KR20180059132A

KR20180059132A - 차량용 공조기의 송풍장치

Info

Publication number: KR20180059132A
Application number: KR1020160158332A
Authority: KR
Inventors: 남수병; 김성현
Original assignee: 한온시스템 주식회사
Priority date: 2016-11-25
Filing date: 2016-11-25
Publication date: 2018-06-04
Also published as: KR102579713B1

Abstract

외기 온도에 따른 블로어 모터의 작동을 최적화하여 탑승객의 불쾌감을 개선하고 저온 기동에 따른 모터의 마그넷 감자 현상을 방지하며 모터 소비 전류의 상승 및 효율 저하를 억제할 수 있는 차량용 공조기의 송풍장치가 개시된다. 차량용 공조기의 송풍장치는 블로어 휠을 회전시키는 블로어 모터를 구비하고 차량 실내로 공기를 송풍시키는 것으로서, 에프이티(FET)를 통하여 필요한 전압을 상기 블로어 모터에 공급하도록 제어하는 컨트롤러; 및 외기의 온도를 감지하는 외기 센서를 포함하며, 상기 외기 센서에 의해 감지된 외기 온도에 따라 블로어 모터의 회전 속도를 제어한다.

Description

차량용 공조기의 송풍장치{BLOWER UNIT OF AIR CONDITIONER FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 공조기의 송풍장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량의 공조케이스의 내부로 내기 또는 외기를 선택적으로 강제 이송하기 위한 차량용 공조기의 송풍장치에 관한 것이다.

일반적으로, 차량용 공조기는 외부의 공기를 실내로 도입하거나 실내의 공기를 순환시켜 가열 또는 냉각시킴으로써 실내를 난방 또는 냉방하는 장치로서, 내,외기를 공조케이스의 내부로 송풍하기 위한 송풍장치와, 공조 케이스의 내부에는 냉각작용을 위한 증발기와, 가열작용을 위한 히터코어 등이 구성되고, 증발기나 히터코어에 의해 냉각 또는 가열된 공기를 차량 실내의 각 부분으로 선택적으로 송풍한다.

도 1은 종래의 차량용 공조기의 송풍장치를 도시한 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 송풍장치(20)는 송풍기 케이스(22)와, 내,외기 전환도어(25) 및 블로어(26)를 구비한다. 송풍기 케이스(22)는 상부 측에 내,외기 유입구(24)(23)가 형성되고, 내,외기 전환도어(25)는 내,외기 유입구(24)(23)를 선택적으로 개폐하도록 설치되어 있다. 블로어 휠(26)은 내,외기 유입구(24)(23)를 통해 유입된 내,외기를 공조케이스 측으로 강제 송풍한다.

상기 송풍장치(20)는 상부 양측에 내기유입구(24)와 외기유입구(23)가 형성되고, 내기유입구(24)와 외기유입구(23)를 선회하면서 내기유입구(24)와 외기유입구(23)를 선택적으로 개폐하는 내외기 전환도어(25)를 갖는 인테이크 유닛을 구비한다. 송풍장치(20)는 송풍기 케이스(22)의 내부에 설치되어 내기유입구(24) 또는 외기유입구(23)로부터 유입되는 축 방향 공기를 반경 방향으로 송풍하는 블로어 모터(27)와, 상기 블로어 모터(27)의 회전축(271)에 결합되는 블로어 휠(26)을 구비한다. 또한, 인테이크 유닛과 송풍기 케이스(22)가 마주보며 결합되는 부위인 송풍기 케이스(22)의 상부측에 인렛링이 형성되며, 공기유입구의 상단에는 유입되는 공기를 정화하기 위한 에어 필터(28)가 설치된다.

이러한 구성을 통해, 차량 실내공기 또는 실외공기를 내,외기전환도어(25)의 개폐 선택에 따라 블로어(26)에 의하여 선택적으로 도입하고, 이 공기를 공조케이스를 따라 증발기를 통과하게 하거나 온도조절도어의 조작에 의해 히터코어를 선택적으로 통과시켜 냉각 또는 가열한 후, 이 냉각 또는 가열된 공기를 공조 모드에 따른 다수의 모드도어의 개폐 선택에 따라 각 분기덕트로 분기하여 차량 실내의 각 부분으로 토출시킴으로써 차량 실내를 냉,난방 또는 환기하게 된다.

