KR102445224B1 - Heat pump system for vehicle and control method - Google Patents

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KR102445224B1 KR1020170140771A KR20170140771A KR102445224B1 KR 102445224 B1 KR102445224 B1 KR 102445224B1 KR 1020170140771 A KR1020170140771 A KR 1020170140771A KR 20170140771 A KR20170140771 A KR 20170140771A KR 102445224 B1 KR102445224 B1 KR 102445224B1
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Abstract

차량용 히트 펌프 시스템 및 이의 제어방법이 개시된다. 본 발명은 냉각수순환라인에 설치되는 냉각수온도센서, 상기 실외열교환기의 출구 측에 설치되는 냉매온도센서 및 차량 외부의 공기 온도를 센싱하는 외기온도센서를 구비하여, 제어부에서 상술한 온도센서를 비교함으로써 냉각수의 열원의 조건을 파악하고, 이에 따라 실외열교환기의 바이패스를 판별할 수 있는 차량용 히트 펌프 시스템의 제어 방법을 제공한다.Disclosed are a vehicle heat pump system and a control method thereof. The present invention is provided with a coolant temperature sensor installed in a coolant circulation line, a coolant temperature sensor installed on an outlet side of the outdoor heat exchanger, and an outdoor temperature sensor for sensing the air temperature outside the vehicle, and the control unit compares the temperature sensor described above. By doing so, there is provided a control method of a heat pump system for a vehicle that can determine the condition of the heat source of the cooling water and thereby determine the bypass of the outdoor heat exchanger.

Description

차량용 히트 펌프 시스템{HEAT PUMP SYSTEM FOR VEHICLE AND CONTROL METHOD}Vehicle heat pump system {HEAT PUMP SYSTEM FOR VEHICLE AND CONTROL METHOD}

본 발명은 차량용 히트 펌프 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 실외열교환기에서 발생하는 냉매의 압력 손실을 사전에 방지하고, 냉각수의 열원만을 회수하여 안정적인 히트펌프 작동을 가능하게 하는 차량용 히트 펌프 시스템 및 이의 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a heat pump system for a vehicle, and more particularly, to a vehicle heat pump system that prevents a pressure loss of a refrigerant occurring in an outdoor heat exchanger in advance and recovers only a heat source of cooling water to enable stable heat pump operation; It relates to a control method thereof.

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.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. The cooling system is configured to cool the vehicle interior by heat-exchanging air passing through the exterior of the evaporator on the evaporator side of the refrigerant cycle with the refrigerant flowing inside the evaporator to cool the vehicle interior. It is configured to heat the interior of the vehicle by converting air passing through the outside of the core to heat by heat-exchanging it with coolant flowing inside the heater core.

한편, 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 실내 열교환기와, 공조케이스 외부에서 열교환하기 위한 실외 열교환기)와, 냉매의 유동방향을 전환할 수 있는 방향조절밸브를 구비한다. 따라서, 방향조절밸브에 의한 냉매의 유동방향에 따라 냉방모드가 가동될 경우에는 상기 실내 열교환기가 냉방용 열교환기의 역할을 하게 되며, 난방모드가 가동될 경우에는 상기 실내 열교환기가 난방용 열교환기의 역할을 하게 된다.On the other hand, different from the above-described vehicle air conditioner, a heat pump system capable of selectively performing cooling and heating by switching the flow direction of a refrigerant using one refrigerant cycle is applied, for example, two heat exchangers. (that is, an indoor heat exchanger installed inside the air conditioning case to exchange heat with air blown into the vehicle interior, and an outdoor heat exchanger for heat exchange outside the air conditioning case), and a directional control valve capable of switching the flow direction of the refrigerant do. Accordingly, when the cooling mode is operated according to the flow direction of the refrigerant by the directional control valve, the indoor heat exchanger plays a role of a cooling heat exchanger, and when the heating mode is operated, the indoor heat exchanger plays a role of a heating heat exchanger will do

이러한 차량용 히트펌프 시스템으로 다양한 종류가 제안되고 있는데, 그 대표적인 일예가 도 1에 도시되어 있다.Various types of heat pump systems for vehicles have been proposed, and a representative example thereof is shown in FIG. 1 .

도 1에 도시된 차량용 히트펌프 시스템은, 냉매를 압축하고 토출하는 압축기(30)와, 상기 압축기(30)로부터 토출되는 냉매를 방열시키는 실내열교환기(32)와, 병렬구조로 설치되어 상기 실내열교환기(32)를 통과한 냉매를 선택적으로 통과시키는 제1팽창밸브(34) 및 제1바이패스 밸브(36)와, 상기 제1팽창밸브(34) 또는 제1바이패스 밸브(36)를 통과한 냉매를 실외에서 열교환시키는 실외열교환기(48)와, 상기 실외열교환기(48)를 통과한 냉매를 증발시키는 증발기(60)와, 상기 증발기(60)를 통과한 냉매를 기상과 액상의 냉매로 분리하는 어큐뮬레이터(Accumulator, 62)와, 상기 증발기(60)로 공급되는 냉매와, 압축기(30)로 복귀하는 냉매를 열교환시키는 내부열교환기(50)와, 상기 증발기(60)로 공급되는 냉매를 선택적으로 팽창시키는 제2팽창밸브(56)와, 그리고 상기 제2팽창밸브(56)와 병렬로 설치되어 상기 실외열교환기(48)의 출구측과 상기 어큐뮬레이터(62)의 입구측을 선택적으로 연결하는 제2바이패스 밸브(58)를 포함하여 이루어진다.The vehicle heat pump system shown in FIG. 1 includes a compressor 30 for compressing and discharging a refrigerant, an indoor heat exchanger 32 for dissipating heat from the refrigerant discharged from the compressor 30, and is installed in a parallel structure. The first expansion valve 34 and the first bypass valve 36 for selectively passing the refrigerant passing through the heat exchanger 32, and the first expansion valve 34 or the first bypass valve 36 An outdoor heat exchanger (48) for exchanging the refrigerant that has passed through outdoors, an evaporator (60) for evaporating the refrigerant that has passed through the outdoor heat exchanger (48), and an evaporator (60) for converting the refrigerant that has passed through the evaporator (60) into a gaseous and liquid phase An accumulator (62) separating the refrigerant, an internal heat exchanger (50) for exchanging heat between the refrigerant supplied to the evaporator (60) and the refrigerant returning to the compressor (30), and the refrigerant supplied to the evaporator (60) a second expansion valve 56 for selectively expanding the and a second bypass valve 58 for connecting them.

도 1 중 도면부호 10은 상기 실내열교환기(32)와 증발기(60)가 내장되는 공조케이스, 도면부호 12는 냉기와 온기의 혼합량을 조절하는 온도조절도어, 도면부호 20은 상기 공조케이스의 입구에 설치되는 송풍기를 각각 나타낸다.In Fig. 1, reference numeral 10 denotes an air conditioning case in which the indoor heat exchanger 32 and the evaporator 60 are built-in, reference numeral 12 denotes a temperature control door for controlling the mixing amount of cold and warm air, and reference numeral 20 denotes an inlet of the air conditioning case. Each blower installed on the

상기한 바와 같이 구성된 종래 차량용 히트펌프 시스템에 따르면, 히트펌프 모드(난방모드)가 가동될 경우에는, 제1바이패스 밸브(36) 및 제2팽창밸브(56)는 닫히고, 제1팽창밸브(34) 및 제2바이패스 밸브(58)는 개방된다. 또한, 온도조절도어(12)는 도 1처럼 동작한다. 따라서, 압축기(30)로부터 토출되는 냉매는 실내열교환기(32), 제1팽창밸브(34), 실외열교환기(48), 내부열교환기(50)의 고압부(52), 제2바이패스 밸브(58), 어큐뮬레이터(62) 및 상기 내부열교환기(50)의 저압부(54)를 차례로 거쳐 압축기(30)로 복귀한다. 즉, 상기 실내열교환기(32)가 난방기의 역할을 하게 되고, 상기 실외열교환기(48)는 증발기의 역할을 하게 된다.According to the conventional vehicle heat pump system configured as described above, when the heat pump mode (heating mode) is operated, the first bypass valve 36 and the second expansion valve 56 are closed, and the first expansion valve ( 34) and the second bypass valve 58 are opened. In addition, the temperature control door 12 operates as shown in FIG. Accordingly, the refrigerant discharged from the compressor 30 includes the indoor heat exchanger 32 , the first expansion valve 34 , the outdoor heat exchanger 48 , the high-pressure part 52 of the internal heat exchanger 50 , and the second bypass valve ( 58), the accumulator 62, and the low-pressure part 54 of the internal heat exchanger 50 in sequence, and then returns to the compressor 30. That is, the indoor heat exchanger 32 functions as a heater, and the outdoor heat exchanger 48 functions as an evaporator.

에어컨 모드(냉방모드)가 가동될 경우에는, 제1바이패스 밸브(36) 및 제2팽창밸브(56)는 개방되고, 제1팽창밸브(34) 및 제2바이패스 밸브(58)는 닫히게 된다. 또한, 온도조절도어(12)는 실내열교환기(32) 통로를 폐쇄하게 된다. 따라서, 압축기(30)로부터 토출되는 냉매는 실내열교환기(32), 제1바이패스밸브(36), 실외열교환기(48), 내부열교환기(50)의 고압부(52), 제2팽창밸브(56), 증발기(60), 어큐뮬레이터(62) 및 상기 내부열교환기(50)의 저압부(54)를 차례로 거쳐 압축기(30)로 복귀한다. 즉, 상기 증발기(60)가 증발기의 역할을 하게 되고, 상기 온도조절도어(12)에 의해 폐쇄된 상기 실내열교환기(32)는 히트펌프 모드 시와 동일하게 난방기의 역할을 하게 된다.When the air conditioner mode (cooling mode) is operated, the first bypass valve 36 and the second expansion valve 56 are opened, and the first expansion valve 34 and the second bypass valve 58 are closed. do. In addition, the temperature control door 12 closes the passage of the indoor heat exchanger 32 . Accordingly, the refrigerant discharged from the compressor 30 is the indoor heat exchanger 32 , the first bypass valve 36 , the outdoor heat exchanger 48 , the high-pressure part 52 of the internal heat exchanger 50 , and the second expansion valve ( 56 ), the evaporator 60 , the accumulator 62 , and the low-pressure part 54 of the internal heat exchanger 50 , and then returns to the compressor 30 . That is, the evaporator 60 functions as an evaporator, and the indoor heat exchanger 32 closed by the temperature control door 12 functions as a heater in the same manner as in the heat pump mode.

그러나, 상기 종래의 차량용 히트펌프 시스템은, 히트펌프 모드(난방모드)시 상기 공조케이스(10)의 내부에 설치된 실내열교환기(32)가 난방기 역할을 하여 난방을 수행하게 되고, 상기 실외열교환기(48)는 공조케이스(10)의 외부 즉, 차량의 엔진룸 전방측에 설치되어 외기와 열교환하는 증발기 역할을 하게 되는데,However, in the conventional vehicle heat pump system, in the heat pump mode (heating mode), the indoor heat exchanger 32 installed inside the air conditioning case 10 serves as a heater to perform heating, and the outdoor heat exchanger (48) is installed outside the air conditioning case 10, that is, on the front side of the engine room of the vehicle, serves as an evaporator that exchanges heat with the outside air,

이때, 상기 실외열교환기(48)로 유입되는 냉매의 온도가 외기온도 보다 높을 경우, 다시말해 외기온도가 냉매온도 보다 낮을 경우에는, 외기로부터 열을 흡수(흡열)하지 못함은 물론 상기 실외열교환기(48)에 착상이 발생하는 등 실외열교환기(48)의 열교환 효율이 떨어지게 되고, 이로인해 히트 펌프 시스템의 난방성능 및 효율도 떨어지는 문제가 있었다.At this time, when the temperature of the refrigerant flowing into the outdoor heat exchanger 48 is higher than the outside air temperature, that is, when the outside air temperature is lower than the refrigerant temperature, heat cannot be absorbed (heat absorbed) from the outside air. The heat exchange efficiency of the outdoor heat exchanger 48 is lowered, such as the occurrence of implantation in (48), and thus there is a problem in that the heating performance and efficiency of the heat pump system are also lowered.

