KR100693548B1 - 자동차용 에어컨 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 에어콘 구동 초기에 오일밸브의 개도를 정상작동시와 달리하여 초기 구동에 따른 구동계의 부하를 감소시켜, 진동 및 소음이 저감되도록 한 자동차용 에어컨 제어방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 자동차용 에어컨 제어방법은 차량의 에어컨을 제어하기 위한 에어컨 컨트롤 패널, 엔진관리유닛을 가지는 엔진관리시스템을 구비하는 차량의 에어컨 제어방법에 있어서, 에어컨의 초기구동조건이 작성되는 제 1 단계, 차량의 사용자로부터 에어컨을 제어하기 위한 제어명령이 입력되는 제 2 단계, 에어컨의 구동상태를 판단하는 제 3 단계, 제어명령에 따라 에어컨의 구동 제어를 위한 제어신호가 생성되는 제 4 단계 및 제어신호에 따라 에어컨이 동작하는 제 5 단계를 포함한다.

자동차, 차량, 에어컨, 압축기, 컴프레셔, 제어 방법

Description

자동차용 에어컨 제어방법{Control Method For Air-conditioner Of Car}

도 1은 차량용 에어컨의 제어를 위한 자동차의 제어부 구성을 도시한 구성도.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 에어컨의 제어방법을 도시한 흐름도.

도 3은 도 2의 제어방법을 좀더 구체화한 흐름도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : AC 컨트롤 패널 3 : EMS

5 : ECU 7 : 엔진

9 : 에어컨 제어기 11 : 에어컨

본 발명은 차량 및 차량의 제어방법에 관한 것으로 특히, 에어콘 구동 초기에 오일밸브의 개도를 정상작동시와 달리하여 초기 구동에 따른 구동계의 부하를 감소시켜, 진동 및 소음이 저감되도록 한 자동차용 에어컨 제어방법에 관한 것이다.

자동차가 개량되고 발전됨에 따라서, 최근의 자동차들은 초기의 자동차들에 비해 월등히 나아진 운전환경을 제공한다. 엔진에 의해 구동이 되고, 핸들과 발을 사용하는 조작에는 큰 변화가 없지만, 사용자가 위치하는 공간에 대한 배려는 과거와는 비교할 수 없을만큼 큰 변화를 가져왔다.

이러한 것 중에, 차량 실내의 온도를 조절하기 위한 에어컨과 히터의 경우는 중요한 부분을 차지한다. 히터의 경우는 자동차의 엔진에서 발생하는 열, 연료를 직접 연소시켜 발생하는 열 또는 전기장치에 의해 발생되는 열을 실내로 유입되는 공기를 데우는데 사용한다. 그리고, 에어컨의 경우, 냉매 압축기와 냉매에 의해 냉장고와 거의 같은 원리로 차량 내부로 유입되는 공기의 온도를 낮추게 된다.

이러한, 온도 조절 장치들은 직간접적으로 차량의 구동력을 배분하여 사용하게 된다. 즉, 히터의 경우, 전기식 장치의 경우 발전기에서 생산된 전기를 발열소자에 공급하고, 이 발열소자와 실내로 공기를 유입하기 위해 팬을 사용한다. 즉, 사용자가 히터를 구동시키면, 발전기 혹은 축적기에서 발열소자로 전기가 공급되고, 따뜻해진 공기를 공급하기 위해 공기 유입구의 개도가 조정된다. 그리고, 조정된 개도에 따라 팬이 동작하여 따뜻해진 공기가 차량의 실내로 유입된다.

에어컨의 경우도 유사하다. 에어컨의 경우는 냉매를 압축 및 팽창시키는 과정에 차량의 구동력을 직접 적용하는 것이 보편적이다. 즉, 냉매 압축기와 엔진의 구동축을 클러치를 이용하여 연결 혹은 분리함으로써 에어컨의 동작을 결정한다. 그리고, 에어컨의 동작 유무에 따라 개도가 조정되고, 이에 따라 히터와 마찬가지로 팬이 동작하여 차가워진 공기를 차량의 실내로 공급하는 원리가 적용된다.

특히, 자동차를 운전해본 사람이라면 누구나 알 수 있듯이, 에어컨을 동작시키는 경우 자동차의 구동력 중 상당부분이 에어컨에 할애된다. 즉, 냉매 압축기가 클러치에 의해 엔진의 구동축에 연결되면 차량의 진동이 발생하는 등의 문제점이 있었다. 그러나, 이러한 문제점은 전자식 엔진콘트롤유닛(ECU)에 의해 보완되었다. 즉, 에어컨이 동작하면, 아이들 상태의 엔진회전수를 높여 에어컨에 할애되는 만큼의 동력을 보상하는 방식으로 동력 부족으로 인한 차량의 떨림을 방지하게 되었다.

