KR20090108207A - 차량용 공조 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량용 공조 시스템의 냉동 사이클을 제어하는 기술에 관한 것이다.
본 발명의 차량용 공조 시스템은, 냉동 사이클, 제1 증발기 온도 센서, 제2 증발기 온도 센서 및 제어부를 포함한다. 냉동 사이클은 증발기, 압축기, 응축기 및 팽창 밸브가 냉매관에 연결되어 구성되는 냉동 사이클을 포함하며, 압축기는 클러치를 통해 전달되는 차량 엔진의 구동력에 의해 냉매를 상기 냉동 사이클을 통해 순환시킨다. 제1 증발기 온도 센서는 증발기의 저온측 영역에 설치되어 상기 증발기로부터 제1 증발기 온도를 검출한다. 제2 증발기 온도 센서는 증발기의 고온측 영역에 설치되어 증발기로부터 제2 증발기 온도를 검출한다. 제어부는 연비 절감 모드가 선택되면, 제2 증발기 온도와 기 설정된 제2 설정 온도의 비교 결과에 따라 클러치를 단속한다.
증발기, 온도 센서, 결빙 현상, 연비 절감

Description

차량용 공조 시스템{CAR AIR CONDITIONING SYSTEM}
본 발명은 차량용 공조 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량용 공조 시스템의 냉동 사이클을 제어하는 기술에 관한 것이다.
차량용 공조 시스템은 차량 실내 공기의 온도와 습도 등을 조절하여 차량 실내를 쾌적한 상태로 유지시켜 주는 장치로서, 차량 실내를 시원하게 하는 냉동 사이클과 차량 실내를 따뜻하게 하는 난방 사이클을 포함한다.
냉동 사이클은 차량 엔진의 회전력에 의해 냉매를 강제적으로 순환시켜 압축-응축-팽창-증발 과정을 통해 순환되는 냉매의 잠열을 이용하여 차량 실내를 냉방 시키는 사이클이다. 난방 사이클은 차량 엔진의 냉각수를 히터 코일로 유입하여 송풍되는 공기와 열교환 시킴으로써 차량 실내를 난방시키는 사이클이다.
도 1은 차량용 공조 시스템의 일반적인 냉동 사이클을 도시한 도면이다. 도 1을 참조하면, 차량용 공조 시스템의 일반적인 냉동 사이클은 증발기(Evaporator)(40), 압축기(Compressor)(10), 응축기(Condenser)(20) 및 팽창 밸 브(Expansion Valve)(30)가 냉매관(50)에 의해 순차적으로 연결되어 구성된다. 차량 엔진의 구동력은 클러치를 통하여 압축기(10)를 구동시켜 냉매를 순환시킨다.
압축기(10)는 증발기(40)에 의해 증발된 기체 상태의 냉매를 고온 고압의 기체 상태로 압축하여 응축기(20)로 보낸다. 응축기(20)는 고온 고압의 기체 상태 냉매를 고압의 액체 상태로 강제로 응축 냉각시켜 팽창 밸브(30)로 보낸다. 팽창 밸브(30)는 고압의 액체 상태 냉매를 저온 저압의 습포화 기체 상태로 팽창시켜 증발기(40)로 보낸다. 증발기(40)는 저온 저압의 습포화 기체 상태 냉매를 기화시켜 증발기(40) 주변의 공기의 열을 흡수하여 공기를 냉각시킨다. 차량 실내의 냉방은 상기의 냉동 사이클을 통해 냉각된 공기가 차량 실내로 유입되면서 이루어진다.
그런데 냉동 사이클을 통하여 차량 실내를 냉방하는 경우 냉동 사이클이 지속 되게 되면, 냉매의 과 냉각 등에 의해 증발기의 표면 온도가 점차로 내려가게 되어 증발기로 송풍되는 공기 중에 포함된 수분이 증발기 표면에 얼어붙는 결빙(Icing) 현상이 발생한다.
