KR101104036B1 - 차량의 공기조화장치 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량 탑승자의 쾌적성을 확보할 수 있도록 안정된 냉방성능을 유지하면서도, 에어컨 압축기의 용량을 적절히 조절하여 차량의 구동성능을 확보함과 아울러 연비를 향상시킬 수 있도록 한다.

온도제어도어, 증발기, 압축기, 가변용량, 가속

Description

차량의 공기조화장치 제어방법{Control Method for Air Conditioner of Vehicle}

본 발명은 차량의 공기조화장치 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 냉매를 압축하여 토출하는 용량이 가변되는 가변용량 압축기를 구비한 공기조화장치가 탑재된 차량에서, 탑승자의 쾌적성과 차량의 구동성능 및 연비를 동시에 추구하는 공기제어장치의 제어방법에 관련한 기술이다.

차량에는 탑승자의 쾌적한 승차 환경을 조성하기 위하여 공기조화장치가 구비되어 있으며, 상기 공기조화장치는 주로 냉방을 위한 에어컨과 난방을 위한 히터를 포함하여 이루어져 있다.

상기 에어컨은 냉매를 압축기로 압축해 주어야 하는데, 상기한 바와 같이 압축기를 구동하기 위해서는 통상 엔진으로부터의 동력을 사용해야 하므로, 상기 압축기의 구동 여부와 압축기의 용량 등은 차량의 연비 및 구동성능에 큰 영향을 미치게 된다.

따라서, 상기 압축기 중에는 필요에 따라 그 용량을 변화시킬 수 있도록 하여, 차량의 구동성능과 연비를 향상시킬 수 있도록 하는 경우가 있다.

그러나, 차량의 구동성능과 연비를 위해 압축기의 용량을 줄이게 되는 경우에는 에어컨의 냉방성능 저하로, 탑승자의 쾌적성이 떨어지게 될 염려가 있다.

본 발명은 차량 탑승자의 쾌적성을 확보할 수 있도록 안정된 냉방성능을 유지하면서도, 에어컨 압축기의 용량을 적절히 조절하여 차량의 구동성능을 확보함과 아울러 연비를 향상시킬 수 있도록 한 차량의 공기조화장치 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출된 본 발명 차량의 공기조화장치 제어방법은

차량이 가속상태인지를 판단하는 단계와;

차량이 가속상태로 판단된 경우, 증발기 온도를 소정의 쾌적허용온도와 비교하는 단계와;

증발기 온도가 상기 쾌적허용온도보다 낮은 경우에는 압축기 용량을 감소시키는 단계와;

증발기 온도를 증발기목표온도와 비교하는 단계와;

증발기 온도가 증발기목표온도보다 높은 경우에는 증발기를 통과한 공기가 히터코어를 통과하는 양을 저감시키는 단계;

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명은 차량 탑승자의 쾌적성을 확보할 수 있도록 안정된 냉방성능을 유지하면서도, 에어컨 압축기의 용량을 적절히 조절하여 차량의 구동성능을 확보함과 아울러 연비를 향상시킬 수 있도록 한다.

도 1을 참조하면, 본 발명 실시예는 차량이 가속상태인지를 판단하는 단계(S10)와; 차량이 가속상태로 판단된 경우, 증발기 온도를 소정의 쾌적허용온도와 비교하는 단계(S20)와; 증발기 온도가 상기 쾌적허용온도보다 낮은 경우에는 압축기 용량을 감소시키는 단계(S30)와; 증발기 온도를 증발기목표온도와 비교하는 단계(S40)와; 증발기 온도가 증발기목표온도보다 높은 경우에는 증발기를 통과한 공기가 히터코어를 통과하는 양을 저감시키는 단계(S50)를 포함하여 구성된다.

즉, 차량의 실내온도를 종래 기술과 같이 제어하다가, 차량의 가속이 이루어지는 경우에는, 그 가속상태를 파악하여, 가속의 정도에 따라 압축기의 용량을 저감시켜서 차량의 구동성능 즉, 가속성능을 확보할 수 있도록 하고, 증발기 온도가 증발기목표온도보다 높아지면, 온도제어도어를 조작하여 히터코어를 통과하는 공기량을 줄여서 차내의 냉방성능을 유지시켜서 쾌적성을 확보하도록 한 것이다.