상기의 문제를 해결하기 위해 본 발명의 출원인이 선출원한 특허공개번호 제10-2012-0103054호 차량용 히트 펌프 시스템을 도 2를 참조하여 간략히 설명하면,In order to solve the above problems, when briefly describing the heat pump system for a vehicle in Patent Publication No. 10-2012-0103054, which was previously applied by the applicant of the present invention with reference to FIG. 2 ,

냉매 순환라인(91)상에 설치되어 냉매를 압축하여 배출하는 압축기(70)와,A compressor 70 installed on the refrigerant circulation line 91 to compress and discharge the refrigerant;

공조케이스(80)의 내부에 설치됨과 아울러 상기 압축기(70)의 출구측 냉매 순환라인(91)과 연결되어 상기 공조케이스(80)내를 유동하는 공기와 상기 압축기(70)에서 배출된 냉매를 열교환시키는 실내열교환기(71)와, 상기 공조케이스(80)의 내부에 설치됨과 아울러 상기 압축기(70)의 입구측 냉매 순환라인(91)과 연결되어 상기 공조케이스(80)내를 유동하는 공기와 상기 압축기(70)로 공급되는 냉매를 열교환시키는 증발기(75)와, 상기 공조케이스(80)의 외부에 설치되어 상기 냉매 순환라인(91)을 순환하는 냉매와 실외공기를 열교환시키는 실외열교환기(73)와, 상기 실외열교환기(73)의 입구측 냉매 순환라인(91)상에 설치되어 에어컨 모드 또는 히트펌프 모드에 따라 상기 실외열교환기(73)로 공급되는 냉매를 선택적으로 팽창시키는 제1팽창수단(72)과, 상기 증발기(75)의 입구측 냉매 순환라인(91)상에 설치되어 상기 증발기(75)로 공급되는 냉매를 팽창시키는 제2팽창수단(74)과, 상기 제2팽창수단(74)의 입구측 냉매 순환라인(91)과 상기 증발기(75)의 출구측 냉매 순환라인(91)을 연결하도록 설치되어 순환 냉매가 상기 제2팽창수단(74) 및 증발기(75)를 바이패스하도록 하는 제1바이패스라인(92)과, 상기 제1바이패스라인(92)과 상기 냉매 순환라인(91)의 분기지점에 설치되어 에어컨 모드 또는 히트펌프 모드에 따라 상기 실외열교환기(73)를 통과한 냉매가 상기 제1바이패스라인(92) 또는 상기 제2팽창수단(74)으로 흐로도록 냉매 흐름방향을 전환하는 제1방향전환밸브(90)를 포함하여 이루어진다.It is installed inside the air conditioning case 80 and is connected to the refrigerant circulation line 91 at the outlet side of the compressor 70 so that the air flowing in the air conditioning case 80 and the refrigerant discharged from the compressor 70 are combined. The indoor heat exchanger (71) for exchanging heat is connected to the refrigerant circulation line (91) on the inlet side of the compressor (70) while being installed inside the air conditioning case (80) and flowing through the air conditioning case (80). an evaporator 75 for exchanging heat with the refrigerant supplied to the compressor 70, and an outdoor heat exchanger installed outside the air conditioning case 80 to exchange heat with the refrigerant circulating in the refrigerant circulation line 91 and outdoor air (73) and the agent installed on the refrigerant circulation line (91) on the inlet side of the outdoor heat exchanger (73) to selectively expand the refrigerant supplied to the outdoor heat exchanger (73) according to the air conditioner mode or the heat pump mode A first expansion means (72), a second expansion means (74) installed on the refrigerant circulation line (91) on the inlet side of the evaporator (75) to expand the refrigerant supplied to the evaporator (75); It is installed to connect the refrigerant circulation line 91 at the inlet side of the expansion means 74 and the refrigerant circulation line 91 at the outlet side of the evaporator 75 so that the circulating refrigerant flows through the second expansion unit 74 and the evaporator 75 . A first bypass line 92 to bypass and a first direction switching valve 90 for switching the refrigerant flow direction so that the refrigerant passing through (73) flows to the first bypass line (92) or the second expansion means (74).

또한, 히트펌프 모드에서 차실내 제습을 위해, 상기 제1바이패스라인(92)을 유동하는 냉매 중 일부를 상기 증발기(75)측으로 유동시키도록 상기 제1바이패스라인(92)과 상기 증발기(75)의 입구측 냉매 순환라인(91)을 연결하는 제습라인(94)이 설치되고, 상기 제습라인(94)상에는 온오프밸브(94a)가 설치된다. 아울러, 상기 제1팽창수단(72)을 통과한 냉매가 상기 실외열교환기(73)를 바이패스하도록 제2바이패스라인(93)이 설치된다.In addition, for dehumidification in the vehicle interior in the heat pump mode, the first bypass line 92 and the evaporator ( 75), a dehumidification line 94 connecting the refrigerant circulation line 91 on the inlet side is installed, and an on-off valve 94a is installed on the dehumidification line 94. In addition, a second bypass line 93 is installed so that the refrigerant that has passed through the first expansion means 72 bypasses the outdoor heat exchanger 73 .

따라서, 실외온도가 영하인 조건 또는 상기 실외열교환기(73)에 착상이 발생하는 조건에서는 상기 제2바이패스라인(93)을 통해 냉매가 실외열교환기(73)를 바이패스하므로 저온의 실외공기 영향을 최소화함은 물론 열공급수단(76)을 통해 전장품의 폐열을 회수하므로 히트펌프 시스템의 원활한 작동 및 난방성능을 향상하는 것이다.Therefore, under the condition that the outdoor temperature is below zero or the condition that an implantation occurs in the outdoor heat exchanger (73), the refrigerant bypasses the outdoor heat exchanger (73) through the second bypass line (93). As well as minimizing the influence, waste heat of electrical equipment is recovered through the heat supply means 76 to improve smooth operation and heating performance of the heat pump system.

또한, 히트펌프 모드시 차실내 제습이 필요한 경우에는 상기 제습라인(94)의 온오프밸브(94a)를 개방하게 되고, 따라서 상기 제1팽창수단(72)에서 팽창한 냉매가 상기 실외열교환기(73)를 거쳐 상기 제1바이패스라인(92)으로 유동하게 되고, 이때 상기 제1바이패스라인(92)으로 유동하는 냉매의 일부가 상기 제습라인(94)으로 분기되어 상기 증발기(75)측으로 공급됨으로써 차실내 제습을 수행하게 된다.In addition, when dehumidification in the vehicle interior is required in the heat pump mode, the on-off valve 94a of the dehumidification line 94 is opened, and thus the refrigerant expanded by the first expansion means 72 is transferred to the outdoor heat exchanger ( 73) to the first bypass line 92, and at this time, a portion of the refrigerant flowing to the first bypass line 92 is branched into the dehumidification line 94 to the evaporator 75 side. By supplying it, the interior of the vehicle is dehumidified.

그러나, 종래의 차량용 히트 펌프 시스템은 실외온도가 영하이거나, 또는 단순히 실외열교환기(73)의 일측에 냉매온도와 실외온도를 비교하여 냉매를 실외열교환기(73)에서 바이패스하는 단순한 방법만을 사용하므로, 히트펌프 시스템의 다양한 상황을 충족시키지 못하고 이에 따른 고장이나, 성능 저하 등의 문제점이 나타나고 있었다.However, the conventional vehicle heat pump system uses only a simple method of bypassing the refrigerant in the outdoor heat exchanger (73) when the outdoor temperature is below zero, or by simply comparing the refrigerant temperature and the outdoor temperature on one side of the outdoor heat exchanger (73). Therefore, the various conditions of the heat pump system could not be satisfied, and problems such as failure or degradation of performance were appeared.

따라서 이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 냉각수순환라인에 설치되는 냉각수온도센서, 상기 실외열교환기의 출구 측에 설치되는 냉매온도센서 및 차량 외부의 공기 온도를 센싱하는 외기온도센서를 구비하여, 제어부에서 상술한 온도센서를 비교함으로써 냉각수의 열원의 조건을 파악하고, 이에 따라 실외열교환기의 바이패스를 판별할 수 있는 차량용 히트 펌프 시스템의 제어 방법을 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention to solve this problem is to provide a coolant temperature sensor installed in a coolant circulation line, a coolant temperature sensor installed on the outlet side of the outdoor heat exchanger, and an outdoor temperature sensor for sensing the air temperature outside the vehicle. , to provide a control method for a vehicle heat pump system capable of determining the condition of the heat source of cooling water by comparing the temperature sensor described above in the control unit, and thus determining the bypass of the outdoor heat exchanger.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 냉매순환라인상에 설치되어 냉매를 압축하여 배출하는 압축기; 공조케이스의 내부에 설치되어 상기 공조케이스내 공기와 상기 압축기에서 배출된 냉매를 열교환하는 실내열교환기; 상기 공조케이스의 내부에 설치되어 상기 공조케이스내 공기와 상기 압축기로 공급되는 냉매를 열교환하는 증발기; 상기 공조케이스의 외부에 설치되어 상기 냉매순환라인을 순환하는 냉매와 외기를 열교환하는 실외열교환기; 상기 실내열교환기와 실외열교환기 사이의 냉매순환라인상에 설치되어 냉매를 팽창시키는 제1팽창수단; 상기 증발기의 입구측 냉매순환라인상에 설치되어 냉매를 팽창시키는 제2팽창수단; 상기 제2팽창수단의 입구측 냉매순환라인과 상기 증발기의 출구측 냉매순환라인을 연결하도록 설치되어 냉매가 제2팽창수단 및 증발기를 바이패스하도록 하는 바이패스라인; 상기 제1팽창수단의 출구측 냉매순환라인과 상기 실외열교환기의 출구측 냉매순환라인을 연결하도록 설치되어 냉매가 실외열교환기를 바이패스하도록 하는 바이패스라인; 냉각수순환라인에 설치되는 냉각수온도센서; 상기 실외열교환기의 출구 측에 설치되는 냉매온도센서; 차량 외부의 공기 온도를 센싱하는 외기온도센서 및 상기 센서에 의해 센싱된 온도값을 비교하여 냉매를 상기 바이패스라인으로 상기 실외열교환기를 바이패스 여부를 판별하는 제어부를 포함하는 차량용 히트 펌프 시스템을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a compressor installed on a refrigerant circulation line to compress and discharge the refrigerant; an indoor heat exchanger installed inside the air conditioning case to exchange heat between the air in the air conditioning case and the refrigerant discharged from the compressor; an evaporator installed inside the air conditioning case to exchange heat between the air in the air conditioning case and the refrigerant supplied to the compressor; an outdoor heat exchanger installed outside the air conditioning case to exchange heat with the refrigerant circulating in the refrigerant circulation line with external air; a first expansion means installed on a refrigerant circulation line between the indoor heat exchanger and the outdoor heat exchanger to expand the refrigerant; a second expansion means installed on the refrigerant circulation line at the inlet side of the evaporator to expand the refrigerant; a bypass line installed to connect the refrigerant circulation line at the inlet side of the second expansion means and the refrigerant circulation line at the outlet side of the evaporator so that the refrigerant bypasses the second expansion means and the evaporator; a bypass line installed to connect the refrigerant circulation line at the outlet side of the first expansion means and the refrigerant circulation line at the outlet side of the outdoor heat exchanger so that the refrigerant bypasses the outdoor heat exchanger; a coolant temperature sensor installed in the coolant circulation line; a refrigerant temperature sensor installed at an outlet side of the outdoor heat exchanger; A heat pump system for a vehicle, comprising: an outdoor temperature sensor sensing the air temperature outside the vehicle; do.

또한 상기 제어부는, 냉각수온도값과 외기온도값을 비교하여 냉각수온도값이 외기온도값에 비하여 기설정된 온도보다 작다고 판단하면 기존의 로직으로 작동하도록 제어할 수 있다.In addition, the controller may compare the cooling water temperature value with the outside air temperature value and if it is determined that the cooling water temperature value is smaller than a preset temperature compared to the outside air temperature value, the controller may control the operation to operate using the existing logic.

또한 상기 제어부는, 냉각수온도값과 외기온도값을 비교하여 냉각수온도값이 외기온도값에 비하여 기설정된 온도보다 크거나 같다고 판단하면, 냉매온도값이 외기온도값에 비하여 기설정된 온도보다 작은지 판단하고, 작다고 판단하면, 기존의 로직으로 작동하게 하고, 크거나 같다고 판단하면 상기 실외열교환기를 바이패스하도록 제2방향전환밸브를 제어할 수 있다.In addition, the controller compares the coolant temperature value with the outdoor temperature value and determines whether the coolant temperature value is greater than or equal to the preset temperature compared to the outdoor temperature value, determining whether the coolant temperature value is smaller than the preset temperature compared to the outdoor temperature value And, if it is determined that it is small, it is operated with the existing logic, and when it is determined that it is greater than or equal to, the second direction switching valve can be controlled to bypass the outdoor heat exchanger.