이러한 결빙 현상은 증발기로 송풍되는 공기와 증발기 간의 열교환을 방해하기 때문에 냉방 효율을 저하시키는 원인이 된다. 그러므로, 냉동 사이클을 통하여 차량 실내를 냉방하는 경우 결빙 현상을 방지하는 기술이 요구된다.
종래 차량용 공조 시스템에서 결빙 현상을 방지하는 일반적인 기술로는, 증발기 온도 센서를 증발기의 표면 또는 증발기로부터 이격된 위치에 설치하고, 증발기 온도 센서로부터 검출되는 증발기 온도를 근거로 압축기 등을 제어함으로써 결빙을 방지하는 기술이 널리 사용되고 있다. 이때 증발기 온도 센서는 증발기로부 터 가장 낮은 온도를 검출할 수 있는 위치에 설치된다.
예를 들면, 차량용 공조 시스템의 제어부는 검출된 증발기 온도를 미리 저장된 온 설정 온도 및 오프 설정 온도와 비교하여, 검출된 증발기 온도가 온 설정 온도보다 커지면 압축기의 클러치를 차량 엔진에 연결시켜 냉동 사이클을 작동시키고, 검출된 증발기 온도가 오프 설정 온도보다 낮아지면 압축기의 클러치를 차량 엔진으로부터 분리시켜 냉동 사이클의 작동을 중지시킨다.
증발기 온도는 차량의 주행 조건 또는 차량의 외부 환경 등에 따라서 증가하거나 감소하기 때문에, 상기의 냉동 사이클은 온 동작 및 오프 동작을 반복을 통하여 차량 실내를 냉방하면서 증발기의 결빙 현상을 방지하게 된다.
그런데, 종래 차량용 공조 시스템은, 증발기로부터 가장 낮은 온도를 검출하는 증발기 온도 센서를 이용하므로 효과적으로 증발기의 결빙 현상을 방지할 수 있는 반면, 차량의 연비 측면에서는 불리하다.
예를 들면, 오프 설정 온도가 낮을수록 냉동 사이클을 작동시키는 온 타임이 길어지므로 열 부하가 커지고, 결빙(Icing) 방지를 위한 빈번한 냉동 사이클의 온/오프 동작에 의해 압축기 기동 토크가 커지므로 차량의 연비 측면에서 불리한 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 제1 증발 기 온도 및 제1 증발기 온도보다 높은 제2 증발기 온도를 각각 검출하는 제1 및 제2 증발기 온도 센서를 통하여 냉동 사이클의 동작 타이밍을 조절하는 냉동 사이클 제어 기술을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차량용 공조 시스템은, 증발기, 압축기, 응축기 및 팽창 밸브가 냉매관에 연결되어 구성되는 냉동 사이클을 포함하며, 상기 압축기는 클러치를 통해 전달되는 차량 엔진의 구동력에 의해 냉매를 상기 냉동 사이클을 통해 순환시키는 차량용 공조 시스템으로서, 상기 증발기의 저온측 영역에 설치되어 상기 증발기로부터 제1 증발기 온도를 검출하는 제1 증발기 온도 센서; 상기 증발기의 고온측 영역에 설치되어 상기 증발기로부터 제2 증발기 온도를 검출하는 제2 증발기 온도 센서; 및 연비 절감 모드가 선택되면, 상기 제2 증발기 온도와 기 설정된 제2 설정 온도의 비교 결과에 따라 상기 클러치를 단속하는 제어부;를 포함한다.
여기서, 상기 제어부는, 상기 제1 증발기 온도와 기 설정된 제1 설정 온도의 비교 결과에 따라 상기 제1 증발기 온도에 근거하여 상기 냉동 사이클을 제어하는 것이 바람직하다.
본 발명의 차량용 공조 시스템은 상기 제1 설정 온도와 제2 설정 온도가 저장되는 메모리를 더 포함한다.
