KR100398181B1 - 차량용 엔진의 에어컨 작동 관련 공 회전수 조절장치 및방법 - Google Patents

차량용 엔진의 에어컨 작동 관련 공 회전수 조절장치 및방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량용 엔진의 에어컨 작동 관련 공 회전수 조절장치 및 방법에 관한 것으로, 에어컨 스위치의 작동상태에 따라 에어컨이 작동여부를 체크하여, 에어컨이 작동되면 엔진의 연료공급량을 소정의 기본값만큼 증가시킨 다음, 회전수검출수단을 통해 엔진의 공 회전수를 검출하여 엔진의 공 회전수가 설정범위 이내에 있지 않으면 그 차이만큼 보상값을 산출하여 이 산출된 보상값에 따라 엔진의 연료공급량을 조절한다. 이와 같이 본 발명은, 에어컨 작동 시에 실제 엔진의 공회전수가 적정 공회전수의 범위 내에 있는지 체크하여 그에 따라 엔진의 연료량을 조절하기 때문에, 에어컨 작동 시에 엔진의 공회전수를 적정 회전수로 정확하게 유지시킬 수 있다.

Description

차량용 엔진의 에어컨 작동 관련 공 회전수 조절장치 및 방법 {Apparatus and method for controlling idling turning speed of engine in automobile when air conditioner drive}
본 발명은 차량용 엔진의 에어컨 작동 관련 공 회전수 조절장치 및 방법에 관한 것으로, 에어컨이 작동 될 때 부하값을 보상하여 엔진의 공 회전수를 높이되 엔진의 공 회전수를 설정범위 내로 조절하는 차량용 엔진의 에어컨 작동 관련 공 회전수 조절장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 차량용 에어컨(Air Conditioner)은 엔진에서 발생되는 동력에 의해 구동된다. 이에 따라 에어컨을 작동시키면 엔진에 걸리는 부하가 가중된다.
대개 차종별 또는 엔진별로 소음이나 진동 또는 연료소비량이나 시동꺼짐 등을 고려한 최적의 공회전수가 있다. 그런데 에어컨을 작동시키면 부하가 가중됨으로 인해 엔진의 공회전수가 저하되므로, 공회전시 소음 또는 진동이 심해지는 등의 엔진의 부조(不調)가 발생되거나 연료소비량이 증가되거나 시동이 꺼질 수 있다.
이에 종래에는 에어컨을 동작시키면 인젝션 펌프의 레버를 끌어당겨 엔진의 실린더로 공급되는 연료량을 늘려 엔진의 공회전수를 증가시키는 장치를 설치하였는 바, 이는 도 1에 도시된 바와 같다.
도 1을 참조하면 알 수 있듯이, 종래의 차량용 엔진의 에어컨 작동 관련 공 회전수 조절장치는, 엔진(1)의 본체에 부착되어 연료를 연소실내로 분사하는 데 필요한 압력을 만들고 각 실린더에 적량의 연료를 최적의 분사시기에 균일하게 분사하는 인젝션펌프(Injection Pump; 2)와, 이 인젝션펌프(2)의 연료분사량을 조절하는 인젝션펌프 레버(3)와 얼터네이터(Alternator; 4)의 회전력에 의해 부압(負壓; 또는 진공압)을 발생하는 진공펌프(5)를 포함한다.
또한, 상기 인젝션펌프 레버(3)와 진공펌프(5)를 상호 연결하는 관로(6)와 도시생략된 에어컨의 동작상태에 연동하는 개폐동작에 의해 상기 관로(6) 내의 기압을 절환하는 에어컨 솔레노이드 밸브(7)와 에어컨스위치(9)의 스위칭절환에 따라 온 또는 오프되어 에어컨 솔레노이드 밸브(7)를 개폐시키는 에어컨 릴레이(8)로 구성된다.
이와 같이 구성된 종래의 차량용 엔진의 에어컨 작동 관련 공 회전수 조절장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 엔진(1)이 시동되면 인젝션펌프(2)가 동작되어 연소실내로 연료를 분사하고, 엔진(1)의 구동축에 연동하여 얼터네이터(4)가 회전되면서 이 얼터네이터(4)의 회전력에 의해 진공펌프(5)가 구동된다.
이때, 에어컨 솔레노이드 밸브(7)가 개방되어 있는 상태이므로, 상기 진공펌프(5)가 구동되어도 관로(6)내의 기압은 대기압과 차이가 거의 없는 상태이다.
