KR102589928B1 - 공조 제어 시스템을 기반으로 차량에 구비된 복수의 컴프레서의 동작을 스위칭하기 위한 공조 제어 장치 및 방법 - Google Patents

공조 제어 시스템을 기반으로 차량에 구비된 복수의 컴프레서의 동작을 스위칭하기 위한 공조 제어 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 개시의 몇몇 실시예에 따른, 공조 제어 시스템을 기반으로 차량에 구비된 복수의 컴프레서의 동작을 스위칭하기 위한 공조 제어 장치가 개시된다. 상기 공조 제어 장치는 차량에 구비된 차량 엔진에 의해 구동되는 제 1 컴프레서; 상기 차량 엔진에 연결된 알터네이터로부터 생성된 전기 에너지에 의해 충전되는 배터리부; 상기 배터리부에 의해 구동되는 제 2 컴프레서; 상기 제 1 컴프레서 및 상기 제 2 컴프레서를 상기 차량에 구비된 공조 장치와 연결하는 스위칭 밸브; 및 상기 차량의 시동 여부에 기초하여, 상기 제 1 컴프레서, 상기 제 2 컴프레서 및 상기 스위칭 밸브의 동작을 제어하는 스위칭부를 포함할 수 있다.

Description

공조 제어 시스템을 기반으로 차량에 구비된 복수의 컴프레서의 동작을 스위칭하기 위한 공조 제어 장치 및 방법{AIR CONDITIONING CONTROL APPARATUS FOR SWITCHING OPERATION OF COMPRESSORS PROVIDED IN VEHICLE BASED ON AIR CONDITIONING CONTROL SYSTEM AND METHOD THEREFOR}
본 개시는 공조 제어 시스템을 기반으로 차량에 구비된 복수의 컴프레서의 동작을 스위칭하기 위한 공조 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량의 메인 배터리와 서브 배터리의 동작을 스위칭 함으로써, 공조 장치를 구동하기 위한 공조 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
화물을 운송하기 위한 운송 차량 중에는 냉장기/냉동기를 구비하는 차량들이 존재한다. 냉장기/냉동기를 구비하는 차량들은 신선 식품, 냉장 식품 또는 냉동 식품 등과 같은 식재료를 운반하기 위해 이용될 수 있다.
이와 같은 냉장기/냉동기는 차량에 구비된 엔진구동 컴프레서에 의해 구동될 수 있다. 엔진구동 컴프레서는 차량의 시동이 걸린 경우 엔진으로부터 기계식 에너지를 전달 받음으로써 구동될 수 있다. 그리고, 엔진구동 컴프레서는 냉장기/냉동기의 구동에 요구되는 유체(공기 또는 가스 등)를 냉장기/냉동기로 공급함으로써, 냉장기/냉동기가 차량의 화물칸의 공조를 수행하도록 할 수 있다.
화물칸에 식재료가 적재되어 있는 이상, 냉장기/냉동기는 지속적으로 공조를 수행해야 할 수 있다. 이에 따라, 차량에는 공회전이 발생될 수 있다. 냉장기/냉동기를 구동하기 위해서는 엔진구동 컴프레서의 구동도 함께 수반되어야 하는데, 이를 위해서는 엔진이 구동되어야 하기 때문일 수 있다.
그러나, 차량의 공회전이 지속되는 경우, 공회전으로 인한 불필요한 배기가스 및 유류비가 발생될 수 있다. 나아가, 공회전은 엔진은 물론 엔진과 연결된 배터리에도 손상을 일으킬 수 있다. 즉, 차량의 전체적인 수명에도 손상을 일으킬 수 있다.
대한민국 공개특허 제10-2021-0130009호
본 개시는 전술한 배경기술에 대응하여 안출된 것으로, 차량의 공조 장치를 구동하는 메인 컴프레서와 서브 컴프레서의 동작을 스위칭하기 위한 공조 제어 장치를 제공하고자 한다.
본 개시의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 개시의 일 실시예에 따라, 공조 제어 시스템을 기반으로 차량에 구비된 복수의 컴프레서의 동작을 스위칭하기 위한 공조 제어 장치가 개시된다. 상기 공조 제어 장치는 차량에 구비된 차량 엔진에 의해 구동되는 제 1 컴프레서; 상기 차량 엔진에 연결된 알터네이터로부터 생성된 전기 에너지에 의해 충전되는 배터리부; 상기 배터리부에 의해 구동되는 제 2 컴프레서; 상기 제 1 컴프레서 및 상기 제 2 컴프레서를 상기 차량에 구비된 공조 장치와 연결하는 스위칭 밸브; 및 상기 차량의 시동 여부에 기초하여, 상기 제 1 컴프레서, 상기 제 2 컴프레서 및 상기 스위칭 밸브의 동작을 제어하는 스위칭부; 를 포함할 수 있다.