하지만, 이것은 어디까지나 동력을 보상하기 위한 방법으로 사용된 것이다. 즉, 종래의 ECU는 에어컨 작동에 따라 아이들 상태에서의 엔진 회전수만을 상승시킬 뿐이고, 다른 것들은 거의 제어를 하지 않는다. 그러나, 에어컨의 동작에는 많은 기계적 요소를 담고 있는만큼 엔진과 마찬가지로 초기동작에 따른 무리가 발생하곤 한다.

즉, 에어컨이나 히터를 동작시키면, 공기의 유동을 위한 에어벨브가 조절된다. 마찬가지로, 에어컨 내부의 냉매 순환을 위한 밸브나, 에어컨의 기계적 동작을 보장하기 위한 오일밸브 등의 동작이 이어진다. 즉, 이러한 장치들도 초기 동작 시에는 소음이나 진동을 발생시키는 원인을 제공하며, 에어컨의 동작 초기에 이들에 대한 배려가 이루어져야 할 필요가 발생한다. 예를 들어, 엔진의 회전수 상승으로 인해 에어컨이 구동초기에도 정상동작을 한다고 하면, 에어컨 각부에는 오일이 정상적으로 순환되지 않은 상태에서 무리한 힘이 가해지게 된다. 즉, 이로 인해, 오일에 의해 충분히 윤활되지 않은 상태에서 기계적 마찰이 발생하고 이는 곧 에어컨 구동부에 무리를 가하게 되며, 소음 및 진동 발생으로 인한 승차감 저하로 이어지게 된다.

따라서, 본 발명의 목적은 에어콘 구동 초기에 오일밸브의 개도를 정상작동시와 달리하여 초기 구동에 따른 구동계의 부하를 감소시켜, 진동 및 소음이 저감되도록 한 자동차용 에어컨 제어방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 자동차용 에어컨 제어방법은 차량의 에어컨을 제어하기 위한 에어컨 컨트롤 패널, 엔진관리유닛을 가지는 엔진관리시스템을 구비하는 차량의 에어컨 제어방법에 있어서, 에어컨의 초기구동조건이 작성되는 제 1 단계, 차량의 사용자로부터 에어컨을 제어하기 위한 제어명령이 입력되는 제 2 단계, 에어컨의 구동상태를 판단하는 제 3 단계, 제어명령에 따라 에어컨의 구동 제어를 위한 제어신호가 생성되는 제 4 단계 및 제어신호에 따라 에어컨이 동작하는 제 5 단계를 포함한다.

상기 목적 외에 본 발명의 다른 특징 및 작용들은 첨부도면을 참조한 실시예에 대한 상세한 설명을 통해 명백히 드러나게 될 것이다.

이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 에어컨의 제어를 위한 자동차의 제어부 구성을 도시한 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 에어컨 제어를 위한 제어부의 구성은 AC 컨트롤 패널(1), 엔진관리시스템(3), 에어컨 제어기(9) 및 에어컨(11)을 구비한다.

AC 컨트롤 패널(Air Conditioner Control Panel, 1)은 차량의 실내에 설치되어, 사용자에 의해 에어컨을 제어하기 위한 각종 스위치 및 다이얼이 설치된다. 사용자는 이 AC 컨트롤 패널(1)을 통해, 에어컨의 동작 유무를 결정하고, 동작에 따른 바람의 세기, 실내 온도, 바람의 방향 등을 제어하게 된다. 이 AC 컨트롤 패널(1)은 사용자로부터의 스위치 조작에 따라 에어컨을 제어하기 위한 AC 컨트롤 신호(AC_CON)을 작성하여 전송한다.

