KR20050040282A - 자동차용 냉방장치의 냉각팬 조절방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉방장치의 응축기 발열량을 조절하기 위한 냉각팬 조절방법에 관한 것으로서, 종래에는 냉각팬의 속도를 조절하기 위하여 고가의 압력센서를 사용함에 따라 차량의 제작비용이 상승하게 되면서 고급차량에만 적용되고, 경차나 소형차인 경우 냉각팬의 속도가 항상 고속으로만 회전됨에 따라 에너지 소모가 많고 소음이 심한 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 증발기(10)에 설치되어 있는 공기온도센서(11)를 이용하여 증발기(10)를 통과하는 공기의 온도가 규정치 이하인 경우에는 엔진제어장치(60)가 냉각팬(31)의 속도를 저속으로 회전시키고, 증발기(10)를 통과하는 공기의 온도가 규정치 이하가 아닌 경우에는 엔진제어장치(60)가 냉각팬(31)의 속도를 고속으로 회전시킬 수 있도록 구성함에 따라 기존의 부품을 이용하여 냉각팬(31)을 조절하므로서, 제조비용을 절감시킬 수 있으며, 경차나 소형차 또한 비용의 증가 없이 냉각팬(31)의 속도를 조절할 수 있어 제품의 경쟁력을 더욱 높일 수 있도록 한 것이다.

Description

자동차용 냉방장치의 냉각팬 조절방법{Cooling fan control method of air conditioner for automobiles}

본 발명은 자동차용 냉방장치의 냉각팬에 관한 것으로, 더욱 상세히는 응축기에 설치된 냉각팬의 속도조절을 증발기에 설치되어 있는 공기온도센서를 이용하여 조절할 수 있도록 구성함에 따라 차량의 제조비용을 절감시킬 수 있으며, 경차나 소형차 또한 간단히 적용시킬 수 있어 제품의 경쟁력을 더욱 향상시킬 수 있도록 한 자동차용 냉방장치의 냉각팬 조절방법에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 냉방장치 주요부품에는 압축기와 응축기와 리시버와 팽창밸브와 증발기로 구분할 수 있으며, 압축기(compressor)는 냉매가스를 압축하는 장치로서 이 압축기의 작용에 의해 냉매는 사이클내를 순환하게 되는 것이다.

그리고 응축기(condensor)는 압축기에서 공급된 기체 냉매의 열을 대기 중으로 방출시켜 액체 냉매로 만드는 일종의 방열기로서 내압 45㎏/㎠ 정도에 견딜 수 있어야 하며, 방출열이 많을수록 좋다.

또한 리시버(receiver)는 건조제를 봉입하여 냉매속의 수분을 흡수하는 역할을 하는 것으로서 응축기에서 공급된 냉매를 저장도 하며, 완전한 액체 냉매를 팽창 밸브로 보내는 역할을 한다.

그리고 팽창밸브(expansion valve)는 리시버에서 보내진 고압의 냉매를 증발기에 보내기 전에 증발하기 쉬운 상태의 저압으로 감압하는 작용과 냉매의 유량을 조절하는 역할을 하며, 팽창밸브의 열림 정도는 증발기에 설치되어 있는 감온부가 열을 감지하여 통로를 조절하게 된다.

또한 증발기(evaporator)는 액체의 냉매가 기체의 냉매를 변화되는 곳으로서 기화열에 의해 증발기가 저온이 되며, 저온이 된 증발기 주위를 공기가 통과하면서 낮은 온도로 열교환을 가져오게 되고 이후 낮은 온도의 공기를 차실내로 강제 압송시켜 차내를 쾌적한 온도로 유지시키게 된다.

즉, 저온, 저압의 냉매가스를 압축기로 압축시키면 고온,고압의 냉매가 되며, 이러한 고온,고압의 냉매는 배관을 따라 엔진룸 앞면에 설치된 응축기로 유입된 후 외부 공기에 의해 냉각되어 고온,고압의 냉매액으로 된 다음 리시버로 보내진다.

그리고 리시버의 냉매액은 배관을 따라 팽창밸브로 보내지며, 팽창밸브의 작은 구멍을 통과하면 압력과 온도가 모두 낮아져 저온,저압의 냉매액이 되고, 상기 저온,저압의 냉매액은 증발기의 관을 따라 이동하면서 주위로부터 열을 흡수하여 저온,저압의 냉매가스로 증발된다.

이때 차가운 증발기와 관 사이로 실내의 더운 공기를 송풍기로 불어주면 차가운 공기가 되고, 이 차가워진 공기를 차내로 공급하면서 차내의 냉방작용이 이루어지게 되는 것이며, 상기 증발기에서 증발된 저온,저압의 냉매가스는 다시 압축기로 유입되어 앞의 과정을 반복하게 되는 것이다.

한편, 이러한 냉방장치는 외기조건 및 주행조건에 따라 필요한 냉방 요구량이 달라짐에 따라 응축기의 방열 필요량 또한 달라지게 되며, 이러한 변동요인에 대응하기 위하여 종래에는 냉매의 압력을 압력센서가 감지한 후 응축기에 설치된 냉각팬을 회전시켜 방열성능을 조절하였다.

