KR20150027516A - 차량용 공조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 공조장치에 관한 것으로서, 차량이 저속주행하거나 일시적으로 정차하여 에어컨의 냉각성능이 저하될 시에 블로어의 회전속도를 이에 맞춰 능동적으로 제어함으로써, 에어컨의 냉각성능 저하에 따른 덥고 습한 공기의 차실내 유입을 최소화하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 내,외기를 흡입하여 차실내로 송풍하는 블로어와, 압축기측으로부터 공급받은 냉매와 차실내로 송풍되는 공기를 열교환시켜 공기를 냉각시키는 에어컨의 증발기를 포함하며, 압축기는 엔진의 구동력을 전달받아 작동되는 차량용 공조장치에 있어서, 에어컨이 작동되는 상태에서, 차속이 미리 설정된 기준차속 이하이고, 블로어의 회전단수가 미리 설정된 기준회전단수 이상일 시에, 블로어단수 저감모드로 진입하면서 블로어의 회전단수를 미리 설정된 단수 만큼 낮추어 주는 제어부를 구비한다.

Description

차량용 공조장치{AIR CONDITIONING SYSTEM FOR AUTOMOTIVE VEHICLES}

본 발명은 차량용 공조장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 차량이 저속주행하거나 일시적으로 정차하여 에어컨의 냉각성능이 저하될 시에 블로어의 회전속도를 이에 맞춰 능동적으로 제어함으로써, 에어컨의 냉각성능 저하에 따른 덥고 습한 공기의 차실내 유입을 최소화할 수 있는 차량용 공조장치에 관한 것이다.

자동차에는 차실내를 냉,난방하기 위한 공조장치가 설치된다. 이러한 공조장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 공조케이스(1)를 구비하며, 공조케이스(1)에는 블로어(3)와 에어컨의 증발기(5)가 설치된다.

블로어(3)는, 내,외기를 흡입하고, 흡입된 내,외기를 공조케이스(1)의 내부통로(1a)로 송풍한다.

증발기(5)는, 압축기(5a)측으로부터 공급받은 냉매와 내부통로(1a)의 공기를 열교환시킨다. 따라서, 차실내로 송풍되는 공기를 냉각시킨다. 이로써, 차실내를 냉방한다. 여기서, 압축기(5a)는, 엔진(7)과 연결되며, 엔진(7)의 구동력을 전달받아 작동한다.

그런데, 이러한 종래의 공조장치는, 에어컨이 작동되는 상태에서 차량이 저속주행하거나 일시적으로 정차(Idle)하여 엔진(7)의 회전수가 저하될 시에, 에어컨의 압축기(5a)의 회전수도 제약받게 되는데, 이러한 경우, 증발기(5)의 냉각성능이 저하되어 차실내로 송풍되는 공기의 온도가 충분하게 냉각되지 않는다는 단점이 있다.

그리고 이러한 단점 때문에 충분하게 냉각되지 않은 덥고 습한 공기가 차실내로 도입된다는 문제점이 있으며, 그 결과, 차실내의 쾌적성이 저하된다는 결점이 지적되고 있다.

