KR20110064947A - 차량용 공조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 공조장치에 관한 것으로서, 차실내의 환경을 차량의 아이들 상태에 관계없이 항상 쾌적한 상태로 유지시키는 것을 목적으로 한다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 차량의 아이들 시에 엔진의 회전수를 저하시키고, 아이들 해제 시에 엔진의 회전수를 복귀시키는 아이들 제어장치 및, 차실내를 냉방하는 공조장치를 포함하고, 공조장치의 냉방성능은 엔진의 회전수에 비례하는 차량용 공조장치에 있어서, 차량이 아이들 상태인지를 감지하는 아이들 감지수단과; 차실내가 냉방중인가를 감지하는 냉방 감지수단과; 차량의 외기온도를 판별하는 외기온도 판별수단과; 아이들 감지수단의 아이들 신호와 냉방 감지수단의 냉방감지신호가 동시에 입력된 상태에서 외기온도 판별수단에서 판별된 외기온도가 미리 설정된 기준온도를 초과할 경우, 공조장치의 냉방성능을 높이도록 엔진의 아이들 회전수를 보상하도록 제어하는 콘트롤러를 구비한다.

Description

차량용 공조장치{AIR CONDITIONING SYSTEM FOR AUTOMOTIVE VEHICLES}

본 발명은 차량용 공조장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 아이들 시에 엔진 회전수의 저감으로 인해 차실내의 환경이 불쾌하게 조성될 경우 자동으로 엔진의 아이들 회전수를 증가시켜주도록 구성함으로써, 차실내의 환경이 아이들에 관계없이 항상 쾌적한 상태를 유지할 수 있게 하는 차량용 공조장치에 관한 것이다.

최근 들어, 연비가 높고 배기가스의 배출이 적은 친환경 차량이 다양하게 개발되고 있다. 그 일례로서, 아이들(Idle)시에 엔진의 회전수(RPM)를 줄여주는 차량이 있다.

이러한 차량은, 아이들 시에 엔진의 회전수를 최소한으로 줄여주므로, 불필요한 연료소비를 줄일 수 있고, 배기가스의 배출도 저감시킬 수 있다. 따라서, 차량의 연비를 높이고, 대기오염을 줄여준다.

그런데, 이러한 종래의 차량은, 아이들 시에 차실내의 냉방을 위한 공조장치도 작동이 제한된다는 단점이 있으며, 이러한 단점 때문에 아이들 시에는 차실내의 냉방효율이 급격히 저하된다는 문제점이 있다.

즉, 종래의 차량은, 아이들 시 엔진의 회전수를 줄여주므로, 엔진의 동력에 의해 구동되는 공조장치의 압축기 회전수도 급격히 줄어든다. 따라서, 냉매의 압축효율이 급속하게 저감되고, 이로써, 증발기의 냉각효율이 급격하게 떨어져 차실내의 냉방효율이 저하된다. 그 결과, 차실내의 쾌적성이 현저하게 떨어진다는 문제점이 지적되고 있다.

특히, 아이들 시간이 길어져 공조장치의 증발기 온도가 상승하면, 증발기의 표면습도가 증가되므로, 증발기를 통과한 공기에서 곰팡이 냄새와 악취가 발생된다는 문제점이 있으며, 이러한 문제점 때문에 차실내의 환경이 불쾌하게 변화된다는 결점이 지적되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은, 아이들 시에 엔진 회전수가 줄어들어 차실내의 환경이 불쾌하게 변화될 경우, 자동으로 엔진의 아이들 회전수를 증가시켜주도록 구성함으로써, 아이들 상태임에도 불구하고 차실내를 항상 쾌적한 상태로 유지시킬 수 있는 차량용 공조장치를 제공하는 데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 차량의 아이들 시에 엔진의 회전수를 저하시키고, 아이들 해제 시에 엔진의 회전수를 복귀시키는 아이들 제어장치 및, 차실내를 냉방하는 공조장치를 포함하고, 상기 공조장치의 냉방성능은 상기 엔진의 회전수에 비례하는 차량용 공조장치에 있어서, 차량이 아이들 상태인지를 감 지하는 아이들 감지수단과; 차실내가 냉방중인가를 감지하는 냉방 감지수단과; 차량의 외기온도를 판별하는 외기온도 판별수단과; 상기 아이들 감지수단의 아이들 신호와 상기 냉방 감지수단의 냉방감지신호가 동시에 입력된 상태에서 상기 외기온도 판별수단에서 판별된 외기온도가 미리 설정된 기준온도를 초과할 경우, 상기 공조장치의 냉방성능을 높이도록 상기 엔진의 아이들 회전수를 보상하도록 제어하는 콘트롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 콘트롤러는, 상기 외기온도 판별수단에서 판별된 외기온도가 미리 설정된 기준온도를 초과할 경우, 상기 엔진의 아이들 회전수를 미리 설정된 기준회전수로 증가시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 차량용 공조장치에 의하면, 아이들 시에 증발기의 성능이 저하되어 차실내의 상태가 쾌적하지 않게되면, 자동으로 엔진의 아이들 회전수를 증가시켜 증발기의 성능을 향상시키는 구조이므로, 아이들 시 증발기의 성능저하로 인한 차실내의 냉방효율 저하현상을 미연에 방지할 수 있다. 따라서, 아이들 상태임에도 불구하고 차실내를 항상 쾌적한 상태로 유지시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은, 외기온도 판별수단을 구비하되, 기존에 설치된 APT 센서를 이용하여 외기온도를 감지하는 구조이므로, 외기온도 감지를 위한 별도의 온도감지센서가 필요없다. 따라서, 부품수를 절감할 수 있으며, 부품수를 절감할 수 있으므로, 비용절감의 효과를 기대할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 특징부를 나타내는 도면이다. 먼저, 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 특징부를 살펴보기에 앞서, 도 1을 참조하여 차량용 공조장치에 대해 간략하게 살펴본다.

