KR20050105664A

KR20050105664A - 냉각수온에 의한 공기조화장치의 온도제어방법

Info

Publication number: KR20050105664A
Application number: KR1020040030885A
Authority: KR
Inventors: 오세원
Original assignee: 한라공조주식회사
Priority date: 2004-05-03
Filing date: 2004-05-03
Publication date: 2005-11-08

Abstract

본 발명은 냉각수온에 의한 공기조화장치의 온도제어방법에 관한 것으로서, 기준냉각수온에 대하여 측정냉각수온의 차를 보정하여 온도조절도어의 개도를 조절함으로써 자동차 실내에 대한 조화공기의 토출온도를 일정하게 조절하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 냉각수온에 의한 공기조화장치의 온도제어방법은, 온도센서에 의하여 히터코어(Heater Core)의 냉각수온을 제어유니트가 입력받아 기준냉각수온과 비교하고 그 차에 대하여 온도조절도어의 개도 보정치를 연산하는 단계와; 상기 보정치에 따라 온도조절도어의 구동전압을 제어함으로써 히터코어측에 대한 온도조절도어의 개도를 조절하는 단계를 포함하여 이루어진다. 예컨대, 기준냉각수온에 대한 히터코어의 냉각수온의 차 ±1℃에 대하여 보정치는 의 비율로 연산되고, 히터코어측 유로에 대한 온도조절도어의 개도는

Description

냉각수온에 의한 공기조화장치의 온도제어방법{METHOD FOR CONTROLLING AIR TEMPERATURE OF AIR CONDITIONER BY TEMPERATURE OF COOLANT}

본 발명은 냉각수온에 의한 공기조화장치의 온도제어방법에 관한 것으로서, 특히 기준냉각수온에 대하여 측정냉각수온의 차를 보정하여 온도조절도어의 개도를 조절함으로써 공기조화장치의 성능을 높일 수 있는 냉각수온에 의한 공기조화장치의 온도제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 자동차용 공기조화장치는 도 3에 도시된 바와 같이, 냉방장치와, 난방장치를 포함하여 이루어진다. 냉방장치는, 증발기(40), 압축기(42), 응축기(44), 리시버 드라이어(46) 및 팽창밸브(48)를 포함하여 구성되고, 난방장치는 엔진(60)으로부터 냉각수를 열교환하는 히터코어(Heater Core, 50)를 포함하고 있다.

이러한 공기조화장치에서 자동공조모드를 선택하게 되면, 제어유니트(10)가 각종 센서(Sensor)로부터 감지되어 입력되는 각종 실내외정보를 연산하여, 송풍기(30)의 내/외기 전환도어(32), 송풍기 모터(34), 온도조절도어(52) 및 공조케이스(70)의 각 벤트들(72, 74, 76)의 도어들(72d, 74d, 76d)의 구동전압을 출력제어함으로써, 내/외기 유입, 풍량, 온도 및 풍향에 대한 공조모드를 자동적으로 제어하게 된다.

상기 제어유니트(10)에는, 예컨대, 차내온도센서(12), 차외온도센서(14), 일사량센서(16), 습도센서(18), 증발기 온도센서(20), 유해가스감지센서(22), 냉각수온센서(24) 등에 의하여 감지되는 각종 아날로그 신호가 A/D변환기에 의하여 디지털신호로 변환되어 입력되는 한편, 온도조절도어(52) 등의 각종 도어류, 송풍기 모터(34) 등의 액츄에이터의 구동전압도 입력된다.

제어유니트(10)는, 상기 입력신호들에 따라 풍량조절전압, 내/외기 위치전압, 온도조절위치전압 및 풍향위치전압을 피드백(Feedback) 출력제어하여, 송풍기 모터(34), 내/외기 전환도어(32), 온도조절도어(52) 및 벤트들(72. 74, 76)의 도어들(72d, 74d, 76d)이 적절하게 동작하도록 이들의 구동부에 출력되는 전압을 제어함으로써, 자동차 실내/외 환경에 따라 공조모드가 자동적으로 수행된다.

한편, 히터코어(50)의 전방에 설치되는 온도조절도어(52)는, 증발기(40)를 거친 공기가 공조케이스(70)의 믹싱챔버로 통하는 유로와 히터코어(50)측 유로의 개도를 제어하는 기능을 하며, 이 온도조절도어(52)의 히터코어(50)측 개도에 따라, 믹싱챔버로부터 디프로스트벤트(72), 페이스벤트(74) 및 푸트벤트(76)를 통하여 자동차 실내로 토출되는 공기의 온도가 조절된다.

