KR101427249B1 - 전기자동차용 공조장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전기자동차용 공조장치에 관한 것으로서, 배터리의 충전량이 부족하여 냉,난방성능이 저하될 경우에 이를 보상해주도록 구성함으로써 배터리의 충전량 감소에도 불구하고 차실내를 항상 쾌적한 상태로 유지시키는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 내기도입구의 개도량을 조절하는 인테이크 도어와, 배터리의 충전량에 따라 정상모드 또는 절전모드로 구동되는 에어컨의 전동압축기를 포함하는 전기자동차용 공조장치에 있어서, 절전모드시 전동압축기는 회전수가 감소되도록 제어되며; 전동압축기의 회전수 감소에 따른 차실내의 온도편차를 보상할 수 있도록, 전동압축기의 감소된 회전수에 대응하여 인테이크 도어의 개도량을 보정하는 콘트롤러를 구비한다. 그리고 배터리의 충전량에 따라 정상모드 또는 절전모드로 구동되는 PTC 히터를 더 포함하고; PTC 히터는, 절전모드시 발열량이 감소되도록 제어되며; 콘트롤러는, PTC 히터의 발열량 감소에 따른 차실내의 온도편차를 보상할 수 있도록, PTC 히터의 발열량 감소에 대응하여 인테이크 도어의 개도량을 보정한다.

Description

전기자동차용 공조장치{AIR CONDITIONING SYSTEM FOR ELECTRIC VEHICLE}
본 발명은 전기자동차용 공조장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 배터리의 충전량이 부족하여 냉,난방성능이 저하될 경우에 이를 보상해주도록 구성함으로써, 배터리의 충전량 감소에도 불구하고 차실내를 항상 쾌적한 상태로 유지시킬 수 있는 전기자동차용 공조장치에 관한 것이다.
전기 차량과 연료전지 차량과 하이브리드 차량(이하, "전기자동차"라 통칭함)은, 전기를 동력원으로 사용하므로, 전기의 공급을 위한 배터리를 갖추고 있다.
배터리는, 충전식으로서, 차량의 각종 전기장치에 전기를 제공한다. 특히, 차실내의 온도를 조절하기 위한 공조장치의 에어컨과 PTC 히터에 전기를 제공한다.
그런데, 이러한 종래의 전기자동차는, 배터리의 충전량이 줄어들 경우, 공조장치도 작동이 제한된다는 단점이 있으며, 이러한 단점 때문에 차실내의 냉난방효율이 급격히 저하된다는 문제점이 있다.
즉, 종래의 전기자동차는, 냉방 시에, 도 1에 도시된 바와 같이, 배터리의 충전량이 미리 설정된 기준충전량(A) 이하로 줄어들(B) 경우, "정상모드"에서 "절전모드"로 전환되면서 에어컨의 전동압축기에 인가되는 전력을 줄이게 된다(C). 그 결과, 전동압축기의 회전수가 줄어들어(D) 냉매의 압축효율이 저감된다.
이로써, 증발기의 냉각효율도 급격하게 떨어져 차실내로 토출되는 공기의 온도가 상승된다(E). 따라서, 차실내의 냉방효율이 저하되고, 그 결과, 차실내의 쾌적성이 현저하게 떨어진다는 문제점이 지적되고 있다.
또한, 난방 시에, 도 2에 도시된 바와 같이, 배터리의 충전량이 미리 설정된 기준충전량(A) 이하로 줄어들(B) 경우, "정상모드"에서 "절전모드"로 전환되면서 PTC 히터에 인가되는 전력을 줄이게 된다(F). 그 결과, PTC 히터의 발열량이 저감된다(G).
