KR101520328B1 - Control method of heat pump system for vehicle - Google Patents
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Abstract
본 발명은 차량용 히트 펌프 시스템의 제어방법에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 히트펌프 모드시, 차속 대비 풍속의 감소율 정도에 따라 전장품 냉각장치의 냉각수를 냉매-냉각수 열교환장치측으로 공급함과 아울러 실외열교환기의 전방측에 설치된 플랩 도어를 외기온도에 따라 개방 또는 폐쇄하도록 함으로써, 상기 냉매-냉각수 열교환장치 및 플랩 도어를 활용하여 상기 실외열교환기로 유입되는 냉매의 온도를 상승시켜 실외열교환기의 아이싱(Icing) 발생을 방지하고 난방성능을 향상함과 아울러 전장품의 냉각수 온도를 하강시켜 전장품의 냉각 효과도 향상할 수 있는 차량용 히트 펌프 시스템의 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a control method for a vehicle heat pump system. More particularly, the present invention relates to a control method for a vehicle heat pump system, in which, in a heat pump mode, cooling water of an electrical component cooling apparatus is supplied to a refrigerant- Cooling water heat exchanger and the flap door to raise the temperature of the refrigerant flowing into the outdoor heat exchanger to increase the temperature of the icing of the outdoor heat exchanger by increasing the temperature of the refrigerant flowing into the outdoor heat exchanger by using the refrigerant- And more particularly to a control method of a heat pump system for a vehicle which can improve the cooling performance of the electric components by lowering the cooling water temperature of the electric components.
Description
본 발명은 차량용 히트 펌프 시스템의 제어방법에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 히트펌프 모드시, 차속 대비 풍속의 감소율 정도에 따라 전장품 냉각장치의 냉각수를 냉매-냉각수 열교환장치측으로 공급함과 아울러 실외열교환기의 전방측에 설치된 플랩 도어를 외기온도에 따라 개방 또는 폐쇄하도록 한 차량용 히트 펌프 시스템의 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a control method for a vehicle heat pump system. More particularly, the present invention relates to a control method for a vehicle heat pump system, in which, in a heat pump mode, cooling water of an electrical component cooling apparatus is supplied to a refrigerant- To a control method for a vehicle heat pump system in which a flap door provided on the front side of the flap door is opened or closed depending on the outside air temperature.
차량용 공조장치는, 통상적으로 차량의 실내를 냉방하기 위한 냉방시스템과, 차량의 실내를 난방하기 위한 난방시스템을 포함하여 이루어진다. 상기 냉방시스템은, 냉매사이클의 증발기측에서 증발기의 외부를 거치는 공기를 증발기 내부를 흐르는 냉매와 열교환시켜 냉기로 바꾸어, 차량 실내를 냉방하도록 구성되고, 상기 난방시스템은 냉각수 사이클의 히터코어측에서 히터코어 외부를 거치는 공기를 히터코어 내부를 흐르는 냉각수와 열교환시켜 온기로 바꾸어, 차량 실내를 난방하도록 구성된다.Background Art [0002] A vehicle air conditioner generally includes a cooling system for cooling the interior of a vehicle and a heating system for heating the interior of the vehicle. Wherein the cooling system is configured to cool air in the vehicle interior by exchanging air passing through the outside of the evaporator at the evaporator side of the refrigerant cycle with the refrigerant flowing in the evaporator to convert into cool air, The air passing through the outside of the core is exchanged with the cooling water flowing in the inside of the heater core to warm the inside of the vehicle.
최근 전기자동차나 하이브리드 자동차에는, 상기한 차량용 공조장치와는 다른 것으로, 하나의 냉매사이클을 이용하여 냉매의 유동방향을 전환함으로써, 냉방과 난방을 선택적으로 수행할 수 있는 히트펌프 시스템이 적용되고 있는데, 예컨대 2개의 열교환기(즉, 공조케이스 내부에 설치되어 차량 실내로 송풍되는 공기와 열교환하기 위한 실내열교환기와, 공조케이스 외부에서 열교환하기 위한 실외열교환기)와, 냉매의 유동방향을 전환할 수 있는 유로전환밸브를 구비한다. 따라서, 유로전환밸브에 의한 냉매의 유동방향에 따라 냉방모드가 가동될 경우에는 상기 실내열교환기가 냉방기의 역할을 하게 되며, 난방모드가 가동될 경우에는 상기 실내열교환기가 난방기의 역할을 하게 된다.2. Description of the Related Art Recently, an electric vehicle or a hybrid vehicle has been applied to a heat pump system which can selectively perform cooling and heating by changing the flow direction of a refrigerant by using one refrigerant cycle, For example, two heat exchangers (that is, an indoor heat exchanger installed inside the air conditioner case to exchange heat with the air blown into the passenger compartment, and an outdoor heat exchanger for exchanging heat outside the air conditioner case) And a flow path switching valve. Therefore, when the cooling mode is operated according to the flow direction of the refrigerant by the flow path switching valve, the indoor heat exchanger functions as a cooler. When the heating mode is activated, the indoor heat exchanger functions as a heater.
이러한 차량용 히트펌프 시스템으로 다양한 종류가 제안되고 있는데, 그 대표적인 일예가 도 1에 도시되어 있다.Various kinds of such a heat pump system for vehicles have been proposed, and a representative example thereof is shown in Fig.
도 1에 도시된 차량용 히트펌프 시스템은, 냉매를 압축하고 토출하는 압축기(1)와, 상기 압축기(1)로부터 토출되는 냉매를 방열시키는 실내열교환기(2)와, 상기 실내열교환기(2)를 통과한 냉매를 팽창시키는 팽창밸브(3)와, 상기 팽창밸브(3)를 통과한 냉매를 실외에서 열교환시키는 실외열교환기(4)와, 에어컨 모드 또는 히트펌프 모드에 따라 상기 압축기(1)에서 토출되는 냉매의 유동방향을 전환하는 유로전환밸브(5)로 이루어진다.1 includes a compressor 1 for compressing and discharging a refrigerant, an
도 1에서는 히트펌프 모드시의 냉매 순환경로를 도시한 것이며, 에어컨 모드시에는 냉매가 반대로 유동하게 된다.FIG. 1 shows the refrigerant circulation path in the heat pump mode, and the refrigerant flows in the opposite direction during the air conditioning mode.
도 1과 같은 히트펌프 모드시에는, 상기 실내열교환기(2)가 난방기 역할을 하게 되며 공조케이스의 내부에 설치되어 차실내로 공급되는 공기를 가열하여 난방하게 되고, 상기 실외열교환기(4)는 공조케이스의 외부에 설치되어 냉방기 역할을 하게 된다.1, the
따라서, 상기 실외열교환기(4)는 흡열작용하게 되고, 상기 실내열교환기(2)는 방열작용을 하게 되므로, 상기 실내열교환기(2)의 방열성능을 높혀 난방성능을 향상하기 위해서는 상기 실외열교환기(4)의 흡열작용이 원활하게 수행되어야 한다.Therefore, in order to improve the heat radiation performance of the
그러나, 상기 종래의 차량용 히트펌프 시스템은, 히트펌프 모드(난방모드)시 상기 실내열교환기(2)가 난방기 역할을 하여 난방을 수행하게 되고, 상기 실외열교환기(4)는 공조케이스의 외부 즉, 차량의 엔진룸 전방측에 설치되어 외기와 열교환하는 냉방기 역할을 하게 되는데,However, in the conventional vehicle heat pump system, the indoor heat exchanger (2) serves as a heater to perform heating in a heat pump mode (heating mode), and the outdoor heat exchanger (4) And a cooler installed on the front side of the engine room of the vehicle for heat exchange with the outside air.
이때, 상기 실외열교환기(4)로 유입되는 냉매의 온도가 외기와 열교환하는 과정에서 실외열교환기(4)의 표면이 빙점이하로 떨어지게 되면서 실외열교환기(4)의 표면에 아이싱(Icing)이 발생하기 시작한다.At this time, as the temperature of the refrigerant flowing into the outdoor heat exchanger (4) exchanges heat with the outside air, the surface of the outdoor heat exchanger (4) falls below the freezing point, and icing is performed on the surface of the outdoor heat exchanger Begins to occur.