이와 같이 엔진(1)에 시동이 걸려 있는 상태에서, 에어컨 스위치(9)가 온(On)되면 소정의 직류전원공급수단(일예로, 배터리)으로부터 인가되는 직류전압(Vcc)이 에어컨 릴레이(8)의 여자코일에 인가되어 에어컨 릴레이(8)가 여자(勵磁)된다.
상기와 같이 에어컨 릴레이(8)가 여자됨에 따라 에어컨 릴레이(8)의 접점이 폐쇄되어 상기 직류전원공급수단으로부터 인가되는 직류전압(Vcc)이 에어컨 솔레노이드 밸브(7)로 인가되고, 에어컨 솔레노이드 밸브(7)는 폐쇄된다.
상기와 같이 에어컨 솔렌이드 밸브(7)가 폐쇄됨에 따라 관로(6) 내의 기압은진공펌프(5)에서 발생된 부압에 의해 급격히 저하되어 대기압보다 현저히 낮아진다. 이와 같이 관로(6)내의 기압이 대기압보다 낮아짐에 따라 인젝션펌프의 레버(3)가 관로(6)쪽으로 끌어당겨져 인젝션펌프(2)의 연료분사량이 증가된다.
상기와 같이 인젝션 펌프(2)의 연료분사량이 증가됨으로써, 에어컨이 작동될 때 부하의 증가로 인해 엔진(1)의 공회전수가 낮아지는 것이 방지된다.
그러나, 상기와 같은 종래의 차량용 엔진의 에어컨 작동 관련 공 회전수 조절장치는, 엔진의 실제 공 회전수를 고려치 않고 단순히 에어컨 작동시 연소실에 공급되는 연료량을 고정된 양만큼만 늘리도록 되어 있기 때문에, 엔진의 상태나 차량의 연식 또는 기온이나 날씨 또는 엔진의 워밍업(Warming up) 상태나 보기류의 구동 여부 등에 따라 공차가 큰 문제점이 있다.
예를 들어, 엔진의 공회전수가 적정 공회전수보다 높으면 "웅웅"거리는 부밍노이즈(Booming Noise)가 발생되어 운전자가 불쾌감과 피로를 느끼게 되고 연비가 나빠지며, 엔진의 공회전수가 적정 공회전수보다 낮으면 엔진의 부조가 발생되고 시동이 빈번하게 꺼질 수 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 에어컨 작동 시에 실제 엔진의 공회전수가 적정 공회전수의 범위 내에 있는지 체크하면서 그에 따라 엔진의 연료량을 조절함으로써, 에어컨 작동 시 엔진의 공회전수를 적정회전수로 정확하게 유지시킬 수 있는 차량용 엔진의 에어컨 작동 관련 공 회전수 조절장치 및 방법을 제공하는데에 그 목적이 있다.
도 1은 종래의 차량용 엔진의 에어컨 작동 관련 공 회전수 조절장치를 도시한 개략도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 엔진의 에어컨 작동 관련 공 회전수 조절장치를 도시한 개략도,
도 3은 도 1에 도시된 제어부의 동작과정을 설명하기 위한 플로우챠트.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
101: 엔진 102: 인젝션 펌프
103: 인젝션 펌프 레버 104: 얼터네이터
105: 진공펌프 106: 관로
107: 에어컨 릴레이 108: 에어컨 스위치
110: 에어컨 솔레노이드 밸브 120: 회전수 검출부
130: 제어부
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량용 엔진의 에어컨 작동 관련 공 회전수 조절장치는, 에어컨이 작동되면 진공펌프에서 발생된 부압에 의해 인젝션 펌프의 레버를 작동시켜 엔진의 공 회전수를 높이는 차량용 엔진의 에어컨 작동 관련 공 회전수 조절장치에 있어서, 에어컨 스위치에 의해 스위칭절환되는 스위칭소자와, 엔진의 회전수를 검출하는 회전수 검출부와, 상기 스위칭소자의 스위칭절환상태에 따라 개폐동작하여 상기 진공펌프에서 발생된 부압을 상기 인젝션 펌프의 레버측으로 인가하거나 차단하되 제어신호에 따라 그 개폐량이 조절되는 밸브와, 상기 스위칭소자의 절환상태에 따라 인가되는 신호에 의해 에어컨의 동작상태를 감지하고 에어컨이 동작되면 상기 회전수 검출부를 통해 검출되는 엔진의 공 회전수를 설정된 범위 내로 조절하도록 상기 밸브의 개폐량을 조절하는 제어부로 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량용 엔진의 에어컨 작동 관련 공 회전수 