특히, 블로어(3)의 회전속도가 최고속도(Max)로 제어되는 경우, 충분히 냉각되지 않은 덥고 습한 공기가 차실내로 다량 도입된다는 결점이 있으며, 이러한 결점 때문에 차실내의 쾌적성이 현저하게 저하된다는 문제점이 지적되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은, 차량이 저속주행하거나 일시적으로 정차하여 증발기의 냉각성능이 저하될 경우, 블로어의 회전속도를 이에 맞춰 능동적으로 제어함으로써, 증발기의 냉각성능 저하에 따른 덥고 습한 공기의 차실내 유입을 최소화시킬 수 있는 차량용 공조장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 차량의 저속주행과 정차로 인해 증발기의 냉각성능이 저하될 시에, 증발기의 냉각성능 저하에 따른 덥고 습한 공기의 차실내 유입현상을 최소화시킬 수 있도록 구성함으로써, 차량의 저속주행과 정차 시에, 증발기의 냉각성능이 저하됨에도 불구하고 차실내의 쾌적성을 개선시킬 수 있는 차량용 공조장치를 제공하는 데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 차량용 공조장치는, 내,외기를 흡입하여 차실내로 송풍하는 블로어와, 압축기측으로부터 공급받은 냉매와 차실내로 송풍되는 공기를 열교환시켜 상기 공기를 냉각시키는 에어컨의 증발기를 포함하며, 상기 압축기는 엔진의 구동력을 전달받아 작동되는 차량용 공조장치에 있어서, 상기 에어컨이 작동되는 상태에서, 차속이 미리 설정된 기준차속 이하이고, 상기 블로어의 회전단수가 미리 설정된 기준회전단수 이상일 시에, 블로어단수 저감모드로 진입하면서 상기 블로어의 회전단수를 미리 설정된 단수 만큼 낮추어 주는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 차실내의 온도를 감지하는 차실내온도 감지수단과, 상기 차실내온도 감지수단으로부터 입력된 차실내 온도 중, 현재의 시점으로부터 미리 설정된 시간 이전 시점까지의 차실내 온도들을 미리 설정된 연산프로그램으로 연산 처리하여 차실내 온도 변화율을 산출하는 연산부를 포함하며; 상기 제어부는, 상기 에어컨이 작동되는 상태에서, 차속이 기준차속 이하이고, 상기 블로어의 회전단수가 기준회전단수 이상이더라도, 상기 연산부에서 입력된 차실내 온도 변화율이 미리 설정된 기준 차실내 온도 변화율 이하일 경우에만 상기 블로어단수 저감모드로 진입하면서 상기 블로어의 회전단수를 미리 설정된 단수 만큼 낮추는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 차량용 공조장치에 의하면, 차량이 저속주행하거나 일시적으로 정차하여 에어컨의 냉각성능이 저하될 경우, 블로어의 회전속도를 이에 맞춰 능동적으로 제어하는 구조이므로, 에어컨의 냉각성능 저하에 따른 덥고 습한 공기의 차실내 유입을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

또한, 차량의 저속주행과 정차로 인해 에어컨의 냉각성능이 저하될 시에, 블로어의 회전속도를 능동적으로 제어하고, 이를 통해, 에어컨의 냉각성능 저하에 따른 덥고 습한 공기의 차실내 유입현상을 최소화할 수 있으므로, 차량의 저속주행과 정차 시에, 에어컨의 냉각성능이 저하됨에도 불구하고 차실내의 쾌적성을 현저하게 개선시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 차량용 공조장치의 구성을 나타내는 도면,
도 2는 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 구성을 나타내는 도면,
도 3은 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 다른 실시예를 나타내는 도면,
도 4는 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 작동예를 나타내는 플로우챠트이다.

이하, 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명한다(종래와 동일한 구성요소는 동일한 부호를 사용하여 설명한다).

먼저, 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 특징부를 살펴보기에 앞서, 도 2를 참조하여 차량용 공조장치에 대해 간략하게 살펴본다.

공조장치는, 공조케이스(1)를 구비하며, 공조케이스(1)에는 블로어(3)와 에어컨의 증발기(5)가 설치된다.

블로어(3)는, 내,외기를 흡입하고, 흡입된 내,외기를 공조케이스(1)의 내부통로(1a)로 송풍한다.

증발기(5)는, 압축기(5a)측으로부터 공급받은 냉매와 내부통로(1a)의 공기를 열교환시킨다. 따라서, 차실내로 송풍되는 공기를 냉각시킨다. 이로써, 차실내를 냉방한다.

다음으로, 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 특징부를 도 2를 참조하여 상세하게 설명한다.

먼저, 본 발명의 공조장치는, 에어컨이 작동중인지를 감지하는 에어컨 작동감지수단(10)과, 차량의 주행속도를 감지하는 차속감지수단(20)과, 블로어(3)의 회전단수를 감지하는 블로어 회전단수 감지수단(30)을 포함한다.

에어컨 작동감지수단(10)은, 에어컨 온,오프 스위치(도시하지 않음)로 구성되는 것이 바람직하다.

에어컨 온,오프 스위치는, 사용자가 이를 이용하여 에어컨을 켜거나 끄면, "에어컨 온(ON)신호" 또는 "에어컨 오프(OFF)신호"를 출력하는 것으로, "에어컨 온(ON)신호"를 출력함에 따라 에어컨의 작동을 감지할 수 있게 한다.

자동제어방식의 공조장치의 경우, 에어컨 작동감지수단(10)이, 자동제어유닛(도시하지 않음)으로 구성되기도 한다.

자동제어유닛은, 차실내,외의 온도에 따라 에어컨을 자동으로 온,오프시키는 것으로, "에어컨 온신호"를 출력하여 에어컨의 작동을 감지할 수 있게 한다.

차속감지수단(20)은, 차속센서로 구성되며, 차량의 주행속도(이하, "차속"이라 약칭함)를 감지한 다음, 감지된 "차속 데이터"를 후술하는 제어부(40)에 입력시킨다.

