KR930006871B1 - 자동차용 자동공조장치 - Google Patents

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내용 없음.

Description

자동차용 자동공조장치

제1도는 자동차용 자동공조장치의 일예의 개념도.

제2도는 본 발명의 자동차용 자동공조장치의 안정시용 제어회로와 시동시용 제어회로를 포함한 제어회로(CONT)의 입력신호를 나타낸 블럭도.

제3도는 안전시용 제어회로의 제어시퀀스의 플로우챠트.

제4도는 안정시에 있어서의 설정온도(Ts)와 분출공기의 온도(T)의 관계를 나타낸 그래프.

제5도는 안정시에 있어서의 온도차(DEF)와 풍량의 관계의 일예를 나타낸 그래프.

제6도는 시동시용 제어회로의 제어시퀀스의 플로의 챠트.

제7도 (a), (b), (c), (d), (e)는 시동시에 있어서의 설정온도(Ts)와 분출공기의 온도(T)의 관계를 나타낸 그래프.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

BL : 블로워 EVP : 에바피레이터

H : 히터 D1-D5 : 제1-제5의 댐퍼

A1-A5 : 제1-제5의 액튜에이터 CONT : 제어회로

WC : 풍량제어수단 COMP : 콤프레서 제어신호

T_o: 차외온도 T_I: 차내온도

T_w: 냉각수온도 T_E: 에바퍼레이터온도

T_s: 설정온도 T : 하방분출구에서 분출공기의 온도

S_o: 차외온도 신호 S_I: 차내온도신호

S_w: 냉각수온도신호 S_E: 에바퍼레이터온도신호

S_s: 일사량 신호 S_Ts: 설정온도신호

DEF : 온도차 WQ : 풍량

A-L : 온도제어시퀀스

본 발명은 자동차용 자동공조장치에 관한 것으로, 특히 시동시(Starting)에 있어서의 공조특성(Air conditioning characteristic)이 개선된 자동차용 자동공조장치에 관한 것이다.

제1도는 자동차용 공조장치의 일예의 개념도이다. 제1의 댐퍼 (Damper)(D1)에서 공기취입구(IN1) (IN2)를 선택하여 블로워(Blower) (BL)에서 공기를 취입하여 에바퍼레이터(EVP)측으로 공기를 보낸다. 에바퍼레이터(Evaporator)가 동작하고 있을 시에는 에바퍼레이터(EVP)에 의하여 공기가 냉각된다. 제2, 제3의 댐퍼(D2)(D3)를 사용하여 히터( H)를 통과하는 공기량을 제어하고, 이것에 의하여 공기의 온도를 제어한다.

제4의 댐퍼(D4)를 사용하여 하방으로 설치된 분출구인 플로어 분출구에서의 공기분출량(FLOOR)을 제어하고, 제5의 댐퍼(D5)를 사용하여 벤티레이터 분출구(Ventilator outlet)와 디프로스터 분출구(Defroster outlet)에서의 공기분출량(VENT)(DEF)을 제어한다.

각각의 댐퍼는 수동 또는 액튜에이터(Actuator)(A1)(A2)(A3)(A4)(A5)를 사용하여 제어한다. 실온이 설정온도보다 낮을 시에는 풍량제어수단(WC)을 사용하여 풍량을 증가시킴과 동시에 히터(H)를 통과하는 공기량도 증가시켜서 분출공기의 온도를 상승시킨다.

또한, 실온이 설정온도 보다 높을 시에는 풍량제어수단(WC)을 사용하여 풍량을 증가시킴과 동시에 히터(H)를 통과하는 공기량을 감소시켜서 분출공기의 온도를 저하시킨다.

종래 기술에 의하면, 실내온도와 설정오도의 차에 의거한 공조는 공조안정기(Equilibrium period)에서 쾌적한 환경을 주게된다.

그러나, 차의 외기온도가 매우 낮을시 또는 매우 높을시에 공조를 시동안 경우에는 공조장치를 통과한 공기가 직접 인체에 부딪힐 시에 인간의 체감은 극히 불쾌하게 된다.

본 발명은 특허청구의 범위 제1항의 전제부분(preamble)에 기재되어 있는 자동차용 자동공조장치에 있어서, 시동시에 있어서의 불쾌감을 해결한 자동공조장치를 제공하는 것을 과제로 한 것이다.

상기 과제는 공조안정기에 있어서의 제어시퀀스와는 별도로 공조 시동시를 위한 삽입시퀀스(Interruption sequence)를 가진 제어회로를 구비한 자동차용 자동공조장치, 즉 특허청구의 범위 제1항 기재의 자동차용 자동공조장치에 의하여 해결된다.

