KR102474376B1 - 압축기 제어 장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

압축기 제어 장치 및 그 방법이 개시된다.
본 발명의 실시 예에 따른 압축기 제어 장치 및 그 방법은, 차량의 운행에 따른 각종 센서로부터 운전정보를 검출하는 운전정보 검출기; 공조장치의 에어컨 작동을 위한 냉매를 압축하는 압축기; 및 차량의 가속상황에서 엔진 동력을 사용하는 상기 압축기의 작동율을 순간적으로 저감시키는 발진가속 제어를 수행하는 제어기를 포함하며, 상기 제어기는 운전패턴 및 차량의 열부하에 따른 발진가속 진입조건이 복수의 레벨로 정의된 제1 맵을 저장하고, 상기 차량의 열부하를 기반으로 결정된 상기 제1 맵의 제한된 레벨 범위 내에서, 소정 단위시간 운전자의 발진가속 진입빈도에 따른 운전패턴에 상응하는 최종 레벨의 발진가속 진입조건을 설정하여 상기 압축기의 발전가속 제어빈도를 조절한다.

Description

압축기 제어 장치 및 그 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING COMPRESSOR}

본 발명은 압축기 제어 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량의 공조 장치에 적용된 압축기 제어 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 동력성능과 연비는 지속적으로 개선되어야할 과제이며 각국의 규제 및 상품성에 많은 영향을 미치고 있다. 그러므로, 제조사들은 차량의 동력성능과 연비향상을 위한 연구를 지속하고 있으며 그 일환으로 보기류에 해당하는 공조 장치의 개선이 요구되고 있다.

공조 장치는 압축기, 증발기, 및 응축기로 이루어지며, 압축기는 증발기로부터 냉매를 흡입하여 압축한 후 압축된 냉매를 응축기로 토출하는 역할을 한다. 이러한 압축기는 엔진의 동력을 전달받으며 엔진의 제어상태(요구동력)에 따라 작동이 제한될 수 있다. 예컨대, 소정 APS(Accelerator Pedal Sensor)의 개도 조건에서는 에어컨 작동 정지(A/C CUT) 제어를 수행하여 요구동력을 확보할 수 있도록 제어하고 있다.

그러나, 종래의 공조장치는 차량의 평지/등판조건과 무관하게 동일한 APS 개도 조건에서 에어컨 작동정지(A/C CUT) 제어가 이루어지므로, 잦은 에어컨 A/C CUT 발생에 따른 냉방성능이 악화되는 단점이 있다.

또한, 상기 냉방성능의 단점을 개선하기 위해 A/C CUT이 발생되는 APS 개도 조건을 상향설정 하는 경우 많은 엔진토크가 필요한 등판조건에서의 A/C ON으로 엔진의 동력성능이 저하되는 문제가 있다.

이에, 당사의 특허문헌 한국등록특허 제1755518호에는 종래의 냉방성능과 동력성능의 상충관계 문제를 개선하기 위하여 냉방성능에 문제가 없는 범위 내에서 압축기를 정지하거나 듀티제어를 활용하는 기술을 개발한 바 있다.

한편, 최근에는 운전자의 운전패턴에 따라 과도하게 압축기의 작동이 제한되어 잦은 A/C CUT으로 인한 냉방성능 불만이 보고되고 있다.

그러나, 상기 특허문헌은 운전자의 운전패턴과 실내 열부하와는 무관하게 설정된 단일 로직에 따라 제어되기 때문에 운전자의 급가속 운전패턴으로 잦은 A/C CUT이 발생되는 문제를 해결할 수 없다.

또한, 반면 상대적으로 엑셀페달을 적게 밟는 완가속 운전패턴에서는 듀티 제어로직에서 듀티가 저감되기 시작하는 엑셀 개도 조건에 항상 못 미치는 수준으로 운전하기 때문에 연비 개선효과가 없는 문제점이 있다.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.

특허문헌 1 : 한국등록특허 제1755518호 (2017.07.07. 공고)

본 발명의 실시 예는 실내 열부하가 높으면 냉방성능을 극대화 하고 열부하가 낮으면 운전자의 운전패턴에 따라 압축기를 능동적으로 가변 제어하여 연비성능, 동력성능 및 냉방성능의 상충관계를 해결할 수 있는 압축기 제어 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 압축기 제어 장치는, 차량의 운행에 따른 각종 센서로부터 운전정보를 검출하는 운전정보 검출기; 공조장치의 에어컨 작동을 위한 냉매를 압축하는 압축기; 및 차량의 가속상황에서 엔진 동력을 사용하는 상기 압축기의 작동율을 순간적으로 저감시키는 발진가속 제어를 수행하는 제어기를 포함하며, 상기 제어기는 운전패턴 및 차량의 열부하에 따른 발진가속 진입조건이 복수의 레벨로 정의된 제1 맵을 저장하고, 상기 차량의 열부하를 기반으로 결정된 상기 제1 맵의 제한된 레벨 범위 내에서, 소정 단위시간 운전자의 발진가속 진입빈도에 따른 운전패턴에 상응하는 최종 레벨의 발진가속 진입조건을 설정하여 상기 압축기의 발전가속 제어빈도를 조절한다.

또한, 상기 제1 맵은 복수의 레벨로 설정된 차속 조건 및 엔진 rpm 구간별 APS(Accelerator Pedal Sensor) 개도 조건이 구분된 발진가속 진입조건 제어 상수를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제어기는 운전자의 발진가속 진입빈도가 일반 운전패턴에 비해 낮은 완가속 운전패턴으로 판단되면 상기 제1 맵에서 발진가속 진입빈도가 증가하는 방향으로 레벨을 이동시키고, 운전자의 발진가속 진입빈도가 상기 일반 운전패턴에 비해 높은 급가속 운전패턴으로 판단되면 상기 제1 맵에서 상기 발진가속 진입빈도가 감소하는 방향으로 레벨을 이동시킬 수 있다.

또한, 상기 제어기는 상기 운전패턴 및 차량의 열부하에 따라 상기 제1 맵에 선택된 최종 레벨을 발진가속 진입조건을 설정하는 제2 맵에 업데이트하고, 상기 운전정보 검출기에서 검출된 차속, 엔진 회전수 및 APS 개도에 따른 발진가속 진입여부를 파악할 수 있다.

또한, 상기 제어기는 에어컨 작동 시 상기 단위시간 주기로 APS 개도 및 엔진 회전수에 기초한 발진가속 진입빈도와 그 진입시간을 누계하여 상기 운전패턴을 파악할 수 있다.

또한, 상기 제어기는 상기 제1 맵에서의 레벨간 이동량을 결정하는 제3 맵을 활용하여, 설정된 레벨의 발진가속 진입조건을 토대로 상기 단위시간 동안 발진가속 진입빈도에 따른 제1 레벨 이동량 및 발진가속 진입시간에 따른 제2 레벨 이동량을 각각 산출할 수 있다.

또한, 상기 제어기는 상기 진입빈도에 따른 제1 레벨 이동량 및 진입시간에 따른 제2 레벨 이동량 중 이동량이 작은 값을 최종 이동량으로 결정하여 운전패턴 기반 이동 레벨을 결정할 수 있다.

또한, 상기 제어기는 상기 운전패턴을 기반으로 결정된 발진가속 진입조건 이동 레벨과 상기 차량 열부하 기반으로 결정된 레벨 제한치을 비교하여 그 중에서 낮은 레벨을 발진가속 진입조건으로 설정할 수 있다.

