KR101633934B1 - 압축기 예상토크 산출방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공조장치 오프 후 다시 구동되는 경우 압축기의 예상토크가 실토크에 비하여 과도하게 낮게 연산되는 현상을 방지하는 차량용 공조장치의 압축기 예상토크 산출방법에 관한 것이다. 본 발명은 엔진의 구동력을 이용하여 동작하는 차량용 공조장치의 압축기 예상토크 산출방법에 있어서, 공조장치의 오프 상태에서 냉방팬의 구동을 감지하는 단계와; 상기 공조장치가 오프된 상태에서 상기 냉방팬이 구동된 시점의 상기 공조장치의 자동압력변환기의 압력을 저장하는 단계; 그리고 상기 공조장치의 구동이 감지되면, 저장된 자동압력변환기의 압력과 상기 공조장치의 구동시점의 자동압력변환기의 압력 중 더 큰 값을 이용하여 압축기의 예상토크를 산출하는 단계를 포함하여 수행될 수 있다. 위에서 살핀 바와 같은 본 발명에 의한 차량용 공조장치의 압축기 예상토크 산출방법에서는 공조장치 온/오프 시의 엔진 회전수의 급변 및 그에 따른 시동꺼짐 현상을 방지할 수 있고, 보다 안정적인 주행환경을 제공할 수 있다는 장점이 있다.

Description

압축기 예상토크 산출방법{METHOD FOR CALCULATING TORQUE OF COMPRESSOR}

본 발명은 차량용 공조장치의 압축기 예상토크 산출방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공조장치 오프 후 다시 구동되는 경우 압축기의 예상토크가 실토크에 비하여 과도하게 낮게 연산되는 현상을 방지하는 차량용 공조장치의 압축기 예상토크 산출방법에 관한 것이다.

차량 내에는 차량의 각종 기관의 과열현상을 방지하고, 라디에이터와 응축기 등의 열교환기로 냉각수 및 냉매가 순환될 때 외부 공기를 흡인하여 냉각수의 온도를 낮춰 냉각 효과를 증대시키기 위하여 냉각팬(Cooling Fan)이 구비된다. 일반적으로 냉각팬은 금속편 또는 합성수지로 성형한 블레이드와 이를 회전시키는 직류 전동모터 등으로 구성된다.

이와 같은 냉각팬은 항상 구동되는 것은 아니고 일정 조건이 만족되는 경우에 구동된다. 우선, 냉각수의 온도가 과도하게 높은 경우에 작동하고, 공조장치의 자동압력변환기(Automotive Pressure Transducer; 이하 'APT'라고 한다)의 압력이 높거나, 공조장치의 냉방 기능이 온(On)된 경우, 또는 차랑의 주행속도가 높은 경우 등의 조건에서 작동한다.

한편 차량의 공조장치는 차량의 동력장치를 이용하여 냉매를 압축하고 다시 외부 공기에 의해 응축하여 급격히 팽창 후 증발을 시킴으로 냉매가 증발시 외부의 열을 빼앗아 차가워짐으로 증발기 표면에 송풍을 하여 열 교환된 공기를 이용하여 찬바람을 얻게 되고, 동력 발생 장치에서 연료가 연소된 열을 이용하는데 엔진에 의해서 데워진 냉각수를 이용하여 히터코어 표면에 송풍을 하여 더운 바람을 얻는 방법을 기본으로 하여 차량 실내 공기를 조절한다.

이와 같은 차량용 공조장치 내에서 냉매를 압축하기 위하여 구비되는 압축기는 차량의 엔진으로부터 구동력을 전달받아 동작한다. 따라서 엔진을 제어하는 엔진제어시스템(Engine Management System; 이하 EMS라고 한다)은 압축기를 구동하는데 요구되는 엔진 부하량을 미리 예상한 값에 해당하는 예상토크를 산출하여 엔진의 구동토크에 산출된 예상토크를 보상하고, 보상된 구동토크 값에 의하여 엔진을 제어한다. 이때 산출된 압축기 구동을 위한 예상토크가 실제 토크값보다 작으면 엔진의 토크가 모자라 엔진 회전수의 급격한 유동을 야기하여 주행 성능을 저하시킨다.