또한, 상기 스위칭부는, 상기 공조 장치의 전원이 켜졌다고 결정되고, 상기 차량의 시동이 걸렸다고 결정된 경우, 상기 제 1 컴프레서를 통해 상기 공조 장치가 구동되도록 상기 제 1 컴프레서 및 상기 스위칭 밸브의 동작을 제어하고, 상기 공조 장치의 전원이 켜졌다고 결정되고, 상기 차량의 시동이 걸리지 않았다고 결정된 경우, 상기 제 2 컴프레서를 통해 상기 공조 장치가 구동되도록 상기 제 1 컴프레서 및 상기 스위칭 밸브의 동작을 제어하되, 상기 공조 장치의 전원이 꺼졌다고 결정된 경우, 상기 제 1 컴프레서 또는 상기 제 2 컴프레서를 통해 공조 장치가 구동되지 않도록, 상기 제 1 컴프레서 및 상기 제 2 컴프레서의 동작을 제어할 수 있다.
또한, 상기 배터리부의 동작을 제어함으로써, 상기 제 2 컴프레서의 동작을 제어하는 제어부; 를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 배터리부의 배터리 소모 이력에 기초하여 배터리 소모 패턴을 결정하고, 그리고 상기 제 2 컴프레서를 통해 상기 공조 장치가 구동되도록 상기 스위칭 밸브가 동작되는 경우, 상기 배터리 소모 패턴에 기초하여 상기 배터리부의 동작을 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 배터리 소모 패턴 및 상기 배터리부의 SOC(State Of Charge)에 기초하여 상기 배터리부의 소모 예상 시간을 결정하고, 그리고 상기 제 2 컴프레서를 통해 상기 공조 장치가 구동되도록 상기 스위칭 밸브가 동작되는 경우, 상기 소모 예상 시간에 기초하여, 상기 배터리부의 동작을 제어할 수 있다.
또한, 상기 배터리부의 동작을 제어함으로써, 상기 제 2 컴프레서의 동작을 제어하는 제어부; 및 상기 공조 장치가 공조를 수행하는 제 1 영역의 온도를 센싱하는 센싱부; 를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 센싱부를 통해 획득된 복수의 센싱값에 기초하여 상기 제 1 영역의 온도 변화 패턴을 결정하고 - 상기 복수의 센싱값은 상기 제 2 컴프레서를 통해 상기 공조 장치가 구동됨에 따라 센싱되는 제 1 시간 구간 동안의 제 1 영역의 온도에 대한 제 1 센싱값 및 상기 공조 장치가 구동되지 않음에 따라 센싱되는 제 2 시간 구간 동안의 제 1 영역의 온도에 대한 제 2 센싱값을 포함함 - , 상기 제 2 컴프레서를 통해 상기 공조 장치가 구동되도록 상기 스위칭 밸브가 동작되는 경우, 상기 제 1 영역의 온도 및 상기 온도 변화 패턴에 기초하여, 상기 배터리부의 동작을 제어할 수 있다.
본 개시에서 얻을 수 있는 기술적 해결 수단은 이상에서 언급한 해결 수단들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 해결 수단들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
차량의 엔진이 정지된 상태에서 냉동 장치 및 냉장 장치를 장시간 동안 원활하게 동작시킬 수 있는 공조 제어 장치 및 방법을 제공할 수 있도록 한다.
본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
다양한 양상들이 이제 도면들을 참조로 기재되며, 여기서 유사한 참조 번호들은 총괄적으로 유사한 구성요소들을 지칭하는데 이용된다. 이하의 실시예에서, 설명 목적을 위해, 다수의 특정 세부사항들이 하나 이상의 양상들의 총체적 이해를 제공하기 위해 제시된다. 그러나, 그러한 양상(들)이 이러한 특정 세부사항들 없이 실시될 수 있음은 명백할 것이다. 다른 예시들에서, 공지의 구조들 및 장치들이 하나 이상의 양상들의 기재를 용이하게 하기 위해 블록도 형태로 도시된다.