또한, 상기 제어기는, 실시간으로 검출된 차량 열부하를 차량 열부하 별 레벨 제한치가 설정된 제4 맵을 통해 확인하고 그 중에서 레벨 제한치가 가장 낮은 값을 최종 레벨 제한치로 결정할 수 있다.

또한, 상기 제4 맵은 외기온, 써미스터 온도, 압축기 듀티, 블로워 전압, INCA 온도, 일사량 온도, 전자동에어컨(FATC) 설정 온도 및 INTAKE 설정온도를 포함하는 열부하 항목에서 설정된 조건 별 레벨 제한치(Level limit)를 저장할 수 있다.

또한, 상기 제어기는 상기 최종 레벨을 토대로 APS 개도 및 엔진 rpm 조건 별 압축기 작동율 제한치(Duty Limit)가 설정된 제5 맵을 활용하여 차량의 APS 개도와 엔진 rpm에 대응하는 작동율 제한치로 압축기의 작동율을 제어할 수 있다.

또한, 상기 제어기는 상기 단위시간 동안 차속의 평균이 설정된 기준 차속 이하면 레벨 이동 없이 기존 설정된 레벨의 발진가속 유지조건을 유지할 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 일 측면에 따른, 차량의 가속 시 엔진 동력을 사용하는 공조장치의 압축기 작동율을 순간적으로 저감시키는 발진가속 제어를 수행하는 압축기 제어 장치의 압축기 제어 방법은, a) 차량의 에어컨이 작동되면 차량 운행에 따른 압축기의 제어를 위한 운전정보를 검출하는 단계; b) 운전패턴 및 차량의 열부하에 따른 발진가속 진입조건이 복수의 레벨로 정의된 제1 맵에서 지정된 초기 레벨을 선택하여 발진가속 진입조건을 설정하는 단계; c) 운전자의 운전패턴에 따른 소정 단위시간 동안 발진가속 진입빈도와 진입시간을 누계하여 상기 제1 맵에서의 이동 레벨을 결정하는 단계; d) 실시간으로 검출된 차량 열부하를 토대로 상기 제1 맵에서 선택 가능한 최종 레벨 제한치를 결정하는 단계; 및 e) 상기 이동 레벨과 상기 최종 레벨 제한치를 비교하여 낮은 값을 최종 레벨로 결정하고, 다음 단위시간 주기의 상기 발진가속 진입조건을 변경하는 단계를 포함한다.

또한, 상기 b) 단계는, 상기 초기 레벨의 발진가속 진입조건 제어 상수를 제2 맵에 업데이트하여 상기 초기 레벨에 기초한 차속, 엔진 회전수 및 APS 개도에 따른 발진가속 진입조건을 설정하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 c) 단계는, 상기 제1 맵에서의 레벨간 이동량을 결정하는 제3 맵을 활용하여, 설정된 레벨의 발진가속 진입조건을 토대로 상기 단위시간 동안 발진가속 진입빈도에 따른 제1 레벨 이동량을 산출하는 단계; 및 상기 단위시간 동안 발진가속 진입시간에 따른 제2 레벨 이동량을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 c) 단계는, 상기 제1 레벨 이동량 및 제2 레벨 이동량 중 이동량이 작은 값을 최종 이동량으로 결정하여 운전패턴 기반 이동 레벨을 선정하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 c) 단계는, 차량 열부하에 대한 레벨 제한치가 설정된 제4 맵을 통해 실시간으로 검출된 차량 열부하 인자 별 레벨 제한치를 추출하는 단계; 및 추출된 차량 열부하 인자 별 레벨 제한치 중에서 가장 낮은 값을 상기 최종 레벨 제한치로 결정하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 차량 열부하는 외기온, 써미스터 온도, 압축기 듀티, 블로워 전압, INCA 온도, 일사량 온도, 전자동에어컨(FATC) 설정 온도 및 INTAKE 설정온도 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

또한, 상기 c) 단계는, c-1) 차량의 차속, 엔진 회전수 및 APS 개도를 검출하여 상기 발진가속 진입조건을 충족하면 발진가속 진입으로 판단하는 단계; c-2) APS 개도 및 엔진 rpm 조건 별 압축기 듀티 제한치(Duty Limit)가 설정된 제5 맵을 활용하여, 상기 초기 레벨이 적용된 차량의 APS 개도와 rpm에 대응하는 듀티 제한치로 압축기의 작동율을 제어하는 단계; 및 c-3) 상기 발진가속 진입이 해제되면 발진가속 진입횟수와 진입시간을 누계하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 c-2) 단계는, 상기 듀티 제한치(Duty Limit)와 가변 용량형 압축기의 작동율 제어를 위한 기본 듀티(Duty_fatc) 중 낮은 값을 선택하여 압축기의 작동율을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 운전자의 운전패턴 및 차량의 열부하에 따라서 능동 가변 제어되는 압축기 제어 로직을 구현함으로써 하드웨어 추가에 따른 원가 및 중량 상승 없이 냉방성능, 연비성능 및 엔진동력 성능 간의 상충문제를 합리적으로 해결할 수 있다.

또한, 차량 열부하가 높은 조건에서는 냉방성능을 극대화 하여 실내온도를 쾌적하게 만드는데 집중하고, 실내 열부하가 낮아지면 압축기에 인가되는 엔진토크를 운전자의 운전패턴에 따라 최적 빈도로 제어함으로써 냉방성능을 확보함과 동시에 연비 개선효과를 극대화할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 압축기 제어 장치를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 운전자의 운전패턴에 따른 발진가속 제어를 최적화한 개념도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 발진가속 진입조건을 선택하기 위한 제1 맵(MAP_1)을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 제1 맵에서 선택된 레벨을 적용하여 발진가속 진입조건이 설정되는 제2 맵(MAP_2)을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 운전패턴 모니터링에 따른 레벨 이동량을 결정하기 위한 제3 맵(MAP_3)을 나타낸다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 차량 열부하에 따른 레벨 제한치가 설정된 제4 맵(MAP_4)을 나타낸다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 발진가속 듀티를 결정하는 제5 맵(MAP_5)을 나타낸다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 운전패턴 및 실내 열부하에 따라 능동가변 제어되는 압축기 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 가속발진 진입조건 설정에 따른 압축기 듀티 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 압축기 듀티 제어 방법의 연비평가 결과를 나타낸다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

또한, 이하 실시 예는 본 발명의 핵심적인 기술적 특징을 효율적으로 설명하기 위해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 명백하게 이해할 수 있도록 용어를 적절하게 변형, 또는 통합, 또는 분리하여 사용할 것이나, 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 결코 아니다.

이제 본 발명의 실시 예에 따른 압축기 제어 장치 및 그 방법에 대하여 도면을 참조로 하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 압축기 제어 장치를 개략적으로 나타낸 블록도이다.

첨부된 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 압축기 제어 장치(100)는 엔진(110), 공조 장치(120), 운전정보 검출기(130) 및 제어기(150)를 포함한다.

엔진(110)은 연료를 연소시켜 동력을 발생시킨다. 즉, 엔진(110)은 기존의 화석연료를 사용하는 가솔린 엔진 또는 디젤 엔진 등의 각종 엔진(110)이 이용될 수 있다.

엔진(110)은 공조 장치(120)의 압축기(121)의 작동을 위한 동력을 제공할 수 있다.

