KR101156378B1 - Method for controlling air conditioner of vehicle - Google Patents
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Abstract
본 발명은 차량용 공조장치의 제어방법에 관한 것으로서, 가변용량형 사판식 압축기의 사판 경사각을 변화시키는 압력조절밸브에 대한 목표 제어치를, 목표 증발기 온도와 실제 증발기 온도와의 온도편차의 크기에 따라 가변적으로 제어함으로써, 압축기의 토출 용량을 효율적으로 제어하는 것을 목적으로 한다. The present invention relates to a control method for a vehicle air conditioner, wherein a target control value for a pressure regulating valve for changing a swash plate inclination angle of a variable displacement swash plate compressor is variable according to a magnitude of a temperature deviation between a target evaporator temperature and an actual evaporator temperature. It aims at controlling the discharge capacity of a compressor efficiently by controlling in this way.
본 발명에 따른 차량용 공조장치의 제어방법은, 목표 증발기 온도를 설정하는 단계와; 목표 증발기 온도와 실제 증발기 온도와의 온도 편차를 연산하는 단계와; 온도 편차의 크기에 따라 제어계수를 가변적으로 설정하는 단계와; 제어계수를 이용하여 가변용량형 사판식 압축기의 압력조절밸브의 목표 제어치를 연산하는 단계와; 그리고, 목표 제어치를 이용하여 압력조절밸브를 제어하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치의 제어방법이다. A control method of a vehicle air conditioner according to the present invention includes the steps of setting a target evaporator temperature; Calculating a temperature deviation between the target evaporator temperature and the actual evaporator temperature; Variably setting a control coefficient in accordance with the magnitude of the temperature deviation; Calculating a target control value of the pressure regulating valve of the variable displacement swash plate compressor using the control coefficient; And controlling the pressure regulating valve using the target control value.
공조, 공기조화, 공조제어, 가변압축기, 비례적분제어, 압축기제어 Air Conditioning, Air Conditioning, Air Conditioning Control, Variable Compressor, Proportional Integral Control, Compressor Control
Description
도 1은, 가변용량형 사판식 압축기의 예를 나타내는 단면도이다. 1 is a cross-sectional view showing an example of a variable displacement swash plate compressor.
도 2는, 본 발명에 따른 제어방법을 수행하기 위한 공조장치 시스템의 구성도이다. 2 is a configuration diagram of an air conditioning system for performing a control method according to the present invention.
도 3은, 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 제어방법을 나타내는 흐름도이다. 3 is a flowchart illustrating a control method of the vehicle air conditioner according to the present invention.
도 4a는, 증발기 온도 편차에 따른 비례 이득을 연산하는 예를 나타내는 그래프이다. 4A is a graph showing an example of calculating the proportional gain according to the evaporator temperature deviation.
도 4b는, 증발기 온도 편차에 따른 적분 이득을 연산하는 예를 나타내는 그래프이다. 4B is a graph showing an example of calculating the integral gain according to the evaporator temperature deviation.
도 4c는, 증발기 온도 편차에 따른 비례 이득 또는 적분이득을 연산하는 예를 나타내는 그래프이다. 4C is a graph showing an example of calculating the proportional gain or the integral gain according to the evaporator temperature deviation.
도 5은, 목표 증발기 온도를 설정하는 방법을 나타내는 흐름도이다. 5 is a flowchart showing a method of setting a target evaporator temperature.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
100 : 가변용량형 사판식 압축기, 160 : 압력조절밸브,100: variable displacement swash plate compressor, 160: pressure control valve,
212, 214, 216 : 벤트(Vent), 310 : 센서(Sensor).212, 214, 216: Vent, 310: Sensor.
본 발명은 차량용 공조장치의 제어방법에 관한 것으로서, 특히 가변용량형 사판식 압축기의 사판 경사각을 변화시키는 압력조절밸브에 대한 목표 제어치를, 목표 증발기 온도와 실제 증발기 온도와의 온도편차의 크기에 따라 가변적으로 제어함으로써, 압축기의 토출 용량을 효율적으로 제어할 수 있는 차량용 공조장치의 제어방법에 관한 것이다. The present invention relates to a control method of a vehicle air conditioner, and in particular, a target control value for a pressure regulating valve for changing a swash plate inclination angle of a variable displacement swash plate compressor according to a magnitude of a temperature deviation between a target evaporator temperature and an actual evaporator temperature. By controlling variably, the present invention relates to a control method for a vehicle air conditioner that can efficiently control a discharge capacity of a compressor.