또한, 삽입시퀀스로서는 특정의 조건이 만족될 시에 통상의 시퀀스보다 우선되어서 실행되는 시퀀스를 의미한다.

이 삽입시퀀스는 차외온도를 기준으로 분출공기의 최대치와 최소치를 정하여 최대치와 최소치의 사이의 온도범위에서 온도를 제어하며, 또한 냉각수 온도 또는 에바퍼레이터의 온도에 의거하여 하방의 분출구에서의 풍량의 비율이 정해진다.

이 삽입시퀀스는 시동시에 차의온도에 따라서 난방동작을 행할지 또는 냉방동작을 행할지를 선택하여 차외온도가 높을 시에는 분출하는 공기의 온도의 최고치를 낮추고, 차외온도가 내려감에 따라서 이 최고치를 높이며, 차의온도가 낮을 시에는 분출공기의 온도의 최저치를 높이고, 차외온도가 올라감에 따라서 이 최저치가 낮아지도록 온도 조절용 댐퍼를 조절하며, 차내온도와 설정온도의 차의 절대치가 크게됨에 따라서 분출공기의 양이 증가되도록 블로워를 조절하고, 난방동작시에 있어서 냉각수의 온도가 낮아질 시에는 하방에 설치된 분출구에서의 공기 분출량을 증가시키고, 냉각수의 온도가 높아짐에 따라서 하방에 설치된 분출구에서의 공기 분출량의 비율이 적어지도록 분출구 절환용 댐퍼를 조절하며, 냉방동작시에 있어서 에바퍼레이터의 온도가 높을 시에는 분출구에서의 공기의 분출량을 영으로 하고, 에바퍼레이터의 온도가 내려가면 분출을 개시하도록 분출구 절환용 댐퍼를 조절한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면을 통하여 설명한다. 제2도는 본 발명에 연관된 자동차용 자동공조장치의 안정시용 제어회로(Equilibrium period control circuit)와 시동시용 제어회로(Starting period control circuit)를 포함한 제어회로(CONT)의 입출력 신호를 나타낸 블록도이다.

공조시동시에는 시동신호(start)가 제어회로(CONT)로 송출되며, 이 기간은 시동시용 제어회로가 동작되고, 이 기간 경과 후에는 안정시용 제어회로가 동작된다.

시동신호(Start)는 예컨대 냉각수 온도에 대응되는 전압, 에바퍼레이터 온도에 대응되는 전압 또는 콘덴서 방전회로와 콘덴서의 단자전압에 의하여 동작하는 비교회로를 이용하여, 또는 디지탈 계수회로를 이용하여 실현할 수가 있다.

제어회로(CONT)에는 차외온도(T_o)를 검출하는 센서에서의 신호인 치외온도 신호(S_o), 차내온도(T_I)를 검출하는 센서에서의 신호인 차내온도 신호(S_I), 냉각수(T_w)의 온도를 검출하는 센서에서의 신호인 수온신호(S_W), 에바퍼레이터의 온도(T_E)를 검출하는 센서에서의 신호인 에바퍼레이터 온도신호(S_E), 일사량(Sunshine quantity)(SQ)를 검출하는 센서에서의 신호인 일사량 신호(S_S)가 송출된다.

또한, 수동조작에 의하여 설정되는 설정온도(T_S)에 대응되는 설정온도 신호(S_Ts)도 제어회로(CONT)에 입력된다.

이 제어회로는 공기의 온도를 조절하기 위하여 제1도의 제2의 댐퍼(D2), 제3의 댐퍼(D1)를 제어하는 제2의 액튜에이터(A2), 제3의 액튜에이터(A3)를 제어하는 신호와, 하방으로 분출하는 공기의 양의 비율을 조절하기 위하여 제1도의 제4의 댐퍼(D4)를 제어하는 제4의 액튜에이터(A4)를 제어하는 신호와, 공기량을 조절하기 위하여 제1도의 블로워(BL)를 제어하는 풍량제어수단(WC)을 제어하는 신호와, 냉방동작을 행할시에는 콤프레서를 작동시키고, 난방동작을 시킬시에는 정지된 콤프레서 제어신호(COMP)를 발생시킨다.

제3도는 안정시용 제어회로의 제어시퀀스의 플로우 챠트이다. 차외 온도(T_O)가 소정치(예컨대, 15℃)보다 높을 시에는 냉방동작(Cooling)을 시키기 위하여 콤프레서가 작동된다. 역으로 낮을 시에는 난방동작(Warming)을 시키기 때문에 콤프레서를 작동시키지 않는다. 또한, 냉방동작과 난방동작은 수동조작으로 선택할 수도 있는 것이다.