이로써, 차실내로 토출되는 공기의 온도가 하강한다(H). 따라서, 차실내의 난방효율이 저하되고, 그 결과, 차실내의 쾌적성이 현저하게 떨어진다는 문제점이 지적되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은, 배터리의 충전량이 감소하여 차실내의 냉난방효율이 저하될 경우에 이를 보상해주는 구조를 갖춤으로써, 배터리의 충전량이 감소됨에도 불구하고 차실내를 항상 쾌적한 상태로 유지시킬 수 있는 전기자동차용 공조장치를 제공하는 데 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 전기자동차용 공조장치는, 내기도입구의 개도량을 조절하는 인테이크 도어와, 배터리의 충전량에 따라 정상모드 또는 절전모드로 구동되는 에어컨의 전동압축기를 포함하는 전기자동차용 공조장치에 있어서, 절전모드시 상기 전동압축기는 회전수가 감소되도록 제어되며; 상기 전동압축기의 회전수 감소에 따른 차실내의 온도편차를 보상할 수 있도록, 상기 전동압축기의 감소된 회전수에 대응하여 상기 인테이크 도어의 개도량을 보정하는 콘트롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 정상모드에서 절전모드로 전환될 시에 감소된 상기 전동압축기의 회전수를 검출하는 감소 회전수 검출수단을 더 포함하며, 상기 콘트롤러는, 상기 감소 회전수 검출수단에서 입력된 상기 전동압축기의 감소 회전수에 비례하여 상기 인테이크 도어의 개도량을 상기 내기도입구를 더 개방하는 방향으로 보정하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 배터리의 충전량에 따라 정상모드 또는 절전모드로 구동되는 PTC 히터를 더 포함하고; 상기 PTC 히터는, 절전모드시 발열량이 감소되도록 제어되며; 상기 콘트롤러는, 상기 PTC 히터의 발열량 감소에 따른 차실내의 온도편차를 보상할 수 있도록, 상기 PTC 히터의 발열량 감소에 대응하여 상기 인테이크 도어의 개도량을 보정하는 것을 더 포함한다.
그리고 정상모드에서 절전모드로 전환될 시에 감소된 상기 PTC 히터의 발열량을 검출하는 감소 발열량 검출수단을 더 포함하며, 상기 콘트롤러는, 상기 감소 발열량 검출수단에서 입력된 상기 PTC 히터의 감소 발열량에 비례하여 상기 인테이크 도어의 개도량을 상기 내기도입구를 더 개방하는 방향으로 보정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전기자동차용 공조장치에 의하면, 배터리의 충전량이 부족하여 절전모드로 전환될 경우, 인테이크 도어의 개도량을 보정하여 차실내로 재순환되는 내기율을 증가시키는 구조이므로, 절전모드시 냉,난방효율이 저하됨에도 불구하고 차실내의 온도상승과 온도하강 현상을 보상할 수 있는 효과가 있다.
또한, 절전모드시 냉,난방효율 저하에도 불구하고 차실내의 온도상승을 보상할 수 있으므로, 차실내의 온도를 배터리의 충전량에 관계없이 항상 쾌적한 상태로 유지시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 전기자동차용 공조장치가 냉방모드인 상태에서, 정상모드에서 절전모드로 제어될 시에 배터리 충전량과 전동압축기의 회전수와 차실내 토출공기 온도의 상태를 나타내는 그래프,
도 2는 종래의 전기자동차용 공조장치가 난방모드인 상태에서, 정상모드에서 절전모드로 제어될 시에 배터리 충전량과 PTC 히터의 발열량과 차실내 토출공기 온도의 상태를 나타내는 그래프,
도 3은 본 발명에 따른 전기자동차용 공조장치의 구성을 나타내는 도면,
도 4는 본 발명에 따른 전기자동차용 공조장치가 냉방모드인 상태에서, 정상모드에서 절전모드로 제어될 시에 배터리 충전량과 전동압축기의 회전수와 차실내 토출공기 온도와 내기도입구 개도량의 상태를 나타내는 그래프,
도 5는 본 발명에 따른 전기자동차용 공조장치가 난방모드인 상태에서, 정상모드에서 절전모드로 제어될 시에 배터리 충전량과 PTC 히터의 발열량과 차실내 토출공기 온도와 내기도입구 개도량의 상태를 나타내는 그래프,
도 6은 본 발명에 따른 전기자동차용 공조장치의 제어방법을 나타내는 플로우차트이다.
이하, 본 발명에 따른 전기자동차용 공조장치의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명한다.
먼저, 본 발명에 따른 전기자동차용 공조장치의 특징부를 살펴보기에 앞서, 도 3을 참조하여 전기자동차의 공조장치에 대해 간략하게 살펴본다.
전기자동차의 공조장치는, 공조케이스(10)를 구비하며, 공조케이스(10)에는 인테이크 도어(Intake Door)(12)와 블로어(14)와 증발기(16)와 PTC 히터(18)가 설치된다.
