KR101152037B1 - Method for controlling electric compressor of air conditioner for vehicle - Google Patents
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Abstract
본 발명은 차량용 공조장치의 전동 압축기 제어방법에 관한 것이다. 본 발명은 배터리에 충전된 전원을 구동원으로 하여 구동되는 전동 압축기(11)를 구비한 차량용 공조장치의 냉방 제어에 있어서, (A) 현재 차속 및 엔진 회전수를 감지하는 단계와, (B) 감지된 차속 및 엔진 회전수에 대응되는 전동 압축기(11)의 제한 회전수를 연산하는 단계와, (C) 연산된 제한 회전수 이하로 상기 전동 압축기(11)의 회전수를 조절하는 단계를 포함하여 수행된다. 이와 같은 본 발명에 의하면 차량 아이들(idle) 상태에서 전동 압축기(11)에서의 전원 소모가 감소하여, 차량의 주행 성능 및 연비를 향상시킬 수 있다는 이점이 있다. The present invention relates to a method for controlling an electric compressor of a vehicle air conditioner. The present invention provides a cooling control of a vehicle air conditioner having an electric compressor (11) driven by a power source charged in a battery, the method comprising the steps of: (A) detecting the current vehicle speed and the engine speed, (B) sensing Calculating the limit rotation speed of the motor-compressor 11 corresponding to the vehicle speed and the engine speed, and (C) adjusting the rotation speed of the motor-compressor 11 below the calculated limit rotation speed; Is performed. According to the present invention as described above, the power consumption of the motor-driven compressor 11 in the idle state of the vehicle is reduced, thereby improving driving performance and fuel economy of the vehicle.
하이브리드 차량, 전동 압축기, 엔진 회전수, 공조장치 Hybrid vehicles, electric compressors, engine speed, air conditioning
Description
본 발명은 차량용 공조장치의 전동 압축기 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하이브리드 차량에서 차속 및 엔진 회전수가 낮은 경우에는 차량용 공조장치의 전동 압축기 구동률을 감소시키는 차량용 공조장치의 전동 압축기 제어방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method of controlling an electric compressor of a vehicle air conditioner, and more particularly, to a method of controlling an electric compressor of a vehicle air conditioner which reduces the driving ratio of the motor compressor of a vehicle air conditioner when a vehicle speed and an engine speed are low in a hybrid vehicle. It is about.
엔진으로부터 구동력을 전달받아 동작되는 기계식 압축기를 구비한 일반적인 차량의 공조장치는 엔진의 회전수나 차속에 따라 공조장치의 압축기 성능이 달라진다. 즉, 엔진 회전수가 높은 경우에는 공조장치의 압축기 성능이 높지만 엔진 회전수가 낮은 경우에는 공조장치의 압축기 성능 또한 상대적으로 낮아진다. 그러나 이와 같은 차이는 온도조절도어의 개도를 조절함으로써 보상할 수 있으며, 공조장치의 전체적인 냉방 성능에 큰 영향을 주지 않는다. In a general vehicle air conditioner having a mechanical compressor operated by receiving a driving force from an engine, the compressor performance of the air conditioner varies according to the engine speed or the vehicle speed. That is, when the engine speed is high, the compressor performance of the air conditioner is high, but when the engine speed is low, the compressor performance of the air conditioner is also relatively low. However, this difference can be compensated by adjusting the opening degree of the temperature control door, and does not significantly affect the overall cooling performance of the air conditioner.
이는 엔진 회전수가 낮아 공조장치의 압축기로 전달되는 구동력이 감소하여 압축기의 냉매 토출용량이 감소하더라도, 온도조절도어의 개방 각도를 냉기통로에서 토출되는 냉기가 온기통로에서 토출되는 온기에 비하여 더 많은 양이 혼합될 수 있도록 조절함으로써 궁극적으로 공조장치의 냉방 성능에는 영향이 없도록 할 수 있기 때문이다. The engine rotation speed is low, so the driving force transmitted to the compressor of the air conditioner decreases, so that the refrigerant discharge capacity of the compressor decreases. However, the opening angle of the temperature control door is larger than that of the cold air discharged from the cold passage. This is because it is possible to adjust the mixing so that ultimately the cooling performance of the air conditioner is not affected.
한편 하이브리드 차량에서는 엔진과 전동모터를 동시에 차량의 구동원으로 사용한다. 즉, 시동 시나 큰 구동력이 요구되는 경우에는 엔진을 차량의 구동원으로 사용하고, 평지 주행시나 정지시 등과 같이 큰 구동력을 요구하지 않는 경우에는 전동모터를 구동원으로 사용한다. 이러한 하이브리드 차량은 화석 연료로 작동되어 환경 오염을 유발하는 엔진의 작동 시간을 줄이기 때문에, 관련 기술이 계속 개발되고 있다.On the other hand, in a hybrid vehicle, an engine and an electric motor are simultaneously used as driving sources of the vehicle. That is, when starting or when a large driving force is required, the engine is used as a driving source of the vehicle, and when a large driving force is not required such as when driving on a flat surface or when stopping, an electric motor is used as a driving source. Since such hybrid vehicles are operated with fossil fuels, reducing the operating time of engines that cause environmental pollution, related technologies continue to be developed.
