KR101983697B1 - 차량용 히트 펌프 시스템의 전동 압축기 제어 방법 - Google Patents

차량용 히트 펌프 시스템의 전동 압축기 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량용 히트 펌프 시스템의 전동 압축기 제어 방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 압축기의 토출압에 따라 압축기 회전수를 일정 범위 이내로 제어함으로써, 과부하에 의한 압축기의 예기치 못한 작동 정지와, 잦은 재기동에 따른 소음 및 진동 발생을 방지할 수 있다.

Description

차량용 히트 펌프 시스템의 전동 압축기 제어 방법{Method for controlling electric compressor of heat pump system for a automotive vehicle}
본 발명은 전동 압축기 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 압축기의 토출압에 따라 압축기 회전수를 제어함으로써, 차량용 히트 펌프 시스템에서 압축기의 예기치 못한 작동 정지를 방지할 수 있는, 차량용 히트 펌프 시스템의 전동 압축기 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로 히트 펌프 시스템은 하나의 냉매 시스템을 이용하여 냉방과 난방을 동시에 수행하도록 하는 공기조화시스템을 의미한다.
따라서, 히트 펌프 시스템은 압축기, 실내 열교환기, 실외 열교환기, 팽창밸브 및 방향조절밸브를 구비한다.
히트 펌프 시스템에서 냉방시에는 냉매가 압축기, 실외 열교환기, 팽창밸브, 실내 열교환기, 압축기의 경로로 순환되고, 난방시에는 압축기, 실내 열교환기, 팽창밸브, 실외 열교환기, 압축기의 경로로 순환된다.
즉, 냉방시에는 실내 열교환기가 증발기로 작동되고 실외 열교환기는 응축기로 작동되며, 난방시에는 실내 열교환기가 응축기로 작동되고 실외 열교환기가 증발기로 작동되는 것이다.
도 1은 한국공개특허공보 제10-2008-0026983호(특허문헌 1)에 개시된 종래의 차량용 히트 펌프 시스템을 도시한 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 차량용 히트 펌프 시스템은 압축기(10)와 실내 열교환기(20)를 구비한다.
압축기(10)는 기화된 냉매를 고온, 고압의 가스로 압축하고, 실내 열교환기(20)는 압축된 고온, 고압의 냉매를 외부 공기와 열교환시킨다.
또한, 종래의 차량용 히트 펌프 시스템은 팽창밸브(30)와 실외 열교환기(40)와 내부 열교환기(50)를 구비한다.
팽창밸브(30)는 실내 열교환기(20)에서 열교환된 냉매를 저온, 저압으로 팽창시키고, 실외 열교환기(40)는 팽창된 저온, 저압의 냉매를 유입한 후, 주변의 공기와 열교환시켜서 기화시킨다. 특히, 실외 열교환기(40)는 차량의 실외에 설치되며, 주위의 열을 흡수하면서 저온, 저압의 냉매를 기화시킨다.
내부 열교환기(50)는 실내 열교환기(20)의 출구측 냉매와 실외 열교환기(40)의 출구측 냉매를 상호 열교환시키는 것으로, 실내 열교환기(20)의 출구측 냉매 온도를 강제적으로 낮춰 준다.
여기서, 내부 열교환기(50)는, 서로 대응되는 제1 유로(52)와 제2 유로(54)를 갖추고 있는데, 제1 유로(52)에는 실내 열교환기(20)로부터 팽창밸브(30)로 흐르는 고온의 냉매가 통과할 수 있고, 제2 유로(54)에는 실외 열교환기(40)로부터 압축기(10)로 흐르는 저온의 냉매가 통과할 수 있다. 따라서, 제1 유로(52)를 통과하는 고온의 냉매와, 제2 유로(54)를 통과하는 저온의 냉매는 상호 열교환되는 것이다.