또한 상기 제어부는, 냉각수온도값과 외기온도값을 비교하여 냉각수온도값이 외기온도값에 비하여 기설정된 온도보다 크거나 같다고 판단하면, 냉매온도값이 외기온도값에 비하여 기설정된 온도보다 작은지 판단하고, 작다고 판단하면, 기존의 로직으로 작동하게 하고, 크거나 같다고 판단하면 상기 실외열교환기를 바이패스하도록 제2방향전환밸브를 제어하고, 이 후 냉각수온도값이 외기온도값에 비하여 기 설정된 온도보다 작다고 판단하면, 상기 실외열교환기를 바이패스하도록 유지시키고, 상기 설정된 온도보다 크거나 같다고 판단하면, 기존의 로직으로 작동하도록 제어할 수 있다.In addition, the controller compares the coolant temperature value with the outdoor temperature value and determines whether the coolant temperature value is greater than or equal to the preset temperature compared to the outdoor temperature value, determining whether the coolant temperature value is smaller than the preset temperature compared to the outdoor temperature value If it is determined to be small, it operates with the existing logic, and if it is determined to be greater than or equal to, the second direction switching valve is controlled to bypass the outdoor heat exchanger, and then the cooling water temperature value is higher than the preset temperature compared to the outdoor temperature value If it is determined that it is small, the outdoor heat exchanger is maintained to be bypassed, and if it is determined that the temperature is greater than or equal to the set temperature, it can be controlled to operate according to the existing logic.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 냉매순환라인상에 설치되어 냉매를 압축하여 배출하는 압축기; 공조케이스의 내부에 설치되어 상기 공조케이스내 공기와 상기 압축기에서 배출된 냉매를 열교환시키는 실내열교환기; 상기 공조케이스의 내부에 설치되어 상기 공조케이스내 공기와 상기 압축기로 공급되는 냉매를 열교환시키는 증발기; 상기 공조케이스의 외부에 설치되어 상기 냉매순환라인을 순환하는 냉매와 외기를 열교환시키는 실외열교환기; 상기 실내열교환기와 실외열교환기 사이의 냉매순환라인상에 설치되어 냉매를 팽창시키는 제1팽창수단; 상기 증발기의 입구측 냉매순환라인상에 설치되어 냉매를 팽창시키는 제2팽창수단; 상기 제2팽창수단의 입구측 냉매순환라인과 상기 증발기의 출구측 냉매순환라인을 연결하도록 설치되어 냉매가 제2팽창수단 및 증발기를 바이패스하도록 하는 바이패스라인; 상기 제1팽창수단의 출구측 냉매순환라인과 상기 실외열교환기의 출구측 냉매순환라인을 연결하도록 설치되어 냉매가 실외열교환기를 바이패스하도록 하는 바이패스라인; 냉각수순환라인에 설치되어 냉각수온도값을 측정하는 냉각수온도센서; 상기 실외열교환기의 출구 측에 설치되어 냉매온도값을 측정하는 냉매온도센서 및 차량 외부의 공기 온도를 센싱하여 외기온도값을 측정하는 외기온도센서를 포함하고, 상기 냉각수온도값과 상기 외기온도값을 비교하여 상기 냉각수온도값이 상기 외기온도값에 비하여 기설정된 온도보다 작다고 판단하면 기존의 로직으로 작동하는 단계; 냉매온도값이 외기온도값에 비하여 기설정된 온도보다 작다고 판단하면 기존의 로직으로 작동하는 단계; 상기 S200단계에서 냉매온도값이 외기온도값에 비하여 기설정된 온도보다 크거나 같다고 판단되면 실외열교환기를 바이패스하는 단계 및 냉각수온도값이 외기온도값에 비하여 기 설정된 온도보다 작다고 판단하면, 상기 실외열교환기를 바이패스하는 단계를 유지시키고, 상기 설정된 온도보다 크거나 같다고 판단하면, 기존의 로직으로 작동하는 단계를 포함하는 차량용 히트 펌프 시스템의 제어방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a compressor installed on a refrigerant circulation line to compress and discharge the refrigerant; an indoor heat exchanger installed inside the air conditioning case to exchange heat between the air in the air conditioning case and the refrigerant discharged from the compressor; an evaporator installed inside the air conditioning case to exchange heat between the air in the air conditioning case and the refrigerant supplied to the compressor; an outdoor heat exchanger installed outside the air conditioning case to exchange heat with the refrigerant circulating in the refrigerant circulation line and external air; a first expansion means installed on a refrigerant circulation line between the indoor heat exchanger and the outdoor heat exchanger to expand the refrigerant; a second expansion means installed on the refrigerant circulation line at the inlet side of the evaporator to expand the refrigerant; a bypass line installed to connect the refrigerant circulation line at the inlet side of the second expansion means and the refrigerant circulation line at the outlet side of the evaporator so that the refrigerant bypasses the second expansion means and the evaporator; a bypass line installed to connect the refrigerant circulation line at the outlet side of the first expansion means and the refrigerant circulation line at the outlet side of the outdoor heat exchanger so that the refrigerant bypasses the outdoor heat exchanger; a cooling water temperature sensor installed in the cooling water circulation line to measure a cooling water temperature value; and a refrigerant temperature sensor installed at the outlet side of the outdoor heat exchanger to measure a refrigerant temperature value and an outdoor air temperature sensor to measure an outdoor air temperature value by sensing an air temperature outside the vehicle, wherein the cooling water temperature value and the outdoor air temperature value operating the existing logic if it is determined that the cooling water temperature value is smaller than a preset temperature compared to the outside air temperature value by comparing the ? operating according to the existing logic when it is determined that the refrigerant temperature value is smaller than the preset temperature compared to the outdoor temperature value; If it is determined in step S200 that the refrigerant temperature value is greater than or equal to the preset temperature compared to the outdoor temperature value, bypassing the outdoor heat exchanger and if it is determined that the coolant temperature value is smaller than the preset temperature compared to the outdoor temperature value, the outdoor heat exchange Provided is a control method of a heat pump system for a vehicle, which includes maintaining the bypassing of the device and operating with the existing logic when it is determined that the temperature is greater than or equal to the set temperature.

또한 상기 냉각수순환라인은, 상기 냉매순환라인과 연결되어 냉매와 냉각수를 열교환하는 열공급수단을 포함할 수 있다.In addition, the coolant circulation line may include a heat supply means connected to the coolant circulation line to exchange heat between the coolant and the coolant.

또한 상기 냉각수순환라인은, 전장품 및 배터리를 더 포함하고, 상기 열공급수단은, 전장품 또는 배터리의 폐열을 상기 바이패스라인을 흐르는 냉매와 열교환할 수 있다.In addition, the cooling water circulation line may further include an electrical device and a battery, and the heat supply means may exchange heat with the refrigerant flowing through the bypass line with waste heat of the electrical device or battery.

또한 상기 냉각수순환라인은, 차량의 시동 초기에 보조열원으로 상기 냉각수 히터를 작동시킴으로써 배터리를 가열시키거나, 또는 냉매의 회수 열량이 부족할 경우 회수 열량을 보충해주는 냉각수 히터가 구비될 수 있다.In addition, the coolant circulation line may be provided with a coolant heater that heats the battery by operating the coolant heater as an auxiliary heat source at the initial stage of starting the vehicle, or supplements the amount of heat recovered when the amount of heat recovered from the refrigerant is insufficient.

상기에서 설명한 본 발명의 차량용 히트 펌프 시스템 및 이의 제어방법에 의하면, 실외열교환기에서 발생하는 냉매의 압력 손실을 사전에 방지하고, 냉각수의 열원만을 회수하여 안정적인 히트펌프 작동을 가능하게 하는 효과가 있다.According to the vehicle heat pump system and the control method thereof of the present invention described above, there is an effect of preventing the pressure loss of the refrigerant occurring in the outdoor heat exchanger in advance and recovering only the heat source of the cooling water to enable stable heat pump operation. .

또한 냉각수의 열원의 에너지량이 감소할 경우, 다시 실외열교환기에 의한 공기 열원과 냉각수 열원을 동시에 사용하는 최대난방 모드로 복귀하여 히트펌프 작동 조건에 따라 최적의 조건을 선택적으로 사용할 수 있는 효과가 있다.In addition, when the amount of energy of the heat source of the cooling water is reduced, it returns to the maximum heating mode in which the air heat source and the cooling water heat source are simultaneously used by the outdoor heat exchanger, so that the optimum condition can be selectively used according to the operating conditions of the heat pump.

또한 냉각수 열원의 에너지량에 따라 실외열교환기에 의한 공기 열원 사용 유무를 선택적으로 사용할 수 있어 다양한 상황에 맞추어 난방을 수행할 수 있다. 즉, 실외열교환기에 의한 공기 열원의 사용 또는 미사용 조건을 상기 온도센서에 의한 실외온도, 냉각수온도 및, 냉매온도를 이용하여 판단할 수 있는 것이다.In addition, it is possible to selectively use whether or not to use an air heat source by an outdoor heat exchanger according to the amount of energy of the cooling water heat source, so that heating can be performed according to various situations. That is, the conditions of use or non-use of the air heat source by the outdoor heat exchanger can be determined using the outdoor temperature, the cooling water temperature, and the refrigerant temperature by the temperature sensor.

또한 실외 온도가 영하이거나, 실외열교환기에 착상이 발생되는 경우가 아닌 경우에도 필요에 따라 실외열교환기에 의한 공기의 열원의 사용 여부를 결정할 수 있어 효율적인 관리가 가능한 효과가 있다.In addition, even when the outdoor temperature is below zero or when implantation does not occur in the outdoor heat exchanger, it is possible to determine whether to use the air heat source by the outdoor heat exchanger as needed, so that efficient management is possible.

도 1은 종래의 차량용 히트펌프 시스템을 도시한 구성도이다.
도 2는 종래의 차량용 히트펌프 시스템을 도시한 구성도이다.
도 3은 본 발명에 의한 차량용 히트 펌프 시스템을 도시한 구성도이다.
도 4는 본 발명에 의한 차량용 히트 펌프 시스템의 제어방법을 도시한 순서도이다.1 is a configuration diagram illustrating a conventional vehicle heat pump system.
2 is a configuration diagram illustrating a conventional vehicle heat pump system.
3 is a configuration diagram illustrating a vehicle heat pump system according to the present invention.
4 is a flowchart illustrating a control method of a vehicle heat pump system according to the present invention.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공 되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.In order to fully understand the present invention, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Embodiments of the present invention may be modified in various forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described in detail below. This example is provided to more completely explain the present invention to those of ordinary skill in the art. Accordingly, the shape of elements in the drawings may be exaggerated to emphasize a clearer description. It should be noted that the same members in each drawing are sometimes shown with the same reference numerals. In addition, detailed descriptions of well-known functions and configurations determined to unnecessarily obscure the gist of the present invention will be omitted.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명에 의한 차량용 히트 펌프 시스템을 도시한 구성도이다.3 is a configuration diagram illustrating a vehicle heat pump system according to the present invention.

먼저, 도 3과 같이, 본 발명에 따른 차량용 히트 펌프 시스템은, 냉매순환라인(R)상에 압축기(100)와, 실내열교환기(110)와, 제1팽창수단(120)과, 실외열교환기(130)와, 제2팽창수단(140)과, 증발기(160)가 순차적으로 연결되어 구성되는 것으로서, 전기자동차 또는 하이브리드 자동차에 적용되는 것이 바람직하다.First, as shown in FIG. 3, the vehicle heat pump system according to the present invention includes a compressor 100, an indoor heat exchanger 110, a first expansion means 120, and an outdoor heat exchange on a refrigerant circulation line R. The unit 130, the second expansion means 140, and the evaporator 160 are sequentially connected to each other and are preferably applied to an electric vehicle or a hybrid vehicle.

또한, 상기 냉매순환라인(R)상에는, 상기 제2팽창수단(140) 및 증발기(160)를 바이패스하는 바이패스라인(R1)과, 상기 실외열교환기(130)를 바이패스하는 보조 바이패스라인(R2)과, 제1팽창수단(120)의 후측에 위치되어 증발기(160)로 냉매가 곧바로 향하도록 설치되는 제습라인(R3)이 병렬로 연결 설치되며, 상기 바이패스라인(R1)의 분기지점에는 제1방향전환밸브(191)가 설치되고, 상기 보조 바이패스라인(R2)의 분기지점에는 제2방향전환밸브(192)가 설치되며, 상기 제습라인(R3)의 분기지점에는 2웨이 밸브(122)가 설치된다.In addition, on the refrigerant circulation line (R), a bypass line (R1) bypassing the second expansion means (140) and the evaporator (160), and an auxiliary bypass bypassing the outdoor heat exchanger (130) The line R2 and the dehumidification line R3, which is located at the rear side of the first expansion means 120 and installed so that the refrigerant is directly directed to the evaporator 160, are connected in parallel and installed in the bypass line R1. A first directional selector valve 191 is installed at the branch point, a second directional selector valve 192 is installed at the branch point of the auxiliary bypass line (R2), and 2 at the branch point of the dehumidification line (R3) A way valve 122 is installed.