차량용 공조장치(1)는, 공조케이스(10)를 구비하며, 공조케이스(10)의 내부통로(10a)에는 증발기(12)와 히터(14)가 설치된다.

증발기(12)는, 블로어(16)로부터 송풍되는 공기를 냉각시켜 차실내로 공급한다. 따라서, 차실내를 냉방한다.

히터(14)는, 블로어(16)로부터 송풍되는 공기를 가열하여 차실내로 공급한다. 따라서, 차실내를 난방한다.

그리고 차량용 공조장치(1)는, 아이들 시에 엔진(18)의 회전수를 저감시키는 아이들 제어장치(20)를 구비한다.

아이들 제어장치(20)는, 엔진(18)의 시동을 감지하는 시동 스위치(22)와, 변속기 작동여부를 감지하는 변속기 센서(24) 및, 시동 스위치(22)와 변속기 센서(24)의 신호에 따라 엔진(18)의 회전수를 제어하는 제어부(26)를 포함한다.

특히, 제어부(26)는, 시동 스위치가 온(ON)된 상태에서 변속기 센서(24)로부터 변속기 정지신호가 입력되면, 차량이 아이들 상태인 것으로 판단하고 "아이들 신호"를 출력하여 엔진(18)의 회전수를 저감시킨다. 반대로, 변속기 센서(24)로부터 변속기 작동신호가 재입력되면, 차량의 주행이 시작된 것으로 판단하고 "아이들 해제신호"를 출력하여 엔진(18)의 회전수를 원래의 상태로 복원시킨다.

한편, 이러한 공조장치(1)는, "아이들 신호"에 의해 엔진(18)의 회전수가 저감되면, 엔진(18)과 연결된 압축기(18a)의 회전수도 저감된다. 따라서, 공조장치(1)의 증발기(12) 성능도 저감된다. 그 결과, 차실내의 냉방성능도 저감된다.

이때, "아이들 신호"가 소거되어 엔진(18)의 회전수가 복원되면, 엔진(18)과 연결된 압축기(18a)의 회전수도 복원된다. 따라서, 공조장치(1)의 증발기(12) 성능도 복원된다. 그 결과, 차실내의 냉방성능도 다시 복원된다.

다음으로, 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 특징부를 도 1을 참조하여 상세하게 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 본 발명의 공조장치는, 차량이 현재 아이들(Idle) 상태인지를 감지하는 아이들 감지수단(30)을 구비한다.

아이들 감지수단(30)은, 차량의 아이들 시에 "아이들 신호"를 출력하는 상기 아이들 제어장치(20)로 구성되는 것이 바람직하다.

아이들 제어장치(20)는, 위에서 설명한 바와 같이, 차량의 아이들 시 "아이들 신호"를 출력하여 엔진(18)의 회전수를 저감시키는 장치로서, 상기 "아이들 신호"를 출력함에 따라 차량이 아이들 상태임을 간접적으로 표시한다. 따라서, 차량이 현재 아이들 상태임을 감지할 수 있게 한다.