도 1은 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 공조 제어 시스템의 일례를 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 2는 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 공조 제어 장치에 의해 수행되는 동작의 일례를 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제 1, 제 2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 개시에서, 공조 제어 장치는 제 1 컴프레서 및 제 2 컴프레서의 동작을 스위칭할 수 있다. 예를 들어, 공조 제어 장치는 제 1 컴프레서를 통해 공조 장치가 구동되도록, 스위칭 밸브의 동작을 제어할 수 있다. 또는 공조 제어 장치는 제 2 컴프레서를 통해 공조 장치가 구동되도록, 스위칭 밸브의 동작을 제어할 수 있다. 여기서, 스위칭 밸브는 제 1 컴프레서, 제 2 컴프레서 및 공조 장치와 연결되어, 각각의 컴프레서로부터 토출되는 공기의 흐름을 제어하는 부재일 수 있다. 이하, 이하 도 1 및 도 2를 통해 공조 제어 장치가 제 1 컴프레서 및 제 2 컴프레서의 동작을 스위칭하는 방법에 대해 설명한다.
도 1은 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 공조 제어 시스템의 일례를 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 1을 참조하면, 공조 제어 시스템(1000)은 공조 제어 장치, 알터네이터(200), 차량 엔진(210) 및 공조 장치(300)를 포함할 수 있다.
공조 제어 장치는 제어부(110), 스위칭부(120), 스위칭 밸브(130), 제 1 컴프레서(140), 제 2 컴프레서(150), 배터리부(160) 및 센싱부(170)를 포함할 수 있다. 다만, 상술한 구성 요소들은 공조 제어 장치를 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 공조 제어 장치는 위에서 열거된 구성요소들 보다 많거나, 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다.
공조 제어 장치는 제어부(110) 또는 스위칭부(120)의 제어 하에 제 1 컴프레서(140) 또는 제 2 컴프레서(150)를 이용하여 공조 장치(300)를 구동할 수 있다.
제어부(110)는 통상적으로 공조 제어 장치의 전반적인 동작을 처리할 수 있다. 제어부(110)는 공조 제어 장치의 구성요소들을 통해 입력 또는 출력되는 신호, 데이터, 정보 등을 처리하거나 저장부에 저장된 응용 프로그램을 구동함으로써, 공조 제어 장치의 동작을 제어할 수 있다.
제어부(110)는 하나 이상의 코어로 구성될 수 있으며, 중앙 처리 장치(CPU: Central Processing Unit), 범용 그래픽 처리 장치(GPGPU: General Purpose Graphics Processing Unit), 텐서 처리 장치(TPU: Tensor Processing Unit) 등의 데이터 분석을 위한 프로세서를 포함할 수 있다.
스위칭부(120)는 스위칭 밸브(130)의 동작을 제어할 수 있다.
구체적으로, 스위칭부(120)는 차량의 시동 여부에 기초하여 제 1 컴프레서(140), 제 2 컴프레서(150) 및 스위칭 밸브(130)의 동작을 제어할 수 있다.
예를 들어, 스위칭부(120)는 제 1 컴프레서(140)를 통해 공조 장치(300)가 구동되도록 제 1 컴프레서(140) 및 스위칭 밸브(130)의 동작을 제어할 수 있다. 다른 예를 들어, 스위칭부(120)는 제 2 컴프레서(150)를 통해 공조 장치(300)가 구동되도록 제 2 컴프레서(150) 및 스위칭 밸브(130)의 동작을 제어할 수 있다. 여기서, 스위칭 밸브(130)는 제 1 컴프레서(140), 제 2 컴프레서(150) 및 공조 장치(300)와 연결되는 밸브일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 1 컴프레서(140)는 차량에 구비되는 메인 컴프레서일 수 있다. 제 1 컴프레서(140)는 차량의 시동이 걸린 경우, 차량 엔진(210)에 의해 구동될 수 있다. 제 2 컴프레서(150)는 차량에 구비되는 서브 컴프레서일 수 있다. 제 2 컴프레서(150)는 차량의 시동이 꺼진 경우, 배터리부(160)로부터 전력을 공급 받을 수 있다. 일반적으로, 컴프레서를 구동하기 위해서는 많은 양의 전력 또는 에너지가 소요될 수 있다. 따라서, 종래의 차량들은 차량의 시동이 걸림에 따라 차량 엔진(210)이 구동되는 경우에만 컴프레서를 통해 공조 장치를 구동할 수 있었다. 그러나, 차량 엔진(210)에 의해 컴프레서가 동작되는 경우에만 공조 장치가 구동되는 경우, 공회전이 지속적으로 발생되어, 차량의 수명에 문제가 발생될 수 있다. 이를 방지하기 위해, 본 개시에 따른 스위칭부(120)는 차량의 시동 여부에 기초하여 스위칭 밸브(130), 제 1 컴프레서(140) 및 제 2 컴프레서(150)의 동작을 제어할 수 있다.