따라서, 에어컨 모드 시에는, 상기 압축기(100)에서 배출된 냉매가 실내열교환기(110), 실외열교환기(130), 제2팽창수단(140), 증발기(160), 압축기(100)를 순차적으로 순환하게 되며, 이때, 상기 실내열교환기(110)는 응축기 역할을 수행하고 상기 증발기(160)는 증발기 역할을 수행하게 된다. 이 경우 상기 실외열교환기(130)는 상기 실내열교환기(110)와 같은 응축기 역할을 하게 된다.Accordingly, in the air conditioner mode, the refrigerant discharged from the compressor 100 is sequentially applied to the indoor heat exchanger 110 , the outdoor heat exchanger 130 , the second expansion means 140 , the evaporator 160 , and the compressor 100 . In this case, the indoor heat exchanger 110 functions as a condenser and the evaporator 160 functions as an evaporator. In this case, the outdoor heat exchanger 130 serves as the same condenser as the indoor heat exchanger 110 .

또한 히트펌프 모드 시에는, 상기 압축기(100)에서 배출된 냉매가 실내열교환기(110), 제1팽창수단(120), 실외열교환기(130), 바이패스라인(R1), 압축기(100)를 순차적으로 순환하게 되며, 이때, 상기 실내열교환기(110)는 응축기 역할을 수행하고 상기 실외열교환기(130)는 증발기 역할을 수행하며, 상기 제2팽창수단(140) 및 증발기(160)로는 냉매 공급이 되지 않는다.In addition, in the heat pump mode, the refrigerant discharged from the compressor (100) is discharged from the indoor heat exchanger (110), the first expansion means (120), the outdoor heat exchanger (130), the bypass line (R1), and the compressor (100). is sequentially circulated, and at this time, the indoor heat exchanger 110 functions as a condenser and the outdoor heat exchanger 130 functions as an evaporator, and the second expansion means 140 and the evaporator 160 serve as Refrigerant is not supplied.

한편, 히트펌프 모드에서 차실내 제습 시에는 상기 냉매순환라인(R)을 순환하는 냉매의 일부가 제습라인(R3)을 통해 증발기(160)로 공급되므로 차실내 제습을 수행하게 된다.Meanwhile, when dehumidifying the vehicle interior in the heat pump mode, a portion of the refrigerant circulating through the refrigerant circulation line R is supplied to the evaporator 160 through the dehumidification line R3, so that the interior of the vehicle is dehumidified.

이처럼, 본 발명의 히트펌프 시스템은, 에어컨 모드 및 히트펌프 모드시 냉매 순환방향이 동일하여 냉매순환라인(R)을 공용화할 수 있고, 냉매가 흐르지 않을 때 발생하는 냉매 정체현상을 방지하며, 냉매순환라인(R)도 단순화 할 수 있다.As such, in the heat pump system of the present invention, since the refrigerant circulation direction is the same in the air conditioner mode and the heat pump mode, the refrigerant circulation line (R) can be shared, and the refrigerant stagnation phenomenon that occurs when the refrigerant does not flow is prevented, and the refrigerant The circulation line (R) can also be simplified.

이 경우 상기 냉매순환라인(R)상에 설치된 압축기(100)는 엔진(내연기관) 또는 모터 등으로부터 동력을 전달받아 구동하면서 냉매를 흡입하여 압축한 후 고온 고압의 기체 상태로 배출하게 된다.In this case, the compressor 100 installed on the refrigerant circulation line R receives power from an engine (internal combustion engine) or a motor, etc., while driving, sucks in the refrigerant, compresses it, and then discharges it as a high-temperature and high-pressure gas.

상기 압축기(100)는, 에어컨 모드 시 상기 증발기(160)측에서 배출된 냉매를 흡입, 압축하여 실내열교환기(110)측으로 공급하게 되고, 히트펌프 모드 시에는 상기 실외열교환기(130)측에서 배출되어 바이패스라인(R1)을 통과한 냉매를 흡입, 압축하여 실내열교환기(110)측으로 공급하게 된다.The compressor 100 sucks and compresses the refrigerant discharged from the evaporator 160 side in the air conditioning mode and supplies it to the indoor heat exchanger 110 side. In the heat pump mode, the outdoor heat exchanger 130 side The refrigerant that has been discharged and passed through the bypass line R1 is sucked and compressed to be supplied to the indoor heat exchanger 110 side.

아울러, 히트펌프 모드 중 제습모드 시에는, 상기 바이패스라인(R1)과, 제습라인(R3)을 통해 증발기(160)로 동시에 냉매가 공급되므로, 이 경우 상기 압축기(100)는 상기 바이패스라인(R1)과 증발기(160)를 통과한 후 합류된 냉매를 흡입, 압축하여 실내열교환기(110)측으로 공급하게 된다.In addition, in the dehumidification mode of the heat pump mode, since the refrigerant is simultaneously supplied to the evaporator 160 through the bypass line R1 and the dehumidification line R3, in this case, the compressor 100 operates the bypass line After passing through (R1) and the evaporator 160, the combined refrigerant is sucked and compressed to be supplied to the indoor heat exchanger 110 side.

상기 실내열교환기(110)는, 공조케이스(150)의 내부에 설치됨과 아울러 상기 압축기(100)의 출구측 냉매순환라인(R)과 연결되어, 상기 공조케이스(150)내를 유동하는 공기와 상기 압축기(100)에서 배출된 냉매를 열교환시키게 된다.The indoor heat exchanger 110 is installed inside the air conditioning case 150 and connected to the refrigerant circulation line R on the outlet side of the compressor 100, so that the air flowing in the air conditioning case 150 and The refrigerant discharged from the compressor 100 is exchanged with heat.

또한, 상기 증발기(160)는, 공조케이스(150)의 내부에 설치됨과 아울러 상기 압축기(100)의 입구측 냉매순환라인(R)과 연결되어, 상기 공조케이스(150)내를 유동하는 공기와 상기 압축기(100)로 유동하는 냉매를 열교환시키게 된다.In addition, the evaporator 160 is installed inside the air conditioning case 150 and is connected to the refrigerant circulation line R at the inlet side of the compressor 100, so that the air flowing in the air conditioning case 150 and The refrigerant flowing into the compressor 100 exchanges heat.

상기 실내열교환기(110)는, 에어컨 모드 및 히트펌프 모드 시 모두 응축기 역할을 하게 되고, 상기 증발기(160)는, 에어컨 모드 시 증발기 역할을 하고, 히트펌프 모드 시에는 냉매가 공급되지 않아 작동이 정지되며, 제습모드 시에는 냉매가 일부 공급되어 증발기 역할을 수행하게 된다.The indoor heat exchanger 110 serves as a condenser in both the air conditioner mode and the heat pump mode, and the evaporator 160 serves as an evaporator in the air conditioner mode, and in the heat pump mode, the refrigerant is not supplied, so the operation is difficult. It is stopped, and in the dehumidification mode, some refrigerant is supplied to serve as an evaporator.

또한, 상기 실내열교환기(110) 및 증발기(160)는, 상기 공조케이스(150)의 내부에 서로 일정간격 이격되어 설치되되, 상기 공조케이스(150)내의 공기유동방향 상류측에서부터 상기 증발기(160)와 실내열교환기(110)가 순차적으로 설치된다.In addition, the indoor heat exchanger 110 and the evaporator 160 are installed to be spaced apart from each other at a predetermined distance inside the air conditioning case 150 , and the evaporator 160 from an upstream side in the air flow direction in the air conditioning case 150 . ) and the indoor heat exchanger 110 are sequentially installed.

따라서, 상기 증발기(160)가 증발기 역할을 수행하는 에어컨 모드 시에는 상기 제2팽창수단(140)에서 배출된 저온 저압의 냉매가 상기 증발기(160)로 공급되고, 이때 블로어(미도시)를 통해 공조케이스(150)의 내부를 유동하는 공기가 상기 증발기(160)를 통과하는 과정에서 증발기(160) 내부의 저온 저압의 냉매와 열교환하여 냉풍으로 바뀐 뒤, 차량 실내로 토출되어 차실내를 냉방하게 된다.Accordingly, in the air conditioning mode in which the evaporator 160 serves as an evaporator, the low-temperature and low-pressure refrigerant discharged from the second expansion means 140 is supplied to the evaporator 160, and at this time, through a blower (not shown) In the process of passing the air flowing inside the air conditioning case 150 through the evaporator 160, it exchanges heat with the low-temperature and low-pressure refrigerant inside the evaporator 160 to change to cold air, and then is discharged into the vehicle interior to cool the vehicle interior. do.

상기 실내열교환기(110)가 응축기 역할을 수행하는 히트펌프 모드 시에는, 상기 압축기(100)에서 배출된 고온 고압의 냉매가 상기 실내열교환기(110)로 공급되고, 이때 블로어를 통해 공조케이스(150)의 내부를 유동하는 공기가 상기 실내열교환기(110)를 통과하는 과정에서 실내열교환기(110) 내부의 고온 고압의 냉매와 열교환하여 온풍으로 바뀐 뒤, 차량 실내로 토출되어 차실내를 난방하게 된다. 한편, 상기 증발기(160)의 크기는, 상기 실내열교환기(110)의 크기 보다 더 크게 형성된다.In the heat pump mode in which the indoor heat exchanger 110 functions as a condenser, the high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the compressor 100 is supplied to the indoor heat exchanger 110, and at this time, through a blower, the air conditioning case ( 150) in the process of passing through the indoor heat exchanger 110, exchanges heat with the high-temperature and high-pressure refrigerant inside the indoor heat exchanger 110 to change to hot air, and then is discharged into the vehicle interior to heat the interior of the vehicle. will do Meanwhile, the size of the evaporator 160 is larger than that of the indoor heat exchanger 110 .

상기 공조케이스(150)의 내부에서 상기 증발기(160)와 상기 실내열교환기(110)의 사이에는, 상기 실내열교환기(110)를 바이패스하는 공기의 양과 통과하는 공기의 양을 조절하는 온도조절도어(151)가 설치된다.Between the evaporator 160 and the indoor heat exchanger 110 inside the air conditioning case 150, temperature control for controlling the amount of air that bypasses the indoor heat exchanger 110 and the amount of air passing through A door 151 is installed.

상기 온도조절도어(151)는, 상기 실내열교환기(110)를 바이패스하는 공기의 양과 실내열교환기(110)를 통과하는 공기의 양을 조절하여 상기 공조케이스(150)에서 토출되는 공기의 온도를 적절하게 조절할 수 있는데,The temperature control door 151 controls the amount of air that bypasses the indoor heat exchanger 110 and the amount of air that passes through the indoor heat exchanger 110 to adjust the temperature of the air discharged from the air conditioning case 150 . can be properly adjusted,

이때, 에어컨 모드 시, 상기 온도조절도어(151)를 통해 상기 실내열교환기(110)의 전방측 통로를 완전히 폐쇄하게 되면, 증발기(160)를 통과한 냉풍이 실내열교환기(110)를 바이패스하여 차실내로 공급되므로 최대 냉방이 수행되고, 히트펌프 모드 시에는 상기 온도조절도어(151)를 통해 상기 실내열교환기(110)를 바이패스하는 통로를 완전히 폐쇄하게 되어, 모든 공기가 응축기 역할을 하는 실내열교환기(110)를 통과하면서 온풍으로 바뀌게 되고 이 온풍이 차실내로 공급되므로 난방이 수행된다.At this time, when the front passage of the indoor heat exchanger 110 is completely closed through the temperature control door 151 in the air conditioner mode, the cold air passing through the evaporator 160 bypasses the indoor heat exchanger 110 . Therefore, maximum cooling is performed because it is supplied into the interior of the vehicle, and in the heat pump mode, the passage that bypasses the indoor heat exchanger 110 through the temperature control door 151 is completely closed, so that all air acts as a condenser. As it passes through the indoor heat exchanger 110, it is changed to warm air, and the warm air is supplied into the interior of the vehicle, so that heating is performed.

그리고, 상기 실외열교환기(130)는, 상기 공조케이스(150)의 외부에 설치됨과 아울러 상기 냉매순환라인(R)과 연결되어, 상기 냉매순환라인(R)을 순환하는 냉매와 외기를 열교환시키게 된다.In addition, the outdoor heat exchanger 130 is installed outside the air conditioning case 150 and is connected to the refrigerant circulation line (R) to exchange heat with the refrigerant circulating in the refrigerant circulation line (R) and external air. do.