인테이크 도어(12)는, 외기모드위치(A)와 내기모드위치(B) 사이에서 회전운동하면서 외기도입구(12a) 또는 내기도입구(12b)를 선택적으로 개방한다. 따라서, 외기 또는 내기가 선택적으로 도입될 수 있게 한다.
경우에 따라, 인테이크 도어(12)는, 외기도입구(12a)와 내기도입구(12b) 사이에 배치되기도 있다. 이러한 경우, 외기도입구(12a)와 내기도입구(12b)를 동시에 개방하여 내기와 외기가 혼합되면서 차실내로 도입될 수 있게 한다.
블로어(14)는, 외기도입구(12a)와 내기도입구(12b)를 통해 내,외기를 흡입하고, 흡입된 내,외기를 공조케이스(10)의 내부통로(10a)로 송풍한다.
증발기(16)는, 전동압축기(16a)로부터 공급받은 냉매와 내부통로(10a)의 공기를 열교환시킨다. 따라서, 차실내로 공급되는 공기를 냉각시킨다. 이로써, 차실내를 냉방한다. 여기서, 증발기(16)의 전동압축기(16a)는 배터리(20)의 전원을 공급받아 작동된다.
PTC 히터(18)는, 배터리(20)로부터 인가되는 전기에 의해 작동되면서 내부통로(10a)의 공기를 가열한다. 따라서, 차실내를 난방한다.
이러한 PTC 히터(18)는, 고전압 PTC이며, 상기 고전압 PTC 히터(18)는 PWM(Pulse Width Modulation) 듀티(Duty)의 제어에 의해 발열량이 조절된다.
한편, 이러한 전기자동차의 공조장치는, 냉방모드 시에, 도 4에 도시된 바와 같이, 배터리(20)의 충전량이 줄어들 경우(B), "절전모드"로 전환되면서 전동압축기(16a)에 인가되는 전력이 줄어든다(C). 따라서, 전동압축기(16a)의 회전수가 줄어들고(D), 이로써, 증발기(16)의 냉각효율도 급격하게 떨어지며, 그 결과, 차실내로 토출되는 공기의 온도가 상승된다(E).
또한, 난방모드 시에는, 도 5에 도시된 바와 같이, 배터리(20)의 충전량이 줄어들(B) 경우, "정상모드"에서 "절전모드"로 전환되면서 PTC 히터(18)에 인가되는 전력이 줄어든다(F). 그 결과, PTC 히터(18)의 발열량이 저감된다(G). 이로써, 차실내로 토출되는 공기의 온도가 하강한다(H).
이렇게 구성한 이유는, 배터리(20)의 충전량이 줄어들 경우, 주행에 필요한 전력을 제외한 모든 전력소모를 최소화하기 위함이며, 이로써, 남아 있는 배터리의 전력을 차량의 주행에만 사용할 수 있게 하기 위함이다. 그 결과, 차량의 주행효율을 극대화시킨다.
한편, 공조장치는, 배터리의 충전량이 원래의 상태로 증가될 경우, "정상모드"로 복귀하면서 전동압축기(16a)와 PTC 히터(18)의 인가 전력이 원래의 상태로 증가된다. 따라서, 전동압축기(16a)의 회전수가 늘고, PTC 히터(18)의 발열량도 증가한다. 따라서, 정상적인 냉,난방이 이루어지면서 차실내가 쾌적한 상태를 유지한다.
다음으로, 본 발명에 따른 전기자동차용 공조장치의 특징부를 도 3 내지 도 6을 참조하여 상세하게 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 도 3을 참조하면, 본 발명의 공조장치는, 상기 공조장치가 "절전모드" 상태인지를 감지하는 모드 감지수단(30)을 구비한다.
모드 감지수단(30)은, 배터리(20)의 충전량이 미리 설정된 기준충전량 이하일 경우, "절전모드 신호"(S1)를 출력하는 전자제어장치(32)를 포함한다.
전자제어장치(32)는, 배터리(20)의 충전량이 미리 설정된 기준충전량 이하일 경우, "절전모드 신호"(S1)를 출력하여 공조장치를 "절전모드"로 제어하는 장치로서, 상기 "절전모드 신호"(S1)를 출력함에 따라 상기 공조장치가 "절전모드" 상태임을 표시한다. 따라서, 공조장치가 "절전모드" 상태인지를 감지할 수 있게 한다.