상기 실외열교환기(4)의 표면에 아이싱이 지속적으로 확대되면, 실외열교환기(4)가 흡열을 하지 못함으로서, 시스템내의 냉매 온도가 낮아져 상기 실내열교환기(2)의 방열성능도 저하되고, 이로인해 차실내로 토출되는 공기의 온도가 떨어져 난방성능이 현격히 감소하는 문제가 있었다.If the icing is continuously expanded on the surface of the
한편, 전기자동차 등에서는 차량 전장품(미도시)의 냉각을 위해 냉각수를 활용한 별도의 전장품 냉각장치를 설치하고 있으나, 상기 히트펌프 시스템과 연계되지 않고 별도로 작동함에 따라 전장품의 냉각 성능을 향상하는데 한계가 있었다.On the other hand, in electric vehicles and the like, a separate electric component cooling apparatus using cooling water is installed for cooling the vehicle electrical equipment (not shown). However, since it operates separately without being linked with the heat pump system, .
상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 히트펌프 모드시, 차속 대비 풍속의 감소율 정도에 따라 전장품 냉각장치의 냉각수를 냉매-냉각수 열교환장치측으로 공급함과 아울러 실외열교환기의 전방측에 설치된 플랩 도어를 외기온도에 따라 개방 또는 폐쇄하도록 함으로써, 상기 냉매-냉각수 열교환장치 및 플랩 도어를 활용하여 상기 실외열교환기로 유입되는 냉매의 온도를 상승시켜 실외열교환기의 아이싱(Icing) 발생을 방지하고 난방성능을 향상함과 아울러 전장품의 냉각수 온도를 하강시켜 전장품의 냉각 효과도 향상할 수 있는 차량용 히트 펌프 시스템의 제어방법을 제공하는데 있다.In order to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a cooling device for a cooling device that supplies cooling water of an electrical component cooling device to a refrigerant-cooling water heat exchanger side in accordance with the degree of decrease in wind speed to vehicle speed, Cooling water heat exchanger and the flap door to raise the temperature of the refrigerant flowing into the outdoor heat exchanger to prevent icing of the outdoor heat exchanger from occurring, And the cooling effect of the electric component can be improved by lowering the cooling water temperature of the electric component.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 냉매순환라인상에 압축기, 실내열교환기, 팽창밸브, 실외열교환기 및 유로전환밸브를 연결하여 에어컨 모드 및 히트펌프 모드를 수행하는 냉난방장치와, 냉각수순환라인상에 워터펌프, 라디에이터 및 차량 전장품을 연결하여 차량 전장품을 냉각하는 전장품 냉각장치와, 상기 냉난방장치의 냉매와 상기 전장품 냉각장치의 냉각수를 상호 열교환시키는 냉매-냉각수 열교환장치를 포함하여 이루어진 차량용 히트 펌프 시스템의 제어방법에 있어서, 히트펌프 모드시, 상기 차량 전장품의 온도가 제1설정온도 보다 낮은지를 판단하는 제1단계와, 상기 제1단계의 판단결과, 차량 전장품의 온도가 제1설정온도 보다 낮으면, 외기온도가 제2설정온도 보다 높은지를 판단하는 제2단계와, 상기 제2단계의 판단결과, 외기온도가 제2설정온도 보다 높으면, 상기 실외열교환기의 공기유동방향 상류측 풍속을 측정하여 차속 대비 상기 풍속의 감소율이 설정값 보다 큰지를 판단하는 제3단계와, 상기 제3단계의 판단결과, 차속 대비 상기 풍속의 감소율이 설정값 보다 크면, 상기 냉매-냉각수 열교환장치로 냉각수를 공급하는 냉각수공급유로를 최대개방하는 제4단계와, 상기 제3단계의 판단결과, 차속 대비 상기 풍속의 감소율이 설정값 보다 작으면, 상기 냉각수공급유로의 개방량을 최대개방량 보다 작게 하되, 상기 감소율이 점차 감소하면 상기 감소율에 따라 설정된 상기 냉각수공급유로의 개방량도 점차 감소하는 제5단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an air conditioner comprising: a cooling and heating device for performing an air conditioning mode and a heat pump mode by connecting a compressor, an indoor heat exchanger, an expansion valve, an outdoor heat exchanger, Cooling water heat exchanger for mutually exchanging heat between the refrigerant of the cooling / heating device and the cooling water of the electrical equipment cooling device, and an electric vehicle cooling device for cooling the vehicle electric device by connecting the water pump, the radiator and the vehicle electric device on the line, A method for controlling a pump system, the method comprising: a first step of determining whether a temperature of the vehicle electrical component is lower than a first set temperature in a heat pump mode; A second step of determining whether the outside air temperature is higher than a second set temperature, A third step of determining whether the rate of decrease of the wind speed with respect to the vehicle speed is greater than a set value by measuring an air flow upstream of the outdoor heat exchanger in the air flow direction if the degree of the wind speed is higher than a second set temperature, A fourth step of maximally opening a coolant supply passage for supplying coolant to the coolant / coolant heat exchanger if the rate of decrease of the wind speed is greater than a set value; and a fourth step of, if a decrease rate of the wind speed A fifth step in which the opening amount of the cooling water supply path is made to be smaller than the maximum opening amount and the opening amount of the cooling water supply path set according to the decreasing rate gradually decreases when the reduction rate gradually decreases .
본 발명은, 히트펌프 모드시, 차속 대비 풍속의 감소율 정도에 따라 전장품 냉각장치의 냉각수를 냉매-냉각수 열교환장치측으로 공급함과 아울러 실외열교환기의 전방측에 설치된 플랩 도어를 외기온도에 따라 개방 또는 폐쇄하도록 함으로써, 상기 냉매-냉각수 열교환장치 및 플랩 도어를 활용하여 상기 실외열교환기로 유입되는 냉매의 온도를 상승시켜 실외열교환기의 아이싱(Icing) 발생을 방지하고 난방성능을 향상함과 아울러 전장품의 냉각수 온도를 하강시켜 전장품의 냉각 효과도 향상할 수 있다.According to the present invention, in the heat pump mode, the cooling water of the electrical component cooling apparatus is supplied to the refrigerant-coolant heat exchanger side in accordance with the rate of decrease of the wind speed with respect to the vehicle speed and the flap door provided at the front side of the outdoor heat exchanger is opened or closed Cooling water heat exchanger and the flap door to raise the temperature of the refrigerant flowing into the outdoor heat exchanger to prevent icing of the outdoor heat exchanger and to improve the heating performance and to improve the cooling water temperature The cooling effect of the electric component can be improved.
도 1은 종래의 차량용 히트 펌프 시스템을 나타내는 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 차량용 히트 펌프 시스템에서 에어컨 모드를 나타내는 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 차량용 히트 펌프 시스템에서 히트펌프 모드를 나타내는 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 차량용 히트 펌프 시스템의 제어방법을 나타내는 순서도이다.1 is a schematic view showing a conventional heat pump system for a vehicle,
FIG. 2 is a diagram showing an air conditioner mode in a heat pump system for a vehicle according to the present invention,
3 is a diagram showing a heat pump mode in a vehicle heat pump system according to the present invention,
4 is a flowchart showing a control method of a heat pump system for a vehicle according to the present invention.
이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저, 본 발명에 따른 차량용 히트 펌프 시스템은, 냉난방장치(10)와, 전장품 냉각장치(20)와, 냉매-냉각수 열교환장치(30)가 서로 연계되어 구성되는 것으로서, 전기자동차 또는 하이브리드 자동차에 적용되는 것이 바람직하다.First, the vehicular heat pump system according to the present invention includes an
상기 냉난방장치(10)는, 냉매순환라인(R1,R2)상에 압축기(11), 실내열교환기(12), 팽창밸브(13), 실외열교환기(14) 및 유로전환밸브(15)를 연결하여 에어컨 모드 및 히트펌프 모드(난방모드)를 수행하게 된다.The cooling /
에어컨 모드시에는, 도 2와 같이, 상기 압축기(11)에서 토출된 냉매가 상기 유로전환밸브(15), 실외열교환기(14), 팽창밸브(13), 실내열교환기(12)를 거쳐 다시 압축기(11)로 흡입된다.2, the refrigerant discharged from the
이때, 상기 실외열교환기(14)는 난방기 역할을 하고, 상기 실내열교환기(12)는 냉방기 역할을 하게 된다.At this time, the outdoor heat exchanger (14) serves as a radiator and the indoor heat exchanger (12) serves as a radiator.