또한 상기 제1 설정 온도는 상기 냉동 사이클을 온 시키는 제1 온 설정 온도 와 상기 냉동 사이클을 오프시키는 제1 오프 설정 온도를 포함하고, 상기 제2 설정 온도는 상기 냉동 사이클을 온 시키는 제2 온 설정 온도와 상기 냉동 사이클을 오프시키는 제2 오프 설정 온도를 포함한다.
또한 상기 제1 온 설정 온도와 상기 제1 오프 설정 온도는 각각 상기 제2 온 설정 온도와 상기 제2 오프 설정 온도보다 낮은 것이 바람직하다.
또한 상기 제1 온 설정 온도와 상기 제1 오프 설정 온도의 차이는 상기 제2 온 설정 온도와 상기 제2 오프 설정 온도의 차이보다 작은 것이 좋다.
본 발명의 차량용 공조 시스템은, 사용자 선택에 따라 강한 냉방 성능을 넣고자 할 경우 제1 및 제2 증발기 온도 센서를 통하여 제1 및 제2 증발기 온도를 검출하고, 제1 증발기 온도에 근거하여 결빙 현상을 방지할 수 있게 하며, 그 외의 경우(연비 절감을 원할 경우) 제2 증발기 온도에 근거하여 연비를 절감하도록 냉동 사이클을 제어할 수 있는 효과를 제공한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 차량용 공조 시스템의 구성을 나타내는 구성도이다. 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시 예에 따른 차량용 공조 시스템은 공조 장치(100), 제어부(200) 및 제어 패널(300)을 포함한다.
상기 공조 장치(100)는 제어부(200)의 제어에 따라 차량의 실내 또는 실외 공기를 가열 또는 냉각시켜 벤트 모드(Vent Mode), 플로어 모드(Floor Mode), 바이레벨 모드(Bi Level Mode) 또는 디프로스트 모드(Defrost Mode)로 토출시킨다.
구체적으로 공조 장치(100)의 공조 케이스(102)에는 외기 유입구(106), 내기 유입구(104) 및 다수의 토출구(107, 108, 109)가 형성되어 있다. 공조 케이스(102)의 외기 유입구(106)와 내기 유입구(104) 분기점에는 액츄에이터에 의해 구동되는 내외기 도어(120)가 설치되어 외부 공기 또는 내부 공기를 유입하거나 외부 공기와 내부 공기를 혼합시켜 공조 장치(100)로 유입한다.
송풍기(114)는 공조 케이스(102)의 외내기 유입구(106,104) 측에 설치되며, 송풍기(114) 인근에 증발기(150)와 히터 코어(160)가 설치된다. 송풍기(114)는 외기 또는 내기 유입구(106,104)로부터 흡입한 공기를 증발기(150)와 히터 코어(160) 쪽으로 보낸다.
증발기(150)는 냉동용 열교환기로서, 클러치(151)을 통해 차량 엔진(162)의 구동력을 제공받아 구동하는 압축기(Compressor)(152), 응축기(Condenser)(154), 리시버 드라이어(Receiver Drier)(156), 팽창 밸브(Expansion Valve)(158) 등과 결합하여 냉동 사이클을 구성하며 제어부(200)의 제어에 의해 송풍기(114)에 의해 송풍된 공기를 냉각한다. 증발기(150)의 표면 또는 증발기(150)의 인근에는 증발기의 온도는 감지하는 제1 증발기 온도 센서(400) 및 제 2 증발기 온도 센서(410)가 설치된다. 제1 증발기 온도 센서(400)는 증발기(150)의 저온측 영역에 설치되고 제2 증발기 온도 센서(410)는 증발기(150)의 고온측 영역에 설치되는 것이 바람직하다.