참고로, 전자제어장치(32)는, 전기자동차의 모든 전기부품을 제어하는 것으로, 배터리의 충전량을 감지하는 배터리 충전량 감지센서(도시하지 않음)와, 배터리 충전량 감지센서에 입력된 배터리 충전량에 따라 각종 전기부품들을 제어하는 제어부(도시하지 않음)를 포함한다.
특히, 제어부는, 배터리 충전량 감지센서에서 입력된 배터리 충전량이 미리 설정된 기준충전량 이하로 줄어들 경우, 예를 들면, 배터리의 충전량이 만충전(滿充電) 대비 50%이하로 줄어들 경우, "절전모드 신호"를 출력하면서 공조장치를 "절전모드"로 전환시킨다. 이로써, 공조장치가 "절전모드"에 맞춰 작동될 수 있게 한다.
반대로, 배터리 충전량 감지센서에서 입력된 배터리 충전량이 미리 설정된 기준충전량을 초과할 경우, 예를 들면, 배터리의 충전량이 만충전 대비 50%를 초과할 경우, "정상모드 신호"를 출력하면서 공조장치를 "정상모드"로 복귀시킨다. 이로써, 공조장치가 "정상모드"에 맞춰 작동될 수 있게 한다.
다시, 도 3을 참조하면, 본 발명의 공조장치는, 냉방 시에, "정상모드"에서 "절전모드"로 전환될 경우, 감소된 전동압축기(16a)의 회전수를 검출하는 감소 회전수 검출수단(40)을 구비한다.
감소 회전수 검출수단(40)은, 전동압축기(16a)의 회전수를 감지하는 회전수 감지센서(42)와, 회전수 감지센서(42)에서 입력된 전동압축기(16a)의 회전수를 처리하여 전동압축기(16a)의 감소된 회전수(이하, "감소 회전수"라 약칭함)를 연산하는 연산부(44)를 포함한다.
특히, 연산부(44)는, 일종의 연산프로그램으로서, 모드 감지수단(30)에서 "절전모드 신호"(S1)가 입력되면, "정상모드"시의 회전수 감지센서(42)로부터 입력된 전동압축기(16a)의 회전수에서, "절전모드"시의 회전수 감지센서(42)로부터 입력된 전동압축기(16a)의 회전수를 빼기하여 전동압축기(16a)의 "감소 회전수"를 연산한다.
이러한 전동압축기(16a)의 "감소 회전수" 연산방법을 공식으로 나타내면 다음과 같다.
[공식 1]
감소된 회전수 = "정상모드"시 전동압축기 회전수 - "절전모드"시 전동압축기 회전수
다시, 도 3을 참조하면, 본 발명의 공조장치는, 난방 시에, "정상모드"에서 "절전모드"로 전환될 경우, 감소된 PTC 히터(18)의 발열량을 검출하는 감소 발열량 검출수단(50)을 구비한다.
감소 발열량 검출수단(50)은, PTC 히터(18)의 발열량을 감지하는 발열량 감지부(52)와, 발열량 감지부(52)에서 입력된 PTC 히터(18)의 발열량을 처리하여 PTC 히터(18)의 감소된 발열량(이하, "감소 발열량"이라 약칭함)을 연산하는 연산부(54)를 포함한다.
발열량 감지부(52)는, PTC 히터(18)의 PWM 듀티를 제어하여 PTC 히터(18)의 발열량을 조절하는 상기 전자제어장치(32)로 구성된다.
전자제어장치(32)는, 차실내의 온도가 설정될 경우, 설정된 차실내의 온도에 따라 PTC 히터(18)의 PWM 듀티를 제어하여 그 발열량을 조절하는 것으로서, 상기 PTC 히터(18)에 인가되는 PWM 듀티를 통해 PTC 히터(18)의 발열량을 감지할 수 있게 한다.
연산부(54)는, 일종의 연산프로그램으로서, 모드 감지수단(30)에서 "절전모드 신호"(S1)가 입력되면, "정상모드"시의 발열량 감지부(52)로부터 입력된 PTC 히터(18)의 PWM 듀티에서, "절전모드"시의 발열량 감지부(52)로부터 입력된 PTC 히터(18)의 PWM 듀티를 빼기하여 PTC 히터(18)의 "감소 발열량"을 연산한다.
이러한 PTC 히터(18)의 "감소 발열량" 연산방법을 공식으로 나타내면 다음과 같다.
