KR101144551B1

KR101144551B1 - 하이브리드 차량의 냉방장치 및 그 제어방법

Info

Publication number: KR101144551B1
Application number: KR1020090118011A
Authority: KR
Inventors: 정태훈; 목승호; 이정호
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2009-12-01
Filing date: 2009-12-01
Publication date: 2012-05-11
Also published as: CN102079243A; JP2011116337A; DE102010040937A1; US20110126556A1; KR20110061387A

Abstract

본 발명은 전동식 압축기를 구비하지 않은 하이브리드 차량이 ISG 모드에서 유효 냉방시간을 가급적 길게 확보할 수 있도록 함으로써, 차량의 원가 상승은 최소화 하면서 하이브리드 차량의 냉방성능을 향상시킬 수 있도록 한다.

증발기, 팽창밸브, 솔레노이드밸브

Description

하이브리드 차량의 냉방장치 및 그 제어방법{Cooling System for Hybrid Vehicle and Control Method thereof}

본 발명은 하이브리드 차량의 냉방장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 별도의 전동식 압축기를 구비하지 않은 하이브리드 차량에서 ISG상태의 냉방성능을 향상시키도록 하는 기술에 관한 것이다.

하이브리드 차량은 신호대기 상황에서 ISG(Idle Stop-Go) 모드를 적용하여 엔진의 시동을 정지시킴으로써 Idle 상태에서 소모되는 연료를 절약하는 장점을 가지고 있다.

하지만, 아이들스탑(Idle Stop) 상태에서는 냉방의 경우 압축기가 작동하지 않기 때문에 IDLE STOP 상태에서 적절한 냉방성능을 확보하기 위한 대책이 필요하다.

현재 전동식 압축기를 사용하여, 엔진 정지 시에도 배터리를 통해 계속 냉방이 가능한 ISG 차량에 대한 연구가 활발히 진행 중이지만, 원가문제 및 기술상의 문제가 존재한다.

따라서, 전동식 압축기를 채용하지 않고 엔진에 의해 구동되는 기계식 압축기를 탑재한 현재의 시스템을 계속 유지하면서도 냉방성능의 감소를 최소화하도록 하는 것이 시급하며, 현재까지는 냉방 가혹조건에서 시동을 유지하는 로직 및 자동 재시동 조건 등을 외기온도 및 증발기 온도를 통해 결정하는 로직 등이 개발되고 있다.

본 발명은 전동식 압축기를 구비하지 않은 하이브리드 차량이 ISG 모드에서 유효 냉방시간을 가급적 길게 확보할 수 있도록 함으로써, 차량의 원가 상승은 최소화 하면서 하이브리드 차량의 냉방성능을 향상시킬 수 있도록 한 하이브리드 차량의 냉방장치 및 그 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출된 본 발명 하이브리드 차량의 냉방장치는

증발기로 유입되거나 유출되는 냉매를 단속하여, 상기 증발기를 팽창밸브와 압축기로부터 고립시킬 수 있도록 구비된 밸브수단과;

아이들스탑시에 냉방조건에 따라 상기 밸브수단을 제어하여 상기 증발기를 상기 팽창밸브와 압축기로부터 고립시키는 컨트롤러;

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 냉방장치 제어방법은

아이들스탑 상태가 되면, 상기 제1솔레노이드밸브를 폐쇄하여 상기 팽창밸브로부터 상기 증발기로의 냉매 유입을 차단하는 단계와;

아이들스탑 상태가 해제되면, 상기 제1솔레노이드밸브를 개방하는 냉방회로를 정상화시키는 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

아이들스탑 상태가 되면, 상기 제1솔레노이드밸브를 폐쇄하여 상기 팽창밸브로부터 상기 증발기로의 냉매 유입을 차단하고, 상기 제2솔레노이드밸브를 개방하여 상기 증발기를 통과한 냉기의 일부를 상기 블로워의 전방으로 순환시키는 단계와;

아이들스탑 상태가 해제되면, 상기 제1솔레노이드밸브를 개방하는 냉방회로를 정상화시키고, 상기 제2솔레노이드밸브를 차단하여 상기 증발기를 통과한 냉기의 바이패스통로 유동을 금지시키는 단계;

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명 실시예의 하이브리드 차량의 냉방장치는 종래의 차량 냉방 시스템에, 증발기(1)로 유입되거나 유출되는 냉매를 단속하여, 상기 증발기(1)를 팽창밸브(3)와 압축기(5)로부터 고립시킬 수 있도록 구비된 밸브수단과; 아이들스탑시에 냉방조건에 따라 상기 밸브수단을 제어하여 상기 증발기(1)를 상기 팽창밸브(3)와 압축기(5)로부터 고립시키는 컨트롤러(7)를 포함하여 구성된다.