히트펌프 모드시에는 도 3과 같이, 상기 압축기(11)에서 토출된 냉매가 상기 유로전환밸브(15), 실내열교환기(12), 팽창밸브(13), 실외열교환기(14)를 거쳐 다시 압축기(11)로 흡입된다.3, the refrigerant discharged from the
이때, 상기 실외열교환기(14)는 냉방기 역할을 하고, 상기 실내열교환기(12)는 난방기 역할을 하게 된다.At this time, the
이처럼, 상기 유로전환밸브(15)를 통해 냉매의 유동방향을 반대로 전환하여 에어컨 모드와 히트펌프 모드를 수행할 수 있는 것이다.In this way, the flow direction of the refrigerant can be reversed through the flow
한편, 상기 냉매순환라인(R1,R2)은, 에어컨 모드시 냉매가 유동하는 냉매순환라인(R1)과, 히트펌프 모드시 냉매가 유동하는 냉매순환라인(R2)이 각각 구비되는데, 이때 각각의 냉매순환라인(R1,R2)은 일부 구간이 공용화되는데, 즉, 상기 냉매순환라인(R1,R2)상에서 상기 압축기(11), 실내열교환기(12), 팽창밸브(13), 실외열교환기(14)가 위치한 구간이 공용화 된다.The refrigerant circulation lines R1 and R2 are respectively provided with a refrigerant circulation line R1 through which the refrigerant flows in the air conditioning mode and a refrigerant circulation line R2 through which the refrigerant flows in the heat pump mode. The
이때, 도면에서는 도면부호를 기재하지 않았지만, 상기 각 냉매순환라인(R1,R2)이 만나는 교차지점에는 유로전환밸브가 설치되어 에어컨 모드 또는 히트펌프 모드에 따라 냉매의 유동방향을 전환하게 된다.At this time, although no reference numerals are shown in the drawing, a flow path switching valve is provided at an intersection point where the refrigerant circulation lines R1 and R2 meet to change the flow direction of the refrigerant according to the air conditioning mode or the heat pump mode.
그리고, 상기 압축기(11)는 엔진(내연기관 또는 모터 등)으로부터 동력을 전달받아 구동하면서 냉매를 흡입하여 압축한 후 고온 고압의 기체 상태로 배출하게 된다.The
상기 압축기(11)는, 에어컨 모드시 상기 실내열교환기(12)측에서 배출된 냉매를 흡입,압축하여 실외열교환기(14)측으로 공급하게 되고, 히트펌프 모드시에는 상기 실외열교환기(14)측에서 배출된 냉매를 흡입,압축하여 실내열교환기(12)측으로 공급하게 된다.The
상기 실내열교환기(12)는, 공조케이스(미도시)의 내부에 설치되어 에어컨 모드시에는 냉방기 역할을 하게 되고, 히트펌프 모드시에는 난방기 역할을 하게 된다. 이로인해 에어컨 모드시에는 상기 공조케이스내를 유동하는 공기를 냉각시켜 냉방하게 되고, 히트펌프모드시에는 상기 공조케이스내를 유동하는 공기를 가열하여 난방하게 된다.The
상기 팽창밸브(13)는, 상기 실내열교환기(12)와 실외열교환기(14) 사이의 냉매순환라인(R1,R2)상에 설치되어 냉매를 팽창시키게 된다.The
상기 실외열교환기(14)는, 공조케이스의 외부, 즉, 차량 엔진룸의 전방측에 설치되어 내부를 유동하는 냉매를 외기와 열교환시키게 되며, 에어컨 모드시에는 난방기 역할을 하게 되고, 히트펌프 모드시에는 냉방기 역할을 하게 된다. 이로인해 에어컨 모드시에는 외기와 열교환하여 방열하게 되고, 히트펌프모드시에는 외기로부터 열을 흡열하게 된다.The
그리고, 상기 전장품 냉각장치(20)는, 냉각수순환라인(W)상에 워터펌프(21), 라디에이터(22) 및 차량 전장품(23)을 연결하여 이루어지며, 냉각수를 이용하여 차량 전장품(23)을 냉각시키게 된다.The electric
상기 라디에이터(22)는 상기 실외열교환기(14)의 공기유동방향으로 하류측에 설치되어 외기와 열교환하면서 내부의 냉각수를 냉각하게 된다.The
상기 차량 전장품(23)으로는 대표적으로 모터와, 배터리 및 인버터 등이 있다.The vehicle
따라서, 상기 워터펌프(21)가 가동하게 되면, 워터펌프(21)에서 배출된 냉각수는 상기 라디에이터(22)를 통과하면서 외기와 열교환하여 냉각된 후, 상기 전장품(23)으로 유입되어 전장품(23)을 냉각시키게 되며, 다시 상기 워터펌프(21)로 유입되어 재순환하게 된다.Therefore, when the
한편, 상기 냉각수순환라인(W)상에는 수냉식열교환기(24)가 더 설치될 수도 있다.On the other hand, a water-cooled heat exchanger (24) may be further provided on the cooling water circulation line (W).
그리고, 상기 냉매-냉각수 열교환장치(30)는, 상기 냉난방장치(10)의 냉매와 상기 전장품 냉각장치(20)의 냉각수를 상호 열교환시킴으로써, 상기 실외열교환기(14)로 유입되는 냉매의 온도를 상승시켜 실외열교환기(14)의 아이싱 발생을 방지함과 아울러 상기 전장품(23)으로 유입되는 냉각수의 온도를 낮추어 전장품(23)의 냉각성능을 향상시키게 된다.The refrigerant-cooling
상기 냉매-냉각수 열교환장치(30)는, 냉매와 냉각수를 상호 열교환시키는 수냉식 열교환기로서, 상기 팽창밸브(13)와 실외열교환기(14)를 연결하는 냉매순환라인(R1,R2)상에 연결 설치된다.The refrigerant-cooling
또한, 상기 전장품 냉각장치(20)를 순환하는 냉각수를 상기 냉매-냉각수 열교환장치(30)로 공급하기 위해 상기 냉각수순환라인(W)상에는 냉각수공급유로(W1)가 병렬로 설치되어 상기 냉매-냉각수 열교환장치(30)와 연결된다.In order to supply cooling water circulating through the electric
아울러, 상기 냉각수공급유로(W1)의 입,출구측에는 유량제어밸브(31)가 설치되어 상기 냉각수순환라인(W)을 순환하는 냉매가 상기 냉매-냉각수 열교환장치(30)로 선택적으로 공급되도록 할 수 있으며, 공급되는 유량도 제어할 수 있다.A
즉, 상기 유량제어밸브(31)를 개방하게 되면, 상기 라디에이터(22)를 통과한 냉각수가 상기 냉각수공급유로(W1)를 통해 상기 냉매-냉각수 열교환장치(30)로 공급되어 냉매와 열교환하면서 냉각된 후 상기 전장품(23)으로 유입되게 되고,That is, when the
상기 유량제어밸브(31)를 폐쇄하게 되면, 상기 라디에이터(22)를 통과한 냉각수가 곧바로 상기 전장품(23)으로 유입되게 된다.When the
그리고, 상기 실외열교환기(14)의 공기유동방향 상류측에는 플랩 도어(Flap door)(40)가 설치된다.A flap door (40) is installed on the upstream side of the outdoor heat exchanger (14) in the air flow direction.
상기 플랩 도어(40)는 차량 전방의 범퍼측에 설치되어, 차량 주행시 상기 실외열교환기(14)측으로 외기를 공급하거나 차단할 수 있다. 물론 외기의 공급량을 조절할 수도 있다.The flap door (40) is provided on the bumper side in front of the vehicle, and can supply or shut off the outside air to the outdoor heat exchanger (14) side when the vehicle travels. Of course, it is also possible to control the supply of outside air.
