KR101774814B1 - 차량용 공조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 공조장치에 관한 것으로서, 히터에 대한 공기저항의 증가로 인해 차실내로 송풍되는 공기의 풍량이 저감될 시, 이에 능동적으로 대처하면서 블로어의 회전속도를 증가시킬 수 있도록 구성함으로써, 공기저항의 증가로 인한 차실내의 송풍량 저감현상을 보상할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 내,외기를 흡입하여 공조케이스의 내부통로로 송풍하는 블로어와, 내부통로에서 분지되는 온풍통로의 개도량을 조절하는 템프도어와, 온풍통로로 도입된 공기를 가열하는 히터 및, 내,외기 온도 조건에 따라 목표회전속도를 산출하고, 산출된 목표회전속도에 의거하여 상기 블로어의 회전속도를 자동 제어하는 제어부를 포함하는 차량용 공조장치에 있어서, 히터를 통과하는 공기의 풍량을 감지하는 히터통과 풍량감지수단을 더 포함하며; 제어부는, 히터통과 풍량감지수단에서 입력된 히터의 통과 공기풍량을 고려하여 블로어의 목표회전속도를 보정한다.

Description

차량용 공조장치{AIR CONDITIONING SYSTEM FOR AUTOMOTIVE VEHICLES}

본 발명은 차량용 공조장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 히터에 대한 공기저항의 증가로 인해 차실내로 송풍되는 공기의 풍량이 저감될 시, 이에 능동적으로 대처하면서 블로어의 회전속도를 증가시킬 수 있도록 구성함으로써, 공기저항의 증가로 인한 차실내의 송풍량 저감현상을 보상할 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)가 설치된다.

블로어(3)는, 내,외기를 흡입하고, 흡입된 내,외기를 공조케이스(1)의 내부통로(1a)로 송풍한다. 따라서, 내부통로(1a)로 송풍된 내,외기가 증발기(5)와 히터(7)를 통과하면서 냉각 또는 가열되게 한다. 이로써, 냉각 또는 가열된 내,외기가 차실내로 공급되면서 차실내를 냉,난방하게 한다.

최근에는, 자동제어방식의 공조장치가 많이 사용되고 있는데, 상기 블로어(3)도 이에 맞춰서 자동제어되고 있다.

이 기술은, 외기센서(9), 인카센서(10), 일사센서(12) 등으로부터 외기온도, 내기온도, 일사량 등이 입력되면, 입력된 각각의 데이터를 제어부(14)가 처리하여 최적의 "목표회전속도"값을 산출한 다음, 산출된 "목표회전속도"값에 따라 블로어(3)의 회전속도를 자동 제어한다.

따라서, 차실내,외의 온도 조건에 맞춰서 블로어(3)의 회전속도를 자동으로 조절한다. 이로써, 차실내에 최적량의 냉,온풍이 공급되고, 그 결과, 차실내는 쾌적한 상태를 유지할 수 있게 된다.

그런데, 이러한 종래의 공조장치는, "난방모드" 시에, 블로어(3)의 공기가 증발기(5)와 히터(7)를 동시에 통과해야 하므로, 증발기(5)만 통과할 때의 "냉방모드" 경우 보다 상대적으로 큰 공기저항이 발생된다는 단점이 있다.

그리고 이러한 단점 때문에 차실내로 도입되는 온풍의 풍량이 저감된다는 문제점이 있으며, 그 결과, 차실내의 온도 제어가 어렵다는 결점이 있다.

특히, 전기차량인 경우, 히터(7)가 대부분 고전압 또는 저전압 "전기 히터"로 구성되는 바, 전기 히터(7)의 발열량을 최대한 이용하기 위해, "난방모드"의 진입 시에 템프도어(16)를 "최대난방위치(Max Warm)(X)"로 제어하면서 온풍통로(18)를 최대로 개방하는데, 이때, 블로어(3)에서 토출된 공기가 온풍통로(18)로 모두 도입되면서 증발기(5)와 히터(7)를 동시에 통과한다는 단점이 있으며, 이러한 단점 때문에 공기저항이 더욱 심화된다는 문제점이 있다.

그리고 이러한 문제점 때문에 차실내로 도입되는 온풍의 풍량이 현저하게 저감된다는 결점이 있으며, 그 결과, 차실내의 온도 제어가 더욱 어렵다는 단점이 지적되고 있다.