다시, 도 1을 참조하면, 본 발명의 공조장치는, 차실내가 현재 냉방중인가를 감지하는 냉방 감지수단(40)을 포함한다.

냉방 감지수단(40)은, 온도조절도어(42a)의 개도량을 감지하는 개도량 감지 센서(42)와, 개도량 감지센서(42)에 입력된 온도조절도어(42a)의 개도량에 따라 차실내가 현재 냉방중인가를 판단하는 판단부(44)를 포함한다.

개도량 감지센서(42)는, 온도조절도어(42a)의 개도각을 감지하는 위치감지센서로서, 온도조절도어(42a)의 개도각을 감지함으로써, 온도조절도어(42a)의 개도량을 간접적으로 감지한다.

특히, 온도조절도어(42a)의 개도각을 감지함으로써, 냉기통로(42b)에 대한 온도조절도어(42a)의 개도량과 온기통로(42c)에 대한 온도조절도어(42a)의 개도량을 감지하는 역할을 한다.

판단부(44)는, 마이크로 프로세서를 갖추고 있는 것으로, 개도량 감지센서(42)로부터 온도조절도어(42a)의 개도량이 입력되면, 입력된 개도량을 근거로 차실내가 현재 냉방중인가 또는 난방중인가를 판단한다.

특히, 입력된 개도량 중, 냉기통로(42b)에 대한 온도조절도어(42a)의 개도량이 온기통로(42c)에 대한 온도조절도어(42a)의 개도량보다 클 경우, 차실내가 현재 냉방중인 것으로 판단하여 "냉방감지신호"를 출력한다.

이러한 판단부(44)에는, 온도조절도어(42a)의 개도각에 따른 냉기통로(42b)와 온기통로(42c)의 개도량이 미리 저장되어 있으며, 미리 저장된 데이터를 근거로 냉기통로(42b)와 온기통로(42c)의 개도량을 비교 판단한다.

한편, 냉방 감지수단(40)의 다른 예로서, 운전석 전면에 설치되는 온도조절 스위치(도시하지 않음)가 있다.

온도조절 스위치는, 공조장치의 냉방모드 또는 난방모드를 선택하기 위한 스 위치로서, 사용자가 냉방모드를 선택하는 것을 감지한다. 따라서, 차실내가 현재 냉방중인가를 간접적으로 감지하게 된다.

다시, 도 1을 참조하면, 본 발명의 공조장치는, 차량의 외기온도를 판별하는 외기온도 판별수단(50)을 구비한다.

외기온도 판별수단(50)은, 응축기(도시하지 않음)의 출구측에 설치되는 냉매압력감지센서(52)를 포함한다.

냉매압력감지센서(52)는, 응축기의 출구측 냉매의 압력을 감지하는 것으로, 상기 응축기의 출구측 냉매 압력을 감지함으로써, 외기온도를 간접적으로 감지하는 역할을 한다.

즉, 응축기의 출구측 고압냉매는, 도 2에 도시된 바와 같이, 아이들 시에 외기온도에 비례하여 그 압력이 증가 또는 감소된다. 따라서, 응축기의 출구측 냉매 압력을 감지하면, 외기의 온도가 몇도인지를 간접적으로 감지할 수 있게 된다.

이러한 냉매압력감지센서(52)는, 공조장치의 자동제어를 위해 설치된 기존의 APT 센서(Automotive Pressure Transducer Sensor)를 이용하는 것이 바람직하다.

참고로, 냉매압력감지센서(52)는, 응축기의 출구측 냉매의 압력을 감지하는 센서로서, 응축기의 출구측 냉매 압력에 따라 응축기의 냉각팬 속도를 제어하는 기능을 한다.

다시, 도 1을 참조하면, 외기온도 판별수단(50)은, 변환출력부(54)를 더 구비한다.

변환출력부(54)는, 마이크로 프로세서를 내장하고 있는 것으로, 냉매압력감 지센서(52)로부터 입력된 응축기의 출구측 냉매 압력을, 이에 상응하는 외기온도로 변환시켜 후술하는 콘트롤러(60)로 입력시키는 역할을 한다.

예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이, 냉매압력감지센서(52)로부터 입력된 응축기의 출구측 냉매 압력이 12.5㎏/㎠이면, 외기온도를 30℃로 변환시키고, 냉매압력감지센서(52)로부터 입력된 응축기의 출구측 냉매 압력이 15㎏/㎠이면, 외기온도를 35℃로 변환시킨다.