제1 및 제2 증발기 온도 센서(400, 410)가 설치된 증발기(150)의 저온측 영역 및 고온측 영역의 선정은 증발기의 임의의 표면 또는 증발기의 임의의 인근에 다수의 시험용 증발기 온도 센서를 설치하고 설치된 다수의 시험용 증발기 온도 센서로부터 검출된 증발기 온도를 비교하여 가장 낮은 온도가 검출되는 지점을 제1 증발기 온도 센서가 설치되는 저온측 영역으로 선정하고 상대적으로 높은 온도가 검출되는 지점을 제2 증발기 온도 센서가 설치되는 고온측 영역으로 선정할 수 있다.
제1 및 제2 증발기 온도 센서(400, 410)는 증발기(150)의 온도에 따라 변하는 저항값을 제1 및 제2 증발기 온도로 각각 제어부(200)로 제공한다.
제1 및 제2 증발기 온도 센서(400, 410)는 망간, 니켈, 구리, 코발트, 크롬, 철 등의 산화물을 조합하여 혼합 소결된 반도체 소자로서, 온도가 상승하면 저항값이 감소하는 부저항 서미스터(Negative Temperature Coefficient Thermistor)인 것이 바람직하다. 제1 및 제 2 증발기 온도 센서(400, 410)는 코어 삽입식 센서 또는 공기 온도 감지식 센서일 수 있다.
히터 코어(160)는 난방용 열교환기로서 차량 엔진(162)의 냉각수를 열원으로 하여 공기를 가열한다.
공조 케이스(102)의 히터 코어(160) 상측에는 액츄에이터에 의해 구동되는 온도 조절 도어(Temperature Control Door)(122)가 설치된다. 온도 조절 도어(122)는 히터 코어(160)를 통과하는 공기와 히터 코어(160)를 통과하지 않는 공기의 비율을 조정하여 차량 실내의 공기 온도를 조절한다.
공조 케이스(102)의 다수의 토출구(107, 108, 109)에는 액츄에이터에 의해 각각 구동되는 디프로스트 도어(124), 벤트 도어(126) 및 플로어 도어(128)가 설치된다. 디프로스트 도어(124), 벤트 도어(126) 및 플로어 도어(128)는 다수의 토출구(107, 108, 109)를 각각 개폐하며 이에 의해 여러 가지 공기 토출 모드가 생성된다.
상기 제어부(200)는 중앙 처리 장치(204), 구동 회로(202) 및 메모리(206)를 포함하며, 제어 패널(300)을 통해 탑승자에 의해 입력되는 조작 정보에 따라 공조 장치(100)를 제어한다. 여기서 조작 정보는 연비 절감 모드 수행 명령을 포함한다.
구체적으로, 중앙 처리 장치(204)는 제어 패널(300)에 설치된 조작 스위치 또는 조작 버튼(310 내지 360)을 통해 입력되는 신호에 응답하여 구동 회로(202)를 통하여 액츄에이터 및 송풍기(114) 팬을 구동시킨다. 메모리(206)는 제어 패널(300)에 설치된 연비 절감 설정 스위치(370)를 통해 설정되는 제1 설정 온도와 제2 설정 온도를 저장한다. 제1 설정 온도는 결빙 현상을 방지하기 위하여 제1 증발기 온도와 비교되는 기준 온도이고, 제2 설정 온도는 연비 절감을 위하여 제2 증발기 온도와 비교되는 기준 온도이다.
또한 중앙 처리 장치(204)는 제1 및 제2 증발기 온도 센서(400, 410)로부터 각각 제공되는 저항값을 제1 증발기 온도와 제2 증발기 온도로 변환하고, 제어 패널(300)에 설치된 연비 절감 모드 스위치(380)로부터 연비 절감 모드 수행 명령이 입력되면, 제2 증발기 온도에 따라 냉동 사이클을 제어한다. 중앙 처리 장치(204)는 제2 증발기 온도에 따라 냉동 사이클을 제어하는 도중 제1 증발기 온도가 제1 오프 설정 온도보다 작아지면, 제1 증발기 온도에 따라 냉동 사이클을 제어한다. 중앙 처리 장치(204)는 제어 패널(300)에 설치된 연비 절감 모드 스위치(380)로부터 연비 절감 모드 수행 명령이 입력되지 않으면, 제1 증발기 온도에 따라 냉동 사이클을 제어한다.