이때, 내부 열교환기(50)의 제2 유로(54)로부터 압축기(10)로 흐르는 냉매를 가열하기 위한 가열수단(60)이 구비될 수 있으며, 이 가열수단(60)은 열선 또는 PTC(Positive Temperature Coefficient) 히터(62)로 구성될 수 있다.
그런데, 이와 같은 종래의 차량용 히트 펌프 시스템은, 냉방 또는 난방시 시스템의 과부하 방지를 위해 전동 압축기를 강제로 컷-오프(cut off)하는 제어 로직을 갖추고 있다.
즉, 냉방시(에어컨 모드) 전동 압축기의 작동 중에, 고압측 압력인 토출압이 일정 이상 증가하게 되면, 히트 펌프 시스템의 내구 및 안전을 위해 강제로 전동 압축기를 작동 정지시켰다.
또한, 난방시(히트 펌프 모드)에는 낮은 외기온 때문에 냉방시에 비해 일반적으로 냉매의 압축비가 높아지므로, 동일한 압축기 회전수(rpm)에서도 부하 증가로 인한 과전류에 의해 전동 압축기가 작동 정지되는 경우가 있다.
이처럼, 냉방시 또는 난방시 전동 압축기가 예기치 못하게 작동 정지(cut-off)되면, 차량 실내의 냉방 및 난방 역할을 수행하지 못하여 탑승자가 불쾌감을 느낄 수 있고, 또한 반복되는 재기동으로 인해 소음 및 진동이 야기되는 문제가 있다.
KR 10-2008-0026983 A (2008.03.26 공개)
본 발명은 상술한 바와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 일 실시예는, 압축기의 토출압에 따라 압축기 회전수를 제어함으로써, 예기치 못한 압축기의 작동 정지를 방지할 수 있는 차량용 히트 펌프 시스템의 전동 압축기 제어 방법의 제공을 목적으로 한다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 의하면, 목표온도와 실내온도를 감지하는 온도 감지 단계; 상기 온도감지 단계에서 감지된 목표온도와 실내온도에 의해 압축기의 회전수를 연산하는 회전수 연산 단계; 상기 압축기의 토출압을 감지하는 토출압 감지 단계; 및 냉방운전인 경우, 상기 토출압이 미리 설정된 최대 냉방 토출압 이상이면 상기 압축기의 회전수를 감소시키고, 상기 토출압이 미리 설정된 최소 냉방 토출압 이하이면 상기 압축기의 회전수를 증가시키는 회전수 조절 단계;를 포함하며, 상기 회전수 조절 단계 이후에 상기 토출압 감지 단계를 다시 수행하되, 회전수 감소 후 일정 시간 경과 후에도 토출압이 상기 최소 냉방 토출압 이하이고 실내온도가 상기 목표온도보다 높은 경우, 상기 회전수 조절 단계에서 이전의 슬루 레이트보다 증가된 슬루 레이트로 상기 압축기의 회전수를 증가시키는 것을 특징으로 하는 차량용 히트 펌프 시스템의 전동 압축기 제어 방법이 제공된다.
여기서, 상기 회전수 조절 단계에서, 상기 압축기의 회전수는 미리 설정된 슬루 레이트로 감소된다.
또한, 상기 회전수 조절 단계 수행 후, 상기 압축기의 회전수가 미리 설정된 최소 회전수 이하인 경우, 상기 압축기의 작동을 정지한다.