공조 장치(120)는 차량 내의 난방, 환기 및 냉방을 위하여 사용될 수 있다. 이를 위해, 공조 장치(120)는 압축기(121), 응축기(122) 및 증발기(123)를 포함한다. 공조 장치(120)는 압축기(121)의 작동율(듀티)이 증가할수록 냉방성능이 향상될 수 있다.

압축기(121)는 냉방을 위한 에어컨(A/C) 작동 시 증발기(123)로부터 냉매를 흡입하여 압축시킨다. 이러한 압축기(121)는 차량용 가변 용량형 압축기(121)로 구성될 수 있다.

압축기(121)는 압력조절밸브를 포함할 수 있으며, 압력조절밸브에 의하여 냉매의 압력을 조절할 수 있다.

응축기(122)는 압축기(121)에 의해 압축된 냉매를 응축하여 액화시킨다.

증발기(123)는 응축기(122)에 의해 액화된 냉매를 기화시킨다.

이러한 공조 장치(120)는 당업자에게 잘 알려져 있으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

운전정보 검출기(130)는 차량의 운행에 따른 각종 센서에서 측정된 운전정보를 검출한다. 여기서, 운전정보는 센서로부터 측정된 데이터거나 본 발명의 실시 예에 따른 제어에 필요한 형태로 가공된 정보일 수 있다.

예컨대, 운전정보 검출기(130)는 각종 센서로부터 차속, 엔진 회전수(RPM), APS, BPS, 가속도(경사도), 외기온, 실내 열부하 및 시간 등을 검출할 수 있다.

저장부(140)는 차량의 운용을 위한 프로그램 및 데이터를 저장하고, 그 운용에 따라 생성되는 데이터를 저장한다.

저장부(140)는 압축기(121)의 가변 제어를 위한 복수의 맵(MAP_1 ~ MPA_5)을 저장하고 이를 관리한다. 이러한 맵에 대해서는 뒤에서 자세히 설명한다.

제어기(150)는 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 운전패턴 및 실내 열부하에 따른 압축기(121)이 가변 제어를 위한 전반적인 동작을 제어한다.

제어기(150)는 차량의 정지상태에서의 발진이나 일정속도에서 추월가속을 위해 엑셀을 밟았을 때 가속으로 인해 연료가 많이 소모되는데 이때 엔진 동력의 일부를 사용하는 압축기(121)의 작동율(Duty)을 순간적으로 저감시키는 발진가속 제어를 수행한다. 상기 압축기(121)의 작동율(Duty)을 제어하는 발진가속 제어는 에어컨 작동시의 A/C 듀티 제어와 동일한 의미를 갖고 혼용될 수 있다.

제어기(150)는 발진가속 진입빈도를 얼마나 자주시킬 것인지 그 발진가속 진입 시 얼마만큼 작동율(Duty)을 저감 시킬 것인지를 운전자의 운전패턴 및 차량의 열부하에 따라 가변 설정되는 발진가속 제어조건에 따라 제어한다.

이를 위해, 제어기(150)는 운전패턴 및 차량의 열부하에 따른 발진가속 제어조건이 복수의 레벨로 정의된 제1 맵을 저장하고, 상기 차량의 열부하를 기반으로 결정된 상기 제1 맵의 제한된 레벨 범위 내에서, 소정 단위시간 운전자의 발진가속 진입빈도에 따른 운전패턴에 상응하는 레벨의 발진가속 진입조건을 설정하여 압축기의 발전가속 제어빈도를 조절한다.

제어기(150)는 에어컨 작동(A/C ON) 시 소정 단위시간 주기로 엑셀페달 작동량(APS 개도) 및 엔진 회전수(엔진 RPM)에 기초한 발진가속 제어빈도를 모니터링하여 운전자의 운전패턴을 파악한다. 상기 단위시간은 운전자의 단기 운전패턴을 파악하기 위해 정의된 한 주기의 시간이며, 이하 30초로 가정하여 설명하겠으나 본 발명의 실시 예가 이에 한정되는 것은 아니며 필요에 따라 변경 가능하다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 운전자의 운전패턴에 따른 발진가속 제어를 최적화한 개념도이다.

첨부된 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 제어기(150)는 일정 단위시간 운전자의 발진가속 제어빈도에 따라 완가속 패턴(Mild), 일반 패턴(Normal)(생략) 및 급가속 패턴(Dynamic/Sports)으로 운전패턴을 구분한다. 여기서 상기 운전패턴은 통상 운전자의 운전성향을 구분하는 마일드, 노말 및 다이나믹/스포츠 패턴과 유사하게 명명될 수 있으며, 각 운전패턴은 그 제어빈도에 따라 복수의 레벨로 더 세분화 될 수 있다(도 4의 제1 맵 참조).

제어기(150)는 냉방(Cool down) 이전에는 일반적인 A/C 듀티 제어로직으로 제어하고, 냉방 이후에는 고객의 운전패턴에 따라 공조연비를 개선하는 최적빈도로 A/C 듀티를 가변 제어할 수 있다.

예컨대, 제어기(150)는 상기 모니터링에 따른 발진가속 제어빈도가 일반 운전패턴에 비해 낮은 완가속 운전패턴으로 판단되면 발진가속 제어빈도가 증가하도록 A/C 듀티를 가변제어 하여 연비를 향상시킨다.

또한, 제어기(150)는 상기 모니터링에 따른 발진가속 제어빈도가 일반 운전패턴에 비해 높은 급가속 운전패턴으로 판단되면 상기 발진가속 제어빈도가 감소하도록 A/C 듀티를 가변제어 하여 냉방성능을 확보한다.

또한, 제어기(150)는 운전정보 검출기(130)에서 실시간으로 업데이트되는 차량 열부하를 확인하여, 차량 열부하 기반 A/C 듀티 가변 제어조건 제한치(limit)를 결정할 수 있다.

그리고, 제어기(150)는 상기 운전패턴을 기반으로 결정된 A/C 듀티 가변제어 조건과 상기 차량 열부하 기반으로 결정된 A/C 듀티 가변 제어조건 제한치를 비교하여 그 중에서 낮은 제어조건을 최종 A/C 듀티 가변 제어조건으로 설정하여 압축기(121)를 능동적으로 가변 제어할 수 있다.

이러한 본 발명의 실시 예에 따른 제어기(150)는 압축기(121)의 가변 제어를 통해 종래의 문제점으로 제시된 차량의 연비성능, 동력성능 및 냉방성능 간의 상충관계를 보다 합리적으로 해결하는 것을 목적으로 한다.

이를 위하여 차량의 열부하가 높은 조건에서는 냉방성능을 극대화 하여 실내온도를 쾌적하게 만드는데 집중하고, 차량의 열부하가 낮아지면 압축기(121)에 인가되는 엔진토크를 운전자의 운전패턴에 따라 최적 빈도로 제어하여 연비 개선효과를 극대화하는 특징을 갖는다.

한편, 제어기(150)는 상기한 목적과 특징에 따른 압축기(121)를 능동적으로 가변 제어하기 위하여 특유의 5개 맵(MAP)을 저장한다. 그리고, 이를 이용하여 운전자의 운전패턴 및 열부하를 고려한 발진가속 제어조건을 가변 설정하고 그에 따른 A/C 듀티를 가변제어 할 수 있다.

이하, 도 3 내지 도 7을 통해 본 발명의 압축기 가변 제어에 활용되는 제어 맵에 대하여 설명한다.

먼저, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 발진가속 진입조건을 선택하기 위한 제1 맵(MAP_1)을 나타낸다.