상기 밸브수단은 팽창밸브(3)와 증발기(1) 사이의 냉매 유동을 차단할 수 있도록 구비되어 상기 컨트롤러(7)에 의해 제어되는 제1솔레노이드밸브(9)와; 증발기(1)와 압축기(5) 사이에 설치되어 상기 압축기(5)로부터 상기 증발기(1)를 향한 냉매의 유동을 차단할 수 있도록 구비된 체크밸브(11)로 구성하였다.

물론, 상기 체크밸브(11) 대신 별도의 솔레노이드밸브 등으로 구성하여 상기 컨트롤러(7)로 개폐를 제어하도록 하여도 되지만, 상기 증발기(1)와 압축기(5) 사이에는 증발기(1)로부터 압축기(5)를 향한 냉매의 흐름은 증발기(1)의 온도 상승에 영향을 주지 않으므로, 증발기(1)로부터 압축기(5)를 향한 냉매의 흐름만 허용하고, 증발기(1)의 온도 상승에 영향을 줄 수 있는 상기 압축기(5)로부터 증발기(1)로의 냉매 유동만 차단할 수 있는 체크밸브(11)를 설치함으로써, 비용을 저감하면서도 동일한 효과를 얻을 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 실시예는 공기덕트(13)의 상기 증발기(1) 후방과 블로워(15)의 전방 사이를 연결하도록 구비된 바이패스통로(17)와; 상기 컨트롤러(7)의 제어에 의해 아이들스탑시에 냉방조건에 따라 상기 바이패스통로(17)를 개폐하도록 구비된 제2솔레노이드밸브(19)를 더 포함하여 구성된다.

즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 블로워(15)로 송풍된 공기는 증발기(1)와 히터코어(21)를 거쳐 실내로 유입되도록 되어 있는데, 상기 증발기(1)를 통과한 냉기의 일부를 상기 바이패스통로(17)와 제2솔레노이드밸브(19)를 이용하여, 상기 블로워(15)의 전방으로 순환시킴으로써, 냉방성능이 열악한 아이들스탑시에 유효 냉방시간을 증가시키는 데에 기여할 수 있도록 한 것이다.

상기한 바와 같은 냉방장치를 제어하는 방법은, 도 3에 예시한 바와 같이, 아이들스탑 상태가 되면, 상기 제1솔레노이드밸브(9)를 폐쇄하여 상기 팽창밸브(3)로부터 상기 증발기(1)로의 냉매 유입을 차단하고, 상기 제2솔레노이드밸브(19)를 개방하여 상기 증발기(1)를 통과한 냉기의 일부를 상기 블로워(15)의 전방으로 순환시키는 단계(S10)와; 아이들스탑 상태가 해제되면, 상기 제1솔레노이드밸브(9)를 개방하는 냉방회로를 정상화시키고, 상기 제2솔레노이드밸브(19)를 차단하여 상기 증발기(1)를 통과한 냉기의 바이패스통로(17) 유동을 금지시키는 단계(S20)를 포함하여 구성된다.

물론, 상기 제2솔레노이드밸브(19)와 바이패스통로(17)의 구성은 구비하지 않을 수도 있는데, 이 경우에는, 아이들스탑 상태가 되면, 상기 제1솔레노이드밸브(9)를 폐쇄하여 상기 팽창밸브(3)로부터 상기 증발기(1)로의 냉매 유입을 차단하는 단계와; 아이들스탑 상태가 해제되면, 상기 제1솔레노이드밸브(9)를 개방하는 냉방회로를 정상화시키는 단계를 포함하여 상기 냉방장치를 제어하면 될 것이다.

이하에서는 도 3을 참조하여, 상기 도 2의 바이패스통로(17)와 제2솔레노이드밸브(19)를 모두 구비한 경우의 제어에 대해 살펴본다.

도 3의 순서도에는 외기온이 지나치게 높고 요구하는 냉방 정도가 심한 경우에는 비록 차량이 정지하여도 아이들스탑 상태로 진입하지 않고 엔진의 시동을 유지하도록 하고 (S30), 그 이외의 경우에 아이들스탑 상태에 진입하면서, 상기 제1솔레노이드밸브(9)와 제2솔레노이드밸브(19)를 각각 폐쇄 및 개방조작하며(S10), 별도로 아이들스탑을 해제하지 않더라도, 외기온과 증발기(1) 온도가 소정의 온도 이상이 되면, 엔진을 재시동시켜 아이들스탑 상태를 해제하고, 상기 제1솔레노이드밸브(9)와 제2솔레노이드밸브(19)를 각각 개방 및 폐쇄 조작하여 원래의 상태로 복귀하도록 하고 있다(S20).

즉, 차량이 정지하면, 에어컨이 동작하는지 판단하여 에어컨이 동작하는 경우, 외기온이 35도 보다 높고 템프도어가 총 16단계중 6단계 미만이면, 엔진의 시동을 유지하여 아이들스탑 상태에 진입하지 않고(S30), 상기 에어컨, 외기온 및 템프도어의 상태들 중 어느 하나라도 만족하지 않으면, 엔진의 시동을 정지시켜 아이들스탑 상태에 진입한다(S20).