가변용량형 사판식 압축기에 있어서는, 부하에 따라 압력조절밸브에 의하여 냉매의 압력이 변동됨으로써, 사판의 경사각이 조절될 수 있다. 이 사판의 경사각 조절에 의하여 피스톤의 행정거리가 변화함으로써, 냉매의 토출용량이 조절될 수 있으며, 상기 냉매의 토출용량의 변화에 따라 증발기 온도가 조절되는 것이다. In the variable displacement swash plate compressor, the inclination angle of the swash plate can be adjusted by varying the pressure of the refrigerant by the pressure control valve according to the load. By changing the stroke distance of the piston by adjusting the inclination angle of the swash plate, the discharge capacity of the refrigerant can be adjusted, and the evaporator temperature is adjusted according to the change of the discharge capacity of the refrigerant.
상기 압력조절밸브는 내부제어식의 것과 외부제어식의 것으로 나눌 수 있는데, 이러한 가변용량형 사판식 압축기의 구조는 일본 공개특허 제2001-107854호에 잘 개시되어 있다. The pressure regulating valve can be divided into an internal control type and an external control type. The structure of such a variable displacement swash plate compressor is well disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-107854.
상기 압력조절밸브에 대한 출력(Duty, 즉 전류치)은, 목표 증발기 온도와 실제 증발기 온도와의 편차를 산출하고, 이 편차에 근거하여 비례-적분(PI) 제어 등의 제어방법으로 제어될 수 있다. 그 일 예로, 일본 공개특허 제2003-200730호에는, 예컨대 목표 증발기 온도와 실제 증발기 온도와의 편차가 3℃ 이내이면 비례- 적분 제어를 수행하고, 실제 증발기 온도가 목표 증발기 온도에 비하여 3℃ 이상 높으면 최대 용량 제어를 수행하며, 실제 증발기 온도가 목표 증발기 온도에 비하여 3℃ 이하 낮으면 최소 용량 제어를 수행하는 기술이 개시되어 있다. The output (Duty, ie, current value) for the pressure regulating valve calculates a deviation between the target evaporator temperature and the actual evaporator temperature, and can be controlled by a control method such as proportional-integral (PI) control based on the deviation. . As an example, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2003-200730, for example, performs proportional-integral control when the deviation between the target evaporator temperature and the actual evaporator temperature is within 3 ° C, and the actual evaporator temperature is 3 ° C or more compared to the target evaporator temperature. A technique is disclosed for performing maximum capacity control if high and for performing minimum capacity control if the actual evaporator temperature is less than 3 ° C. below the target evaporator temperature.
목표 증발기 온도에 대하여 실제 증발기 온도를 피드백(Feedback)하여 비례-적분 제어를 수행할 때, 온도 제어 성능, 즉 온도 수렴성 및 응답시간은, 시스템에 따라 비례 이득(Proportional Gain) 및 적분 이득(Integral Gain)을 얼마나 적절하게 선정하였는지에 따라 좌우된다. 일반적으로, 이득이 커지면, 응답속도는 빨라지지만, 과도한 오버슛(Overshoot) 및 언더슛(Undershoot)이 발생함으로써 안정성을 저해하기 쉽다. 반대로, 이득을 작게 하면, 온도 수렴성은 우수해지지만, 안정화될 때까지 시간이 많이 걸린다. 이러한 점에서, 상기 선행기술에서와 같이 증발기 온도의 편차가 일정치 이상 및 이하일 때, 최대 용량 제어 및 최소 용량 제어를 일률적으로 실시하게 되면, 증발기 온도 및 시스템이 불안정해지는 문제점이 있다.When performing proportional-integral control by feeding back the actual evaporator temperature to the target evaporator temperature, the temperature control performance, namely temperature convergence and response time, depends on the proportional gain and integral gain depending on the system. ) Depends on how appropriately selected. In general, the larger the gain, the faster the response speed, but excessive overshoot and undershoot occur, which tends to impair stability. On the contrary, when the gain is made small, the temperature convergence is excellent, but it takes a long time to stabilize. In this regard, when the deviation of the evaporator temperature is above and below a predetermined value as in the prior art, when the maximum capacity control and the minimum capacity control are uniformly performed, there is a problem that the evaporator temperature and the system become unstable.