상기한 플랩 도어(40)는, 상기 실외열교환기(14)의 전방면과 마주하도록 4개가 설치되는데, 이때 상기 실외열교환기(14)에 대해 상,하,좌,우로 4등분한 위치와 대응되는 위치에 각각 설치된다.Four
도면에서는 편의상 플랩 도어(40) 4개를 일렬로 도시하였지만, 상기 실외열교환기(14)의 전방면에 대해 상,하,좌,우로 4등분한 위치에 설치된다. 즉, 상기 실외열교환기(14) 전방면의 하부측 좌,우 2개, 상부측 좌,우 2개가 설치된다.Although four
따라서, 상기 플랩 도어(40)는 외기온도가 10℃ 보다 높으면 개방되고, 외기온도가 10℃ 보다 낮으면 폐쇄하여, 상기 실외열교환기(14)의 아이싱 해동을 도모하고, 또한 외기온도가 10℃ 보다 높은 조건에서는 상기 플랩 도어(40)의 개방으로 상기 라디에이터(22)에 외기를 공급하여 전장품(23)의 냉각 효과를 상승할 수 있다.Therefore, the
그리고, 상기 플랩 도어(40)와 상기 실외열교환기(14)의 사이에는 상기 각각의 플랩 도어(40) 위치와 대응하는 위치에 풍속을 측정하는 풍속계(50)가 설치된다.An
상기 플랩 도어(40)가 4개 설치되는 상기 풍소계도 플랩 도어(40)와 대응하는 위치에 4개가 설치된다. 도면에서는 편의상 풍속계(50) 4개를 일렬로 도시한 것이다.Four are provided at the positions corresponding to the
상기 실외열교환기(14)의 공기유동방향 상류측에 상기 풍속계(50)를 설치하게 되면, 차량 주행시 풍속을 알 수 있으며, 이때 상기 실외열교환기(14)에 아이싱이 발생하게 되면 아이싱이 발생한 부위의 풍속이 감소하게 된다.When the
따라서, 상기 실외열교환기(14)의 전방면에 대해 상,하,좌,우로 4등분한 위치에 상기 풍속계(50)를 설치하면, 아이싱이 발생한 부위를 쉽게 알 수 있으며, 이때 아이싱이 발생한 부분만 선택하여 해당 플랩 도어(40)를 외기온도에 따라 개방하거나 폐쇄할 수 있는 것이다.
Therefore, when the
이하, 본 발명에 따른 차량용 히트 펌프 시스템의 제어방법을 설명하기로 한다.Hereinafter, a control method of the vehicle heat pump system according to the present invention will be described.
히트펌프 시스템의 작동하면, 다시말해 히트펌프 모드(난방모드)가 작동하게 되면, 상기 차량 전장품(23)의 온도가 제1설정온도 보다 낮은지를 판단하는 제1단계(S1)를 수행한다.When the heat pump system is operated, that is, when the heat pump mode (heating mode) is activated, the first step S1 of determining whether the temperature of the vehicle
즉, 제1단계(S1)에서는 차량 전장품(23)의 온도가 제1설정온도 보다 높은지 또는 낮은지를 판단하여, 상기 실외열교환기(14)의 아이싱 방지 로직을 수행하거나 전장품(23)의 냉각 로직을 수행하게 된다.That is, in the first step S1, it is determined whether the temperature of the vehicle
물론, 히트펌프 모드 작동시, 상기 실외열교환기(14)의 아이싱 방지 로직과 상기 전장품(23)의 냉각 로직을 동시에 수행할 수도 있다.Of course, when the heat pump mode is operated, the anti-icing logic of the
한편, 상기 제1설정온도는 전장품(23)의 온도가 상승함에 따라 전장품(23)의 냉각이 필요한 온도로서, 전장품(23)의 종류나 사양에 따라 상기 제1설정온도는 폭넓게 변경될 수 있다.On the other hand, the first set temperature is a temperature required to cool the
계속해서, 상기 제1단계(S1)의 판단결과, 차량 전장품(23)의 온도가 제1설정온도 보다 낮으면, 외기온도가 제2설정온도 보다 높은지를 판단하는 제2단계(S2)를 수행한다.If the temperature of the vehicle
여기서, 상기 제2설정온도는 10℃ 가 바람직하며, 도 4와 같이 외기온도가 10℃ 보다 높은 경우의 아이싱 방지 로직과, 외기온도가 10℃ 보다 낮은 경우의 아이싱 방지 로직은 거의 동일하며, 단, 외기온도가 10℃ 보다 높은지 또는 낮은지에 따라 플랩 도어(40)를 개방하면서 또는 폐쇄하면서 제어하는 차이가 있다. 이는 뒤에서 다시 설명하기로 한다.The second set temperature is preferably 10 deg. C, and the anti-icing logic when the outside air temperature is higher than 10 deg. C and the anti-icing logic when the outdoor temperature is lower than 10 deg. C are almost the same as shown in Fig. , The
한편, 상기 제2단계(S2)에서 외기온도가 10℃ 보다 낮은 경우는 영하의 온도까지 포함하므로 주로 겨울철이다.On the other hand, when the outside air temperature is lower than 10 ° C in the second step (S2), it is mainly winter since it includes a temperature of below zero.
상기 제2단계(S2)의 판단결과, 외기온도가 제2설정온도 보다 높으면, 상기 실외열교환기(14)의 공기유동방향 상류측 풍속을 측정하여 차속 대비 상기 풍속의 감소율(B)이 설정값 보다 큰지를 판단하는 제3단계(S3)를 수행한다.If the outdoor air temperature is higher than the second set temperature as a result of the determination in the second step S2, the wind speed upstream of the
상기 제3단계(S3)에서는, 상기 실외열교환기(14)의 공기유동방향 상류측에 설치된 상기 풍속계(50)를 통한 풍속과 실제 차량의 차속을 비교하는 단계이며, 상기 차속 대비 풍속의 감소율(B)이 설정값 보다 큰지 또는 작은지를 판단하게 된다.The third step S3 is a step of comparing the wind speed through the
즉, 상기 실외열교환기(14)에 아이싱이 발생하게 되면 아이싱이 발생한 부위의 풍속이 감소하게 되는데, 상기 실외열교환기(14)의 전방면에 대해 상,하,좌,우로 4등분한 위치에 상기 풍속계(50)가 설치되어 있으므로, 풍속이 감소하는 위치를 파악하여 아이싱이 발생한 부위를 알 수 있다.That is, when the icemaking occurs in the
이때, 차속 대비 풍속의 감소율(B) 정도에 따라 아이싱의 발생 정도를 알 수 있으므로, 아이싱이 많이 발생한 경우와 아이싱이 덜 발생한 경우로 나누어 아이싱 방지 로직을 수행할 수 있다.At this time, because the degree of occurrence of icing can be known according to the degree of decrease (B) of the wind speed to the vehicle speed, the anti-icing logic can be divided into a case where a lot of icing occurs and a case where icing occurs less frequently.
상기 설정값은 30% 인 것이 바람직하다. 일예로 차속과 풍속이 100 이라고 가정할 때, 상기 실외열교환기(14)에 아이싱이 발생하여 풍속이 70으로 감소한 경우 감소율(B) 30%가 되는 것이다.The set value is preferably 30%. For example, assuming that the vehicle speed and the wind speed are 100, when the wind speed is reduced to 70 due to icing in the
상기 제3단계(S3)의 판단결과, 차속 대비 상기 풍속의 감소율(B)이 설정값 보다 크면, 상기 냉매-냉각수 열교환장치(30)로 냉각수를 공급하는 냉각수공급유로(W1)를 최대개방하는 제4단계(S4)를 수행하고,As a result of the third step S3, if the rate of decrease B of the wind speed with respect to the vehicle speed is greater than the predetermined value, the cooling water supply passage W1 for supplying the cooling water to the refrigerant- The fourth step S4 is performed,
상기 제3단계(S3)의 판단결과, 차속 대비 상기 풍속의 감소율(B)이 설정값 보다 작으면, 상기 냉각수공급유로(W1)의 개방량을 최대개방량 보다 작게 하되, 상기 감소율(B)이 점차 감소하면 상기 감소율(B)에 따라 설정된 상기 냉각수공급유로(W1)의 개방량도 점차 감소하는 제5단계(S5)를 수행한다.If the rate of decrease B of the wind speed with respect to the vehicle speed is smaller than the set value as a result of the third step S3, the opening amount of the cooling water supply flow path W1 is made smaller than the maximum opening amount, A fifth step S5 of gradually decreasing the opening amount of the cooling water supply passage W1 set according to the reduction rate B is performed.