한편 엔진 제어를 위하여 요구되는 공조장치의 압축기의 예상토크를 산출하기 위한 하나의 지표로서 위에서 설명한 공조장치의 APT의 압력값이 사용된다. 상기 APT 압력이 큰 경우 압축기의 예상토크 또한 커지고, APT 압력이 적은 경우 압축기의 예상토크도 상대적으로 적은 값으로 산출된다.

위에서 설명한 바와 같은 냉각팬의 작동과, 엔진 냉각수의 온도, 공조장치의 APT 압력, 공조장치의 구동상태 등은 결과적으로 압축기의 예상토크 산출에 영향을 미치고 그에 따라 엔진이 제어된다. 따라서 이들을 통하여 압축기의 예상토크를 산출함에 있어서, 압축기가 실제로 구동할 때 엔진이 보상하는 엔진의 실토크량과 큰 차이가 없도록 하는 것이 매우 중요하다.

도 1은 일반적인 공조장치의 APT 압력 변화에 따른 압축기 예상토크 변동과, 그에 의한 엔진 회전수 유동을 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 공조장치의 냉방기능, 즉 차량의 에어컨(A/C)이 오프된 상태에서는 엔진 냉각수는 충분히 냉각되지 못하므로 서서히 그 온도가 증가하게 된다. 반면에 상기 공조장치의 APT 압력은 공조장치가 구동을 정지하였으므로 서서히 감소하여 일정한 값으로 수렴된다. 한편 공조장치의 냉방 기능이 오프된 상태에서는 압축기가 구동하지 않으므로 압축기의 예상토크 또한 0으로 산출되고, 압축기 예상토크와 실토크 사이의 차이로 인하여 야기될 수 있는 엔진 회전수의 유동도 발생하지 않는다.

한편 도 1에 도시된 바와 같이 공조장치의 냉방 기능이 오프된 후, 도면의 좌측에 도시된 것처럼 충분한 시간이 경과하기 이전에 공조장치가 다시 구동되는 경우에는, 냉각수의 온도가 과도하게 증가되기 이전에 공조장치가 구동하고, 그에 따라 상기 공조장치의 APT 압력이 과도하게 낮아지기 전에 상기 냉각팬이 작동된다. 이 경우 공조장치의 구동으로 APT 압력이 다시 증가하기 때문에 냉각팬 작동에 의한 온도 감소에 따른 공조장치의 APT 압력의 급감이 방지되고, APT 압력이 감소한 경우 그에 대응하여 압축기의 예상토크값이 실토크 값보다 과도하게 저평가되는 현상은 일어나지 않는다. 따라서 엔진 회전수의 유동도 과도하게 발생하지 않는다.

그러나 도 1의 우측에 도시된 바와 같이 공조장치의 냉방 기능이 오프된 후, 상당 시간이 경과한 때까지 공조장치의 냉방 기능이 다시 온(On)되지 않는 경우에는 냉각수의 온도가 서서히 증가하여 냉각팬이 구동하게 된다. 즉, 도 1의 좌측의 경우 냉각수의 온도가 냉각팬을 작동시키는 조건이 될 때까지 증가하기 이전에 공조장치가 온되어 냉각팬이 작동하게 되는 반면, 도 1의 우측에 도시된 경우에는, 냉각수 온도가 냉각팬을 작동시켜야할 만큼 증가되어 공조장치가 온 제어되기 전에 냉각팬이 구동된다.

이와 같이 공조장치가 구동하기 전에 냉각팬이 작동하는 경우, 상기 공조장치의 APT 압력은 공조장치가 구동되지 않으므로 증가하지 않을 뿐아니라 냉각팬의 작동에 의한 온도 하강에 의하여 오히려 감소한다. 따라서 냉각팬이 작동한 시점부터 공조장치의 냉방 기능이 다시 온되기 전까지 상기 공조장치의 APT 압력은 서서히 하강한다.