참고로, 상기 템프도어는 탑승자의 냉방장치를 조작상태를 반영하는 것으로 0단계가 최대 냉방상태를 의미한다.

물론, 상기 아이들스탑 상태에 진입하면, 이와 동시에 상기 제1솔레노이드밸브(9)를 차단하여, 증발기(1)를 고립시킴으로써, 증발기(1)가 팽창밸브(3)로부터 또는 압축기(5)로부터 제공되는 냉매에 의해 온도가 상승되지 않도록 하여 가급적 냉방성능을 오랫동안 확보하고 있을 수 있도록 하고, 또한 상기 제2솔레노이드밸브(19)를 개방하여, 상기 증발기(1)를 통과하면서 냉각된 차가운 공기의 일부를 상기 바이패스통로(17)를 통해 블로워(15)의 전방으로 순환시킴으로써, 증발기(1)의 온도가 상승하는 시간을 최대한 지연시킴으로써, 아이들스탑 상태에서 의 냉방성능을 가급적 오랫동안 유효하게 확보할 수 있도록 한다(S10).

상기와 같은 제어 중, 외기온이 20도 이상이 되고, 증발기(1) 온도가 19도 이상이 되는 경우에는, 더 이상 압축기(5)를 구동하지 않고는 적절한 냉방이 어려우므로, 차량이 정지상태에 있더라도, 엔진을 재시동시켜서 에어컨을 정상적으로 작동하도록 한다.

물론, 이때, 상기 제1솔레노이드밸브(9)는 개방하도록 제어하고 제2솔레노이드밸브(19)는 차단하도록 하여 본래의 에어컨 냉매 사이클이 적절히 수행되도록 한다(S20).

여기서, 상기 아이들스탑을 해제하는 외기온과 증발기(1) 온도는 상기 20도와 19도로 한정되는 것이 아니라, 필요에 따라 적절히 선정하여 변경될 수 있음은 물론이다.

도 1과 도 2는 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 냉방장치를 설명한 도면,

도 3은 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 냉방장치 제어방법의 일 실시예를 도시한 순서도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>

1; 증발기 3; 팽창밸브

5; 압축기 7; 컨트롤러

9; 제1솔레노이드밸브 11; 체크밸브

13; 공기덕트 15; 블로워

17; 바이패스통로 19; 제2솔레노이드밸브

21; 히터코어

Claims

삭제
증발기로 유입되거나 유출되는 냉매를 단속하는 밸브수단을 아이들스탑시에 냉방조건에 따라 제어하여 상기 증발기를 상기 팽창밸브와 압축기로부터 고립시키는 컨트롤러를 갖춘 하이브리드 차량의 냉방장치에 있어서,

상기 밸브수단은

팽창밸브와 증발기 사이의 냉매 유동을 차단할 수 있도록 구비되어 상기 컨트롤러에 의해 제어되는 제1솔레노이드밸브와;

증발기와 압축기 사이에 설치되어 상기 압축기로부터 상기 증발기를 향한 냉매의 유동을 차단할 수 있도록 구비된 체크밸브;

로 구성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 냉방장치.
청구항 2에 있어서,

공기덕트의 상기 증발기 후방과 블로워의 전방 사이를 연결하도록 구비된 바이패스통로와;

상기 컨트롤러의 제어에 의해 아이들스탑시에 냉방조건에 따라 상기 바이패스통로를 개폐하도록 구비된 제2솔레노이드밸브;

를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 냉방장치.
상기 청구항 2의 냉방장치를 제어하는 방법은

아이들스탑 상태가 되면, 상기 제1솔레노이드밸브를 폐쇄하여 상기 팽창밸브로부터 상기 증발기로의 냉매 유입을 차단하는 단계와;

아이들스탑 상태가 해제되면, 상기 제1솔레노이드밸브를 개방하는 냉방회로를 정상화시키는 단계를 포함하여 구성된 것

을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 냉방장치 제어방법.
상기 청구항 3의 냉방장치를 제어하는 방법은

아이들스탑 상태가 되면, 상기 제1솔레노이드밸브를 폐쇄하여 상기 팽창밸브로부터 상기 증발기로의 냉매 유입을 차단하고, 상기 제2솔레노이드밸브를 개방하여 상기 증발기를 통과한 냉기의 일부를 상기 블로워의 전방으로 순환시키는 단계와;

아이들스탑 상태가 해제되면, 상기 제1솔레노이드밸브를 개방하는 냉방회로를 정상화시키고, 상기 제2솔레노이드밸브를 차단하여 상기 증발기를 통과한 냉기의 바이패스통로 유동을 금지시키는 단계;

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 냉방장치 제어 방법.
청구항 4 또는 청구항 5에 있어서,

아이들스탑 상태 진입 후, 외기온과 증발기온도가 각각 소정의 온도보다 높아지면, 차량 정지중에도 엔진을 재시동하여 아이들스탑을 해제하는 것

을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 냉방장치 제어방법