엔진관리시스템(Engine Management System : 이하 "EMS"라 함, 3)은 AC 컨트롤 패널(1)로부터의 AC 컨트롤 신호(AC_CON)를 수신하고, 수신된 AC 컨트롤 신호(AC_CON)가 초기 구동을 요구하는 신호인지, 정상 동작 중에 동작 변경을 요구하는 신호인지 판단한다. 즉, EMS(3)는 에어컨(11)이 정지된 상태에서 입력된 AC 컨트롤 신호(AC_CON)는 구동 요구신호(MR)로 판단하고, 에어컨(11)의 동작중에 입력된 AC 컨트롤 신호(AC_CON)는 구동변경 요구신호(CMR)로 판단한다. 그리고, EMS(3)는 구동변경 요구신호(CMR)에 대해서는 기존 제어방법에 의해 에어컨(11)이 정상동작하도록 정상동작 제어신호(Steady Movement Control Signal : SMCS)를 AC 제어기(9)에 제공한다. 반면에, 구동 요구신호(MR)일 경우, EMS(3)는 초기구동 제어신호(Initial Movement Control Signal : IMCS)를 AC 제어기(9)에 제공한다. 또한, EMS(3)는 AC 컨트롤 신호(AC_CON)의 수신에 따라 엔진(7)에 걸리는 부하를 보상하기 위해 EMS(3)의 엔진컨트롤유닛(Engine Control Unit : 이하 "ECU"라 함, 5)에 부하보상명령(Load Compensation Signal : LCS)을 전송한다. ECU(5)는 EMS(3)로부 터의 부하보상명령(LCS)에 따라, 엔진(7)에 유입되는 연료량 등을 조절하여 엔진(7)의 회전을 증가시킨다.

에어컨 제어기(9)는 EMS(3)로부터의 정상동작 제어신호(SMCS) 또는 초기구동 제어신호(IMCS)를 수신하고, 이에 따라 에어컨(11)을 제어한다. 즉, 에어컨 제어기(9)는 정상동작 제어신호(SMCS)가 수신되면, 정상동작 제어신호(SMCS)에 따라 에어컨(11)으로부터 공급되는 공기의 온도를 변화시키거나 풍량을 변화시키게 된다. 반면에, 에어컨 제어기(9)는 초기구동 제어신호(IMCS)가 수신되면, 에어컨 구동부에 공급되는 윤활유의 양을 일정시간 동안 증가시킴과 아울러, 윤활유의 공급 직전까지 에어컨(11)의 구동부와 엔진(11)이 연결되는 것을 지연시킨다. 이를 통해, 에어컨 제어기(9)는 윤활유가 충분히 공급되지 않은 상태에서, 에어컨(11)의 구동부가 동작하는 것을 방지하게 된다.

에어컨(11)은 에어컨 제어기(9)로부터의 제어신호에 따라 동작하여, 차량의 실내로 유입되는 공기의 온도를 낮춘다. 특히, 에어컨 제어기(9)로부터의 정상동작 제어기간 동안, 윤활유의 공급량을 일시적으로 늘리고, 엔진(7)과이 동력 연결을 지연시킴으로써 진동의 발생을 최소화한다. 또한, 에어컨 제어기(9)로부터의 정상동작 제어기간에는 윤활유의 공급량 수준 이하로 감소시켜, 불필요한 윤활유의 공급을 방지한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 에어컨의 제어방법을 도시한 흐름도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 차량용 에어컨의 제어방법은 초기구동조건 이 작성되는 제 1 단계(S1), 제어명령이 입력되는 제 2 단계(S2), 에어컨의 구동상태를 판단하는 제 3 단계(S3), 제어신호를 생성하는 제 4 단계(S4) 및 에어컨이 동작하는 제 5 단계(S5)를 포함한다.

제 1 단계(S1)는 초기구동조건(Initial Movement Condition : IMC)이 작성되는 단계이다. 여기서, 초기구동조건(IMC)은 생산자가 에어컨(11)의 동작 초기에 진동, 소음, 오동작이 발생하는 조건과 해당 조건에서의 에어컨(11) 동작을 결정한 것이다. 즉, 에어컨(11)이 정지상태에서 동작하는 경우, 상술한 바와 같이 에어컨 구동부의 윤활 부족으로 인해 진동이 발생할 수 있다. 또한, 엔진의 회전수가 일정 회전수에 미달하면, 압축율이 떨어져 에어컨(11)을 정지시켜야 할 필요가 발생한다. 이러한 사항들을 정리해 놓은 것이 초기구동조건(IMC)이며, EMS는 이 초기구동조건(IMC)에 따라 초기동작제어신호(IMCS)를 작성하여 에어컨 제어기(9)에 제공하게 된다.

제 2 단계(S2)는 사용자에 의해 AC 컨트롤 패널(1)로 제어명령이 입력되는 단계이다. 즉, 제 2 단계(S2)는 사용자가 에어컨의 동작 유무를 결정하고, 결정에 따라 온도, 풍향, 풍력 등을 조절하게 된다. 사용자의 제어에 따라 제 2 단계(S2)에서는 AC 컨트롤 패널(1)이 사용자의 설정 정보를 기록한 에어컨 컨트롤 신호(AC_CON)을 작성하여 EMS(3)로 전송하게 된다.