첨부된 도 3을 참조하면, 제1 맵은 운전자의 운전패턴 및 차량의 열부하에 따른 발진가속 진입조건을 선택할 수 있도록 복수의 레벨(Level/Phase)로 발진가속 진입조건 제어 상수(V1~S8)를 포함한다.

여기서, 제1 맵은 레벨 0 내지 레벨 9까지 총10레이 구성된 것으로 설명하겠으나 본 발명의 실시 예가 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 맵에 구분된 레벨의 개수와 그 상수들의 수치는 적용 차량의 사양 및 시험에 따라 변경될 수 있다.

또한, 각 레벨의 발진가속 진입조건 항목을 살펴보면, V1은 발진가속 진입을 판단하기 위한 차속 조건을 의미하며 레벨에 따라 20~30 kph까지 설정될 수 있다. A~C는 최종 선택된 레벨의 엔진 RPM에 따른 APS 개도량에 곱해지는 상수이고, S1~S8은 차량의 차속이 상기 V1을 만족한 상태에서 발진가속 진입을 판단하기 위해 엔진 RPM별 APS 개도에 곱해지는 상수(보정 계수)로써 각 상수는 1이하의 값으로 설정될 수 있다. 즉, 각 레벨은 발진가속 진입을 판단하기 위한 차속조건(V1) 및 엔진 RPM 구간별 APS 개도 조건(%이상)을 가변 시킬 수 있는 보정 상수를 포함한다.

이러한 제1 맵이 어떻게 활용되는지 다음의 도 4를 통해 살펴본다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 제1 맵에서 선택된 레벨을 적용하여 발진가속 진입조건이 설정되는 제2 맵(MAP_2)을 나타낸다.

첨부된 도 4를 참조하면, 제2 맵은 제1 맵에 구성된 복수의 레벨 중에서 선택된 하나의 최종 레벨이 적용되어 실제 차량의 발진가속 진입조건을 가변 제어하기 위한 연산하는 테이블이다.

제2 맵은 에어컨 작동 시 상기 제1 맵에서 선택된 최종 레벨의 상수가 업데이트되며, 이를 기준으로 운전자의 운전패턴에 따른 차속, 엔진 회전수 및 APS 개도량에 따른 발진가속 진입여부를 파악할 수 있다.

예컨대, 제어기(150)는 에어컨 작동 시 초기에 디폴트로 설정된 레벨 5의 발진가속 진입조건 제어 상수를 제2 맵에 업데이트하며, 상기 업데이트로 설정된 발진가속 진입조건을 토대로 단위시간(예; 30초) 동안의 차속, 엔진 회전수 및 APS 개도에 따른 발진가속 진입 여부를 모니터링 한다. 상기 레벨 5는 일반적인 운전패턴에 해당하는 것으로 볼 수 있다. 그리고, 다음 단위시간 주기에는 상기 모니터링 결과에 따라 결정되는 최종 레벨을 제2 맵에 업데이트하여 발진가속 진입조건을 가변설정 하는 과정을 반복한다.

가령, 제어기(150)는 에어컨 작동(A/C ON) 시 초기 30초(단위시간) 동안은 디폴트로 설정된 레벨 5를 제2 맵에 업데이트한다. 이때, 제어기(150)는 제2 맵에 레벨 5의 적용으로 운전정보 검출부(130)에서 검출된 차속이 20kph 이하(0 kph ≤ 차속 ＜V1)이고, 엔진 회전수와 APS 개도가 각 엔진 rpm 구간(800rpm~6000rpm) 별 APS 개도에 S1~S8의 상수를 각각 곱한 값 이상이면 발진가속 진입된 것으로 판단할 수 있다. 여기서, 상기 발진가속이 진입됐다는 것은 A/C 듀티 저감을 통해 압축기(121)의 작동량을 감소시키는 제어가 이루어졌다는 것을 의미한다.

한편, 제2 맵에 레벨 5를 적용하기 전인 종래의 단일 제어맵을 사용한 압축기 제어로직과 본 발명의 레벨을 적용 후 가변되는 압축기 제어로직의 차이점을 간단히 비교하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 제2 맵에 상기 레벨 5를 적용하기 전인 기본 발진가속 진입조건에서는 차속이 20kph 이하, 엔진 회전수가 800rpm인 경우 APS 개도가 35%이상이면 발진가속 진입으로 판단하여 듀티 저감을 통해 압축기(121)의 작동량을 감소시킨다.

하지만, 실질적으로 상기 차속이 20kph 이하, 엔진 회전수가 800rpm인 경우 APS 개도가 35%를 만족하는 조건은 거의 발생되지 않는다. 왜냐하면 상기 조건은 냉방성능을 확보하기 위한 방어적 설정으로 실제 상기 35%보다 엑셀을 더 밟거나 덜 밟는 사람이 존재하겠지만 대부분의 고객들의 APS 개도는 35%를 초과하지 않게 되고 완가속 패턴의 운전성향을 가질수록 그 진입 확률은 더 떨어진다. 그러므로, 도 2에서와 같이 완가속 패턴의 운전자는 A/C 듀티 제어빈도가 줄어들기 때문에 냉방성능을 확보할 수 있으나 연비효과가 미흡한 단점이 있으며, 더군다나 차량의 열부하가 낮은 조건에서는 그 냉방성능이 크게 요구되지 않기 때문에 불필요하다.

반면, 제2 맵에 상기 레벨 5를 적용하면, 위와 동일한 차속이 20kph 이하, 엔진 회전수가 800rpm이면, 기본 APS 개도 35에 그 보정 상수인 0.4(S1)를 곱하여 14%로 낮아진다. 이 경우, APS 개도가 14%로 저감되므로 그만큼 발진가속 진입시점이 빨라져 그 진입빈도와 진입유지시간도 늘어날 확률이 높아진다. 따라서, 도 2와 같이 완가속 패턴의 운전자의 A/C 듀티 제어빈도 증대를 통한 연비를 향상시킬 수 있다.

또한, 급가속 패턴의 운전자의 경우도 경우도 마찬가지로 A/C 듀티 제어빈도가 높으면 냉방성능이 떨어지며, 여기에 차량의 열부하가 높은 조건에서는 잦은 A/C 정지가 발생되어 불만이 야기될 수 있다. 그러므로, 그 운전패턴에 맞게 A/C 듀티 제어빈도 축소하여 냉방성능 확보할 수 있는 레벨의 적용이 필요하다.

이처럼, 레벨은 크게 A/C 듀티를 언제부터 저감할 것 인지, 또한 얼마나 저감할 것인지를 결정하는 두 가지 세션으로 나누어진다.

이러한 레벨은 제1 맵에서와 같이 0~9까지 나누고 고객의 운전패턴에 맞게 선택적으로 제2 맵에 적용할 수 있으며, 이때 차량의 열부하를 더 고려하여 그 레벨의 선택(이동)을 제한할 수 있다.

한편, 제어기(150)는 제2 맵을 통해 정지에서 출발시의 듀티 제어 로직인 발진가속 진입뿐 아니라 차속이 올라가면 그 차속안에서 엑셀 페달을 밟았을 때의 듀티 제어 로직인 추월가속 진입을 판단할 수 있다.

