KR101470007B1 - 차량용 공조장치의 가변 용량형 압축기 제어방법 - Google Patents

차량용 공조장치의 가변 용량형 압축기 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량용 공조장치의 가변 용량형 압축기에서 외기온도가 일정온도 이하로 하강할 때 사이클링 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있는 가변 용량형 압축기의 제어방법에 관한 것이다. 본 발명은 가변 용량형 압축기(11)를 구비한 차량용 공조장치의 제어에 있어서, 증발기(14) 온도가 제1차 저지온도 이하로 하강하는지 감시하는 단계와; 상기 증발기(14) 온도가 제1차 저지온도 이하로 하강하면 상기 압축기(11)의 토출용량을 강제로 감소시키는 단계를 포함하여 수행되고, 상기 제1차 저지온도는 증발기 목표온도로부터 소정치를 차감한 온도임을 특징으로 한다. 이와 같은 본 발명에 의하면 증발기 온도를 지속적으로 감지하여, 증발기의 출구 측 공기 온도가 특정 온도 이하로 하강하지 않도록 함으로써 가변용량형 압축기가 온/오프를 반복하는 사이클링 현상이 발생하지 않도록 함으로써, 그로 인한 소음의 발생을 방지할 수 있고, 에너지의 효율적 사용을 도모하며, 증발기의 결빙을 방지할 수 있다는 장점이 있다.
사이클링(Cycling), 압축기, 증발기

Description

차량용 공조장치의 가변 용량형 압축기 제어방법{ Control method of a compressor of air conditioner for vehicle }
본 발명은 차량용 공조장치의 가변 용량형 압축기에서 사이클링 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있는 가변 용량형 압축기의 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 자동차용 공조장치는, 도 1에 도시된 바와 같이 엔진(10)에 의해 구동되어 냉매를 압축하고 냉방 요구량에 따라 토출량이 변화되는 가변 용량 압축기(11)와, 상기 압축기(11)에서 토출되는 냉매를 응축하는 응축기(12)와, 상기 응축기(12)를 통과하여 액화된 냉매를 단열팽창시켜 기체와 액체가 혼합된 상태로 만들고 상기 압축기(11)의 냉매 토출량에 따라 그 개도가 변화하는 전자 팽창밸브(13)와, 냉매가 기화될 때의 증발잠열을 이용하여 주위 공기를 냉각시킨 후 상기 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 압축기(11)의 냉매 토출량을 제어하는 제어부(20)로 구성되어 있다.
상기와 같이 구성된 공조장치를 작동시키면 상기 제어부(20)는 각종 센서로 부터 전해지는 실내온도와 실외온도 등의 공조환경과 사용자에 의해 설정된 차량 실내 설정온도, 난방 또는 냉방 등의 기능선택과 같은 공조조건에 따라 상기 압축기(11)의 냉매 토출량을 변화시키게 된다.
상기 압축기(11)에서 토출된 냉매는 상기 응축기(12)를 거치면서 응축되어 액화되고, 상기 전자 팽창밸브(13)를 통과하면서 기체와 액체가 혼합된 상태가 된다. 이때, 상기 전자 팽창밸브(13)는 상기 압축기(11)의 냉매 토출량에 따라 그 개도가 변화된다.
이후, 증발기(14)로 유입된 냉매가 기화되면서 주변 공기와의 열교환을 통해 주변 공기를 냉각시키게 된다. 즉, 냉매가 기화되는데 필요한 증발잠열을 주변 공기로부터 빼앗게 되므로, 상기 증발기(14)의 주변 공기의 온도가 하강하는 것이다.
기화된 냉매는 다시 상기 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 측의 온도가 일정 온도 이하이면 상기 제어부(20)가 엔진(10)으로부터 상기 압축기(11)로 동력을 전달하는 클러치(22)를 오프시켜 상기 압축기(11)의 작동을 중지시키게 된다. 이는 공기 중에 포함된 수증기가 상기 증발기(14)에 응축된 상태에서 동결되어 열교환을 저해하는 것을 방지하기 위한 것이다.