본 개시에서, 스위칭부(120)는 제어부(110)의 제어 하에 동작될 수 있다. 또는 스위칭부(120) 및 제어부(110)는 하나의 모듈로서 구성될 수도 있다. 스위칭부(120)는 통상적으로 제 1 컴프레서(140), 제 2 컴프레서(150) 및 스위칭 밸브(130)의 전반적인 동작을 처리할 수 있다.
스위칭 밸브(130)는 제 1 컴프레서(140) 및 제 2 컴프레서(150)를 차량에 구비된 공조 장치(300)와 연결할 수 있다. 또는 스위칭 밸브(130)는 제 1 컴프레서(140), 제 2 컴프레서(150) 및 공조 장치(300)를 연결하는 파이프 또는 배관에 구비될 수 있다. 스위칭 밸브(130)는 전동식 3-way 밸브와 같은 형태로 구현될 수 있다.
스위칭 밸브(130)는 스위칭부(120)의 제어 하에 제 1 컴프레서(140) 또는 제 2 컴프레서(150)를 통해 공조 장치(300)가 구동되도록 야기할 수 있다.
제 1 컴프레서(140)(Compressor)는 차량에 구비된 차량 엔진(210)에 의해 구동될 수 있다. 제 1 컴프레서(140)는 공기 또는 가스를 압축하여 저장하고 있다가, 압축된 공기 또는 가스를 공조 장치(300)로 전달함으로써 공조 장치(300)가 냉장 또는 냉동을 수행하도록 야기하는 구성 요소일 수 있다. 이하, 제 1 컴프레서(140) 및 제 2 컴프레서(150)는 종래의 컴프레서가 이용될 수 있는 바, 컴프레서의 구체적인 동작 원리는 생략한다. 일 실시예에 따르면, 제 1 컴프레서(140)는 AC(Alternating Current) 컴프레서일 수 있다.
제 2 컴프레서(150)는 차량에 구비된 배터리부(160)에 의해 구동될 수 있다. 일례로, 제 2 컴프레서(150)는 배터리부(160)로부터 배터리부(160)에 충전된 전력을 공급 받을 수 있다. 제 2 컴프레서(150)는 공기 또는 가스를 압축하여 저장하고 있다가, 압축된 공기 또는 가스를 공조 장치(300)로 전달함으로써 공조 장치(300)가 냉장 또는 냉동을 수행하도록 야기하는 구성 요소일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 2 컴프레서(150)는 배터리부(160)로부터 충전된 전력을 공급 받을 수 있는 DC(Direct Current) 컴프레서일 수 있다.
배터리부(160)는 알터네이터(200)에 의해 생성된 전력을 이용하여 충전될 수 있다. 배터리부(160)는 차량의 전장 장치를 구동하기 위해 충전된 전력을 공급하거나 또는 제 2 컴프레서(150)의 구동을 위해 충전된 전력을 공급할 수 있다.
센싱부(170)는 공조 제어 장치 내 정보 또는 공조 장치(300)와 관련된 영역 내 정보를 센싱하기 위한 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센싱부(170)는 배터리 게이지(battery gauge) 또는 환경 센서(예를 들어, 기압계, 습도계, 온도계, 방사능 감지 센서, 열 감지 센서, 가스 감지 센서 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 제어부(110)는 이러한 센서들 중 적어도 둘 이상의 센서에서 센싱되는 정보들을 조합하여 활용할 수 있다.
본 개시에서, 센싱부(170)는 공조 장치(300)가 공조를 수행하는 제 1 영역의 온도를 센싱할 수 있다. 예를 들어, 공조 장치(300)는 차량의 화물칸에 구비된 냉장고 또는 냉동고에 대한 공조를 수행할 수 있다. 센싱부(170)는 냉장고 또는 냉동고의 내부 영역의 온도를 센싱할 수 있다.
한편, 알터네이터(200)는 차량 엔진(210)의 동작에 따라 발생되는 기계식 에너지를 이용하여 전력을 생산하는 구성 요소일 수 있다. 알터네이터(200)는 제너레이터(generator)일 수도 있다. 이하, 알터네이터(200)는 종래의 알터네이터가 이용될 수 있는 바, 알터네이터의 구체적인 동작 원리는 생략한다.