블로어 회전단수 감지수단(30)은, 풍량조절 스위치(도시하지 않음)로 구성되는 것이 바람직하다.

풍량조절 스위치는, 사용자가 이를 이용하여 블로어(3)의 회전단수를 조절하면, 이에 대응하는 "회전단수신호"를 출력하는 것으로, 상기 "회전단수신호"를 출력함으로써, 블로어(3)의 회전단수를 감지할 수 있게 한다.

자동제어방식의 공조장치의 경우, 블로어 회전단수 감지수단(30)이, 자동제어유닛(도시하지 않음)으로 구성되기도 한다.

자동제어유닛은, 차실내,외의 온도에 따라 블로어(3)의 회전단수를 자동제어하는 것으로, 블로어(3)의 회전단수신호를 출력함으로써, 상기 블로어(3)의 회전단수를 감지할 수 있게 한다.

다시, 도 2를 참조하면, 본 발명의 공조장치는, 제어부(40)를 구비한다.

제어부(40)는, 마이크로 프로세서를 갖추고 있는 것으로, 에어컨 작동감지수단(10)으로부터 "에어컨 온(ON)신호"가 입력되면, 차속감지수단(20)에서 입력된 "차속 데이터"와, 블로어 회전단수 감지수단(30)에서 입력된 "블로어 회전단수 데이터"를 처리 한다. 특히, 미리 설정된 "기준차속"과 "기준회전단수"와 비교 처리한다.

이때, 차속감지수단(20)에서 입력된 현재의 "차속"이 미리 설정된 "기준차속"이하이고, 블로어 회전단수 감지수단(30)에서 입력된 현재의 "블로어 회전단수"가 미리 설정된 "기준회전단수"이상일 경우, 제어부(40)는, 현재, 에어컨이 작동되는 상태에서 차량이 저속주행하거나 일시적으로 정차하여 에어컨의 냉방성능이 저하되고, 그 결과, 차실내로 송풍되는 공기의 온도가 충분하게 냉각되지 않는다고 판단한다. 특히, 블로어(3)의 회전단수 마저 높아서, 충분하게 냉각되지 않은 덥고 습한 공기가 차실내로 다량 공급되는 것으로 판단한다.

그리고 이러한 판단이 들면, 제어부(40)는, "블로어단수 저감모드"로 진입하고, "블로어단수 저감모드"로 진입한 제어부(40)는, 블로어(3)의 회전단수를 미리 설정된 단수만큼 낮추어 준다.

따라서, 차실내로 송풍되는 공기량을 줄여준다. 이로써, 에어컨의 냉방성능 저하로 인해 발생하는, 충분히 냉각되지 않은 공기의 차실내 도입을 줄여준다. 그 결과, 충분히 냉각되지 않은 공기의 차실내 도입과, 그에 따른 차실내의 쾌적성 저하현상을 방지한다. 이에 따라, 차실내의 쾌적성을 개선시킨다.

한편, 제어부(40)에 내장된 "기준차속"은, 2km/h인 것이 바람직하다. 이는, 차량이 2km/h 이하인 속도로 주행하거나 정차할 시에, 에어컨의 냉방성능이 급격하게 저감되는 것으로 나타났기 때문이다.

또한, 제어부(40)에 내장된 "기준회전단수"는, 최고(Max)단수인 것이 바람직하다. 이는, 블로어(3)가 "최고단수"인 상태에서, 에어컨의 냉방성능이 저하될 경우, 덥고 습한 공기가 차실내로 다량 유입되면서 차실내의 쾌적성을 급격하게 떨어뜨리기 때문이다.

그리고 제어부(40)는, "블로어단수 저감모드"로 진입할 시에, 블로어(3)의 회전단수를 "1단" 낮추도록 설정되는 것이 바람직하다.

한편, 제어부(40)는, "블로어단수 저감모드"로 진입한 상태에서, 현재의 차속이 "기준차속"을 초과하였는지를 계속적으로 판단하는데, 이때, 현재의 차속이 "기준차속"을 초과하였으면, 차속이 빨라져 에어컨의 냉각성능이 정상적으로 회복된 것으로 판단한다.

그리고 이러한 판단이 들면, 제어부(40)는, "블로어단수 저감모드"로부터 해제된다. 그리고 "블로어단수 저감모드"로부터 해제된 제어부(40)는 블로어(3)의 회전단수를 원래의 회전단수로 복귀시킨다.

다음으로, 도 3에는 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 다른 실시예를 나타내는 도면이 도시되어 있다.

다른 실시예의 공조장치는, 차실내온도 감지수단(50)을 더 구비한다.