이와 같이 클러치(22)가 오프되면 상기 압축기(11)로의 동력 전달이 차단되어 상기 압축기(11)의 회전이 정지하게 된다. 이에 따라 증발기 출구의 온도가 상기 압축기(11)의 작동을 중지시키는 특정 온도 이하로 하강되는 경우, 상기 클러 치(22)가 오프되어 상기 압축기(11)의 작동이 중지되고 냉매의 순환이 정지된다.
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 클러치(22)가 연결되어 다시 상기 압축기(11)가 작동된다. 물론, 상기 압축기(11)가 다시 작동되면 증발기 출구의 온도가 하강되므로, 상기한 과정이 반복될 수 있다.
이를 압축기(11)의 사이클링(Cycling)이라고 하는데, 상기 압축기(11)와 엔진(10)을 연결하는 클러치(22)가 온/오프를 반복하게 되고, 그에 따라 상기 압축기(11)가 회전 및 정지를 반복하게 된다. 따라서 그로부터 소음이 발생되어 사용자에게 불쾌감을 줄 수 있다.
또한, 압축기(11)의 온/오프가 반복됨으로서 상기 압축기(11)가 정지되면, 정지된 압축기(11)를 다시 구동하는데 필요한 힘만큼 에너지 소모가 발생하게 되므로 에너지 효율이 떨어지고, 증발기(14)가 결빙되는 등 불필요한 압축기 운전으로 인한 에너지 소모도 발생하게 된다.
이와 같은 현상은 보통 외기온도가 낮을 때 발생하게 된다. 일반적으로 외기 온도가 낮아지면 상기 압축기(11)의 냉매 토출량이 감소되어 상기 증발기(14)에서의 열교환을 최소화하게 된다. 그러나 상기 압축기(11)의 가변량을 최대로 하더라도 일정량의 냉매가 순환하게 되고, 냉매의 순환에 따라 상기 증발기(14)에서는 열교환이 이루어지게 되므로, 상기 압축기(11)의 사이클링 현상을 방지하기 어려운 실정이다.
즉, 종래의 자동차용 차량 공조장치의 제어방법에 따르면, 외기 온도가 낮을 경우 압축기의 냉매 토출량을 최소로 하더라도 냉매가 순환되어 압축기의 사이클링 현상이 발생한다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 증발기 온도를 지속적으로 감지하여, 증발기의 출구측 공기 온도가 특정 온도 이하로 하강하지 않도록 함으로써 가변용량형 압축기가 온/오프를 반복하는 사이클링 현상이 발생하지 않도록 함은 물론 그로 인한 소음을 방지할 수 있는 차량용 공조장치의 가변 용량형 압축기의 제어방법을 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 다른 목적은, 압축기의 사이클링 현상의 발생을 미리 방지함으로써, 에너지의 불필요한 소모를 줄이고 증발기의 결빙을 방지할 수 있는 차량용 공조장치의 압축기 제어방법을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 냉매 토출용량을 가변시킬 수 있는 압축기를 구비한 차량용 공조장치의 제어에 있어서, 증발기 온도가 제1차 저지온도 이하로 하강하는지 감시하는 단계; 상기 증발기 온도가 상기 제1차 저지온도 이하로 하강하면 상기 증발기의 온도가 기설정된 증발기의 목표온도에 근접하도록 상기 압축기의 토출용량을 제어하되, 상기 압축기의 토출용량을 강제로 일정값 감소하도록 조절하는 단계; 상기 증발기 온도가 제2차 저지온도 이하로 하강하는지 감시하는 단계; 및 상기 증발기 온도가 제2차 저지온도 이하로 하강하면 상기 압축기의 토출용량을 강제로 최저토출용량을 유지하도록 조절하는 단계; 를 포함하고, 상기 제1차 저지온도는 증발기 목표온도로부터 소정치를 차감한 온도이고, 상기 제2차 저지온도는 상기 제1차 저지온도로부터 설정치를 차감한 온도임을 특징으로 한다.
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여기서 상기 압축기의 토출용량을 강제로 일정값 감소하도록 조절하는 단계는, 상기 증발기 온도와 상기 증발기 목표온도의 편차를 이용하여 연산되는 압축기 목표토출용량을 산출하여, 상기 압축기의 토출용량이 상기 목표토출용량에서 상기 일정값을 뺀 값이 되도록 조절함으로써 수행될 수 있다.