여기서, 상기 실외열교환기(130)는 차량 엔진룸의 전방측에 설치되어 내부를 유동하는 냉매를 외기와 열교환시키게 된다. 상기 실외열교환기(130)는, 에어컨 모드 시 상기 실내열교환기(110)와 동일한 응축기 역할을 하게 되며, 이때 실외열교환기(130)의 내부를 유동하는 고온 냉매가 외기와 열교환하게 되면서 응축되게 된다. 히트펌프 모드 시에는 상기 실내열교환기(110)와 상반되는 증발기 역할을 하게 되는데, 이때 실외열교환기(130)의 내부를 유동하는 저온 냉매가 외기와 열교환되어 증발하게 된다.Here, the outdoor heat exchanger 130 is installed on the front side of the engine room of the vehicle to exchange the refrigerant flowing therein with the outside air. The outdoor heat exchanger 130 serves as the same condenser as the indoor heat exchanger 110 in the air conditioner mode, and in this case, the high-temperature refrigerant flowing inside the outdoor heat exchanger 130 is condensed while exchanging heat with the outside air. . In the heat pump mode, it acts as an evaporator opposite to that of the indoor heat exchanger 110 . At this time, the low-temperature refrigerant flowing inside the outdoor heat exchanger 130 exchanges heat with the outside air and evaporates.

그리고 상기 제1팽창수단(120)은, 상기 실내열교환기(110)와 실외열교환기(130) 사이의 냉매순환라인(R)상에 설치되어, 에어컨 모드 또는 히트펌프 모드에 따라 상기 실외열교환기(130)로 공급되는 냉매를 선택적으로 팽창시키게 된다.And the first expansion means 120 is installed on the refrigerant circulation line R between the indoor heat exchanger 110 and the outdoor heat exchanger 130, depending on the air conditioner mode or the heat pump mode, the outdoor heat exchanger The refrigerant supplied to 130 is selectively expanded.

상기 실외열교환기(130)를 통과한 냉매는 상기 제2팽창수단(140) 및 증발기(160)측으로 유동하게 되지만, 히트펌프 모드 시에는 상기 실외열교환기(130)를 통과한 냉매가 상기 바이패스라인(R1)을 통해 압축기(100)측으로 곧바로 유동하여 상기 제2팽창수단(140) 및 증발기(160)를 바이패스 하게 된다. The refrigerant that has passed through the outdoor heat exchanger 130 flows toward the second expansion means 140 and the evaporator 160, but in the heat pump mode, the refrigerant that has passed through the outdoor heat exchanger 130 bypasses the bypass. It flows directly to the compressor 100 side through the line R1 to bypass the second expansion means 140 and the evaporator 160 .

여기서, 에어컨 모드 및 히트펌프 모드에 따라 냉매의 흐름방향을 전환하는 역할은 제1방향전환밸브(191)를 통해 이루어진다.Here, the role of switching the flow direction of the refrigerant according to the air conditioner mode and the heat pump mode is performed through the first direction switching valve 191 .

상기 제1방향전환밸브(191)는, 상기 바이패스라인(R1)과 상기 냉매순환라인(R)의 분기지점에 설치되어, 에어컨 모드 또는 히트펌프 모드에 따라 상기 실외열교환기(130)를 통과한 냉매가 상기 바이패스라인(R1) 또는 상기 제2팽창수단(140)으로 흐르도록 냉매 흐름방향을 전환하게 된다.The first direction switching valve 191 is installed at a branch point of the bypass line R1 and the refrigerant circulation line R, and passes through the outdoor heat exchanger 130 according to the air conditioner mode or the heat pump mode. The refrigerant flow direction is switched so that one refrigerant flows to the bypass line R1 or the second expansion means 140 .

이때, 제1방향전환밸브(191)는, 에어컨 모드 시 상기 압축기(100)에서 배출되어 실내열교환기(110)와 실외열교환기(130)를 통과한 냉매가 상기 제2팽창수단(140) 및 증발기(160)측으로 흐르도록 방향을 전환하게 되고, 히트펌프 모드 시 상기 압축기(100)에서 배출되어 실내열교환기(110)와 제1팽창수단(120) 및 실외열교환기(130)를 통과한 냉매가 상기 바이패스라인(R1)으로 흐르도록 방향을 전환하게 된다.At this time, the first direction switching valve 191, the refrigerant discharged from the compressor 100 in the air conditioner mode and passing through the indoor heat exchanger 110 and the outdoor heat exchanger 130 is the second expansion means 140 and The direction is changed to flow toward the evaporator 160 , and the refrigerant discharged from the compressor 100 in the heat pump mode and passed through the indoor heat exchanger 110 , the first expansion means 120 and the outdoor heat exchanger 130 . is changed to flow to the bypass line R1.

한편, 상기 제1방향전환밸브(191)는 상기 바이패스라인(R1)의 입구측 분기지점에 설치되며, 3웨이 밸브를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 제1방향전환밸브(191) 뿐만아니라 제2방향전환밸브(192)도 3웨이 밸브를 사용하는 것이 바람직하다.On the other hand, the first direction switching valve 191 is installed at the inlet side branch point of the bypass line (R1), it is preferable to use a 3-way valve. It is preferable to use a 3-way valve not only for the first directional selector valve 191 but also for the second directional selector valve 192 .

그리고, 상기 바이패스라인(R1)상에는 바이패스라인(R1)을 따라 흐르는 냉매에 열을 공급하는 열공급수단(180)이 설치된다.In addition, a heat supply means 180 for supplying heat to the refrigerant flowing along the bypass line R1 is installed on the bypass line R1.

상기 열공급수단(180)은, 냉매순환라인(R) 및 냉각수순환라인(S)과 연결되어 냉매와 냉각수를 열교환 시킨다. 이 경우 상기 냉각수순환라인(S)에는 전장품(200)과, 배터리(210)가 연결되어 상기 열공급수단(180)에서 전장품(200) 및 배터리(210)의 폐열을 상기 바이패스라인(R1)을 흐르는 냉매에 공급할 수 있다. 따라서, 히트펌프 모드 시 차량 전장품(200)과 배터리(210)의 폐열로 부터 열원을 회수함으로써 난방성능을 향상시킬 수 있는 것이다. 한편, 상기 차량 전장품(200)으로는 대표적으로 모터와, 인버터 등이 있다.The heat supply means 180 is connected to the refrigerant circulation line (R) and the cooling water circulation line (S) to exchange heat between the refrigerant and the cooling water. In this case, the electrical equipment 200 and the battery 210 are connected to the cooling water circulation line S, so that the heat supply means 180 dissipates the waste heat of the electrical equipment 200 and the battery 210 through the bypass line R1. A flowing refrigerant can be supplied. Therefore, in the heat pump mode, the heating performance can be improved by recovering the heat source from the waste heat of the vehicle electrical equipment 200 and the battery 210 . On the other hand, the vehicle electrical equipment 200 typically includes a motor, an inverter, and the like.

그리고, 상기 압축기(100)의 입구측 냉매순환라인(R)상에는 어큐뮬레이터가 설치된다. 상기 어큐뮬레이터는 상기 압축기(100)로 공급되는 냉매 중에서 액상 냉매와 기상 냉매를 분리하여 압축기(100)로 기상 냉매만 공급될 수 있도록 하게 된다.And, an accumulator is installed on the refrigerant circulation line (R) on the inlet side of the compressor (100). The accumulator separates the liquid refrigerant and the gaseous refrigerant from among the refrigerants supplied to the compressor 100 so that only the gaseous refrigerant can be supplied to the compressor 100 .

또한 상기 냉각수순환라인(S) 상에는 배터리(210)의 승온을 위한 냉각수 히터(115)가 설치될 수 있다. 즉, 차량의 시동 초기에 보조열원으로 상기 냉각수 히터(115)를 작동시킴으로써 배터리(210)를 가열시킬 수 있고, 또한 냉매의 회수 열량이 부족할 경우에도 상기 냉각수 히터(115)를 작동시킬 수 있다. 상기 냉각수 히터(115)로는 PTC히터를 사용하는 것이 바람직하다.In addition, a coolant heater 115 for increasing the temperature of the battery 210 may be installed on the coolant circulation line S. That is, the battery 210 can be heated by operating the coolant heater 115 as an auxiliary heat source at the initial stage of starting the vehicle, and the coolant heater 115 can be operated even when the amount of heat recovered from the refrigerant is insufficient. It is preferable to use a PTC heater as the cooling water heater 115 .

그리고, 상기 바이패스라인(R1)은, 상기 제2팽창수단(140)의 입구측 냉매순환라인(R)과 상기 증발기(160)의 출구측 냉매순환라인(R)을 연결하도록 설치되어, 냉매순환라인(R)을 순환하는 냉매가 상기 제2팽창수단(140) 및 증발기(160)를 선택적으로 바이패스하도록 하게 된다.And, the bypass line (R1) is installed to connect the refrigerant circulation line (R) on the inlet side of the second expansion means (140) and the refrigerant circulation line (R) on the outlet side of the evaporator (160), the refrigerant The refrigerant circulating in the circulation line R selectively bypasses the second expansion means 140 and the evaporator 160 .

도면에서와 같이, 상기 바이패스라인(R1)은 상기 제2팽창수단(140) 및 증발기(160)와 병렬로 배치되는데, 즉, 상기 바이패스라인(R1)의 입구측은 상기 실외열교환기(130)와 제2팽창수단(140)을 연결하는 냉매순환라인(R)과 연결되고, 출구측은 상기 증발기(160)와 압축기(100)를 연결하는 냉매순환라인(R)과 연결된다.As shown in the drawing, the bypass line R1 is disposed in parallel with the second expansion means 140 and the evaporator 160 , that is, the inlet side of the bypass line R1 is the outdoor heat exchanger 130 . ) and the refrigerant circulation line (R) connecting the second expansion means (140), and the outlet side is connected to the refrigerant circulation line (R) connecting the evaporator (160) and the compressor (100).

또한, 상기 냉매순환라인(R)을 순환하는 냉매가 상기 보조 바이패스라인(R2)으로 선택적으로 유동하도록 냉매의 유동방향을 전환하는 제2방향전환밸브(192)가 설치되는데, 상기 제2방향전환밸브(192)는 상기 보조 바이패스라인(R2)과 상기 냉매순환라인(R)의 분기지점에 설치되어, 상기 실외열교환기(130) 또는 보조 바이패스라인(R2)으로 냉매가 흐르도록 냉매의 흐름방향을 전환하게 된다.In addition, a second direction switching valve 192 for switching the flow direction of the refrigerant so that the refrigerant circulating in the refrigerant circulation line (R) selectively flows to the auxiliary bypass line (R2) is installed, the second direction The switching valve 192 is installed at the branch point of the auxiliary bypass line R2 and the refrigerant circulation line R, so that the refrigerant flows to the outdoor heat exchanger 130 or the auxiliary bypass line R2. change the direction of flow.

이때, 상기 제2방향전환밸브(192)는, 상기 실외열교환기(130)에 착상 발생시 또는 실외 온도가 0℃ 미만이면 상기 실외열교환기(130)가 외기로부터 흡열을 원활하게 하지 못하므로 상기 냉매순환라인(R)을 순환하는 냉매가 상기 실외열교환기(130)를 바이패스하도록 하게 된다.At this time, the second direction switching valve 192, when an implantation occurs in the outdoor heat exchanger 130 or when the outdoor temperature is less than 0 ° C., since the outdoor heat exchanger 130 does not smoothly absorb heat from the outside air, The refrigerant circulating through the circulation line (R) bypasses the outdoor heat exchanger (130).

한편, 상기 실외 온도 0℃를 반드시 기준으로 하지 않고, 상기 외기와 상기 실외열교환기(130)를 흐르는 냉매간에 열교환 효율이 좋은 경우에만 상기 실외열교환기(130)로 냉매가 통과하고 열교환 효율이 좋지 않은 경우에는 실외열교환기(130)를 바이패스하도록 하여 시스템의 난방성능 및 효율을 향상할 수 있다.On the other hand, the refrigerant passes through the outdoor heat exchanger 130 only when the heat exchange efficiency between the outdoor temperature and the refrigerant flowing through the outdoor heat exchanger 130 is good, not necessarily based on the outdoor temperature of 0°C, and the heat exchange efficiency is not good. If not, the outdoor heat exchanger 130 is bypassed to improve the heating performance and efficiency of the system.

아울러, 상기 실외열교환기(130)에 착상 발생 시, 상기 보조 바이패스라인(R2)으로 냉매가 유동하여 실외열교환기(130)를 바이패스하게 되면, 착상을 지연시키거나 착상을 해소할 수 있다.In addition, when an implantation occurs in the outdoor heat exchanger 130, the refrigerant flows to the auxiliary bypass line R2 and bypasses the outdoor heat exchanger 130, thereby delaying the implantation or eliminating the implantation. .