제 3 단계(S3)는 에어컨 컨트롤 신호(AC_CON)을 전달받은 EMS(3)가 에어컨(11)의 현재 상태를 판단하는 단계이다. 즉, 제 3 단계(S3)에서 EMS(3)는 에어컨(11)이 동작 중인지, 정지 상태인지를 판단하게 된다. 이 제 3 단계(S3)의 판단 결과에 따라, 초기구동 제어신호(IMCS)를 전송할 것인지, 정상동작 제어신호(SMCS)를 전송할 것인지 결정하게 된다.

제 4 단계(S4)는 제 3 단계(S3)의 판단 결과에 따라, EMS(3)가 AC 제어기(9)로 초기구동 또는 정상동작 제어신호(MCS)를 전송하는 단계이다. 즉, 제 3 단계(S3)의 판단결과 에어컨(11)이 정지된 상태이면, EMS(3)는 초기구동 제어신호(IMCS)를 AC 제어기(9)에 전달하며, 에어컨(11)이 동작 중이면, EMS(3)는 정상동작 제어신호(SMCS)를 AC 제어기(9)에 전달한다.

마지막으로, 제 5 단계(S5)는 제 4 단계(S4)에서 전달된 제어신호(MCS)에 따라 AC 제어기(9)가 에어컨(11)을 제어하여, 에어컨(11)이 구동되는 단계이다. 상세히 설명하면, 제 4 단계(S4)에서 정상동작 제어신호(SMCS)가 전달되면, AC 제어기(9)는 정상동작 제어신호(SMCS)에 기록된 설정값에 부합하는 동작, 예를 들어, 바람의 세기, 온도를 변경하는 과정을 수행하게 된다. 반면에, 제 4 단계(S4)에서 초기구동 제어신호(IMCS)가 전달되면, AC 제어기(9)는 에어컨(11)의 구동전에 윤활유의 량을 늘리거나, 차량에 소모되는 전력량을 파악하거나 하는 일련의 과정을 거친 후, 에어컨(11)과 엔진(7)을 연결하여 에어컨(11)을 구동하게 된다.

도 3은 도 2의 제어방법을 좀더 상세하게 나타낸 흐름도이다.

도 3을 참조하면, S10 단계에서, 사용자로부터 AC 컨트롤 패널(1)을 통해 설정값이 입력된다. AC 컨트롤 패널(1)은 사용자의 설정 정보가 기록된 에어컨 컨트롤 신호(AC_CON)을 작성하고, 이를 EMS(3)에 전송한다.

S20 단계에서, 에어컨 컨트롤 신호(AC_CON)를 수신한 EMS(3)는 에어컨(11)이 동작 중인지, 정지 상태인지를 판단하게 된다. S20 단계에서 에어컨(11)이 동작 중이라고 판단되면, EMS(3)는 정상동작 제어신호(SMCS)를 작성하여 에어컨 제어기(9)로 전달한다. 반면에, 에어컨(11)이 정지상태라고 판단되면, EMS(3)는 초기구동 제어신호(IMCS)를 작성하여 에어컨 제어기(9)로 전달한다.

우선, 정상동작 제어신호(SMCS)를 수신한 경우의 과정을 설명하면, S30 단계에서, 정상동작 제어신호(SMCS)를 수신한 에어컨 제어기(9)는 정상동작 제어신호(SMCS)로부터 사용자의 설정 내용을 추출하고, 그에 따라 에어컨(11)의 냉매 압축기, 공기 유/출입량을 제어한다.

그리고, S40 단계에서, 사용자가 설정한 조건에 부합했는지 판단하여, 설정 조건을 충족하지 못한 경우 S30 단계의 과정을 반복한다.

설정 조건에 부합한 경우, S50 단계에서 에어컨(11)을 정지할 것인지, 유휴 상태로 대기할 것인지를 판단하고 판단 결과에 따라, 에어컨(11) 정지 또는 대기 상태를 유지하게 된다.

한편, S20 단계에서 에어컨 제어기(9)로 초기동작 제어신호(IMCS)가 전달되면, S35 단계에서, 에어컨 제어기(9)는 에어컨(11)의 정상적인 구동전에, 초기구동조건(IMC)에 따라 에어컨(11)의 각 구성부를 동작 대기 상태로 유지한다. 즉, 공기 압축기와 같은 구동부에 윤활유를 공급하는 윤활유 밸브를 열어 윤활유가 다량 유입되도록 하는 등의 과정을 수행하게 된다.