상기 제4단계(S4)는, 상기 실외열교환기(14)에 아이싱이 많이 발생한 경우이므로 상기 냉각수공급유로(W1)의 유량제어밸브(31)를 최대개방(100%)하게 되며, 이로인해 전장품 냉각장치(20)의 냉각수순환라인(W)을 순환하는 냉각수가 상기 냉각수공급유로(W1)를 통해 상기 냉매-냉각수 열교환장치(30)로 공급되어 상기 냉매순환라인(R2)을 순환하는 냉매와 열교환 함에 따라 상기 실외열교환기(14)로 유입되는 냉매의 온도를 상승시켜 상기 실외열교환기(14)에 발생한 아이싱을 해동 및 아이싱을 방지하게 된다.In the fourth step S4, since a large amount of icing occurs in the
또한, 상기의 과정에서 상기 냉각수가 상기 팽창밸브(13)를 통과한 차가운 냉매와 열교환하면서 냉각수 온도가 감소하게 되므로 상기 전장품(23)의 냉각성능도 향상되게 된다.In addition, in the above process, since the cooling water is cooled by the heat exchange between the cooling water and the cold refrigerant passing through the
이때, 상기 전장품(23)의 온도가 설정치 이상일 경우에는, 상기 냉각수공급유로(W1)를 일정시간동안 개방함으로써, 상기 전장품(23)의 냉각 효과를 향상할 수 있다.At this time, when the temperature of the
그리고, 상기 제5단계(S5)는, 상기 제4단계(S4) 보다 상기 실외열교환기(14)에 아이싱이 덜 발생한 경우로서, 상기 감소율(B)이 20% 보다 크고 30% 보다 작으면 상기 냉각수공급유로(W1)를 80% 개방하며, 상기 감소율(B)이 10% 보다 크고 20% 보다 작으면 상기 냉각수공급유로(W1)를 50% 개방하고, 상기 감소율(B)이 10% 보다 작으면 상기 냉각수공급유로(W1)를 차단하게 된다.If the reduction rate B is greater than 20% and less than 30%, the fifth step S5 may be a case where less ice is generated in the
즉, 상기 감소율(B)이 감소하는 범위에 따라 상기 냉각수공급유로(W1)의 개방량도 함께 감소시켜 상기 실외열교환기(14)에 발생한 아이싱을 해동 및 아이싱을 방지하게 되는 것이다.That is, the opening amount of the cooling water supply flow path W1 is also reduced according to the decrease rate of the reduction rate B, thereby preventing the icing occurring in the
계속해서, 상기 제4단계(S4)로 작동 중, 차속 대비 풍속의 감소율(B)이 상기 설정값(30%) 보다 큰 상태를 유지하는 시간(T)이 2분 보다 큰지 또는 1분 보다 크고 2분 보다 작은지 또는 1분 보다 작은지를 판단하는 제6단계(S6)를 수행한다.Subsequently, during the operation in the fourth step (S4), the time period (T) during which the rate of decrease (B) of the wind speed with respect to the vehicle speed is greater than the set value (30%) is greater than 2 minutes or greater than 1 minute (S6) of judging whether it is less than 2 minutes or less than 1 minute.
상기 제6단계(S6)의 판단결과, 차속 대비 풍속의 감소율(B)이 상기 설정값 보다 큰 상태를 유지하는 시간(T)이 2분 보다 크면, 상기 실외열교환기(14)의 공기유동방향 상류측에 설치된 플랩 도어(Flap door)(40)를 100% 개방하는 제7단계(S7)를 수행하고,If it is determined in the sixth step S6 that the time T for maintaining the state where the rate of decrease of the wind speed with respect to the vehicle speed B is larger than the set value is greater than 2 minutes, the air flow direction of the outdoor heat exchanger 14 A seventh step (S7) of opening the flap door (40) provided on the upstream side by 100% is performed,
차속 대비 풍속의 감소율(B)이 상기 설정값 보다 큰 상태를 유지하는 시간(T)이 1분 보다 크고 2분 보다 작으면, 상기 실외열교환기(14)의 공기유동방향 상류측에 설치된 플랩 도어(Flap door)(40)를 50% 개방하는 제8단계(S8)를 수행하며,When the time T during which the reduction rate B of the wind speed with respect to the vehicle speed is kept larger than the set value is greater than 1 minute and less than 2 minutes, the flap door provided on the upstream side in the air flow direction of the outdoor heat exchanger (S8) of opening 50% of the
차속 대비 풍속의 감소율(B)이 상기 설정값 보다 큰 상태를 유지하는 시간(T)이 1분 보다 작으면, 차속 대비 풍속의 감소율(B)이 10% 보다 작을때까지 상기 냉각수공급유로(W1)를 최대개방하는 제9단계(S9)를 수행한다.When the time T for maintaining the state where the rate of decrease of the wind speed with respect to the vehicle speed B is larger than the set value is less than 1 minute, the cooling water supply passage W1 (Step S9).
즉, 상기 제4단계(S4)로 작동하는 과정에서 차속 대비 풍속의 감소율(B)이 설정값 보다 계속 큰 경우는 상기 실외열교환기(14)에 발생한 아이싱이 계속 유지되고 있는 경우로서, 이렇게 계속 유지하는 시간별로 상기 7단계(S7)와 같이 플랩 도어(40)를 100% 개방하거나 또는 상기 8단계(S8)와 같이 50% 개방하여 외기를 상기 실외열교환기(14)에 공급함으로써 아이싱의 해동을 도모할 수 있다.That is, if the decreasing rate B of the wind speed with respect to the vehicle speed continuously exceeds the set value in the process of operating in the fourth step S4, the icing occurring in the
이때, 외기온도가 10℃ 보다 높은 상태에서는 상기 플랩 도어(40)의 개방으로 인해 외기가 상기 라디에이터(22)로 공급되므로 전장품(23)의 냉각효과를 향상할 수 있다.At this time, when the outside air temperature is higher than 10 ° C, since the outside air is supplied to the
또한, 상기 제7단계(S7) 및 제8단계(S8)에서는, 상기 실외열교환기(14)의 전방면에 대해 상,하,좌,우로 4등분한 위치에 상기 풍속계(50)가 설치되어 있기 때문에, 아이싱이 발생한 부분과 대응하는 위치에 있는 플랩 도어(40)만 선택하여 개방할 수 있다.In the seventh step (S7) and the eighth step (S8), the anemometer (50) is installed at four positions on the front face of the outdoor heat exchanger (14) So that only the
이처럼, 아이싱이 발생한 부분의 플랩 도어(40)만 개방하므로 연비도 향상할 수 있다.As described above, since only the
한편, 상기 제9단계(S9)의 경우에는, 상기 냉각수공급유로(W1)만 최대개방하며, 차속 대비 풍속의 감소율(B)이 10% 보다 작을때까지 유지하게 된다.
On the other hand, in the ninth step S9, only the cooling water supply passage W1 is opened at the maximum, and the cooling water supply passage W1 is maintained until the decrease rate B of the wind speed with respect to the vehicle speed is less than 10%.
계속해서, 상기 제2단계(S2)의 판단결과, 외기온도가 제2설정온도(10℃) 보다 낮으면, 차속 대비 상기 풍속의 감소율(B)이 설정값 보다 큰지를 판단하는 제10단계(S10)를 수행하고,If the outdoor air temperature is lower than the second set temperature (10 ° C) as a result of the second step (S2), it is determined whether the rate of decrease (B) of the wind speed with respect to the vehicle speed is greater than a predetermined value S10), < / RTI >
상기 제10단계(S10)의 판단결과, 차속 대비 상기 풍속의 감소율(B)이 설정값 보다 크면, 상기 냉매-냉각수 열교환장치(30)로 냉각수를 공급하는 냉각수공급유로(W1)를 최대개방하는 제11단계(S11)를 수행하며,As a result of the determination in the tenth step S10, if the rate of decrease B of the wind speed with respect to the vehicle speed is greater than the set value, the cooling water supply passage W1 for supplying the cooling water to the refrigerant-
상기 제10단계(S10)의 판단결과, 차속 대비 상기 풍속의 감소율(B)이 설정값 보다 작으면, 상기 냉각수공급유로(W1)의 개방량을 최대개방량 보다 작게 하되, 상기 감소율(B)이 점차 감소하면 상기 감소율(B)에 따라 설정된 상기 냉각수공급유로(W1)의 개방량도 점차 감소하는 제12단계(S12)를 수행한다.If the decrease rate B of the wind speed with respect to the vehicle speed is less than the set value as a result of the determination in the tenth step S10, the opening amount of the cooling water supply flow path W1 is made smaller than the maximum opening amount, (S12) in which the opening amount of the cooling water supply passage W1, which is set according to the reduction rate B, gradually decreases.