그리고, 냉매순환라인(R)상에는, 히트펌프 모드 시 차실내 제습을 수행할 수 있도록 상기 냉매순환라인(R)을 순환하는 냉매의 일부를 상기 증발기(160)측으로 공급하는 제습라인(R3)이 설치된다.In addition, on the refrigerant circulation line (R), a dehumidification line (R3) for supplying a portion of the refrigerant circulating in the refrigerant circulation line (R) to the evaporator (160) to perform dehumidification in the vehicle interior in the heat pump mode is provided. is installed

이때, 차실내 제습을 위해서는 상기 증발기(160)측으로 저온 냉매를 공급해야 하므로 상기 제습라인(R3)은 상기 냉매순환라인(R)에서 저온 냉매가 순환하는 구간과 연결된다.At this time, since the low-temperature refrigerant must be supplied to the evaporator 160 for dehumidification in the vehicle interior, the dehumidification line R3 is connected to a section in which the low-temperature refrigerant circulates in the refrigerant circulation line R.

좀더 상세히 설명하면, 상기 제습라인(R3)은, 상기 제1팽창수단(120)을 통과한 저온 냉매의 일부를 상기 증발기(160)측으로 공급하도록 설치된다. 즉, 상기 제습라인(R3)은 상기 제1팽창수단(120)의 출구측 냉매순환라인(R)과 상기 증발기(160)의 입구측 냉매순환라인(R)을 연결하도록 설치된다.In more detail, the dehumidification line R3 is installed to supply a portion of the low-temperature refrigerant that has passed through the first expansion means 120 to the evaporator 160 side. That is, the dehumidification line R3 is installed to connect the refrigerant circulation line R at the outlet side of the first expansion means 120 and the refrigerant circulation line R at the inlet side of the evaporator 160 .

도면에서 보면, 상기 제습라인(R3)의 입구는 상기 제1팽창수단(120)과 상기 실외열교환기(130) 사이의 냉매순환라인(R)에 연결됨으로써, 상기 제1팽창수단(120)을 통과한 후 상기 실외열교환기(130)로 유입되기전의 냉매 일부가 상기 제습라인(R3)으로 유동하여 상기 증발기(160)측으로 공급되게 된다.As shown in the drawing, the inlet of the dehumidification line R3 is connected to the refrigerant circulation line R between the first expansion means 120 and the outdoor heat exchanger 130, thereby opening the first expansion means 120. After passing through, a portion of the refrigerant before flowing into the outdoor heat exchanger 130 flows into the dehumidification line R3 and is supplied to the evaporator 160 side.

즉 차실내 제습모드 시, 상기 제1팽창수단(120)에 냉매가 통과된 후 상기 실외열교환기(130)로 유입되기 전의 냉매 일부를 상기 제습라인(R3)을 통해 증발기(160)측으로 공급하게 된다.That is, in the interior dehumidification mode, after the refrigerant passes through the first expansion means 120, a part of the refrigerant before flowing into the outdoor heat exchanger 130 is supplied to the evaporator 160 through the dehumidification line R3. do.

한편, 본 발명에 의한 차량용 히트 펌프 시스템에서 냉각수순환라인(S) 상에는 전장품(200) 및 배터리(210)가 배치되어 난방모드 시 냉매의 회수 열원으로 전장품(200) 뿐만 아니라 배터리(210)의 폐열까지 활용하고 있다. 이 경우 기존의 전기차량과 달리 배터리 열관리 시스템이 구비된 전기차량에서는 충전 조건 및 주행 조건에 따라 냉각수 온도가 높게 형성된다. 이는 배터리(210)의 충전 상태에서 냉각수 히터(115)를 통하여 임의로 냉각수 온도를 상승시킬 수 있는 것으로, 이에 따라 차량용 히트 펌프 시스템에서 냉매의 회수 열량이 크게 증가될 수 있다. 상기 냉각수 히터(115)는 배터리(210)의 승온을 위해 구비되는 것으로, 냉각수 히터(115)는 냉각수의 온도를 높이고, 배터리 칠러에 의해 냉각수와 배터리(210)가 열교환되어 배터리(210)를 정상 작동 온도까지 올려주는 기능을 갖는다.On the other hand, in the vehicle heat pump system according to the present invention, the electrical components 200 and the battery 210 are disposed on the cooling water circulation line (S), and waste heat of the battery 210 as well as the electrical components 200 as a recovery heat source of the refrigerant in the heating mode is being used until In this case, unlike conventional electric vehicles, in electric vehicles equipped with a battery thermal management system, the coolant temperature is formed high according to charging conditions and driving conditions. This may arbitrarily increase the coolant temperature through the coolant heater 115 in the charged state of the battery 210 , and accordingly, the amount of heat recovered by the coolant in the vehicle heat pump system may be greatly increased. The coolant heater 115 is provided to increase the temperature of the battery 210 . The coolant heater 115 raises the temperature of the coolant, and the coolant and the battery 210 exchange heat with the battery chiller to normalize the battery 210 . It has the ability to raise the operating temperature.

한편, 냉각수의 온도가 높으면, 실외열교환기(130)에서 흡열되는 공기열원의 에너지가 감소하거나, 공기 열원을 흡열하지 못하는 조건에서 냉매가 실외기를 통과하게 되어 실외열교환기(130)에서 흡열하여 이득이 되는 정도보다, 압력손실로 인한 손실이 되는 정도가 더 증가하게 되므로, 시스템 성능이 저감되는 경우가 발생되었다. 이에 실외열교환기(130)에서 공기측 에너지를 흡열하지 못하거나, 오히려 공기측으로 냉매의 에너지를 방열하는 조건 발생되는 것이다.On the other hand, when the temperature of the cooling water is high, the energy of the air heat source absorbed by the outdoor heat exchanger 130 is reduced, or the refrigerant passes through the outdoor unit under the condition that the air heat source cannot absorb heat, so that the outdoor heat exchanger 130 absorbs heat and gains Since the degree of loss due to the pressure loss increases more than the degree of , the system performance is reduced. As a result, the outdoor heat exchanger 130 does not absorb heat from the air side, or a condition for dissipating the energy of the refrigerant to the air side is generated.

또한 히트펌프 시스템에서 냉매의 회수 열원 에너지가 크게 증가할 경우 히트펌프 시스템의 고압측 압력과 저압측 압력은 모두 상승하게 되는데, 이 경우 차량용 히트 펌프 시스템에 배터리 열관리 시스템을 도입함에 따라 냉각수의 열원 에너지가 특정 조건 이상으로 증가하게 되면, 저압측을 흐르는 냉매의 온도도 동시에 상승하게 되고, 이에 따라 냉매의 온도가 외기온과 유사해지거나, 냉매의 온도가 오히려 더 높아져 실외열교환기(130)에서의 열교환이 거의 일어나지 않으며, 더욱이 냉매의 압력 손실을 발생시키는 통로가 되는 현상이 종종 발견되었다.In addition, when the recovery heat source energy of the refrigerant in the heat pump system increases significantly, both the high pressure side pressure and the low pressure side pressure of the heat pump system rise. When is increased above a certain condition, the temperature of the refrigerant flowing through the low pressure side also rises at the same time, and accordingly, the temperature of the refrigerant becomes similar to that of the outdoor air, or the temperature of the refrigerant is rather higher, so that heat exchange in the outdoor heat exchanger (130) This seldom occurs, and moreover, a phenomenon that becomes a passage for causing a pressure loss of the refrigerant has often been found.

이러한 문제를 해결하기 위해, 본 발명의 차량용 히트 펌프 시스템 및 이의 제어방법에서는 냉각수순환라인(S)에 설치되는 냉각수온도센서와, 상기 실외열교환기(130)의 출구 측에 설치되는 냉매온도센서 및, 차량 외부의 공기 온도를 센싱하는 외기온도센서를 구비하고, 제어부에서 상술한 온도센서의 센싱값을 비교하여 냉각수의 열원의 조건을 파악하고, 이에 따라 실외열교환기(130)의 바이패스를 판별할 수 있는 차량용 히트 펌프 시스템 및 이의 제어 방법을 제공한다. 즉 본 발명의 특징은 기존의 로직 이외에 특정한 상황의 경우에 상기 실외열교환기(130)를 바이패스를 할 수 있도록 하는 실외기 바이패스 모드를 추가로 구비하여 공조의 효율을 높일 수 있는 구성에 있는 것이다.In order to solve this problem, in the vehicle heat pump system and control method thereof of the present invention, a coolant temperature sensor installed in the coolant circulation line (S), a coolant temperature sensor installed on the outlet side of the outdoor heat exchanger (130), and , an outdoor temperature sensor for sensing the air temperature outside the vehicle, and the control unit compares the sensing value of the above-described temperature sensor to determine the condition of the heat source of the cooling water, thereby determining the bypass of the outdoor heat exchanger 130 A heat pump system for a vehicle capable of performing the above and a method for controlling the same are provided. That is, a feature of the present invention is in a configuration that can increase the efficiency of air conditioning by additionally providing an outdoor unit bypass mode that allows the outdoor heat exchanger 130 to be bypassed in a specific situation in addition to the existing logic. .

이 경우 기존의 로직이란, 종래에 차량용 히트 펌프 시스템에서 수행되어 왔던 방법으로 실외 온도가 영하이거나, 실외열교환기(130)에 착상이 발생되는 경우에만 실외열교환기(130)를 제2방향전환밸브(192)에 의해 냉매를 바이패스하였던 방법을 의미한다.In this case, the conventional logic is a method that has been conventionally performed in a vehicle heat pump system, and only when the outdoor temperature is below zero or when an implantation occurs in the outdoor heat exchanger 130 , the outdoor heat exchanger 130 is set to the second direction switching valve. It means the method by which the refrigerant was bypassed by (192).

도 4는 본 발명에 의한 차량용 히트 펌프 시스템의 제어방법을 도시한 순서도이다.4 is a flowchart illustrating a control method of a vehicle heat pump system according to the present invention.

도 3 및 도 4와 같이, 본 발명은 냉각수순환라인(S)에 설치되는 냉각수온도센서(A1)와, 실외열교환기(130)의 출구 측에 설치되는 냉매온도센서(A2) 및 차량 외부의 공기 온도를 센싱하는 외기온도센서(A3)를 포함하고, 각각의 센싱된 온도값(A1', A2', A3')은 제어부(300)로 전송된다.3 and 4, the present invention provides a coolant temperature sensor (A1) installed in the coolant circulation line (S), a coolant temperature sensor (A2) installed on the outlet side of the outdoor heat exchanger (130), and a vehicle outside the vehicle. It includes an outdoor temperature sensor A3 for sensing the air temperature, and the sensed temperature values A1', A2', A3' are transmitted to the control unit 300 .

상기 제어부(300)에서는 냉각수온도값(A1')과 외기온도값(A3')을 비교하여 냉각수온도값(A1')이 외기온도값(A3')에 비하여 기설정된 온도(C1)보다 크거나 같다고 판단하면, 다음 비교단계(S200)를 수행하고, 작다고 판단하면, 기존의 로직으로 작동하게 한다(S100).The control unit 300 compares the cooling water temperature value A1' with the outside air temperature value A3' so that the cooling water temperature value A1' is greater than the outside air temperature value A3' and greater than a preset temperature C1 or If it is determined to be the same, the next comparison step (S200) is performed, and if it is determined to be smaller, the existing logic is operated (S100).

즉 본 발명에 의한 냉각수순환라인(S)에 흐르는 냉각수는 전장폐열 및 배터리의 열원을 회수할 수 있기 때문에 냉각수온도값(A1')이 기설정된 온도(C1) 이상으로 높은 경우 수열원 열량이 충분하여 공기 열원의 회수가 불리할 수 있기 때문이다. 이 경우 상기 기 설정된 온도(C1)는 9도 내지 11도로 설정되는 것이 바람직하다. 이는 일반적인 차량의 경우 평균적으로 전장폐열 및 배터리의 열원이 냉각수온도를 기 설정된 온도(C1) 만큼 가열할 수 있음을 의미한다.That is, since the cooling water flowing through the cooling water circulation line S according to the present invention can recover the electrical waste heat and the heat source of the battery, when the cooling water temperature value A1' is higher than the preset temperature C1, the heat source heat quantity is sufficient. This is because the recovery of the air heat source may be disadvantageous. In this case, the preset temperature C1 is preferably set to 9 to 11 degrees. This means that, on average, in the case of a typical vehicle, the electrical waste heat and the heat source of the battery can heat the coolant temperature by the preset temperature (C1).