즉, 도 1 에 도시한 바와 같이 시동이 ON 상태(1)가 되고 그 후 에어컨이 작동(2)되면 에어컨 냉매의 압력을 압력센서가 감지한 후 엔진제어장치(ECU)로 전달되어 규정치와 비교(3)한 다음 냉매의 압력이 규정치 이하가 아닌 경우에는 엔진제어장치가 냉각팬을 고속으로 회전(4)시켜 응축기의 방열성능을 크게 하고, 냉매의 압력이 규정치 이하인 경우에는 엔진제어장치가 냉각팬을 저속으로 회전(5)시켜 응축기의 방열성능을 줄이면서 차량 에너지의 불피요한 소모를 줄이고 냉각팬에 의한 소음을 줄여주게 된다.

그러나 상기와 같은 압력센서가 설치되어 냉각팬의 속도를 조절하는 경우 압력센서의 가격이 고가인 관계로 차량의 제작비용이 상승하게 되면서 고급차량에만 적용되는 문제점이 있었다.

따라서 경차나 소형차의 경우 압력센서를 사용하지 못하여 에어컨이 작동되면 냉매의 압력에 관계없이 항시 냉각팬이 고속으로 회전됨에 따라 차량의 불필요한 에너지의 손실이 많고 소음이 심하여 차량의 정숙성이 떨어지게 되는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 고가의 부품인 압력센서를 사용하지 않고 냉방장치의 증발기에 설치되어 있는 공기온도센서를 이용하여 냉각팬의 회전속도를 조절할 수 있도록 함에 따라 차량의 제조에 따른 비용을 절감시킬 수 있는 것이며, 아울러 경차 및 소형차 또한 냉각팬의 회전속도를 조절할 수 있어 제품의 경쟁력을 향상시킬 수 있는 자동차용 냉방장치의 냉각팬 조절방법을 제공하는데 있다.

이와 같은 본 발명의 목적은 차량이 시동되는 제1단계와, 차량이 시동된 후 에어컨이 작동되는 제2단계와, 증발기를 통과하는 공기의 온도를 공기온도센서가 감지한 후 그 값을 엔진제어장치가 규정치와 비교하는 제3단계와, 상기 제3단계에 의한 공기의 온도가 규정치 이하가 아닌 경우 엔진제어장치에 의해 냉각팬이 고속으로 회전되는 제4단계와, 상기 제3단계에 의한 공기의 온도가 규정치 이하인 경우 엔진제어장치에 의해 냉각팬이 저속으로 회전되는 제5단계를 순차적으로 수행하므로 달성되는 것이다.

이러한 본 발명은 응축기의 냉각팬의 속도를 조절함에 있어서, 냉매의 압력을 측정하는 고가의 압력센서를 사용하지 않고 증발기에 설치되어 있는 공기온도센서를 이용하여 증발기를 통과하는 공기의 온도 변화에 따라 냉각팬의 회전속도를 조절할 수 있도록 함에 따라 차량 제조에 따른 비용을 절감시키고, 경차나 소형차에도 적용되어 제품의 경쟁력을 더욱 높일 수 있으므로 상기 목적을 달성할 수 있는 것이다.

이하, 본 발명의 특징을 효과적으로 달성할 수 있는 바람직한 실시 예로서 그 기술구성 및 작용효과를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

즉, 도 2 는 본 발명에 따른 냉방장치의 냉각팬 조절방법을 예시한 흐름도이고, 도 3 은 본 발명에 따른 냉방장치의 작동과정을 예시한 블럭도이다.

이에 예시한 바와 같이 본 발명은 자동차의 냉방장치에 설치되어 있는 응축기(30)의 발열량을 조절하기 위하여 냉각팬(31)의 회전속도를 고속 및 저속으로 조절할 수 있도록 한 것에 있어서,

차량이 시동되는 제1단계(71)와, 차량의 시동 후 에어컨이 작동되는 제2단계 (72)와, 증발기(10)를 통과하는 공기의 온도를 증발기에 설치된 공기온도센서(11)가 감지하고 그 감지한 값을 엔진제어장치(60)가 규정치와 비교하는 제3단계(73)와, 상기 제3단계(73)에 의한 공기의 온도가 규정치 이하가 아닌 경우 엔진제어장치(60)가 냉각팬(31)을 고속으로 회전시키는 제4단계(74)와, 상기 제3단계(73)에 의한 공기의 온도가 규정치 이하인 경우 엔진제어장치(60)가 냉각팬(31)을 저속으로 회전시키는 제5단계(75)를 순차적으로 수행토록 한 것을 특징으로 하는 것이다.

도면중 미설명 부호(20)은 압축기이고, (40)은 리시버이며, (50)은 팽창밸브이다.