그리고 상기 압축기 제어방법은, 상기 증발기 온도가 상기 제2차 저지온도 이하로 하강하여 상기 압축기를 상기 최저토출용량으로 강제 구동하는 동안에도 상기 증발기 온도와 상기 증발기 목표온도의 편차를 이용하여 연산되는 압축기의 목표토출용량이 산출될 수 있다.
또한 상기 압축기 제어방법은, 상기 증발기 온도가 제2차 저지온도 이하로 하강하여 상기 압축기를 상기 최저토출용량으로 강제 구동하는 동안에 상기 증발기 온도가 상기 제1차 저지온도 이상으로 증가하면, 상기 압축기의 토출용량을 산출된 목표토출용량으로 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다.
위에서 살핀 바와 같은 본 발명에 의한 차량용 공조장치의 가변 용량형 압축기 제어방법에서는 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.
즉, 증발기 온도를 지속적으로 감지하여, 증발기의 출구측 공기 온도가 특정 온도 이하로 하강하지 않도록 함으로써 가변용량형 압축기가 온/오프를 반복하는 사이클링 현상이 발생하지 않도록 함은 물론 그로 인한 소음을 방지할 수 있다는 장점이 있다.
또한 본 발명에 의한 차량용 공조장치의 가변 용량형 압축기 제어방법에서는 압축기의 사이클링 현상의 발생을 미리 방지함으로써, 효율적인 에너지 사용을 도모하고 증발기의 결빙을 방지할 수 있다는 장점이 있다.
이하에서는 상기한 바와 같은 본 발명에 의한 차량용 공조장치의 압축기 제어방법의 구체적인 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 구체적인 실시예에 의한 차량용 공조장치의 압축기 제어방법이 단계적으로 도시된 흐름도이고, 도 3은 본 발명의 차량용 공조장치 제어방법에 의한 압축기 회전수 변화에 따른 증발기 온도 변화를 시간에 따라 도시한 그래프이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 구체적인 실시예에 따른 차량용 공조장치의 압축기 제어방법은, 우선 공조장치의 구동이 시작되는 제100단계(S100)로부터 시작된다.
상기 제100단계에서 공조장치의 구동이 시작되면, 차량에 구비된 각종 센서가 동작하여 차량의 공조환경을 확인하는 제110단계(S110)가 수행된다. 이때 상기 공조환경이란, 외기온도, 차량 내부온도, 일사량, 증발기 온도 등의 정보가 된다.
또한 상기 제110단계에서는 상기 공조환경과 더불어 공조조건을 확인한다. 여기서 상기 공조조건이란, 차량의 운행자가 설정한 조건을 의미한다. 즉, 공조장 치의 기능 선택(냉방, 난방, 공기정화 등) 여부와, 설정된 실내 온도 등이 상기 공조조건이 된다.
상기 제110단계에서 이와 같이 공조환경과 공조조건이 확인되면, 차량용 공조장치의 제어를 담당하는 상기 제어부(20)에서 이를 참조하여 상기 증발기(14)의 목표온도를 산출하고, 상기 증발기(14)의 목표온도와 공조환경에 따른 상기 압축기(11)의 냉매 토출용량을 결정한다(S120).
이때 상기 압축기(11)의 냉매 토출용량은 상기 압축기(11)의 회전수나 사판의 경사각 등에 의해 조절되므로, 상기 제120단계에서 상기 압축기(11)의 회전수의 목표값이나 사판의 경사각 등이 결정된다.
그리고 상기 제120단계에서 결정된 바에 따라 상기 압축기(11)의 회전수나 사판의 경사각 등이 조절된다(S130).
한편 상기 제어부(20)는 온도감지센서(21)를 통하여 증발기 온도를 지속적으로 감지한다. 상기 제어부(20)는 감지된 증발기 온도와 증발기 목표온도를 비교하여 상기 압축기(11)의 냉매 토출용량을 피드백 제어하게 된다. 이때 상기 피드백 제어의 방식은 다양한 방식이 될 수 있으나, 예를 들어 비례제어(Propotional Control) 또는 비례적분제어(Propotional Integral Control) 등의 제어 방식이 될 수 있다.