이 밖에도, 종래의 공조장치는, 전기차량인 경우, 히터(7)의 두께가 매우 두껍게 구성되므로, 두꺼운 두께의 히터(7)로 인해 상대적으로 큰 공기저항이 발생된다는 단점이 있다.

그리고 이러한 단점 때문에 차실내로 도입되는 온풍의 풍량이 저감된다는 문제점이 있으며, 그 결과, 차실내의 온도 제어가 어렵다는 결점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은, 블로어의 회전속도를 제어할 시에, 히터를 통과하는 풍량과 그로 인한 공기저항의 크기도 고려하여 제어하도록 구성함으로써, 히터를 통과하는 풍량의 증가로 인해 공기저항이 커질 시에, 블로어의 회전속도를 이에 맞춰 능동적으로 조절할 수 있는 차량용 공조장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 히터를 통과하는 풍량 증가로 인해 공기저항이 커질 시에, 블로어의 회전속도를 이에 맞춰 능동적으로 조절할 수 있도록 구성함으로써, 공기저항의 증가로 인해 차실내로 송풍되는 공기의 풍량이 저감될 시, 이에 능동적으로 대처하면서 블로어의 회전속도를 증가시킬 수 있는 차량용 공조장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 공기저항의 증가로 인해 차실내로 송풍되는 공기의 풍량이 저감될 시, 이에 능동적으로 대처하면서 블로어의 회전속도를 증가시킬 수 있도록 구성함으로써, 공기저항의 증가로 인한 차실내의 공기 송풍량 저감현상을 보상할 수 있는 차량용 공조장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 공기저항의 증가로 인한 차실내의 공기 송풍량 저감현상을 보상할 수 있도록 구성함으로써, 공기저항의 증가에도 불구하고 차실내로 송풍되는 공기의 풍량이 저감되지 않도록 하는 차량용 공조장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 공기저항의 증가에도 불구하고 차실내로 송풍되는 공기의 풍량이 저감되지 않도록 구성함으로써, 공기저항의 증가여부에 관계없이 차실내에 최적량의 공기를 공급할 수 있으며, 따라서, 차실내의 온도를 항상 쾌적한 상태로 유지시킬 수 있는 차량용 공조장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 히터를 통과하는 풍량 증가로 인해 공기저항이 커질 시에, 블로어의 회전속도를 이에 맞춰 능동적으로 조절할 수 있도록 구성함으로써, 히터의 두께에 따른 공기저항의 증가에 구애받지 않고, 차실내에 최적량의 공기를 공급할 수 있는 차량용 공조장치를 제공하는데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 차량용 공조장치는, 내,외기를 흡입하여 공조케이스의 내부통로로 송풍하는 블로어와, 상기 내부통로에서 분지되는 온풍통로의 개도량을 조절하는 템프도어와, 상기 온풍통로로 도입된 공기를 가열하는 히터 및, 내,외기 온도 조건에 따라 목표회전속도를 산출하고, 산출된 목표회전속도에 의거하여 상기 블로어의 회전속도를 자동 제어하는 제어부를 포함하는 차량용 공조장치에 있어서, 상기 히터를 통과하는 공기의 풍량을 감지하는 히터통과 풍량감지수단을 더 포함하며; 상기 제어부는, 상기 히터통과 풍량감지수단에서 입력된 상기 히터의 통과 공기풍량을 고려하여 상기 블로어의 목표회전속도를 보정하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 히터통과 풍량별 블로어 회전속도 보상치를 저장하고 있는 메모리부를 더 포함하며, 상기 제어부는, 상기 히터통과 풍량감지수단에서 입력된 상기 히터통과 풍량에 대응되는 블로어 회전속도 보상치를 검출하고, 검출된 상기 블로어 회전속도 보상치와, 내,외기 온도 조건에 따라 산출된 상기 목표회전속도를 미리 설정된 아래의 [식 1]으로 연산하여 상기 목표회전속도를 보정하는 것을 특징으로 한다.

[식 1]

목표회전속도 보정치 = 목표회전속도 + 블로어 회전속도 보상치

본 발명에 따른 차량용 공조장치에 의하면, 블로어의 회전속도를 자동 제어할 시에, 히터를 통과하는 풍량과 그로 인한 공기저항의 크기도 고려하여 제어하는 구조이므로, 히터를 통과하는 풍량의 증가로 인해 공기저항이 커질 시에, 블로어의 회전속도를 이에 맞춰 능동적으로 조절할 수 있는 효과가 있다.