예컨대, 제어기(150)는 A/C ON 상태에서 검출된 차속이 V1이상 내지 60kph 미만(V1 ≤ 차속 ＜60kph)이고, 검출된 엔진 회전수와 APS 개도량이 각 엔진 rpm 구간(800rpm~6000rpm) 별 APS 개도 조건의 30% 증가 및 APS 각속도가 150%/sec 이상 증가한 것을 확인하면 추월가속 진입으로 판단할 수 있다. 상기 APS 각속도는 150%/sec 기울기를 기준으로 APS CAN 통신속도 기준 APS 변화율(예; 샘플링속도 10ms 기준 [APS(1) - APS(0)]/10ms ≥ 150%/sec)을 의미한다.

한편, 제어기(150)는 설정된 단위시간 동안 운전자의 운전패턴을 검출하여 상기 제2 맵을 통해 설정된 발진가속 및 추월가속 조건에 따라 설정된 운전패턴 모니터링구간(발진가속+발진/추월가속 경계구간)의 진입횟수와 진입시간을 측정한다. 여기서, 상기 진입횟수는 진입 후 해제 시 1회 카운트되고 상기 진입시간은 진입 후 해제 시까지 경과한 시간을 의미한다

제어기(150)는 단위시간 동안 운전패턴 모니터링구간의 진입횟수와 그 시간을 누계하여 진입빈도와 그 진입시간을 산출하고, 이를 각각의 레벨 이동량을 구하는데 활용한다.

한편, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 운전패턴 모니터링에 따른 레벨 이동량을 결정하기 위한 제3 맵(MAP_3)을 나타낸다.

첨부된 도 5를 참조하면, 제어기(150)는 제3 맵(MAP_3)을 활용하여 단위시간 동안 운전패턴 모니터링구간의 진입빈도에 따른 제1 레벨 이동량(Level_change_freq) 및 진입시간에 따른 제2 레벨 이동량(Level_change_time)을 각각 산출한다.

제어기(150)는 상기 진입빈도가 제3 맵에 설정된 기준횟수(예; 3)보다 많거나(+) 적은(-) 횟수만큼의 제1 레벨 이동량(±)을 산출한다.

제어기(150)는 상기 진입시간(Level_change_time)이 제3 맵에 설정된 기준 진입시간(예; 4.0초과 6.0이하)보다 길거나(+) 짧은(-) 시간만큼의 제2 레벨 이동량(±)을 산출한다. 상기 각 레벨 이동량은 단위시간당 최대 ±3단계를 초과하지 않도록 설정되고, 제1 맵에 설정된 최소 레벨 0에서 최대 레벨 9까지만 이동될 수 있도록 제한된다.

그리고, 제어기(150)는 상기 제1 레벨 이동량과 제2 레벨 이동량 중에서 작은 값을 최종 레벨 이동량으로 결정한다.

예컨대, 제어기(150)는 초기 레벨 5로 시작된 단위시간 동안 운전패턴 모니터링구간의 진입빈도가 2회(+1)이고, 진입시간이 총1.5초(+2)인 경우 두 값 중에서 낮은 값(+1)을 레벨 최종 이동량으로 결정한다.

그리고, 제어기(150)는 현재 레벨 5에서 +1만큼 상향 이동된 레벨 6을 발진가속 진입빈도 및 진입시간에 따라서 결정된 이동 레벨(Level_temp)로 결정하여 다음 단위시간으로 넘어가는 동시에 제2 맵에 업데이트할 수 있다.

이때, 제어기(150)는 전체 단위시간 동안 차속의 평균이 설정된 기준 차속(예; 5kph)이하인 경우 측정된 값이 무의미하므로 예외적으로 레벨 이동 없이 기존 레벨을 유지할 수 있다.

한편, 제어기(150)는 운전정보 검출기(130)를 통해 실시간으로 차량 열부하를 확인하여, 차량 열부하를 고려한 레벨 제한치(limit)를 설정할 수 있다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 차량 열부하에 따른 레벨 제한치가 설정된 제4 맵(MAP_4)을 나타낸다.

첨부된 도 6을 참조하면, 제4 맵은 외기온, 써미스터(EVAP) 온도, COMP Duty, 블로워 전압, INCA 온도, 일사량(Photo)온도, FATC 설정(Tset) 온도 및 INTAKE 설정온도를 포함하는 차량의 열부하와 각 열부하 항목에서 설정 조건 별 레벨 제한치(Level limit)를 저장한다. 이렇게 제4 맵은 열부하와 관련된 여러 인자들이 조합된 레벨 제안치를 설정하여 차량의 열부하에 대하여 보다 객관적인 판단을 한다.

상기 레벨 제한치(Level limit)는 앞선 설명에서 제1 맵은 레벨 0에서 최대 레벨 9까지 선택될 수 있으나 상기 열부하 조건을 반영하여 제1 맵에서의 레벨 선택범위를 제한하는 값이다. 가령, 차량의 외기온도가 35도인 경우 레벨 9이하(≤9)선택될 수 있으나 외기온도가 38도인 경우 레벨 2이하(≤2)로 선택가능한 범위가 축소되고, 40도를 초과하는 고온에서는 레벨 0으로 고정된다. 즉 차량의 열부하가 높아질수록 냉방성능을 확보하는 방향으로 레벨의 선택이 제한된다.

제어기(150)는 실시간으로 측정된 열부하 항목(인자)에서 결정된 레벨 제한치(Level limit) 중 가장 낮은 값을 최종 레벨 제한치(Final Level Limit)로 결정한다.

예를 들면, 측정된 열부하의 레벨 제한치가 외기온 25도(Level_limit=9), 써미스터 온도 6.0(Level_limit=9), COMP Duty 100%(Level_limit=0), 블로워 9.0V(Level_limit=9), INCA 22.5도 (Level_limit=9), Photo 0.5V(Level_limit=9), Tset 20도(Level_limit=9), INTAKE 0.31(Level_limit=5)이면 이중에서 가장 낮은 COMP Duty의 "0"을 최종 레벨 제한치로 결정한다.

한편, 제어기(150)는 운전패턴 기반 발진가속 진입빈도 및 진입시간에 따라 결정된 이동 레벨(Level_temp)과 상기 차량 열부하 기반으로 결정된 최종 레벨 제한치(Final Level Limit)를 비교하여 낮은 값을 최종 레벨(Level_current)로 결정한다.

즉, 운전패턴 기반으로 결정된 이동 레벨(Level_temp)은 열부하 기반으로 결정된 최종 레벨 제한치(Final Level Limit)를 초과할 수 없고 제안치 안에서만 이동 선택이 가능하다. 만약에 이동 레벨(예; 레벨 9)가 최종 레벨 제한치(예; 레벨 6)를 초과하는 경우 그 최종 레벨 제한치를 최종 레벨(예; 레벨 6)로 결정한다.

이렇게 운전패턴 기반으로 결정된 이동 레벨을 열부하 기반으로 결정된 최종 레벨 제한치로 제한하는 이유는 열부하와 관련된 여러 인자들을 통해 확인된 냉방성능을 확보하면서도 최대한 연비개선이 이루어지도록 발진가속 진입을 제어하기 위함이다.

제어기(150)는 결정된 최종 레벨을 매 단위시간마다 제2 맵에 업데이트하여 발진가속 진입조건을 재설정한다. 그리고 발진가속 진입조건은 차량의 시동 오프(OFF) 또는 에어컨 오프(A/C select OFF) 시 레벨 5로 초기화된다. 다만, 에어컨 작동(A/C select ON)이 유지된 상태에서 운전자가 의도하지 않은 브레이크 부압, 발진/추월 듀티 제어 등의 각종 원인에 의해 A/C Cut이 발생되는 경우 상기 최종 레벨 적용에 따른 발진가속 진입조건이 유지된다.