한편, 목표온도와 실내온도를 감지하는 온도 감지 단계; 상기 온도감지 단계에서 감지된 목표온도와 실내온도에 의해 압축기의 회전수를 연산하는 회전수 연산 단계; 상기 압축기의 토출압을 감지하는 토출압 감지 단계; 및 난방운전인 경우, 상기 토출압이 미리 설정된 최대 난방 토출압 이상이면 상기 압축기의 회전수를 감소시키고, 상기 토출압이 미리 설정된 최소 난방 토출압 이하이면 상기 압축기의 회전수를 증가시키는 회전수 조절 단계;를 포함하며, 상기 회전수 조절 단계 이후에 상기 토출압 감지 단계를 다시 수행하되, 회전수 감소 후 일정 시간 경과 후에도 토출압이 상기 최소 난방 토출압 이하이고 실내온도가 상기 목표온도보다 낮은 경우, 상기 회전수 조절 단계에서 이전의 슬루 레이트보다 증가된 슬루 레이트로 상기 압축기의 회전수를 증가시키는 것을 특징으로 하는 차량용 히트 펌프 시스템의 전동 압축기 제어 방법이 제공된다.
여기서, 상기 회전수 조절 단계에서, 상기 압축기의 회전수 감소 후 상기 토출압이 상기 최대 난방 토출압 이상이고 상기 실내온도가 상기 목표온도보다 낮은 경우, PTC 히터를 작동한다.
이때, 상기 회전수 조절 단계 수행 후, 상기 압축기의 회전수가 미리 설정된 최소 회전수 이하인 경우, 상기 압축기의 작동을 정지한다.
또한, 상기 회전수 조절 단계에서 상기 토출압이 미리 설정된 한계 난방 토출압 이상이면 상기 압축기의 작동을 정지한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 히트 펌프 시스템의 전동 압축기 제어 방법에 의하면, 냉방 또는 난방시 압축기의 토출압에 따라 압축기 회전수가 제어됨으로써, 압축기의 토출압이 일정 범위 이내로 제한된다.
따라서, 과부하에 따른 압축기의 예기치 못한 작동 정지를 방지하여, 균일한 실내온도를 유지할 수 있고, 압축기 재기동에 따른 소음 및 진동을 방지하여 차량의 감성 품질 향상에 일조할 수 있다.
도 1은 종래의 차량용 히트 펌프 시스템을 도시한 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기 제어 시스템을 도시한 개략도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉방시 압축기 제어 방법의 순서도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 난방시 압축기 제어 방법의 순서도.
이하, 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 히트 펌프 시스템의 전동 압축기 제어 방법의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.
아울러, 아래의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술사상에 포함되고 청구범위의 구성요소에서 균등물로서 치환 가능한 구성요소를 포함하는 실시예는 본 발명의 권리범위에 포함될 수 있다.
한편, 이하에서 언급되는 '압축기'는 차량의 히트 펌프 시스템을 구성하는 전동식 압축기로서, 전기를 이용하여 구동력을 발생시키기 때문에, 차량의 주행 rpm과는 관계없이 압축기 구동을 자유롭게 할 수 있다.
실시예
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기 제어 시스템을 도시한 개략도이다. 본 발명의 일 실시예에 의하면, 온도센서(100)에 의해 감지된 차량 실내온도(T) 값과, 압력센서(200)에 의해 감지된 압축기(300)의 토출압(Pd) 값이 제어부(400)로 전송된다.
제어부(400)는 기본적으로 운전자에 의해 설정되는 목표온도(T_target)와 현재의 차량 실내온도(T)에 따라 압축기(300)의 회전수를 설정하되, 압력센서(200)에 의해 감지된 압축기(300)의 토출압(Pd)에 따라 압축기(300)의 회전수를 제어함으로써, 압축기(300)로부터 외부로 토출되는 냉매의 토출압(Pd)이 일정 범위를 유지하게끔 하여, 압축기(300)의 예기치 못한 작동 정지(cut-off)를 방지하게 된다.
이하, 도 3과 도 4를 참고하여, 히트 펌프 시스템의 냉방 운전(에어컨 모드) 및 난방 운전(히트 펌프 모드)시 압축기(300)의 회전수를 제어하는 방법에 대하여 각각 단계별로 살펴보기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉방시 압축기 제어 방법의 순서도이다.