이와 같은 하이브리드 차량에서는 전동 압축기가 사용된다. 전동 압축기는 일반적인 압축기와 구성이나 동작원리에 큰 차이가 없으나 배터리에 충전된 전원을 구동력으로 하여 구동되는 전동모터의 회전력을 전달받아 냉매를 토출한다. In such a hybrid vehicle, an electric compressor is used. Electric compressor has no big difference in configuration or operation principle with general compressor, but discharges refrigerant by receiving rotational power of electric motor driven by using power charged in battery as driving power.
이러한 경우 전동 압축기는 배터리에 충전된 전원을 이용하여 구동되므로 차량의 차속이나 엔진 회전수에 무관하게 일정한 성능을 발휘할 수 있다. 따라서 전동 압축기를 구비한 공조장치의 경우, 기계식 압축기를 구비한 공조장치와 달리 차속 및 엔진 회전수가 낮은 차량 아이들(idle) 상태에서도 고속주행 상태에서와 같은 출력으로 전동 압축기를 제어하게 된다. In this case, since the electric compressor is driven by using a power charged in the battery, the electric compressor may exhibit a constant performance regardless of the vehicle speed or the engine speed. Therefore, in the case of an air conditioner having an electric compressor, unlike the air conditioner having a mechanical compressor, the electric compressor is controlled at the same output as in the high-speed driving state even in a vehicle idle state with low vehicle speed and engine speed.
그러나 이와 같이 전동 압축기를 제어하는 경우, 기계식 압축기를 이용하여 차량 내부를 냉방하는 경우에 비하여 공조장치에서 더 많은 전원이 소모될 수 있다. 기계식 압축기의 경우 차량 아이들 상태에서는 압축기 구동을 위하여 소모되는 전원이 주행 상태에 비하여 적은 반면, 전동 압축기의 경우에는 차량 아이들 상태 에서도 압축기 구동에 소모되는 전원이 주행 상태와 같기 때문이다.However, when the electric compressor is controlled in this way, more power may be consumed in the air conditioning apparatus than in the case of cooling the inside of the vehicle by using the mechanical compressor. In the case of a mechanical compressor, the power consumed for driving the compressor is less than the driving state in the vehicle idle state, whereas in the case of an electric compressor, the power consumed for driving the compressor is the same as the driving state in the vehicle idle state.
따라서 전동 압축기를 사용하는 경우에는 기계식 압축기를 사용하는 경우에 비하여 전원 소모가 크고, 그에 따라 차량 부하가 증대되고 배터리 전원의 방전 속도가 증가함에 따라 차량 주행에 요구되는 전원 공급에 악영향을 줄 수 있다.Therefore, when the electric compressor is used, the power consumption is greater than when the mechanical compressor is used. As a result, the vehicle load increases and the discharge speed of the battery power increases, which may adversely affect the power supply required for driving the vehicle. .
또한 공조장치에서 소모되는 전원량이 많아 배터리 전원의 소모가 빠르고, 그에 따라 배터리 충전을 위하여 엔진 구동 또는 배터리 충전을 해야하므로 차량의 연비 향상을 저해한다는 문제점이 있었다.In addition, the amount of power consumed by the air conditioner has a problem in that the consumption of battery power is fast, and accordingly, the engine driving or battery charging is required to charge the battery, thereby preventing the fuel economy of the vehicle from being improved.
그리고 배터리 충전을 위하여 엔진을 더 많이 구동하거나, 외부로부터 전력을 공급받아야 하는데, 이러한 경우 궁극적으로 화석 연료가 사용되므로 환경 오염을 조장한다는 단점이 있었다. In addition, the engine needs to be driven more or powered from the outside to charge the battery. In this case, fossil fuels are ultimately used to promote environmental pollution.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 하이브리드 차량의 차속 및 엔진 회전수가 낮은 상태에서 전동 압축기의 회전수를 제한하여 공조장치에서 소모되는 전원을 감소시킬 수 있는 차량용 공조장치의 전동 압축기 제어방법을 제공하는 것이다.Therefore, the present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, an object of the present invention is to limit the number of revolutions of the electric compressor in the state of low vehicle speed and engine speed of the hybrid vehicle to reduce the power consumption in the air conditioning apparatus It is to provide a method of controlling an electric compressor of a vehicle air conditioner.
본 발명의 다른 목적은 하이브리드 차량의 전동 압축기에서 소모되는 전원을 감소시킴으로써 주행 성능 및 차량 연비 향상에 도움이 되는 차량용 공조장치의 전동 압축기 제어방법을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a method of controlling an electric compressor of an air conditioner for a vehicle, which helps to improve driving performance and vehicle fuel efficiency by reducing power consumed by the electric compressor of a hybrid vehicle.