본 발명의 목적은, 가변용량형 사판식 압축기의 사판 경사각을 변화시키는 압력조절밸브에 대한 목표 제어치를, 목표 증발기 온도와 실제 증발기 온도와의 온도편차에 따라 가변적으로 제어함으로써, 압축기의 토출 용량을 효율적으로 제어하는 차량용 공조장치의 제어방법을 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to control the discharge capacity of a compressor by controlling the target control value for the pressure regulating valve which changes the swash plate inclination angle of the variable displacement swash plate compressor in accordance with the temperature deviation between the target evaporator temperature and the actual evaporator temperature. It is to provide a control method of the vehicle air conditioner for efficient control.
본 발명의 다른 목적은, 목표 증발기 온도와 실제 증발기 온도와의 온도편차가 클 경우, 제어계수(즉, 비례 이득(Proportional Gain) 및 적분 이득(Integral Gain))을 크게 설정하여 목표 증발기 온도에 신속히 도달하도록 하고, 상기 온도편 차가 작을 경우, 상기 제어계수를 작게 설정하여 목표 증발기 온도에 진동없이 안정적으로 도달하도록 하는 것이다. Another object of the present invention is to set a large control coefficient (i.e., Proportional Gain and Integral Gain) when the temperature deviation between the target evaporator temperature and the actual evaporator temperature is large, to quickly reach the target evaporator temperature. When the temperature deviation is small, the control coefficient is set small so that the target evaporator temperature can be stably reached without vibration.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 제어방법은, 목표 증발기 온도를 설정하는 단계와; 상기 목표 증발기 온도와 실제 증발기 온도와의 온도 편차를 연산하는 단계와; 상기 온도 편차의 크기에 따라 제어계수를 가변적으로 설정하는 단계와; 상기 제어계수를 이용하여 가변용량형 사판식 압축기의 압력조절밸브의 목표 제어치를 연산하는 단계와; 그리고, 상기 압력조절밸브를 제어하는 단계;를 포함하여 이루어지며,
상기 목표 증발기 온도를 설정하는 단계는, 사용자가 차량의 목표 실내온도를 설정하고, 차량의 소정위치에 설치된 센서로부터 차량 실내온도, 차량 실외온도 및 일사량을 감지하여 입력하며, 상기 목표 실내온도, 차량 실내온도, 차량 실외온도 및 일사량에 의해 공조장치 벤트(Vent)의 목표 토출온도를 연산하고, 최대 증발기 온도를 입력하고, 상기 벤트의 목표 토출온도와 상기 최대 증발기 온도를 비교하여 목표 증발기 온도를 설정하도록 이루어지는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, the control method of the vehicle air conditioner according to the present invention comprises the steps of setting a target evaporator temperature; Calculating a temperature deviation between the target evaporator temperature and the actual evaporator temperature; Variablely setting a control coefficient according to the magnitude of the temperature deviation; Calculating a target control value of the pressure regulating valve of the variable displacement swash plate compressor using the control coefficient; And, controlling the pressure regulating valve.
In the setting of the target evaporator temperature, the user sets a target indoor temperature of the vehicle, detects and inputs the vehicle indoor temperature, the vehicle outdoor temperature, and the solar radiation amount from a sensor installed at a predetermined position of the vehicle, and the target indoor temperature and the vehicle. The target discharge temperature of the air conditioner vent is calculated according to the indoor temperature, the vehicle outdoor temperature, and the amount of insolation, the maximum evaporator temperature is input, and the target evaporator temperature is set by comparing the target discharge temperature of the vent with the maximum evaporator temperature. Characterized in that to be made.
본 발명에 따르면, 상기 제어계수는 비례이득 및 적분이득인 것이 바람직하다. 또한, 상기 제어계수는, 상기 온도편차의 절대값에 비례하는 크기를 갖도록 설정되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 제어계수는, 상기 온도편차의 절대값이 소정값 이상일 경우, 최대 설정치로 설정되는 것이 바람직하다. According to the invention, the control coefficient is preferably proportional gain and integral gain. In addition, the control coefficient is preferably set to have a magnitude proportional to the absolute value of the temperature deviation. Further, the control coefficient is preferably set to the maximum set value when the absolute value of the temperature deviation is more than a predetermined value.