한편, 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 발진가속 듀티를 결정하는 제5 맵(MAP_5)을 나타낸다.

첨부된 도 7을 참조하면, 제5 맵은 최종 레벨이 적용된 발진가속 진입조건설정에 따른 운전자의 APS 개도량 충족으로 발진가속 진입 시 엔진 rpm 조건 별 A/C 듀티 제한치(Duty Limit)를 설정 발진가속 듀티 결정 테이블이다.

예컨대, 제5 맵에 최종 레벨 9가 적용된 것을 가정하면, 레벨 9의 진입 조건 제어 상수들이 제5 맵의 각 항목에 적용되어 APS 진입조건에 맞는 엔진 rpm 별 A/C 듀티 제한치로 제어한다. 상기 듀티 제한치는 차량에 기본 설정된 A/C 듀티 제어 값을 순간적으로 얼마나 저감할 것인지에 대한 값이다.

즉, 앞서 설명한 것과 같이, 제어기(150)는 최종 레벨(Level_current)의 진입조건 제어 상수 값(V1 및 S1~S8)을 매 단위시간 시작시점에 제2 맵에 업데이트하여 발진가속 진입조건을 설정한다.

이때, 상기 최종 레벨을 결정하여 발진가속 진입조건을 설정하는 것이 A/C 듀티 제어에 진입할 확률을 결정하는 것이라면, 상기 제5 맵은 발진가속 진입 시 A/C 듀티를 얼마나 저감할 것인지 결정하는 역할을 한다.

이상에서 설명된 제어기(150)는 설정된 프로그램에 의하여 동작하는 하나 이상의 프로세서로 구현될 수 있으며, 상기 설정된 프로그램은 본 발명의 실시 예에 따른 압축기 제어 방법의 각 단계를 수행하기 위한 일련의 명령을 포함하는 것으로 할 수 있다.

이하에서는 도 8 및 도 9를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 압축기 제어하는 방법에 대해 좀더 구체적으로 설명한다. 다만, 압축기 제어하는 방법을 설명함에 있어서 상술한 세부구성들은 하나의 압축기 제어 장치(100)에 통합될 수 있으므로 이를 주체로 설명하도록 한다.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 운전패턴 및 실내 열부하에 따라 능동가변 제어되는 압축기 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.

첨부된 도 8을 참조하면, 압축기 제어 장치(100)는 차량의 에어컨이 작동되면(A/C ON)(S101), 차량 운행에 따른 압축기(121)의 제어를 위한 운전정보를 검출한다(S102). 압축기 제어 장치(100)는 운전정보 검출기(130)를 통해 차속, APS 개도, BPS 작동여부, 엔진 RPM, 가속도, 외기온, 실내 열부하 및 A/C 작동 시간(Timer) 등을 검출할 수 있다.

압축기 제어 장치(100)는 차량의 발진가속 진입조건 가변제어를 위하여 복수의 레벨(Level)별로 진입조건 제어 상수를 구분하고 있는 제1 맵(MAP_1)에서 에어컨 작동 초기 디폴트로 설정된 레벨 5를 선택한다(S103).

압축기 제어 장치(100)는 선택된 레벨 5의 진입조건 상수를 제2 맵에 업데이트하여 레벨 5에 기초한 발진가속 진입조건을 설정한다(S104).

압축기 제어 장치(100)는 제2 맵에 설정된 발진가속 조건에 따라 설정된 모니터링구간의 진입횟수 및 진입시간을 측정한다(S105). 이때, 압축기 제어 장치(100)는 단위시간 동안 운전패턴 모니터링구간의 진입횟수와 그 시간을 누계하여 진입빈도와 그 진입시간을 산출할 수 있다.

압축기 제어 장치(100)는 제3 맵을 이용하여 상기 단위시간 동안 누계된 진입빈도에 따른 제1 레벨 이동량 및 진입시간에 따른 제2 레벨 이동량을 각각 산출한다(S106).

압축기 제어 장치(100)는 상기 진입빈도에 따른 제1 레벨 이동량 및 진입시간에 따른 제2 레벨 이동량 중 이동량이 작은 값을 최종 이동량으로 결정한다(S107).

압축기 제어 장치(100)는 발진가속 진입조건에 적용된 기존 레벨에 상기 최종 이동량을 더하여 운전패턴 기반 이동 레벨(Level_temp)을 결정한다(S108).

가령, 상기 S105 단계 내지 S108 단계를 예를 들어 설명하면, 초기 레벨 5로 시작된 단위시간 동안 운전패턴 모니터링구간의 진입빈도가 2회(+1)이고, 진입시간이 총1.5초(+2)인 경우 두 값 중에서 낮은 값(+1)을 레벨 최종 이동량으로 산출한다. 그리고, 기존 레벨 5에서 +1만큼 상향 이동된 레벨 6을 발진가속 진입빈도 및 진입시간에 따라서 결정된 이동 레벨(Level_temp)로 결정할 수 있다.

한편, 압축기 제어 장치(100)는 운전정보 검출기(130)를 통해 차량 열부하를 실시간으로 수집하고, 제4 맵을 이용하여 차량 열부하에 따른 레벨 제한조건을 추출한다(S109). 이때, 압축기 제어 장치(100)는 제4 맵을 통해 외기온, 써미스터(EVAP) 온도, COMP Duty, 블로워 전압, INCA 온도, 일사량(Photo)온도, FATC 설정(Tset) 온도 및 INTAKE 설정온도를 포함하는 차량 열부하 인자 별 레벨 제한치(Level limit)를 추출할 수 있다.

압축기 제어 장치(100)는 차량 열부하 인자 별 레벨 제한치 중에서 가장 낮은 값을 최종 레벨 제한치(Final Level Limit)로 결정한다(S110).

압축기 제어 장치(100)는 상기 운전패턴에 따라 결정된 이동 레벨(Level_temp)과 상기 차량 열부하 기반으로 결정된 최종 레벨 제한치(Final Level Limit)를 비교하여 낮은 값을 최종 레벨(Level_current)로 결정한다(S111).

예들 들면, 상기 운전패턴으로 도출된 이동 레벨이 레벨 6이고 차량 열부하로 도출된 최종 레벨 제한치가 레벨 8이면 레벨 6을 최종 레벨로 결정할 수 있다. 반면에, 상기 이동 레벨이 레벨 6이고 최종 레벨 제한치가 레벨 5이면, 이동 레벨은 최종 레벨 제한치 범위 내에서만 이동 가능하므로 상기 레벨 5를 최종 레벨로 결정할 수 있다.

압축기 제어 장치(100)는 에어컨 작동이 종료(A/C OFF)되지 않으면(S112; 아니오), 상기 S103 단계로 돌아가 단위시간이 끝나는 시점(혹은 다음 단위시간이 시작되는 시점)에 상기 최종 레벨(Level_current)을 제1 맵에서 선택함으로써 그에 따른 발진가속 진입조건을 변경한다.

다만, 압축기 제어 장치(100)는 상기 최종 레벨이 기존 레벨과 동일하거나 단위시간 동안 차속의 평균이 설정된 기준 차속(예; 5kph)이하인 경우 레벨 이동 업데이트 없이 기존 레벨을 유지한다.

반면, 상기 S112 단계에서, 압축기 제어 장치(100)는 에어컨 작동이 종료(A/C OFF)되면(S112; 예), 레벨 5로 초기화하고 압축기(121)의 능동 가변 제어 로직을 종료한다(S113).