본 발명의 또 다른 목적은 하이브리드 차량의 전동 압축기에서 소모되는 전원을 감소시킴으로써 환경 보호에 도움이 될 수 있는 차량용 공조장치의 전동 압축기 제어방법을 제공하는 것이다. Still another object of the present invention is to provide a method of controlling an electric compressor of an air conditioner for a vehicle, which may help environmental protection by reducing power consumed in the electric compressor of a hybrid vehicle.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 배터리에 충전된 전원을 구동원으로 하여 구동되는 전동 압축기를 구비한 차량용 공조장치의 냉방 제어에 있어서, (A) 현재 차속 및 엔진 회전수를 감지하는 단계와; (B) 감지된 차속 및 엔진 회전수에 대응되는 전동 압축기의 제한 회전수를 연산하는 단계와; (C) 연산된 제한 회전수 이하로 상기 전동 압축기의 회전수를 조절하는 단계를 포함하여 수행된다.According to a feature of the present invention for achieving the object as described above, the present invention provides a cooling control of the air conditioner for a vehicle having an electric compressor driven by the power source charged in the battery as (A) the current vehicle speed and Detecting an engine speed; (B) calculating a limit speed of the electric compressor corresponding to the detected vehicle speed and engine speed; (C) adjusting the rotational speed of the electric compressor below the calculated limit rotational speed.
그리고 상기 전동 압축기 제어방법에서는, 상기 (A)단계에서 감지된 현재 차 속 및 엔진 회전수 정보에 기초하여 판단한 결과, 차량이 아이들(idle) 상태에 해당하는 경우에만 상기 (B)단계와 (C) 단계가 순차적으로 수행될 수 있다.In the electric compressor control method, as a result of determining based on the current vehicle speed and engine speed information detected in the step (A), the steps (B) and (C) only when the vehicle corresponds to an idle state. ) Steps may be performed sequentially.
여기서 상기 제한 회전수는, 현재 차속에 대응하여 미리 설정된 제1 제한 회전수 및 현재 엔진 회전수에 대응하여 미리 설정된 제2 제한 회전수 중 더 큰 값으로 결정되고: 상기 제1 제한 회전수는, 차속이 증가할수록 대응하여 증가하되 상기 전동 압축기의 최대 회전수에 수렴하도록 설정되고; 상기 제2 제한 회전수는, 상기 엔진 회전수가 증가할수록 대응하여 증가하되 상기 전동 압축기의 최대 회전수에 수렴하도록 설정될 수 있다. Wherein the limit rotation speed is determined to be a larger value of a first limit rotation speed preset in correspondence with a current vehicle speed and a second limit rotation speed preset in correspondence with a current engine speed: wherein the first limit rotation speed is: The vehicle speed is correspondingly increased as the vehicle speed increases, but is set to converge to the maximum rotational speed of the electric compressor; The second limit rotation speed may be set to increase correspondingly as the engine speed increases, but converge to the maximum rotation speed of the electric compressor.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 차량용 공조장치의 전동 압축기 제어방법에 의하면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.As described in detail above, according to the method of controlling the electric compressor of the vehicle air conditioner according to the present invention, the following effects can be expected.
즉, 하이브리드 차량의 차속 및 엔진 회전수가 낮은 상태에서 전동 압축기의 회전수를 제한하여 공조장치에서 소모되는 전원을 감소시킬 수 있다는 장점이 있다.That is, the power consumption of the air conditioner can be reduced by limiting the rotation speed of the electric compressor in a state where the vehicle speed and the engine speed of the hybrid vehicle are low.
또한 본 발명에 의한 차량용 공조장치의 전동 압축기 제어방법에 의하면 하이브리드 차량의 전동 압축기에서 소모되는 전원을 감소시킴으로써 주행 성능 및 차량 연비를 향상시킬 수 있다는 이점이 있다. In addition, the electric compressor control method of the vehicle air conditioner according to the present invention has the advantage that it is possible to improve the driving performance and vehicle fuel economy by reducing the power consumed in the electric compressor of the hybrid vehicle.
그리고 본 발명에 의한 차량용 공조장치의 전동 압축기 제어방법에 의하면 하이브리드 차량의 전동 압축기에서 소모되는 전원을 감소시킴으로써 환경 보호에 도움이 된다는 이점이 있다. In addition, according to the method of controlling the electric compressor of the vehicle air conditioner according to the present invention, there is an advantage in that it helps to protect the environment by reducing the power consumed in the electric compressor of the hybrid vehicle.
이하에서는 상기한 바와 같은 본 발명에 의한 차량용 공조장치의 전동 압축기 제어방법의 구체적인 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings a specific embodiment of the electric compressor control method of the vehicle air conditioner according to the present invention as described above will be described in detail.