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또한, 상기 차량의 소정위치에 설치된 센서로부터 차량 실내온도, 차량 실외온도, 일사량을 감지하여 입력하는 단계 이후에, 벤트 목표 토출열량을 연산하는 단계가 더 포함될 수 있다. The method may further include calculating a vent target discharge heat amount after detecting and inputting a vehicle indoor temperature, a vehicle outdoor temperature, and solar radiation amount from a sensor installed at a predetermined position of the vehicle.
상기 최대 증발기 온도를 입력하는 단계는, 압축기의 최소구동시 증발기로 유입되는 공기온도에 따라 최대 증발기 온도를 연산하여 입력하도록 이루어지는 것이 바람직하다. The inputting of the maximum evaporator temperature is preferably performed to calculate and input the maximum evaporator temperature according to the air temperature introduced into the evaporator during the minimum driving of the compressor.
또한, 상기 목표 토출온도와 최대 증발기 온도를 비교하는 단계에서, 목표 토출온도가 최대 증발기 온도보다 낮으면 목표 토출온도를 목표 증발기 온도로 설정하고, 목표 토출온도가 최대 증발기 온도보다 높으면 최대 증발기 온도를 목표 증발기 온도로 설정하는 것이 바람직하다. Further, in the step of comparing the target discharge temperature and the maximum evaporator temperature, if the target discharge temperature is lower than the maximum evaporator temperature, the target discharge temperature is set to the target evaporator temperature, and if the target discharge temperature is higher than the maximum evaporator temperature, the maximum evaporator temperature is set. It is desirable to set the target evaporator temperature.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. The features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description based on the accompanying drawings. Prior to this, the terms or words used in the present specification and claims are based on the principle that the inventor can appropriately define the concept of terms in order to explain the invention in the best way. It should be interpreted as meanings and concepts corresponding to
도 1에는 가변용량형 사판식 압축기(100)의 예가 도시되어 있다. 1 shows an example of a variable displacement
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 압축기(100)는, 동심원을 따라 길이방향으로 다수의 실린더 보어(Cylinder Bore, 112)가 형성된 실린더 블록(Cylinder Block, 110)과; 상기 실린더 블록(110)의 각 실린더 보어(112)에 삽입되는 다수의 피스톤(Piston, 114)과; 상기 실린더 블록(110)의 전방에 결합되어 내부에 크랭크실(122) 을 형성하는 전방하우징(120)과; 상기 실린더 블록(110)의 후방에 결합되어 내부에 냉매흡입실(132) 및 냉매토출실(134)을 형성하는 후방하우징(130)과; 상기 전방하우징(120) 및 실린더 블록(110)에 걸쳐 지지되는 구동축(140)과; 상기 크랭크실(122)의 내부에서 구동축(140)과 함께 회전하는 로터(Rotor, 142)와; 상기 구동축(140) 둘레로 유동가능하게 설치되고, 피스톤(114)을 전후진시키도록 가장자리가 각 피스톤(114)에 결합되며 가장자리 일측이 로터(142)에 힌지결합되는 사판(144)과; 상기 실린더 블록(110)과 후방하우징(130) 사이에 개재되어, 냉매흡입실(132)로부터 실린더 보어(112)로 냉매를 흡입함과 아울러 실린더 보어(112)로부터 냉매토출실(134)로 압축냉매를 배출시키는 밸브 유니트(Valve Unit, 150)와; 그리고, 상기 냉매토출실(134)과 크랭크실(122)을 연결하는 냉매복귀유로의 개도를 조절하여 구동축(140)에 대한 사판(144)의 경사각을 조절하도록 상기 후방하우징(130)에 설치되는 외부제어식 압력조절밸브(160)를 포함하여 이루어진다. As shown in FIG. 1, the
상기한 바와 같은 가변용량형 사판식 압축기(100)에 따르면, 사판(144)의 회전에 의하여 다수의 피스톤(114)들이 순차적으로 전후진하게 된다. 실린더 보어(112)로부터의 피스톤(114)의 후진시(즉, 흡입행정시)에는, 실린더 보어(112) 내부의 압력강하에 의하여 밸브 유니트(150)의 흡입측이 개방되어 실린더 보어(112)와 흡입실이 서로 통하므로, 흡입실로부터 실린더 보어(112)로 냉매가 흡입된다. 그리고, 실린더 보어(112)쪽으로의 피스톤(114)의 전진시(즉, 압축행정시)에는, 실린더 보어(112) 내부의 압력증가에 의하여 실린더 보어(112)에 흡입된 냉매가 압축되면서 밸브 유니트(150)의 토출측이 개방되어 실린더 보어(112)와 냉매토출실(134)이 서로 통하므로, 실린더 보어(112)로부터 냉매토출실(134)로 압축냉매가 토출된다. 그리고, 부하에 따라 상기 압력조절밸브(160)에 의하여 상기 냉매토출실(134)과 크랭크실(122)을 연결하는 냉매복귀유로의 개도를 조절하여 사판(144)의 경사각을 변동시킴으로써, 냉매의 토출용량이 변동된다. 즉, 구동축(140)쪽으로 사판(144)이 기울어질수록 피스톤(114)의 행정거리가 커져, 냉매의 토출용량이 증가한다. According to the variable displacement