그리고 S45 단계에서, 윤활유의 공급 등의 준비가 수행되면, 에어컨(9)의 구동부와 엔진(7)을 연결하여 에어컨(11)을 동작시키게 된다. 그리고, S55 단계에 서, 에어컨의 초기구동조건(IMC)을 만족했는지 판단하게 된다. 즉, 동작을 하고 일정 시간이 지났는지, 에어컨(11)에서 진동이 발생하는지, 과도하게 엔진 회전수가 정상적인 범위를 유지하는지 등을 판단하게 된다.

S55 단계의 판단결과 초기구동조건(IMC)를 만족하지 않으면, 에어컨 제어기(9)는 초기구동조건(IMC)을 만족할 때까지 미리 설정된 과정을 반복한다. 반면에 초기구동조건(IMC)를 만족하는 경우, 정상동작 상태로 전환되었다고 판단하고, S30 내지 S50 단계를 진행하게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 자동차용 에어컨 제어방법은 에어컨 구동 초기에 오일밸브의 개도를 정상작동시와 달리하여 초기 구동에 따른 구동계의 부하를 감소시켜, 진동 및 소음이 저감되도록 하는 것이 가능하다.

본 발명에 따른 자동차용 에어컨 제어방법은 초기 구동에 따른 진동 및 소음을 감소하여 사용자의 승차감을 보장함과 아울러, 구동초기에 발생하는 진동 및 기계적 부담으로 인한 에어컨 및 동력 장치의 손상을 방지하는 것이 가능하다.

본 발명에 따른 자동차용 에어컨 제어방법은 오일밸브뿐만 아니라, 구동초기의 오동작 발생 조건, 진동 발생 조건 또는 소음 발생조건 등에 확대하여 적용이 가능하며, 이로 인해 다양한 형태로 발생하는 에어컨의 동작으로 인한 불량감을 최소화하는 것이 가능하다.

Claims (8)

1. 차량의 에어컨을 제어하기 위한 에어컨 컨트롤 패널, 엔진관리유닛을 가지는 엔진관리시스템을 구비하는 차량의 에어컨 제어방법에 있어서,

   상기 에어컨의 초기구동조건이 작성되는 제 1 단계;

   상기 차량의 사용자로부터 에어컨을 제어하기 위한 제어명령이 입력되는 제 2 단계;

   상기 에어컨의 구동상태를 판단하는 제 3 단계;

   상기 제어명령에 따라 상기 에어컨의 구동 제어를 위한 제어신호가 생성되는 제 4 단계 및;

   상기 제어신호에 따라 상기 에어컨이 동작하는 제 5 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 에어컨 제어방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 단계는,

   상기 에어컨이 정지 상태에서 동작할 때 발생하는 진동, 소음 또는 오동작 발생 조건과, 상기 조건에서의 에어컨 동작 방법을 포함하는 것을 특징으로 하는 에어컨 제어방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 단계는,

   상기 사용자의 제어명령에 따라, 상기 에어컨 컨트롤 패널이 상기 사용자가 설정한 조건이 기록된 에어컨 컨트롤 신호를 작성하는 것을 특징으로 하는 에어컨 제어방법.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 3 단계는,

   상기 에어컨이 구동 중이면 정상동작 제어신호를 작성하는 단계 또는 상기 에어컨이 정지 상태일 경우 초기동작 제어신호를 작성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어컨 제어방법.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 제 4 단계는 또는 상기 제 5 단계는,

   상기 초기동작 제어신호가 전달되면, 상기 초기구동조건에 따라 상기 에어컨의 초기 구동을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어컨 제어방법.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 초기 구동을 제어하는 단계는,

   상기 에어컨이 상기 차량의 엔진으로부터 동력을 얻기 전 또는 동력을 획득함과 동시에 정상동작 상태보다 많은 양의 윤활유가 공급되는 것을 특징으로 하는 에어컨 제어방법.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 제 5 단계는,

   상기 에어컨이 동작하여 상기 초기구동조건을 만족하며, 상기 에어컨은 정상동작 단계로 전환되는 것을 특징으로 하는 에어컨 제어방법.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 정상동작 단계는,

   온도, 풍량 등이 결정된 상기 설정 조건에 따라, 상기 에어컨의 동작을 진행하는 단계와,

   상기 설정 조건의 만족 후, 상기 에어컨의 동작 또는 정지 여부를 결정하는 단계를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 에어컨 제어방법.

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