KR20010027033A - 냉매압에 따라 콘덴서 팬 동작을 제어하는 장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

흡입되는 냉매를 외부 조건에 따라 해당 압력으로 압축하는 압축기; 상기 압축기에 의해 압축된 냉매를 강제로 액화시키는 콘덴서; 압축된 냉매압이 일정압 이상일 때 동작하는 고압 스위치; 상기 압축기와 콘덴서 사이의 냉매 파이프에 위치하여 상기 압축기에 의해 압축된 냉매의 온도에 따라 값을 달리하고, 상기 고압 스위치의 일단에 연결되어 상기 고압 스위치와 함께 입력 전류를 공유하는 가변 저항; 상기 가변 저항에 걸리는 전압을 입력하고 이 전압을 통해 냉매의 압력을 환산하여 냉매가 제1 설정압 이하이거나 제2 설정압 이상이면 냉방 동작을 중지시키는 전자제어장치; 가변 저항을 통해 인가되는 전류값에 따라 인가되는 전압을 달리하여 회전 동작을 달리하는 콘덴서 팬 모터; 및 상기 콘덴서 팬 모터의 구동에 연동하여 회전하는 콘덴서 팬을 포함하며, 소음이 적고 전력 낭비를 방지하는 효과가 있다.

Description

냉매압에 따라 콘덴서 팬 동작을 제어하는 장치 및 그 방법{APPARATUS FOR CONTROLLING A OPERATION OF CONDENSER PAN ACCORDING TO PRESSURE OF A REFRIGERANT AND THEREOF METHOD}

이 발명은 자동차의 냉방 장치에 관한 것으로, 특히, 냉매에 가해지는 압력에 의해 변하는 냉매 온도를 가변 저항을 이용하여 감지하여 가변 저항값에 따라 콘덴서 팬의 동작을 제어하는 냉매압에 따라 콘덴서 팬 동작을 제어하는 장치에 관한 것이다.

일반적으로 냉방장치는 냉매가 액체에서 기체화할 때 주위의 열을 빼앗는 것을 이용하여 냉방 작용을 한다. 여기서, 냉방장치는 냉방 작용을 위해 냉매를 기화된 냉매를 액화시키고 다시 액화된 냉매를 다시 기화시키는 과정 즉, 냉매 사이클 방식을 채택하고 있다.

일반적인 차량용 냉방장치는 증발기, 콘덴서(또는 응축기), 압축기, 팽창 밸브 및 리시이버를 포함하는 구성으로서, 압축식 냉매 사이클을 달성한다. 즉, 냉매 가스는 압축기에 의해 흡입, 압축되고 고온, 고압의 가스 상태로 만들어 콘덴서로 보내지고, 콘덴서로 보내진 냉매는 라디에이터 팬 등에 의해 강재냉각되어 액화되며, 액화된 냉매는 리시이버로 들어가 수분과 먼지가 제거된 다음 팽창 밸브로 흘러간다. 그리고, 팽창 밸브에서 고압 액상 냉매는 급격히 팽창되어 저온, 저압의 안개 상태의 냉매가 되어 증발기로 들어가고, 증발기의 팬을 통해 주위의 공기에서 열을 빼앗아 안개상태의 냉매에서 가스모양의 냉매가 되어 다시 압축기에 흡입된다.

그러나, 상기와 같이 동작하는 차량의 냉방장치는 냉매의 압력에 상관없이 콘덴서 팬이 상시 구동된다. 즉, 압축식 냉매 사이클이 발생하는 경우 냉매가 고온, 고압이 되는 경우, 냉매를 식히기 위해 콘덴서 팬이 구동되고, 압축식 냉매 사이클이 발생하지 않는 경우에도 콘덴서 팬이 구동된다.

따라서, 종래에는 압축식 냉매 사이클이 발생하지 않는 상태에서도 콘덴서 팬이 작동하여 소음 발생 및 전력이 소비되는 문제점이 발생한다.

따라서, 이 발명은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 냉매의 온도에 따라 콘덴서 팬의 동작 여부를 제어하여 소음 발생과 전력이 소비되는 것을 방지한다.