또한, 상기 제12단계(S12)는, 상기 감소율(B)이 20% 보다 크고 30% 보다 작으면 상기 냉각수공급유로(W1)를 80% 개방하며, 상기 감소율(B)이 10% 보다 크고 20% 보다 작으면 상기 냉각수공급유로(W1)를 50% 개방하고, 상기 감소율(B)이 10% 보다 작으면 상기 냉각수공급유로(W1)를 차단하게 된다.If the reduction rate B is greater than 20% and less than 30%, the cooling water supply passage W1 is opened by 80%, and the reduction rate B is greater than 10% and 20 %, The cooling water supply passage W1 is opened by 50%, and when the reduction rate B is less than 10%, the cooling water supply passage W1 is blocked.
상기 제10단계(S10)에서 부터 제16단계(S16)까지는 외기온도가 10℃ 보다 낮은 경우로서, 영하의 온도까지 포함하므로 주로 겨울철에 수행하는 아아싱 방지 로직이며, 상기 제11단계(S11)와 제12단계(S12)는 앞서 설명한 제4단계(S4) 및 제5단계(S5)와 동일하게 수행하므로 상세한 설명은 생략한다.The outdoor air temperature is lower than 10 ° C from the 10th step to the 16th step (S16), and is anti-azimuthal logic performed mainly in winter because it includes a temperature of minus lower. In the eleventh step (S11) And step S12 are performed in the same manner as in the fourth step S4 and the fifth step S5 described above, and therefore, detailed description thereof will be omitted.
계속해서, 상기 제11단계(S11)로 작동 중, 차속 대비 풍속의 감소율(B)이 상기 설정값(30%) 보다 큰 상태를 유지하는 시간(T)이 2분 보다 큰지 또는 1분 보다 크고 2분 보다 작은지 또는 1분 보다 작은지를 판단하는 제13단계(S13)를 수행한다.Subsequently, during the operation in the eleventh step (S11), the time period (T) during which the rate of decrease (B) of the wind speed with respect to the vehicle speed is greater than the set value (30%) is greater than 2 minutes or greater than 1 minute (S13) of judging whether it is less than 2 minutes or less than 1 minute.
상기 제13단계(S13)의 판단결과, 차속 대비 풍속의 감소율(B)이 상기 설정값 보다 큰 상태를 유지하는 시간(T)이 2분 보다 크면, 상기 실외열교환기(14)의 공기유동방향 상류측에 설치된 플랩 도어(Flap door)(40)를 100% 폐쇄하는 제14단계(S14)를 수행하고,If it is determined in the thirteenth step S13 that the time T for which the rate of decrease of the wind speed with respect to the vehicle speed B is greater than the set value is greater than 2 minutes, the air flow direction of the outdoor heat exchanger 14 (S14) of closing the flap door (40) installed on the upstream side by 100% is performed,
차속 대비 풍속의 감소율(B)이 상기 설정값 보다 큰 상태를 유지하는 시간(T)이 1분 보다 크고 2분 보다 작으면, 상기 실외열교환기(14)의 공기유동방향 상류측에 설치된 플랩 도어(Flap door)(40)를 50% 폐쇄하는 제15단계(S15)를 수행하며,When the time T during which the reduction rate B of the wind speed with respect to the vehicle speed is kept larger than the set value is greater than 1 minute and less than 2 minutes, the flap door provided on the upstream side in the air flow direction of the outdoor heat exchanger (S15) of closing 50% of the
차속 대비 풍속의 감소율(B)이 상기 설정값 보다 큰 상태를 유지하는 시간(T)이 1분 보다 작으면, 차속 대비 풍속의 감소율(B)이 10% 보다 작을때까지 상기 냉각수공급유로(W1)를 최대개방하는 제16단계(S16)를 수행한다.When the time T for maintaining the state where the rate of decrease of the wind speed with respect to the vehicle speed B is larger than the set value is less than 1 minute, the cooling water supply passage W1 (Step S16).
즉, 상기 제11단계(S11)로 작동하는 과정에서 차속 대비 풍속의 감소율(B)이 설정값(30%) 보다 계속 큰 경우는 상기 실외열교환기(14)에 발생한 아이싱이 계속 유지되고 있는 경우로서, 이렇게 계속 유지하는 시간별로 상기 제14단계(S14)와 같이 플랩 도어(40)를 100% 폐쇄하거나 또는 상기 제15단계(S15)와 같이 50% 폐쇄하여 외기가 상기 실외열교환기(14)로 공급되는 것을 차단하거나 50%만 공급되게 함으로써 아이싱의 해동을 도모할 수 있다.That is, if the reduction rate B of the wind speed with respect to the vehicle speed continuously exceeds the set value (30%) in the process of operating in the eleventh step S11, if the icing occurring in the
즉, 겨울철에는 외기온도가 낮기 때문에 상기 실외열교환기(14)로 외기의 공급을 차단하거나 50%만 공급하는 것이 바람직한 것이다.That is, since the outside air temperature is low in winter, it is preferable to cut off the supply of outside air to the
또한, 상기 제14단계(S14) 및 제15단계(S15)에서는, 상기 실외열교환기(14)의 전방면에 대해 상,하,좌,우로 4등분한 위치에 상기 풍속계(50)가 설치되어 있기 때문에, 아이싱이 발생한 부분과 대응하는 위치에 있는 플랩 도어(40)만 선택하여 폐쇄할 수 있다.In the fourteenth step (S14) and the fifteenth step (S15), the anemometer (50) is installed at four positions on the front face of the outdoor heat exchanger (14) It is possible to select and close only the
한편, 상기 제16단계(S16)의 경우에는, 상기 냉각수공급유로(W1)만 최대개방하며, 차속 대비 풍속의 감소율(B)이 10% 보다 작을때까지 유지하게 된다.
In the sixteenth step S16, only the cooling water supply passage W1 is opened at the maximum, and the cooling water supply passage W1 is maintained until the reduction rate B of the wind speed with respect to the vehicle speed is less than 10%.
계속해서, 상기 제1단계(S1)의 판단결과, 차량 전장품(23)의 온도가 제1설정온도 보다 높으면, 전장품 냉각장치(20)를 가동하는 제17단계(S17)를 수행하고,Subsequently, if it is determined in the first step S1 that the temperature of the vehicle
상기 제17단계(S17) 작동 중, 상기 차량 전장품(23)의 온도가 제3설정온도 보다 높은지를 판단하는 제18단계(S18)를 수행하며,(S18) of determining whether the temperature of the vehicle electrical component (23) is higher than a third set temperature during the seventeenth step (S17)
상기 제18단계(S18)의 판단결과, 차량 전장품(23)의 온도가 제3설정온도 보다 높으면, 전장품 냉각장치(20)를 계속 가동하면서 상기 냉매-냉각수 열교환장치(30)로 냉각수를 공급하는 냉각수공급유로(W1)를 최대개방(100%)하는 제19단계(S19)를 수행한다.If the temperature of the vehicle
상기 제17단계(S17)는, 차량 전장품(23)의 온도가 제1설정온도 보다 상승하여 냉각이 필요한 경우로서, 상기 워터펌프(21)를 가동하여 전장품 냉각장치(20)를 가동하는 단계이다.The seventeenth step S17 is a step of activating the electric
상기 제18단계(S18)는, 상기 제17단계(S17)에서 전장품 냉각장치(20)를 가동중인 경우인데도 상기 전장품(23)의 온도가 계속 상승하여 제3설정온도 보다 상승한 경우로서, 이 경우에는 상기 전장품 냉각장치(20)의 냉각수순환라인(W)을 순환하는 냉각수를 상기 냉각수공급유로(W1)를 통해 상기 냉매-냉각수 열교환장치(30)로 공급하여 냉매순환라인(R2)을 순환하는 냉매와 열교환시켜 냉각수의 온도를 감소시키게 되고, 이로인해 상기 전장품(23)의 냉각성능을 향상시키게 된다.The 18th step S18 is a case where the temperature of the
상기 제3설정온도는, 상기 제1설정온도 보다 높은 온도로 설정된다.The third set temperature is set to a temperature higher than the first set temperature.