도 1은 일반적인 하이브리드 차량의 공조장치 및 전동 압축기 구동원의 구성을 개략적으로 도시한 블럭도이고, 도 2는 본 발명의 구체적인 실시예에 의한 차량용 공조장치의 전동 압축기 제어방법을 단계적으로 도시한 흐름도이며, 도 3a은 본 발명의 구체적인 실시예에 의한 차량용 공조장치의 전동 압축기 제어방법에서 전동 압축기에 대한 제한 회전수와 차속과의 관계를 도시한 그래프이고, 도 3b는 본 발명의 구체적인 실시예에 의한 차량용 공조장치의 전동 압축기 제어방법에서 전동 압축기에 대한 제한 회전수와 엔진 회전수와의 관계를 도시한 그래프이다.1 is a block diagram schematically showing the configuration of an air conditioning apparatus and a motor-driven compressor driving source of a general hybrid vehicle, and FIG. 2 is a flowchart illustrating a step-by-step method of controlling an electric compressor of a vehicle air conditioner according to a specific embodiment of the present invention. 3A is a graph illustrating a relationship between a limiting speed of a motor-driven compressor and a vehicle speed in a method of controlling an electric compressor of a vehicle air conditioner according to a specific embodiment of the present invention, and FIG. 3B is a graph of the present invention. It is a graph showing the relationship between the limit rotational speed and the engine rotational speed for the electric compressor in the electric compressor control method of the vehicle air conditioner.
일반적인 하이브리드 차량의 공조장치는, 일반적으로 도 1에 도시된 바와 같이 구성된다.The air conditioner of a general hybrid vehicle is generally configured as shown in FIG. 1.
즉, 냉매를 압축하고 냉방 요구량에 따라 회전수가 변화되는 전동 압축기(11)와, 상기 전동 압축기(11)에서 토출되는 냉매를 응축하는 응축기(12)와, 상기 응축기(12)를 통과하여 액화된 냉매를 단열팽창시켜 기체와 액체가 혼합된 상태로 만들고 상기 전동 압축기(11)의 냉매 토출량에 따라 그 개도가 변화하는 전자팽창밸브(13)와, 냉매가 기화될 때의 증발 잠열을 이용하여 주위 공기를 냉각시킨 후 상기 전동 압축기(11)로 냉매를 귀환시키는 증발기(14)와, 자동차의 실내외에 각각 설치되는 각종 센서들로부터 입력되는 실내온도와 실외온도 등의 공조환경과 사용자에 의해 입력된 공조조건에 따라 상기 전동 압축기(11)의 회전수를 제어하는 제 어부(20)로 구성된다.That is, the
여기서 상기 제어부(20)가 상기 전동 압축기(11)의 회전수를 제어하는 방법은, 우선 상기 제어부(20)가 상기 전동 압축기(11)의 목표 회전수를 연산하기 위하여 우선 증발기 온도센서에서 측정된 현재 증발기 온도와, 현재 회전수와 목표 증발기 온도를 변수로 하여 목표 회전수를 연산한다. In this case, the
여기서 상기 목표 증발기 온도는 운전자가 설정한 목표 실내온도에 대응하여 정해진다. 또한 이때 차량의 외부 및 내부의 다른 변수들을 추가적으로 고려할 수도 있다.Here, the target evaporator temperature is determined corresponding to the target indoor temperature set by the driver. In addition, other variables in the exterior and interior of the vehicle may be additionally considered.
그리고 연산된 목표 회전수로 상기 전동 압축기(11)를 제어한다. 그리고 다시 증발기 온도를 측정하여 목표 회전수를 연산하는 과정을 반복한다. Then, the
특히 본 발명의 구체적인 실시예에서 상기 제어부(20)는 소정 조건에서 제한 회전수를 연산하여, 상기 목표 회전수가 상기 제한 회전수보다 작은 경우, 상기 전동 압축기(11)의 회전수를 상기 목표 회전수로 조절하고, 상기 목표 회전수가 상기 제한 회전수보다 큰 경우, 상기 전동 압축기(11)의 회전수를 상기 제한 회전수로 조절할 수 있다. 이는 도 2를 참조하여 추후 보다 상세하게 설명한다. In particular, in a specific embodiment of the present invention, the
이때 상기 전동 압축기(11)로 제공되는 동력은, 우선 상기 엔진(10)과 차륜 구동 모터(도시는 생략됨) 등에 의한 회전력이 발전기(31)에서 전기에너지로 전환되고, 상기 발전기(31)에서 전환된 전기에너지가 배터리(32)에 화학적 에너지로 저장됨으로써 생성된다. At this time, the power provided to the