차실내온도 감지수단(50)은, 차실내온도를 감지하는 온도센서로 구성되며, 차실내의 온도를 감지한 다음, 감지된 차실내온도 데이터를 제어부(40)에 입력시킨다.

그리고 다른 실시예의 공조장치는, 제어부(40)의 연산부(42)를 더 구비한다.

연산부(42)는, 일종의 연산프로그램으로서, 차실내온도 감지수단(50)으로부터 차실내 온도가 입력되면, 예를 들면, "차실내 온도"가 초(Sec)단위로 입력되면, 입력된 초(Sec)단위의 "차실내 온도"들을 연산 처리하여, "차실내 온도 변화율"을 산출한다.

특히, 현재 시점에서부터 미리 설정된 시간 이전의 시점까지의 "차실내 온도 변화율"을 산출한다. 예를 들면, 현재 시점에서부터 10분 이전의 시점까지의 10분동안의 "차실내 온도 변화율"을 산출한다.

한편, 제어부(40)는, 에어컨 작동감지수단(10)으로부터 "에어컨 온신호"가 입력된 상태에서, 차속감지수단(20)으로부터 입력된 현재의 "차속"이 "기준차속"이하이고, 블로어 회전단수 감지수단(30)으로부터 입력된 현재의 "블로어 회전단수"가 "기준회전단수"이상이더라도, 무조건 "블로어단수 저감모드"로 진입하지 않는다.

다만, 연산부(42)에서 연산된 "차실내 온도 변화율"과 미리 설정된 "기준 차실내 온도 변화율"을 비교하여, "차실내 온도 변화율"이 "기준 차실내 온도 변화율" 이하일 경우에만, "블로어단수 저감모드"로 진입하도록 구성된다.

따라서, 에어컨이 작동되는 상태에서, 차속이 "기준차속"이하이고, 블로어(3)의 회전단수가 "기준회전단수"이상이더라도, 차실내의 온도 변화율이 작아서 차실내의 온도가 안정적으로 유지하고 있는 상태에서만 "블로어단수 저감모드"로 진입하도록 구성된다.

그 결과, 차속의 저하와 정차로 인해 에어컨의 냉각성능이 저하되어, 충분히 냉각되지 않은 공기가 차실내에 다량 유입되더라도, 차실내의 온도가 안정적으로 유지되고 있는 상태에서만 블로어(3)의 회전단수를 제어하도록 구성된다.

이렇게 구성한 이유는, 차실내가 온도 변화율이 높아서 차실내의 온도가 불안정한 상태에서는, 차속의 저하와 정차로 인해 에어컨의 냉각성능이 저하되어, 충분히 냉각되지 않은 공기가 차실내에 다량 유입되더라도, 차실내의 쾌적성이 크게 영향받지 않기 때문이다.

다음으로, 이와 같은 구성을 갖는 공조장치의 작동예를 도 3과 도 4를 참조하여 설명한다.

먼저, 에어컨이 작동(ON) 중 인지를 판단한다(S101). 판단 결과, 에어컨이 작동 중이면, 제어부(40)는, 차실내의 온도 변화율이 "기준 차실내 온도 변화율" 이하인지를 다시 판단한다(S103).

판단 결과, "기준 차실내 온도 변화율" 이하이면, 제어부(40)는, 현재의 차속이 "기준차속" 이하인지를 다시 판단한다(S105). 예를 들면, 현재의 차속이 2km/h이하인지를 다시 판단한다.

판단 결과, 2km/h이하이면, 제어부(40)는, 블로어(3)의 회전단수가 "기준회전단수"이상인지를 다시 판단한다(S107). 예를 들면, 블로어(3)의 회전단수가 최고(Max)단수 인지를 다시 판단한다.

판단 결과, 최고(Max)단수 이면, 제어부(40)는, 현재, 에어컨이 작동되는 상태에서 차량이 저속주행하거나 일시적으로 정차하여 에어컨의 냉방성능이 저하되고, 그 결과, 차실내로 송풍되는 공기의 온도가 충분하게 냉각되지 않는다고 판단한다. 특히, 블로어(3)의 회전단수 마저 높아서 충분하게 냉각되지 않은 덥고 습한 공기가 차실내로 다량 공급되는 것으로 판단한다.

그리고 이러한 판단이 들면, 제어부(40)는, "블로어단수 저감모드"로 진입한다(S109). 그리고 "블로어단수 저감모드"로 진입한 제어부(40)는, 블로어(3)의 회전단수를 미리 설정된 단수만큼 낮추어 준다(S111). 예를 들면, 블로어(3)를 최고(Max)단수로부터 1단 낮추어 준다.