온도 감지 단계( S10 ):
히트 펌프 시스템의 냉방 운전이 시작되면 먼저, 운전자에 의해 설정되는 목표온도(T_target)와 현재의 차량 실내온도(T)가 온도센서(100) 등에 의해 감지되어 압축기(300)의 일측에 구비되는 제어부(400)로 전송된다.
회전수 연산 단계(S20):
압축기(300)의 제어부(400)는 감지된 목표온도(T_target)와 실내온도(T)에 따라 압축기(300)의 회전수(rpm)를 연산한다.
압축기 회전수 설정 단계( S30 ):
회전수 연산 단계(S20)에서 연산된 값에 따라 압축기(300)의 회전수가 설정되고, 압축기(300)의 작동이 제어된다.
토출압 감지 단계(S40):
이후, 압축기(300) 구동에 의해 압축된 후 토출되는 냉매의 토출압(Pd)이 압력센서(200) 등에 의해 감지되어 제어부(400)로 전송된다.
회전수 조절 단계( S50 ):
압축기(300)의 토출압(Pd)에 따라 압축기(300)의 회전수가 제어되는데, 감지된 토출압(Pd)이 최대 냉방 토출압(Pd _c_ max) 이상인 경우에는 회전수가 감소하도록 제어되고, 감지된 토출압(Pd)이 최소 냉방 토출압(Pd _c_ min) 이하인 경우에는 회전수가 증가하도록 제어된다. 즉, 제어부(400)는 압축기(300)의 토출압(Pd)이 최소 냉방 토출압(Pd_c_min)과 최대 냉방 토출압(Pd _c_ max) 사이 범위로 유지되도록 압축기(300)의 회전수를 제어한다.
여기서, 압축기(300) 회전수의 증가는, 일정 시간 경과 후에도 토출압(Pd)이 여전히 최소 냉방 토출압(Pd _c_ min) 이하이고, 실내온도(T)가 목표온도(T_target)보다 높은 경우에 수행된다.
이때, 최대 냉방 토출압(Pd_c_max)과 최소 냉방 토출압(Pd_c_min)은 그 값이 미리 설정될 수 있다. 일 예로서, 최대 냉방 토출압(Pd _c_ max)은 31kgf/㎠, 최소 냉방 토출압(Pd_c_min)은 28kgf/㎠로 미리 메모리(500)에 설정되고 제어부(400)는 메모리(500)로부터 이 값들을 읽어들여 토출압(Pd)과 비교할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 압축기(300) 회전수의 감소시에는 메모리(500)에 미리 설정된 슬루 레이트(slew rate)(sr0)로 감소되며, 압축기(300) 회전수의 증가시에는 기존 슬루 레이트(sr) 값을 일정 비율(f; factor)만큼 증가시켜 회전수가 증가하도록 제어한다.
도 3을 참고하면, 먼저 토출압(Pd)을 최대 냉방 토출압(Pd_c_max)과 비교하여(S51), 토출압(Pd)이 최대 냉방 토출압(Pd _c_ max) 이상인 경우에 압축기(300)의 회전수를 미리 설정된 슬루 레이트(일 예로서, 50rpm/s)를 적용하여 감소시킨다(S52).
이때, 감소된 압축기(300) 회전수가 메모리(500)에 미리 설정된 최소 회전수(rpm_min)(일 예로서, 2000rpm) 이하인 경우에는, 고장방지를 위해 압축기(300)의 작동을 정지(cut-off)시킨다(S53). 회전수 조절 단계(S50)를 거치면서 감소된 압축기(300) 회전수가, 미리 설정된 최소 회전수(rpm_min) 보다 크면, 다시 압축기 회전수 설정 단계(S30)로 돌아가서 감소된 회전수에 따라 압축기(300)를 구동한다.
한편, 토출압(Pd)이 최대 냉방 토출압(Pd _c_ max) 보다 작다면, 토출압(Pd)을 최소 냉방 토출압(Pd_c_min)과 비교한다(S54).