차량 엔진(210)은 차량에 구비되는 엔진일 수 있다. 본 개시에 따른 차량 엔진(210)은 제 1 컴프레서(140)의 구동을 수행할 수 있다.
공조 장치(300)는 　차량의 제 1 영역의 온도, 습도 도는 공기의 흐름을 조절하는 구성 요소일 수 있다. 공조 장치(300)는 　냉장기 또는 냉동기로 이해될 수도 있다.
이하에서는 도 1을 참조하여 설명된 본 개시에 따른 공조 제어 시스템(1000)을 기반으로 공조 제어 장치가 제 1 컴프레서(140) 및 제 2 컴프레서(150)를 제어하는 방법에 대해 설명한다.
도 2는 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 공조 제어 장치에 의해 수행되는 동작의 일례를 설명하기 위한 흐름도이다.
설명의 편의를 위해 도 2에서 동작은 스위칭부(120)에 의해 수행되는 일례로 작성되었으나, 도 2에서 동작은 제어부(110)에 의해 수행될 수도 있다. 또한, 상술한 바와 같이, 스위칭부(120)의 동작은 제어부(110)의 제어 하에 수행될 수도 있으며 또는 스위칭부(120) 및 제어부(110)는 하나의 모듈로 구성될 수도 있다.
도 2를 참조하면, 공조 제어 장치의 스위칭부(120)는 공조 장치(300)의 전원이 켜졌는지 여부를 결정할 수 있다(S110). 일례로, 스위칭부(120)는 공조 장치(300)의 전원을 센싱하는 적어도 하나의 센서를 통해 공조 장치(300)의 전원을 모니터링 함으로써, 공조 장치(300)의 전원이 켜졌는지 여부를 결정할 수 있다. 다른 일례로, 스위칭부(120)는 공조 장치(300)로부터 전원의 공급에 따라 발생되는 신호를 수신할 수도 있다.
본 개시에서, 공조 장치(300)의 전원이 켜졌다는 의미는 공조 장치(300)가 구동되고 있다는 의미는 아닐 수 있다. 예를 들어, 공조 장치(300)는 알터네이터(200), 배터리부(160) 또는 공조 장치(300)와 연결된 다른 배터리부로부터 전력을 공급 받을 수 있다. 공조 장치(300)는 전력을 공급 받은 경우, 전원이 켜질 수 있다. 그러나, 공조 장치(300)가 구동되기 위해서는 제 1 컴프레서(140) 또는 제 2 컴프레서(150)로부터 공기, 가스 또는 냉매 등을 공급 받아야 할 수 있다. 따라서, 공조 장치(300)의 전원이 켜졌다는 의미와 공조 장치(300)가 구동된다는 의미는 서로 다른 의미로 이해될 수 있다.
공조 장치(300)의 전원이 켜졌다고 결정된 경우(S120, Yes), 스위칭부(120)는 차량의 시동 여부를 결정할 수 있다(S130).
일례로, 스위칭부(120)는 차량의 시동을 센싱하는 적어도 하나의 센서를 통해 차량의 시동이 걸렸는지 여부를 결정할 수 있다. 다른 일례로, 스위칭부(120)는 차량의 시동이 걸림에 따라 발생되는 신호를 수신할 수도 있다. 여기서, 차량의 시동이 걸렸다는 의미는 차량 엔진(210)이 구동된다는 의미로 이해될 수 있다.
한편, 공조 장치(300)의 전원이 켜지지 않았다고 판단되는 경우(S120, No), 스위칭부(120)는 공조 장치(300)의 전원이 켜지는지 여부를 모니터링할 수 있다. 그리고, 스위칭부(120)는 제 1 컴프레서(140) 또는 제 2 컴프레서(150)를 통해 공조 장치(300)가 구동되지 않도록, 제 1 컴프레서(140) 및 제 2 컴프레서(150)의 동작을 제어할 수 있다.
차량의 시동이 걸렸다고 결정된 경우(S140, Yes), 스위칭부(120)는 제 1 컴프레서(140)를 통해 공조 장치(300)가 구동되도록 제 1 컴프레서(140) 및 스위칭 밸브(130)의 동작을 제어할 수 있다(S150).