그리고 상기 배터리(32)로부터 직류 전원을 공급받아 주파수 가변되는 교류 전원으로 변환하는 인버터(33)가 구비된다.In addition, the
또한 상기 배터리(32)에 저장된 에너지는 상기 인버터(33)를 거쳐 전동모터(34)로 전달되어 물리적 에너지로 전환되고, 이는 다시 상기 전동 압축기(11)로 전달됨으로써 상기 전동 압축기(11)를 구동시킨다.In addition, the energy stored in the
즉, 상기 전동 압축기(11)의 구동력은 상기 배터리(32)로부터 상기 인버터(33)와 상기 전동모터(34)를 통해 공급된다. That is, the driving force of the
상기와 같이 구성된 공조장치를 작동시키면 상기 제어부(20)는 각종 센서로부터 전해지는 실내온도와 실외온도 등의 공조환경과 사용자에 의해 설정된 차량 실내 설정온도, 난방 또는 냉방 등의 기능선택과 같은 공조조건에 따라 상기 압축기(11)의 회전수를 변화시키게 된다. When operating the air conditioning device configured as described above, the
상기 전동 압축기(11)에서 토출된 냉매는 상기 응축기(12)를 거치면서 응축되어 액화되고, 상기 팽창밸브(13)를 통과하면서 기체와 액체가 혼합된 상태가 된다. 이때, 상기 팽창밸브(13)는 상기 전동 압축기(11)의 냉매 토출량에 따라 그 개도가 변화된다. The refrigerant discharged from the
이후, 증발기(14)로 유입된 냉매가 기화되면서 주변 공기와의 열교환을 통해 주변 공기를 냉각시키게 된다. 즉, 냉매가 기화되는데 필요한 증발 잠열을 주변 공기로부터 빼앗게 되므로, 상기 증발기(14)의 주변 공기의 온도가 하강하는 것이다.Thereafter, the refrigerant introduced into the
기화된 냉매는 다시 상기 전동 압축기(11)로 유입되고, 열교환을 통해 냉각된 공기가 실내로 공급되어 실내를 냉방하게 된다. 이때, 상기 증발기(14)의 출구 측에는 공기의 온도를 감지하는 온도 감지센서(21)가 설치되는데, 증발기 출구 측 의 온도가 일정 온도 이하이면 상기 제어부(20)가 상기 배터리(32)로부터 상기 인버터(33)를 통해 상기 전동모터(34)의 회전을 중단시킴으로써 상기 전동 압축기(11)의 작동을 중지시키게 된다. The vaporized refrigerant is introduced into the
이는 공기 중에 포함된 수증기가 상기 증발기(14)에 응축된 상태에서 동결되어 열교환을 저해하는 것을 방지하기 위한 것이다. This is to prevent the water vapor contained in the air frozen in the condensed state in the
이와 같이 상기 전동모터(34)가 오프되면 상기 전동 압축기(11)로의 동력 전달이 차단되어 상기 전동 압축기(11)의 회전이 정지하게 된다. 이에 따라 증발기 출구의 온도가 상기 전동 압축기(11)의 작동을 중지시키는 특정 온도 이하로 하강되는 경우, 상기 전동모터(34)가 오프되어 상기 전동 압축기(11)의 작동이 중지되고 냉매의 순환이 정지된다. As such, when the electric motor 34 is turned off, power transmission to the
냉매의 순환이 정지되면 증발기(14)와 주변 공기 사이의 열교환이 일어나지 않으므로 증발기 출구 온도는 서서히 상승하게 되고, 증발기 출구 온도가 한계 온도 이상으로 상승하게 되면 상기 인버터(33)가 다시 상기 전동모터(34)로 전원 공급을 재개함으로써 상기 전동압축기(11)가 작동된다. 물론, 상기 압축기(11)가 다시 작동되면 증발기 출구의 온도가 하강되므로, 상기한 과정이 반복될 수 있다. Since the heat exchange between the evaporator 14 and the ambient air does not occur when the circulation of the refrigerant is stopped, the evaporator outlet temperature gradually increases, and when the evaporator outlet temperature rises above the threshold temperature, the
이와 같은 구성을 갖는 차량용 공조장치의 전동 압축기 제어방법은, 도 2에 도시된 바와 같이 우선 공조장치의 온/오프 여부를 확인하는 단계로부터 시작된다(S100). 이때 공조장치의 온/오프는 공조장치의 차량 냉방 기능의 온/오프를 의미한다. The method of controlling the electric compressor of the vehicle air conditioner having the above configuration starts with checking whether the air conditioner is on or off as shown in FIG. 2 (S100). In this case, the on / off of the air conditioner means the on / off of the vehicle cooling function of the air conditioner.