도 2에는 상기한 바와 같은 가변용량형 사판식 압축기(100)가 적용된 차량용 공조장치가 도시되어 있다. 2 shows a vehicle air conditioner to which the variable displacement
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 공조장치는, 공조케이스(210)와, 상기 공조케이스(210)의 입구측에 설치되는 송풍기(220)와, 상기 공조케이스(210)에 내장되는 증발기(200) 및 히터코어(Heater Core, 230)와, 상기 증발기(200)를 거친 공기에 대한 냉기통로 및 온기통로의 개도를 조절하는 온도조절도어(240)와, 상기 증발기(200)로부터 냉매를 흡입하여 토출시키는 가변용량형 사판식 압축기(100)와, 상기 압축기(100)로부터 공급되는 냉매를 응축하여 토출시키는 응축기(170)와, 응축기(170)로부터 공급되는 냉매를 기액분리하는 리시버 드라이어(Receiver Dryer, 180)와, 그리고 리시버 드라이어(180)로부터 공급되는 냉매를 교축하여 증발기(200)로 보내는 팽창밸브(190)를 포함하여 이루어진다. 참조부호 212, 214, 216은 각각 벤트를 나타내고, 참조부호 212d, 214d, 216d는 각각 벤트(212, 214, 216)의 개도를 조절하는 도어를 나타낸다. As shown in FIG. 2, the air conditioning apparatus includes an
한편, 사판(144)의 경사각을 조절함으로써 압축기(100)의 토출용량을 제어하기 위한 압력조절밸브(160)는, 제어유니트(300)에 의하여 그 구동출력이 제어된다. 즉, 상기 제어유니트(300)는, 압력조절밸브(160)에 대한 출력 전류값을 제어하고, 상기 제어에 따라 냉매토출실(134)과 크랭크실(122)을 연결하는 냉매복귀유로의 개도가 조절됨으로써, 구동축(140)에 대한 사판(144)의 경사각이 변화하게 되는데, 상기 경사각이 클수록 압축기(100)의 토출용량이 증가하게 된다. On the other hand, the drive output of the
도 2중 미설명 부호 310은 증발기온도센서, 실내온도센서, 실외온도센서, 일사량센서 등 각종 센서를 나타내며, 그 감지신호는 제어유니트(300)로 입력된다. In FIG. 2,
다음에, 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 제어방법에 대하여 설명한다. Next, a control method of the vehicle air conditioner according to the present invention will be described.
도 3에 도시된 바와 같이, 공조장치를 가동하면(S100), 제어유니트(300)에 각종 센서(310)로부터의 신호가 제어유니트(300)에 입력된다(S110). As shown in FIG. 3, when the air conditioner is operated (S100), signals from
상기 센서(310)들로부터 상기 제어유니트(300)에 신호가 입력되면, 사용자에 의해 목표 증발기 온도를 설정한다(S120). When a signal is input to the
목표 증발기 온도는 다음과 같이 설정될 수 있다. 즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 사용자가 목표 실내온도를 설정한다(S121). 다음에, 차량의 소정위치에 설치된 센서(310)로부터 차량 실내온도, 차량 실외온도 및 일사량이 감지되어 제어유니트(300)에 입력된다(S122). 다음에, 상기 목표 실내온도, 차량 실내온도, 차량 실외온도 및 일사량에 의해, 공조장치의 벤트(212, 214, 216)의 목표 토출온도를 연산한다(S124). 다음에, 최대 증발기 온도를 입력한다(S125). 다음에, 상기 벤트(212, 214, 216)의 목표 토출온도와 상기 최대 증발기 온도를 비교하여(S126), 목표 증발기 온도를 선정한다(S127). The target evaporator temperature can be set as follows. That is, as shown in Figure 5, the user sets the target room temperature (S121). Next, the vehicle indoor temperature, the vehicle outdoor temperature, and the amount of insolation are detected from the
여기서, 상기 최대 증발기 온도를 입력하는 단계는, 압축기(100)의 최소구동 시 증발기(200)로 유입되는 공기온도에 따라 최대 증발기 온도를 연산하여 입력하도록 이루어지는 것이 바람직하다. Here, the step of inputting the maximum evaporator temperature is preferably made to calculate and input the maximum evaporator temperature according to the air temperature flowing into the