한편, 상기 도 8의 S105 단계에서 제2 맵에 설정된 발진가속 조건에 따른 압축기 듀티 제어 방법을 다음의 도 9를 통해 구체적으로 설명한다.

도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 가속발진 진입조건 설정에 따른 압축기 듀티 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.

첨부된 도 9를 참조하면, 압축기 제어 장치(100)는 제2 맵에 초기 레벨 5에 기초한 발진가속 진입조건이 설정되면, 운전정보 검출기(130)로부터 차속, 엔진 회전수 및 APS 개도를 검출하여 발진가속 진입여부를 판단한다(S201).

압축기 제어 장치(100)는 상기 차속이 설정된 차속(V1) 이하가 아니거나(S202; 아니오), 상기 엔진 회전수 및 APS 개도가 발진가속 진입조건을 충족하지 않으면(S203; 아니오), 발진가속 진입으로 판단하지 않고 운전정보를 계속 검출한다.

반면, 압축기 제어 장치(100)는 상기 차속이 설정된 차속(V1) 이하이고(S202; 예), 상기 엔진 회전수 및 APS 개도가 제2 맵에 설정된 발진가속 진입조건을 충족하면(S203; 예), 발진가속 진입으로 판단한다.

이후, 압축기 제어 장치(100)는 차량의 발진가속 진입이 판단에 따른 압축기(121)의 작동량을 얼마나 저감시킬지 결정하는 과정을 수행한다.

압축기 제어 장치(100)는 제5 맵에 설정된 상기 발진가속 진입조건의 APS 개도에 해당하는 엔진 rpm 별 듀티 제한치(Duty_limit)를 결정한다(S204).

압축기 제어 장치(100)는 가변 용량형 압축기(121)의 작동율 제어를 위한 기본 듀티(Duty_fatc)와 제5 맵을 통해 결정된 엔진 rpm 별 듀티 제한치(Duty_limit) 중 낮은 값을 선택하여 압축기(121)의 작동율을 제어한다(S205). 이러한 압축기(121)의 작동율을 제어는 발진가속 진입해제 시까지 유지된다.

한편, 압축기 제어 장치(100)는 상기 압축기(121)의 작동율 제어를 차량의 차속, 엔진 회전수 및 APS 개도 중 적어도 하나가 발진가속 진입조건에서 벗어나 해제조건이 충족되면(S206; 예), 상기 압축기(121)의 작동율 제어를 해제한다(S207). 이때, 압축기 제어 장치(100)는 압축기(121)의 작동율 제어가 해제에 따른 발진가속 진입횟수 1회와 진입시간(초)을 누계한다.

압축기 제어 장치(100)는 설정 단위시간이 종료되지 않으면(S208; 아니오), 상기 S201 단계로 돌아가 과정을 반복하고, 단위시간이 종료되면(S208; 예), 단위시간 동안 운전패턴 모니터링구간의 진입횟수와 그 시간을 누계하여 진입빈도와 그 진입시간을 산출한다.

이후, 압축기 제어 장치(100)는 상기 도 8의 S106 단계 이후를 수행하여, 다음 단위시간에 적용되는 최종 레벨이 제1 맵에서 가변 선택되어(S103), 제2 맵에 업데이트되면(S104), 상기 도 9의 과정을 반복하여 최종 레벨에 따라 가변 설정된 발진가속 진입조건에 따른 압축기 제어를 수행할 수 있다.

한편, 도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 압축기 듀티 제어 방법의 연비평가 결과를 나타낸다.

첨부된 도 10을 참조하면, 기본 듀티 제어 로직과 본 발명의 실시 예에 따른 압축기 듀티 제어 로직을 비교 테스트한 결과 북미 인증연비(SC03 연비) 기준 약 1.0%, 인도 CITY 모드 약 2.0%, 실도로 A/C on 연비 2.5 ~ 5.0% 의 연비 개선효과가 있는 것으로 입증되었다.

이러한 본 발명의 실시 예에 따르면, 운전자의 운전패턴 및 차량의 열부하에 따라서 능동 가변 제어되는 압축기 제어 로직을 구현함으로써 하드웨어 추가에 따른 원가 및 중량 상승 없이 냉방성능, 연비성능 및 엔진동력 성능 간의 상충문제를 합리적으로 해결할 수 있는 효과가 있다.

또한, 차량 열부하가 높은 조건에서는 냉방성능을 극대화 하여 실내온도를 쾌적하게 만드는데 집중하고, 실내 열부하가 낮아지면 압축기에 인가되는 엔진토크를 운전자의 운전패턴에 따라 최적 빈도로 제어함으로써 냉방성능을 확보함과 동시에 연비 개선효과를 극대화할 수 있는 효과가 있다.

이상에서는 본 발명의 실시 예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예에만 한정되는 것은 아니며 그 외의 다양한 변경이 가능하다.

예컨대, 전술한 본 발명의 실시 예에서는 A/C ON 작동되면 초기 레벨 5를 적용하는 것으로 설명하였으나 이에 한정되지 않으며, 상기 A/C ON 작동 시점에 실시간으로 측정된 차량 열부하의 레벨 제한치가 "0"인 경우 초기 값을 레벨 0으로 적용하여 발진가속 조건을 설정할 수 있다. 즉, 상기 A/C ON 작동 시점에서도 예외없이 차량 열부하에 따른 레벨 제한치를 적용할 수 있는 것이다.

또한, 전술한 설명에서 엑셀페달 작동량을 APS 개도량으로 설명하였으나 이는 운전자가 엑셀페달을 밟는 정도, 엑셀페달을 밟는 양, 엑셀페달 위치 값, 밟는 깊이 등을 측정하는 어떠한 형태의 엑셀페달 센서 값을 포함하는 의미를 갖는다.

본 발명의 실시 예는 이상에서 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시 예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시 예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.

이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

100: 압축기 제어 장치
110: 엔진
120: 공조 장치
121: 압축기
122: 응축기
123: 증발기
130: 운전정보 검출기
140: 저장부
150: 제어기

Claims (20)