그러나, 이러한 온도제어방법에 있어서는, 엔진의 발열량 차이 및 냉방장치의 차이로 인하여, 히터코어(50)로 유입되는 냉각수의 수온이 기준온도 대비 일정 수준 이상 높거나 낮아질 경우, 증발기(40)와 히터코어(50)를 통과하여 혼합된 공기의 온도가 변동되고, 이로 인해 벤트들을 통한 토출온도가 변동됨으로써, 자동차 실내온도가 쾌적하게 유지되지 못하고, 주기적으로 일정 수준 이상, 이하로 낮게 또는 높게 유지되어 승객에게 불만을 야기시키는 문제점이 있다.

이러한 점을 고려하여, 종래 일본 공개특허 2000-318425에 개시된 바와 같이, 온도센서로 감지되는 히터코어의 감지온도에 대하여 쾌적한계온도 이하가 되었을 때, 송풍기 모터를 구동하는 지령치를 제어함으로써 송풍량을 조절하는 기술이 제안되었다. 그러나, 이 선행기술에 있어서는 온도조절도어의 개도에 관계없이 단순히 송풍기의 풍량을 제어하기 때문에, 탑승자가 송풍량에 따른 체감온도만을 느낄 수 있을 뿐, 자동차 외부온도에 따른 실질적인 온도제어가 이루어지지 않는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 문제점을 고려하여 이루어진 것으로서, 기준냉각수온에 대하여 측정냉각수온의 차를 보정하여 온도조절도어의 개도를 조절함으로써, 자동차 실내에 대한 조화공기의 토출온도를 일정하게 조절할 수 있는 냉각수온에 의한 공기조화장치의 온도제어방법의 제공을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 냉각수온에 의한 공기조화장치의 온도제어방법은, 온도센서에 의하여 히터코어의 냉각수온을 제어유니트가 입력받아 기준냉각수온과 비교하고 그 차에 대하여 온도조절도어의 개도 보정치를 연산하는 단계와; 상기 보정치에 따라 온도조절도어의 구동전압을 제어함으로써 히터코어측에 대한 온도조절도어의 개도를 조절하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 상기 기준냉각수온에 대한 히터코어의 냉각수온의 차 ±1℃에 대하여 보정치는 의 비율로 연산되고, 히터코어측 유로에 대한 온도조절도어의 개도는 의 비율로 제어된다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

도 1에는 본 발명에 따른 냉각수온에 의한 공기조화장치의 온도제어방법이 적용된 자동차용 공기조화장치가 도시되어 있다.

이 공기조화장치는, 자동차 내/외부의 각종 센서들(102, 104, 106, 108, 110, 112, 114)로부터 각종 내/외기 정보가 제어유니트(100)에 입력되어 처리됨으로써, 공기조화장치의 공조모드를 자동적으로 수행하도록 되어 있다. 공조모드는 자동차 실내의 인스트루먼트패널에 설치되는 조작부의 각종 버튼을 조작함으로써도 수행된다.

상기 공기조화장치는, 출구에 각각 도어(212d, 214d, 216d)에 의하여 개도가 조절되는 디프로스트 벤트(212), 페이스 벤트(214) 및 푸트 벤트(216)가 설치된 공조케이스(200)와; 상기 공조케이스(200)의 입구(220)에 연결되고 상부에 전환도어(240)에 의하여 개도가 조절되는 내기흡입구(242) 및 외기흡입구(244)가 설치되며 송풍기 모터(246)에 의해 회전하는 송풍팬(248)에 의하여 내기 또는 외기를 공조케이스(200)의 내부로 송풍하는 송풍기(230)와; 상기 공조케이스(200)의 내부유로중 상류측에 설치되는 증발기(260)와; 그리고, 상기 공조케이스(200)의 내부유로중 하류측에 설치되고 전방에 설치되는 온도조절도어(272)에 의하여 송풍개도가 조절되는 히터코어(270)를 구비한다.

상기 증발기(260)는 압축기(262)와 관로로 연결되고, 압축기(262)는 응축기(264)와 연결되고, 응축기(264)는 리시버 드라이어(266)와 연결되며, 리시버 드라이어(266)는 증발기(260)와 연결되는 팽창밸브(268)와 연결됨으로써 냉방사이클이 구성된다. 또한, 히터코어(270)는 엔진(280)과 연결됨으로써 난방사이클이 구성된다.