또한, 상기 목표 증발기 온도를 설정할 때, 벤트(212, 214, 216)의 목표 토출온도와 상기 최대 증발기 온도를 비교하는 단계에 있어서, 목표 토출온도가 최대 증발기 온도보다 낮으면 목표 토출온도를 목표 증발기 온도로 설정하고, 목표 토출온도가 최대 증발기 온도보다 높으면 최대 증발기 온도를 목표 증발기 온도로 설정하는 것이 바람직하다. 즉, 낮은 온도를 목표 증발기 온도로 설정한다. Further, when setting the target evaporator temperature, in the step of comparing the target discharge temperature of the vent (212, 214, 216) and the maximum evaporator temperature, if the target discharge temperature is lower than the maximum evaporator temperature, the target discharge temperature is set to the target evaporator It is preferable to set the temperature and set the maximum evaporator temperature to the target evaporator temperature if the target discharge temperature is higher than the maximum evaporator temperature. That is, set the low temperature to the target evaporator temperature.
또한, 상기 차량의 소정위치에 설치된 센서(310)들로부터 차량 실내온도, 차량 실외온도 및 일사량을 감지하여 입력하는 단계(S122) 이후에, 벤트(212, 214, 216) 목표 토출열량을 연산하는 단계(S123)가 더 포함될 수 있으며, 그 이후, 상기 벤트(212, 214, 216) 목표 토출열량에 의하여 벤트 목표 토출온도를 연산(S124)할 수 있다. Further, after detecting and inputting the vehicle indoor temperature, the vehicle outdoor temperature, and the solar radiation amount from the
상기한 바와 같이 목표 증발기 온도가 설정된 다음, 상기 목표 증발기 온도와 실제 증발기 온도와의 온도 편차를 연산한다(S130). After the target evaporator temperature is set as described above, a temperature deviation between the target evaporator temperature and the actual evaporator temperature is calculated (S130).
상기한 목표 증발기 온도와 실제 증발기 온도는, 증발기를 거쳐 토출되는 공기온도나 증발기 자체의 온도를 의미하는데, 필요에 따라 양자중 어느 하나를 적용할 수 있다. The target evaporator temperature and the actual evaporator temperature mean an air temperature discharged through the evaporator or a temperature of the evaporator itself, and any one of them may be applied as necessary.
다음에, 연산된 온도 편차의 크기에 따라 제어계수를 가변적으로 설정한다(S140). Next, the control coefficient is variably set according to the calculated magnitude of temperature deviation (S140).
상기 제어계수는 비례 이득 및 적분 이득인 것이 바람직하다. The control coefficient is preferably a proportional gain and an integral gain.
상기 제어계수를 설정함에 있어서, 상기 온도 편차가 클 경우에는, 상기 제어계수(즉, 비례이득, 적분이득)를 크게 설정하여 목표 증발기 온도에 신속히 도달하도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 온도 편차가 작을 경우에는, 상기 제어계수를 작게 설정하여, 목표 증발기 온도에 진동(Fluctuation)없이 안정적으로 도달하도록 하는 것이 바람직하다. In setting the control coefficient, when the temperature deviation is large, it is preferable that the control coefficient (ie, proportional gain, integral gain) is set large so as to quickly reach the target evaporator temperature. In addition, when the temperature deviation is small, it is preferable that the control coefficient is set small so that the target evaporator temperature can be stably reached without fluctuation.
상기 비례 이득을 연산하는 예는 도 4a의 그래프에 도시되어 있고, 상기 적분 이득을 연산하는 예는 도 4b의 그래프에 도시되어 있는데, 이들은 비례 이득 또는 적분 이득이 비대칭적으로 설정되는 예이다. 또한, 도 4c에 도시된 바와 같이, 상기 비례 이득 또는 적분 이득이 대칭적으로 설정될 수 있다. 즉, 상기 제어계수는, 단일의 기울기를 갖도록 설정될 수 있을 뿐만 아니라, 다수의 기울기를 갖도록 조합되어 설정될 수 있다. An example of calculating the proportional gain is shown in the graph of FIG. 4A and an example of calculating the integral gain is shown in the graph of FIG. 4B, which is an example in which the proportional gain or the integral gain is set asymmetrically. In addition, as shown in FIG. 4C, the proportional gain or the integral gain may be set symmetrically. That is, the control coefficients may be set not only to have a single slope, but also may be set to be combined to have a plurality of slopes.
