes an evaporator 1 for outputting low temperature dry air by absorbing heat of high temperature and humidity air while a liquid refrigerant passes therethrough, and the evaporator ( A compressor (3) for compressing the gaseous refrigerant having passed through 1), a condenser (5) liquefied by dissipating heat to the outside of the vehicle by passing the high pressure gaseous refrigerant formed in the compressor (3), and the condenser It is composed of an expansion valve (7) for receiving a high-pressure liquid refrigerant from (5) and expands it into a low-temperature, low-pressure fog refrigerant.
이와 같이 구성된 에어컨디셔너가 작동되면, 압축기(3)는 냉매를 압축하여 고온, 고압의 기체 상태로 만들어 응축기(5)로 압송하고, 상기 응축기(5)에서 냉매는 라디에이터 팬(9) 등에 의해 강제 냉각되어 열을 방출하면서 저온 고압의 액체 상태로 변화하여 팽창밸브(7)에 의해 증발기(1)로 분사되어 증발기(1)에서 열을 흡수하면서 증발하여 저온 저압의 기체 상태가 되어 다시 압축기(3)로 회송된다.When the air conditioner configured as described above is operated, the compressor 3 compresses the refrigerant into a gaseous state of high temperature and high pressure and sends it to the condenser 5, where the refrigerant is forcedly cooled by the radiator fan 9 or the like. The liquid is discharged to a low temperature and high pressure liquid state, and is injected into the evaporator 1 by the expansion valve 7 and evaporated while absorbing heat from the evaporator 1 to become a gas state of low temperature and low pressure again. Is returned.
따라서 상기 냉매는 증발기(1)에서 기화되면서 외부의 열을 흡수하게 되는데, 이로 인해 팬(fan)(11)과 팬모터(fan motor)(13)로 이루어진 블로워 어셈블리 (blower assembly)(15)에서 공급되는 공기가 상기한 증발기(1)를 통과하면서 공기에 포함되어 있던 수분은 증발기(1)의 표면에 응축되고, 열을 빼앗겨 건조한 찬 공기로 차실 내에 공급되어 냉방을 이루게 되는 것이다.Therefore, the refrigerant is evaporated in the evaporator (1) to absorb the heat of the outside, this is due to the blower (blower assembly) consisting of a fan (11) and a fan motor (fan motor) (13) As the supplied air passes through the evaporator 1, the moisture contained in the air is condensed on the surface of the evaporator 1, deprived of heat, and is supplied into the cabin with dry cold air for cooling.
이때, 상기 어에컨디셔너의 압축기(3)를 구동시키기 위한 본 발명에 따른 차량용 에어컨디셔너 작동 시스템은, 상기 압축기(3)의 회전축에 유압모터(27)가 장착된다.At this time, in the vehicle air conditioner operating system according to the present invention for driving the compressor (3) of the air conditioner, the hydraulic motor (27) is mounted on the rotating shaft of the compressor (3).
상기 유압모터(27)는 엔진(17)의 구동축 풀리(19)와 벨트(23)로 연결되어 벨트 구동되는 파워 스티어링 오일펌프(21)로부터 공급유관(33)을 통하여 유압을 공급받아 회전력을 발생시키게 된다.The hydraulic motor 27 is connected to the drive shaft pulley 19 of the engine 17 and the belt 23 to receive hydraulic pressure from the power steering oil pump 21 driven by the belt through the supply oil pipe 33 to generate rotational force. Let's go.
그리고 상기 공급유관(33)과, 이로부터 공급된 유압을 파워 스티어링 리저버 탱크(35)로 유도하는 배출유관(37) 사이에는 바이패스 유관(39)이 연결된다.The bypass oil pipe 39 is connected between the supply oil pipe 33 and the discharge oil pipe 37 for guiding the hydraulic pressure supplied therefrom to the power steering reservoir tank 35.
이 바이패스 유관(39) 상의 일측에는 컨트롤 유닛(31)의 제어신호에 따라 듀티제어되어 상기 파워 스티어링 오일펌프(21)로부터 상기 유압모터(27)로 공급되는 유압을 제어하는 압력조절기로서, 듀티 솔레노이드 밸브(41)가 장착되어 컨트롤 유닛(31)의 듀티제어신호에 따라 튜티제어된다.One side of the bypass oil pipe 39 is a duty controller in accordance with the control signal of the control unit 31 to control the hydraulic pressure supplied from the power steering oil pump 21 to the hydraulic motor 27, the duty A solenoid valve 41 is mounted to control the duty according to the duty control signal of the control unit 31.
또한, 상기 증발기(1)의 일측에는 이의 온도를 감지하여 그 온도신호를 상기 컨트롤 유닛(31)에 입력하는 온도센서(29)가 장착된다.In addition, one side of the evaporator (1) is equipped with a temperature sensor 29 for sensing its temperature and input the temperature signal to the control unit (31).