토출압(Pd)이 최대 냉방 토출압(Pd _c_ max) 보다 작고 최소 냉방 토출압(Pd _c_ min) 보다 큰 경우에는, 다시 온도 감지 단계(S10)로 돌아가서, 실내온도(T)와 목표온도(T_target)에 따라 연산되는 회전수에 의해 압축기(300)를 구동한다.
그러나, 토출압(Pd)이 최소 냉방 토출압(Pd _c_ min) 이하인 경우에는, 시간을 체크하여(S55) 최소 냉방 토출압(Pd _c_ min) 이하로 유지된 시간이 일정 시간을 경과하지 않은 경우 다시 온도 감지 단계(S10)로 돌아간다. 이때, 최소 냉방 토출압(Pd _c_ min) 이하로 유지되는 시간 기준은 필요에 따라 적절히 선택될 수 있다.
반면에, 최소 냉방 토출압(Pd _c_ min) 이하로 유지된 시간이 일정 시간을 경과한 경우에는 현재의 실내온도(T)를 감지한다(S56). 이때, 감지된 실내온도(T)가 목표온도(T_target) 이하이면 다시 온도 감지 단계(S10)로 돌아가며, 감지된 실내온도(T)가 목표온도(T_target)에 미달하여 아직 높은 경우에는, 압축기(300) 회전수를 슬루 레이트(sr)를 적용하여 증가시킨다(S57).
이에 의하면, 증가되는 회전수는 기존 압축기(300) 회전수에 슬루 레이트(sr)가 적용된 값을 더한 값이 된다. 이때, 압축기(300) 회전수의 최초 증가시에는 메모리(500)에 미리 설정된 슬루 레이트값(sr0)을 적용하고, 그 다음 연속하여 회전수를 증가시킬 때에는 앞 단계에서 적용된 슬루 레이트(sr)를 일정 비율(f)만큼 증가시켜 적용한다(S58). 예를 들어, 슬루 레이트(sr)를 50%씩 증가시켜 적용하는 경우, 최초로 적용된 슬루 레이트가 50rpm/s이면, 두 번째 단계에서의 슬루 레이트는 75rpm/s가 되며, 세 번째 단계에서의 슬루 레이트는 87.5rpm/s가 된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 난방시 압축기 제어 방법의 순서도이다.
이하, 도 4를 참고하여, 히트 펌프 시스템의 난방 운전시(히트 펌프 모드) 압축기(300)의 회전수를 제어하는 방법에 대하여 단계별로 살펴보기로 한다.
온도 감지 단계( S100 ):
히트 펌프 시스템의 난방 운전이 시작되면 먼저, 운전자에 의해 설정되는 목표온도(T_target)와 현재의 차량 실내온도(T)가 온도센서(100) 등에 의해 감지되어 압축기(300)의 일측에 구비되는 제어부(400)로 전송된다.
회전수 연산 단계( S200 ):
제어부(400)는 감지된 목표온도(T_target)와 실내온도(T)에 따라 압축기(300)의 회전수(rpm)를 연산한다.
압축기 회전수 설정 단계( S300 ):
회전수 연산 단계(S200)에서 연산된 값에 따라 압축기(300)의 회전수가 설정되고, 압축기(300)의 작동이 제어된다.
토출압 감지 단계( S400 ):
이후, 압축기(300) 구동에 의해 압축된 후 토출되는 냉매의 토출압(Pd)이 압력센서(200) 등에 의해 감지되어 제어부(400)로 전송된다.
회전수 조절 단계(S500):
압축기(300)의 토출압(Pd)에 따라 압축기(300)의 회전수가 제어되는데, 감지된 토출압(Pd)이 한계 난방 토출압(Pd _L) 이상이면 압축기(300)의 작동을 정지(cut-off)한다.