이 후 상기 제어부(300)에서는 냉매온도값(A2')이 외기온도값(A3')에 비하여 기설정된 온도(C2)보다 크거나 같다고 판단하면, 다음 단계(S300)인 실외열교환기(130)를 바이패스하도록 제2방향전환밸브(192)를 제어한다. 또한 상기 제어부(300)에서는 냉매온도값(A2')이 외기온도값(A3')에 비하여 기설정된 온도(C2)보다 작다고 판단하면, 기존의 로직으로 작동하게 한다(S200).After that, if the controller 300 determines that the refrigerant temperature value A2' is greater than or equal to the preset temperature C2 compared to the outdoor temperature value A3', the next step (S300) is the outdoor heat exchanger 130. Controls the second direction switching valve 192 to bypass the. In addition, if the control unit 300 determines that the refrigerant temperature value A2' is smaller than the preset temperature C2 compared to the outside air temperature value A3', the controller 300 operates with the existing logic (S200).

즉 수열원이 과한 조건에서는 실외열교환기(130)측으로 냉매가 통과할 경우 열교환기가 아닌 단순 통로 역할을 하게 될 확률이 높아지고, 이로 인해 냉매의 단순 압력 손실을 발생시키는 통로로서의 부정적인 역할을 할 수 있기 때문이다. 이 경우 상기 기 설정된 온도(C2)는 2도 내지 4도로 설정되는 것이 바람직하다.That is, under the condition that the water heat source is excessive, when the refrigerant passes to the outdoor heat exchanger 130 side, the probability of serving as a simple passage rather than a heat exchanger increases, and this can play a negative role as a passage that causes a simple pressure loss of the refrigerant. Because. In this case, the preset temperature C2 is preferably set to 2 to 4 degrees.

이 후 상기 제어부(300)에서는 실외열교환기(130)에 냉매를 바이패스하도록 제2방향전환밸브(192)를 전환조절하게 되고, 다음 단계(S400)를 수행하게 한다.Thereafter, the control unit 300 switches and adjusts the second direction switching valve 192 to bypass the refrigerant to the outdoor heat exchanger 130 , and performs the next step ( S400 ).

이 후 상기 제어부(300)에서는 냉각수온도값(A1')이 외기온도값(A3')에 비하여 기 설정된 온도(C3)보다 작다고 판단하면, 상기 실외열교환기(130)를 바이패스하는 S300 단계를 유지시키고, 상기 설정된 온도(C3)보다 크거나 같다고 판단하면, 기존의 로직으로 작동하게 한다(S400).After that, if the control unit 300 determines that the cooling water temperature value A1' is smaller than the preset temperature C3 compared to the outdoor temperature value A3', the S300 step of bypassing the outdoor heat exchanger 130 is performed. maintained, and if it is determined that it is greater than or equal to the set temperature C3, the existing logic is operated (S400).

마찬가지로, 이 경우 상기 기 설정된 온도(C3)는 4도 내지 6도로 설정되는 것이 바람직하다.Similarly, in this case, the preset temperature C3 is preferably set to 4 to 6 degrees.

따라서 본 발명에 의한 차량용 히트 펌프 시스템 및 이의 제어방법에 의하면 실외열교환기(130)에서 발생하는 냉매의 압력 손실을 사전에 방지하고, 냉각수의 열원만을 회수하여 안정적인 히트펌프 작동을 가능하게 하는 효과가 있다.Therefore, according to the vehicle heat pump system and its control method according to the present invention, the effect of preventing the pressure loss of the refrigerant occurring in the outdoor heat exchanger 130 in advance and recovering only the heat source of the coolant to enable stable heat pump operation have.

또한 냉각수의 열원의 에너지량이 감소할 경우, 다시 실외열교환기(130)에 의한 공기 열원과 냉각수 열원을 동시에 사용하는 최대난방 모드로 복귀하여 히트펌프 작동 조건에 따라 최적의 조건을 선택적으로 사용할 수 있는 효과가 있다.In addition, when the energy amount of the heat source of the cooling water is reduced, it returns to the maximum heating mode that uses the air heat source and the cooling water heat source by the outdoor heat exchanger 130 at the same time to selectively use the optimum conditions according to the heat pump operating conditions. It works.

또한 냉각수 열원의 에너지량에 따라 실외열교환기(130)에 의한 공기 열원 사용 유무를 선택적으로 사용할 수 있어 다양한 상황에 맞추어 난방을 수행할 수 있다. 즉, 실외열교환기(130)에 의한 공기 열원의 사용 또는 미사용 조건을 상기 온도센서에 의한 실외온도, 냉각수온도 및, 냉매온도를 이용하여 판단할 수 있는 것이다.In addition, it is possible to selectively use whether or not to use the air heat source by the outdoor heat exchanger 130 according to the amount of energy of the cooling water heat source, so that heating can be performed according to various situations. That is, the conditions of use or non-use of the air heat source by the outdoor heat exchanger 130 can be determined using the outdoor temperature, the cooling water temperature, and the refrigerant temperature by the temperature sensor.

또한 종래에 실외 온도가 영하이거나, 실외열교환기(130)에 착상이 발생되는 경우 실외열교환기(130)를 제2방향전환밸브(192)에 의해 바이패스하였으나, 실외 온도나 실외열교환기(130)의 착상이 아닌 경우에도 필요에 따라 실외열교환기(130)에 의한 공기의 열원의 사용 여부를 결정할 수 있어 효율적인 관리가 가능한 효과가 있다.Also, in the prior art, when the outdoor temperature is below zero or when an implantation occurs in the outdoor heat exchanger 130, the outdoor heat exchanger 130 is bypassed by the second direction switching valve 192, but the outdoor temperature or the outdoor heat exchanger 130 is bypassed. ), it is possible to determine whether to use the heat source of air by the outdoor heat exchanger 130 as needed, so that efficient management is possible.

이 경우 추가적으로 배터리 표면온도를 센싱하기 위해 배터리의 일측에 구비된 온도센서를 활용할 수도 있다. 즉 실외열교환기(130)에 의한 공기 열원 사용 여부를 냉각수온도값(A1'), 냉매온도값(A2'), 외기온도값(A3') 및 배터리 온도를 이용하여 판단할 수도 있다.In this case, a temperature sensor provided on one side of the battery may be used to additionally sense the surface temperature of the battery. That is, whether the air heat source is used by the outdoor heat exchanger 130 may be determined using the coolant temperature value A1', the refrigerant temperature value A2', the outdoor temperature value A3', and the battery temperature.

이상에서 설명된 본 발명의 차량용 히트 펌프 시스템 및 이의 제어방법에 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The embodiments of the vehicle heat pump system and the control method thereof of the present invention described above are merely exemplary, and various modifications and equivalent other embodiments are possible by those skilled in the art to which the present invention pertains. You will know well that it does. Therefore, it will be well understood that the present invention is not limited to the forms recited in the above detailed description. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims. It is also to be understood that the present invention includes all modifications, equivalents and substitutions falling within the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

100 : 압축기 110 : 실내열교환기
115 : 냉각수 히터 120 : 제1팽창수단
122 : 2웨이 밸브 130 : 실외열교환기
140 : 제2팽창수단 160 : 증발기
180 : 열공급수단 191 : 제1방향전환밸브
192 : 제2방향전환밸브 200 : 전장품
210 : 배터리 300 : 제어부
S : 냉각수순환라인 R : 냉매순환라인
R1 : 바이패스라인 R2 : 보조 바이패스라인
A1' : 냉각수온도값 A3' : 외기온도값
A2' : 냉매온도값100: compressor 110: indoor heat exchanger
115: cooling water heater 120: first expansion means
122: 2-way valve 130: outdoor heat exchanger
140: second expansion means 160: evaporator
180: heat supply means 191: first direction switching valve
192: second direction switching valve 200: electrical equipment
210: battery 300: control unit
S : Cooling water circulation line R : Refrigerant circulation line
R1: bypass line R2: auxiliary bypass line
A1' : Cooling water temperature value A3' : Outside air temperature value
A2' : Refrigerant temperature value

Claims (15)