[공식 2]
감소된 발열량 = "정상모드"시 PTC 히터 PWM 듀티 - "절전모드"시 PTC 히터 PWM 듀티
다시, 도 3을 참조하면, 본 발명의 공조장치는, 콘트롤러(60)를 구비한다.
콘트롤러(60)는, 감소 회전수 검출수단(40)에서 입력된 전동압축기(16a)의 "감소 회전수" 또는 감소 발열량 검출수단(50)에서 입력된 PTC 히터(18)의 "감소 발열량"에 따라 인테이크 도어(12)의 개도각을 제어하는 것으로, 제 1메모리부(62)와 제 2메모리부(64)와 제어부(66)를 구비한다.
제 1메모리부(62)는, 전동압축기(16a)의 "감소 회전수"별 "내기도입구 개도량"이 다양하게 저장되어 있다.
제 2메모리부(64)는, PTC 히터(18)의 "감소 발열량"별 "내기도입구 개도량"이 다양하게 저장되어 있다.
제어부(66)는, 냉방모드 시에, 감소 회전수 검출수단(40)에서 전동압축기(16a)의 "감소 회전수"가 입력되면, 입력된 "감소 회전수"에 대응되는 "내기도입구 개도량"을 제 1메모리부(62)에서 검출한 다음, 검출된 "내기도입구 개도량"에 따라 인테이크 도어(12)를 제어하도록 구성된다.
특히, 내기도입구(12b)를 더 개방하는 방향으로 제어하도록 구성된다. 따라서, 차실내로 송풍된 저온의 내기가 차실내로 재순환될 수 있게 한다. 이로써, "절전모드" 시에 전동압축기(16a)의 회전수 감소로 인한 차실내의 온도 상승 현상을 보상할 수 있게 한다.
그 결과, "절전모드"임에도 불구하고 차실내의 급격한 온도 상승을 방지한다. 이에 따라, "절전모드" 시에, 차실내의 급격한 온도 상승으로 인한 탑승자의 불쾌감을 최소화시킨다.
또한, 제어부(66)는, 난방모드 시에, 감소 발열량 검출수단(50)에서 PTC 히터(18)의 "감소 발열량"이 입력되면, 입력된 "감소 발열량"을 제 2메모리부(64)에서 검출한 다음, 검출된 "내기도입구 개도량"에 따라 인테이크 도어(12)를 제어하도록 구성된다.
특히, 내기도입구(12b)를 더 개방하는 방향으로 제어하도록 구성된다. 따라서, 차실내로 송풍된 고온의 내기가 차실내로 재순환될 수 있게 한다. 이로써, "절전모드" 시에 PTC 히터(18)의 발열량 저감으로 인한 차실내의 온도 하강 현상을 보상할 수 있게 한다.
그 결과, "절전모드"임에도 불구하고 차실내의 급격한 온도 하강을 방지한다. 이에 따라, "절전모드" 시에 차실내의 급격한 온도 하강으로 인한 탑승자의 불쾌감을 최소화시킨다.
한편, 제 1메모리부(62)에는, 전동압축기(16a)의 "감소 회전수"별로 각기 다른 "내기도입구 개도량"이 다양하게 내장됨은 물론이며, 이러한 "감소 회전수"별 "내기도입구 개도량"들은 여러 번의 시험결과를 통해 얻어진 시험 데이터에 근거한다.
바람직하게는, "내기도입구 개도량"은, 상기 전동압축기(16a)의 "감소 회전수"에 비례하도록 설정되는 것이 좋다. 예를 들면, 전동압축기(16a)의 "감소 회전수"가 커질수록 "내기도입구 개도량"이 점차 증가되도록 설정되는 것이 좋다.
이렇게 구성한 이유는, 전동압축기(16a)의 "감소 회전수"가 커질수록, "내기도입구 개도량"을 증가시켜서 내기의 재순환율을 높이기 위함이며, 이는, 전동압축기(16a)의 "감소 회전수"가 커질수록, 내기의 재순환율을 높임으로써, "절전모드" 시, 전동압축기(16a)의 급격한 압축률 저하로 인한 차실내의 급격한 온도상승에 대응하기 위함이다.
또한, 제 2메모리부(64)에는, PTC 히터(18)의 "감소 발열량"별로 각기 다른 "내기도입구 개도량"이 다양하게 내장됨은 물론이며, 이러한 "감소 회전수"별 "내기도입구 개도량"들은 여러 번의 시험결과를 통해 얻어진 시험 데이터에 근거한다.