또한, 히터를 통과하는 풍량 증가로 인해 공기저항이 커질 시에, 블로어의 회전속도를 이에 맞춰 능동적으로 조절할 수 있으므로, 공기저항의 증가로 인해 차실내로 송풍되는 공기의 풍량이 저감될 시, 이에 능동적으로 대처하면서 블로어의 회전속도를 증가시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 공기저항의 증가로 인해 차실내로 송풍되는 공기의 풍량이 저감될 시, 이에 능동적으로 대처하면서 블로어의 회전속도를 증가시킬 수 있으므로, 공기저항의 증가로 인한 차실내의 공기 송풍량 저감현상을 보상할 수 있는 효과가 있다.

또한, 공기저항의 증가로 인한 차실내의 공기 송풍량 저감현상을 보상할 수 있으므로, 공기저항의 증가에도 불구하고 차실내로 송풍되는 공기의 풍량이 저감되지 않도록 하는 효과가 있다.

또한, 공기저항의 증가에도 불구하고 차실내로 송풍되는 공기의 풍량이 저감되지 않도록 하는 구조이므로, 공기저항의 증가여부에 관계없이 차실내에 최적량의 공기를 공급할 수 있다. 따라서, 차실내의 온도를 항상 쾌적한 상태로 유지시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 차량용 공조장치를 나타내는 도면,
도 2는 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 구성을 나타내는 도면이다.

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 자동제어방식의 블로어 장치에 대해 간략하게 살펴본다.

자동제어방식의 블로어 장치는, 외기센서(9), 인카센서(10), 일사센서(12) 등으로부터 외기온도, 내기온도, 일사량 등이 입력되면, 입력된 각각의 데이터를 제어부(14)가 처리하여 최적의 "목표회전속도"값을 산출한다.

그리고 제어부(14)는, 산출된 "목표회전속도"값에 따라 블로어(3)의 회전속도를 자동 제어한다. 따라서, 차실내,외의 온도 조건에 맞춰서 블로어(3)의 회전속도를 자동으로 조절한다. 이로써, 차실내에 최적량의 냉,온풍이 공급된다.

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

먼저, 본 발명의 공조장치는, 히터(7)를 통과하는 공기의 풍량을 감지하는 히터통과 풍량감지수단(20)을 구비한다.

히터통과 풍량감지수단(20)은, 온풍통로(18)에 대한 템프도어(16)의 개도각을 감지하는 템프도어 개도각 감지센서(22)를 포함한다.

템프도어 개도각 감지센서(22)는, 온풍통로(18)에 대한 템프도어(16)의 개도각을 감지함으로써, 온풍통로(18)의 개도량을 감지하고, 온풍통로(18)의 개도량을 감지함으로써, 히터(7)를 통과하는 공기의 풍량을 감지하는 역할을 한다.

그리고 히터(7)를 통과하는 공기의 풍량을 감지함으로써, 히터(7)에 대한 공기저항의 크기도 감지할 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 공조장치는, 블로어(3)의 회전속도를 제어하는 제어부(14)를 구비하되, 상기 제어부(14)는, 메모리부(14a)를 구비한다.

메모리부(14a)는, "히터통과 풍량"별 "블로어 회전속도 보상치"를 저장하고 있다.

여기서, "히터통과 풍량"이, 곧 온풍통로(18)에 대한 템프도어(16)의 개도각이므로, 메모리부(14a)에 저장된 "블로어 회전속도 보상치"들은, 템프도어(16)의 개도각별로 각각 저장되어 있다.

한편, 제어부(14)는, 히터통과 풍량감지수단(20)에서 히터(7)를 통과하는 공기의 풍량(이하, "히터통과 풍량"라 약칭함) 데이터를 제공받는다. 이때, 제어부(14)는, 제공받은 "히터통과 풍량"에 대응되는 "블로어 회전속도 보상치"를 메모리부(14a)에서 검출한다.

그리고 제어부(14)는, 검출된 "블로어 회전속도 보상치"와, 각 센서(9, 10, 12)의 데이터에 따라 산출된 "목표회전속도"값을 미리 내장된 아래의 [식 1]으로 연산하여 "목표회전속도 보정치"를 산출한다.