여기서, 변환출력부(25)는, "응축기의 출구측 냉매 압력별" 외기온도가 미리 내장되어 있다. 즉, 응축기의 출구측 냉매 압력 12.5㎏/㎠에 상응한 30℃, 15㎏/㎠에 상응한 35℃ 등이 외기온도로 미리 내장되어 있다는 것이다. 이러한 응축기의 출구측 냉매 압력별 "외기온도" 데이터들은 여러 번의 시험결과를 통해 얻어진 시험 결과에 근거한다.

이렇게 구성된 외기온도 판별수단(50)에 의하면, 기존에 설치된 APT 센서를 이용하여 외기온도를 판별하는 구조이므로, 외기온도 감지를 위한 별도의 온도감지센서가 필요없게 된다. 따라서, 부품수를 절감할 수 있으며, 부품수를 절감할 수 있으므로, 비용절감의 효과를 기대할 수 있다.

다시, 도 1을 참조하면, 본 발명의 공조장치는, 콘트롤러(60)를 구비한다.

콘트롤러(60)는 마이크로 프로세서를 갖추고 있는 것으로, 아이들 감지수단(30)에서 "아이들 신호"가 입력되고, 냉방 감지수단(40)에서 "냉방감지신호"가 동시에 입력된 상태에서, 외기온도 판별수단(50)으로부터 외기온도가 입력되면, 입력된 외기온도가 미리 설정된 "기준온도"를 초과하는지 판단하고, 판단 결과, "기 준온도"를 초과하면, "제어신호"를 출력하여 엔진(18)의 아이들 회전수를 미리 설정된 "기준회전수"로 증가시킨다.

따라서, 엔진(18)과 연결된 공조장치(1)의 압축기(18a) 회전수도 증가될 수 있게 한다. 이로써, 증발기(12)의 냉각성능도 향상될 수 있게 한다. 그 결과, 차실내의 냉방성능이 향상되면서 차실내의 온도를 저감시키고 곰팡이 냄새와 악취의 발생을 억제할 수 있게 한다. 이에 따라, 차실내를 쾌적한 상태로 만들어준다.

여기서, 콘트롤러(60)에 내장된 "기준온도"는, 35℃로 설정되는 것이 바람직하다. 이는, 외기온도가 35℃이상일 경우, 차실내 온도가 급격히 증가하고, 증발기(12)의 표면 습도가 증가하여 차실내를 불쾌하게 만드는 것으로 나타났기 때문이다.

그리고 콘트롤러(60)에 내장된 "기준회전수"는, 800rpm으로 설정되는 것이 바람직하다. 이는, 엔진(18)의 회전수가 800rpm 정도를 유지해야만 공조장치로부터 토출되는 냉기가 차실내를 쾌적하게 만들 수 있기 때문이다.

그리고 본 발명의 상세한 설명과 도면에서는, 외기온도 판별수단(50)의 변환출력부(54)가 콘트롤러(60)와 별도로 구성되는 것으로 도시되어 있지만, 변환출력부(54)가 콘트롤러(60)와 일체로 구성될 수도 있다.

다음으로, 이와 같은 구성을 갖는 공조장치의 제어방법을 도 1과 도 3을 참고하여 설명한다.

먼저, 에어컨이 온(ON)된 상태에서(S101), 차량이 아이들 상태인지를 판단한다(S103). 판단 결과, 아이들 상태이면, 차실내가 현재 냉방중인가를 다시 판단한 다(S105).

판단 결과, 냉방중이면, 외기온도 판별수단(50)에서 판별된 외기온도가 "기준온도"를 초과하는 지를 판단한다(S107).

판단 결과, "기준온도"를 초과하면, 콘트롤러(60)는 현재 차실내가 냉방 중이지만 아이들 상태여서 냉방성능이 급격하게 저하되어 있고, 증발기(12)마저도 다량의 악취를 발생할 정도로 온도 상승된 것으로 판단하여 "제어신호"를 출력한다(S109). 그리고 출력된 "제어신호"에 따라 엔진(18)의 아이들 회전수를 "기준회전수"로 증가시킨다(S111).

그러면, 엔진(18)과 연결된 공조장치(1)의 압축기(18a) 회전수도 증가하고, 이로써, 증발기(12)의 냉각성능도 향상된다. 그 결과, 차실내의 냉방성능이 향상되면서 차실내의 온도를 저감시키고 곰팡이 냄새와 악취의 발생을 억제한다. 따라서, 차실내는 쾌적한 상태로 유지된다.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 공조장치는, 아이들 시에 증발기(12)의 성능이 저하되어 차실내를 불쾌하게 만들면, 자동으로 엔진(18)의 아이들 회전수를 증가시켜 증발기(12)의 성능을 향상시키는 구조이므로, 아이들 시 증발기(12)의 성능저하로 인한 차실내의 냉방효율 저하현상을 미연에 방지할 수 있다.