바람직하게는, "내기도입구 개도량"은, 상기 PTC 히터(18)의 "감소 발열량"에 비례하도록 설정되는 것이 좋다. 예를 들면, PTC 히터(18)의 "감소 발열량"이 커질수록 "내기도입구 개도량"이 점차 증가되도록 설정되는 것이 좋다.
이렇게 구성한 이유는, PTC 히터(18)의 "감소 발열량"이 커질수록, "내기도입구 개도량"을 증가시켜서 내기의 재순환율을 높이기 위함이며, 이는, PTC 히터(18)의 "감소 발열량"이 커질수록, 내기의 재순환율을 높임으로써, "절전모드" 시, PTC 히터(18)의 급격한 발열량 감소로 인한 차실내의 급격한 온도 하강에 대응하기 위함이다.
아래의 [표 1]에는, 전동압축기(16a)의 "감소 회전수"별 "내기도입구 개도량" 데이터가 일례로 제안되어 있으며, 이러한 [표 1]의 데이터들은 제 1메모리부(62)에 저장되어 있다.
감소된 회전수(rpm) 200 300 500 1000 2000 3000
내기도입구
개도량(%)		 ― 30 50 65 80 100
[표 1]을 살펴보면, 제 1메모리부(62)에 저장된 "내기도입구 개도량"이, 전동압축기(16a)의 "감소 회전수"에 비례하는 것을 알 수 있다. 따라서, 전동압축기(16a)의 "감소 회전수"가 커질수록 "내기도입구 개도량"이 점차 증가되게 제어된다.
그리고 아래의 [표 2]에는, PTC 히터(18)의 "감소 발열량"별 "내기도입구 개도량" 데이터가 일례로 제안되어 있으며, 이러한 [표 2]의 데이터들은 제 2메모리부(64)에 저장되어 있다. 여기서, [표 2]의 "감소 발열량" 데이터들은, 상기 "감소 발열량"에 대응되는 PTC 히터(18)의 PWM 듀티로 저장되어 있다.
감소된 발열량(PTC 히터의 PWM 듀티)(%) 20 30 50 60 70 80
내기도입구
개도량(%)		 ― 30 50 65 80 100
[표 2]를 살펴보면, 제 2메모리부(64)에 저장된 "내기도입구 개도량"이, PTC 히터(18)의 "감소 발열량"에 비례하는 것을 알 수 있다. 따라서, PTC 히터(18)의 "감소 발열량"이 많아질수록 "내기도입구 개도량"이 점차 증가되게 제어된다.
다음으로, 이와 같은 구성을 갖는 공조장치의 제어방법을 도 3 내지 도 6을 참고하여 설명한다.
도 3과 도 6을 참조하면, 먼저, 공조장치가 냉방모드 인지를 판단한다(S101). 판단 결과, 냉방모드 이면, 공조장치가 "절전모드" 상태인지를 다시 판단한다(S103).
판단 결과, "절전모드" 상태이면, 감소 회전수 검출수단(40)은 전동압축기(16a)의 "감소 회전수"를 검출한다(S105). 이때, "감소 회전수"의 검출은 위의 [공식 1]에 의거한다.
예를 들면, "정상모드"시 전동압축기(16a)의 회전수가 5000rpm이고, "절전모드"시 전동압축기(16a)의 회전수가 4500rpm일 경우, [공식 1]을 이용하여 "감소 회전수"를 검출한다.
[공식 1] : 500rpm("감소 회전수") = 5000rpm("정상모드"시 전동압축기 회전수) - 4500rpm("절전모드"시 전동압축기 회전수)
한편, "감소 회전수"의 검출이 완료되면, 제어부(66)는 "감소 회전수"에 대응하는 "내기도입구 개도량"을 제 1메모리부(62)에서 검출한다(S107).
예를 들면, "감소 회전수"가 500rpm일 경우, 상기 제어부(66)는 "감소 회전수"(500rpm)에 대한 "내기도입구 개도량"(50%)을 [표 1]의 데이터에서 검출한다.
그리고 "내기도입구 개도량"의 검출이 완료되면, 제어부(66)는, 검출된 "내기도입구 개도량"에 의거하여 인테이크 도어(12)의 개도각을 제어한다(S109). 특히, 내기도입구(12b)를 더 개방하는 방향으로 제어한다.