도 2는 종래의 블로어 모터의 제어를 위한 구성을 도시한 것이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 사용자가 송풍장치의 작동이 필요한 경우, 작동 신호를 스위치(32)에 주면 컨트롤러(30)에서 에프이티(FET: 31)를 통하여 필요한 전압을 블로어 모터(27)에 공급함으로써, 송풍장치를 작동시키고 이때 발생한 풍량이 차량 실내로 토출되도록 이루어진다. 미설명된 부호 34는 배터리이고, 33은 퓨즈이다.

송풍장치의 작동 시, 컨트롤러(30)는 쾌속 냉방 및 난방을 위하여 최대한 빠른 시점에 사용자가 원하는 풍량을 토출할 수 있도록 제어를 수행한다. 하지만, 고온 및 저온 상태에서 높은 풍량이 탑승자에게 송풍됨에 따라, 적정하게 냉각 또는 난방되지 않은, 즉 조화되지 않은 바람이 토출되어 탑승자에게 불쾌감을 주게 된다.

또한, 저온 상태에서, 일 예로 -20℃ 상태에서 갑작스럽게 블로어 모터의 전압을 높이게 되면, 순간적인 과 전류(Inrush)가 흘러들어 모터 마그넷을 감자시킴으로써 모터의 소비 전류가 상승하고, 이에 따라 블로어 모터의 효율이 전하되는 문제점이 발생한다.

아울러, 종래의 송풍장치는 외기 온도에 따른 블로어 모터의 속도 조절 기능이 없었다.

이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 외기 온도에 따른 블로어 모터의 작동을 최적화하여 탑승객의 불쾌감을 개선하고 저온 기동에 따른 모터의 마그넷 감자 현상을 방지하며 모터 소비 전류의 상승 및 효율 저하를 억제할 수 있는 차량용 공조기의 송풍장치를 제공한다.

본 발명에 따른 차량용 공조기의 송풍장치는 블로어 휠을 회전시키는 블로어 모터를 구비하고 차량 실내로 공기를 송풍시키는 것으로서, 에프이티(FET)를 통하여 필요한 전압을 상기 블로어 모터에 공급하도록 제어하는 컨트롤러; 및 외기의 온도를 감지하는 외기 센서를 포함하며, 상기 외기 센서에 의해 감지된 외기 온도에 따라 블로어 모터의 회전 속도를 제어한다.

상기에서, 컨트롤러는, 상기 외기 센서에 의해 감지된 외기 온도가 기준 온도 미만인 경우, 블로어 모터의 회전 속도가 일정 시간 지연 후 하이스피드(Hi-speed)에 도달하도록 제어한다.

상기에서, 일정 시간은 0.3초(s) 내지 2초(s)로 설정될 수 있다.

상기에서, 일정 시간은 0.5초(s)일 수 있다.

상기에서, 기준 온도는 -18℃ 내지 -22℃의 범위이며, 바람직하게는 -20℃이다.

상기에서, 블로어 모터의 회전 속도는 하이스피드에 도달한 이후 사용자의 조작 또는 컨트롤러의 자동 제어에 따라 조절된다.

상기에서, 컨트롤러는, 상기 외기 센서에 의해 감지된 외기 온도가 기준 온도 이상인 경우, 블로어 모터의 회전 속도가 수 미리세크(ms) 이내에 하이스피드(Hi-speed)에 도달하도록 제어한다.

본 발명에 따른 차량용 공조기의 송풍장치는 외기 온도에 따른 블로어 모터의 작동을 최적화하여 탑승객의 불쾌감을 개선하고, 저온 기동에 따른 모터의 마그넷 감자 현상을 방지하며, 모터 소비 전류의 상승 및 효율 저하를 억제할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 차량용 공조기의 송풍장치를 도시한 단면도이고,
도 2는 종래의 블로어 모터의 제어를 위한 구성을 도시한 것이며,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조기의 송풍장치를 도시한 단면도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 블로어 모터의 제어를 위한 구성을 도시한 것이며,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 제어 순서를 도시한 흐름도이고,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조기의 송풍장치에서 외기 온도가 기준 온도 이상인 경우 시간에 대한 전압 및 전류의 변화를 도시한 그래프이고,
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조기의 송풍장치에서 외기 온도가 기준 온도 미만인 경우 시간에 대한 전압 및 전류의 변화를 도시한 그래프이다.