따라서, 아이들 상태임에도 불구하고 차실내를 항상 쾌적한 상태로 유지시킬 수 있다.

또한, 본 발명은, 외기온도 판별수단(50)을 구비하되, 기존에 설치된 APT 센서를 이용하여 외기온도를 감지하는 구조이므로, 외기온도 감지를 위한 별도의 온 도감지센서가 필요없다. 따라서, 부품수를 절감할 수 있으며, 부품수를 절감할 수 있으므로, 비용절감의 효과를 기대할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주내에서 적절하게 변경 가능한 것이다. 예를 들면, 본 발명의 상세한 설명과 도면에서는, 외기온도 판별수단(50)이 냉매압력감지센서(52)와 변환출력부(54)로 구성되는 것으로 설명되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 경우에 따라 외기온도 판별수단(50)이 외기온도 센서로 구성될 수도 있다.

도 1은 본 발명에 따른 차량용 공조장치를 나타내는 도면,

도 2는 아이들 시 외기온도에 대한 응축기 출구측 냉매의 압력변화를 나타내는 그래프,

도 3은 본 발명에 따른 차량용 공조장치 제어방법을 나타내는 플로우차트이다.

♣ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♣

10: 공조케이스 12: 증발기

14: 히터(Heater) 16: 블로어(Blower)

18: 엔진(Engine) 18a: 압축기

20: 아이들(Idle) 제어장치 22: 시동 스위치

24: 변속기 센서 26: 제어부

30: 아이들 감지수단 40: 냉방 감지수단

42: 개도량 감지센서 42a: 온도조절도어

42b: 냉기통로 42c; 온기통로

44: 판단부 50: 외기온도 판별수단

52: 냉매압력감지센서 54: 변환출력부

60: 콘트롤러(Controller)

Claims (4)

1. 차량의 아이들 시에 엔진(18)의 회전수를 저하시키고, 아이들 해제 시에 엔진(18)의 회전수를 복귀시키는 아이들 제어장치(20) 및, 차실내를 냉방하는 공조장치(1)를 포함하고, 상기 공조장치(1)의 냉방성능은 상기 엔진(18)의 회전수에 비례하는 차량용 공조장치에 있어서,

   차량이 아이들 상태인지를 감지하는 아이들 감지수단(30)과;

   차실내가 냉방중인가를 감지하는 냉방 감지수단(40)과;

   차량의 외기온도를 판별하는 외기온도 판별수단(50)과;

   상기 아이들 감지수단(30)의 아이들 신호와 상기 냉방 감지수단(40)의 냉방감지신호가 동시에 입력된 상태에서 상기 외기온도 판별수단(50)에서 판별된 외기온도가 미리 설정된 기준온도를 초과할 경우, 상기 공조장치(1)의 냉방성능을 높이도록 상기 엔진(18)의 아이들 회전수를 보상하도록 제어하는 콘트롤러(60)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 콘트롤러(60)는,

   상기 외기온도 판별수단(50)에서 판별된 외기온도가 미리 설정된 기준온도를 초과할 경우, 상기 엔진(18)의 아이들 회전수를 미리 설정된 기준회전수로 증가시키는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 냉방 감지수단(40)은,

   상기 공조장치(1)에 형성된 냉기통로(42b)와 온기통로(42c)에 대한 온도조절도어(42a)의 개도량을 감지하는 개도량 감지센서(42)와;

   상기 개도량 감지센서(42)에서 입력된 상기 냉기통로(42b)에 대한 상기 온도조절도어(42a)의 개도량이 상기 온기통로(42c)에 대한 상기 온도조절도어(42a)의 개도량보다 클 경우에는 차실내가 현재 냉방중인 것으로 판단하여 냉방감지신호를 출력하는 판단부(44)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 외기온도 판별수단(50)은,

   외기온도에 따라 변화되는 상기 공조장치(1)의 응축기 출구측 고압냉매의 압력을 감지하는 냉매압력감지센서(52)와;

   상기 응축기의 출구측 냉매 압력별 외기온도가 미리 내장되어 있으며, 상기 냉매압력감지센서(52)로부터 입력된 응축기 출구측 냉매 압력을 이에 대응되는 외기온도로 변환시켜서 상기 콘트롤러(60)로 입력시키는 변환출력부(54)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.

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