비례제어는 조작량을 목표값과 측정값과의 차에 비례한 크기가 되도록 함으로써 목표값에 접근하는 방식이고, 비례적분제어는 목표값과 측정값과의 차에 비례하는 크기로 조작량을 결정하되, 잔류편차를 없애기 위하여 미소한 잔류편차를 시 간적으로 누적하여 누적된 양만큼 조작량을 증가시켜 잔류편차를 보상하는 제어방법이다.
즉 상기 제어부(20)는 상기 온도감지센서(21)로 감지된 증발기 온도(측정값)와 상기 증발기 목표온도(목표값)와의 차에 비례한 크기로 상기 압축기(11) 회전수와 사판의 경사각 등을 조절(조작량)하게 된다. 이에 따라 상기 증발기 온도가 상기 증발기 목표 온도에 근접하도록 피드백 제어된다.
그러나 상기 증발기(14)가 과냉각됨으로써 상기 증발기 온도가 상기 증발기 목표 온도 이하로 계속 감소하여 상기 증발기 온도가 제1차 저지온도까지 하강하는지를 감시한다(S140).
상기 증발기(14)의 온도가 상기 제1차 저지온도 이하로 감소하지 않으면 상술한 바와 같이 상기 증발기 온도를 목표온도와 비교하여 일반적인 피드백 제어를 수행한다.
그러나 상기 제140단계(S140)에서 상기 증발기 온도가 상기 제1차 저지온도 이하로 감소하고, 상기 증발기 온도가 제2차 저지온도 이상인 것으로 감지되면(S150), 상기 제어부(20)는 상기 압축기(11)의 토출용량이 일정량 감소하도록 상기 압축기(11)로 제어신호를 보낸다(S160).
이때 상기 제1차 저지온도는 상기 증발기 목표온도보다 낮은 값이 된다. 또한 상기 제2차 저지온도는 상기 제1차 저지온도보다 낮은 값으로 미리 설정된다.
즉, 상기 제1차 저지온도는 상기 증발기 목표온도에서 소정치를 뺀 값으로 미리 설정될 수 있다. 따라서 상기 제1차 저지온도는 상기 증발기 목표온도에 따라 가변되는 값이 된다. 또한 상기 제2차 저지온도도 상기 제1차 저지온도에서 설정치를 뺀 값으로 미리 설정될 수 있다. 그러므로 상기 제2차 저지온도도 상기 증발기 목표온도에 따라 가변되는 값이 될 수 있다.
또는 상기 제2차 저지온도만을 고정된 값으로 설정할 수도 있다. 이때 상기 제2차 저지온도는 종래의 압축기 제어방법에서 클러치(22)를 오프 제어하여 압축기(11) 구동을 정지시키는 기준이 되는 증발기 온도보다는 높게 설정된다. 즉, 상기 제2차 저지온도는, 외기온도와 습도 등을 고려한 다양한 공조환경에서 증발기(14)에 수증기 응축 및 동결이 발생되지 않는 최소한의 온도를 반복된 실험에 의한 데이터에 기초하여 적절하게 선택하여 그보다는 높은 값으로 결정될 수 있다.
또한 상기 제1차 저지온도와 상기 제2차 저지온도를 고정값으로 설정하는 것도 가능하다. 그러나 이러한 경우, 일반적인 증발기 목표온도의 설정범위보다 낮은 값이 되어야 한다. 또한 이때 상기 제2차 저지온도는 종래의 압축기 제어방법에서 클러치(22)를 오프 제어하여 압축기(11) 구동을 정지시키는 기준이 되는 증발기 온도보다는 높게 설정된다. 여기서 종래의 압축기 제어방법에서 클러치(22)를 오프 제어하여 압축기(11) 구동을 정지시키는 기준이 되는 증발기 온도는 다양한 공조환경 하에서 증발기(14)에 수증기 응축 및 동결이 발생되지 않는 최소한의 온도를 반복된 실험에 의한 데이터에 기초하여 적절하게 선택된다.
그리고 상기 제1차 저지온도 및 제2차 저지온도는 상술한 바와 같이 실험에 의하여 선택된 온도보다 높은 값으로 결정될 수 있다.