구체적으로, 스위칭부(120)는 차량 엔진(210)을 통해 제 1 컴프레서(140)가 구동되도록, 제 1 컴프레서(140)의 동작을 제어할 수 있다. 스위칭부(120)는 제 1 컴프레서(140)의 구동에 따라, 제 1 컴프레서(140)에 의해 공조 장치(300)가 구동되도록 스위칭 밸브(130)의 동작을 제어할 수 있다. 이에 따라, 공조 장치(300)는 화물칸에 냉동 또는 냉방 기능을 제공할 수 있다.
차량의 시동이 걸리지 않았다고 결정된 경우(S140, No), 스위칭부(120)는 제 2 컴프레서(150)를 통해 공조 장치(300)가 구동되도록 제 2 컴프레서(150) 및 스위칭 밸브(130)의 동작을 제어할 수 있다(S160).
구체적으로, 차량의 시동이 걸리지 않은 경우, 제 1 컴프레서(140)는 구동되지 않을 수 있다. 또는, 차량 엔진(210)이 동작되지 않는 경우, 제 1 컴프레서(140)는 구동을 위한 기계적 에너지를 전달 받지 못할 수 있다. 따라서, 스위칭부(120)는 차량의 시동이 걸리지 않았다고 결정된 경우, 배터리부(160)에 충전된 전력을 이용하여 제 2 컴프레서(150)가 구동되도록, 제 2 컴프레서(150)의 동작을 제어할 수 있다. 스위칭부(120)는 제 2 컴프레서(150)의 구동에 따라, 제 2 컴프레서(150)에 의해 공조 장치(300)가 구동되도록 스위칭 밸브(130)의 동작을 제어할 수 있다. 이에 따라, 공조 장치(300)는 화물칸에 냉동 또는 냉방 기능을 제공할 수 있다.
상술한 구성에 따르면, 스위칭부(120)는 공조 장치(300)의 전원 공급 여부 및 차량의 시동이 걸렸는지 여부에 기초하여 제 1 컴프레서(140) 또는 제 2 컴프레서(150)를 통해 공조 장치(300)가 구동되도록, 제 1 컴프레서(140), 제 2 컴프레서(150) 및 스위칭 밸브(130)의 동작을 제어할 수 있다. 이에 따라, 공조 제어 장치는 차량의 시동이 꺼진 상태에서도 화물칸에 적재된 식재료를 안전하게 보관할 수 있다.
한편, 본 개시의 몇몇 실시예에 따르면, 공조 제어 장치의 전반적인 동작은 제어부(110)에 의해 수행될 수도 있다. 일례로, 제어부(110)는 배터리부(160)의 동작을 제어함으로써, 제 2 컴프레서(150)의 동작을 제어할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제어부(110)는 배터리부(160)의 배터리 소모 이력에 기초하여 배터리 소모 패턴을 결정할 수 있다. 여기서, 배터리 소모 이력은 배터리의 최대 충전량, 최대 방전량, 누적 충전량 또는 누적 방전량 등과 같은 배터리 소모에 관련되는 이력들을 포함할 수 있다. 배터리 소모 패턴은 배터리가 소모되는 패턴을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 배터리 소모 패턴은 충전에 소요되는 시간, 방전에 소요되는 시간, 충전량 대비 방전량에 기초하여 결정되는 충전에 소요되는 시간 및 충전량 대비 방전량에 기초하여 결정되는 방전에 소요되는 시간 등을 나타낼 수 있다. 스위칭부(120)에 의해 제 2 컴프레서(150)를 통해 공조 장치(300)가 구동되도록 스위칭 밸브(130)가 동작되는 경우, 제어부(110)는 배터리 소모 패턴에 기초하여 배터리부(160)의 동작을 제어할 수 있다.
구체적으로, 제어부(110)는 배터리 소모 패턴 및 배터리부(160)의 SOC(State Of Charge)에 기초하여 배터리부(160)의 소모 예상 시간을 결정할 수 있다. 여기서, SOC는 충전 상태 또는 충전량으로 이해될 수 있다. 배터리부(160)의 SOC는 센싱부(170)를 통해 센싱된 값에 의해 결정될 수 있다. 소모 예상 시간은 배터리에 충전된 전력이 모두 소모될 것으로 예상되는 시점을 나타낼 수 있다. 또는 소모 예상 시간은 배터리에 충전된 전력이 모두 소모되는데 소요되는 시간을 나타낼 수도 있다. 제어부(110)는 배터리부(160)의 소모 예상 시간이 결정되고, 제 2 컴프레서(150)를 통해 공조 장치(300)가 구동되도록 스위칭 밸브(130)가 동작되는 경우, 소모 예상 시간에 기초하여, 배터리부(160)의 동작을 제어할 수 있다.