그리고 상기 제100단계(S100)에서 공조장치가 온 되어 있으면, 상기 제어 부(20)는 차량의 현재 차속 및 엔진 회전수(RPM) 정보를 수신한다(S200). 이때 상기 제어부(20)에는 차량의 차속과 엔진 회전수 정보를 각각 수신할 수 있도록 차속 센서와 엔진 회전수 센서가 연결된다.If the air conditioner is turned on in step 100 (S100), the
상기 제200단계(S200)에서 상기 제어부(20)가 차속 및 엔진 회전수 정보를 수신하면, 상기 제어부(20)는 차속 및 엔진 회전수 정보를 이용하여 차량이 아이들(idle) 상태인지 여부를 판단한다(S300). When the
이때 차량이 아이들 상태라 함은, 차량이 저속이고, 엔진에 걸리는 부하량도 적은 상태를 의미하는 것으로서, 차속이 기설정된 속도 이하임과 동시에 엔진 회전수도 기설정된 회전수 이하인 경우 차량이 아이들 상태인 것으로 판단할 수 있다. 이때 설정된 속도 및 회전수 각각은 차량의 상태를 판단할 수 있는 적절한 수로 미리 선택된다.At this time, the vehicle is in the idle state, which means that the vehicle is low speed and the load on the engine is small. When the vehicle speed is less than or equal to the preset speed and the engine speed is less than or equal to the preset speed, the vehicle is in the idle state. You can judge. At this time, each of the set speed and the rotation speed is preselected to an appropriate number capable of determining the state of the vehicle.
상기 제300단계(S300)에서 차량이 아이들 상태인 것으로 판단되면, 현재 운전자가 조작한 공조장치의 설정을 확인한다(S400). 즉, 공조장치의 냉방 성능을 최대로 조작하였는지 여부를 판단한다.If it is determined in step 300 (S300) that the vehicle is in the idle state, the setting of the air conditioning apparatus currently operated by the driver is confirmed (S400). In other words, it is determined whether or not the cooling performance of the air conditioning apparatus is operated to the maximum.
상기 제400단계(S400)에서 운전자가 공조장치의 냉방 성능을 최대로 설정한 것으로 판단되면, 상기 제어부(20)는 상기 전동 압축기(11)를 제어함에 있어서, 상기 전동 압축기(11)의 회전수를 상기 제어부(20)에 기설정된 회전수 범위 내에서 제어한다(S500).If it is determined in step 400 that the driver has set the cooling performance of the air conditioning apparatus to the maximum, the
즉, 상기 전동 압축기(11)를 제어하기 위하여 상기 제어부(20)에 미리 설정된 회전수 범위를 최소 회전수 내지 최대 회전수 내의 범위라고 하면, 상기 제어 부(20)는 상기 전동 압축기(11)를 해당 범위 내에서 현재 차량 내부온도와 증발기 온도, 목표 내부온도, 목표 증발기 온도 등을 고려하여 조절한다. 즉, 일반적인 피드백 제어방식에 의하여 상기 전동 압축기(11)의 회전수를 조절한다. That is, when the rotational speed range set in advance in the
반면에 상기 제400단계에서 운전자가 공조장치의 냉방 성능을 최대로 설정한 경우가 아닌 것으로 판단되면, 상기 제어부(20)는 상기 제200단계에서 수신한 차속 정보 및 엔진 회전수 정보에 따른 제한 회전수를 연산한다(S600).On the other hand, if it is determined that the driver does not set the air conditioner's cooling performance to the maximum in step 400, the
여기서 상기 제한 회전수는 상기 제어부(20)에 설정된 전동 압축기 회전수의 범위 내의 하나의 값으로써, 상기 최소 회전수보다 크고 상기 최대 회전수 이하가 되도록 연산된다.Here, the limited rotational speed is one value within the range of the electric compressor rotational speed set in the
이때 상기 제한 회전수는 공조장치에서 소모되는 전원을 감소시키기 위하여 차량의 아이들 상태에서 상기 전동 압축기(11)의 회전수의 최대값을 상기 최대 회전수보다 적은 값으로 제한하기 위하여 설정되는 값으로써, 차량 아이들 상태에서의 현재 차속 및 엔진 회전수에 따라 다른 값으로 선택된다. In this case, the limit rotation speed is a value set to limit the maximum value of the rotation speed of the
상기 제600단계(S600)에서 제한 회전수를 연산하기 위해서 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같은 차속과 제한 회전수와의 관계를 나타내는 함수와, 엔진 회전수와 제한 회전수 사이의 관계를 나타내는 함수가 미리 저장될 수 있다.In order to calculate the limit rotation speed in the 600th step S600, a function indicating a relationship between the vehicle speed and the limit rotation speed as shown in FIGS. 3A and 3B and a relationship between the engine speed and the limit rotation speed are shown. The function may be stored in advance.
도 3a에 도시된 바와 같이, 우선 차속과 상기 전동 압축기(11)의 제한 회전수와의 관계는, 차속이 느릴수록 제한 회전수도 적은 값을 갖고, 차속이 증가할수록 제한 회전수도 높아진다. 그리고 차속이 차량의 아이들 상태를 벗어나는 값으로 증가하면 상기 제한 회전수는 상기 최대 회전수와 동일해짐으로써 상기 전동 압축 기(11)의 회전수가 더 이상 제한되지 않도록 한다.As shown in Fig. 3A, first, the relationship between the vehicle speed and the limit rotational speed of the
도면에는 차량의 속도가 0에서 증가하는 경우, 최초의 제한 회전수가 최소 회전수와 동일하게 설정되도록 도시되어 있으나, 반드시 그래야 하는 것은 아니고 상기 최소 회전수보다 큰 값에서 차츰 증가하도록 설정될 수도 있다.In the drawing, when the speed of the vehicle increases from zero, the initial limit rotational speed is shown to be set equal to the minimum rotational speed, but it is not necessarily so and may be set to increase gradually from a value greater than the minimum rotational speed.