도1은 이 발명의 실시예에 따른 냉매압에 따라 콘덴서 팬 동작을 제어하는 장치의 블록도이다.

도2는 이 발명의 실시예에 따른 냉매압에 따라 콘덴서 팬 동작을 제어하는 장치에서 콘덴서 팬 모터에 인가되는 전압을 조절하는 회로의 간략도이다.

도3은 이 발명의 실시예에 따른 냉매압에 따라 콘덴서 팬 동작을 제어하는 장치의 동작 순서도이다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 이 발명의 특징에 따른 냉매압에 따라 콘덴서 팬 동작을 제어하는 장치는, 압축기를 통해 콘덴서로 흘러 들어가는 냉매의 통로인 냉매 파이프에 설치된 가변 저항을 이용하여 콘덴서 팬의 동작을 제어한다. 이때, 가변 저항은 냉매의 온도를 감지하고 감지된 온도에 따라 저항값을 달리하고, 가변 저항에 의해 가변된 전압이 콘덴서 팬 모터에 인가되어 콘덴서 팬 모터의 구동이 달라지도록 한다. 그리고, 전자제어장치는 가변 저항에 걸리는 전압을 입력하여 차량의 냉방 상태를 판단하여 냉방 동작 여부를 제어한다. 따라서, 이러한 가변 저항에 의해 이 발명의 특징에 따른 냉매압에 따라 콘덴서 팬 동작을 제어하는 장치는 냉매압에 따라 콘덴서 팬의 회전속도를 빠르게 또는 느리게 또는 정지시켜 종래에 에어컨 온시 콘덴서 팬이 항시 동작함에 따라 발생한 종래의 문제점을 해결한다.

따라서, 이 발명의 특징에 따른 냉매압에 따라 콘덴서 팬 동작을 제어하는 장치는,

흡입되는 냉매를 외부 조건에 따라 해당 압력으로 압축하는 압축기;

상기 압축기에 의해 압축된 냉매를 강제로 액화시키는 콘덴서;

압축된 냉매압이 일정압 이상일 때 동작하는 고압 스위치;

상기 압축기와 콘덴서 사이에 연결된 냉매 파이프에 위치하여 상기 압축기에 의해 압축된 냉매의 온도에 따라 값을 달리하고, 상기 고압 스위치의 일단에 연결되어 입력 전류를 공유하는 가변 저항;

상기 가변 저항에 걸리는 전압을 입력하고 이 전압을 통해 냉매의 압력을 환산하여 냉매가 제1 설정압 이하이거나 제2 설정압 이상이면 냉방 동작을 중지시키는 전자제어장치;

가변 저항을 통해 인가되는 전류값에 따라 인가되는 전압을 달리하여 회전 동작을 달리하는 콘덴서 팬 모터; 및

상기 콘덴서 팬 모터의 구동에 연동하여 회전하는 콘덴서 팬을 포함한다.

여기서, 가변 저항은 에어컨 온시에만 동작하는 것이 바람직하고, 상기 압축기는 사용자에 냉매를 압축시키는 정도를 달리한다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 이 발명의 다른 특징에 따른 냉매압에 따라 콘덴서 팬 동작을 제어하는 방법은,

냉매 파이프에 설치된 가변 저항의 값을 검출하여, 저항값에 대응하는 냉매의 온도 및 압력을 판단하는 단계;

판단한 냉매의 압력을 제1 설정압 이하인지를 판단하는 단계;

판단 냉매압이 제1 설정압 이하이면, 에이컨의 동작을 오프시키는 단계;

판단 냉매압이 제2 설정압 이상이면 에어컨의 동작을 오프시키는 단계; 및

판단 냉매압이 제1 설정압 이상이고, 제2 설정압 이하이면서, 일정압력 이상이면 콘덴서 팬 모터를 최대로 구동시키는 단계를 포함한다.

이하, 첨부한 도1 내지 도3을 참조로 이 발명의 실시예에 따른 냉매압에 따라 콘덴서 팬 동작을 제어하는 장치를 설명한다.