그러면, 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 내기도입구(12b)의 개도량이 "s1"만큼 증가되고(L), 증가된 내기도입구(12b)의 개도량을 통해 많은 양의 내기가 차실내로 재순환된다.
이로써, 차실내의 공기온도가 종래(E)에 비해 "t1"만큼 낮아진다(M). 따라서, "절전모드"로 인한 차실내의 온도상승이 보상된다(S111).
다음으로, 공조장치가 난방모드인 상태에서 제어되는 과정을 살펴본다.
먼저, (S101) 단계에서, 판단 결과, 냉방모드가 아니면(S101-1), 공조장치가 난방모드 인지를 판단한다(S113). 판단 결과, 난방모드 이면, 공조장치가 "절전모드" 상태인지를 다시 판단한다(S115).
판단 결과, "절전모드" 상태이면, 감소 발열량 검출수단(50)은 PTC 히터(18)의 "감소 발열량"을 검출한다(S117). 이때, "감소 발열량"의 검출은 위의 [공식 2]에 의거한다.
예를 들면, "정상모드"시 PTC 히터(18)의 PTC 히터 PWM 듀티가 90%이고, "절전모드"시 PTC 히터 PWM 듀티가 40%일 경우, [공식 2]를 이용하여 "감소 발열량"을 검출한다.
[공식 2] : 50%("감소 발열량") = 90%("정상모드"시 PTC 히터 PWM 듀티) - 40%("절전모드"시 PTC 히터 PWM 듀티)
한편, "감소 발열량"의 검출이 완료되면, 제어부(66)는 "감소 발열량"에 대응하는 "내기도입구 개도량"을 제 2메모리부(64)에서 검출한다(S119).
예를 들면, "감소 발열량"이 50%일 경우, 상기 제어부(66)는 "감소 발열량"(50%)에 대한 "내기도입구 개도량"(50%)을 [표 2]의 데이터에서 검출한다.
그리고 "내기도입구 개도량"의 검출이 완료되면, 제어부(66)는, 검출된 "내기도입구 개도량"에 의거하여 인테이크 도어(12)의 개도각을 제어한다(S121). 특히, 내기도입구(12b)를 더 개방하는 방향으로 제어한다.
그러면, 도 3과 도 5에 도시된 바와 같이, 내기도입구(12b)의 개도량이 "s2"만큼 증가되고(X), 증가된 내기도입구(12b)의 개도량을 통해 많은 양의 내기가 차실내로 재순환된다.
이로써, 차실내의 공기온도가 종래(E)에 비해 "t2"만큼 높아진다(Y). 따라서, "절전모드"로 인한 차실내의 온도하강이 보상된다(S123).
이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 의하면, 공조장치가 "절전모드"로 전환될 경우, 인테이크 도어(12)의 개도량을 보정하여 차실내로 재순환되는 내기율을 증가시키는 구조이므로, "절전모드"시 공조장치의 냉,난방효율 저하에 따른 차실내의 온도상승 및 하강을 보상할 수 있다.
또한, "절전모드"시 공조장치의 냉,난방효율 저하에 따른 차실내의 온도상승과 하강을 보상할 수 있으므로, 차실내의 온도를 공조장치의 모드 상태에 관계없이 항상 쾌적한 상태로 유지시킬 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.