예를 들어, 차량의 화물칸에 적재된 식재료의 적정 보관 온도는 10℃라고 가정할 수 있다. 화물칸의 온도는 공조 장치(300)가 구동되지 않더라도 일정 시간 동안 유지될 수 있다. 이와 같은 경우, 제 2 컴프레서(150)의 구동을 위해 배터리부(160)에 충전된 전력을 소비한다면 전력의 낭비가 발생될 수 있다. 따라서, 제어부(110)는 제 2 컴프레서(150)를 통해 공조 장치(300)가 구동되도록 스위칭 밸브(130)가 동작되는 경우, 배터리부(160)의 소모 예상 시간에 기초하여, 배터리부(160)의 동작을 제어할 수 있다. 일례로, 제어부(110)는 배터리부(160)의 소모 예상 시간이 근접한 경우, 사전 설정된 시간 간격으로 배터리부(160)에서 방전이 수행되지 않도록 배터리부(160)를 제어할 수 있다. 다시 말해, 제어부(110)는 배터리부(160)가 제 2 컴프레서(150)에 사전 설정된 시간 간격으로 전력을 공급하도록 배터리부(160)를 제어할 수 있다.
나아가, 센싱부(170)는 공조 장치(300)가 공조를 수행하는 제 1 영역의 온도를 센싱할 수 있다. 여기서, 제 1 영역은 냉장기 또는 냉동기가 구비된 차량의 화물칸 내부일 수 있다. 제어부(110)는 센싱부(170)를 통해 획득된 복수의 센싱값에 기초하여 제 1 영역의 온도 변화 패턴을 결정할 수 있다. 복수의 센싱값은 제 1 센싱값 및 제 2 센싱값을 포함할 수 있다. 제 1 센싱값은 제 2 컴프레서(150)를 통해 공조 장치(300)가 구동됨에 따라 센싱되는 제 1 시간 구간 동안의 제 1 영역의 온도에 대한 센싱값일 수 있다. 제 2 센싱값은 공조 장치(300)가 구동되지 않음에 따라 센싱되는 제 2 시간 구간 동안의 제 1 영역의 온도에 대한 센싱값일 수 있다. 제어부(110)는 제 1 센싱값 및 제 2 센싱값에 기초하여, 제 1 영역의 온도 변화 패턴을 결정할 수 있다. 제어부(110)는 제 1 영역의 온도 및 온도 변화 패턴에 기초하여, 배터리부(160)의 동작을 제어할 수 있다.
예를 들어, 제어부(110)는 센싱부(170)를 통해 센싱된 값에 기초하여, 제 1 영역의 온도를 결정할 수 있다. 제어부(110)는 센싱부(170)를 통해 획득된 복수의 센싱값에 기초하여 제 1 영역의 온도 변화 패턴을 결정할 수 있다. 제어부(110)는 센싱부(170)를 통해 센싱된 값에 기초하여 제 1 영역의 온도가 사전 결정된 범위 내에 존재한다고 결정할 수 있다. 제어부(110)는 온도 변화 패턴에 기초하여, 제 2 컴프레서(150)를 통해 공조 장치(300)를 구동하는 경우, 제 1 영역의 온도가 사전 결정된 범위 내에서 유지된다고 결정할 수 있다. 이 경우, 제어부(110)는 제 2 컴프레서(150)를 통해 공조 장치(300)가 구동되도록 배터리부(160)의 동작을 제어할 수 있다. 또는, 제어부(110)는 온도 변화 패턴에 기초하여, 공조 장치(300)가 구동되지 않더라도 소정의 시간 기간 동안 제 1 영역의 온도가 사전 결정된 범위 내에서 유지된다고 결정할 수 있다. 이 경우, 제어부(110)는 공조 장치(300)가 구동되지 않도록 배터리부(160)의 동작을 제어할 수 있다. 그리고, 소정의 시간 기간이 경과된 경우, 제어부(110)는 제 2 컴프레서(150)를 통해 공조 장치(300)가 구동되도록 배터리부(160)의 동작을 제어할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제어부(110)는 사용자로부터 제 1 영역의 냉장 또는 냉동을 요구하는 시간 기간을 입력 받을 수도 있다. 예를 들어, 제어부(110)는 KST 2022년 11월 08월 22:00 부터 KST 2022년 11월 09월 08:00 까지의 시간 기간 동안 제 1 영역의 냉장 또는 냉동이 수행되어야 한다고 사용자로부터 입력 받을 수 있다. 이 경우, 제어부(110)는 입력 받은 시간 기간, 배터리부(160)의 배터리 소모 예상 시간 및 온도 변화 패턴에 기초하여 제 2 컴프레서(150)가 구동되도록 배터리부(160)의 동작을 제어할 수 있다.