또한, 감지된 토출압(Pd)이 최대 난방 토출압(Pd _h_ max) 이상인 경우에는 회전수가 감소하도록 제어되고, 감지된 토출압(Pd)이 최소 난방 토출압(Pd _h_ min) 이하인 경우에는 회전수가 증가하도록 제어된다. 즉, 제어부(400)는 압축기(300)의 토출압(Pd)이 최소 난방 토출압(Pd_h_min)과 최대 난방 토출압(Pd _h_ max) 사이 범위로 유지되도록 압축기(300)의 회전수를 제어한다.
여기서, 압축기(300) 회전수의 증가는, 일정 시간 경과 후에도 토출압(Pd)이 여전히 최소 난방 토출압(Pd _h_ min) 이하이고, 실내온도(T)가 목표온도(T_target)보다 낮은 경우에 수행된다.
이때, 한계 난방 토출압(Pd_L)과 최대 난방 토출압(Pd _h_ max) 및 최소 난방 토출압(Pd_h_min)은 그 값이 미리 설정될 수 있다. 일 예로서, 한계 난방 토출압(Pd_L)은 21kgf/㎠, 최대 난방 토출압(Pd_h_max)은 18kgf/㎠, 최소 난방 토출압(Pd_h_min)은 17kgf/㎠로 미리 메모리(500)에 저장될 수 있으며, 제어부(400)는 메모리(500)로부터 이 값들을 읽어들여 토출압(Pd)과 비교하게 된다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 압축기(300) 회전수의 감소시에는 메모리(500)에 미리 설정된 슬루 레이트(sr0)로 감소되며, 압축기(300) 회전수의 증가시에는 기존 슬루 레이트(sr)를 일정 비율(f)만큼 증가시켜 회전수가 증가하도록 제어한다.
도 4를 참고하면, 먼저 토출압(Pd)을 한계 난방 토출압(Pd_L)과 비교하여(S510), 토출압(Pd)이 한계 난방 토출압(Pd _L) 이상인 경우 압축기(300)의 작동을 정지(cut-off) 한다(S511).
토출압(Pd)이 한계 난방 토출압(Pd _L) 보다 작다면, 토출압(Pd)과 최대 난방 토출압(Pd_h_max)을 비교한다(S520).
토출압(Pd)이 한계 난방 토출압(Pd _L) 보다 작고, 최대 난방 토출압(Pd _h_ max) 이상인 경우에는 압축기(300)의 회전수를 미리 설정된 슬루 레이트(sr0)(일 예로서, 50rpm/s)를 적용하여 감소시킨다(S521).
이때, 감소된 압축기(300) 회전수가 미리 설정된 최소 회전수(rpm_min)(일 예로서, 2000rpm) 이하인 경우에는, 고장방지를 위해 압축기(300)의 작동을 정지(cut-off)시킨다(S511). 회전수 조절 단계를 거치면서 감소된 압축기(300) 회전수가, 미리 설정된 최소 회전수(rpm_min) 보다 크면, 현재의 실내온도(T)를 감지한다(S522).
이때, 실내온도(T)가 목표온도(T_ target) 이상이면, 다시 압축기 회전수 설정 단계(S300)로 돌아가서 감소된 회전수에 따라 압축기(300)를 구동한다.
반면에, 실내온도(T)가 목표온도(T_ target)보다 낮으면, PTC(Positive Temperature Coefficient) 히터(600)의 열량을 증가시킨다(S523). 이때, PTC 히터(600)가 OFF 상태이면 ON 상태로 전환하게 되며, PTC 히터(600)의 열량은 공급되는 전원 등의 전기에너지 공급량으로 제어할 수 있다. PTC 히터(600)의 열량 증가율은 필요에 따라 적절히 선택될 수 있다.
한편, 토출압(Pd)이 최대 난방 토출압(Pd _h_ max) 보다 작다면, 토출압(Pd)을 최소 난방 토출압(Pd_h_min)과 비교한다(S530).