이 상태에서 다시 상기 공조장치가 온 제어되면, 상기 EMS는 공조장치의 압축기 구동에 요구되는 예상토크를 미리 예측하여 엔진을 제어한다. 이때 상기 압축기의 예상토크는 이미 설명한 바와 같이 상기 공조장치의 APT 압력의 영향을 받는다.

상기 공조장치의 냉방기능이 온 되는 시점에서 상기 공조장치의 APT 압력은 냉방팬 구동에 의하여 낮아진 상태이므로, 이를 이용하여 산출되는 압축기의 예상토크 또한 낮게 산출된다.

도 1의 우측에 도시된 경우와 같이 공조장치가 오프된 후, 상당시간이 경과한 후에 온되는 때에는, 상기 공조장치의 APT 압력이 설명한 바와 같이 낮아진 상태에서 공조장치가 온 제어되기 때문에 공조장치 구동시의 상기 압축기의 예상토크 또한 낮아지고, 그에 따라 실토크가 예상토크보다 커지는 문제점이 발생한다. 그리고 그 차이에 대응하여 엔진 회전수의 급격한 유동이 발생하게 된다.

따라서 종래와 같은 압축기 예상토크 산출방법을 따르면, 공조장치 오프 후 상당 시간이 경과한 후 다시 온 하는 경우, 공조장치 구동시 엔진 회전수의 급격한 유동이 발생한다는 문제점이 있었다.

특히 실토크가 예상토크와 큰 차이를 갖는 경우 순간적으로 엔진 회전수가 급격하게 감소하여 시동꺼짐의 현상 등이 발생할 수 있어 주행 성능을 과도하게 저하시키는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 공조장치 오프 후, 상당 시간이 경과한 후에 공조장치를 다시 구동시키는 경우 엔진의 RPM 유동을 방지할 수 있는 차량용 공조장치의 압축기 예상토크 산출방법을 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 엔진의 구동력을 이용하여 동작하는 차량용 공조장치의 압축기 예상토크 산출방법에 있어서, 공조장치의 오프 상태에서 냉방팬의 구동을 감지하는 단계와; 상기 공조장치가 오프된 상태에서 상기 냉방팬이 구동된 시점의 상기 공조장치의 자동압력변환기의 압력을 저장하는 단계; 그리고 상기 공조장치의 구동이 감지되면, 저장된 자동압력변환기의 압력과 상기 공조장치의 구동시점의 자동압력변환기의 압력 중 더 큰 값을 이용하여 압축기의 예상토크를 산출하는 단계를 포함하여 수행될 수 있다.

또한 상기 압축기 예상토크 산출방법은, 산출된 예상토크를 엔진 제어를 위한 제어값인 엔진 구동토크에 더하여 보상하고, 보상된 구동토크 값을 이용하여 엔진을 제어하는 단계를 더 포함하여 수행될 수도 있다.

위에서 살핀 바와 같은 본 발명에 의한 차량용 공조장치의 압축기 예상토크 산출방법에서는 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.

즉, 공조장치 온/오프 시의 엔진 회전수의 급변 및 그에 따른 시동꺼짐 현상을 방지할 수 있다는 장점이 있다.

또한 본 발명에 의한 차량용 공조장치의 압축기 예상토크 산출방법에서는 보다 안정적인 주행환경을 제공할 수 있다는 장점이 있다.

도 1은 일반적인 공조장치의 APT 압력 변화에 따른 압축기 예상토크 변동과, 그에 의한 엔진 회전수 유동을 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 구체적인 실시예에 의한 압축기 예상토크 산출방법을 단계적으로 도시한 흐름도.
도 3은 본 발명의 구체적인 실시예에 의한 압축기 예상토크 산출방법에 의한 APT 압력 변화에 따른 압축기 예상토크 변동과 그에 의한 엔진 회전수 유동을 도시한 도면.