도 1 및 도 2를 통해 상술한 바에 따르면, 공조 제어 시스템(1000)을 기반으로 하는 공조 제어 장치는 알터네이터(200)의 동작 여부에 기초하여, 제 1 컴프레서(140) 및 제 2 컴프레서(150)의 동작을 스위칭할 수 있다. 이에 따라, 차량의 엔진이 지속적으로 공회전이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 개시를 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 개시의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 개시는 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.

Claims (5)

  1. 공조 제어 시스템을 기반으로 차량에 구비된 복수의 컴프레서의 동작을 스위칭하기 위한 공조 제어 장치로서,
    차량에 구비된 차량 엔진에 의해 구동되는 제 1 컴프레서;
    상기 차량 엔진에 연결된 알터네이터로부터 생성된 전기 에너지에 의해 충전되는 배터리부;
    상기 배터리부에 의해 구동되는 제 2 컴프레서;
    상기 제 1 컴프레서 및 상기 제 2 컴프레서를 상기 차량에 구비된 공조 장치와 연결하는 스위칭 밸브;
    상기 차량의 시동 여부에 기초하여, 상기 제 1 컴프레서, 상기 제 2 컴프레서 및 상기 스위칭 밸브의 동작을 제어하는 스위칭부;
    상기 배터리부의 동작을 제어함으로써, 상기 제 2 컴프레서의 동작을 제어하는 제어부; 및
    상기 공조 장치가 공조를 수행하는 제 1 영역의 온도를 센싱하는 센싱부;
    를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 센싱부를 통해 획득된 복수의 센싱값에 기초하여 상기 제 1 영역의 온도 변화 패턴을 결정하고 - 상기 복수의 센싱값은 상기 제 2 컴프레서를 통해 상기 공조 장치가 구동됨에 따라 센싱되는 제 1 시간 구간 동안의 제 1 영역의 온도에 대한 제 1 센싱값 및 상기 공조 장치가 구동되지 않음에 따라 센싱되는 제 2 시간 구간 동안의 제 1 영역의 온도에 대한 제 2 센싱값을 포함함 - ,
    상기 제 2 컴프레서를 통해 상기 공조 장치가 구동되도록 상기 스위칭 밸브가 동작되는 경우, 상기 제 1 영역의 온도 및 상기 온도 변화 패턴에 기초하여, 상기 배터리부의 동작을 제어하는,
    공조 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위칭부는,
    상기 공조 장치의 전원이 켜졌다고 결정되고, 상기 차량의 시동이 걸렸다고 결정된 경우, 상기 제 1 컴프레서를 통해 상기 공조 장치가 구동되도록 상기 제 1 컴프레서 및 상기 스위칭 밸브의 동작을 제어하고,
    상기 공조 장치의 전원이 켜졌다고 결정되고, 상기 차량의 시동이 걸리지 않았다고 결정된 경우, 상기 제 2 컴프레서를 통해 상기 공조 장치가 구동되도록 상기 제 1 컴프레서 및 상기 스위칭 밸브의 동작을 제어하되,
    상기 공조 장치의 전원이 꺼졌다고 결정된 경우, 상기 제 1 컴프레서 또는 상기 제 2 컴프레서를 통해 공조 장치가 구동되지 않도록, 상기 제 1 컴프레서 및 상기 제 2 컴프레서의 동작을 제어하는,
    공조 제어 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 배터리부의 배터리 소모 이력에 기초하여 배터리 소모 패턴을 결정하고, 그리고
    상기 제 2 컴프레서를 통해 상기 공조 장치가 구동되도록 상기 스위칭 밸브가 동작되는 경우, 상기 배터리 소모 패턴에 기초하여 상기 배터리부의 동작을 제어하는,
    공조 제어 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 배터리 소모 패턴 및 상기 배터리부의 SOC(State Of Charge)에 기초하여 상기 배터리부의 소모 예상 시간을 결정하고, 그리고
    상기 제 2 컴프레서를 통해 상기 공조 장치가 구동되도록 상기 스위칭 밸브가 동작되는 경우, 상기 소모 예상 시간에 기초하여, 상기 배터리부의 동작을 제어하는,
    공조 제어 장치.
  5. 삭제
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