물론, 상기한 바와 같은 압축기 제어 및 온도제어도어의 조절로 그에 상응하는 만큼 차량의 연비를 향상시킬 수 있게 된다.

여기서, 상기 증발기목표온도는 탑승자에 의해 설정된 실내 온도에 따라 증발기가 도달하여야 하는 것으로 정해지는 온도이다.

상기 차량이 가속상태인지를 판단하는 단계(S10)는, 엔진회전수와 스로틀포지션센서의 신호를 입력 받고, 엔진회전수와 스로틀포지션센서 신호의 함수관계가 정해진 2차원 맵에서, 상기 입력 받은 엔진회전수와 스로틀포지션센서 신호의 위치에 따라 가속상태인지의 여부를 판단하도록 한다.

상기 엔진회전수와 스로틀포지션센서 신호의 함수관계가 정해진 2차원 맵에는 차량의 가속 정도에 따른 적어도 2개 이상의 함수관계가 저장되어 있어서, 상기 차량이 가속상태인지를 판단하는 단계(S10)는 상기 엔진회전수와 스로틀포지션센서의 신호에 따라 차량의 가속상태를 적어도 2가지 이상의 상태로 구분하여 판단하도록 한다.

이 경우, 상기 증발기 온도를 소정의 쾌적허용온도와 비교하는 단계(S20)는 상기 2가지 이상으로 구분된 차량의 가속상태에 따라 상기 쾌적허용온도를 달리하며, 상기 차량의 가속상태들 중 상대적으로 높은 가속상태의 쾌적허용온도는 상대적으로 낮은 가속상태의 쾌적허용온도보다 높게 설정된다.

일 예로 도 2와 같이, 상기 엔진회전수와 스로틀포지션센서 신호의 함수관계가 정해진 2차원 맵에 차량의 급가속 상태에 대한 함수관계와 완가속 상태에 따른 함수관계가 저장된 경우, 상기 차량이 가속상태인지를 판단하는 단계(S10)는 상기 엔진회전수와 스로틀포지션센서의 신호에 따라 차량의 가속상태가 급가속 상태인지 완가속 상태인지 비가속 상태인지를 구분하여 판단하며, 상기 증발기 온도를 소정의 쾌적허용온도와 비교하는 단계(S20)는 상기 차량의 가속상태가 급가속 상태인지 완가속 상태인지에 따라 상기 쾌적허용온도를 달리하며, 상기 급가속 상태의 쾌적허용온도는 상기 완가속 상태의 쾌적허용온도보다 높게 설정되도록 한다.

여기서, 상기 쾌적허용온도는 탑승자가 쾌적한 상태로 느낄 수 있을 것으로 추측되는 가급적 높은 온도로서, 예컨대 차량의 가속상태가 상기 급가속 상태인 경우에는, 상기 쾌적허용온도를 10℃로 설정하고, 차량의 가속상태가 완가속 상태인 경우에는 상기 쾌적허용온도를 8℃로 설정할 수 있다.

상기 압축기 용량을 감소시키는 단계(S30)는 상기 쾌적허용온도와 증발기 온도의 차이에 비례하여 압축기의 용량을 감소시킨다.

상기 압축기의 용량 제어가 제어전류의 듀티값에 의해 이루어지는 경우, 상기 압축기의 용량을 감소시키는 단계(S30)에서는, 종전 듀티값에서 쾌적허용온도와 증발기 온도의 차이에 듀티환산계수를 곱한 것을 뺀 값으로 상기 압축기를 제어하여 용량을 감소시킨다.

즉, 압축기 용량을 저감시키도록 압축기에 제공될 듀티 D는

D = D_OLD - a * (쾌적허용온도 - 증발기온도)

여기서, D_OLD는 이전 압축기 제어 듀티, a는 온도차를 압축기 제어 듀티로 환산하는 듀티환산계수이다.

와 같이 계산될 수 있다.