상기 제어 패널(300)은 탑승자가 희망하는 상태로 공조 장치(100)를 제어할 수 있도록 하는 조작 스위치 또는 조작 버튼(310 내지 360), 연비 절감 설정 스위치(370) 및 연비 절감 모드 스위치(380)를 구비하며, 탑승자가 희망하는 조작 정보 또는 설정 정보를 입력받아 제어부(200)로 제공한다. 조작 스위치 또는 조작 버튼(310 내지 360)은 온도 조절 스위치(310), 송풍량 조절 스위치(320), 내외기 선택 스위치(340), 모드 선택 스위치(350), 디프로스트 동작 스위치(360), 에어컨 동작 스위치(320)를 포함한다. 연비 절감 설정 스위치(370)는 제1 및 제2 설정 온도를 입력받는다. 연비 절감 모드 스위치(380)는 연비 절감 모드 수행 명령을 위해 사용될 수 있다.
다음으로 본 발명의 일실시 예에 따라 차량용 공조 시스템의 냉동 사이클을 제어하는 방법에 대하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 차랑용 공조 시스템의 냉동 사이클 제어 방법을 설명하기 위한 절차 흐름도이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시 예에 따른 차량용 공조 시스템의 냉동 사이클 제어 방법은 설정 온도 저장 단계(S200), 증발기 온도 검출 단계(S210), 연비 절감 모드 판별 단계(S220) 및 증발기 온도에 따른 냉동 사이클 제어 단계를 포함한다.
상기 설정 온도 저장 단계(S200)는 제어부(200)의 메모리(206)에 제1 설정 온도(TH1, TL1)와 제2 설정 온도(TH2, TL2)를 저장한다. 제1 및 제2 설정 온도(TH1, TL1; TH2, TH2)는 탑승자에 의하여 제어 패널(300)의 연비 절감 설정 스위치(370)를 통하여 입력될 수 있고, 차량 제조 과정 등에서 다른 입력 수단(도시되지 않음)을 통하여 메모리(206)에 직접 입력될 수도 있다.
제1 설정 온도(TH1, TL1)는 냉동 사이클을 온 시키는 제1 온 설정 온도(TH1)와 냉동 사이클을 오프 시키는 제1 오프 설정 온도(TL1)를 포함하고, 제2 설정 온도(TH2, TL2)는 냉동 사이클을 온 시키는 제2 온 설정 온도(TH2)와 냉동 사이클을 오프 시키는 제2 오프 설정 온도(TL2)를 포함한다.
이때 제1 온 설정 온도(TH1)와 제1 오프 설정 온도(TL1)는 각각 제2 온 설정 온도(TH2)와 제2 오프 설정 온도(TL2)보다 작도록 설정되어 저장되는 것이 바람직하다. 또한 제1 온 설정 온도(TH1)와 제1 오프 설정 온도(TL1)의 차이는 제2 온 설정 온도(TH2)와 제2 오프 설정 온도(TL2)의 차이보다 작도록 설정되어 저장되는 것이 바람직하다.
상기 증발기 온도 검출 단계(S210)는 제1 및 제2 증발기 온도 센서(400, 410)로부터 각각 제공되는 저항값을 이용하여 제1 및 제2 증발기 온도를 검출한다.
상기 연비 절감 모드 판별 단계(S220)는 연비 절감 모드가 수행되고 있는지 여부를 판별한다. 제어부(200)는 제어 패널(300)을 통해 연비 절감 모드 수행 명령이 탑승자에 의해 입력되었는지 여부를 통하여 연비 절감 모드 수행 여부를 판별할 수 있다.