이러한 본 발명은 에어컨의 응축기(30) 발열량을 변화시키기 위하여 냉각팬 (31)의 속도를 조절할 수 있도록 하므로서 불필요한 에너지의 소모를 줄이고 소음을 줄여줄 수 있도록 한 것으로 이때 상기 냉각팬(31)의 속도를 조절하기 위한 수단으로서 증발기(10)에 설치되어 있는 공기온도센서(11)를 이용함에 따라 증발기 (10)를 통과하는 공기의 온도를 측정한 후 이를 엔진제어장치(60)가 판단하여 냉각팬(31)의 속도를 고속 또는 저속으로 작동시킬 수 있도록 한 것이다.

즉, 도 2 는 본 발명에 따라 냉방장치의 냉각팬 조절방법을 예시한 흐름도로서, 차량이 시동되는 제1단계(71)를 거친 다음 에어컨이 작동되는 제2단계(72)를 거치고, 이후 증발기(10)를 통과하는 공기의 온도를 증발기(10)에 설치되어 있는 공기온도센서(11)가 감지한 후 엔진제어장치(60)가 상기 공기온도센서(11)에 의해 감지된 온도가 규정치 이하인지 또는 이하가 아닌지를 판단하는 제3단계(73)를 거치게 되는 것이다.

그리고 상기 제3단계(73)를 통해 공기온도센서(11)에 감지된 온도가 규정치 이하가 아닌 경우에는 엔진제어장치(60)에 의해 냉각팬(31)이 고속으로 작동하는 제4단계(74)와, 상기 제3단계(73)를 통해 공기온도센서(11)에 감지된 온도가 규정치 이하인 경우에는 엔진제어장치(60)에 의해 냉각팬(31)이 저속으로 작동하는 제5단계(75)를 순차적으로 행해지도록 한 것이다.

한편, 냉방장치는 도 3 에 예시한 바와 같이 압축기(20)와 응축기(30)와 리시버(40)와 팽창밸브(50)와 증발기(10)로 사이클을 이루며 작동하게 되며, 이때 응축기(30)에서 냉매가스가 방출하는 열량은 증발기(10)에서 흡수하는 열량과 압축기(20)에서 냉매를 압축하는데 필요한 일의 열당량과의 합이다.

따라서 증발기(10)에 설치되어 있는 공기온도센서(11)가 증발기(10)를 통과하는 공기의 온도를 감지한 후 그 값을 엔진제어장치(60)로 보내고 엔진제어장치 (60)는 상기 공기온도센서(11)가 감지한 값을 규정치 이하인지 아닌지를 판단한 다음 규정치 이하인 경우에는 응축기(30)에 설치된 냉각팬(31)을 저속으로 회전시키므로서 응축기(30)의 발열량을 조절하여 에너지의 소모를 줄이고 냉각팬(31) 회전에 의한 소음을 줄여 줄 수 있는 것이다.

그리고 공기온도센서(11)가 감지한 값이 규정치 이상이 될 경우에는 다시 냉각팬(31)을 고속으로 회전시키므로서 응축기(30)의 발열량을 조절하여 차내의 냉방효율을 향상시킬 수 있는 것이다.

이상에서 상술한 바와 같이 본 발명은 냉방장치의 효율성을 향상시키기 위하여 냉각팬의 속도조절로 응축기의 발열량을 조절함에 있어서, 냉매의 압력을 감지하는 고가의 압력센서를 사용하지 않고 차량의 증발기에 설치되어 있던 기존의 공기온도센서를 이용하여 냉각팬의 속도를 조절할 수 있도록 함에 따라 차량의 제조비용을 절감시킬 수 있으며, 저렴한 비용으로 인하여 경차나 소형차 또한 적용시킬 수 있어 제품의 경쟁력을 더욱 높일 수 있는 것이다.

도 1 은 본 종래 냉방장치의 냉각팬 조절방법을 도시한 흐름도.

도 2 는 본 발명에 따른 냉방장치의 냉각팬 조절방법을 예시한 흐름도.

도 3 은 본 발명에 따른 내방장치의 작동과정을 예시한 블럭도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 증발기 11 : 공기온도센서

30 : 응축기 31 : 냉각팬

60 : 엔진제어장치

Claims (1)

1. 자동차의 냉방장치에 설치되어 있는 응축기의 발열량을 조절하기 위한 냉각팬 조절방법에 있어서,

   차량이 시동되는 제1단계(71);

   에어컨이 작동되는 제2단계(72);

   증발기(10)를 통과하는 공기의 온도를 증발기(10) 일측에 설치되어 있는 공기온도센서(11)가 감지한 후 그 값을 엔진제어장치(60)가 규정치와 비교하는 제3단계(73);

   상기 제3단계(73)에 의해 공기의 온도가 규정치 이하가 아닌 경우 엔진제어장치(60)가 응축기(30)의 냉각팬(31)을 고속으로 회전시키는 제4단계(74);

   상기 제3단계(73)에 의해 공기의 온도가 규정치 이하인 경우 엔진제어장치 (60)가 응축기(30)의 냉각팬(31)을 저속으로 회전시키는 제5단계(75);

   를 순차적으로 수행토록 한 것을 특징으로 하는 자동차용 냉방장치의 냉각팬 조절방법.