또는 상기 제1차 저지온도 및 제2차 저지온도는 센서를 이용하여 외기온도와 외기의 습도를 측정하고, 그에 따라 예상되는 수증기 동결 온도를 연산하여 그보다는 높은 값으로 설정될 수도 있다. 즉, 외기온도나 외기습도 등 외부환경에 따라 가변되는 값이 될 수도 있다.
그리고 상기 압축기(11)의 냉매 토출용량의 감소량은 미리 설정된 값에 의한다. 즉, 상기 제160단계에서 상기 제어부(20)는 상기 압축기(11)의 냉매 토출용량을 이미 설명한 바와 같이 측정된 상기 증발기 온도와 상기 증발기 목표온도를 비교하여 피드백 제어하는데, 이때 상기 제160단계(S160)에서는 상기 두 온도를 비교하여 산출된 상기 압축기(11)의 냉매의 목표토출용량에서 상기 감소량을 뺀 값으로 상기 압축기(11)의 냉매 토출용량을 조절한다.
위와 같이 피드백 제어에 의한 냉매의 목표 토출용량 보다 감소된 양의 냉매가 토출되도록 하기 위하여 상기 제어부(20)는 상기 압축기(11) 회전수 및/또는 사판의 경사각 등을 조절(조작량)하게 된다.
한편 상기 제150단계(S150)에서 상기 증발기 온도를 상기 제2차 저지온도와 비교하여 상기 증발기 온도가 상기 제2차 저지온도보다 낮은 것으로 판단된 경우, 상기 제어부(20)는 상기 압축기(11)의 냉매 토출용량을 최소량으로 강제제어하는 제어신호를 송출한다(S170). 그에 따라 상기 압축기(11)의 냉매 토출용량은 미리 설정된 일정한 값(최저토출용량)로 고정된다. 즉, 상기 제어부(20)는 상기 압축기(11)의 회전수 및/또는 사판의 경사각을 최저토출용량에 맞게 조절하게 된다.
이때 상기 제170단계(S170)에서 상기 압축기(11)의 토출용량을 상기 최저토출용량으로 고정하여 조절하는 동안에도, 상기 제어부(20)는 상기 증발기 온도를 지속적으로 측정하여 상기 증발기 목표온도와 비교하고, 그에 따른 상기 압축기(11)의 토출용량에 대한 제어값을 지속적으로 산출한다.
그리고 상기 증발기 온도가 다시 상기 제1차 저지온도 이상으로 증가하게 되면, 상기 최저토출용량으로 조절하던 상기 압축기(11)의 냉매 토출용량을 상기 증발기 온도와 상기 증발기 목표 온도를 비교하여 피드백 제어하는 일반적인 제어방식으로 복귀한다.
한편 상술한 바와 같은 제어방식에 의해 상기 압축기(11)의 토출용량을 조절하되 상기 압축기(11)의 회전수를 조절함으로써 냉매 토출용량을 제어하는 경우, 상기 압축기(11)의 회전수 변화와 상기 증발기(14)의 온도 변화는 도 3에 도시된 바와 같다.
즉, 상기 증발기(14)의 온도가 과냉각되어 상기 증발기 목표온도 이하로 감소하면, 상기 압축기(11)의 회전수도 그에 따라 서서히 감소한다.
여기서 상기 압축기(11)의 회전수는 상기 증발기 온도와 상기 증발기 목표온도 사이의 편차를 측정하여 상기 편차가 감소하도록 피드백 제어된다. 이때 상기 피드백 제어 방식은 다양한 방식이 될 수 있고, 예를 들어 비례 제어 방식이나, 비례 적분 제어 방식 등이 될 수 있다.
즉, 상기 압축기(11)의 회전수를 제어하는 상기 제어부(20)는 상기 증발기 온도와 상기 증발기 목표온도를 비교하여 소정의 제어방식에 따라 상기 압축기(11)의 회전수에 대한 목표값을 산출하고, 그 목표값에 따라 상기 압축기(11) 회전수를 제어할 제어값을 출력한다.