상기 증발기 온도에 따른 냉동 사이클 제어 단계는 상기 연비 절감 모드 판별 단계(S220)의 결과에 따라 수행되는 제1 증발기 온도에 따른 냉동 사이클 제어 단계(S250)와 제2 증발기 온도에 따른 냉동 사이클 제어 단계(S230)를 포함한다.
여기서, 제1 증발기 온도에 따른 냉동 사이클 제어 단계(S250)는 증발기에 발생하는 결빙을 방지하기 위한 냉동 사이클 제어 방법이고, 제2 증발기 온도에 따른 냉동 사이클 제어 단계(S230)는 연비 절감을 위한 냉동 사이클 제어 방법이다.
<제1 증발기 온도에 따른 냉동 사이클 제어 방법>
제1 증발기 온도에 따른 냉동 사이클 제어 단계(S250)는 연비 절감 모드가 수행되지 않는 경우에 수행된다. 도 4를 통하여 이를 좀 더 자세하게 설명한다.
먼저 제어부(200)는 제1 증발기 온도와 메모리(206)에 저장된 제1 온 설정 온도(TH1)와 비교하여(S252) 제1 증발기 온도가 제1 온 설정 온도(TH1)보다 높으면, 압축기(152)의 클러치(151)를 차량 엔진(162)에 연결시켜 냉동 사이클을 작동시켜 차량 실내를 냉방시킨다(S254).
다음으로, 제어부(200)는 제1 증발기 온도와 메모리(206)에 저장된 제1 온 설정 온도(TH1)와 비교하여(S252) 제1 증발기 온도가 제1 온 설정 온도(TH1)보다 낮으면, 제1 증발기 온도와 메모리(206)에 저장된 제1 오프 설정 온도(TL1)와 비교한다(S256). 제어부(200)는 제1 증발기 온도와 메모리(206)에 저장된 제1 온 설정 온도(TH1)와 비교하여(S252) 제1 증발기 온도가 제1 온 설정 온도(TH1)보다 높으면, 단계 256(S256)을 진행하는 것이 바람직하다.
다음으로, 제어부(200)는 제1 증발기 온도와 메모리(206)에 저장된 제1 오프 설정 온도(TL1)와 비교 결과, 제1 증발기 온도가 제1 오프 설정 온도(TL1)보다 낮으면, 압축기(152)의 클러치(151)를 차량 엔진(162)으로부터 분리시켜 냉동 사이클의 작동을 중단시킨다(S258). 이로써, 증발기에 발생하는 결빙 현상을 방지할 수 있게 된다.
제어부(200)는 공조 장치 운전 계속 중인지 여부를 판단하고(S259), 그 결과에 따라 단계 256(S256) 및 단계 258(S258)을 더 진행 시킬 수 있다.
<제2 증발기 온도에 따른 냉동 사이클 제어 방법>
제2 증발기 온도에 따른 냉동 사이클 제어 단계(S230)는 연비 절감 모드가 수행되는 경우에 수행되며, 제1 증발기 온도와 제1 오프 설정 온도(TL1)를 비교하는 단계(S240)와 연비 절감 모드 해제 단계(S245)를 더 포함한다.
제2 증발기 온도에 따른 냉동 사이클 제어 단계(S230)를 도 5를 통하여 좀 더 자세하게 설명한다. 먼저 제어부(200)는 제2 증발기 온도와 메모리(206)에 저장된 제2 온 설정 온도(TH2)와 비교하여(S232) 제2 증발기 온도가 제2 온 설정 온 도(TH2)보다 높으면, 압축기(152)의 클러치(151)를 차량 엔진(162)에 연결시켜 냉동 사이클을 작동시켜 차량 실내를 냉방시킨다(S234).
다음으로, 제어부(200)는 제2 증발기 온도와 메모리(206)에 저장된 제2 온 설정 온도(TH2)와 비교하여(S232) 제2 증발기 온도가 제2 온 설정 온도(TH2)보다 낮으면, 제1 증발기 온도와 메모리(206)에 저장된 제2 오프 설정 온도(TL2)와 비교한다(S236).