상기 증발기를 통과한 공기가 히터코어를 통과하는 양을 저감시키는 단계(S50)는, 상기 증발기목표온도와 상기 증발기 온도의 차이에 비례하여 상기 증발기를 통과한 공기가 히터코어를 통과하는 양을 저감시킨다.

도 3에 예시된 바와 같이, 상기 증발기(EV)를 통과한 공기가 히터코어(HC)를 통과하는 양을, 상기 증발기(EV)와 히터코어(HC)사이에 설치된 온도제어도어(1)가 상기 히터코어(HC)를 막도록 회동되는 각도로 조절하는 경우, 상기 증발기(EV)를 통과한 공기가 히터코어(HC)를 통과하는 양을 저감시키는 단계에서는, 상기 증발기목표온도와 증발기 온도의 차이에 각도환산계수를 곱해서 구해진 각도로, 종전 온도제어도어(1)의 회동 각도로부터 히터코어(HC)를 막는 방향으로 상기 온도제어도어(1)를 더 회동시킨다.

즉, 상기 온도제어도어(1)의 회동각도 E는

E = E_OLD + b * (증발기목표온도 - 증발기 온도)

여기서, E_OLD는 종전 온도제어도어(1)의 회동 각도, b는 온도차이를 온도제어도어(1)의 회동 각도로 환산하기 위한 각도환산계수이다.

와 같이 계산될 수 있다.

한편, 도 4에 예시한 바와 같이, 차량의 가속상태 판단에 따라 상기 압축기 용량을 감소시키는 경우에는, 차량이 외기모드 상태인지와 차량 외기의 온도가 내기의 온도보다 높은지를 비교하는 단계(S70)와, 차량이 외기모드이고 외기의 온도가 내기의 온도보다 높은 경우, 내기모드로 전환시키는 단계(S80)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

즉, 상기와 같이 차량이 가속 상태에 있어서, 압축기의 용량을 저감시킬 때, 압축기 용량이 저감된 상태를 가급적 오래 지속시켜, 차량의 연비를 개선할 수 있도록 하기 위해, 외기모드 상태인 경우에는 외기온도와 내기온도를 비교하여, 내기온도가 더 낮은 경우 내기모드로 전환하도록 하는 것이다.

물론, 상기 외기모드를 내기모드로 전환할 때에는 부분적으로만 내기모드로 전환하도록 할 수도 있을 것이며, 상기한 바와 같이 외기모드를 내기모드로 전환하면, 가급적 오랫동안 압축기 용량을 저감시킨 상태를 유지할 수 있음은 물론, 실내의 쾌적한 상태도 보다 장시간 유지할 수 있도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 차량의 공기조화장치 제어방법의 일 실시예의 순서도,

도 2는 엔진회전수와 스로틀포지션센서 신호의 함수관계가 정해진 2차원 맵의 일 예,

도 3은 온도제어도어의 회동을 설명한 도면,

도 4는 본 발명에 따른 차량의 공기조화장치 제어방법의 다른 실시예를 도시한 순서도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>

1; 온도제어도어 EV; 증발기

HC; 히터코어

Claims (10)

1. 차량이 가속상태인지를 판단하는 단계와;

   차량이 가속상태로 판단된 경우, 증발기 온도를 소정의 쾌적허용온도와 비교하는 단계와;

   증발기 온도가 상기 쾌적허용온도보다 낮은 경우에는 압축기 용량을 감소시키는 단계와;

   증발기 온도를 증발기목표온도와 비교하는 단계와;

   증발기 온도가 증발기목표온도보다 높은 경우에는 증발기를 통과한 공기가 히터코어를 통과하는 양을 저감시키는 단계;

   를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 공기조화장치 제어방법.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 차량이 가속상태인지를 판단하는 단계는

   엔진회전수와 스로틀포지션센서의 신호를 입력 받고, 엔진회전수와 스로틀포지션센서 신호의 함수관계가 정해진 2차원 맵에서, 상기 입력 받은 엔진회전수와 스로틀포지션센서 신호의 위치에 따라 가속상태인지의 여부를 판단하는 것

   을 특징으로 하는 차량의 공기조화장치 제어방법.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 엔진회전수와 스로틀포지션센서 신호의 함수관계가 정해진 2차원 맵에는 차량의 가속 정도에 따른 적어도 2개 이상의 함수관계가 저장되어 있어서;