이하 첨부된 도면에 따라서 차량용 공조기의 송풍장치의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조기의 송풍장치를 도시한 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 블로어 모터의 제어를 위한 구성을 도시한 것이다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조기의 송풍장치(120)는 차량 실내로 공기를 송풍시키는 것으로서, 송풍기 케이스(122)와, 내,외기 전환도어(125) 및 블로어(126)를 구비한다. 송풍기 케이스(122)는 상부 측에 내,외기 유입구(124)(123)가 형성되고, 내,외기 전환도어(125)는 내,외기 유입구(124)(123)를 선택적으로 개폐하도록 설치되어 있다. 블로어 휠(126)은 내,외기 유입구(124)(123)를 통해 유입된 내,외기를 공조케이스 측으로 강제 송풍한다.

상기 송풍장치(120)는 상부 양측에 내기유입구(124)와 외기유입구(123)가 형성되고, 내기유입구(124)와 외기유입구(123)를 선회하면서 내기유입구(124)와 외기유입구(123)를 선택적으로 개폐하는 내외기 전환도어(125)를 갖는 인테이크 유닛을 구비한다. 송풍장치(120)는 송풍기 케이스(122)의 내부에 설치되어 내기유입구(124) 또는 외기유입구(123)로부터 유입되는 축 방향 공기를 반경 방향으로 송풍하는 블로어 모터(127)와, 블로어 모터(127)의 회전축(1271)에 결합되는 블로어 휠(126)을 구비한다. 공기유입구의 상단에는 유입되는 공기를 정화하기 위한 에어 필터(128)가 설치된다.

송풍장치(120)는 컨트롤러(130)와, 에프이티(FET: 131)와, 외기 센서(140)를 포함한다. 컨트롤러(130)는 에프이티(131)를 통하여 필요한 전압을 블로어 모터(127)에 공급하도록 제어한다. 외기 센서(140)는 외기의 온도를 감지한다.

사용자가 송풍장치의 작동이 필요한 경우, 작동 신호를 스위치(132)에 주면 컨트롤러(130)에서 에프이티(131)를 통하여 필요한 전압을 블로어 모터(127)에 공급함으로써, 송풍장치를 작동시키고 이때 발생한 풍량이 차량 실내로 토출되도록 이루어진다. 미설명된 부호 134는 배터리이고, 133은 퓨즈이다.

상기 컨트롤러(130)는 외기 센서(140)에 의해 감지된 외기 온도에 따라 블로어 모터(127)의 회전 속도를 제어하도록 구성된다. 이와 같이, 컨트롤러(130)는 외기 온도에 따라 블로어 모터의 회전 속도를 조절할 수 있도록, 외기 센서(140)를 통해 외기 온도를 감지하고, 감지된 외기 온도의 정보에 따라 에프이티(131)를 통하여 적정 블로어 모터 속도를 제어한다.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 제어 순서를 도시한 흐름도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조기의 송풍장치에서 외기 온도가 기준 온도 이상인 경우 시간에 대한 전압 및 전류의 변화를 도시한 그래프이고, 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조기의 송풍장치에서 외기 온도가 기준 온도 미만인 경우 시간에 대한 전압 및 전류의 변화를 도시한 그래프이다.

도 5 내지 도 7을 참조하면, 외기 센서(140)에 의해 외기 온도를 감지한다. 상기 컨트롤러(130)는 외기 센서(140)에 의해 감지된 외기 온도와 기준 온도를 비교한다. 외기 센서(140)에 의해 감지된 외기 온도가 기준 온도 미만인 경우, 블로어 모터(127)의 회전 속도가 일정 시간 지연 후 하이스피드(Hi-speed)에 도달하도록 제어한다.

이 경우, 상기 일정 시간은 0.3초(s) 내지 2초(s)로 설정될 수 있다. 더욱 바람직하게는, 상기 일정 시간은 0.5초(s)로 설정된다. 아울러, 상기 기준 온도는 -18℃ 내지 -22℃의 범위이며, 바람직하게는 -20℃로 설정된다.