이하에서는 상기한 바와 같은 본 발명에 의한 차량용 공조장치의 압축기 예상토크 산출방법을 구체적인 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 구체적인 실시예에 의한 압축기 예상토크 산출방법을 단계적으로 도시한 흐름도이고, 도 3은 본 발명의 구체적인 실시예에 의한 압축기 예상토크 산출방법에 의한 APT 압력 변화에 따른 압축기 예상토크 변동과 그에 의한 엔진 회전수 유동을 도시한 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 구체적인 실시예에 의한 압축기의 예상토크 산출방법은, 우선 공조장치의 냉방 기능이 오프되는 단계(S100)로부터 시작된다. 즉, 주행자가 차량 에어컨을 오프하여 압축기 구동이 종료되는지 여부를 감시한다. 공조장치가 오프되면, 공조장치의 압축기 구동을 위한 토크가 요구되지 않으므로, 압축기의 예상토크를 엔진 구동토크에 보상하여 엔진을 제어하지 않아도 된다.

그리고 상기 공조장치가 오프된 상태에서 냉방팬이 구동되는지 여부를 감시한다(S200). 상기 공조장치가 오프된 상태에서 냉방팬이 구동되면, 압축기의 예상토크를 산출하고, 산출된 값을 엔진 구동토크에 보상하여 엔진을 제어하는 엔진제어시스템, 즉 EMS는 냉방팬이 구동되는 시점의 공조장치의 APT 압력값을 저장한다(S300). 여기서 상기 APT는 종래기술에서 설명한 바와 같이 공조장치의 자동압력변환기(Automotive Pressure Transducer)를 의미한다.

그리고 다시 공조장치가 냉방 기능으로 구동되면(S400) 상기 EMS는 현재의 공조장치의 APT 압력값을 감지하여, 감지된 APT 압력값과, 미리 저장된 상기 냉방팬의 구동시점의 APT 압력값을 서로 비교하여 그 중 더 높은 값으로 상기 압축기의 예상토크를 산출한다(S500).

그리고 산출된 압축기의 예상토크값을 엔진의 구동토크에 보상하여, 산출된 압축기의 예상토크만큼 증가된 제어값에 의하여 엔진을 제어한다(S600).

이와 같은 압축기의 예상토크 산출방법에 의하면, 도 3에 도시된 바와 같이, 공조장치의 오프 후 공조장치가 다시 구동하기 전에 냉방팬이 작동하더라도, 냉방팬이 작동하는 시점의 공조장치의 APT 압력값이 저장되고, 공조장치가 다시 구동되는 경우에는 현재의 공조장치의 APT 압력값과 저장된 APT 압력값 중 더 높은 값으로 압축기의 예상토크를 산출한다.

따라서 이와 같은 방법으로 산출된 예상토크는 도면에 도시된 공조장치의 온 제어 시점의 APT 압력보다 큰 값에 의하여 연산된 예상토크 값보다 큰 값을 갖는다.

그에 따라 실토크와 압축기의 예상토크 사이의 차이가 줄어들고, 엔진의 회전수의 급감 현상이 저하된다.

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.

Claims (2)

1. 엔진의 구동력을 이용하여 동작하는 차량용 공조장치의 압축기 예상토크 산출방법에 있어서,
   공조장치의 오프 상태에서 냉방팬의 구동을 감지하는 단계와;
   상기 공조장치가 오프된 상태에서 상기 냉방팬이 구동된 시점의 상기 공조장치의 자동압력변환기의 압력을 저장하는 단계; 그리고
   상기 공조장치의 구동이 감지되면, 저장된 자동압력변환기의 압력과 상기 공조장치의 구동시점의 자동압력변환기의 압력 중 더 큰 값을 이용하여 압축기의 예상토크를 산출하는 단계를 포함하여 수행됨을 특징으로 하는 차량용 공조장치의 압축기 예상토크 산출방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 압축기 예상토크 산출방법은,
   산출된 예상토크를 엔진 제어를 위한 제어값인 엔진 구동토크에 더하여 보상하고, 보상된 구동토크 값을 이용하여 엔진을 제어하는 단계를 더 포함하여 수행됨을 특징으로 하는 차량용 공조장치의 압축기 예상토크 산출방법.
   

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