조절방법은,엔진의 회전력에 의해 부압을 발생하는 진공펌프와 이 진공펌프로부터 인가되는 부압에 의해 그 작동이 가변되는 인젝션 펌프의 레버와 에어컨 스위치의 절환상태에 의해 개폐되어 상기 진공펌프의 부압을 상기 에어컨 스위치의 레버로 인가 또는 차단하며 제어신호에 의해 그 개폐량이 조절되는 밸브가 구비되어 있는 차량용 엔진의 에어컨 작동 관련 공 회전수 조절방법에 있어서, 상기 에어컨 스위치의 작동상태에 따라 에어컨이 작동여부를 체크하는 스텝과, 에어컨이 작동되면 상기 밸브의 개폐량을 소정의 설정된 기본값으로 설정하는 스텝과, 상기밸브의 개폐량을 기본값으로 설정한 다음 회전수검출수단을 통해 상기 엔진의 공 회전수를 검출하는 스텝과, 엔진의 공회전수가 설정범위 이내에 있지 않으면 그 차이만큼 상기 밸브의 개폐량을 조절하기 위한 보상값을 산출하는 스텝과, 상기 보상값에 따라 상기 밸브의 개폐량을 조절하는 스텝으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 엔진의 에어컨 작동 관련 공 회전수 조절장치를 도시한 개략도로서, 동도면을 참조하면 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 차량용 엔진의 에어컨 작동 관련 공 회전수 조절장치는, 엔진(101)과 인젝션펌프(102)와 인젝션펌프 레버(103)와 얼터네이터(104)와 진공펌프(105)와 관로(106)와 에어컨 릴레이(107)와 에어컨 스위치(108)와 에어컨 솔레노이드 밸브(110)와 회전수검출부(120) 및 제어부(130)으로 구성된다.
상기 엔진(101)은 인젝션펌프(102)로부터 공급되는 연료에 의해 구동되어 회전력을 발생하고, 상기 인젝션펌프(102)는 엔진(101)의 본체에 부착되어 연료를 엔진(101)의 연소실내로 분사하는 데 필요한 압력을 만들고 각 실린더에 적량의 연료를 최적의 분사시기에 균일하게 분사한다.
상기 인젝션펌프 레버(103)는 인젝션펌프(102)의 연료분사량을 조절하고, 상기 얼터네이터(104)는 엔진(101)의 구동축에 연동하여 회전하면서 전력을 생산하고, 상기 진공펌프(105)는 얼터네이터(104)의 회전력에 의해 부압을 발생한다.
상기 관로(106)는 인젝션펌프 레버(103)와 진공펌프(105)를 상호 연결하고,상기 에어컨 릴레이(107)는 에어컨스위치(108)의 스위칭절환에 따라 온 또는 오프되어 에어컨 솔레노이드 밸브(110)를 개폐시킨다.
상기 에어컨 솔레노이드 밸브(110)는 상기 에어컨 릴레이(107)로부터 인가되는 직류전압(Vcc)에 의해 개방 또는 폐쇄되어 상기 관로(106) 내의 기압을 절환하며, 제어부(130)로 인가되는 개폐각제어신호에 따라 개폐량을 조절한다.
상기 회전수 검출부(120)는 엔진(101)의 회전수를 검출하여 검출된 회전수를 그에 상응하는 신호로서 제어부(130)에 인가한다.
제어부(130)는 에어컨 릴레이(107)의 개폐상태를 체크하여 에어컨 릴레이(107)가 스위칭 온 상태로 절환되면 에어컨이 동작된 것으로 판단하고, 회전수 검출부(120)를 통해 엔진(101)의 회전수를 검출하여 검출된 회전수를 기억된 설정 회전수 범위와 비교하여 회전수가 설정 회전수 범위 내에 있지 않으면 이를 보상하기 위한 보상값을 산출하여 산출된 보상값에 따라 에어컨 솔레노이드 밸브(110)의 개폐량을 조절한다.
이제 상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 동작예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
먼저, 엔진(101)이 시동되면 인젝션펌프(102)가 동작되어 연소실내로 연료를 분사하고, 엔진(101)의 구동축에 연동하여 얼터네이터(104)가 회전되면서 이 얼터네이터(104)의 회전력에 의해 진공펌프(105)가 구동된다.
이때, 에어컨 솔레노이드 밸브(110)가 개방되어 있는 상태이므로, 상기 진공펌프(105)가 구동되어도 관로(106)내의 부압은 크지 않은 상태이다.