한편, 상기 제18단계(S18)의 판단결과, 차량 전장품(23)의 온도가 제3설정온도 보다 낮으면, 상기 제17단계(S17)로 리턴한다.On the other hand, if the temperature of the vehicle
10: 냉난방장치 11: 압축기
12: 실내열교환기 13: 팽창밸브
14: 실외열교환기 15: 유로전환밸브
20: 전장품 냉각장치 21: 워터펌프
22: 라디에이터 23: 전장품
30: 냉매-냉각수 열교환장치 31: 유량제어밸브
40: 플랩 도어 50: 풍속계10: Heating / cooling device 11: Compressor
12: indoor heat exchanger 13: expansion valve
14: outdoor heat exchanger 15: flow path switching valve
20: Electrical equipment cooling device 21: Water pump
22: Radiator 23: Electrical equipment
30: Refrigerant-cooling water heat exchanger 31: Flow control valve
40: flap door 50: anemometer
Claims (11)
히트펌프 모드시,
상기 차량 전장품(23)의 온도가 제1설정온도 보다 낮은지를 판단하는 제1단계(S1)와,
상기 제1단계(S1)의 판단결과, 차량 전장품(23)의 온도가 제1설정온도 보다 낮으면, 외기온도가 제2설정온도 보다 높은지를 판단하는 제2단계(S2)와,
상기 제2단계(S2)의 판단결과, 외기온도가 제2설정온도 보다 높으면, 상기 실외열교환기(14)의 공기유동방향 상류측 풍속을 측정하여 차속 대비 상기 풍속의 감소율(B)이 설정값 보다 큰지를 판단하는 제3단계(S3)와,
상기 제3단계(S3)의 판단결과, 차속 대비 상기 풍속의 감소율(B)이 설정값 보다 크면, 상기 냉매-냉각수 열교환장치(30)로 냉각수를 공급하는 냉각수공급유로(W1)를 최대개방하는 제4단계(S4)와,
상기 제3단계(S3)의 판단결과, 차속 대비 상기 풍속의 감소율(B)이 설정값 보다 작으면, 상기 냉각수공급유로(W1)의 개방량을 최대개방량 보다 작게 하되, 상기 감소율(B)이 점차 감소하면 상기 감소율(B)에 따라 설정된 상기 냉각수공급유로(W1)의 개방량도 점차 감소하는 제5단계(S5)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 히트 펌프 시스템의 제어방법.The compressor 11, the indoor heat exchanger 12, the expansion valve 13, the outdoor heat exchanger 14 and the flow path switching valve 15 are connected to the refrigerant circulation lines R1 and R2, An electric component cooling apparatus 20 for cooling the vehicle electrical component 23 by connecting a water pump 21, a radiator 22 and a vehicle electrical component 23 on a cooling water circulation line W And a coolant-coolant heat exchanger (30) for exchanging heat between the coolant of the cooling / heating unit (10) and the cooling water of the electric component cooling apparatus (20), the method comprising:
In the heat pump mode,
A first step (S1) of determining whether the temperature of the vehicle electrical component (23) is lower than a first set temperature,
A second step S2 of determining whether the outdoor temperature is higher than the second set temperature when the temperature of the vehicle electrical component 23 is lower than the first set temperature as a result of the determination in the first step S1,
If the outdoor air temperature is higher than the second set temperature as a result of the determination in the second step S2, the wind speed upstream of the outdoor heat exchanger 14 in the air flow direction is measured, and the decrease rate B of the wind speed (S3) for judging whether or not the difference is larger than a predetermined value,
As a result of the third step S3, if the rate of decrease B of the wind speed with respect to the vehicle speed is greater than the predetermined value, the cooling water supply passage W1 for supplying the cooling water to the refrigerant- A fourth step S4,
If the rate of decrease B of the wind speed with respect to the vehicle speed is smaller than the set value as a result of the third step S3, the opening amount of the cooling water supply flow path W1 is made smaller than the maximum opening amount, (S5) in which the opening amount of the coolant supply passage (W1) set according to the decrease rate (B) gradually decreases when the temperature of the coolant supply passage (W1) decreases gradually.
상기 제3단계(S3)에서 설정값은 30% 이고,
상기 제5단계(S5)는, 상기 감소율(B)이 20% 보다 크고 30% 보다 작으면 상기 냉각수공급유로(W1)를 80% 개방하며, 상기 감소율(B)이 10% 보다 크고 20% 보다 작으면 상기 냉각수공급유로(W1)를 50% 개방하고, 상기 감소율(B)이 10% 보다 작으면 상기 냉각수공급유로(W1)를 차단하는 것을 특징으로 하는 차량용 히트 펌프 시스템의 제어방법.The method according to claim 1,
In the third step S3, the set value is 30%
If the reduction rate B is greater than 20% and less than 30%, the cooling water supply passage W1 is opened by 80%, and the reduction rate B is greater than 10% and less than 20% , The cooling water supply passage (W1) is opened by 50% if the cooling water supply passage (W1) is small, and the cooling water supply passage (W1) is blocked when the reduction ratio (B) is smaller than 10%.
상기 제4단계(S4)로 작동 중, 차속 대비 풍속의 감소율(B)이 상기 설정값 보다 큰 상태를 유지하는 시간(T)이 2분 보다 큰지 또는 1분 보다 크고 2분 보다 작은지 또는 1분 보다 작은지를 판단하는 제6단계(S6)를 수행하는 것을 특징으로 하는 차량용 히트 펌프 시스템의 제어방법.The method according to claim 1,
(T) during which the decrease rate B of the wind speed with respect to the vehicle speed is greater than the set value during the fourth step (S4) is greater than 2 minutes or greater than 1 minute and less than 2 minutes, or 1 (S6) of judging whether or not the temperature of the heat pump system is less than the predetermined temperature.
상기 제6단계(S6)의 판단결과,
차속 대비 풍속의 감소율(B)이 상기 설정값 보다 큰 상태를 유지하는 시간(T)이 2분 보다 크면, 상기 실외열교환기(14)의 공기유동방향 상류측에 설치된 플랩 도어(Flap door)(40)를 100% 개방하는 제7단계(S7)와,
차속 대비 풍속의 감소율(B)이 상기 설정값 보다 큰 상태를 유지하는 시간(T)이 1분 보다 크고 2분 보다 작으면, 상기 실외열교환기(14)의 공기유동방향 상류측에 설치된 플랩 도어(Flap door)(40)를 50% 개방하는 제8단계(S8)와,
차속 대비 풍속의 감소율(B)이 상기 설정값 보다 큰 상태를 유지하는 시간(T)이 1분 보다 작으면, 차속 대비 풍속의 감소율(B)이 10% 보다 작을때까지 상기 냉각수공급유로(W1)를 최대개방하는 제9단계(S9)를 수행하는 것을 특징으로 하는 차량용 히트 펌프 시스템의 제어방법.The method of claim 3,
As a result of the sixth step S6,
A flap door provided on the upstream side in the air flow direction of the outdoor heat exchanger 14 when the time T for which the rate of decrease of the wind speed with respect to the vehicle speed B is greater than the set value is greater than 2 minutes A seventh step (S7) of opening 100%
When the time T during which the reduction rate B of the wind speed with respect to the vehicle speed is kept larger than the set value is greater than 1 minute and less than 2 minutes, the flap door provided on the upstream side in the air flow direction of the outdoor heat exchanger (S8) of opening 50% of the flap door 40,
When the time T for maintaining the state where the rate of decrease of the wind speed with respect to the vehicle speed B is larger than the set value is less than 1 minute, the cooling water supply passage W1 (S9) of maximizing the opening degree of the heat pump.
상기 플랩 도어(40)는, 상기 실외열교환기(14)에 대해 상,하,좌,우로 4등분한 위치와 대응되는 위치에 각각 설치되고,
상기 플랩 도어(40)와 상기 실외열교환기(14)의 사이에는 상기 각각의 플랩 도어(40) 위치와 대응하는 위치에 상기 풍속을 측정하는 풍속계(50)가 설치되며,
싱기 제7단계(S7) 및 제8단계(S8)는, 상기 실외열교환기(14)에서 아이싱(Icing)이 발생한 부분과 대응하는 위치에 있는 플랩 도어(40)만 선택하여 개방하는 것을 특징으로 하는 차량용 히트 펌프 시스템의 제어방법.5. The method of claim 4,
The flap door (40) is installed at a position corresponding to a position where the flap door (40) is divided into four sections, that is, the upper, lower, left, and right sides of the outdoor heat exchanger (14)
An anemometer 50 is provided between the flap door 40 and the outdoor heat exchanger 14 at a position corresponding to the position of each of the flap doors 40,
The seventh step S7 and the eighth step S8 are characterized in that only the flap door 40 at a position corresponding to the portion where icing occurs in the outdoor heat exchanger 14 is selected and opened A control method for a vehicle heat pump system.