1. 차량의 운행에 따른 각종 센서로부터 운전정보를 검출하는 운전정보 검출기;
   공조장치의 에어컨 작동을 위한 냉매를 압축하는 압축기; 및
   차량의 가속상황에서 엔진 동력을 사용하는 상기 압축기의 작동율을 순간적으로 저감시키는 발진가속 제어를 수행하는 제어기를 포함하며,
   상기 제어기는 운전패턴 및 차량의 열부하에 따른 발진가속 진입조건이 복수의 레벨로 정의된 제1 맵을 저장하고, 상기 차량의 열부하를 기반으로 결정된 상기 제1 맵의 제한된 레벨 범위 내에서, 소정 단위시간 운전자의 발진가속 진입빈도에 따른 운전패턴에 상응하는 최종 레벨의 발진가속 진입조건을 설정하여 상기 압축기의 발전가속 제어빈도를 조절하되,
   상기 운전자의 발진가속 진입빈도가 일반 운전패턴에 비해 낮은 완가속 운전패턴으로 판단되면 상기 제1 맵에서 발진가속 진입빈도가 증가하는 방향으로 레벨을 이동시키고,
   상기 운전자의 발진가속 진입빈도가 상기 일반 운전패턴에 비해 높은 급가속 운전패턴으로 판단되면 상기 제1 맵에서 상기 발진가속 진입빈도가 감소하는 방향으로 레벨을 이동시키는 압축기 제어 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 맵은
   복수의 레벨로 설정된 차속 조건 및 엔진 rpm 구간별 APS(Accelerator Pedal Sensor) 개도 조건이 구분된 발진가속 진입조건 제어 상수를 포함하는 압축기 제어 장치.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 제어기는
   상기 운전패턴 및 차량의 열부하에 따라 상기 제1 맵에서 선택된 최종 레벨을 적용하여 발진가속 진입조건을 설정하는 제2 맵에 업데이트하고, 상기 운전정보 검출기에서 검출된 차속, 엔진 회전수 및 APS 개도에 따른 발진가속 진입여부를 파악하는 압축기 제어 장치.
5. 제1항, 제2항 및 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제어기는
   에어컨 작동 시 상기 단위시간 주기로 APS 개도 및 엔진 회전수에 기초한 발진가속 진입빈도와 그 진입시간을 누계하여 상기 운전패턴을 파악하는 압축기 제어 장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 제어기는
   상기 제1 맵에서의 레벨간 이동량을 결정하는 제3 맵을 활용하여, 설정된 레벨의 발진가속 진입조건을 토대로 상기 단위시간 동안 발진가속 진입빈도에 따른 제1 레벨 이동량 및 발진가속 진입시간에 따른 제2 레벨 이동량을 각각 산출하는 압축기 제어 장치.
7. 제6항 있어서,
   상기 제어기는
   상기 진입빈도에 따른 제1 레벨 이동량 및 진입시간에 따른 제2 레벨 이동량 중 이동량이 작은 값을 최종 이동량으로 결정하여 운전패턴 기반 이동 레벨을 결정하는 압축기 제어 장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 제어기는
   상기 운전패턴을 기반으로 결정된 발진가속 진입조건 이동 레벨과 상기 차량 열부하 기반으로 결정된 레벨 제한치을 비교하여 그 중에서 낮은 레벨을 발진가속 진입조건으로 설정하는 압축기 제어 장치.
9. 제1항에 있어서,
   상기 제어기는
   실시간으로 검출된 차량 열부하를 차량 열부하 별 레벨 제한치가 설정된 제4 맵을 통해 확인하고 그 중에서 레벨 제한치가 가장 낮은 값을 최종 레벨 제한치로 결정하는 압축기 제어 장치.
10. 제9항에 있어서,
    상기 제4 맵은
    외기온, 써미스터 온도, 압축기 듀티, 블로워 전압, INCA 온도, 일사량 온도, 전자동에어컨(FATC) 설정 온도 및 INTAKE 설정온도를 포함하는 열부하 항목에서 설정된 조건 별 레벨 제한치(Level limit)를 저장하는 압축기 제어 장치.
11. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는
    상기 최종 레벨을 토대로 APS 개도 및 엔진 rpm 조건 별 압축기 작동율 제한치(Duty Limit)가 설정된 제5 맵을 활용하여 차량의 APS 개도와 엔진 rpm에 대응하는 작동율 제한치로 압축기의 작동율을 제어하는 압축기 제어 장치.
12. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는
    상기 단위시간 동안 차속의 평균이 설정된 기준 차속 이하면 레벨 이동 없이 기존 설정된 레벨의 발진가속 유지조건을 유지하는 압축기 제어 장치.
13. 차량의 가속 시 엔진 동력을 사용하는 공조장치의 압축기 작동율을 순간적으로 저감시키는 발진가속 제어를 수행하는 압축기 제어 장치의 압축기 제어 방법에 있어서,
    a) 차량의 에어컨이 작동되면 차량 운행에 따른 압축기의 제어를 위한 운전정보를 검출하는 단계;
    b) 운전패턴 및 차량의 열부하에 따른 발진가속 진입조건이 복수의 레벨로 정의된 제1 맵에서 지정된 초기 레벨을 선택하여 발진가속 진입조건을 설정하는 단계;
    c) 운전자의 운전패턴에 따른 소정 단위시간 동안 발진가속 진입빈도와 진입시간을 누계하여 상기 제1 맵에서의 이동 레벨을 결정하는 단계;
    d) 실시간으로 검출된 차량 열부하를 토대로 상기 제1 맵에서 선택 가능한 최종 레벨 제한치를 결정하는 단계; 및
    e) 상기 이동 레벨과 상기 최종 레벨 제한치를 비교하여 낮은 값을 최종 레벨로 결정하고, 다음 단위시간 주기의 상기 발진가속 진입조건을 변경하는 단계;
    를 포함하는 압축기 제어 방법.
14. 제13항에 있어서,
    상기 b) 단계는,
    상기 초기 레벨의 발진가속 진입조건 제어 상수를 제2 맵에 업데이트하여 상기 초기 레벨에 기초한 차속, 엔진 회전수 및 APS 개도에 따른 발진가속 진입조건을 설정하는 단계를 포함하는 압축기 제어 방법.
15. 제13항 또는 제14항에 있어서,
    상기 c) 단계는,
    상기 제1 맵에서의 레벨간 이동량을 결정하는 제3 맵을 활용하여, 설정된 레벨의 발진가속 진입조건을 토대로 상기 단위시간 동안 발진가속 진입빈도에 따른 제1 레벨 이동량을 산출하는 단계; 및
    상기 단위시간 동안 발진가속 진입시간에 따른 제2 레벨 이동량을 산출하는 단계를 포함하는 압축기 제어 방법.
16. 제15항 있어서,
    상기 c) 단계는,
    상기 제1 레벨 이동량 및 제2 레벨 이동량 중 이동량이 작은 값을 최종 이동량으로 결정하여 운전패턴 기반 이동 레벨을 선정하는 단계를 포함하는 압축기 제어 방법.
17. 제13항 또는 제14항에 있어서,
    상기 c) 단계는,
    차량 열부하에 대한 레벨 제한치가 설정된 제4 맵을 통해 실시간으로 검출된 차량 열부하 인자 별 레벨 제한치를 추출하는 단계; 및
    추출된 차량 열부하 인자 별 레벨 제한치 중에서 가장 낮은 값을 상기 최종 레벨 제한치로 결정하는 단계를 포함하는 압축기 제어 방법.
18. 제13항에 있어서,
    상기 차량 열부하는
    외기온, 써미스터 온도, 압축기 듀티, 블로워 전압, INCA 온도, 일사량 온도, 전자동에어컨(FATC) 설정 온도 및 INTAKE 설정온도 중 적어도 하나를 포함하는 압축기 제어 방법.
19. 제13항 또는 제14항에 있어서,
    상기 c) 단계는,
    c-1) 차량의 차속, 엔진 회전수 및 APS 개도를 검출하여 상기 발진가속 진입조건을 충족하면 발진가속 진입으로 판단하는 단계;
    c-2) APS 개도 및 엔진 rpm 조건 별 압축기 듀티 제한치(Duty Limit)가 설정된 제5 맵을 활용하여, 상기 초기 레벨이 적용된 차량의 APS 개도와 rpm에 대응하는 듀티 제한치로 압축기의 작동율을 제어하는 단계; 및
    c-3) 상기 발진가속 진입이 해제되면 발진가속 진입횟수와 진입시간을 누계하는 단계;
    를 포함하는 압축기 제어 방법.
20. 제19항에 있어서,
    상기 c-2) 단계는,
    상기 듀티 제한치(Duty Limit)와 가변 용량형 압축기의 작동율 제어를 위한 기본 듀티(Duty_fatc) 중 낮은 값을 선택하여 압축기의 작동율을 제어하는 단계를 포함하는 압축기 제어 방법.
    

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