토출압(Pd)이 최대 난방 토출압(Pd _h_ max) 보다 작고 최소 난방 토출압(Pd _h_ min) 보다 큰 경우에는, 다시 온도 감지 단계(S100)로 돌아가서, 실내온도(T)와 목표온도(T_target)에 따라 연산되는 회전수에 의해 압축기(300)를 구동 제어한다.
그러나, 토출압(Pd)이 최소 난방 토출압(Pd _h_ min) 이하인 경우에는, 시간을 체크하여(S531) 최소 난방 토출압(Pd _h_ min) 이하로 유지된 시간이 일정 시간을 경과하지 않은 경우 다시 온도 감지 단계(S100)로 돌아간다. 이때, 최소 냉방 토출압(Pd _ min) 이하로 유지되는 시간 기준은 필요에 따라 적절히 선택될 수 있다.
반면에, 최소 난방 토출압(Pd _h_ min) 이하로 유지된 시간이 일정 시간을 경과한 경우에는 현재의 실내온도(T)를 감지한다(S532). 이때, 감지된 실내온도(T)가 목표온도(T_target) 이상이면 다시 온도 감지 단계(S100)로 돌아가며, 감지된 실내온도(T)가 목표온도(T_target)에 미달하여 아직 낮은 경우에는, 압축기(300) 회전수를 슬루 레이트(sr)를 적용하여 증가시킨다(S533).
이에 의하면, 증가되는 압축기(300) 회전수는 기존 압축기(300) 회전수에 슬루 레이트(sr)가 적용된 값을 더한 값이 된다. 이때, 압축기(300) 회전수의 최초 증가시에는 미리 설정된 슬루 레이트값(sr0)을 적용하고, 그 다음 연속하여 회전수를 증가시킬 때에는 앞 단계에서 적용된 슬루 레이트(sr)를 일정 비율(f)만큼 증가시켜 적용한다(S534). 예를 들어, 슬루 레이트(sr)를 50%씩 증가시켜 적용하는 경우, 최초로 적용된 슬루 레이트가 50rpm/s이면, 두 번째 단계에서의 슬루 레이트는 75rpm/s가 되며, 세 번째 단계에서의 슬루 레이트는 87.5rpm/s가 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 차량용 히트 펌프 시스템의 냉·난방시, 압축기(300)의 토출압(Pd)에 따라 압축기(300)의 회전수(rpm)가 일정 범위 이내로 제어된다. 따라서, 과부하에 의한 압축기(300)의 예기치 못한 작동 정지를 방지할 수 있고, 잦은 재기동에 따른 소음 및 진동 발생을 방지하여 감성 품질을 향상시킬 수 있다. 또한, 압축기(300)를 포함한 차량용 히트 펌프 시스템의 내구성과 안정성이 향상되는 효과가 있다.