10: 공조케이스 10a: 내부통로
12: 인테이크 도어(Intake Door) 14: 블로어(Blower)
16: 증발기 16a: 전동압축기
18: PTC 히터(Heater) 20: 배터리(Battery)
30: 모드 감지수단 32: 전자제어장치
40: 감소 회전수 검출수단 42: 회전수 감지센서
44: 연산부 50: 감소 발열량 검출수단
52: 발열량 감지부 54: 연산부
60: 콘트롤러(Controller) 62: 제 1메모리부
64: 제 2메모리부 66: 제어부

Claims (8)

  1. 내기도입구(12b)의 개도량을 조절하는 인테이크 도어(12)와, 배터리의 충전량에 따라 정상모드 또는 절전모드로 구동되는 에어컨의 전동압축기(16a)를 포함하는 전기자동차용 공조장치에 있어서,
    냉방 시에 정상모드에서 절전모드로 전환될 경우, 상기 전동압축기(16a)는 회전수가 감소되도록 제어되며;
    상기 전동압축기(16a)의 회전수 감소에 따른 차실내의 온도편차를 보상할 수 있도록, 상기 전동압축기(16a)의 감소된 회전수에 대응하여 상기 인테이크 도어(12)의 개도량을 상기 내기도입구(12b)를 더 개방하는 방향으로 보정하는 콘트롤러(60)를 포함하고,
    배터리의 충전량에 따라 정상모드 또는 절전모드로 구동되는 PTC 히터(18)를 더 포함하며;
    상기 PTC 히터(18)는, 난방 시에 정상모드에서 절전모드로 전환될 경우, 발열량이 감소되도록 제어되고;
    상기 콘트롤러(60)는, 상기 PTC 히터(18)의 발열량 감소에 따른 차실내의 온도편차를 보상할 수 있도록, 상기 PTC 히터(18)의 발열량 감소에 대응하여 상기 인테이크 도어(12)의 개도량을 상기 내기도입구(12b)를 더 개방하는 방향으로 보정하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 공조장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    냉방 시에 정상모드에서 절전모드로 전환될 경우, 감소된 상기 전동압축기(16a)의 회전수를 검출하는 감소 회전수 검출수단(40)을 더 포함하며,
    상기 콘트롤러(60)는, 상기 감소 회전수 검출수단(40)에서 입력된 상기 전동압축기(16a)의 감소 회전수에 비례하여 상기 인테이크 도어(12)의 개도량을 상기 내기도입구(12b)를 더 개방하는 방향으로 보정하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 공조장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 감소 회전수 검출수단(40)은,
    상기 전동압축기(16a)의 회전수를 감지하는 회전수 감지센서(42)와;
    정상모드시의 상기 회전수 감지센서(42)로부터 입력된 상기 전동압축기(16a)의 회전수에서, 절전모드시의 상기 회전수 감지센서(42)로부터 입력된 상기 전동압축기(16a)의 회전수를 빼기하여, 상기 전동압축기(16a)의 감소된 회전수를 산출하는 연산부(44)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 공조장치.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    난방 시에 정상모드에서 절전모드로 전환될 경우, 감소된 상기 PTC 히터(18)의 발열량을 검출하는 감소 발열량 검출수단(50)을 더 포함하며,
    상기 콘트롤러(60)는, 상기 감소 발열량 검출수단(50)에서 입력된 상기 PTC 히터(18)의 감소 발열량에 비례하여 상기 인테이크 도어(12)의 개도량을 상기 내기도입구(12b)를 더 개방하는 방향으로 보정하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 공조장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 감소 발열량 검출수단(50)은,
    상기 PTC 히터(18)의 PWM 듀티를 제어하여 상기 PTC 히터(18)의 발열량을 조절하는 전자제어장치(32)와;
    정상모드시의 상기 전자제어장치(32)로부터 입력된 PTC 히터(18)의 PWM 듀티에서, 절전모드시의 상기 전자제어장치(32)로부터 입력된 PTC 히터(18)의 PWM 듀티를 빼기하여, 상기 PTC 히터(18)의 감소 발열량을 산출하는 연산부(54)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 공조장치.
  7. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 콘트롤러(60)는,
    상기 전동압축기(16a)의 감소된 회전수별 상기 인테이크 도어(12)의 내기도입구 개도량들이 저장되어 있는 제 1메모리부(62)와;
    냉방 시에 정상모드에서 절전모드로 전환될 경우, 상기 감소 회전수 검출수단(40)에서 입력된 상기 전동압축기(16a)의 감소 회전수에 대응되는 내기도입구 개도량을 상기 제 1메모리부(62)에서 검출하고, 검출된 상기 내기도입구 개도량에 의거하여 상기 인테이크 도어(12)를 제어하는 제어부(66)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 공조장치.
  8. 제 5항 또는 제 6항에 있어서,
    상기 콘트롤러(60)는,
    상기 PTC 히터(18)의 감소된 발열량별 상기 인테이크 도어(12)의 내기도입구 개도량들이 저장되어 있는 제 2메모리부(64)와;
    난방 시에 정상모드에서 절전모드로 전환될 경우, 상기 감소 발열량 검출수단(50)에서 입력된 상기 PTC 히터(18)의 감소 발열량에 대응되는 내기도입구 개도량을 상기 제 2메모리부(64)에서 검출하고, 검출된 상기 내기도입구 개도량에 의거하여 상기 인테이크 도어(12)를 제어하는 제어부(66)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 공조장치.

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