냉매순환라인(R)상에 설치되어 냉매를 압축하여 배출하는 압축기(100);
공조케이스(150)의 내부에 설치되어 상기 공조케이스(150)내 공기와 상기 압축기(100)에서 배출된 냉매를 열교환하는 실내열교환기(110);
상기 공조케이스(150)의 내부에 설치되어 상기 공조케이스(150)내 공기와 상기 압축기(100)로 공급되는 냉매를 열교환하는 증발기(160);
상기 공조케이스(150)의 외부에 설치되어 상기 냉매순환라인(R)을 순환하는 냉매와 외기를 열교환하는 실외열교환기(130);
상기 실내열교환기(110)와 실외열교환기(130) 사이의 냉매순환라인(R)상에 설치되어 냉매를 팽창시키는 제1팽창수단(120);
상기 증발기(160)의 입구측 냉매순환라인(R)상에 설치되어 냉매를 팽창시키는 제2팽창수단(140);
상기 제2팽창수단(140)의 입구측 냉매순환라인(R)과 상기 증발기(160)의 출구측 냉매순환라인(R)을 연결하도록 설치되어 냉매가 제2팽창수단(140) 및 증발기(160)를 바이패스하도록 하는 바이패스라인(R1); 및
상기 제1팽창수단(120)의 출구측 냉매순환라인(R)과 상기 실외열교환기(130)의 출구측 냉매순환라인(R)을 연결하도록 설치되어 냉매가 실외열교환기(130)를 바이패스하도록 하는 바이패스라인(R2)을 포함하고,
차량의 전장품(200) 또는 배터리(210)를 순환하는 냉각수순환라인(S)과, 상기 냉각수순환라인(S)의 냉각수와 바이패스라인(R1)의 냉매를 열교환시키는 열공급수단(180)을 구비하며,
상기 냉각수순환라인(S)에 설치되는 냉각수온도센서(A1)와, 상기 실외열교환기(130)의 출구 측에 설치되는 냉매온도센서(A2)와, 차량 외부의 공기 온도를 센싱하는 외기온도센서(A3)를 구비하고,
상기 센서(A1, A2, A3)에 의해 센싱된 온도값(A1', A2', A3')을 비교하여 냉매가 상기 실외열교환기(130)를 바이패스할지 여부를 판별하는 제어부(300)를 포함하며,
상기 제어부(300)는, 냉각수온도값(A1')과 외기온도값(A3')을 비교하여 냉각수온도값(A1')과 외기온도값(A3')의 차이가 기설정된 온도(C1)보다 작다고 판단하면 기존의 로직으로 작동하도록 제어하고,
상기 기존의 로직은 실외 온도가 영하이거나 실외열교환기(130)에 착상이 발생되는 경우에만 제2방향전환밸브(192)에 의해 냉매가 실외열교환기(130)를 바이패스하는 것을 의미하는 차량용 히트 펌프 시스템.a compressor 100 installed on the refrigerant circulation line (R) to compress and discharge the refrigerant;
an indoor heat exchanger (110) installed inside the air conditioning case (150) to exchange heat between the air in the air conditioning case (150) and the refrigerant discharged from the compressor (100);
an evaporator 160 installed inside the air conditioning case 150 to exchange heat between the air in the air conditioning case 150 and the refrigerant supplied to the compressor 100;
an outdoor heat exchanger (130) installed outside the air conditioning case (150) to exchange heat with the refrigerant circulating in the refrigerant circulation line (R) and external air;
a first expansion means (120) installed on the refrigerant circulation line (R) between the indoor heat exchanger (110) and the outdoor heat exchanger (130) to expand the refrigerant;
a second expansion means (140) installed on the refrigerant circulation line (R) on the inlet side of the evaporator (160) to expand the refrigerant;
It is installed to connect the refrigerant circulation line (R) on the inlet side of the second expansion means (140) and the refrigerant circulation line (R) on the outlet side of the evaporator (160) so that the refrigerant flows through the second expansion means (140) and the evaporator (160). ) to bypass the bypass line (R1); and
It is installed to connect the refrigerant circulation line (R) on the outlet side of the first expansion means (120) and the refrigerant circulation line (R) on the outlet side of the outdoor heat exchanger (130) so that the refrigerant bypasses the outdoor heat exchanger (130). It includes a bypass line (R2) to
A cooling water circulation line (S) that circulates the electrical equipment 200 or battery 210 of the vehicle, and a heat supply means 180 for exchanging heat between the coolant in the coolant circulation line (S) and the refrigerant in the bypass line (R1) and
A coolant temperature sensor (A1) installed in the coolant circulation line (S), a coolant temperature sensor (A2) installed at an outlet side of the outdoor heat exchanger (130), and an outdoor temperature sensor for sensing the air temperature outside the vehicle (A3) is provided,
A control unit 300 for determining whether the refrigerant bypasses the outdoor heat exchanger 130 by comparing the temperature values A1', A2', A3' sensed by the sensors A1, A2, and A3; includes,
The control unit 300 compares the cooling water temperature value A1' with the outside air temperature value A3' so that the difference between the cooling water temperature value A1' and the outside air temperature value A3' is higher than the preset temperature C1. If it is judged to be small, it controls to operate with the existing logic,
The conventional logic is vehicle heat, which means that the refrigerant bypasses the outdoor heat exchanger 130 by the second direction switching valve 192 only when the outdoor temperature is below zero or when an implantation occurs in the outdoor heat exchanger 130 . pump system. 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 기설정된 온도(C1)는 9도 내지 11도로 설정되는 차량용 히트 펌프 시스템.The method according to claim 1,
The predetermined temperature C1 is a vehicle heat pump system that is set to 9 degrees to 11 degrees. 청구항 1에 있어서,
상기 제어부(300)는,
냉각수온도값(A1')과 외기온도값(A3')을 비교하여 냉각수온도값(A1')과 외기온도값(A3')의 차이가 기설정된 온도(C1)보다 크거나 같다고 판단하면,
냉매온도값(A2')과 외기온도값(A3')의 차이가 기설정된 온도(C2)보다 작은지 판단하고, 작다고 판단하면, 기존의 로직으로 작동하게 하고, 크거나 같다고 판단하면 상기 실외열교환기(130)를 바이패스하도록 제2방향전환밸브(192)를 제어하는 차량용 히트 펌프 시스템.The method according to claim 1,
The control unit 300,
If it is determined that the difference between the cooling water temperature value (A1') and the outdoor temperature value (A3') is greater than or equal to the preset temperature (C1) by comparing the cooling water temperature value (A1') and the outdoor temperature value (A3'),
It is determined whether the difference between the refrigerant temperature value (A2') and the outdoor temperature value (A3') is smaller than the preset temperature C2, and if it is determined that it is small, the existing logic is operated. A vehicle heat pump system for controlling the second directional selector valve 192 to bypass the unit 130 . 청구항 4에 있어서,
상기 기설정된 온도(C2)는 2도 내지 4도로 설정되는 차량용 히트 펌프 시스템.5. The method according to claim 4,
The predetermined temperature (C2) is a vehicle heat pump system that is set to 2 to 4 degrees. 청구항 1에 있어서,
상기 제어부(300)는,
냉각수온도값(A1')과 외기온도값(A3')을 비교하여 냉각수온도값(A1')과 외기온도값(A3')의 차이가 기설정된 온도(C1)보다 크거나 같다고 판단하면,
냉매온도값(A2')과 외기온도값(A3')의 차이가 기설정된 온도(C2)보다 작은지 판단하고, 작다고 판단하면, 기존의 로직으로 작동하게 하고, 크거나 같다고 판단하면 상기 실외열교환기(130)를 바이패스하도록 제2방향전환밸브(192)를 제어하고, 이 후 냉각수온도값(A1')과 외기온도값(A3')의 차이가 기 설정된 온도(C3)보다 작다고 판단하면, 상기 실외열교환기(130)를 바이패스하도록 유지시키고, 상기 설정된 온도(C3)보다 크거나 같다고 판단하면, 기존의 로직으로 작동하도록 제어하는 차량용 히트 펌프 시스템.The method according to claim 1,
The control unit 300,
If it is determined that the difference between the cooling water temperature value (A1') and the outdoor temperature value (A3') is greater than or equal to the preset temperature (C1) by comparing the cooling water temperature value (A1') and the outdoor temperature value (A3'),
It is determined whether the difference between the refrigerant temperature value (A2') and the outdoor temperature value (A3') is smaller than the preset temperature C2, and if it is determined that it is small, the existing logic is operated. If the second direction switching valve 192 is controlled to bypass the unit 130, and then the difference between the cooling water temperature value A1' and the outside air temperature value A3' is smaller than the preset temperature C3. , a vehicle heat pump system that maintains the outdoor heat exchanger 130 to be bypassed, and controls to operate according to the existing logic when it is determined that the outdoor heat exchanger 130 is greater than or equal to the set temperature C3. 청구항 6에 있어서,
상기 기설정된 온도(C3)는 4도 내지 6도로 설정되는 차량용 히트 펌프 시스템.7. The method of claim 6,
The preset temperature C3 is a vehicle heat pump system that is set to 4 to 6 degrees. 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 냉각수순환라인(S)은,
차량의 시동 초기에 보조열원으로 냉각수 히터(115)를 작동시킴으로써 배터리(210)를 가열시키거나, 또는 냉매의 회수 열량이 부족할 경우 회수 열량을 보충해주는 냉각수 히터(115)가 구비되는 차량용 히트 펌프 시스템.The method according to claim 1,
The cooling water circulation line (S),
A vehicle heat pump system provided with a coolant heater 115 that heats the battery 210 by operating the coolant heater 115 as an auxiliary heat source at the initial stage of starting the vehicle, or supplements the amount of heat recovered when the amount of heat recovered from the refrigerant is insufficient. . 냉매순환라인(R)상에 설치되어 냉매를 압축하여 배출하는 압축기(100);
공조케이스(150)의 내부에 설치되어 상기 공조케이스(150)내 공기와 상기 압축기(100)에서 배출된 냉매를 열교환시키는 실내열교환기(110);
상기 공조케이스(150)의 내부에 설치되어 상기 공조케이스(150)내 공기와 상기 압축기(100)로 공급되는 냉매를 열교환시키는 증발기(160);
상기 공조케이스(150)의 외부에 설치되어 상기 냉매순환라인(R)을 순환하는 냉매와 외기를 열교환시키는 실외열교환기(130);
상기 실내열교환기(110)와 실외열교환기(130) 사이의 냉매순환라인(R)상에 설치되어 냉매를 팽창시키는 제1팽창수단(120);
상기 증발기(160)의 입구측 냉매순환라인(R)상에 설치되어 냉매를 팽창시키는 제2팽창수단(140);
상기 제2팽창수단(140)의 입구측 냉매순환라인(R)과 상기 증발기(160)의 출구측 냉매순환라인(R)을 연결하도록 설치되어 냉매가 제2팽창수단(140) 및 증발기(160)를 바이패스하도록 하는 바이패스라인(R1); 및
상기 제1팽창수단(120)의 출구측 냉매순환라인(R)과 상기 실외열교환기(130)의 출구측 냉매순환라인(R)을 연결하도록 설치되어 냉매가 실외열교환기(130)를 바이패스하도록 하는 바이패스라인(R2)을 포함하고,
차량의 전장품(200) 또는 배터리(210)를 순환하는 냉각수순환라인(S)과, 상기 냉각수순환라인(S)의 냉각수와 바이패스라인(R1)의 냉매를 열교환시키는 열공급수단(180)을 구비하며,
상기 냉각수순환라인(S)에 설치되어 냉각수온도값(A1')을 측정하는 냉각수온도센서(A1)와, 상기 실외열교환기(130)의 출구 측에 설치되어 냉매온도값(A2')을 측정하는 냉매온도센서(A2) 및 차량 외부의 공기 온도를 센싱하여 외기온도값(A3')을 측정하는 외기온도센서(A3)를 포함하고,
상기 냉각수온도값(A1')과 상기 외기온도값(A3')을 비교하여 상기 냉각수온도값(A1')과 외기온도값(A3')의 차이가 기설정된 온도(C1)보다 작다고 판단하면 기존의 로직으로 작동하는 단계(S100);
냉매온도값(A2')과 외기온도값(A3')의 차이가 기설정된 온도(C2)보다 작다고 판단하면 기존의 로직으로 작동하는 단계(S200);
상기 S200단계에서 냉매온도값(A2')과 외기온도값(A3')의 차이가 기설정된 온도(C2)보다 크거나 같다고 판단되면 실외열교환기(130)를 바이패스하는 단계(S300) 및
냉각수온도값(A1')과 외기온도값(A3')의 차이가 기 설정된 온도(C3)보다 작다고 판단하면, 상기 실외열교환기(130)를 바이패스하는 단계(S300)를 유지시키고, 상기 설정된 온도(C3)보다 크거나 같다고 판단하면, 기존의 로직으로 작동하는 단계(S400)를 포함하며,
상기 기존의 로직은 실외 온도가 영하이거나 실외열교환기(130)에 착상이 발생되는 경우에만 제2방향전환밸브(192)에 의해 냉매가 실외열교환기(130)를 바이패스하는 것을 의미하는 차량용 히트 펌프 시스템의 제어방법.a compressor 100 installed on the refrigerant circulation line (R) to compress and discharge the refrigerant;
an indoor heat exchanger (110) installed inside the air conditioning case (150) to exchange heat between the air in the air conditioning case (150) and the refrigerant discharged from the compressor (100);
an evaporator 160 installed inside the air conditioning case 150 to exchange heat between the air in the air conditioning case 150 and the refrigerant supplied to the compressor 100;
an outdoor heat exchanger (130) installed outside the air conditioning case (150) to exchange heat with the refrigerant circulating in the refrigerant circulation line (R) and external air;
a first expansion means (120) installed on the refrigerant circulation line (R) between the indoor heat exchanger (110) and the outdoor heat exchanger (130) to expand the refrigerant;
a second expansion means (140) installed on the refrigerant circulation line (R) on the inlet side of the evaporator (160) to expand the refrigerant;
It is installed to connect the refrigerant circulation line (R) on the inlet side of the second expansion means (140) and the refrigerant circulation line (R) on the outlet side of the evaporator (160) so that the refrigerant flows through the second expansion means (140) and the evaporator (160). ) to bypass the bypass line (R1); and
It is installed to connect the refrigerant circulation line (R) on the outlet side of the first expansion means (120) and the refrigerant circulation line (R) on the outlet side of the outdoor heat exchanger (130) so that the refrigerant bypasses the outdoor heat exchanger (130). It includes a bypass line (R2) to
A cooling water circulation line (S) that circulates the electrical equipment 200 or battery 210 of the vehicle, and a heat supply means 180 for exchanging heat between the coolant in the coolant circulation line (S) and the refrigerant in the bypass line (R1) and
A coolant temperature sensor (A1) installed in the coolant circulation line (S) to measure a coolant temperature value (A1'), and a coolant temperature sensor (A2') installed at the outlet side of the outdoor heat exchanger 130 to measure a coolant temperature value (A2') and a refrigerant temperature sensor (A2) and an outdoor temperature sensor (A3) for measuring an outdoor temperature value (A3') by sensing the air temperature outside the vehicle,
If it is determined that the difference between the cooling water temperature value A1' and the outside air temperature value A3' is smaller than the preset temperature C1 by comparing the cooling water temperature value A1' and the outside air temperature value A3', operating with the logic of (S100);
If it is determined that the difference between the refrigerant temperature value (A2') and the outdoor temperature value (A3') is smaller than the preset temperature (C2), operating the existing logic (S200);
If it is determined in step S200 that the difference between the refrigerant temperature value (A2') and the outdoor temperature value (A3') is greater than or equal to the preset temperature (C2), bypassing the outdoor heat exchanger 130 (S300) and
If it is determined that the difference between the cooling water temperature value A1' and the outdoor temperature value A3' is smaller than the preset temperature C3, the step (S300) of bypassing the outdoor heat exchanger 130 is maintained (S300), and the set If it is determined that it is greater than or equal to the temperature (C3), it includes a step (S400) of operating with the existing logic,
The conventional logic is vehicle heat, which means that the refrigerant bypasses the outdoor heat exchanger 130 by the second direction switching valve 192 only when the outdoor temperature is below zero or when an implantation occurs in the outdoor heat exchanger 130 . Control method of pump system. 청구항 11에 있어서,
상기 기설정된 온도(C1)는 9도 내지 11도로 설정되고,,
상기 기설정된 온도(C2)는 2도 내지 4도로 설정되며,
상기 기설정된 온도(C3)는 4도 내지 6도로 설정되는 차량용 히트 펌프 시스템의 제어방법.12. The method of claim 11,
The preset temperature (C1) is set to 9 degrees to 11 degrees,
The preset temperature (C2) is set to 2 degrees to 4 degrees,
The preset temperature C3 is a control method of a vehicle heat pump system that is set to 4 to 6 degrees. 삭제delete 삭제delete 청구항 11에 있어서,
상기 냉각수순환라인(S)은,
차량의 시동 초기에 보조열원으로 냉각수 히터(115)를 작동시킴으로써 배터리(210)를 가열시키거나, 또는 냉매의 회수 열량이 부족할 경우 회수 열량을 보충해주는 냉각수 히터(115)가 구비되는 차량용 히트 펌프 시스템의 제어방법.12. The method of claim 11,
The cooling water circulation line (S),
A vehicle heat pump system provided with a coolant heater 115 that heats the battery 210 by operating the coolant heater 115 as an auxiliary heat source at the initial stage of starting the vehicle, or supplements the amount of heat recovered when the amount of heat recovered from the refrigerant is insufficient. control method.
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