제어부(200)는 제2 증발기 온도와 메모리(206)에 저장된 제2 오프 설정 온도(TL2)와 비교 결과, 제2 증발기 온도가 제2 오프 설정 온도(TL2)보다 낮으면, 압축기(152)의 클러치(151)를 차량 엔진(162)으로부터 분리시켜 냉동 사이클의 작동을 중단시킨다(S238). 제어부(200)는 제2 증발기 온도와 메모리(206)에 저장된 제2 오프 설정 온도(TL2)와 비교 결과, 제2 증발기 온도가 제2 오프 설정 온도(TL2)보다 높으면, 단계 236(S236)을 진행시킬 수 있다.
다음으로, 제어부(200)는 제1 증발기 온도와 제1 오프 설정 온도(TL1)를 비교하는 단계(S240)를 수행한다. 구체적으로 제어부(200)는 제1 증발기 온도와 제1 오프 설정 온도(TL1)을 비교하여, 제1 증발기 온도가 제1 오프 설정 온도(TL1)보다 작으면 증발기(150)에 발생하는 결빙 현상을 방지하기 위하여 연비 절감 모드 해제 단계(S245)를 수행하여 연비 절감 모드를 해제한다. 연비 절감 모드 해제 단계(S245) 수행 후, 제1 증발기 온도에 따른 냉동 사이클 제어 단계(S250)를 더 진행시킬 수 있다.
다음으로 제1 증발기 온도에 따른 냉동 사이클 제어와 제2 증발기 온도에 따른 냉동 사이클의 제어에 따른 냉동 사이클의 동작에 대하여 설명한다. 도 6은 제1 및 제2 증발기 온도 센서로부터 검출되는 증발기 온도와 냉동 사이클의 온/오프 동작 사이클을 도시한 그래프이다.
도 6에서, A는 제1 증발기 온도 센서로부터 검출되는 제1 증발기 온도의 변화를 나타내며, B는 제1 증발기 온도와 제1 설정 온도(TH1, TL1)의 비교 결과에 따른 냉동 사이클의 온/오프 동작을 나타낸다. 또한 C는 제2 증발기 온도 센서로부터 검출되는 제2 증발기 온도의 변화를 나타내며, D는 제2 증발기 온도와 제2 설정 온도(TH2, TL2)의 비교 결과에 따른 냉동 사이클의 온/오프 동작을 나타낸다. 또한 E는 제2 증발기 온도에 따른 냉동 사이클의 온 동작시 제1 증발기 온도에 따른 냉동 사이클의 오프 동작이 발생하는 경우이다.
먼저, B와 D를 비교하여 보면, 제2 증발기 온도에 따라 제어되는 냉동 사이클의 구동 시간(TON2)이 제1 증발기 온도에 따라 제어되는 냉동 사이클의 구동 시간(TON1)보다 비구동 시간(TOFF2, TOFF1) 대비하여 작은 구간을 차지하고 있음을 알 수 있다. 이는 제2 증발기 온도를 제공하는 제2 증발기 온도 센서가 제1 증발기 온도를 제공하는 제1 증발기 온도 센서에 비하여 높은 온도를 검출할 수 있는 증발기 영역에 설치된 것에 기인하는 것이다.
따라서, 탑승자에 의해 연비 절감 모드가 수행되는 경우, 종래 하나의 증발기 온도 센서를 통하여 증발기의 결빙 현상만 방지하는 냉동 사이클 제어 방법보다 연비 절감 차원에서 효과가 있음을 알 수 있다.
또한, 제2 증발기 온도에 따라 제어되는 냉동 사이클의 온/오프 동작이 제1 증발기 온도에 따라 제어되는 냉동 사이클의 온/오프 동작보다 작은 횟수만큼 발생 됨을 알 수 있다. 이는 제2 온 설정 온도(TH2)와 제2 오프 설정 온도(TL2)의 차이가 제1 온 설정 온도(TH1)와 제1 오프 설정 온도(TL1)의 차이보다 크게 설정된 것에 기인하는 것이다.