난방동작을 행할시에 있어서 차내온도(T_I)가 설정온도(T_S)보다 낮을시(W1)에는 제1도의 댐퍼(D2)(D3)를 제어하여 히터(H)로서 가열되는 공기의 양의 비율을 높이고, 차내온도(T_I)가 설정온도(T_S)보다 높을 시(W2)에는 히터(H)로서 가열되는 공기의 양의 비율을 낮추게 된다.

또한, 어느 경우(W1,W2)에 있어서도 설정온도와 차내 온도의 차(DEF)가 클시에는 풍량제어 수단(WC)을 사용하여 풍량(WQ)을 크게 한다.

냉방동작을 행할시에 있어서 차내온도(T_I)가 설정온도(T_S)보다 높을 시(C1)에는 히터(H)로서 가열되는 공기의 양의 비율을 낮추고, 차내온도(T_I)가 설정온도(T_S)보다 낮을 시(C2)에는 가열되는 공기의 양의 비율을 크게한다. 또한 어느 경우(W1,W2)에 있어서도 설정온도와 차내온도의 차(DEF)가 클 시에는 풍량제어수단(WC)을 이용하여 풍량(WQ)을 크게한다.

제4도는 설정온도(T_S)와 분출공기의 온도(T)의 관계를 나타낸 것이다.

제4도의 곡선(a)는 하방분출구에서 분출되는 공기의 온도, 곡선(b)는 다른 분출구에서 분출되는 공기의 온도를 나타낸 것이다.

제5도는 온도차(DEF)와 풍량(WQ)의 관계의 일예를 나타낸 것이다. 제6도는 시동시용 제어회로의 제어시퀀스의 플로우 챠트이다.

차외온도(T_O)가 소정치(예컨대, 15℃)보다 높을시에는 냉방동작(Cooling)을 시키기 위하여 콤프레서를 작동시킨다. 역으로 낮을시에는 난방동작(Warming)을 시키기 때문에 콤프레서는 동작되지 않는다.

차외온도(T_O)에 따라서 온도제어의 범위를 변경시킨다. 즉, 차내온도(T_O)(℃)가 T_O＜0, 0＜T_O＜10, 10＜T_O＜20, 20＜T_O＜30, 30＜T_O일시에 각각 온도제어 시퀀스A, B, C, D, E로 분기된다.

온도제어 시퀀스 A, B, C, D, E에 있어서는 각각 100%, 70%, 50%, 30%, 0%의 공기가 히터(H)를 통과하도록 제2의 댐퍼(D2)를 제어한다.

온도제어 시퀀스 A, B, C, D, E에 있어서의 설정온도(T_S)에 대한 분출공기의 온도를 제7도(A), (B), (C), (D), (E)로서 나타낸 것이다.

이러한 그래프에 있어서, 곡선⒜는 하방 분출구에서 분출되는 공기의 온도(T), 곡선(b)는 다른 분출구에서 분출되는 공기의 온도(T)를 나타낸 것이다.

제7도(a)는 외기온도가 극히 낮을 시에는 설정온도가 낮아도 높은 온도의 공기가 분출되는 것을 나타낸다. 설정온도가 설정온도 영역의 2/3이상으로 설정되어 있을시에는 이것에 따른다.

제7도(b)는 외기온도가 조금 높을 시에는 분출공기의 온도가 하강하는 것을 나타낸 것이다. 설정온도가 설정온도 영역의 1/2이상으로 설정되어 있을시에는 이것에 따른다. 제7도(c)는 외기온도가 중간정도일 때에는 분출공기의 온도가 더욱 하강함과 동시에 상한이 현출되는 것을 나타낸 것이다.

설정온도가 설정온도 영역의 1/3과 2/3의 사이에 온도설정이 되어 있을 시에 이것에 따른다. 제7도(d)는 외기온도가 높을 시에는 분출공기의 온도가 하강되는 것을 나타낸 것이다. 설정온도 영역의 1/2이하로 설정되어 있으면 이것에 따른다.

제7도(e)는 외기온도가 극히 높을 시에는 분출공기의 온도가 매우 낮게 되는 것을 나타낸 것이다. 설정온도가 설정온도 영역의 1/3이하로 설정되어 있으면 이것에 따른다.

하방 분출구에서의 분출공기의 양의 비율은 난방동작시(Warming)는 냉각수의 수온(T_W)에 의하여, 냉방 동작시(Cooling)는 에바퍼레이터(EVP)의 온도(T_E)에 의하여 제어된다.