그러면, 차실내로 송풍되는 공기량이 줄어든다. 이로써, 에어컨의 냉방성능 저하로 인해 발생하는, 충분히 냉각되지 않은 공기의 차실내 도입이 줄어든다. 그 결과, 충분히 냉각되지 않은 공기의 차실내 도입과, 그에 따른 차실내의 쾌적성 저하현상이 방지된다.

한편, 제어부(40)는, "블로어단수 저감모드"로 진입한 상태에서, 현재의 차속이 "기준차속"을 초과하였는지를 다시 판단한다(S113). 예를 들면, 현재의 차속이 2km/h를 초과하였는지를 다시 판단한다.

판단 결과, "기준차속"을 초과하였으면, 제어부(40)는, "블로어단수 저감모드"로부터 해제된다(S115). 그리고 "블로어단수 저감모드"로부터 해제된 제어부(40)는 블로어(3)의 회전단수를 원래의 상태로 복귀시킨다(S117).

이와 같은 구성의 본 발명에 의하면, 차량이 저속주행하거나 일시적으로 정차하여 에어컨의 냉각성능이 저하될 경우, 블로어(3)의 회전속도를 이에 맞춰 능동적으로 제어하는 구조이므로, 에어컨의 냉각성능 저하에 따른 덥고 습한 공기의 차실내 유입을 최소화할 수 있다.

또한, 차량의 저속주행과 정차로 인해 에어컨의 냉각성능이 저하될 시에, 블로어(3)의 회전속도를 능동적으로 제어하고, 이를 통해, 에어컨의 냉각성능 저하에 따른 덥고 습한 공기의 차실내 유입현상을 최소화할 수 있으므로, 차량의 저속주행과 정차 시에, 에어컨의 냉각성능이 저하됨에도 불구하고 차실내의 쾌적성을 현저하게 개선시킬 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.

1: 공조케이스(Case) 3: 블로어(Blower)
5: 증발기 7: 엔진(Engine)
10: 에어컨 작동감지수단 20: 차속감지수단
30: 블로어 회전단수 감지수단 40: 제어부
42: 연산부

Claims (5)

1. 내,외기를 흡입하여 차실내로 송풍하는 블로어(3)와, 압축기(5a)측으로부터 공급받은 냉매와 차실내로 송풍되는 공기를 열교환시켜 상기 공기를 냉각시키는 에어컨의 증발기(5)를 포함하며, 상기 압축기(5a)는 엔진(7)의 구동력을 전달받아 작동되는 차량용 공조장치에 있어서,
   상기 에어컨이 작동되는 상태에서, 차속이 미리 설정된 기준차속 이하이고, 상기 블로어(3)의 회전단수가 미리 설정된 기준회전단수 이상일 시에, 블로어단수 저감모드로 진입하면서 상기 블로어(3)의 회전단수를 미리 설정된 단수 만큼 낮추어 주는 제어부(40)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
2. 제 1항에 있어서,
   차실내의 온도를 감지하는 차실내온도 감지수단(50)과, 상기 차실내온도 감지수단(50)으로부터 입력된 차실내 온도 중, 현재의 시점으로부터 미리 설정된 시간 이전 시점까지의 차실내 온도들을 미리 설정된 연산프로그램으로 연산 처리하여 차실내 온도 변화율을 산출하는 연산부(42)를 포함하며;
   상기 제어부(40)는,
   상기 에어컨이 작동되는 상태에서, 차속이 기준차속 이하이고, 상기 블로어(3)의 회전단수가 기준회전단수 이상이더라도, 상기 연산부(42)에서 입력된 차실내 온도 변화율이 미리 설정된 기준 차실내 온도 변화율 이하일 경우에만 상기 블로어단수 저감모드로 진입하면서 상기 블로어(3)의 회전단수를 미리 설정된 단수 만큼 낮추는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 제어부(40)에 설정된 기준차속은, 2km/h 이고, 상기 제어부(40)에 설정된 기준회전단수는, 최고(Max)단수인 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 제어부(40)는,
   상기 블로어단수 저감모드로 진입할 시에, 상기 블로어(3)의 회전단수를 1단 낮추도록 설정되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제어부(40)는,
   상기 블로어단수 저감모드로 진입한 상태에서, 현재의 차속이 상기 기준차속을 초과할 시에, 상기 블로어단수 저감모드로부터 해제되면서 상기 블로어(3)의 회전단수를 원래의 회전단수로 복귀시키는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.

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