따라서, 냉방모드시에는, 송풍기(230)에 의하여 송풍되는 내기 또는 외기가 증발기(260)를 거치면서 증발기(260) 내부를 유동하는 냉매와 열교환되어 냉기로 바뀐 채, 개방된 벤트들을 통하여 자동차 실내로 토출됨으로써, 자동차 실내의 냉방이 수행된다. 송풍공기가 증발기(260) 및 히터코어(270)를 거치면서 히터코어(270) 내부를 유동하는 냉각수와 열교환되어 온기로 바뀐 채, 개방된 벤트들을 통하여 자동차 실내로 토출됨으로써, 자동차 실내의 난방이 수행될 수 있다.

제어유니트(100)는, 바로 전환도어(240), 송풍기 모터(246), 온도조절도어(272) 및 각 벤트(212, 214, 216)의 도어(212d, 214d, 216d)를 구동하는 출력전압을 제어함으로써, 내/외기유입, 풍량, 온도 및 풍향에 대한 공조모드패턴을 제어하는 한편, 압축기(262)의 전자클러치의 구동을 단속적으로 제어함으로써, 압축기(262)를 단속적으로 구동제어하게 된다.

한편, 여기서는 미도시되었으나, 인스트루먼트 패널에 설치되는 조작부에는 에어컨작동버튼, 풍향선택버튼, 외기온도표시버튼, 자동온도조절버튼, 자동온도조절정지버튼, 풍량조절버튼, 앞유리창성에제거버튼, 뒷유리창열선버튼, 온도설정버튼, 내/외기선택버튼, 유해가스자동차단버튼 및 디스플레이 패널이 설치된다. 에어컨작동버튼은 온조작시 에어컨이 가동되며 오프조작시 에어컨 가동이 정지되도록 하는 기능을 한다. 풍향선택버튼은 자동차 유리창쪽으로 공기가 토출되는 디프로스트 모드, 자동차 플로어 쪽으로 공기가 토출되는 푸트 모드, 자동차 실내의 상반부 쪽으로 공기가 토출되는 벤트 모드 등의 각종 냉난방모드를 선택함으로써, 선택되는 냉난방모드에 대응하여 각 벤트들(212, 214, 216)의 개도가 조절되도록 하는 기능을 한다. 외기온도표시버튼은 디스플레이 패널에 외기의 온도가 디스플레이되도록 하는 기능을 한다. 자동온도조절버튼은 제어유니트(100)에 의하여 자동적으로 공조모드가 수행되도록 하는 기능을 한다. 자동온도조절정지버튼은 공조모드의 자동제어를 정지시키는 기능을 한다. 풍량조절버튼은 송풍기 모터(246)의 회전수를 조절하여 송풍량을 조절하는 기능을 한다. 앞유리창성에제거버튼은 디프로스트 벤트(212)를 개방하도록 디프로스트 도어(212d)를 동작시켜 실내토출공기에 의하여 앞유리창에 낀 성에를 제거하는 기능을 한다. 뒷유리창열선버튼은 뒷유리창에 설치된 열선을 발열시켜 뒷유리창에 낀 성애를 제거하는 기능을 한다. 온도설정버튼은 히터코어(270)쪽 유로의 개도를 조절하도록 온도조절도어(272)를 동작시켜 실내토출공기의 온도를 조절하는 기능을 한다. 내/외기선택버튼은 내기흡입구(242) 또는 외기흡입구(244)가 개방되도록 전환도어(240)를 동작시켜 내기순환모드 또는 외기모드로 공기를 송풍하도록 하는 기능을 한다. 유해가스자동차단버튼은 외부의 유해공기가 실내로 유입되는 것이 자동차 전면부에 설치된 유해가스감지센서를 통해 인식되면 자동으로 내기순환모드가 이루어지도록 전환도어(240)를 동작시키는 기능을 한다. 디스플레이 패널은 현재의 공조모드패턴 상태를 표시하는 기능을 한다.

본 발명에서는, 자동차 주행환경 및 외기온도에 따라 냉각수온이 변화한다는 점을 고려하여, 히터코어(270)의 하류측에 설치되는 온도센서(274)에 의한 히터코어(270)의 냉각수온에 따라 히터코어(270)측의 유로에 대한 온도조절도어(272)의 개도를 조절함으로써, 자동차 실내로 토출되는 조화공기의 온도를 조절하도록 되어 있다.