또한 도 3b에 도시된 바와 같이 엔진 회전수와 상기 전동 압축기(11)의 제한 회전수 사이의 관계도, 차속이 느릴수록 상기 제한 회전수도 적은 값을 갖고, 차속이 증가할수록 상기 제한 회전수도 증가하는 함수로 표현될 수 있다.In addition, as shown in FIG. 3B, the relationship between the engine speed and the limit speed of the motor-driven
그리고 엔진 회전수가 차량의 아이들 상태를 벗어나는 값으로 증가하면 상기 제한 회전수가 상기 최대 회전수와 동일해짐으로써 상기 전동 압축기(11)의 회전수가 더 이상 제한되지 않도록 할 수 있다.When the engine speed increases to a value outside the idle state of the vehicle, the limited rotation speed becomes equal to the maximum rotation speed so that the rotation speed of the
도 3b에도 차량 엔진의 회전수가 0에서 증가하는 경우, 최초의 전동 압축기(11) 제한 회전수가 최소 회전수와 동일하게 설정되도록 도시되어 있으나, 이는 예시에 불과하고 제한 회전수의 최초 값이 상기 최소 회전수보다 큰 값에서 차츰 증가하도록 설정될 수도 있다. In FIG. 3B, when the rotational speed of the vehicle engine increases from 0, the first motor-driven
또한 도 3a 및 도 3b에 도시된 함수의 파형도 도시된 바와 같이 선형적으로 증가하는 것에 한정되지 않는다. Also, the waveform of the function shown in FIGS. 3A and 3B is not limited to increasing linearly as shown.
더불어, 상기 차속과 제한 회전수와의 관계, 엔진 회전수와 제한 회전수와의 관계는 위에서 설명한 바와 같이 연속적인 함수로 미리 설정될 수도 있으나, 복수의 차속 범위 또는 엔진 회전수 범위를 미리 정하고, 각각의 범위에 대응되는 제한 회전수를 미리 정하여 상기 제어부(20)에 테이블로 미리 저장할 수도 있다. In addition, the relationship between the vehicle speed and the limit rotational speed, and the relationship between the engine speed and the limiting rotational speed may be preset as a continuous function as described above, but predetermine a plurality of vehicle speed ranges or engine speed ranges, The limit rotation speed corresponding to each range may be predetermined and stored in advance as a table in the
그리고 상기 제어부(20)는 이와 같이 차량의 현재 차속과 엔진 회전수에 대응하여 설정된 제한 회전수 중에서 더 높은 값을 제한 회전수로 선택하여 상기 전동 압축기(11)의 회전수를 제어할 수 있다. In addition, the
즉, 상기 제어부(20)는 상기 제한 회전수를 연산하여 하나의 값으로 정하고, 상기 전동 압축기(11)의 회전수를 상기 최소 회전수와 상기 제한 회전수 사이에서 조절한다. That is, the
이때 상기 제600단계에서 제한 회전수는 다음과 같은 수학식에 의하여 연산되도록 할 수 있다. In this case, the limited rotation speed in operation 600 may be calculated by the following equation.
이와 같은 연산의 수행을 위하여 상기 제어부(20)는 이미 설명한 바와 같이 현재 차속 및 엔진 회전수를 상기 제200단계에서 수신하고, 미리 저장된 함수 또는 테이블로부터 현재 차속 및 엔진 회전수에 각각 대응하는 제한 회전수를 독출한다. 그리고 독출된 두 값을 비교하여 더 큰 값을 상기 전동 압축기(11)의 제한 회전수로 설정한다.As described above, the
그리고 이와 같이 제한 회전수가 선택되면, 상기 제어부(20)는 상기 전동 압축기(11)의 회전수가 상기 제한 회전수를 넘지 않도록 상기 전동 압축기(11)의 회 전수를 조절한다(S700). When the limit rotation speed is selected as described above, the
즉, 상기 전동 압축기(11)의 회전수가 상기 최소 회전수 내지 현재의 제한 회전수 사이에서 차량 내부온도, 증발기 온도, 차량 내부의 목표온도 및 목표 증발기 온도 등을 고려하여 결정된 값으로 제어된다. That is, the rotation speed of the
그러나 상기 제600단계에서 상기 제한 회전수를 연산하기 위한 방법은 위에 서술한 방법에 의한 것에 한정되지 않는다. 즉, 위에서 설명한 바와 달리 제한 회전수를 결정하기 위한 함수로 차속 및 제한 회전수와의 관계를 나타내는 함수 또는 상기 엔진 회전수 및 제한 회전수와의 관계를 나타내는 함수 중 어느 하나만 사용될 수도 있다.However, the method for calculating the limited rotational speed in step 600 is not limited to the method described above. That is, unlike the above description, only one of the function indicating the relationship between the vehicle speed and the limit rotational speed or the function indicating the relationship between the engine speed and the limiting rotational speed may be used as a function for determining the limiting rotational speed.