   상기 차량이 가속상태인지를 판단하는 단계는 상기 엔진회전수와 스로틀포지션센서의 신호에 따라 차량의 가속상태를 적어도 2가지 이상의 상태로 구분하여 판단하는 것

   을 특징으로 하는 차량의 공기조화장치 제어방법.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 증발기 온도를 소정의 쾌적허용온도와 비교하는 단계는

   상기 2가지 이상으로 구분된 차량의 가속상태에 따라 상기 쾌적허용온도를 달리하며;

   상기 차량의 가속상태들 중 상대적으로 높은 가속상태의 쾌적허용온도는 낮은 가속상태의 쾌적허용온도보다 높게 설정되는 것

   을 특징으로 하는 차량의 공기조화장치 제어방법.
5. 청구항 4에 있어서,

   상기 엔진회전수와 스로틀포지션센서 신호의 함수관계가 정해진 2차원 맵에는 차량의 급가속 상태에 대한 함수관계와 완가속 상태에 따른 함수관계가 저장되어 있고;

   상기 차량이 가속상태인지를 판단하는 단계는 상기 엔진회전수와 스로틀포지션센서의 신호에 따라 차량의 가속상태가 급가속 상태인지 완가속 상태인지 비가속 상태인지를 구분하여 판단하며;

   상기 증발기 온도를 소정의 쾌적허용온도와 비교하는 단계는 상기 차량의 가속상태가 급가속 상태인지 완가속 상태인지에 따라 상기 쾌적허용온도를 달리하며;

   상기 급가속 상태의 쾌적허용온도는 상기 완가속 상태의 쾌적허용온도보다 높게 설정되는 것

   을 특징으로 하는 차량의 공기조화장치 제어방법.
6. 청구항 1 내지 5항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 압축기 용량을 감소시키는 단계는

   상기 쾌적허용온도와 증발기 온도의 차이에 비례하여 압축기의 용량을 감소시키는 것

   을 특징으로 하는 차량의 공기조화장치 제어방법.
7. 청구항 6에 있어서,

   상기 압축기의 용량 제어가 제어전류의 듀티값에 의해 이루어지는 경우,

   상기 압축기의 용량을 감소시키는 단계에서는,

   종전 듀티값에서 쾌적허용온도와 증발기 온도의 차이에 듀티환산계수를 곱한 것을 뺀 값으로 상기 압축기를 제어하여 용량을 감소시키는 것

   을 특징으로 하는 차량의 공기조화장치 제어방법.
8. 청구항 1 내지 5항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 증발기를 통과한 공기가 히터코어를 통과하는 양을 저감시키는 단계는

   상기 증발기목표온도와 상기 증발기 온도의 차이에 비례하여 상기 증발기를 통과한 공기가 히터코어를 통과하는 양을 저감시키는 것

   을 특징으로 하는 차량의 공기조화장치 제어방법.
9. 청구항 8에 있어서,

   상기 증발기를 통과한 공기가 히터코어를 통과하는 양을, 상기 증발기와 히터코어 사이에 설치된 온도제어도어가 상기 히터코어를 막도록 회동되는 각도로 조절하는 경우,

   상기 증발기를 통과한 공기가 히터코어를 통과하는 양을 저감시키는 단계에서는

   상기 증발기목표온도와 증발기 온도의 차이에 각도환산계수를 곱해서 구해진 각도로, 종전 온도제어도어의 회동 각도로부터 히터코어를 막는 방향으로 상기 온도제어도어를 더 회동시키는 것

   을 특징으로 하는 차량의 공기조화장치 제어방법.
10. 청구항 1 내지 5항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 압축기 용량을 감소시키는 경우에는,

    차량이 외기모드 상태인지와 차량 외기의 온도가 내기의 온도보다 높은지를 비교하는 단계와;

    차량이 외기모드이고, 외기의 온도가 내기의 온도보다 높은 경우, 내기모드로 전환시키는 단계를 더 포함하여 구성된 것

    을 특징으로 하는 차량의 공기조화장치 제어방법.

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