즉, 기준냉각수온에 대하여 온도센서(274)에 의하여 감지되는 현재의 냉각수온의 차를 보정하여 히터코어(270)측의 유로에 대한 온도조절도어(272)의 개도를 조절함으로써 자동차 실내에 대한 조화공기의 토출온도를 조절하는 것이다.

즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 자동차의 시동을 걸면(S100), 공기조화장치가 초기화된다(S110). 이 초기화 상태에서 센서류들(102∼114)에 의한 감지값이 제어유니트(100)에 입력된다(S120). 이 입력치에 대하여 제어유니트(100)는, 출력치(출력전압)를 연산하여, 공기조화장치의 각 구동부, 즉 온도조절도어(272), 송풍기 모터(246), 각 벤트들(212, 214, 216)의 도어(212d, 214d, 216d) 및 전환도어(240)를 구동하는 구동부에 온도조절위치전압, 풍량조절전압, 풍향위치전압 및 내/외기 위치전압 등의 전압이 출력되는 것을 자동제어함으로써, 당해 입력치에 대응하는 공조모드를 구동부가 목표값에 도달할 때까지 자동적으로 피드백 제어하게 된다. 즉, 자동차 내/외부 조건에 따라 자동적으로 공조모드가 수행되며, 구동부가 목표값에 도달하면 당해 자동공조모드가 유지된다.

한편, 본 발명에서는 히터코어(270)의 냉각수온이 온도센서(274)에 의하여 감지되어 제어유니트(100)에 입력되며(S130), 이 현재 냉각수온을 기준냉각수온과 비교하여 그 차에 대하여 보정치를 연산하여(S140), 온도조절도어(272)에 대한 구동출력전압을 피드백제어함으로써(S150), 히터코어(270)측 유로에 대한 온도조절도어(272)의 개도가 조절된다(S160). 따라서, 이 온도조절도어(272)의 개도에 따라 벤트들(212, 214, 216)을 통하여 자동차 실내로 토출되는 조화공기의 온도가 조절되는 것이다.

본 발명에서는, 예컨대 기준냉각수온 90℃에 대하여 온도조절도어의 개도가 50%이고 보정치가 1이라 할 때, 상기 기준냉각수온에 대한 히터코어(270)의 냉각수온의 차 ±1℃에 대하여 보정치는 의 비율로 연산되고, 히터코어(270)측 유로에 대한 온도조절도어(272)의 개도는 의 비율로 제어될 수 있다. 이를 구체적으로 나타내면 다음의 표 1과 같다.

냉각수온(℃)	80	85	90	95	100	105	110
보정치	1.1	1.05	1.0	0.95	0.9	0.85	0.8
도어개도(%)	55	52.5	50	47.5	45	42.5	40

상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 냉각수온에 의한 공기조화장치의 온도제어방법에 의하면, 온도조절도어(272)의 개도 보정량을 냉각수온 변동 추이를 반영하여 조절하여 실내온도자동제어를 지속하므로, 일정한 조화공기의 토출온도 유지가 가능하다. 따라서, 균일하게 실내온도가 유지되어 쾌적한 실내환경이 계절별, 주행환경에 무관하게 승객에게 제공될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 온도제어방법을 수행하기 위한 자동차용 공기조화장치를 나타내는 구성도이다.

도 2는 본 발명에 따른 온도제어방법을 나타내는 흐름도이다.

도 3은 일반적인 자동차용 공기조화장치를 나타내는 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 제어유니트, 270 : 히터코어(Heater Core),

272 : 온도조절도어

Claims

차량용 공기조화장치의 온도제어방법에 있어서,

온도센서에 의하여 히터코어(Heater Core)의 냉각수온을 제어유니트가 입력받아 기준냉각수온과 비교하고 그 차에 대하여 온도조절도어의 개도 보정치를 연산하는 단계와;

상기 보정치에 따라 온도조절도어의 구동전압을 제어함으로써 히터코어측에 대한 온도조절도어의 개도를 조절하는 단계;

를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 냉각수온에 의한 공기조화장치의 온도제어방법.
제 1 항에 있어서,

상기 기준냉각수온에 대한 히터코어의 냉각수온의 차 ±1℃에 대하여 보정치는 의 비율로 연산되고, 히터코어측 유로에 대한 온도조절도어의 개도는 의 비율로 제어됨을 특징으로 하는 냉각수온에 의한 공기조화장치의 온도제어방법.