100 : 온도센서
200 : 압력센서
300 : 압축기
400 : 제어부
500 : 메모리
600 : PTC 히터
S10,S100 : 온도 감지 단계
S20,S200 : 회전수 연산 단계
S30,S300 : 압축기 회전수 설정 단계
S40,S400 : 토출압 감지 단계
S50,S500 : 회전수 조절 단계

Claims (7)

  1. 목표온도(T_target)와 실내온도(T)를 감지하는 온도 감지 단계(S10);
    상기 온도감지 단계(S10)에서 감지된 목표온도(T_target)와 실내온도(T)에 의해 압축기(300)의 회전수를 연산하는 회전수 연산 단계(S20);
    상기 압축기(300)의 토출압(Pd)을 감지하는 토출압 감지 단계(S40); 및
    냉방운전인 경우, 상기 토출압(Pd)이 미리 설정된 최대 냉방 토출압(Pd _c_ max) 이상이면 상기 압축기(300)의 회전수를 감소시키고, 상기 토출압(Pd)이 미리 설정된 최소 냉방 토출압(Pd _c_ min) 이하이면 상기 압축기(300)의 회전수를 증가시키는 회전수 조절 단계(S50);를 포함하며,
    상기 회전수 조절 단계(S50) 이후에 상기 토출압 감지 단계(S40)를 다시 수행하되, 회전수 감소 후 일정 시간 경과 후에도 토출압(Pd)이 상기 최소 냉방 토출압(Pd _c_ min) 이하이고 실내온도(T)가 상기 목표온도(T_target)보다 높은 경우, 상기 회전수 조절 단계(S50)에서 이전의 슬루 레이트보다 증가된 슬루 레이트로 상기 압축기(300)의 회전수를 증가시키는 것을 특징으로 하는 차량용 히트 펌프 시스템의 전동 압축기 제어 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 회전수 조절 단계(S50)에서, 상기 압축기(300)의 회전수는 미리 설정된 슬루 레이트로 감소되는 것을 특징으로 하는 차량용 히트 펌프 시스템의 전동 압축기 제어 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 회전수 조절 단계(S50) 수행 후, 상기 압축기(300)의 회전수가 미리 설정된 최소 회전수(rpm_min) 이하인 경우, 상기 압축기(300)의 작동을 정지하는 것을 특징으로 하는 차량용 히트 펌프 시스템의 전동 압축기 제어 방법.
  4. 목표온도(T_target)와 실내온도(T)를 감지하는 온도 감지 단계(S100);
    상기 온도감지 단계(S100)에서 감지된 목표온도(T_target)와 실내온도(T)에 의해 압축기(300)의 회전수를 연산하는 회전수 연산 단계(S200);
    상기 압축기(300)의 토출압(Pd)을 감지하는 토출압 감지 단계(S400); 및
    난방운전인 경우, 상기 토출압(Pd)이 미리 설정된 최대 난방 토출압(Pd _h_ max) 이상이면 상기 압축기(300)의 회전수를 감소시키고, 상기 토출압(Pd)이 미리 설정된 최소 난방 토출압(Pd _h_ min) 이하이면 상기 압축기(300)의 회전수를 증가시키는 회전수 조절 단계(S500);를 포함하며,
    상기 회전수 조절 단계(S500) 이후에 상기 토출압 감지 단계(S400)를 다시 수행하되, 회전수 감소 후 일정 시간 경과 후에도 토출압(Pd)이 상기 최소 난방 토출압(Pd _h_ min) 이하이고 실내온도(T)가 상기 목표온도(T_target)보다 낮은 경우, 상기 회전수 조절 단계(S500)에서 이전의 슬루 레이트보다 증가된 슬루 레이트로 상기 압축기(300)의 회전수를 증가시키는 것을 특징으로 하는 차량용 히트 펌프 시스템의 전동 압축기 제어 방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 회전수 조절 단계(S500)에서, 상기 압축기(300)의 회전수 감소 후 상기 토출압(Pd)이 상기 최대 난방 토출압(Pd _h_ max) 이상이고 상기 실내온도(T)가 상기 목표온도(T_target)보다 낮은 경우, PTC 히터(600)를 작동하는 것을 특징으로 하는 차량용 히트 펌프 시스템의 전동 압축기 제어 방법.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 회전수 조절 단계(S500) 수행 후, 상기 압축기(300)의 회전수가 미리 설정된 최소 회전수(rpm_min) 이하인 경우, 상기 압축기(300)의 작동을 정지하는 것을 특징으로 하는 차량용 히트 펌프 시스템의 전동 압축기 제어 방법.
  7. 청구항 4에 있어서,
    상기 회전수 조절 단계(S500)에서 상기 토출압(Pd)이 미리 설정된 한계 난방 토출압(Pd _L) 이상이면 상기 압축기(300)의 작동을 정지하는 것을 특징으로 하는 차량용 히트 펌프 시스템의 전동 압축기 제어 방법.
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