그리고 이와 같은 일련의 과정은 공조장치가 오프(S800)되기 전까지 반복적으로 수행된다. And such a series of processes are repeatedly performed until the air conditioner is turned off (S800).
여기서 상기 제어부(20)가 상기 제300단계에서 차량의 상태를 아이들 상태로 판단하여, 상기 전동 압축기(11)의 회전수를 제한 회전수 이상으로 증가하지 않도록 제어하는 경우, 공조장치의 냉방 성능에 영향이 없도록 온도조절도어의 개도각을 조절할 수 있다.In this case, when the
이때 상기 온도조절도어는 공조장치의 냉기통로와 온기통로의 개도를 조절하는 것으로서, 차량의 냉방 성능을 증가시키기 위해서는 냉기통로의 개도를 늘리고 온기통로의 개도를 줄이는 방향으로 상기 온도조절도어의 각도가 조절되어야 한다. At this time, the temperature control door is to adjust the opening degree of the cold air passage and the warm air passage of the air conditioning apparatus, in order to increase the cooling performance of the vehicle, the angle of the temperature control door in the direction of increasing the opening degree of the cold air passage and reducing the opening degree of the warm air passage. It must be adjusted.
본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기 재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.The rights of the present invention are not limited to the embodiments described above, but are defined by the claims, and various changes and modifications can be made by those skilled in the art within the scope of the claims. It is self-evident.
예를 들어, 상기 300단계에서 차량의 아이들 상태 해당 여부를 판단하지 않고, 차속 및 제한 회전수 사이의 관계, 엔진 회전수 및 제한 회전수 사이의 관계에서 차속 또는 엔진 회전수가 설정 범위 이상이면 상기 제한 회전수가 상기 최대 회전수로 수렴함을 이용하여 상기 전동 압축기(11)를 제어할 수도 있다.For example, without determining whether the vehicle is in an idle state in step 300, the vehicle speed or the engine speed in the relationship between the vehicle speed and the limit speed, the engine speed and the limit speed is more than the set range, the limit The
그리고 상기 제400단계에서도 반드시 공조장치가 최대 냉방 모드로 설정되었는지 여부를 판단해야 하는 것은 아니고, 예를 들어 차량 내부의 현재 온도와 운전자가 설정한 설정온도 사이의 차이가 미리 설정한 임계치 이상이거나, 증발기 온도와 목표 증발기 온도가 미리 설정한 값이면 상기 전동 압축기(11)의 회전수를 제한하지 않고 최대 회전수까지 증가시킬 수 있도록 할 수도 있다. In addition, in step 400, it is not necessary to determine whether the air conditioner is set to the maximum cooling mode. For example, the difference between the current temperature inside the vehicle and the set temperature set by the driver is greater than or equal to a preset threshold. If the evaporator temperature and the target evaporator temperature are preset values, the evaporator temperature may be increased up to the maximum rotation speed without limiting the rotation speed of the
도 1은 일반적인 하이브리드 차량의 공조장치 및 전동 압축기 구동원의 구성을 개략적으로 도시한 블럭도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a block diagram schematically showing the configuration of an air conditioning apparatus and a motor-driven compressor driving source of a typical hybrid vehicle.
도 2는 본 발명의 구체적인 실시예에 의한 차량용 공조장치의 전동 압축기 제어방법을 단계적으로 도시한 흐름도.Figure 2 is a flow chart illustrating a step-by-step method of controlling the electric compressor of the air conditioner for vehicles according to a specific embodiment of the present invention.
도 3a은 본 발명의 구체적인 실시예에 의한 차량용 공조장치의 전동 압축기 제어방법에서 전동 압축기에 대한 제한 회전수와 차속과의 관계를 도시한 그래프. Figure 3a is a graph showing the relationship between the speed limit and the vehicle speed for the electric compressor in the electric compressor control method of the vehicle air conditioner according to a specific embodiment of the present invention.
도 3b는 본 발명의 구체적인 실시예에 의한 차량용 공조장치의 전동 압축기 제어방법에서 전동 압축기에 대한 제한 회전수와 엔진 회전수와의 관계를 도시한 그래프. Figure 3b is a graph showing the relationship between the rotational speed and the engine speed for the electric compressor in the electric compressor control method of the vehicle air conditioner according to a specific embodiment of the present invention.
**도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명**** Description of the symbols for the main parts of the drawings **
10: 엔진 11: 전동 압축기10: engine 11: electric compressor
12: 응축기 13: 팽창밸브12: condenser 13: expansion valve
14: 증발기 20: 제어부14: evaporator 20: control unit
31: 발전기 32: 배터리31: generator 32: battery
33: 인버터 34: 전동모터33: Inverter 34: Electric Motor
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