[식 1]

목표회전속도 보정치 = 목표회전속도 + 블로어 회전속도 보상치

그리고 "목표회전속도 보정치"의 산출이 완료되면, 제어부(14)는, 연산된 "목표회전속도 보정치"에 따라 블로어(3)의 목표회전속도를 보정 제어한다.

따라서, 블로어(3)의 회전속도가, 히터(7)의 통과풍량과, 그로 인한 공기저항의 크기까지 고려하여 제어되게 한다. 이로써, 히터(7)를 통과하는 풍량의 증가로 인해 공기저항이 커질 시에, 블로어(3)의 회전속도가 이에 대응하여 능동적으로 제어될 수 있게 한다.

특히, 히터(7)의 통과풍량 증가와 그로 인한 공기저항의 증가 시에, 블로어(3)의 회전속도가 능동적으로 증가될 수 있게 한다. 따라서, 공기저항의 증가로 인해 차실내로 송풍되는 공기의 풍량이 저감될 시, 이에 능동적으로 대처할 수 있다.

이로써, 공기저항의 증가에도 불구하고 차실내로 송풍되는 공기의 풍량이 저감되지 않는다. 그 결과, 공기저항의 증가여부에 관계없이 차실내에는 최적량의 공기가 공급된다. 이에 따라, 차실내의 온도는 항상 쾌적한 상태로 유지될 수 있게 된다.

한편, 제어부(14)의 메모리부(14a)에 내장된 "블로어 회전속도 보상치"는, "히터통과 풍량"별, 즉, 템프도어(16)의 개도각별로 다양하게 저장되어 있으며, 이러한 "히터통과 풍량"별 "블로어 회전속도 보상치"는 여러 번의 시험을 통해 얻어진 결과에 근거한다.

여기서, 메모리부(14a)에 저장된 "히터통과 풍량"별 "블로어 회전속도 보상치"들은, "히터통과 풍량"이 증가할수록 이에 비례하여 점차 큰 크기를 갖도록 설정되는 것이 바람직하다.

즉, "히터통과 풍량"별 "블로어 회전속도 보상치"들은, 온풍통로(18)에 대한 템프도어(16)의 개도각이 커져서 "히터통과 풍량"이 증가할수록, 이에 비례하여 "블로어 회전속도 보상치"들도 점차 커지도록 구성되는 것이 바람직하다.

이렇게 구성한 이유는, 온풍통로(18)의 개도량이 커져서 "히터통과 풍량"이 증가할수록, 히터(7)에 대한 공기저항도 커져서 차실내로 공급되는 풍량이 저감되므로, 공기저항이 커질수록, [식 1]에 의해 연산된 "최종 목표회전속도"값이 점차 크게 산출되게 하기 위함이다.

이로써, "히터통과 풍량"이 증가하여 공기저항이 커질수록, 블로어(3)의 회전속도도 빠르게 제어하여, 공기저항의 증가로 인한 차실내의 공기 송풍량 저감현상에 대응할 수 있게 한다.

이와 같은 구성의 본 발명에 의하면, 블로어(3)의 회전속도를 자동 제어할 시에, 히터(7)를 통과하는 풍량과 그로 인한 공기저항의 크기도 고려하여 제어하는 구조이므로, 히터(7)를 통과하는 풍량의 증가로 인해 공기저항이 커질 시에, 블로어(3)의 회전속도를 이에 맞춰 능동적으로 조절할 수 있다.

또한, 히터(7)를 통과하는 풍량 증가로 인해 공기저항이 커질 시에, 블로어(3)의 회전속도를 이에 맞춰 능동적으로 조절할 수 있으므로, 공기저항의 증가로 인해 차실내로 송풍되는 공기의 풍량이 저감될 시, 이에 능동적으로 대처하면서 블로어(3)의 회전속도를 증가시킬 수 있다.

또한, 공기저항의 증가로 인해 차실내로 송풍되는 공기의 풍량이 저감될 시, 이에 능동적으로 대처하면서 블로어(3)의 회전속도를 증가시킬 수 있으므로, 공기저항의 증가로 인한 차실내의 공기 송풍량 저감현상을 보상할 수 있다.