그리고 상기 증발기 온도가 상기 증발기 목표온도 이하로 지속적으로 감소하여 제1차 저지온도에 다다르면(시간 t1), 상기 제어부(20)는 산출된 상기 압축기(11) 회전수 목표값에서 일정값(ΔR)을 감소시킨 제어값을 출력한다. 여기서 상기 제1차 저지온도는 상기 증발기 목표온도에서 기설정된 소정치를 뺀 값이 된다. 따라서 상기 제1차 저지온도는 상기 증발기의 목표온도에 따라 가변되는 값이 될 수 있다.
즉, 상기 증발기 온도가 상기 제1차 저지온도 이상인 경우에는 상기 제어부(20)에서 상기 압축기(11) 회전수의 목표값과 동일한 제어값이 출력되지만, 상기 증발기 온도가 상기 제1차 저지온도 이하로 감소하면 상기 제어부(20)는 상기 압축기(11)의 회전수의 제어값을 연산에 의하여 산출된 목표값에서 미리 설정된 일정값(ΔR) 만큼 감소시켜서 출력한다.
한편, 이와 같이 상기 압축기(11)의 회전수를 감소시켰음에도 불구하고 상기 증발기 온도가 계속 감소하여 제2차 저지온도 이하로 감소하면(시간 t2) 상기 제어부(20)는 상기 압축기(11)의 제어값을 최저회전수로 일정하게 출력한다.
여기서 상기 제2차 저지온도는 상기 제1차 저지온도에서 설정치를 뺀 값이 되어, 상기 제1차 저지온도보다 낮은 온도가 된다. 또는 상기 제2차 저지온도는 상기 증발기 목표온도의 설정범위보다 충분히 낮은 고정값으로 설정될 수도 있다. 이와 같은 경우, 상기 제2차 저지온도는 종래의 압축기 제어방법에서 클러치(22)를 오프 제어하여 압축기(11) 구동을 정지시키는 기준이 되는 증발기 온도보다는 높게 설정된다.
즉, 상기 제어부(20)가 연산하는 상기 압축기(11) 회전수의 목표값은 상기 증발기 온도와 상기 증발기 목표온도의 편차에 따라 지속적으로 연산되지만, 상기 제어부(20)는 연산된 목표값을 무시하고 일정한 최저회전수의 제어값을 출력한다.
그에 따라 상기 제어부(20)는 시간 t1 내지 t2 사이의 구간에서, 즉 상기 증발기 온도가 상기 제1차 저지온도 이하로 하강하여, 상기 제2차 저지온도에 다다르기 전까지는 상기 압축기(11) 회전수의 제어값을 연산된 목표값에서 일정값을 뺀 값으로 출력하고, 상기 증발기 온도가 상기 제2차 저지온도 이하로 하강하면 상기 압축기(11)의 회전수를 최저회전수로 일정하게 조절한다.
그리고 상기 압축기(11)의 회전수가 최저회전수로 낮게 출력됨으로써 상기 압축기(11)의 냉매 토출량이 줄어들고, 따라서 상기 증발기(14)의 온도가 서서히 증가한다.
상기 증발기 온도가 서서히 증가하여 다시 상기 제1차 저지온도에 다다르면, 상기 제어부(20)는 다시 일반적인 제어방식으로 상기 압축기(11)를 제어한다. 즉, 상기 제어부(20)는 상기 증발기 온도와 상기 증발기 목표 온도의 편차를 측정하여 이를 감소시키는 제어방식으로 상기 압축기(11) 회전수를 피드백 제어하는 일반적인 제어를 수행하게 된다.
여기서 상기 증발기 온도가 서서히 증가하여 다시 상기 제1차 저지온도에 다다를 때까지 기다리지 않고, 제2차 저지온도까지만 증가한 경우에 일반 제어방식으 로 복귀할 수도 있다. 다만 이러한 경우, 다시 증발기 과냉각이 발생할 수 있으므로 본 발명의 구체적인 실시예에서는 상기 증발기 온도가 상기 제1차 저지온도로 다시 회복된 경우에 일반 제어방식으로 복귀하는 것으로 설명하였다.
본 발명의 구체적인 실시예를 전체적으로 정리하여 설명하면, 상기 제어부(20)에서는 상기 증발기 온도와 상기 증발기 목표온도의 편차를 이용하여 상기 압축기(11)의 회전수를 피드백 제어하기 위한 상기 압축기(11) 회전수의 목표값을 지속적으로 산출한다. 그리고 산출된 목표값과 동일한 제어값에 의하여 상기 압축기(11) 회전수를 조절한다.