도1은 이 발명의 실시예에 따른 냉매압에 따라 콘덴서 팬 동작을 제어하는 장치의 블록도이다.

도1에 도시되어 있듯이, 이 발명의 실시예에 따른 냉매압에 따라 콘덴서 팬 동작을 제어하는 장치는, 압축기(10), 가변 저항(20), 콘덴서(30), 콘덴서 팬 모터(40), 콘덴서 팬(50), 팽창 밸브(60), ECU(electric controlled unit)(70)와 전원부(70)를 포함한다.

압축기(10)는 흡입하는 냉매를 고온, 고압시키기 위한 것이고, 콘덴서(30)는 압축기(10)에 의해 압축된 냉매를 콘덴서 팬을 이용하여 액화시키고, 팽창 밸브(60)는 고압의 냉매를 팽창시켜 저온, 저압의 상태의 냉매로 만들어 도시하지 않은 증발기로 보내며, 증발기는 흡입되는 냉매를 다시 가스모양으로 하여 압축기(10)로 보낸다.

이때, 가변저항(20)은 압축기(10)와 콘덴서(30) 사이에 위치한 냉매 파이프(P) 내부에 설치되어 있다. 그리고, 가변 저항(20)은 냉매의 온도 즉, 냉매에 의한 냉매 파이프의 온도에 따라 저항값을 달리하는 특성을 가진다. 즉, 가변 저항(20)은 냉매가 저압으로 압축되어 저온이면 높은 저항값을 나타내고, 냉매가 고압으로 압축되면 낮은 저항값을 나타낸다.

따라서, 가변 저항(20)을 통해 콘덴서 팬 모터(50)에 인가되는 전압은 냉매의 온도가 높으면 가변 저항(20)의 값이 낮아져서 전압강하가 작아지고 그에 따라 전압이 높아지고, 냉매 온도가 낮으면 가변저항(20)의 값이 높아져서 전압강하가 커지고 그에 따라 전압이 낮아진다.

결국, 콘덴서 팬 모터(50)는 높은 전압을 인가 받으면 구동속도가 증대되고, 낮은 전압을 인가 받으면 구동속도가 떨어지게 되며, 그에 따라 콘덴서 팬(60)은 콘덴서 팬 모터(50)에 연동하여 회전 속도가 제어된다.

한편, ECU(70)는 가변 저항(20)에 걸리는 전압을 인가 받아 냉매에 미치는 압력을 판단한다. ECU(70)는 이러한 가변 저항(20)의 값으로 냉매압이 정상인지 또는 에어컨 동작 유효 상태인지를 판단하고, 그에 따라 콘덴서 팬 모터(50)를 제어한다.

즉, ECU(70)는 입력되는 가변 저항(20)의 값을 냉매에 미치는 압력으로 환산하고, 환산된 압력이 제1 설정압인 2Kgf보다 큰지를 판단한다. 이때, 환산한 압력이 제1 설정압보다 크면 냉매가 있는 정상적인 상태라고 판단하고, 환산한 압력이 제1 설정압보다 작으면 냉매가 없는 상태라고 판단하여 전원부(80)로 제어 신호를 출력하므로써 에어컨 오프 상태가 되도록 한다.

그리고, ECU(70)는 환산한 압력이 제1 설정압보다 큰 경우 다시 제2 설정압보다 큰지를 비교한다. 이때의 비교는 냉매에 미치는 압력이 정상압 이상인지를 판단하기 위한 것으로, 환산한 압력이 제2 설정압인 32Kgf보다 큰 경우 냉매 파이프에 고압이 걸려 위험한 상태라고 판단하여 전원부(80)로 제어 신호를 출력하므로써 에어컨 오프 상태가 되도록 하며, 환산한 압력이 제2 설정보다 작은 경우에 정상 상태라고 판단하여 환산한 압력이 기준압 범위 즉, 냉매압이 25Kgf보다 크고 32Kgf보다 작은 범위에 있는지를 판단한다.