따라서, 탑승자에 의해 연비 절감 모드가 수행되는 경우, 종래 빈번한 냉동 사이클의 온/오프 동작으로 인해 큰 기동 토크를 요구하는 냉동 사이클 제어 방법보다 연비 절감 차원에서 또 다른 효과가 있음을 알 수 있다.
한편, E가 나타내는 바와 같이, 제2 증발기 온도에 따른 냉동 사이클의 온 동작시 제1 증발기 온도가 증발기의 결빙을 발생시킬 수 있는 온도에 도달한 경우, 본 실시 예의 냉동 사이클 제어 방법은 연비 절감 모드를 해제하고 제1 증발기 온도에 따른 냉동 사이클의 제어 방법으로 전환함으로써 연비 절감뿐만 아니라 증발기의 결빙 현상을 방지할 수 있음을 보여준다.
이상에서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
도 1은 차량용 공조 시스템의 일반적인 냉동 사이클을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 차량용 공조 시스템의 구성을 나타내는 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 차랑용 공조 시스템의 냉동 사이클 제어 방법을 설명하기 위한 절차 흐름도이다.
도 4는 도 3의 제1 증발기 온도에 따른 냉동 사이클 제어 단계를 설명하기 위한 절차 흐름도이다.
도 5는 도 3의 제2 증발기 온도에 따른 냉동 사이클 제어 단계를 설명하기위한 절차 흐름도이다.
도 6은 제1 및 제2 증발기 온도 센서로부터 검출되는 증발기 온도와 냉동 사이클의 온/오프 동작 사이클을 도시한 그래프이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>
100: 공조 장치 102: 공조 장치 케이스
150: 증발기 152: 압축기
160: 히터코어 162: 차량 엔진
200: 제어부 300: 제어 패널
400: 제1 증발기 온도 센서 410; 제2 증발기 온도 센서

Claims (6)

  1. 증발기, 압축기, 응축기 및 팽창 밸브가 냉매관에 연결되어 구성되는 냉동 사이클을 포함하며, 상기 압축기는 클러치를 통해 전달되는 차량 엔진의 구동력에 의해 냉매를 상기 냉동 사이클을 통해 순환시키는 차량용 공조 시스템으로서,
    상기 증발기의 저온측 영역에 설치되어 상기 증발기로부터 제1 증발기 온도를 검출하는 제1 증발기 온도 센서;
    상기 증발기의 고온측 영역에 설치되어 상기 증발기로부터 제2 증발기 온도를 검출하는 제2 증발기 온도 센서; 및
    연비 절감 모드가 선택되면, 상기 제2 증발기 온도와 기 설정된 제2 설정 온도의 비교 결과에 따라 상기 클러치를 단속하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 제1 증발기 온도와 기 설정된 제1 설정 온도의 비교 결과에 따라 상기 제1 증발기 온도에 근거하여 상기 냉동 사이클을 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 설정 온도와 제2 설정 온도가 저장되는 메모리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1 설정 온도는 상기 냉동 사이클을 온 시키는 제1 온 설정 온도와 상기 냉동 사이클을 오프시키는 제1 오프 설정 온도를 포함하고,
    상기 제2 설정 온도는 상기 냉동 사이클을 온 시키는 제2 온 설정 온도와 상기 냉동 사이클을 오프시키는 제2 오프 설정 온도를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1 온 설정 온도와 상기 제1 오프 설정 온도는 각각 상기 제2 온 설정 온도와 상기 제2 오프 설정 온도보다 낮은 것을 특징으로 하는 차량용 공조 시스템.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 제1 온 설정 온도와 상기 제1 오프 설정 온도의 차이는 상기 제2 온 설정 온도와 상기 제2 오프 설정 온도의 차이보다 작은 것을 특징으로 하는 차량용 공조 시스템.
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