그러나 상기 증발기 온도가 하강하여 상기 제1차 저지온도에 다다르면, 상기 제어부(20)는 상기 목표값으로부터 일정값을 뺀 값을 제어값으로 출력하고, 그러한 제어방식에 의하여도 상기 증발기 온도가 계속 하강하여 상기 제2차 저지온도에 다다르면, 상기 제어부(20)는 산출되는 목표값과 무관한 일정한 최저회전수를 상기 압축기(11)에 대한 제어값으로 출력한다.
한편, 상기 증발기 온도가 상기 제1차 저지온도나 상기 제2차 저지온도 이하로 하강한 후, 다시 상승하여 상기 제1차 저지온도로 회복된 경우, 상기 제어부(20)는 다시 상기 목표값과 동일한 제어값을 출력함으로써 일반적인 제어방식으로 상기 압축기(11)의 회전수를 조절하게 된다.
본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.
본 발명은 차량용 공조장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 클러치에서 사이클링 현상이 발생하는 것을 방지함으로써 그로 인한 소음을 방지하고, 에너지의 효율적인 사용을 도모하며, 증발기의 결빙을 방지할 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 일반적인 차량용 공조장치의 제어 구조가 도시된 구성도.
도 2는 본 발명의 구체적인 실시예에 의한 차량용 공조장치의 압축기 제어방법이 단계적으로 도시된 흐름도.
도 3은 본 발명의 차량용 공조장치 제어방법에 의한 압축기 회전수 변화에 따른 증발기 온도 변화를 시간에 따라 도시한 그래프.
**도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명**
10: 엔진 11: 가변 용량형 압축기
12: 응축기 13: 전자 팽창 밸브
14: 증발기 21: 온도감지센서
22: 클러치

Claims (5)

  1. 냉매 토출용량을 가변시킬 수 있는 압축기를 구비한 차량용 공조장치의 제어에 있어서,
    증발기 온도가 제1차 저지온도 이하로 하강하는지 감시하는 단계;
    상기 증발기 온도가 상기 제1차 저지온도 이하로 하강하면 상기 증발기의 온도가 기설정된 증발기의 목표온도에 근접하도록 상기 압축기의 토출용량을 제어하되, 상기 압축기의 토출용량을 강제로 일정값 감소하도록 조절하는 단계;
    상기 증발기 온도가 제2차 저지온도 이하로 하강하는지 감시하는 단계; 및
    상기 증발기 온도가 제2차 저지온도 이하로 하강하면 상기 압축기의 토출용량을 강제로 최저토출용량을 유지하도록 조절하는 단계; 를 포함하고,
    상기 제1차 저지온도는 증발기 목표온도로부터 소정치를 차감한 온도이고,
    상기 제2차 저지온도는 상기 제1차 저지온도로부터 설정치를 차감한 온도임을 특징으로 하는 차량용 공조장치의 압축기 제어방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 압축기의 토출용량을 강제로 일정값 감소하도록 조절하는 단계는,
    상기 증발기 온도와 상기 증발기 목표온도의 편차를 이용하여 연산되는 압축기 목표토출용량을 산출하여, 상기 압축기의 토출용량이 상기 목표토출용량에서 상기 일정값을 뺀 값이 되도록 조절함으로써 수행됨을 특징으로 하는 차량용 공조장치의 압축기 제어방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 압축기 제어방법은,
    상기 증발기 온도가 상기 제2차 저지온도 이하로 하강하여 상기 압축기를 상기 최저토출용량으로 강제 구동하는 동안에도 상기 증발기 온도와 상기 증발기 목표온도의 편차를 이용하여 연산되는 압축기의 목표토출용량이 산출됨을 특징으로 하는 차량용 공조장치의 압축기 제어방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 압축기 제어방법은,
    상기 증발기 온도가 제2차 저지온도 이하로 하강하여 상기 압축기를 상기 최저토출용량으로 강제 구동하는 동안에 상기 증발기 온도가 상기 제1차 저지온도 이상으로 증가하면, 상기 압축기의 토출용량을 산출된 목표토출용량으로 조절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치의 압축기 제어방법.
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