이를 위해, ECU(70)는 냉매압이 제2 설정압보다 작고 25Kgf보다 큰지를 판단한다. 이때, 냉매압이 25Kgf보다 큰 경우, ECU(70)는 가변 저항(20)을 거치지 않고 콘덴서 팬 모터(50)에 다이렉트로 전원이 공급되도록 하여 최대로 구동하도록 한다.

여기서, 도2와 도3을 참조로 가변 저항(20)의 저항값에 따른 ECU(70)의 동작 및 콘덴서 팬 모터(50)의 동작을 설명한다.

도2는 이 발명의 실시예에 따른 냉매압에 따라 콘덴서 팬 동작을 제어하는 장치에서 콘덴서 팬 모터에 인가되는 전압을 조절하는 회로의 간략도이다.

도2에 도시되어 있듯이, 차량의 에어컨을 동작시키기 위한 에어컨 스위치(SW1)에 가변 저항(20)과, 고압 스위치(SW2)의 일단이 연결되어 있다. 그리고, 가변 저항(20)과 고압 스위치(20)의 타단은 콘덴서 팬 모터(40)에 연결되어 있다. 그리고, 가변 저항(20)의 타단은 ECU(70)에 연결되어 가변 저항(20)에 걸리는 전압이 ECU(70)가 감지할 수 있도록 되어 있다.

여기서, 에어컨 스위치(SW1)과 가변 저항(20) 사이에는 도시하지 않는 냉매압을 조절하는 스위치가 설치되어 있다.

사용자가 에어컨 스위치(SW1)를 온시키면, 입력 전압(Vi)는 에어컨 스위치(SW1)를 통해 가변 저항(20)과 고압 스위치(SW2)에 인가된다. 이때, 냉매는 압축기(10)에 의해 고압 또는 저압으로 압축된다. 그러므로, 가변 저항(20)은 냉매압에 따라 저항값을 달리하여 콘덴서 팬 모터(50)에 인가되는 전압을 달리하도록 한다(S100).

그러면, 콘덴서 팬 모터(50)는 앞에서 설명한 바와 같이 가변 저항(20)의 저항값에 따라 인가되는 전압이 달라지므로 냉매압이 클때와 작을 때에 대응하여 구동력을 달리한다.

여기서, 고압 스위치(SW2)는 오프되어 있는 상태이다.

한편, ECU(70)는 가변저항(20)으로부터 입력되는 전압을 입력받아, 압력으로 환산하여, 현재 냉매의 압력을 판단한다(S200).

그런 다음, ECU(70)는 판단한 냉매압이 제1 설정압인 2Kgf보다 작은지를 판단하는데, 냉매압이 2Kgf보다 작으면 냉매가 없는 경우에 해당하게 된다. 그러므로, ECU(70)는 현재 냉매압이 2Kgf보다 작으면 에어컨이 동작하지 않도록 한다. 즉, 콘덴서 팬 모터(50)가 구동하지 않도록 제어한다(S300, S400).

상기 판단(S300)에서, ECU(70)는 현재 냉매압이 2Kgf보다 크다면 제2 설정압인 32Kgf보다 큰지를 판단한다(S500). 여기서, 현재 냉매압이 32Kgf보다 큰지를 판단하는 것은 냉매압이 32Kgf보다 크면 콘덴서 팬 모터(50)로 인가되는 가변 저항(20)에 걸리는 전압이 고압으로 콘덴서 팬 모터(50)가 위험해지기 때문이다. 그러므로, ECU(70)는 상기 판단(S500)에서 현재 냉매압이 32Kgf보다 크면 콘덴서 에어컨 스위치(SW1)를 오프시켜 콘덴서 팬 모터(50)가 구동하지 않도록 한다(S500, S400).

한편, ECU(70)는 상기 판단(S500)에서 현재 냉매압이 32Kgf보다 작다고 판단하면 다시 현재 냉매압이 일정압이 25Kgf인지를 판단한다(S600).