즉, 외기 센서(140)에 의해 감지된 외기 온도가 -20℃ 미만일 때, 컨트롤러(130)는 최소 0.5초 이상 지연 후 블로어 모터(127)의 회전 속도를 하이스피드(Hi-speed)에 도달하도록 제어한다. 이 경우, 하이스피드는 설정된 블로어 모터의 최고 회전 속도와 유사한 개념으로 이해할 수 있을 것이다.

상기 블로어 모터(127)의 회전 속도는 하이스피드에 도달한 이후, 사용자의 조작 또는 컨트롤러의 자동 제어에 따라 조절된다.

또한, 외기 센서(140)에 의해 감지된 외기 온도가 -20℃ 이상, 바람직하게는 -20℃ 내지 40℃의 범위일 때, 컨트롤러(130)는 블로어 모터(127)의 회전 속도가 수 미리세크(ms) 이내에 하이스피드(Hi-speed)에 도달하도록 제어한다. 이 경우, 수 미리세크(ms)는 1ms 내지 9ms 범위일 수 있다.

상기에서, -20℃, 40℃와 같은 기준 온도의 임계치는 일 예로서 기후 환경에 따라 적절히 설계 변경 가능하며, 0.3초, 0.5초 및 2초와 같은 지연 시간의 임계치는 최적화된 지연 시간에 대한 실험값을 제공한 것이다.

즉, 지연 시간이 0.3초보다 작아지는 경우 충분히 조화되지 않은 공기, 즉 너무 차가운 공기 또는 뜨거운 공기가 고풍량으로 탑승객에게 불쾌감을 줄 수 있으며, 지연 시간이 2초보다 커지는 경우 너무 늦은 공조기의 반응으로 역시 탑승객에게 불만족스러운 사용감을 제공한다. 지연 시간은 0.5초일 때 최적화될 수 있다.

지금까지 본 발명에 따른 차량용 공조기의 송풍장치는 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당업자라면 누구든지 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

120: 송풍장치
122 : 송풍기 케이스 126 : 블로어 휠
127 : 블로어 모터 1271 : 회전축
123 : 외기 유입구 124 : 내기 유입구
125 : 내,외기 전환도어 126 : 블로어
128 : 에어 필터
130 : 컨트롤러 131 : 에프이티
132 : 스위치 133 : 퓨즈
134 : 배터리 140 : 외기 센서

Claims

블로어 휠(126)을 회전시키는 블로어 모터(127)를 구비하고 차량 실내로 공기를 송풍시키는 차량용 공조기의 송풍장치에 있어서,
에프이티(FET: 131)를 통하여 필요한 전압을 상기 블로어 모터(127)에 공급하도록 제어하는 컨트롤러(130); 및
외기의 온도를 감지하는 외기 센서(140)를 포함하며,
상기 외기 센서(140)에 의해 감지된 외기 온도에 따라 블로어 모터(127)의 회전 속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조기의 송풍장치.
제1 항에 있어서,
상기 컨트롤러(130)는,
상기 외기 센서(140)에 의해 감지된 외기 온도가 기준 온도 미만인 경우, 블로어 모터(127)의 회전 속도가 일정 시간 지연 후 하이스피드(Hi-speed)에 도달하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조기의 송풍장치.
제2 항에 있어서,
상기 일정 시간은 0.3초(s) 내지 2초(s)로 설정되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조기의 송풍장치.
제3 항에 있어서,
상기 일정 시간은 0.5초(s)인 것을 특징으로 하는 차량용 공조기의 송풍장치.
제2 항에 있어서,
상기 기준 온도는 -18℃ 내지 -22℃의 범위이며, 바람직하게는 -20℃인 것을 특징으로 하는 차량용 공조기의 송풍장치.
제2 항에 있어서,
상기 블로어 모터(127)의 회전 속도는 하이스피드에 도달한 이후 사용자의 조작 또는 컨트롤러의 자동 제어에 따라 조절되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조기의 송풍장치.
제2 항에 있어서,
상기 컨트롤러(130)는,
상기 외기 센서(140)에 의해 감지된 외기 온도가 기준 온도 이상인 경우, 블로어 모터(127)의 회전 속도가 수 미리세크(ms) 이내에 하이스피드(Hi-speed)에 도달하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조기의 송풍장치.