이와 같이 엔진(101)에 시동이 걸리면 소정의 전원공급수단(일예로, 배터리)으로부터 제어부(130)로 전원이 인가되므로, 상기 전원공급수단으로부터 인가되는 전원에 의해 제어부(130)는 초기화된다.
상기 초기화된 제어부(130)는 에어컨 릴레이(107)의 스위칭절환상태를 체크하여(S10), 에어컨 릴레이(107)가 스위칭 온 상태인지를 판단한다(S20). 즉, 제어부(130)는 에어컨 릴레이(107)로부터 직류전압(Vcc)이 인가되면 에어컨 릴레이(107)가 스위칭 온 상태임을 감지하고, 에어컨 릴레이(107)로부터 직류전압(Vcc)이 인가되지 않으면 에어컨 릴레이(107)가 스위칭 오프 상태임을 감지한다.
상기 스텝(S20)에서의 판단결과 에어컨 릴레이(107)가 스위칭 오프 상태이면, 제어부(130)는 상기 스텝(S10)으로 되돌아가 에어컨 릴레이(107)의 스위칭상태를 다시 체크한다.
이때, 에어컨 스위치(108)가 온되면 소정의 직류전원공급수단(일예로, 배터리)으로부터 인가되는 직류전압(Vcc)이 에어컨 릴레이(107)의 여자코일에 인가되어 에어컨 릴레이(107)가 여자된다.
상기와 같이 에어컨 릴레이(107)가 여자됨에 따라 에어컨 릴레이(107)의 접점이 폐쇄되어 상기 직류전원공급수단으로부터 인가되는 직류전압(Vcc)이 에어컨 솔레노이드 밸브(110)로 인가되어 에어컨 솔레노이드 밸브(110)가 동작가능한 상태가 된다.
에어컨 릴레이(107)가 스위칭 온 상태임을 감지한 제어부(107)는 내장된 롬테이블이나 외부의 기억장치 등에 미리 기억된 에어컨 솔레노이드 밸브(110)의 개폐량에 대한 기본값을 읽어와 이 기본값으로 에어컨 솔레노이드 밸브(110)의 개폐량을 조절하기 위한 개폐각제어신호를 에어컨 솔레노이드 밸브(110)로 인가한다(S30).
상기 제어부(130)로부터의 개폐각제어신호에 의해 에어컨 솔레노이드 밸브(110)가 상기 기본값에 상응하는 개폐량으로 관로(106)를 폐쇄하게 되고, 이에 따라 관로(106) 내의 기압이 진공펌프(105)에서 발생된 부압에 의해 대기압보다 낮아진다.
상기와 같이 관로(106) 내의 기압이 대기압보다 낮아지면 그 대기압과의 압력차에 상응하는 거리만큼 인젝션펌프 레버(103)가 관로(106)쪽으로 끌어당겨지고, 인젝션펌프 레버(103)가 끌어당겨진 거리만큼 인젝션펌프(102)의 연료공급량이 증가한다.
이때, 엔진(101)의 회전수는 회전수감지부(120)에 의해 감지되어 회전수감지부로(120)로부터 엔진의 회전수에 상응하는 감지신호가 제어부(130)로 인가되는 바, 제어부(130)는 회전수감지부(120)로부터 입력되는 회전수감지신호에 의해 엔진(101)의 회전수를 검출하여(S40), 검출된 회전수가 소정의 설정범위(일예로, 대략 950 r.p.m ∼1050 r.p.m 정도) 내(內) 인지를 판단하여(S50), 판단결과 엔진(101)의 회전수가 설정범위 내 이면 제어동작을 종료한다.
반면, 상기 스텝(S50)에서의 판단결과 엔진(101)의 회전수가 설정범위 외(外)이면 제어부(130)는 검출된 엔진(101)의 회전수와 설정범위와의 차이에 따른 보상값을 산출하고(S60), 산출된 보상값에 따라 에어컨 솔레노이드 밸브(110)의 개폐량을 조절하기 위한 개폐각제어신호를 에어컨 솔레노이드 밸브(110)로 출력한다(S70).
상기 제어부(130)로부터의 개폐각제어신호에 의해 에어컨 솔레노이드 밸브(110)가 상기 보상값에 상응하게 관로(106)의 개폐량을 조절하고, 이에 따라 관로(106) 내의 기압이 에어컨 솔레노이드 밸브(110)에 의해 조절된 개폐량에 상응하게 기압이 조절된다.