또한, 공기저항의 증가로 인한 차실내의 공기 송풍량 저감현상을 보상할 수 있으므로, 공기저항의 증가에도 불구하고 차실내로 송풍되는 공기의 풍량이 저감되지 않도록 한다.

또한, 공기저항의 증가에도 불구하고 차실내로 송풍되는 공기의 풍량이 저감되지 않도록 하는 구조이므로, 공기저항의 증가여부에 관계없이 차실내에 최적량의 공기를 공급할 수 있다. 따라서, 차실내의 온도를 항상 쾌적한 상태로 유지시킬 수 있다.

또한, 히터(7)를 통과하는 풍량 증가로 인해 공기저항이 커질 시에, 블로어(3)의 회전속도를 이에 맞춰 능동적으로 조절할 수 있으므로, 전기차량인 경우, 두꺼운 두께의 히터(7)로 인해 상대적으로 큰 공기저항이 발생되더라도, 이에 능동적으로 대응할 수 있다.

따라서, 공기저항의 증가로 인한 차실내의 공기 송풍량 저감현상을 보상할 수 있으며, 이로써, 히터(7)의 두께로 인한 공기저항의 증가에 구애받지 않고, 차실내에 최적량의 공기를 공급할 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) 1a: 내부통로
3: 블로어(Blower) 5: 증발기
7: 히터(Heater) 9: 외기센서(Sensor)
10: 인카센서(In-car Sensor) 12: 일사센서
14: 제어부 14a: 메모리부
16: 템프도어(Temp. Door) 18: 온풍통로
20: 히터통과 풍량감지수단 22: 템프도어 개도각 감지센서

Claims (5)

1. 내,외기를 흡입하여 공조케이스(1)의 내부통로(1a)로 송풍하는 블로어(3)와, 상기 내부통로(1a)에서 분지되는 온풍통로(18)의 개도량을 조절하는 템프도어(16)와, 상기 온풍통로(18)로 도입된 공기를 가열하는 히터(7) 및, 내,외기 온도 조건에 따라 목표회전속도를 산출하고, 산출된 목표회전속도에 의거하여 상기 블로어(3)의 회전속도를 자동 제어하는 제어부(14)를 포함하는 차량용 공조장치에 있어서,
   공기저항 증가로 인한 차실내의 공기 송풍량 저감현상을 보상하기 위하여 상기 히터(7)를 통과하는 공기의 풍량을 감지하는 히터통과 풍량감지수단(20)을 더 포함하고,
   상기 제어부(14)는,
   상기 히터통과 풍량감지수단(20)에서 입력된 상기 히터(7)의 통과 공기풍량을 고려하여 상기 블로어(3)의 목표회전속도를 보정하고,
   상기 히터통과 풍량감지수단(20)은,
   상기 온풍통로(18)에 대한 템프도어(16)의 개도각을 감지하는 템프도어 개도각 감지센서(22)를 포함하고;
   상기 템프도어 개도각 감지센서(22)는, 상기 템프도어(16)의 개도각을 감지하여 상기 온풍통로(18)의 개도량을 감지하고, 상기 온풍통로(18)의 개도량 감지를 통해 상기 히터(7)를 통과하는 공기의 풍량을 감지하며;
   메모리부(14a)에 저장된 블로어 회전속도 보상치들은,
   상기 템프도어(16)의 개도각별로 각각 저장되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 히터통과 풍량별 블로어 회전속도 보상치를 저장하고 있는 메모리부(14a)를 더 포함하며,
   상기 제어부(14)는,
   상기 히터통과 풍량감지수단(20)에서 입력된 상기 히터통과 풍량에 대응되는 블로어 회전속도 보상치를 검출하고, 검출된 상기 블로어 회전속도 보상치와, 내,외기 온도 조건에 따라 산출된 상기 목표회전속도를 미리 설정된 아래의 [식 1]으로 연산하여 상기 목표회전속도를 보정하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
   [식 1]
   목표회전속도 보정치 = 목표회전속도 + 블로어 회전속도 보상치
3. 제 2항에 있어서,
   상기 메모리부(14a)에 내장된 히터통과 풍량별 블로어 회전속도 보상치들은, 상기 히터통과 풍량이 증가할수록 이에 비례하여 점차 큰 크기를 갖도록 설정되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 히터(7)는, 저전압 또는 고전압 전기 히터인 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
5. 삭제

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