난방동작시에 수온(T_W) (℃)이 T_W＜30, 30＜T_W＜50, 50＜T_W＜65, 65＜T_W일때, 각가 시퀀스 F, G, H, I 로 분기된다. 시퀀스 F에 있어서는 공기의 온도가 낮게 되어서 하방분출구와 다른 분출구도 폐색되어진다.

시퀀스 G에 있어서는 하방 분출구에서 100%의 공기가 분출된다. 시퀀스 H에 있어서는 하방분출구에서 70%, 다른 분출구에서 30%의 공기가 분출된다. 또한, 시퀀스 I에 있어서는 본격적인 난방으로 되어, 공조안정시의 시퀀스로 넘어간다.

냉방동작시에는 에바퍼레이터의 온도(T_E)(℃)가 T_E＜15, 15＜T_E＜25, 25＜T_E일때의 각각 스퀸스 J,K,L로 분기된다. 시퀀스 L에 있어서는 공기의 온도가 높게 되어서 하방 분출구와 다른 분출구도로 폐색된다.

시퀀스 K에 있어서는 해방분출구에서 30%의 공기가 분출되고, 다른 분출구에서 70%의 공기가 분출된다. 시퀀스 J에 있어서는 본격적인 냉방으로 되어 공조안정시의 시퀀스로 넘어간다. 시퀀스 F 내지 L의 제어는 제4, 제5의 댐퍼(D4)(D5)를 제4, 5의 액튜에이터(A4)(A5)를 통하여 제어하는 것에 의하여 행할 수가 있는 것이다.

따라서, 본 발명의 효과는 i) 차외온도가 낮을시에 공조를 시동할 때에는 최초부터 고온의 공기를 분출시킬 수가 있게 된다.

ii) 차외온도가 높을시에 공조를 시동할 때에는 최초부터 저온의 공기를 분출시킬 수가 있게 되는 것이다.

Claims (1)

1. 공기를 취입하여 장치내로 송풍하는 블로워와, 블로워에서 송출되는 공기를 냉각하는 에바퍼레이터와, 에바퍼레이터에서 냉각된 공기의 일부를 가열하는 히터와, 히터에서 가열되는 공기의 양과 히터에서 가열되지 않은 공기의 양의 비율을 조절하는 온도조절용 댐퍼와, 공기를 분출시키기 위한 분출구의 적어도 하나는 하방으로 설치되어 있는 복수의 분출구와, 하방에 설치되어 있는 분출구에서 분출되는 공기의 양의 비율을 조절하는 분출구 절환용 댐퍼와, 온도조절용 댐퍼와 분출구 절환용 댐퍼를 각각 제어하는 액튜에이터와, 차내온도를 검출하는 차내온도 검출수단과, 차내온도를 설정하기 위한 차내온도설정 수단과, 안정시에는 차외온도에 따라서 난방동작을 행할 것인다 냉방동작을 행할 것인가를 선택하여 차내온도가 설정온도보다 낮을시에는 그 온도차에 따라서 분출공기의 온도를 고온으로하고, 역으로 높을 시에는 그 온도차에 따라서 분출공기의 온도를 저온이 되도록 온도 조절용 댐퍼를 조절하여 차내온도와 설정온도의 차의 절대치가 크게됨에 따라서 분출공기의 양을 증가하도록 블로워를 조절하는 기능을 가진 안정시용 제어회로를 구비한 자동차용 자동공조장치에 있어서, 시동시에는 차외온도에 따라서 난방동작을 행할 것인가 냉방동작을 행할 것인가를 선택하는 기능과, 차외온도가 높을시에는 분출공기의 온도의 최고치를 저하시키고, 차외온도가 내려감에 따라서 상기 최고치를 높이고 차외온도가 낮을시에는 분출공기의 온도를 높이고 차외온도가 올라감에 따라서 분출공기의 온도를 저하시키도록 온도조절용 댐퍼를 조절하는 기능과, 차내온도와 설정온도의 차의 절대치가 크게됨에 따라서 분출 공기의 양을 증가하도록 블로워를 조절하는 기능과, 난방동작 시에 있어서 냉각수의 온도가 낮을 시에는 하방에 설치된 분출구에서의 공기의 분출량을 증가시키고 냉각수의 온도가 높아짐에 따라서 하방에 설치된 분출구에서의 공기의 분출량의 비율이 적어지도록 분출구 절환용 댐퍼를 조절하며, 냉방동작시에 있어서 에바퍼레이터의 온도가 높을 시에는 분출구에서의 공기의 분출량을 영으로 하고, 에바퍼레이터의 온도가 내려가면 분출을 개시하도록 분출구 절환용 댐퍼를 조절하는 기능을 가진 시동시용 제어회로를 구비한 것을 특징으로 하는 자동차용 자동공조장치.

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