이와 같이 제어계수를 설정함에 있어서, 상기 온도 편차가 ‘0’일 때를 기준으로 온도편차가 ‘+’ 또는 ‘-’ 방향으로 커지게 되면, 그에 비례하여 상기 비례 이득 또는 적분 이득이 커지도록 설정된다. 바꾸어 말하자면, 상기 제어계수는 상기 온도 편차의 절대값에 비례하는 크기를 갖도록 설정되며, 상기 온도 편차의 절대값이 소정값 이상일 경우, 최대 설정치로 설정되는 것이 바람직하다. In setting the control coefficients as described above, if the temperature deviation becomes large in the '+' or '-' direction when the temperature deviation is '0', the proportional gain or the integral gain is increased in proportion to the temperature deviation. do. In other words, the control coefficient is set to have a magnitude proportional to the absolute value of the temperature deviation, and when the absolute value of the temperature deviation is more than a predetermined value, it is preferably set to the maximum setting value.
다음에, 연산된 제어계수, 즉 비례 이득 및 적분 이득에 따라 가변용량형 사판식 압축기(100)의 압력조절밸브(160)에 대한 제어치(즉, 듀티비(전류치))을 가변적으로 연산한다(S150). 상기 제어치는 다음의 식으로 얻을 수 있다. Next, the control value (ie, duty ratio (current value)) for the
Duty(n) = Duty(n-1)Duty (n) = Duty (n-1)
- Gp×{Evap_error(n)-Evap_error(n-1)} 비례제어 -Proportional control of Gp × {Evap_error (n) -Evap_error (n-1)}
- Gi×Evap_error(n) 적분제어 -Integral control of Gi × Evap_error (n)
여기서, 온도 편차 Evap_error(n)=Tevap_target-Tevap_now(n)으로 구할 수 있고, Evap_error(n-1)=Tevap_target-Tevap_now(n-1)로 구할 수 있으며, Tevap_target은 목표 증발기 온도, Tevap_now(n)은 센서(310)중 증발기온도센서에 의하여 n번째 감지된 실제 증발기 온도, Tevap_now(n-1)은 센서(310)중 증발기온도센서에 의하여 n-1번째 감지된 실제 증발기 온도, Duty(n)은 n번째 압력조절밸브(160) 출력, Gp는 비례 이득, Gi는 적분 이득을 각각 나타낸다. Here, temperature deviation Evap_error (n) = Tevap_target-Tevap_now (n) can be obtained, Evap_error (n-1) = Tevap_target-Tevap_now (n-1), and Tevap_target is the target evaporator temperature, Tevap_now (n). Is the n-th actual evaporator temperature detected by the evaporator temperature sensor of the
그리고, 상기한 바와 같이, 연산된 제어치에 의하여, 가변용량형 사판식 압축기(100)의 압력조절밸브(160)를 제어한다(S160). 즉, 센서(310)중 증발기온도센서에 의하여 측정된 실제 증발기 온도가 목표 증발기 온도에 도달(S170)할 때까지 압력조절밸브(160)를 비례-적분 제어한다. As described above, the
상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 제어방법에 의하면, 목표 증발기 온도와 실제 증발기 온도와의 온도 편차와, 증발기 온도의 진행 이력과, 압축기 및 공조장치 시스템의 비선형적인 특성을 고려하여, 가변적으로 적절하게 연산된 비례 이득 및 적분 이득을 적용한 출력값에 의해 압력조절밸브(160)를 비례-적분 제어함으로써, 증발기 온도 및 시스템의 불안정성을 해소할 수 있고, 목표 증발기 온도에 대한 수렴성 및 응답성을 향상시킬 수 있다. According to the control method of the vehicle air conditioner according to the present invention configured as described above, in consideration of the temperature deviation between the target evaporator temperature and the actual evaporator temperature, the progress history of the evaporator temperature, and the nonlinear characteristics of the compressor and the air conditioning system By proportionally-integrating control of the
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