상기 판단(S600)에서, ECU(70)는 현재 냉매압이 25Kgf보다 크다고 판단하면 콘덴서 팬 모터(50)가 최대로 구동하도록 제어한다(S800). 이에 따라 콘덴서 팬 모터(50)는 입력 전압(Vi)를 그대로 인가 받으므로 최대 구동력을 가지게 되고, 콘덴서 팬(60)은 콘덴서 팬 모터(50)에 연동하여 최대 회전 속도로 회전하여 방열 성능을 최대로 한다.

만약, ECU(70)는 상기 판단(S600)에서 현재 냉매압이 25Kgf보다 작다면 가변 저항(20)을 통해 인가되는 전압에 따라 콘덴서 팬 모터(50)가 구동하도록 콘덴서 팬 모터(50)에 대한 제어 동작을 하지 않는다(S700).

이 발명은 냉매압에 따라 가변 저항의 값이 달라짐에 따라 콘덴서 팬 모터에 인가되는 전압이 달라짐에 따라 전력 소비를 줄이고, 콘덴서 팬이 구동하지 않는 차량의 냉각 상태일 경우 또는 냉각 상태 오류일 경우에 콘덴서 팬의 구동을 중지시킴에 따라 항시 구동하던 종래에 비해 소음이 줄고, 안정적인 냉각 동작이 이루어지는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 흡입되는 냉매를 외부 조건에 따라 해당 압력으로 압축하는 압축기;

   상기 압축기에 의해 압축된 냉매를 강제로 액화시키는 콘덴서;

   압축된 냉매압이 일정압 이상일 때 동작하는 고압 스위치;

   상기 압축기와 콘덴서 사이의 냉매 파이프에 위치하여 상기 압축기에 의해 압축된 냉매의 온도에 따라 값을 달리하고, 상기 고압 스위치의 일단에 연결되어 상기 고압 스위치와 함께 입력 전류를 공유하는 가변 저항;

   상기 가변 저항에 걸리는 전압을 입력하고 이 전압을 통해 냉매의 압력을 환산하여 냉매압이 제1 설정압 이하이거나 제2 설정압 이상이면 냉방 동작을 중지시키고, 냉매압이 상기 제2 설정압 이하이면서 일정압 이상이면 콘덴서 팬이 최대로 구동하도록 제어하는 전자제어장치;

   가변 저항을 통해 인가되는 전류값에 따라 인가되는 전압을 달리하여 회전 동작을 달리하는 콘덴서 팬 모터; 및

   상기 콘덴서 팬 모터의 구동에 연동하여 회전하는 콘덴서 팬을 포함하는 냉매압에 따라 콘덴서 팬 동작을 제어하는 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 가변 저항은,

   냉매의 온도가 높을수록 그 값이 낮아지고, 냉매의 온도가 낮을수록 그 값이 높아지는 것을 특징으로 하는 냉매압에 따라 콘덴서 팬 동작을 제어하는 장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 가변 저항은,

   전원에 연결되고 에어컨을 동작시키기 위한 신호를 출력하는 에어컨 스위치에 직렬 연결되는 것을 특징으로 하는 냉매압에 따라 콘덴서 팬 동작을 제어하는 장치.
4. 냉매 파이프에 설치된 가변 저항의 값을 검출하여, 저항값에 대응하는 냉매의 온도 및 압력을 판단하는 단계;

   판단한 냉매의 압력을 제1 설정압 이하인지를 판단하는 단계;

   판단 냉매압이 제1 설정압 이하이면, 에이컨의 동작을 오프시키는 단계;

   판단 냉매압이 제2 설정압 이상이면 에어컨의 동작을 오프시키는 단계; 및

   판단 냉매압이 제1 설정압 이상이고, 제2 설정압 이하이면서, 일정압력 이상이면 콘덴서 팬 모터를 최대로 구동시키는 단계를 포함하는 냉매압에 따라 콘덴서 팬 동작을 제어하는 방법.
5. 제4항에 있어서,

   상기 제1 설정압은 25Kgf이고, 상기 제2 설정압은 32Kgf이며, 일정압력은 25Kgf인 것을 특징으로 하는 냉매압에 따라 콘덴서 팬 동작을 제어하는 방법.