상기와 같이 에어컨 솔레노이드 밸브(1100에 의해 조절된 관로(106) 내의 기압과 대기압과의 압력차에 따라 인젝션펌프 레버(103)가 관로(106)쪽으로 끌어당겨지거나 밀려나가게 되고, 인젝션펌프 레버(103)가 끌어당겨진 거리만큼 인젝션펌프(102)의 연료공급량이 증가되거나 인젝션펌프 레버(103)가 밀려나간 만큼 인젝션펌프(102)의 연료공급량이 감소한다.
이와 같이 제어부(130)가 산출한 보상값에 따라 인젝션펌프(102)의 연료공급량을 조절함으로써, 엔진(101)의 회전수를 설정범위 내로 유지시킬 수 있다.
다음, 제어부(1300는 상기 스텝(S40)으로 되돌아가 다시 엔진(101)의 회전수를 검출하고, 이를 설정범위와 비교한 후, 엔진(101)의 회전수가 설정범위 내이면 제어동작을 종료하고, 설정범위 외이면 다시 보상값을 산출하여 인젝션펌프(102)의 연료공급량을 조절한다.
상술한 바와 같이 본 발명은, 에어컨 스위치의 작동상태에 따라 에어컨이 작동여부를 체크하여, 에어컨이 작동되면 엔진의 연료공급량을 소정의 기본값만큼 증가시킨 다음, 회전수검출수단을 통해 엔진의 공 회전수를 검출하여 엔진의 공 회전수가 설정범위 이내에 있지 않으면 그 차이만큼 보상값을 산출하여 이 산출된 보상값에 따라 엔진의 연료공급량을 조절한다. 이와 같이 본 발명은, 에어컨 작동 시에 실제 엔진의 공회전수가 적정 공회전수의 범위 내에 있는지 체크하여 그에 따라 엔진의 연료량을 조절하기 때문에, 에어컨 작동 시에 엔진의 공회전수를 적정 회전수로 정확하게 유지시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 에어컨이 작동되면 진공펌프에서 발생된 부압에 의해 인젝션 펌프의 레버를 작동시켜 엔진의 공 회전수를 높이는 차량용 엔진의 에어컨 작동 관련 공 회전수 조절장치에 있어서,
    에어컨 스위치에 의해 스위칭절환되는 스위칭소자와,
    엔진의 회전수를 검출하는 회전수 검출부와,
    상기 스위칭소자의 스위칭절환상태에 따라 개폐동작하여 상기 진공펌프에서 발생된 부압을 상기 인젝션 펌프의 레버측으로 인가하거나 차단하되 제어신호에 따라 그 개폐량이 조절되는 밸브와,
    상기 스위칭소자의 절환상태에 따라 인가되는 신호에 의해 에어컨의 동작상태를 감지하고 에어컨이 동작되면 상기 회전수 검출부를 통해 검출되는 엔진의 공 회전수를 설정된 범위 내로 조절하도록 상기 밸브의 개폐량을 조절하는 제어부로 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 엔진의 에어컨 작동 관련 공 회전수 조절장치.
  2. 엔진의 회전력에 의해 부압을 발생하는 진공펌프와 이 진공펌프로부터 인가되는 부압에 의해 그 작동이 가변되는 인젝션 펌프의 레버와 에어컨 스위치의 절환상태에 의해 개폐되어 상기 진공펌프의 부압을 상기 에어컨 스위치의 레버로 인가 또는 차단하며 제어신호에 의해 그 개폐량이 조절되는 밸브가 구비되어 있는 차량용 엔진의 에어컨 작동 관련 공 회전수 조절방법에 있어서,
    상기 에어컨 스위치의 작동상태에 따라 에어컨이 작동여부를 체크하는 스텝과,
    에어컨이 작동되면 상기 밸브의 개폐량을 소정의 설정된 기본값으로 설정하는 스텝과,
    상기 밸브의 개폐량을 기본값으로 설정한 다음 회전수검출수단을 통해 상기 엔진의 공 회전수를 검출하는 스텝과,
    엔진의 공회전수가 설정범위 이내에 있지 않으면 그 차이만큼 상기 밸브의 개폐량을 조절하기 위한 보상값을 산출하는 스텝과,
    상기 보상값에 따라 상기 밸브의 개폐량을 조절하는 스텝으로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 엔진의 에어컨 작동 관련 공 회전수 조절방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 보상값에 따라 밸브의 개폐량을 조절한 다음 다시 엔진의 공회전수를 검출하여 엔진의 공회전수가 설정범위 이내에 있지 않으면 엔진의 공회전수가 설정범위 이내가 될 때까지 보상값을 산출해 밸브의 개폐량을 조절하는 것을 특징으로 하는 차량용 엔진의 에어컨 작동 관련 공 회전수 조절방법.
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