상기 제2단계(S2)의 판단결과, 외기온도가 제2설정온도 보다 낮으면, 차속 대비 상기 풍속의 감소율(B)이 설정값 보다 큰지를 판단하는 제10단계(S10)와,
상기 제10단계(S10)의 판단결과, 차속 대비 상기 풍속의 감소율(B)이 설정값 보다 크면, 상기 냉매-냉각수 열교환장치(30)로 냉각수를 공급하는 냉각수공급유로(W1)를 최대개방하는 제11단계(S11)와,
상기 제10단계(S10)의 판단결과, 차속 대비 상기 풍속의 감소율(B)이 설정값 보다 작으면, 상기 냉각수공급유로(W1)의 개방량을 최대개방량 보다 작게 하되, 상기 감소율(B)이 점차 감소하면 상기 감소율(B)에 따라 설정된 상기 냉각수공급유로(W1)의 개방량도 점차 감소하는 제12단계(S12)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 히트 펌프 시스템의 제어방법.The method according to claim 1,
(S10) for determining whether the rate of decrease (B) of the wind speed with respect to the vehicle speed is greater than a set value when the outside air temperature is lower than the second set temperature as a result of the determination in the second step (S2)
As a result of the determination in the tenth step S10, if the rate of decrease B of the wind speed with respect to the vehicle speed is greater than the set value, the cooling water supply passage W1 for supplying the cooling water to the refrigerant-coolant heat exchanger 30 is opened The eleventh step S11,
If the decrease rate B of the wind speed with respect to the vehicle speed is less than the set value as a result of the determination in the tenth step S10, the opening amount of the cooling water supply flow path W1 is made smaller than the maximum opening amount, And a twelfth step (S12) in which the opening amount of the cooling water supply passage (W1) set according to the reduction rate (B) gradually decreases.
상기 제10단계(S10)에서 설정값은 30% 이고,
상기 제12단계(S12)는, 상기 감소율(B)이 20% 보다 크고 30% 보다 작으면 상기 냉각수공급유로(W1)를 80% 개방하며, 상기 감소율(B)이 10% 보다 크고 20% 보다 작으면 상기 냉각수공급유로(W1)를 50% 개방하고, 상기 감소율(B)이 10% 보다 작으면 상기 냉각수공급유로(W1)를 차단하는 것을 특징으로 하는 차량용 히트 펌프 시스템의 제어방법.The method according to claim 6,
In the tenth step S10, the set value is 30%
If the decrease rate B is greater than 20% and less than 30%, the cooling water supply passage W1 is opened by 80%, and the reduction rate B is greater than 10% and less than 20% , The cooling water supply passage (W1) is opened by 50% if the cooling water supply passage (W1) is small, and the cooling water supply passage (W1) is blocked when the reduction ratio (B) is smaller than 10%.
상기 제11단계(S11)로 작동 중, 차속 대비 풍속의 감소율(B)이 상기 설정값 보다 큰 상태를 유지하는 시간(T)이 2분 보다 큰지 또는 1분 보다 크고 2분 보다 작은지 또는 1분 보다 작은지를 판단하는 제13단계(S13)를 수행하는 것을 특징으로 하는 차량용 히트 펌프 시스템의 제어방법.The method according to claim 6,
If the time (T) during which the rate of decrease (B) of wind speed with respect to the vehicle speed is greater than the set value during the operation in the eleventh step (S11) is greater than 2 minutes or greater than 1 minute and less than 2 minutes, or 1 (S13) of judging whether or not the temperature of the heat pump is less than the predetermined temperature.
상기 제13단계(S13)의 판단결과,
차속 대비 풍속의 감소율(B)이 상기 설정값 보다 큰 상태를 유지하는 시간(T)이 2분 보다 크면, 상기 실외열교환기(14)의 공기유동방향 상류측에 설치된 플랩 도어(Flap door)(40)를 100% 폐쇄하는 제14단계(S14)와,
차속 대비 풍속의 감소율(B)이 상기 설정값 보다 큰 상태를 유지하는 시간(T)이 1분 보다 크고 2분 보다 작으면, 상기 실외열교환기(14)의 공기유동방향 상류측에 설치된 플랩 도어(Flap door)(40)를 50% 폐쇄하는 제15단계(S15)와,
차속 대비 풍속의 감소율(B)이 상기 설정값 보다 큰 상태를 유지하는 시간(T)이 1분 보다 작으면, 차속 대비 풍속의 감소율(B)이 10% 보다 작을때까지 상기 냉각수공급유로(W1)를 최대개방하는 제16단계(S16)를 수행하는 것을 특징으로 하는 차량용 히트 펌프 시스템의 제어방법.9. The method of claim 8,
As a result of the determination in the thirteenth step S13,
A flap door provided on the upstream side in the air flow direction of the outdoor heat exchanger 14 when the time T for which the rate of decrease of the wind speed with respect to the vehicle speed B is greater than the set value is greater than 2 minutes (S14) of closing 100%
When the time T during which the reduction rate B of the wind speed with respect to the vehicle speed is kept larger than the set value is greater than 1 minute and less than 2 minutes, the flap door provided on the upstream side in the air flow direction of the outdoor heat exchanger A fifteenth step S15 of closing the flap door 40 by 50%
When the time T for maintaining the state where the rate of decrease of the wind speed with respect to the vehicle speed B is larger than the set value is less than 1 minute, the cooling water supply passage W1 (S16) of opening the maximum heat capacity of the heat pump system for the vehicle.
상기 플랩 도어(40)는, 상기 실외열교환기(14)에 대해 상,하,좌,우로 4등분한 위치와 대응되는 위치에 각각 설치되고,
상기 플랩 도어(40)와 상기 실외열교환기(14)의 사이에는 상기 각각의 플랩 도어(40) 위치와 대응하는 위치에 상기 풍속을 측정하는 풍속계(50)가 설치되며,
싱기 제14단계(S14) 및 제15단계(S15)는, 상기 실외열교환기(14)에서 아이싱(Icing)이 발생한 부분과 대응하는 위치에 있는 플랩 도어(40)만 선택하여 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 차량용 히트 펌프 시스템의 제어방법.10. The method of claim 9,
The flap door (40) is installed at a position corresponding to a position where the flap door (40) is divided into four sections, that is, the upper, lower, left, and right sides of the outdoor heat exchanger (14)
An anemometer 50 is provided between the flap door 40 and the outdoor heat exchanger 14 at a position corresponding to the position of each of the flap doors 40,
The flush door 40 at the position corresponding to the portion where icing occurs in the outdoor heat exchanger 14 is selected and closed in the fourteenth step S14 and the fifteenth step S15 A control method for a vehicle heat pump system.
상기 제1단계(S1)의 판단결과, 차량 전장품(23)의 온도가 제1설정온도 보다 높으면, 전장품 냉각장치(20)를 가동하는 제17단계(S17)를 수행하고,
상기 제17단계(S17) 작동 중, 상기 차량 전장품(23)의 온도가 제3설정온도 보다 높은지를 판단하는 제18단계(S18)를 수행하며,
상기 제18단계(S18)의 판단결과, 차량 전장품(23)의 온도가 제3설정온도 보다 높으면, 전장품 냉각장치(20)를 계속 가동하면서 상기 냉매-냉각수 열교환장치(30)로 냉각수를 공급하는 냉각수공급유로(W1)를 최대개방하는 제19단계(S19)를 수행하는 것을 특징으로 하는 차량용 히트 펌프 시스템의 제어방법.The method according to claim 1,
If the temperature of the vehicle electrical component 23 is higher than the first set temperature as a result of the determination in the first step S1, the seventeenth step S17 of operating the electrical component cooling apparatus 20 is performed,
(S18) of determining whether the temperature of the vehicle electrical component (23) is higher than a third set temperature during the seventeenth step (S17)
If the temperature of the vehicle electrical component 23 is higher than the third set temperature as a result of the determination in the step S18, the cooling water is supplied to the refrigerant-cooling water heat exchanger 30 while the electrical component cooling apparatus 20 is continuously operated (S19) of opening the cooling water supply flow path (W1) to the maximum extent.
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