여기서, 상기 파워 스티어링 오일펌프(21)는 엔진(17)이 아이들 회전영역에서 고속 회전영역까지 일정압력이 유지되도록 내부에 압력조절밸브(미도시)를 갖는 것으로 토출압력, 즉, 상기 유압모터(27)로 공급되는 유압이 항상 일정압을 유지할 수 있도록 한다.Here, the power steering oil pump 21 has a pressure control valve (not shown) therein so that the engine 17 maintains a constant pressure from the idle rotation region to the high speed rotation region, and discharge pressure, that is, the hydraulic motor ( 27) Make sure that the hydraulic pressure supplied to the valve is always maintained at a constant pressure.
상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 차량용 에어컨디셔너 작동 시스템의 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the vehicle air conditioner operating system according to the present invention having the configuration as described above are as follows.
본 발명의 작동은 컨트롤 유닛(31)이 증발기(1)의 온도와 차실 내부의 온도 설정값에 따라 상기 바이패스 유관(39) 상의 듀티 솔레노이드 밸브(41)의 개도량을 조절하여 흐르는 냉매량을 조절함으로서 제어하게 된다.According to the operation of the present invention, the control unit 31 adjusts the amount of refrigerant flowing by adjusting the opening amount of the duty solenoid valve 41 on the bypass oil pipe 39 according to the temperature of the evaporator 1 and the temperature set value inside the compartment. Control.
즉, 최초 차실 내부의 냉방시에는, 상기 컨트롤 유닛(31)은 듀티 솔레노이드 밸브(41)의 개도율을 0%로 하여 파워 스티어링 오일펌프(21)로부터의 유압을 유압모터(27)에 100% 공급되도록 하여 압축기(3)의 출력을 높이게 된다.That is, when cooling the inside of the first vehicle compartment, the control unit 31 sets the opening ratio of the duty solenoid valve 41 to 0% so that the hydraulic pressure from the power steering oil pump 21 is 100% to the hydraulic motor 27. The output of the compressor 3 is increased by supplying it.
이러한 상태에서, 상기 증발기(1)의 온도와 차실 내부의 온도 설정값에 따라 냉매의 흐름을 조절해야 할 필요가 있을 경우, 상기 컨트롤 유닛(31)은 듀티 솔레노이드 밸브(41)의 개도율을 조절하여 파워 스티어링 오일펌프(21)로부터의 유압을 바이패스 유관(39)을 통하여 파워 스티어링 리저버 탱크(35)로 유도하는 배출유관(37) 상으로 바이패스 시켜 상기 유압모터(27)에 공급되는 유압을 조절하여 출력을 조절하게 된다.In this state, when it is necessary to adjust the flow of the refrigerant in accordance with the temperature of the evaporator 1 and the temperature set value inside the compartment, the control unit 31 adjusts the opening degree of the duty solenoid valve 41. Hydraulic pressure from the power steering oil pump 21 to the discharge oil pipe 37 leading to the power steering reservoir tank 35 through the bypass oil pipe 39 to supply the hydraulic motor 27 to the hydraulic oil 27. To adjust the output.
또한, 운전자가 차량용 에어컨디셔너의 작동을 정지시키면, 상기 컨트롤 유닛(31)은 상기 듀티 솔레노이드 밸브(41)의 개도율을 100%로 제어하여 파워 스티어링 오일펌프(21)로부터의 유압을 유압모터(27)에 공급되지 않도록 상기 바이패스 유관(39)을 통하여 파워 스티어링 리저버 탱크(35)로 유도하는 배출유관(37) 상으로 완전히 바이패스 시켜 상기 유압모터(27)의 회전구동을 정지시키도록 제어하게 된다In addition, when the driver stops the operation of the vehicle air conditioner, the control unit 31 controls the opening ratio of the duty solenoid valve 41 to 100% to control the hydraulic pressure from the power steering oil pump 21 to the hydraulic motor 27. Control to stop the rotational driving of the hydraulic motor 27 by completely bypassing the discharge oil pipe 37 leading to the power steering reservoir tank 35 through the bypass oil pipe 39. do
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 차량용 에어컨디셔너 작동 시스템에 의하면, 에어컨디셔너의 작동시, 엔진의 구동력이 아니고 기존의 파워 스티어링 오일펌프의 일정유압을 이용하여 유압모터를 작동시킴으로서 압축기를 구동하게 됨으로, 엔진의 출력에 의해 압축기의 출력이 영향받지 않으며, 이로 인하여 엔진의 회전수가 낮은 아이들 상태에서도 압축기는 그 압축력을 유지할 수 있게 된다.As described above, according to the vehicle air conditioner operating system according to the present invention, when the air conditioner is operated, the compressor is driven by operating the hydraulic motor using a constant hydraulic pressure of the existing power steering oil pump instead of the driving force of the engine. The output of the compressor is not influenced by the output, which enables the compressor to maintain its compression force even in a low idle state of the engine.
따라서, 본 발명은 엔진의 회전수에 관계없이 모든 주행 영역에서 최대의 에어컨디셔너 성능을 유지하여 냉방 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있으며, 그 상품성을 높이게 되는 것이다.Therefore, the present invention has the effect of improving the cooling performance by maintaining the maximum air conditioner performance in all the driving range irrespective of the number of revolutions of the engine, it is to increase the commerciality.
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